KR100563140B1

KR100563140B1 - 런플랫 타이어 서포트링용 고무 조성물

Info

Publication number: KR100563140B1
Application number: KR1020040075917A
Authority: KR
Inventors: 김병석; 손정호
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2006-03-21

Abstract

본 발명은 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함한 부타디엔 고무와 천연고무를 원료고무로서 포함한 런플랫 타이어 서포트링 고무조성물을 제공하는 바, 이는 종래의 타이어용 고무 조성물과 비교하여 고인장, 고경도, 저발열성에서 우수하며 특히 비중이 낮아 가벼운 고무조성물로 타이어 부가 장착물인 서포트링의 중량 감소역할을 하며 동시에 고온에서 tanδ가 낮아 타이어 트레드와 닿아 회전시 발열이 적어 서포트링 고무조성물로서 유용하다.

Description

런플랫 타이어 서포트링용 고무 조성물{Rubber composition for run-flat tire support-ring}

본 발명은 런플랫 타이어 서포트링용 고무 조성물에 관한 것이다.

외부 충격으로 인해 타이어가 손상되면 자동차가 사실상 주행이 불가능한 상태에 봉착하게 된다. 이러한 경우에는 일반적으로 차량에 준비되어 있는 스페어 타이어를 꺼내 교체하거나 또는 가까운 자동차 정비소에 연락하여 이러한 상황을 해결하고 있다.

위의 상황은 차량이 저속 주행 상태인 경우 혹은 주행상태가 아닌 경우에 해당하며, 고속으로 주행시 타이어의 이상현상이 발생할 경우 이를 대처하는 방법은 쉽지 않으며 불가피하게 사고가 발생하게 되고, 대형사고의 위험성마저 내재하고 있다.

이러한 위험성을 없애고 안전한 타이어를 만들기 위해 최근에 차량의 하중을 그대로 지지하며 일정한 속도와 거리를 안전하게 주행할 수 있도록 하는 타이어의 구조가 개발되고 있으며, 그러한 타이어 구조 중의 하나가 서포트링 타입 런플랫 타이어이다.

런플랫 타이어의 서포트링은 평상시에는 일반 공기압 타이어의 휠에 장착되어 있으며 일반타이어와 동일하나, 펑크같은 갑작스런 사고에 의해 타이어 공기압이 급격히 줄어드는 경우 휠과 타이어 트레드 내부면 사이에 있는 서포트링이 타이어 대신 하중지지의 작용을 하여 펑크시에 차량 사고발생을 방지하며 일정거리를 주행할 수 있는 능력을 부여한다. 따라서, 서포트링은 중량이 낮고, 고경도, 저발열, 열노화 특성이 우수해야 한다.

한편, 종래 타이어 고무 제품의 경우 사용에 필요한 경도와 물성을 얻기 위해 보강성 필러을 충진시켜 사용하였다. 이러한 보강성 필러의 비중은 1.8~2.0 정도인 바, 이것이 고무제품의 비중을 높이는 주 원인으로 작용하며 결과적으로 중량을 낮추지 못하여 타이어 경량화에 많은 문제가 있었다. 특히 서포트링 타입의 타이어는 서포트링 자체의 중량으로 인한 중량 증가를 막을 수 없다.

이에, 본 발명은 서포트링에 경량화 특성을 부여하기 위한 방안을 모색하던 중, 원료고무로서 천연고무와 더불어 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함하는 부타디엔 고무를 적용한 결과, 기존의 보강성 필러의 함량을 줄이는 동시에 경도와 물성을 유지할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔(Syndiotactic 1,2-Polybutadiene)을 포함하는 부타디엔 고무를 사용함으로써 경량화되고, 사출성 또 한 향상된 서포트링용 고무 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 서포트링용 고무 조성물은 천연고무 20 내지 80중량%와 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함한 부타디엔 고무 20 내지 80중량%로 이루어진 원료고무 100중량부에 대해 실리카 20 내지 50중량부를 포함하는 것임을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 보강성 필러의 역할을 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔이 분담해 줌으로써 적은 양의 필러만을 충진시켜 서포트링에 필요한 경도와 물성을 유지하며 가벼운 고무제품을 제조할 수 있도록 한 런플랫 타이어의 서포트링용 고무 조성물에 관한 것이다.

통상 보강성 필러의 비중은 1.8~2.0이며 사용되는 조건에 맞게 충진할 경우 고무 조성물의 중량에 가장 큰 영향을 미치는 인자로서, 이의 함량을 줄이면 고무 조성물의 중량감소를 얻을 수 있는 장점이 있다. 그러나 보강성 필러의 함량을 줄이기는 어려운데, 이는 요구되어지는 물성 수준 때문으로 물성과 경도만 만족한다면 보강성 필러의 양을 줄여 가벼운 고무 조성물을 만들 수 있다. 즉, 보강성 필러의 역할을 해 줄 수 있는 개체가 필요하며, 본 발명에서는 이러한 역할을 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔이 수행함으로써 물성과 경도를 유지하면서도 가벼운 고무 조성물을 제조 가능하게 된 것이다.

즉, 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔은 기존의 고무 조성물에 보강 역할을 하는 보강성 필러의 역할을 해주어 보강성 필러로 인한 중량 증가를 막는 역할을 해주며 고온에서의 내발열성이 우수하다.

이같은 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함하는 부타디엔 고무를 전체 원료고무 중 20 내지 80중량%로 포함하는 바, 부타디엔 고무는 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 부타디엔 고무 중 15 내지 90중량%로 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 부타디엔 고무는 비중이 25℃에서 0.9 내지 1.0이고 수평균분자량이 5,000 내지 200,000이며, 분자량 분포가 1.5 내지 5.0인 것이 바람직하다.

만일, 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔의 함량이 15중량% 미만으로 포함된 부타디엔 고무를 사용하면 보강성 필러의 역할을 해주지 못하며 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔의 함량이 90중량% 초과인 부타디엔 고무를 사용할 경우 내발열성에 불리할 수 있다.

이같은 부타디엔 고무의 함량이 전체 원료고무 중 10중량% 미만이면 보강역할의 저하로 인한 물성 및 경도의 저하를 가져오며 80중량% 초과면 고무의 고유물성의 저하로 인한 물성저하로 인해 서포트링에 필요한 경도와 물성을 얻을 수 없는 문제가 있을 수 있다.

이외의 원료고무는 천연고무이다.

한편, 본 발명에서는 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함한 부타디엔 고무의 사용으로 인해 보강성 충진제인 실리카의 함량이 원료고무 100중량부에 대해 20 내지 50중량부이면 된다.

실리카의 함량을 증량시키게 되면 비중이 높아져 연비 측면에서 바람직하지 않다.

이하 본 발명을 다음의 실시예와 시험예로 설명하고자 하며 이들이 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.

<실시예1>

원료고무로 천연고무 40중량부와 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함한 부타디엔 고무 60중량부를 사용하고, 이에 대하여 충진제로 실리카 40중량부를 혼합하여 고무 조성물을 제조하였다.

<비교예1>

원료고무로 천연고무 100중량부, 충진제로 실리카 80중량부를 혼합하여 고무 조성물을 제조하였다.

<비교예2>

원료고무로 천연고무 60중량부와 부타디엔고무 40중량부를 사용하고, 이에 대해 실리카 60중량부를 혼합하여 서포트링용 고무 조성물을 제조하였다.

<비교예3>

원료고무로 천연고무 40중량부와 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함한 부타디엔 고무 60중량부를 사용하고, 이에 대하여 충진제로 실리카 60중량부를 혼합하여 고무 조성물을 제조하였다.

<비교예4>

원료고무로 천연고무 60중량부와 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함한 부타디엔 고무 40중량부를 사용하고, 이에 대하여 충진제로 실리카 60중량부를 혼합하여 고무 조성물을 제조하였다.

항 목	실시예1	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
천연고무	40	100	60	40	60
신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함한 부타디엔 고무^*	60	-	-	60	40
부타디엔 고무	-	-	40	-	-
실리카	40	80	60	60	60
산화아연	3	3	3	3	3
스테아린산	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
*신디오태틱 1,2-폴리부타디엔 함량 17%이며, 25℃에서의 비중이 0.91이고 수평균분자량이 550,000이며 분자량 분포 3.2인 부타디엔 고무, VCR617, UBE사 제품

<시험예>

상기 실시예 및 비교예에서 배합한 고무조성물은 150℃에서 30분간 가류하였으며 가류된 쉬트에 대해 ASTM 규정에 의거 인장 특성, tanδ, 비중, 마모시험을 수행하여 그 결과를 다음 표 2에 정리하였다.

항 목		실시예1	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
인장특성	경도	68	81	62	72	74
	인장강도	157	174	169	168	171
	신장율(%)	484	575	515	497	520
비중		1.054	1.151	1.121	1.104	1.115
tanδ @ 60℃		0.140	0.165	0.187	0.155	0.142

상기 표 2의 결과로부터, 비교예 1과 같이 천연고무만을 원료고무로서 포함하고 실리카를 80중량부로 사용한 경우에는 인장특성은 우수하나 비중이 지나치게 높고 그에 따라 연비성능이 현저히 떨어짐을 알 수 있으며, 천연고무와 부타디엔고무를 혼용하면서 실리카의 함량을 비교예 1에 비해 다소 낮춘 경우에는 비중이 약 간 낮아지나 연비성능은 현저히 떨어지는 결과를 보임을 알 수 있다. 한편, 본 발명에서와 같이 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함한 부타디엔 고무와 천연고무를 원료고무로서 포함하는 비교예 3 내지 4의 경우는 실리카의 함량이 60중량부로서 인장특성은 바람직하나 비중이 아직까지도 높아서 연비성능이 떨어짐을 알 수 있다. 결과적으로 실시예 1과 같이 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함한 부타디엔 고무와 천연고무를 원료고무로서 포함하면서 실리카의 함량을 20 내지 50중량부로 조절한 경우 인장특성도 바람직하고 경량화되면서 연비성능이 우수함을 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 런플랫 타이어의 서포트링 경량화를 목적으로 하여 보강성 필러의 함량을 줄이며 이를 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔으로 보강역할을 하도록 한 경우 고무의 함량을 증가시켜 서포트링의 요구특성을 만족시키며 중량 증가를 막아 연비성능을 향상시킬 수 있다.

Claims

(정정) 천연고무 20 내지 80중량%와 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 전체 부타디엔 고무 중 15 내지 90중량%로 포함하는 부타디엔 고무 20 내지 80중량%로 이루어진 원료고무 100중량부에 대해 실리카 20 내지 50중량부를 포함하는 것으로, 상기 부타디엔 고무는 비중이 25℃에서 0.9 내지 1.0이고, 수평균분자량이 5,000 내지 200,000이며, 분자량 분포 1.5 내지 6.0인 것을 특징으로 하는 런플랫 타이어 서포트링용 고무 조성물.
(삭제)