KR100592515B1 - 타이어용 인너라이너 고무조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어용 인너라이너 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 충진제로서 판상형 탄산칼슘을 인너라이너 고무조성물에 적용하여 내공기투과성을 향상시킨 타이어용 인너라이너 고무조성물에 관한 것이다.
따라서 본 발명은 인너라이너 고무조성물에 있어서, 충진제로서 판상형 탄산칼슘을 첨가하여 내공기투과성을 향상시킬 수 있는 인너라이너 고무조성물의 제공을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 상기의 인너라이너 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어의 제공을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 타이어용 인너라이너 고무조성물은 공지의 인너라이너 고무조성물에 있어서, 원료고무 100phr에 대하여 평균입경 0.1∼10㎛, 비표면적 1∼30m2/g, DOP 흡유량 20∼50㎖/100g인 특성의 판상형 탄산칼슘 30∼50phr 포함한다.

Description

타이어용 인너라이너 고무조성물{Rubber composition for tire inner liner}
본 발명은 타이어용 인너라이너 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 충진제로서 판상형 탄산칼슘을 인너라이너 고무조성물에 적용하여 내공기투과성을 향상시킨 타이어용 인너라이너 고무조성물에 관한 것이다.
타이어는 공기압이 낮아지면 주행시 타이어의 변형량이 커지게 되고 발열이 증가하여 타이어의 수명이 감소할 수 있기 때문에 항상 적정 수준의 공기압을 유지하는 것이 중요하다.
타이어 부품의 하나인 인너라이너는 튜브레스 타이어(Tubeless Tire)에 사용되는 부품으로서, 튜브 대신 타이어의 카카스 코드층 안측에 부착되어 타이어 내부의 공기가 누설되지 않도록 사용되는 고무층이다. 이러한 역할을 수행하는 인너라이너는 그린타이어 성형시 밴드드럼에 와인딩하여 이용하고 있다.
타이어의 연비를 높이고 중량을 감소시키기 위해서는 인너라이너의 공기투과도를 낮추고, 얇은 두께를 가져야한다.
일반적으로 인너라이너의 원료고무는 공기투과도가 낮은 부틸고무와, 클로로 부틸고무 및 브로모부틸고무와 같은 할로부틸 고무가 포함되는 혼합고무를 사용하고, 충진제로서 카본블랙과 탄산칼슘을 사용하고 있다.
일반적으로 공업용 탄산칼슘은 칼사이트(calcite)결정을 지닌 천연 방해석을 화학적 반응을 거치지 않고 미립자 형태로 분쇄한 중질 탄산칼슘, 그리고 치밀한 석회석을 탄산화법 또는 염화칼슘 치환법 등의 화학반응을 통하여 탄산칼슘 재결정을 얻는 경질 탄산칼슘이 있다.
이 중에서 경질 탄산칼슘은 결정형태나 입자의 크기에 따라 다양한 용도로 사용되는데, 주로 제지, 고무, 플라스틱, 페인트, 화장품 및 의약품 등에 중량용 충전제로 또는 기능성 충전제로 이용되고 있으며, 최근에는 기능성 충전제로서 그 응용범위가 넓어지고 있다.
종래 인너라이너 고무조성물에 적용하는 탄산칼슘은 비용적 측면 때문에 저가의 중질 탄산칼슘이나 방추형, 구상형, 입방형 등의 경질 탄산칼슘을 사용하고 있다. 그러나 이러한 중질 탄산칼슘이나 방추형, 구상형, 입방형 등의 경질 탄산칼슘을 인너라이너 고무조성물에 적용하는 경우 인너라이너 고무의 내공기투과성이 감소하여 타이어 공기압 체크를 자주해야 하는 번거로움이 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 문제를 해결하기 위해 노력하던 중 충진제로 사용하는 탄산칼슘에 있어서, 종래 중질 탄산칼슘이나 방추형, 구상형, 입방형 등의 경질 탄산칼슘 대신 판상형 탄산칼슘을 적용한바 인너라이너 고무조성물에 적용한 바 내공기투과성이 향상된 인너라이너 고무를 얻을 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명은 인너라이너 고무조성물에 있어서, 충진제로서 판상형 탄산칼슘을 첨가하여 내공기투과성을 향상시킬 수 있는 인너라이너 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기의 인너라이너 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어의 제공을 또 다른 목적으로 한다.
상기에서 언급한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 타이어용 인너라이너 고무조성물은 공지의 인너라이너 고무조성물에 있어서, 원료고무 100phr에 대하여 판상형 탄산칼슘 30∼50phr 포함한다.
본 발명에서 원료고무는 종래 인너라이너 고무조성물의 원료고무로서 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 이러한 원료고무의 일예로서 본 발명에서는 천연고무와 부틸고무, 클로로부틸고무 및 브로모부틸고무와 같은 할로부틸 고무와의 혼합고무를 사용할 수 있다. 일예로 천연고무와 할로부틸 고무가 1:9∼9:1의 비로 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다. 한편 두 종류 이상의 할로부틸 고무를 사용할 수 있으며 이때 두 종류 이상의 할로부틸 고무는 당업자가 적의 선택하여 소정의 혼합비로 혼합하여 실시할 수 있다.
본 발명의 인너라이너 고무조성물에서 원료고무 100phr에 대하여 판상형 탄 산칼슘을 30phr 미만 적용하면 인너라이너 고무의 내공기투과성이 감소하는 문제가 있고, 50phr 초과 사용하면 인너라이너 고무의 내공기투과성에 대한 뚜렷한 효과의 상승이 없이 비용만 많이 소요된다. 따라서 본 발명의 인너라이너 고무조성물에서 판상형 탄산칼슘은 원료고무 100phr에 대하여 30∼50phr 첨가되어 지는 것이 바람직하다.
본 발명의 인너라이너 고무조성물에 첨가하는 판상형 탄산칼슘에 있어서, 다양한 특성값을 가지는 판상형 탄산칼슘을 적용한바 평균입경 0.1∼10㎛, 비표면적 1∼30m2/g, DOP 흡유량 20∼50㎖/100g인 특성의 판상형 탄산칼슘을 첨가시 본 발명의 목적에 부합하는 인너라이너 고무조성물을 얻을 수 있다. 따라서 본 발명에서 판상형 탄산칼슘은 전술한 수치범위의 특성값을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명에서 사용하는 판상형 탄산칼슘은 현재 시중에서 시판중인 것을 사용하거나 또는 한국특허출원 제1987-0008163호와 같이 종래 판상형 탄산칼슘의 제조방법을 이용하여 직접 제조하여 사용할 수 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 원료고무, 탄산칼슘 이외에 종래 타이어 인너라이너 고무조성물에 사용되는 충진제, 활성제, 노화방지제, 공정유, 가류제 및 가류촉진제와 같은 각종 첨가제를 필요에 따라 적의 선택하여 소정의 함량으로 사용할 수 있다. 그러나 이들은 종래 타이어 인너라이너 고무조성물에 사용되는 일반적인 성분으로서 본원발명의 필수 구성성분이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.
한편 본 발명은 상기의 인너라이너 고무조성물로 이루어진 고무를 함유하는 타이어를 포함한다. 이때 타이어는 자동차용 타이어, 트럭용 타이어, 버스용 타이어 중에서 선택된 어느 하나를 포함한다.
이하 본 발명을 다음의 비교예, 실시예, 시험예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 일실시예로서 이들에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
원료고무로서 천연고무 40phr 및 클로로부틸 고무 60phr을 밴버리 믹서에 넣고 15호 동안 혼합하였다. 그런 다음 상기 원료고무 100phr에 대하여 카본블랙 60phr, 판상형 탄산칼슘 30phr, 스테아린산 1phr, 공정오일 18phr, 노화방지제(Kumanox-R13, 금호석유화학) 1phr, 점착제 2phr을 밴버리 믹서에 넣고 150℃에서 25분 동안 반응시켜 1차 배합물을 얻었다. 상기 1차 배합물에 아연화 3phr, 가류제(유황) 1.25phr, 가류촉진제 1.25phr을 밴버리 믹서에 넣고 110℃에서 20분 동안 가류하여 고무를 제조하였다.
<실시예 2>
판상형 탄산칼슘 40phr 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 조성 및 방법에 의해 고무를 제조하였다.
<실시예 3>
판상형 탄산칼슘 50phr 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 조성 및 방법에 의해 고무를 제조하였다.
<비교예>
판상형 탄산칼슘 대신에 중질 탄산칼슘 30phr 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 조성 및 방법에 의해 고무를 제조하였다.
표 1. 실시예 및 비교예의 조성
항목 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3
천연고무 40 40 40 40
클로로부틸 고무 60 60 60 60
카본블랙 60 60 60 60
공정오일 18 18 18 18
스테아린산 1 1 1 1
노화방지제 1 1 1 1
점착제 2 2 2 2
탄산칼슘 40 30 40 50
아연화 3.0 3.0 3.0 3.0
가류제 1.25 1.25 1.25 1.25
가류촉진제 1.25 1.25 1.25 1.25
<시험예>
상기 실시예 1∼3 및 비교예의 고무에 대하여 점도, 스코치시간, G.P.T, 300% 모듈러스, 인장강도, 신율, 경도 및 점착력과 같은 물성을 ASTM 관련규정에 의해 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.
표 2. 실시예 및 비교예 고무의 물성
항목 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3
점도(125℃) 48 44 49 53
스코치시간 10.9 11.0 11.2 11.4
G.P.T(m3/secN)* 6.33E-17 5.20E-17 4.86E-17 4.51E-17
300%모듈러스(kg/cm2) 61 61 62 60
인장강도(kg/cm2) 93 90 93 92
신율(%) 474 485 478 471
경도(Shore A) 58 56 58 60
점착력 0.3 0.45 0.38 0.32
* G.P.T(Gas Permeability Tester) : 튜브(Tube), 블래더(Bladder) 배합물 또는 인너라이너 등과 같은 가류고무의 내공기투과성을 측정하는 방법.
상기 시험예의 결과인 표 2에서처럼 본 발명의 인너라이너 고무조성물에 의해 제조한 실시예 1∼3의 고무는 종래 인너라이너 고무조성물에 의해 제조한 비교예 고무와 대비시 동등 수준 이상의 물성을 가지고 있으며, 특히 내공기투과성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 타이어용 인너라이너 고무조성물에 있어서,
    원료고무 100phr에 대하여 평균입경 0.1∼10㎛, 비표면적 1∼30m2/g, DOP 흡유량 20∼50㎖/100g인 판상형 탄산칼슘 30∼50phr 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어용 인너라이너 고무조성물.
  2. 삭제
  3. 특허청구범위 제1항의 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어.
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