KR100593021B1 - 고성능 타이어용 트레드 고무조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고성능 타이어용 트레드 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 고속 주행용 고성능 타이어의 트레드 고무조성물에 저온특성이 우수한 부톡시에틸 올레에이트(Butoxyethyl oleate)를 첨가하여 고성능을 유지하면서 저온영역이나 눈(snow)위, 빙판과 같은 미끄러운 노면에서 제동능력을 향상시킬 수 있는 고성능 타이어용 트레드 고무조성물에 대한 것이다.

본 발명은 종래 고성능 타이어용 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 부톡시에틸 올레에이트를 3∼15중량부 포함될 수 있다.

본 발명의 부톡시에틸 올레에이트를 첨가한 고무조성물에 의해 제조한 고무는 부톡시에틸 올레에이트를 함유하지 않은 고무조성물에 의해 제조한 고무에 비해 경도, 300% 모듈러스, 젖은 노면에서의 주행성능, 조정성능, 마모성능은 동등 수준 이상을 유지하면서 특히 스노우 성능이 크게 향상시킬 수 있다.

Description

고성능 타이어용 트레드 고무조성물{Tread rubber composition for ultra high performance tire}

본 발명은 고성능 타이어용 트레드 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 고속 주행용 고성능 타이어의 트레드 고무조성물에 저온특성이 우수한 부톡시에틸 올레에이트(Butoxyethyl oleate)를 첨가하여 고성능을 유지하면서 저온영역이나 눈(snow)위, 빙판과 같은 미끄러운 노면에서 제동능력을 향상시킬 수 있는 고성능 타이어용 트레드 고무조성물에 대한 것이다.

자동차 산업의 발전과 도로환경 조건이 좋아지면서 차량의 이동에 직접적인 영향을 미치는 타이어에 대해 소비자들의 요구 조건도 다양해짐에 따라 고성능(high performance)용 타이어의 개발이 이루어지고 있으며, 이와 같은 경향에 맞추어 타이어 산업 또한 고성능 타이어 및 고속도(high speed) 타이어에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.

일반적으로 고속 주행에 적합한 고성능 타이어의 트레드는 30∼40％ 정도의 고함량의 스티렌이 함유된 스티렌 부타디엔 고무(SBR)를 적용하여 노면에서 타이어 의 제동성능 및 조종안정성을 향상시키고 있다. 그러나 고함량의 스티렌이 함유된 스티렌 부타디엔 고무는 유리전이온도(Tg)가 매우 높기 때문에 온도가 낮은 지역이나 눈, 빙판과 같은 젖은 노면에서는 제동성능이 크게 하락하는 단점을 나타내고 있다. 따라서 고속 주행에 적합한 고성능 타이어는 주로 온도가 낮지 않은 봄, 여름, 가을 특히 여름철에 주로 사용하고, 겨울철에는 겨울철용 전용 타이어인 스노우 타이어(snow tire)나 또는 사계절용 전천후 타이어(all season tire)로 변경해서 사용하고 있는 실정이다.

상기에서 언급한 단점을 극복하기 위해 여러 타이어 제조업체들은 고속 주행용에 적합한 고무조성물과 눈, 빙판에 적합한 고무조성물을 타이어 트레드 부분에 분할 적용하여 고속 주행 성능과 눈위, 빙판의 노면에서 제동성능의 개선을 추진하고 있으나, 이러한 경우 이중의 제조설비가 갖추어야 하므로 비용이 상승되고, 생산성이 감소하는 문제가 있다.

본 발명의 발명자는 상기에서 언급한 문제를 해결하기 위해 연구를 하던 중 종래 고성능 타이어용 트레드 고무조성물에 부톡시에틸 올레에이트를 첨가하면 온도가 낮을 때 또는 눈위, 빙판의 노면에서 제동성능의 개선됨을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서 본 발명은 종래 고성능 타이어용 트레드 고무조성물에 부톡시에틸 올레에이트가 함유된 트레드 고무조성물을 제공하여 온도가 낮아지거나 또는 도로가 눈(snow)위, 빙판과 같은 미끄러운 노면에서도 제동능력이 감소되지 않은 고성능 타이어용 트레드 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.

상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고성능 트레드 고무조성물은 종래 고성능 타이어용 트레드 고무조성물에 있어서,

스노우 제동성능 향상을 위해 부톡시에틸 올레에이트가 포함된 고성능 타이어용 트레드 고무조성물을 제공할 수 있다.

이하 본 발명에서 눈위, 빙판과 같은 미끄러운 노면에서의 제동성능을 스노우 제동성능 이라고 정의한다.

본 발명의 고성능 타이어용 트레드 고무조성물에서 원료고무는 종래 타이어 트레드 고무조성물의 원료고무로서 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 이러한 원료고무의 일예로서 본 발명에서는 천연고무나 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌이 함유된 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴을 포함하는 스티렌 부타디엔 고무, 네오프렌 고무와 같은 합성고무를 각각 단독으로 사용하거나 또는 둘 이상의 합성고무가 동일한 비로 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다. 또한 상기의 천연고무와 합성고무가 1:9∼9:1의 비로 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다. 상기에서 스티렌 부타디엔 고무는 30∼40％ 정도의 고함량의 스티렌이 함유된 스티렌 부타디엔 고무(SBR)를 사용할 수 있다.

본 발명의 고성능 타이어용 트레드 고무조성물에서 필수 구성성분인 부톡시 에틸 올레에이트는 원료고무 100중량부에 대하여 3∼15중량부 첨가할 수 있다. 본 발명의 트레드 고무조성물에서 100중량부에 대하여 부톡시에틸 올레에이트를 3중량부 미만 첨가하면 저온이나 스노우 제동성능의 개선효과가 미미한 문제가 있고, 15중량부 초과 사용하면 고속 주행성능을 감소시킬 우려가 있다. 따라서 본 발명의 고성능 타이어용 트레드 고무조성물에서 부톡시에틸 올레에이트는 원료고무 100중량부에 대하여 3∼15중량부 첨가되는 것이 좋다.

본 발명은 상기에서 언급한 원료고무, 부톡시에틸 올레에이트 이외에 종래 타이어 트레드 고무조성물에 사용되는 보강충전제, 활성제, 노화방지제, 공정유, 가류제 및 가류촉진제와 같은 각종 첨가제를 필요에 따라 적의 선택하여 소정의 함량으로 사용할 수 있다. 그러나 이들은 종래 타이어 트레드 고무조성물에 사용되는 일반적인 성분으로서 본원발명의 필수 구성성분이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.

한편 본 발명은 상기의 고성능 타이어용 트레드 고무조성물로 제조한 고무를 타이어의 트레드에 적용하는 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>

하기의 표 1의 조성과 같이 원료고무로서 스티렌 함량이 40％인 스티렌 부타디엔 고무 100중량부에 대하여 카본블랙(N550) 75중량부, 공정유 30중량부, 산화아연(ZnO) 4중량부, 스테아린산(stearic acid) 3중량부, 노화방지제 5중량부, 부톡시에틸 올레에이트(Plasthal-325, Sanyo Trading Co., Ltd., JAPAN) 10중량부를 밴버리 믹서에 넣어 혼합하고 135℃에서 30분 동안 반응시킨 후 방출하여 고무배합물을 얻었다.

이 고무배합물에 가류제(유황)2중량부, 가류촉진제로서 N-시클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드(N-cyclohexyl-2-benzothiazolsulfen amide, CZ) 1.7중량부를 상기의 밴버리 믹서에 넣고 110℃에서 10분 동안 가류시켜 고무를 제조하였다.

<비교예>

부톡시에틸 올레에이트를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 조성 및 방법을 이용하여 고무를 제조하였다.

<표 1> 실시예 및 비교예의 조성성분

항목	비교예	실시예
원료고무	100	100
카본블랙	75	75
공정유	30	30
산화아연	4	4
스테아린산	3	3
노화방지제	5	5
가류제	2	2
가류촉진제	1.7	1.7
부톡시에틸 올레에이트	-	10

<시험예>

상기 비교예 및 실시예의 고무에 대하여 경도 및 300%모듈러스의 인장물성과 젖은 노면 주행성능, 스노우(snow) 성능, 조정 성능, 마모 성능과 같은 물성을 ASTM 관련 규정에 의해 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 정리하여 나타내었다.

<표 2> 물성 측정결과

항목	비교예	실시예
경도(Shore A)	70	71
300%모듈러스(kg/cm2)	120	123
젖은 노면 주행성능*	100	101
스노우 성능	100	110
조정 성능	100	102
마모 성능	100	105

* 상기 표 2에서 젖은 노면 주행성능, 스노우(snow) 성능, 조정 성능, 마모 성능에 대한 실시예의 수치는 비교예의 시편 측정결과를 100으로 하였을 때 상대적으로 나타낸 수치로서 수치가 높을수록 우수함을 의미한다.

상기 시험예의 표 2의 결과에서처럼 고성능 타이어용 트레드 고무조성물에 부톡시에틸 올레에이트를 첨가한 본 발명의 실시예 고무는 부톡시에틸 올레에이트를 첨가하지 않은 비교예 고무에 비해 경도, 300% 모듈러스, 젖은 노면에서의 주행성능, 조정성능, 마모성능은 동등 수준 이상을 유지하면서 특히 스노우 성능이 크게 향상되었음을 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. 고성능 타이어용 트레드 고무조성물에 있어서,

   원료고무 100중량부에 대하여 스노우 제동성능 향상을 위해 부톡시에틸 올레에이트 3∼15중량부 포함됨을 특징으로 하는 고성능 타이어용 트레드 고무조성물.
2. 삭제
3. 특허청구범위 제1항의 고무조성물에 의해 제조한 고무를 포함하는 타이어.