KR100593023B1

KR100593023B1 - 타이어용 인너라이너 고무조성물

Info

Publication number: KR100593023B1
Application number: KR1020040077456A
Authority: KR
Inventors: 박제환
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2006-06-26
Also published as: KR20060028343A

Abstract

본 발명은 타이어용 인너라이너 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 종래 타이어용 인너라이너 고무조성물에 카오린 클레이를 첨가하여 내공기투과도 특성을 향상시킨 타이어용 인너라이너 고무조성물에 관한 것이다.

본 발명은 종래 인너라이너 고무조성물에 카오린 클레이(Kaolin clay)를 첨가하여 인너라이너 고무의 공기투과를 억제함으로써 내공기투과성을 향상시켜 타이어의 공기압 유지력을 개선하고, 인너라이너 두께를 감소시켜 타이어의 중량감소가 기능하도록 하는 인너라이너 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 타이어용 인너라이너 고무조성물은 종래 타이어용 인너라이너 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 카오린 클레이 10∼50중량부 포함할 수 있다.

Description

타이어용 인너라이너 고무조성물{Inner liner rubber composition for tire}

타이어용 인너라이너 고무조성물은 내공기투과에 대한 특성이 좋은 부틸고무, 천연고무 혹은 이들의 혼합고무를 원료고무로 하고, 이러한 원료고무에 대하여 카본블랙, 무기충진제, 산화아연, 스테아린산, 공정오일, 노화방지제, 산화방지제와 같은 소정의 첨가제로 구성되어 있는 것이 일반적이다.

인너라이너 고무의 여러 가지 중요한 특성중의 하나가 내공기투과성이므로 이러한 내공기투과성을 향상시키기 위해 인너라이너 고무조성물의 부틸고무 함량을 높이는 방법, 카본블랙이나 무기충진제의 함량을 낮추는 방법, 무기충진제로 탄산칼슘을 사용하는 방법, 표면적이 작고 구조가 발달한 특수 카본블랙을 사용하는 방법 등이 있다.

그러나 위와 같은 방법으로도 인너라이너 고무의 내공기투과성 개선에는 한 계가 있으며, 또한 인너라이너 고무의 두께가 두꺼워져 타이어의 중량이 증가하는 문제가 있다.

상기에서 언급한 문제를 해결하기 위한 안출된 본 발명은 종래 인너라이너 고무조성물에 카오린 클레이(Kaolin clay)를 첨가하여 인너라이너 고무의 공기투과를 억제함으로써 내공기투과성을 향상시켜 타이어의 공기압 유지력을 개선하고, 인너라이너 두께를 감소시켜 타이어의 중량을 감소시킬 수 있는 인너라이너 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.

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

원료고무 100중량부에 대하여 카오린 클레이 10∼50중량부 포함할 수 있다.

본 발명에서 원료고무는 종래 타이어용 인너라이너 고무조성물의 원료고무로서 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 이러한 원료고무의 일예로서 본 발명에서는 천연고무, 부틸고무, 할로겐화 부틸고무를 각각 사용하거나 또는 이들이 둘 이상을 혼합시킨 혼합고무를 사용할 수 있다. 일예로 상기의 천연고무, 부틸고무 또는 할로겐화 부틸고무를 서로 혼합하여 두 가지의 혼합고무를 사용하는 경우 이들은 서로 1:9∼9:1의 비로 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.

상기에서 할로겐화 부틸고무는 부틸고무에 할로게 원소가 치환된 것을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 클로로 부틸고무, 브로머 부틸고무를 사용할 수 있다.

본 발명에서 인너라이너 고무의 공기투과를 억제하기 위해 사용하는 필수 구성성분인 카오린 클레이는 인너라이너 고무조성물에 첨가하면 카오린 클레이의 평판구조(platy structure)가 기계적인 방어벽(mechanical barrier)을 형성하여 공기투과를 억제함으로써 타이어의 공기압 유지력 향상 및 이에 따른 인너라이너 고무의 두께를 감소시켜 타이어의 중량을 감소시킬 수 있는 것이다.

본 발명에서 필수 구성성분인 카오린 클레이에 있어서, 다양한 특성을 가지는 카오린 클레이를 본 발명의 인너라이너 고무조성물에 적용한바 비중 2.60±0.5, 평균입자경 1.0±2.0㎛, BET 표면적 13±5m²/g의 특성을 가진 카오린 클레이를 사용하면 본 발명의 목적에 부합하는 인너라이너 고무조성물을 얻을 수 있다. 한편 본 발명의 카오린 클레이는 상기의 비중, 평균입자경, BET 표면적과 같은 특성을 가지면서 결정화된 실리카 함량이 0.10％ 미만 보다 바람직하게는 0.01∼0.10％, 최대수분함량(105℃) 1.0％, 최대스크린 잔량(325메쉬) 0.01％, pH(28％용액) 7.0±1.5의 특성을 가진 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 인너라이너 고무조성물에서 필수 구성성분인 카오린 클레이는 원료고무 100중량부에 대하여 10∼50중량부를 사용할 수 있다. 카오린 클레이를 10중량부 미만 사용하면 고무의 내공기투과성 특성이 향상되지 않으며, 50중량부를 초 과하여 사용하는 경우 고무의 물성이 감소하는 문제가 있다. 따라서 본 발명의 인너라이너 고무조성물에서 카오린 클레이는 원료고무 100중량부에 대하여 10∼50중량부를 사용하는 것이 좋다.

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

한편 본 발명은 상기의 타이어용 인너라이너 고무조성물에 의해 제조된 고무를 가지는 타이어를 포함한다. 이때 타이어는 자동차용 타이어, 트럭용 타이어, 버스용 타이어 중에서 선택된 어느 하나를 포함한다.

이하 본 발명을 다음의 비교예, 비교실시예, 실시예 및 시험예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 일실시예로서 이들에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

<비교예>

하기의 표 1에서와 같이 클로로부틸고무 90중량부 및 천연고무 10중량부로 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 카본블랙(N500) 80중량부, 산화아연(ZnO) 5중량부, 스테아린산(stearic acid) 4중량부, 노화방지제 3중량부, 산화방지제 (TMDQ) 3중량부, 공정오일 8중량부를 밴버리 믹서에 넣어 혼합하고 130℃에서 35분 동안 반응시킨 후 방출하여 고무배합물을 얻었다.

이 고무배합물에 가류제(유황) 2.0중량부, 가류촉진제로서 N-시클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드(N-cyclohexyl-2-benzothiazolsulfen amide, CZ) 1.7중량부를 상기의 밴버리 믹서에 넣고 110℃에서 10분 동안 가류시켜 고무를 제조하였다.

<비교실시예 1>

카오린 클레이 5중량부를 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예와 동일한 조성, 방법을 이용하여 고무를 제조하였다.

상기에서 카오린 클레이는 비중 2.60, 평균입자경 1.5㎛, BET 표면적 15m²/g, 결정화된 실리카 함량이 0.09％, 최대수분함량(105℃) 0.95％, 최대스크린 잔량(325메쉬) 0.01％, pH(28％용액) 7.0인 것을 사용하였다.

<실시예>

비교실시예 1에서 사용된 동일한 특성을 가지는 카오린 클레이 30중량부 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예와 동일한 조성, 방법을 이용하여 고무를 제조하였다.

<비교실시예 2>

비교실시예 1에서 사용된 동일한 특성을 가지는 카오린 클레이 60중량부 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예와 동일한 조성, 방법을 이용하여 고무를 제조하였다.

<표 1>

항목	비교예	비교실시예 1	실시예	비교실시예 2
부틸고무	90	90	90	90
천연고무	10	10	10	10
카본블랙	80	80	80	80
카오린클레이	-	5	30	60
산화아연	5	5	5	5
스테아린산	4	4	4	4
노화방지제	3	3	3	3
산화방지제	3	3	3	3
공정오일	8	8	8	8
가류제	2	2	2	2
가류촉진제	1.7	1.7	1.7	1.7

<시험예>

상기 비교예, 비교실시예 1,2 및 실시예에서 얻은 각각의 고무를 ASTM 관련 규정에 의하여 점도, 스코치시간, 최대토크, 가황시간, 경도, 300%모듈러스, 인장강도, 신장율, 내공기투과성 특성으로써 가스투과도에 대한 물성을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.

<표 2> 물성 측정결과

항목	비교예	비교실시예 1	실시예	비교실시예 2
점도(125℃)	47	47	40	35
스코치시간(분)	11.3	11.9	12.3	12.5
최대토크	22.2	21.4	21.2	20.3
가황시간(T90)	20.3	21.3	23.0	25.02
경도 (Shore A)	57	57	59	60
300%모듈러스 (kg/cm²)	72	70	67	54
인장강도 (kg/cm²)	104	101	103	88
신장율(％)	447	448	459	471
가스투과도*	6.64E-17	6.65E-17	2.83E-17	2.77E-17

*가스투과도의 단위는 m4/sec·N 이고, 측정조건은 4psi, 60℃임

상기 표 2의 결과에서처럼 본 발명의 인너라이너 고무조성물에서 필수 구성성분인 카오린 클레이가 함유되지 않은 비교예 고무와 카오린 클레이가 임계수치 미만 사용된 비교실시예 1의 고무는 적절한 임계수치의 카오린 클레이가 함유된 실시예 고무에 비해 내공기투과도 특성이 감소함을 알 수 있다. 또한 카오린 클레이가 임계수치를 초과하여 사용된 비교실시예 2의 고무는 비교예의 고무, 비교실시예 1의 고무에 비해 내공기투과도 특성이 우수하지만 인장강도가 하락하여 바람지하지 않음을 알 수 있다.

결과적으로 본원발명의 타이어용 인너라이너 고무조성물에 카오린 클레이가 적절히 함유된 실시예 고무는 종래 인너라이너 고무조성물에 비해 동등 수준 이상의 물성 특성을 가지면서 내공기투과도 특성이 획기적으로 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

타이어용 인너라이너 고무조성물에 있어서,

원료고무 100중량부에 대하여 비중 2.60±0.5, 평균입자경 1.0±2.0㎛, BET 표면적 13±5m²/g이고, 결정화된 실리카 함량이 0.01∼0.10％, 최대수분함량(105℃) 1.0％, 최대스크린 잔량(325메쉬) 0.01％, pH(28％용액) 7.0±1.5의 특성을 가진 카오린 클레이 10∼50중량부 포함됨을 특징으로 하는 타이어용 인너라이너 고무조성물.
삭제
특허청구범위 제1항의 인너라이너 고무조성물로 제조된 고무를 포함하는 타이어.