KR100635603B1

KR100635603B1 - 열전도성이 우수한 타이어 가류용 블래더 고무조성물

Info

Publication number: KR100635603B1
Application number: KR1020050050486A
Authority: KR
Inventors: 허몽영
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2006-10-18

Abstract

본 발명은 열전도성이 우수한 타이어 가류용 블래더 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 타이어 가류용 블래더 고무조성물에 있어서, 카본블랙 대신 탄소나노튜브를 사용하여 열전도성을 향상시킬 수 있는 열전도성이 우수한 타이어 가류용 블래더 고무조성물에 관한 것이다.

본 발명의 블래더 고무조성물은 종래 타이어 가류용 블래더 고무조성물에 있어서, 원료고무 100phr에 대하여 탄소나노뉴브를 5∼30phr, 탄소나노튜브의 분산성 향상을 위해 소디움 디옥틸 설포숙시네이트(Sodium dioctyl sulfosuccinate, SDS)를 0.5∼2.5phr 포함한다.

Description

열전도성이 우수한 타이어 가류용 블래더 고무조성물{bladder rubber composition with high heat conductivity for curing tire}

블래더(bladder)는 타이어 가류시 가혹한 조건을 견뎌야 하고, 가류시간을 단축시켜 타이어의 생산성을 향상시키기 위해 우수한 열전도성 및 내구성이 요구된다.

이러한 특성을 만족시키기 위해 타이어 가류에 필요한 열원을 공급하는 가류 블래더는 원료고무로서 주로 부틸고무를 사용하고 있으며, 블래더 고무의 보강재로서 카본블랙을 사용하고 있다.

고무조성물들은 일반적으로 열전도성이 매우 낮으며, 그에 따라서 고무의 열전도성을 높이려는 노력이 계속되어 왔다.

이처럼 블래더 고무의 열전도성을 증가시키기 위해 열전도성이 우수한 카본블랙을 사용하고 있다. 그러나 이러한 경우에도 많은 양의 카본블랙을 첨가해야 하는 문제가 있다.

따라서 블래더 고무에 열전도성이 보다 우수한 카본블랙을 사용해야 하나 현재의 카본블랙만으로는 블래더의 열전소성을 향상시키기에 어려운 문제가 있다.

한편 본 발명과 관련된 선행기술로서 한국공개특허공보 제1997-0061963호에 할로겐화 폴리이소부틸렌-파라 메틸스티렌 공중합체 고무 100phr에 대하여 반응성 수지 2∼10phr, 유황 0.2∼2.0phr, 구리 및 구리합금 5∼30phr 가류촉진제 1.0∼2.5phr 및 통상의 가류 블래더용 배합제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고열전도성을 갖는 타이어의 가류 블래더용 고무 조성물에 관한 내용이 있다.

또한 한국특허등록 제0200197호에 타이어의 가류 블래더용 고무 조성물에 있어서, 이소부틸렌 이소프렌 고무 90∼95중량부, 클로로프렌 고무 5∼10중량부로 이루어진 고무 성분 100중량부에 대하여, 카본 블랙 50∼60중량부, 크기가 40∼60㎛인 실리카겔 2∼8중량부 및 통상의 타이어 가류 블래더용 고무 조성물에 사용되는 첨가제를 함유하는 것을 특징으로 하는 타이어의 가류 블래더용 고무 조성물에 관한 내용이 있다.

그러나 상기 선행기술들은 카본나노튜브를 사용하여 열전도성을 향상시킨 본 발명의 타이어 가류용 블래더 고무조성물과는 기술적 구성을 달리한다.

상기에서 언급한 문제를 해결하기 위한 안출된 본 발명은 종래 카본블랙을 사용하는 블래더 고무조성물에 있어서, 카본블랙 대신 열전도성이 매우 우수한 탄소나노튜브를 사용하여 보강재의 함량을 감소시키면서 열전도성이 우수한 블래더 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기의 고무조성물로 이루어진 고무를 함유하는 타이어 가류용 블래더 제공을 다른 목적으로 한다.

상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 블래더 고무조성물은 종래 타이어 가류용 블래더 고무조성물에 있어서, 원료고무 100phr에 대하여 탄소나노뉴브를 5∼30phr, 탄소나노튜브의 분산성 향상을 위해 소디움 디옥틸 설포숙시네이트(Sodium dioctyl sulfosuccinate, SDS) 0.5∼2.5phr 포함한다.

본 발명에서 원료고무는 종래 타이어 가류용 블래더 고무조성물의 원료고무로서 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 본 발명에서 이러한 원료고무의 일예로서 천연고무, 부틸고무, 할로겐화 부틸고무, 이소프렌 고무, 이소부틸렌 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 네오프렌 고무 중에서 선택된 어느 하나를 단독으로 사용하거나 또는 둘 이상이 1:9∼9:1의 중량비로 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.

본 발명의 블래더 고무조성물에서 필수 구성 성분인 탄소나노튜브는 열전도 성을 향상시키기 위해 사용되며, 이러한 탄소나노튜브는 원료고무 100phr에 대하여 5∼30phr 사용할 수 있다. 이때 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브 또는 다중벽 탄소나노튜브를 사용할 수 있다.

본 발명에서 탄소나노튜브를 원료고무 100phr에 대하여 5hr 미만 사용하면 열전도성이 감소하는 문제가 있고, 탄소나노튜브를 30phr 초과 사용하면 탄소나노튜브의 가격에 비해 물성 개선 효과가 크지 않다. 따라서 본 발명에서 탄소나노튜브는 원료고무 100phr에 대하여 5∼30phr 사용하는 것이 좋다.

한편 본 발명은 보강충전제로 사용하는 탄소나노튜브의 분산성 향상을 위해서 소정의 첨가제를 적의 선택하여 사용할 수 있다. 본 발명에서 탄소나노튜브의 분산성 향상을 위해 원료고무 100phr에 대하여 소디움 디옥틸 설포숙시네이트(Sodium dioctyl sulfosuccinate) 0.5∼2.5phr 사용할 수 있다.

본 발명에서 탄소나노튜브는 종래 선행기술로서 널리 알려진 방법에 의해 얻거나 또는 현재 시중에 상품화되어 있는 것을 사용할 수 있다.

본 발명에서 소디움 디옥틸 설포숙시네이트를 원료고무 100phr에 대하여 0.5phr 미만 사용하면 탄소나노튜브의 분산성이 향상되지 않으며, 2.5phr 초과하여 사용하면 탄소나노튜브의 분산성 향상에 뚜렷한 효과의 상승이 없다. 따라서 본 발명에서 탄소나노튜브의 분산성 향상을 위해 사용하는 소디움 디옥틸 설포숙시네이트는 원료고무 100phr에 대하여 0.5∼2.5phr 사용하는 것이 좋다.

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

한편 본 발명은 상기의 타이어 가류용 블래더 고무조성물로 이루어진 타이어 가류용 블래더를 포함한다.

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

<비교예>

이소프렌 이소부틸 고무(Isoprene Isobutyl Rubber, IIR) 95phr 및 클로로프렌 고무(Chloroprene Rubber, CR) 5phr로 이루어진 원료고무 100phr에 대하여 아세틸렌 블랙 50phr, 산화아연(ZnO) 3.0phr, 스테아린산(Stearic acid) 2.0phr, 공정오일 6.0phr, 페놀릭레진 10phr를 밴버리 믹서에 넣고 150℃에서 30분 동안 배합한 후 방출하였다.

그런 다음 가류제로서 유황 2.0phr, 가류촉진제로서 N-시클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드(N-cyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamide, CZ) 1.0phr를 상기의 배합물에 첨가하고 160℃에서 10분 동안 가류하여 고무를 제조하였다.

<실시예 1>

이소프렌 이소부틸 고무(Isoprene Isobutyl Rubber, IIR) 95phr 및 클로로프렌 고무(Chloroprene Rubber, CR) 5phr로 이루어진 원료고무 100phr에 대하여 탄소나노튜브(CM-95, 순도 95％, 일진나노텍, 대한민국) 10phr, 소디움 디옥틸 설포숙시네이트(Sodium dioctyl sulfosuccinate, SDS) 2phr, 산화아연(ZnO) 3.0phr, 스테아린산(Stearic acid) 2.0phr, 공정오일 6.0phr, 페놀릭레진 10phr를 밴버리 믹서에 넣고 150℃에서 30분 동안 배합한 후 방출하였다.

그런 다음 가류제로서 유황 2.0phr, 가류촉진제로서 N-시클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드(CZ) 1.0phr를 상기의 배합물에 첨가하고 160℃에서 10분 동안 가류하여 고무를 제조하였다.

하기의 표 1에 실시예 1 고무의 성분을 정리하여 나타내었다.

<실시예 2>

탄소나노튜브 10phr 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무를 제조하였다.

<실시예 3>

탄소나노튜브 15phr 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무를 제조하였다.

표 1. 실시예 및 비교예 고무의 조성(단위 : phr)

항목	비교예	실시예 1	실시예 2	실시예 3
원료고무	100	100	100	100
아세틸렌블랙	50	-	-	-
탄소나노튜브	-	5	10	15
SDS	-	2	2	2
산화아연	3.0	3.0	3.0	3.0
스테아린산	2.0	2.0	2.0	2.0
공정오일	6.0	6.0	6.0	6.0
페놀릭레진	10	10	10	10
유황	2.0	2.0	2.0	2.0
가류촉진제	1.0	1.0	1.0	1.0

<시험예>

상기 실시예 및 비교예 고무에 대하여 ASTM 관련 규정에 의해 경도, 300％모듈러스, 인장강도, 신장율과 같은 물성 및 열전도성 특성으로 저항을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.

표 2. 실시예 및 비교예 고무의 물성

항목	비교예	실시예 1	실시예 2	실시예 3
경도	64	60	63	67
300％모듈러스 (kg/cm³)	50	48	55	62
인장강도 (kg/cm³)	130	148	128	120
신장율(％)	600	700	630	405
저항(ohm.cm)	34	10	6	1

상기 시험예의 결과에서처럼 탄소나노튜브를 적용한 본 발명의 실시예 고무는 아세틸렌블랙을 적용한 비교예의 고무와 대비시, 동등 수준 이상의 물성을 가지고 있으며, 열전도성의 특성인 저항이 낮아 열전도성이 우수함을 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

타이어 가류용 블래더 고무조성물에 있어서,

원료고무 100phr에 대하여 탄소나노뉴브를 5∼30phr, 탄소나노튜브의 분산성 향상을 위해 소디움 디옥틸 설포숙시네이트(Sodium dioctyl sulfosuccinate, SDS) 0.5∼2.5phr 포함함을 특징으로 하는 타이어 가류용 블래더 고무조성물.
제1항에 있어서, 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브 또는 다중벽 탄소나노튜브 임을 특징으로 하는 타이어 가류용 블래더 고무조성물.
특허청구범위 제1항의 고무조성물로 이루어진 타이어 가류용 블래더.