KR100635606B1

KR100635606B1 - 타이어 림 프랜지 고무조성물

Info

Publication number: KR100635606B1
Application number: KR1020050054184A
Authority: KR
Inventors: 조치훈
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2006-10-18

Abstract

본 발명은 타이어용 림 프랜지(Rim Frange) 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 종래 타이어용 림 프랜지 고무조성물에 있어서, 퀴논디이민(Quinonediimine, QDI)을 적용하여 타이어 제조시 공정성과 고무의 보강성을 향상시킬 수 있는 타이어용 림 프랜지 고무조성물에 관한 것이다.

본 발명은 종래 타이어용 림 프랜지 고무조성물에 퀴논디이민(QDI)을 첨가하여 공정성과 보강성을 향상시킬 수 있는 타이어용 림 프랜지 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 타이어용 림 프랜지 고무조성물은 종래 타이어용 림 프랜지 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 퀴논디이민(Quinonediimine, QDI) 3∼5중량부 포함한다.

Description

타이어 림 프랜지 고무조성물{Rim frange rubber composition for tire}

자동차 산업의 발전과 더불어 자동차 운행 도로환경 조건 역시 계속적으로 개선되면서 소비자들의 타이어에 대한 요구도 다양해지고 또한 고성능용 타이어의 개발이 요구되면서 보강성이 우수한 타이어 림 프랜지 고무조성물의 개발이 필수적이다. 따라서 타이어 제조사에서도 보강성우 이수한 림 프랜지 고무조성물 개발에 많은 연구를 진행하고 있다.

타이어의 구성에 있어서, 림 프랜지는 타이어의 비드부를 보강하며 조종안정성 및 제반특성을 발현하는 중요한 구성성분의 하나로서 타이어의 림과 직접 접촉하는 부위이다.

림 프랜지는 주행중 림과 반복적으로 마찰되어 마멸되기 쉽고, 고온 발열에 의해 비드부위의 고무가 열 노화되어 물성이 하락되어 조기 탈착되는 경우가 발생한다.

따라서, 림 플렌지용 고무에는 보강성이 우수하여 내열노화특성, 고경도, 내마멸성, 오존 및 환경인자에 대한 내저항성 및 내압축율(compression set)과 같은 특성들을 가져야 한다.

일반적으로 림 프랜지 고무조성물은 보강성을 향상시키기 위해 보강재로서 과량의 카본본랙을 사용하거나, 보강성 수지(resin)를 사용하고 있다. 그러나 과량의 보강성 카본블랙을 사용하면 고무조성물의 발열특성이 하락하여 타이어의 내구성능이 하락하고, 또한 점도상승에 의한 공정특성이 감소되는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 액체 고무를 적용하고 있으나, 림 프랜지 고무조성물에 액체 고무를 적용하면 보강 특성이 하락하고, 고무조성물의 비용(cost)이 증가하는 문제가 있다.

한편, 본 발명과 관련된 종래기술로서 한국특허공개 제2003-0092373호에 천연고무를 단독으로 사용하거나 또는 천연고무 50∼90중량부와 부타디엔 고무 10∼50중량부의 혼합물로 구성된 원료고무 100중량부에 대하여 폴리부타디엔 4∼12중량부, 나노클레이 2∼10중량부 포함하는 승용차 타이어용 림 플랜지 고무조성물에 관한 내용이 있다.

그러나 상기 선행기술은 타이어용 림 프랜지 고무조성물에 있어서, 퀴논디이민을 적용하여 타이어 제조시 공정성과 고무의 보강성을 향상시킬 수 있는 타이어용 림 프랜지 고무조성물을 주요한 구성으로 하는 본 발명과는 기술적 구성이 서로 상이하다.

상기에서 언급한 문제를 해결하기 위한 안출된 본 발명은 타이어용 림 프랜지 고무조성물에 다양한 성분들을 적용한바, 타이어용 림 프랜지 고무조성물에 퀴논디이민(QDI)을 적용시 공정성이 향상되고 보강성이 우수한 림 프랜지 고무를 얻을 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명은 종래 타이어용 림 프랜지 고무조성물에 퀴논디이민(QDI)을 첨가하여 공정성과 보강성을 향상시킬 수 있는 타이어용 림 프랜지 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기의 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어의 제공을 다른 목적으로 한다.

상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이어용 림 프랜지 고무조성물은 종래 타이어용 림 프랜지 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 퀴논디이민(Quinonediimine, QDI) 3∼5중량부 포함한다.

본 발명에서 원료고무는 종래 타이어용 림 프랜지 고무조성물의 원료고무로서 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 본 발명에서 이러한 원료고무의 일예로서 천연고무나 용액중합 스티렌 부타디엔 고무, 유화중합 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌이 함유된 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴을 포함하는 스티렌 부타디엔 고무, 네오프렌 고무와 같은 합성고무를 각각 단독으로 사용하거나 또는 두 개의 합성고무가 1:9∼9:1의 비로 혼합된 혼합고무, 또는 세 개 이상의 합성고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다. 또한 상기의 천연고무와 합성고무가 1:9∼9:1의 비로 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.

본 발명의 림 프랜지 고무조성물에서 필수 구성성분인 퀴논디이민(QDI)은 원료고무 100중량부에 대하여 3∼5중량부 사용할 수 있다.

본 발명에서 퀴논디이민(QDI)을 원료고무 100중량부에 대하여 3중량부 미만 사용하면 보강성을 향상시키기 위해 타이어용 림 프랜지 고무조성물에 퀴논디이민(QDI)을 사용하는 의미가 없으며, 퀴논디이민(QDI)을 5중량부 초과 사용하면 과량의 퀴논디이민(QDI)의 사용으로 고무의 물성이 감소할 우려가 있다. 따라서 본 발명에서 퀴논디이민(QDI)은 원료고무 100중량부에 대하여 3∼5중량부 사용하는 것이 좋다.

한편 본 발명에서 퀴논디이민(QDI)은 분자량이 500∼10,000인 것을 사용할 수 있다.

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

한편 본 발명은 상기에서 언급한 고무조성물로 이루어진 고무를 함유하는 타이어를 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>

천연고무 50중량부와 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 50중량부로 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 카본블랙 75중량부, 공정오일(A#2 oil) 5중량부, 산화아연(ZnO) 4중량부, 스테아린산(Stearic acid) 2중량부를 밴버리 믹서에 넣고 150℃에서 30분 동안 배합한 후 방출하였다.

그런 다음 가류제로서 유황 2중량부, 가류촉진제로서 N-시클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드(N-cyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamide, CZ) 1.7중량부를 상기의 배합물에 첨가하고 160℃에서 30분 동안 가류하여 고무를 제조하였다.

상기에서 카본블랙은 BET값이 120∼160m²/g, DBP흡착량이 110∼160ml/100g인 것을 사용하였다.

하기의 표 1에 비교예 고무의 성분을 정리하여 나타내었다.

<실시예 1>

천연고무 50중량부와 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 50중량부로 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 카본블랙 75중량부, 공정오일(A#2 oil) 5중량부, 산화아연(ZnO) 4중량부, 스테아린산(Stearic acid) 2중량부, 퀴논디이민(QDI) 4중량부를 밴버리 믹서에 넣고 150℃에서 30분 동안 배합한 후 방출하였다.

그런 다음 가류제로서 유황 2중량부, 가류촉진제로서 N-시클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드(CZ) 1.7중량부를 상기의 배합물에 첨가하고 160℃에서 30분 동안 가류하여 고무를 제조하였다.

상기에서 카본블랙은 BET값이 120∼160m²/g, DBP흡착량이 110∼160ml/100g인 것을 사용하였고 퀴논디이민(QDI)은 분자량이 2500인 것을 사용하였다.

하기의 표 1에 비교예 고무의 성분을 정리하여 나타내었다.

표 1. 실시예 및 비교예 고무의 조성

항목	비교예	실시예
천연고무	50	50
합성고무(SBR)	50	50
카본블랙	75	75
공정오일	5	5
산화아연	4	4
스테아린산	2	2
QDI	-	4
유황	2	2
가류촉진제	1.7	1.7

<시험예 1>

상기 비교예 및 실시예에서 제조한 고무에 대하여 경도, 100％모듈러스, 점도, 발열(Heat Built-up), 블로우-아웃(Blow-Out)과 같은 물성은 ASTM 관련 규정에 의해 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.

<시험예 2>

비교예 및 실시예에서 제조한 고무를 림 프랜지로 하고 이를 115/40R18 규격의 타이어에 적용시 내구력을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.

표 2. 실시예 및 비교예 고무의 물성

항목	비교예	실시예
경도	76	77
100％모듈러스	50	55
점도(100℃)	68	60
발열(℃)	32	31
블로우-아웃(분)	6.5분	7.2분
내구력	1시간 40분	1시간 50분

* 발열(Heat Built-up) 시험은 페리(Ferry) 발열시험기를 이용하여 측정한 값으로 수치가 적을수록 우수하다.

* 블로우-아웃(Blow-Out) 시험은 비.에프.굿리치 브로우 아웃 시험기(B.F.Goodrich Blow-out Test)를 이용하여 측정한 값으로 블로우-아웃 시간이 길수록 블로우-아웃 특성이 우수하다.

* 내구력(245/45R18) 시험은 유럽규정의 부하 내구력 측정방법(ECE-R30)으로 측정한 것으로 수치가 높을 수록 내구성능이 우수하다.

상기 시험예 1,2의 결과에서처럼 퀴논디이민을 사용한 본 발명의 실시예 고무는 퀴논디이민을 사용하지 않은 비교예의 고무와 대비시, 동등 수준 이상의 물성을 가지고 있다. 특히 점도 특성이 보다 우수해 공정성을 향상시킬 수 있다.

또한 실시예에서 제조한 고무가 비교예에서 제조한 고무에 비해 내구력 시험에서도 우수하여 보강성이 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

타이어 림 프랜지 고무조성물에 있어서,

원료고무 100중량부에 대하여 퀴논디이민(Quinonediimine, QDI) 3∼5중량부 포함함을 특징으로 하는 타이어 림 프랜지 고무조성물.
제1항에 있어서, 퀴논디이민(QDI)은 분자량이 500∼10,000 임을 특징으로 하는 타이어 림 프랜지 고무조성물.
특허청구범위 제1항의 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어.