KR100635611B1 - 타이어 사이드월 고무조성물 - Google Patents

타이어 사이드월 고무조성물 Download PDF

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KR100635611B1
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Abstract

본 발명은 타이어 사이드월 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 종래 타이어 사이드월 고무조성물에 노화방지제로서 비스페놀릭 디포스파이트(bisphenolic diphosphite)를 포함하도록 하여 타이어의 사이드월 외관 특성, 타이어 열 안정성 및 노화 인장물성을 향상시킬 수 있는 타이어 사이드월 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명은 타이어 사이드월 고무조성물에 노화방지제로서 비스페놀릭 디포스파이트를 소량 적용하여 종래 노화방지제를 함유하는 고무조성물과 대비시 동등 수준 이상의 물성을 유지하면서 타이어의 외관을 향상시킬 수 있는 타이어 사이드월 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기의 고무조성물로 이루어진 고무를 사이드월로 하는 타이어의 제공을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 타이어 사이드월 고무조성물은 종래 타이어 사이드월 고무조성물에 있어서, 원료고무 100phr에 대하여 노화방지제로서 비스페놀릭 디포스파이트(bisphenolic diphosphite)를 1∼3phr 포함할 수 있다.

Description

타이어 사이드월 고무조성물{Tire sidewall rubber composition}
본 발명은 타이어 사이드월 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 종래 타이어 사이드월 고무조성물에 노화방지제로서 비스페놀릭 디포스파이트(bisphenolic diphosphite)를 포함하도록 하여 타이어의 사이드월 외관 특성, 타이어 열 안정성 및 노화 인장물성을 향상시킬 수 있는 타이어 사이드월 고무조성물에 관한 것이다.
타이어에 있어서 사이드월(sidewall)은 타이어의 옆부분을 지칭하는 것으로 카카스를 보호하고 굴신운동을 통해 승차감을 좋게 하는 역할을 한다. 이외에도 사이드월은 타이어의 상품명, 제조회사, 제조일자 등과 같이 타이어에 관한 모든 정보가 기록되어 있다.
일반적으로 타이어용 사이드월 고무조성물은 원료고무, 카본블랙, 가류제, 가류촉진제, 활성제, 산화방지제, 노화방지제와 같은 공정조제를 포함되어 이루어져 있다. 이때 강도의 손실을 최소화하는 범위에서 카본블랙을 최대로 사용하면서 내노화성을 위해서 과량의 노화방지제를 사용하고 있다.
노화방지제는 산화방지제와 같은 작용을 갖는 것이 많기 때문에 산화방지제라고도 한다. 노화방지제는 노화현상의 주요 인자인 산소에 의해서 자동산화되는 연쇄반응을 정지시키는 작용을 한다.
이러한 노화방지제는 고무에 대한 용해도가 크고, 비활성 이어야하고, 휘발성이 작고, 가황을 저해하지 않아야 하는 등의 조건이 필요하지만 종래 노화방지제는 주로 2,6-디-터트-부틸-P-크레솔(2,6-di-tert-butyl-P-cresol)인 성분을 함유하고 있어 이러한 조건이 충분하지 않다.
한편 타이어 사이드월 고무조성물에서는 대부분 과량의 노화방지제를 사용하기 때문에 사용시간이 경과함에 따라 고무조성물 내부에 있던 노화방지제가 사이드월 표면으로 이동하여 사이드월 고무 표면을 오염시키는 문제가 있다.
때문에 이러한 문제를 해결하기 위해서 노화방지제를 감량하여 사용하지만 이때에는 노방방지제의 함량이 일정량 이하로 되면 사이드월에서의 크랙(crack)이 발생하는 등 내노화성과 내피로성이 하락하는 문제가 있다.
상기에서 언급한 문제를 해결하기 위한 안출된 본 발명은 종래 타이어 사이드월 고무조성물에 있어서, 노화방지제로서 비스페놀릭 디포스파이트(bisphenolic diphosphite)를 적용한바, 종래 노화방지제에 비해 소량의 함량으로도 동등 수준 이상의 물성을 유지하면서 타이어의 외관을 향상시킬 수 있다.
따라서 본 발명은 타이어 사이드월 고무조성물에 노화방지제로서 비스페놀릭 디포스파이트를 소량 적용하여 종래 노화방지제를 함유하는 고무조성물과 대비시 동등 수준 이상의 물성을 유지하면서 타이어의 외관을 향상시킬 수 있는 타이어 사이드월 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기의 고무조성물로 이루어진 고무를 사이드월로 하는 타이어의 제공을 다른 목적으로 한다.
상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이어 사이드월 고무조성물은 종래 타이어 사이드월 고무조성물에 있어서, 원료고무 100phr에 대하여 노화방지제로서 비스페놀릭 디포스파이트(bisphenolic diphosphite)를 1∼3phr 포함할 수 있다.
본 발명에서 원료고무는 종래 타이어 사이드월 고무조성물의 원료고무로 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다.
본 발명에서 이러한 타이어 사이드월 고무조성물의 원료고무로서 천연고무와 합성고무를 각각 단독으로 사용하거나 또는 천연고무와 합성고무가 1:9∼9:1의 비로 혼합된 혼합고무를 사용하거나 또는 두 개 이상의 합성고무를 혼합한 혼합고무를 사용할 수 있다.
상기에서 합성고무는 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 이소프렌 고무(IR), 클로로프렌 고무(CR), 니트릴 고무(NBR), 부틸고무 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 사이드월 고무조성물은 노화방지제로서 비스페놀릭 디포스파이트를 사용할 수 있다.
이때 노화방지제인 비스페놀릭 디포스파이트는 원료고무 100phr에 대하여 1∼3phr 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 사이드월 고무조성물에서 비스페놀릭 디포스파이트를 원료고무 100phr에 대하여 1phr 미만 사용하면 노화방지제의 역할이 미미하고, 3phr 초과하여 사용하면 노화방지 효과에 대한 뚜렷한 상승효과가 발생하지 않는다. 따라서 본 발명의 타이어 사이드월 고무조성물에서 노화방지제인 비스페놀릭 디포스파이트는 원료고무 100phr에 대하여 1∼3phr 사용하는 것이 좋다.
본 발명은 상기에서 언급한 원료고무, 노화방지제 이외에 종래 타이어 사이드월 고무조성물에 사용되는 보강재, 활성제, 연화제, 공정유, 가류제 및 가류촉진제와 같은 각종 첨가제를 필요에 따라 적의 선택하여 소정의 함량으로 사용할 수 있다. 그러나 이들은 종래 타이어 사이드월 고무조성물에 사용되는 일반적인 성분으로서 본원발명의 필수 구성 성분이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.
한편 본 발명은 상기의 타이어 사이드월 고무조성물로 이루어진 고무를 사이드월로 하는 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.
<비교예 1>
천연고무 50phr, 부타디엔 50phr로 이루어진 원료고무 100phr에 대하여 카본블랙 70phr, 공정오일(Aromatic-2) 5phr, 스테아린산(Stearic acid) 2.0phr, 산화아연(ZnO) 3.0phr, 노화방지제(2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, RD) 6phr를 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) 1.5phr를 상기의 배합물에 첨가하고 160℃에서 20분 동안 가류하여 고무를 제조하였다.
<비교예 2>
노화방지제를 7phr 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 고무를 제조하였다.
<실시예 1>
하기의 표 1과 같이 천연고무 50phr, 부타디엔 50phr로 이루어진 원료고무 100phr에 대하여 카본블랙 70phr, 공정오일(Aromatic-2) 5phr, 스테아린산(Stearic acid) 2.0phr, 산화아연(ZnO) 3.0phr, 노화방지제로서 비스페놀릭 디포스파이트 1.0phr를 밴버리 믹서에 넣고 150℃에서 30분 동안 배합한 후 방출하였다.
그런 다음 가류제로서 유황 2.0phr, 가류촉진제로서 N-시클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드(CZ) 1.5phr를 상기의 배합물에 첨가하고 160℃에서 20분 동안 가류하여 고무를 제조하였다.
상기에서 노화방지제인 비스페놀릭 디포스파이트는 비중(Specific gravity)(@25℃) 0.948, 산가(Acid number) 최대 0.1mg KOH/mg, 굴절지수(Refractive index)(@25℃) 0.14905 인 것을 사용하였다.
<실시예 2>
노화방지제를 1.5phr 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무를 제조하였다.
표 1. 실시예 및 비교예 고무의 조성(단위 : phr)
항목 비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2
천연고무 50 50 50 50
부타디엔 고무 50 50 50 50
카본블랙 70 70 70 70
공정오일 5.0 5.0 5.0 5.0
스테아린산 2.0 2.0 2.0 2.0
산화아연 3.0 3.0 3.0 3.0
노화방지제(1) 6.0 7.0 - -
노화방지제(2) - - 1.0 1.5
가류제(유황) 2.0 2.0 2.0 2.0
가류촉진제(CZ) 1.5 1.5 1.5 1.5
(1)2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(2,2,4-trimethyl-1,2- dihydroquinoline, RD)
(2)비스페놀릭 디포스파이트(bisphenolic diphosphite)
<시험예>
상기 실시예 및 비교예 고무에 대하여 ASTM 관련 규정에 의해 비중, 레오(Rheo), 무니점도, 인장물성, F.T.F., 블로우아웃(Blow Out)과 같은 물성을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.
표 2. 실시예 및 비교예 고무의 물성
항목 비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2
비중 1.2589 1.2765 1.2649 1.2635
Rheo (160℃) Toq(max) 23.7 24.0 23.8 24.4
Toq(min) 7.7 7.8 8.0 7.7
T40 5.47 5.48 4.81 4.54
T90 9.48 9.74 9.34 9.40
EC(end cure) 10.43 10.71 10.27 10.24
무니점도 (@125℃) 점도 36 36 34 33
T05 16.53 16.73 16.87 16.63
T35 26.93 25.73 26.13 26.20
무니점도(@100℃) 44 45 44 43
인장 물성 (초기/노화*) 경도 51/54 52/54 50/52 52/52
100％모듈러스 15/19 15/21 15/25 15/26
300％모듈러스 37/46 37/47 36/52 36/51
인장강도 148/86 154/85 152/90 156/96
신율 666/522 677/522 677/536 679/544
F.T.F.(cycle)* 63200 66630 76080 82200
블로우아웃(50℃) 5.4 5.3 6.1 6.0
* 노화는 100℃의 온도에서 3일간 방치하였다.
* F.T.F(Fatigue and Failure Test)는 피로파괴 시험에 대한 측정값으로 수치가 높을 수록 우수하다.
상기 시험예의 결과에서처럼 비스페놀릭 디포스파이트을 노화방지제로 사용한 실시예의 고무는 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린의 종래 노화방지제를 사용한 비교예의 고무와 대비시, 동등 수준 이상의 물성을 가지고 있으며, 노화 후의 인장물성이 우수하고, 블로우아웃 특성이 우수하다.
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. 타이어 사이드월 고무조성물에 있어서,
    원료고무 100phr에 대하여 노화방지제로 비스페놀릭 디포스파이트(bisphenolic diphosphite) 1∼3phr 포함함을 특징으로 하는 타이어 사이드월 고무조성물.
  2. 제1항에 있어서, 비스페놀릭 디포스파이트는 비중(Specific gravity)(@25℃) 0.948, 산가(Acid number) 최대 0.1mg KOH/mg, 굴절지수(Refractive index)(@25℃) 0.14905 임을 특징으로 하는 타이어 사이드월 고무조성물.
  3. 특허청구범위 제1항 또는 제2항의 고무조성물로 이루어진 사이드월을 포함하는 타이어.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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