KR100693448B1 - 내굴곡성이 향상된 타이어 사이드월 고무조성물 - Google Patents

내굴곡성이 향상된 타이어 사이드월 고무조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타이어 사이드월 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 종래 타이어 사이드월 고무조성물에 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트(Magnesium Aluminium Hydroxide Carbonates)를 포함하도록 하여 타이어 사이드월의 내굴곡성을 향상시킬 수 있는 타이어 사이드월 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명은 타이어 사이드월 고무조성물에 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 적용하여 내굴곡성 및 내열성을 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 100중량부에 대하여 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 0.3∼5.0중량부 포함할 수 있다.

Description

내굴곡성이 향상된 타이어 사이드월 고무조성물{Tire sidewall rubber composition for high flexibility}
본 발명은 타이어 사이드월 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 종래 타이어 사이드월 고무조성물에 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트(Magnesium Aluminium Hydroxide Carbonates)를 포함하도록 하여 타이어 사이드월의 내굴곡성을 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 사이드월에는 타이어의 상품명, 제조회사, 제조일자 등을 포함하는 타이어에 관한 모든 정보가 대부분 기록되어 있다.
타이어 사이드월에 요구되는 기본적인 성능중에서 가장 중요한 성능은 내굴곡성, 내열성, 내노화성을 유지하는 것이다. 이러한 성능 향상을 위해 종래 사이드월 고무조성물은 원료고무로 천연고무와 합성고무를 적절하게 사용하는 것이 일반적이고 이러한 원료고무 이외에 기타 보강재, 가류제, 가류촉진제, 활성제, 산화방 지제, 노화방지제와 같은 공정조제를 포함되어 이루어져 있다.
그러나 타이어가 속도의 상승, 과도한 코너링 등의 가혹한 조건으로 운행되는 것이 점차적으로 증가되면서 타이어 사이드월에 보다 우수한 특성의 새로운 고무조성물이 필요하게 되었다.
상기에서 언급한 타이어 사이드월 고무의 내굴곡성, 내열성을 향상시키기 위해 다양한 성분을 타이어 사이드월 고무조성물에 적용한바, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 첨가제로 적용하면, 특히 천연고무, 부타디엔 고무 및 BIMS 공중합체(Brominated Isobutylene/p-Methylstyrene)로 이루어진 것을 원료고무로 하고 첨가제로서 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 적용하면 종래 타이어 사이드월에 비해 내굴곡성, 내열성을 향상시킬 수 있음을 알게 되었다.
따라서 본 발명은 타이어 사이드월 고무조성물에 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 적용하여 내굴곡성 및 내열성을 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 100중량부에 대하여 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트(Magnesium Aluminium Hydroxide Carbonates) 0.3∼5.0중량부 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 사용하거나, 천연고무와 합성고무를 포함하는 3성분 이상이 혼합되어 이루어진 혼합고무를 사용할 수 있다.
상기에서 합성고무는 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 이소프렌 고무(IR), 클로로프렌 고무(CR), 니트릴 고무(NBR), 부틸고무, BIMS 공중합체(Brominated Isobutylene/p-Methylstyrene) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명에서 원료고무의 일예로서 천연고무, 부타디엔 고무, 변형 부틸고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있으며, 이때 천연고무(NR) 40∼60중량％, 부타디엔 고무(BR) 20∼50중량％, BIMS 공중합체(Brominated Isobutylene/p-Methylstyrene) 20∼50중량％가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 사이드월 고무조성물은 첨가제로서 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 원료고무 100중량부에 대하여 각각 0.3∼5.0중량부 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 사이드월 고무조성물에서 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 원료고무 100중량부에 대하여 0.3중량부 미만 사용하면 공정성 확보가 어려운 문제가 있고, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 원료고무 100중량부에 대하여 5.0중량부 초과하여 사용하면 열적특성이 하락하여 물성이 나빠지는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 타이어 사이드월 고무조성물에서 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트는 원료고무 100중량부에 대하여 0.3∼5.0중량부 사용되어지는 것이 좋다.
본 발명은 상기에서 언급한 원료고무, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 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 50중량부, 부타디엔 50중량부로 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 카본블랙 50중량부, 산화아연(ZnO) 5중량부, 산화방지제 2중량부, 공정오일(Aromatic-2) 5중량부, 노화방지제(N-(1,3-Dimethylbutyl)- N'-phenyl-p-phenylene diamine, Kumanox-13) 3중량부, 스테아린산(Stearic acid) 2중량부, 왁스 2중량부를 밴버리 믹서에 넣고 150℃에서 30분 동안 배합한 후 방출하였다.
그런 다음 가류제로서 유황 2중량부, 가류촉진제로서 N-부틸벤조티아졸 설펜아미드(N-t-butylbenzothiazole sulfenamide, NS) 1.0중량부를 상기의 배합물에 첨가하고 160℃에서 20분 동안 가류하여 고무를 제조하였다.
<실시예 1>
천연고무 40중량부, 부타디엔 30중량부, BIMS 공중합체(Brominated Isobutylene/p-Methylstyrene) 30중량부로 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 카본블랙 50중량부, 산화아연(ZnO) 5중량부, 산화방지제 2중량부, 공정오일(Aromatic-2) 5중량부, 노화방지제(Kumanox-13) 3중량부, 스테아린산(Stearic acid) 2중량부, 왁스 2중량부, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트(Magnesium Aluminium Hydroxide Carbonates, DHT-4A-2) 0.3중량부를 밴버리 믹서에 넣고 150℃에서 30분 동안 배합한 후 방출하였다.
그런 다음 가류제로서 유황 2중량부, 가류촉진제로서 N-부틸벤조티아졸 설펜아미드(NS) 1.0중량부를 상기의 배합물에 첨가하고 160℃에서 20분 동안 가류하여 고무를 제조하였다.
<실시예 2>
마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 3중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무를 제조하였다.
<실시예 3>
마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 5중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무를 제조하였다.
표 1. 실시예 및 비교예 고무의 조성(단위 : 중량부)
항목 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3
천연고무 50 40 40 40
부타디엔고무 50 30 30 30
BIMS - 30 30 30
산화아연 5 5 5 5
공정유 5 5 5 5
노화방지제 3 3 3 3
카본블랙 50 50 50 50
스테아린산 2 2 2 2
왁스 2 2 2 2
DHT-4A-2 - 0.3 3 5
황 2 2 2 2
가류촉진제(NS) 1 1 1 1
<시험예>
상기 실시예 및 비교예 고무에 대하여 ASTM 관련 규정에 의해 오존발생시간, 피로파괴에 대한 시험인 F.T.F(Fatigue and Failure Test), 300％모듈러스, 발열과 같은 물성을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.
표 2. 실시예 및 비교예 고무의 물성
항목 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3
오존발생시간 100 106 104 102
F.T.F 100 133 130 125
300％모듈러스 100 101 103 105
발열 100 100 95 80
* 오존발생시간, FTF, 300％모듈러스, 발열에 대한 실시예의 값은 비교예의 값을 100으로 하였을 때의 환산치로서, 오존발생시간, FTF 및 300％모듈러스의 수치는 높을수록 우수하고, 발열을 낮을수록 우수함을 의미한다.
상기 시험예의 결과에서처럼 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 첨가제로 사용한 실시예의 고무는 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 사용하지 않은 비교예의 고무에 비해, 물성이 향상됨을 알 수 있다.
특히 실시예의 고무는 비교예의 고무에 비해 FTF, 발열 특성이 향상되어 내굴곡성 및 내열성의 특성이 향상됨을 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. 타이어 사이드월 고무조성물에 있어서,
    천연고무 40∼60중량％, 부타디엔 고무 20∼50중량％ 및 브로미네이티드 이소부틸렌(brominated Isobutylene)과 p-메틸스티렌(p-Methylstyrene)의 공중합체 20∼50중량％ 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 0.3∼5.0중량부 포함함을 특징으로 하는 타이어 사이드월 고무조성물.
  2. 삭제
  3. 특허청구범위 제1항의 고무조성물로 이루어진 고무를 사이드월로 포함하는 타이어.
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