KR100760591B1

KR100760591B1 - 타이어용 인너라이너 고무 조성물

Info

Publication number: KR100760591B1
Application number: KR1020060103242A
Authority: KR
Inventors: 민호; 이흥구; 송한석; 최석주; 강종협; 정재영; 최남선; 장승연; 김동환; 장영찬; 이관영
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2006-10-24
Filing date: 2006-10-24
Publication date: 2007-10-04

Abstract

본 발명은 타이어용 인너라이너 고무 조성물에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 충전제로서 유기화 처리된 무기 판상 충전제를 첨가하여 이루어지므로써 내공기투과성이 향상된 타이어용 인너라이너 고무 조성물에 관한 것이다.

인너라이너, 내공기투과도, 열안정성, 나노클레이, 유기화 개질

Description

타이어용 인너라이너 고무 조성물{INNER LINER RUBBER COMPOSITION FOR TIRE}

타이어용 고무 조성물의 물성 즉, 강성, 탄성, 내마모성, 내오존성, 내공기투과도 등을 개선하기 위해 첨가되는 화이트 카본, 탄산칼슘, 클레이류 등의 무기 충전제는 표면의 친수성 때문에, 유기 고무 조성물과 친화성이 나쁘다. 그 때문에 디엔계 중합체 고무에 대한 무기 충전제의 분산성 및 접착성이 나쁘고 카본 블랙에 비하여 보강성이 뒤떨어진다. 또한 개질되지 않은 일반적인 클레이와 같은 무기 판상재료의 사용으로 인해 충전제가 고무 조성물과의 배합과정에서 박리가 쉽게 일어나지 않아 그 물성 향상에 어려움이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 타이어용 인너라이너 고무 조성물에 충전제로서 유기화 처리된 무기 판상 충전제를 적용하므로써 내공기투과도, 열안정성 및 치수안정성이 향상된 타이어용 인너라이너 고무 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 타이어용 인너라이너 고무 조성물은 원료고무에 충전제로서 유기화 처리된 무기 판상 충전제를 적용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용되는 원료고무는 종래 타이어용 인너라이너 고무 조성물의 원료고무로서 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으며, 예로서 는 천연고무, 부틸고무, 할로겐화 부틸고무 각각 또는 이들의 둘 이상을 혼합시킨 혼합고무를 들 수 있다. 또한, 상기의 천연고무와, 부틸고무 또는 할로겐화 부틸고무를 서로 혼합하여 사용하는 경우 이들의 비율은 1:9~9:1인 것이 바람직하다. 상기에서 할로겐화 부틸고무는 부틸고무에 할로겐 원소가 치환된 것을 사용할 수 있는데, 클로로 부틸고무, 브로모 부틸고무가 더욱 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 충전제는 디-(설파이드알킬암모늄클로라이드)(Di-(sulfide alkyl ammonium chloride))로 유기화 처리된 무기 판상 충전제(이하 SMMT로 칭한다.)인 것이 바람직하다. 유기화 처리되는 무기 판상 충전제의 종류에는 제한이 없으며, 화이트카본, 탄산칼슘, 클레이류 등을 들 수 있다.

클레이와 같은 일반 무기 판상 충전제를 유기화 개질, 즉 디-(설파이드알킬암모늄클로라이드)로 유기화 처리하면 판상간 거리를 증대시켜 배합시 박리를 용이하게 할 수 있고, 또한 고무와의 우수한 반응성으로 인해 고무 분자 사슬의 판상 사이로의 삽입을 유도하여 박리가 용이해진다.

즉, 본 발명에서 인너라이너 고무의 공기투과를 억제하기 위해 적용되는 상기 SMMT의 평판구조가 기계적인 방어벽을 형성하여 공기투과를 억제함으로써 타이어의 공기압 유지력 향상 및 이에 따른 인너라이너 고무의 두께를 감소시켜 타이어의 중량을 감소시킬 수 있다.

상기 디-(설파이드알킬암모늄클로라이드)는 다음의 구조를 갖는 것이 바람직하다.

(여기에서, R1, R2는 독립적으로 CH₃, H 또는 벤젠고리이고, n은 반복 단위수로서 1~20이다.)

상기 SMMT의 사용량은 원료고무 100중량부에 대하여 3~50중량부가 바람직하다. 상기 사용량이 3중량부 미만인 경우에는 고무의 내공기투과성이 향상되지 않으며, 50중량부를 초과하여 사용하는 경우에는 고무의 물성이 감소하여 바람직하지 않다.

본 발명의 고무 조성물에는 통상적인 고무 조성물용 첨가제들, 예로서 충전제, 커플링제, 아연화, 스테아린산, 노화방지제, 산화방지제, 왁스, 공정오일, 가류제, 가류촉진제 등의 첨가제들을 적절히 선택하여 첨가할 수 있으며, 이들 첨가제들의 선택 및 사용량은 당 분야에서는 공지이다.

이하, 본 발명을 하기 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 실시하기 위한 예에 지나지 않으며, 본 발명의 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 및 비교예

하기 표 1에 나타낸 조성으로 부틸고무 및 천연고무로 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 카본블랙, SMMT(알킬 C_nH_n ₊₁, 여기에서 n=1~10), 산화아연, 스테아린산, 노화방지제, 산화방지제, 공정오일을 밴버리 믹서에 넣어 혼합하고, 130℃에서 35분 동안 혼련시킨 후 방출하여 고무배합물을 얻었다. 이 고무 배합물에 가류제, 가류촉진제를 상기의 밴버리 믹서에 넣고 80℃에서 2분 동안 혼련시켜 실시예 및 비교예의 고무 시편을 각각 제조하였다.

상기 비교예 및 실시예에서 얻은 각각의 고무 시편을 ASTM 관련 규정에 의하여 점도, 스코치시간, 최대토크, 경도, 300%모듈러스, 인장강도, 신장율, 내공기투과성 특성으로서 가스투과도에 대한 물성을 측정하고, 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다.

[표 1]

(단위:중량부)

항목	비교예1	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	비교예2
부틸고무	90	90	90	90	90	90	90	90
천연고무	10	10	10	10	10	10	10	10
카본블랙	80	80	80	80	80	80	80	80
SMMT	-	3	10	20	30	40	50	60
산화아연	5	5	5	5	5	5	5	5
스테아린산	4	4	4	4	4	4	4	4
노화방지제	3	3	3	3	3	3	3	3
산화방지제	3	3	3	3	3	3	3	3
공정오일	8	8	8	8	8	8	8	8
가류제	2	2	2	2	2	2	2	2
가류촉진제	1.7	1.7	1.7	1.7	1.7	1.7	1.7	1.7

- SMMT : 디(설파이드부틸암모늄클로라이드)로 유기화 처리된 나노클레이

- 카본블랙 : N-55

- 산화방지제 : TMDQ(2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린)

- 가류제 : 유황

- 가류촉진제 : N-시클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드(N-cyclohexyl-2-benzothiazolsulfen amide, CZ)

[표 2]

물성 측정결과

항목	비교예1	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	비교예2
점도 (125℃)	47	47	46	44	42	40	38	36
스코치 시간(분)	11.3	11.4	11.6	11.9	12.2	12.5	12.8	13.1
최대토크	22.2	21.9	21.8	21.6	21.4	21.2	21.0	20.8
경도 (shore A)	57	57	58	61	62	63	64	66
300% 모듈러스 (kg/cm²)	72	71	69	65	61	59	57	52
인장강도 (kg/cm²)	104	103	101	100	98	97	95	88
신장율(%)	447	448	450	451	455	459	461	471
가스 투과도	3.64E-17	3.21E-17	2.21E-17	1.33E-17	8.31E-18	5.78E-18	4.31E-18	3.54E-18
가스투과도의 단위는 m⁴/sec·N이고 측정조건은 4psi, 60℃임.

상기 표 2의 결과로 알 수 있는 바와 같이, SMMT가 함유되어 있지 않은 비교 예1의 고무는 SMMT가 함유된 실시예들의 고무에 비해 내공기투과도 특성이 감소함을 알 수 있다. 또한 SMMT가 본 발명의 범위를 초과하여 사용된 비교예2의 고무는 실시예 고무들에 비해 내공기 투과성이 우수하지만 인장강도 등 다른 물성들이 현저히 하락하여 바람직하지 않음을 알 수 있다.

이상에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 타이어용 인너라이너 고무 조성물은 SMMT를 적절히 적용함으로써 종래 인너라이너 고무 조성물에 비해 동등 수준 이상의 물성 특성을 가지면서 내공기투과도 특성을 향상시킬 수 있다.

Claims

원료고무 100중량부에 대하여 디-(설파이드알킬암모늄클로라이드)로 유기화 처리된 무기 판상 충전제를 3~50중량부 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어용 인너라이너 고무 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 디-(설파이드알킬암모늄클로라이드)는 하기의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 타이어용 인너라이너 고무 조성물:

(여기에서, R1, R2는 독립적으로 CH₃, H 또는 벤젠고리이고, n은 반복 단위수로서 1~20이다)