KR100771685B1 - 타이어 사이드월 고무조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어 사이드월 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 부틸고무와 EPDM 고무를 포함하는 원료고무, 이산화티타늄, 감온색소를 사용하여 오존에 의한 크랙을 방지하고, 이산화티타늄에 의해 고무의 색상을 밝게 하며, 특정 온도 이하 또는 특정 온도 이상에서 색상이 변하는 감온색소를 포함하는 타이어 사이드월 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명은 타이어 사이드월 고무조성물에 있어서, 부틸고무와 EPDM 고무를 포함하는 원료고무 100phr에 대하여 이산화티타늄 1∼10phr, 감온색소 3∼50phr 포함함을 특징으로 하는 타이어 사이드월 고무조성물을 나타낸다.
타이어, 사이드월, 이산화티타늄, 감온색소, 축광재

Description

타이어 사이드월 고무조성물{Tire sidewall rubber composition}
본 발명은 타이어 사이드월 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 부틸고무와 EPDM 고무를 포함하는 원료고무, 이산화티타늄, 감온색소를 사용하여 오존에 의한 크랙을 방지하고, 이산화티타늄에 의해 고무의 색상을 밝게 하며, 특정 온도 이하 또는 특정 온도 이상에서 색상이 변하는 감온색소를 포함하는 타이어 사이드월 고무조성물에 관한 것이다.
타이어 제품의 외관 장식을 위해 사이드월(sidewall) 부위에 원주 방향으로 백테를 표기하거나 백색문자를 나타내고 있다. 또한 타이어 사이드월 부위에는 타이어의 규격, 제조회사, 제품명 이외에 다양한 정보가 제공되고 있다.
타이어의 성능이 점차 향상됨에 따라 타이어에 대해 지능화 정보가 제공될 경우 운전자는 매우 편리함을 느끼게 된다.
일예로 겨울철 스노우 타이어는 눈이나 빙판 노면에서 미끄러짐을 방지하기 위해 개발된 것으로 운전자가 눈이나 빙판 노면을 알지 못하고 일반 범용 타이어를 사용할 경우 안전사고의 발생율이 높아진다. 또한 가혹한 주행에 의해 타이어의 온 도가 매우 높아졌을 때 운전자는 이러한 타이어의 온도 상승을 알아야 하고, 이에 대해 적절한 조취를 취할 수 있다.
상기와 같은 상황을 타이어의 색상변화에 의해 확인할 수 있는 경우 안전사고 방지에 도움이 될 것이며, 본 발명에서는 이러한 타이어의 색상변화를 확인할 수 있는 타이어 사이드월 고무조성물에 대한 내용을 나타낸다.
본 발명은 타이어 사이드월 고무조성물에 있어서, 오존에 의한 크랙을 방지하고, 타이어 사이드월의 색상을 밝게 하는 한편, 온도에 따라 색상이 변화는 타이어 사이드월 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기의 고무조성물로 이루어진 고무를 사이드월로 함유하는 타이어를 포함한다.
상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 타이어 사이드월 고무조성물에 있어서, 부틸고무와 EPDM 고무를 포함하는 원료고무 100phr에 대하여 이산화티타늄 1∼10phr, 감온색소 3∼50phr 포함함을 특징으로 하는 타이어 사이드월 고무조성물을 나타낸다.
본 발명의 타이어 사이드월 고무조성물에서 원료고무는 오염성 노화방지제의 사용 없이 장기간 사용하여도 오존에 의한 크랙(crack)을 방지할 수 있도록 부틸고 무와 EPDM 고무를 포함하는 고무를 원료고무로 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 사이드월 고무조성물에서 원료고무는 원료고무 100phr 중에 부틸고무 40∼60phr, EPDM 고무 40∼60phr으로 이루어진 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 사이드월 고무조성물은 사이드월 고무의 색상을 밝게 하기 위해서 이산화티타늄(TiO2)을 사용할 수 있다.
타이어 사이드월 고무의 색상을 밝게 하기 위해 이산화티타늄은 원료고무 100phr에 대하여 1∼10phr 사용할 수 있다. 한편 이산화티타늄 대신에 탄산칼슘, 실리카 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 사이드월 고무조성물은 온도에 따른 사이드월 고무의 색상을 변화시킬 수 있도록 하기 위해 온도에 따라 그 색이 변화되는 감온색소(thermochromic dye)를 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 사이드월 고무조성물에서 감온색소는 원료고무 100phr에 대하여 3∼50phr 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 감온색소는 일정한 온도에서 특정의 색상을 나타내다가 일정한 온도를 벗어나는 경우에 온도에 따라 색상이 변하는 것을 적의 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 이러한 감온색소의 일예로서 0℃ 이하에서 색상이 변하는 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 이러한 감온색소의 일예로서 5℃ 이하에서 색상이 변하는 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 이러한 감온색소의 일예로서 65℃ 이상에서 색상이 변하는 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 이러한 감온색소의 일예로서 80℃ 이상에서 색상이 변하는 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 감온색소는 감온색소 그 자체를 이용할 수 있으며, 다양한 이유에 의해 발생 될 수 있는 감온색소의 손실을 방지하기 위해 감온색소를 캡슐, 바람직하게는 마이크로캡슐로 감온색소를 피복한 감온 마이크로캡슐을 사용할 수 있다.
일반적으로 감온색소는 무기계 감온색소, 유기계 감온색소가 있으며, 본 발명에서는 무기계 감온색소, 유기계 감온색소를 선택적으로 사용하거나 또는 시중에서 상품으로 제품화되고 있는 것을 사용할 수 있다. 일예로 본 발명에서 감온색소는 멜라민계 색소, 무기염료 계통 색소를 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 사이드월 고무조성물은 상기의 고무조성 성분 이외에 빛을 흡수하였다고 어두운 곳에서 빛을 방출할 수 있는 재료를 추가로 포함하도록 하여 야간에 타이어의 외관을 미려하게 할 수 있는 타이어 사이드월 고무조성물을 제공할 수 있다.
상기에서 어두운 곳에서 빛을 방출할 수 있는 재료로 축광안료 또는 축광색소의 축광재를 사용할 수 있다.
본 발명에서 타이어 사이드월 고무조성물은 상기에서 언급한 고무조성 성분 이외에 축광안료 또는 축광색소의 축광재를 원료고무 100phr에 대하여 0.5∼5phr 추가로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 타이어 사이드월 고무조성물에 대하여 다양한 성분, 함량을 적용한바, 본 발명의 목적에 부합하는 타이어 사이드월 고무조성물을 얻기 위해서는 상기에서 언급한 성분, 함량의 타이어 사이드월 고무조성물이 바람직하다.
본 발명은 상기에서 언급한 원료고무, 이산화티타늄, 감온색소, 축광재 이외에 종래 타이어 사이드월 고무조성물에 사용되는 보강충진제, 활성제, 공정오일, 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 구성성분이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.
한편 본 발명은 상기에서 언급한 고무조성물로 이루어진 고무를 사이드월로 함유하는 타이어를 포함한다.
상기의 고무조성물로 이루어진 고무를 사이드월로 함유하는 타이어는 승용차용 타이어, 트럭용 타이어, 버스용 타이어, 오토바이용 타이어, 항공기용 타이어 중에서 선택된 어느 하나 이상을 나타낸다.
이하 본 발명을 다음의 실시예, 시험예에 의하여 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 실시를 위한 하나의 일예일 뿐 이들에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
하기의 표 1과 같이 부틸고무 50phr, EPDM 고무 50phr로 이루어진 원료고무 100phr에 대하여 카본블랙 50phr, 산화아연(ZnO) 3phr, 스테아린산 4phr, 공정오일 3phr, 이산화티타늄 5phr, 감온색소 15phr을 밴버리 믹서에 넣고 140℃에서 5분간 배합하여 고무배합물을 얻었다.
상기의 고무배합물에 가류제로서 유황 2phr, 가류촉진제(N-t-butylbenzothiazole sulfenamide, NS) 1.5phr을 첨가하고 110℃에서 3분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.
상기에서 감온색소는 65℃에서 색상이 녹색으로 변화하는 감온 마이크로캡슐(폴리크롬사 제품, 대한민국)을 사용하였다.
<실시예 2>
축광안료 3phr 추가로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.
<비교예>
하기의 표 1과 같이 부틸고무 10phr, 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 70phr 및 천연고무(NR) 20phr로 이루어진 원료고무 100phr에 대하여 카본블랙 50phr, 산화아연(ZnO) 3phr, 스테아린산 4phr, 공정오일 3phr, 노화방지제(N-phenyl-N'-(1,3- dimethylbutyl)-P-phenylenediamine, 6PPD) 5phr을 밴버리 믹서에 넣고 140℃에서 5분간 배합하여 고무배합물을 얻었다.
상기의 고무배합물에 가류제로서 유황 2phr, 가류촉진제(NS) 1.5phr을 첨가하고 110℃에서 3분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.
표 1. 실시예 및 비교예의 조성
항목 실시예 1 실시예 2 비교예
부틸고무 50 50 10
EPDM 고무 50 50 -
SBR - - 70
NR - - 20
카본블랙 50 50 50
산화아연 3 3 3
스테아린산 4 4 4
공정오일 3 3 3
이산화티타늄 5 5 5
감온색소 15 15 -
축광안료 - 3 -
노화방지제 - - 5
유황 2 2 2
가류촉진제 1.5 1.5 1.5
<시험예 1>
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무시편에 대해 ASTM 관련 규정에 의해 경도, 300%모듈러스, 인장강도, 신율과 같은 물성과 크랙안정성을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.
표 2. 실시예 및 비교예의 물성
항목 실시예 1 실시예 2 비교예
경도(shore A) 71 71 69
300%모듈러스(kg/cm2) 139 140 137
인장강도(kg/cm2) 278 277 276
신율(%) 482 481 479
크랙안정성 안정 안정 안정
<시험예 2>
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무를 타이어의 사이드월 고무로 사용하는 것을 제외하고는 일반적인 타이어 제조공정을 이용하여 타이어를 제조하였다.
상기에서 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 고무를 사이드월로 하는 타이어를 차량에 취부하여 100km/hr의 속도록 계속 주행하여 타이어 사이드월 고무의 온도가 70℃가 되도록 한 후 타이어 사이드월 고무 색상을 관찰하고 그 결과를 아래의 표 3에 나타내었다.
표 3. 온도변화에 따른 타이어 사이드월 색상 변화
항목 실시예 1 실시예 2 비교예
색상변화 녹색으로 변화 녹색으로 변화 변화 없음
<시험예 3>
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무를 타이어의 사이드월 고무로 사용하는 것을 제외하고는 일반적인 타이어 제조공정을 이용하여 타이어를 제조하였다.
상기에서 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 고무를 사이드월로 하는 타이어를 차량에 취부하고 300룩스(lux)의 빛을 6시간 쬔 후 암소(dark place)에서 타이어의 발광여부를 측정하고 그 결과를 아래의 표 4에 나타내었다.
표 4. 암소에서의 타이어 사이드월 발광
항목 실시예 1 실시예 2 비교예
발광 여부 발광 없음 발광 발광 없음
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.
상기 시험예 1의 결과에서처럼 본 발명의 사이드월 고무조성물에 의해 제조한 실시예 1,2의 고무는 종래 사이드월 고무조성물에 의해 제조한 비교예 고무와 비교시 동등 수준 이상의 물성과 크랙안정성을 지니고 있음을 알 수 있었다. 한편 본 발명의 실시예 고무는 주요 오염물질의 하나인 노화방지제를 함유하고 있지 않아 노화방지제를 사용하는 비교예의 고무에 비해 오염물질의 사이드월으로 이동을 방지할 수 있어 타이어 사이드월에서의 오염을 최소로 할 수 있다.
또한 시험예 2의 온도변화에 따른 사이드월 색상변화를 보면 본 발명과 같이 감온색소를 포함하는 실시예의 고무는 온도변화에 따라 색상이 변화함에 비해 감온색소를 적용하지 않은 비교예의 고무는 온도변화에 따른 색상 변화가 없었다.
한편, 시험예 3의 사이드월의 발광여부를 보면 축광안료를 함유한 실시예 2의 고무조성물로 이루어진 고무는 빛을 축광한 후 어두운 곳에서 발광하고 있어 어두운 곳에서도 타이어의 외관을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 타이어 사이드월 고무조성물에 있어서,
    부틸고무와 EPDM 고무를 포함하는 원료고무 100phr에 대하여 이산화티타늄 1∼10phr, 0℃ 이하에서 색상이 변하거나 또는 80℃ 이상에서 색상이 변하는 감온색소 3∼50phr 포함함을 특징으로 하는 타이어 사이드월 고무조성물.
  2. 제1항에 있어서, 원료고무 100phr 중에 부틸고무 40∼60phr, EPDM 고무 40∼60phr 포함함을 특징으로 하는 타이어 사이드월 고무조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 축광재를 원료고무 100phr에 대하여 0.5∼5phr 추가로 더 포함함을 특징으로 하는 타이어 사이드월 고무조성물.
  5. 특허청구범위 제1항의 고무조성물로 이루어진 사이드월을 포함하는 타이어.
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