KR100812840B1

KR100812840B1 - 타이어 블레더용 고무 조성물

Info

Publication number: KR100812840B1
Application number: KR1020070016278A
Authority: KR
Inventors: 정재영; 민호; 송한석
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2008-03-11

Abstract

본 발명은 타이어 블레더용 고무 조성물에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 담지체에서 성장시킨 카본 나노파이버를 적용하므로써 열전도성을 향상시켜 열에너지 손실을 감소시킬 수 있는 타이어 블레더용 고무 조성물에 관한 것이다.

블레더, 블레더, 열전도성, 카본 나노파이버(CNF)

Description

타이어 블레더용 고무 조성물{A RUBBER COMPOSITION FOR TIRE BLADDER}

고분자인 고무는 열전도 특성에서는 매우 낮은 성능을 가지고 있기 때문에, 타이어 제조시 가류 공정에서 가류를 하는 매개체로 타이어의 외부와 내부의 온도를 상승시켜서 가류를 행하고 있다. 이때 내부에 열을 전달하기 위한 매개체로 블레더를 사용하고 있지만, 블레더는 고무 조성물이기에 열전달을 원활하게 하기에는 어려운 점이 있었다.

그러한 이유로 한국특허출원 10-1999-0017265에서는 타이어 가류용 블레더 고무 조성물의 열전도성을 향상하기 위하여 흑연을 첨가하였다. 또한, 한국특허출원 10-2002-0073217에서는 표면적이 1000~1250㎡/g이고, DBP 흡착가가 360~460 cc/100g인 구조가 발달한 퍼니스 카본블랙을 첨가하여 타이어 가류용 블레더 고무 조성물의 열전도성을 향상시켰다.

그러나, 여전히 가류용 블레더 고무 조성물의 열전도성을 향상시키기 위한 보다 효율적인 기술의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 타이어 블레더용 고무 조성물에 담지체에서 성장시킨 카본 나노파이버를 적용하므로써 열전도성을 향상시켜 열에너지 손실을 감소시키고 가류시간을 단축시킬 수 있는 타이어 블레더용 고무 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 타이어 블레더용 고무 조성물은 원료고무 100phr에 대하여 카본블랙 0.1~50phr, 아세틸렌블랙 0.1~50phr, 담지체에서 성장시킨 카본 나노파이버(이하, CNF라 한다) 0.1~100phr을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용되는 원료고무는 종래 타이어 블레더용 고무 조성물의 원료고무로 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으며, 예로서 부틸고무, 브로모 부틸고무, 클로로 부틸고무, 네오프렌 고무 각각 또는 이들의 둘 이상을 혼합시킨 혼합고무를 들 수 있다.

본 발명에서 사용되는 카본블랙은 0.1~50phr 사용하는 것이 바람직하고, 10~50phr을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 카본블랙의 함량이 0.1phr 미만인 경우에는 고무 조성물이 충분한 보강효과를 나타내지 못하여 바람직하지 않고, 50phr을 초과하는 경우에는 고무 조성물의 물성이 하락하여 바람직하지 않다.

본 발명에서 사용되는 아세틸렌블랙은 0.1~50phr 사용하는 것이 바람직하고, 10~50phr을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 아세틸렌블랙의 함량이 0.1phr 미만인 경우에는 고무 조성물의 충분한 보강효과와 열전도도 개선효과를 나타내지 못하여 바람직하지 않고, 50phr을 초과하는 경우에는 고무 조성물의 물성이 하락하여 바람직하지 않다.

본 발명에서 사용되는 담지체에서 성장시킨 CNF는, CNF의 원료가 되는 하이드로카본 기체를 고온에서 촉매반응시켜 CNF를 제조하는 통상의 CNF 제조과정에서 촉매 반응을 조정하기 위해서 담지체로서 카본블랙 또는 실리카를 사용하여 제조되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 담지체에서 성장시킨 CNF에 있어서, 담지체와 CNF의 합계중량 중 CNF의 함량은 5~99중량%인 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물에 포함되는 상기 담지체에서 성장시킨 CNF의 함량은 0.1~100phr인 것이 바람직한데, 0.1phr 미만인 경우에는 고무 조성물의 열전도도 개선효과를 충분히 나타내지 못하여 바람직하지 않고, 100phr을 초과하는 경우에는 고무 조성물의 물성이 하락하여 바람직하지 않다.

본 발명의 고무 조성물에는 통상적인 고무 조성물용 첨가제들, 예로서 공정조제, 스테아린산, 오일, 왁스, 레진, 산화아연 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 각각의 성분들을 혼합하고 가류시켜 실시예 및 비교예의 고무 시편을 각각 제조하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 얻은 각각의 고무 시편을 ASTM 관련 규정에 의하여 경도, 300% 모듈러스, 인장강도, 신장율, 열전도도에 대한 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[표 1]

(단위:phr)

구분	비교예 1	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
부틸고무	100	100	100	100	100
카본블랙	30	30	30	30	30
아세틸렌블랙	30	30	30	30	30
¹⁾CNF 1	0	5	10	0	0
²⁾CNF 2	0	0	0	5	10
³⁾공정조제	5	5	5	5	5
스테아린산	2	2	2	2	2
오일	5	5	5	5	5
왁스	2	2	2	2	2
⁴⁾레진	7	7	7	7	7
산화아연	5	5	5	5	5

주)

1) CNF 1 : 카본블랙 담지체에서 성장시킨 CNF

2) CNF 2 : 실리카 담지체에서 성장시킨 CNF

3) 공정조제 : STRUKTOL-40MS

4) 레진 : SP 1045 레진

[표 2]

(단위:상대지수)

구분		비교예 1	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
물성	경도	100	100	103	102	105
	300% 모듈러스	100	103	104	105	106
	인장강도	100	102	100	102	99
	신장율	100	100	101	101	100
열전도성	Heat Conductivy	100	112	126	109	128

*지수는 높을수록 유리한 수치임

상기 표 2의 결과로 알 수 있는 바와 같이, 담지체에서 성장시킨 CNF를 함유한 실시예들의 고무는 그렇지 않은 비교예의 고무에 비해서 기본 물성을 동등수준 이상으로 유지하면서 열전도성능을 9~28% 향상시키는 효과를 나타낸다는 것을 알 수 있다.

이상에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 타이어 블레더용 고무 조성물은 담지체에서 성장시킨 CNF를 적절히 적용함으로써 종래 타이어 블레더용 고무 조성물에 비해 동등 수준 이상의 물성 특성을 가지면서도 열전도성능을 향상시킬 수 있다.

Claims

원료고무 100phr에 대하여 카본블랙 0.1~50phr, 아세틸렌블랙 0.1~50phr, 담지체에서 성장시킨 카본 나노파이버 0.1~100phr을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 블레더용 고무 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 담지체는 카본블랙 또는 실리카인 것을 특징으로 하는 타이어 블레더용 고무 조성물.