KR100816222B1

KR100816222B1 - 고전도성 스노우 타이어용 고무 조성물

Info

Publication number: KR100816222B1
Application number: KR1020070032282A
Authority: KR
Inventors: 최희성
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2007-04-02
Publication date: 2008-03-21

Abstract

본 발명은 스노우 타이어용 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보강제로서 친수성 실리카를 사용시, 친실리카적 전도성 고분자를 적용하므로써 정전기를 최소화하고, 보강특성을 향상시키는 스노우 타이어용 고무 조성물에 관한 것이다.

실리카, 스노우 고무 조성물

Description

고전도성 스노우 타이어용 고무 조성물{The high conducting rubber compound for snow tire}

종래에는 스노우 타이어의 스노우 특성을 향상시키기 위해서 보강제로 실리카와 카본블랙을 사용하였고, 최근에는 스노우 특성을 더욱 향상시키기 위해 보강제로 카본블랙을 사용하지 않고, 실리카만을 사용하고 있다. 그러나, 보강제로서 실리카만을 사용시에는 보강성이 떨어져, 커플링제를 함께 사용하여 고무와의 혼용성을 높이고 있으나, 정전기가 발생하는 문제점이 있어, 이를 해결하기 위해 구조적으로 정전기 방출 시스템을 설계하여 해결하거나, 또는 일반 전도성 고분자를 첨가하여 사용하고 있는데, 이 또한, 정전기를 최소화하는 데에 어려움이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에서 는 친실리카적 전도성 고분자를 적용하므로써, 정전기를 최소화하고, 보강성 효과를 극대화시킬 수 있는 스노우 타이어용 고무 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 스노우 타이어용 고무 조성물은 원료고무 100중량부에 대하여 실리카 50~80중량부, 친실리카적 전도성 고분자 10~30중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용되는 원료고무는 그 종류에 특별히 한정이 없고, 천연고무, 합성고무 또는 이들의 혼합고무를 사용할 수 있는데, 예로서, 천연고무, 스티렌부타디엔고무, 부타디엔고무를 단독 또는 이들의 혼합물로 된 혼합고무를 사용하는 것이 바람직하고, 혼합고무의 경우, 천연고무, 스티렌부타디엔고무 및 부타디엔고무의 혼합비율에는 특별히 한정이 없다.

본 발명에서 정전기를 최소화하고, 보강성 효과를 극대화시킬 수 있는 친실리카적 전도성 고분자는 은이 도핑된 폴리아닐린 또는 폴리피롤과 폴리설피딕오르가노실란의 배합물로서, 이들은, 예를 들어, 다음의 단계들을 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.

a) 질산은 1.0~1.5mmol을 수용액에 용해시킨 후, 여기에 황화 글리콜산 1.0~1.5mmol을 첨가하여, 하나의 은 이온이 황 원자에 결합된 착물을 얻는 단계;

b) 이 수용액에 아닐린 또는 피롤 단량체 그리고 염산을 첨가하고, 과황산암모늄(APS)을 넣고 하루 이상 방치하여, 은이 도핑된 폴리아닐린 또는 폴리피롤을 제조하는 단계;

이렇게 제조된 은이 도핑된 폴리아닐린 또는 폴리피롤의 전기 전도도는 순수 염산 등의 일반적 도핑제로 도핑된 전도성 고분자보다 10배 이상 증가된다. 이때, 일반적 스노우 타이어용 고무 조성물에 사용되는 실리카나 원료 고무와의 반응성을 높여주기 위해서는 은 이온 대신에 은 원자나 은 나노입자를 사용할 수 있다;

c) 상기와 같은 방법으로 제조된 은이 도핑된 폴리아닐린 또는 폴리피롤과 폴리설피딕오르가노실란(TESPT)을 3~6:1의 중량비로 반버리 믹서에 넣어서 80~100℃의 온도에 도달할 때까지 배합하여 친실리카적 전도성 고분자를 제조하는 단계;

이때, 은이 도핑된 폴리아닐린 또는 폴리피롤과 폴리설피딕오르가노실란의 배합비율이 상기 범위를 벗어나면 전도성 고분자와 실리카의 반응성이 하락하거나 체적률이 크게 하락하거나 상승하여 바람직하지 않다.

상기 친실리카적 전도성 고분자의 함량은 10~30중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 10중량부 미만이면 소량이어서 효과를 나타내기 어려워 바람직하지 않고, 30중량부를 초과하면 체적저항률이 다시 증가하고 가격이 상승하므로 바람직하지 않다.

본 발명의 스노우 타이어용 고무 조성물에는 통상의 첨가제들, 예를 들어 산화아연, 실란 커플링제, 스테아린산, 점착제, 유황 및 가류촉진제 등의 첨가제를 통상의 사용량 범위로 포함할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하나, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

비교예 및 실시예

하기 표 1의 조성대로 비교예 및 실시예의 스노우 타이어용 고무 조성물을 제조한 후, 각 고무 조성물을 160~165℃에서 15분 동안 가류시켜 고무 시편을 제조하고, 그 물성과 가류도, 점도, 마모도 및 체적저항률을 ASTM 규격에 따라 측정하고, 그 결과를 표 1에 함께 나타내었다.

표 1

(단위:중량부)

항 목	비교예 1	비교예 2	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 3
천연고무	20.0	20.0	20.0	20.0	20.0	20.0
용액중합 스티렌부타디엔 고무	50.0	50.0	50.0	50.0	50.0	50.0
부타디엔 고무	30.0	30.0	30.0	30.0	30.0	30.0
전도성 고분자¹ ⁾	0.0	10.0	0.0	0.0	0.0	0.0
전도성 고분자² ⁾	0.0	0.0	10.0	20.0	30.0	40.0
실리카	70.0	65.0	65.0	60.0	60.0	60.0
산화아연	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0
실란 커플링제³ ⁾	8.0	8.0	8.0	8.0	8.0	8.0
스테아린산	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0
점착제⁴ ⁾	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
유황	1.6	1.6	1.6	1.6	1.6	1.6
가류촉진제(DPG)	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0
경도	60	59	60	61	61	62
300%-모듈러스 (kg/cm²)	100	96	103	106	108	112
마모성능(%)	100	94	105	105	110	113
점도	55	52	56	56	57	59
체적저항률	3.6*E+16	4.9*E+8	5.1*E+5	3.9*E+4	9.5*E+3	1.3*E+4

주)

1) 일반적인 전도성 고분자

2) 본 발명에 따른 친실리카적 전도성 고분자:

은이 도핑된 폴리피롤:TESPT=5:1(중량비)

3) 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라설피드(TESPT)

4) Dyphene-8318(PMC회사제품)

표 1에서 나타낸 바와 같이, 실시예는 비교예에 비해 체적저항률이 크게 낮아져 눈길에서 고무의 전도성과 유동성을 높일 수 있고, 동시에 정전기 발생을 줄일 수 있으며, 또한 마모성능이 향상되는 것을 알 수 있다.

이상에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 스노우 타이어용 고무 조성물은 보강제로서 실리카만을 사용시에 본 발명의 전도성 고분자를 적용하므로써 정전기를 최소화시키고, 보강 특성을 향상시켰음을 알 수 있다.

Claims

원료고무 100중량부에 대하여, 은이 도핑된 폴리아닐린 또는 폴리피롤과 폴리설피딕오르가노실란이 3~6:1의 중량비로 배합된 친실리카적 전도성 고분자 10~30중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스노우 타이어용 고무 조성물.
제1항에 있어서, 상기 친실리카적 전도성 고분자는 다음의 단계들을 포함하는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 스노우 타이어용 고무 조성물:

a) 질산은 1.0~1.5mmol을 수용액에 용해시킨 후, 여기에 황화 글리콜산 1.0~1.5mmol을 첨가하여, 하나의 은 이온이 황 원자에 결합된 착물을 얻는 단계;

b) a)의 결과물인 수용액에 아닐린 또는 피롤 단량체 및 염산을 첨가하고, 과황산암모늄(APS)을 넣고 하루 이상 방치하여 은이 도핑된 폴리아닐린 또는 폴리피롤을 제조하는 단계;

c) 은이 도핑된 폴리아닐린 또는 폴리피롤과 폴리설피딕오르가노실란(TESPT)을 3~6:1의 중량비로, 80~100℃의 온도에 도달할 때까지 배합하여 친실리카적 전도성 고분자를 제조하는 단계.