KR100846360B1

KR100846360B1 - 내크랙성이 향상된 타이어용 고무조성물

Info

Publication number: KR100846360B1
Application number: KR1020070060631A
Authority: KR
Inventors: 박중양; 강성일; 신채남
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2008-07-15

Abstract

본 발명은 내크랙성이 향상된 타이어용 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 타이어용 고무조성물에 있어서, 원료고무와 보강충진제를 포함하고, 상기 보강충진제의 분산성을 향상시키기 위해 분산제로서 아연 나프테네이트(Zinc naphthenate)를 사용함으로써 내크랙성을 향상시킬 수 있는 타이어용 고무조성물에 관한 것이다.

아연 나프테네이트(Zinc naphthenate)

Description

내크랙성이 향상된 타이어용 고무조성물{Rubber Composition for tire Improved Anti-Crack Properties}

자동차가 발명된 후 초기의 타이어 용도는 단순한 차량지지 및 차량이동의 기능으로만 사용되어 왔다. 그러나 세계 경제와 기술력 발달에 따라 소비자의 요구가 급변하고 있으며, 따라서 차량의 성능 향상에 따른 타이어의 성능도 비례적으로 향상되고 있어 새로운 성능을 갖는 타이어 개발이 시급한 실정이다.

각각의 타이어는 고유한 특성을 갖게 되는데, 이러한 타이어의 요구특성 중에서 가장 중요한 것은 장기사용이 가능한 내구성과 외관성능이다. 특히 승용차와 같은 고급 차량의 타이어에서는 차량의 지지, 이동에 관한 타이어의 기본 성능 뿐 만 아니라 차량의 외관과 함께 타이어의 외관도 중요하게 되었으며, 이러한 외관에 치명적인 악영향을 주는 것이 크랙(crack) 이다.

특히 타이어의 부위 중에서 사이드월 부위는 차량의 외부로 노출되어 있어, 수분, 공기, 태양과 같은 외부요인에 인해 크랙이 발생할 빈도가 증가되고 있다.

따라서 타이어에 있어서, 타이어 사이드월 고무의 내크랙 성능 향상은 타이어 뿐만 아니라 고급 승용차의 외관 향상에도 많은 도움이 된다.

따라서 모든 타이어에서 기본적인 내구성도 중요하지만 특히 고가의 제품이면서 타이어 성능에 따른 사용기간의 편차가 많지만, 일정한 성능을 유지하면서 장기간 사용이 가능한 내크랙성 개선 제품 개발이 필수적이다.

타이어의 내크랙성 향상을 위해서는 타이어에 사용되는 고무조성물을 이루는 원재료들, 특히 보강충진제로 사용되는 재료 성분이 고무조성물 내에서 충분한 분산이 이루어져야 내크랙성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 타이어용 고무조성물에 있어서, 원료고무, 보강충진제를 사용하고 상기 보강충진제가 고무조성물 내에서 최적 분산을 유지할 수 있도록 분산제로서 아연 나프테네이트(Zinc Naphthenate)를 사용하여 내크랙성이 향상된 타이어용 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 고무조성물로 이루어진 고무의 제공을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어의 제공을 또 다른 목적으로 한다.

한편, 본 발명의 타이어용 고무조성물은 상기의 원료고무, 보강충진제, 분산의 적용 이외에 가류제로서 80% CRYSTEX SULFUR를 사용하고, 가류촉진제로서 N-tert-butyl-2-benzothiazolesulfenamide(TBBS)를 사용함으로써 내크랙성이 향상된 타이어 사이드월용 고무조성물을 제공할 수 있다.

상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 타이어용 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 보강충진제 50∼60중량부, 분산제로서 아연 나프테네이트(Zinc naphthenate) 2∼4중량부 포함하는 타이어용 고무조성물을 나타낸다.

본 발명의 타이어용 고무조성물에서 원료고무는 천연고무(NR), 합성고무를 각각 단독으로 사용할 수 있다.

본 발명의 타이어용 고무조성물에서 원료고무는 천연고무와 합성고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.

본 발명의 타이어용 고무조성물에서 원료고무는 서로 다른 종류의 합성고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.

상기에서 합성고무의 일예로 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 부틸고무, 할로겐화 부틸 고무, 이소프렌이 함유된 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴을 포함 하는 스티렌 부타디엔 고무, 네오프렌 고무 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

본 발명의 타이어용 고무조성물에서 내크랙성을 향상시키기 위해 보강충진제를 사용할 수 있다.

본 발명의 타이어용 고무조성물에서 보강충진제는 카본블랙, 실리카, 탄산칼슘(CaCO₃), 클레이(Clay), 탈크(Talc) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

본 발명의 타이어용 고무조성물에서 보강충진제는 원료고무 100중량부에 대하여 50∼60중량부, 바람직하게는 55±2중량부를 사용할 수 있다.

본 발명의 타이어용 고무조성물에서 보강충진제를 원료고무 100중량부에 대항 50중량부 미만 사용하면 타이어의 물성이 하락하여 내구성이나 조작성 하락이 예상되고, 60중량부 초과 사용하면 물성이 상승하여 승차감이 하락할 수 있다.

따라서 본 발명의 타이어용 고무조성물에서 보강충진제는 원료고무 100중량부에 대하여 50∼60중량부 사용하는 것이 좋다.

상기에서 보강충진제의 일예로 요오드 흡착가가 32~40mg/g, DBP 흡착가가 87∼95mg/100g인 카본블랙을 사용할 수 있다.

상기에서 보강충진제의 일예로 요오드 흡착가가 30~50mg/g, DBP 흡착가가 80∼100mg/100g인 실리카를 사용할 수 있다.

본 발명의 타이어용 고무조성물에서 분산제는 아연 나프테네이트를 사용하여 고무조성물 내에서 보강충진제의 분산성을 높임으로써 결과적으로 본 발명의 고무조성물로 이루어진 고무의 내크랙성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 타이어용 고무조성물에서 분산제인 아연 나프테네이트는 원료고무 100중량부에 대하여 2∼4중량부, 바람직하게는 3중량부 사용할 수 있다.

본 발명의 타이어용 고무조성물에서 아연 나프테네이트를 원료고무 100중량부에 대하여 2중량부 미만 사용하면 보강충진제의 분산성이 높아지지 않아 결과적으로 고무조성물의 내크랙성이 감소하고, 4중량부 초과하여 사용하면 고무의 다른 물성이 감소할 우려가 있다.

따라서 본 발명의 타이어용 고무조성물에서 분산제인 아연 나프테네이트는 원료고무 100중량부에 대하여 2∼4중량부 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서 상기의 분산제는 시중에서 상품으로 유통되어 사용되고 있는 것을 적용할 수 있다.

본 발명의 타이어용 고무조성물은 상기의 보강충진제, 분산제 이외에 가류제로서 80%-CRYSTEX를 사용할 수 있고, 가류촉진제로서 N-tert-butyl-2-benzothiazolesulfenamide(TBBS)를 사용하여 내크랙성을 향상시킨 고무조성물을 얻을 수 있다.

이때 가류제인 80%-CRYSTEX는 원료고무 100중량부에 대하여 1.9∼2.4량부를 사용할 수 있고, 가류촉진제인 TBBS는 원료고무 100중량부에 대하여 0.7∼0.9 중량 부 사용할 수 있다.

본 발명의 타이어용 고무조성물에 대하여 다양한 성분, 함량을 적용한바, 본 발명의 목적에 부합하는 타이어용 고무조성물을 얻기 위해서는 상기에서 언급한 조건의 타이어용 고무조성물이 바람직하다.

본 발명은 상기에서 언급한 원료고무, 보강충진제, 분산제 이외에 종래 타이어용 고무조성물에 사용되는 보강충진제, 노화방지제, 활성제, 공정오일, 가류제, 가류촉진제와 같은 각종 첨가제를 필요에 따라 적의 선택하여 소정의 함량으로 사용할 수 있다. 그러나 이들은 종래 타이어용 고무조성물에 사용되는 일반적인 성분으로서 본원발명의 필수 구성성분이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.

본 발명은 상기의 타이어용 고무조성물로 이루어진 고무를 함유하는 타이어를 포함한다.

본 발명은 상기의 타이어용 고무조성물로 이루어진 고무를 사이드월로 함유하는 타이어를 포함한다.

상기에서 본 타이어용 고무조성물로 이루어진 고무를 함유하는 타이어에 있어서, 타이어는 승용차용 타이어, 트럭용 타이어, 버스용 타이어, 오토바이용 타이어, 항공기용 타이어 중에서 선택된 어느 하나를 나타낸다.

이하 본 발명을 다음의 실시예, 비교예, 시험예에 의하여 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 설명하기 위한 하나의 일예일 뿐 이들에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

<실시예> 사이드월 고무 제조

스티렌 부타디엔 고무(SBR) 40중량부, 부타디엔 고무(BR) 30중량부 및 천연고무 40중량부로 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 카본블랙 55중량부, 아연 나프테네이트 3중량부, 산화아연(ZnO) 4.0중량부, 스테아린산 3중량부, 노화방지제(2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, RD) 3.0중량부, 공정오일 6.0중량부를 밴버리 믹서에 넣고 150℃에서 5분 동안 배합하여 고무 배합물을 얻었다.

상기의 고무배합물에 가류제로서 80%-CRYSTEX 2.0중량부, 가류촉진제N-tert-butyl-2-benzothiazolesulfenamide(TBBS) 0.8중량부를 첨가하고 95℃에서 15분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.

<비교예>

분산제를 사용하지 않고, 실시예와 유기물 수준을 동일하게 유지하기 위하여 공정오일 9.0중량부 사용하는 제외하고는 상기 실시예와 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.

표 1. 실시예 및 비교예의 고무 조성(단위 : 중량부)

항목	실시예	비교예
SBR	40	40
BR	30	30
천연고무	40	40
카본블랙*	55	55
아연 나프테네이트	3	-
산화아연	4	4
스테아린산	3	3
노화방지제	3	3
공정오일	6	9
80％ CRYTEX	2.0	2.0
가류촉진제(TBBS)	0.8	0.8

*카본블랙은 요오드 흡착가가 36±2mg/g, DBP 흡착가가 90±2mg/100g인 것을 사용하였다.

<시험예 1>

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무시편에 대하여 ASTM 관련 규정에 의해 경도, 300％ 모듈러스, 인장강도, 신율과 같은 물성을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.

표 2. 실시예 및 비교예 고무의 물성

항목	실시예	비교예
경도(Shore A)	50	50
300％ 모듈러스(kg/cm²)	78	79
인장강도(kg/cm²)	143	141
신율(％)	620	630

<시험예 2>

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무시편을 오존 챔버(Ozone Chamber)에 48시간 방치한 다음 크랙 발생 유무를 확인하고 그 결과를 아래의 표 3에 나타내었다.

상기에서 오존 챔버의 조건은 200pphm, 35℃ 조건으로 하여 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무시편의 크랙 발생 유무를 측정하였다.

표 3. 실시예 및 비교예 고무의 크랙 발생 유무

항목	실시예	비교예
크랙 발생 여부	크랙 발생하지 않음	크랙 발생

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 표 2의 시험예 1 및 표 3의 시험예 2의 결과에서처럼 본 발명의 분산제인 아연 나프테네이트를 함유한 실시예의 고무는 아연 나프테네이트를 함유하지 않은 비교예의 고무와 비교시 동등 수준 이상의 물성을 나타내며, 내크랙성이 보다 우수함을 알 수 있다.

따라서 본 발명의 고무조성물로 이루어진 고무는 내크랙성이 향상되어 이러한 고무를 사이드월로 사용하는 타이어는 종래 타이어용 고무조성물로 이루어진 고 무를 사이드월로 사용하는 타이어에 비해 장시간 동안 사용할 수 있으며, 또한 고급 승용차의 외관 품질 향상에 도움을 주게 되어 궁극적으로 타이어의 품질향상에 기여할 수 있다.

Claims

타이어용 고무조성물에 있어서,

원료고무 100중량부에 대하여 요오드 흡착가가 32∼40mg/g, DBP 흡착가가 87∼95mg/100g인 카본블랙, 요오드 흡착가가 30∼50mg/g, DBP 흡착가가 80∼100mg/100g인 실리카, 탄산칼슘(CaCO₃), 클레이(Clay), 탈크(Talc) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 보강충진제 50∼60중량부, 분산제로서 아연 나프테네이트(Zinc naphthenate) 2∼4중량부, 가류제로서 80%-CRYSTEX 1.9∼2.4중량부, 가류촉진제로서 N-tert-butyl-2-benzothiazolesulfenamide(TBBS) 0.7∼0.9 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어용 고무조성물.
삭제
특허청구범위 제1항의 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어.