KR100879138B1 - 타이어 인너라이너용 고무 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 인너라이너용 고무 조성물에 관한 것으로 더욱 상세하게는 평판구조(platy structure)를 갖는 카본블랙이 포함된 타이어 인너라이너용 고무 조성물이다.

본 발명에 의한 타이어 인너라이너용 고무조성물은 내공기투과성이 높으면서도 종래 고무조성물에 비해 물성저하를 초래하지 않는다.

타이어 인너라이너*평판구조 카본블랙*platy structure

Description

타이어 인너라이너용 고무 조성물 {Rubber composition for tire innerliner}

본 발명은 타이어 인너라이너 고무조성물에 관한 것으로 더욱 상세하게는 종래의 인너라이너 고무 조성물에 판상구조 (Platy Structue)를 갖는 특수 카본블랙을 첨가하여 내공기 투과도 특성을 향상시킨 타이어 인너라이너용 고무 조성물에 관한 것이다.

인너라이너 고무조성물의 경우 타이어에 주입된 공기와 접촉하는 부위로서, 요구 특성은 낮은 공기 투과성과 내피로성등이 있다. 특히, 낮은 공기 투과성은 타이어의 공기압을 일정하게 유지시켜 주어 주행안정성을 향상시킬 뿐만 아니라, 회전저항 감소 및 인너라이너 두께 감소에 따른 연비저감이 되므로 인너라이너의 가장 중요한 물성 중 하나이다.

따라서, 이러한 성능을 향상시키기 위하여 종래 기술로는 레진류를 응용하여 접착력을 개선하는 경우와 할로 부틸고무 함량을 올려서 내공기 투과성을 향상시킨 조성물에 관한 기술들이 있다.

또한 보강재인 카본블랙의 적용량을 늘리거나 보강제의 개념으로 클레이나 탄산칼슘을 인너라이너 고무 조성물에 첨가 하는 경우도 있으나, 카본블랙 사용량의 증가는 고무배합물의 점도 상승에 의한 공정성 하락 및 고무배합물의 배합시 카본블랙과의 마찰에 의한 온도상승 및 분산불량으로 인한 내공기 투과도의 하락이 일어 날 수 있다.

또한 클레이나 탄산칼슘을 첨가하는 경우 첨가량이 일정 수준 이상의 경우에는 급격한 물성하락을 초래할 수 있으며, 나노 크기의 클레이를 사용하여 내공기 투과성능을 향상시키는 기술의 경우 나노 크기 클레이의 분산성을 해결해야 하는 문제점을 가지고 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 내공기 투과성능을 향상시킨 타이어용 인너라이너 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 평판구조(platy structure)를 갖는 카본블랙이 포함된 타이어 인너라이너용 고무 조성물을 제공한다.

본 발명의 평판구조의 카본블랙은 인너라이너 고무조성물에서 공기 투과를 막는 방어벽을 형성하여 인너라이너의 공기투과성을 억제한다.

상기의 카본블랙은 바람직하게는 비중이 1.2~1.4으로 일반 고무용 카본블랙의 비중 1.8보다 낮으며, 평균 입자경이 5.5 ± 2.0㎛, BET표면적이 9.0 ± 2.0 을 사용한다.

원료고무 100중량부에 대해 상기 평판구조를 갖는 카본블랙 10~20 중량부, 일반 카본블랙 40~50 중량부 사용하는 것이 바람직하다.

평판구조를 갖는 카본블랙은 그 함량이 원료고무 100중량부에 대하여 10중량부 미만이면 고무의 내공기 투과성 특성이 향상되지 않으며, 20중량부를 초과하여 사용하는 경우에는 과량 첨가에 따른 분산성 및 물성이 저하될 우려가 있다.

본 발명 고무 조성물에 있어서 원료고무는 종래 타이어용 인너라이너 고무조성물의 원료로서 사용할 수 있는 원료라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다.

이러한 원료고무의 예로서 천연고무, 부틸고무, 할로겐화 부틸고무를 사용하거나 이들의 혼합에 의하여 사용할 수도 있다.

한편, 본 발명에 사용되는 고무 조성물은 통상 첨가되는 배합제들, 예로서 가류촉진제로서 N-사이클로헥실-2-벤조티아질 설펜아미드 2.0중량부, 가류제인 황 1.7중량부, 스테아린산 3.0중량부, 산화아연 4.0 중량부, 고무의 노화방지제로서 1,2-디하이드로 퀴놀린 1.0중량부, 왁시 하이드로 카본 1.0중량부를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 의한 타이어 인너라이너용 고무조성물은 내공기투과성이 높으면서도 종래 고무조성물에 비해 물성저하를 초래하지 않는다.

이하에 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 본 발명은 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

<비교예 1>

부틸고무 80중량부 및 천연고무 20중량부로 구성된 원료고무 100중량부에 대하여 일반 카본블랙 60 중량부가 포함된 타이어의 인너라이너 고무조성물에 통상적으로 사용하는 배합제들을 표1의 조성에 따라 첨가하고, 170ㅀC에서 30분간 가류하여 인너라이너 고무시편을 제조하였다.

<비교예 2>

일반 카본블랙 60 중량부 대신 평판구조의 카본블랙 60중량부를 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 제조하였다.

<비교예 3>

일반 카본블랙 60 중량부 대신 일반 카본블랙 30중량부, 평판구조의 카본블랙 30중량부를 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 제조하였다.

<실시예 1>

일반 카본블랙 60 중량부 대신 일반 카본블랙 50중량부, 평판구조의 카본블랙 10중량부를 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 제조하였다.

<실시예 2>

일반 카본블랙 60 중량부 대신 일반 카본블랙 40중량부, 평판구조의 카본블랙 20중량부를 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 제조하였다.

(1) 천연고무 : STR-20

(2) 할로 부틸고무 : 브로모 부틸 고무 (Exxon)

(3) 카본블랙 : GPF N660

(4) 평판구조 카본블랙 : 평판구조(platy structure)를 갖는 카본블랙 (Austin Black사)

(5) 공정오일 : aromatic Oil

(6) 1.2-디하이드로 퀴놀린

(7) 왁시 하이드로 카본

(8) N-tert-부틸-2-벤조티아질 설펜아미드

(9) 유황 : Ground sulfur

상기 이상에서 살펴본 실시예 및 비교예로 얻어진 결과를 하기 표 2에서 나타내었다.

비교예 1~3 및 실시예 1~2에서 배합한 고무의 Mooney Vscosity 및 스코치 안정성은 MV2000에서 측정하였다.

제조한 고무 시편의 경도는 ASTM shore-A 경도계법으로 온도조절 가능한 연소실내에 1시간 방치 후 측정하였다.

300% 모듈러스는 길이 100mm, 외폭 25mm, 내폭 5mm인 아령형을 사용하고, 길이 20mm, 폭 5mm 부위의 시편으로 시험편을 잡고 늘일때의 Strain-Stress의 Curve로부터 초기로부터 300%의 신장에 대한 응력의 방법으로 측정하였다.

파단시 신장률은 인장 시험기에서 시험편이 끊어질 때까지의 Strain 값을 %로 나타내는 방법으로 측정하였다.

인장강도는 ASTM D 790의 방법으로 측정하였다.

내피로성은 반복 피로를 통해 시편이 끊어지기까지의 피로 사이클을 측정하였으며, ASTM D-430-73의 방법으로 시험하였고, 측정값이 클수록 유리하다.

공기투과성은 고무시편의 양쪽에 1기압의 공기압 차이를 적용시키고, 1시간 동안 시편의 단위 면적당 시편의 두께를 통해 이동된 공기의 양을 나타낸 것이며 값이 작을수록 내공기투과성이 좋은 성능을 나타낸다.

상기 표 2의 결과로부터, 평판구조(platy structure)를 갖는 카본블랙을 일부 사용한 실시예1,2의 경우 첨가하지 않은 비교예1 보다 고무점도가 낮은 결과를 보이며, 기존 보강성 카본블랙에서 평판구조 카본블랙으로의 대체량이 증가할수록 고무점도가 낮아지는 결과를 보인다.

인장강도의 경우에 평판구조를 가지는 카본블랙으로 전량 대체된 비교예2의 경우와 과량 대체된 비교예3의 경우 평판구조 카본블랙을 사용하지 않은 비교예 1대비 낮은 값을 나타내나, 실시예 1,2의 경우는 비교예1과 대차 없는 수준의 물성을 보인다.

내공기 투과성의 경우에도 평판구조를 갖는 카본블랙을 일부 대체한 실시예 1.2의 경우 비교예1 대비 대차 없는 수준이며, 평판구조 카본블랙의 대체량이 증가할수록 낮아지는 결과를 보인다.

Claims (3)

1. 평판구조(platy structure)를 갖는 카본블랙이 포함된 타이어 인너라이너용 고무 조성물로서, 상기 평판구조를 갖는 카본블랙은 비중 1.2~1.4, 평균 입자경 5.5 ± 2.0㎛, BET표면적 9.0 ± 2.0인 것을 특징으로 하는 타이어 인너라이너용 고무 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 원료고무 100중량부에 대해 상기 평판구조를 갖는 카본블랙 10~20 중량부 및 일반 카본블랙 40~50 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 인너라이너용 고무 조성물.
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