KR100885079B1

KR100885079B1 - 펄을 포함하는 타이어 고무조성물

Info

Publication number: KR100885079B1
Application number: KR1020070106676A
Authority: KR
Inventors: 최정훈
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2009-02-25

Abstract

본 발명은 투명고무와 펄을 포함하는 타이어 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 타이어 고무조성물에 있어서, 운모, 산화알루미늄, 이산화규소, 유리플레이크, 황토, 카올린, 일라이트, 토르말린, 맥반석, 자수정 중에서 선택된 어느 하나 이상이 이산화티타늄으로 1차 코팅된 후 안료(pigment)로 2차 코팅된 펄(pearl)을 포함하도록 하여 상기 펄에 의한 반짝인 효과로 인해 야간에 차량을 보다 용이하게 식별할 수 있으며, 미적감각을 향상시킬 수 있는 타이어 고무조성물에 관한 것이다.

펄(Pearl), 타이어, 안료, 고무

Description

펄을 포함하는 타이어 고무조성물{Tire rubber composition comprising pearl}

본 발명은 펄을 포함하는 타이어 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 타이어 고무조성물에 있어서, 운모, 산화알루미늄, 이산화규소, 유리플레이크, 황토, 카올린, 일라이트, 토르말린, 맥반석, 자수정 중에서 선택된 어느 하나 이상이 이산화티타늄으로 1차 코팅된 후 안료(pigment)로 2차 코팅된 펄(pearl)을 포함하도록 하여 상기 펄에 의한 반짝인 효과로 인해 야간에 차량을 보다 용이하게 식별할 수 있으며, 미적감각을 향상시킬 수 있는 타이어 고무조성물에 관한 것이다.

타이어는 크게 재료의 구성과 구조적인 면에서 질적으로 향상되어 왔다. 그러나 대부분의 타이어는 차량의 주행, 지지, 제동(braking)에 대한 기능성을 위주로 발전하면서 타이어의 미적감각이나 인명보호 측면에 대한 효과가 감소된 면이 없지 않았다.

타이어의 미적감각을 위해 컬러(color) 타이어가 제안되었으나, 이러한 컬러 타이어는 단순히 타이어의 색상에 대한 부분만을 강조하여 단순히 전시용 타이어의 한계를 벗어나지 못해 소비자에게 큰 호응을 얻지는 못했다.

본 발명과 관련된 종래기술로서 한국공개특허 2004-0030477에 외부 고무 표면의 적어도 일부가 착색된 피막으로 도포된 불포화 디엔 엘라스토머들로 본질적으로 제조된 타이어에 관한 내용이 있다. 이러한 피막의 하나 이상의 층은 대기와 접촉하고, 대부분 지방족 폴리에테르 또는 폴리에스테르 및 반방향족인 주쇄를 갖는 폴리에테르 또는 폴리에스테르로부터 선택된 폴리올로부터 제조된 폴리우레탄을 포함하고, 마이카 칩을 건조 폴리우레탄 100부당 10 내지 80부의 비율(중량부)로 함유하는 조성물로 제조되고, 단 엘라스토머와 폴리우레탄 사이의 결합은 극성 관능기들로 인해 생성된다.

한국공개특허 2001-0021556에 하나 이상의 디엔 탄성체, 무색 또는 유색 강화 충전재 및 분해 방지를 위한 광산화 보호 시스템을 포함하며 카본블랙은 포함하지 않는 투명하거나 무색 또는 유색인 타이어용 고무 조성물로서, 분해 방지를 위한 광산화 보호 시스템이 적어도; 2,2'-메틸렌-비스-[4-(C1-C10)알킬-6-(C1-C12)알킬페놀](A),; 알킬 라디칼이 동일하거나 상이할 수 있는 C1-C30 라디칼, 바람직하게는 C8-C20 라디칼인 디알킬 티오디프로피오네이트(B),; 2-(2-하이드록시페닐)벤조트리아졸(C) 및; 2,2,6,6-테트라메틸 피페리딘으로부터 유도된 "HALS" 아민(D)을 기본으로 하는 타이어용 고무 조성물에 관한 내용이 있다.

본 발명은 타이어 고무조성물에 있어서, 미적감각을 향상되고, 야간에 차량을 보다 용이하게 식별할 수 있는 타이어 고무조성물을 제공하고자 한다.

본 발명은 투명고무와 펄을 포함하는 타이어 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 타이어 고무조성물에 있어서, 투명고무 스티렌 부타디엔 고무가 원료고무에 포함되며, 상기 원료고무와 운모, 산화알루미늄, 이산화규소, 유리플레이크, 황토, 카올린, 일라이트, 토르말린, 맥반석, 자수정 중에서 선택된 어느 하나 이상이 이산화티타늄으로 1차 코팅된 후 안료로 2차 코팅된 펄(pearl)을 포함하도록 하여 상기 펄에 의한 반짝인 효과로 인해 야간에 차량을 보다 용이하게 식별할 수 있으며, 미적감각을 향상시킬 수 있는 타이어 고무조성물을 제공하고자 한다.

본 발명은 상기의 고무조성물로 이루어진 고무를 타이어의 트레드 또는 타이어의 사이드월에 적용할 수 있는 타이어를 제공하고자 한다.

본 발명의 타이어 고무조성물로 이루어진 고무는 펄을 함유하고 있어 반짝임을 나타내므로 야간에 차량을 쉽게 인식할 수 있어 차량에 의한 보행자의 사고를 방지할 수 있어 보행자의 안전에 기여할 수 있다.

한편 본 발명의 타이어용 고무조성물은 반짝임을 나타낼 수 있는 펄을 함유하고 있어 타이어의 미적감각을 향상시킬 수 있다.

타이어용 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 운모, 산화알루미늄, 이산화규소, 유리플레이크, 황토, 카올린, 일라이트, 토르말린, 맥반석, 자수정 중에서 선택된 어느 하나 이상이 이산화티타늄으로 1차 코팅된 후 안료로 2차 코팅된 펄(pearl) 5∼50중량부 포함하는 타이어용 고무조성물을 나타낸다.

본 발명에서 원료고무는 천연고무, 합성고무 중에서 선택된 어느 하나 이상의 고무를 사용할 수 있다.

본 발명에서 원료고무는 천연고무와 합성고무가 1:9∼9:1의 중량비로 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.

본 발명에서 원료고무는 서로 다른 2종의 합성고무가 1:9∼9:1의 중량비로 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.

본 발명에서 원료고무는 서로 다른 3종의 합성고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.

본 발명에서 펄(pearl)은 타이어 고무조성물내에서 반짝임 효과를 지닐 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다.

본 발명에서 이러한 펄의 일예로 운모(mica), 산화알루미늄(aluminum oxide, Al₂O₃),이산화규소(silicon dioxide, SiO₂), 유리플레이크(glass flake), 일라이트(illite), 카올린(kaolin), 토르말린(tourmaline), 맥반석(elvan), 자수정(amethyst), 황토(yellow stone) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 이산화티타늄(TiO₂)으로 1차 코팅된 후 안료로 2차 코팅된 것을 사용할 수 있다.

펄은 운모, 산화알루미늄,이산화규소, 유리플레이크, 일라이트, 카올린, 토르말, 맥반석, 자수정, 황토 중에서 선택된 어느 하나 이상을 이산화티타늄으로 1차 코팅된 후 안료로 2차 코팅된 것으로 펄은 이산화티타늄을 운모, 산화알루미늄,이산화규소, 유리플레이크, 일라이트, 카올린, 토르말, 맥반석, 자수정, 황토 중에서 선택된 어느 하나 이상에 1차 코팅시킨 후 안료에 의한 2차 코팅에 의해 다양한 색깔을 얻을 수 있다. 이런 특성으로 타이어의 노화 방지와 마모성과 인장의 우수성을 유지하고 더욱더 탄력 있는 타이어를 만들 수 있는 요인이 되고 타이어 컴파운드에 적용 시킬 때 인장력의 향상과 동일 이상의 물리적 특성을 얻을 수 있다.

본 발명에서 펄은 운모, 산화알루미늄,이산화규소, 유리플레이크, 일라이트, 카올린, 토르말, 맥반석, 자수정, 황토 중에서 선택된 어느 하나 이상에 이산화티타늄을 코팅시 이산화티타늄의 코팅 두께를 조절하여 펄의 반짝임 효과를 증대시킬 수 있다. 일예로 펄은 800㎛ 이하, 바람직하게는 100∼800㎛의 입자크기를 지닌 운모, 산화알루미늄,이산화규소, 유리플레이크, 일라이트, 카올린, 토르말, 맥 반석, 자수정, 황토 중에서 선택된 어느 하나에 이산화티타늄은 10∼100㎛, 바람직하게는 20∼40㎛ 두께가 되도록 코팅한 후 입자크기가 나노 사이즈인 안료로 2차 코팅한 다음 건조한 것을 사용할 수 있다. 이때 안료로 2차 코팅시 안료층의 두께가 10∼100㎛, 바람직하게는 10∼30㎛ 두께가 되도록 코팅할 수 있다.

상기에서 안료는 모든 색깔을 나타낼 수 있는 것을 사용할 수 있다.

상기에서 안료는 노란색(yellow), 녹색(green), 흰색(white), 적색(red), 청색(blue) 중에서 선택된 어느 하나의 색상을 나타내는 것을 사용할 수 있다.

상기에서 안료는 입자크기가 나노 사이즈(nano size)인 것을 사용할 수 있다.

상기에서 안료는 입자크기가 5∼100nm인 것을 사용할 수 있다.

상기에서 안료는 입자크기가 10∼50nm인 것을 사용할 수 있다.

상기에서 안료는 입자크기가 20∼30nm인 것을 사용할 수 있다.

상기에서 안료의 일예로 CI Pigment(C₃₆H₃₂N₁₀O₈)을 사용할 수 있다.

상기에서 안료의 일예로 CI Pigment RED 1, CI Pigment Red 122의 β형(magenta yellow), CI Pigment Red 202의 γ형(magenta blue), CI Pigment Violet 19, CI Pigment VIOLET 11:1, CI Pigment Yellow 74, CI Pigment Yellow 62, CI Pigment YELLOW 116, CI Pigment YELLOW 42, CI Pigment YELLOW 43, CI Pigment YELLOW 135, CI Pigment YELLOW 44, CI Pigment WHITE 18, CI Pigment GREEN 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기에서 운모, 산화알루미늄,이산화규소, 유리플레이크, 일라이트, 카올린, 토르말, 맥반석, 자수정, 황토 중에서 선택된 어느 하나 이상에 이산화티타늄을 이용한 1차 코팅, 입자크기가 나노 사이즈인 안료로 2차 코팅 및 건조시, 코팅방법 및 건조방법은 종래 일반적인 방법을 사용할 수 있다. 일예로 코팅은 스프레이, 코팅기를 이용하여 코팅을 실시할 수 있으며, 건조는 자연건조, 열풍건조, 건조기를 이용한 건조 중에서 선택된 어느 하나 이상의 방법으로 건조를 실시할 수 있다. 본 발명에서 이러한 코팅방법, 건조방법 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 적의 선택하여 실시할 수 있으며 본 발명에서 필수 구성요건이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.

본 발명에서 펄의 제조는 하기 (1) 내지 (3)의 방법으로 제조할 수 있다.

(1)이산화티타늄 분말을 물에 용해시켜 이산화티타늄 수용액을 제조

(2)운모, 산화알루미늄,이산화규소, 유리플레이크, 일라이트, 카올린, 토르말, 맥반석, 자수정, 황토 중에서 선택된 어느 하나에 상기 이산화티타늄 수용액으로 1차 코팅,

(3)상기 1차 코팅 후 안료로 2차 코팅한 다음 건조하여 이산화티타늄 및 안료로 코팅된 펄(pearl)을 제조

상기 (1)에서 이산화티타늄 수용액은 물에 이산화티타늄을 용해시켜 이산화 티타늄의 농도가 5∼10％인 수용액을 사용할 수 있다.

본 발명의 타이어 고무조성물은 충전제로서 실란트리올로 표면 처리된 실리카, 실리카, 카본블랙, 탄산칼슘(CaCO₃), 클레이(Clay), 탈크(Talc), 신디오탁틱-1,2-폴리부타디엔(syndiotactic-1,2-polybutadiene, SPB) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

상기에서 충전제는 원료고무 100중량부에 대하여 10∼100중량부를 사용할 수 있다.

상기에서 충전제는 원료고무 100중량부에 대하여 10∼80중량부를 사용할 수 있다.

상기에서 충전제는 원료고무 100중량부에 대하여 50∼80중량부를 사용할 수 있다.

상기에서 신디오탁틱-1,2-폴리부타디엔(syndiotactic-1,2-polybutadiene, SPB)은 직경 0.01∼0.1㎛이고, 비표면적이 80∼90m²/g인 단섬유상인 것을 사용할 수 있다.

상기에서 신디오탁틱-1,2-폴리부타디엔(SPB)은 직경 1∼10㎛이고, 비표면적이 100∼120m²/g인 단섬유상인 것을 사용할 수 있다.

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

본 발명은 상기에서 언급한 원료고무, 펄 이외에 종래 타이어용 고무조성물에 사용되는 충전제, 노화방지제, 활성제, 공정오일, 가류제 및 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 발명의 타이어 고무조성물은 타이어의 트레드 고무조성물 또는 사이드월 고무조성물로 사용할 수 있다.

본 발명은 상기에서 언급한 고무조성물로 이루어진 고무를 타이어 트레드 또는 타이어 사이드월로 함유하는 타이어를 포함한다.

상기에서 본 타이어용 고무조성물로 이루어진 고무를 트레드 또는 사이드월로 함유하는 타이어는 승용차용 타이어, 트럭용 타이어, 버스용 타이어, 오토바이용 타이어, 항공기용 타이어 중에서 선택된 어느 하나 이상을 나타낸다.

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

<제조예> 펄 제조

이산화티타늄 분말을 물에 용해시켜 5% 수용액을 제조하였다.

400±10㎛의 입자크기를 지닌 토르말린에 상기의 이산화티타늄 수용액을 스프레이로 분무하여 20㎛ 두께가 되도록 1차 코팅한 후, 입자크기가 25nm인 안료를 스프레이로 분무하여 안료코팅층이 10㎛ 두께가 되도록 2차 코팅한 다음 건조하여 토르말린에 이산화티타늄 및 안료로 코팅된 펄(pearl)을 제조하였다.

상기에서 안료는 CI Pigment(C₃₆H₃₂N₁₀O₈)을 사용하였다.

<실시예 1>

천연고무 50중량부와 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 50중량부로 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 카본블랙(N330) 50중량부, 산화아연 5중량부, 스테아린산 3중량부, 노화방지제(2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, RD) 4중량부, 공정오일 6중량부, 상기 제조예에서 얻은 펄(pearl) 10중량부를 밴버리 믹서에 첨가하고 140℃에서 5분 동안 배합하여 고무배합물을 얻었다.

상기의 고무배합물에 가류제로서 유황 2중량부, 가류촉진제(N-t-butylbenzothiazole sulfenamide, NS) 1중량부를 첨가하고 100℃에서 3분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.

<비교예 1>

펄을 사용하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 시편을 제조하였다.

<실시예 2>

천연고무 30중량부와 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 70중량부로 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 카본블랙(N330) 70중량부, 산화아연(ZnO) 4.0중량부, 스테아린산 3중량부, 노화방지제(RD) 3.0중량부, 공정오일 4.0중량부, 상기 제조예에서 얻은 펄(pearl) 10중량부를 밴버리 믹서에 넣고 140℃에서 5분 동안 배합하여 고무배합물을 얻었다.

상기의 고무배합물에 가류제로서 유황 2중량부, 가류촉진제(NS) 1.5중량부를 첨가하고 100℃에서 3분 동안 가류하고 고무시편을 제조하였다.

<비교예 2>

펄을 사용하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.

표 1. 실시예 1,2 및 비교예 1,2의 고무 조성

항목	실시예 1	비교예 1	실시예 2	비교예 2
천연고무	50	50	30	30
SBR	50	50	70	70
카본블랙(N330)	50	50	70	70
산화아연	5	5	4	4
스테아린산	3	3	3	3
노화방지제	4	4	3	3
공정오일	6	6	4	4
펄	10	-	10	-
가류제	2	2	2	2
가류촉진제	1	1	1.5	1.5

<시험예 1>

상기 실시예 1,2 및 비교예 1,2에서 제조한 고무시편에 대해 ASTM 관련규정에 의해 물성을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 정리하여 나타내었다.

표 2. 실시예 1,2 및 비교예 1,2의 고무의 물성

항목		실시예 1	비교예 1	실시예 2	비교예 2
MDR (180℃)	Toq(max)	14.0	13.8	14.4	14.0
	Toq(min)	0.9	0.86	20	18
	T40	1.25	1.23	1.63	1.61
	T90	2.22	2.18	2.85	2.81
무니점도	Viscosity (125℃)	16	19	28	29
	T05	21.60	21.53	42.80	42.72
	Viscosity (100℃)	25	27	36	38
인장물성 초기/노화후	경도	52/60	50/59	52/58	51/57
	100%모듈러스	18/27	17/25	18/27	16/26
	300%모듈러스	80/118	78/116	84/117	84/115
	인장강도	186/175	183/171	180/171	178/169
	신율(％)	565/433	561/431	558/430	552/429

*노화는 105℃에서 24시간 동안 방치하였다.

<시험예 2>

상기 실시예 1,2 및 비교예 1,2에서 제조한 고무시편에 대해 반짝임 정도를 측정하고 그 결과를 아래의 표 3에 정리하여 나타내었다.

상기에서 각각의 고무에 대한 반짝임 정도는 육안으로 측정한 결과를 나타내었다.

표 3. 실시예 1,2 및 비교예 1,2의 고무의 반짝임

항목	실시예 1	비교예 1	실시예 2	비교예 2
반짝임 유무	반짝임 유	반짝임 무	반짝임 유	반짝임 무

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.

Claims

타이어용 고무조성물에 있어서,

원료고무 100중량부에 대하여 황토, 카올린, 일라이트, 토르말린, 맥반석, 자수정 중에서 선택되고 100∼800㎛의 입자크기를 지닌 어느 하나 이상을 이산화티타늄으로 10∼100㎛의 두께가 되도록 1차 코팅된 후 안료로 10∼100㎛의 두께가 되도록 2차 코팅되어 얻은 펄(pearl) 5∼50중량부와; 실란트리올로 표면 처리된 실리카, 탄산칼슘(CaCO₃), 클레이(Clay), 탈크(Talc), 직경 0.01∼0.1㎛이고, 비표면적이 80∼90m²/g인 단섬유상인 신디오탁틱-1,2-폴리부타디엔(syndiotactic-1,2-polybutadiene, SPB), 직경 1∼10㎛이고, 비표면적이 100∼120m²/g인 단섬유상인 신디오탁틱-1,2-폴리부타디엔(SPB) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 충전제 10∼100중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어용 고무조성물.
제1항에 있어서, 안료는 C₃₆H₃₂N₁₀O₈ 임을 특징으로 하는 타이어용 고무조성물.
제1항에 있어서, 안료는 CI Pigment RED 1, CI Pigment Red 122의 β형(magenta yellow), CI Pigment Red 202의 γ형(magenta blue), CI Pigment Violet 19, CI Pigment VIOLET 11:1, CI Pigment Yellow 74, CI Pigment Yellow 62, CI Pigment YELLOW 116, CI Pigment YELLOW 42, CI Pigment YELLOW 43, CI Pigment YELLOW 135, CI Pigment YELLOW 44, CI Pigment WHITE 18, CI Pigment GREEN 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 타이어용 고무조성물.
특허청구범위 제1항의 타이어용 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타 이어.
제4항에 있어서, 고무는 트레드 고무, 사이드월 고무 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 타이어.