KR101008604B1 - 타이어 트레드용 고무 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것으로, 상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 원료고무 100 중량부에 대하여 아세트산 나트륨 0.1 내지 40 중량부를 포함하고, 상기 아세트산 나트륨은 타이어와 지면과의 마찰에 의해 겔상태에서 고체상태로 상변화를 일으키면서 열을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 친환경적이며, 고속주행 시 고무 조성물의 물성 저하를 방지하고, 타이어의 경량화를 향상시키는 장점이 있다.
타이어 트레드, 친환경, 아세트산 나트륨

Description

타이어 트레드용 고무 조성물{RUBBER COMPOSITION FOR TIRE TREAD}
본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 친환경적이며, 고속주행 시 고무 조성물의 물성 저하를 방지하고, 타이어의 경량화를 향상시키는 장점이 있는 고무 조성물에 관한 것이다.
종래 향상된 제동성능을 얻기 위해 트레드 고무 조성물에 가장 많이 사용되었던 방법으로는, 스티렌을 많이 함유한 스테렌 부타디엔 고무를 사용하는 방법, 보강 충진제인 카본블랙의 입자경을 작게하여 사용하는 방법, 그리고 오일이나 레진의 함량이 높은 타이어 트레드 원료고무를 사용하는 방법 등이 있다.
그러나, 전기에서 언급되어 설계된 타이어는, 원료고무 100 중량부 대비 많은 양의 오일이나 레진을 사용하여, 고속주행 시 높은 발열로 인해 고무 조성물의 물성이 급격하게 감소하고, 환경에 악영향을 미치는 문제가 있다.
전술한 바와 같이 시장은 자동차 경주와 같은 고속주행 시에도 고무 조성물의 물성이 저하되는 문제점을 보완하고, 친환경적인 타이어 성능 향상에 관한 기술 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 친환경적이며, 고속주행 시 고무 조성물의 물성 저하를 방지하고, 타이어의 경량화를 향상시키는 장점이 있는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 평균적 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 원료고무 100 중량부에 대하여 아세트산 나트륨 0.1 내지 40 중량부를 포함하고, 상기 아세트산 나트륨은 타이어와 지면과의 마찰에 의해 겔상태에서 고체상태로 상변화를 일으키면서 열을 발생시키는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 타이어와 지면과의 일정한 충격에 의해서 겔상태에서 고체상태로 상변화를 쉽게 일으켜 빠른 발열을 유도하여 타이어의 예열 시간을 감소시켜 트레드부 고무 조성물의 물성이 감소되는 것을 방지함으로써 경기력 향상을 도모할 수 있으며, 고무 조성물에 첨가되는 보강 충진제 및 오일, 레진의 중량을 감소시켜 경주용 타이어의 경량화 도모 및 친환경적인 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은 약한 충격에도 겔상태에서 고체상태로 상변화하여 초기 빠른 발열을 유도하는 아세트산 나트륨(Sodium Acetate)을 고무 조성물에 적용함으로써, 고속주행 시 고무 조성물의 물성 저하를 방지하고, 타이어의 경량화가 향상되며 친환경적인 장점이 있어, 트럭, LTR, 승용차 및 레이싱용 타이어 트레드용 고무 조성물에 매우 적합하다.
이하에서 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 원료고무; 및 아세트산 나트륨을 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공한다.
상기 원료고무로는 폴리이소프렌 고무, 폴리부타디엔 고무, 공액 디엔 방향족 비닐 공중합체, 나이트릴 공액 디엔 공중합체, 수소화 NBR, 수소화 SBR, 올레핀 고무, 말레산으로 변형된 에틸렌-프로필렌 고무, 부틸 고무, 이소부틸렌과 방향족비닐 또는 디엔모노머의 공중합체, 아크릴고무, 이오노머, 할로겐화 고무, 클로로프렌 고무 등을 들 수 있다.
상기 아세트산 나트륨은 상기 원료고무 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 40 중량부로 포함된다. 상기 아세트산 나트륨의 함량이 0.1 중량부 미만이면 발열이 발생하지 않는 문제가 있고, 40 중량부를 초과하면 고무물성 저하를 유도하는 문제점이 있다.
상기 아세트산 나트륨은 수분함량에 따라 다양하게 사용할 수 있으며, 수분함량에 따라 충격에 의해 발생시킬 수 있는 발열의 정도에도 영향을 미칠 수 있다.
아세트산 나트륨은 손난로를 위한 제품으로써 사용되어 왔으며, 겔상태에서 고체상태로 서서히 상변화가 일어났을 때 열을 발생시키게 된다. 즉, 아세트산 나트륨은 겔상태에서 순간적으로 충격을 가할 경우 결정을 이루면서, 이때 열을 발생하게 된다.
본 발명은 타이어 트레드부에서 초반 높은 온도의 열을 얻기 위하여 이러한 아세트산 나트륨을 고무 조성물에 적용시켜 트레드부의 고무조성물의 온도를 높여 타이어의 제동성능을 향상시키고, 타이어의 예열을 위해 장시간 트랙을 주행해야 하는 시간을 감소시킴으로써, 타이어의 마모량을 감소시켜 고속 주행시 발생하는 고무조성물의 물성감소에 걸리는 시간을 지연시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 아세트산 나트륨의 함량을 증가시켜, 충진제 및 오일, 레진의 함량을 감소시킴으로써 타이어의 경량화 및 단가절감과 친환경적인 효과도 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 아세트산 나트륨을 함유한 타이어 트레드용 고무조성 물로 제조된 타이어는 트럭, LTR, 승용차 및 레이싱용 차량에 장착되는 타이어에 적용 가능하다.
즉, 본 발명에서 사용 가능한 아세트산 나트륨은 타이어 트레드부에 혼합되어 타이어에 적용되는 경우 일정한 충격에 의해서 겔상태에서 고체상태로 상변화가 쉽게 이루어져서 빠른 발열이 발생되는 것이다.
이를 구체적으로 설명하면, 지면과 타이어 트레드부와의 마찰에 의해 아세트산 나트륨은 상변화를 일으켜 초당 0.8℃씩 온도상승을 유도하여 기존에 타이어 예열(85 내지 90℃)을 위해 걸렸던 시간을 90초 정도 단축하여 트레드부 고무 조성물 의 물성 감소에 걸리는 시간을 단축하여 경기력 향상을 도모할 수 있으며, 이에 따른 보강 충진제 및 오일, 레진의 중량감소를 통해 경주용 타이어의 경량화 도모 및 환경적인 측면에서도 무해한 장점이 있는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 타이어용 고무 조성물은 통상의 고무 배합제를 더 포함할 수 있다. 상기 고무 배합제는 프로세스 오일, 보강제 및 첨가제 등을 포함한다.
상기 첨가제로는 통상적으로 타이어용 고무 조성물에 첨가되는 카본블랙,실리카, 산화아연, 스테아린산, 유황, 촉진제, 노화방지제, 점착제, 가류촉진제 등을 들 수 있다.
상기 고무 배합제의 함량은 원하는 물성에 따라 임의로 용이하게 조절될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다.　 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 내지 3 및 비교예 1]
하기 표 1과 같은 조성을 이용하여 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따른 타이어 고무 조성물을 제조하였다. 타이어 고무 조성물의 제조는 통상의 타이어 제조방법에 의해 제조되었다.
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
원료고무(1) 152 152 152 152
아세트산 나트륨 0.05 0.1 40 -
실리카 21 21 21 21
커플링제(2) 3 3 3 3
연화제(3) 14 14 14 14
산화아연 3 3 3 3
스테아린산 2 2 2 2
노화방지제(4) 0.5 0.5 0.5 0.5
유황 1 1 1 1
촉진제(5) 0.3 0.3 0.3 0.3
(단위: 중량부)
㈜
(1): 스티렌-부타디엔 고무
(2): X-50S(Evonik Degussa)
(3): A#2 Oil(㈜ 범우)
(4): Sasolwax 8820(Sasolwax GmbH)
(5): Tetramethyl Thiuram Disulfide(TMTD)(Zhenjiang Zhenbang Chemical Industry)
상기 제조된 시편에 대하여 물성 테스트를 실시하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
ML1+4(125℃) 58 61 61 59
경도 (Shore A) 72 76 77 71
300% 모듈러스(Mpa) 130 211 215 110
신장율 (%) 424 511 512 437
0℃ tanδ 0.1467 0.27184 0.27209 0.13998
60℃ tanδ 0.09981 0.19126 0.19094 0.09118
㈜
- 무늬점도(ML1+4(125℃))는 ASTM 규격 D1646에 의해 측정하였다.
- 경도는 DIN 53505에 의해 측정하였다
- 300% 모듈러스, 신장율은 ISO 37 규격에 의해 측정하였다.
- 점탄성은 RDS 측정기를 사용하여 0.1% 변형(strain)에 10Hz Frequency 하에서　-60℃ 에서 80℃까지 tan δ를 측정하였다.
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 트레드 고무 조성물에 의해 제조된 실시예 1 내지 3의 고무는 종래 트레드 고무 조성물인 비교예 1의 고무 시편에 비해 60℃ tanδ값이 2배정도 증가되었음을 알 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.　

Claims (3)

  1. 실리카를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물에 있어서,
    원료고무 100 중량부에 대하여 아세트산 나트륨 0.1 내지 40 중량부를 포함하고,
    상기 아세트산 나트륨은 타이어와 지면과의 마찰에 의해 겔상태에서 고체상태로 상변화를 일으키면서 열을 발생시키는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 원료고무는 폴리이소프렌 고무, 폴리부타디엔 고무, 공액 디엔 방향족 비닐 공중합체, 나이트릴 공액 디엔 공중합체, 수소화 NBR, 수소화 SBR, 올레핀 고무, 말레산으로 변형된 에틸렌-프로필렌 고무, 부틸 고무, 이소부틸렌과 방향족비닐 또는 디엔모노머의 공중합체, 아크릴고무, 이오노머, 할로겐화 고무, 클로로프렌 고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 따른 고무 조성물로 제조된 타이어는 트럭, LTR, 승용차 및 레이싱용 차량에 장착되는 타이어인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06212021A (ja) * 1992-11-26 1994-08-02 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤトレッドゴム組成物
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US20040068033A1 (en) 2002-10-07 2004-04-08 Dudley N. Howard Tire sealer and inflator
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