KR101023239B1 - 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더 및 유기화 케냐이트를 포함하는 타이어 에이펙스 고무조성물 - Google Patents

티타늄 다이옥사이드 나노 파우더 및 유기화 케냐이트를 포함하는 타이어 에이펙스 고무조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 티타늄 다이옥사이드(TiO2) 나노 파우더 및 유기화 케냐이트(organo kenyaite)를 포함하는 타이어 에이펙스 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 종래 타이어 에이펙스 고무조성물에 있어서, 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더, 유기화 케냐이트 및 커플링제를 포함하도록 하여 내마모성, 열안전성 및 조종안정성을 향상시킬 수 있는 타이어 에이펙스 고무조성물에 관한 것이다.
티타늄 다이옥사이드, 에이펙스, 고무조성물, 타이어

Description

티타늄 다이옥사이드 나노 파우더 및 유기화 케냐이트를 포함하는 타이어 에이펙스 고무조성물{Tire tread rubber composition comprising titanium dioxide nano powder and organo kenyaite}
본 발명은 티타늄 다이옥사이드(TiO2) 나노 파우더 및 유기화 케냐이트(organo kenyaite)를 포함하는 타이어 에이펙스 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 종래 타이어 에이펙스 고무조성물에 있어서, 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더, 유기화 케냐이트 및 커플링제를 포함하도록 하여 내마모성, 열안전성 및 조종안정성을 향상시킬 수 있는 타이어 에이펙스 고무조성물에 관한 것이다.
최근 차량 및 도로와 같은 주행환경의 발전과 물류의 증가에 따라 초고속 주행에 적합한 고성능 타이어의 개발이 가속화되고 있다. 이러한 고성능 타이어는 빠른 주행속도에 맞게 설계되었기 때문에 이제까지 일반적인 수준에서 요구하는 타이어의 제동력, 내구성 및 조종안정성으로는 타이어로써의 기능이 감소될 우려가 있 다.
지금까지 타이어의 제동력(Traction)을 향상시키기 위해서는 실리카, 폴리머 등의 다양한 원재료의 발달로 제동력을 향상시키는 고무설계 기술이 일반화되어 사용되고 있는 실정이다. 특히, 지금까지 조종안정성 개선을 위해 사용하고 있는 주된 방법으로는 타이어의 비드를 포함한 사이드월 부위에 별도의 스틸 또는 이와 유사한 강도를 갖는 코드지를 별도로 삽입하는 방식을 많이 써오고 있으며, 그 외에도 비드 필러(bead filler)의 고무, 즉 에이펙스(apex)를 극단적으로 높이는 방법 등을 사용하여 왔다.
고속주행시 조종안정성을 향상시키기 위한 방법으로 상기에서 언급한 바와 같이 별도의 스틸 또는 코드지를 삽입하여 사용하는 것은 전체적으로 타이어의 중량을 높게 하는 등의 부수적인 문제점을 야기하게 된다. 뿐만 아니라 고속주행용 타이어들은 대부분 조종안정성을 높이기 위해 타이어의 편평비가 낮은 로우 시리즈(Low series)이어서 타이어의 사이드월 부위의 높이는 낮아 무작정 에이펙스 높이를 높이는 것에 어려운 문제가 있다.
본 발명은 티타늄 다이옥사이드(TiO2) 나노 파우더와 결정성 층상화합물인 케냐이트를 유기화 처리하여 얻은 유기화 케냐이트를 에이펙스용 고무조성물에 포함하도록 하여 내마모성, 열안전성 및 조종안정성을 향상시킬 수 있는 타이어 에이펙스 고무조성물을 제공하고자 한다.
본 발명에서 주요한 구성성분의 하나인 유기화 케냐이트에서 케냐이 트(Na2Si22O41(OH)86H2O)는 알루미노 실리케이트(aluminosilicate)로 이루어진 대부분의 천연 점토광물과 달리 순수한 이산화규소(SiO2)로 이루어진 결정성 구조를 나타내는 화합물로서, 겉보기 형상은 20㎚ 두께의 10마이크론(㎛) 넓이의 정교하게 낱낱이 분리된 옆(plate)들이 장미꽃송이 모양으로 다발을 이루고 있다.
본 발명은 내마모성, 열안전성 및 조종안정성을 향상시킬 수 있는 타이어 에이펙스 고무조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기 내마모성, 열안전성 및 조종안정성이 향상된 타이어 에이펙스 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 내마모성, 열안전성 및 조종안정성이 우수한 타이어를 제공하고자 한다.
본 발명은 타이어 에이펙스 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 티타늄 다이옥사이드(TiO2) 나노 파우더, 유기화 케냐이트(organo kenyaite), 커플링제(coupling agent)를 포함하여 내마모성, 열안전성 및 조종안정성이 향상된 타이어 에이펙스 고무조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기의 내마모성, 열안전성 및 조종안정성이 향상된 타이어 에이펙스 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 내마모성, 열안전성 및 조종안정성이 우수한 타이어를 제공하고자 한다.
본 발명에 의해 내마모성, 열안전성 및 조종안정성이 향상된 타이어 에이펙 스 고무조성물을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 내마모성, 열안전성 및 조종안정성이 향상된 타이어 에이펙스 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하도록 하여 내마모성, 열안전성 및 조종안정성이 우수한 타이어를 제공할 수 있다.
본 발명은 내마모성, 열안전성 및 조종안정성이 향상된 타이어 에이펙스 고무조성물을 나타낸다.
본 발명은 타이어 에이펙스 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 티타늄 다이옥사이드(TiO2) 나노 파우더 1∼20중량부, 유기화 케냐이트(organo kenyaite) 3∼30중량부, 커플링제(coupling agent) 0.5∼8중량부를 포함하는 내마모성, 열안전성 및 조종안정성이 향상된 타이어 에이펙스 고무조성물을 나타낸다.
본 발명의 타이어 에이펙스 고무조성물에서 원료고무는 천연고무를 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 에이펙스 고무조성물에서 원료고무는 합성고무를 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 에이펙스 고무조성물에서 원료고무는 천연고무와 합성고무가 1:9∼9:1의 중량비로 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 에이펙스 고무조성물에서 원료고무는 천연고무와 2종 이상 의 합성고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 에이펙스 고무조성물에서 원료고무는 2종의 서로 다른 합성고무가 1:9∼9:1의 중량비로 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 에이펙스 고무조성물에서 원료고무는 3종 이상의 서로 다른 합성고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
상기에서 합성고무는 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 부틸고무, 이소프렌 고무, 에피클로로 히드린고무, 니트릴고무, 수소화된 니트릴고무, 이소프렌부타디엔고무, 폴리우레탄고무, 불소고무, 실리콘고무, 에틸렌프로필렌고무, EPDM 고무, 하이팔론고무, 클로로프렌고무, 에틸렌비닐아세테이트고무, 아크릴고무 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 에이펙스 고무조성물에서 티타늄 다이옥사이드(TiO2) 나노 파우더는 원료고무 100중량부에 대하여 1∼20중량부를 사용할 수 있다.
상기에서 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더는 친수성 성질이 있는 것을 사용할 수 있다.
상기에서 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더는 비표면적(표면적/부피)은 50±15인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더는 평균 프라이머리(Primary) 입자 크기가 5∼50nm인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더는 탭 밀도(Tapped density)가 130±10g/cm3인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더는 pH가 3.5∼5.0인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더는 친수성 성질이 있고, 비표면적은 50±15, 평균 Primary 입자 크기는 5∼50nm, 탭 밀도(Tapped density)가 130±10g/cm3, pH가 3.5∼5.0인 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 에이펙스 고무조성물에서 유기화 케냐이트는 원료고무 100중량부에 대하여 3∼30중량부를 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 에이펙스 고무조성물에서 유기화 케냐이트는 아민기(amine group)를 포함하는 유기화제와 실릴결합제가 혼합된 에탄올 용액에 케냐이트를 분산하고 상기 에탄올 용액을 증발시켜 케냐이트 층간에 실릴 결합을 유도하고 아민 기능기를 결합시킨 것을 사용할 수 있다.
상기에서 아민기를 포함하는 유기화제는 메틸아민 하이드로클로라이드, 프로필아민, 부틸아민, 옥틸아민, 데실아민, 도데실아민, 헥사데실아민, 옥타데실아민, 6-아미노 헥사노익산, 12-아미노 도데카노익산, 테트라메틸 암모늄 클로라이드, N-메틸 옥타데실 아민, 옥타데실 트리메틸 암모늄 브로마이드, 도데실 트리메틸 암모늄 브로마이드, 디옥타데실 디메틸 암모늄 브로마이드, 비스(2-하이드록시에틸)메 틸 옥타데실 암모늄 클로라이드, 1-헥사메틸렌 디아민, 1,12-도데칸 디아민 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기에서 실릴결합제는 탄소수 3∼18개인 선형 포화 모노클로로실란, 탄소수 3∼18개인 선형 불포화 모노클로로실란, 탄소수 3∼18개인 선형 포화 디클로로실란, 탄소수 3∼18개인 선형 불포화탄 디클로로실란, 탄소수 3∼18개인 선형 포화 트리클로로실란, 탄소수 3∼18개인 선형 불포화 트리클로로실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리스(γ-메톡시에톡시)실란, 비닐트리아세톡시실란, γ-메타크리옥시프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ(β-아미노에틸)아미노나일론프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, β-3,4-에폭시사이클로헥실에틸트리메톡시실란 및 γ-클로로프로필트리메톡시실란 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기에서 아민기를 포함하는 유기화제와 실릴결합제가 혼합된 에탄올 용액에 케냐이트를 분산시 케냐이트는 보통의 케냐이트를 사용할 수 있다.
상기에서 아민기를 포함하는 유기화제와 실릴결합제가 혼합된 에탄올 용액에 케냐이트를 분산시 케냐이트는 산(acid) 처리된 케냐이트를 사용할 수 있다.
상기에서 아민기를 포함하는 유기화제와 실릴결합제가 혼합된 에탄올 용액에 케냐이트를 분산시 케냐이트는 황산(H2SO4), 염산(HCl), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 불산(HF), 아세트산(acetic acid), 옥살산(oxalic acid), 말레산(maleic acid), 말론산(malonic acid), 시트르산(citric acid) 및 프로피온산(propionic acid)의 군 으로부터 선택된 어느 하나의 산(acid)에 10∼60분 동안 침지하여 전 처리된 케냐이트를 사용할 수 있다.
상기에서 아민기를 포함하는 유기화제와 실릴결합제가 혼합된 에탄올 용액에 케냐이트를 분산시 케냐이트는 저주파 처리된 케냐이트를 사용할 수 있다.
상기에서 아민기를 포함하는 유기화제와 실릴결합제가 혼합된 에탄올 용액에 케냐이트를 분산시 케냐이트는 케냐이트를 10kHz 이하의 저주파에서 30분 이상, 바람직하게는 5∼10kHz에서 30분∼2시간 동안 저주파로 전처리한 것을 사용할 수 있다.
상기에서 아민기를 포함하는 유기화제와 실릴결합제가 혼합된 에탄올 용액에 케냐이트를 분산시 케냐이트는 전기장 처리된 케냐이트를 사용할 수 있다.
상기에서 아민기를 포함하는 유기화제와 실릴결합제가 혼합된 에탄올 용액에 케냐이트를 분산시 케냐이트는 케냐이트를 5kv 이상의 전기장에서 30초 이상, 바람직하게는 5∼20kv에서 30초∼5분 동안 전기장으로 전처리한 것을 사용할 수 있다.
상기에서 아민기를 포함하는 유기화제와 실릴결합제가 혼합된 에탄올 용액에 케냐이트를 분산시 케냐이트는 자기장 처리된 케냐이트를 사용할 수 있다.
상기에서 아민기를 포함하는 유기화제와 실릴결합제가 혼합된 에탄올 용액에 케냐이트를 분산시 케냐이트는 케냐이트를 5가우스(Gauss) 이상의 자기장에서 30분 이상, 바람직하게는 5∼30가우스에서 30분∼1시간 동안 자기장으로 전처리한 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 에이펙스 고무조성물은 고무조성물 내에서 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더, 유기화 케냐이트 및/또는 실리카 분산성 향상을 위해 커플링제(coupling agent)를 원료고무 100중량부에 대하여 0.5∼8중량부를 사용할 수 있다.
상기에서 커플링제로서 다이메틸 아미노 에탄올(Dimethyl amino ethanol, DMAE), 하기 구조식(1)의 헥사메틸다이실라잔(Hexamethyldisilazane, HMDZ), 비스-(3-트리에톡시실릴프로필)테트라설판(Bis-(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfane, TESPT), 비스-(3-에톡시실릴프로필)다이설판(Bis-(3-ethoxysilylpropyl)disulfane, TESPD), 트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트(trimethoxysilylpropylmethacrylate, TPMA), 3-티오시아네이토프로필-트리에톡시 실란(Si-264, 독일 데구사 아게 제품), g-메르캅토프로필-트리메톡시 실란 (A189, 미국, 유니온 카바이드사 제품), 지르코늄 디네오알칸올레이토디(3-메르캅토)프로피오네이토-O(NZ 66A, 미국 켄리치 페트로케미칼사 제품), N,N'-비스(2-메틸-2-니트로프로필)-1,6-디아미노헥산(수미파인 1162, 일본 스미또모 메디칼사 제품)의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
(CH3)3Si-HN-Si(CH3)3....구조식(1)
본 발명의 타이어 에이펙스 고무조성물은 고무조성물의 보강성 향상을 위해 원료고무 100중량부에 대하여 보강제를 10∼80중량부를 추가로 더 포함할 수 있다.
상기에서 보강제는 실리카(silica), 실란트리올로 표면처리된 실리카, 카본블랙(carbon blak), 탄산칼슘(calcium carbonate), 산화티탄(titanium dioxide), 중석(tungsten), 탈크(Talc), 신디오탁틱-1,2-폴리부타디엔(syndiotactic-1,2-polybutadiene, SPB), 판상흑연의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 것을 사용할 수 있다.
상기에서 실리카는 표면적이 160∼180㎡/g, DBP 흡착가 180∼200ml/100g인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 실리카는 표면적이 170±5㎡/g, DBP 흡착가 190±5ml/100g인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 카본블랙은 요오드 흡착가 135∼145g/kg, DBP 흡착가 125∼135ml/100g, 착색도 125∼130%인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 카본블랙은 요오드 흡착가 140±2g/kg, DBP 흡착가 130±2ml/100g, 착색도 127%인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 신디오탁틱-1,2-폴리부타디엔(SPB)은 직경 0.01∼0.1㎛이고, 비표면적이 80∼90m2/g인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 신디오탁틱-1,2-폴리부타디엔(SPB)은 직경 1∼10㎛이고, 비표면적이 100∼120m2/g인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 판상흑연은 입자크기가 0.1∼20㎛인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 판상흑연은 층간 간격이 0.1∼10nm인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 판상흑연은 두께(d)에 대한 평면폭(l)의 비를 나타낸 편평비(aspect ratio, l/d)가 5 이상인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 판상흑연은 편평비가 5∼100인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 판상흑연은 입자크기가 0.1∼20㎛, 층간 간격이 0.1∼10nm, 편평비가 5∼100인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 판상흑연은 하기 (1)단계 및 (2)단계로부터 얻은 것을 사용할 수 있다.
(1)흑연을 황산과 질산이 1:9∼9:1의 중량비로 혼합된 혼합용액에 투입하여 침지시키는 단계,
(2)침지 후 수세하고 건조한 흑연을 700∼900℃에서 1∼5분 동안 가열하는 단계.
상기 (1)단계에서 침지는 60∼80℃에서 10∼48시간 동안, 바람직하게는 70℃에서 10시간 동안 침지하여 판상흑연 층간에 상기 황산의 SO42- 이온 또는 질산의 NO3 - 이온이 충분히 삽입되도록 한다.
본 발명의 타이어 에이펙스 고무조성물에 대하여 다양한 성분, 함량을 적용한바, 본 발명의 목적에 부합하는 타이어 에이펙스 고무조성물을 얻기 위해서는 상기에서 언급한 조건의 타이어 에이펙스 고무조성물이 바람직하다.
본 발명은 상기에서 언급한 원료고무, 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더, 유기화 케냐이트 이외에 종래 타이어 에이펙스 고무조성물에 사용되는 보강충전제, 노화방지제, 활성제, 공정오일, 가류제, 가류촉진제와 같은 각종 첨가제를 필요에 따라 적의 선택하여 소정의 함량으로 사용할 수 있다. 그러나 이들은 종래 타이어 에이펙스 고무조성물에 사용되는 일반적인 성분으로서 본원발명의 필수 구성성분이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.
본 발명은 상기의 타이어 에이펙스 고무조성물로 이루어진 고무를 포함한다.
본 발명은 상기의 타이어 에이펙스 고무조성물로 이루어진 고무를 함유하는 타이어를 포함한다.
본 발명은 상기의 타이어 에이펙스 고무조성물로 이루어진 고무를 에이펙스로 함유하는 타이어를 포함한다.
상기에서 본 타이어 에이펙스 고무조성물로 이루어진 고무를 함유하는 타이어에 있어서, 타이어는 승용차용 타이어, 트럭용 타이어, 버스용 타이어, 오토바이용 타이어, 항공기용 타이어 중에서 선택된 어느 하나를 나타낸다.
이하 본 발명의 내용을 제조예, 실시예, 비교예 및 시험예에 의해 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 내용을 보다 이해하기 쉽게 하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
<제조예>
도데실아민(dodecylamine)과 γ-아미노프로필트리에톡시실란(γ-aminopropyltriethoxysilane)이 1:1의 중량비로 혼합된 90％ 에탄올 용액에 케냐이트를 첨가하고 분산시킨 다음 상기 에탄올 용액을 증발시켜 케냐이트 층간에 실릴 결합을 유도하고 아민기를 결합시킨 유기화 케냐이트를 얻었다.
상기에서 도데실아민과 γ-아미노프로필트리에톡시실란가 1:1의 중량비로 혼합된 90％ 에탄올 용액에 케냐이트를 분산시 케냐이트는 인산(H3PO4)에 30분 동안 침지하여 전 처리된 케냐이트를 사용하였다.
<실시예 1>
천연고무(NR) 80중량부, 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 20중량부로 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더 10중량부, 상기 제조예에서 얻은 유기화 케냐이트 10중량부, 카본블랙 70중량부, 커플링제로서 다이메틸 아미노 에탄올(Dimethyl amino ethanol, DMAE) 3중량부, 산화아연 4중량부, 스테아린산 2중량부, 노화방지제(Polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, TMDQ) 1중량부를 밴버리 믹서에서 배합하여 고무배합물을 얻었다.
상기의 고무배합물에 가류제로서 유황 2중량부, 가류촉진제(N-cyclohexyl-2-benzothiazol sulfenamide, CZ) 1중량부를 첨가하고 160℃에서 30분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.
상기에서 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더는 친수성의 성질이 있고, 비표면적은 50±15, 평균 Primary 입자 크기는 5∼50nm, 탭 밀도(Tapped density)가 130±10g/cm3, pH가 3.5∼5.0인 것을 사용하였다.
상기에서 카본블랙은 요오드 흡착가 140±2g/kg, DBP 흡착가 130±2ml/100g, 착색도 127%인 것을 사용할 수 있다.
하기 표 1에 고무성분의 조성을 정리하여 나타내었다.
<실시예 2>
티타늄 다이옥사이드 나노 파우더 20중량부, 상기 제조예에서 얻은 유기화 케냐이트 30중량부, 카본블랙 40중량부, 커플링제로서 하기 구조식(2)의 헥사메틸다이실라잔(Hexamethyldisilazane, HMDZ) 3중량부 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.
(CH3)3Si-HN-Si(CH3)3....구조식(2)
하기 표 1에 고무성분의 조성을 정리하여 나타내었다.
<비교예>
카본블랙 90중량부 및 커플링제로 비스-(3-트리에톡시실릴프로필)테트라설판(TESPT) 3중량부를 사용하고, 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더 및 유기화 케냐 이트를 사용하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.
하기 표 1에 고무성분의 조성을 정리하여 나타내었다.
표 1. 비교예 및 실시예의 고무조성(단위 : 중량부)
구분 비교예 실시예 1 실시예 2
원료고무 100 100 100
티타늄 다이옥사이드 - 5 10
유기화 케냐이트 - 10 20
카본블랙 90 70 40
커플링제 3 3 3
산화아연 4 4 4
스테아린산 2 2 2
노화방지제 1 1 1
황 2 2 2
가류촉진제 1 1 1
<시험예 1>
상기 비교예 및 실시예 1, 실시예 2에 의해 얻은 고무 시편을 ASTM 관련 규정에 의해 무니점도(ML(1+4)@100도), HBU(Heat built up), 블로우 아웃(Blow out), DMFC, 경도, 100％ 모듈러스의 물성을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.
표 2. 비교예 및 실시예 고무시편 물성시험 결과
구 분 비교예 실시예 1 실시예 1


물성		 무니점도
HBU
블오우 아웃
DMFC		 100
100
100
100		 112
123
123
118		 114
127
126
120
경도 100 127 127
100％ 모듈러스 100 125 129
*상기 실시예 1, 실시예 2의 측정값은 비교예의 고무시편의 측정값을 100으로 하였을 때 환산한 수치로서 경도, 100％ 모듈러스, 무니점도, HBU, 블로우 아웃 대한 물성 수치는 수치가 높을 수록 우수한 결과를 의미한다.
상기 표 2처럼 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더를 적용한 실시예 1, 실시예 2의 고무는 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더를 적용하지 않은 비교예의 고무와 비교시 발열, 경도 및 모듈러스에서 높은 성능을 나타낸다.
<시험예 2>
비교예에서 얻은 고무를 대조구로 하고, 본발명의 실시예 1에 의해 제조한 고무를 실험구로 하여 이들 대조구 및 실험구를 225/45 17 규격 타이어의 에이펙스로 적용시 각각의 타이어에 대한 고속주행시 조종안정성, 승차감을 측정하여 그 결과를 아래의 표 3에 정리하여 나타내었다.
표 3. 대조구 및 실험구의 조종안정성 및 승차감 측정결과
규격 225/45R 17
구분 대조구 실험구
고속 주행시 조정안정성 6.8 7.1
고속 주행시 승차감 6.8 7.1
* 표 3에서 실험구의 고속주행시 조정안정성 및 승차감 테스트는 일정한 트랙을 갖추고 있는 타이어 전문 성능평가장에서 이루어 졌으며 객관적인 테스트(Objective test)가 아닌 주관적인 테스트(Subjective test)로서 운전자의 느낌을 작성한 것으로서 수치가 높을수록 고속주행시 조종안정성, 승차감이 우수함을 의미한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해 당 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 (6)

  1. 타이어 에이펙스 고무조성물에 있어서,
    원료고무 100중량부에 대하여 친수성 성질이 있고, 비표면적은 50±15, 평균 Primary 입자 크기는 5∼50nm, 탭 밀도(Tapped density)가 130±10g/cm3, pH가 3.5∼5.0인 티타늄 다이옥사이드(TiO2) 나노 파우더 1∼20중량부;
    메틸아민 하이드로클로라이드, 6-아미노 헥사노익산, 12-아미노 도데카노익산, 테트라메틸 암모늄 클로라이드, N-메틸 옥타데실 아민, 옥타데실 트리메틸 암모늄 브로마이드, 도데실 트리메틸 암모늄 브로마이드, 디옥타데실 디메틸 암모늄 브로마이드, 비스(2-하이드록시에틸)메틸 옥타데실 암모늄 클로라이드 중에서 선택된 어느 하나 이상의 아민기(amine group)를 포함하는 유기화제와 탄소수 3∼18개인 선형 포화 모노클로로실란, 탄소수 3∼18개인 선형 불포화 모노클로로실란, 탄소수 3∼18개인 선형 포화 디클로로실란, 탄소수 3∼18개인 선형 불포화탄 디클로로실란, 탄소수 3∼18개인 선형 포화 트리클로로실란, 탄소수 3∼18개인 선형 불포화 트리클로로실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리스(γ-메톡시에톡시)실란, 비닐트리아세톡시실란, γ-메타크리옥시프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ(β-아미노에틸)아미노나일론프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, β-3,4-에폭시사이클로헥실에틸트리메톡시실란 및 γ-클로로프로필트리메톡시실란 중에서 선택된 어느 하나 이상의 실릴결합제가 혼합된 에탄올 용액에 케냐이트를 5∼10kHz에서 30분∼2시간 동안 저주파로 전처리한 것, 케냐이트를 5∼20kv에서 30초∼5분 동안 전기장으로 전처리한 것 또는 케냐이트를 5∼30가우스에서 30분∼1시간 동안 자기장으로 전처리한 것을 분산시키고 상기 에탄올 용액을 증발시켜 케냐이트 층간에 실릴 결합을 유도하고 아민 기능기를 결합시킨 유기화 케냐이트(organo kenyaite) 3∼30중량부;
    다이메틸 아미노 에탄올(Dimethyl amino ethanol), 하기 구조식(1)의 헥사메틸다이실라잔(Hexamethyldisilazane), 3-티오시아네이토프로필-트리에톡시실란, 지르코늄 디네오알칸올레이토디(3-메르캅토)프로피오네이토-O, N,N'-비스(2-메틸-2-니트로프로필)-1,6-디아미노헥산의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 커플링제(coupling agent) 0.5∼8중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 다이옥사이드 나노 파우더 및 유기화 케냐이트를 포함하는 타이어 에이펙스 고무조성물.
    (CH3)3Si-HN-Si(CH3)3....구조식(1)
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  6. 청구항 제1항의 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어.
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