KR101306333B1 - 타이어용 첨가제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어용 첨가제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유황, 디시클로펜타디엔, 프로세스오일 및 산화방지제로 이루어진다.
전술한 성분으로 이루어진 타이어용 첨가제 조성물은 개질된 유황을 주성분으로 하기 때문에, 인장강도 및 경도 등과 같은 기계적 물성이 향상된 타이어를 제공하는 효과를 나타낸다.

Description

타이어용 첨가제 조성물 {ADDITIVE COMPOSITION FOR TIRE}

본 발명은 타이어용 첨가제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개질된 유황을 사용하여 기계적 물성이 향상된 타이어를 제공하는 타이어용 첨가제 조성물에 관한 것이다.

본 발명은 타이어용 첨가제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개질된 유황을 사용하여 기계적 물성이 향상된 타이어를 제공하는 타이어용 첨가제 조성물에 관한 것이다.

타이어의 주재료로 사용되는 고무조성물은 고무의 물성 유지를 위해 고무원료에 다양한 종류의 첨가제들이 혼합하여 제조되고 있다.

특히, 타이어를 제조할 할 경우에는 고무원료에 다양한 종류의 첨가제가 배합된 고무조성물을 압출 및 압연 등과 같은 가공 공정을 통해 반제품으로 제조한 후에 반제품을 후가공하여 완제품을 제조하게 되는데, 반제품을 보관하는 과정에서 고무 혼합물에 함유된 일부 첨가제들이 고무의 표면 밖으로 이동되는 블루밍(blooming)이 형상이 자주 발생된다.

일반적으로, 블루밍 현상에 의해 고무조성물에 함유된 첨가제 중 블루민 현상이 자주 발생하는 성분은 황(sulfur), 왁스(wax), 스테아린산(stearic acid), 징크 스테아레이트(zinc stearate) 및 오일(oil) 등으로 알려져 있다.

전술한 블루밍 현상은 타이어의 반제품의 점착력을 저하시켜, 후가공 과정에서 타이어 반제품 내로 공기가 유입될 수 있고, 반제품을 원하는 위치에 부착시키기 곤란하여 제품의 균형 불량 등과 같은 품질하락을 유발한다.

종래에는 이러한 블루밍 현상을 방지하기 위해 점착제를 과량 사용하거나, 블루밍 발생물질의 함량을 최소로 하거나, 배합 및 가공온도를 낮게 하여 고무 조성물 내에 함유된 블루밍 물질의 유출을 감소하는 방법이 사용되었다.

그러나, 점착제를 과량 사용하거나 블루밍 현상이 발생하는 물질의 함량을 최소로 하면 고무조성물의 물성이 저하되며, 가공온도를 낮게 할 경우에는 블루밍 문제를 어느 정도 해결할 수 있으나 가공속도가 낮아 타이어의 생산성이 저하되는 문제점이 있으며, 저온을 유지해야 하기 때문에 타이어의 제조비용이 상승하는 문제점이 있었다.

전술한 문제점을 해결하기 위해, 유황에 의한 블루밍을 방지할 목적으로, 일반 유황에 비해 10배 이상 고가인 불용성 유황(insoluble sulfur)을 적용하는 방법이 사용되고 있으나, 이 방법의 경우 타이어의 제조원가가 대폭적으로 상승되며, 불용성 유황을 가류제로 적용하여도 가공온도가 125℃ 이상으로 상승되면 불용 유황이 열에 의해 분해되어 일반 유황으로 변화되기 때문에 궁극적으로 가공온도를 낮게 유지시키기 위한 비용 증가의 문제점이 여전히 존재하게 된다.

본 발명의 목적은 인장강도 및 경도 등과 같은 기계적 물성이 향상된 타이어를 제공하는 타이어용 첨가제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 타이어를 제조하는 과정에서 블루밍 현상이 발생하지 않는 타이어용 첨가제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고온에서도 반응성이 우수한 디시클로펜타디엔이 혼합되어, 고온의 가공과정에서도 타이어의 생산성을 저하시키지 않는 타이어용 첨가제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 유황, 디시클로펜타디엔, 프로세스오일 및 산화방지제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어용 첨가제 조성물을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 타이어용 첨가제 조성물은 유황 75 내지 85 중량부, 디시클로펜타디엔 15 내지 20 중량부, 프로세스오일 1 내지 2 중량부 및 산화방지제 0.1 내지 1 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 디시클로펜타디엔은 올리고머의 함량이 1 내지 50 중량부인 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 디시클로펜타디엔은 분자량이 2 내지 50인 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 타이어용 첨가제 조성물에는 충전제 1 내지 2 중량부가 더 첨가되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 충전제는 실리카, 산화티탄 및 흑연으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명에 따른 타이어용 첨가제 조성물은 인장강도 및 경도 등과 같은 기계적 물성이 향상된 타이어를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 타이어를 제조하는 과정에서 블루밍 현상이 발생하지 않는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 고온에서도 반응성이 우수한 반응성을 나타내는 디시클로펜타디엔이 혼합되어, 고온의 가공과정에서도 타이어의 생산성을 저하시키지 않는 탁월한 효과를 나타낸다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 타이어용 첨가제 조성물은 유황, 디시클로펜타디엔(Dicyclopentadiene), 프로세스오일 및 산화방지제로 이루어지며, 유황 75 내지 85 중량부, 디시클로펜타디엔 15 내지 20 중량부, 프로세스오일 1 내지 2 중량부 및 산화방지제 0.1 내지 1 중량부로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

전술한 유황은 75 내지 85 중량부가 첨가되며, 타이어 제조용 고무에 첨가되어 타이어 제조용 고무의 인장강도 및 경도 등과 같은 기계적 물성이 향상시키는 역할을 한다.

그러나, 전술한 유황은 타이어 제조공정에서 블루밍 현상으로 인해, 타이오 제조용 고무의 표면으로 밖으로 이동될 수 있기 때문에, 전술한 디시클로펜타디엔과 혼합하여 개질된 형태의 유황으로 사용하는 것이 바람직하다.

이때, 유황의 함량이 75 중량부 미만이면 타이어 제조용 고무의 인장강도 및 경도 등의 기계적 물성을 향상시키는 효율이 저하되며, 유황의 함량이 85 중량부 이상을 초과하게 되면, 전술한 디시클로펜타디엔이 혼합되더라도 블루밍 현상이 발생할 수 있다.

전술한 디시클로펜타디엔은 15 내지 20 중량부가 첨가되며, 전술한 유황성분과 혼합되면, 내열성이 개선된 개질 유황이 제공되는데, 이러한 개질 유황은 타이어 제조공정에서 블루밍 현상이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 120 내지 150℃의 가공온도에서도 일반적인 유황으로 분해되지 않는다.

이러한 장점으로 인해, 전술한 개질 유황은 종래에 불용성 유황을 대체할 수 있으며, 불용성 유황을 사용하였을 때는 불용성 유황이 열에 의해 일반 유황으로 변화되는 것을 차단하기 위해 낮은 가공온도에서 타이어의 제조공정이 이루어져 생산성이 저하되었으나, 전술한 디시클로펜타디엔과 혼합되어 제조되는 개질 유황은 고온에서도 쉽게 분해되지 않기 때문에, 생산성의 저하를 유발하지 않는 효과를 나타낸다.

전술한 디시클로펜타디엔은 유황이 담겨져 있는 유황탱크에 투입되어 교반되는데, 교반단계가 완료되면 내열성이 우수한 개질 유황이 제조된다.

이때, 유황탱크의 온도는 160℃ 미만의 온도 유지되어야 하는데, 160℃ 이상의 온도에서는 유황의 점도가 급격하게 증가하여, 유황과 디시클로펜타디엔의 교반효율이 저하된다.

또한, 전술한 디시클로펜디엔은 전체 100 중량부 중에 올리고머의 함량이 1 내지 50 중량부인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 전술한 바와 같은 올리고머의 함량을 갖는 디시클로펜타디엔은 유황과의 반응성이 우수하며, 발열반응을 통해 제조되고, 우수한 내열성을 갖게 된다.

또한, 전술한 디시클로펜타디엔은 2 내지 50의 분자량을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직한데, 전술한 분자량을 나타내는 디시클로펜타디엔은 전술한 유황의 개질효과가 우수하다.

전술한 프로세스오일은 1 내지 2 중량부가 첨가되며, 본 발명에 따른 타이어용 첨가제 조성물이 함유된 타이어 제조용 고무조성물을 타이어로 제조하기 위해 압출 및 압연 등과 같은 공정을 실시할 때, 작업성을 향상시키는 역할을 하는데, 주로 석유의 고비점 유분에서 얻게 되는 파라핀계, 나프텐계 및 방향족계의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

전술한 산화방지제 0.1 내지 1 중량부가 첨가되며, 타이어용 고무 조성물의 산화를 억제하는 역할을 하는데, 타이어용 고무 조성물의 산화를 방지하는 효과를 나타내는 것이면 특별히 한정되지 않지만, N-알킬-N'-페닐-파라-페닐렌디아민, 4,4'-비스(알킬아미노)트리페닐아민, N-이소프로필-N'-페닐-파라-페닐렌디아민, N-1,3-디메틸부틸-N'-페닐-파라-페닐렌디아민, 4,4'-비스(이소프로필아미노)-트리페닐아민, 4,4'-비스(1,3-디메틸부틸아미노)-트리페닐아민, 4,4'-비스(1,4-디메틸펜틸아미노)-트리페닐아민, N-알킬-N'-페닐-파라-페닐렌디아민 및 4,4'-비스(알킬아미노)트리페닐아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 타이어용 첨가제 조성물에는 충전제 1 내지 2 중량부가 더 첨가될 수도 있는데, 충전제 1 내지 2 중량부가 더 첨가된 타이어용 첨가제 조성물은 타이어용 고무 조성물의 내마모성 및 내충격성과 같은 기계적 물성을 더욱 향상시키는 역할을 한다.

또한, 전술한 충전제는 전술한 올리고머의 함량 및 전술한 분자량을 갖는 디시클로펜다티엔과 혼합되어 사용되기 때문에, 블루밍현상이 억제된다.

이때, 전술한 충전제는 실리카, 산화티탄 및 흑연으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

전술한 것처럼 본 발명에 따른 타이어용 첨가제 조성물은 유황, 디시클로펜타디엔, 프로세스오일 및 산화방지제로 이루어져, 고온에서도 우수한 반응성을 나타내어 타이어의 생산성을 저하시키지 않으며, 인장강도 및 경도 등과 같은 기계적 물성이 향상된 타이어를 제공하고, 타이어를 제조하는 과정에서 블루밍 현상이 발생하지 않는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 타이어용 고무 조성물의 기계적 물성을 향상시키는 충전제 성분이 더 첨가되면, 내마모성 및 내충격성과 같은 기계적 물성이 우수한 타이어용 고무 조성물을 제조할 수 있는 탁월한 효과를 나타낸다.

Claims (6)

1. 유황 75 내지 85 중량부, 디시클로펜타디엔 15 내지 20 중량부, 프로세스오일 1 내지 2 중량부 및 산화방지제 0.1 내지 1 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어용 첨가제 조성물.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 타이어용 첨가제 조성물에는 상기 유황 75 내지 85 중량부 대비 충전제 1 내지 2 중량부가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 타이어용 첨가제 조성물.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 충전제는 실리카, 산화티탄 및 흑연으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어용 첨가제 조성물.