KR101548812B1 - 오존을 분해하는 이산화망간 촉매를 담지한 실리카를 포함하는 사이드월용 및 러버인서트용 고무 조성물 및 그를 이용한 타이어 - Google Patents
오존을 분해하는 이산화망간 촉매를 담지한 실리카를 포함하는 사이드월용 및 러버인서트용 고무 조성물 및 그를 이용한 타이어 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 타이어 사이드월용 및 러버인서트 용 고무 조성물 및 그를 이용한 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원료고무에 충전제로 쓰이는 BET가 비교적 높은 실리카에 이산화망간 촉매를 포함시켜 환경적으로 문제가 되는 오존을 분해할 수 있는 것을 특징으로 하는 오존분해 친환경 사이드월 및 러버인서트용 고무 조성물 및 타이어에 관한 것이다.
Description
본 발명은 타이어 사이드월용 및 러버인서트용 고무 조성물 및 그를 이용한 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원료고무에 충전제로 사용되는 BET가 비교적 높은 실리카에 이산화망간 촉매를 포함시켜 환경적으로 문제가 되는 오존을 분해하는 것이 가능한 오존 분해 친환경 사이드월용 및 러버인서트용 고무 조성물 및 타이어에 관한 것이다.
오존은 강력한 산화제로 살균 소독의 긍정적인 기능도 하지만, 오존에 지속적으로 노출될 경우 인체나 동식물에 나쁜 영향을 미친다. 최근 오존 농도의 증가에 따른 피해가 늘어나고 있으며, 특히 오존은 타이어의 노화를 촉진시켜 내크랙성을 나쁘게 하며, 타이어의 수명을 단축시키는 것으로 알려져 있다.
이산화망간 촉매는 오존이 상온에서 효율적으로 분해되는 것을 가능하게 한다. 그러나 이산화망간 촉매를 이용한 오존분해를 위해서는 촉매 장치를 별도로 만들어야 하며, 작동시킬 전력 및 시설물들이 지속적으로 유지되어야 한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 본 발명의 목적은 원료고무에 충전제로서 이산화망간을 담지시킨 실리카를 포함하므로써, 차량이 주행 중일 때, 상온에서 오존을 분해하여 대기중의 오존 농도를 낮춰 환경문제를 개선하고, 타이어의 오존에 대한 내크랙성을 향상시켜 타이어 수명을 증가시킬 수 있는 타이어 사이드월용 및 러버인서트용 고무 조성물 및 그를 이용한 타이어를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 타이어 사이드월용 및 러버인서트용 고무 조성물은 원료고무 100중량부에 대하여 필러 30~80중량부 및 이산화망간이 담지된 실리카 5~30중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 타이어 사이드윌용 및 러버인서트용 고무 조성물에 있어서, 상기 원료고무는 그 종류에 특별한 제한이 없으며, 천연고무, 합성고무, 및 천연 고무와 합성고무를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 타이어 사이드윌용 및 러버인서트용 고무 조성물에 있어서, 상기 필러의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 카본블랙 등을 사용할 수 있고, 구체적으로 카본블랙 N100 등급부터 N660 등급까지 사용할 수 있으며, 예로서 N330, N550 및 N660이 바람직하다.
상기 필러의 함량은 원료고무 100중량부에 대하여 30~80중량부인 것이 바람직한데, 30중량부 미만이면 분산은 가능하나 물성이 매우 낮아져서 바람직하지 않고, 80중량부를 초과하면 점도가 높아져서 분산이 어려워지고, 물성이 높아서 내크랙성이 떨어지므로 바람직하지 않다.
본 발명에 있어서, 상기 실리카는 그 종류에 특별히 제한이 없으며, 표면적이 크고 음이온성을 띠고, BET가 400~1200㎡/g인 것이 바람직한데, 400㎡/g 미만이면 효과가 미비하여 바람직하지 않고, 1200㎡/g을 초과하면 배합 및 분산이 어려워 바람직하지 않다.
본 발명에 있어서, 이산화망간이 담지된 실리카의 함량은 원료고무 100중량부에 대하여 5~30중량부인 것이 바람직한데, 5중량부 미만이면 성능 개선이 미미하여 바람직하지 않고, 30중량부를 초과하면 공정성이 어려워 바람직하지 않다.
본 발명에 있어서, 상기 이산화망간이 담지된 실리카의 비는 실리카 1L 부피기준 이산화 망간 10~20g이 바람직하며, 10g 미만이면 효과가 미비하여 바람직하지 않고, 20g을 초과하면 쉽게 소결이 발생하여 실제 적용하기가 어려워 바람직하지 않다.
상기 이산화망간이 담지된 실리카는, BET가 400~1200㎡/g인 실리카를 증류수에 여과한 후, 400℃~500℃에서 소성하고, 소성하여 얻어진 실리카를 질산망간용액 Mn(NO3)2에 담지시킨 후, 진공상에서 건조시킨 다음 120~180℃ 온도에서 30분~45분 동안 가열분해하여 Mn+2 이온을 산화시키면서 MnO2 형태로 변화시켜 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 타이어 사이드윌용 및 러버인서트용 고무 조성물에는 일반적인 사이드윌용 및 러버인서트용 고무 조성물에 첨가되는 보강제, 활성제, 노방제, 공정유, 접착제, 가류제 및 가류촉진제와 같은 통상의 첨가제들, 예로서 스테아린산, 공정오일 및 황 등을 더 배합할 수 있다.
본 발명에 따른 타이어는 본 발명에 따른 타이어 사이드월용 및 러버인서트용 고무 조성물로 이루어진 사이드월 및 러버인서트를 갖는다.
본 발명에 의하면, 타이어 사이드월용 및 러버인서트용 고무 조성물이 원료고무에 이산화망간이 담지된 실리카를 포함하므로써, 주행 중 공간속도에 의해 주변의 오존을 분해할 수 있으며, 오존에 대한 내크랙성을 향상시켜 타이어 수명을 향상시키는 효과를 갖는다.
이하 본 발명을 하기의 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 실시하기 위한 예에 지나지 않으며, 본 발명의 보호범위를 제한하는 것은 아니다.
제조예
BET가 약 1000㎡/g인 실리카(메조포러스 실리케이트)를 증류수에 여과한 후 450℃에서 소성하였다. 그런 다음, 소성된 실리카를 질산망간용액(Mn(NO3)2)에 담지시킨 후, 진공상에서 건조시켰다. 그런 다음, 180℃ 온도에서 45분 동안 가열분해하여 이산화망간이 담지된 실리카를 제조하였다.
실시예
1~3 및
비교예
하기 표 1에 나타낸 조성에 따라 각 성분을 배합하여, 고무 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 시편을 제조한 후, ASTM 규격에 따라 물성 및 오존 평가를 실시하여, 그 평가 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 |
| 천연고무 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 부타디엔고무 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| TDAE | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 카본블랙(N330) | 30 | 40 | 50 | 60 |
| 이산화망간이 담지된 실리카(제조예) |
30 | 20 | 10 | 0 |
| 산화아연 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 스테아린산 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 노방제 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 접착제 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 황 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 촉진제1 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 촉진제2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
주) 1) Treated Distillate Aromatic Extract Oil로서, 상품명은 Vivatec500임.
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 |
| 경도1 ) | 107 | 105 | 103 | 100 |
| 분산성1 ) | 102 | 101 | 101 | 100 |
| 오존 분해율2 ) @ 50ppm,10시간 SV=5K(동적), 상온(25℃) |
45% | 38% | 30% | - |
| 오존크랙3 ) @ 50ppm,64시간 (정적) |
미발생 | 60시간에 발생 | 55시간에 발생 | 49시간에 발생 |
| Tanδ 70℃4) | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
| 전기저항(Ω)5 ) | 1.0 x 106 | 1.0 x 106 | 1.0 x 107 | 1.0 x 107 |
주) 1) 경도(hardness) 및 분산성(dispersion)은 비교예 1의 100에 대한 상대지수로 표시하였다. 상기 지수가 높을수록 실제 수치가 높은 값을 나타낸다.
2) 오존 챔버에 50ppm의 오존농도 조건에서 SV=50,000으로 10시간 동안 분해되는 오존의 분해율을 표시하였다. 값이 높을수록 높은 분해능력을 갖는다.
3) 오존크랙(ozone crack)은 48시간 동안 50ppm 오존농도의 챔버에서 정적으로 평가한 것이다.
4) Tanδ 70℃은 회전저항을 나타내는 척도로서, 수치가 낮을수록 우수한 것을 의미한다.
5) ASTM F1971-99 규정에 의거함
상기 표 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 이산화망간이 담지된 실리카를 사용한 실시예 1~3은, 오존크랙이 발생하지 않거나, 약 55시간 이후에 발생하나, 이산화망간이 담지된 실리카를 사용하지 않은 비교예 1의 경우는 49시간만에 오존크랙성이 발생하므로, 실시예 1~3의 오존 내크랙성이 비교예 1보다 우수함을 알 수 있다.
Claims (3)
- 원료고무 100중량부에 대하여 필러 30~80중량부 및 이산화망간이 담지된 실리카 5~30중량부를 포함하는 고무 조성물로 이루어진 사이드월 및 러버인서트를 갖는 타이어.
- 제1항에 있어서, 상기 실리카는 BET가 400~1200㎡/g인 것을 특징으로 하는 타이어.
- 삭제
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|---|---|---|---|---|
| KR100714950B1 (ko) | 1999-11-30 | 2007-05-07 | 엥겔하드 코포레이션 | 대기 정화 방법 및 장치 |
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