KR101673444B1

KR101673444B1 - 타이어 에이펙스 고무 조성물

Info

Publication number: KR101673444B1
Application number: KR1020150163134A
Authority: KR
Inventors: 손연송
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2016-11-09

Abstract

본 발명은 타이어 에이펙스 고무조성물를 개시한다.
본 발명에 따르는 타이어 에이펙스 고무조성물에 의하면, 타이어 에이펙스 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 폴리카보네이트 5 내지 30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이에 의할 때, 과량의 보강재를 사용함으로써 고무조성물의 발열특성이 하락하여 타이어의 내구성능이 하락하고, 점도 상승에 의한 공정성이 하락하며, 중량 증가에 따른 연비 하락을 해결하여, 중량을 낮춤과 동시에 강성을 증가시켜 핸들링 성능을 개선시키며, 저발열 및 LRR 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

타이어 에이펙스 고무 조성물{Rubber compound for apex of tire}

본 발명은 타이어 에이펙스 고무 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과량의 보강재를 사용함으로써 고무조성물의 발열특성이 하락하여 타이어의 내구성능이 하락하고, 점도 상승에 의한 공정성이 하락하며, 중량 증가에 따른 연비 하락을 해결하여, 중량을 낮춤과 동시에 강성을 증가시켜 핸들링 성능을 개선시키며, 저발열 및 LRR 성능을 향상시킬 수 있는 타이어 에이펙스 고무 조성물에 관한 것이다.

자동차 산업의 발전과 더불어 자동차 운행도로 조건이 개선됨에 따라 소비자들의 요구 조건도 다양해지고 또한 고성능용 타이어의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

고성능 타이어의 요구에 맞춰 타이어의 구성 요소도 타이어의 성능을 발휘할 수 있도록 제반 성능이 강화되고 있으며, 타이어의 구성 요소 중에서 에이펙스(Apex)는 휠의 림(Rim)과 직접 접촉되는 부위로 타이어의 횡강성을 지지해주는 역할을 하고 있고, 고성능 타이어를 위해서는 보강성이 개선되어야 하기 때문에 높은 보강성을 가진 에이펙스 고무조성물 개발에 많은 연구가 이루어지고 있다.

일반적으로 에이펙스용 고무조성물은 에이펙스 고무의 보강성을 향상시키기 위해 과량의 카본블랙을 적용하거나, 보강성 수지 등을 사용하고 있다. 그러나, 과량의 보강성 카본블랙을 사용하면 고무조성물의 발열특성이 하락하여 고성능 타이어의 내구성능이 하락하고, 점도 상승에 의한 공정성이 하락하며, 중량 증가에 따른 연비 하락의 문제가 있다.

따라서, 에이펙스 고무조성물의 보강 특성을 상승시키고, 발열특성을 개선시키며, 고무조성물의 중량을 저감시키기 위하여 기존의 카본블랙을 대체할 수 있는 소재로 실리카 분말과 보강재를 같이 사용하는 기술이 개발되고 있다.

예컨대, 한국공개특허공보 제2002-27628호를 보면, 에틸렌-탄소수 3∼12의 α-올레핀-비공역폴리엔 공중합체 고무, 특정의 알콕시실란 화합물, 특정의 폴리실록산 및 특정의 미분규산 및/또는 규산염을 함유하여 되는 고무 조성물을 개시하고 있으나, 이에 의하여도 역시 고무조성물의 발열특성이 하락하여 타이어의 내구성능이 하락하고, 점도 상승에 의한 공정성이 하락하며, 중량 증가에 따른 연비 하락의 문제를 해결하기에는 부족하였다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 과량의 보강재를 사용함으로써 고무조성물의 발열특성이 하락하여 타이어의 내구성능이 하락하고, 점도 상승에 의한 공정성이 하락하며, 중량 증가에 따른 연비 하락을 해결하여, 중량을 낮춤과 동시에 강성을 증가시켜 핸들링 성능을 개선시키며, 저발열 및 LRR 성능을 향상시킬 수 있는 타이어 에이펙스 고무 조성물를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 타이어 에이펙스 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 폴리카보네이트 5 내지 30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 에이펙스 고무조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 폴리카보네이트에는 아래 화학식1에 의한 화합물을 포함하는 것일 수 있다.

<화학식 1>

(n: 100 내지 1000의 정수)

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 원료고무 100중량부에 대하여 BET 표면적이 50 내지 500 m²/g인 실리카 분말을 더 포함하는 것일 수 있다.

본 발명에 의하면, 과량의 보강재를 사용함으로써 고무조성물의 발열특성이 하락하여 타이어의 내구성능이 하락하고, 점도 상승에 의한 공정성이 하락하며, 중량 증가에 따른 연비 하락을 해결하여, 중량을 낮춤과 동시에 강성을 증가시켜 핸들링 성능을 개선시키며, 저발열 및 LRR 성능을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따르는 타이어 에이펙스 고무조성물은 원료고무 100중량부에 대하여 폴리카보네이트 5 내지 30 중량부를 포함하는 특징이 있는데, 이 범위를 벗어나면, 고무 혼합물상에서 분산성이 저하되거나 상용성이 저감될 수 있다.

또한, 상기 폴리카보네이트에는 아래 화학식1에 의한 화합물일 수 있다.

<화학식 1>

(n: 100 내지 1000의 정수)

여기서, n=100 내지 1000의 범위를 벗어나면, 효과가 미미하거나 배합이 불균일해지는 문제가 생길 수 있다.

한편, 상기 원료고무 100중량부에 대하여 BET 표면적이 50 내지 500 m²/g인 실리카 분말을 더 포함하는 것 바람직하며, 만일 50 미만이면 보강성능이 미진할 수 있고, 반대로 500을 초과하면 분산이 어려울 수 있다.

<실시예1>

원료고무로서 천연고무 100 중량부에 대하여 실리카(실리카 등급: 200MP) 60중량부, 폴리카보네이트 10중량부, 유황 2중량부, 가류촉진제(N-t-butylbenzothiazole sulfenamide, NS) 1.7중량부를 첨가하고 160℃에서 30분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다. 하기의 표 1에 상기 실시예 1의 조성 및 함량을 나타내었다.

<실시예2>

실리카(200MP) 65중량부, 폴리카보네이트 5중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.

<실시예3>

실리카(200MP) 50중량부, 폴리카보네이트 20중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.

<실시예4>

실리카(200MP) 40중량부, 폴리카보네이트 30중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.

<비교예>

원료고무로서 천연고무 100중량부에 대하여 실리카(200MP) 70 중량부, 보강성 수지 30 중량부, 유황 2중량부, 가류촉진제(NS) 1.7중량부를 첨가하고 160℃ 에서 30분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다. 상기 보강성 수지로는 페놀릭 수지(phenolic resin)를 사용하였다.

구분	비교예	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4
천연고무	100	100	100	100	100
실리카	70	60	65	50	40
보강성 수지	30	-	-	-	-
폴리카보네이트	-	10	5	20	30
유황	2	2	2	2	2
가류촉진제	1.7	1.7	1.7	1.7	1.7

<실험예>

실시예와 비교예에 의한 고무시편으로 ASTM 관련 규정에 의해 발열특성, 내구특성, 연비성능, 강성, 자발열성, LRR성능을 실험하여 그 결과를 아래 표2에 나타내었다.

구분	비교예	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4
발열특성	100	100	105	105	110
내구성능	100	100	100	100	100
연비성능	100	110	115	120	125
강성	100	100	100	105	110
자발열성	100	105	110	115	120
LRR 성능	100	110	115	120	125

* 상기 실시예의 측정값은 비교예의 고무시편의 값을 100으로 하였을 때 환산한 수치로서 수치가 높을수록 우수한 결과를 의미한다.

위 표 2를 참조하면, 비교예 보다 본 발명에 따르는 실시예가, 중량 증가에 따른 연비 하락을 해결하여, 중량을 낮춤과 동시에 강성을 증가시켜 핸들링 성능을 개선시키며, 저발열 및 LRR 성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

Claims

삭제
타이어 에이펙스 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 폴리카보네이트 5 내지 30 중량부를 포함하며,
상기 폴리카보네이트에는 아래 화학식1에 의한 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 에이펙스 고무조성물.

[화학식 1]

(n: 100 내지 1000의 정수)
제 2 항에 있어서,
상기 원료고무 100중량부에 대하여 BET 표면적이 50 내지 500 m²/g인 실리카 분말을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 에이펙스 고무조성물.