KR20000046697A - 튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물 - Google Patents

튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제 1차 인너라이너와 제 2차 인너라이너로 이루어진 튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물에 있어서, 제 2차 인너라이너의 고무성분의 조성이 천연고무 8 내지 14 중량부, 부틸고무 86 내지 92 중량부, 탄화수소 수지 7 내지 11 중량부로 이루어진다.
제 2 인너라이너의 고무 조성물이 상기와 같이 구성됨으로써, 제 2 인너라이너와 제 1 인너라이너의 미가류 접착이 개선되어 접촉부분이 벌어짐이 방지되고 점도 및 극성이 다른 두 가지, 즉 천연고무와 부틸고무의 혼합시 균질성을 개선하여 배합제의 분산성을 향상시킴으로 내공기투과성도 향상시킬 수 있게 된다.

Description

튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물
본 발명은 튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제 1차 인너라이너와 제 2차 인너라이너로 이루어진 튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물에 있어서, 제 2차 인너라이너의 고무성분의 조성이 천연고무 8 내지 14 중량부, 부틸고무 86 내지 92 중량부, 탄화수소 수지 7 내지 11 중량부로 이루어짐으로써 제 2 인너라이너와 제 1 인너라이너의 미가류 접착이 개선되어 접촉부분이 벌어짐이 방지되고 내공기투과성도 향상시킬 수 있는 튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물에 관한 것이다.
타이어의 내부구조를 살펴보면 타이어의 내측으로부터 타이어의 공기압을 유지시켜 주는 제 2 인너라이너와 카카스층의 완충부로 작용하는 제 1 인너라이너 및 타이어의 몸체 역할을 하는 카카스층으로 이루어져 있다.
카카스에 사용되는 배합고무는 텍스타일과의 접착력을 유지하기 위하여 천연 고무를 기본으로 하여 구성되며, 제 2 인너라이너와 카카스층의 완충부로 작용하는 제 1 인너라이너는 카카스 토핑고무와의 접착력을 유지하기 위해 카카스 고무와 유사하게 천연고무의 함량이 높은 고무 조성물로 이루어져있다.
제 2 인너라이너의 경우, 종래에는 타이어의 공기압을 유지시킬 수 있도록 부틸고무 60 내지 80 중량부, 천연고무 20 내지 40 중량부를 함유하는 고무 조성물을 사용하였다. 타이어의 내공기 투과성을 향상시키기 위해서는 부틸고무함량을 더욱 증가시켜야 하지만, 부틸고무 함량이 증가하게 되면, 제 1 인너라이너와의 점착력 및 접착력이 저하되어 타이어의 인너라이너의 접촉부분이 벌어지게 된다.
제 1 인너라이너와 제 2 인너라이너의 접촉부분의 구조를 도 1을 참조로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 1 인너라이너와 제 2 인너라이너는 카카스층 아래에서 서로 맞붙어 있고, 이 끝부분은 제 1 인너라이너와 제 2 인너라이너가 맞붙은 다른 쪽 끝과 겹쳐져 있다. 겹쳐져서 접촉되어 있는 부분은 카카스층 밑에 제 1 인너라이너, 그 아래에 제 2 인너라이너, 그 아래에 겹쳐져 접속되는 제 1 인너라이너, 그 아래에 제 2 인너라이너의 순서로 되어 있다. 겹쳐져서 접속되는 부분에서 제 2 인너라이너는 부틸고무 함량이 큰 고무 조성물, 제 1 인너라이너는 천연고무 함량이 큰 고무 조성물로 구성되어지는데, 접촉부분이 벌어지는 곳은 겹쳐진 부분의 제 2 인너라이너와 제 1 인너라이너 사이이다.
이러한 접촉부분이 벌어지는 젓을 방지하기 위해 종래의 기술에서는 부틸고무 함량이 높은 화합물의 경우 접촉부분에 접촉테이프를 사용하였으나, 이 경우 타이어 성형시 공정이 추가되어 생산성이 저하되는 단점이 있다.
또한, 인너라이너 배합제의 그린 택(GREEN TACK) 상승, 무늬점도의 저하를 통한 현장가공성 향상과 모듈러스 저하 및 신장율의 상승을 통한 내크랙성의 향상을 위해 방향족 탄화수소 수지를 통상 5 내지 15 중량부를 첨가하여 사용하여 왔다. 하지만 극성이 다른 두 종류의 고무(천연고무, 부틸고무)를 사용함으로 인하여 방향족 탄화수소가 주성분으로 되어있는 수지를 사용할 경우에는 배합제의 균질성이 한 종류의 점도와 극성을 갖는 고무를 사용할 때 보다 저하되어 내공기투과성이 저하되어 타이어의 공기압을 유지시키는 인너라이너의 역할에 불리한 작용을 할뿐만 아니라 인너라이너 층을 빠져나가는 공기가 스틸 벨트층으로 이동하여 타이어의 내구성에 치명적인 역할을 하게 된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 연구한 결과 제 2 인너라이너 고무 성분의 조성이 천연고무 8 내지 14 중량부, 부틸고무 86 내지 92 중량부, 방향족과 지방족 성분의 혼합물로 되어있는 탄화수소 수지가 7 내지 11 중량부로 이루어질 경우, 제 2 인너라이너와 제 1 인너라이너의 미가류 접착이 개선되어 접촉부분이 벌어짐이 방지되고 점도 및 극성이 다른 두 가지, 즉 천연고무와 부틸고무의 혼합시 균질성을 개선하여 배합제의 분산성을 향상시킴으로 내공기투과성도 향상된다는 것을 알게 되어 본 발명에 이르게 되었다.
도 1은 제 1차 인너라이너와 제 2차 인너라이너로 이루어진 튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너를 나타낸 도면이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
101 --- 제 1 인너라이너 102 --- 제 2 인너라이너
103 --- 카카스
본 발명은 제 1차 인너라이너와 제 2차 인너라이너로 이루어진 튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물에 있어서, 제 2차 인너라이너의 고무성분의 조성이 천연고무 8 내지 14 중량부, 부틸고무 86 내지 92 중량부, 탄화수소 수지 7 내지 11 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물인 것이다.
본 발명에서는 제 2 인너라이너(102)의 고무 성분으로, 천연고무 8 내지 14 중량부와 부틸고무 86 내지 92 중량부, 방향족과 지방족 성분의 혼합물로 되어있는 탄화수소 수지 7 내지 11 중량부를 사용한다.
천연고무의 첨가는 제 2 인너라이너(102)와 제 1 인너라이너(101)의 접촉부분이 벌어지는 것을 방지하기 위한 것으로, 천연고무를 8 중량부 이상 첨가하면 제 2 인너라이너(102)와 제 1 인너라이너(101)의 미가류 접착이 개선되어 접촉부분이 벌어지는 것이 방지되지만, 14 중량부를 초과하여 첨가하면 타이어의 내공기투과성이 급격히 저하된다.
천연고무가 8 내지 14 중량부 함유되는 경우에 통상의 제 2 인너라이너 고무인 천연고무가 20 중량부 함유된 고무 조성물 보다 내공기투과성이 약 30% 향상된다.
또한 방향족을 주성분으로 하는 탄화수소 수지를 대체해 방향족과 지방족 성분의 혼합물로 되어있는 탄화수소 수지를 7∼11 중량부 첨가하면 점도와 극성이 다른 두 종류의 고무(NR, 부틸고무)를 사용함으로 인하여 배합제의 균질성이 저하되는 것을 개선하여 배합제의 분산을 개선시켜 내공기 투과성을 향상시킴으로써 항상 일정한 공기압을 유지시켜 줄뿐만 아니라 이로 인하여 타이어의 내구성을 향상시키는 효과를 가져오게 된다.
방향족과 지방족 성분의 혼합물로 되어있는 탄화수소 수지를 7 중량부 미만 첨가하면 배합제의 분산성을 향상시키는 효과가 미약하여, 내공기투과성을 크게 향상시키지 못하며, 11 중량부를 초과하여 사용하면 1차 인너라이너와의 접착력이 급격히 저하하여 타이어의 내구성을 저하시킨다.
이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 하며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 3
천연고무 8 중량부에 부틸고무 92 중량부, 방향족과 지방족 성분의 혼합물로 되어있는 탄화수소 수지를 7, 9, 11 중량부 및 통상의 첨가제를 첨가하여 제 2 인너라이너의 고무조성물을 제조하여 각각을 실시예 1, 2, 3으로 하고 각각의 공기투과계수 및 접촉부분의 벌어짐 여부를 조사 및 1차 인너라이너와 2차 인너라이너와의 접착력을 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
비교예 1 내지 8
천연고무 8 중량부에 부틸고무 92 중량부, 방항족과 지방족 성분의 혼합물로 되어있는 탄화수소 수지를 5, 13 중량부 및 천연고무 0, 6, 8, 10, 14, 16 중량부 각각에 대해 부틸고무 100, 94, 92, 90, 86, 84 중량부 및 통상의 첨가제를 첨가하여 제 2 인너라이너의 고무조성물을 제조하여 각각을 비교예 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8로 하고 각각의 공기투과계수 및 접촉부분의 벌어짐 여부를 조사 및 1차 인너라이너와 2 차 인너라이너와의 접착력을 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8
BR-IIR1 92 92 92 92 92 92 90 86 100 94 84
천연고무 8 8 8 8 8 8 10 14 0 6 16
카본블랙 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65
프로세스오일 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9
탄화수소 수지12 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5
탄화수소 수지23 7 9 11 5 13
스테아린산 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
점착제 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
산화아연 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
MBTS4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
유황 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
공기투과계수530℃65℃ 1.812.4 1.611.8 1.311.6 2.313.0 1.08.5 2.012.5 2.213.0 2.314.0 1.411.0 1.611.5 2.718.0
접착력(1차+2차 인너라이너 kgf/in 88 85 82 90 60 79 79 85 75 75 90
접촉부위 벌어짐이 발생시까지의 시간 71시간 75시간 78시간 70시간 53시간 72시간 72시간 87시간 즉시 8시간 92시간
1할로겐화 부틸(클로로부틸, 브로모부틸) 및 재생 부틸고무 사용할 때에도 동일한 효과를 나타냄.
2탄화수소 수지 1 : 방향족 탄화수소 수지
3탄화수소 수지 2 : 방향족과 지방족의 혼합물로 구성된 탄화수소 수지
4MBTS : 디벤조 티아졸릴 디설파이드(가류촉진제)
5공기투과계수 : 고무시편 양쪽에 1기압의 공기압 차이를 작용시킬 때 한시간 동안 시편의 단위면적당 시편의 두께를 통해 이동된 공기의 양을 나타냄. 단위 : ㎖[STP]㎜/㎡ 760㎜Hg Hour
표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 경우가 비교예와 비교해서, 내공기투과성, 및 제 1차와 제 2차 인너라이너의 접착력이 우수함을 알 수 있다.
본 발명에 따라 제 2차 인너라이너의 고무성분의 조성이 천연고무 8 내지 14 중량부, 부틸고무 86 내지 92 중량부, 탄화수소 수지 7 내지 11 중량부로 이루어지도록 함으로써 제 2 인너라이너와 제 1 인너라이너의 미가류 접착이 개선되어 접촉부분이 벌어짐이 방지되고 점도 및 극성이 다른 두 가지, 즉 천연고무와 부틸고무의 혼합시 균질성을 개선하여 배합제의 분산성을 향상시킴으로 내공기투과성도 향상시킬 수 있는 튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물을 제공할 수 있다.

Claims (2)

  1. 제 1차 인너라이너와 제 2차 인너라이너로 이루어진 튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물에 있어서, 제 2차 인너라이너의 고무성분의 조성이 천연고무 8 내지 14 중량부, 부틸고무 86 내지 92 중량부, 탄화수소 수지 7 내지 11 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 탄화수소 수지는 방향족과 지방족의 혼합물로 구성된 것을 특징으로 하는 튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물.
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