KR20000076085A - 전기적으로 배향된 복합물을 포함하는 타이어 - Google Patents

전기적으로 배향된 복합물을 포함하는 타이어 Download PDF

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스위셔 케드린 엠
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Abstract

본 발명은 타이어의 고무 조성 구성 요소내에 전기적으로 배향된 복합물을 함유하는 고무 타이어를 제공하며, 이때 상기 복합물은 서로 매우 인접한 둘 이상의 전기 전도성 금속 원소와, 상기 금속 원소와 접촉하여 전기적으로 연결되어 있는 전기 전도성 고무 조성물로 구성되어 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 상기 전기 전도성 고무 조성물의 적어도 일부분과 상기 전기 전도성 금속 원소의 적어도 일부분에 나란히 놓여 있는, 타이어 고무 구성 요소내의 전기 저항성 고무 조성물이 예측된다.

Description

전기적으로 배향된 복합물을 포함하는 타이어{TIRE WITH ELECTRICALLY ORIENTED COMPOSITE}
다양한 용도에 있어서, (i) 고무 타이어의 고무 구성 요소내에 2종 이상의 전기 전도성 금속 원소 다수개가 매립되어 있고, (ii) 둘 이상의 이러한 금속 원소가 전기적으로 연결되어 있는 것이 바람직할 수도 있다. 이러한 금속 원소는, 예를 들어 도선, 판 또는 그밖의 구조일 수도 있다.
타이어를 작동하는 동안 예측되는 타이어의 다양한 고무 성분의 기계적 뒤틀림으로 인해, 예를 들어 금속 원소를 서로 납땜하거나 아니면 기계적으로 고정시키는 것과 같은 기계적인 연결법은 비실용적인 것으로 여겨진다. 이것은 특히 (i) 타이어를 제작하고, 성형하고, 경화하는 동안 또는 (ii) 종래의 사용 조건하에서 과도한 시간 동안 타이어를 작동시키는 동안 전기적 연결이 끊어질 수 있다는 현실적인 위험의 관점에 기인한다.
따라서, 금속 원소를 전기 전도성 고무 조성물로 연결시키는 것이 본 발명의 특징이다.
이러한 전기 전도성 고무 조성물에 대한 중요한 필요 조건은, 이 조성물이 비교적 전기 전도성이어야 한다는 것 이외에, 또한 타이어 구성 요소에 혼입하기에 적당한 물성을 가지고 있어서 장기간 동안 전기적 연결을 유지시킬 수 있어야 한다는 점이다.
하나 이상의 전기 전도성 금속 원소 및/또는 전술한 전기 전도성 고무 조성물의 적어도 일부분의 옆에, 바람직하게는 접촉하거나 나란히 놓인 전기 절연성 고무 조성물을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명은 타이어의 고무 조성 구성요소내에 전기적으로 배향된 복합물을 함유하는 고무 타이어를 제공하며, 이때 상기 복합물은 서로 매우 인접한 둘 이상의 전기 전도성 금속 원소와, 상기 금속 원소와 접촉하여 전기적으로 연결되어 있는 전기 전도성 고무 조성물로 구성되어 있다. 또한, 본 발명은, 상기 전기 전도성 고무 조성물의 적어도 일부분과 상기 전기 전도성 금속 원소의 적어도 일부분에 나란히 놓여 있는 타이어 고무 구성 요소내의 전기 저항성 고무 조성물을 제공한다.
본 발명에 따르면, 타이어의 고무 요소의 적어도 일부분내에 전기적으로 배향된 복합물을 함유하는 고무 타이어가 제공되며, 이때 상기 복합물은 (i) 서로 융합되거나 기계적인 고정 없이 서로 매우 인접해 있는 둘 이상의 전기 전도성 금속 원소 및 (ii) 상기 금속 원소에 서로 접촉되어 전기적으로 연결되어 있는 얇은 전기 전도성 고무 조성물로 구성되어 있고, 이때 상기 전기 전도성 고무 조성물은 두께가 약 0.1 내지 1㎜, 바람직하게는 약 0.2 내지 약 0.5㎜이고, 체적 저항이 약 3 내지 약 200 ohm-㎝, 선택적으로 약 3 내지 약 100 ohm-㎝, 바람직하게는 약 3 내지 20 ohm-㎝이다.
상기 전기적으로 배향되어 있는 복합물과 관련되는 것으로 기대되는 타이어 구성 요소의 고무 조성물은, 전형적으로 체적 저항성이 104ohm-㎝ 이상이고 1010ohm-㎝ 이상까지도 가능하다.
이러한 금속 원소는 다양한 형태일 수도 있으나, 이들은 도선, 판 또는 그밖의 구조를 가질 수도 있다.
본 발명의 수행에 있어서, 다수의 금속 원소가 전기 전도성 고무 조성물과 전기적으로 연결되지만, 하나 이상의 원소가 도선 형태인 2 내지 4개의 금속 원소와 전기적으로 연결될 것으로 생각된다. 이러한 도선은 고형 금속 도선 또는 꼬임이 있는 금속 필라멘트일 수도 있다. 한가지 양태에서, 이러한 고형 도선 또는 꼬임이 있는 필라멘트의 도선은 직경이 약 0.4㎜ 내지 약 13㎜, 선택적으로는 약 0.4㎜ 내지 약 6.5㎜이다.
본 발명의 다른 양태에서, 상기 금속 원소는 다양한 전기 전도성 금속, 예를 들어 강철, 구리, 놋쇠를 함유하는 이들의 합금, 및 구리, 놋쇠 또는 아연 피복층을 포함하는 강철 도선을 포함하는 이들의 합금일 수도 있다.
얇은 전기 전도성 고무 조성물이, 상기 금속 원소의 일부분에 놓이거나, 하나 이상의 상기 금속 원소의 둘레를 싸거나, 하나 이상의 상기 금속 원소를 캡슐화하거나 또는 부분적으로 캡술화하거나, 또는 선택적으로 하나 이상의 금속 원소를 2개의 전도성 고무 조성물의 스트립 사이에 끼우는 것이 바람직할 수도 있다. 그밖의 변종이 가능할 수도 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 전기적으로 배향된 복합물은 타이어, 바람직하게는 고무 타이어의 하나 이상의 고무 성분에 매립되거나 부분적으로 매립될 수도 있다. 타이어의 이러한 고무 성분은, 예를 들어 타이어의 카르카스(carcass), 타이어의 측부, 타이어의 내부라이너 또는 사용자에게 알려진 그밖의 타이어의 요소일 수 있다. 전기적으로 배향된 복합물이 타이어의 하나 이상의 구성 요소에 완전히 매립되는 것이 일반적으로 바람직하지만, 복합물의 일부분이 타이어의 구성 요소에 완전히 매립되지 않고 타이어의 내부 밖으로 노출될 수도 있다.
본 발명의 주요 고려 대상은 전기적으로 배향된 복합물을 형성하는 것인 반면, 두번째 고려 대상은 전기 전도성 고무 조성물이 매립되거나 또는 적어도 부분적으로 매립되어 있는 타이어의 구성 요소와 비교적 상용가능한 적당한 고무 특성을 가지는지의 여부이다.
따라서, 한가지 양태에서, 경화된 전기 전도성 고무 조성물은, 23℃에서의 극한 인장 강도가 약 10 내지 약 20 MPa이고, 23℃에서의 극한 신장율이 약 200 내지 약 300%이고, 23℃에서의 200% 모듈러스가 약 10 내지 약 15 MPa이고, 23℃에서의 100% 모듈러스가 약 4.5 내지 약 5.5 MPa이고, 쇼어 A 경도가 약 80 내지 약 90인 것과 같은 물성을 가지는 것이 바람직하다.
전도성 고무 조성물을 위한 대표적인 탄성중합체는, 예를 들어 1,3-부타디엔 및 이소프렌의 단일중합체 및 공중합체; 1,3-부타디엔 및/또는 이소프렌과 비닐 방향족 탄화수소(예: 스티렌 또는 알파-메틸스티렌)의 공중합체; 부틸 및 할로부틸 고무(예: 클로로부틸 및 브로모부틸 고무); 및 천연 고무 중에서 선택된 1종 이상의 탄성중합체를 들 수 있다.
이러한 탄성중합체의 대표적인 예로는, 시스 1,4-폴리부타디엔, 트랜스 1,4-폴리부타디엔, 신디오택틱(syndiotactic) 폴리부타디엔, 폴리이소프렌(천연 또는 합성), 스티렌/부타디엔 공중합체 고무(이때, 용액 또는 수성 유제 중합법으로 제조가능함), 이소프렌/부타디엔 공중합체 고무, 스티렌/이소프렌 고무, 및 스티렌/이소프렌/부타디엔 삼원중합체 고무를 들 수 있다.
실제로, 이러한 전기 전도성 고무 조성물은 이들의 고무 함량의 면에서 주로 천연 시스 1,4-폴리이소프렌 고무 또는 트랜스 1,4-폴리부타디엔 고무로 구성되는 것이 바람직하다.
따라서, 전기 전도성 고무 조성물은, 황 경화된 경우, 고무 100 중량부를 기준으로(phr), (A) (i) 50% 이상의 트랜스 및 약 15% 이상의 비닐 함량을 가지는 천연 시스 1,4-폴리이소프렌 고무 및/또는 트랜스 1,4-폴리부타디엔 고무, 바람직하게는 천연 고무 약 80 내지 약 100 phr; 및 (ii) (a) 합성 시스 1,4-폴리이소프렌, 시스 1,4-폴리부타디엔, 이소프렌과 1,3-부타디엔의 공중합체, 및 이소프렌 및/또는 1,3-부타디엔과 비닐 방향족 화합물의 공중합체(예: 스티렌 및/또는 알파-메틸스티렌)에서 선택된 1종 이상의 디엔 기재 고무 및/또는 (b) 이소부틸렌과 공액된 디엔(예: 이소프렌)의 공중합체 및 이소부틸렌과 이러한 공액된 디엔의 할로겐화된 공중합체 약 20 phr 이하, 선택적으로 0 또는 약 10 내지 약 20 phr로부터 선택되는 탄성중합체; (B) 입경이 약 10 내지 약 30㎚이고, 요오드 흡착값이 약 190 내지 약 1500 ㎡/g, 선택적으로 190 내지 약 300 ㎡/g이고, 디부틸 프탈레이트 값(DBP)이 약 110 내지 약 350 ㎤/100g, 선택적으로 약 110 내지 약 200 ㎤/100g인 카본 블랙 약 50 내지 약 100 phr, 바람직하게는 약 75 내지 약 100 phr으로 구성되거나, 가황된 고무 조성물은 그의 전술한 체적 저항이 약 3 내지 약 200 ohm-㎝, 선택적으로 약 3 내지 약 100 ohm-㎝, 바람직하게는 약 3 내지 약 20 ohm-㎝의 체적 저항을 갖는다. 사용자라면, 탄성중합체 또는 그밖의 고무 배합 성분(예: 카본 블랙)에 대해서, 고무 배합 분야의 기술을 가지는 숙련자들이 본원에서 고려하는 물성 및 체적 저항에 따라 일부 보정할 수도 있음을 인지할 것이다.
전기적으로 배향된 복합물을 위한 전기 전도성 고무 조성물에서 사용되는 카본 블랙의 대표적인 예로는, 예를 들어 N472 또는 N294의 ASTM 지정명을 가지는 카본 블랙, 카보트 코포레이션(Cabot Corporation)에서 시판중인 상표명 블랙 페어(Black Pearl) 2000 및 불칸(Vulcan) PA 90을 들 수 있지만 이로써 한정하는 것은 아니다. 아세틸렌 카본 블랙이 종종 사용된다.
실제로, 본 발명에서는 상기 전기 전도성 금속 원소가 각각 서로의 약 10㎜ 이내, 바람직하게는 약 5㎜ 이내, 보다 바람직하게는 약 2㎜ 이내에 위치할 것이다. 2개 이상의 금속 원소가 서로 이웃하거나, 그렇지 않으면 서로 접촉할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 전기 전도성 고무 조성물의 적어도 일부분 및 하나 이상의 전기 전도성 금속 원소의 적어도 일부분에 병렬로 배열되어 있는, 타이어 고무 구성 요소내의 위치한 전기적으로 저항성이거나 비교적 비-전도성인 고무 조성물의 사용에 관한 것으로, 이때 상기 황 경화된 전기적으로 전열성인 고무 조성물의 전기 저항은 1010ohm-㎝ 이상, 바람직하게는 1020ohm-㎝ 이상이다. 따라서, 체적 저항은 약 1010내지 약 1020ohm-㎝일 수 있다.
실제로, 이러한 전기 저항성 고무 조성물은 고무 100 중량부를 기준으로, (A) 이소프렌 및 1,3-부타디엔의 단일중합체, 이소프렌과 1,3-부타디엔의 공중합체 및 이소프렌 및/또는 1,3-부타디엔과 비닐 방향족 화합물, 예를 들어 스티렌 및/또는 알파-메틸스티렌의 공중합체중에서 선택된 1종 이상의 디엔 기재 고무 및/또는 (B) 이소부틸렌과 공액된 디엔(예: 이소프렌)의 공중합체 및/또는 이소부틸렌과 상기 공액된 디엔의 할로겐화된 공중합체, (C) 카본 블랙 0 내지 약 10 phr, 바람직하게는 0 내지 약 5 phr로 구성될 수도 있다.
실제로, 상기 전기적으로 배향된 복합물이 매립되어 있는 타이어의 고무 구성 요소의 고무 조성물은, 1종 이상의 고무 구성 요소로 구성되어 있고, 각각의 요소는 고무의 100 중량부당 고무 강화 카본 블랙 약 25 내지 약 60 중량부를 함유하고, 체적 저항은 약 104ohm-㎝ 이상, 일반적으로 약 1010ohm-㎝ 이상이다.
따라서, 복합물이 매립되어 있는 고무 조성물은 실질적으로 상기 전기 전도성 고무 조성물에 비해 체적 저항이 보다 크고, 바람직하게는 필수적이지는 않지만 상기 전기적으로 저항성인 고무 조성물보다 낮은 체적 저항성을 나타낸다.
전기적으로 저항성인 고무 조성물의 고무 타이어 성분으로서 사용되는 종래의 고무 강화 카본 블랙은, 예를 들어 N-110, N-220, N-231, N-234, N-330, N-375 및 N-550을 들 수 있지만, 이로서 한정하는 것은 아니다.
경화된 전기적으로 저항성인 고무 조성물은, 예를 들어 23℃에서의 극한 인장 강도가 약 20 내지 약 30 MPa이고, 23℃에서의 극한 신장율이 약 600 내지 약 900%이고, 23℃에서의 10% 모듈러스가 약 0.2 내지 약 0.5 MPa이고, 23℃에서 100% 모듈러스가 약 1 내지 약 3 MPa이고 쇼어 A 경도가 약 40 내지 약 55인 물성을 가질 수 있다.
전기적으로 비-전도성이거나 비교적 전기 저항이 높은 본 발명에서 사용하기 위한 고무에 있어서는, 고무 조성물의 전기 전도도 또는 저항은 약 1012내지 약 1016ohm-㎝이고, 전술한 집합체가 끼워져 있는 고무 매트릭스의 전기 저항보다 전기 저항이 1010ohm-㎝ 이상 큰 것이 바람직하다.
비-전도성 고무 조성물 및 고무 타이어 구성 요소의 전기적 체적 저항은, ASTM NO D257에 따라 측정할 수 있고, 전도성 고무의 체적 저항은 체적 저항성이 매우 낮기 때문에, 케이쓰일 웨이브 텍(Keithly Wave Tek) DM25XT 기기(케이쓰일 인스트루먼트(Keithly Instrument)에서 시판중임), 또는 고무 조성물의 비교적 낮은 체적 저항을 측정할 수 있는 동등한 성능의 기기에 의해 측정되는 것이 보다 바람직하다.
"체적 저항"이라는 용어는, 하기 수학식 1에 의해 계산된 값이다:
r = (R)(A)/l
이때, r은 ohm-㎝ 단위의 체적 저항이고,
R은 ohm 단위의 저항이고,
A는 ㎠ 단위의 단면적이고,
l은 ㎝ 단위의 길이이다.
따라서, 체적 저항은 통상적으로 ohm의 단위로 표현되는 단순한 저항과는 구별된다.
당 분야의 숙련자라면, 고무 조성물은 고무 배합 분야에 일반적으로 공지되어 있는 방법, 예를 들어 다양한 가황성 성분 고무를 일반적으로 사용되는 다양한 첨가제, 예를 들어 경화 보조제, 예컨태 황, 활성화제, 지연제와 촉진제, 가공 보조제, 예컨대 오일, 수지(점착제 수지 포함), 실리카와 가소화제, 충전제, 안료, 지방산, 아연 옥사이드, 왁스, 산화방지제와 오존분해 방지제, 펩타이드제 및 강화 물질(예: 카본 블랙)와 함께 혼합함으로써 배합될 수 있음이 쉽게 이해될 것이다. 당 분야의 숙련자들에게 공지되어 있는 바와 같이, 가황성 물질 및 가황화된 물질(고무)의 의도된 용도에 따라, 전술한 첨가제가 선택되어 종래의 사용량으로 일반적으로 사용된다.
본 발명에서 사용하기 위한 카본 블랙의 전형적인 양은 하기에서 기술되어 있다.
전기적으로 배향되어 있는 복합물을 위해 사용될 수 있는 전기 전도성 고무 조성물에 있어서, 점착제 수지의 전형적인 양은, 사용되는 경우 약 0.5 내지 약 10 phr이고, 일반적으로는 약 1 내지 약 5 phr이다. 가공 보조제의 전형적인 양은 약 1 내지 약 10 phr이다. 이러한 가공 보조제는, 예를 들어 방향족 나프텐계 오일 및/또는 파라핀계 가공 오일을 들 수 있으며, 일반적으로 단지 소량의 오일만이 사용되지만, 사용되는 것이 일반적으로 바람직하다. 산화방지제의 전형적인 양은 약 1 내지 약 5 phr이다. 대표적인 산화방지제는, 예를 들어 디페닐-p-페닐렌디아민 등을 들 수 있으며, 이들은 예를 들어 문헌[Vanderbilt Rubber Handbook(1978), pages 344-346]에 기술되어 있다. 오존화방지제의 전형적인 양은 약 1 내지 5 phr이다. 사용되는 경우, 바람직하게는 주로 스테아르산인 지방산의 전형적인 양은 약 0.5 내지 약 5 phr이다. 고무 배합 목적을 위해 일반적으로 사용되는 스테아르산은, 전형적으로 약 30 내지 약 80 중량%의 스테아르산을 포함하고, 나머지는 전형적으로 주로 그밖의 포화된 지방산, 예를 들어 포화된 C12, C14, C16및 C20쇄이다. 비교적 불순물 상태의 이러한 물질은 고무 배합 분야에서 "스테아르산"으로 지칭되고, 본 발명에서도 이와 같이 지칭하고 있다. 아연 옥사이드의 전형적인 양은, 예를 들어 약 2 내지 약 5 phr이고, 종종 약 15 phr 이하이다. 왁스의 전형적인 양은, 약 1 내지 약 5 phr이다. 종종 미정질 왁스가 사용된다. 펩타이드제의 전형적인 양은, 사용되는 경우 약 0.1 내지 약 1 phr이다. 전형적인 펩타이드제는, 사용되는 경우, 예를 들어 펜타클로로티오페놀 및 디벤즈아미도디페닐 디설파이드일 수 있다.
가황화는 가황화제의 존재하에 수행된다. 적당한 가화화제의 예로는, 황 원소(유리 황) 또는 황 배출 가황화제, 예를 들어 아민 디설파이드, 중합체성 폴리설파이드 또는 황 올레핀 첨가제를 들 수 있다. 바람직한 가황화제는 황 원소이다. 당 분야의 숙련자들에게 공지되어 있는 바와 같이, 가황화제는 약 0.5 내지 약 4 phr 또는 일반적으로 약 8 phr 의 양으로 사용되고, 바람직하게는 약 1.0 내지 약 3.5 phr, 종종 2 내지 약 3phr로 사용된다.
촉진제는 가황화를 위해 요구되는 시간 및/또는 온도를 조절하고 가황제의 특성을 개선시키기 위해 사용된다. 한가지 양태에서, 단일 촉진제 시스템, 즉 제 1 촉진제가 사용될 수도 있다. 통상적이고 바람직하게는, 제 1 촉진제가 약 0.5 내지 약 4 phr의 양으로, 바람직하게는 약 0.8 내지 약 2.0 phr의 양으로 사용된다. 또다른 양태에서, 가황화제 특성을 활성화시키고 개선시키기 위해서, 제 1 촉진제와 제 2 촉진제의 혼합물이 사용되며, 이때 제 2 촉진제는 약 0.05 내지 약 3 phr의 양으로 사용된다. 이러한 촉진제 혼합물은 최종 특성의 상승 효과를 나타내는 것으로 예상되고 한가지 촉진제를 단독으로 사용하여 제조한 것에 비해 우수한 효과를 나타내었다. 추가로, 일반적인 가공 온도에 의해서는 작용하지 않지만 일반적인 가황 온도에서는 만족스럽게 경화시키는 지연 작용 촉진제를 사용할 수도 있다. 또한, 가황 지연제도 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용할 수도 있는 전형적인 형태의 촉진제로는, 아민, 디설파이드, 구아니딘, 티오우레아, 티아졸, 티우람, 설펜아미드, 디티오카바메이트 및 크산테이트를 들 수 있다. 바람직하게는 제 1 촉진제는 설펜아미드이다. 제 2 촉진제가 사용되는 경우, 제 2 촉진제는 바람직하게는 구아니딘, 디티오카바메이트 또는 티우람 화합물이다. 가황제 및 촉진제의 존재량 및 상대적인 양은 본 발명의 한 양상로는 고려되지 않는다.
상기 첨가제의 존재량 및 상대적인 양은, 주로 타이어의 고무 구성 요소내에 전술한 복합물을 적어도 부분적으로 매립해 놓거나 캡슐화하고 있는 전도성 고무 조성물의 사용에 관한 본 발명의 양태로는 여겨지지 않는다.
고무 조성물의 혼합은, 고무 혼합 분야의 숙련자에게 공지되어 있는 방법에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 성분은 전형적으로 2개 이상의 단계, 즉 하나 이상의 비-생산 단계와 그다음의 생산 혼합 단계를 전형적으로 포함한다. 최종 경화제는, 통상적으로 "생산" 혼합 단계로 지칭되는 최종 단계에서 전형적으로 혼합되며, 이때 혼합 과정은 이전의 비-생산 혼합 단계의 온도보다 낮은 온도 또는 극한 온도에서 수행된다. 고무, 카본 블랙 및 그밖의 성분은 1회 이상의 비-생산 혼합 단계에서 혼합된다. "비-생산" 및 "생산" 혼합 단계라는 용어는 고무 혼합 분야의 숙련자들에게 공지되어 있다.
상기 전기적으로 배향된 복합물은 전술한 바와 같이 타이어의 다양한 고무 구성 요소에 적어도 부분적으로 매립될 수도 있다. 이러한 타이어는 당 분야에 공지되어 있으며 당 분야의 숙련자들에게 명백한 다양한 방법에 따라 제조되고, 형상화되고 성형되고 경화된다.
다른 언급이 없는 한, 부 및 백분율이 중량 기준인 하기 실시예를 참고로 하면, 본 발명은 보다 쉽게 이해될 것이다.
실시예 I
직경이 약 0.25 인치 또는 약 0.6㎝인 2개의 구리 도선이 고무 타이어의 고무 구성 요소, 즉 타이어 카르카스, 측벽 또는 내부라이너 고무 조성물내로 매립되어 있다. 두개의 구리 도선 중 한쪽 말단은 다른 구리 도선의 말단의 약 1㎜ 내에 위치하지만, 구리 도선이 접촉되거나 서로 납땜되어 있거나 그렇지 않으면 기계적으로 서로 고정되어 있지 않다.
전술한 각 구리 도선의 말단은, 작고, 비교적 체적 저항이 낮은 얇은 전지 전도성 고무 스트립과 서로 전기적으로 연결되어 있다. 전선 및 전기 전도성 고무 조성물의 스트립의 복합물 또는 집합체는 타이어 구성 요소 고무 조성물에 매립된다.
전기 전도성 고무 스트립은, 폭이 약 1 인치(2.54㎝)이고, 두께가 약 15 내지 20 밀(약 0.4 내지 약 0.5㎜)이다.
전기 전도성 고무 스트립에서 사용되는 카본 블랙으로 강화된 고무 조성물은, 하기 표 1에서 실시예 A로 설명되고 있다.
두개의 구리 전선을 서로 전기적으로 연결하고 있는 스트립의 측부에 면하고 있는 스트립의 표면 및 측부와 맞대어, 전기 전도성 스트립 옆에 위치할 수도 있는 전기 절연성 고무로서 사용되는 고무 조성물은 하기 표 1의 실시예 B로서 설명되고 있다.
비-생산 혼합
물질 실시예 A의 사용량(중량부) 실시예 B의 사용량(중량부)
천연 고무1 100 100
열화방지제 2 2
카본 블랙(N472) 95 0
카본 블랙(N550) 0 3.8
실리카2 17 17
경화 클레이3 0 17
열화방지제 3 3
가공 보조제4 4 4
스테아르 산 1 1
1. 천연 시스 1,4-폴리이소프렌 고무;2. PPG 캄파니에서 Hi-Sil 243LD로 시판중인 실리카;3. 벤토나이트 형태;4. 페놀 포름알데히드 수지 및 알킬화된 나프텐계 방향족 탄화수소 수지
생산 혼합
물질 실시예 A의 사용량(부) 실시예 B의 사용량(부)
아연 옥사이드 10 10
열화방지제 1 1
황 3.1 3.1
촉진제 1.1 1.1
열화방지제(파라-페닐렌 디아민 및 하이드로퀴놀린 타입), 지방산(스테아르 산) 아연 옥사이드, 황 및 설펜아미드 형의 촉진제(경화제)의 통상적인 양들을 사용하였다.
실시예 II
제조된 고무 조성물은 약 36분 동안 약 150℃의 온도에서 경화되었고, 생성된 경화된 고무 샘플은 개별적인 물성의 평균으로서 하기 표 3에서 제시하는 바와 같이 이들의 물성을 평가하였다. 예시적인 샘플 실시예 A 및 실시예 B는 실시예 I의 예시적인 샘플 실시예 A 및 실시예 B에 상응한다.
특성 실시예 A 실시예 B
모듈러스(200%), MPa 11.6 2.1
모듈러스(50%), MPa 3.2 0.8
극한 인장 강도(MPa) 13.4 24.4
신장율(%) 255 768
23℃에서의 쇼어 강도 A 84 48
체적 저항(ohm-㎝)1 10 0.3×1014
1. ASTM D257에 의해 측정된 실시예 B의 체적 저항 및 케이쓸릴 웨이브 텍크 DM25XT 기기(케이쓸릴 인스트루먼트에서 시판중임)에 의해 측정된 실시예 A의 체적 저항은, 길이가 약 16㎝이고 폭이 약 11㎝이고 두께가 약 0.2㎝인 샘플을 사용하여 측정하였다.
복합물 또는 집합체가 매립되어 있는 가황된 고무 타이어 구성요소에 대한 전형적인 체적 저항은 예를 들어 약 0.3×1014이고, 이것은 종래의 고무 강화용 카본 블랙 약 45 내지 55 phr를 함유하는 예시적인 고무 조성물의 경우에 예상할 수 있는 값이다.
가황된 실시예 A의 샘플, 즉 구리 도선의 말단을 서로 전기적으로 연결시키기 위한 전기 전도성 고무 조성물의 전기 특성 또는 체적 저항은, 전술한 예시적인 타이어 고무 성분에 비해 수십배 더 전기 전도성인 약 5 내지 10 ohm-㎝임이 명확하게 관찰되었다.
인용된 예시적인 타이어 고무 조성물의 것과 유사하지만, 가황된 실시예 B의 샘플, 즉 전기적으로 비교적 비-전도성인 고무 조성물에 대한 전기 체적 저항 특성은 약 1014ohm-㎝임이 관찰되었으며, 이러한 값은 실시예 A의 고무 조성물에 비해 실질적으로 보다 전기적으로 절연성인 값이다.
추가로, 실시예 A 및 실시예 B의 물성은, 고무 조성물이 종래의 타이어의 고무 성분과 물성적인 면에서 비교적 상용성이 있음을 나타낸다.
특정 대표적 양태 및 세부 사항은 본 발명을 설명하기 위해 제시하였지만, 당 분야의 숙련자에게라면 본 발명의 요지 또는 범주를 벗어나지 않은채 다양한 변종 및 개질이 가능함이 명백할 것이다.

Claims (11)

  1. (i) 서로 매우 인접한 둘 이상의 전기 전도성 금속 원소 및 (ii) 금속 원소와 서로 접촉하여 전기적으로 연결되어 있는 전기 전도성 고무 조성물로 구성된 전기적으로 배향된 복합물을, 타이어의 고무 조성 구성 요소에 함유함을 특징으로 하고, 이때, 전기 전도성 고무 조성물의 두께가 약 0.1 내지 약 1 ㎜이고, 전기 체적 저항이 약 3 내지 약 200 ohm-㎝인 고무 타이어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    타이어 구성 요소의 고무 조성물의 체적 저항이 104ohm-㎝ 이상임을 특징으로 하는 타이어.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    금속 원소가 강철, 구리 및 놋쇠를 포함하는 이들의 합금중에서 선택된 1종 이상의 금속으로 구성되거나, 상기 물질들로 구성된 외부 표면을 가짐을 특징으로 하는 타이어.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    1종 이상의 금속 원소가 직경이 약 0.4 내지 약 6.5㎜인 도선 형태임을 특징으로 하는 타이어.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    전기 전도성 고무 조성물의 가황화된 고무 조성물이 23℃에서의 극한 인장 강도가 약 10 내지 약 20 MPa이고, 23℃에서의 극한 신장율이 약 200 내지 약 300%이고, 23℃에서의 200% 모듈러스가 약 10 내지 약 15 MPa이고, 23℃에서의 100%의 모듈러스가 약 4.5 내지 약 5.5 MPa이고, 쇼어 A 경도가 약 80 내지 약 90인 물성을 가짐을 특징으로 하는 타이어.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    금속 원소가 강철, 구리 및 놋쇠중에서 선택된 1종 이상의 금속으로 구성되거나 상기 물질로 구성된 외부 표면을 가지며, 상기 1종 이상의 금속 원소가 직경이 약 0.4 내지 약 6.5㎜인 도선의 형태이고, 전기 전도성 고무의 체적 저항이 약 3 내지 약 20 ohm-㎝임을 특징으로 하는 타이어.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    1종 이상의 금속 원소가 직경이 약 0.4 내지 약 6.5 ㎜인 도선의 형태이고, 전기 전도성 고무 조성물의 체적 저항이 약 3 내지 약 20 ohm-㎝이고, 전기 전도성 고무 조성물이 고무 100 중량부를 기준으로, 1,3-부타디엔 및 이소프렌의 단일중합체 및 공중합체; 1,3-부타디엔 및/또는 이소프렌과 스티렌 또는 알파-메틸스티렌의 공중합체; 클로로부틸 고무 및 브로모부틸 고무중에서 선택된 1종 이상의 부틸 고무 및 할로부틸 고무중에서 선택된 1종 이상의 탄성중합체로 구성됨을 특징으로 하는 타이어.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,
    전기 전도성 고무와 전기적으로 연결되어 있는 전기 전도성 금속 원소가 서로의 약 5㎜내에 위치함을 특징으로 하는 타이어.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,
    전기 전도성 고무에 전기적으로 연결되어 있는 전기 전도성 금속 원소가 서로의 약 5㎜ 이내에 위치하고, 전기 전도성 고무 조성물의 체적 저항이 약 3 내지 약 20 ohm-㎝임을 특징으로 하는 타이어.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
    전기 저항성 또는 비교적 비-전도성 고무 조성물이, 적어도 일부분의 전기 전도성 고무 조성물 및 적어도 일부의 하나 이상의 전기 전도성 금속 원소에 나란히 놓여있고, 이때 황 경화된 전기 절연성 고무 조성물의 체적 저항이 1010ohm-㎝ 이상임을 특징으로 하는 타이어.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    카본 블랙이 N472 또는 N294의 ASTM 지정명을 가지는 1종 이상의 카본 블랙중에서 선택됨을 특징으로 하는 타이어.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0878330B1 (en) * 1997-05-12 2003-02-26 Sumitomo Rubber Industries Limited Vehicle tyre
US6220319B1 (en) * 1998-10-19 2001-04-24 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread containing electrically conductive staples
US6172155B1 (en) 1998-11-24 2001-01-09 The University Of Akron Multi-layered article having a conductive surface and a non-conductive core and process for making the same
US6919799B2 (en) 1999-04-29 2005-07-19 Bridgestone/Firestone North American Tire, Llc Monitoring device and tire combination
US6228929B1 (en) * 1999-09-16 2001-05-08 The Goodyear Tire & Rubber Company Electrically conductive rubber composition and article of manufacture, including tire, having component thereof
DE10300160B4 (de) * 2003-01-07 2017-12-21 Continental Reifen Deutschland Gmbh Transponder zum Einbau in oder auf die Oberfläche eines Reifens nebst zugehörigem Reifen
US7528181B2 (en) * 2004-04-08 2009-05-05 Michelin Recherche Et Technique, S.A. Rubber composition and tire comprising same
FR2937283A1 (fr) * 2008-10-17 2010-04-23 Michelin Soc Tech Pneumatique comportant un fil conducteur traversant des nappes de renfort sommet non conductrices de l'electricite, dispositif et procede associe
FR2994187B1 (fr) * 2012-06-12 2014-07-25 Michelin & Cie Composition elastomerique presentant une conductivite thermique amelioree
WO2016204967A1 (en) * 2015-06-15 2016-12-22 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Tire having a conductivity path

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2441945A (en) * 1940-08-24 1948-05-25 Jasco Inc Copolymer compositions containing finely divided metal particles
FR1339476A (fr) * 1962-01-29 1963-10-04 Goodyear Tire & Rubber Pneumatique
FR2285258A1 (fr) * 1974-07-20 1976-04-16 Sumitomo Electric Industries Galet de prise de courant pour moyen de transport et procede de fabrication
GB2016701B (en) * 1978-03-04 1982-08-25 Dunlop Ltd Devices for the measurement of the physical state of a pneumatic type
DE3626954C1 (en) * 1986-08-08 1987-10-15 Tente Rollen Gmbh & Co Castor
JPH0374202A (ja) * 1989-08-15 1991-03-28 Aichi Tire Kogyo Kk 静電気中和タイヤ
FR2682323A1 (fr) * 1991-10-15 1993-04-16 Michelin & Cie Implantation d'un circuit electronique dans un pneumatique.
DE4232004A1 (de) * 1992-09-24 1994-03-31 Continental Ag Helle Mischung auf Elastomerbasis für Räder und Rollen

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