KR20010028038A - 튜브리스 공기입 타이어의 인너라이너용 고무조성물 - Google Patents

튜브리스 공기입 타이어의 인너라이너용 고무조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 2층의 인너라이너의 접착성을 개선시킨 튜브리스 공기입 타이어의 인너라이너 고무 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 2층의 인너라이너를 갖는 튜브리스 공기입 타이어의 제 1 인너라이너의 고무 조성물에 있어서, 알킬-페놀계 수지, 쿠마론-인딘계 수지, 올리핀계 수지 또는 이들의 혼합물 5 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고무 조성물인 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 점착제 5 중량부 내지 10 중량부를 함유하는 제 1 인너라이너용 고무 조성물을 사용함으로써, 접착 테이프 없이도 조인트 부위의 벌어짐이 개선되어 비교적 높은 부틸고무 함량(90 내지 100 중량부)을 갖는 제 2 인너라이너의 사용이 가능하여 타이어의 내공기 투과성을 향상시킬 수 있다.

Description

튜브리스 공기입 타이어의 인너라이너용 고무조성물{A rubber composition for inner liner in a tubeless pneumatic tire}
본 발명은 2층의 인너라이너의 접착성을 개선시킨 튜브리스 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물에 관한 것이다.
통상의 튜브리스 공기입 타이어의 내부 구조를 내측면에서부터 살펴보면,
타이어의 공기압을 유지시켜주는 제 2 인너라이너, 제 2 인너라이너와 카카스층의 완층부로서 작용하는 제 1 인너라이너, 및 타이어의 몸체 역할을 하는 카카스층 등으로 이루어져 있다.
여기서, 카카스층에 사용되는 배합고무는 텍스타일(textile)과 접착력을 유지하기 위하여 통상 천연고무(이하, NR이라 칭함)와 스티렌-부타디엔 고무(이하, SBR이라 칭함)의 비가 60 : 40 내지 90 : 10인 NR계 고무 조성물로 이루어져 있으며, 제 2 인너라이너는 타이어의 공기압을 유지할 수 있도록 하기 위하여 부틸고무 함량이 60 내지 100 중량부인 고무 조성물로 이루어져 있다. 또한, 제 1 인너라이너는 통상적으로 카카스 토핑(topping) 고무와의 접착력을 유지하기 위해 카카스 고무와 유사하게 NR 함량이 높은 고무 조성물로 이루어져 있다.
타이어의 내공기투과성을 향상시키기 위해서는 제 2 인너라이너용 고무 조성물 중 부틸고무 함량을 더욱 증가시켜야 하겠지만, 제 1 인너라이너와 부틸고무 함량이 증가된 제 2 인너라이너의 조인트(joint) 부위가 서로 상이한 고무 조성물을 갖고 있어 이들의 상용성 부족으로 인하여 점착 및 접착성이 저하되어 조인트부 벌어짐이 발생하게 된다.
이러한 벌어짐을 억제하기 위하여, 종래의 기술에서는 제 2 인너라이너용 고무 조성물의 부틸고무 함량이 높은 경우(부틸고무 85 중량부 이상), 조인트 부위에 접착 테이프(splice tape)를 사용하여, 제 1 인너라이너와 제 2 인너라이너의 조인트 부위의 벌어짐을 방지하기도 하였으나, 이는 타이어 성형시 추가의 공정이 요구되므로 생산성을 저하시킨다는 단점이 있었다.
이에 본 발명은 제 1 인너라이너와 제 2 인너라이너 사이의 미가류 접착력 부족으로 발생하는, 성형 및 가류 공정에서의 조인트 부위의 벌어짐을 방지하기 위하여, 점착 및 접착 성능이 증가된 제 1 인너라이너용 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 2층의 인너라이너를 갖는 튜브리스 공기입 타이어의 제 1 인너라이너의 고무 조성물에 있어서, 알킬-페놀계 수지, 쿠마론-인딘계 수지, 올리핀계 수지 또는 이들의 혼합물 5 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고무 조성물인 것이다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는, 제 1 인너라이너와 제 2 인너라이너의 점착 및 접착성을 향상 시키기 위하여, 통상적인 제 1 인너라이너용 고무 조성물에 점착제를 첨가한다.
상기 점착제로는 알킬-페놀계 수지, 쿠마론-인딘계 수지, 올레핀계 수지 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 알킬-페놀계 수지는 평균 분자량이 1000 내지 1500 정도이고, 연화점은 85 내지 105℃인 것이 바람직하고, 코마론-인딘계 수지로는 평균 분자량 1000 내지 1500 정도이고, 연화점은 80 내지 110℃인 것이 바람직하며, 또한 지방족 알킬 수지로는 평균 분자량 1500 내지 2000 정도이고, 연화점은 85 내지 110℃인 것이 바람직하다.
상기 점착제의 첨가시, 5 중량부 미만으로 첨가하는 경우에는 제 1 인너라이너와 제 2 인너라이너의 조인트 부위에서 여전히 벌어짐이 발생하고, 10 중량부를 초과하여 첨가하는 경우, 제 1 인너라이너와 카카스층과의 접착력이 급격이 저하되므로, 상기 점착제는 5 중량부 내지 10 중량부로 첨가하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명은 실시예에 의거하여 다음과 같으며, 본 발명이 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
NR 80 중량부, SBR 20 중량부로 이루어진 100중량부에 대하여, 카본블랙 50 중량부, 프로세스 오일 7 중량부, 기타 배합제 5 중량부, 가류제와 촉진제 3.5 중량부 및 점착제로서 알킬-페놀계 수지(점착제 ①) 5 중량부를 배합하여 제 1 인너라이너용 고무 조성물을 제조하였다. 이것을 다음 표 1에 나타냈다.
실시예 2
알킬-페놀계 수지 9중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다. 이것을 다음 표 1에 나타냈다.
실시예 3
점착제로서 쿠마론-인딘계 수지(점착제 ②)를 7 중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다. 이것을 다음 표 1에 나타냈다.
실시예 4
점착제로서 올레핀 C5계 수지(점착제 ③)를 7 중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다. 이것을 다음 표 1에 나타냈다.
실시예 5
점착제로서 알킬-페놀계 수지 2 중량부, 쿠마론-인딘계 수지 2 중량부 및 올레핀 C5계 수지 2 중량부를 혼합하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다. 이것을 다음 표 1에 나타냈다.
비교예 1 내지 3
점착제를 사용하지 않거나, 알킬-페놀계 수지를 각각 3 및 11 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다. 이것을 다음 표 1에 나타냈다.
시험예
상기와 같이 제조된 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3의 제 1 인너라이너 용 고무 조성물을 160℃에서 20분간 가류하여 ASTM D2240, JIS K63 방법에 따라서 경도를 측정하였고, KS M6518 방법에 따라서 카카스층과의 접착력을 측정하여 이 결과를 다음 표 2에 나타냈다.
또한, 통상의 제 2 인너라이너용 고무 조성물(NR 20 중량부, 부틸고무 80 중량부로 이루어진 100 중량부에 대하여, 카본블랙 60 중량부, 프로세스 오일 6 중량부, 접착제 10 중량부, 점착제 3 중량부, 아연화 5 중량부, 스테아린산 1 중량부, 가류제와 촉진제 2 중량부 및 유황 0.7 중량부로 이루어짐)에서 NR을 부틸고무로 대체하여, 부틸고무 100 중량부를 함유하는 제 2 인너라이너와 상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3의 제 1 인너라이너를 미가류 상태에서 접착시켜 약 50 내지 70% 신장시켜 1일 동안 방치하면서 조인트부 벌어짐의 여부를 관찰하여 다음 표 2에 나타냈다.
(단위:중량부)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2 비교예 3
NR 80 80 80 80 80 80 80 80
SBR 20 20 20 20 20 20 20 20
카본블랙 50 50 50 50 50 50 50 50
프로세일 오일 7 7 7 7 7 7 7 7
기타 배합제*` 5 5 5 5 5 5 5 5
가류 촉진제 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5
점착제 ①** 5 9 0 0 2 0 3 11
점착제 ②*** 0 0 7 0 2 0 0 0
점착제 ③**** 0 0 0 7 2 0 0 0
기타 배합제*: 통상의 고무 배합에서 사용화는 아연화, 스테아린산, 노화 방지제 등을 의미.
점착제 ①**: p-t-옥틸페놀과 포름알데히드의 축합물로 평균 분자량이 1000 내지 1500 정도이고, 연화점은 85 내지 105℃임.
점착제 ②***: 쿠마론-인딘계 수지로 평균 분자량 1000 내지 1500 정도이고, 연화점은 80 내지 110℃임.
점착제 ③****: 지방족 알킬 수지로 평균 분자량 1500 내지 2000 정도이고, 연화점은 85 내지 110℃임.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2 비교예 3
경도 59 58 59 59 59 60 60 56
카카스 층과의 접착력(㎏f/in) 11.7 11.5 11.7 11.6 11.9 12.5 12.2 8.0
조인트 부위의 벌어짐의 발생 여부 ○ × × × × ◎ ◎ ×
× : 벌어짐이 발생하지 않음. ○ : 접착 후 24시간에 벌어짐 발생.
◎ : 접착 즉시 벌어짐 발생.
상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 점착제를 사용하지 않은 비교예 1과 알킬-페놀계 점착제를 3중량부 사용한 비교예 2의 통상적인 제 1 인너라이너용 고무 조성물의 경우에는, 소량의 점착제가 미가류 상태의 고무 조성물 내부에 존재하여 점착제로서의 역할이 작기 때문에 조인트 부위의 벌어짐에 대한 개선이 없었으나, 실시예 1 내지 5의 제 1 인너라이너용 고무 조성물의 경우에는, 비교예와 비교하여 유사한 값의 경도 및 카카스층과의 접착력을 유지하면서, 조인트 부위의 벌어짐이 개선되었다. 그러나, 점착제를 11중량부를 사용한 비교예 3의 제 1 인너라이너용 고무 조성물의 경우에는 조인트 부위에서의 벌어짐이 발생하지 않았으나, 카카스층과의 접착력이 매우 저하되기 때문에 바람직하지 않다.
따라서, 상기 결과로부터 본 발명의 점착제를 통상의 제 1 인너라이너 고무 조성물에 5 내지 10 중량부를 첨가함으로써, 점착제가 고무 조성물의 표면으로 이동하여 점착제 효과가 커지게 되어 조인트 부위의 벌어짐 없이 카카스층과의 접착력이 안정됨을 알 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 점착제 5 중량부 내지 10 중량부를 함유하는 제 1 인너라이너용 고무 조성물을 사용함으로써, 접착 테이프 없이도 조인트 부위의 벌어짐이 개선되어 비교적 높은 부틸고무 함량(90 내지 100 중량부)을 갖는 제 2 인너라이너의 사용이 가능하여 타이어의 내공기 투과성을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 2층의 인너라이너를 갖는 튜브리스 공기입 타이어의 제 1 인너라이너의 고무 조성물에 있어서, 알킬-페놀계 수지, 쿠마론-인딘계 수지, 올리핀계 수지 또는 이들의 혼합물 5 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고무 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 알킬-페놀계 수지는 평균 분자량 1000 내지 1500 이고, 연화점 85 내지 105℃인 것을 특징으로 하는 고무 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 쿠마론-인딘계 수지는 평균 분자량 1000 내지 1500 이고, 연화점 80 내지 110℃인 것을 특징으로 하는 고무 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 올레핀계 수지는 평균 분자량 1500 내지 2000이고, 연화점 85 내지 110℃인 것을 특징으로 하는 고무 조성물.
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