KR20010031931A - 고무계 생성물, 이의 제조 방법 및 이러한 생성물로부터제조된 타이어의 구름 저항을 감소시키는 방법 - Google Patents

고무계 생성물, 이의 제조 방법 및 이러한 생성물로부터제조된 타이어의 구름 저항을 감소시키는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 철(III) 아세틸아세토네이트 및 화학식 Fe(CnH2nO2)3의 카복실산의 철(III) 염(여기서, n은 6 내지 23이다)으로 이루어진 그룹에 속함을 특징으로 하는 조성물에서의 산화 활성화용 철(III) 염을 하나 이상 포함하는 하나 이상의 엘라스토머 기본 조성물을 함유하는 것으로서, 생성물의 하나 이상의 민감성 영역을 산화로부터 보호하기 위해 생성물에 대해 외부 산소를 트랩핑하기 위한 하나 이상의 완충 영역을 포함하는 형태의 고무계 생성물에 관한 것이다.
당해 생성물은 조성물이 포함하는 엘라스토머(들)에 철(III) 염을 기계적으로 처리하여 도입하여 완충 영역을 수득함으로써 수득된다.
본 발명은 유리하게 타이어에 사용되어 구름 저항을 개선시킨다.

Description

고무계 생성물, 이의 제조 방법 및 이러한 생성물로부터 제조된 타이어의 구름 저항을 감소시키는 방법{Rubber based product, method for obtaining same and method for reducing rolling resistance of a tyre made of said product}
본 발명은 고무계 생성물, 이를 제조하는 방법 및 이러한 생성물로 형성된 타이어의 구름 저항(rolling resistance)을 감소시키는 방법에 관한 것이다.
타이어 제조업자의 주된 관심사 중의 하나는 이의 수명을 증가시키는 것이다. 특히, 산화 공정에 대하여, 고무 조성물, 금속 또는 텍스타일 강화재 및 이러한 혼합물과 이러한 강화재 사이의 계면의 내구성을 증가시키는 것이 중요하다.
상기한 산화 현상을 감소시키기 위한 하나의 공지된 방법은, 특히 산화에 민감한 타이어의 영역에, 팽창 공기 또는 외부 공기로부터 들어오는 산소의 양을 제한하는 것이다. 따라서, 매우 오랜 시간 동안, 산소 불침투성인 부틸 고무 층이 타이어의 내부 벽에 대하여 사용되어 왔다. 불행하게도, 부틸 고무는 완전히 불침투성이 아니고, 감소될 경우조차도, 산소가 오랜 기간 동안 대규모의 타이어 속으로 통과하여 유동함으로써, 피하는 것이 바람직한 산화 현상을 일으켰다.
예를 들어, 미국 특허 제5,236 030호, 미국 특허 제4 874 670호, 미국 특허 제5 036 113호, 유럽 특허원 제337 279호, 미국 특허 제5 040 583호 및 미국 특허 제5 156 921호에 기술된 바와 같이, 상기한 목적을 위해, 부틸 고무보다 더욱 기밀한 다른 물질이 제안되었다. 그러나, 상기한 물질은 고가이고, 타이어에 이를 사용함으로써 많은 문제가 발생한다.
산화 문제를 피하기 위한 또다른 방법은 산소의 주 공급원과 산화 현상으로부터 보호되는 것이 바람직한 영역 사이에 배치된, 완충제로서 작용하는 고무 조성물의 열산화를 촉진시킴으로써, 산소를 화학적으로 트랩핑하는 것이다. 예로써, 상기한 완충제 조성물은 가능한 한 부틸 고무로 피복시킬 수 있는 타이어의 내부 면과 카아커스 플라이(carcass ply) 사이에 위치하여, 팽창 공기, 특히 중형 차체에 설치될 타이어에서 상기한 플라이와 접촉되는 산소의 양을 감소시킬 수 있다. 산소가 고착되는 것을 촉진시키기 위해서, 상기한 완충제 조성물에 산화를 촉매화하는 금속 염, 특히 코발트 염을 사용하는 것이 공지되어 있다. 이러한 염의 효과는 상기한 산화 현상에 의해 유발되는 노화시 생성되는 과산화수소의 균형 분해를 활성화시키는 것이다. 이러한 염은 바람직하게는 완충제 조성물 중의 엘라스토머 100중량부를 기준으로 하여 코발트의 당량의 0.2 내지 0.3중량부의 양으로 도입된다. 따라서, 이러한 완충제 조성물에 의해 트랩핑될 수 있는 산소의 양은 코발트 염을 함유하지 않는 동일한 조성물과 비교하여, 약 50 내지 100%로 증가된다. 불행하게도, 선험적으로, 산화와 관련된 거동에서의 상기한 개선점은, 상당량의 코발트 염이 도입된 결과, 완충제 조성물의 히스테리시스 손실량(hysteresis loss)이 크게 증가함으로써 성취된다는 것이 입증되었다. 히스테리시스 손실량이 상기한 바와 같이 증가하면, 먼저 조성물이 자체 가열되어 수명이 단축되고, 이는 바람직한 목적에 위배되고, 구름 저항을 증가시키는데, 이는, 제조업자들이 연료 소비량을 감소시기 위해 가능한 한 구름 저항을 제한하고자 하는 것을 목적으로 하기 때문에, 피해야 한다.
이러한 이유로, 아무리 흥미롭더라도, 완충제 조성물의 사용은 기대한 만큼 많이 개발되지 않았다.
유럽 특허원 제507 207호는 패키지의 한 층에 함유되는 완충제 엘라스토머성 조성물에 의해 산소를 트랩핑하는 방법을 기술한다. 상기한 완충제 조성물은 특히 산소 고착을 활성화하도록 고안된 전이 금속 염이 존재함을 특징으로 한다. 상기한 바와 같이, 본원에서 바람직하게 기술된 금속 염은 코발트 염이다. 추가로, 망간 또는 심지어는 철과 같은 다른 금속도 고려할만 하나, 특정 염에 관한 것으로 한정되지 않는다.
본 출원인은 당해 조성물에서의 산화 활성화용 철(III) 염을 하나 이상 포함하는 하나 이상의 엘라스토머 기본 조성물을 함유하는 것으로서, 생성물의 하나 이상의 민감성 영역을 산화로부터 보호하기 위해, 생성물에 대해 외부 산소를 트랩핑하기 위한 하나 이상의 완충 영역을 포함하는 형태의 고무계 생성물을 수득하기 위한 상기한 완충제 조성물에 코발트 염 대신에 특정 철 염을 사용함으로써, 상기한 단점이 크게 감소될 수 있다는 것을 예기치 않게 밝혀내었다. 더욱 정확하게는, 본 발명에 따르는 생성물은 상기한 염이 철(III) 아세틸아세토네이트 및 화학식 Fe(CnH2nO2)3의 카복실산의 철(III) 염(여기서, n은 6 내지 23이다)으로 이루어진 그룹에 속하는 것이다.
상기한 염은, 바람직하게는 철(III) 아세틸아세토네이트, 철(III) 헥사노에이트, 철(III) 2-에틸헥사노에이트 또는 철(III) 라우레이트이다.
상기한 화학식에 상응하는 산의 철(III)염은 다음과 같은 카복실산의 염이다: 헥산산, 2-에틸헥산산, 라우르산, 트리데칸산, 미리스트산, 펜타데칸산, 팔미트산, 헵타데칸산, 스테아르산, 노나데칸산, 에이코산산, 헨에이코산산, 도코산산 및 트리코산산.
본 발명의 양태에 따라서, 상기한 염은 철(III) 아세틸아세토네이트 및 화학식 Fe(CnH2nO2)3의 지방산의 철(III) 염(여기서, n은 13 내지 23이다)으로 이루어진 그룹에 속한다.
바람직하게는, 상기한 철(III) 염은 철(III) 스테아레이트 또는 철(III) 팔미테이트이다.
바람직하게는, 당해 조성물 중의 철(III) 화합물의 양은 철 당량의 0.01 내지 0.02pph이고, 약어 ″pph″는 조성물 내에 존재하는 엘라스토머 또는 전체 엘라스토머 100중량부에 대한 중량부를 의미한다.
본 발명에 따르는 조성물은 천연 고무 또는 합성 고무, 또는 이러한 고무 둘 이상의 배합물을 기본으로 한다. 본 발명에 따르는 조성물에 사용될 수 있는 합성 고무의 예에는 폴리이소프렌, 폴리부타디엔과 같은 디엔 고무; 폴리클로로프렌, 폴리이소부틸렌, 스티렌-부타디엔 또는 스티렌-부타디엔-이소프렌 공중합체와 같은 모노-올레핀계 고무; 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원공중합체가 포함된다. 합성 고무 중에서, 디엔 고무가 바람직하고, 특히 탄소수 4 내지 12의 공액 디엔 단량체를 중합시켜 수득된 단독중합체, 하나 이상의 공액 디엔을 서로 공중합시키거나, 탄소수 8 내지 20의 하나 이상의 비닐 방향족 화합물과 공중합시켜 수득된 공중합체가 바람직하다.
적합한 공액 디엔은, 특히, 1,3-부타디엔; 2-메틸-1,3-부타디엔; 예를 들어 2,3-디메틸, 2,3-디에틸-1,3-부타디엔과 같은 2,3-디(C1-C5알킬)-1,3-부타디엔; 2-메틸-3-에틸-1,3-부타디엔; 2-메틸-3-이소프로필-1,3-부타디엔; 페닐-1,3-부타디엔; 1,3-펜타디엔; 2,4-헥사디엔 등이다.
적합한 비닐 방향족 화합물은, 특히 스티렌, 오르토-, 메타- 및 파라-메틸스티렌, 통상적인 혼합물 ″비닐-톨루엔″, 파라-테르티오부틸스티렌, 메톡시-스티렌, 클로로-스티렌, 비닐 메시틸렌, 디비닐 벤젠, 비닐 나프탈렌 등이다.
공중합체는, 예를 들어 디엔 단위 99 내지 20중량%와 비닐 방향족 단위 1 내지 80중량%를 함유할 수 있다.
상기한 중합체는 미세 구조일 수 있고, 이는 사용되는 중합 조건의 함수, 특히 개질제 및/또는 랜덤화제의 존재 또는 부재 및 사용되는 개질제 및/또는 랜덤화제의 양의 함수이다. 중합체는 블록 중합체, 통계학적 중합체, 순차 중합체, 미세순차 중합체 등일 수 있고, 분산액 또는 용액 상태로 제조될 수 있다.
바람직한 합성 디엔 고무는 폴리부타디엔, 특히 1,2 단위의 함량이 4 내지 80%인 것 및 시스-1,4-결합을 90% 이상 갖는 것; 폴리이소프렌; 부타디엔-스티렌 공중합체; 및 특히 스티렌 함량이 5 내지 50중량%, 더욱 특히 20 내지 40중량%이고, 부타디엔 파트의 1,2 결합의 함량이 4 내지 65%이고, 트랜스-1,4 결합의 함량이 30 내지 80%인 것; 방향족 화합물의 총 함량이 5 내지 50%이고, 유리전이온도(Tg)가 0 내지 -80℃인 것; 및 특히 스티렌 함량이 25 내지 30중량%이고, 부타디엔 파트의 비닐 결합의 함량이 55 내지 65중량%이고, 트랜스-1,4 단위의 함량이 20 내지 25중량%이며, 유리전이온도가 -20 내지 -30℃인 것이다.
부타디엔-스티렌-이소프렌 공중합체의 경우에, 스티렌 함량이 5 내지 50중량%, 더욱 특히는 10 내지 40중량%이고, 이소프렌 함량이 15 내지 60중량%, 더욱 특히는 20 내지 50중량%이고, 부타디엔 함량이 5 내지 50중량%, 더욱 특히는 20 내지 40중량%이고, 부타디엔 파트의 1,2 단위의 함량이 4 내지 85%이고, 부타디엔 파트의 트랜스-1,4 단위의 함량이 6 내지 80%이고, 이소프렌 파트의 1,2 단위와 3,4 단위의 함량의 합이 5 내지 70%이고, 이소프렌 파트의 트랜스-1,4 단위의 함량이 10 내지 50%인 것이 적합하다.
합성 고무는 커플링제 및/또는 스타링 제(starring agent) 또는 작용화제를 사용하여 커플링되고/되거나 스타링되거나 또는 작용화시킬 수 있다.
이러한 고무는 황, 과산화물, 비스-말레이미드 등과 같은 공지된 제제를 사용하여 가황화될 수 있고/있거나 그물 모양으로 될 수 있다.
본 발명에 따르는 조성물은 카본 블랙, 실리카, 스테아르산, 강화성 수지, 규산, 산화아연을 포함하는 통상적인 충전제 및 첨가제, 활성화제, 안료, 가황 촉진제 또는 지연제, 노화방지제, 전환방지제, 산화방지제, 오일 또는 각종 가공제, 점성부여성 수지, 금속에 대한 접착 촉진제, 산화방지성 왁스, 실리카용 결합제 및/또는 피복제 등을 포함한다.
본 발명에 따르는 조성물은 매우 광범위한 용도 및 다수의 고무 제품, 특히, 예를 들어 타이어에서, 산소 공급원, 특히 팽창 공기 또는 외부 공기와 타이어에서 보호되어야 할 영역 사이의 완충제 조성물로서 사용될 수 있다. 예로써, 상기한 조성물은 내부 고무의 내부에, 내부 고무와 카아커스 플라이 사이에, 카아커스 플라이와 크라운 플라이(crown plies) 사이에, 크라운 플라이와 트레드(tread) 사이에, 카아커스 플라이와 측벽 사이에, 또는 심지어는 측벽의 외부에 사용될 수 있다.
본 발명에 따르는 철 화합물의 용도는 고무 산업에서 공지된 철 화합물의 용도, 예를 들어 고무의 혼련(펩타이징 특성) 또는 재순환을 위한 탈황화를 촉진시키는 산화성 염의 공지된 용도와는 매우 상이하고, 이러한 용도는 예를 들어 미국 특허 제3 324 100호, 유럽 특허원 제157 079호 및 러시아 특허 제2 014 339호에 기술되어 있다.
본 발명에 따르는 고무계 생성물을 수득하는 방법은, 상기한 또는 각각의 완충 영역을 수득하기 위해서, 당해 조성물이 포함하는 엘라스토머(들)에 철(III) 염을 기계적으로 처리하여 도입한다.
상기 방법의 또다른 특성에 따라서, 철(III) 염은 상기 조성물을 강화시키는 충전제와 동시에 엘라스토머(들)에 도입된다.
본 발명에 따르는, 타이어의 구름 저항을 감소시키기 위한 방법은 상기한 타이어를 형성하는 하나 이상의 엘라스토머에 상기한 철(III) 염을 기계적으로 처리하여 도입한다.
본 발명은 하기 비제한적인 실시예를 참조로 하여 쉽게 이해될 것이다.
이러한 실시예는 본 발명에 따르는 실시예이거나 금속성 화합물을 포함하지 않거나 본 발명의 구성내에서 선택된 그룹에 포함되지 않는 코발트 염 또는 철 화합물을 포함하는 조성물을 사용하는 본 발명에 따르지 않는 실시예이다.
철 또는 코발트 화합물의 예비산화 효과는 화합물을 열산화 노화시킴으로써 평가된다. 이어서, 산소 흡수량은 원소분석으로 측정하고, 모듈러스, 히스테리시스 손실량 및 파단 특성과 같은 기계적 특성이 전개됨을 측정한다.
다음과 같은 조건하에 시험한다:
가황화
특별히 다르게 기술하지 않는 한, 모든 시험은 150℃에서 10분 경화시킴으로써 가황화된 샘플에 대해 수행한다.
열산화 노화
65 내지 85℃의 온도에서 통풍 설비된 오븐을 사용한다. 이러한 온도는 타이어가 작동하는 동안의 대표적인 온도 범위로 간주된다.
히스테리시스 손실량
히스테리시스 손실량, 또는 히스테리시스(H1)의 척도는 6번째 충격에서 측정된 부과 에너지에 대하여 탄성반발함에 따른 60℃에서의 에너지 손실량이다. 퍼센트(%) 값은 공급된 에너지에 대하여, 공급된 에너지와 반송된 에너지의 차이를 나타낸다. 측정된 손실 변형도는 40%이다.
인장 시험
10% 신도(M10) 및 100% 신도(M100)에서의 신장률은 ISO 표준 37에 따라서 측정된다.
스콧트 파단 지수
파단 응력(Bs)은 또한 MPa로 측정되고, 파단신도(Eb)는 %로 측정된다. 상기한 모든 인장 측정은 ISO 표준 37에 따라서 온도 및 습도 측정법의 표준 조건하에 수행한다.
실시예
하기 실시예에서, 내부 혼합기에 이어서, 외부 혼합기 상에서 자체로 공지된 바와 같이 제조되는 다음과 같은 염기 조성물을 사용하고, 모든 숫자는 중량부를 기준으로 하고, 철(III) 염이 카본 블랙, ZnO, 스테아르산 및 6PPD와 동시에 내부 혼합기, 예를 들어 밴버리에 도입된다는 것을 특징으로 한다.
천연 고무 100
카본 블랙 N326 47
황 4.5
DCBS 0.8
ZnO 7.5
스테아르산 0.9
6PPD 1.5
DCBS: N,N-디사이클로헥실-2-벤조티아졸 설펜아미드6PPD: N-1,3-디메틸부틸-N'-페닐-파라페닐렌디아민
상기한 염기 조성물을 사용하여 개시하여, 다음과 같은 조성물을 제조한다:
대조용 조성물:
- 조성물 T1: 금속 유도체를 함유하지 않는 염기 조성물.
- 조성물 T2: 코발트 당량을 기준으로 하여 코발트 나프탈렌 0.25pph를 또한 포함하는 염기 조성물.
- 조성물 T3: 철 당량을 기준으로 하여 철(III) 푸마레이트 0.25pph를 또한 포함하는 염기 조성물.
- 조성물 T4: 철 당량을 기준으로 하여 철(III) 글루코네이트 0.25pph를 또한 포함하는 염기 조성물.
- 조성물 T5: 철 당량을 기준으로 하여 철(III) 시트레이트 0.25pph를 또한 포함하는 염기 조성물.
본 발명에 따르는 조성물:
- 조성물 I1: 철 당량을 기준으로 하여 철(II) 아세틸아세토네이트 0.02pph를 또한 포함하는 염기 조성물.
- 조성물 I2: 철 당량을 기준으로 하여 철(II) 스테아레이트 0.01pph를 또한 포함하는 염기 조성물.
- 조성물 I3: 철 당량을 기준으로 하여 철(II) 2-에틸헥사노에이트 0.02pph를 또한 포함하는 염기 조성물.
- 조성물 I4: 철 당량을 기준으로 하여 철(II) 라우레이트 0.02pph를 또한 포함하는 염기 조성물.
- 조성물 I5: 철 당량을 기준으로 하여 철(II) 팔미테이트 0.02pph를 또한 포함하는 염기 조성물.
- 조성물 I6: 철 당량을 기준으로 하여 철(II) 헥사노에이트 0.02pph를 또한 포함하는 염기 조성물.
실시예 1
상기한 조성물을 사용하여, M10 및 M100의 신장률을 측정하고, 히스테리시스 손실량(또는 히스테리시스)도 측정한다. 결과는 하기 표 1에 제시한다.
T1 T2 I1 I2 I3 I4 I5 I6
M10(MPa) 5.1 6.0 5.0 4.9 4.2 4.3 4.4 4.5
M100(MPa) 4.6 4.7 4.4 4.4 4.2 4.3 4.3 4.5
H1(%) 16.5 20.0 16.0 17.0 16.2 16 15.7 15
상기 표는 본 발명에 따르는 조성물 중의 철 염이 염기 조성물의 특성을 코발트 화합물보다 덜 개질시키고, 코발트 화합물을 함유하는 대조용 조성물 T2에 대한 히스테리시스 손실량이 매우 높다는 것을 나타낸다.
실시예 2
당해 실시예의 목적은 본 발명에 따르는 조성물 I1, I2, I3, I4, I5, I6이 대조용 조성물 T1 및 T2와 비교하여, 65℃에서 10주 동안 또는 85℃에서 2주 동안 열 산화시킨 후, 산소를 고착시키기 위한 적합성을 입증하는 것이다.
상기한 열 산화 시험의 결과는 하기 표 2에 제시되고, 이는 각각의 열 산화 온도에 대해 고착된 산소의 중량을 %로 제시한다.
T1 T2 I1 I2 I3 I4 I5 I6
65℃에서 0.7 1.3 1.6 1.1 0.9 0.8 0.8 0.9
85℃에서 1.2 2.0 2.2 1.9 1.9 1.7 1.8 1.7
표 2는 본 발명이 공지된 코발트 조성물(T2)을 사용하여 수득된 바와 유사한 산소 고착을 허용하고, 이러한 고착은 철 또는 코발트 화합물을 함유하지 않는 대조용 조성물(T1)보다 매우 크다.
후산화시킬때, 대조용 조성물 T2에 대해 금속의 등몰량으로 존재할 수 있는 양으로 도입되는 다른 금속 염, 예를 들어 망간 II 또는 III 염 및 특히, 망간(II) 카보네이트, 아세테이트 또는 아세틸아세토네이트, 망간(III) 아세틸아세토네이트; 몰리브덴(IV) 염 및 특히, 몰리브덴(IV) 설파이드 또는 옥사이드; 구리(II) 염 및 특히, 구리(II) 하이드록사이드, 카보네이트, 스테아레이트, 아세테이트 또는 아세틸아세토네이트; 크롬(III) 염 및 특히, 크롬 아세틸아세토네이트; 세륨(IV) 설페이트를 함유하는 염기 조성물은 금속 염을 함유하지 않는 대조용 조성물 T1을 사용함으로써 수득된 결과와 유사한 결과를 갖는다, 즉 고착된 산소의 중량%가 85℃에서 1.0 내지 1.3이다.
실시예 3
당해 실시예의 목적은 실시예 2에서 이미 기술된 열 산화 처리 후, 코발트 화합물을 포함하는 대조용 조성물 T2와 비교하여, 본 발명에 따르는 조성물 I1, I3, I4, I5, I6의 히스테리시스 뿐만 아니라 신장률 및 파단 특성을 조사하는 것이다.
하기 표 3 및 4에 제시된 결과는, 각 조성물에 대하여, 열 산화 처리 전의 동일한 조성물의 파라메터에 대하여 상이한 파라메터의 값이 전개된다는 것을 나타낸다. 표 3은 65℃에서의 처리 전개률을 제시하고, 표 4는 85℃에서의 처리 전개률을 제시한다.
T2 I1 I3 I4 I5 I6
M10 +60% +50% +65% +62% +58% +58%
M100 +100% +110% +125% +110% +110% +106%
H1 +7 +6 +3.2 +3.6 +3.7 +3.5
Eb -65% -70% -64% -66% -61% -55%
Bs -55% -60% -47% -52% -46% -41%
T2 I1 I3 I4 I5 I6
M10 +70% +95% +62% +46% +53% +54%
M100 값은 측정 불가
H1 +10 +8 +5.9 +4.1 +6.1 +7.1
Eb -85% -90% -84% -82% -82% -80%
Bs -80% -85% -79% -76% -77% -73%
상기한 표는, 본 발명에 따르는 조성물(I1) 및 공지된 조성물(T2)에 대한 전개률이 일반적으로 동일한 정도의 크기를 갖지만, 본 발명에 따르는 조성물의 히스테리시스 손실량이 대조용 T2의 히스테리시스 손실량과 비교하여 여전히 개선된다는 것을 제시한다.
실시예 4
당해 실시예는, 본 발명에 따르는 조성물 I2가 조성물 I1 대신에 사용되는 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하다. 결과는 표 5(65℃에서 처리) 및 표 6(85℃에서 처리)에 제시한다.
T2 I2
M10 +50% +60%
M100 +90% +100%
H1 +8 +5
Eb -70% -60%
Bs -60% -40%
T2 I2
M10 +65% +60%
M100 값은 측정 불가
H1 +10 +7
Eb -85% -85%
Bs -80% -80%
당해 실시예로부터 유추할 수 있는 결론은 실시예 3과 동일하다.
실시예 5
당해 실시예의 목적은 철 화합물을 함유하는 본 발명에 따르지 않는 조성물중의 고착된 산소의 양을 조사하는 것이다.
산소 고착 시험은 대조용 조성물 T1 내지 T5 상에서 실시예 2와 동일한 조건하에 수행한다. 결과는 하기 표 7에 제시하고, 제시된 값은 표 2의 값과 유사하다.
T1 T2 T3 T4 T5
65℃에서 0.7 1.3 0.8 0.8 0.8
85℃에서 1.0 1.8 1.0 1.0 1.0
따라서, 본 발명에 따르지 않는, 철을 함유하는 대조용 조성물 T3 내지 T5의 산소 고착 능력이 코발트 유도체를 포함하는 대조용 조성물 T2의 능력보다 적고, 금속 염을 포함하지 않는 조성물 T1의 능력과는 동일한 수준이다는 것을 알 수 있다.
실시예 6
당해 실시예의 목적은 본 발명에 따르는 조성물을 타이어에 사용함에 따르는 잇점을 입증하는 것이다.
공지된 방법으로, 내부에서 외부로 다음을 포함하는, 치수가 315/80 R 22.5인 중형 차체를 위한 동일한 타이어를 제조한다:
- 압축 공기를 함유하는 타이어의 내부 캐비티를 경계짓고, 공기 투과성이 낮아서 타이어의 받침대에 공기의 배출량을 제한하며, ″내부 고무″로서 언급되는 고무 층;
- 내부 캐비티로부터 유입되는 산소를 트랩핑하는 고무의 완충제 조성물;
- 카아커스 플라이;
- 크라운 강화재;
- 트레드.
카본 블랙 N772를 카본 블랙 N326 대신 사용하는 것을 제외하고는, 선행 실시예의 염기 조성물을 상기한 완충제 조성물용으로 사용한다. 이어서, 가황화한다.
이러한 염기 조성물로부터 개시하여, 다음과 같은 조성물을 제조한다:
- 대조용 조성물 T6: 코발트의 당량을 기준으로 하여 코발트 나프테네이트 0.25pph를 또한 포함하는 염기 조성물;
- 본 발명에 따르는 조성물 I3: 철의 당량을 기준으로 하여 철(II) 아세틸아세토네이트 0.02pph를 또한 포함하는 염기 조성물.
상기한 조성물을 자체로 공지된 바와 같이 가황화시키고, 두 조성물의 M10 및 M100의 신장률 및 히스테리시스 손실량을 측정한다.
결과는 표 8에 제시한다.
T6 I3
M10(MPa) 3.75 3.72
M100(MPa) 3.60 3.74
H1(%) 9.5 6.0
상기한 바와 같이, 본 발명은 실질적으로 히스테리시스 손실량을 감소시킬 수 있다.
조성물 T6을 함유하는 3개의 대조용 타이어와 조성물 I3을 포함하는 본 발명에 따르는 3개의 타이어를 제조하고, 상기한 타이어 모두를 ISO 표준 9948에서 기술된 시험에 적용하여 이의 구름 저항을 평가한다. 다음과 같은 결과(kg/tonne로 표현)는 각 카테고리에 대해 타이어를 3회 측정한 평균 값이다.
T6을 함유하는 타이어 I3을 함유하는 타이어
5.15 5.07
따라서, 본 발명에 따르는 조성물 I3은 타이어의 구름 저항을 실질적으로 감소시킬 수 있다는 것이 주시된다.
요약하면, 본 발명은
- 고무 조성물 내의 금속 함량을 상당히 감소시면서, 동일한 산소 고착 특성을 실질적으로 유지시키고;
- 고무 조성물의 히스테리시스 손실량을 상당히 감소시켜, 특히 타이어의 구름 저항을 감소시키고 내구성을 증가시킬 수 있다.
물론, 본 발명은 상기한 실시예에 제한되는 것은 아니다.

Claims (14)

  1. 철(III) 아세틸아세토네이트 및 화학식 Fe(CnH2nO2)3의 카복실산의 철(III) 염(여기서, n은 6 내지 23이다)으로 이루어진 그룹에 속함을 특징으로 하는 조성물에서의 산화 활성화용 철(III) 염을 하나 이상 포함하는 하나 이상의 엘라스토머 기본 조성물을 함유하는 것으로서, 생성물의 하나 이상의 민감성 영역을 산화로부터 보호하기 위해 생성물에 대해 외부 산소를 트랩핑하기 위한 하나 이상의 완충 영역을 포함하는 형태의 고무계 생성물.
  2. 제1항에 있어서, 염이 철(III) 아세틸아세토네이트 및 화학식 Fe(CnH2nO2)3의 지방산의 철(III) 염(여기서, n은 13 내지 23이다)으로 이루어진 그룹에 속함을 특징으로 하는 고무계 생성물.
  3. 제1항에 있어서, 염이 철(III) 아세틸아세토네이트임을 특징으로 하는 고무계 생성물.
  4. 제1항에 있어서, 염이 철(III) 헥사노에이트임을 특징으로 하는 고무계 생성물.
  5. 제1항에 있어서, 염이 철(III) 2-에틸헥사노에이트임을 특징으로 하는 고무계 생성물.
  6. 제1항에 있어서, 염이 철(III) 라우레이트임을 특징으로 하는 고무계 생성물.
  7. 제2항에 있어서, 염이 철(III) 스테아레이트임을 특징으로 하는 고무계 생성물.
  8. 제2항에 있어서, 염이 철(III) 팔미테이트임을 특징으로 하는 고무계 생성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 조성물 내의 철(III) 염의 양이 철의 당량을 기준으로 하여 0.01 내지 0.02pph임을 특징으로 하는 고무계 생성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 따르는 생성물로 제조됨을 특징으로 하는 타이어.
  11. 제10항에 있어서, 조성물을 함유하는 각각의 완충 영역이 내부 고무의 내부에 방사상으로, 내부 고무와 카아커스 플라이(carcass ply) 사이, 카아커스 플라이와 크라운 플라이(crown plies) 사이, 크라운 플라이와 트레드(tread) 사이, 카아커스 플라이와 측벽 사이, 측벽의 외부 내 또는 외부 위, 트레드의 외부 내 또는 외부 위 중의 하나 이상의 위치를 점하고 있음을 특징으로 하는 것으로서, 내부 고무, 비드 와이어와 비드 와이어 사이에 걸쳐 연장되어 있는 카아커스 플라이, 크라운 플라이, 하나 이상의 비드 와이어 및 트레드를 포함하는 비드에서 종결되는 측벽을 포함하는 형태의 타이어.
  12. 조성물이 포함하는 엘라스토머(들)에 철(III) 염을 기계적으로 처리하여 도입하여 각각의 완충 영역을 수득함을 특징으로 하여, 제1 내지 제9항 중의 어느 한 항에 따르는 고무계 생성물을 제조하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 철(III) 염을 엘라스토머(들)에, 조성물을 강화시키기 위한 충전제와 동시에 도입함을 특징으로 하여, 강화성 충전제를 포함하는 고무계 생성물을 제조하는 방법.
  14. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 따르는 철(III) 염을 기계적으로 처리하여 타이어를 형성하는 하나 이상의 엘라스토머에 도입함을 특징으로 하여, 타이어의 구름 저항(rolling resistance)을 감소시키는 방법.
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