KR20050031701A - 점착특성이 우수한 인너라이너 고무조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 점착특성이 우수한 인너라이너 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명은 원료고무로서 부틸고무를 사용하는 인너라이너 고무조성물에 있어서, 가류제 이외에 경화수지(curing resin)를 인너라이너 고무조성물에 포함하도록 하여 고무의 점착력을 향상시킬 수 있는 인너라이너 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 가류제 이외에 경화수지를 인너라이너 고무조성물에 적용하는 하이브리드 가류시스템을 도입함으로써 가교결합 에너지의 증가에 따른 내노화특성이 향상된 인너라이너 고무조성물의 제공을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 인너라이너 고무조성물은 공지의 타이어 인너라이너 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 경화수지 0.5∼10중량부 포함한다.

Description

점착특성이 우수한 인너라이너 고무조성물{Innerniner compound having good tack property}
본 발명은 점착특성이 우수한 인너라이너 고무조성물에 관한 것이다.
타이어의 인너라이너에 적용하는 인너라이너용 고무조성물의 경우 천연고무와 부틸고무가 10:90 중량부 수준으로 혼합된 혼합물을 원료고무로 사용하고 있다. 그러나 타이어의 중량감소를 위해 인너라이너의 게이지를 낮추고 동일한 수준 또는 그 이상의 공기압 보존력(에어투과율)을 유지하거나 향상시키기 위해 점차 인너라이너의 원료고무로서 부틸고무만을 사용하고 있다.
그러나 에어투과율을 향상시키기 위해 부틸고무만을 인너라이너의 원료고무로 사용하여 인너라이너의 게이지를 낮출 경우 내노화 특성이 감소될 수 있으며 백업라이너용 고무조성물과 공용으로 사용되던 천연고무의 삭제로 인너라이너와 백업라이너 고무간의 점착력이 현격하게 저하되는 문제가 발생한다. 이러한 점착력 저하를 해결하기 위해 인너라이너 고무조성물에 점착제를 다량 첨가하였으나 점착제를 일정량 이상 투입될 경우 점착성이 오히려 감소하는 경향이 있다.
타이어 성형과정에서 인너라이너 압연물 위에 리코트 고무 압연물을 성형한 다음 백업라이너 고무 압연물과 인너라이너 고무 압연물 접합 경계면을 롤러(roller)를 이용하여 압착시킨다. 그러나 인너라이너와 리코트 고무조성물간 점착력이 저하될 경우 성형 후 압착면이 들뜨게 되어 이곳에 공기(air)가 침투되어 타이어 가류 후 인너라이너와 백업라이너 사이에 공기입의 원인으로 작용하게 된다.
일반적으로 인너라이너의 가류시스템으로 가류촉진제 보다 가류제의 함량을 보다 많이 사용하는 컨벤셔널 가류시스템(Conventional vulcanization system, CV) 또는 가류촉진제와 가류제의 함량이 약 1:1의 비율로 사용하는 세미-유효 가류시스템(semi-efficient vulcanization system, semi-EV)이 적용하고 있다.
상기와 같은 가류시스템을 적용할 경우 CV는 가교결합상에 폴리설파이드(polysulfide)가 많이 형성되고, semi-EV의 경우 모노-설파이드(mono-sulfide) 또는 디-설파이드(di-sulfide)가 형성되는데 이는 하기의 표 1과 같이 경화수지(curing resin)를 적용하는 시스템인 하이브리드 경화 시스템 대비 가교결합 에너지가 작아 내노화특성이 낮다.
표 1. 가교결합 종류에 따른 결합 에너지
가교결합 종류 결합 에너지(Kcal/mol)
폴리설파이드(-C-Sn-C-) 60 이하
모노설파이드(-C-S-C-) 68
하이브리드(-C-C-) 84
한편 본 발명과 관련된 종래기술로서 특허출원 제1998-63414호에 제1차 인너라이너와 제2차 인너라이너로 이루어진 튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물에 있어서, 제2차 인너라이너의 고무성분의 조성이 천연고무 8∼14 중량부, 부틸고무 86∼92 중량부, 탄화수소 수지 7∼11 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 튜브리스 승용차용 공기입 타이어의 인너라이너용 고무 조성물에 대한 내용이 있다.
또한 특허출원 제1994-9011호에 천연고무 또는 합성고무 0∼40중량과 할로부틸고무가 100∼60중량부로 이루어진 원료고무 100중량부당, 분자량이 100만∼500만 범위인 폴리에틸렌 분말 1∼40중량부가 함유되며, 상기 폴리에틸렌 분말은 녹는점이 140∼180℃ 범위이고, 입자크기가 10∼400㎛ 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 공기압 타이어의 인너라이너용 고무 조성물에 관한 내용이 있다.
이러한 종래기술은 인너라이너의 점착성을 향상시키기 위해 경화수지를 포함하는 본 발명과 기술적 구성을 달리한다.
본 발명은 원료고무로서 부틸고무를 사용하는 인너라이너 고무조성물에 있어서, 가류제 이외에 경화수지(curing resin)를 인너라이너 고무조성물에 포함하도록 하여 고무의 점착력을 향상시킬 수 있는 인너라이너 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 가류제 이외에 경화수지를 인너라이너 고무조성물에 적용하는 하이브리드 가류시스템을 도입함으로써 가교결합 에너지의 증가에 따른 내노화특성이 향상된 인너라이너 고무조성물의 제공을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 인너라이너 고무조성물은 공지의 타이어 인너라이너 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 경화수지 0.5∼10중량부 포함한다.
본 발명에서 원료고무로 부틸고무, 브롬화 부틸고무, 염소화 부틸고무와 같은 할로겐화 부틸고무를 사용할 수 있다.
본 발명에서 하이브리드 가류시스템을 적용하기 위해 경화수지(curing resin)를 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용할 수 있는 경화수지의 일예로서 알킬 페놀수지 사용할 수 있다. 이때 알킬페놀수지에서 알킬기는 탄소수가 C1∼C10인 알킬기를 사용할 수 있다.
본 발명에서 경화수지를 원료고무 100중량부에 대하여 0.5중량부 미만 사용하면 인너라이너 고무의 점착력이 감소하며, 하이브리드 가교결합이 감소하여 고무의 내노화특성이 낮아지는 문제가 있고, 10중량부 초과하여 사용하면 인너라이너 고무의 점착력 향상에 뚜렷한 효과의 상승이 없이 고무의 물성을 감소시킬 우려가 있다. 따라서 본 발명에서 경화수지는 원료고무 100중량부에 대하여 0.5∼10중량부 포함되는 것이 좋다.
본 발명은 상기에서 언급한 원료고무, 경화수지 이외에 종래 타이어 인너라이너 고무조성물에 사용되는 충진제, 활성제, 노화방지제, 공정유, 가류제, 가류촉진제 및 점착제와 같은 각종 첨가제를 필요에 따라 적의 선택하여 소정의 함량으로 사용할 수 있다. 그러나 이들은 종래 타이어 인너라이너 고무조성물에 사용되는 일반적인 성분으로서 본원발명의 필수 구성성분이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.
이하 본 발명을 다음의 실시예, 시험예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 일실시예로서 이들에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
<비교예>
하기의 표 2와 같이 원료고무로서 브롬화 이소부틸렌 이소프렌 고무 100중량부에 대해 통상적으로 사용하는 방향족 탄화수소 수지와 지방족 탄화수소 수지가 1:1로 혼합된 혼합물 4중량부, 점착제 4중량부, 카본블랙(N-660) 60중량부, 스테아린산 2중량부, 디벤조티아졸설파이드(MBTS) 1중량부, 파라핀 공정오일 2.5중량부, 산화아연 3중량부, 황 0.5중량부, 가황촉진제 1.0중량부를 밴버리 믹서에 넣고 160℃에서 30분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.
<실시예>
하기의 표 2와 같이 원료고무로서 브롬화 이소부틸렌 이소프렌 고무 100중량부에 대해 통상적으로 사용하는 방향족 탄화수소 수지와 지방족 탄화수소 수지가 1:1로 혼합된 혼합물 4중량부, 점착제 4중량부, 카본블랙(N-660) 60중량부, 스테아린산 2중량부, 디벤조티아졸설파이드(MBTS) 1중량부, 파라핀 공정오일 1중량부, 산화아연 4중량부, 황 0.3중량부, 가황촉진제 1.2중량부를 밴버리 믹서에 넣고 160℃에서 30분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.
표 2. 비교예 및 실시예의 고무조성물(단위 : 중량부)
항목 비교예 실시예
브롬화 이소부틸렌 이소프렌 고무 100 100
탄화수소 수지 혼합물 4 4
점착제 4 4
카본블랙(N-660) 60 60
스테아린산 2 1
MBTS 1 2.5
파라핀 공정오일 2.5 1
산화아연 3 4
황 0.5 0.3
가황촉진제(TBBS)* 1.0 1.2
알킬 페놀수지 - 3
*TBBS: N-t-2-butyl-2-benzothiazole sulfenamide
<시험예 1>
상기 비교예 및 실시예에서 제조한 고무 시편을 ASTM 관련 규정에 의해 T-90, T5, 점도, 인장시험, 동적굽힘크랙, 점착력과 같은 물성을 측정하고 그 결과를 아래의 표 3에 정리하여 나타내었다.
표 3. 물성 측정
항목 비교예 실시예
T-90(145℃, Rheo) 36min 40min
T5(125℃, Mooney) 35.5min 38.1min
점도(100℃, Mooney) 52.5 50.2
인장시험 (노화전/노화후*) 경도(Shore A) 52/72 53/65
인장강도(kgf/cm2) 97/233 105/189
신율(%) 844/428 820/680
동적 굽힘 크랙(가로/세로) 6.2/4.2 5.2/3.0
점착력 1일 방치 0.08 0.25
3일 방치 0.03 0.18
* 105℃에서 3일간 노화
<시험예 2>
상기 비교예 및 실시예에서 얻은 인너라이너용 고무를 포함하는 타이어 규격이 175/70R13인 공기압 타이어를 제조하였다. 그런 다음 인너라이너와 백업라이너의 공기입 발생율을 공지의 방법으로 측정하고 그 결과를 아래의 표 4에 나타내었다.
표 4. 공기입 발생율 측정결과
항목 비교예 실시예
인너라이너/백업라이너 공기입 발생율 1.5% 0.45%
상기 표 3의 결과에서처럼 본 발명의 인너라이너 고무조성물에 의한 고무는 종래의 인너라이너 고무에 비해 점착력이 월등히 향상됨을 알 수 있다. 또한 표 4의 결과에서처럼 본 발명에 의한 인너라이너를 타이어에 적용시 인너라이너와 백업라이너간의 공기입 발생율이 종래 인너라이너 고무에 비해 현저히 감소함을 알 수 있다.
한편 본 발명은 가류제 이외에 경화수지를 인너라이너 고무조성물에 적용하는 하이브리드 가류시스템을 이용하여 가교결합 에너지가 증가한 인너라이너 고무를 제조하기 때문에 종래 컨벤셔널 가류시스템이나 세미-컨벤셔널 가류시스템을 적용하여 인너라이너 고무 보다 내노화특성이 우수하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (2)

  1. 공지의 타이어 인너라이너 고무조성물에 있어서,
    원료고무로서 부틸고무 100중량부에 대하여 경화수지 0.5∼10중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 인너라이너 고무조성물.
  2. 제1항에 있어서, 경화수지는 알킬 페놀수지 임을 특징으로 하는 인너라이너 고무조성물.
    상기 알킬 페놀수지에서 알킬기는 탄소수가 C1∼C10인 알킬기 이다.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111218239A (zh) * 2020-03-16 2020-06-02 江苏国立化工科技有限公司 一种应用于汽车轮胎的耐老化橡胶粘合剂的制备方法

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