KR20090030415A

KR20090030415A - 친환경 공정오일을 적용한 타이어 고무 조성물

Info

Publication number: KR20090030415A
Application number: KR1020070095699A
Authority: KR
Inventors: 이영득
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-03-25

Abstract

본 발명은 타이어 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고무 배합용 공정오일로서 폴리시클릭 아로마틱 하이드로카본류(PAHs: polycyclic aromatic hydrocarbons) 성분이 포함되어 있지 않은 비석유계 오일인 천연계 오일을 적용함으로써 친환경적이면서도 기존 타이어의 물성, 특히 내마모성을 저하시키지 않으면서 웨트트랙션 성능을 향상시킨 타이어 고무 조성물에 관한 것이다.

타이어 고무 조성물, 동물성 오일, 친환경적, 내마모성, 웨트트랙션 성능

Description

친환경 공정오일을 적용한 타이어 고무 조성물{Tire Rubber Compositioin having Environment-friendly Processing Oil}

본 발명은 타이어 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고무 배합용 공정오일로서 폴리시클릭 아로마틱 하이드로카본류 성분이 포함되어 있지 않은 비석유계 오일인 천연계 오일을 적용함으로써 친환경적이면서도 기존 타이어의 물성, 특히 내마모성을 저하시키지 않으면서 웨트트랙션 성능을 향상시킨 타이어 고무 조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 타이어 고무 조성물에 있어서 공정오일은 서로 다른 극성과 점도를 갖는 탄성체들의 혼합시 믹싱로드(mixing load)를 개선하기 위하여 사용되는데, 상기 공정오일은 연화제로서 비교적 배합 에너지 손실을 줄이고, 고무와 고무, 고무와 화학약품 및 충전제간 분산 및 상용성을 좋게 하기 위해 타이어 원재료 배합시 사용된다.

일반적인 타이어용 고무 배합 첨가유는 탄화수소 화합물로서 아로마틱계, 파라핀계, 나프텐계 성분 등으로 구성된 점성유이며, 상기 3성분의 조성비에 따라 고무 첨가유의 특성이 달라지는데, 아로마틱계 성분이 들어있는 한 유해 성분인 PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbons)가 포함되어 있게 된다. 그러나, 아로마틱계 성분은 3성분 중 고무와의 상용성이 가장 우수하므로 배제될 수 없는 성분이다.

따라서, 타이어 고무 조성물에서 고무 첨가유 사용비를 낮춰 친환경 특성을 높이거나, 고무 첨가유의 비중은 일정하거나 높일지라도 아로마틱계 성분비를 낮춰 유해 물질 함량을 줄이는 연구가 진행되고 있으나, 아직까지는 유해 물질인 PAHs를 완전히 제거한 고무 첨가유를 적용하지 못한 상태이며, 또한 고무 배합 물성이나 효율성, 경제성면에서도 기존보다 하락하게 되는 문제가 있다.

종래기술로서, 대한민국 특허공개번호 제2005-0002643호에서는 탄성 중합체 100중량부를 기준으로, 38중량% 초과의 스티렌 함량 및 약 -10 내지 약 -25℃의 유리 전이 온도를 갖는 용액 중합된 스티렌-부타디엔 약 40~약 90중량부; 1종 이상의 추가 탄성중합체 약 10~약 60중량부; 및 약 -80℃ 내지 약 -40℃의 유리 전이 온도 및 IP346 방법에 의한 측정시 3중량% 미만의 다환식 방향족 함량을 갖는 가공 오일 약 10~약 70중량부를 포함하는 고무 조성물에 대해 개시되어 있는데, 상기 가공 오일은 PAHs 등의 아로마틱계 성분을 여전히 함유하기 때문에 친환경적인 측면에 있어서 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 고무 조성물의 공정오일로서 아로마틱계 성분을 배제한 친환경적이며 경제적인 배합오일인 천연계 오일을 적용하므로써 원재료 배합시 분산성이 우수하고, 내마모 성능을 유지하면서 웨트트랙션 성능이 우수한 친환경적인 타이어 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 타이어 고무 조성물은 원료고무 100중량부에 대하여 천연계 오일 1~50중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 원료고무는 천연고무 또는 합성고무 또는 천연고무와 합성고무와의 혼합고무를 사용할 수 있으며, 상기 천연고무 및 합성고무의 종류에 특별한 제한은 없다.

본 발명에 사용되는 천연계 오일은 비석유계 오일로서, PAHs가 포함되어 있지 않아 친환경적인 오일이며, 그 종류는 특별히 한정되지 않고, 우지, 양지, 상어기름, 장수경유(고래에서 채취), 경피유(고래 껍질에서 채취), 어유 및 동물성 오일 등을 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다.

상기 천연계 오일은 1~50중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 1중량부 미만이면 너무 소량이어서 얻고자 하는 효과를 얻지 못하여 바람직하지 않고, 50중량부를 초과하면 공정성이 하락하여 바람직하지 않다.

본 발명의 고무 조성물에는 상기한 성분들 이외에, 통상적으로 타이어 고무 조성물에 사용되는 첨가제들을 통상의 사용량 범위로 배합할 수 있다.

본 발명의 타이어 고무 조성물은 친환경적이며 경제적인 천연계 오일을 적용하므로써 내마모 성능은 유지하면서 웨트트랙션 성능이 우수한 효과를 갖는다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

실시예 및 비교예

하기 표 1의 조성 및 통상의 첨가제를 사용하여 실시예 및 비교예의 타이어 트레드 고무 조성물을 제조한 후, 각 고무 조성물로 고무 시편을 제조하여, 160℃에서 가류시킨 후 그 물성을 ASTM 규격에 따라 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

표 1

(단위: 중량부)

조성	실시예	비교예
천연고무	100	100
실리카	65	65
어유	25	-
아로마틱계 페트롤리움 오일¹ ⁾	-	25

주) 1) KS 2호

표 2

시험항목	결과항목	실시예	비교예
비중	SG	1.1425	1.1592
레오미터 (160℃)	토크(Max)(toq) 토크(Min)(toq) T40(toq) T90(toq) EC(toq)	32.3 14.5 6.81 9.87 10.86	37.5 15.7 8.01 11.07 12.18
무늬점도 (125℃) (100℃)	점도 T05(toq) T35(toq) 점도	39 33.56 37.39 51	44 40.40 45.20 61
인장특성 (Initial)	경도 100% 모듈러스(kg/cm²) 300% 모듈러스(kg/cm²) 인장강도(kg/cm²) 파단연신율(%)	60 19 84 156 502	66 24 110 170 438
발열 트랙션 성능	상승온도(℃) 0℃ tanδ 70℃ tanδ	36.6 0.416 0.217	38.9 0.397 0.238
리바운드	Index	30.89	25.99
블로우 아웃	50℃	2.9	5.0
내마모 성능	Din(g) Pico(g) FPS(g)¹⁾-노화전 FPS(g)-노화후	0.090 0.0250 0.0356 0.0362	0.115 0.0255 0.0432 0.0442

1) Field Performance Simulation

표 2에서 보는 바와 같이, 실시예는 믹싱 공정성, 분산성, 가황 속도 등에서 비교예와 유사하며, 발열특성, 내마모 성능 및 웨트트랙션은 향상됨을 알 수 있다.

Claims

원료고무 100중량부에 대하여 천연계 오일 1~50중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 고무 조성물.
제1항에 있어서, 상기 천연계 오일은 우지, 양지, 상어기름, 장수경유, 경피유 및 어유중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 타이어 고무 조성물.