KR20090113993A - 자기치유 및 자기경보 기능을 갖는 타이어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어 주행에 따라 발생하는 고무의 노화 및 주행 환경에서 발생되는 타이어 충격등에 의한 타이어의 내부 또는 외부에서 발생되는 균열에 대한 자기 치유기능을 가지며, 또한 균열부의 위치 및 크기를 타이어로부터 식별이 가능한 색상을 나타냄으로써 자기경보 기능을 갖는 지능형 타이어에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 타이어의 고무조성물과; 내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되는 직경이 0.01㎛~2000㎛인 접착물질을 함유하는 마이크로 캡슐과; 내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되는 직경이 0.01㎛~2000㎛인 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐과; 원료고무 100phr에 대하여 상기 접착물질을 함유하는 마이크로 캡슐과 상기 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐이 0.1~20phr 포함하는 것을 특징으로 하는 자기치유 및 자기경보 기능을 갖는 타이어에 관한 것이다.
균열, 타이어, 마이크로 캡슐, phr

Description

자기치유 및 자기경보 기능을 갖는 타이어 {Self-recovering and Self-alarming tire}
본 발명은 타이어 주행에 따라 발생하는 고무의 노화 및 주행 환경에서 발생되는 타이어 충격 등에 의한 타이어의 내부 또는 외부에서 발생되는 균열에 대한 자기 치유기능을 가지며, 또한 균열부의 위치 및 크기를 타이어로부터 식별이 가능한 색상을 나타냄으로써 자기경보 기능을 갖는 지능형 타이어에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 타이어의 고무조성물과; 내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되는 직경이 0.01㎛~2000㎛인 접착물질을 함유하는 마이크로 캡슐과; 내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되는 직경이 0.01㎛~2000㎛인 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐과; 원료고무 100phr에 대하여 상기 접착물질을 함유하는 마이크로 캡슐과 상기 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐이 0.1~20phr 포함하는 것을 특징으로 하는 자기치유 및 자기경보 기능을 갖는 타이어에 관한 것이다.
타이어를 구성하는 주요 성분인 고무 조성물은 초기 가류 후 온도, 습도, 염분, 자외선, 오존 등 여러 가지 환경에서 자연노화되며, 특히 타이어 주행중 발 생하는 굴신운동 및 차량 및 차량에 탑승 또는 탑재한 인원 및 물품에 의한 하중으로 발생되는 피로에 의해 노화는 급속히 촉진된다.
현재 인체 상해나 치명적인 사고를 동반하고 기술적인 결함을 발생시킨 자동차 사고에서 가장 빈도수가 높은 사고 유형은 타이어 결함이다. 특히 타이어 결함으로 밝혀진 사고의 상당부분이 관리자의 관리소홀 즉 낮은 타이어 압력, 타이어 노화 및 트레드부가 부분적으로 과도하게 마모된 경우이다. 하지만 현재의 타이어는 타이어의 노화상태를 관리자가 충분히 식별할 수 있는 기능 및 노화에 의한 균열이 발생하는 경우에 이를 보완할 수 있는 장치가 마련되어 있지 않다.
　 타이어에 펑크가 발생하는 경우에 일정속도로 주행이 가능하도록 개량된 런플렛타이어가 현재 개발되어 시판되고 있으나, 이는 파손 후 교체까지 걸리는 시간을 일정부분 유예해주는 기능을 하는 것일 뿐, 타이어 자체에서 문제가 발생될 균열부를 치유하거나, 사전에 균열 발생부의 위치 및 크기를 사용자에게 알려주어 미연에 적절한 조치를 취하도록 하지는 못하고 있는 실정이다. 따라서 육안으로 식별 가능할 정도로 노화로 인한 균열 및 마모가 진전되기 전까지는 사용자가 인식하기 곤란하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기에서 제시된 문제점에 착안하여 타이어의 노화, 환경, 외부충격, 피로 및 마모로 인하여 발생되는 타이어 균열을 수리할 수 있는 기능 뿐만 아니라, 사용자가 용이하게 발견할 수 있도록 경고함으로써 미연에 사고를 방지할 수 있도록 하는 자기치유 및 자기경보 기능을 갖는 지능형 타이어의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 타이어의 고무조성물과; 내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되는 직경이 0.01㎛~2000㎛인 접착물질을 함유하는 마이크로 캡슐과; 내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되는 직경이 0.01㎛~2000㎛인 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐과; 원료고무 100phr에 대하여 상기 접착물질을 함유하는 마이크로 캡슐과 상기 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐이 0.1~20phr 포함하는 것을 특징으로 하는 자기치유 및 자기경보 기능을 갖는 타이어가 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 타이어의 고무조성물과; 내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되는 직경이 0.01㎛~2000㎛인 접착물질, 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐과; 원료고무 100phr에 대하여 상기 접착물질, 도료 및 안 료를 함유하는 마이크로 캡슐이 0.1~20phr 포함하는 것을 특징으로 하는 자기치유 및 자기경보 기능을 갖는 타이어가 제공된다.
접착물질을 함유하는 마이크로 캡슐은 내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되어 내부에 포함된 접착성 물질이 타이어 균열부로 흘러들어가서 균열부를 접착하거나, 균열부를 보강하는 기능을 갖고, 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐은 내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되어 내부에 포함된 도료 및 안료물질이 타이어의 균열부를 착색함으로써 육안 또는 장비로 균열 발생 여부의 식별이 가능하게 한다. 또한, 접착물질, 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐은 내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되어 내부에 포함된 접착물질, 도료 및 안료가 타이어 균열부로 흘러들어가서 균열부를 접착, 보강하는 기능 뿐만 아니라, 균열부를 착색함으로써, 육안 또는 장비로 균열 발생 여부의 식별도 가능하게 한다.
상기 접착물질은 폴리우레탄계, 폴리에폭시계, 폴리아크릴계, 폴리아세트산비닐계, 폴리염화비닐계, 염화고무, 폴리에틸렌계, 천연수지, 요소수지, 멜라민수지계, 아세트산비닐계, 아세트산비닐에멀션계, 핫멜트접착제, EVA에멀션계, 합성고무계, 아세트산비닐아크릴공중합계, 실리콘계 성분 중에 하나 또는 하나 이상의 합성으로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 도료는 캐슈계도료, 유성페인트, 유성에나멜 등의 천연도료와 알키드수지계, 아미노알키드수지계, 아크릴수지계, 페놀수지계, 에폭시수지계, 불포화폴리에스테르수지계, 폴리우레탄수지계등의 합성도료를 하나 또는 그 이상의 성분으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 안료는 노랑, 빨강, 녹색, 청색, 남색, 자색, 회색, 흰색 및 금색, 은색의 색상을 갖는 천연안료, 합성안료, 무기안료 또는 유기안료를 하나 또는 그 이상의 성분으로 이루어지는 것이 바람직하다.
타이어의 고무조성물에는 젤라틴, 카세인, 아라비아고무, 한천(寒天), 셀룰로오스유도체, 탄수화물 등 여러 가지 물질을 함유하고 있다. 타이어의 주행시에 발생되는 온도 및 압력을 견딜수 있도록 마이크로 캡슐의 외벽을 형성하고, 접착물질 또는 식별이 용이한 색상을 가진 착색물질을 내부에 함유한 기능성 마이크로 캡슐을 타이어의 고무조성물 제조시 원료고무 100phr에 대하여 0.1~20phr 포함할 수 있다. 본 발명에서 크기가 0.01㎛~2000㎛인 마이크로 캡슐에 타이어 제조시 및 타이어 주행시 발생되는 온도인 130℃~180℃에서 안정성을 가지는 자기치유를 위한 접착물질과 자기경보를 위한 착색물질이 각각 또는 혼합되어 보관되며, 타이어의 균열 발생시 균열부 주위에 위치하는 마이크로 캡슐의 외벽이 깨어지면서 내부의 기능성 물질이 균열부로 흘러나와 착색 및 접착기능을 수행한다. 본 발명에서 마이크로 캡슐은 타이어의 고무조성물 제조시 고무 사이로 충분한 분산이 이루어지기 위하여 마이크로 캡슐의 외벽을 이온교환수지 등을 이용하여 표면에 이온 특성을 부여하거나 분산제 등을 코팅함으로써 고무조성물 제조시 분산이 용이하게 할 수 있다. 마이크로 캡슐의 일반적인 사진을 〔도 2〕에 나타내었다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 타이어의 고무조성물과; 내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되는 직경이 0.01㎛~2000㎛인 접착물질을 함유하는 마이크로 캡슐과; 원료고무 100phr에 대하여 상기 접착물질을 함유하는 마이크로 캡슐이 0.1~20phr 포함하는 것을 특징으로 하는 자기치유 기능을 갖는 타이어를 제공한다. 상기 접착물질은 폴리우레탄계, 폴리에폭시계, 폴리아크릴계, 폴리아세트산비닐계, 폴리염화비닐계, 염화고무, 폴리에틸렌계, 천연수지, 요소수지, 멜라민수지계, 아세트산비닐계, 아세트산비닐에멀션계, 핫멜트접착제, EVA에멀션계, 합성고무계, 아세트산비닐아크릴공중합계, 실리콘계 성분 중에 하나 또는 하나 이상의 합성으로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 타이어의 고무조성물과; 내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되는 직경이 0.01㎛~2000㎛인 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐과; 원료고무 100phr에 대하여 상기 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐이 0.1~20phr 포함하는 것을 특징으로 하는 자기경보 기능을 갖는 타이어가 제공된다. 상기 도료는 캐슈계도료, 유성페인트, 유성에나멜 등의 천연도료와 알키드수지계, 아미노알키드수지계, 아크릴수지계, 페놀수지계, 에폭시수지계, 불포화폴리에스테르수지계, 폴리우레탄수지계등의 합성도료를 하나 또는 그 이상의 성분인 것이 바람직하고, 상기 안료는 노랑, 빨강, 녹색, 청색, 남색, 자색, 회색, 흰색 및 금색, 은색의 색상을 갖는 천연안료, 합성안료, 무기안료 또는 유기안료를 하나 또는 그 이상의 성분인 것이 바람직하다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 자기치유 및 자기경보 기능을 가진 마이크로 캡슐을 함유한 고무조성물로 이루어진 타이어에서는 노화, 피로, 충격 등에 의한 타이어 내부 및 외부의 균열을 자가 치유함과 동시에 균열부의 식별이 용이하도록 착색되어 나타냄으로써 타이어의 관리를 용이하게 하고 타이어의 관리소홀로 인한 사고를 미연에 방지 할 수 있을 것이다. 또한, 마이크로 캡슐에 상기한 것 이외의 다양한 기능의 물질을 내포시킴으로써 보다 효율적이고 다양한 방법으로 타이어의 수명을 향상시킬 뿐만 아니라 다양한 기능을 가진 타이어를 제조할 수 있다.
본 발명에서 타이어에 자기치유기능 및 자기경보기능을 부여하기 위해 사용되는 마이크로 캡슐은 〔도 1〕과 같은 형태를 가진다. 도 1의 (가)는 마이크로 캡슐의 외벽을 나타내며, 도 1의 (나)는 마이크로 캡슐의 내부의 기능성 물질을 나타낸다. 마이크로 캡슐의 외벽은 내부의 기능성 물질이 특정조건에서 외부의 피착제에 도포 또는 반응하여 본연의 기능을 발휘하기 전까지 안전하게 기능성 물질을 보호하는 역할을 한다. 마이크로 캡슐의 크기는 0.01~2000㎛크기이며, 타이어를 구성하는 고무 조성물에 있어서, 원료고무 100phr에 대하여 상기 자기치유 및 자기경보기능을 발생시키는 마이크로 캡슐 0.1~20phr 포함할 수 있다. 도 2는 다량의 마이 크로 캡슐이 함유된 타이어를 확대한 사진을 나타낸 것이다.
도 1은 마이크로 캡슐을 나타낸 모식도.
도 2는 다량의 마이크로 캡슐이 함유된 타이어를 확대한 사진.

Claims (10)

  1. 타이어의 고무조성물과;
    내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되는 직경이 0.01㎛~2000㎛인 접착물질을 함유하는 마이크로 캡슐과;
    내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되는 직경이 0.01㎛~2000㎛인 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐과;
    원료고무 100phr에 대하여 상기 접착물질을 함유하는 마이크로 캡슐과 상기 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐이 0.1~20phr 포함하는 것을 특징으로 하는 자기치유 및 자기경보 기능을 갖는 타이어.
  2. 타이어의 고무조성물과;
    내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되는 직경이 0.01㎛~2000㎛인 접착물질, 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐과;
    원료고무 100phr에 대하여 상기 접착물질, 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐이 0.1~20phr 포함하는 것을 특징으로 하는 자기치유 및 자기경보 기능을 갖는 타이어.
  3. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착물질은 폴리우레탄계, 폴리에폭시계, 폴리아크릴계, 폴리아세트산비닐계, 폴리염화비닐계, 염화고무, 폴리에틸렌계, 천연수지, 요소수지, 멜라민수지계, 아세트산비닐계, 아세트산비닐에멀션계, 핫멜트접착제, EVA에멀션계, 합성고무계, 아세트산비닐아크릴공중합계, 실리콘계 성분 중에 하나 또는 하나 이상의 합성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기치유 및 자기경보 기능을 갖는 타이어.
  4. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도료는 캐슈계도료, 유성페인트, 유성에나멜 등의 천연도료와 알키드수지계, 아미노알키드수지계, 아크릴수지계, 페놀수지계, 에폭시수지계, 불포화폴리에스테르수지계, 폴리우레탄수지계등의 합성도료를 하나 또는 그 이상의 성분인 것을 특징으로 하는 자기치유 및 자기경보 기능을 갖는 타이어.
  5. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 안료는 노랑, 빨강, 녹색, 청색, 남색, 자색, 회색, 흰색 및 금색, 은색의 색상을 갖는 천연안료, 합성안료, 무기안료 또는 유기안료를 하나 또는 그 이상의 성분인 것을 특징으로 하는 자기치유 및 자기경보 기능을 갖는 타이어.
  6. 타이어의 고무조성물과;
    내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되는 직경이 0.01㎛~2000㎛인 접착물질을 함유하는 마이크로 캡슐과;
    원료고무 100phr에 대하여 상기 접착물질을 함유하는 마이크로 캡슐이 0.1~20phr 포함하는 것을 특징으로 하는 자기치유 기능을 갖는 타이어.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 접착물질은 폴리우레탄계, 폴리에폭시계, 폴리아크릴계, 폴리아세트산비닐계, 폴리염화비닐계, 염화고무, 폴리에틸렌계, 천연수지, 요소수지, 멜라민수지계, 아세트산비닐계, 아세트산비닐에멀션계, 핫멜트접착제, EVA에멀션계, 합성고무계, 아세트산비닐아크릴공중합계, 실리콘계 성분 중에 하나 또는 하나 이상의 합성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기치유 기능을 갖는 타이어.
  8. 타이어의 고무조성물과;
    내부 또는 외부에 균열 발생시 외층부가 파열되는 직경이 0.01㎛~2000㎛인 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐과;
    원료고무 100phr에 대하여 상기 도료 및 안료를 함유하는 마이크로 캡슐이 0.1~20phr 포함하는 것을 특징으로 하는 자기경보 기능을 갖는 타이어.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 도료는 캐슈계도료, 유성페인트, 유성에나멜 등의 천연도료와 알키드수지계, 아미노알키드수지계, 아크릴수지계, 페놀수지계, 에폭시수지계, 불포화폴리에스테르수지계, 폴리우레탄수지계등의 합성도료를 하나 또는 그 이상의 성분인 것을 특징으로 하는 자기경보 기능을 갖는 타이어.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 안료는 노랑, 빨강, 녹색, 청색, 남색, 자색, 회색, 흰색 및 금색, 은색의 색상을 갖는 천연안료, 합성안료, 무기안료 또는 유기안료를 하나 또는 그 이상의 성분인 것을 특징으로 하는 자기경보 기능을 갖는 타이어.
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KR101401991B1 (ko) * 2012-11-02 2014-06-02 한국타이어 주식회사 마이크로 캡슐이 트레드에 포함되어 있는 공기입 타이어
KR101457859B1 (ko) * 2013-04-23 2014-11-04 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어

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