KR20100043337A

KR20100043337A - 광촉매를 포함하는 타이어 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20100043337A
Application number: KR1020080102330A
Authority: KR
Inventors: 곽연미
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2010-04-29

Abstract

본 발명은 광촉매를 포함하는 타이어 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상기 타이어는 광촉매 코팅층을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 타이어는 타이어에서 발생하는 각종 악취를 제거하여 작업 환경을 개선하고, 타이어 공장의 작업자들뿐만 아니라 사용자들에게 타이어의 악취가 미치지 않게 하는 장점이 있다.

광촉매, 타이어, 타이어 악취

Description

광촉매를 포함하는 타이어 및 이의 제조방법{TIRE INCLUDING PHOTOCATALYST, AND METHOD OF PREPARING THE SAME}

본 발명은 광촉매를 포함하는 타이어에 관한 것으로서, 타이어에서 발생하는 각종 악취를 제거할 수 있는 타이어에 관한 것이다.

타이어의 주원료인 천연고무는 고무 특유의 악취를 갖고 있다. 이 악취의 주 원인은 이황화탄소라고 알려져 있으며, 이 악취는 타이어 제조 후에도 계속해서 남아 있게 된다. 또한, 타이어를 제조하는 과정에서 배합고무에 들어가는 각종 첨가제에서 발생하는 악취는 작업 환경의 질을 떨어뜨리고, 작업 근로자의 건강도 해치는 문제가 있다. 또한 타이어 주행 시 발생하는 유해물질로 인해 또 다른 악취가 발생한다. 타이어에서 발생하는 이러한 각종 악취들은 타이어 공장의 작업자들뿐만 아니라 사용자들에게도 불쾌감을 일으키는 문제가 있어, 이러한 악취를 제거하기 위한 연구가 활발히 진행 중에 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 타이어에서 발생하는 각종 악취들을 제거할 수 있 는 타이어를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 타이어의 제조방법을 제공하는 것이다.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 평균적 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 광촉매 코팅층을 갖는 것을 특징으로 하는 타이어를 제공한다.

또한, 본 발명은 광촉매 수용액을 담금(dipping) 또는 스프레이(spray) 방식으로 코팅하여 광촉매 코팅층을 갖는 타이어를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 타이어는 타이어에서 발생하는 각종 악취를 제거하여 작업 환경을 개선하고, 타이어 공장의 작업자들뿐만 아니라 사용자들에게 타이어의 악취가 미치지 않게 하는 장점이 있다.

이하에서 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 광촉매 코팅층을 갖는 것을 특징으로 하는 타이어를 제공한다.

상기 광촉매 코팅층은 ZnO, CdS, WO, TiO₂ 등을 포함하며, 바람직하게는 TiO₂가 안정성이 가장 우수하기 때문에 TiO₂를 포함하는 것이 좋다.

도 1은 광촉매 반응의 원리를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 1을 참고하면, 이산화티타늄(TiO₂)은 빛을 받아도 자신은 변화시키지 않아 반영구적으로 사용할 수 있으며, 염소(Cl₂)나 오존(O₃)보다 높은 산화력을 갖고 있어 강력한 살균력과 모든 유기물을 이산화탄소와 물로 분해할 수 있다. 이와 같이 이산화티타늄 광촉매는 다른 어느 광촉매보다 뛰어난 성능을 갖고 있다.

상기 광촉매의 기능으로는 우선 '자체 정화 기능'이 있다. 광촉매로 처리된 표면은 광촉매의 표면산화작용에 의해 부착 오염물을 분해시킨다.

두 번째로 '탈취 및 항균 작용'이 있다. 광촉매의 탈취작용은 종래의 물리흡착, 화학흡착, 중화 및 마스킹(masking)과는 다른 촉매작용(산화작용)으로 발현되며 취기물질의 발생원인인 미생물의 생육을 억제함으로써 탈취작용과 항균, 방취작용의 두 가지 메카니즘에 의해 우수한 탈취성능을 나타낸다. 또한 이산화티타늄 광촉매에 의해 발생한 수산라디칼(-OH)과 과산소이온(O₂ ^-)은 박테리아 세포막에 달라붙어 산화, 분해함으로써 세포막을 파괴하여 살균, 방취할 수 있다.

세 번째로 '유기물 분해 기능'이 있다. 이산화티타늄 광촉매는 정공의 뛰어난 산화력이 각종 유기물을 분해할 뿐만 아니라 NO_x, SO_x를 제거하는데도 탁월한 효과를 갖는다. 일본에서는 광촉매 블록 및 타일을 제조해 일본도로공사와 공동으로 도로 및 고가도로 기둥, 터널내벽에 부착시켜 자동차 배기가스를 정화 하는 실험을 통해 NO_x, SO_x가 90% 제거되는 효과를 확인하였다.

마지막으로 '자외선 차단 기능'이 있다. 광촉매(TiO₂)는 자외선을 완벽히 차단하여 시간의 경과에도 불구하고 처음과 동일한 색을 유지할 수 있다.

본 발명에서는 이러한 다양한 장점을 가진 ZnO, CdS, WO, 및 TiO₂, 바람직하게는 TiO₂를 포함하는 광촉매 코팅층을 타이어의 표면에 코팅함으로써 타이어에서 발생하는 악취를 제거할 수 있는 것이다.

이하, 광촉매 코팅층을 가지는 타이어의 제조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 광촉매 수용액을 제조한다. 상기 광촉매 수용액은 ZnO, CdS, WO, TiO₂ 등을 포함하는 광촉매를 1 내지 30 중량%의 함량으로 제조한다.

상기 광촉매 수용액에 사용되는 용매로는 통상적으로 사용되는 것으로서, 산, 염기, 유기용매 등을 사용할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.

그 다음, 타이어의 표면에 상기 제조된 광촉매 수용액을 담금(dipping) 또는 스프레이(spray) 방식으로 코팅하여 광촉매 코팅층을 형성한다.

상기 코팅 공정은 스프레이(spray) 방식의 통상적인 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.

이렇게 광촉매 코팅층을 형성한 후에는 항습 하에서 건조 공정을 실시한다. 해당 건조는 30 내지 40℃의 온도에서 30분 내지 1시간 동안 실시한다.

상기 조건으로 코팅 공정과 건조 공정을 실시하면 타이어 표면에 광촉매 코팅층이 균일하게 형성되고, 광촉매 코팅층의 지속성을 향상시킬 수 있다.

상술한 공정에 따라 광촉매 수용액을 타이어의 표면에 코팅하면 태양광에 의해 광촉매 반응이 일어나고, 이 결과 타이어 주행 시 발생하는 각종 유해물질이 무기물로 분해되어 상기 유해 물질을 제거하게 된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다.　 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1 내지 3 및 비교예 1]

용매 100㎖에 하기 표 1에 따른 함량으로 10 내지 30 중량부의 TiO₂를 함유하여 광촉매 수용액을 제조하였다. 상기 제조된 광촉매 수용액을 스프레이(spray) 방식으로 타이어의 표면에 광촉매 코팅층을 형성하였다. 그 다음, 상기 광촉매 코팅층이 형성된 타이어를 항습 하에서 35℃의 온도에서 45분 동안 건조시켰다.

하기 표 1은 광촉매(TiO₂) 함량을 달리하여 제조한 광촉매 수용액을 타이어에 코팅하였을 때 황화수소와 이황화탄소의 배출량 및 타이어의 인장 물성을 나타낸 것이다.

구분		실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
광촉매	광촉매(TiO₂) 함량 (중량%)	10	20	30	0
배출량	황화수소 (ppm)	0.2	0.1	0.12	5
배출량	이황화탄소 (ppm)	0.25	0.2	0.23	55
인장 물성	경도	51	50	52	52
	300% 모듈러스 (kgf/cm²)	91	89	90	90
	신율 (%)	490	480	490	500
	인장강도 (kgf/cm²)	145	143	144	145

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예 1, 2, 및 3은 타이어에서 요구되는 인장물성 수준을 유지하면서도 비교예 1에 비하여 황화수소와 이황화탄소의 배출량이 현저히 감소하였음을 알 수 있다. 또한, 광촉매를 20 중량% 함유한 실시예 2가 황화수소와 이황화탄소의 배출량이 가장 적음을 알 수 있다.

하기 표 2는 광촉매를 30중량% 함유한 수용액을 코팅한 타이어(실시예 3)와 광촉매 수용액을 코팅하지 않은 타이어(비교예 1)의 냄새 정도를 비교한 것이다.

구분		실시예 3	비교예 1
냄새 감지	피험자 1	1	4
	피험자 2	1	4
	피험자 3	0	3
	피험자 4	2	4
	피험자 5	1	4
	피험자 6	0	3
	피험자 7	1	3
	피험자 8	2	4
	피험자 9	0	4
	피험자 10	0	4

주)

0 (무취), 1 (겨우 감지할 수 있음), 2 (무슨 냄새인지 알 수 있음), 3 (용이하게 검지할 수 있음), 4 (강하게 냄새가 남), 5 (강렬하게 냄새가 남)

상기 표 2에 나타난 바와 같이 실시예 3이 비교예 1에 비하여 유해가스 배출량이 현저히 감소하였으며, 그 결과 악취 또한 거의 나지 않았다.

이로부터 본 발명에 따라 광촉매 수용액을 타이어에 코팅하면 타이어의 고무 냄새 원인이 되었던 유해물질들이 제거됨으로써 타이어에서 발생하는 악취가 제거되어 작업자들이나 사용자들에게 한 층 더 쾌적함을 줄 수 있는 친환경적인 타이어가 제조될 수 있다.

본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.　

도 1은 광촉매 반응의 원리를 개략적으로 나타낸 것이다.

Claims

광촉매 코팅층을 갖는 타이어.
제1항에 있어서, 상기 광촉매 코팅층은 ZnO, CdS, WO, 및 TiO₂ 로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어.
타이어의 표면에 광촉매 수용액을 담금(dipping) 또는 스프레이(spray) 방식으로 코팅하여 광촉매 코팅층을 갖는 타이어를 제조하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 광촉매 수용액은 1 내지 30 중량%의 광촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅층을 갖는 타이어를 제조하는 방법.