KR20130075225A - 스터드핀 지지용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 - Google Patents

스터드핀 지지용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 Download PDF

Info

Publication number
KR20130075225A
KR20130075225A KR1020110143524A KR20110143524A KR20130075225A KR 20130075225 A KR20130075225 A KR 20130075225A KR 1020110143524 A KR1020110143524 A KR 1020110143524A KR 20110143524 A KR20110143524 A KR 20110143524A KR 20130075225 A KR20130075225 A KR 20130075225A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rubber
weight
stud
parts
stud pin
Prior art date
Application number
KR1020110143524A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101412691B1 (ko
Inventor
차용호
Original Assignee
한국타이어 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국타이어 주식회사 filed Critical 한국타이어 주식회사
Priority to KR1020110143524A priority Critical patent/KR101412691B1/ko
Publication of KR20130075225A publication Critical patent/KR20130075225A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101412691B1 publication Critical patent/KR101412691B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00—Compositions of natural rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/02—Organic and inorganic ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

본 발명은 스터드핀 지지용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로서, 상기 스터드핀 지지용 고무 조성물은 천연고무 30 내지 70 중량부, 및 부타디엔 고무 30 내지 70 중량부를 포함하는 원료고무 100 중량부에 대하여 코발트-붕소 및 아라미드(aramid)를 혼합한 코발트-붕소-아라미드 혼합물 0.5 내지 20 중량부로 포함한다.
본 발명의 스터드핀 지지용 고무 조성물은 스터드홀이 형성된 지지부를 형성하여 주행 충격에 의한 스터드의 움직임을 억제시켜, 상기 스터드핀의 이탈율을 크게 감소시킨다.

Description

스터드핀 지지용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어{RUBBER COMPOSITION FOR STUDPIN FIXING ON TIRE TREAD AND TIRE MANUFACTURED BY USING THE SAME}
본 발명은 스터드핀 지지용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지지부를 형성하여, 타이어 트레드부로부터 스터드핀 이탈되는 것을 방지하는 스터드핀 지지용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것이다.
일반적으로 스노우 타이어는 빙판, 눈길에서 보통의 타이어 보다 효과적으로 차량을 지지하거나 이동하기 위해 사용되는 것이다. 트레드부에 스터드핀(studpin)을 장착한 스터드타입과, 트레드의 블록을 다수의 커프로 분할하여 빙판, 눈길에서의 제동력, 그립력을 확보할 수 있는 스터드레스(studless)타입으로 구분된다. 특히, 상기 스터드타입 스노우 타이어는 빙판, 눈길에서의 제동력, 그립력이 우수하기 때문에 눈이 많이 내리는 지역에서는 주로 사용되고 있다.
그러나, 타이어에 스터드를 설치하는 상기 스터드타입 스노우 타이어의 경우 타이어의 회전에 의해 발생되는 트레드의 변형과 스터드에 작용하는 원심력 및 충격력에 의하여, 스터드가 타이어에서 이탈되는 현상이 발생되고, 이탈되는 스터드가 증가되면 스노우 타이어의 제동 및 견인 성능이 저하된다.
따라서, 종래에는 이러한 문제를 해결하기 위하여 타이어 가류시 스터드를 삽입하여 타이어를 제조함으로서 스터드의 움직임을 억제하거나, 삽입되는 스터드의 형상을 변경시킨 타이어가 제조하는 방법이 사용된 바 있다. 그러나 이러한 상기의 종래기술은 그 제조가 곤란하거나 스터드 이탈 방지 효과가 충분하지 못한 문제점이 있다.
구체적인 선행기술을 보면, 특허문헌 1(KS10-2009-0047712 A)에 따른 선행기술을 보면, 스터드핀이 이탈되는 것을 방지할 수 있도록, 스터드홀에 돌출부를 형성시킬 수 있게 하는 스터드 홀 성형용 핀에 관한 것이다. 상기 특허문헌 1에 따르는 경우 스터드홀에 충격 대응부라는 특수 형상의 홀이 필요하므로 상기 형상에 따라 스터드핀을 제조할 경우 스터드핀의 가격이 비쌀 뿐만 아니라 다양한 스터드핀에 대한 적용이 곤란하다. 또한, 상기 스터드핀을 삽입한 타이어를 장기간 사용하는 경우에는 스터드핀의 이탈방지효과가 저하되는 문제가 있다.
특허문헌 2(KS20-2009-0013236 U)에 따른 선행기술을 보면, 주행 중 스터드핀의 마모를 고려하여 스터드의 헤드부와 몸체부가 나사형 결합방식으로 결합될 수 있도록 한 것이다. 다만, 이는 스터드핀을 마모 정도에 따라 교체할 수 있을 뿐 주행중 상기 스터드핀이 타이어 트레드에서 이탈하는 것은 방지할 수는 없다는 문제점이 있다.
KR 10-2009-0047712 A KR 20-2009-0013236 U
본 발명의 목적은 스터드핀이 삽입된 타이어에 있어, 타이어에서 상기 스터드핀이 이탈되는 것을 방지할 수 있게 하는 스터드핀 지지용 고무 조성물을 제공한다. 상기 스터드핀 지지용 고무 조성물은 스터드홀이 형성된 지지부를 형성하여 주행 충격에 의한 스터드의 움직임을 억제시키고, 상기 스터드핀의 이탈을 방지할 수 있게 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 스터드핀 지지용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스터드핀 지지용 고무 조성물은 천연고무 30 내지 70 중량부, 및 부타디엔 고무 30 내지 70 중량부를 포함하는 원료고무 100 중량부에 대하여 코발트-붕소 및 아라미드(aramid)를 혼합한 코발트-붕소-아라미드 혼합물 0.5 내지 20 중량부를 포함한다.
상기 코발트-붕소-아라미드 혼합물은 코발트-붕소 및 아라미드를 3:7 내지 4:6 중량비로 혼합한 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스터드핀 지지용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어는 상기 스터드핀 지지용 고무 조성물을 이용하여 제조한 스터드홀이 형성된 지지부, 및 타이어 트레드부에 형성된 장착홈에 상기 지지부가 매립된 것이다.
상기 지지부는 외경: 내경이 1.2:1 내지 8:1인 것일 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스터드핀 지지용 고무 조성물은 천연고무 30 내지 70 중량부, 및 부타디엔 고무 30 내지 70 중량부를 포함하는 원료고무 100 중량부에 대하여 코발트-붕소 및 아라미드(aramid)를 혼합한 코발트-붕소-아라미드 혼합물 0.5 내지 20 중량부를 포함한다.
상기 천연고무는 일반적인 천연고무 또는 변성 천연고무일 수 있다.
상기 일반적인 천연고무는 천연고무로서 알려진 것이면 어느 것이라도 사용될 수 있고, 원산지 등이 한정되지 않는다. 상기 천연고무는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함하지만, 요구 특성에 따라서 트랜스-1,4-폴리이소프렌을 포함할 수도 있다. 따라서, 상기 천연고무에는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함하는 천연고무 외에, 예컨대 남미산 사포타과의 고무의 일종인 발라타 등, 트랜스-1,4-이소프렌을 주체로서 포함하는 천연고무도 포함할 수 있다.
상기 변성 천연고무는, 상기 일반적인 천연고무를 변성 또는 정제한 것을 의미한다. 예컨대, 상기 변성 천연고무로는 에폭시화 천연고무(ENR), 탈단백 천연고무(DPNR), 수소화 천연고무 등을 들 수 있다.
상기 부타디엔 고무는 시스-1,4 부타디엔의 함량이 95 중량% 이상이고, 무니점도(ML1 +4, 100℃)가 35 내지 50이고, 수평균분자량이 100,000 내지 500,000g/mol이고, 분자량 분포가 3.0 내지 4.0일 수 있다. 즉, 상기 부타디엔 고무는 분자쇄의 선형성이 높고, 시스-1,4 부타디엔의 함량이 높으며, 분자량 분포가 좁다. 이러한 부타디엔 고무를 사용하는 경우 발열 특성 및 반발 탄성이 우수하다.
상기 원료고무는 상기 천연고무 30 내지 70 중량부 및 부타디엔 고무 30 내지 70 중량부를 포함한다. 상기 천연고무의 함량이 30 중량부 미만인 경우 부타디엔 고무가 상대적으로 증가하여 가공성에 불리해질 수 있고, 70 중량부를 초과하는 경우 가공성은 유리하나 반발탄성 또는 발열 등의 물성이 저하될 수 있다.
상기 코발트-붕소-아라미드 혼합물은 코발트-붕소 합금에 아라미드(aramid)를 혼합한 것이다. 일반적으로는 스터드핀은 금속으로 이루어져 있고, 이는 스터드홀에 삽입된다. 그러나 상기 스터드홀은 고무재질로서 금속재질인 상기 스터드핀과 강하게 체결되는데 어려움이 있다.
상기 원료고무에 코발트-붕소를 포함하는 경우 고무의 점착성이 증대되어 상기 스터드핀의 금속표면과 보다 강한 힘으로 감싸게 되므로 스터드핀의 이탈율을 감소시킬 수 있다.
또한, 아라미드란, 열에 강하고 튼튼한 방향족 폴리아마이드 섬유로 인장강도, 강인성, 내열성, 탄성이 매우 우수한 특성을 가진다. 상기 아라미드를 코발트 붕소와 함께 상기 원료고무에 포함하는 경우 고무의 경도가 증가하여 금속과 고무의 경도차를 줄여 주행중 고무의 탄성에 따라 상기 스터드핀이 흔들리는 것을 최소화할 수 있다.
상기 코발트-붕소-아라미드 혼합물은 코발트-붕소 및 아라미드를 3:7 내지 4:6 중량비로 혼합한 것일 수 있다. 일반적으로 스노우 타이어는 경도가 낮은 고무를 사용하므로, 상기 범위를 벗어나는 경우 타이어 트레드와 지지부 간의 경도 차이로 상기 지지부가 트레드부의 장착홈에서 떨어져나가는 문제가 발생한다.
상기 스터드핀 지지용 고무 조성물은 선택적으로 추가적인 가류제, 가류촉진제, 가류촉진조제, 충진제, 노화방지제, 연화제 등의 각종의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 각종의 첨가제는 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 어느 것이나 사용할 수 있으며, 이들의 함량은 특별히 한정되지 않는다.
상기 가류제로는 유황계 가류제를 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 유황계 가류제는 분말 황(S), 불용성 황(S), 침강 황(S), 콜로이드(colloid) 황 등의 무기 가류제를 사용할 수 있다. 상기 유황 가류제로는 구체적으로 원소 유황 또는 유황을 만들어 내는 가황제, 예를 들면 아민 디설파이드(amine disulfide), 고분자 유황 등을 사용할 수 있다.
상기 가류제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0.5 내지 4.0 중량부로 포함되는 것이 적절한 가황 효과로서 원료고무가 열에 덜 민감하고 화학적으로 안정하게 해준다는 점에서 바람직하다.
상기 가류촉진제는 가황 속도를 촉진하거나 초기 가황 단계에서 지연작용을 촉진하는 촉진제(accelerator)를 의미한다.
상기 가류촉진제로는 술펜아미드계, 티아졸계, 티우람계, 티오우레아계, 구아니딘계, 디티오카르밤산계, 알데히드-아민계, 알데히드-암모니아계, 이미다졸린계, 크산테이트계 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 술펜아미드계 가류촉진제로는, 예컨대 N-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드(CBS), N-tert-부틸-2-벤조티아질술펜아미드(TBBS), N,N-디시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드, N-옥시디에틸렌-2-벤조티아질술펜아미드, N,N-디이소프로필-2-벤조티아졸술펜아미드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 술펜아미드계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 티아졸계 가류촉진제로는, 예컨대 2-머캅토벤조티아졸(MBT), 디벤조티아질디설파이드(MBTS), 2-머캅토벤조티아졸의 나트륨염, 2-머캅토벤조티아졸의 아연염, 2-머캅토벤조티아졸의 구리염, 2-머캅토벤조티아졸의 시클로헥실아민염, 2-(2,4-디니트로페닐)머캅토벤조티아졸, 2-(2,6-디에틸4-모르폴리노티오)벤조티아졸 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 티아졸계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 티우람계 가류촉진제로는, 예컨대 테트라메틸티우람디설파이드(TMTD), 테트라에틸티우람디설파이드, 테트라메틸티우람모노설파이드, 디펜타메틸렌티우람디설파이드, 디펜타메틸렌티우람모노설파이드, 디펜타메틸렌티우람테트라설파이드, 디펜타메틸렌티우람헥사설파이드, 테트라부틸티우람디설파이드, 펜타메틸렌티우람테트라설파이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 티우람계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 티오우레아계 가류촉진제로는, 예컨대 티아카르바미드, 디에틸티오요소, 디부틸티오요소, 트리메틸티오요소, 디오르토톨릴티오요소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 티오우레아계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 구아니딘계 가류촉진제로는, 예컨대 디페닐구아니딘, 디오르토톨릴구아니딘, 트리페닐구아니딘, 오르토톨릴비구아니드, 디페닐구아니딘프탈레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 구아니딘계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 디티오카르밤산계 가류촉진제로는, 예컨대 에틸페닐디티오카르밤산아연, 부틸페닐디티오카르밤산아연, 디메틸디티오카르밤산나트륨, 디메틸디티오카르밤산아연, 디에틸디티오카르밤산아연, 디부틸디티오카르밤산아연, 디아밀디티오카르밤산아연, 디프로필디티오카르밤산아연, 펜타메틸렌디티오카르밤산아연과 피페리딘의 착염, 헥사데실이소프로필디티오카르밤산아연, 옥타데실이소프로필디티오카르밤산아연 디벤질디티오카르밤산아연, 디에틸디티오카르밤산나트륨, 펜타메틸렌디티오카르밤산피페리딘, 디메틸디티오카르밤산셀레늄, 디에틸디티오카르밤산텔루늄, 디아밀디티오카르밤산카드뮴 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 디티오카르밤산계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 알데히드-아민계 또는 알데히드-암모니아계 가류촉진제로는, 예컨대 아세트알데히드-아닐린 반응물, 부틸알데히드-아닐린 축합물, 헥사메틸렌테트라민, 아세트알데히드-암모니아 반응물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 알데히드-아민계 또는 알데히드-암모니아계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 이미다졸린계 가류촉진제로는, 예컨대 2-머캅토이미다졸린 등의 이미다졸린계 화합물을 사용할 수 있고, 상기 크산테이트계 가류촉진제로는, 예컨대 디부틸크산토겐산아연 등의 크산테이트계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 가류촉진제는 가류 속도 촉진을 통한 생산성 증진 및 고무 물성의 증진을 극대화시키기 위하여 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0.5 내지 4.0 중량부로 포함될 수 있다.
상기 가류촉진조제는 상기 가류촉진제와 병용하여 그 촉진 효과를 완전하게 하기 위해서 사용되는 배합제로서, 무기계 가류촉진조제, 유기계 가류촉진조제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 무기계 가류촉진조제로는 산화아연(ZnO), 탄산아연(zinc carbonate), 산화마그네슘(MgO), 산화납(lead oxide), 수산화 칼륨 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다. 상기 유기계 가류촉진조제로는 스테아르산, 스테아르산 아연, 팔미트산, 리놀레산, 올레산, 라우르산, 디부틸 암모늄-올레이트(dibutyl ammonium oleate), 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
특히, 상기 가류촉진조제로서 상기 산화아연과 상기 스테아르산을 함께 사용할 수 있으며, 이 경우 상기 산화아연이 상기 스테아르산에 녹아 상기 가류촉진제와 유효한 복합체(complex)를 형성하여, 가황 반응 중 유리한 황을 만들어냄으로써 고무의 가교 반응을 용이하게 한다.
상기 산화아연과 상기 스테아르산을 함께 사용하는 경우 적절한 가류촉진조제로서의 역할을 위하여 각각 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부 및 0.5 내지 4.5 중량부로 사용할 수 있다. 상기 산화아연과 상기 스테아르산의 함량이 상기 범위 미만인 경우 가황 속도가 느려 생산성이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 스코치 현상이 발생하여 물성이 저하될 수 있다.
상기 스터드핀 지지용 고무 조성물은 카본블랙을 충진제로 더 포함할 수 있다.
상기 카본블랙은 질소흡착 비표면적(nitrogen surface area per gram, N2SA)이 30 내지 300m2/g일 수 있고, DBP(n-dibutyl phthalate) 흡유량이 60 내지 180cc/100g 일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 카본블랙의 질소흡착 비표면적이 300m2/g을 초과하면 타이어용 고무 조성물의 가공성이 불리해질 수 있고, 30m2/g미만이면 충진제인 카본블랙에 의한 보강 성능이 불리해질 수 있다. 또한, 상기 카본블랙의 DBP 흡유량이 180cc/100g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 저하될 수 있고, 60cc/100g 미만이면 충진제인 카본블랙에 의한 보강 성능이 불리해질 수 있다.
상기 카본블랙은 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부로 포함될 수 있고, 2 내지 35 중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 2 내지 25 중량부로 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 카본블랙의 함량이 1 중량부 미만이면 충진제인 카본블랙에 의한 보강 성능이 저하될 수 있고, 50 중량부를 초과하면 고무 조성물의 가공성이 불리해질 수 있다.
상기 연화제는 고무에 가소성을 부여시켜 가공을 용이하게 하기 위하여 또는 가황 고무의 경도를 저하시키기 위하여 고무 조성물에 첨가되는 것으로, 고무 배합시나 고무 제조시에 사용되는 오일류 기타 재료를 의미한다. 상기 연화제는 가공오일(Process oil) 또는 기타 고무 조성물에 포함되는 오일류를 의미한다. 상기 연화제로는 석유계 오일, 식물유지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 석유계 오일로는 파라핀계 오일, 나프텐계 오일, 방향족계 오일 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 파라핀계 오일의 대표적인 예로 미창 오일 주식회사의 P-1, P-2, P-3, P-4, P-5, P-6 등을 들 수 있고, 상기 나프텐계 오일의 대표적인 예로는 미창 오일 주식회사의 N-1, N-2, N-3 등을 들 수 있으며, 상기 방향족계 오일의 대표적인 예로는 미창 오일 주식회사의 A-2, A-3 등을 들 수 있다.
그러나, 최근 환경 의식의 고조와 함께 상기 방향족계 오일에 포함된 폴리사이클릭 아로마틱 탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, 이하 PAHs라 한다)의 함량이 3 중량% 이상일 때는 암 유발 가능성이 높은 것으로 알려진바, TDAE(treated distillate aromatic extract) 오일, MES(mild extraction solvate) 오일, RAE(residual aromatic extract) 오일 또는 중질 나프텐성 오일을 바람직하게 사용할 수 있다.
특히, 상기 연화제로서 사용하는 오일은 상기 오일 전체에 대하여 PAHs 성분의 총 함량이 3중량% 이하이고, 동점도가 95 이상(210℉ SUS), 연화제 내의 방향족 성분이 15 내지 25중량%, 나프텐계 성분이 27 내지 37중량% 및 파라핀계 성분이 38 내지 58중량%인 TDAE 오일을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 TDAE 오일은 상기 TDAE 오일을 포함한 타이어 트레드의 저온 특성, 연비 성능을 우수하게 하면서도 PAHs의 암 유발 가능성 등의 환경적 요인에 대해서도 유리한 특성을 갖는다.
상기 식물유지로는 피마자유, 면실유, 아마인유, 카놀라유, 대두유, 팜유, 야자유, 낙화생유, 파인유, 파인타르, 톨유, 콘유, 쌀겨기름, 홍화유, 참기름, 올리브유, 해바라기유, 팜핵유, 동백유, 호호바유, 마카다미아너트유, 사플라워 오일, 동유 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 연화제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 1 내지 150 중량부로 사용하는 것이 원료고무의 가공성을 좋게 한다는 점에서 바람직하다.
상기 노화방지제는 산소에 의해서 타이어가 자동 산화되는 연쇄반응을 정지시키기 위하여 사용되는 첨가제이다. 상기 노화방지제로는 아민계, 페놀계, 퀴놀린계, 이미다졸계, 카르밤산 금속염, 왁스 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
상기 아민계 노화방지제로는 N-페닐-N'-(1,3-디메틸)-p-페닐렌디아민, N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-이소프로필-p-페닐렌디아민, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, N,N'-디아릴-p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-사이클로헥실 p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-옥틸-p-페닐렌디아민 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 상기 페놀계 노화방지제로는 페놀계인 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-이소부틸리덴-비스(4,6-디메틸페놀), 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 상기 퀴놀린계 노화방지제로는 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 및 그 유도체를 사용할 수 있고, 구체적으로 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린, 6-아닐리노-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린, 6-도데실-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 상기 왁스로는 바람직하게 왁시 하이드로카본을 사용할 수 있다.
상기 노화방지제는 노화 방지 작용 이외에 고무에 대한 용해도가 커야 하고, 휘발성이 작고 고무에 대하여 비활성이어야 하며, 가황을 저해하지 않아야 한다는 등의 조건을 고려할 때, 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 타이어는 상기 스터드핀 지지용 고무 조성물을 이용하여 제조된 것이다.
도 1은 본 발명의 스터드핀 지지용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어의 단면을 나타낸 것이고, 도 2는 도 1의 지지부를 입체 단면으로 나타낸 것이다. 이하, 도 1 및 2를 참조하여 상기 타이어에 대하여 설명한다.
상기 도 1 및 2를 참조하면, 상기 스터드핀 지지용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어는 상기 스터드핀 지지용 고무 조성물을 이용하여 제조한 스터드홀(22)이 형성된 지지부(20), 및 타이어 트레드부(30)에 형성된 장착홈(31)에 상기 지지부(20)가 매립된 것이다.
상기 지지부(20)는 스터디핀(10)이 삽입될 수 있는 스터드홀(22)을 형성한다. 상기 지지부(20)는 상기 스터드핀 지지용 고무 조성물을 이용하여 제조한 것으로서 경도가 높고, 점착성이 강하므로, 삽입된 스터드핀(10)과 강하게 체결되어 상기 스터드핀(10)이 주행중에 움직이지 않도록 지지한다.
빙설노면용 타이어 트레드는 연성 고무를 사용하는 것이 일반적인데, 상기 스터드핀 지지용 고무 조성물 자체로 타이어 트레드를 제조하는 경우에는 높은 경도에 따라 제동성이 저하되므로 빙설노면용 타이어로 부적당하다. 따라서, 상기 지지부(20)는 빙설노면용 타이어 트레드부에 형성된 장착홈(31)에 매립하여 사용한다. 상기 스터드핀 지지용 고무 조성물을 이용하여 제조한 지지부(20)는 상기 스터드핀(10)과 강하게 체결되고, 상기 타이어 트레드부(30) 고무와도 결합력이 높은 장점을 가진다.
상기 지지부(20)는 외경:내경이 1.2:1 내지 8:1인 것일 수 있다. 상기 외경이 상기 내경에 비하여 1.2 미만인 경우, 상기 지지부(20)에 형성된 스터드홀(22) 내주면이 너무 얇아 상기 스터드핀(10)의 지지효과가 저하되며, 상기 외경이 상기 내경에 비하여 8를 초과하는 경우 상기 타이어 트레드부(30)에 매립된 상기 지지부(20)의 면적이 넓어져 빙설노면에서의 제동성이 저하될 수 있다.
상기 지지부(20)에 형성된 상기 스터드홀(22)은 바닥면이 0.1 내지 10mm의 두께로 형성될 수 있다. 0.1mm 미만인 경우 주행중에 압력을 받은 상기 스터드핀(10)이 상기 지지부(20)에 형성된 상기 스터드홀(22)의 바닥면이 뚫어져 상기 스터드핀(10)이 이탈되는 문제가 발생할 수 있고, 10mm를 초과하는 경우 연성재질의 타이어 트레드부 고무와 결합력이 저하될 수 있다. 한편, 바람직하게는 상기 지지부(20)에 형성된 스터드홀(22)의 바닥면은 1 내지 5mm 두께일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 상기 스터드핀(10)에 대한 밀착이 강하고, 타이어 트레드부 고무와 결합력이 우수하다.
본 발명의 스터드핀 지지용 고무 조성물은 스터드홀이 형성된 지지부를 형성하여 주행 충격에 의한 스터드의 움직임을 억제시켜, 상기 스터드핀의 이탈율을 크게 감소시킨다.
따라서 상기 스터드핀 지지용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어는 스터드핀의 이탈율이 크게 감소되므로, 겨울철 빙설 노면에서 회전저항 및 제동성능을 장시간 동안 유지할 수 있어 스노우 타이어로 그 활용도가 높다.
도 1은 본 발명의 스터드핀 지지용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어의 단면을 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 지지부를 입체 단면으로 나타낸 것이다.
*도면의 주요 부호에 대한 설명*
10. 스터드핀
20. 지지부
22. 스터드홀
30. 타이어 트레드부
31. 장착홈
a. 지지부의 내경
b. 지지부의 외경
z. 지지부에 형성된 스터드홀 바닥면의 두께
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[ 제조예 : 고무 조성물의 제조]
하기 표 1과 같은 조성을 이용하여 하기의 실시예 및 비교예에 따른 스터드핀 지지용 고무 조성물을 제조하였다. 상기 고무 조성물의 제조는 통상의 고무 조성물의 제조방법에 따랐다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
천연고무 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 78
부타디엔고무 47 47 47 47 47 47 47 47 47 47 22
Co-B-A-11) 20 15 10 5 1 - - - - 30 10
Co-B-A-22) - - - - - 15 - - - - -
Co-B-A-33) - - - - - - 15 - - - -
카본블랙 3.7 5.7 11.7 16.7 21.7 5.7 5.7 11.7 21.7 3.7 11.7
산화아연 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
스테아린산 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
유황 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
가류촉진제 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
(단위: 중량부)
1) Co-B-A-1: 코발트-붕소 및 아라미드를 3 : 6.2의 중량비
2) Co-B-A-2: 코발트-붕소 및 아라미드를 1 : 1의 중량비.
2) Co-B-A-2: 코발트-붕소 및 아라미드를 2 : 8의 중량비.
[ 실험예 : 제조된 고무 조성물의 물성 측정]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무 시편에 대하여 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
100% 모듈러스(Mpa) 68.9 57.7 49.1 41.4 45.6 52.4 41 40.4 50.2 49.8
신장율(%) 609 722 684 605 521 762 450 491 501 574
핀 이탈율 12% 22% 27% 30% 37% 20% 50% 42% 35% 33%
- 모듈러스는 ISO 37 규격에 의해 측정하였고, 수치가 높을수록 우수한 강도를 나타낸다.
- 신장률은 파단시 신장률을 의미하는 것으로 인장 시험기에서 시험편이 끊어질 때까지의 변형(Strain) 값을 %로 나타내는 방법으로 측정하였다.
- 핀 이탈율은 삽입된 스터드핀을 동일한 시간동안 주행하도록 하여 지지부에 삽입된 스터드핀을 기준으로 이탈되는 핀의 개수를 %로 나타낸 값이다. 그 수치가 낮을수록 지지부의 스터드핀 지지효과가 우수한 것이다.
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 7는 코발트-붕소-아라미드 혼합물을 포함함에 따라 스터드핀의 이탈율이 크게 감소한다는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 실시예 1 내지 5를 참조하면, 상기 코발트-붕소-아라미드 혼합물을 코발트-붕소 및 아라미드(aramid) 3:7 내지 4:6 중량비 범위로 혼합사용하는 경우 스터드핀의 이탈을 방지하는 효과가 매우 우수한 것을 알 수 있다.
한편, 코발트-붕소-아라미드 혼합물을 20 중량부로 사용한 실시예 1의 핀이탈율이 가장 우수하였다. 비교예 3을 참조하면 코발트-붕소-아라미드 혼합물을 30 중량부로 사용한 경우로서, 스터드핀의 이탈률이 다소 저하되어, 코발트-붕소-아라미드 혼합물은 0.5 내지 20 중량부의 범위에서 가장 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
비교예 4의 경우 천연고무 78 중량부, 부타디엔 고무 22 중량부가 포함된 원료고무를 사용한 것으로 스터드핀 이탈율이 저하되는 것을 알 수 있다. 따라서, 천연고무 30 내지 70 중량부 및 부타디엔 고무 30 내지 70 중량부 범위를 벗어나는 경우 스터드핀 지지용 고무 조성물의 스터드핀에 대한 지지효과가 떨어진다는 것을 확인하였다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (5)

  1. 천연고무 30 내지 70 중량부, 및
    부타디엔 고무 30 내지 70 중량부
    를 포함하는 원료고무 100 중량부에 대하여
    코발트-붕소 및 아라미드(aramid)를 혼합한 코발트-붕소-아라미드 혼합물 0.5 내지 20 중량부
    를 포함하는 스터드핀 지지용 고무 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코발트-붕소-아라미드 혼합물은 코발트-붕소 및 아라미드를 3:7 내지 4:6 중량비로 혼합한 것인 스터드핀 지지용 고무 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 따른 스터드핀 지지용 고무 조성물을 이용하여 제조한 스터드홀이 형성된 지지부, 및
    타이어 트레드부에 형성된 장착홈에 상기 지지부가 매립된 것인
    타이어.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지지부는 외경:내경이 1.2:1 내지 8:1인 것인 타이어.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 지지부에 형성된 스터드홀 바닥면의 두께는 0.1 내지 10mm인 것인 타이어.
KR1020110143524A 2011-12-27 2011-12-27 스터드핀 지지용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 KR101412691B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110143524A KR101412691B1 (ko) 2011-12-27 2011-12-27 스터드핀 지지용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110143524A KR101412691B1 (ko) 2011-12-27 2011-12-27 스터드핀 지지용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130075225A true KR20130075225A (ko) 2013-07-05
KR101412691B1 KR101412691B1 (ko) 2014-06-26

Family

ID=48989150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110143524A KR101412691B1 (ko) 2011-12-27 2011-12-27 스터드핀 지지용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101412691B1 (ko)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6875807B2 (en) * 2003-05-28 2005-04-05 Indspec Chemical Corporation Silane-modified phenolic resins and applications thereof
KR20070095546A (ko) * 2006-03-21 2007-10-01 금호타이어 주식회사 아라미드 단섬유를 함유한 스노우 타이어용 트래드 고무

Also Published As

Publication number Publication date
KR101412691B1 (ko) 2014-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101709213B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR20110071607A (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101315110B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101591814B1 (ko) 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101182208B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101422829B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR20110071606A (ko) 타이어용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101358011B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101170668B1 (ko) 양로 및 험로 겸용 트럭 타이어 트레드 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101153402B1 (ko) 런플랫 타이어용 싸이드월 인써트 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101623027B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101387365B1 (ko) 타이어 사이드월용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR102443664B1 (ko) 젖은 노면 제동 성능이 향상된 타이어 트레드 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101361709B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101165374B1 (ko) 런플랫 타이어용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101412691B1 (ko) 스터드핀 지지용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101389892B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101801931B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101594910B1 (ko) 타이어 비드 필러용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101425578B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101434667B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조된 타이어
KR20120057079A (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR20130075235A (ko) 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101340058B1 (ko) 타이어 림쿠션용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101140836B1 (ko) 타이어 상 비드 필러용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee