KR20170063218A - 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 - Google Patents

런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원료고무 100 중량부, 카르복실산 금속염 10 내지 30 중량부, 과산화물 0.5 내지 1.0 중량부 및 카본블랙 40 내지 70 중량부를 포함하는 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로, 공기압 타이어의 팽창압 손실 이후에도 지속적인 차량 주행성능을 제공할 수 있는 런플랫 타이어를 제공한다.

Description

런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 {RUBER COMPOSITION OF SIDEWALL INSERT FOR RUN-FLAT TIRE AND TIRE USING THE SAME}
본 발명은 공기압 타이어의 팽창압 손실 이후에도 지속적인 차량 주행성능을 제공할 수 있는 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것이다.
최근 자동차 이산화탄소 배출량 규제 및 유럽의 타이어 라벨링 제도 시행에 따라 타이어의 저연비 성능에 대한 요구가 증대되었고, 타이어의 안전성에 대한 요구가 증대되었다. 이에 주행중 펑크가 발생하였을 때 타이어 내부의 공기압이 손실되어 차량의 하중을 지지하면서 일정 속도를 유지하면서 일정거리를 주행할 수 있는 런플랫 타이어(Run Flat Tire)의 요구도 커지고 있다.
통상적으로 타이어 내의 팽창압력이 손실되면 타이어가 차량의 중량을 받아 주저 않게 되어 타이어 비드(Bead)부가 트레드부 위에 닿게 되어 주행을 할 수 없게 된다. 따라서, 타이어의 펑크 등 고장장애가 발생하는 경우 운전자의 차량 제어력이 떨어지게 되며, 이는 대형사고로 연결될 수 있다. 이와 같이 주행 중 갑작스런 타이어 펑크로 인하여 타이어 주행이 불가능해지는 것을 방지하기 위하여, 타이어의 고장장애시에도 주행이 가능한 런플랫 타이어가 제안되어 사용되고 있다.
런플랫 타이어는 타이어 내부에 특수 구조물이나 보강 사이드월을 넣어 공기압 없이 일정한 거리를 주행할 수 있는 타이어라고 할 수 있다. 이러한 런플랫 타이어는 타이어의 공기압이 없어도 차량의 이동이 가능하기 때문에 타이어의 고장장애를 대비하는 스페어 타이어가 필요없다. 따라서 차체경량화에 도움을 주어 차량의 연비성능을 향상 시킬 수 있을뿐 아니라, 고속주행시 타이어의 손상에도 비교적 안정적인 주행을 가능하게 하기 때문에 과거 일부 고급 차량에만 적용되다 최근들어 양산 차량에도 확산 적용되어 지고있다.
본 발명의 목적은 경도와 강성이 향상된 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 상기 타이어 사이드월 인서트 고무 조성물을 이용하여 제조한 공기압 타이어의 팽창압 손실 이후에도 지속적인 차량 주행성능을 제공할 수 있는 런플랫 타이어를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 원료고무 100 중량부, 카르복실산 금속염 10 내지 30 중량부, 과산화물 0.5 내지 1.0 중량부, 및 카본블랙 40 내지 70 중량부를 포함하는 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 제공한다.
상기 원료고무는 천연고무, 폴리부타디엔고무, 부타디엔 공중합체, 이소프렌 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.
상기 카르복실산 금속염은 아연 디아크릴레이트 (Zinc diacrylate), 아연 디메타크릴레이트 (Zinc dimethacrylate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.
상기 과산화물은 디쿠밀 퍼옥사이드 (Dicumyl peroxide)인 것일 수 있다.
상기 카본블랙은 요오드 흡착량이 20 내지 50 g/kg, OAN이 85 내지 120 ㎤/100g인 것일 수 있다.
상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 가류제, 가류촉진제, 노화방지제, 활성화제 및 연화제를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 이용하여 제조된 런플랫 타이어를 제공한다.
본 발명은 경도와 강성이 향상된 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 타이어 사이드월 인서트 고무 조성물을 이용하여 제조한 공기압 타이어의 팽창압 손실 이후에도 지속적인 차량 주행성능을 제공할 수 있는 런플랫 타이어를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 원료고무 100 중량부, 카르복실산 금속염 10 내지 30 중량부, 과산화물 0.5 내지 1.0 중량부, 및 카본블랙 40 내지 70 중량부를 포함하는 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 제공한다.
상기 원료고무는 고 불포화 디엔 엘라스토머의 그룹으로부터 선택되는 것이 적합하다. 자세하게는, 천연고무, 폴리부타디엔고무, 부타디엔 공중합체, 이소프렌 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.
타이어의 팽창압 손실시 차량을 지지하여 일정 속도로 일정 구간을 주행할 수 있도록 고무 조성물의 경도와 강성을 확보하기 위해 카르복실산 금속염과 가교제로 과산화물을 사용한다.
카르복실산 금속염 및 과산화물을 포함하는 고무 조성물은 가공시에는 혼합이나 가공에 거의 영향을 미치지 않지만 가류시 카르복시산 금속염은 극성 탄성체 (원료고무)와 가교반응을 통해 약 20 내지 30 nm의 크기의 단단한 블록을 유도함으로써 고강도의 성능을 얻을 수 있다.
과산화물을 이용하여 가교된 불포화 카르복실산 염이 함유된 고무 배합제는 인장강도, 인열강도, 내마모성과 같은 극한 물성이 우수하고, 높은 경도와 인장 탄성률을 나타낸다.
이러한 물성보강 때문에 가교반응 동안 카르복실산 염 자체의 공중합에 의해 약 20 내지 30 nm 크기의 나노입자를 형성함과 동시에 탄성체 내에서 그래프트 반응을 통하여 탄성체 사슬간 이온결합을 형성함으로써, 탄성체에 보강효과를 나타낸다.
상기 카르복실산 금속염은 아연 디아크릴레이트 (Zinc diacrylate), 아연 디메타크릴레이트 (Zinc dimethacrylate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.
본 발명은 최적의 성능을 위하여 카르복실산 금속염은 원료고무 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부로 사용하는 것이 가장 바람직하며, 30 중량부를 초과할 경우에는 응집력이 약해서 정능의 저하가 일어날 수 있다.
상기 과산화물은 디쿠밀 퍼옥사이드 (Dicumyl peroxide)인 것일 수 있다.
과산화물은 0.5 내지 1.0 중량부로 포함하는 것이 가장 바람직하며, 1.0 중량부를 초과하는 경우에는 인장강도 저하를 초래하거나 스코치 안정성이 저하될 수 있다.
상기 카본 블랙으로는, SAF, ISAF, HAF, MAF, FEF, SRF, GPF, APF, FF, CF, SCF 및 ECF와 같은 퍼니스 블랙(퍼니스 카본 블랙); 아세틸렌 블랙(아세틸렌 카본 블랙); FT 및 MT와 같은 서멀 블랙(서멀 카본 블랙); EPC, MPC 및 CC와 같은 채널 블랙(채널 카본 블랙); 그래파이트 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다.
통상 타이어용 고무 조성물에서 보강제로 사용되는 실리카는 보강 성능은 우수하나 고무 조성물의 내마모 성능을 저하시킬 우려가 있다. 이에 대해 본 발명에서는 내마모 성능 저하의 우려가 없고, 보강 성능 면에서도 실리카에 비해 우수한 카본블랙을 사용함으로써, 트레이드 오프의 관계에 있는 내마모 성능의 저하없이 저회전 저항 성능 및 연비성능과 함께 내구 성능을 균형있게 향상시킬 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 카본블랙은 요오드 흡착량이 20 내지 50 g/kg, OAN이 85 내지 120 ㎤/100g인 것일 수 있다.
상기 카본블랙은 원료고무 100 중량부에 대하여 40 내지 70 중량부로 사용하는 것이 가장 바람직하고, 70 중량부를 초과할 경우에는 회전저항 성능이 불리해질 수 있고, 40 중량부 미만인 경우 경도 및 강성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 가류제, 가류촉진제, 노화방지제, 활성화제 및 연화제를 더 포함할 수 있다.
상기 가류제로는 유황계 가류제, 유기 과산화물, 수지 가류제, 산화마그네슘 등의 금속산화물을 사용할 수 있다.
상기 유황계 가류제는 분말 황(S), 불용성 황(S), 침강 황(S), 콜로이드(colloid) 황 등의 무기 가류제와, 테트라메틸티우람 디설파이드(tetramethylthiuram disulfide, TMTD), 테트라에틸티우람 디설파이드(tetraethyltriuram disulfide, TETD), 디티오디모르폴린(dithiodimorpholine) 등의 유기 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 유기 과산화물은 벤조일퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시프로필)벤젠, 디-t-부틸퍼옥시-디이소프로필벤젠, t-부틸퍼옥시벤젠, 2,4-디클로로벤조일퍼옥사이드, 1,1-디부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸실록산, n-부틸-4,4-디-t-부틸퍼옥시발레레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 가류제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0.5 내지 5.0 중량부로 포함되는 것이 적절한 가류 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 1.5 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 0.5 내지 5 중량부 및 0.5 내지 1.5 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 연화제는 석유계 오일일 수 있다. 따라서, 상기 석유계 오일은 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0 내지 30 중량부로 포함될 수 있다. 즉, 상기 석유계 오일은 전량이 상기 액상고무로 대체될 수 있으며, 상기 석유계 오일의 함량이 30 중량부를 초과하는 경우 경도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 상기 액상 고무를 상기 중량비로 포함하는 경우 빙설 노면 및 젖은 노면에서의 제동성능을 향상시키면서 회전저항성능을 동등수준 이상으로 유지할 수 있다.
상기 석유계 오일은 파라핀계 오일, 나프텐계 오일, 방향족계 오일 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 바람직하게는 방향족계 오일을 사용할 수 있다. 상기 방향족계인 석유계 오일을 사용하는 경우 고무와의 상용성이 최적이고 다량으로 배합할 수 있다는 점에서 보다 바람직하다.
또한 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 가류제를 포함할 수 있다. 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 가류제와, 테트라메틸티우람 디설파이드(tetramethylthiuram disulfide, TMTD), 테트라에틸티우람 디설파이드(tetraethyltriuram disulfide, TETD), 디티오디모르폴린(dithiodimorpholine) 등의 유기 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 5 내지 10 중량부로 포함되는 것이 적절한 가황 효과로서 원료고무가 열에 덜 민감하고 화학적으로 안정하게 해준다는 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 0.1 내지 10 중량부로 포함될 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 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 “PAHs”라 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 50 중량부로 사용하는 것이 원료고무의 가공성을 좋게 한다는 점에서 바람직하다.
본 발명은 또한 상기 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 이용하여 제조된 런플랫 타이어를 제공한다.
상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어는 공기압 타이어의 팽창압 손실 이후, 타이어 내측에 적용된 인서트 구조를 통해 휠 림으로의 하중 전달에 의해 차량이 지지되어, 지속적인 차량 주행성능을 제공할 수 있다.
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 1: 고무 조성물의 제조]
하기 표 1과 같은 조성을 이용하여 하기의 실시예 및 비교예에 따른 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 제조하였다.
비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
천연고무 60 60 60 60 60 60
부타디엔 고무(1) 40 40 40 40 40 40
카본블랙(2) 50 40 30 20 30 20
카르복실산 금속염(3) 0 10 20 30 20 20
과산화물(4) 0 0.5 0.5 0.5 1 1
산화아연 5 5 5 5 5 5
스테아린산 2 2 2 2 2 2
유황 3 3 3 3 3 2.5
촉진제(5) 2 2 2 2 2 2
(1) 부타디엔 고무: 고 시스 1,4 부타디엔 고무(high cis 1,4 butadien rubber)
(2) 카본블랙: GPF
(3) 카르복실산 금속염: 아연 디메타크릴레이트
(4) 과산화물: 디쿠밀 퍼옥사이드 (40%)
(5) 촉진제: TBBS
[ 실험예 : 제조된 고무 조성물의 물성 측정]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무 시편에 대하여 하기와 같은 방법으로 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 경도: DIN 53505 방법으로 측정하였다. 수치가 높을수록 강성 및 내크랙성이 우수하다.
(2) 100% 모듈러스: ISO 37 규격에 의하여 측정하였다. 수치가 높을수록 강성 및 내크랙성이 우수하다.
(3) 신장율: ISO 37 규격에 의하여 측정하였다. 수치가 높을수록 인장특성이 우수하다.
(4) 인장강도: 인장강도는 파단시 신장율을 의미하는 것으로 인장시험기에서 시험편이 끊어질때까지의 스트레인(Strain)값을 %로 나타내는 방법으로 측정하였다. 수치가 높을수록 인장특성이 우수하다.
(5) 60℃ tanδ: DMTA 측정기를 이용하여 5% 변형(Strain)에 10Hz 주파수 하에서 0에서 10%까지 tanδ를 측정하였다. 60℃ tanδ는 회전저항 특성을 나타내는 것으로서 수치가 낮을수록 성능이 우수하다.
비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
경도 (Shore A) (1) 73 80 84 88 87 85
100% 모듈러스 (Mpa)(2) 74 75 78 80 86 77
신장율 (%)(3) 175 160 152 155 148 166
인장강도(4) 145 158 165 170 171 168
60℃ tanδ(5) 0.08 0.07 0.062 0.059 0.055 0.057
상기 표 2를 참고하면, 카르복실산 금속염과 과산화물을 포함하는 실시예 1 내지 5는 이를 포함하지 않는 비교예 1 에 비하여 전반적으로 물성이 향상된 것을 확인 할 수 있었다.
실시예 1 내지 5를 통하여 카르복실산 금속염의 함량에 함량에 따라 물성이 변화하는 것을 알 수 있었고, 이를 통하여 최적 비율을 찾아낼 수 있었다. 이를 30 중량부로 포함하는 실시예 3이 회전저항 특성, 강성, 내크랙성 및 인장특성이 가장 우수한 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 (7)

  1. 원료고무 100 중량부,
    카르복실산 금속염 10 내지 30 중량부,
    과산화물 0.5 내지 1.0 중량부, 및
    카본블랙 40 내지 70 중량부
    를 포함하는 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원료고무는 천연고무, 폴리부타디엔고무, 부타디엔 공중합체, 이소프렌 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 카르복실산 금속염은 아연 디아크릴레이트 (Zinc diacrylate), 아연 디메타크릴레이트 (Zinc dimethacrylate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 과산화물은 디쿠밀 퍼옥사이드 (Dicumyl peroxide)인 것인 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카본블랙은 요오드 흡착량이 20 내지 50 g/kg, OAN이 85 내지 120 ㎤/100g인 것인 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 타 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 가류제, 가류촉진제, 노화방지제, 활성화제 및 연화제를 더 포함하는 것인 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 이용하여 제조된 런플랫 타이어.
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