KR20190078551A

KR20190078551A - 전도성 타이어 조성물

Info

Publication number: KR20190078551A
Application number: KR1020190051305A
Authority: KR
Inventors: 이현창
Original assignee: 이현창
Priority date: 2019-05-02
Filing date: 2019-05-02
Publication date: 2019-07-04

Abstract

본 발명은 유화 중합 고무의 보강재로 실란화-실리카와 전기 전도성을 개선할 수 있는 탄소-기재 보강재 중 카본 블랙을 2종 이상 포함시킴으로써, 종래의 타이어의 특성을 유지하면서도 전기 전도성을 향상시킨 타이어 조성물을 제공하고, 이로써 제조된 전기 전도성을 갖는 타이어로 마모 상태, 습도, 접지압, 노면 상태, 지진 진동 등을 실시간으로 측정 가능한 타이어 조성물을 제공한다.

Description

전도성 타이어 조성물{CONDUCTIVE TIRE COMPOSITION}

본 발명은 타이어에 관한 것으로, 보다 구체적으로 전도성 타이어에 관한 것이다.

타이어는 휠과 휠의 외주 면을 감싸는 트레드로 이루어지며, 트레드 내부에는 공기가 채워져서 자동차의 하중지지, 노면충격 완화, 차량 구동 및 제어, 차량 진행 방향 전환 및 유지를 최종적이면서 직접적으로 담당한다. 따라서 트레드는 차량 중에서 지면과 직접적으로 접촉하는 유일한 부위이고, 이의 마모 상태, 노면 상태 등은 차량 안정성에 영향을 미치는 중요한 제어 정보이다.

그러나 타이어 트레드는 일반적으로 정전기를 소멸시키기 위해 10¹²Ω 정도로 전기전도성이 매우 낮은 재료로 형성되기 때문에 타이어 자체를 통해 트레드의 변형이나 도로 습도, 접지압, 노면 상태 등을 실시간으로 측정하는 것은 용이하지 않다. 그래서 마모 상태나 접지압의 경우에는 일반적으로는 정차 상태에서 시험 장비를 사용하여 측정하였다. 그런데 이러한 측정 장치는 실시간으로 측정하는 것이 아닐 뿐만 아니라, 이를 위해 민감한 장비인 센서를 트레드에 내장하는 경우에는 큰 압력이 반복되어 가해지는 문제점으로 아직까지 상용화된 사례는 없는 실정이다. 더군다나 노면 굴곡 상태의 직접적인 측정이나 도로의 습도 측정은 현재까지 개시된 종래기술로는 별도의 시험 장비를 타이어에 장착하는 것만으로는 사실상 힘들고, 노면 상태의 실시간 측정은 값비싼 광학 장비에 의존되고 있으며, 광학 장비는 영상 분석으로 인한 노면 상태의 경고 기능이 복잡하여 특수한 목적 외에는 널리 상용화 되고 있지 못한 실정이다.

그 중 트레드 변형의 실시간 측정을 실현시키고자 개시된 관련 종래기술로서 대한민국 특허 등록번호 제1343923호에 공개된 '접지 압력 측정센서를 가진 타이어'를 들 수 있는데, 상기 종래기술은 트레드(1) 내부에 타이어의 원주방향을 따라 링 형상으로 배치되어 타이어의 접지 상태를 측정하는 측정센서부(2)들이 구비됨으로써, 주행 중인 타이어의 접지압력을 측정하여 타이어 내부에 작용하는 수직방향의 힘과 수평방향의 힘을 측정할 수 있는 접지압력 측정센서를 가진 타이어에 관한 것이다. 상기 종래기술에 따르면 타이어 각 부분에 작용하는 하중이 측정되어 편 마모 방지 자료와 타이어 설계 자료로 활용될 수 있고, 운전 중 과다한 코너링이나 차량 제동 상황에서 타이어의 하중 변화가 실시간으로 모니터링 되어 차량 안전운행에 도움을 줄 수 있는 장점이 있다. 다만 상기 종래기술에서는 측정센서가 트레드에 내장됨으로써 전면적인 접지압의 측정이 힘들고, 앞서 설명한 바와 같이 민감한 장비인 압력 센서가 반복되는 차량 하중으로 인하여 고장 날 수 있을 뿐만 아니라, 타이어 자체를 해체하지 않는 한 압력 센서의 교체 또는 수리가 불가능하며, 별도의 센서를 설치해야 하는 점에서 센서 자체의 비용과 센서 설치에 드는 비용과 시간이 소요되는 문제가 있다.

이에 타이어 자체로부터 노면 상태, 트레드 변형 등을 측정하기 위해 타이어 트레드의 전기 전도성을 향상시키는 방안으로 타이어 조성물에 금속 분말을 포함하거나, 일정방향에 전도성 충전재, 예컨대 카본 나노튜브, 그래핀, 또는 카본 블랙을 탄성 중합체 매트릭스에 균일하게 적용한 방법이 소개되고 있으나 기술적 어려움 및 적용효과가 기대에 미치지 못하고 있는 실정이다. 예컨대 상기와 같은 전도성 필러를 도입하는 경우 물리적 강도와 전기 전도도의 불균형이 발생하고 있는데, 대한민국 특허 등록번호 제0523250호에 따르면 아세틸렌 블랙을 적용하면 20중량부 이하로 적용시 전기전도성 특성향상을 기대하기 어려울 뿐만 아니라, 내마모 특성 및 물성의 감소를 초래할 수 있다. 전도성 금속 고리를 삽입하거나(미국 특허 제7029544호) 전도성 스티치를 삽입하는 경우(미국 특허 제6289958호)에는 트레드의 일부만이 낮은 저항을 가질 뿐이었다.

실리카와 카본 블랙의 혼합물을 포함하는 타이어 조성물도 제안된 바 있지만, 종래의 타이어 특성, 예컨대 마모성, 마찰력 등을 유지하면서 전기 전도성을 높인 예는 아직 없다. 따라서 값비싸고 교체가 불가능한 압력센서를 별도로 사용하지 않더라도 타이어 자체에서 트레드의 마모 상태, 접지압, 도로 습도, 노면 상태 등을 관찰할 수 있도록 전기 전도성이 높으면서도 종래의 타이어의 특성은 유지할 수 있는 타이어 조성물이 요구된다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로써, 본 발명의 다양한 목적들 중 하나는, 타이어 조성물에 유화 중합 고무의 보강재로 실란화-실리카와 전기 전도성을 개선할 수 있는 탄소-기재 보강재 중 카본 블랙을 2종 이상 포함시킴으로써, 종래의 타이어의 특성을 유지하면서도 전기 전도성을 향상시킨 타이어 조성물을 제공하고, 이로써 제조된 전기 전도성을 갖는 타이어를 제공하는데 있다. 추가적으로, 본 발명의 다양한 목적들 중 하나는, 마모 상태, 습도, 접지압, 노면 상태, 지진 진동 등을 실시간으로 측정 가능한 타이어 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 타이어 조성물은 하기 성분들, 특히 2종 이상의 카본 블랙을 필수적으로 포함함으로써 종래 타이어의 특성을 유지하면서도 높은 전기 전도도를 갖는다.

(1) 시스-1,4-폴리부타디엔 고무 및 스티렌-부타디엔 고무 중 선택된 1 종의 합성 고무 및 천연 고무를 1:1 내지 9:1의 비율로 포함하는 고무 블렌드;

(2) 총 고무 성분 100 중량부를 기준으로 10 내지 35 중량부의 제1 카본 블랙; 및

(3) 총 고무 성분 100 중량부를 기준으로 5 내지 15 중량부의 제2 카본 블랙, 여기서 상기 제2 카본 블랙은 35 내지 45 m2/g의 BET 표면적을 가짐.

본 발명에 따른 다양한 효과 중 하나는, 전도성 타이어 조성물은 전기 전도성이 매우 높으면서도 종래의 타이어의 특성을 모두 구비한다는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 타이어를 예시적으로 보여준다.
도 2는 고무 블렌드의 종류에 따른 체적 저항률 및 마모 부피의 변화율을 보여준다. 점선 구간은 바람직한 구간을 표시한 것이다.
도 3은 제2 카본 블랙, 제3 카본 블랙, 및 실리카의 함량은 동일하게 하고 제1 카본 블랙의 함량을 변화시켰을 때의 체적 저항률 및 마모 부피의 변화율을 보여준다.

다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.

본 개시내용의 일부 실시예들은 타이어 트레드가 전도성 소재로 형성되어 별도의 압력 센서 없이도 마모 상태, 습도, 접지압, 노면 상태, 및 지진 진동 등을 실시간으로 측정 가능한 타이어 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따른 전도성 타이어 조성물은 상기 전기 전도성의 특성으로 다음과 같은 효과를 추가로 가질 수 있다.

첫째, 별도의 압력 센서 또는 기타 센서 장치 없이도 트레드 변형, 도로 습도, 접지압, 노면 상태 측정이 가능하다. 예컨대 도 1에서 도시되는 바와 같이 본 발명에 따른 전기 전도성 타이어 조성물로 제조된 타이어(A 및 B)는 노면 상태를 전기적으로 실시간으로 파악할 수 있다.

둘째, 별도의 센서가 필요 없으므로 타이어가 차량의 운전중에 큰 압력을 지속적으로 받더라도 센서의 고장 또는 유지보수의 필요가 없다.

셋째, 타이어의 외피를 이루는 트레드 자체가 센서로 작용되므로, 센서가 고장나더라도 센서의 유지보수나 교체가 불가능한 종래의 타이어와 달리 타이어의 수명이 다할 때까지 트레드의 센서 작용이 유지된다.

넷째, 타이어의 외피를 이루는 트레드 자체가 센서로 작용되므로, 접지압을 직접적이면서 전면적으로 측정이 가능하여 종래보다 현저하게 정확한 측정이 가능하다.

<고무 블렌드>

본 발명에 따른 타이어 조성물에 사용되는 고무 블렌드는 천연 고무(NR) 10 내지 90 중량부 및 합성 고무 10 내지 90 중량부의 혼합물을 사용한다. 제1 실시양태에서 본 발명에 사용되는 합성 고무는 시스-1,4-폴리부타디엔(BR)이다. 상기 시스-1,4-폴리부타디엔의 시스(cis) 함량은 90 내지 100 중량%, 바람직하게는 97 내지 100 중량%이다. 시스 함량이 90 중량% 미만인 경우 원하는 내마모성이 얻어지지 않을 수 있고, 시스 함량이 70 중량% 미만인 경우 천연 고무(NR)과의 호환성이 불량할 수 있어 원하는 특성들이 얻어지지 않을 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 천연 고무 함량이 시스-1,4-폴리부타디엔 고무에 블렌드된 총 성분의 100 중량부를 기준으로 약 0.1 내지 10 중량부로 낮은 경우, 인장 특성이 증가하면 마모 특성이 낮아지는 것과 같이 상충되는 현상이 나타날 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

제2 실시양태에서 본 발명에 사용되는 합성 고무는 스티렌-부타디엔 고무(SBR)이다.

천연 고무(NR) 대 합성 고무(BR 또는 SBR)은 비율은 9:1 내지 1:9이고, 바람직하게는 1:1 내지 1:9, 가장 바람직하게는 1:9이다. 도 2에 도시된 바와 같이 천연 고무 대 합성 고무의 비율이 9:1 초과인 경우 체적 저항률은 감소하지만 마모 부피가 급격하게 상승하여 바람직하지 않다. 천연 고무 대 합성 고무의 비율이 1:9 미만인 경우 마모 부피가 급격하게 상승하여 바람직하지 않다. 따라서 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 천연 고무 대 합성 고무의 비율은 체적 저항률이 65 Ω.cm 이하, 바람직하게는 51 Ω.cm 이하이고 마모 부피가 125 mm³ 이하, 바람직하게는 120 mm³ 이하이면서 종래의 점탄성 특성이 보장될 수 있는 구간인 9:1 내지 1:9, 바람직하게는 1:1 내지 1:9, 가장 바람직하게는 1:9인 것이 적합하다.

통상적인 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 시스-1,4-폴리부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR)의 화학 구조는 각각 순서대로 아래와 같다.

<보강재>

본 발명에 따른 타이어 조성물은 총 성분의 100 중량부를 기준으로 약 20 내지 80 중량부의 보강재를 포함한다. 상기 보강재는 실란화-실리카 및 탄소-기재 필러, 예컨대 그래핀 옥시드, 카본 블랙, 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있고, 이들 성분은 서로 시너지 효과를 나타낸다.

1. 실리카

제1 실시양태에 포함되는 보강재는 실리카이다. 상기 실리카는 총 고무 성분 100 중량부를 기준으로 5 내지 15 중량부, 바람직하게는 5 내지 10 중량부만큼 포함될 수 있다. 5 중량부 미만에서는 실리카의 첨가 목적인 회전저항 감소 효과가 미흡하고, 15 중량부를 초과하는 경우 본 발명에서 사용되는 카본 블랙에 의한 전기 전도성 개선 효과가 방해되므로 바람직하지 않다. 상기 실리카는 질소 가스를 사용하여 브루너, 엠메트, 텔러 표면적(이하 "BET 표면적")을 측정했을 때 약 150 내지 200 m2/g, 바람직하게는 164 m2/g의 값을 갖는 것이 바람직하다. 본원에서 BET 표면적은 상기 보강재의 기공률(porosity)을 포함하는 총 표면적을 의미한다. 상기 실리카는 침강 실리카인 것이 바람직하다. 상기 실리카는 0 내지 13, 바람직하게는 11.2의 pH를 가지고, 총 조성물 100 중량부를 기준으로 약 3 내지 12 중량부, 바람직하게는 3 내지 6 중량부의 실란 커플링제를 함유한다. 상기 BET 값 등은 실리카의 특성을 결정짓는 주요 인자들이기 때문에, 실리카의 BET 값 등이 상기 명시한 범위를 벗어나면 공정성이 나빠지므로 바람직하지 않다.

2. 탄소-기재 필러

가. 카본 블랙

제1 실시양태에 포함되는 추가의 보강재로는 두 종류 이상의 카본 블랙이 있다. 제1 카본 블랙은 약 1270 m2/g의 BET 표면적을 가지고 총 고무 성분 100 중량부를 기준으로 10 내지 35 중량부, 바람직하게는 15 내지 30 중량부, 가장 바람직하게는 20 내지 25 중량부만큼 포함될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 총 고무 성분 100 중량부를 기준으로 제1 카본 블랙의 함량이 10 중량부 미만인 경우 체적 저항률과 마모 부피가 모두 급격하게 상승하므로 바람직하지 않다. 총 고무 성분 100 중량부를 기준으로 제1 카본 블랙의 함량이 35 중량부를 초과인 경우 체적 저항률이 급격하게 상승하므로 바람직하지 않다. 따라서 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 제1 카본 블랙의 함량이 체적 저항률과 마모 부피가 모두 바람직한 값을 갖는 구간인 10 내지 35 중량부, 바람직하게는 15 내지 30 중량부, 가장 바람직하게는 20 내지 25 중량부인 것이 적합하다.

상기 제1 카본 블랙은 480 내지 510 mL/100g, 바람직하게는 498 mL/100g의 DBP(보강충전제의 구조(structure)를 나타내는 값)를 갖는다.

제2 카본 블랙은 35 내지 45 m2/g, 바람직하게는 35 내지 40 m2/g의 BET 표면적을 가지고 총 고무 성분 100 중량부를 기준으로 5 내지 15 중량부, 바람직하게는 5 내지 10 중량부만큼 포함될 수 있다. 상기 제2 카본 블랙은 ASTM D1510에 따라 측정했을 때 약 37 내지 47 g/kg, 바람직하게는 42.5 g/kg의 I2 흡습량(보강재의 표면적(surface area)을 나타내는 요오드 흡습량)을 갖는다. 상기 제2 카본 블랙은 ASTM D6556에 따라 측정했을 때 6 내지 10, 바람직하게는 7.3의 pH와 함께 38.7 m2/g의 통계적 표면적(STSA)을 갖는다. 상기 DBP 값 및 I2흡습량은 카본 블랙의 물리적 성질 및 화학적 성질을 결정짓는 주요 인자들이기 때문에 카본 블랙의 DBP 값 및 I2 흡습량과 첨가량이 상기 범위를 벗어나면 전기전도성 개선효과를 기대하기 어렵다.

제1 실시양태는 추가로 100 내지 121 m2/g의 BET 표면적을 갖는 제3 카본 블랙을 포함할 수 있다. 상기 제3 카본 블랙은 ASTM D1510에 따라 측정했을 때 약 116 내지 126 g/kg, 바람직하게는 123.3 g/kg의 I2 흡습량을 갖는다. 제3 카본 블랙의 pH는 약 6 내지 10, 바람직하게는 약 8이다. 제3 카본 블랙이 포함되는 경우, 총 고무 성분 100 중량부를 기준으로 제1 카본 블랙은 20 내지 25 중량부, 제2 및 제3 카본 블랙은 두 성분을 합쳐서 약 5 내지 10 중량부만큼 포함될 수 있다. 제3 카본 블랙은 제2 카본 블랙을 대체하여 포함될 수도 있다. 카본 블랙의 총량이 상기 명시한 범위에 미치지 않으면 전기 전도성 개선효과를 기대하기 어렵기 때문에 바람직하지 않고, 상기 명시한 범위를 넘어서면 타이어 트레드의 보강성이 낮아지기 때문에 바람직하지 않다.

나. 탄소 나노 튜브

본 발명에 따른 타이어 조성물은 총 고무 성분 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 1 중량부의 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다. 상기 탄소 나노 튜브는 약 220 m2/g의 BET 표면적, 약 140 nm의 직경, 약 7 μm의 길이, 25℃에서 약 1.7 mL의 밀도를 갖는 다중벽 탄소 나노 튜브(MWCNT)인 것이 바람직하다.

다. 그래핀 옥시드

본 발명에 따른 타이어 조성물은 탄소 나노 튜브와 함께 또는 탄소 나노 튜브를 대체하여 그래핀 옥시드를 총 고무 성분 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 1 중량부만큼 포함할 수 있다. 상기 그래핀 옥시드는 약 450 m2/g 이상의 BET 표면적을 갖는 환원된 그래핀 옥시드(RGO)인 것이 바람직하다.

상기 기술된 제1 실시양태에 포함되는 보강재와 동일한 보강재를 포함하지만 고무 블렌드 성분 또는 배합 비율이 다른 실시양태가 존재할 수 있다.

<첨가제>

본 발명에 따른 타이어 조성물은 추가로 고무/타이어 업계에 알려진 통상적인 첨가제들을 포함할 수 있다. 그러한 첨가제의 예로는 가황제(sulfur vulcanizing agent), 촉진제(accelerator), 활성화제(activator), 항산화제, 왁스, 공정 오일 등을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 첨가제(들)은 고무/타이어 업계에서 바람직한 범위로 인식하는 양 만큼 포함되며 이는 공지되어있다. 예컨대 본 발명에 따른 타이어 조성물은 15℃에서의 밀도가 0.9530이고(ASTM D4052 기준) 100℃에서 점도가 19.29(ASTM D445 기준)인 방향족 오일을 총 고무 성분 100 중량부를 기준으로 5 내지 15 중량부, 바람직하게는 5 내지 10 중량부만큼 포함할 수 있다.

<제조 방법>

본 발명에 따른 타이어 조성물을 제조하기 위해서는 먼저 상기 기술한 고무 블렌드, 탄소-기재 필러, 공정 오일, 항산화제 등을 약 90 내지 150℃, 바람직하게는 90 내지 100℃의 상승된 온도에서 혼합한다. 그 후 수득된 혼합물이 너무 이른 단계에서 가황되는 것을 방지하기 위하여 약 25 내지 50℃의 낮은 온도에서 활성화제, 촉진제, 및 가황제와 함께 혼합한다. 그 후 혼합된 조성물을 시트-아웃하고 레오미터(rheometer)에서 약 100 내지 190℃, 바람직하게는 120 내지 160℃에서 가황한다. 최적의 가황 특성은 생성된 샘플이 바람직한 표준 특성을 갖도록 변형될 수 있다.

균질한 혼합물을 얻기 위해서는 고무 성분과 다른 성분들을 조절된 시간만큼 이중-롤 밀(two-roll mill)을 거치게 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 이중-롤 밀을 거치는 시간은 5 내지 20분이 적당하고, 10 내지 15분이 바람직하다. 이중-롤 밀에서의 온도는 원하는 조성물의 성질에 따라 결정되지만, 통상적으로 25 내지 120℃가 적당하고, 25 내지 50℃가 바람직하다.

<실시예>

하기 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. 하기 비교예 및 실시예에 기재된 약자들은 다음을 의미한다.

NR: 천연 고무;

BR: 시스-1,4-폴리부타디엔 고무

SBR: 스티렌-부타디엔 고무;

TMTD: 테트라메틸 티우람 디술피드(Tetramethyl thiuram disulfide);

CZ: N-시클로헥실-2-벤조티아졸 술폰아미드;

SA, S/T: 스테아릭산;

6PPD: 1,3-디메틸부틸-N'-페닐-p-페닐렌디아민;

TMQ: 2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린 중합체;

TDAE: 처리된 증류 방향족 추출물(Treated Distillate Aromatic Extract)

1. 비교예

아래 표에서와 같이 본원 발명과는 달리 카본 블랙을 1 종만 포함하고, 실리카, 탄소 나노 튜브, 및 그래핀은 포함하지 않은 타이어 조성물을 여러 비율의 NR/BR 및 NR/SBR로 제조하였다.

그 결과 제조된 타이어 조성물 중 카본 블랙과 고무 블렌드 사이에 약한 상호표면 상호작용(interfacial interaction)이 발생하여, 불량한 강도 및 내마모성 특성이 발생하였다. 결과적으로 상기 모든 비교예(C1 내지 C10)은 통상적인 타이어 트레드 공정에 적합하지 않은 것으로 밝혀졌다.

2. 실시예

본 발명에 따른 타이어 조성물을 아래 표에 기재된 물질 및 조성비로 제조하였다.

<카본 블랙 2종 조성물>

<카본 블랙 3종 조성물 및 상업용 표준 타이어 조성물>

<물성 평가>

상기 실시예 1 내지 4의 타이어 조성물 및 상업용 표준 타이어 조성물의 물성을 측정하였다.

상기 표에서 알 수 있듯이, 카본 블랙을 1종만 포함하는 표준 타이어에 비해, 카본 블랙을 2종 또는 3종 포함하는 본 발명에 따른 타이어 조성물은 전기 전도성이 매우 우수할 뿐만 아니라(낮은 전기 저항성), 내마모성 역시 매우 우수한 것으로 나타났다. 게다가 표준 타이어와 비교할 때 다른 물성값도 우수하게 유지하고 있음을 알 수 있다. 카본 블랙을 2종 포함하는 경우도(D1, D2, D4, 및 D5) 전기 저항성이 매우 낮아 유용하지만, 특히나 카본 블랙을 3종 포함하는 경우(T1 및 T2) 전기 저항성이 더욱 낮아 전기 전도성의 측면에서 더욱 바람직함을 알 수 있다.

이로써 본 발명에 따른 타이어 조성물을 이용하여 타이어를 제조하는 경우 별도의 압력 센서 또는 기타 센서 장치 없이도 트레드 변형, 도로 습도, 접지압, 노면 상태 측정이 가능하고, 별도의 센서가 필요 없으므로 타이어가 차량의 운전중에 큰 압력을 지속적으로 받더라도 센서의 고장 또는 유지보수의 필요가 없으며, 센서가 고장나더라도 센서의 유지보수나 교체가 불가능한 종래의 타이어와 달리 타이어의 수명이 다할 때까지 트레드의 센서 작용이 유지될 수 있고, 접지압을 직접적이면서 전면적으로 측정이 가능하여 종래보다 현저하게 정확한 측정이 가능하다는 우수한 효과를 가진다.

상기 제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims

고무 블렌드;
제1 카본 블랙; 및
제2 카본 블랙;
을 포함하는 전도성 타이어 조성물.