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KR101591814B1 - 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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KR101591814B1
KR101591814B1 KR1020130156851A KR20130156851A KR101591814B1 KR 101591814 B1 KR101591814 B1 KR 101591814B1 KR 1020130156851 A KR1020130156851 A KR 1020130156851A KR 20130156851 A KR20130156851 A KR 20130156851A KR 101591814 B1 KR101591814 B1 KR 101591814B1
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rubber
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한국타이어 주식회사
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Abstract

본 발명은 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로서, 상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 천연고무 30 내지 60 중량부 및 부타디엔 고무 40 내지 70 중량부를 포함하는 원료고무 100 중량부, 카본블랙 40 내지 70 중량부, 노볼락 레진(Novolak Resin) 3 내지 10 중량부, 그리고 메틸렌 도너 0.2 내지 2 중량부를 포함한다.
상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 타이어 미 가류 상태에서 가공성이 우수하며, 내발열, 내피로성, 내크랙성에서 우수하여 런플랫 성능이 우수하고, 저연비 성능도 우수하다.

Description

런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어{RUBBER COMPOSITION OF SIDEWALL INSERT FOR RUN FLAT TIRE AND TIRE MANUFACTURED BY USING THE SAME}
본 발명은 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로서, 미가류 상태에서 가공성이 우수하며, 내발열, 내피로성, 내크랙성에서 우수하여 런플랫 성능이 우수하고, 저연비 성능도 우수한 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것이다.
기존의 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무는 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함하는 폴리부타디엔 및 부타디엔고무를 적용하여 내피로성과 내크랙성을 향상시켰으나 이 고무는 부타디엔 제조시 발생하는 개시제와 지연제 때문에 악취가 발생하여 작업성이 불리하다.
또한, 상기 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함하는 폴리부타디엔 및 부타디엔 고무는 발열이 높아 저연비 성능이 불리하게 되며 특정 업체에서만 공급하는 독점원료로 물량 확보도 어렵다.
한편, 최근 자동차 이산화탄소 배출량 규제 및 타이어 유럽 라벨링 제도 시행에 따라 타이어의 저연비 성능에 대한 요구가 증대되었고 타이어의 안전성에 대한 요구가 증대되었다.
한국특허공개 제2013-0075235호(공개일: 2013.07.05)
본 발명의 목적은 미가류 상태에서 가공성이 우수하며, 내발열, 내피로성, 내크랙성에서 우수하여 런플랫 성능이 우수하고, 저연비 성능도 우수한 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 천연고무 30 내지 60 중량부 및 시스-1,4-부타디엔의 함량이 97중량% 이상이고, 중량평균분자량(Mw)이 7.0X105 내지 7.5X105g/mol인 고시스 부타디엔 고무 40 내지 70 중량부를 포함하는 원료고무 100 중량부에 대하여, 카본블랙 40 내지 70 중량부, 노볼락 레진(Novolak Resin) 3 내지 10 중량부, 그리고 메틸렌 도너 0.2 내지 2 중량부를 포함하며, 상기 고무 조성물의 60℃ 10Hz 진동수 하에서 측정한 점탄성 tanδ 값은 0.06 이하이다.
상기 부타디엔 고무는 시스 1,4-부타디엔의 함량이 97 중량% 이상이고, 중량평균분자량(Mw)이 7.0X105 내지 7.5X105g/mol인 고시스 부타디엔일 수 있다.
상기 메틸렌 도너는 헥사메틸렌테트라민일 수 있다.
상기 카본블랙은 요오드 흡착량이 20 내지 50g/kg이고, OAN(Oil Absorption Number)이 85 내지 120cm3/100g일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 타이어는 상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 이용하여 제조한 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 천연고무 30 내지 60 중량부 및 부타디엔 고무 40 내지 70 중량부를 포함하는 원료고무 100 중량부에 대하여, 카본블랙 40 내지 70 중량부, 노볼락 레진(Novolak Resin) 3 내지 10 중량부, 그리고 메틸렌 도너 0.2 내지 2 중량부를 포함한다.
상기 천연고무는 천연고무로서 알려진 것이면 어느 것이라도 사용될 수 있고, 원산지 등이 한정되지 않는다. 상기 천연고무는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함할 수 있다.
상기 천연고무는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 30 내지 60 중량부로 포함될 수 있다. 상기 천연고무의 함량이 상기 범위 내인 경우 상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물의 내구 성능을 유지할 수 있다.
상기 부타디엔 고무는 고시스 부타디엔인 것이 바람직하다. 상기 고시스 부타디엔은 종래의 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함하는 폴리부타디엔을 대체한 것으로서, 상기 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함하는 폴리부타디엔은 부타디엔 고무에 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔이 10 내지 20 중량부 분산되어 경도 및 인장강도와 같은 보강성은 향상시키나, 회전 저항 성능인 발열 성능은 저하되나, 본 발명의 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 이를 분자쇄의 선형성이 높고, 시스-1,4 함량이 높으며, 분자량 분포가 좁은 부타디엔 고무를 사용하여 저연비 성능을 향상시킨다.
상기 고시스 부타디엔 고무(high-cis butadiene rubber)는 시스 1,4-부타디엔의 함량이 97 중량% 이상이고, 중량평균분자량(Mw)이 7.0X105 내지 7.5X105g/mol일 수 있다. 상기 부타디엔 고무의 시스 함량이 97 중량% 이상인 경우 시스 함량이 높을수록 히스테리시스 로스가 적고 그린 강도(green strength)가 높아져 내피로성능, 내발열성능 및 고무강도가 향상된다. 또한, 상기 부타디엔 고무의 중량평균분자량이 7.0X105 내지 7.5X105g/mol인 경우 타이어 트레드용 고무 조성물의 가공성을 저하시키지 않으면서 내마모성을 향상시킬 수 있다.
상기 고시스 부타디엔 고무는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 40 내지 70 중량부로 포함될 수 있다. 상기 고시스 부타디엔 고무의 함량이 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 40 중량부 미만이면 내마모성능 향상 효과를 기대하기 어렵고, 70 중량부를 초과하면 무니점도가 높아져 가공성이 저하된다.
또한, 상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 보강성 레진과 메틸렌 도너를 포함하여 높은 모듈러스와 인장 강도로 내구를 향상시켜 런플랫 성능이 우수하다. 즉, 상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 타이어 내부 압력 손실시(런플랫 상태) 차량을 지지하여 일정 속도로 일정 구간을 주행할 수 있도록 고무 조성물의 경도와 강성을 확보하기 위해 보강성 레진과 메틸렌 도너를 포함한다.
상기 보강성 레진은 노볼락 레진(Novolak Resin)일 수 있고, 상기 메틸렌 도너는 헥사메틸렌테트라민일 수 있다. 상기 노볼락 레진을 함유하는 고무 조성물은 가공시에는 혼합이나 가공에 거의 영향을 미치지 않지만, 가류시 헥사메틸렌테트라민의 메톡시기가 노볼락 레진에 제공되어 노볼락 레진에 존재하는 하이드록시기(-OH)와 반응하여 노볼락 레진 간의 메틸렌 브릿지(methylene bridge)를 생성함으로써, 열경화성의 레진 네트워크가 형성되어 경도 및 강성 증가 효과를 더욱 더 높여줄 수 있다.
본 발명에서 최적의 회전 저항 성능을 위해서는 상기 노볼락 레진은 3 내지 10 중량부로 사용하는 것이 적절하며, 이보다 많을 경우에는 경도 및 강성은 증가하나 회전 저항 성능은 저하될 수 있다.
또한, 상기 메틸렌 도너는 0.2 내지 2 중량부를 사용하는 것이 적절하며, 이 보다 많이 사용할 경우에는 인장 강도 저하를 초래하거나 스코치 안정성이 저하될 수 있다.
상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 보강한 충진제로서 카본블랙을 단독으로 포함하며, 본 발명의 목적에 적합한 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 얻기 위해 요오드 흡착량이 20 내지 50g/kg이고, OAN(Oil Absorption Number)이 85 내지 120cm3/100g의 특성을 가지는 카본블랙을 상기 원료고무 100 중량부에 대해 40 내지 70 중량부로 포함하는 것이 바람직하며, 상기 카본블랙의 함량이 이 보다 많을 경우는 회전 저항 성능이 불리해질 수 있고, 이 보다 적을 경우에는 경도 및 강성이 저하될 수 있다.
상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 선택적으로 추가적인 가류제, 가류촉진제, 가류촉진조제, 노화방지제 또는 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 통상적인 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물에서 사용되는 배합비에 따르는 바, 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 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 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 3 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 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 타이어의 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 0 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.
상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 통상적인 2단계의 연속 제조 공정을 통하여 제조될 수 있다. 즉, 110 내지 190℃에 이르는 최대 온도, 바람직하게는 130 내지 180℃의 고온에서 열기계적 처리 또는 혼련시키는 제1 단계 및 가교결합 시스템이 혼합되는 피니싱 단계 동안, 전형적으로 110℃ 미만, 예를 들면 40 내지 100℃의 저온에서 기계적 처리하는 제2 단계를 사용하여 적당한 혼합기 속에서 제조할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 사이드월 삽입물에 한정되지 않고, 타이어를 구성하는 다양한 고무 구성 요소에 포함될 수 있다. 상기 고무 구성 요소로는 트레드(트레드 캡 및 트레드 베이스), 사이드월, 에이펙스(apex), 채퍼(chafer), 와이어 코트 또는 이너라이너 등을 들 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 타이어는 상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 이용하여 제조된다. 상기 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 이용하여 타이어를 제조하는 방법은 종래에 타이어의 제조에 이용되는 방법이면 어느 것이든 적용이 가능한 바, 본 명세서에서 상세한 설명은 생략한다.
상기 타이어는 승용차용 타이어, 경주용 타이어, 비행기 타이어, 농기계용 타이어, 오프로드(off-the-road) 타이어, 트럭 타이어 또는 버스 타이어 등일 수 있다. 또한, 상기 타이어는 레디얼(radial) 타이어 또는 바이어스(bias) 타이어일 수 있으며, 레디얼 타이어인 것이 바람직하다.
본 발명의 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물은 미가류 상태에서 가공성이 우수하며, 내발열, 내피로성, 내크랙성에서 우수하여 런플랫 성능이 우수하고, 저연비 성능도 우수하다.
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 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 제조하였다. 상기 고무 조성물의 제조는 통상의 고무 조성물의 제조방법에 따랐다.
비교예1 비교예2 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예3
천연고무 50 50 50 50 50 50 50
BR 1(1) 50 - - - - - -
BR 2(2) 50 50 50 50 50 50
카본블랙(3) 50 50 50 50 50 50 60
보강성 레진(4) - - 3 5 3 3 -
메틸렌 도너(5) - - 0.3 0.5 0.6 1 -
산화아연 5 5 5 5 5 5 5
스테아린산 2 2 2 2 2 2 2
유황 3 3 3 3 3 3 3
촉진제(6) 2 2 2 2 2 2 2
열화방지제(7) 1 1 1 1 1 1 1
(단위: 중량부)
(1) BR 1: 신디오택틱 1,2-폴리부타디엔을 포함한 폴리부타디엔
(2) BR 2: 시스 1,4-부타디엔의 함량이 97 중량% 이상이고, 중량평균분자량(Mw)이 7.0X105 내지 7.5X105g/mol인 고시스 부타디엔 고무
(3) 카본블랙: GPF(요오드 흡착 비표면적이 20 내지 50g/kg이고, OAN이 85 내지 120cm3/100g임)
(4) 보강성 레진: 노볼락 레진(Novolak Resin)
(5) 메틸렌 도너: 헥사메틸렌테트라민
(6) 촉진제: TBBS
(7) 열화방지제: Vulcuren KA9188
[ 실험예 : 제조된 고무 조성물의 물성 측정]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무 시편에 대하여 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
비교예1 비교예2 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예3
경도
(Shore A)		 73 69 73 78 75 76 72
100% 모듈러스(MPa) 72 62 76 89 83 85 70
신장율(%) 180 200 176 162 172 169 170
인장강도(MPa) 124 95 121 112 116 118 106
60℃ tanδ 0.08 0.45 0.05 0.057 0.053 0.056 0.06
- 경도는 Shore A 경도계를 사용하였으며, 100% 모듈러스, 인장강도 및 신장율은 ASTM D412 시험법에 따라 인스트론(Instron)시험기를 이용하여 측정하였다.
- 점탄성은 DMTA 측정기를 사용하여 5% 변형(strain)에 10Hz Frequency하에서 0에서 10%까지 tan δ를 측정하였다.
상기 표 2에서 60℃ tanδ는 회전저항 특성을 나타내는 것으로서 수치가 낮을수록 성능이 우수함을 나타낸다. 경도와 100% 모듈러스는 수치가 높을수록 강성 및 내크랙성이 우수함을 나타내고, 신장율과 인장강도는 수치가 높을수록 인장특성이 우수함을 나타낸다.
상기 표 2를 참조하면, 실시예는 선형성이 높고, 시스-1,4 함량이 높은 부타디엔을 사용하고 보강성 레진인 노볼락 레진와 메틸렌 도너로서 헥사메틸렌테트라민을 사용하여, 신디오태틱 1,2-폴리부타디엔을 포함하는 비교예 1 또는 노볼락 레진과 헥사메틸렌테트라민을 포함하지 않는 비교예 2 및 3에 비하여 회전저항 성능이 향상되고, 높은 강성을 나타냄을 알 수 있다.
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 60 중량부 및 시스-1,4-부타디엔의 함량이 97 중량% 이상이고, 중량평균분자량(Mw)이 7.0×105 내지 7.5×105g/mol인 고시스 부타디엔 고무 40 내지 70 중량부를 포함하는 원료고무 100 중량부에 대하여,
    요오드 흡착량이 20 내지 50g/kg이고, OAN(Oil Adsorption Number)이 85 내지 120cm3/100g인 카본블랙 40 내지 70 중량부,
    노볼락 레진(Novolak Resin) 3 내지 10 중량부, 그리고
    헥사메틸렌테트라민 0.2 내지 2 중량부를 포함하는 고무 조성물에 있어서,
    상기 고무 조성물의 60℃ 10Hz 진동수 하에서 측정한 점탄성 tanδ값이 0.06 이하인 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 따른 런플랫 타이어용 사이드월 인서트 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어.
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