KR101493109B1

KR101493109B1 - 타이어용 고무 조성물 및 이것을 이용한 공기 타이어

Info

Publication number: KR101493109B1
Application number: KR1020097026290A
Authority: KR
Inventors: 요이치 미즈노; 도시카즈 곤도
Original assignee: 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2007-06-06
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2015-02-12
Also published as: CN101688029A; RU2009143274A; EP2163578B1; KR20100031101A; ATE553151T1; EP2163578A1; RU2472816C2; US8946334B2; CN101688029B; EP2163578A4; US20100190907A1; WO2008149585A1

Abstract

천연 고무 및 에폭시화 천연 고무 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 천연 고무 성분을 포함하는 고무 성분과, 실리카를 포함하는 무기 필러를 함유하는 타이어용 고무 조성물 및 이것을 이용한 공기 타이어가 제공된다. 그 타이어용 고무 조성물은, 클린치 에이펙스용 고무 조성물로서 이용할 수 있고, 이 경우, 그 고무 성분은, 그 천연 고무 성분으로 이루어지며, 그 고무 성분 100 질량부에 대하여, 상기 무기 필러를 50 질량부∼80 질량부 및 카본 블랙을 2 질량부∼5 질량부 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 그 타이어용 고무 조성물은, 비드 에이펙스용 고무 조성물로서 이용할 수 있고, 이 경우, 그 무기 필러는, 실리카 및 클레이를 포함하며, 그 클레이의 배합량은, 그 고무 성분 100 질량부에 대하여 5 질량부∼40 질량부이고, 그 실리카와 그 클레이의 배합량의 합계는, 그 고무 성분 100 질량부에 대하여 65 질량부 이상인 것이 바람직하다.

Description

타이어용 고무 조성물 및 이것을 이용한 공기 타이어{RUBBER COMPOSITION FOR TIRE AND PNEUMATIC TIRE MADE WITH THE SAME}

본 발명은, 타이어에 이용되는 고무 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공기 타이어의 클린치 에이펙스용 고무 조성물 및 비드 에이펙스용 고무 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 그 고무 조성물로 이루어지는 클린치 에이펙스 고무 또는 비드 에이펙스 고무를 구비하는 공기 타이어에 관한 것이다.

공기 타이어의 림과의 체이핑(chafing) 부분에는 클린치 에이펙스 고무가 설치되어 있다. 클린치 에이펙스 고무는, 주행 시에 림으로부터 타이어에 구동력을 전달하는 기능, 및 타이어의 하중을 유지하는 기능을 갖는다. 따라서, 클린치 에이펙스 고무는 고경도이며 내열노화특성이 우수한 것이 필요하다. 또한, 주행 시에 있어서의 타이어의 반복 변형에 따른 림과의 마찰에 의해 발생하는 마멸을 경감하기 위해서, 클린치 에이펙스 고무에는 소정의 내마모성도 요구된다. 또한, 클린치 에이펙스 고무의 강성, 경도 및 기계 강도 등의 물리적 특성은, 주행 시의 조종 안정 성능에 큰 영향을 미치기 때문에, 이들 성능을 적절한 범위 내로 설정하는 것도 요구된다.

또한, 최근의 자동차 성능의 향상에 따라, 타이어에 있어서도 높은 조종 안 정성이 요구되고 있다. 높은 조종 안정성을 갖는 타이어를 얻기 위해서는, 비드 에이펙스 고무의 강성을 향상시킬 필요가 있다. 종래, 비드 에이펙스 고무의 강성을 향상시키기 위해서, 비드 에이펙스용 고무 조성물에 다량의 카본 블랙을 배합시키는 것이 행해져 왔다.

다량의 카본 블랙을 첨가하는 것은, 비드 에이펙스의 고강성화에는 유효하지만, 타이어 주행 중에 발열하기 쉬워진다는 문제를 유발한다. 발열이 발생하면, 타이어의 내피로성이 저하되어 내구성이 손상되고, 고무의 손실 정접(tanδ)의 증대에 의해 타이어의 구름(rolling) 저항이 증대하여 연비가 상승해 버린다.

한편, 최근 환경 문제가 중시되어, CO₂ 배출의 규제가 강화되어 있다. 또한 석유 자원은 유한하여, 장래적으로는, 카본 블랙 등의 석유 자원 유래의 원료의 공급이 곤란해질 가능성이 있고, 공급량이 해마다 감소하고 있는 것에 따른 석유 가격의 고등(高騰)이 예측된다. 따라서, 석유 자원 유래의 원료를 석유외 자원 유래의 원료로 치환해 가는 것이 요구되고 있다.

현재 일반적으로 시판되어 있는 타이어는, 전체 중량의 절반 이상이 석유 자원인 원료로 구성되어 있다. 예컨대, 일반적인 승용차용 타이어는, 합성 고무 약 20 질량%, 카본 블랙 약 20 질량%, 연화제, 합성 섬유 등을 포함하고 있기 때문에, 타이어 전체의 약 50 질량% 이상이 석유 자원의 원료로 구성되어 있다. 그래서, 석유 자원 유래의 원료를 이용하는 경우와 동일 내지 그 이상의 요구 특성을 만족하는, 천연 자원 유래의 원료를 이용한 타이어용 고무의 개발이 요망되고 있다.

일본 특허 공개 제2003-64222호 공보(특허 문헌 1)에는, 구름 저항을 저감할 목적으로, 디엔계 고무 100 질량부에 대하여, 무기 충전제 5 중량부∼150 중량부, 실란 커플링제 0 중량부∼30 중량부, 및 요오드가가 130 이하인 식물 유지 5 중량부∼100 중량부를 함유하는 고무 조성물이 제안되어 있다.

일본 특허 공개 제2002-105245호 공보(특허 문헌 2)에는, 타이어의 내마모성 및 구름 저항 특성을 저하시키지 않고서, 웨트 그립 성능을 대폭으로 개선할 수 있는 트레드용 고무 조성물 및 공기 타이어를 제공할 목적으로, (A) 디엔계 고무 또는 디엔계 고무와 천연 고무의 혼합물로 이루어지고, 또한 스티렌-부타디엔 고무를 적어도 20 중량% 함유하는 고무 성분 100 중량부, (B) 클레이 5 중량부∼50 중량부, (C) 질소 흡착 비표면적이 100 ㎡/g∼300 ㎡/g인 실리카 5 중량부 이상, 및 (D) 질소 흡착 비표면적이 70 ㎡/g∼300 ㎡/g인 카본 블랙 1 중량부 이상을 함유하며, (B) 클레이와 (C) 실리카의 합계량이 30 중량부 이상, (B) 클레이와 (C) 실리카와 (D) 카본 블랙의 합계량이 100 중량부 이하인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물이 제안되어 있다.

일본 특허 공개 제2005-2287호 공보(특허 문헌 3)에는, 자동차 주행에 있어서의 저연비화를 가능하게 하는 베이스 트레드용 고무 조성물, 및 그것을 이용한 타이어의 제공을 목적으로, 천연 고무 및 부타디엔 고무로 이루어지는 고무 성분 100 중량부에 대하여, 전분 및 가소제로 이루어지는 복합재 1 중량부∼20 중량부를 함유하는 베이스 트레드용 고무 조성물이 제안되어 있다.

일본 특허 공개 제2005-53944호 공보(특허 문헌 4)에는, 자동차 주행에 있어 서의 저연비화를 가능하게 하는 사이드월용 고무 조성물, 및 그것을 이용한 타이어의 제공을 목적으로, 천연 고무 및/또는 이소프렌 고무, 및 부타디엔 고무로 이루어지는 고무 성분 100 중량부에 대하여, 전분 및 가소제로 이루어지는 복합재 1 중량부∼20 중량부를 함유하는 사이드월용 고무 조성물이 제안되어 있다.

일본 특허 공개 제2006-89526호 공보(특허 문헌 5)에는, 내공기 투과성, 내균열 성장 성능 및 경도와 같은 타이어 부재로서 필요한 성능을 유지하고, 또한 가공성을 향상시킨 타이어용 고무 조성물 및 이것에 의해 얻어진 타이어를 제공하는 것을 목적으로, 천연 고무 및/또는 그 변성물로 이루어지는 고무 성분 100 중량부에 대하여, 실리카를 30 중량부 이상, 탄산칼슘을 5 중량부∼15 중량부, 및 카본 블랙을 5 중량부 이하 함유하는 타이어용 고무 조성물이 제안되어 있다.

일본 특허 공개 제2002-338734호 공보(특허 문헌 6)에는, 강성, 내열성, 접착성, 습열 접착성, 신장 성능 등의 밸런스가 우수한 브레이커용 고무 조성물, 및 그 고무 조성물을 브레이커층 또는 벨트층에 이용한 공기 타이어를 제공하는 것을 목적으로, 천연 고무 및/또는 이소프렌 고무를 주성분으로 하는 고무 성분 100 중량부에 대하여, 55 중량부∼65 중량부의 카본 블랙, 5 중량부∼15 중량부의 실리카, 3.5 중량부∼4.5 중량부의 유황, 0.08 중량부 이상의 코발트, 레조르신계 수지 및 메틸렌 공여체를 포함하는 브레이커용 고무 조성물이 제안되어 있다.

그러나, 종래의 기술에서는, 석유 자원 유래의 원료의 사용량이 저감되어 있고, 내크랙성이 우수하며, 저발열성이고, 조제 시의 가공성이 우수한 클린치 에이펙스용 고무 조성물, 및 고강성, 저발열성이며, 조제 시의 가공성도 우수한 비드 에이펙스용 고무 조성물 및 이들을 이용한 공기 타이어는 얻어지고 있지 않다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제2003-64222호 공보

특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2002-105245호 공보

특허 문헌 3: 일본 특허 공개 제2005-2287호 공보

특허 문헌 4: 일본 특허 공개 제2005-53944호 공보

특허 문헌 5: 일본 특허 공개 제2006-89526호 공보

특허 문헌 6: 일본 특허 공개 제2002-338734호 공보

(발명의 개시)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 석유 자원 유래의 원료의 사용량이 저감되어 있고, 자원 절약 및 환경 보호에 대한 배려가 충분히 이루어져 있으며, 클린치 에이펙스 고무 및 비드 에이펙스 고무의 어느 부위에 적용되는 경우라도, 우수한 성능을 나타내고, 각 부위에 요구되는 특성을 만족하는 타이어용 고무 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 그 고무 조성물로 이루어지는 클린치 에이펙스 고무 또는 비드 에이펙스 고무를 구비하는 공기 타이어를 제공하는 것이다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명의 타이어용 고무 조성물은, 천연 고무(NR) 및 에폭시화 천연 고무(ENR) 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 천연 고무 성분을 포함하는 고무 성분과, 실리카를 적어도 포함하는 무기 필러를 함유한다. 본 발명의 타이어용 고무 조성물은, 타이어의 클린치 에이펙스 고무 및 비드 에이펙스 고무의 제조에 적합하게 이용할 수 있다.

본 발명의 타이어용 고무 조성물이 클린치 에이펙스 고무의 제조에 이용되는 고무 조성물(이하, 클린치 에이펙스용 고무 조성물이라고 함)인 경우에 있어서는, 그 고무 성분은, 그 천연 고무 성분으로 이루어지고, 그 고무 성분 100 질량부에 대하여, 그 무기 필러를 50 질량부∼80 질량부의 범위 내에서 함유하며, 또한, 그 고무 성분 100 질량부에 대하여, 카본 블랙을 2 질량부∼5 질량부의 범위 내에서 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 클린치 에이펙스용 고무 조성물에 있어서, 무기 필러는, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 클레이, 마이카 및 산화마그네슘으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과, 실리카로 이루어질 수 있다. 이 경우, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 클레이, 마이카 및 산화마그네슘의 배합량의 합계는, 고무 성분 100 질량부에 대하여 20 질량부 이상인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 클린치 에이펙스용 고무 조성물에 있어서, 무기 필러는 실리카로 이루어질 수도 있다.

본 발명의 고무 조성물이 비드 에이펙스 고무의 제조에 이용되는 고무 조성물(이하, 비드 에이펙스용 고무 조성물이라고 함)인 경우에 있어서는, 그 무기 필러는, 실리카 및 클레이를 적어도 포함하고, 그 클레이의 배합량은, 그 고무 성분 100 질량부에 대하여 5 질량부∼40 질량부의 범위 내이며, 그 실리카와 그 클레이의 배합량의 합계는, 그 고무 성분 100 질량부에 대하여 65 질량부 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 비드 에이펙스용 고무 조성물은, 카본 블랙을 더 포함해도 좋다. 그 카본 블랙의 배합량은, 고무 성분 100 질량부에 대하여 5 질량부 이하일 수 있다.

본 발명의 비드 에이펙스용 고무 조성물에 있어서, 무기 필러의 배합량은, 고무 성분 100 질량부에 대하여 70 질량부 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 비드 에이펙스용 고무 조성물에 있어서는, 고무 성분이 상기 천연 고무 성분으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 비드 에이펙스용 고무 조성물에 있어서는, 듀로미터 경도가 70∼95의 범위 내인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은, 상기 타이어용 고무 조성물로 이루어지는 클린치 에이펙스 고무 또는 비드 에이펙스 고무를 구비하는 공기 타이어를 제공한다.

(발명의 효과)

본 발명에 따르면, 석유 자원 유래의 원료의 사용량이 저감되고, 자원 절약 및 환경 보호에 대한 배려가 충분히 이루어져 있으며, 클린치 에이펙스 고무 및 비드 에이펙스 고무의 어느 부위에 적용되는 경우라도, 우수한 성능을 나타내고, 각 부위에 요구되는 특성을 만족하는 타이어용 고무 조성물, 및 그 타이어용 고무 조성물로 이루어지는 클린치 에이펙스 고무 또는 비드 에이펙스 고무를 구비하는 공기 타이어가 제공된다.

도 1은 본 발명의 공기 타이어의 좌측 절반을 예시한 단면도이다.

(부호의 설명)

1: 타이어 2: 트레드부

3: 사이드월부 4: 비드부

5: 비드 코어 6: 카카스

7: 벨트층 8: 비드 에이펙스 고무

9: 내측 라이너 고무 3G: 사이드월 고무

4G: 클린치 에이펙스 고무

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

본 발명의 타이어용 고무 조성물은, 천연 고무(NR) 및 에폭시화 천연 고무(ENR) 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 천연 고무 성분을 포함하는 고무 성분과, 실리카를 적어도 포함하는 무기 필러를 함유한다. 본 발명의 타이어용 고무 조성물은, 클린치 에이펙스용 고무 조성물 및 비드 에이펙스용 고무 조성물로서 적합하게 이용할 수 있다. 이하, 이들 고무 조성물에 대해서 상세히 설명한다.

<클린치 에이펙스용 고무 조성물>

본 발명의 클린치 에이펙스용 고무 조성물에 있어서는, 천연 고무 및 에폭시화 천연 고무 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 천연 고무 성분을 고무 성분으로서 이용하고, 또한 카본 블랙의 배합량을 소량으로 함으로써, 석유 자원 유래의 원 료의 사용량의 저감이 가능하다. 또한 그 고무 성분과 소량의 카본 블랙을 이용함으로써 조제 시의 가공성도 양호하다. 본 발명에서는, 카본 블랙의 배합량이 소량인 클린치 에이펙스용 고무 조성물을 이용함으로써 공기 타이어의 발열성을 저감할 수 있다. 한편, 본 발명에서는, 무기 필러의 배합량을 소정의 범위 내로 하고 있기 때문에, 카본 블랙 이외의 필러에 의해 양호한 내크랙성이 얻어진다. 본 발명에 따르면, 석유 자원 유래의 원료의 사용량이 저감되고, 내크랙성이 우수하며, 저발열성이고, 조제 시의 가공성이 우수한 클린치 에이펙스용 고무 조성물을 제공하는 것이 가능해진다.

(고무 성분)

본 발명에서 이용되는 천연 고무 성분은, 천연 고무(NR) 및 에폭시화 천연 고무(ENR) 중 적어도 어느 하나로 이루어진다. 즉, 본 발명에서는 석유 자원 유래인 합성 고무를 이용하지 않기 때문에, 석유 자원 유래의 원료의 사용량을 저감할 수 있다.

천연 고무(NR)로서는, 고무 공업에서 종래 이용되고 있는 것을 사용할 수 있고, 예컨대, RSS#3, TSR 등의 등급의 천연 고무를 들 수 있다.

에폭시화 천연 고무(ENR)는, 천연 고무(NR)의 불포화 이중 결합이 에폭시화된 변성 천연 고무의 일종이며, 극성기인 에폭시기에 의해 분자 응집력이 증대한다. 그 때문에, 천연 고무보다도 유리 전이 온도(Tg)가 높고, 또한 기계적 강도나 내마모성, 내공기 투과성이 우수하다. 특히, 고무 조성물 중에 실리카를 배합한 경우에 있어서는, 실리카 표면의 실라놀기와 에폭시화 천연 고무의 에폭시기의 반응 에 기인하여, 카본 블랙을 고무 조성물 중에 배합하는 경우와 같은 정도의 기계적 강도나 내마모성을 얻을 수 있다.

에폭시화 천연 고무(ENR)로서는, 시판되어 있는 것을 이용해도 좋고, 천연 고무(NR)를 에폭시화한 것을 이용해도 좋다. 천연 고무(NR)를 에폭시화하는 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예컨대 클로로히드린법, 직접 산화법, 과산화수소법, 알킬히드로퍼옥시드법, 과산법 등을 들 수 있다. 과산법으로서는, 예컨대 천연 고무의 에멀젼에 과초산이나 과포름산 등의 유기 과산을 에폭시화제로서 반응시키는 방법을 들 수 있다.

에폭시화 천연 고무(ENR)의 에폭시화율은, 5 몰% 이상이 바람직하고, 10 몰% 이상이 보다 바람직하다. 여기서, 본 명세서 중에 있어서, 에폭시화율이란 에폭시화 전의 천연 고무 중의 이중 결합의 전체 수 중 에폭시화된 수의 비율을 의미하며, 예컨대 적정 분석이나 핵자기 공명(NMR) 분석 등에 의해 구해진다. 에폭시화 천연 고무(ENR)의 에폭시화율이 5 몰% 미만인 경우, 에폭시화 천연 고무(ENR)의 유리 전이 온도가 낮기 때문에, 클린치 에이펙스용 고무 조성물의 고무 경도가 낮아, 그 클린치 에이펙스용 고무 조성물을 클린치 에이펙스 고무로서 이용한 공기 타이어의 내구성 및 내피로성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 에폭시화 천연 고무(ENR)의 에폭시화율은, 65 몰% 이하가 바람직하고, 60 몰% 이하가 보다 바람직하다. 에폭시화 천연 고무(ENR)의 에폭시화율이 65 몰%를 초과하는 경우, 클린치 에이펙스용 고무 조성물이 딱딱해짐으로써 기계 강도가 저하되는 경향이 있다.

에폭시화 천연 고무(ENR)로서, 보다 전형적으로는, 에폭시화율 25 몰%의 에 폭시화 천연 고무나, 에폭시화율 50 몰%의 에폭시화 천연 고무 등을 예시할 수 있다.

천연 고무 성분 중의 천연 고무(NR)의 함유율은, 10 질량% 이상인 것이 바람직하다. 천연 고무(NR)의 그 함유율이 10 질량% 미만인 경우, 클린치 에이펙스용 고무 조성물의 기계 강도가 낮아지는 경향이 있다. 천연 고무(NR)의 그 함유율은, 30 질량% 이상, 나아가서는 40 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 천연 고무 성분 중의 천연 고무(NR)의 함유율은, 90 질량% 이하인 것이 바람직하다. 천연 고무(NR)의 그 함유율이 90 질량%를 초과하는 경우, 클린치 에이펙스용 고무 조성물의 인열 강도가 낮아지는 경향이 있다. 천연 고무(NR)의 그 함유율은, 80 질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

천연 고무 성분 중의 에폭시화 천연 고무(ENR)의 함유율은, 10 질량% 이상인 것이 바람직하다. 에폭시화 천연 고무(ENR)의 그 함유율이 10 질량% 미만인 경우, 인장 강도가 작아지는 경향이 있다. 에폭시화 천연 고무(ENR)의 그 함유율은, 20 질량% 이상, 나아가서는 30 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 고무 성분 중의 에폭시화 천연 고무(ENR)의 함유율은, 70 질량% 이하인 것이 바람직하다. 에폭시화 천연 고무(ENR)의 함유율이 70 질량%를 초과하는 경우, 고무 경도가 지나치게 커지기 때문에 클린치 에이펙스용 고무 조성물의 기계 강도가 낮아지는 경향이 있다. 에폭시화 천연 고무(ENR)의 그 함유율은, 60 질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

(무기 필러)

본 발명의 클린치 에이펙스용 고무 조성물에 있어서는, 고무 성분 100 질량부에 대하여 무기 필러가 50 질량부∼80 질량부의 범위 내에서 배합되는 것이 바람직하다. 고무 성분 100 질량부에 대한 무기 필러의 배합량이 50 질량부 미만이면 원하는 내크랙성이 얻어지지 않고, 80 질량부를 초과하면 가공성이 악화된다. 무기 필러의 그 배합량은, 55 질량부 이상, 나아가서는 60 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 75 질량부 이하, 나아가서는 70 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.

무기 필러는 실리카를 함유한다. 이에 따라, 클린치 에이펙스용 고무 조성물의 기계 강도를 양호하게 유지하면서, 카본 블랙의 사용량을 저감할 수 있기 때문에, 석유 자원 유래의 원료의 사용량을 저감할 수 있다. 또한, 무기 필러 이외에 카본 블랙이 조합됨으로써, 실리카를 대량으로 이용하는 경우에 발생하는 가공성의 악화도 방지할 수 있다.

실리카의 배합량은, 고무 성분 100 질량부에 대하여 25 질량부∼70 질량부의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 실리카의 그 배합량이 25 질량부 미만인 경우, 실리카를 배합함에 따른 보강 효과가 작아지는 경향이 있고, 70 질량부를 초과하는 경우, 가공성이 저하되는 경향이 있다. 실리카의 그 배합량은, 30 질량부 이상, 나아가서는 35 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 또한 60 질량부 이하, 나아가서는 55 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 무기 필러가 실리카 이외의 필러를 포함하는 경우, 실리카의 배합량은, 고무 성분 100 질량부에 대하여 30 질량부∼55 질량부의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 실리카의 그 배합량이 30 질량부 미만인 경우, 실리카를 배합함에 따 른 보강 효과가 작아지는 경향이 있고, 55 질량부를 초과하는 경우, 가공성이 저하되는 경향이 있다. 실리카의 그 배합량은, 나아가서는 35 질량부 이상, 더 나아가서는 40 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 또한 50 질량부 이하, 나아가서는 45 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.

실리카의 BET 비표면적은, 100 ㎡/g 이상인 것이 바람직하고, 이 경우, 클린치 에이펙스용 고무 조성물의 기계 강도가 양호하다. 실리카의 BET 비표면적은, 나아가서는 130 ㎡/g 이상, 더 나아가서는 150 ㎡/g 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 실리카의 BET 비표면적은, 200 ㎡/g 이하인 것이 바람직하고, 이 경우, 가공성이 양호하다. 실리카의 BET 비표면적은, 나아가서는 190 ㎡/g 이하, 더 나아가서는 180 ㎡/g 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, BET 비표면적은, 예컨대 ASTM-D-4820-93에 준거한 방법으로 측정할 수 있다.

실리카는, 습식법에 의해 조제된 것이어도 좋고, 건식법에 의해 조제된 것이어도 좋다. 실리카의 바람직한 시판품으로서는, 예컨대 데구사 제조의 「울트라실 VN3」 등을 예시할 수 있다.

무기 필러로서 실리카 외에 배합될 수 있는 필러로서는, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 클레이, 마이카, 산화마그네슘 등을 들 수 있다. 특히, 무기 필러 중 실리카 이외의 필러(이하, 간단히 다른 필러라고도 함)가, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 클레이, 마이카 및 산화마그네슘으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 무기 필러는, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 클레이, 마이카, 산화마그네슘에서 선택되는 적어도 1종과 실리카로 이루어질 수 있다. 이 경우, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 클레이, 마이카, 산화마그네슘, 및 실리카는 모두 석유외 자원 유래이기 때문에, 양호한 기계 강도를 유지하면서 석유 자원 유래의 원료 사용량의 저감 효과를 양호하게 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 클린치 에이펙스용 고무 조성물에 이용되는 클레이(즉 점토)란, 암석 또는 광물의 풍화, 변성 작용에 의해 생성된 미세한 입자의 집합체를 총칭하며, 보다 전형적으로는, 입경 2 ㎛ 이하의, 점토 광물을 주성분으로 하는 입자를 의미한다. 여기서 점토 광물이란, 전형적으로는 층 형상 규산염을 주성분으로 하는 결정질 또는 비정질을 의미한다.

클레이의 구체예로서는, 습식 카올린(미소성 카올린), 소성 카올린, 습식 및 건식의 납석 클레이(agalmatolite clay) 등을 예시할 수 있고, 표면을 커플링제로 처리한 클레이도 예시할 수 있다. 그 중에서도, 고무 중으로의 분산성이 우수하다는 점에서, 표면을 커플링제로 처리한 클레이가 바람직하다.

본 발명의 무기 필러 중, 다른 필러의 배합량의 합계는, 고무 성분 100 질량부에 대하여 20 질량부 이상인 것이 바람직하다. 다른 필러의 그 배합량의 합계가 20 질량부 미만인 경우, 실리카의 배합량이 많아지기 때문에 가공성이 낮아지는 경향이 있다. 그 배합량의 합계는, 나아가서는 22 질량부 이상, 더 나아가서는 25 질량부 이상인 것이 바람직하다. 한편, 그 배합량의 합계가 50 질량부를 초과하는 경우, 실리카의 배합량이 적어짐으로써 보강 효과가 낮아지는 경향이 있기 때문에, 그 배합량의 합계는 50 질량부 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 40 질량부 이하, 더 나아가서는 30 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 탄산칼슘의 배합량은, 고무 성분 100 질량부에 대하여 20 질량부∼40 질량부의 범위 내인 것이 바람직하다. 탄산칼슘의 그 배합량이 20 질량부 미만인 경우, 실리카의 배합량이 많아지기 때문에 가공성이 낮아지는 경향이 있고, 40 질량부를 초과하는 경우, 실리카의 배합량이 적어지기 때문에 보강 효과가 낮아지는 경향이 있다. 탄산칼슘의 그 배합량은, 25 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 또한 35 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.

한편, 무기 필러는 실리카로 이루어질 수도 있다. 이 경우도, 석유외 자원 유래의 실리카의 사용에 의해, 양호한 기계 강도를 유지하면서 석유 자원 유래의 원료의 사용량의 저감 효과를 양호하게 얻을 수 있다.

(카본 블랙)

또한, 본 발명의 클린치 에이펙스용 고무 조성물은, 카본 블랙을 함유하는 것이 바람직하다. 카본 블랙의 배합량은, 고무 성분 100 질량부에 대하여 2 질량부∼5 질량부의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 고무 성분 100 질량부에 대한 카본 블랙의 배합량이 2 질량부 미만이면 내크랙성 및 가공성이 악화되고, 5 질량부를 초과하면 석유 자원 유래의 원료의 사용량의 저감 효과가 작아지고, 저발열성의 부여도 곤란해진다. 카본 블랙의 그 배합량은, 3 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 4 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.

카본 블랙의 요오드 흡착 비표면적은, 30 g/㎏ 이상인 것이 바람직하고, 이 경우, 클린치 에이펙스용 고무 조성물의 기계 강도가 양호하다. 카본 블랙의 요오드 흡착 비표면적은, 나아가서는 40 g/㎏ 이상, 더 나아가서는 70 g/㎏ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 카본 블랙의 요오드 흡착 비표면적은, 150 g/㎏ 이하인 것이 바람직하고, 이 경우, 가공성이 양호하다. 카본 블랙의 요오드 흡착 비표면적은, 나아가서는 130 g/㎏ 이하, 더 나아가서는 125 g/㎏ 이하인 것이 보다 바람직하다.

카본 블랙의 바람직한 시판품으로서는, 예컨대 미쯔비시 가가쿠 제조의 「다이아블랙 H」 등을 예시할 수 있다.

(실란 커플링제)

본 발명에서는 실리카가 배합된다. 따라서, 실란 커플링제를 조합하여 이용하는 경우, 클린치 에이펙스용 고무 조성물에 대하여 우수한 보강 효과가 부여되어 바람직하다. 실란 커플링제의 배합량은, 실리카의 배합량을 100 질량%로 했을 때의 양으로 4 질량%∼12 질량%의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 실란 커플링제의 그 배합량이 4 질량% 미만인 경우, 보강 효과가 낮아지는 경향이 있고, 12 질량%를 초과하는 경우, 양을 늘려도 보강 효과의 현저한 개선은 기대할 수 없는 한편 비용이 상승하기 때문에 경제적이지 않게 되는 경향이 있다. 실란 커플링제의 그 배합량은, 나아가서는 6 질량% 이상, 더 나아가서는 8 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.

실란 커플링제로서는, 종래부터 공지된 실란 커플링제를 이용할 수 있고, 예컨대, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸) 테트라설파이드, 비스(4-트리에톡시실릴부틸)테트라설파이드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)테트라설파이드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)테트라설파이드, 비스(4-트리메톡시실릴부틸)테트라설파이드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)트리설파이드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)트리설파이드, 비스(4-트리에톡시실릴부틸)트리설파이드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)트리설파이드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)트리설파이드, 비스(4-트리메톡시실릴부틸)트리설파이드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디설파이드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)디설파이드, 비스(4-트리에톡시실릴부틸)디설파이드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)디설파이드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)디설파이드, 비스(4-트리메톡시실릴부틸)디설파이드, 3-트리메톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라설파이드, 3-트리에톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라설파이드, 2-트리에톡시실릴에틸-N,N-디메틸티오카르바모일테트라설파이드, 2-트리메톡시실릴에틸-N,N-디메틸티오카르바모일테트라설파이드, 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아졸릴테트라설파이드, 3-트리에톡시실릴프로필벤조티아졸테트라설파이드, 3-트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트모노설파이드 등의 설파이드계; 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, 2-메르캅토에틸트리메톡시실란, 2-메르캅토에틸트리에톡시실란 등의 메르캅토계; 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란 등의 비닐계; 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란 등의 아미노계; γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실 란, γ-글리시독시프로필메틸디메톡시실란 등의 글리시독시계; 3-니트로프로필트리메톡시실란, 3-니트로프로필트리에톡시실란 등의 니트로계; 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리에톡시실란, 2-클로로에틸트리메톡시실란, 2-클로로에틸트리에톡시실란 등의 클로로계; 등을 들 수 있다. 이들 실란 커플링제는, 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다.

상기 중에서도, 가공성이 양호하다는 이유에서, 데구사사 제조 Si69(비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드), Si266(비스(3-트리에톡시실릴프로필)디설파이드) 등이 바람직하게 이용된다.

(그 외의 배합제)

본 발명의 클린치 에이펙스용 고무 조성물에는, 상기한 성분 이외에도, 종래 고무 공업에서 사용되는 다른 배합제, 예컨대 가황제, 스테아린산, 가황 촉진제, 가황 촉진 조제(예컨대 산화아연 등), 오일, 경화 레진, 왁스, 노화 방지제 등을 배합해도 좋다. 또한, 전술한 실리카, 카본 블랙 이외의 충전제로서, 예컨대, 산화티탄, 산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 클레이, 탤크 등을 병용해도 좋다.

가황제로서는, 유기 과산화물 또는 유황계 가황제를 사용하는 것이 가능하고, 유기 과산화물로서는, 예컨대, 벤조일퍼옥사이드, 디쿠밀퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸쿠밀퍼옥사이드, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드, 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)헥신-3 또는 1,3-비스(t-부틸퍼옥시프로필) 벤젠, 디-t-부틸퍼옥시-디이소프로필벤젠, t-부틸퍼옥시벤젠, 2,4-디클로로벤조일퍼옥사이드, 1,1-디-t-부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸실록산, n-부틸-4,4-디-t-부틸퍼옥시발레레이트 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서, 디쿠밀퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤젠 및 디-t-부틸퍼옥시-디이소프로필벤젠이 바람직하다. 또한, 유황계 가황제로서는, 예컨대, 유황, 모르폴린디설파이드 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서는 유황이 바람직하다. 이들 가황제는, 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다. 또한, 유황은 오일 처리된 것이어도 좋다.

가황 촉진제로서는, 설펜아미드계, 티아졸계, 티우람계, 티오우레아계, 구아니딘계, 디티오카르바민산계, 알데히드-아민계 또는 알데히드-암모니아계, 이미다졸린계, 또는, 크산테이트계 가황 촉진제 중 적어도 하나를 함유하는 것을 사용하는 것이 가능하다. 설펜아미드계로서는, 예컨대 CBS(N-시클로헥실-2-벤조티아질설펜아미드), TBBS(N-tert-부틸-2-벤조티아질설펜아미드), N,N-디시클로헥실-2-벤조티아질설펜아미드, N-옥시디에틸렌-2-벤조티아질설펜아미드, N,N-디이소프로필-2-벤조티아졸설펜아미드 등의 설펜아미드계 화합물 등을 사용할 수 있다. 티아졸계로서는, 예컨대 MBT(2-메르캅토벤조티아졸), MBTS(디벤조티아질디설파이드), 2-메르캅토벤조티아졸의 나트륨염, 아연염, 구리염, 시클로헥실아민염, 2-(2,4-디니트로페닐)메르캅토벤조티아졸, 2-(2,6-디에틸-4-모르폴리노티오)벤조티아졸 등의 티아졸계 화합물 등을 사용할 수 있다. 티우람계로서는, 예컨대 TMTD(테트라메틸티우람디설파이드), 테트라에틸티우람디설파이드, 테트라메틸티우람모노설파이드, 디펜타메틸렌티우람디설파이드, 디펜타메틸렌티우람모노설파이드, 디펜타메틸렌티우람테 트라설파이드, 디펜타메틸렌티우람헥사설파이드, 테트라부틸티우람디설파이드, 펜타메틸렌티우람테트라설파이드 등의 티우람계 화합물을 사용할 수 있다. 티오우레아계로서는, 예컨대 티아카르바미드, 디에틸티오요소, 디부틸티오요소, 트리메틸티오요소, 디오르토톨릴티오요소 등의 티오요소 화합물 등을 사용할 수 있다. 구아니딘계로서는, 예컨대 디페닐구아니딘, 디오르토톨릴구아니딘, 트리페닐구아니딘, 오르토톨릴비구아니드, 디페닐구아니딘프탈레이트 등의 구아니딘계 화합물을 사용할 수 있다. 디티오카르바민산계로서는, 예컨대 에틸페닐디티오카르바민산아연, 부틸페닐디티오카르바민산아연, 디메틸디티오카르바민산나트륨, 디메틸디티오카르바민산아연, 디에틸디티오카르바민산아연, 디부틸디티오카르바민산아연, 디아밀디티오카르바민산아연, 디프로필디티오카르바민산아연, 펜타메틸렌디티오카르바민산아연과 피페리딘의 착염, 헥사데실(또는 옥타데실)이소프로필디티오카르바민산아연, 디벤질디티오카르바민산아연, 디에틸디티오카르바민산나트륨, 펜타메틸렌디티오카르바민산피페리딘, 디메틸디티오카르바민산셀레늄, 디에틸디티오카르바민산텔루륨, 디아밀디티오카르바민산카드뮴 등의 디티오카르바민산계 화합물 등을 사용할 수 있다. 알데히드-아민계 또는 알데히드-암모니아계로서는, 예컨대 아세트알데히드-아닐린 반응물, 부틸알데히드-아닐린 축합물, 헥사메틸렌테트라민, 아세트알데히드-암모니아 반응물 등의 알데히드-아민계 또는 알데히드-암모니아계 화합물 등을 사용할 수 있다. 이미다졸린계로서는, 예컨대 2-메르캅토이미다졸린 등의 이미다졸린계 화합물 등을 사용할 수 있다. 크산테이트계로서는, 예컨대 디부틸크산토겐산아연 등의 크산테이트계 화합물 등을 사용할 수 있다. 이들 가황 촉진제는, 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다.

노화 방지제로서는, 아민계, 페놀계, 이미다졸계, 카르바민산 금속염 등을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.

오일로서는, 프로세스 오일, 식물 유지, 또는 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있다. 프로세스 오일로서는, 파라핀계 프로세스 오일, 나프텐계 프로세스 오일, 방향족계 프로세스 오일 등을 예시할 수 있다. 식물 유지로서는 피마자유, 면실유, 아마인유, 유채 기름, 대두유, 팜유, 야자유, 낙화생유, 로진, 파인 오일, 파인 타르, 톨유, 콘유, 미강유, 홍화유, 참기름, 올리브유, 해바라기유, 팜핵유, 동백유, 호호바유, 마카다미아너트유, 사플라워유, 동유(桐油) 등을 예시할 수 있다.

본 발명의 클린치 에이펙스용 고무 조성물의, 가교 후에 있어서의, 경도 시험 방법(JIS K6253)으로 측정되는 고무 경도(즉 JIS-A 경도)는, 60∼80의 범위 내인 것이 바람직하다. 고무 경도가 60 미만인 경우, 클린치 에이펙스용 고무 조성물의 강성이 낮아 공기 타이어의 내구성이 저하되는 경향이 있다. 또한 고무 경도가 80을 초과하는 경우, 클린치 에이펙스용 고무 조성물이 딱딱해져 기계 강도가 저하되는 경향이 있다. 고무 경도는, 65 이상, 나아가서는 75 이상인 것이 보다 바람직하다.

<비드 에이펙스용 고무 조성물>

본 발명의 비드 에이펙스용 고무 조성물은, 고무 성분과, 무기 필러로서의 실리카를 함유하고, 바람직하게는, 무기 필러로서 클레이를 더 함유한다. 즉, 석유외 자원 유래인 실리카 및 클레이를 무기 필러로서 이용함으로써, 석유 자원 유래 의 원료의 사용량을 저감할 수 있다. 또한, 실리카 및 클레이가 배합된 비드 에이펙스용 고무 조성물을 이용한 공기 타이어는, 예컨대 카본 블랙을 다량으로 배합한 비드 에이펙스용 고무 조성물을 이용한 공기 타이어와 같이 발열을 발생시킬 우려가 적다. 또한, 본 발명에서는, 클레이를 배합함으로써, 고무 조성물의 조제 시의 가공성을 저하시키지 않고서 기계 강도가 우수한 고무를 얻을 수 있다. 본 발명에 따르면, 석유 자원 유래의 원료의 사용량을 저감하고, 고강성, 저발열성이며, 조제 시의 가공성도 우수한 비드 에이펙스용 고무 조성물을 제공하는 것이 가능해진다.

(고무 성분)

본 발명에서 이용되는 고무 성분은, 천연 고무 및 에폭시화 천연 고무 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 천연 고무 성분을 포함한다.

에폭시화 천연 고무(ENR)의 에폭시화율은, 10 몰% 이상이 바람직하고, 20 몰% 이상이 보다 바람직하다. 에폭시화 천연 고무(ENR)의 에폭시화율이 10 몰% 미만인 경우, 에폭시화 천연 고무(ENR)의 유리 전이 온도가 낮기 때문에, 비드 에이펙스용 고무 조성물의 고무 경도가 낮아, 그 비드 에이펙스용 고무 조성물을 비드 에이펙스 고무로서 이용한 공기 타이어의 내구성 및 내피로성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 에폭시화 천연 고무(ENR)의 에폭시화율은, 70 몰% 이하가 바람직하고, 60 몰% 이하가 보다 바람직하다. 에폭시화 천연 고무(ENR)의 에폭시화율이 70 몰%를 초과하는 경우, 비드 에이펙스용 고무 조성물이 딱딱해짐으로써 기계 강도가 저 하되는 경향이 있다.

에폭시화 천연 고무(ENR)로서, 보다 전형적으로는, 에폭시화율 25 몰%의 에폭시화 천연 고무나, 에폭시화율 50 몰%의 에폭시화 천연 고무 등을 예시할 수 있다.

본 발명에 있어서, 고무 성분 중의 천연 고무 성분의 함유율은 70 질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그 함유율이 70 질량% 미만인 경우, 석유 자원 유래의 원료의 사용량의 저감 효과가 낮아지는 경향이 있다. 천연 고무 성분의 그 함유율은, 80 질량% 이상, 나아가서는 90 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 석유 자원 유래의 원료의 사용량의 저감 효과가 양호하다는 점에서, 고무 성분 중의 천연 고무 성분의 함유율이 100 질량%, 즉 고무 성분이 천연 고무 성분으로 이루어지는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 원하는 타이어 특성에 따라, 예컨대 고무 성분 중의 천연 고무 성분의 함유율을 90 질량% 이하, 나아가서는 80 질량% 이하로 하고, 고무 성분 중의 잔부로서 천연 고무 성분 이외의 고무를 배합해도 좋다.

고무 성분은, 전술한 바와 같이 정의되는 천연 고무 성분 이외에도, 석유외 자원 유래의 고무로서, 예컨대 수소화 천연 고무 등의 변성 천연 고무 등을 함유할 수 있다.

또한, 고무 성분은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 석유 자원 유래의 고무를 함유해도 좋다. 석유 자원 유래의 고무로서는, 예컨대, 스티렌부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 스티렌이소프렌 공중합체 고무, 이소프렌 고무(IR), 부틸 고무(IIR), 클로로프렌 고무(CR), 아크릴로니트릴부타디엔 고 무(NBR), 할로겐화부틸 고무(X-IIR), 이소부틸렌과 p-메틸스티렌의 공중합체의 할로겐화물 등을 예시할 수 있다. 그 중에서도, 비드 에이펙스용 고무 조성물의 경도를 높게 할 수 있고, 공기 타이어에 대하여 특히 양호한 내구성 및 내피로성을 부여할 수 있다는 점에서, SBR, BR, IR이 바람직하다.

고무 성분 중의 천연 고무(NR)의 함유율은, 70 질량% 이상인 것이 바람직하다. 천연 고무(NR)의 그 함유율이 70 질량% 미만인 경우, 석유 자원 유래의 원료의 사용량의 저감 효과가 작아지는 경향이 있다. 천연 고무(NR)의 그 함유율은, 80 질량% 이상, 나아가서는 90 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 고무 성분 중의 천연 고무(NR)의 함유율은, 100 질량%여도 좋으나, 원하는 타이어 특성에 따라, 예컨대 90 질량% 이하, 나아가서는 80 질량% 이하로 하고, 잔부에, 에폭시화 천연 고무, 그 외의 변성 천연 고무, 합성 고무 등을 이용할 수 있다.

고무 성분 중의 에폭시화 천연 고무(ENR)의 함유율은, 5 질량% 이상인 것이 바람직하다. 에폭시화 천연 고무(ENR)의 그 함유율이 5 질량% 미만인 경우, 비드 에이펙스용 고무 조성물의 강성이 낮아지는 경향이 있다. 에폭시화 천연 고무(ENR)의 그 함유율은, 10 질량% 이상, 나아가서는 15 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 고무 성분 중의 에폭시화 천연 고무(ENR)의 함유율은, 80 질량% 이하인 것이 바람직하다. 에폭시화 천연 고무(ENR)의 함유율이 80 질량%를 초과하는 경우, 고무 경도 및 강성이 지나치게 커지기 때문에 비드 에이펙스용 고무 조성물의 기계 강도가 오히려 낮아지는 경향이 있다. 에폭시화 천연 고무(ENR)의 그 함유율은, 70 질량% 이하, 나아가서는 60 질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

(클레이)

본 발명의 비드 에이펙스용 고무 조성물은, 무기 필러로서, 클레이(즉 점토)를 함유하는 것이 바람직하다. 여기서, 본 발명의 비드 에이펙스용 고무 조성물에 이용되는 클레이(즉 점토)란, 암석 또는 광물의 풍화, 변성 작용에 의해 생성된 미세한 입자의 집합체를 총칭하며, 보다 전형적으로는, 입경 10 ㎛ 이하의, 점토 광물을 주성분으로 하는 입자를 의미한다. 여기서 점토 광물이란, 전형적으로는 층 형상 규산염을 주성분으로 하는 결정질 또는 비정질을 의미한다.

클레이의 구체예로서는, 습식 카올린(미소성 카올린), 소성 카올린, 습식 및 건식의 납석 클레이 등을 예시할 수 있다. 그 중에서도, 차량 주행 시의 타이어의 저발열성을 부여하는 효과가 높다는 점에서, 소성 카올린이 바람직하다.

고무 성분 100 질량부에 대한 클레이의 배합량은, 5 질량부∼40 질량부의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 클레이의 그 배합량이 5 질량부 미만인 경우, 보강 효과 및 가공성의 개선 효과가 충분히 얻어지지 않고, 40 질량부를 초과하는 경우, 비드 에이펙스용 고무 조성물의 기계 강도가 낮아져 비드 에이펙스 고무의 내구성이 저하되는 경향이 있다. 클레이의 그 배합량은, 5 질량부 이상, 나아가서는 10 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 또한, 40 질량부 이하, 나아가서는 30 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.

클레이의 평균 입경은, 0.3 ㎛∼5 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 클레이의 평균 입경이 0.3 ㎛ 미만인 경우, 가공성이 낮아지는 경향이 있고, 5 ㎛를 초과하는 경우, 비드 에이펙스용 고무 조성물의 경도가 낮아져 기계 강도가 작아지는 경향이 있다. 클레이의 평균 입경은, 0.4 ㎛ 이상, 나아가서는 0.5 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 또한, 4 ㎛ 이하, 나아가서는 3 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.

클레이의 바람직한 시판품으로서는, 예컨대, 다케하라 가가쿠 고교(주) 제조의 「유니온 클레이 RC-1」「글로맥스(Glomax) LL」「NN 카올린 클레이」「5호 클레이」, 티엘(THIELE)사 제조의 「KAOKAL」, J.M.Huber사 제조의 「Huber35(B)」 등을 예시할 수 있다.

(실리카)

실리카는, 실리카와 클레이의 배합량의 합계가 고무 성분 100 질량부에 대하여 65 질량부 이상이 되도록 배합된다. 실리카와 클레이의 배합량의 그 합계가 65 질량부 미만이면, 보강 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 실리카와 클레이의 배합량의 그 합계는, 70 질량부 이상인 것이 보다 바람직하다. 보강 효과를 양호하게 얻는다는 점에서는, 실리카와 클레이의 배합량의 합계가 많은 편이 바람직하지만, 그 합계가 지나치게 많으면 비드 에이펙스용 고무 조성물이 딱딱해져 기계 강도가 저하되는 경향이 있기 때문에, 실리카와 클레이의 배합량의 합계는, 고무 성분 100 질량부에 대하여 100 질량부 이하, 나아가서는 90 질량부 이하, 더 나아가서는 85 질량부 이하인 것이 바람직하다.

고무 성분 100 질량부에 대한 실리카의 배합량은, 20 질량부∼70 질량부의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 실리카의 그 배합량이 20 질량부 미만인 경우, 실리카를 배합함에 따른 보강 효과가 작아지는 경향이 있고, 70 질량부를 초과하면 비드 에이펙스용 고무 조성물이 딱딱해져 기계 강도가 저하되는 경향이 있다. 실리카의 그 배합량은, 25 질량부 이상, 나아가서는 30 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 또한 65 질량부 이하, 나아가서는 60 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.

실리카의 BET 비표면적은, 100 ㎡/g∼300 ㎡/g의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 실리카의 BET 비표면적이 100 ㎡/g 미만인 경우, 비드 에이펙스용 고무 조성물의 경도가 낮아져 기계 강도가 저하되는 경향이 있고, 300 ㎡/g을 초과하는 경우, 가공성이 저하되는 경향이 있다. 실리카의 BET 비표면적은, 110 ㎡/g 이상, 나아가서는 120 ㎡/g 이상인 것이 보다 바람직하고, 또한, 280 ㎡/g 이하, 나아가서는 260 ㎡/g 이하인 것이 보다 바람직하다.

실리카는, 습식법에 의해 조제된 것이어도 좋고, 건식법에 의해 조제된 것이어도 좋다. 또한, 바람직한 시판품으로서는, 예컨대, 데구사 제조의 「울트라실 VN2」(BET 비표면적 125 ㎡/g) 및 「울트라실 VN3」(BET 비표면적 175 ㎡/g) 등을 예시할 수 있다.

(카본 블랙)

본 발명의 비드 에이펙스용 고무 조성물에 있어서, 무기 필러는, 카본 블랙을 더 포함해도 좋다. 이 경우, 고무 성분 100 질량부에 대한 카본 블랙의 배합량은 5 질량부 이하로 하는 것이 바람직하다. 카본 블랙의 그 배합량이 5 질량부를 초과하는 경우, 석유 자원 유래의 원료 사용량 저감 효과가 작아지는 경향이 있고, 저발열성을 얻기 어려워지는 경향이 있다. 석유 자원 유래의 원료의 사용량을 저감한다는 점에서, 카본 블랙의 그 배합량은, 4.5 질량부 이하, 나아가서는 4 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다. 한편, 비드 에이펙스용 고무 조성물에 대한 보강 효과가 향상한다는 점에서, 카본 블랙의 그 배합량은, 1 질량부 이상, 나아가서는 2 질량부 이상, 더 나아가서는 2.5 질량부 이상이어도 좋다.

카본 블랙의 BET 비표면적은, 40 ㎡/g∼300 ㎡/g의 범위 내인 것이 바람직하다. 카본 블랙의 BET 비표면적이 40 ㎡/g 미만인 경우, 비드 에이펙스용 고무 조성물의 기계 강도가 저하되는 경향이 있다. 카본 블랙의 BET 비표면적은, 50 ㎡/g 이상, 나아가서는 60 ㎡/g 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 카본 블랙의 BET 비표면적이 300 ㎡/g을 초과하는 경우, 비드 에이펙스용 고무 조성물의 조제 시의 가공성이 저하되는 경향이 있다. 카본 블랙의 BET 비표면적은, 280 ㎡/g 이하, 나아가서는 260 ㎡/g 이하인 것이 보다 바람직하다.

카본 블랙의 바람직한 시판품으로서는, 예컨대, 캐보트 재팬 제조의 「쇼블랙(Showblack) N330」「쇼블랙 N220」「쇼블랙 N110」 등을 예시할 수 있다.

(그 외의 무기 필러)

무기 필러는, 전술한 클레이, 실리카, 카본 블랙 외에, 예컨대, 산화티탄, 산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 클레이, 탤크 등을 포함해도 좋다. 그러나, 보다 전형적으로는, 클레이와 실리카로 이루어지는 무기 필러, 또는, 클레이와 실리카와 카본 블랙으로 이루어지는 무기 필러가 배합된다.

무기 필러의 배합량은, 고무 성분 100 질량부에 대하여 60 질량부 이상인 것이 바람직하다. 무기 필러의 그 배합량이 60 질량부 미만인 경우, 보강 효과가 저하되는 경향이 있다. 무기 필러의 그 배합량은, 65 질량부 이상, 나아가서는 70 질량부 이상인 것이 바람직하다. 한편, 비드 에이펙스용 고무 조성물의 강성이 과도하게 높아짐에 따른 기계 강도의 저하를 방지할 수 있다는 점, 및 비드 에이펙스용 고무 조성물의 조제 시의 가공성을 양호하게 유지할 수 있다는 점에서, 무기 필러의 배합량은, 고무 성분 100 질량부에 대하여 100 질량부 이하인 것이 바람직하고, 90 질량부 이하, 나아가서는 80 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.

(실란 커플링제)

본 발명에서는 실리카가 배합된다. 따라서, 실란 커플링제를 조합하여 이용하는 경우, 비드 에이펙스용 고무 조성물에 대하여 우수한 보강 효과가 부여되어 바람직하다. 실란 커플링제의 배합량은, 실리카의 배합량을 100 질량%로 했을 때의 양으로 2 질량%∼12 질량%의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 실란 커플링제의 그 배합량이 2 질량% 미만인 경우, 보강 효과가 낮아지는 경향이 있고, 12 질량%를 초과하는 경우, 양을 늘려도 보강 효과의 현저한 개선은 기대할 수 없는 한편 비용이 상승하기 때문에 경제적이지 않게 되는 경향이 있다. 실란 커플링제의 그 배합량은, 3 질량% 이상, 나아가서는 4 질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 또한, 11 질량% 이하, 나아가서는 10 질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

실란 커플링제의 구체예는, 상기한 바와 같다. 이들 중에서도, 가공성이 양 호하다는 이유에서, 데구사사 제조 Si69(비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드), Si266(비스(3-트리에톡시실릴프로필)디설파이드) 등이 바람직하게 이용된다.

(그 외의 배합제)

본 발명의 비드 에이펙스용 고무 조성물은, 클린치 에이펙스용 고무 조성물과 마찬가지로, 종래 고무 공업에서 사용되는 다른 배합제, 예컨대 가황제, 스테아린산, 가황 촉진제, 가황 촉진 조제(예컨대 산화아연 등), 오일, 경화 레진, 왁스, 노화 방지제 등을 배합해도 좋다.

본 발명의 비드 에이펙스용 고무 조성물의, 가교 후에 있어서의, JIS K6253에 준하여 측정되는 고무 경도인 듀로미터 경도는, 70∼95의 범위 내인 것이 바람직하다. 그 듀로미터 경도가 70 미만인 경우, 비드 에이펙스용 고무 조성물의 강성이 낮아 공기 타이어의 내구성이 저하되는 경향이 있다. 또한 그 듀로미터 경도가 95를 초과하는 경우, 비드 에이펙스용 고무 조성물이 딱딱해져 기계 강도가 저하되는 경향이 있다. 그 듀로미터 경도는, 78 이상, 나아가서는 80 이상인 것이 보다 바람직하고, 또한, 92 이하, 나아가서는 90 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 듀로미터 경도의 측정에 있어서는, 타입 A 듀로미터 경도의 측정 범위를 10∼90으로 하고, 타입 A 듀로미터 경도가 90을 초과할 때에는, 타입 D 듀로미터로 측정하며, 타입 D 듀로미터 경도가 20 미만일 때에는, 타입 A 듀로미터로 측정하는 것으로 한다.

다음으로, 본 발명의 공기 타이어에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 공 기 타이어의 좌측 절반을 예시한 단면도이다.

도 1에 도시하는 공기 타이어(1)는, 트레드부(2)와, 그 양단으로부터 타이어 반경 방향 내측으로 연장되는 한 쌍의 사이드월부(3)와, 각 사이드월부(3)의 내측단에 위치하는 비드부(4)를 구비한다. 또한, 비드부(4, 4) 사이에는 카카스(6)가 걸쳐지고, 이 카카스(6)의 외측이며 또한 트레드부(2)의 내측에는 후프 효과(hoop effect)를 가지고 트레드부(2)를 보강하는 벨트층(7)이 배치된다.

상기 카카스(6)는, 카카스 코드를 타이어 적도(CO)에 대하여, 예컨대 70°∼90°의 각도로 배열하는 1장 이상의 카카스 플라이로 형성되고, 이 카카스 플라이는, 상기 트레드부(2)로부터 사이드월부(3)를 경유하여 비드부(4)의 비드 코어(5) 둘레에서 타이어 축 방향의 내측으로부터 외측으로 접혀 고정된다.

상기 벨트층(7)은, 벨트 코드를 타이어 적도(CO)에 대하여, 예컨대 40°이하의 각도로 배열한 2장 이상의 벨트 플라이로 이루어지고, 각 벨트 코드가 플라이 사이에서 교차하도록 방향을 다르게 하여 중첩 배치되어 있다. 또한, 필요에 따라 벨트층(7)의 양단부의 리프팅을 방지하기 위한 밴드층(도시하지 않음)을, 벨트층(7)의 적어도 외측에 설치해도 좋고, 이때 밴드층은, 저모듈러스의 유기 섬유 코드를, 타이어 적도(CO)와 대략 평행하게 나선형으로 감은 연속 플라이로 형성한다.

또한 비드부(4)에는, 상기 비드 코어(5)로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 비드 에이펙스 고무(8)가 배치되고, 카카스(6)의 내측에는, 타이어 내강면을 이루는 내측 라이너 고무(9)가 인접 설치되며, 카카스(6)의 외측은, 클린치 에이펙스 고무(4G) 및 사이드월 고무(3G)로 보호된다.

본 발명의 공기 타이어는, 상기 클린치 에이펙스 고무, 비드부의 비드 에이펙스 고무 중 어느 하나 또는 양쪽이 본 발명의 고무 조성물을 이용하여 형성된 것이다. 바람직하게는, 클린치 에이펙스 고무 및 비드 에이펙스 고무의 양쪽이 본 발명의 고무 조성물로 형성된다.

또한 도 1에서는 승용차용 공기 타이어에 대해서 예시하고 있으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 승용차용, 트럭용, 버스용, 중차량용 등, 각종 차량의 용도에 대하여 이용되는 공기 타이어를 제공한다.

본 발명의 공기 타이어는, 종래부터 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. 즉, 예컨대 본 발명의 클린치 에이펙스용 고무 조성물을 이용하는 경우, 상기 구성의 클린치 에이펙스용 고무 조성물을 혼련하고, 미가황의 단계에서 타이어의 클린치의 형상에 맞춰 압출 가공하여, 타이어의 다른 부재와 함께, 타이어 성형기 상에서 통상의 방법으로 성형함으로써, 미가황 타이어를 형성한다. 이 미가황 타이어를 가황기 속에서 가열 가압함으로써, 본 발명의 공기 타이어를 얻을 수 있다. 본 발명의 비드 에이펙스용 고무 조성물을 이용하는 경우에 대해서도 마찬가지이다.

이러한 본 발명의 공기 타이어는, 석유 자원 유래의 원료의 사용량이 저감되고, 자원 절약 및 환경 보호에 대한 배려가 충분히 이루어져 있으며, 우수한 성능을 나타낸다. 구체적으로는, 내크랙성, 저발열성, 조제 시의 가공성이 고도로 양립된, 본 발명의 클린치 에이펙스용 고무 조성물이 사용되는 경우에는, 내구성 및 연비가 우수한 타이어를 얻는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 비드 에이펙스용 고무 조성물이 사용되는 경우에는, 조종 안정성 및 연비가 우수하고, 또한 제조 시의 가 공성도 우수한 타이어를 얻는 것이 가능하다. 따라서, 지구 환경에 친화적인 「에코 타이어」로서, 예컨대 승용차용, 트럭용, 버스용, 중차량용 등, 여러 용도에 대하여 적합하게 적용될 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다.

<실시예 1∼11 및 비교예 1∼5>

표 1∼3에 나타내는 배합 성분 중, 유황 및 가황 촉진제를 제외한 배합 성분을 밴버리 믹서를 이용하여 약 150℃에서 5분간 혼련하였다. 얻어진 혼련물에, 유황 및 가황 촉진제를 표 1∼3에 나타내는 배합량으로 첨가한 후, 2축 오픈롤을 이용하여 약 80℃에서 5분간 혼련해서 얻은 미가황 고무 조성물(클린치 에이펙스용 고무 조성물)을 압출하여, 미가황 고무 시트를 제작하였다. 또한, 얻어진 미가황 고무 시트를 170℃에서 12분간 가황하여, 시험용 고무 시트를 제작하였다.

또한, 상기에서 얻은 미가황 고무 시트를 클린치 에이펙스 부분으로 형성하고, 타이어의 다른 부재와 함께, 타이어 성형기 상에서 통상의 방법으로 성형함으로써, 미가황 타이어를 형성하였다. 이 미가황 타이어를 가황기 속에서, 170℃에서 15분간 가열 가압함으로써, 시험용 타이어를 얻었다.

또 상기한 시험용 타이어는,

카카스 플라이

코드 각도 타이어 둘레 방향으로 90도

코드 재료 폴리에스테르 1500 데니어/2

브레이커

코드 각도 타이어 둘레 방향으로 24도×24도

코드 재료 1×3×0.27

의 기본 구조를 갖는다.

(무니 점도 ML(1+4)(130℃))

상기한 미가황 고무 조성물에 대해서, JIS K6251에 준하여, 130℃에서 무니 점도(ML(1+4))를 측정하였다. 수치가 작을수록 점도가 낮아, 가공성이 우수한 것을 나타낸다.

(tanδ)

상기에서 얻은 시험용 고무 시트에서 시험편을 잘라내고, 이와모토 세이사쿠쇼 제조의 점탄성 스펙트로미터를 이용하여, 온도 60℃, 초기 변형 10%, 동적 변형(dynamic strain) 2%의 조건에서, tanδ를 측정하였다. 수치가 작을수록 발열성 및 구름 저항이 낮은 것을 나타낸다.

(파단 신장 EB)

상기에서 얻은 시험용 고무 시트에 대해서, JIS K6251에 준하여 3호 덤벨을 이용하여 인장 시험을 행하고, 파단 신장 EB(%)를 측정하였다. 수치가 클수록 내크랙성이 우수한 것을 나타낸다.

(변형 및 내크랙성)

상기에서 얻은 시험용 타이어를 2000 ㏄ 승용차에 장착하고, 약 50000 km의 주행 시험을 실시하였다. 주행 후의 타이어의 변형과 크랙을 하기의 기준으로 육안 평가하였다.

변형

A: 변형은 보이지 않는다.

B: 일부에 변형이 보인다.

C: 변형이 크다.

크랙

A: 크랙은 보이지 않는다.

B: 일부에 크랙의 발생이 보인다.

C: 크랙이 다량으로 발생하고 있다.

표 1∼3에 있어서의, 주 1∼17은 다음과 같다.

주 1: 천연 고무는 테크 비 헝(Teck Bee Hung)사 제조의 「RSS＃3」이다.

주 2: 에폭시화 천연 고무는 MRB 제조의 「ENR25」(에폭시화율: 25 몰%)이다.

주 3: 부타디엔 고무는 우베 고산 제조의 「BR150B」이다.

주 4: 카본 블랙은 도카이 카본 제조의 「N330」(요오드 흡착 비표면적: 70 ㎎/g)이다.

주 5: 실리카는 데구사 제조의 「울트라실 VN3」(BET 비표면적: 175 ㎡/g)이다.

주 6: 탄산칼슘은 오우미 가가쿠 제조의 「석세스 200S」이다.

주 7: 클레이는 바게스 피그먼트사(Burgess Pigment Company) 제조의 「바게스 KE」이다.

주 8: 실란 커플링제 1은 데구사 제조의 「Si266」이다.

주 9: 실란 커플링제 2는 신에츠 가가쿠 제조의 「KBE103」이다.

주 10: 프로세스 오일은 이데미쯔 가가쿠 제조의 「PS32」이다.

주 11: 대두유는 닛신 오일리오 제조의 「대두 정제유」이다.

주 12: 왁스는 오우치 신코 가가쿠 고교(주) 제조의 「선녹 왁스(Sunnoc Wax)」이다.

주 13: 노화 방지제는 오우치 신코 가가쿠 고교(주) 제조의 「노크락(NOCRAC) 6C」(N-1,3-디메틸부틸-N'-페닐-p-페닐렌디아민)이다.

주 14: 스테아린산은 니혼 유시(주) 제조의 스테아린산이다.

주 15: 아연화는 미쯔이 긴조쿠 고교 제조의 「아연화 1호」이다.

주 16: 유황은 쯔루미 가가쿠(주) 제조의 「분말 유황」이다.

주 17: 가황 촉진제는 오우치 신코 가가쿠 제조의 「녹셀러 CZ」이다.

표 1∼3에 나타내는 바와 같이, 부타디엔 고무를 이용하고 또한 카본 블랙의 배합량이 많은 비교예 3에서는, tanδ가 크고 파단 신장이 작으며, 카본 블랙의 배합량은 적으나 부타디엔 고무를 이용한 비교예 4에서는, 무니 점도가 높았다. 또한 카본 블랙을 이용하지 않은 비교예 5에서는, 파단 신장의 값이 낮았다. 또한 천연 고무를 이용한 예에서는, 카본 블랙의 배합량이 많은 비교예 1에 있어서 무니 점도 및 tanδ가 높고, 실리카의 배합량이 적은 비교예 2에 있어서 주행 후 외관이 뒤떨어지고 있었다.

한편, 천연 고무 및/또는 에폭시화 천연 고무를 이용하고 또한 카본 블랙의 소정량과 실리카를 포함하는 무기 필러의 소정량을 병용한 실시예 1∼11에서는, 무니 점도 및 tanδ가 저감되고, 파단 신장 및 주행 후 외관도 양호한 경향이었다.

따라서, 본 발명에 따르면, 석유 자원 유래의 원료의 사용량을 저감하고, 내크랙성이 우수하며, 저발열성이고, 조제 시의 가공성이 우수한 클린치 에이펙스용 고무 조성물 및 이것을 이용한 공기 타이어를 제공할 수 있는 것을 알 수 있다.

<실시예 12∼16 및 비교예 6∼10>

(미가황 고무 시트의 제작)

표 4 및 표 5에 나타내는 배합 처방에 따라, 고베 세이코쇼 제조 1.7 L 밴버리 믹서를 이용하여, 유황 및 가황 촉진제를 제외한 배합 성분을 150℃에서 5분간 혼련하여 혼련물을 얻었다. 이것에 유황 및 가황 촉진제를 표 4 및 표 5에 나타내는 배합 처방으로 첨가하고, 2축 오픈롤을 이용하여, 80℃에서 5분간 더 혼란하여 미가황 고무 조성물(비드 에이펙스용 고무 조성물)을 조제하고, 또한 이것을 소정 두께로 압출하여, 소정 형상의 미가황 고무 시트 및 미가황 고무편을 얻었다.

(시험용 고무 시트의 제작)

상기에서 얻은 소정 형상의 미가황 고무 시트 및 미가황 고무편을 170℃에서 15분간 가황하여, 시험용 고무 시트 및 시험용 고무편을 얻었다.

(시험용 타이어의 제작)

상기한 방법으로 얻은 두께 10 ㎜의 미가황 고무 시트를 비드 에이펙스 형상으로 압출하고, 타이어의 다른 부재와 함께, 타이어 성형기 상에서 통상의 방법으로 성형함으로써, 미가황 타이어를 형성하였다. 이 미가황 타이어를 가황기 속에서, 175℃에서 10분간 가열 가압함으로써, 도 1에 도시하는 구조를 갖는 사이즈 195/60R15의 공기 타이어를 시험용 타이어로서 제작하였다.

(무니 점도 지수)

상기한 미가황 고무 조성물에 대해서, JIS K6300에 준하여, 130℃에서 무니 점도를 측정하고, 비교예 6의 무니 점도를 100으로 하여, 하기의 계산식,

무니 점도 지수=(각 실시예 및 각 비교예의 무니 점도)÷(비교예 6의 무니 점도)×100

에 의해 지수 표시하였다. 지수가 작을수록 점도가 낮아, 가공성이 우수한 것을 나타낸다.

(고무 경도)

상기한 방법으로 얻은 150 ㎜×150 ㎜×2.0 ㎜의 시험용 고무 시트를 3장 포갠 샘플에 대해서, JIS K6253에 준하여 고무 경도를 측정하였다.

(가베이 다이(Garvey die) 압출성)

상기한 미가황 고무 조성물에 대해서, 라보플라스트 밀(Laboplast Mill)에 가베이 다이를 셋팅하여 압출성을 평가하였다. 평가는 ASTM D2230의 B법에 준하여, 압출물의 표면 상태를 A∼E로 채점함으로써 행하였다.

(압출 가공성)

ASTM D2230의 B법에 준한 방법으로 압출 가공성을 평가하고, 압출물의 엣지가 1∼10점의 채점에서 6점 이상이고, 표면 상태가 A∼E의 채점에서 A 또는 B인 경우를 A, 상기 이외의 경우를 B로서 나타내었다.

(복소 탄성률(E*), 손실 정접(tanδ))

상기한 방법으로 얻은 4.0 ㎜×2.0 ㎜×40 ㎜의 시험용 고무편에 대해서, 이와모토 제조의 점탄성 스펙트로미터를 이용하여, 온도 70℃, 초기 변형 10%, 동적 변형 2%의 조건에서, E* 및 tanδ를 측정하였다.

(인장 강도(TB), 파단 신장(EB))

상기한 방법으로 얻은 3호 덤벨의 시험용 고무 시트에 대해서, JIS K6251에 준하여 인장 강도(TB) 및 파단 신장(EB)을 측정하였다.

(조종 안정성)

상기에서 얻은 시험용 타이어를 도요타 코롤라에 장착하고, 타이어 테스트 코스에서 실차의 조종 안정성 시험을 행하였다. 응답성이 허용 가능한 경우를 A, 응답성이 허용 불가능한 경우를 B로 하여, 조종 안정성을 평가하였다.

(내구성)

상기에서 얻은 시험용 타이어를, 대(臺) 상 평가로 30000 km 주행시킨 후, 해체하여, 비드 에이펙스의 손상 상황을 육안으로 관찰하였다. 비드 에이펙스에 손상이 보이지 않은 것을 A, 손상이 보여진 것을 B로서 평가하였다.

표 4 및 5에 있어서의, 주 1∼12는 다음과 같다.

주 1: 천연 고무는 TSR이다.

주 2: 에폭시화 천연 고무는, Mu-ang Mai GuthriePublic Company Limited(타이) 제조의 「EPOXYPRENE25」(에폭시화율 25%)이다.

주 3: 카본 블랙은 캐보트 재팬 제조의 「쇼블랙 N330」(BET 비표면적: 79 ㎡/g)이다.

주 4: 실리카는 데구사 제조의 「VN2」(BET 비표면적: 125 ㎡/g)이다.

주 5: 클레이는 다케하라 가가쿠 고교(주) 제조의 「사텐톤 W」이다.

주 6: 실란 커플링제는 데구사 제조의 「Si69」이다.

주 7: 경화성 레진은 스미토모 듀레즈(주) 제조의 「스미라이트 레진(Sumilite Resin) PR12686」이다.

주 8: 식물유는 닛신 가세이(주) 제조의 「유채 기름」이다.

주 9: 스테아린산은 니혼 유시 제조의 「스테아린산」이다.

주 10: 산화아연은 미쯔이 긴조쿠 고교 제조의 「아연화 1호」이다.

주 11: 유황은 쯔루미 가가쿠 고교 제조의 「분말 유황」이다.

주 12: 가황 촉진제는 오우치 신코 가가쿠 고교(주) 제조의 「녹셀러 NS」이다.

표 4 및 표 5에 나타내는 바와 같이, 무기 필러로서 카본 블랙만을 배합한 비교예 6에서는 tanδ가 높고, 무기 필러로서 카본 블랙과 실리카만을 배합한 비교예 7, 8에서는, 비교예 6과 비교해서 tanδ는 저감되지만 무니 점도가 높아 가공성이 양호하지 않았다. 또한, 클레이의 배합량이 적은 비교예 9에서는 가공성이 양호하지 않고 E*가 낮은 경향이고, 클레이의 배합량이 많은 비교예 10에서는 내구성이 양호하지 않았다. 한편, 비교예 7의 실리카의 배합량과 동량이 되도록 실리카와 클레이를 조합하여 배합한, 본 발명예인 실시예 12∼16에서는, 고무 물성, 타이어 조종 안정성, 타이어 내구성이 양호한 경향이 있고, 또한 비교예 7과 비교해서 tanδ가 저감되어 있었다. 또한 실시예 12∼16에서는, 비교예 7과 비교해서 무니 점도가 저감되어 있고, 가베이 다이 압출성 및 압출 가공성으로 평가되는 가공성이 양호한 경향이었다. 따라서, 본 발명에 따르면, 고강성, 저발열성이며, 조제 시의 가공성도 우수한 비드 에이펙스용 고무 조성물이 얻어지는 것을 알 수 있다.

이번에 개시된 실시형태 및 실시예는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타나며, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims

천연 고무 및 에폭시화 천연 고무 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 천연 고무 성분을 포함하는 고무 성분과,

실리카 및 카올린을 적어도 포함하는 무기 필러, 및

카본 블랙을 함유하며,

상기 고무 성분 100 질량부에 대하여, 상기 무기 필러를 50 질량부∼80 질량부의 범위 내에서 함유하고,

상기 카올린의 배합량은, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 20 질량부 이상이고, 상기 실리카의 배합량은, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 30 질량부∼55 질량부의 범위 내이며, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여, 카본 블랙을 2 질량부∼5 질량부의 범위 내에서 함유하는,

타이어의 클린치 에이펙스 고무의 제조에 이용되는 타이어용 고무 조성물.
제1항에 있어서, 상기 고무 성분은, 천연 고무 성분으로 이루어진 것인 타이어용 고무 조성물.
제1항에 기재된 타이어용 고무 조성물로 이루어지는 클린치 에이펙스 고무를 구비하는 공기 타이어.
천연 고무 및 에폭시화 천연 고무 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 천연 고무 성분을 포함하는 고무 성분과, 무기 필러를 함유하며,

상기 무기 필러는 실리카 및 클레이를 적어도 포함하며,

상기 클레이의 배합량은, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 5 질량부∼40 질량부의 범위 내이며,

상기 실리카와 상기 클레이의 배합량의 합계는, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 65 질량부 이상인, 타이어의 비드 에이펙스 고무의 제조에 이용되는 타이어용 고무 조성물.
제4항에 있어서, 상기 무기 필러는, 카본 블랙을 더 포함하고,

상기 카본 블랙의 배합량은, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 5 질량부 이하인 타이어용 고무 조성물.
제4항에 있어서, 상기 무기 필러의 배합량은, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 70 질량부 이상인 타이어용 고무 조성물.
제4항에 있어서, 상기 고무 성분이 상기 천연 고무 성분으로 이루어지는 타이어용 고무 조성물.
제4항에 있어서, 듀로미터 경도가 70∼95의 범위 내인 타이어용 고무 조성물.
제4항에 기재된 타이어용 고무 조성물로 이루어지는 비드 에이펙스 고무를 구비하는 공기 타이어.
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