KR0177634B1 - 승용차용 에이펙스 고무 조성물 - Google Patents

승용차용 에이펙스 고무 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 승용차용 에이펙스 고무 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 천연고무와 합성 액상 이소프렌 고무 및 스타이렌 수지가 첨가된 유화중합 SBR을 적절히 조합하고 카본블랙과 촉진제를 적절히 조합시킴으로써 가공 특성을 하락시키지 않으면서 경도를 높여주고, 영구 변형율을 적게하며 내굴곡 특성을 개선하여 고성능 타이어의 조종 안전성과 비이드내구력을 향상시킨 승용차용 에이펙스 고무 조성물에 관한 것이다.

Description

승용차용 에이펙스 고무 조성물
본 발명은 승용차용 에이펙스 고무 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 천연고무와 합성 액상 이소프렌 고무 및 스타이렌 수지가 첨가된 유화중합 SBR을 적절히 조합하고 카본블랙과 촉진제를 적절히 조합시킴으로써 가공 특성을 하락시키지 않으면서 경도를 높여주고, 영구 변형율을 적게하며 내굴곡 특성을 개선하여 고성능 타이어의 조종 안전성과 비이드내구력을 향상시킨 승용차용 에이펙스 고무 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 타이어의 에이펙스는 타이어와 림이 결합하는 비이드부의 내부에 위치하며, 승용차용 고성능 타이어에서 요구되는 중요한 성능 중의 하나로 간주되고 있는 조종 안전성 및 비이드 내구력을 향상시키기 위해 경도가 높고 영구변형율이 적은 물성을 요구하고 있다.
종래에는 에이펙스부의 경도를 높이기 위하여, 카본블랙의 사용량을 증가시키는 방법과 열경화성 수지나 보강성 수지를 사용하는 방법 및 유황과 촉진제의 사용량을 증가시키는 방법등을 사용하였다.
그러나, 카본블랙의 사용량을 증가시키는 방법와 열경화성 수지나 보강성 수지를 사용하는 방법은 배합기에서 고무를 혼련할 때 발열이 증가하여 스코치가 발생될 수 있고 조성물 자체의 점도가 높기 때문에 혼련 및 압출과정엣 부하가 크고 가공성이 나쁜 결점이 있다. 또한, 타이어가 고속으로 주행할 때 에이펙스부의 발열이 증가하여 비이드 내구력이 하락될수도 있다.
유황과 촉진제의 사용량을 증가시키는 방법은 조성물을 압출하여 시간이 경과될 경우 유황이 브루밍(BLOOMING)되어 고무의 점착성 손상으로 인하여 성형과정이 어렵고 가류고무 물성을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 천연고무와 합성 액상 이소프렌고무 및 스타이렌 수지가 첨가된 유화중합 SBR을 적절히 조합하고 카본블랙의 사용량을 증가시켜 가공특성을 하락시키지 않으면서 경도를 높여주고 영구변형율을 적게 하며, 촉진제를 적절히 조합하여 내굴곡 피로특성을 개선한 고무조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 승용차용 에이펙스 고무조성물은 원료고무로 시스-1-4-폴리이소프렌 함량이 98% 이상인 천연고무 40~90중량부, 비닐결합이 5~20%이고, 분자량이 10,000~100,000인 합성액상 이소프렌 고무가 5~40중량부 및 5~40%의 스타이렌 수지가 첨가된 유화중합 SBR을 5~50중량부로 하고, 요오드 흡수가가 65~90㎎/g이고, DBP 흡착가가 110~130㎖/100g인 카본블랙을 60~100중량부 및 디페닐구아니딘, N-시클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드 혹은 N-티시어리-부틸-2-벤조티아졸설펜아미드 등과 같은 2차 촉진제가 0.1~0.4중량부 함유됨을 특징으로 한다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세히 설명한다.
[실시예]
표 1에 나타낸 조성비에 따라 에이펙스 고무를 제조하였으며, 실시예 1~5는 경도와 영구변형율을 개선하기 위하여 천연고무와 합성 용액 이소프렌 및 스타이렌 수지가 첨가된 유화중합 SBR을 변량하여 시험하였으며, 실시예 6~9는 내피로 특성을 개선하기 위하여 2차 촉진제를 변량하여 시험하였다.
경도, 영구변환율 및 내피로특성의 시험방법은 하기와 같다.
(1) 경도(HARDNESS)
KS M6518의 6항에 따라 스프링식(SHORE A) 경도계 TYPE J를 사용하여 시험편 3개를 겁쳐 5회 측정값의 평균을 내었다.
(2) 영구 변형율(COMPRESSION SET, %)
일정크기의 시편에 압력을 가하였을때 압력을 제거하여도 원상 회복되지 않는 정도를 측정한 값으로써 압력을 가하기 이전의 값을 100으로 하여 산출한 수치이며 수치가 높을수록 영구변형이 적음을 의미한다.
(3) 내 피로 특성
동적 운동조건하에서 균열 성장을 야기시키는 과정으로 몬산토(MONSANTO)사의 시험기(FATIGUE TO FAILURE)를 이용하여 ASTM-D430에 따라 측정하였다. 이때 고무 신장율은 125%로 하여 측정하였으며 수치가 클수록 내피로 특성이 우수함을 나타낸다.
* 촉진제(1)은 N-터시어리-부틸-2-벤조티아졸설펜아미드, N-시클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드이고,
촉진제(2)는 디페닐 구아니딘, N-메탑토-2-벤조티아졸설펜아미드 임.
실시예 1~9에 대한 경도, 영구변형율 및 내피로 특성을 시험한 결과는 상기 표 1에 나타내었다.
표 1에서와 같이 실시예 1~2에 비하여 보강성 수지가 함유된 유화중합 SBR의 사용량이 증가할수록(실시예 3~5) 경도가 증가하는 것으로 나타났다. 또한 천연 고무만을 사용할 경우 공정성이 나빠지므로 적정량의 합성액상 이소프렌을 사용하였다.
또한, 스타이렌 수지가 함유된 유화중합 SBR의 사용량이 증가할수록 내피로 특성이 하락되므로 실시예 7~8에서는 2차 촉진제의 사용량을 변량한 결과 실시예 5에 비하여 내피로 특성이 개선되는 것으로 나타났다.

Claims (3)

  1. 원료고무로 시스-1-4-폴리이소프렌 함량이 98% 이상인 천연고무 40~90중량부, 비닐 결합이 5~20%, 분자량이 10,000~100,000인 합성 액상 이소프렌 고무가 5~40중량부 및 5~40%의 스타이렌 수지가 첨가된 유화중합 SBR이 5~50중량부 함유된 승용차용 에이펙스 고무 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 요오드 흡수가가 65~90㎎/g이고, DBP 흡착가가 110~130㎖/100g인 카본블랙이 60~100중량부 함유된 승용차용 에이펙스 고무 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 고무조성물에 디페닐구아니딘, N-시클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드 혹은 N-터시어리-부틸-2-벤조티아졸설펜아미드가 0.1~0.4중량부 함유된 승용차용 에이펙스 고무 조성물.
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