KR100200198B1

KR100200198B1 - 타이어의 험프스트립용 고무조성물

Info

Publication number: KR100200198B1
Application number: KR1019960071337A
Authority: KR
Inventors: 임성수
Original assignee: 홍건희; 한국타이어제조주식회사
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19980052352A

Abstract

본 발명은 타이어의 험프스트립용 고무조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어의 험프 스트립의 요구 물성인 경도, 내마멸성, 강성 및 내영구 압축 변형율 등은 그대로 높은 수준을 유지 하면서 터프니스와 내열 노화성이 크게 개선된 고무조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 천연고무 10 내지 50중량부와 디엔계 고무나 디엔계 공중합 고무 50 내지 90중량부를 기재고무로 하고, 상기 기재 고무 100중량부에 대해서 흡착 표면적이 70 내지 130m²/g인 카본 블랙을 40 내지 80중량부 및 통상의 배합제를 첨가하여 제조되는 타이어 험프스트립용 고무조성물에 있어서, 노볼락 타입 페놀수지 1 내지 10중량부, 메틸렌 공여체 0.1 내지 3중량부, 유황 0.5 내지 4중량부, 유황 공여체는 0.1 내지 3중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어의 험프스트립용 고무조성물에 관한 것이다.

Description

[발명의 명칭]

타이어의 험프스트립용 고무조성물

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 타이어의 험프스트립용 고무조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어의 험프스트립의 요구 물성인 경도, 내마멸성, 강성 및 내영구 압축 변형율 등은 그대로 높은 수준을 유지 하면서 터프니스와 내열 노화성이 크게 개선된 고무조성물을 제공하는 것이다.

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

일반적으로 타이어 비드부의 험프스트립은 높은 터프니스와 경도, 내마멸성, 상대적으로 낮은 영구 압축변형율, 내열노화성 등이 요구되는 고무조성물로 이루어져 있다. 특히, 최근에는 환경보호와 자원절약 측면에서 타이어의 재생성 향상 요구가 높아지고 있는 상황에서 비드부의 내구성 향상을 위한 재료의 터프니스와 내열노화성이 크게 강조되고 있다.

이와 같은 험프스트립 고무조성물은 카본 블랙, 유황, 그리고 가류촉진제와 같은 첨가제를 다량 투입하여야 한다. 이러한 고무 조성물에서 다량의 유황 첨가는 압출고무에서 유황의 석출을 야기시켜 생산성 및 물성 저하를 초래하는 요인이 되며, 내열노화성에서도 매우 불리한 효과를 미친다.

현재까지 위와 같은 험프 스트립의 여러 가지 특성을 만족시키기 위하여 천연 고무와 합성 고무의 혼용 및 혼용비율의 조정, 카본블랙의 등급 조정 등의 여러가지 기술들이 사용되고 있다. 특히 최근에는 내마멸성 향상을 위해 천연고무와 합성고무의 혼용율에서 합성고무 특히, 부타디엔 고무의 혼용율을 크게 증가시키고 있는 추세로 내마멸성에서는 만족할 만한 수준을 얻고 있지만, 천연고무 혼용율 감소로 인해 터프니스 측면에서는 불리하며, 이러한 단점은 노화 후 터프니스 부족으로 타이어의 내구성에서의 문제점은 물론 타이어의 재생을 불가능하게 만든다. 터프니스라 함은 외부의 파괴 스트레스에 대응하는 재료의 저항 능력을 말하며, 터프니스의 척도는 신장율과 인장강도로서 신장율과 인장강도가 크다는 것은 터프니스가 크다는 것을 의미한다.

또한, 가황계에서는 고경도 유지를 위해 모두 유황/가황촉진제 비 값이 높은 컨벤셔널 가류계를 사용하고 있다. 이러한 컨벤셔널 가황계는 가류 후, 주로 폴리설파이드 가교가 형성되므로 내열노화성과 영구압축 변형율에 불리한 효과를 미친다.

이와 같이 터프니스를 올리기 위해 천연고무 혼용율을 높이면 내마멸성이 불리해지고, 내열 노화성을 개선하기 위해 유황량을 줄이면 경도 저하와 영구 압축 변형율이 불리하게 되므로 험프스트립용 고무 조성물의 요구 물성을 만조시키면서 터프니스 및 내열노화성을 동시에 향상시키는 것은 지금까지 커다란 난제로 여겨져왔었다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

본 발명의 목적은 험프스트립의 요구 물성인 경도, 내마멸성, 강성 및 내영구 압축변형율 등은 그대로 높은 수준을 유지하면서 터프니스와 내열 노화성이 크게 개선된 고무 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 터프니스와 내열노화성을 크게 개선함으로써 타이어 특히 래디알 타이어 비드부의 내구성과 타이어 재생성이 매우 우수한 험프스트립 고무조성물을 제공하는데 있다.

[발명의 구성 및 작용]

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 기재고무로 천연고무 10 내지 50중량부와 디엔계 고무나 디엔계 공중합 고무 50 내지 90중량부로 한다.

상기 기재고무 100중량부에 대해 질소 흡착 표면적이 70 내지 130m²/g인 카본 블랙을 40 내지 80중량부를 첨가 배합한다.

본 발명에 의하면 상기의 기재고무와 카본 블랙이 배합된 조성물에 기재고무 100중량부에 대해, 노볼락 타입 페놀 수지 1 내지 10중량부, 메틸렌 공여체 0.1 내지 3중량부, 유황 0.5 내지 4중량부, 유황 공여체 0.1 내지 3중량부를 첨가 배합하는 것을 특징으로 한다.

상기의 본 발명에서 사용하는 노볼락 타입의 페놀 수지로는 개질된 페놀 수지도 포함하며, 이들은 오일 개질된 페놀 수지, 크레졸 개질된 페놀수지, 캐슈 재질된 페놀 수지, 디시클로펜타디엔 개질된 페놀 수지로 이루어진 페놀 수지를 사용한다. 상기에서 페놀 수지의 첨가량은 1 내지 10중량부를 사용하고, 첨가량이 1중량부 이하이면 경도 및 강성의 유지가 어렵고, 10중량부 이상이면 조성물의 영구 압축 변형율에 불리한 효과를 미친다.

또한 본 발명에서는 상기 기재 고무에 대해서 메틸렌 공여체를 0.1 내지 3중량부 첨가한다. 상기의 메틸렌 공여체로는 헥사메틸렌테트라민 또는 헥사메톡시메틸멜라민 등이 사용된다.

또한 본 발명에서는 상기 기재고무 100중량부에 대해 유황 0.5 내지 4중량부를 첨가한다. 본 발명에서는 천연고무와 부타디엔 고무의 혼용율에서 부타디엔 고무의 혼용 비율을 높게 유지하는 가운데 터프니스와 내열노화성을 개선하기 위해 유황의 사용을 줄이는 방법을 선택하였다.

즉, 유황의 감량으로 인한 고무조성물의 강성과 경도 유지를 위해 본 발명에서는 상기의 노볼락 타입의 페놀수지와 수지의 가교를 위한 메틸렌 공여체를 사용하였다. 그러나 이와 같은 페놀수지와 메틸렌 공여체는 경도 및 강성은 유지해 주지만, 수지의 특성상 어느 정도의 소성을 갖고 있기 때문에 영구압축 변형율에는 불리한 효과를 미친다. 따라서 본 발명에서는 컨벤셔널(conventional)가황계와 유황/가황촉진제 비 값이 낮은 이브이(EV) 가황계의 중간인 세미-이브이(semi-EV) 가황계를 응용하여 유황 감량과 보강성 수지 사용에 의한 영구 압축 변형율을 유지하였으며, 내열노화성도 개선하였다. 낮은 함량의 유황과 높은 가황 촉진제 수준인 유효 가황계(EV)는 모노설파이드의 비율을 높여 주고, 주쇄 변화를 최소화시키는 것으로 알려져 있다. 중간의 세미-이브이 가황계는 인장강도, 인열강도, 내피로에서는 유리하지만, 열안정성과 내산화성에 불리한 특성을 갖고 있는 컨벤셔널 가황계와 열안정성과 내산화성에서는 유리하지만 내피로성과 인장강도에서 불리한 이브이 가황계 사이에서 적절한 상호 보완성 물성을 찾을 수 있는 가황계이다. 또한 세미-이브이 가황계는 모노 또는 디설파이드의 형성 비율이 높아 영구압축 변형율을 적게 하는데도 유리한 것으로 날려져 있다. 본 발명에서는 유황의 사용량을 줄여 세미-이브이 가황계를 만들기 위해 유황 공여체(sulfur donor)를 사용하였다.

상기에서 유황/촉진제(가황촉진제, 유황공여체, 및 유황공여체 활성제 포함)비값은 2이하가 바람직하다. 본 발명의 조성물에는 통상의 고무 조성물에 사용되는 첨가제를 배합하는 것이 가능하다. 이러한 첨가제로서는 점착부여제, 가류촉진제, 노화방지제, 기타의 각종 수지 등이 있다.

본 발명에서 사용하는 유황 공여체로는 다음 화학식 1을 갖는 알킬페놀 폴리설파이드 또는 다음 화학식2의 몰포린 폴리설파이드를 사용한다.

윗식에서, y는 2 내지 10이고, R은 탄소수 2~16의 알킬기를 나타낸다.

윗식에서 x는 2 내지 10이 될 수 있다.

[실시예]

이하 실시예로 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1 내지 4]

가류전 고무 시트는 다음 표 1에 나타낸 고무와 첨가제를 사용하여 통상적인 과정에 의해 준비하였으며, 이러한 고무를 150℃에서 가류하였다.

상기 각 실시예에서 얻은 고무조성물의 특성을 측정하여 다음 표 1에 나타냈다.

[비교예 1]

다음 표 1에 나타난 조성성분으로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 하였다.

상기 비교예 1에서 얻은 고무조성물의 특성을 측정하여 다음 표 1에 나타냈다.

[발명의 효과]

이와 같이 본 발명에서는 유황의 함량을 줄여 터프니스우와 내열 노화성을 개선하기 위해 노볼락 타입 페놀 수지와 메틸렌 공여체 그리고 세미-이브이 가황계로 만들기 위한 유황 공여체를 사용하여 유황의 감량에도 불구하고 험프스트립의 중요물성인 경도, 내마멸성, 강성 및 내영구 압축변형율 등은 그대로 높은 수준을 유지하면서 터프니스와 내열노화성이 크게 개선된 고무 조성물을 얻을 수 있었다.

Claims

천연고무와 디엔계 고무 또는 디엔계 공중합 고무로 이루어진 기재 고무 100중량부에 노볼락 타입 페놀 수지, 메틸렌 공여체, 카본블랙 및 통상의 배합제가 첨가되어 제조되는 타이어 험프스트립용 고무 조성물에 있어서, 유황 0.5 내지 4중량부와 유황 공여체 0.1 내지 3중량부가 배합되는 것을 특징으로 하는 타이어 험프스트립용 고무 조성물.
제1항에 있어서, 유황 공여체는 알킬페놀 폴리설파이드 또는 몰포린 폴리설파이드인 것을 특징으로 하는 타이어의 험프스트립용 고무 조성물.