KR100227446B1 - 타이어 캡 베이스용 고무조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어 캡 베이스용 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명은 타이어 캡 베이스용 고무조성물에 있어서, 천연고무 100중량부에 캐슈 너트 오일 1 내지 15중량부, 메틸렌 도너 1 내지 5중량부, t-부틸-벤조티아졸설펜아미드 0.5 내지 3중량부 및 통상의 첨가제로 이루어진 타이어 캡 베이스용 고무조성물이다.
이와 같이 캐슈 너트 오일과 메틸렌 도너를 함께 사용함으로서 가공시 무니점도를 감소시켜 블루밍 현상을 제거하고, 동시에 가류후에 고무의 경도와 낮은 스트레인 모듈러스를 증가시켜 내구성을 향상시킨다.

Description

타이어 캡 베이스용 고무조성물
본 발명은 타이어 캡 베이스용 고무조성물이다. 더욱 상세하게는 캐슈너트 오일과 메틸렌 도너를 사용하여 무니점도를 낮춰 블루밍을 억제하고, 낮은 스트레인 모듈러스(low strain Modulus)와 경도를 높여 타이어의 내구성능을 향상시키는 타이어 캡 베이스의 고무조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 타이어는 사용 도중에 반복되는 하중과 속도에 의해 변형이 발생하는데, 외부로부터 끊임없이 주어지는 이러한 응력이 가장 많이 집중되는 곳이 벨트의 가장자리 부위이다.
가장자리 부위에 피로가 집중되는 경우 이 가장자리로부터 균열이 발생하고, 이것이 사용 도중 계속해서 성장하여 결국은 트레드부와 벨트부가 분리되는 사고가 종종 일어나게 된다.
이러한 사고유형을 벨트 분리(Belt Separation)라고 부르고 있다. 벨트 분리를 방지하기 위해 사용되고 있는 방법의 하나로는 균열이 발생하기 쉬운 벨트 가장자리부의 윗부분에 경도가 높은 고무층을 덧붙여 타이어로 사용할 때 벨트 가장자리부에 가해지는 응력을 완하시킴으로서 균열의 발생을 억제하는 방법이 있다. 이때 벨트 가장자리부의 위쪽에 덧붙이는 높은 경도의 고무를 캡 베이스(cap base)라 한다. 타이어에서 갭 베이스의 위치는 도 1에서 부호 1로 나타내었다.
캡 베이스 구조를 채택한 타이어의 경우 실내에서 측정하는 타이어의 내구성능이 많이 향상되는데 특히 주행시 코너링에 의한 벨트 가장자리부의 비틀림 응역을 시뮬레이션한 실내내구 시험에서 매우 향상된 결과를 보이는 것으로 알려져있다.
통상적으로, 캡 베이스에 사용되는 고무로는 외부로부터 전달되는 응력이 벨트 가장자리 부위로 전달되는 것을 막아 벨트 가장자리 부위의 변형의 양을 줄여주어야 하므로 Young's 모듈러스와 경도 등의 낮은 스트레인 영역의 모듈러스가 높은 고무가 바람직하다.
따라서, 주로 경도가 상대적으로 높은 벨트 고무를 그대로 캡 베이스용 고무로 사용하고 있는 경우가 대부분인데 벨트 고무는 무니점도가 60이상으로 높은 수준이므로 압출시에 다량의 열이 발생하여 블루밍이 많이 일어난다. 따라서, 무니점도를 낮추기 위해 혼합단계를 늘이거나 압출기의 속도를 늦추거나 냉각장치를 개선하는 등 가공상에 주의를 기울여야 하는 단점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여 가공시 무니점도를 낮추어주는 캐슈 너트 오일을 사용하고, 가류 공정에서 메틸렌 도너를 사용하여 캡 베이스 고무의 경도와 낮은 스트레인 모듈러스를 증가시켜 타이어의 내구성능을 향상시키는 캡 베이스용 고무조성물을 제공하는 것이 목적이다.
도 1은 타이어에서 캡 베이스의 위치를 나타낸 단면도이다.
본 발명은 타이어 캡 베이스용 고무조성물에 있어서, 천연고무 100중량부에 캐슈 너트 오일 1 내지 15중량부, 메틸렌 도너 1 내지 5중량부, t-부틸-벤조티아졸 설펜아미드 0.5 내지 3중량부 및 통상의 첨가제로 이루어진 타이어 캡 베이스용 고무조성물이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 타이어 캡 베이스용 고무조성물에 있어서, 천연고무 100중량부에 대해 캐슈 너트 오일 1 내지 15중량부, 메틸렌 도너 1 내지 5중량부, t-부틸-벤조티아졸 설펜아미드 0.5 내지 3중량부 및 통상의 첨가제로 이루어진 고무조성물로서, 캐슈 너트 오일과 메틸렌 도너를 함께 사용함으로서 가공시 무니점도를 감소시켜 블루밍 현상을 제거하고, 동시에 가류후에 고무의 경도와 낮은 스트레인 모듈러스를 증가시켜 내구성을 향상시킨다.
상기에서, 캐슈 너트 오일은 가공시에 가소제의 역할을 하며 무니점도를 낮추어 압출시 발열에 의한 블루밍 현상과 이에 따른 타크(tack)현상을 억제한다. 또한, 가류공정에서는 메틸렌 도너와 반응하여 캡 베이스 고무의 경도와 낮은 스트레인 모듈러스를 증가시켜 외부에서 가해지는 반복되는 응력에 의해 벨트 가장자리 부위가 변형되어 균열이 생기지 않도록 벨트 가장자리 부위를 단단히 고정시켜주는 역할을 한다.
이런 역할을 하는 캐슈 너트 오일은 천연고무 100중량부에 대해 1 내지 15중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
상기에서, 메틸렌 도너로서는 헥사메톡시메틸렌멜라민 또는 헥사메틸테트라아민이 사용된다. 이들은 천연고무 100중량부에 대해 1 내지 5중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
상기에서, t-부틸-벤조티아졸 설펜아미드는 고무의 가류시 일반적으로 널리 사용되고 있는 가류촉진제로서, 단시간에 고무를 가류시킴으로서 비용의 절감 및 효율을 증대시키는 효과가 있다. 본 발명에서 이들은 천연고무 100중량부에 대해 0.5 내지 3중량부 사용된다.
촉진제로 사용되는 화합물에는 여러 종류가 있으나, -NS-결합을 가진 설펜아미드계 중성화합물인 t-부틸-설펜아미드가 다른 촉진제에 비해 긴 스코오치 시간(scorch time)과 우수한 작업 안정성을 나타내면 가격면에서도 경제적이다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명한다.
실시예
천연고무 100중량부에 HAF-LS, 스테아린산, 캐슈 너트 오일, 헥사메톡시메틸멜라민, 코발트-나프테네이트, t-부틸-벤조티아졸 설펜아미드 및 불용성 유황을 하기의 표 1에 나타난 바와같이 배합하여 고무조성물을 제조하였다.
비교예
천연고무 100중량부에 HAF-LS, 스테아린산, 코발트-나프테네이트, t-부틸-벤조티아졸 셀펜아미드 및 불용성 유황을 하기의 표 1에 나타난 바와같이 배합하여 고무조성물을 제조하였다.
배합내용 실시예 비교예
천연고무HAF-LS스테아린산캐슈 너트 오일헥사메톡시메틸멜라민코발트-나프테네이트NS*불용성 유황 100621.54.01.52.51.58.0 100621.5--2.51.58.0
NS*: t-부틸-벤조티아졸 셀펜아미드
HAF-LS : 카본블랙(낮은 발열성과 높은 신장성을 나타내고, 금속과의 접착에
유리한 작용을 한다.)
시험예
실시예와 비교예에서 제조한 고무시편을 150℃에서 30분간 가류한 후 다음과 같은 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.
HD : 고무의 딱딱한 정도를 나타내는 경도
50M, 100M, 300M : 고무의 인장에 따른 물성을 나타내는 물성치로서, 이들은 각각 일정한 시편을 인장시 원 길의 50％, 100％, 300％ 신장되었을 때의 모듈러스를 의미
EB : 고무의 인장에 따른 물성을 나타내는 물성치로서, Elongation at break의 약어로 시편을 인장시 파단될 때의 신장된 길이를 의미한다.
TS : 고무의 인장에 따른 물성을 나타내는 물성치로서, Tensile Strength의 약어로 시편의 파단시 측정된 힘의 크기를 의미한다.
물성 실시예 비교예
무니점도 53 62
경도50M100M200MEbTS 813975173260229 783363147316250
불용성 유황 잔존율(％)정련 후압출 후 8484 8432
압출온도(℃) 105 ∼ 107 110 ∼ 117
실내내구A(hrs)1B(hrs)2 63155 53120
1. 1시간에 81㎞속도로, 100％ 공기압으로, 최초 10시간은 80％ 하중으로, 이후 매 24시간 마다 20％씩 하중증가시켜 주행시킨 경우.
2. 1시간에 45㎞속도로, 100％ 공기압으로, 최초 12시간은 115％ 하중으로, 이후 매 24시간 마다 5％ 하중증가시켜 주행시킨 경우(주행시 slip을 ±2 deg로 함).
상기 표 2에 나타난 바와같이 캐슈 너트 오일과 메틸렌 도너를 사용한 실시예는 무니점도와 경도면에서 우수하였고, 블루밍의 정도를 나타내는 불용성 유황 잔존율도 정련후의 잔존율을 압출후에도 그대로 유지하였다. 실내내구의 시험에서도 우수한 결과를 얻었다.
이와 같이 본 발명은 일반적인 캡 베이스용 고무조성물에 캐슈 너트 오일과 메틸렌 도너를 사용하여 가공시 무니점도를 낮추어 블루밍을 억제하고, 가류공정에서는 낮은 스트레인 모듈러스와 경도를 높여 타이어의 내구성능을 향상시켜 우수한 캡 베이스용 고무조성물을 제공한다.

Claims (2)

  1. 캡 베이스용 고무조성물에 있어서, 천연고무 100중량부에 캐슈 너트 오일 1 내지 15중량부, 메틸렌 도너 1 내지 5중량부, t-부틸-벤조티아졸 설펜아미드 0.5 내지 3중량부 및 통상의 첨가제로 이루어진 캡 베이스용 고무조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 메틸렌 도너로는 헥사메톡시메틸멜라민 또는 헥사메틸테트라아민을 사용하는 캡 베이스용 고무조성물.
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