KR100233227B1 - 내마모성능이 향상된 고속 경주 자동차용 타이어트래드고무조성물 - Google Patents

내마모성능이 향상된 고속 경주 자동차용 타이어트래드고무조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고속 경주 자동차용 타이어의 트래드 고무 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 폴리머 스티렌 결합 함량이 40％ 인 유화중합 SBR 100 중량부, 질소흡착 비표면적 135 내지 155 ㎡/g, DBP 흡유량 120 내지 140 ㏄/100g 인 카본블랙 140 중량부 및 방향족 오일 140 중량부로 이루어진 제1의 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터배치를 45 내지 125 중량부, 폴리머 스티렌 결합 함량이 35 ％ 인 유화중합 SBR 100 중량부, 질소 흡착 비표면적 110 내지 130 ㎡/g, DBP 흡유량 115 내지 135 ㏄/100g 인 카본블랙 80 중량부 및 방향족 오일 55 중량부로 이루어진 제2의 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터배치를 150 내지 210 중량부, 질소 흡착 비표면적 110 내지 130 ㎡/g, DBP 흡유량 105 내지 125 ㏄/100g 인 카본블랙을 15 내지 40 중량부, 폴리머에 함유되지 않은 방향족 오일을 0 내지 15 중량부 및 통상의 첨가제로 이루어진 내마모성능이 향상된 고속 경주 자동차용 타이어 트래드 고무 조성물이다.
이와 같은 고무 조성물을 사용함으로써 고속경주자동차의 연속 주행시 일주시간을 증가시키는 효과가 있으며, 또한 타이어 경도의 온도의존성이 낮아지고, 타이어의 발열이 적어지며, 오일에 의한 노면과의 미끄러짐을 줄이는 효과가 있다.

Description

내마모성능이 향상된 고속 경주 자동차용 타이어 트래드 고무 조성물
본 발명은 고속 경주 자동차용 타이어의 트래드 고무 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 고무의 스티렌 결합 함량과 오일의 첨가량을 감소시키는 것으로 내마모 성능을 향상시켜 고온의 환경조건에서도 사용할 수 있는 타이어 트래드 고무 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 고속 경주 자동차용 타이어의 트래드 고무 조성물은 다른 기타 여러 가지 성능보다도 마른 노면이나 혹은 젖은 노면에서의 접지력을 향상시키기 위해 고안되어 있다.
따라서, 통상의 타이어 트래드 고무 조성물에 투입되는 카본블랙 보다 많은 양의 카본블랙을 첨가하거나, 같은 양의 카본블랙을 첨가하더라도 입자경이 작고 구조가 매우 발달된 것을 사용한다.
또한, 트래드 고무의 발열을 높이기 위해 다량의 오일을 첨가한다.
그러나 상기와 같이 카본블랙과 오일이 다량 첨가된 고속 경주 자동차용 트래드 고무는 더운 여름과 같은 고온의 사용 조건에서는 지나친 발열이 일어나고, 경도가 저하되어 고무가 쉽게 마모된다.
따라서, 타이어 트래드 고무의 내구성이 저하되어 일주시간(lap time)이 감소하는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하여 고속 경주 자동차용 트래드 고무에 일반적으로 사용되는 스티렌-부타디엔 고무(이하, SBR 이라 함)의 스티렌 결합 함량 및 오일의 첨가량을 감소시켜, 트래드 고무의 내마모성을 향상시키고, 경도의 온도 의존성과 발열을 낮춘 고속 경주 자동차용 타이어 트래드 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 폴리머 스티렌 결합 함량이 40％ 인 유화중합 SBR 100 중량부, 질소흡착 비표면적 135 내지 155 ㎡/g, DBP 흡유량 120 내지 140 ㏄/100g 인 카본블랙 140 중량부 및 방향족 오일 140 중량부로 이루어진 제1의 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터 배치를 45 내지 125 중량부,
폴리머 스티렌 결합 함량이 35 ％ 인 유화중합 SBR 100 중량부, 질소 흡착 비표면적 110 내지 130 ㎡/g, DBP 흡유량 115 내지 135 ㏄/100g 인 카본블랙 80 중량부 및 방향족 오일 55 중량부로 이루어진 제2의 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터 배치를 150 내지 210 중량부,
질소 흡착 비표면적 110 내지 130 ㎡/g, DBP 흡유량 105 내지 125 ㏄/100g 인 카본블랙을 15 내지 40 중량부,
폴리머에 함유되지 않은 방향족 오일을 0 내지 15 중량부 및 통상의 첨가제로 이루어진 내마모성능이 향상된 고속 경주 자동차용 타이어 트래드 고무 조성물이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 폴리머 스티렌 결합 함량이 40％ 인 유화중합 SBR 100 중량부, 질소흡착 비표면적 135 내지 155 ㎡/g, DBP 흡유량 120 내지 140 ㏄/100g 인 카본블랙 140 중량부 및 방향족 오일 140 중량부로 이루어진 제1의 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터 배치를 45 내지 125 중량부, 폴리머 스티렌 결합 함량이 35 ％ 인 유화중합 SBR 100 중량부, 질소 흡착 비표면적 110 내지 130 ㎡/g, DBP 흡유량 115 내지 135 ㏄/100g 인 카본블랙 80 중량부 및 방향족 오일 55 중량부로 이루어진 제2의 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터 배치를 150 내지 210 중량부, 질소 흡착 비표면적 110 내지 130 ㎡/g, DBP 흡유량 105 내지 125 ㏄/100g 인 카본블랙을 15 내지 40 중량부, 폴리머에 함유되지 않은 방향족 오일을 0 내지 15 중량부 및 통상의 첨가제로 이루어진 내마모성능이 향상된 고속 경주 자동차용 타이어 트래드 고무 조성물이다.
상기에서 제1의 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터 배치를 45 내지 125 중량부 사용하는 것이 바람직한데, 45 중량부 미만으로 사용하는 경우 경주용 타이어에 가장 필요한 건조 그립(dry grip)성능이 저하되고, 125 중량부를 초과하여 사용하는 경우 지나친 발열과 고온에서의 고무의 경도 저하가 발생하여 그립성이 떨어지게 된다.
또한, 제2의 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터 배치는 150 내지 210 중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 150 중량부 미만을 사용하는 경우와 210 중량부 초과하여 사용하는 경우에도 상기와 같은 문제점이 발생한다.
이와 같이 스티렌 결합함량이 35％인 SBR 을 함유한 제2의 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터 배치의 사용비율을 높여 전체 고무조성물의 스티렌 함량을 낮게 하여 트래드 고무 경도의 온도 의존성을 낮게 할 수 있다.
또한, 제2의 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터 배치는 오일을 적게 함유하므로 전체 고무 조성물중 오일의 함유량이 줄어들게 되어 고무의 발열이 낮아지고 노면과의 미끄러짐이 감소하게 된다.
폴리머에 함유되지 않은 방향족 오일은 0 내지 15 중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 15 중량부를 초과하여 사용하는 경우에는 오일에 의한 발열 및 미끄러짐이 증가하는 문제점이 있다.
상기한 통상의 첨가제로는 가공유, 산화아연, 노화방지제, 유황, 가류 촉진제 등을 사용한다.
이하, 실시예로 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예 1 내지 3
다음 표 1 에 기재된 조성으로 하여 통상적인 방법으로 트래드 고무 조성물을 제조하였다.
비교예
다음 표 1 에 기재된 조성으로 한 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일하게 실시하였다.
(단위 : PHR)
비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3
WMB (1) 153 114 95 57
WMB (2) 140.4 164.5 176.25 199.75
CB 15.83 22.0 25.0 31.0
가공유 - - - 6
산화아연 2.5 2.5 2.5 2.5
노화방지제 5.0 5.0 5.0 5.0
유황 1.5 1.5 1.5 1.5
가류 촉진제 2.9 2.9 2.9 2.9
스티렌 결합함량(％) 37.0 36.5 36.25 25.75
카본블랙의 총량 120 120 120 120
오일의 총량 89.23 80.5 76.25 73.25
WMB (1) : 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터 배치( 스티렌 결합 함량이 40％ 인 유화중합 SBR 100 중량부, 질소흡착 비표면적 147 ㎡/g, DBP 흡유량 130㏄/100g 인 카본블랙 140 중량부, 및 방향족 오일 140 중량부로 이루어진 제1의 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터 배치)
WMB (2) : 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터 배치( 스티렌 결합 함량이 35％ 인 유화중합 SBR 100 중량부, 질소흡착 비표면적 119 ㎡/g, DBP 흡유량 125㏄/100g 인 카본블랙 80 중량부, 및 방향족 오일 55 중량부로 이루어진 제2의 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터 배치)
CB : 질소 흡착 비표면적 119 ㎡/g, DBP 흡유량 114 ㏄/100g 인 카본블랙
시험예
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 얻은 고무 조성물의 Lambourn 마모 마모량, 실온에서의 경도 및 시험용 타이어에 대한 실차 마모 성능을 다음과 같이 측정하여 표 2 에 나타내었다.
Lambourn 마모 마모량
마모석과 고무 조성물을 회전시키면서 마모석을 이용하여 고무 조성물을 마모시키는 방법으로 측정된 값이고, 마모된 값이 작을수록 내마모 성능이 우수한 것이다.
내마모지수
비교예의 Lambourn 마모 마모량을 100 으로 기준한 경우에 다른 실시예의 상대적인 내마모 성능지수를 나타낸 값으로서, Lambourn 마모 마모량이 적을수록 Lambourn 내마모 지수는 커진다.
경도
ASTM Shore-A 경도계로 측정한다.
실차마모지수
타이어를 실제 차량에 취부하여 일정거리 주행후 타이어의 마모결과를 지수로 환산한 값으로 비교예 100 을 기준으로 지수가 클수록 마모성능에 유리하다.
발열지수
발열시험은 온도 센서가 달려 있는 판에 일정중량, 일정모양을 가진 고무를 올려 놓고, 고무를 일정하중으로 때려서 이때 나타나는 온도를 측정하는 시험이다.
발열지수는 이 시험에서 측정된 비교예의 온도를 100 으로 기준한 경우에 다른 실시예의 상대적인 발열을 나타낸 값으로서, 발열지수가 낮을수록 저발열을 나타낸다.
비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3
Lambourn 마모 마모량(cc) 0.203 0.183 0.180 0.170
내마모지수 100 111 113 119
경도 25 ℃ 59 57 61 60
50 ℃ 46 49 52 51
80 ℃ 38 43 45 45
실차 마모지수 100 108 110 117
발열지수 100 97 95 93
표 2 에서 나타난 바와 같이 전체 스티렌 결합 함량과 오일 함량이 낮은 본 발명의 실시예 1 내지 3 의 고무 조성물은 비교예의 고무 조성물보다 Lambourn 마모 마모량이 적어 내마모성능이 향상되었고, 전체적으로 경도가 높으며, 특히 온도가 증가함에 따라 경도의 감소가 적어 경도의 온도 의존성이 낮았고, 발열이 낮음을 알 수 있다.
본 발명에 따른 자동차 경주용 타이어의 트래드 고무 조성물은 내마모 성능이 향상되어 연속 주행시 일주시간을 증가시키는 효과가 있으며, 또한 경도의 온도 의존성이 낮아지고, 발열이 적어지며, 오일에 의한 노면과의 미끄러짐을 줄이는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 폴리머 스티렌 결합 함량이 40％ 인 유화중합 SBR 100 중량부, 질소흡착 비표면적 135 내지 155 ㎡/g, DBP 흡유량 120 내지 140 ㏄/100g 인 카본블랙 140 중량부 및 방향족 오일 140 중량부로 이루어진 제1의 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터 배치를 45 내지 125 중량부,
    폴리머 스티렌 결합 함량이 35 ％ 인 유화중합 SBR 100 중량부, 질소 흡착 비표면적 110 내지 130 ㎡/g, DBP 흡유량 115 내지 135 ㏄/100g 인 카본블랙 80 중량부 및 방향족 오일 55 중량부로 이루어진 제2의 폴리머-카본블랙-오일 습식 마스터 배치를 150 내지 210 중량부,
    질소 흡착 비표면적 110 내지 130 ㎡/g, DBP 흡유량 105 내지 125 ㏄/100g 인 카본블랙을 15 내지 40 중량부,
    폴리머에 함유되지 않은 방향족 오일을 0 내지 15 중량부 및 통상의 첨가제로 이루어진 내마모성능이 향상된 고속 경주 자동차용 타이어 트래드 고무 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100456416B1 (ko) * 2002-05-17 2004-11-10 주식회사 한솔비전 범법차량 도주방지용 철침장치
KR102226736B1 (ko) * 2019-11-29 2021-03-12 한국타이어앤테크놀로지 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법

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