KR100234478B1 - 내마모성이 개선된 타이어 트레드용 고무조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내마모성이 개선된 타이어 트레드용 고무조성물에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 카본블랙의 입자경, 구조 및 응집체 특성이 변경된 카본블랙을 첨가하여 내마모성, 컷앤칩 특성 및 내구성이 개선된 트럭, 버스용 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 내마모성 향상을 위하여 부타디엔 고무를 소량 함유하고, 분산성 개선을 위하여 입자경 및 구조가 발달된 카본블랙을 함유하는 내마모성 및 내구성이 개선된 트럭 및 버스용 타이어의 트레드 고무조성물을 제공함에 있다.
따라서, 본 발명은 천연고무 80-100 중량부, 유화중합에 의한 부타디엔 고무 0-20 중량부로 구성된 고무성분 100 중량부에 대하여 질소흡착 비표면적이 120-140 ㎡/g, 디부틸프탈레이트(Dibutylphthalate) 흡수량이 125-145 cc/100g이며, 흑색도가 110-120%이고, 그 응집체는 최다 빈도경이 0.08-0.010㎛이고, 응집체 분포가 0.025-0.450㎛인 카본블랙을 40-60 중량부 함유하는 내마모성이 개선된 타이어 트레드용 고무조성물 임을 특징으로 한다.

Description

내마모성이 개선된 타이어 트레드용 고무조성물
본 발명은 내마모성이 개선된 타이어 트레드용 고무조성물에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 카본블랙의 입자경, 구조 및 응집체 특성이 변경된 카본블랙을 첨가하여 내마모성, 컷앤칩 특성 및 내구성이 개선된 트럭, 버스용 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것이다.
고하중 상태로 운행하는 트럭 및 버스용 타이어는 고속화의 진행으로 수명연장을 위하여 내마모성 및 내구성이 향상된 타이어가 요구되고 있으나, 내마모성을 향상시키기 위해서는 분자량이 높은 천연고무에 입자경이 작은 카본블랙을 소량 배합하거나, 입자경이 큰 카본블랙을 다량 배합하여 사용해야 되는데, 입자경이 작은 카본블랙은 분산불량을 유발하여 고무조성물의 물성을 하락시키는 문제점이 있으며, 입자경이 큰 카본블랙은 내마모성이 하락하거나 다량 사용으로 인해 내부발열이 심하여 내구성이 하락하는 문제점이 있다. 또한, 고무성분으로서 반발탄성이 우수한 부타디엔고무를 천연고무와 블랜딩하여 사용하면 내마모성은 향상되나, 젖은 노면에서 제동성 및 컷앤칩 특성이 하락하는 문제점이 있다.
본 발명자는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연구를 수행하던 중, 천연고무에 부타디엔 고무를 블랜딩한 다음 입자경이 작으면서도 분산 특성이 우수한 카본블랙을 적용하여 분산성을 향상시킴으로써 고무물성이 개선되고, 내마모성 및 내구성이 대폭 개선된 트레드 고무조성물을 제조할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 내마모성 향상을 위하여 부타디엔 고무를 소량 함유하고, 분산성 개선을 위하여 입자경 및 구조가 발달된 카본블랙을 함유하는 내마모성 및 내구성이 개선된 트럭 및 버스용 타이어의 트레드 고무조성물을 제공함에 있다.
즉, 본 발명은 천연고무 80-100 중량부, 유화중합에 의한 부타디엔 고무 0-20 중량부로 구성된 고무성분 100 중량부에 대하여 질소흡착 비표면적이 120-140 ㎡/g, 디부틸프탈레이트(Dibutylphthalate) 흡수량이 125-145cc/100g이며, 흑색도가 110-120%이고, 그 응집체는 최다 빈도경이 0.08-0.010㎛이고, 응집체 분포가 0.025-0.450㎛인 카본블랙을 40-60 중량부 함유하는 내마모성이 개선된 타이어 트레드용 고무조성물 임을 특징으로 한다.
a. 시험고무의 준비
고무의 배합은 고무의 가공성과 화학적인 반응 특성을 고려하여 배합비를 설정한다. 배합순서는 밴버리 믹서(banbury mixer)에서 원료고무로 천연고무 80-100 중량부, 부타디엔 고무 0-20 중량부를 블랜딩한 유화중합 부타디엔 고무 100 중량부에 대하여 카본블랙 40-60 중량부와 노화방지제, 공정조제, 가류제, 가류활성제 및 가류촉진제를 첨가하여 혼합한 다음, 160℃에서 방출시켜 고무조성물을 제조한다.
본 발명에 사용되는 카본블랙은 고무성분과 카본블랙과의 상호작용 개선을 위하여 입자경이 작고 구조가 발달된 카본블랙을 사용하는데, 기존의 카본블랙에 비하여 표면반응성이 우수하여 결합고무 생성량도 매우 우수한다.
즉, 본 발명에 위한 트레드 고무조성물이 함유하는 카본블랙은 질소흡착 비표면적이 120-140㎡/g, 디부틸프탈레이트(Dibutylphthalate) 흡수랑이 125-145cc/100g이며, 흑색도가 110-120% 범위이고 카본블랙의 응집체는 최다 빈도경이 0.08-0.010㎛이고, 응집체 분포가 0.025-0.450㎛인 분산특성이 매우 우수한 것이다.
b. 가황특성 및 물성특성
생성된 고무조성물의 인장시편의 가류조건 및 물성시험은 ASTM 표준규격에 준하여 시험을 실시한다.
즉, 점도 및 스코치시간은 ASTM D1646-93, 가류시험은 ASTM D2084-91, 경도시험은 ASTM D2240-92, 피코마모 시험은 ASTM D2228-83, 컷앤칩 시험은 BF Goodrich Cutting & Chipping Method 등에 의하여 물리적 특성시험을 수행한다.
다음의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
원료고무로 천연고무 90 중량부, 부타디엔 고무 10 중량부를 블랜딩한 유화중합 부타디엔 고무 100 중량부에 대하여 카본블랙으로 질소흡착 비표면적이 120-140 ㎡/g, 디부틸프탈레이트(Dibutylphthalate) 흡수량이 125-145cc/100g 이며, 흑색도가 110-120% 범위이고 카본블랙의 응집체는 최다 빈도경이 0.08-0.010㎛이고, 응집체 분포가 0.025-0.450㎛인 SA21H(POSCO, 대한민국)를 10 중량부, 공정조제 5.0 중량부, 노화방지제 3.5 중량부, 가류활성제 2.0 중량부, 가류촉진제 0.7 중량부 및 가류제 1.7 중량부를 첨가하여 혼합한 후, 160℃에서 방출시켰다. 생성된 고무조성물의 인장시편의 가류조건 및 물리적 특성을 ASTM 표준규격에 의하여 시험하였는 바, 고무조성물의 성분 및 물리적 특성시험 결과를 다음의 표 1 및 표 2에 나태내었다.
Figure kpo00001
Figure kpo00002
[실시예 2]
원료고무로 천연고무 80 중량부, 부타디엔 고무를 20 중량부 첨가하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 제조한 고무조성물의 인장시편의 가류조건 및 물리적 특성을 ASTM 표준규격에 의하여 시험하였는 바, 고무조성물의 성분 및 물리적 특성시험 결과를 다음의 표 1 및 표 2에 나타내었다.
[실시예 3]
원료고무로 천연고무를 100 중량부로 하고 부타디엔 고무를 첨가하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 제조한 고무조성물의 인장시편의 가류조건 및 물리적 특성을 ASTM 표준규격에 의하여 시험하였는 바, 고무조성물의 성분 및 물리적 특성시험 결과를 다음의 표 1 및 표 2에 나타내었다.
[비교예]
원료고무로 천연고무를 100 중량부로 하고 부타디엔 고무를 첨가하지 않으며, 카본블랙으로 SA21H 대신에 N220을 53.0 중량부 첨가하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 제조한 고무조성물의 인장시편의 가류조건 및 물리적 특성을 ASTM 표준 규격에 의하여 시험하였는 바, 고무 조성물의 성분 및 물리적 특성시험 결과를 다음의 표 1 및 표 2에 나타내었다.
본 발명에 의한 트레드 고무조성물은 1) 고무구조의 카본블랙을 적용하여도 공정성, 스코치시간 및 최적 가류시간이 기존 제품과 동일수준으로 가류조건 변경이 필요없으며, 2) 인장특성 중 300% 모듈러스가 높아 타이어의 동적특성 향상을 도모할 수 있으며, 3) 내마모성이 기존제품 대비 10% 정도 향상되었으며, 4) 완제품 타이어의 평가결과 내구성이 기존제품 대비 6% 정도 개선되었다.

Claims (1)

  1. 천연고무 80∼100 중량부, 유화중합에 의한 부타디엔 고무 0∼20 중량부로 구성된 고무성분 100 중량부에 대하여 충전제로서 [질소흡착비표면적이 120∼140㎡/g, 디부틸프탈레이트(Dibutylphthalate) 흡수량이 125∼145cc/100g이며, 흑색도가 110∼120%이며, 응집체의 최다빈도경이 0.08∼0.10㎛이고, 응집체 분포가 0.025∼0.450㎛]의 특성을 만족하는 카본블랙 40∼60 중량부를 함유하는 내마모성이 개선된 타이어트레드용 고무조성물.
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JPH06345900A (ja) * 1993-06-08 1994-12-20 Bridgestone Corp 高速重荷重用空気入りタイヤ

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