KR100258514B1 - 파괴저항이 우수한 타이어용 사이드 고무 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실레인으로 커플링된 실리카와 크기가 작은 폴리비닐 아크릴레이트 단섬유를 첨가한 타이어용 사이드 고무 조성물에 관한 것으로서, 이는 노화 방지제를 거의 사용하지 않아 외부오염을 방지할 수 있고, 파괴특성이 우수한 효과를 갖는다.

Description

파괴저항이 우수한 타이어용 사이드 고무 조성물
본 발명은 실레인으로 커플링된 실리카와 크기가 작은 폴리비닐 아크릴레이트 단섬유를 첨가함으로써 외부오염을 방지할 수 있고 우수한 파괴 특성을 갖는 타이어용 사이드 고무 조성물에 관한 것이다.
외부에 노출되어 장기간 사용하는 타이어의 사이드 고무는 빛과 산소, 수분, 자외선, 오존 등에 의해 노화가 일어나기 때문에 많은 양의 노화 방지제를 사용하고 있다. 노화 방지제에 의한 심각한 외부오염을 억제하기 위해서는 고무의 종류가 변화되어야 하는데 노화에 우수한 고무는 파괴저항에서 매우 불리하다는 단점이 있다. 그러므로 통상적으로 파괴저항이 우수한 천연고무와 노화 특성이 우수한 고무를 혼합하여 사용하고 상호 혼화성을 기초로 하여 그 비율을 선택하고 있다. 예를 들어, NR/SBR/BR, 또는 NR/BR, NR/SBR, NR/SBR/CIIR, NR/EPDM , NR/BR/EPDM 등을 50/30/20 또는 50/50 정도의 비로 혼합하여 실제로 사용하고 있으나, 외부 충격에 의한 파괴 저항이 낮아서 제품의 품격을 떨어뜨리고 소비자의 구매욕구를 감소시키는 경향이 있다.
최근에는 노화 방지제를 사용하지 않으면서 외부에 의한 노화를 방지하고자 EPDM을 사용하는 고무 조성물이 탄생하기도 하였으나 파괴저항이 낮은 관계로 실용화되지는 못한 상태이다.
본 발명의 목적은 오염성이 있는 노화 방지제를 거의 사용하지 않아 외부오염을 방지할 수 있고, 또한 우수한 파괴특성을 갖는 타이어용 사이드 고무 조성물을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고무 조성물은 고무 배합을 특정 비율로 하고, 충진제로서 실레인이 커플링된 실리카와 크기가 작은 폴리비닐 아크릴레이트 단섬유를 첨가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 고무 조성물은 천연고무(NR)/부타디엔 고무(BR) 또는 천연고무(NR)/EPDM 고무를 70/30~20/80의 비율로 포함하고, 이 원료고무 100에 대해 충진제로서 실레인으로 커플링된 실리카 10~50phr과 폴리비닐 아크릴레이트 단섬유 10~40phr을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 실레인으로 커플링된 실리카의 경우는 바람직하게는 10~20중량%의 실레인으로 커플링된 것이 적당하고, 배합량은 너무 많이 사용하면 강도의 상승과 파괴저항이 낮아지므로 10~50phr이 적당하다. 폴리비닐 아크릴레이트 단섬유는 직경이 작을수록 좋으며 공정중에 배량으로 표면에 홈으로 작용될 수 있으므로 직경이 0.0001~0.005mm이고 길이는 0.1~2mm로 아주 작은 것을 사용하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명의 고무 조성물에는 통상의 고무 조성물용 첨가제들이 포함될 수 있다. 예를 들어 카본블랙, 촉진제, 유황가류를 위한 유황, 아연화, 스테아린산, 공정유, 레진 등을 첨가할 수 있다.
본 발명에서 카본블랙으로는 디비피 흡수가가 60~90cc/100mg인 것을 20~50phr을 사용하는 것이 적당하고, 촉진제로는 설판아마이드계 촉진제를 0.8~1.5phr 첨가하는 것이 적당하며, 유황은 2phr 이하로 첨가하고, 페놀릭 레진을 3~5phr 첨가하는 것이 바람직하나, 이들 첨가제의 종류 및 함량은 적절히 조정 가능하다.
이하 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 상세하게 설명한다.
실시예 1
NR/EPDM을 30/70의 비율로 배합하고, 이 원료고무 100에 대해 공정유 2phr과 실레인(10중량%)으로 커플링된 실리카 10phr을 내부 혼합기에서 60RPM으로 4분간 혼합하여 최종온도가 160℃가 넘지 않도록 하였다. 이 혼합물을 다시 내부 혼합기에 넣고, 디비피 흡수가가 80cc/100mg인 카본블랙을 30phr, 폴리비닐 아크릴레이트 단섬유를 10phr 첨가하고, 아연화를 5phr, 스테아린산을 2phr, 페놀릭 레진을 5phr 첨가하여 다시 4분간 160℃가 넘지 않는 온도에서 혼합을 하였다. 이렇게 혼합한 고무 조성물을 가류를 위해 유황 1phr을 설판아마이드계 촉진제 1.0phr과 함께 혼합기에 넣고 3분간 혼합한 뒤 최종온도가 100℃ 이하가 되도록 하였다.
실시예 2
원료고무로서 NR/BR=30/70을 사용하고, 실레인으로 커플링된 실리카를 20phr, 폴리비닐 아크릴레이트 단섬유를 10phr 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고무 조성물을 제조하였다.
비교예
원료고무로서 NR/BR=50/50을 사용하고, 충진제로서 커플링된 실리카와 단섬유를 전혀 사용하지 않고 카본블랙만을 50phr 사용하여 실시예 1에서처럼 고무 조성물을 제조하였다.
상기 실시예와 비교예의 고무 조성물의 물성 시험 결과는 하기 표 1과 같다.
표 1
비교예 실시예 1 실시예 2
모듈러스(kgf/㎠,300%) 65 69 69
인장강도(kgf/㎠) 220 270 302
파괴시 신율(%) 700 650 610
파괴정도(cycles) 78,026 99,536 84,560
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예 1, 2의 고무 조성물이 비교예의 고무 조성물보다 제반 물성이 우수하고, 특히 파괴저항이 우수한 것으로 나타났다.
이상의 비교예 및 실시예에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명에 의하여 특정 고무배합의 원료고무를 사용하고, 충진제로서 실레인이 커플링된 실리카와 크기가 작은 폴리비닐 아크릴레이트 단섬유가 첨가된 타이어용 사이드 고무 조성물은 오염성이 높은 노화 방지제를 사용하지 않아 외부오염을 방지할 수 있고, 우수한 파괴 특성을 갖는다.

Claims (3)

  1. 천연고무/부타디엔 고무 또는 천연고무/EPDM 고무가 70/30~20/80 비율로 혼합된 원료 고무에 대하여 실레인으로 커플링된 실리카 10~50phr과 폴리비닐 아크릴레이트 단섬유 10~40phr을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어용 사이드 고무 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 폴리비닐 아크릴레이트 단섬유의 직경이 0.0001~0.005mm, 길이가 0.1~2mm인 것을 특징으로 하는 타이어용 사이드 고무 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 원료고무에 대하여 실레인으로 커플링된 실리카 20~50phr, 폴리비닐 아크릴레이트 단섬유 10~40phr, 디비피 흡수가가 60~90cc/100mg인 카본블랙 20~50phr, 아연화 5phr, 스테아린산 2phr, 페놀릭 레진 3~5phr, 공정유 2phr, 유황 2phr 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어용 사이드 고무 조성물.
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