KR100291263B1 - 타이어의 트레드 고무 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방향족 탄화수소계 수지, 말레익 변성 로진 에스테르 수지 또는 이들의 혼합수지를 2∼10phr 포함하는 것을 특징으로 하는 내 컷앤칩(cut ＆ chip) 특성이 개선된 타이어의 트레드 고무조성물에 관한 것이다.

Description

타이어의 트레드 고무조성물
본 발명은 내 컷앤칩(cut ＆ chip) 특성이 개선된 타이어의 트레드 고무 조성물에 관한 것이다.
덤프 트럭과 같은 포장, 비포장 도로(on ＆ off road) 겸용으로 사용되는 타이어나 건설 현장, 탄광 지역, 골재 재취 지역 등의 비포장 도로에서 사용되는 OTR 및 TBR 타이어의 표면이 관통 또는 절상될 만큼 충분한 힘으로 날카로운 물체에 부딪혔을 때 고무가 떨어져 나가는 컷팅 앤 치핑(cutting ＆ chipping) 현상이 많이 발생하였다.
내 컷앤칩(cut ＆ chip) 특성을 개선하기 위하여, 종래의 타이어 트레드 고무조성물에서는 내 컷앤칩성이 우수한 SBR을 단독 또는 혼용하여 사용하거나 고 구조(High structure)를 갖거나 입자경이 작은 카본블랙과 실리카 등의 보강재를 사용하였다. 그러나, 많은 하중이 부여되는 OTR 이나 트럭/버스용 타이어 트레드 고무에 내 컷앤칩 특성만을 고려하여 SBR 고무를 너무 많이 사용할 경우, 주행시 온도가 상승하여 발열 문제가 발생하여 큰 사고의 위험이 있어 제한적으로 사용되고 있다. 또한, 내 컷앤칩 특성의 향상을 위하여 카본블랙을 다량 배합하게 되면 발열로 인한 타이어와 벨트간의 세퍼레이션(separation) 발생의 위험이 있다. 이러한 현상을 보완하기 위하여 카본블랙의 함량을 줄이고, 실리카 등의 폴리머겔을 다량 형성시키는 무기 충전제를 첨가하기도 하였으나, 이를 포함하는 고무 조성물은 정련 작업성의 저하, 에너지 소모량의 증가 및 분산 불량을 일으키기 쉬워 원하는 물성을 얻기 어려운 단점이 있다.
이에 본 발명자는 상기한 종래의 문제점들을 해결하고자, 예의 검토한 결과, 트레드 고무에 발열 현상을 야기시키는 SBR 고무를 거의 사용하지 않거나 소량 사용하여 폴리머 베이스(polymer base)에 변화를 주지 않고 카본블랙도 일반 내발열 특성이 우수한 고무 조성물에 상응하는 함량을 적용하여 작업성 저하 및 에너지 소모량의 증가가 없이도 고무 조성물의 저 모듈러스, 고 연신율 및 내발열 특성을 발휘하게 하는 특수 수지를 고무 조성물에 첨가하여 내 컷 앤 칩 특성을 향상시키는 고무 조성물을 완성하게 되었다.
즉, 본 발명의 고무조성물은 종래의 타이어의 트레드 고무조성물에 방향족 탄화수소계 수지, 말레익 변성 로진 에스테르 수지 및 이들의 혼합수지로부터 선택되는 내 컷앤칩성 수지를 2~10phr 첨가한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 사용되는 수지는 OTR 및 트럭/버스용 타이어 트레드 고무조성물에 점착제의 일종으로 사용되는 특수 수지 화합물로서, 고무와의 상용성(solubility)이 우수하고 점착력을 향상시키면서 가황체의 물리적 특성, 즉 연속적인 회전운동에 대해서 발열을 감소시키고, 인장강도, 신장율 등을 강화 시키면서 동시에 모듈러스를 낮춰 피로 균열에 대한 저항성을 향상시키는 역할을 하게 된다. 이러한 특성으로 말미암아 비포장 도로에서 암석위를 지나칠 경우 타이어의 트레드부가 돌을 포위하도록 변형하여 응력을 분산시키는 엔벨로프(envelope) 효과가 커져 타이어의 컷팅 앤 치핑 현상을 방지할 수 있게 된다.
본 발명에 사용되는 말레익 변성 로진 에스테르 수지는 로진 유도체의 구조중에서 카르복시기(-COOH)에 알코올, 폴리올 또는 말레인산을 도입하여 에스테르화 반응시켜 생성되는 분자량이 큰 수지이다.
본 발명에 사용되는 방향족 탄화수소계 수지는 나프타 분해유중 스티렌, 비닐톨루엔, 인덴(indene)류를 포함하는 수지로 측쇄에 환구조를 가지고 있는 것으로 대표적인 구조식은 다음과 같다.
본 발명에서, 방향족 탄화수소계 수지와 말레익 변성 로진 에스테르 수지를 혼합하여 적용할 경우, 이들의 배합비율은 10∼90 : 90∼10이 바람직하다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
실시예 1∼2 및 비교예
하기 표 1의 조성에 따라 고무시편을 제조한 후, 이들에 대한 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
표 1. 고무조성물의 배합표
(단위 : phr)
배합 약품 비교예 실시예 1 실시예 2
천연고무(SMR-20)카본블랙(N220)아연화스테아린산착해제왁스노방제오일보강성 무기첨가제내 컷앤칩성 레진지연제촉진제가류제 10050520.115.5410-0.10.552 10050520.115.541061)0.10.552 10050520.115.541062)0.10.552
주식회사 1) 말레익 변성 로진 에스테르 수지
2) 혼합수지(방향족 탄화수소계 수지 : 말레익 변성로진 에스테르
수지 = 50 : 50)
표 2. 물성시험 결과
구 분 비교예 실시예 1 실시예 2
무니점도(@100℃) Vis. 82.4 78 75.7
무니점도@125℃ Vis.(1+4)T5T35T35-T5 68.824.530.215.70 61.6032.037.715.70 59.6037.8043.715.80
인장특성시험@145℃@30' 경도(초기)(노화)300%모듈러스(초기)(노화)인장강도(초기)(노화)인열저항(초기)(노화)파단시연신율(초기)(노화) 626793.9137.7255.6243.3101.570.5618.5515.7 626879.7117.4246.7215.712069.5635.2502.8 636872.3102.2230.8195.1107.562628.7505.2
컷앤칩특성시험 피코마모컷앤칩 0.040.928 0.03150.79 0.0360.352
HBU(Heat Build Up) 탄델타compression set 22.997.2 21.498.4 21.596.8
상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1의 경우 경도는 약간 상승하면서 인장물성은 유사하고 인열강도는 비교예에 비해서 약 20% 정도 개선되었으며, 300% 모듈러스치가 크게 감소되고 있는 것으로 나타났다. 컷앤칩 시험 결과, 비교예에 비해서 실시예 1 및 실시예 2는 1.2배에서 2.6배 정도 개선된 것으로 나타났다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명은 트레드 고무의 기본물성인 인장강도, 인열강도에는 영향을 주지 않으면서 모듈러스를 낮추고, 경도 및 신장율을 향상시키는 역할을 하는 수지를 적정량 포함하므로써 타이어의 내 컷앤칩(cut ＆ chip) 특성을 개선시키는 효과를 나타내게 된다.

Claims (2)

  1. 원료고무, 가류제 및 카본블랙을 포함하는 통상의 타이어의 트레드 고무조성물에, 방향족 탄화수소계 수지, 말레익 변성 로진 에스테르 수지 및 이들의 혼합수지로부터 선택되는 내 컷앤칩성 수지를 2∼10phr 첨가한 것을 특징으로 하는 타이어의 트레드 고무조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 혼합수지는 방향족 탄화수소계 수지와 말레익 변성 로진 에스테르수지가 10∼90 : 90∼10의 비율로 이루어진 것을 특징으로 하는 타이어의 트레드 고무조성물.
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