KR100333408B1 - Rubber composition for tire steel cord - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어의 스틸코드 접착용 고무 조성물에 관한 것으로서, 천연고무 또는 이소프렌 고무 100중량부에 대하여 1∼3중량부의 코발트염을 함유한 조성물에 노화방지제로서 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-이소부틸리덴-비스(4,6-디메틸페놀) 및 폴리페놀계 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 고무 100중량부에 대하여 0.1∼3중량부 첨가하여 이루어진 것으로, 이는 금속이온과 페놀계 노화방지제가 착체를 형성함으로써 일반적으로 금속이온에 의해 촉진되는 고무 가교구조의 분해를 효과적으로 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 더불어 페닐렌디아민계 화합물을 사용할 경우 노화방지제의 수명효율을 극대화하여 지속적인 내열노화성을 나타내므로, 차량의 높은 하중에 따른 가혹한 상태의 변형으로 인해 발생되는 열로 인한 노화를 줄일 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rubber composition for bonding a steel cord to tires, wherein the composition contains 1 to 3 parts by weight of cobalt salt based on 100 parts by weight of natural rubber or isoprene rubber as an anti-aging agent. 0.1 to 3 weights of one or more selected from -methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-isobutylidene-bis (4,6-dimethylphenol) and a polyphenolic compound based on 100 parts by weight of rubber It is made by addition, which can effectively inhibit the decomposition of the rubber crosslinked structure generally promoted by metal ions by forming a complex of a metal ion and a phenolic anti-aging agent, and when using a phenylenediamine compound By maximizing the life efficiency of the anti-aging agent and showing continuous heat aging resistance, it is possible to reduce the aging due to heat generated by the deformation of the severe state caused by the high load of the vehicle. The.

Description

타이어의 스틸코드 접착용 고무 조성물{Rubber composition for tire steel cord}Rubber composition for tire cord adhesion of tires

본 발명은 타이어의 스틸코드 접착용 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 페놀계 노화방지제를 첨가함으로써 고무에 함유된 금속이온과의 착체를 형성하도록 하여 지속적인 노화방지효과를 제공할 수 있는 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber composition for bonding a steel cord of a tire, and more particularly, to a rubber composition capable of providing a continuous anti-aging effect by forming a complex with a metal ion contained in a rubber by adding a phenolic anti-aging agent. It is about.

주행 중에 공기입 타이어는 차량의 높은 하중과 변형을 받게 된다. 특히, 타이어의 밸트부는 차량 하중의 대부분을 지지하고 있기 때문에 타 부위에 비하여 가혹한 상태의 변형을 견뎌야 한다. 따라서, 타이어의 벨트부에는 타이어의 하중을 견디고 기계적 강도를 향상시키기 위하여 보강재료로서 스틸코드를 사용한다.Pneumatic tires are subjected to high loads and deformations of the vehicle while driving. In particular, since the belt portion of the tire supports most of the vehicle load, it must withstand the deformation of the severe state compared to other parts. Therefore, a steel cord is used for the belt portion of the tire as a reinforcing material to withstand the load of the tire and to improve the mechanical strength.

한편, 변형을 받는 고무는 점탄성적인 거동을 보이며 점성적인 특성에 의해 열이 발생된다. 이렇게 발생된 열은 고무의 비전도성에 기인하여 외부로 쉽게 전달되지 못하고 내부에 축적되게 된다. 이와같이 축적된 열은 고무의 열노화 현상을일으킨다.On the other hand, the rubber undergoes deformation shows viscoelastic behavior and heat is generated by the viscous characteristics. The heat generated in this way is not easily transferred to the outside due to the non-conductivity of the rubber and accumulates therein. The heat accumulated in this way causes thermal aging of the rubber.

상기와 같이 야기된 고무의 열노화 현상은 황에 의해 가교를 이루고 있는 고무-고무간 및 고무-스틸간의 결합을 끓게 되고, 끊어진 부위에서 발생된 활성 라디칼에 의해 연쇄적인 결합 파괴가 일어나게 된다. 특히, 밸트부는 여타의 다른 부위와는 달리 스틸과 접착하는 데 있어서 밸트부와 스틸과의 접착증진을 위해 코발트염이 사용된다.The thermal aging of the rubber caused as described above boils the bond between the rubber-rubber and the rubber-steel, which are crosslinked by sulfur, and the chain breakage is caused by the active radicals generated at the broken site. In particular, the cobalt salt is used to promote adhesion between the belt portion and the steel in bonding to the steel, unlike other parts of the belt portion.

일예로, 국내특허 제174588호에서는 모듈러스와 고무의 파단 에너지가 높은 스틸코드 코팅용 고무조성물로서 천연고무 또는 천연고무와 합성 이소프렌 고무 블랜드물에 카본블랙, 코발트염, 황, 레조시놀과 포름알데히드를축중합시켜 된 수지 및 쿼트로메톡시메틸멜라민 또는 그의 유도체를 첨가한 고무 조성물에 대해 개시하고 있다.For example, in Korean Patent No. 174588, a rubber composition for coating steel cord having high breaking energy of modulus and rubber is carbon black, cobalt salt, sulfur, resorcinol and formaldehyde in natural rubber or natural rubber and synthetic isoprene rubber blend. A rubber composition to which polycondensed resin and quatromethoxymethylmelamine or a derivative thereof is added is disclosed.

그리고, 국내특허출원 제1995-35034호에서도 코발트 접착제 또는 코발트, 레조시놀 포름알데히드 수지 및 헥사메톡시메틸멜라민 혼합 접착계로 이루어지며, 여기에 카본블랙, 코발트 나프터네이트, 에폭사이드계 접착제 및 유황 등을 첨가하여 타이어 밸트용으로 적합한 고무 조성물에 대하여 개시한 바 있다.In addition, domestic patent application No. 195-35034 also consists of cobalt adhesive or cobalt, resorcinol formaldehyde resin and hexamethoxymethylmelamine mixed adhesive system, including carbon black, cobalt naphthenate, epoxide-based adhesive and sulfur It has been disclosed a rubber composition suitable for a tire belt by the addition of such.

이와같이 밸트부의 고무 내에는 상당량의 Co, Fe, Cu, Mn, Zn 등과 같은 무기 금속이온이 함유된다. 이러한 금속이온은 열에 의해 쉽게 활성화되고, 이렇게 활성화된 금속이온은 라디칼 반응을 촉진시키기 때문에 고무의 물성을 급격히 저하시키게 된다.In this way, the rubber of the belt portion contains a significant amount of inorganic metal ions such as Co, Fe, Cu, Mn, Zn and the like. These metal ions are easily activated by heat, and thus the activated metal ions accelerate radical reactions, thereby rapidly lowering the physical properties of the rubber.

예컨데, 이러한 물성의 저하는 밸트 고무와 스틸간의 박리현상을 초래한다.즉, 순수하게 열에 의해 진행되는 고무의 물성저하와 코발트 금속 및 기타의 무기금속 이온의 활성화에 의해 촉진되는 고무의 물성저하는 스틸코드용 고무 조성물에서 나타나는 이중적인 노화 진행으로 볼 수 있다.For example, such a decrease in physical properties results in delamination between the belt rubber and the steel, i.e., a decrease in the physical properties of the rubber promoted by purely thermally deteriorated rubber and activation of cobalt metal and other inorganic metal ions. It can be seen as the dual aging process seen in the rubber composition for steel cords.

이러한 물성저하를 줄이기 위한 종래의 방법들은 열노화를 방지하려는 방안이었다. 기본적으로는 노화방지제를 사용하여 열노화를 줄이고자 하였으나, 주행중에 노화방지제가 쉽게 다른 부위로 이동하거나, 휘발되어 버림으로써 그 효과의 지속성을 유지하지 못하였다. 물론, 이러한 효과를 유지하도록 한 노화방지제도 이미 사용되었다.Conventional methods for reducing such physical property deterioration were intended to prevent thermal aging. Basically, the anti-aging agent was used to reduce the heat aging, but the anti-aging agent was easily moved to another site or volatilized while driving, and thus the sustainability of the effect could not be maintained. Of course, anti-aging agents have also been used to maintain this effect.

일예로 국내특허출원 제1998-2793호에서는 N-1,3-디메틸부틸-N'-페닐 퀴논 디이민을 노화방지제로 사용한 스틸코드용 고무 조성물에 대하여 개시하고 있는 바, 여기서 사용된 노화방지제는 통상의 것과는 달리 고무 주쇄부분과 반응을 일으켜 타이어의 다른 부위로 이동되지 않고 고무 내부에 잔류하고 남아 있어, 타이어 사용 중에 생성되는 라디칼과 결합하여 라디칼의 활성을 사라지게 하여 고무의 내열 노화 성능이 다른 일반 노화방지제를 사용한 경우에 비하여 오래도록 지속될 수 있음을 개시하였다.For example, Korean Patent Application No. 1998-2793 discloses a rubber composition for steel cords using N-1,3-dimethylbutyl-N'-phenylquinone diimine as an anti-aging agent. Unlike the usual, it reacts with the rubber backbone and remains inside the rubber instead of being moved to other parts of the tire, and it is combined with radicals generated during the use of the tire to disappear the activity of radicals, so that the rubber's heat aging performance is different. It has been disclosed that it can last longer than when an anti-aging agent is used.

그러나, 이와같은 노화방지제의 효과는 고무 조성물에 있어서의 노화 구조만을 고려한 것으로서, 밸트 고무 내에 함유된 여러 금속이온에 의해 촉진되는 복합적인 노화문제를 고려하지는 못했다.However, such an effect of the anti-aging agent only considers the aging structure in the rubber composition, it does not consider the complex aging problem promoted by the various metal ions contained in the belt rubber.

다른 방편으로, 주행 중 타이어가 받는 변형을 줄이고자 하였는바, 고무의 모듈러스를 높여줌으로써 고무가 받는 전단 변형량을 감소시키려는 시도가 있었다.On the other hand, attempts were made to reduce the deformation of the tire while driving, and attempts were made to reduce the amount of shear deformation of the rubber by increasing the modulus of the rubber.

일례로 국내특허 제219942호에서는 레조시놀과 포름알데히드의 축중합 수지와 헥사부톡시메틸멜라민을 사용하고 코발트 금속염을 첨가하여 고무의 모듈러스와 파단에너지를 향상시킨 타이어의 고무/스틸코드 접착용 고무 조성물을 개시한 바 있다.For example, in Korean Patent No. 219942, a rubber / steel cord adhesive rubber of a tire using resorcinol and formaldehyde polycondensation resin and hexabutoxymethylmelamine and cobalt metal salt added to improve the modulus and breaking energy of the rubber The composition has been disclosed.

그러나, 고무의 모듈러스를 너무 높이게 되면 고무 제조시 가공상에 문제점이 발생하여 생산성을 저하시키는 단점이 있었다.However, if the modulus of the rubber is too high, there is a problem in processing the rubber during manufacturing to reduce the productivity.

이에 본 발명자들은 열노화를 줄이면서, 밸트부나 카카스와 같이 상대적으로 금속이온 함량이 높은 고무 조성물에 있어서 금속이온에 의한 노화촉진 작용을 억제시킬 수 있는 노화방지제를 찾기 위해 연구노력하던 중, 페놀계 노화방지제를 사용한 결과 금속이온과 착체를 형성함으로써 금속이온에 의해 촉진되는 고무 가교구조의 분해를 효과적으로 억제시킴을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors are trying to find an anti-aging agent that can suppress the aging-promoting action by metal ions in a rubber composition having a relatively high metal ion content such as belt portion or carcass while reducing thermal aging. As a result of using the anti-aging agent, it was found that the formation of the complex with the metal ion effectively inhibits the decomposition of the rubber crosslinked structure promoted by the metal ion, thereby completing the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 금속이온에 의해 촉진되는 고무 가교구조의 분해를 효과적으로 억제하며, 지속적으로 내열노화성을 나타낼 수 있는 타이어 스틸코드 접착용 고무 조성물을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a rubber composition for tire steel cord adhesion, which can effectively suppress decomposition of a rubber crosslinked structure promoted by metal ions and exhibit continuous heat aging resistance.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이어 스틸코드 접착용 고무 조성물은 천연고무 또는 이소프렌 고무 100중량부에 대하여 1∼3중량부의 코발트염을 함유한 타이어 스틸코드 접착용 고무 조성물로서, 이때 노화방지제로서 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-이소부틸리덴-비스(4,6-디메틸페놀) 및 다음 화학식 1로 표시되는 폴리페놀계 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 0.1∼3중량부 포함하는 것임을 그 특징으로 한다.The rubber composition for tire steel cord adhesion of the present invention for achieving the above object is a rubber composition for tire steel cord adhesion containing 1 to 3 parts by weight of cobalt salt based on 100 parts by weight of natural rubber or isoprene rubber, wherein the anti-aging agent 2,2'-methylene-bis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-isobutylidene-bis (4,6-dimethylphenol) and polyphenols represented by the following general formula (1) It is characterized by containing 0.1 to 3 parts by weight of at least one selected from the compounds.

상기 식에서, R은 알킬기이고, x는 1∼9의 정수이다.Wherein R is an alkyl group and x is an integer from 1 to 9.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail as follows.

본 발명은 공기입 타이어의 스틸코드 접착용 고무 조성물에 페놀계 노화방지제를 첨가한 것이다.The present invention is to add a phenolic anti-aging agent to the rubber composition for bonding the steel cord of pneumatic tires.

본 발명의 타이어 스틸코드 접착용 고무 조성물은 천연고무 또는 이소프렌 고무를 주성분으로 하며, 여기에 코발트염을 첨가하여 이루어진 통상의 것이다.The rubber composition for affixing tire steel cord of this invention has a natural rubber or isoprene rubber as a main component, and is a conventional thing formed by adding a cobalt salt here.

일반적으로 코발트염은 부식 방지에 탁월한 효과를 지니고 있는 것으로서, 스틸코드의 부식을 방지하는 역할을 함으로 타이어의 스틸코드 접착용 고무 조성물에 일반적으로 첨가되는 화합물이다.In general, the cobalt salt has an excellent effect on preventing corrosion, and is a compound generally added to a rubber composition for attaching a steel cord to a tire by serving to prevent corrosion of the steel cord.

코발트 염으로는 코발트 나프터네이트 등과 같은 통상의 코발트 염을 비롯하여 특정의 코발트 보론 착물 등이 가능한 바, 코발트 보론 착물의 경우는 B와 O사이의 결합력이 약하여 보레이트 부분과 코발트 염이 쉽게 떨어질 수 있어 일반적인코발트 염의 역할인 접착력 증진제 역할을 수행할 수 있을 뿐 아니라, 보레이트 부분이 고무와 스틸코드 계면에서 일종의 산도(pH)를 조정해주는 완충제 역할을 하여 pH를 약 7 내지 9정도로 유지시켜주어 스틸코드의 부식을 방지시켜 주어 보다 바람직하다.Cobalt salts include conventional cobalt salts such as cobalt naphthenate and certain cobalt boron complexes. In the case of cobalt boron complexes, the bond strength between B and O is weak, so that the borate portion and the cobalt salt may easily fall off. In addition to acting as an adhesion enhancer, which is a common cobalt salt, the borate portion acts as a buffer to adjust the pH (pH) at the rubber and steel cord interface to maintain a pH of about 7 to 9 It is more preferable to prevent corrosion.

이와같이 코발트 염은 통상 주성분 고무 100중량부에 대하여 1∼3중량부로 첨가하고 있다.Thus, cobalt salt is normally added at 1-3 weight part with respect to 100 weight part of main component rubber | gum.

코발트 염이 첨가되어 내부식성이 향상된 이와같은 통상의 고무 조성물에 본 발명에서는 노화방지제로서 상기 화학식 1로 표시되는 폴리페놀계 화합물을 비롯하여 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀) 또는 2,2'-이소부틸리덴-비스(4,6-디메틸페놀)과 같은 페놀계 화합물을 노화방지제를 첨가한다.In the conventional rubber composition in which cobalt salt is added to improve corrosion resistance, the present invention includes 2,2'-methylene-bis (4-methyl-6-tert, including polyphenol-based compound represented by Formula 1 as an anti-aging agent. Phenolic compounds such as -butylphenol) or 2,2'-isobutylidene-bis (4,6-dimethylphenol) are added to the antioxidant.

이와같은 페놀계 노화방지제는 고무 내에 존재하는 금속이온과 착체를 형성하는 바, 착체를 형성한 구조는 다음 화학식 2와 같다.Such a phenolic anti-aging agent forms a complex with metal ions present in the rubber, the complex forming structure is represented by the following formula (2).

상기 화학식 2에서, M은 Co, Fe, Cu, Mn 또는 Zn이다.In Formula 2, M is Co, Fe, Cu, Mn or Zn.

이와같이 페놀계 노화방지제가 금속이온과 착체를 형성함으로써 금속이온에 의해 촉진되는 고무 가교구조의 분해를 효과적으로 억제할 수 있다.Thus, by forming a complex with a metal ion, a phenolic anti-aging agent can effectively suppress decomposition of the rubber crosslinked structure promoted by the metal ion.

본 발명의 고무 조성물에 있어서 페놀계 노화방지제의 첨가량은 주성분 고무 100중량부에 대하여 0.1∼3중량부인 것이 바람직한 바, 만일 그 첨가량이 3중량부 초과면 약품의 불루밍에 의한 접착력의 저하 문제가 발생될 수 있고, 0.1중량부 미만이면 금속이온과의 착체형성 효과가 미미하다.In the rubber composition of the present invention, it is preferable that the amount of the phenolic anti-aging agent added is 0.1 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the main component rubber. If less than 0.1 part by weight, the effect of complexation with the metal ion is insignificant.

그런데, 페놀계 노화방지제는 휘발성이 낮지만, 고무가교구조의 분해억제에 대한 활성도가 느리기 때문에, 이를 감안하여 높은 반응성에도 불구하고 상대적으로 높은 휘발성을 갖는 페닐렌디아민계 노화방지제를 적정비율로 혼합할 경우, 노화방지제의 수명효율을 극대화할 수 있다.However, the phenolic antioxidants have low volatility, but the activity of the rubber crosslinked structure is slow to inhibit degradation, and in view of this, phenylenediamine antioxidants having a relatively high volatility in spite of high reactivity are mixed in an appropriate ratio. If you do, you can maximize the life efficiency of the antioxidant.

이를 감안하여, 본 발명의 고무 조성물에서는 페놀계 노화방지제와 더불어 노화방지제와 함께 N-1,2-디메틸부틸-N'-p-페닐렌디아민 또는 폴리-(2,24)-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린을 추가로 포함할 수 있다.In view of this, in the rubber composition of the present invention, N-1,2-dimethylbutyl-N'-p-phenylenediamine or poly- (2,24) -trimethyl-1, It may further comprise 2-dihydroquinoline.

이와같은 화합물을 고무 주쇄에 반응고정시켜 열로 인해 생성되는 라디칼이 고무 주쇄를 잘라내지 못하게 하여 고무의 열화를 방지할 수 있도록 한다.This compound is fixed to the rubber main chain to prevent radicals generated by heat from cutting off the rubber main chain, thereby preventing deterioration of the rubber.

이들 페닐렌디아민계 화합물을 상기 페놀계 노화방지제와 혼합시 그 첨가량은 주성분 고무 100중량부에 대하여 0.1∼3중량부인 것이 바람직하다.When these phenylenediamine compounds are mixed with the phenolic anti-aging agent, the added amount thereof is preferably 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the main component rubber.

결과적으로 페놀계 노화방지제를 혼용할 경우에는, 고무의 물성저하 또는 노화의 원인이 되는 라디칼의 형성을 활성화시키는 금속이온과 착체를 형성시켜 노화를 늦춰주고, 또한 페놀계 노화방지제가 디엔 구조와 결합하여 고무의 신율 및 모듈러스를 일정수준으로 유지시켜준다.As a result, when phenolic antioxidants are used in combination, metal ions and complexes that activate the formation of radicals that cause deterioration of rubber properties or aging are formed, which slows aging, and phenolic antioxidants are combined with diene structure. To maintain a certain level of elongation and modulus of rubber.

보다 구체적으로, 상기 화학식 2에 나타낸 바와 같이 페놀계 노화방지제는고무 내에 존재하는 금속이온과 착체를 형성하게 되며, 금속이온으로 하여금 고무 가교결합의 분해 활성화 작용을 효과적으로 억제시키게 된다. 또한, 페놀계 노화방지제와 함께 혼합사용되는 상기 페닐렌디아민계 화합물은 직접적으로 라디칼을 제거하는 역할을 하게 된다. 페닐렌디아민계 화합물은 고무 주쇄부분과 반응을 일으켜 타이어의 다른 부위로 이동되지 않고 고무 내부에 잔류하고 남아 있어, 타이어 사용중에 생성되는 라디칼과 결합하여 라디칼의 활성을 사라지게 한다.More specifically, as shown in Formula 2, the phenolic anti-aging agent forms a complex with the metal ion present in the rubber, and effectively inhibits the decomposition activation action of the rubber crosslink. In addition, the phenylenediamine compound used in combination with a phenolic anti-aging agent serves to directly remove radicals. The phenylenediamine-based compound reacts with the rubber backbone to remain in the rubber rather than move to other parts of the tire, binding to the radicals generated during tire use, resulting in the disappearance of radical activity.

다만, 페닐렌디아민계 화합물의 지속성은 페놀계 노화방지제에 비하여 떨어지기 때문에 노화가 진행될수록 페놀계 노화방지제의 효과가 커지게 된다. 이러한 페놀계 노화방지제의 특성은 상기 화학식 2에 나타낸 바와 같이, 착체 형성위치에 대해서 오르쏘 위치에 존재하는 치환체가 고리를 형성하게 되는 바, 결과적으로 페놀계 노화방지제가 큰 기하학적 방해효과(steric hinderance)를 유발함으로써 휘발성을 억제시키고, 그 효과를 지속적으로 발현할 수 있게 하는 것이다.However, since the persistence of the phenylenediamine compound is lower than that of the phenolic antioxidant, the effect of the phenolic antioxidant increases as aging progresses. The properties of such phenolic antioxidants are as shown in the formula (2), the substituents present in the ortho position relative to the complex formation position to form a ring, consequently the phenolic antioxidants have a large geometric hinderance effect (steric hinderance) ) To suppress volatility and to continuously express the effect.

그밖에, 본 발명의 고무 조성물은 통상의 타이어 스틸코드 접착용 고무 조성물에 사용되는 첨가제를 사용할 수 있음은 물론이다.In addition, it is a matter of course that the rubber composition of the present invention can use an additive used in a conventional rubber composition for tire steel cord bonding.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

실시예 1∼2 및 비교예 1∼4Examples 1-2 and Comparative Examples 1-4

다음 표 1에 나타낸 바와 같이 각 성분을 배합하여 고무 조성물을 제조하였다.As shown in Table 1 below, each component was combined to prepare a rubber composition.

실시예Example 비 교 예Comparative Example 1One 22 1One 22 33 44 천연고무Natural rubber 100100 100100 100100 100100 100100 100100 카본블랙Carbon black 5858 5858 5858 5858 5858 5858 산화아연Zinc oxide 1010 1010 1010 1010 1010 1010 스테아린산Stearic acid 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 N-1,2-디메틸부틸-N'-p-페닐렌디아민N-1,2-dimethylbutyl-N'-p-phenylenediamine 22 22 1One 22 1One 22 폴리-(2,24-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린)Poly- (2,24-trimethyl-1,2-dihydroquinoline) 1One 1One 1One 1One 1One 1One 페놀계노화방지제Phenolic Anti-aging Agent 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀)2,2'-methylene-bis (4-methyl-6-tert-butylphenol) -- -- -- -- -- -- 2,2'-이소부틸리덴-비스(4,6-디메틸페놀)2,2'-isobutylidene-bis (4,6-dimethylphenol) -- -- -- -- -- -- 화학식 1의 폴리페놀계 노화방지제Polyphenol-based antioxidant of formula (1) 1One 1One -- -- -- -- 코발트염Cobalt salt 코발트 나프터네이트Cobalt naphthenate 2.52.5 -- 2.52.5 2.52.5 -- -- 코발트 보로 네오데카노에이트Cobalt Boro Neodecanoate -- 1.141.14 -- -- 1.141.14 1.141.14 유황brimstone 8.08.0 8.08.0 8.08.0 8.08.0 8.08.0 8.08.0 머캅토 벤조 티아졸계 또는 설펜아미드계 촉진제Mercapto benzothiazole- or sulfenamide-based accelerators 0.800.80 0.800.80 0.800.80 0.800.80 0.800.80 0.800.80 지연제(PVI)Retardant (PVI) 0.250.25 0.250.25 0.250.25 0.250.25 0.250.25 0.250.25 (주)카본블랙: 질소흡착표면적이 70∼100㎡/g이고, DBP 흡유량이 60∼100㎖/100g인 카본블랙Carbon Black Co., Ltd .: Carbon black with nitrogen adsorption surface area of 70-100 m 2 / g and DBP oil absorption of 60-100ml / 100g

실험예Experimental Example

상기 실시예 1∼2 및 비교예 1∼4에 따라 얻어진 고무 조성물에 디하여 내열노화성능을 측정하기 위하여 고무 시편을 제작하고, 얻어진 고무 시편을 150℃ 가류 프레스에서 30분 동안 가류하여 두께 3㎜의 가류시편을 준비하였고, 이를 아령 형태로 잘라 70℃ 오븐에서 1주 및 2주 동안 방치시킨 후, 인스트론사에서 제작한 인장시험기(Model 4204)에서 인장강도를 측정하여 노화 시간에 따른 물성 변화 정도를 판단하였으며, 고무와 스틸코드 사이의 접착력 평가는 ASTM D 2229-80 방식에 의거하여 실시하였다. 상기 실시예 1∼2는 페놀계 노화방지제로서 화학식 1의 폴리페놀계 노화방지제를 사용한 예이다.In order to measure the heat aging performance in the rubber compositions obtained according to Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 4, rubber specimens were prepared, and the obtained rubber specimens were vulcanized in a 150 ° C. vulcanization press for 30 minutes to have a thickness of 3 mm. Vulcanization specimens were prepared, cut into dumbbells, and left for 1 week and 2 weeks in an oven at 70 ° C., and then the tensile strength of the tensile tester (Model 4204) manufactured by Instron was measured to change the physical properties according to aging time. To determine the degree, the adhesion between rubber and steel cord was evaluated according to the ASTM D 2229-80 method. Examples 1 to 2 are examples in which the polyphenol-based antioxidant of Formula 1 is used as the phenol-based antioxidant.

접착력 시험은 내열노화 접착력(HA) 평가를 위하여 시편을 100℃ 오븐에서 2주 동안 방치시켜 준비하였고, 내부식성(MPA 및 SCR) 평가를 위하여 10% NaCl 수용액과 70℃ 상대습도 95%의 오븐에 각각 시편을 2주 동안 방치시킨 후 시편의 접착력 시험을 실시하였다. 또한, 접착력 평가가 완료된 스틸코드 시편에 대하여 고무 부착량도 평가하였다.Adhesion test was prepared by leaving the specimen in a 100 ℃ oven for 2 weeks to evaluate the heat aging adhesion (HA), 10 ℃ NaCl solution and 70 ℃ relative humidity 95% oven for corrosion resistance (MPA and SCR) evaluation After each specimen was left for 2 weeks, the adhesion test of the specimen was performed. In addition, the amount of rubber adhesion was also evaluated for the steel cord specimens in which the adhesion evaluation was completed.

이러한 물성의 변화 가운데 내열 노화 성능의 정도는 고무와 스틸코드 사이의 접착력을 고려하여 접착력에 유리한 범위에서 파단에너지의 변화율을 통하여 노화성능 향상여부를 평가하였다. 파단에너지의 변화율은 0, 1, 2주 동안의 파단에너지(toughness)를 기준으로, 1주당 감소율을 이용하여 표현하였다.Among these changes in physical properties, the degree of heat aging performance was evaluated based on the rate of change of breaking energy in the range of favorable adhesive strength in consideration of the adhesion between rubber and steel cord. The rate of change of breaking energy was expressed using a reduction rate per week based on the breaking energy (toughness) during 0, 1, 2 weeks.

실 시 예Example 비 교 예Comparative Example 1One 22 1One 22 33 44 인장초기물성Tensile Initial Properties 100% 모듈러스100% modulus 6565 7474 6565 6666 7373 7474 파단시 신장율(%)Elongation at Break (%) 334334 323323 332332 328328 320320 315315 인장강도(kgf/㎠)Tensile strength (kgf / ㎠) 235235 229229 25282528 234234 230230 234234 파단에너지(kgf/㎟)Breaking energy (kgf / ㎡) 381381 371371 380380 379379 368368 369369 인장(70℃×1주)Tensile (70 degrees * 1 week) 100% 모듈러스100% modulus 9393 105105 106106 9797 105105 109109 파단시 신장율(%)Elongation at Break (%) 211211 204204 206206 210210 172172 183183 인장강도(kgf/㎠)Tensile strength (kgf / ㎠) 187187 195195 196196 197197 170170 177177 파단에너지(kgf/㎟)Breaking energy (kgf / ㎡) 197197 199199 201201 207207 158158 162162 인장(70℃×2주)Tensile (70 ℃ x 2 weeks) 100% 모듈러스100% modulus 103103 111111 109109 106106 115115 118118 파단시 신장율(%)Elongation at Break (%) 188188 172172 155155 168168 149149 135135 인장강도(kgf/㎠)Tensile strength (kgf / ㎠) 166166 175175 148148 159159 169169 164164 파단에너지(kgf/㎟)Breaking energy (kgf / ㎡) 156156 150150 121121 129129 128128 131131 접착력(kgf)Adhesive force (kgf) 초기Early 125125 126126 126126 121121 129129 122122 HA 2주HA 2 weeks 8888 9191 6363 6565 7474 7777 HWR 2주HWR 2 weeks 121121 122122 124124 122122 121121 119119 MPA 2주MPA 2 weeks 107107 109109 9898 102102 103103 9797 SCR 2주SCR 2 weeks 6666 7070 5858 5656 6161 6060 고무부착량(%)Rubber adhesion amount (%) 초기Early 100100 100100 100100 100100 100100 100100 HA 2주HA 2 weeks 9090 9696 7878 7676 7878 7878 HWR 2주HWR 2 weeks 9595 9797 9595 9595 9696 9595 MPA 2주MPA 2 weeks 9898 9999 9999 9999 9898 9999 SCR 2주SCR 2 weeks 9595 5959 4545 4949 5252 5656 노화율Aging rate 1주당 파단에너지 감소율(kgf/㎟/1주)Breakage energy reduction rate per week (kgf / ㎡ / 1 week) 112112 110110 129129 125125 120120 120120

상기 평가에 있어서, 파단에너지는 파괴시의 toughness이고, 접착력 시험에있어서 사용된 스틸코드 구조는 황동이 도금된 3+9+15(0.22)+1 코드이다.In the above evaluation, the breaking energy is toughness at break, and the steel cord structure used in the adhesion test is a 3 + 9 + 15 (0.22) +1 cord plated with brass.

접착력 시험에서 초기는 150℃×30분 가류, 과가류: 160℃×60분 가류, HA는 1000℃ 오븐에서 열노화(heat aging), HWR은 70℃ 물속에서 노화(hot water resistance), MPA는 70℃, 95% 상대습도 하에서 노화(moisture penentration adhesion)이고, SCR은 25℃, 10% NaCl 수용액에서 노화(salt corrosion resistance)를 의미한다.Initial adhesion in the adhesion test is 150 ° C × 30 minutes vulcanization, over-curing: 160 ° C × 60 minutes vulcanization, HA is heat aging in an oven at 1000 ° C, HWR is hot water resistance in MPC at 70 ° C, MPA Is aging (moisture penentration adhesion) at 70 ℃, 95% relative humidity, SCR means aging (salt corrosion resistance) in 25 ℃, 10% NaCl aqueous solution.

상기 표 2의 결과로부터, 페놀계 노화방지제를 1중량부 사용하고 코발트 나프터네이트를 접착제로 사용한 스틸코드 접착용 고무 조성물은 파단에너지의 감소율이 112kgf/㎟/1주로 측정되었으며, 비교예 1 또는 2에서와 같이 페놀계 노화방지제를 사용하지 않은 경우에 비해서는 15kg/㎟/1주 만큼 노화가 덜 진행되었음을 알수 있다. 또한, 열노화 후의 접착력은 비교예 1 또는 2의 경우 78, 76kgf인 것에 비하여 실시예 1의 경우 90kgf로 부착량을 고려, 내열노화 접착력이 매우 향상되었음을 알 수 있다. 또한, 내부식성 평가에서도 매우 향상된 결과를 보여 주고 있다.From the results of Table 2, the rubber composition for bonding the steel cord using 1 part by weight of a phenolic anti-aging agent and cobalt naphthenate as an adhesive was measured to decrease the breaking energy of 112kgf / ㎜ / 1 week, Comparative Example 1 or It can be seen that the aging progressed by 15 kg / mm 2/1 week as compared to the case where the phenolic anti-aging agent was not used as in 2. In addition, the adhesive strength after thermal aging is 78, 76kgf in the case of Comparative Example 1 or 2 in comparison with the weight of 90kgf in Example 1, it can be seen that the heat-resistant adhesive strength was very improved. In addition, the corrosion resistance test shows a very improved result.

한편, 페놀계 노화방지제를 1중량부 사용하고, 코발트 보론 착염을 접착제로 사용한 스틸 코드 접착용 고무 조성물인 실시예 2의 경우는, 파단에너지의 감소율은 110kgf/㎟/1주로 측정되었으며, 비교예 3 또는 4에서와 같이 페놀계 노화방지제를 사용하지 않은 경우네 비하여 10kgf/㎟/1주만큼 노화가 덜 진행되었음을 알 수 있다. 또한, 열노화 후의 접착력은 비교예 3 또는 4의 경우 모두 78kgf인 것에 비하여 실시예 2의 경우는 96kgf로서 부착량을 고려, 내열노화 접착력이 매우 향상되었음을 알 수 있다. 그 외에도 내부식성 평가에서도 매우 향상된 결과를 보여주고있다.On the other hand, in the case of Example 2, which is a rubber composition for bonding steel cord using 1 part by weight of a phenolic anti-aging agent and cobalt boron complex salt as an adhesive, the reduction rate of the breaking energy was measured to 110kgf / ㎜ / 1 week, Comparative Example As shown in 3 or 4, less aging was progressed by 10 kgf / mm 2/1 week compared to the case where no phenolic antioxidant was used. In addition, in the case of Comparative Example 3 or 4, the adhesive strength after thermal aging was 78 kgf, whereas in Example 2, 96 kgf was considered, and it was found that the heat-resistant adhesive strength was greatly improved. In addition, the corrosion resistance test shows a very improved result.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 금속염을 포함하는 타이어의 스틸코드 접착용 고무 조성물에 노화방지제로서 페놀계 화합물을 사용한 결과 금속이온과 페놀계 노화방지제가 착체를 형성함으로써 일반적으로 금속이온에 의해 촉진되는 고무 가교구조의 분해를 효과적으로 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 더불어 페닐렌디아민계 화합물을 사용할 경우 노화방지제의 수명효율을 극대화하여 지속적인 내열노화성을 나타내므로, 차량의 높은 하중에 따른 가혹한 상태의 변형으로 인해 발생되는 열로 인한 노화를 줄일 수 있다.As described in detail above, as a result of using a phenolic compound as an anti-aging agent in a rubber cord adhesive composition of a tire comprising a metal salt according to the present invention, a metal ion and a phenolic anti-aging agent form a complex, and thus generally In addition to effectively inhibiting the decomposition of the rubber crosslinked structure promoted by the phenylenediamine-based compound, it exhibits continuous heat aging resistance by maximizing the life efficiency of the anti-aging agent, and thus in a severe state due to the high load of the vehicle. Aging due to the heat generated by the deformation of the can be reduced.

Claims (2)

천연고무 또는 이소프렌 고무 100중량부에 대하여 1∼3중량부의 코발트염을 함유한 타이어 스틸코드 접착용 고무 조성물에 있어서,In the rubber composition for tire steel cord bonding, containing 1-3 parts by weight of cobalt salt with respect to 100 parts by weight of natural rubber or isoprene rubber, 상기 조성물은 노화방지제로서 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-이소부틸리덴-비스(4,6-디메틸페놀) 및 다음 화학식 1로 표시되는 폴리페놀계 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 고무 100중량부에 대하여 0.1∼3중량부 포함하는 것임을 특징으로 하는 타이어 스틸코드 접착용 고무 조성물.The composition is 2,2'-methylene-bis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-isobutylidene-bis (4,6-dimethylphenol) and the following formula (1) as an antioxidant Rubber composition for tire steel cord bonding, characterized in that it comprises 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of one or more selected from the polyphenol-based compound to be displayed. 화학식 1Formula 1 상기 식에서, R은 알킬기이고,Wherein R is an alkyl group, x는 1∼9의 정수이다.x is an integer of 1-9. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 상기 노화방지제와 함께 N-1,2-디메틸부틸-N-p-페닐렌디아민 또는 폴리-(2,24)-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린을 상기 주고무 성분 100중량부에 대하여 0.1∼3중량부 되도록 추가로 포함하는 것임을 특징으로 하는 타이어 스틸코드 접착용 고무 조성물.The composition according to claim 1, wherein the composition comprises N-1,2-dimethylbutyl-Np-phenylenediamine or poly- (2,24) -trimethyl-1,2-dihydroquinoline together with the anti-aging agent. A rubber composition for tire steel cord bonding, further comprising 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the component.
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