KR100369615B1 - 바이어스용 언더트레드 고무조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바이어스용 언더트레드 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 종래 언더트레드에 사용되는 고무조성물의 조성 및 사용량을 변화시킴으로써 언더트레드 고무의 모듈러스(modulus)를 증가시켜 그루브(groove)에서 발생하는 크랙(crack)을 감소시키는 바이어스용 언더트레드 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명은 종래 언더트레드에 사용되는 고무조성물의 조성 및 사용량을 변화시켜 언더트레드 고무의 모듈러스를 증가시킴으로써 타이어 그루부에서 발생하는 크랙을 감소시키는 언더트레드 고무조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 언더트레드 고무조성물은 원료고무인 천연고무 100중량부에 대하여 카본블랙 40∼45중량부, 아연화 4∼5중량부, 스테아린산 0.5∼1.5중량부, 프로세스 오일 0.5∼8중량부, 유황 2∼3.5중량부, 가황촉진제 0.5∼1.5중량부, 노화방지제로는 BLE-N 0.1∼3중량부, KUMANOX-13 0.1∼2.5중량부 및 KUMANOX-RD 2∼4중량부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

바이어스용 언더트레드 고무조성물{Undertread rubber composition for bias}
본 발명은 바이어스용 언더트레드 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 종래 언더트레드에 사용되는 고무조성물의 조성 및 사용량을 변화시킴으로써 언더트레드 고무의 모듈러스(modulus)를 증가시켜 그루브(groove)에서 발생하는 크랙(crack)을 감소시키는 바이어스용 언더트레드 고무조성물에 관한 것이다.
종래 튜브를 사용하는 트럭 및 버스용 바이어스 타이어의 언더트레드 고무는 천연고무와 합성고무의 혼합물을 원료고무로 사용하여 낮은 모듈러스를 유지함으로써 자동차가 요철 또는 굴곡이 심한 도로나 상태가 비교적 양호하지 못한 갓길을 주행시 트레드 블록의 유동이 심하고 이에 따라 외부 충격에 의해 그로브에 생성된 크랙이 쉽게 성장하여 트레드 블록이 분리되어 타어의 수명이 단축되거나 또는 언더트레드 고무가 고하중 고공기압 상태에서 사용시 타이어 그루부 부위에서 크랙이 발생하여 트레드의 손상이 심화되어 수명이 단축되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 종래 언더트레드에 사용되는 고무조성물의 조성 및 사용량을 변화시켜 언더트레드 고무의 모듈러스를 증가시킴으로써 타이어 그루브에서 발생하는 크랙을 감소시키는 언더트레드 고무조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 종래 바이어스용 언더트레드에 사용되는 고무조성물의 조성 및 사용량을 변화시켜 언더트레드 고무의 모듈러스를 향상시키는 동시에 노화 및 내커팅 (cutting) 성능을 향상시켜 종래 언더트레드 고무의 외부충격에 의한 크루브 크랙을 개선한 언더트레드 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명의 언더트레드 고무조성물은 원료고무인 천연고무 100중량부에 대하여 카본블랙 40∼45중량부, 아연화 4∼6중량부, 스테아린산 0.5∼1.5중량부, 프로세스 오일 0.5∼8중량부, 유황 2∼3.5중량부, 가황촉진제 0.5∼1.5중량부, 노화방지제를 사용한다. 본 발명에서 사용하는 카본블랙은 요오드값 63∼71mg/g, Tint 100%, DBP 흡착가 114∼126ml/100g인 특성을 가진다.
한편 상기에서 노화방지제는 원료고무인 천연고무 100중량부에 대하여 BLE-N 0.1∼3중량부, N-1,3-디메틸부틸-N'-페닐-p-페닐렌디아민(N-1,3-dimethylbutyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, KUMANOX-13) 0.1∼2.5중량부 및 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, KUMANOX-RD) 2∼4중량부를 사용한다. 특히 본 발명에서 사용하는 노화장지제중 BLE-N은 디페닐아민(Diphenylamine)과 아세톤(Acetone)의 반응혼합물이며 알킬 페놀(Alkyl phenol)계 내열, 내굴곡성 노화방지제이다.
이하 본 발명을 다음의 비교예, 실시예 및 시험예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들이 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
<비교예>
아래 표 1과 같이 천연고무와 폴리부타디엔 고무가 8:2로 구성된 원료고무 100중량부에 대하여 요오드값 38∼46mg/g, Tint 62%, DBP 흡착가 116∼128ml/100g인 특성을 가지는 카본블랙(N550) 45중량부, 프로세스 오일 6중량부, 스테아린산 2중량부, 아연화 4중량부, 노화방지제인 N-1,3-디메틸부틸-N'-페닐-p-페닐렌디아민(KUMANOX-13) 1.5중량부 및 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(KUMANOX-RD) 2중량부, 유황 2.81중량부, 가황촉진제 0.65중량부를 배합하여 언더트레드 고무를 제조하였다.
<실시예 1>
원료고무인 천연고무 100중량부에 대하여 요오드값 63∼71mg/g, Tint 100%, DBP 흡착가 114∼126ml/100g인 특성을 가지는 카본블랙(N351) 42중량부, 프로세스 오일 1중량부, 스테아린산 1중량부, 아연화 5중량부, 노화방지제인 BLE-N 1.5중량부, N-1,3-디메틸부틸-N'-페닐-p-페닐렌디아민(KUMANOX-13) 1.5중량부 및 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(KUMANOX-RD) 2중량부, 유황 2.81중량부, 가황촉진제 0.65중량부를 배합하여 언더트레드 고무를 제조하였다.
<실시예 2>
유황 3.1중량부, 가황촉진제를 0.8중량부 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같이 언더트레드 고무를 제조하였다.
<실시예 3>
유황 2.8중량부, 가황촉진제를 1.2중량부 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같이 언더트레드 고무를 제조하였다.
<실시예 4>
유황 2.6중량부, 가황촉진제를 1.4중량부 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같이 언더트레드 고무를 제조하였다.
표 1.비교예 및 실시예의 언더트레드 고무조성물(단위 : 중량부)
항 목 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
천연고무 80 100 100 100 100
폴리부타디엔 고부 20 0 0 0 0
카본블랙(N550) 45 - - - -
카본블랙(N351) - 42 42 42 42
프로세스 오일 6 1 1 1 1
스테아린산 2 1 1 1 1
아연화 4 5 5 5 5
노화방지제(BLE-N) - 1.5 1.5 1.5 1.5
노화방지제(KUMANOX-13) 1.5 0.5 0.5 0.5 0.5
노화방지제(KUMANOX_RD) 2 3 3 3 3
유황 2.81 2.81 3.1 2.8 2.6
가황촉진제 0.65 0.65 0.8 1.2 1.4
<시험예 1>
상기 비교예 및 실시예 1∼4의 언더트레드 고무의 물성을 ASTM 관련 규정에 의하여 측정하여 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.
표 2. 비교예 및 실시예 1∼4 언더트레드 고무조성물의 물성 측정결과
물성 항목 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
경도(SHORE A) 60 61 60 61 60
300%-모듈러스(kg/cm2) 117 136 141 147 141
인장강도(kg/cm2) 218 294 307 290 310
신율(%) 484 526 560 539 561
상기 표 2에서 보는 것처럼 실시예인 본 발명의 언더트레드 고무조성물이 비교예인 종래의 언더트레드 고무조성물에 비해 경도, 300%-모듈러스, 인장강도, 신율 등의 물성이 향상되었으며 특히 300%-모듈러스가 크게 향상됨을 알 수 있다.
<시험예 2>
상기 비교예 및 실시예 1∼4의 언더트레드 고무를 DMFC(De Mattia Flex Cracking) 시편으로 가류한 다음 시험기를 이용하여 초기 DMFC 시편 및 노화 DMFC 시편에 일정한 크기의 커팅(cutting)을 주고 50000 사이클(cycle)의 반복굴신에 의한 크랙 성장정도를 비교 평가하여 그 결과를 아래 표 3에 나타내었다.
표 3.비교예 및 실시예 1∼4 고무의 DMFC 시편 내커팅 특성 결과
성능 항목 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
초기 DMFC크랙 길이 가로(mm) 16.7 12.7 9.5 5.9 4.5
세로(mm) 8.3 8.1 5.6 5.4 4.5
*노화 DMFC크랙 길이 가로(mm) 19.1 17.2 11.6 3.8 3.0
세로(mm) 12.3 10.5 7.5 5.2 4.2
고무발열(℃) 15.8 14.3 14.5 14.5 14.9
* 노화조건 : 105℃ 온도의 오븐에서 24시간 동안 열노화
상기 표 3의 결과에서처럼 본 발명에 의한 언더트레드 고무조성물에 의한 시편이 크랙 성장 및 고무발열에 대해 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.
<시험예 3>
상기 비교예 및 실시예 1∼4의 언더트레드 고무조성물로 타이어용 언더트레드를 압출하여 10.00-20 16PR 규격의 트럭용 바이어스 타이어를 제조하여 그루브 크랙 발생양상을 조사하였다. 언더트레드 고무의 크랙발생은 고하중, 고공기압 상태에서 쉽게 발생하므로 상기 타이어에 규정 공기압의 120%를 주입하고 규정하중의 150%를 가하여 갓길을 반복 주행하면서 언더트레드 고무의 크랙발생 양상 및 성장정도를 비교하여 아래의 표 4에 나타내었다. 표 4에서 수치는 낮을수록 좋은 성능을 나타냄을 의미한다.
표 4. 타이어의 그루브 크랙 발생 비교표
성능 항목 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
그루브 크랙 (발생수/1회주행) 100 98 96 93 95
상기 시험예 1∼3의 결과에서처럼 본 발명의 언더트레드 고무조성물에 의한 고무가 종래 언더트레드 고무조성물에 의한 고무의 특성보다 물성 및 내커팅특성 등이 우수할 뿐만 아니라 타이어 그루부에서 발생하는 크랙을 감소시켜 타이어의 내구성 및 안정성을 향상시킬 수 있다.

Claims (1)

  1. 원료고무인 천연고무 100중량부에 대하여 요오드값 63∼71mg/g, Tint 100%, DBP 흡착가 114∼126ml/100g인 특성을 가지는 카본블랙 40∼45중량부, 아연화 4∼6중량부, 스테아린산 0.5∼1.5중량부, 프로세스 오일 0.5∼8중량부, 유황 2∼3.5중량부, 가황촉진제 0.5∼1.5중량부, 노화방지제로는 BLE-N 0.1∼3중량부, N-1,3-디메틸부틸-N'-페닐-p-페닐렌디아민 0.1∼2.5중량부 및 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 2∼4중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 바이어스용 언더트레드 고무조성물.
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