KR100411014B1 - 트레드 고무조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 화학적 침전법에 의해 제조하여 비표면적이 50∼60 m2/g인 아연화를 활성제로 사용하는 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명의 트레드 고무조성물은 공지의 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 중량부에 대하여 활성제로 활성 아연화 1∼5 중량부 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 사용하는 아연화에 비하여 비표면적이 상대적으로 큰 아연화를 타이어 트레드 고무조성물에 적용하여 아연화의 활성도를 증가시켜 가류반응을 촉진시킴으로써 가류도를 증가시켜 마모 및 피로특성이 향상된 타이어용 트레드 고무조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

트레드 고무조성물{Tread rubber composition}
본 발명은 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 화학적 침전법에 의해 제조하여 비표면적이 50∼60 m2/g인 아연화를 활성제로 사용하는 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것이다.
일반적으로 원료고무를 천연고무로 주로 하는 유황 가류 조성물의 가류반응에서 활성제로 사용하는 아연화(ZnO)는 보통 간접법(French Process) 또는 직접법(America Process)에 의해 제조되며 이러한 방법을 이용하여 제조된 아연화의 비표면적은 5∼6 m2/g 정도로서 현재 타이어용 고무조성물에 있어서, 이러한 활성제는 원료고무 100 중량부당 3∼5 중량부를 사용하고 있다.
본 발명은 종래 간접법(French Process) 또는 직접법(America Process)에 의해 비표면적 5∼6 m2/g으로 제조되는 아연화 대신에 화학적 침전법에 의해 제조되어비표면적이 50∼60 m2/g인 아연화를 활성제로 사용하여 마모 및 피로특성이 향상된 타이어용 트레드 고무조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉 종래 사용하는 아연화에 비하여 비표면적이 상대적으로 큰 아연화를 타이어 트레드 고무조성물에 적용하여 아연화의 활성도를 증가시켜 가류반응을 촉진시킴으로써 가류도를 증가시켜 마모 및 피로특성이 향상된 타이어용 트레드 고무조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 트레드 고무조성물은 공지의 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 중량부에 대하여 활성제로 활성 아연화 1∼5 중량부 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 원료고무는 천연고무를 단독으로 사용하거나 또는 천연고무와 스티렌 부타디엔 고무가 1 ∼ 3 : 3 ∼ 1의 비로 혼합된 혼합고무 또는 천연고무와 부타디엔 고무가 1 ∼ 3 : 3 ∼ 1의 비로 혼합된 혼합고무를 원료고무로 사용한다.
가혹도가 낮은 경우 마모, 피로 등 노화특성에 주로 영향을 미치는 인자는 산화에 의한 노화조건인데, 천연고무는 합성고무에 비해 매우 불리하고, 가혹도가 높은 경우는 노화특성에 주로 영향을 미치는 인자는 Failure 특성이 크게 영향을 미치는데 합성고무는 천연고무에 Failure 특성이 매우 불리하므로 상호간 특성을 고려하여 천연고무와 합성고무를 혼합하는 것이 유리한데 천연고무 및 합성고무의혼합비를 1 ∼ 3 : 3 ∼ 1로 유지시 천연고무와 합성고무의 상호간 특성의 결합이 가장 이상적이다.
한편, 활성 아연화는 원료고무 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만 사용하면 가황속도가 현저히 하락 및 물성이 하락하는 문제가 있고, 5 중량부 초과 사용하면 물성이나 가황속도의 차이가 없어 비용절감의 측면에서 활성아연화는 원료고무 100 중량부에 대하여 1∼5 중량부 사용하는 것이 좋다.
또한 활성 아연화는 공지의 화학적 침전법에 의해 제조하며 이러한 화학적 침전법에 의해 제조한 활성 아연화는 비표면적이 50∼60 m2/g인 특성을 갖는다.
이하 본 발명을 다음의 비교예, 실시예 및 시험예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들이 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
<비교예 1>
아래의 표 1과 같이 원료고무로 천연고무(SMR-CV60) 100 중량부에 대하여 카본블랙(N-330) 35 중량부, 아연화(ZnO#S) 5 중량부, 스테아린 산(Stearic acid) 1 중량부, 황(S) 2.25 중량부, N-t-부틸벤조티아졸-Z-설펜아미드(N-t-butylbenzothiazole-Z-selfenamide, NS) 0.7 중량부를 밴부리 믹서에 넣고 160℃에서 35분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.
<비교예 2>
아래의 표 1과 같이 아연화 3 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1의 조성물 및 방법을 이용하여 고무시편을 제조하였다.
<실시예 1∼3>
아래의 표 1과 같이 원료고무로 천연고무(SMR-CV60) 100 중량부에 대하여 카본블랙(N-330) 35 중량부, 활성 아연화(ZnO#S) 5∼1 중량부, 스테아린 산(Stearic acid) 1 중량부, 황(S) 2.25 중량부, N-t-부틸벤조티아졸-Z-설펜아미드(NS) 0.7 중량부를 밴부리 믹서에 넣고 160℃에서 35분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.
표 1. 비교예 및 실시예의 고무조성물
항 목 비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 실시예 3
원료고무 100 100 100 100 100
카본블랙 35 35 35 35 35
아연화 5 3 - - -
활성 아연화 - - 5 3 1
스테아린 산 1 1 1 1 1
유황 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25
NS 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
<시험예>
상기 비교예, 실시예의 고무조성물 및 방법에 의해 제조한 고무시편을 ASTM 관련 규정에 의하여 비중(Specific gravity), 무니점도(100℃), 레오미터(145℃), 무니점도(125℃), 초기 인장물성, 145℃에서 35분 또는 45분 노화 후 인장물성, H.B.U., Rebound(1st), 마모(mg), D.M.F.C.(가로×세로), Fatigue and FailureTest(F.T.F, cycle)등의 물성을 측정하여 그 결과를 아래의 표 2에 정리하여 나타내었다.
표 2. 비교예 및 실시예 시편의 물성측정 결과
항 목 비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 실시예 3
비중(Specific gravity) 1.0719 1.0724 1.0749 1.0714 1.0709
무니점도(100℃) 67.2 68.0 67.1 66.2 66.7
레오미터(145℃) t2 7.3 8.2 8.3 9.1 8.4
t40 10.5 10.7 12.2 12.9 11.3
t90 16.1 16.0 17.0 17.8 14.8
경화 후(End cure) 17.7 17.6 18.3 19.5 16.3
Tmax 35.8 35.3 36.3 34.7 32.9
Tmin 7.5 8.0 7.3 7.0 7.2
무니점도(125℃) 점도 57 57 56 54 54
t5 18.9 17.9 20.7 21.2 21.2
delta t 6.4 7.5 8.0 8.7 8.66
인장물성(초기) 경도 61 61 60 60 58
300% 모듈러스 121 120 129 125 110
인장강도 330 320 322 333 293
신율 586 605 561 586 650
T.R. 89 93 92 90 80
인장물성(노화)* 경도 62 62 62 61 59
300% 모듈러스 151 143 161 145 140
인장강도 260 249 259 249 242
신율 461 463 442 462 480
T.R. 70 71 78 70 68
H.B.U. delta t(℃) 16.1 16.5 14.2 14.3 18.0
comp. set 98.8 99.2 99.2 99.2 97.2
Rebound(1st) 55.30 55.67 56.20 55.20 53.49
마모(mg) 3.30 3.25 3.00 2.80 2.71
D.M.F.C.(가로×세로) 12.6×7.4 15.6×8.3 10.9×7.3 8.1×7.6 2.0×4.3
F.T.F(cycle) 23280 21240 26330 31420 39590
* 145℃에서 35분 또는 45분 노화시킴
상기 표 2에서처럼 천연고무를 주성분으로 하는 타이어의 트레드 고무조성물에 있어서, 종래의 아연화를 사용한 비교예의 시편보다 화학적 침전법에 의해 제조한 아연화를 활성제로 사용한 본 발명의 실시예의 시편이 마모 및 피로특성이 우수함을 알 수 있다.

Claims (3)

  1. 공지의 트레드 고무조성물에 있어서,
    원료고무 100 중량부에 대하여 비표면적이 50∼60m2/g인 활성 아연화 1∼5 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 트레드 고무조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 원료고무는 천연고무를 단독으로 사용하거나 또는 천연고무와 스티렌 부타디엔 고무가 1 ∼ 3 : 3 ∼ 1의 비로 혼합된 혼합고무 또는 천연고무와 부타디엔 고무가 1 ∼ 3 : 3 ∼ 1의 비로 혼합된 혼합고무 임을 특징으로 하는 트레드 고무조성물
  3. 삭제
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