KR100426068B1 - 우레탄기를 도입한 스노우 타이어용 트레드 고무조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우레탄기를 도입한 스노우 타이어용 트레드 고무조성물로서, 보다 상세하게는 천연고무와 스티렌-부타디엔 고무를 원료고무로 하는 고무조성물에 우레탄계(urethane) 기폭제(initiator)가 첨가되어 일반노면에서의 승차감 및 소음을 개선한 스노우 타이어용 트레드 고무조성물에 관한 것이다.

본 발명은 공지의 첨가제를 포함하는 스노우 타이어용 트레드 고무조성물에 있어서, 천연고무(NR)와 스티렌-부타디엔 고무(SBR)로 구성되는 원료고무 100 중량부에 대하여 마르코 아조 기폭제(Marco Azo Initiator) 10-20 중량부, 경화방지제 0.1-1.5 중량부를 포함하는 우레탄기가 도입된 스노우 타이어용 트레드 고무조성물을 제공한다.

Description

우레탄기를 도입한 스노우 타이어용 트레드 고무조성물{Tread compound using poly urethane for snow tire}

본 발명은 우레탄기를 도입한 스노우 타이어용 트레드 고무조성물로서, 보다 상세하게는 천연고무와 스티렌-부타디엔 고무를 원료고무로 하는 고무조성물에 우레탄계(urethane) 기폭제(initiator)가 첨가되어 일반노면에서의 승차감 및 소음을 개선한 스노우 타이어용 트레드 고무조성물에 관한 것이다.

일반적으로 타이어 성능 중에 아이스(ice) 성능을 우수하게 하는 방법에는 여러 가지 방법이 사용되고 있는데, 그 중의 하나는 이종의 유리전이온도(glass transition temperature)를 갖는 이종의 고무를 사용하거나 다른 전이온도를 갖는 물질의 첨가로 유리전이 온도가 낮은 고무에 비해 0-20℃ 근처의 유리전이온도를 갖도록 함으로써 빙판에서 딱딱한 성질을 지니게 하여 높은 유리전이온도를 갖는 물질이 스파이크와 같은 기능을 갖게하여 스노우(snow) 특성을 향상시키는 방법을 사용하고 있다.

그러나, 종래의 타이어 산업에서 사용하는 고무에 비해 높은 유리전이온도를갖는 고분자 물질을 고무와 블렌딩시에 발생하는 상분리 현상은 제반 특성을 나쁘게 할 뿐만 아니라, 물리적으로 치명적인 결함을 갖는 경우가 많아 사용하기가 어려우며 다른 물질을 첨가하는 방법 역시 고무와의 혼합은 되나 빙판노면이 아니 경우 승차감 및 소음으로 타이어 제조에 일반적으로 사용하기에는 어려운 문제점이 있다.

본 발명자는 상기와 같은 종래 스노우 타이어용 트레드 고무조성물이 지니는 문제에 대한 해결방안을 연구하여 오던 중에 원료고무에 폴리우레탄계 마르코 아조 기폭제(Marco Azo Initiator)와, 경화방지제를 적정량 첨가함으로써 이와 같은 문제점을 해결할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 이종간의 상분리 현상이 발생하지 않으며, 일반노면에서의 승차감과 소음을 개선한 새로운 스노우 타이어용 트레드 고무조성물을 제공함에 있다.

본 발명은 공지의 첨가제를 포함하는 스노우 타이어용 트레드 고무조성물에 있어서, 천연고무(NR)와 스티렌-부타디엔 고무(SBR)로 구성되는 원료고무 100 중량부에 대하여 마르코 아조 기폭제(Marco Azo Initiator) 10-20 중량부, 경화방지제 0.1-1.5 중량부를 포함하는 우레탄기가 도입된 스노우 타이어용 트레드 고무조성물임을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 스노우 타이어용 트레드 고무조성물의 원료고무는 천연고무 50-80 중량부와 스티렌-부타디엔 고무 20-50 중량부로 구성된다.

본 발명에 의한 스노우 타이어용 트레드 고무조성물에 사용되는 마르코 아조 기폭제(이하, MAI라 함)는 분자량 2,000 미만의 폴리올(polyol) 유래의 폴리우레탄계(poly urethane)로서, 우레탄-N=N-우레탄 구조를 지니고 있어 천연고무와 스티렌-부타디엔 고무 사이의 친화력을 화학적 결합으로 증대시키는 작용 즉, 화학적으로 천연고무 또는 합성고무에 그래프팅(grafting)하여 고무에 비해 유리전이온도를 갖는 우레탄의 아이스 특성을 향상시키는 역할을 한다.

본 발명에 사용될 수 있는 MAI는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (hexamethylene diisocianate, MDI), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocinate, TDI) 등이 있는데, 이는 우레탄의 생성에 충분한 결정성(hard segment)를 갖도록 하기 위한 것이다.

본 발명에 적용되는 MAI의 함량범위 이하에서는 이종고무 간의 충분한 결합력 및 스노우특성을 발휘하지 못하는 문제점이 있고, 함량범위 이상에서는 첨가제의 응집에 따른 약점이 존재하는 문제가 발생한다.

본 발명에 의한 스노우 타이어용 트레드 고무조성물에 경화방지제로 사용되는 벤조트리아졸(benzotriazole)은 약한 결합력으로 쉽게 경화되는 MAI의 아조기(N=N)의 약점을 보완하기 위한 것이다.

기타 본 발명에 의한 스노우 타이어용 트레드 고무조성물에 포함되는 기타성분 예를 들면, 활성제, 보강제, 공정오일, 노화방지제, 스테아린산 등은 공지의 스노우 타이어용 트레드 고무조성물의 첨가제들로서, 이들 각각은 이미 알려진 첨가량의 범위에 따라 적의 선택하여 실시하는 것으로 충분하므로 이들에 관한 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명의 내용을 실시예 및 비교예를 통하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나 다음의 실시예는 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리 범위를 이에 한정하고자 하는 것은 아니다.

<실시예 1>

하기 표 1에 개시된 배합비와 같이 천연고무 70 중량부, 스티렌-부타디엔 고무 30 중량부로 구성되는 원료고무 100 중량부에 대하여, 활성제 5 중량부, 보강제 55 중량부, 공정오일 10 중량부, 노화방지제 1 중량부, 스테아린산 1 중량부, 유황 2.5 중량부, 가류촉진제 1.2 중량부, MAI 10 중량부, 경화방지제로서 벤조트리아졸 0.5 중량부를 첨가하여 밴버리믹서에 배합하고 125℃의 온도에서 방출하여 고무조성물을 제조하였다.

배합고무의 물성시험은 ASTM 표준규격에 따라 측정하였으며, 그 결과는 표 1에 나타내었다. 이때 지수값은 비교예를 100으로 기준하여 환산한 값으로 지수가 높을수록 양호함을 의미한다.

<실시예 2>

MAI를 20 중량부, 경화방지제를 1.0 중량부로 구성한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 조건하에 실시하였다.

<실시예 3>

MAI를 30 중량부, 경화방지제를 1.5 중량부로 구성한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 조건하에 실시하였다.

<비교예>

MAI와 경화방지제를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 조건하에 실시하였다.

<표 1> 고무배합(단위: 중량부) 및 물성 측정 결과

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예
NR	70	70	70	70
SBR	30	30	30	30
활성제	5	5	5	5
보강제	55	55	55	55
공정오일	10	10	10	10
노화방지제	1	1	1	1
스테아린산	1	1	1	1
유황	2.5	2.5	2.5	2.5
촉진제	1.2	1.2	1.2	1.2
MAI	10	20	30	-
벤조트리아졸	0.5	1.0	1.5	-
0℃ tan δ	105	112	112	100
아이스 특성	112	116	116	100

본 발명에 의한 우레탄기가 도입된 스노우 타이어용 트레드 고무조성물은 이종간의 상분리가 없으며, 일반노면에서의 승차감 및 소음이 개선되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 공지의 첨가제를 포함하는 스노우 타이어용 트레드 고무조성물에 있어서,

   천연고무와 스티렌-부타디엔 고무로 구성되는 원료고무 100 중량부에 대하여 마르코 아조 기폭제 10-20 중량부, 경화방지제 0.1-1.5 중량부를 포함함을 특징으로 하는 우레탄기가 도입된 스노우 타이어용 트레드 고무조성물.
2. 제 1항에 있어서, 원료고무는 천연고무 50-80 중량부와 스티렌-부타디엔 고무 20-50 중량부로 구성됨을 특징으로 하는 우레탄기가 도입된 스노우 타이어용 트레드 고무조성물.
3. 제 1항에 있어서, 마르코 아조 기폭제는 분자량 2,000 미만의 폴리올 유래의 폴리우레탄계 임을 특징으로 하는 우레탄기가 도입된 스노우 타이어용 트레드 고무조성물.
4. 제 1항에 있어서, 경화방지제는 벤조트리아졸 임을 특징으로 하는 우레탄기가 도입된 스노우 타이어용 트레드 고무조성물.