KR100426069B1 - 고온가류를 위한 림플랜지 고무조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고온가류를 위한 림플랜지 고무조성물로서, 보다 상세하게는 발열특성, 내마멸특성을 유지하면서 고온가류시의 공정성을 개선시킨 고온가류를 위한 림플랜지 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명은 공지의 첨가제를 포함하는 림플랜지 고무조성물에 있어서, 천연고무와 부타디엔 고무로 구성되는 원료고무 100 중량부에 대하여 가류시스템으로 유황 1.5-2.0 중량부, 벤조티아졸설펜아미드계 가류촉진제 0.8-1.0 중량부, 구아니디엔계 가류촉진제 0.1-0.3 중량부와 1,6-비스(N,N'-디벤질티오카바모일티오)-헥산 1.0-2.0 중량부를 포함하는 고온가류를 위한 림플랜지 고무조성물을 제공한다.

Description

고온가류를 위한 림플랜지 고무조성물{Rim flanger compound for high temperature curing}
본 발명은 고온가류를 위한 림플랜지 고무조성물로서, 보다 상세하게는 발열특성, 내마멸특성을 유지하면서 고온가류시의 공정성을 개선시킨 고온가류를 위한 림플랜지 고무조성물에 관한 것이다.
일반적으로 타이어의 외측을 감싸는 고무는 트레드(tread), 싸이드(side) 및 림플랜지(rim flange) 등인데, 이중에서 림플랜지 고무조성물은 지속적으로 림과 접촉하는 부분으로 발열 및 내마멸성능에 중점을 두어 제조하여 왔다.
이러한 특성을 고려한 방법에 따라 림플랜지 고무의 가류율(cure rate)은 다른 고무에 비해 빠르며, 이에 따라 고온 가류시에도 민감한 영향을 받는 부위이며, 또한 타이어 성형시 림플랜지 부위는 바디플라이(body fly)의 턴업(turn-up) 위치로서 성형불량의 가능성이 가장 높은 부위이다.
종래에는 림플랜지 고무조성물의 설계시에 완제품에 요구되는 특성인 내마멸 및 발열특성 만을 고려하였기 때문에 공정상의 여러 가지 문제점이 간과되어 왔다.
즉, 다량의 황과 촉진제를 사용함으로 인한 가혹한 조건의 가류시스템으로 내마멸특성 및 발열특성은 만족시키지만, 공정상에서 발생하는 턴업시 공기유입 불량이라는 측면에서는 불리한 측면을 갖고 있으며, 고온가류시의 리버젼(reversion) 특성은 고려되지 않는 문제점이 있었다.
본 발명자들은 상기와 같은 종래의 림플랜지 고무조성물이 지니는 문제에 대한 해결방안을 연구하여 오던 중에 가류시스템의 개선을 통하여 발열특성 및 내마멸특성을 유지하면서 성형시의 불량감소와 고온가류시의 리버젼 감소 등과 같은 공정성을 개선할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 림플랜지 설계시 완제품에 요구되는 특성인 내멸성성능 및 발열특성에 영향을 주지 않고 공정성이 개선된 새로운 림플랜지 고무조성물을 제공함에 있다.
본 발명은 공지의 첨가제를 포함하는 림플랜지 고무조성물에 있어서, 천연고무와 부타디엔 고무로 구성되는 원료고무 100 중량부에 대하여 가류시스템으로 유황 1.5-2.0 중량부, 벤조티아졸설펜아미드계 가류촉진제 0.8-1.0 중량부, 구아니디엔계 가류촉진제 0.1-0.3 중량부와 1,6-비스(N,N'-디벤질티오카바모일티오)-헥산 1.0-2.0 중량부를 포함하는 고온가류를 위한 림플랜지 고무조성물 임을 특징으로한다.
본 발명에 의한 림플랜지 고무조성물에 사용되는 원료고무는 천연고무 (natural rubber ; 이하 NR) 20-40 중량부와 부타디엔 고무(butadien rubber ; 이하 BR) 60-80 중량부로 구성된다.
배합고무에 화학반응을 일으켜 탄성을 갖는 고무로 변화시키는 것을 가류라고 하는데, 이 반응을 일으키는 약품으로서 일반적으로 유황이 사용되며, 반응시 고무분자간의 상태가 화학적으로 서로 다리를 놓는 듯이 되어있다고 하여 가교결합이라 부르고 이러한 첨가제를 가교제라고도 하는데, 본 발명에 의한 가류시스템은 각각의 첨가제가 조합되어 몰폴로지를 다중결합(poly-linking)과 단일결합(mono-linking), 이중결합(di-linking)으로 조합시켜 최종적으로는 열적특성과 내굴곡특성을 개선시키는 기능을 한다.
본 발명에 적용되는 가류시스템은 원료고무 100 중량부에 대하여 유황 1.5-2.0 중량부, 벤조티아졸설펜아미드계(benzothiazolesulfenamide) 가류촉진제 0.8-1.0 중량부, 구아니디엔계(guanidien) 가류촉진제 0.1-0.3 중량부와 1,6-비스 (N,N'-디벤질티오카바모일티오)-헥산(1,6-bis(N,N'-dibenzylthiocarbamoylthio) hexane) 1.0-2.0 중량부의 조합으로 이루어진다.
본 발명에 적용되는 가류시스템의 함량범위 이하에서는 스코치안정성등 충분한 공정성을 지니기 어려우며, 함량범위 이상에서는 과도한 가류시간을 요구하기 때문에 생산성이 하락하는 문제가 발생한다.
본 발명에 의한 가류시스템에 사용되는 벤조티아졸설펜아미드계 가류촉진제로는 N-싸이클로헥실벤조티아졸-2설펜아미드 (N-cyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide), N-t-부틸벤조티아졸-2-설펜아미드 (N-t-butylbenzothiazole-2-sulfenamide) 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 구아니딘계 가류촉진제로는 디페닐 구아니딘 (diphenyl guanidine), N,N-디페닐 구아니딘 (N,N-diphenyl guanidine) 등이 있다.
림플랜지 고무는 타이어 장착시 림과 직접 접촉하는 부분으로 충분한 물성을 지녀야 하고, 또한 타이어의 외부에 존재하는 부분으로 충분한 공정성을 지녀야 하는데 본 발명에 사용되는 1,6-비스(N,N'-디벤질티오카바모일티오)-헥산은 양쪽의 성능을 모두 만족시켜 주는 화합물이다.
기타 본 발명에 의한 트레드 고무조성물에 포함되는 기타 성분 예를 들면, 활성제, 보강제, 공정오일, 노화방지제, 스테아린산 등은 공지의 트럭 타이어 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 30 중량부, 부타디엔 고무 70 중량부로 구성되는 원료고무 100 중량부에 대하여, 활성제 5 중량부, 보강제 70 중량부, 공정오일 10 중량부, 노화방지제 1 중량부, 스테아린산 2 중량부, 유황 1.8 중량부, N-t-부틸벤조티아졸-2-설펜아미드(이하, NS) 0.9 중량부, 1,6-비스(N,N'-디벤질티오카바모일티오)-헥산(이하, KA9188) 1.8 중량부, 디페닐 구아니딘(이하, DPG) 0.2 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 T5는 지수값이 클수록, 발열 및 내마멸 지수값은 낮을수록 양호함을 의미한다.
<실시예 2>
유황 1.5 중량부, N-t-부틸벤조티아졸-2-설펜아미드 0.8 중량부, 1,6-비스 (N,N'-디벤질티오카바모일티오)-헥산 1.3 중량부, 디페닐 구아니딘 0.1 중량부로 구성한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 조건하에 실시하였다.
<실시예 3>
유황 2.0 중량부, N-t-부틸벤조티아졸-2-설펜아미드 1.0 중량부, 1,6-비스 (N,N'-디벤질티오카바모일티오)-헥산 2.0 중량부와 디페닐 구아니딘 0.3 중량부로 구성한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 조건하에 실시하였다.
<비교예>
1,6-비스(N,N'-디벤질티오카바모일티오)-헥산과 디페닐 구아니딘을 첨가하지 않고, 유황 3.0 중량부, N-t-부틸벤조티아졸-2-설펜아미드 2.0 중량부로 구성한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 조건 하에 실시하였다.
<표 1> 고무배합(단위: 중량부) 및 물성 측정 결과
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
NR 30 30 30 30
BR 70 70 70 70
활성제 5 5 5 5
보강제 70 70 70 70
공정오일 10 10 10 10
노화방지제 1 1 1 1
스테아린산 2 2 2 2
유황 1.8 1.5 2.0 3.0
NS 0.9 0.8 1.0 2.0
KA9188 1.8 1.3 2.0 -
DPG 0.2 0.1 0.3 -
T5 95 97 111 100
발열특성 91 98 95 100
굴곡특성 93 88 92 100
본 발명에 의한 림플랜지 고무조성물은 발열특성 및 내마멸특성을 유지하면서 성형시의 불량감소와 고온가류시의 리버젼 감소 등과 같은 공정성이 개선되는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 공지의 첨가제를 포함하는 림플랜지 고무조성물에 있어서,
    천연고무와 부타디엔 고무로 구성되는 원료고무 100 중량부에 대하여 가류시스템으로 유황 1.5-2.0 중량부, 벤조티아졸설펜아미드계 가류촉진제 0.8-1.0 중량부, 구아니디엔계 가류촉진제 0.1-0.3 중량부와 1,6-비스(N,N'-디벤질티오카바모일티오)-헥산 1.0-2.0 중량부를 포함함을 특징으로 하는 고온가류를 위한 림플랜지 고무조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 원료고무는 천연고무 20-40 중량부와 부타디엔 고무 60-80 중량부로 구성됨을 특징으로 하는 고온가류를 위한 림플랜지 고무조성물.
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