KR100475331B1

KR100475331B1 - 타이어 험프스트립 고무 조성물

Info

Publication number: KR100475331B1
Application number: KR10-2002-0072929A
Authority: KR
Inventors: 김석윤; 임성수
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2005-03-11
Also published as: KR20040044758A

Abstract

본 발명은 타이어 험프스트립 고무 조성물에 관한 것으로서, 폴리-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로 퀴놀린 0.5∼1.0중량부, 왁스 1.0∼3.0중량부 및 N-{4-[(1,3-디메틸부틸)이미노]-2,5-사이클로헥사디엔-1-일리딘} 2∼3중량부로 이루어진 노화방지제를 사용함으로써 내열노화성이 향상되면서 내오존성능도 유지할 수 있는 고무 조성물을 제공한다.

Description

타이어 험프스트립 고무 조성물{Rubber composition for tire hump stripe}

본 발명은 타이어 험프스트립 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 퀴논 디이민계 노화방지제를 포함하여 내열노화성이 향상되고 내오존성이 유지될 수 있는 타이어 험프스트립 고무 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 타이어의 험프스트립 고무 부위는 림(rim)과 직접 마찰되는 부분이므로 내열노화성, 내마멸성, 내세팅성 및 내크립성 등이 요구물성이다. 특히 이 부분은 지속적으로 고온의 열을 받는 부위이기 때문에 타이어의 취부 탈착시 비드 토우가 깨어지는 경우가 많으므로 험프스트립 컴파운드는 내열노화성이 우수한 컴파운드를 채용한다.

종래 타이어의 험프스트립 고무의 내열노화성을 향상시키기 위한 황 공여체 및 안티-리버젼제(anti-reversion agent) 등을 응용하였는데, 이러한 약품 등을 사용할 경우 험프스트립 컴파운드의 단가가 많이 상승하는 문제점이 있다.

이에 본 발명자들은 타이어 험프스트립 고무 조성물에 사용되는 노화방지제로서 N-{4-[(1,3-디메틸부틸)이미노]-2,5-사이클로헥사디엔-1-일리덴}을 포함한 결과, 험프스트립의 주요 물성인 내열노화성을 향상시키고 내오존성능도 유지시킬 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 열노화를 최대한 억제하면서 내오존성능도 유지시킬 수 있는 험프스트립 고무 조성물을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 험프스트립 고무 조성물은 천연고무 단독 또는 디엔계 고무와의 블렌드물을 원료고무로 하고 노화방지제로서 폴리-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로 퀴놀린 0.5∼1.0중량부, 왁스 1.0∼3.0중량부 및 N-{4-[(1,3-디메틸부틸)이미노]-2,5-사이클로헥사디엔-1-일리딘} 2∼3중량부를 포함하는 것임을 그 특징으로 한다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 험프스트립용 고무 조성물은 통상의 험프스트립에서와 같은 원료고무를 포함하는 바, 천연고무 단독 또는 디엔계 고무와의 블렌드물을 들 수 있다.

본 발명에서는 험프스트립의 주요 물성인 내열노화성을 향상시키고자N-{4-[1,3-디메틸부틸)이미노]-2,5-사이클로헥사디엔-1-일리딘}을 노화방지제로서 포함한다.

이 노화방지제는 통상의 N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민(이하, 6C라 함) 노화방지제와 달리 30∼40%가 가교 중에 고무와 결합을 형성한다. 6C의 경우는 자유 아민기가 리버젼 및 열노화를 촉진시키는 역할을 하나, 본 발명에서 사용된 노화방지제는 열노화를 최대한 억제하면서 내오존성능도 어느 정도 유지시킬 수 있다.

이같은 퀴논 디이민 노화방지제를 원료고무 100중량부에 대하여 2∼3중량부로 함유하면 황 공여체나 안티-리버젼제 등을 응용하지 않고도 험프스트립 고무의 내열노화성을 향상시킬 수 있다.

퀴논 디이민 노화방지제를 원료고무 100중량부에 대하여 2중량부 미만으로 첨가하면 내열노화성이 저하되고 3중량부를 초과하여 첨가하면 고무조성물의 가격상승의 문제가 있다.

또한, 본 발명의 고무 조성물에서는 노화방지제로서 왁스와 폴리-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로 퀴놀린을 포함하는 바, 왁스는 원료고무 100중량부에 대하여 1.0∼3.0중량부로, 폴리-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로 퀴놀린은 0.5∼1.0중량부로 포함하는 것이 바람직하다.

그밖에 기타 배합제들은 통상적인 배합량으로 첨가할 수 있는 바, 카본블랙, 산화아연, 스테아린산, 가공조제, 수지, 가류촉진제 및 유황 등을 포함하며 그 함량은 한정되는 것은 아니다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1∼4 및 비교예 1∼3

다음 표 1과 같은 배합제를 반바리 믹서를 이용하여 배합하여 고무 시트를 제조하였다. 이 고무시트를 150℃의 가류프레스에서 15분간 가류하여 시험시편을 준비한 뒤 모듈러스, 내열노화성, 내크랙성장성, 내셋팅성을 측정하였으며, 무니점도는 가류하지 않은 고무시트를 몬산토사에서 제작한 MV2000으로 측정하였다.

줄음율은 100℃×4hrs 및 100℃×6hrs 조건에서 노화 후 시편의 치수줄음율을 측정하였다.

정적 내오존성은 50ppm 및 40℃ 조건에서 시편을 15% 늘린 상태에서 측정해서 오존크랙의 수 및 깊이를 기준으로 1등급에서부터 10등급까지로 분류하였다.

동적 내오존성은 50ppm 및 40℃ 조건에서 시편에 대하여 계속적인 피로를 가하면서 오존크랙의 수 및 깊이를 기준으로 1등급에서부터 10등급까지로 분류하였다.

그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

		실시예		비 교 예
		1	2	1	2	3	4
디엔계 천연고무		50	50	50	50	50	50
부타디엔 고무		50	50	50	50	50	50
카본블랙		65	65	65	65	65	65
산화아연		4	4	4	4	4	4
스테아린산		3	3	3	3	3	3
노화방지제	a⁽¹⁾	-	-	2	3	2	3
	b⁽²⁾	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
	c⁽³⁾	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
	d⁽⁴⁾	2	3	-	-	-	-
가공조제		4	4	4	4	4	4
수지		3	3	3	3	3	3
황 공여체⁽⁵⁾		-	-	-	-	0.5	0.5
가류촉진제		1.3	1.3	1.3	1.3	1.3	1.3
유황		1.7	1.7	1.7	1.7	1.7	1.7
(주)(1)N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민(6C)(2)폴리-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로 퀴놀린(3)왁스(4)벤젠아민, N-{4-[(1,3-디메틸부틸)이미노]-2,5-사이클로헥사디엔-1-일리딘(5)디티오 디몰폴린

				실시예		비 교 예
				1	2	1	2	3	4
인장초기물성	100%모듈러스			37	37	36	36	38	38
	파단시 신장율(%)			408	409	413	412	402	403
	인장강도(kgf/㎠)			219	220	217	218	219	221
	파단에너지(kgf/㎟)			447	450	448	449	440	445
인장(100℃×8h)	100%모듈러스			61	61	64	64	62	63
	파단시 신장율(%)			272	273	241	243	266	267
	인장강도(kgf/㎠)			186	187	182	183	188	189
	파단에너지(kgf/㎟)			253	255	218	222	250	252
인장(100℃×6h)	100%모듈러스			54	54	89	89	85	85
	파단시 신장율(%)			184	185	152	153	179	181
	인장강도(kgf/㎠)			162	164	149	151	161	163
	파단에너지(kgf/㎟)			149	152	113	116	144	148
노화율		48h당 파단에너지 감소율(%/1주)		42	41	50	49	43	42
내세팅성(%)			100℃×4h	32	33	35	34	32	31
내세팅성(%)			100℃×6h	45	46	49	50	45	44
점탄성(60℃)			G'(E+7)	13.1	13.2	12.6	12.7	13.2	13.4
점탄성(60℃)			tanδ	0.187	0.188	0.196	0.197	0.182	0.183
정적 내오존성(15일후)				5등급	4등급	5등급	4등급	5등급	4등급
동적 내오존성(8일후)				6등급	4등급	5등급	3등급	5등급	3등급

상기 표 2의 결과를 상세히 살펴보면, 첫째 실온조건에서의 인장물성 수준에 있어서는 실시예나 비교예 수준에 거의 차이가 없음을 알 수 있다. 둘째, 내열노화성의 경우에는 황 공여체를 사용하지 않는 비교예 1 및 비교예 2의 경우에는 황 공여체를 사용하는 비교예 3이나 4에 비하여 노화율이 7% 정도 높았다. 다만, 6C 노화방지제 대신에 퀴논 디이민 노화방지제를 응용한 실시예 1 및 2의 경우에는 황 공여체를 사용하는 비교예 3이나 4에 비하여 노화율이 거의 동등 수준이다.

셋째로, 험프스트립 컴파운드의 강성 수준을 나타내는 G'(60℃, 탄성 모듈러스) 수준에 있어서는 황 공여체를 사용하지 않는 비교예 1이나 2의 경우에는 황 공여체를 사용하는 비교예 3이나 4에 비하여 강성 수준이 약간 낮으나, 퀴논 디이민 노화방지제를 응용한 실시예 1 및 2의 경우에는 황 공여체를 사용하는 비교예 3이나 4에 비하여 강성 수준이 거의 동등 수준이다.

넷째, 줄음율의 경우에는 황 공여체를 사용하지 않는 비교예 1이나 2의 경우에는 황 공여체를 사용하는 비교예 3이나 4에 비하여 줄음률 수준이 높으나, 퀴논 디이민 노화방지제를 응용한 실시예 1이나 2의 경우에는 황 공여체를 사용하는 비교예 3 및 4에 비하여 줄음율 수준이 거의 동등 수준이다.

다섯째, 정적 내오존성의 경우에는 퀴논 디이민 노화방지제를 응용한 실시예 1과 2가 이동성이 뛰어난 6C 노화방지제를 응용한 비교예 1과 2에 비하여 동등 수준을 유지하나, 동적 내오존성에 있어서는 약간 떨어진다.

결론적으로, 퀴논 디이민 노화방지제를 2∼3중량부를 응용한 실시예 1과 2의 경우에 황 공여체를 응용한 비교예 3이나 4에 비하여 동등 수준의 내열노화성, 강성 수준 및 내세팅성을 가지므로 퀴논 디이민 노화방지제로서 황 공여체를 대체할 수 있다고 할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 노화방지제로서 폴리-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로 퀴놀린, 왁스 및 N-{4-[(1,3-디메틸부틸)이미노]-2,5-사이클로헥사디엔-1-일리딘}을 포함하는 고무 조성물은 내열노화를 최대한 억제하면서 내오존성능도 유지시켜 트럭, 버스용 타이어의 험프스트립용 고무로 유용하다.

Claims

천연고무 단독 또는 디엔계 고무와의 블렌드물을 원료고무로 하고 노화방지제로서 폴리-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로 퀴놀린 0.5∼1.0중량부, 왁스 1.0∼3.0중량부 및 N-{4-[(1,3-디메틸부틸)이미노]-2,5-사이클로헥사디엔-1-일리딘} 2∼3중량부를 포함하는 타이어 험프스트립 고무 조성물.