KR100476015B1 - 황토를 충진제로 하는 타이어 트래드용 고무조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 트래드용 고무조성물로서, 원료고무에 대해 황토 15phr 이하 첨가됨을 특징으로 하는 타이어용 트래드 고무조성물을 개시한다.

본 발명의 구성에 의하면 트래드 고무 조성물에 충진제로 황토를 첨가함으로써 점도, 모듈러스, 경도 및 발열특성을 포함하는 물성을 개선하면서도 비교적 구하기 쉽고 가격이 저렴하여 원가절감 효과가 크다.

Description

황토를 충진제로 하는 타이어 트래드용 고무조성물{Rubber Compound Containing Yellow Ocher as Filler}

본 발명은 타이어 트래드용 고무조성물로서 보다 상세하게는 충진제로서 기존의 고가인 실리카 또는 카본블랙을 일부 대체하여 원료고무에 대해 황토가 소정량 첨가됨을 특징으로 하는 타이어용 트래드 고무조성물에 관한 것이다.

타이어 트래드의 보강성을 부여하기 위해 충진제가 고무배합시 첨가되고 있다. 이러한 충진제는 현재 카본블랙, 실리카를 적용하고 있으며, 타이어의 요구 특성에 따라 여러 가지 물리적 특성을 가지는 제품으로부터 선택되어 단독으로 또는 일부 혼합하여 사용된다.

이러한 충진제는 트래드 고무 조성물에 10∼80 phr 정도의 범위에서 과량으로 배합에 첨가되고 있으나, 대개 고가로서 원가 상승의 일요인으로 되고 있다. 따라서 물성 개선 효과 및 경제성이 우수한 물질을 충진제로서 일부 대체하여 사용할 수 있다면 원가를 크게 절감하여 타이어 산업에 있어서 국내외적인 경쟁력을 제고할 수 있을 것이다.

하지만 아직까지는 충진제로서는 카본블랙과 실리카 이외에는 보고된 바가 거의 없는 실정으로 본 발명은 이러한 대체물질의 개발에 요지를 두고 있다.

본 발명자는 타이어용 트래드 고무 배합물에 물성을 개선하거나 저해하지 않으면서도 기존의 고가의 충진제를 대체할 수 있는 수단을 강구하던 중, 우선 구입과 가격 면에서 장점이 풍부한 황토를 선정하여 적용하고 그 결과를 관찰한 결과 위 조건을 충족함을 알아내고서 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 쉽고 저렴하게 구입이 가능한 황토를 충진제로 적용한 트래드 고무조성물을 제공함에 있다.

본 발명은 타이어 트래드용 고무조성물로서,

원료고무 100phr에 대해 황토 15phr 이하 첨가됨을 특징으로 하는 타이어용 트래드 고무조성물을 포함한다.

황토는 통상적으로 입자크기가 0.02mm∼0.05mm 이하인 다양한 입자들로 구성되며, 화학적 조성은 실리카, 알루미나, 철분, 마그네슘, 칼륨, 석회성분으로 함량은 각각 60∼65%, 10∼13%, 5∼6%, 2%, 2%, 8% 정도이다. 그리고 광물조성은 석영, 장석과운모, 탄산염 광물, 실트로 이들 함량은 각각 60∼70%, 10∼20%, 5∼35%, 2∼5%로 구성된다.

황토는 위와 같이 가는 모래와 같은 성분과 다량의 탄산칼슘(CaCO₃)이 함유되어 있어 쉽게 부서지지 않고 점력을 지니고 있어 실리카나 카본블랙을 대체하는 충진제로서 효과적이다.

자연 상태의 황토는 다량의 불순물인 유기물을 함유하고 있다. 따라서 바람직하기로는 이들 유기물을 제거하여 사용하는 것이 좋다. 본 발명에서는 바람직하기로는 이들 유기물을 제거하기 위한 수단으로 700℃ 이상의 고온 열처리과정을 포함한다. 고온 열처리과정은 특별히 한정되는 것은 아니다. 따라서 공지의 전기로를 이용하여 산소조건하에 700℃ 이상의 상태에서 1시간 이상 방치하는 것으로도 달성할 수 있다.

상기 황토는 트래드 고무조성물에 바람직하기로는 15phr 이하로 첨가된다. 만일 15phr을 넘게 되면 인장물성의 하락과 점도가 현저히 증가하게 되어 문제가 있기 때문이다.

황토를 제외한 본 발명의 트래드 고무조성물을 구성하는 제 성분은 공지의 성분들로서 당업자에게 지극히 자명한 사항인 바 이에 대한 상세한 기재는 생략하기로 한다.

이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 아니된다.

<비교예> 고무조성물의 제조

하기 표 1에 나타난 바와 같이 원료고무인 천연고무 100 phr을 기준으로 A#2 오일(미창석유, 대한민국) 20 phr, 카본블랙(N330) 50 phr, 유황 2 phr, 가황 촉진제 1.5 phr를 첨가하여 160℃에서 방출시켰다. 생성된 고무조성물의 물성시험 결과는 표 1 하단에 나타내었다.

<실시예 1> 고무조성물의 제조

하기 표 1에 나타난 바와 같이 원료고무인 천연고무 100 phr을 기준으로 A#2 오일(미창석유, 대한민국) 20 phr, 카본블랙(N330) 50 phr, 전기로에서 700℃ 가열상태에서 1시간 방치한 전처리 과정을 거친 황토 2 phr, 유황 2 phr, 가황 촉진제 1.5 phr를 첨가하여 160℃에서 방출시켰다. 생성된 고무조성물의 물성시험 결과는 표 1 하단에 나타내었다.

<실시예 2> 고무조성물의 제조

실시예 1에 사용된 황토를 5 phr 배합하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하며, 그 결과는 표 1 하단에 나타내었다.

<실시예 3> 고무조성물의 제조

실시예 1에 사용된 황토를 10 phr 배합하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하며, 그 결과는 표 1 하단에 나타내었다.

<실시예 4> 고무조성물의 제조

실시예 1에 사용된 황토를 15 phr 배합하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하며, 그 결과는 표 1 하단에 나타내었다.

<실시예 5> 고무조성물의 제조

실시예 1에 사용된 황토를 25 phr 배합하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하며, 그 결과는 표 1 하단에 나타내었다.

<표 1> 고무조성물(단위: phr)

조성	비교예	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
천연고무	100	100	100	100	100	100
A#2 오일	20	20	20	20	20	20
N330	50	50	50	50	50	50
황토	0	2	5	10	15	25
유황	2	2	2	2	2	2
촉진제	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
무니점도(125℃)	70	71	73	75	75	80
인장강도	154	152	148	145	140	110
모듈러스(300%)	350	351	355	365	370	390
경도	72	73	74	76	78	80
발열특성	31	30	28	26	25	22

상기 실험 결과 값에서 알 수 있듯이 고온 열처리를 거친 황토를 15phr까지 증량할수록 점도, 모듈러스, 경도에서는 개선효과를 보였으며, 발열과 인장강도는 감소경향을 보여 마모에는 다소 불리하나 발열 특성에는 개선효과가 있음을 확인할 수 있다.

본 발명에 의하면 트래드 고무 조성물에 충진제로 황토를 첨가함으로써 점도, 모듈러스, 경도 및 발열특성을 포함하는 물성을 개선하면서도 비교적 구하기 쉽고 가격이 저렴하여 원가절감 효과가 크다.

Claims (2)

1. 타이어 트래드용 고무조성물에 있어서,

   원료고무 100phr에 대해 황토 15phr 이하 첨가됨을 특징으로 하는 트래드 고무조성물
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 황토는 700℃ 이상에서 산소조건하에 고온 열처리된 것임을 특징으로 하는 트래드 고무조성물