KR100510703B1

KR100510703B1 - 타이어 사이드월 고무조성물

Info

Publication number: KR100510703B1
Application number: KR10-2003-0001587A
Authority: KR
Inventors: 김현용
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2005-08-31
Also published as: KR20040064754A

Abstract

본 발명은 원료고무로서 천연고무, 부타디엔 고무 및 스티렌-부타디엔 고무 중에서 선택된 단독 또는 이들의 블렌드물 및 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM)을 포함하는 타이어 사이드월 고무조성물로서, 머캅토-개질 EPDM을 상용화제로 포함하는 고무조성물을 제공하는 바, 이는 상용화제로 첨가되는 머캅토-개질 EPDM의 머캅토기가 고디엔계 고무와 반응하고 주사슬의 EPDM은 EPDM과 본질적으로 같기 때문에 EPDM과 물리적인 상호작용이 일어나게 되어 고디엔계 고무와 EPDM의 상용성을 증가시켜 EPDM 고무 블렌딩으로 인한 기계적 특성의 저하를 막을 수 있다.

Description

타이어 사이드월 고무조성물{Rubber composition for tire sidewall}

본 발명은 타이어 사이드월 고무조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원료고무로 고 디엔계 고무와 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM)를 포함하는 조성에 상용화제로서 머캅토-개질 EPDM을 포함하여 EPDM 블렌딩으로 인한 기계적 물성의 저하를 방지하도록 한 타이어 사이드월 고무조성물에 관한 것이다.

타이어 사이드월 고무 조성물에 있어서, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM이라 함)는 노화방지제의 사용은 피하면서 내오존성을 향상시켜 사이드월부의 변색을 막아 타이어의 외관을 개선시키려는 목적으로 사용되고 있다. EPDM의 사용시 이러한 특성을 보이는 이유는 EPDM 고무의 저 불포화 특성으로 인해 열, 산소, 오존 노화에 유리한 물성을 보이기 때문이다. 하지만, 이러한 EPDM의 저 불포화 특성으로 인해 일반 고 디엔계 고무인 천연고무, 부타디엔 고무 등과 상용성이 불리한 특성을 가지고 있다. 따라서, 천연고무, 부타디엔 고무와 EPDM을 블렌드시 포화 정도와 극성 차이로 인해 가류도가 EPDM보다 더 극성인 천연고무와 부타디엔 상으로 이동하려는 경향이 있어 가류 후 EPDM 상과 천연고무, 부타디엔 고무 상 간에 가류도의 차이를 보이는 비균질한 상을 형성하게 된다. 이러한 상의 형성은 기계적 특성의 저하를 나타내며, 특히 사이드월부의 주요 특성인 내피로성, 내크랙성에 치명적인 저하를 가져오게 된다.

따라서, EPDM과 고 디엔계 고무, 특히 천연고무와 부타디엔 고무와의 상용성을 개선하여 단일 네트워크 구조를 형성하려는 수많은 노력이 수행되어 왔다.

상용성을 개선하기 위한 종래의 방법으로는 EPDM 상의 가류도를 높이기 위해 EPDM을 할로겐화하는 방법, EPDM 상의 촉진제 용해도를 높이기 위해 촉진제를 개질하는 방법, EPDM에 촉진제를 그라프팅시키는 방법, EPDM 상을 전-경화(precuring)시키는 방법 등이 있다.

이에, 본 발명은 EPDM을 포함하는 사이드월부 고무 조성에 있어서 머캅토-개질 EPDM을 상용화제로 사용함으로써 고 디엔계 고무와의 상용성을 개선하여 기계적 특성의 저하를 막기 위한 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사이드월부 고무 조성물은 원료고무로서 천연고무, 부타디엔 고무 및 스티렌-부타디엔 고무 중에서 선택된 단독 또는 이들의 블렌드물 및 EPDM을 포함하는 것으로서, 상용화제로서 다음 화학식 1로 표시되는 머캅토-개질 EPDM을 원료고무 100중량부에 대해 1~5중량부 되도록 포함하는 것임을 그 특징으로 한다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 통상의 타이어 사이드월부 고무 조성물 중 EPDM을 원료고무로 포함하는 조성에 있어서 천연고무나 부타디엔 고무 등과 같은 고 디엔계 고무와의 상용성을 개선하기 위하여 상기 화학식 1로 표시되는 머캅토-개질 EPDM을 상용화제로 포함한다.

머캅토-개질 EPDM을 상용화제로 사용하면 머캅토기는 고 디엔계 고무와 반응하게 되고, 주사슬의 EPDM부는 EPDM과 본질적으로 같기 때문에 EPDM과 물리적인 상호작용이 일어나게 된다. 따라서 고 디엔계 고무/EPDM 블렌드에 상용화제로서 머캅토-개질 EPDM을 소량 적용하면 고 디엔계 고무와 EPDM의 상용성을 증가시켜 기계적 특성의 저하를 막을 수 있다.

바람직한 머캅토-개질 EPDM의 함량은 원료고무 100중량부에 대하여 1∼5중량부로서, 그 함량이 5중량부 초과면 상용화제의 역할도 하지만 EPDM의 전체 함량이 증가되므로 기계적 물성의 저하를 나타낼 수 있기 때문이다.

원료고무로는 통상 타이어 사이드월부를 구성하는 것들을 포함하는 바, 천연고무, 부타디엔 고무 및 스티렌-부타디엔 고무 중에서 선택된 단독 또는 이들 블렌드물과 EPDM이다. 통상 EPDM은 원료고무 전체 조성 중 30∼40 중량%인 것이 바람직하다.

그밖에 본 발명의 사이드월부 고무 조성물에는 카본블랙, 아로마틱 오일, 왁스, 산화아연, 스테아린산, 유황, 가류촉진제 등을 포함할 수 있음은 물론이다. 이들의 함량 및 구체 화합물의 한정은 본 발명의 효과에 영향을 미치지 않는 것들로서 이는 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.

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

실시예 1∼2 및 비교예 1∼3

다음 표 1에 기재된 바와 같은 조성비로 배합하여 고무조성물 시편을 제조하였다. 얻어진 고무 조성물의 물성을 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

종래의 대표적인 사이드월 조성물인 천연고무/부타디엔 고무 블렌드 조성물을 비교예 1에 나타내었고, EPDM을 사용한 고무조성물을 비교예 2에 나타내었다. 비교예 3에는 머캅토-개질 EPDM을 사용하되 그 함량이 과량인 고무조성물을 나타내었다.

		비 교 예			실 시 예
		1	2	3	1	2
천연고무		50	60	60	60	60
부타디엔 고무		50	-	-	-	-
EPDM		-	40	40	40	40
머캅토-개질 EPDM		-	-	7	3	5
HAF 카본블랙		50	50	50	50	50
아로마틱 오일		10	7	7	7	7
퀴놀린계 노화방지제		2	-	-	-	-
아민계 노화방지제		2	-	-	-	-
왁스		2	2	2	2	2
산화아연		3	3	3	3	3
스테아린산		2	2	2	2	2
유황		1.75	1.75	1.75	1.75	1.75
가류촉진제		1	1	1	1	1
쇼어 A 경도		45	41	43	44	44
100% 모듈러스		11	9	10	10	11
300% 모듈러스		49	35	45	45	49
파단신율		675	670	665	670	670
인장강도		171	140	160	165	170
내피로성@120% 스트레인(kcycle)		83	49	75	80	84
크랙 성장(dc/dn)		0.45	0.63	0.51	0.50	0.45
동적 오존 테스트(1주경과후)	크랙발생	크랙발생	발생안함	발생안함	발생안함	발생안함
동적 오존 테스트(1주경과후)	색상 변화	브라운	블랙	블랙	블랙	블랙

상기 표 1의 결과로부터, EPDM을 사용한 비교예 2의 경우 종래의 천연고무/부타디엔 고무 블렌드 조성물인 비교예 1에 비하여 EPDM의 사용으로 인해 오존 크랙 특성과 외관 변색에는 탁월한 개선효과를 보이지만, EPDM과 천연고무의 비상용성으로 인해 인장물성의 저하, 특히 내피로성과 크랙 성장에 불리한 특성을 보임을 알 수 있다.

이에, 실시예 1∼2 및 비교예 3에서는 머캅토-개질 EPDM을 첨가하였는데, 이들은 비교예 2에 비해 인장물성이 향상되며 특히 내피로성과 크랙 성장성에서 탁월한 개선효과를 보이고 있다. 이는 상술한 바와 같이 머캅토-개질 EPDM을 첨가함에 따라 천연고무와 EPDM의 상용성이 증가하여 균질한 상을 형성하기 때문이다. 따라서, 고 디엔계 고무/EPDM 블렌드 조성물에 머캅토-개질 EPDM을 상용화제로 사용시 기존의 천연고무/부타디엔 고무 블렌드 사이드월 고무 조성물과 유사한 기계적 특성을 보일 뿐만 아니라 내오존성 및 내외관성을 향상시킬 수 있다. 실시예에 따르면, 머캅토-개질 EPDM의 함량은 5중량부에서 최적의 물성을 보이고 있다. 그런데, 머캅토-개질 EPDM의 함량이 7중량부인 비교예 3의 경우는 실시예 2에 비하여 다소 저하되는 물성을 보이는데, 그 이유는 과량의 머캅토-개질 EPDM 첨가시 상용화제로서의 역할 뿐만 아니라 EPDM의 전체 함량을 증가시키므로 물성 저하를 보이는 것으로 판단된다. 그러므로 머캅토-개질 EPDM을 원료고무 100중량부에 대하여 5중량부를 초과하지 않도록 포함하는 것이 바람직함을 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 고 디엔계 고무와 EPDM 고무 블렌드물에 상용화제로서 머캅토-개질 EPDM를 첨가한 고무조성물은 상용화제의 머캅토기가 고디엔계 고무와 반응하고 주사슬의 EPDM은 EPDM과 본질적으로 같기 때문에 EPDM과 물리적인 상호작용이 일어나게 되어 고디엔계 고무와 EPDM의 상용성을 증가시켜 EPDM 고무 블렌딩으로 인한 기계적 특성의 저하를 막을 수 있어 타이어 사이드월부 고무로 적합하다.

Claims

(정정)원료고무로서 천연고무, 부타디엔 고무 및 스티렌-부타디엔 고무 중에서 선택된 단독 또는 이들의 블렌드물 및 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM)를 포함하는 타이어 사이드월 고무조성물에 있어서,

상용화제로서 다음 화학식 1로 표시되는 머캅토-개질 EPDM을 원료고무 100중량부에 대하여 1∼5중량부 되도록 포함하는 것임을 특징으로 하는 타이어 사이드월 고무조성물.

화학식 1
(삭제)