KR100513238B1 - 고온가류용 ｐｃｒ 하부 트레드 고무조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온가류용 PCR 하부 트레드 고무조성물에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 가류온도 상승시 내열성과 리버젼 특성이 개선되면서도 물성이 유지될 수 있는 열안정성 PCR 하부 트레드 고무조성물에 관한 것이다.

본 발명은 천연고무와 부타디엔 고무로 구성되는 원료고무, 보강제, 활성제, 공정오일, 가류제 및 가류촉진제를 함유하는 공지의 PCR 하부 트레드 고무조성물에 원료고무 100 phr에 대하여 리버젼 방지제로 HTS 0.5∼1.5 phr과 KA-9188 0.5∼1.5 phr 및 내열성 엘라스토머 3∼10 phr를 함유함을 특징으로 하는 고온가류용 PCR 하부 트레드 고무조성물을 제공한다.

Description

고온가류용 ＰＣＲ 하부 트레드 고무조성물{Under Tread Compound of PCR for High Temperature Curing}

본 발명은 고온가류용 PCR 하부 트레드 고무조성물에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 가류온도 상승시 내열성과 리버젼 특성이 개선되면서도 물성이 유지될 수 있는 열안정성 PCR 하부 트레드 고무조성물에 관한 것이다.

전형적인 PCR 타이어는 노면과 접촉하는 부분인 트레드부(캡 트레드, 하부 트레드), 스트립부(윙, 베이스), 스틸와이어로 구성되며 노면 충격을 감소시키는 것은 물론 트레드의 노면에 닿는 부위를 넓게 유지시켜주는 벨트부, 타이어의 옆부분으로 카카스를 보호하고 굴신운동을 함으로써 승차감을 좋게하는 사이드 월부, 튜브대신 타이어 안쪽에 붙인 공기가 통과하기 어려운 특수고무층으로 이루어진 인너 라이너부 및 스틸와이어로 구성되며 외부의 충격을 완화시켜 주는 비드부 등으로 구성되어 있다.

종래에는 생산성을 향상 시키기 위한 일환으로 가류온도를 상승시켜 타이어를 제조하고 있으나, 이로 인해 하락하는 열적 특성을 폴리머나 신재료를 사용하여 열적 특성을 보완하고 있는데, 특히 하부 트레드는 발열특성이 중요하기 때문에 이를 향상시키기 위해서는 열적 특성이 우수한 신재료를 사용하고 있다.

예컨대, 고온 가류시 하부 트레드의 열적 특성과 발열특성을 동시에 개선시키기 위하여 주로 폴리머와 보강제를 변경하여 사용하여 왔으나, 이와 같은 변경사용에는 한계가 있으며, 가류온도 상승시 리버젼(reversion) 특성의 하락과 함께 제반 물성이 하락하는 문제점을 지니고 있다.

본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 연구를 지속적으로 수행하여 하부 트레드 고무조성물에 열안정성, 리버젼 방지제 및 내열성 엘라스토머를 사용하여 가류온도 상승시 내열특성 및 리버젼특성을 개선함과 동시에 물성을 유지시킬 수 있는 열안정성 고무조성물을 제조할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 가류온도 상승시 내열성과 리버젼 특성이 개선되면서도 물성이 유지될 수 있는 고온가류용 PCR 하부 트레드 고무조성물을 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로 천연고무와 부타디엔 고무로 구성되는 원료고무, 보강제, 활성제, 공정오일, 가류제 및 가류촉진제를 함유하는 공지의 PCR 하부 트레드 고무조성물에 원료고무 100 phr에 대하여 리버젼 방지제로 HTS 0.5∼1.5 phr과 KA-9188 0.5∼1.5 phr 및 내열성 엘라스토머 3∼10 phr를 함유함을 특징으로 하는 고온가류용 PCR 하부 트레드 고무조성물을 제공한다.

본 발명에 의한 PCR 하부 트레드 고무조성물에 사용되는 HTS (Hexamethylene-1,6-bis(thiosulfate) disodium salt, dihydrate)와 KA-9188 (1,6-bis(N,N-dibenzylthiocarbamoyldithio)hexane)는 열안정성 리버젼 방지제로서, HTS 만을 사용할 경우 모듈러스가 하락하고, KA-9188 만을 사용할 경우 인장강도가 하락하는 문제점이 있기 때문에, HTS와 KA-9188를 동시에 사용함으로써 모듈러스와 인장강도 모두를 만족시킬 수 있는 장점을 지니고 있다.

본 발명에 사용되는 HTS는 열적으로 안정한 하이브리드 결합(hybrid bonding)을 형성하여 유연성(flexibility)을 보강해 주는 역할을 하는데, 분자량이 205 ~ 216인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 사용되는 KA-9188은 우수한 스트레스-스트레인(stress-strain) 특성을 지니고 있는 분자량이 645 ~ 650인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 첨가되는 KA-9188의 함량 만큼 사용되는 가류제의 함량을 감량하여 적용하는 신개념의 리버젼 방지제라고 할 수 있다.

본 발명에 의한 PCR 하부 트레드 고무조성물에 사용되는 내열성 엘라스토머는 특수한 제법으로 펄프를 스티렌-부타디엔 고무(SBR)에 혼입하여 제조한 엔지니어드 엘라스토머(engineered elastomer)로서, 고무중의 펄프의 함량은 SBR 100% 대비 펄프 20∼30% 함유함을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 엔지니어드 엘라스토머는 물에 대한 용해도는 무시할 정도로 적고, 휘발성(volatiles)이 수용액에서 3.5% 미만이고 비중이 1.05g/cc인 노란색의 고무로서 분해온도가 200℃ 이상인 내열성이 우수한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

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

<실시예 1>

하기 표 1에 개시된 배합비와 같이 원료고무로 천연고무 80 phr, 부타디엔 고무 20 phr, 보강제로 카본블랙 60 phr, 활성제 4 phr, 공정오일 5 phr, 가류제 3 phr, 가황촉진제 3 phr를 첨가하여 반바리믹서에 배합하고 가류온도를 200℃로 하여 PCR 하부 트레드 고무조성물을 제조하였다.

<실시예 2>

리버젼 방지제로 HTS 2 phr, 엔지니어드 엘라스토머 5 phr를 추가적으로 첨가하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조건하에 실시하여 PCR 하부 트레드 고무조성물을 제조하였다.

<실시예 3>

리버젼 방지제로 KA-9188 1.5 phr, 엔지니어드 엘라스토머 5 phr를 추가적으로 첨가하고, 가류제를 1.5 phr 첨가하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조건하에 실시하여 PCR 하부 트레드 고무조성물을 제조하였다.

<실시예 4>

리버젼 방지제로 HTS 1.0 phr과 KA-9188 1.0 phr 및 엔지니어드 엘라스토머 5 phr를 추가적으로 첨가하고, 가류제를 2.0 phr 첨가하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조건하에 실시하여 PCR 하부 트레드 고무조성물을 제조하였다.

<비교예>

가류온도를 180℃로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조건하에 실시하여 PCR 하부 트레드 고무조성물을 제조하였다.

<표1> 배합비 (단위:phr)

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예
원료고무(NR/BR)	80/20	80/20	80/20	80/20	80/20
카본블랙	60	60	60	60	60
활성제	4	4	4	4	4
공정오일	5	5	5	5	5
엔지니어드 엘라스토머	0	5	5	5	0
HTS	0	2	0	1	0
KA-9188	0	0	1.5	1	0
가류제	3	3	1.5	2	3
가류촉진제	3	3	3	3	3
가류온도(℃)	200	200	200	200	200

<시험예>

상기 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예에서 제조한 고무조성물의 인장시편을 제조한 다음, ASTM 규격에 준하여 리버젼특성 시험, 내열특성 시험 및 기본물성을 측정한 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.

<표 2> 특성시험 및 물성측정 결과

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예
기본 물성 경도 300%모듈러스(Kg/㎤) 인장강도(Kg/㎤) 신장율(%)	60102175395	64106206425	64121197405	64119204418	63115202410
리버젼율(%)	25	18	9	6	21
내열특성 HBU(Temp. rise℃)	45	39	39	37	42

상기 결과에 의하면 본 발명에 의한 PCR 하부 트레드 고무조성물은 가류온도가 상승함에 따라 리버젼 특성, 내열특성이 비교예에 비하여 현격히 향상되고, 기본물성 또한 비교예와 유사한 결과를 보여 물성을 유지함을 알 수 있다.

본 발명에 의한 고무조성물은 열안정성 리버젼방지제 및 내열성 엘라스토머를 사용함으로써 가류온도 상승시 내열특성 및 리버젼특성을 개선함과 동시에 물성을 유지시킬 수 있는 열안정성 PCR 하부 트레드 고무조성물을 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. 천연고무와 부타디엔 고무로 구성되는 원료고무, 보강제, 활성제, 공정오일, 가류제 및 가류촉진제를 함유하는 공지의 PCR 하부 트레드 고무조성물에 원료고무 100 phr에 대하여 리버젼 방지제로 HTS(Hexamethylene-1,6-bis(thiosulfate) disodium salt, dihydrate) 0.5∼1.5 phr과 KA-9188 (1,6-bis(N,N-dibenzylthiocarbamoyldithio)hexane) 0.5∼1.5 phr 및 내열성 엘라스토머 3∼10 phr를 함유함을 특징으로 하는 고온가류용 PCR 하부 트레드 고무조성물.
2. 제 1항에 있어서,

   첨가되는 KA-9188의 함량 만큼 가류제의 함량을 감량시킴을 특징으로 하는 고온가류용 PCR 하부 트레드 고무조성물.
3. 제 1항에 있어서,

   내열성 엘라스토머는 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 100% 대비 펄프를 20∼30% 함유하는 엔지니어드 엘라스토머(engineered elastomer) 임을 특징으로 하는 고온가류용 PCR 하부 트레드 고무조성물.