KR100523250B1 - 전기전도성 카본블랙을 함유하는 정전기 방지용 타이어트레드용 고무 조성물 - Google Patents

전기전도성 카본블랙을 함유하는 정전기 방지용 타이어트레드용 고무 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR100523250B1
KR100523250B1 KR10-2002-0040196A KR20020040196A KR100523250B1 KR 100523250 B1 KR100523250 B1 KR 100523250B1 KR 20020040196 A KR20020040196 A KR 20020040196A KR 100523250 B1 KR100523250 B1 KR 100523250B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rubber
rubber composition
black
carbon black
weight
Prior art date
Application number
KR10-2002-0040196A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040006202A (ko
Inventor
박병호
Original Assignee
금호타이어 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 금호타이어 주식회사 filed Critical 금호타이어 주식회사
Priority to KR10-2002-0040196A priority Critical patent/KR100523250B1/ko
Publication of KR20040006202A publication Critical patent/KR20040006202A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100523250B1 publication Critical patent/KR100523250B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016—Compositions of the tread
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/017—Antistatic agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00—Compositions of unspecified rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/001—Conductive additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/017—Additives being an antistatic agent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 전기전도성 카본블랙을 함유하는 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 천연고무, 합성고무 또는 천연고무와 합성고무의 혼합고무에 보강성 충진제로서 전기전도성 카본블랙을 첨가하므로써 전기전도도 및 내마모성이 개선된 타이어용 트레드 고무 조성물에 관한 것이다.

Description

전기전도성 카본블랙을 함유하는 정전기 방지용 타이어 트레드용 고무 조성물{The tire tread rubber composition containing electric conductive nitrogen gas carbonblack for preventing electrostatic problems}
본 발명은 전기전도성 카본블랙을 함유하는 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 천연고무, 합성고무 또는 천연고무와 합성고무의 혼합고무에 보강성 충진제로서 전기전도성 카본블랙을 첨가하므로써 전기전도도 및 내마모성이 개선된 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것이다.
최근, 타이어 트레드용 고무 조성물에 있어서, 저연비특성과 젖은 노면에서의 견인력 등 안정성과 환경친화적 측면을 고려한 보강성 충진제로서 카본블랙 대신 실리카의 적용비율이 급격히 증가되고 있다. 그러나 실리카를 적용한 타이어의 경우 저연비 특성과 젖은 노면 및 빙판 노면에서 견인력을 점진적으로 개선할 수 있지만, 제조공정에서 분산문제가 있고, 차량에 장착된 타이어의 경우 정전기 발생문제를 수반하게 된다.
즉, 실리카의 경우 판상구조에 전자의 이동이 가능한 카본블랙과 달리 전자의 이동이 불가능한 구조를 가지기 때문에 실리카의 사용량이 증가함에 따라 전기전도도가 현저히 하락하는 문제점을 가지고 있다. 제조공정에서의 문제는 배합기술과 배합기기의 발달에 의한 많은 개선으로 많은 양의 실리카의 사용으로 해결이 가능하지만, 이에 따른 정전기 발생 문제는 아직까지 해결되지 않고 있다.
이와 같은 타이어 고무 조성물에 있어서 정전기 발생문제의 해결을 위하여, 종래에는 전기전도성이 좋은 금속 분말을 처리하는 방법과 트레드의 일정방향에 카본블랙을 적용한 고무 배합물을 부분적으로 도입하는 방법 등의 구조적인 방법이 소개되고 있지만, 이들의 적용에는 현실적으로 많은 문제점을 내포하고 있었다.
또한, 정전기 방지용으로 사용하는 보강성 충진제는 전기전도도 특성을 좋게하기 위하여 N200∼N300계열의 카본블랙을 원료고무 100중량부당 30∼60중량부 단독으로 사용하거나, 혹은 아세틸렌블랙 혹은 산화철, 알루미늄 분말 등 금속분말을 카본블랙 대신에 10∼30중량부 정도 혼용하여 사용하기도 한다.
하지만 전자의 경우 저연비 특성과 젖은 노면에서의 제동력이 현저하게 하락하기 때문에 문제가 있으며, 후자의 경우 아세틸렌블랙이나 금속 분말의 경우 전기전도도 특성이 상대적으로 우수하지만, 트레드 고무 조성물의 요구 특성인 인장물성, 내마모특성 그리고 특히 인열강도가 현저하게 하락하는 단점을 나타내고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 보강성 충진제로서 전기전도성 카본블랙을 첨가하므로써 전기전도도 및 내마모성이 개선된 타이어용 트레드 고무 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 고무 조성물은 합성고무, 천연고무 또는 천연고무와 합성고무의 혼합물로 된 혼합고무 100중량부에 대하여 보강성 충진제로서 전기전도성 카본블랙을 5∼20중량부 첨가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 고무는 합성고무, 천연고무 또는 천연고무와 합성고무의 혼합물로 된 혼합고무가 바람직하며, 합성고무로는 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR) 등이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 전기전도성 카본블랙은 N2 표면적(N2 surface area)이 700㎡/g∼1000㎡/g이고, 카본블랙 구조의 발달 정도를 측정하는 DBP 흡착가가 200㎤/100g∼360㎤/100g이며, CTAB가 350㎡/g∼500㎡/g인 것이 바람직하다. 또한, 상기 카본블랙의 첨가량은 5∼20중량부가 바람직한데, 5중량부 미만을 적용할 경우에는 전기전도도 특성에서 만족할 만한 결과를 얻을 수 없으며, 반면 20중량부를 초과하여 적용할 경우에는 전기전도도 특성은 좋아지지만 급격한 점도 상승으로 인한 공정 문제와 발열 문제를 수반하게 된다.
상기 전기전도성 카본블랙은 N2 표면적(N2 surface area)이 80㎡/g∼130㎡/g이고, 카본블랙 구조의 발달 정도를 측정하는 DBP 흡착가가 70㎤/100g∼120㎤/100g인 통상적인 카본블랙과 구별된다.
본 발명의 고무 조성물에는 통상적인 고무 조성물용 첨가제들, 예로서 아연화, 스테아린산, 노화방지제, 오일 등의 첨가제들을 적절히 선택하여 첨가할 수 있으며, 이러한 첨가제들의 선택 및 사용량은 당분야에서는 공지이다.
이하, 본 발명을 하기 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 예에 지나지 않으며, 본 발명의 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 카본블랙의 화학특성을 하기 표 1에 나타내었다. 실시예에서는 케트젠 블랙(Ketjen-black, 이하 EC black)과 900℃에서 하소한(calcined) 카볼락 블랙(Carbolac-black)을 사용하였으며, 비교예에서는 HAF(N330)과 아세틸렌블랙(덴카블랙)을 사용하였다.
물성 HAF(N330) 케트젠 블랙(EC black) 카볼락 블랙(calcined at 900℃) 아세틸렌블랙(덴카블랙)
N2 표면적(㎡/g) 111 928 754 72
DBP(㎤/100g) 102 348 229 250
CTAB(㎡/g) 104 480 365 78
입자직경(nm) 30 32 11 42
실시예 및 비교예에서의 고무 조성물의 조성비(각 성분의 함량단위는 중량부이다)와 물성결과를 하기 표 2에 나타내었다.
정전기 방지용 고무 배합물의 전기전도도(Volume resistancy)는 108Ωcm 이하가 바람직하고, Kithley Model65 시험기를 이용하였으며, 측정방법은 샘플 처리과정 없이 적절한 압력하에서 측정하였다(두께 2.1, 전류범위 : 20mA, 전압 : 90V)
고무 조성물은 기타 첨가물로, 공정 오일로서는 오일(A#2 oil) 15중량부, 아연화(ZnO) 5중량부 등과 기타 스테아르산 및 노화방지제를 첨가하여 제조하였다.
조성물 비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 3
SBR 1500 100 100 100 100 100 100
실리카(Z175) 50 50 50 50 50 50
Si-69 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0
N330 15 0 0 0 0 0
아세틸렌 블랙 0 15 0 0 0 0
카볼락블랙 0 0 5 15 0 0
케트젠블랙 0 0 0 0 10 0
145℃에서의 무니점도스코치타임(min) 25.0 28.6 26.7 25.7 25.9 26.1점도 53 59 56 65 66 43
경도(Shore-A) 62 60 62 64 65 58
300% 모듈러스(kgf/㎠) 100 89 110 121 121 85
인장강도(kg/㎠) 200 186 201 215 218 181
파단시연신율(%) 422 414 413 423 418 469
전기전도도Log(Ωcm) 14 7.2 8.0 7.0 7.0 15
* Si-69 : Bis-(3-ethylsilylpropyl)-tetrasulfane
상기 표 2에 나타난 실험 결과를 살펴 보면 N330 카본블랙을 15중량부 사용한 비교예 1의 경우 전기전도도가 1014Ωcm으로 정전기 문제를 해결하는데 부적절함을 나타내고 있으며, 아세틸렌블랙을 사용한 비교예 2의 경우 전기전도도가 108Ωcm 이하로서 정전기 요구 조건에는 만족하나, 인장강도 등 물성이 현저히 하락함을 나타내고 있다.
이에 반하여 카볼락 블랙을 각각 5중량부, 15중량부 사용한 실시예 1, 2와 케트젠 블랙을 10중량부 사용한 실시예 3의 경우 물성개선 및 전기전도도가 108Ωcm 이하로 나타나서 정전기 문제를 해결할 수 있음을 보여주고 있다.
이는 카볼락 블랙이나 케트젠 블랙의 경우 잘 발달된 구조와 비표면적이 상대적으로 크기 때문에, 물성 개선과 동시에 전기전도도 특성을 개선시켜 주기 때문이다.
실시예와 비교예의 고무 조성물을 사용하여 만든 승용차용 타이어의 전기전도도 및 내마모시험 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
내마모지수는 5만km를 주행한 후의 마모정도를 상대 비교한 값으로, 값이 높을 수록 내마모 특성이 우수하다는 것을 나타낸다.
비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 3
전기전도도Log(cm) 13 7.0 7.5 7.0 7.0 15
내마모지수 100 80 108 115 116 95
상기 표 3에서와 같이 아세틸렌블랙을 사용한 비교예 2의 조성물로 만들어진 타이어의 경우 전기저항은 요구조건에 만족하나, 내마모지수가 현저히 하락한 반면, 카볼락 블랙 및 케트젠 블랙을 사용한 실시예 1, 2와 실시예 3의 조성물로 만들어진 타이어의 경우는 정전기 방지의 요구조건인 전기전도도가 108Ωcm 이하이고, 또한 내마모특성이 현저히 개선되었음을 확인할 수 있었다.
이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 고무 조성물은 보강성 충진제로서 전기전도성 카본블랙을 사용하므로써 전기전도도 및 내마모성이 개선되는 효과를 갖는다.

Claims (2)

  1. 고무 100중량부에 대하여, 보강성 충진제로서 N2 표면적이 700㎡/g∼1000㎡/g이고, DBP 흡착가가 200㎤/100g∼360㎤/100g이며, CTAB가 350㎡/g∼500㎡/g인 전기전도성 카본블랙을 5∼20중량부 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 고무는 천연고무, 합성고무 또는 천연고무와 합성고무의 혼합물로 된 혼합고무중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 타이어용 트레드 고무 조성물.
KR10-2002-0040196A 2002-07-11 2002-07-11 전기전도성 카본블랙을 함유하는 정전기 방지용 타이어트레드용 고무 조성물 KR100523250B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0040196A KR100523250B1 (ko) 2002-07-11 2002-07-11 전기전도성 카본블랙을 함유하는 정전기 방지용 타이어트레드용 고무 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0040196A KR100523250B1 (ko) 2002-07-11 2002-07-11 전기전도성 카본블랙을 함유하는 정전기 방지용 타이어트레드용 고무 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040006202A KR20040006202A (ko) 2004-01-24
KR100523250B1 true KR100523250B1 (ko) 2005-10-24

Family

ID=37316116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0040196A KR100523250B1 (ko) 2002-07-11 2002-07-11 전기전도성 카본블랙을 함유하는 정전기 방지용 타이어트레드용 고무 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100523250B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101193738B1 (ko) * 2010-11-17 2012-10-22 금호타이어 주식회사 전기전도성 카본블랙의 제조방법 및 그에 의해 제조된 전기전도성 카본블랙을 포함하는 타이어용 고무 조성물

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1180435A (ja) * 1997-08-29 1999-03-26 Ohtsu Tire & Rubber Co Ltd :The タイヤのトレッド部用ゴム組成物
KR20010001493A (ko) * 1999-06-04 2001-01-05 신형인 열전도성이 우수한 브래더용 고무화합물

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1180435A (ja) * 1997-08-29 1999-03-26 Ohtsu Tire & Rubber Co Ltd :The タイヤのトレッド部用ゴム組成物
KR20010001493A (ko) * 1999-06-04 2001-01-05 신형인 열전도성이 우수한 브래더용 고무화합물

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101193738B1 (ko) * 2010-11-17 2012-10-22 금호타이어 주식회사 전기전도성 카본블랙의 제조방법 및 그에 의해 제조된 전기전도성 카본블랙을 포함하는 타이어용 고무 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040006202A (ko) 2004-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Carbon—silica dual phase filler, a new generation reinforcing agent for rubber: Part IX. Application to truck tire tread compound
US5714533A (en) Rubber composition improved in charging property and pneumatic tire produced by making use of the same
KR100610593B1 (ko) 하드계 하이스트럭쳐 카본 블랙 및 그 카본 블랙을 배합한 고무 조성물
JPH11181153A (ja) トレッド用ゴム組成物
JP3594386B2 (ja) 空気入りタイヤ
KR100523250B1 (ko) 전기전도성 카본블랙을 함유하는 정전기 방지용 타이어트레드용 고무 조성물
JPH1180435A (ja) タイヤのトレッド部用ゴム組成物
KR100531018B1 (ko) 전기전도성 카본블랙을 함유한 정전기 방지용 타이어트레드용 고무 조성물
KR100889788B1 (ko) 금속이 담지된 실리카를 포함하는 타이어 트레드고무조성물
JP3948817B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物
JP2758462B2 (ja) ゴム組成物
JPH1081782A (ja) 低燃費タイヤ用トレッドゴム組成物
JP3410984B2 (ja) ゴム組成物
KR20090012148A (ko) 고무 조성물 및 그것을 이용한 타이어
JP2601321B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物
JPH1036561A (ja) タイヤ用ゴム組成物
KR100228868B1 (ko) 정전기 방지용 트레드 고무조성물
JP3207885B2 (ja) ゴム組成物
KR100515653B1 (ko) 내마모 특성이 개선된 승용차용 트레드 고무조성물 및이를 이용한 승용차용 타이어
JP2923038B2 (ja) タイヤ用トレッドゴム組成物
KR100395889B1 (ko) 승용차용 타이어 트레드 고무조성물
KR100464730B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물
JP2001040140A (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物
KR920004783B1 (ko) 저연비성 타이어 트레드용 고무 조성물
KR100542279B1 (ko) 승용차 타이어용 트레드 고무조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20081013

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee