KR100531019B1 - 타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 천연고무와 부타디엔 고무의 혼합고무에 보강제로서 특정 물성의 카본블랙을 첨가하므로써 내피로특성을 개선하여 수명을 연장시킬 수 있는 타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물에 관한 것이다.

Description

타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물{Shaping bladder rubber composition for tire building machine}
본 발명은 타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 천연고무와 부타디엔 고무의 혼합고무에 보강제로서 카본블랙을 첨가하므로써 내피로특성을 개선하여 수명을 연장시킬 수 있는 타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물에 관한 것이다.
타이어를 제조하기 위해서는 각 부위에 해당하는 고무 조성물을 만들고, 이 고무 조성물을 정해진 규격에 알맞게 압연, 재단, 압출하여 반제품을 만든 다음, 성형과정을 통해 타이어의 그린케이스를 만든다, 이때 사용하는 성형기에는 이들 반제품을 자동으로 곁붙임 작업을 해주기 위해서 성형기용 셰이핑 블래더가 사용된다. 셰이핑 블래더는 반복적으로 팽창과 수축을 하면서 미가교 고무를 강제로 붙이도록 하는데 사용되고, 계속되는 반복팽창과 수축을 견딜 수 있도록 내피로특성이 우수하게 설계되었다.
종래에는, 이러한 셰이핑 블래더 고무 조성물의 보강제로서 두가지 카본블랙이 사용되었으나, 두가지 카본블랙을 사용함으로써 두가지 카본블랙끼리의 분산이 양호하지 않을 경우, 분산이 불량한 지점에서 피로특성이 떨어져서 크랙이 발생하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 두가지 카본블랙을 사용함으로써 설비증대와 생산성 하락을 가져왔다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 보강제로서 두가지 카본블랙 대신에 중간정도의 성질을 가지는 특정 물성의 한가지 카본블랙을 첨가하므로써, 기존 물성은 동등이상으로 유지하면서, 두가지 카본블랙을 사용할 경우 발생하는 분산문제를 해결하여 셰이핑 블래더의 수명을 향상시킨 타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물은 천연고무와 부타디엔 고무의 혼합고무 100중량부에 대하여 보강제로서 특정 물성의 카본블랙을 25∼35중량부 첨가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 고무는 천연고무와 부타디엔 고무의 혼합물로 된 혼합고무로서, 천연고무와 부타디엔 고무의 혼합비는 80:20∼90:10인 것이 바람직하다. 부타디엔 고무를 첨가하면 천연고무를 단독으로 사용하는 경우보다 내피로 특성이 향상되지만, 상기 80:20∼90:10의 혼합비를 초과하여 부타디엔 고무가 첨가되는 경우에는 공정성이 하락한다.
본 발명에 사용되는 카본블랙은 종래에 셰이핑 블래더 고무 조성물에 통상 사용되어 오던 두가지 카본블랙과 비교하여 두가지 카본블랙의 중간 정도의 성질을 가지는 카본블랙으로서, I2 흡착가가 32∼40g/mg이고, DBP 흡유량가 87∼95ml/100g인 것이 바람직하다. 상기 카본블랙은 25∼35중량부 첨가하는 것이 바람직한데, 25중량부 미만인 경우에는 보강성이 떨어져서 요구되는 물성을 발휘할 수 없게 되고, 35중량부를 초과하는 경우에는 팽창과 수축을 반복해야 하는 셰이핑 블래더에 가해지는 기계적인 힘이 증가하게 되어, 성형기 및 고무 자체에 부정적인 영향을 미친다.
본 발명의 고무 조성물에는 통상적인 고무 조성물용 첨가제들, 예로서 스테아린산, 아연화, 노화방지제, 점착제, 유황, 가황촉진제, 지연제 등의 첨가제들을 적절히 선택하여 첨가할 수 있으며, 이러한 첨가제들의 선택 및 사용량은 당분야에서는 공지이다.
이하, 본 발명을 하기의 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
비교예 1
천연고무와 부타디엔 고무의 혼합고무에 보강제로서 N550 카본블랙 15중량부와 N774 카본블랙 15중량부를 첨가하여 타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물을 제조하였다.
비교예 2
천연고무와 부타디엔 고무의 혼합고무에 보강제로서 N660 카본블랙 23중량부를 첨가하여 타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물을 제조하였다.
비교예 3
천연고무와 부타디엔 고무의 혼합고무에 보강제로서 N660 카본블랙 37중량부를 첨가하여 타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물을 제조하였다.
실시예 1
천연고무와 부타디엔 고무의 혼합고무에 보강제로서 N660 카본블랙 27중량부를 첨가하여 타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물을 제조하였다.
실시예 2
천연고무와 부타디엔 고무의 혼합고무에 보강제로서 N660 카본블랙 30중량부를 첨가하여 타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물을 제조하였다.
실시예 3
천연고무와 부타디엔 고무의 혼합고무에 보강제로서 N660 카본블랙 33중량부를 첨가하여 타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물을 제조하였다.
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 카본블랙의 화학특성을 표 1에 나타내며, 실시예 및 비교예에서의 고무 조성물의 성분 배합 및 물성을 표 2에 나타내고, 실시예 및 비교예에서의 고무 조성물을 이용하여 제조된 셰이핑 블래더의 수명을 평가한 결과를 표 3에 나타내었다.
구분 N550 N774 N660
*I2 흡착가(g/mg) 29 43 36
**DBP 흡유량(ml/100g) 72 120 91
* I2 흡착가 ; 표면적을 나타내는 값으로, 카본블랙 g단위당 흡착된 요오드를 mg수로 표시하는 값이다. I2 흡착가가 높을수록 표면적은 크고, 일반적으로 표면적이 클수록 경도, 모듈러스, 인장강도는 증가한다.
** DBP 흡유량 ; 카본블랙의 구조를 나타내는 값으로, DBP(dibutyl phthalate)에 의한 흡유량 측정법으로서, 흡유량이 많을수록 발달된 구조이다. 일반적으로 구조가 발달할수록 경도, 모듈러스, 인장강도가 증가한다.
(단위 : 중량부)
항목 비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1 실시예 2 실시예 3
천연고무 85 85 85 85 85 85
부타디엔 고무 15 15 15 15 15 15
N550 카본블랙 15 - - - - -
N774 카본블랙 15 - - - - -
N660 카본블랙 - 23 37 27 30 33
100℃에서의 점도 37 35 40 36 37 38
인장물성(초기/노화) 경도,Shore A법 48/52 45/40 53/47 47/51 49/53 51/55
300% 모듈러스(kg/㎠) 68/98 54/85 96/127 69/100 77/105 84/110
인장강도(kg/㎠) 245/180 230/169 259/190 247/183 253/189 240/168
***내피로특성 횟수(cycle) 20,413 19,865 18,669 21,976 23,548 20,875
*** 내피로특성은 반복횟수가 많을수록 우수한 특성을 나타낸다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1 실시예 2 실시예 3
수명 비교 100 95 92 104 115 101
- 블래더의 수명비교는 비교예의 수명을 100 기준으로 하고, 그 사용횟수를 비교한 수치이다.
이상에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명에 의해 제조된 고무 조성물은 보강제로서 단일 카본블랙을 사용하므로써 배합의 균일화로 인한 셰이핑 블래더 수명의 향상으로 원가절감 및 교체주기가 길어져 생산성을 향상시킬 수 있고, 설비의 단순화를 가져오는 효과를 갖는다.

Claims (2)

  1. 천연고무와 부타디엔 고무의 혼합고무 100중량부에 대하여, I2 흡착가가 32∼40g/mg이고, DBP 흡유량이 87∼95ml/100g인 카본블랙을 25∼35중량부 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 천연고무와 부타디엔 고무의 혼합비는 80:20∼90:10인 것을 특징으로 하는 타이어 성형기용 셰이핑 블래더 고무 조성물.
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