KR100533938B1 - 스노우 타이어 트레드용 고무 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원료고무 100중량부에 대하여 발포제 1 내지 10중량부와 부타디엔, 이소프렌, 알킬아크릴레이트, 알킬메타크릴레이트 또는 실록산 코모노머 중에서 선택된 1종 이상의 모너머를 중합하여 형성된 코어와, 이와 그라프트 가능한 아크릴산 에스테르 단량체를 코어에 그라프트시켜 얻어진 쉘로 이루어진 코어-쉘형 고무 1 내지 25중량부를 포함하는 스노우 타이어 트레드용 고무조성물을 제공하는 바, 이는 발포고무로 인한 빙상 제동성능은 유지하면서 코어-쉘형 고무의 첨가로 인해 내마모성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Description

스노우 타이어 트레드용 고무 조성물{Rubber composition for tread of snow tire}
본 발명은 스노우 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 유연한 코어와 최소 하나 이상의 강직한 쉘을 갖는 코어-쉘형 고무를 포함하여 빙상 제동성능은 유지하면서 내마모성능이 향상된 스노우 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것이다.
빙상 제동성능을 향상시키기 위해서 통상 발포고무를 사용하고 있는 데, 발포고무는 타이어의 블록 강성을 저하시켜 주행안정성 및 내마모성을 불리하게 하는 단점을 가지고 있다.
또한, 빙상 제동성능을 향상시키면서 타이어의 블록 변형을 방지할 목적으로 열기화성 액체 또는 고체를 혼입한 열가소성 수지 입자를 사용하여 가류 시에 열기화성 액체 또는 고체가 기화되어 열가소성 수지 입자가 팽창하게 됨으로써 고무 내부에 기포를 형성하는 방법을 사용하고도 있다. 이러한 방법을 사용하면 빙상 제동성능 및 타이어의 블록 강성을 향상시킬 수 있으나, 중공 상태의 열가소성 수지입자가 저온에서 매우 낮은 내충격성을 나타내 타이어 트레드 고무의 내구성능 및 내마모성능을 저하시킬 수 있다.
종래 타이어의 빙상 제동성은 유지하면서 내마모성을 향상시키기 위한 방법으로는 트레드 고무 조성물에 고경도 물질을 첨가하는 방법, 즉 세라믹 미세분말, 단섬유, 금속 등을 첨가하였으나 고무의 경도 증가 및 유연성의 손실 등의 문제점이 존재하였다.
이에 본 발명자들은 스노우 타이어 트레드용 고무조성물의 요구물성인 빙상 제동성능은 유지하면서 내마모성을 향상시킬 수 있는 방법을 모색하던 중, 빙상 제동성능을 유지하기 위하여 종래와 같이 발포제를 포함하면서 내마모성 향상을 위해 하나의 유연한 코어와 최소 하나 이상의 강직한 쉘의 구조를 갖는 코어-쉘형 고무를 첨가한 결과, 빙상 제동성능은 유지하면서 내마모성은 향상시킬 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 빙상 제동성능은 유지하면서 내마모성을 향상시킬 수 있는 스노우 타이어 트레드용 고무조성물을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스노우 타이어 트레드용 고무조성물은 원료고무 및 고무 배합제를 포함하는 것으로서, 원료고무 100중량부에 대하여 발포제 1 내지 10중량부와 부타디엔, 이소프렌, 알킬아크릴레이트, 알킬메타크릴레이트 또는 실록산 코모노머 중에서 선택된 1종 이상의 모너머를 중합하여 형성된 코어와, 이와 그라프트 가능한 아크릴산 에스테르 단량체를 코어에 그라프트시켜 얻어진 쉘로 이루어진 코어-쉘형 고무 1 내지 25중량부를 포함하는 것임을 그 특징으로 한다.
이와같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 스노우 타이어 트레드용 고무조성물 중에 포함되는 코어-쉘형 고무는 하나의 유연한 코어와 최소 하나 이상의 강직한 쉘의 구조를 갖는 것이다.
유연한 코어는 일반적으로 부타디엔, 이소프렌, 알킬아크릴레이트, 알킬메타크릴레이트 또는 실록산 코모노머 중에서 선택된 1종 이상의 것을 중합하여 형성되며, 여기에 그라프팅 가능한 비닐계 단량체 중에서 선택된 하나 이상의 단량체를 고무에 그라프트시켜 코어-쉘 구조로 만든 것이다.
쉘의 제조에 사용되는 비닐계 단량체는 방향족 비닐계 단량체, 시안화 비닐계 단량체, 아크릴산 에스테르 단량체 및 말레이미드 단량체로 이루어진 군으로부터 1종 이상의 것을 선택하여 사용할 수 있다.
여기서, 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, t-부틸스티렌, 메틸스티렌, 비닐톨루엔, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 디브로모스티렌, 에틸스티렌, 비닐나프탈렌, 디비닐벤젠 등을 사용할 수 있다. 시안화 비닐 단량체로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴 등을 사용할 수 있으며, 아크릴산 에스테르 단량체로는 메틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 말레이미드 단량체로는 말레이미드, N-메틸말레이미드, N-에틸말레이미드, N-부틸말레이미드, N-헥실말레이미드, N-디클로로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드, N-트리말레이미드 등을 사용할 수 있다.
코어-쉘형 고무는 코어 조성과 쉘 조성의 비율이 1:9 내지 9:1중량비 또는 3:7 내지 8:2의 비율인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이같은 역할을 하는 코어-쉘형 고무를 원료고무 100중량부에 대하여 1 내지 25중량부, 바람직하기로는 5 내지 15중량부로 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 스노우 타이어 트레드용 고무조성물 중에는 빙상 제동성능을 유지하기 위해 발포제가 포함된다.
발포제의 예로는 디니트로소펜타메틸렌 테트라아민(DTP), 아조디카본아미드(ADCA), 옥시비스벤젠설포닐히드라이드(OBSH) 등을 들 수 있으나, 그 중에서도 옥시비스벤젠설포닐히드라이드가 바람직하다.
발포제의 함량은 원료고무 100중량부에 대하여 1 내지 10중량부, 바람직하게는 2 내지 8중량부이다.
그밖에, 본 발명의 스노우 타이어 트레드용 고무조성물은 통상의 스노우 타이어 트레드용 고무조성물에 사용되는 원료고무, 배합제를 포함함은 물론이다.
원료고무로는 천연고무, 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등을 사용할 수 있다.
배합제로는 카본블랙, 실리카, 실리카 커플링제, 산화아연, 스테아린산, 오일, 노화방지제, 왁스, 레진, 유황, 가황 촉진제 등을 첨가할 수 있다.
이하 본 설명을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 3 및 비교예 1
가류전 고무시트는 다음 표 1에 기재된 배합비율로 고무와 첨가제를 통상적인 혼합방법에 의해 혼합하였으며, 혼합된 고무를 160℃에서 20분 동안 가류하여 측정시편을 준비하였다. 이와같이 준비된 고무조성물의 물성결과를 다음 표 2에 나타내었다.
배합제 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
천연고무 100 100 100 100
카본블랙 70 70 70 70
코어-쉘형 고무 5 10 15 -
산화아연 3 3 3 3
스테아린산 2 2 2 2
아로마틱 오일 25 25 25 25
노화방지제 3 3 3 3
왁스 2 2 2 2
유황 2 2 2 2
가황촉진제 1 1 1 1
발포제 5 5 5 5
(주)(1)천연고무: 디엔계 천연고무로 국제 표준 견본에 의한 암갈색 내지 황색 리브드 스모크 시이트.(2)카본블랙: N2SA값이 95~㎡/g이고, 디부틸프탈레이트 흡유량이 90~130㎖/100g인 카본블랙.(3)코어-쉘형 고무: 부타디엔계 고무에 메틸메타크릴레이트 단량체가 그라프트된 코어-쉘형 고무, 일본 Kureha사의 Paraloid EXL-2602
물성 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
경도(쇼어 A) 58 59 59 57
300% 모듈러스(kgf/㎠) 82 85 87 80
파단시 신장율(%) 480 475 470 490
인장강도(kgf/㎠) 140 140 135 145
람본마모지수 102 103 105 100
-20℃ G'(Mpa) 24.9 25.1 25.2 24.8
상기 표 2의 결과로부터, 실시예 1 내지 3에 의한 고무 조성물은 -20℃의 G'값은 비교예 1에 비하여 동등 이상이면서 람본마모지수는 그 지수값이 큰 것을 알 수 있는 바, 결과적으로 빙상 제동성능은 유지하면서 내마모성이 향상되었음을 알 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 하나의 유연한 코어와 최소 하나 이상의 강직한 쉘을 갖는 코어-쉘형 고무를 포함하는 발포고무 조성물은 빙상 제동성능은 유지하면서 내마모성이 향상되어 스노우 타이어 트레드용 고무로서 적합하다.

Claims (2)

  1. (정정) 원료고무 및 고무 배합제를 포함하는 스노우 타이어 트레드용 고무조성물에 있어서,
    원료고무 100중량부에 대하여 발포제 1 내지 10중량부와;
    부타디엔, 이소프렌, 알킬아크릴레이트, 알킬메타크릴레이트 또는 실록산 코모노머 중에서 선택된 1종 이상의 모너머를 중합하여 형성된 코어와, 이와 그라프트 가능한 아크릴산 에스테르 단량체를 코어에 그라프트시켜 얻어진 쉘로 이루어진 코어-쉘형 고무 1 내지 25중량부를 포함하는 것임을 특징으로 하는 스노우 타이어 트레드용 고무조성물.
  2. (삭제)
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