KR100542286B1 - 발열 및 블로우 아웃 특성이 향상된 트럭버스용 타이어의트레드 고무조성물 - Google Patents

발열 및 블로우 아웃 특성이 향상된 트럭버스용 타이어의트레드 고무조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 트럭버스용 타이어의 트레드 고무조성물에 관한 것으로, 원료고무로는 (a) 천연고무 15∼60중량부, (b) 스타이렌 함량이 22.5∼24.5％인 스타이렌-부타디엔고무 최대 45중량부, (c) 시스 함량이 94％이상인 부타디엔고무 10∼60중량부를 포함하는 고무조성물을 제공한다. 상기 구성에 의한 고무조성물에 의하면, 공정성이 향상되고, 마모성능이 동등 이상 수준이면서 발열 및 블로우 아웃 특성이 우수한 트럭버스용 타이어 트레드를 제조할 수 있다.

Description

발열 및 블로우 아웃 특성이 향상된 트럭버스용 타이어의 트레드 고무조성물{Tread Compound of Truck-Bus Tire with Improved Heat Generation and Blow-Out Properties}
본 발명은 트럭버스용 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정성이 향상되고, 마모성능이 동등 이상 수준이면서 발열 및 블로우 아웃 특성이 우수한 트럭버스용 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것이다.
승용차용 타이어의 트레드는 일반적으로 마모, 제동력, 회전저항 등을 잘 조화시키기 위해 합성고무(특히, 스타이렌-부타디엔 고무)를 중심으로 설계되었다. 그러나, 트럭버스용 타이어의 트레드 고무조성물은 적게는 수톤에서 많게는 수십톤의 화물을 싣고 운반을 하기 때문에 이러한 하중으로 인해 트레드와 도로표면은 충분한 접지력을 발휘하게 되어 제동력 등은 고무설계시 중요시 되지 않는 대신 하중으로 인한 고무분자간 급격한 운동으로 생기는 발열과 마모에 비중을 두어 설계되고 있다. 따라서 트럭버스용 타이어의 원료고무로는 발열성능이 우수한 천연고무가 주로 사용되었으며, 마모성능을 향상시킬 목적으로 천연고무에 부타디엔 고무를 혼 합하였다.
그러나, 천연고무와 부타디엔 고무의 혼용은 마모성능은 향상시키지만 발열성능이 하락되고, 부타디엔 고무의 사용에 따른 공정성의 하락이 지적된다.
본 발명은 상기 종래 기술이 지니는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 공정성이 향상되고, 마모성능이 동등 이상 수준이면서 발열 및 블로우 아웃 특성이 우수한 트럭버스용 트레드 고무조성물을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 트럭버스용 타이어의 트레드 고무조성물은 하기 고무조성을 원료고무로 한다.
(a) 천연고무 15∼60중량부
(b) 스타이렌 함량이 22.5∼24.5％인 스타이렌-부타디엔고무 최대 45중량부
(c) 시스 함량이 94％이상인 부타디엔고무 10∼60중량부
본 발명의 고무조성물은 보강제로 I2NO(mg/g)가 117∼125, DBPA(cc/mg)가 110∼118인 카본블랙을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 고무조성물은 가류시스템으로서 N-터셔리부틸벤조티아졸설펜아마이드(TBBS)와 N,N-디페닐구아니딘(DPG)가 각각 0.8∼0.9중량부 및 최대 0.3중량부 를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 사용되는 원료고무는 상기한 바와 같이 천연고무가 15∼60중량부 포함되도록 한다. 만일 천연고무의 함량이 15중량부 미만인 경우에는 공정성이 하락하게 되고, 60중량부를 초과하면 열노화가 크게 되므로 바람직하지 않다.
스타이렌-부타디엔고무는 스타이렌 함량이 22.5∼24.5％인 것으로서 최대 45중량부까지 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 상기 범위를 초과하는 경우에는 마모성능이 오히려 하락할 우려가 있기 때문이다.
부타디엔 고무는 바람직하게는 시스 함량이 94％이상인 것을 10∼60중량부 혼합한다. 만일 10중량부 미만으로 혼합하는 경우에는 마모성능의 향상을 기대하기 곤란하고, 60중량부를 초과하는 경우에는 발열성능이 하락되고 뿐만 아니라 공정성을 하락시키게 된다.
또한, 본 발명의 고무조성물은 보강제로 바람직하게는 I2NO(mg/g)가 117∼125, DBPA(cc/mg)가 110∼118인 카본블랙을 포함한다. 보강제로 카본블랙의 함량은 특별한 한정을 요하는 것은 아니며, 바람직하게는 40∼ 65중량부 정도가 좋다.
또한, 본 발명의 고무조성물은 바람직하게는 가류시스템으로서 N-터셔리부틸벤조티아졸설펜아마이드(TBBS)와 N,N-디페닐구아니딘(DPG)가 각각 0.8∼0.9중량부 및 최대 0.3중량부를 포함한다. TBBS가 0.8중량부 미만인 경우에는 가류가 원활하 지 않을 우려가 있으며, TBBS가 0.9중량부를 초과하거나 DPG가 0.3중량부를 초과하는 경우에는 원료의 추가에 따른 특성 개선이 크지 않아 제품단가의 상승요인이 된다.
기타, 본 발명에 따른 트럭버스용 트레드고무조성물은 통상의 첨가물들을 포함한다. 이들 첨가물의 예로는 스테아린산, 아연화, 노화방지제, 왁스, 오일, 황, 지연제 등이 있으며, 이들은 모두 당업계에 자명한 성분들이다. 따라서, 이들 기타 첨가물들은 본 발명의 요지를 구성하지는 아니한다.
상기 배합조건을 가지는 본 발명에 따른 고무조성물은 공정성이 향상되고, 마모성능이 동등 이상 수준이면서 발열 및 블로우 아웃 특성이 우수한 트럭버스용 트레드 고무조성물을 제공한다.
이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 아니된다.
<비교예 1> 고무조성물
천연고무 60phr, 부타디엔고무 40phr, 카본블랙 60phr, 스테아린산 2phr, 아연화 4phr, 노화방지제 3phr, 왁스 1phr, 오일 5phr, 황 2.2phr 촉진제 A 0.9phr, 지연제 0.1phr을 배합하여 160℃에서 혼합물을 배출하였다.
<실시예 1> 고무조성물
천연고무 30phr, 스타이렌-부타디엔고무 30phr, 부타디엔 40phr, 촉진제 A 0.8phr, 촉진제 B 0.2phr을 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 배합하여 시행하였다.
<실시예 2> 고무조성물
천연고무 15phr, 스타이렌-부타디엔고무 45phr, 부타디엔 40phr, 촉진제 A 0.8phr, 촉진제 B 0.3phr을 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 배합하여 시행하였다.
상기 비교예 및 실시예에서 제조된 트레드 고무조성물의 성분배합 및 배합물의 물성을 하기 표 1에 나타냈으며, 표 1의 배합물로 제조한 12R22.5 16PR 규격의 완제품을 대상으로 한 내구력 시험 및 회전저항 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
<표 1> 고무조성물의 배합비 및 물성
항목 비교예 실시예 1 실시예 2
천연고무 60 30 15
스타이렌-부타디엔고무1 - 30 45
부타디엔고무2 40 40 40
카본블랙3 60 60 60
스테아린산 2 2 2
아연화 4 4 4
노화방지제 3 3 3
왁스 1 1 1
오일 5 5 5
황 2.2 2.0 2.0
촉진제 A4 0.9 0.8 0.8
촉진제 B5 - 0.2 0.3
지연제6 0.1 0.1 0.1
점도 100℃ 97 88 87
레오미터 (145℃) 최대토크 52 52 53
최소토크 18 17 18
T90(분) 25 26 26
인장물성 (145℃,30분 가류) 경도, 쇼어법 69 68 68
300％모듈러스, kg/㎠ 129 115 114
인장강도,kg/㎠ 235 225 217
신장율,％ 508 524 508
마모성능 PICO,g 0.0185 0.0175 0.0180
DIN,g 0.104 0.098 0.099
발열 상승온도(℃) 41.0 38.8 38.4
블로우 아웃 발생시간 (100℃,분) 3.4 5.3 6.0
1: 스타이렌 함량이 22.5∼24.5％인 스타이렌-부타디엔고무(오일을 포함하지 않음)
2: 시스(cis) 함량이 94％인 부타디엔고무
3: I2NO(mg/g)가 117∼125, DBPA(cc/100g)가 110∼118인 카본블랙
4: N-터셔리부틸벤조티아졸설펜아마이드(TBBS)
5: N,N-디페닐구아니딘(DPG)
6: N-시클로헥실티오프탈이미드
※ 점도가 낮을수록 공정성은 유리함
※ 마모성능은 발생량이 적을수록 우수한 특성을 나타냄
※ 발열성능은 상승온도가 적을수록 우수한 특성을 나타냄
※ 블로우 아웃은 파단시간이 길수록 우수한 특성을 나타냄
<표 2> 완제품을 대상으로 하는 내구력 시험 및 회정저항 측정결과
(규격: 12R22.5 16PR)
항목 비교예 실시예 1 실시예 2
내구력시험결과 (ECER-54) 65시간 10분 67시간 19분 67시간 07분
회전저항(N) 159 148 147
※ 회전저항은 지면에 닿는 힘을 표시하는 것으로, 그 값이 적을수록 우수한 특성을 나타냄
본 발명에 의하면, 원료고무로 천연고무/스타이렌-부타디엔/부타디엔고무를 최적조건으로 혼합하여 사용함으로써 공정성이 향상되고, 마모성능이 동등 이상 수준이면서 발열 및 블로우 아웃 특성이 우수한 트레드 고무조성물을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 고무조성물로 제조되는 타이어는 내구력 및 회전저항에서 매우 우수한 성능을 발휘한다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 트럭버스용 타이어의 트레드 고무조성물에 있어서,
    하기 고무조성을 원료고무로 하고, 보강제로 I2NO(mg/g)가 117∼125, DBPA(cc/mg)가 110∼118인 카본블랙을 포함함을 특징으로 하는 트럭버스용 타이어의 트레드 고무조성물
    (a) 천연고무 15∼60중량부
    (b) 스타이렌 함량이 22.5∼24.5％인 스타이렌-부타디엔고무 최대 45중량부
    (c) 시스 함량이 94％이상인 부타디엔고무 10∼60중량부
  3. 제2항에 있어서, 가류시스템으로는 TBBS와 DPG가 각각 0.8∼0.9중량부 및 최대 0.3중량부를 포함함을 특징으로 하는 고무조성물
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