KR100558955B1

KR100558955B1 - 마모성능이 향상된 트럭버스용 타이어의 트레드 고무조성물

Info

Publication number: KR100558955B1
Application number: KR1020030081718A
Authority: KR
Inventors: 김인식
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2006-03-10
Also published as: KR20050047916A

Abstract

본 발명은 트럭버스용 타이어의 트레드 고무조성물에 관한 것으로, 하기 성분을 포함함을 특징으로 하는 트럭버스용 타이어의 트레드 고무조성물을 제공한다.

(a) 천연고무 15∼60phr

(b) 스타이렌 함량이 22.5∼24.5％인 스타이렌-부타디엔고무 최대 45phr

(c) 시스 함량이 94％이상인 부타디엔고무 10∼60phr

(d) 고분자의 지방산 아연염 최대 3phr

상기 구성에 의한 고무조성물에 의하면, 점도하락으로 인한 공정성이 향상되고, 브로우 아웃 특성은 개선되며, 마모성능이 향상된 트럭버스용 타이어 트레드를 제조할 수 있다.

Description

마모성능이 향상된 트럭버스용 타이어의 트레드 고무조성물{Tread Compound of Truck-Bus Tire with Improved Abrasion Properties}

본 발명은 트럭버스용 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 점도하락으로 인한 공정성이 향상되고, 브로우 아웃 특성은 개선되며, 마모성능이 향상된 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 혼합하였다.

그러나, 천연고무와 부타디엔 고무의 혼용은 마모성능은 향상시키지만 발열성능이 하락되고, 부타디엔 고무의 사용에 따른 공정성의 하락이 지적된다.

본 발명은 점도하락으로 인한 공정성이 향상되고, 브로우 아웃 특성은 개선되며, 마모성능이 향상된 트레드 고무조성물을 제공을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 트럭버스용 타이어의 트레드 고무조성물은 하기 성분을 포함한다.

(a) 천연고무 15∼60phr

(c) 시스 함량이 94％이상인 부타디엔고무 10∼60phr

(d) 고분자 지방산의 아연염 최대 3phr

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-터셔리부틸벤조티아졸설펜아마 이드(TBBS)와 N,N-디페닐구아니딘(DPG)가 각각 0.7∼1.0phr 및 최대 0.3phr를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 사용되는 원료고무는 상기한 바와 같이 천연고무가 15∼60phr 포함되도록 한다. 만일 천연고무의 함량이 15phr 미만인 경우에는 공정성이 하락하게 되고, 60phr를 초과하면 열노화가 크게 되므로 바람직하지 않다.

스타이렌-부타디엔고무는 스타이렌 함량이 22.5∼24.5％인 것으로서 최대 45phr까지 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 상기 범위를 초과하는 경우에는 마모성능이 오히려 하락할 우려가 있기 때문이다.

부타디엔 고무는 바람직하게는 시스 함량이 94％이상인 것을 10∼60phr 혼합한다. 만일 10phr 미만으로 혼합하는 경우에는 마모성능의 향상을 기대하기 곤란하고, 60phr를 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∼65phr 정도가 좋다.

또한, 본 발명의 고무조성물은 바람직하게는 가류시스템으로서 N-터셔리부틸벤조티아졸설펜아마이드(TBBS)와 N,N-디페닐구아니딘(DPG)가 각각 0.7∼1.0phr 및 최대 0.3phr를 포함한다. TBBS가 0.7phr 미만인 경우에는 가류가 원활하지 않을 우 려가 있으며, TBBS가 1.0phr를 초과하거나 DPG가 0.3phr를 초과하는 경우에는 원료의 추가에 따른 특성 개선이 크지 않아 제품단가의 상승요인이 된다.

고분자 지방산의 아연염(상품명: SDA, Flow polymer)은 이의 등가물이 이용될 수 있다. 고분자 지방산의 아연염은 바람직하게는 최대 3phr까지 첨가되며, 만일 3phr를 초과하는 경우에는 원료의 추가에 따른 특성 개선이 크지 않고, 오히려 다른 물성을 하락시키는 요인이 될 수도 있다.

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 점도하락으로 인한 공정성이 향상되고, 브로우 아웃 특성은 개선되며, 마모성능이 향상된 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 100phr, 카본블랙 A 52phr, 스테아린산 2phr, 아연화 4phr, 노화방지제 3phr, 왁스 1phr, 오일 5phr, 황 2phr 촉진제 A 0.7phr, 지연제 0.2phr을 배 합하여 160℃에서 혼합물을 배출하였다.

<실시예 1> 고무조성물

천연고무 30phr, 스타이렌-부타디엔고무 30phr, 부타디엔 40phr, 카본블랙 B 57phr, 고분자 지방산의 아연염 A 3phr, 황 2.2phr, 촉진제 A 0.9phr, 촉진제 B 0.3phr, 지연제 0.1phr을 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 배합하여 시행하였다.

<실시예 2> 고무조성물

천연고무 30phr, 스타이렌-부타디엔고무 30phr, 부타디엔 40phr, 카본블랙 B 60phr, 고분자 지방산의 아연염 A 3phr, 황 2.2phr, 촉진제 A 0.9phr, 촉진제 B 0.3phr, 지연제 0.1phr을 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 배합하여 시행하였다.

<실시예 3> 고무조성물

천연고무 15phr, 스타이렌-부타디엔고무 45phr, 부타디엔 40phr, 카본블랙 B 57phr, 고분자 지방산의 아연염 A 3phr, 황 2.2phr, 촉진제 A 0.9phr, 촉진제 B 0.3phr, 지연제 0.1phr을 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 배합하여 시행하였다.

<실시예 4> 고무조성물

천연고무 15phr, 스타이렌-부타디엔고무 45phr, 부타디엔 40phr, 카본블랙 B 60phr, 고분자 지방산의 아연염 A 3phr, 황 2.2phr, 촉진제 A 0.9phr, 촉진제 B 0.3phr, 지연제 0.1phr을 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 실차시험 결과는 하기 표 2에 나타내었다.

<표 1> 고무조성물의 배합비 (phr) 및 물성

항목		비교예	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
천연고무		100	30	30	15	15
스타이렌-부타디엔고무¹		-	30	30	45	45
부타디엔고무²		-	40	40	40	40
카본블랙 A³		52	-	-	-	-
카본블랙 B⁴		-	57	60	57	60
고분자 지방산의 아연염 A⁵		-	3	3	3	3
스테아린산		2	2	2	2	2
아연화		4	4	4	4	4
노화방지제		3	3	3	3	3
왁스		1	1	1	1	1
오일		5	5	5	5	5
황		2	2.2	2.2	2.2	2.2
촉진제 A⁶		0.7	0.9	0.9	0.9	0.9
촉진제 B⁷		-	0.3	0.3	0.3	0.3
지연제⁸		0.2	0.1	0.1	0.1	0.1
점도	100℃	96	81	86	81	87
레오미터 (145℃)	T40(분)	15.3	15.9	15.7	16.5	16.3
레오미터 (145℃)	T90(분)	23.2	24.1	24.2	24.8	24.6
인장물성 (145℃,30분 가류)	경도, 쇼어법	68	70	72	70	71
	300％모듈러스, kg/㎠	132	147	157	138	142
	인장강도,kg/㎠	292	171	176	188	185
마모성능	PICO,g	0.0275	0.0180	0.0185	0.0195	0.0180
마모성능	DIN,g	0.164	0.111	0.109	0.106	0.110
블로우 아웃	발생시간 (100℃,분)	4.2	10.1	9.6	7.8	10

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 136∼144, DBPA(cc/100g)가 126∼134인 카본블랙

4: I₂NO(mg/g)가 117∼125, DBPA(cc/100g)가 110∼118인 카본블랙

5: Zinc salts of Higher Molecular Fatty Acids(상품명: SDA, Flow Polymer)

6: N-터셔리부틸벤조티아졸설펜아마이드(TBBS)

7: N,N-디페닐구아니딘(DPG)

8: N-시클로헥실티오프탈이미드

※ 점도가 낮을수록 공정성은 유리함

※ 마모성능은 발생량이 적을수록 우수한 특성을 나타냄

※ 블로우 아웃은 파단시간이 길수록 우수한 특성을 나타냄

삭제

<표 2> 완제품을 대상으로 하는 실사시험결과

(규격: 12R22.5 16PR)

항목	비교예	실시예 1	실시예 2
실차결과 (마모지수)	100	118	121

※ 마모지수는 같은 skid depth에서 달릴 수 있는 거리를 비교예를 기준으로 나눈 값임

본 발명에 의하면, 원료고무로 천연고무/스타이렌-부타디엔/부타디엔고무를 최적조건으로 혼합하고 소정의 고분자 지방산의 아연염을 포함함으로써, 점도하락으로 인한 공정성이 향상되고, 브로우 아웃 특성은 개선되며, 마모성능이 향상된 트레드 고무조성물을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 고무조성물로 제조되는 타이어는 마모성능의 향상으로 수명이 증가된 타이어를 제조할 수 있게 한다.

Claims

트럭버스용 타이어의 트레드 고무조성물에 있어서, 하기 성분을 포함함을 특징으로 하는 트럭버스용 타이어의 트레드 고무조성물

(a) 천연고무 15∼60phr

(b) 스타이렌 함량이 22.5∼24.5％인 스타이렌-부타디엔고무 최대 45phr

(c) 시스 함량이 94％이상인 부타디엔고무 10∼60phr

(d) 고분자 지방산의 아연염 최대 3phr
제 1항에 있어서, 보강제로 I₂NO(mg/g)가 117∼125, DBPA(cc/mg)가 110∼118인 카본블랙을 포함함을 특징으로 하는 고무조성물
제 1항 또는 제2항에 있어서, 가류시스템으로는 TBBS와 DPG가 각각 0.7∼1.0phr 및 최대 0.3phr를 포함함을 특징으로 하는 고무조성물