KR100569868B1 - 발열 및 블로우 아웃 발생시간 특성이 향상된트럭타이어용 고무조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트럭타이어용 고무조성물에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 분산조제로 메탈징크소프를 함유하여 발열 및 블로우 발생시간 특성이 향상된 트럭타이어용 고무조성물에 관한 것이다.

본 발명은 비포장 주행 트럭타이어용 트레드 고무조성물에 있어서, 천연고무 또는 천연고무와의 합성고무로 구성된 원료고무 100중량부에 대하여 분산조제로 메탈징크소프를 0.5∼5중량부 함유함을 특징으로 하는 트럭타이어용 고무조성물을 제공한다.

Description

발열 및 블로우 아웃 발생시간 특성이 향상된 트럭타이어용 고무조성물{Tread Compound for CR Truck Tire Improved Heat Build and Blow Out Time Resistance}

본 발명은 트럭타이어용 고무조성물에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 분산조제로 메탈징크소프를 함유하여 발열 및 블로우 발생시간 특성이 향상된 트럭타이어용 고무조성물에 관한 것이다.

종래에는 비포장 노면을 주행하는 타이어의 경우 저속으로 비포장 노면만을 주행하기 때문에 발열 및 블로우 아웃(blow out) 발생시간 등이 문제시 되지 않았으나, 근래에는 도로포장율이 높아지고 트럭차량의 성능이 매우 우수하게 발전되었다.

이러한 덤프차량과 같은 트럭들도 공사장을 이동하거나 작업장 등을 이동하게 될 때 일반포장 노면뿐만 아니라 고속도로까지도 주행하게 되고 이러한 차량들에 의한 과속도 무시할 단계는 아닌 수준까지 도달하였다.

따라서, 정부에서는 이러한 차량들에 대해 도로에서의 속도제한을 두고 많은 단속을 실시하고 있으나, 과적과 과속을 일삼는 운전자들에게 속도를 낮추어 주행해 달라고 하는 양심에 호소하는 것에도 한계가 있다.

이와 같이 덤프차량과 같은 비포장, 저속주행 차량이 과적과 과속을 실시하게 될 경우 일반 고속주행용 트럭타이어와는 달리 발열과 고무조성물의 내부발열에 의해 발생된 공기가 순간적으로 뭉쳐졌다가 고무가 그 압력을 견딜 수 없는 경우에 터져버리는 블로우 아웃 발생시간이 짧은 비포장, 저속주행용 타이어의 경우 주행시 운전자 및 도로를 주행하는 차량들의 안전에 심각한 위험을 초래할 수 있고, 타이어의 수명이 짧아져 차량유지에 경제적 부담을 주고 있는 실정이다.

본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 연구를 지속적으로 수행하여 분산조제의 적절한 사용으로 종래의 비포장 주행시 발휘되는 성능은 유지하면서도 고속주행 전용 트럭 타이어용 고무조성물에 필요한 저발열과 긴 블로우 아웃 발생 시간을 갖는 고무조성물을 제조할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다. 따라서, 본 발명의 목적은 내발열 및 블로우 아웃 발생시간 특성이 향상된 트럭타이어용 고무조성물을 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로 비포장 주행 트럭타이어용 트레드 고무조성물에 있어서, 천연고무 또는 천연고무와의 합성고무로 구성 된 원료고무 100중량부에 대하여 분산조제로 메탈징크소프를 0.5∼5중량부 함유함을 특징으로 하는 트럭타이어용 고무조성물을 제공한다.

본 발명에 의한 트럭타이어용 고무조성물의 원료고무로 사용되는 합성고무는 천연고무와 합성고무의 혼합비율이 90:10∼10:90%인 고무가 사용될 수 있다.

종래의 비포장노면을 주행하는 트럭타이어에는 일반 포장노면을 주행하는 타이어와는 다른 특성인 컷앱칩(Cut & Chip) 특성을 갖기 위하여 탄화수소계 수지 혼합물(mixture of hydrocarbon resins)이 함유된 고무조성물을 사용하여 왔으나, 본 발명에 의한 고무조성물에는 저발열과 긴 블로우 아웃 발생시간 특성을 갖는 고무조성물을 제조하기 위하여 분산조제로 메탈징크소프(metal zinc soap)를 사용함을 특징으로 한다.

메탈징크소프는 불순물을 제거하여 정제된 지방산(refined fatty acid)과 금속 소프(metal soup)가 1:9∼9:1의 비로 혼합되어 비중이 0.9∼1.0인 것을 사용하는 것이 본 발명의 목적에 적합한 트럭타이어를 얻을 수 있다. 한편 금속 소프에서 금속은 아연, 칼륨을 각각 사용하거나 아연(Zn):칼륨(K)=3:1의 비로 혼합된 것을 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 트럭타이어용 고무조성물은 상기의 저발열과 긴 블로우 아웃 발생시간 특성을 갖기 위하여 비포장 노면주행용 고무조성물의 특성인 CR 특성과 고무의 인장강도, 발열, 블로우 아웃 발생시간이 최적의 조합을 이루는 고무조성물비를 구성하기 위하여, 원료고무 100중량부에 대하여 카본블랙 40∼55중량부, 실리카 2∼10중량부, 공정오일 5.5∼6.5중량부, 황 1.4∼2.1중량부, 벤조티아졸 설펜아 미드(benzothiazole sulfenamide) 0.3∼1.2중량부를 함유하는데, 상기 카본블랙은 N200 계열이 바람직하다.

기타 본 발명에 의한 트럭타이어용 고무조성물에 포함되는 기타 성분 예를 들면, 산화아연, 스테아린산, 노화방지제 등은 공지의 트럭타이어용 고무조성물의 첨가제들로서 이들 각각은 이미 알려진 첨가량의 범위에 따라 적의 선택하여 실시하는 것으로 충분하므로 이들에 관한 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명의 내용을 실시예 및 비교예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나 다음의 실시예는 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위를 이에 한정하고자 하는 것은 아니다.

<실시예>

하기 표 1에 개시된 배합비와 같이 원료고무로 천연고무 100중량부에 대하여 메탈징크소프 1중량부, 카본블랙(N-220) 48중량부, 실리카 5중량부, 산화아연 5중량부, 스테아린산 2중량부, 디하이드로퀴놀린(TMDQ) 1중량부, P-페닐렌디아민(6PPD) 2.5중량부, 공정오일(방향족) 6중량부, 탄화수소계 왁스(hydrocarbon wax) 2중량부, 황 1.8중량부 및 벤조티아졸 설펜아미드(TBBS) 0.9중량부를 배합하여 공지의 방법으로 트럭타이어용 고무조성물을 제조하였다.

<비교예>

천연고무 100중량부에 대하여 방향족 탄화수소와 지방족 탄화수소계 수지 혼 합물(mixture of dark aromatic and aliphatic hydrocarbon resins) 5중량부, 카본블랙(N-220) 50중량부, 실리카 10중량부, 산화아연 5중량부, 스테아린산 2중량부, 디하이드로퀴놀린(TMDQ) 3중량부, P-페닐렌디아민(6PPD) 2.5중량부, 공정오일(방향족) 4중량부, 탄화수소계 왁스(hydrocarbon wax) 1중량부, 황 1.5중량부 및 벤조티아졸 설펜아미드(TBBS) 0.8중량부를 배합하여 공지의 방법으로 트럭타이어용 고무조성물을 제조하였다.

<표1> 실시예 및 비교예의 배합비(단위:중량부)

구분	실시예	비교예
천연고무	100	100
탄화수소계 수지	-	5
메탈징크소프	1	-
카본블랙(N-220)	48	50
실리카	5	10
산화아연	5	5
스테아린산	2	2
TMDQ	1	3
6PPD	2.5	2.5
공정오일	6	4
왁스	2	1
황	1.8	1.5
TBBS	0.9	0.8

<시험예 1>

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무조성물을 160℃에서 15분 동안 가류시켜 인장시편을 제조한 다음, ASTM 규격에 준하여 최종 가류시간(end cure-time), 점도, 경도, 인장강도, 신율, 발열(heat build up), 블로우 아웃 발생시간, Cut & Chip 특성 등과 같은 물성측정을 한 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.

<표 2> 물성측정 결과

구분	실시예	비교예
최종가류시간(193℃ RHEO, min)	20	21
T5(140℃, Mooney, min)	22	20
점도(100℃, Mooney)	51	62
경도(Shore A)	62	62
인장강도(kgf/㎠)	276	248
신률(%)	572	602
발열(℃)	22	32
블로우 아웃 발생시간(50℃, min)	19.5	7.6
Cut & Chip(mg)	2.79	2.76

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 의한 트럭타이어용 고무조성물은 종래의 고무조성물에 비하여 Cut & Chip 특성을 그대로 유지하면서도 발열이 30% 정도 낮아지고, 블로우 아웃 발생시간이 250% 정도 개선되었음을 알 수 있다.

<시험예 2>

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무조성물을 적용하여 제조한 타이어에 대한 내구력 성능을 평가하기 위하여 주행시험을 한 결과를 하기의 표 3에 나타내었는데, 현재의 비포장노면 주행시험 기준조건은 J speed(출발속도 38.4 km) 이다.

<표 3> 타이어에 대한 내구력 성능평가 결과

평가방법	실시예	비교예
J speed(초기속도 38.4 km)	79.7	80
K speed(초기속도 44.8km)	85	74
L speed(초기속도 51.2km)	71	45

상기 표 3에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 트럭타이어용 고무조성물은 종래의 고무조성물에 비하여 속도가 올라감에 따라 내구력이 우수해지는 효과를 보였다.

본 발명에 의한 고무조성물에 의하면 종래의 비포장 주행시 발휘되는 성능은 유지하면서도 내발열 및 블로우 아웃 발생시간 특성이 향상된 트럭타이어용 고무조성물을 제조할 수 있다.

Claims (3)

1. 비포장 주행 트럭 타이어용 트레드 고무조성물에 있어서,

   천연고무 또는 천연고무와의 합성고무로 구성된 원료고무 100중량부에 대하여 정제된 지방산과 아연 소프 또는 칼륨 소프가 1:9∼9:1의 비로 혼합되어 비중이 0.9∼1.0인 분산조제를 0.5∼5중량부 함유함을 특징으로 하는 트럭 타이어용 고무조성물.
2. 제 1항에 있어서,

   천연고무와의 합성고무는 천연고무와 합성고무의 혼합비율이 90:10∼10:90% 임을 특징으로 하는 트럭타이어용 고무조성물.
3. 제 1항에 있어서,

   원료고무 100 중량부에 대하여 카본블랙 40∼55중량부, 실리카 2∼10중량부, 공정오일 5.5∼6.5중량부, 황 1.4∼2.1중량부, 벤조티아졸 설펜아미드 0.3∼1.2중량부를 함유함을 특징으로 하는 트럭타이어용 고무조성물.