KR100656259B1

KR100656259B1 - 트럭 및 버스 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물

Info

Publication number: KR100656259B1
Application number: KR1020050047906A
Authority: KR
Inventors: 박병호
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2006-12-11
Also published as: KR20060126186A

Abstract

본 발명은 트럭 및 버스 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 대나무 분말을 포함하므로써 벨트-벨트간, 또는 벨트-트레드간 분리 현상을 개선시킨, 트럭 및 버스 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물에 관한 것이다.

트럭, 버스, 타이어, 벨트 에지, 스트립, 고무, 조성물

Description

트럭 및 버스 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물{RUBBER COMPOSITION FOR BELT EDGE STRIP OF TRUCK AND BUS TIRE}

도 1은, 단수의 고무-강선 코드 복합체 재단물에 대하여 본 발명에 따른 벨트 에지 스트립용 고무 조성물의 압연물을 적용하는 일 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2의 (a)는, 복수의 고무-강선 코드 복합체 재단물 적층체에 대하여 본 발명에 따른 벨트 에지 스트립용 고무 조성물의 압연물을 적용하는 일 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2의 (b)는, 복수의 고무-강선 코드 복합체 재단물 적층체에 대하여 본 발명에 따른 벨트 에지 스트립용 고무 조성물의 압연물을 적용하는 다른 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도면에 나타난 부호의 설명

1 : 고무-강선 코드 복합체 재단물

2 : 본 발명에 따른 벨트 에지 스트립용 고무 조성물의 압연물

최근 트럭, 버스 차량의 고성능화 및 양호한 도로 조건으로 인하여 차량주행속도가 현저하게 높아져 고속주행이 가능할 뿐만 아니라, 특히 카고 차량의 경우에는 적재 중량이 증가되는 등, 트럭 및 버스 타이어에 가해지는 가혹도가 점차 커지고 있는 상황이다. 따라서, 주행 중 반복에 의한 피로도의 증가 때문에 벨트-벨트 혹은 벨트-트레드 사이의 분리가 일어나, 타이어의 내구력이 하락하고 심지어 사고가 초래되기도 한다.

상기와 같은 벨트-벨트 혹은 벨트-트레드 사이의 분리 현상을 막기 위하여, 타이어제조 중 벨트 코드지의 절단 부위에 인열 강도(tear resistance)가 높은 배합고무 압연물을 피복하거나, 강선코드의 구조개선 및 고무 조성물에 접착 증진제를 사용하는 등의 방법을 통하여, 벨트와 같은 고무-강선코드 복합체의 접착력 향상 및 노화 특성의 개선을 얻고자 하는 기술들이 연구되어 왔다.

그러나 고무-강선코드 복합체의 재단 작업 시에는 강선코드가 필연적으로 노출되는 바, 이렇게 노출된 강선코드 부위는 고무와의 접착이 불가능하다. 따라서, 강선코드 끝부분에서는 주행 중 응력 집중과 강도 차이가 발생하게 되고, 이로 인하여 주행 중 반복에 의한 피로 특성 때문에 벨트 끝부분에서부터 파괴가 시작되어, 결국은 벨트-벨트 혹은 벨트-트레드 사이의 분리가 일어나는 것을 피할 수 없 다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 본 발명의 목적은, 인열 강도가 높고 내균열성이 매우 우수하여 벨트-벨트간, 또는 벨트-트레드간 분리 현상을 현저히 개선시킬 수 있는, 트럭 및 버스 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 천연고무(NR)를 주된 고무성분으로 포함하는 원료고무 100중량부에 대하여 대나무 분말(bamboo powder) 2~15중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 트럭 및 버스 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물이 제공된다.

본 발명에 따른 벨트 에지 스트립용 고무 조성물에 있어서, 상기 원료고무에는 주된 고무성분으로서 천연고무(NR)가 바람직하게는 80중량% 이상 포함되며, 상기 원료고무가 천연고무 단독으로 이루어져도 무방하다. 상기 원료고무 중의 상기 천연고무의 함량이 80중량% 미만이면, 트럭 및 버스 타이어용 고무 조성물로서 적합하지 않게 된다. 또한, 상기 원료고무에는, 추가적인 고무성분으로서 부타디엔 고무(BR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 이소프렌 고무(IR) 등이 더 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 벨트 에지 스트립용 고무 조성물에 포함되는 상기 대나무 분말(bamboo powder)은 벨트 에지 스트립용 고무 조성물의 인열 강도를 증가시키고 내균열성을 개선하기 위하여 사용되는 것으로서, 그 함량이 원료고무 100중량부에 대하여 2중량부 미만이면, 인열 강도의 증가 및 내균열성의 개선이 만족스럽지 않고, 15중량부를 초과하면, 연신율, 인장강도 등의 인장특성이 나빠질 우려가 있다.

상기 대나무 분말로는, 그 입자 크기가 100~300메쉬이고, 비중이 1.25~1.35g/㎤인 것이 바람직한데, 이 입자 크기 및 비중이 상기한 범위를 벗어나게 되면, 인열 강도의 증가 및 내균열성의 개선이 만족스럽지 않고, 원료고무와의 혼합도 불량해진다. 또한, 상기 대나무 분말은, 원료고무와의 혼합특성을 보다 개선하기 위하여, 레소시놀 포름알데히드 및 공정 조제를 함유한 코팅용 라텍스 고무 조성물로 표면이 코팅된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 벨트 에지 스트립용 고무 조성물에는, 상기한 성분들 이외에도, 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물에 통상적으로 사용되는 첨가제들이 더 포함될 수 있는데, 예컨대 원료고무 100중량부에 대하여 스테아린산 1~3중량부, 산화아연(ZnO) 3~6중량부, 카본블랙 40~80중량부, 공정유 2~5중량부, 불용성 황 2~4중량부, 가황촉진제 0.5~1.5중량부, 황 기여제 0.5~1.5중량부, 및 기타 가소제, 연화제, 노방제 등이 더 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 벨트 에지 스트립용 고무 조성물은, 벨트-벨트간, 또는 벨트-트레드간 분리 현상을 막기 위하여, 벨트 또는 강선 카카스(carcass) 압연물과 같은 고무-강선코드 복합체 재단물의 절단 부위에 적용되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 벨트 에지 스트립용 고무 조성물의 적용예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1에 따르면, 본 발명에 따른 벨트 에지 스트립용 고무 조성물은, 1.0mm 이상의 두께로 압연한 뒤, 이 압연물(2)을 캡 모양으로 하여 고무-강선 코드 복합체 재단물(1)의 끝부분에 부착하는 방법에 의해, 고무-강선코드 복합체 재단물의 절단 부위에 적용될 수 있다. 또한, 도 2에 따르면, 복수의 고무-강선코드 복합체 재단물(1)이 적층될 경우에는, 각각의 재단물(1)의 끝부분에 상기한 바와 같은 방법으로 본 발명에 따른 벨트 에지 스트립용 고무 조성물의 압연물(2)을 캡 모양으로 부착할 수도 있고(도 2의 (a)), 다르게는, 복수의 고무-강선코드 복합체 재단물(1) 적층체의 끝부분에, 본 발명에 따른 벨트 에지 스트립용 고무 조성물의 압연물(2)을 패치(patch) 형태로 부착할 수도 있다(도 2의 (b)).

이하에서, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1~3 및 비교예>

다음 표 1에 나타난 조성에 따라 실시예 1~3 및 비교예의 고무 조성물을 제조하고, 그로부터 고무시편을 제조한 후, 물성을 측정하여 그 결과를 표 1에 기재하였다.

또한, 상기에서 얻어진 고무 조성물을 1.0mm 이상의 두께로 압연한 뒤, 이 압연물을, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같은 패치(patch) 형태로 12R22.5 RAO1 타이어에 적용하였으며, 제조된 타이어의 내구성을 평가하고, 사고 양상을 관찰하여, 그 결과를 표 1에 기재하였다.

[표 1]

항목		실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예
조성 (중량부)	원료고무:NR	100	100	100	100
	카본블랙(N330)	71	71	71	71
	대나무 분말	5	10	15	-
	스테아린산	2	2	2	2
	산화아연	5	5	5	5
	공정유	5	5	5	5
	불용성 황(80%)	3	3	3	3
	가황촉진제	0.8	0.8	0.8	0.8
	황 기여제	1	1	1	1
기본 물성	50% 모듈러스(kgf/㎠)	17	24	31	13
	300% 모듈러스(kgf/㎠)	196	195	171	180
	인장강도(kgf/㎠)	211	207	198	210
	파단연신율(%)	369	350	323	420
	인열 강도(kgf/㎠)	345	450	341	251
	내균열성(%)	115	130	110	100
ECE-R 54	타이어 내구성(%)	110	115	145	100
ECE-R 54	사고 양상	TBS	TBS	TBS	BBS

상기 표 1에서 사용된 약어 및 용어에 대한 설명은 다음과 같다.

NR: 표준 말레이시아산 천연고무(SMR-5CV)

대나무 분말: 레소시놀 포름알데히드 및 공정 조제를 함유한 코팅용 라텍스

고무 조성물로 표면 코팅된 대나무 분말,

입자 크기: 100~300메쉬, 비중: 1.25~1.35g/㎤

불용성 황: 80% 순도, 제품명 crystax sulfur.

가황촉진제: N-옥시디에틸벤조티아졸-2-설펜아미드

(N-oxydiethylbenzothiazole-2-sulfenamide, NOBS)

황 기여제: 4,4'-디티오디몰포린(4,4'-dithiodimorpholine)

50% 모듈러스: 50% 신장시 단위면적당 받는 힘

300% 모듈러스: 300% 신장시 단위면적당 받는 힘

내균열성: 먼저 10% 인장후 ±5% 신장 범위에서 반복 응력을 가하여 측정한 것으로, 200,000회 시험 후 비교예의 균열 특성을 100으로 하였을 때의 상대적인 균열 특성을 나타낸 값. 값이 클수록 내균열 특성이 좋음을 나타낸다.

ECE-R 54: 공기압 120 PSI에서 64.14km/시간으로 주행하면서, 주행시간에 따른 적재 지수(Load index)(3150kg에서 100%)를 변화시키면서 사고시까지 걸리는 시간을 측정하여, 비교예의 내구성을 100으로 하였을 때의 상대적인 내구성을 나타낸 값. 값이 클수록 내구성이 좋음을 나타낸다.

TBS: 트레드-벨트 간 분리

BBS: 벨트-벨트 간 분리

상기 표 1을 살펴보면, NR 원료고무에 대나무 분말을 적용하여 제조된 본 발명의 실시예 1 내지 3의 고무 조성물의 경우, 대나무 분말을 사용하지 않고 제조된 비교예의 고무 조성물에 비하여, 다른 물성에는 큰 영향을 미치지 않으면서, 특히 인열 강도 및 내균열성이 현저하게 개선되었으며, 그 결과 타이어의 내구성도 크게 향상되었음을 알 수 있다. 일반적으로 타이어의 벨트 끝단 부위로부터 균열이 시작되어 벨트 간의 분리 현상이 일어나거나 혹은 카카스 끝 부분의 원주 방향으로 타이어 사고가 일어나는 것이 대부분임을 고려할 때, 내균열성이 좋은 실시예 1 내지 3의 고무 조성물을 벨트 끝 부분에 적용하므로써, 변형에 대한 내균열성을 증가시키기 때문에 타이어의 내구성이 현저히 개선되는 것으로 판단된다. 또한, 사고 양 상을 보면, 대나무 분말을 함유하는 실시예 1 내지 3의 고무 조성물을 적용한 타이어의 경우, 사고 양상이 트래드-벨트간 분리인 것을 확인할 수 있었는데, 이는 인열 강도의 증가로 인하여, 벨트-벨트간의 분리가 진행되기 어려워졌기 때문인 것으로 판단된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 특히 인열 강도 및 내균열성이 현저하게 개선되고, 그 결과 타이어의 내구성도 크게 향상시킬 수 있는 트럭 및 버스 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물을 얻을 수 있다.

Claims

천연고무(NR)를 주된 고무성분으로 포함하는 원료고무 100중량부에 대하여 대나무 분말(bamboo powder) 2~15중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 트럭 및 버스 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물.
제1항에 있어서, 상기 대나무 분말은, 그 입자 크기가 100~300메쉬이고, 비중이 1.25~1.35g/㎤인 것을 특징으로 하는 벨트 에지 스트립용 고무 조성물.
제1항에 있어서, 상기 대나무 분말은 레소시놀 포름알데히드 및 공정 조제를 함유한 코팅용 라텍스 고무 조성물로 표면이 코팅된 것을 특징으로 하는 벨트 에지 스트립용 고무 조성물.
제1항에 있어서, 트럭 및 버스 타이어의 제조시, 고무-강선코드 복합체 재단물의 절단 부위에 적용되는 것을 특징으로 하는 벨트 에지 스트립용 고무 조성물.
제4항에 있어서, 고무-강선코드 복합체 재단물의 절단 부위에 캡 모양으로 또는 패치 형태로 적용되는 것을 특징으로 하는 벨트 에지 스트립용 고무 조성물.