KR100685272B1

KR100685272B1 - 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물

Info

Publication number: KR100685272B1
Application number: KR1020050047904A
Authority: KR
Inventors: 박병호
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2007-02-22
Also published as: KR20060126185A

Abstract

본 발명은 트럭 및 버스 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 아라미드 단섬유를 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

타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물{RUBBER COMPOSITION FOR BELT EDGE STRIP OF 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

본 발명은 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 아라미드 단섬유를 포함하므로써 벨트-벨트간, 또는 벨트-트레드간 분리 현상을 개선시킨, 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물에 관한 것이다.

최근 승용차 및 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 없다.

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, 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 천연고무(NR)를 주된 고무성분으로 포함하는 원료고무 100중량부에 대하여 아라미드 단섬유 2~10중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 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, 타이어의 벨트 에지 스트립용 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 아라미드 단섬유는 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, 10중량 부를 초과하면, 연신율, 인장강도 등의 인장특성이 나빠질 우려가 있다.

본 발명에서 사용되는 아라미드 단섬유의 기본물성은 다음과 같다.

1) 화학명 : 폴리(파라페닐렌테레프탈아미드)(Poly-(paraphenylene terephthalamide)

2) 구조식 : -(NH-C₆H₄-NHOC-C₆H₄-CO-)_n-

3) 기본 물성

영스 모듈러스(Young's modulus) : 24~25MPa

인장강도(Tensile strength) : 2400~3000MPa

파단연신율(Elongation at break) : 3~4%

아스펙트비(Aspect ratio) : 20~700

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 2~5중량부, 황 기여제 0.5~1.5중량부, 및 기타 가소제, 연화제, 노방제 등이 더 포함될 수 있다.

본 발명의 바람직한 구체적인 예로는, 원료고무인 천연고무(SMR-5CV) 100중량부에 대하여, 활성제로서 스테아린산 2중량부, 산화아연 5중량부, 보강 충전제로서 카본블랙 60중량부, 가류제로서 불용성 황 4.5중량부, 촉진제로서 NOBS(N- oxydiethylbenzothiazole-2-sulfenamide) 0.8중량부, 황 기여제로서 4,4'-디티오디몰포린(4,4'-dithiodimorpholine) 1.0중량부, 기타 연화제(aromatic oil) 5중량부 및 노방제 등을 포함하여 이루어진 고무 조성물을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

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 2에 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 평가하여, 그 결과를 표 3에 기재하였다.

상기 표 1에서 사용된 약어 및 용어에 대한 설명은 다음과 같다.

천연고무: 표준 말레이시아산 천연고무(SMR-5CV)

단섬유: 표면 코팅된 아라미드 단섬유(PPTA), Twarin사 제품.

불용성 황: 80% 순도, 제품명 crystax sulfur.

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

**50% & 300% 모듈러스 : 50% 및 300% 신장시 스트레스값

**상대내 균열성 : 10%선 인장후 +/-5%신장 범위에서 반복 스트레스를 가한 것으로 200000만회 주행후 상대적인 내균열 특성을 비교한 값으로 값이 높을수록 균열 특성이 좋음.

상기 표 2의 결과로 알 수 있는 바와 같이, 아라미드 단섬유를 사용하지 않은 비교예에 비하여 아라미드 단섬유를 적용한 실시예 1~3이 경도 뿐만 아니라 내균일성에서도 우수한 결과를 나타낸다.

승용차용 타이어인 175/70R13 타이어의 벨트 및 카카스 코드지의 가장자리 부분에 아라미드 단섬유를 적용한 타이어를 실시예로 하고, 적용하지 않은 타이어를 비교예로 하여 내구력 결과를 비교하여 하기 표 3에 나타내었다.

일반적으로 타이어의 벨트 및 카카스 코드지의 가장자리 부위에서 균열이 시작되어 벨트층간의 분리현상이 일어나거나, 혹은 카카스 끝 부분의 원주 방향으로 타이어 사고가 대부분 일어난다는 것을 고려할 때, 균열특성이 좋고 경도가 높은 아라미드 단섬유를 적용함으로써 변형에 대한 내균열 특성을 증가시키기 때문에 내구력 특성을 현저히 개선하는 것으로 보인다.

본 발명에 따른 벨트 에지 스트립용 고무 조성물은 아라미드 단섬유를 적용하므로써, 경도와 내균일 특성이 우수하게 된다.

Claims

천연고무(NR)를 주된 고무성분으로 포함하는 원료고무 100중량부에 대하여 영스 모듈러스가 24~25MPa이고, 인장강도가 2400~3000MPa, 파단연신율이 3~4%, 아스펙트비가 20~700인 아라미드 단섬유 2~10중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 아라미드 단섬유는 레졸시놀 포름알데히드 및 공정 조제를 함유한 코팅용 라텍스 고무 조성물로 표면이 코팅된 것을 특징으로 하는 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물.
제 1항에 있어서, 고무-강선코드 복합체 재단물의 절단 부위에 캡 모양으로 또는 패치 형태로 적용되는 것을 특징으로 하는 타이어의 벨트 에지 스트립용 고무 조성물.