KR100690378B1

KR100690378B1 - 타이어 스틸코드 코팅용 고무 조성물

Info

Publication number: KR100690378B1
Application number: KR1020050082792A
Authority: KR
Inventors: 이현화; 장동호
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2007-03-09

Abstract

본 발명은 타이어 스틸코드 코팅용 고무 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원료고무에 2종의 서로 다른 특성을 갖는 카본블랙을 적용하고, 접착제로서 코발트 착염 접착 증진제인 코발트 보로네오데카네이트와 레조시놀/비스페놀 A레진및 헥사메틸멜라민을 첨가하여 모듈러스가 높으면서, 내피로성이 우수하며, 스틸코드와의 접착력을 향상시킨 타이어 스틸코드 코팅용 고무 조성물에 관한 것이다.

스틸코드, 카본블랙, 모듈러스, 내피로성

Description

타이어 스틸코드 코팅용 고무 조성물{RUBBER COMPOSITION FOR STEEL CORD COATING OF TIRE}

주행 중에 공기입 타이어는 차량의 높은 하중과 변형을 받게 된다. 특히 타이어의 벨트부는 그러한 차량의 하중 대부분을 지지하고 있기 때문에 타이어의 다른 부위에 비하여 가혹한 상태의 변형을 견뎌야 한다.

이때 변형 받은 고무에 의해 노화가 진행되어 벨트부의 스틸코드와 고무 사이에 균열이 발생하고, 이러한 균열이 성장하여 파괴에 이르게 된다.

이러한 고무의 균열과 성장을 줄이기 위해 벨트부 고무의 모듈러스를 높이는데, 이 때 유황을 다량 첨가한다거나 카본블랙의 투입량을 늘리는 방법, 그리고 수지를 사용하여 고무의 모듈러스를 높이는 방법들이 사용되고 있다.

그러나 유황의 과도한 사용은 고무의 피로와 파단에너지, 그리고 내열노화 특성을 크게 떨어뜨리며, 가공중의 유황 석출에 의한 점착성 저하를 가져오는 문제점이 있다.

또한 카본블랙의 투입량을 늘리거나 카본블랙의 구조가 발달된 카본블랙을 적용하여 모듈러스를 올리고자 할 경우 배합 중 발열이 많아져서 열이력을 많이 받게 되고 궁극적으로 고무의 물성을 저하시키게 된다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 2종의 서로 다른 특성을 갖는 카본블랙을 적용하고, 접착제로서 코발트 착염 접착 증진제인 코발트 보로네오데카네이트와 레조시놀/비스페놀 A레진 및 헥사메틸멜라민을 첨가하여 스틸코드와의 접착력이 향상된 스틸코드 코팅용 고무 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 타이어 스틸코드 코팅용 고무 조성물은 원료고무 100중량부에 대하여 N330계열 카본블랙 10~40중량부, N550계열 카본블랙 10~40중량부, 코발트 보로네오데카네이트 1~3중량부, 레조시놀/비스페놀 A레진 1~3중량부 및 헥사메틸멜라민 1.5~4중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 원료고무로는 천연고무 단독 또는 천연고무와 합성고무의 혼합고무가 사용될 수 있다.

상기 카본블랙에 있어서, 상기의 각각의 함량범위를 벗어나는 경우에는 어느 한쪽의 카본블랙의 특성만 나타나기 때문에 바람직하지 못하다.

본 발명에서 사용하는 코발트 보로네오데카네이트는 하기 식(1)의 구조를 가진다.

(1)코발트 보로네오데카네이트의 구조식

상기의 구조식(1)에서, R₁은 네오데칸산을 나타낸다.

본 발명의 타이어 스틸코드 코팅용 고무 조성물에 있어서, 코발트 보로네오데카네이트가 1중량부 미만이면 접착력이 저하되고, 3중량부를 초과하면 고무의 내피로 특성과 인장물성이 저하되는 경향이 있어 바람직하지 않다.

본 발명에 사용되는 레조시놀/비스페놀 A레진은 하기 식(2)의 구조를 가진다.

(2) 레조시놀/비스페놀 A레진의 구조식

상기의 구조식(2)에서, R은 -H 또는 스티렌을 나타낸다.

본 발명의 타이어 스틸코드 코팅용 고무 조성물에 있어서, 레조시놀/비스페 놀 A레진은 유리(free) 레조시놀 함량이 1중량% 미만인 것이 바람직한데, 레조시놀 제조시 사용되는 포르말린이 환경규제물질이여서, 유리 레조시놀 함량이 1중량%를 초과하면 환경측면에서 문제시 될 수 있기 때문이다. 그리고, 레조시놀/비스페놀 A레진이 1중량부 미만이면 접착력이 저하되어 바람직하지 않고, 3중량부를 초과하면 롤 등에 고무시트가 달라붙는 등 공정상 문제점이 발생하여 바람직하지 않다.

본 발명의 타이어 스틸코드 코팅용 고무 조성물에 있어서, 헥사메틸멜라민이 1.5중량부 미만이면 접착력이 저하되어 바람직하지 않고, 4중량부를 초과하면 물성을 저하시켜 바람직하지 않다.

본 발명에 따른 스틸코드 코팅용 고무 조성물에는, 상기한 성분들 이외에도, 타이어의 스틸코드 코팅용 고무 조성물에 통상적으로 사용되는 첨가제들이 더 포함될 수 있는데, 예컨대 공정오일, 아연화, 노화방지제, 황, 촉진제, 연화제 및 노방제 등이 통상의 사용량 범위로 더 포함될 수 있다.

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

실시예 및 비교예

하기 실시예 및 비교예에 사용된 카본블랙의 물성은 하기 표1과 같다.

	N330	N326	N550
요오드흡착량(mg/g)	82	82	42
비착색력(% vs IRB#3)	103	112	57
질소흡착표면적(m²/g)	79	78	41
DBP 흡유량 (cc/100g)	102	72	122

하기 표2의 조성대로 실시예 및 비교예의 타이어 스틸코드 코팅용 고무 조성물을 제조한 후 각 고무 조성물로 고무 시편을 제조하여, 그 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표3에 나타내었다.

하기 표2에 나타난 배합비율로 고무 배합기(Banbery Mixer)를 이용하여, 고무를 배합혼용하고, 고무 시편제조는 ASTM에 준하여 Dog Bone Type으로 제조하였으며, 접착력 평가를 위해서는 ASTM에 준한 T-test 샘플을 평가하였으며, 접착력 평가는 165℃ 15분 가류하여 접착력 평가를 실시하였다.

* 가류조건 160℃에서 15분

* 접착력 : 3×0.20 + 0.35HT 스틸 코드와 고무를 접착력 방법인 ASTM(T-TEST)을 이용하여 평가함.

* Coverage : 접착시험 후 코드 표면에 부착된 고무량을 상대적으로 나타낸 것으로 수치가 100%일 때 파괴위치가 고무층에서 일어난 것으로 접착특성이 우수함을 나타내고, 0%일 경우 코드와 고무의 경계층에서 파괴가 일어난 것으로 접착특성이 없음을 나타냄.

* 내피로성 : 80%의 변형을 지속적으로 반복하면서 시편의 50%가 파괴될 때까지의 사이클 수

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 서로 다른 2종의 카본블랙을 적용하므로써 이들의 상호작용에 의해 보다 우수한 역학적인 물성과 스틸코드 코팅용 고무 조성물의 필수적인 접착력 향상에 크게 기여함을 알 수가 있다.

이상의 비교예 및 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하여 제조된 스틸코드 코팅용 고무 조성물은 모듈러스가 높으면서 내피로성이 우수하며, 스틸 코드와의 접착력이 향상되는 효과를 갖는다.

Claims

원료고무 100중량부에 대해서, N330계열 카본블랙 10~40중량부, N550계열 카본블랙 10~40중량부, 하기 구조식(1)로 표시되는 코발트 보로네오데카네이트 1~3중량부, 하기 구조식(2)로 표시되는 레조시놀/비스페놀 A 레진 1~3중량부 및 헥사메틸멜라민 1.5~4중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 스틸코드 코팅용 고무 조성물.

구조식(1)

(1)

(여기에서, R₁은 네오데칸산을 나타낸다.)

구조식(2)

(2)

(여기에서, R은 -H 또는 스티렌을 나타낸다.)
제1항에 있어서, 상기 원료 고무는 천연고무 단독 또는 천연고무와 합성고무의 혼합고무인 것을 특징으로 하는 타이어 스틸코드 코팅용 고무 조성물.
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제1항에 있어서, 상기 레조시놀/비스페놀 A레진은 유리 레조시놀 함량이 1% 미만인 것을 특징으로 하는 타이어 스틸코드 코팅용 고무 조성물.