KR100698392B1 - 분산성이 우수한 트럭/버스용 타이어 트레드 고무조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 카본블랙 함유 타이어 트레드 고무조성물 내에, 분산제로서 칼륨 비누와 지방산 에스테르의 혼합물을 포함하는 트럭/버스용 타이어 트레드용 고무조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따른 분산제를 포함하는 트럭/버스용 타이어 트레드용 고무조성물은, 분산성이 개선되어, 점도를 낮추면서 내마모성이 향상된 효과를 나타낸다.

카본블랙, 트럭/버스용 타이어 트레드, 분산성, 분산제

Description

분산성이 우수한 트럭/버스용 타이어 트레드 고무조성물{TIRE TREAD RUBBER COMPOSITION FOR TRUCK AND BUS WITH HIGH DISPERSITY}

본 발명은, 카본블랙 함유 타이어 트레드 고무조성물 내에, 분산제로서 칼륨 비누와 지방산 에스테르의 혼합물을 포함하는 트럭/버스용 타이어 트레드용 고무조성물에 관한 것이다.

종래에는 고무조성물에 보강제로서 실리카를 사용할 경우, 비극성 고무와의 혼화성이 떨어져, 고무와의 상호작용이 약하며, 또한 실리카-실리카 간의 응집력이 강하여 가공할때 아주 불리하였다.

이와 같은 실리카의 분산성을 보완하기 위해 종래의 기술로는, 트레드 고무조성물에 실란 커플링제를 사용하거나, 아연 금속이온의 금속 지방산 염으로 구성된 화합물인 실리카 분산조제를 첨가하여 분산성을 향상시켰다.

그러나, 최근 아연이 환경적인 측면에서 생태계에 독성 유발 가능성이 있는 중금속으로 규제되어 타이어의 고무조성물 내에 아연 함유량을 낮추는 추세여서 아연을 사용하는데 문제점이 있었다.

한편, 고무조성물에 카본블랙을 보강제로 사용할 경우에는, 분산제로서 오일 이나 레진 종류의 상용화제를 사용하였으나, 이경우 분산성 향상효과가 충분하지 않은 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 친환경적이면서, 카본블랙의 분산성을 개선하여, 내마모성을 현저히 향상시키는 특성을 갖는 분산제를 포함하는 트럭/버스용 트레드 고무조성물을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 타이어 트레드 고무 조성물은, 원료고무 100중량부에 대하여 카본블랙 30~70중량부, 칼륨 비누와 지방산 에스테르의 혼합물을 포함하는 분산제 1~10중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 고무조성물의 원료고무로는 천연고무 또는 천연고무와 합성고무와의 혼합고무를 사용할 수 있으나, 천연고무 단일의 원료고무를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 천연고무 및 합성고무의 종류에 특별한 제한은 없다.

본 발명의 고무조성물에 사용되는 카본블랙은 30~70중량부 사용하는 것이 바람직한데, 그 함량이 30중량부 미만이면 기계적 물성 향상 효과가 미흡하여 바람직하지 않고, 70중량부를 초과하면 가공성 등에 악영향을 미치므로 바람직하지 않다.

본 발명의 고무조성물에 분산제로서 사용되는 칼륨 비누와 지방산 에스테르의 혼합물은 고무조성물 내에서, 분산제 중의 칼륨 이온들이 카본블랙과의 혼화성을 더 좋게 하고, 지방산 에스테르는 고무와의 친화성을 높여 일종의 가소제 및 윤 활제 역할을 하므로써 공정성을 향상시킨다. 상기 칼륨 비누와 지방산 에스테르의 혼합물은 고무조성물 내에 1~10중량부 함유되는 것이 바람직한데, 그 함량이 1중량부 미만이면, 분산제로서의 기능이 불충분하고, 10중량부를 초과하면, 임계농도 이상이 되어 바람직하지 않다. 상기 혼합물내에서 칼륨비누와 지방산 에스테르의 혼합비는 중량기준으로 1:1~1:3의 범위인 것이 상기한 카본블랙과의 혼화성 향상 및 공정성 향상의 측면에서 바람직하다.

상기 칼륨 비누로서는 칼륨 비누 중의 칼륨 함량이 5~30중량%인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 칼륨함량이 5중량% 미만이면 분산효과가 불충분하게 되고, 30중량%를 초과하면 극성이 강해져서 카본블랙과 반응하기 전에 지방산 등과 반응할 가능성이 있으므로 바람직하지 않다.

상기 지방산 에스테르로서는 탄소수 C12~C18의 포화 또는 불포화 지방산 에스테르 또는 그 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 고무조성물에는 상기한 성분들 이외에, 통상적으로 타이어 트레드용 고무조성물에 사용되는 첨가제들, 예로서 상용화제, 노화방지제, 왁스, 활성제, 황, 촉진제 등의 첨가제를 통상의 사용량 범위로 배합할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

실시예1

하기 표1에 기재된 조성에 따라, 천연고무 100중량부에 대하여 카본블랙(N-103) 50중량부, 칼륨 비누와 지방산 에스테르의 혼합물을 포함하는 분산제 3.0중량 부, 노화방지제 3.0중량부, 왁스 1.0중량부, 활성제 7.0중량부, 황 2.0중량부 및 촉진제 1.0중량부을 반버리 믹서에 넣고, 혼합하여 160℃에서 방출하여, 고무조성물을 제조하였다.

실시예2

상기 분산제를 5.0중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 고무조성물을 제조하였다.

실시예3

상기 분산제를 10중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 고무조성물을 제조하였다.

비교예1

상기 분산제 3.0중량부 대신에 기존에 사용되었던 분산제인 SDA(silica dispersing agent)를 3.0중량부 첨가하는 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 고무조성물을 제조하였다.

주 : 1) 상품명 HT-207 ; 아연 함량이 0중량%, 칼륨 비누:지방산 에스테르의 중량혼합비가 1:3인 분산제

2) 상품명 SDA-21G ; 아연 함량 8.3중량%.

상기 실시예 및 비교예의 고무조성물로 시편을 제작한 후 타이어의 제반 물성에 대한 표준 시험법에 따라 145℃에서 30분동안 가류한 후, 공정성, 인장물성 등을 측정하고, 그 결과를 하기 표2에 나타내었다.

상기 표2에서 알 수 있는 바와 같이, 카본블랙 함유 고무조성물에 본 발명의 분산제를 적용한 실시예는 비교예에 비하여, 기본 물성인 인장강도, 발열 특성 및 300% 모듈러스에서 동등 이상의 수준을 나타내면서, 내마모성이 크게 개선된 것으로 나타나, 특히 하중 부하가 높은 트럭/버스용 타이어에서의 내구력은 물론 내마모 성능도 크게 개선될 것으로 기대할 수 있다.

본 발명에 따른 타이어 트레드 고무조성물은, 카본블랙의 분산성이 개선되어 점도를 낮추면서도, 내마모성이 향상된 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.

Claims (4)

1. 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여, 카본블랙 30~70중량부 및 칼륨비누와 지방산에스테르의 혼합물을 포함하는 분산제 1~10중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 원료고무는 천연고무 단독 또는 천연고무와 합성고무의 혼합고무인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 칼륨비누 중의 칼륨 함량은 5~30중량%인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무조성물.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 칼륨 비누:지방산 에스테르의 혼합비는 중량기준으로 1:1~1:3인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무조성물.