KR100703849B1

KR100703849B1 - 타이어용 트레드 고무 조성물

Info

Publication number: KR100703849B1
Application number: KR1020050059714A
Authority: KR
Inventors: 박제환
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2007-04-06
Also published as: KR20070004255A

Abstract

본 발명은, 타이어용 트레드 고무 조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여, 탄소수 5의 히드로카본 1~30중량%, 환상의 탄화수소 70~98중량%, 방향족 탄화수소 1~30중량%를 포함하는 열가소성 수지를 1~10중량부를 함유시킴으로써, 일반 노면 뿐 아니라 우천시 미끄러운 노면에서의 트랙션을 획기적으로 개선한 새로운 타이어 트레드 고무 조성물에 관한 것이다.

타이어용 트레드 고무 조성물, 열가소성 수지, 트랙션

Description

타이어용 트레드 고무 조성물{TIRE TREAD RUBBER COMPOSITION}

본 발명은 열가소성 수지(Thermoplastic Resin)를 이용한 타이어용 트레드 고무 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이어용 트레드 고무 조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 탄소수 5의 히드로카본 1~30중량%, 환상의 탄화수소 70~98중량%, 방향족 탄화수소 1~30중량%를 포함하는 열가소성 수지를 1~10중량부 함유시킴으로써, 일반 노면 뿐 아니라 우천시 미끄러운 노면에서의 트랙션을 획기적으로 개선한 새로운 타이어 트레드 고무 조성물에 관한 것이다.

오늘날 타이어의 요구수준은 매우 다양하여, 조종안정성, 소음, 직진성, 회전저항, 제동력, 내마모성 등의 모든 특성을 적절히 갖추어 운전자의 조정력에 긴밀하게 대응하도록 하는 기술이 필요하다. 이러한 특성 중에서 조종안정성에 대해서는 타이어의 기본 성능 못지 않게 소비자의 요구가 증대되고 있는 추세이며, 특히, 자동차의 안정성과도 직결되므로 타이어 제조업체의 주요 관심사로서, 이를 해결하기 위한 연구개발이 활발히 추진되고 있는 실정이다.

타이어의 조종안정성을 개선시키기 위하여, 종래에는 오일(Oil)이나 점착제(Tackifier)를 이용하여 발열특성을 향상시키므로써 트랙션을 개선하는 방법, 스티 렌(Styrene) 함량이 높은 스티렌-부타디엔 고무(Styrene-Butadiene Rubber)를 배합고무에 첨가함으로써 고무 조성물의 유리 전이온도(Glass Transition Temperature, Tg)를 상승시켜 트랙션을 향상시키는 방법, 또는 친수성이 강한 실리카(Silica)를 사용하여 젖은 노면이나 눈길에서의 트랙션을 향상시키는 방법 등이 이용되고 있었다.

그러나, 이러한 방법들은 고무 조성물의 주재료인 고무를 상기의 특정 성분으로 일부 또는 전부 대체하여야 효과가 나타나는 것이기 때문에, 고무 조성물의 트랙션은 개선되지만, 다른 성능에는 무익한 영향을 끼치는 경우가 있다. 또한, 트랙션을 개선하기 위하여 점착제를 사용하는 경우에는, 사용시간의 경과에 따라 점착제가 고무 조성물을 경화시켜(Hardening) 오히려 트랙션을 저하시키는 경우가 다발하는 문제점이 있다.

본 발명에서 사용된 열가소성 수지를 이용한 타이어용 트레드 고무 조성물은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고무 조성물의 제반 물성에는 영향을 미치지 않으면서 일반 노면 뿐 아니라 우천시의 미끄러운 노면에서의 트랙션(Traction)의 획기적인 개선효과를 얻고자 하는 것이다.

본 발명의 타이어용 트레드 고무 조성물은, 원료고무 100중량부에 대하여 탄소수 5의 히드로카본 1~30중량%, 환상의 탄화수소 70~98중량%, 방향족 탄화수소 1~30중량%를 포함하는 열가소성 수지를 1~10중량부 포함한다.

본 발명에 따른 타이어용 트레드 고무 조성물에 사용되는 원료 고무는 그 종류에 특별한 제한이 없으며, 예를 들어 합성고무 및/또는 천연고무를 사용할 수 있다. 원료 고무로서 천연고무와 합성고무의 배합고무를 사용하는 경우, 그 혼합비율에 제한은 없으나, 바람직한 혼합비율은 천연고무 1~90중량% 및 합성고무 10~99중량%이다.

본 발명의 타이어용 트레드 고무 조성물에 있어서, 상기 열가소성 수지에 포함되는 탄소수 5의 히드로카본에는 특별한 제한이 없으며, 이소프렌, 펜타디엔 및 펜텐-1을 포함하는 것이 바람직하고, 펜타디엔을 포함하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 타이어용 트레드 고무 조성물에 있어서, 상기 열가소성 수지에 포함되는 환상의 탄화수소에는 특별한 제한이 없으며, 시클로펜타디엔을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 타이어용 트레드 고무 조성물에 있어서, 상기 열가소성 수지에 포함되는 방향족 탄화수소에는 특별한 제한이 없으며, 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌, 인덴, 메틸인덴을 포함하는 것이 바람직하고, 스티렌을 포함하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 타이어용 트레드 고무 조성물에 포함되는 상기 열가소성 수지로는, 비중 1.03~1.13, 융점 80~100℃, 용융점도(160℃) 200~300cps, 분자량 300~700인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 타이어용 트레드 고무 조성물에 있어서, 상기 열가소성 수지의 사용량이 1중량부 미만일 경우 트랙션의 개선효과가 충분히 나타나지 않으며, 10중량 부를 초과할 경우 트랙션의 개선효과가 미흡하거나 기계적 물성이 나빠질 우려가 있다.

본 발명의 타이어용 트레드 고무 조성물에 첨가되는 열가소성 수지는, 고무와의 상용성(Compatibility)이 떨어지기 때문에 그 입자들이 뭉쳐서 분산되어 있으며, 입자들은 구형의 미세구조(Microstructure)를 갖기 때문에 크라운(Crown)을 형성하고 있어서, 고무 내부에서 발생한 열이 외부로 쉽게 방출되지 않게 한다. 이로 인하여 고무 조성물을 연화(Softening)시키게 되어 결과적으로는 트랙션을 개선시키는 특성을 갖는 것이다.

또한 본 발명의 타이어용 트레드 고무 조성물에 첨가되는 열가소성 수지는, 그 자체의 반응성이 거의 없어 사용시간의 경과에 따라 진행되는 고무 조성물의 경화현상도 방지하여 트랙션 성능을 지속적으로 유지시키는 장점을 보유하고 있다.

본 발명의 타이어용 트레드 고무 조성물에는, 트레드 고무 조성물에 통상적으로 첨가되는 첨가제들, 예로서 충전제, 아연화, 스테아린산, 공정오일, 유황, 가황촉진제 등을 통상적인 양으로 포함시킬 수 있다.

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

실시예

1) 시험고무의 준비

시험고무조성물의 배합사양을 표 1에 나타내었다.

표 1 고무조성물의 배합사양

	비교예 1	비교예 2	비교예 3	실시예
합성고무¹⁾ 천연고무²⁾ 카본블랙³⁾ 공정오일 아연화 스테아린산 노화방지제 왁스 점착제⁴⁾ 열가소성 수지⁵⁾ 유황 가황촉진제	90 10 100 4 3 2 5 2 3 - 1.9 2.5	좌동 좌동 좌동 좌동 좌동 좌동 좌동 좌동 0 0.5 좌동 좌동	좌동 좌동 좌동 좌동 좌동 좌동 좌동 좌동 0 11 좌동 좌동	좌동 좌동 좌동 좌동 좌동 좌동 좌동 좌동 0 5 좌동 좌동

(단위 : 중량부)

¹⁾합성고무 : 유화중합 고스티렌(High Styrene)고무: SBR-1745(금호석유화학)

²⁾천연고무 : SMR-20(Standard Malaysian Rubber-20)

³⁾카본블랙 : N-103 카본블랙(코리아카본블랙)

⁴⁾점착제 : GA-100R 석유 방향족 탄화수소 수지(Petroleum Aromatic Hydrocarbon Resin(U.P.M.): 구성성분 - 방향족 탄화수소 100%; 비중 1.0; 융점 100℃; 분자량 500.

⁵⁾열가소성 수지 : 탄소수 5의 히드로카본으로서 펜타디엔 20중량%, 환상의 탄화수소로서 시클로펜타디엔 70중량%, 방향족 탄화수소로서 스티렌 10중량%로 구성된 열가소성 수지: 비중 1.1; 융점 100℃; 용융점도(160℃) 250cps; 분자량 500.

2) 가황특성 및 물성측정

배합고무의 가황조건 및 시험은 ASTM 규격에 준하여 시험하였고, 그 결과는 표 2와 같다.

표 2 가황특성 및 물성시험 결과

	비교예 1	비교예 2	비교예 3	실시예
무늬점도계(125℃) 점도 스코치시간(분) 레오미터(160℃) 최대토오크 가황시간(T90, 분) 스트레스-스트레인 시험 경도(aging 전) 300% 모듈러스(kgf/cm²) 인장강도(kgf/cm²) 신장율(%) 플렉소미터 테스트 발열특성(℃) 아브레이션 테스트 손실(mg), DIN 손실(mg), PICO 레오비브론 테스트 탄델타 0℃ 70℃	71 29.5 26.8 16.9 75 51 148 664 60.1 0.260 0.039 0.473 0.194	70 30.3 26.3 17.7 75 48 141 655 62.8 0.261 0.040 0.475 0.191	63 27.4 23.4 18.5 71 47 142 650 78.6 0.261 0.041 0.571 0.183	68 29.4 24.8 17.3 73 49 155 676 75.2 0.259 0.036 0.579 0.196

* 경화 조건(Cure Condition): 160℃, 25분 가류

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 배합사양 중 열가소성 수지를 본 발명의 범위 내로 사용한 실시예의 경우, 열가소성 수지가 전혀 첨가되지 않은 비교예 1과 비교할 때, 인장물성을 비롯한 제반 성능이 동등 이상의 수준을 유지하면서도 트랙션을 보여주는 물성치인 0℃ 에서의 탄델타값이 획기적으로 개선되었고, 발열특성도 현저하게 개선된 가장 바람직한 결과를 나타내었다.

또한, 열가소성 수지가 첨가되었으나 본 발명의 사용량의 범위를 벗어난 비교예 2의 경우는, 첨가량이 너무 소량이어서 트랙션이나 발열특성의 개선 효과가 나타나지 않았고, 비교예 3의 경우는 첨가량이 너무 과량이어서 발열특성은 개선되었으나 트랙션의 개선효과가 떨어지고 인장물성도 하락하는 결과를 나타냈다.

본 발명의 열가소성 수지를 첨가한 타이어용 트레드 고무 조성물을 사용하면, 일반 노면 뿐 아니라 우천시 미끄러운 노면에서의 트랙션을 획기적으로 개선한 새로운 타이어의 제공이 가능하다.

Claims

원료고무 100중량부에 대하여, 탄소수 5의 히드로카본 1~30중량%, 환상의 탄화수소 70~98중량%, 방향족 탄화수소 1~30중량%를 포함하는 열가소성 수지를 1~10중량부 포함하여 이루어지는 타이어용 트레드 고무 조성물.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지는, 비중 1.03~1.13, 융점 80~100℃, 용융점도(160℃) 200~300cps, 분자량 300~700인 것을 특징으로 하는 타이어용 트레드 고무 조성물.