KR100709975B1 - 트럭/버스용 재생 타이어의 콜드 경화용 쿠션 검 고무조성물 - Google Patents

트럭/버스용 재생 타이어의 콜드 경화용 쿠션 검 고무조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 트럭/버스용 재생 타이어의 콜드 경화(Cold Cure)용 쿠션 검(Cushion Gum) 고무 조성물로서, 재생타이어 제조시 트래드가 마모된 타이어(Case)에 기 가류된 새로운 트래드 고무를 가황에 의해 접착시키기 위하여 천연고무, 또는 합성고무(SBR)를 포함하는 원료고무 100 중량부에 대하여 질소 흡착 비표면적이 70~100㎡/g이며, DBP 흡유량이 90~115cc/100g이고, TINT 값이 95~115인 카본블랙 30~50 중량부, 및 촉진제로서 디티오카바메이트계, 티아졸계 및 구아니딘계 촉진제를 병용 사용하는 조성으로부터 타이어를 제조하여 저온에서 짧은 가류시간을 가지므로 저온 가류용 컴파운드에 적합하고, 모듈러스 수준도 높고 부착력 및 내구 시험 결과도 우수하다.
저온가류*촉진제*재생타이어

Description

트럭/버스용 재생 타이어의 콜드 경화용 쿠션 검 고무 조성물{Cushion gum rubber composition for cold cure of the truck/bus reproduction tire}
본 발명은 트럭/버스용 재생 타이어의 콜드 경화(Cold Cure)용 쿠션 검(Cushion Gum) 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 재생 타이어 제조시 트래드가 마모된 타이어(Case)에 기 가류된 새로운 트래드 고무를 가황에 의해 접착시키기 위하여 사용하는 콜드 경화용 쿠션 검의 고무 조성물에 관한 것이다.
재생타이어는 트래드가 마모된 타이어에 새로운 트래드 고무를 가황에 의해 밀착시킨 것으로, 핫 경화(Hot Cure)와 콜드 경화(Cold Cure)의 두 가지 재생 방식이 있다.
핫 경화는 마모된 타이어(케이스)에 미가류된 새로운 트래드 고무를 붙이고, 이를 패턴이 조각된 금형 몰드에서 약 130℃ 이상 고온의 가류 조건에서 제조하는 방식이고, 콜드 경화는 마모된 타이어에 이미 패턴 형상이 가류되어 완성된 새로운 트래드 고무를 120℃ 이하의 저온 가류 조건에서 제조하는 방식이다.
따라서, 핫 경화는 미가류물인 트래드 고무를 가류시키기 위해 고온의 온도 를 부여할 수 있는 스팀식 가류기 또는 전기 가류기를 사용하지만, 콜드 경화는 트래드 고무가 이미 가류되어 있기 때문에 마모된 타이어와 기 가류되어진 트래드와의 접착만이 필요하므로 저온에서 장시간 가류가 가능한 챔버 타입(Chamber Type)의 가류기를 사용한다.
이와 같이 핫 경화 방식은 고온을 부여할 수 있기에 제조 과정상 미가류가 발생할 수 있는 가능성이 적고 이에 따라 쿠션 검 컴파운드의 가류 시간도 고온에 맞게 설정해야 한다.
또한, 콜드 경화 방식은 저온에서 가류되므로 케이스와 가류되어진 새로운 트래드를 접착시켜줄 수 있는 쿠션 검의 미가류 발생 가능성이 높아 트래드와 케이스 간 가황에 의해 접착이 되기 위해서는 가류 시간이 저온 조건에 적합하게 설정되어야 하며, 이때 적절한 촉진제를 사용하여 저온에서도 가류가 가능하도록 배합비를 조절하여야 한다.
이에 본 발명자들은 콜드 경화 방식을 사용하여 재생타이어 제조시, 콜드 경화용 쿠션 검의 케이스와 트래드 간의 접착 성능이 우수한 적절한 촉진제를 확보하기 위해 연구 노력하던 중, 천연고무를 원료고무로 하고 특정의 콜로이달 특성을 가지는 카본블랙을 일정량 사용하고, 특별히 촉진제로서 디티오카바메이트계, 티아졸계 및 구아니딘계 촉진제를 혼합 사용하여 트럭/버스용 재생 타이어의 콜드 경화용 쿠션 검 고무 조성물을 제조한 결과 가류시간이 단축되어 저온에서도 가류가 가 능할 뿐만 아니라, 인장강도나 내구성능 등 의 물성도 우수하다는 사실을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 콜드 경화 방식을 이용하여 재생타이어 제조시 트래드가 마모된 타이어(Case)에 기 가류된 새로운 트래드 고무를 가황에 의해 접착시, 콜드 경화용 쿠션 검의 케이스와 트래드 간의 접착을 위해 저온에서도 가류가 가능한 촉진제를 사용한 트럭/버스용 재생 타이어의 콜드 경화용 쿠션 검 고무 조성물을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 트럭/버스용 재생 타이어의 콜드 경화용 쿠션 검 고무 조성물은 천연고무, 또는 합성고무(SBR)를 포함하는 원료고무 100 중량부에 대하여 질소 흡착 비표면적이 70~100㎡/g이며, DBP 흡유량이 90~115cc/100g이고, TINT 값이 95~115인 카본블랙 30~50 중량부, 및 촉진제로서 디티오카바메이트계, 티아졸계 및 구아니딘계 촉진제를 병용 사용하는 것을 그 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 원료고무, 특정의 콜로이달 특성을 만족하는 보강제, 세 가지의 촉진제를 동시에 사용하고, 점착제 및 유황을 포함하는 트럭/버스용 재생 타이어의 콜드 경화용 쿠션 검 고무 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 원료고무는 천연고무 또는 합성고무가 혼합된 것으로서, 합성고무 로는 통상의 타이어 고무 조성물에 포함되는 디엔 고무이다.
또한, 본 발명의 보강제는 질소 흡착 비표면적이 70~100㎡/g 이며, DBP 흡유량이 90~115cc/100g 이고, TINT 값이 95~115인 카본블랙을 상기 원료고무 100중량부에 대하여 30~50 중량부 포함한다. 카본블랙의 함량이 30중량부 미만이면 모듈러스가 너무 저하되어 고무 물성에 불리하고, 또한 50중량부를 초과하면 용융점도(Melt Viscosity, MV)가 상승하여 가공성이 나빠지고 과량의 카본블랙으로 히스테리시스가 불리해진다.
본 발명의 가류계에 대한 설정은 저온 가류용 컴파운드여서 저온에서도 짧은 가류시간을 가져가야 하므로, 조촉진제인 디티오카바메이트(Dithiocarbamate)계 외에 티아졸계 촉진제와 구아니딘계 촉진제 3가지를 병용 사용한다.
구체적으로는, 상기 원료고무 100중량부에 대하여 디티오카바메이트계 촉진제인 징크 디부틸디티오카바메이트(Zinc Dibutyldithiocarbamate, BZ), 또는 징크 디에틸디티오카바메이트(Zinc Diethyl Dithiocarbamate, EZ) 0.1~0.5 중량부; 티아졸계 촉진제인 디벤조티아질 다이설파이드(Dibenzothiazyl Disulfide, DM) 또는 머켑토벤조티아졸(Mercaptobenzothiazole, M) 0.5~1.5 중량부; 그리고 구아니딘계 촉진제인 다이페닐 구아니딘(Diphenyl Guanidine, DPG) 또는 다이-올쏘-톨일-구아니딘(Di-Ortho-Tolyl Guanidine)을 0.1-0.5 중량부로 포함한다.
상기와 같은 세 가지 종류의 촉진제를 병용 사용함으로써 저온 가류 시간을 상당히 단축시킴으로서, 저온에서도 가류시키는 콜드 경화방식에 적합하다. 그러나, 상기 세 가지 종류의 촉진제를 동시에 사용하지 않을 경우에는 저온 가류 시간 의 단축 효과가 미비하다.
또한 접착 성능을 확보하기 위하여 점착제를 상기 원료고무 100중량부에 대하여 3~7 중량부를 사용하는 바, 점착제의 함량이 이 범위를 벗어날 경우 성형에 필요한 반제품상 적정한 접착력 유지에 문제가 있을 수 있다. 이러한 점착제의 예를 들면, p-터셜리-옥틸페놀/포름알데히드 또는 터펜 오일(terpene oil) 10 내지 15%의 변형된 우드 레진(modified wood resin) 등이 있다. 또한, 불용성 유황을 상기 원료고무 100중량부에 대하여 2~5 중량부로 사용한다.
또한, 상기한 조성 이외에도 통상의 타이어 고무 조성물에 포함되는 가류활성제, 연화제, 가황촉진제 및 노화방지제와 같은 첨가제를 포함할 수 있음은 물론이다.
이하 본 발명을 다음의 실시예와 비교예에 의하여 설명하는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 및 비교예 1 내지 2
다음 표 1과 같은 배합제 조성을 이용하여 통상의 타이어 조성물 제조법에 따라 본 발명의 고무 조성물을 제조하였다. 비교예 1은 구아니딘계 촉진제를 제외하고 티아졸계 촉진제를 증량한 경우이며, 비교예 2는 구아니딘계 촉진제를 사용하지 않고 디티오카바메이트계 촉진제를 증량한 것으로 총 촉진제 비율은 1.5중량부로 고정하였다.
배합제(함량: 중량부) 실시예 1 비교예 1 비교예 2
원료고무 천연고무 90 90 90
합성고무 (SBR 1502) 10 10 10
카본블랙 (1) 36 36 36
산화아연 3 3 3
스테아린산 2 2 2
프로세스 오일 10 10 10
점착제 (2) 5 5 5
노화방지제 (3) 3 3 3
불용성 유황 3 3 3
촉진제 1 (4) 0.2 0.2 0.5
2 (5) 1.0 1.3 1.0
3 (6) 0.3 - -
(주) (1) 질소 흡착 비표면적이 75~90㎡/g이며, DBP 흡유량이 95~110cc/100g이고, TINT 값이 100~110인 것임. (2)터펜 오일(terpene oil) 10 내지 15%의 변형된 우드 레진(modified wood resin) (3)N-(1,3-다이메틸부틸_-N'-페닐-p-페닐렌디아민 (4)디티오카바메이트계 촉진제로서, 징크 디부틸디티오카바메이트 또는 징크 디에틸디티오카바메이트임. (5)티아졸계 촉진제로서, 디벤조티아질 다이설파이드 또는 머켑토벤조티아졸임. (6)구아니딘계 촉진제로서, 다이페닐 구아니딘 또는 다이-올쏘-톨일 구아니딘임.
상기 비교예 및 실시예에서 제조된 고무조성물을 이용하여 다음과 같은 방법으로 가류시간, 인장강도, 부착력 시험, 및 내구성능을 평가하였으며, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
(1)가류시간 t30/t90은 Rheometer MDR 2000(Alpha Tech사)로 측정한 것이다.
(2)인장강도의 측정은 시편을 아령형으로 잘라서 인스트론사에서 제작한 인장시험기로 실시한 것으로, 100% 모듈러스는 시편을 100% 신장시켰을 때의 인장강도를 나타내며, 이는 150℃로 가류하여 측정한 결과이다.
(3) 부착력은 기 가류된 고무 사이에 표 1과 같이 제조된 쿠션 검을 사이에 넣고, 100℃에서 4시간 동안 가류 후 인장시험기에서 필링(Peeling)을 측정한 결과이다.
(4)내구성능은 11R22.5 버스용 타이어를 제조하여 70km/h, 100% 하중 조건으로 평가한 결과이다.
물성 실시예 1 비교예 1 비교예 2
가류 시간 (t30/t90) 0.5/2.4 1.4/7.5 1.1/5.4
100% Modulus (Kg/cm2) 19 15 18
부착력 55 35 26
실내 내구 105 50 35
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명과 같이 세 가지의 촉진제를 동시에 사용한 실시예 1은 비교예 대비 가류도(Cure Rate)의 지표인 t30 및 t90이 상당히 단축되어 저온에서도 가류가 가능하며, 모듈러스 수준도 높고 부착력 및 내구 시험 결과도 우수한 결과를 나타낸다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 재생타이어 제조시 트래드가 마모된 타이어(Case)에 기 가류된 새로운 트래드 고무를 가황에 의해 접착시, 본 발명에 따라 촉진제로서 디티오카바베이트계, 구아니딘계 및 티아졸계 촉진제 3가지를 혼용하여 사용함으로써 저온에서도 가류가 가능할 뿐만 아니라, 모듈러스 수준도 높고 부착력 및 내구 시험 결과도 우수하다.

Claims (3)

  1. 천연고무, 또는 합성고무(SBR)를 포함하는 원료고무 100 중량부에 대하여 질소 흡착 비표면적이 70~100㎡/g이며, DBP 흡유량이 90~115cc/100g이고, TINT 값이 95~115인 카본블랙 30~50 중량부, 및 촉진제로서 디티오카바메이트계 0.1~0.5 중량부, 티아졸계 0.5~1.5 중량부 및 구아니딘계 촉진제 0.1-0.5 중량부를 병용 사용하는 트럭/버스용 재생 타이어의 콜드 경화용 쿠션 검 고무 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 고무 조성물은 원료고무 100중량부에 대하여 추가로 불용성 유황 2~5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 트럭/버스용 재생 타이어의 콜드 경화용 쿠션 검 고무 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 촉진제 중 디티오카바메이트계 촉진제는 징크 디부틸디티오카바메이트(Zinc Dibutyldithiocarbamate, BZ), 또는 징크 디에틸디티오카바메이트(Zinc Diethyl Dithiocarbamate, EZ)이고; 티아졸계 촉진제는 디벤조티아질 다이설파이드(Dibenzothiazyl Disulfide, DM) 또는 머켑토벤조티아졸(Mercaptobenzothiazole, M)이고; 그리고 구아니딘계 촉진제는 다이페닐 구아니딘(Diphenyl Guanidine, DPG) 또는 다이-올쏘-톨일-구아니딘(Di-Ortho-Tolyl Guanidine)인 것을 특징으로 하는 트럭/버스용 재생 타이어의 콜드 경화용 쿠션 검 고무 조성물.
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