KR100734936B1 - 고속 주행용 타이어에 사용하는 트레드 접합용 시멘트 고무조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 트레드 접합용 시멘트 고무 조성물에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 스티렌부타디엔 고무 100중량부에 대하여 무기충전제 30~60중량부와 AMS 수지 20~30중량부를 적용하여 고속 주행중 트레드 접합부의 벌어짐 현상을 방지할 수 있는, 고속 주행용 타이어에 사용하는 트레드 접합용 시멘트 고무 조성물에 관한 것이다.

Description

고속 주행용 타이어에 사용하는 트레드 접합용 시멘트 고무 조성물{CEMENT RUBBER COMPOSITION FOR TREAD CONJUGATION FOR PCR TIRE}

본 발명은 타이어 트레드 접합용 시멘트 조성물에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 스티렌부타디엔 고무에 AMS 수지를 적용하여 고속 주행중 트레드 접합부의 벌어짐 현상을 방지할 수 있는, 고속 주행용 타이어에 사용하는 트레드 접합용 시멘트 고무 조성물에 관한 것이다.

차량 개발 기술의 비약적인 발달로 인하여 고속 주행하는 경우가 훨씬 많아지게 되었다. 이러한 경우 일반 타이어와 달리 고속에서의 조종 안정성 및 가혹한 주행조건에 따른 내구성능이 요구되며, 이러한 성능을 만족시키기 위해 일부 특이한 구조(낮은 편평비율 등) 및 특수 용도의 트레드 고무 조성물을 사용하게 되었다.

그런데, 이러한 고속 주행용 타이어의 트레드 접합부에 사용되는 일반 시멘트 고무 조성물은 일반 트레드의 경우에서와 같이 충분한 점착성과 접착성을 유지하지 못하는 양상을 보이고 있으며, 따라서 트레드 접합부의 벌어짐 현상이 발생하고, 이러한 벌어짐 현상은 조종안정성 및 내구성능에 치명적인 원인으로 작용하게 된다.

종래의 트레드 접합부의 벌어짐 현상을 방지할 수 있는 방법으로는 우선, 타이어 트레드 접합방식 개선을 위하여 일반적인 타이어의 트레드 접합방식과 달리 트레드 접합부의 각도를 달리하여 비교적 넓은 접합면적을 유지하여 접합부의 벌어짐 현상을 개선하는 방법이 있었다. 하지만, 이러한 개선방안은 트레드 접합부의 벌어짐 현상을 완전히 개선하지도 못하였을 뿐만 아니라, 상대적으로 넓은 접합면적을 유지함으로써 타이어 성형시 접합부가 불균일하게 접합되는 등의 단점도 생겼다.

상기 방법을 개선하기 위하여 스티렌-부타디엔 고무계 시멘트 조성물을 사용하므로써, 트레드 접합부에 시멘트 조성물을 도포하여 미가류 상태의 접착력 및 가류 후 트레드 접합부의 접착력을 개선하는 방법이 종래에 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 시멘트 조성물 도포방식 역시 시멘트 조성물의 물성과 트레드 물성과의 상이성 때문에 완전한 개선을 이루지는 못하였다.

또한, 종래에 사용되었던 천연고무계 시멘트 조성물의 경우 미가류 상태에서의 접착력 측면에서는 효과를 볼 수 있으나, 가류 후 동적피로에 의해서 이물질로 작용하여 트레드 접합부 접착력 향상에 오히려 역효과를 일으키게 된다.

그리고, 종래의 스티렌-부타디엔 고무계 시멘트 조성물 역시 고속 주행용 타이어 트레드 고무와 상이한 고무 조성을 가지는 것으로 인한 물성 차이와 취약한 가류계 시스템으로 인해서 가류 후 동적 접착력에는 큰 효과가 없었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 개선하여, 스티렌부타디엔 고무를 기본 주재로 하고 여기에 스티렌/알파-메틸스티렌 코폴리머 수지를 적용하므로써, 가류 후 및 가류전의 점착 성능을 모두 만족시킬 수 있는, 고속 주행용 타이어에 사용하는 트레드 접합용 시멘트 고무 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 트레드 접합용 시멘트 고무 조성물은, 스티렌부타디엔 고무 100중량부에 대하여 스티렌/알파-메틸스티렌코폴리머 수지(이하, AMS 수지란 한다) 20~30중량부와 무기충전제 40~50중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용되는 AMS 수지는 20~30중량부 사용되는 것이 바람직한데, 20중량부 미만인 경우에는 상용성 증진 효과가 미미한 수준으로 나타나고, 30중량부를 초과하는 경우에는 이물질로 작용하여 접착력이 감소(weak point로 작용)하는 경향을 나타내므로 바람직하지 않다.

본 발명에서 사용되는 무기충전제는 40~50중량부 사용되는 것이 바람직한데, 40중량부 미만이나 50중량부를 초과하는 경우에는 이종간의 접착력을 고려하여 동등 수준의 물성을 유지할 수 없으므로 바람직하지 않다.

본 발명의 고무 조성물에 있어서는, 상기와 같이 AMS 수지를 사용하므로써, 무기충전제의 함량을 종래의 트레드 접합용 시멘트 고무 조성물에서보다 50~60% 수준으로 감량할 수 있다. 즉, 본 발명에서 무기충전제는 30~60중량부 사용되는데, 특히 카본블랙 20~30중량부, 실리카 10~30중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 고무 조성물에는 통상의 타이어 트레드 접합용 시멘트 고무 조성물에 사용되는 기타 첨가제 및 배합제를 통상의 함량범위로 포함할 수 있음은 물론이다.

이하 본 발명을 하기의 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 예에 지나지 않으며, 본 발명의 보호범위를 제한하는 것은 아니다.

실시예

하기 표 1에 기재된 조성으로 하여 고무 조성물을 제조한 후, ASTM 규격에 따라 그 물성을 측정하여 표 1에 함께 나타내었다.

[표 1]

시멘트 제조 배합비 및 물성표

(단위:중량부)

구 분	비교예 1	비교예 2	실시예 1	실시예 2
천연고무	-	100.0	-	-
SBR 11)	50.0	-	50.0	50.0
SBR 22)	50.0	-	50.0	50.0
카본블랙3 )	60.0	60.0	30.0	24.0
실리카4 )	40.0	-	20.0	16.0
노화방지제 15)	2.0	2.0	2.0	2.0
노화방지제 26)	3.0	1.5	3.0	3.0
프로세스 오일7 )	2.0	1.0	2.0	2.0
점착제8 )	-	5.0	-	-
AMS 수지9 )	-	-	25.0	30.0
ZnO/스테아린산	2.0	2.0	2.0	2.0
유황	2.5	3.0	2.5	2.5
가황촉진제 110)	1.2	1.5	1.2	1.2
가황촉진제 211)	0.5	0.8	0.5	0.5
인장물성 (Kgf/㎠)	100	121	98	92
그린점착력 (Kgf/㎠)	100	110	105	108
가류 접착력 (Kgf/㎠)	100	88	125	115
타이어 내구성(시간)*	100	90	120	110

1) SBR 1 : 금호석유화학 SBR 1500

2) SBR 2 : 금호석유화학 SL -5740Z

3) 카본블랙 : CCK N234

4) 실리카 : RODIA,KOREA, Z115

5) 노화방지제 1 : 금호석유화학, K-13

6) 노화방지제 2 : FLEXSYS, TMQ-pst

7) 프로세스 오일 : 미창석유, A#2

8) 점착제 : 코오롱유화, d-8318

9) AMS 수지 : ARIZONA CHEMICAL, SA-85

10) 가황촉진제 1 : 천진유기화공, DPG

11) 가황촉진제 2 : 동양제철화학, ORICEL-NS

* 타이어 내구성 : 일정 온도/타이어 내압/하중 상태에서 주행하여 FAILURE 발생시까지의 시간을 측정하였다.

이상에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 고무 조성물은 스티렌부타디엔 고무만을 기본 고무로 사용하고 AMS 수지를 적용하므로써, 무기충전제의 함량을 감량할 수 있어, 그린 상태에서 고무의 유동성을 충분히 하고, 가류 후 점착특성을 극대화하여, 내구성능과 같은 성능 개선이 가능하며, 제반 품질 안정화에도 기여할 수 있다.

Claims (2)

1. 스티렌부타디엔 고무 100중량부에 대하여 스티렌/알파-메틸스티렌코폴리머 수지 20~30중량부 및 무기충전제 30~60중량부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 타이어 트레드 접합용 시멘트 고무 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 무기충전제로 카본블랙 20~30중량부와 실리카 10~30중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드 접합용 시멘트 고무 조성물.