KR100886119B1 - Mixing method of the compound for tire - Google Patents

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Abstract

A mixing method of compound for a tire is provided to improve fatigue resistance and crack resistance by inputting vulcanization accelerator and retarder in rubber firstly. A mixing method of compound for a tire comprises a first step of making compound by inputting vulcanization accelerator and vulcanization retarder in rubber raw material and then mixing them; a second step of inputting carbon black into compound and then mixing them; and a third step of adding sulfur as vulcanizing agent. The mixing temperature of the first step is 120~150°C. The mixing temperature of the second step is 140~160°C.

Description

타이어용 컴파운드의 정련방법{Mixing method of the compound for tire} Mixing method of the compound for tire}

본 발명은 타이어용 컴파운드의 정련방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가류제의 고른 분포에 의해 이상적인 가교구조를 형성하여 상대적으로 취약한 가교결합부위에서 시작되는 피로파괴나 크랙성장을 억제할 수 있는 타이어용 컴파운드의 정련방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for refining a compound for tires, and more particularly, to form an ideal crosslinked structure by an even distribution of a vulcanizing agent, and to suppress fatigue breakage and crack growth that starts at a relatively weak crosslinked site. A method for refining a dragon compound.

타이어용 재료의 근간을 이루는 고무는 통상 컴파운드 형태로 각 부위별 요구 특성에 맞추어 수많은 배합제의 혼합으로 만들어진다. 이렇게 만들어진 컴파운드는 각 반제품으로 가공되고 다시 이들 반제품들은 성형공정이라는 과정을 거쳐 일정한 타이어의 형태를 갖추고 가류공정을 통해 최종 제품이 된다. 이때 가류공정은 컴파운드내에 포함되어 있는 유황과 가황촉진제에 의해 가교결합이 이뤄지고 궁극적으로 탄성을 가진 고무로써 역할을 하게 된다.Rubbers, which form the basis of tire materials, are usually made in a compound form and are made of a mixture of a number of compounding agents according to the characteristics required for each part. The compound is thus processed into semi-finished products, and these semi-finished products are formed through a process called a molding process to form a fixed tire and become a final product through a vulcanization process. At this time, the vulcanization process is crosslinked by sulfur and vulcanization accelerator contained in the compound and ultimately acts as an elastic rubber.

이러한 가류제는 통상의 타이어용 컴파운드내에 10중량부 이하로 첨가되는데, 바로 정련공정이라는 혼련공정 중에 혼합되게 된다. The vulcanizing agent is added in the conventional compound for tires up to 10 parts by weight, which is mixed during the kneading process called the refining process.

한편, 상기의 정련공정은 2단계이상의 단위공정을 갖는데, 일반적으로 가류제가 혼합되는 공정이 마지막으로 이루어진다. 구체적으로, 가류제가 혼합되는 공정은 특별히 낮은 온도 즉, 125℃이하에서 이루어지는바, 카본블랙 등이 포함되는 공정과 재내림(Remill)공정이 이뤄진 다음에 마지막으로 진행된다. 낮은 온도로 이뤄져야 하는 이유는 125℃를 초과할 경우, 첨가된 유황과 가류촉진제에 의해 혼련중에 가류가 진행되어 스코치가 발생하기 때문이다.On the other hand, the refining process has a unit process of two or more stages, generally, the process of mixing the vulcanizing agent is finally made. Specifically, the process in which the vulcanizing agent is mixed is performed at a particularly low temperature, that is, 125 ° C. or less, and finally, after the process including the carbon black and the remill process are performed. The reason for the low temperature is that if it exceeds 125 ° C, scorch occurs due to vulcanization during kneading by the added sulfur and vulcanization accelerator.

그리고, 가류제가 투입되는 이전의 정련단계, 즉, 카본블랙이 포함되는 공정은 통상 145~200℃ 이내에서 혼합이 이루어지게 되며, 이때 카본블랙은 고무상에 분산 및 분배과정을 거치면서 카본겔이라는 고무-카본블랙간의 강한 결합을 생성하게 된다. 카본겔은 통상 혼합온도가 높을수록 형성되는 양이 증가하며, 컴파운드의 보강성을 높이는 효과가 있다. 하지만, 각 컴파운드의 요구 성능에 따라 그 양이 적당하게 형성되는 것이 효율적이다. 통상 카본겔을 톨루엔 추출에 의해 측정할 경우, 중량비로 50~70% 정도가 카본겔이다. In addition, the previous refining step in which the vulcanizing agent is added, that is, the process including the carbon black is usually mixed within 145 ~ 200 ℃, wherein the carbon black is a carbon gel through the dispersion and distribution process on the rubber This creates a strong bond between rubber and carbon black. In general, the amount of carbon gel is increased as the mixing temperature increases, and the reinforcing property of the compound is increased. However, it is effective that the amount is appropriately formed according to the required performance of each compound. Usually, when carbon gel is measured by toluene extraction, about 50 to 70% by weight is carbon gel.

그러나, 이러한 카본겔 중에서도 카본블랙과 바로 인접한 부분은 가장 강력한 결합을 하고 있기 때문에, 후속 공정에서 가류제와 같은 배합제는 카본겔 부분으로의 분산 내지는 분배가 이루어지지 않는 문제가 발생한다는 것이다. However, among the carbon gels, since the portion immediately adjacent to the carbon black has the strongest bond, a compounding agent such as a vulcanizing agent may not be dispersed or distributed to the carbon gel portion in a subsequent process.

가류제가 고르게 분포되지 않으면 내피로성능 및 내크랙성능이 필연적으로 저하하게 되나 대부분의 컴파운드 기술자들은 이런 문제에 대해서는 간과해 버리고 있으며, 그러한 문제로 발생하는 컴파운드의 성능 저하에 대해서 인식하지 못하고 있는 실정이다.If the vulcanizing agent is not evenly distributed, fatigue resistance and crack resistance will inevitably decrease, but most compound engineers overlook this problem, and are not aware of the degradation of the compound caused by the problem. .

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 인버스믹싱이라는 새로운 혼합방법, 즉 통상의 소련공정에서 가류촉진제와 가류지연제를 고무 상에 먼저 투입하여 분산시킴으로써 최종적으로 균일한 가교구조를 형성하여 내피로성능과 내크랙성능을 향상시킬 수 있는 타이어용 컴파운드의 정련방법을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, a new mixing method of inverse mixing, that is, by dispersing the vulcanization accelerator and the vulcanization retardant first on the rubber in a conventional Soviet process to finally achieve a uniform crosslinked structure It is to provide a method for refining a compound for tires that can be formed to improve fatigue resistance and crack resistance.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다. Other objects and advantages of the invention will be described below and will be appreciated by the embodiments of the invention. Furthermore, the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations indicated in the claims.

본 발명에 따른 타이어용 컴파운드의 정련방법은 원료고무 상에 가류촉진제 및 가류지연제를 동시에 투입 및 혼합하여 컴파운드를 생성하는 제1단계; 컴파운드에 카본블랙을 투입하여 믹싱하는 제2단계; 및 가류제로서 유황을 첨가하는 제3단계를 포함한다.A method for refining a compound for tires according to the present invention includes a first step of generating a compound by simultaneously adding and mixing a vulcanization accelerator and a vulcanization retardant on a raw material rubber; A second step of mixing by mixing carbon black into the compound; And a third step of adding sulfur as a vulcanizing agent.

본 발명의 발명자는 인버스믹싱이라는 새로운 믹싱방법을 개발하였는바, 이와 같은 인버스믹싱 방법은 통상의 소련공정에서 가류촉진제와 가류지연제를 고무상에 먼저 투입하여 분산시키는 방법이다.The inventors of the present invention have developed a new mixing method called inverse mixing, and this inverse mixing method is a method of dispersing the vulcanization accelerator and the vulcanization retardant first in a rubber phase in a conventional Soviet process.

즉, 천연고무와 같은 고무에 해당 컴파운드에 사용될 가류제 중에서 가황촉 진제와 가류지연제를 투입하여 저온혼합을 실시한 다음, 얻어진 상기의 고무-가류촉진제/가류지연제 컴파운드에 카본블랙을 혼합하는 방법이다. 이러한 방법은 통상의 고무기술자들이 생각할 수 없는 방법으로 본 발명에서 최초로 시도되는 개념이다. That is, a low-temperature mixing process is performed by adding a vulcanization accelerator and a vulcanization retardant among the vulcanizing agents to be used in the compound to rubber such as natural rubber, and then mixing carbon black with the rubber-vulcanization accelerator / vulcanization retardant compound obtained. to be. This method is a concept first attempted in the present invention in a way that ordinary rubber engineers cannot think of.

상기와 같은 인버스믹싱 방법에 의해 가황촉진제가 카본겔 형성 이전에 고무상에 고르게 분배되어 있기 때문에 이후에 형성되는 카본겔 내에도 고른 분포를 할 수 있게 되고, 그로 인하여 마지막 공정에서 투입되는 유황과의 반응도 자연스럽게 유도하여 최종적으로는 균일한 가교구조를 형성하게 되는 것이다.Since the vulcanization accelerator is evenly distributed in the rubber phase before the carbon gel is formed by the inverse mixing method as described above, the vulcanization accelerator can be evenly distributed in the carbon gel to be formed later, and thus, The reaction is also induced naturally to finally form a uniform crosslinked structure.

상기의 인버스믹싱은 바로 가류제가 마지막에 투입되는 가장 보편적인 개념과 달리 가류촉진제와 가류지연제를 먼저 혼합시키는 방법을 의미하며, 상기의 혼합 방법은 저온혼합을 통해 진행된다. 이러한 방법은 통상의 반바리믹서(Banbury mixer)와 니더(Kneader) 혹은 밀(Mill)등에서 모두 가능하다. The inverse mixing is a method of mixing the vulcanization accelerator and the vulcanization delayer first, unlike the most common concept in which the vulcanizing agent is added last, and the mixing method is performed through low temperature mixing. This method is possible in both a conventional Banbury mixer and kneader or mill.

한편, 고무와 가류촉진제 및 가류지연제가 혼합되는 첫번째 혼련단계는 120~150℃의 범위로 저온혼합이 이루어지는 것이 바람직하고, 카본블랙 등이 투입되는 다음 단계는 140 내지 165℃의 범위로 혼련이 진행되는 것이 바람직하다. Meanwhile, the first kneading step in which the rubber and the vulcanization accelerator and the vulcanization delay agent are mixed is preferably performed at low temperature in the range of 120 to 150 ° C., and the next step in which the carbon black is added is in the range of 140 to 165 ° C. It is preferable to be.

상기의 온도를 넘을 경우, 최종 컴파운드의 스코치(scorch)타임이 짧아져서 후공정인 압출 또는 압연공정 등에서 스코치의 발생 우려가 있다.When the temperature is exceeded, the scorch time of the final compound may be shortened, and there is a fear that the scorch may be generated in the extrusion or rolling process, which is a later step.

특히, 가류촉진제 및 가류지연제가 혼합되는 첫 공정에 있어 120~150℃를 벗어날 경우, 초기 고무상에서의 소련 효과가 감소하는 문제가 발생할 수가 있으며, 구체적으로는 120℃ 이하에서 진행되는 경우 화학적 가소화 즉, 기계적으로 절단된 고무체인의 말단부의 산화작용이 감소하여 재결합되면서 소련효과가 감소하고, 150℃를 넘게 되는 경우에는 오히려 고무가 너무 연화되어 기계적인 체인의 절단이 이뤄지지 않아서 소련 효과가 어떻게 감소하게 된다. In particular, when the vulcanization accelerator and the vulcanization retardant are mixed at 120 to 150 ° C., the effect of the Soviet Union on the initial rubber phase may be reduced. That is, the effect of the Soviet Union decreases as the oxidation of the end of the mechanically cut rubber chain decreases and recombines, and when the temperature exceeds 150 ° C., the rubber is too soft to cut the mechanical chain so that the Soviet effect decreases. Done.

그리고, 가류촉진제 및 가류지연제가 혼합되는 첫번째 혼련공정 이후 단계인 카본블랙등이 투입되는 단계에서는 혼련이 140 내지165℃로 유지되는 것이 바람직한바, 165℃를 초과할 경우에는 스코치 문제가 발생하게 되며, 140℃ 미만으로 혼합이 이뤄질 경우에는 오히려 보강성 형성에 필요한 카본겔의 형성이 충분히 유도되지 않기 때문에 2단계의 카본블랙 혼합공정에서의 온도범위는140℃~165℃로 이루어질 수 있도록 조절해야 한다. In addition, in the step of adding carbon black, which is a step after the first kneading process in which the vulcanization accelerator and the vulcanization delay agent are mixed, the kneading is preferably maintained at 140 to 165 ° C., when the temperature exceeds 165 ° C., a scorch problem occurs. In the case of mixing below 140 ° C, the formation of carbon gel required for reinforcement is not sufficiently induced. Therefore, the temperature range in the two-step carbon black mixing process should be controlled to be 140 ° C to 165 ° C. .

이하, 본 발명의 인버스믹싱 방법에 따른 컴파운드의 구조 변화에 대해 보다 자세히 살펴보도록 한다.Hereinafter, the structural change of the compound according to the inverse mixing method of the present invention will be described in more detail.

종래 일반적인 방법에 의해 먼저 고무와 카본블랙을 혼련하게 되면 카본블랙 입자를 중심으로 고무상이 감싸고 있는 카본겔의 결합이 이루어지게 되고, 이러한 카본겔에 있어서 카본블랙과 바로 인접한 부분은 가장 강력한 결합을 나타내기 때문에 후공정시 가류제와 같은 배합제의 침투가 용이하지 않게 되고, 그로 인하여 가류제의 균일한 분산을 얻을 수 없어 내피로성능과 내크랙성능이 저하되게 된다.When the rubber and carbon black are first kneaded by a conventional method, the combination of the carbon gels enclosed in the rubber phase is made around the carbon black particles, and the portion immediately adjacent to the carbon black in the carbon gel shows the strongest bond. As a result, the penetration of the compounding agent, such as a vulcanizing agent, is not easy during the post-processing, and thus uniform dispersion of the vulcanizing agent cannot be obtained, resulting in deterioration of fatigue resistance and crack resistance.

그러나, 본 발명의 인버스믹싱 방법에 의하면 고무-가류촉진제-가류지연제 컴파운드가 먼저 형성되어 가류촉진제가 이미 고무상에 고르게 분포한다. 따라서, 후공정인 카본블랙의 투입에 의해 형성되는 카본겔 내에도 가류촉진제가 고르게 분산되어 있어 유황과의 반응도 자연스럽게 유도되어 균일한 가교구조를 얻을 수 있 게 되는 것이다.However, according to the inverse mixing method of the present invention, the rubber-vulcanization accelerator-vulcanization retardant compound is first formed so that the vulcanization accelerator is already evenly distributed on the rubber. Therefore, the vulcanization accelerator is evenly dispersed in the carbon gel formed by the introduction of carbon black, which is a post-process, so that the reaction with sulfur is naturally induced to obtain a uniform crosslinked structure.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best describe their invention. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

이상과 같은 본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 다음과 같은 효과를 제공한다. The rubber composition for tire treads according to the present invention as described above provides the following effects.

본 발명의 타이어용 컴파운드의 정련방법에 따르면 가교구조의 균일성을 획득할 수 있기 때문에 컴파운드의 내피로성 및 내크랙성능을 크게 향상시킬 수 있고, 그로 인하여 내마모성능의 향상을 가져올 수 있기 때문에 타이어용 재료 중에서도 트레드 컴파운드 및 내구성이 요구되는 벨트부에 이르기까지 다양한 부분에 적용할 수 있다.According to the method for refining the compound for tires of the present invention, since the uniformity of the crosslinked structure can be obtained, the fatigue resistance and the crack resistance of the compound can be greatly improved, whereby the wear resistance can be improved, thereby improving the tire resistance. Among the materials, it can be applied to various parts from the tread compound to the belt part requiring durability.

이하, 하기 실시예에 의해 본 발명을 보다 자세하게 설명하도록 하나, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아님을 주지하여야 할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but it should be noted that the present invention is not limited by the following examples.

정련공정Refining Process

하기 [표 1] 및 [표 2]와 같은 배합비 및 배합조건에 의해 정련공정을 실시하였다.The refining process was performed according to the compounding ratios and compounding conditions as shown in the following [Table 1] and [Table 2].

실시예Example  And 비교예Comparative example

<실시예 1><Example 1>

본 발명의 인버스믹싱방법에 따라 1 단계로 천연고무 100 중량부와, 상기 천연고무 100 중량부에 대해 가류촉진제 1 중량부, 가류지연제 0.3 중량부를 혼합하여 고무-가류촉진제-가류지연제 컴파운드를 얻었으며, 2 단계로 카본블랙 50 중량부를 투입하여 믹싱하고, 최종 단계로 유황 1.5 중량부를 투입하는 방법을 선택하였다.According to the inverse mixing method of the present invention, a rubber-vulcanization accelerator-vulcanization retardant compound is mixed by mixing 100 parts by weight of natural rubber with 1 part by weight of vulcanization accelerator and 0.3 parts by weight of vulcanization retardant based on 100 parts by weight of the natural rubber. 50 parts by weight of carbon black was added and mixed in two steps, and 1.5 parts by weight of sulfur was added as a final step.

한편, 배합조건에 있어서, 1단계의 혼합온도 및 혼합시간은 135℃, 1분 30초, 2단계의 혼합온도 및 혼합시간은 160℃, 2분 30초, 최종단계의 혼합온도 및 혼합시간은 110℃, 50초의 조건에서 실시하였다.On the other hand, in the mixing conditions, the mixing temperature and mixing time of the first stage is 135 ℃, 1 minute 30 seconds, the mixing temperature and mixing time of the second stage 160 ℃, 2 minutes 30 seconds, the mixing temperature and mixing time of the final stage It carried out on the conditions of 110 degreeC and 50 second.

<실시예 2><Example 2>

1단계의 혼합온도를 145℃로 유지한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일 조건 에서 실시하였다.The mixing was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the mixing temperature of step 1 was maintained at 145 ° C.

<실시예 3><Example 3>

실시예 1, 2와 달리 컴파운드에 적용된 가황제인 유황과 가류촉진제를 각각 10%씩 감량하여 적용하였으며, 혼합조건은 실시예 1과 동일 조건에서 실시하였다.Unlike Examples 1 and 2, the sulfur and vulcanization accelerators, which are vulcanizing agents applied to the compound, were reduced by 10%, respectively, and mixing conditions were performed under the same conditions as in Example 1.

<비교예 1>Comparative Example 1

종래 통상적인 정련방법에 따라 1단계에서는 소련작업을 실시하고, 제2단계로 고무 100 중량부에 카본블랙 50 중량부를 투입하고, 그 후 최종 단계에서 유황 1.5 중량부, 가류촉진제 1.0 중량부 및 가류지연제 0.3 중량부를 투입하여 혼련하였다.According to the conventional refining method in the first step, the Soviet work is carried out, and in the second step, 50 parts by weight of carbon black is added to 100 parts by weight of rubber, and then 1.5 parts by weight of sulfur, 1.0 part by weight of vulcanization accelerator and vulcanization in the final step. 0.3 parts by weight of the retardant was added and kneaded.

<비교예 2>Comparative Example 2

제1단계에서 가류지연제를 투입하지 않고 최종 단계에서 가류지연제를 투입한 점을 제외하고는 실시예1과 동일하게 정련공정을 진행하였다. The refining process was carried out in the same manner as in Example 1 except that the vulcanization retardant was not added in the first step and the vulcanization retardant was added in the final step.

<비교예 3>Comparative Example 3

1단계의 혼합온도를 155℃로 유지한 점을 제외하고는 실시예1과 동일하게 정련공정을 진행하였다.The refining process was performed similarly to Example 1 except the mixing temperature of 1st stage was kept at 155 degreeC.

<비교예 4><Comparative Example 4>

2단계의 혼합온도를 185℃로 유지한 점을 제외하고는 실시예1과 동일하게 진행하였다.It proceeded in the same manner as in Example 1 except that the mixing temperature of the second step was maintained at 185 ° C.

배합비(단위: 중량부)Compounding ratio (unit: parts by weight) 혼합단계Mixing stage 배합제Compounding agent 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 비교예4Comparative Example 4 1 단계  Stage 1 천연고무Natural rubber 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100 가류촉진제1 ) Curing accelerator 1 ) 1.01.0 1.01.0 0.90.9 -- 1.01.0 1.01.0 1.01.0 가류지연제2 ) Delay Retardant 2 ) 0.300.30 0.300.30 0.300.30 -- -- 0.300.30 0.300.30 2 단계  2 steps 카본블랙3 ) Carbon Black 3 ) 5050 5050 5050 5050 5050 5050 5050 산화아연4 ) Zinc Oxide 4 ) 3.03.0 3.03.0 3.03.0 3.03.0 3.03.0 3.03.0 3.03.0 스테아린산Stearic acid 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 노화방지제Anti-aging 22 22 22 22 22 22 22 3 단계  3 steps 유황brimstone 1.51.5 1.51.5 1.351.35 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 가류촉진제1 ) Curing accelerator 1 ) -- -- -- 1.01.0 -- -- -- 가류지연제2 ) Delay Retardant 2 ) -- -- -- 0.300.30 0.300.30 -- --

Corporation

1) : 설펜아미드계 또는 멀켑토 벤조 티아졸계 가황촉진제1): sulfenamide type or mercito benzothiazole type vulcanization accelerator

2) : N-cyclohexyl thiophthalimide2): N-cyclohexyl thiophthalimide

3) : ISAF 등급(grade)3) ISAF grade

4) : 건조방식으로 제조된 산화아연(ZnO)(표면적 : 3 ㎡/g)4): Zinc oxide (ZnO) manufactured by drying method (surface area: 3 ㎡ / g)

배합조건Formulation condition 혼합스텝Mixing step 혼합조건Mixed condition 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 비교예4Comparative Example 4 1 단계 Stage 1 혼합시간Mixing time 1분30초1 minute 30 seconds 1분30초1 minute 30 seconds 1분30초1 minute 30 seconds 1분30초1 minute 30 seconds 1분30초1 minute 30 seconds 1분30초1 minute 30 seconds 1분30초1 minute 30 seconds 혼합온도Mixing temperature 135℃135 ℃ 145℃145 ℃ 145℃145 ℃ 135℃135 ℃ 135℃135 ℃ 155℃155 ℃ 135℃135 ℃ 2 단계 2 steps 혼합시간Mixing time 2분30초2 minutes 30 seconds 2분30초2 minutes 30 seconds 2분30초2 minutes 30 seconds 2분30초2 minutes 30 seconds 2분30초2 minutes 30 seconds 2분30초2 minutes 30 seconds 2분30초2 minutes 30 seconds 혼합온도Mixing temperature 160℃160 ℃ 160℃160 ℃ 160℃160 ℃ 160℃160 ℃ 160℃160 ℃ 160℃160 ℃ 185℃185 ℃ 3 단계 3 steps 혼합시간Mixing time 50초50 seconds 50초50 seconds 50초50 seconds 50초50 seconds 50초50 seconds 50초50 seconds 50초50 seconds 혼합온도Mixing temperature 110℃110 ℃ 110℃110 ℃ 110℃110 ℃ 110℃110 ℃ 110℃110 ℃ 110℃110 ℃ 110℃110 ℃

상기 실시예 및 비교예에 따른 물성 결과를 하기 [표 3]에 나타내었다.Physical properties of the Examples and Comparative Examples are shown in the following [Table 3].

물성결과Physical property results 물성Properties 세부내용The details 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 비교예4Comparative Example 4 가공성 Machinability 무늬점도Viscosity 6868 6363 6363 6767 7373 6868 7171 스코치시간Scorch Time 26분26 minutes 25분25 minutes 28분28 minutes 27분27 minutes 17분17 minutes 12분12 minutes 18분18 minutes 인장물성  Tensile Properties 300% 모듈러스300% modulus 165165 170170 160160 160160 167167 166166 150150 신율(%)% Elongation 420420 410410 435435 437437 278278 365365 430430 인장강도The tensile strength 297297 310310 285285 290290 320320 298298 280280 내피로성 Fatigue resistance 성능지수Performance index 135135 138138 120120 100100 105105 108108 110110 시편간 표준편차지수 (n=6)Standard Deviation Index between Specimens (n = 6) 280280 285285 200200 100100 161161 153153 167167 내크랙성Crack resistance 성능지수Performance index 175175 167167 145145 100100 115115 128128 119119 내마모성Wear resistance 성능지수Performance index 140140 135135 108108 100100 102102 100100 102102

[인장물성 관련][Related to tensile properties]

300% 모듈러스 : 300% 신장시의 인장강도(kgf/㎠), 300% Modulus: Tensile Strength at 300% Elongation (kgf / ㎠),

인장강도 : 파단시의 인장강도 (kgf/㎠) Tensile Strength: Tensile Strength at Break (kgf / ㎠)

내피로성 : 6개의 아령형 시편을 118%로 주기적 변형을 동시에 가하면서 파괴될 때의 사이클을 평균해서 성능지수를 구하고 각각의 6개 시편간의 파괴 시점의 차이를 표준편차로 계산해서 지수화 하였으며, 지수는 높을수록 유리한 것을 의미한다. 예를 들어 표준편차 지수가 280일 경우, 100에 비해서 편차가 1/3 수준임을 의미한다.Fatigue resistance: We calculated the index of performance by averaging the cycles of failure while simultaneously applying the cyclic deformation of 6 dumbbell-type specimens to 118%, and calculating the difference between the fracture points of each of the six specimens as the standard deviation. Is higher means more advantageous. For example, if the standard deviation index is 280, this means that the deviation is 1/3 compared to 100.

[표3]에 나타난 바와 같이 실시예1의 경우에는 스코치의 문제는 전혀 발생하지 않으면서, 인버스믹싱에 의해 카본겔 형성전에 잘 분산된 가류촉진제로 하여금 마지막 단계에서 투입되는 유황과 반응하여 궁극적인 유효 가교결합을 균형있게 형성하였기 때문에 내피로성능에서 비교예 1에 비해 35% 향상되는 것을 알 수 있었다.As shown in Table 3, in the case of Example 1, the problem of scorch does not occur at all, and the ultimately reacted with the sulfur introduced in the last step by the well-dispersed vulcanization accelerator before carbon gel formation by inverse mixing Since the effective crosslinking was formed in a balanced manner, it was found that the fatigue resistance was improved by 35% compared to Comparative Example 1.

그리고, 무엇보다도 각 시편간의 파괴 시점이 거의 동일해짐에 따라 어느 시편이든 불안정한 가교구조가 발생하지 않았다는 결과로써 표준편차 지수가 비교예 1에 비해 1/3수준으로 낮아졌음을 확인하였다. 또한, 내크랙성능은 75% 향상되었으며, 이러한 피로성능이 2차적으로 영향을 주는 고무의 내마모성능에서는 40%의 향상을 보였다. First of all, it was confirmed that the standard deviation index was lowered to about 1/3 compared to that of Comparative Example 1 as a result of the unstable crosslinking structure occurring in any of the specimens as the fracture time between the specimens became almost the same. In addition, crack resistance was improved by 75%, and the fatigue resistance of rubber, which is affected by the fatigue performance, was improved by 40%.

그러나, 비교예 2의 경우처럼 지연제가 빠진 인버스믹싱에서는 물성 향상은 있으나, 스코치 안정성이 떨어져 실제 압출등의 후공정에서는 문제 발생의 소지가 있음을 알 수 있다. 이는, 본 발명의 구성이 반드시 가류촉진제와 가류지연제가 동시에 투입된 상태에서 120~150℃의 범위에서 믹싱이 이루어져야 한다는 것을 의미한다.However, as in the case of Comparative Example 2, inverse mixing without the retardant has improved physical properties, but the scorch stability is poor, it can be seen that there is a problem in the post-process such as actual extrusion. This means that the composition of the present invention must be mixed in the range of 120 to 150 ° C. while the vulcanization accelerator and the vulcanization delay agent are simultaneously added.

실시예 2는 1단계 인버스 믹싱단계에서 믹싱온도를 145℃까지 높인 것으로 문제가 전혀 없음을 확인하였다.Example 2 confirmed that there was no problem by increasing the mixing temperature to 145 ° C. in the one-step inverse mixing step.

실시예 3은 실시예 1, 2의 배합내용에서 사용된 가황제의 양을 각각 10%씩 감량 적용한 경우에 대해서 평가하였다. 결과적으로 비교예에 비해 월등한 결과를 나타내었으며, 실시예 1, 2와 유사한 결과를 보였다. 즉, 본 발명의 인버스 믹싱방법을 적용할 경우, 가황제 사용량의 10% 정도를 감량하여 적용하여도 통상의 믹싱방법을 적용한 비교예 1에 비해 뛰어난 성능을 보임을 확인하였다. Example 3 evaluated the case where the amount of the vulcanizing agent used in the formulations of Examples 1 and 2 was reduced by 10%, respectively. As a result, the results were superior to those of the comparative example, and the results similar to those of Examples 1 and 2 were shown. That is, when the inverse mixing method of the present invention is applied, it is confirmed that even when the amount of the vulcanizing agent is reduced by applying about 10% compared to the comparative example 1 to which the conventional mixing method is applied.

반면 비교예 3에서와 같이 150℃를 넘어서는 경우는 스코치시간이 급격히 짧아짐을 확인하였다. 또한, 2단계의 혼합온도를 160℃ 이상으로 한 경우인 비교예 4에서도 비교예 1보다는 향상된 물성을 보이나 스코치시간이 짧아지는 것을 확인하였다. 즉, 본 발명의 인버스믹싱을 위해서는 온도조건이 중요함을 알 수 있다.On the other hand, when it exceeds 150 ℃ as in Comparative Example 3 it was confirmed that the scorch time is shortened rapidly. In addition, in Comparative Example 4, which is a case where the mixing temperature of the two stages of 160 ℃ or more, the improved physical properties than Comparative Example 1 was confirmed that the scorch time is shortened. That is, it can be seen that the temperature conditions are important for the inverse mixing of the present invention.

따라서 본 발명의 인버스 믹싱기술을 적용할 경우, 견고한 카본겔 형성 후에 가류제가 믹싱과정중에 들어갈 수 없었던 기존의 컴파운드에서 얻을 수 없었던 가교구조의 균일성을 획득할 수 있기 때문에 컴파운드의 내피로성 및 내크랙성능을 크게 향상시킬 수 있었다. 궁극적으로는 내마모성능의 향상을 가져오기 때문에 타이어용 재료중에서도 트레드 컴파운드 및 내구성이 요구되는 벨트부에 이르기까지 다양하게 접목이 가능한 장점이 있다.Therefore, when the inverse mixing technology of the present invention is applied, the fatigue resistance and crack resistance of the compound can be obtained since the vulcanizing agent can obtain the uniformity of the crosslinked structure that cannot be obtained from the conventional compound that could not enter the mixing process after the formation of the solid carbon gel. The performance could be greatly improved. Ultimately, the wear resistance is improved, and thus, the tire material can be grafted to a variety of tread compounds and belt parts requiring durability.

Claims (3)

원료고무 상에 가류촉진제 및 가류지연제를 동시에 투입 및 혼합하여 컴파운드를 생성하는 제1단계;A first step of generating a compound by simultaneously adding and mixing a vulcanization accelerator and a vulcanization retardant on the raw material rubber; 컴파운드에 카본블랙을 투입하여 믹싱하는 제2단계; 및 A second step of mixing by mixing carbon black into the compound; And 가류제로서 유황을 첨가하는 제3단계를 포함하는 타이어용 컴파운드의 정련방법.A method for refining a compound for tires comprising a third step of adding sulfur as a vulcanizing agent. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1단계의 혼합 온도는 120 내지 150℃ 인 것을 특징으로 하는 타이어용 컴파운드의 정련방법.The mixing temperature of the first step is a refining method of a compound for tires, characterized in that 120 to 150 ℃. 제 1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제2단계의 믹싱 온도는 140 내지 160℃ 인 것을 특징으로 하는 타이어용 컴파운드의 정련방법.Mixing temperature of the second step is a method of refining a compound for tires, characterized in that 140 to 160 ℃.
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