KR19990009415A

KR19990009415A - Antistatic Tread Rubber Composition

Info

Publication number: KR19990009415A
Application number: KR1019970031827A
Authority: KR
Inventors: 송한석; 정일택
Original assignee: 남일; 금호타이어 주식회사
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 1999-02-05
Also published as: KR100228868B1

Abstract

본 발명은 정전기 방지용 트레드 고무조성물에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 실리카가 충진된 트레드 고무조성물에 전기전도성 카본블랙을 변량 첨가하여 전기전도도가 향상된 타이어의 전기전도성 트레드 고무조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an antistatic tread rubber composition, and more particularly, to an electrically conductive tread rubber composition of a tire having improved electrical conductivity by variably adding electrically conductive carbon black to a silica-filled tread rubber composition.

본 발명의 목적은 전기적 절연체인 실리카가 충진된 트레드용 고무조성물에 높은 전기전도성을 갖는 소량의 전기전도성 카본블랙을 첨가하여 트레드 고무조성물의 고유물성을 유지하면서 전기전도성이 향상된 트레드 고무조성물을 제공함에 있다.An object of the present invention is to add a small amount of electrically conductive carbon black having high electrical conductivity to a rubber composition for tread filled with silica, an electrical insulator, to provide a tread rubber composition with improved electrical conductivity while maintaining the intrinsic properties of the tread rubber composition. have.

따라서, 본 발명은 보강제로 실리카 30-65 phr과 카본블랙 0-35phr이 함유된 트레드 고무조성물에 15-21phr의 전기전도성 카본블랙이 첨가된 정전기 방지용 트레드 고무조성물임을 특징으로 한다.Therefore, the present invention is characterized in that the tread rubber composition containing 30-65 phr of silica and 0-35phr of carbon black as a reinforcing agent is an antistatic tread rubber composition to which 15-21 phr of electrically conductive carbon black is added.

본 발명에 의한 트레드 고무조성물을 이용하여 전기전도도가 향상된 타이어를 제조할 수 있다.By using the tread rubber composition according to the present invention it is possible to manufacture a tire with improved electrical conductivity.

Description

Antistatic Tread Rubber Composition

현재까지는 타이어 트레드용 고무조성물 제조시 대부분 카본블랙을 주된 충진제로 사용되어 왔다. 카본블랙이 충진된 고무조성물은 인장강도가 높고, 반발탄성이 우수하며, 우수한 동적 특성을 갖는다. 그러나, 특별히 여러 가지 물성 중, 저연비 성능과 연관된 우수한 동적 물성을 얻기 위해서는 카본블랙을 대체하여 실리카를 많이 사용하는 실정이다. 오늘날의 지구환경보호를 위한 다양한 규제로 인하여 저연비 성능이 우수한 타이어에 대한 요구가 급격히 증가 추세를 보이고 있으며, 실제로 타이어 제조시 실리카를 사용한 고무조성물을 많이 사용하고 있다. 또한, 실리카는 표면구조상으로 볼 때 카본블랙 보다 친수성을 띤다. 젖은 노면과 타이어 트레드 간의 접촉이 서로 다른 성향을 지니게 될 경우, 일례로 물과 기름의 경우 처럼 서로 반발하는 힘이 커서 두 물질 간의 접촉력과 접지면적이 작게 된다. 그러나, 친수성 실리카는 젖은 노면과 동일한 성향을 갖기 때문에, 실리카를 사용한 트레드 고무와 젖은 노면과의 접촉력이 우수하여 젖은 노면 접지능력을 향상시키는데 실리카가 많이 사용되고 있다.Until now, carbon black has been used as a major filler in the manufacture of rubber treads. Rubber composition filled with carbon black has high tensile strength, excellent rebound elasticity, and excellent dynamic properties. However, in order to obtain excellent dynamic properties associated with low fuel efficiency among various physical properties, silica is often used in place of carbon black. Due to various regulations for the protection of the global environment today, the demand for tires with low fuel efficiency is increasing rapidly, and in fact, many rubber compositions using silica are used for tire production. In addition, silica is more hydrophilic than carbon black in terms of its surface structure. If the contact between the wet road surface and the tire tread has different tendencies, as in the case of water and oil, for example, the repulsive forces are large, resulting in a small contact force and ground area between the two materials. However, since hydrophilic silica has the same tendency as wet road surfaces, silica has been widely used to improve wet road grounding ability due to excellent contact force between tread rubber using silica and wet road surfaces.

상기와 같이 고무조성물의 다양한 특성을 갖게 하는 실리카는 전기적 절연체이다. 따라서, 실리카가 사용된 트레드 고무조성물로 제조된 타이어는 전기전도도가 매우 낮아 주행중 발생하는 정전기를 방전시키는 성능이 매우 낮게되는 문제점이 있다.As described above, silica having various characteristics of the rubber composition is an electrical insulator. Therefore, a tire made of a tread rubber composition in which silica is used has a problem in that the electrical conductivity is very low and the performance of discharging static electricity generated while driving is very low.

본 발명자들은 상기의 문제점을 해결하고자 연구를 수행하던 중, 실리카와 같은 전기적 절연성 물질을 충진제로 한 트레드 고무조성물에 전도성 카본블랙을 변량 첨가하여 전기전도성을 향상시키므로 주행시 발생되는 차량의 정전기 문제를 해결할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention, while conducting research to solve the above problems, improve the electrical conductivity by adding a conductive carbon black to the tread rubber composition with an electrically insulating material such as silica to improve the electrical conductivity to solve the problem of static electricity generated during driving. It was found that the invention can be completed.

따라서, 본 발명의 목적은 전기적 절연체인 실리카가 충진된 트레드 고무조성물에 높은 전기전도성을 갖는 소량의 전기전도성 카본블랙을 첨가하여 트레드 고무조성물의 고유물성을 유지하면서 전기전도성이 향상된 트레드 고무조성물을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to add a small amount of electrically conductive carbon black having high electrical conductivity to a silica-filled tread rubber composition, which is an electrical insulator, to provide a tread rubber composition having improved electrical conductivity while maintaining the intrinsic properties of the tread rubber composition. Is in.

즉, 본 발명을 보강제로 실리카 30-65phr과 카본블랙 0-35phr이 함유된 트레드 고무조성물에 15-21phr의 전기전도성 카본블랙이 첨가된 정전기 방지용 트레드 고무조성물임을 특징으로 한다.That is, the present invention is characterized in that the tread rubber composition containing 30-65 phr of silica and 0-35 phr of carbon black as a reinforcing agent is an antistatic tread rubber composition to which 15-21 phr of electrically conductive carbon black is added.

본 발명은 실리카와 같은 전기적 절연성 물질을 충진물로하여 제조된 트레드 고무조성물의 전기전도성을 향상시키므로 주행시 발생되는 차량의 정전기 문제를 해결하기 위한 트레드 고무조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a tread rubber composition for solving the electrostatic problem of the vehicle generated during driving because it improves the electrical conductivity of the tread rubber composition prepared by using an electrically insulating material such as silica.

실리카가 고무조성물의 보강제로 사용될 경우, 고무조성물은 실리카의 영향을 받아 전기적 절연체의 성질을 갖게 된다. 여기에 소량의 전기전도성 카본블랙을 변량 첨가하면 전기전도성은 매우 향상되면서, 주된 물성인 인장강도, 동적점탄성이 실리카만 보강제로 사용된 고무조성물과 유사하게 된다.When silica is used as a reinforcing agent of the rubber composition, the rubber composition has the properties of an electrical insulator under the influence of silica. The addition of a small amount of electroconductive carbon black variably improves the electric conductivity, and the tensile strength and dynamic viscoelasticity, which are the main physical properties, are similar to those of the rubber composition used only as a silica reinforcement.

본 발명에 사용되는 주요 원재료는 용액중합 SBR, 카본블랙, 실리카(silica), 일반 카본블랙 및 정전기 방지제로서 전도성 카본블랙인데, 실리카가 충진된 트레드 고무조성물에 전기전도성 카본블랙을 변량 첨가하여 전기전도도가 향상된 트레드 고무조성물을 제조할 수 있다.The main raw materials used in the present invention are solution polymerization SBR, carbon black, silica, silica, general carbon black, and conductive carbon black as an antistatic agent, and electrically conductive carbon black is added to the silica-filled tread rubber composition by varying the electrical conductivity. Improved tread rubber compositions can be prepared.

실리카만을 보강제로 사용한 트레드 고무조성물에 소량의 전기전도성 카본블랙을 첨가하면 전기전도성이 크게 향상되고, 또한 실리카의 양이 감소할 때 전기전도성 카본블랙의 양 또한 소량을 사용할 경우에도 전기전도성이 우수하게 된다. 따라서 소량의 전기전도성 카본블랙을 사용하여 방전성이 매우 우수한 고무조성물을 제조할 수 있다.The addition of a small amount of conductive carbon black to the tread rubber composition using only silica as a reinforcing agent greatly improves the electrical conductivity. Also, when the amount of silica is reduced, the amount of the conductive carbon black is excellent even when a small amount is used. do. Therefore, a rubber composition having excellent discharge characteristics can be manufactured using a small amount of electrically conductive carbon black.

본 발명에 사용되는 실리카의 양은 30-65phr, 일반 카본블랙의 양은 0-35phr을, 그리고 전기전도성 카본블랙을 15-21phr 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용된 전기전도성 카본블랙의 물성은 pour density 132g/l, BET 804㎡/g, CTAB 465㎡/g, DBP 307 ml/100g이다.The amount of silica used in the present invention is preferably 30-65 phr, the general carbon black is 0-35 phr, and the electrically conductive carbon black is 15-21 phr. The physical properties of the electrically conductive carbon black used in the present invention are pour density 132g / l, BET 804㎡ / g, CTAB 465㎡ / g, DBP 307 ml / 100g.

이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to these examples.

[실시예 1]Example 1

다음의 표 1에 제시된 배합비와 같이 원료고무와 천연고무와 용액중합 SBR, 보강제로 실리카, 정전기 방지제로 전기전도성 카본블랙을, 가류활성제로 산화아연 및 스테아린산, 그리고 노화방지제, 왁스, 공정오일, 가황제 및 촉진제를 첨가하여 밴버리 믹서(banbury mixer)에서 배합하고 160℃의 온도에서 방출하였다.As shown in the following table 1, raw rubber, natural rubber, solution polymerization SBR, silica as reinforcing agent, electroconductive carbon black as antistatic agent, zinc oxide and stearic acid as vulcanizing agent, and antioxidant, wax, process oil, vulcanization Agents and promoters were added to mix in a banbury mixer and released at a temperature of 160 ° C.

생성된 고무조성물의 물리적 특성을 ASTM 표준방법에 의해 측정하였는데, 고무조성물의 배합조성비 및 물리적 특성시험 결과를 표 1에 나타내었다. 이때, 부피저항 값은 알루미늄 파우더를 함유하지 않은 조성물(비교예)의 값과 비교하여 지수가 낮을수록 양호함을 의미한다.The physical properties of the resulting rubber composition were measured by the ASTM standard method, and the mixing composition ratio and physical property test results of the rubber composition are shown in Table 1. At this time, the volume resistance value means that the lower the index is better than the value of the composition (comparative example) containing no aluminum powder.

[실시예 2]Example 2

실리카를 60phr, 전기전도성 카본블랙을 19phr로 하고, 왁스를 1.5phr로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고무조성물을 제조하였는 바, 그 고무조성물의 배합비 및 물리적 특성시험 결과를 표 1에 나타내었다.A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 60 phr of silica, 19 phr of electroconductive carbon black, and 1.5 phr of wax were used to prepare a rubber composition. Indicated.

[실시예 3]Example 3

실리카를 50phr, 전도성 카본블랙을 15phr로 하고, 일반 카본블랙 15phr를 첨가하는 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 실시하여 고무조성물을 제조하였는 바, 그 고무조성물의 배합비 및 물리적 특성시험 결과를 표 1에 나타내었다.A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 2 except that 50 phr of silica and 15 phr of conductive carbon black were added and 15 phr of ordinary carbon black was added. The compounding ratio and physical property test results of the rubber composition are shown in Table 1 below. Indicated.

[실시예 4]Example 4

실리카를 30phr, 일반 카본블랙을 35phr로 하는 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 실시하여 고무조성물을 제조하였는 바, 그 고무조성물의 배합비 및 물리적 특성시험 결과를 표 1에 나타내었다.A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 2, except that 30 phr of silica and 35 phr of general carbon black were prepared. Table 1 shows the mixing ratio and physical property test results of the rubber composition.

[비교예][Comparative Example]

전기전도성 카본블랙을 첨가하지 않고, 실리카를 78phr, 노화방지제를 2phr로, 왁스를 1.5phr로, 그리고 일반 카본블랙 3phr를 첨가하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고무조성물을 제조하였는 바, 그 고무조성물의 배합비 및 물리적 특성시험 결과를 표 1에 나타내었다.A rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 78 phr of silica, 2 phr of anti-aging agent, 1.5 phr of wax, and 3 phr of ordinary carbon black were added without addition of the electrically conductive carbon black. Table 1 shows the mixing ratio and physical property test results of the rubber composition.

표 1. 고무조성물의 배합비 및 물리적 특성시험 결과Table 1. Mixing ratio and physical property test results of rubber composition

(단위: phr)In phr

실리카가 사용된 트레드 고무조성물 중, 일정량의 전기전도성 카본블랙을 첨가한 트레드 고무조성물은 표 1에서 보는 바와 같이, 인장물성 및 반발특성을 유지하면서, 4.0-6.1(Log ohm. cm)의 부피저항 값을 나타내었다.Among the tread rubber compositions in which silica is used, the tread rubber compositions to which a certain amount of electrically conductive carbon black is added have a volume resistivity of 4.0-6.1 (Log ohm. Cm) while maintaining tensile properties and repulsion properties, as shown in Table 1. The value is shown.

일반적인 정전기 방지용 고무조성물의 부피저항 값의 범위가 4-8(Log ohm.cm)인 것을 고려할 때, 본 발명에 의한 전기전도성 카본블랙이 첨가된 트레드 고무조성물은 우수한 성능의 방전성 트레드 고무조성물임을 알 수 있다.Considering that the volume resistance value of the general antistatic rubber composition is in the range of 4-8 (Log ohm.cm), the tread rubber composition to which the electroconductive carbon black according to the present invention is added is a discharged tread rubber composition having excellent performance. Able to know.

Claims

Antistatic tread rubber composition with electroconductive carbon black added to tread rubber composition containing silica and ordinary carbon black as a reinforcing agent

The antistatic tread rubber composition according to claim 1, wherein 15-21 phr of electroconductive carbon black is added.

The antistatic tread rubber composition according to claim 1, which contains 30-65 phr silica and 0-35 phr carbon black.