KR20020040321A - 내오존 성능이 향상된 트레드 고무조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내오존 성능이 향상된 트레드 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명은 천연고무/부타디엔고무/이피디엠 고무로 구성된 원료고무 100 중량부에 혼화제로 매크로-아조 개시제(Maxro-azo initiator)를 0.3∼5 중량부 사용하는 트레드 고무조성물을 제공함으로써 내오존 특성을 향상시킴과 동시에 트레드에서 발생하기 쉬운 오존크랙의 성장을 억제함을 목적으로 한다.

Description

내오존 성능이 향상된 트레드 고무조성물{Tread rubber composition improved ozone resistance}
본 발명은 내오존 성능이 향상된 트레드 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 공지의 트레드 고무조성물에 있어서, 천연고무/부타디엔고무/이피디엠 고무로 구성된 원료고무 100 중량부에 혼화제로 매크로-아조 개시제(Maxro-azo initiator)를 0.3∼5 중량부를 사용하여 내오존 성능을 향상시킨 트레드 고무조성물에 관한 것이다.
타이어 트레드는 노면과 직접 접촉하는 부분으로 통상적으로 두꺼운 고무층으로 되어 있으며 타이어 내부의 카카스 및 벨트층을 보호하기 위해 절상, 충격에 대해 강하고 또한 타이어의 주행 수명을 늘이기 위해 내마모성이 강한 고무를 채용한다.
상기와 같은 역할을 하는 타이어 트레드에 요구되는 기본적인 성능을 오랜 기간 동안 유지케 하는데 있어 가장 중요한 성능중의 하나가 내오존 성능을 유지하는 것이다.
종래 타이어 트레드 고무조성물은 노화방지를 목적으로 노화방지제 및 왁스(wax)의 사용이 일반적이나 외부에 장기간 방치하거나, 특히 오존의 세기가 강한 지역에 이용하는 자동차에 사용하는 타이어를 제조시 상기 노화방지제 및 왁스와 같은 공정조제를 과량 사용하게 되고 이러한 공정조제를 과량 사용시에는 트레드의 외관품질을 손상시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 공지의 트레드 고무조성물에 있어서, 천연고무(NR)/부타디엔고무(BR)/이피디엠(EPDM) 고무로 구성된 원료고무로 100 중량부에 혼화제로 매크로-아조 개시제(Maxro-azo initiator)를 0.3∼5 중량부 사용하는 트레드 고무조성물을 제공함으로써 내오존 특성을 향상시킴과 동시에 트레드에서 발생하기 쉬운 그루브간 크랙 성장의 억제를 목적으로 한다.
본 발명의 내오존 특성을 향상시킨 트레드 고무조성물은 공지의 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 중량부에 혼화제로 매크로-아조 개시제(Maxro-azo initiator)를 0.3∼5 중량부 사용함을 특징으로 한다.
혼화제로 사용하는 매크로-아조 개시제를 원료고무 100 중량부당 0.3 중량부 미만 사용하면 혼화제로서의 영향이 적어 상용성을 나타내기 어렵고, 5 중량부 초과하여 사용하면 스코치 안정성이 좋지 않으며 또한 기존 고무와 별개의 상으로 존재하여 현저한 물성차이를 초래하기 때문에 좋지 않다.
한편 본 발명에서 사용하는 원료고무는 천연고무(NR)/부타디엔고무(BR)/이피디엠(EPDM) 고무가 50/20/30 ∼40/30/30 중량부로 구성되며, 혼화제로 사용하는 매크로-아조 개시제는 분자량이 5,000 ∼ 20,000 이고, 하기의 식 1로 나타내며, 상이한 고무간의 화학적 결합력을 강화시키는 특성을 가진다.
[NHCOOH-N=N-NHCOOH]n...... 식 1
이한 본 발명을 다음의 비교예, 실시예 및 시험예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들이 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
<비교예>
천연고무 50 중량부 및 부다디엔 고무 50 중량부로 구성된 원료고무 100 중량부에 대하여 활성제 5 중량부, 산화방지제 2 중량부, 공정유 5 중량부, 노화방지제 3 중량부, 카본 50 중량부, 스테아린산 2 중량부, 왁스 2 중량부, 황 2 중량부, N-t-부틸벤조티아졸-Z-설펜아미드(N-t-butylbenzothiazol-Z-sulfenamide, 이하 NS로 약칭함) 1 중량부로 타이어 트레드 고무조성물을 조성하였으며 이들을 160∼170℃의 온도로 20∼30분 동안 반바리 믹서에서 가류시켜 고무시편을 제조하였다. 아래의 표 1에 상기 트레드 고무조성물을 정리하여 나타내었다.
<실시예 1>
천연고무 40 중량부, 부타디엔 고무 30 중량부, 이피디엠 고무 30 중량부로 구성된 원료고무 100 중량부에 대하여 활성제 5 중량부, 산화방지제 2 중량부, 공정유 5 중량부, 노화방지제 3 중량부, 카본 55 중량부, 스테아린산 2 중량부, 왁스 2 중량부, 황 2 중량부, NS 1 중량부, 분자량이 6000이고 [NHCOOH-N=N-NHCOOH]n의 식으로 나타낼 수 있는 매크로-아조 개시제 0.3 중량부로 타이어 트레드 고무조성물을 조성하였으며 상기 비교예와 같은 방법으로 고무시편을 제조하였다. 아래의 표 1에 상기 트레드 고무조성물을 정리하여 나타내었다.
<실시예 2>
산화방지제 1 중량부, 노화방지제 1 중량부, 왁스 1 중량부, 상기 실시예 1의 매크로-아조 개시제 0.5 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같이 타이어 트레드 고무조성물을 조성하고 고무시편을 제조하였다. 아래의 표 1에 상기 트레드 고무조성물을 정리하여 나타내었다.
<실시예 3>
산화방지제 및 왁스를 사용하지 않고, 노화방지제 1 중량부, 상기 실시예 1의 매크로-아조 개시제 1.0 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같이 타이어 트레드 고무조성물을 조성하고 고무시편을 제조하였다. 아래의 표 1에 상기 트레드 고무조성물을 정리하여 나타내었다.
<실시예 4>
노화방지제 및 왁스를 사용하지 않고, 산화방지제 1 중량부, 상기 실시예 1의 매크로-아조 개시제 3.0 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같이 타이어 트레드 고무조성물을 조성하고 고무시편을 제조하였다. 아래의 표 1에 상기 트레드 고무조성물을 정리하여 나타내었다.
<실시예 5>
산화방지제, 노화방지제 및 왁스를 사용하지 않고 상기 실시예 1의 매크로-아조 개시제 5.0 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같이 타이어 트레드 고무조성물을 조성하고 고무시편을 제조하였다. 아래의 표 1에 상기 트레드 고무조성물을 정리하여 나타내었다.
표 1. 비교예 및 실시예의 고무조성물(단위: 중량부)
구 분 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
천연고무 50 40 40 40 40 40
부타디엔 고무 50 30 30 30 30 30
이피디엠 고무 - 30 30 30 30 30
활성제 5 5 5 5 5 5
산화방지제 2 2 1 - 1 -
공정유 5 5 5 5 5 5
노화방지제 3 3 1 1 - -
카본 50 55 55 55 55 55
스테아린산 2 2 2 2 2 2
왁스 2 2 1 - - -
황 2 2 2 2 2 2
NS 1 1 1 1 1 1
매크로-아조 개시제 - 0.3 0.5 1.0 3.0 5.0
<시험예>
상기 비교예 및 실시예 1∼5에서 제조한 시편에 대하여 타이어 업계에서 통상적으로 사용하는 방법을 이용하여 오존발생시간, F.T.F(Fatigue and FailureTest), 300%-모듈러스(modulus) 및 내발열을 측정하여 그 결과를 아래의 표 2에 정리하여 나타내었다.
표 2. 비교예 및 실시예의 시편 특성
구 분 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
오존발생시간 100 106 104 102 101 101
F.T.F 100 133 130 125 121 117
300%-모듈러스 100 92 95 101 102 104
내발열 100 100 95 80 77 75
* 오존발생시간/F.T.F/300%-모듈러스/내발열 값은 비교예의 시편을 100으로 하였을 때의 환산치로 오존발생시간, F.T.F 및 300%-모듈러스의 수치는 클수록 우수하며 내발열은 수치가 작을수록 우수하다.
상기 시험예의 결과에서처럼 본 발명의 트레드 고무조성물에 의한 시편은 종래 비교예의 고무조성물에 의한 시편에 비해 오존발생시간, F.T.F, 300%-모듈러스 및 내발열이 우수하기 때문에 내오존 특성이 향상됨을 알 수 있다.

Claims (2)

  1. 공지의 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 중량부에 혼화제로 분자량이 5,000 ∼ 20,000 이고, 하기 식 1의 매크로-아조 개시제(Maxro-azo initiator) 0.3∼5 중량부 사용함을 특징으로 하는 내오존 성능을 향상시킨 트레드 고무조성물
    [NHCOOH-N=N-NHCOOH]n...... 식 1
  2. 제 1항에 있어서, 원료고무는 천연고무(NR)/부타디엔고무(BR)/이피디엠(EPDM) 고무가 50/20/30 ∼40/30/30 중량부로 구성됨을 특징으로 하는 내오존 성능을 향상시킨 트레드 고무조성물
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