KR20030092669A - 젖은노면에서 제동성 성능이 향상된 트레드 고무조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 젖은노면에서 제동성 성능이 향상된 트레드 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명은 카본블랙, 실리카를 각각 단독으로 사용하거나 또는 이들의 혼합물을 보강충진제로 사용한 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 중량부에 대하여 황산바륨 7∼50 중량부를 포함하도록 하여 젖은노면에서의 제동성능이 향상된 트레드 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.

Description

젖은노면에서 제동성 성능이 향상된 트레드 고무조성물{Tread rubber composition improved wet traction on wet road}
본 발명은 젖은노면에서 제동성 성능이 향상된 트레드 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 원료고무 100 중량부에 대해 보강충진제로 황화바륨 7∼50 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 젖은노면에서 제동성 성능이 향상된 트레드 고무조성물에 관한 것이다.
자동차 산업의 발달에 의해 자동차 출력이 증가하고 이로 인한 차량속도의 증가와 지구의 온난화로 인한 강우량의 증가는 차량이 젖은 노면을 고속주행시 여러 가지 성능의 강화를 필요로 하게 되었으며 특히 이중에서도 젖은노면에서는 제동거리가 증가하므로 제동성능이 중요하다.
젖은노면에서 타이어의 제동성능을 강화하기 위해 타이어 트레드 고무조성물에 있어 가장 널리 사용되며 효과적인 방법으로는 스티렌 함량이 높은 스티렌 부타디엔 고무, 용액중합 스티렌 부타디엔 고무에서 부타디엔을 구성하는 구조중 비닐의 함량을 높인 고무를 각각 사용하거나, 또는 이러한 고무를 적정한 배합비율로혼합하여 타이어 트레드 원료고무로 사용하거나, 보강충진제로서 고구조 카본블랙, 실리카를 각각 사용하거나 또는 이들의 병용하여 사용되고 있다.
전기에서 언급한 방법들은 모두 젖은노면에서 타이어의 제동성능의 개선을 위한 트레드 고무조성물 개발에 많은 효과가 입증된 방법들이나 타이어 트레드 고무조성물의 제조공정이 복잡하여 생산성 하락과 높은 불량률을 보일 뿐만 아니라 재료가 고가인 관계로 트레드 고무조성물의 생산비용이 상승하는 문제점이 있다.
본 발명에서 사용하는 황산바륨은 무취의 미세분말로서 종이산업, 고무잔업에 널리 쓰이는 재료로서 특히 고무산업에 있어서, 황산바륨은 고무보강제로서의 기능은 카본블랙이나 실리카에 비해 떨어지며 비중이 높아 완제품의 중량이 늘어나 보통은 수리고무(repair rubber)의 용도에 널리 이용되고 있다.
본 발명은 카본블랙, 실리카를 각각 단독으로 사용하거나 또는 이들의 혼합물을 보강충진제로 사용한 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 중량부에 대하여 황산바륨 7∼50 중량부를 포함하도록 하여 젖은노면에서의 제동성능이 향상된 트레드 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 젖은노면에서 제동성 성능이 향상된 트레드 고무조성물은 공지의 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 중량부에 대하여 보강충진제 80 중량부포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 원료고무는 천연고무를 단독으로 사용하거나, 천연고무와 합성고무의 혼합물, 합성고무를 단독으로 사용하거나 또는 합성고무들이 혼합된 혼합고무를 원료고무로 사용할 수 있으며, 전기의 합성고무의 일예로서 스티렌 함량이 높은 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 부타디엔을 구성하는 구조중 비닐 함량이 높은 용액중합 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무를 사용할 수 있다.
본 발명의 보강충진제는 카본블랙, 실리카를 각각 단독으로 사용하거나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 특히 카본블랙 및 실리카 이외에도 보강충진제로서 황산바륨(BaSO4) 7∼50 중량부 포함하도록 하여 젖은노면에서 제동성 성능이 향상된 트레드 고무조성물을 얻을 수 있다. 한편 보강충진제로서 카본블랙과 실리카를 병용하는 경우 바람직하게는 카본블랙은 15∼60 중량부, 실리카는 15∼60 중량부 사용하는 것이 좋다.
보강충진제로 사용하는 황산바륨은 7 중량부 미만 사용하면 재료의 투입효과가 미미하여 젖은노면에서의 제동성능이 향상되지 않는 문제가 있고, 50 중량부 초과 사용하면 과량의 황산바륨의 사용으로 인하여 또다른 고무 보강충진제인 카본블랙 또는 실리카의 사용량이 감소함으로써 고무의 제반물성이 낮아지는 문제가 있어 본 발명에서 황산바륨은 7∼50 중량부 사용하는 것이 좋다.
이하 본 발명을 다음의 비교예, 실시예 및 시험예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 일예로서 이들이 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.
<비교예 1>
하기의 표 1과 같이 원료고무로 스티렌 부타디엔 고무 100 중량부에 대하여 보강충진제로서 카본블랙 80 중량부, 공정유 40 중량부, 유황 2.0 중량부, 촉진제 1.7 중량부 및 공지의 트레드 고무조성물에 사용하는 공정조제를 적정량 첨가한 것을 밴부리 믹서에 넣어 가류하여 트레드 고무를 제조하였다.
<비교예 2>
스티렌 부타디엔 고무 80 중량부, 부타디엔 고무 20 중량부로 구성된 원료고무 100 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 트레드 고무를 제조하였다.
<비교예 3>
보강충진제로서 카본블랙 30 중량부 및 실리카 50 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 트레드 고무를 제조하였다.
<비교예 4>
보강충진제로서 실리카 80 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 트레드 고무를 제조하였다.
<실시예 1>
하기의 표 1과 같이 스티렌 부타디엔 고무 80 중량부 및 부타디엔 고무 20 중량부로 구성된 원료고무 100 중량부에 대하여 보강충진제로서 카본블랙 60 중량부 및 황산바륨(Barium sulfate, BaSO4) 20 중량부, 공정유 40 중량부, 유황 2.0 중량부, 촉진제 1.7 중량부 및 공지의 트레드 고무조성물에 사용하는 공정조제를 적정량 첨가한 것을 밴부리 믹서에 넣어 가류하여 트레드 고무를 제조하였다.
<실시예 2>
원료고무로 스티렌 부타디엔 고무 100 중량부를 사용하는 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 트레드 고무를 제조하였다.
<실시예 3>
원료고무로 스티렌 부타디엔 고무 100 중량부를 사용하고, 보강충진제로서 카본블랙 30 중량부, 실리카 30 중량부 및 황산바륨(BaSO4) 20 중량부 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 트레드 고무를 제조하였다.
<실시예 4>
원료고무로 스티렌 부타디엔 고무 100 중량부를 사용하고, 보강충진제로서실리카 60 중량부 및 황산바륨(BaSO4) 20 중량부 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 트레드 고무를 제조하였다.
표 1. 비교예 및 실시예의 고무조성물
항목 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
SBR 100 82 100 100 80 100 100 100
BR - 20 - - 20 - - -
카본블랙 80 80 30 - 60 60 30 -
실리카 - - 50 80 - - 30 60
황산바륨 - - - - 20 20 20 20
공정유 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0
유황 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
촉진제 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7
<시험예>
상기 비교예 및 실시예에 의해 제조한 트레드 고무를 경도, 인장강도, Tand(@0℃), 내마모 특성을 측정한 결과와 이러한 트레드 고무를 타이어에 장착 후 젖은노면(wet)에서의 제동거리를 측정한 결과를 아래의 표 2에 정리하여 나타내었다.
표 2. 비교예 및 실시예 고무의 물성 측정 결과
항목 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
경도 100 100 98 97 98 98 97 96
인장강도 100 100 95 92 95 95 96 91
Tand(@0℃) 100 90 107 108 97 106 114 116
내마모 100 115 98 96 107 95 94 92
wet제동거리 100 92 110 112 98 117 117 119
상기 표 2에서 경도(hardness)는 Shore-A 경도계를 사용하여 측정한 후 경도값을 인덱스로 표시한 것으로 수치가 적을수로 경도가 낮은 것이고, 인장강도(Tehsile strengyh)는 각 고무시편을 덤벨 형태로 제조하여 평가하였으며 응력-변형 곡선은 인장시험기를 이용하여 25℃에서 인장속도 500mm/min, Load cell 500kgf 조건에서 측정하였으며, Tans(@0℃)는 타이어 업계에서 광범위하게 사용하고 있는 젖은노면에서의 타이어의 성능을 예측하는 방법을 이용하였으며, 내마모성은 피코마모 측정기(PICo abrasion tester)를 이용하여 각각의 고무시편을 평가한 결과이며, wet 제동거리는 트레드 고무를 완제품 타이어에 적용하여 자동차에 장착한 후 아스팔트 노면에서 직진중행중 80km/hr 정속주행시 제동하여 미끄러지는 거리를 측정한 것이다.
상기의 표 2에서처럼 보강충진제로 황산바륨을 첨가한 실시예 1 내지 실시예4의 트레드 고무는 실리카나 카본블랙에 비해 고무 보강효과가 떨어지므로 경도, 인장강도 및 내마모성 특성이 비교예의 트레드 고무에 비해 상대적으로 낮음을 알 수 있으나 본 발명의 목적에 부합하는 특성인 Tand(@0℃) 값 및 wet 제동거리 값은 비교예의 트레드 고무에 비해 상대적으로 높은 특성을 가짐을 알 수 있다.

Claims (2)

  1. 공지의 트레드 고무조성물에 있어서, 스티렌 부타디엔 고무를 단독으로 사용하거나 스티렌 부타디엔 고무와 부타디엔 고무를 포함하는 원료고무 100 중량부에 대하여 보강충진제로 카본블랙, 실리카를 각각 단독으로 사용하거나 또는 이들의 혼합물 80 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 젖은노면에서 제동성 성능이 향상된 트레드 고무조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 보강충진제로 황산바륨(BaSO4) 7∼50 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 젖은노면에서 제동성 성능이 향상된 트레드 고무조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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