KR20040005286A

KR20040005286A - 타이어 트레드 고무조성물

Info

Publication number: KR20040005286A
Application number: KR1020020039786A
Authority: KR
Inventors: 김영진
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-01-16

Abstract

본 발명은 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 하이브리드(hybrid) 가류제로서 1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산(1,6-bis (N,N-dibenzylthiocarbamoyldithio)-hexane)을 포함하도록 하여 컷앤칩(cut & chip) 특성을 가지면서 블로우-아웃(blow-out) 및 리버젼(reversion) 특성을 향상시킨 컷앤칩용 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것이다.

본 발명의 컷앤칩용 타이어 트레드 고무조성물은 공지의 컷앤칩용 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 phr에 대하여 하이브리드 가류제로 1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산 0.5∼2.5 phr 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

타이어 트레드 고무조성물{Tire tread rubber composition}

본 발명은 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 하이브리드(hybrid) 가류제로서 1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산(1,6-bis (N,N-dibenzylthiocarbamoyldithio)-hexane)을 원료고무 100 phr에 대하여 0.5∼2.5 phr 포함하도록 하여 컷앤칩(cut & chip) 특성을 가지면서 블로우-아웃(blow-out) 및 리버젼(reversion) 특성을 향상시킨 컷앤칩용 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것이다.

종래 트럭 및 버스의 트레드 고무화합물은 오프로드(off-road) 전용의 컷앤칩용 고무화합물과 고속도로 전용인 컴파운드로의 구분이 명확하게 나뉘어 있다. 이중 컷앤칩용 고무화합물은 가류시스템이 컨벤션널 가류(conventional vulcanization, CV) 시스템 또는 세미-컨변션널 가류(semi-CV) 시스템을 적용하고 있는데, CV 시스템은 가교결합상에 결합에너지기 60 kcal/mol 이하인 폴리설파이드(polysulfide)가 많이 형성되고, semi-CV 시스템의 경우 68 kcal/mol인 모노설파이드(monosulfide) 또는 디설파이드(disulfide)가 형성된다.

한편 컷앤칩용 고무화합물은 오프로드 전용으로 설계되었으므로 포장도로와 같은 고속주행 조건시 블로우-아웃 특성과 리버젼 특성이 매우 약한 단점이 있다.

본 발명은 컷앤칩 특성을 가지면서 고속도로 주행에 문제가 없도록 하기 위하여 종래의 컷앤칩용 트레드 고무화합물에 있어서 블로우-아웃 및 리버젼 특성을 개선하기 위해 종래 유황(sulfur)을 단독 사용한 트레드 컴파운드에 가교 결합 에너지가 84 kcal/mol 이상인 하이브리드 가류제를 포함하도록 하여 블로우-아웃 및 리버젼 특성을 향상시킬 수 있는 컷앤칩용 트레드 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 종래의 컷앤칩용 트레드 고무조성물에 하이브리드 가류제를 첨가하여 종래 컷앤칩용 트레드 고무조성물의 CV 시스템 또는 semi-CV 시스템에 의해 발생되는 가교결합 에너지 보다 높은 가교결합 에너지를 갖도록 함으로써 가혹조건시 발생하는 열과 같은 결합에너지 파괴에 저항하는 능력을 높여 블로우-아웃(blow-out) 및 리버젼(reversion) 특성을 향상시킨 컷앤칩용 타이어 트레드 고무조성물 이다.

즉 본 발명의 컷앤칩용 타이어 트레드 고무조성물은 공지의 컷앤칩용 타이어 트레드 고무조성물에 있어서,

원료고무 100 phr에 대하여 하이브리드 가류제로 1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산(1,6-bis(N,N-dibenzylthiocarbamoyldithio)-hexane) 0.5∼2.5 phr 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 원료고무는 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무, 부틸고무, 부타디엔 고무와 같은 합성고무를 각각 단독으로 사용하거나 천연고무와 상기 합성고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있으며 천연고무와 합성고무가 혼합된 혼합고무에 있어서 혼합비는 공지의 컷앤칩용 타이어 트레드 고무조성물에 있어서 공지로 알려진 혼합비를 이용할 수 있다.

하이브리드 가류제인 1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산은 원료고무 100 phr에 대하여 0.5 phr 미만 사용하면 본 발명의 목적인 블로우-아웃(blow-out) 및 리버젼(reversion) 특성을 향상시키기 어려운 문제가 있고, 2.5 phr 초과 사용하면 과량의 하이브리드 가류제에 의해 트레드 고무의 물성이 하락할 수 있어 1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산은 원료고무 100 phr에 대하여 0.5∼2.5 phr 사용하는 것이 바람직하다.

한편 본 발명의 컷앤칩용 타이어 트레드 고무조성물은 상기에서 언급한 원료고무, 1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산 이외에 카본블랙, 실리카, 공정오일, 활성제, 가류제, 가류촉진제와 같은 공지의 공정조제를 포함한다. 이들은본 발명에서 임의적으로 선택하여 사용할 수 있는 공지의 공정조제로서 당업자라면 이러한 공정조제는 적의 선택하여 실시할 수 있으므로 이들에 대한 자세한 내용은 생략하기로 한다.

이하 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 설명하기로 한다. 그러나 이들은 본 발명의 일예로서 이들이 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.

<비교예 1>

하기의 표 1과 같이 원료고무로서 천연고무 100 phr에 대하여 카본블랙(N-220) 50 phr, 실리카 10 phr, 아로마틱 오일 3 phr, 산화아연(ZnO) 5 phr, 스테아린 산(stearic acid) 2 phr, 노화방지제 4 phr, 유황 1.5 phr, 가류촉진제(TBBS) 0.7 phr을 밴부리 믹서에서 혼합하고 160℃에서 25분간 가류하여 트레드 고무를 제조하였다.

<비교예 2>

1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산 0.3 phr 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 트레드 고무를 제조하였다.

<비교예 3>

1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산 3.0 phr 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 트레드 고무를 제조하였다.

<실시예 1>

하기의 표 1과 같이 원료고무로서 천연고무 100 phr에 대하여 카본블랙(N-220) 50 phr, 실리카 10 phr, 아로마틱 오일 3 phr, 산화아연(ZnO) 5 phr, 스테아린 산(stearic acid) 2 phr, 노화방지제 4 phr, 유황 1.5 phr, 가류촉진제(TBBS) 0.7 phr, 1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산 0.5 phr을 밴부리 믹서에서 혼합하고 160℃에서 25분간 가류하여 트레드 고무를 제조하였다.

<실시예 2>

1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산 1.0 phr 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 트레드 고무를 제조하였다.

<실시예 3>

1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산 1.5 phr 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 트레드 고무를 제조하였다.

<실시예 4>

1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산 2.0 phr 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 트레드 고무를 제조하였다.

<실시예 5>

1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산 2.5 phr 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 트레드 고무를 제조하였다.

표 1. 비교예 및 실시예의 고무조성물(단위 : phr)

	비교예 1	비교예 2	비교예 3	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
천연고무	100	100	100	100	100	100	100	100
카본블랙	50	50	50	50	50	50	50	50
실리카	10	10	10	10	10	10	10	10
아로마틱 오일	3	3	3	3	3	3	3	3
산화아연	5	5	5	5	5	5	5	5
스테아린 산	2	2	2	2	2	2	2	2
노화방지제	4	4	4	4	4	4	4	4
유황	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
TBBS	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7
하이브리드 가류제	-	0.3	3.0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5

상기 표 1에서 하이브리드 가류제는 1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산 이다.

<시험예 1> 블로우-아웃 측정

상기 비교예 및 실시예에 의해 제조한 트레드 고무를 비에프 굿리치 플레서미터 모델-Ⅱ(B.F. GOODRICH FLEXOMETER Model-Ⅱ)의 측정장치로 트레드 고무가 블로우-아웃 관찰 시점까지의 시간을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.

한편 상기 블로우-아웃 측정시 측정조건은 50℃에서 하중(load) 489N, 스트로크(stroke) 6.35mm 이다.

표 2. 블로우-아웃 측정결과

항목	비교예 1	비교예 2	비교예 3	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
블로우-아웃시간(min)	6	6.2	7.8	8.3	8.5	8.8	9.1	9.5

<시험예 2> 리버젼 측정

상기 비교예 및 실시예에 의해 제조한 트레드 고무를 180℃, 30분 동안 고무의 가류 전/후 공정변화 양상과정을 측정하는 무빙 다이 레오미터(Moving Die Rheometer, MDR)로 트레드 고무의 리버젼을 측정하고 그 결과를 아래의 표 3에 나타내었다.

한편 상기 리버젼 측정계산 방법은

의 식을 사용하였다.

상기 식에서 Tmax는 최대 토크, Tt는 30분일 때의 토크(T_{torque at 30min}), Tmin은 최소 토크를 의미한다.

표 2. 리버젼 측정결과

항목	비교예 1	비교예 2	비교예 3	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
리버젼(%)	18	11	9	5	5.5	5.1	4.9	4.7

<시험예 3> 내구력 측정

상기 비교예 및 실시예에 의해 제조한 트레드 고무를 11R22.5 규격의 타이어에 부착한 후 유럽규정의 속도 내구력 측정시험(ECER-54:)으로 내구력 성능을 측정하여 그 결과를 아래의 표 3에 정리하여 나타내었다.

표 3. 내구력 측정결과

항목	비교예 1	비교예 2	비교예 3	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
시간(hr)	80.3	84.5	87.3	88.7	89.1	89.3	89.7	89.8

상기 시험예의 결과로부터 원료고무 100 phr에 대하여 1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산 0.5∼2.5 phr를 포함하는 컷앤칩용 타이어 트레드 고무조성물은 블로우-아웃 및 리버젼 특성 뿐만 아니라 내구력에 있어서도 성능이 향상됨을 알 수 있다.

Claims

공지의 컷앤칩용 타이어 트레드 고무조성물에 있어서,

원료고무 100 phr에 대하여 1,6-비스(N,N-디벤질티오카바모일디티오)-헥산 0.5∼2.5 phr 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드 고무조성물
제 1 항에 있어서, 원료고무는 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무, 부틸고무, 부타디엔 고무와 같은 합성고무를 각각 단독으로 사용하거나 천연고무와 상기 합성고무가 혼합된 혼합고무 임을 특징으로 하는 타이어 트레드 고무조성물