KR20040091169A - The Side Wall Compound for Tire - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 트럭버스용 타이어의 사이드월 고무조성물에 관한 것으로, 사이드 월 고무조성물에 보강제로 사용되는 카본블랙과 더불어 실리카를 사용함으로써, 오존특성 및 피로특성을 향상시킨 사이드월 고무조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a sidewall rubber composition of a tire for truck buses, and to a sidewall rubber composition having improved ozone and fatigue characteristics by using silica together with carbon black used as a reinforcing agent in the sidewall rubber composition.
트럭버스용 타이어의 사이드월 고무조성물은 기후, 오존 등에 잘 견디어야 하고, 험로를 달리는 도로조건에도 견디어야 하므로 찢김 및 크랙에 대한 저항에도 강하게 설계될 뿐 아니라, 과중한 하중을 지속적으로 지탱할 수 있도록 우수한 피로 특성을 가지도록 설계되어진다. 찢김 및 크랙등에 대한 저항을 크게 하기 위해 천연고무나 부타디엔 고무, 또는 이들의 혼합고무가 사용되고, 오존 및 기후 등에 대한 저항성이 우수하도록 각종의 산화방지제 및 오존방지제가 사용되고 있다. 그러나 산화방지제 및 오존방지제는 사이드월 표면에서 오존과의 반응 및 비와 같은 외부환경요인으로 인한 표면세척 등으로 지속적으로 그 양이 격감한다. 그러나 고무조성물에 쓰이는 오존방지제들은 착색물질로 그 사용량이 많을 경우 타이어의 표면을 변색시키는 단점이 있어 그 사용량에 한계가 있다.The sidewall rubber composition of the tire for truck buses must be resistant to weather, ozone and the like, and it is also designed to resist tearing and cracking, and to be able to sustain heavy loads. It is designed to have fatigue characteristics. To increase resistance to tearing and cracking, natural rubber, butadiene rubber, or mixed rubber thereof is used, and various antioxidants and ozone inhibitors are used to have excellent resistance to ozone and climate. However, the amount of antioxidants and ozone inhibitors decreases continuously due to reaction with ozone on the surface of the sidewall and surface cleaning due to external environmental factors such as rain. However, ozone inhibitors used in rubber compositions have a disadvantage of discoloring the surface of tires when the amount of the coloring material is high.
본 발명의 목적은 사이드월 고무조성물의 보강재로 사용되는 카본블랙과 더불어 실리카를 사용함으로써, 오존방지제의 기능기(N-H)와 실리카 표면의 실라노기의 상호작용으로 인한 강한 결합력에 의해 비로 인한 세척등의 자연적인 요인으로 인한 오존방지제의 감소를 최소화하고, 오존방지제가 표면으로 방출되는 시간을 지연시켜 오존에 대한 저항성이 오랫동안 지속될 수 있도록 성능을 향상시키고, 이로 인해 타이어의 내구력을 향상시킬 수 있는 사이드월 고무조성물을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to use the carbon black used as a reinforcement material of the sidewall rubber composition, silica, and the like due to the strong binding force due to the interaction of the functional group (NH) of the ozone inhibitor and the silano group on the silica surface, etc. Side effects that minimize the reduction of ozone inhibitors due to natural factors and delay the release time of ozone inhibitors to the surface, improve the performance for long-term ozone resistance, thereby improving tire durability To provide a monthly rubber composition.
본 발명의 타이어의 사이드월 고무조성물은, 원료고무로서 천연고무와 부타디엔 고무를 사용하고, 보강제로서 카본블랙과 실리카를 함께 실리카 결합제를 포함시켜 이루어진 것을 특징으로 한다.The sidewall rubber composition of the tire of the present invention is characterized in that a natural rubber and butadiene rubber are used as a raw material rubber, and carbon black and silica are included together with a silica binder as a reinforcing agent.
본 발명의 사이드월 고무조성물에 있어서, 원료고무로 사용되는 천연고무와 부타디엔 고무의 배합비는 특별한 제한은 없으나, 30∼70/70∼30의 범위로 배합하는 것이 바람직하다.In the sidewall rubber composition of the present invention, the mixing ratio of natural rubber and butadiene rubber used as the raw material rubber is not particularly limited, but is preferably blended in the range of 30 to 70/70 to 30.
본 발명의 사이드월 고무조성물에 있어서, 보강제의 하나로 사용되는 카본블랙으로는 I2No가 64∼70㎡/g, DBP가 115∼225㎡/100g인 카본블랙이 바람직하고, 그 사용량은 원료고무 100중량부에 대하여 45∼50중량부인 것이 바람직하다.In the sidewall rubber composition of the present invention, the carbon black used as one of the reinforcing agents is preferably carbon black having 64 to 70 m 2 / g of I 2 No and 115 to 225 m 2/100 g of DBP, and the amount of the raw material is rubber It is preferable that it is 45-50 weight part with respect to 100 weight part.
사이드월 고무조성물은 우수한 피로특성 및 찢김 등에 저항할 수 있는 적정수준의 인장물성을 요구하는데, 이 특성들은 고무조성물에 보강제를 첨가하므로써얻어질 수 있다. 본 발명에서 보강제로 사용되는 카본블랙의 사용량이 45중량부 미만이면 인장물성 향상효과가 미흡하며, 50중량부를 초과하면 고무성분 및 다른 성분들과의 분산성 및 혼화성이 악화될 우려가 있다. 또한, 카본블랙의 I2No가 64㎡/g, DBP가 115㎡/100g 미만일 경우 지나친 인장물성의 하락을 초래할 수 있고, I2No가 70㎡/g, DBP가 225㎡/100g을 초과할 경우 인장물성은 향상되나 피로특성이 나빠지므로 바람직하지 않다.Sidewall rubber compositions require good tensile properties to resist fatigue and tearing, which can be achieved by adding reinforcing agents to the rubber composition. If the amount of the carbon black used as the reinforcing agent in the present invention is less than 45 parts by weight, the effect of improving tensile properties is insufficient, and if it exceeds 50 parts by weight, dispersibility and miscibility with the rubber component and other components may be deteriorated. In addition, when I 2 No of carbon black is 64 m 2 / g and DBP is less than 115 m 2/100 g, it may cause excessive decrease in tensile properties, and I 2 No may exceed 70 m 2 / g and DBP of 225 m 2/100 g. In this case, the tensile property is improved, but the fatigue property is deteriorated, which is not preferable.
본 발명의 사이드월 고무조성물에 있어서, 또 다른 보강제로 사용되는 실리카는 표면적이 150∼190㎡/g, CTBA가 150∼180㎡/g, pH 6.5∼7.5인 실리카가 바람직하며, 그 사용량은 2.5∼8중량부인 것이 바람직하다. 실리카의 사용량이 2.5중량부 미만이면 인장물성이 하락되고, 8중량부를 초과하면 피로특성이 나빠지므로 바람직하지 않다.In the sidewall rubber composition of the present invention, the silica used as another reinforcing agent is preferably silica having a surface area of 150 to 190 m 2 / g, a CTBA of 150 to 180 m 2 / g, and a pH of 6.5 to 7.5, and the amount of the silica used is 2.5. It is preferable that it is-8 weight part. If the amount of the silica used is less than 2.5 parts by weight, the tensile property is lowered, and if it exceeds 8 parts by weight, the fatigue characteristics deteriorate.
또한 본 발명의 사이드월 고무조성물에는 원료고무 100중량부에 대하여 실리카 결합제를 0.4∼1.2중량부 포함한다. 실리카 결합제로는 그 종류에 특별한 제한은 없으며, 예로서 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라설판(Bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfane)과 카본블랙의 1:1 혼합물이 바람직하다. 실리카 결합제의 사용량을 상기 범위로 한정한 것은 실리카의 사용량 범위에 따라 적정수준으로 조정한 것이다.In addition, the sidewall rubber composition of the present invention contains 0.4 to 1.2 parts by weight of silica binder based on 100 parts by weight of the raw material rubber. There is no particular limitation on the type of silica binder, and for example, a 1: 1 mixture of bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfane and carbon black is preferable. Limiting the amount of silica binder used in the above range is adjusted to an appropriate level according to the amount of silica used.
그리고, 본 발명의 사이드월 고무조성물에는 산화방지제 0.5∼2중량부 및 오존방지제 2∼5중량부가 포함된다. 산화방지제 및 오존방지제로는 통상의 종류를 사용할 수 있는데, 예로서 산화방지제로는 2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린(2,2,4-trimethyl-1,2-dihydro quinolin)이 바람직하고, 오존방지제로는 N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-파라-페닐렌아민(N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-para-phenyleneamine)이 바람직하다. 산화방지제와 오존방지제의 함량이 상기 범위를 벗어나면 피로특성이나 인장물성 및 오존특성에 바람직하지 않은 영향을 줄 우려가 있다.The sidewall rubber composition of the present invention contains 0.5 to 2 parts by weight of an antioxidant and 2 to 5 parts by weight of an ozone inhibitor. As antioxidants and ozone inhibitors, conventional types may be used. As antioxidants, for example, 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline (2,2,4-trimethyl-1,2-dihydro quinolin), and the ozone inhibitor is N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-para-phenyleneamine (N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-para-phenyleneamine Is preferred. If the content of the antioxidant and the ozone inhibitor is outside the above range, there is a fear that undesirable effects on fatigue properties, tensile properties and ozone properties.
본 발명의 사이드월 고무조성물에는 상기 성분들 이외에 사이드월 고무조성물에 통상적으로 첨가되는 첨가제들, 예를 들어 공정유로서 방향족 오일, 스테아린산, 왁스, 점착제, 유황, 가황촉진제, 지연제, 아연화 등의 첨가제들이 적정량 포함될 수 있으며, 이들 첨가제들의 종류 및 적정사용량은 당분야에서 공지이다.In addition to the above components, the sidewall rubber composition of the present invention includes additives commonly added to the sidewall rubber composition, for example, aromatic oils, stearic acid, waxes, pressure-sensitive adhesives, sulfur, vulcanization accelerators, retardants, zincation, etc., as process oils. Additives may be included in an appropriate amount, the type and the appropriate amount of these additives are known in the art.
이하 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through Examples and Comparative Examples.
실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples
비교예 1Comparative Example 1
천연고무와 부타디엔 고무를 주원료로 사용하고, 보강제로 카본블랙 50중량부만을 사용하여, 표1의 비교예1에 나타낸 조성에 따라 타이어 사이드월 고무조성물을 제조하였다. 이 고무조성물로 고무시편을 제작한 후, ASTM 관련 규정에 따라 물성을 측정하여, 그 결과를 표1에 나타내었다.Using natural rubber and butadiene rubber as a main raw material, using only 50 parts by weight of carbon black as a reinforcing agent, a tire sidewall rubber composition was prepared according to the composition shown in Comparative Example 1 of Table 1. After preparing rubber specimens from this rubber composition, the physical properties were measured according to ASTM-related regulations, and the results are shown in Table 1.
실시예 1Example 1
천연고무와 부타디엔 고무를 주원료로 사용하고, 보강제로 카본블랙 50중량부와 실리카 2.5중량부를 사용하고, 또한 실리카결합제 0.4 중량부를 사용하여,표1의 실시예1에 나타낸 조성에 따라 타이어 사이드월 고무조성물을 제조하였다. 이 고무조성물로 고무시편을 제작한 후, ASTM 관련 규정에 따라 물성을 측정하여, 그 결과를 표1에 나타내었다.Tire sidewall rubber according to the composition shown in Example 1 of Table 1, using natural rubber and butadiene rubber as a main raw material, using 50 parts by weight of carbon black and 2.5 parts by weight of silica as a reinforcing agent, and 0.4 parts by weight of silica binder. The composition was prepared. After preparing rubber specimens from this rubber composition, the physical properties were measured according to ASTM-related regulations, and the results are shown in Table 1.
실시예 2Example 2
천연고무와 부타디엔 고무를 주원료로 사용하고, 보강제로 카본블랙 48중량부와 실리카 2.5중량부를 사용하고, 또한 실리카결합제 0.4중량부를 사용하여, 표1의 실시예2에 나타낸 조성에 따라 타이어 사이드월 고무조성물을 제조하였다. 이 고무조성물로 고무시편을 제작한 후, ASTM 관련 규정에 따라 물성을 측정하여, 그 결과를 표1에 나타내었다.Tire sidewall rubber according to the composition shown in Example 2 of Table 1, using natural rubber and butadiene rubber as the main raw materials, using 48 parts by weight of carbon black and 2.5 parts by weight of silica as a reinforcing agent, and 0.4 parts by weight of silica binder. The composition was prepared. After preparing rubber specimens from this rubber composition, the physical properties were measured according to ASTM-related regulations, and the results are shown in Table 1.
실시예 3Example 3
천연고무와 부타디엔 고무를 주원료로 사용하고, 보강제로 카본블랙 50중량부와 실리카 5.0중량부를 사용하고, 또한 실리카결합제 0.8중량부를 사용하여, 표1의 실시예3에 나타낸 조성에 따라 타이어 사이드월 고무조성물을 제조하였다. 이 고무조성물로 고무시편을 제작한 후, ASTM 관련 규정에 따라 물성을 측정하여, 그 결과를 표1에 나타내었다..Tire sidewall rubber according to the composition shown in Example 3 of Table 1, using natural rubber and butadiene rubber as the main raw materials, using 50 parts by weight of carbon black and 5.0 parts by weight of silica as the reinforcing agent, and 0.8 parts by weight of silica binder. The composition was prepared. After preparing rubber specimens from this rubber composition, the physical properties were measured according to ASTM-related regulations, and the results are shown in Table 1.
실시예 4Example 4
천연고무와 부타디엔 고무를 주원료로 사용하고, 보강제로 카본블랙 45중량부와 실리카 5.0중량부를 사용하고, 또한 실리카 결합제 0.8중량부를 사용하여, 표1의 실시예4에 나타낸 조성에 따라 타이어 사이드월 고무조성물을 제조하였다. 이 고무조성물로 고무시편을 제작한 후, ASTM 관련 규정에 따라 물성을 측정하여,그 결과를 표1에 나타내었다.Tire sidewall rubber according to the composition shown in Example 4 of Table 1, using natural rubber and butadiene rubber as a main raw material, using 45 parts by weight of carbon black and 5.0 parts by weight of silica as the reinforcing agent, and 0.8 parts by weight of silica binder. The composition was prepared. After preparing rubber specimens from this rubber composition, the physical properties were measured according to ASTM-related regulations, and the results are shown in Table 1.
실시예 5Example 5
천연고무와 부타디엔 고무를 주원료로 사용하고, 보강제로 카본블랙 45중량부와 실리카 7.5중량부를 사용하고, 또한 실리카결합제 1.2 중량부를 사용하여, 표1의 실시예5에 나타낸 조성에 따라 타이어 사이드월 고무조성물을 제조하였다. 이 고무조성물로 고무시편을 제작한 후, ASTM 관련 규정에 따라 물성을 측정하여, 그 결과를 표1에 나타내었다.Tire sidewall rubber according to the composition shown in Example 5 of Table 1, using natural rubber and butadiene rubber as a main raw material, using 45 parts by weight of carbon black and 7.5 parts by weight of silica as a reinforcing agent, and 1.2 parts by weight of silica binder. The composition was prepared. After preparing rubber specimens from this rubber composition, the physical properties were measured according to ASTM-related regulations, and the results are shown in Table 1.
[표 1] 사이드월 고무조성물(단위: 중량부) 및 물성[Table 1] Sidewall rubber composition (unit: parts by weight) and physical properties
*1 : I2No가 70㎎/g, DBP가 225 ㎡/100g인 카본블랙 * 1: Carbon black with 70 mg / g of I 2 No and 225 ㎡ / 100g of DBP
*2 : 표면적이 150㎡/g CTAB가 180㎡/g, pH 7.0인 실리카 * 2: Silica having a surface area of 150 m 2 / g CTAB of 180 m 2 / g and pH 7.0
*3 : Bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfane과 카본블랙의 1 : 1 혼합물 * 3: 1: 1 mixture of Bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfane and carbon black
*4 : 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydro quinolin * 4: 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydro quinolin
*5 : N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-para-phenyleneamine * 5: N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-para-phenyleneamine
*오존특성 시험조건은 시편을 20% 인장시킨 후, 오존농도 50ppm의 농도에서 시험. * Ozone characteristic test conditions are tested at a concentration of 50ppm ozone concentration after 20% tensile test of the specimen.
*오존방지제 잔류량은 시편을 100일 방치 후 화학분석한 결과임.* The residual amount of ozone inhibitor is the result of chemical analysis after 100 days of test specimen.
이상의 실시예 및 비교예에서 볼 수 있는 바와 같이, 사이드월 고무조성물의 보강제로 카본블랙과 실리카를 함께 적정량을 사용하고, 산화방지제 및 오존방지제를 사용함으로써, 가류특성 및 인장물성에는 영향을 주지 않으면서 오존방지제의 지효성을 증대시켜 오존특성 및 피로특성이 우수한 고무조성물을 제조할 수 있었다.As can be seen from the above examples and comparative examples, by using an appropriate amount of carbon black and silica together as a reinforcing agent of the sidewall rubber composition, and using an antioxidant and an ozone inhibitor, the vulcanization characteristics and tensile properties are not affected. Therefore, rubber compositions with excellent ozone and fatigue properties could be prepared by increasing the sustainability of ozone inhibitors.
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2003
- 2003-04-19 KR KR1020030024879A patent/KR20040091169A/en not_active Application Discontinuation
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