KR20100043375A - 타이어 트레드용 고무 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원료 고무 100 중량부, 카본블랙 45 내지 60 중량부 및 모노메타크릴산 아연 (Zinc monomethacrylate: ZMMA) 2.5 내지 5 중량부을 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 가교밀도와 모듈러스가 향상된다.

타이어, 트레드

Description

타이어 트레드용 고무 조성물{Rubber composition for tire tread}

본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가교밀도와 모듈러스가 향상된 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 고무배합에 있어서 유황 가교 활성 방법은 ZnO와 스테아린산 등 아연 염을 이용함으로써, 스테아린산에 녹은 Zn는 가류과정에서 촉진제에 의해 생성되는 벤조티아질 설파이드(Benzothiazyl sulfide) 혹은 디메틸디티오카바메이트(Dimethyldithiocarbamate) 등의 황를 포함하는 리간드와 아민류의 리간드 등에 의해 착체를 형성하게 되고, 이러한 착체와 S₈이 반응하여 가황반응에서 활성인 S류를 만들어 냄으로써 고무의 가교 결합을 용이하게 하는 것으로 알려져 있다. 활성 S류 중에 모노 및 디설피딕 가교결합 (Mono and disulfidic crosslinking)이 많으면 가교밀도가 높아지고, 폴리설피딕 가교결합 (Polysulfidic crosslinking)이 많으면 가교밀도가 떨어진다. 기존 유황 가교 활성제로 ZnO는 투입량에 비례하여 가교 밀도가 일정 수준 이상 높아지지 않으며 5 중량부 정도가 최대치이므로 사용 및 적용에 한계성이 있다.

그리고 활성제로서 금속이온으로 사용되는 Zn는 최근 환경적인 측면에서 생태계에 독성 유발 가능성이 있는 중금속으로 규제되어 고무조성물 내 Zn함량을 낮추는 추세이다.

따라서, 본 발명의 목적은 가교밀도와 모듈러스가 향상된 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 저연비 성능이 향상된 타이어 트레드를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 원료 고무 100 중량부, 카본블랙 45 내지 60 중량부 및 모노메타크릴산 아연 (Zinc monomethacrylate: ZMMA) 2.5 내지 5 중량부을 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 타이어 트레드용 고무 조성물로부터 제조된 타이어 트레드를 제공한다.

본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 가교밀도와 모듈러스의 향상을 기대할 수 있다.

이하에서 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 원료 고무 100 중량부, 카본블랙 45 내지 60 중량부 및 모노메타크릴산 아연 (Zinc monomethacrylate: ZMMA) 2.5 내지 5 중량부을 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물에서, 상기 모노메타크릴산 아연은 활성제로서 타이어 트레드용 고무 조성물에 첨가되어 기존 ZnO 보다 가교 활성도를 높임으로써, 즉, 가교밀도를 높임으로써 가교밀도 및 모듈러스를 향상시킬 수 있다.

상기 원료 고무는, 바람직하게는, 천연고무이다.

본 발명은 카본블랙을 보강제로 하는 고무조성물에 있어서, 가교밀도 및 모듈러스 향상을 위해 원료 고무 100중량부에 대하여 활성제로 모노메타크릴산 아연 2.5 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 모노메타크릴산 아연를 원료 고무, 특히 천연 고무 100 중량부에 대하여 2.5 중량부 미만으로 사용하면 ZnO 5중량부를 사용하였을 때와 동등 이상 수준의 가교밀도와 모듈러스를 나타낼 수 있고, 4 중량부 초과하여 사용하면 가교밀도와 모듈러스는 상응하게 향상시킬 수 있지만 가류시간이 길어져서 생산성 저하의 문제가 있다.

본 발명은 상기에서 언급한 천연고무, 카본블랙, 모노메타크릴산 아연 이외에 종래 타이어용 트레드 고무조성물에 사용되는 접착제, 가류 촉진제 및 지연제와 같은 각종 첨가제를 필요에 따라 적의 선택하여 소정의 함량으로 사용할 수 있다. 그러나 이들은 종래 타이어용 고무조성물에 사용되는 일반적인 성분으로서 본 발명 의 필수 구성성분이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.

본 발명은, 또한 상기 본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물에 의해 제조된 타이어 트레드를 제공한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

실시예

아래 표에서 있어서 실시예는 모노메타크릴산 아연 (ZMMA)을 사용하였고, 비교예는 ZnO를 사용하였다.

표 1. 배합제 조성

(단위; 중량부)

배합제	실시예1	비교예1	실시예2	비교예2
NR	100	100	100	100
Carbon black (N330)	60	60	60	60
ZMMM	2.5	-	5.0	-
ZnO	-	2.5	-	5.0

상기 표 1의 조성에 따라서 비교예 1, 2 및 실시예 1, 2에서 각각의 고무 시 편을 제조하였고, 이에 대하여 가교밀도 및 모듈러스 특성을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.

표 2. 고무의 물성

배합제	실시예1	비교예1	실시예2	비교예2
가교밀도 (x10-4mol/cm3)	7.2	6.3	8.9	7.0
300% 모듈러스 (Kg/cm)	137	125	152	132

※ 1) 위 가교밀도는 Toluene swelling 시험법으로 측정됨.

2) 위 조성물은 가류 온도 150℃에서 가류되어 물성 평가가 실시됨.

ZMMA 2.5중량부를 사용한 실시예 1의 경우 ZnO 5중량부를 사용한 비교예 2 대비 동등 수준 이상으로 나타내었다. 따라서 모노메타크릴산 아연 (ZMMA)를 활성제로 하는 고무조성물의 경우, 모노- 및 디설피딕 가교 결합이 많아지고, 폴리설피딕 가교 결합을 줄일 수 있어 가교밀도를 극대화시킴으로써 기존 원료 고무 100 중량부에 대하여 5 중량부의 ZnO를 사용하는 대신 2.5 중량부의 ZMMA를 사용하여 동등 수준의 가교밀도를 얻을 수 있었다. 그리고 가교밀도를 높임으로써 모듈러스도 상응하게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 Zn 함량도 줄일 수 있어서 친환경 타이어에 유용하다.

Claims (4)

1. 원료 고무 100 중량부, 카본블랙 45 내지 60 중량부 및 모노메타크릴산 아연 (Zinc monomethacrylate: ZMMA) 2.5 내지 5 중량부을 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 원료 고무는 천연 고무인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
3. 제1항에 있어서, 접착제, 가류 촉진제 및 지연제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 배합제를 더 포함하고, 그 함량이 원료고무 100 중량부 대비 45 내지 60 중량부임을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물로부터 제조된 타이어 트레드.