KR790001559B1 - 타이어 트레드(tread)용 가황(加黃) 고무 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

타이어 트레드(tread)용 가황(加黃)고무 조성물

본 발명은 습기나 눈으로 덮힌 도로, 특히 얼음으로 덮인 도로상에서 미끄러지지 않는 특성을 갖는 차륜타이어용 타이어 트레드를 제조하기 위한 가황고무 조성물에 관한 것이다.

현재 얼음으로 덮인 도로나 굳어진 눈으로 덮인 도로상에서 차륜이 미끄러지는 것을 방지하기 위하여 통상 사용되고 있는 것은 이들의 트레드에 경질강철징을 갖춘 겨울용 타이어로서 이러한 종류의 타이어를 스파이크 타이어라 한다.

이 스파이크 타이어의 사용으로, 특히 스파이크 타이어를 갖춘 많은 차량들은 상당히 불편을 느끼게 하며, 이들은 바퀴자국을 내기 때문에 도로에 넓고 심한 손상을 입히며 수막현상에 의한 다른 위험도 야기시킨다. 또한 스파이크 타이어는 그 제동거리가 길기 때문에 차를 운전하는데 불편을 가져오며 안정성도 좋지 않다. 비록 도로표면의 파손을 방지할 목적으로 스파이크 타이어가 사용된 차량에 속도제한 장치를 설치한다해도 전술한 바와같은 결점을 제거하는데 큰 도움을 주지 못한다. 더우기 하절기에는 스파이크 타이어의 사용은 무용할 뿐만아니라 차량이나 탑승자 모두에게 큰 위험을 주며 상술한 바와같은 도로표면 파손을 야기시킨다.

지금까지 습기찬도로, 얼음 및 굳어진눈에 대한 타이어의 부착력을 개량하기 위하여 타이어 트레드의 마찰계수를 증가시키기 위한 시도는 거의 없었으며 얼음상에서 기계적 효력을 창안하므로서 이러한 문제를 해결하려 했었다. 예를들어, 자갈, 시멘트조각, 호두껍질, 경질고무, 강철조각, 또는 강철솜등과 같은 거친 조각으로 형성된 다른 물질을 트레드 혼합물에 혼합했었다. 이러한 방법은 트레드의 특성에 손상을 입히므로 거의 사용하지 않았으며, 지금까지 트레드 혼합물의 조성을 변화시켜 얼음이 덮인 도로에 대한 타이어의 부착력을 증가시키기 위한 것이 시도되어 왔으나, 불행히도 이러한 방법으로는 원하는 효과를 얻지 못했으며 얼음이 덮인 도로상에서 스파이크 타이어만으로 미끄러지지 않게 한다는 것이 불가능했다. 따라서 겨울이나 변절기동안에 얼음이 덮인 도로나 눈이 덮인 도로상에서 미끄러지지 않는 차륜타이어를 창안하는 문제는 해결되지 않았다.

독일 공개특허 2,060,883은 정교하게 분리된 실리카 안료와 결합제로 보강한 고무로 구성된 가황고무 조성물의 타이어 트레드에 관한 것이다. 비록 여러가지 결합제에 대하여 일반식으로 표시되었지만 몇몇 결합제는 주로 분자에 유황을 함유하는 실란으로 언급되었다. 실시예에서 시험한 메르캅토프로필트리메톡시 실란과 트리에톡시 실린은 실제로 시험해온 유일한 실란이며, 결합제와 실리카 안료외에 트레드를 제조하기 위해 사용되는 고무조성물은 어떠한 특수한 성분과 질량비를 가지지 않는다. 종래의 것과 비교하여 나타나는 본 트레드 조성물의 장점은 더 짧은 가황시간, 점도, 탄성률, 파괴강도, 이력 현상등의 개선으로서, 본 발명은 획기적인 타이어 트레드 조성물을 창안하였으며 타이어에 본 발명에 의하여 제조한 트레드를 설치하였는데 이는 종전의 1.2mm 길이의 강철징을 갖는 스파이크 타이어와 비교하여 미끄러지지 않는 성질을 갖았으며 또한 모든면에서 스파이크 타이어보다 우수하였다.

유황, 실리카충전제, 가소제오일, 유황을 함유하는 유기실란, 가황촉진제와 가교(架橋)결합을 좋게하는 고무를 주로한 본 발명의 새로운 타이어 트레드용 가황고무 조성물은 다음과 같이 구성된다.

고무조성물은 탄성체 함량중 20-100중량%로 하나 또는 둘의 폴리부타디엔고무, 폴리부타디엔외에 고무혼합물중 탄성체 함량의 0-80중량%의 합성고무와 천연고무로된 하나 또는 둘의 고무, 고무중량 100부당 80중량부 이상의 활성실리카 충전제, 고무의 중량 100부당 40-100중량부의 가소제오일, 고무의 중량 100부당 0.1-25중량부인 최소한 하나의 비스-[알콕시실리알킬]-올리고설파이드, 고무 100g당 약 0.2-8중량부의 유황 및 임의의 유황공여체, 고무중량의 100부당 약 0.1-8중량부인 최소한 하나의 가황촉진제 기타 노화방지제, 피로방지제, 항오존제, 산화방지제, 염료, 안료, 부착력촉진첨가제. 활성제 및 왁스로 형성된다.

또한 조성물에 고무의 100중량부당 0.1-50중량부의 카본블랙을 임의로 보강할 수 있다.

예상외로 본 발명에 따른 고무조성물은 극히 높은 충전제 함량에도 불구하고 낮은 점도를 가지므로서, 이를 쉽게 제조할 수 있고 특히 사출하여 성형할 수 있으며, 이로써 최신 타이어 공장에서 사용되는 기계에서 이들 특성을 효과적으로 이용할 수 있다. 그리고 이의 극히 높은 충전제 함량과 높은 가소제오일함량에 불구하고 혼합물을 성공적으로 가황할 수 있기때문에 가황은 카본블랙이 존재하지 않아도 높은 인장강도, 파열계급에 대한 내성등 필수적인 특성을 나타내며, 조성물의 이례적인 조성에도 불구하고 새로운 조성물로 제조된 트레드 또는 타이어는 습기찬 도로, 얼음덮힌 도로 및 눈과 같이 미끄러운 도로상에서 좋은 작용을 현저히 나타낸다.

이러한 특성은 이미 공지된 올리고 실피딕실란을 사용하여서만 얻을 수 있다. 고무조성물의 필수적인 성분은 하기 일반식(I)으로 표시되는 실란이다.

Z-alk-Sn-alk-Z (I)

[상기식에서 Z는

(여기서 R¹은 1-4개의 탄소원자를 갖는 알킬기, 5-8개의 탄소원자를 갖는 싸이크로알킬기 또는 페닐기를 나타내며, R²는 1-8개의 좋게는 1-4개의 탄소원자를 갖는 알콕시기 또는 5-8개의 탄소원자를 갖는 싸이크로알콕시기를 나타내며, R¹과 R²는 같을수도 있고 다를수도 있다.)

alk는 1-8개의 탄소원자를 갖는 2개의 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소기이고 바람직하기는 2-4개의 탄소원자를 갖는 알킬렌기이고, n는 2.0-6.0의 수이나 바람직하기는 2.0-4.0일 때이고, 또한 alk는 불포화 또는 환상 탄화수소기일수도 있다.

이들 비스-[알콕시실릴알킬]-올리고설파이드는 벨기에 특허명세서 787,691에 따라 제조할 수 있다. 본 발명에서 유용하게 사용할 수 있는 실란을 예를들면 다음과 같다.

3,3'-비스(트리메톡시실릴프로필)-디설파이드

3,3'-비스(트리톡시실린프로필)테트라설파이드

3,3'-비스(트리메톡시실릴프로필)테트라설파이드

2,2'-비스(트리톡시실릴에틸)테트라설파이트

3,3'-비스(트리메톡시실릴프로필)트리설파이드

3,3'-비스(트리부톡시실릴프로필)디설파이드

3,3'-비스(트리메톡시실릴프로필)엑사설파이드

3,3'-비스(트리옥토시실릴프로필)테트라설파이드

3,3'-비스(트리헥속시실릴프로필)디설파이드

3,3'-비스(트리-2"-에틸헥속시실릴프로필)트리설파이드

3,3'-비스(트리이소옥톡시실릴프로필)테트라설파이드

3,3'-비스(트리-t-부톡시실릴프로필)디설파이드

2,2'-비스(메톡시디에톡시실릴에틸)테트라설파이드

2,2'-비스(트리프로폭시실릴에틸)펜타설파이드

3,3'-비스(트리사이클로-헥속시실릴프로필)테트라설파이드

3,3'-비스(트리싸이클로펜톡시실릴프로필)트리설파이드

2,2'-비스(트리-2"-메틸싸이클로헥속시실릴에틸)-테트라설파이드

비스(트리메톡시실릴메틸)테트라설파이드

3-메톡시 에톡시프로폭시실릴

3'-디톡시부톡시실릴프로필-테트라설파이드

2,2'-비스(디메틸메톡시실릴에틸)디설파이드

2,2'-비스(디메틸세컨드리부톡시-실릴에틸)트리설파이드

3,3'-비스(메틸부틸에톡시실릴프로필)테트라설파이드

3,3'-(디-t-부틸메톡시실릴프로필)테트라설파이드

2,2'-비스(페닐메틸메톡시실릴에틸)트리설파이드

3,3'-비스(디페닐이소프로폭시실릴프로필)테트라설파이드

3,3'-비스(디페닐사이클로헥속시실릴프로필)디설파이드

3,3'-비스(디에톡시메틸실릴프로필)테트라설파이드

2,2'-비스(메틸디메톡시실릴에틸)트리설파이드

2,2'-비스(메틸에톡시프로폭시실릴에틸)테트라설파이드

3,3'-비스(디에틸메톡시실릴프로필)테트라설파이드

3,3'-비스(에틸디세컨드리부톡시실릴프로필)디설파이드

3,3'-비스(프로필디에톡시실릴프로필)트리설파이드

3,3'-비스(페닐디메톡시실릴프로필)테트라설파이드

3-페닐에톡시부톡시실릴 3'-트리메톡시실릴프로필 테트라설파이드

4,4'-비스(트리메톡시실릴부틸)테트라설파이드

6,6'-비스(트리에톡시실릴헥실)-테트라설파이드

3,3'-비스-(디에톡시페닐실릴-프로필)테트라설파이드

4,4'-비스(트리메톡시실릴-부텐-2-릴)테트라설파이드

4,4'-비스(트리메톡시-실릴싸이클로헥실렌)테트라설파이드

5,5'-비스(디메톡시메틸-실릴펜틸)트리설파이드

3,3'-비스(트리메톡시실릴-2-메틸프로필)테트라설파이드

3,3'-비스(디메톡시페닐실릴-2-메틸프로필)디설파이드

이들의 유황함량에 대해서는 본 발명에 따른 용도에 적합한 실란은 화학량론적으로 계산된 함량에서 벗어날 수 있으며 그러므로 일반식(I)에서 "n"는 정수 또는 소수일수도 있으며, 예를들어 2.8-4.2의 부분이 좋다.

새로운 고무조성물은 중합체 성분으로써 폴리부타디엔 고무(BR)을 함유해야하며 때로는 두 폴리부타디엔의 혼합물을 함유해도 된다. 대부분의 경우에, 하나 또는 두 다른 형의 고무가 조성물의 성분으로서 사용되어야 한다. 특히 낮은 글라스눈금을 갖는 고무가 본 발명의 목적을 위하여 더욱 좋으며 이와 관련하여, 참고적으로 천연고무(NR), 이소프렌(IR)과 트란스폴리펜텐나머(transpolypentenamer)의 합성고무로 만드는 것도 좋다. 다른 적합한 고무는 스티렌과 부타디엔(SBR) 고무이고 더우기 소위 "로우-문니(low-Moony)" 품질의 공중합체 즉 낮은 문니점도(참조 DIN 53523, ASTM D 1646-62 또는 BS 1,673:3:1,951)의 SBR고무가 적합하며 이 고무는 니트릴고무, 크로로부틸 또는 브로모부틸고무와 같은 할로겐부틸고무, 유황과 유리하게 가교결합을 할수 있는 에틸렌-프로필렌디엔 터풀리머 또는 이와 유사한 합성고무로서 상업적으로도 이용할 수 있다. 특히 BR고무중 BR고무의 분자량이 균일한 것이 적합하고, BR고무의 cis-1.4함량이 높은 것이 더욱 좋다.

두 형태의 고무는 새로운 고무혼합물을 사용하는 것이 좋으며 예를들면 BR과 SBR, 또는 BR과 NR : 또는 BR과 IR이 좋다. BR의 양은 고무조성물중 탄성체 함량이 20-100중량%이고 통상 30-90중량%가 좋고 바람직하기는 50-85중량%이다. 0-80중량%의 평균 탄성체함량은 상기 언급된 다른 형태의 고무 즉 BR을 제외한 합성고무와 천연고무로 구성된다.

활성충전제의 선택과 이들의 높은 함량은 특히 중요하며, 가장 적합한 충전제는 고무제조공업에 사용되는 실리카이고, 이는 이산화실리콘을 필수로 함유하는 높은 분산력을 갖는 활성 또는 보강실리카가 좋다.

이러한 종류의 실리카는 높은 순도와 약 50-300m²/g의 BET-표면활성도와 평균 약 10밀리미크론이상의 최초 입자크기(예를들어 10-50밀리미크론)의 실리카로 침전되는 것이고, 다른 적합한 실리카 충전제는 공지의 피로겐닉실리카이며 또한 실리카충전제의 혼합물도 유익하게 사용할 수 있다.

많은 양의 폴리부타디엔이 조성물에 존재하여도 완성된 타이어가 미끄러지지 않는 좋은 특성을 쉽게 갖도록 하기 위하여는 고무 100중량부당 80중량부 이상의 양으로 실리카 충전제를 사용해야 한다. 따라서 조성물에 존재하는 실리카 충전제의 양은 타이어 트레드에 통상 사용된 카본블랙의 양보다 더 커야하며 그렇지 않으면 실제적으로 고무조성물을 처리할 수 없고, 예를들어 이의점도를 보아, 가황으로 요구되는 특성(최대의 인장강도, 전달저항등)이 나타나지 않으면 고무조성물에 비스-[알콕시실릴알킬]-올리고설파이드가 없는 것이다. 실리카함량에 대한 최상한계는 조성물과 가황의 요구되는 성질에 따라 변동될 수 있고, 전문가에 의하여 측정될 수 있다. 충전제의 양은 고무의 100중량부당 약 80-130중량부의 범위가 좋으며 90-120중량부의 범위가 더욱 좋다.

몇몇 경우에 약간의 활성 실리카와 올리고설피딕 실란을 미리 완전하게 혼합하는 것이 좋다는 것이 판명되었으며, 예를들어 동일한 비율(중량으로)로 계속하여 실란-실리카 혼합물을 다른 고무혼합물의 성분에 참가하는 것인데 즉, 예를들어 첫 혼합단계에서 고무와 가소제오일과 함께 이것을 혼합하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 고무조성물에 활성제가 존재하는 것이 특히 유익하며, 염기성 활성제 또는 충전활성제로서 알려진 화합물의 종류는 예를들면 디페닐구아니딘, 헥사메틸렌 테트라아민, 0-틀릴구아니딘, 트리에탄올아민, 싸이크로 헥실아민, 디에틸렌글리콜 및 기타 구아니딘, 이미 알려진 아민 또는 폴리히드릭 알콜이다. 이러한 염기성 활성제의 사용량은 사용된 충전제량과 백색충전제의 100중량부당 약 0.2-8중량부의 양에 적합하게 선택되어야 한다.

채색을 필요로하면 본 발명의 고무조성물에 카본블랙을 사용할 수 있으며, 이에 고무 100중량부당 약 0.1-50중량부로 조성물에 통상 혼합할 수 있으며 임의로양을 더 적게할 수 있다. 어떤 형의 카본블랙도 사용하여도 좋으며 통상 고무공업계에서 트레드를 위하여 사용하는 카본블랙이 좋다. HAF 카본블랙과 특히 ISAF 카본블랙이 실시예에서 언급되었다.

본 발명에 사용된 가소제오일은 새로운 고무조성물의 중요한 성분이며 조성물에 존재하는 이 양도 또한 중요하다. 가소제오일은 고무 100중량부당 약 40-100중량부로 존재하고 바람직하기는 고무 100중량부당-50-80중량부이다. 나프텐익 오일형태의 가소제오일을 사용하는 것이 좋으며 0-60℃의 냉각정치점(冷却靜置點) 바람직하기는 -10~-55℃를 갖는 가소제오일이 특히 좋다. 그리고 높은 방향성을 갖는 가소제오일을 사용하는 것이 또한 가능하며, 가소제오일 또는 가공오일은 통상 임의로 화학적으로 변경할 수 있는 석유분류로 얻는다.

비스-[알콕시실릴알킬]-올리고설파이드는 일반적으로 고무 100중량부당 0.1-25중량부의 양(바람직하기는 고무 100중량부당 1.0-15중량부의 양)으로 고무조성물에 혼합한다.

본 발명에서 접착력-촉진첨가제는 가황하는 동안 타이어 제조에 사용되는 다른 물질과의 고무조성물의 견고한 접착(결합)을 위해 공급하는 금속 또는 직물과 같은 물질 또는 물질의 혼합물이며 예를들면 강철선, 직물섬유선, 유리섬유선, 구슬선등이며 이들은 적당량 사용된다.

가황하는 동안, 새로운 고무조성물은 고무 100중량부당 약 0.2-5중량부의 유황, 공지의 N,N'-디티오-비스-헥사하이드로-2-아제핀-2은과 2-벤즈티아질티오-N-모르포라이드와 같은 유황공여체를 함유하는 것이 좋고 또한 고무 100중량부당 약 0.1-8중량부의 최소한 하나의 가황촉진제를 함유하는 것이 좋다. 특히 과산화 디쿠밀과 같은 과산화물과 함께 가황을 행할 수 있다.

본 발명에 따라 가황을 위한 촉진제로서 독일특허출원 P 16 69 954.0(불란서특허 1,564,112 또는 영국특허 1,201,862)에 서술된 종류의 유황을 함유하는 트리아진 유도체를 사용하는 것이 특히 좋으며, 예를들면 비스-(2-에틸아미노-4-디에틸아미노 트리아진-6-일)-디설파이드로, 디페닐구 아니딘과 같은 공지된 다른 촉진제와 함께 사용할 수 있다. 촉진제를 함유하는 트리아진은 다음 일반식을 갖는다 :

상기식에서 R¹과 R²는 각기 수소, 알킬, 알켄일, 싸이크로알킬, 페닐, 알알킬과 치환된 알킬, 알켄일, 싸이크로알킬, 페닐과 치환분을 -OH, -OR과 CN에서 선택한 알알킬(여기서 R은 탄소원자를 18개까지 갖는 알킬이다)로부터 선택된 기이고, R²와 R⁴는 수소, 알킬, 알켄일, 싸이크로알킬, 페닐과 치환분을 -OH, -OR과 -CN에서 선택한 알알킬(여기서 R는 탄소원자를 18개까지 갖는 알킬이다)로부터 선택한 기이고, X는 수소,

로부터 선택한 것이고,

(여기서 R⁶는 수소, 알킬, 알알킬, 싸이크로알킬이고 R⁷은 알킬, 알알킬과 싸이크로알킬이고 R⁷은 알킬 알알킬과 싸이크로알킬이고 R⁶과 R⁷은 함께 환에서 5-7의 탄소원자를 갖는 환상 지방족환 및 환에 결합되는 5-10의 탄소원자를 갖는 저급알킬을 함유하는 환상 지방족환을 형성하는 것이 좋으며, 또한 R⁶과 R⁷은 -O-, -S-과

로 된 기의 부분에 연결되어도 좋다)

R¹,R²,R³,R⁴,R⁶와 R⁷의 탄소원자수는 다음과 같다.

알킬 18까지의 탄소원자

알켄일 6까지의 탄소원자

싸이크로알킬 5-7의 탄소원자

알알킬 7-9의 탄소원자

따라서 2-에딜아미노-4-디에틸아미노-6-머캡토트리아진과 X가 다음도표 1에서와 같이 수소인 다른 모노 머캡토 트리아진이 사용될 수 있다.

또한 2,4-비스-에틸아미노-6-n-부틸디치오-트리아진, 2,4-비스-디에틸아미노-6-벤질-디치오-트리아진, 2,4-비스-디에틸아미노-6-(벤조치아졸-2-일-디치오)-트리아진과 도표 2의 일반식(III)의 다른 디트리아진이 사용될 수 있다.

다른 적당한 트리아진으로서는 2,4-비스-디에틸아미노-6-싸이크로헥실-설펜아미도-트리아진과 도표 3의 일반식(IV)의 유사한 트리아진이 있다.

[도표 1]

[도표 2]

[도표 3]

스테아린산, 안식향산 또는 살리실산과 같은 유기산 임의의 산화아연 또는 산화연을 적당량 본 발명에 따른 혼합물에 사용하는 것이 좋으며, 또한 산화방지제와 피로방지제, 노화방지제, 항오존제와 같은 이미 공지된 보조물을 본 발명에 따른 조성물에 적당량 혼합하는 것이 좋으며, 안료, 염료, 다른 공지된 충전제, 부착력촉진제, 왁스, 활성제등과 같은 고무제조공업에서 통상 사용되는 다른 첨가제도 적당량 조성물에 임의로 첨가할 수 있다.

예를들어 사출성형에 의하여 제조하는 고무조성물의 제조와, 가황은 고무공업에서 사용하는 일반적인 기계를 사용한 통상의 방법에 의하여 행할 수 있다.

또한 본 발명은 유황, 설리카충전제, 가소제오일, 유황을 함유하는 유기실란, 황화촉진제와 좋게 가교 결합을 할 수 있는 고무를 주로 한 타이어 트레드용 가황고무조성물을 제조하기 위한 이러한 방법으로써 다음과 같은 성분을 서로 단일하게 분산될 때까지 혼합함을 특징으로 한다.

[상기의 다음 성분]

탄성체 함량중 20-100중량%의 양으로 사용된 하나 또는 둘의 폴리부라디엔;

폴리부라디엔을 제외한 고무조성물에서 탄성체 함량중 0-80중량%의 합성고무와 천연고무로된 하나 또는 둘의 고무;

고무 100중량부당 80중량부 이상의 활성실리카 충전제;

고무 100중량부당 40-100중량부의 가소제오일;

고무 100중량부당 0.1-25중량부의 최소한 하나의 비스-[알콕시실릴알킬]-올리고설파이드;

고무 100g당 약 0.2-8중량부의 유황및 임의의 유황공여체;

고무 100중량부당 약 0.1-8중량부의 최소한 하나의 가황촉진제;

노화방지제, 피로방지제, 항오존제, 산화방지제, 염료, 안료, 부착력 촉진첨가제, 활성제, 왁스와 같은 적당량으로 고무공업에 통상 사용되는 임의의 다른 첨가제이다. 혼합자체는 소위 전도법(upside-down process)에 의하여 반죽그릇에서 행하며, 고무조성물은 일반적인 사출성형기를 사용한 사출성형에 의하여 제조된다. 연속적인 성형과 가황은 약 100-300℃의 적당온도(좋기로는 130-240℃의 온도)에서 행할 수 있으며 이를 위해 타이어공업에서 통상 사용되는 가황기계를 사용한다.

[실시예 1]

본 발명에 따른 두 조성물은 다음과 같은 조성을 갖는다.

(중량부)

조성물 1 조성물 2

로우-문니 스티렌부라디엔고무 30 30

높은 cis-1,4-함량의 폴리-부타디엔고무 70 70

침전된 활성실리카 BET표면 130m²/g: 평균입자직경 28밀리미크론, 대구사

(Degussa)의 울트라실(ultrasil) VN₂95 95

비스-[3-트리에톡시실릴프로필]-테트라설파이드 5 6

산화아연 3 3

스테아린산 1 1

고방향성 가소제오일 48 49

노화방지제 N-이소프로필-N'-페닐-P-페닐렌디아민 1.2 1.2

노화방지제 페닐-β-나프틸아민 1.2 1.2

벤즈티아졸일-2-싸이크로헥실-설펜아미드 1.2 1.2

디페닐 구아니딘 3.15 2.8

테트라메틸티우람 모노설파이드 - 0.1

유 황 - 2 2

260,75 301.5

이 두 조성물과 이들의 가황을 독일제 표준 상품 타이어와 비교했고 하기 카본-블랙을 함유한 조성물 "B"와 이들의 가황과를 비교했다.

조성물 B

오일-확산된 스티렌-부라디엔고무 96.5

cis-1,4-폴리부타디엔 30

ISAF 카본블랙(Degussa Corax 6) 75

산화아연 4

스테아린산 1.2

고방향상 가소제오일 15

노화방지제 N-이소프로필-N'-페닐-P-페닐렌 디아민 1.5

노화방지제 페닐-β-나프틸아민 1.5

벤즈티아졸일-2-싸이크로헥실설펜아미드 1.2

유 황 1.6

227.5

다음 약자는 시험과 시험결과를 위해 사용했다.

[표준 시험]

다음 표준에 따라 물리적시험을 실온에서 행했다.

(DIN=독일산업 표준규격)

인장강도, 6mm 두께링상의 파괴신장도와 인장도 DIN 53 504

인열 전달저항 DIN 53 507

충격 탄성도 DIN 53 512

쇼어 A-경도 DIN 53 505

비 중 DIN 53 550

문니 시험 DIN 53 524

글리취-후렉소매터(열증강 측정 △T) ASTM D 623-62

마 모 DIN 53 516

모든 가황은 표시된 가황온도를 증기 가열한 압력으로 했다.

[비가황 조성물의 성질]

[가황 조성물의 성질]

가황 온도 : 160℃

[굳리취-후렉소메터 시험]

가황온도 : 160℃

가황시간 : 40분

타 격 : 0.250

주 파 수 : 30c/s

하 중 : 11kg

측정온도 : 포화온도

경과시간 : 25분

타이어 트레드를 4조성물로 제조했으며(본 발명에 따른 1과 2, 종래 기술에 따른 A와 B) 이들 트레드로 타이어를 제조했다. 다음 이 타이어를 자동차에 끼우고 인조얼음 트렉의 얼음상에서 시험하고 미끄럽지 않은 아스팔트로 포장된 습기찬 노면상에서 시험하여 그 결과를 서로 비교했다. 시험된 모든 타이어는 동일한 외형을 가졌다. 첫째 차를 유효 직경 20미터를 갖는 원형트랙 주위를 운전했다(원형트랙시험, 4바퀴, 경주시간 측정). 둘째, 전제륜(全制輪) 측정을 30km/hour의 최소속력에서 제동시험으로 했다(제동으로 미터의 측정제동거리로 감속되었다). 셋째, 가속시험은 가능한 최대의 가속으로 정지상태에서 출발하여 22미터의 측정된 거리로 이동시켜서 했다(시간은 초로 측정했고 25미터후의 최종속력을 측정했다). 인조얼음은 -3.5°~0℃의 표면온도를 가지며, 얼음표면 상부 0.8미터의 공기온도는 +2~+4℃이었다.

습기찬 표면상의 타이어시험은 유효직경 67미터를 갖는 물에 젖은 아스팔트로 포장된 원형트랙상에서 행했다. 4바퀴 모두가 각 시험에서 완전무결했다. 경주시간(초)은 광전관(光電管)으로 측정했으며 습기찬 트랙상의 제동시험은 50km/hour, 80km/hour의 최초속력으로 행했으며, 전제륜측정은 물에 젖은 미끄럽지 않은 아스팔트 트랙상에서 행했고 제동거리는 미터로 측정했으며 평균가속도 측정했다.

트랙의 표면온도는 11-20℃이고 공기온도는 9-19℃이었다.

평균가속, 원형가속과 감속치는 얻어진 모든 측정치로부터 측정할 수 있으며, μ값(마찰계수)은 여기서 계산했다. 수치를 구하는데, 조성물 A의 타이어에 대한 특수한 마찰계수(평균)는 100으로 했다. 하기 수치는 다른 측정된 마찰계수로부터 얻었다.

[시험]

이 도표로부터 다음과 같은 결과를 유도할 수 있다.

퍼센트로 표시된 얼음상의 스립핑시험의 μ-값 또는 마찰계수는 본 발명의 조성물로 제조된 타이어로 얻은 얼음상의 부착력으로 상당히 개량되었다. 얼음상에서 부착력의 우수한 증가는 계속적으로 재현될 수 있으며, 이와같은 얼음에 대한 높은 부착력수준은 종전에는 결코 얻을 수 없었다. 따라서 본 발명에서 종래의 스파이크 타이어와 대치할 수 있는 얼음상에서 훌륭한 작용을 나타내는 트레드 조성물을 창안했다.

비교시험에 상용된 자동차용 겨울 타이어는 몇년동안 제조해왔으며 상업적으로도 유용한 위치에 있다. 이들은 극히 양호한 트레드품질(조성물 A)로서 생각되고 있는 것이다. 특히 이 조성물 A는 얼음 및 습기찬 표면에서 잘 균형된 부착비율을 가지므로 얼음상에서 미끄러지지 않는 좋은 특성을 갖는 타이어를 위해 개발되었다. 그러나 조성물 A는 충전제로서 카본블랙을 함유하는 유일한 조성물이며, 본 발명에서 비교용으로 선택된 트레드 조성물은 이와 유사하며 이는 자동차 타이어제조에 통상 사용되는 조성물중에서 대표적인 것이다. 이들 조성물 B타이어는 얼음에 대한 부착력에 있어 조성물 A타이어보다 약간 못하다. 본 발명의 조성물을 A와 비교하여 얼음부착력이 30%이상 우수하다.

[실시예 2]

본 발명에 따른 다른 조성물은 다음과 같은 성분을 갖는다.

조성물 3 중량부

천연고무 ML₄약 40 30

cis 1, 4-폴리부라디엔(98% cis 1,4) 70

200m²/g의 BET와 18밀리미크론의 최초 평균입자 크기에 따라 측정된 비표면적을

갖는 침전된 활성실리카(Degussa의 ultrasil VN 3) 103

개량된 HAF(Degussa의 Corax 4) 5

비스-(3,3'-트리에톡시설릴프로필)-테트라설파이드 8

산화아연 4

스테아린산 1

나프테닉 탄화수소 가소제오일(정치점 -28℃) 70

노화방지제, N-이소프로필-N'-페닐-P-페닐렌디아민 1.5

노화방지제, 페닐-β-나프틸아민 1.5

디페닐 구 아니딘 3.5

비스-(2-에틸아미노-4-디에틸아미노-트리아진-6-일)-디설파이드 2

유 황 2

201.5

t₅(130℃) 11.4

t₃₅(130℃) 15.5

ML₄51

비 중 1.18

[가황 조성물의 성질]

가황은 150℃/20'에서 일어났다

인장 강도 KP/cm²133

효율 300 KP/cm²62

파괴신장도 % 577

파괴후 영구성 % 35

탄 성 % 34

쇼어-경도 - 68

인열저항 KP/cm 31

마 모 mm³61

[조성물 2에 대한 활주-시험]

[실시예 3]

본 발명에 따른 다른 조성물은 다음과 같은 조성을 갖는다 :

조성물 4 중량부

천연고무 ML₄약 40 30

cis-1,4-폴리부타디엔(98% cis-1,4) 70

200m²/g의 BET와 18밀리미크론의 최초 평균입자 크기에 따라 측정된 비표면적을

갖는 침전된 활성실리카(Degussa의 Ultrasil VN 3) 60

개량된 ISAF(Degussa의 Corax 7) 60

비스-(3,3'-트리에톡시실릴프로필)-테트라설파이드 2.5

산화아연 4

스테아린산 1

나프테닉 탄화수소 가소제오일(정치점 -28℃) 72

노화방지제, N-이소프로필-N'-페닐-P-페닐렌디아민 1.5

노화방지제, 페닐-β-나프틸아민 1.5

디페닐 구 아니딘 1.5

비스-(2-에틸아미노-4-디에틸아미노-트리아진-6-일)디설파이드 2

308.0

t₅(130℃) 21.2

t₃₅(130℃) 26.0

ML₄74

비 중 1.17

[가황 조성물의 성질]

가황은 160℃/120'에서 일어났다.

인장 강도 KP/cm²80

효율 300 KP/cm²48

파괴신장도 % 450

파괴후 영구성 % 32

탄 성 % 24

쇼어-경도 - 65

인열저항 KP/cm 15

마 모 mm³76

[조성물 A와 B에 대한 활주-시험]

(조성물 A와 B는 유일한 충전제로서 카본블랙을 함유하는 겨울 타이어를 제조하기 위한 통상의 조성물이다.)

Claims (1)

1. 본문에 상술한 바와같이, 20-100%의 폴리부타디엔고무와 폴리부타디엔고무가 아닌 다른 80-0%의 가황합성고무 또는 천연고무로 조성된 고무, 카본블랙이 존재하면 실리카의 양이 고무 100중량부당 40-200 중량부인 조건으로 고무 100부당 실리카 충전제 20-200중량부, 가소제오일 40-100중량부, 유황 또는 유황기여체 0.2-8중량부, 촉진제 0.1-8중량부와, 하기일반식(I)으로 표시되는 유황을 함유하는 유기실란으로 조성됨을 특징으로 하는 타이어 트레드용 가황고무 조성물

   

   이고(여기에서 R¹은 1-4의 탄소원자를 갖는 알킬기, 5-8의 탄소원자를 갖는 싸이크로알킬 또는 페닐을 나타내고, R²는 1-8의 탄소원자를 갖는 알콕시 또는 5-8의 탄소원자를 갖는 싸이크로알콕시이고 R¹과 R²기는 같거나 다를수 있다), alk는 1-8의 탄소원자를 갖는 2가 탄화수소기이고 이는 직쇄 또는 분지쇄일수 있고 n는 2-6의 수이며, alk는 불포화 또는 환상탄화수소기일 수 있다.