KR940011189B1 - 타이어 트레드용 고무조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

타이어 트레드용 고무조성물

본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고속주행성 및 내마모성이 우수하면서도 제동성(웨트 및 드라이트랙션), 고속내구성, 가공성을 향상시킨 타이어 트레드용 고무조성물에 관한 것이다.

일반적으로 자동차를 고속주행하다가 제동시키거나 회전을 할 때 타이어는 관성에 의해 물기가 있는 노면에서는 무론 마른 노면에서도 미끄러지게 되는 현상이 발생한다.

종래에는 타이어 트레드 고무조성물로서 통상 유화중합 SBR(Styrene butadiene rubber)단일 또는 유화중압 SBR과 폴리부타디엔 공중합체(부타디엔러버 : BR)를 일정한 비율로 혼합하여 사용하여 왔다.

그러나, 상기와 같은 조성물로 배합하여 제조된 타이어 트레드는 내마모성은 우수하지만 노면과의 마찰력(트렉션)이 떨어져 상술한 바와 같이 주행중 제동을 걸었을 때 미끄러짐이 심하게 일어나는 결점이 있었다.

즉, 마른 노면을 고속주행할 때의 미끄러짐의 정도(드라이 트랙션 : Dry traction)가 심해 코너링(Cornering) 및 고속직진성등에 안정성이 떨어지게 되고, 특히 비가 올때나 비가 오고난 후 노면위에 물 기가 있을 때는 더욱더 미끄러짐의 정도(웨트 트랙션 : Wet traction)가 심해지는 문제점이 있었다.

더구나, 도로가 좋아지고 자동차의 성능이 향상됨에 따라 고속화가 가속화되어 고속주행성능과 나아가서는 자동차경주시 보다 빠르고 안전한 타이어가 요구되고 있으나, 종래의 조성물에 의해 제조된 트레드 타이어는 이를 만족시키지 못하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 내마모성을 유지하면서 노면과의 마찰계수를 높혀 웨트 및 드라이 트랙션을 향상시켜 고속 주행성 및 조정안정성을 줄 수 있는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 통상의 유화중합 SBR 30 내지 90중량부와 결합 스티렌 함량이 23.5 내지 50중량%이고 오일 함량이 20 내지 50중량부이며 분자량분포가 3.5 내지 6.5이고 분자량이 60만 내지 120만을 갖는 고스티렌 유화중합 SBR 10 내지 70중량부 및 통상의 카본블랙, 가류제, 노화방지제, 가류촉진제가 배합된 타이어 트레드 고무조성물임을 그 특징으로 한다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 조성물의 주성분인 고무로서 유화중합 SBR을 사용하는데, SBR은 일반적으로 스티렌 함유량, 중합조건, 분자량, 안정제, 유화제 등의 종류에 따라 여러종류의 제품이 있다. 본 발명에서는 통상적인 타이어 트레드용으로 사용되는 유화중합 SBR과 결합 스티렌 함유량이 23.5 내지 50중량%, 오일함유량이 20 내지 50중량부, 분자량이 60만 내지 120만을 갖으며 분자량 분포가 3.5 내지 6.5인 고스티렌 유화중합 SBR을 상기 통상의 유화중합 SBR 30 내지 90중량부에 고스티렌 유화중합 SBR을 10 내지 70중량부를 첨가하여 배합시키는 바, 만일 고스티렌 유화중합 SBR을 10중량부 미만으로 배합하게 되면 타이어 트랙션이 저하하게 되고, 70중량부를 초과하여 배합하게 되면 고속주행성, 내구성 및 내마모성의 저하율이 커지게 된다.

상기에서 고스티렌 유화중합 SBR의 분자량분포는 3.5 내지 6.5인 것이 바람직한 바, 상기 범위를 벗어나게 되면 고무조성물의 가공성(예를들면, 압출가공성, 구금팽창성)에 악영향을 미치게 된다.

본 발명에서는 상기 배합된 고무에 통상의 카본블랙이 배합되게 되는데 그중 요오드 흡착력이 85 내지127mg/g, DBP 흡착력이 110 내지 127cc/100g인 카본블랙을 배합시키는 것이 특히 바람직하다.

특히, 상기의 카본블랙은 상기 배합고무에 80 내지 100중량부로 배합시키는 것이 바람직한데 그 이유는 내마모성, 타이어 트랙션 및 가공성을 향상시킬 수 있기 때문이다.

또한, 그 밖에 본 발명의 조성물에는 통상의 프로세스 오일, 촉진제, 가류제 및 노화방지제등이 배합되게되며, 그중 상기의 프로세스 오일은 5 내지 20중량부로 사용하는 것이 좋다. 그 이유는 고무배합시 혼합성과 내구성을 향상시키는 데 도움을 주기 때문이다.

한편, 본 발명에서 사용된 통상의 촉진제로는 예를 들면, 알데히드 암모니아계 가류촉진제, 구아니딘계 가류촉진데, 티오우레아계 가류촉진제, 티아졸계 가류촉진제등이 바람직하고, 가류제로는 예를 들면 p,p'-디벤조일 퀴논디옥심, 4,4'-디티오디모르폴린, 황중에서 황이 바람직하며, 노화방지제로는 예를 들면 아민 알데히드계 노화방지제, 케톤 아민계 노화방지제, 방향족 제 2 급 아민께 노화방지제, 알킬페놀계 노화방지제, 이미다졸계 노화방지제, 디티오산염계 노화방지제등이 바람직하다.

본 발명의 타이어 트레드 조성물로 제조된 (트레드)타이어는 고속 주행성능 및 내마모성도 우수할 뿐만 아니라 가공성 향상을 가져오며, 특히 제동성(웨트 및 드라이 트랙션) 이 뛰어나 자동차 주행안정성에 커다란 기여를 하게 되므로 승요차용 레디알타이어, 고성능 타이어, 경주용타이어의 트레드 고무에 이용할 수 있게 된다.

이하 본 발명을 실시예 및 비교예에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같으며, 본 발명은 다음 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1 내지 7]

다음 표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로 반바리 믹서에서 잘 혼합시켜 마스터 뱃치를 제조한 다음, 통상의 제조공정을 거쳐 타이어를 제조하여 다음에 나타낸 방법에 의거 타이어의 성능시험을 행하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

1) 내마모성능

상기에서 제조된 각각의 시험용 타이어를 승용차에 취부하여 시험코스의 노면위를 일정속도로 주행한 후에 마모치를 측정하였다.

다음 표 1 에 나타낸 수치는 비교예 1의 타이어를 100으로 했을때의 값을 기준으로 표시한 것으로 수치가 클수록 우수함을 나타낸다.

2) 고속주행성능

상기에서 제조된 각가의 시험용 타이어를 림(RIM)에 취부하여 일정한 공기를 타이어에 주입하고 드럼경이 1707mm인 드럼에 밀착시켜 타이어에 마킹되어 있는 최대하중의 90%에 해당하는 하중을 준 다음, 처음 2시간은 80km/hr로 주행하고, 그 후 매 0.5시간마다 10 내지 20km/hr의 속도를 추가하여 주행시켜 타이어가 손상(트레드부 갈라짐, 타이어 재료사이의 이탈)되는 시점까지의 시간을 측정하였다.

다음 표 1 에 나타난 수치는 비교예 1의 타이어를 100으로 했을때의 값을 기준으로 표시한 것으로 수치가 클수록 우수함을 나타낸다.

3)트랙션 성능

①드라이 트랙션

상기에서 제조된 각각의 시험용 타이어를 승용차에 취부하여 완전히 건조된 상태의 아스팔트 또는 콘크리트 노면위를 60km/hr의 속도로 주행하다가 일정지점에서 급정거를 하여 미끄러지는 거리를 측정하였다. 다음 표 1 에 나타낸 수치는 비교예 1의 타이어를 100으로 했을때의 값을 기준으로 표시한 것으로 수치가 클수록 우수함을 나타낸다.

②웨트 트랙션

상기에서 제조된 각각의 시험용 타이어를 승용차에 취부하여 2 내지 3mm의 수막이 형성된 아스팔트 또는 콘크리트 노면위를 40km/hr의 속도롤 주행하다가 일정지점에서 급정거를 하여 미끄러지는 거리를 측정하였다. 다음 표 1 에 나타낸 수치는 비교예 1의 타이어를 100으로 했을 때의 값을 기준으로 표시한 것으로 수치가 클수록 우수함을 나타낸다.

[비교예 1 내지 4]

다음표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로 반바리 믹서에서 잘 혼합시켜 마스터 뱃치를 제조한 다음, 통상의 제조공정을 거쳐 타이어를 제조하여 실시예 1과 동일하게 성능시험을 실시하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다. 다음 표 1에 나타낸 수치는 비교예 1의 타이어를 100으로 했을때의 값을 기준으로 표시한 것으로 수치가 클수록 우수함을 나타낸다.

[실시예 8 내지 17]

다음 표 2 에 나타낸 바와 같은 조성으로 반바리 믹서에서 잘 혼합시켜 마스터 뱃치를 제조한 다음, 통상의 제조공정을 거쳐 타이어를 제조하여 상기 실시예 1과 동일하게 성능시험을 실시하여 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다. 다음 표 2 에 나타낸 수치는 비교예 5의 타이어를 100으로 했을때의 값을 기준으로 표시한 것으로 수치가 클수록 우수함을 나타낸다.

[비교예 5 내지 6]

다음 표 2 에 나타낸 바와 같은 조성으로 반바리 믹서에서 잘 혼합시켜 마스터 뱃치를 제조한 다음, 통상의 제조공정을 거쳐 타이어를 제조하여 상기 실시예 1과 동일하게 성능시험을 실시하여 그 결과를 다음 표 2 에 나타내었다. 다음 표 2 에 나타낸 수치는 비교예 5 의 타이어를 100으로 했을때의 값을 기준으로 표시한 것으로 수치가 클수록 우수함을 나타낸다.

[표 1]

(단위 : 중량부)

[표 2]

(단위 : 중량부)

*. 요오드 흡착력 : 85~117mg/g, DBP 흡착력 117~127cc/100g

**. 요오드 흡착력 : 117~127mg/g, DBP 흡착력 110~127cc/100g

상기 표 1에서 나타나듯이, 부타디엔고무(BR)대신 고스티렌 유화중합 SBR로 대체시켜서 된 본 발명의 고무조성물로 제조된 타이어 트레드 물성은 고스티렌 유화중합 SBR의 사용, 증가에 따라 내마모성 및 고속주행성능을 거의 손상시키지 않으면서 드라이 및 웨트 트랙션 성능이 월등히 향상되었음을 알 수 있다.

또한, 상기 표 2에서 나타나듯이, 입자경이 작고 구조가 발달된 카본 블랙을 사용함으로서, 내마모성 및 웨트 트랙션성능이 훨씬 향상되었음을 알 수 있다.

Claims (1)

1. 통상의 유화중합 SBR 30 내지 90중량부와 결합 스티렌 함량이 23.5 내지 50중량%이고, 오일함량이 20 내지 50중량부이며 분자량 분포가 3.5 내지 6.5이고, 분자량이 60만 내지 120만을 갖는 고스티렌 유화중합 SBR 10 내지 70 중량부 및 통상의 카본블랙, 가류제, 노화방지제, 가류촉진제 등이 배합된 타이어 트레드 고무조성물.