KR20030033481A

KR20030033481A - 노화물성 하락현상이 개선되고 내마모 특성이 우수한트레드 고무조성물

Info

Publication number: KR20030033481A
Application number: KR1020010065478A
Authority: KR
Inventors: 김현수
Original assignee: 금호산업 주식회사
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2003-05-01

Abstract

본 발명은 노화물성 하락현상이 개선되고 내마모 특성이 우수한 트레드 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 원료고무 100 중량부에 대하여 하기 구조식으로 나타낼 수 있는 징크디알킬디티오포스페이트(Zinc dialkyl dithiophosphate, 이하 TP/G라고 약칭함) 1.0∼5.0 중량부 포함하도록 하여 노화물성 하락현상이 개선되고 내마모 특성이 우수한 트레드 고무조성물에 관한 것이다.

Description

노화물성 하락현상이 개선되고 내마모 특성이 우수한 트레드 고무조성물{Tread rybber composition excellent thermal ading and abrasion resistance}

본 발명은 노화물성 하락현상이 개선되고 내마모 특성이 우수한 트레드 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 원료고무 100 중량부에 대하여 징크디알킬디티오포스페이트(Zinc dialkyl dithiophosphate, 이하 TP/G라고 약칭함) 1.0∼5.0 중량부 포함하도록 하여 노화물성 하락현상이 개선되고 내마모 특성이 우수한 트레드 고무조성물에 관한 것이다.

일반적으로 천연고무를 주로하는 고무조성물의 유황가류 제품은 천연고무내 많이 존재하는 이중결합과 다량의 황과 소량의 촉진제를 사용하는 컨벤션날 가류계(Conventional cure system) 때문에 열노화 특성이 현저히 하락되고 또한 고무배합물의 낮은 열전도 특성에 의해 고온 가류시 몰드(mold)와 직접 접촉하는 트레드(tread) 부위에 과가류로 인한 내마모 특성의 하락, 고무물성 중 인열특성, 불균일마모 및 편마모의 원인이 되기도 한다.

타이어 트레드 고무조성물의 열노화 특성 하락 및 마모특성 하락을 개선하기 위하여 (1)고무에 열전도 특성이 좋은 물질을 고무조성물에 첨가하는 방법, (2)천연고무와 합성고무와의 혼합고무를 사용하는 방법, (3)가교 결합계를 다중 설파이드(poly sulfide) 보다는 단일 설파이드(mono sulfide) 결합으로 변경하여 열 안정성 특성을 개선하는 방법 등이 있다.

그러나 이들 방법은 천연고무의 다중 가황결합으로 이루워진 화합물에서 발열에 의한 벨트/트레드 부위의 분리현상 또는 드레드 부위의 파열현상을 방지하는데는 한계성을 보여주고 있다. 또한 생산성 증가를 위한 고온가류는 표면 과가류 등에 의해 고무배합물의 물성이 현저히 하락하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 천연고무를 단독으로 사용하거나 또는 천연고무를 주로 원료고무로 사용하는 트레드 고무조성물에 있어서, 징크디알킬디티오포스페이트를 포함하도록 하여 노화물성 하락현상이 개선되고 내마모 특성이 우수한 트레드 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 노화물성 하락현상이 개선되고 내마모 특성이 우수한 트레드 고무조성물은 공지의 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 중량부에 대하여 하기 구조식으로 나타낼 수 있는 징크디알킬디티오포스페이트(Zinc dialkyldithiophosphate, 이하 TP/G라고 약칭함) 1.0∼5.0 중량부 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 원료고무는 천연고무를 단독으로 사용하거나 또는 천연고무와 합성고무의 혼합물을 사용할 수 있는데 천연고무와 합성고무의 혼합물중 천연고무가 60% 이상 함유하도록 하며, 본 발명에서 천연고무와 혼합하여 원료고무로 사용하는 합성고무는 종래의 트레드 고무조성물에 사용하는 합성고무는 어떠한 것이라도 사용할 수 있으나 보다 바람직 하기로는 고무조성물의 원료고무로 주로 사용하고 있는 스티렌부타디엔 고무, 폴리이소프렌 고무, 부타디엔 고무 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것이 좋다.

상기에서 징크디알킬디티오포스페이트는 비중이 1.25g/cm³, 유황함량이 10.7%인 것으로서 본 발명에서 1.0 중량부 미만 사용하면 분산상태에 크게 영향을 받아 물성 개선 효과가 차이가 없는 문제가 있고, 5.0 중량부 초과 사용하면 물성개선 효과에 별다른 변화가 없이 비용만 증가하는 문제가 있어 징크디알킬디티오포스페이트 1.0∼5.0 중량부 유지하는 것이 좋다.

한편 본 발명의 트레드 고무조성물은 원료고무와 징크디알킬디티오포스페이트 이외에도 통상적으로 트레드 고무조성물에 사용하는 첨가제인 카본블랙(N-330), 산화아연(ZnO#S), 스테아린산(Stearic aicd), 연화제, 가류제(황), 촉진제를 함유하나 이들은 모두 통상적으로 사용되는 것으로서 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자라면 알 수 있으리라 사료되어 이들에 대한 설명은 생략하고자 한다.

이하 본 발명을 다음의 비교예, 실시예 및 시험예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들이 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.

<비교예>

천연고무 100 중량부로 원료고무로 하고, 통상적으로 트레드 고무조성물에 사용하는 첨가제인 카본블랙(N-330) 50 중량부, 산화아연(ZnO#S) 5 중량부, 스테아린산(Stearic aicd) 2 중량부, 연화제 2 중량부, 가류제(황) 2.5 중량부, 촉진제(NS) 0.7 중량부를 180℃에서 20분 동안 과가류를 하여 고무시편을 제조하였다.

아래의 표 1에 고무조성물의 조성비를 정리하여 나타내었다.

<실시예 1>

징크디알킬디티오포스페이트(TP/G) 1.5 중량부 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 고무조성물의 조성비 및 방법을 이용하여 고무시편을 제조하였다.

<실시예 2>

촉진제(DM) 1.2 중량부, 징크디알킬디티오포스페이트(TP/G) 4.5 중량부 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 고무조성물의 조성비 및 방법을 이용하여 고무시편을 제조하였다.

표 1. 비교예 및 실시예 고무조성물의 조성비(단위 : 중량부)

항목	비교예	실시예 1	실시예 2
원료고무	100	100	100
카본블랙	50	50	50
산화아연	5	5	5
스테아린산	2	2	2
연화제	2	2	2
가류제(황)	2.5	2.5	2.5
촉진제(NS)*	0.7	0.7	-
TP/G	-	1.5	4.5
촉진제(DM)**	-	-	1.2

*NS : N-t-butylbenzothiazole-Z-sulfenamide

**DM : Benzothiazyl disulfide

<시험예>

상기 비교예 및 실시예 고무시편에 대하여 공지의 방법을 이용하여 레오미터, 인장물성, 동적물성, 리버젼, 무니점도, 마모 및 발열에 대한 물성을 측정하여 그 결과를 아래의 표 2에 정리하여 나타내었다.

표 2. 비교예 및 실시예 고무시편의 물성

항목	비교예	실시예 1	실시예 2
레오미터(@160℃)	T40(분)	3.7	2.8	2.0
	End Cure(분)	7.3	3.9	3.5
	Max Torque	44.1	43.8	46.3
인장물성	경도	70	72	72
	300% 모듈러스(kgf/cm²)	167	189	192
	인장강도(kgf/cm²)	268	256	249
	신율(%)	468	425	401
동적물성	Tg(℃)	-50	-51	-50
	Tanδ(0℃)	0.145	0.149	0.152
	Tanδ(70℃)	0.102	0.091	0.095
리버젼(%, @180℃ 20분)	12.5	3.1	2.3
무니점도(100℃)	82	80	79
피코마모(mg)	3.55	2.80	2.45
발열(℃)	28.6	24.8	22.9

상기 표 2에서처럼 징크디알킬디티오포스페이트가 첨가된 본 발명의 트레드 고무조성물은 종래의 트레드 고무조성물에 비하여 스코치 안전성이 약간 하락하는 경향을 보이나 공정성에는 문제 없을 수준으로 나타나며, 가류시간이 크게 단축되는 경향을 나타내었다. 특히 180℃에서 20분 동안 가류한 과가류 상태에서 리버젼(reversion) 특성을 평가한 결과 비교예에 비해 현저하게 리버젼 현상이 개선됨을 확인할 수 있었다. 또한 마모특성의 결과 비교예 보다 약 30% 정도 개선된 결과를 나타내었으며, 발열특성에 있어서도 비교예 보다 안정된 것을 알 수 있다.

Claims

공지의 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 중량부에 대하여 하기 구조식으로 나타내는 징크디알킬디티오포스페이트 1.0∼5.0 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 노화물성 하락현상이 개선되고 내마모 특성이 우수한 트레드 고무조성물
제 1항에 있어서, 원료고무는 천연고무를 단독으로 사용하거나 또는 천연고무와 스티렌부타디엔 고무, 폴리이소프렌 고무, 부타디엔 고무 중에서 선택된 하나의 합성고무의 혼합물로서 천연고무와 합성고무의 혼합물은 천연고무가 60% 이상 함유된 것 임을 특징으로 하는 노화물성 하락현상이 개선되고 내마모 특성이 우수한 트레드 고무조성물