KR101442216B1 - 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로서, 본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은 원료고무 100 중량부, 보강성 충진제 1 내지 150 중량부, 그리고 탈황된 재생고무 5 내지 20 중량부를 포함한다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 제동 성능 및 마모 성능과 저연비 성능이 모두 적정 수준 이상으로 유지되고, 산업 폐기물인 폐고무를 재활용함에 따라 환경 오염을 방지할 수 있고, 대폭적으로 제조단가를 절감할 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 제동 성능 및 마모 성능과 저연비 성능이 모두 적정 수준 이상으로 유지되고, 산업 폐기물인 폐고무를 재활용함에 따라 환경 오염을 방지할 수 있고, 대폭적으로 제조단가를 절감할 수 있다.
Description
본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제동 성능 및 마모 성능과 저연비 성능이 모두 적정 수준 이상으로 유지되고, 산업 폐기물인 폐고무를 재활용함에 따라 환경 오염을 방지할 수 있고, 대폭적으로 제조단가를 절감할 수 있는 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것이다.
최근 환경문제가 사회 전반에 걸쳐 대두되고 있는 가운데 각종 생활용품, 자동차부품, 전기 및 전자제품의 부품 등으로 이용되는 고분자 및 고무재료는 사용 후 발생되는 폐기물이 대부분 썩지 않고 환경오염 문제의 원인이 되는 것으로 문제가 되고 있다.
따라서 자원을 유효 적절히 활용함과 동시에 중요한 사회 문제로 등장되어 있는 환경오염을 방지하기 위하여 전 세계적으로 고분자 및 고무재료를 포함한 산업페기물의 처리 및 재활용 방안에 대한 관심과 연구가 꾸준히 지속되고 있다.
특히 타이어 고무의 재활용은 일반적으로 마모된 트레드를 제거한 후 재 가황하여 재생 타이어를 만들어 사용하는 것이 일반적이나 재생 타이어 사용 후 결국 페기물로 전환되어 환경오염 문제 해결의 근본적인 해결책은 아니다.
또한, 고무 폐기물을 작은 입자의 분말 또는 조각 형태의 고무칩으로 만들어서 재활용하는 방법이 있으며 이중 고무칩은 보도 블록 또는 운동시설 등의 바닥재와 건축물의 외장재 등으로 일부 사용되고 있으며, 또한 폐고무 칩을 신발용 겉창재료로 이용한 기술(대한민국 특허등록 제0187496호)도 있으나, 고무칩을 적용할 경우 고무와 폐고무칩의 계면 간에는 어떠한 화학 결합도 형성되지 않아 재료 파괴 시 고무와 폐고무칩의 계면에 응력이 집중되어 크랙이 쉽게 발생하고 이로 인한 파괴가 쉽게 진행되는 문제점이 있다.
또한, 폐타이어를 수거, 45 내지 250㎛ 크기로 분쇄하여 5 내지 30중량부를 사용하고 이를 미가류 폐고무 5 내지 30 중량부를 함께 사용한 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물에 대한 특허(대한민국 특허공개 제2002-0032848호)가 공개되어 있으나 이 기술은 폐고무칩 기술과 같이 고무와 폐고무 분말 감의 어떠한 화학 결합도 형성되지 않아 재료 파괴 시 고무와 폐고무칩의 계면에 응력이 집중되어 크랙이 쉽게 발생하고 이로 인한 파괴가 쉽게 진행되는 문제점이 있다. 또한 분쇄 후 재생제를 혼합하여 약 200℃로 가열, 열노화와 해중합(解重合)을 일으켜 연화(軟化) 재생되어 신생고무와 혼합하여 고무제품을 생산하는 경우도 있으나 이는 단순히 연화 재생되는 것으로 재차 가황하여 제조할 경우 최종 생성되는 탄성체의 인장강도, 신장율, 인장을력 등의 물성이 현저히 낮아져서 실제 활용도가 낮다.
본 발명의 목적은 본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은 제동 성능 및 마모 성능과 저연비 성능이 모두 적정 수준 이상으로 유지되고, 산업 폐기물인 폐고무를 재활용함에 따라 환경 오염을 방지할 수 있고, 대폭적으로 제조단가를 절감할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 원료고무 100 중량부, 보강성 충진제 1 내지 150 중량부, 그리고 탈황된 재생고무 5 내지 20 중량부를 포함한다.
상기 탈황된 재생고무는 황 함량이 상기 탈황된 재생고무 전체에 대하여 0.020 중량% 이하일 수 있다.
상기 탈황된 재생고무는 80 내지 120 mesh로 분쇄될 수 있다.
상기 탈황된 재생고무는 상기 탈황된 재생고무 전체에 대하여 폴리아로마틱 하이드로카본(polyaromatic hydrocarbon)의 함량이 10 중량% 이하일 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 질소흡착 비표면적이 30 내지 200㎡/g이고 디부틸프탈레이트 흡유량이 60 내지 130cc/100g인 카본블랙을 30 내지 80 중량부로 더 포함할 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 카본블랙과 실리카를 50:20 내지 40:30의 중량비로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 타이어는 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조한 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 원료고무 100 중량부, 보강성 충진제 1 내지 150 중량부, 그리고 탈황된 재생고무 5 내지 20 중량부를 포함한다.
상기 원료고무는 천연 고무, 합성 고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 천연 고무는 일반적인 천연 고무 또는 변성 천연 고무일 수 있다.
상기 일반적인 천연 고무는 천연 고무로서 알려진 것이면 어느 것이라도 사용될 수 있고, 원산지 등이 한정되지 않는다. 상기 천연 고무는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함하지만, 요구 특성에 따라서 트랜스-1,4-폴리이소프렌을 포함할 수도 있다. 따라서, 상기 천연 고무에는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함하는 천연 고무 외에, 예컨대 남미산 사포타과의 고무의 일종인 발라타 등, 트랜스-1,4-이소프렌을 주체로서 포함하는 천연 고무도 포함할 수 있다.
상기 변성 천연 고무는, 상기 일반적인 천연 고무를 변성 또는 정제한 것을 의미한다. 예컨대, 상기 변성 천연고무로는 에폭시화 천연 고무(ENR), 탈단백 천연 고무(DPNR), 수소화 천연 고무 등을 들 수 있다.
상기에서 합성 고무는 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 변성 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무(BR), 변성 부타디엔 고무, 클로로 술폰화 폴리에틸렌 고무, 에피클로로 하이드린 고무, 불소 고무, 실리콘 고무, 니트릴 고무, 수소화된 니트릴 고무, 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 변성 니트릴 부타디엔 고무, 클로리네이티드 폴리에틸렌 고무, 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS) 고무, 에틸렌 프로필렌 고무, 에틸렌 프로필렌디엔(EPDM) 고무, 하이팔론 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌 비닐아세테이트 고무, 아크릴 고무, 히드린 고무, 비닐 벤질 클로라이드 스티렌 부타디엔 고무, 브로모 메틸 스티렌 부틸 고무, 말레인산 스티렌 부타디엔 고무, 카르복실산 스티렌 부타디엔 고무, 에폭시 이소프렌 고무, 말레인산 에틸렌 프로필렌 고무, 카르복실산 니트릴 부타디엔 고무, 브로미네이티드 폴리이소부틸 이소프렌-코-파라메틸 스티렌(brominated polyisobutyl isoprene-co-paramethystyrene, BIMS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 재생고무는 타이어 트레드를 분쇄 및 탈황 공정을 거쳐 제조한 재생고무일 수 있다. 구체적으로 상기 재생고무는 폐타이어를 분쇄한 후, 코드(cord) 및 기타 이물질을 제거하고, 탈황 과정을 거친 것이다. 상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 상기 분쇄 및 탈황된 재생고무를 포함함에 따라 제동 성능 및 마모 성능과 저연비 성능을 모두 적정 수준 이상 유지되고, 산업 폐기물인 폐고무를 재활용함에 따라 환경오염을 방지하고, 대폭적으로 제조단가를 절감할 수 있다. 또한, 상기 재생고무는 탈황 공정에 의하여 원료고무인 미가류 고무와 일부 화학 결합을 형성함으로써 가류 고무의 물성 저하를 방지할 수 있다.
상기 재생고무는 황 함량이 0.020 중량% 이하이고, 바람직하게 0.015 중량% 이하일 수 있다. 상기 재생고무의 황 함량이 0.020 중량%를 초과하는 경우 재생고무 내 다수의 가교되어 있는 황으로 인하여 재생고무와 고무 간에 화학 결합이 형성되지 않아 재료 파괴 시 고무와 폐고무칩의 계면에 응력이 집중되어 크랙이 쉽게 발생하고 이로 인한 파괴가 쉽게 진행되는 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 재생고무는 입자 크기가 80 내지 120 mesh이다. 상기 재생고무의 입자 크기가 80 mesh 미만인 경우 큰 입자경으로 인하여 고무 내 분산 문제로 인하여 기계적 물성이 저하될 수 있는 문제가 발생할 수 있고, 120 mesh를 초과하는 경우 미세한 입자로의 재생 고무 분쇄 공정 추가로 인한 원재료의 가격 상승의 문제가 발생할 수 있다.
상기 재생고무는 탈황됨에 따라 상기 재생고무 전체에 대하여 폴리아로마틱 하이드로카본(polyaromatic hydrocarbon)의 함량이 10 중량% 이하인 친환경 재생고무일 수 있다.
상기 재생 고무는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게 10 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 상기 재생 고무의 함량이 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 10 중량부 미만인 경우에는 대폭적인 제조단가의 절감 효과가 미미하고, 20 중량부를 초과하는 경우에는 재생 고무를 과량으로 첨가하여 발생하는 제동 성능 및 마모 성능과 저연비 성능 등의 물성이 저하될 수 있다.
상기 보강성 충진제는 카본블랙, 실리카 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 탈황된 재생고무를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물이 카본블랙을 단독으로 보강성 충진제로 포함하는 경우 제동 성능 및 제조 단가의 절감 효과는 우수한 반면, 마모 성능 및 저연비 성능이 소폭 저하되는 특징이 있다.
따라서, 상기 마모 성능 및 저연비 성능 저하 방지를 위하여 상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 상기 카본블랙과 실리카를 50:20 내지 40:30의 중량비로 포함할 수 있다. 상기와 같은 중량비로 카본블랙과 실리카를 함께 사용하는 경우 상기 재생고무를 5 내지 20 중량부 포함하여도 마모 성능 및 저연비 성능을 확보할 수 있으며, 더불어 젖은 노면 제동 성능을 향상 시킬 수 있다.
상기 실리카의 중량비가 30을 초과하면 경도 저하에 의한 타이어의 마모 성능 향상 효과가 없으며, 중량비가 20 미만이면 저연비 성능 향상 효과가 없을 수 있다.
상기 보강성 충진제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 1 내지 150 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게 50 내지 90 중량부로 포함할 수 있다. 상기 보강성 충진제의 함량이 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만인 경우 충진제에 의한 보강 성능이 미미할 수 있고, 150 중량부를 초과하는 경우 타이어용 고무 조성물의 가공성이 불리해질 수 있다.
상기 보강성 충진제로 카본블랙을 단독으로 사용하는 경우 상기 카본블랙은 질소흡착 비표면적(N2SA, nitrogen surface area per gram)이 30 내지 200m2/g일 수 있고, 바람직하게 60 내지 120㎡/g일 수 있다. 상기 카본블랙의 N2SA값이 200m2 /g을 초과하면 내커팅, 내치핑 성능의 보강에 유리한 면이 있으나 타이어용 고무 조성물의 가공성이 불리해질 수 있고, 30m2/g미만인 경우 보강성 충진제인 카본블랙에 의하여 오히려 보강성이 저하될 수 있다.
상기 카본블랙은 큰 질소흡착 비표면적 값을 갖는 고표면적 카본블랙일 수도 있고, 작은 질소흡착 비표면적 값을 갖는 저표면적 카본블랙일 수도 있다. 상기 고표면적 카본블랙은 질소흡착 비표면적의 범위가 105 내지 200㎡/g인 것일 수 있고, 바람직하게 질소흡착 비표면적의 범위가 120 내지 180㎡/g일 수 있으며, 더욱 바람직하게 질소흡착 비표면적의 범위가 120 내지 160㎡/g일 수 있다. 상기 고표면적 카본블랙은 예를 들어 트레드 블랙 ASTM N100급 및 N200급의 카본블랙일 수 있다. 상기 저표면적 카본블랙은 질소흡착 비표면적이 30㎡/g 이상 105㎡/g 미만일 수 있고, 바람직하게 질소흡착 비표면이 50㎡/g 이상 105㎡/g 미만일 수 있으며, 더욱 바람직하게 질소흡착 비표면적이 70㎡/g 이상 105㎡/g 미만일 수 있다. 상기 저표면적 카본블랙은 예를 들어 트레드 블랙 ASTM N300급의 카본블랙일 수 있다.
상기 카본블랙은 DBP(n-dibutyl phthalate) 흡유량이 60 내지 130cc/100g 일 수 있다. 상기 카본블랙의 DBP 흡유량이 130cc/100g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 저하될 수 있고, 60cc/100g 미만이면 충진제인 카본블랙에 의한 보강 성능이 불리해질 수 있다.
상기 실리카는 질소흡착 비표면적이 100 내지 180㎡/g이고, CTAB값이 110 내지 170㎡/g인 특성을 가지는 것을 사용하는 것을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 실리카는 습식법 또는 건식법으로 제조된 것을 모두 사용할 수 있으며, 시판품으로는 울트라실 7000(에보닉 데구사제) 울트라실 VN2(에보닉 데구사제), 울트라실 VN3(에보닉 데구사제), 제오실 1165MP(로디아) 등을 사용할 수 있다.
상기 타이어용 고무 조성물은 선택적으로 추가적인 가류제, 가류촉진제, 가류촉진조제, 커플링제, 노화방지제, 연화제 등의 각종의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 각종의 첨가제는 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 어느 것이나 사용할 수 있으며, 이들의 함량은 통상적인 타이어용 고무 조성물에서 사용되는 배합비에 따르는 바, 특별히 한정되지 않는다.
상기 타이어용 고무 조성물은 통상적인 2단계의 연속 제조 공정을 통하여 제조될 수 있다. 즉, 110 내지 190℃에 이르는 최대 온도, 바람직하게는 130 내지 180℃의 고온에서 열기계적 처리 또는 혼련시키는 제1 단계(비생산 단계라고 함) 및 가교결합 시스템이 혼합되는 피니싱 단계 동안, 전형적으로 110℃ 미만, 예를 들면 40 내지 100℃의 저온에서 기계적 처리하는 제2 단계(생산 단계라고 함)를 사용하여 적당한 혼합기 속에서 제조할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 타이어용 고무 조성물은 타이어를 구성하는 다양한 고무 구성 요소에 포함될 수 있다. 상기 고무 구성 요소로는 트레드(트레드 캡 및 트레드 베이스), 사이드월, 사이드월 삽입물, 에이펙스(apex), 채퍼(chafer), 와이어 코트 또는 이너라이너 등을 들 수 있다. 바람직하게 타이어 트레드용 고무 조성물로 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 타이어는 상기 타이어용 고무 조성물을 이용하여 제조된다. 상기 타이어용 고무 조성물을 이용하여 타이어를 제조하는 방법은 종래에 타이어의 제조에 이용되는 방법이면 어느 것이든 적용이 가능한바, 본 명세서에서 상세한 설명은 생략한다.
상기 타이어는 승용차용 타이어, 경주용 타이어, 비행기 타이어, 농기계용 타이어, 오프로드(off-the-road) 타이어, 트럭 타이어 또는 버스 타이어 등일 수 있다. 또한, 상기 타이어는 레디얼(radial) 타이어 또는 바이어스(bias) 타이어일 수 있으며, 레디얼 타이어인 것이 바람직하다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은 제동 성능 및 마모 성능과 저연비 성능이 모두 적정 수준 이상으로 유지되고, 산업 폐기물인 폐고무를 재활용함에 따라 환경 오염을 방지할 수 있고, 대폭적으로 제조단가를 절감할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[
제조예
1: 고무 조성물의 제조]
하기 표 1과 같은 조성을 이용하여 하기의 실시예 및 비교예에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물을 제조하였다. 상기 고무 조성물의 제조는 통상의 고무 조성물의 제조방법에 따랐다.
| (단위: 중량부) | 비교예 1 | 비교예 2 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 |
| E-SBR(1) | 90(23) | ||||
| Ni-BR(2) | 10 | ||||
| 재생고무(3) | - | - | 10 | 20 | 30 |
| 폐고무 분말(4) | - | 20 | - | - | - |
| 카본블랙 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| 연화제(TDAE 오일) | 5 | ||||
| 산화아연 | 3 | ||||
| 스테아린산 | 2 | ||||
| 산화방지제 | 5 | ||||
| 유황 | 2 | ||||
| 촉진제 | 1.8 | ||||
㈜
(1) E-SBR: 스티렌 함량이 25 내지 40 중량%, 부타디엔 내의 비닐 함량이 25 내지 50 중량%인 회분식 방법에 의해 제조된 유화중합 스티렌-부타디엔 고무(E-SBR), TDAE 오일 23.5PHR extended(괄호 안의 숫자는 오일의 함량임)
(2) Ni-BR: 금호석유화학제 니켈 부타디엔 고무
(3) 재생고무: 대한산업제 탈황된 재생 고무 80 MESH(황의 함량 0.015 중량% 이하)
(4) 폐고무 분말: 폐고무 분말 입자 크기 150 내지 250㎛(황의 함량 0.025 중량%)
[
실험예
1: 제조된 고무 조성물의 물성 측정]
상기 제조예 1의 실시예 및 비교예에서 제조한 고무 시편에 대하여 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 비교예 1 | 비교예 2 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | |
| 무니점도(125℃) | 69 | 73 | 73 | 71 | 70 |
| 경도(Shore A) | 67 | 71 | 66 | 67 | 66 |
| 300% 모듈러스(Mpa) | 12.1 | 12.5 | 11.8 | 10.8 | 10.0 |
| 신장율(%) | 486 | 397 | 426 | 444 | 480 |
| 마모도(Index) | 100 | 80 | 95 | 94 | 84 |
| 0℃ tanδ | 0.191 | 0.182 | 0.214 | 0.209 | 0.196 |
| 60℃ tanδ | 0.175 | 0.172 | 0.174 | 0.178 | 0.184 |
| 제조단가(Index) | 100 | 91 | 97 | 94 | 91 |
- 무니점도(ML1+4(125℃))는 ASTM 규격 D1646에 의해 측정하였다.
- 경도는 DIN 53505에 의해 측정하였다.
- 300% 모듈러스, 신장율은 ISO 37 규격에 의해 측정하였다.
- 마모도(Index)는 람본 마모도(Lambourn abrasion tester)비로서 상온에서 미끄럼비 25%, 하중 1.5kg에서 회전시켜 마모된 고무의 손실량을 비교예 1 기준으로 지수화하여 나타낸 값이다.
* 마모도 = (비교예의 마모량/ 실시예의 마모량) × 100
- 점탄성은 RDS 측정기를 사용하여 0.1% 변형(strain)에 10Hz Frequency 하에서 -60℃에서 80℃ 까지 tan δ를 측정하였다.
- 제조단가는 비교예 1을 기준으로 지수화한 것이다.
상기 표 2의 결과를 통하여 알 수 있듯이, 본 발명의 트레드 고무 조성물에 의해 제조된 실시예 1 내지 3의 고무 시편은 종래 트레드용 고무 조성물인 비교예 1의 고무 시편에 비해 제동 성능 및 마모 성능과 저연비 성능을 모두 적정 수준 이상 유지되고 특히 산업 폐기물인 폐고무의 재활용에 따른 환경오염 방지 효과와 대폭적인 제조단가의 절감 효과를 나타냄을 알 수 있다.
한편, 비교예 2와 같이 탈황되지 않은 폐고무 분말 사용 시 고무와의 화학적 결합이 발생되지 않아 마모도 및 제동성능의 감소가 불가피하다.
[
제조예
2: 고무 조성물의 제조]
하기 표 3과 같은 조성을 이용하여 하기의 실시예 및 비교예에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물을 제조하였다. 상기 고무 조성물의 제조는 통상의 고무 조성물의 제조방법에 따랐다.
| (단위: 중량부) | 비교예 3 | 비교예 4 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | 실시예 7 |
| NR(1) | 20 | |||||
| S-SBR(2) | 40(15) | |||||
| Ni-BR(3) | 40 | |||||
| 재생고무(4) | - | - | 10 | 10 | 20 | 20 |
| 카본블랙 | 60 | 50 | 60 | 50 | 40 | 30 |
| 실리카 | - | 20 | - | 20 | 30 | 40 |
| 커플링제 | - | 3.5 | - | 3.5 | 4.7 | 5.9 |
| 연화제(TDAE오일) | 5 | |||||
| 산화아연 | 3 | |||||
| 스테아린산 | 1 | |||||
| 산화방지제 | 5 | |||||
| 유황 | 1.5 | |||||
| 촉진제 | 2 | |||||
㈜
(1) NR: 자연에서 얻어지는 천연고무로서 화학명은 폴리 아이소프렌
(2)E-SBR: 스티렌 함량이 25 내지 40 중량%, 부타디엔 내의 비닐 함량이 25 내지 50 중량%인 연속식 방법에 의해 제조된 용액중합 스티렌-부타디엔 고무(S-SBR), TDAE 오일 37.5PHR extended(괄호 안의 함량은 오일의 함량임)
(3) Ni-BR: 금호석유화학제 니켈 부타디엔 고무
(4) 재생고무: 대한산업제 탈황된 재생고무 80 MESH(황의 함량 0.015 중량% 이하)
[
실험예
2: 제조된 고무 조성물의 물성 측정]
상기 제조예 2의 실시예 및 비교예에서 제조한 고무 시편에 대하여 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
| 비교예 3 | 비교예 4 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | 실시예 7 | |
| 무니점도(125℃) | 75 | 77 | 77 | 77 | 76 | 79 |
| 경도(Shore A) | 67 | 68 | 67 | 68 | 66 | 65 |
| 300% 모듈러스(Mpa) | 10.9 | 10.1 | 10.0 | 10.5 | 10.3 | 9.8 |
| 신장율(%) | 492 | 500 | 435 | 474 | 471 | 480 |
| 마모도(Index) | 100 | 101 | 97 | 101 | 100 | 96 |
| 0℃ tanδ | 0.209 | 0.213 | 0.218 | 0.223 | 0.225 | 0.220 |
| 60℃ tanδ | 0.170 | 0.168 | 0.174 | 0.168 | 0.169 | 0.184 |
| 제조단가(Index) | 100 | 102 | 96 | 98 | 97 | 99 |
- 무니점도(ML1+4(125℃))는 ASTM 규격 D1646에 의해 측정하였다.
- 경도는 DIN 53505에 의해 측정하였다.
- 300% 모듈러스, 신장율은 ISO 37 규격에 의해 측정하였다.
- 마모도(Index)는 람본 마모도(Lambourn abrasion tester)비로서 상온에서 미끄럼비 25%, 하중 1.5kg에서 회전시켜 마모된 고무의 손실량을 비교예 1 기준으로 지수화하여 나타낸 값이다.
* 마모도 = (비교예의 마모량/ 실시예의 마모량) × 100
- 점탄성은 RDS 측정기를 사용하여 0.1% 변형(strain)에 10Hz Frequency 하에서 -60℃에서 80℃ 까지 tan δ를 측정하였다.
- 제조단가는 비교예 1을 기준으로 지수화한 것이다.
상기 표 4의 결과를 통하여 알 수 있듯이, 본 발명의 트레드 고무 조성물에 의해 제조된 실시예 4 내지 7의 고무 시편은 종래 트레드 고무 조성물인 비교예 3 및 4의 고무 시편에 비해 제동 성능 및 마모 성능과 저연비 성능을 모두 적정 수준 이상 유지되고 특히 산업 폐기물인 폐고무의 재활용에 따른 환경오염 방지 효과와 대폭적인 제조단가의 절감 효과를 나타냄을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (7)
- 원료고무 100 중량부,
카본블랙 및 실리카를 포함하는 보강성 충진제 1 내지 150 중량부, 그리고
탈황된 재생고무 5 내지 20 중량부를 포함하며,
상기 탈황된 재생고무, 카본블랙 및 실리카를 10:50:20 내지 20:40:30의 중량비로 포함하는 것인 타이어 트레드용 고무 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 탈황된 재생고무는 황 함량이 상기 탈황된 재생고무 전체에 대하여 0.020 중량% 이하인 것인 타이어 트레드용 고무 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 탈황된 재생고무는 80 내지 120 mesh로 분쇄된 것인 타이어 트레드용 고무 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 상기 타이어 트레드용 고무 조성물 전체에 대하여 폴리아로마틱 하이드로카본(polyaromatic hydrocarbon)의 함량이 10 중량% 이하인 것인 타이어 트레드용 고무 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 질소흡착 비표면적이 30 내지 200㎡/g이고 디부틸프탈레이트 흡유량이 60 내지 130cc/100g인 카본블랙을 30 내지 80 중량부로 더 포함하는 것인 타이어 트레드용 고무 조성물. - 삭제
- 제1항에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조된 타이어.
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|---|---|---|---|
| KR1020120133331A KR101442216B1 (ko) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 |
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| KR20230108979A (ko) * | 2022-01-12 | 2023-07-19 | 한국타이어앤테크놀로지 주식회사 | 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 포함하는 타이어 |
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