KR100512132B1 - 실리카로 보강된 타이어용 트레드 고무 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실리카로 보강된 타이어용 트레드 고무 조성물에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 용액중합 스티렌 부타디엔 고무와 부타디엔 고무를 원료고무로 하며, 분산이 용이하도록 제조된 고분산성 실리카를 20∼80phr 첨가하므로써 내마모 특성 및 회전저항 특성이 개선된 타이어용 트레드 고무 조성물에 관한 것이다.

Description

실리카로 보강된 타이어용 트레드 고무 조성물{Silica-filled tire tread rubber composition}
본 발명은 실리카로 보강된 타이어용 트레드 고무 조성물에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 용액중합 스티렌 부타디엔 고무와 부타디엔 고무로 구성된 합성고무에 고분산성 실리카(HDS ; High dispersible Silica)를 첨가하므로써, 내마모 특성 및 회전저항 특성이 개선된 타이어용 트레드 고무 조성물에 관한 것이다.
종래에 제조된 타이어용 트레드 고무 조성물은 천연고무, 용액중합 스티렌 부타디엔 고무 또는 부타디엔 고무만을 주성분으로 사용하고, 보강제로서 카본블랙을 사용하여 어느 정도의 제동성능과 연비성능을 만족시켰다.
타이어는 여러 부품 및 부위로 이루어져 있지만, 그 중에서도 특히 지면과 접하는 트레드는 타이어의 연비성능에 가장 중요한 영향을 미친다. 일반적으로 타이어의 제동성능과 연비성능은 고무의 물성인 점탄성 특성과 높은 상관관계를 가지며, 점탄성 특성 중에서 0℃에서의 동적 손실계수는 젖은 노면에서의 제동성과, 그리고 60℃에서의 동적 손실계수는 회전저항 즉, 연비성능과 매우 밀접한 관계를 갖고 있다. 따라서, 0℃에서의 동적 손실계수가 높을수록 제동성능이 유리하며, 60℃에서의 동적 손실계수는 낮을수록 연비성능에서 유리한 것으로 알려져 있다.
연비성능을 개선시키기 위해서는 타이어와 노면과의 마찰을 줄여야 하는데, 이 경우에 타이어의 제동성능이 저하되는 상반된 특성이 나타나게 되므로, 이러한 상반된 특성을 동시에 만족시키는 방법으로서 실리카 배합이 연구 개발되어 왔다.
그러나, 실리카는 표면에 기능기가 과다하게 집중되어 있어 산도가 높고, 충진제-충진제간에 높은 반응성을 보이며, 상대적으로 촉진제-고무와는 낮은 반응성을 보이기 때문에 이상적인 가류물성을 얻기 위해서는 특별한 가공조건을 필요로 하였다. 또한, 다량의 커플링제를 필요로 하였다.
또한, 고무 조성물에 보강제로 실리카를 사용할 경우 고무 조성물내 실리카 사용량이 증가되면서 실리카 자체적인 비중 등의 이유로 인하여 폴리머와의 배합시 비산되어 분산이 어렵고, 점도가 상승하며, 가류물성에서는 저조한 마모성의 문제 등으로 인하여 고무 물성이 하락하는 등 보강성이 다소 떨어지는 경향이 있어 분산조제와 공정오일을 사용하여 분산성을 향상시켰다.
분산조제로는 주로 금속 지방산 염으로 구성된 화합물이 사용되며, 이는 금속 이온에 의한 친수성기와 지방산에 의한 소수성기를 동시에 가지고 있는 양친화성 물질이다. 금속 이온은 실리카 표면의 실라놀기들과 반응하여 수소결합이나 쌍극자 결합에 의해 서로 강하게 결합되어 있는 실리카 응집체에 대해서 분자간의 표면에너지를 감소시키므로써 혼합공정중 분해를 유도하고, 지방산은 고무 사슬과 사용성이 우수하여 고무 사슬들을 희석시키는 역할을 한다. 또한 공정 오일은 탄화수소로 구성된 소수성 물질로서 고무 사슬의 엉킴 등을 희석시킴으로써 고무 조성물의 점도를 낮추는 역할을 한다.
이와 같이, 고무내 실리카 사용량이 증가함에 따라 분산 불량에 의해 점도 상승 및 고무 물성이 하락하는 등 보강성이 다소 떨어지는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 분산이 용이하도록 제조된 고분산성 실리카를 첨가하여 내마모 특성 및 회전저항 특성을 개선시키므로써, 젖은 노면에서의 제동성능과 연비성능을 동시에 향상시키는 타이어용 트레드 고무 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 용액중합 스티렌 부타디엔 고무와 부타디엔 고무로 이루어진 합성고무 100phr에 대해서, 고분산성 실리카를 20∼80phr 첨가하여 이루어진 것을 특징으로 하는 타이어용 트레드 고무 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 사용되는 고분산성 실리카(HDS)는 기존의 실리카와 비교하여 기본물성인 BET, DBP, CTAB 등은 동등 범위내이더라도 분산성이 향상된 실리카로서, 실리카 제조업계에서 개발되어 현재 시판되고 있으나, 아직 타이어 분야에 적용되지 않고 있다. 본 발명에서는 고분산성 실리카로서, 시판되는 제품을 구입하여 사용할 수 있으며, 그 함량은 물성 및 분산성을 고려하여 20~80phr을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 고분산성 실리카는 BET가 150∼180㎡/g이고, CTAB는 160∼170㎡/g이며, DBP는 160∼240ml/100g인 것이 바람직하다.
본 발명의 고무 조성물에는 통상적인 고무 조성물용 첨가제들, 예로서 아연, 스테아린산, 노화 방지제, 왁스, 아로마틱 오일, 황, 촉진제 등의 첨가제들을 적절히 선택하여 첨가할 수 있으며, 이러한 첨가제들의 선택 및 사용량은 당분야에서는 공지이다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 예에 지나지 않으며 본 발명의 보호범위를 제한하는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 실리카의 화학특성을 표 1에 나타내며, 실시예 및 비교예의 고무 조성물의 조성비는 표 2에 나타내었다.
실시예 1
오일이 첨가된 용액중합 스티렌 부타디엔 고무(Oil extended S-SBR) 96phr, 부타디엔 고무(BR) 30phr, 고분산성 실리카 B 80phr, 아연 3.0phr, 스테아린산 2.0phr, 노화방지제 1.5phr, 왁스 1.0phr, 아로마틱 오일 10phr, 황 1.5phr, 촉진제 3.5phr 및 커플링제 12.8phr을 반버리 믹서에 넣고, 혼합하여 180℃에서 방출하였다.
실시예 2
고분산성 실리카 B 대신에 고분산성 실리카 C를 80phr로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 혼합하여 160℃에서 방출하였다.
비교예 1
고분산성 실리카 B 대신에 통상의 실리카 A를 80phr로 하는 것 외에는 실시예 1과 동일하게 혼합하여 180℃에서 방출하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 고무 조성물로부터 시편을 제작하여 가류시킨 후 측정한 물성 결과를 표 3에 나타내었다.
이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 고무 조성물은 외부에서 전단력이 가해졌을때, 입자 또는 응집체 구조가 더 쉽게 분산되도록 제조된 고분산성 실리카(HDS)를 사용하므로써, 분산을 용이하게 하여 내마모 특성 뿐만 아니라 점탄성 특성중 0℃ 및 60℃ 동적 손실계수를 모두 개선하여 젖은 노면에서의 제동성능 및 연비성능을 모두 향상시키는 효과를 갖는다.
도 1은 실시예 및 비교예에서 사용된 실리카에 대해 광학현미경으로 측정한 실리카 분산상태,
도 2는 실시예 및 비교예에서 사용된 실리카에 대해 표면분석기를 이용해 측정한 실리카의 표면 거칠기,
도 3은 실시예 및 비교예에서 사용된 실리카의 입자크기 분포를 나타내고 있다.

Claims (1)

  1. 용액중합 스티렌 부타디엔 고무와 부타디엔 고무로 이루어진 합성고무 100phr에 대해서, BET가 150∼180㎡/g이고, CTAB는 160∼170㎡/g이며, DBP는 160∼240ml/100g인 고분산성 실리카를 20∼80phr 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어용 트레드 고무 조성물.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101132791B1 (ko) * 2009-12-21 2012-04-02 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101408772B1 (ko) 2011-12-28 2014-06-17 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100856691B1 (ko) * 2007-08-28 2008-09-04 한국타이어 주식회사 친환경 타이어 트레드용 고무 조성물

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960034289A (ko) * 1995-03-14 1996-10-22 캐쓸린 엠. 이스터링 실리카로 보강된 고무 조성물 및 그의 타이어에서의 용도
KR970001438A (ko) * 1995-06-07 1997-01-24 캐쓸린 엠. 이스터링 실리카로 보강된 트레드를 갖는 타이어
JPH0977912A (ja) * 1995-09-12 1997-03-25 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤトレッド用ゴム組成物
JP2000119445A (ja) * 1998-10-14 2000-04-25 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤトレッド用ゴム組成物
KR20020037588A (ko) * 2000-11-15 2002-05-22 조충환 타이어 트레드용 고무 조성물

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960034289A (ko) * 1995-03-14 1996-10-22 캐쓸린 엠. 이스터링 실리카로 보강된 고무 조성물 및 그의 타이어에서의 용도
KR970001438A (ko) * 1995-06-07 1997-01-24 캐쓸린 엠. 이스터링 실리카로 보강된 트레드를 갖는 타이어
JPH0977912A (ja) * 1995-09-12 1997-03-25 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤトレッド用ゴム組成物
JP2000119445A (ja) * 1998-10-14 2000-04-25 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤトレッド用ゴム組成物
KR20020037588A (ko) * 2000-11-15 2002-05-22 조충환 타이어 트레드용 고무 조성물

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101132791B1 (ko) * 2009-12-21 2012-04-02 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101408772B1 (ko) 2011-12-28 2014-06-17 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어

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