KR100578096B1 - Tread Rubber Compound with The Properties of High Wet Traction and Rolling Resistance - Google Patents
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Abstract
본 발명은 젖은 노면 제동거리 특성과 연비가 향상된 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 공지의 타이어 트레드 고무조성물에 있어서,수산화알루미륨(Al(OH)3) 포함하도록 하여 젖은 노면 제동거리 특성과 연비가 향상된 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a wet road braking distance characteristics and fuel economy is improved tire tread tire tread rubber composition is in more detail known about the rubber composition hydroxide, aluminum cerium (Al (OH) 3) the wet braking distance properties to include It relates to a tire tread rubber composition with improved fuel efficiency.
본 발명은 공지의 타이어 트레드 고무조성물에 있어서 수산화알루미륨을 첨가하여 젖은 노면 특성과 연비가 향상된 타이어 트레드 고무조성물의 제공을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 상기의 트레도 고무조성물로 이루어진 트레드를 포함하는 타이어의 제공을 또 다른 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a tire tread rubber composition in which wet road surface properties and fuel economy are improved by adding aluminum hydroxide in a known tire tread rubber composition. In another aspect, the present invention is to provide a tire comprising a tread made of the above-mentioned tredo rubber composition.
본 발명은 공지의 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 수산화알루미륨(Al(OH)3) 10∼80중량부 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that in the known tire tread rubber composition, 10 to 80 parts by weight of aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) is included with respect to 100 parts by weight of the raw material rubber.
Description
본 발명은 젖은 노면 제동거리 특성과 연비가 향상된 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 공지의 타이어 트레드 고무조성물에 있어서,수산화알루미륨(Al(OH)3) 포함하도록 하여 젖은 노면 제동거리 특성과 연비가 향상된 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a wet road braking distance characteristics and fuel economy is improved tire tread tire tread rubber composition is in more detail known about the rubber composition hydroxide, aluminum cerium (Al (OH) 3) the wet braking distance properties to include It relates to a tire tread rubber composition with improved fuel efficiency.
자동차 산업의 발달, 도로여건의 개선으로 인해 차량의 속도가 점차 증가하고 있다. 한편 지구 온난화 현상에 따라 강우량이 증가함에 따라 젖은 노면이 점차 증가하고 있어 젖은 노면에서의 차량 주행이 점차 증가하고 있다. 젖은 노면에서는 보통의 건조 노면 보다 제동거리가 길어질 뿐만 아니라 젖은 노면의 수분 때문에 차량의 조종안정성이 감소하는 문제가 있다. 따라서 강우량이 많은 지역에서의 타이어는 젖은 노면에서의 제동력과 조종안정성이 우수해야 한다. Due to the development of the automobile industry and the improvement of road conditions, the speed of vehicles is gradually increasing. Meanwhile, wet roads are gradually increasing as rainfall increases due to global warming, and vehicle driving on wet roads is gradually increasing. Wet roads have a longer braking distance than normal dry roads, and there is a problem that the steering stability of the vehicle is reduced due to the moisture of the wet road surface. Therefore, tires in areas with high rainfall should have excellent braking power and steering stability on wet roads.
타이어의 젖은 노면 성능을 강화하기 위해 타이어 트레드 고무조성물에 있어 가장 광범위하게 사용되는 방법은 트레드 고무조성물의 원료고무와 보강충진제를 조절하는 방법이 있다.The most widely used method for the tire tread rubber composition to enhance the wet road performance of the tire is to control the raw rubber and reinforcing filler of the tread rubber composition.
원료고무의 조절은 스티렌(stylene) 함량이 높은 스티렌 부타디엔 고무(SBR)를 원료고무로 사용하거나 용액중합 SBR에서 부타디엔을 구성하는 구조중 비닐(Vinyl) 함령을 높인 고무를 사용하는 방법, 이러한 각각의 고무를 적정한 배합비율(Blending ratio)로 섞어서 사용하는 방법 등이 있다.The control of raw material rubber is based on the use of styrene butadiene rubber (SBR) with high styrene content as raw material rubber or rubber with high vinyl content in the structure of butadiene in solution polymerization SBR. And a method of mixing and using rubber at an appropriate blending ratio.
보강충진제를 조절하는 방법은 고구조 카본블랙을 사용하거나, 최근 보강충진제로 널리 사용되고 있는 실리카를 단독으로 사용하거나 또는 카본블랙과 병용으로 사용하는 방법 등이 있다. The method for controlling the reinforcing filler may be a method using a high-structure carbon black, a silica which has been widely used as a reinforcing filler recently, or a combination with carbon black.
이러한 방법들은 모두 타이어 젖은 노면 성능의 개선을 위한 트레드 고무조성물 개발에 많은 효과가 입증된 방법들이며, 현재도 광범위하게 사용되는 기술이며, 현재도 이에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다.These methods are all proven to be effective in the development of the tread rubber composition for improving the tire wet road performance, and is a technique widely used today, and many studies have been made.
그러나 위에 언급된 대부분의 방법들은 일반적으로 광범위하게 사용되는 트레드 고무조성물에 비해 타이어 트레드 고무조성물의 제조공정이 복잡하여 생산성 하락과 높은 불량율을 나타낼 뿐만 아니라 재료가 고가인 관계로 트레드 고무조성물의 단가가 상승하는 문제점을 가지고 있으나 타이어의 고성능화를 위해 필수적인 요건으로 받아들여지고 있다. However, most of the above mentioned methods are more complicated in the manufacturing process of tire tread rubber compositions than the widely used tread rubber compositions, resulting in lower productivity and higher defect rate, and due to the high cost of materials, the unit cost of the tread rubber composition is high. Although it has a rising problem, it is accepted as an essential requirement for high performance of the tire.
본 발명의 발명자는 젖은 노면 특성이 향상된 트레드 고무조성물에 대한 연구를 진행하던 중 공지의 트레드 고무조성물에 수산화알루미륨을 첨가하면 젖은 노면의 제동거리 특성과 연비가 향상됨을 알게 되었다. The inventors of the present invention found that the addition of aluminum hydroxide to a known tread rubber composition improves the braking distance characteristics and fuel economy of the wet road surface during the study of the tread rubber composition with improved wet road characteristics.
따라서 본 발명은 공지의 타이어 트레드 고무조성물에 있어서 수산화알루미륨을 첨가하여 젖은 노면의 제동거리 특성과 연비가 향상된 타이어 트레드 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a tire tread rubber composition having improved braking distance characteristics and fuel efficiency of wet road surfaces by adding aluminum hydroxide in a known tire tread rubber composition.
또한 본 발명은 상기의 트레드 고무조성물로 이루어진 트레드를 포함하는 타이어의 제공을 또 다른 목적으로 한다.
Another object of the present invention is to provide a tire including a tread made of the tread rubber composition.
상기에서 언급한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 공지의 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 수산화알루미륨(Al(OH)3) 10∼80중량부 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a tire tread rubber composition known in the art, characterized in that it comprises 10 to 80 parts by weight of aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) relative to 100 parts by weight of the raw material rubber.
본 발명에서 수산화알루미륨은 단독으로 사용할 수 있다. 또한 본 발명에서 수산화알루미륨은 종래 트레드 고무조성물에서 보강충진제로 사용하는 카본블랙, 실리카 중에서 선택된 어느 하나 이상과 병용하여 사용할 수 있다. In the present invention, aluminum hydroxide may be used alone. In the present invention, the aluminum hydroxide can be used in combination with any one or more selected from carbon black and silica used as reinforcing fillers in conventional tread rubber compositions.
본 발명에서 원료고무는 종래 타이어 트레드 고무조성물의 원료고무로서 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 이러한 원료고무의 일예 로서 본 발명에서는 천연고무나 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌이 함유된 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴을 포함하는 스티렌 부타디엔 고무, 네오프렌 고무와 같은 합성고무를 각각 단독으로 사용하거나 또는 둘 이상의 합성고무가 동일한 비로 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다. 또한 상기의 천연고무와 합성고무가 1:9∼9:1의 비로 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.In the present invention, the raw material rubber can be used as long as it can be used as the raw material rubber of the conventional tire tread rubber composition. As an example of such raw rubber, in the present invention, synthetic rubber such as natural rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber containing isoprene, styrene butadiene rubber containing nitrile, and neoprene rubber may be used alone or two or more, respectively. Mixed rubbers in which synthetic rubbers are mixed in the same ratio may be used. In addition, it is possible to use a mixture of the natural rubber and synthetic rubber mixed in a ratio of 1: 9 to 9: 1.
본 발명의 필수 구성성분인 수산화알루미륨은 무정형의 파우더(powder) 형태의 재료로 고무보강제로서의 기능은 카본블랙이나 실리카에 비해 약하다. 그러나 카본블랙이나 실리카가 각각 단독으로 함유되거나 또는 두 종류가 혼합되어 첨가되는 고무조성물에 수산화알루미륨을 적용하면 젖은 노면의 제동거리 특성과 연비특성이 향상된다.Aluminium hydroxide, which is an essential component of the present invention, is an amorphous powder-type material, and its function as a rubber reinforcing agent is weaker than that of carbon black or silica. However, applying aluminum hydroxide to a rubber composition containing carbon black or silica alone, or a mixture of two kinds thereof, improves braking distance characteristics and fuel efficiency characteristics of wet road surfaces.
본 발명에서 원료고무 100중량부에 대하여 수산화알루미륨을 10중량부 미만 적용하면 트레드 고무의 젖은 노면의 제동거리 특성과 연비특성이 향상되지 못하고, 80중량부 초과하여 적용하면 트레드 고무의 물성이 감소할 수 있다. 따라서 본 발명에서 수산화알루미륨은 원료고무 100중량부에 대하여 10∼80중량부 첨가하는 것이 좋다.Application of less than 10 parts by weight of aluminum hydroxide to 100 parts by weight of the raw material rubber in the present invention does not improve the braking distance characteristics and fuel economy characteristics of the wet road surface of the tread rubber, when applied in excess of 80 parts by weight of the tread rubber properties can do. Therefore, in the present invention, it is preferable that the aluminum hydroxide is added in an amount of 10 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber.
본 발명은 상기에서 언급한 원료고무, 수산화알루미륨 이외에 종래 타이어 트레드 고무조성물에 사용되는 충진제, 활성제, 노화방지제, 공정유, 가류제 및 가류촉진제와 같은 각종 첨가제를 필요에 따라 적의 선택하여 소정의 함량으로 사용할 수 있다. 그러나 이들은 종래 타이어 트레드 고무조성물에 사용되는 일반적인 성분으로서 본원발명의 필수 구성성분이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.According to the present invention, various additives such as fillers, activators, anti-aging agents, process oils, vulcanizing agents, and vulcanization accelerators, which are used in conventional tire tread rubber compositions, in addition to the above-mentioned raw rubbers and aluminium hydroxide are appropriately selected as necessary. It can be used as a content. However, these are general components used in conventional tire tread rubber compositions, and thus are not essential components of the present invention, and thus the detailed descriptions thereof will be omitted.
한편 본 발명은 상기의 타이어 트레드 고무조성물로 이루어진 트레드를 가지는 타이어를 포함한다. 이때 타이어는 자동차용 타이어, 트럭용 타이어 및 버스용 타이어 중에서 선택된 어느 하나를 포함한다.On the other hand, the present invention includes a tire having a tread made of the tire tread rubber composition. In this case, the tire includes any one selected from a tire for a vehicle, a tire for a truck, and a tire for a bus.
이하 본 발명을 다음의 비교예, 실시예, 시험예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 일실시예로서 이들에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described by the following comparative examples, examples and test examples. However, these are not limited to the scope of the present invention by these as an embodiment of the present invention.
<비교예 1>Comparative Example 1
원료고무로서 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 100중량부에 대해 카본블랙 80중량부, 산화아연 3.0중량부, 스테아린산 2.0중량부, 공정유 40.0중량부, 유황 2.0중량부, 가류촉진제 1.7중량부를 밴버리 믹서에 넣고 160℃에서 30분 동안 가류하여 고무를 제조하였다.80 parts by weight of carbon black, 3.0 parts by weight of zinc oxide, 2.0 parts by weight of stearic acid, 40.0 parts by weight of process oil, 2.0 parts by weight of sulfur, 1.7 parts by weight of vulcanization accelerator to the Banbury mixer as a raw material rubber based on 100 parts by weight of styrene butadiene rubber (SBR). The rubber was prepared by adding and vulcanizing at 160 ° C. for 30 minutes.
카본블랙은 요오드 흡착가가 170∼190g/㎏이고, DBP 흡유량이 128∼148㎖/100g, 질소흡착 비표면적 값이 162∼182㎡/g 이고 착색도가 ITRB#3 대비 128∼148%인 것을 사용하였다.The carbon black had an iodine adsorption value of 170 to 190 g / kg, a DBP oil absorption of 128 to 148 ml / 100 g, a nitrogen adsorption specific surface area of 162 to 182 m 2 / g, and a coloration of 128 to 148% compared to ITRB # 3. .
하기의 표 1에 조성성분을 정리하여 나타내었다.Table 1 below shows the composition of the ingredients.
<비교예 2>Comparative Example 2
카본블랙 80중량부 대신 실리카(Z175) 80중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 조성 및 방법을 이용하여 고무를 제조하였다.A rubber was manufactured using the same composition and method as in Comparative Example 1, except that 80 parts by weight of silica (Z175) was used instead of 80 parts by weight of carbon black.
<실시예 1><Example 1>
원료고무로서 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 100중량부에 대해 수산화알루미륨(Al(OH)3) 80중량부, 산화아연 3.0중량부, 스테아린산 2.0중량부, 공정유 40.0중량부, 유황 2.0중량부, 가류촉진제 1.7중량부를 밴버리 믹서에 넣고 160℃에서 30분 동안 가류하여 고무를 제조하였다.80 parts by weight of aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ), 3.0 parts by weight of zinc oxide, 2.0 parts by weight of stearic acid, 40.0 parts by weight of process oil, 2.0 parts by weight of sulfur, based on 100 parts by weight of styrene butadiene rubber (SBR) as a raw material rubber 1.7 parts by weight of a vulcanization accelerator was placed in a Banbury mixer, and cured at 160 ° C. for 30 minutes to prepare a rubber.
하기의 표 1에 조성성분을 정리하여 나타내었다.Table 1 below shows the composition of the ingredients.
<실시예 2><Example 2>
수산화알루미륨 80중량부 대신 카본블랙 50중량부와 수산화알루미륨 30중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 조성 및 방법을 이용하여 고무를 제조하였다.A rubber was manufactured using the same composition and method as in Example 1, except that 50 parts by weight of carbon black and 30 parts by weight of aluminum hydroxide were used instead of 80 parts by weight of aluminum hydroxide.
상기에서 카본블랙은 요오드 흡착가가 170∼190g/㎏이고, DBP 흡유량이 128∼148㎖/100g, 질소흡착 비표면적 값이 162∼182㎡/g 이고 착색도가 ITRB#3 대비 128∼148%인 것을 사용하였다.The carbon black has an iodine adsorption value of 170 to 190 g / kg, a DBP oil absorption of 128 to 148 ml / 100 g, a nitrogen adsorption specific surface area of 162 to 182 m 2 / g, and a coloration of 128 to 148% compared to ITRB # 3. Used.
<실시예 3><Example 3>
수산화알루미륨 80중량부 대신 실리카(Z175) 50중량부와 수산화알루미륨 30 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 조성 및 방법을 이용하여 고무를 제조하였다.A rubber was manufactured using the same composition and method as in Example 1, except that 50 parts by weight of silica (Z175) and 30 parts by weight of aluminum hydroxide were used instead of 80 parts by weight of aluminum hydroxide.
표 1. 비교예 및 실시예의 조성Table 1. Compositions of Comparative Examples and Examples
<시험예 1><Test Example 1>
상기 비교예 및 실시예에서 제조한 고무에 대하여 경도, 인장강도, 내마모성과 같은 물성을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 정리하여 나타내었다.Physical properties such as hardness, tensile strength, and abrasion resistance of the rubbers prepared in Comparative Examples and Examples were measured and the results are summarized in Table 2 below.
경도(Hardness)는 쇼오-A(shore-A) 경도계를 사용하여 측정한 후 경도값을 인덱스로 표시하였다. 수치가 적을수록 경도가 낮음을 의미한다.Hardness was measured using a Shore-A hardness tester and the hardness value was expressed as an index. The lower the value, the lower the hardness.
인장강도(Tensile strength)는 각 시편에 대한 인장물성 실험은 덤벨 형태의 시편으로 제조하여 평가하였으며 응력-변형 곡선은 인장시험기를 이용하여 25℃에서 인장속도 500mm/min, Load cell 500kgf 조건에서 측정하였다. Tensile strength of each specimen was evaluated by using tensile test specimens. The stress-strain curve was measured at a tensile rate of 500 mm / min and load cell 500 kgf at 25 ° C using a tensile tester. .
내마모성은 피코 마모 측정기(PICO abrasion tester)를 이용하여 각 시편을 평가한 결과로서 수치가 클수록 내마모성이 낮음을 의미한다.Abrasion resistance is the result of evaluating each specimen using the PICO abrasion tester, which means that the higher the value, the lower the wear resistance.
<시험예 2><Test Example 2>
상기 비교예 및 실시예의 고무조성물로 이루어진 트레드 고무를 215/45R17 규격의 타이어 트레드로 하고 이 타이어를 차량에 취부하였다.A tread rubber composed of the rubber compositions of Comparative Examples and Examples was used as a tire tread of 215 / 45R17 standard, and the tire was mounted on a vehicle.
비교예 및 실시예에서 제조한 고무로 이루어진 트레드로 하는 타이어가 취부된 차량에 대하여 젖은 노면 제동거리, 연비를 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 정리하여 나타내었다.The wet road surface braking distance and fuel economy were measured for a vehicle mounted with a tire made of rubber prepared in Comparative Examples and Examples, and the results are summarized in Table 2 below.
젖은 노면 제동거리는 완제품 타이어에 비교예 및 실시예의 고무를 트레드로 적용하여 자동차에 장착 후 아스팔트 노면에서 직진주행 중 80km/hr 정속주행시 제동(braking)하였을 때 미끄러지는 거리를 측정한 값이다. 비교예 1의 측정치를 100으로 하였을 때의 상대적인 값으로 나타내었다. 수치가 클수록 제동거리 특성이 우수함을 의미한다.The wet road braking distance is a value measured by sliding the rubber when braking at 80 km / hr constant speed during straight driving on the asphalt road after applying the rubber of Comparative Examples and Examples to the finished tire as a tread. It was shown by the relative value when the measured value of the comparative example 1 was set to 100. The larger the value, the better the braking distance characteristic.
연비(Rolling resistance)는 완제품 타이어에 비교예 및 실시예의 고무를 트레드로 적용하여 자동차에 장착 후 인도어 드럼 측정(Indoor Drum teat)을 통해 측정한 값이다. 비교예 1의 측정치를 100으로 하였을 때의 상대적인 값으로 나타내었다. 수치가 클수록 연비가 우수함을 의미한다.Rolling resistance is a value measured by using an internal drum teat after mounting the vehicle by applying the rubber of the comparative examples and examples to the finished tire as a tread. It was shown by the relative value when the measured value of the comparative example 1 was set to 100. The larger the value, the better the fuel economy.
표 2. 비교예 및 실시예 고무의 물성Table 2. Physical Properties of Comparative Examples and Examples
상기의 표 2의 결과에서처럼 본 발명에 의한 트레드 고무조성물로 이루어진 고무는 경도, 인장강도, 내마모 특성이 종래 트레드 고무조성물로 이루어진 고무에 비해 약간 낮음을 알 수 있다. 그러나 본 발명의 목적인 젖은 노면 제동거리 특성과 연비는 보다 우수함을 알 수 있다.As shown in the results of Table 2, the rubber made of the tread rubber composition according to the present invention can be seen that the hardness, tensile strength, wear resistance characteristics are slightly lower than the rubber made of the conventional tread rubber composition. However, it can be seen that the wet road surface braking distance characteristics and fuel economy of the object of the present invention is more excellent.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.
Claims (3)
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2003
- 2003-11-26 KR KR1020030084687A patent/KR100578096B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150001281A (en) | 2013-06-27 | 2015-01-06 | 넥센타이어 주식회사 | Rubber Composition for Tread of Tire |
| KR20160048406A (en) | 2014-10-24 | 2016-05-04 | 현대자동차주식회사 | Tire Tread Rubber Composition having Improved Fuel Efficiency and Braking Property |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20050051006A (en) | 2005-06-01 |
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