KR100778547B1 - Tire tread rubber composition improved anti-abrasion properties - Google Patents

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Abstract

A tire tread rubber composition and a tire containing the tire tread prepared from the composition are provided to improve the miscibility with a rubber material, the dispersion of a reinforcing filler and abrasion resistance. A tire tread rubber composition comprises 1-5 phr of zinc undecylenate as a dispersant based on 100 phr of a rubber material. Preferably the rubber material is a natural rubber, a synthetic rubber or their mixture. Preferably the composition comprises further a reinforcing filler selected from the group consisting of carbon black, silica, clay, calcium carbonate, and talc.

Description

내마모성이 향상된 타이어 트레드 고무조성물{Tire tread rubber composition improved anti-abrasion properties}Tire tread rubber composition improved anti-abrasion properties

본 발명은 내마모성이 향상된 타이어 트레드 고무조성에 관한 것으로 보다 상세하게는 종래 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 분산제로 징크 운데실렌네이트(Zinc Undecylenate)를 사용하여 충진제의 분산성을 향상시켜 궁극적으로 내마모성을 향상시킬 수 있는 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a tire tread rubber composition with improved abrasion resistance. More specifically, in a conventional tire tread rubber composition, using zinc undecylenate as a dispersant improves dispersibility of a filler and ultimately improves wear resistance. The present invention relates to a tire tread rubber composition.

자동차 발명 초기의 타이어 용도는 단순한 차량지지 및 운반의 기능으로만 사용되어 왔다.Tire applications in the early days of the automotive invention have been used only as a function of simple vehicle support and transportation.

그러나 인류의 성장과 함께 세계경제와 기술력 발달에 따라 소비자의 요구가 급변하고 있으며, 따라서 차량의 성능향상에 따른 타이어의 성능도 비례적으로 향상되고 있어 새로운 성능을 갖는 타이어 개발이 시급한 실정이다. However, with the growth of mankind, the demands of consumers are changing rapidly according to the development of the world economy and technology. Therefore, tire performance with new performance is urgently developed as the performance of tires is proportionally improved.

각각의 타이어는 그룹별로 고유한 특성을 갖게 되는데 승용차용 타이어는 기본적으로 승차감과 핸들링 특성 뿐만 아니라 소음과 마모성능도 중요한 항목으로 대두되고 있다.Each tire has unique characteristics for each group. In addition, tires for passenger cars have emerged as important items in terms of riding comfort and handling characteristics as well as noise and wear performance.

특히 내마모 성능은 일반 소비자와 영업용 택시, 버스 등에서 장기 사용을 위한 내마모 성능을 강력하게 요구하고 있어 개발이 시급한 과제 중 하나이다. In particular, abrasion resistance is one of the urgent problems of development because it demands abrasion resistance for long-term use in general consumers, commercial taxis and buses.

종래 공기입 타이어, 특히 타이어의 트레드 고무의 내마모성을 향상시키기 위해 고무의 조성비를 잘 조절하거나 또는 보강성이 좋은 보강성충진제를 사용하였다. 최근에는 상기의 최적의 고무조성비나 충진제를 첨가하고, 충진제의 분산을 좋게 하여 결과적으로 충진효과가 좋은 고무조성물을 얻기 위해 충진제의 분산성 향상을 위해 분산제를 사용하고 있다. Conventionally, in order to improve wear resistance of pneumatic tires, particularly tire tread rubber, a reinforcing filler having good reinforcement or good reinforcement is used. In recent years, dispersants have been used to improve the dispersibility of fillers in order to add the optimum rubber composition ratio or filler and to improve the dispersion of the fillers and to obtain a rubber composition having good filling effect.

일예로 고무와 충진제간의 혼화성을 좋게 하여 궁극적으로 고무의 내마모성을 향상을 위해 고무조성물의 성분으로써 금속염 형태의 분산제를 사용하고 있다.For example, in order to improve the miscibility between the rubber and the filler and ultimately improve the wear resistance of the rubber, a dispersant in the form of a metal salt is used as a component of the rubber composition.

본 발명은 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무와 혼화성이 좋으며, 또한 고무조성물 내에 첨가된 보강충진제의 분산성을 향상시키기 위해 분산제로서 징크 운데실렌네이트(Zinc Undecylenate)를 포함하도록 하여 내마모성이 향상된 타이어 트레드 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.In the tire tread rubber composition, the present invention has good miscibility with the raw rubber, and also includes zinc undecylenate as a dispersant to improve the dispersibility of the reinforcing filler added in the rubber composition. An object is to provide a tire tread rubber composition.

본 발명에 의해 분산제로서 징크 운데실렌네이트를 포함하는 타이어 트레드 고무조성물로 이루어진 고무는 내마모성이 향상되어 궁극적으로 타이어의 수명을 연장시킬 수 있다.According to the present invention, a rubber made of a tire tread rubber composition containing zinc undecylenate as a dispersant can improve wear resistance and ultimately extend the life of the tire.

상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 분산제로 징크 운데실렌네이트(Zinc Undecylenate)를 포함하는 타이어 트레드 고무조성물을 나타낸다.The present invention for achieving the above-mentioned object, in the tire tread rubber composition, represents a tire tread rubber composition comprising zinc undecylenate as a dispersant.

본 발명의 징크 운데실렌네이트를 포함하는 타이어 트레드 고무조성물은 원료고무 100phr에 대하여 징크 운데실렌네이트 1∼5phr 포함할 수 있다.The tire tread rubber composition including the zinc undecylenate of the present invention may include 1 to 5 phr of zinc undecylenate with respect to 100 phr of raw rubber.

본 발명에서 원료고무는 종래 타이어 트레드 고무조성물에 있어서 원료고무로 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 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 in the conventional tire tread rubber composition.

본 발명의 타이어 트레드 고무조성물의 원료고무는 천연고무(NR), 합성고무를 각각 단독으로 사용할 수 있다. As the raw material rubber of the tire tread rubber composition of the present invention, natural rubber (NR) and synthetic rubber can be used alone.

본 발명의 타이어 트레드 고무조성물의 원료고무는 천연고무와 합성고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다. 일예로 고무조성물에서 원료고무를 100phr 사용하는 경우 천연고무 60∼90phr, 스티렌부타디엔 고무 10∼40phr의 혼합고무, 바람직하게는 천연고무 80∼90phr, 스티렌부타디엔 고무 10∼20phr의 혼합고무, 보다 바람직하게는 천연고무 80phr, 스티렌부타디엔 고무 20phr의 혼합고무를 사용할 수 있다.As a raw material rubber of the tire tread rubber composition of the present invention, a mixed rubber in which natural rubber and synthetic rubber are mixed may be used. For example, when 100 phr of raw rubber is used in a rubber composition, a mixed rubber of 60 to 90 phr of natural rubber, 10 to 40 phr of styrene butadiene rubber, preferably 80 to 90 phr of natural rubber, mixed rubber of styrene butadiene rubber of 10 to 20 phr, more preferably The mixed rubber of natural rubber 80 phr, styrene butadiene rubber 20 phr can be used.

본 발명의 타이어 트레드 고무조성물의 원료고무는 서로 다른 종류의 합성고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다. 일예로 고무조성물에서 원료고무를 100phr 사용하는 경우 스티렌부타디엔 고무 60∼90phr, 부타디엔 고무 10∼40phr의 혼합고무, 바람직하게는 스티렌부타디엔 고무 80∼90phr, 부타디엔 고무 10∼20phr 의 혼합고무, 보다 바람직하게는 스티렌부타디엔 고무 80phr, 부타디엔 고무 20phr의 혼합고무를 사용할 수 있다.The raw material rubber of the tire tread rubber composition of the present invention may use a mixed rubber mixed with different types of synthetic rubber. For example, when 100 phr of raw rubber is used in a rubber composition, a mixed rubber of styrene butadiene rubber 60 to 90 phr, butadiene rubber 10 to 40 phr, preferably a mixed rubber of styrene butadiene rubber 80 to 90 phr, butadiene rubber 10 to 20 phr, more preferably The mixed rubber of styrene butadiene rubber 80phr, butadiene rubber 20phr can be used.

상기에서 합성고무의 일예로 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 부틸고무, 할로겐화 부틸 고무, 이소프렌이 함유된 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴을 포함하는 스티렌 부타디엔 고무, 네오프렌 고무 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.As an example of the synthetic rubber, any one or more selected from styrene butadiene rubber, butadiene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, styrene butadiene rubber containing isoprene, styrene butadiene rubber including nitrile, and neoprene rubber may be used.

본 발명에서 타이어 트레드 고무조성물에 있어서 보강충진제는 종래 타이어 트레드 고무조성물에 있어서 보강충진제로 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다.In the present invention, the reinforcing filler in the tire tread rubber composition may be used as long as it can be used as a reinforcing filler in the conventional tire tread rubber composition.

본 발명은 상기 보강충진제의 일예로 카본블랙, 실리카, 클레이(clay), 탄산칼슘, 탈크(talc) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.The present invention may use any one or more selected from carbon black, silica, clay (calcium), calcium carbonate, talc (talc) as an example of the reinforcing filler.

상기 보강충진제의 일예로 카본블랙을 사용하는 경우 원료고무 100phr에 대하여 50∼80phr 사용할 수 있으며, 이때 카본블랙은 표면적(surface area)을 나타내는 BET값이 110∼170m2/g이고, 구조(structure)를 나타내는 DBP흡착량이 120∼180ml/100g인 것을 사용할 수 있다.When carbon black is used as an example of the reinforcing filler, 50 to 80 phr may be used with respect to 100 phr of raw rubber. In this case, the carbon black has a BET value representing a surface area of 110 to 170 m 2 / g and a structure. The DBP adsorption amount which shows the thing of 120-180 ml / 100g can be used.

상기 보강충진제의 일예로 실리카를 사용하는 경우 실리카는 원료고무 100phr에 대하여 40∼75phr 사용할 수 있으며, 이때 실리카는 표면적(surface area)을 나타내는 BET값이 100∼200m2/g이고, 구조(structure)를 나타내는 DBP흡착량이 200∼300ml/100g인 것을 사용할 수 있다.When silica is used as an example of the reinforcing filler, silica may be used in an amount of 40 to 75 phr with respect to 100 phr of raw rubber, wherein silica has a BET value representing a surface area of 100 to 200 m 2 / g and a structure. The DBP adsorption amount which shows the thing of 200-300 ml / 100g can be used.

상기 보강충진제의 일예로 카본블랙과 실리카를 동시에 사용할 수 있다.As one example of the reinforcing filler, carbon black and silica may be used simultaneously.

상기 보강충진제의 일예로 카본블랙과 실리카를 동시에 사용하는 경우 상기에서 언급한 각각의 특성을 지닌 카본블랙은 원료고무 100phr에 대하여 20∼40phr 사용할 수 있으며, 실리카는 원료고무 100phr에 대하여 15∼25phr 사용할 수 있다.As an example of the reinforcing filler, when carbon black and silica are used at the same time, the carbon black having the above-mentioned characteristics may be used in an amount of 20 to 40 phr for 100 phr of raw rubber, and the silica may be used for 15 to 25 phr for 100 phr of raw rubber. Can be.

본 발명의 타이어 트레드 고무조성물에 대하여 다양한 성분, 함량을 적용한바, 본 발명의 목적에 부합하는 타이어 트레드 고무조성물을 얻기 위해서는 상기에서 언급한 성분, 함량의 타이어 트레드 고무조성물이 바람직하다.Various components and contents are applied to the tire tread rubber composition of the present invention. In order to obtain a tire tread rubber composition consistent with the object of the present invention, the tire tread rubber composition of the above-mentioned components and contents is preferable.

본 발명은 상기에서 언급한 원료고무, 보강충진제, 분산제 이외에 종래 타이어 트레드 고무조성물에 사용되는 노화방지제, 활성제, 공정오일, 가류제와 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.The present invention can be used in a predetermined amount by appropriately selecting various additives such as anti-aging agents, activators, process oils, and vulcanizing agents used in conventional tire tread rubber compositions in addition to the above-mentioned raw rubbers, reinforcing fillers and dispersants. have. 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.

본 발명은 상기의 타이어 트레드 고무조성물로 이루어진 고무를 함유하는 타이어를 포함한다. The present invention includes a tire containing a rubber composed of the tire tread rubber composition described above.

본 발명의 타이어 트레드 고무조성물로 이루어진 고무는 타이어의 고무 부위에 적용하여 사용할 수 있다. 이러한 타이어의 적용부위의 일예로 트레드 부위에 적용할 수 있다. The rubber made of the tire tread rubber composition of the present invention can be applied to the rubber part of the tire. One example of the application area of the tire can be applied to the tread area.

상기에서 타이어 트레드 고무조성물로 이루어진 고무를 함유하는 타이어는 승용차용 타이어, 트럭용 타이어, 버스용 타이어, 오토바이용 타이어, 항공기용 타이어 중에서 선택된 어느 하나 이상을 나타낸다.The tire containing the rubber made of the tire tread rubber composition is any one or more selected from passenger tires, truck tires, bus tires, motorcycle tires, and aircraft tires.

이하 본 발명을 다음의 비교예, 실시예 및 시험예에 의하여 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 실시를 위한 하나의 일예일 뿐 이들에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by the following Comparative Examples, Examples and Test Examples. However, these are only one example for the practice of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예 1><Example 1>

하기의 표 1과 같이 천연고무(SMR-20) 80phr, 스티렌부타디엔 고무(SBR-1500) 20phr로 이루어진 원료고무 100phr에 대하여 징크 운데실렌네이트 2phr, 카본블랙(N-375) 75중량부, 스테아린산 2phr, 노화방지제로서 쿠마녹스-RD(Kumanox-RD) 2.0phr, 쿠마녹스-13(Kumanox-13) 2.0phr, 쿠마녹스-3C(Kumanox-3C) 2.0phr를 밴버리 믹서에 넣고 140℃에서 5분 동안 배합하여 고무배합물을 얻었다.As shown in Table 1 below, 100 phr of raw rubber consisting of 80 phr of natural rubber (SMR-20) and 20 phr of styrene butadiene rubber (SBR-1500) was 2 phr of zinc undecylenate, 75 parts by weight of carbon black (N-375), and 2 phr of stearic acid. , 2.0 phr Kumanox-RD as an anti-aging agent, 2.0 phr Kumanox-13 as 2.0 phr, and 2.0 phr Kumanox-3C as banbury mixer were placed in a Banbury mixer for 5 minutes at 140 ° C. The rubber compound was obtained by blending.

상기의 고무배합물에 가류제로서 유황(80％-Crystex) 1.9phr, 가류촉진제로서 N-t-부틸벤토티아졸 설펜아미드(N-t-butylbenzothiazole sulfenamide, NS) 1.8phr, 다이페닐구아니딘(Diphenylguanidine, DPG) 0.6phr를 첨가하고 145℃에서 20분 동안 가류하고 고무시편을 제조하였다.In the rubber blend, sulfur (80% -Crystex) 1.9 phr as a vulcanizing agent, Nt-butylbenzothiazole sulfenamide (NS) 1.8 phr as a vulcanization accelerator, diphenylguanidine (DPG) 0.6 phr Was added and vulcanized at 145 ° C. for 20 minutes to prepare a rubber specimen.

<실시예 2><Example 2>

징크 운데실렌네이트 4phr 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.A rubber specimen was prepared in the same manner as in Example 1 except that 4 phr of zinc undecylenate was used.

<비교예>Comparative Example

징크 운데실렌네이트를 사용하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.A rubber specimen was prepared in the same manner as in Example 1 except that zinc undecylenate was not used.

표 1. 실시예 및 비교예의 고무 조성(단위 : phr) Table 1. Rubber composition of Examples and Comparative Examples (unit: phr)

종 류Kinds 비교예Comparative example 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 SMR-20 SBR-1500 Zinc Undcylenate N375 Stearic Acid Kumanox-RD Kumanox-13 Kumanox-3C NS D.P.G. 80%-CRYSTEXSMR-20 SBR-1500 Zinc Undcylenate N375 Stearic Acid Kumanox-RD Kumanox-13 Kumanox-3C NS D.P.G. 80% -CRYSTEX 80 20 - 75 2.0 2.0 2.0 2.0 1.8 0.6 1.980 20-75 2.0 2.0 2.0 2.0 1.8 0.6 1.9 80 20 2.00 75 2.0 2.0 2.0 2.0 1.8 0.6 1.980 20 2.00 75 2.0 2.0 2.0 2.0 1.8 0.6 1.9 80 20 4.00 75 2.0 2.00 2.0 2.0 1.8 0.6 1.980 20 4.00 75 2.0 2.00 2.0 2.0 1.8 0.6 1.9

* SMR-20는 소련하여 사용하였고, 황은 80%-Crystex를 사용함.* SMR-20 is used for the Soviet Union, and sulfur is used for 80% -Crystex.

<시험예 1><Test Example 1>

상기 실시예 및 비교예 고무에 대하여 ASTM 관련 규정에 의해 무니점도, 스코티 타임, 적정가류시간, 경도, 100％모듈러스, 300％모듈러스, 인장강도, 절단시 신장율과 같은 물성을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.Physical properties such as Mooney viscosity, Scotty time, proper curing time, hardness, 100% modulus, 300% modulus, tensile strength, and elongation at cut were measured according to ASTM-related regulations for the above Examples and Comparative Examples. It is shown in Table 2.

표 2. 실시예 및 비교예의 고무 물성 Table 2. Rubber Properties of Examples and Comparative Examples

항목Item 비교예Comparative example 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 무늬 점도(100℃) 스코치타임(T5) 적정가류시간(분) 경도 100%-MODULUS 300%-MODULUS 인장강도 절단시 신장율Pattern Viscosity (100 ℃) Scotch Time (T5) Proper Curing Time (min) Hardness 100% -MODULUS 300% -MODULUS Tensile Strength 71.02 18.00 24.15 72 50 125 210 43071.02 18.00 24.15 72 50 125 210 430 71.15 25.33 24.31 72 51 126 217 44771.15 25.33 24.31 72 51 126 217 447 71.50 25.13 24.69 73 53 128 222 43271.50 25.13 24.69 73 53 128 222 432

<시험예 2><Test Example 2>

상기 실시예 및 비교예 고무에 대하여 ASTM 관련 규정에 의 마모를 측정하고 그 결과를 아래의 표 3에 나타내었다.Abrasion to ASTM-related regulations was measured for the Examples and Comparative Examples rubbers and the results are shown in Table 3 below.

표3. 실시예 및 비교예의 고무 마모 시험 결과Table 3. Rubber Wear Test Results of Examples and Comparative Examples

구 분division 비교예Comparative example 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 PICO 마모(g)PICO wear (g) 0.0400.040 0.0320.032 0.0340.034 DIN 마모(g)DIN wear (g) 0.1630.163 0.1310.131 0.1380.138

*PICO 마모, DIN 마모는 시편이 마모된 양을 나타낸 것으로 수치가 적을수록 내마모성이 우수함을 의미한다.* PICO wear and DIN wear indicate the amount of specimen wear, which means that the lower the value, the better the wear resistance.

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.

상기 시험예의 결과에서처럼 본 발명의 분산제로 징크 운데실렌네이트를 포함하는 타이어 트레드 고무조성물로 이루어진 고무는 분산제를 첨가하지 않은 고무조성물로 이루어진 고무에 비해 동등 수준 이상의 물성을 지니며, 특히 내마모성이 향상되고 있음을 알 수 있다. As a result of the test example, the rubber composed of the tire tread rubber composition containing zinc undecylenate as the dispersant of the present invention has a physical property equivalent or higher than that of the rubber composition without the dispersing agent, and in particular, wear resistance is improved and It can be seen that.

Claims (3)

타이어 트레드 고무조성물에 있어서,In the tire tread rubber composition, 원료고무 100phr에 대하여 분산제로 징크 운데실렌네이트 1∼5phr를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드 고무조성물.A tire tread rubber composition comprising 1-5 phr of zinc undecylenate as a dispersant for 100 phr of raw rubber. 삭제delete 특허청구범위 제1항의 고무조성물로 이루어진 고무를 트레드로 포함하는 타이어.A tire comprising a rubber made of the rubber composition of claim 1 as a tread.
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