KR100782987B1 - Tread rubber composition for tire - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예 1-1 내지 1-3에 따른 고무조성물을 이용하여 제조된 고무시편이 아스팔트 노면과의 마찰에 의해 유색의 발연 현상을 나타낸 것이고,Figure 1 is a rubber specimen prepared using the rubber composition according to Examples 1-1 to 1-3 of the present invention shows the colored smoke by the friction with the asphalt road surface,
도 2는 실시예 2-1 내지 2-3에 따른 고무조성물을 이용하여 제조된 고무시편이 아스팔트 노면과의 마찰에 의해 유색의 발연 현상을 나타낸 것이다. Figure 2 shows the colored smoke produced by the rubber specimen prepared by using the rubber composition according to Examples 2-1 to 2-3 by friction with the asphalt road surface.
본 발명은 타이어용 트레드 고무 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어가 스핀하면서 발생하는 열로 인해 유색의 연막을 발생하게 하는 내열 안료로 각종 드리프트 레이스 및 시연행사 또는 이벤트에 사용될 수 있도록 한 타이어 트레드 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a tread rubber composition for a tire, and more particularly, a tire tread rubber that can be used in various drift races and demonstration events or events as a heat-resistant pigment that causes colored smoke to be generated due to heat generated when a tire spins. It relates to a composition.
종래, 타이어 트레드 제조에 사용되는 고무 조성물에 있어서는 타이어의 외관 및 소비자들의 개성 표현에 대한 요구가 강해지고 있다. 또한 이에 대한 개선 사항으로, 타이어용 트레드 배합물에 기존의 보강 충진제인 카본 블랙 대신 실리카 와 염료를 사용하여 타이어 트레드의 특정 부위에 착색을 한다는 사실은 이미 널리 알려져 있으나, 노면과의 마찰에 의한 유색 발연을 위한 트레드 조성물은 아니었다. Background Art [0002] Conventionally, in rubber compositions used for tire tread production, there is a strong demand for the appearance of tires and the expression of individuality by consumers. In addition, as a further improvement, it has been widely known that silica and dyes are used in tire tread formulations instead of carbon black, which is a conventional reinforcing filler, to color specific parts of tire treads, but color smoke due to friction with the road surface is known. It was not a tread composition.
또한, 최근 일본 및 미국 등지에서 차량의 후륜을 미끄러뜨려 코너를 통과하는 기술을 사용한 드리프트 경기가 활성화됨에 따라, 이러한 경기에서 사용되는 타이어의 트레드 제조에 사용되는 조성물에 있어서는 다량의 발연 및 유색 연막 형성능력과 같은 신기술이 요구되고 있다.In addition, as a drift race using a technique of sliding a rear wheel of a vehicle and passing a corner in Japan and the United States has recently been activated, a large amount of fuming and colored smoke formation is formed in the composition used to manufacture treads of tires used in such races. New technologies such as ability are required.
타이어 트레드부의 노면과의 마찰에 의한 유색의 연막 발생 능력은, 고무 조성물에 염료를 사용하는 것이 제안되고 있으나, 일반적인 염료들은 연막이 발생하는 시점인 140~180℃ 이상의 온도에서 연막이 발생하나 가혹한 회전 및 하중에 의 한 고온(220℃ 이상)에서는 고무와 함께 연소되어 유색의 연막을 형성하는 능력이 떨어지는 현상이 야기된다. The use of a dye in a rubber composition has been suggested for the ability to generate colored smoke due to friction with the road surface of a tire tread. However, general dyes produce smoke at temperatures of 140 to 180 ° C. or higher when the smoke occurs. And a high temperature (above 220 ° C.) by load, a phenomenon in which the ability to burn with rubber to form a colored smoke film is reduced.
이를 방지하기 위하여 내열 성능이 기존 염료에 비해 높은 안료를 타이어 트레드에 사용하여 고온에서의 발연 안정성을 향상시켰다. 상기 안료는 물이나 대부분의 유기 용제에 녹지 않는 분말상의 착색제를 말하고, 레이크 안료, 무기안료, 백색안료, 산화철계 안료, 세라믹 안료, 아연황, 유기안료, 카드물 옐로, 카본 블랙, 크롬 옐로 등이 있다. In order to prevent this, pigments having higher heat resistance compared to conventional dyes are used in tire treads to improve smoke stability at high temperatures. The pigment refers to a powdery colorant that is insoluble in water or most organic solvents, lake pigments, inorganic pigments, white pigments, iron oxide pigments, ceramic pigments, zinc sulfur, organic pigments, card yellow, carbon black, chrome yellow, etc. There is this.
또한, 도료, 인쇄 잉크, 그림 물감 등을 만들어 물체 표면에 착색하거나, 고무나 합성 수지 등에 직접 섞어서 착색하기도 한다. 이 밖에 도자기의 유약, 화장품, 또 최근에 합성 섬유 원료의 착색에도 사용되어 용도가 다양하다.Also, paints, printing inks, paints, etc. can be made and colored on the surface of the object, or mixed directly with rubber or synthetic resin. In addition, it is used in glazing of ceramics, cosmetics, and recently, coloring of synthetic fiber raw materials, and has various uses.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제들을 해결하기 위한 것으로서, 승용차 타이어가 스핀하면서 발생하는 열로 유색의 연막을 발생하게 하여 타 성능 하락 없이 각종 드리프트 레이스 및 시연행사 또는 이벤트에 사용될 수 있는 내열 안료를 포함하는 타이어 트레드 고무 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention is to solve the above problems, including a heat-resistant pigment that can be used in various drift races and demonstration events or events without other performance degradation by generating a colored smoke with heat generated while the passenger car tire spins It is an object to provide a tire tread rubber composition.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이어 트레드 고무 조성물은 타이어 트레드용 고무 조성물에 있어서, 융점이 1000℃를 초과하고, pH 5 이상이며, 물과 용매에 대한 불용성인 내열 안료를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.Tire tread rubber composition of the present invention for achieving the above object, in the rubber composition for tire tread, the melting point of more than 1000 ℃, pH 5 or more, containing a heat-resistant pigment insoluble in water and solvents It is characterized by.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 드리프트 경기 및 시연행사에서 타이어 스핀시 유색의 발연 성능을 첨가시킨 타이어 트레드용 고무조성물로 실리카 및 카본블랙을 보강제로 포함하며, 내열 안료를 포함한다. The present invention is a rubber composition for tire treads to add colored fuming performance during tire spin in drift competitions and demonstration events, including silica and carbon black as a reinforcing agent, and includes a heat-resistant pigment.
구체적으로는, 본 발명의 원료고무는 스티렌-부타디엔 고무, 폴리이소프렌 고무, 폴리부타디엔 고무, 부틸 고무, 할로겐화 고무 및 에틸렌-프로필렌 고무로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 고무를 사용한다. Specifically, the raw material rubber of the present invention uses one or two or more rubbers selected from the group consisting of styrene-butadiene rubber, polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, butyl rubber, halogenated rubber and ethylene-propylene rubber.
또한, 보강제로는 질소흡착(BET) 비표면적이 400㎡/g 이하이고, 세틸트리메 틸암모늄 브로마이드(CTAB) 비표면적이 400㎡/g 이하인 실리카와 질소흡착 비표면적이 70~160㎡/g이고, DBP 흡유량이 60~160cc/100g인 카본블랙을 상기 원료고무 100중량부에 대하여 실리카와 카본블랙을 합한 총량 기준으로 20~100중량부로 포함한다. In addition, as a reinforcing agent, the nitrogen adsorption (BET) specific surface area is 400 m 2 / g or less, and the cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB) specific surface area is 400 m 2 / g or less, and the nitrogen adsorption specific surface area is 70 to 160 m 2 / g. The carbon black having a DBP oil absorption of 60 to 160 cc / 100 g is included in an amount of 20 to 100 parts by weight based on the total amount of silica and carbon black based on 100 parts by weight of the raw material rubber.
또한, 본 발명의 내열 안료는 융점이 1000℃를 초과하고, pH 5 이상이며, 물과 유기용매에 불용성인 것으로, 구체적으로는 일반적인 유기안료에 비해 내열성능이 우수한 무기안료들인 것이 바람직하며, 이 중에서도 Ultramarine Blue와 RED 120EDS가 특히 바람직하다. 이러한 내열 안료는 상기 원료고무 100중량부에 대하여 5 ~ 40중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 5중량부 미만에서는 발연 시험에서 색상의 선명도가 떨어지고, 또한 40중량부를 초과할 경우 제조단가 및 경도가 증가한다. 본 발명에 사용되는 상기 안료들은 무기 안료로서 일반적으로 내광성, 내열성 및 은폐력이 큰 특징을 가지고 있다.In addition, the heat-resistant pigment of the present invention has a melting point of more than 1000 ℃, pH 5 or more, insoluble in water and organic solvents, specifically It is preferable that inorganic pigments have excellent heat resistance compared to general organic pigments , and among these, Ultramarine Blue and RED 120EDS are particularly preferable. The heat-resistant pigment is preferably contained in 5 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber, less than 5 parts by weight of the color clarity in the smoke test, and more than 40 parts by weight of the manufacturing cost and hardness increases do. The pigments used in the present invention are inorganic pigments and generally have characteristics of high light resistance, heat resistance and hiding power.
본 안료는 실리카를 보강제로 함유하는 고무 조성물에 첨가시킴으로써 그 발연 색상의 선명도를 향상시켰으며, 타이어가 스핀하면서 노면과의 마찰을 통해 발생하는 열로 인해 유색의 연막을 발생하게 되는데 220℃ 이상 온도의 마찰열에서도 발색 능력이 소멸되지 않는 특징을 가진다.This pigment improves the clarity of the color of smoke by adding silica to rubber composition containing as a reinforcing agent and generates colored smoke due to the heat generated by friction with the road surface as the tire spins. It has the feature that the color development ability does not disappear even in frictional heat.
또한, 상기 실리카의 분산성 향상을 위하여 실란 커플링제를 포함하는 바, 구체적으로는 Sulfur 함량이 10~13%이고, MEK 불용분이 49~55%인 커플링제 중에서 선택된 것으로, 상기 실리카 중량에 대하여 10 내지 17중량부로 포함되는 것이 바람직하다. In addition, in order to improve the dispersibility of the silica, a silane coupling agent is included. Specifically, the sulfur content is selected from a coupling agent having a sulfur content of 10 to 13% and a MEK insoluble content of 49 to 55%. It is preferably included to 17 parts by weight.
그밖에 본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은 통상의 첨가제로 가황제인 유황, 가류활성제인 산화아연, 연화제인 아로마틱 오일, 가황촉진제인 CBS와 1,3-디페닐구아니딘(DPG) 및 노화방지제 등을 포함할 수 있음은 물론이다.In addition, the rubber composition for tire treads of the present invention includes, as a conventional additive, sulfur as a vulcanizing agent, zinc oxide as a vulcanizing agent, aromatic oil as a softener, CBS and 1,3-diphenylguanidine (DPG) as a vulcanizing accelerator, and an antioxidant. Of course you can.
이하 본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 상기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but the present invention is not limited to the above Examples.
다음 표 1에서 본 발명의 실시예에서 사용된 안료의 특성을 요약하였다.Table 1 summarizes the properties of the pigments used in the examples of the present invention.
비교예 1 및 실시예 1-1 내지 1-4Comparative Example 1 and Examples 1-1 to 1-4
스티렌-부타디엔 고무 100중량부에 대하여, 안료(Ultramarine Blue)의 배합량을 0.0, 5.0, 10, 15 중량부로 변경하여, 반바리 혼합기(Banbury Mixer) 및 오픈 밀 (Open Mill)을 이용하여 고무 조성물의 시험편을 제조하였다. 상기 제조된 고무 조성물의 조성을 다음 표 2에 나타내었다.The amount of the pigment (Ultramarine Blue) was changed to 0.0, 5.0, 10, and 15 parts by weight based on 100 parts by weight of styrene-butadiene rubber, and the rubber composition was prepared using a Banbury Mixer and an Open Mill. Test specimens were prepared. The composition of the prepared rubber composition is shown in Table 2 below.
본 발명의 비교예와 실시예에서 제조된 고무시편의 물성은 ASTM 관련규정에 의하여 다음과 같이 측정된 것이다.The physical properties of the rubber specimens prepared in Comparative Examples and Examples of the present invention are measured as follows according to ASTM-related regulations.
(1) 스코치 타임은 무늬 비스코미터로 측정한다. 무늬 최소치로부터 5포인트 상승될 때까지 걸리는 시간으로 측정된 것으로, 시간이 길수록 스코치 안정성이 향상된 것이다.(1) Scorch time is measured by a patterned bismeter. It is measured by the time it takes to increase 5 points from the minimum pattern, and the longer the time, the better the scorch stability.
(2) 인장 물성의 측정은 시편을 아령형으로 잘라서 인스트론사에서 제작한 인장시험기로 실시한다. 300% 모듈러스는 시편을 300% 신장시켰을 경우 시편에 작용하는 스트레스를 일컫는다.(2) Measurement of tensile properties is carried out with a tensile tester manufactured by Instron by cutting the specimen into dumbbells. 300% modulus refers to the stress acting on a specimen when the specimen is stretched 300%.
비교예Comparative example 2 및 2 and 실시예Example 2-1 내지 2-3 2-1 to 2-3
스티렌-부타디엔 고무 100중량부에 대하여, 안료(RED 120EDS)의 배합량을 0.0, 5.0, 10, 15중량부로 변경하여, 반바리 혼합기(Banbury Mixer) 및 오픈 밀 (Open Mill)을 이용하여 고무 조성물의 시험편을 제조하였다. 상기 제조된 고무 조성물의 조성을 다음 표 3에 나타내었다.With respect to 100 parts by weight of styrene-butadiene rubber, the compounding amount of the pigment (RED 120EDS) was changed to 0.0, 5.0, 10, and 15 parts by weight, and the rubber composition was prepared using a Banbury Mixer and an Open Mill. Test specimens were prepared. The composition of the rubber composition prepared is shown in Table 3 below.
상기 표 2와 3의 결과로부터, 비교예에 비하여 경도 및 300% 모듈러스와 같은 물성의 큰 하락 없이 유색의 발연 고무조성물을 제조하였다. From the results of Tables 2 and 3, colored fumed rubber compositions were prepared without a significant drop in physical properties such as hardness and 300% modulus compared to the comparative examples.
시험예Test Example
상기 표 2와 3에 나타낸 실시예와 비교예에 따라 배합된 배합물을 160℃에서 20분 가류하여 시험편을 얻었다. 이 시험편을 가지고 아스팔트 노면에서 시험하여 각각 푸른색과 연분홍색의 연막을 얻을 수 있었다. The test mixture was obtained by vulcanizing the blended formulations according to the examples and comparative examples shown in Tables 2 and 3 above at 160 ° C for 20 minutes. This test piece was tested on the asphalt road surface to obtain a blue and pale pink smoke film, respectively.
발연 시험은 상기 실시예의 배합 고무를 아래의 사진에 나타낸 시험편으로 가류하여 에어 그라인더를 사용 아스팔트 노면에서 실시하였다.The smoke test was carried out on the asphalt road surface using an air grinder by vulcanizing the compound rubber of the above example into the test piece shown in the following photograph.
에어 그라인더의 회전속도는 실제 드리프트용 차량의 종감속비(3.2~3.5:1)와 드리프팅시의 엔진 운행 회전수(4000~6000rpm)를 고려하여 1000rpm으로 설정하여 시험하였다. 아스팔트 노면과의 마찰에 의해 유색의 발연 현상을 다음 도 1과 2에 도시하였다.The rotation speed of the air grinder was set to 1000 rpm in consideration of the actual deceleration ratio (3.2 to 3.5: 1) of the drift vehicle and the engine running speed (4000 to 6000 rpm) during drift. Colored fuming phenomena by friction with asphalt road surface are shown in FIGS. 1 and 2.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 내열성이 우수한 내열 안료를 고무 조성물에 포함시킴으로써 승용차 또는 레이싱차에 장착시에는 타이어가 스핀하면서 노면과의 마찰을 통해 발생하는 열로 인해 다양한 색상의 연막을 발생시킬 수 있어 각종 드리프트 레이스 및 시연행사 또는 이벤트에 사용될 수 있다. As described in detail above, by incorporating a heat-resistant pigment having excellent heat resistance into the rubber composition, when the tire is mounted on a car or a racing car, the smoke generated by friction with the road surface as the tire spins may generate various colors of smoke. Can be used for drift races and demonstrations or events.
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