KR101314783B1 - Tread rubber composition and tire manufactured by using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은 오일을 포함하는 유화중합 스티렌 부타디엔 고무 20 내지 50 중량부, 용액중합 스티렌 부타디엔 고무 25 내지 65 중량부, 부타디엔 고무 20 내지 40 중량부, 그리고 카본블랙 60 내지 75 중량부을 포함하고, 상기 유화중합 스티렌 부타디엔 고무의 오일의 함량은 원고무질 탄성체 100 중량부당 20 내지 50 중량부이고, 상기 부타디엔 고무는 분자량 분포가 1 내지 7인 것이다. 상기 타이어 트레드용 고무 조성물은, 연비특성과 제동성능을 동시에 향상시키면서도 경도를 동등한 수준 이상으로 유지시킬 수 있다.The rubber composition for tire tread of the present invention is 20 to 50 parts by weight of emulsion-polymerized styrene butadiene rubber containing oil, 25 to 65 parts by weight of solution-polymerized styrene butadiene rubber, 20 to 40 parts by weight of butadiene rubber, and carbon black 60 to 75 weight And an oil content of the emulsion-polymerized styrene butadiene rubber is 20 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the original rubber elastomer, and the butadiene rubber has a molecular weight distribution of 1 to 7. The tire tread rubber composition may maintain hardness at an equivalent level or more while simultaneously improving fuel efficiency and braking performance.
Description
본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로서, 연비특성과 제동성능을 동시에 향상시키면서도 경도를 동등한 수준 이상으로 유지시킬 수 있는 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber tread rubber composition and a tire manufactured using the same, wherein the tire tread rubber composition and tires manufactured using the same can be improved while maintaining fuel efficiency and braking performance at the same level. It is about.
최근 승용차의 고성능화로 인하여 소비자들은 타이어의 고성능화를 요구하고 있다. 특히, 소비자들은 조정안정성과 제동성능 더 나아가 저연비성능을 동시에 겸비하고 있는 타이어를 요구하고 있으며, 이러한 요구에 대응하여 타이어 메이커들은 신개념 소재의 응용을 적극적으로 검토하고 있다.Recently, due to high performance of passenger cars, consumers are demanding high performance of tires. In particular, consumers are demanding tires that have both coordination stability and braking performance as well as low fuel consumption performance. In response to these demands, tire makers are actively considering the application of new concept materials.
한편, 최근 유럽지역에서는 환경규제 관련하여 친환경 물질에 대한 관심이 커지고 있고, 오염물질의 배출이 적은 친환경 물질의 사용에 대한 요구가 증대 되고 있으며, 전 세계적으로 지구 온난화에 대한 위기 의식 증대와 환경 오염을 줄이기 위하여 자동차 연비 성능에 대해서 많은 관심을 보이고 있다.On the other hand, in Europe, the interest in environmentally friendly materials is increasing in relation to environmental regulations, the demand for the use of environmentally friendly materials with low emission of pollutants is increasing, and the global awareness of global warming crisis and environmental pollution are increasing. To reduce fuel consumption, much attention has been paid to automobile fuel economy performance.
또한, 유럽연합(EU)의 경우는 2012년부터 적용되는 타이어 라벨링(Labeling) 제도를 통하여 타이어 연비 성능 및 제동 성능을 규제할 예정이다.In addition, the EU will regulate tire fuel economy and braking performance through the tire labeling system that will be applied from 2012.
소비자들의 고성능 타이어에 대한 요구와 유럽연합의 규제에 대응하기 위하여 타이어 메이커들은 조정안정성, 제동성능, 저연비 성능을 동시에 겸비하는 타이어를 개발하기 위하여 타이어의 각 구성 부분을 이루는 재료분야에 관한 연구를 계속하고 있으며, 이러한 기술에 상당한 진보를 가져왔다.In order to meet consumer demands for high performance tires and European Union regulations, tire makers continue to study the material fields that make up each component of tires to develop tires that combine adjustment stability, braking performance and low fuel consumption. And has made significant advances in these technologies.
예를 들면, 기존의 유화중합으로 생산하던 스티렌 부타디엔 고무를 용액 중합방식으로 생산하여 그 미세구조를 조절할 수 있게 되었고, 이러한 미세구조의 조절로 타이어의 성능을 개선시키고자 하는 기술에 관한 연구가 계속되고 있다.For example, styrene butadiene rubber produced by emulsion polymerization can be produced by solution polymerization, and its microstructure can be controlled. Research on technology to improve tire performance by controlling such microstructure is continued. It is becoming.
그러나, 타이어용 고무 조성물은 타이어의 각 성능들 중에서 한 가지 성능을 향상시키면 다른 한 가지 성능은 저하되는 현상(상충적 특성, trade off 특성)을 보인다. 이 때문에 타이어용 고무 조성물 분야에서 한 가지 성능을 향상시키면서 다른 성능의 저하를 최소화시키거나 나아가 동시에 두 가지 성능을 향상시킬 수 있는 기술의 개발은 상당히 어려운 일이다.However, the rubber composition for tires exhibits a phenomenon in which one of the performances of the tire is improved, while the other is deteriorated (competitive characteristics, trade off characteristics). For this reason, in the field of rubber compositions for tires, it is quite difficult to develop a technology capable of improving one performance while minimizing the deterioration of other performances or at the same time improving both performances.
따라서, 이렇게 한가지 이상이 성능을 향상시키면서 다른 성능의 물성 저하를 최소화하는 기술의 개발이 이 바로 타이어 재료 분야에서의 다시 한 번의 기술 진보에 중요한 관건이 될 것이다.Thus, the development of a technology that minimizes the deterioration of the properties of other performances while one or more of these improves performance will be the key to this further technological advancement in the field of tire materials.
전술한 바와 같이 소비자들은 타이어의 고성능화와 친환경 재료 사용을 동시에 요구하고 있어서, 친환경 재료의 발굴과 이를 응용한 타이어 성능 향상에 관련된 연구들이 지속적으로 이루어지고 있다.As described above, consumers are demanding high performance of tires and using eco-friendly materials at the same time. Therefore, studies related to the discovery of eco-friendly materials and the improvement of tire performance by applying the same have been made continuously.
본 발명의 목적은 연비특성과 제동성을 동시에 향상시키면서도 경도를 동등한 수준 이상으로 유지시킬 수 있는 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것이다.An object of the present invention relates to a rubber composition for tire treads that can maintain the hardness at an equivalent level or more while simultaneously improving fuel efficiency and braking properties.
본 발명의 다른 목적은 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어에 관한 것이다.Another object of the present invention relates to a tire manufactured using the rubber composition for tire treads.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 트레드용 고무조성물은 오일을 포함하는 유화중합 스티렌 부타디엔 고무 20 내지 50 중량부, 용액중합 스티렌 부타디엔 고무 25 내지 65 중량부, 부타디엔 고무 20 내지 40 중량부, 그리고 카본블랙 60 내지 75 중량부을 포함하고, 상기 유화중합 스티렌 부타디엔 고무의 오일의 함량은 원고무질 탄성체 100 중량부당 20 내지 50 중량부인 것이고, 상기 부타디엔 고무는 분자량 분포가 1 내지 7인인 것이다.In order to achieve the above object, the rubber composition for a tire tread according to an embodiment of the present invention is 20 to 50 parts by weight of emulsion-polymerized styrene butadiene rubber containing oil, 25 to 65 parts by weight of solution-polymerized styrene butadiene rubber, butadiene rubber 20 It includes 40 to 40 parts by weight, and 60 to 75 parts by weight of carbon black, the oil content of the emulsion-polymerized styrene butadiene rubber is 20 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the original rubber elastomer, the butadiene rubber has a molecular weight distribution of 1 to 7 It is phosphorus.
상기 오일을 포함하는 유화중합 스티렌 부타디엔 고무는 스티렌 함량이 20 내지 25중량%이고, 부타디엔 내의 비닐 함량이 15 내지 20중량%이며, 유리전이온도(Tg)가 -48 내지 -51℃인 것일 수 있다.The emulsion-polymerized styrene butadiene rubber containing oil may have a styrene content of 20 to 25% by weight, a vinyl content of butadiene of 15 to 20% by weight, and a glass transition temperature (Tg) of -48 to -51 ° C. .
상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무는 스티렌 함량이 23 내지 28중량%이고, 부타디엔 내의 비닐 함량이 50중량% 이상이며, 유리전이온도(Tg)가 -23 내지 -26℃인 것일 수 있다.The solution-polymerized styrene butadiene rubber may have a styrene content of 23 to 28 wt%, a vinyl content of at least 50 wt%, and a glass transition temperature (Tg) of -23 to -26 ° C.
상기 부타디엔 고무는 중량평균 분자량이 500,000 이상이고, 분자량 분포가 1 내지 3이며, 유리전이온도(Tg)가 -90 내지 -120℃인 것일 수 있다.The butadiene rubber may have a weight average molecular weight of 500,000 or more, a molecular weight distribution of 1 to 3, and a glass transition temperature (Tg) of -90 to -120 ° C.
상기 카본블랙은 질소흡착 비표면적이 130m2/g 이상이고, DBP 흡유량이 125cc/100g 이상인 것일 수 있다.The carbon black may have a nitrogen adsorption specific surface area of 130 m 2 / g or more and a DBP oil absorption of 125 cc / 100 g or more.
본 발명의 다른 목적은 상기 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a tire manufactured using the rubber composition for the tread.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 명세서에서 고무 조성물 배합에서 함량의 기준이 되는 ‘원료고무 100 중량부’라는 표현에서 ‘원료고무’는, 고무에 포함된 오일의 함량을 제외한 원고무질 탄성체를 의미한다.In the present specification, the "raw rubber" in the expression "raw rubber 100 parts by weight" which is the basis of the content in the rubber composition means a raw rubber elastomer excluding the content of the oil contained in the rubber.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은 원료고무로 오일을 포함하는 유화중합 스티렌 부타디엔 고무, 용액중합 스티렌 부타디엔 고무, 그리고 부타디엔 고무를 포함한다.The rubber composition for tire treads of the present invention includes an emulsion polymerization styrene butadiene rubber containing oil as a raw material rubber, a solution polymerization styrene butadiene rubber, and a butadiene rubber.
상기 원료고무로 상기 오일을 포함하는 유화중합 스티렌 부타디엔 고무와 유화중합 스티렌 부타디엔 고무, 상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무, 그리고 상기 부타디엔 고무를 포함하는 경우에는 조정안정성과 제동성능을 향상시킬 수 있다.When the raw material rubber includes the emulsion polymerization styrene butadiene rubber containing the oil and the emulsion polymerization styrene butadiene rubber, the solution polymerization styrene butadiene rubber, and the butadiene rubber, the adjustment stability and braking performance may be improved.
상기 오일을 포함하는 유화중합 스티렌 부타디엔 고무에 포함되는 오일은 친환경 오일일 수 있고, 구체적으로 PAHs 성분의 총 함량이 3중량% 이하이고, 동점도가 95 이상(210 ℉ SUS), 연화제 내의 방향족 성분이 15 내지 25중량%, 나프텐계 성분이 27 내지 37중량% 및 파라핀계 성분이 38 내지 58중량%인 TDAE오일 일 수 있다.The oil contained in the emulsion-polymerized styrene butadiene rubber including the oil may be an environmentally friendly oil, specifically, the total content of the PAHs component is 3% by weight or less, the kinematic viscosity is 95 or more (210 ° F SUS), the aromatic component in the softener is 15 To 25% by weight, 27 to 37% by weight of the naphthenic component and 38 to 58% by weight of the paraffinic component may be TDAE oil.
상기 오일로 상기 TDAE오일을 적용하는 경우에는 PAHs의 배출에 의한 암 유발 가능성을 줄일 수 있는 등 친환경적인 면에서 유리한 특성이 있다.In the case of applying the TDAE oil as the oil, there is an environmentally friendly property such as to reduce the likelihood of cancer caused by the discharge of PAHs.
상기 오일을 포함하는 유화중합 스티렌 부타디엔 고무는 상기 오일을 상기 유화중합 스티렌 부타디엔 고무의 원고무질 탄성체 100 중량부를 기준으로 20 내지 50 중량부로 포함할 수 있고, 바람직하게 30 내지 45 중량부로 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게 35 내지 40 중량부로 포함할 수 있다.The emulsion-polymerized styrene butadiene rubber including the oil may include 20 to 50 parts by weight of the oil, based on 100 parts by weight of the original rubber elastomer of the emulsion-polymerized styrene butadiene rubber, preferably 30 to 45 parts by weight. More preferably 35 to 40 parts by weight.
상기 중량부의 범위로 상기 유화중합 스티렌 부타디엔 고무가 상기 오일을 포함하는 경우에는 고무 조성물의 경도를 적절한 수준으로 유지하면서 고무의 가공성을 향상시킬 수 있다.When the emulsion-polymerized styrene butadiene rubber includes the oil in the range of the weight part, it is possible to improve the processability of the rubber while maintaining the hardness of the rubber composition at an appropriate level.
상기 오일을 포함하는 유화중합 스티렌 부타디엔 고무는 스티렌 함량이 20 내지 25중량%이고, 부타디엔 내의 비닐 함량이 15 내지 20중량%이며, 유리전이온도(Tg)가 -48 내지 -51℃인 것일 수 있고, 스티렌 함량이 22 내지 24중량%이고, 부타디엔 내의 비닐 함량이 18 내지 20중량%이며, 유리전이온도(Tg)가 -48 내지 -51℃인 것일 수 있다.The emulsion-polymerized styrene butadiene rubber containing the oil has a styrene content of 20 to 25% by weight, a vinyl content of 15 to 20% by weight in butadiene, and a glass transition temperature (Tg) of -48 to -51 ° C. The styrene content may be 22 to 24% by weight, the vinyl content in butadiene is 18 to 20% by weight, and the glass transition temperature (Tg) may be -48 to -51 ° C.
상기 범위의 스티렌 함량, 부타디엔 내의 비닐 함량 및 유리전이온도(Tg)를 가지는 오일을 포함하는 유화중합 스티렌 부타디엔 고무를 상기 원료고무에 포함하는 경우에는, 스티렌 부타디엔 고무의 미세구조 조절을 통하여 타이어의 제동 성능뿐만 아니라 연비 성능 및 마모 성능을 동시에 향상시킬 수 있다.In the case where the raw material rubber includes an emulsion-polymerized styrene butadiene rubber including an oil having a styrene content in the above range, a vinyl content in butadiene and a glass transition temperature (Tg), braking of the tire by controlling the fine structure of the styrene butadiene rubber In addition to performance, fuel efficiency and wear performance can be improved simultaneously.
상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무는 오일을 포함하지 않는 것일 수 있고, 상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무로 오일을 포함하지 않은 용액중합 스티렌 부타디엔 고무를 상기 원료고무에 포함하여 타이어 트레드용 고무 조성물의 마모성능, 연비성능, 그리고 조정 안정성을 향상시킬 수 있다.The solution-polymerized styrene butadiene rubber may not include oil, and the solution-polymerized styrene butadiene rubber does not contain oil as the solution-polymerized styrene butadiene rubber in the raw material rubber wear performance, fuel economy of the tire tread Performance and tuning stability can be improved.
상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무는 스티렌 함량이 23 내지 28중량%이고, 부타디엔 내의 비닐 함량이 50중량% 이상이며, 유리전이온도(Tg)가 -23 내지 -26℃인 것일 수 있고, 스티렌 함량이 24 내지 27중량%이고, 부타디엔 내의 비닐 함량이 50중량% 내지 99중량%이며, 유리전이온도(Tg)가 -23 내지 -26℃인 것일 수 있다.The solution-polymerized styrene butadiene rubber may have a styrene content of 23 to 28% by weight, a vinyl content of at least 50% by weight of butadiene, a glass transition temperature (Tg) of -23 to -26 ° C, and a styrene content of 24 To 27% by weight, the vinyl content in the butadiene may be 50% to 99% by weight, the glass transition temperature (Tg) may be -23 to -26 ℃.
상기 특성의 용액중합 스티렌 부타디엔 고무를 원료고무로 적용하는 경우에는 제동 성능을 향상시킬 수 있다.When applying the solution-polymerized styrene butadiene rubber of the above characteristics as the raw material rubber can improve the braking performance.
상기 부타디엔 고무는 유리전이온도(Tg)가 -90 내지 -120℃인 것일 수 있고, 바람직하게 -100 내지 -112℃인 것일 수 있다. 상기 유리전이온도 범위를 갖는 부타디엔 고무를 원료고무에 포함하는 경우에는 저온특성과 반발탄성을 유리하게 할 수 있다.The butadiene rubber may be a glass transition temperature (Tg) of -90 to -120 ℃, preferably -100 to -112 ℃. When the butadiene rubber having the glass transition temperature range is included in the raw rubber, low temperature characteristics and rebound elasticity may be advantageous.
상기 부타디엔 고무는 중량평균분자량이 500,000 이상인 것일 수 있고, 바람직하게 650,000 이상인 것일 수 있으며, 650,000 내지 1000,000인 것일 수 있다. 또한, 상기 부타디엔 고무는 분자량 분포가 1 내지 7인 것일 수 있고, 바람직하게 1 내지 3인 것일 수 있다.The butadiene rubber may have a weight average molecular weight of 500,000 or more, preferably 650,000 or more, and 650,000 to 1000,000. In addition, the butadiene rubber may have a molecular weight distribution of 1 to 7, preferably 1 to 3.
상기 부타디엔 고무로 상기 중량평균분자량과 상기 분자량 분포의 특성을 갖는 부타디엔 고무를 상기 타이어 트레드용 고무 조성물에 포함하는 경우에는 저연비 성능을 향상시킬 수 있다.When butadiene rubber having the characteristics of the weight average molecular weight and the molecular weight distribution as the butadiene rubber is included in the tire tread rubber composition, low fuel consumption performance can be improved.
또한, 상기 부타디엔 고무로 중량평균분자량이 650,000 내지 1000,000이고, 분자량 분포가 1 내지 3인 부타디엔 고무를 적용하는 경우에는 마모성능을 향상시킬 수 있다.In addition, when the butadiene rubber is a weight average molecular weight of 650,000 to 1000,000, the molecular weight distribution of 1 to 3 butadiene rubber when the wear performance can be improved.
상기 타이어 트레드용 고무조성물은 상기 오일을 포함하는 유화중합 스티렌 부타디엔 고무 20 내지 50 중량부, 상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무 25 내지 65 중량부, 그리고 상기 부타디엔 고무 20 내지 40 중량부로 포함할 수 있고, 바람직하게 상기 오일을 포함하는 유화중합 스티렌 부타디엔 고무 30 내지 40 중량부, 상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무 35 내지 55 중량부, 그리고 상기 부타디엔 고무 25 내지 35 중량부로 포함할 수 있다.The tire tread rubber composition may include 20 to 50 parts by weight of the emulsion-polymerized styrene butadiene rubber containing the oil, 25 to 65 parts by weight of the solution-polymerized styrene butadiene rubber, and 20 to 40 parts by weight of the butadiene rubber. 30 to 40 parts by weight of the emulsion-polymerized styrene butadiene rubber including the oil, 35 to 55 parts by weight of the solution-polymerized styrene butadiene rubber, and 25 to 35 parts by weight of the butadiene rubber.
상기 함량의 범위로 상기 타이어 트레드용 고무 조성물에 상기 오일을 포함하는 유화중합 스티렌 부타디엔 고무, 상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무, 그리고 상기 부타디엔 고무를 포함하는 경우에는 연비특성, 제동특성이 우수하고, 경도를 동등 이상의 수준을 유지하는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공할 수 있다.In the case of including the emulsion-polymerized styrene butadiene rubber containing the oil, the solution-polymerized styrene butadiene rubber, and the butadiene rubber in the rubber tread rubber composition in the range of the content is excellent in fuel efficiency, braking properties, hardness It is possible to provide a rubber composition for tire treads that maintains an equivalent level or more.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 원료고무로 상기의 유화중합 스티렌 부타디엔 고무와 상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무, 그리고 상기 부타디엔 고무 이외에 천연고무, 합성고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 고무를 더 포함할 수 있다.The rubber composition for tire tread is any one rubber selected from the group consisting of natural rubber, synthetic rubber, and combinations thereof, in addition to the emulsion-polymerized styrene butadiene rubber, the solution-polymerized styrene butadiene rubber, and the butadiene rubber as a raw material rubber. It may include.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 충진제로 카본블랙을 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 60 내지 75 중량부로 포함할 수 있고, 67 내지 73 중량부로 포함할 수 있다.The tire tread rubber composition may include carbon black as a filler in an amount of 60 to 75 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber, and may include 67 to 73 parts by weight.
상기 카본블랙은 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 60 중량부 미만으로 포함하는 경우에는 조정안정성이나 제동특성의 면에서 불리할 수 있고, 75 중량부를 초과하여 포함하는 경우에는 연비성능이 불리해질 수 있다.When the carbon black is included in less than 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber, the carbon black may be disadvantageous in terms of adjustment stability or braking properties, and in the case of containing more than 75 parts by weight, fuel efficiency may be disadvantageous. .
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 상기 충진제를 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 67 내지 73 중량부로 포함하는 경우에는 다른 물성의 저하를 최소화 하면서 연비성능과 제동성능을 개선할 수 있다.When the tire tread rubber composition includes 67 to 73 parts by weight of the filler based on 100 parts by weight of the raw rubber, fuel efficiency and braking performance may be improved while minimizing degradation of other physical properties.
상기 카본블랙의 대표적인 예로는 N110, N121, N134, N220, N231, N234, N242, N293, N299, S315, N326, N330, N332, N339, N343, N347, N351, N358, N375, N539, N550, N582, N630, N642, N650, N683, N754, N762, N765, N774, N787, N907, N908, N990 또는 N991 등을 들 수 있다.Examples of the carbon black include N110, N121, N134, N220, N231, N234, N242, N293, N299, S315, N326, N330, N332, N339, N343, N347, N351, N358, N375, N539, N630, N642, N650, N683, N754, N762, N765, N774, N787, N907, N908, N990 or N991.
상기 카본블랙은 질소흡착 비표면적(nitrogen surface area per gram, N2SA)이 130m2/g 이상이고, DBP(n-dibutyl phthalate) 흡유량이 125cc/100g 이상인 것일 수 있고, 질소흡착 비표면적이 130m2/g 내지 300m2/g이고, DBP 흡유량이 125cc/100g 내지 150cc/100g인 것일 수 있다. The carbon black may have nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 130 m 2 / g or more, DBP (n-dibutyl phthalate) oil absorption of 125 cc / 100 g or more, and a nitrogen adsorption specific surface area of 130 m 2 / g to 300 m 2 / g, the DBP oil absorption may be 125cc / 100g to 150cc / 100g.
N2SA와 DBP값이 상기 범위인 카본블랙을 포함하는 경우에는 고무조성물의 보강 성능을 향상시켜서 타이어의 마모 성능 및 조정 안정성을 향상시킬 수 있다. When the N 2 SA and the DBP value include carbon black having the above range, the reinforcing performance of the rubber composition may be improved to improve wear performance and adjustment stability of the tire.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 연화제를 더 포함할 수 있다.The tire tread rubber composition may further include a softener.
상기 연화제는 고무에 가소성을 부여시켜 가공을 용이하게 하기 위하여 또는 가황 고무의 경도를 저하시키기 위하여 사용되는 석유계 오일, 식물유지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 바람직하게 친환경 오일일 수 있다.The softener may be any one selected from the group consisting of petroleum oils, vegetable oils and combinations thereof used to impart plasticity to the rubber to facilitate processing or to lower the hardness of the vulcanized rubber. It may be an environmentally friendly oil.
상기 연화제로 폴리사이클릭 아로마틱 하이드로카본(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs) 함량이 낮은 친환경 오일을 적용하는 경우에는 암 유발 물질의 발생을 줄일 수 있다.When the eco-friendly oil having a low content of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) as the softener can reduce the occurrence of cancer-causing substances.
상기 PAHs 함량의 낮은 오일로는 TDAE(treated distillate aromatic extract) 오일, MES(mild extraction solvate) 오일, RAE(residual aromatic extract) 오일 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있고, 식물성 오일도 사용할 수 있다.As the oil having a low PAHs content, any one selected from the group consisting of treated distillate aromatic extract (TDAE) oil, mild extraction solvate (MES) oil, residual aromatic extract (RAE) oil, and a combination thereof may be used. Can also be used.
특히, 상기 연화제로는 오일 전체에 대하여 PAHs 성분의 총 함량이 3중량% 이하이고, 동점도가 95 이상(210 ℉ SUS), 연화제 내의 방향족 성분이 15 내지 25중량%, 나프텐계 성분이 27 내지 37중량% 및 파라핀계 성분이 38 내지 58중량%인 TDAE 오일을 바람직하게 사용할 수 있다.In particular, the softener is a total content of the PAHs component of 3% by weight or less, kinematic viscosity of 95 or more (210 ° F SUS), 15 to 25% by weight of the aromatic component in the softener, 27 to 37 of the naphthenic component TDAE oils with 38% to 58% by weight and paraffinic components can be preferably used.
상기 연화제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0 내지 15 중량부로 포함할 수 있고, 바람직하게 0 내지 8 중량부로 포함될 수 있다. 상기 중량부의 범위로 상기 연화제를 상기 타이어 트레드용 고무 조성물에 포함하는 경우에는 조정안정성이나 제동 성능을 향상시킬 수 있다.The softener may be included in an amount of 0 to 15 parts by weight, and preferably 0 to 8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the raw material rubber. When the softener is included in the rubber composition for tire tread in the range of the weight part, the adjustment stability and the braking performance can be improved.
상기 타이어용 고무 조성물은 상기 고무에 포함된 오일과 상기 연화제를 포함하는 전체연화제의 함량을 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부일 수 있고, 바람직하게 5 내지 15 중량부일 수 있으며, 더욱 바람직하게 7 내지 13 중량부일 수 있다.The rubber composition for a tire may be 1 to 30 parts by weight, preferably 5 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the raw material rubber, based on the total amount of the softener including the oil and the softener included in the rubber. Preferably 7 to 13 parts by weight.
상기 전체 연화제의 함량이 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만이면 가공성이 나빠질 수 있고, 30 중량부를 초과하는 경우에는 연비성능과 조정안정성을 저하시킬 수 있다.When the content of the total softener is less than 1 part by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber, workability may deteriorate, and when it exceeds 30 parts by weight, fuel efficiency and adjustment stability may be lowered.
상기 전체 연화제를 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 상기의 5 내지 15 중량부로 포함하면, 상기 타이어 트레드용 고무조성물에 적용하는 경우에는 저연비 성능, 조정안정성, 제동성능이 개선된 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공할 수 있다.When the total softener is included in the amount of 5 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber, when applied to the tire tread rubber composition, a rubber composition for tire treads with improved low fuel consumption performance, adjustment stability, braking performance Can provide.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 선택적으로 추가적인 가류제, 가류촉진제, 가류촉진조제, 노화방지제 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 타이어 트레드용 고무 조성물에서 사용되는 배합비에 따르는 바, 특별히 한정되지 않는다.The rubber composition for a tire tread may further include various additives such as an additional vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a vulcanization accelerator, and an anti-aging agent. The various additives can be used as long as it is commonly used in the field of the present invention, the content thereof is not particularly limited, depending on the compounding ratio used in the conventional tire tread rubber composition.
상기 가류제로는 유황계 가류제, 유기 과산화물, 수지 가류제, 산화마그네슘 등의 금속산화물을 사용할 수 있다.As the vulcanizing agent, metal oxides such as sulfur vulcanizing agents, organic peroxides, resin vulcanizing agents, and magnesium oxide can be used.
상기 유황계 가류제는 분말 황(S), 불용성 황(S), 침강 황(S), 콜로이드(colloid) 황 등의 무기 가류제와, 테트라메틸티우람 디설파이드(tetramethylthiuram disulfide, TMTD), 테트라에틸티우람 디설파이드(tetraethyltriuram disulfide, TETD), 디티오디모르폴린(dithiodimorpholine) 등의 유기 가류제를 사용할 수 있다. 상기 유황 가류제로는 구체적으로 원소 유황 또는 유황을 만들어 내는 가황제, 예를 들면 아민 디설파이드(amine disulfide), 고분자 유황 등을 사용할 수 있다.The sulfur-based vulcanizing agents include inorganic vulcanizing agents such as powdered sulfur (S), insoluble sulfur (S), precipitated sulfur (S) and colloidal sulfur, tetramethylthiuram disulfide (TMTD) and tetraethyl. Organic vulcanizing agents such as tetraethyltriuram disulfide (TETD) and dithiodimorpholine can be used. Specifically, as the sulfur vulcanizing agent, a vulcanizing agent which produces elemental sulfur or sulfur, for example, amine disulfide, polymer sulfur, or the like can be used.
상기 유기 과산화물은 벤조일퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시프로필)벤젠, 디-t-부틸퍼옥시-디이소프로필벤젠, t-부틸퍼옥시벤젠, 2,4-디클로로벤조일퍼옥사이드, 1,1-디부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸실록산, n-부틸-4,4-디-t-부틸퍼옥시발레레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.The organic peroxide may be benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butyl cumyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, cumene hydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-di ( t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, 1,3- Bis (t-butylperoxypropyl) benzene, di-t-butylperoxy-diisopropylbenzene, t-butylperoxybenzene, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, 1,1-dibutylperoxy-3 Any one selected from the group consisting of, 3,5-trimethylsiloxane, n-butyl-4,4-di-t-butylperoxyvalerate and combinations thereof can be used.
상기 가류제는 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 0.5 내지 3 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게 2.0 내지 2.7 중량부로 포함될 수 있으며, 상기 함량으로 가류제를 포함하는 경우에는 적절한 가황 효과로서 원료 고무가 열에 덜 민감하고 화학적으로 안정하게 해준다는 점에서 바람직하다.The vulcanizing agent may be included in an amount of 0.5 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber, preferably 2.0 to 2.7 parts by weight, and when the vulcanizing agent is included in the content, the raw material rubber has a suitable vulcanizing effect. It is desirable in that it makes it less sensitive and chemically stable.
상기 가류촉진제는 가황 속도를 촉진하거나 초기 가황 단계에서 지연작용을 촉진하는 촉진제(accelerator)를 의미한다.The vulcanization accelerator refers to an accelerator that promotes the rate of vulcanization or promotes delay in the initial vulcanization stage.
상기 가류촉진제로는 술펜아미드계, 티아졸계, 티우람계, 티오우레아계, 구아니딘계, 디티오카르밤산계, 알데히드-아민계, 알데히드-암모니아계, 이미다졸린계, 크산테이트계 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.The vulcanization accelerators include sulfenamide, thiazole, thiuram, thiourea, guanidine, dithiocarbamic acid, aldehyde-amine, aldehyde-ammonia, imidazoline, xanthate and their Any one selected from the group consisting of a combination can be used.
상기 술펜아미드계 가류촉진제로는, 예컨대 N-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드(CBS), N-tert-부틸-2-벤조티아질술펜아미드(TBBS), N,N-디시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드, N-옥시디에틸렌-2-벤조티아질술펜아미드, N,N-디이소프로필-2-벤조티아졸술펜아미드, N-(1,1-디메틸에틸)-2-벤조티아졸 술펜아미드(NS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 술펜아미드계 화합물을 사용할 수 있다.Examples of the sulfenamide vulcanization accelerators include N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide (CBS), N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide (TBBS), and N, N-dicyclohexyl. -2-benzothiazylsulfenamide, N-oxydiethylene-2-benzothiazylsulfenamide, N, N-diisopropyl-2-benzothiazolesulfenamide, N- (1,1-dimethylethyl)- Any one sulfenamide compound selected from the group consisting of 2-benzothiazole sulfenamide (NS) and combinations thereof can be used.
상기 티아졸계 가류촉진제로는, 예컨대 2-머캅토벤조티아졸(MBT), 디벤조티아질디설파이드(MBTS), 2-머캅토벤조티아졸의 나트륨염, 2-머캅토벤조티아졸의 아연염, 2-머캅토벤조티아졸의 구리염, 2-머캅토벤조티아졸의 시클로헥실아민염, 2-(2,4-디니트로페닐)머캅토벤조티아졸, 2-(2,6-디에틸4-모르폴리노티오)벤조티아졸 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 티아졸계 화합물을 사용할 수 있다.Examples of the thiazole vulcanization accelerators include 2-mercaptobenzothiazole (MBT), dibenzothiazyl disulfide (MBTS), sodium salt of 2-mercaptobenzothiazole and zinc salt of 2-mercaptobenzothiazole. , Copper salt of 2-mercaptobenzothiazole, cyclohexylamine salt of 2-mercaptobenzothiazole, 2- (2,4-dinitrophenyl) mercaptobenzothiazole, 2- (2,6-di Any thiazole compound selected from the group consisting of ethyl 4-morpholinothio) benzothiazole and combinations thereof can be used.
상기 티우람계 가류촉진제로는, 예컨대 테트라메틸티우람디설파이드(TMTD), 테트라에틸티우람디설파이드, 테트라메틸티우람모노설파이드, 디펜타메틸렌티우람디설파이드, 디펜타메틸렌티우람모노설파이드, 디펜타메틸렌티우람테트라설파이드, 디펜타메틸렌티우람헥사설파이드, 테트라부틸티우람디설파이드, 펜타메틸렌티우람테트라설파이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 티우람계 화합물을 사용할 수 있다.Examples of the thiuram-based vulcanization accelerators include tetramethyl thiuram disulfide (TMTD), tetraethyl thiuram disulfide, tetramethyl thiuram monosulfide, dipentamethylene thiuram disulfide, dipentamethylene thiuram monosulfide and dipentamethylene. Any thiuram-based compound selected from the group consisting of thiuram tetrasulfide, dipentamethylene thiuram hexasulfide, tetrabutyl thiuram disulfide, pentamethylene thiuram tetrasulfide, and combinations thereof can be used.
상기 티오우레아계 가류촉진제로는, 예컨대 티아카르바미드, 디에틸티오요소, 디부틸티오요소, 트리메틸티오요소, 디오르토톨릴티오요소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 티오우레아계 화합물을 사용할 수 있다. As the thiourea vulcanization accelerator, for example, thiocarbamide, diethylthiourea, dibutylthiourea, trimethylthiourea, diorthotolylthiourea, and any combination thereof is selected from the group of thiourea Compounds can be used.
상기 구아니딘계 가류촉진제로는, 예컨대 디페닐구아니딘, 디오르토톨릴구아니딘, 트리페닐구아니딘, 오르토톨릴비구아니드, 디페닐구아니딘프탈레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 구아니딘계 화합물을 사용할 수 있다.As the guanidine-based vulcanization accelerator, for example, any one guanidine-based compound selected from the group consisting of diphenylguanidine, diorthotolylguanidine, triphenylguanidine, orthotolylbiguanide, diphenylguanidine phthalate, and combinations thereof can be used. Can be.
상기 디티오카르밤산계 가류촉진제로는, 예컨대 에틸페닐디티오카르밤산아연, 부틸페닐디티오카르밤산아연, 디메틸디티오카르밤산나트륨, 디메틸디티오카르밤산아연, 디에틸디티오카르밤산아연, 디부틸디티오카르밤산아연, 디아밀디티오카르밤산아연, 디프로필디티오카르밤산아연, 펜타메틸렌디티오카르밤산아연과 피페리딘의 착염, 헥사데실이소프로필디티오카르밤산아연, 옥타데실이소프로필디티오카르밤산아연 디벤질디티오카르밤산아연, 디에틸디티오카르밤산나트륨, 펜타메틸렌디티오카르밤산피페리딘, 디메틸디티오카르밤산셀레늄, 디에틸디티오카르밤산텔루늄, 디아밀디티오카르밤산카드뮴 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 디티오카르밤산계 화합물을 사용할 수 있다.Examples of the dithiocarbamic acid-based vulcanization accelerators include ethylphenyldithiocarbamate zinc, butylphenyldithiocarbamate zinc, sodium dimethyldithiocarbamate, zinc dimethyldithiocarbamate, zinc diethyldithiocarbamate, Zinc dibutyldithiocarbamate, zinc diamyldithiocarbamate, zinc dipropyldithiocarbamate, zinc salt of pentamethylenedithiocarbamate and piperidine, hexadecylisopropyldithiocarbamate zinc, octadecyl Isopropyldithiocarbamate zinc dibenzyldithiocarbamate zinc, sodium diethyldithiocarbamate, pentamethylenedithiocarbamate piperidine, dimethyldithiocarbamate selenium, diethyldithiocarbamate tellurium, dia One dithiocarbamic acid compound selected from the group consisting of cadmium didicarbamate and combinations thereof can be used.
상기 알데히드-아민계 또는 알데히드-암모니아계 가류촉진제로는, 예컨대 아세트알데히드-아닐린 반응물, 부틸알데히드-아닐린 축합물, 헥사메틸렌테트라민, 아세트알데히드-암모니아 반응물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 알데히드-아민계 또는 알데히드-암모니아계 화합물을 사용할 수 있다. The aldehyde-amine-based or aldehyde-ammonia based vulcanization accelerator, for example, acetaldehyde-aniline reactant, butylaldehyde-aniline condensate, hexamethylenetetramine, acetaldehyde-ammonia reactant and combinations thereof -Amine based or aldehyde-ammonia based compounds can be used.
상기 이미다졸린계 가류촉진제로는, 예컨대 2-머캅토이미다졸린 등의 이미다졸린계 화합물을 사용할 수 있고, 상기 크산테이트계 가류촉진제로는, 예컨대 디부틸크산토겐산아연 등의 크산테이트계 화합물을 사용할 수 있다.As said imidazoline type vulcanization accelerator, imidazoline type compounds, such as 2-mercaptoimidazoline, can be used, for example, As said xanthate type vulcanization accelerator, xanthate type, such as zinc dibutyl xanthogenate Compounds can be used.
상기 가류촉진제는 가류 속도 촉진을 통한 생산성 증진 및 고무 물성의 증진을 극대화시키기 위하여 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 0.5 내지 4.0 중량부로 포함될 수 있다.The vulcanization accelerator may be included in an amount of 0.5 to 4.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber in order to maximize productivity and rubber properties by promoting the vulcanization rate.
상기 가류촉진조제는 상기 가류촉진제와 병용하여 그 촉진 효과를 완전하게 하기 위해서 사용되는 배합제로서, 무기계 가류촉진조제, 유기계 가류촉진조제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다. The vulcanization accelerator is a compounding agent used in combination with the vulcanization accelerator to complete its promoting effect. Any one selected from the group consisting of inorganic vulcanization accelerators, organic vulcanization accelerators and combinations thereof can be used. .
상기 무기계 가류촉진조제로는 산화아연(ZnO), 탄산아연(zinc carbonate), 산화마그네슘(MgO), 산화납(lead oxide), 수산화 칼륨 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다. 상기 유기계 가류촉진조제로는 스테아르산, 스테아르산 아연, 팔미트산, 리놀레산, 올레산, 라우르산, 디부틸 암모늄-올레이트(dibutyl ammonium oleate), 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.As the inorganic vulcanization accelerating aid, any one selected from the group consisting of zinc oxide (ZnO), zinc carbonate, magnesium oxide (MgO), lead oxide, potassium hydroxide and combinations thereof may be used have. The organic vulcanization accelerator is selected from the group consisting of stearic acid, zinc stearate, palmitic acid, linoleic acid, oleic acid, lauric acid, dibutyl ammonium oleate, derivatives thereof, and combinations thereof. You can use either one.
특히, 상기 가류촉진조제로서 상기 산화아연과 상기 스테아르산을 함께 사용할 수 있으며, 이 경우 상기 산화아연이 상기 스테아르산에 녹아 상기 가류촉진제와 유효한 복합체(complex)를 형성하여, 가황 반응 중 유리한 황을 만들어냄으로써 고무의 가교 반응을 용이하게 한다.In particular, the zinc oxide and the stearic acid may be used together as the vulcanization accelerating assistant. In this case, the zinc oxide is dissolved in the stearic acid to form an effective complex with the vulcanization accelerator, Thereby facilitating the crosslinking reaction of the rubber.
상기 산화아연과 상기 스테아르산을 함께 사용하는 경우 적절한 가류촉진조제로서의 역할을 위하여 각각 원료 고무 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부 및 0.5 내지 3 중량부로 사용할 수 있다.When using the zinc oxide and the stearic acid together may be used in 1 to 5 parts by weight and 0.5 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw rubber, respectively, to serve as a suitable vulcanization accelerator.
상기 노화방지제는 산소에 의해서 타이어가 자동 산화되는 연쇄반응을 정지시키기 위하여 사용되는 첨가제이다. 상기 노화방지제로는 아민계, 페놀계, 퀴놀린계, 이미다졸계, 카르밤산 금속염, 왁스 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.The anti-aging agent is an additive used to stop the chain reaction in which the tire is automatically oxidized by oxygen. As the anti-aging agent, any one selected from the group consisting of an amine type, a phenol type, a quinoline type, an imidazole type, a carbamic acid metal salt, a wax and a combination thereof can be appropriately selected and used.
상기 아민계 노화방지제로는 N-페닐-N'-(1,3-디메틸)-p-페닐렌디아민, N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-이소프로필-p-페닐렌디아민, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, N,N'-디아릴-p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-사이클로헥실 p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-옥틸-p-페닐렌디아민 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.Examples of the amine type antioxidant include N-phenyl-N '- (1,3-dimethyl) -p-phenylenediamine, N- (1,3-dimethylbutyl) -N'- Phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N'-diphenyl-p-phenylenediamine, -Cyclohexyl p-phenylenediamine, N-phenyl-N'-octyl-p-phenylenediamine, and combinations thereof.
상기 페놀계 노화방지제로는 페놀계인 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-이소부틸리덴-비스(4,6-디메틸페놀), 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.Examples of the phenolic antioxidant include phenol-based 2,2'-methylene-bis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'- isobutylidene- Di-t-butyl-p-cresol, and combinations thereof.
상기 퀴놀린계 노화방지제로는 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 및 그 유도체를 사용할 수 있고, 구체적으로 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린, 6-아닐리노-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린, 6-도데실-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.As the quinoline antioxidant, 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline and its derivatives can be used. Specifically, 6-ethoxy-2,2,4-trimethyl- Dihydroquinoline, 6-anilino-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, 6-dodecyl-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline and combinations thereof Any one selected from the group can be used.
상기 왁스로는 파라핀계 왁스, 왁시 하이드로카본, 마이크로 크리스탈린 왁스를 사용할 수 있다.As the wax, paraffin wax, waxy hydrocarbon, microcrystalline wax can be used.
상기 노화방지제로는 N-(1,3-디메틸부틸)-N-페닐-p-페닐렌디아민(N-(1,3-Dimethybutyl)-N-phenyl-p-phenylenediamine, 6PPD), N-페닐-n-이소프로필-p-페닐렌디아민(N-phenyl-n-isopropyl-p-phenylenediamine, 3PPD), 폴리(2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(Poly(2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, RD) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.Examples of the antioxidant include N- (1,3-dimethylbutyl) -N-phenyl-p-phenylenediamine (6PPD), N- N-isopropyl-p-phenylenediamine (3PPD), poly (2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline (Poly , 4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, RD), and combinations thereof.
상기 노화방지제는 노화 방지 작용 이외에 고무에 대한 용해도가 커야 하고, 휘발성이 작고 고무에 대하여 비활성이어야 하며, 가황을 저해하지 않아야 한다는 등의 조건을 고려할 때, 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.The anti-aging agent has a high solubility in rubber in addition to the anti-aging action, is low in volatility, inert to rubber, and does not inhibit vulcanization. It may be included in parts by weight.
상기 타이어 트레드용 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.The rubber composition for a tire tread can be produced through a conventional two-step continuous manufacturing process. That is, during the finishing step in which the first step of thermomechanical treatment or kneading at a maximum temperature ranging from 110 to 190 ° C., preferably from 130 to 180 ° C. (called the non-production step) and the crosslinking system are mixed, typically It can be prepared in a suitable mixer using a second step (called a production step) of mechanical treatment at a low temperature of less than 110 ° C., for example 40-100 ° C., but the invention is not limited thereto.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 트레드(트레드 캡 및 트레드 베이스) 에 한정되지 않고, 타이어를 구성하는 다양한 고무 구성 요소에 포함될 수 있다. 상기 고무 구성 요소로는 사이드월, 사이드월 삽입물, 에이펙스(apex), 채퍼(chafer), 와이어 코트 또는 이너라이너 등을 들 수 있다.The rubber composition for a tire tread is not limited to a tread (a tread cap and a tread base) but may be included in various rubber components constituting the tire. Such rubber components include sidewalls, sidewall inserts, apex, chafers, wire coats or innerliners, and the like.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 타이어는 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조된다. 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 타이어를 제조하는 방법은 종래에 타이어의 제조에 이용되는 방법이면 어느 것이든 적용이 가능한 바, 본 명세서에서 상세한 설명은 생략한다.A tire according to another embodiment of the present invention is manufactured using the rubber tread rubber composition. The method of manufacturing a tire using the tire tread rubber composition may be applied to any method conventionally used for the production of tires, and thus, detailed description thereof will be omitted.
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.The tire may be a passenger car tire, a racing tire, an airplane tire, a farm tire, an off-the-road tire, a truck tire or a bus tire. In addition, the tire may be a radial tire or a bias tire, and is preferably a radial tire.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은 연비특성과 제동성능을 동시에 향상시키면서도 경도를 동등한 수준 이상으로 유지시킬 수 있다.The rubber composition for tire treads of the present invention can maintain hardness at an equivalent level or more while simultaneously improving fuel efficiency and braking performance.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
[[ 제조예Manufacturing example : 고무 조성물의 제조]: Preparation of Rubber Composition]
다음 표1과 같은 조성을 이용하여 하기의 실시예 및 비교예에 따른 타이어 트레드 고무 조성물을 제조하여 이를 160℃에서 가류하여 고무시편을 제조하였다.Next, the tire tread rubber composition according to the following Examples and Comparative Examples was prepared using the composition shown in Table 1, and was then vulcanized at 160 ° C. to prepare a rubber specimen.
주) (함량: 중량부)Note) (Content: weight part)
1) E-SBR 1: 스티렌 함량이 23중량%이고, 부타디엔 내의 비닐 함량이 19 중량%이며, 유리전이온도가 -48 내지 -51℃인 유화중합 스티렌 부타디엔 고무로 TDAE 오일을 원고무질 탄성체 100 중량부에 대하여 37.5 중량부로 포함하고 있음.1) E-SBR 1: Styrene content of 23% by weight, vinyl content in butadiene is 19% by weight, and 100% by weight of TDAE oil as an elastomeric styrene butadiene rubber having a glass transition temperature of -48 to -51 ° C. Includes 37.5 parts by weight relative to parts.
* 상기 함량의 표시에서 괄호 안의 수치가 오일을 제외한 원료고무(원고무질 탄성체)의 함량임(이하, 상기 표1에서 오일을 포함한 고무의 괄호의 의미는 동일함).* The numerical value in parentheses in the indication of the content is the content of raw rubber (original rubber elastomer) excluding oil (hereinafter, the meaning of the parentheses of rubber containing oil in Table 1 is the same).
2) E-SBR 2: 스티렌 함량이 40중량%이고, 부타디엔 내의 비닐 함량이 16 중량%이며, 유리전이온도가 -34 내지 -37℃인 유화중합 스티렌 부타디엔 고무로 TDAE 오일을 원고무질 탄성체 100 중량부에 대하여 37.5 중량부로 포함하고 있음.2) E-SBR 2: Styrene content of 40% by weight, butadiene of 16% by weight of vinyl, vinyl transition elastomer of styrene butadiene rubber with glass transition temperature of -34 to -37 ° C. Includes 37.5 parts by weight relative to parts.
3) S-SBR 1: 스티렌 함량이 25중량%이고, 부타디엔 내의 비닐 함량이 50 중량%이며, 유리전이온도가 -23 내지 -26℃인 용액중합 스티렌 부타디엔 고무로 TDAE 오일을 원고무질 탄성체 100 중량부에 대하여 37.5 중량부로 포함하고 있음.3) S-SBR 1: 100 wt% of TDAE oil with a solution-polymerized styrene butadiene rubber having a styrene content of 25% by weight, a vinyl content of 50% by weight in butadiene and a glass transition temperature of -23 to -26 ° C. Includes 37.5 parts by weight relative to parts.
4) S-SBR 2: 스티렌 함량이 38중량%이고, 부타디엔 내의 비닐 함량이 24 중량%이며, 유리전이온도가 -27 내지 -30℃인 용액중합 스티렌 부타디엔 고무로 TDAE 오일을 원고무질 탄성체 100 중량부에 대하여 37.5 중량부로 포함하고 있음.4) S-SBR 2: 100 wt% of TDAE oil with a solution-polymerized styrene butadiene rubber having a styrene content of 38% by weight, a vinyl content of butadiene of 24% by weight and a glass transition temperature of -27 to -30 ° C. Includes 37.5 parts by weight relative to parts.
5) S-SBR 3: 스티렌 함량이 25중량%이고, 부타디엔 내의 비닐 함량이 50 중량%이며, 유리전이온도가 -23 내지 -26℃인 용액중합 스티렌 부타디엔 고무로 오일을 포함하고 있지 않음.5) S-SBR 3: A solution-polymerized styrene butadiene rubber with a styrene content of 25% by weight, a vinyl content of 50% by weight in butadiene and a glass transition temperature of -23 to -26 ° C. It contains no oil.
6) BR 1: 중량평균분자량이 600,000이고, 분자량 분포가 4 내지 6이며, 유리전이온도가 -100 내지 -104℃인 부타디엔 고무로 오일을 포함하지 않음.6) BR 1: Butadiene rubber having a weight average molecular weight of 600,000, a molecular weight distribution of 4 to 6 and a glass transition temperature of -100 to -104 ° C and does not contain oil.
7) BR 2: 중량평균분자량이 700,000이고, 분자량 분포가 1 내지 3이며, 유리전이온도가 -105 내지 -108℃인 부타디엔 고무로 오일을 포함하지 않음.7) BR 2: Butadiene rubber having a weight average molecular weight of 700,000, a molecular weight distribution of 1 to 3, and a glass transition temperature of -105 to -108 ° C, without oil.
8) 카본블랙: 질소흡착 비표면적이 148 m2/g이고, DBP 흡유량이 139cc/100g인 카본블랙.8) Carbon Black: Carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 148 m 2 / g and a DBP oil absorption of 139 cc / 100 g.
9) 연화제(Oil): PCAs 함량이 0.3 중량% 이하, 동점도가 95 (210 ℉ SUS), 아로마틱계 성분이 20 중량%, 나프텐계 성분이 32% 및 파라핀계 성분이 48 중량%인 Low PAHs(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) 오일.9) Softener (Oil): Low PAHs containing 0.3 wt% or less PCAs, kinematic viscosity 95 (210 ℉), 20 wt% aromatic, 32 wt% naphthenic and 48 wt% paraffinic Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) Oil.
10) 노화방지제: N-(1,3-디메틸부틸)-N-페닐-p-페닐렌디아민10) Antioxidant: N- (1,3-dimethylbutyl) -N-phenyl-p-phenylenediamine
11) 가류촉진제: 디페닐구아니딘11) Vulcanization accelerator: diphenylguanidine
상기 표1의 배합비율로 제조한 고무시편의 물성을 측정하여 하기 표2에 나타내었다.The physical properties of the rubber specimens prepared at the blending ratios of Table 1 were measured and shown in Table 2 below.
하기 표2에서, 연비특성, 제동특성, 경도(Hardness)특성 및 마모성능을 측정하여 비교예1을 기준으로 하여 지수로 표현하였다.In Table 2 below, the fuel efficiency characteristics, braking characteristics, hardness characteristics, and abrasion performance were measured and expressed in an index based on Comparative Example 1.
하기 마모성능은 내마모지수를 의미하는 것으로, 람본 마모 시험기로 시험하였고, 지수가 클수록 마모성능이 우수하다.The following abrasion performance means abrasion resistance index, which was tested with a rambon abrasion tester, the larger the index, the better the abrasion performance.
하기 제동성능과 연비성능은 레오메트릭스 다이나믹 스펙트로미터(Rheometrics Dynamic Spectrometer)를 이용하여 0.5% 스트레인(strain), 10 Hz의 조건에서 온도변화(Temp. sweep)에 따른 0℃ tan δ 및 60℃ tan δ를 측정하였다. 0℃ tan δ는 제동특성을 나타내는 것으로 그 값이 클수록 제동 성능이 우수한 것을 나타내고, 60℃ tan δ는 회전저항 성능을 나타내는 것으로 그 값이 낮을수록 연비성능이 양호함을 나타낸다. 다만, 하기 표2에서는 비교예1을 기준으로 지수화하여 숫자가 클수록 제동성능과 연비성능이 우수함을 나타낸다.The following braking performance and fuel economy performance were measured at 0 ° C tan δ and 60 ° C tan δ at 0.5% strain and temp.sweep at 10 Hz using a Rheometrics Dynamic Spectrometer. Was measured. 0 ° C tan δ represents the braking characteristic, and the larger the value, the better the braking performance, and 60 ° C tan δ represents the rotational resistance performance, and the lower the value, the better the fuel efficiency performance. However, in Table 2 below, the larger the number is indexed based on Comparative Example 1, the better the braking performance and fuel economy performance.
하기 경도(Hardness)특성은 DIN53505에 의해서 측정하여 지수로 표시하였다. 경도특성이 우수할수록 조정안정성이 우수함을 나타낸다.The following hardness characteristics were measured in accordance with DIN53505 and expressed in index. The better the hardness characteristic, the better the adjustment stability.
상기 표2를 참조하면, 비교예1보다 연비성능이나 제동성능은 향상되었으나. 경도성능과 마모성능이 떨어진 비교예2 내지 4에 비하여, 실시예1 및 실시예2는 연비성능과 제동성능이 모두 향상된 것과 함께 경도특성도 비교예1과 동등 이상으로 유지되고 있는 것을 확인할 수 있었다.Referring to Table 2, the fuel efficiency and braking performance was improved compared to Comparative Example 1. Compared with Comparative Examples 2 to 4 in which the hardness performance and the wear performance were inferior, it was confirmed that Examples 1 and 2 had improved fuel economy performance and braking performance, and the hardness characteristics were maintained at the same level as Comparative Example 1 or more. .
또한, 실시예2의 경우에는 연비성능과 제동성능의 향상 효과가 보다 뚜렷하게 나타났고, 경도성능이 동등 이상인 효과를 보여주는 것과 동시에 마모성능도 비교예1과 동등한 수준으로 나타났다. 이는 실시예1과 특성이 다른 부타디엔을 적용한 결과로 보인다.In addition, in the case of Example 2, the improvement of fuel efficiency and braking performance was more pronounced, and the hardness performance was equal to or more than the same, and the wear performance was also shown to be equivalent to that of Comparative Example 1. This seems to be the result of applying butadiene different in properties from Example 1.
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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of right.
Claims (6)
용액중합 스티렌 부타디엔 고무 25 내지 65 중량부,
부타디엔 고무 20 내지 40 중량부, 그리고
카본블랙 70 내지 75 중량부을 포함하고,
상기 유화중합 스티렌 부타디엔 고무의 오일의 함량은 상기 유화중합 스티렌 부타디엔 고무의 원고무질 탄성체 100 중량부당 20 내지 50 중량부인 것이고,
상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무는 스티렌 함량이 23 내지 28중량%이고, 부타디엔 내의 비닐 함량이 50중량% 이상이며, 유리전이온도(Tg)가 -23 내지 -26℃이고,
상기 부타디엔 고무는 중량평균 분자량이 500,000 이상이며 분자량 분포는 1 내지 3이며 유리전이온도(Tg)가 -90 내지 -120℃인 것인 타이어 트레드용 고무 조성물.20 to 50 parts by weight of emulsion-polymerized styrene butadiene rubber containing oil,
25 to 65 parts by weight of solution-polymerized styrene butadiene rubber,
Butadiene rubber 20 to 40 parts by weight, and
70 to 75 parts by weight of carbon black,
The oil content of the emulsion polymerization styrene butadiene rubber is 20 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the original rubber elastomer of the emulsion polymerization styrene butadiene rubber,
The solution-polymerized styrene butadiene rubber has a styrene content of 23 to 28% by weight, a vinyl content of at least 50% by weight of butadiene, a glass transition temperature (Tg) of -23 to -26 ° C,
The butadiene rubber has a weight average molecular weight of 500,000 or more, a molecular weight distribution of 1 to 3 and the glass transition temperature (Tg) is -90 to -120 ℃ rubber composition for a tire tread.
상기 오일을 포함하는 유화중합 스티렌 부타디엔 고무는 스티렌 함량이 20 내지 25중량%이고, 부타디엔 내의 비닐 함량이 15 내지 20중량%이며, 유리전이온도(Tg)가 -48 내지 -51℃인 것인 타이어 트레드용 고무조성물.The method of claim 1,
The emulsion-polymerized styrene butadiene rubber containing the oil has a styrene content of 20 to 25% by weight, a vinyl content of butadiene of 15 to 20% by weight, and a glass transition temperature (Tg) of -48 to -51 ° C. Tread rubber composition.
상기 카본블랙은 질소흡착 비표면적이 130m2/g 이상이고, DBP 흡유량이 125cc/100g 이상인 것인 타이어 트레드용 고무 조성물.The method of claim 1,
The carbon black has a nitrogen adsorption specific surface area of 130m 2 / g or more, DBP oil absorption is 125cc / 100g or more rubber composition for tire treads.
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