KR101527860B1 - Rubber composition for carcass topping of tire and tire manufactured by using the same - Google Patents

Rubber composition for carcass topping of tire and tire manufactured by using the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 대한 것으로서, 상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 원료고무 100 중량부, 보강성 레진 5 내지 30 중량부, 메틸렌 공여체 1 내지 10 중량부, 그리고 BET 비표면적이 60 내지 90m2/g이고, 평균 입경이 10 내지 20nm인 나노 산화아연 1 내지 6 중량부를 포함한다.
상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 페놀계 보강성 레진과 메틸렌 공여체 및 나노 산화아연을 사용하여 가류제와 카본블랙 그리고 산화아연의 사용량을 감소시키면서도 모듈러스 및 접착성능을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a rubber composition for tire carcass topping and a tire produced using the same, wherein the rubber composition for tire carcass topping comprises 100 parts by weight of raw rubber, 5 to 30 parts by weight of reinforcing resin, 1 to 10 parts by weight of methylene donor And 1 to 6 parts by weight of nano-zinc oxide having a BET specific surface area of 60 to 90 m 2 / g and an average particle diameter of 10 to 20 nm.
The rubber composition for tire carcass topping can improve modulus and adhesion performance while reducing the amount of vulcanizing agent, carbon black and zinc oxide by using a phenolic reinforcing resin, a methylene donor and nano-sized zinc oxide.

Description

타이어 카카스 토핑용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어{RUBBER COMPOSITION FOR CARCASS TOPPING OF TIRE AND TIRE MANUFACTURED BY USING THE SAME} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a rubber composition for tire carcass topping,

본 발명은 `타이어 카카스 토핑용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보강성 레진과 메틸렌 공여체를 사용하여 파단 신장율 성능은 유지하면서 경도와 모듈러스를 향상시키고, 나노 산화아연을 사용하여 일반 산화아연 대비 사용량을 감소시키면서도 접착성능도 유리한 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber composition for tire carcass topping and a tire made using the same. More particularly, the present invention relates to a rubber composition for tire carcass topping, which uses a reinforcing resin and a methylene donor to improve hardness and modulus while maintaining the breaking elongation performance, A rubber composition for tire carcass topping which is advantageous in adhesion performance while reducing the amount of zinc used compared with ordinary zinc oxide, and a tire produced using the same.

타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 코드와 함께 타이어의 뼈대를 이루며 내압을 지지하는 기능을 한다. 특히 트럭버스용 레디얼 타이어의 경우 큰 하중을 지지해야 하기 때문에 카카스는 스틸코드에 고무 조성물을 토핑하여 사용된다.The rubber composition for tire carcass topping functions as a skeleton of a tire together with a cord to support internal pressure. Particularly in the case of radial tires for truck buses, the carcass is used by topping the rubber composition with the steel cord since it must support a large load.

트럭버스 레디얼 타이어의 주행 내구성능은 고무 조성물에 의해 영향을 받으며, 특히 스틸코드와 인접한 카카스 토핑용 고무의 경우 높은 모듈러스 및 우수한 내피로성능을 요구한다. 또한, 스틸코드와 고무사이의 접착계면에서의 접착력 성능은 타이어 내구성을 결정하는 주요 인자이다. 이에 카카스 토핑용 고무는 스틸코드와 접착력이 좋고 장기간 주행에도 노화되지 않도록 해야 한다.The running durability performance of truck bus radial tires is influenced by the rubber composition, especially in the case of rubber for carcass topping adjacent to steel cords, requires high modulus and good endothelial performance. In addition, the adhesive force performance at the adhesive interface between the steel cord and the rubber is a main factor determining tire durability. The rubber for topping carcass should be good adhesion to steel cords and should not aging for long-term driving.

따라서, 높은 모듈러스를 갖는 카카스 토핑용 고무 조성물을 제조하기 위해 다양한 기술들이 시도되어 왔다. 가장 일반적인 기술은 다량의 카본블랙을 사용하거나 가류제를 증량하여 사용하는 방법이다. 그러나 다량의 카본 블랙을 사용하는 고무 조성물은 반바리 혼합 가공 중에 과중한 부하가 걸리고 롤 가공성이 불리하여 혼합 횟수 및 시간 연장이 불가피한 문제를 가지고 있기 때문에 생산성 및 에너지 효율이 낮은 단점이 있었다.Accordingly, various techniques have been attempted to produce rubber compositions for carcass topping with high modulus. The most common technique is to use a large amount of carbon black or increase the amount of vulcanizing agent. However, the rubber composition using a large amount of carbon black has a disadvantage in that the productivity and energy efficiency are low because the rubber composition has an excessive load during the mixing process of the Banbury mix and adversely affects the roll processability, and thus the number of mixing times and time extension are inevitable.

모듈러스에 대한 연구와 함께 접착계면에 대한 연구도 활발히 이루어져 왔으며, 접착력 향상을 위해 코발트 염(Cobalt naphthenate, Cobalt neodecanoate, Cobalt aceto acetylate, Cobalt boron neodecanoate 등)이 사용되고 있다. 코발트 염에 함유된 산(acid)의 종류에 따라, 스틸 코드의 부식이 발생하여 접착력이 떨어지는 경우가 있다.Cobalt naphthenate, Cobalt neodecanoate, Cobalt acetoacetylate, Cobalt boron neodecanoate, etc. have been used to improve the adhesive strength. Depending on the type of acid contained in the cobalt salt, the steel cord may be corroded and the adhesion may be deteriorated.

또한, 스틸코드와 고무 사이의 계면을 형성하기 위한 고무 조성물의 물성을 향상시키는 방법도 있다. 고무 조성물의 물성을 향상시키는 방법 중 한 가지가 산화아연인데, 일반적으로 고무 배합에 있어서 산화아연은 스테아린산(Stearic acid) 등과 같은 지방산에 녹아 촉진제와 유효한 복합체(Complex)를 형성하여 가황 반응 중 유리한 황(Sulfur)를 만들어냄으로써 고무의 가교(Cross-linking)를 용이하게 하는 것으로 알려져 있다.There is also a method of improving the physical properties of the rubber composition for forming the interface between the steel cord and the rubber. One of the ways to improve the physical properties of the rubber composition is zinc oxide. Generally, in the rubber compounding, zinc oxide is dissolved in fatty acids such as stearic acid to form an effective complex with the accelerator, It is known to facilitate cross-linking of the rubber by making sulfurs.

기존 사용하고 있는 산화 아연은 비표면적이 4 내지 6m2/g 이므로 낮은 활성도를 나타내어 가교 속도가 늦은 단점이 있으며, 아연화가 정전기를 띠고 있어 서로의 엉킴 현상에 의해 과량 사용시 고무 조성물 내에서 분산도가 저하되고, 고무 조성물 내에서 균일한 가황 촉진 효과를 저하시켜 고무 조성물의 물성이 불균일해지거나 또는 국부적으로 과량으로 존재하게 되어 고무의 스코치 발생을 유발하는 문제점들이 발생할 우려가 있다.Since zinc oxide having a specific surface area of 4 to 6 m 2 / g has a disadvantage in that the crosslinking speed is slow due to a low specific surface area of 4 to 6 m 2 / g, zincation is static, and the dispersibility in the rubber composition And the uniform vulcanization accelerating effect is lowered in the rubber composition, so that the physical properties of the rubber composition may become uneven or may exist locally in an excessive amount, causing problems of causing scorch of the rubber.

또한, 금속이온으로 사용되는 Zn는 최근 환경적인 측면에서 생태계에 독성 유발 가능성이 있는 중금속으로 규제되어 고무 조성물 내 Zn의 함량을 낮추는 추세이다. In addition, Zn used as a metal ion has recently been regulated as a heavy metal that is potentially toxic to an ecosystem in terms of environment, thereby lowering the content of Zn in a rubber composition.

한국특허공개 제2012-0059117호(공개일: 2012년 6월 8일)Korean Patent Publication No. 2012-0059117 (Publication date: June 8, 2012)

상기에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 보강성 레진과 메틸렌 공여체를 사용하여 카본블랙의 첨가량을 감소시키고, 나노 크기의 산화아연을 이용하여 기존대비 적은 사용량으로 카카스 토핑용 고무 조성물을 제조하여 높은 모듈러스의 고무와 스틸코드 간의 접착성능 및 내피로성능을 향상시킴으로써 타이어 내구성능을 향상시킬 수 있는 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to reduce the amount of carbon black added using a reinforcing resin and a methylene donor, and to provide a rubber composition for carcass topping To improve the adhesion performance between a high modulus rubber and a steel cord and to improve the endurance performance of the tire, thereby improving the tire endurance performance.

본 발명의 다른 목적은 상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a tire produced using the rubber composition for tire carcass topping.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 원료고무 100 중량부, 보강성 레진 5 내지 30 중량부, 메틸렌 공여체 1 내지 10 중량부, 그리고 BET 비표면적이 60 내지 90m2/g이고, 평균 입경이 10 내지 20nm인 나노 산화아연 1 내지 6 중량부를 포함하는 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a rubber composition comprising 100 parts by weight of a raw rubber, 5 to 30 parts by weight of a reinforcing resin, 1 to 10 parts by weight of a methylene donor, and a BET specific surface area of 60 to 90 m 2 / g, And 1 to 6 parts by weight of nano-sized zinc oxide having a thickness of 20 nm.

상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 가류제 2 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다.The rubber composition for tire carcass topping may further comprise 2 to 10 parts by weight of a vulcanizing agent.

상기 나노 산화아연과 상기 가류제의 중량비는 1:1 내지 1:2일 수 있다.The weight ratio of the nano-zinc oxide and the vulcanizing agent may be 1: 1 to 1: 2.

상기 보강성 레진은 m-크레졸 함량이 1 중량% 이하인 m-크레졸 성분이 제거된 캐슈 변성 페놀 수지일 수 있다.The reinforcing resin may be a cast-modified phenolic resin from which the m-cresol moiety having an m-cresol content of 1 wt% or less is removed.

상기 메틸렌 공여체는 헥사메틸렌테트라아민, 헥사메톡시메틸멜라민, 펜타메톡시메틸멜라민 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The methylene donor may be any one selected from the group consisting of hexamethylenetetramine, hexamethoxymethylmelamine, pentamethoxymethylmelamine, and combinations thereof.

상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 질소흡착 비표면적(nitrogen surface area per gram, N2SA)이 30 내지 300m2/g이고, DBP(n-dibutyl phthalate) 흡유량이 60 내지 180cc/100g인 카본블랙 30 내지 80 중량부를 더 포함할 수 있다.Wherein the rubber composition for tire carcass topping has a nitrogen surface area per gram (N 2 SA) of 30 to 300 m 2 / g and an oil absorption amount of DBP (n-dibutyl phthalate) of 60 to 180 cc / 30 to 80 parts by weight.

상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 코발트 염 0.1 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다.The rubber composition for tire carcass topping may further comprise 0.1 to 10 parts by weight of a cobalt salt.

상기 코발트 염은 코발트 나프테네이트(Cobalt naphthenate), 코발트 네오데카노에이트(Cobalt neodecanoate), 코발트 아세틸 아세토네이트(Cobalt acetyl acetonate), 코발트 보론 네오데카노에이트(Cobalt boron neodecanoate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The cobalt salt may be selected from the group consisting of Cobalt naphthenate, Cobalt neodecanoate, Cobalt acetyl acetonate, Cobalt boron neodecanoate, and combinations thereof. Lt; / RTI > group.

상기 코발트 염은 상기 코발트 염 전체에 대하여 코발트를 0.05 내지 5.5 중량%로 포함할 수 있다.The cobalt salt may include cobalt in an amount of 0.05 to 5.5% by weight based on the entire cobalt salt.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어를 제공한다.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a tire produced using the rubber composition for tire carcass topping.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 원료고무 100 중량부, 보강성 레진 5 내지 30 중량부, 메틸렌 공여체 1 내지 10 중량부, 그리고 BET 비표면적이 60 내지 90m2/g이고, 평균 입경이 10 내지 20nm인 나노 산화아연 1 내지 6 중량부를 포함한다.The rubber composition for tire carcass topping according to one embodiment of the present invention comprises 100 parts by weight of a raw rubber, 5 to 30 parts by weight of a reinforcing resin, 1 to 10 parts by weight of a methylene donor, and a BET specific surface area of 60 to 90 m 2 / g And 1 to 6 parts by weight of nano-zinc oxide having an average particle diameter of 10 to 20 nm.

상기 원료고무는 천연고무 또는 합성고무일 수 있다.The raw material rubber may be natural rubber or synthetic rubber.

상기 천연고무는 일반적인 천연고무 또는 변성 천연고무일 수 있다.The natural rubber may be a general natural rubber or a modified natural rubber.

상기 일반적인 천연고무는 천연고무로서 알려진 것이면 어느 것이라도 사용될 수 있고, 원산지 등이 한정되지 않는다. 상기 천연고무는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함하지만, 요구 특성에 따라서 트랜스-1,4-폴리이소프렌을 포함할 수도 있다. 따라서, 상기 천연고무에는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함하는 천연고무 외에, 예컨대 남미산 사포타과의 고무의 일종인 발라타 등, 트랜스-1,4-이소프렌을 주체로서 포함하는 천연고무도 포함할 수 있다.The above-mentioned general natural rubber may be used as long as it is known as natural rubber, and the country of origin and the like are not limited. The natural rubber includes cis-1,4-polyisoprene as a main component, but may also include trans-1,4-polyisoprene depending on required characteristics. Therefore, in addition to natural rubber containing cis-1,4-polyisoprene as a main component, natural rubber including trans-1,4-isoprene as a main component, such as balata, Rubber may also be included.

상기 변성 천연고무는, 상기 일반적인 천연고무를 변성 또는 정제한 것을 의미한다. 예컨대, 상기 변성 천연고무로는 에폭시화 천연고무(ENR), 탈단백 천연고무(DPNR), 수소화 천연고무 등을 들 수 있다.The modified natural rubber means that the general natural rubber is modified or purified. Examples of the modified natural rubber include epoxidized natural rubber (ENR), deproteinized natural rubber (DPNR), hydrogenated natural rubber and the like.

상기 보강성 레진으로는 친환경 보강성 레진인 캐슈 변성 페놀 수지를 바람직하게 사용할 수 있다. 특히, 상기 보강성 레진으로 m-크레졸(cresol) 성분의 함량이 1 중량% 이하, 바람직하게는 0.1 중량% 이하인 m-크레졸 성분이 제거된 캐슈 변성 페놀 수지를 바람직하게 사용할 수 있다. As the reinforcing resin, a cashew modified phenolic resin which is an environment-friendly reinforcing resin can be preferably used. In particular, a cast-modified phenolic resin in which the m-cresol moiety having a content of m-cresol component of 1% by weight or less, preferably 0.1% by weight or less is removed by the reinforcing resin can be preferably used.

상기 캐슈 변성 페놀 수지는 다양한 방법으로 제조할 수 있는데, 예를 들어, 산 촉매를 사용하며 페놀을 포름알데히드, 파라포름알데히드 또는 벤즈알데히드 등의 알데히드와 반응시킨 후, 캐슈 오일로 개질시켜 제조할 수도 있다. 이때 상기 산 촉매로는 옥살산, 염산, 황산 및 p-톨루엔 설폰산 등을 사용할 수 있다.The above-mentioned cashew modified phenolic resin can be prepared by various methods, for example, by using an acid catalyst and reacting the phenol with an aldehyde such as formaldehyde, paraformaldehyde or benzaldehyde, followed by reforming it with cashew oil . As the acid catalyst, oxalic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, and p-toluenesulfonic acid may be used.

상기 메틸렌 공여체는 상기 보강성 레진의 가류에 의해 경도가 향상될 수 있도록 한다. 상기 메틸렌 공여체로는 헥사메틸렌테트라아민, 헥사메톡시메틸멜라민, 펜타메톡시메틸멜라민, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있고, 바람직하게 헥사메틸렌테트라민을 사용할 수 있다. The methylene donor allows the hardness to be improved by the curing of the reinforcing resin. As the methylene donor, any one selected from the group consisting of hexamethylenetetramine, hexamethoxymethylmelamine, pentamethoxymethylmelamine, and combinations thereof can be used, and hexamethylenetetramine can be preferably used.

상기 보강성 레진을 포함하는 고무 조성물은 가공시에는 혼합이나 가공에 거의 영향을 미치지 않지만, 가류시 상기 메틸렌 공여체의 메톡시기가 상기 m-크레졸 성분이 제거된 캐슈 변성 페놀 수지의 하이드록시기(-OH)와 반응하여 멜라민 구조(Melamine structure)와 보강성 레진 사이에 메틸렌 브릿지(methylene bridge)를 생성하며 열경화성의 레진 네트워크를 생성한다.The rubber composition containing the reinforcing resin hardly influences mixing or processing at the time of processing. However, when the m-cresol component is removed, the methoxy group of the methylene donor at the time of vulcanization has a hydroxyl group (- OH) to form a methylene bridge between the melamine structure and the reinforcing resin to create a thermosetting resin network.

상기 보강성 레진은 5 내지 30 중량부로 포함되며, 메틸렌 공여체는 1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.The reinforcing resin may be included in an amount of 5 to 30 parts by weight, and the methylene donor may be included in an amount of 1 to 10 parts by weight.

상기 보강성 수지가 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 5 중량부 미만으로 포함되는 경우 상기 보강성 수지에 의한 보강 효과가 미미할 수 있고, 30 중량부를 초과하여 포함되는 경우 고무의 경도가 너무 높아 고무의 파단시까지의 신장율이 급격히 저하될 우려가 있다.When the reinforcing resin is contained in an amount of less than 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber, the reinforcing effect by the reinforcing resin may be insignificant. When the reinforcing resin is contained in excess of 30 parts by weight, There is a possibility that the elongation rate until the breakage is rapidly lowered.

상기 메틸렌 공여체가 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만으로 포함되는 경우 상기 메틸렌 공여체를 포함하는 효과가 미미할 수 있고, 10 중량부를 초과하여 포함되는 경우 가공성이 저하될 수 있다.If the methylene donor is contained in an amount of less than 1 part by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber, the effect of containing the methylene donor may be insufficient. If the methylene donor is contained in an amount exceeding 10 parts by weight, processability may be deteriorated.

상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 모듈러스 및 접착성능을 향상시키기 위해 기존의 활성제인 산화아연과 비교해 입자의 크기가 매우 작고 표면적이 큰 나노 크기의 산화아연을 포함한다. 상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 상기 나노 산화아연을 포함함으로써 모듈러스 및 접착성능을 향상시킬 수 있다.The rubber composition for tire carcass topping contains nano-sized zinc oxide having a very small particle size and a large surface area as compared with zinc oxide which is a conventional activator in order to improve the modulus and adhesion performance. The rubber composition for tire carcass topping can improve the modulus and adhesion performance by including the nano-sized zinc oxide.

구체적으로, 상기 나노 산화아연은 BET 비표면적이 60 내지 90m2/g이고, 평균 입경이 10 내지 20nm일 수 있다. 상기와 같은 표면적이 매우 크고, 입자 크기가 수십 나노 크기를 가지는 나노 산화아연을 사용하면, 기존 대비 동일한 사용량으로 고모듈러스와 우수한 접착 성능을 나타낼 수 있고, 동일한 물성을 유지할 경우 산화아연의 사용량을 크게 감소시킬 수 있다.Specifically, the nano-zinc oxide may have a BET specific surface area of 60 to 90 m 2 / g and an average particle diameter of 10 to 20 nm. When the nano-sized zinc oxide having a very large surface area and a particle size of several tens of nanometers as described above is used, it can exhibit excellent adhesion with the high modulus with the same amount as the conventional one, and when the same physical properties are maintained, .

상기 나노 산화아연은 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부, 바람직하게 2 내지 5 중량부로 첨가될 수 있다. 상기 나노 산화아연의 함량이 1 중량부 미만인 경우 가황 속도가 느리고 생산성이 저하될 수 있고, 10 중량부를 초과하는 경우 고무의 물성이 감소될 수 있다.The nano-sized zinc oxide may be added in an amount of 1 to 10 parts by weight, preferably 2 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the raw material rubber. If the content of the nano-sized zinc oxide is less than 1 part by weight, the vulcanization rate may be slow and the productivity may be deteriorated. If the content is more than 10 parts by weight, the physical properties of the rubber may be reduced.

상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 보강성 충진제로서 카본블랙을 더 포함할 수 있다. The rubber composition for tire carcass topping may further comprise carbon black as a reinforcing filler.

상기 카본블랙은 질소흡착 비표면적(nitrogen surface area per gram, N2SA)이 30 내지 300m2/g일 수 있고, DBP(n-dibutyl phthalate) 흡유량이 60 내지 180cc/100g 일 수 있는데, 상기와 같은 특성을 가지는 카본블랙을 사용하는 경우 적절한 보강성과 동시에 적절한 가공성을 가지는 타이어 카카스용 고무 조성물을 제조할 수 있다.The carbon black may have a nitrogen surface area per gram (N 2 SA) of 30 to 300 m 2 / g and an oil absorption amount of DBP (n-dibutyl phthalate) of 60 to 180 cc / 100 g. When a carbon black having the same characteristics is used, it is possible to produce a rubber composition for a tire carcass having proper reinforcement and appropriate processability.

상기 카본블랙의 질소흡착 비표면적이 300m2/g을 초과하면 타이어용 고무 조성물의 가공성이 불리해질 수 있고, 30m2/g미만이면 충진제인 카본블랙에 의한 보강 성능이 불리해질 수 있다. 또한, 상기 카본블랙의 DBP 흡유량이 180cc/100g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 저하될 수 있고, 60cc/100g 미만이면 충진제인 카본블랙에 의한 보강 성능이 불리해질 수 있다.If the nitrogen adsorption specific surface area of the carbon black exceeds 300 m 2 / g, the workability of the rubber composition for a tire may be deteriorated. If it is less than 30 m 2 / g, the reinforcing performance by carbon black as a filler may be deteriorated. If the DBP oil absorption of the carbon black exceeds 180 cc / 100 g, the workability of the rubber composition may be deteriorated. If it is less than 60 cc / 100 g, the reinforcing performance by carbon black as a filler may be deteriorated.

상기 카본블랙의 대표적인 예로는 N110, N121, N134, N220, N231, N234, N242, N293, N299, N315, 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 N991등을 들 수 있다.Typical examples of the carbon black include N110, N121, N134, N220, N231, N234, N242, N293, N299, N315, 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 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 30 내지 80 중량부로 포함될 수 있고, 45 내지 65 중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 53 내지 57 중량부로 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 카본블랙의 함량이 30 중량부 미만이면 충진제인 카본블랙에 의한 보강 성능이 저하될 수 있고, 80 중량부를 초과하면 고무 조성물의 가공성이 불리해질 수 있다.The carbon black may be contained in an amount of 30 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber, more preferably 45 to 65 parts by weight, and still more preferably 53 to 57 parts by weight. When the content of the carbon black is less than 30 parts by weight, the reinforcing performance by the carbon black as the filler may be deteriorated. If the content is more than 80 parts by weight, the workability of the rubber composition may be deteriorated.

상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 코발트 염을 더 포함함으로써, 접착력을 더욱 더 개선할 수 있다. 상기 코발트 염을 사용하는 경우 함유된 산(acid)의 종류에 따라, 타이어 스틸 코드에 부식이 발생하여 접착력이 떨어지는 경우가 있으나, 상기 BET 비표면적이 60 내지 90m2/g이고, 평균 입경이 10 내지 20nm인 나노 산화아연와 함께 사용하는 경우 상기 타이어 스틸 코드의 부식을 방지할 수 있다.The rubber composition for tire carcass topping further includes a cobalt salt, whereby the adhesion can be further improved. In the case of using the cobalt salt, corrosion of the tire steel cord may occur depending on the type of the acid contained. In this case, the BET specific surface area is 60 to 90 m 2 / g and the average particle diameter is 10 To 20 nm, it is possible to prevent the corrosion of the tire steel cord.

상기 코발트 염으로는 코발트 나프테네이트(Cobalt naphthenate), 코발트 네오데카노에이트(Cobalt neodecanoate), 코발트 아세틸 아세토네이트(Cobalt acetyl acetonate), 코발트 보론 네오데카노에이트(Cobalt boron neodecanoate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있고, 상기 코발트 아세틸아세토네이트는 코발트 보론 복합체(Coalt Boron Decanoate Complexes) 대비 상대적으로 가공 중의 고무 체인의 절단이 적어 분자량 효과가 높고, 코발트 이온의 안정성이 높아 온도에 의한 체인 절단을 억제하는 측면에서도 유리한 특성을 나타내는 것으로 판단된다. 이러한 과정을 통해 가류 후 카카스 토핑용 고무 조성물의 모듈러스와 내피로 물성을 코발트 보론 복합체 대비 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.Examples of the cobalt salt include Cobalt naphthenate, Cobalt neodecanoate, Cobalt acetyl acetonate, Cobalt boron neodecanoate, and combinations thereof. The cobalt acetylacetonate has a high molecular weight effect and a high stability of the cobalt ion due to the low breakage of the rubber chain during processing relative to the cobalt boron decanoate complexes, Which is advantageous also in terms of suppressing chain breakage by the chain. Through this process, the modulus and the endothelium properties of the rubber composition for vulcanizing the carcass topping can be improved more effectively than the cobalt boron composite.

상기 코발트 염은 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 코발트 염의 함량이 10 중량부를 초과하는 경우 가류 전 가공성 측면에서 높은 무니점도, 내피로성 저하와 같은 문제를 발생시킬 수 있고, 0.1 중량부 미만인 경우 스틸 코드와의 인발력이 저하될 수 있다.The cobalt salt may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber. If the content of the cobalt salt exceeds 10 parts by weight, problems such as a high Mooney viscosity and a low fatigue resistance may be caused from the viewpoint of the vulcanization processability. If the content is less than 0.1 part by weight, the pulling force with the steel cord may decrease.

또한, 상기 코발트 염은 상기 코발트 염 전체에 대하여 코발트를 0.05 내지 5.5 중량%로 포함할 수 있다. 상기 코발트의 함량이 0.05 중량% 미만인 경우 스틸 코드와의 인발력 저하의 문제가 있을 수 있고, 5.5 중량%를 초과하는 경우 가류 전 가공성 측면에서 무니점도가 높아지고 내피로성이 저하될 있다.The cobalt salt may contain cobalt in an amount of 0.05 to 5.5% by weight based on the entire cobalt salt. If the content of cobalt is less than 0.05% by weight, there may be a problem of pulling power with steel cords. When the content of cobalt is more than 5.5% by weight, the Mooney viscosity increases and the fatigue resistance is lowered.

상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 다량의 보강성 레진으로 내흡습성이 우수한 페놀계 레진과 메틸렌 공여체를 사용하여 스틸 코드와의 노화 접착 성능을 향상시키고, 모듈러스를 높이는 동시에 카본블랙과 황의 양을 감소시켜 인장강도와 파단신장률 및 고온노화특성이 떨어지는 문제점을 보완하여 피로성능 향상을 통해 내구를 향상시키고자 하였다.The rubber composition for tire carcass topping uses a large amount of reinforcing resin to improve the aging adhesion performance with the steel cord by using a phenolic resin and a methylene donor excellent in hygroscopicity and to increase the modulus and reduce the amount of carbon black and sulfur And to improve durability through improvement of fatigue performance by solving the problem that tensile strength, elongation at break and aging characteristics at high temperature are inferior.

한편, 상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 가류제를 더 포함할 수 있다. 상기 가류제로는 유황계 가류제를 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 유황계 가류제는 분말 황(S), 불용성 황(S), 침강 황(S), 콜로이드(colloid) 황 등의 무기 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.Meanwhile, the rubber composition for tire carcass topping may further comprise a vulcanizing agent. As the vulcanizing agent, a sulfur vulcanizing agent can be preferably used. The sulfur vulcanizing agent may be an inorganic vulcanizing agent such as powdered sulfur (S), insoluble sulfur (S), precipitated sulfur (S), or colloid sulfur. As the sulfur vulcanizing agent, a vulcanizing agent which produces elemental sulfur or sulfur, for example, amine disulfide, polymer sulfur and the like can be used.

상기 가류제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 2 내지 10 중량부로 포함되며, 상기 나노 산화아연과 상기 가류제의 중량비는 1:1 내지 1:2, 바람직하게 1:1.167 내지 1:1.4일 수 있다. 상기 가류제의 함량 범위에서 상기 나노 산화아연과 상기 가류제의 중량비가 상기 범위 내인 경우 본 발명의 고무 조성물을 가장 효율적으로 가교시킬 수 있다.The weight ratio of the nano zinc oxide and the vulcanizing agent is 1: 1 to 1: 2, preferably 1: 1.167 to 1: 1.4. have. When the weight ratio of the nano-zinc oxide and the vulcanizing agent is within the above range in the vulcanizing agent content range, the rubber composition of the present invention can be most efficiently crosslinked.

상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 선택적으로 추가적인 가류촉진제, 노화방지제 또는 연화제 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 카카스 토핑용 고무 조성물에서 사용되는 배합비에 따르는 바, 특별히 한정되지 않는다.The rubber composition for tire carcass topping may further include various additives such as an additional vulcanization accelerator, an anti-aging agent or a softening agent. Any of the various additives may be used as long as they are commonly used in the field to which the present invention belongs, and the content thereof is not particularly limited as long as it depends on the compounding ratio used in a conventional rubber composition for topcoat topping.

상기 가류촉진제는 가황 속도를 촉진하거나 초기 가황 단계에서 지연작용을 촉진하는 촉진제(accelerator)를 의미한다.The vulcanization accelerator refers to an accelerator that promotes the vulcanization rate or accelerates the retardation in the initial vulcanization step.

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.Examples of the vulcanization accelerator include sulfenamide, thiazole, thiuram, thiourea, guanidine, dithiocarbamate, aldehyde-amine, aldehyde-ammonia, imidazoline, Or a combination thereof.

상기 가류촉진제는 가류 속도 촉진을 통한 생산성 증진 및 고무 물성의 증진을 극대화시키기 위하여 상기 원료고무 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 material rubber in order to maximize productivity improvement and rubber property enhancement through vulcanization speed promotion.

상기 가류촉진조제는 상기 가류촉진제와 병용하여 그 촉진 효과를 완전하게 하기 위해서 사용되는 배합제로서, 상기 나노 산화아연과 함께 유기계 가류촉진조제를 더 사용할 수 있다. 상기 나노 산화아연과 상기 유기계 가류촉진조제를 함께 사용하는 경우 상기 나노 산화아연이 상기 스테아르산에 녹아 상기 가류촉진제와 유효한 복합체(complex)를 형성하여, 가황 반응 중 유리한 황을 만들어냄으로써 고무의 가교 반응을 용이하게 한다.The vulcanization accelerating assistant may be used in combination with the vulcanization accelerator to complete the promoting effect. The organic vulcanization accelerator auxiliary may be further used together with the nano-zinc oxide. When the nano-zinc oxide and the organic-based vulcanization accelerating assistant are used together, the nano-zinc oxide is dissolved in the stearic acid to form an effective complex with the vulcanization accelerator to produce favorable sulfur during the vulcanization reaction, .

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 organic vulcanization accelerating auxiliary, there may be selected from the group consisting of stearic acid, zinc stearate, palmitic acid, linoleic acid, oleic acid, lauric acid, dibutyl ammonium oleate, derivatives thereof, Can be used.

상기 나노 산화아연과 상기 스테아르산을 함께 사용하는 경우 적절한 가류촉진조제로서의 역할을 위하여 각각 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0.3 내지 5 중량부로 사용할 수 있다. 상기 스테아르산의 함량이 상기 범위 미만인 경우 가황 속도가 느려 생산성이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 스코치 현상이 발생하여 물성이 저하될 수 있다.When the nano-sized zinc oxide and the stearic acid are used together, they may be used in an amount of 0.3 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber, respectively, in order to serve as an appropriate vulcanization accelerating auxiliary. If the content of stearic acid is less than the above range, the vulcanization rate may be slow and the productivity may be deteriorated. If the content exceeds the above range, scorch phenomenon may occur and the physical properties may be deteriorated.

상기 연화제는 고무에 가소성을 부여시켜 가공을 용이하게 하기 위하여 또는 가황 고무의 경도를 저하시키기 위하여 고무 조성물에 첨가되는 것으로, 고무 배합시나 고무 제조시에 사용되는 오일류 기타 재료를 의미한다. 상기 연화제는 가공오일(Process oil) 또는 기타 고무 조성물에 포함되는 오일류를 의미한다. 상기 연화제로는 석유계 오일, 식물유지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The softening agent is added to the rubber composition in order to impart plasticity to the rubber to facilitate processing or to decrease the hardness of the vulcanized rubber, and means an oil or other material used in rubber compounding or rubber production. The softening agent means an oil contained in a process oil or other rubber composition. The softener may be selected from the group consisting of petroleum oils, vegetable oils, and combinations thereof, but the present invention is not limited thereto.

최근 환경 의식의 고조와 함께 상기 방향족계 오일에 포함된 폴리사이클릭 아로마틱 탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, 이하 PAHs라 한다)의 함량이 3 중량% 이상일 때는 암 유발 가능성이 높은 것으로 알려진바, TDAE(treated distillate aromatic extract) 오일, MES(mild extraction solvate) 오일, RAE(residual aromatic extract) 오일 또는 중질 나프텐성 오일을 바람직하게 사용할 수 있다.Recently, when the content of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (hereinafter referred to as PAHs) contained in the aromatic oil is higher than 3 wt% together with a rise in environmental consciousness, aromatic extract oils, mild extraction solvate oils, residual aromatic extract oils or heavy naphthenic oils can be preferably used.

특히, 상기 연화제로서 사용하는 오일은 상기 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. Particularly, the oil used as the softening agent preferably has a total content of PAHs components of not more than 3 wt%, a kinematic viscosity of not less than 95 (210 S SUS), an aromatic component of 15 to 25 wt%, a naphthene component Of 27 to 37% by weight and a paraffinic component of 38 to 58% by weight can be preferably used.

상기 TDAE 오일은 상기 TDAE 오일을 포함한 타이어 카카스의 연비 성능을 우수하게 하면서도 PAHs의 암 유발 가능성 등의 환경적 요인에 대해서도 유리한 특성을 갖는다.The TDAE oil is advantageous for environmental factors such as the possibility of cancer induction of PAHs while improving the fuel efficiency of the tire carcass including the TDAE oil.

상기 연화제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0 내지 15 중량부로 사용하는 것이 원료고무의 가공성을 좋게 한다는 점에서 바람직하다.It is preferable that the softening agent is used in an amount of 0 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber, because it improves the workability of the raw material rubber.

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 antioxidant is an additive used to stop the chain reaction in which the tire is autoxidized 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 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 원료고무 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.Considering the conditions that the solubility of the antioxidant in addition to the anti-aging action is high, the solubility in the rubber is small, the volatility is small, the solubility should be inactive to the rubber, and the vulcanization should not be inhibited, By weight.

상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 카카스에 한정되지 않고, 타이어를 구성하는 다양한 고무 구성 요소에 포함될 수 있다. 상기 고무 구성 요소로는 벨트 토핑용 고무 조성물, 트레드(트레드 캡 및 트레드 베이스), 사이드월, 사이드월 삽입물, 에이펙스(apex), 채퍼(chafer), 인너라이너 또는 와이어 코트 등을 들 수 있다.The rubber composition for tire carcass topping is not limited to carcass, but may be included in various rubber components constituting the tire. Examples of the rubber component include a rubber composition for belt topping, a tread (tread cap and tread base), a sidewall, a sidewall insert, an apex, a chafer, an inner liner or a wire coat.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 타이어는 상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물을 이용하여 제조된다. 상기 타이어 카카스용 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 composition for the tire carcass topping. A method of manufacturing a tire using the rubber composition for a tire carcass can be applied to any method conventionally used for manufacturing a tire, and a detailed description thereof will be omitted herein.

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 tires may be automobile tires, racing tires, airplane tires, agricultural tires, off-the-road tires, truck tires or bus tires. Further, the tire may be a radial tire or a bias tire, and preferably a radial tire.

본 발명의 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 페놀계 보강성 레진과 메틸렌 공여체 및 나노 산화아연을 사용하여 가류제와 카본블랙 그리고 산화아연의 사용량을 감소시키면서도 모듈러스 및 접착성능을 향상시킬 수 있다.The rubber composition for tire carcass topping of the present invention can improve the modulus and adhesion performance while reducing the amount of vulcanizing agent, carbon black and zinc oxide by using a phenolic reinforcing resin, a methylene donor and nano-sized zinc oxide.

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]

하기 표 1과 같은 조성을 이용하여 하기의 실시예 및 비교예에 따른 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물을 제조하였다. 상기 고무 조성물의 제조는 통상의 고무 조성물의 제조방법에 따랐다.Rubber compositions for tire carcass topping according to the following Examples and Comparative Examples were prepared using the compositions shown in Table 1 below. The production of the rubber composition was in accordance with the usual production method of the rubber composition.

(( 비교예Comparative Example 1) One)

하기 표 1에서와 같이 천연고무 100 중량부에 대하여 카본블랙(N330) 70 중량부, 코발트염 0.5 중량부, 산화아연 5 중량부, 황 7 중량부를 밴버리 믹서에 넣어 혼합한 후 140℃에서 40분 동안 가류시켜 고무 시편을 제조하였다.As shown in Table 1, 70 parts by weight of carbon black (N330), 0.5 part by weight of cobalt salt, 5 parts by weight of zinc oxide and 7 parts by weight of sulfur were mixed in 100 parts by weight of natural rubber, and mixed in a Banbury mixer. To produce rubber specimens.

상기 산화아연은 일반적으로 사용되는 공업용 산화아연이다.The zinc oxide is commonly used industrial zinc oxide.

(( 실시예Example 1) One)

보강성 레진 10 중량부, 메틸렌 공여체 5 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 조성 및 방법을 이용하여 고무 시편을 제조하였다Rubber specimens were prepared using the same composition and method as in Comparative Example 1, except that 10 parts by weight of reinforcing resin and 5 parts by weight of methylene donor were added

상기 보강성 레진으로는 m-크레졸 성분이 제거된 캐슈 변성 페놀 수지를 사용하였고, 메틸렌 공여체로는 헥사메틸렌테트라민(HMTA)을 사용하였다.As the reinforcing resin, cast-modified phenolic resin with m-cresol removed was used, and hexamethylenetetramine (HMTA) was used as the methylene donor.

(( 실시예Example 2) 2)

실시예 1과 동일한 조성에 카본블랙의 함량을 50 중량부, 황의 함량을 3.5 중량부로 조절한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 조성 및 방법을 이용하여 고무 시편을 제조하였다.A rubber specimen was prepared using the same composition and method as in Example 1 except that the content of carbon black was 50 parts by weight and the content of sulfur was 3.5 parts by weight.

(( 실시예Example 3) 3)

실시예 1에서 일반적인 산화아연 5 중량부를 대신하여 나노 산화아연 3 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 조성 및 방법을 이용하여 고무 시편을 제조하였다.A rubber specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that 3 parts by weight of zinc oxide was added instead of 5 parts by weight of zinc oxide.

상기 나노 산화아연은 BET 비표면적이 65m2/g이고, 평균 입경이 15nm인 것을 사용하였다.The nano-zinc oxide used had a BET specific surface area of 65 m 2 / g and an average particle diameter of 15 nm.

(( 실시예Example 4) 4)

실시예 3에서 나노 산화아연을 5 중량부로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 조성 및 방법을 이용하여 고무 시편을 제조하였다.A rubber specimen was prepared using the same composition and method as in Example 1, except that 5 parts by weight of nano-zinc oxide was used in Example 3.

(( 실시예Example 5) 5)

실시예 3과 동일한 조성에 카본블랙의 함량을 50 중량부, 황의 함량을 3.0 중량부로 조절한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 조성 및 방법을 이용하여 고무 시편을 제조하였다.A rubber specimen was prepared using the same composition and method as in Example 3 except that the content of carbon black was adjusted to 50 parts by weight and the content of sulfur was adjusted to 3.0 parts by weight.

배합제Compounding agent 비교예1Comparative Example 1 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 실시예5Example 5 NRNR 100100 100100 100100 100100 100100 100100 카본블랙
(N330)Carbon black
(N330) 7070 7070 5050 7070 7070 5050 보강성 레진Reinforced Resin -- 1010 1010 1010 1010 1010 메틸렌 공여체Methylene donor -- 55 55 55 55 55 코발트염Cobalt salt 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 황sulfur 77 77 3.53.5 77 77 3.53.5 일반 산화아연General zinc oxide 5.05.0 5.05.0 5.05.0 -- -- -- 나노 산화아연Nano zinc oxide -- -- -- 3.03.0 5.05.0 3.03.0

(단위: 중량부)
(Unit: parts by weight)

[[ 실험예Experimental Example : 제조된 고무 조성물의 물성 측정]: Measurement of physical properties of the prepared rubber composition]

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무 시편에 대하여 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. The physical properties of the rubber specimens prepared in Examples and Comparative Examples were measured and the results are shown in Table 2 below.

상기 물성은 ASTM 관련 규정에 의하여 경도(Shore A), 300% 모듈러스 (kg/cm2), 인장강도(kg/cm2), 파단신장율 (%), 수분 흡수율(%) 및 초기 접착력(Kgf)을 측정하였다.The above physical properties were measured by Shore A, 300% modulus (kg / cm 2 ), tensile strength (kg / cm 2 ), elongation at break (%), water absorption rate (%) and initial adhesion force (Kgf) Were measured.

이때, 접착력 시험을 위해 스틸 코드(3+9(0.22)+w)를 미가류 고무시편 중앙에 위치시킨 후 가류된 시편을 이용하여 접착력을 측정하였고, 노화시험은 하기 표 3의 조건에서 2주일간 노화시킨 후 6개의 시편의 접착력을 측정하여 그 평균값을 나타내었다.In this case, the steel cord (3 + 9 (0.22) + w) was placed at the center of the unvulcanized rubber specimen and the adhesion was measured using the vulcanized specimen for the adhesion test. The aging test was conducted for 2 weeks After aging, the adhesive strength of six specimens was measured and the average value was shown.

내피로특성은 100℃ 조건에서 1주일간 노화시킨 후 6개의 샘플을 피로시험기를 이용하여 Strain 118% 조건에서 파괴 Cycles을 측정하여 50% 잔존율을 나타내었다.The characteristics of endothelium were 50% after 50 days of aging at 100 ℃ for 1 week, and then the fracture cycles of 6 samples were measured at 118% strain using a fatigue tester.

항목Item 비교예1Comparative Example 1 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 실시예5Example 5 경도Hardness 6060 7272 6262 6262 6262 6464 300% 모듈러스 (kg/cm2)300% modulus (kg / cm 2 ) 142142 192192 152152 145145 153153 153153 인장강도 (kg/cm2)Tensile strength (kg / cm 2 ) 248248 212212 254254 246246 265265 252252 파단신장율 (%)Elongation at break (%) 340340 245245 342342 345345 310310 343343 수분 흡수율(%)Water Absorption Rate (%) 0.450.45 0.170.17 0.160.16 0.400.40 0.420.42 0.190.19 초기 접착력 (Kgf)Initial adhesion force (Kgf) 120120 162162 141141 118118 132132 148148 열노화 (Kgf)Heat aging (Kgf) 105105 143143 118118 106106 114114 127127 열수노화 (Kgf)Hydrothermal aging (Kgf) 8585 131131 110110 8888 103103 121121 염수노화 (Kgf)Brine Aging (Kgf) 8282 110110 102102 8484 9393 108108 습기노화 (Kgf)Moisture aging (Kgf) 9191 122122 116116 9595 106106 125125 50% 피로수명
(kcycles)50% fatigue life
(kcycles) 350350 243243 380380 368368 335335 412412

구분division 시험조건Exam conditions 열노화Heat aging 100℃100 ℃ 열수노화Hydrothermal aging 100℃ 물100 ° C water 염수노화Salt water aging 20% Nacl 용액, 상온20% Nacl solution, room temperature 습기노화Moisture aging 100℃, 상대습도 96100 캜, relative humidity 96

상기 표 2의 물성 결과를 통해, 황과 카본블랙의 함량을 줄이고 다량의 보강성 레진, 메틸렌 공여체를 첨가하게 되면 경도와 모듈러스가 상승하는 동시에 인장강도와 파단신장율도 유지되는 것을 알 수 있고, 접착성능 및 내피로성능이 향상되는 것을 알 수 있다.From the physical properties of Table 2, it can be seen that when the content of sulfur and carbon black is reduced and a large amount of reinforcing resin or methylene donor is added, the hardness and modulus increase and the tensile strength and elongation at break are also maintained. Performance and endothelium are improved.

또한, 나노 산화아연 0.3 중량부를 첨가한 실시예 3의 경우 일반 산화아연을 사용한 비교예 1 대비 동등 수준의 물성을 나타내었고, 나노 산화아연 5 중량부를 사용한 실시예 4의 경우 비교예 1 보다 향상된 인장물성과 접착성능을 나타내었다.Further, Example 3 in which 0.3 parts by weight of nano-zinc oxide was added exhibited the same level of physical properties as Comparative Example 1 in which general zinc oxide was used. In Example 4 using 5 parts by weight of nano-zinc oxide, Physical properties and adhesion performance.

보강성 레진 및 나노 산화아연을 첨가한 실시예 5의 경우 비교예 1 대비 황, 카본블랙 및 산화아연의 사용량을 감소시키면서 동등 수준의 배합물성, 접착성능 및 내피로성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 Zn 함량도 줄일 수 있어서 친환경 타이어에 유용함을 알 수 있다.
In the case of Example 5 in which the reinforcing resin and the nano-sized zinc oxide were added, not only the amount of sulfur, carbon black and zinc oxide used in Comparative Example 1 could be reduced, but the same level of compounding property, adhesion performance and endothelial performance could be improved Zn content can be reduced, which is useful for environmentally friendly tires.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

Claims (10)

원료고무 100 중량부,
m-크레졸 함량이 1 중량% 이하인 m-크레졸 성분이 제거된 캐슈 변성 페놀 수지인 보강성 레진 5 내지 30 중량부,
헥사메틸렌테트라아민 메틸렌 공여체 1 내지 10 중량부,
BET 비표면적이 60 내지 90m2/g이고, 평균 입경이 10 내지 20nm인 나노 산화아연 1 내지 6 중량부, 그리고
코발트 염 0.1 내지 10 중량부
를 포함하는 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물.100 parts by weight of the raw rubber,
5 to 30 parts by weight of a reinforcing resin which is a cast-modified phenolic resin from which an m-cresol component having an m-cresol content of 1% by weight or less is removed,
1 to 10 parts by weight of hexamethylenetetramine methylene donor,
1 to 6 parts by weight of nano-zinc oxide having a BET specific surface area of 60 to 90 m 2 / g and an average particle diameter of 10 to 20 nm, and
0.1 to 10 parts by weight of a cobalt salt
And a rubber composition for tire carcass topping. 제1항에 있어서,
상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 가류제 2 내지 10 중량부를 더 포함하는 것인 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the rubber composition for tire carcass topping further comprises 2 to 10 parts by weight of vulcanization. 제2항에 있어서,
상기 나노 산화아연과 상기 가류제의 중량비는 1:1 내지 1:2인 것인 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물.3. The method of claim 2,
Wherein the weight ratio of the zinc nano-oxide to the vulcanizing agent is 1: 1 to 1: 2. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물은 질소흡착 비표면적(nitrogen surface area per gram, N2SA)이 30 내지 300m2/g이고, DBP(n-dibutyl phthalate) 흡유량이 60 내지 180cc/100g인 카본블랙 30 내지 80 중량부를 더 포함하는 것인 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the rubber composition for tire carcass topping has a nitrogen surface area per gram (N 2 SA) of 30 to 300 m 2 / g and an oil absorption amount of DBP (n-dibutyl phthalate) of 60 to 180 cc / And 30 to 80 parts by weight of the rubber composition for topcoat topping. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 코발트 염은 코발트 나프테네이트(Cobalt naphthenate), 코발트 네오데카노에이트(Cobalt neodecanoate), 코발트 아세틸 아세토네이트(Cobalt acetyl acetonate), 코발트 보론 네오데카노에이트(Cobalt boron neodecanoate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물.The method according to claim 1,
The cobalt salt may be selected from the group consisting of Cobalt naphthenate, Cobalt neodecanoate, Cobalt acetyl acetonate, Cobalt boron neodecanoate, and combinations thereof. Lt; RTI ID = 0.0 > carcassing < / RTI > 제1항에 있어서,
상기 코발트 염은 상기 코발트 염 전체에 대하여 코발트를 0.05 내지 5.5 중량%로 포함하는 것인 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the cobalt salt contains 0.05 to 5.5% by weight of cobalt relative to the total cobalt salt. 제1항에 따른 타이어 카카스 토핑용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어.A tire produced by using the rubber composition for tire carcass topping according to claim 1.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100542274B1 (en) * 2003-04-07 2006-01-11 금호타이어 주식회사 Tire rubber composition with nano structure ZnO
JP2008069199A (en) * 2006-09-12 2008-03-27 Sumitomo Rubber Ind Ltd Rubber composition for coating fixed cord and tire having carcass and/or belt using the same
KR20120059117A (en) * 2010-11-30 2012-06-08 한국타이어 주식회사 Rubber composition for tire lower beadfiller and tire manufactured by using the same
KR20130052975A (en) * 2011-11-14 2013-05-23 금호타이어 주식회사 Tire rubber composition improved heat resistance

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100542274B1 (en) * 2003-04-07 2006-01-11 금호타이어 주식회사 Tire rubber composition with nano structure ZnO
JP2008069199A (en) * 2006-09-12 2008-03-27 Sumitomo Rubber Ind Ltd Rubber composition for coating fixed cord and tire having carcass and/or belt using the same
KR20120059117A (en) * 2010-11-30 2012-06-08 한국타이어 주식회사 Rubber composition for tire lower beadfiller and tire manufactured by using the same
KR20130052975A (en) * 2011-11-14 2013-05-23 금호타이어 주식회사 Tire rubber composition improved heat resistance

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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