KR101828493B1 - 타이어 트레드용 고무 조성물 - Google Patents

타이어 트레드용 고무 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR101828493B1
KR101828493B1 KR1020177012962A KR20177012962A KR101828493B1 KR 101828493 B1 KR101828493 B1 KR 101828493B1 KR 1020177012962 A KR1020177012962 A KR 1020177012962A KR 20177012962 A KR20177012962 A KR 20177012962A KR 101828493 B1 KR101828493 B1 KR 101828493B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
rubber
parts
silica
oil
Prior art date
Application number
KR1020177012962A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170061170A (ko
Inventor
유스케 이이즈카
Original Assignee
요코하마 고무 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 요코하마 고무 가부시키가이샤 filed Critical 요코하마 고무 가부시키가이샤
Publication of KR20170061170A publication Critical patent/KR20170061170A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101828493B1 publication Critical patent/KR101828493B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06—Copolymers with styrene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016—Compositions of the tread
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/541—Silicon-containing compounds containing oxygen
    • C08K5/5415—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/541—Silicon-containing compounds containing oxygen
    • C08K5/5415—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond
    • C08K5/5419—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond containing at least one Si—C bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L45/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having no unsaturated aliphatic radicals in side chain, and having one or more carbon-to-carbon double bonds in a carbocyclic or in a heterocyclic ring system; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L47/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00—Compositions of natural rubber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L91/00—Compositions of oils, fats or waxes; Compositions of derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/006—Additives being defined by their surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

가공성, 웨트 성능 및 내마모성을 종래 레벨보다도 한층 더 향상하도록 한 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공한다. 천연 고무를 10 ~ 30중량%, 스티렌 단위 함유량이 30 ~ 40중량%인 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무를 10 ~ 30중량%, 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무를 80 ~ 40중량% 포함하는 디엔계 고무 100중량부에 대하여, 방향족 변성 테르펜 수지를 1 ~ 25중량부, 실리카를 80 ~ 150중량부, 카본 블랙을 5 ~ 50중량부 및 오일 성분을 배합하는 것과 함께, 탄소수 3 ~ 20의 알킬기를 가지는 알킬트리에톡시실란을 상기 실리카의 중량의 0.1 ~ 20중량% 배합하고, 또한 상기 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무 및/또는 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무가 함유하는 유전 성분, 상기 방향족 변성 테르펜 수지 및 상기 오일 성분의 합계량 Woil과 상기 천연 고무의 중량 WNR의 비(Woil/WNR)가 3.0 ~ 4.0인 것을 특징으로 한다.

Description

타이어 트레드용 고무 조성물{RUBBER COMPOSITION FOR TIRE TREADS}
본 발명은, 가공성, 그립 성능 및 내마모성을 종래 레벨보다도 향상하도록 한 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것이다.
고성능 차량 전용의 승용차용 공기입 타이어에는, 드라이 그립 성능, 웨트 그립 성능, 내마모성이나 저구름 저항성을 보다 고차원으로 양립시키는 것이 요구되고 있다. 예를 들어, 그립 성능을 높게 하기 위하여, 유리 전이 온도가 높은 스티렌 부타디엔 고무를 배합하거나, 입자경(粒子徑)이 작은 무기 충전제를 많이 배합한 고무 조성물을 사용하는 것이 행하여진다. 그렇지만 이와 같은 고무 조성물을 사용하면, 그립 성능을 높게 할 수 있어도 구름 저항이 커진다고 하는 문제가 있다. 또한 구름 저항을 작게 하기 위하여 고무 조성물에의 실리카의 배합량을 많게 하는 일이 있지만, 이 경우에는 내마모성이 악화된다고 하는 문제가 있다.
특허 문헌 1은, 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무, 말단 변성 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무 및 천연 고무를 그 중량비를 한정하여 배합한 디엔계 고무에 실리카를 배합하는 것에 의하여 실리카의 분산성을 개량하여, 저발열성, 내마모성 및 웨트 그립성에 뛰어난 고무 조성물을 제안하고 있다. 그러나, 수요자가 그립 성능 및 내마모성의 향상에 기대하는 요구 레벨은 보다 높고, 한층 더 고품질의 공기입 타이어를 안정되게 제조하기 위하여 가공성을 향상시키는 것도 중요하며, 이것들의 밸런스를 한층 개선하는 것이 요구되고 있었다.
일본국 공개특허공보 특개2011-246561호
본 발명의 목적은, 가공성, 그립 성능 및 내마모성을 종래 레벨 이상으로 향상하도록 한 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하는 본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은, 천연 고무를 10 ~ 30중량%, 스티렌 단위 함유량이 30 ~ 40중량%인 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무를 10 ~ 30중량%, 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무를 80 ~ 40중량% 포함하는 디엔계 고무 100중량부에 대하여, 방향족 변성 테르펜 수지를 1 ~ 25중량부, 실리카를 80 ~ 150중량부, 카본 블랙을 5 ~ 30중량부 및 오일 성분을 배합하는 것과 함께, 탄소수 3 ~ 20의 알킬기를 가지는 알킬트리에톡시실란을 상기 실리카의 중량의 0.1 ~ 20중량% 배합하고, 또한 상기 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무 및 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무 중 적어도 어느 하나가 함유하는 유전 성분, 상기 방향족 변성 테르펜 수지 및 상기 오일 성분의 합계량 Woil과 상기 천연 고무의 중량 WNR의 비(Woil/WNR)가 3.0 ~ 4.0이고, 상기 실리카 및 카본 블랙의 배합량의 합계가 140중량부를 넘고 200중량부 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은, 천연 고무를 10 ~ 30중량%, 스티렌 단위 함유량이 높은 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무를 10 ~ 30중량%, 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무를 80 ~ 40중량% 포함하는 디엔계 고무에, 방향족 변성 테르펜 수지, 실리카, 카본 블랙, 오일 성분 및 알킬트리에톡시실란을 배합하고, 또한 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무 및/또는 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무가 함유하는 유전 성분, 방향족 변성 테르펜 수지 및 오일 성분의 합계량 Woil과 천연 고무의 중량 WNR의 비(Woil/WNR)를 3.0 ~ 4.0으로 하였기 때문에, 가공성, 그립 성능 및 내마모성을 종래 레벨 이상으로 향상할 수 있다.
본 발명에 있어서 실리카의 CTAB 비표면적을 180 ~ 250m2/g으로 하면 된다. 또한 실리카 및 카본 블랙의 배합량의 합계를 140중량부를 넘고 200중량부 이하로 하면 된다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물을 사용한 공기입 타이어는, 그립 성능 및 내마모성을 종래 레벨보다도 향상시키고 있어, 이 고품질의 공기입 타이어를 안정되게 제조할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물을 사용한 공기입 타이어의 실시 형태의 일례를 도시하는 타이어 자오선 방향의 부분 단면도이다.
도 1은, 타이어 트레드용 고무 조성물을 사용한 공기입 타이어의 실시 형태의 일례를 도시하고, 이 공기입 타이어는, 트레드부(1), 사이드 월부(2), 및 비드부(3)로 이루어진다.
도 1에 있어서, 공기입 타이어에는, 좌우의 비드부(3) 사이에 타이어 경(徑)방향으로 연재하는 보강 코드를 타이어 둘레 방향으로 소정의 간격으로 배열하여 고무층에 매설한 2층의 카커스층(4)이 연설(延設)되고, 그 양 단부(端部)가 비드부(3)에 매설한 비드 코어(5)의 둘레에 비드 필러(6)를 끼워 넣도록 하여 타이어 축 방향 내측으로부터 외측으로 되접어 꺾여 있다. 카커스층(4)의 내측에는 이너 라이너층(7)이 배치되어 있다. 트레드부(1)의 카커스층(4)의 외주(外周) 측에는, 타이어 둘레 방향으로 경사하여 연재하는 보강 코드를 타이어 축 방향으로 소정의 간격으로 배열하여 고무층에 매설한 2층의 벨트층(8)이 배설되어 있다. 이 2층의 벨트층(8)의 보강 코드는 층 사이에서 타이어 둘레 방향에 대한 경사 방향을 서로 역방향으로 하여 교차하고 있다. 벨트층(8)의 외주 측에는, 벨트 커버층(9)이 배치되어 있다. 이 벨트 커버층(9)의 외주 측에, 트레드부(1)가 트레드 고무층(12)에 의하여 형성된다. 트레드 고무층(12)은, 본원의 타이어 트레드용 고무 조성물에 의하여 구성하는 것이 바람직하다. 각 사이드 월부(2)의 카커스층(4)의 외측에는 사이드 고무층(13)이 배치되고, 각 비드부(3)의 카커스층(4)의 되접어 꺾음부 외측에는 림 쿠션 고무층(14)이 설치되어 있다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물에 있어서, 고무 성분은 디엔계 고무로 이루어지고, 천연 고무, 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무(이하, 「S-SBR」이라고 한다.) 및 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무(이하, 「E-SBR」이라고 한다.)의 합계를 100중량%로 한다.
본 발명에 있어서, 디엔계 고무 100중량% 중, 천연 고무를 10 ~ 30중량% 함유한다. 천연 고무를 배합하는 것에 의하여, 내마모성을 큰 폭으로 개량하는 것과 함께, 그립 성능을 개량할 수 있다. 천연 고무의 함유량이 10중량% 미만이면, 내마모성을 개량하는 효과를 충분히 얻을 수 없다. 또한 천연 고무의 함유량이 30중량%를 넘으면 드라이 그립 성능이 저하한다. 천연 고무의 함유량은, 바람직하게는 10 ~ 20중량%, 보다 바람직하게는 15 ~ 20중량%이면 된다.
본 발명에 있어서, S-SBR은 스티렌 단위 함유량이 30 ~ 40중량%, 바람직하게는 32 ~ 38중량%이다. S-SBR의 스티렌 단위 함유량이 30중량% 미만이면, 고무 조성물의 강성 및 강도가 부족하여 내마모성 및 웨트 그립 성능을 충분히 개량할 수 없다. S-SBR의 스티렌 단위 함유량이 40중량%를 넘으면, 연비 성능이 악화된다. 덧붙여 S-SBR의 스티렌 단위 함유량은 적외 분광 분석(햄프톤법)에 의하여 측정하는 것으로 한다.
본 발명에 있어서, 디엔계 고무 100중량% 중, S-SBR을 10 ~ 30중량% 함유한다. S-SBR의 함유량이 10중량% 미만이면, 연비 성능이 악화된다. S-SBR의 함유량이 30중량%를 넘으면 드라이 그립 성능이 저하한다. S-SBR의 함유량은, 바람직하게는 15 ~ 30중량%, 보다 바람직하게는 20 ~ 30중량%이면 된다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은, 디엔계 고무 100중량% 중, E-SBR을 80 ~ 40중량% 함유한다. E-SBR의 함유량이 40중량% 미만이면, 웨트 그립 성능이 저하한다. E-SBR의 함유량이 80중량%를 넘으면 연비 성능이 악화된다. E-SBR의 함유량은, 바람직하게는 50 ~ 70중량%, 보다 바람직하게는 50 ~ 60중량%이면 된다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은, 방향족 변성 테르펜 수지를 배합하는 것에 의하여, 웨트 그립 성능을 높게 할 수 있다. 방향족 변성 테르펜 수지로서는, α-피넨, β-피넨, 디펜텐, 리모넨 등의 테르펜과 스티렌, 페놀, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 등의 방향족 화합물을 중합시킨 테르펜 수지가 예시된다.
방향족 변성 테르펜 수지의 배합량은, 디엔계 고무 100중량부에 대하여 1 ~ 25중량부, 바람직하게는 10 ~ 20중량부이다. 방향족 변성 테르펜 수지의 배합량이 1중량부 미만이면, 웨트 그립 성능을 충분히 높게 할 수 없다. 방향족 변성 테르펜 수지의 배합량이 25중량부를 넘으면, 연비 성능이 악화된다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은, 실리카를 배합하는 것에 의하여, 웨트 그립 성능을 높게 할 수 있다. 실리카의 배합량은, 디엔계 고무 100중량부에 대하여 80 ~ 150중량부, 바람직하게는 100 ~ 150중량부이다. 실리카의 배합량이 80중량부 미만이면, 웨트 그립 성능을 충분히 높게 할 수 없다. 또한 실리카의 배합량이 150중량부를 넘으면, 연비 성능이 악화된다.
실리카의 CTAB 비표면적은 바람직하게는 180 ~ 250m2/g, 보다 바람직하게는 200 ~ 230m2/g이면 된다. 실리카의 CTAB 비표면적이 180m2/g 미만이면, 웨트 그립 성능이 저하한다. 실리카의 CTAB 비표면적이 250m2/g을 넘으면 연비 성능이 악화된다. 덧붙여, 실리카의 CTAB 비표면적은 JIS K6217-3: 2001에 준거하여 구하는 것으로 한다.
본 발명에서 사용하는 실리카는, 상술한 특성을 가지는 실리카이면 되고, 제품화된 것 중에서 적의(適宜) 선택할 수 있다. 또한 통상의 방법으로 상술한 특성을 가지도록 제조하여도 무방하다. 실리카의 종류로서는, 예를 들어 습식법 실리카, 건식법 실리카 혹은 표면 처리 실리카 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은, 실리카와 함께 카본 블랙을 배합한다. 카본 블랙을 배합하는 것에 의하여, 내마모성 및 조종 안정성을 높게 할 수 있다. 카본 블랙의 배합량은, 디엔계 고무 100중량부에 대하여 5 ~ 50중량부, 바람직하게는 10 ~ 30중량부이다. 카본 블랙의 배합량이 5중량부 미만이면, 내마모성 및 조종 안정성을 충분히 높게 할 수 없다. 또한 카본 블랙의 배합량이 50중량부를 넘으면, 가공성이 악화된다.
실리카 및 카본 블랙의 배합량의 합계는, 디엔계 고무 100중량부에 대하여 바람직하게는 140중량부를 넘고 200중량부 이하, 보다 바람직하게는 140 ~ 170중량부이면 된다. 실리카 및 카본 블랙의 합계가 140중량부 이하이면, 그립 성능 및 내마모성을 충분히 높게 할 수 없을 우려가 있다. 또한 실리카 및 카본 블랙의 합계가 200중량부를 넘으면, 점도가 커져 가공성이 악화될 우려가 있다.
나아가 실리카 및 카본 블랙 이외의 다른 무기 충전제를 배합할 수 있다. 다른 무기 충전제로서는, 예를 들어 클레이, 탤크, 탄산 칼슘, 마이카, 수산화 알루미늄 등을 예시할 수 있다. 단 다른 무기 충전제의 배합량은, 본 발명의 과제를 해결하는 것을 저해하지 않는 범위 내인 것으로 한다.
본 발명의 고무 조성물에 있어서, 실리카와 함께 실란 커플링제를 배합하는 것이 바람직하고, 실리카의 분산성을 향상하여 디엔계 고무에 대한 보강성을 보다 높게 할 수 있다. 실란 커플링제는, 실리카 배합량에 대하여 바람직하게는 3 ~ 15중량%, 보다 바람직하게는 5 ~ 12중량% 배합하면 된다. 실란 커플링제의 배합량이 실리카 중량의 3중량% 미만의 경우, 실리카의 분산성을 향상하는 효과를 충분히 얻을 수 없는 일이 있다. 또한, 실란 커플링제가 15중량%를 넘으면, 실란 커플링제끼리가 축합하여 버려, 소망하는 효과를 얻을 수 없는 일이 있다.
실란 커플링제로서는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 유황 함유 실란 커플링제가 바람직하고, 예를 들어 비스-(3-트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디설파이드, 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아졸테트라설파이드, γ-메르캅토프로필트리에톡시실란, 3-옥타노일티오프로필트리에톡시실란 및 이것들의 유도체 등을 예시할 수 있다. 유도체로서는, 예를 들어 NXT-Z(모멘티브 퍼포먼스사(Momentive Performance Materials Inc.)제)를 들 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은, 탄소수 3 ~ 20의 알킬기를 가지는 알킬트리에톡시실란을 배합하는 것에 의하여, 실리카의 응집이나, 고무 조성물의 점도 상승을 억제하여, 가공성, 웨트 성능 및 내마모성을 보다 뛰어난 것으로 할 수 있다.
알킬트리에톡시실란은, 탄소수 3 ~ 20, 바람직하게는 탄소수 7 ~ 10의 알킬기를 가진다. 탄소수 3 ~ 20의 알킬기로서, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기, 노나데실기, 이코실기를 들 수 있다. 그 중에서도 디엔계 고무와의 상용성의 관점으로부터, 옥틸기, 노닐기가 보다 바람직하다.
알킬트리에톡시실란의 배합량은, 실리카의 배합량에 대하여 0.1 ~ 20중량%, 바람직하게는 1 ~ 10중량%이다. 알킬트리에톡시실란의 배합량이 0.1중량% 미만이면, 웨트 성능 및 내마모성을 확보하면서 점도를 작게 하는 효과를 얻을 수 없다. 또한 알킬트리에톡시실란의 배합량이 20중량%를 넘으면, 내마모성이 저하할 우려가 있다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은, 적당량의 오일 성분을 배합한다. 오일 성분으로서는, 아로마 오일, 프로세스 오일 등이 예시된다. 오일 성분의 배합량은, S-SBR 및/또는 E-SBR이 함유하는 유전 성분, 방향족 변성 테르펜 수지 및 오일 성분의 배합량의 합계와 천연 고무의 배합량과의 중량비의 관계로 결정된다. 즉, S-SBR 및/또는 E-SBR이 함유하는 유전 성분, 방향족 변성 테르펜 수지 및 오일 성분의 배합량의 합계를 Woil로 하고, 천연 고무의 배합량을 WNR로 할 때, 비(Woil/WNR)가 3.0 ~ 4.0인 것이 필요하다. 비(Woil/WNR)가 3.0 미만이면, 그립 성능을 충분히 얻을 수 없다. 또한 비(Woil/WNR)가 4.0을 넘으면, 내마모성을 충분히 얻을 수 없다. 비(Woil/WNR)는 바람직하게는 3.2 ~ 3.8, 보다 바람직하게는 3.4 ~ 3.6이면 된다.
타이어 트레드용 고무 조성물에는, 상술한 배합제 이외에도, 가류 또는 가교제, 가류 촉진제, 노화 방지제, 가소제, 가공 조제 등의 타이어용 고무 조성물에 일반적으로 사용되는 각종 첨가제를 배합할 수 있고, 이러한 첨가제는 일반적인 방법으로 혼련하여 고무 조성물로 하여, 가류 또는 가교하는데 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 배합량은 본 발명의 목적에 반하지 않는 한, 종래의 일반적인 배합량으로 할 수 있다. 이와 같은 고무 조성물은, 공지의 고무용 혼련 기계, 예를 들어, 밴버리 믹서, 니더, 롤 등을 사용하여, 상기 각 성분을 혼합하는 것에 의하여 제조할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은, 공기입 타이어, 특히 타이어 트레드부에 호적(好適)하게 사용할 수 있다. 이 고무 조성물을 사용한 공기입 타이어는, 웨트 그립 성능 및 드라이 그립 성능이 뛰어난 것에 더하여, 내마모성이 뛰어나 타이어 내구성을 향상할 수 있다. 나아가 점도가 낮고 가공성에 뛰어나기 때문에, 고품질의 공기입 타이어를 안정되게 제조할 수 있다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 한층 더 설명하지만, 본 발명의 범위는 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예
표 3에 나타내는 배합제를 공통 배합으로 하고, 표 1 ~ 2에 나타내는 배합으로 이루어지는 16종류의 타이어 트레드용 고무 조성물(표준예, 실시예 1 ~ 7, 비교예 1 ~ 8)을, 유황, 가류 촉진제를 제외하는 성분을 1.7L의 밀폐형 믹서로 5분간 혼련하고 방출하여 실온 냉각한 마스터 배치에, 유황, 가류 촉진제를 가하여 1.7L의 밀폐형 믹서로 혼련하는 것에 의하여 조제하였다. 덧붙여, 표 1 ~ 2 중, S-SBR 1, S-SBR 2 및 E-SBR은 정미(正味)의 고무 100중량부에 37.5중량부의 유전 성분을 포함하기 때문에, 각각의 배합량의 란에 실제의 배합량과 함께, 괄호 안에 유전 성분을 제외한 SBR 정미의 배합량을 나타내었다. 덧붙여 표 3에 기재한 배합제의 양은, 표 1 ~ 2에 기재한 디엔계 고무 100중량부(정미의 고무량)에 대한 중량부로 나타내었다.
S-SBR 1, S-SBR 2 및 E-SBR 중의 유전 성분, 방향족 변성 테르펜 수지(표 중 테르펜 수지) 및 아로마 오일의 합계를 표 1 ~ 2의 「총 오일량 Woil 중량부」의 란에 기재하였다. 또한 천연 고무의 배합량(Wnr)에 대한 총 오일량(Woil)의 비(Woil/Wnr)를 「비 Woil/Wnr」의 란에 기재하였다. 나아가 실리카 및 카본 블랙(CB)의 배합량의 합계를 「실리카 + CB 중량부」의 란에 기재하였다.
얻어진 16종류의 타이어 트레드용 고무 조성물의 무니 점도를 하기에 나타내는 방법으로 평가하였다.
　　　무니 점도
얻어진 고무 조성물을 JIS K6300에 준거하여, 무니 점도계로 L형 로터(38.1mm 직경, 5.5mm 두께)를 사용하고, 예열 시간 1분, 로터의 회전 시간 4분, 100℃, 2rpm의 조건으로 측정하였다. 얻어진 결과는, 표준예의 값을 100으로 하는 지수로 나타내어 표 1, 2의 「가공성」의 란에 나타내었다. 이 지수가 작을수록 점도가 작고, 가공성이 뛰어난 것을 의미한다.
얻어진 16종류의 타이어 트레드용 고무 조성물에 관하여, 소정 형상의 금형 중에서, 160℃, 20분간 프레스 가류하여 가류 고무 샘플을 제작하였다. 얻어진 가류 고무 샘플을 사용하여, 내마모성 및 웨트 그립 성능을 하기에 나타내는 방법으로 평가하였다. 또한 공기입 타이어를 가류 성형하여, 드라이 그립 성능 및 조종 안정성을 하기에 나타내는 방법으로 평가하였다.
　　　내마모성
얻어진 가류 고무 샘플을 JIS K6264에 준거하여, 램본 마모 시험기(이와모토 세이사쿠쇼샤(岩本製作所社)제)를 사용하여, 온도 20℃, 하중 39N, 슬립률 30%, 시간 4분의 조건으로 마모량을 측정하였다. 얻어진 결과는 표준예의 역수를 100으로 하는 지수로 하여, 표 1, 2의 「내마모성」의 란에 나타내었다. 이 지수가 클수록 내마모성이 뛰어난 것을 의미한다.
　　　웨트 그립 성능
얻어진 가류 고무 샘플의 웨트 그립 성능을, 그 지표인 것이 알려져 있는 손실 정접 tanδ(0℃)에 의하여 평가하였다. 손실 정접 tanδ는, 토요 세이키 세이사쿠쇼샤(東洋精機製作所社)제 점탄성 스펙트로미터를 이용하여, 초기 일그러짐 10%, 진폭 ±2%, 주파수 20Hz, 온도 0℃ 및 60℃의 조건 하에서 측정하였다. 얻어진 tanδ(0℃)의 결과는 표준예의 값을 100으로 하는 지수로서, 표 1, 2의 「웨트 성능」의 란에 나타내었다. 이 지수가 클수록, tanδ(0℃)가 크고 웨트 그립 성능이 뛰어난 것을 의미한다.
　　　드라이 그립 성능
얻어진 16종류의 타이어 트레드용 고무 조성물로 각각 타이어 트레드부를 구성한, 타이어 사이즈가 195/65 R15의 공기입 타이어를 가류 성형하였다. 얻어진 타이어를 표준 림(195/65 R15의 림)에 조립하고, 공기압 250kPa을 충전하여, 동일 차종의 16대의 차량에 장착하였다. 이 16 차량을, 비교적 요철이 적은 건조 노면을 주행하여, 시속 100Km에서 시속 50Km까지 감속 시의 제동 거리를 평가하는 것에 의하여 드라이 그립 성능을 평가하였다. 얻어진 결과는 표준예의 값을 100으로 하는 지수로서, 표 1, 2의 「드라이 성능」의 란에 나타내었다. 이 지수가 클수록, 드라이 그립 성능이 뛰어난 것을 의미한다.
　　　조종 안정성
얻어진 16종류의 타이어 트레드용 고무 조성물로 각각 타이어 트레드부를 구성한, 타이어 사이즈가 195/65 R15의 공기입 타이어를 가류 성형하였다. 얻어진 타이어를 표준 림(195/65 R15의 림)에 조립하고, 공기압 250kPa을 충전하여, 동일 차종의 16대의 차량에 장착하였다. 이 16 차량을, 비교적 요철이 적은 건조 노면을 주행하여, 핸들을 꺾었을 때의 응답성을 관능적으로 평가하는 것에 의하여 조종 안정성을 관능 평가하고 평점 3을 합격 레벨로 하는 5단계로 채점하여, 표 1, 2의 「조종 안정성」의 란에 나타내었다. 이 평점이 클수록 조종 안정성이 뛰어난 것을 의미한다.
Figure 112017045426733-pct00001
Figure 112017045426733-pct00002
덧붙여, 표 1 ~ 2에 있어서 사용한 원재료의 종류를 하기에 나타낸다.
·NR: 천연 고무, SIR20
·S-SBR 1: 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무, 아사히 카세이 케미컬즈샤(Asahi Kasei Chemicals Corporation)제 터프덴 F3420, 스티렌 단위 함유량이 36중량%, 고무 성분 100중량부에 대하여 오일분 25.0중량부를 포함하는 유전품
·S-SBR 2: 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무, 아사히 카세이 케미컬즈샤제 터프덴 1000R, 스티렌 단위 함유량이 18.5중량%, 비유전품(오일분 0중량부)
·E-SBR: 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무, 닛폰 제온샤(ZEON CORPORATION)제 Nipol 9458, 고무 성분 100중량부에 대하여 오일분 37.5중량부를 포함하는 유전품
·실리카-1: 솔베이사(Solvay)제 1165MP, CTAB 비표면적이 180m2/g
·실리카-2: 에보닉 데구사사(Evonik Degussa)제 9000GR, CTAB 비표면적이 200m2/g
·CB: 카본 블랙, 캐봇 재팬사(Cabot Japan Co., Ltd.)제 N234
·커플링제: 유황 함유 실란 커플링제, 에보닉 데구사사제 Si69
·알킬실란: 옥틸트리에톡시실란, 신에츠 카가쿠 코교샤(信越化學工業社)제 KBE-3083
·테르펜 수지: 방향족 변성 테르펜 수지, 야스하라 케미컬샤(YASUHARA CHEMICAL CO., LTD.)제 YS 폴리스터 T145, 연화점이 145℃
·아로마 오일: 쇼와 쉘 세키유샤(SHOWA SHELL SEKIYU K. K.)제 엑스트랙트 4호S
Figure 112017045426733-pct00003
표 3에 있어서 사용한 원재료의 종류를 하기에 나타낸다.
·산화 아연: 세이도 카가쿠 코교샤(正同化學工業社)제 산화 아연 3종
·스테아린산: 엔오에프 코퍼레이션사(NOF CORPORATION)제 스테아린산 YR
·유황: 카루이자와 세이렌쇼샤(輕井澤製鍊所社) 유 처리 유황
·가류 촉진제: 오우치 신코 카가쿠 코교샤(大內新興化學工業社)제 노크셀러 CZ-G
표 1로부터 분명한 바와 같이 실시예 1 ~ 7의 타이어 트레드용 고무 조성물은, 가공성(무니 점도), 내마모성, 웨트 그립 성능(0℃의 tanδ), 드라이 그립 성능 및 조종 안정성이 유지·향상되는 것이 확인되었다.
표 2로부터 분명한 바와 같이 비교예 1의 고무 조성물은, 천연 고무를 함유하지 않기 때문에, 내마모성 및 드라이 그립 성능이 악화되었다.
비교예 2의 고무 조성물은, 실리카의 배합량이 150중량부를 넘고, 카본 블랙의 배합량이 50중량부를 넘기 때문에, 가공성이 악화되었다.
비교예 3의 고무 조성물은, 실리카의 배합량이 80중량부 미만, 카본 블랙의 배합량이 50중량부를 넘기 때문에, 내마모성, 웨트 그립 성능, 드라이 그립 성능 및 조종 안정성이 악화되었다.
비교예 4의 고무 조성물은, S-SBR 1의 배합량이 30중량부를 넘기 때문에, 웨트 그립 성능이 악화되었다.
비교예 5의 고무 조성물은, 알킬실란을 배합하지 않기 때문에, 가공성 및 웨트 그립 성능이 악화되었다.
비교예 6의 고무 조성물은, S-SBR 2의 스티렌 단위 함유량이 30중량% 미만이기 때문에 드라이 그립 성능 및 웨트 그립 성능이 악화되었다.
비교예 7의 고무 조성물은, S-SBR 1 및 E-SBR이 함유하는 유전 성분, 방향족 변성 테르펜 수지 및 오일 성분의 합계량 Woil과 천연 고무의 중량 WNR의 비(Woil/WNR)가 3.0 미만이기 때문에 드라이 그립 성능 및 웨트 그립 성능이 악화되었다.
비교예 8의 고무 조성물은, S-SBR 1 및 E-SBR이 함유하는 유전 성분, 방향족 변성 테르펜 수지 및 오일 성분의 합계량 Woil과 천연 고무의 중량 WNR의 비(Woil/WNR)가 4.0을 넘기 때문에 내마모성이 악화되었다.
1: 트레드부
12: 트레드 고무층

Claims (4)

  1. 천연 고무를 10 ~ 30중량%, 스티렌 단위 함유량이 30 ~ 40중량%인 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무를 10 ~ 30중량%, 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무를 80 ~ 40중량% 포함하는 디엔계 고무 100중량부에 대하여, 방향족 변성 테르펜 수지를 1 ~ 25중량부, 실리카를 80 ~ 150중량부, 카본 블랙을 5 ~ 30중량부 및 오일 성분을 배합하는 것과 함께, 탄소수 3 ~ 20의 알킬기를 가지는 알킬트리에톡시실란을 상기 실리카의 중량의 0.1 ~ 20중량% 배합하고, 또한 상기 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무 및 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무 중 적어도 어느 하나가 함유하는 유전 성분, 상기 방향족 변성 테르펜 수지 및 상기 오일 성분의 합계량 Woil과 상기 천연 고무의 중량 WNR의 비(Woil/WNR)가 3.0 ~ 4.0이고, 상기 실리카 및 카본 블랙의 배합량의 합계가 140중량부를 넘고 200중량부 이하인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실리카의 CTAB 비표면적이 180 ~ 250m2/g인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 기재된 타이어 트레드용 고무 조성물을 사용한 공기입 타이어.
KR1020177012962A 2014-12-05 2015-12-02 타이어 트레드용 고무 조성물 KR101828493B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-246488 2014-12-05
JP2014246488A JP5999167B2 (ja) 2014-12-05 2014-12-05 タイヤトレッド用ゴム組成物
PCT/JP2015/083908 WO2016088811A1 (ja) 2014-12-05 2015-12-02 タイヤトレッド用ゴム組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170061170A KR20170061170A (ko) 2017-06-02
KR101828493B1 true KR101828493B1 (ko) 2018-02-12

Family

ID=56091751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177012962A KR101828493B1 (ko) 2014-12-05 2015-12-02 타이어 트레드용 고무 조성물

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10087313B2 (ko)
EP (1) EP3228659B1 (ko)
JP (1) JP5999167B2 (ko)
KR (1) KR101828493B1 (ko)
CN (1) CN107108974B (ko)
WO (1) WO2016088811A1 (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6834194B2 (ja) * 2016-07-01 2021-02-24 横浜ゴム株式会社 ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ
KR101878260B1 (ko) * 2016-09-22 2018-07-13 금호타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물
JP6354924B1 (ja) * 2017-01-12 2018-07-11 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP7403207B2 (ja) * 2017-05-17 2023-12-22 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物及びタイヤ
US11472947B2 (en) * 2017-08-01 2022-10-18 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Pneumatic tire
US10428205B2 (en) * 2017-08-31 2019-10-01 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
US20190062533A1 (en) * 2017-08-31 2019-02-28 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
JP7397272B2 (ja) * 2017-12-08 2023-12-13 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ
CN108264663A (zh) * 2018-01-29 2018-07-10 中国化工集团曙光橡胶工业研究设计院有限公司 一种制备耐切割的矿山轮胎胎面胶的方法
CN108752675B (zh) * 2018-06-04 2020-06-16 正新橡胶（中国）有限公司 一种低滚动阻力轮胎橡胶组合物及其应用
US10767034B2 (en) * 2018-09-04 2020-09-08 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
US10947368B2 (en) 2019-03-04 2021-03-16 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
CN111333930A (zh) * 2020-02-11 2020-06-26 山东玲珑轮胎股份有限公司 高模量钢丝圈覆胶胶料及其制法和应用
US11440350B2 (en) 2020-05-13 2022-09-13 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
JP2022121896A (ja) * 2021-02-09 2022-08-22 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物及びタイヤ
EP4056644A1 (en) * 2021-03-09 2022-09-14 The Goodyear Tire & Rubber Company A rubber composition and a tire

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6399252A (ja) * 1987-09-25 1988-04-30 Asahi Chem Ind Co Ltd 改良されたゴム組成物
WO1998014515A1 (fr) * 1996-10-04 1998-04-09 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Composition de caoutchouc dienique contenant de la silice
JP4970786B2 (ja) * 2005-12-12 2012-07-11 住友ゴム工業株式会社 カーカスコード被覆用ゴム組成物
JP4849176B2 (ja) * 2010-02-26 2012-01-11 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ
JP4835769B2 (ja) * 2010-05-26 2011-12-14 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物
CN102336939B (zh) * 2010-07-16 2014-10-22 住友橡胶工业株式会社 用于胎面的橡胶组合物和充气轮胎
JP5240409B2 (ja) * 2010-12-03 2013-07-17 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物
JP5234203B2 (ja) * 2011-07-14 2013-07-10 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物
JP5559234B2 (ja) * 2011-08-09 2014-07-23 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP5376027B2 (ja) * 2012-03-08 2013-12-25 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物
JP5650690B2 (ja) * 2012-06-12 2015-01-07 住友ゴム工業株式会社 トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP6229284B2 (ja) * 2013-03-28 2017-11-15 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物
JP5987865B2 (ja) 2014-06-17 2016-09-07 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物および空気入りタイヤ

Also Published As

Publication number Publication date
CN107108974B (zh) 2018-10-09
WO2016088811A1 (ja) 2016-06-09
JP5999167B2 (ja) 2016-09-28
EP3228659B1 (en) 2020-04-01
US10087313B2 (en) 2018-10-02
EP3228659A1 (en) 2017-10-11
JP2016108428A (ja) 2016-06-20
EP3228659A4 (en) 2019-01-09
KR20170061170A (ko) 2017-06-02
CN107108974A (zh) 2017-08-29
US20170362415A1 (en) 2017-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101828493B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물
US11104782B2 (en) Rubber composition for use in tire tread
US8759439B2 (en) Tire tread rubber composition
US9284439B2 (en) Tire rubber composite and pneumatic tire
US10894871B2 (en) Rubber composition for use in tire treads
KR101626543B1 (ko) 타이어용 고무 조성물
US9260600B2 (en) Rubber composition for use in tires
US10808107B2 (en) Rubber composition for tire
US20200001651A1 (en) Pneumatic Tire
WO2019017449A1 (ja) 空気入りタイヤ
US11685822B2 (en) Rubber composition for a tire tread
CN108602988B (zh) 轮胎用橡胶组合物
WO2019026477A1 (ja) 空気入りタイヤ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant