KR102376118B1 - 공기 타이어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 엘라스토머 100 중량부(phr)를 기준으로
(A) -85℃ 내지 -50℃ 범위의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 용액 중합된 스티렌-부타디엔 고무 약 20 내지 약 100 phr;
(B) 천연 고무 또는 합성 폴리이소프렌 0 내지 약 40 phr;
(C) -110℃ 내지 -90℃의 Tg를 갖는 시스-1,4 폴리부타디엔 0 내지 약 30 phr;
(D) 공정 오일 0 내지 50 phr;
(E) 30℃ 이상의 Tg를 갖는 탄화수소 수지 20 내지 80 phr; 및
(F) 실리카 90 내지 150 phr
를 포함하는 가황가능한 고무 조성물을 포함하는 트레드를 갖는 공기 타이어에 관한 것이다.

Description

공기 타이어{PNEUMATIC TIRE}
본 발명은 가황가능한 고무 조성물을 포함하는 트레드를 갖는 공압 타이어에 관한 것이다.
타이어는 우수한 습윤 스키드 저항, 낮은 롤링 저항 및 우수한 마모 특성을 갖는 것이 매우 바람직하다. 습윤 스키드 저항 및 접지력(traction) 특성을 희생시키지 않으면서 타이어의 마모 특성들을 개선시키는 것은 통상적으로 매우 어려운 것이었다. 이러한 특성들은, 타이어를 제조하는 데 사용되는 고무의 동적 점탄성 특성에 상당한 정도로 좌우된다.
타이어의 롤링(rolling) 저항을 감소시키고 트레드 마모 특성을 개선시키기 위해서, 높은 리바운드(rebound)를 갖는 고무가 타이어 트레드 고무 화합물을 제조하는 데 통상적으로 사용되어 왔다. 다른 한편으로, 타이어의 습윤 스키드 저항을 증가시키기 위해서, 큰 에너지 소실을 겪는 고무가 타이어의 트레드에 사용되어 왔다. 이러한 2 가지의 점탄성적으로 불일치되는 특성들을 균형잡기 위해서, 다양한 유형의 합성 및 천연 고무의 혼합물들이 타이어 트레드에 보통 사용되어 왔다.
타이어에는, 눈이 있는(snowy) 표면 상에서의 견인력을 높이기 위해 트레드가 있는 것이 때로는 필요하다. 다양한 고무 조성물이 타이어 트레드 용으로 제안될 수 있다. 이때, 과제는, 트레드가 저온 겨울 조건, 특히 차량의 설상 운전(snow driving)에 사용되는 경우, -20℃에서 보다 낮은 저장 탄성률 G'를 갖는 것으로 나타나는 바와 같이, 그러한 트레드 고무 조성물의 경화된 강성을 감소시키는 것이다.
저온(예를 들어, 겨울) 성능을 촉진하면서 습윤 견인력을 유지하기 위한 이러한 타이어 트레드 고무 조성물을 제공하는 데에 중요한 과제가 있다고 여겨진다.
본 발명은, 엘라스토머 100 중량부(phr)를 기준으로
(A) -85℃ 내지 -50℃ 범위의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 용액 중합된 스티렌-부타디엔 고무 약 20 내지 약 100 phr;
(B) 천연 고무 또는 합성 폴리이소프렌 0 내지 약 40 phr;
(C) -110℃ 내지 -90℃의 Tg를 갖는 시스-1,4 폴리부타디엔 0 내지 약 30 phr;
(D) 공정 오일 0 내지 50 phr;
(E) 30℃ 이상의 Tg를 갖는 탄화수소 수지 20 내지 80 phr; 및
(F) 실리카 90 내지 150 phr
를 포함하는 가황가능한 고무 조성물을 포함하는 트레드를 갖는 공기 타이어에 관한 것이다.
본 발명은 또한 타이어를 제조하는 방법에 관한 것이다.
엘라스토머 100 중량부(phr)를 기준으로
(A) -85℃ 내지 -50℃ 범위의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 용액 중합된 스티렌-부타디엔 고무 약 20 내지 약 100 phr;
(B) 천연 고무 또는 합성 폴리이소프렌 0 내지 약 40 phr;
(C) -110℃ 내지 -90℃의 Tg를 갖는 시스-1,4 폴리부타디엔 0 내지 약 30 phr;
(D) 공정 오일 0 내지 50 phr;
(E) 30℃ 이상의 Tg를 갖는 탄화수소 수지 20 내지 80 phr; 및
(F) 실리카 90 내지 150 phr
를 포함하는 가황가능한 고무 조성물을 포함하는 트레드를 갖는 공기 타이어가 개시된다.
타이어를 제조하는 방법이 추가로 개시된다.
고무 조성물은, -85℃ 내지 -50℃ 범위의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 스티렌-부타디엔 고무 20 내지 100 phr, 대안적으로는 70 내지 90 phr을 포함한다. 스티렌-부타디엔 고무는 다양한 작용기로 작용화될 수 있거나, 스티렌-부타디엔 고무는 비-작용화될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 스티렌-부타디엔 고무는 알콕시실란기, 및 1차 아민기 및 티올기 중 하나 이상으로 작용화된다. 하나의 실시양태에서, 상기 스티렌-부타디엔 고무는 스티렌 및 부타디엔을 공중합하여 수득되며, 상기 스티렌-부타디엔 고무는 중합체 쇄에 결합된 1차 아미노기 및/또는 티올기 및 알콕시실릴기를 갖는 것을 특징으로 한다. 하나의 실시양태에서, 상기 알콕시실릴기는 에톡시실릴기이다. 하나의 실시양태에서, 상기 스티렌-부타디엔 고무는 작용화되지 않는다.
상기 1차 아미노기 및/또는 티올기는, 상기 스티렌-부타디엔 고무 쇄에 결합되어 있기만 하면, 중합 개시 말단, 중합 정지 말단, 상기 스티렌-부타디엔 고무의 주쇄, 및 측쇄 중 어느 것에도 결합될 수 있다. 그러나, 상기 1차 아미노기 및/또는 티올기는, 중합체 말단의 에너지 소실을 억제하여 히스테리시스 손실 특성을 향상시키는 점에서, 중합 개시 말단 또는 중합 정지 말단에 도입되는 것이 바람직하다.
또한, (공)중합체 고무의 중합체 쇄에 결합되는 알콕시실릴기의 함량은 바람직하게는 상기 스티렌-부타디엔 고무의 0.5 내지 200 mmol/kg이다. 상기 함량은, 더욱 바람직하게는 상기 스티렌-부타디엔 고무의 1 내지 100 mmol/kg, 특히 바람직하게는 상기 스티렌-부타디엔 고무의 2 내지 50 mmol/kg이다.
상기 알콕시실릴기는 (공)중합체 쇄에 결합되기만 한다면, 중합 개시 말단, 중합 정지 말단, 상기 (공)중합체의 주쇄, 및 측쇄 중 어느 것에도 결합될 수 있다. 그러나, 상기 알콕시실릴기는, 상기 (공)중합체 말단으로부터의 에너지 소실을 억제하여 히스테리시스 손실 특성을 향상시키는 점에서, 중합 개시 말단 또는 중합 정지 말단에 도입되는 것이 바람직하다.
상기 스티렌-부타디엔 고무는, 유기 알칼리 금속 및/또는 유기 알칼리 토금속을 개시제로 사용하여 음이온 중합에 의해 탄화수소 용매 중에서 스티렌과 부타디엔을 중합하고, 보호기로 보호된 1차 아미노기 및/또는 보호기 및 알콕시실릴기로 보호된 티올기를 가진 말단화제 화합물을 가하여 이를 중합이 실질적으로 완료된 시점에서 리빙(living) 중합체 쇄 말단과 반응시킨 후, 예를 들어 가수 분해 또는 다른 적절한 절차에 의해 탈보호를 수행함으로써 제조될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 스티렌-부타디엔 고무는 미국 특허 제7,342,070호에 개시된 바와 같이 제조될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 상기 스티렌-부타디엔 고무는 WO 2007/047943에 개시된 바와 같이 제조될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 미국 특허 제7,342,070호에 교시된 바와 같이, 상기 스티렌-부타디엔 고무는 하기 화학식 (I) 또는 (II)의 것이다:
Figure 112020078762118-pat00001
(I)
[상기 식에서,
P는 공액 디올레핀 또는 공액 디올레핀과 방향족 비닐 화합물의 (공)중합체 쇄이고,
R1은 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기이고,
R2 및 R3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 알릴기 또는 아릴기이고,
n은 1 또는 2의 정수이고,
m은 1 또는 2의 정수이고,
k는 1 또는 2의 정수이고,
단, n + m + k는 3 또는 4의 정수이다],
Figure 112020078762118-pat00002
(II)
[상기 식에서,
P, R1, R2 및 R3은 상기 언급된 화학식 (I)에 대해 정의된 것과 동일한 정의를 가지며,
j는 1 내지 3의 정수이고,
h는 1 내지 3의 정수이고,
단, j + h는 2 내지 4의 정수이다].
보호된 1차 아미노기 및 알콕시실릴기를 갖는 말단화제 화합물은 당업계에 공지된 다양한 화합물 중 어느 것일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 보호된 1차 아미노기 및 알콕시실릴기를 갖는 화합물은, 예를 들어, N,N-비스(트라이메틸실릴)아미노프로필메틸다이메톡시실란, 1-트라이메틸실릴-2,2-다이메톡시-1-아자-2-실라사이클로펜탄, N,N-비스(트라이메틸실릴)아미노프로필트라이메톡시실란, N,N-비스(트라이메틸실릴)아미노프로필트라이에톡시실란, N,N-비스(트라이메틸실릴)아미노프로필메틸다이에톡시실란, N,N-비스(트라이메틸실릴)아미노에틸트라이메톡시실란, N,N-비스(트라이메틸실릴)아미노에틸트라이에톡시실란, N,N-비스(트라이메틸실릴)아미노에틸메틸다이메톡시실란, N,N-비스(트라이메틸실릴)아미노에틸메틸다이에톡시실란 등을 들 수 있고, 바람직하게는 1-트라이메틸실릴-2,2-다이메톡시-1-아자-2-실라사이클로펜탄, N,N-비스(트라이메틸실릴)아미노프로필메틸다이메톡시실란 및 N,N-비스(트라이메틸실릴)아미노프로필메틸다이에톡시실란이다. 하나의 실시양태에서, 보호된 1차 아미노기 및 알콕시실릴기를 갖는 화합물은 N,N-비스(트라이메틸실릴)아미노프로필트라이에톡시실란이다.
하나의 실시양태에서, 보호된 1차 아미노기 및 알콕시실릴기를 갖는 화합물은 하기 화학식 (III)의 화합물일 수 있다:
RN-(CH2)XSi(OR')3 (III)
상기 식에서,
R은, 질소(N) 원자와 조합되어, 적절한 후처리시 1차 아민을 생성하는 보호된 아민기이고,
R'는, 알킬, 사이클로알킬, 알릴 또는 아릴로부터 선택된 1 내지 18 개의 탄소 원자를 갖는 기이고,
X는 1 내지 20의 정수이다.
하나의 실시양태에서, 하나 이상의 R'기는 에틸 라디칼이다. 1차 아민을 생성하기 위한 적절한 후처리는, 보호된 1차 아미노기 및 알콕시실릴기를 갖는 화합물과 리빙 중합체와의 반응 후에 보호기가 제거되는 것을 의미한다. 예를 들어, N,N-비스(트라이메틸실릴)아미노프로필트라이에톡시실란과 같은 비스(트라이알킬실릴) 보호기의 경우, 가수 분해를 사용하여 트라이알킬실릴기를 제거하고 1차 아민을 남긴다.
하나의 실시양태에서, 상기 고무 조성물은, 알콕시실란기 및 1차 아민기 또는 티올기로 작용화된 스티렌-부타디엔 고무 약 40 내지 약 60 phr을 포함한다.
알콕시실란기 및 1차 아민기로 작용화된 적합한 스티렌-부타디엔 고무는 일본 합성 고무(JSR)의 HPR 340과 같이 상업적으로 입수가능하다.
하나의 실시양태에서, 용액 중합된 스티렌-부타디엔 고무는 WO 2007/047943에 개시된 바와 같으며, 알콕시실란기 및 티올로 작용화되며, 리빙(living) 음이온성 중합체와 하기 화학식 (IV)로 표시되는 실란-설파이드 개질제의 반응 생성물을 포함한다:
(R4O)xR4 ySi-R5-S-SiR4 3 (Ⅳ)
상기 식에서,
Si는 규소이고; S는 황이고; O는 산소이고;
x는 1, 2 및 3으로부터 선택되는 정수이고,
y는 0, 1 및 2로부터 선택되는 정수이고;
x + y = 3이고,
R4는 동일하거나 상이하고 (C1-C16)알킬이고;
R'는 아릴, 및 알킬 아릴, 또는 (C1-C16)알킬이다.
하나의 실시양태에서, R5는 (C1-C16)알킬이다.
한 실시양태에서, 각각의 R4기는 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 C1-C5 알킬이고, R5는 C1-C5 알킬이다.
용액 중합된 스티렌-부타디엔 고무의 유리 전이 온도는 -85℃ 내지 -50℃이다. 본원에서 엘라스토머 또는 엘라스토머 조성물의 유리 전이 온도 또는 Tg를 지칭할 때, 이는, 미경화 상태 또는 가능하게는 엘라스토머 조성물의 경우 경화 상태의, 개별적인 엘라스토머 또는 엘라스토머 조성물의 유리 전이 온도를 나타낸다. Tg는, 예컨대 ASTM D7426 또는 등가의 방법에 따라 1분당 10℃ 증가하는 온도 속도에서 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 피크 중간점으로서 적합하게 측정될 수 있다.
알콕시실란기 및 티올기로 작용화된 적합한 스티렌-부타디엔 고무는 트린세오(Trinseo)의 스프린탄(Sprintan) SLR 3402와 같이 상업적으로 입수할 수 있다.
상기 고무 조성물의 다른 성분은 약 0 내지 약 40 phr, 대안적으로는 10 내지 30 phr의 천연 고무 또는 합성 폴리이소프렌이다. 하나의 실시양태에서, 상기 고무 조성물은 15 내지 25 phr의 천연 고무 또는 합성 폴리이소프렌을 포함한다. 하나의 실시양태에서, 상기 고무 조성물은 5 내지 15 phr의 천연 고무 또는 합성 폴리이소프렌을 포함한다.
상기 고무 조성물의 다른 성분은 약 0 내지 약 30 phr, 대안적으로는 0 내지 20 phr의 시스-1,4 폴리부타디엔이다.
고무 조성물은 0 내지 50 phr, 대안적으로는 1 내지 10 phr, 대안적으로는 1 내지 5 phr의 공정 오일을 포함할 수 있다. 공정 오일은, 엘라스토머를 연장시키기 위해서 전형적으로 사용되는 연장 오일(extending oil)로서 고무 조성물에 포함될 수 있다. 공정 오일은, 고무 배합 도중에 오일을 직접 첨가함으로써 고무 조성물에 포함될 수도 있다. 사용된 공정 오일은, 엘라스토머 내에 존재하는 연장 오일, 및 배합 도중에 첨가되는 공정 오일 둘 다를 포함할 수 있다. 적합한 공정 오일은 당업계에 공지된 다양한 오일, 예컨대 방향족, 파라핀계, 나프탈렌계, 및 저 PCA 오일, 예컨대 MES, TDAE, 및 중질 나프텐계 오일, 식물성 오일, 예컨대 해바라기유, 대두유 및 홍화유, 및 알킬 올레에이트, 알킬 스테아레이트, 알킬 리놀레에이트 및 알킬 팔미테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 지방산의 모노에스테르를 포함한다.
적합한 저 PCA 오일은 IP346 방법에 의해 결정시 3 중량% 미만의 다환형 방향족 함량을 갖는 것들을 포함한다. IP346 방법에 대한 절차는 문헌[Standard Methods for Analysis & Testing of Petroleum and Related Products and British Standard 2000 Parts, 2003, 62nd edition, published by the Institute of Petroleum, United Kingdom]에서 확인할 수 있다.
적합한 TDAE 오일은 클라우스 다레케(Klaus Dahleke) KG의 투달렌(Tudalen) SX500, H&R 그룹의 비바텍 400 및 비바텍 500, 및 BP의 에네르텐 1849, 및 렙솔의 익스텐소일 1996으로서 입수가능하다. 상기 오일들은 그 오일 단독으로 또는 연장된 엘라스토머의 형태로 엘라스토머와 함께 입수할 수 있다.
적합한 식물성 오일은, 예컨대 특정 불포화도를 함유하는 에스테르 형태로 된 대두유, 해바라기유 및 카놀라유를 포함한다.
고무 조성물은 30℃ 초과의 Tg를 갖는 탄화수소 수지 20 내지 80 phr, 대안적으로는 55 내지 80 phr을 포함한다.
대표적인 탄화수소 수지는 쿠마론-인덴 수지, 석유 수지, C5, C9, C5/C9 수지, DCPD 및 개질된 DCPD 수지, 테르펜 수지, 알파메틸스티렌 수지 및 이들의 혼합물 및/또는 변형태 및/또는 수소화를 포함한다.
쿠마론-인덴 수지는 융점이 10 내지 160℃(볼-앤드-링(ball-and-ring) 방법으로 측정될 때)인 다양한 형태로 시판되고 있다. 바람직하게는, 상기 융점은 30 내지 100℃이다. 쿠마론-인덴 수지는 잘 알려져 있다. 다양한 분석 결과, 이러한 수지는 대체로 폴리인덴인 것으로 나타났으나, 전형적으로, 메틸인덴, 쿠마론, 메틸 쿠마론, 스티렌 및 메틸스티렌으로부터 유도된 랜덤 중합체 단위를 함유한다.
석유 수지는 10℃ 내지 120℃ 범위의 연화점을 갖는 것으로 시판되고 있다. 바람직하게는, 연화점은 30 내지 100℃의 범위이다. 적합한 석유 수지는 방향족 및 비방향족 유형 모두를 포함한다. 몇 가지 유형의 석유 수지를 입수할 수 있다. 일부 수지는 불포화도가 낮고 방향족 함량이 높으며, 일부는 고도로 불포화되고, 또 일부는 방향족 구조를 전혀 포함하지 않는다. 이들 수지의 차이는 주로, 수지가 유래하는 공급 원료의 올레핀에 기인한다. 이러한 수지에서 통상적인 유도체는 디사이클로펜타디엔, 사이클로펜타디엔, 이들의 이량체 및 디올레핀, 예컨대 이소프렌 및 피페릴렌을 포함한다. 이들 단량체 서로와 또는 이들 단량체와 방향족, 예컨대 스티렌 및 알파메틸스티렌과의 공중합체의 공중합체가 또한 포함된다.
하나의 실시양태에서, 상기 수지는 방향족 개질된 폴리디사이클로펜타디엔이다.
테르펜 수지는 미네랄 스피릿 중의 알파, 베타 또는 임의의 피넨 이성질체 및 이들의 변형태의 혼합물을 중합하여 상업적으로 제조된다. 상기 수지는 일반적으로 10℃ 내지 135℃의 다양한 융점으로 공급된다.
하나의 실시양태에서, 상기 수지는 스티렌 및 알파메틸스티렌으로부터 유도된다. 하나의 양태에서, 그의 분자량(Mn) 및 분자량 분포(Mw/Mn)와 결합된 그의 유리 전이 온도(Tg) 특성은 고무 조성물 내 수지의 적합한 상용성을 제공하며, 상기 상용성은 고무 조성물의 성질과 직접 관련된다.
스티렌-부타디엔 엘라스토머를 함유하는 고무 블렌드와 함께 스티렌/알파메틸스티렌 수지의 존재는, 본 발명에서, 트레드 고무 조성물의 관찰된 점탄성 특성, 예컨대, 이하에서 일반적으로 기술되는 바와 같이, 상이한 온도/주파수/변형률에서의 복합 및 저장 탄성률, 손실 탄성률 tanδ 및 손실 컴플라이언스로 인해 유리하다고 여겨진다.
복합 및 저장 탄성률, 손실 탄성률, 탄젠트 델타 및 손실 컴플라이언스의 특성은 당업자에게 일반적으로 잘 알려져 있는 것으로 이해된다. 이들을 이하에서 일반적으로 설명한다.
수지의 분자량 분포는 수지의 중량평균 분자량(Mw) 대 수평균 분자량(Mn) 값의 비로 가시화되며, 본 발명에서는 약 1.5/1 내지 약 2.5/1의 범위로 간주되고, 이는 비교적 좁은 범위로 여겨진다. 이는, 중합체 매트릭스와의 선택적인 상용성 및 넓은 온도 범위에 걸친 습윤 및 건조 조건에서의 타이어의 의도된 사용으로 인해 유리한 것으로 여겨진다.
상기 공중합체 수지의 유리 전이 온도 Tg는, 제조된 타이어의 의도된 용도 및 타이어 트레드용 중합체 블렌드의 성질에 어느 정도 좌우되어 약 20℃ 내지 약 100℃, 대안적으로는 약 30℃ 내지 약 80℃ 범위 내에 있는 것으로 본원에서 고려된다. 수지에 대한 Tg의 적절한 측정은 ASTM D6604 또는 등가 방법에 따른 DSC이다.
스티렌/알파메틸스티렌 수지는, 본 발명에서, 스티렌/알파메틸스티렌의 몰비가 약 0.40 내지 약 1.50인 비교적 짧은 쇄의 스티렌과 알파-메틸스티렌의 공중합체로 간주된다. 하나의 양태에서, 이러한 수지는 예를 들어, 탄화수소 용매 중에서 스티렌과 알파메틸스티렌의 양이온성 공중합에 의해 적합하게 제조될 수 있다.
따라서, 고려된 스티렌/알파메틸스티렌 수지는, 예를 들어 그 화학적 구조, 즉 그의 스티렌 및 알파메틸스티렌 함량 및 연화점, 및 필요에 따라 그의 유리 전이 온도, 분자량 및 분자량 분포에 의해 특성화될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 스티렌/알파메틸스티렌 수지는 스티렌으로부터 유도된 단위 약 40 내지 약 70% 및 상응하게 알파메틸스티렌으로부터 유도된 단위 약 60 내지 약 30%로 구성된다. 하나의 실시양태에서, 스티렌/알파메틸스티렌 수지는 ASTM E-28에 따라 약 80℃ 내지 약 145℃ 범위의 연화점을 갖는다.
적합한 스티렌/알파메틸스티렌 수지는 이스트만(Eastman)으로부터 레진 2336으로 또는 애리조나 케미칼(Arizona Chemical)로부터 실바레스 SA85로 상업적으로 입수가능하다.
일 실시양태에서, 수지는 C5 및 C9 탄화수소 분획을 포함하는 C5/C9 탄화수소 수지이고, 여기서 수지는 30℃ 초과의 유리 전이 온도를 갖는다. 수지에 대한 Tg의 적절한 측정은 ASTM D6604 또는 등가 방법에 따른 DSC이다. 탄화수소 수지는 때때로 ASTM E28에 의해 결정되는 0℃ 내지 160℃의 연화점을 가지며, 이는 때때로 고리 및 볼 연화점으로 지칭될 수 있다.
적합한 C5/C9 수지는 방향족 성분 및 비 방향족 성분 둘 다를 포함할 수 있다. C5/C9 수지의 차이는 탄화수소 성분이 유래된 공급 원료의 올레핀에 기인한다. C5/C9 수지는 가변량의 피페릴렌, 이소프렌, 모노-올레핀 및 비 중합가능한 파라핀계 화합물을 함유하는 C4-C6 분획으로부터 형성된 탄화수소 사슬을 갖는 "지방족" 탄화수소 성분을 함유할 수 있다. 이러한 C5/C9 수지는 펜텐, 부탄, 이소프렌, 피페릴렌을 기재로 하며, 감소된 양의 사이클로펜타디엔 또는 디사이클로펜타디엔을 함유한다. C5/C9 수지는 또한 스티렌, 자일렌, 알파-메틸스티렌, 비닐 톨루엔 및 인덴과 같은 방향족 단위로 형성된 중합체 사슬을 갖는 "방향족" 탄화수소 구조를 함유할 수 있다.
본 발명에 따르면, 고무 배합에 사용되는 C5/C9 수지는 피페릴렌, 이소프렌, 아릴렌과 같은 올레핀 및 환형 성분을 포함한다. C5/C9 수지는 또한 스티렌 성분 및 인덴 성분과 같은 방향족 올레핀을 함유할 수 있다.
피페릴렌은 일반적으로, 시스-1,3-펜타디엔, 트랜스-1,3-펜타디엔 및 혼합된 1,3-펜타디엔을 포함하지만 이에 제한되지 않는 C5 디올레핀의 증류물 컷 또는 합성 혼합물이다. 일반적으로, 피페릴렌은 이소프렌과 같은 분지형 C5 디올레핀을 포함하지 않는다. 일 실시양태에서, C5/C9 수지는 피페릴렌 40 내지 90 중량%, 또는 50 내지 90 중량%, 보다 바람직하게는 60 내지 90 중량%를 갖는다. 특히 바람직한 실시양태에서, C5/C9 수지는 70 내지 90 % 피페릴렌을 갖는다.
일 실시양태에서, C5/C9 수지는 이소프렌이 실질적으로 없다. 다른 실시양태에서, C5/C9 수지는 최대 15 % 이소프렌, 또는 10 % 미만의 이소프렌을 함유한다. 또 다른 실시양태에서, C5/C9 수지는 5 % 미만의 이소프렌을 함유한다.
일 실시양태에서, C5/C9 수지는 아밀렌이 실질적으로 없다. 다른 실시양태에서, C5/C9 수지는 40 % 이하의 아밀렌, 또는 30 % 미만의 아밀렌, 또는 25 % 미만의 아밀렌을 함유한다. 또 다른 실시양태에서, C5/C9 수지는 10 % 이하의 아밀렌을 함유한다.
환형체는 일반적으로 C5 및 C6 환형 올레핀, 디올레핀 및 이들로부터의 이량체의 증류물 컷 또는 합성 혼합물이다. 환형체에는 사이클로펜텐, 사이클로펜타디엔, 디사이클로펜타디엔, 사이클로헥센, 1,3-사이클로헥사디엔 및 1,4-사이클로헥사디엔이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 바람직한 환형체는 사이클로펜타디엔이다. 디사이클로펜타디엔은 엔도 또는 엑소 형태일 수 있다. 환형체는 치환되거나 치환되지 않을 수 있다. 바람직한 치환된 환형체는 C1 내지 C40 선형, 분지형 또는환형 알킬기, 바람직하게는 하나 이상의 메틸기로 치환된 사이클로펜타디엔 및 디사이클로펜타디엔을 포함한다. 일 실시양태에서, C5/C9 수지는 최대 60 % 환형체 또는 최대 50 % 환형체를 포함할 수 있다. 전형적인 하한은 적어도 약 0.1 % 또는 적어도 약 0.5 % 또는 적어도 약 1.0 %가 포함된다. 하나 이상의 실시양태에서, C5/C9 수지는 최대 20 % 환형체 또는 보다 바람직하게는 최대 30 % 환형체를 포함할 수 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, C5/C9 수지는 약 1.0 내지 약 15 % 환형체, 또는 약 5 내지 약 15 % 환형체를 포함한다.
C5/C9 수지에 있을 수 있는 바람직한 방향족은 스티렌, 인덴, 스티렌 유도체 및 인덴 유도체 중 하나 이상을 포함한다. 특히 바람직한 방향족 올레핀은 스티렌, 알파-메틸스티렌, 베타-메틸스티렌, 인덴 및 메틸인덴 및 비닐 톨루엔을 포함한다. 방향족 올레핀은 전형적으로 5 내지 45 %, 또는 보다 바람직하게는 5 내지 30 %로 C5/C9 수지에 존재한다. 특히 바람직한 실시양태에서, C5/C9 수지는 10 내지 20 % 방향족 올레핀을 포함한다.
스티렌 성분은 스티렌, 스티렌의 유도체 및 치환된 스티렌을 포함한다. 일반적으로, 스티렌 성분은 인데닉(indenic)과 같은 융합 고리를 포함하지 않는다. 일 실시양태에서, C5/C9 수지는 최대 60 %의 스티렌 성분 또는 최대 50 %의 스티렌 성분을 포함한다. 일 실시양태에서, C5/C9 수지는 5 내지 30 % 스티렌 성분, 또는 5 내지 20 % 스티렌 성분을 포함한다. 바람직한 실시양태에서, C5/C9 수지는 10 내지 15 % 스티렌 성분을 포함한다.
C5/C9 수지는 15 % 미만의 인데닉 성분, 또는 10 % 미만의 인데닉 성분을 포함할 수 있다. 인데닉 성분은 인덴 및 인덴 유도체를 포함한다. 일 실시양태에서, C5/C9 수지는 5 % 미만의 인데닉 성분을 포함한다. 다른 실시양태에서, C5/C9 수지는 실질적으로 인데닉 성분이 없다.
바람직한 C5/C9 수지는 160℃에서 300 내지 800 센티포아즈(cPs), 보다 바람직하게는 160℃에서 350 내지 650 cPs의 용융 점도를 갖는다. 특히 바람직한 실시양태에서, C5/C9 수지의 용융 점도는 160℃에서 375 내지 615 cPs 또는 160℃에서 475 내지 600 cPs이다. 용융 점도는 유형 "J" 스핀들을 갖는 브룩필드 점도계에 의해 측정될 수 있다(ASTM D6267).
일반적으로, C5/C9 수지는 약 600 g/몰 초과 또는 약 1000 g/몰 초과의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는다. 하나 이상의 실시양태에서, C5/C9 수지는 1650 내지 1950 g/몰, 또는 1700 내지 1900 g/몰의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는다. 바람직하게는 C5/C9 수지는 1725 내지 1890 g/몰의 중량 평균 분자량을 갖는다. C5/C9 수지는 450 내지 700 g/몰, 또는 500 내지 675 g/몰, 또는 보다 바람직하게는 520 내지 650 g/몰의 수 평균 분자량(Mn)을 가질 수 있다. C5/C9 수지는 5850 내지 8150 g/몰, 보다 바람직하게는 6000 내지 8000 g/몰을 z-평균 분자량(Mz)을 가질 수 있다. Mw, Mn 및 Mz는 겔 투과 크로마토 그래피(GPC)에 의해 결정될 수 있다.
일 실시양태에서, C5/C9 수지는 4 이하의 다분산 지수("PDI", PDI = Mw/Mn)를 갖는다. 특히 바람직한 실시양태에서 C5/C9 수지는 2.6 내지 3.1의 PDI를 갖는다.
바람직한 C5/C9 수지는 유리 전이 온도(Tg)가 약 -30℃ 내지 약 100℃, 또는 약 0℃ 내지 80℃, 또는 약 40 내지 60℃, 또는 45 내지 55℃, 또는 더욱 바람직하게는 48 내지 53℃이다. 시차 주사 열량 측정(DSC)을 사용하여 C5/C9 수지의 Tg를 결정할 수 있다.
다른 실시양태에서, C5/C9 수지는 수소화될 수 있다.
일 실시양태에서, C5/C9 수지는 50-90 (중량)%의 피페릴렌, 0-5 % 이소프렌, 10-30 % 아밀렌, 0-5 % 환형체, 0-10 % 스티렌, 및 0-10 % 인데닉을 포함한다.
일 실시양태에서, C5/C9 수지는 50-90 (중량)%의 피페릴렌, 0-5 % 이소프렌, 10-30 % 프로필렌, 2-5 % 환형체, 4-10 % 스티렌, 및 4-10 % 인데닉을 포함한다.
일 실시양태에서, C5/C9는 약 60 (중량)%의 피페릴렌, 약 22 % 아밀렌, 약 3 % 환형체, 약 6 % 스티렌 및 약 6 % 인덴을 포함하고, 160℃에서의 436 cP의 용융 점도; 855 g/몰의 Mn; 1595 g/몰의 Mw; 3713 g/몰의 Mz; 1.9의 PDI; 및 47℃의 Tg를 추가로 갖는다.
C5/C9 수지 또는 DCPD/C9 수지는 1H NMR에 의해 결정되는, 방향족 수소 함량을 추가 특징으로 할 수 있다. 일 실시양태에서, C5/C9 수지는 25 몰% 미만의 방향족 수소 함량을 갖는다. 일 실시양태에서, C5/C9 수지는 방향족 수소 함량이 3 내지 15 몰%이다.
유용한 탄화수소 중합체 첨가제의 예는 오페라(Oppera) 373을 포함하지만 이에 제한되지 않는 엑손모빌 케미칼 컴퍼니로부터 상업적으로 입수할 수 있는 오페라 계열의 중합체 첨가제이다.
일 실시양태에서, 상기 수지는, 사이클로펜타디엔 단독중합체 또는 공중합체 수지(CPD로 지칭됨), 디사이클로펜타디엔 단독중합체 또는 공중합체 수지(DCPD 또는 (D)CPD로 지칭됨), 테르펜 단독중합체 또는 공중합체 수지, 피넨 단독중합체 또는 공중합체 수지, C5 분획 단독중합체 또는 공중합체 수지, C9 분획 단독중합체 또는 공중합체 수지, 알파-메틸스티렌 단독중합체 또는 공중합체 수지 및 이들의 조합으로부터 유도된 치환 또는 비치환된 단위를 포함할 수 있는 DCPD 계 수지이다. DCPD 계 수지는 (D)CPD/비닐 방향족 공중합체 수지, (D)CPD/테르펜 공중합체 수지, 테르펜/페놀 공중합체 수지, (D)CPD/피넨 공중합체 수지, 피넨/페놀 공중합체 수지, (D)CPD/C5 부분 공중합체 수지, (D)CPD/C9 부분 공중합체 수지, 테르펜/비닐 방향족 공중합체 수지, 테르펜/페놀 공중합체 수지, 피넨/비닐 방향족 공중합체 수지, 피넨/페놀 수지, C5 부분/비닐 방향족 공중합체 수지, 및 이들의 조합으로부터 유도된 단위를 추가로 포함할 수 있다. 어구 "디사이클로펜타디엔으로부터 유도된 단위"는 메틸 DCPD 또는 디메틸 DCPD와 같은 치환된 DCPD로부터 유도된 단위를 포함한다.
바람직하게는, DCPD 계 수지는 디사이클로펜타디엔으로부터 유도된 100 몰% 이하, 더욱 바람직하게는 DCPD로부터 유도된 약 5 내지 약 90 몰% 범위, 가장 바람직하게는 DCPD로부터 유도된 약 5 내지 약 70 몰% 범위의 단위를 포함한다. 바람직하게는, DCPD 계 수지는, 단량체 혼합물 중 단량체의 중량을 기준으로, 약 60 % 내지 약 100 % 환형 성분의 범위 내에서 최대 약 15 % 피페릴렌 성분, 최대 약 15 % 이소프렌 성분, 최대 약 15 % 아밀렌 성분, 최대 약 20 % 인덴 성분, 및 약 20 중량% 이하의 스티렌 성분을 포함한다. DCPD 중합체가 언급되지만, 본원에 언급된 환형 단위로 구성된 임의의 중합체가 본 발명에 적합하다.
환형 성분은 일반적으로, C5 및 C6 내지 C15 환형 올레핀, 디올레핀의 증류물 컷 또는 합성 혼합물, 및 증류물 컷으로부터의 이량체, 공-이량체 및 삼량체 등이다. 환형체에는 사이클로펜텐, 사이클로펜타디엔, DCPD, 사이클로헥센, 1,3-사이클로헥사디엔 및 1,4-사이클로헥사디엔이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 바람직한 환형체는 사이클로펜타디엔이다. DCPD는 엔도 또는 엑소 형태일 수 있다. 환형체는 치환되거나 치환되지 않을 수 있다. 바람직한 치환된 환형체는 C1 내지 C40 선형, 분지형 또는 환형 알킬기, 바람직하게는 하나 이상의 메틸 기로 치환된 사이클로펜타디엔 및 DCPD를 포함한다. 바람직하게는, 환형 성분은 사이클로펜타디엔, 사이클로펜타디엔 이량체, 사이클로펜타디엔 삼량체, 사이클로펜타디엔-C5 공-이량체, 사이클로펜타디엔-피페릴렌 공-이량체, 사이클로펜타디엔-C4 공-이량체, 사이클로펜타디엔-메틸 사이클로펜타디엔 공-이량체, 메틸 사이클로펜타디엔, 메틸 사이클로펜타디엔 이량체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시양태에서, DCPD 계 수지는 피페릴렌이 실질적으로 없다. 다른 실시양태에서, DCPD 계 수지는 최대 약 15 중량%의 피페릴렌, 또는 바람직하게는 약 5 내지 약 10 중량%의 피페릴렌을 함유한다. 일부 실시양태에서, DCPD 계 수지는 암모늄이 실질적으로 없다. 다른 실시양태에서, DCPD 계 수지는 최대 약 15 중량%의 아밀렌, 또는 바람직하게는 약 5 내지 약 10 중량%의 아밀렌을 함유한다. 일부 실시양태에서, DCPD 계 수지는 이소프렌이 실질적으로 없다. 다른 실시양태에서, DCPD 계 수지는 최대 약 15 중량%의 이소프렌, 또는 바람직하게는 약 5 내지 약 10 중량%의 이소프렌을 함유한다. 일부 실시양태에서, DCPD 계 수지는 스티렌이 실질적으로 없다. 다른 실시양태에서, DCPD 계 수지는 최대 약 20 중량%의 스티렌, 또는 바람직하게는 약 5 내지 약 15 중량%의 스티렌을 함유한다. 일부 실시양태에서, DCPD 계 수지는 실질적으로 인덴이 없다. 다른 실시양태에서, DCPD 계 수지는 최대 약 20 중량%의 인덴, 또는 바람직하게는 약 5 내지 약 15 중량%의 인덴을 함유한다. 일 실시양태에서, DCPD 계 수지는 최대 약 60 중량% 환형체 또는 최대 약 50 중량% 환형체를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, DCPD 계 수지는 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 약 0.5 중량% 내지 약 30 중량%의 환형체, 또는 약 1.0 중량% 내지 약 20 중량%의 환형체 범위의 양의 환형체를 포함한다. 다른 실시양태에서, DCPD 계 수지는 약 5 중량% 내지 약 15 중량% 환형체를 포함한다.
바람직하게는, DCPD 계 수지는 굴절률이 1.5보다 큰 것이 바람직하다. 바람직하게는, DCPD 계 수지는 약 80℃ 이상의 연화점(ASTM E-28에 의해 측정된 링 및 볼)이 바람직하게는 약 80℃ 내지 약 150℃, 바람직하게는 약 90℃ 내지 약 120℃, 바람직하게는 약 100 내지 약 120℃, 바람직하게는 약 102℃이다. 바람직하게는, DCPD 계 수지는 유리 전이 온도(Tg)(TA 인스트루먼츠 모델 2920 기계를 사용하여 ASTM E 1356에 의해 측정)가 약 -30℃ 내지 약 100℃, 바람직하게는 약 0℃ 내지 약 80℃, 바람직하게는 약 50℃ 내지 약 70℃, 바람직하게는 55℃이다. 바람직하게는, DCPD 계 수지는 1H-NMR에 의해 결정되는 혼성중합체 중의 총 수소 몰을 기준으로, 올레핀 불포화, 예를 들어 1 몰% 이상의 올레핀 수소를 포함한다. 대안적으로, DCPD 계 수지는, 중합체 중의 수소의 총 몰을 기준으로, 1 내지 20 몰% 방향족 수소, 바람직하게는 2 내지 15 몰% 방향족 수소, 보다 바람직하게는 2 내지 10 몰% 방향족 수소, 바람직하게는 9 몰% 방향족 수소를 포함한다. 다른 실시양태에서, DCPD 계 수지는 약 600 g/몰 초과의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는다. 하나 이상의 실시양태에서, DCPD 계 수지는 약 600 내지 약 1000 g/몰, 바람직하게는 약 700 내지 약 900 g/몰, 바람직하게는 약 800 g/몰의 Mw를 갖는다. DCPD 계 수지는 약 300 내지 약 700 g/몰, 바람직하게는 약 400 내지 약 600 g/몰, 바람직하게는 약 500 g/몰의 범위의 수 평균 분자량(Mn)을 가질 수 있다. 일 실시양태에서, DCPD 계 수지는 약 4 이하의 다분산 지수("PDI", PDI = Mw/Mn)를 가지며, 바람직하게는 DCPD 계 수지는 약 1.4 내지 약 1.8의 범위의 PDI를 갖는다.
일 실시양태에서, DCPD 계 수지는 열 중합에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 수지는, 벤젠 또는 톨루엔 용매에서 220℃ 내지 280℃ 및 약 14 bar 압력(1.4 MPa)에서 2.0 내지 4.0 시간 동안 수지의 분자량 및 연화점을 제어하기 위해 조정되는 조건으로 사이클로펜타디엔을 함유하는 공급물로부터 열 중합될 수 있다. 공급물은 알킬 사이클로펜타디엔, 사이클로펜타디엔 및 메틸사이클로펜타디엔의 이량체 및 공-이량체, 및 1,3-피페릴렌 및 이소프렌과 같은 다른 비환형 디엔을 추가로 함유할 수 있다. 스티렌, α-메틸스티렌, 인덴 및 비닐 톨루엔과 같은 비닐 방향족과 같은 다른 공중합성 불포화 단량체가 또한 존재할 수 있다.
본 발명에 사용하기에 적합한 DCPD 계 수지는 엑손모빌 케미칼 컴퍼니로부터 시판되는 오페라™ 383 수지이다. 오페라™ 383은 약 102.5℃의 연화점, 약 800g/mole의 Mw, 약 500g/mole의 Mn, 약 55℃의 Tg, 및 약 9.8 % 방향족 양성자의 방향족성을 갖는 방향족 개질된 지환족 수소화된 탄화수소 수지이다.
"올레핀계 불포화를 함유하는 고무 또는 엘라스토머"라는 표현은 천연 고무 및 이의 다양한 생(raw) 및 재생(reclaim) 형태뿐만 아니라 다양한 합성 고무를 모두 포함하는 것으로 의도된다. 본 발명의 설명에서, 용어 "고무" 및 "엘라스토머"는 달리 기재되지 않는 한 상호교환적으로 사용될 수 있다. 용어 "고무 조성물", "배합된 고무" 및 "고무 화합물"은 다양한 성분 및 물질과 블렌딩 또는 혼합된 고무를 지칭하는 것으로 상호교환적으로 사용되고, 이러한 용어는 고무 혼합 또는 고무 배합 분야의 당업자에게 공지되어 있다.
가황가능한 고무 조성물은 약 90 내지 약 150 phr의 실리카를 포함할 수 있다.
고무 화합물에서 사용될 수 있는 통상적으로 사용되는 규소 함유(siliceous) 안료는, 통상의 발열성 및 침전형 규소 함유 안료(실리카)를 포함하며, 침강 실리카가 바람직하다. 바람직하게는 본 발명에서 사용되는 통상의 규소 함유 안료는 침강 실리카, 예를 들면 가용성 실리케이트, 예컨대 나트륨 실리케이트의 산성화에 의해 수득되는 것들이다.
이러한 통상의 실리카는, 예컨대, 질소 가스를 사용하여 측정 시 바람직하게는 약 40 내지 약 600 ㎡/g, 더욱 통상적으로는 약 50 내지 약 300 ㎡/g의 BET 표면적을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 표면적 측정의 BET 방법은 문헌[Journal of the American Chemical Society, Volume 60, Page 304(1930)]에 기재되어 있다.
전형적으로 통상의 실리카는 또한 약 100 내지 약 400, 더욱 통상적으로는 약 150 내지 약 300의 디부틸프탈레이트(DBP) 흡수값을 갖는 것을 또한 특징으로할 수 있다.
통상의 실리카는, 실리카 입자의 크기가 심지어 더 작거나 또는 가능하게는 더 클 수도 있지만, 전자 현미경으로 측정 시 예컨대 0.01 내지 0.05 마이크론의 평균 극한(ultimate) 입자 크기를 가질 것으로 예상될 수 있다.
다양한 상업적으로 입수가능한 실리카가 사용될 수 있고, 예컨대(본원에서 단지 예를 들면), 비제한적으로, Hi-Sil(상표명) 210, 243, 315 등으로 PPG로부터 상업적으로 입수가능한 실리카, 예컨대 Z1165MP 및 Z165GR의 상표명으로 로디아(Rhodia)로부터 입수가능한 실리카, 및 예컨대 VN2 및 VN3 등의 상표명으로 데구싸 아게(Degussa AG)로부터 입수가능한 실리카가 있다.
예비-소수성화된 침전 실리카가 사용될 수 있다. 예비-소수성화는, 실리카가 전처리되는 것, 즉 예비-소수성화된 침전 실리카가 하나 이상의 실란으로 처리하여 고무 조성물에 첨가되기 전에 소수화됨을 의미한다. 적합한 실란은 알킬실란, 알콕시실란, 유기알콕시실릴 폴리설파이드 및 유기머캅토알콕시실란을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 대안적으로, 고무 내에서 동일 반응계 내에서 침전 실리카를 실리카 커플링제와 반응시키는 대신에 전처리된 실리카를 고무와 블렌딩하기 전에, 예를 들어 알콕시유기머캅토실란, 또는 알콕시실란과 알콕시유기머캅토실란의 조합물로 이루어진 실리카 커플링제로 침전 실리카를 전처리할 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 번호 제7,214,731호을 참조한다. 다양한 전처리된 침전 실리카에 대해서는, 예를 들어 미국 특허 번호 제4,704,414호, 제6,123,762호 및 제6,573,324호를 참조한다. 적합한 전처리된 또는 소수성화된 실리카는 예를 들어 PPG로부터의 애질론(Agilon) 400으로 상업적으로 입수가능하다.
가황가능한 고무 조성물은 약 1 내지 약 20 phr, 대안적으로는, 약 1 내지 약 5 phr의 카본 블랙을 포함할 수 있다.
통상적으로 사용되는 카본 블랙이 통상의 충전제로서 사용될 수 있다. 이러한 카본 블랙의 대표적 예는 N110, N121, N134, N220, N231, N234, N242, N293, N299, S315, N326, N330, M332, N339, N343, N347, N351, N358, N375, N539, N550, N582, N630, N642, N650, N683, N754, N762, N765, N774, N787, N907, N908, N990 및 N991을 포함한다. 이러한 카본 블랙은 9 내지 145 g/kg의 요오드 흡수도 및 34 내지 150 ㎤/100 g의 DBP 가를 갖는다.
상기 타이어 성분에 사용하기 위한 고무 조성물은, 통상적인 황-함유 유기규소 화합물을 추가로 함유하는 것이 바람직할 수 있다. 적절한 황-함유 유기규소 화합물의 예는 하기 화학식 (V)을 갖는다:
Z-Alk-Sn-Alk-Z (V)
상기 식에서,
Z는
Figure 112020078762118-pat00003
로 구성된 군 중에서 선택되고,
R6은 1 내지 4개의 탄소 원자의 알킬기, 사이클로헥실 또는 페닐이고;
R7은 1 내지 8개의 탄소 원자의 알콕시 또는 5 내지 8개의 탄소 원자의 사이클로알콕시이고;
Alk는 1 내지 18개의 탄소 원자의 2가 탄화수소이고;
n은 2 내지 8의 정수이다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 황 함유 유기규소 화합물의 구체적인 예는 3,3'-비스(트리메톡시실릴프로필) 디설파이드, 3,3'-비스(트리에톡시실릴프로필) 디설파이드, 3,3'-비스(트리에톡시실릴프로필) 테트라설파이드, 3,3'-비스(트리에톡시실릴프로필) 옥타설파이드, 3,3'-비스(트리메톡시실릴프로필) 테트라설파이드, 2,2'-비스(트리에톡시실릴에틸) 테트라설파이드, 3,3'-비스(트리메톡시실릴프로필) 트리설파이드, 3,3'-비스(트리에톡시실릴프로필) 트리설파이드, 3,3'-비스(트리부톡시실릴프로필) 디설파이드, 3,3'-비스(트리메톡시실릴프로필) 헥사설파이드, 3,3'-비스(트리메톡시실릴프로필) 옥타설파이드, 3,3'-비스(트리옥톡시실릴프로필) 테트라설파이드, 3,3'-비스(트리헥속시실릴프로필) 디설파이드, 3,3'-비스(트리 -2"-에틸헥실옥시실릴프로필) 트리설파이드, 3,3'-비스(트리이소옥톡시실릴프로필) 테트라설파이드, 3,3'-비스(트리-t-부톡시실릴프로필) 디설파이드, 2,2'-비스(메톡시 디에톡시실릴에틸) 테트라설파이드, 2,2'-비스(트리프로폭시실릴에틸) 펜타설파이드, 3,3'-비스(트리사이클로넥속시실릴프로필) 테트라설파이드, 3,3'-비스(트리사이클로펜톡시실릴프로필) 트리설파이드, 2,2'-비스(트리-2"-메틸사이클로헥속시실릴에틸) 테트라설파이드, 비스(트리메톡시실릴메틸) 테트라설파이드, 3-메톡시 에톡시 프로폭시실릴 3'-디에톡시부톡시-실릴프로필테트라설파이드, 2,2'-비스(디메틸 메톡시실릴에틸) 디설파이드, 2,2'-비스(디메틸 2 급 부톡시실릴에틸) 트리설파이드, 3,3'-비스(메틸 부틸에톡시실릴프로필) 테트라설파이드, 3,3'-비스(디 t-부틸메톡시실릴프로필) 테트라설파이드, 2,2'-비스(페닐 메틸 메톡시실릴에틸) 트리설파이드, 3,3'-비스(디페닐 이소프로폭시실릴프로필) 테트라설파이드, 3,3'-비스(디페닐 사이클로헥속시실릴프로필) 디설파이드, 3,3'-비스(디메틸 에틸머캅토실릴프로필) 테트라설파이드, 2,2'-비스(메틸 디메톡시실릴에틸) 트리설파이드, 2,2'-비스(메틸 에톡시프로폭시실릴에틸) 테트라설파이드, 3,3'-비스(디에틸 메톡시실릴프로필) 테트라설파이드, 3,3'-비스(에틸 디-2 급 부톡시실릴프로필) 디설파이드, 3,3'-비스(프로필 디에톡시실릴프로필) 디설파이드, 3,3'-비스(부틸 디메톡시실릴프로필) 트리설파이드, 3,3'-비스(페닐 디메톡시실릴프로필) 테트라설파이드, 3-페닐 에톡시부톡시실릴 3'-트리메톡시실릴프로필 테트라설파이드, 4,4'-비스(트리메톡시실릴부틸) 테트라설파이드, 6,6'-비스(트리에톡시실릴헥실) 테트라설파이드, 12,12'-비스(트리이소프로폭시실릴 도데실) 디설파이드, 18,18'-비스(트리메톡시실릴옥타데실) 테트라설파이드, 18,18'-비스(트리프로폭시실릴옥타데세닐) 테트라설파이드, 4,4'-비스(트리메톡시 실릴-부텐-2-일) 테트라설파이드, 4,4'-비스(트리메톡시실릴사이클로헥실렌) 테트라설파이드, 5,5'-비스(디메톡시메틸실릴펜틸) 트리설파이드, 3,3'-비스(트리메톡시실릴-2-메틸프로필) 테트라설파이드, 3,3'-비스(디메톡시페닐실릴-2-메틸프로필) 디설파이드를 포함한다.
바람직한 황-함유 유기규소 화합물은 3,3'-비스(트라이메톡시 또는 트라이에톡시 실릴프로필) 설파이드이다. 가장 바람직한 화합물은 3,3'-비스(트라이에톡시실릴프로필) 디설파이드 및 3,3'-비스(트라이에톡시실릴프로필) 테트라설파이드이다. 따라서, 화학식 (V)에서, 바람직하게는 Z는 하기 화학식을 갖는 것이 특히 바람직하다:
Figure 112020078762118-pat00004
상기 식에서,
R7은 2 내지 4개, 특히 바람직하게는 2개의 탄소 원자의 알콕시이고;
alk는 2 내지 4개, 특히 바람직하게는 3개의 탄소 원자의 2가 탄화수소이고;
n은 2 내지 5, 특히 바람직하게는 2 또는 4의 정수이다.
또 다른 실시양태에서, 적합한 황-함유 유기규소 화합물은 미국 특허 제6,608,125호에 개시된 화합물을 포함한다. 일 실시양태에서, 황-함유 유기규소 화합물은 3-(옥타노일티오)-1-프로필트라이에톡시실란, CH3(CH2)6C(=O)-S-CH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3을 포함하고, 이는 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈로부터 NXTTM으로서 상업적으로 입수가능하다.
일 실시양태에서, 황-함유 유기규소 화합물은 탄화수소계 디올(예컨대, 2-메탈-1,3-프로판다이올)과 S-[3-(트라이에톡시실릴)프로필] 티오옥타노에이트의 반응 생성물을 포함한다. 일 실시양태에서, 황-함유 유기규소 화합물은 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈의 NXT-ZTM이다.
또 다른 실시양태에서, 적합한 황-함유 유기규소 화합물은 미국 특허 출원 공개 제2003/0130535호에 개시된 것들을 포함한다. 일 실시양태에서, 황-함유 유기규소 화합물은 데구싸의 Si-363이다.
고무 조성물 중의 화학식 (I)의 황-함유 유기규소 화합물의 양은, 사용되는 다른 첨가제의 수준에 따라 변할 것이다. 일반적으로 말하자면, 화학식 (I)의 화합물의 양은 0.5 내지 20 phr의 범위일 것이다. 바람직하게는, 상기 양은 1 내지 10 phr의 범위일 것이다.
당업계의 숙련자들이라면, 고무 조성물이, 고무 배합 분야에 일반적으로 공지된 방법에 의해, 예를 들어 다양한 황-경화가능한 성분인 고무들을, 보통 사용되는 다양한 첨가제 물질, 예를 들어 황 공여체, 경화 보조제, 예를 들어 활성화제 및 지연제, 및 가공 첨가제, 충전제, 안료, 지방산, 산화아연, 왁스, 산화방지제 및 오존화방지제, 및 해교제를 혼합함으로써 배합될 수 있음이 용이하게 이해된다. 당업계의 숙련자들에게 공지된 바와 같이, 황-경화가능한 물질 및 황-경화된 물질(고무)의 의도된 사용에 따라, 전술한 첨가제들이 선택되고 통상적인 양으로 사용된다. 황 공여체의 대표적인 예는, 황 원소(유리(free) 황), 아민 디설파이드, 중합체 폴리설파이드 및 황 올레핀 부가물을 포함한다. 바람직하게는, 황-경화제는 황 원소이다. 황-경화제는, 0.5 내지 8phr, 바람직하게는 1.5 내지 6phr의 양으로 사용될 수 있다. 산화방지제의 전형적인 양은 약 1 내지 약 5phr을 포함한다. 대표적인 산화방지제는, 예를 들어 디페닐-p-페닐렌다이아민 및 기타, 예를 들어 문헌[The Vanderbilt Rubber Handbook(1978), pages 344 - 346]에 개시된 것을 포함할 수 있다. 산화방지제의 전형적인 양은 약 1 내지 5phr을 포함한다. 스테아르산을 포함할 수 있는 지방산(사용되는 경우)의 전형적인 양은 약 0.5 내지 약 5phr을 포함한다. 산화아연의 전형적인 양은 약 2 내지 약 5phr을 포함한다. 왁스의 전형적인 양은 약 1 내지 약 5phr을 포함한다. 종종, 미정질 왁스가 사용된다. 펩타이저의 전형적인 양은, 약 0.1 내지 약 1phr을 포함한다. 전형적인 펩타이저는, 예를 들어 펜타클로로티오펜올 및 디벤즈아미도다이페닐 디설파이드일 수 있다.
촉진제는, 가황을 위해 요구되는 시간 및/또는 온도를 제어하고 가황체의 특성들을 개선시키기 위해 사용된다. 일 실시양태에서, 단일 촉진제 시스템, 즉 일차 촉진제가 사용될 수 있다. 일차 촉진제(들)은 약 0.5 내지 약 4 phr, 바람직하게는 약 0.8 내지 약 2.0 phr의 총량으로 사용될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 일차 및 이차 촉진제의 조합이 사용되며, 이차 촉진제는, 가황체의 특성을 개선시키고 활성화시키도록 약 0.05 내지 약 3phr과 같은 보다 소량으로 사용된다. 이러한 촉진제들의 조합은, 최종 특성들에 대한 상승 효과를 발휘할 것이 예상되고, 촉진제 단독의 사용에 의해 발휘된 것보다 다소 우수하다. 추가로, 일반적인 공정 온도에 의해서는 영향을 받지 않지만 통상적인 가황 온도에서 만족스럽게 경화되는, 지연된 작용의 촉진제가 사용될 수도 있다. 가황 지연제도 사용될 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 촉진제의 전형적인 유형은, 아민, 디설파이드, 구아니딘, 티오우레아, 티아졸, 티우람, 설펜아마이드, 디티오카바메이트 및 잔테이트이다. 바람직하게는, 일차 촉진제는 설펜아마이드이다. 이차 촉진제가 사용되는 경우, 이차 촉진제는 바람직하게는 구아니딘, 디티오카바메이트 또는 티우람 화합물이다.
고무 조성물의 혼합은, 고무 혼합 기술분야의 숙련자들에게 공지된 방법에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 성분들은 2개 이상의 단계들, 즉 하나 이상의 비-제조 단계 및 후속 제조 혼합 단계로 전형적으로 혼합된다. 황-경화제를 포함하는 최종 경화제는, 전형적으로 최종 단계에서 혼합되는 데, 상기 최종 단계는 통상적으로 "제조" 혼합 단계로 지칭되며, 이 단계에서는, 이전의 비-제조 혼합 단계의 최대 온도보다 낮은 온도 또는 최종 온도에서 전형적으로 수행된다. "비-제조" 및 "제조" 혼합 단계는, 고무 혼합 분야의 숙련자들에게 잘 공지되어 있다. 고무 조성물은 열기계적 혼합 단계로 처리될 수 있다. 열기계적 혼합 단계는, 일반적으로 140℃ 내지 190℃의 고무 온도를 생성하기에 적합한 시간 동안 혼합기 또는 압출기에서의 기계적 작업을 포함한다. 열기계적 작업의 적절한 지속 시간은, 공정 조건 및 성분들의 체적과 특성의 함수로서 변한다. 예를 들어, 열기계적 작업은 1 내지 20분 동안 수행될 것이다.
상기 고무 조성물은 타이어의 트레드에 도입될 수 있다.
본 발명의 공기 타이어는, 레이스 타이어, 승용차용 타이어, 비행기용 타이어, 농업용 타이어, 불도저 타이어, 오프-더-로드용 타이어, 트럭 타이어 등일 수 있다. 바람직하게는, 상기 타이어는 승용차용 타이어 또는 트럭 타이어이다. 상기 타이어는 또한 래디알 타이어 또는 바이어스 타이어, 바람직하게는 래디알 타이어일 수 있다.
본 발명의 공기 타이어의 가황은, 일반적으로 약 100℃ 내지 200℃ 범의의 통상적인 온도에서 일반적으로 수행된다. 바람직하게는, 상기 가황은, 약 110℃ 내지 180℃의 범위의 온도에서 수행된다. 임의의 유용한 가황 공정은, 프레스 또는 몰드에서의 가열, 초가열된 스팀 또는 고온 공기에 의한 가열을 사용할 수 있다. 이러한 타이어는, 이러한 분야의 숙련자들에게 공지되어 있고 용이하게 명백할 수 있는 다양한 방법에 의해 제조되고 성형되고 몰딩되고 경화될 수 있다.
대안적으로, 상기 고무 조성물은 슈즈, 슈즈 솔(sole), 트랜스미션 벨트, 호스, 진동 댐퍼, 공기스프링, 컨베이어 벨트, 및 트랙 벨트의 성분의 형태로 사용될 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 설명하고자 하는 목적을 위한 것이지 제한하고자 하는 것은 아니다. 모든 부는, 달리 구체적으로 언급되지 않은 한, 중량부이다.
실시예
이 실시예에서, 3 개의 고무 화합물이 비교된다. 샘플 1은 대조군 샘플을 나타낸다. 샘플 2 및 3은 본 발명을 대표한다.
엘라스토머를 표 1에 나타낸 바와 같이 표준량의 통상적인 경화제 및 가공 보조제(모든 양은 phr 단위임)로 다단계 혼합 절차로 배합하고, 표준 경화 사이클로 경화시켰다. 샘플 1 내지 3의 화합물로 제조된 트레드를 갖는 타이어는 표 2에 나타낸 바와 같이 다양한 성능 기준에 대해 시험되었다(대조군에 대해 정규화 된 값 = 100, 더 높을수록 좋음)
샘플 번호 1 2 3
유형 대조군 본 발명 본 발명
스티렌-부타디엔 11 50 0 0
스티렌-부타디엔 12 40 0 0
스티렌-부타디엔 13 0 80 80
폴리부타디엔4 10 0 0
천연 고무 0 20 20
실리카 106 135 125
실란 커플러 15 10 0 12.5
실란 커플러 26 0 13.5 0
오일 40 4 4
수지 17 12 0 0
수지 28 0 57 0
수지 39 0 0 62
1 SE SLR6430 SSBR, 40 % 스티렌, 14 % 비닐, Tg (OE) = -34℃, 37.5 phr TDAE 오일, 트린세오(Trinseo)
2 터프덴(TUFDENE) E680 SSBR, 34 % 스티렌, 38 % 비닐, Tg (OE) = -25℃, 37.5 phr SRAE 오일, 아사히 케미칼(Asahi Chemical)
3 스티렌 함량 15 % 및 1,2-비닐 함량 30 %을 갖는 용액 중합된 SBR, Tg = -60℃, SLR3402로서 트린세오로부터 입수
4 고 시스 폴리부타디엔, 굿이어 타이어 엔드 러버 컴퍼니로부터 부덴 1223으로 입수
5 TESPD 형 실란 커플링제
6 3-(옥타노일티오)-1-프로필트리에톡시실란, 모멘티브에서 NXT로서 입수
7 약 53 몰%의 방향족 수소 함량을 갖는 스티렌 및 알파-메틸스티렌의 공중합체, Tg = + 39℃, 애리조나 케미칼로부터 실바트랙스(Sylvatraxx) 4401로서 입수
8 오페라™ 383, 약 102.5℃의 연화점, 약 800g/mole의 Mw 및 약 500g/mole의 Mn, 약 55℃의 Tg 및 약 9.8 %의 방향족 양성자의 방향족성을 갖는 방향족 개질된 지환족 탄화수소 수지, 엑손모빌에서 입수
9 오페라™ 373
롤링 저항 지수 100 110 99
습윤 제동 지수 100 105 102
트레드마모 지수 100 135 140
특정의 구체적인 실시양태 및 세부사항은, 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 제시된 것이지만, 당업계의 숙련자들에게는, 본 발명의 진의를 벗어나지 않으면서 다양한 변형 및 개조가 가능하다는 것이 명백할 것이다.

Claims (5)

  1. 엘라스토머 100 중량부(phr)를 기준으로
    (A) -85℃ 내지 -50℃ 범위의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 용액 중합된 스티렌-부타디엔 고무 20 내지 100 phr;
    (B) 천연 고무 또는 합성 폴리이소프렌 5 내지 40 phr;
    (C) -110℃ 내지 -90℃의 Tg를 갖는 시스-1,4 폴리부타디엔 0 내지 30 phr;
    (D) 공정(process) 오일 0 내지 50 phr;
    (E) 30℃ 이상의 Tg를 갖는 탄화수소 수지 20 내지 80 phr; 및
    (F) 실리카 90 내지 150 phr
    를 포함하는 가황가능한(vulcanizable) 고무 조성물을 포함하는 트레드(tread)를 특징으로 하는 공기(pneumatic) 타이어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄화수소 수지가 스티렌/알파메틸스티렌 공중합체 수지, C5/C9 공중합체 수지, 디사이클로펜타디엔 수지 및 방향족 디사이클로펜타디엔 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 공기 타이어.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지가 방향족 개질된 디사이클로펜타디엔 수지인 것을 특징으로 하는, 공기 타이어.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지가 1 내지 20 몰%의 방향족 수소를 포함하는 것을 특징으로 하는 DCPD 계(DCPD-based) 수지인 것을 특징으로 하는, 공기 타이어.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 용액 중합된 스티렌-부타디엔 고무가 알콕시실란기, 및 1차 아민 및 티올로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 작용기로 작용화된 것을 특징으로 하는, 공기 타이어.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021205543A1 (de) * 2021-05-31 2022-12-01 Continental Reifen Deutschland Gmbh Schwefelvernetzbare Kautschukmischung, Vulkanisat der Kautschukmischung und Fahrzeugreifen
KR102590437B1 (ko) * 2021-08-19 2023-10-18 금호타이어 주식회사 타이어용 트레드 고무 조성물

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011508815A (ja) * 2008-01-18 2011-03-17 エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク 炭化水素ポリマー添加剤を含むエラストマー組成物
JP2013544935A (ja) 2010-11-26 2013-12-19 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン スノータイヤトレッド
JP2014503619A (ja) 2010-11-26 2014-02-13 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン タイヤトレッド
US20170334244A1 (en) * 2014-12-09 2017-11-23 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
JP2018519382A (ja) 2015-06-18 2018-07-19 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン 低ガラス転移温度を有するスチレン／ブタジエンコポリマーと、高含有量の充填剤および可塑剤とを含むゴム組成物

Family Cites Families (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3437473A1 (de) 1984-10-12 1986-04-17 Degussa Ag, 6000 Frankfurt An der oberflaeche modifizierte synthetische, silikatische fuellstoffe, ein verfahren zur herstellung und deren verwendung
DE19609619A1 (de) 1996-03-12 1997-09-18 Degussa Staubarme, gut dispergierbare Granulate auf der Basis von mit Organosiliciumverbindungen modifizierten silikatischen Füllstoffen
ES2199454T5 (es) * 1997-08-21 2009-03-01 Momentive Performance Materials Inc. Agentes de acoplamiento de mercaptosilano bloqueados para cauchos con sustancia de relleno.
US6573324B1 (en) 2000-04-04 2003-06-03 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with component comprised of rubber composition containing pre-hydrophobated silica aggregates
EP1285926B1 (de) 2001-08-06 2004-05-12 Degussa AG Organosiliciumverbindungen
JP2003063206A (ja) 2001-08-24 2003-03-05 Sumitomo Rubber Ind Ltd エコタイヤ
EP1295926A1 (en) 2001-09-19 2003-03-26 ExxonMobil Chemical Patents Inc. Components for adhesive compositions and process for manufacture
ES2336899T3 (es) 2001-09-27 2010-04-19 Jsr Corporation Goma polimero conjugada con diolean (co), proceso para producir goma polimero (co), composicion de la goma, composite y neumatico.
JP3654865B2 (ja) 2002-01-17 2005-06-02 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物
WO2004074394A1 (en) 2003-02-21 2004-09-02 Kraton Polymers Research B.V. Adhesive composition and tapes and labels derived therefrom
US7214731B2 (en) 2003-03-17 2007-05-08 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with low hydrocarbon emission rubber combination of tread and sidewall components with compositional limitations
JP4681238B2 (ja) 2004-01-30 2011-05-11 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いてなるタイヤ
US7249621B2 (en) * 2004-07-29 2007-07-31 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber composition and tire with component of diene-based elastomer composition with corncob granule dispersion
US20080287601A1 (en) 2005-10-19 2008-11-20 Dow Global Technologies Inc. Silane-Sulfide Chain End Modified Elastomeric Polymers
US7789117B2 (en) * 2006-01-27 2010-09-07 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with circumferential rubber tread having a lateral outboard control element
US8800620B2 (en) * 2006-03-27 2014-08-12 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with rubber tread composed of a primary and at least one lateral tread portion containing a dispersion of short carbon fibers
FR2918064B1 (fr) * 2007-06-28 2010-11-05 Michelin Soc Tech Procede de preparation d'un copolymere dienique a bloc polyether, composition de caoutchouc renforcee et enveloppe de pneumatique.
DE102007060859A1 (de) 2007-12-18 2009-06-25 Continental Aktiengesellschaft Kautschukmischung, insbesondere für Fahrzeugreifen
US7671132B1 (en) 2008-12-17 2010-03-02 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire with tread
ES2712729T3 (es) * 2010-02-17 2019-05-14 Continental Reifen Deutschland Gmbh Mezcla de caucho reticulable con azufre
US8592515B2 (en) * 2010-07-28 2013-11-26 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with rubber component
US8312905B2 (en) 2010-09-24 2012-11-20 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
FR2968307B1 (fr) 2010-11-26 2018-04-06 Societe De Technologie Michelin Bande de roulement de pneumatique
CN103889736B (zh) 2011-09-14 2018-01-19 米其林集团总公司 轮胎胎面
BR112014006169A8 (pt) 2011-09-14 2017-12-26 Michelin & Cie Banda de rodagem com sistema de vulcanização ultra eficiente
BR112014005815A2 (pt) 2011-09-14 2017-03-28 Michelin & Cie baixa rigidez da banda de rodagem de pneu
BR112014009843A2 (pt) 2011-10-24 2017-04-18 Bridgestone Americas Tire Operations Llc composição de borracha prenchida por sílica e o método para fazer a mesma
JP6065972B2 (ja) 2012-05-25 2017-01-25 エクソンモービル ケミカル パテンツ インコーポレイテッド ジシクロペンタジエンベース樹脂組成物及びそれらから製造される物品
FR2995609B1 (fr) 2012-07-25 2014-11-28 Michelin & Cie Pneumatique ayant une adherence sur sol mouille amelioree
US8919404B2 (en) * 2012-09-12 2014-12-30 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber composition for tread groove reinforcement
CN105050831A (zh) 2012-12-31 2015-11-11 米其林集团总公司 具有不相容橡胶的轮胎面
EP2853557B1 (de) * 2013-09-27 2016-11-09 Continental Reifen Deutschland GmbH Schwefelvernetzbare Kautschukmischung
EP2853558B1 (de) * 2013-09-27 2016-11-09 Continental Reifen Deutschland GmbH Schwefelvernetzbare Kautschukmischung
US9109103B2 (en) 2013-11-25 2015-08-18 The Goodyear Tire & Rubber Company Functionalized polymer, rubber composition and pneumatic tire
FR3015504B1 (fr) 2013-12-20 2016-01-01 Michelin & Cie Composition de caoutchouc comprenant une resine de polyphenylene ether comme plastifiant
FR3021971B1 (fr) 2014-06-05 2016-06-03 Michelin & Cie Pneumatique a faible resistance au roulement
FR3021972B1 (fr) 2014-06-05 2016-06-03 Michelin & Cie Pneumatique a faible resistance au roulement
US9109073B1 (en) 2014-08-19 2015-08-18 The Goodyear Tire & Rubber Company Bifunctionalized polymer
US9090730B1 (en) 2014-08-19 2015-07-28 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber composition and pneumatic tire
EP3194490B1 (en) 2014-09-17 2018-01-31 ExxonMobil Chemical Patents Inc. Elastomeric blend for tires comprising high glass transition temperature hydrocarbon resins
US9757987B2 (en) 2014-12-09 2017-09-12 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
EP3059099B1 (en) * 2015-02-18 2018-01-17 Trinseo Europe GmbH A polymer blend for a tire
DE102015210424A1 (de) * 2015-06-08 2016-12-08 Continental Reifen Deutschland Gmbh Kautschukmischung und Fahrzeugreifen
US9650503B2 (en) 2015-06-24 2017-05-16 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread for low temperature performance and wet traction
US20160376428A1 (en) 2015-06-24 2016-12-29 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread for combination of low temperature performance and for wet traction
US20170037225A1 (en) 2015-08-05 2017-02-09 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
FR3042193A1 (fr) 2015-10-08 2017-04-14 Michelin & Cie Elastomere dienique possedant une fonction en milieu de chaine et composition de caoutchouc le contenant
FR3042194A1 (fr) 2015-10-08 2017-04-14 Michelin & Cie Composition de caoutchouc contenant un elastomere dienique possedant une fonction en milieu de chaine
US20170114212A1 (en) 2015-10-22 2017-04-27 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
WO2017074423A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Silica tread with peroxide curing
US9441098B1 (en) 2015-11-18 2016-09-13 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread for low temperature performance and wet traction
US11118036B2 (en) 2015-11-20 2021-09-14 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
US10563050B2 (en) 2015-12-15 2020-02-18 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
US10759914B2 (en) 2015-12-31 2020-09-01 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Tire thread with low Tg rubber
US20170232795A1 (en) 2016-02-15 2017-08-17 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread for low temperature performance and wet traction
US10336889B2 (en) 2016-06-01 2019-07-02 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
FR3052783B1 (fr) 2016-06-15 2018-05-25 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Composition de caoutchouc renforcee pour pneumatique
FR3053347A1 (fr) 2016-06-30 2018-01-05 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Pneumatique comprenant une composition comprenant un systeme specifique d’elastomeres
US9873780B1 (en) 2016-10-10 2018-01-23 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread for combination of low temperature performance and wet traction
EP3532308B1 (en) 2016-10-31 2020-07-01 Compagnie Générale des Etablissements Michelin A tire comprising a tread
US10427463B2 (en) * 2016-11-16 2019-10-01 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire having a dual layer tread
US20180154696A1 (en) 2016-12-06 2018-06-07 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
JP2020502358A (ja) 2016-12-20 2020-01-23 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン 変性ジエンエラストマーを含むゴム組成物
JP6805877B2 (ja) 2017-02-22 2020-12-23 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
JP6312183B1 (ja) 2017-03-31 2018-04-18 福岡県 高圧ガス用シール部材に用いられるためのゴム組成物および高圧ガス用シール部材
JP6863021B2 (ja) 2017-04-05 2021-04-21 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
WO2019004411A1 (en) 2017-06-30 2019-01-03 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin TIRE COMPRISING A TREAD
FR3069550A1 (fr) 2017-07-28 2019-02-01 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Elastomere etendu a la resine
US10544288B2 (en) 2017-08-31 2020-01-28 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
US20190062533A1 (en) 2017-08-31 2019-02-28 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
US10428205B2 (en) 2017-08-31 2019-10-01 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
FR3071842A1 (fr) 2017-10-04 2019-04-05 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Compositions de caoutchouc comprenant une combinaison specifique d'un agent de couplage et d'une resine hydrocarbonee
FR3071841A1 (fr) 2017-10-04 2019-04-05 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Compositions de caoutchouc comprenant une combinaison specifique d'un agent de couplage et d'une resine hydrocarbonee
CN111492001B (zh) 2017-12-19 2022-06-21 米其林集团总公司 交联体系基于有机过氧化物的轮胎胎面
WO2019122604A1 (fr) 2017-12-19 2019-06-27 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Bande de roulement de pneumatique dont le systeme de reticulation est a base de peroxyde organique
WO2019122602A1 (fr) 2017-12-19 2019-06-27 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Bande de roulement de pneumatique dont le systeme de reticulation est a base de peroxyde organique
JP7035520B2 (ja) 2017-12-26 2022-03-15 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
EP3774385B1 (en) 2018-03-30 2022-10-26 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin A tire comprising a tread
US20210363332A1 (en) 2018-03-30 2021-11-25 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin A tire comprising a tread
WO2019186991A1 (en) 2018-03-30 2019-10-03 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin A tire comprising a tread
US10767034B2 (en) 2018-09-04 2020-09-08 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
US11440350B2 (en) 2020-05-13 2022-09-13 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011508815A (ja) * 2008-01-18 2011-03-17 エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク 炭化水素ポリマー添加剤を含むエラストマー組成物
JP2013544935A (ja) 2010-11-26 2013-12-19 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン スノータイヤトレッド
JP2014503619A (ja) 2010-11-26 2014-02-13 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン タイヤトレッド
US20170334244A1 (en) * 2014-12-09 2017-11-23 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
JP2018519382A (ja) 2015-06-18 2018-07-19 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン 低ガラス転移温度を有するスチレン／ブタジエンコポリマーと、高含有量の充填剤および可塑剤とを含むゴム組成物

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