KR100429350B1 - 실리카로보강된트레드를갖는타이어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 트레드가 에멀젼 중합반응으로 제조된 스티렌/부타디엔 고무, 시스 1,4-폴리부타디엔 고무 및 고비닐 폴리부타디엔 고무의 3가지 기본 탄성중합체로 이루어진, 실리카로 정량적으로 보강된 트레드를 갖는 타이어에 관한 것이다. 임의적으로, 상기 기본 탄셩중합체 조성물은 시스 1,4-폴리이소프렌 천연 고무 소량을 또한 함유할 수 있다.

Description

실리카로 보강된 트레드를 갖는 타이어
본 발명은 실리카로 정량적으로 보강된 고무 트레드를 갖는 타이어에 관한 것이다. 한가지 실시태양에서, 트레드는 정량적인 양의 실리카 또는 실리카와 카본블랙의 혼합물로 보강된 기본 3가지 탄성중합체로 구성된다. 또 한가지 실시태양에서, 트레드 고무는 에멀젼 중합 반응으로 제조된 스티렌/부타디엔 공중합체 고무, 시스 1,4-폴리부타디엔 고무 및 고비닐 폴리부타디엔 고무로 구성된 기본 3가지 탄성중합체로 구성되는 것이 필요하다. 임의적으로는, 상기 기본 탄성중합체 조성물은 소량의 시스 1,4-폴리이소프렌 천연 고무를 함유할 수 있다.
전형적으로는 카본블랙으로 보강된 다양한 고무의 배합물일 수 있는 고무 트레드로 공기 고무 타이어를 제조한다.
한가지 실시태양에서는, 목적하는 타이어 트레드 특성, 특히 타이어 트레드 특성의 평형, 주로 구름저항, 견인력 및 마모의 평형을 획득하기 위해 고무를 평가, 선택 및 배합한다.
타이어 및 특히 타이어 트레드 같은 용도를 포함하는, 고무를 이용하는 다양한 용도에서는, 상당량의 보강 충전재(들)를 함유하는 황경화된 고무를 사용한다.이러한 목적을 위해서 카본블랙을 통상적으로 사용하며, 이는 황 경화된 고무의 양호한 물리적 특성을 제공하거나 또는 향상시킨다. 입상 실리카도 때때로, 특히 실리카가 커플링제와 함께 사용될 때 이러한 목적을 위해 사용된다. 몇몇 경우에 있어서는, 타이어용 트레드를 포함하는 다양한 고무 제품의 보강 충전재로서 실리카와 카본블랙의 혼합물을 사용한다.
타이어 트레드를 포함하는 다양한 목적을 위해, 때때로 비닐 성분으로 일컬어지는 1,2-배치를 갖는 폴리부타디엔을 함유하는 다양한 고무 조성물을 제조하였다. 대표적인 이들 다양한 조성물은 예컨대 1,2-위치의 단량체 단위를 25 내지 50% 함유하는 폴리부타디엔 타이어 트레드에 관련된 미합중국 특허 제 3,937,681호 같은 다양한 특허 출원에 기재되어 있는 것들을 포함한다. 영국 특허 제 1,166,832호는 1,2-위치의 단량체 단위를 50% 이상 함유하는 "고비닐" 부타디엔 고무 타이어 트레드에 관한 것이다. 미합중국 특허 제 4,192,366 호는 특정 카본블랙을 함유하여야 하는 "중간비닐" 폴리부타디엔 및 천연 고무와 이들의 배합물의 조성물에 관한 것이다. 미합중국 특허 제 3,978,165호는 (a) "중간비닐" 폴리부타디엔, (b) 폴리부타디엔 및 (c) 부타디엔/스티렌 고무로 이루어진 타이어 트레드에 유용한 것으로 기재된 조성물에 관한 것이다. 독일 특허 제 2936-72호는 폴리이소프렌 고무 및 임의적으로는 타이어용 시스 폴리부타디엔 또는 스티렌/부타디엔 고무와 혼합된 1,2-위치의 단위를 35 내지 70% 함유하는 폴리부타디엔의 혼합물에 관한 것이다. 미합중국 특허 제 3,827,991호, 동 제 4,220,564호 및 동 제 4,224,197호는 1,2-배치가 70% 이상인 폴리부타디엔과 다양한 다른 고무의 혼합물에 관한 것이다. 미합중국 특허 제 4,192,366호는 과량의 황으로 경화된 중간비닐 폴리부타디엔 고무와 시스-폴리이소프렌 고무의 배합물로 이루어진 트레드를 갖는 타이어에 관한 것이다. 미합중국 특허 제 4,530,959호는 중간비닐 폴리부타디엔, 시스 1,4-폴리이소프렌 고무 및 스티렌/부타디엔 공중합체 고무로 이루어진 트레드를 갖는 타이어에 관한 것이다. 이 때 중간비닐 폴리부타디엔 고무는 미합중국 특허 제 4,230,841호에 따라 극성 개질제 및 디비닐 벤젠의 존재하에 부타디엔을 중합시킴으로써 제조될 수 있다.
실리카가 커플링제와 함께 사용되지 않는다면 카본블랙이 실리카보다 고무 타이어 트레드용 보강 충전재로서 더욱 효과적인 것임을 인식하는 것이 중요하다.
실제로, 카본블랙과 비교하여, 실리카가 커플링제 없이 사용된다면 타이어 트레드를 포함하는 대부분의 목적을 위해 실리카가 고무용 보강 충전재로 될 수 있도록 하는 실리카 입자와 고무 탄성중합체 사이의 물리적 및/또는 화학적 결합이 없거나 또는 적어도 불충분한 경향이 있다. 이러한 결함을 극복하기 위하여 다양한 처리법 및 공정이 고안되고 있으나, 당해 분야의 숙련자에게 커플링제로 알려져 있는, 실리카 표면 및 고무 탄성중합체 분자 둘 다와 반응할 수 있는 화합물을 사용한다. 이들 커플링제를 예컨대 실리카 입자와 미리 혼합 또는 반응시키거나, 또는 고무/실리카 가공 또는 혼합단계 동안 고무 믹스에 첨가할 수 있다. 커플링제 및 실리카를 고무/실리카 혼합 또는 가공 단계동안 고무 믹스에 개별적으로 첨가하는 경우, 커플링제는 그 자리에서 실리카와 결합하는 것으로 생각된다.
특히, 이들 커플링제는 통상 실리카 표면과 반응할 수 있는 구성성분 또는잔기를 갖는 실란(부), 및 고무, 특히 탄소-대-탄소 이중 결합 또는 불포화를 함유하는 황 가황가능한 고무와 반응할 수 있는 구성성분 또는 잔기로 이루어진다. 이러한 방식에서는, 커플링제가 실리카와 고무 사이의 연결 브리지로서 작용함으로써 실리카의 고무 보강 특성을 향상시킨다.
한가지 실시태양에서는, 커플링제의 실란이 가수분해를 통해 실리카 표면에 결합을 형성하고 커플링제의 고무 반응성 성분이 고무 자체와 결합한다. 통상적으로, 커플링제의 고무 반응성 성분은 온도에 대해 감성이 있으며, 고무/실리카/커플링제 혼합 단계 후, 따라서 커플링제의 실란기가 실리카와 결합한 후 최종 및 고온 가황 단계동안 고무와 결합하는 경향이 있다. 그러나, 부분적으로는 커플링제의 전형적인 감열성 때문에 초기 고무/실리카/커플링제 혼합 단계 동안, 따라서 후속 가황 단계 전에 커플링제의 고무-반응성 성분과 고무 사이에서 약간의 혼합 또는 결합이 일어날 수 있다.
커플링제의 고무-반응성 기 성분은 예컨대 머캅토, 아미노, 비닐, 에폭시 및 황 기 같은 1개 이상의 기, 바람직하게는 황 또는 머캅토 잔기, 더욱 바람직하게는 황일 수 있다.
실리카와 고무를 결합시키는데 다양한 커플링제, 예컨대 폴리설파이드 성분 또는 비스-(3-트리에톡시실릴프로필) 테트라설파이드 같은 구조를 함유하는 실란 커플링제를 사용한다고 기재되어 있다(예컨대 미합중국 특허 제 3,873,489호).
실리카로 보강된 타이어 트레드의 경우, 미합중국 특허 제 4,519,430호에는 임의적으로는 실리카와 카본블랙의 혼합물과 함께 폴리부타디엔 고무 및/또는 폴리이소프렌 고무 및 용액 또는 에멀젼 SBR을 함유하는 실리카가 많은 타이어 트레드가 개시되어 있다. 이 때, 실리카는 실리카/카본블랙 보강 충전재의 주성분이어야 한다. 유럽 특허 공개 제 447,066호에는 유기 알칼리 금속 개시제를 사용하여 제조되는 스티렌/부타디엔 공중합체 또는 폴리부타디엔으로 이루어지고 다른 특정 고무도 함유할 수 있는 고무와 실리카 및 실란 커플링제로 구성된 타이어 트레드용 고무 조성물이 개시되어 있다.
본 원에 사용되고 통상의 실행에 따른 용어 "phr"은 "고무 100 중량부당 관심 물질의 부"를 의미한다.
용어 "배합된 고무", "고무 화합물" 및 "고무 조성물"은 일반적으로 다양한 고무 배합 성분과 혼합된 고무에 관한 것이다. 이러한 용어는 특히 타이어를 위한 고무 혼합 기술분야의 숙련인에게 공지되어 있다.
본 원에 사용된 용어 "가황된", "가황하다", "경화된" 및 "경화시키다"는 고무의 가황을 언급하기 위하여 상호교환적으로 사용되며, 이러한 용어는 고무 가황 분야의 숙련인에게 공지되어 있다.
본 발명에 따라, 고무 100 중량부를 기준으로 하여,
(A) (i) 에멀젼 중합반응으로 제조된 스티렌/부타디엔 공중합체 고무 약 15 내지 약 40phr, 바람직하게는 약 15 내지 약 25phr, 및 (ii) 필수적으로 (a) 시스-1,4-폴리부타디엔 고무 약 10 내지 약 30phr, 바람직하게는 약 15 내지 약 25phr 및 (b) 비닐을 약 50 내지 약 90 중량%, 바람직하게는 약 55 내지 약 75 중량% 함유하는 고비닐 폴리부타디엔 고무 약 30 내지 약 60phr, 바람직하게는 약 40 내지약 60phr로 이루어진 2종의 디엔계 탄성중합체 약 85 내지 약 60phr, 바람직하게는 약 85 내지 약 75phr로 구성된 탄성중합체;
(B) 입상 실리카, 바람직하게는 침강 실리카 약 55 내지 약 90phr, 바람직하게는 약 60 내지 약 85phr;
(C) 상기 실리카의 표면과 반응성인 실란 잔기 및 탄성중합체와 상호작용성인 황 잔기를 갖는 1종 이상의 실리카 커플링제로서, 실리카 대 커플링제의 중량비가 약 7/1 내지 약 15/1이 되는 실리카 커플링제; 및
(D) 카본 블랙 약 0 내지 약 50phr, dir 5 내지 약 25phr로 이루어지며,
상기 실리카 대 카본 블랙의 중량비가 약 2/1 이상, 바람직하게는 4/1 이상, 더욱 바람직하게는 10/1 이상이고 실리카와 카본 블랙의 함량이 약 40 내지 약 110phr, 바람직하게는 60 내지 90phr인 트레드를 가짐을 특징으로 하는 공기 타이어가 제공된다.
본 발명의 한가지 실시태양에서는, 실리카로 보강된 타이어 트레드를 위한 기본 3가지 고무 탄성중합체는 또한 시스-1,4 폴리이소프렌 천연 고무 약 5 내지 약 20phr을 함유할 수 있다.
본 발명의 다른 실시태양에서, 기본 3가지 고무 탄성중합체는 상기 임의와 천연고무의 추가 함유 여부에 상관없이 또한 3,4-폴리이소프렌 고무, 이소프렌/부타디엔 공중합체 탄성중합체, 스티렌/이소프렌 공중합체 탄성중합체, 용액 중합반응으로 제조된 스티렌/부타디엔 공중합체 고무, 스티렌/이소프렌/부타디엔 3원공중합체 탄성중합체 및 약 40 내지 약 50%의 비닐 함량을 갖는 중간 비닐 폴리부타디엔 고무로부터 선택되는 하나 이상의 탄성중합체 총 약 5 내지 약 20 phr을 포함할 수 있다.
고 비닐 폴리부타디엔 고무를 포함하는 상기 정의된 고무와 함께 실리카 커플링제를 포함하는, 전술한 높은 실리카 함량의 고무 배합물은 상당량의 실리카 보강재를 함유하는 타이어 트레드의 특성을 향상시키도록 고안된 본 발명의 중요한 특징이다.
한가지 실시태양에서, 본 원에서는 고비닐(HVBD) 폴리부타디엔 고무가 견인력의 손실없이 트레드마모 및 구름저항성에 유리한 것으로 간주된다.
고비닐 폴리부타디엔은 임의적으로 다양한 고무 배합 물질과 혼합하기 전에 가공상의 용이함을 위하여 오일 중량될 수 있다. 오일 중량제를 사용하는 경우, 방향족 또는 방향족/파라핀 오일 형의 고무 가공 오일 약 15 내지 약 35phr을 사용하여 탄성중합체에 약 40 내지 80의 ML-4(100℃) 점도를 부여한다.
상기 지적한 바와 같이, 소량의 중간비닐 폴리부타디엔 고무를 상기 기본 탄성중합체 조성물에 첨가할 수 있다. 이러한 중간비닐 폴리부타디엔은 당해분야에 공지된 다양한 방법으로 적합하게 제조할 수 있다.
그러나, 본원에서는 특정 유형의 중간비닐 폴리부타디엔을 종종 사용한다. 이러한 중간비닐 폴리부타디엔은 실질적으로 극성인 방향족 용매 중에서 알킬 리튬 촉매 및 본 원에 참고로 인용된 미합중국 특허 제 4,230,841호에 기재된 1개 이상의 극성 촉매 개질제를 사용하여 극소량의 디비닐벤젠과 1,3-부타디엔을 중합시킴으로써 제조된 형태일 수 있다.
본원에서 시스 1,4-폴리부타디엔 고무는 타이어 트레드의 마모, 즉 트레드마모를 개선시키는제 유리하다고 생각된다.
이러한 시스 1,4-폴리부타디엔 고무는 예컨대 1,3-부타디엔의 유기용액 중합반응에 의해 제조할 수 있다.
시스 1,4-폴리부타디엔 고무는 통상적으로 예컨대 90% 이상의 시스 1,4-성분을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
시스 1,4-폴리이소프렌 천연 고무는 고무 기술분야의 숙련인에게 잘 공지되어 있다.
에멀젼 중합반응으로 제조된 스티렌/부타디엔 공중합체는 수성 중합반응 매질중에서 적합한 촉매 및 유화제(들)과 함께 스티렌 및 1,3-부타디엔의 공중합반응에 의해 적절하게 제조할 수 있다. 이러한 스티렌/부타디엔 공중합체의 제조방법은 당해분야의 숙련인에게 공지되어 있다.
용액 중합반응으로 제조된 스티렌/부타디엔 공중합체는 적합한 촉매의 존재하에서 유기용매 용액중에서 스티렌 및 1,3-부타디엔을 공중합시키므로써 적합하게 제조할 수 있다. 이러한 스티렌/부타디엔 공중합체 탄성중합체의 제조방법은 당해분야의 숙련인에게 공지되어 있다.
당해분야의 숙련인은 에멀젼 중합반응으로 제조된 스티렌/부타디엔 공중합체와 용액 중합반응으로 제조된 스티렌/부타디엔 공중합체 탄성중합체는 다양한 탄성중합체 용도에서 다른 성질을 갖는 것을 이해할 수 있다.
본 발명의 실행에 있어서, 정량적인 실리카 보강재에 따라 달라지는, 따라서고무 배합물에 대한 실리카의 보강 효과를 위한 실리카 커플링제에 따라 달라지는, 에멀젼 중합반응으로 제조된 스티렌/부타디엔 공중합체 탄성중합체와 함께 2종 이상의 부타디엔 기재의 고무, 즉 시스 1,4-폴리부타디엔 고무 및 고비닐 폴리부타디엔 고무의 균형된 고무 배합물이 제공된다.
다른 실시태양에서는, 이들 황 가황된 고무 트레드는 실리카 대 카본블랙의 중량비 약 2/1 이상, 바람직하게는 약 4/1 이상, 일부 용도에서는 약 10/1 이상으로 카본블랙도 함유할 수 있다.
열분해성 및 침강 규소질 안료(실리카)를 포함하는, 고무 화합 용도에 통상적으로 사용되는 규소질 안료를 본 발명의 실리카로서 사용할 수 있다. 이 때 침강 실리카가 바람직하다.
본 발명에 바람직하게 사용되는 규소질 안료는 가용성 규산염(예 : 규산나트륨)의 산성화에 의해 수득되는 것과 같은 침강 실리카이다.
질소 기체를 사용하여 측정한 실리카의 BET 표면적은 약 100 내지 약 250, 바람직하게는 약 120 내지 약 180㎡/g이다. 표면적을 측정하는 BET 방법은 문헌[Journal of the American Chemical Society, Volume 60, page 304(1930)]에 기재되어 있다.
실리카는 전형적으로는 약 200 내지 약 400, 통상 약 220 내지 약 300의 디부틸프탈레이트(DBP) 흡수값을 갖는다.
상품명 Hi-Sil 210, 243 등으로 피피지 인더스트리즈(PPG Industries)에서 시판중인 실리카; 상품명 Zeosil 1165MP로 롱-프랑(Rhone-Poulenc)에서 시판중인실리카, 상품명 VN2, VN3 및 BV3370GR로 데구사 아게(Degussa AG)에서 시판중인 실리카 및 Zeopol 8745와 같은 제이. 엠. 후버(J. M. Huber)에서 시판중인 다양한 실리카는 제한됨 없이 본 발명에 사용될 수 있는 것으로 생각된다.
당해 분야의 숙련자는 다양한 가황성 구성 고무를 통상적으로 사용되는 다양한 첨가제(예 : 황 같은 경화보조제, 활성화제, 지연제 및 촉진제, 오일 같은 가공 첨가제, 점착성 수지를 포함하는 수지, 실리카 및 가소화제, 충전제, 안료, 지방산, 산화아연, 왁스, 산화방지제 및 오존분해방지제, 분해촉진제 및 카본블랙 같은 보강재)와 혼합하는 것과 같은, 고무 배합 기술 분야에 공지되어 있는 방법에 의해 트레드 고무의 고무 조성물을 배합시킬 수 있다는 것을 용이하게 알 수 있다. 당해 분야의 숙련자가 숙지하는 바와 같이, 가황성 및 가황된 물질(고무)의 목적하는 용도에 따라 전술한 첨가제를 선택하고 통상적인 양으로 사용한다.
카본블랙이 사용되는 경우 본 발명에 이를 첨가하는 것은 이미 설명된 바와 같다. 점착성 수지가 사용되는 경우, 이의 전형적인 양은 약 0.5 내지 약 10phr, 통상 약 1 내지 약 5phr을 포함한다. 가공보조제의 전형적인 양은 약 1 내지 약 50phr을 포함한다. 이들 가공보조제는 예를 들어 방향족, 나프텐계 및/또는 파라핀계 가공 오일을 포함할 수 있다. 산화방지제의 전형적인 양은 약 1 내지 약 5phr을 포함한다. 대표적인 산화방지제는 예컨대 디페닐-p-페닐렌디아민 및 문헌 [Vanderbilt Rubber Hanbook(1978), pages 344-346]에 개시되어 있는 것일 수 있다. 오존분해방지제의 전형적인 양은 약 1 내지 5phr을 포함한다. 스테아르산을 포함할 수 있는 지방산이 사용되는 경우, 이의 전형적인 양은 약 0.5 내지 약 3phr이다. 산화아연의 전형적인 양은 약 2 내지 약 5phr이다. 왁스의 전형적인 양은 약 1 내지 약 5phr을 포함한다. 때때로 미세정질 왁스를 사용한다. 분해촉진제의 전형적인 양은 약 0.1 내지 약 1phr을 포함한다. 전형적인 분해촉진제는 예컨대 펜타클로로티오페놀 및 디벤즈아미도디페닐 디설파이드일 수 있다.
황 가황제의 존재하에서 가황을 실행한다. 적합한 황 가황제의 예는 원소 황(유리 황) 또는 황 공여 가황제, 예컨대 아민 디설파이드, 중합체형 폴리설파이드 또는 황 올레핀 부가물을 포함한다. 바람직하게는, 황 가황제는 원소 황이다. 당해 분야의 숙련자가 숙지하는 바와 같이, 황 가황제는 약 0.5 내지 약 4 phr, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 2.5 phr의 양으로 사용된다.
가황에 필요한 시간 및/또는 온도를 조절하고 가황 고무의 특성을 개선시키기 위하여 촉진제를 사용한다. 지연제 또한 가황의 속도를 조절한다. 한가지 실시태양에서는, 단일 촉진제 시스템, 즉 1차 촉진제를 사용할 수 있다. 통상적으로 또 바람직하게는, 1차 촉진제(들)를 약 0.5 내지 약 4, 또는 약 1.2 내지 약 2.0 phr의 총량으로 사용한다. 다른 실시태양에서는, 활성화시키기 위하여 또 가황물의 특성을 개선시키기 위하여 예컨대 약 0.05 내지 약 3 phr의 양으로 2차 촉진제를 사용하여, 1차 및 2차 촉진제의 혼합물을 사용할 수도 있다. 이들 촉진제의 혼합물은 최종 특성에 대해 상승 효과를 나타낼 것으로 기대되며 어느 한가지 촉진제를 단독으로 사용하여 제조한 것보다 다소간 양호하다. 또한, 보통의 가공 온도에 의해 영향을 받지 않으나 통상적인 가황 온도에서 만족스러운 가황 고무를 생성시키는 작용 지연된 촉진제를 사용할 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 적합한 형태의 촉진제는 아민, 디설파이드, 구아니딘, 티오우레아, 티아졸, 티우람, 설펜아미드, 디티오카바메이트 및 크산테이트이다. 바람직하게는, 1차 촉진제는 설펜아미드이다. 2차 촉진제가 사용되는 경우, 2차 촉진제는 바람직하게는 구아니딘, 디티오카바메이트 또는 티우람 화합물이다. 황 가황제 및 촉진제(들)의 존재 및 상대적인 양은 커플링제와 함께 보강 충전재로서 실리카를 사용하는데 더욱 중점을 두는 본 발명의 요지로 간주되지는 않는다.
상기 첨가제의 존재 및 상대적인 양은 실리카 및 실리카 커플링제와 함께 타이어 트레드에 특정 고무의 배합물을 사용하는 것에 더욱 중점을 두는 본 발명의 요지로 간주되지 않는다.
당해 분야의 숙련자에게 숙지되어 있는 다양한 방법에 의해 타이어를 제조, 형상화, 성형 및 경화시킬 수 있다.
달리 언급하지 않는 한 부 및 백분율이 중량을 기준으로 하는 하기 실시예를 참고로 하여 본 발명을 더욱 잘 이해할 수 있다.
실시예 I
본 실시예에서는 에멀젼 중합반응으로 제조된 스티렌/부타디엔 공중합체 고무와 함께 시스 1,4-폴리부타디엔 고무 및 고비닐 폴리부타디엔의 배합물을 제조하였고, 이를 본 실시예에서 샘플 B로 칭하였다.
에멀젼 중합반응에 의해 제조된 스티렌/부타디엔 공중합체 고무, 시스 1,4-폴리부타디엔 고무, 이소프렌/부타디엔 공중합체 고무 및 시스 1,4-폴리이소프렌 고무로 이루어진 대조용 고무 조성물을 제조하였고, 이를 본 실시예에서는 샘플 A로 칭하였다.
수개의 단계, 즉 4개의 연속적인 비생산적인 단계(경화제 없음) 및 최종 생산적인 단계(기본적으로 경화제에 대해)로 성분을 혼합함으로써 고무 조성물을 제조한 후, 생성된 조성물을 승온 및 승압 조건하에서 경화시켰다.
최종 생산적인 혼합 단계에서 혼합(첨가)되는 촉진제(들), 황가황제, 산화아연 및 산화방지제가 배제된 비생산적인 혼합 단계에서는, 비례적인 양(보강 충전재에 대해)의 커플링제 및 가공 오일과 보강 충전재(실리카 또는 카본블랙) 약 20 내지 약 50%(이들은 제 2 비생산적인 혼합 단계에 첨가되었음)를 제외한 샘플 A에 대한 모든 성분을 제 1 비생산적인 단계에서 혼합하였고, 샘플 B에 있어서 보든 비생산적 성분들을 제 1 혼합 단계에서 첨가하였다.
약 145℃의 온도까지 약 3 분동안 혼합한 제 4 혼합단계를 제외하고는 각각의 비생산적인 혼합 단계에서는 성분을 약 165℃까지 약 5분동안 밴버리(Banbury)형 혼합기에서 혼합하였다. 생산적인 혼합 단계에서는, 약 110℃까지 약 2분동안 밴버리형 혼합기에서 생성된 고무 조성물(혼합물)에 나머지 성분을 혼합하였다. 이어 약 150℃에서 약 18분동안 고무를 가항시켰다.
고무 조성물은 표 1에 나타낸 성분으로 구성되었다. 표 2는 경화된 고무 조성물의 특성을 나타내고 있다.
1) 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니(The Goodyear Tire & Rubber Company)로부터 구입한, 약 40%의 결합된 스티렌을 갖고 약 -31℃의 Tg를 갖는 에멀젼 중합반응으로 제조된 스티렌/부타디엔 공중합체 고무.
2) 약 96 %의 시스 1,4-성분을 갖는, 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니로부터 Budene?1207로서 구입한 시스 1,4-폴리부타디엔 고무.
3) 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니로부터 구입한, 약 65 중량%의 비닐 성분 및 약 16%의 시스 1,4-성분을 갖는 고비닐 폴리부타디엔 고무.
4) 시스 1,4-폴리이소프렌 천연 고무.
5) 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니로부터 구입한, 약 50%의 이소프렌 함량 및 약 -44℃의 Tg를 갖는, 이소프렌/부타디엔 공중합체 탄성중합체.
6) 제이. 엠. 후버 캄파니로부터 Zeopol 8745로서 구입한 실리카.
7) 데구사로부터 X50S(테트라설파이드와 N330 카본블랙의 50/500 배합물로서, 따라서 50% 활성인 것으로 생각됨)로서 구입가능한 비스-3-트리에톡시실릴프로필) 테트라설파이드(50% 활성)로서 수득하였음.
8 및 9) 각각 디아릴파라페닐렌 디아민 및 디히드로트리메틸퀴놀린형임.
고무 조성물의 이러한 특성은 본 발명의 트레드 조성물을 나타내는 샘플 B의 우수한 구름저항성 및 트레드 마모를 나타내는 것으로 간주된다.
대조용 샘플 A와 비교하여 실온(23℃) 및 100℃ 모두에서 상당히 더 높은 반발탄성을 나타내는 샘플 B는 이 조성물이 타이어 트레드로서 사용될 때 보다 우수한(보다 낮은) 구름저항성을 나타내는 것으로 간주된다.
대조용 샘플 A에 비해 상당히 더 낮은 DIN 마모값을 나타내는 샘플 B는 이를 타이어 트레드에 사용할 때 보다 우수한(보다 낮은) 트레드마모를 나타내는 것으로 간주된다.
샘플 A 및 샘플 B 고무 조성물의 트레드로 크기 205/60R15의 타이어를 제조하였다. 상기 타이어를 구름 저항성, 견인력 및 트레드마모에 대해 시험하였다. 고무 조성물 샘플 A의 트레드를 갖는 타이어에 상응하는 대조용 타이어 A에 대한 값들은 값 100에 대해 기준화하였으며, 고무 조성물 샘플 B의 트레드를 갖는 타이어에 상응하는 타이어 B의 값들과 비교하였다. 이들 값들을 하기 표 3에 나타냈다.
이들 타이어 시험은 구름 저항성이 타이어 B에 대해 상당히 개선되었고(보다 높은 값이 보다 낮은 구름 저항성을 나타낸다), 건식 견인력이 상당히 개선되었고(보다 높은 값이 보다 큰 견인력을 나타낸다), 트레드마모가 크게 개선되었음(보다 높은 값이 보다 큰 트레드마모를 나타낸다)을 나타낸다.
구름 저항성은 67 in(170 cm) 직경의 휘일에 대해 동력계에 의한 하중을 갖는 타이어(림 위에 장착하고 팽창시킴)를 회전시킴으로써 측정하였다. 이러한 방법은 당해분야의 숙련인에 의해 이해될 수 있을 것이라 생각된다.
견인력은 SAE J-345A 절차(습식 표면 및 건식 표면에 대한 자갈(Macadam)을 사용하여)에 의해 측정하였다. 이러한 방법은 당해 분야의 숙련인에 의해 이해될 수 있을 것으로 생각된다.
트레드마모는 차량에 장착한 타이어를 약 28,000 마일(44,800 km)의 거리를 달리게 한후 잔류된 트레드 두께를 측정하고, 이 측정치로부터 트레드마모를 계산하여 측정하였다. 이러한 방법은 당해분야의 숙련인에 의해 이해될 수 있을 것이라 생각된다.
본 발명을 설명하기 위한 목적으로 특정의 대표적인 실시태양과 상세한 설명을 기재하였으나, 당해 분야의 숙련자는 본 발명의 진의 또는 범주를 벗어나지 않으면서 다양하게 변화 및 변형시킬 수 있음을 명백히 알 것이다.

Claims (5)

  1. 고무 100 중량부를 기준으로 하여,
    (A) (i) 에멀젼 중합반응으로 제조된 스티렌/부타디엔 공중합체 고무 15 내지 40phr, 및
    (ii) 필수적으로 (a) 시스-1,4-폴리부타디엔 고무 10 내지 30phr 및 (b) 비닐을 50 내지 90 중량% 함유하는 고비닐 폴리부타디엔 고무 30 내지 60phr로 이루어진 2종의 디엔계 탄성중합체 85 내지 60phr로 구성된 탄성중합체;
    (B) 입상 실리카 55 내지 90phr;
    (C) 상기 실리카의 표면과 반응성인 실란 잔기 및 상기 탄성중합체와 상호작용성인 황 잔기를 갖는 1종 이상의 실리카 커플링제로서, 실리카 대 커플링제의 중량비가 7/1 내지 15/1 실리카 커플링제; 및
    (D) 카본 블랙 5 내지 50phr로 이루어지며,
    상기 실리카 대 카본 블랙의 중량비가 2/1 이상이고 실리카와 카본 블랙의 함량이 60 내지 110phr인 트레드를 가짐을 특징으로 하는 공기 타이어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 트레드가 시스-1,4-폴리이소프렌 천연고무 5 내지 20phr을 추가로 함유함을 특징으로 하는
    공기 타이어.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 트레드가 시스-1,4-폴리이소프랜 천연고무, 3,4-폴리이소프렌 고무, 이소프렌/부타디엔 공중합체 탄성중합체, 스티렌/이소프렌 공중합체 탄성중합체, 용액 중합으로 제조된 스티렌/부타디엔 공중합체 고무, 스티렌/이소프렌/부타디엔 3원 공중합체 탄성중합체 및 비닐을 40 내지 50 중량% 함유하는 중간 비닐 폴리부타디엔 고무로부터 선택된 하나 이상의 탄성중합체 5 내지 20phr을 추가로 함유함을 특징으로 하는
    공기 타이어.
  4. 제 1 항에 있어서,
    실리카 대 카본 블랙의 중량비가 10/1 이상이고 상기 실리카가 100 내지 250의 BET 표면적 및 100 내지 400의 디부틸프탈레이트(DBP) 흡수값을 가짐을 특징으로 하는
    공기 타이어.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커플링제가 비스-3-(트리에톡시실릴프로필)테트라설파이트임을 특징으로 하는
    공기 타이어.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100635609B1 (ko) 2005-06-22 2006-10-18 금호타이어 주식회사 압출성이 향상된 타이어 트레드 고무조성물
KR100948148B1 (ko) * 2007-12-04 2010-03-18 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU700970B2 (en) * 1993-09-07 1999-01-14 Goodyear Tire And Rubber Company, The Tire with silica reinforced tread
CA2160333A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-08 Joseph Kevin Hubbell Tire with silica reinforced tread
DE19547630A1 (de) * 1995-12-20 1997-06-26 Bayer Ag Vulkanisierbare Kautschukmischungen für die Herstellung von Fahrzeugreifen
US6228908B1 (en) 1997-07-11 2001-05-08 Bridgestone Corporation Diene polymers and copolymers incorporating partial coupling and terminals formed from hydrocarboxysilane compounds
US6384117B1 (en) 1997-07-11 2002-05-07 Bridgestone Corporation Processability of silica-filled rubber stocks
US5872176A (en) 1997-07-11 1999-02-16 Bridgestone Corporation Addition of salts to improve the interaction of silica with rubber
US6369138B2 (en) 1997-07-11 2002-04-09 Bridgestone Corporation Processability of silica-filled rubber stocks with reduced hysteresis
US6525118B2 (en) 1997-07-11 2003-02-25 Bridgestone Corporation Processability of silica-filled rubber stocks with reduced hysteresis
US6221943B1 (en) 1997-07-11 2001-04-24 Bridgestone Corporation Processability of silica-filled rubber stocks
US6303683B1 (en) * 1998-07-28 2001-10-16 Eurotech, Ltd. Liquid ebonite mixtures and coatings and concretes formed therefrom
EP1000968A1 (de) * 1998-11-16 2000-05-17 Bayer Aktiengesellschaft Styrol-Butadien- und Butadienkautschuke enthaltende vulkanisierbare Kautschukmischungen
US6469089B2 (en) 1999-10-08 2002-10-22 Cabot Corporation Elastomeric compounds with improved wet skid resistance and methods to improve wet skid resistance
US6482884B1 (en) * 2000-02-28 2002-11-19 Pirelli Pneumatici S.P.A. Silica reinforced rubber compositions of improved processability and storage stability
JP2003080548A (ja) * 2001-06-27 2003-03-19 Daikin Ind Ltd 樹脂成形品の製造方法
US7096903B2 (en) * 2003-06-30 2006-08-29 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire having a component containing a rubber triblend and silica
US7956146B2 (en) * 2009-02-24 2011-06-07 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread of polybutadiene rubber
US9879131B2 (en) 2012-08-31 2018-01-30 Soucy Techno Inc. Rubber compositions and uses thereof
US9840611B2 (en) 2013-10-18 2017-12-12 Soucy Techno Inc. Rubber compositions and uses thereof
CA2925929C (en) 2013-12-19 2018-12-04 Soucy Techno Inc. Rubber compositions and uses thereof
CN105542261B (zh) * 2016-01-27 2017-10-10 北京化工大学 低滚动阻力碳化硼橡胶组合物及其制备工艺
CN110869433A (zh) * 2017-07-19 2020-03-06 住友橡胶工业株式会社 胎面用橡胶组合物和充气轮胎
JP7212162B2 (ja) 2018-11-23 2023-01-24 パブリック・ジョイント・ストック・カンパニー・“シブール・ホールディング” ポリマー組成物及びその調製方法
CN114907628A (zh) * 2022-04-29 2022-08-16 山东玲珑轮胎股份有限公司 耐磨轮胎用橡胶组合物

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3938574A (en) * 1973-10-11 1976-02-17 Deutsche Gold- Und Silber-Scheideanstalt Vormals Roessler Vulcanizable rubber mixture for tire treads having improved skid resistance
JPS5937014B2 (ja) * 1978-07-11 1984-09-07 日本ゼオン株式会社 タイヤ・トレツド用ゴム組成物
US4522970A (en) * 1984-06-25 1985-06-11 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread rubber containing medium vinyl polybutadiene with clay and carbon black
US5159020A (en) * 1989-12-28 1992-10-27 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread comprising styrene, isoprene, butadiene terpolymer rubber
US5087668A (en) * 1990-10-19 1992-02-11 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber blend and tire with tread thereof
US5162409B1 (en) * 1991-08-02 1997-08-26 Pirelli Armstrong Tire Corp Tire tread rubber composition
CA2108763A1 (en) * 1993-09-07 1995-03-08 David John Zanzig Tire with silica reinforced tread
CA2160333A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-08 Joseph Kevin Hubbell Tire with silica reinforced tread

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100635609B1 (ko) 2005-06-22 2006-10-18 금호타이어 주식회사 압출성이 향상된 타이어 트레드 고무조성물
KR100948148B1 (ko) * 2007-12-04 2010-03-18 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
AU701070B2 (en) 1999-01-21
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CN1140129A (zh) 1997-01-15
JP3655699B2 (ja) 2005-06-02
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CA2160324A1 (en) 1996-12-08

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