KR100432128B1 - Rubber Composition for Studless Tire Tread - Google Patents

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KR100432128B1 KR10-2001-0031153A KR20010031153A KR100432128B1 KR 100432128 B1 KR100432128 B1 KR 100432128B1 KR 20010031153 A KR20010031153 A KR 20010031153A KR 100432128 B1 KR100432128 B1 KR 100432128B1
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Abstract

본 발명은 겨울철 스터드리스 타이어 트레드(Studless tire tread)용 고무 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실리콘 화합물로 표면 처리된 셀룰로오스 화이버와 폴리에틸렌을 포함하여 물성을 개선시킨 스터드리스 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber composition for studless tire treads in winter, and more particularly to a rubber composition for studless tire treads having improved physical properties including cellulose fibers and polyethylene surface-treated with a silicone compound will be.

이와 같은 본 발명의 고무 조성물은 얼음/눈 노면에서의 제동성능(Snow Ice성), 저회전 저항성 (Low Rolling Resistance) 및 기타 물성을 향상시키며, 고가의 실리카를 대신하여 스터드리스 타이어 트레드에 유용하게 사용될 수 있다.The rubber composition of the present invention improves snow ice, low rolling resistance, and other physical properties on ice / snow roads, and is useful for studless tire treads in place of expensive silica. Can be used.

Description

스터드리스 타이어 트레드용 고무 조성물{Rubber Composition for Studless Tire Tread}Rubber composition for studless tire tread {Rubber Composition for Studless Tire Tread}

본 발명은 겨울용 스터드리스 타이어의 트레드용 고무 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리콘 화합물로 표면 처리된 셀룰로오스와 폴리에틸렌을 첨가하여 얼음/눈 노면에서 제동성능(이하“Snow Ice성”이라 약칭함), 저회전 저항성(Low Rolling Resistance :이하“LRR”이라 약칭함) 및 기타 물성을 향상시킨 스터드리스 타이어 트레드(Studless tire tread)용 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a tread rubber composition for winter studless tires, and more particularly, to braking performance on ice / snow roads by adding cellulose and polyethylene surface-treated with a silicone compound (hereinafter abbreviated as “Snow Ice”). The present invention relates to a rubber composition for studless tire tread with low rolling resistance (abbreviated as "LRR") and other physical properties.

일반적으로 타이어는 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 하나는 사계절 /여름용 타이어, 다른 하나는 겨울용 스노우 타이어이다.In general, there are two main types of tires: four season / summer tires and winter snow tires.

상기한 두 종류의 타이어는 서로 사용 용도가 다르기 때문에 타이어 트레드의 패턴 형상뿐만 아니라 트레드의 고무 조성물도 현격히 다르다.Since the two types of tires described above use differently from each other, not only the pattern shape of the tire tread but also the rubber composition of the tread is significantly different.

종래 겨울용 타이어는 빙판 길에서 제동력 및 구동력을 높이기 위해 개발된 스터드 타이어를 사용하였으나 스파이크 핀으로 인한 소음, 승차감 불량, 분진 공해등의 이유로 87년 이후 스터드 타이어의 사용이 법으로 금지되었고, 스터드 타이어를 대신하여 눈길과 마른 노면에서 승차감, 소음감소 성능이 월등히 뛰어난 스터드리스 타이어의 사용이 급속도로 증가되고 있는 추세이다. 그러나 스터드리스 타이어는 동결노면에서의 스노우 타이어보다는 월등하나 스터드 타이어와 비교시 제동성과 물성이 다소 떨어지는 경우가 있어 이를 해결하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.Conventionally, winter tires have used stud tires developed to increase braking and driving power on ice roads.However, stud tires have been banned after 87 years due to spike pin noise, poor riding comfort, and dust pollution. Instead, the use of studless tires with excellent ride comfort and noise reduction performance on snowy and dry roads is rapidly increasing. However, studless tires are superior to snow tires on frozen roads, but compared to stud tires, there are cases where braking and physical properties are somewhat inferior.

스노우 타이어는 얼음/눈 노면에서의 우수한 견인 능력을 가장 중요한 특성으로 요구하는데 이러한 요건을 충족시키기 위한 첫 번째 방법은 트레드 고무 내에 발포고무를 추가로 혼입등 마찰을 크게 하여 제동성능을 우수하게 하는 방법이고, 두 번째 방법은 경도를 낮추기 위해서 트레드 고무 내에 섬유질을 혼입하는 등 보강제를 소량 사용하는 방법이고, 세 번째 방법은 저온에서 고무의 경화가 적은 저온 특성이 우수한 폴리머를 사용하는 등 가공유를 다량 혼입하는 방법이다.Snow tires require excellent traction on ice / snow roads as the most important feature. The first way to meet these requirements is to increase the friction by adding additional foam rubber into the tread rubber to improve braking performance. The second method is to use a small amount of reinforcing agent such as incorporating fiber into the tread rubber in order to lower the hardness. The third method is to add a large amount of processed oil, such as using a polymer having excellent low-temperature properties with less curing of rubber at low temperature. That's how.

상기와 같은 방법 중 우선적으로 겨울철 타이어의 얼음/눈 노면에서의 제동성을 향상시키기 위하여 트레드와 노면사이의 마찰력을 증대시킨 것이 발포 고무를 사용한 스터드리스 타이어이다. 상기의 발포고무란 1cm2안에 7천 여개의 기포를 타이어 홈부의 표면에 형성시켜 빙판 길, 눈길을 주행할 때 우수한 제동력과 구동력을 발휘하도록 만든 제품으로 홈 모양이 흡사 발판 모양으로 되어있어 이 부분이 빙판 길에 흡착돼 미끄러짐을 방지하도록 한 것이다.Among the above methods, in order to improve the braking performance on the ice / snow road surface of winter tires, a studless tire using foam rubber is used to increase the friction between the tread and the road surface. The foamed rubber is a product that forms about 7,000 air bubbles in the surface of the tire groove in 1cm 2 to exert excellent braking and driving power when driving on ice roads and snow roads. It is adsorbed on the ice road to prevent slipping.

이 스터드리스 타이어는 부드러움을 유지하는 특수 배합 고무를 사용하며 발포공에 의한 에지 부분으로 마찰력을 증대시키고, 에지에 의한 수막 제거 작용으로 점착 마찰력을 증대시키는 것을 목적으로 하고 있다. 그러나 이러한 발포 고무 조성물에 의한 스터드리스 타이어는 마찰력의 증대를 위하여 발포공의 비율, 즉 발포율을 높여야만 하는 성질을 가지고 있는데, 이러한 발포율의 증대는 트레드 전체를 연화시킬 수 있으며, 더 나아가 비 적설 지에서의 운동성능이나 내마모성을 저하를 시키는 단점이 있다.This studless tire uses a special compounded rubber that maintains softness, and aims to increase the frictional force to the edge portion by the foaming hole and to increase the adhesive frictional force by removing the water film by the edge. However, the studless tire by the foamed rubber composition has a property of increasing the ratio of foaming holes, that is, the foaming rate, in order to increase the frictional force, and the increase of the foaming rate may soften the entire tread and further increase the ratio. There is a disadvantage in reducing the movement performance and wear resistance in the snow.

한편, 트레드 고무 내에 섬유질을 혼입시키는 방법으로는 셀룰로오스 물질을 함유한 분체 가공품을 고무 조성물로 사용하여 타이어 트레드를 구성한 경우를 들 수 있다. 이 고무 조성물에 포함된 셀룰로오스 분체는 고무 성분과 화학적 결합을 형성하지 않아 트레드의 표면에서 석출될 뿐만 아니라, 주행 중에 탈락하여 탈락공이 생긴다. 이 탈락공은 상기의 발포공과 마찬가지로 점착 마찰력의 증대에 기여한다. 또한, 이 같은 셀룰로오스 분체는 트레드 표면에 석출되고 탈락할 때까지의 고무 조성물 중의 첨가제로서 존재하기 때문에 상기의 발포고무의 경우와는 다르게 트레드 표면의 연화를 초래하지 않으며, 비적설지에서의 내구성의 저하를 초래하지 않는다.On the other hand, as a method of incorporating a fiber into a tread rubber, the case where a tire tread is comprised using the powder processed product containing a cellulose substance as a rubber composition is mentioned. The cellulose powder contained in the rubber composition does not form a chemical bond with the rubber component and thus not only precipitates on the surface of the tread, but also falls off during driving, resulting in dropping holes. This dropping hole contributes to the increase of the adhesive friction force in the same manner as the above-mentioned foamed hole. In addition, since such cellulose powder exists as an additive in the rubber composition until it precipitates on the surface of the tread and falls off, unlike the case of the above-mentioned foamed rubber, it does not cause softening of the tread surface, and deterioration of durability in non-snow paper. Does not cause.

이와 같은 방법은 타이어의 압력 용기 역할을 하는 카카스(carcass)에 재생 셀룰로오스 화이버를 사용하였을 경우 타이어의 회전 저항성이 감소하는 것에서도 알 수 있었다(미국 특허 제4,926,920 호).This method was also found to reduce the rotational resistance of the tire when the regenerated cellulose fiber was used in the carcass that acts as a pressure vessel of the tire (US Pat. No. 4,926,920).

그러나 상기와 같이 셀룰로오스 물질을 포함하는 타이어 고무 조성물과 보강성이 큰 카본 블랙을 배합하는 과정에서 카본 블랙은 소수성(hydrophobic) 하고, 셀룰로오스는 친수성(hydrophilic)이기 때문에 셀룰로오스가 제대로 분산되지 않고, 이에 따라 탈락공이 불규칙하게 어느 한 부분에 치우치게 되어, 그 특성을 충분히 발휘할 수 없는 문제점이 있다.However, the carbon black is hydrophobic and the cellulose is hydrophilic in the process of blending the tire rubber composition including the cellulose material and the carbon black having high reinforcement. There is a problem that the dropping hole is irregularly biased in any one portion, the characteristics can not be sufficiently exhibited.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근에 저온에서 고무의 경화가 적은 저온 특성이 우수한 폴리머를 사용하는 방법이 제시되었는데, 이 방법은 승용차 타이어를 중심으로 승차감과 연비를 개선한 LRR 타이어용 고무 조성물에 카본 블랙의 대체제로서 실리카를 사용하는 것이다.In order to solve the above problems, a method of using a polymer having excellent low-temperature characteristics with low curing of rubber at low temperatures has recently been proposed, and this method has been applied to a rubber composition for LRR tires with improved ride comfort and fuel efficiency, mainly in passenger car tires. Silica is used as an alternative to carbon black.

이는 실리카의 표면 극성을 비극성화 하여 비극성인 고무 탄화수소에 실리카가 잘 분산 배합되도록 하기 위하여 실란 커플링제(Silane coupling agent)를 이용하며 저온시에 모듈러스(Modulus)를 저하시켜 점착 마찰력을 향상시키는 기술로 알려져 있으나 고하중시에 내마모성이 저하되는 단점을 가지고 있다.This is a technology that improves adhesive friction by lowering modulus at low temperature by using a silane coupling agent in order to disperse the surface polarity of silica and to disperse the silica in non-polar rubber hydrocarbon well. It is known but has a disadvantage in that wear resistance is degraded at high loads.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 단점들을 극복하기 위한 연구를 하던 중 종래의 단점들을 극복하는 새로운 개념의 스터드리스 타이어 트레드용 고무 조성물을 발견하여 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have completed the present invention by finding a rubber composition for a studless tire tread of a new concept that overcomes the disadvantages of the prior art while studying to overcome the above disadvantages.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고 상기의 필요성에 의해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 눈이 내리거나 얼음이 언 노면에서 Snow Ice성과 LRR 성능을 향상시키고, 성능이 우수한 스터드리스 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems and by the necessity of the above, an object of the present invention is to improve the Snow Ice and LRR performance on snowy or frozen roads, and excellent performance rubber for studless tire tread It is an object to provide a composition.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은The present invention to achieve the above object

표면 처리된 셀룰로오스 화이버와 폴리에틸렌을 적용하여 물성을 개선시킨겨울철 스터드리스 타이어의 고무 조성물, 보다 상세하게는 실리콘 화합물로 표면 처리한 셀룰로오스 화이버와 폴리에틸렌을 포함하는 스터드리스 타이어의 트레드용 고무 조성물을 제공한다.Provided is a rubber composition for winter studless tires having improved physical properties by applying surface-treated cellulose fibers and polyethylene, and more specifically, for tread rubber compositions for studless tires comprising cellulose fibers and polyethylene surface-treated with silicone compounds. .

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에서는 디엔계 천연고무 100 중량부에 표면 처리된 셀룰로오스 화이버를 5∼25 중량부와, 폴리에틸렌 고분자를 1∼10 중량부를 포함하는 스터드리스 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공하는데, 상기 셀룰로오스의 표면 처리에 실리콘 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이때 실리콘 화합물은 셀룰로오스 화이버의 중량에 대하여 0.5∼30 중량부를 사용하며, 바람직하게는 1∼10 중량부를 사용하는 것이 적당하다. 이는 실리콘 화합물의 사용량이 0.5 중량부보다 적다면 배합에 의한 효과가 거의 없고, 30 중량부를 초과하면 보강성이나 내마모성이 저하됨과 동시에 비용이 높아지기 때문이다.The present invention provides a rubber composition for studless tire tread comprising 5 to 25 parts by weight of cellulose fibers surface-treated to 100 parts by weight of diene-based natural rubber and 1 to 10 parts by weight of polyethylene polymer, the surface treatment of the cellulose Preference is given to using silicone compounds for the reaction. At this time, the silicone compound is used 0.5 to 30 parts by weight with respect to the weight of the cellulose fiber, preferably 1 to 10 parts by weight is appropriate. This is because if the amount of the silicone compound used is less than 0.5 parts by weight, the effect of blending is hardly achieved, and if it exceeds 30 parts by weight, the reinforcement resistance and the wear resistance decrease, and the cost increases.

여기서 상기 원료 고무는 디엔계 천연고무를 주로 사용하며 본 발명의 실시예에서는 국제 표준 견본에 의한 황색의 리브드 스모크 시이트(Ribbed smoked sheet)또는 테크니칼 스탠더드 고무를 사용하였다. 또한 상기 실리콘 화합물로는 비닐트리(2-메톡시에톡시)실란,3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란 또는 3-아미노프로필트리에톡시실란등의 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명의 조성물은 상기 조성에 더하여 배합제로서 가류촉진제, 가류제 , 노화방지제, 보강제, 실리카, 카본 블랙 및 천연고무 중에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.Here, the raw material rubber mainly uses a diene-based natural rubber, and in the embodiment of the present invention, a yellow ribbed smoked sheet or technical standard rubber by an international standard sample is used. Moreover , it is preferable to use substances, such as vinyl tri (2-methoxyethoxy) silane , 3-methacryloxypropyl trimethoxysilane, and 3-aminopropyl triethoxysilane , as said silicone compound. Meanwhile, the composition of the present invention may further include one or more additives selected from among vulcanization accelerators, vulcanizing agents, anti-aging agents, reinforcing agents, silica, carbon black and natural rubber in addition to the composition.

상기 첨가제는 통상의 타이어 트레드용 조성물에 사용되는 것이면 어느 것이나 사용할 수 있다. 구체적으로, 가류촉진제로서 n-t-부틸-2-벤졸 설펜아미드, 가류제로 황, 스테아린산 및 산화아연을 사용할 수 있고, 고무의 노화방지제로서 n-1,3-디메틸부틸 n-페닐 p-페닐렌디아민, 폴리-2,2,4-트리메틸 1,2-디하이드로 퀴놀린 또는, 왁시 하이드로 카본등을 사용할 수 있다.Any of the additives can be used as long as it is used in a conventional tire tread composition. Specifically, nt-butyl-2-benzol sulfenamide as a vulcanization accelerator, sulfur, stearic acid and zinc oxide can be used as a vulcanizing agent, and n-1,3-dimethylbutyl n-phenyl p-phenylenediamine as an antioxidant for rubber. , Poly-2,2,4-trimethyl 1,2-dihydroquinoline or waxy hydrocarbon can be used.

본 발명에서는 셀룰로오스 화이버를 트레드 조성물에 도입하였을 때 고무와 셀룰로오스간의 극성의 차이로 셀룰로오스가 잘 분산되지 않는 문제점을 해결하고, Snow Ice성을 향상시키기 위한 방법을 모색하였다. 이는 셀룰로오스 화이버를 실리콘계 화합물로 표면 처리하여, 셀룰로오스와 고무의 극성을 같게 함으로써 분산성을 향상시켜 셀룰로오스 화이버가 균일하게 고무 내에 분포되어 주행시 트레드 표면에서 셀룰로오스가 석출되고 탈락공을 발생시키며 이러한 탈락공은 동결노면에서 트레드 면과 노면과의 사이에 존재하는 수막을 제거하여 마찰력의 증대를 가져와 제동성을 향상시킬 수 있다. 이러한 표면 처리 한 셀룰로오스 화이버와 고무의 물성 향상을 목적으로 열가소성 수지인 폴리에틸렌을 첨가함으로써 제동성과 LRR 성능의 향상 및 기계적 물성 향상이라는 효과를 얻을 수 있다.In the present invention, when the cellulose fiber is introduced into the tread composition, the problem that cellulose is not dispersed well due to the difference in polarity between rubber and cellulose is solved, and a method for improving snow ice properties has been sought. The surface treatment of the cellulose fibers with a silicone-based compound improves the dispersibility by making the cellulose and the rubber have the same polarity, so that the cellulose fibers are uniformly distributed in the rubber, causing cellulose to precipitate on the surface of the tread during driving and dropping holes. By removing the water film existing between the tread surface and the road surface on the frozen road surface, the friction force can be increased to improve braking performance. By adding polyethylene, a thermoplastic resin, for the purpose of improving the physical properties of the surface-treated cellulose fibers and rubber, it is possible to obtain an effect of improving braking and LRR performance and improving mechanical properties.

본 발명으로 얻어지는 효과를 이하 실시예 및 비교예에서 제조된 고무 조성물의 특성을 비교하여 설명한다. 단 실시예는 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.The effect obtained by this invention is demonstrated by comparing the characteristic of the rubber composition manufactured by the following example and the comparative example. However, the examples are only to illustrate the invention and the present invention is not limited by the following examples.

제조예 1. 표면 처리된 셀룰로오스 화이버의 제조(1)Preparation Example 1 Preparation of Surface-treated Cellulose Fibers (1)

셀룰로오스 화이버 1kg에 비닐트리(2-메톡시에톡시)실란(상품명 : A-172)10g, 카본 테트라클로라이드(CCl4) 용매 500㎖를 첨가하고, 혼합물을 1시간 동안 일정 온도의 믹서에서 혼합한 후, 건조하여 표면 처리된 셀룰로오스 화이버를 제조하였다.10 g of vinyl tri (2-methoxyethoxy) silane (trade name: A-172) in 1 kg of cellulose fiber, carbon tetrachloride (CCl)4A) 500 ml of solvent After the addition, the mixture was mixed in a mixer at a constant temperature for 1 hour, and then dried to prepare a surface-treated cellulose fiber.

제조예 2. 표면 처리된 셀룰로오스 화이버의 제조(2)Preparation Example 2 Preparation of Surface-treated Cellulose Fibers (2)

셀룰로오스 화이버 1kg에 비닐트리(2-메톡시에톡시)실란(상품명 : A-172) 100g, 카본 테트라클로라이드(CCl4) 용매 500㎖를 첨가하고, 혼합물을 1시간 동안 일정 온도의 믹서에서 혼합한 후, 건조하여 표면 처리된 셀룰로오스 화이버를 제조하였다.To 1 kg of cellulose fiber, 100 g of vinyl tri (2-methoxyethoxy) silane (trade name: A-172) and 500 ml of carbon tetrachloride (CCl 4 ) solvent were added, and the mixture was mixed in a mixer at a constant temperature for 1 hour. After that, a surface-treated cellulose fiber was prepared by drying.

실시예 1-5Example 1-5

하기 표 1과 같이 배합제를 밴버리 믹서(banbury mixer)를 이용, 배합하여 고무 시트를 제조하였다. 이 고무 시트를 150℃의 가류 프레스에서 30 분간 가류하여 시험 시편을 제조한 뒤 모듈러스와 내마모성 및 점탄성 등의 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.A rubber sheet was prepared by blending a compounding agent using a Banbury mixer as shown in Table 1 below. The rubber sheet was vulcanized in a vulcanization press at 150 ° C. for 30 minutes to prepare test specimens, and the physical properties such as modulus, abrasion resistance, and viscoelasticity were measured and shown in Table 2.

비교예 1 내지 2Comparative Examples 1 and 2

표면 처리하지 않은 셀룰로오스 화이버 또는 실리카를 첨가하여 하기 표 1의 조성에 따라 상기 실시예와 동일한 방법으로 고무 시편을 제조한 후 모듈러스와 내마모성 및 점탄성 등의 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.After the preparation of the rubber specimen in the same manner as in the above Example according to the composition of Table 1 by adding a surface-treated cellulose fiber or silica, the physical properties such as modulus, wear resistance and viscoelasticity were measured and shown in Table 2.

실시예 1 내지 5에서 제조한 고무 시편 및 비교예에서 제조한 고무 시편의 경도는 ASTM shore-A 경도계 방법으로 온도조절 가능한 연소실내에 1시간 방치 후측정하였고; 300% 모듈러스는 길이 100mm, 외폭 25mm, 내폭 5mm인 아령형을 사용하여, 길이 20mm, 폭 5mm 부위의 시편으로 시험편을 잡고 늘일 때의 힘 응력 (Strain-Stress)의 곡선 (curve)의 초기로부터 300%의 신장에 대한 응력의 방법을 사용하였으며; 파단시 신장률은 인장 시험기에서 시험편이 끊어질 때까지의 Strain 값을 %로 나타내는 방법을 사용하였다. 또한, 인장강도는 ASTM D 790 의 방법을 사용하였고; 내마모성은 상온에서 미끄럼비 50°하중 1.5Kg에서 회전시켜 마모된 고무의 손실량을 추정하여 측정하였으며 지수로 나타낼 때는 지수가 클수록 내마모성이 우수함을 의미한다. 또한, Tan δ는 RDS(Rheo Dynamic Spectroscopy)를 이용하여 측정하는데 Tanδ = (G″/G′)으로 표현된다. 여기서 G'은 점성 모듈러스 (Viscous), G"은 탄력 (Elastic) 모듈러스 값으로서 측정하였다.The hardness of the rubber specimens prepared in Examples 1 to 5 and the rubber specimens prepared in Comparative Example were measured after 1 hour in a temperature-controlled combustion chamber by the ASTM shore-A hardness tester method; 300% modulus uses a 100mm long, 25mm wide and 5mm inner dumbbell, and from the beginning of the curve of the strain-stress when the specimen is stretched by 20mm long and 5mm wide. The method of stress on percent elongation was used; The elongation at break was used as a method of expressing the strain value in percent until the test piece was broken in the tensile tester. Tensile strength was also used the method of ASTM D 790; Abrasion resistance was measured by estimating the loss of worn rubber by rotating it at a skid ratio of 50 ° and a load of 1.5Kg at room temperature. The higher the index, the greater the index. In addition, Tan δ is measured using Rheo Dynamic Spectroscopy (RDS), which is expressed as Tan δ = (G ″ / G ′). Where G 'is measured as Viscous and G "as Elastic modulus value.

[표 1]TABLE 1

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 디엔계천연고무 (1)Diene Natural Rubber (1) 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100 폴리에틸렌(2)Polyethylene (2) 22 22 44 44 66 -- -- 카본 블랙 (3)Carbon Black (3) 4040 4040 4040 4040 4040 4545 00 실리카 (4)Silica (4) 00 00 00 00 00 00 4545 셀룰로오스cellulose 00 00 00 00 00 1010 00 표면 처리셀룰로오스 (5)Surface Treatment Cellulose (5) 55 1010 1515 00 00 00 00 표면 처리셀룰로오스 (6)Surface TreatmentCellulose (6) 00 00 00 1515 2020 00 00 산화 아연zinc oxide 44 44 44 44 44 44 44 스테아린산Stearic acid 33 33 33 33 33 33 33 노화방지제(7)Antioxidant (7) 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 노화방지제(8)Antioxidant (8) 1One 1One 1One 1One 1One 1One 1One 노화방지제(9)Antioxidant (9) 1One 1One 1One 1One 1One 1One 1One 가류촉진제Vulcanization accelerator 1One 1One 1One 1One 1One 1One 1One 유 황Sulfur 1.71.7 1.71.7 1.71.7 1.71.7 1.71.7 1.71.7 1.71.7 (1) 디엔계 천연고무로 국제 표준 견본에 의한 암갈색 내지 황색 리브드 스모크 시이트(2) 폴리에틸렌 : LLDPE(Linear Low Density Polyethylene)(3) N2 SA값이 95∼150 m2/g 이고 DBP 흡유량이 90∼130 ml/100g 인 카본 블랙(4) N2 SA값이 175 m2/g 이고 CTAB 표면적이 166 m2/g 인 실리카(5) 셀룰로오스 화이버에 대해 실리콘 화합물 1중량부로 표면 처리한 셀룰로오스 화이버(제조예 1)(6) 셀룰로오스 화이버에 대해 실리콘 화합물 10중량부로 표면 처리한 셀룰로오스 화이버(제조예 2)(7) n-1,3-디메틸부틸 n-페닐 p-페닐렌디아민(8) 폴리-2,2,4-트리메틸 1,2-디하이드로 퀴놀린(9) 왁시 하이드로 카본(1) Dark brown to yellow ribbed smoke sheet using diene-based natural rubber (2) Polyethylene: LLDPE (Linear Low Density Polyethylene) (3) N2 SA value is 95-150 m 2 / g and DBP oil absorption Carbon black (4) N2 SA with 90 to 130 ml / 100g N2 SA Cellulose fibers surface-treated with 1 part by weight of a silicone compound with respect to silica (5) cellulose fibers having a SAB value of 175 m 2 / g and a CTAB surface area of 166 m 2 / g (Manufacture example 1) (6) Cellulose fiber which surface-treated with 10 weight part of silicone compounds with respect to a cellulose fiber (Manufacture example 2) (7) n-1,3-dimethylbutyl n-phenyl p-phenylenediamine (8) poly -2,2,4-trimethyl 1,2-dihydroquinoline (9) waxy hydrocarbon

이상에서 살펴본 실시예 및 비교예로 얻어진 결과를 하기 표 2에서 나타내었다.The results obtained in Examples and Comparative Examples described above are shown in Table 2 below.

[표 2]TABLE 2

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 실시예5Example 5 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 인장물성Tensile Properties 경 도Hardness 6565 6565 6767 6868 6969 6969 7070 300%모듈러스300% modulus 169169 175175 171171 176176 189189 171171 165165 파단시 신장률(%)Elongation at Break (%) 425425 428428 431431 434434 443443 402402 389389 인장강도(Kg/cm2)Tensile Strength (Kg / cm2) 236236 228228 235235 241241 249249 224224 219219 내마모성(Lambourn 마모)Wear Resistance (Lambourn Wear) 100100 9898 9595 9797 9595 9292 9090 TanδTanδ -20℃-20 ℃ 0.2680.268 0.2740.274 0.2760.276 0.2800.280 0.2900.290 0.2490.249 0.2680.268 60℃60 ℃ 0.1230.123 0.1250.125 0.1210.121 0.1190.119 0.1170.117 0.1290.129 0.1240.124

상기 표 2에서 보는 바와 같이 실시예와 비교예를 비교하면 표면 처리한 셀룰로오스의 조성물의 도입시 점탄성은 Tanδ(-20℃) 의 경우에 표면 처리한 셀룰로오스 양이 증가함에 따라 증가하고 Tanδ(60℃)의 경우에는 표면 처리한 셀룰로오스 양이 증가함에 따라 감소하여, 표면 처리한 셀룰로오스를 포함하였을 때 Snow Ice성과 LRR 성이 증가하는 것을 알 수 있다.As shown in Table 2, when comparing the Examples and Comparative Examples, the viscoelasticity at the time of introduction of the composition of the surface-treated cellulose increases as the amount of the surface-treated cellulose increases in the case of Tanδ (-20 ° C) and Tanδ (60 ° C). In the case of), the amount of cellulose treated with the surface decreases and the snow ice and LRR properties increase when the surface treated cellulose is included.

실시예 3과 실시예 4의 경우 실리콘 화합물을 셀룰로오스 화이버에 대하여 10 중량부 표면 처리한 경우, 1 중량부 표면 처리한 경우보다 Tanδ(-20℃)가 증가하여 Snow Ice성에 우수한 효과를 나타내고 있는 것을 알 수 있다.In Examples 3 and 4, when the silicon compound was surface-treated with 10 parts by weight of cellulose fibers, Tanδ (-20 ° C.) was increased compared to that with 1 part by weight, showing an excellent effect on snow ice properties. Able to know.

또한 실시예 2와 실시예 4를 비교하면 폴리에틸렌 고분자를 첨가한 경우 파단시 신장률과 인장강도가 증가함을 알 수 있으며, 실시예 1∼3과 실시예 4∼5의 내마모성을 비교한 경우에도 표면 처리한 셀룰로오스의 양의 증가함에도 물성의 차이는 크지 않은 것을 알 수 있다.In addition, when compared with Example 2 and Example 4, it can be seen that when the polyethylene polymer is added, the elongation and tensile strength at break increase, and even when the wear resistances of Examples 1 to 3 and 4 to 5 are compared, It can be seen that even though the amount of cellulose treated increases, the difference in physical properties is not large.

반면 표면 처리하지 않은 셀룰로오스를 첨가한 비교예 1의 경우에 내마모성에서 불리한 물성을 나타내고 있어 셀룰로오스의 분산성이 떨어짐을 알 수 있다.On the other hand, in the case of Comparative Example 1 to which the cellulose which is not surface treated is added, it shows that the physical properties are poor in abrasion resistance and the dispersibility of cellulose is inferior.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 표면 처리한 셀룰로오스 화이버와 폴리에틸렌을 포함하는 스터드리스 타이어의 고무 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 고무 조성물을 사용하면 내마모성 및 Snow Ice성이 향상될 뿐만 아니라 LRR 성이 향상된 우수한 스터드리스 타이어를 제공한다.As described above, the present invention relates to a rubber composition of a studless tire comprising a surface-treated cellulose fiber and polyethylene, and using the rubber composition of the present invention not only improves wear resistance and snow ice resistance, but also LRR resistance. Provides improved, superior studless tires.

Claims (5)

디엔계 천연 원료고무; 원료고무 100 중량부에 대하여 실리콘 화합물로 표면 처리한 셀룰로오스 화이버 5∼25 중량부 및 폴리에틸렌 고분자 1∼10 중량부 및; 가류촉진제, 가류제, 노화방지제, 보강제 및 실리카로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드리스(Studless) 타이어 트레드용 고무 조성물.Diene-based natural raw rubber; 5 to 25 parts by weight of cellulose fibers surface treated with a silicone compound and 1 to 10 parts by weight of polyethylene polymer based on 100 parts by weight of the raw material rubber; A rubber composition for a studless tire tread, comprising at least one additive selected from the group consisting of vulcanization accelerators, vulcanizing agents, anti-aging agents, reinforcing agents and silica. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실리콘 화합물은 셀룰로오스 화이버의 중량에 대하여 0.5∼30 중량부를 사용하여 표면 처리하는 것을 특징으로 하는 스터드리스 타이어 트레드용 고무 조성물.Said silicone compound is surface-treated using 0.5-30 weight part with respect to the weight of a cellulose fiber, The rubber composition for studless tire treads characterized by the above-mentioned. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 실리콘 화합물은 셀룰로오스 화이버의 중량에 대하여 1∼10 중량부를 사용하여 표면 처리하는 것을 특징으로 하는 스터드리스 타이어 트레드용 고무 조성물.Said silicone compound is surface-treated using 1-10 weight part with respect to the weight of a cellulose fiber, The rubber composition for studless tire treads characterized by the above-mentioned. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실리콘 화합물은 비닐트리(2-메톡시에톡시)실란, 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란 및 3-아미노프로필트리에톡시실란 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 스터드리스 타이어 트레드용 고무 조성물.The silicone compound is vinyl tri (2-methoxyethoxy) silane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane and 3-aminopropyltriethoxysilane Rubber composition for studless tire tread, characterized in that selected from.
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