KR101111575B1 - 타이어 트레드 고무조성물 - Google Patents

타이어 트레드 고무조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR101111575B1
KR101111575B1 KR1020100037831A KR20100037831A KR101111575B1 KR 101111575 B1 KR101111575 B1 KR 101111575B1 KR 1020100037831 A KR1020100037831 A KR 1020100037831A KR 20100037831 A KR20100037831 A KR 20100037831A KR 101111575 B1 KR101111575 B1 KR 101111575B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
parts
rubber
silica
rubber composition
Prior art date
Application number
KR1020100037831A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110118312A (ko
Inventor
김도현
Original Assignee
금호타이어 주식회사
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 금호타이어 주식회사 filed Critical 금호타이어 주식회사
Priority to KR1020100037831A priority Critical patent/KR101111575B1/ko
Publication of KR20110118312A publication Critical patent/KR20110118312A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101111575B1 publication Critical patent/KR101111575B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/08—Copolymers of 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
    • 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
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00—Compositions of unspecified rubbers

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)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 보강충진제로서 실리카 50～100중량부 및 오존 처리된 산성의 카본블랙 5～20중량부와 전도성 고분자로서 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체 5～30중량부를 포함하도록 하여 오존 처리된 산성의 카본블랙에 의해 실리카의 분산성을 향상시키는 한편, 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체에 의해 전기전도도를 개선함으로써 인장물성, 회전저항 및/또는 마모성능 등의 특성과 전기전도도가 향상된 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것이다.

Description

타이어 트레드 고무조성물{Tread rubber composition for tire}
본 발명은 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 보강충진제로서 실리카 50～100중량부 및 오존 처리된 산성의 카본블랙 5～20중량부와 전도성 고분자로서 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체 5～30중량부를 포함하도록 하여 오존 처리된 산성의 카본블랙에 의해 실리카의 분산성을 향상시키는 한편, 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체에 의해 전기전도도를 개선함으로써 인장물성, 회전저항 및/또는 마모성능 등의 특성과 전기전도도가 향상된 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것이다.
자동차 산업의 발전과 더불어 자동차 운행 도로환경 조건의 개선에 따른 보다 좋은 차량을 운전하고자 하는 소비자의 요구가 점차 증가하고 있다.
차량에 대한 소비자들의 요구는 차량을 지지, 이동하는 타이어에까지 이어져 타이어에 있어서도 고성능(High Performance) 타이어의 개발이 요구되고 있다.
한편 고성능 타이어에 대한 요구 뿐만 아니라 최근 산유국에서 석유 생산을 제한하고 있어 이에 따른 고유가와 환경오염 방지를 위한 환경규제에 따라 타이어의 회전저항의 감소를 통한 저연비 타이어의 개발과 타이어 고무조성물에 대한 기술들이 지속적으로 개발되고 있다.
이에 최근 타이어 업체들은 고무에 사용되는 보강충진제로 카본블랙을 대신에 실리카의 사용이 계속적으로 증가하고 있어 보강충진제로 실리카를 적용하는 고무조성물이 증가하고 있다. 그러나 실리카를 고무조성물에 적용할 경우 실리카끼리 서로 응집할려는 성질이 강하고 고무와의 혼화성이 좋지 않아 고무조성물 성분내에서 분산성이 불량하여 점도를 상승시키고, 장기적으로 방치하면 겔화 반응 등의 경시 변화가 일어나 고무 조성물의 안정성이 하락하는 문제점이 있으며, 카본 블랙에 비해 거의 전기가 통하지 않아 주유시 정전기에 대한 위험에 노출된 상황이다.
이러한 문제를 해결하기 위해 실리카를 보강충진제로 사용하는 경우 실리카의 분산성과 원료고무와의 혼화성 향상을 위해 첨가제를 사용하고 있으나 완벽한 실리카의 분산성을 나타내지 못하고 또한 원료고무와의 혼화성 또한 아직까지 만족하지 못하고 있으며, 주유시 정전기에 대한 위험이 계속해서 존재하고 있는 실정이다.
이에 본 발명에서는 타이어 고무조성물, 바람직하게는 타이어 트레드 고무조성물에서 보강충진제소 실리카를 사용시 실리카의 분산성을 향상시키는 한편 고무조성물의 전기전도도를 개선하여 전기가 통하지 않아 주유시 정전기에 대한 위험을 감소시킬 수 있는 타이어 트레드 고무조성물, 이러한 고무조성물로 이루어진 고무, 이러한 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어를 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 인장물성, 회전저항 및/또는 마모성능 등의 특성과 전기전도도가 향상된 타이어 트레드 고무조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 보강충진제로서 실리카 50～100중량부 및 오존 처리된 산성의 카본블랙 5～20중량부과 전도성 고분자로서 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체 5～30중량부를 포함하도록 하여 오존 처리된 산성의 카본블랙에 의해 실리카의 분산성을 향상시키는 한편, 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체에 의해 전기전도도를 개선함으로써 인장물성, 회전저항 및/또는 마모성능 등의 특성과 전기전도도가 향상된 타이어 트레드 고무조성물을 제공할 수 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 고무조성물로 이루어져 인장물성, 회전저항 및/또는 마모성능 등의 특성과 전기전도도가 향상된 고무를 제공할 수 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 고무조성물로 이루어진 고무를 타이어에 적용함으로써 인장물성, 회전저항 및/또는 마모성능 등의 특성과 전기전도도가 향상된 타이어를 제공할 수 있다.
본 발명은 보강충진제로 실리카와 오존 처리된 산성의 카본블랙을 사용하는 한편 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체의 전도성 고분자를 포함하고 있어 실리카의 분산성을 향상시켜 종래 실리카의 분산성이 낮아 발생하는 공정상 문제를 해결할 수 있으며, 또한 전도성 고분자에 의해 전기 전도도를 향상시킬 수 있어 인장물성, 회전저항 및/또는 마모성능의 특성과 전기 전도도가 향상된 타이어 트레드 고무조성물, 이러한 고무조성물로 이루어진 고무, 이러한 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어를 제공할 수 있다.
본 발명은 인장물성, 회전저항 및/또는 마모성능의 특성과 전기 전도도가 향상된 타이어 트레드 고무조성물을 나타낸다.
본 발명은 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100중량부에 대하여 보강충진제로서 실리카 50～100중량부 및 오존 처리된 산성의 카본블랙 5～20중량부과 전도성 고분자로서 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체 5～30중량부를 포함하여 인장물성, 회전저항 및/또는 마모성능의 특성과 전기 전도도가 향상된 타이어 트레드 고무조성물을 나타낸다.
본 발명에서 원료고무는 천연고무를 사용할 수 있다.
본 발명에서 원료고무는 합성고무를 사용할 수 있다.
본 발명에서 원료고무는 천연고무와 합성고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
본 발명에서 원료고무는 천연고무와 합성고무가 1:9～9:1의 중량비로 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
본 발명에서 원료고무는 천연고무와 2종 이상의 서로 다른 합성고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
본 발명에서 원료고무는 천연고무와 2종 이상의 서로 다른 합성고무가 동일한 중량비로 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
본 발명에서 원료고무는 천연고무와 3종 이상의 서로 다른 합성고무가 소정의 중량비로 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
상기에서 합성고무는 용액중합 스티렌-부타디엔 고무(S-SBR), 유화중합 스티렌-부타디엔 고무(E-SBR), 부타디엔 고무(BR), 변성 부타디엔 고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌고무, 에피클로로하이드린고무, 불소고무, 실리콘고무, 니트릴고무, 수소화된 니트릴고무, 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 변성 니트릴 부타디엔 고무, 클로린네이티드 폴리에틸렌고무, 스티렌에틸렌부틸렌스티렌(SEBS)고무, 에틸렌프로필렌고무, 에틸렌프로필렌디엔(EPDM)고무, 하이팔론고무, 클로로프렌고무, 에틸렌비닐아세티에트고무, 아크릴고무, 히드린고무, 비닐벤질클로라이드스티렌부타디엔고무, 브로모메틸스티렌부틸고무, 말레인산스티렌부타디엔고무, 카르복실산스티렌부타디엔고무, 에폭시이소프렌고무, 말레인산에틸렌프로필렌고무, 카르복실산니트릴부타디엔고무 및 BIMS(brominated polyisobutyl isoprene-co-paramethyl styrene)의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명은 원료고무의 일예로서 원료고무가 100중량부인 경우 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 70～90중량부 및 부타디엔 고무(BR) 10～30중량부가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
본 발명은 원료고무의 다른 일예로서 원료고무가 100중량부인 경우 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 70～80중량부 및 부타디엔 고무(BR) 20～30중량부가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
본 발명은 원료고무의 또 다른 일예로서 원료고무가 100중량부인 경우 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 70중량부 및 부타디엔 고무(BR) 30중량부가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
본 발명에서 필수 구성성분의 하나인 보강충진제는 실리카 및 오존 처리된 산성의 카본블랙을 사용할 수 있다.
본 발명에서 필수 구성성분의 하나인 보강충진제는 원료고무 100중량부에 대하여 실리카 50～100중량부 및 오존 처리된 산성의 카본블랙 5～20중량부를 사용할 수 있다.
상기에서 보강충진제인 실리카를 원료고무 100중량부에 대하여 50중량부 미만 사용하면 보강충진제로서 실리카를 사용하는 의미가 없으며, 100중량부를 초과하여 사용하면 과량의 실리카의 사용으로 인해 실리카의 응집성이 증가하여 실리카의 분산성이 감소하게 되는 문제가 있어 본 발명에서 보강충진제인 실리카는 원료고무 100중량부에 대하여 50～100중량부 사용하는 것이 좋다.
상기에서 보강충진제인 오존 처리된 산성 카본블랙을 원료고무 100중량부에 대하여 5중량부 미만 사용하거나 20중량부를 초과하여 사용하는 경우 보강충진제 상호간의 응집하려는 경향이 증대하여 분산성이 감소하고 물성이 감소할 우려가 있어 본 발명에서 보강충진제인 오존 처리된 산성 카본블랙은 원료고무 100중량부에 대하여 5～20중량부를 사용하는 것이 좋다.
상기에서 실리카는 표면적이 BET 측정값으로 90～250m2/g, DBP 흡착값 150～250ml/100g인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 실리카는 표면적이 BET 측정값으로 160～180mg/g, DBP 흡착값 180～200ml/100g인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 실리카는 표면 처리된 실리카를 사용할 수 있다.
상기의 표면 처리된 실리카는 표면적이 BET 측정값으로 90～250m2/g, DBP 흡착값 150～250ml/100g인 실리카의 표면을 실리카 중량 대비 10～30％의 3-글리시독시프로필트리메톡시실란으로 스프레이(spray) 코팅하여 처리한 것을 사용할 수 있다.
상기의 표면 처리된 실리카는 표면적이 BET 측정값으로 90～250m2/g, DBP 흡착값 150～250ml/100g인 실리카의 표면을 실리카 중량 대비 10～30％의 3-아미노프로필트리에톡시실란으로 스프레이 코팅하여 처리한 것을 사용할 수 있다.
상기의 표면 처리된 실리카는 표면적이 BET 측정값으로 90～250m2/g, DBP 흡착값 150～250ml/100g인 실리카의 표면을 실리카 중량 대비 10～30％의 실란트리올로 스프레이 코팅하여 처리한 것을 사용할 수 있다.
상기에서 오존 처리된 산성 카본블랙은 pH 값이 2.0～3.5 수준이며, 요오드 흡착값 20～50mg/g, DBP 흡착값 80～120ml/100g, -COOH 흡착값 10～20mmol/100g인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 오존 처리된 산성 카본블랙은 카본블랙에 오존을 스프레이 하여 카본블랙의 pH 값이 2.0～3.5 수준이며, 요오드 흡착값 20～50mg/g, DBP 흡착값 80～120ml/100g, -COOH 흡착값 10～20mmol/100g인 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 필수 구성성분의 하나인 전도성 고분자는 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체를 사용할 수 있다.
본 발명에서 필수 구성성분의 하나인 전도성 고분자인 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체는 원료고무 100중량부에 대하여 5～30중량부를 사용할 수 있다.
상기에서 전도성 고분자인 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체를 원료고무 100중량부에 대하여 5중량부 미만 사용하면 전도성 고분자를 사용하는 의미가 없으며, 30중량부를 초과하여 사용하면 과량의 전도성 고분자의 사용으로 인해 고무조성물의 물성이 감소할 우려가 있어 본 발명에서 전도성 고분자인 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체는 원료고무 100중량부에 대하여 5～30중량부 사용하는 것이 좋다.
상기의 전도성 고분자인 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체는 종래 알려진 선행기술에 의해 제조한 것을 사용할 수 있다.
상기의 전도성 고분자인 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체는 종래 선행기술인 한국공개특허공보 2008-0077876호에 의해 알려진 방법에 의해 제조한 것을 사용할 수 있다.
일예로 상기의 전도성 고분자는 스틸렌술폰산 19g, 비스트리플루오로메틸바이페닐스틸렌(Bis-trifluoromethyl biphenyl styrene) 1g에 디메틸술폭사이드(DMSO) 0.24리터를 가하고 가열하면서 완전히 녹였다. 그런 다음 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.1g을 디메틸술폭사이드(DMSO)에 녹여 적가한 후 24시간 이상, 바람직하게는 24～48시간 동안 중합하여 반응물을 얻은 후 실온에서 방치하여 침전을 생성시킨 후 여과장치를 이용하여 얻은 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스틸렌 공중합체를 사용할 수 있다.
본 발명은 타이어 트레드 고무조성물은 물성 향상을 위해 옥수수전분, 감자전분, 고구마전분, 타피오카전분, 쌀전분 또는 밀전분을 추가로 더 사용할 수 있다.
본 발명은 타이어 트레드 고무조성물의 물성 향상을 위해 옥수수전분, 감자전분, 고구마전분, 쌀전분, 타피오카전분 또는 밀전분을 원료고무 100중량부에 대하여 5～20중량부를 추가로 더 사용할 수 있다.
본 발명은 타이어 트레드 고무조성물의 물성 향상을 위해 표면적이 BET 측정값으로 2～50m2/g인 옥수수전분, 표면적이 BET 측정값으로 2～50m2/g인 감자전분, 표면적이 BET 측정값으로 2～50m2/g인 고구마전분, 표면적이 BET 측정값으로 2～50m2/g인 쌀전분, 표면적이 BET 측정값으로 2～50m2/g인 타피오카전분 또는 표면적이 BET 측정값으로 2～50m2/g인 밀전분을 사용할 수 있다.
본 발명은 타이어 트레드 고무조성물의 물성 향상을 위해 표면적이 BET 측정값으로 2～50m2/g인 옥수수전분, 표면적이 BET 측정값으로 2～50m2/g인 감자전분, 표면적이 BET 측정값으로 2～50m2/g인 고구마전분, 표면적이 BET 측정값으로 2～50m2/g인 쌀전분, 표면적이 BET 측정값으로 2～50m2/g인 타피오카전분 또는 표면적이 BET 측정값으로 2～50m2/g인 밀전분을 원료고무 100중량부에 대하여 5～20중량부를 추가로 더 사용할 수 있다.
본 발명에서 실리카의 분산성 향상을 위해 실란커플링제로 하기 화학식(1)로 표시되는 커플링제, 감마 머캅토 프로필 다이 펜타에톡시 트리데카옥시 에톡시 실란(gamma mercapto propyl di-penta-ethoxy tridecaoxy ethoxy silane) 또는 비스 트리실릴 프로필 테트라설파이드(bis trisilyl propyl tetrasulfide, TESPT)를 사용할 수 있다.
상기에서 실란커플링제는 원료고무 100중량부에 대하여 3～10중량부를 사용할 수 있다.
Z-S-A-Si(OCH2H2)3...화학식(1)
상기 화학식(1)에서 Z는 C7-C15 알킬기, 바람직하게는 C7-C10 알킬기이고, A는 C=O 또는 CH2-CH-(OH)이다.
본 발명은 상기에서 언급한 실리카 및 오존 처리된 산성 카본블랙의 보강충진제 이외에 보강성 향상을 위해 실리카 및 오존 처리된 산성 카본블랙 이외에 보강충진제를 추가로 더 사용할 수 있다.
이때 추가로 더 사용되는 보강충진제는 원료고무 100중량부에 대하여 산화티탄(titanium dioxide), 클레이(clay), 층상실리케이트(layered silicate), 중석(tungsten), 탈크(Talc), 신디오탁틱-1,2-폴리부타디엔(syndiotactic-1,2-polybutadiene, SPB)의 군으로부터 선택된 어느 하나를 10～30중량부 사용할 수 있다.
상기에서 클레이는 입자크기가 0.1～1.0㎛이고, 비표면적이 10～30m2/g인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 클레이는 입자크기가 0.5㎛이고, 비표면적이 20m2/g인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 신디오탁틱-1,2-폴리부타디엔(SPB)은 직경이 0.01～0.1㎛이고 비표면적이 80～90m2/g인 것을 사용할 수 있다.
상기에서 신디오탁틱-1,2-폴리부타디엔(SPB)은 직경이 1～10㎛이고 비표면적이 150～200m2/g인 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 다양한 성분, 함량 등의 조건에 의해 타이어 트레드 고무조성물을 적용한바, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 상기에서 언급한 조건의 타이어 트레드 고무조성물이 바람직함을 알 수 있었다.
본 발명의 타이어 트레드 고무조성물은 상기에서 언급한 원료고무, 보강충진제인 실리카 및 오존 처리된 산성 카본블랙, 전도성 고분자인 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스틸렌 공중합체 이외에 종래 타이어 트레드 고무조성물에 사용되는 각종 첨가제를 필요에 따라 적의 선택하여 소정의 함량으로 사용할 수 있다. 그러나 이들은 종래 타이어 트레드 고무조성물에 사용되는 일반적인 성분으로서 본 발명의 필수 구성성분이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.
본 발명은 상기에서 언급한 타이어 트레드 고무조성물에 의해 제조된 고무를 포함한다.
본 발명은 상기에서 언급한 타이어 트레드 고무조성물에 의해 제조된 고무를 함유하는 타이어를 포함한다.
본 발명은 상기에서 언급한 타이어 트레드 고무조성물에 의해 제조된 고무를 트레드로 함유하는 타이어를 포함한다.
상기에서 타이어는 자동차용 타이어, 버스용 타이어, 트럭용 타이어, 항공기용 타이어, 오토바이용 타이어 중에서 선택된 어느 하나를 나타낸다.
이하 본 발명은 다음을 다음의 실시예, 비교예, 시험예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 일실시예로써 이들에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
표 1의 배합비와 같이 스티렌 부타디엔(SBR) 70중량부, 부타디엔 고무(BR) 30중량부로 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 실리카 80중량부, 오존 처리된 카본블랙 10중량부, 전도성 고분자인 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스틸렌 공중합체 5중량부, 하기 화학식(1)의 실란커플링제 5중량부, 파라핀 오일 15중량부, 산화아연(ZnO) 3중량부, 스테아린산(Stearic acid) 2중량부, 노화방지제(2,2,4-trimethly-1,2-dihydroquinoline, RD, 금호몬산토, 대한민국) 1중량부, 왁스(Wax) 2중량부, 노화방지제(N-(1,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylene diamine, Kumanox-13, 금호석유화학, 대한민국) 1.5중량부를 밴버리 믹서에 넣고 150℃에서 30분간 배합한 후 방출하여 고무배합물을 얻었다.
이렇게 얻은 고무배합물에 가류제로서 황 1.5중량부, 가류촉진제(N-t-butylbenzothiazole sulfenamide, NS) 1.2중량부 및 디페닐구아니딘(Diphenyl guanidine, DPG) 1중량부를 첨가하고 160℃에서 20분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.
상기에서 오존 처리된 카본블랙은 카본블랙에 오존을 스프레이 하여 카본블랙의 pH 값이 3.3±0.1이며, 요오드 흡착값 35±2mg/g, DBP 흡착값 100±5ml/100g, -COOH 흡착값 15±0.5mmol/100g인 것을 사용하였다.
상기에서 전도성 고분자는 스틸렌술폰산 19g, 비스트리플루오로메틸바이페닐스틸렌(Bis-trifluoromethyl biphenyl styrene) 1g에 디메틸술폭사이드(DMSO) 0.24리터를 가하고 가열하면서, 완전히 녹였다. 그런 다음 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.1g을 디메틸술폭사이드(DMSO)에 녹여 적가한 후 24시간 동안 중합하여 반응물을 얻은 후 실온에서 방치하여 침전을 생성시킨 후에 여과장치를 이용하여 여과한 후 얻은 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스틸렌 공중합체를 사용하였다.
Z-S-A-Si(OCH2H2)3...화학식(1)
상기 화학식(1)에서 Z는 C8 알킬기이고, A는 CH2-CH-(OH)이다.
<비교예 1>
오존 처리된 카본블랙 대신 카본블랙을 10중량부 사용하고, 실리카 80중량부 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.
<비교예 2>
오존 처리된 카본블랙과 전도성 고분자를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.
비교예 1,2 및 실시예 1의 고무조성(단위:중량부)
항목 비교예 1 비교예 2 실시예 1
스티렌부타디엔 고무 70 70 70
부타디엔 고무 30 30 30
카본블랙 10 - -
오존 처리된 카본블랙 - - 10
실리카 80 80 80
전도성 고분자 - - 5
실란커플링제 5 5 5
파라핀 오일 15 15 15
산화아연(ZnO) 3 3 3
스티아린산 2 2 2
노화방지제(RD) 1 1 1
Wax 2 2 2
노화방지제(Kumanox-13) 1.5 1.5 1.5
가류제(유황) 1.5 1.5 1.5
가류촉진제(NS) 1.2 1.2 1.2
가류촉진제(DPG) 1 1 1
<시험예>
상기 비교예 1,2 및 실시예 1에 의해 제조한 각각의 고무에 대하여 ASTM 관련 규정에 의하여 점도(100℃), 스코치타임(t5), 경도(Shore-A), 300％ 모듈러스, 인장강도, 신율, 마모, 동적점탄성(tanδ(70℃)), 전기 전도도와 같은 물성을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.
비교예 1,2 및 실시예 1 고무의 물성
항목 비교예1 비교예2 실시예
무늬점도(100℃) 79.9 73.0 72.2
스코치타임(t5) 33.6 31.7 34
경도(Shore A) 70 69 69
300%모듈러스(Kg/Cm2) 153 142 146
인장강도(Kg/Cm2) 158 170 175
신율(%) 309 355 358
DIN 마모(g) 0.109 0.94 0.86
내발열성능(℃) 18.5 17 15.9
tanδ(70℃) 0.106 0.099 0.087
전기전도도(Ω/㎝) 1.5191E+10 6.525E+8 3.6956E+3
*동적 점탄성(tanδ):레오바이브론 테스트(Rheovibron test)를 이용하여 11Hz, 1.25% 스트레인(Strain)조건으로 온도를 변화시키면서 측정한 후 그 값을 나타낸 것이다. 여기서 tanδ(70℃) 수치는 작을수록 노면에서의 회전저항 성능이 우수함을 의미한다.
상기 표 2의 결과에서처럼 오존 처리된 카본블랙과 전도성 고분자를 적용한 본 발명의 실시예에서 제조한 고무시편은 일반 카본블랙과 오존 처리된 산성 카본블랙만 사용한 비교예 1,2에 제조한 고무시편과 대비시 전기 전도도가 개선되었으며, 실리카와 카본 블랙의 분산성 증대로 인한 마모성능 및 회전저항의 물성이 향상되었음을 알 수 있었다.
<실시예 2>
스티렌 부타디엔(SBR) 70중량부, 부타디엔 고무(BR) 30중량부로 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 표면 처리된 실리카 70중량부, 오존 처리된 카본블랙 15중량부, 전도성 고분자인 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스틸렌 공중합체 10중량부, 하기 화학식(1)의 실란커플링제 5중량부, 파라핀 오일 15중량부, 산화아연(ZnO) 3중량부, 스테아린산(Stearic acid) 2중량부, 노화방지제(RD) 1중량부, 왁스(Wax) 2중량부, 노화방지제(Kumanox-13) 1.5중량부, 표면적이 BET 측정값으로 35±2m2/g인 옥수수전분 10중량부, 중석(tungsten) 20중량부를 밴버리 믹서에 넣고 150℃에서 30분간 배합한 후 방출하여 고무배합물을 얻었다.
이렇게 얻은 고무배합물에 가류제로서 황 1.5중량부, 가류촉진제(N-t-butylbenzothiazole sulfenamide, NS) 1.2중량부 및 디페닐구아니딘(Diphenyl guanidine, DPG) 1중량부를 첨가하고 160℃에서 20분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.
상기에서 표면 처리된 실리카는 표면적이 BET 측정값으로 150±5m2/g, DBP 흡착값 200±5ml/100g인 실리카의 표면을 실리카 중량 대비 20％의 3-글리시독시프로필트리메톡시실란으로 스프레이(spray) 코팅하여 처리한 것을 사용하였다.
상기에서 오존 처리된 카본블랙은 카본블랙에 오존을 스프레이 하여 카본블랙의 pH 값이 3.3±0.1이며, 요오드 흡착값 35±2mg/g, DBP 흡착값 100±5ml/100g, -COOH 흡착값 15±0.5mmol/100g인 것을 사용하였다.
상기에서 전도성 고분자는 스틸렌술폰산 19g, 비스트리플루오로메틸바이페닐스틸렌(Bis-trifluoromethyl biphenyl styrene) 1g에 디메틸술폭사이드(DMSO) 0.24리터를 가하고 가열하면서, 완전히 녹였다. 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.1g을 디메틸술폭사이드(DMSO)에 녹여 적가한 후 24시간 이상 중합하여 반응물을 얻은 후 실온에서 방치하여 침전을 생성시킨 후 여과장치를 이용하여 얻은 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스틸렌 공중합체를 사용하였다.
Z-S-A-Si(OCH2H2)3...화학식(1)
상기 화학식(1)에서 Z는 C8 알킬기이고, A는 CH2-CH-(OH)이다.
<실시예 3>
표면 처리된 실리카 60중량부, 오존 처리된 카본블랙 20중량부, 전도성 고분자인 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스틸렌 공중합체 15중량부, 하기 화학식(1)의 실란커플링제 5중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.
상기에서 표면 처리된 실리카는 표면적이 BET 측정값으로 150±5m2/g, DBP 흡착값 200±5ml/100g인 실리카의 표면을 실리카 중량 대비 20％의 3-아미노프로필트리에톡시실란으로 스프레이(spray) 코팅하여 처리한 것을 사용하였다.
상기에서 오존 처리된 카본블랙은 카본블랙에 오존을 스프레이 하여 카본블랙의 pH 값이 3.3±0.1이며, 요오드 흡착값 35±2mg/g, DBP 흡착값 100±5ml/100g, -COOH 흡착값 15±0.5mmol/100g인 것을 사용하였다.
Z-S-A-Si(OCH2H2)3...화학식(1)
상기 화학식(1)에서 Z는 C8 알킬기이고, A는 C=O이다.
<실시예 4>
표면 처리된 실리카로 표면적이 BET 측정값으로 150±5m2/g, DBP 흡착값 200±5ml/100g인 실리카의 표면을 실리카 중량 대비 20％의 실란트리올로 스프레이(spray) 코팅하여 처리한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예 및 시험예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 보강충진제로 실리카와 오존 처리된 산성의 카본블랙을 사용하는 한편 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체의 전도성 고분자를 포함하고 있어 실리카의 분산성을 향상시켜 종래 실리카의 분산성이 낮아 발생하는 공정상 문제를 해결할 수 있으며, 또한 전도성 고분자에 의해 전기 전도도를 향상시킬 수 있어 인장물성, 회전저항, 마모성능의 특성과 전기 전도도가 향상된 타이어 트레드 고무조성물을 제공할 수 있어 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (3)

  1. 타이어 트레드 고무조성물에 있어서,
    원료고무 100중량부에 대하여 보강충진제로서 실리카 50～100중량부 및 오존 처리된 산성의 카본블랙 5～20중량부와 전도성 고분자로서 스티렌술폰산-비스트리플루오로메틸바이페닐스티렌 공중합체 5～30중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드 고무조성물.
  2. 청구항 제1항의 고무조성물로 이루어진 고무.
  3. 청구항 제1항의 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어.
KR1020100037831A 2010-04-23 2010-04-23 타이어 트레드 고무조성물 KR101111575B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100037831A KR101111575B1 (ko) 2010-04-23 2010-04-23 타이어 트레드 고무조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100037831A KR101111575B1 (ko) 2010-04-23 2010-04-23 타이어 트레드 고무조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110118312A KR20110118312A (ko) 2011-10-31
KR101111575B1 true KR101111575B1 (ko) 2012-02-16

Family

ID=45031932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100037831A KR101111575B1 (ko) 2010-04-23 2010-04-23 타이어 트레드 고무조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101111575B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101384402B1 (ko) * 2012-04-24 2014-04-10 금호타이어 주식회사 표면개질된 실리카를 함유하는 타이어의 제조방법 및 이에 의한 타이어

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010086957A (ko) * 2000-03-06 2001-09-15 신형인 저히스테리시스 카본블랙을 사용한 타이어용 트레드 고무조성물
KR100816222B1 (ko) 2007-04-02 2008-03-21 금호타이어 주식회사 고전도성 스노우 타이어용 고무 조성물
KR100831622B1 (ko) 2007-02-23 2008-05-27 금호타이어 주식회사 오존수로 산화시킨 카본블랙을 포함하는 마스터배치 및상기 마스터배치를 포함하는 타이어용 고무조성물
KR20080077876A (ko) * 2007-02-21 2008-08-26 제일모직주식회사 소수성기를 포함한 다중산 공중합체로 도핑된 전도성고분자 중합체, 전도성 고분자 공중합체 조성물, 전도성고분자 공중합체 조성물막, 및 이를 이용한 유기 광전 소자

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010086957A (ko) * 2000-03-06 2001-09-15 신형인 저히스테리시스 카본블랙을 사용한 타이어용 트레드 고무조성물
KR20080077876A (ko) * 2007-02-21 2008-08-26 제일모직주식회사 소수성기를 포함한 다중산 공중합체로 도핑된 전도성고분자 중합체, 전도성 고분자 공중합체 조성물, 전도성고분자 공중합체 조성물막, 및 이를 이용한 유기 광전 소자
KR100831622B1 (ko) 2007-02-23 2008-05-27 금호타이어 주식회사 오존수로 산화시킨 카본블랙을 포함하는 마스터배치 및상기 마스터배치를 포함하는 타이어용 고무조성물
KR100816222B1 (ko) 2007-04-02 2008-03-21 금호타이어 주식회사 고전도성 스노우 타이어용 고무 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110118312A (ko) 2011-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6300490B2 (ja) ゴム組成物および空気入りタイヤ
EP2743298B1 (en) Rubber composition for tire tread and tire manufactured by using the same
KR101631459B1 (ko) 타이어 트레드 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
EP4001330A1 (en) Hydrogenated petroleum resin and rubber composition comprising same
JP5451124B2 (ja) ブレーカートッピング用ゴム組成物及びタイヤ
WO2007114469A1 (ja) キャップトレッドおよびベーストレッドを含むタイヤトレッドの構造を有するタイヤ
KR20200048009A (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
EP3309210B1 (en) Rubber composition and tire
JPWO2018128141A1 (ja) 加硫後ゴム組成物及び空気入りタイヤ
KR101111575B1 (ko) 타이어 트레드 고무조성물
JP5057376B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物、トレッドおよびタイヤ
JP4464723B2 (ja) ゴム組成物
EP2962871B1 (en) Rubber composition for tire tread and tire manufactured by using the same
JP4628567B2 (ja) ゴム組成物
JP4447699B2 (ja) ゴム組成物
JP6488331B2 (ja) ゴム組成物および空気入りタイヤ
CN111770960A (zh) 橡胶组合物和轮胎
JP2008007678A (ja) キャップトレッド用ゴム組成物およびそれを用いたキャップトレッドを有する空気入りタイヤ
KR101224601B1 (ko) 타이어 트레드 고무조성물
JP3515826B2 (ja) トレッド用ゴム組成物
KR101462518B1 (ko) 제동성 및 내마모성이 향상된 타이어 트레드 고무 조성물
KR101186169B1 (ko) 타이어 트레드 고무조성물
JP2001139730A (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物
KR101111574B1 (ko) 타이어 트레드 고무조성물
KR101224602B1 (ko) 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더를 포함하는 타이어용 고무조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150105

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160105

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170104

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee