KR101141490B1 - Rubber composite for tire and tire thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 타이어용 고무조성물 및 이를 이용하여 제조된 타이어를 개시한다.
본 발명에 따르는 타이어용 고무조성물 및 이를 이용하여 제조된 타이어는 폴리사이클릭 아로마틱 함량이 낮은 오일이 함유된 용액중합 스티렌-부타디엔 고무(S-SBR), 상기 오일이 함유되지 않은 유화중합 스티렌-부타디엔 고무, 폴리사이클릭 아로마틱 함량이 낮은 오일이 함유된 유화중합 스티렌-부타디엔 고무(E-SBR), 천연고무(NR), 에폭시화 변성 천연고무(ENR) 및 부타디엔 고무(BR)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 원료고무 100 중량부에 대하여 개질된 전분 5 내지 80 중량부를 포함하는 특징이 있는데, 이에 의할 때, 타이어의 회전저항을 줄여 연비를 개선하며, 젖은 노면에서의 제동력과 마모와 같은 제반특성을 향상시킬 수 있다.The present invention discloses a rubber composition for a tire and a tire manufactured using the same.
The rubber composition for a tire according to the present invention and a tire manufactured using the same are a solution-polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR) containing an oil having a low polycyclic aromatic content, and an emulsion-polymerized styrene-butadiene containing no oil. Rubber, selected from the group consisting of emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber (E-SBR), natural rubber (NR), epoxidized modified natural rubber (ENR) and butadiene rubber (BR) containing oils with low polycyclic aromatic content At least one of the raw material rubber is characterized in that it comprises 5 to 80 parts by weight of modified starch, thereby reducing the rolling resistance of the tire to improve fuel economy, such as braking force and wear on wet road surface Properties can be improved.
Description
본 발명은 타이어용 고무조성물 및 이를 이용하여 제조된 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어의 회전저항을 줄여 연비를 개선하며, 젖은 노면에서의 제동력과 마모와 같은 제반특성을 향상시킨 타이어용 고무조성물 및 이를 이용하여 제조된 타이어에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber composition for a tire and a tire manufactured using the same, and more particularly, to improve fuel efficiency by reducing a rolling resistance of a tire, and to improve rubber properties such as braking force and wear on a wet road surface. A composition and a tire made using the same.
최근 환경 친화형 타이어 개발을 위해 고무, 필러, 오일, 천연재료에서 유래한 첨가제 등을 적용함으써 재료적으로 다양한 시도를 하고 있으며, 이들을 이용한 고무 배합물을 적용하여 회전저항을 낮춰 연료 소모에 따른 이산화탄소 발생량을 억제하는 연구가 꾸준히 진행되고 있다. In order to develop environmentally friendly tires, various attempts have been made materially by applying rubber, fillers, oils, and additives derived from natural materials. Research to suppress the amount of generation is steadily in progress.
그 일환으로 타이어 제품 사용 후 자연분해될 수 있는 천연재료인 전분을 적용한 고무조성물에 대해서도 다양하게 연구 개발을 추진중에 있다.As part of this, various researches and developments are being made on rubber compositions using starch, a natural material that can be naturally decomposed after using tire products.
상기와 같은 친환경 타이어 개발을 위해 주로 사용되는 고무조성물은 원료고무로서 폴리사이클릭 아로마틱(polycyclic aromatics)함량이 중량비로 3%이하로 조절된 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무(S-SBR) 및 에폭시화한 천연고무(ENR) 등이 사용되고 있으나, 이는 자연계에 존재하는 순수 전분을 타이어 고무조성물에 적용할 경우 분해온도보다 높은 녹는점과 미세구조 말단에 존재하는 하이드록실 그룹으로 인한 강한 극성이 고무와의 친화도가 떨어짐에 따라 필러로서의 분산이 최대로 이루어지지 못해 물성이 발현되기 어려운 문제가 있었다.The rubber composition mainly used for the development of such an eco-friendly tire is a raw material rubber, polycyclic aromatics (polycyclic aromatics) content of less than 3% by weight of polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR) and epoxidized Natural rubber (ENR) is used, but this is due to the high polarity due to the melting point higher than the decomposition temperature and the hydroxyl group present at the end of the microstructure when the pure starch existing in the nature is applied to the tire rubber composition. As the degree fell, there was a problem that the physical properties were hardly expressed because dispersion as a filler was not made to the maximum.
상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 첫번째 기술적 과제는 타이어의 회전저항을 줄여 연비를 개선하며, 젖은 노면에서의 제동력과 마모와 같은 제반특성을 향상시킨 타이어용 고무조성물을 제공하는 것이다.The first technical problem of the present invention for solving the above problems is to improve the fuel economy by reducing the rolling resistance of the tire, and the braking force and wear and It is to provide a rubber composition for a tire having improved the same general characteristics.
또한, 본 발명의 두번째 기술적 과제는 타이어의 회전저항을 줄여 연비를 개선하며, 젖은 노면에서의 제동력과 마모와 같은 제반특성을 향상시킨 타이어(tire)를 제공하는 것이다.In addition, the second technical problem of the present invention is to reduce the rolling resistance of the tire to improve fuel efficiency, and to provide a tire (tire) having improved various characteristics such as braking force and wear on a wet road surface.
본 발명은 상술한 첫번째 기술적 과제를 해결하기 위하여,The present invention to solve the first technical problem described above,
폴리사이클릭 아로마틱 함량이 낮은 오일이 함유된 용액중합 스티렌-부타디엔 고무(S-SBR), 상기 오일이 함유되지 않은 유화중합 스티렌-부타디엔 고무, 폴리사이클릭 아로마틱 함량이 낮은 오일이 함유된 유화중합 스티렌-부타디엔 고무(E-SBR), 천연고무(NR), 에폭시화 변성 천연고무(ENR) 및 부타디엔 고무(BR) 고무로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 원료고무 100 중량부에 대하여 개질된 전분 5 내지 80 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어(tire)용 고무조성물을 제공한다.Solution-polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR) containing oils with low polycyclic aromatic content, emulsion-polymerized styrene-butadiene rubbers without oil, emulsion-polymerized styrene containing oils with low polycyclic aromatic content 5 to 5 parts by weight of starch modified raw material rubber, which is at least one selected from the group consisting of butadiene rubber (E-SBR), natural rubber (NR), epoxidized modified natural rubber (ENR) and butadiene rubber (BR) rubber It provides a rubber composition for a tire (tire) comprising 80 parts by weight.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 원료고무중 선택된 2개는 1 내지 9:9 내지 1의 중량비로 사용될 수 있다.According to one embodiment of the invention, the selected two of the raw rubber may be used in a weight ratio of 1 to 9: 9 to 1.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 원료고무중 선택된 3개는 1 내지 8:1 내지 8:1 내지 8의 중량비로 사용될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, three selected from the raw material rubber may be used in a weight ratio of 1 to 8: 1 to 8: 1 to 8.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 폴리사이클릭 아로마틱 함량이 낮은 오일이 함유된 용액중합 스티렌-부타디엔 고무(S-SBR)는 스티렌 함량 15 내지 35중량%, 시스 1,4-비닐(cis 1,4-vinyl) 또는 트랜스 1,4-비닐(trans 1,4-vinyl)인 비닐 40 내지 60 중량% 및 폴리사이클릭 아로마틱 오일 15 내지 35 중량%일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the solution-polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR) containing the oil having a low polycyclic aromatic content is a styrene content 15 to 35% by weight, 40 to 60% by weight of cis 1,4-vinyl or trans 1,4-vinyl and 15 to polycyclic aromatic oils 35 weight percent.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 에폭시화 변성 천연고무(ENR)는 에폭시로 치환된 변성고무의 비율이 천연고무에 대하여 5 내지 55 중량%일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the epoxidized modified natural rubber (ENR) may be from 5 to 55% by weight of the modified rubber substituted with epoxy.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 개질된 전분은 산화전분, 하이텍스 및 아세틸 아디프산 전분으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the modified starch may be at least one selected from the group consisting of starch oxide, hytex and acetyl adipic acid starch.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 개질은 전분 100중량부에 대하여 글리콜 10 내지 50 중량부, 알코올 10 내지 30 중량부 및 티타네이트계 커플링제 0.5 내지 15 중량부로 압출하여 이루어질 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the modification may be made by extruding with 10 to 50 parts by weight of glycol, 10 to 30 parts by weight of alcohol and 0.5 to 15 parts by weight of titanate coupling agent based on 100 parts by weight of starch.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 티타네이트계 커플링제는 티탄아이소프로폭사이드(TITANIUM(IV) ISOPROPOXIDE), 비스시클로펜타디에닐 티탄 다이클로라이드(BIS(CYCLOPENTADIENYL)TITANIUM DICHLORIDE), 시클로펜탄디에닐티탄 트리클로라이드(CYCLOPENTADIENYLTITANIUM TRICHLORIDE), 티타늄 부톡사이드(TITANIUM(IV) BUTOXIDE), 클로로트리아이소프로폭시티타늄(CHLOROTRIISOPROPOXYTITANIUM), 티타늄 2-에틸헤콕사이드(TITANIUM(IV) 2-ETHYLHEXOXIDE), 티타늄 에톡사이드(TITANIUM(IV) ETHOXIDE), 티타늄 프로폭사이드(TITANIUM(IV) PROPOXIDE), 티타늄 디아이소프로폭사이드 비스아세틸아세토네이트(TITANIUM DIISOPROPOXIDE BIS(ACETYLACETONATE)) 및 티타늄 2-에틸-1,3-헥산디올레이트(TITANIUM(IV) 2-ETHYL-1,3-HEXANEDIOLATE)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the titanate-based coupling agent is titanium isopropoxide (TITANIUM (IV) ISOPROPOXIDE), biscyclopentadienyl titanium dichloride (BIS (CYCLOPENTADIENYL) TITANIUM DICHLORIDE), cyclopentane CYCLOPENTADIENYLTITANIUM TRICHLORIDE, TITANIUM (IV) BUTOXIDE, CHLOROTRIISOPROPOXYTITANIUM, Titanium 2-ethylhexoxide (TITANIUM (IV) 2-ETHYLHEXOXIDE), Titanium Ethoxide TITANIUM (IV) ETHOXIDE, TITANIUM (IV) PROPOXIDE, TITANIUM DIISOPROPOXIDE BIS (ACETYLACETONATE), AND TITANIUM 2-ethyl-1,3-hexanediolate (TITANIUM (IV) 2-ETHYL-1,3-HEXANEDIOLATE) may be at least one selected from the group consisting of.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 압출후 평균지름 50 내지 100 ㎛인 분말로 입자화된 것일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, it may be granulated into a powder having an average diameter of 50 to 100 ㎛ after the extrusion.
한편, 본 발명은 상술한 두번째 기술적 과제를 해결하기 위하여,On the other hand, the present invention to solve the above-described second technical problem,
상기 타이어(tire)용 고무조성물로 형성되는 타이어(tire)를 제공한다.Provided is a tire (tire) formed of a rubber composition for the tire (tire).
본 발명에 따르는 타이어용 고무조성물 및 이를 이용하여 제조된 타이어는 타이어의 회전저항을 줄여 연비를 개선하며, 젖은 노면에서의 제동력과 마모와 같은 제반특성을 향상시키는 효과가 있다.The rubber composition for a tire according to the present invention and a tire manufactured using the tire reduce the rolling resistance of the tire to improve fuel efficiency, and have an effect of improving various characteristics such as braking force and wear on a wet road surface.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 대하여 아래에서와 같이, 실시 가능한 예를 들어 설명하나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described below, the present invention will be described by way of example, but it is merely illustrative, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and equivalent other embodiments. Will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명은 폴리사이클릭 아로마틱 함량이 낮은 오일이 함유된 용액중합 스티렌-부타디엔 고무(S-SBR), 상기 오일이 함유되지 않은 유화중합 스티렌-부타디엔 고무, 폴리사이클릭 아로마틱 함량이 낮은 오일이 함유된 유화중합 스티렌-부타디엔 고무(E-SBR), 천연고무(NR), 에폭시화 변성 천연고무(ENR), 부타디엔 고무(BR) 및 변성 부타디엔 고무로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 원료고무 100 중량부에 대하여 개질된 전분 5 내지 80 중량부를 포함하는 특징이 있다.The present invention is a solution-polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR) containing an oil having a low polycyclic aromatic content, an emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber containing no oil, an oil containing a low polycyclic aromatic content 100 parts by weight of raw rubber, which is at least one selected from the group consisting of emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber (E-SBR), natural rubber (NR), epoxidized modified natural rubber (ENR), butadiene rubber (BR) and modified butadiene rubber It is characterized by including 5 to 80 parts by weight of modified starch.
상기 원료고무는 폴리사이클릭 아로마틱 함량이 낮은 오일이 함유된 용액중합 스티렌-부타디엔 고무(S-SBR), 상기 오일이 함유되지 않은 유화중합 스티렌-부타디엔 고무, 폴리사이클릭 아로마틱 함량이 낮은 오일이 함유된 유화중합 스티렌-부타디엔 고무(E-SBR), 천연고무(NR), 에폭시화 변성 천연고무(ENR) 및 부타디엔 고무(BR)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있는데, 이는 상기 원료고무를 타이어 트레드(tread)로 가공시 요구되는 물성(property)에 따라 선택적으로 혼용하기 위함이다.The raw material rubber contains a solution-polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR) containing an oil having a low polycyclic aromatic content, an emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber containing no oil, and an oil having a low polycyclic aromatic content At least one selected from the group consisting of emulsified polymerized styrene-butadiene rubber (E-SBR), natural rubber (NR), epoxidized modified natural rubber (ENR) and butadiene rubber (BR) can be used. This is to selectively mix according to the properties required when processing the tire tread.
특히, 상기 원료고무 중 2개가 선택되는 경우에는 그 중량비가 1 내지 9:9 내지 1이 바람직한데, 만일 이 범위를 벗어나면, 그 각각의 특성 발현이 어려울 수 있다.In particular, when two of the raw material rubber is selected, the weight ratio is preferably from 1 to 9: 9 to 1, if out of this range, it may be difficult to express their respective characteristics.
또한, 상기 원료고무 중 3개가 선택되는 경우에는 그 중량비가 1 내지 8:1 내지 8:1 내지 8이 바람직한데, 만일 이 범위를 벗어나면, 각각의 특성이 발휘되기 어려울 수 있다.In addition, when three of the raw material rubber is selected, the weight ratio is preferably 1 to 8: 1 to 8: 1 to 8, but if it is out of this range, it may be difficult to exhibit each characteristic.
한편, 상기 폴리사이클릭 아로마틱 함량이 낮은 오일이 함유된 용액중합 스티렌-부타디엔 고무(S-SBR)는 스티렌 15 내지 35 중량%, 시스 1,4-비닐(cis 1,4-vinyl) 또는 트랜스 1,4-비닐(trans 1,4-vinyl)인 비닐 40 내지 60 중량% 및 폴리사이클릭 아로마틱 오일 15 내지 35 중량%일 수 있다.Meanwhile, the solution-polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR) containing the oil having a low polycyclic aromatic content is 15 to 35% by weight of styrene, cis 1,4-vinyl or trans 1 40 to 60% by weight of vinyl, trans 1,4-vinyl and 15 to 35% by weight of polycyclic aromatic oils.
만일 , 상기 스티렌이 그 하한치 미만이면, 젖은 노면 제동력을 높이는데 문제가 될 수 있으며, 반대로 상한치를 초과할 경우 회전저항을 감소하는데 문제가 될 수 있으며, 상기 비닐이 그 중량범위를 벗어날 경우에는 회전저항을 낮추는데 문제가 될 수 있다.If the styrene is less than the lower limit, it may be a problem to increase the wet road braking force, on the contrary, if the upper limit is exceeded, it may be a problem to reduce the rolling resistance. It can be a problem to lower the resistance.
또한, 상기 폴리사이클릭 아로마틱 오일이 15 내지 35 중량%의 범위를 벗어나는 경우에는 그 역할이 미미할 수 있으며, 바람직하게는 상 오일의 함량을 27.3 중량%일 수 있다.In addition, when the polycyclic aromatic oil is out of the range of 15 to 35% by weight, its role may be insignificant, and preferably, the content of the phase oil may be 27.3% by weight.
아울러, 상기 오일이 함유되지 않은 유화중합 스티렌-부타디엔 고무는 통상의 스티렌-부타디엔 고무인 SBR1500, SBR1502 등을 사용할 수 있다.In addition, the oil-containing emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber may be used SBR1500, SBR1502 and the like that is a common styrene-butadiene rubber.
또한, 상기 폴리사이클릭 아로마틱 함량이 낮은 오일이 함유된 유화중합 스티렌-부타디엔 고무(E-SBR)로 SBR1723, SBR1739, SBR1745T 등을 사용할 수 있다.In addition, SBR1723, SBR1739, SBR1745T, etc. may be used as the emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber (E-SBR) containing the oil having a low polycyclic aromatic content.
한편, 상기 에폭시화 변성 천연고무(ENR)는 에폭시로 치환된 변성고무의 비율이 천연고무에 대하여 5 내지 55 중량%이고 상기 천연고무는 95 내지 45 중량%일 수 있는데, 만일 상기 에폭시의 비율이 5 중량% 미만이면 상기 천연고무의 에폭시화에 대한 효과가 없을 수 있으며, 반대로 55 중량%를 초과하면 상기 천연고무의 플라스틱화로 인하여 고무로서의 특성을 잃을 수 있다.On the other hand, the epoxidized modified natural rubber (ENR) is the ratio of the modified rubber substituted with epoxy is 5 to 55% by weight relative to the natural rubber and the natural rubber may be 95 to 45% by weight, if the ratio of the epoxy If less than 5% by weight may not have an effect on the epoxidation of the natural rubber, on the contrary, if it exceeds 55% by weight it may lose the properties as a rubber due to the plasticization of the natural rubber.
또한, 상기 개질된 전분은 산화전분, 하이텍스(Starch sodium octenyl succinate) 및 아세틸 아디프산(acetyl adipic acid) 전분으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있는데, 상기 산화전분은 통상 전분에 물을 가하며 30 내지 70℃ 온도에서 하이포염소산소다로 산화시킨 것을 사용할 수 있다.In addition, the modified starch may be at least one selected from the group consisting of starch oxide, starch sodium octenyl succinate and acetyl adipic acid starch. Oxidized with sodium hypochlorite at a temperature of 30 to 70 ℃ can be used.
아울러, 상기 개질은 전분 100 중량부에 대하여 글리콜 10 내지 50 중량부, 알코올 10 내지 30 중량부 및 티타네이트계 커플링제 0.5 내지 15 중량부로 압출하여 이루어질 수 있는데, 이를 더 상세하게 보면, 상기 전분, 글리콜, 알코올을 압출기에 넣고 출구온도 150℃에서 스크류의 회전 속도 250 RPM, 공급속도(feeding speed) 150 RPM 으로 압출 처리한 후 건조시켜 개질이 이루어지며, 이후에 이를 압출기에 재투입하며 전분 100 중량부에 대하여 티타네이트계 커플링제 0.5 내지 15 중량부를 상온에서 공급하에 압출기의 출구 온도 60℃로 압출할 수도 있다.In addition, the modification may be made by extruding with 10 to 50 parts by weight of glycol, 10 to 30 parts by weight of alcohol and 0.5 to 15 parts by weight of titanate coupling agent with respect to 100 parts by weight of starch. Glycol and alcohol are put in an extruder, extruded at a rotational speed of 250 RPM and a feeding speed of 150 RPM at an outlet temperature of 150 ° C, followed by drying, followed by drying. 0.5 to 15 parts by weight of the titanate-based coupling agent may be extruded to an outlet temperature of 60 ° C of the extruder under normal temperature.
상기 티타네이트계 커플링제는 티탄아이소프로폭사이드(TITANIUM(IV) ISOPROPOXIDE), 비스시클로펜단디에닐 티탄 다이클로라이드(BIS(CYCLOPENTADIENYL)TITANIUM DICHLORIDE), 시클로펜탄디에닐티타늄 트리클로라이드(CYCLOPENTADIENYLTITANIUM TRICHLORIDE), 티타늄 부톡사이드(TITANIUM(IV) BUTOXIDE), 클로로트리아이소프록시티타늄(CHLOROTRIISOPROPOXYTITANIUM), 티타늄 2-에틸헤콕사이드(TITANIUM(IV) 2-ETHYLHEXOXIDE), 티타늄 에톡사이드(TITANIUM(IV) ETHOXIDE), 티타늄 프로폭사이드(TITANIUM(IV) PROPOXIDE), 티타늄 다이아이소프로폭사이드 비스아세틸아세토네이트(TITANIUM DIISOPROPOXIDE BIS(ACETYLACETONATE)) 및 티타늄 2-에틸-1,3-헥산디올레이트(TITANIUM(IV) 2-ETHYL-1,3-HEXANEDIOLATE)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 잇다.The titanate-based coupling agent is titanium isopropoxide (TITANIUM (IV) ISOPROPOXIDE), biscyclopentanedienyl titanium dichloride (BIS (CYCLOPENTADIENYL) TITANIUM DICHLORIDE), cyclopentanedienyl titanium trichloride (CYCLOPENTADIENYLTITANIUM TRICHLORIDE), TITANIUM (IV) BUTOXIDE, CHLOROTRIISOPROPOXYTITANIUM, TITANIUM (IV) 2-ETHYLHEXOXIDE, TITANIUM (IV) ETHOXIDE, Titanium Propoxide TITANIUM (IV) PROPOXIDE, TITANIUM DIISOPROPOXIDE BIS (ACETYLACETONATE) AND TITANIUM (IV) 2-ETHYL-1 At least one selected from the group consisting of 3-HEXANEDIOLATE) may be used.
만일, 상기 글리콜이 10 중량부 미만이면, 전분의 녹는점을 낮추는 효과가 미미할 수 있으며, 반대로 50 중량부를 초과하면 개질로 인하여 전분의 물성에 손상을 가할 수 있으며, 알코올을 10 중량부 미만으로 사용하면, 전분과 고무와의 반응효과가 경미할 수 있으며, 반대로 30 중량부를 초과하면 원료고무의 물성 저하를 초래할 수 있는 한편, 상기 티타네이트계 커플링제를 0.5 중량부 미만으로 사용하면 원료고무의 점도를 낮추는 효과가 미미할 수 있으며, 반대로 15 중량부를 초과하여 사용하면, 원료고무의 물성이 저하될 수 있다.If the glycol is less than 10 parts by weight, the effect of lowering the melting point of the starch may be insignificant, on the contrary, if it exceeds 50 parts by weight, the physical properties of the starch may be damaged due to the modification, and alcohol is used in an amount less than 10 parts by weight. In this case, the reaction effect of the starch and the rubber may be slight. On the contrary, if it exceeds 30 parts by weight, the physical properties of the raw material rubber may be reduced. On the other hand, when the titanate coupling agent is used at less than 0.5 part by weight, the viscosity of the raw material rubber The effect of lowering may be insignificant, on the contrary, when used in excess of 15 parts by weight, the physical properties of the raw material rubber may decrease.
또한, 상기 개질된 전분은 압출후 입자화 될 수도 있는데, 분쇄밀(Mill)을 이용하여 수행할 수 있으며, 그 평균지름이 50 내지 100㎛인데, 만일 50㎛ 미만이면, 특성적으로 입자화가 어려울 수 있으며, 반대로 100 ㎛를 초과하면 입자 크기가 너무 커서 적당한 전단 응력에도 깨지지 않아 조성물내에서의 분산성이 저하될 수 있다.In addition, the modified starch may be granulated after extrusion, it may be carried out using a mill (Mill), the average diameter is 50 to 100㎛, if less than 50㎛, it is difficult to characteristically granulate On the contrary, if the particle size exceeds 100 μm, the particle size may be so large that it does not break even with a moderate shear stress, thereby reducing the dispersibility in the composition.
아울러, 본 발명에 따르는 타이어용 고무조성물은 통상 업계에서 사용하는 보강충진제, 실란 커플링제, 활성제, 노화방지제, 공정유, 가류제, 가류촉진제와 같은 각종 첨가제를 선택하여 더 포함할 수 있음은 물론이다.In addition, the rubber composition for tires according to the present invention may further include various additives such as reinforcing fillers, silane coupling agents, activators, anti-aging agents, process oils, vulcanizing agents, vulcanization accelerators, and the like, which are commonly used in the industry. to be.
한편, 상술한 타이어용 고무조성물은 타이어로 형성될 수 있는데, 상기 타이어용 고무조성물과 상기 첨가제를 이용하여 자동차용, 버스용, 트럭용, 항공기용, 오토바이용 또는 자전거용과 같은 그 용도에 정해진 비율로 투입, 혼합 반죽하여 배합된 혼합물은 사용 부위에 따라 트레드용, 카카스용, 비드용 고무로 분류되어 각 필요공정으로 옮겨질 수 있으며, 성형에서는 제조 사양에 따라 트레드, 카카스, 비드 등이 조립되어 타이어의 원형인 그린 타이어를 만들 수 있고, 가류 공정에서 이송되어 온 그린 타이어를 규격, 패턴에 맞는 몰드에 넣어, 일정시간 증기로 가열하고 타이어 내부에는 튜브와 같은 특성을 갖는 브라다라는 용기에 온수를 보내어 그린 타이어를 내외 양면에서 가열하며, 타이어의 가류가 완료되면 타이어는 내부 코드지의 수축을 방지하기 위하여 일정시간 팽창시켜 외형을 유지한 후 완성될 수 있다.On the other hand, the above-mentioned rubber composition for a tire may be formed of a tire, using the rubber composition and the additive for the tire, a ratio determined for its use such as for automobiles, buses, trucks, aircrafts, motorcycles or bicycles. The mixture blended by adding, mixing and kneading can be classified into rubber for tread, carcass and bead according to the used part and transferred to each necessary process.In molding, tread, carcass, bead, etc. It is assembled to make a green tire which is a round shape of a tire.The green tire which has been transported in the vulcanization process is put in a mold conforming to the standard and pattern, heated by steam for a certain time, and has a tube-like characteristic inside the tire. Hot water is sent to heat the green tire from both inside and outside. It can be completed after maintaining the appearance by expanding for a certain time in order to maintain.
이하에서는, 본 발명을 실시예를 들어 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 하나의 실시예일 뿐이며 이에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples. However, this is only one embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예 1Example 1
(1) 개질된 전분의 제조(1) Preparation of Modified Starch
아세틸 아디프산 전분 100중량부에 대하여 테트라에틸렌글리콜 20 중량부 및 에틸 알코올 10 중량부를 압출기에 넣고 출구온도 150℃에서 스크류의 회전 속도 250 RPM, 공급속도(feeding speed) 150 RPM 으로 압출 처리한 후 상온에서 건조시키고, 이를 압출기에 재투입하며 아세틸 아디프산 전분 100 중량부에 대하여 티타네이트계 커플링제로 TITANIUM(IV) ISOPROPOXIDE, BIS(CYCLOPENTADIENYL)TITANIUM DICHLORIDE 10 중량부를 상온에서 공급하에 압출기의 출구 온도 60℃로 압출하여 건조한 후 분쇄밀을 이용하여 평균지름 80 ㎛ 크기 입자로 분쇄한 개질된 전분을 제조하였다. 20 parts by weight of tetraethylene glycol and 10 parts by weight of ethyl alcohol were added to an extruder based on 100 parts by weight of acetyl adipic acid starch, and extruded at an outlet temperature of 150 ° C. at a rotation speed of 250 RPM and a feeding speed of 150 RPM. After drying at room temperature, and re-introduced to the extruder, 10 parts by weight of TITANIUM (IV) ISOPROPOXIDE, BIS (CYCLOPENTADIENYL) TITANIUM DICHLORIDE with titanate coupling agent based on 100 parts by weight of acetyl adipic acid starch were supplied at room temperature. After the extrusion to 60 ℃ dried to prepare a modified starch pulverized to an average diameter of 80 ㎛ particles using a milling mill.
(2) 타이어용 고무조성물의 제조(2) Manufacture of rubber compositions for tires
폴리사이클릭 아로마틱 함량이 낮은 오일로 치환된 용액중합 스티렌 부타디엔 고무(S-SBR)로 스티렌 함량 25중량%, 비닐 함량 60중량% 및 폴리사이클릭 아로마틱 오일 15 중량%로 이루어진 스티렌 부타디엔 고무(S-SBR) 70 중량부, 에폭시로 치환된 변성고무의 비율이 천연고무에 대하여 30 중량%인 에폭시화된 천연고무(ENR) 5 중량부 및 천연고무 25 중량부로 이루어진 원료고무 100 중량부에 대하여 BET값이 110～140m2/g, DBP흡착량이 100～150ml/100g인 카본블랙 45 중량부, BET값이 100～220m2/g인 실리카 40 중량부, 실란커플링제(bis trisilyl propyl tetrasulfide) 3.2 중량부, 상기 (1) 개질된 전분 5 중량부, 산화아연(ZnO) 3 중량부, 스테아린산(Stearic acid) 1 중량부, 노화방지제(6PPD) 2 중량부, 왁스 1.5 중량부를 밴버리 믹서에 넣고 110℃에서 7분 동안 배합한 후 이를 방출하였다. 다음으로, 가류제로서 유황 2.5 중량부, 가류촉진제로서 N-t-부틸벤조티아졸 설펜아미드(N-t-butylbenzothiazole sulfenamide, NS) 1.5 중량부와 디페닐구아니딘(Dyphenyl guanidine) 1 중량부를 상기 배합물에 첨가하고 160℃에서 15분 동안 가류하여 본 발명에 따르는 타이어용 고무조성물을 제조하였다.A solution-polymerized styrene butadiene rubber (S-SBR) substituted with an oil having a low polycyclic aromatic content (S-SBR) and a styrene butadiene rubber (S-SBR) comprising 25% by weight of styrene, 60% by weight of vinyl and 15% by weight of polycyclic aromatic oils SBR) 70 parts by weight, BET value for 100 parts by weight of raw material rubber consisting of 5 parts by weight of epoxidized natural rubber (ENR) and 25 parts by weight of natural rubber, in which the proportion of modified rubber substituted with epoxy is 30% by weight relative to natural rubber. 45 parts by weight of carbon black having 110 to 140m 2 / g, DBP adsorption amount of 100 to 150ml / 100g, 40 parts by weight of silica having BET value of 100 to 220m 2 / g, and 3.2 parts by weight of silane coupling agent (bis trisilyl propyl tetrasulfide) (1) 5 parts by weight of modified starch, 3 parts by weight of zinc oxide (ZnO), 1 part by weight of stearic acid, 2 parts by weight of antioxidant (6PPD), and 1.5 parts by weight of wax in a Banbury mixer at 110 ° C. It was combined for 7 minutes and then released. Next, 2.5 parts by weight of sulfur as a vulcanizing agent, 1.5 parts by weight of Nt-butylbenzothiazole sulfenamide (NS) as a vulcanization accelerator and 1 part by weight of diphenyl guanidine were added to the formulation. Vulcanized for 15 minutes at ℃ to prepare a rubber composition for a tire according to the present invention.
실시예 2Example 2
개질된 전분 20 중량부 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 본 발명에 따르는 타이어용 고무조성물을 제조하였다.A rubber composition for tires was prepared in the same manner as in Example 1, except that 20 parts by weight of modified starch was used.
실시예 3Example 3
개질된 전분 50 중량부 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 본 발명에 따르는 타이어용 고무조성물을 제조하였다.A rubber composition for a tire according to the present invention was prepared in the same manner as in Example 1, except that 50 parts by weight of modified starch was used.
실시예 4Example 4
개질된 전분 80 중량부 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무를 제조하였다.A rubber was prepared in the same manner as in Example 1, except that 80 parts by weight of modified starch was used.
비교예 1Comparative Example 1
원료고무로 스티렌 부타디엔 고무 70 중량부, 부타디엔 고무 5 중량부 및 변성 천연고무 25 중량부, 천연 전분을 30 중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하여 타이어용 고무조성물을 제조하였다.A rubber composition for a tire was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 70 parts by weight of styrene butadiene rubber, 5 parts by weight of butadiene rubber, 25 parts by weight of modified natural rubber, and 30 parts by weight of natural starch were used.
시험예 1Test Example 1
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에서 제조한 타이어용 고무조성물을 이용하여 ASTM 관련 규정에 의거 고무시편을 준비한 후 경도, DIN마모, 가류속도, 웨트 스키드 저항(tand0℃, tand60℃)의 물성을 측정하고 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.After preparing rubber specimens according to ASTM-related regulations using the rubber composition for tires prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, the properties of hardness, DIN wear, vulcanization rate, wet skid resistance (tand0 ℃, tand60 ℃) Was measured and the results are shown in Table 1 below.
(loss of weight)DIN wear
(loss of weight)
(T90,min)Vulcanization speed
(T90, min)
*tand 60℃: 회전저항을 나타내는 수치로 낮을수록 유리함.* tand 60 ℃: The lower the value, the better the rotational resistance.
*tand 0℃: 젖음성 그립 성능을 나타내는 지수로 높을수록 유리함.
* tand 0 ° C: Index indicating wet grip performance, the higher the value.
상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 따르는 타이어용 고무조성물이 비교예에 의한 것과 대비하여 볼 때 분산성이 향상되고, 젖음성(wet) 그립 성능 지수와 내모특성(DIN마모), 회전저항 성능이 매우 향상되어 있음을 알 수 있다.Referring to Table 1, the rubber composition for a tire according to the present invention has improved dispersibility compared with that of the comparative example, wet grip performance index, wear resistance (DIN wear), and rolling resistance performance. It can be seen that it is very improved.
Claims (10)
Solution polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR) containing 15 to 35% by weight of polycyclic aromatic oils, emulsion polymerized styrene-butadiene rubber containing no oil, and 15 to 35% by weight of polycyclic aromatic oil Starch oxide to 100 parts by weight of raw material rubber, which is at least one selected from the group consisting of emulsified polymerized styrene-butadiene rubber (E-SBR), natural rubber (NR), epoxidized modified natural rubber (ENR) and butadiene rubber (BR). Rubber composition for a tire (tire) comprising at least one modified starch, which is at least one selected from the group consisting of hytex and acetyl adipic acid starch.
상기 개질은 전분 100중량부에 대하여 글리콜 10 내지 50 중량부, 알코올 10 내지 30 중량부 및 티타네이트계 커플링제 0.5 내지 15 중량부로 압출하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어(tire)용 고무조성물.
The method according to claim 6,
The modification is a rubber composition for a tire (tire), characterized in that the extrusion is made by 10 to 50 parts by weight of glycol, 10 to 30 parts by weight of alcohol and 0.5 to 15 parts by weight of the titanate coupling agent.
상기 티타네이트계 커플링제는 티탄아이소프로폭사이드(TITANIUM(IV) ISOPROPOXIDE), 비스시클로펜타디에닐 티탄 다이클로라이드(BIS(CYCLOPENTADIENYL)TITANIUM DICHLORIDE), 시클로펜탄디에닐티탄 트리클로라이드(CYCLOPENTADIENYLTITANIUM TRICHLORIDE), 티타늄 부톡사이드(TITANIUM(IV) BUTOXIDE), 클로로트리아이소프로폭시티타늄(CHLOROTRIISOPROPOXYTITANIUM), 티타늄 2-에틸헤콕사이드(TITANIUM(IV) 2-ETHYLHEXOXIDE), 티타늄에톡사이드(TITANIUM(IV) ETHOXIDE), 티타늄 프로폭사이드(TITANIUM(IV) PROPOXIDE), 티타늄 디아이소프로폭사이드 비스아세틸아세토네이트(TITANIUM DIISOPROPOXIDE BIS(ACETYLACETONATE)) 및 티타늄 2-에틸-1,3-헥산디올레이트(TITANIUM(IV) 2-ETHYL-1,3-HEXANEDIOLATE)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 타이어(tire)용 고무조성물.The method of claim 7, wherein
The titanate coupling agent is titanium isopropoxide (TITANIUM (IV) ISOPROPOXIDE), biscyclopentadienyl titanium dichloride (BIS (CYCLOPENTADIENYL) TITANIUM DICHLORIDE), cyclopentane dienyl titanium trichloride (CYCLOPENTADIENYLTITANIUM TRICHLORIDE), titanium Butoxyside (TITANIUM (IV) BUTOXIDE), chlorotriisopropoxytitanium (CHLOROTRIISOPROPOXYTITANIUM), titanium 2-ethylhexoxide (TITANIUM (IV) 2-ETHYLHEXOXIDE), titanium ethoxide (TITANIUM (IV) ETHOXIDE), titanium pro TITANIUM (IV) PROPOXIDE, TITANIUM DIISOPROPOXIDE BIS (ACETYLACETONATE) and TITANIUM (IV) 2-ETHYL- 1,3-HEXANEDIOLATE) rubber composition for a tire (tire), characterized in that at least one selected from the group consisting of.
상기 압출후 평균지름 50 내지 100㎛인 분말로 입자화된 것을 특징으로 하는 타이어(tire)용 고무조성물.
The method of claim 7, wherein
A rubber composition for a tire, wherein the rubber composition is granulated into powder having an average diameter of 50 to 100 μm after the extrusion.
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| KR100257036B1 (en) | 1998-03-09 | 2000-05-15 | 권수진 | A process of preparing for excellent reaction-property thermo elastic starch, its resin composite, its complex materials |
| KR20000029071A (en) * | 1998-10-15 | 2000-05-25 | 스위셔 케드린 엠 | Preparation of starch reinforced rubber and use thereof in tires |
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