KR101182208B1 - 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 - Google Patents

타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로, 본 발명이 타이어 트레드용 고무 조성물은 용액중합 스티렌 부타디엔 고무 70 내지 90 중량부 및 네오디움 부타디엔 고무 10 내지 30 중량부를 포함하는 원료고무 100 중량부, 그리고 충진제인 고분산성 실리카 75 내지 85 중량부를 포함한다. 상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 저연비 성능의 저하 없이 제동성능을 동등 이상으로 향상시키고 마모성능 또한 향상시킬 수 있다.

Description

타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어{TREAD RUBBER COMPOSITION AND TIRE MANUFACTURED BY USING THE SAME}
본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로서, 저연비 성능의 저하 없이 제동성능을 동등 이상으로 향상시키고 마모성능 또한 향상시킨 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것이다.
최근 유럽, 일본 등에서는 타이어 성능에 대한 라벨 표기 제도를 도입하여 타이어의 성능에 대한 소비자들의 관심이 커지고 있고, 소비자들이 요구하는 성능도 다양화되고 있다.
타이어 주요한 성능으로는 내마모 성능, 핸들링 앤 라이드(Handling & Ride) 성능, 웨트 제동성 및 저연비 성능 등이 있으며, 이러한 성능들 중에서 특히 유럽 등에서 도입하는 라벨 표기 제도 대응을 위해서는 여러 가지 성능들을 동시에 만족하는 것이 필요하고, 특히 웨트 제동성(젖은 노면 제동성능)과 저 연비 성능을 동시에 만족해야 하는 과제가 발생한다.
웨트 제동성과 저연비 성능은 상반되는 성능으로 한 가지 성능을 우수하게 하고자 하면 다른 한 가지 성능은 저하되는 상충적인 특성(Trade-off 특성)을 나타내는 경향이 있다.
구체적으로, 타이어의 마모 성능 및 연비 성능을 향상시키면, 제동 성능은 오히려 저하되는 경우가 발생하고, 타이어의 제동 성능을 향상시킬 경우 연비 성능이 불리하게 되거나 마모 성능이 저하되는 경우가 발생한다.
이렇게 타이어의 각 성능들은 한 가지 성능을 향상시키면 다른 한 가지 성능은 저하되는 현상 즉, 상충적인 특성을 보이기 때문에 한 가지 성능을 향상시키면서 다른 한 가지 성능 저하를 최소화시키거나 나아가 동시에 두 가지 성능을 향상시킬 수 있는 기술의 개발이 필요해지고 있다.
이러한 타이어의 특성에 불구하고 최근 소비자들은 제동 성능이 우수한 타이어를 요구하고 있으며, 동시에 어려운 경제 위기 속에 저연비 특성이 우수한 친환경적인 제품을 요구하는 실정이기 때문에 타이어 제조 업체에서는 이러한 상충적인 특성을 향상시킬 있는 새로운 개념의 방법을 검토하고 있으며 연구 개발을 활발히 추진하고 있다.
본 발명의 목적은 저연비 성능의 저하 없이 제동성능을 동등 이상으로 향상시키고, 마모성능 또한 향상시킨 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 용액중합 스티렌 부타디엔 고무 70 내지 90 중량부 및 네오디움 부타디엔 고무 10 내지 30 중량부를 포함하는 원료고무 100 중량부, 그리고 충진제인 고분산성 실리카 75 내지 85 중량부를 포함한다.
상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무는 스티렌 함량이 30 내지 60 중량%, 부타디엔 내의 비닐 함량이 15 내지 30 중량%, 유리전이온도Tg가 -20 내지 -30℃인 것일 수 있다.
상기 네오디움 부타디엔 고무는 유리전이온도가 -100 내지 -110℃이고, 분자량 분포가 1.5 내지 2.5인 것일 수 있다.
상기 실리카는 질소흡착 비표면적이 160 내지 180㎡/g, CTAB값이 150 내지 170㎡/g, DBP 흡유량이 180 내지 200cc/100g인 것일 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 커플링제 10 내지 20 중량부, 연화제 1 내지 100 중량부, 가황제 0.3 내지 2.5 중량부, 가황촉진제 0.8 내지 4.0 중량부, 그리고 노화방지제 1 내지 10 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어를 제공하는 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은 원료고무 100 중량부, 그리고 충진제인 고분산성 실리카 75 내지 85 중량부를 포함한다.
상기 원료고무는 스티렌 부타디엔 고무 70 내지 90 중량부 및 부타디엔 고무 10 내지 30 중량부를 포함한다.
상기 스티렌 부타디엔 고무는 용액중합 스티렌 부타디엔 고무일 수 있다.
상기 스티렌 부타디엔 고무에는 유화중합 스티렌-부타디엔 고무(Emulsion-polymerized Styrene Butadiene Rubber, E-SBR), 용액중합 스티렌-부타디엔 고무(Solution-polymerized Styrene Butadiene Rubber, S-SBR)가 있다.
상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무는 유화중합 스티렌 부타디엔 고무에 비하여 분자량이 크고 유리전이온도(Tg)가 높아 제동 성능에 유리한 특성이 있다.
상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무는 스티렌 함량이 30 내지 60 중량%, 부타디엔 내의 비닐 함량이 15 내지 30 중량%인 것일 수 있고, 바람직하게 스티렌 함량이 40 내지 55 중량%, 부타디엔 내의 비닐 함량이 20 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게 스티렌 함량이 45 내지 52 중량%, 부타디엔 내의 비닐 함량이 25 내지 29 중량%인 것일 수 있다.
상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무로 상기 스티렌 함량 및 부타디엔 내의 비닐 함량 범위의 용액중합 스티렌 부타디엔 고무를 사용하는 경우에는 마찰에 의한 히스테리시스 열손실이 높아서 마른 노면이나 젖은 노면에서의 제동 성능이 우수할 수 있다.
또한, 상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무는 유리전이온도(Tg)가 -20 내지 -30℃인 것일 수 있고, -23 내지 -27℃인 것일 수 있다. 이처럼 낮은 유리전이온도를 갖는 경우에는 상온에서 고무의 유동성이 높아져서 히스테리시스 손실이 감소하여서 저연비 성능이 유리해질 수 있다.
상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무는 중량평균분자량이 1,000,000인 것일 수 있고, 바람직하게 1,000,000 내지 5,000,000인 것일 수 있다. 상기 중량평균분자량의 범위의 용액중합 스티렌 부타디엔 고무를 사용하는 경우에는 제동 성능에 유리할 수 있다.
상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무(S-SBR)는 연속식 방법에 의하여 제조된 것일 수 있다.
상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무(S-SBR)는 연속식 방법과 회분식 방법에 의하여 제조될 수 있다. 상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무는 특히 연속식 방법에 의하여 제조된 것일 수 있다.
상기 연속식 방법에 의하여 제조된 용액중합 스티렌 부타디엔 고무는 상기 회분식 방법에 의하여 제조된 용액중합 스티렌 부타디엔 고무에 비하여 다량의 저분자 물질로 포함하고 있는 것으로 인하여 가공성은 우수해질 수 있고, 제동성능도 유리해질 수 있다.
상기 연속식 방법에 의하여 제조된 용액중합 스티렌 부타디엔 고무는 분자량 분포도(MWD)가 2 내지 5로 회분식 방법에 의하여 제조된 용액중합 스티렌 부타디엔 고무에 비하여 넓은 분자량 분포를 보이는 특성이 있으며 이는 가공성 및 제동성능을 유리하게 할 수 있다.
상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무는 원료고무 100 중량부에 대하여 70 내지 90 중량부로 포함되고, 바람직하게 80 내지 90 중량부로 포함할 수 있다.
상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무를 원료고무 100 중량부에 대하여 70 중량부 미만으로 포함하면 제동 성능이 불리해 질 수 있고, 90 중량부를 초과하여 포함하면 내마모 성능 및 저연비 성능이 불리해질 수 있다.
상기 스티렌 부타디엔 고무는 적절한 가공성을 위하여 오일을 더 포함할 수 있고, 상기 오일은 원료고무의 가공성을 좋게 하기 위하여 사용하는 오일이라면 어떤 것이든 사용할 수 있으며, 바람직하게 TDAE 오일을 사용하면 환경적으로 우수한 효과가 있다. 상기 오일은 20 내지 50 중량부로 포함될 수 있으나, 적절한 가공성을 위하여 적절하게 함량을 변경하여 사용할 수 있다.
상기 부타디엔 고무는 네오디움 부타디엔 고무일 수 있다.
상기 부타디엔 고무에는 네오디움 부타디엔 고무, 코발트 부타디엔 고무, 니켈 부타디엔 고무가 있다. 상기 부타디엔 고무로 네오디움 부타디엔 고무를 사용하는 경우 코발트 부타디엔 고무나 니켈 부타디엔 고무에 비하여 분자량 분포가 좁고 분자 구조가 비교적 선형(Linear)이 특성이 있다.
상기 네오디움 부타디엔 고무는 분자량 분포가 1.5 내지 2.5인 것일 수 있다. 상기 분자량 분포의 네오디움 부타디엔 고무를 사용하는 경우 히스테리시스 열손실을 낮추고 회전저항을 유리하게 할 수 있다. 상기 네오디움 부타디엔 고무는 유리전이온도가 -100 내지 -110℃인 것일 수 있다.
상기 원료고무 100중량부는 상기 부타디엔 고무를 10 내지 30 중량부로 포함할 수 있고, 바람직하게 10 내지 20 중량부로 포함할 수 있다. 상기 부타디엔 고무를 10 중량부 미만으로 포함하면 내마모 성능과 저연비 성능이 불리할 수 있고 30 중량부를 초과하여 포함하면 가공성이 저하될 수 있다.
상기 네오디움 부타디엔 고무는 오일이 함유되지 않은 것일 수 있다.
상기 원료고무는 상기 스티렌 부타디엔 고무와 부타디엔 고무 외에 일반적으로 타이어용 고무 조성물에서 사용하는 고무를 더 포함할 수 있다. 상기 고무는 천연고무, 합성고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 천연 고무는 일반적인 천연 고무 또는 변성 천연 고무일 수 있다.
상기 일반적인 천연 고무는 천연 고무로서 알려진 것이면 어느 것이라도 사용될 수 있고, 원산지 등이 한정되지 않는다. 상기 천연 고무는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함하지만, 요구 특성에 따라서 트랜스-1,4-폴리이소프렌을 포함할 수도 있다. 따라서, 상기 천연 고무에는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함하는 천연 고무 외에, 예컨대 남미산 사포타과의 고무의 일종인 발라타 등, 트랜스-1,4-이소프렌을 주체로서 포함하는 천연 고무도 포함할 수 있다.
상기 변성 천연 고무는, 상기 일반적인 천연 고무를 변성 또는 정제한 것을 의미한다. 예컨대, 상기 변성 천연 고무로는 에폭시화 천연 고무(ENR), 탈단백 천연 고무(DPNR), 수소화 천연 고무 등을 들 수 있다.
상기에서 합성 고무는 변성 스티렌 부타디엔 고무, 변성 부타디엔 고무, 클로로 술폰화 폴리에틸렌 고무, 에피클로로 하이드린 고무, 불소 고무, 실리콘 고무, 니트릴 고무, 수소화된 니트릴 고무, 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 변성 니트릴 부타디엔 고무, 클로리네이티드 폴리에틸렌 고무, 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS) 고무, 에틸렌 프로필렌 고무, 에틸렌 프로필렌디엔(EPDM) 고무, 하이팔론 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌 비닐아세테이트 고무, 아크릴 고무, 히드린 고무, 비닐 벤질 클로라이드 스티렌 부타디엔 고무, 브로모 메틸 스티렌 부틸 고무, 말레인산 스티렌 부타디엔 고무, 카르복실산 스티렌 부타디엔 고무, 에폭시 이소프렌 고무, 말레인산 에틸렌 프로필렌 고무, 카르복실산 니트릴 부타디엔 고무, 브로미네이티드 폴리이소부틸 이소프렌-코-파라메틸 스티렌(brominated polyisobutyl isoprene-co-paramethyl styrene, BIMS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 충진제로 고분산성 실리카를 75 내지 85 중량부로 포함한다.
상기 충진제로 사용하는 고분산성 실리카는 일반 실리카에 비하여 가공성에 유리한 특성이 있다.
상기 고분산성 실리카는 질소흡착 비표면적(nitrogen surface area per gram, N2SA)이 160 내지 180 ㎡/g이고, CTAB(cetyl trimethyl ammonium bromide) 흡착 비표면적이 150 내지 170 ㎡/g인 것일 수 있고, 바람직하게 질소흡착 비표면적이 170 내지 180 ㎡/g이고, CTAB 흡착 비표면적이 155 내지 165 ㎡/g인 것일 수 있다. 또한, 상기 고분산성 실리카는 DBP(n-dibutyl phthalate) 흡유량이 180 내지 200cc/100g인 것일 수 있다. 상기 특성의 고분산성 실리카를 사용하는 경우 적절한 보강효과와 함께 가공성에 유리한 효과를 얻을 수 있다.
상기 고분산성 실리카의 함량은 원료고무 100 중량부에 대하여 75 내지 85 중량부일 수 있고, 바람직하게 78 내지 82 중량부일 수 있다. 상기 고분산성 실리카를 원료고무 100 중량부에 대하여 75 중량부 미만으로 포함하면 제동 성능이 저조해질 수 있고, 85 중량부를 초과하여 포함하면 내마모 성능 및 저연비 성능이 불리해질 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 커플링제를 더 포함할 수 있다.
상기 커플링제로는 설파이드계 실란 화합물, 머캅토계 실란 화합물, 비닐계 실란 화합물, 아미노계 실란 화합물, 글리시독시계 실란 화합물, 니트로계 실란 화합물, 클로로계 실란 화합물, 메타크릴계 실란 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 설파이드계 실란 화합물은 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)테트라설파이드, 비스(4-트리에톡시실릴부틸)테트라설파이드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)테트라설파이드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)테트라설파이드, 비스(4-트리메톡시실릴부틸)테트라설파이드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)트리설파이드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)트리설파이드, 비스(4-트리에톡시실릴부틸)트리설파이드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)트리설파이드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)트리설파이드, 비스(4-트리메톡시실릴부틸)트리설파이드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디설파이드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)디설파이드, 비스(4-트리에톡시실릴부틸)디설파이드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)디설파이드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)디설파이드, 비스(4-트리메톡시실릴부틸)디설파이드, 3-트리메톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카바모일테트라설파이드, 3-트리에톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카바모일테트라설파이드, 2-트리에톡시실릴에틸-N,N-디메틸티오카바모일테트라설파이드, 2-트리메톡시실릴에틸-N,N-디메틸티오카바모일테트라설파이드, 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아졸릴테트라설파이드, 3-트리에톡시실릴프로필벤조티아졸테트라설파이드, 3-트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트모노설파이드, 3-트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트모노설파이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 머캅토계 실란 화합물은 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 2-머캅토에틸트리메톡시실란, 2-머캅토에틸트리에톡시실란 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 상기 비닐계 실란 화합물은 에톡시실란, 비닐트리메톡시실란 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. 상기 아미노계 실란 화합물은 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 글리시독시계 실란 화합물은 γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디메톡시실란 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. 상기 니트로계 실란 화합물은 3-니트로프로필트리메톡시실란, 3-니트로프로필트리에톡시실란 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. 상기 클로로계 실란 화합물은 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리에톡시실란, 2-클로로에틸트리메톡시실란, 2-클로로에틸트리에톡시실란 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 메타크릴계 실란 화합물은 γ-메타크릴록시프로필 트리메톡시실란, γ-메타크릴록시프로필 메틸디메톡시실란, γ-메타크릴록시프로필 디메틸메톡시실란 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 커플링제로는 바람직하게 비스(트리알콕시실릴프로필)폴리설파아드(TESPD), 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드(TESPT) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있고, 이 경우 고무 내에서의 고분산성 실리카와 분산을 용이하게 하고 고무에서의 실리카의 충진 효과를 높일 수 있다. 상기 TESPD는 TESPT와 카본 블랙을 각각 50 중량%로 혼합한 것이다.
상기 커플링제는 원료고무 100 중량부에 대하여 10 내지 20 중량부로 포함할 포함할 수 있고, 바람직하게 12 내지 18 중량부로 포함할 수 있다.
상기 커플링제를 10 중량부 미만으로 포함하는 경우에는 커플링제에 의한 분산성 향상의 효과가 미미할 수 있고, 20 중량부를 초과하는 경우에는 고무의 가공성이 나빠질 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 충진제로 고분산성 실리카를 단독으로 사용할 수 있고 상기 고분산성 실리카 이외의 충진제를 더 포함할 수도 있다.
상기 충진제로 카본블랙을 사용하는 경우에 비하여 카본블랙을 사용하지 않고 실리카만을 사용하는 경우, 젖은 노면에서의 제동성능(Wet 성능)에 더 유리할 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 상기 고무에 가소성을 부여하고 가공의 용이성을 높이기 위하여 연화제를 더 포함할 수 있다.
상기 연화제로는 석유계 오일, 식물유지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 석유계 오일로는 파라핀계 오일, 나프텐계 오일, 방향족계 오일 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 파라핀계 오일의 대표적인 예로 미창 오일 주식회사의 P-1, P-2, P-3, P-4, P-5, P-6 등을 들 수 있고, 상기 나프텐계 오일의 대표적인 예로는 미창 오일 주식회사의 N-1, N-2, N-3 등을 들 수 있으며, 상기 방향족계 오일의 대표적인 예로는 미창 오일 주식회사의 A-2, A-3 등을 들 수 있다.
상기 식물유지로는 피마자유, 면실유, 아마인유, 카놀라유, 대두유, 팜유, 야자유, 낙화생유, 파인유, 파인타르, 톨유, 콘유, 쌀겨기름, 홍화유, 참기름, 올리브유, 해바라기유, 팜핵유, 동백유, 호호바유, 마카다미아너트유, 사플라워 오일, 동유 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
최근 환경 의식의 고조와 함께 상기 방향족계 오일에 포함된 폴리사이클릭 아로마틱 탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)의 함량이 3 중량% 초과일 때는 암 유발 가능성이 높은 것으로 알려진바, TDAE(treated distillate aromatic extract) 오일, MES(mild extraction solvate) 오일, RAE(residual aromatic extract) 오일 또는 중질 나프텐성 오일을 바람직하게 사용할 수 있다.
특히, 상기 연화제로서 사용하는 오일은 상기 오일 전체에 대하여 PAHs 성분의 총 함량이 3중량% 이하이고, 동점도가 95℃ 이상(210 ℉ SUS), 연화제 내의 방향족 성분이 15 내지 25중량%, 나프텐계 성분이 27 내지 37중량% 및 파라핀계 성분이 38 내지 58중량%인 TDAE 오일을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 TDAE 오일은 상기 TDAE 오일을 포함한 타이어 트레드의 저온 특성, 연비 성능을 우수하게 하면서도 PAHs의 암 유발 가능성 등의 환경적 요인에 대해서도 유리한 특성을 갖는다.
상기 연화제는 원료 고무 100 중량부에 대하여 1 내지 100 중량부로 사용할 수 있고, 바람직하게 1 내지 50 중량부로 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게 3 내지 10 중량부로 사용할 수 있다. 상기 중량부의 범위로 상기 연화제를 사용하는 경우 원료 고무에 적절한 가공성을 부여할 수 있다는 점에서 바람직하다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 가황제를 더 포함할 수 있다.
상기 가황제로는 유황계 가황제, 유기 과산화물, 수지 가황제, 산화마그네슘 등의 금속산화물을 사용할 수 있다.
상기 유황계 가황제는 분말 황(S), 불용성 황(S), 침강 황(S), 콜로이드(colloid) 황 등의 무기 가황제와, 테트라메틸티우람 디설파이드(tetramethylthiuram disulfide, TMTD), 테트라에틸티우람 디설파이드(tetraethyltriuram disulfide, TETD), 디티오디모르폴린(dithiodimorpholine) 등의 유기 가황제를 사용할 수 있다. 상기 유황 가황제로는 구체적으로 원소 유황 또는 유황을 만들어 내는 가황제, 예를 들면 아민 디설파이드(amine disulfide), 고분자 유황 등을 사용할 수 있다.
상기 유기 과산화물은 벤조일퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시프로필)벤젠, 디-t-부틸퍼옥시-디이소프로필벤젠, t-부틸퍼옥시벤젠, 2,4-디클로로벤조일퍼옥사이드, 1,1-디부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸실록산, n-부틸-4,4-디-t-부틸퍼옥시발레레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 가황제로는 바람직하게 유황 가황제를 사용할 수 있고, 상기 유황 가황제는 구체적으로 원소 유황 또는 유황을 만들어 내는 가황제를 의미하며, 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 0.3 내지 2.5 중량부로, 바람직하게 0.5 내지 1.5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 중량부의 범위로 포함되는 경우 적절한 가황의 효과로서 원료 고무가 열에 덜 민감하고 화학적으로 안정하게 해줄 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 가황촉진제를 더 포함할 수 있다. 상기 가황촉진제는 가황 속도를 촉진하거나 초기 가황 단계에서 지연작용을 촉진하는 촉진제(accelerator)를 의미한다.
상기 가황촉진제로는 술펜아미드계, 티아졸계, 티우람계, 티오우레아계, 구아니딘계, 디티오카르밤산계, 알데히드-아민계, 알데히드-암모니아계, 이미다졸린계, 크산테이트계 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 술펜아미드계 가황촉진제로는, 예컨대 N-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드(CBS), N-tert-부틸-2-벤조티아질술펜아미드(TBBS), N,N-디시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드, N-옥시디에틸렌-2-벤조티아질술펜아미드, N,N-디이소프로필-2-벤조티아졸술펜아미드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 술펜아미드계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 티아졸계 가황촉진제로는, 예컨대 2-머캅토벤조티아졸(MBT), 디벤조티아질디설파이드(MBTS), 2-머캅토벤조티아졸의 나트륨염, 2-머캅토벤조티아졸의 아연염, 2-머캅토벤조티아졸의 구리염, 2-머캅토벤조티아졸의 시클로헥실아민염, 2-(2,4-디니트로페닐)머캅토벤조티아졸, 2-(2,6-디에틸4-모르폴리노티오)벤조티아졸 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 티아졸계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 티우람계 가황촉진제로는, 예컨대 테트라메틸티우람디설파이드(TMTD), 테트라에틸티우람디설파이드, 테트라메틸티우람모노설파이드, 디펜타메틸렌티우람디설파이드, 디펜타메틸렌티우람모노설파이드, 디펜타메틸렌티우람테트라설파이드, 디펜타메틸렌티우람헥사설파이드, 테트라부틸티우람디설파이드, 펜타메틸렌티우람테트라설파이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 티우람계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 티오우레아계 가황촉진제로는, 예컨대 티아카르바미드, 디에틸티오요소, 디부틸티오요소, 트리메틸티오요소, 디오르토톨릴티오요소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 티오우레아계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 구아니딘계 가황촉진제로는, 예컨대 디페닐구아니딘, 디오르토톨릴구아니딘, 트리페닐구아니딘, 오르토톨릴비구아니드, 디페닐구아니딘프탈레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 구아니딘계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 디티오카르밤산계 가황촉진제로는, 예컨대 에틸페닐디티오카르밤산아연, 부틸페닐디티오카르밤산아연, 디메틸디티오카르밤산나트륨, 디메틸디티오카르밤산아연, 디에틸디티오카르밤산아연, 디부틸디티오카르밤산아연, 디아밀디티오카르밤산아연, 디프로필디티오카르밤산아연, 펜타메틸렌디티오카르밤산아연과 피페리딘의 착염, 헥사데실이소프로필디티오카르밤산아연, 옥타데실이소프로필디티오카르밤산아연 디벤질디티오카르밤산아연, 디에틸디티오카르밤산나트륨, 펜타메틸렌디티오카르밤산피페리딘, 디메틸디티오카르밤산셀레늄, 디에틸디티오카르밤산텔루늄, 디아밀디티오카르밤산카드뮴 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 디티오카르밤산계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 알데히드-아민계 또는 알데히드-암모니아계 가황촉진제로는, 예컨대 아세트알데히드-아닐린 반응물, 부틸알데히드-아닐린 축합물, 헥사메틸렌테트라민, 아세트알데히드-암모니아 반응물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 알데히드-아민계 또는 알데히드-암모니아계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 이미다졸린계 가황촉진제로는, 예컨대 2-머캅토이미다졸린 등의 이미다졸린계 화합물을 사용할 수 있고, 상기 크산테이트계 가황촉진제로는, 예컨대 디부틸크산토겐산아연 등의 크산테이트계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 가황촉진제는 가류 속도 촉진을 통한 생산성 증진 및 고무 물성의 증진을 극대화시키기 위하여 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 0.8 내지 4.0 중량부로, 바람직하게 1.5 내지 3.0 중량부로 포함될 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 노화방지제를 더 포함할 수 있다. 상기 노화방지제는 산소에 의해서 타이어가 자동 산화되는 연쇄반응을 정지시키기 위하여 사용되는 첨가제이다. 상기 노화방지제로는 아민계, 페놀계, 퀴놀린계, 이미다졸계, 카르밤산 금속염, 왁스 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
상기 아민계 노화방지제로는 N-페닐-N'-(1,3-디메틸)-p-페닐렌디아민, N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-이소프로필-p-페닐렌디아민, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, N,N'-디아릴-p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-사이클로헥실 p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-옥틸-p-페닐렌디아민 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 페놀계 노화방지제로는 페놀계인 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-이소부틸리덴-비스(4,6-디메틸페놀), 2,6-디-t-부틸-p-크레졸 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 퀴놀린계 노화방지제로는 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 및 그 유도체를 사용할 수 있고, 구체적으로 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린, 6-아닐리노-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린, 6-도데실-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 왁스로는 파라핀계 왁스, 왁시 하이드로카본, 마이크로 크리스탈린 왁스를 사용할 수 있다.
상기 노화방지제로는 N-(1,3-디메틸부틸)-N-페닐-p-페닐렌디아민(N-(1,3-Dimethybutyl)-N-phenyl-p-phenylenediamine, 6PPD), N-페닐-n-이소프로필-p-페닐렌디아민(N-phenyl-n-isopropyl-p-phenylenediamine, 3PPD), 폴리(2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(Poly(2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, RD) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 노화방지제는 노화 방지 작용 이외에 고무에 대한 용해도가 커야 하고, 휘발성이 작고 고무에 대하여 비활성이어야 하며, 가황을 저해하지 않아야 한다는 등의 조건을 고려할 때, 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 선택적으로 추가적인 가류촉진조제, 점착제 등의 각종의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 각종의 첨가제는 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 어느 것이나 사용할 수 있으며, 이들의 함량은 통상적인 타이어 트레드용 고무 조성물에서 사용되는 배합비에 따르는 바, 특별히 한정되지 않는다.
상기 가류촉진조제는 상기 가류촉진제와 병용하여 그 촉진 효과를 완전하게 하기 위해서 사용되는 배합제로서, 무기계 가류촉진조제, 유기계 가류촉진조제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 무기계 가류촉진조제로는 산화아연(ZnO), 탄산아연(zinc carbonate), 산화마그네슘(MgO), 산화납(lead oxide), 수산화 칼륨 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다. 상기 유기계 가류촉진조제로는 스테아르산, 스테아르산 아연, 팔미트산, 리놀레산, 올레산, 라우르산, 디부틸 암모늄-올레이트(dibutyl ammonium oleate), 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
특히, 상기 가류촉진조제로서 상기 산화아연과 상기 스테아르산을 함께 사용할 수 있으며, 이 경우 상기 산화아연이 상기 스테아르산에 녹아 상기 가류촉진제와 유효한 복합체(complex)를 형성하여, 가황 반응 중 유리한 황을 만들어냄으로써 고무의 가교 반응을 용이하게 한다.
상기 산화아연과 상기 스테아르산을 함께 사용하는 경우 적절한 가류촉진조제로서의 역할을 위하여 각각 원료 고무 100 중량부에 대하여 0.2 내지 5 중량부 및 0.2 내지 3 중량부로 사용할 수 있다.
타이어는 주행하면서 특히 타이어 트레드부의 고무가 변형되고, 이 때 히스테리시스 열손실이 발생한다. 이러한 히스테리시스 열손실이 클수록 젖은 노면에서의 제동 성능은 우수해지나 반대로 히스테리시스 열손실이 적을수록 회전 저항이 감소하여 저연비 성능이 우수해 진다.
일반적으로 가장 쉽게 젖은 노면에서의 제동 성능을 향상시키기 위하여 충진제를 증량하여 사용하는 방법이 적용되는데, 이렇게 충진제를 증량하여 적용하면 필러-필러 결합에 의하여 히스테리시스 열손실이 많이 발생하게 되고 젖은 노면에서의 제동 성능이 향상된다. 그러나, 젖은 노면에서의 제동성능과는 상보적(Trade-off) 특성인 저연비 성능을 향상시키기 위해서는 오히려 충진제의 사용량을 줄여야 하는 문제가 발생한다. 이러한 상충적인(Trade-off) 성능을 만족시키기 위해 본 발명에서는 충진제는 감량하여 저연비 성능을 향상시키고, 젖은 노면에서의 제동성을 유지 또는 향상시키기 위하여 충진제의 증량의 방법이 아닌 원료고무의 특성을 활용하여 저연비 성능의 저하 없이 제동 성능을 동등 이상으로 향상시킬 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 통상적인 2단계의 연속 제조 공정을 통하여 제조될 수 있다. 즉, 110 내지 190℃에 이르는 최대 온도, 바람직하게는 130 내지 180℃의 고온에서 열기계적 처리 또는 혼련시키는 제1 단계(“비생산” 단계라고 함) 및 가교결합 시스템이 혼합되는 피니싱 단계 동안, 전형적으로 110℃ 미만, 예를 들면 40 내지 100℃의 저온에서 기계적 처리하는 제2 단계(“생산” 단계라고 함)를 사용하여 적당한 혼합기 속에서 제조할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 트레드(트레드 캡 및 트레드 베이스) 에 한정되지 않고, 타이어를 구성하는 다양한 고무 구성 요소에 포함될 수 있다. 상기 고무 구성 요소로는 사이드월, 사이드월 삽입물, 에이펙스(apex), 채퍼(chafer), 와이어 코트 또는 이너라이너 등을 들 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 타이어는 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조된다. 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 타이어를 제조하는 방법은 종래에 타이어의 제조에 이용되는 방법이면 어느 것이든 적용이 가능한 바, 본 명세서에서 상세한 설명은 생략한다.
상기 타이어는 승용차용 타이어, 경주용 타이어, 비행기 타이어, 농기계용 타이어, 오프로드(off-the-road) 타이어, 트럭 타이어 또는 버스 타이어 등일 수 있다. 또한, 상기 타이어는 레디얼(radial) 타이어 또는 바이어스(bias) 타이어일 수 있으며, 레디얼 타이어인 것이 바람직하다.
본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어는 저연비 성능의 저하 없이 제동성능을 향상시키고 마모성능 또한 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[ 제조예 : 고무 조성물의 제조]
다음 표1과 같은 조성을 이용하여 하기의 실시예 및 비교예에 따른 타이어 트레드 고무 조성물을 제조하였다. 타이어 트레드 고무 조성물의 제조는 통상의 타이어 트레드 고무의 제조방법에 따랐다.
　 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예5
S-SBR(A)1) 40(55) ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ
S-SBR(B)2) 40(55) 80(110) 80(110) ㅡ 80(110) 80(110) 80(110) 70(96.25) 90(123.75) 80(110)
S-SBR(C)3) ㅡ ㅡ ㅡ 80(110) ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ
BR(A)4) 20 20 ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ
BR(B)5) ㅡ ㅡ 20 20 20 20 20 30 10 20
실리카6 ) 90 90 90 80 85 80 75 80 80 70
커플링제 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15
가공오일7 ) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
노화방지제 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
가황제8 ) 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
가황촉진제 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2
* SBR의 함량의 괄호 안의 수치는 오일을 함유한 수치임. (단위: 중량부)
* 연화제인 가공오일의 함량은 원료고무에 포함된 extender oil을 제외한 수치임.
1) S-SBR(A) : 스티렌 함량이 24 중량%, 부타디엔 내의 비닐 함량이 66 중량%이며 Tg가 -10℃인 연속식 방법에 의해 제조된 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무(SBR), TDAE Oil 37.5 중량부 포함.
2) S-SBR(B) : 스티렌 함량이 49 중량%, 부타디엔 내의 비닐 함량이 27 중량%이며 Tg가 -25℃인 연속식 방법에 의해 제조된 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무(SBR), TDAE Oil 37.5 중량부 포함. 중량평균분자량이 1,600,000이고, 분자량 분포도가 3.5인 것임.
3) S-SBR(C) : 스티렌 함량이 49 중량%, 부타디엔 내의 비닐 함량이 27 중량%이며 Tg가 -25℃인 회분식 방법에 의해 제조된 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무(SBR), TDAE Oil 37.5 중량부 포함. 분자량 분포도가 1.8인 것임.
4) BR(A) : 니켈 부타디엔 고무
5) BR(B) : 분자랑분포 2, 유리전이온도가 -105℃인 네오디움 부타디엔 고무.
6) 실리카 : 질소 흡착가가 175㎡/g, CTAB값 160㎡/g 이며, DBP 흡유량이 190cc/100g인 침강성 실리카.
7) 가공오일 : PAH(PolyCyclic Aromatic Hydocarbo) 성분 총 함량이 3중량% 이하 이고, 동점도가 95℃(210 ℉ SUS), 연화제 내 방향족 성분이 25중량%, 나프텐계 성분이 32.5 중량% 및 파라핀계 성분이 47.5중량%인 오일
8) 가황제 : 유황
상기 표1의 함량비를 갖는 각 실시예 및 비교예의 고무 시편에 대하여 물성을 측정하고 하기 표2에 나타내었다.
하기 무니점도(ML1+4(125℃))는 ASTM 규격 D1646에 의해 측정한 값으로 수치가 낮을수록 미가류 고무의 가공성이 우수하다.
하기 경도는 DIN 53505에 의해 측정하였고, 조종 안정성을 나타내는 값으로 그 값이 높을수록 조종 안정성이 우수함을 나타낸다.
하기 300% 모듈러스(kgf/㎠)와 파단에너지(kgf/mm2)는 ISO 37 규격에 의해 측정하였다. 상기 파단에너지는 고무가 파단될 때 필요한 에너지를 나타내는 것으로 값이 높을수록 필요한 에너지가 높아 마모 성능이 우수함을 나타낸다. 상기 300% 모듈러스는 수치가 높을수록 우수한 강도를 나타낸다.
하기 점탄성은 RDS 측정기를 사용하여 0.5% 변형(strain)에 10Hz Frequency 하에서 -60℃에서 60℃까지 G’, G”, tan δ를 측정하였다. 0℃ tanδ는 마른 노면 또는 젖은 노면에서의 제동 특성을 나타낸 것으로 수치가 높을수록 제동 성능이 우수함을 나타낸다. 또한, 60℃ tanδ는 회전저항 특성을 나타내는 것으로서 수치가 낮을수록 성능이 우수함을 나타낸다.
　 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예5
무니점도 57 60 70 75　 68 66 64 65 66 60
경도 (ShoreA) 66 70 69 70　 68 67 66 65 69 65
300% 모듈러스 108 115 114 116 112 110 109 108 110 105
파단 에너지 371 375 395 390 401 405 412 411 409 415
0 ℃ tanδ 0.321 0.375 0.374 0.365　 0.371 0.366 0.358 0.347 0.380 0.297
60℃ tanδ 0.121 0.130 0.126 0.129 0.120 0.119 0.118 0.117 0.125 0.117
상기 비교예 및 실시예의 고무로 트레드를 만들고 상기 트레드 고무를 반제품으로 포함하는 225/45R17 규격의 타이어를 제조하였다. 상기 타이어에 대한 마른 노면, 젖은 노면에서의 제동 거리, 회전 저항, 마모 성능에 대한 상대 비율을 하기의 표3에 나타내었다.
상기 상대비율은 비교예1을 기준으로 하여 지수화하여 나타내었다.
　 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예5
마른노면
제동성능		 100 104 103 102 103 102 100 102 104 99
젖은노면
제동성능		 100 105 104 103 104 103 102 101 105 98
회전 저항 100 96 98 95 100 103 104 105 102 107
마모 성능 100 100 101 100 102 102 103 104 101 103
상기 표2 및 표3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 해당하는 실시예1 내지 5가 모두 마른노면 및 젖은노면에서의 제동성능이 동일하거나 우수하면서도 회전저항과 마모성능이 동일하거나 향상된 것을 알 수 있다. 이러한 실시예의 물성은 상기 제동성능과 제동성능, 마모성능이 어느 하나의 특성을 유리하게 하면 다른 하나의 특성이 불리해져서 동시에 상기 특성이 모두 우수하거나 다른 물성이 불리하게 되지 않으면서 상기 특성을 향상시키기 어려운 상충적인 특성임을 고려하면 우수한 효과임을 알 수 있다. 이는 스티렌 함량이 높은 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무를 사용한 경우에 마른 노면이나 젖은 노면에서의 제동 성능이 향상시키며 보강성 충진제를 감량하여도 동등 이상의 수준을 보인 결과로 보인다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (6)

  1. 용액중합 스티렌 부타디엔 고무 70 내지 90 중량부 및 네오디움 부타디엔 고무 10 내지 30 중량부를 포함하는 원료고무 100 중량부, 그리고
    충진제인 고분산성 실리카 75 내지 85 중량부
    를 포함하고,
    상기 용액중합 스티렌 부타디엔 고무는 스티렌 함량이 49 내지 60 중량%, 부타디엔 내의 비닐 함량이 27 내지 30 중량%, 유리전이온도(Tg)가 -20 내지 -30℃이고,
    상기 네오디움 부타디엔 고무는 유리전이온도가 -100 내지 -110℃이고, 분자량 분포가 1.5 내지 2.5이고,
    상기 실리카는 질소흡착 비표면적이 160 내지 180㎡/g, CTAB값이 150 내지 170㎡/g, DBP 흡유량이 180 내지 200cc/100g인 것인
    타이어 트레드용 고무 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 상기 원료고무 100 중량부에 대하여
    커플링제 10 내지 20 중량부,
    연화제 1 내지 100 중량부,
    가황제 0.3 내지 2.5 중량부,
    가황촉진제 0.8 내지 4.0 중량부, 그리고
    노화방지제 1 내지 10 중량부
    를 더 포함하는 것인 타이어 트레드용 고무 조성물.
  6. 제1항 또는 제5항 중 어느 한 항에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101442214B1 (ko) * 2012-11-06 2014-09-23 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101442213B1 (ko) * 2012-11-06 2014-09-23 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101496242B1 (ko) * 2013-01-08 2015-02-26 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조된 타이어

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101433163B1 (ko) * 2012-09-03 2014-08-22 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조된 타이어
KR101603103B1 (ko) * 2013-12-10 2016-03-14 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
JP6926537B2 (ja) * 2017-03-08 2021-08-25 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
KR102084129B1 (ko) * 2018-03-29 2020-03-03 한국타이어앤테크놀로지 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 포함하는 타이어

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100760824B1 (ko) 2006-10-23 2007-10-04 한국타이어 주식회사 트럭/버스 타이어 트레드용 고무조성물

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100760824B1 (ko) 2006-10-23 2007-10-04 한국타이어 주식회사 트럭/버스 타이어 트레드용 고무조성물

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101442214B1 (ko) * 2012-11-06 2014-09-23 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101442213B1 (ko) * 2012-11-06 2014-09-23 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101496242B1 (ko) * 2013-01-08 2015-02-26 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조된 타이어

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