KR101182251B1 - 타이어 트레드용 고무 조성물, 이를 이용한 타이어 트레드의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 타이어 - Google Patents

타이어 트레드용 고무 조성물, 이를 이용한 타이어 트레드의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 타이어 Download PDF

Info

Publication number
KR101182251B1
KR101182251B1 KR1020100072029A KR20100072029A KR101182251B1 KR 101182251 B1 KR101182251 B1 KR 101182251B1 KR 1020100072029 A KR1020100072029 A KR 1020100072029A KR 20100072029 A KR20100072029 A KR 20100072029A KR 101182251 B1 KR101182251 B1 KR 101182251B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
rubber
parts
tire
rubber composition
Prior art date
Application number
KR1020100072029A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120010468A (ko
Inventor
강철한
김학주
Original Assignee
한국타이어 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 한국타이어 주식회사 filed Critical 한국타이어 주식회사
Priority to KR1020100072029A priority Critical patent/KR101182251B1/ko
Publication of KR20120010468A publication Critical patent/KR20120010468A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101182251B1 publication Critical patent/KR101182251B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00—Compositions of natural rubber
    • 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
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • 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
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00—Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons

Abstract

본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물, 이를 이용한 타이어 트레드의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로, 원료고무 100중량부에 대하여 홍조류 분쇄물을 5 내지 40 중량부로 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공한다. 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하면, 고무 전체의 강도 등의 물성이 적정 수준 이상으로 유지되고, 타이어의 빙상마찰계수를 향상시키면서도 친환경적인 재료를 사용한 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공할 수 있다.

Description

타이어 트레드용 고무 조성물, 이를 이용한 타이어 트레드의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 타이어{RUBBER COMPOSITION FOR TIRE TREAD, METHOD FOR MANUFACTURING TIRE TREAD USING THE SAME AND TIRE MANUFACTURED BY THE METHOD}
본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물, 타이어 트레드의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로서, 빙상마찰계수를 향상시키면서도 고무 전체의 강도 등의 물성이 적정 수준 이상으로 유지되고 친환경적인 타이어 트레드용 고무 조성물, 타이어 트레드의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것이다.
타이어의 빙상제동 성능을 향상시키기 위하여 종래에는 타이어의 트레드 표면에 스파이크(spike)를 부착시키는 방법이 사용되어 왔으나, 스파이크가 노면을 손상시키고, 분진을 발생시키는 문제가 있고, 이러한 분진 등의 발생이 환경문제로 언급되면서 그 사용이 규제되고 있다.
이를 대체하면서도 타이어의 빙상 노면에서의 제동성능을 향상시키기 위하여 여러가지 기술들이 연구되고 있으며, 구체적으로 타이어 트레드용 고무에 발포형태의 기공을 만들거나, 유리섬유와 같은 물질을 투입하는 방법 등이 제시되었다. 최근에는 유리섬유를 대체하여 다공질 경석이나 특수한 실리카 등을 추가하는 기술도 개시되어 있다.
또한, 발포고무의 성능을 향상시키기 위하여, 고무의 발포와 함께 유리섬유, 실리카 등을 동시에 사용하는 기술이 개시되어 있으며, 분쇄 가루로 발포와 함께 폐타이어 가루를 이용하는 방안 등이 제시되고 있다.
그러나, 이와 같이 발포제를 첨가시켜 발포에 의해 고무 내부에 기공을 형성시킬 경우, 고무 전체의 강도가 저하되어 변형에 저항하는 힘이 약해지면서 타이어의 마모성능이 저하되기 쉽고, 차량의 조향에 따라 타이어 트레드용 고무가 변형이 쉽게 일어나서 조정안정성이 저하되는 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 고무 전체의 강도를 유지하면서도 빙상제동 성능을 향상시키고 조정안정성이 저하되지 않는 타이어 트레드용 고무의 제공이 필요하다.
본 발명의 목적은 빙상마찰계수를 향상시키면서도 고무 전체의 강도 등의 물성이 적정 수준 이상으로 유지되고 친환경적인 재료를 사용한 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상기 특징의 타이어 트레드의 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 포함하는 타이어를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 원료고무 100중량부에 대하여 홍조류 분쇄물을 5 내지 40 중량부로 포함한다.
상기 홍조류 분쇄물은 평균 입경이 0.50mm 이하인 것일 수 있다.
상기 홍조류는 우뭇가사리목, 돌가사리목, 도박목 및 국수나물목으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것일 수 있다.
상기 홍조류 분쇄물은 펄프화된 홍조류의 분쇄물인 것일 수 있다.
상기 원료고무는 천연고무 40 내지 90 중량부 및 부타디엔 고무 10 내지 60 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 보강성 충진제 10 내지 100 중량부, 그리고 발포제 1 내지 8 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 가류제 0.1 내지 10 중량부, 가류촉진제 0.1 내지 10 중량부, 가류촉진조제 0.1 내지 10 중량부, 커플링제 0 내지 20 중량부, 연화제 0 내지 50 중량부, 노화방지제 0 내지 10 중량부, 그리고 점착제 0 내지 10 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 홍조류에 포함된 불순물을 제거하는 불순물 제거 단계, 상기 불순물이 제거된 홍조류를 펄프화 하는 펄프화 단계, 상기 펄프화된 홍조류를 건조하는 건조단계, 상기 건조된 홍조류를 분쇄하는 분쇄단계, 그리고 상기 분쇄된 홍조류 분쇄물을 원료고무와 배합하는 배합단계를 포함하는 타이어 트레드의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어를 제공하는 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은 원료고무 100중량부에 대하여 홍조류 분쇄물을 5 내지 40 중량부로 포함한다.
상기 홍조류 분쇄물은 홍조류의 분쇄물, 펄프화된 홍조류의 분쇄물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 홍조류(Rholophyta)는 홍조식물문으로 분류되는 것을 의미하며 홍조식물 또는 홍조류로 불린다. 주로 분홍색이나 암홍색의 색소체를 가지며 주로 바다 속에서 서식하지만 서식지에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 홍조류는 우뭇가사리목, 돌가사리목, 도박목 및 국수나물목으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있고, 최소한의 섬유질이 존재하는 홍조류라면 본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물에 포함되는 홍조류로 사용할 수 있다.
상기 홍조류로는 우뭇가사리, 개우무, 새발, 꼬시래기, 가시우무, 비단풀, 단박, 돌가사리, 석묵, 지누아리, 코토니(Cottonii), 스피노섬(Spinosum) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있고, 바람직하게 우뭇가사리를 사용할 수 있다.
상기 홍조류 분쇄물은 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 5 내지 40 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 10 내지 30 중량부로 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게 15 내지 25 중랑부로 포함될 수 있다.
상기 홍조류 분쇄물을 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 5 중량부 미만으로 포함하는 경우에는 타이어 트레드의 표면에서 상기 홍조류 분쇄물에 의한 스파이크 역할이 충분하지 않을 수 있고, 40 중량부를 초과하여 포함하는 경우, 타이어 트레드용 고무의 인장강도가 저하될 수 있다.
상기 홍조류 분쇄물을 이용하면 고무 전체의 강도 등의 물성이 적정 수준 이상으로 유지되어서 발포제를 사용하여도 타이어의 강도 등이 유지될 수 있고 친환경 소재인 홍조류를 이용하여 친환경적인 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공할 수 있다.
상기 홍조류 분쇄물은 타이어 트레드용 고무 조성물에 적용될 수 있는 크기이면 그 크기가 특별하게 한정되는 것은 아니다. 그러나, 바람직하게 상기 홍조류 분쇄물은 평균 입경이 0.50mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 0.01 내지 0.50mm일 수 있으며, 더욱 바람직하게 입경이 0.01 내지 0.20mm인 것일 수 있다. 상기 홍조류 분쇄물의 평균 입경이 0.50mm를 초과하는 경우에는 인장강도나 마모성능이 저하될 수 있다.
상기 펄프화된 홍조류 분쇄물은 펄프화 단계, 건조단계, 그리고 분쇄단계로 제조된 것일 수 있다.
상기 펄프화 단계는 홍조류에 포함된 불순물일 제거하고 펄프화하는 단계를 포함하고, 구체적으로 염기성 수용액에서 24 내지 96시간 동안 침지하는 과정, 그리고 홍조류에 포함된 젤과 잔사를 분리하는 과정을 포함한다.
상기 염기성 수용액에 침지하는 과정은 홍조류의 불순물을 제거하기 위한 것으로, 상기 염기성 수용액은 홍조류에서 불순물을 제거할 수 있는 것이라면 사용할 수 있고, 구체적으로 수산화칼륨 용액, 수산화나트륨 용액, 수산화칼슘 용액 등의 강염기를 사용할 수 있고, pH를 7.5 이상으로 조정하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 염기성 수용액으로 3.0 중량% 내지 5.0 중량%의 수산화나트륨 수용액을 사용하는 것이 불순물의 제거에 효과적일 수 있다.
상기 젤과 잔사를 분리하는 과정은 기계적 또는 화학적 처리를 통하여 홍조류의 섬유 부분을 분리하는 것으로, 상기 침지한 홍조류를 물로 세척하고, 젤 추출 용매에 침지하는 과정일 수 있다. 상기 젤 추출 용매는 물, 에틸알코올, 메틸알코올, 아세톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기 펄프화된 홍조류를 건조하는 건조단계는 상기 펄프화된 홍조류를 건조시키는 방법이라면 제한없이 사용할 수 있고, 바람직하게 50 내지 70℃의 진공오븐에서 5시간 내지 10시간 동안 건조하는 과정일 수 있다.
상기 분쇄단계는 홍조류를 분쇄하는 방법이라면 어떠한 방법이든 사용할 수 있고, 바람직하게 고속 분쇄기(Ultra centrifugal mill)로 분쇄하는 것일 수 있다.
상기 원료고무는 천연고무, 합성고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 천연고무는 일반적인 천연고무 또는 변성 천연고무일 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 천연고무는, 상기 일반적인 천연고무를 변성 또는 정제한 것을 의미한다. 예컨대, 상기 변성 천연고무로는 에폭시화 천연고무(ENR), 탈단백 천연고무(DPNR), 수소화 천연고무 등을 들 수 있다.
상기 합성고무는 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 변성 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무(BR), 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(BIMS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 원료고무는 바람직하게 천연고무 및 부타디엔 고무를 포함하는 것일 수 있다. 상기 천연고무에 대한 내용은 상기 원료고무에 대한 부분에서 설명한 것과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
상기 원료고무는 천연고무 40 내지 90 중량부 및 부타디엔 고무 10 내지 60 중량부로 포함되는 것일 수 있고, 바람직하게 천연고무 50 내지 80 중량부 및 부타디엔 고무 20 내지 50 중량부로 포함된 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게 천연고무 60 내지 70 중량부 및 부타디엔 고무 30 내지 40 중량부로 포함된 것일 수 있다.
상기 원료고무를 상기 중랑부의 범위로 천연고무 및 부타디엔 고무를 포함하여 사용하는 경우에는 겨울용 타이어로 적용하기에 적합한 물성을 나타낼 수 있으며, 상기 부타디엔 고무의 함량이 10 중량부 미만인 경우 마모 성능이 저하되는 문제가 있을 수 있으며, 60 중량부를 초과하는 경우 가공성이 저하될 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 강도를 보강시키기 위하여 보강성 충진제를 더 포함할 수 있다. 상기 보강성 충진제는 카본블랙, 실리카 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 보강성 충진제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 10 내지 100 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게 40 내지 80 중량부로 포함될 수 있다.
상기 보강성 충진제의 함량이 상기 범위를 벗어나면 타이어의 마모성능이 급격하게 저하될 수 있으며, 젖은 노면에서의 제동성능이 저하될 수 있다. 구체적으로, 상기 보강성 충진제의 함량이 10 중량부 중량부 미만이면 보강성 충진제에 의한 보강성능이 저하될 수 있고, 100 중량부를 초과하면 고무 조성물의 가공성이 불리해질 수 있다.
상기 카본블랙은 질소흡착 비표면적(nitrogen surface area per gram, N2SA)이 30 내지 300m2/g일 수 있고, DBP(n-dibutyl phthalate) 흡유량이 60 내지 180cc/100g 일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 카본블랙의 질소흡착 비표면적이 300m2/g을 초과하면 타이어용 고무 조성물의 가공성이 불리해질 수 있고, 30m2/g미만이면 충진제인 카본블랙에 의한 보강 성능이 불리해질 수 있다. 또한, 상기 카본블랙의 DBP 흡유량이 180cc/100g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 저하될 수 있고, 60cc/100g 미만이면 충진제인 카본블랙에 의한 보강 성능이 불리해질 수 있다.
상기 카본블랙의 대표적인 예로는 N110, N121, N134, N220, N231, N234, N242, N293, N299, S315, N326, N330, N332, N339, N343, N347, N351, N358, N375, N539, N550, N582, N630, N642, N650, N683, N754, N762, N765, N774, N787, N907, N908, N990 또는 N991 등을 들 수 있다.
상기 실리카는 질소흡착 비표면적(nitrogen surface area per gram, N2SA)이 100 내지 180㎡/g이고, CTAB(cetyl trimethyl ammonium bromide)흡착 비표면적이 110 내지 170㎡/g일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 실리카의 질소흡착 비표면적이 100㎡/g 미만이면 충진제인 실리카에 의한 보강성능이 불리해 질 수 있고, 180㎡/g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 불리해질 수 있다. 또한, 상기 실리카의 CTAB흡착 비표면적이 110㎡/g 미만이면 실리카에 의한 보강성능이 불리해 질 수 있고, 170㎡/g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 불리해질 수 있다.
상기 실리카는 습식법 또는 건식법으로 제조된 것을 모두 사용할 수 있으며, 시판품으로는 울트라실 VN2(Degussa Ag사제), 울트라실 VN3(Degussa Ag사제), Z1165MP(Rhodia사제) 또는 Z165GR(Rhodia사제) 등을 사용할 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 발포제를 1 내지 8 중량부 더 포함할 수 있다.
상기 발포제는 빙설 노면에서의 제동성능을 향상시키기 위해 타이어 트레드용 고무 조성물에 포함되는 것으로서, 통상 사용되는 것이면 어느 것이나 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 발포제는 무기계 발포제, 니트로소계 발포제, 아조계 발포제, 술포닐하이드라지드계 발포제, 아지드계 발포제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 무기계 발포제는 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 중탄산암모늄, 탄산암모늄, 아질산암모늄 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 니트로소계 발포제는 N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민(DPT), N,N'-디메틸-N,N'-디니트로소테레프탈아미드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 아조계 발포제는 아조디카본아미드(ADCA), 아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 아조비스시클로헥실니트릴, 아조디아미노벤젠, 바륨아조디카복시레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 술포닐하이드라지드계 발포제는 벤젠술포닐하이드라지드(BSH), p,p'-옥시비스(벤젠술포닐하이드라지드)(0BSH), 톨루엔술포닐하이드라지드(TSH), 디페닐술폰-3,3'-디술포닐하이드라지드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 아지드계 발포제는 칼슘아지드, 4,4'-디페닐디술포닐아지드, p-톨루엔술포닐아지드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 발포제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 1 내지 8 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게 1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 발포제의 함량이 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만이면 발포 생성이 너무 적어서 발포로 인한 수막 제거의 효과가 미미하고, 8 중량부를 초과하여 사용하면 발포공의 생성이 너무 많아져서 내마모성 등의 고무의 물성이 급격히 저하시킬 수 있다.
또한, 선택적으로 상기 발포제와 함께 발포조제를 사용할 수도 있다. 상기 발포조제를 발포제와 함께 사용하는 경우, 발포제의 분해온도의 저하, 분해 촉진, 기포의 균일화 등의 면에서 유리한 효과가 있다.
상기 발포조제로는 유기산과 요소, 요소 유도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택한 어느 하나를 사용할 수 있고, 상기 유기산은 살리실산, 프탈산, 스테아린산, 옥살산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 발포조제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
상기 홍조류 분쇄물과 사용하는 경우에 상기 발포제를 사용하여 발포시킨 발포고무가 겨울철 눈이나 빙상 노면에서의 제동성능을 향상시키면서 상기 표면에 노출된 홍조류 분쇄물이 스파이크 역할을 할 수 있어서 빙상제동 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 타이어 트레드용 고무의 내부에 존재하는 홍조류 분쇄물이 보강성 충진제 역할을 함으로써 고무의 강도를 향상시켜서 마모성능, 조정안정성 등의 물성을 향상시킬 수 있다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 선택적으로 추가적인 가류제, 가류촉진제, 가류촉진조제, 커플링제, 노화방지제, 연화제 또는 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 따르는바, 특별히 한정되지 않는다.
상기 가류제로는 유황계 가류제, 유기 과산화물, 수지 가류제, 산화마그네슘 등의 금속산화물을 사용할 수 있다.
상기 유황계 가류제는 분말 황(S), 불용성 황(S), 침강 황(S), 콜로이드(colloid) 황 등의 무기 가류제와, 테트라메틸티우람 디설파이드(tetramethylthiuram disulfide, TMTD), 테트라에틸티우람 디설파이드(tetraethyltriuram disulfide, TETD), 디티오디모르폴린(dithiodimorpholine) 등의 유기 가류제를 사용할 수 있다. 상기 유황 가류제로는 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 가류제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게 1 내지 3 중랑부로 포함될 수 있다. 상기 중량부의 범위로 포함되는 것이 적절한 가황 효과로서 원료고무가 열에 덜 민감하고 화학적으로 안정하게 해준다는 점에서 바람직하다.
상기 가류촉진제는 가황 속도를 촉진하거나 초기 가황 단계에서 지연작용을 촉진하는 촉진제(accelerator)를 의미한다.
상기 가류촉진제로는 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 가류촉진제로는, 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 가류촉진제로는, 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 가류촉진제로는, 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 가류촉진제로는, 예컨대 티아카르바미드, 디에틸티오요소, 디부틸티오요소, 트리메틸티오요소, 디오르토톨릴티오요소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 티오우레아계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 구아니딘계 가류촉진제로는, 예컨대 디페닐구아니딘, 디오르토톨릴구아니딘, 트리페닐구아니딘, 오르토톨릴비구아니드, 디페닐구아니딘프탈레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 구아니딘계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 디티오카르밤산계 가류촉진제로는, 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 가류촉진제로는, 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 가류촉진제로는, 예컨대 2-머캅토이미다졸린 등의 이미다졸린계 화합물을 사용할 수 있고, 상기 크산테이트계 가류촉진제로는, 예컨대 디부틸크산토겐산아연 등의 크산테이트계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 가류촉진제는 가류 속도 촉진을 통한 생산성 증진 및 고무 물성의 증진을 극대화시키기 위하여 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게 0.5 내지 4 중량부로 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게 1 내지 2.5 중량부로 포함될 수 있다.
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 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 사용할 수 있고, 바람직하게 0.1 내지 5 중량부로 사용할 수 있다.
상기 커플링제로는 본 발명에서 특별히 한정되지 않으나, 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 머캅토 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 조합로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 커플링제는 고무 100 중량부에 대하여 0 내지 20 중량부로 첨가될 수 있다. 상기 커플링제가 상기 고무 100 중량부에 대하여 20 중량부를 초과하여 첨가되는 경우 커플링 후 커플링제가 고무 조성물 내에 남아 있게 되어, 타이어 트레드의 물성을 저하시킬 수 있다.
상기 연화제는 고무에 가소성을 부여시켜 가공을 용이하게 하기 위하여 또는 가황 고무의 경도를 저하시키기 위하여 고무 조성물에 첨가되는 것으로, 고무 배합시나 고무 제조시에 사용되는 오일류 기타 재료를 의미한다. 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.
그러나, 최근 환경 의식의 고조와 함께 상기 방향족계 오일에 포함된 폴리사이클릭 아로마틱 탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)의 함량이 3 중량% 이상일 때는 암 유발 가능성이 큰 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 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.
상기 연화제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0 내지 50 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게 10 내지 45 중량부로 포함될 수 있다. 상기 중량부의 범위로 포함하는 것이 원료고무의 가공성을 좋게 한다는 점에서 바람직하다.
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 바람직하게 파라핀계 왁스. 왁시 하이드로카본 등을 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 원료고무 100 중량부에 대하여 0 내지 10 중량부, 바람직하게 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.
상기 점착제는 고무와 고무 사이의 접착(tack) 성능을 더욱 향상시켜 주고, 충전제와 같은 기타 첨가제들의 혼합성, 분산성 및 가공성을 개선시켜 고무의 물성 향상에 기여한다.
상기 점착제로는 로진(rosin)계 수지 또는 테르펜(terpene)계 수지와 같은 천연수지계 점착제와 석유수지, 콜타르(coal tar) 또는 알킬 페놀계 수지 등의 합성수지계 점착제를 사용할 수 있다.
상기 로진계 수지는 로진 수지, 로진 에스터 수지, 수소첨가 로진 에스터 수지, 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. 상기 테르펜계 수지는 테르펜 수지, 테르펜 페놀 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 석유수지는 지방족계 수지, 산 개질 지방족계 수지, 지환족계 수지, 수소첨가 지환족계 수지, 방향족계(C9) 수지, 수소첨가 방향족계 수지, C5-C9 공중합 수지, 스티렌 수지, 스티렌 공중합 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 콜타르는 쿠마론-인덴 수지(coumarone-indene resin)일 수 있다.
상기 알킬 페놀 수지는 p-터트-알킬 페놀 포름알데하이드 수지일 수 있고, 상기 p-터트-알킬 페놀 포름알데하이드 수지는 p-터트-부틸-페놀 포름알데하이드 수지, p-터트-옥틸-페놀 포름알데하이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 점착제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0 내지 10 중량부로 포함될 수 있고 바람직하게 0.5 내지 10 중랑부로 포함될 수 있다. 상기 점착제의 함량이 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 10 중량부 초과이면 고무 물성이 저하될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예인 타이어 트레드의 제조방법은 홍조류에 포함된 불순물을 제거하고 펄프화하는 펄프화 단계, 상기 펄프화된 홍조류를 건조하는 건조단계, 상기 건조된 홍조류를 0.50mm이하의 크기로 분쇄하는 분쇄단계, 그리고 상기 분쇄된 홍조류 분쇄물을 원료고무와 배합하는 배합단계를 포함한다.
상기 펄프화 단계, 건조 단계, 분쇄 단계는 상기 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 설명에서 기재한 것과 동일하므로 그 기재를 생략한다.
상기 배합단계는 상기 홍조류 분쇄물을 포함하는 본 발명의 배합 비율의 고무 조성물을 배합하는 과정을 포함한다. 상기 홍조류 분쇄물은 상기 원료고무의 배합시에 포함하여 배합할 수 있고, 하기 비생산 단계의 혼련시에 배합할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예인 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어는 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 타이어의 제조 방법에 따라 제조된다. 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 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은 빙상마찰계수를 향상시키면서도 고무 전체의 강도 등의 물성이 적정 수준 이상으로 유지되고 친환경적인 재료를 사용한 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공할 수 있다. 또한 상기 타이어 트레드의 제조방법 및 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 포함하는 타이어를 제공할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은 빙상마찰계수를 향상시키면서도 고무 전체의 강도 등의 물성이 적정 수준 이상으로 유지되고 친환경적인 재료를 사용한 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공할 수 있다. 또한 상기 타이어 트레드의 제조방법 및 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 포함하는 타이어를 제공할 수 있다.
[ 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.
(홍조류 분쇄물의 제조예 )
홍조류 분쇄물 A는 제주도산 우뭇가사리를 4중량%의 수산화나트륨 용액에 72 시간 동안 침지시키고 물로 씻고, 체에 거른 후에 냉동시켰다. 진공오븐의 온도를 60℃로 하여 7 시간 동안 건조하여 수분을 제거하고 고속분쇄기를 이용하여 0.125mm 이하의 크기로 분쇄하였다.
홍조류 분쇄물 B는 상기 홍조류 분쇄물 A와 동일하게 제조하였고, 다만 분쇄시의 크기를 0.75mm로 하였다.
( 비교예 1)
천연고무 65 중량부와 1,4-시스 폴리부타디엔 고무 35 중량부로 이루어진 원료고무 100 중량부에 대하여 카본블랙 55 중량부, 아로마틱 오일 35 중량부, 산화아연 3 중량부, 스테아린산 1 중량부, 노화방지제(N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민) 2.5 중량부, 가류촉진제(N-tert-부틸-2-벤조티아질술펜아미드) 1.8 중량부, 유황 2 중량부, 발포제(p,p-옥시비스 벤젠 설포닐 히드라자이드(p,p-oxybis benzene sulfonyl hydrazide, OBSH)) 3 중량부를 사용하였고 반바리 믹서에서 배합하여 타이어 트레드용 고무 조성물을 제조하였다.
( 실시예 1)
상기 비교예 1에서 홍조류 분쇄물 A(입경이 0.125mm 이하로 분쇄한 펄프화된 홍조류 분쇄물) 10 중량부로 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하여 타이어 트레드용 고무 조성물을 제조하였다.
( 실시예 2)
상기 실시예 1에서 상기 홍조류 분쇄물 A를 20 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 타이어 트레드용 고무 조성물을 제조하였다.
( 실시예 3)
상기 실시예 1에서 상기 홍조류 분쇄물 A를 30 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 타이어 트레드용 고무 조성물을 제조하였다.
( 비교예 2)
상기 실시예 1에서 상기 홍조류 분쇄물 A를 2 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 타이어 트레드용 고무 조성물을 제조하였다.
( 비교예 3)
상기 실시예 1에서 상기 홍조류 분쇄물 A를 50 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 타이어 트레드용 고무 조성물을 제조하였다.
( 실시예4 )
상기 실시예 2에서 상기 홍조류 분쇄물 A 대신에 상기 홍조류 분쇄물 B를 사용한 것을 제외하고는 실시예2와 동일하게 실시하여 타이어 트레드용 고무 조성물을 제조하였다.
　 비교예1 비교예2 비교예3 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
천연고무 65 65 65 65 65 65 65
부타디엔 고무1 ) 35 35 35 35 35 35 35
카본블랙2 ) 55 55 55 55 55 55 55
아로마틱 오일 35 35 35 35 35 35 35
산화아연 3 3 3 3 3 3 3
스테아린산 1 1 1 1 1 1 1
노화방지제3 ) 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
가류촉진제4 ) 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8
유황 2 2 2 2 2 2 2
발포제5 ) 3 3 3 3 3 3 3
홍조류 분쇄물A6) - 2 50 10 20 30 -
홍조류 분쇄물B7) - - - - - - 20
(단위: 중량부)
1) 1,4-시스 폴리부타디엔 고무
2) 카본블랙: N330
3) 노화방지제로 N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민
4) 가류촉진제로 N-tert-부틸-2-벤조티아질술펜아미드
5) 발포제로 p,p-옥시비스 벤젠 설포닐 히드라자이드
6) 홍조류 분쇄물 A로 입경이 0.125mm 이하인 펄프화된 홍조류 분쇄물
7) 홍조류 분쇄물 B로 입경이 0.75 mm인 펄프화된 홍조류 분쇄물
[ 실험예 : 제조된 고무 조성물의 물성 측정]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무 조성물의 각종 물성 측정 결과를 하기 표 2에 나타내었으며, 그 측정 방법을 하기 방법에 따랐다.
경도는 쇼어 A(Shore A) 경도계를 사용하여 측정하였다.
300% 모듈러스(Modulus)는 300% 신장시의 인장강도로서, ISO 37 규격에 의해 측정하였고, 수치가 높을수록 우수한 강도를 나타낸다.
신율과 인장강도는 ASTM D412 시험법에 따라 인스트론(Instron) 시험기를 이용하여 측정하였다.
빙상마찰계수는 다이나믹 프릭션 테스터(Dynamic Friction Tester)를 이용하여 0℃에서 마모 후의 빙상마찰계수를 측정한 결과로서, 비교예 1을 100으로 하여 지수화하여 표현하였다. 빙상마찰성능은 그 값이 클수록 그 성능이 우수한 것이다.
물성 비교예1 비교예2 비교예3 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
인장 물성 경도(Shore A) 55 55 64 56 58 60 58
300%모듈러스(kgf/cm2) 66 65 86 69 73 78 66
신율(%) 405 404 352 395 384 372 401
인장강도(kgf/cm2) 151 152 193 154 168 179 156
빙상마찰계수 100 100 97 105 110 104 102
상기 표 2를 참조하면, 비교예 2는 홍조류 분쇄물을 원료고무 100 중량부에 대해 2 중량부로 사용한 것으로서 비교예 1에 비해서 빙상마찰계수 향상 효과가 거의 없고, 모듈러스 및 인장강도가 유사하였으며, 비교예 3은 홍조류 분쇄물을 원료고무 100 중량부에 대해 500 중량부로 사용한 것으로서 신장율이 급격히 저하되며 경도가 크게 증가하여 빙상마찰계수를 향상시킬 수 없음을 알 수 있다.
반면, 실시예 1 내지 4의 경우는 비교예 1에 비하여 빙상마찰계수가 향상되었으며, 경도가 향상되는 경향을 보였다. 특히 홍조류 분쇄물을 원료고무 100 중량부에 대해 20 중량부로 사용한 실시예 2의 경우 빙상마찰계수가 크게 향상됨을 알 수 있다.
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 (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 원료고무 100 중량부에 대하여,
    펄프화된 홍조류 분쇄물을 5 내지 40 중량부로 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
  5. 삭제
  6. 원료고무 100 중량부에 대하여,
    홍조류 분쇄물을 5 내지 40 중량부로 포함하고,
    보강성 충진제 10 내지 100 중량부, 그리고
    발포제 1 내지 8 중량부
    를 더 포함하는 것인 타이어 트레드용 고무 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 상기 원료고무 100 중량부에 대하여
    가류제 0.1 내지 10 중량부,
    가류촉진제 0.1 내지 10 중량부,
    가류촉진조제 0.1 내지 10 중량부,
    커플링제 0 내지 20 중량부,
    연화제 0 내지 50 중량부,
    노화방지제 0 내지 10 중량부, 그리고
    점착제 0 내지 10 중량부를 더 포함하는 것인 타이어 트레드용 고무 조성물.
  8. 홍조류에 포함된 불순물을 제거하고 펄프화하는 펄프화 단계,
    상기 펄프화된 홍조류를 건조하는 건조단계,
    상기 건조된 홍조류를 분쇄하는 분쇄단계, 그리고
    상기 분쇄된 홍조류 분쇄물을 원료고무와 배합하는 배합단계를 포함하는 타이어 트레드의 제조방법.
  9. 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어.
KR1020100072029A 2010-07-26 2010-07-26 타이어 트레드용 고무 조성물, 이를 이용한 타이어 트레드의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 타이어 KR101182251B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100072029A KR101182251B1 (ko) 2010-07-26 2010-07-26 타이어 트레드용 고무 조성물, 이를 이용한 타이어 트레드의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 타이어

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100072029A KR101182251B1 (ko) 2010-07-26 2010-07-26 타이어 트레드용 고무 조성물, 이를 이용한 타이어 트레드의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 타이어

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120010468A KR20120010468A (ko) 2012-02-03
KR101182251B1 true KR101182251B1 (ko) 2012-09-14

Family

ID=45834954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100072029A KR101182251B1 (ko) 2010-07-26 2010-07-26 타이어 트레드용 고무 조성물, 이를 이용한 타이어 트레드의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 타이어

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101182251B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210261761A9 (en) * 2018-04-27 2021-08-26 Algix, Llc Elastomer composite including algae biomass filler

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014175842A1 (en) * 2013-04-24 2014-10-30 Ptt Global Chemical Public Company Limited A bio-based polymer additive, a process for preparing the bio-based polymer additive and a biodegradable polymer composition comprising said bio-based polymer additive
WO2014035351A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-06 Ptt Global Chemical Public Company Limited A bio-based polymer additive, a process for preparing the bio-based polymer additive and a biodegradable polymer composition comprising said bio-based polymer additive
KR101582209B1 (ko) 2014-01-03 2016-01-04 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101752790B1 (ko) 2015-07-13 2017-07-03 주식회사 엠엔비그린어스 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이의 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1171481A (ja) 1997-06-17 1999-03-16 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1171481A (ja) 1997-06-17 1999-03-16 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210261761A9 (en) * 2018-04-27 2021-08-26 Algix, Llc Elastomer composite including algae biomass filler
EP3781374A4 (en) * 2018-04-27 2022-01-26 Algix, LLC ELASTOMER COMPOSITE WITH ALGAE BIOMASS FILLER
US11898036B2 (en) * 2018-04-27 2024-02-13 Algix, Llc Elastomer composite including algae biomass filler

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120010468A (ko) 2012-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101457858B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR102084129B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 포함하는 타이어
KR102188670B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
JP6234352B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物及びそれを用いて製造したタイヤ
KR101315110B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101182208B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR102017321B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101182251B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물, 이를 이용한 타이어 트레드의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101293464B1 (ko) 타이어용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101132780B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101140204B1 (ko) 스노우 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 스노우 타이어
KR101187248B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101182269B1 (ko) 타이어 사이드월용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101165294B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물, 타이어의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR20120066790A (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101140250B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101132773B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101315114B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물, 이의 제조 방법 및 상기 제조 방법에 의하여 제조된 타이어
KR101153384B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101140184B1 (ko) 타이어 가류 블래더용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 블래더
KR20130075443A (ko) 타이어 비드 인슐레이션 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101151709B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR101153381B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
KR102484414B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조된 타이어
KR20130076304A (ko) 타이어 코드 토핑용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150901

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180829

Year of fee payment: 9