KR101520279B1 - Environment-Friendly Rubber Composition - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래 환경 유해물질인 PCA를 함유한 석유계 오일 대신 친환경 식물성 오일을 적용한 친환경 고무 조성물에 관한 것으로, 상기 고무 조성물은 천연고무 및 합성고무에서 선택된 1종 이상을 함유한 원료고무에 보강충전제로서 실리카 및 연화제로서 산가가 1 내지 10이고, 중량평균분자량이 500 내지 3,000이며, 올레익 트리 글리세라이드 및 메 틸에스테르를 포함하는 구조로 개질된 식물성 오일을 포함하며, 이와 같은 고무 조성물은 PAH 유해물질을 원천적으로 제거하여 친환경성을 가지며, 자원의 고갈없이 장래 지속적이고 안정적인 타이어 생산 및 수급을 가능하게 하는 효과가 있다.The present invention relates to an environmentally friendly rubber composition to which an environmentally friendly vegetable oil is applied in place of a petroleum-based oil containing PCA, which is a harmful substance of the environment. The rubber composition comprises a raw rubber containing at least one selected from natural rubber and synthetic rubber, And a vegetable oil modified with a structure having an acid value of 1 to 10 and a weight average molecular weight of 500 to 3,000 and modified with an oleic triglyceride and a methyl ester, It is possible to produce and supply tires continuously and stably in the future without depletion of resources.

Description

친환경 고무 조성물{Environment-Friendly Rubber Composition}Environment-Friendly Rubber Composition}

본 발명은 식물성 오일을 함유한 고무조성물에 관한 것이고, 보다 상세하게는 종래 환경 유해물질인 PCA를 함유한 석유계 오일 대신 친환경 식물성 오일을 적용한 친환경 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber composition containing a vegetable oil, and more particularly, to an environmentally friendly rubber composition to which an environmentally friendly vegetable oil is applied instead of a petroleum oil containing PCA as a harmful substance.

오늘날 타이어의 요구수준은 매우 다양하여 조종안정성, 소음, 회전저항, 제동력, 내마모성 등의 타이어 자체로서 필요 특성 이외에도 타이어 제조시 오염성, 친환경성 등의 모든 특성을 적절히 조절하는 기술이 요구되고 있다.Today, the demand level of tires is very diverse, and as a tire itself, such as steering stability, noise, rolling resistance, braking force, and abrasion resistance, there is a demand for a technique to appropriately control all characteristics such as pollution and environment friendliness in tire manufacturing.

이 중에서 타이어에 대한 친환경성은 타이어의 기본 성능과 더불어 소비자의 요구가 점차 증대되고 있는 실정이다. 환경에 대한 오염 여부는 인간생명 유지와 직결되므로 타이어 제조업체 역시 친환경적인 타이어 제조에 많은 연구를 하고 있다.Among them, the environmental friendliness of tires has been increasing with the basic performance of tires and consumers' demands. Since pollution of the environment is directly related to the maintenance of human life, tire manufacturers are also doing much research on environmentally friendly tires.

고무조성물에 있어서, 고점도의 고무 조성물에 충진제를 보강하면 배합고무의 유연성이 저하되기 때문에 가공성을 개선할 목적으로 일정량의 연화제를 사용하고 있다. 연화제 첨가는 고무 분자 간의 윤활제로 작용하는 오일을 사용하였으며, 타이어 고무 조성물에 사용하는 오일로는 파라피닉 오일(Paraffinic oil), 아로마틱오일(Aromatic oil), 나프테닉 오일(Naphtenic oil) 등을 사용하고 있다. 또한, 화학적인 펩타이저나 공정조제를 이용하기도 하고, 저분자량의 폴리머를 이용하기도 한다. 특히 아로마틱 오일을 함유한 고무 배합물은 압출, 압연 등의 가공성이 매우 우수하고 물성변화도 최소화할 수 있어 상기에서 언급한 오일 중에서 고무배합물에 많이 사용되고 있다. In the rubber composition, when the filler is reinforced in the rubber composition having a high viscosity, the flexibility of the compounded rubber is lowered. Therefore, a certain amount of a softener is used for the purpose of improving workability. Paraffinic oil, aromatic oil, naphthenic oil and the like were used as the oil to be used in the tire rubber composition. have. In addition, chemical peptizers or process aids may be used, and low molecular weight polymers may be used. In particular, the rubber compound containing an aromatic oil is excellent in workability such as extrusion and rolling, and minimizes change in physical properties, and is used in rubber compounds in the above-mentioned oils.

그러나, 유럽에서는 2009년부터 발암성분을 함유된 것으로 의심되는 폴리사이클릭 아로마틱스(Polycyclic aromtics, PCA)를 함유한 모든 제품에 대한 규제를 실시한다고 유럽집행위에서 2004년 공표하고 있어 최근 타이어 업계에서도 아로마틱 오일내 PCA 함량이 3%미만인 낮은 PCA 함유 오일의 개발 및 아로마틱 오일의 대체품에 대한 연구가 진행됨에 따라 RAE, TDAE, MES 등을 사용하고 있는 중이나 소량의 PCA를 함유하고 있어 잠재적인 위험성을 내포하고 있는 실정이다.In Europe, however, since the European Commission published in 2004 the regulation on all products containing polycyclic aromatic (PCA) suspected of containing carcinogens since 2009, As the development of low PCA containing oils with less than 3% PCA in oil and studies on alternatives to aromatic oils have been carried out, they contain potential or small risks of PCA containing RAE, TDAE, MES, etc. In fact.

대한민국공개특허공보 제10-2002-0064038호에서는 식물성 오일을 함유시킨 고무 조성물에 개시하고 있지만, 상기 식물성 오일을 그대로 사용함에 따라 고무와의 상용성 문제를 간과하고 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-0635615호에서는 팜오일 유도체를 연화제로 사용하고 있지만, 물성의 제어가 쉽지 않은 문제를 가지고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2002-0064038 discloses a rubber composition containing a vegetable oil. However, compatibility of the vegetable oil with rubber is overlooked. In Korean Patent No. 10-0635615, a palm oil derivative is used as a softening agent, but control of physical properties is difficult.

이에 본 발명자들은 환경 유해물질인 PCA를 함유한 석유계 오일 대신 적용될 수 있는 오일을 연구하면서, 종래 석유계 오일 대신에 천연 식물성 오일에서 추출된 지방산으로부터 제조된 올레익 트리 글리세라이드(Oleic Tri Glyceride) 및 메틸에스테르(Methylester)를 포함시켜 분자량 및 이중결합수를 증가시킴으로써 고무와의 상용성을 증가시킨 개질된 천연 식물성 오일을 고무 조성물에 적용하는 경우 천연 식물성 오일의 문제인 노화 전·후의 물리적 특성 저하 및 블루밍(Blooming) 문제를 해결하고 고무의 저온 특성 및 압출 시 가공성을 향상시킬 수 있는 환경 친화적인 고무 조성물을 제공할 수 있음을 밝히고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have studied oil that can be applied in place of petroleum-based oil containing PCA, which is an environmentally harmful substance, and found that it is possible to use Oleic Tri Glyceride prepared from a fatty acid extracted from natural vegetable oil instead of conventional petroleum- And Methylester to increase the molecular weight and the number of double bonds so that the modified natural vegetable oil having increased compatibility with the rubber is applied to the rubber composition, the degradation of physical properties before and after aging, which is a problem of natural vegetable oil, and It is possible to provide an environmentally friendly rubber composition capable of solving the problem of blooming and improving the low temperature properties of rubber and the processability upon extrusion, thereby completing the present invention.

특허공개특허공보 10-2002-0064038, 금호산업 주식회사Patent Publication No. 10-2002-0064038, Kumho Industrial Co., Ltd. 등록특허 10-0635615, 금호타이어 주식회사Patent No. 10-0635615, Kumho Tire Co., Ltd.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고무 조성물에 사용하는 연화제로서 석유계 오일 대신에 식물성 오일로부터 채취된 지방산으로부터 제조된 올레익 트리 글리세라이드 및 메틸에스테르를 포함시켜 분자량 및 이중결합수를 증가시킴으로써 고무와의 상용성을 증가시킨 개질된 천연 식물성 오일을 고무 조성물에 적용함으로써 천연오일에서 전반적으로 나타나는 노화 전·후의 물리적 특성 저하 및 블루밍 문제를 해결하고 고무의 저온 특성 및 압출시 가공성을 향상시킨 환경친화적인 고무조성물을 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a rubber composition which contains oleic triglyceride and methyl ester prepared from a fatty acid extracted from a vegetable oil in place of a petroleum oil as a softening agent to increase molecular weight and double bond number, To the rubber composition by applying the modified natural vegetable oil to the rubber composition to solve the problem of deterioration of the physical properties before and after aging and blooming of the natural oil and to improve the low temperature property of the rubber and the processability upon extrusion, To provide a rubber composition.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 천연고무 및 합성고무에서 선택된 1종 이상을 함유한 원료고무에 보강충전제로서 실리카 및 연화제로서 산가가 1 내지 10이고, 중량평균분자량이 500 내지 3,000이며, 올레익 트리 글리세라이드 및 메틸에스테르를 포함하는 개질된 식물성 오일을 포함하는 고무 조성물을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a raw material rubber containing at least one selected from the group consisting of natural rubber and synthetic rubber, silica and softening agent as reinforcing fillers having an acid value of 1 to 10, a weight average molecular weight of 500 to 3,000, There is provided a rubber composition comprising a modified vegetable oil comprising an epichlorohydrin, an epitriglyceride and a methyl ester.

본 발명에 따른 고무 조성물에 있어서, 상기 개질된 식물성 오일은 올레익 트리 글리세라이드 및 메틸에스테르가 1:9 내지 9:1의 중량비로 포함되어 있는 것이 바람직하다.In the rubber composition according to the present invention, the modified vegetable oil preferably contains oleic triglyceride and methyl ester in a weight ratio of 1: 9 to 9: 1.

또한, 상기 고무 조성물에 있어서, 상기 원료고무 100중량부에 기초하여 상기 실리카는 10 내지 100중량부 및 상기 개질된 식물성 오일은 1 내지 40중량부 포함되는 것이 바람직하다.In the rubber composition, it is preferable that 10 to 100 parts by weight of the silica and 1 to 40 parts by weight of the modified vegetable oil are contained based on 100 parts by weight of the raw material rubber.

본 발명에 따른 고무 조성물에 있어서, 상기 올레익 트리 글리세라이드는 하기 화학식 1의 구조를 가지며, 상기 메틸에스테르는 하기 화학식 2의 구조를 갖는다:In the rubber composition according to the present invention, the oleaginous triglyceride has a structure represented by the following formula (1), and the methyl ester has a structure represented by the following formula (2)

화학식 1Formula 1

Figure 112013076496774-pat00001
Figure 112013076496774-pat00001

화학식 2(2)

CHCH 33 OOCROOCR

상기 화학식 1 및 2에서, 상기 R1, R2 및 R3는 탄소 수가 10 내지 20이며 이중결합을 1개 이상 내포하고 있는 알킬기이다.In the general formulas (1) and (2), R 1, R 2 and R 3 are alkyl groups having 10 to 20 carbon atoms and at least one double bond.

본 발명은 또한, 천연고무 및 합성고무에서 선택된 1종 이상을 함유한 원료고무에 보강충전제로서 실리카를 포함하고, 산가가 1 내지 10이고, 중량평균분자량이 500 내지 3,000이며, 올레익 트리 글리세라이드 및 메틸에스테르를 포함하는 개질된 식물성 오일을 연화제로 포함하는 고무 조성물로 제작된 마스터배치 또는 타이어를 제공한다.The present invention also relates to a rubber composition comprising silica as a reinforcing filler in a raw material rubber containing at least one selected from natural rubber and synthetic rubber, having an acid value of 1 to 10, a weight average molecular weight of 500 to 3,000 and oleic triglyceride And a methyl ester as a softening agent in a master batch or tire.

본 발명에 의해 제공되는 고무조성물은 천연 식물성 오일에서 채취된 지방산으로부터 제조된 올레익 트리 글리세라이드 및 메틸에스테르를 이용함으로써 PAH 유해물질을 원천적으로 제거하여 친환경성을 가지며, 자원의 고갈없이 장래 지속적이고 안정적인 타이어 생산 및 수급을 가능하게 하는 효과가 있다.The rubber composition provided by the present invention is environmentally friendly by removing the harmful substances of PAH by using oleic triglyceride and methyl ester prepared from the fatty acid extracted from natural vegetable oil, Thereby enabling stable tire production and supply and demand.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 본 발명은 천연고무 및 합성고무에서 선택된 1종 이상을 함유한 원료고무에 보강충전제로서 실리카 및 연화제로서 산가가 1 내지 10이고, 중량평균분자량이 500 내지 3,000이며, 올레익 트리 글리세라이드 및 메틸에스테르를 포함하는 개질된 식물성 오일을 포함하는 고무 조성물을 제공한다.The present invention relates to a raw material rubber containing at least one selected from natural rubber and synthetic rubber, silica and softening agent as reinforcing fillers having an acid value of 1 to 10, a weight average molecular weight of 500 to 3,000, oleic triglyceride And a modified vegetable oil comprising a methyl ester.

본 발명에 따른 고무 조성물에 있어서, 상기 원료고무는 타이어 고무 조성물의 원료고무로서 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으며, 이러한 원료고무의 예로서 천연고무 또는 합성고무를 단독으로 사용하거나 또는 천연고무와 합성고무가 1:9 내지 9:1의 중 량비로 함유된 혼합물을 사용할 수 있다.In the rubber composition according to the present invention, the raw rubber may be any material as long as it can be used as the raw rubber for the tire rubber composition. Examples of such raw rubber include natural rubber or synthetic rubber alone, And a synthetic rubber in a weight ratio of 1: 9 to 9: 1 may be used.

여기서, 상기 합성고무로는 스티렌-부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌 함유 스티렌-부타디엔 고무, 니트릴 함유 스티렌-부타디엔 고무, 네오프렌 고무, 클로로부틸 고무, 브로모부틸 고무 등을 포함하지만 이에 국한되지 않는 하나 이상의 고무일 수 있다.Examples of the synthetic rubber include synthetic rubbers such as but not limited to styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, isoprene-containing styrene-butadiene rubber, nitrile-containing styrene-butadiene rubber, neoprene rubber, chlorobutyl rubber, bromobutyl rubber, It can be rubber.

또한, 원료고무로는 2종 이상의 합성고무가 혼합되어 사용할 수 있으며, 여기서 2종의 합성고무는 1:9 내지 9:1의 중량비로 혼합된 원료고무가 사용될 수 있다.The raw rubber may be a mixture of two or more kinds of synthetic rubbers. Here, the two types of synthetic rubbers may be raw rubbers mixed at a weight ratio of 1: 9 to 9: 1.

본 발명에 따른 타이어용 트레드 고무 조성물에 있어서, 보강 충 전제로 사용되는 실리카는 당해 분야에서 보강충전제로서 타이어 고무 조성물에 사용되는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 이러한 실리카의 일례로서, 비표면적 특성(BET)이 110 내지 290m2/g이고, 수분 함량이 4.0 내지 7.0%이며, 순도가 80% 이상인 특성을 갖는 실리카를 원료고무 100 중량부에 대하여 10 내지 100 중량부를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 실리카의 함량이 30 중량부 이상 적용될 때 그 효과가 더욱 크게 발현된다.In the tread rubber composition for a tire according to the present invention, the silica used as the reinforcing filler may be any as long as it is used in the tire rubber composition as a reinforcing filler in the art. As an example of such silica, silica having a specific surface area (BET) of 110 to 290 m 2 / g, a moisture content of 4.0 to 7.0% and a purity of 80% or more is added in an amount of 10 to 100 Parts by weight may be used. Preferably, when the content of silica is 30 parts by weight or more, the effect is more remarkably manifested.

본 발명에 따른 타이어용 트레드 고무 조성물에 포함되는 연화제인 상기 올레익 트리 글리세라이드 및 메틸에스테르를 포함하는 개질된 식물성 오일로는 비중이 1이하이며, 산가가 1 내지 10, 중량평균분자량이 500 내지 3,000인 것을 원료고무 100 중량부에 기초하여 1 내지 40 중량부의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.The modified vegetable oil containing oleic triglyceride and methyl ester, which is a softening agent contained in the tread rubber composition for a tire according to the present invention, has a specific gravity of 1 or less, an acid value of 1 to 10, a weight average molecular weight of 500 to 500, 3,000 is preferably used in the range of 1 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber.

상기 개질된 식물성 오일은 하기 화학식 1의 올레익 트리 글리 세라이드를 포함시킴에 따라 오일 내 이중결합 양을 늘림으로서 고무와의 상용성을 높여 순수 천연 식물성 오일 대비 물성을 향상시킬 수 있으며, 고무배합물 내에서 블루밍 문제를 해결하였으며, 하기 화학식 2의 저 분자인 메틸에스테르를 포함시켜 오일의 연화효과를 향상시킨다:
The modified vegetable oil includes oleyltriglyceride having the following formula (1), thereby increasing the amount of double bonds in the oil, thereby improving the compatibility with the rubber and improving the physical properties as compared with the pure natural vegetable oil. Solves the blooming problem and improves the softening effect of the oil by including methyl esters which are low molecules of the following formula:

화학식 1Formula 1

Figure 112013076496774-pat00002
Figure 112013076496774-pat00002

화학식 2(2)

CHCH 33 OOCROOCR

상기 화학식 1 및 2에서, 상기 R1, R2 및 R3는 탄소수가 10 내지 20이며 이중결합을 1개 이상 내포하고 있는 알킬기이다.In the general formulas (1) and (2), R 1, R 2 and R 3 are alkyl groups having 10 to 20 carbon atoms and at least one double bond.

상기 개질된 천연오일은 대두유, 해바라 기씨유, 피마자유, 팜유, 포도씨유, 또는 유채유등 어느 하나에서 채취된 지방산으로 제조된 올레익 트리 글리세라이드와 메틸에스테르를 1:9 내지 9:1의 중량비로 포함한다. 올레익 트리 글리세라이드가 90% 이상일 경우 가공성 및 연화효과가 충분하지 않으며, 메틸에스테르가 90% 이상일 경우 고무조성물이 지나치게 부드러워지게 되므로 바람직하지 않다. 상기 개질된 천연오일은 올레익 트리 글리세라이드 및 메틸에스테르의 중량비가 5:5 일때 가장 우수한 물리적 특성 및 압출성능을 향상시킬 수 있으며, 상기 천연오일은 오일의 종류, 성분 제조방법이 특별히 한정되지 않는다. The modified natural oil may be prepared by mixing oleic triglyceride and methyl ester, which are prepared from fatty acids collected from any one of soybean oil, sunflower seed oil, castor oil, palm oil, grape seed oil or rapeseed oil at a weight ratio of 1: 9 to 9: . When the oleic triglyceride is more than 90%, the processability and softening effect are not sufficient, and when the methyl ester content is 90% or more, the rubber composition becomes too soft. When the weight ratio of oleic triglyceride and methyl ester is 5: 5, the modified natural oil can improve the most excellent physical properties and extrusion performance, and the kind and composition of the natural oil are not particularly limited .

상기 개질된 천연 식물성 오일은 석유계 오일 대비 연화효과가 우수하여 동량 대체 적용 시에는 석유계 오일 대비 고무 배합물의 물리적 특성이 약화되나, 15 내지 30%, 바람직하게는 25 내지 30% 감량 적용 시에는 기타 물리적 특성을 유지하면서 압출성능을 향상시 킬 수 있다.The modified natural vegetable oil has excellent softening effect relative to petroleum oil, so that the physical properties of the rubber compound are lower than that of petroleum-based oil when the same amount is applied. However, when the amount is reduced by 15 to 30%, preferably 25 to 30% The extrusion performance can be improved while maintaining other physical properties.

상기 개질된 천연 식물성 오일은 연화효과가 우수하여 배합 및 압출특성이 우수하며 오일 내 존재하는 이중결합이 고무와 가교반응을 통해 가교 후 고무 배합물의 물성저하를 감소시킬 수 있다. 또한 같은 천연소재인 천연고무(NR)과의 상용성이 매우 우수할 것으로 판단된다.The modified natural vegetable oil has excellent softening effect and is excellent in compounding and extrusion characteristics and can reduce degradation of physical properties of rubber compound after crosslinking through crosslinking reaction with double bonds present in oil. It is also expected that the compatibility with natural rubber (NR), which is the same natural material, is very good.

상기 개질된 천연 식물성 오일은 그 사용량을 늘리기 위하여 마스터 배치에 혼입한 후 블록 고무 상태로 만들어 사용할 수 있다. 이 경우 상기 개질된 천연 식물성 오일은 마스터 배치의 원료고무 100 중량부에 대하여 10 내지 100 중량부로 첨가될 수 있다.The modified natural vegetable oil may be used in the form of a block rubber after being incorporated into a master batch in order to increase the amount thereof. In this case, the modified natural vegetable oil may be added in an amount of 10 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the masterbatch raw material rubber.

앞서 언급된 원료고무, 실리카, 오일 이외에 종래의 타이어 고무 조성물에 사용되는 활성제, 노화방지제, 공정유, 가류제 및 가류 촉진제와 같은 각종 첨가제는 필요에 따라 적절하게 선택하여 소정의 함량으로 사용할 수 있다. 그러나 이들은 종래의 타이어 고무 조성물에 사용되는 일반적인 성분으로서 본원 발명의 필수 구성성분이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다Various additives such as active agents, antioxidants, process oils, vulcanizing agents and vulcanization accelerators used in conventional tire rubber compositions other than the above-mentioned raw rubber, silica and oil may be appropriately selected and used in a predetermined amount . However, these are general components used in the conventional tire rubber composition and are not essential components of the present invention, and therefore, detailed description thereof will be omitted below

한편, 본 발명은 상기 타이어 고무 조성물을 함유하는 타이어를 포함한다. 이때, 타이어는 승용차용 타이어, 트럭/버스용 타이어 중에 서 선택된 어느 하나를 포함한다.
On the other hand, the present invention includes a tire containing the tire rubber composition. At this time, the tire includes any one selected from a tire for a passenger car and a tire for a truck / bus.

이하, 본 발명은 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명하지만, 이 것으로 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

실시예Example 1 및  1 and 비교예Comparative Example 1 One

하기 표 1 과 같은 조성물을 재료별 조성을 정확히 계량하되 1.6L 용량의 반버리 믹서(Banbury Mixer)에 충전율(Fill Factor)이 0.70이 되도록 계량하고, 반버리 믹서에 넣고 혼합하였으며, 165℃에서 20분 동안 가류하여 고무를 제조하였다.
The composition as shown in Table 1 below was precisely weighed, and the fill factor was measured to be 0.70 in a 1.6 L Banbury mixer. The resulting mixture was placed in a Banbury mixer and mixed at 165 DEG C for 20 minutes Was vulcanized to prepare a rubber.

고무 배합표 (단위: phr1 ))Rubber compounding table (unit: phr 1 ) ) 구분division 비교예 1Comparative Example 1 실시예 1Example 1 합성고무2 ) Synthetic rubber 2 ) 100100 100100 ZnO2(Zinc Oxide)ZnO 2 (Zinc Oxide) 33 33 스테아르산Stearic acid 22 22 실리카Silica 8080 8080 X-50S3 ) X-50S 3 ) 12.812.8 12.812.8 RAE OilRAE Oil 37.537.5 -- 천연 오일4 ) Natural oil 4 ) -- 27
(28%감량)
27
(28% reduction)
sulfur 1.51.5 1.51.5 CBS(N-Cyclohexylbenzo thiazole)CBS (N-Cyclohexylbenzo thiazole) 1.51.5 1.51.5 DPG (N,N-Diphenylguanidine)DPG (N, N-diphenylguanidine) 1One 1One 1) phr: Parts per hundred rubber, 원료고무 중량 100에 대한 혼합재료의 중량
2) 합성고무: 비닐 함량이 55~65%, 스티렌 함량이 20~30%, 용액중합 스티렌 부타디엔 고무
3) X-50S: N- 330과 Si-69를 50:50으로 혼합한 실리카용 실란 커플링제
4) 천연오일:올레익 트리 글리세라이드 및 메틸에스테르를 포함하는 개질된 식물성오일
1) phr: Parts per hundred rubber, Weight of mixed material to 100% of raw rubber weight
2) Synthetic rubber: a vinyl content of 55 to 65%, a styrene content of 20 to 30%, a solution polymerization styrene-butadiene rubber
3) X-50S: Silane coupling agent for silica mixed with N-330 and Si-69 at 50:50
4) Natural oils: modified vegetable oils containing oleic triglycerides and methyl esters

평가예Evaluation example 1 One

상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 고무에 대하여 다음과 같은 가황특성 및 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The following vulcanization characteristics and physical properties of the rubber prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated, and the results are shown in Table 2 below.

상기 가황특성 및 물성의 평가방법은 다음과 같다.The evaluation methods of the vulcanization characteristics and physical properties are as follows.

무니 점도( Mooney viscosity ) : ASTM 규격 D 1646에 의해 측정하였다. 무니 점도는 미가류 고무의 점도를 나타내는 값으로 수치가 낮을수록 미가류 고무의 가공성이 우수한 것을 나타낸다. Mooney viscosity (Mooney viscosity): was measured according to ASTM standard D 1646. The Mooney viscosity is a value indicating the viscosity of the unvulcanized rubber. The lower the numerical value, the better the workability of the unvulcanized rubber.

경도 : 쇼어 A 타입(shore A type) 경도기에 의해 측정하였다. 경도는 시편의 딱딱한 정도로 조종안정성을 나타내는 것으로 그 값이 높을수록 조종 안정성이 우수함을 나타낸다. Hardness : Measured by a Shore A type hardness tester. The hardness indicates the stability of the specimen to the rigidity of the specimen. The higher the value, the better the stability of the manipulation.

300% 모듈러스 : 300% 신장시의 인장강도로서 ASTM 규격 D 412에 의해 측정하였고, 수치가 높을수록 우수 한 강도를 나타낸다. 300% Modulus : The tensile strength at 300% elongation was measured according to ASTM standard D 412, and the higher the value, the better the strength.

신장률 : 인장시험기에서 시험편이 끊어질 때까 지의 스트레인 값을 %로 나타내는 방법으로 측정하였다. Elongation : The strain value was measured in a tensile tester by the method of indicating the strain value in% until breaking of the test piece.

인장강도 : 인장시험기에서 시험편이 끊어질 때까지의 스트레스 값을 나타낸 값으로 단위면적당 받는 힘을 측정하였다. Tensile strength : The force per unit area was measured as a value indicating the stress value until the test piece was broken in the tensile tester.

파단강도 : 인장시험기에서 시험편이 찢어질 때까지의 스트레스 값을 나타낸 값으로 단위면적당 받는 힘을 측정하였다 . Breaking strength : The force per unit area was measured as a value indicating the stress value until the test piece was torn in the tensile tester.

마모도 : 윌리엄 어브래션 테스터(William abrasion Tester)로 시편과 연마석이 직접 접 촉함으로써 가혹도가 높은 측정법을 이용하였으며, 상온에서 회전시켜 마모된 고무의 손실량을 측정한 값으로 수치가 낮을수록 우수한 마모성능을 나타낸다. Wear : The William abrasion tester was used to measure the degree of wear of the rubber by rotating the specimen at high temperature. The lower the value, the better the abrasion performance .

점탄성 : 가보 비스코미터(Gabo visco meter) 측정기를 사용하여 0.2% 변형에 10Hz Frequency 하에서 -60℃에서 80℃까지 Tanδ값을 측정하였다. 이때, Tanδ값이 가장 큰 온도를 유리전이온도라 규정하고 0℃ Tanδ는 값이 클수록 젖은 노면에서의 제동 성능이 우수함을 나타내며, 60℃ Tanδ는 값이 작을수록 주행 중 발열이 적어 회전저항이 우수함을 나타낸다.
Viscoelasticity : The tan δ value was measured from -60 ° C to 80 ° C under a 10 Hz frequency with a 0.2% strain using a Gabo viscometer. At this time, the temperature with the highest tan δ is defined as the glass transition temperature, and the larger the value of 0 ° C tan δ, the better the braking performance on the wet road surface. The lower the tan δ value of 60 ° C, .

가황특성Vulcanization characteristics 및 물성 시험 And physical property test 구분division 비교예 1Comparative Example 1 실시예 1Example 1 무니(Mooney) 점도(100℃)Mooney viscosity (100 DEG C) 101101 101101 가교시간(T40)Cross-linking time (T40) 9.39.3 10.510.5 경도Hardness 7070 6969 300%모듈러스
(kgf/cm2)
300% modulus
(kgf / cm 2 )
노화 전Before aging 128128 130130
노화 후After aging 178178 182182 인장강도
(kgf/cm2)
The tensile strength
(kgf / cm 2 )
노화 전Before aging 219219 217217
노화 후After aging 217217 210210 신장률(%)Elongation (%) 노화 전Before aging 480480 470470 노화 후After aging 380380 370370 파단강도
(kgf/mm2)
Breaking strength
(kgf / mm 2 )
노화 전Before aging 3737 3838
노화 후After aging 3737 3737 윌리엄(William) 마모 특성(%) William Wear Properties (%) 1.171.17 1.031.03 TgTg -6.7-6.7 -20.6-20.6 0℃ Tanδ 0 ℃ Tanδ 0.5710.571 0.2980.298 60℃ Tanδ60 캜 Tanδ 0.1190.119 0.0910.091 Wet SkidWet Skid 3737 3737

상기 표 2의 결과로부터 개질된 천연 식물성 오일을 적용한 실시예 1의 경우 비교예 1에 비하여, 노화 전·후의 인장강도를 동등한 수준으로 유지하면서 내마모성, 회전저항이 향상됨을 확인할 수 있었다. 또한, Tg가 저하되어 고무의 저온성능이 우수해 질 것으로 판단된다. 기존의 석유계 오일을 대처하기 위해서는 실시예 1과 같이 28%정도 감량이 적절하며, 이는 사용자의 의도에 따라 사용량 조절로 물성개질이 가능할 것으로 판단된다.From the results of Table 2, it was confirmed that the abrasion resistance and the rotation resistance were improved while the tensile strength before and after aging was maintained at the same level as that of Comparative Example 1 in Example 1 in which modified natural vegetable oil was applied. Further, it is considered that Tg is lowered and the low temperature performance of the rubber is excellent. In order to cope with the existing petroleum oil, a reduction of about 28% is appropriate as in Example 1, and it is considered that the physical property can be modified by controlling the amount of use according to the user's intention.

Claims (6)

천연고무 및 합성고무에서 선택된 1종 이상을 함유한 원료고무에 보강충전제로서 실리카 및 연화제로서 산가가 1 내지 10이고, 중량평균분자량이 500 내지 3,000이며, 올레익 트리 글리세라이드 및 메틸에스테르를 포함하는 개질된 천연 식물성 오일을 포함하는 고무 조성물.Natural rubbers, and synthetic rubbers, as a reinforcing filler, silica and a softener having an acid value of 1 to 10, a weight average molecular weight of 500 to 3,000, and an olefinic triglyceride and a methyl ester A rubber composition comprising a modified natural vegetable oil. 제1항에 있어서,
상기 개질된 천연 식물성 오일은 올레익 트리 글리세라이드 및 메틸에스테르가 1:9 내지 9:1의 중량비로 포함되어 있는 것인 고무 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the modified natural vegetable oil comprises oleic triglyceride and methyl ester in a weight ratio of 1: 9 to 9: 1.
제1항에 있어서,
상기 원료고무 100중량부에 기초하여 상기 실리카는 10 내지 100중량부 및 상기 개질된 천연 식물성 오일은 1 내지 40중량부 포함되는 것인 고무 조성물.
The method according to claim 1,
10 to 100 parts by weight of the silica and 1 to 40 parts by weight of the modified natural vegetable oil are contained based on 100 parts by weight of the raw rubber.
제1항에 있어서,
상기 올레익 트리 글리세라이드는 하기 화학식 1의 구조를 가지며, 상기 메틸에스테르는 하기 화학식 2의 구조를 갖는 것인 고무 조성물.
화학식 1
Figure 112014127046919-pat00003

화학식 2
CH3OOCR
상기 화학식 1 및 2에서, 상기 R, R1, R2, 및 R3는 탄 소수가 10 내지 20이며 이중결합을 1개 이상 내포하고 있는 알킬기이다.
The method according to claim 1,
Wherein the oleic triglyceride has a structure represented by the following formula (1), and the methyl ester has a structure represented by the following formula (2).
Formula 1
Figure 112014127046919-pat00003

(2)
CH 3 OOCR
In the above Formulas 1 and 2, R, R 1, R 2, and R 3 are alkyl groups having 10 to 20 carbon atoms and at least one double bond.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 따른 고무 조성물을 포함하는 마스터 배치.A master batch comprising the rubber composition according to any one of claims 1 to 4. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 따른 고무 조성물로 제작된 타이어.A tire made from the rubber composition according to any one of claims 1 to 4.
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