KR101571049B1 - 레이싱용 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

레이싱용 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카본블랙 및 실리카를 동시에 수분산시켜 수분산액을 제조하는 단계; 및 상기 수분산액에 황 변성 테르펜 페놀릭 수지, 오일, 실란 커플링제 및 고무를 혼합하여 공응고시키는 단계를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공한다.

Description

레이싱용 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이의 제조방법{RUBBER COMPOSITION FOR RACING TIRE TREAD AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 레이싱용 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
F1 급과 같은 자동차 경주에서 머신은 한 경기를 몇일 동안 보통 300km를 달리는데, 달리는 동안 타이어는 최고 속도 330km/hr 이상(F1은 360km/hr 이상)의 직선 주행 및 시속 200km/hr가 넘는 속도로 코너링 및 급제동, 급가속을 반복해야 하는 극한 상황에 놓이게 된다. 따라서 타이어는 매우 가볍고 랩 타임을 지속할 수 있는 내구성, 노면 접지력 및 내마모성능이 뛰어나야 한다.
일반적으로 레이싱 타이어는 초고성능(UHP) 타이어와 비슷한 구조로 이루어져 있다. 하지만 중용한 것은 저 중량이면서 차중, 드라이버의 체중과 한계 속도에서 가혹한 사용 조건을 견딜 수 있어야 하기 때문에 타이어 뼈대를 이루는 구조 설계, 재료의 개발과 선택은 매우 중요하다. 일반 타이어와는 달리 대상 경주에 필요한 특정 성능만을 극대화하여 설계 제조되며, 특수한 구조와 재료를 필요로 한다. 즉, 일반 UHP용 타이어보다 각 부위별 재질의 강도와 탄성이 훨씬 높고, 사용할 재료의 양도 최소화시켜야 하는 컴팩트 기술이 필요하다.
타이어는 천연고무, 합성고무, 코드지, 케미칼 등 150여 종의 원재료로 구성되어 있다. 특히 노면에 직접 맞닿는 타이어 트레드는 타이어에서 큰 비중을 차지한다. 레이싱 타이어에서는 일반 승용차용 타이어 트레드보다 훨씬 부드러우면서 강한 컴파운드를 사용한다. 레이싱 타이어 트레드의 컴파운드는 일반 승용차용타이어와 달리 손톱으로 눌러도 그 흔적이 오랫동안 유지될 수 있도록 아주 부드럽다. 타이어 사용목적(경기 종류, 노면, 기후 등)에 따라 딱딱한 타입에서부터 아주 부드러운 타입까지 사용하기도 한다. 레이싱용 타이어 트레드용 컴파운드는 마른 노면과 젖은 노면에 따라 다르고, 노면의 거칠기와 온도에 따라 물성을 다르게 하여 적용하여야 한다.
종래의 레이싱 타이어 트레드 고무의 내마모 성능 개선을 통한 내구력 증가와 낮은 온도에서의 제동력과 접지력을 유지시키기 위한 방법으로는 원료 고무의 조성비를 조절하여 고무의 유리 전이 온도를 높이는 방법, 노화후의 모듈러스 및 인장강도를 유지시키기 위한 방편으로 카본블랙의 첨가량을 증가하는 방법, 입자가 작고 구조가 발달한 카본블랙을 사용하는 방법 및 공정 조제와 공정 오일의 함량을 증가하는 방법 등이 주로 사용되어 왔다.
충진재를 고무와 혼합하기 위해서 건식 혼합 및 습식 마스터배치 등 수많은 기술이 개발되었다. 건식 혼합 방법은 반바리 믹서를 사용하여 고형 고무를 용융시킨 다음, 카본블랙이나 실리카를 가황촉진제 및 기타 고무첨가제들을 투입하여 강제 혼합하는 방법이지만 충진재의 분산도가 불균일하고, 충진재의 사용량에도 제한이 있다. 습식 혼합 방법은 카본블랙 또는 실리카를 고무라텍스 상에 수분산 시킨 다음 응고 및 건조시키는 방법으로 건식 혼합 방법에 비해 충진재의 분산도가 균일하고 충진재의 사용량도 많아졌다. 하지만 카본블랙 또는 실리카를 단독으로 사용하거나, 또는 카본블랙과 실리카를 함께 적용시키더라도 고무와 배합시키는 충진재의 양에 한계가 있었다.
타이어 제조 시 사용되는 화학 제품은 수 가지에서 수십 가지로 다양하다. 이러한 케미컬 등은 타이어 제조 시 정련 공정에서 반바리 믹서에 천연고무와 합성고무, 충진재, 오일 등과 함께 혼합된다. 하지만 고무대비 충진재의 배합량이 많아진다면 충진재뿐만 아니라 이러한 케미컬들의 분산성도 떨어지고 혼합시간도 지연 될 수 밖에 없다. 또한 현재 사용되고 있는 페놀 변성 수지들은 배합 시 초기 무늬 점도가 높게 상승하여 건식 믹싱 혼합 시 고무에 충진재를 충분히 분산시키기 위해서 혼합시간을 늘려야 하고 반면에 배합량을 올리면 내마모 성능이 급격히 하락하는 문제점을 갖고 있다.
대한민국 공개특허 제10-1998-0064063호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 카본블랙 및 실리카를 포함하는 충진재의 배합량을 극대화하는 동시에 분산성이 우수한 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은 카본블랙 및 실리카를 동시에 수분산시켜 수분산액을 제조하는 단계; 및 상기 수분산액에 황 변성 테르펜 페놀릭 수지, 오일, 실란 커플링제 및 고무를 혼합하여 공응고시키는 단계를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 카본블랙은 요오드 흡착량(Iodine Adsorptitotn Number)이 100~350m2/g일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 카본블랙은 흡유량(Oil Adsorptitotn Number)이 50~250cc/100g 일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 실리카는 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적이 70~250m2/g 일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 카본블랙은 고무 100중량%에 대하여 100 내지 200중량% 혼합되는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 실리카는 고무 100중량%에 대하여 10 내지 100중량% 혼합되는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 황 변성 테르펜 페놀릭 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112014075678417-pat00001
(상기 식에서, n은 1 및 2 중의 정수, m은 1 내지 10 중의 정수)
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 황 변성 테르펜 페놀릭 수지는 고무 100중량%에 대하여 1 내지 5중량% 포함되는 것 일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 오일은 고무 100중량%에 대하여 100 내지 180중량% 포함되는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 실란 커플링제는 고무 100중량%에 대하여 1 내지 20중량% 포함되는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 수분산액의 카본블랙 및 실리카의 농도는 1 내지 40%일 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법에 타이어 트레드용 고무 조성물은 카본블랙 및 실리카를 포함하는 충진재의 배합량을 극대화하는 동시에 분산성이 우수하여, 종래의 건식배합이나 습식 카본블랙 마스터 배치, 또는 실리카 마스터 배치 고무 조성물에 비하여, F1급 레이싱 타이어에서 필요한 고그립성, 고내열성 및 내마모성능에 우수한 성능을 제공할 수 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 카본블랙 및 실리카를 동시에 수분산시켜 수분산액을 제조하는 단계; 및 상기 수분산액에 황 변성 테르펜 페놀릭 수지, 오일, 실란 커플링제 및 고무를 혼합하여 공응고시키는 단계를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법을 상술한다.
먼저, 카본블랙 및 실리카를 동시에 수분산시켜 수분산액을 제조한다.
본 발명에서 카본블랙은 서멀블랙(Thermal black), 퍼네스블랙(Furnace black), 채널블랙(Channel black), 가스블랙(gas black) 등을 사용할 수 있고, 바람직하게 퍼네스블랙(Furnace black)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 카본블랙은 요오드 흡착량(Iodine Adsorptitotn Number)이 100~350m2/g일 수 있고, 바람직하게 200~300m2/g, 더욱 바람직하게는 250~290m2/g 일 수 있다. 본 발명에서 고무와 배합되는 충진재의 양을 고무 100중량%에 대하여 200중량%까지 극대화하기 위해서는 입자경이 초미립자경인 카본블랙이 상기 범위의 요오드 흡착량을 가지는 것이 바람직하다. 카본블랙의 요오드 흡착량이 100m2/g 미만이면 카본블랙에 의한 고무조성물의 보강 성능이 하락할 수 있고, 350m2/g 초과이면 고무조성물의 가공성이 불리해질 수 있다.
또한, 상기 카본블랙은 흡유량(Oil Adsorptitotn Number)이 50~250cc/100g 일 수 있고, 바람직하게 70~200cc/100g이, 가장 바람직하게는 100~150cc/100g일 수 있다. 카본블랙의 흡유량이 50cc/100g 미만이면 카본블랙에 의한 고무조성물의 보강성능이 하락할 수 있고, 250cc/100g 초과이면 고무조성물의 가공성이 불리해질 수 있다.
상기 카본블랙은 고무 100중량%에 대하여 100 내지 200중량% 혼합되는 것일 수 있고, 바람직하게 140 내지 200중량%일 수 있다. 상기 범위로 카본블랙을 배합하는 경우 얻어지는 고무 조성물은 고내열성과 내마모 성능이 우수하다.
본 발명에서 실리카는 강실리카, 건식실리카, 졸겔법 실리카 및 실란 커플링제를 미리 실리카 표면에 전처리하여 유기화시킨 실리카 등을 사용할 수 있고, 바람직하게 침강 실리카일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 실리카는 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적이 70~250m2/g 일 수 있고, 바람직하게 90~200m2/g이, 가장 바람직하게는 110~150m2/g 일 수 있다. 실리카의 BET 비표면적이 70m2/g 미만이면 실리카에 의한 고무조성물의 보강성능이 하락할 수 있고, 250m2/g 초과이면 고무조성물의 가공성이 불리해질 수 있다.
상기 실리카는 고무 100중량%에 대하여 10 내지 100중량% 혼합되는 것일 수 것일 수 있고, 바람직하게 10 내지 50중량%일 수 있다. 상기 범위로 실리카를 배합하는 경우 얻어지는 고무 조성물은 고내열성과 내마모 성능이 우수하다.
본 발명에서 상기 수분산액의 카본블랙 및 실리카의 농도는 1 내지 40중량% 로, 보다 바람직하게는 5 내지 30중량%, 가장 바람직하게는 10 내지 20중량%일 수 있다. 즉, 본 발명에서 카본블랙-실리카의 충진재의 농도는 종래에 비하여 매우 높다. 본 발명에서 카본블랙-실리카의 충진재는 고무 100중량%에 대하여 140 내지 200중량%을 차지하여, 그 함량이 극대화된다. 카본블랙-실리카의 충진재가 140중량% 미만이면 레이싱 타이어에서 요구되는 고내열성과 고내마모성능이 충분치 않을 수 있고, 200중량% 초과이면 고무조성물의 무늬점도가 높아 배합 가공이 어려울 수 있으며 또한 카본블랙-실리카의 충진재 분산성이 저하될 수 있다.
그 다음, 상기 얻어진 카본블랙 및 실리카의 수분산액에 황 변성 테르펜 페놀릭 수지, 오일, 실란 커플링제 및 고무를 혼합하여 공응고시킨다.
본 발명에서 상기 고무는 고무 라텍스(latex)일 수 있다.
본 발명에서 황 변성 테르펜 페놀릭 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112014075678417-pat00002
(상기 식에서, n은 1 및 2 중의 정수, m은 1 내지 10 중의 정수)
상기 황 변성 테르펜 페놀릭 수지는 높은 연화점을 갖는 동시에 분자량이 낮은 테르펜 페놀릭 수지 베이스에 황을 일부 변성한 수지로, 연화점이 약 120℃이다. 핫 멜트용 접착제로 개발된 페놀 변성 테르펜 수지는 분자구조 상 고무와의 상용성이 우수해 타이어의 노면 접지력을 10~20%정도 향상시킬 수 있어, 본 발명에서 상기 황 변성 테르펜 페놀릭 수지는 높은 접지력 향상 효과에 도움을 줄 수 있다. 또한, 상기 황 변성 테르펜 페놀릭 수지는 고그립용의 특성을 가진다. 따라서 본 발명에서 고그립용 수지라고도 한다.
상기 황 변성 테르펜 페놀릭 수지는 배합을 위하여 미세 분말형태로 분쇄하여 투입하는 것이 바람직하다.
상기 황 변성 테르펜 페놀릭 수지는 고무 100중량%에 대하여 1 내지 5중량% 포함될 수 있고, 바람직하게 3 내지 5중량%일 수 있다. 황 변성 테르펜 페놀릭 수지가 1중량% 미만이면 고내열성 성능 확보가 불가능하고, 5중량% 초과이면 고무 조성물의 배합 가공 단계에서 가류가 발생될 가능성이 있을 수 있다.
본 발명에서 오일은 파라핀계유, 나프텐계유, 아로마틱유 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 고무와의 상용성이 좋고 카본블랙의 분산성이 좋은 아로마틱유일 수 있고, PCA(Polycyclic aromatic) 함량이 낮은 TDAE 오일 또는 RAE 오일이 더욱 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 오일은 고무 100중량%에 대하여 100 내지 180중량% 포함되는 것일 수 있고, 바람직하게 130 내지 160중량%일 수 있다. 오일이 100중량% 미만이면 고무 조성물의 배합가공이 어려울 수 있으며, 180중량% 초과이면 고무 조성물의 점도 하락으로 물성 저하를 일으킬 수 있다.
본 발명에서 실란 커플링제는 고무와 실리카와의 연결제로 사용되는 것으로, 폴리설파이드 구조의 TESPT((3-triethoxysiliylpropyl)tetrasulfide) 및 디설파이드 구조의 TESPD((triethoxysilylpropyl)disulfide) 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 실란 커플링제는 고무 100중량%에 대하여 1 내지 20중량% 포함될 수 있고, 바람직하게 3 내지 15중량%, 더욱 바람직하게 5 내지 10중량%일 수 있다. 실란 커플링제가 1중량% 미만이면 실리카의 분산성 저하를 일으킬 수 있으며 실리카와 고무와의 상호 작용을 저하 시킬 수 있고, 20중량% 초과이면 실리카와 고무와의 상호 작용이 강하여 제품 성능이 저하될 수 있다.
본 발명에서 계면활성제(유화제)는 수중에 카본블랙과 실리카의 균질한 분산을 위하여 카본블랙 수용액, 실리카 수용액 제조 및 오일 에멀젼 제조 시 사용될 수 있고, 계면활성제는 로진산, 지방산, 또는 로진산과 지방산의 혼합물을 사용할 수 있으나 이에 한정된 것은 아니다.
상기 계면활성제의 배합량은 배합되는 카본블랙과 실리카의 중량 기준으로 1 내지 10중량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 7중량%, 가장 바람직하게는 1 내지 3중량%일 수 있다. 계면활성제가 1중량% 미만이면 카본블랙-실리카 충진재의 수중에서의 균질한 분산이 충분치 않을 수 있으며, 10중량% 초과이면 고무조성물의 물성 저하를 초래할 수 있다.
카본블랙 및 실리카의 수분산액에 황 변성 테르펜 페놀릭 수지, 오일, 실란 커플링제 및 고무를 혼합하여 공응고하기 위하여 응고제를 사용할 수 있고, 응고제로 산 및 염 중 하나 이상을 첨가할 수 있다. 산 또는 염을 첨가하여 응고계의 pH를 4~5 정도로 조정하는 것이 바람직하다. 상기 응고제로 황산 수용액, 황산마그네슘 수용액 등을 사용할 수 있다.
상기와 같이 제조된 카본블랙-실리카 웨트 마스터 배치 응고물은 탈수 후 압출, 롤 믹싱을 거쳐 수분을 제거할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법에 따라 제조된 고무 조성물은 고무와 혼합되는 충진재의 함량이 증가되고, 충진재로 카본블랙과 실리카를 함께 적용함으로써 고내열성과 내마모성을 향상시킬 수 있고, 또한 고 그립용 수지인 황 변성 테르펜 페놀릭 수지를 함유함으로써 향상된 높은 접지력을 가질 수 있어 F1급 레이싱용 타이어 트레드 고무 조성물로 우수한 특성을 가진다.
이하의 실시를 통하여 본 발명이 더욱 상세하게 설명된다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 이들만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 고그립용 수지가 함유된 카본블랙-실리카-오일 웨트 마스터 배치의 제조
배합비
원재료 배합량(g) 비고
SBR 라텍스(Latex) 400 스타이렌 함량 40% SBR
고형분 25%
카본블랙 분산액 1400
실리카 분산액 200
오일 에멀젼 230 RAE 오일/ 에멀젼 내 오일 함량 : 60.8%
고그립용 수지 3 황 변성 테르펜 페놀릭 수지
계면활성제 6 로진 및 지방산 혼합
(80 : 20)중량%
실란 커플링제 1.6 TESPT((3-triethoxysilpropyl)tetrasulfide)
* 제조방법
A. 카본블랙 분산액 제조
10,000~20,000rpm의 고속 디스퍼져(Disperser)가 장착된 반응기에 물과 계면활성제를 혼합하여 교반 후 50~60℃의 온도를 유지하면서 카본블랙을 투입하여 30분 동안 고속 교반 분산시켰다.
B. 실리카 분산액 제조
10,000~20,000rpm의 고속 디스퍼져(Disperser)가 장착된 별도의 반응기에 물과 계면활성제를 혼합하여 교반 후 50~60℃의 온도를 유지하면서 실리카를 투입하여 30분 동안 고속 교반 분산시켰다.
C. 카본블랙-실리카 수분산액 제조
미리 제조된 카본블랙 분산액에 실리카 분산액을 천천히 적가하고 1시간 동안 고속교반시켜 카본블랙과 실리카가 잘 혼합 분산되도록 하였다.
D. 고그립용 수지 배합과 고무 라텍스의 혼합
상기 카본블랙-실리카 혼합 분산액에 미리 미세 분말로 분쇄된 황 변성 테르펜 페놀릭 수지를 투입하며 10분 동안 교반했다. 상기 혼합 분산액에 미리 제조된 오일 에멀젼을 카본블랙 분산 용액에 적가 투입하며 30분 동안 교반했다. 이 혼합물에 고무 라텍스를 투입하여 30분 동안 교반했다.
E. 공응고
상기에서 얻어진 최종 혼합물을 공응고시키기 위해, 응고제(황산수용액과 황산마그네슘 수용액)가 일부 용해되어 있는 공응고 반응기로 천천히 적가 투입하였다. 최종 혼합물이 공응고 반응기로 투입됨과 동시에 고무-카본블랙-실리카-오일 공응고물이 일부 생성되었다. 최종 혼합물이 공응고 반응기로 투입이 완료되고 일부 공응고물이 생성되면 응고제를 추가로 서서히 적가시키며 완전히 공응고 시켰다. 응고물의 크기를 성장시키고 응고액을 투명하게 하기 위해pH 4~5를 유지하며30분 정도 추가 교반시켰다. 응고된 물질은 반응기에서 취출하여 깨끗한 물로 세척하여 탈수 후 롤밀(roll mill)과 압출기(extruder)를 통하여 수분이 제거된 카본블랙-실리카 고무 조성물을 얻었다.
[비교예 1] 고무배합 조성물의 제조
하기 표2의 조성과 같이, 반바리 믹서를 이용하여 합성 고무(SBR) 100중량%에 카본블랙 110중량%, 실리카 20중량%, 오일 110중량%, 실란커플링제 1.6중량%, 산화아연(ZnO) 3중량%, 스테아린산(Stearic acis)1.5중량%, 노화방지제(6PPD) 5중량%, 분산제(WB222) 2중량%를 140℃에서 혼합하여 고무배합물을 얻었다. 이 고무배합물에 무기황 2.1중량%, 가류촉진제(CZ) 1.7중량%를 첨가하여 90℃에서 배합하였다. 이후 이 고무배합물을 160℃에서 15분 동안 가류시켜 고무 배합 조성물을 제조하였다.
[비교예 2] 고무배합 조성물의 제조
하기 표2의 조성과 같이, 상기 비교예 1의 고무배합 조성물에 황 변성 테르펜 페놀릭 수지를 추가 배합하는 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 고무 배합 조성물을 제조하였다.
[비교예 3] 고그립용 수지가 미함유된 카본블랙-실리카-오일 웨트 마스터 배치의 제조
상기 실시예 1의 고그립용 수지가 함유된 카본블랙-실리카-오일 웨트 마스터 배치의 제조 방법 중 고그립용 수지 배합와 고무라텍스 혼합단계에서 배합되는 고그립용 수지 배합을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 카본블랙-실리카 고무 조성물을 제조하였으며, 하기 표2의 조성과 같이 고그립용 수지가 미함유된 카본블랙-실리카-오일 웨트 마스터 배치와 추가로 합성고무, 실리카와 실란커플링제를 배합하는 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 고무 배합 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
하기 표2의 조성과 같이, 상기 비교예 1의 합성고무, 카본블랙, 실리카, 실란커플링제를 상기 실시예 1에 따른 고그립용 수지가 함유된 카본블랙-실리카-오일 웨트 마스터 배치와 추가로 합성고무, 실리카와 실란커플링제를 배합하는 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 고무 배합 조성물을 제조하였다.
항목 비교예 1 비교예 2 비교예3 실시예 2
합성고무 100 100 21.4 21.5
카본블랙 110 110 0 0
실리카 20 20 4.3 4.3
오일 110 110 0 0
실란커플링제 1.6 1.6 0.34 0.33
비교예 3 0 0 315.5 0
실시예 1 0 0 0 318
고그립용 수지 0 2.4 0 0
산화아연 3 3 3 3
스테아린산 1.5 1.5 1.5 1.5
노화방지제 5 5 5 5
분산제 2 2 2 2
무기황 2.1 2.1 2.1 2.1
가류촉진제 1.7 1.7 1.7 1.7
본 발명에 따른 레이싱 타이어 트레드용 고무 조성물의 물성을 알아보기 위하여 상기 비교예 1 내지 3 및 실시예 2의 고무배합 조성물을 대상으로 물성 실험을 실시하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
고무배합 조성물의 물성
항목 비교예 1 비교예 2 비교예3 실시예 2
무니 점도(Mooney Viscosity) 72 71 75 69
T40 5.5 5.6 5.2 5.3
경도(Hardness) 48 49 50 48
300% 모듈러스(Modulus) 39 41 42 45
인장 강도(Tensile strength) 118 119 124 130
Tg -32 -32 -31 -31
Tanδ 0℃ 0.431 0.440 0.449 0.456
Tanδ 60℃ 0.307 0.305 0.299 0.297
William (%) 1.38 1.34 1.31 1.29
상기 표3에서 볼 수 있듯이 본 발명에 따른 고그립용 황 변성 테르펜 페놀릭 수지가 함유된 고무배합 조성물 실시예 2가 비교예 1, 2, 3에 비하여 인장 강도(Tensile strength), 젖은 노면 접지력(Wet traction), 회전 저항(Rolling resistance) 및 마모 성능에서 향상되었음을 알 수 있다.
또한 본 발명에 따른 레이싱 타이어 트레드용 고무 조성물을 적용한 타이어의 성능을 알아보기 위하여 상기 비교예 1, 2, 3 및 실시예 2를 대상으로 실차 테스트를 실시한 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
타이어 실차 테스트 성능
구분 비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 2
마모(%) 전륜 100 104 110 113
후륜 100 102 108 110
랩타임(Lap time) 1:47.750 1:46.860 1:45.100 1:44.060
상기 표4에서 볼 수 있듯이 본 발명에 따른 고그립용 황 변성 테르펜 페놀릭 수지가 함유된 고무배합 조성물 실시예 2가 비교예 1, 2, 3에 비하여 높은 마모 성능을 보였으며, 랩타임(Lap time)이 빨라졌음을 알 수 있다.

Claims (12)

  1. 카본블랙 및 실리카를 동시에 수분산시켜 수분산액을 제조하는 단계; 및
    상기 수분산액에 황 변성 테르펜 페놀릭 수지, 오일, 실란 커플링제 및 고무를 혼합하여 공응고시키는 단계를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 카본블랙은 요오드 흡착량(Iodine Adsorptitotn Number)이 100~350m2/g인 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 카본블랙은 흡유량(Oil Adsorptitotn Number)이 50~250cc/100g인 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 실리카는 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적이 70~250m2/g인 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 카본블랙은 고무 100중량%에 대하여 100 내지 200중량% 혼합되는 것인 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 실리카는 고무 100중량%에 대하여 10 내지 100중량% 혼합되는 것인 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 황 변성 테르펜 페놀릭 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 것인 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법.
    [화학식 1]
    Figure 112014075678417-pat00003

    (상기 식에서, n은 1 및 2 중의 정수, m은 1 내지 10 중의 정수)
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 황 변성 테르펜 페놀릭 수지는 고무 100중량%에 대하여 1 내지 5중량% 포함되는 것인 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 오일은 고무 100중량%에 대하여 100 내지 180중량% 포함되는 것인 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 실란 커플링제는 고무 100중량%에 대하여 1 내지 20중량% 포함되는 것인 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 수분산액의 카본블랙 및 실리카의 농도는 1 내지 40%인 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법.
  12. 제 1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 의하여 제조된 타이어 트레드용 고무 조성물.
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