KR101594825B1 - Method for preparing purified carbon black, rubber composition for tire including the purified carbon black and tire manufactured by using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 정제된 카본블랙의 제조 방법은 산성 또는 염기성 수용액과 미정제 카본블랙을 포함하는 혼합 용액에 마이크로파를 조사하는 단계를 포함한다.
상기 정제된 카본블랙의 제조 방법은 단시간 동안 효율적으로 고순도의 정제된 카본블랙을 제공한다. 또한, 상기 정제된 카본블랙은 고무 등에 분산되기 쉽다. 따라서, 상기 카본블랙을 이용하면 향상된 분산도를 가지며, 타이어의 경량화를 실현할 수 있는 타이어용 고무 조성물을 제공할 수 있다.
The process for preparing purified carbon black according to an embodiment of the present invention includes irradiating microwave to a mixed solution containing an acidic or basic aqueous solution and crude carbon black.
The process for producing the purified carbon black efficiently provides high purity purified carbon black for a short period of time. Further, the purified carbon black tends to be dispersed in rubber or the like. Accordingly, it is possible to provide a rubber composition for a tire which can realize weight reduction of a tire having an improved dispersion degree by using the carbon black.

Description

정제된 카본블랙의 제조 방법, 정제된 카본블랙을 포함하는 타이어용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어{METHOD FOR PREPARING PURIFIED CARBON BLACK, RUBBER COMPOSITION FOR TIRE INCLUDING THE PURIFIED CARBON BLACK AND TIRE MANUFACTURED BY USING THE SAME}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a process for producing purified carbon black, a rubber composition for a tire including the purified carbon black, and a tire produced using the same. BACKGROUND ART [0002] }

본 발명은 정제된 카본블랙의 제조 방법, 정제된 카본블랙을 포함하는 타이어용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로서, 고효율로 고순도의 정제된 카본블랙을 제조할 수 있는 정제된 카본블랙의 제조 방법, 정제된 카본블랙을 이용하여 타이어의 경량화 등을 실현할 수 있는 타이어용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것이다.
The present invention relates to a process for producing purified carbon black, a rubber composition for a tire containing purified carbon black, and a tire produced using the same, and more particularly, to a process for producing purified carbon black which can produce highly purified high purity carbon black A rubber composition for a tire capable of realizing reduction in weight of a tire by using purified carbon black, and a tire manufactured using the rubber composition.

카본블랙은, 고무 보강재 등의 고무 첨가제 용도; 수지 착색제, 인쇄 잉크, 도료 등의 용도; 및 수지 등에 도전성을 부여하기 위한 용도 등 다양한 분야에 사용되고 있다.Carbon black is used for rubber additives such as rubber reinforcing materials; Resin colorants, printing inks, paints and the like; And applications for imparting conductivity to resins and the like.

카본블랙의 제조 방법에는, 1) 원료를 불완전 연소시키는 퍼네이스법, 2) 버너 칩으로 연소하여 염(炎)으로 전환하고, 그 염(炎)을 채널강(鋼)에 접촉시켜서 포집하는 콘택트법, 3) 천연 가스를 열분해시키는 서멀법 등이 있다.The production method of carbon black includes the following: 1) a furnace method in which a raw material is incompletely burnt, 2) a contact which is burned with a burner chip to convert to a flame, the flame is brought into contact with a channel steel, And 3) a thermal method for pyrolyzing natural gas.

이 중 퍼네이스법이 가장 범용되고 있다. 퍼네이스법에서는, 원료로서 주로 크레오소트유(油)나 석유계 중질유를 사용하고, 이들을 완전 연소를 위한 이론량에 못 미친 양의 공기와 함께 반응로 내에 불어넣어 불완전 연소시킨 후, 물로 냉각하고, 최종적으로는 물로 포착하고 수성 분산액으로서 얻는다. Among them, the plain method is most commonly used. In the furnace method, creosote oil or petroleum-based heavy oil is mainly used as a raw material, and these are incompletely buried in the reaction furnace together with an amount of air less than the theoretical amount for complete combustion to be incompletely burnt, Finally, it is captured with water and obtained as an aqueous dispersion.

이들의 카본블랙의 원료에는 철, 니켈, 바나듐 등의 금속 성분이 포함되어 있다. 이들의 금속 성분은 카본블랙의 제조 공정에서 농축되고, 또한 냉각수나 제조 설비로부터의 금속 성분의 혼입도 있기 때문에, 미정제 카본블랙은 다양한 금속 성분을 함유하는 것이 된다. 따라서, 그들의 금속 성분을 가능한 한 제거하여 고순도화 하는 것이 요구된다.These raw materials for carbon black include metal components such as iron, nickel, and vanadium. These metal components are concentrated in the production process of carbon black, and there is also the incorporation of metal components from cooling water and production facilities, so that the crude carbon black contains various metal components. Therefore, it is required to remove their metal components as much as possible to make them high in purity.

미정제 카본블랙 중의 금속량의 저감 방법으로서는, 카본블랙의 수성 분산액을 각종 수용성 킬레이트제와 접촉시켜, 카본블랙에 포함되는 금속 성분을 용출시킴과 함께 킬레이트제에 포착하여 액상(液相)으로 이행시킨 후, 고액 분리하는 방법(특허 문헌 1), 카본블랙 수성 분산액을 강교반 후, 여과 등에 의해 분리하는 방법(특허 문헌 2)이 있다.As a method for reducing the amount of metal in the crude carbon black, a method in which an aqueous dispersion of carbon black is contacted with various water-soluble chelating agents to elute the metal components contained in the carbon black and is captured by the chelating agent and transferred to a liquid phase (Patent Document 1), a method of separating the aqueous dispersion of carbon black by stirring after strong stirring, and the like (Patent Document 2).

일본 공개특허 제2005-113091호(공개일: 2005.04.28)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-113091 (published on April 28, 2005) 일본 공개특허 제2005-220320호(공개일: 2005.08.18)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-220320 (Publication Date: Aug. 18, 2005)

본 발명의 목적은 고효율로 고순도의 카본블랙을 제조할 수 있는 정제된 카본블랙의 제조 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for producing purified carbon black capable of producing carbon black of high purity with high efficiency.

본 발명의 다른 목적은 타이어의 경량화 등을 실현할 수 있는 타이어용 고무 조성물을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a rubber composition for a tire which can realize reduction in weight and the like of a tire.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 타이어용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어를 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide a tire produced using the rubber composition for a tire.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 정제된 카본블랙의 제조 방법은 산성 수용액 또는 염기성 수용액과 미정제 카본블랙을 포함하는 혼합 용액에 마이크로파를 조사하는 단계를 포함한다.In order to accomplish the above object, a method of producing purified carbon black according to an embodiment of the present invention includes irradiating microwave to a mixed solution containing an acidic aqueous solution or basic aqueous solution and crude carbon black.

상기 혼합 용액은 표면 처리제를 추가로 포함할 수 있다. The mixed solution may further include a surface treating agent.

상기 혼합 용액에 마이크로파를 조사하는 단계는 혼합 용액에 915MHz 내지 2450MHz의 주파수를 가지는 마이크로파를 조사하는 것을 포함할 수 있다.The step of irradiating the mixed solution with microwaves may include irradiating the mixed solution with a microwave having a frequency of 915 MHz to 2450 MHz.

상기 혼합 용액에 마이크로파를 조사하는 단계는 혼합 용액에 60 내지 1200 와트의 마이크로파를 조사하는 것을 포함할 수 있다.The step of irradiating microwave to the mixed solution may include irradiating the mixed solution with microwave of 60 to 1200 watts.

상기 혼합 용액에 마이크로파를 조사하는 단계는 혼합 용액을 교반하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 혼합 용액에 마이크로파를 조사하는 단계 이후에 혼합 용액을 교반하는 단계를 추가로 포함할 수도 있다. 그리고, 상기 혼합 용액을 교반하는 단계 후에 혼합 용액을 순환시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.The step of irradiating the mixed solution with microwaves may further include stirring the mixed solution. The method may further include the step of stirring the mixed solution after the step of irradiating the mixed solution with microwaves. The method may further include a step of circulating the mixed solution after the step of stirring the mixed solution.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 타이어용 고무 조성물은 원료고무 및 상기 방법으로 제조된 카본블랙을 포함한다. A rubber composition for a tire according to another embodiment of the present invention comprises a raw rubber and carbon black prepared by the above method.

상기 카본블랙은 원료고무 100 중량부에 대하여 5 내지 60 중량부로 포함될 수 있다. The carbon black may be included in an amount of 5 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 타이어는 상기 타이어용 고무 조성물을 이용하여 제조한 것이다.
The tire according to another embodiment of the present invention is manufactured using the rubber composition for a tire.

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

본 발명의 일 실시예에 따른 정제된 카본블랙의 제조 방법은 미정제 카본블랙을 포함하는 혼합 용액에 마이크로파를 조사하는 단계를 포함한다.The method for preparing purified carbon black according to an embodiment of the present invention includes irradiating microwave to a mixed solution containing crude carbon black.

상기 미정제 카본블랙은 카본블랙을 제조한 후 정제하지 않은 카본블랙을 포함하는 반응 생성물을 포함하는 것일 수 있다. 따라서, 상기 미정제 카본블랙에는 카본블랙 외에도 금속 성분 등의 불순물이 포함되어 있을 수 있다. The crude carbon black may include a reaction product containing carbon black after the carbon black is produced but not purified. Therefore, the crude carbon black may contain impurities such as metal components in addition to carbon black.

상기 정제된 카본블랙의 제조 방법에 적용될 수 있는 카본블랙은 특별히 제한되지 않는다. 따라서, 카본블랙의 사용 용도에 따라 적절한 미정제 상태의 카본블랙을 사용할 수 있다. 하나의 예시에서 타이어에 적용하기 위하여 정제된 카본블랙을 제조하는 경우, 질소흡착 비표면적(nitrogen surface area per gram, N2SA)이 20 내지 170m2/g이고, DBP(n-dibutyl phthalate) 흡유량이 70 내지 140cc/100g인 카본블랙을 포함하는 미정제 카본블랙을 사용할 수 있다. 상기 범위의 카본블랙을 사용하는 경우 가공성 및 보강 성능이 우수한 타이어를 제공할 수 있다.The carbon black that can be applied to the method for producing the purified carbon black is not particularly limited. Therefore, a carbon black in an untreated state suitable for the purpose of use of the carbon black can be used. In one example, when preparing purified carbon black for application to tires, the nitrogen surface area per gram (N 2 SA) is 20 to 170 m 2 / g and the DBP (n-dibutyl phthalate) oil absorption Carbon black containing 70 to 140 cc / 100 g of carbon black may be used. When a carbon black having the above range is used, it is possible to provide a tire excellent in workability and reinforcement performance.

상기 혼합 용액은 산성 수용액 또는 염기성 수용액을 포함할 수 있다. The mixed solution may include an acidic aqueous solution or a basic aqueous solution.

상기 산성 수용액으로는, 예를 들면, 염산 수용액, 황산 수용액, 질산 수용액 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 하나의 예시에서 산성 수용액으로는 37% 염산 수용액과 40% 황산 수용액을 1:10 내지 10:1의 중량비로 혼합한 혼합물, 37% 염산 수용액과 40% 질산 수용액을 1:10 내지 10:1의 중량비로 혼합한 혼합물 또는 40% 황산 수용액과 40% 질산 수용액을 1:10 내지 10:1의 중량비로 혼합한 혼합물을 사용할 수 있다. 이러한 혼합물을 사용하는 경우 정제된 카본블랙을 단시간에 높은 효율로 제조할 수 있다. 수차례의 실험결과 상기 산 수용액들을 1:1 내지 5:1의 중량비로 혼합하여 사용하는 경우 가장 높은 효율로 카본블랙을 정제할 수 있었다.As the acidic aqueous solution, for example, an aqueous hydrochloric acid solution, an aqueous sulfuric acid solution, an aqueous nitric acid solution or a mixture thereof can be used. In one example, the acidic aqueous solution may be a mixture of a 37% aqueous hydrochloric acid solution and a 40% aqueous sulfuric acid solution in a weight ratio of 1:10 to 10: 1, a 37% aqueous hydrochloric acid solution and a 40% nitric acid aqueous solution at a ratio of 1:10 to 10: 1 Or a mixture of 40% sulfuric acid aqueous solution and 40% nitric acid aqueous solution at a weight ratio of 1:10 to 10: 1 may be used. When such a mixture is used, purified carbon black can be produced with high efficiency in a short time. As a result of several experiments, it was possible to purify carbon black with the highest efficiency when the above-mentioned acid aqueous solutions were mixed at a weight ratio of 1: 1 to 5: 1.

상기 염기성 수용액으로는, 예를 들면, 과산화수소 수용액, 수산화암모늄 수용액 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 하나의 예시에서 염기성 수용액으로는 30% 과산화수소 수용액과 30% 수산화암모늄 수용액을 1:10 내지 10:1의 중량비로 혼합한 혼합물을 사용할 수 있다. 이러한 혼합물을 사용하는 경우 정제된 카본블랙을 단시간에 높은 효율로 제조할 수 있다. 수차례의 실험결과 상기 염기성 수용액들을 1:1의 중량비로 사용한 경우에 카본블랙의 정제 효율이 가장 우수하게 나타났다.As the basic aqueous solution, for example, an aqueous solution of hydrogen peroxide, an aqueous solution of ammonium hydroxide or a mixture thereof can be used. In one example, a basic aqueous solution may be a mixture of 30% aqueous hydrogen peroxide solution and 30% aqueous ammonium hydroxide solution at a weight ratio of 1:10 to 10: 1. When such a mixture is used, purified carbon black can be produced with high efficiency in a short time. As a result of several experiments, when the basic aqueous solutions were used in a weight ratio of 1: 1, the purification efficiency of carbon black was the most excellent.

상기 미정제 카본블랙은 정제된 카본블랙을 고효율로 제조하기 위하여 산성 또는 염기성 수용액 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부 또는 0.5 내지 10 중량부로 혼합 용액에 포함될 수 있다. 만일 미정제 카본블랙의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 정제속도 및 정제효율이 저하되며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 카본블랙으로 인한 점도 상승으로 정제된 카본블랙을 제조하는 공정을 연속적으로 진행하는 것이 어려울 수 있다.The crude carbon black may be contained in the mixed solution in an amount of 0.1 to 30 parts by weight or 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the acidic or basic aqueous solution to produce purified carbon black with high efficiency. If the content of the crude carbon black is less than the above range, the purification rate and the purification efficiency are lowered. If the content of the crude carbon black is more than the above range, the process for producing purified carbon black by the increase in viscosity due to carbon black is continued It can be difficult.

상기 혼합 용액은 표면 처리제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 표면 처리제를 혼합 용액에 첨가할 경우 정제된 카본블랙을 제조하는 동안 카본블랙의 표면을 개질 시켜, 정제 및 표면 처리된 카본블랙을 얻을 수 있다.The mixed solution may further include a surface treating agent. When the surface treatment agent is added to the mixed solution, the surface of the carbon black can be modified during production of the purified carbon black to obtain purified and surface-treated carbon black.

상기 표면 처리제로는 카본블랙의 사용 용도에 따라 적절한 것을 선택할 수 있다. 하나의 예시에서 타이어에 적용되는 카본블랙을 제조하는 경우, 상기 표면 처리제로는 퀴논 화합물, 퀴논이민 화합물, 퀴논디이민 화합물 및 이들의 혼합물 중 적어도 어느 하나와 아미노벤조산 등과 같은 카르복실기를 가지는 화합물을 사용할 수 있다. As the surface treatment agent, an appropriate one may be selected depending on the use of the carbon black. In one example, in the case of producing carbon black to be applied to a tire, as the surface treatment agent, a compound having a carboxyl group such as a quinone compound, a quinone imine compound, a quinone diimine compound and a mixture thereof and an amino benzoic acid may be used .

상기 표면 처리제는 카본블랙의 분산성을 향상시키기 위하여 미정제 카본블랙 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부로 혼합 용액에 포함될 수 있다. The surface treating agent may be included in the mixed solution in an amount of 5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the crude carbon black to improve the dispersibility of the carbon black.

상기 혼합 용액은 상술한 성분 외에도 정제된 카본블랙을 제조하기 위하여 당 업계에서 사용하는 공지의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.In addition to the above-mentioned components, the mixed solution may further include known additives used in the art to prepare purified carbon black.

상기 혼합 용액이 제조되는 시점은 제조 장치의 구조 및 혼합 용액에 포함되는 성분, 예를 들면, 미정제 카본블랙, 및/또는 산성 또는 염기성 수용액 등에 따라 적절히 제어될 수 있다. 상기 혼합 용액은 마이크로파를 조사하는 단계 이전에 제조되거나, 또는 마이크로파의 조사 하에서 제조될 수 있다. 또한, 마이크로파를 조사하는 단계 이전에 혼합 용액을 제조하고, 마이크로파를 조사하는 단계에서 혼합 용액의 성분이 추가로 주입하여 상기 혼합 용액을 제조할 수도 있다. The time point at which the mixed solution is produced can be appropriately controlled according to the structure of the production apparatus and components contained in the mixed solution, for example, crude carbon black, and / or an acidic or basic aqueous solution. The mixed solution may be prepared before the step of irradiating the microwave, or may be produced under irradiation of microwave. In addition, the mixing solution may be prepared before the step of irradiating the microwave, and the mixed solution may be further injected by injecting components of the mixed solution in the step of irradiating the microwave.

하나의 예시에서 상기 혼합 용액은 마이크로파를 조사하는 단계 이전에 제조될 수 있다. 제조된 혼합 용액은, 예를 들면, 펌프를 통하여 연속적으로 마이크로파를 조사하는 단계로 이동될 수 있다.In one example, the mixed solution may be prepared prior to the step of irradiating the microwave. The prepared mixed solution can be moved to a step of continuously irradiating the microwave through a pump, for example.

상기 마이크로파를 조사하는 단계는 반응기에 담긴 혼합 용액에 마이크로파를 조사하여 수행할 수 있다. 상기 마이크로파로는 전자기 스펙트럼에서 적외선과 공중파 영역 사이에 위치하는 전자기파의 일종을 사용할 수 있다. The step of irradiating the microwave may be performed by irradiating microwave to the mixed solution contained in the reactor. As the microwave, a kind of electromagnetic wave located between the infrared ray and the air wave region in the electromagnetic spectrum can be used.

하나의 예시에서 상기 마이크로파를 조사하는 단계는 주파수가 915MHz 내지 2450MHz인 마이크로파를 혼합 용액에 조사하여 수행할 수 있다. 이때 하나의 주파수를 가지는 마이크로파를 조사할 수도 있고, 여러 주파수를 가지는 마이크로파를 동시에 또는 순차적으로 조사할 수도 있다. 상기 범위의 여러 주파수를 가지는 마이크로파를 동시에 조사하는 경우 대형 장치에서 균일한 가열이 가능하고, 대규모의 연속 공정으로 정제된 카본을 제조할 수 있다는 점에서 유리하다. In one example, the step of irradiating the microwave may be performed by irradiating a microwave having a frequency of 915 MHz to 2450 MHz to the mixed solution. At this time, it is possible to irradiate the microwave having one frequency or the microwave having a plurality of frequencies simultaneously or sequentially. In the case of simultaneously irradiating microwave having various frequencies in the above range, uniform heating is possible in a large apparatus, and it is advantageous in that purified carbon can be produced by a large-scale continuous process.

상기 마이크로파는 미정제 카본블랙에 적절한 출력으로 조사될 수 있다. 하나의 예시에서 마이크로파는 60 내지 1200와트(Watt)의 출력으로 혼합 용액에 조사될 수 있다. 상기 범위의 출력을 가지는 마이크로파를 조사하는 경우 제조 시간을 단축할 수 있고, 적절한 제조 온도를 유지할 수 있어 정제효율 및 정제속도를 향상시킬 수 있다.The microwave can be irradiated with an appropriate output to the crude carbon black. In one example, the microwave can be irradiated to the mixed solution at an output of 60 to 1200 watts. In the case of irradiating a microwave having an output in the above range, the production time can be shortened, and a suitable production temperature can be maintained, thereby improving purification efficiency and purification speed.

상기 마이크로파를 조사하는 단계에서 반응기의 온도는 제조 시간 및 제조 효율을 고려하여 적절하게 제어될 수 있다. 하나의 예시에서 반응기의 온도는 60 내지 200℃로 조절될 수 있다. 만일 반응기의 온도가 상기 범위 미만인 경우 정제효율 또는 정제속도가 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 공정의 안정성을 헤칠 우려가 있으며, 에너지를 과다하게 사용하여 경제적이지 못하다.In the step of irradiating the microwave, the temperature of the reactor can be appropriately controlled in consideration of the production time and the production efficiency. In one example, the temperature of the reactor can be adjusted to 60 to 200 占 폚. If the temperature of the reactor is lower than the above range, the purification efficiency or the purification rate may be lowered. If the temperature is higher than the above range, the stability of the process may be exceeded and the energy is excessively used.

상기 반응기의 온도는 여러 요소에 의하여 제어될 수 있다. 상기 반응기의 온도는, 예를 들면, 마이크로파의 주파수, 출력 또는 조사 시간에 의하여 적절하게 제어될 수 있다.The temperature of the reactor can be controlled by several factors. The temperature of the reactor can be suitably controlled by, for example, the frequency, output or irradiation time of the microwave.

상기 마이크로파를 조사하는 단계에서 반응기의 압력은 제조 시간 및 제조 효율을 고려하여 적절하게 제어될 수 있다. 하나의 예시에서 반응기의 압력은 14 내지 200PSI(pound per square inch) 또는 120 내지 150PSI로 조절될 수 있다. 상기 반응기의 압력이 상기 범위 미만인 경우에는 반응 속도가 느려져 정제시간이 길어지는 문제가 발생할 수 있으며, 상기 반응기의 압력의 범위가 상기 범위를 초과하는 경우에는 통상적으로 사용하는 테프론 반응기는 폭발할 위험을 가져 설비상의 안정성 및 경제성에 악영향을 미칠 수 있다. In the step of irradiating the microwave, the pressure of the reactor can be appropriately controlled in consideration of the manufacturing time and the manufacturing efficiency. In one example, the pressure of the reactor can be adjusted to 14 to 200 PSI per square inch or 120 to 150 PSI. If the pressure of the reactor is less than the above range, the reaction rate may become slow and the refining time may become longer. If the pressure of the reactor exceeds the above range, a commonly used Teflon reactor may cause a risk of explosion Which may adversely affect the stability and economics of the equipment.

상기 반응기의 압력은, 예를 들면, 반응기와 별도로 배치되는 압력 조절기에 의하여 제어될 수 있다. 하나의 예시에서 압력 조절기는 반응기의 압력을 감지하는 압력 감지부와 상기 압력 감지부에 의하여 작동하는 가스 주입부 및 밸브 조절부를 포함할 수 있다. 따라서, 반응기의 압력이 상기 범위보다 낮게 압력 감지부에 의하여 감지되는 경우 가스 주입부를 통하여 가스를 주입하도록 하고, 반응기의 압력이 상기 범위보다 높게 압력 감지부에 의하여 감지되면, 밸스 조절부를 통하여 가스를 배출하도록 할 수 있다. 그러나 반응기의 압력을 조절하는 방법은 상술한 내용에 한정되는 것이 아니고, 당 업계에서 이용하는 방법이 제한 없이 이용될 수 있다. The pressure of the reactor can be controlled, for example, by a pressure regulator which is arranged separately from the reactor. In one example, the pressure regulator may include a pressure sensing part for sensing the pressure of the reactor, and a gas injection part and a valve regulating part operated by the pressure sensing part. Therefore, when the pressure of the reactor is lower than the above range, the gas is injected through the gas injection unit. When the pressure of the reactor is higher than the above range, It can be discharged. However, the method of controlling the pressure of the reactor is not limited to the above-mentioned contents, and the method used in the art can be used without limitation.

상기 반응기는 적어도 일부분이 마이크로파를 투과시킬 수 있는 것일 수 있다. 하나의 예시에서 반응기의 적어도 일부분은 마이크로파를 투과할 수 있는 테프론(Teflon) 또는 석영으로 형성될 수 있다. 반응기는 전체가 마이크로파를 투과할 수 있는 재료로 구성될 수도 있고, 일부가 마이크로파를 투과할 수 있는 재료로 구성될 수도 있다. 반응기의 일부가 마이크로파를 투과할 수 있는 재료로 구성되는 경우, 그 외의 부분은 반응시의 고압 및 고열에 견딜 수 있는 공지의 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 반응기의 마이크로파가 투과되지 않는 영역은 스테인리스강(stainless steel) 또는 하스텔로이 씨(Hastelloy C)의 재료로 구성될 수 있다.The reactor may be at least partially permeable to microwaves. In one example, at least a portion of the reactor may be formed of Teflon or quartz that is permeable to microwaves. The reactor may be constituted by a material which can transmit microwaves as a whole, or a material which can partially transmit microwaves. When a part of the reactor is made of a material capable of transmitting microwaves, the other part may be made of a known material capable of withstanding high pressure and high temperature during the reaction. For example, the area of the reactor where microwaves are not transmitted may be made of stainless steel or Hastelloy C material.

마이크로파에 노출된 혼합 용액은 교반될 수 있다. 마이크로파에 노출된 혼합 용액을 교반하는 것은 상기 마이크로파를 조사하는 단계에서 수행되거나 또는 상기 마이크로파를 조사하는 단계 이후에 수행될 수 있다.The mixed solution exposed to the microwaves can be stirred. Stirring of the mixed solution exposed to the microwaves may be performed in the step of irradiating the microwaves or may be performed after the step of irradiating the microwaves.

상기에서 전자는, 상기 마이크로파를 조사하는 단계가 혼합 용액을 교반하는 것을 추가로 포함하는 것을 의미한다. 이 경우 혼합 용액은 마이크로파의 조사 하에서 교반될 수 있다. 이러한 방법을 이용하는 경우, 상기 반응기로는 교반기가 구비된 것을 사용할 수 있다.In the above, the former means that the step of irradiating the microwave further includes stirring the mixed solution. In this case, the mixed solution can be stirred under irradiation of microwave. When such a method is used, a reactor equipped with a stirrer may be used as the reactor.

상기에서 후자는, 상기 마이크로파를 조사하는 단계 이후에 혼합 용액을 교반하는 단계를 수행하는 것을 의미한다. The latter means performing the step of stirring the mixed solution after the step of irradiating the microwave.

하나의 예시에서 상기 마이크로파를 조사하는 단계 및 혼합 용액을 교반하는 단계는 하나의 반응기에서 수행될 수 있다. 즉, 이 경우는 상기 교반을 포함하는 마이크로파를 조사하는 단계를 포함하도록 정제된 카본블랙을 제조하는 방법(전자의 방법)과 같이 장치를 구성할 수 있다. 여기서, 마이크로파를 조사하는 단계 및 혼합 용액을 교반하는 단계는 순차적으로 1회 수행될 수 있고, 또한 2회 이상 반복 수행될 수도 있다.In one example, the step of irradiating the microwave and the step of stirring the mixed solution can be carried out in one reactor. That is, in this case, the apparatus can be constituted by a method (former method) of producing purified carbon black so as to include a step of irradiating microwaves including the stirring. Here, the step of irradiating the microwave and the step of stirring the mixed solution may be performed one time in sequence, and may be repeated two or more times.

다른 예시에서 상기 마이크로파를 조사하는 단계 및 혼합 용액을 교반하는 단계는 2개의 반응기에서 수행될 수 있다. 즉, 2개의 반응기 중 어느 하나의 반응기(이하 제1반응기라고 함)에서 마이크로파를 조사하는 단계를 수행한 후, 마이크로파에 노출된 혼합 용액을 다른 하나의 반응기(이하 제2반응기라고 함)로 이동시킨 후 교반하는 단계를 수행할 수 있다. 2개의 반응기를 이용하는 경우, 상술한 압력 조절기는 제2반응기에 설치될 수 있다. 마이크로파를 조사하는 단계 및 혼합 용액을 교반하는 단계는 순차적으로 1회 수행될 수 있고, 또한 2회 이상 반복 수행될 수도 있다. 상기 단계들이 2회 이상 반복되는 경우, 상기 제조 방법은 혼합 용액을 순환시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 즉, 제2반응기에 설치된 압력 조절기를 이용하여 제2반응기의 혼합 용액을 제1반응기로 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 제1반응기와 제2반응기를 연결하고, 제2반응기의 압력이 대략 150PSI 내지 200PSI를 초과하도록 제어하는 경우, 제2반응기와 연결된 관을 통하여 혼합 용액이 제1반응기로 이동할 수 있다.In another example, the step of irradiating the microwave and the step of stirring the mixed solution may be carried out in two reactors. That is, after the step of irradiating the microwave in one of the two reactors (hereinafter referred to as the first reactor), the mixed solution exposed to the microwave is moved to another reactor (hereinafter referred to as the second reactor) Followed by stirring. When two reactors are used, the above-described pressure regulator can be installed in the second reactor. The step of irradiating the microwave and the step of stirring the mixed solution may be performed one time in sequence, and may be repeated two or more times. When the above steps are repeated two or more times, the manufacturing method may further include circulating the mixed solution. That is, the mixed solution of the second reactor may be transferred to the first reactor using a pressure regulator provided in the second reactor. For example, if the first reactor is connected to the second reactor and the pressure of the second reactor is controlled to be greater than about 150 PSI to 200 PSI, the mixed solution can be transferred to the first reactor through the pipe connected to the second reactor .

상기 마이크로파의 조사와 혼합 용액의 교반은 목적하는 카본블랙의 순도, 정제할 미정제 카본블랙의 함량, 미정제 카본블랙의 불순물의 함량, 마이크로파의 출력 등을 고려하여 적절한 시간으로 진행될 수 있다. 하나의 예시에서 마이크로파의 조사와 혼합 용액의 교반은 20분 내지 4시간으로 제어될 수 있다. 상기 시간 범위에서 동일 에너지 대비 고효율로 정제된 카본블랙을 제조할 수 있다. The irradiation of the microwave and the stirring of the mixed solution can be carried out for a suitable time in consideration of the purity of the desired carbon black, the content of the crude carbon black to be purified, the content of the impurities of the crude carbon black, and the output of microwave. In one example, irradiation of microwave and agitation of the mixed solution can be controlled to 20 minutes to 4 hours. Carbon black purified at high efficiency with respect to the same energy can be produced within the above time range.

상기 정제된 카본블랙의 제조 방법은, 예를 들면, 마이크로파를 조사하는 단계 또는 혼합 용액을 교반하는 단계 이후에 혼합 용액을 여과하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 따라서 상기 마이크로파의 조사 및/또는 혼합 용액의 교반 단계를 거친 혼합 용액을 여과하고, 필요에 따라 여과된 물질을 진공 건조함으로써 정제된 카본블랙을 얻을 수 있다. 상기 방법에 의하여 제조된 카본블랙은 기존의 카본블랙 대비 고순도를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 카본블랙의 순도는 95 내지 99.9%일 수 있다. The method for producing the purified carbon black may further include, for example, a step of irradiating microwaves or a step of filtering the mixed solution after the step of stirring the mixed solution. Accordingly, the mixed solution that has been subjected to the irradiation of the microwave and / or the stirring of the mixed solution is filtered, and if necessary, the filtered material is vacuum dried to obtain purified carbon black. The carbon black produced by the above method may have a higher purity than the conventional carbon black. For example, the purity of the carbon black may be 95 to 99.9%.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 타이어용 고무 조성물은 원료고무 및 상기 정제된 카본블랙을 포함한다.A rubber composition for a tire according to another embodiment of the present invention comprises a raw rubber and the purified carbon black.

상기 카본블랙은 전술한 정제된 카본블랙의 제조 방법에 의하여 제조된 것일 수 있다. 따라서, 카본블랙은 상술한 질소흡착 비표면적 및/또는 DBP 흡유량을 가진 것일 수 있다. 또한, 상기 카본블랙은 전술한 바와 같이 고무와의 친화력을 위하여 표면 처리된 것일 수 있다.The carbon black may be one produced by the above-described method for producing purified carbon black. Therefore, the carbon black may have the above-described nitrogen adsorption specific surface area and / or DBP oil absorption. In addition, the carbon black may be surface-treated for affinity with rubber as described above.

상기 카본블랙은 상기 제조 방법에 의하여 제조됨으로써, 고순도를 가질 수 있다. 그 결과 상기 카본블랙은 기존의 카본블랙 보다 소량을 사용하더라도 기존과 동등 또는 우수한 물성을 나타낼 수 있다. 하나의 예시에서 상기 타이어용 고무 조성물은 카본블랙을 원료고무 100 중량부에 대하여 5 내지 60 중량부 또는 5 내지 55 중량부로 포함할 수 있다. 카본블랙의 함량을 상기와 같이 제어함으로써 기존의 타이어용 고무 조성물 내의 카본블랙의 함량을 약 20% 정도 줄이고, 기존 대비 가벼운 타이어를 제공할 수 있다.The carbon black can be produced with high purity by the production method. As a result, the carbon black can exhibit the same or superior physical properties as the existing carbon black even when using a smaller amount than the conventional carbon black. In one example, the rubber composition for a tire may contain carbon black in an amount of 5 to 60 parts by weight or 5 to 55 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber. By controlling the content of carbon black as described above, the content of carbon black in the rubber composition for a conventional tire can be reduced by about 20%, and a light tire compared with the conventional tire can be provided.

상기 원료고무는 천연고무, 합성고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The raw material rubber may be any one selected from the group consisting of natural rubber, synthetic rubber, and combinations thereof.

상기 천연고무는 일반적인 천연고무 또는 변성 천연고무일 수 있다. The natural rubber may be a general natural rubber or a modified natural rubber.

상기 일반적인 천연고무는 천연고무로서 알려진 것이면 어느 것이라도 사용될 수 있고, 원산지 등이 한정되지 않는다. 상기 천연고무는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함하지만, 요구 특성에 따라서 트랜스-1,4-폴리이소프렌을 포함할 수도 있다. 따라서, 상기 천연고무에는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함하는 천연고무 외에, 예컨대 남미산 사포타과의 고무의 일종인 발라타 등, 트랜스-1,4-이소프렌을 주체로서 포함하는 천연고무도 포함할 수 있다.The above-mentioned general natural rubber may be used as long as it is known as natural rubber, and the country of origin and the like are not limited. The natural rubber includes cis-1,4-polyisoprene as a main component, but may also include trans-1,4-polyisoprene depending on required characteristics. Therefore, in addition to natural rubber containing cis-1,4-polyisoprene as a main component, natural rubber including trans-1,4-isoprene as a main component, such as balata, Rubber may also be included.

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. The modified natural rubber means that the general natural rubber is modified or purified. Examples of the modified natural rubber include epoxidized natural rubber (ENR), deproteinized natural rubber (DPNR), hydrogenated natural rubber and the like.

상기에서 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(brominated polyisobutyl isoprene-co-paramethyl styrene, BIMS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The synthetic rubber may be at least one selected from the group consisting of styrene butadiene rubber (SBR), modified styrene butadiene rubber, butadiene rubber (BR), modified butadiene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, epichlorohydrin rubber, fluorine rubber, silicone rubber, Butadiene rubber, nitrile rubber, nitrile butadiene rubber (NBR), modified nitrile butadiene rubber, chlorinated polyethylene rubber, styrene ethylene butylene styrene (SEBS) rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene (EPDM) rubber, Ethylene vinyl acetate rubber, acrylic rubber, hydrin rubber, vinyl benzyl chloride styrene butadiene rubber, bromomethyl styrene butyl rubber, maleic styrene butadiene rubber, carboxylic styrene butadiene rubber, epoxy isoprene rubber, ethylene propylene rubber maleic acid, Nitrile butadiene rubber It may be a p-methyl styrene (brominated polyisobutyl isoprene-co-paramethyl styrene, BIMS), and one selected from the group consisting of -, bromo mineyi suited polyisobutyl isoprene-co.

상기 타이어용 고무 조성물은 선택적으로 추가적인 가류제, 가류촉진제, 가류촉진조제, 충진제, 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 타이어용 고무 조성물에서 사용되는 배합비에 따르는 바, 특별히 한정되지 않는다.The rubber composition for a tire may further include various additives such as additional vulcanizing agents, vulcanization accelerators, vulcanization accelerators, fillers, coupling agents, anti-aging agents, softening agents or pressure-sensitive adhesives. Any of the various additives may be used as long as they are commonly used in the field to which the present invention belongs. The content thereof is not particularly limited as long as it is dependent on the blending ratio used in a conventional rubber composition for a tire.

상기 가류제로는 유황계 가류제를 바람직하게 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. As the vulcanizing agent, a sulfur vulcanizing agent can be preferably used. The sulfur vulcanizing agent is an inorganic vulcanizing agent such as powder sulfur (S), insoluble sulfur (S), precipitated sulfur (S), colloid sulfur, etc., tetramethylthiuram disulfide (TMTD) Organic vulcanizing agents such as tetraethyltriuram disulfide (TETD) and dithiodimorpholine can be used. As the sulfur vulcanizing agent, a vulcanizing agent which produces elemental sulfur or sulfur, for example, amine disulfide, polymer sulfur and the like can be used.

상기 가류제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0.5 내지 4.0 중량부로 포함되는 것이 적절한 가황 효과로서 원료고무가 열에 덜 민감하고 화학적으로 안정하게 해준다는 점에서 바람직하다.It is preferable that the vulcanizing agent is contained in an amount of 0.5 to 4.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber in view of providing a vulcanization effect that is less sensitive to heat and chemically stable.

상기 가류촉진제는 가황 속도를 촉진하거나 초기 가황 단계에서 지연작용을 촉진하는 촉진제(accelerator)를 의미한다.The vulcanization accelerator refers to an accelerator that promotes the vulcanization rate or accelerates the retardation in the initial vulcanization step.

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.Examples of the vulcanization accelerator include sulfenamide, thiazole, thiuram, thiourea, guanidine, dithiocarbamate, aldehyde-amine, aldehyde-ammonia, imidazoline, Or a combination thereof.

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.Examples of the sulfenamide type vulcanization accelerator include N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide (CBS), N-tert-butyl-2-benzothiazyl sulfenamide (TBBS), N, N-dicyclohexyl -2-benzothiazyl sulfenamide, N-oxydiethylene-2-benzothiazyl sulfenamide, N, N-diisopropyl-2-benzothiazole sulfenamide, and combinations thereof Based compound can be used.

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. Examples of the thiol-based vulcanization accelerator include 2-mercaptobenzothiazole (MBT), dibenzothiazyl disulfide (MBTS), sodium salt of 2-mercaptobenzothiazole, zinc salt of 2-mercaptobenzothiazole , A copper salt of 2-mercaptobenzothiazole, a cyclohexylamine salt of 2-mercaptobenzothiazole, 2- (2,4-dinitrophenyl) mercaptobenzothiazole, 2- Ethyl 4-morpholinothio) benzothiazole, and combinations thereof. The thiazole-based compound may be used alone or in combination of two or more thereof.

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.Examples of the thiuram-based vulcanization accelerator include tetramethylthiuram disulfide (TMTD), tetraethylthiuram disulfide, tetramethylthiuram monosulfide, dipentamethylthiuram disulfide, dipentamethylthiuram monosulfide, dipentamethylene Any one of thiuram-based compounds selected from the group consisting of thiuram tetrasulfide, dipentamethylenethiuram hexasulfide, tetrabutylthiuram disulfide, pentamethylenethiuram tetrasulfide, and combinations thereof can be used.

상기 티오우레아계 가류촉진제로는, 예컨대 티아카르바미드, 디에틸티오요소, 디부틸티오요소, 트리메틸티오요소, 디오르토톨릴티오요소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 티오우레아계 화합물을 사용할 수 있다. Examples of the thiourea vulcanization accelerator include thiourea compounds selected from the group consisting of thiacarbamide, diethyl thiourea, dibutyl thiourea, trimethyl thiourea, diorthotolyl thiourea, and combinations thereof. Compounds may be used.

상기 구아니딘계 가류촉진제로는, 예컨대 디페닐구아니딘, 디오르토톨릴구아니딘, 트리페닐구아니딘, 오르토톨릴비구아니드, 디페닐구아니딘프탈레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 구아니딘계 화합물을 사용할 수 있다.Examples of the guanidine-based vulcanization accelerator include guanidine-based compounds selected from the group consisting of diphenyl guanidine, diorthotolyl guanidine, triphenyl guanidine, orthotolyl biguanide, diphenyl guanidine phthalate, and combinations thereof .

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.Examples of the dithiocarbamate-based vulcanization accelerator include zinc ethylphenyldithiocarbamate, zinc butylphenyldithiocarbamate, sodium dimethyldithiocarbamate, zinc dimethyldithiocarbamate, zinc diethyldithiocarbamate, Zinc dibutyldithiocarbamate, zinc diamidithiocarbamate, zinc dipropyldithiocarbamate, complexation of zinc with piperidinedithiocarbamate and piperidine, zinc hexadecylisopropyldithiocarbamate, octadecyl Isopropyl dithiocarbamic acid zinc zinc dibenzyldithiocarbamate, sodium diethyldithiocarbamate, penta methylenedithiocarbamate, sodium selenium dimethyldithiocarbamate, diethyldithiocarbamate, sodium diethyldithiocarbamate, Cadmium dithiocarbamate, and combinations thereof. The dithiocarbamic acid-based compound may be used alone or in combination of two or more thereof.

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. Examples of the aldehyde-amine-based or aldehyde-ammonia-based vulcanization accelerator include aldehyde selected from the group consisting of acetaldehyde-aniline reactant, butylaldehyde-aniline condensate, hexamethylenetetramine, acetaldehyde- -Amine-based or aldehyde-ammonia-based compounds may be used.

상기 이미다졸린계 가류촉진제로는, 예컨대 2-머캅토이미다졸린 등의 이미다졸린계 화합물을 사용할 수 있고, 상기 크산테이트계 가류촉진제로는, 예컨대 디부틸크산토겐산아연 등의 크산테이트계 화합물을 사용할 수 있다.As the imidazoline-based vulcanization accelerator, for example, an imidazoline-based compound such as 2-mercaptoimidazoline can be used. Examples of the xanthate vulcanization accelerator include xanthates such as zinc dibutylxanthogenate Compounds may be used.

상기 가류촉진제는 가류 속도 촉진을 통한 생산성 증진 및 고무 물성의 증진을 극대화시키기 위하여 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0.5 내지 4.0 중량부로 포함될 수 있다.The vulcanization accelerator may be included in an amount of 0.5 to 4.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber in order to maximize productivity improvement and rubber property enhancement through vulcanization speed promotion.

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. The vulcanization accelerating assistant may be any one selected from the group consisting of an inorganic vulcanization accelerator aid, an organic vulcanization accelerator aid, and a combination thereof, which is used in combination with the vulcanization accelerator to complete the promoting effect thereof .

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.As the inorganic vulcanization accelerating aid, any one selected from the group consisting of zinc oxide (ZnO), zinc carbonate, magnesium oxide (MgO), lead oxide, potassium hydroxide and combinations thereof may be used have. As the organic vulcanization accelerating auxiliary, there may be selected from the group consisting of stearic acid, zinc stearate, palmitic acid, linoleic acid, oleic acid, lauric acid, dibutyl ammonium oleate, derivatives thereof, Can be used.

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.In particular, the zinc oxide and the stearic acid may be used together as the vulcanization accelerating assistant. In this case, the zinc oxide is dissolved in the stearic acid to form an effective complex with the vulcanization accelerator, Thereby facilitating the crosslinking reaction of the rubber.

상기 산화아연과 상기 스테아르산을 함께 사용하는 경우 적절한 가류촉진조제로서의 역할을 위하여 각각 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부 및 0.5 내지 3 중량부로 사용할 수 있다. 상기 산화아연과 상기 스테아르산의 함량이 상기 범위 미만인 경우 가황 속도가 느려 생산성이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 스코치 현상이 발생하여 물성이 저하될 수 있다.When the zinc oxide and the stearic acid are used together, they may be used in an amount of 1 to 10 parts by weight and 0.5 to 3 parts by weight, respectively, based on 100 parts by weight of the raw rubber to serve as a proper vulcanization accelerator. If the content of the zinc oxide and the stearic acid is less than the above range, the vulcanization rate may be slow and the productivity may be deteriorated. If the content exceeds the above range, the scorch phenomenon may occur and the physical properties may be deteriorated.

상기 충진제는 상기 카본블랙 이외에 실리카, 탄산칼슘, 점토(수화규산알루미늄), 수산화알루미늄, 리그닌, 규산염, 활석 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 추가적으로 포함할 수 있다.In addition to the carbon black, the filler may further include any one selected from the group consisting of silica, calcium carbonate, clay (hydrated aluminum silicate), aluminum hydroxide, lignin, silicate, talc, and combinations thereof.

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. The silica may have a nitrogen surface area per gram (N 2 SA) of 100 to 180 m 2 / g and a cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area of 110 to 170 m 2 / g. But is not limited thereto.

상기 실리카의 질소흡착 비표면적이 100㎡/g 미만이면 충진제인 실리카에 의한 보강성능이 불리해질 수 있고, 180㎡/g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 불리해질 수 있다. 또한, 상기 실리카의 CTAB흡착 비표면적이 110㎡/g 미만이면 충진제인 실리카에 의한 보강성능이 불리해질 수 있고, 170㎡/g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 불리해질 수 있다.If the nitrogen adsorption specific surface area of the silica is less than 100 m < 2 > / g, the reinforcing performance by the silica as the filler may be deteriorated. If it exceeds 180 m2 / g, the workability of the rubber composition may be deteriorated. If the CTAB adsorption specific surface area of the silica is less than 110 m < 2 > / g, the reinforcing performance by silica as a filler may be deteriorated.

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.Ultrasil VN2 (manufactured by Degussa AG), Ultrasil VN3 (manufactured by Degussa AG), Z1165MP (manufactured by Rhodia) or Z165GR (manufactured by Rhodia) can be used as the commercially available products. .

상기 실리카는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 20 내지 90 중량부로 포함될 수 있고, 30 내지 70 중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 40 내지 60 중량부로 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 실리카의 함량이 20 중량부 미만인 경우에는 고무의 강도 향상이 부족하고 타이어의 제동 성능이 저하될 수 있으며, 상기 실리카의 함량이 90 중량부를 초과하는 경우에는 마모 성능이 저하될 수 있다.The silica may be contained in an amount of 20 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber, more preferably 30 to 70 parts by weight, and further preferably 40 to 60 parts by weight. If the content of the silica is less than 20 parts by weight, the strength of the rubber may not be improved and the braking performance of the tire may be deteriorated. If the content of the silica exceeds 90 parts by weight, the wear performance may be deteriorated.

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 있고, 설파이드계 실란 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.Examples of the coupling agent include a sulfide-based silane compound, a mercapto-based silane compound, a vinyl-based silane compound, an amino-based silane compound, a glycidoxine clock silane compound, a nitro- based silane compound, a chlorosilicate compound, a methacrylic silane compound, May be used, and a sulfide-based silane compound may be preferably used.

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.The sulfide-based silane compound is preferably selected from the group consisting of bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (4-trimethoxysilylbutyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis Bis (3-trimethoxysilylethyl) trisulfide, bis (4-triethoxysilylethyl) trisulfide, bis (4-trimethoxysilylbutyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylbutyl) disulfide, bis (4-triethoxysilylbutyl) disulfide, bis 3-trimethoxysilylpropyl) disulfide, bis (2-trimethoxy Triethoxysilylbutyl) disulfide, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N, N-dimethyl 2-triethoxysilylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 2-trimethoxysilylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-trimethoxysilyl 3-trimethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, and combinations thereof may be used in combination with at least one compound selected from the group consisting of benzothiazolyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, And the like.

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.The mercaptosilane compound may be at least one selected from the group consisting of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, May be any one selected from the group consisting of The vinyl-based silane compound may be any one selected from the group consisting of ethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and combinations thereof. The amino-based silane compound is preferably selected from the group consisting of 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, 3- Methoxysilane, and a combination thereof.

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.The glycidoxime silane compound is preferably selected from the group consisting of? -Glycidoxypropyltriethoxysilane,? -Glycidoxypropyltrimethoxysilane,? -Glycidoxypropylmethyldiethoxysilane,? -Glycidoxypropylmethyldimethoxysilane And a combination thereof. The nitro-based silane compound may be any one selected from the group consisting of 3-nitropropyltrimethoxysilane, 3-nitropropyltriethoxysilane, and combinations thereof. The chloro-based silane compound is selected from the group consisting of 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 2-chloroethyltrimethoxysilane, 2-chloroethyltriethoxysilane, and combinations thereof Lt; / RTI >

상기 메타크릴계 실란 화합물은 γ-메타크릴록시프로필 트리메톡시실란, γ-메타크릴록시프로필 메틸디메톡시실란, γ-메타크릴록시프로필 디메틸메톡시실란 및 이들의 조합로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The methacrylic silane compound may be any one selected from the group consisting of? -Methacryloxypropyltrimethoxysilane,? -Methacryloxypropylmethyldimethoxysilane,? -Methacryloxypropyldimethylmethoxysilane, and combinations thereof Lt; / RTI >

상기 커플링제는 상기 실리카의 분산성 향상을 위하여 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 상기 커플링제의 함량이 1 중량부 미만일 경우 실리카의 분산성 향상이 부족하여 고무의 가공성이 저하되거나 저연비 성능이 저하될 수 있으며, 20 중량부를 초과하는 경우 실리카와 고무의 상호작용이 너무 강하여 저연비 성능은 우수할 수 있으나 제동 성능이 매우 저하될 수 있다.The coupling agent may be included in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber for improving dispersibility of the silica. If the content of the coupling agent is less than 1 part by weight, improvement in dispersibility of silica may be insufficient, resulting in deterioration of rubber workability and lowering of fuel consumption performance. When the amount exceeds 20 parts by weight, interaction between silica and rubber is too strong, May be excellent, but the braking performance may be very poor.

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 연화제는 가공오일(Process oil) 또는 기타 고무 조성물에 포함되는 오일류를 의미한다. 상기 연화제로는 석유계 오일, 식물유지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The softening agent is added to the rubber composition in order to impart plasticity to the rubber to facilitate processing or to decrease the hardness of the vulcanized rubber, and means an oil or other material used in rubber compounding or rubber production. The softening agent means an oil contained in a process oil or other rubber composition. The softener may be selected from the group consisting of petroleum oils, vegetable oils, and combinations thereof, but the present invention is not limited thereto.

상기 석유계 오일로는 파라핀계 오일, 나프텐계 오일, 방향족계 오일 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.The petroleum-based oil may be selected from the group consisting of paraffinic oil, naphthenic oil, aromatic oil, and combinations thereof.

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.Examples of the paraffin oil include P-1, P-2, P-3, P-4, P-5 and P-6 of Mychang Oil Co., N-1, N-2 and N-3 of Kokai Co., Ltd., and representative examples of the aromatic oils include A-2 and A-3 of Mingchang Oil Co.,

그러나, 최근 환경 의식의 고조와 함께 상기 방향족계 오일에 포함된 폴리사이클릭 아로마틱 탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, 이하 PAHs라 한다)의 함량이 3 중량% 이상일 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.However, recently, when the content of the polycyclic aromatic hydrocarbons (hereinafter referred to as PAHs) contained in the aromatic oil is higher than 3 wt% together with the increase of the environmental consciousness, treated distillate aromatic extract oil, mild extraction solvate (MES) oil, residual aromatic extract (RAE) oil or heavy naphthenic oil.

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. Particularly, the oil used as the softening agent preferably has a total content of PAHs components of not more than 3 wt%, a kinematic viscosity of not less than 95 (210 S SUS), an aromatic component of 15 to 25 wt%, a naphthene component Of 27 to 37% by weight and a paraffinic component of 38 to 58% by weight can be preferably used.

상기 TDAE 오일은 상기 TDAE 오일을 포함한 타이어의 저온 특성, 연비 성능을 우수하게 하면서도 PAHs의 암 유발 가능성 등의 환경적 요인에 대해서도 유리한 특성을 갖는다.The TDAE oil has favorable characteristics for environmental factors such as low temperature property and fuel efficiency of tire including TDAE oil and possibility of cancer induction of PAHs.

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.Examples of the vegetable oils include vegetable oils such as castor oil, cottonseed oil, linseed oil, canola oil, soybean oil, palm oil, palm oil, peanut oil, pine oil, pine tar, tall oil, cone oil, rice bran oil, safflower oil, sesame oil, , Jojoba oil, macadamia nut oil, four flower oil, tung oil, and combinations thereof.

상기 연화제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 0 내지 150 중량부로 사용하는 것이 원료고무의 가공성을 좋게 한다는 점에서 바람직하다.It is preferable that the softening agent is used in an amount of 0 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber in order to improve workability of the raw material rubber.

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.The antioxidant is an additive used to stop the chain reaction in which the tire is autoxidized by oxygen. As the anti-aging agent, any one selected from the group consisting of an amine type, a phenol type, a quinoline type, an imidazole type, a carbamic acid metal salt, a wax and a combination thereof can be appropriately selected and used.

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 왁시 하이드로카본을 사용할 수 있다.Examples of the amine type antioxidant include N-phenyl-N '- (1,3-dimethyl) -p-phenylenediamine, N- (1,3-dimethylbutyl) -N'- Phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N'-diphenyl-p-phenylenediamine, -Cyclohexyl p-phenylenediamine, N-phenyl-N'-octyl-p-phenylenediamine, and combinations thereof. Examples of the phenolic antioxidant include phenol-based 2,2'-methylene-bis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'- isobutylidene- Di-t-butyl-p-cresol, and combinations thereof. As the quinoline antioxidant, 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline and its derivatives can be used. Specifically, 6-ethoxy-2,2,4-trimethyl- Dihydroquinoline, 6-anilino-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, 6-dodecyl-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline and combinations thereof Any one selected from the group can be used. As the wax, waxy hydrocarbons can be preferably used.

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 1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.Considering the conditions that the solubility of the antioxidant in addition to the anti-aging action is high, the solubility in the rubber is small, the volatility is small, the solubility should be inactive to the rubber, and the vulcanization should not be inhibited, By weight.

상기 점착제는 고무와 고무 사이의 접착(tack) 성능을 더욱 향상시켜 주고, 충전제와 같은 기타 첨가제들의 혼합성, 분산성 및 가공성을 개선시켜 고무의 물성 향상에 기여한다.The pressure-sensitive adhesive further improves the tack performance between the rubber and the rubber and improves the physical properties of the rubber by improving the mixing properties, dispersibility and processability of other additives such as fillers.

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.As the pressure-sensitive adhesive, a natural resin-based pressure-sensitive adhesive such as a rosin-based resin or a terpene-based resin and a synthetic resin-based pressure-sensitive adhesive such as a petroleum resin, a coal tar, or an alkylphenolic resin can be used.

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.The rosin-based resin may be any one selected from the group consisting of rosin resins, rosin ester resins, hydrogenated rosin ester resins, derivatives thereof, and combinations thereof. The terpene resin may be any one selected from the group consisting of terpene resin, terpene phenol resin, and combinations thereof.

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.Wherein the petroleum resin is selected from the group consisting of an aliphatic resin, an acid-modified aliphatic resin, an alicyclic resin, a hydrogenated alicyclic resin, an aromatic (C9) resin, a hydrogenated aromatic resin, a C5-C9 copolymer resin, a styrene resin, And a combination thereof.

상기 콜타르는 쿠마론-인덴 수지(coumarone-indene resin)일 수 있다.The coal tar may be a coumarone-indene resin.

상기 알킬 페놀 수지는 p-터트-알킬 페놀 포름알데하이드 수지 또는 레조시놀 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.The alkylphenol resin may be a p-tert-alkylphenol formaldehyde resin or resorcinol formaldehyde resin, and the p-tert-alkylphenol formaldehyde resin may be a p-tert-butyl-phenol formaldehyde resin, - octyl-phenol formaldehyde, and combinations thereof.

상기 점착제는 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 2 내지 4 중량부로 포함될 수 있다. 상기 점착제의 함량이 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 2 중량부 미만이면 접착 성능이 불리해질 수 있고, 4 중량부 초과이면 고무 물성이 저하될 수 있다.The pressure-sensitive adhesive may be included in an amount of 2 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber. If the amount of the pressure-sensitive adhesive is less than 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw material rubber, the adhesion performance may be deteriorated. If the amount is more than 4 parts by weight, rubber properties may be deteriorated.

상기 타이어용 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 및 가교결합 시스템이 혼합되는 피니싱 단계 동안, 전형적으로 110℃ 미만, 예를 들면 40 내지 100℃의 저온에서 기계적 처리하는 제2 단계를 사용하여 적당한 혼합기 속에서 제조할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The rubber composition for a tire can be produced through a conventional two-step continuous production process. That is, during the finishing step in which the first stage of thermomechanical treatment or kneading and the crosslinking system are mixed at a maximum temperature of 110 to 190 占 폚, preferably at a high temperature of 130 to 180 占 폚, typically less than 110 占 폚, And a second step of mechanical treatment at a low temperature of 40 to 100 DEG C in a suitable mixer, but the present invention is not limited thereto.

상기 타이어용 고무 조성물은 타이어를 구성하는 다양한 고무 구성 요소에 포함될 수 있다. 상기 고무 구성 요소로는 트레드(트레드 캡 및 트레드 베이스), 사이드월, 사이드월 삽입물, 에이펙스(apex), 채퍼(chafer), 와이어 코트 또는 이너라이너 등을 들 수 있다.The rubber composition for a tire may be included in various rubber components constituting the tire. Said rubber components include treads (tread caps and tread bases), sidewalls, sidewall inserts, apex, chafer, wire coat or inner liner.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 타이어는 상기 타이어용 고무 조성물을 이용하여 제조된다. 상기 타이어용 고무 조성물을 이용하여 타이어를 제조하는 방법은 종래에 타이어의 제조에 이용되는 방법이면 어느 것이든 적용이 가능한 바, 본 명세서에서 상세한 설명은 생략한다.A tire according to another embodiment of the present invention is manufactured using the rubber composition for a tire. The method of manufacturing a tire using the rubber composition for a tire may be any method conventionally used for manufacturing a tire, and a detailed description thereof will be omitted herein.

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.
The tires may be automobile tires, racing tires, airplane tires, agricultural tires, off-the-road tires, truck tires or bus tires. Further, the tire may be a radial tire or a bias tire, and preferably a radial tire.

본 발명의 정제된 카본블랙의 제조 방법은 단시간 동안 효율적으로 고순도의 정제된 카본블랙을 제공한다. 또한, 상기 정제된 카본블랙은 고무 등에 분산되기 쉽다. 따라서, 상기 카본블랙을 이용하면 향상된 분산도를 가지며, 타이어의 경량화를 실현할 수 있는 타이어용 고무 조성물을 제공할 수 있다.
The process for producing purified carbon black of the present invention provides highly purified carbon black efficiently in a short period of time. Further, the purified carbon black tends to be dispersed in rubber or the like. Accordingly, it is possible to provide a rubber composition for a tire which can realize weight reduction of a tire having an improved dispersion degree by using the carbon black.

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.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

[[ 제조예Manufacturing example : 정제된 카본블랙 및 타이어용 고무 조성물의 제조]: Preparation of purified carbon black and rubber composition for tire]

제조예Manufacturing example 1. 정제된 카본블랙(A)의 제조 1. Preparation of purified carbon black (A)

37% 염산 수용액 및 40% 질산 수용액을 3:1의 중량비로 혼합한 혼합물을 제조하였다. 상기 혼합물 100 중량부에, 140m2/g의 질소흡착 비표면적 및 130cc/100g의 DBP 흡유량을 가지는 미정제 카본블랙 5 중량부를 배합하여 혼합 용액을 제조하였다.37% hydrochloric acid aqueous solution and 40% nitric acid aqueous solution at a weight ratio of 3: 1. 100 parts by weight of the mixture was mixed with 5 parts by weight of crude carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 140 m 2 / g and a DBP oil absorption amount of 130 cc / 100 g to prepare a mixed solution.

상기 혼합 용액에 600와트의 출력을 가지는 마이크로파를 조사하여 175℃에서 30분 동안 카본블랙을 정제하였다. 정제된 카본블랙(A)의 순도는 99.5%이었다.
The mixed solution was irradiated with a microwave having an output of 600 W, and the carbon black was purified at 175 캜 for 30 minutes. The purity of the purified carbon black (A) was 99.5%.

제조예Manufacturing example 2. 카본블랙(B)의 제조 2. Preparation of carbon black (B)

제조예 1에서 사용한 미정제 카본블랙(B)을 준비하였다. 미정제 카본블랙(B)의 순도는 95%이었다.
The crude carbon black (B) used in Production Example 1 was prepared. The purity of the crude carbon black (B) was 95%.

실시예Example 1 내지 3 및  1 to 3 and 비교예Comparative Example

하기 표 1과 같은 조성을 이용하여 하기의 실시예 및 비교예에 따른 타이어용 고무 조성물을 제조하였다. 상기 고무 조성물의 제조는 통상의 고무 조성물의 제조 방법에 따랐다.
Rubber compositions for tires according to the following Examples and Comparative Examples were prepared using the compositions shown in Table 1 below. The production of the rubber composition was in accordance with the usual production method of the rubber composition.

비교예Comparative Example 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 원료고무(1) Rubber raw material (1) 100100 100100 100100 100100 카본블랙(A)Carbon black (A) 5050 4545 4040 카본블랙(B)Carbon black (B) 5050 산화아연Zinc oxide 55 55 55 55 스테아린산Stearic acid 22 22 22 22 노화방지제Antioxidant 22 22 22 22 유황brimstone 22 22 22 22 가류촉진제Vulcanization accelerator 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5

(단위: 중량부) (Unit: parts by weight)

(1) 원료고무: NR (STR-20)
(1) Raw material rubber: NR (STR-20)

[[ 실험예Experimental Example : 제조된 고무 조성물의 물성 측정]: Measurement of physical properties of the prepared rubber composition]

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무 시편에 대하여 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The physical properties of the rubber specimens prepared in Examples and Comparative Examples were measured and the results are shown in Table 2 below.

비교예Comparative Example 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 공정성Fairness 100℃ 점도100 ℃ Viscosity 6666 6969 6666 6363 스코치타임(t5)Scotch time (t5) 23.223.2 21.821.8 23.623.6 23.823.8 인장물성
Tensile properties
경도Hardness 6666 6868 6767 6565
300% 모듈러스300% modulus 170170 178178 172172 169169 인장강도The tensile strength 280280 292292 287287 283283 신장률Elongation 440440 424424 436436 449449 LB마모LB wear 마모량(Index)Wear (Index) 100100 109109 105105 102102 내커트치핑성My Cut Chipping Castle 마모량(Index)Wear (Index) 100100 9797 9898 101101 HysteresisHysteresis 60℃ tanδ(Index)60 占 폚 tan? (Index) 100100 9999 103103 107107

(1) 무니점도(ML1+4, 100℃): 무니(Mooney) MV2000(Alpha Technology) 기기를 이용하여, 라지 로터(Large Rotor), 예열 1분, 로터 작동시간 4분, 온도 100℃에서 측정하였다. 무니점도는 수치가 높을수록 고무의 점도가 크다는 점을 의미하고, 가공성이 불리함을 나타낸다.(1) Mooney Viscosity (ML1 + 4, 100 ° C): Measured using a Mooney MV2000 (Alpha Technology) instrument with a large rotor, preheating for 1 minute, rotor operating time of 4 minutes, Respectively. The Mooney viscosity means that the higher the value, the greater the viscosity of the rubber, indicating that the workability is disadvantageous.

(2) 스코치 타임은 무니 비스코미터로 측정하였다. 스코치 타임은 무니 최소치로부터 5포인트 상승될 때까지 걸리는 시간을 측정된 것으로, 시간이 길수록 스코치 안정성이 향상된 것을 나타낸다.(2) Scorch time was measured with a Muni viscometer. The scorch time is a measure of the time it takes to rise five points from the Mooney minimum, indicating that the longer the scorch stability is, the better.

(3) 경도는 쇼어 A(Shore A) 타입 경도계로 측정한 값이다. 경도는 조종 안정성을 나타내는 것으로 그 값이 높을수록 조종 안정성이 우수함을 나타낸다.(3) The hardness is a value measured with a Shore A type hardness meter. The hardness indicates the steering stability. The higher the value, the better the steering stability.

(4) 300% 모듈러스(Modulus)(kgf/㎠)는 300% 신장시의 인장강도로서, ISO 37 규격에 의해 측정하였고, 수치가 높을수록 우수한 강도를 나타낸다.(4) 300% Modulus (kgf / cm 2) is the tensile strength at 300% elongation measured according to ISO 37 standard, and the higher the value, the better the strength.

(5) 인장강도(Kgf/cm2)는 ASTM D 790 의 방법으로 측정하였고, 수치가 높을수록 우수한 강도를 나타낸다.(5) Tensile strength (Kgf / cm 2 ) was measured by the method of ASTM D 790, and the higher the value, the better the strength.

(6) 파단시 신장률(%)은 인장 시험기에서 시험편이 끊어질 때까지의 Strain 값을 %로 나타내는 방법으로 측정하였다.(6) The elongation at break (%) was measured by a method in which the strain value until the test piece was broken in a tensile tester in%.

(7) 마모 인덱스(Index)는 람본 마모도(Lambourn abrasion tester)비로서 상온에서 미끄럼비 25%, 하중 1.5kg에서 회전시켜 마모된 고무의 손실량을 비교예를 100으로 하여 인덱스로 나타내었고, 수치가 높을수록 우수한 마모성능을 나타낸다. (7) The index of abrasion is the index of the loss of rubber worn by rotating at 25% slip ratio and 1.5 kg load at room temperature as a ratio of Lambourn abrasion tester to 100 as a comparative example. The higher the wear rate, the better the wear performance.

(8) 내커트치핑성은 실내 내구성 시험기를 이용하여 평가하였다. 상기 측정 결과를 비교예를 100으로 하여 인덱스로 나타내었고, 그 값 클수록 성능이 우수함을 나타낸다.(8) The chit chipping property was evaluated using an indoor durability tester. The measurement result is shown by an index with the comparative example being 100. The larger the value, the better the performance.

(9) 60℃ tanδ는 타이어의 저연비 성능의 대용 수지로 이용되며, 비교예 1을 100으로 하고, 이를 기준으로 지수화하여 나타내었다. 상기 지수가 높을수록 우수한 성능을 나타낸다.
(9) 60 占 폚 tan? Is used as a substitute resin for the low fuel consumption performance of the tire, and Comparative Example 1 is set to 100, and indexed based on this value. The higher the index, the better the performance.

상기 표 2에서 나타낸 바와 같이 마이크로파를 이용하여 제조된 카본블랙은 소량을 사용하더라도 기존의 카본블랙과 동등한 수준의 기본 물성을 나타내었다. 특히 히스테리시스 및 마모 테스트에서는 마이크로파를 이용하여 제조된 카본블랙을 이용한 실시예가 기존의 카본블랙을 이용한 비교예 보다 우수한 성능을 보여줌을 확인할 수 있었다.
As shown in Table 2, the carbon black prepared using microwave showed the same basic properties as those of the conventional carbon black even when a small amount of carbon black was used. Particularly, in the hysteresis and wear test, it was confirmed that the example using the carbon black manufactured using the microwave showed superior performance to the comparative example using the conventional carbon black.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

Claims (10)

산성 수용액 또는 염기성 수용액과 미정제 카본블랙 및 표면처리제를 포함하는 혼합 용액에 마이크로파를 조사하는 단계를 포함하는 정제된 카본블랙의 제조 방법.
Irradiating microwave to a mixed solution containing an acidic aqueous solution or basic aqueous solution and crude carbon black and a surface treatment agent.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 혼합 용액에 마이크로파를 조사하는 단계는 혼합 용액에 915MHz 내지 2450MHz의 주파수를 가지는 마이크로파를 조사하는 것을 포함하는 정제된 카본블랙의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of irradiating microwave to the mixed solution comprises irradiating microwave having a frequency of 915 MHz to 2450 MHz to the mixed solution.
제 1 항에 있어서,
상기 혼합 용액에 마이크로파를 조사하는 단계는 혼합 용액에 60 내지 1200 와트의 마이크로파를 조사하는 것을 포함하는 정제된 카본블랙의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of irradiating microwave to the mixed solution comprises irradiating the mixed solution with microwave of 60 to 1200 watts.
제 1 항에 있어서,
상기 혼합 용액에 마이크로파를 조사하는 단계는 혼합 용액을 교반하는 것을 추가로 포함하는 정제된 카본블랙의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of irradiating microwave to the mixed solution further comprises stirring the mixed solution.
제 1 항에 있어서,
상기 혼합 용액에 마이크로파를 조사하는 단계 이후에 혼합 용액을 교반하는 단계를 추가로 포함하는 정제된 카본블랙의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of stirring the mixed solution after irradiating microwave to the mixed solution.
제 6 항에 있어서,
상기 혼합 용액을 교반하는 단계 후에 혼합 용액을 순환시키는 단계를 추가로 포함하는 정제된 카본블랙의 제조 방법.
The method according to claim 6,
And circulating the mixed solution after the step of stirring the mixed solution.
원료고무 및 제 1 항에 따른 방법으로 제조된 카본블랙을 포함하는 타이어용 고무 조성물.
A rubber composition for a tire comprising a raw rubber and carbon black produced by the process according to claim 1.
제 8 항에 있어서,
상기 카본블랙은 원료고무 100 중량부에 대하여 5 내지 60 중량부로 포함되는 것인 타이어용 고무 조성물.
9. The method of claim 8,
Wherein the carbon black is contained in an amount of 5 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber.
제 8 항에 따른 타이어용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어.A tire produced by using the rubber composition for a tire according to claim 8.
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