KR101660648B1 - 웨트 트랙션 및 회전저항 성능이 동시에 향상된 타이어 트레드용 고무조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨트 트랙션 및 회전저항 성능이 동시에 향상된 타이어 트레드용 고무조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원료고무에, 리모넨 수지에 지방족 C5 탄화수소를 결합한 수지를 적용함으로써, 타이어 공정성에 문제가 없으면서도 웨트 트랙션과 회전저항 성능을 동시에 향상시킬 수 있는 타이어 트레드용 고무조성물에 관한 것이다.

Description

웨트 트랙션 및 회전저항 성능이 동시에 향상된 타이어 트레드용 고무조성물{A rubber composition for tread of tire with improved wet traction and rolling resistance properties}
본 발명은 웨트 트랙션 및 회전저항 성능이 동시에 향상된 타이어 트레드용 고무조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원료고무, 및 리모넨 수지(Limonene Base Resin)에 지방족 C5(Aliphatic C5) 탄화수소를 결합한 수지를 포함함으로써, 타이어 공정성에 문제가 없으면서도 웨트 트랙션과 회전저항 성능을 동시에 향상시킬 수 있는 타이어 트레드용 고무조성물에 관한 것이다.
종래 기술에서는, 합성고무의 점착력을 향상시키기 위해 주로 탄화수소계 수지를 적용하였으며, 최근에는 웨트 트랙션을 향상시키기 위해, 대한민국 특허공개번호 10-2009-0113110에서는 변성된 로진계 수지를 적용한 고무조성물을 제시하였고, 대한민국 특허공개번호 10-2009-0113110에서는 천연유지와 부틸페놀-아세틸렌 수지가 결합한 오일을 적용한 고무조성물을 제시하였으나, 이들 종래기술에 의하면 웨트 트랙션은 향상되나 회전저항 성능이 동등수준 이하로 하락하는 문제점을 가지고 있다. 또한 일본 공개특허번호 2010-242019호에서는 테르펜(Terpene)계 수지와 같은 점착성 수지를 적용하여 건조 노면에서의 그립성능을 향상시킨 고무 조성물을 개시하고 있으나, 젖은 노면에서의 웨트 트랙션 성능의 향상 및 회전저항 성능의 향상에 대하여는 어떠한 기술적 수단도 제시하지 않고 있다.
따라서, 웨트 트랙션 및 회전저항 성능을 동시에 향상시킬 수 있는 타이어용 고무조성물의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 리모넨 수지(Limonene Base Resin)에 지방족 C5(Aliphatic C5) 탄화수소를 결합한 수지를 적용함으로써 웨트 트랙션과 동시에 회전저항 성능이 향상된 타이어 트레드용 고무조성물및 이를 포함하는 타이어를 제공하는 것이다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무조성물은 원료고무 100중량부에 대하여 리모넨 수지(Limonene Base Resin)에 지방족 C5(Aliphatic C5) 탄화수소를 결합한 수지 0.1~20.0중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 원료고무는 그 종류에 특별한 제한이 없이, 천연고무 및 합성고무로부터 선택되는 1종 이상의 고무를 사용할 수 있다. 상기 합성고무로는 타이어 고무조성물에 사용될 수 있는 것이라면 그 종류에 특별히 제한이 없으며, 바람직한 예로서 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무 등을 들 수 있다.
본 발명에서 원료고무로, 천연고무와 합성고무의 혼합고무 또는 2종 이상의 합성고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다. 예로서, 천연고무와 합성고무로서 스티렌부타디엔 고무 또는 부타디엔 고무를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 원료고무로서 천연고무와 합성고무의 혼합고무 또는 2종 이상의 합성고무의 혼합고무를 사용하는 경우, 그 혼합비에는 특별한 제한이 없으나, 바람직하게는 1:9 내지 9:1의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 상기 리모넨 수지는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112015076266669-pat00001
본 발명에서 사용되는 상기 지방족 C5 탄화수소로서는, 이소프렌(Isoprene), 펜타디엔(Pentadiene), 및 펜텐-1(Pentene-1) 중 어느 하나 선택될 수 있다.
본 발명에 있어서, 리모넨 수지에 지방족 C5 탄화수소를 결합한 수지는 리모넨 수지와 지방족 C5 탄화수소를 반응시켜 얻어진 수지로서, 연화점이(130℃) 높은 수지인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 리모넨 수지에 지방족 C5 탄화수소를 결합한 수지는 리모넨 수지 50~70 중량%와 지방족 C5 탄화수소 30~50 중량%를 반응시켜 얻어진 것을 사용할 수 있고, 리모넨 수지와 지방족 C5 탄화수소의 사용량이 상기한 각각의 범위를 벗어나는 경우, 웨트 트랙션 성능과 회전저항 성능의 바란스가 맞지 않아 바람직하지 않다.
본 발명에서, 상기 리모넨 수지에 지방족 C5 탄화수소를 결합한 수지를 제조하기 위해, 리모넨 수지와 지방족 C5 탄화수소를 90~100 ℃에서 4~7시간 반응시켜 얻어진 것을 사용할 수 있고, 상기 반응조건의 범위를 벗어나는 경우, 중합성이 하락하여 바람직하지 않다.
본 발명의 고무 조성물에 있어서, 상기 리모넨 수지에 지방족 C5 탄화수소를 결합한 수지의 함량이 0.1중량% 미만이면 웨트 트랙션 및 회전저항 성능의 향상이 미흡하고, 상기 함량이 20.0중량%를 초과하면 고무 조성물의 배합 공정성이 하락할 우려가 있어 바람직하지 않다.
본 발명의 고무조성물에는 통상적인 고무조성물용 첨가제들, 예로서 충전제, 실란커플링제, 아로마틱 오일, 노화방지제, 산화아연, 스테아린산, 황, 촉진제 및 활성제 등을 적절히 선택하여 적정량으로 첨가할 수 있으며, 이들 첨가제들의 선택 및 함량에 관하여는 타이어 고무조성물 제조시의 일반적인 사항에 따를 수 있다.
본 발명에 의하면, 리모넨 수지에 지방족 C5 탄화수소를 결합한 수지를 포함하여 이루어지므로써 웨트 트랙션 및 회전저항 성능을 동시에 향상시킨 고무 조성물 및 이러한 고무조성물 포함하는 타이어, 특히 상기 고무 조성물로 이루어진 트레드부를 갖는 타이어를 제공할 수 있다.
본 발명을 하기 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서 주어진 것으로, 본 발명이 하기 실시예들에 의하여 제한되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
하기 표 1에 나타낸 조성대로 각 성분들을 배합하여 타이어 트레드용 고무조성물을 제조한 후, 각 고무조성물로 시편을 제조하여 가류시킨 후 기계적 물성, 동적 점탄성, 내마모 특성 등을 ASTM 규격에 따라 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(단위: 중량부)
구분 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3
스티렌부타디엔 고무 100 100 100 100
카본블랙 70 70 70 70
공정오일 37.5 37.5 37.5 37.5
리모넨 수지+지방족 C5#1
0 5 10 15
노화방지제 23 23 23 23
산화아연 33 33 33 33
스테아린산 2 2 2 2
황 2 2 2 2
촉진제 2 2 2 2
활성제 0.5 0.5 0.5 0.5
주#1)상품명: SHR-2014, 제조사: 신한유화
(단위:상대지수)
구분 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3
물성


 경도 100 101 100 101
300% 모듈러스 100 101 100 102
인장강도 100 102 102 103
신장율 100 97 95 98
레올로지
 T40 100 101 102 103
T50 100 103 103 102
무늬점도 100 ℃ 100 102 103 105
분산성 Dispergrade 100 103 105 104
마모 DIN 마모 100 99 100 101
동적특성
 0℃ Tanδ 100 105 109 115
70℃ Tanδ 100 102 103 105
상기 표 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예들은 비교예에 비하여 가류시간이 안정됨과 동시에 제반 물성이 동등 수준 내지는 그 이상으로 향상되었다. 특히, 리모넨 수지에 지방족 C5 탄화수소를 결합한 수지를 15중량부로 사용하였을 경우, 인장강도 및 Din 마모 지수에서는 동등한 수준을 유지하면서 분산성이 4% 증가하면서, 웨트 트랙션 성능 예측지수인 0℃ Tanδ가 15% 개선됨과 동시에 회전저항 성능 예측지수인 70℃ Tanδ 는 5% 개선됨을 알 수 있다.

Claims (4)

  1. 원료고무 100중량부에 대하여, 리모넨 수지에 지방족 C5 탄화수소를 결합한 수지 0.1~20.0중량부를 포함하고, 상기 리모넨 수지에 지방족 C5 탄화수소를 결합한 수지는 리모넨 수지와 지방족 C5 탄화수소를 90~100 ℃에서 4~7시간 반응시켜 얻어진 것임을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 따른 고무 조성물로 이루어진 트레드부를 갖는 타이어.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000230080A (ja) * 1999-02-09 2000-08-22 Goodyear Tire & Rubber Co:The ジシクロペンタジエン／リモネン重合体樹脂
JP2010514860A (ja) * 2006-12-27 2010-05-06 ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン タイヤ用トレッド

Patent Citations (2)

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