KR101906240B1 - 타이어 트레드용 고무 조성물 - Google Patents

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Abstract

열 팽창성 마이크로 캡슐을 포함하는 고무 조성물에 있어서, 빙상 마찰 성능을 종래 레벨보다도 향상하도록 한 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공한다. 이 타이어 트레드용 고무 조성물은, 디엔계 고무 100중량부에, 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드를 1 ~ 20중량부, 열 팽창성 마이크로 캡슐을 0.2 ~ 20중량부 배합한 고무 조성물이고, 상기 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드가 실리카를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

타이어 트레드용 고무 조성물{RUBBER COMPOSITION FOR TIRE TREAD}
본 발명은, 열 팽창성 마이크로 캡슐을 포함하는 고무 조성물에 있어서, 빙상 마찰 성능을 종래 레벨보다도 향상하도록 한 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것이다.
빙설로용 공기입 타이어(스터드리스 타이어)의 구성으로서, 트레드 고무 중에 다수의 기포를 형성하여, 트레드가 빙면(氷面)에 닿을 때에 이것들 기포가 얼음 표면의 수막을 흡수 제거하고, 트레드가 빙면으로부터 멀어질 때에 흡수한 물을 원심력으로 이탈시키는 것을 반복하여 빙상 성능을 향상하는 것이 알려져 있다.
특허 문헌 1은, 이와 같은 기포의 형성 수단으로서, 타이어 트레드용 고무 조성물에 열 팽창성 마이크로 캡슐을 배합하는 것을 제안하고 있다. 이 열 팽창성 마이크로 캡슐은 공기입 타이어의 가류 공정에서의 가열에 의하여 팽창하고, 가류한 타이어의 트레드 고무 중에 팽창한 마이크로 캡슐의 껍질에 피복된 기포(중공(中空) 입자)를 다수 형성한다.
그러나 근년(近年), 수요자가 스터드리스 타이어의 빙상 성능에 요구하는 레벨은 보다 높아져, 빙상 마찰 성능을 보다 한층 높게 하는 것이 요구되고 있다.
일본국 특허공보 특허제4046678호
본 발명의 목적은, 열 팽창성 마이크로 캡슐을 포함하는 고무 조성물에 있어서, 빙상 마찰 성능을 종래 레벨보다도 향상하도록 한 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하는 본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은, 디엔계 고무 100중량부에, 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드를 1 ~ 20중량부, 열 팽창성 마이크로 캡슐을 0.2 ~ 20중량부 배합한 고무 조성물이고, 상기 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드가 실리카를 포함하고, 또한 상기 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 고무 경도가 10 ~ 50인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조 방법은, 미리 상기 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드 및 열 팽창성 마이크로 캡슐을 혼합하여 마스터 배치를 조제하고, 이 마스터 배치를 상기 디엔계 고무에 혼합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은, 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드 및 열 팽창성 마이크로 캡슐을 함께 배합하도록 하였기 때문에, 가류 성형하였을 때 트레드면에는, 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드를 포함하는 타이어 접지면에, 열 팽창성 마이크로 캡슐이 팽창한 기포(중공 입자의 껍질)가 형성된다. 타이어 접지면에는 소수성의 실리콘 고무에 의하여 발수성이 부여되기 때문에, 빙수면(氷水面)에 트레드가 닿을 때, 빙수면의 수막이 기포에 흡수되기 쉬워진다. 이것에 의하여 트레드면의 제수(除水) 성능을 높게 하여, 빙상 마찰 성능을 종래 레벨 이상으로 향상할 수 있다.
이 타이어 트레드용 고무 조성물은, 상기 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 배합량(X)과 상기 열 팽창성 마이크로 캡슐의 배합량(Y)과의 중량비(X/Y)를, 20/80 ~ 90/10으로 하면 된다. 퍼옥사이드계 가교제를 더 배합하는 것이 바람직하며, 빙상 마찰 성능을 보다 높게 할 수 있다.
또한 상기 고무 조성물로부터 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드 및 열 팽창성 마이크로 캡슐을 생략한 베이스 고무의 고무 경도보다도 5 ~ 40 낮은 것이 바람직하다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조 방법은, 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드 및 열 팽창성 마이크로 캡슐을 혼합한 마스터 배치를, 디엔계 고무에 혼합하도록 하였기 때문에, 빙상 마찰 성능을 보다 한층 높게 할 수 있다. 또한 마스터 배치를 조제할 때, 퍼옥사이드계 가교제를 배합하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물을 트레드부에 사용한 공기입 타이어는, 스터드리스 타이어로서 뛰어난 성능을 가지며, 특히 빙상 마찰 성능을 한층 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물을 사용한 공기입 타이어의 실시 형태의 일례를 도시하는 타이어 자오선 방향의 부분 단면도이다.
도 1은, 타이어 트레드용 고무 조성물을 사용한 공기입 타이어의 실시 형태의 일례를 도시하고, 이 공기입 타이어는, 트레드부(1), 사이드 월부(2), 및 비드부(3)로 이루어진다.
도 1에 있어서, 공기입 타이어에는, 좌우의 비드부(3) 간에 타이어 경(徑)방향으로 연재(延在)하는 보강 코드를 타이어 둘레 방향으로 소정의 간격으로 배열하여 고무층에 매설한 2층의 카커스층(4)이 연설(延設)되고, 그 양 단부(端部)가 비드부(3)에 매설한 비드 코어(5)의 둘레에 비드 필러(6)를 사이에 두도록 하여 타이어 축 방향 내측으로부터 외측으로 되접어 꺾여 있다. 카커스층(4)의 내측에는 이너 라이너층(7)이 배치되어 있다. 트레드부(1)의 카커스층(4)의 외주(外周) 측에는, 타이어 둘레 방향으로 경사하여 연재하는 보강 코드를 타이어 축 방향으로 소정의 간격으로 배열하여 고무층에 매설한 2층의 벨트층(8)이 배설되어 있다. 이 2층의 벨트층(8)의 보강 코드는 층 사이에서 타이어 둘레 방향에 대한 경사 방향을 서로 역 방향으로 하여 교차하고 있다. 벨트층(8)의 외주 측에는, 벨트 커버층(9)이 배치되어 있다. 이 벨트 커버층(9)의 외주 측에, 트레드부(1)가 트레드 고무층(12)에 의하여 형성된다. 트레드 고무층(12)은, 본원의 타이어 트레드용 고무 조성물에 의하여 구성하는 것이 바람직하다. 각 사이드 월부(2)의 카커스층(4)의 외측에는 사이드 고무층(13)이 배치되고, 각 비드부(3)의 카커스층(4)의 되접어 꺾음부 외측에는 림 쿠션 고무층(14)이 설치되어 있다. 덧붙여, 스터드리스 타이어는, 도 1에 예시한 공기입 타이어의 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 사용하는 디엔계 고무는, 통상 스터드리스 타이어의 트레드부를 구성하는 디엔계 고무이면 되고, 예를 들어 천연 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 각종 스티렌 부타디엔 고무, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 등이 예시된다. 그 중에서도 천연 고무, 부타디엔 고무, 스티렌 부타디엔 고무가 바람직하고, 보다 바람직하게는 천연 고무 및/또는 부타디엔 고무로 이루어지면 된다. 천연 고무 및/또는 부타디엔 고무를 포함하는 것에 의하여, 공기입 타이어로 하였을 때 빙상 마찰 성능을 높게 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상술한 디엔계 고무의 평균 유리 전이 온도는 -50℃ 이하인 것이 바람직하고, 한층 더 바람직하게는 -60 ~ -100℃이면 된다. 디엔계 고무의 평균 유리 전이 온도를 -50℃ 이하로 하는 것에 의하여, 저온 하에서의 고무 콤파운드의 유연성을 유지하여, 빙면에 대한 응착력을 높게 하기 때문에, 겨울용 타이어의 트레드부에 호적(好適)하게 사용할 수 있다. 덧붙여 유리 전이 온도는, 시차 주사 열량 측정(DSC)에 의하여 20℃/분의 승온 속도 조건에 의하여 서모그램을 측정하여, 전이역(轉移域)의 중점의 온도로 한다. 또한, 디엔계 고무가 유전품일 때는, 유전 성분(오일)을 포함하지 않는 상태에 있어서의 디엔계 고무의 유리 전이 온도로 한다. 또한, 평균 유리 전이 온도란, 각 디엔계 고무의 유리 전이 온도에 각 디엔계 고무의 중량분율을 곱한 합계(유리 전이 온도의 가중 평균치)이다. 덧붙여, 모든 디엔계 고무의 중량분율의 합계를 1로 한다.
본 발명의 가류 고무 조성물은, 상술한 디엔계 고무 100중량부에 대하여, 열 팽창성 마이크로 캡슐을 0.2 ~ 20중량부, 바람직하게는 1.0 ~ 18중량부 배합한다. 열 팽창성 마이크로 캡슐의 배합량이 0.2중량부 미만이면 가류 시에 열 팽창성 마이크로 캡슐이 팽창한 중공 입자(마이크로 캡슐의 껍질)의 용적이 부족하여, 빙상 마찰 성능을 충분히 개량할 수 없다. 또한 열 팽창성 마이크로 캡슐의 배합량이 20중량부를 넘으면, 트레드 고무의 내마모 성능이 악화될 우려가 있다.
열 팽창성 마이크로 캡슐은, 열 가소성 수지로 형성된 껍질재(材) 중에, 열 팽창성 물질을 내포한 구성으로 이루어진다. 이 때문에 미가류 타이어를 가류 성형할 때, 고무 조성물 중에 분산된 마이크로 캡슐이 가열되면, 껍질재에 내포된 열 팽창성 물질이 팽창하여 껍질재의 입경(粒徑)을 크게 하고, 트레드 고무 중에 다수의 중공 입자를 형성한다. 이것에 의하여, 얼음의 표면에 발생하는 수막을 효율적으로 흡수 제거하는 것과 함께, 극소한 에지 효과를 얻을 수 있기 때문에, 빙상 성능을 향상시킨다. 또한, 마이크로 캡슐의 껍질재는, 트레드 고무보다 딱딱하기 때문에 트레드부의 내마모성을 높게 할 수 있다. 열 팽창성 마이크로 캡슐의 껍질재는 니트릴계 중합체에 의하여 형성할 수 있다.
또한 마이크로 캡슐의 껍질재 중에 내포하는 열 팽창성 물질은, 열에 의하여 기화 또는 팽창하는 특성을 가지고, 예를 들어, 노멀 알칸, 이소알칸 등의 탄화수소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 예시된다. 이소알칸으로서는, 이소부탄, 이소펜탄, 2-메틸펜탄, 2-메틸헥산, 2,2,4-트리메틸펜탄 등을 들 수 있고, 노멀 알칸으로서는, n-부탄, n-프로판, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄 등을 들 수 있다. 이러한 탄화수소는, 각각 단독으로 사용하여도 복수를 조합하여 사용하여도 무방하다. 열 팽창성 물질의 바람직한 형태로서는, 상온에서 액체 탄화수소에, 상온에서 기체 탄화수소를 용해시킨 것이 바람직하다. 이와 같은 탄화수소의 혼합물을 사용하는 것에 의하여, 미가류 타이어의 가류 성형 온도 영역(150 ~ 190℃)에 있어서, 저온 영역으로부터 고온 영역에 걸쳐 충분한 팽창력을 얻을 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은, 상술한 열 팽창성 마이크로 캡슐과 함께, 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드가 배합된다. 이것에 의하여, 타이어 트레드의 접지면에 발수성을 부여하고, 이것에 의하여 튀겨진 물이, 기포(마이크로 캡슐의 껍질)에 흡수되기 쉬워져, 빙상 마찰 성능을 높게 할 수 있다.
밀러블형 실리콘 고무 콤파운드는, 밀러블형 실리콘 고무 및 실리카를 포함하는 콤파운드이다. 또한 밀러블형 실리콘 고무는, 액상 실리콘 고무 이외의, 가역성을 가지고, 또한 가교제를 배합하여 가열 경화하는 실리콘 고무이다. 밀러블형 실리콘 고무의 중량 평균 분자량은, 실리콘 고무가 가역성을 가지는 한 특별히 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 40만 ~ 90만, 보다 바람직하게는 45만 ~ 85만이면 된다. 본 명세서에 있어서, 밀러블형 실리콘 고무의 중량 평균 분자량은, GPC에 의하여 측정하여, 표준 폴리스티렌 환산으로 중량 평균 분자량을 구하였다.
밀러블형 실리콘 고무에, 실리카나 실리카 이외의 보강성 충전제, 분산제, 안정화제 등의 다른 배합제를 배합하는 것에 의하여, 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드에 적당한 고무 강도, 고무 경도를 부여할 수 있다.
밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 배합량은 디엔계 고무 100중량부에 대하여 1 ~ 20중량부, 바람직하게는 2 ~ 20중량부, 보다 바람직하게는 2 ~ 18중량부이다. 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 배합량이 1중량부 미만이면, 타이어 트레드용 고무 조성물에 충분한 발수성을 부여할 수 없다. 또한 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 배합량이 20중량부를 넘으면, 고무 조성물의 고무 강도가 저하하여 내마모성이 악화된다.
또한, 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 배합량(X)과 열 팽창성 마이크로 캡슐의 배합량(Y)의 중량비(X/Y)는 20/80 ~ 90/10, 바람직하게는 30/70 ~ 85/15이다. 중량비(X/Y)가 20/80보다 작으면, 기포(중공 입자의 껍질)의 수에 대하여 발수 작용이 너무 작아서 빙상 성능에의 효과가 작아진다. 또한 중량비(X/Y)가 90/10보다 크면, 기포(중공 입자의 껍질)에 대하여 발수 작용이 너무 강해져 버려 반대로 수막이 기포에 흡수되기 어려워져 버린다.
밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 고무 경도는 10 ~ 50, 바람직하게는 15 ~ 45이다. 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 고무 경도가 10 미만이면, 너무 부드러워 내마모성이 악화되어 버린다. 또한 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 고무 경도가 50을 넘으면, 딱딱함 때문에 빙상 성능에의 효과가 작아져 버린다. 본 명세서에 있어서, 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 고무 경도는, 퍼옥사이드계 가류제를 배합·혼합하여, 가열 경화시켰을 때의 고무 경도이며, JIS K6253에 준거하여 듀로미터의 타입 A에 의하여 23℃에서 측정된 값으로 한다.
밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 고무 경도는, 고무 조성물의 베이스 고무의 고무 경도보다 낮은 것이 바람직하다. 즉, 베이스 고무는 본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물로부터 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드 및 열 팽창성 마이크로 캡슐을 생략한 고무 조성물이다. 이 베이스 고무의 고무 경도보다도, 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 고무 경도가 낮은 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 고무 경도가 5 ~ 40 낮은 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 노면에의 추종성이 향상하여, 보다 발수성을 발휘하기 쉬워진다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은, 바람직하게는 퍼옥사이드계 가류제를 배합하면 된다. 퍼옥사이드계 가류제를 배합하는 것에 의하여, 빙상 마찰 성능을 보다 높게 할 수 있다. 퍼옥사이드계 가류제의 배합량은, 밀러블형 실리콘 고무의 중량에 대하여, 바람직하게는 0.5 ~ 5.0중량%, 보다 바람직하게는 1.0 ~ 4.5중량%로 하면 된다. 퍼옥사이드계 가류제의 배합량이 0.5중량% 미만이면, 퍼옥사이드계 가류제의 작용을 충분히 얻을 수 없다. 또한 퍼옥사이드계 가류제의 배합량이 5.0중량%를 넘으면, 타이어 트레드용 고무 조성물이 약해져 내마모성이 악화되어 버린다.
상술한 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조 방법은, 열 팽창성 마이크로 캡슐을 배합한 고무 조성물을 제조할 때와, 마찬가지로 하여 행할 수 있다. 즉, 열 팽창성 마이크로 캡슐 및 가류계 배합제를 제외하는 다른 배합제를, 디엔계 고무와 혼합·혼련한 혼련물을 조제하고, 이 혼련물을 냉각하여 온도를 내린 후에 열 팽창성 마이크로 캡슐 및 가류계 배합제를 배합하여 혼합하는 것에 의하여, 타이어 트레드용 고무 조성물을 조제할 수 있다. 여기서 가류계 배합제로서는, 가류제, 가교제, 가류 촉진제 등이 예시된다.
또한 본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물을 보다 효과적으로 제조하려면, 바람직하게는 미리 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드 및 열 팽창성 마이크로 캡슐을 혼합하여 마스터 배치를 조제하고, 이 마스터 배치 및 디엔계 고무를 혼합하면 된다. 가류계 배합제는, 마스터 배치 및 디엔계 고무와 동시에 혼합하여도 무방하고, 한층 더 그 후에 혼합하여도 무방하다.
밀러블형 실리콘 고무 콤파운드 및 열 팽창성 마이크로 캡슐의 마스터 배치를 조제할 때, 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 배합량(X)과 열 팽창성 마이크로 캡슐의 배합량(Y)의 중량비(X/Y)는, 상술한 대로 할 수 있다.
또한 이 마스터 배치에 퍼옥사이드계 가류제를 배합할 수 있다. 이것에 의하여, 실리콘 고무의 강도가 올라, 빙상 마찰 성능을 보다 높게 할 수 있다. 퍼옥사이드계 가류제의 배합량은, 상술한 대로 할 수 있다.
밀러블형 실리콘 고무 콤파운드 및 열 팽창성 마이크로 캡슐의 혼합 조건은, 특별히 제한되는 것이 아니고, 열 팽창성 마이크로 캡슐의 파괴를 억제하고, 또한 열 팽창을 일으키지 않는 조건이면 된다. 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드 및 열 팽창성 마이크로 캡슐이 대략 균일하게 혼합되도록, 온도, 회전수 등을 적의(適宜)로 결정할 수 있다.
또한 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드 및 열 팽창성 마이크로 캡슐의 혼합에 사용하는 혼련 기계는, 특별히 제한되는 것이 아니고, 예를 들어 밴버리 믹서, 니더, 롤 등을 예시할 수 있다.
타이어 트레드용 고무 조성물은, 실리카, 카본 블랙 등의 충전제를 배합할 수 있다. 충전제를 배합하는 것에 의하여 고무의 강도를 높게 하여 내마모 성능을 양호하게 할 수 있다. 충전제의 배합량은, 디엔계 고무 100중량부에 대하여 바람직하게는 10 ~ 100중량부, 보다 바람직하게는 20 ~ 90중량부로 하면 된다. 충전제의 배합량이 10중량부 미만이면 고무 강도를 높게 하여 내마모 성능을 향상할 수 없다. 충전제의 배합량이 100중량부를 넘으면 타이어 트레드용 고무 조성물의 구름 저항이 악화된다.
본 발명의 가류 고무 조성물에 실리카를 배합할 때, 실란 커플링제를 배합할 수 있다. 실란 커플링제를 배합하는 것에 의하여, 디엔계 고무에 대한 실리카의 분산성을 향상하여 고무와의 보강성을 높일 수 있다.
실란 커플링제의 배합량은, 가류 고무 조성물 중의 실리카의 배합량에 대하여 바람직하게는 3 ~ 15중량%를 배합하면 되고, 보다 바람직하게는 5 ~ 10중량%를 배합하면 된다. 실란 커플링제의 배합량이 실리카 배합량의 3중량% 미만이면 실리카의 분산을 충분히 개량할 수 없다. 실란 커플링제의 배합량이 실리카 배합량의 15중량%를 넘으면 실란 커플링제끼리가 축합하여 버려, 소망하는 효과를 얻을 수 없게 된다.
실란 커플링제의 종류는, 실리카 배합의 고무 조성물에 사용 가능한 것이면 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어, 비스-(3-트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디설파이드, 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아졸테트라설파이드, γ-메르캅토프로필트리에톡시실란, 3-옥타노일티오프로필트리에톡시실란 등의 유황 함유 실란 커플링제를 예시할 수 있다.
실리카, 카본 블랙 이외의 충전제로서는, 공기입 타이어에 사용할 수 있는 임의의 충전제를 이용할 수 있고, 예를 들어, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탤크, 클레이, 알루미나, 수산화 알루미늄, 산화 티탄, 황산 칼슘 등을 들 수 있다.
타이어 트레드용 고무 조성물에는, 상술한 충전제 이외에도, 가류 또는 가교제, 가류 촉진제, 노화 방지제, 가소제, 가공 조제 등의 타이어용 고무 조성물에 일반적으로 사용되는 각종 첨가제를 배합할 수 있다. 이러한 첨가제는 일반적인 방법으로 혼련하여 미가류의 고무 조성물로 하여, 이것을 가류 또는 가교하는데 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 배합량은 본 발명의 목적에 반하지 않는 한 종래의 일반적인 배합량으로 할 수 있다. 이와 같은 고무 조성물은, 공지의 고무용 혼련 기계, 예를 들어, 밴버리 믹서, 니더, 롤 등을 사용하여, 상기 각 성분을 혼합하는 것에 의하여 제조할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은 스터드리스 타이어의 트레드부를 구성하는데 호적하다. 이와 같이 구성된 트레드부는, 빙상 성능을 종래 레벨 이상으로 향상할 수 있다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 한층 더 설명하지만, 본 발명의 범위는 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예
　　　실시예 1 ~ 7, 비교예 1 ~ 6, 10 및 11
표 5에 나타내는 디엔계 고무, 충전제 및 배합제를 공통 배합으로 하여, 표 1, 2에 나타내는 배합으로 이루어지는 15종류의 고무 조성물(실시예 1 ~ 7, 비교예 1 ~ 6, 10 및 11)을, 유황, 가류 촉진제, 열 팽창성 마이크로 캡슐, 실리콘 고무 콤파운드를 제외하는 성분을 1.8L의 밀폐형 믹서로 5분간 혼련하여 방출·냉각하고, 이것에 유황, 가류 촉진제, 열 팽창성 마이크로 캡슐, 실리콘 고무 콤파운드를 더하여 오픈 롤로 혼합하는 것에 의하여 미가류의 고무 조성물을 조제하였다. 덧붙여 표 1, 2에 기재한 각 배합제의 배합량은, 표 5에 기재한 디엔계 고무 100중량부에 대한 중량부로 나타내었다.
　　　실시예 8 ~ 20, 비교예 7 ~ 9 및 12 ~ 14
표 1, 3 및 4에 나타내는 19종류의 마스터 배치(MB-1 ~ 19)를 조제한다. 각 마스터 배치 배합의 내역의 란에 나타낸 배합비가 되도록 칭량하고, 이것을 1.8L의 밀폐형 밴버리 믹서를 이용하여, 2.5분간 100℃ 이하에서 혼합하는 것에 의하여, 19종류의 마스터 배치를 조제하였다.
표 5에 나타내는 디엔계 고무, 충전제 및 배합제를 공통 배합으로 하여, 표 1, 3 및 4에 나타내는 배합으로 이루어지는 19종류의 고무 조성물(실시예 8 ~ 20, 비교예 7 ~ 9 및 12 ~ 14)을, 마스터 배치, 유황, 가류 촉진제를 제외하는 성분을 1.8L의 밀폐형 믹서로 5분간 혼련하여 방출·냉각하고, 이것에 마스터 배치, 유황, 가류 촉진제를 더하여 오픈 롤로 혼합하는 것에 의하여 미가류의 고무 조성물을 조제하였다. 덧붙여 표 1, 3 및 4에 기재한 각 배합제의 배합량은, 표 5에 기재한 디엔계 고무 100중량부에 대한 중량부로 나타내었다.
얻어진 34종류의 고무 조성물을 소정의 금형 중에서, 170℃에서 10분간 프레스 가류하여 타이어 트레드용 고무 조성물로 이루어지는 가류 고무 시험편을 작성하였다. 얻어진 가류 고무 시험편의 빙상 마찰 성능을 하기에 나타내는 방법에 의하여 평가하였다.
　　　빙상 마찰 성능
얻어진 가류 고무 시험편을 편평 원기둥 형상의 받침 고무에 붙이고, 인사이드 드럼형 빙상 마찰 시험기를 이용하여, 측정 온도 -1.5℃, 하중 5.5kg/cm3, 드럼 회전 속도 25km/h의 조건으로 빙상 마찰 계수를 측정하였다. 얻어진 빙상 마찰 계수를, 비교예 1의 값을 100으로 하는 지수로 하여, 표 1 ~ 4의 「빙상 마찰 성능」의 란에 나타내었다. 이 지수값이 클수록 빙상 마찰력이 크고 빙상 성능이 뛰어난 것을 의미한다.
표 5에 나타내는 디엔계 고무, 충전제 및 배합제로 이루어지는 공통 배합의 고무 조성물에 관하여, 유황, 가류 촉진제를 제외하는 성분을 1.8L의 밀폐형 믹서로 5분간 혼련하여 방출·냉각하고, 이것에 유황, 가류 촉진제를 더하여 오픈 롤로 혼합하는 것에 의하여 미가류의 베이스 고무의 조성물을 조제하였다. 얻어진 베이스 고무의 고무 조성물을 소정의 금형 중에서, 170℃에서 10분간 프레스 가류하여, 가류 고무 시험편을 작성하였다.
이 베이스 고무의 가류 고무 시험편의 고무 경도를, JIS K6253에 준거하여 듀로미터의 타입 A에 의하여 온도 23℃에서 측정하였는데, 50이었다.
Figure 112017064391454-pct00001
Figure 112017064518859-pct00007
Figure 112017064518859-pct00008
Figure 112017064518859-pct00009
표 1 ~ 4에 있어서, 사용한 원재료의 종류를 하기에 나타낸다.
·마이크로 캡슐: 마츠모토 유시 세이야쿠샤(松本油脂製藥社)제 열 팽창성 마이크로 캡슐(마이크로스피어 F100)
·실리콘 고무 콤파운드 1: 밀러블형 실리콘 고무 및 실리카를 포함하는 콤파운드, 신에츠 카가쿠샤(信越化學社)제 KE-500-U, 퍼옥사이드계 가류제를 이용하여 가열 경화시켰을 때의 고무 경도가 23으로, 베이스 고무의 고무 경도와의 차가 27.
·실리콘 고무 콤파운드 2: 밀러블형 실리콘 고무 및 실리카를 포함하는 콤파운드, 신에츠 카가쿠샤제 KE-922-U, 퍼옥사이드계 가류제를 이용하여 가열 경화시켰을 때의 고무 경도가 25로, 베이스 고무의 고무 경도와의 차가 25.
·실리콘 고무 콤파운드 3: 밀러블형 실리콘 고무 및 실리카를 포함하는 콤파운드, 신에츠 카가쿠샤제 KE-941-U, 퍼옥사이드계 가류제를 이용하여 가열 경화시켰을 때의 고무 경도가 43으로, 베이스 고무의 고무 경도와의 차가 7.
·실리콘 고무 콤파운드 4: 밀러블형 실리콘 고무 및 실리카를 포함하는 콤파운드, 신에츠 카가쿠샤제 KE-961-U, 퍼옥사이드계 가류제를 이용하여 가열 경화시켰을 때의 고무 경도가 63으로, 베이스 고무의 고무 경도와의 차가 -13.
·퍼옥사이드계 가류제: 신에츠 카가쿠샤제 C-8, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산을 약 25% 함유품
Figure 112017064391454-pct00005
덧붙여, 표 5에 있어서, 사용한 원재료의 종류를 하기에 나타낸다.
·NR: 천연 고무, RSS #3
·BR: 부타디엔 고무, 닛폰 제온샤(ZEON CORPORATION)제 Nipol BR1220
·카본 블랙: 토카이 카본샤(TOKAI CARBON CO., LTD)제 시스트 6
·실리카: 닛폰 실리카 코교샤(Nippon Silica Industrial)제 Nipsil AQ
·실란 커플링제: 유황 함유 실란 커플링제, 데구사(Degussa)사제 Si69
·오일: 쇼와 쉘 세키유샤(SHOWA SHELL SEKIYU K. K.)제 엑스트랙스 4호S
·산화 아연: 세이도 카가쿠 코교샤(正同化學工業社)제 산화 아연 3종
·스테아린산: 니치유샤(日油社)제 비즈 스테아린산
·노화 방지제 1: 플렉스시스(FLEXSYS)사제 6PPD
·노화 방지제 2: 오우치 신코 카가쿠 코교샤(大內新興化學工業社)제 노크락 224
·유황: 츠루미 카가쿠 코교샤(鶴見化學工業社)제 금화인유입(金華印油入) 미분(微粉) 유황
·가류 촉진제: 오우치 신코 카가쿠 코교샤제 노크셀러 CZ-G
표 2 ~ 4로부터 분명한 바와 같이 실시예 1 ~ 20의 타이어 트레드용 고무 조성물은, 빙상 마찰 성능을 종래 레벨 이상으로 향상하는 것이 확인되었다.
비교예 2의 고무 조성물은, 실리콘 콤파운드 1의 배합량이 1중량부 미만이기 때문에, 빙상 마찰 성능을 충분히 개량할 수 없다.
비교예 3의 고무 조성물은, 실리콘 콤파운드 1의 배합량이 20중량부를 넘기 때문에, 빙상 마찰 성능이 오히려 저하한다.
비교예 4 ~ 6의 고무 조성물은, 열 팽창성 마이크로 캡슐을 배합하지 않았기 때문에, 빙상 마찰 성능이 크게 떨어진다.
비교예 7 ~ 9의 고무 조성물은, 실리콘 콤파운드 1 또는 2의 배합량이 20중량부를 넘기 때문에, 빙상 마찰 성능을 충분히 개량할 수 없다.
1: 트레드부
12: 트레드 고무층

Claims (8)

  1. 디엔계 고무 100중량부에, 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드를 1 ~ 20중량부, 열 팽창성 마이크로 캡슐을 0.2 ~ 20중량부 배합한 고무 조성물이고, 상기 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드가 실리카를 포함하고, 또한 상기 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 고무 경도가 10 ~ 50인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 배합량(X)과 상기 열 팽창성 마이크로 캡슐의 배합량(Y)과의 중량비(X/Y)가, 20/80 ~ 90/10인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    퍼옥사이드계 가교제를 더 배합하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드의 고무 경도가, 상기 고무 조성물로부터 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드 및 열 팽창성 마이크로 캡슐을 생략한 베이스 고무의 고무 경도보다도 5 ~ 40 낮은 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 기재된 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조 방법이고, 미리 상기 밀러블형 실리콘 고무 콤파운드 및 열 팽창성 마이크로 캡슐을 혼합하여 마스터 배치를 조제하고, 이 마스터 배치를 상기 디엔계 고무와 혼합하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 마스터 배치에, 퍼옥사이드계 가교제를 배합하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 기재된 타이어 트레드용 고무 조성물로 트레드부를 형성한 스터드리스 타이어.
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