KR102001312B1 - 이중층 트레드를 가진 공기 타이어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 카커스 및 상기 카커스의 반경방향 외측에 위치되고 타이어 측벽들 사이에서 연장되는 트레드를 포함하는 공기 타이어에 관한 것으로서, 이때 상기 트레드는 반경방향 최외측 트레드 주행면을 제공하고; 상기 트레드는 제1 고무 화합물을 포함하는 제1 트레드 층 및 제2 고무 화합물을 포함하는 제2 트레드 층을 포함하며; 상기 제2 트레드 층은 상기 제1 트레드 층에 반경방향으로 인접하여 위치하며; 상기 제1 고무 화합물은 상기 제2 고무 화합물과 조성 면에서 구별되며; 상기 제2 트레드 층은, 상기 트레드 주행면을 향해 반경방향 외측으로 연장되는 상기 제2 트레드 층의 하나 이상의 일체-형성된(integrally formed) 연장부를 포함하고; 상기 제2 트레드 층의 일체-형성된 연장부 각각은 원주 상의 연속적인 그루브 및 상기 그루브의 일 측면 상에 배치된 보강 구역을 포함하며; 상기 제1 고무 화합물은 100 중량부의 하나 이상의 다이엔-계 엘라스토머 및 1 내지 150 phr의 실리카를 포함하며; 상기 제2 고무 화합물은, 다이엔-계 엘라스토머, 50 내지 120 phr의 충전제(상기 충전제의 20 phr 이상은 적어도 100 g/kg의 요오드 흡착가(iodine adsorption munber)를 갖는 고 표면적 카본 블랙임), 1 내지 45 phr의 메틸렌 수용체, 1 내지 25 phr의 메틸렌 공여체, 및 1 내지 30 phr의, 카바믹 수지, 1,000 내지 25,000의 수평균 분자량을 가진 액체 다이엔-계 중합체, 및 방향족 탄화수소 수지로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함한다.

Description

이중층 트레드를 가진 공기 타이어{PNEUMATIC TIRE HAVING A DUAL LAYER TREAD}
본 발명은 이중층 트레드를 가진 공기 타이어에 관한 것이다.
공기 타이어(pneumatic tire)는 전형적으로, 타이어의 롤링(rolling) 저항에 상당한 양을 기여하는 트레드를 포함한다. 트레드 그루브(groove) 변형은 후속적으로 타이어의 작동 중에 트레드 화합물에 열 상승을 초래할 수 있고, 그 반대도 가능하며, 이로써 롤링 저항을 증가시킨다. 또한, 그루브 변형은 타이어 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 특히, 그루브 변형은 타이어의 불만족스러운 강성 및 타이어와 도로의 바람직하지 못한 접촉을 초래할 수 있다.
미국 특허 출원 공보 제 2010/0154948 A1 호에는 그루브 보강재를 가진 타이어 트레드가 개시되어 있다. 특히, 기술된 타이어는 원주 립(circumferential rib)들을 분리하는 적어도 하나의 원주 그루브를 가지며, 이때 각각의 원주 그루브는 2 개의 측부 및 그 사이의 베이스(base)를 갖는다. 각 원주 그루브의 측부에, 트레드의 원주 방향에 대해 -20도 내지 +20도로 배향된 보강용 단 섬유를 갖는 화합물 층을 포함하는 보강 구조물이 고정된다.
미국 특허 제 6,213,181 B1 호에는, 원주 그루브를 포함하는 트레드를 갖는 타이어가 개시되어 있다. 상기 그루브는, 대상 사용자의 불만족을 야기하는 기형의 형성을 줄이기 위한 그루브 벽 라이닝을 갖는다. 상기 라이닝은 각 그루브의 전체 높이 위로 연장되며, 나머지 트레드의 화합물과 다른 화합물로 만들어진다. 특히, 상기 그루브 라이닝에 사용되는 화합물은 나머지 트레드에 사용되는 트레드 화합물보다 유연하다.
미국 특허 제 8,104,523 호는, 적어도 하나의 카커스 플라이 및 상기 카커스 플라이와 관련된 적어도 하나의 환형 보강 구조물을 갖는 카커스 구조물, 상기 카커스 구조물에 대해 반경방향 외측 위치에 있는 엘라스토머 재료로 제조된 트레드 밴드, 상기 카커스 구조물과 상기 트레드 밴드 사이에 개재된 벨트 구조물, 및 상기 카커스 구조물 상의 한 쌍의 축방향 대향 측벽을 갖는 공기 타이어를 개시하며, 이때 상기 트레드 밴드는 i) 실질적으로 제1 엘라스토머 물질로 된 반경방향으로 연장되는 적어도 하나의 제1 섹터; ⅱ) 상기 적어도 하나의 제1 섹터의 축방향 대향 측면들에 위치되고 실질적으로 제2 엘라스토머 물질로 된 반경방향으로 연장되는 복수의 제2 섹터; ⅲ) 상기 적어도 하나의 제1 섹터에 형성되고 상기 트레드 밴드의 전체 원주 발달을 위해 실질적으로 연장되는, 적어도 하나의 종방향 그루브를 포함한다.
미국 특허 출원 공개 제 2014/0069561 호는, 원주 립들을 분리하는 복수의 원주 그루브, 및 복수의 측방향으로 분리된 보강재를 포함하는 타이어 트레드를 개시하고, 이때 각각의 그루브는 기부(bottom) 및 두 개의 측벽을 포함하고, 각각의 원주 그루브에 인접하여 하나의 보강재가 배열되고, 각각의 보강재는, 트레드의 반경방향 내측 표면으로부터 반경방향으로, 적어도 인접한 원주 그루브의 기부까지 연장되어, 그 그루브의 기부를 형성한다.
미국 특허 공개 제 2014/0069560 호는 1 종 이상의 고무 성분, 약 50 phr 내지 약 120 phr의 충전제(이때 충전제의 20 phr 이상은 고 표면적 카본 블랙임), 및 10 phr 및 30 phr의 페놀 수지를 포함하는 고무 조성물, 및 이러한 조성물을 포함하는 타이어 트레드 또는 타이어를 개시한다.
미국 특허 공개 제 2016/0167440 호는, 원주 립들을 분리하는 복수의 원주 그루브(이때, 각각의 그루브는 기부 및 두 개의 측벽을 포함함); 하나 이상의 그루브 보강재(이때, 각각의 그루브 보강재는 상기 하나 이상의 그루브 보강재 중 임의의 다른 그루브 보강재로부터 측방향으로 이격됨)를 포함하는 트레드를 포함하는 타이어를 개시하며, 이때 각각의 그루브 보강재는 하나의 원주 그루브에 인접하여 배치되며; 적어도 하나의 원주 그루브는 그에 인접한 그루브 보강재를 갖지 않으며; 각각의 그루브 보강재는, 트레드의 반경방향 내측 표면으로부터 반경방향으로 외측 방향으로, 적어도 인접한 원주 그루브의 기부까지 연장되어, 그 그루브의 기부의 적어도 일부를 형성한다.
본 발명은, 카커스 및 상기 카커스의 반경방향 외측에 위치되고 타이어 측벽들 사이에서 연장되는 트레드를 포함하는 공기 타이어에 관한 것으로서, 이때 상기 트레드는 반경방향 최외측 트레드 주행면을 제공하고; 상기 트레드는 제1 고무 화합물을 포함하는 제1 트레드 층 및 제2 고무 화합물을 포함하는 제2 트레드 층을 포함하며; 상기 제2 트레드 층은 상기 제1 트레드 층에 반경방향으로 인접하여 위치하며; 상기 제1 고무 화합물은 상기 제2 고무 화합물과 조성 면에서 구별되며; 상기 제2 트레드 층은, 상기 트레드 주행면을 향해 반경방향 외측으로 연장되는 상기 제2 트레드 층의 하나 이상의 일체-형성된(integrally formed) 연장부를 포함하고; 상기 제2 트레드 층의 일체-형성된 연장부 각각은 원주형의 연속적인 그루브 및 상기 그루브의 일 측면 상에 배치된 보강 구역을 포함하며;
상기 제1 고무 화합물은 100 중량부의 하나 이상의 다이엔-계 엘라스토머 및 1 내지 150 phr의 실리카를 포함하며;
상기 제2 고무 화합물은, 다이엔-계 엘라스토머, 50 내지 120 phr의 충전제(상기 충전제의 20 phr 이상은 적어도 100 g/kg의 요오드 흡착가(iodine adsorption munber)를 갖는 고 표면적 카본 블랙임), 1 내지 45 phr의 메틸렌 수용체, 1 내지 25 phr의 메틸렌 공여체, 및 1 내지 30 phr의, 카바믹 수지, 1,000 내지 25,000의 수평균 분자량을 가진 액체 다이엔-계 중합체, 및 방향족 탄화수소 수지로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시양태에 따른 타이어 트레드의 단면을 도시한다.
도 2는 또 하나의 실시양태에 따른 타이어 트레드의 단면을 도시한다.
도 3은 또 하나의 실시양태에 따른 타이어 트레드의 단면을 도시한다.
도 4는 또 하나의 실시양태에 따른 타이어 트레드의 단면을 도시한다.
도 5는 또 하나의 실시양태에 따른 타이어 트레드의 단면을 도시한다.
도 6은 또 하나의 실시양태에 따른 타이어 트레드의 단면을 도시한다.
본원은, 카커스 및 상기 카커스의 반경방향 외측에 위치되고 타이어 측벽들 사이에서 연장되는 트레드를 포함하는 공기 타이어를 개시하며, 이때 상기 트레드는 반경방향 최외측 트레드 주행면을 제공하고; 상기 트레드는 제1 고무 화합물을 포함하는 제1 트레드 층 및 제2 고무 화합물을 포함하는 제2 트레드 층을 포함하며; 상기 제2 트레드 층은 상기 제1 트레드 층에 반경방향으로 인접하여 위치하며; 상기 제1 고무 화합물은 상기 제2 고무 화합물과 조성 면에서 구별되며; 상기 제2 트레드 층은, 상기 트레드 주행면을 향해 반경방향 외측으로 연장되는 상기 제2 트레드 층의 하나 이상의 일체-형성된 연장부를 포함하고; 상기 제2 트레드 층의 일체-형성된 연장부 각각은 원주 상의 연속적인 그루브 및 상기 그루브의 일 측면 상에 배치된 보강 구역을 포함하며;
상기 제1 고무 화합물은 100 중량부의 하나 이상의 다이엔-계 엘라스토머 및 1 내지 150 phr의 실리카를 포함하며;
상기 제2 고무 화합물은, 다이엔-계 엘라스토머, 50 내지 120 phr의 충전제(상기 충전제의 20 phr 이상은 적어도 100 g/kg의 요오드 흡착가(iodine adsorption munber)를 갖는 고 표면적 카본 블랙임), 1 내지 45 phr의 메틸렌 수용체, 1 내지 25 phr의 메틸렌 공여체, 및 1 내지 30 phr의, 카바믹 수지, 1,000 내지 25,000의 수평균 분자량을 가진 액체 다이엔-계 중합체, 및 방향족 탄화수소 수지로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함한다.
도 1 내지 도 6은 상기 타이어 트레드의 다양한 실시양태를 도시한다.
도 1은, 주행면까지 완전히 연장되는 제2 트레드 층의 반경방향 보강 연장부 및 트레드를 실질적으로 완전히 가로질러 축방향으로 연장되는 제2 트레드 층을 가진 타이어 트레드의 실시양태를 도시한다. 도 1을 참조하면, 단면으로 도시된 타이어 트레드(10)는 2층의 지면-접촉 트레드를 포함하며, 이는, 제2 트레드 층으로서의 내측 트레드(16)의 반경방향 외측에 위치된 외측 트레드(14)를 제1 트레드 층으로서 포함하며, 이때 내측 트레드(16)의 반경방향 내측에 트레드 기부(34)가 위치된다. 상기 트레드 기부(34)는 임의적으로 축방향 최외측 윙(wing)(32)을 포함한다.
외측 트레드(14)는, 숄더 영역(31)에 위치된 숄더 구역(30)과 립(25)에 위치된 립 구역(28)을 포함한다. 내측 트레드(16)는 타이어 주위로 원주형으로 연속적으로 연장되는 하나 이상의 그루브(20)를 포함한다. 각각의 그루브(20)는, 지면-접촉 주행면(12)으로부터 그루브 최내측 표면(22)까지 반경방향으로 측정된 깊이 d를 갖는다. 각각의 그루브(20)는 두 개의 보강 구역(즉, 숄더 구역(30)에 인접한 보강 구역(24) 및 립 구역(28)에 인접한 보강 구역(26))에 의해 축방향으로 양 측부가 경계지어진다. 각각의 그루브(20) 및 두 개의 보강 구역은 함께 내측 트레드(16)의 일체-형성된 연장부를 포함한다. "일체-형성된"은, 보강 구역(24, 26)이, 단일 제2 고무 화합물로 만들어진 전체 내측 트레드(16)의 부분임을 의미한다.
각각의 립(25)은, 립 구역(28)의 축방향 대향 측면 상에 배치된 2 개의 보강 구역(26)을 갖는 립 구역(28)을 포함한다. 립 구역(28)은 주행면(12)으로부터 반경 내측으로 거리 d와 실질적으로 동일한 거리까지 연장된다.
외측 트레드(14)는 제1 고무 화합물로 이루어진다. 도 1에 도시된 실시양태에서, 립 구역(28)과 숄더 구역(30)은 동일한 제1 고무 화합물로 이루어진다. 다른 실시양태에서, 립 구역(28)과 숄더 구역(30)은 둘 이상의 상이한 고무 화합물로 이루어질 수 있다.
도 2는, 일부의, 주행면까지 완전히 연장되는 제2 트레드 층의 반경방향 보강 연장부 및 일부의, 주행면을 향해 부분적으로 연장되는 제2 트레드 층의 반경방향 보강 연장부, 및 트레드를 축방향으로 실질적으로 완전히 가로지르는 제2 트레드 층을 갖는 타이어 트레드의 실시양태를 도시한다. 다른 그러한 실시양태도 고려되지만 간결성을 위해 도시하지 않는다. 도 2를 참조하면, 보강 구역(224 및 226)이 그루브(220)의 대향 측면 상에 배치되고, 2 개의 보강 구역(226)이 립(225) 내의 립 구역(228)의 축방향 대향 측면 상에 배치되는, 대안적 실시양태의 타이어 트레드(210)가 도시되어 있다. 보강 구역(226)은, 제2 트레드 층(216)으로부터 트레드 주행면(212)을 향해 반경방향 외측으로 부분적으로 연장된다. 보강 구역(224)은 트레드 주행면(212)까지 완전히 연장된다.
도 3은, 주행면까지 완전히 연장되는 제2 트레드 층의 반경방향 보강 연장부 및 트레드를 축방향으로 부분적으로 가로질러 연장되는 제2 트레드 층을, 트레드 기부로부터 연장되는 숄더 구역괌 함께 갖는 타이어 트레드의 실시양태를 도시한다. 다른 그러한 실시양태도 고려되지만 간결성을 위해 도시하지 않는다. 도 3은 또 일 실시양태의 트레드(310)를 도시한다. 트레드(310)는, 도 1의 트레드(10)와 대조적으로, 제2 트레드 층(316)의 축방향 대향 측면 상에 배치되고 트레드 기부(334)로부터 반경방향 외측으로 연장되는 숄더 구역(330)을 포함하며, 이때 숄더 구역(330)은 제2 트레드 층(316)으로부터 반경방향으로 외측으로 연장된다.
도 4는, 주행면까지 완전히 연장되는 제2 트레드 층의 반경방향 보강 연장부, 및 트레드를 축방향으로 부분적으로 가로질러 연장되며 축방향으로 별개의 부분으로 분리된 제2 트레드 층을, 트레드 기부로부터 연장되는 숄더 구역과 함께 갖는 타이어 트레드의 실시양태를 도시한다. 다른 그러한 실시양태가 고려되지만 간결성을 위해 도시하지 않는다. 도 4는 다른 실시양태의 타이어 트레드(410)를 도시하며, 여기서 제2 트레드 층(416)은 축방향으로 별개의 보강 부분(416a, 416b)으로 분할되고, 이들 각각은 트레드 기부(434)로부터 주행면(412)으로 반경방향 외측으로 연장된다. 이에 상응하게, 제1 트레드 층(414)의 립 구역(428) 또한 트레드 기부(434)로부터 주행면(412)까지 반경방향 외측으로 연장된다.
도 5는, 일부의, 주행면까지 완전히 연장되는 제2 트레드 층의 반경방향 보강 연장부 및 일부의, 주행면을 향해 부분적으로 연장되는 제2 트레드 층의 반경방향 보강 연장부, 및 트레드를 축방향으로 부분적으로 가로질러 연장되고 축방향으로 별개의 부분으로 분리된 제2 트레드 층을, 트레드 기부로부터 연장되는 숄더 구역과 함께 갖는 타이어 트레드의 실시양태를 도시한다. 다른 그러한 실시양태가 고려되지만 간결성을 위해 도시하지 않는다. 도 5는, 다른 실시양태의 타이어 트레드(510)를 도시하며, 여기서는 타이어 트레드(410)와 대조적으로, 축방향으로 구별되는 보강 부분(516a)은, 보강 부분(516a)으로부터 트레드 주행면(512)을 향해 반경방향 외측으로 부분적으로 연장되는 보강 구역(524, 526a)을 포함한다. 보강 부분(516b)은, 부분적으로 연장되는 보강 구역(526b) 및 완전히 연장되는 보강 구역(526c)을 포함한다. 대조적으로, 보강 부분(416a, 416b)의 보강 구역 (424,426)은 주행면(412)까지 완전히 연장된다.
도 6은, 일부의, 주행면까지 완전히 연장되는 제2 트레드 층의 반경방향 보강 연장부 및 일부의, 주행면을 향해 부분적으로 연장되는 제2 트레드 층의 반경방향 보강 연장부, 및 트레드를 축방향으로 부분적으로 가로질러 연장되고 축방향으로 별개의 부분으로 분리된 제2 트레드 층(이때 상기 별개의 부분들은 각각, 그루브의 단일 측면 상에 배치됨)을, 트레드 기부로부터 연장되는 숄더 구역과 함께 갖는 타이어 트레드의 실시양태를 도시한다. 다른 그러한 실시양태도 고려되지만 간결성을 위해 도시하지 않는다. 도 6은, 다른 실시양태의 타이어 트레드(610)를 도시하며, 여기서 제2 트레드 층(616)은, 단일 보강 구역을 포함하는 보강 부분(616a, 616b)을 갖는다. 이 실시양태에서, 숄더 구역(630b)은, 제1 트레드 층(614) 내의 립 구역(628b)과 축방향으로 인접한다. 숄더 구역(630a) 및 립 구역(628a)은 제1 트레드 층(614)에서 축방향으로 구별된다.
외측 트레드의 립 구역 및 숄더 구역에 사용되는 제1 고무 화합물은, 양호한 롤링 저항 및 습윤 그립(grip) 특성을 갖도록 설계된 비교적 연질의 화합물이다. 보강 구역을 포함하는 내측 트레드에 사용된 제2 고무 화합물은 상기 립 및 그루브를 보강하도록 설계된 비교적 경질의 화합물이다.
일 실시양태에서, 제2 고무 화합물은, 다이엔-계 엘라스토머, 50 내지 120 phr의 충전제(상기 충전제의 20 phr 이상은 적어도 100 g/kg의 요오드 흡착가(iodine adsorption munber)를 갖는 고 표면적 카본 블랙임), 1 내지 45 phr의 메틸렌 수용체, 1 내지 25 phr의 메틸렌 공여체, 및 1 내지 30 phr의, 카바믹 수지, 1,000 내지 25,000의 수평균 분자량을 가진 액체 다이엔-계 중합체, 및 방향족 탄화수소 수지로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함한다.
용어 "메틸렌 수용체"는 당업자에게 공지되어 있고, 메틸렌 공여체와 반응하여 메틸올 단량체로 여겨지는 것을 형성하는 반응물을 기술하는데 사용된다. 메틸렌 가교의 형성에 의한 메틸올 단량체의 축합은 수지를 생성한다. 나중에 메틸렌 가교로 형성되는 잔기에 기여하는 초기 반응물이 상기 메틸렌 공여체이며, 이때 다른 반응물은 메틸렌 수용체이다. 메틸렌 수용체로서 사용될 수 있는 대표적인 화합물은 레조시놀, 레조시놀 유도체, 1가 페놀 및 그 유도체, 2가 페놀 및 그 유도체, 다가 페놀 및 그 유도체, 개질되지 않은 페놀 노볼락 수지, 개질된 페놀 노볼락 수지, 페놀 포름알데하이드 수지, 레조시놀 노볼락 수지 및 이들의 혼합물을 포함한다. 메틸렌 수용체의 예는 미국 특허 제 6,605,670 호; 미국 특허 제 6,541,551 호; 미국 특허 제 6,472,457 호; 미국 특허 5,945,500; 미국 특허 제 5,936,056 호; 미국 특허 제 5,688,871 호; 미국 특허 제 5,665,799 호; 미국 특허 제 5,504,127 호; 미국 특허 제 5,405,897 호; 미국 특허 제 5,244,725 호; 미국 특허 제 5,206,289 호; 미국 특허 제 5,194,513 호; 미국 특허 제 5,030,692 호; 미국 특허 제 4,889,481 호; 미국 특허 제 4,605,696 호; 미국 특허 제 4,436,853 호; 및 미국 특허 제 4,092,455 호에 기재되어 있다. 개질된 페놀 노볼락 수지의 예로는 캐슈넛 오일 개질된 페놀 노볼락 수지, 톨유 개질된 페놀 노볼락 수지 및 알킬 개질된 페놀 노볼락 수지가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시양태에서, 메틸렌 수용체는 반응성 페놀-포름알데하이드 수지이다. 적합한 반응성 페놀-포름알데하이드 수지는 스키넥터디 케미칼즈(Schenectady Chemicals)로부터의 SMD 30207을 포함한다.
메틸렌 수용체의 다른 예는, 고리 치환에 의한 활성화된 페놀, 및 캐슈넛 오일 개질된 노볼락-유형 페놀 수지를 포함한다. 고리 치환에 의한 활성화된 페놀의 대표적인 예는 레조시놀, 크레졸, t-부틸 페놀, 이소프로필 페놀, 에틸 페놀 및 이들의 혼합물을 포함한다. 캐슈넛 오일 개질된 노볼락-유형 페놀 수지는 스키넥터디 케미칼즈 인코포레이티드에서 SP6700으로 상업적으로 입수가능하다. 총 노볼락-유형 페놀 수지에 기초한 오일의 개질율은 10 내지 50% 범위일 수 있다. 캐슈넛 오일로 개질된 노볼락-유형 페놀 수지의 제조를 위해, 다양한 공정이 사용될 수 있다. 예를 들어, 산 촉매를 사용하여 페놀, 크레졸 및 레조시놀과 같은 페놀류를 포름알데하이드, 파라포름알데하이드 및 벤즈알데하이드와 같은 알데하이드와 반응시킬 수 있다. 산 촉매의 예로는 옥살산, 염산, 황산, 및 p-톨루엔술폰산을 들 수 있다. 촉매 반응 후, 상기 수지는 상기 오일로 개질된다.
제2 고무 화합물 중의 메틸렌 수용체의 양은 다양할 수 있다. 일 실시양태에서, 메틸렌 수용체의 양은 1 내지 45 phr 범위이다. 또 다른 실시양태에서, 메틸렌 수용체의 양은 2 내지 30 phr 범위이다.
제2 고무 화합물에서 동일반응계 수지가 형성되고 메틸렌 수용체와 메틸렌 공여체의 반응을 수반한다. 용어 "메틸렌 공여체"는, 메틸렌 수용체와 반응하여 동일반응계에서 수지를 발생시킬 수 있는 화합물을 의미한다. 본 발명에 사용하기에 적합한 메틸렌 공여체의 예는 헥사메틸렌테트라민, 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사에톡시메틸멜라민, 이미노메톡시메틸멜라민, 이미노이소부톡시메틸멜라민, 라우릴옥시메틸피리디늄 클로라이드, 에톡시메틸피리디늄 클로라이드 트라이옥산 및 헥사메톡시메틸멜라민을 포함한다. 또한, 상기 메틸렌 공여체는 하기 화학식의 N-치환된옥시메틸멜라민일 수 있다:
Figure 112017113558713-pat00001
상기 식에서,
X는 수소 또는 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고,
R1 , R2, R3, R4 및 R5는 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, -CH2OX 기, 및 이들의 축합 생성물로 이루어진 군으로부터 개별적으로 선택된다.
특정 메틸렌 공여체는 헥사키스-(메톡시메틸)멜라민, N,N',N"-트라이메틸/N,N',N"-트라이메틸올멜라민, 헥사메틸올멜라민, N,N',N"-다이메틸올멜라민, N-메틸올멜라민, N,N'-다이메틸올멜라민, N,N',N"-트리스(메톡시메틸)멜라민 및 N,N'N"-트라이부틸-N,N',N"-트라이메틸올멜라민을 포함한다. 멜라민의 N-메틸올 유도체는 공지된 방법에 의해 제조된다.
제2 고무 화합물에 존재할 수 있는 메틸렌 공여체의 양은 다양할 수 있다. 일 실시양태에서, 존재하는 메틸렌 공여체의 양은 약 1 phr 내지 25 phr의 범위일 것이다. 일 실시양태에서, 메틸렌 공여체의 양은 약 2 phr 내지 20 phr 범위이다.
제2 고무 화합물은 또한, 카바믹 수지, 수평균 분자량이 1000 내지 25000인 액체 다이엔-계 중합체, 및 방향족 탄화수소 수지로 이루어진 군중에서 선택된 1 종 이상의 첨가제 10 내지 30 phr을 포함한다.
일 실시양태에서, 제2 고무 화합물은 방향족 탄화수소 수지를 포함한다. 적합한 방향족 탄화수소 수지는 스티렌/α-메틸 스티렌 수지, 쿠마론-인덴 수지 등을 포함한다.
일 실시양태에서, 상기 방향족 탄화수소 수지는 스티렌과 α-메틸 스티렌의 공중합체 수지이다. 적합한 스티렌/α-메틸 스티렌 수지는 스티렌 및 알파메틸 스티렌으로부터 유도된다. 하나의 양태에서, 그의 분자량(Mn) 및 분자량 분포(Mw/Mn)와 결합된 그의 유리 전이 온도(Tg) 특성은, 고무 조성물에서의 상기 수지의 적합한 상용성을 제공하며, 상용성의 정도는 고무 조성물의 성질과 직접적으로 관련된다.
제2 고무 화합물 중의 스티렌/알파 메틸 스티렌 수지의 존재는, 본원에서, 트레드 고무 조성물의 관찰된 점탄성 특성, 예컨대 이후에 일반적으로 기술되는 바와 같은 상이한 온도/주파수/변형율에서의 복합 및 저장 탄성률(modulus), 손실 탄성률, tanδ 및 손실 컴플라이언스(compliance) 때문에 유익한 것으로 고려된다.
복합 및 저장 탄성률, 손실 탄성률, 탄젠트 델타 및 손실 컴플라이언스 특성은 당업자에게 일반적으로 잘 알려져 있는 것으로 이해된다. 이들에 대해 이후 개괄적으로 설명한다.
수지의 분자량 분포는 수지의 중량 평균 분자량(Mw) 대 수평균 분자량(Mn) 값의 비로 나타내어질 수 있으며, 이는 본 발명에서는 약 1.5/1 내지 약 2.5/1의 범위로 고려되며, 이는 비교적 좁은 범위로 간주된다. 이는, 중합체 매트릭스와의 선택적인 상용성 및 넓은 온도 범위에 걸친 습식 및 건식 조건에서의 타이어의 의도된 용도 덕분에 유리한 것으로 여겨진다.
상기 공중합체 수지의 유리 전이 온도(Tg)는, 본원에서는, 다소는, 제조된 타이어의 의도된 용도 및 타이어 트레드용 중합체 블렌드의 특성에 따라, 약 20℃ 내지 약 100℃, 또는 약 30℃ 내지 약 80℃의 범위로 고려된다. 수지에 대한 TG의 적절한 측정법은 ASTM D6604 또는 등가물에 따른 DSC이다.
스티렌/알파 메틸 스티렌 수지는 본원에서, 스티렌/알파 메틸 스티렌의 몰비가 약 0.40 내지 약 1.50인, 스티렌과 알파 메틸 스티렌의 비교적 짧은 사슬로 간주된다. 하나의 양태에서, 이러한 수지는, 예를 들어 탄화수소 용매 중에서 스티렌과 알파 메틸 스티렌의 양이온성 공중합에 의해 적합하게 제조될 수 있다.
따라서, 고려된 스티렌/알파 메틸 스티렌 수지는, 예를 들어 그 화학적 구조, 즉 스티렌 및 알파 메틸 스티렌 함량 및 연화점, 및 또한, 필요에 따라, 그의 유리 전이 온도, 분자량 및 분자량 분포에 의해 특성화될 수 있다.
일 실시양태에서, 스티렌/알파 메틸 스티렌 수지는, 스티렌으로부터 유도된 단위 약 40 내지 약 70% 및, 상응하게, 알파 메틸 스티렌으로부터 유도된 단위 약 60 내지 약 30%로 구성된다. 일 실시양태에서, 스티렌/알파 메틸 스티렌 수지는 ASTM E-28에 따라 약 80℃ 내지 약 145℃ 범위의 연화점을 갖는다.
일 실시양태에서, 제2 고무 화합물 중의 스티렌/알파 메틸 스티렌 수지의 양은 5 내지 25 phr이다. 일 실시양태에서, 제2 고무 화합물 중의 스티렌/알파 메틸 스티렌 수지의 양은 10 내지 20 phr이다.
적합한 스티렌/알파 메틸 스티렌 수지는 이스트만(Eastman)의 레진 2336 또는 애리조나 케미칼(Arizona Chemical)의 실바레스9Sylvares) SA85로 상업적으로 입수 가능하다.
일 실시양태에서, 제2 고무 화합물은, 일작용성 또는 다작용성 알데하이드 A로부터 유도된 카바믹 수지, 및 하나 이상의 카바메이트 기 -O-CO-NH2 및 유기 라디칼(여기서, 라디칼은, 1 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 선형, 분지형 또는 환형 지방족 라디칼, 및 아르알킬 라디칼로 이루어진 군중에서 선택된 1가 라디칼 R, 또는 2 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 선형, 분지형 또는 환형 지방족 2가 라디칼 및 8 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 비스알킬 아릴 라디칼로 이루어진 군중에서 선택된 2가 유기 라디칼 -R'-일 수 있음)을 갖는 유기 화합물 C를 포함한다.
일 실시양태에서, R은 2 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는다.
일 실시양태에서, 화합물 C로서, 에틸 카바메이트, 부틸 카바메이트, 헥실 카바메이트 및 2-에틸헥실 카바메이트로 이루어진 군중에서 선택된 지방족 카바메이트가 사용된다.
일 실시양태에서, 화합물 C로서, 벤질 카바메이트 및 α,α-다이메틸벤질 카바메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 방향지방족 카바메이트가 사용된다.
일 실시양태에서, 화합물 C로서, 에틸렌 비스카바메이트, 1,2-프로필렌 비스카바메이트, 1,3-프로필렌 비스카바메이트 및 1,4-부틸렌 비스카바메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 다이카바메이트가 사용된다.
일 실시양태에서, 화합물 C로서, 자일릴렌 비스카바메이트 및 테트라메틸자일릴렌 비스카바메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 다이카바메이트가 사용된다.
일 실시양태에서 알데하이드 A로서 일작용성 알데하이드가 사용되며, 이는 포름알데하이드, 아세트알데하이드, 프로피온알데하이드, 부티르알데하이드, n-펜탄알 및 n-헥산알로 이루어진 군에서 선택된다.
일 실시양태에서, 알데하이드 A로서 다작용성 알데하이드가 사용되며, 이는 글리옥살, 말론알데하이드, 석신알데하이드 및 글루타르알데하이드로 이루어진 군중에서 선택된다.
일 실시양태에서, 카바믹 수지는 n-부틸카바메이트 및 포름알데하이드로부터 유도된다.
일 실시양태에서, 제2 고무 화합물 중의 카바믹 수지(존재한다면)의 양은 1 내지 15 phr이다. 일 실시양태에서, 제2 고무 화합물 중의 카바믹 수지(존재한다면)의 양은 2 내지 10 phr이다.
적합한 카바믹 수지는 올넥스(Allnex) 사로부터 알노볼(Alnovol) UF410 등으로 상업적으로 입수가능하다.
일 실시양태에서, 제2 고무 조성물은 액체 중합체를 포함한다.
적합한 액체 중합체는, 황 및 중합체 매트릭스와 반응하여 가교 결합을 형성할 수 있는 이중 결합을 가져야 한다. 이러한 가교 결합은 가소제가 주변 화합물로 이동하는 것을 방지하여, 보강 구성요소(reinforcing component)의 인장 특성 및 내구성을 유지한다.
적합한 액체 중합체는 공액 다이올레핀(또는 다이엔) 단량체로부터 유도된다. 이러한 액체 중합체는 또한, 공액 다이올레핀 단량체와 공중합가능한 다른 단량체로부터 유도된 반복 단위를 함유할 수 있다. 예를 들어, 상기 액체 중합체는 또한, 스티렌과 같은 비닐 방향족 단량체로부터 유도된 반복 단위를 함유할 수 있다. 액체 중합체로 사용될 수 있는 중합체의 대표적인 예는 폴리부타다이엔 고무, 폴리이소프렌 고무, 스티렌-부타다이엔 고무, 이소프렌-부타다이엔 고무, 스티렌-이소프렌 고무 및 스티렌-이소프렌-부타다이엔 고무이다.
상기 액체 중합체는 공액 다이올레핀 단량체의 저 분자량 고무질 중합체이다. 이들 저 분자량 고무질 중합체는 또한 전형적으로, 하나 이상의 공액 다이올레핀 단량체로부터 유도된 반복 단위를 포함할 것이다. 또한, 이러한 저 분자량 고무는 물론, 공액 다이올레핀 단량체와 공중합가능한 다른 단량체로부터 유도된 반복 단위를 함유할 수 있다. 예를 들어, 저 분자량 고무질 중합체는, 스티렌과 같은 비닐 방향족 단량체로부터 유도된 반복 단위를 함유할 수 있다. 저 분자량 폴리부타다이엔 고무, 저 분자량 폴리이소프렌 고무, 저 분자량 스티렌-부타다이엔 고무, 저 분자량 이소프렌-부타다이엔 고무, 저 분자량 스티렌-이소프렌 고무 및 저 분자량 스티렌-이소프렌-부타다이엔 고무가, 본 발명의 습윤제를 제조하기 위해 개질될 수 있는 저 분자량 고무질 중합체의 대표적인 예이다. 상기 저 분자량 고무질 중합체는 전형적으로 약 1,000 내지 약 25,000의 범위 내의 수평균 분자량을 가질 것이다. 상기 저 분자량 고무질 중합체는 보다 통상적으로, 약 2,000 내지 약 15,000 범위인 수평균 분자량을 가질 것이다.
수평균 분자량은, 예를 들면 ASTM 3536에 따라 행해지는, 폴리스티렌 보정 표준물을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 측정될 수 있다. GPC는 중합체를 분자 크기에 따라 분리하는 가장 잘 알려진 방법으로, 가장 큰 분자가 제일 먼저 용리된다. 상기 크로마토그래프는, 상업적으로 이용가능한 폴리스티렌 분자량 표준물을 사용하여 보정된다. 사용되는 검출기는 바람직하게는 자외선 검출기이다. 단일 사슬들로서 존재하는 사슬의 분율은 GPC 곡선 아래의 면적의 비, 즉 (단일 사슬 피크 면적)/(총 면적)으로서 결정된다.
적합한 액체 중합체는 예를 들어 크레이 밸리/토탈(Cray Valley/Total)의 리콘(Ricon)®으로 상업적으로 입수가능하다.
카바믹 수지, 수평균 분자량이 1000 내지 25000 범위인 액체 다이엔-계 중합체 및 방향족 탄화수소 수지로 이루어진 군중에서 선택된 상기 첨가제는 제2 고무 화합물에 1 내지 30 phr 범위의 양으로 존재한다. 일 실시양태에서, 상기 첨가제는 제2 고무 화합물 중에 10 내지 20 phr 범위의 양으로 존재한다.
상기 제1 및 제2 고무 화합물은 독립적으로, 올레핀형 불포화기를 함유하는 하나 이상의 고무 또는 엘라스토머를 포함한다. "올레핀형 불포화기를 함유하는 고무 또는 엘라스토머" 또는 "다이엔-계 엘라스토머"라는 문구는, 천연 고무 및 그의 다양한 원료 및 재생 형태뿐만 아니라 다양한 합성 고무를 포함하는 것으로 의도된다. 본 발명의 설명에서, 달리 언급하지 않는 한, 용어 "고무" 및 "엘라스토머"는 상호 교환가능하게 사용될 수 있다. 용어 "고무 조성물", "혼련된 고무" 및 "고무 화합물"은, 다양한 성분 및 물질과 배합되거나 혼합된 고무를 지칭하기 위해 상호 교환적으로 사용되며, 이러한 용어는 고무 혼합 또는 고무 혼련 기술에 숙련된 사람들에게 잘 알려져 있다. 대표적인 합성 중합체는, 부타다이엔 및 그 동족체 및 유도체, 예를 들어 메틸부타다이엔, 다이메틸부타다이엔 및 펜타다이엔의 단독 중합 생성물뿐만 아니라, 부타다이엔 또는 이의 동족체 또는 유도체와 다른 불포화 단량체로부터 형성된 것과 같은 공중합체이다. 상기 다른 불포화 단량체는, 아세틸렌, 예를 들어 비닐 아세틸렌; 올레핀, 예를 들어 이소프렌과 공중합하여 부틸 고무를 형성하는 이소부틸렌; 비닐 화합물, 예컨대 아크릴산, 아크릴로니트릴(이는 부타다이엔과 중합하여 NBR을 형성함), 메타크릴산과 스티렌(이들은 부타다이엔과 중합하여 SBR을 형성함), 뿐 아니라 비닐 에스테르 및 다양한 불포화 알데하이드, 케톤 및 에테르, 예를 들어 아크롤레인, 메틸이소프로페닐 케톤 및 비닐 에틸 에테르이다. 합성 고무의 구체적인 예로는, 네오프렌 (폴리클로로프렌), 폴리부타다이엔 (시스 1,4-폴리부타다이엔 포함), 폴리이소프렌 (시스 1,4-폴리이소프렌 포함), 부틸 고무, 할로부틸 고무 예컨대 클로로부틸 고무 또는 브로모부틸 고무, 스티렌/이소프렌/부타다이엔 고무, 1,3-부타다이엔 또는 이소프렌과 스티렌, 아크릴로니트릴 및 메틸 메타크릴레이트와 같은 단량체와의 공중합체뿐만 아니라, 에틸렌/프로필렌/다이엔 단량체(EPDM)로도 공지된 에틸렌/프로필렌 삼원공중합체, 특히 에틸렌/프로필렌/다이사이클로펜타다이엔 삼원 공중합체가 있다. 사용될 수 있는 고무의 추가의 예는, 알콕시-실릴 말단 작용화된 용액 중합된 중합체(SBR, PBR, IBR 및 SIBR), 규소-결합된 및 주석-결합된 스타(star)-분지형 중합체를 포함한다. 바람직한 고무 또는 엘라스토머는 폴리이소프렌(천연 또는 합성), 폴리부타다이엔 및 SBR이다.
하나의 양태에서, 상기 하나 이상의 추가의 고무는 바람직하게는 적어도 2종의 다이엔-계 고무로 이루어진다. 예를 들면, 시스 1,4-폴리이소프렌 고무(천연 또는 합성 고무, 천연 고무가 바람직함), 3,4-폴리이소프렌 고무, 스티렌/이소프렌/부타다이엔 고무, 에멀젼 및 용액 중합-유도된 스티렌/부타다이엔 고무, 시스 1,4-폴리부타다이엔 고무 및 에멀젼 중합-제조된 부타다이엔/아크릴로니트릴 공중합체와 같은 2 개 이상의 고무의 조합물이 바람직하다.
본 발명의 하나의 양태에서는, 약 20 내지 약 28%의 결합된 스티렌의 비교적 통상적인 스티렌 함량을 갖는 에멀젼 중합-유도된 스티렌/부타다이엔(E-SBR), 또는 일부 용도의 경우, 중간 내지 비교적 높은 결합된 스티렌 함량, 즉 약 30 내지 45%의 결합된 스티렌 함량을 갖는 E-SBR이 사용될 수 있다.
에멀젼 중합-제조된 E-SBR은, 스티렌 및 1,3-부타다이엔이 수성 에멀젼으로서 공중합되는 것을 의미한다. 그러한 것은 당업자에게 잘 알려져 있다. 결합된 스티렌 함량은 예를 들어, 약 5 내지 약 50% 범위일 수 있다. 하나의 양태에서, E-SBR은 아크릴로니트릴을 함유하여 E-SBAR로서 삼원중합체를 형성할 수도 있으며, 이때 아크릴로니트릴은 삼원공중합체 중에 약 2 내지 약 30 중량%의 결합된 아크릴로니트릴의 양으로 함유된다.
공중합체 중에 약 2 내지 약 40 중량%의 결합된 아크릴로니트릴을 함유하는 에멀젼 중합-제조된 스티렌/부타다이엔/아크릴로니트릴 공중합체 고무도 또한 본 발명에 사용하기 위한 다이엔-계 고무로서 고려된다.
용액 중합-제조된 SBR (S-SBR)은 전형적으로 약 5 내지 약 50%, 바람직하게는 약 9 내지 약 36% 범위의 결합된 스티렌 함량을 갖는다. S-SBR은, 예를 들어 유기 탄화수소 용매의 존재하에 유기 리튬 촉매 반응에 의해, 편리하게 제조될 수 있다.
일 실시양태에서, 시스 1,4-폴리부타다이엔 고무(BR)가 사용될 수 있다. 이러한 BR은, 예를 들어, 1,3-부타다이엔의 유기 용액 중합에 의해 제조될 수 있다. 상기 BR은 편리하게는, 예를 들어 적어도 90%의 시스 1,4-함량을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
시스 1,4-폴리이소프렌 및 시스 1,4-폴리이소프렌 천연 고무는 고무 기술 분야의 당업자에게 잘 알려져 있다.
본원에서 사용되는 용어 "phr"은 통상적인 관행에 따라 "고무 또는 엘라스토머 100 중량부당 각각의 재료의 중량부"를 의미한다.
상기 제1 및 제2 고무 화합물은 독립적으로 70 phr 이하의 가공 오일을 함유할 수 있다. 가공 오일은, 탄성 중합체를 증량시키는데 통상적으로 사용되는 증량 오일로서 고무 조성물에 포함될 수 있다. 가공 오일 또한, 고무 배합 동안 오일을 직접 첨가함으로써 고무 조성물에 포함될 수 있다. 사용되는 가공 오일은, 엘라스토머에 존재하는 증량 오일 및 배합 동안 첨가된 공정 오일 모두를 포함할 수 있다. 적합한 공정 오일은, 방향족, 파라핀계, 나프텐계, 식물성 오일, 및 MES, TDAE, SRAE 및 중질 나프텐 오일과 같은 저 PCA 오일을 비롯한 당업계에 공지된 다양한 오일을 포함한다. 적합한 저 PCA 오일은, IP346 방법에 의해 결정될 때 3 중량% 미만의 다환 방향족 함량을 갖는 것들을 포함한다. IP346 방법의 절차는 영국 석유 협회(Institute of Petroleum)에서 발행한 문헌[Standard Methods for Analysis & Testing of Petroleum and Related Products and British Standard 2000 Parts, 2003, 62nd edition]에 나와 있다.
상기 제1 및 제2 고무 화합물은 독립적으로 실리카, 카본 블랙 또는 실리카와 카본 블랙의 조합물을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 고무 화합물은 독립적으로 약 1 내지 약 150 phr의 실리카를 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서는, 10 내지 100 phr의 실리카가 사용될 수 있다.
고무 화합물에 사용될 수 있는, 통상적으로 사용되는 규소계 안료는, 통상적인 발열성 침전 규소계 안료(실리카)를 포함한다. 일 실시양태에서, 침전 실리카가 사용된다. 본 발명에서 사용되는 통상적인 규소계 안료는 침전 실리카, 예를 들어 가용성 규산염 예를 들어 규산 나트륨의 산성화에 의해 수득된 실리카이다.
이러한 통상적인 실리카는, 예를 들어 질소 가스를 사용하여 측정된 BET 표면적을 기짐을 특징으로 할 수 있다. 일 실시양태에서, BET 표면적은 약 40 내지 약 600 ㎡/g 범위일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, BET 표면적은 약 80 내지 약 300 ㎡/g의 범위일 수 있다. 표면적을 측정하는 BET 방법은 문헌[Journal of the American Chemical Society, Volume 60, Page 304(1930)]에 설명되어 있다.
통상적인 실리카는 또한 약 100 내지 약 400, 또는 약 150 내지 약 300 범위의 다이부틸프탈레이트(DBP) 흡수 값을 가짐을 특징으로 할 수 있다.
통상적인 실리카는 전자 현미경에 의해 측정될 때 예를 들어 0.01 내지 0.05 미크론 범위의 평균 최종 입자 크기를 가질 것으로 예상될 수 있으며, 상기 실리카 입자는 크기가 더 작거나 또는 더 클 수도 있다.
다양한 상업적으로 입수가능한 실리카, 본원에서 단지 예를 들자면, 피피지 인더스트리즈(PPG Industries)로부터 Hi-Sil 상표명 210, 243 등으로 상업적으로 입수가능한 실리카; 로디아(Rhodia)에서 입수가능한 실리카, 예를 들어 Z1165MP 및 Z165GR, 및 데구사(Degussa) AG에서 입수가능한 실리카, 예를 들면 상품명 VN2 및 VN3 등이 사용될 수 있다. 유기 실란으로 전처리되거나 예비 반응된 실리카, 예를 들어 피피지로부터의 애질론(Agilon)® 400 등이 또한 사용될 수 있다.
통상적으로 사용되는 카본 블랙은 1 내지 150 phr 범위의 양으로 실리카와 조합되어 통상적인 충전제로서 사용될 수 있다. 다른 실시양태에서는, 10 내지 100 phr의 카본 블랙이 사용될 수 있다. 카본 블랙이 실리카와 함께 사용될 수 있지만, 일 실시양태에서는, 타이어에 흑색을 부여하는데 필요한 양(이는 1 내지 10 phr임)을 제외하고는 본질적으로 카본 블랙이 사용되지 않는다. 카본 블랙의 대표적인 예로는 N110, N121, N134, N220, N231, N234, N242, N293, N299, N315, N326, N330, N332, N339, N343, N347, N351, N358, N375, N539, N550, N582, N630, N642, N650, N683, N754, N762, N765, N774, N787, N907, N908, N990 및 N991을 들 수 있다. 이들 카본 블랙은 요오드 흡수가(absorption number)가 9 내지 145 g/kg이고 DBP 가(number)가 34 내지 150 cm3/100 g이다.
일 실시양태에서, 상기 제2 고무 화합물은 20 phr 이하의 고 표면적 카본 블랙을 포함한다. 이러한 고 표면적 카본 블랙은 ASTM D-1510 또는 이와 균등한 방법으로 측정한 요오드 흡수가를 특징으로 할 수 있다. 일 실시양태에서, 고 표면적 카본 블랙은 적어도 100 mg/g의 요오드 흡수가를 갖는다. 일 실시양태에서, 고 표면적 카본 블랙은 적어도 180 mg/g의 요오드 흡수가를 갖는다. 적합한 고 표면적 카본 블랙은 캐봇(Cabot)으로부터 불칸(Vulcan) CRX 1391로 입수 가능하다.
실리카와 카본 블랙의 조합물이 조성물에 사용될 수 있다. 일 실시양태에서, 카본 블랙에 대한 실리카의 중량비는 1 이상이다.
상기 제1 및 제2 고무 화합물에 다른 충전제, 예컨대 비제한적으로, 미립자 충전제, 예를 들어 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE), 가교 미립자 중합체 겔, 예를 들어 비제한적으로 미국 특허 6,242,534; 6,207,757; 6,133,364; 6,372,857; 5,395,891; 또는 6,127,488에 개시된 것, 또는 가소화 전분 복합 충전제, 예를 들어 비제한적으로 미국 특허 5,672,639에 개시된 것이 사용될 수 있다. 이러한 다른 충전제는 1 내지 30 phr 범위의 양으로 사용될 수 있다.
일 실시양태에서, 상기 제1 및 제2 고무 화합물은 독립적으로 통상적인 황 함유 유기 규소 화합물을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 상기 황 함유 유기 규소 화합물은 3,3'-비스(트라이메톡시 또는 트라이에톡시 실릴프로필)폴리설파이드이다. 일 실시양태에서, 상기 황 함유 유기 규소 화합물은 3,3'-비스(트라이에톡시실릴프로필)다이설파이드 및/또는 3,3'-비스(트라이에톡시실릴프로필)테트라설파이드이다.
다른 실시양태에서, 적합한 황 함유 유기 규소 화합물은 미국 특허 제 6,608,125 호에 개시된 화합물을 포함한다. 일 실시양태에서, 상기 황 함유 유기 규소 화합물은 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈(Momentive Performance Materials)로부터 NXT로서 상업적으로 구입가능한 3-(옥타노일티오)-1-프로필트라이에톡시실란, CH3(CH2)6C(=O)-S-CH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3를 포함한다.
또 다른 실시양태에서, 적합한 황 함유 유기 규소 화합물은 미국 특허 공개 제 2003/0130535 호에 개시된 것들을 포함한다. 일 실시양태에서, 상기 황 함유 유기 규소 화합물은 데구싸(Degussa)로부터의 Si-363이다.
상기 제1 및 제2 고무 화합물 중의 황 함유 유기 규소 화합물의 양은 사용되는 다른 첨가제의 수준에 따라 독립적으로 변할 것이다. 일반적으로 말하면, 상기 화합물의 양은 0.5 내지 20 phr일 것이다. 일 실시양태에서, 그 양은 1 내지 10 phr의 범위일 것이다.
상기 제1 및 제2 고무 화합물은, 고무 혼련 기술 분야에서 일반적으로 공지된 방법, 예컨대 다양한 황 경화가능한 성분 고무를 다양한 통상적으로 사용되는 첨가제 물질, 예컨대 예를 들어 황 공여체, 경화 보조제 예컨대 활성화제 및 지연제, 및 가공 첨가제 예컨대 오일, 점착화제 수지를 비롯한 수지 및 가소제, 충전제, 안료, 지방산, 산화 아연, 왁스, 산화방지제 및 오존방지제, 및 해교제와 혼합함으로써 독립적으로 혼련될 수 있음은 당해 분야의 숙련자에게 쉽게 이해될 것이다. 당해 분야의 숙련자에게 공지된 바와 같이, 황 경화성 및 황-경화된 물질(고무)의 의도된 용도에 따라, 상기 언급된 첨가제가 선택되어 일반적으로 통상적인 양으로 사용된다. 황 공여체의 대표적인 예는 원소 황(유리 황), 아민 다이설파이드, 중합체성 폴리설파이드 및 황 올레핀 부가물을 포함한다. 일 실시양태에서, 황-경화제는 원소 황이다. 황-경화제는 0.5 내지 8 phr, 또는 1.5 내지 6 phr 범위의 양으로 사용될 수 있다. 점착화제 수지의 통상적인 양은 사용되는 경우 약 0.5 내지 약 10 phr, 통상적으로 약 1 내지 약 5 phr을 포함한다. 가공 보조제의 통상적인 양은 약 1 내지 약 50 phr을 구성한다. 산화방지제의 통상적인 양은 약 1 내지 약 5 phr을 구성한다. 대표적인 산화방지제는 예를 들어, 다이페닐-p-페닐렌디아민 및 그 밖의 것들, 예를 들어 문헌[The Vanderbilt Rubber Handbook(1978), 344 내지 346 페이지]에 개시된 것일 수 있다. 오존방지제의 전형적인 양은 약 1 내지 5 phr을 구성한다. 사용되는 경우, 지방산(스테아린산을 포함할 수 있음)의 전형적인 양은 약 0.5 내지 약 3 phr을 구성한다. 산화 아연의 전형적인 양은 약 2 내지 약 5 phr을 구성한다. 왁스의 전형적인 양은 약 1 내지 약 5 phr을 구성한다. 종종 미세결정질 왁스가 사용된다. 해교제의 통상적인 양은 약 0.1 내지 약 1 phr을 구성한다. 전형적인 해교제는 예를 들어 펜타클로로티오페놀 및 다이벤즈아미도다이페닐 다이설파이드일 수 있다.
가황에 필요한 시간 및/또는 온도를 제어하고 가황물의 특성을 개선시키기 위해 가속화제(accelerator)가 사용된다. 일 실시양태에서, 단일 가속화제 시스템, 즉 1차 가속화제가 사용될 수 있다. 1차 가속화제는 약 0.5 내지 약 4 phr, 달리 약 0.8 내지 약 1.5 phr 범위의 총량으로 사용될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 1차 및 2차 가속화제의 조합물을 사용할 수 있으며, 이때 2차 가속화제는 약 0.05 내지 약 3 phr과 같이 소량으로 사용하여 가황물의 특성을 활성화시키고 개선시킬 수 있다. 이들 가속화제의 조합물은 최종 특성에 대한 상승 효과를 가져올 것으로 예상될 수 있으며 가속화제 단독을 사용하여 얻어진 것보다 다소 우수하다. 또한, 통상의 가공 온도에 의해 영향을 받지 않지만 통상의 가황 온도에서 만족스러운 경화를 생성하는 지연 작용(delayed action) 가속화제가 사용될 수도 있다. 가황 지연제도 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 적합한 유형의 가속화제는 아민, 다이설파이드, 구아니딘, 티오우레아, 티아졸, 티우람, 설펜아미드, 다이티오카바메이트 및 잔테이트이다. 일 실시양태에서, 1차 가속화제는 설펜아미드이다. 2차 가속화제가 사용되는 경우, 2차 가속화제는 구아니딘, 다이티오카바메이트 또는 티우람 화합물일 수 있다.
일 실시양태에서, 상기 제1 고무 화합물은, 50 phr 미만의 충전제, 및 -25℃를 초과하는 유리 전이 온도를 갖는 제1 고무 및 -40℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 제2 고무로 이루어진 점탄성적으로 혼화되지 않는 중합체 블렌드의 조합물을 포함한다. 이 제2의 저 Tg 고무는 연속 상 또는 동시-연속 상을 형성해야 하며, 제1의 보다 높은 Tg 고무는 분산 상 또는 동시-연속 상을 형성해야 한다. 엘라스토머 또는 엘라스토머 조성물의 유리 전이 온도 또는 Tg에 대한 언급은, 본원에서 언급할 때, 각각의 엘라스토머 또는 엘라스토머 조성물의 미경화 상태 또는 가능하게는 경화 상태의 유리 전이 온도(들)를 나타낸다. Tg는 적합하게는, 분당 10℃의 승온 속도에서 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 피크 중간점으로서 결정될 수 있다.
상기 제1 고무의 예는, 3,4-폴리이소프렌 또는 스티렌-부타다이엔 고무(결합된 스티렌 함량이 45 중량%보다 큼)이다. 적합한 3,4-폴리이소프렌은 카보켐(Karbochem)으로부터 이소그립(Isogrip(Tg = -10℃))으로 입수가능하다. 적합한 스티렌-부타다이엔 고무는 당업계에 공지되어 있는 용액 또는 에멀젼 중합을 통해 제조될 수 있다.
일 실시양태에서, 상기 제1 고무는, 45 중량% 초과의 결합된 스티렌, 98 중량% 초과의, 5 개 미만의 반복 단위를 함유하는 블록 형태의 스티렌으로부터 유도된 반복 단위, 및 -25℃ 초과의 Tg를 함유하는 에멀젼 중합된 스티렌 부타다이엔 고무이다.
에멀젼 스티렌-부타다이엔 고무(ESBR)는 1,3-부타다이엔 및 스티렌으로부터 유도된 반복 단위를 포함한다. 이들 스티렌-부타다이엔 고무는 스티렌으로부터 유도된 단위 45 중량% 이상 및 1,3-부타다이엔으로부터 유도된 단위 55 중량% 미만을 함유할 것이다. "로부터 유도된 단위"는 스티렌 및 1,3-부타다이엔 단량체의 중합 후에 중합체에 존재하는 단량체 잔기를 의미한다.
ESBR에서, 스티렌과 부타다이엔으로부터 유도된 반복 단위의 분포는 본질적으로 랜덤하다. 본원에서 사용되는 용어 "랜덤"은, 스티렌으로부터 유도된 반복 단위의 총량의 5% 미만이 5 개 이상의 스티렌 반복 단위를 함유하는 블록으로 존재한다는 것을 의미한다. 바꾸어 말하면, 스티렌으로부터 유도된 반복 단위의 95% 이상이, 5 개 미만의 반복 단위를 함유하는 블록으로 존재한다. 스티렌으로부터 유도된 반복 단위의 많은 분량은, 단지 하나의 스티렌 반복 단위를 함유한 블록일 것이다. 하나의 스티렌 반복 단위를 함유하는 이러한 블록에는, 양 측면 상에 1,3-부타다이엔으로부터 유도된 반복 단위가 결합된다.
ESBR에서, 스티렌으로부터 유도된 반복 단위의 총량의 2% 미만이, 5 개 이상의 스티렌 반복 단위를 함유하는 블록으로 존재한다. 바꾸어 말하면, 스티렌으로부터 유도된 반복 단위의 98% 이상이, 5 개 미만의 반복 단위를 함유하는 블록으로 존재한다. 일 실시양태에서는, 스티렌으로부터 유도된 반복 단위의 총량의 1% 미만이 5 개 이상의 스티렌 반복 단위를 함유하는 블록으로 존재한다. 일 실시양태에서ㄴ는스티렌으로부터 유도된 반복 단위의 총량의 0.5% 미만이 5 개 이상의 스티렌 반복 단위를 함유하는 블록으로 존재한다.
스티렌-부타다이엔 고무에서 스티렌 반복 단위의 특성분석("스티렌 블록 길이" 또는 "스티렌 서열"로도 지칭됨)는 문헌[Tanaka, et al., Rubber Chem. Technol. 1986, vol 59, p 16]의 절차에 따라 오존 분해를 사용하여 수행될 수 있다. 스티렌-부타다이엔 중합체의 이질성 특성분석은 화학적 분해를 이용하여 달성된다. 이는, 건조된 중합체의 오존 분해에 이어서 GC(가스 크로마토그래피) 및 GPC(겔 투과 크로마토그래피) 분석에 의해 실현된다. 이 절차에서는, 0.5 g의 고무 샘플을 톨루엔에 녹여 10℃로 냉각시킨 후 오존화기 장치에서 발생된 오존 분위기에 노출시킨다. 생성된 용액을 수집하고 GC 칼럼 크로마토그래피로 보내며, 여기서 각각의 피크가 분리되고, GPC에 의해 특성분석된다. 각 피크의 분자량을 이용하여 스티렌 반복 단위의 수를 결정한다.
상기 제1 고무로서 적합한 스티렌-부타다이엔 고무는, 예를 들어, 미국 특허 제 6,458,884 호에 개시된 절차에 따라 다중 CSTR에서 연속 공정으로 제조될 수 있다.
상기 제1 고무로서의 ESBR의 유리 전이 온도는 -25℃ 초과이다. 엘라스토머 또는 엘라스토머 조성물의 유리 전이 온도 또는 Tg에 대한 언급은, 본원에서 언급할 때, 각각의 엘라스토머 또는 엘라스토머 조성물의 미경화 상태 또는 가능하게는 경화 상태의 유리 전이 온도(들)를 나타낸다. Tg는 적합하게는, 예를 들어 ASTM D7426 또는 등가물에 따라, 분당 10℃의 승온 속도에서 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 피크 중간점으로서 결정될 수 있다.
상기 제2 고무의 예는 천연 고무, 고-시스 합성 폴리이소프렌 또는 고-시스 폴리부타다이엔이다. 일 실시양태에서, 상기 제2 고무는, 95% 초과의 시스 1,4 함량 및 -80 내지 -110℃ 범위의 Tg를 갖는 폴리부타다이엔이다. 적합한 폴리부타다이엔 고무는 예를 들어 1,3-부타다이엔의 유기 용액 중합에 의해 제조될 수 있다. 상기 BR은 편리하게는, 예를 들어, 약 90% 이상의 시스 1,4-함량 및 약 -95℃ 내지 약 -105℃ 범위의 유리 전이 온도 Tg를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 적합한 폴리부타다이엔 고무는 상업적으로 입수 가능하며, 예를 들어 굿이어(Goodyear)로부터의 부덴(Budene)(등록 상표) 1229 (Tg -108℃ 및 시스 1,4 함량 96%을 가짐) 등이다.
이 실시양태에서, 상기 제1 고무 화합물은 임의적으로, 알킬페놀 포름알데하이드 수지 또는 알킬페놀 아세틸렌 수지와 같은 점착화제 수지를 포함한다.
제1 고무 화합물에 대한 이러한 양태에서, 명시된 조성의 적합한 제1 고무 및 적합한 제2 고무의 사용은 둘 이상의 중합체 상을 갖는 고무 조성물을 생성할 수 있다.
이러한 방식에서, 본원에서는, 상대적으로 낮은 Tg의 제2 고무는 상대적으로 높은 Tg의 제1 고무와 비교적 비상용성 또는 비혼화성이라고 고려되며, 이는 두 중합체에 대한 전체 전이 온도 범위를 포괄하는 온도 범위(전형적으로 약 -110℃ 내지 약 +150℃일 수 있음) 내에서의 상기 고무 조성물의 Tan 델타 대 경화된 온도의 그래프 또는 플롯 상에서 이들 개개의 Tan 델타 피크로 입증된다. 용어 "전이 온도"는, 결정질 또는 부분적으로 결정질인 물질의 경우, 유리 전이 온도 Tg 및 용융 온도 Tm을 모두 의미한다.
따라서, 상기 고무 조성물의 중합체는 제1 고무 상 및 제2 고무 상을 포함하는 2 개 이상의 상으로 존재할 수 있다.
특히, 이 실시양태의 제1 고무 조성물에 대한 -110℃ 내지 150℃의 넓은 범위 내에서의 Tan 델타 대 온도 곡선의 그래프는, 곡선에 2 개의 피크를 산출할 수 있으며, 이때 하나의 피크는 비교적 낮은 온도 범위에서 그의 정점을 갖고(제2 고무에 상응함), 제2 피크는 더 높은 온도 범위에서 그의 정점을 갖는다(제1 고무에 상응함).
따라서, 중합체 비상용성에 대한 하나의 지표는 경화된 엘라스토머 조성물에 대한 이중 Tan 피크의 존재이다. 그의 곡선에 포함된 피크와 함께 Tan 델타 값은 당업자에게 널리 공지된 절차에 의해 경화된 화합물의 동적인 기계적 시험에 의해 결정될 수 있다.
대안적으로, 상기 제1 고무와 제2 고무의 비혼화성은 예를 들면 원자력 현미경(atomic force microscopy) 등의 사용에 의해 가시화될 수 있다. 상기 고무 조성물의 현미경 사진은, 제1 고무 및 제2 고무의 가시적으로 구별되는 중합체 상들을 나타낼 수 있으며, 이는 일반적으로 제2 고무의 연속 상 중의 제1 고무의 분산상 영역으로서 나타난다.
상기 제1 및 제2 고무 화합물의 독립적인 혼합은 고무 혼합 기술 분야의 당업자에게 공지된 방법에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 성분들은 전형적으로 적어도 2 단계, 즉 적어도 하나의 비생산적 단계에 이은 생산적 혼합 단계로 혼합된다. 황-경화제를 포함하는 최종 경화제는 전형적으로, 통상 "생산적" 혼합 단계 라 불리는 최종 단계에서 혼합되며, 이 생산적 혼합 단계에서는, 일반적으로 이전의 비-생산적 혼합 단계(들)의 혼합 온도보다 더 낮은 온도 또는 최종 온도에서 혼합이 일어난다. 상기 "비생산적" 및 "생산적" 혼합 단계라는 용어는 고무 혼합 기술 분야의 기술자들에게 잘 알려져 있다. 상기 고무 조성물은 열 기계적 혼합 단계를 거칠 수 있다. 상기 열 기계적 혼합 단계는 일반적으로, 140℃ 내지 190℃의 고무 온도를 생성하기에 적합한 시간 동안의 혼합기 또는 압출기에서의 기계적 작업을 포함한다. 상기 열 기계적 작업의 적절한 지속 시간은 작동 조건 및 성분들의 부피 및 성질에 따라 달라진다. 예를 들어, 상기 열 기계적 작업 시간은 1 내지 20 분일 수 있다.
본 발명의 공기 타이어는 경주용 타이어, 승용 타이어, 항공기 타이어, 농업용, 토공(earthmover)용, 오프로드(off-the-road)용, 트럭 타이어 등일 수 있다. 일 실시양태에서, 상기 타이어는 승용 또는 트럭 타이어이다. 상기 타이어는 또한 래디얼(radial) 또는 바이어스(bias)일 수도 있다.
본 발명의 공기 타이어의 가황은 일반적으로 약 100℃ 내지 200℃의 통상적인 온도에서 수행된다. 일 실시양태에서, 상기 가황은 약 110℃ 내지 180℃ 범위의 온도에서 수행된다. 프레스 또는 몰드에서의 가열, 과열 증기 또는 열풍에 의한 가열과 같은 임의의 통상의 가황 공정이 사용될 수 있다. 이러한 타이어는 공지된 다양한 방법에 의해 제조, 형상화, 성형 및 경화될 수 있으며 당업자에게는 용이하게 명백할 것이다.
본 발명을 다음의 실시예들에 의해 예시하나, 이들은 단지 예시의 목적을 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위 또는 실시될 수 있는 방식을 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 달리 명시하지 않는 한, 부 및 백분율은 중량에 의한 것이다.
실시예
이하의 실시예 1 내지 5에서는, 제2 고무 조성물로서 사용할 수 있는 고무 조성물 중의 다양한 수지의 조합을 예시한다. 일련의 고무 화합물을 표 1, 표 3, 표 5, 표 7, 표 9 및 표 11에 주어진 방법에 따라 다단 혼합 절차로 혼합하였다. 상기 화합물은 다양한 물리적 특성에 대해 시험되었고, 그 결과는 표 2, 4, 6, 8, 10 및 12에 나와있다. 표들에서 보듯이, 청구된 바와 같은 수지의 사용은 300% 탄성율, 연신율, 인장 강도 및 경도로 표시되는 특성이 우수함을 보여준다.
실시예 1
[표 1]
Figure 112017113558713-pat00002
1: 캐봇(Cabot)으로부터의 불칸(Vulcan)® CRX 1391, 요오드가 202 mg/g
2: 스키넥터디 케미칼즈(Schenectedy Chemicals)로부터의 SMD 30207
3: 이스트만(Eastman)으로부터의 레진(Resin) 2336
4: 올넥스(Allnex)로부터의 알노볼(Alnovol)® UF410
[표 2]
Figure 112017113558713-pat00003
실시예 2
[표 3]
Figure 112017113558713-pat00004
5: 액체 스타이렌-부타다이엔, Mn=8600
6: 액체 스타이렌-부타다이엔, Mn=4000
[표 4]
Figure 112017113558713-pat00005
실시예 3
[표 5]
Figure 112017113558713-pat00006
7: 옥틸페놀 포름알데하이드 수지, SI 그룹(Group)으로부터의 SP-1068
8: 방향족 탄화수소 수지, 엑손으로부터의 옵페라(Oppera)® PR 383
9: 방향족 탄화수소 수지, 엑손으로부터의 옵페라 Pr® 395
10: 네빌(Neville)로부터의 쿠마르(Cumar)® R-13
[표 6]
Figure 112017113558713-pat00007
실시예 4
[표 7]
Figure 112017113558713-pat00008
[표 8]
Figure 112017113558713-pat00009
실시예 5
[표 9]
Figure 112017113558713-pat00010
11: SI 그룹으로부터의 SMD 31144
[표 10]
Figure 112017113558713-pat00011
실시예 6
[표 11]
Figure 112017113558713-pat00012
[표 12]
Figure 112017113558713-pat00013
실시예 7
이 실시예에서는, 제1 및 제2 트레드 층으로 구성된 트레드를 갖는 타이어 T2 및 T3를, 모노캡 구성을 가진 트레드를 갖는 대조군 타이어 T1과 비교한다. 모든 타이어는 동일한 제1 고무 화합물을 포함한다. 타이어 T2는 도 1에 도시된 바와 같은 트레드 디자인을 사용하여 구성되었다. 비교용 타이어 T2는 미국 특허 제 8,919,404 호의 개시내용에 따라 보강용의 제2 층으로서 제2 고무 화합물을 포함한다. 본 발명 타이어 T3는 실시예 5에 주어진 바와 같은 제2 고무 화합물을 포함한다. 타이어 시험 결과는 표 13에 나타내었다. 표 13에서 알 수 있는 바와 같이, 타이어 T3은 대조군 타이어 T1 및 비교용 타이어 T2에 비해 더 우수한 코너링 강성(cornering stiffness)을 나타낸다.
[표 13]
Figure 112017113558713-pat00014
실시예 8
본 실시예에서는, 제1 고무 조성물에 사용가능한 제1 및 제2 고무의 조합물을 설명한다.
[표 14]
Figure 112017113558713-pat00015
1: 용액 중합된 SBR, 21% 스티렌, 62% 비닐 1,2, Tg -25℃, 트린세오(Trinseo)로부터의 스프린탄(Sprintan)® 4602
2: 카보켐(Karbochem)으로부터의 이소그립(Isogrip)®
3: ESBR, 50.8%(중량 기준) 스티렌, 8.2% 비닐 1,2; 4.2% 시스 1,4; 36.8% 트랜스 1,4; Tg(변곡)= -13℃; 5개 이상의 스티렌 서열 1%; 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니(Goodyear Tire & Rubber Co.)로부터 입수가능
4: 비반응성 알킬페놀/포름알데하이드 수지, SI 그룹으로부터의 SP 1068
5: PPG로부터의 애질론(Agilon)® 400
6: 솔베이(Solvay)로부터의 제오실 프리미엄(Zeosil Premium)® 200MP
7: 비스(트라이에톡시실릴프로필)다이설파이드
8: 비스(트라이에톡시실릴프로필)테트라설파이드, 카본 블랙 상의 50%
9: 1,6-비스(N,N'-다이벤질티오카바모일다이티오)헥산, 란섹스(Lanxess)의 불쿠렌(Vulcuren)®
[표 15]
Figure 112017113558713-pat00016

Claims (5)

  1. 카커스 및
    상기 카커스의 반경방향 외측에 위치되고 타이어 측벽들 사이에서 연장되는 트레드
    를 포함하는 공기 타이어로서, 이때
    상기 트레드는 반경방향 최외측 트레드 주행면을 제공하고;
    상기 트레드는 제1 고무 화합물을 포함하는 제1 트레드 층 및 제2 고무 화합물을 포함하는 제2 트레드 층을 포함하며; 상기 제2 트레드 층은 상기 제1 트레드 층에 반경방향으로 인접하여 위치하며;
    상기 제1 고무 화합물은 상기 제2 고무 화합물과 조성 면에서 구별되며;
    상기 제2 트레드 층은, 상기 트레드 주행면을 향해 반경방향 외측으로 연장되는 상기 제2 트레드 층의 하나 이상의 일체-형성된(integrally formed) 연장부를 포함하고;
    상기 제2 트레드 층의 일체-형성된 연장부 각각은, 원주 상의 연속적인 그루브 및 상기 그루브의 일 측면 상에 배치된 보강 구역을 포함하며;
    상기 제1 고무 화합물은 50 phr 미만의 충전제, 및 -25℃를 초과하는 유리 전이 온도를 갖는 제1 고무 및 -40℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 제2 고무로 이루어진 점탄성적으로 혼화되지 않는 중합체 블렌드를 포함하며;
    상기 제2 고무 화합물은, 다이엔-계 엘라스토머, 50 내지 120 phr의 충전제, 1 내지 45 phr의 메틸렌 수용체, 1 내지 25 phr의 메틸렌 공여체를 포함하며, 또한 1 내지 30 phr의, 카바믹 수지, 1,000 내지 25,000의 수평균 분자량을 가진 액체 다이엔-계 중합체, 및 방향족 탄화수소 수지로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함하고,
    상기 충전제의 20 phr 이상은 적어도 100 g/kg의 요오드 흡착가(iodine adsorption number)를 갖는 고 표면적 카본 블랙인, 공기 타이어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강 구역은, 상기 그루브의 축방향 대향 측면(axially opposite sides) 상에 배치된 제1 및 제2 보강 구역을 포함하는, 공기 타이어.
  3. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 보강 구역이, 상기 그루브의 반경방향 최내측 표면으로부터 상기 트레드 주행면까지 반경방향으로 연장되는, 공기 타이어.
  4. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 보강 구역이, 상기 그루브의 반경방향 최내측 표면으로부터 반경방향으로 부분적으로 상기 트레드 주행면까지 반경방향으로 연장되는, 공기 타이어.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 메틸렌 수용체가 레조시놀, 레조시놀 유도체, 1가 페놀 및 그 유도체, 2가 페놀 및 그 유도체, 다가 페놀 및 그 유도체, 비개질된 페놀 노볼락 수지, 개질된 페놀 노볼락 수지, 페놀 포름알데하이드 수지, 레조시놀 노볼락 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택되는, 공기 타이어.
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