KR102167584B1 - Phenolic Synthetic Resin and Rubber Composition for Tire Tread Comprising the Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐놀계 합성수지 및 이를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명에 따른 폐놀계 합성수지는 기계적 물성은 그대로 유지시키면서 그립(grip)력 등과 같은 물성을 현저하게 향상시킴으로써, 고성능의 타이어 제조에 유용하게 사용될 수 있는 장점을 가진다.The present invention relates to a phenol-based synthetic resin and a rubber composition for a tire tread containing the same, and more specifically, the phenol-based synthetic resin according to the present invention remarkably improves physical properties such as grip while maintaining mechanical properties as it is, It has an advantage that can be usefully used in manufacturing high-performance tires.

Description

페놀계 합성수지 및 이를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물{Phenolic Synthetic Resin and Rubber Composition for Tire Tread Comprising the Same}Phenolic Synthetic Resin and Rubber Composition for Tire Tread Comprising the Same}

페놀계 합성수지 및 이를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것이다.
It relates to a phenolic synthetic resin and a rubber composition for a tire tread comprising the same.

최근 차량에 대한 평가 중 차량의 제동거리가 주요 성능 평가 항목으로 대두되고 있으며, 차량 이용자 역시 차량의 사고에 대한 정보를 자주 접하게 됨에 따라 안전에 대한 인식이 높아서 차량의 제동성능에 대해 많은 관심을 보이고 있다.In recent vehicle evaluations, the braking distance of the vehicle has emerged as a major performance evaluation item, and vehicle users are also frequently exposed to information on vehicle accidents. have.

차량용 타이어가 만족시켜야 할 요구 특성은 여러 가지가 있는데, 내구성, 내마모성, 회전저항, 연비, 조종안정성, 승차감, 제동성, 진동, 소음 등을 들 수 있다. 최근 차량이 고급화되고 안전에 대한 요구사항이 높아짐에 따라 다양한 노면 및 기후에서 최적의 성능을 유지할 수 있는 고성능 타이어 개발이 요구되고 있다.There are various characteristics required for vehicle tires, including durability, wear resistance, rolling resistance, fuel economy, steering stability, ride comfort, braking, vibration, and noise. Recently, as vehicles have become more advanced and safety requirements are increasing, there is a need to develop high-performance tires capable of maintaining optimal performance in various road surfaces and climates.

타이어를 구성하는 고무는 일반적으로 탄성과 점성을 모두 가지고 있는 '점탄성체'이다. 타이어는 회전하면서 노면과 마찰하게 되고 변형과 회복을 주기적으로 반복하게 된다. 이때 타이어의 점성에 의해 변형 시의 에너지가 완전히 회복되지 않고 일부는 열에너지로 소모되는데 이 열에너지를 히스터리시스 로스(Hysteresis Loss)라고 하며, 로스(Loss)가 큰 것을 '히스터리시스(Hysteresis)가 높다'라고 표현한다. 히스터리시스(Hysteresis)가 높다는 것은 DMA Data의 Tanδ값이 크다는 것을 의미하므로 DMA를 측정하여 고무조성물의 히스터리시스(Hysteresis) 특성을 예측하는 방법은 타이어 업계에서 널리 통용되고 있다.The rubber constituting the tire is generally a'viscoelastic body' that has both elasticity and viscosity. As the tire rotates, it rubs against the road surface and periodically repeats deformation and recovery. At this time, the energy during deformation is not completely recovered due to the viscosity of the tire, and some of it is consumed as thermal energy. This thermal energy is called hysteresis loss, and when the loss is large,'hysteresis is High'. High hysteresis means that the Tanδ value of DMA data is high, so a method of predicting hysteresis characteristics of rubber compositions by measuring DMA is widely used in the tire industry.

그립(Grip)력이 우수하다는 것은 타이어와 노면의 부착력이 높아 코너링이나 정차시 제동성이 좋은 것을 의미한다. 물리적인 의미에서 보면 타이어 조성물의 히스터리시스(Hysteresis)가 높아 외부로부터 받은 변형 에너지를 흡수하여 열에너지로 많이 소모시킨다는 것이다. 반면, 열에너지로 소모된 만큼 구동력으로의 전환율은 떨어지게 되고, Rolling Resistance(R/R, 구름저항)는 커지게 된다. 이처럼 타이어는 그립(Grip)력을 높여 제동성을 확보하면서 R/R을 줄여 연비를 향상시켜야 하는 모순적인 면을 만족시켜야 한다.The excellent grip means that the tire and the road surface have high adhesion, which means good braking performance when cornering or stopping. In the physical sense, the hysteresis of the tire composition is high, so it absorbs the deformation energy received from the outside and consumes a lot of heat energy. On the other hand, as the heat energy is consumed, the conversion rate to the driving force decreases, and the rolling resistance (R/R, rolling resistance) increases. In this way, the tire must satisfy the contradictory aspect of improving fuel economy by reducing R/R while securing braking by increasing grip.

하지만 실제로 타이어에서 이러한 특성들의 발현이 요구되는 외부조건, 즉 온도영역은 다르고 타이어 부위별 고무 조성물의 최적화를 통해 어느 정도 극복될 수 있다. 예를 들어, 그립(Grip)력은 Wet 그립(Grip)력과 Dry 그립(Grip)력으로 나뉘는데, Wet 그립(Grip)력은 눈이나 빗물에 의해 젖어있는 노면상태에서의 그립(Grip)력을 말하며, Dry 그립(Grip)력은 일반 노면상태에서의 그립(Grip)력을 말한다.However, in reality, the external conditions required for the expression of these characteristics in the tire, that is, the temperature range are different, and can be overcome to some extent through optimization of the rubber composition for each tire part. For example, the grip force is divided into the wet grip force and the dry grip force, and the wet grip force measures the grip force when wet by snow or rain. The dry grip force refers to the grip force in the general road surface condition.

따라서, 그립(Grip)력 향상을 위한 트레드부 고무 조성물 개발을 위해서는 Wet 그립(Grip)력과 Dry 그립(Grip)력의 균형을 유지하면서 전체적인 향상 효과와 더불어 예상되는 R/R의 증가를 최소화하는 것이 필요하다.Therefore, in order to develop a rubber composition for the tread part to improve grip, it maintains a balance between wet grip and dry grip, while minimizing the overall improvement effect and the expected increase in R/R. I need it.

그립(Grip)력 향상을 위한 트레드부 고무 조성물 개발을 위한 여러 가지 방법이 있으나, 크게 고무(SBR), 충전제(카본블랙, 실리카 등), 기타 첨가제 등의 개발로 나눌 수 있다.There are various methods for developing a rubber composition for the tread part to improve grip, but it can be largely divided into the development of rubber (SBR), fillers (carbon black, silica, etc.), and other additives.

일반적으로 고무 조성물의 카본블랙 등의 함량을 높이거나 스티렌-부타디엔 고무(SBR)의 스티렌(styrene) 함량을 높이면, 조성물의 유리전이온도(Tg)가 높아지며, 그립력이 향상되나, 구름저항이 높아져 연비가 저하되고, 내크랙성이 악화되는 단점이 있다.In general, when the content of carbon black in the rubber composition is increased or the styrene content of styrene-butadiene rubber (SBR) is increased, the glass transition temperature (Tg) of the composition is increased and the grip is improved, but the rolling resistance is increased, resulting in fuel economy. There is a drawback that is lowered and crack resistance deteriorates.

또한, 충전제로 실리카(silica)를 카본블랙과 혼용하는 경우, Wet 그립력이 향상되는 효과를 확인할 수 있으나, 내마모성과 Dry 그립력이 저하된다. 이처럼 그립력 향상은 기존 요구 물성들의 저하를 가져올 수 있어 물성 균형을 고려하는 것이 필수적이며, 고무(SBR), 충전제 조절로는 한계가 있다.In addition, when silica is mixed with carbon black as a filler, it can be seen that the wet grip is improved, but abrasion resistance and dry grip are deteriorated. As such, it is essential to consider the balance of physical properties, as the improvement of the grip power can lead to the deterioration of the existing required properties, and there is a limit to controlling the rubber (SBR) and filler.

그립력을 향상시키기 위한 기술로는, 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0036495호「트레드용 고무 조성물 및 공기 주입 타이어」, 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0115227호「타이어용 고무 조성물 및 공기 타이어」, 대한민국 등록특허공보 제10-1356565호「타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어」등이 개시되어 있다.
As a technology for improving the grip, Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0036495 "Tread rubber composition and pneumatic tire", Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0115227 "Rubber composition for tire and pneumatic tire"", Republic of Korea Patent Publication No. 10-1356565, "a rubber composition for a tire tread and a tire manufactured using the same", etc. are disclosed.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0036495호Korean Patent Application Publication No. 10-2011-0036495 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0115227호Korean Patent Application Publication No. 10-2012-0115227 대한민국 등록특허공보 제10-1356565호Republic of Korea Patent Publication No. 10-1356565

본 발명의 주된 목적은 타이어의 기계적 물성은 그대로 유지시키면서 그립력 과 같은 물성을 향상시킬 수 있는 폐놀계 합성수지의 제조방법을 제공하는데 있다.The main object of the present invention is to provide a method of manufacturing a phenolic synthetic resin capable of improving physical properties such as grip while maintaining the mechanical properties of a tire as it is.

본 발명의 다른 목적은, 상기 제조방법에 의해 제조된 페놀계 합성수지를 포함하여 기계적 물성은 그대로 유지하면서 타이어의 그립력을 향상시킬 수 있는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire tread capable of improving the grip of a tire while maintaining mechanical properties, including a phenolic synthetic resin prepared by the above manufacturing method.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 타이어 트레드용 고무 조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어를 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide a tire comprising rubber made of the rubber composition for a tire tread.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예는 촉매 존재하에 페놀류와 포름알데히드를 반응시켜 페놀계 중간체를 생성하는 단계(P1); 및 상기 생성된 페놀계 중간체에 석유수지를 첨가하여 용융 혼합하는 단계(P2)를 포함하는, 타이어 트레드용 고무 조성물에 사용되는 페놀계 합성수지 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention is to produce a phenol intermediate by reacting phenols and formaldehyde in the presence of a catalyst (P1); And it provides a method for producing a phenolic synthetic resin used in a rubber composition for a tire tread comprising the step (P2) of melting and mixing by adding a petroleum resin to the produced phenolic intermediate.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 촉매는 유기산 촉매 및 무기산 촉매로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the catalyst may be one or more selected from the group consisting of an organic acid catalyst and an inorganic acid catalyst.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 유기산 촉매는 옥살산 및 아세트산으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상이고, 상기 무기산 촉매는 트리플루오르메탄 술폰산, 플루오르 술폰산, 황산, 염산 및 질산으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the organic acid catalyst is at least one selected from the group consisting of oxalic acid and acetic acid, and the inorganic acid catalyst is selected from the group consisting of trifluoromethane sulfonic acid, fluorosulfonic acid, sulfuric acid, hydrochloric acid and nitric acid. There may be more than one type.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 페놀류는 페놀 및 알킬페놀로 구성된 군에서 선택되는 1 종 이상인 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the phenols may be one or more selected from the group consisting of phenol and alkylphenol.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 포름알데히드 및 페놀류는 1몰:1.05몰 내지 1몰:1.80몰의 비율로 첨가되는 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the formaldehyde and phenols may be added in a ratio of 1 mol: 1.05 mol to 1 mol: 1.80 mol.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 페놀계 중간체를 생성하는 단계는 미반응된 페놀류 함량이 3% 이하인 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the step of producing the phenol-based intermediate may include an unreacted phenol content of 3% or less.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 페놀계 중간체는 중량평균분자량이 800 내지 1500g/mol이고, 연화점은 90 내지 150℃인 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the phenolic intermediate may have a weight average molecular weight of 800 to 1500 g/mol and a softening point of 90 to 150°C.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 석유수지는 C5 석유수지, C9 석유수지 및 수소첨가(수첨) 석유수지로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the petroleum resin may be one or more selected from the group consisting of C5 petroleum resin, C9 petroleum resin, and hydrogenated (hydrogenated) petroleum resin.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 석유수지는 중량평균분자량이 800 내지 1500g/mol이고, 연화점은 90 내지 150℃인 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the petroleum resin may have a weight average molecular weight of 800 to 1500 g/mol and a softening point of 90 to 150°C.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 석유수지는 페놀계 중간체 100 중량부에 대하여 20 내지 80 중량부로 첨가하는 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the petroleum resin may be added in an amount of 20 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the phenolic intermediate.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 페놀계 합성수지는 중량평균분자량이 829 내지 2000g/mol이고, 연화점은 90 내지 150℃인 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the phenolic synthetic resin may have a weight average molecular weight of 829 to 2000 g/mol and a softening point of 90 to 150°C.

본 발명의 다른 구현예는 상기 제조방법에 의해 제조된 페놀계 합성수지를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a rubber composition for a tire tread comprising a phenolic synthetic resin prepared by the above manufacturing method.

본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 상기 페놀계 합성수지는 중량평균분자량이 829 내지 2000g/mol이고, 연화점은 90 내지 150℃인 것일 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the phenolic synthetic resin may have a weight average molecular weight of 829 to 2000 g/mol and a softening point of 90 to 150°C.

본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 고무 100 중량부에 대하여 3 내지 30중량부의 페놀계 합성수지를 포함하는 것일 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the rubber composition for a tire tread may include 3 to 30 parts by weight of a phenolic synthetic resin based on 100 parts by weight of rubber.

본 발명의 또 다른 구현예는 상기 타이어 트레드용 고무 조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어를 제공한다.
Another embodiment of the present invention provides a tire comprising a rubber made of the rubber composition for a tire tread.

본 발명에 따른 페놀계 합성수지는 타이어의 기계적 물성은 그대로 유지시키면서 그립(grip)력 등과 같은 물성을 현저하게 향상시킴으로써, 고성능의 타이어 제조에 유용하게 사용될 수 있다.
The phenolic synthetic resin according to the present invention can be usefully used in manufacturing high-performance tires by remarkably improving physical properties such as grip while maintaining the mechanical properties of the tire as it is.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by an expert skilled in the art to which the present invention belongs. In general, the nomenclature used in this specification is well known and commonly used in the art.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification of the present application, when a certain part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

본 발명은 일 관점에서, 촉매 존재하에 페놀류와 포름알데히드를 반응시켜 페놀계 중간체를 생성하는 단계(P1); 및 상기 생성된 페놀계 중간체에 석유수지를 첨가하여 용융 혼합하는 단계(P2)를 포함하는, 타이어 트레드용 고무 조성물에 사용되는 페놀계 합성수지 제조방법에 관한 것이다.
In one aspect, the present invention provides a step (P1) of reacting phenols with formaldehyde in the presence of a catalyst to produce a phenolic intermediate; And it relates to a method for producing a phenolic synthetic resin used in a rubber composition for a tire tread comprising the step (P2) of melting and mixing by adding a petroleum resin to the produced phenolic intermediate.

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

먼저, 본 발명에 따른 페놀계 합성수지의 제조방법은 촉매 존재하에 페놀류와 포름알데히드를 반응시켜 페놀계 중간체를 생성한다(P1).First, in the method for producing a phenolic synthetic resin according to the present invention, a phenolic intermediate is produced by reacting phenols with formaldehyde in the presence of a catalyst (P1).

본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 페놀류는 페놀 및 알킬페놀로 구성된 군에서 선택되는 1 종 이상인 것을 사용할 수 있고, 특히, PTOP(Para-Tertiary Octylphenol)와 PTBP(Para-Tertiary Butylphenol)을 사용하는 것이 고무와 수지의 상용성을 향상시키고 포름알데히드와의 반응성 측면에서 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the phenols may be one or more selected from the group consisting of phenol and alkylphenol, and in particular, it is preferable to use PTOP (Para-Tertiary Octylphenol) and PTBP (Para-Tertiary Butylphenol). It is preferable in terms of improving the compatibility of rubber and resin and reactivity with formaldehyde.

상기 포름알데히드 및 페놀류는 1몰:1.05몰 내지 1몰:1.80몰의 비율로 첨가되는 것일 수 있다. 만일, 페놀류가 포름알데히드 1몰 대비 1.05몰 미만으로 사용하는 경우, 분자량과 연화점이 낮아 고무 조성물에 사용되었을 때, 그립력 향상과 같은 원하는 물성을 기대할 수 없고, 페놀류가 포름알데히드 1몰 대비 1.80몰을 초과하는 경우에는 과도한 반응성으로 분자량과 연화점이 불안정해져 품질 관리에 어려움이 발생될 수 있다. The formaldehyde and phenols may be added in a ratio of 1 mol: 1.05 mol to 1 mol: 1.80 mol. If phenols are used in less than 1.05 moles relative to 1 mole of formaldehyde, the molecular weight and softening point are low, and when used in a rubber composition, desired physical properties such as improved grip cannot be expected, and phenols are 1.80 moles relative to 1 mole of formaldehyde. If it is exceeded, the molecular weight and softening point become unstable due to excessive reactivity, which may cause difficulty in quality control.

본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 페놀류와 포름알데히드의 반응에서 사용되는 촉매는 유기산 촉매 및 무기산 촉매로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 유기산 촉매는 옥살산 및 아세트산으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있고, 상기 무기산 촉매는 트리플루오르메탄 술폰산, 플루오르 술폰산, 황산, 염산 및 질산으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있으며, 그 중에서도 옥살산을 사용하는 것이 페놀류와 포름알데히드의 반응성 측면에서 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the catalyst used in the reaction of the phenols and formaldehyde may be one or more selected from the group consisting of an organic acid catalyst and an inorganic acid catalyst. The organic acid catalyst may be one or more selected from the group consisting of oxalic acid and acetic acid, and the inorganic acid catalyst may be one or more selected from the group consisting of trifluoromethane sulfonic acid, fluorosulfonic acid, sulfuric acid, hydrochloric acid and nitric acid. Among them, it is preferable to use oxalic acid from the viewpoint of reactivity between phenols and formaldehyde.

상기 촉매의 함량은 페놀류 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 1.5 중량부의 함량으로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 촉매의 함량이 상기 범위 내에 사용되는 경우, 반응열을 제어하기 쉬우며 안정적인 물성을 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한 0.5중량부 미만일 경우 반응성이 현저히 떨어져 원하는 분자량과 연화점을 얻기 힘들며, 1.5중량부를 초과할 경우 반응속도가 증가하여 온도 조절이 힘들어진다.The content of the catalyst is preferably used in an amount of 0.5 to 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of phenols. When the content of the catalyst is used within the above range, it is easy to control the heat of reaction and has the advantage of realizing stable physical properties. In addition, when the amount is less than 0.5 parts by weight, the reactivity is significantly lowered, and it is difficult to obtain the desired molecular weight and softening point. When the amount exceeds 1.5 parts by weight, the reaction rate increases, making temperature control difficult.

상기 페놀류와 포름알데히드의 반응은 95℃ 내지 120℃에서 4 내지 8시간 동안 수행한 다음 상압 탈기하여 기포 발생이 사라질 때까지 수분을 제거하여 페놀계 중간체를 생성할 수 있다. 상기 페놀류와 포름알데히드의 반응을 상기 조건으로 실시하는 경우, 반응열을 제어하면서 반응을 안정적으로 수행할 수 있다. 또한, 주반응 시간은 원하는 최종 분자량에 맞게 설계되도록 4 내지 8시간으로 수행하는 것이 바람직하다. The reaction between the phenols and formaldehyde may be performed at 95° C. to 120° C. for 4 to 8 hours, and then degassed at atmospheric pressure to remove moisture until the occurrence of bubbles disappears, thereby producing a phenolic intermediate. When the reaction between the phenols and formaldehyde is carried out under the above conditions, the reaction can be stably carried out while controlling the heat of reaction. In addition, the main reaction time is preferably carried out in 4 to 8 hours so as to be designed according to the desired final molecular weight.

본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 페놀계 중간체를 생성하는 단계는 미반응된 페놀류 함량이 3% 이하인 것을 만족함으로써, 고무 조성물 배합시 분산 효과가 우수하고, Tanδ 등과 같은 고무 조성물의 물성을 상승시키는 효과가 있다. 미반응 페놀 함량이 3% 이상 되면 고무 조성물 제조 시 휘발되는 미반응물이 많아져 원하는 물성을 얻을 수 없을 뿐 아니라, 작업성에도 악영향을 미친다. According to a preferred embodiment of the present invention, the step of producing the phenolic intermediate satisfies that the content of unreacted phenols is 3% or less, so that the dispersion effect is excellent when the rubber composition is blended, and the physical properties of the rubber composition such as Tanδ are increased. It works. If the content of unreacted phenol is more than 3%, the amount of unreacted material volatilized during the manufacture of the rubber composition increases, so that the desired physical properties cannot be obtained, and workability is adversely affected.

또한, 상기로부터 생성된 페놀계 중간체는 중량평균분자량이 800 내지 1500g/mol이고, 연화점이 80 내지 150℃로, 중량평균분자량과 연화점이 상기 범위를 만족함으로써, 고무 조성물 배합시 분산 효과가 우수하고, Tanδ 등과 같은 고무 조성물의 물성을 상승시키는 효과가 있다. In addition, the phenolic intermediate produced from the above has a weight average molecular weight of 800 to 1500 g/mol, a softening point of 80 to 150°C, and a weight average molecular weight and softening point satisfying the above ranges, so that the dispersion effect is excellent when compounding the rubber composition. , Tanδ, etc. have the effect of increasing the physical properties of the rubber composition.

전술된 바와 같은 반응이 완료되면, 생성된 페놀계 중간체에 석유수지를 첨가한 다음, 용융 혼합시킨다(P2). 이때, 상기 P2 단계에서는 P1 단계에서 첨가된 촉매를 중화과정이나 회수 과정 없이 그대로 이용함으로써, 반응 공정 시간을 단축할 수 있고, 부산물 발생을 줄일 수 있는 장점이 있다. When the reaction as described above is completed, petroleum resin is added to the resulting phenolic intermediate and then melt-mixed (P2). In this case, in the P2 step, the catalyst added in the P1 step is used as it is without a neutralization process or a recovery process, so that the reaction process time can be shortened and generation of by-products can be reduced.

본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 폐놀계 중간체에 첨가되는 석유수지는 C5 석유수지, C9 석유수지 및 수소첨가(수첨) 석유수지로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있고, 그 중에서도 수소첨가(수첨) 석유수지를 사용하는 것이 특정 온도 영역에서 고무조성물의 Tanδ를 향상시키는 측면에서 바람직하다. According to a preferred embodiment of the present invention, the petroleum resin added to the phenol intermediate may be one or more selected from the group consisting of C5 petroleum resin, C9 petroleum resin, and hydrogenated (hydrogenated) petroleum resin, among which hydrogen The use of an additive (hydrogenated) petroleum resin is preferable in terms of improving the Tanδ of the rubber composition in a specific temperature range.

또한, 상기 석유수지는 중량평균분자량이 800 내지 1500g/mol이고, 연화점은 90 내지 150℃인 것을 사용하는 것이 중간체와의 상용성 및 최종 수지의 분자량과 연화점 범위를 만족시키는 측면에서 바람직하다.In addition, it is preferable to use the petroleum resin having a weight average molecular weight of 800 to 1500 g/mol and a softening point of 90 to 150° C. in terms of compatibility with an intermediate and satisfying the molecular weight and softening point range of the final resin.

또한, 상기 석유수지의 함량은 P1 단계에서 생성된 페놀계 중간체 100 중량부에 대하여 20 내지 80 중량부로 첨가하는 것 첨가할 수 있다. 만일, 페놀계 중간체 100 중량부에 대하여 20 중량부 미만 또는 80중량부를 초과하는 경우에는 고무조성물의 Grip력 향상 효과가 반감되는 문제점이 발생될 수 있다. In addition, the content of the petroleum resin may be added in an amount of 20 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the phenolic intermediate produced in step P1. If less than 20 parts by weight or more than 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the phenolic intermediate, there may be a problem that the effect of improving the grip power of the rubber composition is halved.

상기 페놀계 중간체에 석유수지를 첨가하여 용융 혼합 시, 160 내지 170℃에서 1 내지 2시간 동안 반응을 실시할 수 있다. 상기 페놀계 중간체에 석유수지를 첨가하여 용융 혼합하는 공정을 상기 조건으로 실시하는 경우, 용융 혼합의 효율성을 유지하면서 혼합 시간을 단축할 수 있고 최종 분자량을 쉽게 구현할 수 있다. When the petroleum resin is added to the phenolic intermediate and melt-mixed, the reaction may be carried out at 160 to 170° C. for 1 to 2 hours. When the process of melt-mixing by adding petroleum resin to the phenolic intermediate is performed under the above conditions, the mixing time can be shortened while maintaining the efficiency of melt-mixing, and the final molecular weight can be easily realized.

상기 반응이 완료되면, 감압 탈기하여 미반응 단량체를 제거하는 과정을 거침으로써 최종 원하는 중량평균분자량 및 연화점을 만족하는 폐놀계 수지를 수득할 수 있다.When the reaction is completed, a process of removing unreacted monomers by degassing under reduced pressure may be performed to obtain a phenol-based resin satisfying the final desired weight average molecular weight and softening point.

이와 같은 방법으로 제조된 페놀계 합성수지는 중량평균분자량이 829 내지 2000g/mol이고, 연화점은 90 내지 150℃로, 중량평균분자량과 연화점이 상기 범위를 만족함으로써, 고무 조성물 배합시 분산 효과가 우수하고, Tanδ 등과 같은 고무 조성물의 물성을 상승시키는 효과가 있다. The phenolic synthetic resin prepared in this way has a weight average molecular weight of 829 to 2000 g/mol, a softening point of 90 to 150°C, and a weight average molecular weight and softening point satisfying the above ranges, so that the dispersion effect is excellent when compounding the rubber composition. , Tanδ, etc. have the effect of increasing the physical properties of the rubber composition.

본 발명은 다른 관점에서, 상기 제조방법에 의해 제조된 페놀계 합성수지를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a rubber composition for a tire tread comprising a phenolic synthetic resin prepared by the above manufacturing method.

전술된 바와 같이 제조된 페놀계 합성수지는 타이어 트레드용 고무 조성물에 포함하여 사용하는 경우, 고무 조성물의 히스테리시스(Hysteresis)를 높여 그립력(grip)을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. When the phenolic synthetic resin prepared as described above is used by including it in a rubber composition for a tire tread, it is possible to obtain an effect of improving grip by increasing hysteresis of the rubber composition.

이를 구체적으로 설명하면, 타이어 트레드용 고무 조성물은 타이어 트레드를 제조하는 고무에 사용되는 것으로, 타이어의 구조상 트레드가 노면에 닿기 때문에 트레드의 요건으로 무엇보다 그립력을 향상시키는 것이 중요하다. 타이어(고무 조성물)는 반복적으로 변형을 하고 회복을 하게 되는데, 이때 투입되는 일부의 에너지가 열로 변환된다. 이러한 변형 회수당 에너지 손실을 히스테리시스라 한다. 상술한 제조방법으로 제조된 페놀계 합성수지는 타이어 트레드용 고무 조성물의 히스테리시스를 높여 타이어 제동 시 외부에너지를 열에너지로 많이 변환시켜 흡수하게 된다. 이러한 효과로 그립력이 향상되는 것이다.Specifically, the rubber composition for a tire tread is used in rubber for manufacturing a tire tread, and since the tread contacts the road surface due to the structure of the tire, it is important to improve grip above all as a requirement of the tread. Tires (rubber compositions) are repeatedly deformed and recovered, and some of the energy input is converted into heat. This energy loss per transformation recovery is called hysteresis. The phenolic synthetic resin prepared by the above-described manufacturing method increases the hysteresis of the rubber composition for tire tread, and converts and absorbs a large amount of external energy into thermal energy during tire braking. This effect improves the grip.

특히, 상기 페놀계 합성수지는 중량평균분자량이 829 내지 2000g/mol이고, 연화점은 90 내지 150℃로, 타이어 트레드용 고무 조성물 포함되어 상온에서의 히스테리시스를 높임으로써, 그립력 중 일반 노면상태의 Dry 그립력을 향상시킬 수 있다.In particular, the phenolic synthetic resin has a weight average molecular weight of 829 to 2000 g/mol, a softening point of 90 to 150°C, and contains a rubber composition for tire tread to increase hysteresis at room temperature, thereby increasing the dry grip of the general road surface among the grip strength. Can be improved.

상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 고무 100 중량부에 대하여 3 내지 30중량부의 페놀계 합성수지를 포함할 수 있다. 이때 상기 고무 100 중량부에 대하여 3 중량부 미만의 페놀계 합성수지를 포함하는 경우, 가시적인 그립력 향상 효과를 기대하기 어려우며 30중량부를 초과하는 경우에는 분산효율이 떨어져 균일한 물성을 구현하기가 어렵다. The rubber composition for tire tread may include 3 to 30 parts by weight of a phenolic synthetic resin based on 100 parts by weight of rubber. At this time, when less than 3 parts by weight of a phenolic synthetic resin is included with respect to 100 parts by weight of the rubber, it is difficult to expect a visible effect of improving the grip power, and when it exceeds 30 parts by weight, the dispersion efficiency is low and it is difficult to implement uniform physical properties.

상기 고무는 원료고무로서 스티렌-부타디엔 고무를 단독을 사용하거나, 스티렌-부타디엔 고무, 스티렌 고무 및 부타디엔 고무 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The rubber may include styrene-butadiene rubber alone as a raw material rubber, or at least one selected from styrene-butadiene rubber, styrene rubber, and butadiene rubber.

상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 그 밖에 통상적인 타이어 트레드용 고무 조성물에 첨가되는 배합제들을 첨가할 수 있는 바, 보강제로서 카본블랙과 실리카 등; 가교촉진제로서 TBBS(N-Tert-butylbenzothiazole-2-sulfenamide), Ntert-부틸-2-벤졸설펜아미드, CBS(n-cyclohexyl benzothiazyl-2-sulfenamide) 등; 실란 커플링제로서 Bis[3-(triethoxysilyl)]tetrasulfide, 활성제로서 6,Dipropylene glycol, 가교제인 황, 스테아린산, 산화아연 등; 노화방지제로서 N-1,3-디메틸부틸폴리 2,2,4-트리메틸, 1,2-디하이드로 퀴놀린, 왁시하이드로카본 등을 사용할 수 있다.The rubber composition for a tire tread may include other compounding agents added to a conventional rubber composition for a tire tread, such as carbon black and silica as reinforcing agents; As a crosslinking accelerator, TBBS (N-Tert-butylbenzothiazole-2-sulfenamide), Ntert-butyl-2-benzolsulfenamide, CBS (n-cyclohexyl benzothiazyl-2-sulfenamide), etc.; Bis[3-(triethoxysilyl)]tetrasulfide as a silane coupling agent, 6,Dipropylene glycol as an activator, sulfur as a crosslinking agent, stearic acid, zinc oxide, etc.; As an anti-aging agent, N-1,3-dimethylbutylpoly 2,2,4-trimethyl, 1,2-dihydroquinoline, waxyhydrocarbon, and the like can be used.

본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상술한 고무 조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어를 제공하는 것이다.According to another embodiment of the present invention, it is to provide a tire including rubber made of the above-described rubber composition.

상기 타이어는 상술한 고무 조성물을 사용하여 통상적으로 본 발명이 속한 분야에서 널리 알려진 타이어의 제조방법을 채택하여 제조할 수 있다.
The tire may be manufactured by using the above-described rubber composition and by adopting a method for manufacturing a tire generally known in the field to which the present invention belongs.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 설명한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐, 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention will be described. However, the following examples are only preferred examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

<제조예 1> 페놀계 합성수지 제조<Production Example 1> Preparation of phenolic synthetic resin

교반기, 응축기 및 질소 유입기가 부착된 유리 반응기(Glass Reactor)에 PTBP(Para-Tertiarybutylphenol)(SI Group) 2,500g과 37% 포름알데히드(Alpha Chemika) 1,013g를 투입하고 80℃에서 용해시킨 다음, 촉매로 옥살산(대명케미칼) 15g을 투입하고 교반하면서 환류(Reflux) 반응을 4시간에 걸쳐 진행하였다. 상기 환류 반응이 종료된 후, 160℃까지 상압 탈기하여 기포 발생이 사라질 때 까지 수분을 제거하여 페놀계 중간체를 수득하였다.2,500 g of PTBP (Para-Tertiarybutylphenol) (SI Group) and 1,013 g of 37% formaldehyde (Alpha Chemika) were added to a glass reactor equipped with a stirrer, condenser, and nitrogen inlet, and dissolved at 80°C, followed by a catalyst. 15 g of oxalic acid (Daemyung Chemical) was added and a reflux reaction was carried out over 4 hours while stirring. After the reflux reaction was completed, atmospheric pressure degassed to 160° C. to remove moisture until bubbles disappeared, thereby obtaining a phenolic intermediate.

다음으로, 연화점이 120℃인 수소첨가(수첨) 석유수지(KOLON INDUSTRIS, SU-120)를 상기로부터 수득된 페놀계 중간체 대비 30 중량부 투입하여 완전히 용해시키고 180℃까지 감압 탈기하여 미반응 단량체를 제거한 후 연화점이 117℃인 페놀계 합성수지를 제조하였다.Next, 30 parts by weight of a hydrogenated (hydrogenated) petroleum resin (KOLON INDUSTRIS, SU-120) with a softening point of 120°C was added to the phenolic intermediate obtained from the above, completely dissolved, and degassed under reduced pressure to 180°C to remove unreacted monomers. After removal, a phenolic synthetic resin having a softening point of 117°C was prepared.

<제조예 2> 페놀계 합성수지 제조<Production Example 2> Preparation of phenolic synthetic resin

페놀계 중간체 대비 석유수지를 10 중량부 투입하는 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
It was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 10 parts by weight of petroleum resin relative to the phenolic intermediate was added.

<제조예 3> 페놀계 합성수지 제조<Production Example 3> Preparation of phenolic synthetic resin

페놀계 중간체 대비 석유수지를 50 중량부 투입하는 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
It was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 50 parts by weight of petroleum resin relative to the phenolic intermediate was added.

<제조예 4> 페놀계 합성수지 제조<Production Example 4> Preparation of phenolic synthetic resin

페놀계 중간체 대비 석유수지를 70 중량부 투입하는 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
It was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 70 parts by weight of petroleum resin relative to the phenolic intermediate were added.

<제조예 5> 페놀계 합성수지 제조<Production Example 5> Preparation of phenolic synthetic resin

페놀계 중간체 대비 석유수지를 90 중량부 투입하는 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
It was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 90 parts by weight of petroleum resin relative to the phenolic intermediate was added.

제조예 1 내지 5에 따라 제조된 페놀계 합성수지를 하기 방법으로 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The physical properties of the phenolic synthetic resins prepared according to Preparation Examples 1 to 5 were measured by the following method, and the results are shown in Table 1 below.

(1) 연화점 측정(1) Softening point measurement

Mettler Toledo 사의 FT900과 83HT를 이용하여 5℃/min의 속도로 측정하는 방법으로 측정하였다
It was measured using Mettler Toledo's FT900 and 83HT at a rate of 5℃/min.

(2) 분자량 측정(2) molecular weight measurement

제조예 1 내지 5에 따라 제조된 페놀계 합성수지를 Tetra Hydro Furan(THF)에 4000ppm 농도로 용해시키고, 겔침투크로마토그래피(Gel Permeation Chromatogrhphy) 기기 (Waters社제)를 이용하여 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)을 측정하였다.
The phenolic synthetic resin prepared according to Preparation Examples 1 to 5 was dissolved in Tetra Hydro Furan (THF) at a concentration of 4000 ppm, and a weight average molecular weight (Mw) was used using a gel permeation chromatography (manufactured by Waters). And the number average molecular weight (Mn) was measured.

(3) 분자량 분산도(PDI) 측정(3) Molecular weight dispersion (PDI) measurement

(2)에서 측정된 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)을 수평균분자량에 대한 중량평균분자량비로 계산하였다.The weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) measured in (2) are added to the number average molecular weight. It was calculated as the weight average molecular weight ratio.

구분division 제조예 1Manufacturing Example 1 제조예 2Manufacturing Example 2 제조예 3Manufacturing Example 3 제조예 4Manufacturing Example 4 제조예 5Manufacturing Example 5 페놀계
합성수지
물성
Phenolic
Synthetic resin
Properties
연화점(℃)Softening point (℃) 117.0117.0 116.0116.0 118.5118.5 118.6118.6 119.0119.0
수평균분자량(Mn)Number average molecular weight (Mn) 576g/mol576g/mol 575/mol575/mol 576g/mol576g/mol 580mol580mol 588mol588mol 중량평균분자량(Mw)Weight average molecular weight (Mw) 829g/mol829g/mol 823g/mol823g/mol 835g/mol835g/mol 841g/mol841g/mol 847g/mol847g/mol 분자량 분산도(PDI)Molecular weight dispersion (PDI) 1.441.44 1.431.43 1.451.45 1.451.45 1.441.44

<실시예 1> 고무시편 제조<Example 1> Preparation of rubber specimen

고무(스티렌-부타디엔 고무 70 + 천연고무 30) 100중량부에 대하여, 실리카 55 중량부, 카본블랙 10 중량부, Bis[3-(triethoxysilyl)]tetrasulfide 6 중량부, 산화아연 3 중량부, 스테아린산 1 중량부, Dipropylene glycol 1 중량부, 유황 2 중량부 CBS(n-cyclohexyl benzothiazyl-2-sulfenamide) 1.5 중량부 및 상기 제조예1에 따라 제조된 페놀계 합성수지를 5 중량부 첨가하여 반바리 믹서에서 컴파운딩 작업을 하고 160℃에서 20분 동안 가류하여 시험용 고무시편을 제조하였다.
Based on 100 parts by weight of rubber (styrene-butadiene rubber 70 + natural rubber 30), 55 parts by weight of silica, 10 parts by weight of carbon black, 6 parts by weight of Bis[3-(triethoxysilyl)]tetrasulfide, 3 parts by weight of zinc oxide, 1 stearic acid By weight, dipropylene glycol 1 part by weight, sulfur 2 parts by weight CBS (n-cyclohexyl benzothiazyl-2-sulfenamide) 1.5 parts by weight and 5 parts by weight of the phenolic synthetic resin prepared according to Preparation Example 1 were added to The pounding operation was carried out and vulcanized at 160° C. for 20 minutes to prepare a test rubber specimen.

<실시예 2> 고무시편 제조<Example 2> Preparation of rubber specimen

수지 종류로써 제조예 2에 따라 제조된 페놀계 합성수지를 대체 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the phenol-based synthetic resin prepared according to Preparation Example 2 was used as a resin type.

<실시예 3> 고무시편 제조<Example 3> Preparation of rubber specimen

수지 종류로써 제조예 3에 따라 제조된 페놀계 합성수지를 대체 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the phenol-based synthetic resin prepared according to Preparation Example 3 was used as a resin type.

<실시예 4> 고무시편 제조<Example 4> Preparation of rubber specimen

수지 종류로써 제조예 4에 따라 제조된 페놀계 합성수지를 대체 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the phenol-based synthetic resin prepared according to Preparation Example 4 was used as a resin type.

<실시예 5> 고무시편 제조<Example 5> Preparation of rubber specimen

수지 종류로써 제조예 5에 따라 제조된 페놀계 합성수지를 대체 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the phenol-based synthetic resin prepared according to Preparation Example 5 was used as a resin type.

<실시예 6> 고무시편 제조<Example 6> Preparation of rubber specimen

수지 종류로써 제조예 1에 따라 제조된 페놀계 합성수지를 10 중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
It was carried out in the same manner as in Example 1, except that 10 parts by weight of the phenol-based synthetic resin prepared according to Preparation Example 1 was used as the resin type.

<실시예 7> 고무시편 제조<Example 7> Preparation of rubber specimen

수지 종류로써 제조예 3에 따라 제조된 페놀계 합성수지를 10 중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. It was carried out in the same manner as in Example 1, except that 10 parts by weight of the phenol-based synthetic resin prepared according to Preparation Example 3 was used as the resin type.

<실시예 8> 고무시편 제조<Example 8> Preparation of rubber specimen

수지 종류로써 제조예 4에 따라 제조된 페놀계 합성수지를 10 중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
It was carried out in the same manner as in Example 1, except that 10 parts by weight of the phenolic synthetic resin prepared according to Preparation Example 4 was used as the resin type.

<비교예 1> 고무시편 제조<Comparative Example 1> Preparation of rubber specimen

제조예 1에 따라 제조된 페놀계 합성수지 대신에 페놀 수지(KPH-F2002, KOLON INDUSTRIS)(연화점: 100℃, 중량평균분자량: 1746g/mol)를 5 중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
Except for using 5 parts by weight of a phenol resin (KPH-F2002, KOLON INDUSTRIS) (softening point: 100°C, weight average molecular weight: 1746 g/mol) instead of the phenol-based synthetic resin prepared according to Preparation Example 1, It was carried out in the same way.

<비교예 2> 고무시편 제조<Comparative Example 2> Preparation of rubber specimen

제조예 1에 따라 제조된 페놀계 합성수지 대신에 알킬페놀 수지(KPT-S1503, KOLON INDUSTRIS)(연화점: 95℃, 중량평균분자량: 1724g/mol)를 5 중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
Example 1, except that 5 parts by weight of an alkylphenol resin (KPT-S1503, KOLON INDUSTRIS) (softening point: 95°C, weight average molecular weight: 1724 g/mol) was used instead of the phenol-based synthetic resin prepared according to Preparation Example 1. It was carried out in the same way as.

<비교예 3> 고무시편 제조<Comparative Example 3> Preparation of rubber specimen

제조예 1에 따라 제조된 페놀계 합성수지 대신에 알킬페놀 수지(KPA-1350K, KOLON INDUSTRIS)(연화점: 112℃, 중량평균분자량: 1245g/mol)를 5 중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. Example 1, except that 5 parts by weight of an alkylphenol resin (KPA-1350K, KOLON INDUSTRIS) (softening point: 112°C, weight average molecular weight: 1245 g/mol) was used instead of the phenol-based synthetic resin prepared according to Preparation Example 1. It was carried out in the same way as.

<비교예 4> 고무시편 제조<Comparative Example 4> Preparation of rubber specimen

제조예 1에 따라 제조된 페놀계 합성수지 대신에 알킬페놀 수지(KPA-F1360, KOLON INDUSTRIS)(연화점: 139℃, 중량평균분자량: 1790g/mol)를 5 중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
Example 1, except that 5 parts by weight of an alkylphenol resin (KPA-F1360, KOLON INDUSTRIS) (softening point: 139°C, weight average molecular weight: 1790 g/mol) was used instead of the phenol-based synthetic resin prepared according to Preparation Example 1. It was carried out in the same way as.

<비교예 5> 고무시편 제조<Comparative Example 5> Preparation of rubber specimen

제조예 1에 따라 제조된 페놀계 합성수지 대신에 석유수지 (A-1100, KOLON INDUSTRIS)(연화점: 100℃, 중량평균분자량: 1736g/mol)를 5 중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
Except for the use of 5 parts by weight of petroleum resin (A-1100, KOLON INDUSTRIS) (softening point: 100°C, weight average molecular weight: 1736 g/mol) instead of the phenolic synthetic resin prepared according to Preparation Example 1 It was carried out in the same way.

<비교예 6> 고무시편 제조<Comparative Example 6> Preparation of rubber specimen

제조예 1에 따라 제조된 페놀계 합성수지 대신에 석유수지 (P-90, KOLON INDUSTRIS)(연화점: 95℃, 중량평균분자량: 942g/mol)를 5 중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
Except for using 5 parts by weight of petroleum resin (P-90, KOLON INDUSTRIS) (softening point: 95°C, weight average molecular weight: 942 g/mol) in place of the phenolic synthetic resin prepared according to Preparation Example 1, and Example 1 It was carried out in the same way.

실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6에 따라 제조된 고무시편을 하기 방법으로 물성을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
The physical properties of the rubber specimens prepared according to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 were measured by the following method, and the results are shown in Table 2 below.

(1) 인장력 측정(1) Tensile force measurement

인장시 응력-변형 특성에는 인장강도, 신율, 인장응력이 포함되어 있다. ISO 37, ASTM D412, BS 903: Part A2, DIN 53504에는 이들 특성을 결정하는 표준 방법이 명시되어 있다. 시험 시험편은 아령형 1호 ~ 4호가 있으며 주로 3호가 사용된다. (낮은 신장률은 1호형, 낮은 인장강도는 2호형, 순 고무배합 및 라텍스 제품은 4호형). 두께는 2 ~ 3mm로 한다. 인장 특성(Tensile Properties)은 인장강도(Tensile Strength), 신율, 인장응력 등을 말한다. 이러한 특성들은 인장시험기라는 장치에서 일정한 속도로 표준 시험편을 잡아당겨서 측정한다. Tensile strength, elongation, and tensile stress are included in the stress-strain properties during tension. ISO 37, ASTM D412, BS 903: Part A2, DIN 53504 specifies a standard method for determining these properties. There are dumbbell type No. 1 to No. 4 for test specimens, and No. 3 is mainly used. (Type 1 for low elongation, type 2 for low tensile strength, type 4 for pure rubber blended and latex products). The thickness should be 2 ~ 3mm. Tensile properties refer to tensile strength, elongation, and tensile stress. These properties are measured by pulling a standard specimen at a constant speed in a device called a tensile tester.

인장강도는 표준시편을 일정 속도로 잡아당겼을 때, 절단되는 힘 또는 응력으로 MPa, N/mm2, kg/cm2, lb/cm2으로 나타낸다. 각기 다른 고무의 인장강도는 사용한 원료고무와 배합제에 따라 7MPa(71kg/cm2) 이하부터 45MPa(451kg/cm2) 이상까지 다르게 나타난다.Tensile strength is the force or stress that is cut when a standard specimen is pulled at a constant speed, expressed in MPa, N/mm 2 , kg/cm 2 , and lb/cm 2 . Each tensile strength of the rubbers are shown differently from below 7MPa (71kg / cm 2) according to the used raw material rubber and compounding agents to more than 45MPa (451kg / cm 2).

신장율 또는 변형의 정의는 표준 시험편에 가해지는 인장력에 의해 나타나는 늘어난 길이로 초기 길이에 대한 백분율로 나타낸다. 예를 들어 300% 신장율이라는 의미는 그 시편이 초기 길이의 4배로 늘어났다는 것을 말한다. 절단 신장율(Ultimate elongation 또는 Elongation at break)은 절단시의 신장율을 나타내는데, 인장강도 시험 시 자동적으로 얻어진다. 절단 신장율은 고무 컴파운드에 따라 100%에서 1000%까지 다르게 나타나는데 고무 시험에서는 보통 신장율 혹은 신율을 의미한다.The definition of elongation or strain is the elongated length exhibited by the tensile force applied to a standard specimen, expressed as a percentage of the initial length. For example, 300% elongation means that the specimen has been stretched to four times its initial length. Elongation at break (Ultimate elongation or Elongation at break) represents the elongation at break, which is automatically obtained during tensile strength tests. The cutting elongation varies from 100% to 1000% depending on the rubber compound, but in rubber tests it usually means elongation or elongation.

고무에 가해지는 인장응력(Tensile modulus : 인장 모듈러스)은 일정 신장율을 유지하는데 필요한 힘으로 정의되며 인장강도와 같은 MPa, N/mm2, kg/cm2, lb/cm2,으로 나타낸다. 주로 측정하는 인장응력(모듈러스)은 100% 및 300% 신장율에서인데 예를 들어 100% 신장율을 유지하는데 필요한 힘이 5MPa(51kg·f/cm2)이라면 100% 인장응력은 5MPa이라고 말한다. 인장응력은 고무 컴파운드의 딱딱한 정도와 가황 정도를 나타내는데 보통은 인장강도를 시험하는 동안에 구해진다. 다른 고무 컴파운드의 100% 인장응력은 고무 컴파운드의 화학적 조성에 따라 1MPa(10.2kg·f/cm2) 이하에서 13MPa(133kg·f/cm2) 이상까지 다르게 나타난다.Tensile modulus (tensile modulus) applied to rubber is defined as the force required to maintain a certain elongation and is expressed in MPa, N/mm 2 , kg/cm 2 , lb/cm 2 , equal to tensile strength. Mainly measured tensile stress (modulus) is at 100% and 300% elongation. For example, if the force required to maintain 100% elongation is 5 MPa (51 kg·f/cm 2 ), the 100% tensile stress is 5 MPa. Tensile stress represents the degree of stiffness and vulcanization of a rubber compound, usually obtained during tensile strength testing. The 100% tensile stress of other rubber compounds varies from 1 MPa (10.2 kg·f/cm 2 ) or less to 13 MPa (133 kg·f/cm 2 ) or more, depending on the chemical composition of the rubber compound.

시험 온도는 결과에 커다란 영향을 미친다. 그런 까닭에 온도는 조절되어야 하고 측정보고서에 기록하여야 한다. ISO 37에 명시되어 있는 표준 실험실 온도는 [20(±2)℃, 23(±2)℃, 27(±2)℃]이다. 신장속도의 변화는 인장응력과 신율에 큰 영향을 미친다. 신장 속도가 증가함에 따라서 인장응력은 증가하고 신율은 감소하며 인장강도는 증가하거나 감소할 수 있다.The test temperature has a great influence on the results. Therefore, the temperature must be controlled and recorded in the measurement report. The standard laboratory temperatures specified in ISO 37 are [20(±2)°C, 23(±2)°C, 27(±2)°C]. The change in the elongation rate has a great influence on the tensile stress and elongation. As the elongation rate increases, the tensile stress increases, the elongation decreases, and the tensile strength may increase or decrease.

인장 시험은 제품 관리에 유용하다. 특히 인장강도는 제조상의 실수로 야기된 고무 컴파운드의 어떤 변화에 대해서도 매무 민감하게 변한다. 인장 시험은 열, 액체, 가스, 화학약품, 오존, 기후 등에 의해서 일어나는 노화에 대한 고무의 저항성을 측정하는데 유용하다. 이러한 목적으로 인장강도, 인장응력, 신율을 노출 시험 전, 후에 측정한다. 이러한 값의 변화가 적다면 사용 수명은 길 것으로 예상된다.Tensile testing is useful for product management. In particular, the tensile strength changes very sensitively to any change in the rubber compound caused by manufacturing errors. Tensile testing is useful for measuring the resistance of rubber to aging caused by heat, liquids, gases, chemicals, ozone, and climate. For this purpose, the tensile strength, tensile stress, and elongation are measured before and after the exposure test. If these values are small, the service life is expected to be long.

- 기기 사양 및 조건-Device specifications and conditions

Model : U.T.M - Shimadzu AG-1S (Load cell: PFG-5kN)Model: U.T.M-Shimadzu AG-1S (Load cell: PFG-5kN)

시편 규격 : 아령 3호Specimen Standard: Dumbbell No. 3

시험 속도 : 500mm/minTest speed: 500mm/min

측정 DATA : Load 값(kgf), 인장력(kgf), 신율(%), 모듈러스(kgf, 50%, 100%, 300%)
Measurement DATA: Load value (kgf), tensile force (kgf), elongation (%), modulus (kgf, 50%, 100%, 300%)

- 시험순서-Test order

① 시편 준비① Psalm preparation

시편은 Press 작업에 의해 가교된 고무 Sheet를 24시간 이상 Relaxation 시킨 후 아령 3호의 규격에 맞게 Cutting한다. Cutting시 유의할 점은 Open-Roll 작업을 통해 일정한 두께로 Sheet로 뽑을 때 방향을 표시하여 일정한 방향으로 Cutting해야 편차를 줄일 수 있다는 점이다. Cutting 된 시편은 각각 후도계를 이용하여 두께를 측정하여 기록한다.The specimen is cut according to the standard of Dumbbell No. 3 after relaxing the crosslinked rubber sheet by pressing for 24 hours or more. The point to note when cutting is that when pulling out a sheet with a certain thickness through open-roll work, it is necessary to mark the direction and cut it in a certain direction to reduce the deviation. Each cut specimen is recorded by measuring its thickness using a thickness meter.

② 프로그램을 설정② Program setting

시험 Type(Tensile 측정용), 시험 조건(시험 속도, 산출하고자 하는 물성)을 설정하고 신율기와 Load 값을 Calibration 한다. 신율기의 경우 매 측정 시 마다 Calibration이 필요하다.Set the test type (for tensile measurement), test conditions (test speed, properties to be calculated), and calibrate the elongation and load values. In the case of an extensometer, calibration is required for every measurement.

신율기는 고무와 같이 Flexible한 물질의 경우 신율 측정을 위해 반드시 필요하며 Load cell 규격과 프로그램 설정치가 맞지 않으면 데이터의 신뢰도가 떨어질 수 있으며 시험 장비에 무리를 줄 수 있으므로 주의가 필요하다.In the case of flexible materials such as rubber, an elongation device is essential for measuring the elongation. If the load cell standard and program setting value do not match, the reliability of the data may be degraded, and caution must be exercised as the test equipment may be strained.

③ 시편 부착 및 데이터 처리 ③ Specimen attachment and data processing

후도계로 측정된 각 시편의 두께 수치를 입력한 후 U.T.M 장비의 그립에 시편을 물린다. 이때 신율기의 위치를 감안하여 신율기가 시편의 측정 범위에 맞물릴 수 있도록 위치시킨다.After entering the thickness value of each specimen measured with a thickness meter, the specimen is held in the grip of the U.T.M equipment. At this time, in consideration of the position of the extensor, the extensor is positioned so that it can fit within the measurement range of the specimen.

기본적으로 Load값과 신율을 제외한 인장력과 모듈러스의 경우 시편의 두께가 반영되므로 두께 측 정시 주의를 기울여야 하며 시험 종료 후 파단면이 측정 법위를 넘어서는 경우 표시를 하였다가 데이터와 비교한 후 처리 여부를 결정한다.
Basically, in the case of tensile force and modulus excluding the load value and elongation, the thickness of the specimen is reflected, so care must be taken when measuring the thickness.If the fracture surface exceeds the measurement method after the end of the test, mark it and compare it with the data to decide whether to process do.

(2) 경도(hardness) 측정(2) Measurement of hardness

고무의 경도(Hardness)는 규정 하중 하에서 표면이 규정된 크기의 압침(Indentor) 침입(Penetration)에 저항하는 정도로 정의된다. 경도계는 시험과 동시에 압침과 하중 방식에 따라 여러 종류로 분류된다. 바로 그 값을 읽을 수 있는 일정한 눈금 값을 갖고 있으며, 그 눈금은 0(아주 유연한 경우)에서 100(딱딱한 경우)까지 임의로 나눠져 있고, 하중은 정하중(Dead load) 및 스프링 형태로 가해진다.The hardness of rubber is defined as the degree to which the surface resists indentor penetration of a specified size under a specified load. At the same time as the test, the hardness tester is classified into several types according to the indentation and loading method. It has a constant scale value that can be read right away, and the scale is randomly divided from 0 (for very flexible) to 100 (for hard), and the load is applied in the form of dead load and spring.

경도는 IRHD(International Rubber Hardness Degrees)나 Shore (쇼아) 경도(Shore hardness degrees)로 나타낸다. IRHD 시험은 일정하게 규정된 정하중하에서 규정된 강성의 볼이 시료에 침입하는 정도를 측정하는 것을 기본 원리로 하여 이루어진다. 듀로미터(Durometer)라 불리는 쇼아 경도계는 A형과 D형이 있다. 검교정된 스프링이 규정된 압침을 시험편에 가압하게 된다. A형 경도계는 무딘 원추형 압침을 가지고 있고 유연한 고무 경도를 약 90 쇼아 A까지 측정하는데 사용된다. A형 경도계와 다른 스프링과 뾰족한 원추형 압침을 가진 D형 경도계는 90 쇼아 A이상의 단단한 재료의 경도를 측정하는데 사용된다.Hardness is expressed in IRHD (International Rubber Hardness Degrees) or Shore hardness degrees. The IRHD test is conducted based on the basic principle of measuring the degree of penetration of a ball of specified rigidity into a specimen under a constant specified static load. Shoa hardness testers, called Durometers, come in A and D types. The calibrated spring presses the prescribed pressure needle against the test piece. The Type A hardness tester has a blunt conical indenter and is used to measure the hardness of flexible rubber up to about 90 Shore A. The type A hardness tester and the type D hardness tester with other springs and pointed conical indentations are used to measure the hardness of hard materials over 90 Shore A.

쇼아 단위는 IRHD 단위와 거의 비슷하나 큰 차이가 생길 수 있기 때문에 직접적인 전환은 하지 않아야 한다. 대부분의 고무 제품은 실제 이용하는데 있어 경도 40에서 90 IRHD 사이의 범위에서 변하게 된다. 40 이하의 경도는 고무 배합시 많은 양의 가소제를 첨가하여 얻을 수 있다.The Shoa unit is almost the same as the IRHD unit, but it should not be converted directly because it can make a big difference. Most rubber products vary in hardness between 40 and 90 IRHD in practical use. Hardness of 40 or less can be obtained by adding a large amount of plasticizer when compounding rubber.

보다 얇은 두께의 시편에 대해서는 마이크로 IRHD 기기(표준 시험의 축소판)가 사용된다. 마이크로 시험용 표준 시편의 두께는 2.0(±0.2)mm이다. 이 범위의 두께에서는 표준 시편을 사용한 표준 시험법의 결과와 종종 일치하기도 한다. 더 두껍거나 은 시편을 사용할 수도 있지만 어떤 경우라도 1mm 이상의 두께이어야 한다. 시편의 가장자리에 너무 가까이서 측정하면 “가장자리 효과(Edge effect)"가 있을지도 모른다. 결론적으로 두께별 모서리로부터 최소 거리는 ISO 48, 1400, 1818에 나와 있다. 경도 시험은 표준 실험실 온도[20(±2)℃, 23(±2)℃, 27(±2)℃]에서 실시해야 한다. 시험보고서에는 (a)시편의 치수, (b)온도, (c)측정 표면의 종류(성형 가공, 연마 가공(Buff), 기타), (d) 사용된 시험 기기의 종류가 기록되어야 한다.For thinner specimens, a micro IRHD instrument (a miniature version of the standard test) is used. The thickness of the standard specimen for micro test is 2.0(±0.2)mm. Thicknesses in this range are often consistent with the results of standard test methods using standard specimens. Thicker or silver specimens may be used, but in all cases they should be at least 1 mm thick. Measurements too close to the edge of the specimen may have a “edge effect.” In conclusion, the minimum distance from the edge by thickness is given in ISO 48, 1400, 1818. The hardness test is performed at standard laboratory temperatures [20 (±2). ℃, 23(±2)℃, 27(±2)℃] The test report includes (a) the size of the specimen, (b) the temperature, and (c) the type of surface to be measured (molding, polishing ( Buff), other), (d) The type of test equipment used shall be recorded.

비표준 시편으로 실시한 모든 시험은 겉보기 경도(Apparent hardness)라 한다. 표준 경도라 함은 표준 시편[표준 시험에 대해 8~10mm 그리고 마이크로 시험에 대해 2.0(ㅁ0.2)mm]로 실시한 시험을 말한다. 같은 물질로부터 만들어진 탄성 제품은 그 형태와 두께에 따라서 다른 겉보기 경도를 가질 수 있다. 곡면에서 얻은 시험 결과(예를 들어 O링)는 단지 특정 부품에 적용할 수 있는 임의의 값이고 IRHD로 10또는 그 이상의 차이를 보일 수도 있다.
All tests conducted on non-standard specimens are referred to as apparent hardness. Standard hardness refers to a test performed with a standard specimen [8-10mm for the standard test and 2.0(ㅁ0.2)mm for the micro test]. Elastic products made from the same material may have different apparent hardness depending on their shape and thickness. Test results obtained from curved surfaces (eg O-rings) are only arbitrary values applicable to a particular part and may show a difference of 10 or more in IRHD.

- 측정기기-Measuring equipment

Model : Shore Hardness Tester (Shore-A type)Model: Shore Hardness Tester (Shore-A type)

시편 규격 : 가황 고무 Sheet 두께 7mm±0.5mm
Specimen standard: Vulcanized rubber sheet thickness 7mm±0.5mm

- 시험순서-Test order

① 시편 준비① Psalm preparation

시편은 Press 작업에 의해 가교된 고무 Sheet를 24시간 이상 Relaxation 시킨 후 3겹으로 겹쳐 두께를 표준화시킨다. 경도의 경우 시편의 두께에 영향을 받으며 적어도 4mm이상 되어야 하며 8mm~10mm정도를 권장하고 있다.As for the specimen, the crosslinked rubber sheet is relaxed for more than 24 hours by pressing and then stacked in three layers to standardize the thickness. In the case of hardness, it is affected by the thickness of the specimen and should be at least 4mm, and it is recommended to be about 8mm to 10mm.

② 물성 측정② Measurement of physical properties

가교된 고무 Sheet를 부위별로 5차례 측정하여 평균값을 취한다. 물성 측정 시 가장자리 효과(Edge effect)가 있을 수 있으므로 가교된 고무 Sheet의 가장자리는 측정을 피한다.
Measure the crosslinked rubber sheet 5 times for each part and take the average value. Avoid measuring the edges of the crosslinked rubber sheet because there may be an edge effect when measuring physical properties.

(3) 마모(abrasion) 측정(3) Measurement of abrasion

내마모성은 움직이는 고무 컴파운드가 마모 표면과의 접촉에 의한 마모 저항성으로 정의한다. 마모는 고무 제품이 동적 상태에서 사용될 때 고려해야 하는 아주 중요한 특성이다. 예를 들면 운동용 씰(Dynamic seal)은 비교적 마찰이 큰 건조한 표면에서 움직일 때 마모를 수반한다.Abrasion resistance is defined as the resistance to abrasion by a moving rubber compound in contact with the wear surface. Wear is a very important property to consider when a rubber product is used in a dynamic state. Dynamic seals, for example, carry wear when moving on dry surfaces with relatively high friction.

고무의 마찰계수는 고무 부품과 상대 재료의 형상, 조성, 온도, 압력, 마찰속도, 표면조도 등과 같은 수많은 요인에 의해 영향을 받는다. 심한 마찰은 고무 열화의 원인이 되는 열을 발생하기 때문에 아주 나쁠 수가 있다. 그러한 마찰은 적당한 윤활유나 표면의 화학적 처리로 상당히 줄일 수도 있다. 최소한 마찰이 요구되거나 지속적으로 윤활유가 존재할지 확실하지 않을 때에는 윤활제를 함유한 고무 컴파운드를 사용하기도 한다. 시험법은 ISO 4649, ASTM D 2228과 D 1630, BS 903 : Part A9, DIN 553516에 기술되어 있다. 이들 모든 시험법은 고무 컴파운드의 시편이 규정된 하중과 속도 하에서 마모 표면과 맞대어 고정된다. 고무시편의 부피 손실을 측정하고 그 결과를 표준 고무와 비교하여 백분율로 표시한다.
The coefficient of friction of rubber is influenced by a number of factors such as the shape, composition, temperature, pressure, friction speed, and surface roughness of the rubber part and the mating material. Severe friction can be very bad as it generates heat that causes rubber deterioration. Such friction can also be significantly reduced with suitable lubricants or chemical treatment of the surface. Rubber compounds containing lubricants are sometimes used when minimal friction is required or when it is unclear whether the lubricant will continue to exist. The test methods are described in ISO 4649, ASTM D 2228 and D 1630, BS 903: Part A9, DIN 553516. In all of these test methods, a specimen of rubber compound is fixed against the wear surface under a specified load and speed. The volume loss of the rubber specimen is measured and the result is compared with the standard rubber and expressed as a percentage.

(4) 동적기계 분석기(DMA ; Dynamic Mechanical Analysis) 측정(4) Measurement of Dynamic Mechanical Analysis (DMA)

동적기계분석법 (Dynamic Mechanical Analysis)에서는 온도·주파수(frequency)·진동의 함수로써 재료의 기계적 모듈러스(mechanical analysis)를 측정한다. 시료에 주기적 외력(Force)를 가하면 시료 내에 주기적 Stress가 발생되어 시료는 이 Stress에 반응함으로써 이에 상당하는 변형(Deformation)을 하게 된다. 기계적 모듈러스는 이때의 응력·변형(stress·deformation)으로부터 결정되며, 가해지는 Stress 형태에 따라서 Shear modulus(G)와 Young's modulus(E)가 측정된다. 즉, 재료의 점탄성 특성(Viscoelastic)에 의한 시간지연(Time delay)에 의해 주기적으로 변하는 응력(통상 사인파 응력; Sinusoidal stress)에 따라 위상차가 발생되는 것이다. 이 위상차를 고려해 동적으로 측정된 모듈러스는 G'(Storage modulus; 저장 탄성율)과 G''(Loss modulus; 손실 탄성율)로 설명된다. G'은 DMA 측정에 의한 직접적인 결과로써 주기적 응력과 함께 시료의 In-phase 응답(Response)이며 시료의 가역적 탄성도(Reversible elasticity)에 해당한다. 가상의 성분인 G''은 최대 90O까지 상 이동(phase shift)된 응답이며 열로 전환되어 비가역적으로 손실되는 기계적 에너지에 해당된다. 이 위상차의 tanδ는 Loss factor이며 물질의 Damping Behavior를 측정하는데 사용된다. 고무의 경우 Tanδ@0℃, Tanδ@25℃, Tanδ@70℃가 높을수록 각각 Wet Grip, Dry Grip이 향상되고, Rolling Resistance는 저하된다.
In Dynamic Mechanical Analysis, the mechanical analysis of a material is measured as a function of temperature, frequency, and vibration. When a periodic external force is applied to the sample, periodic stress is generated in the sample, and the sample reacts to this stress, resulting in a corresponding deformation. The mechanical modulus is determined from the stress and deformation at this time, and the Shear modulus (G) and Young's modulus (E) are measured according to the applied stress type. That is, a phase difference is generated according to a stress (usually sinusoidal stress) that changes periodically due to a time delay due to the viscoelastic properties of the material. The modulus dynamically measured in consideration of this phase difference is described as G'(Storage modulus) and G'' (Loss modulus). G'is the direct result of the DMA measurement, and is the in-phase response of the sample along with the periodic stress and corresponds to the reversible elasticity of the sample. The hypothetical component G'' is a phase shifted response of up to 90 O and corresponds to mechanical energy that is irreversibly lost as it is converted into heat. The tanδ of this phase difference is the Loss factor and is used to measure the damping behavior of the material. In the case of rubber, the higher Tanδ@0℃, Tanδ@25℃, and Tanδ@70℃, the better wet grip and dry grip, respectively, and the rolling resistance decreases.

- 기기 사양 및 조건-Device specifications and conditions

Model : TA-DMA Q800Model: TA-DMA Q800

시험 Mode : Multi-Frequency-StrainTest Mode: Multi-Frequency-Strain

Clamp 종류 : Tension-FilmClamp type: Tension-Film

Frequency : 11HzFrequency: 11Hz

Preload force : 0.01NPreload force: 0.01N

Poisson's ratio : 0.44 Poisson's ratio: 0.44

측정 범위 : -50℃ (5min 유지) ~ 75℃, 승온 속도: 3℃/min
Measurement range: -50℃ (hold for 5min) ~ 75℃, heating rate: 3℃/min

- 시험순서-Test order

① 시편 준비① Psalm preparation

-시편은 Press 작업에 의해 가교된 고무 Sheet를 24시간 이상 Relaxation 시킨 후 10±0.2(W, 측정값)×12~13(L, 기기 자동 측정)×2~2.5mm(측정값)로 절단한 후 정확한 수치를 입력한다. -The specimen is cut into 10±0.2(W, measured value)×12~13(L, automatic measurement)×2~2.5mm(measured value) after relaxing the crosslinked rubber sheet by pressing for 24 hours or more. Then enter the correct number.

-기본적으로 시편 절단 시 절단면이 깨끗하여 시편 치수에 유의차가 없도록 해야 하며 치수 값을 기입할 때 정확한 값을 입력하기 위해 여러 각도에서 치수를 측정해 보는 것이 좋다.-Basically, when cutting the specimen, the cut surface should be clean so that there is no significant difference in the dimensions of the specimen. When entering the dimension value, it is recommended to measure the dimension from several angles to enter the correct value.

② Calibration② Calibration

-Calibration은 기본적으로 Position, Mass, Compliance Calibration으로 나뉘며, Clamp가 제거된 상태에서 Position을, 선택한 Clamp를 장착한 후 Mass를, 표준 시편을 장착하고 마지막으로 Compliance를 Calibration한다.-Calibration is basically divided into Position, Mass, and Compliance Calibration. Position with the clamp removed, the mass after installing the selected clamp, and the standard specimen, and finally the compliance calibration.

-Calibration은 기본적으로 기기를 처음 켰을 때, 액체 질소를 재충전하여 사용할 때, Clamp를 교체하여 시험 방법을 바꿀 때 시행함을 원칙으로 한다.-Calibration is basically performed when the device is turned on for the first time, when liquid nitrogen is refilled and used, when the clamp is replaced and the test method is changed.

③ 시편 부착 ③ Specimen attachment

-Clamp에 시편을 부착하기 위해 지정된 도구(소형 렌치)를 이용한다. Chamber 내부에는 온도 센서 Clamp를 구동하기 위한 여러 가지 민감한 장치들로 구성 되어 있으므로 사용 시 무리한 힘이 가해지지 않도록 주의한다.-Use a designated tool (small wrench) to attach the specimen to the clamp. The inside of the chamber is composed of various sensitive devices to drive the temperature sensor clamp, so be careful not to apply excessive force when using it.

④ Data 처리④ Data processing

-모든 Data는 자동으로 처리되며 파일 저장 후 프로그램에 의해 온도 변화에 따른 G', G'', Tanδ값이 구해진다. Tanδ Peak의 최대 점을 통해 고무 컴파운드의 Tg 값을 알 수 있다. -All data is processed automatically, and after saving the file, G', G'' and Tanδ values according to the temperature change are obtained by the program. The Tg value of the rubber compound can be known through the maximum point of the Tanδ peak.

구분division 실시예Example 비교예Comparative example 1One 22 33 44 55 66 77 88 1One 22 33 44 55 66 기계적 물성Mechanical properties 파단인장강도(kgf)Tensile strength at break (kgf) 208.82208.82 205.32205.32 207.89207.89 206.84206.84 202.21202.21 205.57205.57 205.70205.70 208.01208.01 204.55204.55 204.59204.59 205.66205.66 203.12203.12 202.71202.71 202.85202.85 파단신율(%)Elongation at break (%) 310.99310.99 307.10307.10 308.29308.29 312.50312.50 310.53310.53 306.71306.71 308.52308.52 307.21307.21 310.28310.28 310.12310.12 311.52311.52 308.56308.56 309.33309.33 309.45309.45 50% 신장율에서 Modulus(kgf)Modulus (kgf) at 50% elongation 30.9630.96 31.5531.55 31.1631.16 30.3030.30 30.1230.12 29.9029.90 30.0830.08 30.3030.30 30.8530.85 30.8630.86 31.0531.05 30.2530.25 30.1930.19 30.2230.22 100% 신장율에서 Modulus(kgf)Modulus (kgf) at 100% elongation 59.4859.48 59.3259.32 59.1559.15 57.9657.96 57.2557.25 56.1156.11 60.7760.77 62.5062.50 57.8457.84 57.8557.85 58.1258.12 57.1257.12 57.0157.01 57.8557.85 300% 신장율에서 Modulus(kgf)Modulus (kgf) at 300% elongation 201.40201.40 202.63202.63 199.23199.23 194.39194.39 190.74190.74 191.61191.61 199.49199.49 195.06195.06 192.56192.56 192.60192.60 193.45193.45 190.98190.98 190.60190.60 191.28191.28 경도
(Shore A)
Hardness
(Shore A)
8080 7979 8080 8080 7979 7979 7979 7979 7979 7979 8080 7979 7979 7979
DINDIN Abrasion
(Loss weight)
Abrasion
(Loss weight)
0.3580.358 0.3950.395 0.3550.355 0.3510.351 0.3880.388 0.3700.370 0.3830.383 0.3820.382 0.3950.395 0.3850.385 0.3780.378 0.3870.387 0.3890.389 0.3810.381
DMADMA Tanδ
(0℃)
Tanδ
(0℃)
0.25050.2505 0.24320.2432 0.26360.2636 0.25170.2517 0.24210.2421 0.25100.2510 0.26440.2644 0.25240.2524 0.24270.2427 0.24070.2407 0.23860.2386 0.24120.2412 0.24170.2417 0.24240.2424
Tanδ
(25℃)
Tanδ
(25℃)
0.19520.1952 0.18440.1844 0.19830.1983 0.19640.1964 0.15820.1582 0.19560.1956 0.20890.2089 0.20690.2069 0.18620.1862 0.18420.1842 0.18210.1821 0.18230.1823 0.15430.1543 0.15500.1550
Tanδ
(70℃)
Tanδ
(70℃)
0.18920.1892 0.19480.1948 0.20230.2023 0.19040.1904 0.14330.1433 0.19060.1906 0.20400.2040 0.19200.1920 0.19610.1961 0.19410.1941 0.19200.1920 0.19230.1923 0.14310.1431 0.14370.1437
Tg(℃)Tg(℃) -22.55-22.55 -22.98-22.98 -22.73-22.73 -22.12-22.12 -23.02-23.02 -21.15-21.15 -21.33-21.33 -21.02-21.02 -24.38-24.38 -24.52-24.52 -24.33-24.33 -24.26-24.26 -25.45-25.45 -25.89-25.89

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1~8은 기계적 물성 및 마모(Abrasion)가 비교예 1~6과 동등 또는 그 이상의 수준이면서, Tan δ(0℃)값, Tan δ(25℃)값이 비교예 1~6에 비해 높으며 유리전이온도(Tg)도 더 높은 것을 확인하였다. 이를 통해, 해당 타이어의 Wet 그립력과 Dry 그립력의 향상을 기대할 수 있다. As shown in Table 2, in Examples 1 to 8, the mechanical properties and abrasion are equal to or higher than those of Comparative Examples 1 to 6, while the Tan δ (0 °C) value and the Tan δ (25 °C) value It was confirmed that the glass transition temperature (Tg) was higher than that of Comparative Examples 1 to 6. Through this, it is expected to improve the wet grip and dry grip of the tire.

또한, 실시예 1~8의 Tandδ(70℃)값은 비교예 1~4 대비 유사한 수준으로 이러한 고무 조성물의 특성은 구름저항 특성의 큰 저하 없이 타이어의 그립감을 향상시키는 것을 기대할 수 있다.
In addition, the Tandδ (70°C) values of Examples 1 to 8 are similar to those of Comparative Examples 1 to 4, and the characteristics of these rubber compositions can be expected to improve the grip of the tire without a significant decrease in rolling resistance characteristics.

본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다. 
All simple modifications or changes of the present invention can be easily implemented by those of ordinary skill in the art, and all such modifications or changes can be considered to be included in the scope of the present invention.

Claims (15)

촉매 존재하에 페놀류와 포름알데히드를 반응시켜 페놀계 중간체를 생성하는 단계(P1); 및 상기 생성된 페놀계 중간체에 석유수지를 첨가하여 용융 혼합하는 단계(P2)를 포함하는, 타이어 트레드용 페놀계 합성수지 제조방법으로서,
상기 페놀계 중간체를 생성하는 단계(P1)는 미반응된 페놀류 함량이 3% 이하인 것을 특징으로 하는 페놀계 합성수지의 제조방법.
Reacting phenols with formaldehyde in the presence of a catalyst to produce a phenolic intermediate (P1); And As a method for producing a phenolic synthetic resin for tire tread comprising the step (P2) of melting and mixing by adding a petroleum resin to the produced phenolic intermediate,
In the step (P1) of producing the phenol-based intermediate, the content of unreacted phenols is 3% or less.
제1항에 있어서, 상기 촉매는 유기산 촉매 및 무기산 촉매로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 페놀계 합성수지 제조방법.
The method of claim 1, wherein the catalyst is at least one selected from the group consisting of an organic acid catalyst and an inorganic acid catalyst.
제2항에 있어서, 상기 유기산 촉매는 옥살산 및 아세트산으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상이고, 상기 무기산 촉매는 트리플루오르메탄 술폰산, 플루오르 술폰산, 황산, 염산 및 질산으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 페놀계 합성수지 제조방법.
The method of claim 2, wherein the organic acid catalyst is at least one selected from the group consisting of oxalic acid and acetic acid, and the inorganic acid catalyst is at least one selected from the group consisting of trifluoromethane sulfonic acid, fluorosulfonic acid, sulfuric acid, hydrochloric acid and nitric acid. A method for producing a phenolic synthetic resin, characterized in that.
제1항에 있어서, 상기 페놀류는 페놀 및 알킬페놀로 구성된 군에서 선택되는 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 페놀계 합성수지 제조방법.
The method of claim 1, wherein the phenols are at least one selected from the group consisting of phenol and alkylphenol.
제1항에 있어서, 상기 포름알데히드 및 페놀류는 1몰:1.05몰 내지 1몰:1.80몰의 비율로 첨가되는 것을 특징으로 하는 페놀계 합성수지의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the formaldehyde and phenols are added in a ratio of 1 mol: 1.05 mol to 1 mol: 1.80 mol.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 페놀계 중간체는 중량평균분자량이 800 내지 1500g/mol이고, 연화점은 90 내지 150℃인 것을 특징으로 하는 페놀계 합성수지의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the phenolic intermediate has a weight average molecular weight of 800 to 1500 g/mol and a softening point of 90 to 150°C.
제1항에 있어서, 상기 석유수지는 C5 석유수지, C9 석유수지 및 수소첨가(수첨) 석유수지로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 페놀계 합성수지의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the petroleum resin is at least one selected from the group consisting of C5 petroleum resin, C9 petroleum resin, and hydrogenated (hydrogenated) petroleum resin.
제1항에 있어서, 상기 석유수지는 중량평균분자량이 800 내지 1500g/mol이고, 연화점은 90 내지 150℃인 것을 특징으로 하는 페놀계 합성수지의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the petroleum resin has a weight average molecular weight of 800 to 1500 g/mol and a softening point of 90 to 150°C.
제1항에 있어서, 상기 석유수지는 페놀계 중간체 100 중량부에 대하여 20 내지 80 중량부로 첨가하는 것을 특징으로 하는 페놀계 합성수지의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the petroleum resin is added in an amount of 20 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the phenolic intermediate.
제1항에 있어서, 상기 페놀계 합성수지는 중량평균분자량이 829 내지 2000g/mol이고, 연화점은 90 내지 150℃인 것을 특징으로 하는 페놀계 합성수지의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the phenolic synthetic resin has a weight average molecular weight of 829 to 2000 g/mol and a softening point of 90 to 150°C.
제1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 페놀계 합성수지를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
A rubber composition for a tire tread comprising a phenolic synthetic resin prepared by the manufacturing method of any one of claims 1 to 5 and 7 to 11.
제12항에 있어서, 상기 페놀계 합성수지는 중량평균분자량이 829 내지 2000g/mol이고, 연화점은 90 내지 150℃인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
The rubber composition for tire tread according to claim 12, wherein the phenolic synthetic resin has a weight average molecular weight of 829 to 2000 g/mol and a softening point of 90 to 150°C.
제12항에 있어서, 상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 고무 100 중량부에 대하여 3 내지 30중량부의 페놀계 합성수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
The rubber composition for tire treads according to claim 12, wherein the rubber composition for tire treads comprises 3 to 30 parts by weight of a phenolic synthetic resin based on 100 parts by weight of rubber.
제12항의 타이어 트레드용 고무 조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어.A tire comprising a rubber made of the rubber composition for a tire tread of claim 12.
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