KR102227563B1 - Rubber compound for tire sidewall - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어 사이드월고무를 개시한다.
본 발명에 따르는 타이어 사이드월고무는 원료고무인 천연고무 또는 합성고무에 혼합하여 사용하는 신규한 EPDM 고무를 포함하는 타이어 사이드월고무에 있어서, 상기 EPDM 고무는 하기 화학식 1로 표기되는 것을 특징으로 하는데 이에 의할 때, 타이어 사이드월용 고무의 가교성능 및 내오존성능을 향상시키고 더하여 천연고무와 합성고부의 혼합에서 합성고무 대신 신규한 EPDM을 사용하여 사이드월고무의 내오존성 성능을 더 개선시킬 수 있다.
The present invention discloses a tire sidewall rubber.
Tire side wall rubber according to the present invention is a tire side wall rubber comprising a novel EPDM rubber mixed with natural rubber or synthetic rubber as a raw material rubber, wherein the EPDM rubber is represented by the following formula (1). In the meantime, it is possible to further improve the ozone resistance performance of the side wall rubber by using a novel EPDM instead of synthetic rubber in the mixture of natural rubber and synthetic rubber in addition to improving the crosslinking performance and ozone resistance of the tire sidewall rubber.

Description

타이어 사이드월용 고무조성물 {Rubber compound for tire sidewall}Rubber compound for tire sidewall {Rubber compound for tire sidewall}

본 발명은 타이어 사이드월용 고무 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어 사이드월용 고무의 내오존 성능 및 내산화 성능을 향상시키고 천연고무와 부타디엔 고무 혼합 조성물에서 부타디엔 고무 대신 신규한 EPDM을 사용하여 사이드월 혼합 고무의 공가류 특성 및 내오존성 성능 을 개선시킬 수 있는 타이어 사이드월용 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber composition for a tire sidewall, and more particularly, improves the ozone resistance and oxidation resistance of rubber for tire sidewalls, and uses a novel EPDM instead of butadiene rubber in a natural rubber and butadiene rubber mixture composition. It relates to a rubber composition for a tire sidewall capable of improving the covulcanization properties and ozone resistance performance of mixed rubber.

타이어 사이드월(Sidewall) 고무는 타이어 측면을 말하며 자동차에 타이어가 장착되었을 때 소비자 측면에서 타이어 규격인 사이즈와 패턴이 외관으로 보이는 면을 말한다. Tire Sidewall Rubber refers to the side of the tire, and when the tire is mounted on a car, it refers to the side where the tire standard size and pattern are visible from the consumer side.

이러한 사이드월에 요구되는 성능은 크게 세가지로, 첫째, 원형형태 및 외관유지이며, 둘째 차량주행에 의한 굴신과 신축에 의한 내피로특성이 강해야 하며, 셋째, 공기중 오존에 의한 내오존성이 강해야 한다.The performance required for such a sidewall is largely three: first, maintaining a circular shape and appearance, second, having strong fatigue resistance due to flexion and expansion and contraction due to vehicle driving, and third, strong ozone resistance due to ozone in the air. .

타이어의 내오존특성을 강화하기 위해서 화학적 보호제인 노화방지제와 산화방지제가 사용되고, 이러한 첨가제에 의해서 외관이 오염되는 현상이 발생하는데, 이 원인은 고무 내부에 있던 저분자량의 첨가제가 오존과 반응하여 기존 화학구조가 주사슬 절단에 의해 구조가 변형(Ozonization)되고 분자량이 감소되며, 이러한 화합물이 고무내 확산에 의해 표면으로 이동하기 때문에 나타나는 것으로 알려져 있으며(블루밍(Blooming)으로 불림), 이러한 블루밍은 하얗게되는 백탁현상 및 고무 사이드부분이 갈색으로 변하는 갈변현상으로 나타나는 것을 말하기도 한다.To reinforce the ozone resistance of tires, chemical protective agents such as anti-aging agents and antioxidants are used, and the appearance of these additives is contaminated. This is the cause of the existing low molecular weight additives in the rubber reacting with ozone. Chemical structure is known to appear because the structure is deformed (Ozonization) and molecular weight is reduced by cutting the main chain, and these compounds are moved to the surface by diffusion in the rubber (called blooming), and such blooming is whitened. It is also said that it appears as a white turbidity phenomenon and a browning phenomenon in which the rubber side part turns brown.

또한, 고무에 첨가된 산화보호제가 수명을 다하면, 공기중의 오존에 의해 고무의 노화가 진행되어 결국 고무 Crack 현상으로 나타나고, 이러한 내노화특성 및 내노오존성능을 향상시키기위해 오래전부터 내후성및 내오존특성이 좋은 고무재료를 적용하여 이러한 성능개선을 하고자 노력하였으나 한계가 있었다. In addition, when the antioxidant added to the rubber reaches its end of life, the aging of the rubber proceeds by ozone in the air and eventually appears as a rubber crack phenomenon. Although efforts were made to improve such performance by applying rubber materials with good properties, there were limitations.

통상 천연고무와 BR은 불포화고무류에 속하며, 유사 성질을 지녀 상호 혼용성이 우수하나 천연고무와 EPDM을 혼합, 혼련하게 되면 EPDM은 이중결합 사슬이 거의 없는 포화고무류로 잘 혼합되지 않는다.Normally, natural rubber and BR belong to the unsaturated rubber, and have similar properties and are excellent in mutual compatibility. However, when natural rubber and EPDM are mixed and kneaded, EPDM is not well mixed as a saturated rubber with few double bond chains.

이로 인하여 불균일 가교가 일어나서 물성이 하락하는 결과를 가져오게 되므로, 가교불량 및 고무 배합성(blending)을 해결하기 위해 이중결합 사슬 함량을 증량하는 고안을 하였으며, 이는 EPDM의 사이드체인 디엔을 이용하여 가교 및 분지(Branch)성능 증가시키기에 이르렀다. Due to this, non-uniform cross-linking occurs, resulting in a decrease in physical properties, so a design to increase the double bond chain content was devised to solve the cross-linking defect and rubber blending, which was cross-linked using diene, the side chain of EPDM. And increased branching performance.

고무중에서 내노화성 및 내후성, 내오존성이 좋은 고무는 EPDM을 들 수 있는데, EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomers) 고무는 에틸렌 프로필렌 디엔 삼원공중합체 고무를 의미하며, 기존에는 타이어 크기를 보다 크게 보이게 하는 백테의 기능으로 쓰이거나, 흰색을 선호하는 중동지방의 소비자 기호에 따라 사용되거나 타이어 브랜드명을 강조할 때 사용되었다.Among rubbers, EPDM is a rubber with good aging resistance, weather resistance, and ozone resistance. EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomers) rubber refers to ethylene propylene diene terpolymer rubber. It is used as a function, according to consumer preferences in the Middle East who prefer white, or to emphasize the tire brand name.

그러나 EPDM이 일반 타이어 사이드월 재료로 사용 확대가 되지 않는 이유를 살펴보면 EPDM을 이용한 고무 블랜드 적용 문제점에는 다음과 같은 문제점이 있다.However, looking at the reason why EPDM is not widely used as a general tire sidewall material, there are the following problems in the application of rubber blends using EPDM.

EPDM과 일반 고무 블랜드시 분자 주사슬 중에 이중결합이 있는 불포화 고무와 이중결합이 거의 없는 포화고무와의 황에 의한 가교반응시 가류속도의 차이로 인해 가교 불량이 일어나고, 고무 특성이 유사하지 않아 상용성(Compatability)이 불량해서 기계적 물성 하락하며, 결과적으로 가교불량 및 고무 배합성을 해결하기 위해 공정단계를 늘이면서 생산성이 하락하는 한계가 있어 적용이 제한되어 왔다.When blending EPDM and general rubber, crosslinking failure occurs due to the difference in vulcanization rate when crosslinking reaction by sulfur between unsaturated rubber with double bonds in the molecular main chain and saturated rubber with almost no double bonds, resulting in poor crosslinking and is not similar in rubber properties. Due to poor compatibility, mechanical properties are deteriorated, and as a result, in order to solve poor crosslinking and rubber compounding, there is a limit to decrease in productivity while increasing the process steps, which has been limited in application.

또한, 앞서 본 것처럼, 천연고무와 BR은 불포화고무류에 속하며, 상호 유사 성질이 있어 혼합성이 우수하나, 천연고무와 EPDM을 혼합, 혼련하게 되면 EPDM은 이중결합 사슬이 거의 없는 포화고무류로 잘 혼합되지 아니하여 불균일 가교가 일어나서 물성이 하락하는 결과를 내므로, 가교불량 및 고무 혼합성 문제를 해결하기 위해 이중결합 사슬 함량을 증량하는 고안을 하였고, 이는 EPDM의 사이드체인 디엔을 이용하여 가교 및 분지(Branch)성능 증가시키기 위해 ENB을 사용하는데, 그 혼합은 ENB 함량이 8~10 중량%인 제조에 한계가 있고, ENB 함량이 이를 초과하면 오존에 이중결합을 지닌 ENB 모노머가 노출되어 내Carck성이 열악해지는 문제가 있기도 하였다.In addition, as previously seen, natural rubber and BR belong to unsaturated rubbers, and have similar properties, so they have excellent blendability.However, when natural rubber and EPDM are mixed and kneaded, EPDM is well mixed into saturated rubbers with few double bond chains. In order to solve the problem of crosslinking defects and rubber mixing, it was devised to increase the content of double bond chains, and this was accomplished by crosslinking and branching by using EPDM's side chain diene. (Branch) ENB is used to increase the performance, but the mixing is limited in manufacturing with an ENB content of 8-10% by weight, and when the ENB content exceeds this, ENB monomers with double bonds are exposed to ozone, resulting in carck resistance. There was also a problem with this deterioration.

KR 0333412 B1KR 0333412 B1 KR 0622999 B1KR 0622999 B1 JP 2004-010863 AJP 2004-010863 A

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 타이어 사이드월용 고무의 내오존성능 및 내산화성능을 향상시키고 더하여 천연고무와 합성고무의 혼합에서 합성고무 대신 신규한 EPDM을 사용하여 사이드월고무의 내오존성 성능 및 외관성능을 더 개선시킬 수 있는 타이어 사이드월고무를 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be solved by the present invention is to improve the ozone resistance and oxidation resistance of the tire sidewall rubber, and in addition, the ozone resistance of the sidewall rubber by using a novel EPDM instead of the synthetic rubber in the mixture of natural rubber and synthetic rubber. It is to provide tire sidewall rubber that can further improve performance and appearance performance.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 원료고무인 천연고무 또는 합성고무에 혼합하여 사용하는 EPDM 고무를 포함하는 타이어 사이드월고무에 있어서, 상기 EPDM 고무는 하기 화학식 1의 구조를 가지고 점도는 36~46(Moone unit, MU)을 가지며, 유리전이온도는 -45 ~ -35℃인 것을 특징으로 하는 타이어 사이드월용 고무조성물을 제공한다.In order to solve the above-described technical problem, the present invention relates to a tire sidewall rubber containing EPDM rubber used by mixing with natural rubber or synthetic rubber, which is a raw material rubber, wherein the EPDM rubber has a structure of the following formula (1) and has a viscosity of 36 It has ~46 (Moone unit, MU), and provides a rubber composition for a tire sidewall, characterized in that the glass transition temperature is -45 ~ -35 ℃.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112019081913310-pat00001
Figure 112019081913310-pat00001

(여기서, 상기 n : 789~904, m: 608~493, x: 75~85 임)(Here, n: 789 to 904, m: 608 to 493, x: 75 to 85)

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 30 내지 60 중량부의 EPDM 고무를 사용하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, 30 to 60 parts by weight of EPDM rubber may be used based on 100 parts by weight of the raw rubber.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 EPDM 고무의 ENB 함량은 13~17 중량%인 것일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the ENB content of the EPDM rubber may be 13 to 17% by weight.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 EPDM 고무는 선형성(Delta-delta)의 값이 0.4 내지 0.6에 이르는 것일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the EPDM rubber may have a linearity (Delta-delta) value ranging from 0.4 to 0.6.

본 발명에 따르면, 타이어 사이드월용 고무의 가교성능 및 내오존성능을 향상시키고 더하여 천연고무와 합성고부의 혼합에서 합성고무 대신 EPDM을 사용하여 사이드월고무의 내오존성 성능을 더 개선시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to further improve the ozone resistance performance of the side wall rubber by using EPDM instead of synthetic rubber in the mixture of natural rubber and synthetic rubber in addition to improving the crosslinking performance and ozone resistance of the tire sidewall rubber. have.

도 1은 본 발명의 실시예와 비교되는 비교예에 의한 박리실험 결과를 보여주는 사진들이며,
도 2는 본 발명의 실시예와 비교되는 비교예에 의한 오존평가실험 결과를 보여주는 사진들이다.
1 is a photograph showing the result of a peeling test according to a comparative example compared with an example of the present invention,
2 are photographs showing results of an ozone evaluation experiment according to a comparative example compared with an example of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하나, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but detailed descriptions of known functions or configurations that may obscure the subject matter of the present invention may be omitted in the following description and the accompanying drawings.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors are appropriate as the concept of terms for describing their own invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention on the basis of the principle that it can be defined.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical ideas of the present invention, and thus various equivalents that can replace them at the time of filing It should be understood that there may be water and variations.

도 1은 본 발명의 실시예와 비교되는 비교예에 의한 박리실험 결과를 보여주는 사진들이며, 도 2는 본 발명의 실시예와 비교되는 비교예에 의한 오존평가실험 결과를 보여주는 사진들인데, 이를 참고한다.1 is a photograph showing the result of a peeling test according to a comparative example compared to an example of the present invention, and FIG. 2 is a photograph showing the result of an ozone evaluation test according to a comparative example compared to the example of the present invention. do.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 원료고무인 천연고무 또는 합성고무에 혼합하여 사용하는 EPDM 고무를 포함하는 타이어 사이드월고무에 있어서, 상기 EPDM 고무는 하기 화학식 1의 구조를 가지고 점도는 36~46(Moone unit, MU)을 가지며, 유리전이온도는 -45 ~ -35℃인 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-described technical problem, the present invention relates to a tire sidewall rubber containing EPDM rubber used by mixing with natural rubber or synthetic rubber, which is a raw material rubber, wherein the EPDM rubber has a structure of the following formula (1) and has a viscosity of 36 It has ~46 (Moone unit, MU), and the glass transition temperature is characterized in that -45 ~ -35 ℃.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112019081913310-pat00002
Figure 112019081913310-pat00002

(여기서, 상기 n : 789~904, m: 608~493, x: 75~85 임)(Here, n: 789 to 904, m: 608 to 493, x: 75 to 85)

여기서, 상기 원료고무는 타이어 사이드월고무에 사용하는 원료로서 천연고무는 물론, 부타디엔고무, 스타일렌고무 등 합성고무를 각각 또는 혼합하거나 배합하여 원료고무로 사용할 수 있다.Here, the raw rubber is a raw material used for the tire sidewall rubber, and synthetic rubber such as butadiene rubber and stylene rubber may be used as raw rubber by mixing or mixing, as well as natural rubber.

한편, 그러한 원료고무 100 중량부에 대하여 30 내지 60 중량부의 EPDM 고무를 사용할 수 있는데 만일 EPDM 고무가 30 중량부 미만일 경우 내오존특성이 충분히 발현하지 못하는 한계가 발생할 수 있고, 반대로 상기 EPDM 고무가 60 중량부를 초과하면 고무 혼화성에 문제가 있어 배합불량이 발생할 수 있다.On the other hand, it is possible to use 30 to 60 parts by weight of EPDM rubber based on 100 parts by weight of the raw rubber. If the EPDM rubber is less than 30 parts by weight, there may be a limitation in that the ozone resistance is not sufficiently expressed. Conversely, the EPDM rubber is 60 parts by weight. If it exceeds parts by weight, there is a problem in the rubber miscibility, which may result in poor mixing.

고무의 혼화성의 경우는 연속상과 분산상으로 나뉘는데 EPDM 고무가 60 중량부를 초과하면 연속상이 되고 NR이 분산상이 되어 고무 탄성이 줄어들어 천연고무가 연속상이 되어 내피로성이 우수한 일반 고무 배합 특징을 가질 수 없게 되는 한계가 있을 수 있다.In the case of rubber miscibility, it is divided into a continuous phase and a dispersed phase.If EPDM rubber exceeds 60 parts by weight, it becomes a continuous phase, and NR becomes a dispersed phase, reducing the elasticity of the rubber, and natural rubber becomes a continuous phase, which can have the characteristics of general rubber compounding with excellent fatigue resistance. There may be limits to which there is no one.

아울러, 상기 EPDM 고무의 에틸렌노보넨(ENB) 함량은 13 내지17 중량%인 것일 수 있는데, 이는 제 3단량체인 ENB의 함량에 따라 불포화도 분지가 적어져 불포화고무와 가교속도가 느려지며 타고무와 혼화성이 하락할 수 있고, 혼화성을 향상시키기 위하여 다른 포화고무(이소프렌 이소부티렌 고무류 등)를 추가로 혼합하게 되며, 만일 13 중량% 미만이면 포화고무의 분산이 잘 되지 않아 계면접착력이 하락하는 문제가 있을 수 있고, 반대로, 17 중량%를 초과하면 불포화 고무와 가교속도가 빨라져 Scorch 문제가 있을 수 있으며 현재 메탈로센 중합 촉매시스템으로는 이 이상 합성할 수 없는 제조방법의 한계도 있다.In addition, the ethylene norbornene (ENB) content of the EPDM rubber may be 13 to 17% by weight, which decreases the unsaturation branch depending on the content of ENB, which is the third monomer, thereby slowing the crosslinking rate with the unsaturated rubber, and The miscibility may decrease, and other saturated rubbers (isoprene, isobutyrene rubbers, etc.) are additionally mixed to improve the miscibility. If it is less than 13% by weight, the dispersion of the saturated rubber is difficult and the interfacial adhesion decreases. There may be a problem, and on the contrary, if it exceeds 17% by weight, the crosslinking rate with the unsaturated rubber may be accelerated, so that there may be a scorch problem, and there is a limitation in the manufacturing method that cannot be synthesized more than this with the current metallocene polymerization catalyst system.

여기서, 상기 ENB(Ethyl, 에틸렌노보넨)는 이중결합을 구성하는 단량체로서, 본 발명에 따르는 고무는 상기 ENB 함량이 증가된 EPDM을 포함하는 특징을 가지며, 종래 상용화 되어있는 제품의 EPDM중 ENB 함량은 최대 10 중량%을 초과하기 어려운 현실이나, 본원발명은 이를 극복한 EPDM을 포함하는 고무를 제공함을써, 기존 내오존성을 유지하면서 ENB 함량을 최대 17 중량%로 제조할 수 있으므로, 기존 물성을 유지하면서 내오존성은 향상시키고 가교 불균일성이 개선할 수 있다.Here, the ENB (Ethyl, ethylene norbornene) is a monomer constituting a double bond, and the rubber according to the present invention has the characteristic of including EPDM with an increased ENB content, and the ENB content in EPDM of conventionally commercialized products Although it is difficult to exceed the maximum 10% by weight, the present invention provides a rubber containing EPDM that overcomes this, so that the ENB content can be manufactured to a maximum of 17% by weight while maintaining the existing ozone resistance. While maintaining, ozone resistance can be improved and crosslinking non-uniformity can be improved.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 EPDM 고무의 에틸렌기(C2)함량이 48 내지 55 중량%인 것일 수 있는데, 이는 부타디엔의 점도와 유사하게 설계하여 천연고무와 혼화성을 향상시키기 위해 에틸렌기를 사용하며, 만일 48 중량% 미만이면 에틸렌기의 저분자량 조성비로 용매가 잘 휘발되지 않아 원료고무의 표면에 끈적한(Sticky) 외관 문제가 발생할 수 있고, 반대로, 55 중량%를 초과하면 고분자의 결정성(cristallinity)이 증가되어 gelataion 및 고무의 유리전이 온도가 상승하여 고무 발열문제가 있을 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the EPDM rubber may have an ethylene group (C2) content of 48 to 55% by weight, which is designed to be similar to the viscosity of butadiene, and thus ethylene is used to improve miscibility with natural rubber. Group is used, and if it is less than 48% by weight, the solvent does not volatilize well due to the low molecular weight composition ratio of ethylene group, which may cause a sticky appearance problem on the surface of the raw rubber. Conversely, if it exceeds 55% by weight, the crystal of the polymer Due to the increase in cristallinity, the gelataion and the glass transition temperature of the rubber are increased, and there may be a rubber heating problem.

아울러, 상기 EPDM 고무의 프로필렌(C3) 함유량은 30~37중량%인 것이 바람직하다.In addition, the content of propylene (C3) in the EPDM rubber is preferably 30 to 37% by weight.

즉, 본 발명은 원료고무, EPDM 고무 전체 중량에서 ENB 함량이 13 내지 17 중량%이며, 무니점도(125℃)가 36 ~ 46이고, 에틸렌(C2)함량이 48 ~ 55 중량%이며, 프로필렌(C3) 함유량은 30~37중량%이고, 유리전이온도가 -45 ~ -35℃인 특징을 갖는다.That is, in the present invention, the ENB content in the total weight of the raw material rubber and EPDM rubber is 13 to 17% by weight, the Mooney viscosity (125°C) is 36 to 46, the ethylene (C2) content is 48 to 55% by weight, and propylene ( The C3) content is 30 to 37% by weight, and the glass transition temperature is -45 to -35°C.

한편, 상기 EPDM 고무는 선형성(Delta-delta)의 값이 0.4 내지 0.6에 이르는 것을 특징으로 하는데, 선형성 값이 0.4 내지 0.6의 최적값에 이를 때 EPDM 고무 사슬이 보강제인 카본블랙의 표면으로 침투하여 카본블랙 충전제와 고무 매트릭스간의 상호 인력을 증진시켜 결합형성이 쉽고, 타고무와 블랜드성이 향상되어 Pad 박리시험에서 계면 접착력이 향상되는 결과를 얻으나 만일 선형성이 0.4 미만이면 종래의 EPDM과 유사한 구조를 지녀 EPDM의 다량의 고무분지(Branch)로 인해 보강제(카본블랙)과 결합형성이 떨어지는 문제가 있고, 반대로 0.6을 초과하면 고무사슬의 높은 선형성으로 결정영역(Crystallinity)가 높아 비결정역역이 주로 이루는 고무(Elastomer)와 블렌딩 한계 문제가 있을 수 있다.Meanwhile, the EPDM rubber has a linearity (Delta-delta) value ranging from 0.4 to 0.6. When the linearity value reaches an optimum value of 0.4 to 0.6, the EPDM rubber chain penetrates the surface of carbon black as a reinforcing agent. It is easy to form a bond by increasing the mutual attraction between the carbon black filler and the rubber matrix, and improves the rubber matrix and blendability, resulting in improved interfacial adhesion in the pad peeling test. However, if the linearity is less than 0.4, a structure similar to that of the conventional EPDM is obtained. There is a problem that the bond formation with the reinforcing agent (carbon black) is inferior due to the large amount of rubber branches of Jiyeo EPDM. On the contrary, when it exceeds 0.6, the rubber is mainly composed of amorphous regions due to high crystallinity due to the high linearity of the rubber chain. (Elastomer) and blending limitations may exist.

특히, 바람직하게는 ENB 함량이 15 중량%이며, 무니점도(125℃)가 41이고, 에틸렌(C2)함량이 55 중량%이며, 유리전이온도가 -41.4℃이며 EPDM고무가 바람직한데, 이를 상세하게 아래 표 1에 나타낸다.Particularly, preferably, ENB content is 15% by weight, Mooney viscosity (125°C) is 41, ethylene (C2) content is 55% by weight, glass transition temperature is -41.4°C, and EPDM rubber is preferable. It is shown in Table 1 below.

구분division 점도(ML1+4@125℃)Viscosity (ML1+4@125℃) C2(WT%)C2 (WT%) ENB(WT%)ENB(WT%) TgTg 비교예2Comparative Example 2 6060 6060 8.08.0 -48.5-48.5 실시예1Example 1 4141 5555 15.015.0 -41.4-41.4

* C2 : 에틸렌 * C2: Ethylene

* ENB : 에틸렌노보넨* ENB: Ethylene norbornene

* Tg : 고무의 유리전이 온도* Tg: Glass transition temperature of rubber

구분division TanD@0.1HzTanD@0.1Hz TanD@20.HzTanD@20.Hz Delta-deltaDelta-delta 비교예2Comparative Example 2 0.7680.768 0.4620.462 0.3060.306 실시예1Example 1 0.8170.817 0.4020.402 0.4120.412

* TanDat0.1Hz : 높을수록 Chain Rigid하며 낮을수록 Soft한 특성을 나타냄* TanDat0.1Hz: The higher the chain is, the more rigid it is, the lower it is, the softer it is.

* Delta-delta : 높을수록 Polymer chain이 선형성이 높음을 나타내며, 낮을수록 Branch degree가 발달됨* Delta-delta: The higher the value, the higher the linearity of the polymer chain, and the lower the higher the branch degree is.

*상기 측정은 RPA ASTM D6204 측정법을 따름*The above measurement follows the RPA ASTM D6204 measurement method.

위 표 2에 따라, 본 발명에 의하면 원료고무인 천연고무(NR)과 상용성(혼용성, 배합성)을 향상시키기 위하여 점도가 낮으며 ENB 함량이 15 중량%까지 증량하고 그 Tg가 -41℃인 신규한 EPDM을 적용하여 NR과 블랜드성이 우수한 고무로 기존 사이드월용 고무조성물에서 종국에는 노화방지제 및 왁스의 사용하지 않고도 내오존성 향상 및 고무 외관 품질을 향상시킬 수 있다.According to Table 2 above, according to the present invention, in order to improve compatibility (mixability, blendability) with natural rubber (NR), which is a raw material rubber, the viscosity is low, the ENB content is increased to 15% by weight, and the Tg is -41°C. It is a rubber with excellent NR and blendability by applying the new EPDM. In the end, it is possible to improve ozone resistance and improve the quality of rubber appearance without the use of anti-aging agents and waxes in existing rubber compositions for side walls.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

본 발명에 따르는 실시예들과 종래 기술을 나타내는 비교예들을 하기 표 2와 같은 조성들을 배합하여 타이어 사이드월고무 시편을 제조하였고, 그 물성 평가결과를 하기 표 3에 기재하였다.Examples according to the present invention and comparative examples showing the prior art were prepared by blending the compositions shown in Table 2 below to prepare a tire sidewall rubber specimen, and the evaluation results of the physical properties are shown in Table 3 below.

구분division 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 NRNR 5050 5050 5050 5050 5050 5050 BRBR 5050 EPDMEPDM 5050 본 발명의 EPDMEPDM of the present invention 3030 4040 5050 6060 보강제Reinforcement 5050 5050 5050 5050 5050 5050 산화아연Zinc oxide 33 33 33 33 33 33 산화방지제Antioxidant 44 44 점착제adhesive 33 33 33 33 33 33 왁스Wax 22 22 공정오일Process oil 33 33 33 33 33 33 유황brimstone 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 가황촉진제Vulcanization accelerator 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5

* 천연고무 NR* Natural rubber NR

* 부타디엔 고무 BR* Butadiene rubber BR

* EPDM으로 KEP-350(금호폴리켐 제조)* KEP-350 with EPDM (manufactured by Kumho Polychem)

* 본 발명의 화학식 1에 따르는 EPDM* EPDM according to Formula 1 of the present invention

구분division 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 무니점도(100℃)Mooney viscosity (100℃) 5454 5757 5959 6161 7070 7272 스코치타임(T5@125℃)Scorch Time (T5@125℃) 49.749.7 42.342.3 42.342.3 39.039.0 38.838.8 30.030.0 경도Hardness 5555 6161 6060 6161 6666 6666 300% 모듈러스300% modulus 7171 8484 8585 9595 9898 9999 인장강도The tensile strength 204204 155155 180180 201201 215215 217217 신율Elongation 628628 514514 530530 549549 559559 569569 Pad 박리시험
(Mead load_Kgf)
Pad peeling test
(Mead load_Kgf)
3939 1414 2525 3939 4040 3030
Pad 박리시험
(이미지)
Pad peeling test
(image)
도 1 참조See figure 1
오존평가(O-ring)
(이미지)
Ozone evaluation (O-ring)
(image)
도 2 참조See figure 2

상기 표 4를 참고하면, 상기 비교예2에서 볼 수 있듯이 기존 EPDM의 경우에는 인장강도가 하락하며 천연고무 NR과 블랜드성이 떨어져 Pad 박리평가시 쉽게 분리되는 단점이 있었으나, 본원발명에 따르는 EPDM 적용시 실시예1, 실시예2, 실시예3, 실시예4에서 보듯이, EPDM의 선형성으로 인해 경도 및 모듈러스 향상됨을 알 수 있다.또한, Pad 박리시험은 고무간의 계면접착력을 확인하는 시험으로 비교예 2 보다 천연고무와의 블랜드성 즉, 상용성이 향상되었으며 가류균일성이 향상되어 접착성능이 우세하게 나타남을 알 수 있다.Referring to Table 4 above, as can be seen in Comparative Example 2, in the case of the existing EPDM, the tensile strength decreased and the blendability with the natural rubber NR had a disadvantage that it was easily separated when evaluating the pad peeling, but EPDM was applied according to the present invention. As shown in Examples 1, 2, 3, and 4, it can be seen that the hardness and modulus are improved due to the linearity of EPDM. In addition, the pad peeling test is a test that confirms the interfacial adhesion between rubbers. Compared to Example 2, it can be seen that the blendability, that is, compatibility with natural rubber, is improved, and the vulcanization uniformity is improved, so that the adhesion performance is dominant.

본원발명의 실시예들은 기존 NR/BR로 사용되던 사이드월용 고무를 EPDM으로 대체하여 사이드월고무를 제조할 수 있으며, 산화방지제 및 왁스를 사용하지 않고도 내노화성, 내오존성이 향상된 사이드월용 고무조성물을 제공할 수 있다. Embodiments of the present invention can manufacture sidewall rubber by replacing the existing NR/BR rubber for sidewall with EPDM, and a rubber composition for sidewall with improved aging resistance and ozone resistance without the use of antioxidants and waxes. Can provide.

Claims (4)

원료고무인 천연고무 또는 합성고무에 혼합하여 사용하는 EPDM 고무를 포함하는 타이어 사이드월고무에 있어서,
상기 EPDM 고무는 하기 화학식 1의 구조를 가지고 점도는 36~46(Moone unit, MU)을 가지며, 유리전이온도는 -45 ~ -35℃인 것을 특징으로 하는 타이어 사이드월용 고무조성물.
<화학식 1>
Figure 112019081913310-pat00003

(여기서, 상기 n : 789~904, m: 608~493, x: 75~85 임)
In the tire sidewall rubber containing EPDM rubber used by mixing with natural rubber or synthetic rubber, which is a raw material rubber,
The EPDM rubber has a structure represented by the following Formula 1, has a viscosity of 36 to 46 (Moone unit, MU), and a glass transition temperature of -45 to -35°C.
<Formula 1>
Figure 112019081913310-pat00003

(Here, n: 789 to 904, m: 608 to 493, x: 75 to 85)
제 1 항에 있어서,
상기 원료고무 100 중량부에 대하여 30 내지 60 중량부의 EPDM 고무를 사용하는 것을 특징으로 하는 타이어 사이드월용 고무조성물.
The method of claim 1,
A rubber composition for a tire sidewall, characterized in that 30 to 60 parts by weight of EPDM rubber is used based on 100 parts by weight of the raw rubber.
제 2 항에 있어서,
상기 EPDM 고무의 ENB 함량은 13~17 중량%인 것을 특징으로 하는 타이어 사이드월용 고무조성물.
The method of claim 2,
The ENB content of the EPDM rubber is a rubber composition for a tire sidewall, characterized in that 13 to 17% by weight.
제 1 항에 있어서,
상기 EPDM 고무는 선형성(Delta-delta)의 값이 0.4 내지 0.6에 이르는 것을 특징으로 하는 타이어 사이드월용 고무조성물.
The method of claim 1,
The EPDM rubber has a linearity (Delta-delta) value ranging from 0.4 to 0.6.
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