KR102289643B1 - Rubber composition for tire tread - Google Patents

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KR102289643B1
KR102289643B1 KR1020200058533A KR20200058533A KR102289643B1 KR 102289643 B1 KR102289643 B1 KR 102289643B1 KR 1020200058533 A KR1020200058533 A KR 1020200058533A KR 20200058533 A KR20200058533 A KR 20200058533A KR 102289643 B1 KR102289643 B1 KR 102289643B1
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김청수
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Abstract

The present invention relates to a rubber composition for a tire tread, and specifically, to a rubber composition for a tire tread including an amide silane compound represented by chemical formula 1, and a tire including the same. The present invention can improve workability and reinforcing performance.

Description

타이어 트레드용 고무조성물{Rubber composition for tire tread}Rubber composition for tire tread

본 발명은 타이어 트레드용 고무조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 타이어 트레드용 고무조성물에 있어서, 보강제로 사용되는 메르캅토실란 (Mercaptosilane)의 단점인 가공성 및 보강성을 개선시킨 아마이드실란 화합물을 포함하는 타이어 트레드용 고무조성물 및 이를 포함하는 타이어에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber composition for a tire tread, and more particularly, in a conventional rubber composition for a tire tread, comprising an amide silane compound having improved processability and reinforcing properties, which are disadvantages of mercaptosilane used as a reinforcing agent It relates to a rubber composition for a tire tread and a tire comprising the same.

타이어 트레드(tread) 부위는 차량이 이동하면서 지면과 직접 접촉하는 부위로서, 타이어의 내마모성, 연비에 영향을 주는 회전저항, 인장강도 등의 특성이 우수해야 한다. The tire tread is a part that comes in direct contact with the ground while the vehicle is moving, and must have excellent characteristics such as abrasion resistance, rolling resistance, and tensile strength that affect fuel efficiency.

이러한 타이어 트레드 고무조성물에 사용되는 다양한 첨가제 중에서 내마모성 및 인장강도를 향상시키기 위해 카본블랙(Carbon black)을 주된 충진제로서 사용했었으나, 저연비 성능 및 젖은 노면 제동성능의 개선을 위해 카본블랙 대신 주로 실리카를 사용하게 되었다.Among the various additives used in the tire tread rubber composition, carbon black was used as the main filler to improve abrasion resistance and tensile strength, but silica was mainly used instead of carbon black to improve low fuel efficiency and wet road braking performance. did it

보강제로서 상기 실리카를 타이어 고무조성물에 사용할 경우, 젖은 노면 마찰력을 향상시키고 회전 저항이 감소하는 이점이 있지만, 강한 극성기(-OH) 때문에 비극성 고무와의 혼화성(混和性)이 나쁘고, 실리카 사이의 응집력이 강하여 가공 측면에서 불리하다는 단점이 알려져 있다. When the silica is used as a reinforcing agent in a tire rubber composition, there are advantages of improving wet road friction and reducing rolling resistance, but miscibility with non-polar rubber is poor due to the strong polar group (-OH), and It is known that the disadvantage is that it is disadvantageous in terms of processing due to strong cohesive force.

이러한 문제를 해결하기 위해, 커플링제로 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드(Bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfide(이하 TESPT))인 Si69와 함께 가공조제인 아마이드 변성 지방산 유도체를 사용하는 한국 등록특허 제10-1457864호에서와 같이 실란 커플링제를 이용하는 방법이 고안되어 실란커플링제로서 TESPT가 잘 이용되고 있으나 최근에는 일본 특허 제5563298호에 개시된 바와 같이, 휘발성 유기화합물(VOC) 방출을 감소시키고, 필러의 분산성을 향상시킬 수 있으며, 회전 저항, 발열 특성 및 마모 성능을 향상시키는 데에 뛰어난 메르캅토실란(Mercaptosilane)을 사용하는 추세이다.In order to solve this problem, Korea Registered Patent No. 10 using an amide-modified fatty acid derivative as a processing aid together with Si69, which is bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfide (hereinafter TESPT), as a coupling agent. As in -1457864, a method using a silane coupling agent has been devised and TESPT is well used as a silane coupling agent, but recently, as disclosed in Japanese Patent No. 5563298, it reduces the emission of volatile organic compounds (VOC), and It is possible to improve dispersibility, and there is a trend to use mercaptosilane, which is excellent in rotation resistance, heat generation characteristics, and abrasion performance.

종래의 타이어 제조 시, 고무 조성물을 배합 후 숙성하여 프레스 작업 등의 가황 공정 이전의 미가황된 고무 조성물을 가황(curing)시키는 온도로 도달함에 있어서 소요되는 열처리 시간을 스코치 타임(scorch time)이라 하며, 상기 스코치 타임이 길어지면, 상기 조성물이 가황처리가 되기 전에 고무의 형상이 무너질 수 있고, 상기 스코치 타임이 짧을 경우엔 정확한 가공 작업, 특히 정확한 가황 시간의 측정이 어려워지고, 가황 공정 이전의 가공 작업 중 가황이 일어나게 되어 가소성이 감소하고 탄성이 증가하여 제품의 가공이 불가능해지게 되는 현상이 발생하게 되므로, 물성 및 가공성을 위해 적절한 스코치 타임이 필요하다.In the conventional tire manufacturing, the heat treatment time required to reach a temperature at which the unvulcanized rubber composition is cured prior to the vulcanization process such as press work by compounding the rubber composition and then aging is referred to as scorch time. , If the scorch time is long, the shape of the rubber may collapse before the composition is vulcanized, and if the scorch time is short, accurate processing operations, particularly accurate vulcanization time measurement, are difficult, and processing before the vulcanization process Vulcanization occurs during operation, which reduces plasticity and increases elasticity, making the product impossible to process. Therefore, an appropriate scorch time is required for physical properties and processability.

상기 메르캅토실란의 메르캅토기(-SH)의 경우, 필러 및 유기 폴리머와의 반응성이 100%라고 알려져 있을 정도로 필러 및 유기 폴리머와의 반응성이 매우 크기 때문에, 충진된 엘라스토머(elastomer)를 제조함에 있어서 상기 메르캅토실란의 사용이 용이하지 않고, 상기 메르캅토실란은 경화되지 않은(uncured) 충진된 엘라스토머와의 짧은 스코치(Scorch)타임으로 인해 필러와 다른 성분들의 폴리머와의 혼합, 경화되지 않은 엘라스토머의 압출성형 그리고 조기(prematre) 가교를 야기하게 되거나 높은 점성도를 가지는 화합물의 형성을 이루게 됨에 따라, 제품의 가공성 및 보강성이 저하되는 문제점이 있었다.In the case of the mercapto group (-SH) of the mercaptosilane, the reactivity with the filler and the organic polymer is so high that it is known that the reactivity with the filler and the organic polymer is 100%. In this case, it is not easy to use the mercaptosilane, and the mercaptosilane is mixed with the polymer of the filler and other components due to the short scorch time with the uncured filled elastomer, and the uncured elastomer As the extrusion molding and premature crosslinking or formation of a compound having a high viscosity are formed, there is a problem in that the processability and reinforcing properties of the product are deteriorated.

따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 과제를 감안하여 창안된 것이며, 메르캅토실란이 폴리머와의 100% 반응으로 인해 야기되는 가공성이 저하되고 보강성도 하락하는 문제를 개선하여 가공성 및 보강성을 향상시킬 수 있는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was created in view of the problems of the prior art, and it is possible to improve workability and reinforcing properties by improving the workability and reinforcing properties lowered due to the 100% reaction of mercaptosilane with the polymer. It is to provide a rubber composition for a tire tread that can be used.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 종래의 메르캅토실란의 단점인 가공성 및 보강성을 보완한 타이어 트레드용 고무조성물로서, 상기 타이어용 고무 조성물은 원료고무 100 중량부에 대하여, 보강제로서의 실란커플링제 1~15중량부, 바람직하게는 5~10중량부를 포함할 수 있으며, 만일 함량이 1 중량부 미만이면 공정성 및 회전저항 특성에 문제가 생길 수 있고, 반대로 15 중량부를 초과하게 되면 물성이 하락할 뿐만 아니라, 회전저항 특성에 문제가 생길 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a rubber composition for a tire tread that supplements processability and reinforcing properties, which are disadvantages of conventional mercaptosilane, for a tire tread. 1 to 15 parts by weight of the coupling agent, preferably 5 to 10 parts by weight, if the content is less than 1 part by weight, there may be problems in fairness and rotational resistance characteristics, conversely, if it exceeds 15 parts by weight, the physical properties As well as falling, it may cause a problem in the rolling resistance characteristics.

상기 타이어 트레드용 고무조성물에 실란커플링제로 주쇄가 단일 결합으로 이루어지는 하기 화학식 1로 표시되는 아마이드실란 화합물을 포함하는 타이어 트레드용 고무조성물을 제공한다.There is provided a rubber composition for a tire tread comprising an amide silane compound represented by the following Chemical Formula 1 in which a main chain is a single bond as a silane coupling agent in the rubber composition for a tire tread.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112020049385094-pat00001
Figure 112020049385094-pat00001

상기 화학식1 에서, R1 및 R2는 탄소수 1 내지 15의 알콕시기이고, R3 및 R4는 탄소수 1 내지 5의 알케인(alkane) 기이고, x는 1 내지 5의 정수이며, R5는 탄소수 1 내지 20의 알케인기이다.In Formula 1, R 1 and R 2 are an alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms, R 3 and R 4 are an alkane group having 1 to 5 carbon atoms, x is an integer of 1 to 5, R 5 is an alkane group having 1 to 20 carbon atoms.

실란이 실리카와 결합 시, 상기 화학식 1의 R3 내지 R5 치환기를 알케인기로 한정함으로써, 상기 실란의 알케인기가 실리카의 표면에 위치한 -OH기를 차폐해(blocking) 실리카가 재응집되는 것을 막아, 상기 결합 시 실리카 분산제와 같은 별도의 첨가가 없이도, 분산성을 향상시키는 데에 효과가 있다.When silane is combined with silica, by limiting the R 3 to R 5 substituents of Formula 1 to an alkane group, the alkane group of the silane blocks the -OH group located on the surface of the silica to prevent the silica from re-aggregating , is effective in improving the dispersibility without the need for a separate addition such as a silica dispersant at the time of bonding.

본 발명의 실란커플링제로는, 상기 화학식 1의 아마이드실란 화합물 중 하기 화학식 2로 표시되는 실란 화합물일 수 있다.The silane coupling agent of the present invention may be a silane compound represented by the following formula (2) among the amide silane compounds of the formula (1).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112020049385094-pat00002
Figure 112020049385094-pat00002

(상기 화학식2에서 EtO는 에톡시기를 의미한다.)(EtO in Formula 2 means an ethoxy group.)

본 발명에 의한 타이어 트레드용 고무조성물을 통하여, 종래 타이어의 물성을 유지시키면서 기존의 메르캅토실란이 폴리머와의 100% 반응으로 인하여 스코치 타임이 짧아져, 가공성 및 보강성이 저하되는 문제를 개선하였다.Through the rubber composition for tire tread according to the present invention, the scorch time is shortened due to 100% reaction of the existing mercaptosilane with the polymer while maintaining the physical properties of the conventional tire, thereby improving the workability and reinforcing properties. .

본 발명은 상기 문제를 개선하기 위해 가공성 및 보강성이 향상된 타이어 트레드용 고무조성물을 제공한다. 하기와 같이 본 발명을 실시하였으나 이에 국한되는 것은 아니다.The present invention provides a rubber composition for a tire tread with improved processability and reinforcing properties in order to improve the above problems. The present invention has been carried out as follows, but is not limited thereto.

본 발명의 타이어 트레드용 고무조성물은 실란커플링제로서 하기 화학식 1로 표시되는 아마이드실란 화합물을 포함한다.The rubber composition for a tire tread of the present invention includes an amide silane compound represented by the following Chemical Formula 1 as a silane coupling agent.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112020049385094-pat00003
Figure 112020049385094-pat00003

상기 화학식1 에서, R1 및 R2는 탄소수 1 내지 15의 알콕시기이고, R3 및 R4는 탄소수 1 내지 5의 알케인기이고, x는 1 내지 5의 정수이며, R5는 탄소수 1 내지 20의 알케인기이다.In Formula 1, R 1 and R 2 are an alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms, R 3 and R 4 are an alkane group having 1 to 5 carbon atoms, x is an integer of 1 to 5, and R 5 is an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. It is an alkane group of 20.

본 발명의 보강제로서 이용하는 실란커플링제로는, 상기 화학식 1의 아마이드실란 화합물 중 하기 화학식 2로 표시되는 실란 화합물일 수 있다.The silane coupling agent used as the reinforcing agent of the present invention may be a silane compound represented by the following formula (2) among the amide silane compounds of the formula (1).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112020049385094-pat00004
Figure 112020049385094-pat00004

(상기 화학식2에서 EtO는 에톡시기를 의미한다.)(EtO in Formula 2 means an ethoxy group.)

또한, 본 발명에 따르는 타이어 트레드용 고무조성물은, 원료고무로서, 천연고무, 합성고무 또는 이들의 혼합물을 포함한다.In addition, the rubber composition for a tire tread according to the present invention includes, as raw rubber, natural rubber, synthetic rubber, or a mixture thereof.

본 발명의 상기 타이어용 고무조성물에 있어서, 상기 합성고무의 종류로는, 특별히 제한되는 것은 아니고, 예를 들면, 스티렌부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 부틸고무, 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무(E-SBR), 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무(S-SBR), 에피클로로히드린 고무, 니트릴 고무, 수소화된 니트릴 고무, 브롬화폴리이소부틸이소프렌-co-파라메틸스티렌(brominated polyisobutyl isoprene-co-paramethyl styrene; BIMS) 고무, 우레탄 고무, 불소 고무, 실리콘 고무, 스티렌에틸렌부타디엔스티렌 공중합체 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 에틸렌프로필렌디엔 모노머 고무, 하이팔론 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌비닐아세테이트 고무 및 아크릴 고무 등을 들 수 있다.In the rubber composition for a tire of the present invention, the type of the synthetic rubber is not particularly limited, and for example, styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), butyl rubber, emulsion polymerization styrene-butadiene rubber (E-SBR), solution polymerization styrene butadiene rubber (S-SBR), epichlorohydrin rubber, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, brominated polyisobutyl isoprene-co-paramethylstyrene styrene; BIMS) rubber, urethane rubber, fluororubber, silicone rubber, styrene ethylene butadiene styrene copolymer rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene monomer rubber, hypalon rubber, chloroprene rubber, ethylene vinyl acetate rubber and acrylic rubber, etc. can

본 발명의 상기 타이어용 고무 조성물은 상기 원료고무 100 중량부에 대하여, 상기 실란커플링제 1~15 중량부, 바람직하게는 5~10 중량부를 포함할 수 있는데, 만일 1중량부 미만이면 공정성 및 회전저항 특성에 대한 문제가 생길 수 있고, 반대로 15중량부를 초과하게 되면 물성이 하락할 뿐만 아니라, 회전저항 특성에 대한 문제가 생길 수 있다.The rubber composition for a tire of the present invention may contain 1 to 15 parts by weight, preferably 5 to 10 parts by weight, of the silane coupling agent, based on 100 parts by weight of the raw rubber, but if less than 1 part by weight, fairness and rotation There may be a problem with the resistance characteristic, and on the contrary, if it exceeds 15 parts by weight, not only the physical properties decrease, but also a problem with the rotation resistance characteristic may occur.

본 발명의 상기 타이어 트레드용 고무조성물은 카본블랙 및 실리카를 더 포함할 수 있다. The rubber composition for a tire tread of the present invention may further include carbon black and silica.

본 발명의 상기 타이어 트레드용 고무조성물에 있어서, 상기 카본블랙은 비표면적 140㎡/g 이하의 입자를 사용하는 것이 분산 및 마모 측면에서 바람직하다.In the rubber composition for a tire tread of the present invention, it is preferable to use particles having a specific surface area of 140 m 2 /g or less for the carbon black in terms of dispersion and wear.

본 발명의 상기 타이어 트레드용 고무조성물에 있어서, 상기 실리카는 BET 표면적 90~250㎡/g인 것을 사용할 수 있다.In the rubber composition for a tire tread of the present invention, the silica may have a BET surface area of 90 to 250 m 2 /g.

[실시예 및 비교예][Examples and Comparative Examples]

본 발명에서 실시한 실시예 및 비교예의 조성은 하기 표 1을 포함한다.Compositions of Examples and Comparative Examples carried out in the present invention include Table 1 below.

Figure 112020049385094-pat00005
Figure 112020049385094-pat00005

1) SBR : 스티렌 함량 25%, 부타디엔 함량 63%1) SBR: styrene content 25%, butadiene content 63%

2) BR: KKPC사 High-cis Polybutadiene Rubber인 제품명 KBR012) BR: KKPC High-cis Polybutadiene Rubber, product name KBR01

3) 실리카 : 질소흡착 비표면적이 200m2/g인 실리카3) Silica: Silica with a nitrogen adsorption specific surface area of 200 m 2 /g

4) 실란 커플링제1 : Bis-(triethoxysilyl-propyl)-tetrasulfide(TESPT, 제품명: Si-69)4) Silane coupling agent 1: Bis-(triethoxysilyl-propyl)-tetrasulfide (TESPT, product name: Si-69)

5) 실란 커플링제2 : 메르캅토실란으로서, C13 알코올과 반응하여 에톡실화 된 생성물인 3-(트리에톡실릴)프로판에티올 (3-(Triethoxysilyl)propanethiol, reaction products with ethoxylated C13-alcohol) 5) Silane coupling agent 2: Mercaptosilane, 3-(triethoxysilyl)propanethiol, reaction products with ethoxylated C13-alcohol

6) 실란 커플링제3 : 아래 화학식 2로 표기되는 화합물(제조사: Jianghan Fine Chemical Co.,LTD, 제품명: JH-S-1987C Silane Coupling Agent)6) Silane Coupling Agent 3: A compound represented by Formula 2 below (Manufacturer: Jianghan Fine Chemical Co., LTD, Product Name: JH-S-1987C Silane Coupling Agent)

본 발명에서 사용한 실란 커플링제(JH-S-1987C Silane Coupling Agent)는 합성과정에서 카보닐기(R-COOH)가 포함된 물질과 아민(R-NH2)이 포함된 물질의 반응으로 인해 아마이드 구조가 나오게 되며, 합성 수율이 메르캅토실란에 비해 대략 5%정도 더 좋고 만들기 용이하며, 또한 열적 안정 특성(Thermal Stability)이 기존 메르캅토실란보다 우수하다.The silane coupling agent (JH-S-1987C Silane Coupling Agent) used in the present invention has an amide structure due to the reaction of a material containing a carbonyl group (R-COOH) with a material containing an amine (R-NH 2 ) in the synthesis process is produced, the synthetic yield is about 5% better than that of mercaptosilane, and it is easy to make, and the thermal stability is superior to that of the existing mercaptosilane.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112020049385094-pat00006
Figure 112020049385094-pat00006

1) 카본블랙 : DBP 표면적이 100m2/g인 카본블랙 1) Carbon black: Carbon black with DBP surface area of 100m2/g

2) 산화아연 : Zinc Oxide2) Zinc Oxide: Zinc Oxide

3) 스테아린산 : LG 생활건강 사의 ELOFAD TH1003) Stearic acid: ELOFAD TH100 from LG Household & Health Care

4) 노화방지제 : N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-P-페닐렌디아민(제품명: KUMANOX 13)4) Anti-aging agent: N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-P-phenylenediamine (product name: KUMANOX 13)

5) 황 : 미원화학 (MIDAS-101)5) Sulfur: Miwon Chemical (MIDAS-101)

6) DPG : N,N'-디페닐구아니딘(N,N'-diphenylguanidine)6) DPG: N,N'-diphenylguanidine (N,N'-diphenylguanidine)

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무 조성물에 대해 무니(Mooney)점도, 인장물성, 동적점탄성(DMA), 마모(Din Abrasion)의 물성을 ASTM 관련규정에 의해 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.For the rubber compositions prepared in Examples and Comparative Examples, the physical properties of Mooney viscosity, tensile properties, dynamic viscoelasticity (DMA) and abrasion (Din Abrasion) were measured according to ASTM related regulations, and the results are shown in Table 2 below. shown in

Figure 112020049385094-pat00007
Figure 112020049385094-pat00007

상기 무니점도 중 MV@100℃은 원주방향으로 여러 개의 홈을 낸 상하단 rotor 사이에 배합고무를 넣어 100℃에서 회전시키면, 로터 사이에 전단 거동이 형성되고 이에 따른 토크(회전하는 로터에 대한 고무의 저항)를 측정하는 것이며, 상기 점도수치가 낮을수록 공정성 및 가공성에 유리하다. Among the above Mooney viscosity, MV@100℃ is when mixing rubber is put between the upper and lower rotors with several grooves in the circumferential direction and rotated at 100℃, shear behavior is formed between the rotors and the resulting torque resistance), and the lower the viscosity value, the better the processability and processability.

상기 무니점도 중 MV@125℃는, 125℃무니점도 측정에서의 점도(viscosity) 최소 Torque값을 의미한다.Among the Mooney viscosity, MV@125° C. means a viscosity minimum torque value measured at 125° C. Mooney viscosity.

상기 무니점도 중 T05(Mooney scorch time)는 ML + 5unit 때의 시간(min)을 의미하는 것으로서, 상기 ML은 5℃무니점도 측정에서의 점도 최소 Torque값을 가질 때의 시간(min)을 의미한다.T05 (Mooney scorch time) of the Mooney viscosity refers to the time (min) when ML + 5 units, and the ML refers to the time (min) when the viscosity has the minimum torque value at 5 ° C. Mooney viscosity measurement .

경도는 고무시편의 실수치로서, ASTM규격에 의해 측정하였으며, 수치가 높을수록 경도가 우수함을 의미한다.Hardness is a real value of a rubber specimen and was measured according to ASTM standards, and the higher the value, the better the hardness.

300%-M(Modulus)은 고무시편을 300% 신장시의 인장강도로서, ASTM규격에 의해 측정하였고, 수치가 높을수록 우수한 인장강도를 나타낸다.300%-M (Modulus) is the tensile strength at 300% elongation of a rubber specimen, measured according to ASTM standards, and the higher the value, the better the tensile strength.

T.S(tensil strength)는 재료의 인장 시험에 있어서 시험편이 파단 할 때까지의 최대 인장 하중을 시험 전의 시험편의 단면적으로 나눈 값으로서, 수치가 클수록 장력 강도가 우수함을 의미한다.T.S (tensil strength) is a value obtained by dividing the maximum tensile load until fracture of the test piece by the cross-sectional area of the test piece before the test in a tensile test of a material.

E.B 는 재료의 인장시험 때 재료가 늘어나는 신장 비율로 수치가 클수록 신장율이 우수함을 의미한다.E.B is the elongation ratio at which the material is stretched during the tensile test of the material. The larger the number, the better the elongation.

Tg 는 온도에 의해 고분자 물질의 고분자 가지(branch)들이 활성을 가지며 움직이기 시작하는 온도를 의미한다Tg means the temperature at which the polymer branches of the polymer material are activated and start to move due to the temperature.

tanδ@ 0℃는 제동성의 지표인 탄델타(tanδ℃로서, DMA(Dynamic Mechanical Analysis) 시험기에 의해서 11Hz로 측정한 결과로서, 젖은 노면 제동성능의 인덱스로 사용되며, 수치가 높을수록 젖은 노면 제동성능이 우수함을 의미한다.tanδ@ 0℃ is tandelta (tanδ℃, measured at 11Hz by a DMA (Dynamic Mechanical Analysis) tester), which is an index of braking performance, and is used as an index of wet road braking performance. It means excellent performance.

tanδ@ 70℃는 구름저항의 지표인 탄델타(tanδ℃로서, DMA(Dynamic Mechanical Analysis)시험기에 의해서 11Hz로 측정한 결과로서, 회전저항성능의 인덱스로 사용되며, 수치가 낮을수록 회전저항성능이 우수함을 의미한다.tanδ@ 70℃ is the result of tan delta (tanδ℃, measured at 11Hz by DMA (Dynamic Mechanical Analysis) tester), which is an index of rolling resistance, and is used as an index of the rolling resistance performance. means excellence.

DIN 마모 시험은 타이어 마모 예측을 위해 평가하는 항목으로 수치가 낮을수록 마모특성이 우수함을 의미한다.DIN abrasion test is an evaluation item for predicting tire wear, and the lower the number, the better the wear characteristics.

상기 표 2를 참조하면, 표 1의 조성에 따라 아마이드실란을 포함한 고무조성물을 이용한 실시예는 실리카 및 폴리머의 결합에 따라 물리화학적 성질이 발현되는 실란 커플링제로서, 기존 메르캅토실란(실란 커플링제 2)과 비교시 스코치 타임이 길어져 가공성이 매우 향상하는 것뿐만 아니라, Modulus, T.S 특성등의 인장물성은 유사한 것을 알 수 있다.Referring to Table 2, the example using a rubber composition including amide silane according to the composition of Table 1 is a silane coupling agent that exhibits physicochemical properties according to the combination of silica and polymer, and is a conventional mercaptosilane (silane coupling agent). Compared with 2), it can be seen that the scorch time is longer and the workability is greatly improved, and the tensile properties such as modulus and TS characteristics are similar.

특히, 가공성에 있어서, 그 측정 기준으로 사용되는 100℃ 무니점도인 MV@100℃의 점도값이 낮을수록 흐름성이 좋아 가공성에 유리한 것이나 너무 낮을 경우, 탄성과 같은 물성이 떨어져 형태 유지가 어려운 점을 고려하여 적정 점도값을 유지할 필요가 있다.In particular, in processability, the lower the viscosity value of MV@100°C, which is the 100°C Mooney viscosity, which is used as the measurement standard, is advantageous in processability due to better flowability. It is necessary to maintain an appropriate viscosity value in consideration of

이에 상기 본원발명의 트레드용 화합물 배합물인 실시예의 고무 조성물은 300%-M에서 160±15인 일반적인 기준 스펙을 나타내었으며, E.B 또한 최소 기준수치값인 300을 만족하는 것으로서, 상기 표 2에서와 같이 경도 및 300%-M값으로부터 예측할 수 있는 보강성을 비롯하여 비교예들과 유사한 물성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.Accordingly, the rubber composition of Example, which is the compound formulation for tread of the present invention, exhibited a general standard specification of 160±15 at 300%-M, and EB also satisfies the minimum standard value of 300, as shown in Table 2 above. It was confirmed that it had similar physical properties to those of Comparative Examples, including hardness and reinforcing properties predicted from the 300%-M value.

이와 동시에, 기존 메르캅토실란의 점도가 무니점도 80인 것을 무니점도 71까지 낮출 수 있었고, TESPT를 첨가시킨 고무시편에 비하여 RR성능(구름저항)을 15%까지 향상시킬 수 있는 것을 확인하였다.At the same time, it was confirmed that the existing mercaptosilane, which had a Mooney viscosity of 80, could be lowered to a Mooney viscosity of 71, and the RR performance (rolling resistance) could be improved by 15% compared to the rubber specimen containing TESPT.

따라서 본원발명의 실란 커플링제를 고무 조성물에 첨가시킴으로써, 물성은 유지하면서 기존 메르캅토실란이 가지고 있는 커다란 단점인 가공성과 RR성능을 향상시킨 타이어 트레드용 고무 조성물을 제조할 수 있다.Therefore, by adding the silane coupling agent of the present invention to the rubber composition, it is possible to prepare a rubber composition for tire tread with improved processability and RR performance, which are major disadvantages of existing mercaptosilanes while maintaining physical properties.

Claims (6)

원료고무, 실란커플링제를 포함하며, 상기 실란커플링제는 아래 화학식 1로 표시되는 아마이드실란인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무조성물.
[화학식 1]
Figure 112020049385094-pat00008

상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 탄소수 1 내지 15의 알콕시기이고, R3 및 R4는 탄소수 1 내지 5의 알케인기이고, x는 1 내지 5의 정수이며, R5는 탄소수 1 내지 20의 알케인기이다.
A rubber composition for a tire tread, comprising a raw rubber and a silane coupling agent, wherein the silane coupling agent is an amide silane represented by the following formula (1).
[Formula 1]
Figure 112020049385094-pat00008

In Formula 1, R 1 and R 2 are an alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms, R 3 and R 4 are an alkane group having 1 to 5 carbon atoms, x is an integer of 1 to 5, and R 5 is an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. It is an alkane group of 20.
제 1항에 있어서, 상기 아마이드실란은 아래 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무조성물.
Figure 112020049385094-pat00009

상기 화학식 2에서 EtO는 에톡시기를 의미한다.
The rubber composition for a tire tread according to claim 1, wherein the amide silane is a compound represented by Chemical Formula 2 below.
Figure 112020049385094-pat00009

In Formula 2, EtO means an ethoxy group.
제1항에 있어서, 상기 원료고무는 천연고무, 합성고무 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무조성물.The rubber composition for a tire tread according to claim 1, wherein the raw rubber is natural rubber, synthetic rubber, or a mixture thereof. 제1항에 있어서, 상기 원료고무 100 중량부에 대하여, 상기 실란커플링제를 1~15 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무조성물.The rubber composition for a tire tread according to claim 1, wherein the silane coupling agent is included in an amount of 1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber. 제1항 내지 제4항 중에서 선택된 어느 한 항의 고무조성물을 포함하는 타이어.A tire comprising the rubber composition of any one of claims 1 to 4. 제5항에 있어서, 상기 고무조성물을 상기 타이어의 트레드부에 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어.The tire according to claim 5, wherein the rubber composition is included in the tread portion of the tire.
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