KR102460721B1 - Tyre tread rubber and tire by using it - Google Patents

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KR102460721B1
KR102460721B1 KR1020210061664A KR20210061664A KR102460721B1 KR 102460721 B1 KR102460721 B1 KR 102460721B1 KR 1020210061664 A KR1020210061664 A KR 1020210061664A KR 20210061664 A KR20210061664 A KR 20210061664A KR 102460721 B1 KR102460721 B1 KR 102460721B1
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김민성
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금호타이어 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a rubber composition for tire tread and a tire thereof. The rubber composition for tire tread and the tire according to the present invention comprise: raw rubber; silica; and a silane coupling agent. The silane coupling agent is a compound represented by the chemical formula (1) below, wherein while maintaining the physical properties of the existing tire, the scorch time is shortened due to the strong and fast reaction of the existing mercaptosilane with the polymer, thereby preventing a decrease in processability and reinforcing properties. [Chemical formula 1] In chemical formula 1, R1 is an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, R2 is a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, R3 is an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, R4 is a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and R5 is an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms.

Description

타이어 트레드용 고무조성물 및 그의 타이어{Tyre tread rubber and tire by using it}Rubber composition for tire tread and tire thereof

본 발명은 타이어 트레드용 고무조성물 및 그의 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 타이어의 물성을 유지하면서 기존의 메르캅토실란이 폴리머와의 강하고 빠른 반응으로 인하여 스코치 타임이 짧아져서 가공성 및 보강성의 하락을 방지하는 타이어 트레드용 고무조성물 및 그의 타이어에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber composition for a tire tread and a tire thereof, and more particularly, to a scorch time shortened due to a strong and rapid reaction of the existing mercaptosilane with a polymer while maintaining the physical properties of the existing tire, thereby reducing workability and reinforcing properties It relates to a rubber composition for a tire tread and a tire thereof.

타이어 트레드(tread) 부위는 차량이 이동하면서 지면과 직접 접촉하는 부위로서, 타이어의 내마모성, 연비에 영향을 주는 회전저항, 인장강도 등의 특성이 우수해야 한다. A tire tread is a part that is 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 트레드에 사용되는 고무조성물에 사용되는 다양한 첨가제 중에서 내마모성 및 인장강도를 향상시키기 위해 카본블랙(Carbon black)을 주된 충진제로서 사용했었으나, 저연비 성능 및 젖은 노면 제동성능에 문제가 있어 이를 개선하기 위해 카본블랙 대신 주로 실리카를 사용하게 되었다.Among the various additives used in the rubber composition used in these tire treads, carbon black was used as the main filler to improve abrasion resistance and tensile strength, but there were problems with low fuel efficiency and wet road braking performance. Instead of carbon black, silica was mainly used.

이러한 보강제로서의 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 silica as such a reinforcing agent is used in the tire rubber composition, there are advantages of improving wet road friction and reducing rolling resistance, but due to the strong polar group (-OH), miscibility with non-polar rubber is poor, and the It is known that the disadvantage is disadvantageous in terms of processing due to strong cohesive force.

이러한 문제를 해결하기 위해, 실리카와 고무와의 커플링을 위하여 커플링제로서 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드(Bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfide(이하TESPT))인 Si69와 함께 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, volatile organic compounds (VOCs) together with Si69 as a coupling agent for coupling between silica and rubber There is a trend to use mercaptosilane, which is excellent in reducing emission, improving dispersibility of fillers, and improving rotational resistance, heat generation properties and wear performance.

종래의 타이어 제조시, 고무 조성물을 배합한 후 숙성하여 프레스 작업 등의 가황 공정 이전의 미가황된 고무 조성물을 가황(curing)시키는 온도에 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 conventional tire manufacturing, the heat treatment time required to reach the 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 called scorch time. If the scorch time is long, the shape of the rubber may collapse before the composition is vulcanized. Since vulcanization occurs during processing, plasticity decreases and elasticity increases, 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, In the case of the mercapto group (-SH) of the mercaptosilane, since 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%,

충진된 엘라스토머(elastomer)를 제조함에 있어서 상기 메르캅토실란의 사용이 용이하지 않고, 상기 메르캅토실란은 경화되지 않고(uncured) 충진된 엘라스토머와의 짧은 스코치(Scorch)타임으로 인해 필러와 다른 성분들의 폴리머와의 혼합, 경화되지 않은 엘라스토머의 압출성형 그리고 조기(premature) 가교를 야기하게 되거나 높은 점성도를 가지는 화합물의 형성을 이루게 됨에 따라, 제품의 가공성 및 보강성이 저하되는 문제점이 있었다.It is not easy to use the mercaptosilane in manufacturing a filled elastomer, and the mercaptosilane is uncured and due to a short scorch time with the filled elastomer, Mixing with a polymer, extrusion of an uncured elastomer, and premature crosslinking or formation of a compound having a high viscosity have a problem in that the processability and reinforcing properties of the product are deteriorated.

대한민국 등록특허공보 제1023239호(2011.03.10.)Republic of Korea Patent Publication No. 1023239 (2011.03.10.) 대한민국 등록특허공보 제1539152호(2015.07.17.)Republic of Korea Patent Publication No. 1539152 (2015.07.17.)

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 메르캅토 실란을 사용하는 고무 조성물에 있어서, 기존 타이어의 물성을 유지하면서 기존의 메르캅토실란이 폴리머와의 강하고 빠른 반응으로 인하여 스코치 타임이 짧아져서 가공성 및 보강성의 하락을 방지하는 타이어 트레드용 고무조성물 및 그의 타이어를 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be solved by the present invention is that, in a rubber composition using mercaptosilane, the scorch time is shortened due to the strong and rapid reaction of the existing mercaptosilane with the polymer while maintaining the physical properties of the existing tire. It is to provide a rubber composition for a tire tread that prevents deterioration of reinforcing properties, and a tire thereof.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 원료고무, 실리카 및 실란커플링제를 포함하고, 상기 실란커플링제는 아래 화학식 1로 표기되는 화합물인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무조성물을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides a rubber composition for a tire tread, comprising raw rubber, silica, and a silane coupling agent, wherein the silane coupling agent is a compound represented by Formula 1 below.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112021055182154-pat00001
Figure 112021055182154-pat00001

(상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 15의 알킬기이고, R2는 1 내지 3의 탄화수소기이며, R3는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이고 R4는 탄소수 1 내지 5의 탄화수소기이며, R5는 탄소수 1내지 15의 알킬기임)(In Formula 1, R1 is an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, R2 is a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, R3 is an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, R4 is a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and R5 is a carbon number 1 to 15 alkyl groups)

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 원료고무 100 중량부에 대하여 실란커플링제 1 내지 15중량부를 사용하는 것일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, 1 to 15 parts by weight of the silane coupling agent may be used with respect to 100 parts by weight of the raw rubber.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 실란커플링제는 아래 화학식 2에 의하여 표기되는 화합물인 것일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the silane coupling agent may be a compound represented by Formula 2 below.

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112021055182154-pat00002
Figure 112021055182154-pat00002

한편, 본 발명은 상술한 타이어 트레드용 고무조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어를 제공한다.Meanwhile, the present invention provides a tire comprising the above-described rubber composition for a tire tread.

본 발명에 따르는 타이어 트레드용 고무조성물 및 그의 타이어에 의하면, 기존 타이어의 물성을 유지하면서 기존의 메르캅토실란이 폴리머와의 강하고 빠른 반응으로 인하여 스코치 타임이 짧아져서 가공성 및 보강성의 하락을 방지하는 효과를 발휘한다.According to the rubber composition for a tire tread and a tire thereof according to the present invention, the scorch time is shortened due to the strong and rapid reaction of the existing mercaptosilane with the polymer while maintaining the physical properties of the existing tire, thereby preventing the decrease in workability and reinforcing properties to perform

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

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하며, 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples will be given to help the understanding of the present invention be described in detail. However, the following examples are merely illustrative of the contents of the present invention and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.

또한, 본 발명은 특정한 부분을 상세히 기술하나, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이어서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.In addition, although the present invention will be described in detail, for those of ordinary skill in the art, it will be clear that these specific descriptions are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. , it will be said that the substantial scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.

본 발명에 따르는 타이어 트레드용 고무조성물은 원료고무, 실리카 및 실란커플링제를 포함하고, 상기 실란커플링제는 아래 화학식 1로 표기되는 화합물인 것을 특징으로 한다.The rubber composition for a tire tread according to the present invention includes raw rubber, silica, and a silane coupling agent, and the silane coupling agent is a compound represented by Formula 1 below.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112021055182154-pat00003
Figure 112021055182154-pat00003

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 15의 알킬기이고 더 바람직하게는 7 내지 12일 수 있고, R2는 1 내지 3의 탄화수소기이며, R3는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기고 더 바람직하게는 1 내지 4일 수 있으며, R4는 탄소수 1 내지 5의 탄화수소기이고, R5는 탄소수 1 내지 15의 알킬기이고 더 바람직하게는 7 내지 12일 수 있으며, 만일 R1, R5에서 탄소수 16을 초과하며, 오히려 실리카를 입체적으로 방해하여(blocking) 반응이 원활하지 않아 고무 조성물의 물성 하락의 우려가 있을 수 있다.In Formula 1, R1 is an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms and more preferably 7 to 12 carbon atoms, R2 is a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, R3 is an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to may be 4, R4 is a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, R5 is an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms and more preferably 7 to 12 carbon atoms, if R1 and R5 exceed 16 carbon atoms, rather silica There may be a risk of deterioration of the physical properties of the rubber composition because the reaction is not smooth due to steric blocking.

또한, 상기 원료고무는 천연고무, 합성고무 또는 이들의 혼합물일 수 있는데, 여기서 상기 합성고무는, 특별히 제한할 것은 아니며 예를 들어, 스티렌부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 부틸고무, 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무(E-SBR), 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무(S-SBR), 에피클로로히드린 고무, 니트릴 고무, 수소화된 니트릴 고무, 브롬화 폴리이소부틸이소프렌-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 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.In addition, the raw rubber may be natural rubber, synthetic rubber, or a mixture thereof, wherein the synthetic rubber is not particularly limited, and for example, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, 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-paramethyl styrene BIMS) rubber, urethane rubber, fluorine rubber, 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. It may be at least one selected from the group.

아울러, 상기 타이어용 고무 조성물은 원료고무 100 중량부에 대하여, 보강제로서의 실란커플링제 1 내지 15중량부를 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 addition, the rubber composition for a tire may contain 1 to 15 parts by weight of a silane coupling agent as a reinforcing agent based on 100 parts by weight of the raw rubber, and if the content is less than 1 part by weight, there may be problems in fairness and rolling resistance characteristics, , Conversely, when it exceeds 15 parts by weight, not only the physical properties deteriorate, but also a problem may occur in the rotational resistance characteristics.

또한, 상기 실리카는 BET 표면적 110~250㎡/g인 것을 사용하는 것이 실란커플링제와 반응이 효과적이며, 상기 실리카는 표면이 실란트리올(silanetriol)로 처리된 실리카를 사용할 수 있다.In addition, it is effective to use a silica having a BET surface area of 110 to 250 m 2 /g to react with a silane coupling agent, and silica having a surface treated with silanetriol may be used.

또한 보강제로 실리카외에 카본블랙을 더 포함할 수 있는데, 여기의 카본블랙은 비표면적 140㎡/g 이하의 입자를 사용하는 것이 분산 및 마모 측면에서 바람직하다.In addition, carbon black may be further included in addition to silica as a reinforcing agent, and 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 타이어용 트레드용 고무조성물은 가황제를 더 포함할 수 있는데, 상기 가황제로서는, 유기 과산화물 또는 유황계 가황제를 사용하는 것이 가능하고, 유기 과산화물로서는, 예컨대, 벤조일 퍼옥사이드, 디쿠밀 퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드, t-부틸쿠밀 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3 또는 1,3-비스(t-부틸퍼옥시프로필)벤젠, 디-t-부틸퍼옥시-디이소프로필벤젠, t-부틸퍼옥시벤젠, 2,4-디클로로벤조일 퍼옥사이드, 1,1-디-t-부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸실록산, n-부틸-4,4-디-t-부틸퍼옥시발레레이트 등을 사용할 수 있다. The rubber composition for a tread for a tire of the present invention may further include a vulcanizing agent. As the vulcanizing agent, it is possible to use an organic peroxide or a sulfur-based vulcanizing agent, and as the organic peroxide, for example, benzoyl peroxide, di cumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, cumene hydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexyne-3 or 1,3-bis(t-butylperoxy) oxypropyl)benzene, di-t-butylperoxy-diisopropylbenzene, t-butylperoxybenzene, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, 1,1-di-t-butylperoxy-3,3, 5-trimethylsiloxane, n-butyl-4,4-di-t-butylperoxyvalerate, etc. can be used.

또한, 유황계 가황제로서는, 예컨대, 유황, 모르폴린디설파이드 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서는 유황이 바람직하다. 이들 가황제는, 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다.Moreover, as a sulfur-type vulcanizing agent, sulfur, morpholine disulfide, etc. can be used, for example. Among these, sulfur is preferable. These vulcanizing agents may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.

본 발명의 상기 타이어 트레드용 고무조성물은 통상적인 고무조성물용 첨가제, 예컨대 산화아연, 스테아린산, 노화방지제, 점착제 등의 첨가제를 포함할 수 있고, 상기 첨가제의 함량은 원하는 물성에 따라 임의로 조절될 수 있다.The rubber composition for a tire tread of the present invention may include conventional additives for rubber compositions, such as zinc oxide, stearic acid, antioxidants, and adhesives, and the content of the additives may be arbitrarily adjusted according to desired physical properties. .

본 발명의 상기 타이어용 고무 조성물의 제조방법은 통상의 방법에 따라, 상기 원료고무, 카본블랙, 실리카, 공정유와, 실란 커플링제 등과 같은 첨가제를 밴버리 믹서에서 135 ~ 165℃의 온도로 혼합한 다음, 145 ~ 170℃에서 5 ~ 40분 동안 가류시키는 단계를 포함하여 제조할 수 있으므로, 상기 제조방법의 상세한 설명은 생략하기로 한다. The manufacturing method of the rubber composition for a tire of the present invention is prepared by mixing the raw material rubber, carbon black, silica, process oil, and additives such as a silane coupling agent in a Banbury mixer at a temperature of 135 to 165° C. according to a conventional method. Next, since it can be prepared including the step of vulcanization at 145 ~ 170 ℃ for 5 ~ 40 minutes, a detailed description of the manufacturing method will be omitted.

한편, 본 발명은 상기 타이어 트레드용 고무조성물을 포함하는 타이어를 제공하는데, 상기 타이어 트레드용 고무조성물을 타이어의 트레드부에 채용될 수 있다.Meanwhile, the present invention provides a tire comprising the rubber composition for a tire tread, and the rubber composition for a tire tread may be employed in a tread portion of a tire.

본 발명의 상기 타이어는 상술한 타이어용 고무 조성물을 이용하여 제조하는데, 상기 고무 조성물을 이용하는 범위에서 통상적인 타이어의 제조방법인 한, 특별히 제한되는 것은 아니므로, 통상의 방법으로 본 발명의 타이어를 제조할 수 있다.The tire of the present invention is manufactured using the above-described rubber composition for a tire, and as long as it is a conventional tire manufacturing method within the scope of using the rubber composition, the tire of the present invention is not particularly limited. can be manufactured.

이하, 본 발명을 하기 실시예 및 실험예에 의하여 보다 구체적으로 설명한다. 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 실시하기 위한 예에 지나지 않으며, 본 발명의 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Experimental Examples. The following examples and experimental examples are merely examples for carrying out the present invention, and are not intended to limit the protection scope of the present invention.

비교예 1, 2, 실시예 1 내지 3 Comparative Examples 1 and 2, Examples 1 to 3

하기 표 1(단위: 중량부)과 같은 조성의 성분 및 함량을 밴버리 믹서(banbury mixer)에 첨가하고 135℃ 6분 배합하여 배합물을 얻었다.The components and contents of the composition shown in Table 1 (unit: parts by weight) were added to a Banbury mixer and blended at 135° C. for 6 minutes to obtain a formulation.

상기의 배합물에 가류제로서 유황을 첨가하고, 160℃에서 15분 동안 가류하여 고무 시편을 제조하였다. Sulfur was added as a vulcanizing agent to the above formulation, and vulcanized at 160° C. for 15 minutes to prepare a rubber specimen.

항목Item 비교예 1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 스티렌부타디엔 고무 Styrene Butadiene Rubber 7070 7070 7070 7070 7070 부타디엔 고무butadiene rubber 3030 3030 3030 3030 3030 실리카silica 8080 8080 8080 8080 8080 실란커플링제 1Silane coupling agent 1 88 -- -- -- -- 실란커플링제 2Silane coupling agent 2 -- 88 -- -- -- 실란커플링제 3Silane coupling agent 3 -- -- 88 1212 실란커플링제 4Silane coupling agent 4 88 카본블랙carbon black 55 55 55 55 55 산화아연zinc oxide 33 33 33 33 33 스테아린산stearic acid 22 22 22 22 22 노화방지제anti-aging agent 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 sulfur 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 DPGDPG 2.02.0 CZCZ 2.02.0 2.02.0 2.02.0 2.02.0 2.02.0 TBzTDTBzTD -- 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2

- 실란커플링제1은 설파이드계 실란으로 TESPT임- Silane coupling agent 1 is a sulfide-based silane, TESPT

- 실란커플링제2는 메르캅토기 실란으로 Si-363임- Silane coupling agent 2 is a mercapto group silane, Si-363

- 실란커플링제3은 하기 화학식 2로 표기되는 화합물- Silane coupling agent 3 is a compound represented by the following formula (2)

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112021055182154-pat00004
Figure 112021055182154-pat00004

- 실란커플링제4는 하기 화학식 3으로 표기되는 화합물- Silane coupling agent 4 is a compound represented by the following formula (3)

<화학식 3><Formula 3>

Figure 112021055182154-pat00005
Figure 112021055182154-pat00005

<실험예> <Experimental example>

상기 표 1에서 제조한 각각의 고무 시편에 대해 무니(Mooney)점도, 인장물성(Tensile), 동적 점탄성(DMA), 마모(Din Abrasion) 등과 같은 물성을 ASTM 관련 규정에 의해 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.For each rubber specimen prepared in Table 1 above, physical properties such as Mooney viscosity, tensile properties (Tensile), dynamic viscoelasticity (DMA), and abrasion (Din Abrasion) were measured according to ASTM-related regulations, and the results were measured It is shown in Table 2 below.

항목Item 비교예 1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 무니점도Mooney viscosity MV@100℃MV@100℃ 100100 124124 120120 115115 118118 T05T05 15.315.3 7.97.9 12.812.8 14.014.0 11.511.5 MDR(180℃)MDR(180℃) T50T50 1.81.8 0.90.9 1.41.4 1.71.7 1.21.2 인장물성tensile properties HD'sHD's 7272 7070 7474 6969 6363 300%-M300%-M 136136 124124 132132 115115 100100 T.ST.S. 162162 188188 205205 187187 165165 E.BE.B. 346346 414414 431431 372372 425425 DMADMA TgTg -7.0-7.0 -6.6-6.6 -6.3-6.3 -4.4-4.4 -4.5-4.5 tanδ0℃
(index)
tanδ0℃
(index)
0.675
(95)
0.675
(95)
0.710
(100)
0.710
(100)
0.719
(101)
0.719
(101)
0.739
(104)
0.739
(104)
0.745
(105)
0.745
(105)
tanδ60℃
(index)
tanδ60℃
(index)
0.114
(69)
0.114
(69)
0.087
(100)
0.087
(100)
0.078
(110)
0.078
(110)
0.094
(92)
0.094
(92)
0.091
(95)
0.091
(95)
WearWear Loss,(g)Loss,(g) 0.156
(104)
0.156
(104)
0.163
(100)
0.163
(100)
0.154
(106)
0.154
(106)
0.172
(94)
0.172
(94)
0.175
(93)
0.175
(93)

- 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 (rubber for rotating rotor) 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 above Mooney viscosity, MV@125°C means the minimum torque value of viscosity in the measurement of 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.- Among the Mooney viscosity, T05 (Mooney scorch time) means the time (min) when ML + 5 units, and the ML means the time (min) when the viscosity has the minimum torque value at 5 ° C. Mooney viscosity measurement do.

- 경도는 고무시편의 실수치로서, ASTM규격에 의해 측정하였으며, 수치가 높을수록 경도가 우수함을 의미한다.- Hardness is a real value of a rubber specimen, 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 of a rubber specimen at 300% elongation, 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 the value obtained by dividing the maximum tensile load until the specimen breaks in the tensile test of the material by the cross-sectional area of the specimen before the test. The larger the number, the better the tensile strength.

- 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 의미한다- Tg means the temperature at which the polymer branches of the polymer material are activated and start to move depending on 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 braking performance.

- tanδ@ 60℃는 구름저항의 지표인 탄델타(tanδ60℃)로서, DMA(Dynamic Mechanical Analysis)시험기에 의해서 11Hz로 측정한 결과로서, 회전저항성능의 인덱스로 사용되며, 수치가 낮을수록 회전저항성능이 우수함을 의미한다.- tanδ@60℃ is tandelta (tanδ60℃), which is an index of rolling resistance, measured at 11Hz by a DMA (Dynamic Mechanical Analysis) tester, and is used as an index of rolling resistance performance. The lower the number, the more the rolling resistance It means excellent performance.

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

상기 표 2의 결과에서 보는 바와 같이, 본 발명의 상기 표 1에서 제조한 실란을 실란 커플링제로 포함하는 고무 조성물(실시예 1, 2)은 종래의 메르캅토 실란(비교예 2)과 비교하여, 모듈러스 및 인장강도(T.S)는 유사하고, 신장율(E.B)은 더 우수하며, 제동 성능의 지표인 tanδ℃는 동등하고, 구름 저항의 지표인 tanδ60℃와 마모 성능은 향상된다. As shown in the results of Table 2, the rubber compositions (Examples 1 and 2) containing the silane prepared in Table 1 of the present invention as a silane coupling agent were compared with the conventional mercaptosilane (Comparative Example 2). , modulus and tensile strength (T.S) are similar, elongation (E.B) is better, tanδ°C, an index of braking performance, is equal, and tanδ60°C, an index of rolling resistance, and wear performance are improved.

또한, 기존 메르캅토 실란 대비 스코치타임이 길어져 가공성이 매우 향상됨을 알 수 있고, 실시예3에 사용된 실란을 포함하는 고무 조성물 결과, 구름저항 지표인 tanδ60℃ 은 우수하지만, 물성이 상대적으로 낮다. In addition, it can be seen that the scorch time is longer compared to the existing mercapto silane, so that the workability is very improved.

이상으로부터 본 발명에 따르는 타이어 트레드용 고무조성물은 종래의 메르캅토 실란이 갖고 있는 커다란 단점인 가공성이 향상된 타이어 트레드용 고무조성물과 그를 이용한 타이어가 우수함을 알 수 있다.From the above, it can be seen that the rubber composition for a tire tread according to the present invention is excellent in a rubber composition for a tire tread with improved processability, which is a major disadvantage of the conventional mercapto silane, and a tire using the same.

Claims (4)

원료고무, 실리카 및 실란커플링제를 포함하고,
상기 실란커플링제는 아래 화학식 1로 표기되는 화합물인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무조성물.
<화학식 1>
Figure 112021055182154-pat00006

(상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 15의 알킬기이고, R2는 1 내지 3의 탄화수소기이며, R3는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이고 R4는 탄소수 1 내지 5의 탄화수소기이며, R5는 탄소수 1내지 15의 알킬기임)
Including raw material rubber, silica and silane coupling agent,
The rubber composition for a tire tread, characterized in that the silane coupling agent is a compound represented by Formula 1 below.
<Formula 1>
Figure 112021055182154-pat00006

(In Formula 1, R1 is an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, R2 is a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, R3 is an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, R4 is a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and R5 is a carbon number 1 to 15 alkyl groups)
제 1 항에 있어서,
상기 원료고무 100 중량부에 대하여 실란커플링제 1 내지 15중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무조성물.
The method of claim 1,
A rubber composition for a tire tread, characterized in that 1 to 15 parts by weight of a silane coupling agent is used based on 100 parts by weight of the raw rubber.
제 1 항에 있어서,
상기 실란커플링제는 아래 화학식 2에 의하여 표기되는 화합물인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무조성물.
<화학식 2>
Figure 112021055182154-pat00007
The method of claim 1,
The rubber composition for a tire tread, characterized in that the silane coupling agent is a compound represented by Formula 2 below.
<Formula 2>
Figure 112021055182154-pat00007
제 1 내지 3 항 중 어느 한 항에 의한 타이어 트레드용 고무조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어.A tire comprising the rubber composition for a tire tread according to any one of claims 1 to 3.
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