KR20020086248A - 고무 조성물 및 이를 포함하는 타이어 - Google Patents

고무 조성물 및 이를 포함하는 타이어 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의해 타이어용으로 유용한 고무 조성물이 제공된다. 조성물은 고무를 기준으로 하여, 스티렌-부타디엔 고무(여기서, 스티렌 함량은 스티렌-부타디엔 고무를 기준으로 하여, 약 20중량% 내지 약 60중량%이다) 약 70중량%를 함유하는 고무 100중량부, 뵈마이트 5 내지 100중량부, BET 비표면적이 약 130m2/g 내지 약 300m2/g인 실리카 0 내지 100중량부 및 카본 블랙 5 내지 200중량부를 포함한다. 당해 고무 조성물을 포함하는 타이어는 저연비성, 습윤노면 견인력 및 내마모성이 우수하다.

Description

고무 조성물 및 이를 포함하는 타이어{Rubber composition and tire comprising the same}
본 발명은 고무 조성물 및 이를 포함하는 타이어에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 제동성 및 습윤노면 견인력(wet traction)이 우수하고 구름 저항(rolling resistance)이 적으며 내마모성이 우수한 타이어를 제공할 수 있는 고무 조성물 및 이러한 고무 조성물을 포함하는 타이어에 관한 것이다.
최근, 타이어의 특성은 환경 보호에 대한 세계적 추세 뿐만 아니라 보다 개선된 자동차의 성능에 대한 요구에 반응하여 보다 다양화되고 정교해지는 것이 요구된다. 이러한 요구되는 특성 중에서 세 가지 사항, 즉 "저연비성(낮은 구름 저항에 상응함)", "내마모성" 및 "습윤노면 견인력"의 조합은 "매직 트라이앵글(magic triangle)"로 지칭되며 적절히 균형있게 개선되는 것이 강조되어 왔다. 이러한 사항 중 습윤노면 견인력은 습윤한 도로상에서의 제동성 및 주행 안정성의 지수이며, 타이어에 대한 연비는 타이어의 구름 저항에 상응한다.
상기 기술한 요구되는 특성으로서, 저연비성 및 습윤노면 견인력은 실리카를트레드 고무내로 충전하는 방법에서 내마모성을 감소시키기 않으면서 개선시킬 수 있다는 것이 제안된 바 있다(예를 들어, 일본 공개특허공보 제(평)3-252431호(미국 제5,409,969호에 상응함), 제(평)6-248116호 및 제(평)8-225684호(미국 특허 제5,717,016호에 상응함)에 기재되어 있음). 그러나, 실리카를 충전하는 이러한 방법은 수득되는 타이어의 저장 탄성을 감소시키기 때문에, 이의 건조노면 견인력의 감소와 같은 문제가 발생한다. 보다 많은 실리카를 충전함으로써 건조노면 견인력의 감소 문제를 해결할 수 있음이 제안된 바 있으나, 실리카의 충전량을 증가시킴으로써 충전제의 총량이 수득되는 타이어 내에 너무 다량으로 증가되기 때문에 타이어 트레드 고무의 가공성이 저하된다는 새로운 문제가 유발될 수 있다.
충전제로서 실리카 이외의 무기 화합물을 함유하는 고무 조성물이 또한 제안된 바 있다. 예를 들어, 실리카 이외에 카본 블랙 및 무기 화합물 분말을 트레드 고무내로 충전하여 수득되는 고무 조성물이 일본 공개특허공보 제(평)7-149950호에 제안되어 있다. 이러한 고무 조성물은 가공성에 미치는 악영향(다량의 실리카가 충전되는 경우 흔히 관찰됨)을 받지 않을 수 있으며 어느 정도의 습윤노면 견인력을 갖는 타이어를 생성시킬 수 있다. 그러나, 고무 조성물의 내마모성은 불충분하다. 내마모성의 개선용으로서, 입자 크기가 0.8㎛인 수산화알루미늄을 함유하는 고무 조성물이 일본 공개특허공보 제2000-204197호(유럽 특허원 제1,000,965호에 상응함)에 제안되어 있다. 그러나, 이러한 고무 조성물의 내마모성도 불충분하며 보다 개선되는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 저연비성 및 습윤노면 견인력을 유지하며 내마모성이 개선된 타이어를 제공할 수 있는 고무 조성물 뿐만 아니라 이러한 타이어 그 자체를 제공하는 것이다.
본 발명의 발명자들은 고무 조성물에서 사용될 수 있는 충전제를 조사하였으며 마침내 본 발명을 달성하였다.
본 발명은
(i) 디엔계 합성 고무를 포함하는 고무를 기준으로 하여, 디엔계 합성 고무 약 70중량% 이상을 함유하는 고무 100중량부,
(ii) 뵈마이트 5 내지 100중량부,
(iii) BET 비표면적이 약 130m2/g 내지 300m2/g인 실리카 0 내지 100중량부 및
(iv) 카본 블랙 5 내지 200중량을 포함하는 고무 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
(i) 고무를 기준으로 하여, 스티렌-부타디엔 고무(여기서, 스티렌 함량은 스티렌-부타디엔 고무를 기준으로 하여, 약 20중량% 내지 약 60중량%이다) 약 70중량% 이상을 함유하는 고무 100중량부,
(ii) 뵈마이트 5 내지 100중량부,
(iii) BET 비표면적이 약 130m2/g 내지 약 300m2/g인 실리카 0 내지 100중량부 및
(iv) 카본 블랙 5 내지 200중량부를 포함하는 고무 조성물을 제공한다.
추가로, 본 발명은 상기 기술한 고무 조성물중의 어느 하나를 포함하는 타이어를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 기술한 고무 조성물 중의 어느 하나를 타이어로서 사용하는 방법을 제공한다.
본 발명의 고무 조성물은 디엔계 합성 고무를 함유하는 고무를 기준으로 하여, 디엔계 합성 고무 약 70중량% 이상을 함유하는 고무를 포함한다. 디엔계 합성 고무를 함유하는 고무 중의 디엔계 고무의 양이 약 70중량% 미만인 경우, 습윤노면 견인력이 만족스러운 타이어를 수득하는 것이 어려울 수 있다. 디엔계 합성 고무의 예로는 스티렌-부타디엔 고무, 폴리부타디엔 고무 및 폴리이소프렌 고무 등이 포함된다. 상기 고무 중의 어느 하나를 단독으로 사용하거나 이들 둘 이상을 배합하여 사용할 수 있다. 디엔계 합성 고무는 바람직하게는 스티렌-부타디엔 고무이며, 보다 바람직하게는 디엔계 합성 고무를 기준으로 하여, 스티렌계 성분 약 20중량% 내지 약 60중량%를 포함하는 스티렌-부타디엔 고무이다. 스티렌계 성분을 약 20중량% 미만의 양으로 함유하는 스티렌-부타디엔 고무을 사용하는 경우, 수득되는 타이어의 습윤노면 견인력은 감소되는 경향이 있다. 이와 달리, 스티렌계 성분을60중량% 이상의 양으로 함유하는 스티렌-부타디엔 고무를 사용하는 경우, 수득되는 고무 조성물의 강성은 증가되는 경향이 있으며 수득되는 타이어의 내마모성 및 습윤노면 견인력은 감소될 수 있다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 고무 조성물은, 고무 성분으로서, 스티렌 함량이 스티렌-부타디엔 고무를 기준으로 하여, 약 20중량% 내지 약 60중량%인 스티렌-부타디엔 고무를 포함한다. 이러한 조성물로 이루어진 타이어는 만족스러운 습윤노면 견인력을 갖는다.
본 발명의 고무 조성물은 뵈마이트를 포함한다. 뵈마이트는 알루미나 수화물(즉, 수산화알루미늄) 중의 하나일 수 있으며, X-선 회절 분석에 의해 측정되는 이의 결정 구조는 뵈마이트 또는 가성-뵈마이트의 구조이다. 본 발명에서 사용되는 뵈마이트는 약 100nm 미만의 평균 1차 입자 크기를 가질 수 있다. 뵈마이트(수산화알루미늄)의 평균 1차 입자 크기는 바람직하게는 약 1nm 이상이다. 또한, 뵈마이트는 바람직하게는 평균 1차 입자 크기가 약 50nm 미만이며, 보다 바람직하게는 약 10nm 미만이다. 뵈마이트의 평균 1차 입자 크기는 훼레(Feret) 직경으로서 표현될 수 있다. 훼레 직경은 투과 전자 현미경 시야내의 입자를 시야를 횡단하는 일정 방향의 2개의 평행선 사이에 샌드위칭시키고 그 평행선 사이의 거리를 측정함으로써 수득될 수 있다[참조 문헌: Particle Engineering Handbook, page 4, published by ASAKURASHOTEN in 1965]. 본 발명에서 사용되는 뵈마이트는 통상적으로 화학식 Al2O3·H2O로 표현될 수 있으며, 바람직하게는 뵈마이트의 (120) 격자면에 수직 방향으로 약 1nm 내지 약 30nm의 결정 크기를 가진다. 결정 크기가 약 1nm 미만인 경우, 뵈마이트의 1차 입자 사이의 응집력이 증가되는 경향이 있으며, 이는 고무중에 분산되는 것을 어렵게할 수 있다. 이와 달리, 결정 크기가 약 30nm을 초과하는 경우, 고 내마모성 고무 조성물을 수득하는 것이 어려울 수 있다. 결정 크기는 X-선 회절 프로파일을 사용하여 뵈마이트의 (120) 격자면을 피크의 절반 폭 값에 대해 조사하고 이어서 당해 수치를 셰러(Scherrer) 방정식에 적용하여 계산할 수 있다.
본 발명에서, 상기 기술한 뵈마이트는 상기 기술한 고무 100중량부를 기준으로 하여, 5중량부 이상, 및 바람직하게는 10중량부 이상의 양으로 사용할 수 있다. 또한, 뵈마이트는 고무 100중량부를 기준으로 하여, 100중량부 미만 및 바람직하게는 80중량부 미만의 양으로 사용할 수 있다. 고무당 뵈마이트의 양이 상기 범위에서 벗어나는 경우, 저연비성, 고내마모성 및 고습윤노면 견인력을 나타내는 타이어에 적합한 고무 조성물을 수득하는 것이 어려울 수 있다. 예를 들어, 뵈마이트의 양이 100중량부를 초과하는 경우, 수득되는 타이어의 내마모성이 감소될 수 있다.
뵈마이트가, 내마모성이 높으며 저연비성 및 고습윤노면 견인력을 유지하는 타이어에 적합한 고무 조성물을 제공하는데 영향을 미칠 수 있는 이유는 명확하지 않다. 뵈마이트의 입자 크기 및 입자 크기의 분포가 (기브자이트와 같은 다른 알루미나 수화물보다) 작다는 것이 상기 잇점을 달성하는데 영향을 미칠 수 있는 것으로 추측된다.
본 발명에서 사용되는 뵈마이트는 예를 들어 알루미늄 알콕사이드를 가수분해시키거나 알루미늄 염(예: 알루민산나트륨)을 중화시키거나 활성화된 알루미나(예: ρ알루미나)를 재수화시키거나 초임계 물속에서 알루미늄 염(예: 질산알루미늄)을 가수분해시켜 수득할 수 있다. 상기 기술한 방법 중의 어느 하나에 의해 제조되는 뵈마이트를 열수 처리에 의해 숙성시킬 수도 있다. 이들 방법에서, 뵈마이트의 결정 크기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 이들 방법은 평균 1차 입자 크기가 약 1nm 내지 약 100nm이고 결정 크기가 뵈마이트의 (120) 격자면에 수직 방향으로 약 1nm 내지 약 30nm인 뵈마이트를 일관되게 제공할 수 있다.
본 발명의 고무 조성물에는 실리카가 임의로 포함된다. 실리카는 화학식 SiO2로 표현될 수 있으며 약 130m2/g 내지 약 300m2/g의 BET 비표면적을 가질 수 있다. 실리카의 BET 비표면적이 약 130m2/g 미만인 경우, 탄성률이 충분한 고무 조성물을 수득하는 것이 어려울 수 있기 때문에, 타이어에서 사용되는 경우 수득되는 타이어의 내마모성이 불충분한 경향이 있을 수 있다. 이와 달리, BET 비표면적이 약 300m2/g를 초과하는 경우, 고무 조성물의 가공성이 감소될 수 있다. 이로 인해 실리카가 고무 조성물 중에 불량하게 분산될 수 있기 때문에, 수득되는 타이어의 내마모성이 불충분할 수 있다. 실리카의 양은 상기 기술한 고무 100중량부를 기준으로 하여, 0 내지 100중량부일 수 있다. 바람직하게는, 기체상 공정 또는 습식 공정(예: 침전 공정)에 의해 제조된 실리카를 사용한다.
본 발명의 고무 조성물에는 카본 블랙이 함유될 수 있다. 카본 블랙은 바람직하게는 약 80m2/g 내지 약 280m2/g의 BET 비표면적을 가진다. 카본 블랙의 BET 비표면적이 약 80m2/g를 초과하는 경우, 수득되는 고무 조성물의 내마모성이 감소될 수 있다. 이와 달리, BET 비표면적이 약 280m2/g를 초과하는 경우, 고무 조성물의 가공성이 감소될 수 있다. 카본 블랙의 양은 상기 기술한 고무 100중량부를 기준으로 하여, 5 내지 200중량부일 수 있다. 카본 블랙의 양이 5중량부 미만인 경우, 카본 블랙의 보강 효과가 불충분할 수 있으며 수득된 고무 조성물의 내마모성도 불충분할 수 있다. 이와 달리, 카본 블랙의 양이 200중량부를 초과하는 경우, 고무 조성물의 가공성이 감소될 수 있다.
본 발명의 고무 조성물은 약 0.1 미만(및 바람직하게는 약 0.07 미만 및 보다 바람직하게는 약 0.04 미만)의 Y/X 지수를 가질 수 있으며, 이는 고무 조성물중에 포함된 뵈마이트 중의 알루미늄의 스펙트럼의 시그널 강도의 평균값 X 및 표준 편차값 Y로부터 계산할 수 있는데, 이때 스펙트럼은 X-선 미세분석기(이후에는 "EPMA"로서 지칭함)를 사용하여 측정한다. 알루미늄의 스펙트럼은 고무 조성물의 단면적에 빔을 주사하고 스펙트럼선을 분석함으로써 EPMA를 사용하는 스펙트럼선 분석에서 수득할 수 있다. Y/X 지수는 고무 조성물중의 뵈마이트의 분산성을 반영할 수 있다. 보다 큰 Y/X 지수는 고무 매트릭스(즉, 고무 조성물)중의 Al 원소(뵈마이트에 상응함)의 국재화(즉, 불량한 분산성)를 나타내며, 보다 작은 Y/X 지수는 Al 원소의 균일한 분산(즉, 우수한 분산성)을 나타낸다. EPMA 측정시 보다 긴 빔 주사 거리는 고무 조성물중의 넓은 영역에 걸친 뵈마이트 분산 상태를 반영할 수있다. 주사 거리는 바람직하게는 약 100㎛ 이상 및 보다 바람직하게는 약 200㎛ 이상이다.
본 발명의 고무 조성물은, 예를 들어, 디엔계 합성 고무 70중량부 이상을 함유하는 고무 성분의 유액을 뵈마이트 슬러리와 혼합하고 수득되는 현탁액중의 고무 입자 및 뵈마이트 입자를 동시침전시킨 다음, 수득되는 침전물을 현탁액으로부터 분리시키는 방법으로 제조할 수 있다. 대안으로, 본 발명의 고무 조성물은 뵈마이트 함량이 높은 스티렌-부타디엔 고무를 상기 기술한 방법으로 제조하고 제조된 스티렌-부타디엔 고무를 다른 고무로 희석함으로써 목적하는 양의 뵈마이트를 갖도록 제조할 수 있다.
상기 기술한 방법에서, 고무 유액과 뵈마이트 슬러리의 혼합은 바람직하게는 고무 유액의 pH가 뵈마이트 슬러리의 pH와 실질적으로 동일하고 전자 및 후자의 pH 간의 차이가 바람직하게는 약 1 미만, 보다 바람직하게는 약 0.5 미만인 조건하에 수행한다. 예를 들어, 이러한 pH 조절은, 뵈마이트 슬러리의 pH를 4 내지 9에서 조정하고 이어서 앞서 조정된 pH에서 양성 계면 전위를 가지는 고무 유액을 뵈마이트 슬러리에 첨가하는 방법 또는 뵈마이트 슬러리의 pH를 10 내지 12에서 조정하고 이어서 앞서 조정된 pH에서 음성 계면 전위를 가지는 고무 유액을 뵈마이트 슬러리에 첨가하는 방법 등으로 수행한다.
또한, 고무 유액과 뵈마이트 슬러리의 혼합은 바람직하게는 고무의 계면 전위가, 수득되는 혼합물중의 뵈마이트의 부호와 동일한 부호를 가지는 조건하에 수행한다. 예를 들어, 이러한 계면 전위 부호의 조절은 고무 유액의 pH 또는 뵈마이트 슬러리의 pH를 조정하는 방법, 고무 유액의 pH와 뵈마이트 슬러리의 pH를 조정하는 방법, 뵈마이트를 음이온성 시약(예: 나트륨 헥사메타포스페이트 및 나트륨 폴리카복실레이트)으로 처리하여 뵈마이트의 표면에 음전위를 부여하는 방법 또는 뵈마이트를 양이온성 시약(예: 디알릴아민, 아크릴아미드 및 암모늄 헥사메타포스페이트)으로 처리하여 뵈마이트의 표면에 양전위를 부여하는 방법 등으로 수행한다.
고무 유액과 뵈마이트 슬러리를 혼합시, 성분 둘다를 균일하게 혼합할 수 있는 기구를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 혼합 기구는 수득되는 혼합물의 점도가 고체 함량, pH 및/또는 혼합물에 임의로 첨가되는 첨가제에 따라 변하기 때문에 조건에 따라 선택해야 한다. 혼합물의 점도가 낮은 경우, 교반 블레이드가 장착된 범용 기구를 사용할 수 있다. 경우에 따라 균질기 또는 호모제터(homojetter)를 사용할 수도 있다. 혼합물의 점도가 높은 경우, 바람직하게는 혼련기 등을 사용한다. 고무 유액과 뵈마이트 슬러리의 혼합물에 신장 오일(extending oil; 때로 프로세스유로서 지칭되기도 함), 항산화제, 노화방지제, 스테아르산, 산화아연 및 왁스, 가황제(예: 황) 및/또는 가황 촉진제를 첨가할 수도 있다.
고무 유액을 뵈마이트 슬러리와 혼합하여 수득되는 혼합물은 고무 및 뵈마이트를 동시침전시킨 후 현탁액으로부터 분리시킬 수 있다. 동시침전은 염석을 개시하기 위한 염(예: 염화나트륨)의 수용액, 혼합물의 pH를 변화시키기 위한 산 또는 알칼리 수용액, 중합체 응집제(예: 폴리아크릴아미드)의 수용액 또는 이들의 배합물을 첨가하여 달성할 수 있다. 예를 들어, 이러한 공침전은 염화나트륨의 포화 수용액을 pH가 10 내지 12인 (고무 유액과 뵈마이트의) 혼합물에 첨가하여 혼합한 다음, 수득되는 혼합물을 pH가 약 4인 황산에 적가하는 방법 또는 pH가 10 내지 12인 혼합물을 중합체 응집제를 함유하는 설페이트화 산성 용액과 연속적으로 혼합하는 방법 등으로 수행할 수 있다. 중합체 응집제는 혼합물중의 고무 및 뵈마이트가 플로크를 형성하도록 하며, 이는 고체-액체가 효율적으로 분리되게 할 수 있다. 고체-액체 분리는 예를 들어, 대기압, 진공 또는 가압하에서의 여과 또는 원심분리 등에 의해 수행할 수 있다.
고체-액체 분리 후에 수득되는 고무 조성물은 경우에 따라 건조시킬 수 있다. 예를 들어, 연속적 재료 전달 건조기(예: 폭기 밴드 건조기 및 터널 건조기) 또는 재료 교반 드라이어(예: 그루브 교반 건조기 및 혼련 건조기) 등을 사용하여 건조시킬 수 있다. 건조 온도는 약 50℃ 내지 약 130℃의 범위일 수 있다.
고체-액체 분리 후에 수득되는 고무 조성물은 이에 균일하게 분산된 뵈마이트를 함유할 수 있다. 이러한 고무 조성물은 뵈마이트 함량이 증가된 마스터 배치로서 사용할 수 있다. 고무 조성물은 경우에 따라 가황제, 가황 촉진제, 가황 보조제, 가황 지연제, 노화방지제, 연화제, 접착제, 뵈마이트 이외의 충전제, 증량제 및/또는 착색제가 보충될 수 있다. 고무 조성물과 이러한 보충제(들)를 혼련하고 가압 가황, 전달 성형 가황, 사출 성형 가황 또는 압출 연속 가황에 도입하여 가황 고무 조성물을 제공할 수 있다. 타이어와 같은 제품은, 가황 고무 조성물을 상기 기술한 바와 같이 수득된 마스터 배치, 가황제 및 가황 촉진제와 혼합하여 이의 혼합물을 수득하고 혼합물을 성형한 다음, 가황시키는 방법으로 제조할 수 있다.
본 발명의 고무 조성물은 바람직하게는 자동차, 오토바이 및 트럭 타이어에서 사용하며 특히 타이어 트레드에서 사용하는 것이 권장된다. 또한, 고무 조성물은 완충재, 벨트, 기포, 필름, 카페트 안감, 전선 피복재 및 공과 같은 기타 용도로서 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어는 상기 기술한 고무 조성물을 이의 출발 물질로서 사용하는 것을 제외하는 경우 통상의 타이어용으로 사용되는 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 타이어는 본 발명의 고무 조성물을 래디얼 타이어의 접지면으로 결합시키고 타이어를 가황 가압 금형내에 위치시킨 다음, 가열로 가황시켜 제조할 수 있다.
본 발명에 따라서, 저연비성, 습윤노면 견인력 및 내마모성의 측면에서 개선된 타이어뿐만 아니라, 바람직하게는 이러한 타이어에서 사용되는 고무 조성물이 제공된다.
상기와 같이 본 발명을 기술하나 이는 다수의 방식으로 다양화될 수 있다는 것이 명백할 수 있다. 이러한 변형은 본 발명의 취지 및 범주내에서 고려될 것이며, 당해 분야의 숙련가에게 명백할 수 있는 모든 이러한 변형은 하기 특허청구범위의 범주내에 포함된다.
명세서, 특허청구범위 및 요약서를 명시하는, 2001년 5월 10일자로 출원된 일본 특허원 제2001-139815호의 전체 내용은 전문이 본원에서 참조로 인용된다.
실시예
본 발명은 본 발명의 범주에 대한 제한으로서 해석되지 않아야하는 하기 실시예를 참조로 하여 보다 상세히 기술된다.
실시예 1
유리 용기에, 알루미늄 알콕시드(평균 1차 입자 크기: 5nm, (120) 격자면에 수직 방향인 결정 크기: 5nm, 고체 함량: 7중량%)를 가수분해시켜 수득된 뵈마이트 슬러리 286g을 첨가하고, pH가 10.7이 되도록 조정하고 65℃로 가열하여 슬러리를 수득한다. 상기 슬러리에 온도가 65℃인 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 라텍스(스티렌 함량: 35중량%, 고체 함량: 약 25중량%, 계면 전위 부호: 음성, pH: 10.7, 제조원: SUMITOMO CHEMICAL CO., Ltd.) 410g를 첨가한 다음, 600rpm에서 교반한다. 수득되는 혼합물에, 지속적으로 교반하면서 NaCl 수용액 260㎖(25중량%), 노화 방지제(상품명: Antigene 6C, 제조원: SUMITOMO CHEMICAL Co., Ltd.) 0.2g 및 신장 오일(상품명: Fukkol Aromax 3, 제조원: FUJIKOSAN) 37.5g을 이러한 순서대로 첨가한 다음, 서로 혼합하여 점성 뵈마이트-SBR 혼합물을 수득한다.
별도로, 물 1.85ℓ, NaCl 수용액 337㎖(25중량%), 0.1N 황산 269㎖ 및 응집제(상품명: Sumirez TE-5, 제조원: SUMITOMO CHEMICAL Co., Ltd.) 0.44g을 서로 혼합하고 65℃로 가열한다. 65℃의 수득되는 혼합물에, 600rpm에서 교반하면서 적하 깔때기를 사용하여 상기 수득된 뵈마이트-SBR 혼합물을 적가하여 응집시킴으로써 슬러리를 수득한다. 적가는 혼합물의 pH가 3.6 내지 4에서 조정되도록 0.1N 황산을 혼합물에 첨가면서 수행한다. 적가 후, 슬러리를 10분 동안 교반하고 진공 여과 장치를 사용하여 고체-액체 현탁액을 분리시켜 현탁액중의 고체를 수득한다. 고체를 고체보다 2배가 많은 양의 온도가 80℃인 물로 세척하고 이어서 1cm3입방체 조각으로 파쇄시킨 다음, 80℃의 오븐에서 건조시킨다.
밀(상품명: LABOPLASTMILL, 모델: 20-200C, 블레이드: B-75, 제조원: Toyoseiki Seisakusho Co., Ltd.)에, 수득된 건조 물질 40g을 넣고 실리카(BET 비표면적:200m2/g) 5g 및 카본 블랙(BET 비표면적: 150m2/g) 17.8g을 첨가하면서 105℃에서 80rmp으로 혼련한다. 추가로, 이에 촉진제(상품명: Soxinol CZ, 제조원: SUMITOMO CHEMICAL Co., Ltd.) 0.3g, 황 0.42g, 산화아연 0.6g, 스테아르산 0.6g, 노화방지제(상품명: Antigen 3C, 제조원: SUMITOMO CHEMICAL Co., Ltd.) 0.45g 및 왁스(상품명: SUNNOC N, 제조원: OUCHISHINKO Chemical Industrial Co., Ltd.) 0.45g을 첨가하고 수득되는 혼합물을 5분 동안 혼련하여 비가황 고무 조성물을 수득한다. 비가황 고무 조성물을 가황시키고 20분 동안 170℃에서 가열 프레스를 사용하여 성형하여 가황 조성물을 수득한다.
수득된 가황 고무 조성물의 단면적은, 가속 전압이 10kV이고 흡수 전류가 1㎂이고 빔 직경이 10㎛Φ이며 주사 거리가 400㎛인 조건하에 빔을 주사하여 알루미늄 특성 X-선 강도에 대해 조사함으로써 모든 주사점에서 X-선 강도 데이터의 평균값 X 및 표준 편차값 Y를 수득하고 이로부터 Y/X 지수를 계산한다.
실시예 2
뵈마이트 슬러리의 양을 1430g으로 변화시킨다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정을 수행하여 가황 고무 조성물을 수득한다.
실시예 3
뵈마이트의 평균 1차 입자 크기가 13nm이고 고체 함량이 7중량%인 뵈마이트 슬러리를 사용한다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정을 수행하여 가황 고무 조성물을 수득한다.
실시예 4
그린 타이어(Green Tire)로서 지칭되는 래디알 타이어의 접지면을 실시예 1, 2 및 3에서 수득된 비-가황 고무 조성물과 각각 결합시킨 다음, 가황 프레스 금형에 넣어서 가열시키고 가황시켜 타이어를 수득한다.
본 발명에 의해, 저연비성 및 습윤노면 견인력을 유지하며 내마모성이 개선된 타이어를 제공할 수 있는 고무 조성물 및 이러한 조성물을 포함하는 타이어가 제공된다.

Claims (7)

  1. (i) 고무를 기준으로 하여, 스티렌-부타디엔 고무(여기서, 스티렌 함량은 스티렌-부타디엔 고무를 기준으로 하여, 약 20중량% 내지 약 60중량%이다) 약 70중량% 이상을 함유하는 고무 100중량부,
    (ii) 뵈마이트 5 내지 100중량부,
    (iii) BET 비표면적이 약 130m2/g 내지 약 300m2/g인 실리카 0 내지 100중량부 및
    (iv) 카본 블랙 5 내지 200중량부를 포함하는 고무 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 고무(i)가, 스티렌 함량이 스티렌-부타디엔 고무를 기준으로 하여, 약 20중량% 내지 약 60중량%인 스티렌-부타디엔 고무인 고무 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 뵈마이트의 평균 1차 입자 크기가 약 100nm 미만인 고무 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 뵈마이트의 결정 크기가 뵈마이트의 (120) 격자면에 수직 방향으로 약 1nm 내지 약 30nm인 고무 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, X-선 미세분석기를 사용한 스펙트럼선 분석으로 측정된, 고무 조성물 중의 알루미늄의 스펙트럼의 시그널 강도의 평균값 X 및 표준 편차값 Y로부터 계산되는 Y/X 지수가 약 0.1 미만인 고무 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 따르는 고무 조성물을 포함하는 타이어.
  7. 제1항 또는 제2항에 따르는 고무 조성물을 타이어로서 사용하는 방법.
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