KR20110004325A - 특수화된 실리카, 이를 함유하는 고무 조성물, 및 이를 성분으로 갖는 제품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 알릴 작용화된 침전 실리카, 상기 실리카를 함유하는 고무 조성물, 특히 황 경화된 고무 조성물, 및 상기 조성물 성분을 갖는 제품, 예컨대 타이어에 관한 것이다. 특히 본 발명은 알릴 실란으로 처리된 합성 비정질 실리카, 특히 침전 실리카, 특히 알릴 작용 기를 함유하는 침전 실리카에 관한 것이다.

Description

특수화된 실리카, 이를 함유하는 고무 조성물, 및 이를 성분으로 갖는 제품{SPECIALIZED SILICA, RUBBER COMPOSITION CONTAINING SPECIALIZED SILICA AND PRODUCTS WITH COMPONENT THEREOF}
본 발명은 알릴 작용화된 침전 실리카, 상기 실리카를 함유하는 고무 조성물, 특히 황 경화된 고무 조성물, 및 이를 성분으로 갖는 제품, 예컨대 타이어에 관한 것이다. 특히 본 발명은 알릴 실란으로 처리된 합성 비정질 실리카, 특히 침전 실리카, 특히 알릴 작용 기를 함유하는 침전 실리카에 관한 것이다.
본 출원인은 2009년 7월 7일에 출원된 미국 가특허 출원 제61/223,434호를 우선권으로 주장한다.
고무 조성물은 고무 강화 카본 블랙 및 합성 비정질 실리카(예컨대, 침전 실리카) 중 하나 이상과 같은 강화 충전제로 종종 강화된다.
다양한 제품들, 예컨대 타이어는 이런 고무 조성물을 포함하는 성분 하나 이상을 함유한다.
침전 실리카의 고무 강화 효과를 증진시키기 위해, 전형적으로 결합제가 침전 실리카와 조합되어 사용된다.
이런 결합제는 침전 실리카 상의 하이드록실 기(예컨대, 실란올 기)와 반응성인 잔기(예컨대, 알콕시실란 기) 및 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 엘라스토머(예컨대, 디엔계 엘라스토머)와 상호작용하는 또 하나의 상이한 잔기(예컨대, 황 제공 잔기로서의 폴리설파이드)를 전형적으로 함유한다.
이런 실리카 결합제의 폴리설파이드 잔기의 전형적 단점은, 예컨대 비경화된 고무 조성물의 물리적 혼합 동안 승온에서 상기 비경화된 고무 조성물에 황을 제공하고, 이 황은 고무 조성물의 엘라스토머의 탄소-탄소 이중 결합과 상호작용하여 고무 조성물의 점도의 상당한 증가를 촉진시켜 고무 가공에 있어서 어려움과 난점을 증가시킨다. 이런 현상은 당업자에게 잘 알려져 있다.
본 발명에서는, 보통 고무 조성물을 강화시키는데 사용되는 합성 침전 실리카의 전형적 특성, 예컨대 120 내지 300 m2/g 범위의 BET 질소 표면적, 100 내지 300 m2/g 범위의 CTAB 표면적, 및 0.8 내지 1.3 범위의 BET/CTAB 표면적의 비를 갖는 것을 통상적 특징으로 할 수 있는 고무 강화 침전 실리카를 사용한다.
BET 질소 표면적은 ASTM D1993 또는 이와 균등한 방법에 따라 결정될 수 있고, CTAB 표면적은 DIN53535에 따라 결정될 수 있다.
고무 강화 목적에 요구되는 BET/CTAB 비를 침전 실리카에 제공하는 것의 예는, 예컨대 120 내지 300 m2/g 범위의 BET 질소 표면적, 예컨대 100 내지 300 m2/g 범위의 CTAB 표면적과 함께, 0.8 내지 1.3 범위의 값으로서 특허 문헌에 예시되어 있다. 예컨대, 미국 특허 출원 공개 제2008/0293871호, 미국 특허 제6,013,234호 및 유럽 특허 공보 제0901986호를 참조한다.
DBP 흡수 값 또는 수치는 DIN 53601 또는 이와 균등한 방법에 따라 결정될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 이런 침전 실리카는 예컨대 CARLO-ERBA 공극측정계 2000 또는 이와 균등물에 의해 측정되는 예컨대 100 내지 240 m2/g 범위의 표면적 및 20 내지 75 nm(나노미터) 범위의 공극 크기 분포 최대값의 수은 공극측정 파라미터를 특징으로 할 수 있다.
본 발명에서는, 알릴 작용화된 고무 강화 침전 실리카가 고무 조성물에 대한 실리카 강화제로서 사용될 수 있다는 것을 밝혔다. 이런 알릴 작용화된 실리카는 폴리설파이드계 잔기를 함유하지 않아서 황이 고무 조성물에서 엘라스토머와 조기에 상호작용하지 않는다. 예컨대 알릴트라이알콕시실란 또는 알릴할로실란으로 침전 실리카를 처리함에 의해 알릴 작용화된 침전 실리카를 형성하는 경우, 알릴알콕시실란의 알콕시실란 잔기 또는 알릴할로실란의 할로겐 잔기는 예컨대 침전 실리카 상의 하이드록실 기(예컨대, 실란올 기) 및/또는 수소 기와 반응하는 것으로 고려된다. 그러므로 상기 처리된 실리카는 알릴 탄화수소 기를 함유하고, 이는 고무 조성물의 후속 가황 동안 황 경화제의 존재 하에 디엔계 엘라스토머(디엔 탄화수소를 함유하는 단량체들의 중합에 의해 형성된 엘라스토머)와 상호작용함으로써 실리카를 상기 엘라스토머와 결합시킬 수 있다.
또한, 필요한 경우, 알릴 작용화된 실리카와 엘라스토머를 유리하게 비교적 고온 혼합시키는 것은 고무 혼합물에 황 및 황 경화 촉진제의 첨가 이전에 고무 혼합물의 부수적인 황-촉진된 점도 증가 없이 수행될 수 있다고 고려된다. 이런 보다 높은 온도에서의 고무 조성물의 혼합은 보다 짧은 혼합 시간 동안 고무 조성물의 보다 효과적 혼합을 위한 기회를 제공하는 것으로 고려된다.
또한, 실리카(예컨대, 침전 실리카) 표면 상의 알릴 작용 기의 존재는 상기 실리카 표면에 어느 정도의 소수성을 제공함으로써 고무 혼합물 내에서의 분산을 증진 또는 개선시키고, 결과적으로 고무 조성물의 강화를 증진 또는 개선시키는 것으로 예상된다.
알릴 작용화된 실리카의 제조를 위한 다양한 알릴 실란의 대표적 예는, 알릴트라이에톡시실란, 알릴트라이메톡시실란, 알릴다이메틸클로로실란, 알릴트라이클로로실란, 알릴메틸다이클로로실란, 다이알릴클로로메틸실란, 다이알릴다이클로로실란 및 트라이알릴클로로실란이 있다.
본 발명의 설명에서, 용어 "phr"는 100 중량부의 엘라스토머 당 물질 또는 성분에 대한 중량부를 의미한다. 용어 "고무" 및 "엘라스토머"는 다르게 기재되지 않는 한 상호교환가능하게 사용된다. 용어 "경화시키다" 및 "가황하다"는 다르게 기재되지 않는 한 상호교환가능하게 사용된다.
발명의 요약 및 실시
본 발명에 따르면, 알릴 실란 처리된(개질된) 합성 비정질 실리카(침전 실리카)(본원에서 알릴 작용화된 침전 실리카로서 지칭될 수도 있음)가 제공된다.
이런 알릴 작용성 침전 실리카는 하나 이상의 알릴 실란으로 합성 비정질 실리카(침전 실리카)를 처리함에 의해 제공된다.
본 발명에서, 하나 이상의 알릴 기 치환체를 함유하는 침전 실리카를 포함하는 알릴 작용성 침전 실리카가 제공되며, 이때 상기 침전 실리카는,
(A) 120 내지 300 m2/g 범위의 BET 질소 표면적,
(B) 100 내지 300 m2/g 범위의 CTAB 표면적, 및
(C) 0.8 내지 1.3 범위의 상기 BET/CTAB 표면적의 비
를 갖고;
상기 알릴 작용화된 침전 실리카는 하기 화학식 I의 구조를 갖는다:
화학식 I
Figure pat00001
상기 식에서,
Z는 침전 실리카를 나타내고;
R2 및 R3은 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 기, 사이클로알킬 기, 페닐 기 및 3 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 알켄 기 또는 5 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알켄 라디칼을 포함하는, 동일하거나 상이한 라디칼이고;
R1은 알릴 수소 함유 탄화수소 라디칼이다.
바람직하게는, 상기 알릴 함유 탄화수소 라디칼은,
-CH2-CH=CH2(알릴 탄화수소 라디칼),
-CH2-CH=CH-CH3(2-부텐 라디칼),
-CH2-CH=C-(CH3)2(다이메틸알릴 탄화수소 라디칼), 및
-CH2-C(CH3)=CH-CH3(2-메틸-2-부텐 라디칼)
중 하나 이상을 포함하고,
a는 0 내지 2 범위의 정수이고,
b는 0 내지 2 범위의 정수이고,
c는 1 내지 3 범위의 정수이다.
하나의 실시양태에서, 상기 침전 실리카는 예컨대 하기와 같은 수은 공극측정 파라미터를 가질 수 있다:
(A) 100 내지 240 m2/g 범위의 표면적, 및
(B) 20 내지 75 nm 범위의 공극 크기 분포 최대값.
실제로, 상기 알릴 작용화된 침전 실리카는 예컨대 약 0.8 내지 약 1.2 미크론 범위의 평균 응집체 크기를 갖는 응집된 1차 입자의 응집체 형태일 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 알릴 실란은 하기 화학식 II의 구조를 갖는다:
화학식 II
Figure pat00002
상기 식에서,
R2 및 R3은 동일하거나 상이하며, 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 알콕시 기, 5 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 사이클로알콕시 기, 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 기, 사이클로헥실 기, 페닐 기, 3 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 알켄, 또는 5 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 사이클로알켄을 포함하고;
X는 염소, 하이드록시, 또는 수소이고;
R1은 알릴 수소 함유 탄화수소 라디칼이다.
바람직하게는, 상기 알릴 수소 함유 탄화수소 라디칼은,
-CH2-CH=CH2(알릴 탄화수소 라디칼),
-CH2-CH=CH-CH3(2-부텐 라디칼),
-CH2-CH=C-(CH3)2(다이메틸알릴 탄화수소 라디칼), 및
-CH2-C(CH3)=CH-CH3(2-메틸-2-부텐 라디칼)
중 하나 이상을 포함하고;
a는 0 내지 3 범위의 정수이고, b는 0 내지 3 범위의 정수이고, c는 1 내지 3 범위의 정수이고, d는 0 내지 3 범위의 정수이고, a, b, c 및 d의 합은 4이고;
X, R2 및 R3 중 하나 이상이 존재하고;
d가 0인 경우 R2 및 R3 중 하나 이상은 알콕시 기이다.
도 1은 실시예 IV에서 제시된 본 발명을 추가로 설명하기 위해 제공된 도면이다. 상기 도면은 150℃의 일정한 온도에서의 시간(분)(x-축) 대 토크(torque)의 플롯 그래프이다. 토크(y-축)는 dNm으로 기록된다.
알릴 작용화된 침전 실리카에서, 상기 알릴 실란의 R2 및 R3은 동일하거나 상이할 수 있으며, 하기 기들 중 하나 이상으로부터 선택될 수 있는 것으로 고려된다:
(A) 에톡시 또는 메톡시 기를 포함하는 알콕시 기,
(B) 사이클로알콕시 기,
(C) 메틸, 에틸 또는 프로필 기를 포함하는 알킬 기,
(D) 사이클로알킬 기,
(E) 페닐 기, 및
(F) 알릴 수소-함유 알켄 기. 이런 알켄 기는 바람직하게는 알릴, 2-부텐 다이메틸알릴 또는 2-메틸-2-부탄 라디칼을 포함한다.
침전 실리카를 작용화시키기 위한 상기 알릴 작용화된 실란의 대표적 예는 예컨대, 알릴트라이에톡시실란 및 알릴트라이메톡시실란 중 하나 이상을 포함하는 알릴알콕시실란; 및 알릴다이메틸클로로실란, 알릴트라이클로로실란, 알릴메틸다이클로로실란, 다이알릴클로로메틸실란 및 다이알릴다이클로로실란 중 하나 이상을 포함하는 알릴할로실란이 있다. 바람직한 알릴 작용화된 실란은 알릴트라이클로로실란이다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 알릴 작용화된 침전 실리카를 포함하는 강화 충전제를 함유하고, 고무 강화 카본 블랙, 및 알릴 작용기를 함유하지 않는 추가 침전 실리카 중 하나 이상을 추가로 함유할 수 있는 고무 조성물이 제공된다. 이런 고무 조성물은 상기 침전 실리카를 상기 고무 조성물에 함유된 엘라스토머에 결합시키는 것을 돕는 하나 이상의 실리카 결합제를 추가로 함유할 수 있다. 실제로, 상기 결합제는 상기 실리카 상의 하이드록실 기(예컨대, 실란올 기)와 반응성인 잔기 및 상기 고무 조성물에 함유된 엘라스토머와 상호작용하는 또 하나의 상이한 잔기를 갖는다.
예컨대, 고무 조성물은 100 중량부의 고무 당 중량부(phr)를 기준으로,
(A) 100 phr의 하나 이상의 공액 디엔계 엘라스토머;
(B) 약 10 내지 약 120, 다르게는 약 40 내지 약 100 phr의 강화 충전제
를 포함하되, 상기 강화 충전제는:
(1) 약 40 내지 약 100, 다르게는 약 50 내지 약 80 phr의 알릴 작용화된 침전 실리카(알릴 실란 처리된 침전 실리카);
(2) 0 내지 약 60, 다르게는 약 3 내지 약 30 phr의 고무 강화 카본 블랙, 및
(3) 임의로 약 70 phr 이하의 침전 실리카(알릴 작용화된 침전 실리카 외).
침전 실리카의 제조 동안 알릴 실란 작용화된 침전 실리카를 제조하는 다양한 방법이 고려될 수 있지만, 고려되는 하나의 방법은 미국 특허 제5,723,529호에 기재된 방법에 기초한 고무 강화 목적을 위한 침전 실리카의 제조에 관한 것이며, 이는,
(A) 물의 존재 하에 2종 이상의 무기 물질을 강 염기와 반응시켜 이들의 생성물의 수용액을 형성하는 단계로서,
상기 무기 물질은 100 중량부의 무기 물질을 기준으로,
(1) 60 내지 99.9 부 규소 다이옥사이드, 및
(2) 0.1 내지 40 부의, 상기 수용액을 형성할 수 있는 하나 이상의 추가의 무기 물질
을 포함하고,
상기 무기 물질은,
(a) 알루미늄, 철, 마그네슘, 붕소, 티탄, 지르코늄, 아연, 바나듐 및 니오븀의 산화물,
(b) 알루미늄, 철, 마그네슘, 붕소, 티탄, 지르코늄, 아연, 바나듐 및 니오븀의 산화물의 이들의 포스페이트, 설페이트 및 할로겐화물로서의 염, 및
(c) 천연 및 합성 알루미늄 실리케이트
중 하나 이상으로부터 선택되는 단계;
(B) 상기 수용액을 미네랄 산의 첨가에 의해 상기 생성물과 반응하고, 이들의 반응 생성물을 형성하고, 용액의 pH를 감소시킴으로써 반응 생성물의 침전된 입자를 침전물로서 생성하도록 처리하는 단계;
(C) 임의로, 상기 단계 (B)에서 상기 수성 용액으로의 산 첨가를 중단시켜 상기 침전물이 산 첨가의 재개 전에 소정 기간 동안 에이징(aging)되게 하고, 이어서 목적하는 pH가 도달될 때까지 추가의 산을 첨가하여 반응 생성물의 반응 및 침전을 완료시키는 단계;
(D) 임의로, 상기 단계 (B) 및/또는 단계 (C)(이용되는 경우)의 산 첨가가 완료된 후에, 상기 침전물을 소정 시간 동안 에이징시키는 단계;
(E) 상기 침전물을 물로 여과 및 세척하고, 침전물을 건조시켜 입자들을 이들의 응집체 형태로 회수하는 단계,
(F) 상기 단계 (B), (C) 및 (D) 중 어느 단계에서 카보네이트, 실리케이트, 알루미네이트, 보레이트, 알루미노-실리케이트, 포스페이트, 설페이트, 할로겐화물, 티타네이트 및 지르코네이트 중 하나 이상으로부터 선택된 음이온, 및 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘 및/또는 칼슘 중 하나 이상으로부터 선택된 양이온을 갖는 전해질 1종 이상을 첨가하는 단계;
(G) 상기 침전물을 1종 이상의 이온성 및/또는 비-이온성 계면활성제로 처리하는 단계;
(F) 상기 단계 (C), (B), (D) 및 (E) 중 어느 단계에서 또는 그 후에 상기(전술된) 알릴 실란 중 1종 이상을 첨가하는 단계
를 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 알릴 실란은,
CH2-CH=CH2(알릴 탄화수소),
CH2-CH=CH-CH3(2-부텐),
CH2-CH =C-(CH3)2(다이메틸알릴 탄화수소) 및
CH2-C(CH3)=CH-CH3(2-메틸-2-부텐)
중 하나 이상을 포함한다.
실제로, 상기 알릴 작용화된 침전 실리카는, 고무 조성물에 첨가하기 이전에 상기 알릴 실란으로 침전 실리카를 전처리함에 의해 형성될 수 있거나 또는 상기 침전 실리카 및 상기 알릴 실란을 개별적으로 상기 고무 조성물에 첨가함에 의해 고무 조성물 내에서 동일 반응계에서 처리되될 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 고무 조성물을 포함하는 성분 하나 이상을 갖는 제품, 예컨대 타이어가 제공된다. 이런 타이어 성분은 예컨대 타이어 측벽, 타이어 측벽 삽입부, 타이어 측벽 어펙스(apex), 플라이 코트, 와이어 코트 및 접지면 중 하나 이상일 수 있다.
역사적 견지에서, 미국 특허 제5,708,069호, 제7,550,610호 및 제5,789,514호에 따르면, 실리카 겔은 예컨대 실리카 하이드로겔을 예컨대 오가노머캅토실란 및 알킬 실란으로 소수성화시키고 그 생성물을 건조시킴에 의해 유도될 수 있다. 생성된 소수성화된 실리카 겔은 천연 고무 및/또는 합성 고무와 블렌딩될 수 있다.
실리카 겔 및 침전 실리카에 대한 일반적 설명은 문헌[Encyclopedia of Chemical Technology, Fourth Edition (1997), Volume 21, Kirk-Othmer in Pages 1020 through 1023]에서 찾을 수 있다.
실리카 겔은 침전 실리카 형태이지만, 본 발명은, 예컨대 유럽 특허 공보 EP 6043015호 및 미국 특허 출원 공개 제2008/0293871호에서 제시된 바와 같이 10 내지 130 m2/g의 BET 표면적 및 10 내지 70 m2/g의 CTAB 표면적과 함께 약 1 내지 5.2의 CTAB 표면적에 대한 BET 표면적의 비를 갖는 치약 연마 성분 및/또는 증점 성분으로서 유용한 것(고무 강화에 적합한 것이 아님)으로 기재된 바와 같은 상당히 상이한 침전 실리카 대신에, 상기 요구되는 BET 및 CTAB 표면적 특징과 함께 요구되는 0.8 내지 1.3 범위의 이들의 좁은 비를 갖는다는 관점에서, 이로부터 상당히 벗어난 것으로 의도된다.
종종 고무 조성물은, 하나 이상의 기계적 혼합기에 의한 하나 이상의 순차적 혼합 단계(보통 "비-생산적" 혼합 단계로 불림)에서 고 전단 고무 혼합 조건 하에 승온으로 디엔계 고무, 카본 블랙 및 기타 고무 배합 성분(황계 고무 경화제를 제외)을 혼합시키고, 이어서 보다 낮은 혼합 온도에서 황계 경화제, 예컨대 황 및 황 경화 촉진제를 첨가 및 혼합하여 혼합 단계 동안 고무 혼합물이 불필요하게 예비-경화되는 것을 방지하는 최종 혼합 단계에 의해 제조된다. 용어 "비-생산적" 및 "생산적" 혼합 단계는 고무 혼합 분야의 당업자에게 공지되어 있다.
상기 고무 조성물을 통상 상기 혼합 단계들 사이에 약 40℃ 미만의 온도로 냉각시키는 것을 이해할 것이다.
상기 황 경화성 엘라스토머는 예컨대 이소프렌 및 1,3-부타디엔 중 하나 이상의 중합체, 및 이소프렌 및 1,3-부타디엔 중 하나 이상과 스티렌의 공중합체를 포함할 수 있다.
필요한 경우, 상기 황 경화성 엘라스토머 중 하나 이상은
(A) 이소프렌 및 1,3-부타디엔 중 하나 이상의 중합체, 및 이소프렌 및 1,3-부타디엔 중 하나 이상과 스티렌의 공중합체를 포함하는 결합(coupled) 엘라스토머(상기 결합 엘라스토머는 주석 및 실리카 결합 엘라스토머 중 하나 이상임), 또는
(B) 스티렌/부타디엔 공중합체 엘라스토머(SBR), 시스 1,4-폴리부타디엔 엘라스토머 및 시스 1,4-폴리이소프렌 엘라스토머 중 하나 이상의 작용화된 엘라스토머
를 포함할 수 있으며,
상기 작용화된 엘라스토머는
(1) 상기 알릴 작용화된 침전 실리카와 반응성인 아민 작용 기,
(2) 상기 알릴 작용화된 침전 실리카 충전제 고무 강화제와 반응성인 실록시 작용 기,
(3) 상기 알릴 작용화된 실리카와 반응성인, 아민 및 실록시 작용 기의 조합체,
(4) 상기 알릴 작용화된 실리카와 반응성인 실란/티올 작용 기,
(5) 상기 알릴 작용화된 침전 실리카와 반응성인 하이드록실 작용 기,
(6) 상기 알릴 작용화된 침전 실리카와 반응성인 에폭시 기, 또는
(7) 상기 알릴 작용화된 침전 실리카와 반응성인 카복실 기
를 포함하는 작용 기를 함유한다.
하기 실시예는 본 발명을 추가로 예시하기 위해 제공되며, 여기서 물질들의 양 및 퍼센트는 달리 기재되지 않는 한 중량을 기준으로 한다.
[실시예]
실시예 I
알릴 작용화된 침전 실리카의 제조
침전 실리카(군집화된 합성 비정질 실리카 응집체)는 제오실™ 1165 MP(마이크로펄), 로디아 제품으로 입수.
군집체 형태의 침전 실리카를 고속 블렌더에 3분간 넣어 이를 덜 조밀한 형태의 침전 실리카 응집체로 파괴하였다(이를 약간 탈-군집화시킴).
파괴된(탈-군집화된) 실리카 응집체를 본원에서 실리카 A로 지칭한다.
(A) 알릴트라이클로로실란으로의 처리
30 g의 침전 실리카 응집체를 무수 톨루엔과 함께 딘-스타크 트랩을 구비한 환저 플라스크에 넣었다.
실리카/톨루엔 현탁액을 상기 플라스크에서 가열 및 환류시키고, 약 1.65 ml의 물을 함유하는 물/톨루엔 혼합물을 공비 증류에 의해 수집하였다(환류 현탁액으로부터 제거). 수집된(제거된) 물/톨루엔 혼합물은 약 5.5 중량%의 원(original) 실리카를 함유하였다.
잔류 실리카/톨루엔 혼합물에 2.6 g의 알릴트라이클로로실란을 상기 플라스크의 환류 현탁액에 적가하였다. 알릴트라이클로로실란을 첨가하자, 상기 현탁액은 점성이 적어졌으며 보다 투명해졌고, 이는 용액이 형성되었음을 의미한다. 상기 용액을 환류 조건 하에 2시간 동안 교반한 후, 냉각 및 여과시켜 처리된(알릴 작용화된) 침전 실리카를 수득하였다.
수집된, 상기 처리된(알릴 작용화된) 침전 실리카를 본원에서 실리카 B로 지칭한다.
(B) 알릴클로로다이메틸실란으로의 처리
30 g의 침전 실리카 응집체를, 1.19 g의 알릴클로로다이메틸실란을 사용하여 유사하게 처리하였다.
수집된, 상기 처리된(알릴 작용화된) 침전 실리카를 본원에서 실리카 C로 지칭한다.
(C) 알릴트라이에톡시실란으로의 처리
30 g의 침전 실리카 응집체를, 1.82 g의 알릴트라이에톡시실란을 사용하여 유사하게 처리하였다.
수집된, 상기 처리된(알릴 작용화된) 침전 실리카를 본원에서 실리카 D로 지칭한다.
(D) N-프로필트라이에톡시실란(알릴알콕시실란이 아님)으로의 처리
30 g의 침전 실리카 응집체를, 1.83 g의 N-프로필트라이에톡시실란을 사용하여 유사하게 처리하였다.
수집된, 상기 처리된 침전 실리카를 본원에서 실리카 E로 지칭한다.
실시예 II
전처리된 침전 실리카의 평가
처리된 실시예 I의 침전 실리카 샘플을 고무 조성물에서 평가하였다. 하기 표 A는 일반적 고무 제형을 나타낸다. 부 및 퍼센트는 달리 기재되지 않는 한 중량을 기준으로 한다.
[표 A]
Figure pat00003
1천연 고무, SMR20.
2스테아르산, 팔미트산 및 올레산을 포함하는 혼합물.
3평균 약 3.2 내지 약 3.8개의 연결 황 원자를 갖는 비스(3-트라이에톡시프로필) 테트라설파이드를 포함하는 결합제, 에보닉 데구싸의 Si69™.
4고무 강화 HAF(high abrasion furnace; 고 마모 노) 카본 블랙, N330, ASTM 지정.
5하기와 같은 실시예 I에서의 침전 실리카:
실리카 A, 탈-군집화된 비처리된 침전 실리카 응집체, 제오실™ 1165 MP, 약 165 m2/g의 BET 질소 표면적; 약 160 m2/g의 CTAB 표면적과 함께 약 1.03의 BET/CTAB 비를 가짐.
실리카 B, 알릴트라이클로로실란 처리된 침전 실리카.
실리카 C, 알릴클로로다이메틸실란 처리된 침전 실리카.
실리카 D, 알릴트라이에톡시실란 처리된 침전 실리카.
실리카 E, N-프로필트라이에톡시실란 처리된 침전 실리카.
고무 조성물 샘플을, 두 가지의 별개의 순차적 혼합 단계, 즉 비교적 고온으로의 제 1 비-생산적 혼합 단계(NP)에 이어서 황, 황 경화 촉진제 및 아연 옥사이드가 첨가되는, 상당히 낮은 혼합 온도로의 제 2 생산적 혼합 단계(PR)를 이용하여 내부 고무 혼합기에서 성분들을 블렌딩함에 의해 제조하였다. 이런 고무 혼합 절차는 당업자에게 공지되어 있다.
비-생산적 혼합 단계(NP)에서, 성분들은 내부 고무 혼합기에서 고 전단 혼합을 통해 약 4분간 혼합되어 자가 생성된 약 150℃ 회수(drop) 온도로 되고, 이 시점에 배취(batch)는 연관된 내부 고무 혼합기로부터 "회수" 또는 제거된다. 상기 배취는 시트화 되고, 40℃ 미만의 온도로 냉각된다. 그 후 상기 배취는 약 2분 동안 약 110℃의 회수 온도로 자유 황, 가황 촉진제 및 아연 옥사이드를 첨가 및 혼합하는 생산적 혼합 단계(PR)에서 혼합된다.
각 샘플의 경화 거동 및 다양한 경화 물리적 성질이 표 1에 기재되어 있다. 경화된 고무 샘플에서, 샘플은 약 30분 동안 약 150℃ 온도에서 개별적으로 경화되었다.
고무 샘플을 대조군 고무 샘플 A와 실험 고무 샘플 B, C, D 및 E로 표시한다.
[표 1]
Figure pat00004
1레오미터(MDR) 기기.
2자동화된 시험 시스템(ATS) 기기.
3고무 가공 분석기(RPA) 기기.
표 1에서, 100% 및 300% 모듈러스 값 모두는 프로필실란 처리된 실리카 E를 사용한 실험 고무 샘플 E와 비교 시에 각각 알릴 실란 처리된(알릴 작용화된) 실리카 B, C 및 D를 사용한 고무 샘플 B, C 및 D에서 보다 높음을 알 수 있다.
또한 300% 변형 달성 에너지는 프로필트라이에톡시실란(비 알릴-함유 실란) 처리된 실리카 E를 사용한 실험 고무 샘플 E와 비교 시에 알릴 실란 처리된(알릴 작용화된) 실리카 B, C 및 D를 사용한 고무 샘플 B, C 및 D에서 보다 높음을 알 수 있다. 300% 변형 달성 에너지는 중합체 가교결합, 얽힘(entanglement) 및 중합체/충전제 상호작용의 척도인 것으로 고려된다.
상기 경화 시스템 및 고무(천연 고무)가 상기 고무 샘플들에서와 동일하기 때문에, 300% 변형 달성 에너지의 증가는 알릴 실란 처리된(알릴 작용화된) 침전 실리카에서의 중합체/충전제 상호작용의 증가를 의미한다.
최대 토크와 최소 토크 사이의 MDR 차는 프로필알콕시실란 처리된 실리카 F를 함유하는 고무 샘플 F와 비교 시에 각각 알릴 실란 처리된(알릴 작용화된) 침전 실리카 B 및 실리카 D를 함유하는 고무 샘플 B 및 D에서 더 낮은 것으로 보인다.
최대 토크와 최소 토크 사이의 MDR 차는 프로필알콕시실란 처리된 실리카 F를 함유하는 고무 샘플 F와 비교 시에 각각 알릴 실란 처리된(알릴 작용화된) 침전 실리카 C를 함유하는 고무 샘플 C에서 약간 더 높은 것으로 보인다.
보다 낮은 또는 실질적으로 동등한 최대 및 최소 토크 차와 함께 수득된 보다 높은 모듈러스 값은 프로필알콕시실란 처리된 실리카 F를 함유하는 고무 샘플 F와 비교 시에 각각 상기 알릴 실란 처리된(알릴 작용화된) 침전 실리카들을 함유하는 고무 샘플 B, C 및 D에서의 고무/충전제 상호작용 양의 증가에 대한 추가적 표징인 것으로 고려된다.
여기서, 알릴 실란 처리된(알릴 작용화된) 침전 실리카 상의 알릴 기는 침전 실리카로부터 고무로의 결합을 생성하는 방식으로 황 경화 공정에 참여하는 것으로 결론된다.
실시예 III
동일 반응계 처리된 침전 실리카의 평가
침전 실리카(군집화된 합성 비정질 실리카 응집체)는 제오실™ 1165 MP(마이크로펄), 로디아 제품으로 입수.
고무 샘플을 침전 실리카-함유 고무 조성물과 별도로 개별적으로 알릴알콕시실란 및 프로필알콕시실란(알릴 실란 아님)을 블렌딩함에 의해 제조하였다.
이런 방식으로, 이후 침전 실리카를 내부 고무 혼합기에서 고무 조성물에서 동일 반응계에서 알릴알콕시실란 또는 프로필알콕시실란으로 처리한다.
상기 고무 샘플들을 본원에서 고무 샘플 X 및 고무 샘플 Y로 지칭한다.
고무 샘플 X에서, 알릴알콕시실란은 알릴트라이에톡시실란이었다.
고무 샘플 Y에서, 프로필실란은 N-프로필트라이에톡시실란이었다.
상기 고무 조성물 샘플을, 침전 실리카, 및 알릴알콕시실란 또는 프로필알콕시실란을 별도로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 I의 방식으로 제조하였다.
하기 표 B는 일반적 고무 제형을 기재한다. 부 및 %는 달리 기재되지 않는 한 중량 기준이다.
[표 B]
Figure pat00005
6제오실™ 1165 MP 침전 실리카, 로디아.
성분들은 군집화된 형태의 침전 실리카를 제외하고는 실시예 II의 표 A에서 사용된 것들이다.
각 샘플의 경화 거동 및 다양한 경화 물리적 성질이 표 2에 기재되어 있다. 경화된 고무 샘플에서, 샘플은 약 30분 동안 약 150℃ 온도에서 개별적으로 경화되었다.
[표 2]
Figure pat00006
표 2에서, 100% 및 300% 모듈러스 값 모두는 프로필알콕시실란 동일 반응계 처리된 실리카를 사용한 고무 샘플 G와 비교 시에 알릴알콕시실란 동일 반응계 처리된 실리카를 사용한 고무 샘플 F에서 보다 높음을 알 수 있다.
또한 300% 변형 달성 에너지는 프로필알콕시실란 동일 반응계 처리된 실리카를 사용한 고무 샘플 G와 비교 시에 알릴알콕시실란 동일 반응계 처리된 실리카를 사용한 고무 샘플 F에서 보다 높은 것으로 나타나고, 최대 토크와 최소 토크 사이의 MDR 차는 실실적으로 동등하다. 실질적으로 동등한 최대 및 최소 토크 차와 함께 보다 높은 300% 변형 달성 에너지는 프로필알콕시실란이 침전 실리카를 동일 반응계 처리하기 위해 사용한 고무 샘플 G와 비교 시에 고무 샘플 F에서의 고무/충전제 상호작용 개선의 표징이다.
탄젠트 델타 값은, 실리카가 프로필알콕시실란으로 동일 반응계 처리된 고무 샘플 G와 비교 시에 실리카가 알릴알콕시실란으로 동일 반응계 처리된 고무 샘플 F에서 보다 낮았다. 이는, 고무 샘플 F에서의 고무/충전제 상호작용 개선의 표징이며, 또한 이는 샘플 F 고무 조성물에서의 보다 낮은 내부 열 축적 및 유익하게는 이런 고무 조성물의 접지면(tread)를 갖는 차량용 타이어에서 보다 낮은 롤링 내성의 표징이다.
여기서, 알릴알콕시실란 동일 반응계 처리된 침전 실리카 상의 알릴 기는 고무에 결합을 생성하는 방식으로 황 가황 공정에 참여하는 것으로 결론된다.
실시예 IV
추가 처리된 침전 실리카를 실시예 I의 방식으로 제공하고, 본원에서 실리카 X 및 실리카 Y로 지칭하였다.
실리카 X는 침전 실리카를 알릴트라이에톡시실란으로 처리함에 의해 제조된 표면에 3% 알릴 기를 함유하였다.
실리카 X는 침전 실리카를 프로필트라이에톡시실란으로 처리함에 의해 제조된 표면에 3% 프로필 기를 함유하였다.
본원에서 실리카 Z로서 지칭된 비처리된 실리카뿐만 아니라 실리카 X 및 실리카 Y를 각각 사용하여 고무 조성물을 개별적으로 제조하였다.
실리카 Z는 평균 약 3.4 내지 약 3.8개의 연결 황 원자를 갖는 비스(3-트라이에톡시실릴프로필) 폴리설파이드를 포함하는, 에보닉 데구싸의 Si69™인 침전 실리카이다.
하기 표 C는 일반적 고무 제형을 기재한다. 부 및 %는 달리 기재되지 않는 한 중량 기준이다.
[표 C]
Figure pat00007
7시스 1,4-폴리부타디엔 고무, 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니의 부덴(Budene)™ 1207.
8용액 중합 제조된 SBR, 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니의 솔플렉스(Solflex)™ 33H23.
고무 샘플 H 내지 M을 실시예 I의 방식으로 제조하였다.
각 샘플의 경화 거동 및 다양한 경화 물리적 성질이 표 3에 기재되어 있다. 경화된 고무 샘플에서, 샘플은 약 30분 동안 약 150℃ 온도에서 개별적으로 경화되었다.
고무 샘플은 대조군 S-SBR 고무 샘플 H 및 실험 S-SBR 고무 샘플 I 및 J로 지칭한다. 대조군 천연 고무는 샘플 K이고, 실험 천연 고무는 샘플 L 및 M이다.
[표 3]
Figure pat00008
4스코치(scorch) 시간은 레오미터에서의 구체적인 토크 상승에 대한 시간(분)이다. 예컨대, 상기 표에서 TS1 및 TS2는 토크에서 각각 1 및 2 포인트 상승 동안의 시간이다.
표 3에서, 실리카 X를 함유하는 고무 샘플 I(알릴트라이알콕시실란 처리된 침전 실리카)는 실리카 Y를 함유하는 고무 샘플 J(프로필알콕시실란 처리된 침전 실리카)보다 높은 모듈러스 값, 높은 연신 강도 및 높은 에너지(300% 모듈러스에서)를 가짐을 알 수 있다. 이는 침전 실리카 상의 알릴 기의 존재에 의한 고무/충전제 상호작용 증가의 표징이다.
또한 표 3에서, 고무 샘플 I는 고무 샘플 H보다 높은 모듈러스 값, 높은 연신 강도 및 높은 300% 변형 달성 에너지를 가짐을 표 3에서 알 수 있다. 이는 고무 샘플 H가 실리카 결합제를 사용하기 때문에 본원에서는 놀라운 것으로 고려된다. 이는 침전 실리카 상의 알릴 기의 존재에 의한 고무/충전제 상호작용 증가의 추가의 표징이다.
표 3에서, 스코치 시간 TS1 및 TS2는 고무 샘플 H 내지 M에 대해 기재되어 있다. 프로필알콕시실란 처리된 실리카(실리카 Y)를 함유한 고무 샘플 J 및 M이 최장 스코치 시간을 가지는 것을 알 수 있으며, 이는 조기(premature) 경화 또는 스코칭 없이 고무 조성물을 가공하는 능력의 표징이다. 이는 본원에서, 프로필 기가 상기 엘라스토머와 반응성이지 않기 때문에 놀라운 것으로 고려되지 않는다.
알릴 실란 처리된(알릴 작용화된) 침전 실리카(실리카 X)를 함유한 고무 샘플 I 및 L이 그 다음으로 최장 스코치 시간을 가지는 것을 알 수 있다. 이는 상기 결합제의 포함에 의한 통상적 결합을 이용한 고무 샘플 H 및 K와 비교 시에, 실리카 X가 상기 엘라스토머에 결합하는 능력은 가지나 증가된 가공 시간(스코칭할 때까지)을 갖기 때문에 장점인 것으로 본원에서 고려된다.
도 1은 실시예 IV에서 제시된 본 발명을 추가로 설명하기 위해 제공된 도면이다. 상기 도면은 150℃의 일정한 온도에서의 시간(분)(x-축) 대 토크의 플롯 그래프이다. 토크(y-축)은 dNm으로 기록된다.
도 1에서, 비-처리된 실리카를 사용한 대조군 고무 샘플 H에서는, 토크가 즉시 증가하기 시작하는 것을 알 수 있다. 이런 현상은 승온에서 고무 조성물을 혼합하는 동안 실리카에 결합된 결합제와 고무 사이에서의 반응의 표징이다.
본원에서 이런 즉각적 토크 상승은, 고무 조성물의 무니 점도의 급격한 증가의 표징이기 때문에 플랜트 고무 제조 공정에서는 바람직하지 않은 것으로 고려된다. 고무 점도 증가는 내부 고무 혼합기에서의 혼합뿐만 아니라 예컨대 고무 타이어의 제조에서 성형(예컨대 압출) 및 예컨대 고무 조성물의 성형 및 경화를 위한 고무 몰드(mold) 내에서의 고무의 유동에 대한 내성을 제공하는 것과 같은 고무 조성물의 후속 가공 동안 일반적으로 바람직하지 않다.
실험 고무 샘플 I에서 토크는 안정하게 유지되고, 최초 4분간의 혼합에서는 상당히 증가하지 않았음을 알 수 있다. 이런 지연 효과는 본원에서, 고무 조성물의 무니 점도 축적을 감소시킴으로써 내부 고무 혼합기 내에서 보다 우수하고 효과적인 가공을 촉진시키는 것에 있어서 중요한 것으로 고려된다.
실험 고무 샘플 I은 상기 4분 혼합 시간 후에 보다 빠른 토크 증가 속도를 가짐을 또한 알 수 있다. 이는 고무 제품 제조에서 보다 빠른(보다 짧은) 고무 성형 시간이 가능하다는 표징이다.
실시예 V
알릴 처리된 침전 실리카 및 알릴 처리된 실리카 겔의 고무 강화 효과가 평가된다.
침전 실리카를 실리카 P로 지칭하고 알릴 처리된 침전 실리카를 실리카 A-P로 지칭한다.
실리카 겔을 실리카 G로 지칭하고, 알릴 처리된 실리카 겔을 실리카 A-G로 로 지칭한다.
이 실시예에서, 사용된 침전 실리카는 제오실 1165 MP™(로디아)이다.
이 실시예에서, 사용된 실리카 겔은 실리아본드(SiliaBond)™(실리사이클 캄파니)이다.
하기 표 D는 일반적 고무 제형을 기재한다. 부 및 %는 달리 기재되지 않는 한 중량 기준이다.
[표 D]
Figure pat00009
7시스 1,4-폴리부타디엔 고무, 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니의 부덴(Budene)™ 1207.
8용액 중합 제조된 SBR, 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니의 솔플렉스(Solflex)™ 16S42.
고무 샘플 N, O, 및 P를 실시예 I의 방식으로 제조하였다. 각 샘플의 경화 거동 및 다양한 경화 물리적 성질이 표 4에 기재되어 있다. 경화된 고무 샘플에서, 샘플은 약 30분 동안 약 150℃ 온도에서 개별적으로 경화되었다.
고무 샘플은 대조군 고무 샘플 N(침전 실리카 강화제를 가짐), 실험 고무 샘플 O(알릴 처리된 침전 실리카 A-P를 가짐) 및 실험 고무 샘플 P(알릴 처리된 실리카 겔 A-G를 가짐)로 지칭한다.
[표 4]
Figure pat00010
표 4에서, 실리카 A-P(알릴 처리된 침전 실리카)를 함유하는 고무 샘플 O는 통상의 실리카 결합제와 함께 침전 실리카(알릴 처리되지 않음)를 함유하는 고무 샘플 N과 유사한 경화 고무 응력-변형 물리적 성질, 예컨대 연신 강도, 모듈러스 및 신율뿐만 아니라 동적 물리적 성질(RPA 결정됨), 예컨대 저장 모듈러스(G') 및 탄젠트 델타를 가짐을 알 수 있다.
이는 침전 실리카(비-알릴 처리된 침전 실리카)가 실리카 결합제를 포함하지 않은 알릴 처리된 침전 실리카와 유사한 경화 고무 성질을 달성하기 위해서는 실리카 결합제를 필요로 한다는 점에서 특히 중요하다.
이런 관찰 결과는 매우 현저한 것이고, 종래의 실시로부터 상당히 벗어난 것으로 여겨진다.
또한, 이런 고무 샘플 N의 전체적 고무 성질은 고무 샘플 O(알릴 처리된 실리카 겔을 사용함)의 전체적 고무 성질보다 현저하고 상당히 우수하다(상당히 감소된 300% 변형 달성 에너지 포함).
이는, 알릴 처리된 실리카 겔 대신에 유익한 경화 고무 성질을 또한 달성하는 것으로 관찰된 것은 오직 알릴 처리된 침전 실리카(고무 강화 품질 실리카)이었다는 점에서 특히 중요하다.
이런 상당한 물리적 차이는 알릴 처리된 침전 실리카(실리카 A 내지 P)가 알릴 처리된 실리카 겔(실리카 A 내지 G)보다 상당히 큰 고무 강화능을 가진다는 명확한 표징인 것으로 본원에서 고려된다.
또한, 알릴 실란으로의 실리카 겔 처리는 실리카 겔이 고무의 강화에 적합하게 되도록 하기에 충분하지 않다는 것을 알 수 있다.
따라서, 침전 실리카에서 실리카 구조, 특히 BET 질소 표면적, CTAB 표면적 및 0.8 내지 1.3 범위의 BET/CTAB 비의 조합이 중요하다는 것이 명백하다.
그러므로, 특정 침전 실리카 구조 및 그의 알릴 처리의 조합은 고무 강화능을 제공하기 위한 본 발명의 중요한 양태인 것으로 본원에서 고려된다.
특정한 대표적 실시양태 및 세부사항이 본 발명을 예시할 목적으로 기재되었지만, 다양한 변화 및 변형이 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이 본 발명에 가해질 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (5)

  1. 하나 이상의 알릴 기 치환체를 함유하는 침전 실리카를 포함하며, 하기 화학식 I로 표시되는, 알릴 작용화된 침전 실리카:
    화학식 I
    Figure pat00011

    상기 식에서,
    Z는 침전 실리카를 나타내고;
    R2 및 R3은 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 기, 사이클로알킬 기, 페닐 기 및 3 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 알켄 기 또는 5 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알켄 라디칼을 포함하는, 동일하거나 상이한 라디칼이고;
    R1은
    -CH2-CH=CH2,
    -CH2-CH=CH-CH3,
    -CH2-CH=C-(CH3)2, 및
    -CH2-C(CH3)=CH-CH3
    중 하나 이상을 포함하는 알릴 수소 함유 라디칼이고;
    a는 0 내지 2 범위의 정수이고,
    b는 0 내지 2 범위의 정수이고,
    c는 1 내지 3 범위의 정수이다.
  2. 하기 화학식 II로 표시되는 알릴 실란 하나 이상으로 처리된 침전 실리카를 포함함을 특징으로 하는 알릴 작용화된 침전 실리카:
    화학식 II
    Figure pat00012

    상기 식에서,
    R2 및 R3은 동일하거나 상이하며, 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 알콕시 기, 5 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 사이클로알콕시 기, 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 기, 사이클로헥실 기, 페닐 기, 3 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 알켄, 또는 5 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 사이클로알켄을 포함하고;
    X는 염소, 하이드록시, 또는 수소이고;
    R1은
    -CH2-CH=CH2,
    -CH2-CH=CH-CH3,
    -CH2-CH=C-(CH3)2, 및
    -CH2-C(CH3)=CH-CH3
    중 하나 이상을 포함하는 알릴 수소 함유 라디칼이고;
    a는 0 내지 3 범위의 정수이고, b는 0 내지 3 범위의 정수이고, c는 1 내지 3 범위의 정수이고, d는 0 내지 3 범위의 정수이고, a, b, c 및 d의 합은 4이고;
    X, R2 및 R3 중 하나 이상이 존재하고;
    d가 0인 경우 R2 및 R3 중 하나 이상은 알콕시 기이다.
  3. (A) 제 1 항 또는 제 2 항의 알릴 작용화된 침전 실리카, 또는
    (B) 제 1 항 또는 제 2 항의 알릴 작용화된 침전 실리카, 및 카본 블랙 및 알릴 치환기-비함유 침전 실리카 중 하나 이상, 및, 임의로,
    (C) 상기 침전 실리카 상에 함유된 하이드록실 기와 반응성인 잔기, 및 황 경화성 엘라스토머와 상호작용하는 또 하나의 상이한 잔기를 갖는 실리카 결합제(coupling agent)
    를 포함하는 하나 이상의 강화 충전제를 함유하는 하나 이상의 황 경화된 황 경화성(sulfur cured sulfur vulcanizable) 엘라스토머를 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 황 경화성 엘라스토머가
    (A) 이소프렌 및 1,3-부타디엔 중 하나 이상의 중합체, 및 이소프렌 및 1,3-부타디엔 중 하나 이상과 스티렌의 공중합체,
    (B) 이소프렌 및 1,3-부타디엔 중 하나 이상의 중합체, 및 이소프렌 및 1,3-부타디엔 중 하나 이상과 스티렌의 공중합체를 포함하는 결합(coupled) 엘라스토머로서, 주석 및 실리카 결합 엘라스토머 중 하나 이상인 결합 엘라스토머, 및
    (C) 스티렌/부타디엔 공중합체 엘라스토머(SBR), 시스 1,4-폴리부타디엔 엘라스토머 및 시스 1,4-폴리이소프렌 엘라스토머 중 하나 이상의 작용화된 엘라스토머
    중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하되,
    상기 작용화된 엘라스토머가
    (1) 상기 알릴 작용화된 침전 실리카와 반응성인 아민 작용 기,
    (2) 상기 알릴 작용화된 침전 실리카 충전제 고무 강화제와 반응성인 실록시 작용 기,
    (3) 상기 알릴 작용화된 실리카와 반응성인, 아민 및 실록시 작용 기의 조합체,
    (4) 상기 알릴 작용화된 실리카와 반응성인 실란/티올 작용 기,
    (5) 상기 알릴 작용화된 침전 실리카와 반응성인 하이드록실 작용 기,
    (6) 상기 알릴 작용화된 침전 실리카와 반응성인 에폭시 기, 또는
    (7) 상기 알릴 작용화된 침전 실리카와 반응성인 카복실 기
    를 포함하는 작용 기를 함유하는, 고무 조성물.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항의 고무 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 성분을 하나 이상 갖는 타이어.
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