KR20220043535A - Rubber composition for tire tread and tire comprising the rubber composition - Google Patents
Rubber composition for tire tread and tire comprising the rubber composition Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220043535A KR20220043535A KR1020200127054A KR20200127054A KR20220043535A KR 20220043535 A KR20220043535 A KR 20220043535A KR 1020200127054 A KR1020200127054 A KR 1020200127054A KR 20200127054 A KR20200127054 A KR 20200127054A KR 20220043535 A KR20220043535 A KR 20220043535A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- rubber
- weight
- parts
- butadiene rubber
- tire tread
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
- B60C1/0016—Compositions of the tread
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F136/00—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
- C08F136/02—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
- C08F136/04—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/04—Polymerisation in solution
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F236/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
- C08F236/02—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
- C08F236/04—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
- C08F236/10—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated with vinyl-aromatic monomers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F4/00—Polymerisation catalysts
- C08F4/42—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
- C08F4/44—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
- C08F4/46—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides selected from alkali metals
- C08F4/48—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides selected from alkali metals selected from lithium, rubidium, caesium or francium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F4/00—Polymerisation catalysts
- C08F4/42—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
- C08F4/44—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
- C08F4/54—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with other compounds thereof
- C08F4/545—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with other compounds thereof rare earths being present, e.g. triethylaluminium + neodymium octanoate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
- C08L9/06—Copolymers with styrene
Abstract
Description
본 발명은 2종의 부타디엔 고무 및 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무를 혼배합함으로써, 젖은 노면 제동 성능과 내마모, 연비 성능을 동시에 향상시키는 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 포함하는 타이어에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber composition for a tire tread that simultaneously improves wet road braking performance, abrasion resistance, and fuel economy performance by mixing two types of butadiene rubber and solution polymerization styrene-butadiene rubber, and a tire comprising the same.
최근 타이어 산업에서는 글로벌 라벨(Global Label) 등급제를 통해 젖은 노면 제동 성능 및 연비, 소음에 대한 등급을 표시하여 소비자들이 구매에 참고할 수 있도록 하고 있다. 타이어 트레드의 조성물은 제동, 마모, 연비 등의 타이어 요구 성능을 모두 만족시키기 위해, 유리 전이 온도가 낮고 분자량이 큰 기능성 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무와 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무을 과량으로 적용하는 방향, 연비 성능을 만족시키기 위해 기능성 고분자를 적용하여 보강성 충진제-고무 매트릭스 간 결합력을 향상시키는 방향으로 연구 개발이 진행되어 왔다. Recently, in the tire industry, grades for wet road braking performance, fuel economy, and noise are indicated through the Global Label rating system so that consumers can refer to them in their purchases. The composition of the tire tread uses excessive amounts of functional solution polymerization styrene-butadiene rubber with low glass transition temperature and high molecular weight and high molecular weight neodymium butadiene rubber to satisfy all tire requirements such as braking, wear, and fuel efficiency, and fuel efficiency performance. Research and development have been conducted in the direction of improving the bonding force between the reinforcing filler and the rubber matrix by applying a functional polymer to satisfy this demand.
하지만 상기 방향들의 연구는 한 가지 성능을 택하다 보면 다른 한 가지 성능이 불리해지는 트레이드 오프(Trade-Off) 관계인 내마모, 연비 성능과 젖은 노면 제동 성능을 동시에 향상시키기 어려운 문제점이 있었다. However, research in the above directions has a problem in that it is difficult to simultaneously improve wear resistance, fuel economy performance, and wet road braking performance, which are trade-off relationships in which the other performance becomes disadvantageous when one performance is selected.
이에, 젖은 노면 제동 성능과 내마모, 연비 성능을 동시에 향상시키는 타이어 트레드용 고무 조성물의 배합제 조성에 관한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.Accordingly, research on a compounding agent composition of a rubber composition for a tire tread that simultaneously improves wet road braking performance, abrasion resistance, and fuel economy performance has been continuously conducted.
본 발명의 목적은 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무(Nd-BR) 및 고기능성 리튬 부타디엔 고무(Li-BR)를 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무와 혼배합함으로써 젖은 노면 제동 성능과 내마모, 연비 성능을 동시에 향상시키는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to simultaneously improve wet road braking performance, abrasion resistance, and fuel economy by mixing high-cis neodymium butadiene rubber (Nd-BR) and high-functional lithium butadiene rubber (Li-BR) with solution polymerization styrene-butadiene rubber. It is to provide a rubber composition for a tire tread.
본 발명의 다른 목적은 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무(Nd-BR) 및 고기능성 리튬 부타디엔 고무(Li-BR)를 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무와 혼배합함으로써, 젖은 노면 제동 성능과 내마모, 연비 성능을 동시에 향상시키는 타이어 트레드용 고무 조성물을 포함하는 타이어를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to improve wet road braking performance, abrasion resistance and fuel economy by mixing high-cis neodymium butadiene rubber (Nd-BR) and high-functional lithium butadiene rubber (Li-BR) with solution polymerization styrene-butadiene rubber. At the same time, it is to provide a tire comprising a rubber composition for a tire tread that improves.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Moreover, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by means of the instrumentalities and combinations thereof indicated in the appended claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은, 원료 고무 100 중량부; 및 보강성 충진제 90 내지 140 중량부를 포함하되, 상기 원료 고무는, 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무(Nd-BR) 25 내지 65 중량부, 고기능성 리튬 부타디엔 고무(functionalized Li-BR) 5 내지 45중량부, 및 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무 20 내지 50중량부를 포함한다.According to the present invention for achieving the above object, there is provided a rubber composition for a tire tread, comprising: 100 parts by weight of raw rubber; and 90 to 140 parts by weight of a reinforcing filler, wherein the raw rubber is 25 to 65 parts by weight of gocis neodymium butadiene rubber (Nd-BR), 5 to 45 parts by weight of high functional lithium butadiene rubber (functionalized Li-BR), and 20 to 50 parts by weight of solution polymerization styrene-butadiene rubber.
본 발명의 목적은 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무(Nd-BR) 및 고기능성 리튬 부타디엔 고무(Li-BR)를 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무와 혼배합함으로써 젖은 노면 제동 성능과 내마모, 연비 성능을 동시에 향상시키는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to simultaneously improve wet road braking performance, abrasion resistance, and fuel economy by mixing high-cis neodymium butadiene rubber (Nd-BR) and high-functional lithium butadiene rubber (Li-BR) with solution polymerization styrene-butadiene rubber. It is to provide a rubber composition for a tire tread.
본 발명의 다른 목적은 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무(Nd-BR) 및 고기능성 리튬 부타디엔 고무(Li-BR)를 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무와 혼배합함으로써, 젖은 노면 제동 성능과 내마모, 연비 성능을 동시에 향상시키는 타이어 트레드용 고무 조성물을 포함하는 타이어를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to improve wet road braking performance, abrasion resistance and fuel economy by mixing high-cis neodymium butadiene rubber (Nd-BR) and high-functional lithium butadiene rubber (Li-BR) with solution polymerization styrene-butadiene rubber. At the same time, it is to provide a tire comprising a rubber composition for a tire tread that improves.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, the specific effects of the present invention will be described together while explaining the specific contents for carrying out the invention below.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.Hereinafter, each configuration of the present invention will be described in more detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily carry out, but this is only an example, and the scope of the present invention is defined by the following contents Not limited.
본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은, 원료 고무 및 보강성 충진제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 타이어 트레드용 고무 조성물은, 원료 고무 100 중량부 및 보강성 충진제 90 내지 140 중량부를 포함할 수 있다.The rubber composition for a tire tread according to the present invention may include raw rubber and a reinforcing filler. Specifically, the rubber composition for a tire tread may include 100 parts by weight of raw rubber and 90 to 140 parts by weight of the reinforcing filler.
이하에서는, 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail.
[원료 고무][Raw Raw Material]
본 발명에 따른 원료 고무는 합성 고무를 포함할 수 있지만 천연 고무를 포함하지 않을 수 있다.The raw rubber according to the present invention may include synthetic rubber, but may not include natural rubber.
본 발명에 따른 합성 고무는, 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무(Nd-BR), 고기능성 리튬 부타디엔 고무(Li-BR) 및 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무(Solution Polymerized-SBR)를 포함할 수 있다.The synthetic rubber according to the present invention may include high-cis neodymium butadiene rubber (Nd-BR), high-functional lithium butadiene rubber (Li-BR), and solution-polymerized styrene-butadiene rubber (Solution Polymerized-SBR).
상기 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무(Nd-BR)는 원료 고무 100 중량부에 대하여, 25 내지 65 중량부를 포함할 수 있다. 상기 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무가 상기 함량 미만인 경우, 마모 성능이 악화될 수 있고, 상기 함량을 초과한 경우, 마모 성능은 개선되지만 무니점도가 현저하게 낮아져 밀 스티키(Mill Sticky)현상이 발생할 수 있다. 상기 밀 스티키 현상은 고무를 시트화할 때, Roll(Mill)에 고무가 붙어 끈적끈적해져 시트가 끊기는(시트 형성이 되지 않고 늘어짐) 현상이다.The gosis neodymium butadiene rubber (Nd-BR) may include 25 to 65 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber. When the Gosis neodymium butadiene rubber is less than the above content, the abrasion performance may deteriorate, and when the content exceeds the above content, the abrasion performance is improved, but the Mooney viscosity is remarkably lowered, so that a Mill Sticky phenomenon may occur. The mill-sticky phenomenon is a phenomenon in which the rubber sticks to the roll (Mill) and becomes sticky, and the sheet breaks (the sheet is stretched without forming a sheet) when the rubber is made into a sheet.
본 발명에 따른 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무(Nd-BR)는 네오디뮴(Neodymium, Nd) 촉매를 사용하여 제조된 부타디엔 고무로서, 코발트 부타디엔 고무(Co-BR) 또는 니켈 부타디엔 고무(Ni-BR)에 비하여 분자량 분포가 좁고 낮은 분지화도를 가질 수 있다. 즉, 상기 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무(Nd-BR)는 사슬의 선형성이 높기 때문에, 고무의 히스테리시스(hysteresis)가 낮아 회전저항에 있어서 우수하고 마모 성능에도 우수한 특징을 가지고 있다. 상기 히스테리시스는 타이어 트레드와 지면과의 마찰에 의해 타이어 변형 에너지가 열 에너지로 전환됨에 따라 발생하는 손실을 의미한다. Gosys neodymium butadiene rubber (Nd-BR) according to the present invention is a butadiene rubber manufactured using a neodymium (Nd) catalyst, compared to cobalt butadiene rubber (Co-BR) or nickel butadiene rubber (Ni-BR) It may have a narrow molecular weight distribution and a low degree of branching. That is, since the gocis neodymium butadiene rubber (Nd-BR) has high chain linearity, the rubber hysteresis is low, so it is excellent in rotation resistance and has excellent wear performance. The hysteresis refers to a loss occurring as tire deformation energy is converted into thermal energy due to friction between the tire tread and the ground.
또한, 본 발명에 따른 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무(Nd-BR)는 실리카 사용에 따른 내마모 성능의 저하를 보완하고 저 연비 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the high-cis neodymium butadiene rubber (Nd-BR) according to the present invention can compensate for the deterioration of the abrasion resistance caused by the use of silica and improve the low fuel efficiency.
구체적으로, 본 발명에 따른 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무(Nd-BR)의 중량 평균 분자량은 30만 내지 60만 g/mol 일 수 있다. 상기 중량 평균 분자량은 분자량 분포가 있는 고분자 화합물의 성분 분자종의 분자량을 중량 분율로 평균하여 얻어지는 평균 분자량을 의미하며, 이는 광 산란법, 초 원심법에 의해 측정될 수 있다. Specifically, the weight average molecular weight of the gocis neodymium butadiene rubber (Nd-BR) according to the present invention may be 300,000 to 600,000 g/mol. The weight average molecular weight means an average molecular weight obtained by averaging the molecular weights of component molecular species of a high molecular weight compound having a molecular weight distribution by weight fraction, which may be measured by a light scattering method or an ultracentrifugal method.
또한, 본 발명에 따른 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무(Nd-BR)의 시스(Cis) 부타디엔 함량은 96% 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 시스 부타디엔 함량이 96% 이상에 해당하여 고시스 함량을 가질 수 있다. 상기 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무(Nd-BR)은 고시스 함량을 가짐으로써, 후술할 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무와 혼용시 상용 온도는 -70℃까지 기대할 수 있고, 점성이 뛰어나 내마모성에 대한 보강 효과가 두드러질 수 있다. In addition, the cis (Cis) butadiene content of the high cis neodymium butadiene rubber (Nd-BR) according to the present invention may be 96% or more. Specifically, the cis-butadiene content may correspond to 96% or more to have a high cis content. The high-cis neodymium butadiene rubber (Nd-BR) has a high-cis content, so when mixed with solution polymerization styrene-butadiene rubber to be described later, a commercial temperature can be expected up to -70° C. can stand out
본 발명에 따른 고기능성 리튬 부타디엔 고무(Functionalized Li-BR)는 원료 고무 100 중량부에 대하여, 5 내지 45 중량부를 포함할 수 있다. 상기 고기능성 리튬 부타디엔 고무가 45 중량부를 초과할 경우, 무니점도는 높아져 가공성이 불리해질 수 있을 뿐만 아니라 내마모성 성능이 떨어질 수 있다. 또한 상기 고기능성 리튬 부타디엔 고무가 5중량부 미만일 경우, 젖은 노면에서의 제동 성능 및 스노우 성능이 떨어질 수 있다.The high-functional lithium butadiene rubber (Functionalized Li-BR) according to the present invention may contain 5 to 45 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber. When the high-functionality lithium butadiene rubber exceeds 45 parts by weight, Mooney viscosity may increase and processability may become unfavorable, and abrasion resistance performance may be deteriorated. In addition, when the amount of the high-functional lithium butadiene rubber is less than 5 parts by weight, braking performance and snow performance on a wet road surface may be deteriorated.
본 발명에 따른 고기능성 리튬 부타디엔 고무(Li-BR)는 실리카 친화형 리튬 부타디엔 고무에 해당할 수 있다. 상기 고기능성 리튬 부타디엔 고무는 회분식 방법으로 중합됨으로써 음이온 중합 반응이 일어날 수 있다. 이러한 음이온 중합 반응이 진행됨으로써, 고기능성 리튬 부타디엔 고무(Li-BR)의 말단이 변성이 가능해지므로, 상기 고기능성 리튬 부타디엔 고무는 비닐(vinyl)기를 10% 이상 포함할 수 있다. The high-functional lithium butadiene rubber (Li-BR) according to the present invention may correspond to a silica-friendly lithium butadiene rubber. The high-functional lithium butadiene rubber may be polymerized by a batch method, thereby causing an anionic polymerization reaction. As the anionic polymerization reaction proceeds, the terminal of the high-functional lithium butadiene rubber (Li-BR) can be modified, so that the high-functional lithium butadiene rubber may include 10% or more of vinyl groups.
본 발명에 따른 고기능성 리튬 부타디엔 고무(Li-BR)는 네오디뮴 부타디엔보다 뛰어난 가공성을 가질 수 있다. 또한, 상기 고기능성 리튬 부타디엔 고무(Li-BR)는 말단 변성이 가능하기 때문에 실리카와 상호작용이 증가하여 연비 성능을 향상시킬 수 있었다. 하지만 상기 고기능성 리튬 부타디엔 고무는 네오디뮴 부타디엔 고무에 비해, 유리 전이 온도가 높고 마모 성능이 불리해지는 문제점이 있었다.The high-functional lithium butadiene rubber (Li-BR) according to the present invention may have superior processability than neodymium butadiene. In addition, since the high-functional lithium butadiene rubber (Li-BR) can be terminally modified, interaction with silica is increased, thereby improving fuel efficiency. However, the high-functional lithium butadiene rubber has a problem in that the glass transition temperature is high and the wear performance is disadvantageous compared to the neodymium butadiene rubber.
상기 고기능성 리튬 부타디엔 고무의 중량 평균 분자량(Mw)은 10만 내지 30만 g/mol에 해당할 수 있다.The weight average molecular weight (Mw) of the high-functional lithium butadiene rubber may correspond to 100,000 to 300,000 g/mol.
이에 본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무, 고기능성 리튬 부타디엔 고무 및 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무를 포함함으로써, 한 가지 성능을 택하다 보면 다른 한 가지 성능이 불리해지는 트레이드-오프(Trade-Off) 관계인, 연비 성능 및 마모 성능을 동시에 향상시킬 수 있다. Accordingly, the rubber composition for a tire tread according to the present invention contains high-cis neodymium butadiene rubber, high-functional lithium butadiene rubber, and solution-polymerized styrene-butadiene rubber. Trade-off), fuel economy performance and wear performance can be improved at the same time.
본 발명에 따른 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무(Solution Polymerized-SBR)는 연속식 방법에 의하여 제조될 수 있다. 상기 연속식 방법(Continuous Process)에 의하여 제조된 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무는 기능성 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무에 해당할 수 있다. Solution-polymerized styrene-butadiene rubber (Solution Polymerized-SBR) according to the present invention may be prepared by a continuous method. The solution polymerization styrene-butadiene rubber prepared by the continuous process may correspond to a functional solution polymerization styrene-butadiene rubber.
본 발명에 따른 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무의 중량 평균 분자량은 70만 이상 g/mol일 수 있고, 보다 바람직하게는 70만 내지 90만 g/mol일 수 있다. 한편, 상기 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무는 스티렌 함량이 20 내지 40 중량%, 부타디엔 내의 비닐(Vinyl) 함량이 10 내지 40 중량%에 해당할 수 있다. 한편, 스티렌 비닐기의 함량이 증가할수록 젖은 노면 제동 성능이 유리해질 수 있다.The weight average molecular weight of the solution-polymerized styrene-butadiene rubber according to the present invention may be 700,000 g/mol or more, and more preferably 700,000 to 900,000 g/mol. Meanwhile, the solution-polymerized styrene-butadiene rubber may have a styrene content of 20 to 40% by weight and a vinyl (Vinyl) content of 10 to 40% by weight in the butadiene. On the other hand, as the content of the styrene vinyl group increases, the wet road braking performance may be advantageous.
상기 기능성 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무의 유리전이온도(Tg)는 -35 내지 -15℃일 수 있다. 상기 기능성 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무의 유리 전이온도가 상기 온도 범위보다 낮을 경우 젖은 제동 성능이 저하될 수 있고, 상기 온도 범위보다 높을 경우 콜드 크랙(Cold Crack) 현상에 불리해지게 된다.The glass transition temperature (Tg) of the functional solution polymerization styrene-butadiene rubber may be -35 to -15 ℃. When the glass transition temperature of the functional solution-polymerized styrene-butadiene rubber is lower than the above temperature range, wet braking performance may be deteriorated.
상기 연속식 방법은 회분식 방법(Batch Process)에 의하여 제조된 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무보다 가공성은 우수하지만, 다량의 저 분자량 물질로 인하여 히스테리시스 로스(hysteresis loss)가 많이 발생하여 저연비 성능이 불리한 측면이 있다. 하지만 본 발명에 따른 기능성 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무는 음이온 중합 반응으로 중합되어 말단 변성이 가능하기 때문에, 변성된 말단에 의한 Polymer-Filler interaction을 강화시킴으로써 저연비 성능을 개선할 수 있다. The continuous method has better processability than solution-polymerized styrene-butadiene rubber manufactured by the batch method, but has a disadvantage in low fuel economy performance due to hysteresis loss due to a large amount of low molecular weight material. there is. However, since the functional solution-polymerized styrene-butadiene rubber according to the present invention is polymerized through an anionic polymerization reaction to allow terminal modification, it is possible to improve low fuel efficiency by strengthening the polymer-filler interaction by the modified terminal.
한편, 본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 천연 고무를 포함하지 않을 수 있다. 구체적으로, 상기 천연 고무는 자연에서 얻을 수 있는 고무를 총칭하는 것으로, 원산지 등이 한정되지 않는다. 상기 천연 고무는 일반 천연 고무 및 변성 천연 고무로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 천연 고무는 시스-1,4-폴리이소프렌(cis-1,4-polyisoprene)을 주요하게 포함하고 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 트랜스-1,4-폴리이소프렌(trans-1,4-polyisoprene)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the rubber composition for a tire tread according to the present invention may not contain natural rubber. Specifically, the natural rubber is a generic term for rubber that can be obtained from nature, and the country of origin is not limited. The natural rubber may include at least one selected from the group consisting of general natural rubber and modified natural rubber. The natural rubber mainly includes, but is not limited to, cis-1,4-polyisoprene, and trans-1,4-polyisoprene (trans-1,4-polyisoprene). ) may be included.
상기 변성 천연고무는, 상기 일반적인 천연고무를 변성 또는 정제한 것을 의미한다. 예를 들어, 상기 변성 천연고무는 에폭시화 천연고무(ENR), 탈단백 천연고무(DPNR), 수소화 천연고무 등을 포함할 수 있다.The modified natural rubber means that the general natural rubber is modified or refined. For example, the modified natural rubber may include epoxidized natural rubber (ENR), deproteinized natural rubber (DPNR), hydrogenated natural rubber, and the like.
본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 천연 고무를 포함하지 않음으로써, 합성 고무들 간의 혼화성(Compatibility)이 좋아지는 효과가 있어 고무의 가공성이 용이해질 수 있다.Since the rubber composition for a tire tread according to the present invention does not contain natural rubber, compatibility between synthetic rubbers is improved, so that processability of rubber may be facilitated.
[보강성 충진제][Reinforcing Filler]
본 발명에 따른 보강성 충진제는 원료 고무 100 중량부에 대하여, 실리카 85 내지 120 중량부, 카본 블랙 5 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. The reinforcing filler according to the present invention may include 85 to 120 parts by weight of silica and 5 to 20 parts by weight of carbon black based on 100 parts by weight of the raw rubber.
통상 타이어 트레드용 고무 조성물에서 보강제로 사용되는 실리카는 보강 성능은 우수하지만 타이어 트레드용 고무 조성물의 내마모 성능을 저하시킬 우려가 있다. 이에 대해 본 발명에서는 내마모 성능 저하의 우려가 없고, 보강 성능 면에서도 실리카에 비해 우수한 카본 블랙을 혼합 사용함으로써, 트레이드 오프(Trade-Off)의 관계에 있는 내마모 성능의 저하 없이 저회전 저항 성능 및 연비 성능과 함께 내구 성능을 균형 있게 향상시킬 수 있다.Silica, which is usually used as a reinforcing agent in a rubber composition for a tire tread, has excellent reinforcing performance, but there is a risk of lowering the abrasion resistance of the rubber composition for a tire tread. On the other hand, in the present invention, there is no risk of deterioration in wear resistance, and by mixing and using carbon black, which is superior to silica in terms of reinforcing performance, low rotational resistance performance without deterioration in wear resistance in a trade-off relationship And durability performance can be improved in a balanced way along with fuel efficiency performance.
구체적으로, 상기 실리카는 질소 흡착 비표면적(nitrogen adsorption specific surface area)이 160 내지 200 m2/g이고 CTAB 흡착 비표면적이 150 내지 170m2/g이며, 수소 이온 지수가 pH 6 내지 8에 해당할 수 있다.Specifically, the silica has a nitrogen adsorption specific surface area of 160 to 200 m 2 /g, a CTAB adsorption specific surface area of 150 to 170 m 2 /g, and a hydrogen ion index corresponding to pH 6 to 8. can
이와 같은 물성적 요건을 만족시키는 실리카는 넓은 비표면적으로 인하여 타이어 트레드용 고무 조성물의 보강성 및 내마모 성능을 향상시킬 수 있다. 상기 실리카의 질소 흡착 비표면적이 160 m2/g 미만이면 충진제인 실리카에 의한 보강 성능이 불리해질 수 있고, 200 m2/g를 초과하면 타이어 트레드용 고무 조성물의 가공성이 불리해질 수 있다.Silica, which satisfies these physical property requirements, can improve the reinforcing properties and abrasion resistance of the rubber composition for a tire tread due to its large specific surface area. If the nitrogen adsorption specific surface area of the silica is less than 160 m 2 /g, the reinforcing performance by the silica filler may be disadvantageous, and if it exceeds 200 m 2 /g, the processability of the rubber composition for a tire tread may be disadvantageous.
또한, 상기 실리카의 CTAB 흡착 비표면적이 150 m2/g 미만이면 충진제인 실리카에 의한 보강 성능이 불리해질 수 있고, 170 m2/g를 초과하면 타이어 트레드용 고무 조성물의 가공성이 불리해질 수 있다.In addition, if the CTAB adsorption specific surface area of the silica is less than 150 m 2 /g, the reinforcing performance by the silica filler may be disadvantageous, and if it exceeds 170 m 2 /g, the processability of the rubber composition for tire tread may be disadvantageous. .
특히, 실리카가 원료 고무 100 중량부에 대하여 90중량부 이상이 첨가될 경우, 본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 상기 원료 고무 및 보강성 충진제를 포함함으로써, 증가되는 보강성과 트레이드-오프(Trade-Off) 관계인 내마모성을 동시에 향상시킬 수 있다.In particular, when 90 parts by weight or more of silica is added based on 100 parts by weight of the raw rubber, the rubber composition for tire tread according to the present invention includes the raw rubber and the reinforcing filler, thereby increasing reinforcing properties and a trade-off. -Off) It is possible to simultaneously improve the abrasion resistance.
예를 들어, 본 발명에 따른 카본 블랙은 N110, N121, N134, N220, N231, N234, N242, N293, N299, S315, N326, N330, N332, N339, N343, N347, N351, N358, N375, N539, N550, N582, N630, N642, N650, N683, N754, N762, N765, N774, N787, N907, N908, N990 또는 N991 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상에 해당할 수 있다. For example, carbon black according to the present invention may be N110, N121, N134, N220, N231, N234, N242, N293, N299, S315, N326, N330, N332, N339, N343, N347, N351, N358, N375, N539 , N550, N582, N630, N642, N650, N683, N754, N762, N765, N774, N787, N907, N908, N990 or N991 may correspond to one or more selected from the group consisting of.
[가소제][Plasticizer]
본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은, 원료 고무 및 보강성 충진제 이외에 가소제를 추가적으로 포함할 수 있다.The rubber composition for a tire tread according to the present invention may further include a plasticizer in addition to the raw rubber and the reinforcing filler.
본 발명에 따른 가소제는 원료 고무 100 중량부에 대하여, 10 내지 50 중량부일 수 있다. The plasticizer according to the present invention may be 10 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber.
본 발명에 따른 가소제는, 연화점이 95~115℃인 탄화수소계 수지(Resin)을 포함할 수 있다. 다만 본 발명의 기술적 사상이 연화점의 온도 범위에 제한되지 않는다. The plasticizer according to the present invention may include a hydrocarbon-based resin (Resin) having a softening point of 95 to 115°C. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the temperature range of the softening point.
상기 탄화수소계 수지는 지방족 탄화수소 수지, 방향족 탄화수소 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상에 해당할 수 있다. 탄화수소계 수지는 열 또는 촉매 중합을 통해 제조되는 저 분자량의 열가소성 물질에 해당하며, 여러가지 상이한 단량체 공급원으로부터 유도될 수 있다. 상기 연화점은 고형 물질이 열에 의하여 변형되어 연화를 일으키기 시작하는 온도를 의미한다. The hydrocarbon-based resin may correspond to at least one selected from the group consisting of an aliphatic hydrocarbon resin and an aromatic hydrocarbon resin. Hydrocarbon-based resins correspond to low molecular weight thermoplastics prepared through thermal or catalytic polymerization, and can be derived from several different monomer sources. The softening point refers to a temperature at which a solid material is deformed by heat and begins to soften.
[첨가제][additive]
본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은, 원료 고무 및 보강성 충진제 이외에 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 가류제, 가류촉진제, 가류촉진조제, 연화제, 가공오일 및 노화방지제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 이는 타이어용 고무 조성물의 제조 시 사용되는 첨가제로서, 필요에 따라 적절히 첨가하여 사용할 수 있다.The rubber composition for a tire tread according to the present invention may further include an additive in addition to the raw rubber and the reinforcing filler. The additive may further include one or more selected from the group consisting of a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a vulcanization accelerator auxiliary, a softener, a processing oil, and an anti-aging agent. This is an additive used in the manufacture of the rubber composition for tires, and may be appropriately added as needed.
상기 첨가제는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 어느 것이나 사용할 수 있으며, 이의 함량은 해당 기술분야에서 사용되는 배합비에 따라 첨가될 수 있다.Any of the additives may be used as long as they are commonly used in the technical field to which the present invention pertains, and the content thereof may be added according to the compounding ratio used in the relevant technical field.
본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 원료 고무 100 중량부에 대하여, 가류제를 포함할 수 있다. The rubber composition for a tire tread according to the present invention may include a vulcanizing agent based on 100 parts by weight of the raw rubber.
본 발명에 따른 가류제로 유황계 가류제, 유기 과산화물, 수지 가류제, 금속산화물 등을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 유황계 가류제를 사용하는 것이 바람직하다.As the vulcanizing agent according to the present invention, sulfur-based vulcanizing agents, organic peroxides, resin vulcanizing agents, metal oxides, and the like may be used. More preferably, it is preferable to use a sulfur-based vulcanizing agent.
구체적으로, 상기 유황계 가류제는 분말 황(S), 불용성 황(S), 침강 황(S), 콜로이드(Colloid) 황 등의 무기 가류제와, 테트라메틸티우람 디설파이드(Tetramethylthiuram disulfide, TMTD), 테트라에틸티우람 디설파이드(Tetraethyltriuram disulfide, TETD), 디티오디모르폴린(Dithiodimorpholine) 등의 유기 가류제를 사용할 수 있다.Specifically, the sulfur-based vulcanizing agent is powdered sulfur (S), insoluble sulfur (S), precipitated sulfur (S), an inorganic vulcanizing agent such as colloidal sulfur, and tetramethylthiuram disulfide (Tetramethylthiuram disulfide, TMTD) , tetraethyltriuram disulfide (Tetraethyltriuram disulfide, TETD), an organic curing agent such as dithiodimorpholine (Dithiodimorpholine) can be used.
상기 유기 과산화물은 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl peroxide), 디큐밀퍼옥사이드(Dicumyl peroxide), 디-t-부틸퍼옥사이드(Di-t-butyl peroxide), t-부틸큐밀퍼옥사이드(t-butylcumylperoxide), 메틸에틸케톤퍼옥사이드(Methylethylketone peroxide), 쿠멘 하이드로퍼옥사이드(Cumene hydroperoxide), 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산(2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane), 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산(2,5-dimethyl-2,5-di(benzoylperox)hexane), 1,3-비스(t-부틸퍼옥시프로필)벤젠(1,3-bis(t-butylperoxypropyl)benzene), 디-t-부틸퍼옥시-디이소프로필벤젠(Di-t-butylperoxy-diisopropyl benzene), t-부틸퍼옥시벤젠(t-butylperoxy benzene), 2,4-디클로로벤조일퍼옥사이드(2,4-dichlorobenzoyl peroxide), 1,1-디부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸실록산(1,1-dibutylperoxy-3,3,5-trimethylsiloxane), n-부틸-4,4-디-t-부틸퍼옥시발레레이트(4,4-di-t-butylperoxyvalate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.The organic peroxide is benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butylcumylperoxide, methylethyl Ketone peroxide (Methylethylketone peroxide), cumene hydroperoxide (Cumene hydroperoxide), 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane (2,5-dimethyl-2,5-di (t) -butylperoxy)hexane), 2,5-dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexane (2,5-dimethyl-2,5-di(benzoylperox)hexane), 1,3-bis(t-butyl Peroxypropyl)benzene (1,3-bis(t-butylperoxypropyl)benzene), di-t-butylperoxy-diisopropyl benzene (Di-t-butylperoxy-diisopropyl benzene), t-butylperoxybenzene (t -butylperoxy benzene), 2,4-dichlorobenzoyl peroxide (2,4-dichlorobenzoyl peroxide), 1,1-dibutylperoxy-3,3,5-trimethylsiloxane (1,1-dibutylperoxy-3,3, 5-trimethylsiloxane), n-butyl-4,4-di-t-butylperoxyvalate (4,4-di-t-butylperoxyvalate), and any one selected from the group consisting of combinations thereof may be used.
상기 수지 가류제는 알킬 페놀 수지 등을 사용할 수 있고, 이 외에도 필요에 따라 해당 기술분야에서 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하다. The resin vulcanizing agent may be an alkyl phenol resin or the like, and in addition to this, as long as it is used in the relevant technical field, it is not particularly limited and can be used if necessary.
본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 원료 고무 및 보강성 충진제 이외에 가류촉진제를 추가로 포함할 수 있다.The rubber composition for a tire tread according to the present invention may further include a vulcanization accelerator in addition to the raw rubber and the reinforcing filler.
본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 원료 고무 100 중량부에 대하여, 가류촉진제 0.5 내지 2.5 중량부를 포함할 수 있다.The rubber composition for a tire tread according to the present invention may contain 0.5 to 2.5 parts by weight of the vulcanization accelerator based on 100 parts by weight of the raw rubber.
상기 가류촉진제는 가황 속도를 촉진하거나 초기 가황 단계에서 지연작용을 촉진하는 촉진제(Accelerator)를 의미하며, 가류 속도 촉진을 통한 생산성 증진 및 고무 물성의 증진을 극대화시키기 위하여 첨가될 수 있다.The vulcanization accelerator refers to an accelerator that promotes the vulcanization rate or delay action in the initial vulcanization step, and may be added to maximize productivity and rubber properties through acceleration of the vulcanization rate.
상기 가류촉진제로는 술펜아미드계, 티아졸계, 티우람계, 티오우레아계, 구아니딘계, 디티오카르밤산계, 알데히드-아민계, 알데히드-암모니아계, 이미다졸린계, 크산테이트계 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.Examples of the vulcanization accelerator include sulfenamide-based, thiazole-based, thiuram-based, thiourea-based, guanidine-based, dithiocarbamic acid-based, aldehyde-amine-based, aldehyde-ammonia-based, imidazoline-based, xanthate-based and their Any one selected from the group consisting of combinations may be used.
상기 가류촉진제는 배합제로서, 무기계 가류촉진조제, 유기계 가류촉진조제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.The vulcanization accelerator may be used as a compounding agent, any one selected from the group consisting of an inorganic vulcanization accelerator, an organic vulcanization accelerator, and combinations thereof.
상기 무기계 가류촉진조제는 산화아연(ZnO), 탄산아연(ZnCO3), 산화마그네슘(MgO), 산화납(PbO), 수산화 칼륨(KOH) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다. 상기 유기계 가류촉진조제로는 스테아르산(Stearic acid), 스테아르산 아연(Zinc Stearate), 팔미트산(Palmitic acid), 리놀레산(Linoleic acid), 올레산(Oleic acid), 라우르산(Lauric acid), 디부틸 암모늄-올레이트(Dibutyl ammonium oleate), 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.Any one selected from the group consisting of zinc oxide (ZnO), zinc carbonate (ZnCO 3 ), magnesium oxide (MgO), lead oxide (PbO), potassium hydroxide (KOH), and combinations thereof may be used as the inorganic vulcanization accelerator. can The organic-based vulcanization accelerator includes stearic acid, zinc stearate, palmitic acid, linoleic acid, oleic acid, lauric acid, Any one selected from the group consisting of dibutyl ammonium oleate, derivatives thereof, and combinations thereof may be used.
본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 가공성이 우수하여 연화제를 포함하지 않아도 무방하나, 필요에 따라 연화제를 더 첨가할 수 있다.The rubber composition for a tire tread according to the present invention does not need to include a softener because it has excellent processability, but a softener may be further added as necessary.
상기 연화제는 고무에 가소성을 부여시켜 가공을 용이하게 하기 위해서나가황 고무의 경도를 저하시키기 위해 첨가되는 첨가제로서, 가공오일(Process oil), 식물유지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있으나 해당 기술분야에서 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하다. 상기 식물유지는 대두유, 카놀라유, 잇꽃 추출유 등을 포함할 수 있다.The softener is an additive added to reduce the hardness of the vulcanized rubber in order to facilitate processing by imparting plasticity to the rubber, and any one selected from the group consisting of process oil, vegetable oil, and combinations thereof. It can be used, but as long as it is used in the relevant technical field, it is not particularly limited and can be used. The vegetable oil may include soybean oil, canola oil, safflower extract oil, and the like.
상기 가공오일은 파라핀계 가공오일, 나프텐계 가공오일, 방향족계 가공오일 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.As the processing oil, any one selected from the group consisting of paraffin-based processing oil, naphthenic processing oil, aromatic processing oil, and combinations thereof may be used.
본 발명에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 추가적으로 노화 방지제를 포함할 수 있다. 상기 타이어 트레드용 고무 조성물은, N-(1,3-Dimethylbutyl)-N-phenyl-p-phenylenediamine(6PPD) 및 Poly(2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline(RD) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물일 수 있다.The rubber composition for a tire tread according to the present invention may additionally include an anti-aging agent. The rubber composition for the tire tread includes N-(1,3-Dimethylbutyl)-N-phenyl-p-phenylenediamine (6PPD) and Poly(2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline (RD) and their It may be a compound selected from the group consisting of combinations.
상기 노화 방지제는 원료 고무 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.The antioxidant may include 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber.
각 화합물은 해당 기술분야에서 일반적으로 사용되는 것이면 특별히 제한없이 사용할 수 있고, 타이어용 고무 조성물 제조에 사용되는 성분을 필요에 따라 적절히 첨가할 수 있다.Each compound may be used without particular limitation as long as it is generally used in the art, and components used for preparing the rubber composition for tires may be appropriately added as needed.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily carry out, but this is only an example, and the scope of the present invention is defined by the following contents Not limited.
[제조예][Production Example]
하기 표 1과 같은 조성으로 실시예 및 비교예에 따른 고무 조성물을 제조하였다. 상기 고무 조성물은 통상의 고무 조성물의 제조방법에 의해 제조하였다.Rubber compositions according to Examples and Comparative Examples were prepared with the composition shown in Table 1 below. The rubber composition was prepared by a conventional method for preparing a rubber composition.
2) 스티렌 함량이 30중량% 부타엔 내의 비닐 함량이 25중량%인 연속식 방법으로 제조된 공정오일 25중량부를 포함하고 있는 Low Tg SSBR
3) 중량평균분자량이 30만g/mol이고, 시스 함량이 96%인 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무(Nd-BR)
4) 중량평균분자량이 20만g/mol이고, 비닐(Vinyl) 함량이 10%이상인 고기능성 리튬 부타디엔 고무(Functionalized Li-BR)
5) 질소 흡착 비표면적이 180m2/g, CTAB 흡착 비표면적이 160m2/g이며, 수소이온지수가 pH7인 고분산성 실리카
6) N234
7) Si69
8) 연화점이 103℃인 Hydrogenated C9/DCPD Resin
9) 대두유
10) ZnO
11) octadecanoic acid
12) Sulfur
13) CBS(N-Cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide)1) High Tg SSBR with Tg of -21℃
2) Low Tg SSBR containing 25 parts by weight of process oil prepared by a continuous method having a styrene content of 30% by weight and a vinyl content of 25% by weight in butaene
3) Gocis neodymium butadiene rubber (Nd-BR) having a weight average molecular weight of 300,000 g/mol and a cis content of 96%
4) High functional lithium butadiene rubber (Functionalized Li-BR) with a weight average molecular weight of 200,000 g/mol and a vinyl content of 10% or more
5) Highly dispersible silica having a nitrogen adsorption specific surface area of 180 m 2 /g, a CTAB adsorption specific surface area of 160 m 2 /g, and a hydrogen ion index of pH 7
6) N234
7) Si69
8) Hydrogenated C9/DCPD Resin with a softening point of 103℃
9) Soybean Oil
10) ZnO
11) octadecanoic acid
12) Sulfur
13) CBS (N-Cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide)
[[ 실험예: 물성 측정]Experimental example: measurement of physical properties]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무 시편에 대하여 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다.The physical properties of the rubber specimens prepared in Examples and Comparative Examples were measured, and the results are shown in Table 2 below.
각 평가 방법은 다음과 같다.Each evaluation method is as follows.
1. 무니점도 측정One. Mooney viscosity measurement
무니점도는 미가류 고무의 점도를 나타내는 값으로 수치가 낮을수록 미가류 고무의 가공성이 우수한 것을 나타낸다. 무니점도(ML1+4(100℃))는 ASTM 규격 D1646에 의해 측정하였다.Mooney viscosity is a value indicating the viscosity of unvulcanized rubber, and the lower the numerical value, the better the processability of unvulcanized rubber is. Mooney viscosity (ML1+4 (100° C.)) was measured according to ASTM standard D1646.
2. Tmax/Tmin 측정2. Tmax/Tmin measurement
Tmax는 고무의 가류 커브의 최고점을 의미하고, Tmin은 고무의 가류 커브의 최저점을 의미하는 것으로, Tmax/Tmin 값은 MDR 측정장비에 의해 측정하였다. Tmax 값과 전체 커브(curve)의 형태로 리버젼과 마칭현상을 확인할 수 있다.Tmax means the highest point of the vulcanization curve of the rubber, Tmin means the lowest point of the vulcanization curve of the rubber, and Tmax/Tmin values were measured by MDR measuring equipment. The revision and marching phenomenon can be confirmed in the form of the Tmax value and the entire curve.
3. 경도(Shore A type)3. Hardness (Shore A type)
경도는 조정 안정성을 나타내는 것으로, 수치가 높을수록 조정 안정 성능이 우수한 것을 나타낸다. 경도는 DIN 53505에 의해 측정하였다.Hardness shows adjustment stability, and it shows that it is excellent in adjustment stability performance, so that a numerical value is high. Hardness was measured according to DIN 53505.
4. 300% 모듈러스(Mpa) 4. 300% modulus (Mpa)
300% 모듈러스는 수치가 높을수록 인장 특성이 우수함을 나타낸다. 300% 모듈러스는 ISO 37 규격에 의해 측정하였다.The 300% modulus indicates that the higher the value, the better the tensile properties. 300% modulus was measured according to ISO 37 standard.
5. 신장율(%)5. Elongation (%)
신장율은 파단시 신장률을 의미하는 것으로, 인장 시험기(Instron사)에서 시편이 끊어질 때까지의 스트레인(Strain) 값을 %로 나타내는 방법으로 측정하였다. 신장율은 수치가 높을수록 인장 특성이 우수함을 나타낸다. 상기 신장율은 300% 모듈러스와 마찬가지로 ISO 37 규격에 의해 측정하였다. Elongation means elongation at break, and it was measured by a method of expressing the strain value in % until the specimen is broken in a tensile tester (Instron). The elongation rate indicates that the higher the numerical value, the better the tensile properties. The elongation was measured according to the ISO 37 standard as well as the 300% modulus.
6. -60~0℃tanδAverage, 0℃G'', 60℃tanδ 6. -60~0℃tanδAverage, 0℃G'', 60℃tanδ
점탄성 측정 결과, -60 내지 0 ℃ 저온 영역 tanδ 값의 평균치는 스노우(snow) 성능을 대변하는 물성 값으로, 수치가 낮을수록 우수한 스노우 성능을 나타낸다. 상기 스노우 성능은 눈길 또는 빙판길에서 핸들링 및 제동 성능, 견인 성능 등을 종합한 것을 의미한다.As a result of the viscoelasticity measurement, the average value of tanδ values in the low temperature region of -60 to 0° C. is a physical property value representing snow performance, and the lower the value, the better the snow performance. The snow performance refers to a combination of handling and braking performance, traction performance, etc. on a snowy or icy road.
0℃G''는 젖은 노면에서의 제동 특성을 나타내는 대표값으로 수치가 높을수록 제동 성능이 우수함을 나타낸다.0℃G'' is a representative value representing braking characteristics on a wet road surface, and the higher the value, the better the braking performance.
60℃tanδ는 회전 저항 특성을 나타내는 대표값으로서, 수치가 낮을수록 저 연비 성능이 우수함을 나타낸다.60℃tanδ is a representative value representing the rolling resistance characteristics, and the lower the value, the better the low fuel efficiency performance.
점탄성은 ARES 측정기를 사용하여 0.5% 변형(strain)에서 10Hz 진동수(Frequency) 하에서 -60 내지 70℃까지 G', G'', tanδ를 측정하였다.For viscoelasticity, G', G'', and tanδ were measured from -60 to 70°C under a 10Hz frequency at 0.5% strain using an ARES measuring instrument.
7. 내마모 인덱스(Index)7. Wear-resistance index (Index)
내마모 인덱스는 람본 마모 테스터기를 이용하여 비교예 1을 기준으로 지수화하여 나타내었다. 내마모 인덱스는 높을수록, 내마모 성능이 우수함을 나타낸다. 상기 람본 마모 테스터기에서 시편의 회전 속도는 720rpm이고, 시편과 연마석 사이의 슬립비(slip ratio)는 15도이고, 챔버의 온도는 상온(Room Temperature)이다.The abrasion resistance index was expressed by indexing based on Comparative Example 1 using a Rambon wear tester. The higher the abrasion resistance index, the better the wear resistance performance. The rotation speed of the specimen in the Rambon wear tester is 720 rpm, the slip ratio between the specimen and the grinding stone is 15 degrees, and the temperature of the chamber is room temperature.
이상과 같이 본 발명에 대해서 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정될 것이다.Although the present invention has been described as described above, the present invention is not limited by the embodiments disclosed herein, and it is apparent that various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. In addition, even if the effect of the configuration of the present invention is not explicitly described and described while describing the embodiment of the present invention, the predictable effect by the configuration will also be recognized.
Claims (12)
보강성 충진제 90 내지 140 중량부를 포함하되,
상기 원료 고무는,
고시스 네오디뮴 부타디엔 고무(Nd-BR) 25 내지 65 중량부, 고기능성 리튬 부타디엔 고무(Functionalized Li-BR) 5 내지 45 중량부, 및 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무 20 내지 50중량부를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물.100 parts by weight of raw rubber; and
Containing 90 to 140 parts by weight of a reinforcing filler,
The raw rubber is
For tire tread comprising 25 to 65 parts by weight of Gosis neodymium butadiene rubber (Nd-BR), 5 to 45 parts by weight of high-functional lithium butadiene rubber (Functionalized Li-BR), and 20 to 50 parts by weight of solution polymerization styrene-butadiene rubber rubber composition.
상기 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무는, 스티렌 함량이 20 내지 40중량% 및 비닐 함량이 10 내지 40 중량%를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물.The method of claim 1,
The solution-polymerized styrene-butadiene rubber comprises a styrene content of 20 to 40 wt% and a vinyl content of 10 to 40 wt%.
상기 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무는 시스 함량이 96% 이상이고,
상기 고기능성 리튬 부타디엔 고무는 비닐(vinyl) 함량이 10 내지 40 중량%인 타이어 트레드용 고무 조성물.The method of claim 1,
The gocis neodymium butadiene rubber has a cis content of 96% or more,
The high-functional lithium butadiene rubber has a vinyl (vinyl) content of 10 to 40% by weight of a rubber composition for a tire tread.
상기 보강성 충진제는, 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 실리카 85 내지 120 중량부 및 카본 블랙 5 내지 20중량부를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물.The method of claim 1,
The reinforcing filler comprises 85 to 120 parts by weight of silica and 5 to 20 parts by weight of carbon black based on 100 parts by weight of the raw rubber.
상기 고시스 네오디뮴 부타디엔 고무의 중량 평균 분자량(Mw)은 30만 내지 60만 g/mol인 타이어 트레드용 고무 조성물.The method of claim 1,
The weight average molecular weight (Mw) of the gosis neodymium butadiene rubber is 300,000 to 600,000 g/mol of a rubber composition for a tire tread.
상기 고기능성 리튬 부타디엔 고무의 중량 평균 분자량(Mw)은 10만 내지 30만 g/mol인 타이어 트레드용 고무 조성물.The method of claim 1,
The weight average molecular weight (Mw) of the high-functional lithium butadiene rubber is 100,000 to 300,000 g/mol of a rubber composition for a tire tread.
상기 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무의 중량 평균 분자량(Mw)은 70만 내지 90만 g/mol인 타이어 트레드용 고무 조성물.The method of claim 1,
The weight average molecular weight (Mw) of the solution-polymerized styrene-butadiene rubber is 700,000 to 900,000 g/mol of a rubber composition for a tire tread.
상기 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무의 유리전이온도(Tg)는 -35 내지 -15℃인 타이어 트레드용 고무 조성물.The method of claim 1,
The glass transition temperature (Tg) of the solution polymerization styrene-butadiene rubber is -35 to -15 ℃ rubber composition for a tire tread.
가소제 10 내지 50 중량부를 더 포함하되,
상기 가소제는, 연화점이 95 내지 115℃인 탄화수소계 수지(Resin)를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물.The method of claim 1,
Further comprising 10 to 50 parts by weight of a plasticizer,
The rubber composition for a tire tread, wherein the plasticizer includes a hydrocarbon-based resin (Resin) having a softening point of 95 to 115°C.
가류제를 더 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물.The method of claim 1,
A rubber composition for a tire tread further comprising a vulcanizing agent.
가류촉진제 0.5 내지 2.5 중량부를 더 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물.11. The method of claim 10,
A rubber composition for a tire tread further comprising 0.5 to 2.5 parts by weight of a vulcanization accelerator.
A tire comprising the rubber composition for a tire tread according to any one of claims 1 to 11.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200127054A KR102411451B1 (en) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | Rubber composition for tire tread and tire comprising the rubber composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200127054A KR102411451B1 (en) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | Rubber composition for tire tread and tire comprising the rubber composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220043535A true KR20220043535A (en) | 2022-04-05 |
| KR102411451B1 KR102411451B1 (en) | 2022-06-20 |
Family
ID=81182065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200127054A KR102411451B1 (en) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | Rubber composition for tire tread and tire comprising the rubber composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102411451B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120059118A (en) * | 2010-11-30 | 2012-06-08 | 한국타이어 주식회사 | Tread rubber composition and tire manufactured by using the same |
| KR20130112481A (en) * | 2012-04-04 | 2013-10-14 | 금호타이어 주식회사 | Tread rubber composition for tire improved wear resistance |
| JP2013256585A (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-26 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Rubber composition for tread, and pneumatic tire |
| WO2014021002A1 (en) * | 2012-08-03 | 2014-02-06 | 住友ゴム工業株式会社 | Rubber composition for tread, and pneumatic tire |
| JP2019123760A (en) * | 2018-01-11 | 2019-07-25 | 住友ゴム工業株式会社 | Tire rubber composition |
-
2020
- 2020-09-29 KR KR1020200127054A patent/KR102411451B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120059118A (en) * | 2010-11-30 | 2012-06-08 | 한국타이어 주식회사 | Tread rubber composition and tire manufactured by using the same |
| KR20130112481A (en) * | 2012-04-04 | 2013-10-14 | 금호타이어 주식회사 | Tread rubber composition for tire improved wear resistance |
| JP2013256585A (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-26 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Rubber composition for tread, and pneumatic tire |
| WO2014021002A1 (en) * | 2012-08-03 | 2014-02-06 | 住友ゴム工業株式会社 | Rubber composition for tread, and pneumatic tire |
| JP2019123760A (en) * | 2018-01-11 | 2019-07-25 | 住友ゴム工業株式会社 | Tire rubber composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102411451B1 (en) | 2022-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101829555B1 (en) | Rubber composition for tire tread and tire manufactured by using the same | |
| US20140135437A1 (en) | Tire with rubber tread containing combination of resin and vegetable oil, particularly soybean oil | |
| JP6450031B2 (en) | Farnesene resin, rubber composition, and tire composition | |
| US9624361B2 (en) | Rubber composition for tire tread and tire manufactured by using the same | |
| US20130289183A1 (en) | Triglyceride containing solution polymerization prepared styrene/butadiene elastomer and tire with component | |
| CN110845768A (en) | Rubber composition for tire tread and tire prepared by using same | |
| CN102675701A (en) | Rubber composition with low compression heat and small rolling resistance | |
| CN112920473A (en) | All-steel tread bottom rubber composition with low deformation rigidity and anti-groove crack performance and tire | |
| KR101710904B1 (en) | Rubber composition for tire tread and tire manufactured by using the same | |
| KR101817435B1 (en) | SBR rubber and the tire using this | |
| KR102411451B1 (en) | Rubber composition for tire tread and tire comprising the rubber composition | |
| KR102578081B1 (en) | Silane-functionalized poly(farnesene) and rubber compounds comprising the same | |
| KR102017319B1 (en) | Rubber composition for tire tread and studded tire manufactured by using the same | |
| CN109553827B (en) | Tread rubber composition and all-weather tire | |
| US20170057285A1 (en) | Truck tire with tread composite | |
| KR20210038376A (en) | Conjugated-diene based copolymer rubber composition | |
| KR102414423B1 (en) | Rubber composition for tire tread and tire comprising the rubber composition | |
| US20180148566A1 (en) | Rubber composition containing specialized soybean oil and tire with component | |
| KR102561738B1 (en) | Curable rubber composition containing styrene/alpha-methyl styrene co-oligomer | |
| CN112745542A (en) | Rubber composition and preparation method thereof | |
| KR102504283B1 (en) | Tread compound composition for tire and tire comprising the same | |
| JP2020059775A (en) | Rubber composition for tread | |
| KR20240001359A (en) | Rubber composition for tire tread and tire manufactured by using the same | |
| KR101619378B1 (en) | Rubber composition for tire tread and tire manufactured by using the same | |
| KR102234483B1 (en) | Rubber composition for racing tire tread and Racing Tire comprising the rubber composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |