KR20240036420A - Rubber for tire tread and tire comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 타이어 트레드용 고무 및 그를 포함한 타이어를 개시한다.
본 발명에 따르는 타이어 트레드용 고무 및 그를 포함한 타이어는 원료고무, 보강제 및 첨가제를 포함하는 고무조성물에 있어서, 상기 보강제에는 소수성으로 개질된 목분을 포함하는 특징이 있는데, 이에 의하면 종래 타이어 트레드용 고무조성물에 비하여 친환경적이면서도 눈, 빙판이나 빗길에서의 제동력을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.The present invention discloses rubber for tire treads and tires including the same.
The rubber for tire tread and the tire containing the same according to the present invention are a rubber composition containing raw rubber, a reinforcing agent, and additives, and the reinforcing agent has the characteristic of containing hydrophobically modified wood powder. Accordingly, the conventional rubber composition for tire tread is Compared to others, it is more environmentally friendly and can be effective in improving braking power on snow, ice, or rainy roads.
Description
본 발명은 타이어 트레드용 고무 및 그를 포함한 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 타이어 트레드용 고무조성물에 비하여 친환경적이면서도 눈, 빙판이나 빗길에서의 제동력을 향상시킬 수 있는 타이어 트레드용 고무 및 그를 포함한 타이어에 관한 것이다.The present invention relates to rubber for tire treads and tires containing the same, and more specifically, to rubber for tire treads and tires containing the same, which are environmentally friendly compared to conventional rubber compositions for tire treads and can improve braking power on snow, ice, or rainy roads. It's about.
일반적으로 타이어 고무 조성물은 원료 소재인 고무를 기본으로 하고 보강 효과 및 부피 증량에 의한 원가 절감의 목적으로 카본과 실리카 등과 같은 보강제(filler)을 사용하여 제조된다. In general, tire rubber compositions are manufactured based on rubber as a raw material and using fillers such as carbon and silica for the purpose of reinforcing effect and reducing costs by increasing volume.
이러한 타이어는 사용 중에는 주행중에 트래드 부분의 마모로 인한 입자로 인한 대기 환경 오염이 발생하고 수계로 흘러 들어갈 경우 수질 오염의 원인이 되기도 한다. When these tires are in use, they pollute the air environment due to particles caused by wear of the tread portion while driving, and if they flow into the water system, they can also cause water pollution.
이뿐 아니라 사용 후에는 폐기시 분해성이 전혀 없어 환경문제를 발생시키는 문제점이 있다. In addition, there is a problem that it causes environmental problems because it is not decomposable at all when discarded after use.
이를 해결하기 위해 최근 전분, 셀룰로오스, 프로테인, 목분 등과 같은 친환경적인 재료를 사용하는 기술들이 연구되고 있으나 친수성인 친환경 재료와 소수성인 고무와의 혼합성이 좋지 않아 타이어 내구성 및 성능을 현저히 하락시키는 문제로 인해 상용화에는 어려움을 겪고 있다.To solve this problem, technologies using eco-friendly materials such as starch, cellulose, protein, and wood flour have recently been researched, but the miscibility between hydrophilic eco-friendly materials and hydrophobic rubber is poor, which significantly reduces tire durability and performance. Because of this, commercialization is difficult.
한편, 타이어 성능면에서 살펴보면 유럽과 같이 비가 자주 오는 지역이나 눈이 많이 오는 고위도 지역에서는 젖은 노면에서 타이어의 성능이 중요하게 고려되고 있다. Meanwhile, in terms of tire performance, in areas where it rains frequently or high latitudes where there is a lot of snow, such as Europe, the performance of tires on wet roads is considered important.
이러한 타이어는 소수성인 고무 재료의 특성으로 인해 주행중 수막이 형성되어 젖은 노면에서의 성능이 취약하다. These tires have poor performance on wet roads due to the formation of a water film during driving due to the hydrophobic nature of the rubber material.
이러한 취약점을 최소화 하기 위해 실리카와 같은 친수성 충진제를 이용하여 젖은 노면에서의 타이어 성능을 향상시키고 있으나 실리카 또한 무기물인 관계로 타이어 사용후 폐기시 타이어의 분해성에 도움이 되지 않아 환경 문제를 여전히 발생시킨다는 단점이 있다.In order to minimize these vulnerabilities, hydrophilic fillers such as silica are used to improve tire performance on wet roads. However, since silica is also an inorganic material, it does not help the decomposability of tires when discarded after use, which still causes environmental problems. There is.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 종래 타이어 트레드용 고무조성물에 비하여 친환경적이면서도 눈, 빙판이나 빗길에서의 제동력을 향상시킬 수 있는 타이어 트레드용 고무 및 그를 포함한 타이어를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a tire tread rubber and a tire containing the same that are environmentally friendly and can improve braking power on snow, ice, or rainy roads compared to conventional rubber compositions for tire treads.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 원료고무, 보강제 및 첨가제를 포함하는 고무조성물에 있어서, 상기 보강제에는 소수성으로 개질된 목분을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무를 제공한다.In order to solve the above-mentioned technical problems, the present invention provides a rubber for tire treads, wherein the rubber composition includes raw rubber, a reinforcing agent, and an additive, and the reinforcing agent includes hydrophobically modified wood powder.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 목분은 수산기와 결합하는 폴리올레핀계 수지로 개질된 것일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the wood flour may be modified with a polyolefin-based resin that combines with hydroxyl groups.
한편, 본 발명은 상술한 타이어트레드용 고무로 제조된 것을 특징으로 하는 타이어를 제공한다.Meanwhile, the present invention provides a tire characterized by being manufactured from the above-described tire tread rubber.
본 발명에 따르는 타이어 트레드용 고무 및 그를 포함한 타이어에 의하면, 종래 타이어 트레드용 고무조성물에 비하여 친환경적이면서도 눈, 빙판이나 빗길에서의 제동력을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘한다.According to the tire tread rubber and the tire containing the same according to the present invention, compared to the conventional tire tread rubber composition, it is environmentally friendly and has the effect of improving braking power on snow, ice, or rainy roads.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
다만, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. However, it should be noted that the technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention.
또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 하며, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이며, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 하고, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하며, 본 발명에서, '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하고, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, the technical terms used in the present invention, unless specifically defined in a different sense in the present invention, should be interpreted as meanings generally understood by those skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains, and are not overly comprehensive. It should not be construed in a literal or excessively reduced sense, and if the technical term used in the present invention is an incorrect technical term that does not accurately express the idea of the present invention, it should be used as a technical term that can be correctly understood by a person skilled in the art. It should be understood as a replacement, and general terms used in the present invention should be interpreted as defined in the dictionary or according to the context, and should not be interpreted in an excessively reduced sense, and the singular terms used in the present invention The expression includes plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and in the present invention, terms such as 'consists' or 'comprises' necessarily include all of the various components or steps described in the invention. It should not be construed that some of the components or steps may not be included, or that additional components or steps may be included, and in describing the present invention, related known technologies should be used. If it is determined that a detailed description may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 발명에 따르는 타이어 트레드용 고무 및 그를 포함한 타이어는 원료고무, 보강제 및 첨가제를 포함하는 고무조성물에 있어서, 상기 보강제에는 소수성으로 개질된 목분을 포함하는 특징이 있다.The tire tread rubber and the tire containing the same according to the present invention are a rubber composition containing raw rubber, a reinforcing agent, and an additive, and the reinforcing agent has the characteristic of containing hydrophobically modified wood powder.
상기 원료고무는 천연고무 또는 합성고무를 사용할 수 있으며, 상기 합성고무는 특별하게 한정하여 사용할 것은 아니나, 상기 합성고무는 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 변성 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무(BR), 변성 부타디엔 고무의 군으로부터 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있다.The raw rubber can be used as natural rubber or synthetic rubber, and the synthetic rubber is not particularly limited, but the synthetic rubber includes styrene butadiene rubber (SBR), modified styrene butadiene rubber, butadiene rubber (BR), and modified butadiene rubber. At least one selected from the group of rubbers may be used.
또한 상기 보강제는 필러(filler)로 사용되고, 보강 효과 및 부피 증량에 의한 원가 절감의 목적으로 카본, 카본블랙, 실리카 등을 사용할 수 있다.In addition, the reinforcing agent is used as a filler, and carbon, carbon black, silica, etc. can be used for the purpose of reinforcing effect and cost reduction by increasing volume.
아울러, 상기 첨가제는 타이어 고무의 다양한 기능이나 특성을 발휘하기 위하여 고무에 배합하여 사용하는 것으로, 공정오일, 분산제, 산화아연, 스테아린산, 왁스, 노화방지제, 가류제, 가류지연제, 가류촉진제, 가황제 등을 포함할 수 있다.In addition, the above additives are used by mixing with rubber to demonstrate various functions or characteristics of tire rubber, and include process oil, dispersant, zinc oxide, stearic acid, wax, anti-aging agent, vulcanizing agent, vulcanization retardant, vulcanization accelerator, and vulcanizing agent. It may include the like.
또 한편, 상기 목분은 소수성으로 개질된 것을 사용함으로써, 목분이 친수성인 관계상 소수성인 고무와의 혼합성이 낮아 타이어 내구성 및 다양한 성능을 현저히 하락시키는 문제를 해결할 수 있다.On the other hand, by using the wood powder modified to be hydrophobic, it is possible to solve the problem of significantly reducing tire durability and various performance due to low miscibility with hydrophobic rubber due to the wood powder being hydrophilic.
따라서, 상기 목분에 있는 수산기와 결합하는 폴리올레핀계 수지로 개질된 것일 수 있다.Therefore, it may be modified with a polyolefin resin that binds to the hydroxyl group in the wood flour.
이러한 폴리올레핀계 수지는 폴리알켄 수지, 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, 부텐,펜텐 같은 알켄의 중합체 및 이들의 공중합체가 무수말레익산이 그라프트된 형태로 예를 들며, 무수말레익산이 그라프트된 폴리프로필렌, 무수말레익산이 그라프트된 폴리에틸렌, 무수말레익산이 그라프트된 폴리부텐, 무수말레익산이 그라프트된 폴리펜텐 등을 사용할 수 있다.Such polyolefin-based resins include polyalkene resins, for example, polymers of alkenes such as ethylene, propylene, butene, and pentene, and copolymers thereof grafted with maleic anhydride. For example, polyalkene resins are grafted with maleic anhydride. Propylene, polyethylene grafted with maleic anhydride, polybutene grafted with maleic anhydride, and polypentene grafted with maleic anhydride can be used.
또한, 상기 원료고무 100중량부에 대하여 표면이 개질된 목분 5 내지 15 중량부를 사용할 수 있는데, 이 범위를 벗어나면, 눈(snow), 빙판(ice)이나 젖은 노면에서 제동력 향상에 어려움이 생길 수 있고 만일 5 중량부 미만이면 타이어 표면에 친수성 발현이 미미하여 수막 현상의 개선을 기대하기 어렵고, 반대로 15 중량부를 초과하면 타이어 고무물성이 현저히 하락하여 제동력이 저감될 수 있다.In addition, 5 to 15 parts by weight of surface-modified wood powder can be used for 100 parts by weight of the raw rubber. If this range is exceeded, difficulties may arise in improving braking power on snow, ice or wet roads. If the amount is less than 5 parts by weight, the development of hydrophilicity on the tire surface is minimal, so it is difficult to expect improvement in hydroplaning, and on the other hand, if it exceeds 15 parts by weight, the rubber properties of the tire may decrease significantly, reducing braking power.
한편, 상기 목분은 개질전에 120 내지 300 메쉬(Mesh)로 여과할 것을 사용할 수 있으며, 아세트산과 같은 용제로 전처리를 하여 리그닌과 같은 복합 메트릭스를 제거하고 건조 후 무수말레익산이 그라프트된 폴리프로필렌 용액에 함침하여 표면의 전부 또는 일부를 개질시킨 것을 얻을 수 있다.On the other hand, the wood flour can be filtered through a 120 to 300 mesh before modification, and is pretreated with a solvent such as acetic acid to remove complex matrices such as lignin, dried, and then prepared as a polypropylene solution grafted with maleic anhydride. It can be obtained by impregnating all or part of the surface with modification.
만일 120 메쉬 미만이면 타이어 표면에 친수성 발현이 미미하여 수막 현상의 개선을 기대하기 어렵고, 반대로 300 메쉬를 초과하면 타이어 고무물성이 현저히 하락하여 제동력이 저감될 수 있다. If the mesh is less than 120 mesh, hydrophilicity on the tire surface is minimal, so it is difficult to expect improvement in hydroplaning. Conversely, if it exceeds 300 mesh, the rubber properties of the tire may decrease significantly, reducing braking power.
한편, 상기 고분자 수지로 개질된 목분을 건조 후 아세틸렌 저온 플라스마 처리로 목분의 표면을 무극성 폴리머로 코팅할 수 있는데, 이는 플러스마로 활성화된 아세틸렌 단량체들의 중합 반응이 발생하여 무극성 박막 고분자 필름으로 감싸게 되고 이는 그라프트된 고분자와 목분과의 결합력을 더 향상시키고 표면의 무극성 특성도 증가시켜 고무와의 결합력을 더욱 증가시킬 수 있다. On the other hand, after drying the wood flour modified with the polymer resin, the surface of the wood flour can be coated with a non-polar polymer by acetylene low-temperature plasma treatment. This occurs when a polymerization reaction of acetylene monomers activated with Plusma occurs and the wood flour is wrapped in a non-polar thin polymer film. The bonding strength between the grafted polymer and wood flour can be further improved and the non-polar nature of the surface can be increased to further increase the bonding strength with rubber.
또한, 이는 기존 고무에 목분을 사용시 가장 문제가 되었던 고무와의 약한 결합력으로 인한 현저한 기계적 특성(모듈러스) 하락 현상을 개선시킬 수 있으며, 타이어 표면의 마모로 인해 노출되는 목분의 친수성 특성으로 인해 눈, 빙판, 빗길에서의 수막 현상을 낮추면서도 기계적 특성을 크게 희생시키지 않아 제동 특성을 유지할 수 있어 결과적으로 눈, 빙판, 빗길에서의 제동력을 향상시킬 수 있다.In addition, this can improve the significant decline in mechanical properties (modulus) caused by weak bonding with rubber, which was the biggest problem when using wood powder in existing rubber, and the hydrophilic properties of wood powder exposed due to wear on the tire surface prevent snow, While reducing hydroplaning on icy and rainy roads, it is possible to maintain braking characteristics without sacrificing much of the mechanical properties, resulting in improved braking power on snow, icy and rainy roads.
또 한편, 상술한 트레드용 고무로 트레드고무 반제품을 제조하고, 성형드럼에서 이너라이너, 카카스플라이 등의 반제품을 적층한 1차케이스에 벨트와 같이 트레드고무 반제품를 적층하여 2차케이스를 준비한 후 가류하여 타이어를 제조할 수 있다.On the other hand, a tread rubber semi-finished product is manufactured from the above-mentioned tread rubber, and a secondary case is prepared by laminating the tread rubber semi-finished product like a belt on the primary case in which semi-finished products such as inner liner and carcass ply are laminated on a molded drum, and then vulcanized. Thus, tires can be manufactured.
본 발명에 대하여 아래에서와 같이, 실시 가능한 예를 설명하나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Examples of possible implementations of the present invention are described below, but these are merely illustrative, and those skilled in the art will be able to make various modifications and other equivalent embodiments therefrom. You will understand.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims.
<실시예 1><Example 1>
천연고무 50 중량부 및 스티렌 부타디엔 고무 50 중량부로 이루어진 원료고무 100 중량부에 대하여 카본블랙 45중량부, 실리카 45중량부, 공정오일 35중량부, 표면이 개질된 목분(120메시) 5중량부, 실리카 분산제로서 헥사메틸다이실라잔(Hexamethyldisilazane, HMDZ) 3중량부, 산화아연(ZnO) 3중량부, 스테아린산(stearic acid) 2중량부, 왁스(wax) 1.5중량부, 노화방지제로서 N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민 2중량부를 밴버리 믹서에 넣고 배합하여 고무배합물을 얻었다. 다음으로, 상기의 고무배합물에 가류제로서 유황 2중량부, 가류촉진제로서 N-시클로헥실-2-벤조티아졸-설펜아마이드(CZ) 1중량부, 가류지연제(PVI) 0.2중량부를 밴버리 믹서에 넣고 배합하여 최종 고무배합물을 얻었다. 이를 시험하기 위하여 160℃에서 20±5분 동안 가류시켜 고무시편을 제조하였다. 여기서 목분은 개질전에 120 메쉬로 여과하였으며, 아세트산과 같은 용제로 전처리를 하여 리그닌과 같은 복합 메트릭스를 제거하고 110℃에서 1시간 동안 건조하여 수분을 제거하고, 무수말레익산이 그라프트된 폴리프로필렌 용액에 함침하여 표면의 전부 또는 일부를 개질시킨 것을 사용하였다.For 100 parts by weight of raw rubber consisting of 50 parts by weight of natural rubber and 50 parts by weight of styrene butadiene rubber, 45 parts by weight of carbon black, 45 parts by weight of silica, 35 parts by weight of process oil, 5 parts by weight of surface-modified wood flour (120 mesh), 3 parts by weight of hexamethyldisilazane (HMDZ) as a silica dispersant, 3 parts by weight of zinc oxide (ZnO), 2 parts by weight of stearic acid, 1.5 parts by weight of wax, and N-(1) as an anti-aging agent. ,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine was added to 2 parts by weight and mixed in a Banbury mixer to obtain a rubber compound. Next, 2 parts by weight of sulfur as a vulcanizing agent, 1 part by weight of N-cyclohexyl-2-benzothiazole-sulfenamide (CZ) as a vulcanization accelerator, and 0.2 part by weight of a vulcanization retardant (PVI) were added to the above rubber mixture in a Banbury mixer. and mixed to obtain the final rubber mixture. To test this, rubber specimens were prepared by vulcanizing at 160°C for 20±5 minutes. Here, the wood flour was filtered through a 120 mesh before modification, pretreated with a solvent such as acetic acid to remove complex matrices such as lignin, dried at 110°C for 1 hour to remove moisture, and made into a polypropylene solution grafted with maleic anhydride. A product in which all or part of the surface was modified by impregnation was used.
<실시예 2><Example 2>
표면이 개질된 목분(120메시) 5중량부 대신에 10 중량부를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.A rubber specimen was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 10 parts by weight of surface-modified wood flour (120 mesh) was used instead of 5 parts by weight.
<실시예 3><Example 3>
표면이 개질된 목분(120메시) 5중량부 대신에 15 중량부를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.A rubber specimen was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 15 parts by weight of surface-modified wood flour (120 mesh) was used instead of 5 parts by weight.
<실시예 4><Example 4>
천연고무 50 중량부 및 스티렌 부타디엔 고무 50 중량부로 이루어진 원료고무 100 중량부에 대하여 카본블랙 45중량부, 실리카 45중량부, 공정오일 35중량부, 표면이 개질된 목분(120메시) 5중량부, 실리카 분산제로서 헥사메틸다이실라잔(Hexamethyldisilazane, HMDZ) 3중량부, 산화아연(ZnO) 3중량부, 스테아린산(stearic acid) 2중량부, 왁스(wax) 1.5중량부, 노화방지제로서 N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민 2중량부를 밴버리 믹서에 넣고 배합하여 고무배합물을 얻었다. 다음으로, 상기의 고무배합물에 가류제로서 유황 2중량부, 가류촉진제로서 N-시클로헥실-2-벤조티아졸-설펜아마이드(CZ) 1중량부, 가류지연제(PVI) 0.2중량부를 밴버리 믹서에 넣고 배합하여 최종 고무배합물을 얻었다. 이를 시험하기 위하여 160℃에서 20±5분 동안 가류시켜 고무시편을 제조하였다. 여기서 목분은 개질전에 120 메쉬로 여과하였으며, 아세트산과 같은 용제로 전처리를 하여 리그닌과 같은 복합 메트릭스를 제거하고 110℃에서 1시간 동안 건조하여 수분을 제거하고, 무수말레익산이 그라프트된 폴리프로필렌 용액에 함침하여 표면의 전부 또는 일부를 개질시키고 110℃에서 1시간 동안 건조하여 수분을 제거한 후 아세틸렌 분위기에서 무선 주파수(radio frequency) 플라즈마를 이용하여 상온 조건에서 반응기 내부 압력을 0.01 Torr 이하로 낮춘 후 아세틸렌 가스를 0.5 SCCM 유량으로 흐르도록 고정하고 전력공급계(Power Supply)의 전원에 반응기의 전극들을 연결하고, 전압을 올려서 플라스마가 형성되면 10W로 고정하여 10분 동안 처리시킨 것을 사용하였다.For 100 parts by weight of raw rubber consisting of 50 parts by weight of natural rubber and 50 parts by weight of styrene butadiene rubber, 45 parts by weight of carbon black, 45 parts by weight of silica, 35 parts by weight of process oil, 5 parts by weight of surface-modified wood flour (120 mesh), 3 parts by weight of hexamethyldisilazane (HMDZ) as a silica dispersant, 3 parts by weight of zinc oxide (ZnO), 2 parts by weight of stearic acid, 1.5 parts by weight of wax, and N-(1) as an anti-aging agent. ,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine was added to 2 parts by weight and mixed in a Banbury mixer to obtain a rubber compound. Next, 2 parts by weight of sulfur as a vulcanizing agent, 1 part by weight of N-cyclohexyl-2-benzothiazole-sulfenamide (CZ) as a vulcanization accelerator, and 0.2 parts by weight of a vulcanization retardant (PVI) were added to the above rubber mixture in a Banbury mixer. and mixed to obtain the final rubber mixture. To test this, rubber specimens were prepared by vulcanizing at 160°C for 20±5 minutes. Here, the wood flour was filtered through a 120 mesh before modification, pretreated with a solvent such as acetic acid to remove complex matrices such as lignin, dried at 110°C for 1 hour to remove moisture, and made into a polypropylene solution grafted with maleic anhydride. Modify all or part of the surface by impregnating it, remove moisture by drying at 110°C for 1 hour, and then lower the internal pressure of the reactor to below 0.01 Torr at room temperature using radio frequency plasma in an acetylene atmosphere. The gas was fixed to flow at a flow rate of 0.5 SCCM, the electrodes of the reactor were connected to the power supply, the voltage was raised, and when plasma was formed, it was set to 10W and treated for 10 minutes.
<비교예1><Comparative Example 1>
표면이 개질된 목분(120메시) 5중량부 대신에 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.A rubber specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that 5 parts by weight of surface-modified wood flour (120 mesh) was not added.
<비교예2><Comparative Example 2>
표면이 개질된 목분(120메시) 10중량부 대신에 표면을 개질하기 전 일반 목분(120메시) 10중량부를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.A rubber specimen was manufactured in the same manner as in Example 2, except that 10 parts by weight of regular wood flour (120 mesh) before surface modification was used instead of 10 parts by weight of surface-modified wood flour (120 mesh).
<비교예3><Comparative Example 3>
표면이 개질된 목분(120메시) 5중량부 대신에 3 중량부를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.A rubber specimen was manufactured in the same manner as Example 1, except that 3 parts by weight of surface-modified wood flour (120 mesh) was used instead of 5 parts by weight.
<비교예4><Comparative Example 4>
표면이 개질된 목분(120메시) 5중량부 대신에 17 중량부를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.A rubber specimen was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 17 parts by weight of surface-modified wood flour (120 mesh) was used instead of 5 parts by weight.
<시험예><Test example>
상기 실시예들 및 비교예들에서 제조한 고무시편에 대해 경도(hardness), 300% 모듈러스(300% modulus), 인장강도(tensile strength, T.S.), 신율(elongation balance, E.B.) 등의 인장물성을 ASTM 관련규정에 의해 측정하고 그 결과와 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 제조한 고무를 타이어 트레드 고무로 하고, 각각의 타이어에 대해 물(Water)이 있는 노면, 눈길(Snow), 빙판(Ice) 등과 같은 젖은 노면(Wet Road)에서의 제동력을 각각 측정하고 그 결과를 아래의 <표 1>에 나타내었다.Tensile properties such as hardness, 300% modulus, tensile strength (T.S.), and elongation balance (E.B.) were measured for the rubber specimens prepared in the above examples and comparative examples. Measurements were made according to ASTM related regulations, and the results and the rubber manufactured in Examples 1 to 3 and Comparative Examples were used as tire tread rubber, and for each tire, water, snow, and ice ( The braking force on wet roads such as ice was measured, and the results are shown in <Table 1> below.
처리목분plasma
Treated wood flour
위 표 1에서 실시예의 인장물성, 제동력 등의 수치는 비교예1의 인장물성, 제동력 등의 수치를 100 으로 기준하였을 때의 환산한 값으로, 수치가 높을수록 특성이 우수함을 의미한다.In Table 1 above, the tensile properties, braking force, etc. of the examples are converted values based on the tensile properties and braking force of Comparative Example 1 based on 100, and the higher the value, the better the characteristics.
본 발명에 따르는 실시예의 고무는 비교예 1의 고무와 비교하여 볼 때, 실시예1 내지 3의 경우, 인장물성의 하락이 크지 않으면서도 물(Water)이 있는 노면, 눈길(Snow), 빙판(Ice) 등과 같은 젖은 노면(Wet Road)에서의 제동력이 우수함을 알 수 있다. Compared to the rubber of Comparative Example 1, the rubber of the examples according to the present invention shows no significant decrease in tensile properties in Examples 1 to 3, but is suitable for use on watery road surfaces, snow, and ice ( It can be seen that the braking power is excellent on wet roads such as ice.
뿐만 아니라 표면을 개질하지 않은 목분을 사용한 비교예 2의 고무와 비교해 볼 때, 실시예 2의 경우, 인장 물성과 제동력이 모두 우수함을 알 수 있다. In addition, when compared to the rubber of Comparative Example 2 using wood powder without surface modification, it can be seen that Example 2 is superior in both tensile properties and braking force.
그리고, 5중량부 미만을 사용한 비교예 3에서는 타이어 표면에 친수성 발현이 미미하여 수막이 발생하는 노면에서의 제동력 성능 향상을 기대하기 어렵고 15 중량부를 초과한 비교예 4에서는 고무물성이 하락하여 성능 향상을 기대하기 어렵다.In addition, in Comparative Example 3 using less than 5 parts by weight, it is difficult to expect improvement in braking performance on roads where water films occur due to the minimal hydrophilicity on the tire surface, and in Comparative Example 4 using more than 15 parts by weight, the rubber properties decreased and performance was not improved. It's hard to expect.
실시예 4를 보면, 플라즈마로 처리하기 전의 실시예3 대비 모듈러스 및 신율을 증가시켜 플라즈마 처리된 목분으로 인하여 그라프트된 고분자와 목분과의 결합력을 향상되어 배합 고무와의 결합력이 증가하고, 기계적 특성(모듈러스)이 개선되었으며, 눈, 빙판, 빗길에서의 제동력을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.Looking at Example 4, the modulus and elongation were increased compared to Example 3 before plasma treatment, and the bonding strength between the grafted polymer and wood flour was improved due to the plasma-treated wood powder, thereby increasing the bonding strength with the compound rubber and mechanical properties. (Modulus) has been improved, and it can be seen that braking power on snow, ice, and rain can be improved.
Claims (3)
상기 보강제에는 소수성으로 개질된 목분을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무.
In rubber containing raw rubber, reinforcing agents and additives,
Rubber for a tire tread, wherein the reinforcing agent includes hydrophobically modified wood flour.
상기 목분은 수산기와 결합하는 폴리올레핀계 수지로 개질된 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무.
According to claim 1,
Rubber for tire tread, characterized in that the wood flour is modified with a polyolefin resin that combines with hydroxyl groups.
A tire manufactured from the tire tread rubber of claim 1 or 2.
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