KR100827322B1 - 웨트 그립을 향상시킨 타이어 트레드 고무조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 웨트 그립을 향상시킨 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 종래 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무(E-SBR), 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무(S-SBR), 천연고무(NR) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 원료고무로 하고, 상기 원료고무 및 파라핀 오일(paraffin oil)을 포함하도록 하여 회전저항 상승이나 배합성의 하락 없이 웨트 그립(Wet Grip)을 향상시킨 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것이다.
웨트 그립, 회전저항, 고무, 타이어
Description
본 발명은 웨트 그립을 향상시킨 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 종래 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무(Emulsion Stylene-Butadiene Rubber, E-SBR), 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무(Solution Stylene-Butadiene Rubber, S-SBR), 천연고무(Natural Rubber, NR) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 원료고무로 하고, 상기 원료고무 및 파라핀 오일(paraffin oil)을 포함하도록 하여 회전저항 상승이나 배합성의 하락 없이 웨트 그립(Wet Grip)을 향상시킨 타이어 트레드 고무조성물에 관한 것이다.
타이어 고무, 특히 지면과 직접 접촉하는 타이어 트레드 고무를 설계하는데 있어서 웨트 그립은 중요한 인자 중의 하나이다, 하지만 회전저항과의 역상관관계 때문에 성능을 향상시키기 어려운 것은 사실이다.
타이어의 웨트 그립을 올리기 위해서는 동적점탄성 특성 중 tan δ 0℃를 높게 해야하고, 이는 tan δ 70℃를 높게 하게 된다. 하지만 tan δ 70℃가 높아지면 회전저항이 커져 회전저한 특성이 나빠지면서 연비에 손실을 가져오게 된다.
타이어의 웨트 그립을 높이기 위해서 종래에는 폴리머 내에 존재하는 디엔계 중합체의 말단을 변성시킨 폴리머를 사용하거나(JP 2003-155380 A), 입자경이 작은 카본 블랙을 고충진하거나 석유계 연화제를 사용하였다. 또는 최근에는 회전저항을 보강하기 위하여 석유계 연화제 대신 연화점이 높은 레진을 사용하여 웨트 그립 성능을 높이고 있다.
타이어 트레드 고무의 웨트 그립을 높이기 위해 폴리머 내에 존재하는 디엔계 중합체의 말단을 변성시킨 폴리머를 사용하거나 스티렌을 다량 함유하는 유화 중에서 제조된 스티렌-부타디엔 고무를 사용할 경우에는 웨트 그립을 향상시킬 수가 있지만 히스테리시스 손실이 증가하여 회전저항이 증가하고 마모량이 많아진다. 또한 레진을 다량 사용할 경우에는 고무조성물의 배합성이 하락하여 배합이 어려워지는 문제가 있을 수 있다.
본 발명은 회전저항의 상승이 없으면서 웨트 그립을 향상시키고 배합성의 하락되는 문제도 발생하지 않는 타이어 트레드 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 상기의 타이어 트레드 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어의 제공을 다른 목적으로 한다.
본 발명은 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무, 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무, 천연고무 중에서 선택된 어느 하나 이상을 원료고무로 하고, 상기 원료고무 및 파라핀 오일을 포함하는 웨트 그립을 향상시킨 타이어 트레드 고무조성물을 나타낸다.
본 발명의 타이어 트레드 고무조성물에 원료고무는 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무, 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무, 천연고무 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기에서 천연고무와 합성고무가 혼합된 혼합고무를 원료고무로 사용하는 경우 원료고무 100중량부 중에서 천연고무 5∼95중량부 및 합성고무 5∼95중량부가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
상기에서 합성고무는 한 종류의 합성고무를 원료고무로 사용할 수 있고, 둘 이상의 합성고무가 혼합된 혼합 합성고무를 원료고무를 사용할 수 있다.
상기에서 합성고무는 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 부틸고무, 할로겐화 부틸 고무, 이소프렌이 함유된 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴을 포함하는 스티렌 부타디엔 고무, 네오프렌 고무, 시스 이소프렌 고무 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드 고무조성물에서 원료고무의 일예로 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무를 단독으로 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드 고무조성물에서 원료고무의 일예로 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무를 단독으로 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드 고무조성물에서 원료고무의 일예로 천연고무를 단독으로 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드 고무조성물에서 원료고무의 일예로 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무 및 천연고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다. 이때 원료고무 100중량부 중에 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무 10∼90중량부 및 천연고무 10∼90중량부가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드 고무조성물에서 원료고무의 일예로 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무 및 천연고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다. 이때 원료고무 100중량부 중에 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무 10∼90중량부 및 천연고무 10∼90중량부가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드 고무조성물에서 원료고무의 일예로 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무 및 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다. 이때 원료고무 100중량부 중에 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무 10∼90중량부 및 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무 10∼90중량부가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드 고무조성물에서 원료고무의 일예로 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무, 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무 및 천연고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다. 이때 원료고무 100중량부 중에 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무 40∼45중량부, 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무 40∼45중량부 및 천연고무 10∼20중량부가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.
상기에서 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무는 스티렌 함량이 35∼50중량％인 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무를 사용할 수 있다.
상기에서 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무는 스티렌 함량이 35∼50중량％인 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무를 사용할 수 있다.
상기에서 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무는 비닐(Vinyl) 함량이 40∼50％인 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무를 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드 고무조성물에서 연화제는 파라핀 오일을 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드 고무조성물에서 파라핀 오일은 원료고무 100중량부에 대하여 20∼80중량부를 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어 트레드 고무조성물에 있어서, 다양한 성분, 함량 등의 조건에 의해 타이어용 고무조성물을 적용한바, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 상기에서 언급한 조건의 타이어 트레드 고무조성물이 바람직함을 알 수 있었다.
본 발명의 타이어 트레드 고무조성물은 상기에서 언급한 원료고무, 파라핀 오일 이외에 종래 타이어용 고무조성물에 사용되는 보강충진제, 활성제, 노화방지제, 공정유, 가류제, 가류촉진제와 같은 각종 첨가제를 필요에 따라 적의 선택하여 소정의 함량으로 사용할 수 있다. 그러나 이들은 종래 타이어용 벨타이어 트레드트 고무조성물에 사용되는 일반적인 성분으로서 본원발명의 필수 구성성분이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.
한편 본 발명은 상기에서 언급한 타이어 트레드 고무조성물에 의해 제조된 고무를 포함한다.
본 발명은 상기에서 언급한 타이어 트레드 고무조성물에 의해 제조된 고무를 함유하는 타이어를 포함한다.
본 발명은 상기에서 언급한 타이어 트레드 고무조성물에 의해 제조된 고무를 트레드로 함유하는 타이어를 포함한다.
상기에서 타이어는 자동차용 타이어, 버스용 타이어, 트럭용 타이어, 항공기용 타이어, 오토바이용 타이어 중에서 선택된 어느 하나를 나타낸다.
이하 본 발명을 다음의 비교예, 실시예, 시험예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 일실시예로서 이들에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
<비교예1>
스티렌 함량이 30중량％인 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무(S-SBR1)를 원료고무로 하고, 상기 원료고무 100중량부에 대하여 실리카(Z-175) 40중량부, 커플링제(bis-(3-triethoxisilyl)-propyl-tetrasulfide, Si-69) 3.2중량부, 카본블랙(N330) 40중량부, 아로마틱오일 36중량부, 산화아연 3중량부, 스테아린산 2중량부, 노화방지제(N-(1,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-phenylenediamine, 6C) 1.5중량 부, 노화방지제(N-(1,3-Dimethylbutyl)- N'-phenyl-p-phenylene diamine, Kumanox-13) 1.5중량부를 밴버리믹서에서 배합하여 고무배합물을 얻었다.
상기의 고무배합물에 가류제로서 유황 1.8중량부, 가류촉진제(N-cyclohexyl-2-benzothiazolsulfen amide, CZ) 1.5중량부를 첨가하고 160℃에서 30분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.
하기 표 1에 비교예의 고무조성을 나타내었다.
<비교예2>
스티렌 함량이 40중량％인 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무(E-SBR)를 원료고무로 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.
<비교예2>
반응성 수지 10중량부를 추가로 더 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.
<실시예1>
스티렌 함량이 40중량％인 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무(S-SBR2) 40중량부, 스티렌 함량이 45중량％인 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무(E-SBR) 40중량부 및 천연고무(NR) 20중량부로 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 실리카(Z-175) 40중량부, 커플링제(Si-69) 3.2중량부, 카본블랙(N330) 40중량부, 파라핀오일 36중량부, 산화아연 3중량부, 스테아린산 2중량부, 노화방지제(6C) 1.5중량부, 노화방지제(Kumanox-13) 1.5중량부를 밴버리믹서에서 배합하여 고무배합물을 얻었다.
상기의 고무배합물에 가류제로서 유황 1.8중량부, 가류촉진제(CZ) 1.5중량부를 첨가하고 160℃에서 30분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.
하기 표 1에 비교예의 고무조성을 나타내었다.
<실시예2>
스티렌 함량이 40중량％인 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무(S-SBR2) 45중량부, 스티렌 함량이 45중량％인 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무(E-SBR) 45중량부 및 천연고무(NR) 10중량부로 이루어진 원료고무 100중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.
<실시예3>
스티렌 함량이 40중량％인 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무(S-SBR2) 50중량부, 스티렌 함량이 45중량％인 유화 중합 스티렌 부타디엔 고무(E-SBR) 50중량부로 이루어진 원료고무 100중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 고무시편을 제조하였다.
표 1. 비교예 및 실시예 고무의 조성(단위 : 중량부)
| 항목 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 |
| S-SBR1 | 100 | 100 | ||||
| S-SBR2 | 40 | 45 | 50 | |||
| E-SBR | 100 | 40 | 45 | 50 | ||
| NR | 20 | 10 | ||||
| 실리카 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
| 커플링제 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 |
| 카본 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
| 아로마틱오일 | 36 | 36 | 36 | |||
| 파라핀오일 | 38 | 38 | 38 | |||
| 산화아연 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 스테아린산 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 6C | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| kumanox-13 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| 레진 | 10 | |||||
| 황 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 |
| 가류촉진제 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
<시험예>
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무시편에 대해 ASTM 관련 규정에 100％모듈러스, 300％모듈러스, 인장강도, 신율, 동적점탄성(tan δ 0℃, tan δ 70℃), 배합성 등의 물성을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 정리하여 나타내었다.
표 2. 비교예 및 실시예 고무의 물성
| 항목 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 |
| 100％모듈러스(지수) | 100 | 91 | 91 | 106 | 105 | 102 |
| 300％모듈러스(지수) | 100 | 96 | 104 | 110 | 106 | 104 |
| 인장강도(지수) | 100 | 95 | 115 | 120 | 115 | 110 |
| 신율(지수) | 100 | 96 | 118 | 112 | 108 | 103 |
| tan δ 0℃ | 0.517 | 0.649 | 0.648 | 0.650 | 0.672 | 0.683 |
| tan δ 70℃ | 0.200 | 0.225 | 0.206 | 0.198 | 0.201 | 0.202 |
| 배합성(지수) | 100 | 100 | 95 | 102 | 101 | 100 |
* 표 2에서 비교예2, 비교예3, 실시예1 내지 실시예3의 100％모듈러스, 300％모듈러스, 인장강도, 신율, 배합성 등의 물성 수치는 비교예1의 값을 100으로 하였을 때 환산한 수치로서 수치가 높을수록 물성이 우수함을 의미한다.
* tan δ 0℃는 웨트 그립을 평가하는 지표로서 수치가 높을수록 웨트 그립 특성이 우수함을 의미한다.
* tan δ 70℃는 회전저항을 평가하는 지표로서 수치가 낮을수록 회전저항이 낮아 회전저항 특성이 우수함을 의미한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상기 표 2에서 같이 비교예2의 스티렌 함량이 높은 폴리머를 사용하게 되면 웨트 그립은 개선되지만 회전저항은 나빠진다. 또한 비교예3과 같이 반응성 레진을 사용할 경우에는 웨트 그립은 개선되고, 회전저항도 유지된다고 볼 수 있지만 배합성이 하락하는 단점이 있다.
하지만 실시예1 내지 실시예3에서 보는 바와 같이 파라핀오일을 사용할 경우에는 웨트 그립도 향상되고, 회전저항도 나빠지지 않을 뿐만 아니라 배합성도 좋은 것으로 나타났다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 타이어 트레드 고무조성물은 tan δ 70℃의 상승 없이 즉, 회전저항의 증가 없이 tan δ 0℃를 상승시킬 수 있어서, 저연비 성능을 향상시킴과 동시에 웨트 그립도 향상시킬 수 있는 트레드용 고무 조성 물을 얻을 수 있다.
Claims (3)
- 타이어 트레드 고무조성물에 있어서,스티렌 함량이 35∼50중량％이고, 비닐(Vinyl) 함량이 40∼50％인 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무를 원료고무로 하고, 상기 원료고무 100중량부에 대하여 파라핀 오일 60∼80중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨트 그립을 향상시킨 타이어 트레드 고무조성물.
- 삭제
- 청구항 제1항의 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어.
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Publications (1)
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| KR100827322B1 true KR100827322B1 (ko) | 2008-05-07 |
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| KR1020070030558A KR100827322B1 (ko) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | 웨트 그립을 향상시킨 타이어 트레드 고무조성물 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110372930A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-25 | 赛轮集团股份有限公司 | 一种轮胎胎面胶 |
Citations (3)
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| KR100227566B1 (ko) | 1997-07-29 | 1999-11-01 | 홍건희 | 타이어 트레드용 고무 조성물 |
| JP2002097308A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-02 | Bridgestone Corp | ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ |
| JP3439767B2 (ja) | 1994-08-08 | 2003-08-25 | 旭化成株式会社 | 水添ゴム組成物 |
-
2007
- 2007-03-28 KR KR1020070030558A patent/KR100827322B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
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| GRNT | Written decision to grant | ||
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