KR102191448B1 - Rubber composition for tire tread and tire manufactured by using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로서, 상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무(Emulsion-polymerized Styrene Butadiene Rubber) 30 중량부 내지 60 중량부를 포함하는 원료 고무 100 중량부, 실리카를 포함하는 보강성 충진제 90 중량부 내지 140 중량부, 천연 오일 5 중량부 내지 30 중량부, 그리고 방향족 수지 10 중량부 내지 30 중량부를 포함한다.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 사계절용 컴파운드 특성에 맞게 모든 성능이 균형을 이루면서도, 트레이드오프(trade-off) 관계에 있는 웨트 그립(wet grip) 성능과 마모 성능을 극대화할 수 있다.The present invention relates to a rubber composition for a tire tread and a tire manufactured using the same, wherein the rubber composition for a tire tread is a raw material containing 30 parts by weight to 60 parts by weight of emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber. 100 parts by weight of rubber, 90 parts by weight to 140 parts by weight of a reinforcing filler containing silica, 5 parts by weight to 30 parts by weight of natural oil, and 10 parts by weight to 30 parts by weight of an aromatic resin.
The rubber composition for the tire tread can maximize the wet grip performance and wear performance in a trade-off relationship while achieving a balance of all performances according to the compound characteristics for all seasons.
Description
본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사계절용 컴파운드 특성에 맞게 모든 성능이 균형을 이루면서도, 트레이드오프(trade-off) 관계에 있는 웨트 그립(wet grip) 성능과 마모 성능을 극대화할 수 있는 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어를 제공하는 것이다.The present invention relates to a rubber composition for a tire tread and a tire manufactured using the same, and more specifically, a wet grip in a trade-off relationship while achieving a balance of all performances according to the compound characteristics for all seasons ( It is to provide a rubber composition for tire tread that can maximize performance and wear performance and a tire manufactured using the same.
타이어의 기술 발전으로 인하여 여름(Summer)용 타이어, 겨울(Winter)용 타이어, 및 사계절(All Season)용 타이어 등 각 계절 및 사용 조건에 맞게 타이어가 개발 및 출시되고 있다.Due to the technological advancement of tires, tires are being developed and released according to each season and conditions of use, such as tires for summer, tires for winter, and tires for all seasons.
특히, 사계절용 타이어의 경우 여름 타이어의 성능과 겨울 타이어의 중간 적 성질을 나타내기 때문에 모든 성능적 면에서 균형을 이루는 것이 중요하며, 어느 특정 한 가지 성능이라도 나쁠 경우에는 상품성이 떨어질 수 밖에 없다.In particular, in the case of four-season tires, it is important to achieve a balance in all aspects of performance because they exhibit intermediate properties between the performance of summer tires and winter tires, and if any particular performance is bad, the marketability inevitably deteriorates.
또한, 현재 사계절용 타이어를 장착하는 차량 트렌드를 볼 때 SUV 차량의 수요가 커지고, 배터리를 장착한 전기 자동차가 새롭게 개발되면서 전체적인 차량의 중량이 올라가고 있다고 볼 수 있다.In addition, when looking at the current trend of vehicles equipped with four-season tires, it can be seen that the overall vehicle weight is increasing as the demand for SUV vehicles is increasing and electric vehicles equipped with batteries are newly developed.
따라서, 이러한 수요 차량의 경향이 변함에 따라 전체적으로 사계절용 타이어에 요구되는 조건이 기존보다 더 가혹(Severe)해지고 있다. 특히, 위에 언급한 바와 같이 차량의 중량이 증가함에 따라 타이어 마모에 대한 중요성이 더욱 부각되고 있으며, 젖은 노면 및 마른 노면(Wet/Dry) 제동에 대한 부분 역시 시장의 요구 성능 만족을 위해 여러 가지 컴파운딩 기술이 추가적으로 개발될 필요가 있다.Accordingly, as the trend of such demand vehicles changes, conditions required for tires for all seasons as a whole are becoming more severe than before. In particular, as mentioned above, as the weight of the vehicle increases, the importance of tire wear is becoming more prominent, and the parts for wet and dry (Wet/Dry) braking are also used in various commodities to satisfy market demands. Additional pounding techniques need to be developed.
본 발명의 목적은 사계절용 컴파운드 특성에 맞게 모든 성능이 균형을 이루면서도, 트레이드오프(trade-off) 관계에 있는 웨트 그립(wet grip) 성능과 마모 성능을 극대화할 수 있는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a rubber composition for tire tread that can maximize the wet grip performance and abrasion performance in a trade-off relationship while achieving a balance of all performance according to the compound characteristics for all seasons. To provide.
본 발명의 다른 목적은 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조한 타이어 트레드를 포함하는 타이어를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a tire comprising a tire tread manufactured using the rubber composition for tire tread.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무(Emulsion-polymerized Styrene Butadiene Rubber) 30 중량부 내지 60 중량부를 포함하는 원료 고무 100 중량부, 실리카를 포함하는 보강성 충진제 90 중량부 내지 140 중량부, 천연 오일 5 중량부 내지 30 중량부, 그리고 방향족 수지 10 중량부 내지 30 중량부를 포함하는 타이어 트레드용 고무 조성물을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, 100 parts by weight of raw rubber including 30 parts by weight to 60 parts by weight of emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber, 90 parts by weight to 140 parts by weight of a reinforcing filler including silica It provides a rubber composition for a tire tread comprising parts by weight, 5 parts by weight to 30 parts by weight of natural oil, and 10 parts by weight to 30 parts by weight of an aromatic resin.
상기 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무는 중량평균분자량이 1,000,000 g/mol 내지 2,500,000 g/mol이고, 유리 전이 온도(Tg)가 - 35 ℃ 내지 - 60 ℃일 수 있다.The emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber may have a weight average molecular weight of 1,000,000 g/mol to 2,500,000 g/mol, and a glass transition temperature (T g ) of -35°C to -60°C.
상기 원료 고무는 시스(cis) 함량이 95 중량% 이상인 부타디엔 고무(Butadiene Rubber)를 20 중량부 내지 40 중량부로 더 포함할 수 있다.The raw material rubber may further include butadiene rubber having a cis content of 95% by weight or more in an amount of 20 to 40 parts by weight.
상기 천연 오일은 상기 천연 오일 전체 중량에 대하여 올레산(Oleic acid) 15 중량% 내지 30 중량%, 리놀레산(Linoleic acid) 40 중량% 내지 60 중량%, 알파 리놀레산(Alpha linoleic acid) 5 중량% 내지 15 중량%, 및 이들 이외의 지방산을 잔부량으로 포함할 수 있다.The natural oil is based on the total weight of the natural oil, oleic acid (Oleic acid) 15% to 30% by weight, linoleic acid (Linoleic acid) 40% to 60% by weight, alpha linoleic acid (Alpha linoleic acid) 5% to 15% by weight %, and fatty acids other than these may be included in the balance.
상기 방향족 수지는 연화점이 90 ℃ 내지 130 ℃이고, 유리 전이 온도(Tg)가 50 ℃ 내지 80 ℃ 이고, 방향족(Aromatic) 탄화수소와 지방족(Aliphatic) 탄화수소의 중량비가 30 내지 60 : 40 내지 70일 수 있다.The aromatic resin has a softening point of 90° C. to 130° C., a glass transition temperature (T g ) of 50° C. to 80° C., and a weight ratio of an aromatic hydrocarbon and an aliphatic hydrocarbon is 30 to 60: 40 to 70 days. I can.
상기 방향족 수지는 스티렌(styrene)과 알파-메틸스티렌(α-metylstyrene)의 공중합체일 수 있다.The aromatic resin may be a copolymer of styrene and alpha-methylstyrene.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조된 타이어 트레드를 포함하는 타이어를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a tire including a tire tread manufactured by using the rubber composition for tire tread.
본 발명의 타이어 트레드용 고무 조성물은 사계절용 컴파운드 특성에 맞게 모든 성능이 균형을 이루면서도, 트레이드오프(trade-off) 관계에 있는 웨트 그립(wet grip) 성능과 마모 성능을 극대화할 수 있다.The rubber composition for a tire tread of the present invention can maximize the wet grip performance and abrasion performance in a trade-off relationship while achieving a balance of all performances according to the compound characteristics for all seasons.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물은 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무(Emulsion-polymerized Styrene Butadiene Rubber, E-SBR) 를 포함하는 원료 고무, 실리카를 포함하는 보강성 충진제, 천연 오일, 그리고 방향족 수지를 포함한다.The rubber composition for a tire tread according to an embodiment of the present invention includes a raw material rubber including emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber (E-SBR), a reinforcing filler including silica, a natural oil, and Contains aromatic resins.
즉, 상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 상기 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무, 상기 실리카, 상기 천연 오일, 및 상기 방향족 수지를 조합하여 사계절용 타이어의 특성에 맞게 모든 성능이 균형되며, 최근 중요성이 부각되고 있는 웨트(Wet) 및 마모 성능을 극대화한 것이다.That is, the rubber composition for the tire tread is a combination of the emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber, the silica, the natural oil, and the aromatic resin, so that all performances are balanced according to the characteristics of the tires for all seasons, and the importance of the recently emerged It maximizes wet and wear performance.
현재 사계절용 타이어에는 주로 높은 유리 전이 온도(High Tg)를 갖는 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무(Solution-polymerized Styrene Butadiene Rubber, S-SBR)를 사용하여 웨트 성능을 극대화하는 컨셉으로 컴파운딩되는 것이 일반적이다.Currently, all-season tires are generally compounded with a concept that maximizes wet performance by using solution-polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR) having a high glass transition temperature (High T g ). to be.
그러나, 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무의 경우 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무에 대비하여 분자량이 낮아 마모 성능에 불리하며, 실리카 함량이 매우 높아진 현재 트렌드에서 가공성에도 불리한 특징을 가지고 있다.However, solution-polymerized styrene-butadiene rubber has a lower molecular weight than emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber, which is disadvantageous in abrasion performance, and in the current trend in which the silica content is very high, also has a disadvantage in processability.
이에 본 발명에서는 고함량의 실리카를 적용할 수 있고, 마모 성능을 극대화할 수 있는 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무를 원료 고무로 포함한다.Accordingly, in the present invention, a high content of silica can be applied and an emulsion polymerization styrene-butadiene rubber capable of maximizing abrasion performance is included as a raw material rubber.
상기 E-SBR은 중량평균분자량이 1,000,000 g/mol 내지 2,500,000 g/mol일 수 있고, 보다 상세하게는 1,700,000 g/mol 내지 2,300,000 g/mol일 수 있다. 상기 E-SBR의 중량평균분자량이 1,000,000 g/mol 미만인 경우 마모 성능에 불리할 수 있고, 2,500,000 g/mol를 초과하는 경우 가공이 어려울 수 있고 현재 기술로는 고무 제조 자체가 어려울 수 있다.The E-SBR may have a weight average molecular weight of 1,000,000 g/mol to 2,500,000 g/mol, and more specifically, 1,700,000 g/mol to 2,300,000 g/mol. When the weight average molecular weight of the E-SBR is less than 1,000,000 g/mol, it may be disadvantageous in wear performance, and when it exceeds 2,500,000 g/mol, processing may be difficult, and rubber production itself may be difficult with the current technology.
상기 E-SBR은 유리 전이 온도(Tg)가 - 35 ℃ 내지 - 60 ℃일 수 있고, 보다 상세하게는 -45 ℃ 내지 -55 ℃일 수 있다. 상기 E-SBR의 유리 전이 온도가 - 35 ℃ 미만인 경우 고무 조성물의 유리 전이 온도가 높아져 사계절용 타이어의 겨울 성능 및 마모 성능이 취약해 질 수 있고, - 60 ℃를 초과하는 경우 웨트(Wet) 성능이 저하되고 트레드 강성이 약해질 수 있다.The E-SBR may have a glass transition temperature (T g ) of -35°C to -60°C, and more specifically -45°C to -55°C. When the glass transition temperature of the E-SBR is less than -35 °C, the glass transition temperature of the rubber composition may increase, resulting in weak winter performance and abrasion performance of all-season tires, and if it exceeds -60 °C, wet performance This may decrease and the tread stiffness may be weakened.
상기 E-SBR은 상기 원료 고무 100 중량부 중에서 30 중량부 내지 60 중량부로 포함될 수 있고, 보다 상세하게는 30 중량부 내지 50 중량부로 포함될 수 있다. 상기 E-SBR의 함량이 30 중량부 미만인 경우 마모 성능 향상 효과가 미미할 수 있고, 60 중량부를 초과하는 경우 웨트(Wet) 성능에 취약할 수 있다.The E-SBR may be included in an amount of 30 to 60 parts by weight of 100 parts by weight of the raw rubber, and more specifically, 30 to 50 parts by weight. If the content of the E-SBR is less than 30 parts by weight, the effect of improving the wear performance may be insignificant, and if it exceeds 60 parts by weight, the wet performance may be weak.
한편, 상기 원료 고무는 상기 E-SBR 이외에 천연고무, 합성고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the raw rubber may further include any one selected from the group consisting of natural rubber, synthetic rubber, and combinations thereof in addition to the E-SBR.
상기 천연고무는 일반적인 천연고무 또는 변성 천연고무일 수 있다. The natural rubber may be a general natural rubber or a modified natural rubber.
상기 일반적인 천연고무는 천연고무로서 알려진 것이면 어느 것이라도 사용될 수 있고, 원산지 등이 한정되지 않는다. 상기 천연고무는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함하지만, 요구 특성에 따라서 트랜스-1,4-폴리이소프렌을 포함할 수도 있다. 따라서, 상기 천연고무에는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함하는 천연고무 외에, 예컨대 남미산 사포타과의 고무의 일종인 발라타 등, 트랜스-1,4-이소프렌을 주체로서 포함하는 천연고무도 포함할 수 있다.The general natural rubber may be used as long as it is known as natural rubber, and the country of origin is not limited. The natural rubber mainly contains cis-1,4-polyisoprene, but may also contain trans-1,4-polyisoprene depending on the required properties. Therefore, in addition to natural rubber containing cis-1,4-polyisoprene as a main body, the natural rubber includes trans-1,4-isoprene as a main body, such as Valata, a kind of rubber of the Sapota family from South America. It may also contain rubber.
상기 변성 천연고무는, 상기 일반적인 천연고무를 변성 또는 정제한 것을 의미한다. 예컨대, 상기 변성 천연고무로는 에폭시화 천연고무(ENR), 탈단백 천연고무(DPNR), 수소화 천연고무 등을 들 수 있다. The modified natural rubber means that the general natural rubber is modified or purified. For example, examples of the modified natural rubber include epoxidized natural rubber (ENR), deproteinized natural rubber (DPNR), and hydrogenated natural rubber.
상기에서 합성고무는 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 변성 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무(BR), 변성 부타디엔 고무, 클로로 술폰화 폴리에틸렌 고무, 에피클로로 하이드린 고무, 불소 고무, 실리콘 고무, 니트릴 고무, 수소화된 니트릴 고무, 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 변성 니트릴 부타디엔 고무, 클로리네이티드 폴리에틸렌 고무, 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS) 고무, 에틸렌 프로필렌 고무, 에틸렌 프로필렌디엔(EPDM) 고무, 하이팔론 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌 비닐아세테이트 고무, 아크릴 고무, 히드린 고무, 비닐 벤질 클로라이드 스티렌 부타디엔 고무, 브로모 메틸 스티렌 부틸 고무, 말레인산 스티렌 부타디엔 고무, 카르복실산 스티렌 부타디엔 고무, 에폭시 이소프렌 고무, 말레인산 에틸렌 프로필렌 고무, 카르복실산 니트릴 부타디엔 고무, 브로미네이티드 폴리이소부틸 이소프렌-코-파라메틸 스티렌(brominated polyisobutyl isoprene-co-paramethyl styrene, BIMS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.Synthetic rubber in the above is styrene butadiene rubber (SBR), modified styrene butadiene rubber, butadiene rubber (BR), modified butadiene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, epichlorohydrin rubber, fluorine rubber, silicone rubber, nitrile rubber, hydrogenated Nitrile rubber, nitrile butadiene rubber (NBR), modified nitrile butadiene rubber, chlorinated polyethylene rubber, styrene ethylene butylene styrene (SEBS) rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylenediene (EPDM) rubber, hypalon rubber, chloroprene rubber, Ethylene vinyl acetate rubber, acrylic rubber, hydrin rubber, vinyl benzyl chloride styrene butadiene rubber, bromomethyl styrene butyl rubber, styrene butadiene maleate rubber, carboxylic acid styrene butadiene rubber, epoxy isoprene rubber, ethylene propylene maleate rubber, carboxylic acid It may be any one selected from the group consisting of nitrile butadiene rubber, brominated polyisobutyl isoprene-co-paramethyl styrene (BIMS), and combinations thereof.
일 예로, 상기 원료 고무는 상기 E-SBR과 BR로 구성될 수 있다. For example, the raw rubber may be composed of the E-SBR and BR.
특히, 상기 BR은 하이-시스(high-cis) 부타디엔 고무를 더욱 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 하이-시스 부타디엔 고무는 시스-1,4 함량이 95 중량% 이상이며, 유리 전이 온도(Tg)가 - 104 ℃ 내지 - 107 ℃일 수 있다. 상기 하이-시스 부타디엔 고무는 상기 시스-1,4 함량과 상기 유리 전이 온도의 범위 내에서 저온 특성과 반발 탄성이 유리해지는 효과가 있다.In particular, the BR may more preferably use high-cis butadiene rubber. The high-cis butadiene rubber may have a cis-1,4 content of 95% by weight or more, and a glass transition temperature (T g ) of -104°C to -107°C. The high-cis butadiene rubber has an effect that low-temperature properties and repulsion elasticity are advantageous within the range of the cis-1,4 content and the glass transition temperature.
상기 BR은 상기 원료 고무 100 중량부 중에서 20 중량부 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 상기 BR의 함량이 20 중량부 미만인 경우 마모에 취약할 수 있고, 40 중량부를 초과하는 경우 트레드 고무 조성물에서 압출 가공성이 저하될 수 있다.The BR may be included in an amount of 20 parts by weight to 40 parts by weight of 100 parts by weight of the raw rubber. If the BR content is less than 20 parts by weight, it may be vulnerable to abrasion, and if it exceeds 40 parts by weight, extrusion processability in the tread rubber composition may be deteriorated.
또한, 상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 젖은 노면에서의 제동 성능을 향상시키기 위하여 보강제인 실리카를 고 함량으로 포함한다. In addition, the rubber composition for a tire tread contains a high content of silica, which is a reinforcing agent, in order to improve braking performance on a wet road surface.
즉, 상기 실리카는 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 90 중량부 내지 140 중량부로 포함될 수 있고, 보다 상세하게는 90 중량부 내지 130 중량부로 포함될 수 있다. 상기 실리카의 함량이 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 90 중량부 미만인 경우 고성능(High performance) 구현이 어려울 수 있고, 140 중량부를 초과하는 경우 정련 가공성이 저하되며 마모에 취약할 수 있다.That is, the silica may be included in an amount of 90 to 140 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber, and more specifically, 90 to 130 parts by weight. If the content of the silica is less than 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber, it may be difficult to implement high performance, and if it exceeds 140 parts by weight, refining processability may be deteriorated and abrasion may be vulnerable.
상기 실리카는 CTAB(cetyl trimethyl ammonium bromide)흡착 비표면적이 150 ㎡/g 내지 170 ㎡/g일 수 있다. 상기 실리카의 비표면적이 작으면 분산이 향상되어 경도 및 저신장 모듈러스가 낮아짐으로써 젖은 노면에서의 제동 성능이 유리해짐과 동시에 보강성이 향상되어 고신장 모듈러스가 상승하게 된다. The silica may have a cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area of 150 m 2 /g to 170 m 2 /g. When the specific surface area of the silica is small, dispersion is improved and the hardness and low elongation modulus are lowered, so that braking performance on a wet road surface is advantageous, and reinforcement properties are improved, thereby increasing high elongation modulus.
상기 실리카의 CTAB흡착 비표면적이 170 ㎡/g 초과하게 되면 원료 고무와의 혼합성이 저하되어 보강성이 약해지고 이로 인해 고무 강도가 저하될 수 있고, 150 ㎡/g 미만이 되면 낮은 표면적에 의해 오히려 보강성이 약해지는 역효과를 초래할 수 있다.When the CTAB adsorption specific surface area of the silica exceeds 170 ㎡/g, the mixing property with the raw material rubber decreases and the reinforcement property is weakened, and the rubber strength may decrease. If it is less than 150 ㎡/g, the lower surface area This can cause adverse effects of weakening reinforcement.
상기 실리카는 습식법 또는 건식법으로 제조된 것을 모두 사용할 수 있으며, 시판품으로는 울트라실 VN2(Degussa Ag사제), 울트라실 VN3(Degussa Ag사제), Z1165MP(Rhodia사제) 또는 Z165GR(Rhodia사제) 등을 사용할 수 있다.The silica may be prepared by a wet method or a dry method, and as commercial products, Ultrasil VN2 (manufactured by Degussa Ag), Ultrasil VN3 (manufactured by Degussa Ag), Z1165MP (manufactured by Rhodia) or Z165GR (manufactured by Rhodia), etc. I can.
선택적으로, 상기 실리카의 분산성 향상을 위하여 커플링제를 더 포함할 수 있다.Optionally, a coupling agent may be further included to improve the dispersibility of the silica.
상기 커플링제로는 설파이드계 실란 화합물, 머캅토계 실란 화합물, 비닐계 실란 화합물, 아미노계 실란 화합물, 글리시독시계 실란 화합물, 니트로계 실란 화합물, 클로로계 실란 화합물, 메타크릴계 실란 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있고, 설파이드계 실란 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.Examples of the coupling agent include sulfide-based silane compounds, mercapto-based silane compounds, vinyl-based silane compounds, amino-based silane compounds, glycidoxy silane compounds, nitro-based silane compounds, chloro-based silane compounds, methacrylic silane compounds, and combinations thereof. Any one selected from the group consisting of may be used, and a sulfide-based silane compound may be preferably used.
상기 커플링제는 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 상기 커플링제의 함량이 1 중량부 미만일 경우 상기 실리카의 분산성 향상이 부족하여 고무의 가공성이 저하되거나 저연비 성능이 저하될 수 있으며, 20 중량부를 초과하는 경우 상기 실리카와 고무의 상호 작용이 너무 강하여 저연비 성능은 우수할 수 있으나 제동 성능이 저하될 수 있다.The coupling agent may be included in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber. If the content of the coupling agent is less than 1 part by weight, the dispersibility of the silica may be insufficient and the processability of the rubber may decrease or the low fuel efficiency performance may be deteriorated.If the content of the coupling agent exceeds 20 parts by weight, the interaction between the silica and the rubber is too strong. The low fuel efficiency performance may be excellent, but the braking performance may be deteriorated.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 원료 고무로 E-SBR을 포함하고, 보강성 충진제로 고 함량의 실리카를 포함하면서, 이와 더불어 기존의 석유계 오일을 대체하여 천연 오일을 포함함으로써, 마모 성능이 더욱 향상된 것이다.The rubber composition for the tire tread includes E-SBR as a raw rubber, a high content of silica as a reinforcing filler, and contains natural oil by replacing the existing petroleum oil, thereby further improving abrasion performance. will be.
구체적으로, 상기 천연 오일은 이중 결합을 일부 가지고 있으며, 유리 전이 온도(Tg)가 낮아 가교 구조에서 폴리설파이드(Polysulfide)계가 많아지고 유리 전이 온도가 낮아지면서 마모 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.Specifically, the natural oil has some double bonds, the glass transition temperature (T g ) is low, the polysulfide system in the crosslinked structure increases, and the glass transition temperature decreases, thereby further improving the wear performance.
상기 천연 오일로는 상기 천연 오일 전체 중량에 대하여 올레산(Oleic acid) 15 중량% 내지 30 중량%, 리놀레산(Linoleic acid) 40 중량% 내지 60 중량%, 알파 리놀레산(Alpha linoleic acid) 5 중량% 내지 15 중량%, 및 이들 이외의 지방산을 잔부량으로 포함하는 대두유(Soybean oil)를 사용할 수 있다.As the natural oil, based on the total weight of the natural oil, oleic acid 15% to 30% by weight, linoleic acid 40% to 60% by weight, alpha linoleic acid 5% to 15% It is possible to use soybean oil containing weight%, and the balance of fatty acids other than these.
상기 올레산의 비율이 15 중량% 미만이면 내마모 성능은 우수하지만 젖은 노면에서의 제동 성능 및 회전 저항의 트레이드오프(Trade-off)가 있을 수 있고, 30 중량% 를 초과하면 반대로 젖은 노면에서의 제동 성능 및 회전 저항의 트레이드오프 현상은 미미하지만 내마모 성능 효과 또한 미미할 수 있다. If the ratio of oleic acid is less than 15% by weight, abrasion resistance is excellent, but there may be a trade-off in braking performance and rolling resistance on wet road surfaces.If it exceeds 30% by weight, braking on wet road surfaces on the contrary The tradeoff between performance and rolling resistance is insignificant, but the effect of wear resistance performance may also be insignificant.
상기 대두유는 비중이 0.90 내지 0.93 이고, 요오드값이 124 g/100g 내지 139 g/100g이고, 비누화값이 188 mgKOH/g 내지 195 mgKOH/g일 수 있다. 또한, 상기 대두유는 중량평균분자량이 850 g/mol 내지 900 g/mol일 수 있다. 상기 대두유는 상기 오일 전체에 대하여 PAHs 성분의 총 함량이 3 중량% 이하이고, 동점도가 95 이상(210 ℉ SUS)으로 친환경적인 타이어를 제공할 수 있고, 상기 대두유를 포함한 타이어 트레드용 고무 조성물은 저온특성, 연비성능을 우수하게 하면서도 PAHs의 암 유발 가능성 등의 환경적 요인에 대해서도 유리한 특성을 갖는다.The soybean oil may have a specific gravity of 0.90 to 0.93, an iodine value of 124 g/100g to 139 g/100g, and a saponification value of 188 mgKOH/g to 195 mgKOH/g. In addition, the soybean oil may have a weight average molecular weight of 850 g/mol to 900 g/mol. The soybean oil may provide an eco-friendly tire with a total content of PAHs of 3% by weight or less and a kinematic viscosity of 95 or more (210 ℉ SUS) with respect to the entire oil, and the rubber composition for tire tread including the soybean oil is low temperature It has excellent properties and fuel efficiency, but also has advantageous properties against environmental factors such as cancer-causing potential of PAHs.
상기 대두유는 대두를 압착법 혹은 용제 추출법을 이용하여 기름 성분을 추출하는 것일 수 있다. The soybean oil may be one for extracting the oil component using a compression method or a solvent extraction method.
먼저 압착법은 세척 단계, 건조 단계, 착유 단계, 숙성 단계 및 침전 단계로 제조되는 것일 수 있다. 건조 단계는 상기 선택된 대두를 세척한 후 50 ℃ 내지 70 ℃의 미열로 흡입식 통풍건조 방식으로 2 시간 내지 3 시간 동안 건조하는 것일 수 있다. 착유 단계는 상기 건조시킨 대두를 80 ℃ 내지 90 ℃ 사이에서 통상의 압착기 또는 엑스페러 기계로 기름을 추출하는 것일 수 있다. 숙성 및 침전 단계는 상기 착유과정을 통하여 축출된 기름을 7 일 내지 10 일 동안 상온에서 숙성시킴과 동시에 이물질을 침전시켜 침전물을 제거하여 맑은 오일만을 분리하는 것일 수 있다. First, the compression method may be prepared in a washing step, a drying step, a milking step, a aging step, and a precipitation step. The drying step may include washing the selected soybeans and drying them for 2 to 3 hours in a suction-type air drying method with low heat at 50° C. to 70° C. The milking step may be to extract the oil from the dried soybeans between 80° C. and 90° C. with a conventional compactor or an expeller machine. The aging and precipitation step may be to separate only clear oil by aging the oil extracted through the milking process at room temperature for 7 to 10 days and at the same time sedimenting foreign substances to remove the precipitate.
다음으로 용제 추출법은 헥산, 알코올, 아세톤, 벤젠, 클로로메탄, 에테르 등의 유기용매를 이용하는 것일 수 있다. 대두를 상기 유기용매에 침지하여 기름 성분을 추출하고 오일만을 분리하는 것일 수 있다.Next, the solvent extraction method may be to use an organic solvent such as hexane, alcohol, acetone, benzene, chloromethane, and ether. Soybeans may be immersed in the organic solvent to extract the oil component and separate only the oil.
상기 천연 오일은 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 5 중량부 내지 30 중량부로 포함될 수 있고, 보다 상세하게는 10 중량부 내지 25 중량부로 포함될 수 있다. 상기 천연 오일의 함량이 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 5 중량부 미만인 경우 유리 전이 온도(Tg)를 낮추는 효과가 미미하여 겨울 성능이나 마모 성능을 극대화 하기 어려울 수 있고, 30 중량부를 초과하는 경우 모듈러스가 너무 낮아져서 마른 노면 제동(Dry Braking)시 트레드 밀림 현상이 발생 할 수 있다.The natural oil may be included in an amount of 5 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber, and more specifically, 10 to 25 parts by weight. If the content of the natural oil is less than 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber, the effect of lowering the glass transition temperature (Tg) is insignificant, so it may be difficult to maximize winter performance or wear performance, and if it exceeds 30 parts by weight, the modulus is It is too low and may cause tread slipping during dry braking.
다만, 상기 타이어 트레드용 고무 조성물의 마모 성능을 향상시키기 위하여, 원료 고무로 E-SBR을 포함하고, 보강성 충진제로 고 함량의 실리카를 포함하면서, 천연 오일을 포함하는 경우, 웨트 성능에는 불리하다.However, in order to improve the abrasion performance of the tire tread rubber composition, when E-SBR is included as a raw material rubber, a high content of silica is included as a reinforcing filler, and a natural oil is included, the wet performance is disadvantageous. .
이에, 상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 방향족 수지(aromatic resin)를 더 포함함으로써, 마모 성능을 유지한 상태에서 웨트/드라이 그립 성능을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the rubber composition for tire tread further includes an aromatic resin, thereby improving wet/dry grip performance while maintaining abrasion performance.
상기 방향족 수지는 탄소수가 8 개 내지 10 개일 수 있고, 탄소수 9 개의 C9계 퓨어-모노머계 방향족 수지일 수 있다. 상기 탄소수 8 개 내지 10 개의 퓨어-모노머계 방향족 수지는 부가적으로 고무와 고무 사이의 접착(tack) 성능을 더욱 향상시켜 주고, 충전제와 같은 기타 첨가제들의 혼합성, 분산성 및 가공성을 개선시켜 고무의 물성 향상에 기여하는 점착제 역할을 할 수 있다.The aromatic resin may have 8 to 10 carbon atoms, and may be a C9-based pure-monomer aromatic resin having 9 carbon atoms. The pure-monomer-based aromatic resin having 8 to 10 carbon atoms additionally further improves the tack performance between rubber and rubber, and improves the mixability, dispersibility and processability of other additives such as fillers. It can act as an adhesive that contributes to improving the physical properties of
상기 탄소수 8 개 내지 10 개의 퓨어-모노머계 방향족 수지는 구체적으로 비닐톨루엔 수지(Vinyltoluenes), 다이사이클로펜타디엔 수지(Dicyclopentadiene), 인덴 수지(Indene), 메틸스타이렌 수지(Methylstyrene), 스타이렌 수지(Styrene), 메틸 인덴 수지(Methyl indenes) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 탄소수 8 개 내지 10 개의 방향족 수지일 수 있고, 구체적인 일 예로 스티렌(styrene)과 알파-메틸스티렌(α-metylstyrene)의 공중합체일 수 있다.The pure-monomer-based aromatic resin having 8 to 10 carbon atoms is specifically a vinyltoluene resin, a dicyclopentadiene resin, an indene resin, a methylstyrene resin, and a styrene resin ( Styrene), methyl indenes, and a combination thereof may be an aromatic resin having 8 to 10 carbon atoms selected from the group consisting of, a specific example of styrene and alpha-methylstyrene (α-metylstyrene). It may be a copolymer.
또한, 상기 방향족 수지는 연화점이 90 ℃ 내지 130 ℃이고, 유리 전이 온도(Tg)가 50 ℃ 내지 80 ℃ 이고, 방향족(Aromatic) 탄화수소와 지방족(Aliphatic) 탄화수소의 중량비가 30 내지 60 : 40 내지 70인 것이 트레드 고무 조성물의 웨트(Wet) 성능을 올릴 때 적은 함량으로도 그 효과가 커질 수 있다. 상기 방향족 탄화수소의 중량비가 30 미만인 경우 유리 전이 온도가 너무 높고 회전 저항 성능이 저하될 수 있고, 60을 초과하는 경우 웨트(Wet) 보강 효과가 미미해 질 수 있다.In addition, the aromatic resin has a softening point of 90°C to 130°C, a glass transition temperature (T g ) of 50°C to 80°C, and a weight ratio of an aromatic hydrocarbon and an aliphatic hydrocarbon is 30 to 60:40 to When the amount of 70 improves the wet performance of the tread rubber composition, the effect can be increased even with a small amount. When the weight ratio of the aromatic hydrocarbon is less than 30, the glass transition temperature is too high and rotational resistance performance may be deteriorated, and when it exceeds 60, the wet reinforcing effect may be insignificant.
상기 방향족 수지는 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 10 중량부 내지 30 중량부로 포함될 수 있다. 상기 방향족 수지의 함량이 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 10 중량부 미만이면 웨트(Wet) 성능 상승 효과가 거의 없을 수 있고, 30 중량부를 초과하면 고무 조성물의 유리 전이 온도가 너무 높아져서 낮은 온도에서 크랙(Cold crack)이 발생할 수 있고, 상기 방향족 수지가 가공 조제로서 역할하여 고무 조성물이 너무 무르게 될 수 있다.The aromatic resin may be included in an amount of 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber. If the content of the aromatic resin is less than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber, there may be little effect of increasing wet performance, and if it exceeds 30 parts by weight, the glass transition temperature of the rubber composition becomes too high and cracks at a low temperature. (Cold crack) may occur, and the aromatic resin may serve as a processing aid, and the rubber composition may become too soft.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 상기 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무, 상기 실리카, 상기 천연 오일, 및 상기 방향족 수지를 조합하여 사계절용 타이어의 특성에 맞게 모든 성능이 균형되며, 최근 중요성이 부각되고 있는 웨트(Wet) 및 마모 성능을 극대화한 것이다.The tire tread rubber composition is a combination of the emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber, the silica, the natural oil, and the aromatic resin, so that all performance is balanced according to the characteristics of the tire for all seasons, and the importance of wet ( Wet) and wear performance are maximized.
구체적으로, 상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 고 함량의 실리카를 적용할 수 있고, 마모 성능을 극대화할 수 있는 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무를 원료 고무로 포함하면서, 기존의 석유계 오일을 대체하여 천연 오일을 포함함으로써, 마모 성능을 더욱 향상시킨 것이다.Specifically, the rubber composition for the tire tread can be applied with a high content of silica and contains an emulsion polymerization styrene-butadiene rubber that can maximize abrasion performance as a raw material rubber, and replaces the existing petroleum-based oil. By including, the wear performance is further improved.
하지만, 이와 같은 조합에서는 고 함량의 실리카를 제외하고는 모두 마모 성능에는 유리하지만 웨트 성능에는 불리한 방향으로 컴파운딩 되는 컨셉이다. 이에, 상기 방향족 수지를 사용하여, 마모 성능을 유지한 상태에서 웨트/드라이 그립 성능을 향상시킬 수 있다.However, in such a combination, except for a high content of silica, it is a concept that is compounded in a direction that is advantageous in abrasion performance but is disadvantageous in wet performance. Thus, by using the aromatic resin, it is possible to improve wet/dry grip performance while maintaining abrasion performance.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 선택적으로 추가적인 가류제, 가류촉진제, 가류촉진조제, 노화방지제, 연화제 또는 점착제 등의 각종의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 각종의 첨가제는 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 어느 것이나 사용할 수 있으며, 이들의 함량은 통상적인 타이어 트레드용 고무 조성물에서 사용되는 배합비에 따르는 바, 특별히 한정되지 않는다.The rubber composition for tire tread may optionally further include various additives such as an additional vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a vulcanization accelerator, an anti-aging agent, a softener or an adhesive. The various additives may be used as long as they are commonly used in the field to which the present invention pertains, and their content is not particularly limited, as it depends on the blending ratio used in a conventional rubber composition for a tire tread.
상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 트레드(트레드 캡 및 트레드 베이스) 에 한정되지 않고, 타이어를 구성하는 다양한 고무 구성 요소에 포함될 수 있다. 상기 고무 구성 요소로는 사이드월, 사이드월 삽입물, 에이펙스(apex), 채퍼(chafer), 와이어 코트 또는 이너라이너 등을 들 수 있다.The rubber composition for the tire tread is not limited to the tread (tread cap and tread base), and may be included in various rubber components constituting the tire. Examples of the rubber components include sidewalls, sidewall inserts, apex, chafer, wire coat, or inner liner.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 타이어는 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 제조된다. 상기 타이어 트레드용 고무 조성물을 이용하여 타이어를 제조하는 방법은 종래에 타이어의 제조에 이용되는 방법이면 어느 것이든 적용이 가능한 바, 본 명세서에서 상세한 설명은 생략한다.A tire according to another embodiment of the present invention is manufactured using the rubber composition for a tire tread. The method of manufacturing a tire using the rubber composition for a tire tread can be applied to any method as long as it is a method conventionally used for manufacturing a tire, and a detailed description thereof will be omitted herein.
상기 타이어는 승용차용 타이어, SUV(sports utility vehicle)용 타이어, 경주용 타이어, 비행기 타이어, 농기계용 타이어, 오프로드(off-the-road) 타이어, 소형 트럭 타이어, 트럭 타이어 또는 버스 타이어 등일 수 있다. 또한, 상기 타이어는 레디얼(radial) 타이어 또는 바이어스(bias) 타이어일 수 있으며, 레디얼 타이어인 것이 바람직하다.The tire may be a tire for a passenger car, a tire for a sports utility vehicle (SUV), a tire for a race, an airplane tire, a tire for an agricultural machine, an off-the-road tire, a small truck tire, a truck tire or a bus tire. . In addition, the tire may be a radial tire or a bias tire, preferably a radial tire.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.
[제조예: 고무 조성물의 제조][Production Example: Preparation of rubber composition]
하기 표 1과 같은 조성을 이용하여 하기의 실시예 및 비교예에 따른 타이어 트레드용 고무 조성물을 제조하였다. 상기 고무 조성물의 제조는 통상의 고무 조성물의 제조 방법에 따랐다.A rubber composition for a tire tread according to the following Examples and Comparative Examples was prepared using the composition shown in Table 1 below. The preparation of the rubber composition was performed according to a conventional method for preparing a rubber composition.
(단위: 중량부)(Unit: parts by weight)
1) E-SBR: 중량평균분자량이 2,000,000 g/mol이고, 유리 전이 온도(Tg)가 - -53 ℃임1) E-SBR: The weight average molecular weight is 2,000,000 g/mol, and the glass transition temperature (T g ) is -53 ℃
2) S-SBR: Lanxess사 VSL2438 제품2) S-SBR: Lanxess VSL2438 product
3) BR: 시스(cis) 함량이 96 중량% 이상임3) BR: cis content is 96% by weight or more
4, 5) 실리카: CTAB흡착 비표면적이 160 ㎡/g임4, 5) Silica: CTAB adsorption specific surface area of 160 ㎡/g
6) 천연 오일: 올레산 25 중량%, 리놀레산 52.5 중량%, 및 이들 이외의 지방산 잔부량을 포함하는 대두유(soybean oil)임.6) Natural oil: Soybean oil containing 25% by weight of oleic acid, 52.5% by weight of linoleic acid, and the balance of fatty acids other than these.
7) 석유계 오일: 극동유화사 N#2 제품7) Petroleum oil: Kukdong Petrochemical N#2 product
8) 방향족계 수지: 연화점이 103 ℃이고, 유리 전이 온도(Tg)가 55 ℃이고, 방향족(Aromatic) 탄화수소 : 지방족(Aliphatic) 탄화수소 : 알켄(Alkene) = 51: 48: 1(중량비)임8) Aromatic resin: softening point is 103 ℃, glass transition temperature (T g ) is 55 ℃, aromatic (Aromatic) hydrocarbon: aliphatic (Aliphatic) hydrocarbon: alkene (Alkene) = 51: 48: 1 (weight ratio)
9) 수지: Kolon사 C5 레진 제품9) Resin: Kolon's C5 resin product
10) 기타: 가류제 0.7 중량부, 가류촉진제 2.2 중량부 등10) Others: 0.7 parts by weight of vulcanization agent, 2.2 parts by weight of vulcanization accelerator, etc.
[실험예 1: 제조된 고무 조성물의 상온 인장 물성 측정][Experimental Example 1: Measurement of tensile properties at room temperature of the prepared rubber composition]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무 시편에 대하여 상온에서의 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.Physical properties at room temperature were measured for the rubber specimens prepared in the Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Table 2 below.
1) 경도(Shore A)는 DIN 53505에 의해 측정하였다. 경도는 조정 안정성을 나타내는 것으로 수치가 높을수록 조정 안정성능이 우수한 것을 나타낸다.2) 300 % 모듈러스(kgf/㎠)는 ISO 37 규격에 의해 측정하였다. 300% 모듈러스는 수치가 높을수록 인장 특성이 우수함을 나타낸다.1) Hardness (Shore A) was measured according to DIN 53505. The hardness indicates the stability of adjustment, and the higher the value, the better the stability of adjustment. 2) The 300% modulus (kgf/cm2) was measured according to ISO 37 standard. The 300% modulus indicates that the higher the value, the better the tensile properties.
3) 인장강도(kgf/㎠)는 ASTM D 790 의 방법으로 측정하였고, 수치가 높을수록 우수한 강도를 나타낸다.3) Tensile strength (kgf/㎠) was measured by the method of ASTM D 790, and the higher the value, the better the strength.
4) 신장률(%)은 파단시 신장률을 의미하는 것으로 인장 시험기에서 시험편이 끊어질 때까지의 Strain 값을 %로 나타내는 방법을 측정하였다. 신장률 또한 수치가 높을수록 인장특성이 우수함을 나타낸다.4) Elongation (%) refers to the elongation at break, and the method was measured to indicate the strain value until the test piece is broken in a tensile tester in %. The higher the elongation rate, the better the tensile properties.
5) 강성(Toughness, 단위: kgf/cm2): 인장 강도를 측정하는 ASTM 방법으로 측정하였다. 수치가 높을수록 마모 성능(에너지에 견디는 힘)이 우수함을 나타낸다.5) Stiffness (Toughness, unit: kgf/cm 2 ): It was measured by ASTM method for measuring tensile strength. The higher the value, the better the wear performance (energy endurance).
일반적으로 300 % 모듈러스가 60 kgf/㎠ 미만일 경우 마른 노면 정지(Dry Braking) 시에 트레드 밀림 현상이 일어날 수 있다. 따라서, 사계절용 타이어의 경우 60 kgf/㎠ 이상의 300 % 모듈러스를 가져야 하는데, 비교예 2의 경우 300 % 모듈러스가 60 kgf/㎠ 미만이다.In general, if the modulus of 300% is less than 60 kgf/cm2, tread push may occur during dry braking. Therefore, in the case of a four-season tire, it should have a modulus of 300% of 60 kgf/cm2 or more, and in the case of Comparative Example 2, the modulus of 300% is less than 60 kgf/cm2.
또한, 마모의 경우 외부 에너지로부터 견디는 힘이므로, Toughness가 높을 수록 마모 성능에 유리한데, 실시예 1의 경우 Toughness가 가장 우수함을 알 수 있다.In addition, in the case of wear, since it is a force withstanding from external energy, the higher the toughness is, the more advantageous the wear performance is.
[실험예 2: 제조된 고무 조성물의 점탄성 측정][Experimental Example 2: Measurement of viscoelasticity of the prepared rubber composition]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무 시편에 대하여 점탄성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.Viscoelasticity was measured for the rubber specimens prepared in the Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Table 3 below.
상기 점탄성은 RDS(Rheometrics Dynamic Spectrometer) 측정기를 사용하여 0.5 % 변형(strain)에 10 Hz Frequency 하에서 G", 0 ℃ tanδ를 측정하였다. 하기 표 3에서 0 ℃ tanδ G"(Loss Modulus)는 수치가 높을수록 웨트 성능이 유리함을 나타낸다.The viscoelasticity was measured by using a Rheometrics Dynamic Spectrometer (RDS) measuring instrument at 0.5% strain and under 10 Hz frequency, G" and 0 °C tanδ. In Table 3 below, 0 °C tanδ G" (Loss Modulus) has a numerical value. The higher it is, the more advantageous the wet performance is.
일반적으로 사계절용 타이어의 웨트 성능은 0 ℃ tanδ 및 G"로 가장 잘 대변되며, 실시예 1의 경우가 가장 우수함을 알 수 있다.또한, 상기 실시예 1의 경우 타이어로 제조하여 실차 평가했을 때 웨트 브레이킹(Wet Braking) 성능이 15 % 향상되는 효과를 확인하였다.In general, the wet performance of a four-season tire is best represented by 0°C tanδ and G", and it can be seen that Example 1 is the most excellent. In the case of Example 1, when the tire was manufactured and the actual vehicle was evaluated. It was confirmed that the wet braking performance was improved by 15%.
[실험예 3: 제조된 고무 조성물의 저온 점탄성 측정][Experimental Example 3: Low temperature viscoelasticity measurement of the prepared rubber composition]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무 시편에 대하여 저온(- 40 ℃ 내지 - 20 ℃)에서 점탄성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.Viscoelasticity was measured at a low temperature (-40° C. to-20° C.) for the rubber specimens prepared in Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Table 4 below.
상기 점탄성은 RDS(Rheometrics Dynamic Spectrometer) 측정기를 사용하여 0.5 % 변형(strain)에 10 Hz Frequency 하에서 - 40 ℃ 내지 - 20 ℃까지 G'를 측정하였다. 하기 표 4에서 G'는 수치가 낮을수록 스노우(snow) 성능이 유리함을 나타낸다.The viscoelasticity was measured by using a Rheometrics Dynamic Spectrometer (RDS) measuring instrument from -40°C to -20°C under a frequency of 0.5% strain and 10 Hz. In Table 4 below, G'indicates that the lower the value, the more advantageous the snow performance.
일반적으로 사계절용 타이어의 Tg는 - 25 ℃에서 - 40 ℃ 사이이며, Tg가 낮을수록 스노우 성능에 유리하다. 상기 G' 인덱스의 경우 비교예 2 및 비교예 3이 가장 좋지만, 상기 비교예 2 및 비교예 3의 경우 웨트 성능과 마모 성능의 균형이 맞지 않으므로 전체적인 성능을 고려했을때 실시예 1이 가장 우수한 웨트 성능과 마모 성능을 가짐을 알 수 있다.In general, the T g of a tire for all seasons is between -25°C and -40°C, and the lower the T g is, the better for snow performance. In the case of the G'index, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 are the best, but in the case of Comparative Examples 2 and 3, the wet performance and the abrasion performance are not balanced, so Example 1 is the best wet when considering the overall performance. It can be seen that it has performance and wear performance.
[실험예 4: 제조된 고무 조성물의 저온 점탄성 측정][Experimental Example 4: Measurement of low temperature viscoelasticity of the prepared rubber composition]
상기 실시예 1과, 상기 실시예 1에서 방향족 탄화수소 : 지방족 탄화수소 : 알켄 = 12: 85: 3(중량비)인 방향족 수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 제조한 실시예 2에 대하여, 웨트 브레이킹 및 G"(@ 0 ℃)를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.In Example 2, prepared in the same manner as in Example 1, except for using an aromatic resin having an aromatic hydrocarbon: aliphatic hydrocarbon: alkene = 12: 85: 3 (weight ratio) in Example 1 and Example 1, For the wet breaking and G" (@ 0 ℃) were measured, the results are shown in Table 5 below.
상기 표 5를 참조하면, 방향족 탄화수소의 비율이 더 높은 방향족 수지를 사용한 실시예 1이 실시예 2에 비하여 웨트 성능이 향상됨을 알 수 있다.또한, 상기 실시예 1 및 비교예 5에 대하여 무니점도, 압출 인덱스, 생산성 및 기포율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.Referring to Table 5, it can be seen that Example 1 using an aromatic resin having a higher proportion of aromatic hydrocarbons has improved wet performance compared to Example 2. In addition, Mooney viscosity of Example 1 and Comparative Example 5 was obtained. , Extrusion index, productivity and foaming rate were measured, and the results are shown in Table 6 below.
상기 표 6에서, 무니점도가 높으면 정련 공정에서 부적합률이 높아지고 고 함량 실리카를 포함하는 경우 경우 특히 그 정도가 심하다. 하지만 실시예 1의 경우 E-SBR의 사용으로 무니점도가 낮아짐에 따라 정련에서의 부적합률이 줄어듬을 알 수 있다.또한, 압출 인덱스는 압출 표면에 따른 인덱스(Index)이며, 생산성(MPM)은 높을수록 생산성에 유리하고, 기포율은 낮을 수록 유리하다. 상기 표 6을 참조하면, 실시예 1이 생산성도 우수함을 알 수 있다.In Table 6, when the Mooney viscosity is high, the non-conformity rate increases in the refining process, and the degree is particularly severe when high content silica is included. However, in the case of Example 1, it can be seen that the non-conformity rate in refining decreases as the Mooney viscosity decreases due to the use of E-SBR. In addition, the extrusion index is an index according to the extrusion surface, and the productivity (MPM) is The higher it is, the more advantageous the productivity, and the lower the foaming rate, the more advantageous. Referring to Table 6, it can be seen that Example 1 is also excellent in productivity.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of rights of
Claims (7)
실리카 보강성 충진제 120 중량부 내지 140 중량부,
천연 오일 5 중량부 내지 30 중량부, 그리고
방향족 수지 10 중량부 내지 30 중량부를 포함하고;
상기 방향족 수지는 연화점이 90 ℃ 내지 130 ℃이고, 유리 전이 온도(Tg)가 50 ℃ 내지 80 ℃이고, 방향족(Aromatic) 탄화수소와 지방족(Aliphatic) 탄화수소의 중량비가 30 내지 60 : 40 내지 70인 스티렌(styrene)과 알파-메틸스티렌(α-metylstyrene)의 공중합체;
인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.Emulsion-polymerized Styrene Butadiene Rubber 30 parts by weight to 60 parts by weight, cis content of 95% by weight or more, glass transition temperature (T g ) of -104 ℃ to -107 ℃ butadiene 100 parts by weight of raw rubber containing 20 parts by weight to 40 parts by weight of butadiene rubber,
120 parts by weight to 140 parts by weight of a silica reinforcing filler,
5 to 30 parts by weight of natural oil, and
Containing 10 parts by weight to 30 parts by weight of an aromatic resin;
The aromatic resin has a softening point of 90° C. to 130° C., a glass transition temperature (T g ) of 50° C. to 80° C., and a weight ratio of an aromatic hydrocarbon and an aliphatic hydrocarbon is 30 to 60: 40 to 70. A copolymer of styrene and alpha-methylstyrene;
Tire tread rubber composition, characterized in that.
상기 유화 중합 스티렌-부타디엔 고무는 중량평균분자량이 1,000,000 g/mol 내지 2,500,000 g/mol이고, 유리 전이 온도(Tg)가 - 35 ℃ 내지 - 60 ℃인 것인 타이어 트레드용 고무 조성물.The method of claim 1,
The emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber has a weight average molecular weight of 1,000,000 g/mol to 2,500,000 g/mol, and a glass transition temperature (T g ) of -35°C to -60°C.
상기 천연 오일은 상기 천연 오일 전체 중량에 대하여 올레산(Oleic acid) 15 중량% 내지 30 중량%, 리놀레산(Linoleic acid) 40 중량% 내지 60 중량%, 알파 리놀레산(Alpha linoleic acid) 5 중량% 내지 15 중량%, 및 이들 이외의 지방산을 잔부량으로 포함하는 것인 타이어 트레드용 고무 조성물.The method of claim 1,
The natural oil is based on the total weight of the natural oil, oleic acid (Oleic acid) 15% to 30% by weight, linoleic acid (Linoleic acid) 40% to 60% by weight, alpha linoleic acid (Alpha linoleic acid) 5% to 15% by weight %, and a balance of fatty acids other than these, a rubber composition for a tire tread.
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