KR20220138802A

KR20220138802A - 양말단 변성 액상 부타디엔 화합물을 포함하는 타이어용 고무 조성물

Info

Publication number: KR20220138802A
Application number: KR1020220032425A
Authority: KR
Inventors: 백현종; 김원호; 염경동; 김동혁; 최하은; 송상훈
Original assignee: 부산대학교 산학협력단
Priority date: 2021-04-06
Filing date: 2022-03-16
Publication date: 2022-10-13
Anticipated expiration: 2042-03-16
Also published as: KR20220138801A; KR102585427B1; KR102565386B1

Abstract

본 발명은 양말단 변성 액상 부타디엔 화합물의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트리에톡시실릴 작용기 및 테트라 설파이드 작용기를 가지는 사슬이동제와 1,3-부타디엔 모노머를 이용하여 합성한 양말단 변성 액상 부타디엔 고무 화합물; 및 고무 중합체;를 포함하는 타이어용 고무 조성물, 이를 이용하여 제조된 타이어 및 타이어 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라 실리카 친화형 관능기를 사슬 양말단에 도입함으로써, 연비 특성을 개선할 수 있고, 경시 변화에 따른 물성저하를 방지할 수 있으며, 액상 부타디엔 고무의 유리전이온도를 낮추어 내마모성을 향상시킬 수 있다.

Description

양말단 변성 액상 부타디엔 화합물을 포함하는 타이어용 고무 조성물{RUBBER COMPOSITION FOR MANUFACTURING TIRES COMPRISING TERMINALLY MODIFIED LIQUID POLYBUTADIENES}

본 발명은 양말단 변성 액상 부타디엔 화합물의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 화합물을 포함하는 고무 조성물, 이를 이용하여 제조된 타이어 및 타이어 제조방법에 관한 것이다.

현재 세계 각국에서 온실가스 배출에 대한 규제 강화로 인해 자동차의 연비 향상에 대한 요구가 지속적으로 높아지고 있다. 이에 따라 자동차 산업 패러다임 변화의 가장 큰 영향 요인은 친환경이며, 온실가스 감축을 위한 친환경 핵심기술로써 전기자동차가 부상하였다. EU는 2020년부터 평균 자동차 판매대수를 기준으로 차량 한 대당 이산화탄소 배출량이 95g/km을 넘지 못하도록 하는 규제를 도입하고, 미국, 일본 등 주요 자동차 소비국에서도 이와 비슷한 연비 규제가 시행될 예정이다.

이처럼 자동차 개발 동향이 내연기관차에서 전기차로 변화함에 따라 타이어 또한 전기차에 적합한 성능들이 요구되고 있다. 전기차는 제한된 배터리 용량 때문에 긴 주행거리를 확보하기 위해 타이어 구름 저항의 획기적인 감소가 필요하다. 그리고 전기 모터의 특성상 가속 초기부터 쏟아지는 높은 토크와 모터/배터리의 고 하중을 견디기 위해 내마모 성능의 개선 역시 필수적이다.

1993년 Michelin 을 필두로 한 타이어 제조업체들은 온실가스 배출 저감을 위하여 기존의 카본블랙을 대체하여 실리카를 보강제로 사용하는 연구들을 진행하였다. 소수성의 카본블랙과 달리, 실리카는 친수성의 표면 특성으로 인해 실란 커플링제를 사용하여 타이어 컴파운드의 트랙션(traction)과 회전 저항(rolling resistance)을 개선하였으며, 이러한 충진제 기술(filler technology)의 전환은 폴리머(polymer) 사슬에 기능기(functional group)를 도입하는 계기가 되었다.

한편, 타이어는 보강제를 비롯한 여러 첨가제가 충진되어 있는 가황물이다. 제조 공정상에서의 공정용이성을 위해 가공 조제로써 TDAE(treated distillate aromatic extracts) 오일과 같은 가공유를 다량 첨가한다. 타이어는 주행 및 제동 시 고온에서 크고 작은 변형을 받기 때문에 투입해준 가공유는 주행 거리와 시간이 늘어남에 따라 점차 마이그레이션(migration)되어 컴파운드 밖으로 빠져나오게 된다. 가공유가 빠져나간 컴파운드는 단단해지고 초기 물성보다 나빠진다. 특히, 제동 시에 단단해진 트레드는 변형이 적어 노면과의 접지 면적이 적어지고 제동 성능이 악화된다. 액상 부타디엔 고무의 경우, 가공 조제인 동시에 가류 과정에서 컴파운드의 고무 메인 사슬과 가교 결합을 형성할 수 있어 타이어 제조 후 마이그레이션 현상이 거의 없어 본래의 물성을 오랫동안 유지할 수 있다. 또한 액상 부타디엔 고무의 미세 구조에 따라 컴파운드 유리전이온도(T_g) 조절이 가능하여 낮은 T_g의 액상 부타디엔 고무 적용 시 우수한 스노우 제동 성능과 내마모성을 얻을 수 있다.

하지만 액상 부타디엔 고무의 사슬 말단으로부터 기인한 큰 이력현상(hysteresis)으로 인해 연비 특성에 영향을 주는 구름저항이 불리해진다. 따라서 이를 개선하기 위해 사슬 말단을 충진제에 화학적으로 고정시킬 수 있는 액상 부타디엔 고무 합성 기술이 필요한 실정이다.

대한민국 공개특허 제10-2008-0092378호 (2008년10월15일 공개)

본 발명의 목적은 타이어에 우수한 연비 성능, 마모 성능 등의 특성을 부여하기 위해 사슬 말단을 충진제에 화학적으로 고정시킬 수 있도록 양말단이 변성된 액상 부타디엔 화합물을 이용한 타이어 제조용 고무 조성물 및 이를 이용한 타이어 제조방법을 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고무 중합체; 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물;을 유효성분으로 포함하는 타이어용 고무 조성물을 제공한다.

<화학식 1>

R' _x (RO) _3-x ㅡSiㅡ(CH ₂ ) _a ㅡS _c -(M)ㅡS _d ㅡ(CH ₂ ) _b ㅡSiㅡ(OR) _3-x R' _x

상기 화학식 1에서, R 및 R'은 각각 동일하거나 다를 수 있고, 수소 또는 (C1-C6) 알킬에서 선택되며, x는 0 내지 2에서 선택되는 정수이고, a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 5에서 선택되는 정수이며, c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 9에서 선택되는 정수이고, M은 하나 또는 둘 이상의 디엔(diene) 모노머를 포함하는 중합 사슬이다.

상기 M은 하기 화학식 2-1, 2-2 또는 2-3으로 표시되는 화합물에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있고, 상기 화학식 2-1로 표시되는 화합물이 20 내지 25 몰%이고, 상기 화학식 2-2 및 2-3으로 표시되는 화합물이 75 내지 80 몰%로 이루어질 수 있으며, 수 평균 분자량이 500 내지 50,000 g/mol 일 수 있다.

<화학식 2-1>

<화학식 2-2>

<화학식 2-3>

상기 M은 부타디엔, 스타이렌, 아이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 1,3-헥사디엔, 2-페닐-1,3-부타디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 2-클로로-1,3-부타디엔, 3-부틸-1,3-옥타디엔, 옥타디엔, 아크릴레이트계 모노머 및 아크릴로나이트릴계 모노머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 모노머의 공중합체일 수 있다.

상기 화합물은 양말단 변성 부타디엔 고무일 수 있다.

상기 화합물은 상기 화합물 전체 100 중량부에 대하여, 비닐(vinyl) 함량이 15 내지 30 중량부이고, 상기 화합물 하나 당 실릴기(silyl group)의 기능기가 1 내지 3개 포함될 수 있다.

상기 고무 중합체는 천연 고무; 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무 및 니트릴 고무로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 부타디엔계 고무; 또는 이들의 혼합 고무에서 선택될 수 있다.

상기 화합물은 상기 고무 중합체 100 중량부에 대하여, 5 내지 50 중량부 포함될 수 있다.

본 발명은 상기의 타이어용 고무 조성물을 포함하여 제조된 타이어를 제공한다.

상기 타이어는 실리카, 커플링제, 연화제, 가황제, 가황 촉진제, 가교제, 가교 활성화제, 산화방지제, 촉진제 및 초촉진제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 더 포함하여 제조될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기의 타이어용 고무 조성물 및 실리카를 혼합하여 고무 혼합물을 제조하는 제1 단계; 상기 제조된 고무 혼합물을 타이어 형태로 성형하는 제2 단계; 및 상기 타이어 형태의 상기 고무 혼합물을 가열하여 가류 반응을 수행하는 제3 단계;를 포함하는 타이어 제조 방법을 제공한다.

상기 고무 중합체는 부타디엔 고무 및 스티렌-부타디엔 고무를 1 : (3 내지 5)의 중량비로 혼합한 것일 수 있다.

본 발명에 따른 타이어용 고무 조성물은 트리에톡시실릴(triethoxysilyl) 작용기와 테트라설파이드(tetra sulfide) 작용기를 가지는 사슬이동제 및 1,3-부타디엔(1,3-butadiene) 모노머를 이용한 양말단 변성 액상 부타디엔 고무를 포함함으로써, 연비 특성을 개선할 수 있고, 경시 변화에 따른 물성저하를 방지할 수 있으며, 액상 부타디엔 고무의 유리전이온도(T_g) 를 낮추어 내마모성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물 제조 과정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1-1에 따라 제조된 화합물 A의 ¹H-NMR 결과 그래프를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1-2에 따라 제조된 화합물 B의 ¹H-NMR 결과 그래프를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1-3에 따라 제조된 화합물 C의 ¹H-NMR 결과 그래프를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1-4에 따라 제조된 화합물 D의 ¹H-NMR 결과 그래프를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1-5에 따라 제조된 화합물 E의 ¹H-NMR 결과 그래프를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1-6에 따라 제조된 화합물 F의 ¹H-NMR 결과 그래프를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1-3 내지 1-6에 따라 제조된 화합물 C, D, E, 및 F의 크기 배제 크로마토그래피(Size exclusion chromatography, SEC) 분석 결과를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

본 발명은 고무 중합체; 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물;을 유효성분으로 포함하는 타이어용 고무 조성물을 제공한다.

<화학식 1>

바람직하게는, 상기 M은 하기 화학식 2-1, 2-2 또는 2-3으로 표시되는 화합물에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.

<화학식 2-1>

<화학식 2-2>

<화학식 2-3>

바람직하게는, 상기 M은 상기 화학식 2-1로 표시되는 화합물이 20 내지 25 몰%이고, 상기 화학식 2-2 및 2-3으로 표시되는 화합물이 75 내지 80 몰%로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

바람직하게는, 상기 M은 수평균 분자량이 500 내지 50,000 g/mol일 수 있고, 보다 바람직하게는 1000 내지 10,000 g/mol일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또는, 상기 M은 부타디엔, 스타이렌, 아이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 1,3-헥사디엔, 2-페닐-1,3-부타디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 2-클로로-1,3-부타디엔, 3-부틸-1,3-옥타디엔, 옥타디엔, 아크릴레이트계 모노머 및 아크릴로나이트릴계 모노머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 모노머의 공중합체일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 화합물은 상기 M으로부터 유래한 단위 구조를 포함할 수 있고, 바람직하게는 부타디엔 중합체, 즉 양말단 변성 부타디엔 고무일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 양말단 변성 부타디엔 고무는 종래의 고체 부타디엔에 비해 분자량이 매우 작아 실온에서 액체 상태이며, 이에 따라 프로세스 오일처럼 고무 및 실리카의 혼합을 원활하게 하는 가공조제로 사용될 수 있다.

바람직하게는, 상기 화합물은 상기 화합물 전체 100 중량부에 대하여, 비닐(vinyl) 함량이 15 내지 30 중량부일 수 있으며, 보다 바람직하게는 18 내지 25 중량부일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

바람직하게는, 상기 화합물은 상기 화합물 하나 당 실릴기의 기능기가 1 내지 3개 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명은 상기의 고무 중합체; 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물;을 유효성분으로 포함하는 타이어용 고무 조성물을 포함하여 제조된 타이어를 제공한다.

보다 상세하게는, 상기 타이어는 상기 화합물이 상기 고무 중합체와 상기 실리카를 가교하여 제조될 수 있다.

바람직하게는, 상기 고무 중합체는 스티렌 및 부타디엔을 연속식 방법에 의해 제조된 용액 중합 스티렌-부타디엔을 포함할 수 있고, 이 때 상기 스티렌-부타디엔 전체 100 중량부에 대하여 상기 스티렌은 20 내지 30 중량부일 수 있으며, 상기 부타디엔은 부타디엔 전체 100 중량부에 대하여 비닐 함량이 20 내지 30 중량부인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

바람직하게는, 상기 고무 중합체는 cis 함량이 90 중량% 이상인, 네오디뮴(neodymium) 촉매에 의해 제조된 용액 중합 부타디엔 고무를 포함할 수 있고, 이는 높은 cis 함량으로 인해 내마모 성능이 우수하다.

바람직하게는, 상기 고무 중합체는 상기 부타디엔 고무 및 상기 스티렌-부타디엔 고무를 1 : (3 내지 5)의 중량비로 혼합한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 실리카는 상기 고무 중합체 100 중량부에 대하여 90 내지 130 중량부, 바람직하게는 110 내지 120 중량부로 포함될 수 있다. 상기 실리카의 함량이 상기 고무 중합체 100 중량부에 대하여 90 중량부 미만인 경우 실리카 함량 저하에 따른 젖은 노면에서의 제동 성능이 저하될 수 있고, 130 중량부를 초과하는 경우 실라카의 양이 많아 혼합 시 가공이 어려울 수 있어, 상기 범위가 바람직하다.

바람직하게는, 상기 실리카는 CTAB 표면적이 180 m²/g 내지 220 m²/g 인 침강 실리카를 사용할 수 있다. 이 경우, 분산이 용이하여 내마모 성능 향상에 유리하고 젖은 노면에서의 제동 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 화합물은 상기 고무 중합체 100 중량부에 대하여, 5 내지 50 중량부 포함될 수 있다. 상기 화합물이 상기 고무 중합체 100 중량부에 대하여 5 중량부 미만이면 고무 중합체 및 실리카의 혼합이 원활하게 이루어지지 않을 수 있으며, 마모 및 연비 성능 향상 효과가 크지 않을 수 있다. 또한, 상기 화합물의 함량이 상기 고무 중합체 100 중량부에 대하여 50 중량부를 초과하면 타이어의 유리전이온도가 크게 감소하여 젖은 노면에서의 제동 성능이 불리해지는 역효과가 발생할 수 있다.

상기 타이어는 커플링제, 연화제, 가황제, 가황 촉진제, 가교제, 가교 활성화제, 산화방지제, 촉진제 및 초촉진제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 더 포함하여 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

바람직하게는, 상기 가황제로 유황 가황제를 포함할 수 있다. 상기 유황 가황제로는 원소 유황 또는 유황을 만들어 내는 가황제, 예를 들면 아민 디설파이드(amine disulfide) 또는 고분자 유황을 사용할 수 있고, 바람직하게는 원소 유황을 사용할 수 있다.

상기 가황제는 상기 고무 중합체 100 중량부에 대하여 1.0 내지 1.5 중량부로 사용될 수 있으며, 상기 범위 내에서 적절한 가황 효과로서 고무가 열에 덜 민감하고 화학적으로 안정하게 해줄 수 있어 바람직하다.

또한, 상기 가황촉진제로서 아민(Amine), 이황화물, 구아니딘(guanidine), 티오(thio), 요소, 티아졸(thiazole), 티우람(thiuram), 설펜 아미드(sulfene amide) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 상기 고무 중합체 100 중량부에 대하여 1.0 내지 3.0 중량부로 더 포함할 수 있다.

상기 타이어는 산화방지제로서 N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민(6PPD), N-페닐-N'-이소프로필-p-페닐렌디아민, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민(3PPD), 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(RD) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 상기 고무 중합체 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 5 중량부로 더 포함할 수 있다.

상기 타이어는 이외에도 통상의 타이어 제조에 사용되는 산화아연, 스테아린산, 커플링제 또는 가공조제 등과 같은 각종 첨가제를 필요에 따라 선택하여 사용할 수 있음은 물론이다.

본 발명에 따른 타이어는 승용차용 타이어, 경주용 타이어, 비행기 타이어, 농기계용 타이어, 오프로드(off-the-road) 타이어, 트럭 타이어 또는 버스 타이어 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 상기 타이어는 레디얼(radial) 타이어 또는 바이어스 (bias) 타이어일 수 있으며, 레디얼 타이어인 것이 바람직하다.

본 발명은 상기의 고무 중합체; 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물;을 유효성분으로 포함하는 타이어용 고무 조성물; 및 실리카를 혼합하여 고무 혼합물을 제조하는 제1 단계; 상기 제조된 고무 혼합물을 타이어 형태로 성형하는 제2 단계; 및 상기 타이어 형태의 상기 고무 혼합물을 가열하여 가류 반응을 수행하는 제3 단계;를 포함하는 타이어 제조 방법을 제공한다.

이에 상응하는 특징들은 상술된 부분에서 대신할 수 있다.

본 발명에 따른 타이어 제조 방법에 있어서, 상기 고무 혼합물을 제조하는 제1 단계는 종래의 프로세스 오일을 더 포함하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 화합물은 가공 조제로 종래의 프로세스 오일 일부 또는 전부를 대체하여 첨가될 수 있고, 바람직하게는, 상기 화합물은 상기 오일 일부를 대체할 수 있어, 상기 화합물 및 상기 프로세스 오일을 동시에 포함할 수 있다.

상기와 같이 타이어 제조시, 상기 화합물을 포함하는 타이어용 고무 조성물을 사용함으로써, 연비 성능과 마모 성능을 크게 향상시키면서 경시변화에 따른 물성저하를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유효성분으로 포함하는 고무 조성물을 제공한다.

<화학식 1>

상기 고무 조성물은 천연 고무, 합성 고무, 커플링제, 연화제, 가황제, 가황 촉진제, 가교제, 가교 활성화제, 산화방지제, 촉진제 및 초촉진제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 더 포함할 수 있다.

상기 고무 조성물은 타이어, 프로파일, 케이블 피복, 호스, 구동 벨트, 컨베이어 벨트, 타이어 트레드, 신발 밑창, 시일링 링 또는 감쇠 요소의 제조용일 수 있다.

이에 상응하는 특징들은 상술된 부분에서 대신할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

<실시예 1> 화합물(양말단 변성 액상 부타디엔)의 제조

1. 재료

사이클로헥산(Cyclohexane, 99%, Samchun Chemical Co., Seoul, South Korea), 비스-[3-(트리에톡시실릴)프로필]테트라설파이드(Bis-[3-(triethoxysilyl)propyl]tetrasulfide, TESPT, Si-69, Evonik Korea Ltd., Korea), 디-터트-부틸 퍼옥사이드(Di-tert-butyl peroxide, Sigma-Aldrich Corp., Seoul, Korea)를 준비하였다.

2. 합성

스테인리스 스틸 소재로 된 고온 고압 교반 반응기(1L)에 상온에서, TESPT(Si-69), 디-터트-부틸 퍼옥사이드(I), 사이클로헥산을 각각 투입한 후 질소로 치환하였다. 상기 반응기의 가스라인을 통하여 1,3-부타디엔(모노머)(BD)을 주입하였다. 이어서 온도를 135℃까지 상승시킨 후 특정 압력 하에서 해당 시간 동안 중합을 진행하였다. 이후 온도를 15℃까지 낮추어 반응을 종결시켰으며, 15℃에 도달 후 vent 라인을 통해 미반응 1,3-부타디엔을 제거하였다. 사이클로헥산의 경우 감압 증류를 이용하여 제거하였다. 남아 있는 개시제와 사슬 이동제는 중합물을 에탄올에 침전시킨 후 원심 분리기를 이용하여 제거하였다 (도 1).

<실시예 1-1> 화합물 A의 제조

상기 실시예 1의 방법으로, TESPT 18g, 디-터트-부틸 퍼옥사이드 0.49g, 사이클로헥산 180g, 1,3-부타디엔 180g을 사용하여 18bar 압력으로 4시간 동안 중합을 진행하여 화합물 A를 제조하였다.

<실시예 1-2> 화합물 B의 제조

상기 실시예 1의 방법으로, TESPT 9g, 디-터트-부틸 퍼옥사이드 0.49g, 사이클로헥산 180g, 1,3-부타디엔 180g을 사용하여 18bar 압력으로 4시간 동안 중합을 진행하여 화합물 B를 제조하였다.

<실시예 1-3> 화합물 C의 제조

상기 실시예 1의 방법으로, TESPT 9g, 디-터트-부틸 퍼옥사이드 0.49g, 사이클로헥산 180g, 1,3-부타디엔 180g을 사용하여 40bar 압력으로 4시간 동안 중합을 진행하여 화합물 C를 제조하였다.

<실시예 1-4> 화합물 D의 제조

상기 실시예 1의 방법으로, TESPT 9g, 디-터트-부틸 퍼옥사이드 0.49g, 사이클로헥산 180g, 1,3-부타디엔 180g을 사용하여 40bar 압력으로 8시간 동안 중합을 진행하여 화합물 D를 제조하였다.

<실시예 1-5> 화합물 E의 제조

상기 실시예 1의 방법으로, TESPT 21.6g, 디-터트-부틸 퍼옥사이드 0.73g, 사이클로헥산 180g, 1,3-부타디엔 180g을 사용하여 40bar 압력으로 8시간 동안 중합을 진행하여 화합물 E를 제조하였다.

<실시예 1-6> 화합물 F의 제조

상기 실시예 1의 방법으로, TESPT 18g, 디-터트-부틸 퍼옥사이드 0.97g, 사이클로헥산 180g, 1,3-부타디엔 180g을 사용하여 40bar 압력으로 8시간 동안 중합을 진행하여 화합물 F를 제조하였다.

<실험예 1> 화합물의 물성 분석

1-1. 분석 방법

1) 분자량 분석

송액 장치(solvent delivery unit), 굴절률 검출기(refractive index detector)와 3 종류의 styragel column [HT 6E (10μm, 7.8 mm × 300 mm), HMW 7 column (15-20μm, 7.8 mm × 300 mm), HMW 6E column (15-20μm, 7.8 mm × 300 mm)]으로 구성된 크기 배제 크로마토그래피(Size exclusion chromatography, SEC)로 폴리부타디엔(polybutadiene) 표준 시료 (Waters Corp., Germany)를 사용하여 분자량 보정을 하였다.

2) 비닐 함량 확인

양성자 핵자기 공명법(Proton nuclear magnetic resonance, ¹H NMR, Varian, Unity Plus 300 spectrometer, Garden State Scientific, Morristown, NJ, USA)을 사용하여 상기 실시예 1에 따라 제조된 화합물 내의 비닐(vinyl) 함량을 확인하였다. 상기 화합물은 중클로로포름(deuterochloroform, CDCl₃, Cambridge Isotope Laboratories, Inc., Andover, MA, USA)을 용매로 하여 5 mm NMR 튜브에 15 mg/mL 농도로 용해시켰다.

3) 유리전이온도 (T _g ) 확인

상기 화합물의 유리전이온도(T_g)는 시차주사 열량측정법(Differential scanning calorimetry, DSC)을 이용하여, 시차주사열량계 (DSC-Q10, TA Instruments, New Castle, DE, USA)를 사용하여 측정하였다. 샘플(3 - 6 mg)에 대한 온도기록(thermogram)은 질소 대기하에서 분당 10℃의 가열 속도로 샘플을 -120℃에서 -20℃로 가열하여 얻었다.

1-2. 분석 결과

액상 부타디엔(LqBR)의 중합도(degree of polymerization, D_p)가 100 이하일 경우, 상온에서 점성(viscous)이 있는 액체 상태로 존재하며, 이들의 사슬 길이(chain length) 및 미세구조(microstructure)에 따라 물성이 달라진다. 따라서, 본 실험에서는 양말단 변성 액상 부타디엔(DF-LqBR)의 분자량을 D_p≤100 로 합성하고자 하였다.

하기 표 1은 상기 실시예 1에 따라 제조된 화합물의 물성을 나타낸 것이다.

항목	화합물A (실시예 1-1)	화합물B (실시예 1-2)	화합물C (실시예 1-3)	화합물D (실시예 1-4)	화합물E (실시예 1-5)	화합물F (실시예 1-6)
[I]:[Si-69]:[BD]	1:5:1000	1:10:1000	1:10:1000	1:10:1000	1.5:12:1000	2:10:1000
반응시간	4	4	4	8	8	8
압력	18bar	18bar	40bar	40bar	40bar	40bar
분자량 (Mn, g/mol)	3,800	5,900	3,460	5,070	4,570	5,230
분자량 분포 (Mw/Mn)	2.16	2.88	2.45	3.06	2.84	2.90
비닐 함량 (중량%)	20	21	22	22	22	22
유리전이온도 (℃)	-84.0	-82.8	-85.6	-94.1	-88.5	-83.4
Functionality (Si/Chain)	2.1	1.92	2.33	2.10	2.02	1.92

* I : 개시제(Initiator) / Si-69 : 사슬이동제(TESPT) / BD : 부타디엔 모노머

<실시예 2> 고무 조성물의 제조

하기 표 2는 상기 실시예 1에 따라 제조된 화합물 A-F를 포함한 타이어 트레드용 고무 조성물 제조를 위한 각 물질의 조성을 나타낸 것이다.

(단위: 중량부)	비교예 1	비교예 2	고무 조성물 A	고무 조성물 B	고무 조성물 C	고무 조성물 D	고무 조성물 E	고무 조성물 F
S-SBR¹⁾	80	80	80	80	80	80	80	80
BR²⁾	20	20	20	20	20	20	20	20
실리카³⁾	120	120	120	120	120	120	120	120
커플링제⁴⁾	20	20	20	20	20	20	20	20
연화제⁵⁾	40	30	30	30	30	30	30	30
비교예 2⁶⁾	-	10	-	-	-	-	-	-
화합물 A	-	-	10	-	-	-	-	-
화합물 B	-	-	-	10	-	-	-	-
화합물 C	-	-	-	-	10	-	-	-
화합물 D	-	-	-	-	-	10	-	-
화합물 E	-	-	-	-	-	-	10	-
화합물 F	-	-	-	-	-	-	-	10
산화아연⁷⁾	3	3	3	3	3	3	3	3
스테아르산⁸⁾	1	1	1	1	1	1	1	1
산화방지제⁹⁾	2	2	2	2	2	2	2	2
황¹⁰⁾	1.3	1.3	1.3	1.3	1.3	1.3	1.3	1.3
CBS¹¹⁾	1.6	1.6	1.6	1.6	1.6	1.6	1.6	1.6
DPG¹²⁾	2	2	2	2	2	2	2	2
ZBEC¹³⁾	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2

상기 표 2에 포함된 물질의 상세 내용은 하기와 같다.

1) S-SBR (Solution-Styrene Butadiene Rubber)는 스티렌 함량이 26.5 중량%, 부타디엔 내의 비닐 함량이 26 중량%이고, 무니점도 54, 유리전이온도가 -48 ℃이며, 연속식 방법에 의해 제조된 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무 (5220M, Kumho Petrochemical Co., Ltd., Korea) 이다.

2) BR은 부타디엔 내의 cis 함량이 96 중량%, 무니점도 44, 네오디뮴 촉매(neodymium catalyst)에 의해 제조된 용액 중합 부타디엔 고무 (CB24, Lanxess Chemical Industry Co., Ltd., Cologne, Germany) 이다.

3) 실리카는 세틸 트리메틸 암모늄 브로마이드(Cetyl trimethyl ammonium bromide, CTAB) 표면적이 180 m²/g 내지 220 m²/g 인 마이크로펄(micropearl) 타입의 침강 실리카 (ZEOSIL 195MP, Solvay Silica Korea Co., Ltd., Gunsan, Korea)를 사용하였다.

4) 커플링제는 비스-[3-(트리에톡시실릴)프로필]테트라설파이드 (Bis-[3-(triethoxysilyl)propyl]tetrasulfide, TESPT) 가 50 중량% 및 카본 블랙(carbon black) N330이 50 중량%인 커플링제로서, 상품명은 X50S (Evonik Industries AG, Essen, Germany) 이다.

5) 연화제(프로세스 오일)로 다환 방향족탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydocarbon, PAH) 성분 총 함량이 3 중량% 이하이고, 동점도가 95 (210 ℉ SUS)이고, 연화제 내 방향족 성분이 25 중량%, 나프텐계 성분이 32.5 중량% 및 파라핀계 성분이 47.5 중량%인 TDAE (treated distilled aromatic extracted) 오일 (Vivatec 500, Kukdong Oil & Chemicals Co., Yangsan, Korea)을 사용하였다.

6) 비교예 2는 미변성 액상 부타디엔 고무로, 구체적으로는 수평균분자량이 4,400 g/mol이고 비닐 함량이 15 중량%이며 유리전이온도가 -95 ℃로 합성된 액상 폴리 부타디엔 고무 (LBR 307, Kuraray, Japan) 이다.

7) 산화 아연은 가교 활성화제로, Zinc oxide No. 2 (Sigma-Aldrich Corp., Seoul, Korea) 를 사용하였다.

8) 스테아르산은 가교 활성화제로 사용되었다 (Sigma-Aldrich Corp., Seoul, Korea).

9) 산화방지제로 N-(1,3-디메틸부틸)-N’-페닐-p-페닐렌디아민 [N-(1,3-dimethylbutyl)-N’-phenyl-p-phenylenediamine, 6PPD, Kumho Petrochemical Co., Daejeon, Korea] 을 사용하였다.

10) 황은 가교제로, 황 분말 (elemental sulfur, Daejung Chemicals & Metals Co., Siheung, Korea) 을 사용하였다.

11) 촉진제로 CBS [N-사이클로헥실-2-벤조티아졸일설페네아미드 (N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, 98%, Tokyo Chemical Industry Co. Ltd., Tokyo, Japan)] 를 사용하였다.

12) DPG (1,3-Diphenylguanidine, 98%, Tokyo Chemical Industry Co. Ltd., Tokyo, Japan)

13) 초촉진제로 징크 디벤질 티티오카바메이트 (zinc dibenzyl dithiocarbamate, ZBEC; Sigma-Aldrich Corp., Seoul, Korea) 를 사용하였다.

상기 고무 조성물의 제조는 하기 표 3에 나타난 고무 조성물의 제조방법에 따라 이루어졌다.

단계	시간 (분:초)	방법
1단계	0:00-0:40	고무 주입 (초기 온도 : 100℃)
	0:40-1:20	혼합
	1:20-2:20	실리카 1/2 + X50S 1/2 +DPG 1/2 + 오일 1/2 + 화합물 1/2 첨가
	2:20-3:20	혼합
	3:20-4:20	실리카 1/2 + X50S 1/2 +DPG 1/2 + 오일 1/2 + 화합물 1/2 첨가
	4:20-5:20	혼합
	5:20-5:40	ZnO, St/A, 6PPD 첨가
	5:40-8:00	혼합
	8:00-9:00	Ram up
	9:00-11:40	추가 혼합 및 dump (dump 온도 : 150-155℃)
2단계	0:00-0:40	1단계에서 마스터배치를 추가 (초기 온도 : 50℃)
	0:40-1:00	혼합
	1:00-1:20	curatives 추가
	1:20-3:00	혼합 및 dump (dump 온도 : 80-90℃)

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 상기 타이어 트레드용 고무 조성물은 2단계의 연속 제조 공정을 통하여 제조되었다. 즉, 100℃ 내지 180℃에 이르는 최대 온도, 바람직하게는 130℃ 내지 160℃의 고온에서 열기계적 처리 또는 혼련시키는 제1 단계(비생산 단계) 및 가교결합 시스템이 혼합되는 피니싱 단계 동안 110℃ 미만, 예를 들면 40℃ 내지 100℃의 저온에서 기계적 처리하는 제2 단계(생산 단계)를 사용하여 적당한 혼합기 속에서 제조할 수 있다.

<실험예 2> 고무 조성물의 물성 분석

2-1. 분석방법

1) 무니점도 (Mooney viscosity, ML1+4@100℃)

ASTM D-1646에 의거하여 무니점도계(Mooney viscometer, Vluchem IND Co., Korea)로 측정하였다.

2) 기계적 물성

ASTM D412에 의거하여 만능시험기(Universal testing machine, UTM, KSU-05M-C, KSU Co., Korea)를 사용하여 100% 신장 시의 모듈러스(modulus, M100%), 300% 신장 시의 모듈러스(M300%) 및 연신율(elongation)을 측정하였다.

3) 내마모 성능

DIN 53516에 의거하여 지름 16 mm 및 두께 8 mm의 원통형 시편을 제조하였다. 상기 시편을 독일공업규격(Deutsche Industrie Normen, DIN) 마모시험기를 이용하여 40 rpm의 속도로 40 m를 연마시켜 질량 감소량을 측정하였다.

4) 동적 점탄 특성 (dynamic viscoelasticity)

온도 스위프(temperature sweep)는 ARES 측정기를 사용하여 변형(strain) 0.5%, 10Hz 진동수(frequency)에서 -60℃에서 70℃까지 저장 모듈러스(storage modulus, G'), 손실 모듈러스(loss modulus G"), tan δ를 비틀림 모드(torsion mode) 로 측정하였다.

변형 스위프(strain sweep)는 동적 재료 열 분광계(dynamic material thermal spectrometer, DMTS, Eplexor 500N, GABO GmbH & Co. KG, Germany)를 이용하여 온도 60℃, 10Hz 진동수에서 동적 변형(dynamic strain) 0.5% 부터 10% 까지 장력 모드(tension mode)로 측정하였다.

2-2. 분석결과

하기 표 4는 실험예 2에 따라 고무 조성물의 물성을 분석한 결과이다.

항목	비교예 1	비교예 2	고무 조성물 A	고무 조성물 B	고무 조성물 C	고무 조성물 D	고무 조성물 E	고무 조성물 F
Payne effect (△G′,MPa)	7.36	6.84	5.39	5.65	4.16	5.57	5.94	5.93
무니 점도 (ML₁₊₄@100℃)	154	152	139	148	117	134	140	142
추출 중량 감소(%) : 대체된 10phr에 대한 값	100	84	1	2	8	10	5	3
총 가교 밀도 (Total crosslink density; Filler-rubber interaction + chemical crosslink density, 10^-4 mol/g)	1.45	1.34	1.65	1.57	1.59	1.66	1.64	1.62
필러-고무 상호작용 (Filler-rubber interaction, 10^-4 mol/g)	1.01	0.94	1.16	-	-	-	1.15	1.15
화학적 가교 밀도 (Chemical crosslink density, 10^-4 mol/g)	0.44	0.40	0.49	-	-	-	0.49	0.47
30% 모듈러스 (kgf/cm²)	19.3	18.7	23.4	22.7	22.0	22.2	21.6	22.1
300% 모듈러스 (kgf/cm²)	173	145	166	176	161	170	167	166
딘 마모성(DIN abrasion, mg) (Index)	110 (100)	99 (110)	96 (113)	103 (106)	97 (112)	99 (110)	100 (109)	99 (110)
유리전이온도 (℃)	-38.8	-42.5	-40.0	-40.5	-40.9	-41.6	-41.6	-41.9
G’ at -30℃, MPa (Index)	170 (100)	142 (116)	146 (114)	153 (110)	157 (108)	155 (109)	161 (105)	156 (108)
G” at 0℃, MPa (Index)	11.4 (100)	10.5 (92)	9.9 (87)	10.2 (89)	11.1 (96)	11.0 (96)	10.9 (96)	10.9 (96)
Tan δ at 60℃ (Index)	0.177 (100)	0.181 (98)	0.170 (104)	0.169 (105)	0.168 (105)	0.171 (103)	0.171 (103)	0.173 (102)

상기 표 4를 참조하면, 페인 이펙트(Payne effect)는 미가류물의 필러-필러 상호작용(filler-filler interaction)을 나타낸다. 변형률 진폭(strain amplitude) 증가에 따른 저장 모듈러스(G′)의 감소는 필러 네트워크(filler network)가 파괴되어 나타나는 결과이며, △G′값이 클수록 강한 필러-필러 상호작용을 나타낸다. 상기 실시예 1에 따라 제조된 화합물은 실리카 표면을 소수화 시켜 실리카 분산이 향상됨에 따라 낮은 Payne effect 값을 나타내었다.

무니 점도는 컴파운드 가공성의 지표로, 상기 화합물은 실리카 분산을 개선시킬 뿐만 아니라 원료 고무 사이에서 윤활유(lubricant) 역할을 하여 사슬 미끄러짐(chain slippage)이 잘 일어남에 따라 고무 조성물의 무니 점도를 감소시켰다.

추출 중량 감소(extraction weight loss) 값은 가류물로부터 가공 조제의 이동(migration)을 예상할 수 있는 실험적 결과로 값이 낮을수록 추출(extraction) 저항성이 높다.

상기 실시예 1에 따라 제조된 화합물은 가류 시 원료고무와의 공-가황(co-vulcanization)을 통해 고무 네트워크에 고정될 수 있고, 말단의 기능기가 실란화 반응을 통해 실리카 표면에 고정될 수 있어 비교예 1 대비 적은 추출량을 나타내었다. 즉, 마이그레이션 현상이 감소하여 경시 변화에 따른 물성저하를 방지할 수 있다.

총 가교 밀도(total crosslink density)는 가류물의 가교점(crosslink point)수로 정의된다. 가교밀도가 높다는 것은 가교점 사이의 분자량이 감소하고, 가교점의 수가 증가한다는 의미한다. 팽윤 시험(swelling test)에서 가교밀도가 높을수록 가교된 고무 사슬 사이에 침투할 수 있는 용매 분자의 수가 적어서 팽윤이 덜 일어난다.

상기 실시예 1에 따라 제조된 화합물은 자기 축합(self-condensation) 반응을 통해 형성된 3차원-네트워크 구조가 팽윤(swelling) 저항성을 가져, 비교예 1, 2 대비 높은 화학적 가교 밀도(chemical crosslink density)를 나타내었다. 그리고 -Si- 에 의한 원료 고무와의 커플링 반응으로 필러-고무 상호작용(filler-rubber interaction)이 증가할 수 있는 바, 그 결과, 비교예 1, 2 대비 높은 총 가교 밀도를 나타내었다.

상기 화합물는 자기 축합 반응을 통해 3차원-네트워크 구조를 형성하여, 비교예 1 대비 저신장 영역에서의 초기 모듈러스(30% 모듈러스)를 증가시켰다.

상기 화합물은 -Si- 에 의한 커플링 반응을 통해 필러-고무 상호작용이 증가하여 비교예 2 대비 높은 300% 모듈러스 값을 나타내었다.

내마모성은 고무의 유리전이온도(T_g)와 필러-고무 상호작용에 큰 영향을 받는다.

상기 실시예 1에 따라 제조된 화합물은 고무 조성물의 유리전이온도를 낮출 뿐만 아니라, -Si- 에 의한 커플링 반응을 통해 필러-고무 상호작용이 증가하여 내마모 성능을 향상시켰다.

고무 조성물의 점탄성 특성은 타이어의 성능을 예측할 수 있는 실험실적 측정값이며, 둘 사이의 상관관계가 매우 높다. 상기 표 4의 -30℃에서의 저장 모듈러스(G′) 값은 빙설 노면에서의 제동 성능(snow traction)을 나타내는 지표로서, 값이 낮을수록 snow traction이 향상된다. 이는 저온 조건에서 낮은 G′값을 가질수록 타이어 트레드가 빙판 길 표면에서 쉽게 변형되고 접지 면적(contact area)이 증가할 수 있기 때문이다.

타이어의 젖은 노면에서의 제동 성능(wet traction)의 지표로 사용되는 0℃에서의 손실 모듈러스(G″) 값은 그 값이 높을수록 wet traction 성능이 우수해진다. 그리고 G″값은 유효한 필러 부피 분율(effective filler volume fraction)이 높을수록 높게 나타난다. 60℃에서의 tanδ값은 타이어의 회전 저항(rolling resistance, RR)을 나타내는 지표로서, 그 값이 낮을수록 연비 성능이 향상된다고 알려져 있다. 이 온도에서의 주요 에너지 소모(main energy dissipation)는 필러-필러 네트워크의 파괴 및 재생성과 고무의 자유사슬말단(free chain ends)에 기인한다고 알려져 있다.

상기 화합물은 프로세스 오일보다 유리전이온도(T_g)가 낮아 고무 조성물의 유리전이온도를 낮추어 저온에서 고무의 유연성(flexibility) 및 모듈러스를 감소시킴으로써 빙설 노면에서의 제동 성능(snow traction)을 크게 향상시킬 수 있다.

상기 화합물은 고무 조성물의 유리전이온도를 낮추고, 실리카 분산이 향상됨에 따라 유효한 필러 볼륨 비율(effective filler volume fraction)이 낮아져 프로세스 오일이 적용된 고무 조성물 (비교예 1) 보다 낮은 0℃에서의 G″ 값을 나타낼 수 있다.

상기 화합물은 말단이 실리카 표면에 고정됨에 따라 자유사슬말단 수가 감소하여 히스테리시스 발생이 적기 때문에 프로세스 오일이 적용된 고무 조성물 (비교예 1) 과 변성되지 않은 액상 부타디엔 고무가 적용된 고무 조성물(비교예 2) 보다 연비 특성이 향상될 수 있다.

따라서, 상기 표 4의 결과를 참조하면, 실시예들에서 제조된 타이어 트레드용 고무 조성물은 상기 화합물인 양말단 변성 액상 부타디엔 고무를 포함함에 따라, 마모 성능과 연비 성능을 동시에 향상시키면서 경시 변화에 따른 물성저하를 방지할 수 있다. 따라서 상기 화합물이 타이어 트레드용 고무 조성물로 사용될 수 있음을 알 수 있다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술한 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며,이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. 본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

고무 중합체; 및
하기 화학식 1로 표시되는 화합물;을 유효성분으로 포함하는, 타이어용 고무 조성물:
<화학식 1>
R' _x (RO) _3-x ㅡSiㅡ(CH ₂ ) _a ㅡS _c -(M)ㅡS _d ㅡ(CH ₂ ) _b ㅡSiㅡ(OR) _3-x R' _x
상기 화학식 1에서,
R 및 R'은 각각 동일하거나 다를 수 있고, 수소 또는 (C1-C6) 알킬에서 선택되며,
x는 0 내지 2에서 선택되는 정수이고,
a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 5에서 선택되는 정수이며,
c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 9에서 선택되는 정수이고,
M은 하나 또는 둘 이상의 디엔(diene) 모노머를 포함하는 중합 사슬임.
제 1 항에 있어서,
상기 M은,
하기 화학식 2-1, 2-2 또는 2-3으로 표시되는 화합물에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는, 타이어용 고무 조성물.
<화학식 2-1>

<화학식 2-2>

<화학식 2-3>
제 2 항에 있어서,
상기 M은,
상기 화학식 2-1로 표시되는 화합물이 20 내지 25 몰%이고,
상기 화학식 2-2 및 2-3으로 표시되는 화합물이 75 내지 80 몰%로 이루어진 것을 특징으로 하는, 타이어용 고무 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 M은,
수 평균 분자량이 500 내지 50,000 g/mol인 것을 특징으로 하는, 타이어용 고무 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 M은,
부타디엔, 스타이렌, 아이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 1,3-헥사디엔, 2-페닐-1,3-부타디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 2-클로로-1,3-부타디엔, 3-부틸-1,3-옥타디엔, 옥타디엔, 아크릴레이트계 모노머 및 아크릴로나이트릴계 모노머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 모노머의 공중합체인 것을 특징으로 하는, 타이어용 고무 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 화합물은,
양말단 변성 부타디엔 고무인 것을 특징으로 하는, 타이어용 고무 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 화합물은,
상기 화합물 전체 100 중량부에 대하여, 비닐(vinyl) 함량이 15 내지 30 중량부인 것을 특징으로 하는, 타이어용 고무 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 화합물은,
상기 화합물 하나 당 실릴기의 기능기가 1 내지 3개 포함된 것을 특징으로 하는, 타이어용 고무 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 고무 중합체는,
천연 고무; 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무 및 니트릴 고무로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 부타디엔계 고무; 또는 이들의 혼합 고무에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 타이어용 고무 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 화합물은,
상기 고무 중합체 100 중량부에 대하여, 5 내지 50 중량부 포함되는 것을 특징으로 하는, 타이어용 고무 조성물.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 타이어용 고무 조성물을 포함하여 제조된 타이어.
제 11 항에 있어서,
상기 타이어는,
실리카, 커플링제, 연화제, 가황제, 가황 촉진제, 가교제, 가교 활성화제, 산화방지제, 촉진제 및 초촉진제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 더 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 타이어.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 타이어용 고무 조성물 및 실리카를 혼합하여 고무 혼합물을 제조하는 제1 단계;
상기 제조된 고무 혼합물을 타이어 형태로 성형하는 제2 단계; 및
상기 타이어 형태의 상기 고무 혼합물을 가열하여 가류 반응을 수행하는 제3 단계;를 포함하는, 타이어 제조 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 고무 중합체는,
천연 고무; 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무 및 니트릴 고무로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 부타디엔계 고무; 또는 이들의 혼합 고무에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 타이어 제조 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 고무 중합체는,
부타디엔 고무 및 스티렌-부타디엔 고무를 1 : (3 내지 5)의 중량비로 혼합한 것을 특징으로 하는, 타이어 제조 방법.