[go: up one dir, main page]

KR100439876B1 - 실리카가 보강된 고무 조성물의 제조방법 - Google Patents

실리카가 보강된 고무 조성물의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100439876B1
KR100439876B1 KR10-2001-0045968A KR20010045968A KR100439876B1 KR 100439876 B1 KR100439876 B1 KR 100439876B1 KR 20010045968 A KR20010045968 A KR 20010045968A KR 100439876 B1 KR100439876 B1 KR 100439876B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silica
rubber
rubber composition
wet
coupling agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR10-2001-0045968A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20030012103A (ko
Inventor
한승철
이현화
Original Assignee
금호타이어 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 금호타이어 주식회사 filed Critical 금호타이어 주식회사
Priority to KR10-2001-0045968A priority Critical patent/KR100439876B1/ko
Publication of KR20030012103A publication Critical patent/KR20030012103A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100439876B1 publication Critical patent/KR100439876B1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00—Compositions of unspecified rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/006—Additives being defined by their surface area

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 고무, 웨트 실리카 및 실란 커플링제(silane coupling agent)를 고무를 합성하는 과정에서 혼합하여 실리카 웨트 마스터배치를 먼저 제조한 후, 여기에 다른 통상의 첨가제를 배합하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 배합 공정의 단계가 감소되고, 그에 따라 배합 시간이 짧아지고, 가류물의 물성은 향상된다.

Description

실리카가 보강된 고무 조성물의 제조방법{PROCESS FOR PREPARING SILICA REINFORCED TREAD RUBBER COMPOSITION}
본 발명은 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 먼저 실리카 웨트 마스터배치를 제조한 후, 여기에 첨가제를 배합하는 것을 특징으로 한다.
종래 자동차 저연비화의 일환으로 타이어의 회전 저항 감소를 목적으로, 타이어 트레드 고무 조성물에서 큰 비중을 차지하고 있는 카본 블랙을 대신하여 실리카를 사용하는 기술들이 지속적으로 개발되어 왔다.
그러나, 실리카는 표면이 극성 실라놀기(silanol group)로 구성되어 있으므로, 비극성 고무 분자인 천연고무(NR), 스틸렌부타디엔고무(SBR) 또는 부타디엔고무(BR)와 같은 타이어 트레드에 주로 사용되는 중합체와의 반응이 약하다는 문제점이 있다.
또한, 자체적으로 실라놀기들이 수소결합으로 강하게 결합되어 있어, 쉽게 분산되지 않는 단점을 가지고 있다. 배합 과정에서 실리카 구조가 쉽게 분산되지 않기 때문에 더 강한 전단력을 가하여 주거나, 배합 공정을 추가해야 하는 문제점도 있다.
또한, 커플링제(coupling agent)와 실리카의 충분한 반응을 시키기 위하여는 많은 배합 시간이 요구된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 실리카 고무 조성물이 가지고 있는 배합 공정에 있어서의 비효율성을 개선하기 위하여, 실리카 웨트 마스터배치를 먼저 제조하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 고무 조성물의 제조방법은 실리카 웨트 마스터배치(wet masterbatch)를 먼저 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 상기 실리카 웨트 마스터배치는, 웨트 실리카 및 실란커플링제를 고무와 혼합시킨 후, 응집(coagulation) 및 건조하는 공정을 거쳐 얻어질 수 있다.
본 발명에 사용되는 상기 고무로서는 예를 들면, 천연고무(NR), 스틸렌부타디엔고무(SBR) 또는 부타디엔고무(BR)와 같은 일반 디엔계고무 단일 성분 또는 이들의 블렌드가 포함될 수 있다. 특히, 상기 고무 성분은 SBR-1500 급인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 사용되는 실리카는 통상의 실리카-고무 조성물에 사용되는 것이라면 모두 사용가능한 데, 바람직하게는 BET를 이용하여 측정한 비표면적이100∼200m2/g이고, 디부틸프탈레이트(DBP) 흡착가가 150∼300ml/100g인 침강 실리카가 적합하고, 그 사용량은 고무 성분 100중량부에 대하여 40∼80중량부인 것이 바람직하다. 그리고, 본 발명에서 사용되는 상기 웨트 실리카(wet silica)는, 통상의 실리카 제조 과정인 침전(precipitation) 후, 여과, 건조, 밀링 그래뉼화(milling granulation)한 다음에 다시 건조하는 공정에서 밀링 그래뉼화 후의 건조 공정을 거치지 않은 것을 말한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 상기 실란 커플링제는 통상의 실란 가교제를 선택사용할 수 있는데, 예를 들면 TESPT(bis-(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfane)가 바람직하다. 4∼14 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하기로는 약 8 중량%로 포함되는 것이다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 예시적인 목적일뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
하기 표1에 나타낸 조성으로 하기 표2에 나타낸 배합공정의 조건에서 고무 조성물을 제조한 후, 물성 측정용 시편을 제조하였다. 시편을 가류한 후, 물성은 ASTM 표준 방법에 따라 측정하였고, 그 결과를 표3에 함께 나타내었다.
표2의 배합공정에서, 단계 1은 SBR-1500, 실리카 및 TESPT를 배합하는 단계이다. 단, 실시예1의 경우는 이들 성분이 이미 배합된 웨트 마스터배치를 사용하였기 때문에, 빈칸으로 표시하였다. 단계 2는 상기 단계 1에서 배합된 고무 조성물에아연화 및 스테아린산을 첨가하여 배합하는 단계이다. 단계 3은 상기 단계 2에서 배합된 고무 조성물에 황, CZ(N-cyclohexyl-2-benzothiazol sulfenamide) 및 DPG(N,N-diphenylguanidine)를 첨가하여 배합하는 단계이다.
비교예
본 비교예는 통상의 방법에 따라 고무(SBR-1500), 실리카 및 커플링제(TESPT)를 각각 직접 혼합하여 고무 조성물을 제조한 것이다.
실시예1
본 실시예는 고무(SBR-1500), 웨트 실리카 및 커플링제(TESPT)를 동량씩을 포함하는 웨트 마스터배치를 먼저 제조한 다음, 기타 첨가제를 배합하여 고무 조성물을 제조한 것이다.
표1. 고무 조성물
조성(중량부) 비교예 실시예
실리카 M/B 0 175.6
SBR-1500 100 0
실리카 70 0
TESPT* 5.6 0
아연화(ZNO-S) 4 4
스테아린산 2 2
황 1.5 1.5
CZ** 1.5 1.5
DPG*** 1.5 1.5
* TESPT : bis-(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfane(실란 커플링제)
** CZ : N-cyclohexyl-2-benzothiazol sulfenamide(1차 촉진제)
*** DPG : N,N-diphenylguanidine(2차 촉진제)
표2. 배합공정의 조건
배합 단계 비교예의 덤프(dump) 온도(배합시간) 실시예1의 덤프온도(배합시간)
단계 1 150℃(4분) *
단계 2 150℃(4분) 160℃(5분)
단계 3 100℃(2분) 100℃(2분)
* SBR-1500, 실리카 및 TESPT가 이미 배합된 웨트 마스터배치를 사용함.
표3. 고무 조성물의 물성
물성 비교예 실시예
1. 무니테스트@125℃ 점도 80 90
2. 인장 특성경도300% 모듈러스(kgf/cm2)인장강도(kg/cm2)신율(%) 75130220450 75140270520
3. 동적특성TAN δ0℃TAN δ70℃ 0.3440.153 0.3770.143
4. 마모특성피코손실(g) 0.031 0.021
상기 표3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 고무 조성물은 비교예의 고무 조성물에 비하여 동등한 수준의 경도를 유지하면서 300% 모듈러스, 인장강도, 신율등의 인장특성이 향상되고, 또한 핸들링 성능(TAN δ0℃ 값이 클 수록 우수함)과 회전저항특성(TAN δ70℃ 값이 낮을 수록 우수함)도 우수하며, 내마모성(피코손실 값이 작을 수록 우수함)도 우수하였다.
본 발명에 따르면, 배합 공정의 단계가 감소되고, 그에 따라 배합 시간이 짧아지고, 가류물의 물성은 향상된다.

Claims (4)

  1. 원료 고무에 실리카, 실란 커플링제 및 첨가제를 배합하여 이루어지는 실리카-보강 고무 조성물의 제조방법에 있어서, 고무, 웨트 실리카 및 실란 커플링제(silane coupling agent)를 혼합한 실리카 웨트 마스터배치(wet masterbatch)를 제조한 후, 여기에 첨가제를 배합하는 것을 특징으로 하는 실리카가 보강된 고무 조성물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 웨트 실리카는 통상의 실리카 제조 과정에 있어서, 밀링 그래뉼화 공정 후 건조를 거치지 않은 것임을 특징으로 하는 실리카가 보강된 고무 조성물의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 웨트 마스터배치는 웨트 실리카와 실란 커플링제를 고무와 혼합시킨 후, 응집 및 건조 공정을 거쳐 제조되는 것임을 특징으로 하는 실리카가 보강된 고무 조성물의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 실리카는 BET를 이용하여 측정한 비표면적이 100∼200m2/g, 디부틸프탈레이트(DBP) 흡착가가 150∼300ml/100g인 침강 실리카로서, 그 사용량은 고무 성분 100중량부에 대하여 40∼80중량부이고, 상기 고무는 SBR-1500 이고, 상기 실란 커플링제는 TESPT인 것을 특징으로 하는 실리카가 보강된 고무 조성물의 제조방법.
KR10-2001-0045968A 2001-07-30 2001-07-30 실리카가 보강된 고무 조성물의 제조방법 Expired - Fee Related KR100439876B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0045968A KR100439876B1 (ko) 2001-07-30 2001-07-30 실리카가 보강된 고무 조성물의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0045968A KR100439876B1 (ko) 2001-07-30 2001-07-30 실리카가 보강된 고무 조성물의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030012103A KR20030012103A (ko) 2003-02-12
KR100439876B1 true KR100439876B1 (ko) 2004-07-12

Family

ID=27717284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0045968A Expired - Fee Related KR100439876B1 (ko) 2001-07-30 2001-07-30 실리카가 보강된 고무 조성물의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100439876B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100736442B1 (ko) 2006-03-10 2007-07-09 주식회사 나노텍세라믹스 라텍스 바인딩된 저비산 실리카 조성물과 이의 제조방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100738675B1 (ko) 2006-04-11 2007-07-11 금호타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무조성물
KR100856732B1 (ko) * 2007-02-26 2008-09-04 주식회사 엠엔비그린어스 타이어용 고무 조성물 및 그 제조 방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980064063A (ko) * 1996-12-18 1998-10-07 베카트 디디에르 제이 상용화된 실리카와 이를 포함한 폴리머 실리카 보강 마스터배치
US5852097A (en) * 1994-12-28 1998-12-22 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Composition for tread rubber of tires
KR19990082263A (ko) * 1996-12-16 1999-11-25 가이자끼 요이찌로 고무조성물 및 그것을 이용한 공기 타이어
KR20000006743A (ko) * 1999-10-29 2000-02-07 김대현 물펌프형 자체 전기 생산장치
US6140450A (en) * 1996-12-27 2000-10-31 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Modified polysiloxanes, rubber compositions and tire tread rubber compositions containing the same, and reactive plasticizer
KR20010081360A (ko) * 2000-02-14 2001-08-29 신형인 실리카 마스터 뱃취를 함유한 고무 조성물
KR20020016194A (ko) * 2000-08-24 2002-03-04 신형인 실리카 충진 고무조성물 및 동 조성물에 의한 고무배합방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5852097A (en) * 1994-12-28 1998-12-22 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Composition for tread rubber of tires
KR19990082263A (ko) * 1996-12-16 1999-11-25 가이자끼 요이찌로 고무조성물 및 그것을 이용한 공기 타이어
KR19980064063A (ko) * 1996-12-18 1998-10-07 베카트 디디에르 제이 상용화된 실리카와 이를 포함한 폴리머 실리카 보강 마스터배치
US6140450A (en) * 1996-12-27 2000-10-31 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Modified polysiloxanes, rubber compositions and tire tread rubber compositions containing the same, and reactive plasticizer
KR20000006743A (ko) * 1999-10-29 2000-02-07 김대현 물펌프형 자체 전기 생산장치
KR20010081360A (ko) * 2000-02-14 2001-08-29 신형인 실리카 마스터 뱃취를 함유한 고무 조성물
KR20020016194A (ko) * 2000-08-24 2002-03-04 신형인 실리카 충진 고무조성물 및 동 조성물에 의한 고무배합방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Rubber world (1998), 218(3), 35-40 ; Lightsey, John W; Kneiling, David J; Long, John M.) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100736442B1 (ko) 2006-03-10 2007-07-09 주식회사 나노텍세라믹스 라텍스 바인딩된 저비산 실리카 조성물과 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030012103A (ko) 2003-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH1067885A (ja) ゴム組成物およびその組成物のトレッドを有するタイヤ
JP4477386B2 (ja) ゴム組成物の製造方法
AU2013385713B2 (en) Silica-filled ENR masterbatch and cross linkable elastomeric composition
JPH0748476A (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物
KR100227566B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물
JP3811548B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物
KR100439876B1 (ko) 실리카가 보강된 고무 조성물의 제조방법
KR100846359B1 (ko) 마모성능 및 컷/칩 성능이 향상된 타이어용 고무조성물
US5985978A (en) Rubber composition for tire tread
KR100337545B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물
KR100510946B1 (ko) 타이어 트레드용 고무 조성물
KR100426006B1 (ko) 실리카로 보강된 타이어 트레드용 고무 조성물
KR100738675B1 (ko) 타이어 트레드용 고무조성물
KR20030092376A (ko) 마른 노면과 젖은 노면에서의 제동거리 특성이 우수한트레드 고무조성물
KR20010081360A (ko) 실리카 마스터 뱃취를 함유한 고무 조성물
JP2002201314A (ja) タイヤトレッドプライを製造するためのシリカ含有硬化性ゴムミックス
US7820751B2 (en) Rubber composition for pneumatic tire
KR100831622B1 (ko) 오존수로 산화시킨 카본블랙을 포함하는 마스터배치 및상기 마스터배치를 포함하는 타이어용 고무조성물
KR100837866B1 (ko) 마이크로 펄 형태의 침강 실리카를 포함하는 타이어용고무조성물
US7714060B2 (en) Rubber composition for pneumatic tire
KR100401181B1 (ko) 클로로프렌 고무가 함유된 실리카로 보강된 타이어용천연고무조성물
KR100578098B1 (ko) 타이어 트레드용 고무조성물
KR100644877B1 (ko) 타이어 트레드 고무조성물
US7652096B2 (en) Rubber composition for tire tread
KR100846361B1 (ko) 타이어 트레드 고무조성물

Legal Events

Date Code Title Description
R17-X000 Change to representative recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R17-oth-X000

A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

R19-X000 Request for party data change rejected

St.27 status event code: A-3-3-R10-R19-oth-X000

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

N231 Notification of change of applicant
PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

R19-X000 Request for party data change rejected

St.27 status event code: A-3-3-R10-R19-oth-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20070702

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20080702

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20080702

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000