KR0166373B1 - 미가황시의 점착성을 개선시킨 고무 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천연 고무, 디엔계 고무 및 비디엔계 고무로부터 선택된 1종 이상의 고무 성분 100중량부당 n-파라핀을 50중량% 이상 함유하는 동시에 기체 크로마토그래피에 의한 왁스 분석 챠트에서 탄소원자수 23 내지 42의 범위내에서 최대 카운트 수를 나타내는 탄소원자수의 챠트 면적을 최소 카운트 수를 나타내는 탄소원자수의 챠트 면적으로 나눈 값이 4.0 이하인 파라핀 왁스를 0.001 내지 1.5중량부로 배합한, 미가황시의 점착성을 개선시킨 고무 조성물에 관한 것이다.

Description

미가황시의 점착성을 개선시킨 고무 조성물

제1도는 본 발명에서 규정하는 파라핀 왁스의 C 수-C 면적분포를 나타낸 도면이다.

제2도는 고무 조성물의 온도와 박리력(점성)과의 관계를 나타내는 도면이다.

본 발명은 점성의 온도의존성이 적은 동시에 점성의 조기 안정성이 양호한 고무 조성물에 관한 것이다.

자동차용 공기 주입 타이어나 컨베이어 벨트 등의 보강 코드를 피복하는 고무 조성물은 가황 처리하지 않을 때 점성이 온도 의존성이 있으므로, 미가황 고무를 성형할 때에 주위 온도에 따라 점성이 변동한다. 특히 스틸 코드에 대한 고무의 접착성을 향상시키기 위해, 나프텐산코발트, 로진산코발트, 스테아르산코발트, 네오데칸산코발트, 옥틸산코발트, 프로피온산코발트 등의 유기산 코발트염을 배합시킨 고무 조성물의 경우에는 주위온도가 높아지는 여름철에 과잉 점성으로 되기 쉽다. 따라서, 이러한 고무 조성물에 보강 코드를 매설시킨 고무 시트는 표면의 점성이 현저하며 타이어나 콘베이어 벨트 등의 고무 제품을 제조할 때에는 작업성이 열악하고 생산성이 저하되는 문제가 있다.

이러한 고무 조성물의 점성은 일반적으로 파라핀 왁스(이하, 왁스라고 함)를 배합함으로써 저하된다. 예를 들면, 하절기용으로는, 기체 크로마토그래피에 의한 왁스 분석 챠트에서 일정한 범위의 탄소수의 전체 카운트 면적에 대한 각 탄소수(이하, C 수라고 함)의 카운트 면적의 비율(%)(이하, C 면적이라고 함)을 C 수에 대하여 플로트한 C 수-C 면적분포의 최대 피크가 C 수 34부근에 있는 왁스가 사용된다. 한편, 동절기용으로는, C 수-C 면적분포의 최대 피크가 C 수 27부근에 있는 왁스가 사용된다. 이와 같이, 각각의 주위온도에 따라 C 수-C 면적분포의 최대 피크를 나타내는 C 수가 상이한 왁스를 배합함으로써 고무 조성물의 점성을 양호하게 할 수 있다. 그러나, 이러한 왁스를 배합한 고무 조성물은 각각 여름철 또는 겨울철의 한정된 시기에는 점성이 양호하지만 주위온도를 일정하게 하지 않으면 양호한 점성을 수득할 수 없거나 왁스의 블룸 속도(bloom velocity)가 변동하여 점성의 조기안정성이 손상된다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 점성의 온도의존성을 적게 하면서 점성의 조기안정성을 향상시키는 고무 조성물, 특히 스틸 코드에 대한 접착성이 우수한 유기산 코발트염을 함유하는 고무 조성물을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 천연 고무, 디엔계 고무 및 비디엔계 고무로부터 선택된 1종 이상의 고무 성분 100중량부당 n-파라핀을 50중량% 이상 함유하는 동시에 기체 크로마토그래피에 의한 왁스 분석 챠트에서 탄소수 22 내지 44의 범위내에서 최대의 카운트 수를 나타내는 탄소수(이하, Cmax라고 함)의 챠트 면적을 최소의 카운트 수를 나타내는 탄소수(이하, Cmin이라고 함)의 챠트 면적으로 나눈 값)이하, C 면적비라고 함)이 4.0 이하인 파라핀 왁스를 0.001 내지 1.5중량부로 고무 조성물에 배합함으로써 달성시킬 수 있다.

본 발명의 고무 조성물에 배합되는 왁스는 n-파라핀을 50중량% 이상, 바람직하게는 75중량% 이상 함유할 필요가 있다. n-파라핀을 50중량% 미만으로 함유하면, 왁스의 블룸 속도가 저하되어 점성의 조기안정성이 양호한 고무 조성물을 수득할 수 없다.

또한, 상기한 왁스는 C 수 23 내지 42(이하, C₂₃내지 C₄₂로 표시함), 바람직하게는 C₂₅내지 C₄₀의 범위내에서 C 면적비가 4.0 이하인 분포를 갖는 왁스, 즉 상기한 C₂₃내지 C₄₂의 범위내에서 C 수-C 면적분포가 균일한 왁스일 필요가 있다.

이러한 왁스는, 제1도에 도시한 바와 같이 왁스를 구성하는 파라핀 분자의 C 수를 횡축으로 하고 이의 C 면적을 종축으로 하여 표시된 C 수-C 면적분포도에서 C₂₃내지 C₄₂범위 내에서의 C 면적비가 4.0 이하이면, 선 a, b, c, d로 표시되는 분포를 취할 수 있다.

이와 같은 특정한 C 수의 범위내에서 C 수-C 면적분포가 균일한 왁스를 고무 조성물에 배합함으로써 본 발명의 고무 조성물의 점성의 온도의존성을 적게하고 사용 시기와 주위 온도에 관계없이 점성을 양호하게 할 수 있다.

본 발명의 고무 조성물에서 왁스의 배합량은 고무 성분 100중량부당 1.5중량부 이하, 바람직하게는 1중량부 이하이다. 1.5중량부를 초과하는 양으로 배합해도 점성의 온도의존성이나 조기안정성에는 거의 차이가 나지 않지만, 고무 조성물의 물성을 손상시킨다.

상기한 왁스의 배합은 특히 스틸 코드에 대한 접착성을 향상시키므로, 유기산 코발트염을 배합한 고무 조성물에 대해 효과적이다.

본 발명의 고무 조성물의 고무 성분으로서는 천연 고무, 합성 폴리이소프렌 고무, 폴리부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 공중합 고무, 부틸 고무와 같은 디엔계 고무와 에틸렌-프로필렌-디엔계 3원 공중합 고무(EPDM)와 같은 비디엔계 고무가 있다. 이러한 고무 성분은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 고무 조성물에는 카본 블랙 등의 보강제, 황, 가황촉진제, 가황조제, 노화방지제, 연화제 등을 적절하게 배합할 수 있지만, 이들의 배합 조성이나 배합량이 특별히 한정되지는 않는다.

[실시예]

C₂₃내지 C₄₂의 범위내에서 C 면적비와 n-파라핀 함유량을 달리하는 6종류의 왁스를 각각 배합한, 표에 기재된 배합 조성을 갖는 고무 조성물을 제조한다.

각각 도요세이기(주)제의 점성 시험기 피크마타크 II형을 사용하여 이들 6종류의 고무 조성물에 대한 다음의 점성 시험을 실시한다.

[점성 시험]

고무 조성물로부터 제조한, 두께가 1mm인 고무 시트를 소정의 이면포에 100℃에서 5분 동안 압착시킨 다음, 폭 5mm의 직사각형 및 50×50mm의 시트형으로 절단하여 샘플로서 사용한다. 직사각형 샘플을 점성 시험기의 압착 링에 감고 여기에 시트형 샘플로 압착시킨다. 이어서, 시트형 샘플을 박리하고 이때의 박리력(g)을 측정한다. 박리력이 작을수록 점성이 작은 것으로 나타난다.

측정조건으로서는 주위온도를 0℃, 10℃, 20℃, 30℃, 40℃의 다섯가지 조건으로 하고 이러한 주위온도에 샘플을 방치하여 경시 박리력을 측정한다. 측정할 때의 압착조건은 압착속도 500mm/min, 박리속도 1250mm/min, 압착하중 500g, 압착시간 0초로 한다.

박리력의 측정 결과로부터 다음의 저하 피크 온도, 반값 시간 및 R을 산출한다. 결과를 표 및 제2도에 나타냈다.

[저하 피크 온도]

점성 시험에서 박리력이 가장 낮을 때의 온도이다. 당해 온도는 폭이 있으며 그 폭이 넓은 것일수록 점성의 온도의존성이 작은 것으로 나타난다.

[R]

점성 시험에서 최대 박리력과 최소 박리력의 차이이다. 이러한 R의 값이 작을수록 점성의 온도의존성이 작은 것으로 나타난다.

[반값 시간]

점성 시험에서 측정온도를 일정하게 하고, 방치한 후, 시간을 변경시켜 박리력을 측정하고, 방치시간이 0일 때 박리력의 1/2인 박리력을 나타낼 때의 방치시간이다. 이 값을 작을수록 점성의 조기안정성은 우수하다.

표에서, 1)은 N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민이고, 2)는 N,N'-디사이클로헥실-2-벤조티아졸릴설펜아미드이며, 3)은 C내지 C의 범위내에서 C 면적비이고, 산노크는 오우치신코(주)제 파라핀 왁스이며, WAX-A는 왁스 시제품 A이고, WAX-B는 왁스 시제품 B이며, WAX-C는 왁스 시제품 C이고, WAX-D는 왁스 시제품 D이며, OZOACE는 닛뽄세이로(주)제의 파라핀 왁스의 상품명이다.

표로부터 알 수 있는 바와 같이, 저하 피크 온도는 비교실시예 1 내지 5에서는 폭이 없지만, 실시예에서는 폭(30 내지 40℃)이 있는 동시에 R은 실시예가 가장 작은 값을 나타내며 점성의 온도의존성도 가장 작아진다.

반값 시간은 n-파라핀 양이 많은 비교실시예 4가 가장 작고 점성의 조기안정성도 양호하며, n-파라핀 양이 적은 비교실시예 2가 가장 크고 점성의 조기안정성도 나쁘다. 실시예와 비교실시예 1, 3, 5는 차이가 거의 없고 점성의 조기안정성도 대등하다.

또한, 제2도에서 실시예는 비교실시예 1 내지 5와 비교하면 온도에 대한 점성(박리력 g)의 값이 낮은 동시에 변동이 작으며 점성의 온도의존성도 적은 것으로 나타난다.

본 발명에 따르면, 천연 고무, 디엔계 고무 및 비디엔계 고무로부터 선택된 1종 이상의 고무 성분에 대해 n-파라핀 함유량이 50중량% 이상인 동시에 C내지 C의 범위내에서 C 면적비가 4.0 이하인 C 수-C 면적분포를 갖는 파라핀 왁스를 특정량으로 배합하므로, 점성의 온도의존성이 적고 점성이 조기안정성이 양호한 고무 조성물을 수득할 수 있다. 특히 스틸 코드에 대한 접착성이 우수한 유기산 코발트 염을 함유하는 고무 조성물의 점성의 온도의존성을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 천연 고무, 디엔계 고무 및 비디엔계 고무로부터 선택된 1종 이상의 고무 성분 100중량부당 n-파라핀을 50중량% 이상 함유하는 동시에 기체 크로마토그래피에 의한 왁스 분석 챠트에서 탄소수 23 내지 42의 범위내에서 최대 카운트 수를 나타내는 탄소수의 챠트 면적을 최소 카운트 수를 나타내는 탄소수의 챠트 면적으로 나눈 값이 4.0 이하인 파라핀 왁스를 0.001 내지 1.5중량부로 배합하여 미가황시의 점착성을 개선시킨 고무 조성물.