KR100188569B1

KR100188569B1 - 고무재생제 및 이를 이용한 고무의 탈황방법

Info

Publication number: KR100188569B1
Application number: KR1019960014467A
Authority: KR
Inventors: 이철세
Original assignee: 정동빈; 주식회사정빈물산; 이철세
Priority date: 1996-05-03
Filing date: 1996-05-03
Publication date: 1999-06-01
Also published as: KR970074838A

Abstract

본 발명에 따라 탈황성이 우수한 고무재생제가 제공된다.

본 발명의 고무재생제를 이용하면 폐타이어 등의 고무폐기물로부터 품질이 우수한 재생고무를 제조할 수 있다.

본 발명의 고무재생제는 디크실렌 디설파이드와 스테아르산 칼슘(calcium stearate)또는 스테아르산 아연(zink stearate)등 금속비누를 중량비 2 : 1∼3으로 혼합하고 30∼80℃에서 30분∼1시간 교반하여 반응시킨 후 방냉하여 제조한다. 이렇게 제조된 고무재생제를 입도가 60메쉬되게 분쇄한 폐타이어 트레드부 고무 분말에 1∼2 중량％ 가하고 170∼250℃, 상압상태에서 30분 내지 40분 교반, 탈황하여 단시간에 재생고무를 제조한다.

본 발명 고무재생제를 사용하여 폐고무를 재생하면 시중의 고문재생제를 사용할 때보다 탈황속도가 2배정도 빠르며 탈황후 재생고무의 인장강도, 신장율 등의 물성도 30％ 이상 개선된다.

Description

고무재생제 및 이를 이용한 고무의 탈황방법

본 발명은 고무재생제 및 이를 이용한 고무의 탈황방법에 관한 것이다. 특히는 타이어 및 튜브 등의 폐고무를 재생(탈황)하여 타이어, 벨트, 호오스, 신발, 고무판, 튜브, 방수제 제조에 원부자재로 재활용되는 재생 고무 및 활성고무를 제조하기 위한 고무재생제 및 고무의 탈황방법에 관한 것이다.

일반적으로 가황고무는 고온(150∼250℃)에서 장시간 가열하면 열분해되어 저분자화되므로 재활용이 가능하게 된다. 폐고무의 재활용 방법은 주로 열분해를 이용한 오일법, 중해법 등이 공업화되어 있는데, 이러한 열분해 방법은 장시간을 요하므로 통상적으로는 고무재생제 등을 사용하여 분해를 촉진시켜 왔다.

따라서, 폐고무의 재활용은 고무재생제의 개발이 그 관건이라 할 수 있다.

가장 일반적인 종래의 고무재생제로는 톨(Tall)유나 송탄유(松炭油)가 알려져 있으며, 이 둘의 혼합물을 탈황관에 넣고 증기압 15㎏/㎠로 4∼5시간 탈황하면 재활용 고무원료로 사용할 수 있는 저분자고무로 회수된다.(오일법: 일본 고무협회편 재생고무)

또다른 고무재생제로는 디크실렌 디설파이드(dixylene disulfide)계통의 고무재생제가 알려져 있는데, 이 고무재생제를 아로마틱계 가소제(상품명: A-2 Oil)와 함께 고무분말과 혼합하여 탈황관에 넣고 증기압 25㎏/㎠로 1시간 탈황하면 재생고무를 얻게 된다.

그러나 상기 고무재생제나 고무재생유를 이용한 재생고무 제조방법은 탈황공정이 너무 장시간을 요할뿐 아니라 생성된 재생고무의 물성에 있어서도 인장강도가 45∼76㎏/㎠, 신장율이 200％정도로 낮아서 고품질을 요하는 고무제품에는 사용을 할 수가 없는 실정이었다.

이에 본 발명자는 고무재생제로 디크실렌 디설파이드를 금속비누로 반응시켜 사용하면 170℃의 낮은 온도에서도 30분내의 짧은 시간에 품질이 월등한 재생고무를 얻을 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 탈황성이 우수한 고무재생제를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 고무재생제를 이용해서 품질이 우수한 재생고무를 제조하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 고무재생제는 디크실렌 디설파이드(dixylene disulfide)에 Ca, Ba, Cd, Pb, Zn, Aℓ, Co, Cu, Fe, Li, Mg, Mn, Sn, Ti계 금속비누 좋기로는 스테아르산 칼슘(calcium stearate)또는 스테아르산 아연(zink stearate)을 중량비 2 : 1∼3으로 혼합하고 30∼80℃에서 30분∼1시간 교반하여 반응시킨 후 방냉하여 제조한다.(이하 SDD라 칭함). 이렇게 제조된 SDD를 입도가 60메쉬되게 분쇄한 폐타이어 트레드부 고무 분말에 1∼2 중량％ 가하고 170∼250℃, 상압상태에서 30분 내지 40분 교반, 탈황하여 단시간에 탈황고무를 제조한다.

또한, 본 발명의 고무재생제를 폐타이어 고무 분말에 1∼2 중량％ 가하고 30∼120℃, 상압상태에서 5∼15분 교반, 부분 탈황하여 활성고무 분말을 제조한다. 이렇게 제조된 활성고무 분말은 고무에 배합하면 충전제의 경탄보다 물성이 우수하다.

이하 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명한다.

본 발명에 의해 탈황된 재생고무의 기본 물성은 KS M6701에 따라 측정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 1]

디크실렌 디설파이드 2중량부, 스테아르산 칼슘 1중량부를 온도가 조절되는 반응기에 넣고 80℃에서 교반하며 30분간 반응시킨후 방냉하여 고무재생제를 제조하였다.

천연고무 함량이 높은(60％이상)트럭 및 버스용 타이어의 트레드(TREAD)부 고무 분말 1,000g에 상기 재생제 SDD 5g을 온도 조절기가 부착된 교반기에 넣고 상압상태에서 170℃로 30분간 교반 탈황하고 이것을 12인치(지름)정쇄로울러에서 5분간 정쇄한 후, KS M6701에 따라 시험편을 제작하여 물성을 측정하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

합성고무(SBR, BR)의 함량이 50％이상인 승용차용 타이어의 트레드부 고무분말 1,000g에 실시예 1의 재생제 SDD 5g 및 아로마틱 프로세스 오일(상품명: A-2 Oil) 100g을 온도 조절기가 부착된 교반기에 넣고 상압상태에서 170℃로 30분간 교반탈황한 후, 실시예 1과 같이 정쇄하여 시험편을 제작하고 물성을 측정하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

합성고무(SBR, BR)의 함량이 80％이상인 경트럭 및 고속용 타이어의 트레드부 고무분말 1,000g에 실시예 1의 재생제 SDD 4g, A-2오일 100g 및 물 100g을 온도 조절기가 부착된 교반기에 넣고 증기압 25㎏/㎠(225℃)로 30분간 교반탈황한 후, 실시예 1과 같이 정쇄하여 시험편을 제작하고 물성을 측정하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[비교예 1]

천연고무 함량이 60％이상인 트럭, 버스용 트레드부 고무분말 1,000g과 시중의 고무재생제 디크실렌드설파이드의 혼합물 10g 및 A-2 오일 100g을 교반기에 넣고 증기압 25㎏/㎠(225℃)에서 60분간 교반탈황한 후, 실시예 1과 같이 정쇄하여 시험편을 제작하고 물성을 측정하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

[비교예 2]

승용차의 타이어 트레드부 고무분말 1,000g과 시중의 고무 재생제 디크실렌디설파이드의 혼합물 10g 및 A-2오일 200g을 교반기에 넣고 증기압 25㎏/㎠에서 50분간 탈황한 후, 실시예 1과 같이 정쇄하여 시험편을 제작하고 물성을 측정하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명 고무재생제를 사용하면 시중의 고무재생제를 사용할 때보다 탈황속도가 2배정도 빠르며, 탈황후 재생고무의 인장강도, 신장율 등의 물성도 30％ 이상 개선되었음을 알 수 있다.

[실시예 4]

천연고무 함량이 60％ 이상인 트럭 및 버스용 타이어의 트레드부 고무분말 1,000g과 실시예1의 고무재생제 SDD 10g을 교반기에 넣고 80℃에서 10분간 교반, 탈황하여 활성고무분말을 제조하였다. 이 활성고무 분말 150g에 천연고무(상품명: RSS #3) 100g, 아연화 5g, 스테아르산 1.5g, 가황촉진제 디페닐구아니딘(DPG) 0.8g, 디-2-벤조티아질디설파이드(MBTS) 0.8g, 황 3g을 믹서기에 넣고 고르게 배합한 후, 실시예 1과 같이 정쇄하여 시험편을 제작하고 물성을 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 3]

천연고무(상품명: RSS #3) 100g, 아연화 5g, 스테아르산 1.5g, 가황촉진제로 DPG 0.8g과 MBTS 0.8g, 황 3g에 충전제로 실시예 4의 활성고무분말 대신에 경탄 150g을 믹서기에 넣고 고르게 배합한 후, 실시예 1과 같이 정쇄하여 시험편을 제작하고 물성을 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

Claims

디크실렌 디설파이드에 금속비누를 혼합하고 30∼80℃에서 30분∼1시간 교반, 반응시켜 제조함을 특징으로 하는 고무재생제.
제1항에 있어서, 상기 금속비누는 스테아르산 칼슘 또는 스테아르산 아연임을 특징으로 하는 고무재생제.
제1항에 있어서, 디크실렌 디설파이드와 금속비누의 혼합비가 중량비로 2 : 1∼3임을 특징으로 하는 고무재생제.
제1항에 있어서, 상기 반응시간을 30분∼1시간으로 함을 특징으로 하는 고무재생제.
폐타이어 고무분말에 고무재생제 SDD 1∼2중량％를 가하고 170∼250℃에서 30∼60분 동안 교반, 탈황하여 재생고무를 제조하는 방법.
폐타이어 고무분말에 고무재생제 SDD 1∼2중량％를 혼합하고 30∼120℃의 온도에서 15분 이내로 탈황공정을 상압상태에서 수행함을 특징으로 하는 활성고무분말의 제조방법.