KR100353618B1

KR100353618B1 - 비변색성 점착제를 사용한 백테타이어용 사이드월 고무조성물

Info

Publication number: KR100353618B1
Application number: KR1019990035716A
Authority: KR
Inventors: 박진영
Original assignee: 금호산업 주식회사
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2002-09-26
Also published as: KR20010019361A

Abstract

본 발명은 현재 타이어의 반제품 성형시 매우 중요한 성능인 점착력을 향상시키기 위한 것으로, 좀 더 상세하게는 백테고무의 변색성에 영향을 미치지 않는 비변색성 점착제를 함유하는 백테 타이어용 사이드월 고무조성물에 관한 것이다.

본 발명은 원료고무 100 중량부에 대하여 점착제로 파라-터시어리 부틸 페놀 포름알데히드 수지를 2 중량부 이하로 적용함으로써 종래의 파라 옥틸 페놀 수지계 점착제를 사용한 경우보다 점착력은 2∼3배 우수하면서도 백색도가 월등히 우수한 장점을 지니고 있다. 또한 가황특성 및 인장특성면에서도 종래의 백테 타이어 고무조성물에 비하여 동등 이상의 물성을 지니고 있다.

Description

비변색성 점착제를 사용한 백테타이어용 사이드월 고무조성물 {white sidewall compound using a non discoloring tackifier}

본 발명은 현재 타이어의 반제품 성형시 매우 중요한 성능인 점착력을 향상시키기 위한 것으로 좀 더 상세하게는 백테고무의 변색성에 영향을 미치지 않는 비변색성 점착제를 적용한 백테 타이어용 사이드월 고무조성물에 관한 것이다.

타이어에 사용되는 거의 모든 고무조성물에는 고무 반제품간의 점착력을 향상시키기 위해 점착제가 첨가된다. 이들 반제품들간의 점착력은 완제품 타이어에서의 성능에 영향을 미치며, 점착력이 저하되면 타이어 고무의 성형시 공기가 들어가거나 접합부위가 벌어지는 불량이 발생할 가능성이 매우 높아진다. 현재 대부분의 타이어용 고무조성물에는 파라-옥틸 페놀수지(para-octyl phenolic resin, 이하 POP수지라 약칭한다)가 사용되고 있으며 백테 고무조성물에도 마찬가지로 상기의 수지가 사용되고 있다.

그러나 POP 수지는 거의 대부분 옐로우에서 브라운계로 백테 고무 배합물에 사용시 색깔을 띄며 가혹한 외부조건 예를 들면 과도한 자외선 등의 사용조건에서는 색깔이 변색되어 타이어의 외관상 큰 문제가 야기되고 있는 실정이다.

점착제로는 가장 일반적으로 알킬페놀수지가 사용되고 있는데 알킬페놀수지는 열경화성인 레솔(RESOL)형과 열가소성인 노볼락(NOVOLAC) 형으로 대별된다. 점착제는 후자에 해당하며 페놀과 포름알데히드를 산성조건에서 반응시켜 만들며 그 비율은 포름알데히드/페놀이 1 이하가 되게 한다. 이러한 노볼락형 레진은 변형된 형태에 따라 점착제와 보강성 레진으로 나뉘어 지는데 점착제는 선형구조를, 보강성 레진은 가지형 구조를 갖는다. 특히 알킬페놀수지의 경우 치환된 알킬기와 분자량에 따라 점착력은 상당히 차이가 나고 점착제의 특성 및 적용도 달라지게 된다. 알킬기의 역할은 명확하게 고분자 중에서 즉 고무중에서 수지 용해성의 향상에 관련이 있다. 알킬 페놀 알데히드의 분자구조 및 고무 중에서의 수지 용해도가 고무의 접속층 중에서의 점착부여제의 확산을 보증하게 되며 이러한 성질은 점착성을 증가시키는 수지의 충분조건에 해당한다.

알킬페놀수지의 첨가에 의한 고무의 점착성 증대는 수지 분자가 한 고무층으로부터 다른 고무층으로 확산하여 서로 층을 가교하는 사실로서 알 수 있다. 양표면층의 고무분자 말단은 분자간 수소결합의 형성을 수반하는 각종 분자의 수산화기의 상호작용에 의해 결합된다. 분자가 동시에 양층에 정착하기 위해서는 충분한 길이가 필요하다. 점착시의 표면간의 거리는 반데르 발스힘이 작용하는 거리, 즉 3∼4Å 이하에서는 있을 수 없고 그것보다 약간 길어야 한다. 2개의 부틸 페놀기(분자량 312)를 포함하는 수지는 7.5Å의 길이를 가지고 있고 이것으로는 동시에 2개의 층에 걸쳐 이것들을 접합하는 데는 불충분하다. 그러므로 12Å 이상이 되는 3개 이상의 부틸페놀기를 가진 수지여야 한다. 이러한 이유로 점착제의 분자량은 점착력의 효과에 상당한 영향을 끼친다. 현재 대부분 고무조성물에서 페놀수지 중에서도 POP 수지를 사용하고 있으며 백테 고무조성물에도 마찬가지로 POP 수지가 사용되고 있다. 그러나 POP 수지는 거의 대부분 옐로우에서 브라운계로 백테 고무조성물에 사용시는 다소 색깔을 띄게 된다. 그러나 그 양이 적기 때문에 대부분의 경우에 큰 문제가 되지 않고 외관상으로 구별되지 않으나 가혹한 날씨 즉 일조량이 많은 지역(중동, 플로리다 등)에서는 색깔이 변색되어 외관상 큰 문제가 되고 있다. 특히 백테 고무조성물에 들어있는 착색제인 이산화티타늄이 햇빛(UV)에서는 활성화되어 점착제의 변색을 촉진시키는 역할을 한다. 이에 본 발명은 이러한 백테타이어 조성물의 변색성을 최대한 억제시키고자 원료물질의 색깔을 없애고 동시에 점착력도 개선시킬 수 있는 점착제를 적용한 백테타이어 고무조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고무조성물은 널리 사용되고 있는 POP 수지 대신 비변색성이며 점착력이 우수한 수지의 적용을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 배합고무는 백테고무로서 비오염성인 천연고무와 합성고무의 혼합물을 사용하며 그 함량은 천연고무 5∼50 중량부와 합성고무 50∼95 중량부, 점착제 2 중량부 이하가 바람직하다. 상기에서 합성고무로는 특별한 종류로 한정되는 것은 아니다. 즉, NR, SBR, BR, IR, EPDM, 할로겐화 고무등을 단독으로 또는 2 이상을 혼용하여 사용하는 것도 가능하다.

본 발명에 사용되는 점착제는 파라-터시어리 부틸 페놀 포름알데히드 수지 (PARA-TERT-BUTYL PHENOL FORMALDEHYDE RESIN, 이하 PTBP라 약칭한다)로서 아래와 같은 구조를 가지며 평균 분자량은 1000∼3000의 범위를 갖는다. 또한 연화점은 90∼120이며 색상은 가드너수치로 2 미만임을 특징으로 한다.

상기 구조식에서 n은 양의 정수를 나타내며, R은 -C(CH₃)₃를나타낸다.

상기의 PTBP 수지는 점착력 측면에서는 기존 POP 수지의 2∼3배 정도이며 동시에 색상 자체가 화이트-옐로우계로 백테 변색성에 거의 영향을 주지 않으며, 이산화티타늄의 촉매적 역할에 의한 변색성 측면에서도 POP 수지보다 훨씬 그 영향이 작은 것이 특징이다.

본 발명을 구성하는 상기 PTBP 수지는 백테 고무조성물에 대하여 2 중량부 이하로 사용하는 것이 바람직하다. 만일 2 중량부를 넘게 되면 점착력은 향상되나 백테고무의 변색성을 야기시킬 위험이 있으므로 그 이상의 사용은 바람직하지 않다.

기타 본 발명에 사용되는 착색제, 충진제, 스테아린산, 왁스, 공정오일, 가류제, 가황촉진제, 가류활성제 등은 공지의 제품을 사용하면 되고 특정한 종류로 한정되는 것은 아니다.

이하 본 발명의 내용을 실시예를 통하여 구체적으로 설명하고자 하나 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1 > 시험고무의 준비

아래의 표 1에 제시된 조성비와 같이 원료고무로 천연고무 50 중량부와 합성고무로 SBR 50 중량부, 가류활성제로 스테아린산을 1.5 중량부, 보강충진제로 카본블랙 45 중량부, 착색제로는 이산화티탄 35 중량부, 왁스 3 중량부, 공정오일 50 중량부, PTBP계 점착제 2 중량부, 유황 1.8 중량부, 가황촉진제 0.85 중량부, 가류활성제 4.5 중량부를 첨가하여 밴버리 믹서에서 배합하고 160℃의 온도에서 방출하였다.

대조구로서는 종래의 POP계 점착제를 각각 2, 5 중량부를 적용하는 것을 제외하고는 본 발명의 실시예에서와 동일한 조건하에서 시험고무를 제조하여 표 1에 나타내었다.

< 표 1 > 고무배합표 (단위 중량부)

	비교예 1	비교예 2	실시예 1
천연고무합성고무착색제충진제스테아린산왁스공정오일POP계 점착제PTBP계 점착제유황가황촉진제가류활성제	505035451.53502-1.80.854.5	505035451.53505-1.80.854.5	505035451.5350-21.80.854.5

* 착색제는 이산화티타늄이며 충진제는 클레이임

< 시험예 > 물성평가 시험

배합고무의 가황조건 및 시험은 당사 표준 및 ASTM 규격에 준하여 시험하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다. 백색도는 가류 직후 고무 시편을 가지고 백색도 측정기를 이용하여 측정하였고 점착력은 초기와 하루 방치후에 TACK TESTETR를 이용하여 측정하였다.

< 표 2 > 물성시험 결과

	비교예 1	비교예 2	실시예 1
무늬 점도계(100℃)점도레오미터(160℃)T40(분)T90(분)무늬 점도계(125℃)점도스코치 시간(분)인장특헝(초기/노화)경도300% 모듈러스인장강도신장율점착력 특성초기하루 방치백색도(%)	41.16.19.63114.847/5335/46138/122656/5831.10.4592	37.65.89.62714.548/5231/42122/111661/5801.580.7190	40.45.59.83245.950/5335/46142/122664/5731.780.9396

본 발명의 PTBP계 점착제를 사용한 백테타이어 고무조성물은 종래의 POP계 점착제를 사용한 경우보다 점착력은 2∼3배 우수하면서도 백색도가 월등히 우수한 장점을 지니고 있다. 또한 가황특성 및 인장특성면에서도 종래의 백테타이어 고무조성물에 비하여 동등 이상의 물성을 지니고 있음을 확인할 수 있다.

Claims

백색타이어 고무조성물에 있어서,

원료고무 100중량부에 대하여 점착제로 평균분자량이 1000∼3000범위이며 연화점은 90∼120이고, 색상표준수치는 가드너 수치로 2미만인 하기의 일반식으로 표시되는 파라-터시어리 부틸 페놀 포름알데히드 수지를 2중량부 이하로 함유함을 특징으로 하는 백테 타이어용 사이드월 고무조성물.

상기 구조식에서 n은 양의 정수를 나타내며, R은 -C(CH₃)₃를나타낸다.
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