KR100385570B1 - 스틸코드 접착용 고무조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스틸코드 접착용 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 천연고무와 50% 에폭사이드를 함유한 에폭사이드 천연고무로 구성된 원료고무 100 phr에 대하여 유황 2∼4 phr, 벤조치아졸 설판아마이드 0.8∼1.5 phr 포함한 스틸코드 접착용 고무조성물에 관한 것이다.

본 발명은 공지의 스틸코드 접착용 고무조성물에 있어서, 천연고무와 50% 에폭사이드를 함유한 에폭사이드 천연고무로 구성된 원료고무에 대하여 유황을 소량 첨가하고 촉진제로서 벤조치아졸 설파아마이드를 포함한 스틸코드 접착용 고무조성물을 제공하여 내열노화에의 저항, 스틸코드와 고무와의 접착력 하락 방지, 타이어의 내구성을 증가할 수 있는 스틸코드 접착용 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.

Description

스틸코드 접착용 고무조성물{Rubber composition for steel cord coating}

본 발명은 스틸코드 접착용 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 천연고무와 50% 에폭사이드를 함유한 에폭사이드 천연고무로 구성된 원료고무 100 phr에 대하여 유황 2∼4 phr, 벤조치아졸 설판아마이드 0.8∼1.5 phr 포함한 스틸코드 접착용 고무조성물에 관한 것이다. 한편 천연고무와 50% 에폭사이드를 함유한 에폭사이드 천연고무의 혼합고무 중 50% 에폭사이드를 함유한 에폭사이드 천연고무는 무게비로 10%∼60% 사용한다.

일반적으로 타이어에 사용하는 스틸코드는 구리(Cu)/아연(Zn)의 비가 62/38∼68/32인 황동으로 피복하여 고무와의 접착성을 부여하는데 수분 또는 산소가 황동층에 침투하는 경우 아연의 존재에 의해 아연 산화층/수산화 층이 형성되는데 이러한 층에 의해 스틸코드의 피복층이 두꺼워지면 고무와 직접 접착을 하는 Cu_xS 접착층의 형성이 미흡해지고 응력에 의한 파괴가 쉽게 일어난다.

이런 현상을 세분하여 분리해보면 접착고무와 스틸코드 사이에는고무/Cu_xS(ZnS)/Zn(OH)₂/ZnO(CuO)/Cu⁺⁺(Zn⁺⁺)/CuZn/Fe 층으로 구분이 가능하다.

이러한 층들의 구분은 명확하지 않지만 Cu_xS 층이 접착증으로 적당하게 형성하여야 고무와 스틸코드의 접착이 우수하고, Cu_xS 층이 너무 많이 형성되거나 없으면 스틸코드와 고무와의 접착력이 매우 낮아진다. 따라서 황동 피복 스틸코드는 관리조건이 매우 까다로우며 산화층/수산화 층이 많이 형성된 스틸코드는 사용할 수 없어 버려야 하기 때문에 수분 또는 산소제거에 심혈을 기울여야 한다.

고무와 스틸코드가 피복된 황동의 접착을 우수하게 유지하기 위해서는 과량의 유황을 사용하고 접착증진제로 코발트(Co) 염을 사용하며, 몇몇 고무는 레소시놀 포름알데히드 레신과 헥사메톡시메칠멜라민을 사용하여 장기 접착력을 유지하기도 한다. 그러나 스틸코드에 피복된 황동 층에 수산화층/산화층이 두껍게 형성되면 황동 중의 구리 이온의 이동이 어려워 접착층이 형성되지 않아 접착력이 하락하거나 매우 딱딱한 아연 수산화물이 두껍게 존재함에 따라 외부응력에 의해 접착층이 파괴되어 접착력이 하락함으로써 장기보관이나 사용에 의해 접착력 유지가 어렵기 때문에 보완조치가 필요하며 특히 과량의 유황(4∼9 phr)에 의해 장기간 보관하거나 사용에 의해 고무의 열노화를 촉진하는 역할을 하여 제품의 수명단축의 원인이 되기도 한다.

본 발명은 공지의 스틸코드 접착용 고무조성물에 있어서, 천연고무와 50% 에폭사이드를 함유한 에폭사이드 천연고무로 구성된 원료고무에 대하여 유황을 소량 첨가하고 촉진제로서 벤조치아졸 설판아마이드를 포함한 스틸코드 접착용 고무조성물을 제공하여 내열노화에의 저항, 스틸코드와 고무와의 접착력 하락 방지, 타이어의 내구성을 증가할 수 있는 스틸코드 접착용 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 공지의 스틸코드 접착용 고무조성물에 있어서, 천연고무와 50% 에폭사이드를 함유한 에폭사이드 천연고무의 혼합고무로서 50% 에폭사이드는 무게비로 10%∼60% 사용한 원료고무 100 phr에 대하여 유황 2∼4 phr, 촉진제로 벤조치아졸 설판아마이드 0.8∼1.5 phr 포함한 스틸코드 접착용 고무조성물에 관한 것이다.

상기에서 원료고무중의 50% 에폭사이드 천연고무는 원료고무중 혼합비가 무게비로 10% 미만인 경우 스틸코드 표면에 처리된 유기 실레인과 결합하는 반응력이 낮아 문제점이 있고, 60% 초과하는 경우 고무자체의 강도가 너무 높고 반복된 응력에 의한 열 발생이 많아 내열 파괴 특성에 관한 문제점이 있어 무게비로 10%∼60%를 사용하는 것이 좋다.

또한 일반적으로 황동층과 고무가 잘 접착하기 위해서는 촉진제:유황비가 1:4 이상으로 유황이 많아야 하나 유황이 많으며 고무 파괴 특성이 약화되므로 50% 에폭사이드 천연고무를 사용하면서 촉진제:유황비를 1:2.5 수준으로 하여도 접착특성이 미치는 영향이 적기 때문에 유황 2∼4 phr, 사용시 촉진제로 벤조치아졸 설판아마이드 0.8∼1.5 phr를 사용하며 유황 사용량에 따라 촉진제의 사용량의 변경이가능하다.

한편 본 발명에 의한 접착 고무조성물에 의한 접착고무와 더불어 중요한 것은 접착고무와 실제 접착하는 스틸코드이다.

본 발명자는 본 발명에 의한 스틸코드 접착고무조성물에 의한 접착고무와 스틸코드의 접착시 수분이나 산소로부터 스틸코드를 보호하기 위해 스틸코드의 황동층 외부에 메르캅토프로필메톡시실레인 또는 메르캅토실레인의 유기 실레인을 이소프로판올 용액에 무게비로 40∼60% 넣은 용액을 상온에서 2회 피복 후 75∼90℃의 온도에서의 건조하는데 보다 좋게는 80℃의 온도에서 건조한 것과 결합시 접착력이 더욱 향상된 것을 실험적으로 알게 되었으며본 발명에서의 스틸코드의 황동층은 상기와 같이 유기 실레인에 의해 피복된 것을 사용한다.

이하 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들이 보 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.

<비교예 1>

공지의 스틸코드 접착용 고무조성물 및 방법을 이용하여 제조한 접착고무와 3*0.20+6*0.35HT 구조의 스틸코드를 145℃에서 35분간 가교하여 결합시켰다. 그런 다음 접착고무의 초기강도, 105℃ 오븐(oven)에서 3일 노화 후 강도, T-Test 접착력 초기, 105℃ 오븐에서 15일 노화 후 강도, 95℃/95% R.H 오븐에서 15일 노화 후 강도를 측정하여 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

<실시예 1>

천연고무와 50% 에폭사이드를 함유한 에폭사이드 천연고무의 혼합고무로서 50% 에폭사이드의 혼합비는 무게비로 20%인 원료고무 100 phr에 대하여 유황 3 phr, 촉진제로 벤조치아졸 설판아마이드 1.0 phr를 사용하고 기타 공지의 접착용 고무조성물에 적용하는 조성물 및 방법을 사용하여 스틸코드 접착용 고무를 제조하고 이를 3*0.20+6*0.35HT 구조의 스틸코드와 145℃에서 35분간 가교하여 결합시켰다. 그런 다음 접착고무의 초기강도, 105℃ 오븐에서 3일 노화 후 강도, T-Test 접착력 초기, 105℃ 오븐에서 15일 노화 후 강도, 95℃/95% R.H 오븐에서 15일 노화 후 강도를 측정하여 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

<실시예 2>

천연고무와 50% 에폭사이드를 함유한 에폭사이드 천연고무의 혼합고무로서 50% 에폭사이드의 혼합비는 무게비로 40%인 원료고무 100 phr에 대하여 유황 2.5 phr, 촉진제로 벤조치아졸 설판아마이드 1.0 phr를 사용하고 기타 공지의 접착용 고무조성물에 적용하는 조성물 및 방법을 사용하여 스틸코드 접착용 고무를 제조하고 이를 3*0.20+6*0.35HT 구조의 스틸코드와 145℃에서 35분간 가교하여 결합시켰다. 그런 다음 접착고무의 초기강도, 105℃ 오븐에서 3일 노화 후 강도, T-Test 접착력 초기, 105℃ 오븐에서 15일 노화 후 강도, 95℃/95% R.H 오븐에서 15일 노화 후 강도를 측정하여 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

표 1. 비교예 및 실시예의 물성 측정 결과

항 목	비교예	실시예 1	실시예 2
접착고무의 초기강도	225kgf	217kgf	220kgf
105℃ 오븐에서 3일 노화 후 강도	89kgf	124kgf	134kgf
T-Test 접착력 초기	159kgf	156kgf	160kgf
105℃ 오븐에서 15일 노화 후 강도	121kgf	135kgf	141kgf
95℃/95% R.H 오븐에서 15일 노화 후 강도	148kgf	151kgf	155kgf

상기의 표 1의 결과에서처럼 종래의 접착고무조성물에 의한 접착고무와 스틸코드의 접착력 보다 본 발명에 의한 스틸코드용 접착고무조성물에 의한 접착고무와 스틸코드의 접착력을 이 훨씬 우수한 것을 알 수 있다.

즉 본 발명에 의한 접착용 고무조성물은 장기간 보관이나 사용시 또는 우기시 수분이 고무에 침투하여 수분과 산소의 노출에 의한 스틸코드와 접착고무와의 분리를 방지하여 타이어의 내구성 하락을 억제할 수 있으며 또한 전반적으로 유황 사용량의 감소로 고무의 노화를 억제할 수 있어 내구성을 확보할 수 있다.

Claims (2)

1. 공지의 타이어용 스틸코드 접착고무조성물에 있어서, 천연고무와 50% 에폭사이드를 함유한 에폭사이드 천연고무로 구성된 원료고무 100 phr에 대하여 유황 2∼4 phr, 촉진제로 벤조치아졸 설판아마이드 0.8∼1.5 phr 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸코드 접착용 고무조성물
2. 제 1항에 있어서, 천연고무와 50% 에폭사이드를 함유한 에폭사이드 천연고무의 혼합고무 중 50% 에폭사이드 천연고무는 무게비로 10%∼60%임을 특징으로 하는 스틸코드 접착용 고무조성물