KR100480682B1 - 외부 오염성을 개선한 그린 타이어 내부 이형제조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 오염성을 개선한 그린 타이어 내부 이형제 조성물에 관한 것이다.

즉, 본 발명의 외부 오염성을 개선한 그린 타이어 내부 이형제 조성물은 운모 분말을 60 내지 70 중량%, 램프 블랙 4 내지 16 중량%, 계면 활성제인 폴리옥시스틸렌술폰산나트륨 0.4 내지 3.2 중량%, 카르복시메틸 셀롤로우스 0.5 내지 1.1 중량%가 사용되며, 폴리에틸렌 올레인에테르, 실리콘 오일, 폴리에티렌글리콜 및 레시틴으로 이루어지며 내부 이형제 조성물과 물 1 : 1 혼합물의 점도가 5,000CPS 이하이며 수소 이온 지수 7 내지 8 마찰 계수 0.3 이하로 제조된다.

이와 같은 조성에 의해 제조된 내부 이형제는 브라더와 타이어를 용이하게 탈착시키며, 가황 후 타이어 외관을 오염시키지 않으면서 동시에 탈착되지 않아서 가황 몰드를 오염시키지 않는 우수한 성질을 갖는다.

Description

외부 오염성을 개선한 그린 타이어 내부 이형제 조성물

본 발명은 외부 오염성을 개선한 그린 타이어 내부 이형제 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 폴리옥시스틸렌술폰산 나트륨이 계면 활성제로, 카르복시메틸셀롤로우스가 증점제로, 램프 블랙이 착색제로 사용되는 것을 특징으로 하는 외부 오염성을 개선한 그린 타이어 내부 이형제 조성물에 관한 것이다.

종래에 타이어 제조 공정에는 최종 공정의 하나인 가황 공정이 있으며, 가황 공정에서는 몰드에서 그린 타이어에 열과 압력을 가하여 가황을 수행하게 되는데, 이때 몰드에서 그린 타이어에 열과 압력을 가하는 매개체로 브라더를 사용하게 된다.

가황 후 브라더와 가황된 타이어를 용이하게 탈착 되도록 하기 위해서 가황 전에 타이어 내부 이형제(releasing agent)를 도포하게 된다. 종래의 이형제들은 대부분 운모를 주된 충전제로 하고 윤활성이 좋은 실리콘 오일을 계면 활성제와 혼합한 형태로 물과 혼합하여 에멸젼화하여 사용하였다.

상기 그린 타이어 내부 이형제가 갖추어야 할 주요 특성을 살펴보면 다음과 같다.

타이어 인너라이너(Inner linear)고무와 브라더 사이에서 좋은 윤활성을 가지며 타이어 고무나 브라더 고무에 물리·화학적으로 영향을 주지 않아야 한다. 온도의 변화에 따른 점도의 변화가 적고 내열성이 양호하고 건조성이 양호해야 한다. 무엇보다도 그린 타이어에 도포한 이형제가 건조 후 탈착되어 가황 작업시 몰드에 떨어지지 않아야 한다.

통상의 내부 이형제는 건조된 후 가황 작업시 몰드에 떨어져 후속의 가황 작업에서 타이어의 외관을 오염시키게 된다. 이를 방지하기 위해 몰드를 주기적으로 청소해야 하는 불편함이 있다.

현재 주로 타이어 공업에서 사용되고 있는 수-에멀젼(water-emulsion)형태의내부 이형제는 이전의 그린 타이어 내부 이형제에서 사용한 유기 용제형 이형제 보다 환경 친화적이라고 평가될 수 있다.

그러나, 이와 같은 수-에멀젼(water-emulsion)형태의 내부 이형제는 사용된 운모, 활석 분말, 클레이 등의 무기 충전제가 타이어 내부에 도포시 비산되어서, 타이어 외부(sidewall)에 붙거나 가류후 몰드에 충전제들이 떨어져서, 이어지는 가황 작업에서 타이어의 외부에 달라붙어 타이어의 외관을 오염시키는 문제점을 갖고 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명자들은 예의 연구를 거듭한 결과, 폴리옥시스틸렌술폰산 나트륨이 계면 활성제로, 카르복시메틸 셀롤로우스가 증점제로, 램프 블랙이 착색제로 사용되어 제조된 내부 이형제 조성물은 건조후 탈착되지 않으므로 오염성이 개선되고, 또한 도포성, 착색성 및 이형성이 우수함을 알게되어 본 발명에 이르게 되었다.

본 발명은 운모 분말을 60 내지 70 중량%, 램프 블랙 4 내지 16 중량%, 계면 활성제인 폴리옥시스틸렌술폰산 나트륨 0.4 내지 3.2 중량%, 카르복시메틸 셀롤로우스 0.5 내지 1.1 중량%가 사용되며, 폴리에틸렌 올레인에테르, 실리콘 오일, 폴리에티렌글리콜 및 레시틴으로 이루어지며 내부 이형제 조성물과 물 1: 1 혼합물의 점도가 5,000CPS 이하이며 수소 이온 지수 7 내지 8 마찰계수 0.3이하인 것을 특징으로 하는 외부 오염성을 개선한 그린 타이어 내부 이형제 조성물인 것이다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 충전제로서 운모는 바람직하게는 60 내지 70 중량%, 더욱 바람직하게는 53.7 내지 58.6 중량%가 사용되며, 운모 감소로 발생되는 점도의 감소는 다음에 기재되는 카르복시메틸 셀롤로우스를 사용하여서 도포성 및 건조 후의 도포성을 유지할 수 있다.

종래의 그린 타이어 내부 이형제에서 사용되지 않은 착색제로서 램프 블랙은 바람직하게는 4 내지 16중량 %를 사용하여서, 타이어와 동일한 색상 효과를 나타내면서, 동시에 건조 후의 탈착을 방지할 수 있다.

계면 활성제인 폴리옥시스틸렌술폰산 나트륨은 바람직하게는 0.4 내지 3.2 중량%를 사용하여서 상기 램프 블랙과 충전제의 분산을 강화하여 유화 안정성을 개선할 수 있다.

도포 유지제인 카르복시메틸 셀롤로우스는 바람직하게는 0.5 내지 1.1 중량%를 사용하여서 상기 설명되었듯이 운모 감소로 발생되는 점도의 감소를 보완하여 도포성 및 건조 후의 도포성을 유지할 수 있다.

이형성 향상제인 실리콘 오일은 통상의 제조와 동일하게 20 중량%가 사용되어서 실리콘-수-에멸젼 형태의 운모를 생성할 수 있으며, 상기 형태는 건조 후에 탈착되는 성질을 개선할 수 있다.

상기 성분 이외에도, 통상적으로 그린 타이어 내부 이형제에 사용되는 성분들인 폴리에틸렌 올레인에테르, 폴리에틸렌글리콜 및 레시틴이 사용된다.

상기 제조된 내부 이형제 조성물과 물 1 : 1로 혼합하여 혼합물의 점도가 5,000CPS 이하이며, 수소이온지수 7 내지 8, 마찰계수 0.3 이하인 외부 오염성을 개선한 그린 타이어 내부 이형제 조성물을 제조한다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같으며, 실시예로 본 발명을 제한하지 않는다.

실시예 1 내지 7

다음의 표 1에 나타난 바와 같은 조성으로 제조한 그린 타이어 내부 이형제조성물을 다음과 같이 제조했다.

실리콘 오일에 각 계면 활성제 및 첨가 성분을 넣고 섭씨 60℃로 가온한 상태에서 100rpm으로 20분간 교반하여 혼합한 후, 상기 혼합 용액에 램프 블랙을 넣고 다시 10분간 교반했다. 상기 교반한 혼합액에 운모 분말을 2등분하여 투입한 다음 20분 교반한 후, 나머지 운모 분말을 넣고 다시 20분간 교반했다.

상기와 같이 제조된 내부 이형제의 물성을 시험하기 위해 내부 이형제에 물을 1 : 1로 하여 혼합 교반한 에멸전액을 이용하여 측정했다. 물성 측정 결과는 표 2와 같다.

비교예

비교 예 1은 통상의 그린 타이어 내부 이형제 조성물의 제조 방법에 의해 제조했으며, 그 조성은 다음의 표 1에 나타나 있다.

표 1

(단위 : g)

배합제	비교예	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7
운모(mica) 1)	70	65	63	61	59	57	55	53
램프블랙 2)	-	5	7	9	11	13	15	17
실리콘 오일	20	20	20	20	20	20	20	20
올레인산 3)	3	3	3	3	3	3	3	3
폴리에티렌글리콜 4)	4	4	4.5	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
폴리옥시스틸렌 슬폰산나트륨	-	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5
레시틴	1.0	1.0	0.9	0.8	0.7	0.6	0.5	0.4
CMC	0.6	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0	1.1	1.2
폴리옥시에틸렌올레인 에테르5)	2	2	2.5	3.0	3.5	4.0	4.5	5.0

1)운모 : 325 메쉬체에 통과되는 미분말상, 모오스 경도 2.5 내지 3.0의 황금색 운모

2)램프 블랙 : 잉크용 검정색

3)올레인산 : 공업용 올레인산을 미처리로 사용, 요오드가 80 내지 100, 산가 150 내지 200인 것.

4)폴리에틸렌글리콜 : 평균분자량 400, 비중 1.125, 산가 270 내지 285

5)폴리옥시에틸렌올레인에테르 : Polyoxyethylene oleyl ether OA-2, HLB(Hydrophile Lipophile Balence)이 5.0, 산가 154 내지 165

표 2

그린타이어 내부 이형제 조성물의 물성 및 성능

물성	비교예	실시예 1	실시예2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7
점도CPS*	3000	3000	3000	4000	4000	5000	8000	15000
PH	7.2	8.0	8.0	7.8	7.8	7.7	7.6	7.3
비중	1.08	1.08	1.08	1.07	1.07	1.06	1.06	1.06
유화안정성(일)#	10	10	10	11	13	20	30	층분리 없슴
마찰계수	0.30	0.30	0.30	0.28	0.28	0.29	0.29	0.32
건조성(분)	25	23	25	25	24	27	30	38
도포상태	B	B	B	A	A	A	B	C
색상	C	B	B	A	A	A	A	A
내오염성	D	B	B	A	A	A	A	A

A : 매우양호 B : 양호 C : 보통 D : 열등

1)점도 : 25℃에서 브룩필드 점도측정기 스핀들 2번을 이용하여 측정한 값임.

2)유화안정성 : 물과 내부 이형제 조성물의 혼합비 1 : 1로 혼합한 혼합 용액을 30분간 교반한 후 100㎖ 눈금 실린더에 넣고 실온에 방치하면, 무기 충전제와 실리콘 오일이 분리되는 층분리 현상이 나타나는데 소요되는 시간을 날짜로 측정한 결과임.

일반적으로 운모 분말의 함량이 적을수록 점도는 작아지는 것이 통상의 실험결과이다.

본 발명의 실시예 1 내지 실시예 5에서는 증점제인 카르복시메틸 셀롤로우스를 이용하여 운모 분말의 배합량이 감소하더라도 도포성 및 건조 후의 도포 상태의 유지 성능을 충분히 발휘하도록 처리하였으며, 폴리에틸렌글리콜 및 폴리옥시스틸렌슬폰산 나트륨 계면 활성제를 증량하여 사용한 실시예 1 내지 실시예 7에서는 유화 안정성이 매우 개선됨을 볼 수 있다.

상기 실시예가 비교예보다 도포 상태는 점차 개선되나 점도가 8000CPS 이상인 실시예 6과 실시예 7에서는 평활한 도포가 어렵기 때문에, 그 사용에 있어서 문제점을 나타낸다.

램프 블랙이 많이 첨가된 실시예 3 내지 실시예 5가 비교예에서 보다 물성이 가장 양호하며 타이어와 동일한 색상을 띠며 건조 후 탈착이 되지 않고 가황 몰드를 오염시키지 않으며, 가황 후 타이어 외관을 오염시키지 않는다.

본 발명에 따른 그린 타이어 내부 이형제 조성물은 외부 오염을 개선하기 위해서, 계면 활성제, 증점제 및 램프 블랙을 무기 충전제인 운모 분말과 함께 사용하여 가류시 몰드로부터 타이어 외부(sidewall)의 오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 운모 분말을 60 내지 70 중량%, 램프 블랙 4 내지 16 중량%, 계면 활성제인 폴리옥시스틸렌술폰산나트륨 0.4 내지 3.2 중량%, 카르복시메틸 셀롤로우스 0.5 내지 1.1 중량%가 사용되며, 폴리에틸렌 올레인에테르, 실리콘 오일, 폴리에티렌글리콜 및 레시틴으로 이루어지며 내부 이형제 조성물과 물 1: 1 혼합물의 점도가 5,000CPS 이하, 수소 이온 지수 7 내지 8 및 마찰 계수 0.3 이하인 것을 특징으로 하는 외부 오염성을 개선한 그린 타이어 내부 이형제 조성물.