KR100483963B1 - 내피로특성이 향상된 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물 - Google Patents

내피로특성이 향상된 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내피로특성이 향상된 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명은 원료고무로 천연고무(NR), cis 함량이 94% 이상인 부타디엔고무(BR)와 스티렌이 23.5∼25% 함유된 스티렌부타디엔고무(SBR)를 사용하여 우수한 내유성능을 유지하면서 내피로특성이 향상된 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물은 공지의 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물에 있어서, 천연고무(NR) 50∼60 중량부, cis 함량이 94% 이상인 부타디엔고무(BR) 20∼30 중량부 및 스티렌 함량이 23.5∼25%인 스티렌부타디엔고무(SBR) 20∼30 중량부가 혼합된 혼합고무를 원료고무로 사용하는 것을 특징으로 한다.

Description

내피로특성이 향상된 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물{The teatcup liner compound with improved antifatigue for milking machine}
본 발명은 내피로특성이 향상된 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 천연고무 50∼60 중량부 및 cis 함량이 94% 이상인 부타디엔고무 20∼30 중량부, 스티렌 함량이 23.5∼25%인 스티렌부타디엔고무(SBR) 20∼30 중량부가 혼합된 혼합고무를 원료고무로 사용하는 것을 특징으로 하는 내피로특성이 향상된 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물에 관한 것이다.
젖소로부터 우유를 착유하는 장치인 착유기는 일반적으로 진공 발생 장치, 진공조절기, 진공계기, 맥동기, 밀크크로우, 라이너, 밀크라인 및 진공라인으로 이루어져 있다.
이중 라이너는 젖소의 유두와 직접 접촉되는 유일한 부위로 유두조로부터 우유를 직접 배출시켜주는 통로 역할을 하는 것으로서 라이너는 착유기의 유두컵에 꼭 맞는 것으로 맞춤선에 따라 똑바로 끼워져야 하며 젖소의 유두에 따라 여러가지 모양의 것을 사용하고 있으나 통상 내경이 22㎜ 이하인 것을 사용하는 것이 바람직한데 그렇지 못할 경우 진공압이 계속해서 유두를 자극하여 유두 괄약근이 손상되는 문제가 있다. 또한 라이너가 노후화된 것은 탄력성이 저하되고 라이너 내벽의 틈새로 세균이 번식하여 젖소의 유방염 발생 가능성의 증가와 우유품질 저하의 원인이 된다.
착유기 유두컵용 라이너는 내유성이 우수해야 하고 내피로성능이 우수하게 설계되어야 한다. 그러나 종래의 라이너는 아크릴로니트릴부타디엔고무를 주 원료고무로 사용하여 내유성은 우수하지만, 흡입 및 팽창을 위한 반복굴신에 의해 크랙이 발생하여 제품의 수명이 단축되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물의 원료고무를 변경하여 내유성은 종래의 라이너와 동일한 수준으로 유지하면서 내피로특성을 향상시켜 반복굴신에 의해 발생하는 크랙을 방지하여 라이너의 내구성을 향상하고자 한다.
즉, 본 발명은 원료고무로 천연고무(NR), cis 함량이 94% 이상인 부타디엔고무(BR)와 스티렌 함량이 23.5∼25%인 스티렌부타디엔고무(SBR)를 사용하여 우수한 내유성능을 유지하면서 내피로특성이 향상된 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물은 공지의 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물에 있어서, 천연고무(NR) 50∼60 중량부, cis 함량이 94% 이상인 부타디엔고무(BR) 20∼30 중량부 및 스티렌 함량이 23.5∼25%인 스티렌부타디엔고무(SBR) 20∼30 중량부가 혼합된 혼합고무를 원료고무로 사용하는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명은 상기의 원료고무 100 중량부에 대하여 보강충진제로서 DBP 흡유량이 118g/100g∼126g/100g인 카본블랙 55∼60 중량부 포함할 수 있다.
상기와 같이 원료고무에 있어서 천연고무 50∼60 중량부, cis 함량이 94% 이상인 부타디엔고무 20∼30 중량부 및 스티렌 함량이 23.5∼25%인 스티렌부타디엔고무 20∼30 중량부가 혼합된 혼합고무를 사용하는 이유는 천연고무의 우수한 응력완화, 내마모성, 내인열성 및 내피로성과 부타디엔 고무의 우수한 저온특성, 스티렌 부타디엔고무의 우수한 공정성을 부가하여 천연고무의 약점을 보완하기 위함이다.
보강충진제인 카본블랙에 있어서 다양한 특성의 카본블랙을 여러 가지 사용량으로 사용한바 상기에서 언급한 특성의 카본블랙을 사용한 것이 본 발명의 목적에 부합하므로 본 발명에서 보강충진제인 카본블랙은 원료고무 100 중량부에 대하여 DBP 흡유량이 118g/100g ∼ 126g/100g인 카본블랙 55∼60 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명의 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물은 상기에서 언급한 원료고무와 보강충진제인 카본블랙 이외에 활성제, 유황, 노화방지제, 공정유, 가류촉진제와 같은 공지의 첨가제를 포함할 수 있다. 그러나 이러한 공지의 첨가제들은 당업자에 있어서 임의적으로 선택하여 사용할 수 있는바 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이하 본 발명을 다음의 실시예 및 시험예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명을 설명하기 위한 일예로서 이들이 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.
<비교예>
하기의 표 1과 같이 원료고무로서 아크릴로니트릴(ACN) 함량이 35%인 아크릴로니트릴부타디엔고무(NBR) 100 중량부에 대하여 보강충진제인 카본블랙 50 중량부, 산화마그네슘 3 중량부, 스테아린산 2 중량부, 노화방지제 5 중량부, 연화제(프로세스 오일) 8 중량부, 가황제(유황) 1.6 중량부, 가황촉진제 1.2 중량부를 밴버리 믹서에서 혼합하여 라이너 고무를 제조하였으며 착유기 유두컵용 라이너는 160℃에서 15분간 가황하여 제조하였다.
<실시예 1>
하기의 표 1과 같이 원료고무로서 천연고무(NR) 50 중량부, cis 함량이 94%인 부타디엔고무(BR) 20 중량부, 스티렌 함량이 23.5%인 스티렌부타디엔고무(SBR) 30 중량부로 구성된 원료고무 100 중량부에 대하여 보강충진제로서 DBP 흡유량이 118g/100g ∼ 126g/100g인 카본블랙(N550) 55 중량부, 산화마그네슘 3 중량부, 스테아린산 2 중량부, 노화방지제 5 중량부, 연화제(프로세스 오일) 6 중량부, 가황제(유황) 1.6 중량부, 가황촉진제 1.2 중량부를 밴버리 믹서에서 혼합하여 라이너 고무를 제조하였으며 착유기 유두컵용 라이너는 160℃에서 15분간 가황하여 제조하였다.
<실시예 2>
천연고무 50 중량부, cis 함량이 94%인 부타디엔고무(BR) 30 중량부, 스티렌 함량이 23.5%인 스티렌부타디엔고무(SBR) 20 중량부로 구성된 혼합고무를 원료고무로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 착유기 유두컵용 라이너 고무를 제조하였다.
표 1. 비교예 및 실시예의 고무조성물(단위 : 중량부)
항목 비교예 실시예 1 실시예 2
NBR 100 - -
NR - 50 50
BR - 20 30
SBR - 30 20
카본블랙 50 55 55
산화마그네슘 3 3 3
스테아린산 2 2 2
노화방지제 5 5 5
연화제 8 6 6
유황 1.6 1.6 1.6
가황촉진제 1.2 1.2 1.2
<시험예 1>
상기 비교예 및 실시예의 고무에 대하여 ASTM 관련규정에 의하여 인장물성, 내피로특성(FTF)을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 정리하여 나타내었다.
표 2. 비교예 및 실시예 고무의 물성측정 결과
항 목 비교예 실시예 1 실시예 2
인장물성(초기/노화) 경도(Shore A) 50/53 50/56 51/55
300% 모듈러스(kg/cm2) 55/68 67/92 66/90
인장강도(kg/cm2) 159/127 176/152 177/150
신율(%) 522/432 580/452 577/451
내피로특성(cycle) 120,700 347,580 351,490
*인장 초기 시험 : ASTM D412에 준하여 평가
*인장 노화 시험 : 105℃오븐에서 24시간 노화 후 ASTM D412에 준하여 평가
*내피로특성 평가(FTF, Monsanto Fatigue to Failure Test) : ASTM D4482에 준함
<시험예 2>
상기 비교예 및 실시예의 방법으로 제조한 라이너 10개를 각각 동일한 제품의 착유기 유두컵에 장착하고 라이너 고무에 크랙이 발생할 때까지의 사용한 평균 기간을 아래의 표 3에 나타내었다.
표 3. 비교예 및 실시예의 라이너 고무의 사용기간
항목 비교예 실시예 1 실시예 2
라이너 사용기간 6.1개월 11.5개월 11.4개월
상기 표 3에 알 수 있듯이 본 발명에 의한 라이너 고무는 종래의 라이너 고무에 비해 수명이 1.86∼1.88배 향상됨을 알 수 있었다.
상기의 시험예에서처럼 본 발명의 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물에 의한 라이너 고무는 종래의 라이너 고무에 비해 인장물성은 동등 수준을 유지하고 있으며, 내피로특성이 향상되어 반복굴신에 따른 크랙이 감소하여 라이너의 수명이 향상되므로 본 발명의 고무조성물에 의한 라이너를 사용함으로써 축산농가의 이익을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 공지의 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물에 있어서,
    천연고무 50∼60중량부, cis 함량이 94％ 이상인 부타디엔고무 20∼30중량부 및 스티렌 함량이 23.5∼25％인 스티렌부타디엔고무 20∼30중량부가 혼합된 혼합고무를 원료고무로 하고, 이 원료고무 100중량부에 대하여 DBP 흡유량이 118g/100g∼126g/100g인 카본블랙 55∼60중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 내피로특성이 향상된 착유기 유두컵용 라이너 고무조성물.
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