KR100513233B1 - 스틸코드 접착용 고무조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스틸코드 접착용 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 공지의 스틸코드 접착용 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 중량부에 대하여 벤조산 유도체 0.2∼2.0 중량부 포함하는 스틸코드 접착용 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명은 과량의 유황과 접착증진제로서 코발트(Co)염을 사용하는 종래의 스틸코드 접착용 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 중량부에 대하여 벤조산 유도체를 0.2∼2 중량부 포함하도록 하여 고무의 내열노화특성을 개선시키고, 고온/습도에 장기간 사용시 스틸코드와 고무의 접착력을 향상시킬 수 있는 스틸코드 접착용 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.

Description

스틸코드 접착용 고무조성물{Rubber composition for steel cord adhesion}
본 발명은 스틸코드 접착용 고무조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 공지의 스틸코드 접착용 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 중량부에 대하여 벤조산 유도체 0.2∼2.0 중량부 포함하는 스틸코드 접착용 고무조성물에 관한 것이다.
일반적으로 타이어에 사용하는 스틸코드는 구리(Cu)/아연(Zn)의 비가 62/38∼68/32인 황동으로 피복하여 고무와의 접착성을 부여하는데 기타 공정조제로서 황동에서의 탈아연화를 억제하고자 많은 양의 산화아연을 사용하고 레소시놀포름알데히드 레진과 헥사메톡시메틸멜라민(HMMM)을 사용하여 오랫동안 접착력을 유지하고 있다.
스틸코드의 황동내의 아연과 수분 및 산소와의 반응으로 아연 산화/수산화 층이 형성되는데 과도한 조건에 의해 아연 산화/수산화 층이 두꺼워지면 구리 이온의 이동이 어려워 접착층이 형성되지 않아 접착력이 하락하거나 매우 딱딱한 아연 수산화물이 두껍게 존재하고, 또한 고무와 직접 접착을 하는 CuxS(접착층)층의 형성이 미흡해져 응력에 의한 파괴가 쉽게 발생한다.
고무와 스틸코드와의 접착에 있어서 고무와 스틸코드 사이에 형성되는 층을 세분하여 보면 고무/CuxS(ZnS)/Zn(OH)2/ZnO(CuO)/Cu++(Zn++)/CuZn/Fe 층으로 구분이 가능하다. 이러한 층 들의 구분은 명확하지 않지만 CuxS 층이 접착층으로 적당하게 형성하여야 고무와 스틸코드의 접착이 우수하고, CuxS 층이 너무 많이 형성되거나 CuxS 층이 너무 적으면 고무와 스틸코드와의 접착력이 매우 낮아진다. 따라서 황동피복 스틸코드는 관리조건이 매우 까다로우며 특히 수분 및 산소제거에 심혈을 기울여야 한다.
스티코드와 접착하는 접착용 고무는 초기의 접착력을 발휘하는 접착력을 오랫동안 유지하기 위해서 고무혼합물에 과량의 유황(4∼9 중량부)을 사용하고 접착증진제로 황동내의 구리이온을 활성화하여 고무와 접착이 쉽도록 하고 계족적인 접착력을 유지하는 활성제 역할을 하도록 소량의 코발트(Co)염을 사용하는데 유황과 코발트염의 분산이 원만하지 않으면 장기간 보관하거나 사용에 의해 고무의 열노화를 촉진하는 역할을 하여 고무의 수명단축의 원인이 되기도 한다. 특히 코발트염과 과량의 유황은 고온에서 장기간 사용하게 되면 고무의 물성을 급속히 하락시키는 주된 요인이 되며, 고른 분산이 안되는 경우에도 유황이나 코발트염이 많이 존재하는 고무부위에서 급속한 고무 물성 하락이 나타나기 때문에 소량이 필요하나 고른 분산을 고려하여 다소 많은 양을 사용하는 것이 현실로서 종래 접착용 고무조성물에는 코발트염과 과량의 유황을 사용함에 따라 고무의 내열노화특성이 하락하고, 고온/습도에 장기간 사용시 스틸코드와 고무의 접착력을 하락하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 과량의 유황과 접착증진제로서 코발트(Co)염을 사용하는 종래의 스틸코드 접착용 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 중량부에 대하여 벤조산 유도체를 0.2∼2 중량부 포함하도록 하여 고무의 내열노화특성을 개선시키고, 고온/습도에 장기간 사용시 스틸코드와 고무의 접착력을 향상시킬 수 있는 스틸코드 접착용 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 스틸코드 접착용 고무조성물은 공지의 스틸코드 접착용 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 중량부에 대하여 벤조산 유도체 0.2∼2.0 중량부 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 벤조산 유도체는 바람직하기로는 2-아미노-4,6-디메톡시-피리미딘(2-amino-4,6-dimethoxy-pyrimidine), 3-메톡시 벤조산(3-methoxy-benzoic acid) , 3,5-디메톡시-벤조산(3,5-dimethoxy-benzoic acid)을 각각 단독으로 사용하거나 또는 2 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며 벤조산 유도체를 원료고무 100 중량부에 대하여 0.2 중량부 미만 사용하면 고무의 내열노화특성을 개선, 고온/습도에 장기간 사용시 스틸코드와 고무의 접착력을 향상시킬 수 없는 문제가 있고, 2 중량부 초과하여 사용하면 본 발명의 목적을 위한 뚜렷한 효과의 증대가 나타나지 않고 원료비용만 상승하는 문제가 있어 본원 발명에서 벤조산은 원료고무 100 중량부에 대하여 벤조산 유도체 0.2∼2.0 중량부 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 원료고무는 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무, 부틸고무, 부타디엔 고무와 같은 합성고무를 각각 단독으로 사용하거나 천연고무와 상기 합성고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있으며 원료고무와 벤조산을 제외한 본 발명의 스틸코드 접착용 고무조성물을 구성하는 제 성분은 공지의 성분들로서 당업자에게 지극히 자명한 사항인 바 이에 대한 상세한 기재는 생략하기로 한다.
한편 본 발명의 스틸코드 접착용 고무조성물은 타이어, 콘베어 또는 와이어 소(saw)에 사용할 수 있다.
이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 아니된다.
<비교예>
하기의 표 1과 같이 원료고무로 천연고무 100 중량부에 대하여 산화아연(ZnO) 10 중량부, 카본블랙 60 중량부, 유황 5 중량부, 코발트(Co)를 23% 함유하는 코발트염 0.8 중량부, N,N-디시클로헥실-2-벤조티아졸(N,N-dicyclohexyl-2-benzothiazole, DCBS) 0.7 중량부, 레소시놀포름알데히드 수지 2 중량부, 헥사메톡시메틸멜라민(HMMM) 3.7 중량부, 스테아린 산 0.8 중량부, 노화방지제 2.0 중량부, 공정유 4.0를 밴버리 믹서에서 혼합한 후 160에서 25분 동안 가류하여 스틸코드 접착용 고무를 제조하였다.
<실시예 1>
하기의 표 1과 같이 원료고무로 천연고무 100 중량부에 대하여 산화아연(ZnO) 10 중량부, 카본블랙 60 중량부, 유황 5 중량부, 코발트(Co)를 23% 함유하는 코발트염 0.8 중량부, N,N-디시클로헥실-2-벤조티아졸(DCBS) 0.7 중량부, 레소시놀포름알데히드 수지 2 중량부, 헥사메톡시메틸멜라민(HMMM) 3.7 중량부, 스테아린 산 0.8 중량부, 노화방지제 2.0 중량부, 공정유 4.0, 벤조산으로 2-아미노-4,6-디메톡시-피리미딘 0.8 중량부를 밴버리 믹서에서 혼합한 후 160에서 25분 동안 가류하여 스틸코드 접착용 고무를 제조하였다.
<실시예 2>
벤조산으로 3-메톡시-벤조산을 0.8 중량부 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스틸코드 접착용 고무를 제조하였다.
<실시예 3>
벤조산으로 3,5-디메톡시-벤조산을 0.8 중량부 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 스틸코드 접착용 고무를 제조하였다.
표 1. 비교예 및 실시예의 고무조성물
항목 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3
천연고무 100 100 100 100
산화아연 10 10 10 10
카본블랙 60 60 60 60
유황 5 5 5 5
코발트염 0.8 0.8 0.8 0.8
DCBS 0.7 0.7 0.7 0.7
Resin* 2 2 2 2
HMMM 3.7 3.7 3.7 3.7
스테아린 산 0.8 0.8 0.8 0.8
노화방지제 2.0 2.0 2.0 2.0
공정유 4.0 4.0 4.0 4.0
벤조산(A)* - 0.8 - -
벤조산(B)* - - 0.8 -
벤조산(C)* - - - 0.8
* Resin : 레소시놀포름알데히드 수지
* 벤조산(A) : 2-아미노-4,6-디메톡시-피리미딘
* 벤조산(B) : 3-메톡시-벤조산
* 벤조산(C) : 3,5-디메톡시-벤조산
<시험예>
상기 비교예 및 실시예에 의해 제조한 고무의 초기 강도와 105℃ 오븐(oven)에서 3일간 노화시킨 후 강도를 측정하여 그 결과를 아래의 표 2에 정리하여 나타내었다.
또한 코드구조가 3×0.20＋6×0.35HT인 스틸코드와 상기 비교예 및 실시예의 스틸코드 접착용 고무를 145℃에서 35분 가교시킨 후 공지의 방법으로 스틸코드와 접착고무의 인장강도와 고무부착 정도를 측정하여 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.
표 2. 비교예 및 실시예 고무와 스틸코드의 부착 측정결과(강도/고무부착 정도)
항목 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3
고무의 초기강도 235kgf 241kgf 237kgf 238kgf
노화(1)* 98kgf 126kgf 114kgf 121kgf
T-Test 접착력 초기 129kgf/95% 171kgf/100% 167kgf/95% 166kgf/100%
노화(2)* 129kgf/80% 155kgf/95% 149kgf/90% 152kgf/95%
노화(3)* 148kgf/65% 168kgf/95% 159kgf85% 164kgf/85%
*노화(1) : 105℃의 오븐(oven)에서 3일 노화
*노화(2) : 105℃의 오븐(oven)에서 15일 노화
*노화(3) : 상대습도 95% & 95℃의 오븐(oven)에서 15일 노화
상기 시험예의 결과에서처럼 본 발명의 스틸코드 접착용 고무조성물은 노화물성이 개선되어 이를 타이어에 적용시 타이어의 장기 주행 능력을 향상시킬 수 있다. 또한 고온/습도에서 스틸코드와 고무의 부착정도가 개선되어 고온/습도 지역에서도 본 발명의 스틸코드 접착용 고무조성물을 적용한 타이어의 수명연장 효과를 기대할 수 있다.

Claims (4)

  1. 공지의 스틸코드 접착용 고무조성물에 있어서,
    원료고무 100 중량부에 대하여 2-아미노-4,6-디메톡시-피리미딘, 3-메톡시 벤조산, 3,5-디메톡시-벤조산을 각각 단독으로 사용하거나 또는 2 이상의 혼합물의 벤조산 유도체 0.2∼2.0 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸코드 접착용 고무조성물
  2. 제 1 항에 있어서 원료고무는 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무, 부틸고무, 부타디엔 고무와 같은 합성고무를 각각 단독으로 사용하거나 천연고무와 상기 합성고무가 혼합된 혼합고무 임을 특징으로 하는 스틸코드 접착용 고무조성물
  3. 삭제
  4. 특허청구범위 제 1항 내지 제 3항중 선택된 어느 한항의 스틸코드 접착용 고무조성물을 타이어, 콘베어 또는 와이어 소(saw)에 사용하는 방법
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