KR100553187B1 - 내열성, 내크랙성 및 내스팀성이 향상된 가류 블래더용고무조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어의 가류공정에 사용되는 블래더용 고무 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원료고무인 부틸고무 100중량부에 대하여 산메탈소프 2~8중량부 및 옥틸페놀레진 4~12중량부를 포함하여 이루어지는, 내열성, 내크랙성 및 내스팀성이 향상된 가류 블래더용 고무조성물에 관한 것이다.
가류 블래더. 산메탈소프, 옥틸페놀레진

Description

내열성, 내크랙성 및 내스팀성이 향상된 가류 블래더용 고무조성물{CURE BLADDER COMPOUND HAVING IMPROVED THERMAL, CRACK AND STEAM AGING RESISTANCE}
본 발명은 타이어의 가류공정에 사용되는 블래더용 고무 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분산조제로서 산메탈소프 및 가류제로서 옥틸페놀레진을 포함하여 이루어지는, 내열성, 내크랙성 및 내스팀성이 향상된 가류 블래더용 고무조성물에 관한 것이다.
블래더는 가류공정시 소형 타이어의 경우 170℃, 대형의 경우에는 150℃ 정도의 고온하에서 고압 및 고신율의 가혹한 사용조건으로 반복 피로를 받게된다. 따라서, 열노화에 의한 물성저하를 방지하고, 고온에서도 요구물성을 유지하도록 하는 것이 블래더 고무 조성물의 가장 중요한 기술적 과제이다.
종래에는 블래더용 고무 조성물의 원료고무로서 내열특성, 내노화특성 및 내공기 투과성이 우수한 부틸고무를 사용하여 타이어의 가류에 필요한 열전도 특성을 향상시키기 위해 표면적이 넓고 구조가 잘 발달된 보강제인 아세틸렌 블랙이 사용되었다. 아세틸렌 블랙은 블래더 고무의 열전도특성을 높이기 때문에 가류공정중에 가류시간을 단축할 수 있으므로 타이어 생산성을 증가시킬 수 있다.
그러나, 아세틸렌블랙의 사용량이 늘어날수록 분산성이 좋지 않게 된다는 구조적인 문제가 발생하게 되는데, 이러한 문제를 해결하기 위하여 믹서로 기계적 분산만을 시도하면 아세틸렌블랙의 구조에 변형이 생겨 열전도율이 저하되어 조기크랙의 발생율이 높아진다는 문제가 있었다.
또한 종래에는 가류제로서 가수분해 및 내열성이 취약한 화학구조인 에테르기를 가진 알킬페놀레진을 사용하기 때문에 고온의 스팀에 노출될 경우 쉽게 가수분해되어버려서 블래더용 고무의 노화수명이 짧아진다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 기존의 가류 블래더용 고무조성물에 비하여 조기크랙 발생율이 낮고, 내열 및 내스팀 특성이 향상되어 노화수명이 향상된 가류 블래더용 고무조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 원료고무인 부틸고무 100중량부에 대하여 산메탈소프 2~8중량부 및 옥틸페놀레진 4~12중량부를 포함하여 이루어지는 가류 블래더용 고무 조성물이다.
본 발명의 블래더용 고무조성물에 있어서, 원료고무인 부틸고무의 바람직한 예로서 이소부틸렌-이소프렌 공중합체 고무를 들 수 있다. 또한, 가류시의 반응활성도를 높이기 위하여 클로로프렌고무가 더 포함될 수 있다. 클로로프렌 고무가 포함될 경우, 조성물의 물성에 영향을 미치지 않으면서 가류시의 반응활성도 증대를 위해 그 함량은 부틸고무 100중량부에 대하여 3~10중량부가 바람직하다.
본 발명의 블래더용 고무조성물에 있어서, 계면활성제인 산메탈소프(acid & metal SOAP)가 카본분산을 우수하게 하기 위한 분산조제로서 사용된다. 바람직하게는 지방산아연소프(fatty acid & metal(Zn) SOAP)가 사용된다. 상기 산메탈소프는 원료고무인 부틸고무 100중량부에 대하여 2~8중량부가 사용되는데, 2중량부에 미치지 못하면 카본의 분산성을 개선하는 효과가 적어 본 발명이 목적으로 하는 효과를 얻을 수 없어 바람직하지 않고, 8중량부를 넘어서면 원료고무의 물성을 해치게 되므로 바람직하지 않다.
본 발명의 블래더용 고무조성물에 있어서, 가류제로서 옥틸페놀레진이 사용되는데, 바람직하게는 옥틸포름알데히드레진이 사용된다. 본 발명에서는 원료고무인 부틸고무 100중량부에 대하여 상기 옥틸페놀레진을 4~12중량부 사용한다. 함량이 4중량부에 미치지 못하면 상기 고무조성물에 가류제를 첨가한 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라 내열성 및 내스팀성에 있어서도 본 발명이 목적으로 하는 효과를 얻을 수 없으므로 바람직하지 않고, 12중량부를 넘어서면 원료고무의 물성 및 공정성을 해치게 되므로 바람직하지 않다. 본 발명에서는 특히 메틸올 함량이 8~12중량%인 옥틸페놀레진 가류제가 바람직하다. 메틸올 함량이 8중량% 미만이면 가류속도가 늦어지는 경향이 있고, 12중량%를 넘으면 압출 공정성에 문제가 생길 수 있으므로 바람직하지 않다.
본 발명의 블래더용 고무조성물에는 통상의 가류 블래더용 배합제가 더 포함될 수 있다. 통상의 가류 블래더용 배합제로는 카본블랙, 아연화, 스테아르산, 가공유 및 자기이형성 왁스가 있다.
본 발명의 바람직한 구체적인 예로는, 원료고무인 부틸고무 100중량부에 대하여 산메탈소프 분산조제 2~8중량부, 카본블랙 또는 고열카본블랙 50~80중량부, 아연화 2~10중량부, 스테아르산 0.5~3중량부, 가공유 2~5중량부, 자기이형성 왁스 1~5중량부, 옥틸페놀레진류 가류제 4~12중량부를 포함하여 이루어진 가류 블래더용 고무조성물을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이하 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
표1과 같이 가류 블래더용 고무조성물을 배합하였다. 배합된 고무조성물로 시편을 제작한 다음, 기본적인 물성을 측정하여 표 2에 기재하였다. 또한, 실제 블래더를 제조하여 블래더 고무를 폐기하는 원인이 되는 노화, 크랙 및 파스 등에 관한 물성을 측정하여 표3에 기재하였다.
실시예 2
표1과 같이 가류 블래더용 고무조성물을 배합하였다. 배합된 고무조성물로 시편을 제작한 다음, 기본적인 물성을 측정하여 표 2에 기재하였다.
비교예
표1과 같이 가류 블래더용 고무조성물을 배합하였다. 배합된 고무조성물로 시편을 제작한 다음, 기본적인 물성을 측정하여 표 2에 기재하였다. 또한, 실제 블 래더를 제조하여 블래더 고무를 폐기하는 원인이 되는 노화, 크랙 및 파스 등 블래더 고무의 물성을 측정하여 표3에 기재하였다.
[표1:고무 조성물] 단위:중량부
고무 조성물 실시예 1 실시예 2 비교예
이소부틸렌-이소프렌 공중합체 100 100 100
클로로프렌 고무 5 5 5
카본블랙(N-351) 30 30 30
아세틸렌 블랙 30 40 30
가공유 4 4 4
지방산아연소프 5 5 -
파라핀계 왁스 2 2 2
스테아르산 1 1 1
산화아연(ZnO) 5 5 5
알킬페놀포름알데히드레진 - - 8
옥틸페놀포름알데히드레진 10 10 -
[표2:물성평가]
구분 실시예 1 실시예 2 비교예
가류시간(193℃ RHEO)(분) 28 26 31
T5(140℃ 무니)(분) 13 12 14
점도(100℃ 무니) 85 86 96
경도(SHORE A) 65 66 66
인장강도(kgf/cm2) 142 140 132
신율(%) 648 632 650
열전도도(W/mK) 0.321 0.420 0.315
동적 플렉스 크랙(mm)1) 1.1 1.4 2.5
1) ASTM D-813법으로 측정
[표3:블래더 물성]
실시예 1 비교예
노화 발생율 79% 54%
노화수명 356회 320회
구르브 크랙 7% 14%
뜯김 5% 11%
파스 9% 21%
명총평균수명 293회 245회
*단위:%(블래더 고무 폐기요인별 점유율)
상기 표 3에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 블래더 고무조성물은 비교예인 종래의 제품에 비하여 크랙, 뜯김 및 파스 발생율이 줄어들었으며, 수명은 20% 이상 연장되었다.
본 발명은 기존의 가류 블래더용 고무조성물에 비하여 조기크랙 발생율이 낮고, 내열 및 내스팀 특성이 향상되어 노화수명이 향상된 가류 블래더용 고무조성물을 제공한다.

Claims (3)

  1. 가류 블래더용 고무조성물에 있어서, 원료고무인 부틸고무 100중량부에 대하여 산메탈소프 분산조제 2~8중량부 및 옥틸페놀레진류 가류제 4~12중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가류 블래더용 고무조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 옥틸페놀레진류 가류제는 메틸올 함량이 8~12중량%인 것을 특징으로 하는 가류 블래더용 고무조성물.
  3. 제1항에 있어서, 원료고무인 부틸고무 100중량부에 대하여 클로로프렌 고무 3~10중량부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가류 블래더용 고무 조성물.
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