KR100635612B1 - 공정성이 향상된 타이어용 블래더 고무조성물 - Google Patents

공정성이 향상된 타이어용 블래더 고무조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공정성이 향상된 타이어용 블래더 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 부틸고무와 파라 메틸 스티렌으로 이루어진 공중합체를 원료고무로 하고, 첨가제로 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트(Magnesium Aluminium Hydroxide Carbonates)를 포함하도록 하여 공정성을 향상시킬 수 있는 타이어용 블래더 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명은 타이어용 블래더 고무조성물에 있어서, 부틸고무와 파라 메틸 스티렌 고무(para methyl styrene, PMS)로 이루어진 공중합체를 원료고무로 하고, 이 원료고무의 첨가제로 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 적용하여 가류시간을 감소시키고, 스코치시간을 길게 할 수 있는 타이어용 블래더 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기의 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어용 블래더의 제공을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 타이어용 블래더 고무조성물은 종래 타이어용 블래더 고무조성물에 있어서, 부틸고무와 파라 메틸 스티렌 고무(PMS)로 이루어진 공중합체를 원료고무로 하고, 이 원료고무 100중량부에 대하여 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 1∼5중량부 포함할 수 있다.

Description

공정성이 향상된 타이어용 블래더 고무조성물{Improved scorch time bladder rubber composition for tire}
본 발명은 공정성이 향상된 타이어용 블래더 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 부틸고무와 파라 메틸 스티렌으로 이루어진 공중합체를 원료고무로 하고, 첨가제로 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트(Magnesium Aluminium Hydroxide Carbonates)를 포함하도록 하여 공정성을 향상시킬 수 있는 타이어용 블래더 고무조성물에 관한 것이다.
일반적으로 타이어 가류시에 열원을 전달하는 매체로 사용하는 가류용 고무로 블래더(Bladder)를 사용한다. 이러한 가류용 고무에 사용되는 고무조성물은 기존의 타이어 산업에서 사용하는 튜브(tube)와 비슷한 조성을 보인다. 하지만 튜브와는 다른 조건인 고온(150℃ 이상)에서 사용하며, 과도한 장력(tension)을 받기 때문에 사용 중에 경도 상승 및 인장강도와 노화 신장율의 현저한 하락으로 수명하락의 원인이 되고 있다.
이러한 가류용 고무의 노화 방지를 위해 할로겐화 부틸 및/또는 변성 부틸고 무를 부틸고무와 혼합하여 사용하면 가류 블래더의 사용횟수가 향상되나, 이때 부틸고무의 함량이 많으면 가류시간이 길어져 생산성이 감소하는 문제가 있고, 할로겐화 부틸 및/또는 변성 부틸고무의 함량이 많으면 스코치 타임(scorch time)이 짧아져 가공성이 나빠지는 문제가 있다.
상기에서 언급한 문제를 해결하기 위해 부틸고무와 파라 메틸 스티렌 고무(para methyl styrene, PMS)로 이루어진 공중합체를 원료고무로 하고, 이 원료고무의 첨가제로서 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 첨가한 고무조성물에 의해 고무를 제조하고 이를 타이어 가류용 블래더로 사용시 블래더의 가류시간을 감소시키고, 스코치시간을 길게 할 수 있음을 알게 되었다.
따라서 본 발명은 타이어용 블래더 고무조성물에 있어서, 부틸고무와 파라 메틸 스티렌 고무(para methyl styrene, PMS)로 이루어진 공중합체를 원료고무로 하고, 이 원료고무의 첨가제로 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 적용하여 가류시간을 감소시키고, 스코치시간을 길게 할 수 있는 타이어용 블래더 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기의 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어용 블래더의 제공을 다른 목적으로 한다.
상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이어용 블래더 고무조성물은 종래 타이어용 블래더 고무조성물에 있어서, 부틸고무와 파라 메틸 스티렌 고무(para methyl styrene, PMS)로 이루어진 공중합체를 원료고무로 하고, 이 원료고무 100중량부에 대하여 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트(Magnesium Aluminium Hydroxide Carbonates) 1∼5중량부 포함할 수 있다.
본 발명에서 원료고무는 종래 타이어용 블래더 고무조성물의 원료고무로 사용할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 본 발명에서 이러한 원료고무의 일예로서 부틸고무와 파라 메틸 스티렌 고무(para methyl styrene, PMS)로 이루어진 공중합체를 원료고무로 사용할 수 있다. 이때 원료고무는 부틸고무 20∼50중량부, 파라 메틸 스티렌(para Methyl styrene) 50∼80중량부로 이루어진 공중합체를 사용할 수 있다.
상기와 같은 원료고무로 이루어진 블래더용 고무조성물은 가류시간은 단축되나 공정성 지표인 스코치 타임이 짧아지는 경향이 발생하므로 이의 단점을 보완하기 위해 첨가제로서 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 원료고무 100중량부에 대하여 각각 1∼5중량부 사용할 수 있다.
본 발명의 타이어용 블래더 고무조성물에서 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 원료고무 100중량부에 대하여 1중량부 미만 사용하면 스코치 타임이 짧아져 공정성 확보가 어려운 문제가 있고, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 원료고무 100중량부에 대하여 5중량부 초과하여 사용하면 스코치 타임에 대한 뚜렷한 효과의 향상이 이루어지지 않고 물성이 나빠질 수 있는 우려가 있다.
따라서 본 발명의 타이어용 블래더 고무조성물은 부틸고무와 파라 메틸 스티렌 고무(para methyl styrene, PMS)로 이루어진 공중합체를 원료고무 100중량부에 대하여 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 1∼5중량부 사용하는 것이 좋다.
본 발명은 상기에서 언급한 원료고무, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 이외에 종래 타이어용 블래더 고무조성물에 사용되는 보강재, 활성제, 연화제, 공정유, 가류제 및 가류촉진제와 같은 각종 첨가제를 필요에 따라 적의 선택하여 소정의 함량으로 사용할 수 있다. 그러나 이들은 종래 타이어용 블래더 고무조성물에 사용되는 일반적인 성분으로서 본원발명의 필수 구성 성분이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.
한편 본 발명은 상기의 타이어용 블래더 고무조성물로 이루어진 고무를 함유하는 타이어 가류용 블래더를 포함한다.
이하 본 발명을 다음의 비교예, 실시예, 시험예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 일실시예로서 이들에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되 는 것은 아니다.
<비교예 1>
부틸고무 100중량부로 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 산화아연(ZnO) 5중량부, 카본블랙 50중량부, 공정오일(Aromatic-2) 10중량부, 노화방지제(N-(1,3-Dimethylbutyl)- N'-phenyl-p-phenylene diamine, Kumanox-13) 1중량부, 스테아린산(Stearic acid) 1중량부, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트(Magnesium Aluminium Hydroxide Carbonates, DHT-4A-2) 2중량부를 밴버리 믹서에 넣고 150℃에서 30분 동안 배합한 후 방출하였다.
그런 다음 가류제로서 파라-알킬페놀(p-alkylphenol)과 포롬알데히드(formaldehyde)를 축합 반응시킨 알킬페놀 가류수지(Alkylphenol curing resin, 상품명: SP-1045, Schenectar사, USA) 10중량부를 상기의 배합물에 첨가하고 160℃에서 20분 동안 가류하여 고무를 제조하였다.
<비교예 2>
부틸고무 20중량부, 파라 메틸 스티렌 고무(para methyl styrene, PMS) 80중량부로 이루어진 원료고무 100중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 고무를 제조하였다.
<비교예 3>
파라 메틸 스티렌 고무(para methyl styrene, PMS) 100중량부로 이루어진 원료고무 100중량부, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트(Magnesium Aluminium Hydroxide Carbonates, DHT-4A-2) 5중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 고무를 제조하였다.
<실시예 1>
부틸고무 20중량부, 파라 메틸 스티렌 고무(para methyl styrene, PMS) 80중량부로 이루어진 원료고무 100중량부에 대하여 산화아연(ZnO) 5중량부, 카본블랙 50중량부, 공정오일(Aromatic-2) 10중량부, 노화방지제(Kumanox-13) 1중량부, 스테아린산(Stearic acid) 1중량부, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트(Magnesium Aluminium Hydroxide Carbonates, DHT-4A-2) 2중량부를 밴버리 믹서에 넣고 150℃에서 30분 동안 배합한 후 방출하였다.
그런 다음 가류제로서 파라-알킬페놀과 포롬알데히드를 축합 반응시킨 알킬페놀 가류수지(상품명: SP-1045, Schenectar사, USA) 10중량부를 상기의 배합물에 첨가하고 160℃에서 20분 동안 가류하여 고무를 제조하였다.
<실시예 2>
부틸고무 50중량부, 파라 메틸 스티렌 고무(PMS) 50중량부로 이루어진 원료고무 100중량부, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 3중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무를 제조하였다.
<실시예 3>
부틸고무 50중량부, 파라 메틸 스티렌 고무(PMS) 50중량부로 이루어진 원료고무 100중량부, 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 4중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무를 제조하였다.
표 1. 실시예 및 비교예 고무의 조성(단위 : 중량부)
항목 비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 5
부틸고무 100 20 20 20 20 -
PMS - 80 80 80 80 100
산화아연 5 5 5 5 5 5
카본블랙 55 55 55 55 55 55
공정유 10 10 10 10 10 10
노화방지제 1 1 1 1 1 1
스테아린산 1 1 1 1 1 1
DHT-4A-2 - - 2 3 4 5
SP-1045 10 10 10 10 10 10
<시험예>
상기 실시예 및 비교예 고무에 대하여 ASTM 관련 규정에 의해 가류시간, 스코치타임을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.
표 2. 실시예 및 비교예 고무의 물성
항목 비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 5
가류시간 100 78 80 82 84 66
스코치시간 100 74 102 107 111 70
* 상기 비교예 2 및 실시예의 수치는 비교예 1의 수치를 100으로 하였을 때 환산한 수치로 가류시간은 수치가 적을수록 우수하고, 스코치시간은 수치가 클수록 우수하다.
상기 시험예의 결과에서처럼 부틸고무와 파라 메틸 스티렌으로 이루어진 공중합체 고무를 원료고무로 하고, 첨가제로서 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 첨가제로 사용한 실시예의 고무는 부틸고무와 파라 메틸 스티렌으로 이루어진 공중합체 고무를 원료고무로 하지 않거나, 또는 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트를 사용하지 않은 비교예의 고무에 비해, 가류시간 및 스코치타임이 향상됨을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 타이어 가류용 블래더 고무조성물에 있어서,
    부틸고무와 파라 메틸 스티렌으로 이루어진 공중합체 고무를 원료고무로 하고, 이 원료고무 100중량부에 대하여 마그네슘 알루미늄 하이드록사이드 카보네이트 1∼5중량부 포함함을 특징으로 하는 타이어 가류용 블래더 고무조성물.
  2. 제1항에 있어서, 원료고무는 부틸고무 20∼50중량부, 파라 메틸 스티렌(para Methyl styrene) 50∼80중량부로 이루어진 것 공중합체 임을 특징으로 하는 타이어 가류용 블래더 고무조성물.
  3. 특허청구범위 제1항 또는 제2항의 고무조성물로 이루어진 고무를 포함하는 타이어 가류용 블래더.
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