KR100701917B1

KR100701917B1 - 환경친화적이며 내굴곡성이 우수한 고비중 고무 조성물

Info

Publication number: KR100701917B1
Application number: KR1020050055832A
Authority: KR
Inventors: 유종선; 윤정식; 임성욱; 김진호; 진상훈
Original assignee: 윤정식
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2007-04-02
Also published as: KR20070000251A

Abstract

본 발명은 환경친화적이며 내굴곡성이 우수한 고비중 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탄성체 기재에 환경친화적인 고비중 충전제, 보강성 충전제, 통상적인 고무용 첨가제, 가교제 외에 고비중 충전제와 고무 기재간 친화력을 증대시킬 수 있는 기능성 수지를 혼합하고 가교 성형하여 고비중 고무를 제조하는 환경친화적이며 굴곡성 및 가공성이 우수한 고비중 고무 조성물에 관한 것이다.

특히 고비중 충전제와 고무 기재간 친화력을 증대시킬 수 있는 기능성 수지를 첨가함에 따라 굴곡성과 가공성의 개선은 물론이고, 인장강도를 위시한 기계적 강도가 우수하여 내구성이 개선된 고비중 고무 조성물을 제공함을 그 목적으로 한다.

또한 상기와 같이 제조된 고무 성형물은 탄성 고분자 소재를 기재로 설계됨으로써 질감을 위시한 감성품질이 우수하고 특히 굴곡피로저항이 우수하여 신발의 고중량화를 위한 인서트솔과 같이 지속적인 굴곡피로에 대한 안정성이 요구되는 스포츠용품, 생활용품, 완구 등 다양한 용도에 적용이 가능하다.

고비중, 고무, 환경친화성, 내굴곡성, 충전제

Description

환경친화적이며 내굴곡성이 우수한 고비중 고무 조성물{A composition of environmental-friendly high specific gravity rubber}

본 발명은 환경친화적이며 내굴곡성이 우수한 고비중 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탄성체 기재에 고비중 충전제, 보강성 충전제, 통상적인 고무용 첨가제, 가교제 및 기능성 수지를 혼합하고 가교 성형하여 제작하는 고비중 고무에 관한 것이다.

고비중 고무 조성물은 고비중 충전제인 중금속(heavy metal)을 고무에 부가하여 제조되며 이때 사용되는 중금속은 비중이 4∼5 이상인 중금속을 통칭한다. 중금속 중 비소(As), 납(Pb), 베릴륨(Be), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 셀레늄(Se) 및 수은(Hg) 등은 낮은 농도에서도 인체에 유해하고 환경을 오염시키는 환경공해물질이기 때문에 세계보건기구(WHO), 미국식품의약청(FDA) 등과 같은 기관에서 규제 대상물질에 포함시켰으며 점차 그 규제가 심화되고 있다.

이러한 비환경친화적인 중금속 외에 산화철(Fe₂O₃) 분말, 산화아연(ZnO) 분말, 몰리브덴(Mo) 분말, 구리(Cu) 분말 및 바륨 설페이트(BaSO₄) 등과 같은 금속분말 또는 산화금속분말이 고비중 충전제로 사용될 수 있다.

그러나 고무 기재 100 중량부를 기준으로 상기의 고비중 충전제를 100 중량부 이상 부가할 경우, 유기물인 고무와 무기물인 고비중 충전제의 계면에서 상호 친화성을 기대할 수 없기 때문에 지속적인 굴곡피로(flexual fatigue)에 대한 저항이 열악하여 균열(crack)이 발생하고, 결국 파단되는 문제점을 나타낸다. 따라서 상기와 같은 고비중 고무 조성물은 장기적인 굴곡피로에 노출되는 적용분야에서는 사용될 수 없는 것이다.

또한 고무기재 100 중량부를 기준으로 고비중 충전제를 200 중량부 이상 부가할 경우 고무 조성물 혼련과 쉬트 제조에 필수적으로 사용되는 오픈롤밀(open roll-mill) 및 카렌다 작업 시 고무의 자체하중에 의해 혼련물이 처지거나 심한 경우 장비로부터 바닥으로 낙하하여 정상적인 가공이 불가능한 문제점을 나타낸다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 탄성체 기재에 환경친화적인 고비중 충전제, 보강성충전제, 통상적인 고무용 첨가제, 가교제 외에 고비중 충전제와 고무 기재간 친화력을 증대시킬 수 있는 기능성 수지를 혼합하고 가교 성형하여 고비중 고무를 제조하는 환경친화적이며 굴곡성 및 가공성이 우수한 고비중 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히 상기와 같이 제조된 고무 조성물은 탄성 고분자 소재를 기재로 설계됨으로써 질감을 위시한 감성품질이 우수하고 특히 굴곡피로저항이 우수하여 신발의 고중량화를 위한 인서트솔과 같이 지속적인 굴곡피로에 대한 안정성이 요구되는 분야에 적용 가능한 고무조성물을 제공할 수 있다.

더불어 가공성이 우수하기 때문에 통상적인 고무 혼련 및 쉬트 제조 장비인 오픈롤밀이나 카렌다에서 원활한 작업이 가능하다.

또한 고비중 충전제와 고무 기재간 친화력을 증대시킬 수 있는 기능성 수지를 첨가함에 따라 굴곡성과 가공성의 개선은 물론이고, 인장강도를 위시한 기계적 강도가 우수하여 내구성이 개선된 고비중 고무 조성물을 제공함을 그 목적으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기의 설명에서는 본 발명의 제조방법을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명은 탄성체를 기재로 하고 여기에 고비중 충전제와 보강성 충전제, 통상적인 고무용 첨가제, 가교제 및 기능성 수지를 혼합하여 성형하는 고비중 고무 조성물에 있어서, 상기 기재로 사용되는 탄성체로는 천연고무(NR), 부타디엔고무(BR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR)와 같은 범용고무를 위시하여 이소프렌고무(IR), 니트릴 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR), 부틸고무(IIR), 에틸렌-프로필렌 고무(EPM 또는 EPDM), 클로로술폰화폴리에틸렌(CSM), 아크릴고무, 우레탄 고무 중에서 한 가지 또는 그 이상을 선택하여 사용한다. 이 때 상기에서 언급된 기재 구성 탄성체에 대하여 내구성 향상을 위해 수첨 반응을 이용하여 제조된 유도체로 수첨 스티렌-부타디엔 고무(HSBR), 수첨니트릴 고무(HNBR)를 사용해도 무방하다.

상기의 고비중 충전제로는 아연(Zn), 철(Fe), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 구리(Cu), 바륨(Ba), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 규소(Si), 티탄(Ti)의 무기성분 중에서 한 가지 또는 그 이상이 선택되어 함유된 산화물, 황화물, 탄화물 및 금속분말로 구성되는 충전제를 포함하며, 비환경친화적인 비소(As), 납(Pb), 베릴륨(Be), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 셀레늄(Se) 및 수은(Hg)을 함유하는 것은 제외된다. 충전제의 비중이 2.0 이상이면 사용할 수 있고, 바람직하게는 5.0 이상의 것을 한 가지 또는 그 이상 선택하여 기재 100 중량부에 대하여 100∼1200 중량부, 바람직하게는 200∼1000 중량부 사용할 수 있다. 100 중량부 미만에서는 비중의 효과적인 증가가 어렵고 1200 중량부를 초과되면 충전제의 혼입이 어렵고 경도가 급격히 상승하며 성형물이 부스러지기 쉬워져(brittle) 바람직하지 않다.

상기의 보강성 충전제로는 카본블랙, 실리카, 탄산칼슘, 탈크 중에서 한 가지 또는 그 이상이 선택하여 사용하며, 기재 100 중량부에 대하여 3∼100 중량부 사용할 수 있다.

보강성 충전제의 사용량이 3중량부 미만이면, 보강효과가 나타나지 않고, 100 중량부를 초과할 경우에는 충전제의 혼입이 어렵고 경도가 급격히 상승하기 때문에 바람직하지 않다.

또한 본 발명에서는 통상적인 고무용 첨가제로 점착부여제, 연장유, 산화방지제, 오존화방지제 및 색상을 고려하여 다양한 안료를 사용할 수 있다.

상기 점착부여제로 부여제로는 로진유도체, 테레펜계 수지, 석유 수지, 쿠마론 수지, 스티렌계 수지, 페놀수지 중에서 한 가지 또는 그 이상 선택하여 1∼50 중량부 사용할 수 있다. 1중량부 미만이면, 점착부여 성능이 나타나지 않고, 50 중량부를 초과할 경우에는 물성이 급격히 저하되고 가공 장비에 점착되기 때문에 바람직하지 않다.

상기 연장유로는 나프텐계, 방향족계 및 파라핀계와 같은 탄화수소계 가공유와 채종유, 피마자유와 같은 천연유 중에서 한 가지 또는 그 이상 선택하여 기재 100 중량부에 대하여 1∼50 중량부 사용할 수 있다. 1중량부 미만이면 가공성 향상 및 증량효과를 기대하기 어렵고, 50 중량부를 초과할 경우에는 물성이 급격히 저하되기 때문에 바람직하지 않다.

일반적으로 상기와 같은 기재로 이루어진 고분자 블렌드물은 물리적 성질, 성능 및 내구성을 위해 가교 결합될 수 있으며, 이러한 특성들은 가교 반응 도중에 형성된 가교 결합의 수 및 형태와 직접 연관된다.

본 발명에서 사용될 수 있는 가교형태로는 황가교 기구, 유기과산화물 가교기구 및 레진 가교기구 중에서 한 가지 또는 상기의 가교기구 중 두 가지 이상을 혼성해서 사용할 수 있다.

상기 황가교 기구에서는 황 또는 불용성 황을 기재 100 중량부에 대하여 0.1∼10 중량부, 가황촉진제를 기재 100 중량부에 대하여 0.01∼8 중량부 첨가하는 것이 바람직하다.

상기에서 황 또는 불용성황의 사용량이 1중량부 미만이면, 효과적인 가교가 어렵기 때문에 성형물 제조가 어렵고, 10 중량부를 초과할 경우에는 조기가황이 나타나고 성형물의 경도가 급격히 상승하기 때문에 바람직하지 않다.

그리고 가황촉진제의 사용량이 0.01중량부 미만이면, 효과적인 촉진효과를 기대하기 어렵고, 8 중량부를 초과할 경우에는 조기가황이 나타나고 성형물의 경도가 급 격히 상승하기 때문에 바람직하지 않다.

이 때 사용되는 가황촉진제로는 알데히드·암모니아류, 알데히드·아민류, 구아니딘류, 티오우레아류, 티아졸류, 술펜아미드류, 티우람류 및 디티오카르바민산염류 등으로부터 한 가지 또는 그 이상 선택하여 사용할 수 있다.

또한 가황촉진제를 활성화시키기 위해 가황촉진조제가 기재 100 중량부에 대하여 0.01∼8 중량부 사용할 수 있으며, 그 사용량이 0.01중량부 미만이면, 가황촉진제의 활성화 효과를 기대하기 어렵고, 8 중량부를 초과할 경우에는 과도한 촉진 활성화로 조기가황이 나타나고 성형물의 경도가 급격히 상승하게 된다.

가황촉진제는 산화아연과 같은 금속산화물, 스테아린산과 같은 지방산 중에 선택하여 사용할 수 있다.

상기 유기과산화물 가교기구에서는 기재 100 중량부에 대하여 유기과산화물 0.05∼10 중량부 사용할 수 있으며, 0.05 중량부 미만이면 가교가 부족하고, 10 중량부를 초과하면 경도가 급격히 상승한다.

본 발명에서 사용 가능한 가교제의 종류로는 유기과산화물로서 사이클로헥사논퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시이소프로필카르보네이트, t-부틸퍼옥시라우릴레이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, 디-t-부틸디퍼옥시프탈레이트, t-디브틸퍼옥시말레인산, t-부틸큐밀퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디벤조일퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, 1,3-비스(t- 부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 메틸에틸케폰퍼옥사이드, 디-(2,4-디클로로벤조일)퍼옥사이드, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산, 2,5-디메틸-2,5-(t-벤조일퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-(t-부틸퍼옥시)-3-헥신, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발러레이트, a,a'-비스(t-부틸퍼옥시) 디이소프로필벤젠 등으로부터 한 가지 또는 그 이상 선택하여 사용할 수 있다.

또한 본 발명에서는 과산화물 가교 시 성형시간 단축과 적절한 가교구조를 얻기 위하여 상기 가교제에 가교조제를 기재 100 중량부에 대하여 0.01∼3 중량부, 바람직하게는 0.05∼2 중량부를 사용할 수 있다.

사용량이 0.05중량부 미만이면, 가교촉진효과가 부족하기 때문에 적절한 가교구조를 얻기 어렵고, 2 중량부를 초과할 경우에는 조기가교가 나타나거나 성형물이 부스러지기 쉽게 되기 때문에 바람직하지 않다.

상기 가교조제는 예를 들어 p-퀴논디옥심, p,p-디벤조일퀴논디옥심, N-메틸-N-4-디니트로소아닐린, 니트로소벤젠, 디페닐구아니딘 및 트리메틸올프로판-N, N'-m-페닐렌디말레이미드 등의 퍼옥시 가교조제; 디비닐벤젠, 트리아릴시아누레이트(TAC) 및 트리아릴이소시아누레이트(TAIC); 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올프 로판 트리메타크릴레이트 및 비닐스테아레이트 등의 다관능성 비닐 단량체 중에서 한 가지 또는 그 이상 선택하여 사용할 수 있다.

상기 레진 가교기구에서는 기제 100 중량부에 대하여 변성페놀수지를 0.1∼20 중량부 사용할 수 있으며, 그 사용량이 0.1 중량부 미만이면 효과적인 가교반응을 기대하기 어렵고, 20중량부를 초과할 경우에는 변성페놀수지의 혼입이 어렵고 성형물의 경도가 급격히 상승하기 때문에 바람직하지 않다.

변성페놀수지는 메틸올(methylol) 기를 5∼20% 함유한 것이 바람직하다.
메틸올기의 함유량이 5중량% 미만이면 효과적인 가교반응을 기대하기 어렵고, 20 중량%를 초과할 경우에는 가교반응의 제어가 어렵기 때문에 바람직하지 않다.

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또한 본 발명에서는 다량 첨가되는 고비중 첨가제와 탄성체 기재간의 계면 친화력 증대를 위해 기능성 수지를 사용한다.

상기의 기능성 수지는 에틸렌계 공중합체 중에서 한 가지 또는 그 이상 선택하여 기재 100 중량부에 대하여 1∼50 중량부 사용할 수 있다. 상기 에틸렌계 공중합체로서 구체적으로는 듀퐁사의 “Fusabond R UA-514D”인 것이 가장 바람직하다. 상기 기능성 수지의 사용량이 1중량부 미만이면 계면에서의 친화력 증대 작용을 기대하기 어렵고, 50 중량부를 초과할 경우에는 성형물의 경도가 급격히 상승하고 탄성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 상기의 에틸렌계 공중합체는 에틸렌(ethylene)과 공중합되는 공단량체로 비닐아세테이트(vinyl acetate), 에틸아크릴레이트(ethyl acrylate), 메타크릴산(methacrylic acid)중 하나로 제조된 것으로 한정된다.

특히 기능성 수지는 고비중 충전제의 함량이 300 중량부 이상에서 혼련물 쉬트의 가공성 개선 및 제조된 고비중 고무 성형물의 기계적 특성 개선 효과가 탁월하다.

이상과 같은 조성 성분들로 이루어진 고비중 고무 조성물을 이용하여 고비중 고무 성형물의 제조 공정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 고무 탄성체 중에서 한 가지 또는 그 이상 선택한 기재에 고비중 충전제, 보강성 충전제, 통상적인 고무용 첨가제 및 기능성 수지 등을 혼합한 후 가교제를 배합한 컴파운드 조성물을 쉬트상으로 제조하여 밀폐된 금형안에 투입한 후 압축성형기를 이용하여 100∼200℃, 50∼200kg/cm²의 고온·고압 하에서 3∼30분간 성형함으로써 원하는 형태의 고비중 고무 성형물을 제조할 수 있다.

이하 본 발명을 [표1]의 구성으로 제조한 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

천연고무 50 중량%, 부타디엔고무 30 중량% 및 스티렌/부타디엔 고무 20 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여 기능성 수지를 15 중량부, 산화아연을 5 중량부, 스테아린산을 2 중량부, 산화철 280 중량부, 산화방지제 1 중량부 및 연장유 5 중량부를 100∼120℃의 밀폐식 혼합기에서 약 15분 동안 혼련한 후 표면 온도가 70∼80℃인 롤밀에서 기재 100 중량부에 대하여 황 1.5 중량부 및 촉진제 2.2 중량부를 투입하여 충분히 혼련 시킨 후 2∼6㎜의 혼련물 쉬트(sheet)를 제조한 후 실온(23℃)에서 24시간 이상 숙성 시킨다. 이렇게 제조된 혼련물 쉬트를 금형의 캐비티 형태로 절단하여 금형에 투입한 후 155℃, 150㎏/㎠의 조건에서 가황시간 측정기로 측정된 최적가황시간(t₉₀) 동안 압축 성형하여 3mm 두께의 고비중 고무 성형물 시편을 제조하였다.

실시예 2

천연고무 50 중량%, 부타디엔고무 30 중량% 및 스티렌/부타디엔 고무 20 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여 기능성 수지를 15 중량부, 산화아연을 5 중량부, 스테아린산을 2 중량부, 산화철 700 중량부, 산화방지제 1 중량부 및 연장유 5 중량부를 100∼120℃의 밀폐식 혼합기에서 약 15분 동안 혼련한 후 표면 온도가 70∼80℃인 롤밀에서 기재 100 중량부에 대하여 황 1.5 중량부 및 촉진제 2.2 중량부를 투입하여 충분히 혼련 시킨 후 이하 실시예 1과 동일한 방법으로 고비중 고무 성형물 시편을 제조하였다.

비교예 1

천연고무 50 중량%, 부타디엔고무 30 중량% 및 스티렌/부타디엔 고무 20 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여 산화아연을 5 중량부, 스테아린산을 2 중량부, 실리카 45 중량부, 산화방지제 1 중량부 및 연장유 5 중량부를 100∼120℃의 밀폐식 혼합기에서 약 15분 동안 혼련한 후 표면 온도가 70∼80℃인 롤밀에서 기재 100 중량부에 대하여 황 1.5 중량부 및 촉진제 2.2 중량부를 투입하여 충분히 혼련 시킨 후 이하 실시예 1과 동일한 방법으로 고비중 고무 성형물 시편을 제조하였다.

비교예 2

천연고무 50 중량%, 부타디엔고무 30 중량% 및 스티렌/부타디엔 고무 20 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여 산화아연을 5 중량부, 스테아린산을 2 중량부, 산화철 700 중량부, 산화방지제 1 중량부 및 연장유 5 중량부를 100∼120℃의 밀폐식 혼합기에서 약 15분 동안 혼련한 후 표면 온도가 70∼80℃인 롤밀에서 가황제 투입작업을 시도하였으나 컴파운드의 비중이 높아 롤밀에 감김성이 부족하여 혼련물 쉬트 제조가 불가능하였다.

[표1]

[단위 : 중량부]

구 분	실시예		비교예
구 분	1	2	1	2
천연고무¹⁾	50	50	50	50
부타디엔고무²⁾	30	30	30	30
스티렌-부타디엔고무³⁾	20	20	20	20
기능성 수지⁴⁾	5	15	-	-
산화아연⁵⁾	5	5	5	5
스테아린산	2	2	2	2
실리카⁶⁾	-	-	45	-
산화철⁷⁾	280	700	-	700
산화방지제⁸⁾	1	1	1	1
연장유⁹⁾	5	5	5	5
활성화제¹⁰⁾	-	-	-	2
황	1.5	1.5	1.5	1.5
촉진제1¹¹⁾	0.5	0.5	0.5	0.5
촉진제2¹²⁾	1.5	1.5	1.5	1.5
촉진제3¹³⁾	0.2	0.2	0.1	0.2
주) 1)SMR 3L 2)금호석유화학, KBR01 3)금호석유화학, SBR1502 4)DuPont Fusabond R UA-514D 5)길천 고무용 1호 6)로디아, Zeosil155 7)유익 8)유니로얄화학, BHT 9)미창석유화학. 파라핀오일 10)동남합성, PEG4000 11)동양제철화학, Oricel-M 12)동양제철화학, Oricel-DM 13)동양제철화학, Oricel-TT,

상기 실시예 1∼2 및 비교예 1∼2에 의해 3mm 쉬트로 제조된 고비중 고무 성형물 시편에 대하여 다음과 같은 방법으로 특성을 시험하여 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.

[표 2]

물리적 특성	단위	실시예		비교예
물리적 특성	단위	1	2	1	2
비중	-	2.20	3.80	1.13	상기(비교예2)에 기재되어있는 바와 같이 시험편 재료가 불가하여 시험을 실시하지 아니하였음.
경도	A type	62	80	61
인장강도	kg/cm²	92	55	153
신장률	%	500	450	560
인열강도	kg/cm	29.3	19.4	53.4
굴곡 시험	Crack growth mm	No crack	No crack	No crack

1) 비중

KS M6519에 준하여 우에시마(Ueshima)사의 자동비중 측정 장치인 모델DMA-3을 이용하여 5회 측정하여 그 평균치를 취하였다.

2) 경도

KS M6518에 준하여 아스커(Asker) A형 경도계를 사용하여 측정하였다.

3) 인장강도, 신장율

KS M6518에 준하여 Zwick사의 만능시험기를 사용하여 측정하였다.

4) 인열강도

5) 굴곡시험(Flex. test)

ASTM D813에 준하여 De Mattia Tester를 사용하여 측정하였다.

상기 [표 2]에 나타낸 바와 같이 실시예 1∼2는 고비중을 나타내는데 반하여 비교예 1은 비중이 낮은 것을 알 수 있다.

또한 상기 [표 1]에 나타낸 실시예 1∼2의 배합계와 [표 2]의 비중 결과를 통해 고비중 충진제의 첨가량을 다양하게 조절함으로써 비중이 조절되며, 결국 고비중 고무 성형물의 중량 조절이 가능함을 알 수 있다.

더불어 비교예 2는 고비중 충전제(산화철)를 과량 첨가함에 따라 롤밀 가공성이 열악하여 정상적인 혼련물 쉬트의 제조가 불가능한 반면, 실시예 2는 동일한 고비중 충전제를 함유하고 있지만 첨가된 기능성 수지가 고비중 충전제와 탄성체 기재간의 계면에서 친화력을 증대시켜 원활한 가공성과 기계적 특성을 부여함으로써 고비중 고무 성형물의 제조가 가능함을 알 수 있다.

또한 굴곡시험 결과 실시예 1과 2 모두 균열(crack)이 발생하지 않은 것으로 보아 내굴곡성이 우수한 것을 알 수 있다.

즉 상기 실시예 1과 실시예 2는 고비중 고무 조성물로 적합함을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 환경친화적이며 굴곡성을 갖는 고비중 고무 조성물은 탄성체 기재에 고비중 충전제, 보강성충전제, 통상적인 고무용 첨가제, 가교제 및 기능성 수지를 혼합하고 가교 성형하여 고무 성형물을 제작함으로써 고비중 충전제의 함량에 따라 중량 조절이 가능한 환경친화적이며 내굴곡성이 우수한 고비중 고무 조성물을 제공하는 것을 특징으로 한다.

특히 가공성이 우수하기 때문에 통상적인 고무 혼련 및 쉬트 제조 장비인 오픈롤밀이나 카렌다에서 원활한 작업이 가능하다.

더불어 고비중 충전제와 고무 기재간 친화력을 증대시킬 수 있는 기능성 수지를 첨가함에 따라 굴곡성과 가공성의 개선은 물론이고, 인장강도를 위시한 기계적 강도가 우수하여 내구성이 개선된 고비중 고무 조성물을 제공할 수 있다.

또한 상기와 같이 제조된 고무 조성물은 탄성 고분자 소재를 기재로 설계됨으로써 질감을 위시한 감성품질이 우수하고 특히 굴곡피로저항이 우수하여 신발의 고중량화를 위한 인서트솔과 같이 지속적인 굴곡피로에 대한 안정성이 요구되는 스포츠용품, 생활용품, 완구 등 다양한 용도에 적용이 가능하다.

Claims

탄성체 기재로서 부타디엔고무(BR) 100 중량부에 대하여,

고비중 충전제로서 아연(Zn), 철(Fe), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 구리(Cu), 바륨(Ba), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 규소(Si) 또는 티탄(Ti)의 무기성분 중에서 한 가지 또는 그 이상 선택되어 함유된 산화물 100～1200 중량부,

보강성 충전제로서 카본블랙 3～100 중량부,

고무용 첨가제인 점착부여제로서 부여제인 석유 수지 1～50 중량부, 연장유인 채종유 1～50 중량부,

가교제로서 황 또는 불용성 황 0.1～10 중량부,

가교조제로서 p-퀴논디옥심 0.01～3 중량부,

가황촉진제로서 티아졸류 0.01～8 중량부 및,

기능성 수지로서 푸사본드(Fusabond) R UA-514D(DuPont 사) 1～50 중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 환경친화적이며 내굴곡성이 우수한 고비중 고무 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 탄성체 기재는 천연고무(NR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 이소프렌고무(IR), 니트릴 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR), 부틸고무(IIR), 에틸렌-프로필렌 고무(EPM 또는 EPDM), 클로로술폰화폴리에틸렌(CSM), 아크릴고무, 우레탄 고무 중에서 한 가지 또는 그 이상 선택된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 환경친화적이며 내굴곡성이 우수한 고비중 고무 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 고비중 충전제는 아연(Zn), 철(Fe), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 구리(Cu), 바륨(Ba), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 규소(Si) 또는 티탄(Ti)의 무기성분 중에서 한 가지 또는 그 이상 선택되어 함유된 황화물, 탄화물 및 금속분말 중에서 한 가지 또는 그 이상 선택하는 것을 특징으로 하는 환경친화적이며 내굴곡성이 우수한 고비중 고무 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 가교제는 유기과산화물 가교기구 및 레진 가교기구 중에서 한 가지 또는 상기의 가교기구 중 두 가지 이상을 선택하여 사용하고,

상기 가교조제는 p,p-디벤조일퀴논디옥심, N-메틸-N-4-디니트로소아닐린, 니트로소벤젠, 디페닐구아니딘 및 트리메틸올프로판-N, N'-m-페닐렌디말레이미드 등의 퍼옥시 가교조제; 디비닐벤젠, 트리아릴시아누레이트(TAC) 및 트리아릴이소시아누레이트(TAIC); 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 및 비닐스테아레이트 등의 다관능성 비닐 단량체 중에서 한 가지 또는 그 이상 선택하여 사용하고,

상기 가황촉진제는 알데히드·암모니아류, 알데히드·아민류, 구아니딘류, 티오우레아류, 술펜아미드류, 티우람류 및 디티오카르바민산염류 등으로부터 한 가지 또는 그 이상 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 환경친화적이며 내굴곡성이 우수한 고비중 고무 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 점착부여제로서 부여제는 로진유도체, 테르핀계 수지, 쿠마론 수지, 스티렌계 수지, 페놀수지 중에서 한 가지 또는 그 이상 선택하여 사용하고,

연장유는 나프텐계, 방향족계 및 파라핀계와 같은 탄화수소계 가공유와 천연유인 피마자유 중에서 한 가지 또는 그 이상 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 환경친화적이며 내굴곡성이 우수한 고비중 고무 조성물.
제 5항에 있어서,

상기 보강성 충전제는 실리카, 탄산칼슘, 탈크 중에서 한 가지 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 환경친화적이며 내굴곡성이 우수한 고비중 고무 조성물.
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