KR100927388B1 - 타이어 트레드 마킹 잉크조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 트레드 마킹 잉크조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 탄화수소계 용매 대신에 물을 용매로 사용하여 냄새 및 화재발생을 없앨 수 있으며, 색상의 선명성 및 도포성이 우수한 수용성 타이어 트레드 마킹 잉크조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 타이어 트레드 마킹 잉크조성물의 제조방법은 교반기에 이온 교환수 15~20중량%와, 안료 35~40중량%와, 안료분산제 1~5중량%와, 블로킹방지제 0.5~3중량%와, 가류제 0.5~1중량%와, 가류촉진제 0.5~1중량%를 투입한 후 교반하는 교반공정과; 상기 공정을 통해 교반된 용액을 다이노밀(dyno-mill)을 이용하여 2~5회 분산시키는 분산공정과; 상기 분산공정을 통해 분산된 필러 분산액을 150~200 메쉬의 망에 통과시켜 불순물을 제거시키는 불순물제거공정과; 불순물이 제거된 분산액 30~60중량%에 습윤제 1~3중량%와, pH안정제 0.5~2중량%와, 증점제 4~6중량%를 투입하여 분산액의 pH를 8이상으로 높여주는 라텍스혼합 준비공정과; 상기 공정을 거친 분산액에 라텍스 30~60중량%를 투입하여 균일하게 교반시키는 라텍스혼합공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

안료, 안료분산제, 라텍스, 타이어, 트레드 마킹, 이온 교환수

Description

타이어 트레드 마킹 잉크조성물 및 그 제조방법{WATER BASE MARKING INK COMPOSITION FOR TIRE TREAD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 타이어 트레드 마킹 잉크조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 탄화수소계 용매 대신에 물을 용매로 사용하여 냄새 및 화재발생을 없앨 수 있으며, 색상의 선명성 및 도포성이 우수한 수용성 타이어 트레드 마킹 잉크조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

타이어는 차량의 견인을 목적으로 하는 것으로서 차량의 성능이 개선되고 사용환경 즉, 차량의 고급화, 고성능화, 또는 사용조건의 다양화에 따라 타이어에 요구되는 기능, 성능도 점점 다양한 형태로 개발되고 있으며, 타이어의 요구특성도 날로 복잡해지는 추세에 있다.

타이어의 외관품질은 타이어에 요구되는 요인 중의 하나로서, 트레드의 압출 후 압출고무에 타이어의 규격 및 기타 관련사항을 용이하게 구별하기 위하여 백색의 문자와 원색의 선으로 규격 등에 따라 다르게 마킹하는데, 이때 마킹 잉크를 사용한다.

종래의 마킹잉크는 탄화수소계 용제를 이용하여 건조성 및 냉각수에 의한 씻 김을 방지하여 왔다. 그러나 트레드 압출온도가 섭씨 100도 이상임에 따라 용제가 휘발하면서 탄화수소계 용제 특유의 냄새가 나며, 저장 및 사용 중 화재의 우려가 있었다.

또한, 초기의 선명도가 하락하는 문제가 있으며, 온도, 압력, 속도 등 제반 압출라인조건 면에서도 도포성 및 공정성이 불안정하게 되는 문제점이 있고, 사용되는 용제에 함유되어 있는 톨루엔, 크실렌 등과 같은 인체에 유해한 성분의 존재에 의해 산업현장에서도 유성계 페인트의 사용을 기피하고 있을 뿐만 아니라 환경오염의 문제를 내재하고 있기도 한다.

상기한 문제점을 해결하고자 공개특허공보 제2004-15621호가 개시된 바 있으나 상기한 기술의 경우 색선 페인트 조성물의 제조시 용매인 물과 안료를 단순하게 혼합시킴에 따라 색상의 선명도가 떨어지며, 일정시간의 경과시 용매와 안료가 분리되거나 안료의 재응집에 의하여 침전되어 점도의 변화 및 은폐력이 감소되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 탄화수소계 용매 대신에 물을 용매로 사용하여 냄새 및 화재발생을 없앨 수 있으며, 색상의 선명성 및 도포성이 우수한 수용성 타이어 트레드 마킹 잉크조성물 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

또한, 다른 목적은 라텍스의 혼합 전에 안료를 물에 먼저 분산시킨 후 기타 다른 첨가물과 라텍스를 혼합시키도록 함으로써 선명도를 더욱 높임과 아울러 안료와 물의 분리를 방지하는 등 고품질의 잉크를 생산할 수 있으며, 신뢰도를 높일 수 있도록 한 타이어 트레드 마킹 잉크조성물 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이어의 트레드 마킹 잉크조성물은 안료 35~40중량%와, 안료분산제 1~5중량%와, 블로킹방지제 0.5~3중량%와, 가류제 및 가류촉진제 0.5~1중량%와, 라텍스 30~40중량%와, 증점제 4~6중량%와, 습윤제 1~3중량%와, pH 안정제 0.5~2중량%와, 이온 교환수 15~20중량%로 조성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 잉크조성물의 제조방법은 교반기에 이온 교환수 15~20중량%와, 안료 35~40중량%와, 안료분산제 1~5중량%와, 블로킹방지제 0.5~3중량%와, 가류제 0.5~1중량%와, 가류촉진제 0.5~1중량%를 투입한 후 교반하는 교반공정과; 상기 공정을 통해 교반된 용액을 다이노밀(dyno-mill)을 이용하여 2~5회 분산시키는 분산 공정과; 상기 분산공정을 통해 분산된 필러 분산액을 150~200 메쉬의 망에 통과시켜 불순물을 제거시키는 불순물제거공정과; 불순물이 제거된 분산액 30~60중량%에 습윤제 1~3중량%와, pH안정제 0.5~2중량%와, 증점제 4~6중량%를 투입하여 분산액의 pH를 8이상으로 높여주는 라텍스혼합 준비공정과; 상기 공정을 거친 분산액에 라텍스 30~60중량%를 투입하여 균일하게 교반시키는 라텍스혼합공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기존의 탄화수소계 용매 대신에 물을 용매로 사용하여 냄새 및 화재발생을 없앨 수 있으며, 색상의 선명성 및 도포성이 우수하고, 특히 라텍스의 혼합 전에 안료를 물에 먼저 분산시킨 후 기타 다른 첨가물과 라텍스를 혼합시키도록 함으로써 선명도를 더욱 높임과 아울러 안료와 물의 분리를 방지하는 등 고품질의 잉크를 생산할 수 있게 되며, 소비자로 하여금 신뢰도를 높일 수 있게 된다.

본 발명에 의한 타이어 트레드 마킹 잉크조성물은 타이어의 규격 및 관련사항을 마킹하기 위한 잉크의 조성물로서, 안료 35~40중량%와, 안료분산제 1~5중량%와, 블로킹방지제 0.5~3중량%와, 가류제 및 가류촉진제 0.5~1중량%와, 라텍스 30~40중량%와, 증점제 4~6중량%와, 습윤제 1~3중량%와, 라텍스의 석출을 방지하기 위한 pH 안정제 0.5~2중량%와, 이온 교환수 15~20중량%로 조성된다.

상기 안료는 은폐력을 나타내는 백색안료로서, 대표적인 예로 TiO₂ 를 사용하고, 여타 다른 색상을 나타내고자 할 시에는 백색안료와 여타유색안료를 3:1의 비율로 혼합하여 사용한다. 실시예로 색상을 황색으로 나타내고자 할 시에는 백색안료 대비 황색안료 30~40중량부를 혼합하며, 이때 사용되는 황색안료는 200℃이상의 온도에서 색상이 변색되지 않는 내열성 유기안료를 사용한다.

상기 안료분산제는 안료를 수계에 분산시켜 침강되거나 응집되는 현상을 막아주는 역활을 하며, 구체적인 예로 변성 디메틸 실록산을 사용하는데, 상기 분산제의 함량은 1~5중량%를 사용하며, 더욱 바람직하게는 1~2중량%를 사용하여 안료 분산후 장기 저장시 응집되거나 침강하지 않게 한다.

상기 블로킹 방지제는 가류시 마킹용 잉크가 고무속으로 함몰되어가는 것을 억제하는 것으로, 구체적인 예로 실리케이트류를 사용하고, 상기 가류제 및 가류촉진제는 가류시 도막이 몰드쪽으로 이행되어 가는 것을 막아주는 것으로, 구체적인 예로 황 및 치아졸레 계열을 사용한다.

상기 라텍스는 도포시 안정적으로 트레드 부위에 도막을 접착시켜주고, 냉각수에 의한 씻김을 방지하며, 가류시 몰드에 이행되지 않게 해주는 역활을 해주는 것으로, 구체적인 예로 카르복실 변성 스티렌 부타디엔을 사용하고, 상기 라텍스는 30~40중량%를 사용하며, 상기 범위에서 부족할 경우 가류시 안료가 몰드를 오염시킬 우려가 있으며, 상기 범위보다 많을 경우에는 도포시 색상이 선명하지 않게 됨에 따라 상기 범위내에서 사용하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 증점제는 도포시 흘러내림을 방지하고 저장시 침전되지 않게 해주는 역활을 해주는 것으로서 구체적인 예로 수용성 아크릴을 사용하고, 상기 습윤제는 수계 시스템의 표면장력을 낮춰 도막이 접촉하는 계면에 쉽게 젖게해주는 역활을 해주는 것으로 구체적인 예로 폴리 디메틸실록산을 사용하며, 상기 이온교환수는 물로서 잉크의 점도를 조정하고 첨가된 성분을 혼화시키는 역할을 하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 타이어 트레드 마킹 잉크조성물의 제조방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 타이어 트레드 마킹 잉크조성물의 제조공정을 보인 공정도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 타이어 트레드 마킹 잉크조성물의 제조방법을 보면, 분산액 교반공정(S100)과, 분산공정(S200)과, 불순물제거공정(S300)과, 라텍스혼합 준비공정(S400)과, 라텍스혼합공정(S500)으로 이루어진다.

상기 교반공정(S100)은 교반기에 이온 교환수 15~20중량%와, 안료 35~40중량%와, 안료분산제 1~5중량%와, 블로킹방지제 0.5~3중량%와, 가류제 0.5~1중량%와, 가류촉진제 0.5~1중량%를 투입한 후 교반하게 되고, 상기 분산공정(S200)에서는 상기 공정을 통해 교반된 용액을 다이노밀(dyno-mill)을 이용하여 2~5회 분산시키게 된다.

여기서, 상기 불순물제거공정(S300)에서는 상기 분산공정을 통해 분산된 필 러 분산액을 150~200 메쉬의 망에 통과시켜 불순물을 걸러주어 제거시키게 되고, 불순물이 제거된 분산액 30~60중량%에 습윤제 1~3중량%와, pH안정제 0.5~2중량%와, 증점제 4~6중량%를 투입하여 분산액의 pH를 8이상으로 높여주는 라텍스혼합 준비공정(S400)을 거치게 되며,

상기 공정을 거친 분산액에 라텍스 30~60중량%를 투입하여 균일하게 교반시키는 라텍스혼합공정(S500)을 거쳐 타이어의 트레드 마킹용 잉크를 제조하게 된다.

이와 같이, 상기 마킹용 잉크의 제조시 안료 분산시 라텍스를 병행하게 되면 라텍스가 석출됨에 따라 안료를 먼저 분산 후 라텍스와 혼합하여 주는 것이 바람직하고, 안료분산시에는 다이노밀(dyno-mill) 등을 사용하여 분산하고, 안료 분산액과 라텍스의 혼합시 상기 pH 안정제로 용액의 pH를 8.0 이상이 되게 조정하여 라텍스의 석출을 방지하도록 한다.

이하, 구체적인 실시예로서 설명하기로 한다.

하기 표1에 기재된 조성에 다라 무기, 유기필러를 분산시킨다. 1차 백색의 무기필러 및 유색의 유기필러와 첨가제와 용매인 물을 넣고, 디스크 타입의 임펠러를 사용하여 저속으로 교반하다가 조성물의 점도가 올라가면 고속으로 속도를 높여주며 섞어준다.

위의 혼합된 용액을 다이노밀(dyno-mill)을 이용하여 분산시키고, 분산 속도는 5liter 용량의 밀의 경우에 1.5~2.0ℓ/min이며, 사용되어지는 비드 크기는 1mm 이하가 바람직하다. 상기 비드의 재질은 글라스비드 또는 지르코늄비드를 사용하며, 공정성의 측면에서 장시간 사용해도 마멸이 적은 지르코늄 비드를 사용하는게 바람직하다. 상기 다이노밀(dyno-mill)을 사용하는 분산공정은 3~4회 정도가 바람직하고, 분산이 끝난 필러 분산액은 150~200 메쉬의 망을 통하여 불순물을 걸러준다.

상기의 방법으로 제조된 안료 분산액을 라텍스 기타 첨가제와 혼합시켜주며 조성은 아래의 표2와 같다.

먼저 안료분산액과 습윤제를 교반하며, 안료분산액과 바인더를 혼합하기전에 pH 안정제, 증점제를 투입하여 분산액의 pH를 8이상으로 높인후에 라텍스를 투입한다. 교반시 저속교반으로 시작하여 고속으로 교반하며 이때에 발생되는 거품을 줄이기위해 소포제를 투입한다.

상기의 방법으로 제조한 잉크의 화학적 특성을 ASTM 관련 규정에 의해 평가 하였으며 결과는 표3에 나타내었다

상기 실시예 및 비교예의 잉크 조성물을 타이어 트레드 부위에 마킹용 롤러로 도포한 후 약 10분간 방치하여 접촉시 밀리지 않을 정도로 건조됨을 확인한 다음 섭씨 170 도의 온도의 철판에 100kg/m² 의 압력으로 10분동안 가류하였다.

상기한 실시예와 비교예의 도포 특성 및 가류 결과를 표4에 나타내었으며, 결과 실시예가 비교예에 비해 색상면에서 보다 선명하였음을 알 수 있었으며, 이는 안료분산액과 라텍스의 양에 따라 좌우된 것임을 알 수 있었다.

○: 우수 △:보통

도 1은 본 발명에 의한 타이어 트레드 마킹 잉크조성물의 제조공정을 보인 공정도.

Claims (2)

1. 삭제
2. 교반기에 이온 교환수 15~20중량%와, 안료 35~40중량%와, 안료분산제 1~5중량%와, 블로킹방지제 0.5~3중량%와, 가류제 0.5~1중량%와, 가류촉진제 0.5~1중량%를 투입한 후 교반하는 교반공정과;

   상기 공정을 통해 교반된 용액을 다이노밀(dyno-mill)을 이용하여 2~5회 분산시키는 분산공정과;

   상기 분산공정을 통해 분산된 필러 분산액을 150~200 메쉬의 망에 통과시켜 불순물을 제거시키는 불순물제거공정과;

   불순물이 제거된 분산액 30~60중량%에 습윤제 1~3중량%와, pH안정제 0.5~2중량%와, 증점제 4~6중량%를 투입하여 분산액의 pH를 8이상으로 높여주는 라텍스혼합 준비공정과;

   상기 공정을 거친 분산액에 라텍스 30~60중량%를 투입하여 균일하게 교반시키는 라텍스혼합공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드 마킹 잉크조성물의 제조방법.

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