KR100964279B1 - 피막 내구성을 향상시킨 블레더 코팅제 조성물 및 이를포함하는 이형제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피막 내구성을 향상시킨 블레더 코팅제 조성물 및 이를 포함하는 이형제에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 교원질 또는 그 가수분해물; 서로 반응하여 가교될 수 있는 2종 이상의 변성 실리콘; 및 무기 충전재;를 포함하고, 블레더 표면에 도포될 경우 내구성이 향상된 피막을 형성할 수 있으며 또한 저장 중에 수소 가스를 발생하지 않는 블레더 코팅제 조성물, 및 이를 포함하는 이형제에 관한 것이며, 본 발명에 따른 블레더 코팅제 조성물은 단독으로 또는 다른 추가의 성분과 혼합되어 타이어 및 다른 고무 용품 제조시 제품 성형 및/또는 가황 공정에서 이형제로서 특히 적합하게 사용될 수 있다.

피막 내구성, 블레더, 코팅제, 조성물, 이형제

Description

피막 내구성을 향상시킨 블레더 코팅제 조성물 및 이를 포함하는 이형제{COATING COMPOSITION FOR BLADDER IMPROVING FILM DURABILITY AND RELEASING AGENT COMPRISING THE SAME}

본 발명은 피막 내구성을 향상시킨 블레더 코팅제 조성물 및 이를 포함하는 이형제에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 교원질 또는 그 가수분해물, 서로 반응하여 가교될 수 있는 2종 이상의 변성 실리콘, 및 무기 충전재를 포함하고, 미가황 타이어 또는 블레더 표면에 도포될 경우 내구성이 향상된 피막을 형성할 수 있으며 또한 저장 및 사용중에 수소 가스를 발생하지 않는 블레더 코팅제 조성물 및 이를 포함하는 이형제에 관한 것이며, 본 발명에 따른 블레더 코팅제는 단독으로 또는 다른 추가의 성분과 혼합되어 타이어 및 다른 고무 용품 제조시 제품 성형 및/또는 가황 공정에서 이형제로서 특히 적합하게 사용될 수 있다.

현재의 타이어 제조 기술에 따르면, 금형 내에 타이어 형판을 삽입하고, 가열막['블레더(bladder)" 또는 "블리스터(blister) 막" 이라고도 한다]을 사용하여 금형 내의 타이어 형판을 압축함으로써 타이어가 성형되고, 열의 효과에 의해 성형된 타이어가 가황된다. 이 때, 가열 막은 형판 내부로 미끄러져 들어가야 하고, 가황 후에는 타이어로부터 분리될 수 있어야 하며, 따라서 타이어 형판이 기계적 장치에 의해 회전하도록 설정된 취부실(spray booth)에 타이어 형판을 도입시킨다. 가황 후 가열막으로부터 타이어를 분리시키기 위한 이형제 용액은, 상기 회전 형판 내에 도입된 분무 건을 통하여 성형 전에 형판에 분산된다. 과량으로 분무된 이형제는 대부분 워터 커튼(water curtain)을 통해 제거되고 물에 용해된다. 그 후, 타이어 형판을 가열하고 고압하에서 가열막을 팽창시켜 음형 성형으로 타이어를 압축함으로써 타이어를 성형 및 가황시킨다.

타이어 성형 및 가황 작업에서 이형제로서의 수성 오르가노폴리실록산 에멀젼의 용도는 종래 기술로부터 공지되어 있다. 예컨대, 미국 특허 제4,184,880호에는 이형제 에멀젼이 기술되어 있다. 그러나, 상기 미국특허에 기재된 이형제는, 이형제 피막의 표면을 소수성으로 만들기 위한 충전제로서 매우 많은 양의 무기 규산염을 포함한다.

미국 특허 제4,431,452호에는 1) 25℃에서 점도가 25,000,000 센티스토크 이하인 SiOH 말단기를 포함하는 폴리디메틸실록산, 2) 25℃에서 점도가 120,000 센티스토크 이하인 SiOH 말단기를 포함하는 폴리디메틸실록산, 3) 폴리알킬렌 글리콜, 4) 벤토나이트 점토, 및 5) 표면 활성제를 포함하는 수성 이형제 조성물이 개시되어 있다.

미국 특허 제4,359,340호에는 타이어 성형에서 사용하기 위한 수성 이형제 제조에 대해 개시되어 있다. 이 에멀젼은 1) 25℃에서 점도가 25,000,000 센티스토크 이하인 폴리디메틸실록산, 2) 점도가 20 내지 40 센티스토크인 메틸 수소 실란 또는 점도가 80 내지 120 센티스토크인 디메틸 수소 실란, 3) 유기산의 금속염, 및 4) 표면 활성제를 포함한다.

유럽 특허 제0,279,372호에는 1) 50 내지 100의 가소성(plasticity)을 가지는 SiOH 말단기를 포함하는 폴리디메틸실록산 중합체, 2) 분자 당 2개 이상의 Si-결합 수소 원자를 포함하는 유기 수소 폴리실록산, 3) 융점이 25 내지 80℃인 윤활제, 4) 무기 규산염(운모), 5) 점성부여제, 6) 표면 활성제, 및 7) 물을 포함하고, 타이어 성형 및 가황에서 특히 블레더를 코팅하기 위한 이형제로 사용될 수 있는 수성 오르가노폴리실록산 에멀젼이 개시되어 있다. 그러나, 이 수성 이형제 조성물은 첫째, 충전제로서 상대적으로 많은 양의 무기 규산염을 포함하는 바, 에멀젼의 안정성에 마이너스 효과가 있고, 둘째, SiH와 SiOH의 반응을 통해 가교되는데 이는 수소를 발생시켜 폭발의 위험이 있다는 단점을 가진다.

유럽 특허 제0,635,559호에는 상기의 불필요한 수소의 발생 없이 작용하는, 타이어 성형을 위한 이형제 에멀젼이 개시되어 있는데, 이 에멀젼은 1) 25℃에서 동력학적 점도가 50 내지 30,000,000 mm²/sec 사이인 1종 이상의 비반응성 폴리디메틸실록산, 2) 동력학적 점도가 15 내지 5,000,000 mm²/sec 사이인 1종 이상의 반응성 폴리디메틸실록산, 3) 가교제, 4) 표면 활성제, 및 5) 물을 포함하고, 블레더를 코팅하는데 사용된다.

유럽 특허 제0,111,100호에 기술된 타이어 제조용 실리콘-기재 이형제는, 유기 용매에 용해시켜 사용해야 하며, 가열막이 공기의 충분한 이탈을 확실시하기에 충분한 거칠기를 갖도록 하기 위해서는 카올린, 호분, 분말 암석, 수화 실리카, 카본 블랙 또는 흑연을 또한 포함해야 하는 단점이 있다.

상기와 같은 종래의 블레더 코팅제는 블레더 표면에 형성된 피막의 내구성이 떨어져 타이어 가류 공정에서 블레더와 가황된 타이어의 분리가 잘 되지 않거나 블레더의 수명을 감소시키는 현상을 유발하였으며, 메틸 수소 실록산 또는 메틸 수소 실란을 사용하여 저장 중에 수소가스가 발생하는 현상을 유발하였다.

한편, 충분한 슬라이딩 및 이형 효과는 윤활제 단독, 예를 들면, 실리콘 오일 또는 실리콘 오일 에멀젼으로도 성취될 수 있으나, 전체 "탈기(de-airing)", 즉 블레더 및 타이어 형판 사이의 공기의 이탈은 불행히도 이것만으로는 성취될 수 없다. 블레더 및 타이어 형판 사이에 포함된 기포 밑에서는 만족스러운 가황이 일어나지 못하기 때문에 흠이 있는 타이어를 유발하고, 따라서, 가황 전에 공기가 빠져나갈 수 있도록, 블레더 및 타이어 형판 사이에 간격재(spacer)로서 충전재(미네랄 충전재 또는 다른 종류)가 이형제에 포함될 필요가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 미가황 타이어 내부 및/또는 블레더 표면상에 분무시킬 수 있고, 내구성이 향상된 피막을 형성할 수 있으며, 또한 저장 및 사용중에 수소 가스를 발생하지 않는 블레더 코팅제 조성물 및 이를 포함하는 이형제를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 교원질 또는 그 가수분해물, 서로 반응하여 가교될 수 있는 2종 이상의 변성 실리콘, 및 무기 충전재를 포함하는 블레더 코팅제 조성물, 및 이 블레더 코팅제 조성물을 포함하는 이형제를 제공한다.

본 발명에 따른 이형제를 사용하면 이형제에 의한 도막의 내구성이 향상되어 타이어의 품질을 개선하고 타이어 불량율을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수소의 발생에 의한 폭발의 위험을 줄일 수 있다. 또한, 종래 대비 소량의 사용으로도 만족스러운 효과를 얻을 수 있으므로 이형제 사용량을 줄일 수 있고, 이에 따라 타이어 제조비용 및 제조 설비의 오염 및 발생되는 폐기물의 양을 현저히 감소시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 블레더 코팅제 조성물에 포함되는 교원질은 콜라겐(collagen)이라고도 불리며, 동물의 뼈, 연골, 이, 근육, 피부, 물고기의 비늘 등을 구성하는 경단백질로, 섬유상 고체로 존재하며, 전자현미경으로 보면 복잡한 가로무늬 구조를 가진다. 교원질의 구성 아미노산은 프롤린, 옥시프롤린, 글리신 등이다.

교원질의 가수분해물은 젤라틴(gelatin)이라고 불리며 동물의 가죽, 힘줄, 연골 등을 구성하는 천연 단백질인 콜라겐을 뜨거운 물로 처리하면 얻어지는 유도 단백질이다. 콜라겐으로부터 젤라틴으로의 변화는 펩티드 사슬의 가수분해에 의하기도 하고 펩티드 사슬 사이의 염류결합이나 수소결합의 개열에 의하기도 한다. 젤라틴은 찬물에서는 팽창만 하지만 온수에서는 녹아서 졸이 되고, 2~3% 이상의 농도에서는 실온에서 탄성이 있는 겔이 된다.

본 발명의 조성물에서 상기 교원질 또는 그 가수분해물은 블레더 표면에 형성되는 코팅제 피막의 내구성을 향상시키기 위해 사용된다. 교원질로는 단백질량이 80% 이상이고 평균분자량이 5,000이하인 피쉬 콜라겐, 돈피 콜라겐, 우피 콜라겐 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 적당하다. 교원질의 가수분해물로는 젤리강도가 50~300 블룸(Bloom)인 돈피 젤라틴, 우피 젤라틴, 호박산 젤라틴, 생선 젤라틴, 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 적당하다.

본 발명에 있어서, 교원질 및 그 가수분해물은 25~95℃의 물에 풀거나 녹여 사용할 수 있으나 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 코팅제 조성물 100중량부 당 교원질 또는 그 가수분해물의 총함량은 0.1 내지 5 중량부인 것이 바람직하다. 코팅제 조성물 100중량부 당 교원질 또는 그 가수분해물의 총함량이 0.1 중량부 미만이면 피막 내구성의 향상이 충분하지 않게 될 우려가 있고, 5 중량부를 초과하면 단단한 피막이 형성되어 블레더 팽창 시 피막이 떨어져 나가는 문제가 있을 수 있다.

본 발명에 따른 블레더 코팅제 조성물에는 서로 반응하여 가교될 수 있는 2종 이상의 변성 실리콘이 포함된다. 상기 변성 실리콘으로는, 서로 반응하여 가교되는 유기기를 각각 함유하는 2종 이상의 변성 실리콘 성분이라면 제한없이 사용가능하며, 바람직하게는, 아미노 반응기를 포함하는 폴리실록산 및 에폭시 반응기를 포함하는 폴리실록산이 사용된다.

아미노 반응기를 포함하는 폴리실록산으로는 공지의 폴리실록산, 예컨대 폴리디메틸실록산을 변성시켜 아미노기를 도입한 것이 사용될 수 있다.

바람직하게는, 상기 아미노 반응기를 포함하는 폴리실록산은, Si 원자에 결합되고, 아미노 반응기를 갖는 탄화수소 라디칼, 예컨대 γ-아미노프로필 라디칼 및 β-아미노에틸-γ-아미노프로필 라디칼과 같은 아미노알킬 라디칼, 아미노아릴 라디칼, 또는 Si-C-결합된 시클릭 아미노-관능성 라디칼을 포함하며, 더욱 바람직하게는 하기 화학식 1의 라디칼을 포함한다.

상기 화학식 1에서, R¹은 C₁ 내지 C₁₈ 탄화수소의 2가 라디칼을 나타내며, R² 는 수소 원자 또는 임의로 치환되는 C₁ 내지 C₁₈ 탄화수소 라디칼을 나타내고, a는 2 내지 6의 정수이고, b는 0 내지 4의 정수이다.

상기 C₁ 내지 C₁₈ 탄화수소의 2가 라디칼인 R¹의 예로는 메틸렌 및 에틸렌 라디칼뿐만 아니라 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 2-메틸프로필렌, 시클로헥실렌 및 옥타데실렌 라디칼과 같은 포화 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 알킬렌 라디칼; 또는 헥세닐 라디칼 및 페닐렌 라디칼과 같은 불포화 알킬렌 또는 아릴렌 라디칼이 있으며, n-프로필렌 라디칼 또는 2-메틸-프로필렌 라디칼이 특히 바람직하다.

상기 C₁ 내지 C₁₈ 탄화수소 라디칼인 R²의 예로는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소-펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸 라디칼, 및 n-헥실 라디칼과 같은 헥실 라디칼, n-헵틸 라디칼과 같은 헵틸 라디칼, n-옥틸 라디칼과 같은 옥틸 라디칼, 2,2,4-트리-메틸펜틸 라디칼과 같은 이소-옥틸 라디칼, n-노닐 라디칼과 같은 노닐 라디칼, n-데실 라디칼과 같은 데실 라디칼, n-도데실 라디칼과 같은 도데실 라디칼, n-옥타데실 라디칼과 같은 옥타데실 라디칼과 같은 직쇄 또는 분지쇄 알킬 라디칼; 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸 라디칼 및 메틸시클로헥실 라디칼과 같은 시클로알킬 라디칼; 비닐 및 5-헥센-1-일 라디칼과 같은 알케닐 라디칼; 및 페닐, 나프틸, 안트릴 및 페난트릴 라디칼과 같은 아릴 라디칼; o-, m- 또는 p-톨릴 라디칼, 크실릴 라디칼 및 에틸페닐 라디칼과 같은 알크아릴 라디칼; 및 벤질 라디칼 및 α- 및 β- 페닐에틸 라디칼과 같은 아릴알킬 라디칼이 있다.

상기 R²가 C₁ 내지 C₁₈ 탄화수소 라디칼인 경우, 이는 메틸 라디칼, 에틸 라디칼, 프로필 라디칼 등과 같은 치환기로 치환될 수 있다.

상기 아미노 반응기를 포함하는 폴리실록산은, 상기한 바와 같은 아미노-관능성 탄화수소 라디칼 이외에, 탄소 원자수가 각각 1 내지 18이고, 동일하거나 또는 상이하며, 임의로 치환된 탄화수소 라디칼 또는 탄화수소 옥시라디칼을 더 포함할 수 있다. 이 탄화수소 라디칼의 예로는 앞서 C₁ 내지 C₁₈ 탄화수소 라디칼인 R²의 예로서 설명한 바와 같은 것들, 보다 바람직하게는 메틸, 에틸, 페닐, 메톡시 및/또는 비닐 라디칼을 들 수 있으며, 이들 역시 메틸 라디칼, 에틸 라디칼, 프로필 라디칼 등과 같은 치환기로 치환될 수 있다. 접근성을 보다 높이기 위해서 바람직하게는, 이들 탄화수소 라디칼의 50몰% 이상이, 보다 바람직하게는 80몰% 이상이 메틸 라디칼이다.

아미노-관능성 탄화수소 라디칼 이외의 라디칼로서 탄화수소 옥시라디칼의 예로는 앞서 C₁ 내지 C₁₈ 탄화수소 라디칼인 R²의 예로서 설명한 바와 같은 것들이 산소 원자를 통해 규소 원자에 결합되는 형태의 라디칼을 들 수 있으며, 구체적으로는 탄소 원자 수가 1 내지 18인 알콕시 라디칼 및 페녹시 라디칼, 특히 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소-프로폭시 및 페녹시 라디칼을 들 수 있고, 이들 역시 메틸 라디칼, 에틸 라디칼, 프로필 라디칼 등과 같은 치환기로 치환될 수 있다. 아미 노-관능성 탄화수소 라디칼 이외의 라디칼 중 10몰% 이하가 상기와 같은 임의 치환 가능한 탄화수소 옥시라디칼인 것이 반응하여 내구성 있는 피막을 형성하는 측면에서 바람직하다.

상기 아미노 반응기를 포함하는 폴리실록산 분자 내에서, 아미노-관능성 탄화수소 라디칼, 및 그 외의 탄화수소 라디칼 또는 탄화수소 옥시라디칼의 총합의 몰비는, 폴리실록산을 구성하는 Si 원자 1몰당 1.8 내지 2.2인 것이 바람직하고, 1.9 내지 2.1인 것이 더 바람직하다. 이들 라디칼 총합의 몰비가 Si 원자 1몰당 1.8 미만이면 피막의 내구성이 부족한 문제가 있을 수 있고, 2.2를 초과하면 피막이 단단해져 블레더 팽창시 피막이 떨어져 나가는 문제가 있을 수 있다.

상기 아미노 반응기를 포함하는 폴리실록산은 필요에 따라 적당한 유화제를 사용하여 에멀젼, 예컨대 수성 에멀젼의 형태로 제조될 수 있으며, 그 제조방법에는 특별한 제한이 없다. 이 종류의 화합물 및 적당한 유화제에 대해 유럽 특허 제0,646,618호를 참조할 수 있다. 아미노 반응기를 포함하는 폴리실록산의 에멀젼(EM-1)은 아미노 반응기를 포함하는 폴리실록산을 통상 20 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 60 중량%의 양으로 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 아미노 반응기를 포함하는 폴리실록산의 함량은 코팅제 조성물 100중량부 당 바람직하게는 1 내지 49 중량부, 더 바람직하게는 5 내지 40 중량부이다. 코팅제 조성물 100중량부 당 아미노 반응기를 포함하는 폴리실록산의 함량이 1 중량부 미만이면 피막의 내구성이 부족한 문제가 있을 수 있고, 49 중량부를 초과하면 피막이 단단해져 블레더 팽창시 피막이 떨어져 나가는 문제가 있을 수 있다.

본 발명에서 사용가능한, 에폭시 반응기를 포함하는 폴리실록산으로는 공지의 폴리실록산, 예컨대 폴리디메틸실록산을 변성시켜 에폭시기를 도입한 것이 사용될 수 있다.

바람직하게는, 상기 에폭시 반응기를 포함하는 폴리실록산은, Si 원자에 결합되고, 에폭시기를 갖는 탄화수소 라디칼, 예컨대 에폭시사이클로헥실 라디칼 및 글리시독시프로필 라디칼과 같이 에폭시 반응기를 갖는 C1-C18 탄화수소 라디칼을 포함하며, 더욱 바람직하게는 하기 화학식 2의 라디칼 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함한다.

상기 에폭시 반응기를 포함하는 폴리실록산은, 상기한 바와 같은 에폭시기 함유 C1-C18 탄화수소 라디칼 이외에, 탄소 원자수가 각각 1 내지 18이고, 동일하거나 또는 상이하며, 임의로 치환된 탄화수소 라디칼 또는 탄화수소 옥시라디칼을 더 포함할 수 있다. 이 탄화수소 라디칼의 예로는 앞서 아미노-관능성 탄화수소 라 디칼에 대한 설명에서 C₁ 내지 C₁₈ 탄화수소 라디칼인 R²의 예로서 설명한 바와 같은 것들, 보다 바람직하게는 메틸, 에틸, 페닐, 메톡시 및/또는 비닐 라디칼을 들 수 있으며, 이들 역시 메틸 라디칼, 에틸 라디칼, 프로필 라디칼 등과 같은 치환기로 치환될 수 있다. 접근성을 보다 높이기 위해서 바람직하게는, 이들 탄화수소 라디칼의 50몰% 이상이, 보다 바람직하게는 80몰% 이상이 메틸 라디칼이다.

에폭시기 함유 C1-C18 탄화수소 라디칼 이외의 라디칼로서 탄화수소 옥시라디칼의 예로는 앞서 아미노-관능성 탄화수소 라디칼에 대한 설명에서 C₁ 내지 C₁₈ 탄화수소 라디칼인 R²의 예로서 설명한 바와 같은 것들이 산소 원자를 통해 규소 원자에 결합되는 형태의 라디칼을 들 수 있으며, 구체적으로는 탄소 원자 수가 1 내지 18인 알콕시 라디칼 및 페녹시 라디칼, 특히 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소-프로폭시 및 페녹시 라디칼을 들 수 있고, 이들 역시 메틸 라디칼, 에틸 라디칼, 프로필 라디칼 등과 같은 치환기로 치환될 수 있다. 아미노-관능성 탄화수소 라디칼 이외의 라디칼 중 10몰% 이하가 상기와 같은 임의 치환가능한 탄화수소 옥시라디칼인 것이 내구성 있는 피막이 형성되는 측면에서 바람직하다.

상기 에폭시 반응기를 포함하는 폴리실록산 분자 내에서, 에폭시기 함유 탄화수소 라디칼, 및 그 외의 탄화수소 라디칼 또는 탄화수소 옥시라디칼의 총합의 몰비는, 폴리실록산을 구성하는 Si 원자 1몰당 1.8 내지 2.2인 것이 바람직하고, 1.9 내지 2.1인 것이 더 바람직하다. 이들 라디칼 총합의 몰비가 Si 원자 1몰당 1.8 미만이면 피막의 내구성이 부족한 문제가 있을 수 있고, 2.2를 초과하면 단단한 피막이 형성되어 블레더 팽창시 피막이 떨어져 나가는 문제가 있을 수 있다.

상기 에폭시 반응기를 포함하는 폴리실록산은 필요에 따라 적당한 유화제를 사용하여 에멀젼, 예컨대 수성 에멀젼의 형태로 제조될 수 있으며, 그 제조방법에는 특별한 제한이 없다. 이 종류의 화합물 및 적당한 유화제에 대해 미국 특허 제 4,373,043호를 참조할 수 있다. 에폭시 반응기를 포함하는 폴리실록산의 에멀젼(EM-2)은 에폭시 반응기를 포함하는 폴리실록산을 통상 20 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 60 중량%의 양으로 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

에폭시 반응기를 포함하는 폴리실록산의 함량은 코팅제 조성물 100중량부 당 바람직하게는 1 내지 49 중량부, 더 바람직하게는 5 내지 40 중량부이다. 코팅제 조성물 100중량부 당 에폭시 반응기를 포함하는 폴리실록산의 함량이 1 중량부 미만이면 내구성이 부족한 피막이 형성될 문제가 있을 수 있고, 49 중량부를 초과하면 단단한 피막이 형성되어 블레더 팽창시 피막이 떨어져 나갈 수 있는 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 코팅제 조성물에서, 상기 2종의 폴리실록산의 에멀젼, 즉, 아미노 반응기를 포함하는 폴리실록산 에멀젼(EM-1) 및 에폭시 반응기를 포함하는 폴리실록산 에멀젼(EM-2)은 바람직하게는 EM-1:EM-2가 20:80 내지 80:20, 더 바람직하게는 40:60 내지 60:40 범위의 중량비로 혼합된다. 물론, 이들 에멀젼은 그 제조방식에 의해 결정된, 적당한 유화제를 포함할 수 있다.

본 발명의 코팅제 조성물의 일 구체예에 포함되는, 상기 에멀젼 EM-1 및 에멀젼 EM-2로부터 유래된 폴리실록산의 총함량은 코팅제 조성물 100중량부 당 바람직하게는 1 내지 50 중량부, 더 바람직하게는 5 내지 40 중량부이다. 코팅제 조성물 100중량부 당 폴리실록산 총함량이 1 중량부 미만이면 피막의 형성이 잘 되지 않는 문제가 있을 수 있고, 50 중량부를 초과하면 피막이 떨어져 나가 오염이 발생할 수 있는 문제가 있을 수 있다.

본 발명에 따른 블레더 코팅제 조성물에 포함되는, 서로 반응하여 가교될 수 있는 2종 이상의 변성 실리콘, 예컨대 상기 아미노 반응기를 포함하는 폴리실록산 및 에폭시 반응기를 포함하는 폴리실록산 사이의 가교 반응은 블레더 표면에서 수분이 건조된 후 별도의 촉매 없이 열에 의해 진행된다.

본 발명에 따른 블레더 코팅제 조성물에는 탈기용 간격재(spacer)로서 무기 충전재가 포함된다.

상기 무기 충전재의 종류에는 특별한 제한이 없으며, 당 분야에서 간격재로서 사용되기에 적합한 무기 충전재라면 본 발명에서 사용가능하다. 바람직하게는 콜로이달 실리카가 사용되는데, '콜로이달 실리카'란 평균 입자 직경이 10 내지 110 nm, 바람직하게는 30 내지 50 nm인 수화 실리카를 10 내지 50 중량%, 바람직하게는 20 내지 40 중량% 포함하는 수성 콜로이드를 의미한다.

상기 무기 충전재의 함량은 코팅제 조성물 100중량부 당 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부, 더 바람직하게는 0.5 내지 4 중량부이다. 코팅제 조성물 100중량부 당 무기 충전재의 함량이 0.1 중량부 미만이면 충전재 투입으로 인한 내구성 향상을 기대할 수 없는 문제가 있을 수 있고, 5 중량부를 초과하면 충전재 과다 투입으로 인한 이형성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 구체예에 따르면, 본 발명의 블레더 코팅제 조성물 에멀젼은 상기에 기술된 바와 같은 아미노 반응기를 포함한 폴리실록산 에멀젼과 에폭시 반응기를 포함한 폴리실록산 에멀젼을 전체 코팅제 에멀젼 100중량부 당 5 내지 40 중량부, 바람직하게는 10 내지 30 중량부 포함하고, 상기에서 기술한 바와 같은 콜로이달 실리카를 0.5 내지 10 중량부, 바람직하게는 1 내지 5중량부 포함한다.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 본 발명의 블레더 코팅제 조성물 중 실리콘의 총함량은 전체 코팅제 조성물 100중량부 당 1 내지 30 중량부, 바람직하게는 5 내지 15 중량부 범위이다.

본 발명의 블레더 코팅제 조성물은 에멀젼의 형태로 제조될 수 있으며, 에멀젼의 제조는 저속 교반 밀서, 콜로이드밀, 고압호모게나이저 등과 같은 유화기기를 이용하여 제조할 수 있다. 에멀젼의 점도는 바람직하게는 10 내지 100 초, 더욱 바람직하게는 20 내지 50초(DIN 53211, 4 mm Ford Cup)인 것이 도포가 용이하게 되면서도 블레더 표면에서 흘러내리지 않아 유리하다.

본 발명의 블레더 코팅제 조성물은 상기한 성분들 이외에, 필요에 따라 방부제, 유화제, 증점제 및/또는 전형적인 첨가제(충전재 제외)를 추가로 포함할 수 있 다. 특히, 본 발명의 일 구체예에 따른 블레더 코팅제 조성물의 에멀젼은 조성물 100 중량부 당 0.01 내지 0.5 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 0.2 중량부의 방부제, 0.1 내지 2 중량부, 바람직하게는 0.2 내지 1.0 중량부의 증점제, 및 표면에 분무되었을 경우 균일한 분산(분무 유형)을 유발하는 0.1 내지 2 중량부, 바람직하게는 0.3 내지 1.0 중량부의 습윤제, 바람직하게는 비이온 습윤제를 추가로 포함한다. 또한, 본 발명의 블레더 코팅제 조성물이 에멀젼의 형태로 제조되는 경우, 에멀젼 100중량부 당 50 내지 97.8 중량부의 에멀젼용 매질, 예컨대 물 등이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 조성물은 단독으로 또는 다른 성분과 혼합되어 타이어 제조시 가황을 위한 이형제로서 사용되기에 특히 적합하다. 따라서, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 기술된 본 발명의 블레더 코팅제 조성물을 포함하는 이형제가 제공된다. 본 발명에 따른 이형제는 상기 블레더 코팅제 조성물 이외에, 필요에 따라 방부제, 유화제, 증점제 및/또는 전형적인 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 그 첨가제의 종류 및 양에는 특별한 제한이 없다.

본 발명의 일 적용예에 따르면, 본 발명의 이형제는 타이어 제조공정 중 블레더를 미가황 타이어 형판의 내부에 삽입하기 전에 블레더 및/또는 타이어 형판의 내부 라이너 상에 분무된다. 이 때 침적되는 이형제의 양은 분무되는 표면적을 기 준으로 5 내지 100 g/m², 바람직하게는 10 내지 30 g/m² 사이이다. 전형적인 자가용차 타이어 1개의 제조를 위하여 필요한 이형제 분무량은 5 내지 50 g, 바람직하게는 10 내지 20 g이다.

타이어 제조공정 중에 블레더는 후속적으로 타이어에 삽입된다. 블레더는 타이어 형판을 가열시키는 동시에 고압 하에서 음형 성형으로 압축시키고, 그 동안 가황이 일어난다. 이어서 블레더를 다시 타이어로부터 제거한다.

타이어 가황을 위한 상기 기술된 공정에서 이형제 성분으로서 본 발명에 따른 코팅제 조성물을 사용하면 블레더가 쉽게 타이어 형판으로 삽입되고 그로부터 쉽게 제거될 수 있을 뿐만 아니라, 형성되는 반탄성(semi-elastic) 코팅에서 미세한 틈이 형성되므로, 블레더 및 타이어 내부 라이너 사이의 중간 공간으로부터 공기가 완전히 빠져나가는 이점이 있고, 블레더가 가황된 타이어로부터 문제 없이 분리될 수 있다. 블레더 및 타이어 내부 라이너 사이의 중간 공간에 공기가 함유되면 기포 밑에서 만족스러운 가황이 일어나지 못하므로 흠이 있는 타이어를 유발한다.

가변 분무 기법으로 본 발명에 따른 이형제가 적용될 경우, 각 타이어에 개별적으로 분무하는 절차를 생략할 수 있다. 또한, 가황 조건 하에서 가교되는 실리콘 성분의 사용에 의해 타이어 표면에서 분리 현상이 제거될 수 있다. 게다가, 일부 코팅이 블레더 상에 형성됨으로써 블레더 수명 연장에 긍정적인 영향을 준다.

본 발명은 하기 실시예에 의해 좀 더 상세히 설명된다.

〈실시예 1〉

하기 표에 나타낸 성분들을 고속 교반기를 사용하여 100~10000rpm으로 분산하여 블레더 코팅제 에멀젼을 제조하였다.

- 젤라틴 150 Bloom: 교원질 가수분해물(젤텍)

- Bencide EX: 방부제(원양기업)

- Carbopol 949: 증점제(Noveon)

- Koremul LE-6: 비이온 습윤제 (한농화성) - 내부 라이너 화합물의 습윤성을 개선하여 이형제 분무시 균일한 분산(분무 패턴)을 유발함.

- SS-SOL 30: 콜로이달 실리카(신흥규산) [SiO₂ 30 중량%, 비표면적 200 m²/g, 입자 크기 20 내지 40nm] - 희석 시 코팅에 틈의 형성에 기여하여 탈기에 긍 정적인 효과를 나타냄.

- SI5000Z: 아미노 반응기 함유 폴리실록산 에멀젼(KCC)

- SI5110Z: 에폭시 반응기 함유 폴리실록산 에멀젼(KCC)

상기 제조된 블레더 코팅제 에멀젼 내 활성 성분의 함량은 약 12%이었다.

상용 타이어 공장에서, 약 500개의 모든 타이어 크기의 자가용차 타이어 제조시에 상기 제조된 블레더 코팅제 에멀젼을 적용하였다. 코팅제 분무 1회 당 약 20 g이 타이어 형판에 분무되었으며, 과잉 분무된 양을 약 25 내지 30%로 간주할 경우, 활성 성분 약 1.0 g이 타이어 형판 표면에 잔류하였다.

본 발명의 블레더 코팅제 에멀젼을 적용하여 블레더 상에 형성된 피막은 내구성이 매우 우수하였으며, 이러한 블레더를 사용하여 제조된 가황된 타이어는 모두 검사기준을 통과하는 우수한 품질을 나타내었다.

본 발명은 예시의 목적으로 상기에서 자세히 기술하였지만, 이러한 자세한 설명은 단지 그 자체의 목적을 위해서이며 청구 범위에 의해 제한될 수 있는 것을 제외하고 본 발명의 취지 및 범위를 벗어남 없이 당업계의 숙련자들에 의해 변형이 이루어질 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (10)

1. 교원질 또는 그 가수분해물, 아미노 반응기를 포함하는 폴리실록산, 에폭시 반응기를 포함하는 폴리실록산, 및 무기 충전재를 포함하는 블레더 코팅제 조성물.
2. 제1항에 있어서, 코팅제 조성물 100중량부 당 교원질 또는 그 가수분해물의 총함량이 0.1 내지 5 중량부인 것을 특징으로 하는 블레더 코팅제 조성물.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 아미노 반응기를 포함하는 폴리실록산은, Si 원자에 결합되고, 아미노 반응기를 갖는 탄화수소 라디칼을 포함하는 것을 특징으로 하는 블레더 코팅제 조성물.
5. 제4항에 있어서, 아미노 반응기를 갖는 탄화수소 라디칼이 하기 화학식 1의 라디칼인 것을 특징으로 하는 블레더 코팅제 조성물:

   [화학식 1]

   

   상기 화학식 1에서, R¹은 C₁ 내지 C₁₈ 탄화수소의 2가 라디칼을 나타내며, R²는 수소 원자 또는 임의로 치환되는 C₁ 내지 C₁₈ 탄화수소 라디칼을 나타내고, a는 2 내지 6의 정수이고, b는 0 내지 4의 정수이다.
6. 제1항에 있어서, 에폭시 반응기를 포함하는 폴리실록산은, Si 원자에 결합되고, 에폭시 반응기를 갖는 C1-C18 탄화수소 라디칼을 포함하는 것을 특징으로 하는 블레더 코팅제 조성물.
7. 제6항에 있어서, 에폭시 반응기를 갖는 C1-C18 탄화수소 라디칼이 하기 화학식 2의 라디칼 중에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 블레더 코팅제 조성물:

   [화학식 2]

   
8. 제1항에 있어서, 무기 충전재가 평균 입자 직경이 10 내지 110 nm인 콜로이달 실리카인 것을 특징으로 하는 블레더 코팅제 조성물.
9. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 블레더 코팅제 조성물을 포함하는 이형제.
10. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 블레더 코팅제 조성물을 가황 전에 블레더, 타이어 형판, 또는 블레더 및 타이어 형판 둘 다에 적용하는 것을 특징으로 하는 타이어의 가황 방법.