KR101482653B1 - 타이어의 가류 블래더용 코팅 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어의 가류 블래더용 코팅 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 코팅 조성물은 아크릴 기와 반응할 수 있는 작용기가 있는 고무 10 내지 50중량%; 아크릴계 수지 40 내지 80중량%; 수지중합제 2 내지 10 중량%; 경화제 2 내지 10중량%; 및 기타 첨가제 0.5 내지 6중량%를 포함하는 제 1 액; 및 아크릴 기와 반응할 수 있는 작용기가 있는 고무 10 내지 50중량%; 아크릴계 수지 40 내지 80중량%; 수지중합제 2 내지 10 중량%; 경화촉진제 0.5 내지 10중량%; 및 기타 첨가제 0.5 내지 6중량%를 포함하는 제 2 액;을 포함하는 타이어의 가류블래더용 2액형 코팅 조성물이다. 본 발명에 따른 코팅 조성물을 가류 블래더에 직접 도포 또는 분사함으로써 내구성(Durability)이 우수한 박막을 형성하여 수명을 증가시킬 수 있다.

Description

타이어의 가류 블래더용 코팅 조성물{COATING COMPOSITION FOR TIRE CURE BLADDER}
본 발명은 타이어의 제조공정에 사용되는 가류 블래더에 직접 도포 또는 분사할 수 있는 코팅 조성물에 관한 것이며, 보다 상세하게는 내구성(Durability)이 우수한 박막을 형성할 수 있으며 블래더 또는 가류기의 형태에 관계없이 블래더의 수명을 증가 시킬 수 있는 타이어의 가류 블래더용 코팅 조성물에 관한 것이다.
가류 블래더는 통상적으로 타이어 내부 형태의 결정 및 열전달을 위해 가류 공정에서 사용되고 있다. 이러한 가류 블래더는 열원 공급의 매개체로서 사용되고 있는 바, 이에 따라 고온 및 고압의 분위기에 사용되어 제품의 불량 및 수명 감소에 의한 경비증가, 노동강도의 증가를 야기시켜 내구력 향상을 필요로 하고 있다.
종래의 가류 블래더용 고무 조성물은 증기(steam) 또는 열수(hot water)에 견딜 수 있도록 원료 고무에 충전제를 첨가하여 제조하고, 최근에는 여러 첨가물을 사용하여 가류 블래더의 수명을 향상시키는 연구가 진행되고 있다. 하지만, 고무 조성물에 첨가제 또는 보강제를 적용하는 경우 제조공정의 증가 및 물성의 변화가 발생하여 품질의 불량을 야기시킬 수 있다.
대한민국 등록특허 제10-00663089호에 따르면 가류 블래더 내부의 고무 표면에 분자 사슬 내에 폴리우레탄이 포함된 고분자 합성수지를 보강제로 접착시켜 적용하고 있다. 그러나, 이 경우 제조과정에서 공정의 증가 및 보강제 제작에 따른 재료비 상승 및 공정손실 발생할 수 있다는 문제가 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2007-0035318호에 따르면 블래더 내측에 불소화합물을 코팅함으로써 블래더 내측으로부터 공급되는 증기(steam), 열수(hot water), 질소가스(nitrogen gas)와 같은 열원매체와 블래더 내측의 반응과 열원매체의 가스 팽창에 의한 블래더 수명 단축을 억제할 수 있는 블래더 내측 코팅방법을 제시하고 있지만, 이 방법은 불소화합물을 코팅시키기 위해 장비의 추가 및 공정증가를 야기시킬 수 있다는 문제가 있다.
이에 본 발명자들은 가류 블래더용 고무 조성물에 대한 연구를 진행하면서, 고무 조성물의 성분 변화가 없고, 공정을 단순화할 수 있는 방안으로, 내구성(Durability)이 우수한 박막을 형성할 수 있으며 블래더 또는 가류기의 형태에 관계없이 블래더의 수명을 증가 시킬 수 있고, 특히 수명에 영향을 주는 국부적인 부위에만 도포가 가능하여 수명 증가 및 공정의 손실 및 비용 절감이 가능한 타이어의 가류 블래더용 코팅 조성물을 밝혀 본 발명을 완성하였다.
대한민국 등록특허 제10-00663089호 대한민국 공개특허 제10-2007-0035318호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내구성(Durability)이 우수한 박막을 형성할 수 있으며 블래더 또는 가류기의 형태에 관계없이 블래더의 수명을 증가 시킬 수 있는 타이어의 가류 블래더용 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은
아크릴 기와 반응할 수 있는 작용기가 있는 고무 10 내지 50중량%; 아크릴계 수지 40 내지 80중량%; 수지중합제 2 내지 10 중량%; 경화제 2 내지 10중량%; 및 기타 첨가제 1 내지 6중량%를 포함하는 제 1 액; 및
아크릴 기와 반응할 수 있는 작용기가 있는 고무 10 내지 50중량%; 아크릴계 수지 40 내지 80중량%; 수지중합제 2 내지 10 중량%; 경화촉진제 0.5 내지 10중량%; 및 기타 첨가제 1 내지 6중량%를 포함하는 제 2 액;
을 포함하는 타이어의 가류블래더용 2액형 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 2액형 코팅 조성물에서, 상기 제 1 액 및 제 2 액은 중량비 2:8 내지 8:2의 범위 내에서 혼합되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아크릴계 수지로는 메틸 메타아크릴레이트(Methyl Methacrylate), 2-히드록시에틸 메타아크릴레이트(2-hydroxyethyl Methacrylate) 및 2-에틸헥실 메타아크릴레이트(2-Ethylhexyl Methacrylate)로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 기타 첨가제로는 실란 커플링제 또는 계면활성제인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 2가지 수지를 혼합하여 가류 블래더에 직접 도포 또는 분사함으로써 내구성(Durability)이 우수한 박막을 형성할 수 있어, 어렵고 복잡한 제조방법을 사용하지 않고도 뿐만 아니라 블래더 또는 가류기의 형태에 관계없이 블래더의 내구성 향상에 따른 수명을 증가시켜 공정의 손실 및 비용 절감이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예로서 본 발명의 코팅 조성물을 도포한 후의 가류 블래더의 사용 전, 후 상태를 보여주는 사진이다.
도 2는 비교예로서, 본 발명의 코팅 조성물을 도포하지 않은 가류 블래더의 사용 전, 후 상태를 보여주는 사진이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 인너라이너의 삭제 또는 감량을 위하여 내유성 및 내구성이 우수한 아크릴 기와 반응할 수 있는 작용기가 있는 고무와 아크릴계 수지를 가류 블래더 내·외부에 코팅 또는 도포하는 기술적 수단을 채택한다.
본 발명에 따른 타이어의 가류 블래더용 코팅 조성물은 아크릴 기와 반응할 수 있는 작용기가 있는 고무 10 내지 50중량%; 아크릴계 수지 40 내지 80중량%; 수지중합제 2 내지 10 중량%; 경화제 2 내지 10중량%; 및 기타 첨가제 0.5 내지 6중량%를 포함하는 제 1 액; 및 아크릴 기와 반응할 수 있는 작용기가 있는 고무 10 내지 50중량%; 아크릴계 수지 40 내지 80중량%; 수지중합제 2 내지 10 중량%; 경화촉진제 0.5 내지 10중량% 및 기타 첨가제 1 내지 6중량%를 포함하는 제 2 액;을 포함하는 2액형 코팅 조성물이다.
본 발명에 따른 2액형 코팅 조성물에 있어서, 상기 제 1 액 및 상기 제 2 액은 경화속도를 조절하기 위해서 중량비로 2:8 내지 8:2의 범위 내에서 혼합되는 것이 바람직하며, 이것으로 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 1액 및 2액 모두에 적용 가능한 아크릴계 수지로는 메틸 메타아크릴레이트(Methyl Methacrylate), 2-히드록시에틸 메타아크릴레이트(2-hydroxyethyl Methacrylate) 및 2-에틸헥실 메타아크릴레이트(2-Ethylhexyl Methacrylate)로 이루어진 군에서 일종 이상 사용될 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 아크릴계 수지 시스템 내에 반응성 희석제가 첨가되어 목적하는 공정의 점도를 조절 가능하고, 주쇄에는 탄성중합체가 변성되어 목적하는 물성을 가지는 아크릴 수지 배합물을 사용하는 것이 바람직하다. 반응성 희석제는 하나 이상의 아크릴기를 가짐으로써 아크릴 수지와 같은 화학적 거동을 하면서 동시에 상온에서 1000cps 이하의 낮은 점도를 가지는 단량체(monomer) 또는 올리고머(oligomer)를 통상적으로 지칭한다.
상기 아크릴계 수지는 조성물 전체 중량에 기초하여 40 내지 80중량%의 범위 내에서 사용될 수 있으며, 상기 범위를 벗어나는 경우 도포시 접착제가 흘러내리거나 도포하기 어려운 공정상의 문제가 생길 수 있다.
상기 1액 및 2액 모두에서 아크릴계 수지와 개질 가능한 고무로는 특별히 제한되지 않지만, 가류 중에 아크릴 기와 반응할 수 있는 작용기가 있는 고무가 바람직하다. 분자량이 너무 낮으면, 코팅시 레벨링성(leveling property)이 감소되는 문제가 발생할 수 있으며, 프레스 가공시 배합물이 흘러나와 금형을 오염시킬 수 있는 문제도 발생할 가능성이 있으므로, 충분한 분자량을 가지는 변성 고무를 사용하는 것이 바람직하다. 고무의 분자량(Mw)은 바람직하게는 30,000g/mol 이상이고, 더욱 바람직하게는 50,000g/mol 이상이다. 구체적으로 니트릴기로 치환된 니트릴 부타디엔 고무 등이 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 않으며 치환기가 포함된 고무 제품을 아크릴 수지 시스템 내에 블렌딩하는 방법도 가능하다.
상기 아크릴 기와 반응할 수 있는 작용기가 있는 고무는 조성물 전체 중량에 기초하여 10 내지 50중량%의 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하며, 고무 성분은 접착제의 신율에 영향을 미치기 때문에 상기 범위를 벗어나는 경우, 즉, 함량이 10중량% 미만인 경우 신율이 낮아 미세한 변형에도 깨지기 쉬우며, 50중량%를 초과하는 경우 강성이 약해지는 문제가 있을 수 있다.
상기 1액 및 2액 모두에서 적용되는 수지 중합제는 모노머 또는 폴리머간의 결합반응을 통해 분자량이 큰 화합물을 생성하는 역할을 하며, 구체적으로 메타크릴산(Methacrylic Acid)인 것이 바람직하다. 상기 수지 중합제는 조성물 전체 중량에 기초하여 2 내지 10중량%의 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다.
여기서, 블래더 고무 표면과 아크릴 수지 도포 층 사이의 층간 접착력을 증대시키기 위하여, 탄성중합체가 개질된 변성 아크릴 조성물을 더 포함시키는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 코팅 조성물은 목적하는 점도를 조절하기 위해 아크릴 수지 블렌드물에 경화제를 혼합하여 사용하며, 사용 가능한 경화제로는 히드록시기 등과 반응하여 3차원 망상구조를 이룰 수 있는 상용되는 임의의 경화제도 사용 가능하며, 바람직한 경화제로는 상온에서 목적하는 정도의 부품 수명을 가지고, 발열이 적으며, 목적하는 공정에 적합한 점도를 가지는 경화제가 좋다.
즉, 본 발명은 목적하는 점도를 조절하기 위해 아크릴 수지의 블렌드와 경화제를 혼합하고 이를 분사 또는 도포하여서 가류블래더의 수명을 증대시킬 수 있다. 구체적으로, 1액에는 경화제로 쿠멘 히드로퍼옥사이드(Cumene Hydroperoxide)를 2액에는 경화촉진제인 2-이미다졸리딘티온(2-Imidazolidinethione)을 적용하는 것이 바람직하다.
상기 1액에 사용되는 경화제는 2 내지 10중량%의 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하며, 상기 2액에 사용되는 경화촉진제는 0.5 내지 10중량%의 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명에서, 기타 첨가제로는 제품의 분산을 위해 실란커플링제(Silane Coupling Agent) 또는 계면활성제인 메타아크릴레이트 인산염(Methacrylate Acid phosphate)를 소량 사용할 수도 있다. 예를 들면, 기타 첨가제로서 실란커플링제와 계면활성제가 동시에 사용될 수 있는데 이때, 실란커플링제 및 계면활성제는 각각 0.5 내지 3중량%의 범위 내에서 사용될 수 있다.
본 발명은 아크릴계 수지를 경화제와 혼합함으로써 생성된 코팅 조성물의 점도 및 경화 속도를 조절할 수 있으며, 상기 조성물이 도포 또는 적용되면 얇은 박막을 형성한다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
실시예 1
니트릴 부타디엔 고무 10 중량%에 메틸 메타아크릴레이트 수지 80중량%, 수지 중합제 (메타크릴산) 4중량%, 무기물과의 접착력강화를 위한 실란 커플링제 1중량%, 및 경화제(쿠멘 히드로퍼옥사이드) 5중량%를 혼합하여 1액을 준비하고, 니트릴 부타디엔 고무 20 중량%에 메틸 메타아크릴레이트 수지 75중량%, 수지 중합제(메타크릴산) 3중량%, 실란 커플링제 (Silane Coupling Agent) 1중량%, 및 경화촉진제(2-이미다졸리딘티온) 1중량%를 혼합하여 2액을 준비하였다. 이어서, 상기 1액과 2액을 각각 5:5비율로 혼합하여 타이어 가류 블래더용 코팅 조성물을 제조하였으며, 생성된 코팅 조성물을 타이어 가류 블래더에 도포한 후, 사용하여 수명을 평가하였다.
비교예 1
타이어 가류 블래더에 접착코팅제 도포없이 사용하여 수명을 평가하였다.
시험예 1
상기 실시예 1에서 제조된 코팅 조성물을 타이어 가류 블래더의 외부에 코팅한 후, 타이어의 사용 수명을 평가하였고, 비교를 위해 타이어 가류 블래더에 코팅제 도포 없이 타이어의 사용 수명을 평가하여, 그 결과를 하기 도 1 내지 도 2 및 표 1에 나타내었다.
구분 실시예 1 비교예 1
평가수량 60개 60개
평균사용수명 322회 209회
상기 도 1 및 표 1을 통해 알 수 있는 바와 같이, 타이어 가류 블래더에 코팅 조성물을 코팅한 본 발명에 따른 실시예 1의 경우 사용 수명이 약 100회 이상 증대됨을 알 수 있으며, 이는 본 발명에 따른 타이어의 내구성이 강하다는 것을 의미한다고 할 수 있다.

Claims (4)

  1. 아크릴 기와 반응할 수 있는 작용기가 있는 고무 10 내지 50중량%; 아크릴계 수지 40 내지 80중량%; 수지중합제 2 내지 10 중량%; 경화제 2 내지 10중량%; 및 기타 첨가제 1 내지 6중량%를 포함하는 제 1 액; 및
    아크릴 기와 반응할 수 있는 작용기가 있는 고무 10 내지 50중량%; 아크릴계 수지 40 내지 80중량%; 수지중합제 2 내지 10 중량%; 경화촉진제 0.5 내지 10중량%; 및 기타 첨가제 1 내지 6중량%를 포함하는 제 2 액;
    을 포함하는 타이어의 가류블래더용 2액형 코팅 조성물.
  2. 제 1항에 있어서.
    상기 제 1 액 및 상기 제 2 액은 2:8 내지 8:2의 중량비로 포함되는 것인 타이어의 가류블래더용 코팅 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지로는 메틸 메타아크릴레이트(Methyl Methacrylate), 2-히드록시에틸 메타아크릴레이트(2-hydroxyethyl Methacrylate) 및 2-에틸헥실 메타아크릴레이트(2-Ethylhexyl Methacrylate)로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 것인 타이어의 가류블래더용 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서.
    상기 기타 첨가제로는 실란 커플링제 또는 계면활성제인 타이어의 가류블래더용 코팅 조성물.
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