KR101997830B1 - 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물 - Google Patents

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Abstract

타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물에 관한 것이다. 상기 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물은 실리카 컴파운드와의 친화력이 우수하여 도포 균일성 및 안정성이 우수하고, 내열성이 향상되어 가류 후에도 색선이 전이되지 않아 타이어의 외관품질을 향상시킬 수 있다.

Description

타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물{Paint composition for color printing on tire}
타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 안정성 및 내열성이 향상되어 가류 후에도 색선이 전이되지 않아 타이어의 외관품질을 향상시킬 수 있는 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 타이어는 원재료인 고무에 약품을 섞어 배합하는 정련공정과, 약품 배합된 고무를 반제품으로 제조하는 압연/압출공정과, 반제품을 일정한 크기로 자르는 재단공정과, 제조된 반제품을 정해진 크기로 성형하는 성형공정과, 성형공정으로 만들어진 성형제품에 열과 압력을 가하여 탄성을 부여하는 가류공정에 의해 제조된다.
이때, 압출공정 중 트레드 압출고무에 타이어의 규격 및 용도를 식별하고 외관 품질을 향상시키기 위한 색선을 표시하는데, 이 색선 표시는 다양한 색상의 페인트를 사용하여 도색함에 의해 형성된다.
그러나, 종래의 색선 페인트는 탄소계 화합물 압출물에는 적합하나 근래 연비 개선 목적의 실리카 화합물 압출물과는 친화력이 부족하며, 또한 고무와 안료의 비율 불균형으로 인해 가류시 몰드 내 색선 전이가 발생함으로써 타이어 외관의 품질을 저하시키는 문제점이 있다.
10-2009-0029443, 신한유화 주식회사, 2009년 03월 23일
실리카 컴파운드와의 친화력이 우수하며, 가류 후에도 색선이 전이되지 않아 타이어의 외관품질을 향상시킬 수 있는 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물을 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면, 합성고무 수지, 안료, 첨가제 및 용제를 포함하며, 상기 합성고무 수지와 상기 안료의 중량비가 1:3 초과 1:6 미만인, 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물을 제공한다.
다른 측면에 따르면, 상기 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물을 사용한 타이어를 제공한다.
상기 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물은 실리카 컴파운드와의 친화력이 우수하여 도포 균일성 및 안정성이 우수하고, 내열성이 향상되어 가류 후에도 색선이 전이되지 않아 타이어의 외관품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예를 따르는 타이어를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예를 따르는 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물의 가류 후 색선 전이성을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물 및 이를 사용한 타이어에 관하여 상세히 설명하기로 한다. 이하는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 특허청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
[타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물]
일 구현예에 따른 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물은 합성고무 수지, 안료, 첨가제 및 용제를 포함하며, 조성물 내 상기 합성고무 수지와 상기 안료의 중량비를 1:3 초과 1:6 미만으로 조절함으로써 도포 안정성 및 내열성이 향상되어 가류 후에도 색선이 전이되지 않아 타이어의 외관품질을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
일 구현예에 따른 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물은 상기 조성물 전체 중량에 대하여 합성고무 수지 3~15 중량%, 안료 10~60 중량%, 첨가제 1~20 중량% 및 용제 40~70 중량%를 포함할 수 있다.
상기 합성고무 수지는 불휘발 조성물로서 안료와 충진제 등을 결합시키는 역할과 동시에 부착력과 내구성 등을 페인트에 부여하는 역할을 해주는 것으로, 부타디엔 고무(BR) 수지, 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 수지, 스티렌-부타디엔 라텍스(SB Latex) 수지 등일 수 있으며, 바람직하게는 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무(S-SBR) 수지일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 합성고무 수지로서 상기 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무(S-SBR) 수지를 사용할 경우, 실리카 컴파운드와는 친화력이 우수하여 도포 균일성 및 안정성이 우수한 장점이 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 합성고무 수지는 조성물 전체 중량에 대하여 3~15 중량%일 수 있다. 예를 들면, 상기 합성고무 수지는 조성물 전체 중량에 대하여 5~12 중량%일 수 있다. 예를 들면, 상기 합성고무 수지는 조성물 전체 중량에 대하여 7~10 중량%일 수 있다. 상기 합성고무 수지가 조성물 전체 중량에 대하여 상기 범위에 있는 경우, 부착력과 내구성이 우수하고 실리카 컴파운드와는 친화력이 우수하여 도포 균일성 및 안정성이 향상될 수 있다.
상기 안료는 백색계 안료로서 산화티타늄계 안료, 적색계 또는 황색계 안료로서 아조계 안료, 녹색계 또는 청색계 안료로서 프탈로시아닌계 안료 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 은폐력이 우수하고 내광성에 유리한 무기안료의 일종인 산화티타늄(TiO2)계 안료와 색조, 선명도 및 착색력이 우수한 유기안료의 일종인 아조계 안료 또는 프탈로시아닌계 안료를 각각 사용하거나, 산화티타늄(TiO2)계 안료와 아조계 안료 또는 프탈로시아닌계 안료를 혼합하여 사용할 수 있으며, 각각 별개의 안료를 사용하는 것 보다는 각각의 장점을 포함하도록 무기안료와 유기안료의 혼합안료를 사용하는 것이 페인트 색상의 선명도 및 착색력 면에서 바람직하다.
일 구현예에 따르면, 상기 안료는 조성물 전체 중량에 대하여 10~60 중량%일 수 있다. 예를 들면, 상기 안료는 조성물 전체 중량에 대하여 10~40 중량%일 수 있다. 예를 들면, 상기 안료는 조성물 전체 중량에 대하여 20~30 중량%일 수 있다. 상기 안료가 조성물 전체 중량에 대하여 상기 범위에 있는 경우, 페인트 색상의 선명도 및 착색력 면에서 우수하며, 실리카 컴파운드와의 친화력이 우수하여 도포 균일성 및 안정성이 향상될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 합성고무 수지와 상기 안료의 중량비는 1:3 초과 1:6 미만일 수 있다. 예를 들면, 상기 합성고무 수지와 상기 안료의 중량비는 1:4 내지 1:5일 수 있다. 예를 들면, 상기 합성고무 수지와 상기 안료의 중량비는 1:4일 수 있다. 상기 합성고무 수지와 상기 안료의 중량비가 상기 범위에 있는 경우, 가류시 충분한 가교가 일어날 수 있으며 실리카 컴파운드와의 친화력이 우수하여 도포 균일성 및 안정성이 향상될 수 있다.
상기 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물은 본 발명의 효과나 목적을 해치지 않는 범위 내에서 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 평활도 및 퍼짐성 등을 증대시키기 위한 것으로, 왁스(WAX), 점증제, 활성제, 가류제, 가류촉진제 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 첨가제는 조성물 전체 중량에 대하여 1~20 중량%일 수 있다. 예를 들면, 상기 첨가제는 조성물 전체 중량에 대하여 3~15 중량%일 수 있다. 예를 들면, 상기 첨가제는 조성물 전체 중량에 대하여 5~10 중량%일 수 있다. 상기 첨가제가 상기 함량 범위를 벗어나는 경우, UV안정성, 내약품성 노후성, 미가류, 층분리 등의 문제점이 발생할 수 있다.
상기 왁스는 점도를 조절하는 역할을 하며, 상기 왁스의 구체적인 예로는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 왁스, 파라핀 왁스, 마이크로 왁스 등을 들 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 왁스가 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 왁스일 경우, 고온에 대한 내성이 우수하여 고온에서 탄화물이 생성되는 것을 억제하는 장점이 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 왁스는 조성물 전체 중량 대비 1 내지 10 중량%일 수 있다. 예를 들면, 상기 왁스는 조성물 전체 중량에 대하여 3~8 중량%일 수 있다. 예를 들면, 상기 왁스는 조성물 전체 중량에 대하여 4~7 중량%일 수 있다. 상기 왁스가 상기 함량 범위일 경우, 내열성, UV 안정성 및 내약품성이 우수한 장점이 있다.
상기 점증제는 도포시 흘러내림을 방지하고 저장시 침전되지 않게 해주는 역활을 하는 것으로서, 상기 점증제 예로는 벤톤(bentone), 메틸에틸 셀룰로오즈(methylethyl cellulose) 등을 들 수 있다. 또한, 상기 활성제는 가류를 촉진시키는 역할을 하며, 상기 활성제의 예로는 산화아연, 스테아린산(stearic acid) 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 가류제 및 가류촉진제는 가류시 도막이 몰드쪽으로 이행되어 가는 것을 막아주는 역할을 한다. 상기 가류제의 예로는 유황계 가류제, 유기 과산화물, 수지 가류제, 산화마그네슘 등의 금속산화물 등을 들 수 있으며, 구체적으로는 분말 황(S), 불용성 황(S), 침강 황(S), 콜로이드(colloid) 황 등의 무기 가류제와, 테트라메틸티우람 디설파이드(tetramethylthiuram disulfide, TMTD), 테트라에틸티우람 디설파이드(tetraethyltriuram disulfide, TETD), 디티오디모르폴린(dithiodimorpholine) 등의 유기 가류제를 포함할 수 있으며, 이외 원소 유황 또는 유황을 만들어 내는 가류제, 예를 들면 아민 디설파이드(amine disulfide), 고분자 유황 등을 포함할 수도 있다. 상기 가류촉진제의 예로는 술펜아미드계, 티아졸계, 티우람계, 티오우레아계, 구아니딘계, 디티오카르밤산계, 알데히드-아민계, 알데히드-암모니아계, 이미다졸린계, 크산테이트계 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 용제는 합성고무 수지와 안료의 분산매개 역할을 하여 페인트 조성물의 점도를 균일하게 유지시켜 색선 페인트의 도포성 및 은폐력을 향상시켜 가류 후 색선 부착성과 선명도를 유지하고 몰드의 전이성을 개선시키는 역할을 하는 것으로서 지방족 탄화수소계, 방향족 탄화수소계 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 용제로서 지방족 탄화수소계 및 방향족 탄화수소계의 혼합 용매를 사용할 경우 색선의 부착성 및 도포성에서 장점이 있다.
상기 지방족 탄화수소계 유기용매로는 C1~C10의 알코올, C1~C4의 알킬할라이드, 아민, 에테르 및 에스테르 등을 사용될 수 있으며, 상기 방향족 탄화수소계 유기용매로는 벤젠, 톨루엔, 자이렌 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 C1~C10의 알코올의 구체적인 예로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등을 들 수 있고, 상기 C1~C4의 알킬할라이드의 예로는 클로로에탄, 에틸 클로라이드 등을 들 수 있으며, 상기 아민의 예로는 에탄아민, 에틸아민 등을 들 수 있고, 상기 에테르의 예로는 클로로메틸메틸에테르, 디메틸에테르, 에틸메틸에테르 등을 들 수 있으며, 에스테르의 예로는 3-메틸부틸아세테이트, sec-부틸아세테이트 등을 들 수 있다.
본 발명에 의한 색선 페인트 조성물은 필요에 따라 상기 성분 이외에도 알루미나 화이트, 티탄 옐로우, 탄산칼슘, 디스아조계 오렌지, 벌컨 오렌지, 퍼머넌트 레드, 레이크 레드, 브릴런트(brilliant) 카민 등을 더 포함할 수 있다.
[타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물의 제조 방법]
상기 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물은 상술한 각 성분을 공지의 장치(예를 들어, 교반탱크 등)을 이용하여 혼련함으로써 제조될 수 있다.
[타이어]
본 발명의 타이어는 예를 들어 종래 공지의 방법을 사용하여 제조될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명의 타이어는 상술한 본 발명의 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물을 타이어 트레드부에 도포하여 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예를 따르는 타이어를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 좌우 한 쌍의 비드부(1) 사이에 있어서는, 섬유 코드가 매설된 카커스층(4)이 있고, 이 카커스층(4)의 단부(端部)는 비드 코어(5) 및 비드 필러(6)의 둘레에 타이어 내측으로부터 외측으로 되접어 꺾여 감아올려져 있다.
또한, 타이어 트레드(3)에 있어서는, 카커스층(4)의 외측에, 벨트층(7)이 타이어 1주에 걸쳐 배치되어 있다. 또한, 비드부(1)에 있어서는, 림에 접하는 부분에 림 쿠션(8)이 배치되어 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
[실시예]
<타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물의 제조>
실시예 1
용액 중합 스티렌 부타디엔 고무(S-SBR) 수지 10 중량 %를 포함하는 교반탱크에 용제로서 지방족 용제(헥산) 및 방향족 용제(톨루엔)의 혼합물 50 중량 %를 가하여 용해시킨 후, 적색계 안료(Hostasol Red 5B, Clariant) 40 중량 %, 가류제 0.8 중량 % 및 가류 촉진제 1.2 중량 %를 배합하여 교반함으로써 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물을 제조하였다. 하기 표 1에 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물의 성분 및 조성비를 정리하여 나타내었다.
실시예 2 내지 3 및 비교예 1 내지 3
하기 표 1에 나타난 바와 같은 조성물 성분 및 조성비를 갖는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물을 제조하였다.
타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물 (단위: 중량%)
구분 비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1 실시예 2 실시예 3
합성수지 E-SBR(1) 10 - - - - -
S-SBR(2) - 10 10 10 10 10
안료 분홍색계(3) 30 - - - - -
적색계(4) - 30 60 40 50 40
PTFE 내열성왁스(5) - - - - - 5
가류제(6) 1.2 1.2 0.6 0.8 0.7 0.8
가류 촉진제(7) 0.8 0.8 1.4 1.2 1.3 1.2
용제 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부
(1) E-SBR: SOL-5251H (금호석유화학)
(2) S-SBR: 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무 (F-3440, KAWASAKI-JP)
(3) 분홍색계 안료: Cinquasiaㄾ Pink D 4450 (BASF)
(4) 적색계 안료: Hostasol Red 5B (Clariant)
(5) PTFE 내열성왁스: KTL-8N (한국오유케이)
(6) 가류제 (유황): Ground sulfur (미원상사)
(7) 가류 촉진제: N-사이클로헥실-2-벤조사이아조일 설펜아미드 (SHANDONG SHANXIAN CHEMICALS사)
[ 평가예 ]
평가예 1: 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물의 물리적 특성 측정
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에서 각각 제조된 색선 페인트 조성물의 점도 및 고형분(solid)을 측정한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
이때 점도는 브룩필드 점도계 LVT모델 4번 핀으로 30 rpm, 25℃의 조건으로 측정하였으며, 고형분(solid)은 105℃에서 2시간 동안 측정하였다.
구분 비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1 실시예 2 실시예 3
고형분(%) 37.0 38.0 50.0 45.0 48.0 46.0
점도(cps) 4200 4200 5000 4400 4700 4500
평가예 2: 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물의 색선 전이성 측정
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에서 각각 제조된 색선 페인트 조성물을 타이어 트레드에 도포한 후, 가류 후의 색선 전이성을 평가하여 그 결과를 표 3에 나타내었다. 이때, 색선 전이성은 표준 가류(165℃에서 14분) 및 저온 가류(155℃에서 6분) 후에 평가하였다.
구분 비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1 실시예 2 실시예 3
색선
전이성
 표준가류 매우 많음 많음 많음 약간
있음		 약간
있음		 거의 없음
저온가류 매우 많음 많음 많음 약간
있음		 약간
있음		 거의 없음
또한, 상기 실시예 3 및 비교예 1에 따른 색선 전이성의 평가 결과를 도 2에 나타내었다.
상기 표 3 및 도 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 색선 페인트 조성물은 색선 전이성이 거의 발생하지 않았으나, 비교예 1 내지 3의 색선 페인트 조성물은 색선 전이성이 많이 발생하였음을 알 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 비드부
2: 사이드 월부
3: 타이어 트레드부
4: 카커스층
5: 비드 코어
6: 비드 필러
7: 벨트층
8: 립 쿠션

Claims (10)

  1. 합성고무 수지; 안료; 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 왁스; 점증제, 활성제, 가류제 및 가류촉진제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상; 및 용제; 를 포함하며, 상기 합성고무 수지와 상기 안료의 중량비가 1:3 초과 1:6 미만인, 실리카 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물로서,
    상기 합성고무 수지는 용액 중합 스티렌-부타디엔 고무 수지이고,
    상기 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 왁스는 조성물 전체 중량에 대하여 4 내지 7 중량%이며,
    상기 용제는 지방족 탄화수소계, 방향족 탄화수소계 또는 이들의 혼합물이고,
    상기 조성물의 점도가 브룩필드 점도계 LVT모델 4번 핀으로 30 rpm, 25℃의 조건으로 측정할 때, 4400 내지 4700 cps인,
    실리카 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조성물 전체 중량에 대하여 합성고무 수지 3~15 중량%, 안료 10~55 중량%, 첨가제 1~20 중량% 및 용제 40~70 중량%를 포함하는, 실리카 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 안료는 백색계 안료로서 산화티타늄계 안료, 적색계 또는 황색계 안료로서 아조계 안료, 녹색계 또는 청색계 안료로서 프탈로시아닌계 안료, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 실리카 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 합성고무 수지와 안료의 중량비가 1:4인, 실리카 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 실리카 타이어 인쇄용 색선 페인트 조성물을 사용한 실리카 타이어.
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