KR20010080051A - 지방산 또는 이의 염으로 임의로 처리된 분쇄 천연탄산칼슘의 신규한 유동 조절체 및 이의 용도 - Google Patents
지방산 또는 이의 염으로 임의로 처리된 분쇄 천연탄산칼슘의 신규한 유동 조절체 및 이의 용도 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 1 종 이상의 지방산 또는 1 종 이상의 이의 염 또는 이의 혼합물로 가능한한 처리된, 고미세도로 분쇄된 천연 탄산칼슘의 선택 및, 중합체 조성물에 대한 유동 조절체로서의 용도에 관한 것이다. ISO 4652의 BET법에 의해 측정한 비표면적은 14∼30 ㎡/g이고, ISO 787-V(Rub-out 방법)에 의해 측정한 흡유도는 16 보다 크다. 성분의 혼합 및 제조 조건 뿐 아니라, 최종 산물의 특성도 개선되었다.
Description
이러한 기술 분야에서는 다습 조건하에서 세팅되는 실런트 또는 접착제로서 시용되는 실란 말단을 갖는 폴리우레탄과 같이 충전제를 사용하거나 또는 사용하지 않은 중합체 조성물이 주지되어 있다.
습기의 존재하에, 말단 실란기는 공지의 방법으로 가수분해 및 축합 반응을 수행하게 된다. 그리하여 안정한 실란 격자(Si-O-Si)가 형성된다.
이러한 산물은 수송 및 건설 산업과 같은 각종의 산업 부문에서 많이 응용되고 있다.
그리하여, 점차로 해결하기가 난해해지고 있는 각종 기재가 내포하고 있는 문제점에 사용할 수 있는 "단일-성분"형의 더욱더 복잡한 배합물이 요구되어 왔다.
이러한 유형의 배합물의 조성은 1 종 이상의 충전제를 포함하는데, 이러한 충전제는 통상 "미립"으로 불리우는 1 종 이상의 탄산칼슘이 될 수 있다.
본 발명에 의하면, 이하에서 논의될 고미세도로 분쇄된 천연 탄산칼슘 또는, 후술된 바와 같이 처리한 탄산칼슘을 선택하면 최종 산물에 대한 불균등화된(unequalled) 일련의 만족스러운 특성을 얻을 수 있다는 놀라운 사실을 발견하였다. 이는 "프라이머"로 불리우는 종래의 프라이머 코팅을 사용하지 않고, 필요한 중합체의 함량을 저감시키거나(이에 따라서 재료 비용을 절감할 수 있음), 또는 혼합 시간을 상당히 단축시킬 수 있는 것(각 단계의 경우 1/2 정도가 될 수 있으며, 이는 경제적으로 커다란 잇점이 될 수 있음) 등을 비롯한 특정의 곤란한 플라스틱과 같은 다수의 유형의 기재상에서의 접착력에 대한 적응성이 특히 우수하게 된다.
당업자가 논리적으로 예상한 바와 같이, 이러한 최종 산물의 일련의 특성에서의 상당한 개선이 발생하지 않는다는 것이 매우 놀라운 사실이며, 이는 최종 기계적 특성 또는, 화학적 제제 또는 UV 방사에 대한 내성 또는 이와 같은 제제에 통상적으로 요구되는 유사한 특성에 치명적일 것이게 된다.
염화폴리비닐(PVC)계 플라스티졸 유형의 배합물 또한 공지되어 있다.
플라스티졸은 무기 충전제, 안정화제, 무기 및/또는 유기 안료, 팽창제, 접착 촉진제, 유동화제 등등과 같은 첨가제 및 액상 가소제 중의 1 종 이상의 PVC 수지의 현탁물을 일컫는 것으로 한다.
열에 의한 겔화 후, 플라스티졸은 다소 가요성을 갖는 치밀화된 매스의 외관을 취한다.
통상적으로 사용되는 무기 충전제 중의 하나는 제네카에서 상표명 WinnofilSPT PremiumTM과 같은 화학적 방법에 의해 얻은 합성 탄산칼슘(침강된 탄산칼슘: PCC)으로 구성된다.
본 발명은 실런트, 코팅, 접착제, 플라스티졸 또는 고무의 기술 분야에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 유동 조절 무기 물질로서 분산제의 사용 여부와 상관없이 고미세도로 분쇄된 천연 탄산칼슘을 사용하는 것이 제안된다. 이와 같은 천연 탄산칼슘은 초크, 방해석 또는 대리석의 단독으로 또는 혼합물 형태로부터 선택되거나 또는, 1 종 이상의 지방산 또는 이의 염 또는 이의 혼합물에 의해, 그리고 바람직하게는 스테아르산 또는 이의 염, 예컨대 특히 스테아르산칼슘, 스테아르산마그네슘 또는 스테아르산아연을 사용하고, 그리고 더욱 바람직하게는 스테아르산 또는 이의 칼슘염을 사용하여 처리한 동일한 탄산칼슘으로부터 선택되며, 이들 모두는 후술될 것이다.
본 발명에 의한 유동 조절체 산물은 ISO 4652의 BET법에 의해 측정한 비표면적이 약 14∼30 ㎡/g, 바람직하게는 16∼24 ㎡/g, 더욱 바람직하게는 약 20 ㎡/g인 천연 탄산칼슘인 것을 특징으로 한다.
이러한 탄산염은 가능한한 1 종 이상의 지방산 또는 이의 염 또는 이의 혼합물로 처리되며, 여기서 산은 C10-C24의 산이며, 특히 스테아르산 또는 이의 염, 예컨대 스테아르산칼슘, 스테아르산마그네슘 또는 스테아르산아연, 더욱 바람직하게는 스테아르산 또는 이의 칼슘염을, 바람직하게는 0.01∼5 중량%, 특히 1∼4 중량%의 비율로 사용한다.
여기서, 스테아르산이라는 것은 공업적 품질(industrial quality)이 주로 50∼70%의 옥타데칸산 및 30∼50%의 헥사데칸산을 포함하는 스테아르산을 의미하는 것으로 이해한다.
본 발명에 의한 산물의 본래의 잇점은 이러한 산물이 유동 조절 작용을 수행하는 탄산칼슘이라는 점에 있다. 이러한 작용은 통상적으로 점도 억제제와 같은 중합체 배합물 중에 함유된 첨가제 및 중합체에 의한 것이며, 본 출원인은 놀랍게도 이러한 것들이 고미세도의 천연 무기 충전제를 포함하는 물질로 구성된 유형의 산물에 의해 수행된다는 사실을 발견하였다.
본 발명에 의해 선택된 산물은 분산제를 사용하거나 또는 사용하지 않고 매우 미세하게 분쇄하고, 가능한한 1 종 이상의 지방산 또는 이의 염 또는 이의 혼합물에 의해 처리된 천연 탄산칼슘으로 이루어진다.
또다른 특성으로는 흡유성이 있는데, 이는 ISO 787-V(Rub-out 방법)에 의해 측정시 흡유도가 16 보다 컸다.
비표면적이 19∼26 ㎡/g인 탄산칼슘은 유럽 특허 제0,795,588호에 기재되어 있다. 이 문헌에 의하면 이러한 탄산칼슘은 제지 분야에서 휘도와 불투명도를 제공하는 안료로서 주지되어 있다. 이러한 응용 분야는 완전 별개의 것이다. 또한, 이러한 작용은 유동 조절 작용과도 완전 별개의 것이며, 이로부터 본 발명에 의한 작용이 암시되지 않거나 또는 이와 같은 신규한 응용예가 놀라운 특성을 유발하면서도 상당한 경제적 잇점을 갖는다는 사실이 시사되지도 않았다.
또한, 본 발명은 실런트 또는 코팅, 접착제, 플라스티졸 또는 고무의 제조에서 유동 조절체로서, 고미세도로 분쇄된 천연 탄산칼슘의 용도에 관한 것으로서, 이러한 천연 탄산칼슘은 1 종 이상의 지방산 또는 이의 염, 특히 칼슘염, 마그네슘염 또는 아연염 또는 이의 혼합물에 의해 처리된다. 이러한 산은 C10-C24산으로서, 이는 특히 스테아르산 또는 이의 염, 예컨대 스테아르산칼슘, 스테아르산마그네슘 또는 스테아르산아연, 특히 스테아르산 또는 이의 칼슘염 등이 있다. 이러한 처리는 0.01∼5 중량%, 바람직하게는 1∼4 중량%의 1 종 이상의 산 또는 이의 염 또는 이의 혼합물의 비율로 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 실런트 또는 코팅, 접착제, 플라스티졸 또는 고무의 제조에서 유동 조절체로서 처리 또는 미처리된 탄산칼슘의 유기 매체 중의 분산물 또는 현탁물의 용도에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 고미세도로 분쇄된 천연의 탄산칼슘, 가능하게는 1 종 이상의 지방산 또는 이의 염 또는 이의 혼합물로 처리된 천연의 탄산칼슘을 유동 조절체로서 함유하는 플라스티졸, 실런트 또는 코팅, 엘라스토머 또는 고무의 중합체 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 기타의 특성 및 잇점은 이하의 설명 및 실시예의 숙독에 의해 명백할 것이다. 이러한 예는 본 발명을 제한하는 것으로 이해하여서는 아니된다.
실시예에서, 산물은 하기와 같은 특성을 갖는다.
산물 A
종래 기술의 충전제로서, 초크형의 천연 탄산칼슘으로 구성되며, 이를 분쇄및 건조시키고, 처리하지 않았으며, 마이크로메리틱스로부터의 Sedigraph 5100에 의해 측정한 평균 입경이 0.67 ㎛이고, ISO 4652의 BET 방법에 의해 측정한 비표면적은 11 ㎡/g이다.
산물 B
본 발명에 의한 유동 조절체로서, 초크형의 천연 탄산칼슘으로 구성되며, 이를 분쇄 및 건조시키고, 처리하지 않았으며, 마이크로메리틱스로부터의 Sedigraph 5100에 의해 측정한 평균 입경이 0.60 ㎛이고, ISO 4652의 BET 방법에 의해 측정한 비표면적은 19.5 ㎡/g이며, ISO 787-V(Rub-out 방법)에 의해 측정한 흡유도는 18.75이었다.
산물 C
본 발명에 의한 유동 조절체로서, Urgonian 방해석의 천연 탄산칼슘으로 구성되며, 이를 습식법에 의해 분쇄시킨 후 건조시키고, 처리하지 않았으며, 마이크로메리틱스로부터의 Sedigraph 5100에 의해 측정한 평균 입경이 0.44 ㎛이고, ISO 4652의 BET 방법에 의해 측정한 비표면적은 16.5 ㎡/g이며, ISO 787-V(Rub-out 방법)에 의해 측정한 흡유도는 20이었다.
산물 D
본 발명에 의한 유동 조절체로서, 초크형의 천연 탄산칼슘으로 구성되며, 이를 습식법에 의해 분쇄시킨 후 건조시키고, 3 중량%의 스테아르산을 사용하여 처리하였으며, 마이크로메리틱스로부터의 Sedigraph 5100에 의해 측정한 평균 입경이 0.59 ㎛이고, 처리후 ISO 4652의 BET 방법에 의해 측정한 비표면적은 16 ㎡/g이며,ISO 787-V(Rub-out 방법)에 의해 측정한 흡유도는 16.3이었다.
산물 E
본 발명에 의한 유동 조절체로서, Urgonian 방해석 유형의 천연 탄산칼슘으로 구성되며, 이를 습식법에 의해 분쇄시킨 후 건조시키고, 처리하지 않았으며, 마이크로메리틱스로부터의 Sedigraph 5100에 의해 측정한 평균 입경이 0.58 ㎛이고, ISO 4652의 BET 방법에 의해 측정한 비표면적은 14.4 ㎡/g이며, ISO 787-V(Rub-out 방법)에 의해 측정한 흡유도는 17.9이었다.
산물 F
본 발명에 의한 유동 조절체로서, 초크형의 천연 탄산칼슘으로 구성되며, 이를 습식법에 의해 분쇄시킨 후 건조시키고, 1 중량%의 스테아르산을 사용하여 처리하였으며, 마이크로메리틱스로부터의 Sedigraph 5100에 의해 측정한 입도가 96%는 <1 ㎛이고, 39%는 <0.2 ㎛이며, 처리후 ISO 4652의 BET 방법에 의해 측정한 비표면적은 28 ㎡/g이며, 처리후 ISO 787-V(Rub-out 방법)에 의해 측정한 흡유도는 19.5이었다.
산물 G
본 발명에 의한 유동 조절체로서, 초크형의 천연 탄산칼슘으로 구성되며, 이를 습식법에 의해 분쇄시킨 후, 건조시키고, 처리하지 않았으며, ISO 4652의 BET 방법에 의해 측정한 비표면적은 22 ㎡/g이며, ISO 787-V(Rub-out 방법)에 의해 측정한 흡유도는 19.4이었다.
산물 H
제네카에서 상표명 Winnofil SPTTM으로 시판하는 침강 탄산칼슘으로 구성된 종래의 충전제.
산물 I
종래의 충전제로서, 초크형의 천연 탄산칼슘으로 구성되며, 이를 습식법에 의해 분쇄시킨 후, 건조시키고, 1%의 스테아르산으로 처리하였으며, 마이크로메리틱스로부터의 Sedigraph 5100에 의해 측정한 평균 입경이 1.4 ㎛이고, ISO 4652의 BET 방법에 의해 측정한 비표면적은 6 ㎡/g이다.
산물 J
종래의 충전제로서, 초크형의 천연 탄산칼슘으로 구성되며, 이를 습식법에 의해 분쇄시킨 후, 건조시키고, 1%의 스테아르산으로 처리하였으며, 마이크로메리틱스로부터의 Sedigraph 5100에 의해 측정한 평균 입경이 1 ㎛이고, ISO 4652의 BET 방법에 의해 측정한 비표면적은 10 ㎡/g이다.
산물 K
솔베이에서 상표명 Socal U1S2로 시판하는 처리된 침강 탄산칼슘으로 구성된 종래의 충전제.
실시예 1
본 실시예는 플라스티졸 제조용 유동 조절체로서 탄산칼슘의 용도에 관한 것이다.
이들 시험에서, 종래 기술의 침강에 의해 얻은 합성 탄산칼슘 또는 침강 탄산칼슘(PCC) 대신에 본 발명의 특정 천연 탄산칼슘을 사용하여 시험을 수행하였다.
탄산칼슘을 함유하지 않는 PVC(염화폴리비닐)계 플라스티졸 유형의 배합물에 있어서, 통상적으로 사용되는 무기 충전제, 즉 침강 탄산칼슘 50∼100% 대신에 본 발명에 따른 고미세도로 분쇄된 천연 탄산칼슘을 사용한 효과를 비교하고자 하였다.
이를 수행하기 위해서, 충전제를 사용하지 않은 플라스티졸 75 g과 시험하고자 하는 탄산칼슘을 7 ㎝ 직경의 리셉터클에서 혼합하고, 혼합물은 주걱을 사용하여 균질화시켰다. 그 다음 "PendraulikTM" LD50 실험실용 혼합 기구를 사용하여 혼합물을 2분 동안 분산시켰는데, 분산 원판의 직경은 5 ㎝이고, 원판의 회전 속도는 2,700 회전/분(3번 위치에서 수동 설정)이었다.
분산이 완료되면, DIN125에 따른 측정 장치인 "Rheomat 120TM" 장치로 20℃에서 측정하였다.
시험 1
이 시험은 종래 기술로서 Winnofil SPTTM(산물 H)의 상품명으로 제네카에서 시판되는 침강 탄산칼슘 20 g과 JuraperleTMBS로 주라바이스에서 시판하는 천연 탄산칼슘 5 g을 사용한다.
시험 2
이 시험은 종래 기술로서 Winnofil SPTTM(산물 H)의 상품명으로 제네카에서 시판되는 침강 탄산칼슘 13 g과 종래 기술에 의한 산물 A 12 g을 사용한다.
시험 3
이 시험은 본 발명을 예시하며, 본 발명에 따른 산물 B 25 g을 사용한다.
시험 4
이 시험은 종래 기술을 예시하며, Winnofil SPTTM(산물 H)의 상품명으로 제네카에서 시판되는 침강 탄산칼슘 20 g을 사용한다.
시험 5
이 시험은 본 발명을 예시하며, Winnofil SPTTM(산물 H)의 상품명으로 제네카에서 시판되는 침강 탄산칼슘 10 g과 본 발명에 따른 산물 D 15 g을 사용한다.
시험 6
이 시험은 본 발명을 예시하며, Winnofil SPTTM(산물 H)의 상품명으로 제네카에서 시판되는 침강 탄산칼슘 10 g과 본 발명에 따른 산물 C 15 g을 사용한다.
시험 7
이 시험은 본 발명을 예시하며, Winnofil SPTTM(산물 H)의 상품명으로 제네카에서 시판되는 침강 탄산칼슘 13 g과 본 발명에 따른 산물 E 12 g을 사용한다.
시험 8
이 시험은 본 발명을 예시하며, Winnofil SPTTM(산물 H)의 상품명으로 제네카에서 시판되는 침강 탄산칼슘 10 g, JuraperleTMBS로 주라바이스에서 시판하는 천연 탄산칼슘 5 g 및 본 발명에 따른 산물 D 10 g을 사용한다.
시험 9
이 시험은 본 발명을 예시하며, Winnofil SPTTM(산물 H)의 상품명으로 제네카에서 시판되는 침강 탄산칼슘 10 g, JuraperleTMBS로 주라바이스에서 시판하는 천연 탄산칼슘 5 g 및 본 발명에 따른 산물 E 10 g을 사용한다.
시험 10
이 시험은 본 발명을 예시하며, 플라스티졸 72 g과의 혼합물에 대해 Winnofil SPTTM(산물 H)의 상품명으로 제네카에서 시판되는 침강 탄산칼슘 10 g, JuraperleTMBS로 주라바이스에서 시판하는 천연 탄산칼슘 5 g 및 본 발명에 따른 산물 E 13 g을 사용한다.
20℃에서 DIN 125에 따른 유속의 함수로서 점도를 측정한 결과는 하기 표 Ia 및 Ib에 제시되어 있다.
| 조성 | 시험 번호 | 종래 기술 | 종래 기술 | 본 발명 | 종래 기술 | 본 발명 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 충전제를 사용하지 않은플라스티졸(g) | 75.00 | 75.00 | 75.00 | 75.00 | 75.00 | |
| PCC(g) | 20.00 | 13.00 | - | 25.00 | 10.00 | |
| JuraperleTMBS(g) | 5.00 | - | - | - | - | |
| 산물 A(g) | - | 12.00 | - | - | - | |
| 산물 B(g) | - | - | 25.00 | - | - | |
| 산물 D(g) | - | - | - | - | 15.00 | |
| 혼합물 중량(g) | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | |
| 유동 | 점도(mPa.s) | |||||
| 유속(s-1) | 시험 1 | 시험 2 | 시험 3 | 시험 4 | 시험 5 | |
| 20 | 18,200 | 17,700 | 15,200 | 17,600 | 17,100 | |
| 40 | 10,040 | 9,650 | 8,430 | 9,900 | 9,650 | |
| 60 | 7,260 | 7,100 | 6,280 | 7,200 | 7,100 | |
| 80 | 5,890 | 5,730 | 5,170 | 5,850 | 5,700 | |
| 100 | 5,100 | 4,880 | 4,390 | 5,000 | 4,800 | |
| 120 | 4,490 | 4,380 | 3,980 | 4,450 | 4,350 | |
| 140 | 4,100 | 4,020 | 3,550 | 3,990 | 3,990 | |
| 160 | 3,780 | 3,650 | 3,310 | 3,650 | 3,650 | |
| 180 | 3,460 | 3,400 | 3,110 | 3,400 | 3,380 | |
| 200 | 3,320 | 3,220 | 2,950 | 3,190 | 3,170 | |
| 220 | 3,140 | 3,030 | 2,780 | 3,110 | 3,000 | |
| 240 | 3,000 | 2,870 | 2,620 | 2,890 | 2.820 | |
| 260 | 2,870 | 2,760 | 2,520 | 2,740 | 2.700 | |
| 280 | 2,760 | 2,680 | 2,420 | 2,610 | 2,600 | |
| 300 | 2,660 | 2,570 | 2,350 | 2,490 | 2,490 |
| 조성 | 시험 번호 | 본 발명 | 본 발명 | 본 발명 | 본 발명 | 본 발명 |
| 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| 충전제를 사용하지 않은플라스티졸(g) | 75.00 | 75.00 | 75.00 | 75.00 | 72.00 | |
| PCC(g) | 10.00 | 13.00 | 10.00 | 10.00 | 10.00 | |
| JuraperleTMBS(g) | - | - | 5.00 | 5.00 | 5.00 | |
| 산물 C(g) | 15.00 | - | - | - | - | |
| 산물 D(g) | - | - | 10.00 | - | - | |
| 산물 E(g) | - | 12.00 | - | 10.00 | 13.00 | |
| 혼합물 중량(g) | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | |
| 유동 | 점도(mPa.s) | |||||
| 유속(s-1) | 시험 6 | 시험 7 | 시험 8 | 시험 9 | 시험 10 | |
| 20 | 12,700 | 17,300 | 13,100 | 12,500 | 17,000 | |
| 40 | 7,280 | 9,450 | 7,600 | 7,160 | 9,500 | |
| 60 | 5,360 | 6,950 | 5,630 | 5,250 | 7,030 | |
| 80 | 4,430 | 5,600 | 4,850 | 4,330 | 5,580 | |
| 100 | 3,820 | 4,830 | 4,040 | 3,780 | 4,800 | |
| 120 | 3,400 | 4,230 | 3,600 | 3,300 | 4,320 | |
| 140 | 3,110 | 3,950 | 2,290 | 3,000 | 3,790 | |
| 160 | 2,860 | 3,550 | 3,040 | 2,770 | 3,550 | |
| 180 | 2,680 | 3,260 | 2,850 | 2,590 | 3,280 | |
| 200 | 2,520 | 3,110 | 2,680 | 2,480 | 3,080 | |
| 220 | 2,400 | 2,910 | 2,550 | 2,320 | 2,950 | |
| 240 | 2,290 | 2,790 | 2,430 | 2,200 | 2,800 | |
| 260 | 2,190 | 2,670 | 2,340 | 2,130 | 2,710 | |
| 280 | 2,120 | 2,580 | 2,250 | 2,050 | 2,610 | |
| 300 | 2,040 | 2,490 | 2,180 | 1,970 | 2,490 |
상기 표로부터, 침강 탄산칼슘 100% 대신에 본 발명의 탄산칼슘을 사용한 경우조차도, 본 발명의 탄산칼슘의 사용으로 플라스티졸 조성물의 유동 양식을 조절할 수 있음이 확인된다.
실시예 2
본 실시예는 종래 공지된 천연 탄산칼슘으로 충전된 혼합물과 비교하여, 가소화된 PVC를 주성분으로 하는 혼합물에서 본 발명에 따른 산물 F, 즉 비표면적이 28 ㎡/g이 되도록 분쇄한 천연 초크에 의해 부여되는 통상적인 기계적 특성의 연구에 관한 것이다.
이들 각 시험에서, 다음 혼합물이 생성되었다.
솔베이에서 시판하는 "SOLVIC 239 D" PVC 100
디옥틸 프탈레이트(엑손에서 입수가능한 JayflexTMDOP) 50
2염기성 황산납 1
3염기성 황산납 2
시험하고자 하는 충전제 80
조성물의 제조
무수 혼합물 또는 "무수 블랜드"는 15 분 동안 100℃의 단열 혼합기 "GUEDUTM"에서 제조하였다. 혼합물은 혼합 분쇄기 중 150℃의 실린더에서 겔화하였다. 모든 혼합물에 대해서, 이 조작을 12 분 동안 수행하였다.
3분 동안 공시료를 예비가열하고 냉각 전에 2분 동안 가압한 다음 압착기를 사용하여 90×90×2 ㎜ 시이트를 160℃에서 성형하였다.
이들 시이트로부터 기계적 특성을 측정하는데 필요한 시험편을 절단하였다.
시험된 각종 탄산칼슘은 다음과 같다.
시험 11
이 시험은 종래 기법을 예시하며, ISO 4652의 BET 방법에 따라 측정된 비표면적이 6 ㎡/g인 1% 스테아르산으로 처리한 천연 초크(산물 I)를 사용한다.
시험 12
이 시험은 종래 기법을 예시하며, ISO 4652의 BET 방법에 따라 측정된 비표면적이 10 ㎡/g인 1% 스테아르산으로 처리한 천연 초크(산물 J)를 사용한다.
시험 13
이 시험은 본 발명을 예시하며, 본 발명에 따른 산물 F를 사용한다.
기계적 특성은 10 ㎝/분의 견인 속도를 이용하고 23℃에서 ISO 37에 따른 InstronTM장치를 사용하여 수행된 동력 측정 시험(인장 강도, 파단 신장율, 모듈러스 100%)으로 평가하였다.
ASTM-C 인열 강도는 ISO R-34 방법에 따라 측정된 일부에 대한 것이며, 쇼어 C 경도는 ISO 868의 방법에 따른 것이다.
기계적 특성에 대한 측정 결과는 하기 표 II에 제시되어 있다.
| 시험 번호 | 종래 기술 | 종래 기술 | 본 발명 |
| 11 | 12 | 13 | |
| 인장 강도(daN/㎠) | 128 | 130 | 136 |
| 파단 신장율(%) | 300 | 260 | 172 |
| 모듈러스 100%(daN/㎠) | 83 | 106 | 127 |
| ASTM-C 인열 강도(daN/㎝) | 47 | 56 | 58 |
| 쇼어 C 경도(15 초)(daN/㎝) | 60 | 64 | 74 |
얻은 기계적 특성은 우수하며, 분쇄되었지만 본 발명의 범주에 속하지 않는 비표면적을 갖는 천연 탄산칼슘을 사용하여 얻은 기계적 특성보다 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명은 제제의 기계적 특성을 바람직한 범위로 최적화할 수 있다.
실시예 3
본 실시예는 천연 고무계 또는 합성 고무계 탄성 중합체를 제조하기 위한 유동 조절체로서의 탄산칼슘의 용도에 관한 것이다.
본 실시예에서는 천연 고무계 또는 합성 고무계 혼합물의 특성에 영향을 미치는 본 발명에 따른 분쇄된 천연 초크의 비표면적의 효과를 종래 기술의 침강 탄산칼슘과 비교하여 평가하였다.
이를 수행하기 위해서, 각각의 시험 14 및 시험 15의 경우에는 다음과 같은 혼합물을 제조하였다.
천연 고무(훈연 처리한 품질 RSS 1) 100
SBR 고무(스티렌-부타디엔, CariflexTM1502, 쉘 제품) 40
산화아연(스노우 품질)(비에이유 몽따뉴 제품) 5
스테아르산 2
황 1.5
N-시클로헥실-2-벤조티아질설펜아미드(VulcaforTMCBS, 불낵스 제품) 1
테트라메틸티우람 디설파이드(VulkacitTMDTMT, 베이어 제품) 0.5
시험하고자 하는 탄산칼슘 100
시험 14
본 시험은 종래의 기술을 예시한 것이로, Socal U1S2의 명칭으로 솔베이로부터 시판되고 있는 침강 탄산칼슘(산물 K)을 사용한다.
시험 15
본 시험은 본 발명을 예시한 것으로, 본 발명에 따른 산물 F를 사용한다.
이들 2가지 시험은 다음과 같이 수행하였다.
온도가 조절되는 혼합 분쇄기 상에서 60℃에서 10 분 동안(마찰 I/I, 4) 혼합함으로써, 당업자의 통상의 기법에 따라 탄산칼슘을 제외한 각종 성분들을 연속 혼입하여 순수한 껌 마스터배취를 제조하였다.
이 마스터배취로부터 2개의 샘플을 취하고, 여기에 시험하고자 하는 탄산칼슘을 혼입하여 60℃에서 12 분 동안 혼합하였다.
전술한 시험에서와 같은 동일한 조작 방법에 따라 기계적 특성의 측정을 수행하기 위해서, 몬산토 유량계를 사용하여 155℃에서 가황 최적 조건을 결정한 후, 시이트를 성형하고, 그러한 최적 조건으로 가황시켰다.
기계적 특성의 결과를 하기 표 III에 기재하였다.
| 시험 번호 | 종래의 기술 | 본 발명 |
| 14 | 15 | |
| 155℃에서의 가황 최적 조건 | 5 분 15 초 | 5 분 |
| 인장 강도(daN/㎠) | 119 | 109 |
| 모듈러스 300%(daN/㎠) | 41 | 39 |
| 신장율(%) | 500 | 485 |
| 파단 강도 ASTM-C(daN/㎝) | 23 | 26 |
| 쇼어 A 강도(15 초) | 61 | 61 |
본 발명에 따른 산물은 수행 시간(가황 최적 조건) 뿐만 아니라, 파단 강도 특성을 감소시킨다는 것을 알 수 있다.
마찬가지로, 시험 16, 17 및 18은 다음과 같은 배합물을 사용하여 수행하였다.
SBR 고무(스티렌-부타디엔, CariflexTM1502, 쉘 제품) 40
천연 고무(훈연 처리한 품질 RSS 1) 60
산화아연(스노우 품질)(비에이유 몽따뉴 제품) 5
스테아르산 2
황 2
N-시클로헥실-2-벤조티아질설펜아미드(VulcaforTMCBS, 불낵스 제품) 0.9
디오르토톨릴구아니딘 촉진제(VulkaforTMDOTG, 불낵스 제품) 0.3
시험하고자 하는 탄산칼슘 100
시험 16
본 시험은 종래의 기술을 예시한 것으로, Socal U1S2의 명칭으로 솔베이로부터 시판되고 있는 침강 탄산칼슘(산물 K)을 사용한다.
시험 17
본 시험은 종래의 기술을 예시한 것으로, 이를 습식 방법에 따라 분쇄, 건조하고, 처리하였으며, 마이크로메리틱스의 Sedigraph 5100에 의해 측정한 평균 입경이 1.4 ㎛이고, ISO 4652의 BET 방법에 따라 측정한 비표면적이 10 ㎡/g인 초크형의 탄산칼슘(산물 J)을 사용한다.
시험 18
본 시험은 본 발명을 예시한 것으로, 본 발명에 따른 산물 G를 사용한다.
전술한 시험에서와 같은 동일한 조작 방법으로 제조한 마스터배취로부터 3개의 샘플을 취하고, 여기에 시험하고자 하는 탄산칼슘을 혼입하고, 60℃에서 12 분 동안 혼합하였다.
전술한 시험에서와 같은 동일한 조작 방법에 따라 기계적 특성의 측정을 수행하기 위해서, 가황 최적 조건을 결정한 후, 시이트를 성형하고, 그러한 최적 조건으로 가황시켰다.
기계적 특성의 결과를 하기 표 IV에 기재하였다.
| 시험 번호 | 종래의 기술 | 종래의 기술 | 본 발명 |
| 16 | 17 | 18 | |
| 150℃에서의 가황 최적 조건 | 23 분 30 초 | 16 분 45 초 | 11 분 |
| 인장 강도(daN/㎠) | 122 | 132 | 132 |
| 모듈러스 300%(daN/㎠) | 16.5 | 20 | 20 |
| 신장율(%) | 695 | 715 | 695 |
| ASTM-C 인열 강도(daN/㎝) | 23 | 28 | 28 |
| 쇼어 A 강도(15 초)(daN/㎝) | 51 | 50 | 50 |
발명에 따른 산물은 수행 시간(가황 최적 조건) 뿐만 아니라 대부분의 기계적 강도 특성을 향상시킨다는 것을 알 수 있다.
실시예 4
시험(시험 19 및 20)의 제2 시리즈는 다음과 같은 기본 성분을 갖는 무기 충전제로 충전된 천연 고무 40 pcr 중에서 수행하였다.
연 고무(훈연 처리한 품질 RSS 1) 100
쿠마론 수지 60/70 5.6
로진 3
산화아연(스노우 품질)(비에이유 몽따뉴 제품) 40
스테아르산 0.5
오일 4.3
벤조일티아질 디설파이드 촉진제(VulcaforTMMBTS, 불낵스 제품) 1
디페닐구아니딘 촉진제(VulcaforTMDPG, 불낵스 제품) 0.36
시험하고자 하는 탄산칼슘은 다음과 같다.
시험 19
본 시험은 종래의 기술을 예시한 것으로, 침강 탄산칼슘(산물 K)을 사용한다.
시험 20
본 시험은 본 발명을 예시한 것으로, 본 발명에 따른 천연 탄산칼슘(산물 G)을 사용한다.
후술한 시험에서와 같은 동일한 조작 방법으로 측정한 기계적 특성의 결과를 하기 표 V에 기재하였다.
| 시험 번호 | 종래의 기술 | 본 발명 |
| 19 | 20 | |
| 150℃에서의 가황 최적 조건 | 7 분 15 초 | 8 분 15 초 |
| 인장 강도(daN/㎠) | 246 | 246 |
| 모듈러스 300%(daN/㎠) | 32 | 31 |
| 신장율(%) | 710 | 710 |
| 쇼어 A 강도(15 초)(daN/㎝) | 45 | 46.5 |
본 발명에 따른 산물은, 침강 탄산칼슘 대신에 천연 탄산칼슘만을 사용한 경우에도 등가의 기계적 특성의 결과를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.
Claims (18)
- ISO 4652의 BET법에 의해 측정한 비표면적이 약 14∼30 ㎡/g, 바람직하게는 약 16∼24 ㎡/g, 더욱 바람직하게는 약 20 ㎡/g인 고미세도로 분쇄한 천연 탄산칼슘인 것이 특징인 유동 조절체.
- 제1항에 있어서, ISO 4652의 BET법에 의해 측정한 비표면적이 약 14.4 ㎡/g인 고미세도로 분쇄한 천연 탄산칼슘인 것이 특징인 유동 조절체.
- 제1항에 있어서, ISO 4652의 BET법에 의해 측정한 비표면적이 약 16 ㎡/g인 고미세도로 분쇄한 천연 탄산칼슘인 것이 특징인 유동 조절체.
- 제1항에 있어서, ISO 4652의 BET법에 의해 측정한 비표면적이 약 16.5 ㎡/g인 고미세도로 분쇄한 천연 탄산칼슘인 것이 특징인 유동 조절체.
- 제1항에 있어서, ISO 4652의 BET법에 의해 측정한 비표면적이 약 22 ㎡/g인 고미세도로 분쇄한 천연 탄산칼슘인 것이 특징인 유동 조절체.
- 제1항에 있어서, ISO 4652의 BET법에 의해 측정한 비표면적이 약 28 ㎡/g인 고미세도로 분쇄한 것인 천연 탄산칼슘인 것이 특징인 유동 조절체.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 1 종 이상의 C10-C24지방산 또는, 칼슘염, 마그네슘염, 아연염 또는 이의 혼합물로부터 선택된 이의 염 그리고, 특히 스테아르산 또는 이의 칼슘염을 약 0.01∼약 5 중량%의 비율로 사용하여 처리한 천연의 탄산칼슘인 것을 특징으로 하는 유동 조절체.
- 제7항에 있어서, 1 종 이상의 C10-C24지방산 또는, 칼슘염, 마그네슘염, 아연염 또는 이의 혼합물로부터 선택된 이의 염 그리고, 특히 스테아르산 또는 이의 칼슘염을 약 1∼약 4 중량%의 비율로 사용하여 처리한 천연의 탄산칼슘인 것을 특징으로 하는 유동 조절체.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, ISO 787-V(Rub-out 방법)에 의해 측정한 흡유도가 16 보다 큰 것을 특징으로 하는 유동 조절체.
- 실런트, 접착제 또는 플라스티졸의 제조를 위한 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 의한 유동 조절체의 용도.
- 고무의 제조를 위한 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 의한 유동 조절체의 용도.
- 실런트 또는 코팅, 접착제 또는 플라스티졸의 제조를 위한 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 의한 고미세도로 분쇄된 천연 탄산칼슘의 유기 매체 중에서의 분산물 또는 현탁물의 유동 조절체로서의 용도.
- 고무의 제조를 위한 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 의한 고미세도로 분쇄된 천연 탄산칼슘의 유기 매체 중에서의 분산물 또는 현탁물의 유동 조절체로서의 용도.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 의한 유동 조절체를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스티졸.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 의한 유동 조절체를 포함하는 것을 특징으로 하는 고무.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 의한 유동 조절체를 포함하는 것을 특징으로 하는 실런트 또는 코팅 또는 접착제.
- 제16항에 있어서, 실란 말단기를 갖는 폴리우레탄 및 프탈레이트형 가소제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 실런트 또는 코팅 또는 접착제.
- 제16항 또는 제17항에 있어서, 요변화제로서의 훈연 실리카, TiO2와 같은 표백제, UV 안정화제, 접착 촉진제, 디부틸 주석 디라우레이트와 같은 촉매 및, 실란과 같은 탈수제로부터 선택된 1 종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 실런트 또는 코팅 또는 접착제.
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