KR20010097999A

KR20010097999A - 천연고무의 소련방법

Info

Publication number: KR20010097999A
Application number: KR1020000022567A
Authority: KR
Inventors: 최성신
Original assignee: 신형인; 금호산업 주식회사
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2001-11-08

Abstract

본 발명은 천연고무의 소련방법에 관한 것으로서, 천연고무를 소련할 때 지방산을 첨가하므로써 소련효과도 증대시키고 소련후 고무 고분자간의 재결합을 방지하여 보관기간 동안 분자량의 증가를 방지하는 천연고무의 소련방법에 관한 것이다.

Description

천연고무의 소련방법{Mastication method of natural rubber}

타이어 제조에 사용하는 고무는 크게 두가지로 나눌 수 있다. 그 하나가 천연고무이고 다른 하나는 합성고무이다. 합성고무로는 스티렌-부타디엔 고무(SBR:styrene-butadiene rubber), 부타디엔 고무(BR:butadiene rubber), 이소프렌 고무(IR: isoprene rubber), 부틸 고무(butyl rubber) 등을 들 수 있다. 합성고무는 분자량이 높더라도 가공이 용이하기 때문에 이를 이용한 고무 배합물을 제조할 때에는 원재료 고무에 별다른 가공을 가하지 않고 사용한다. 하지만 천연고무의 경우에는 상황이 다르다. 천연고무 중에서도 분자량이 매우 커서 점도가 매우 높은 경우에는 가공성이 나빠 배합공정과 압출/압연 공정을 효율적으로 이끌기 위해서는 별도의 가공공정을 거친다. 즉, 소련(mastication)과정을 거쳐 천연고무의 과도한 분자량을 낮추어 점도를 낮춤으로써 가공성을 향상시킨다.

소련방법은 기계적인 방법과 화학적인 방법 모두를 사용한다. 배합기에 천연고무를 넣고 기계를 작동시키면 천연고무에 전단력이 가해져서 물리적으로 고무 고분자 사슬을 끊어 분자량을 감소시킨다. 여기에 착해제를 첨가하면 고분자 사슬의 분해를 촉진시킴과 동시에 생성된 라디칼을 안정화시켜 재결합을 방지한다.

그러나 천연고무 내에는 약간의 단백질이 있고 천연고무 고분자의 말단기 중에는 에폭시기로 되어 있는 것이 있으며, 천연물인 관계로 약간의 인 산화물 등이 포함되어 있을 뿐만 아니라, 또한 소련과정을 거쳐 새롭게 생성된 관능기와 라디칼이 존재하기 때문에 고무 고분자 사슬간 재결합이 일어나 소련후 보관기간이 길어질수록 분자량이 증가하는 현상이 발생한다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 소련한 천연고무의 점도와 분자량이 보관기간중에 급격하게 변하지 않도록 하기 위하여 지방산을 첨가하여 소련하므로써 소련효과를 증대시키고 소련후 고무 고분자간의 재결합을 방지하여 보관기간 동안 분자량의 증가를 방지하는 소련방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 천연고무의 소련방법에 관한 것으로서, 소련시 지방산을 10phr 이하, 바람직하게는 0.5∼5.0phr 첨가하므로써 소련효과를 증대시킨 소련방법에 관한 것이다.

본 발명에 사용된 지방산은, 일반적으로 화학식 CH₃(CH₂)_nCO₂H를 갖는 것으로 대표적으로 스테아르산, 팔미르산, 로릭산 등을 들 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

시험예 1

<소련고무의 점도 변화>

통상의 소련방법대로 배합기에 천연고무를 넣고 기계를 작동시킨 후, 적량의 착해제를 첨가하여 소련시켰다. 소련후 보관기간 중 소련고무의 점도변화를 측정하였다. 소련시간을 다르게 한 3가지 소련고무를 항온 오븐에 보관하고, 40℃와 60℃에서 점도의 변화를 측정하여 표 1에 시간당 변화된 점도(초기 10시간 동안의 시간당 점도 변화량의 평균값)를 기록하였다. MU(Mooney unit)는 무늬점도 단위를 나타낸다.

소련고무	1	2	3
소련시간(분)	1.0	4.0	7.0
소련고무의 초기점도
ML(1+4, 100℃)	81.8	69.7	64.9
점도 변화량(MU/h)
40℃	0.19	0.32	0.33
60℃	0.45	0.92	1.20

무늬점도 측정조건 : ML(1+4, 100℃)

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 소련시간이 길어질수록 소련고무의 점도는 크게 낮아지고, 소련고무의 점도의 변화는 시간이 흐를 수록 그 정도가 약해지는 경향이 있다. 또한 보관온도가 높을수록 점도 변화량은 급격히 증가한다. 또한 소련이 많이 된 것일수록 점도 변화량이 큰데, 그 이유는 새로 생성된 관능기의 수가그만큼 많아졌기 때문이다.

실시예 및 비교예

배합기에 천연고무를 넣고 기계를 작동시킨 후, 적량의 착해제만 첨가(비교예)하거나 적량의 착해제와 함께 스테아르산 3.0phr을 첨가(실시예)하여 소련시켰다. 소련후 60℃의 항온오븐에 보관하면서 점도변화(초기 10시간 동안의 시간당 점도 변화량의 평균값)를 측정하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

	비교예	실시예
천연고무(phr)	100.0	100.0
스테아르산(phr)	0.0	3.0
소련고무의 초기 점도
ML(1+4, 100℃)	69.7	66.3
점도변화량(MU/h)
60℃	0.92	0.51

소련시간 : 4분

스테아르산을 첨가하여 소련한 고무(실시예)는 스테아르산을 첨가하지 않고 소련한 고무(비교예)에 비해 소련고무의 초기 점도가 낮아졌으며 보관기간중의 점도 변화량도 줄어 들었다. 그 이유는 지방산의 카르복실기(-COOH)가 분해된 고무사슬의 라디칼을 안정화시키면서 소련을 촉진시켜 점도를 더 낮추고, 이 카르복실기와 반응 자리인 극성을 띠는 관능기와의 수소 결합 등으로 인해 분자간 재결합을 위한 반응 자리가 안정화되어 고무 사슬간 분자간 재결합을 방해하기 때문이다.

이상에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 소련방법은 천연고무에 지방산을 첨가하여 소련함으로써 소련효과가 증대되고, 소련후 고무 고분자간의 재결합을 방지하여 보관기간 동안 분자량의 증가를 방지하며, 보관기간중 변화가 적은 소련고무를 제조할 수 있으므로 품질을 균일화할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

천연고무의 소련공정에 있어서, 천연고무 100phr에 대하여 지방산을 10phr 이하 첨가하여 소련하는 것을 특징으로 하는 소련방법.
제 1항에 있어서, 상기 지방산은 화학식 CH₃(CH₂)_nCO₂H를 갖는 것임을 특징으로 하는 소련방법.
제 2항에 있어서, 상기 지방산은 스테아르산, 팔미르산 또는 로릭산인 것을 특징으로 하는 소련방법.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 따른 소련방법으로 제조된 소련고무로 만들어진 고무제품.
제 4항에 있어서, 타이어인 것을 특징으로 하는 고무제품.