KR20040012062A - 타이어 블래더용 고무 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 블래더용 고무 조성물에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 페트로륨 하이드로카본(Petroleum Hydrocarbon)과 미네랄 카본(Mineral Carbon)이 혼합된 이형제를 원료고무 100중량부에 대하여 1 ~ 10중량부를 첨가하여 블래더의 인장물성을 그대로 유지하면서도 높은 이형성을 갖도록 함으로써, 가황공정상에서 타이어의 인너 부위에 이형제의 도포하는 과정없이 블래더와의 붙음 현상을 억제시킬 수 있고, 따라서 전체적인 제조공정의 단축과 인건비를 포함한 제조비용을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 종래 방법에 비하여 블래더의 사용수명을 효과적으로 개선시킬 수 있는 타이어 블래더용 고무 조성물에 관한 것이다.

Description

타이어 블래더용 고무 조성물{A rubber composition for tire- bleder}

본 발명은 타이어 블래더용 고무 조성물에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 타이어 제조공정 중에 사용되는 블래더 고무에 높은 이형성을 갖도록 하여 가황공정상에서 타이어의 인너부위에 이형제를 도포하는 과정없이 블래더와의 붙음현상을 억제시킬 수 있고, 따라서 제조공정의 단축과 인건비를 포함한 제조비용을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 종래 방법에 비하여 블래더의 사용수명을 효율적으로 증대시킬 수 있는 타이어 블래더용 고무 조성물에 관한 것이다.

타이어 제조공정에 사용되는 블래더는 제품 타이어를 생산하기 전 단계에 그린 타이어를 가황하기 위하여 금형에 몰딩하는 과정에서 사용되며 타이어 내부로 열을 전달하는 역할과 타이어 외관을 일정한 형태로 유지시키는 역할을 한다.

이러한 블래더의 수명단축은 타이어의 생산성 하락과 밀접한 관계가 있으므로, 따라서 블래더는 낮은 공기투과도, 고온에서 열안정성, 노화물성 및 텐션 셋(Tention Set)등의 물성이 요구된다.

특히 최근에는 열전도도 상승을 통한 가황공정에서의 타이어 가류시간 단축을 위하여 카본블랙의 함량을 증가시키거나 열전도성이 높은 아세틸렌블랙을 사용하여 고무물성을 상승시키는 것이 일반적이다.

하지만 상기와 같이 카본블랙의 함량을 증가시키거나 열전도성이 높은 아세틸렌블랙을 사용할 경우 고무물성은 증가하나 고무의 점착력이 증가하여 블래더와 타이어 간의 간섭을 발생되고 있으며, 이러한 타이어 인너부와 블래더간의 붙음에 의한 겹침 및 크랙은 블래더의 수명 단축을 초래하게 된다.

따라서 실제 공정에서는 상기와 같은 붙음현상을 방지하기 위하여 이형효과를 주는 실리콘 이형제를 타이어 인너 부위에 바른 다음에 사용하고 있다.

하지만 이와 같이 사용되는 이형제는 대부분이 환경친화적이지 못하고, 이형제의 불균일한 농도 및 도포로 인하여 블래더와 타이어 간의 붙음현상이 발생될 수 있으며, 이형제를 도포하고 건조해야 하기 때문에 공정상 작업시간의 소요와 인건비의 상승을 초래한다는 문제점이 발생하였다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자가 선출원한 대한민국 특허 등록번호 제332682호에서는 이형효과를 개선시킨 블래더 고무조성물을 소개한바 있다.

상기 발명은 일반적인 블래더 고무 조성물에 있어서, 원료고무 10중량부에 대해 공정유로 파라핀 오일 5.5 ~ 7.5중량부, 분자량 200 ~ 400의 글리콜 및 분자량 2000 ~ 6000의 기능성 아민계 에틸렌 폴리머를 포함하며 녹는점이 80 ~ 90℃, 밀도 800㎏/㎤인 이형제 0.2 ~ 2.0중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같은 발명에 의한 블래더 고무는 타이어 인너부위에 이형제를 도포하지 않아도 블래더 고무와 타이어 인너부위와의 붙음현상을 방지할 수 있어 이형제의도포과정을 생략할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 블래더 고무와 타이어 인너부위와의 붙음현상을 방지할 수 있어 블래더 고무의 사용수명을 연장시킬 수 있다는 효과를 가져왔다.

하지만 상기와 같은 방법으로 제조된 블래더 고무는 타이어 인너부위 간의 붙음현상에 대해 그 효과가 미비하였으며, 블래더의 사용수명의 연장에 대해서도 만족할 만한 성과가 나타나지 않았다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 구성된 것으로, 타이어 제조시 가황공정상에서 타이어의 인너 부위에 이형제의 도포하는 과정없이 블래더와의 붙음현상을 효과적으로 억제함으로서 제조공정의 단축과 인건비를 포함한 제조비용을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 종래 방법에 비하여 블래더의 사용수명을 효율적으로 증대시킬 수 있는 타이어 블래더용 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

원료고무로 부틸고무를 사용하고, 카본블랙과 아세틸렌블랙의 혼합물, 스테아린산, 산화아연, 공정유, 가황제를 포함하는 타이어 블래더용 고무 조성물에 있어서,

페트로륨 하이드로카본(Petroleum Hydrocarbon)과 미네랄 카본(Mineral Carbon)이 혼합된 이형제를 원료고무 100중량부에 대하여 1 내지 10중량부 첨가하는 것을 특징으로 하는 타이어 블래더용 고무 조성물을 제공함으로서 달성될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 타이어 블래더용 고무 조성물에 대하여 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에서는 일반적으로 사용되는 타이어 블래더용 고무 조성물에 페트로륨 하이드로 카본과 미네랄 카본이 혼합된 이형제를 첨가함으로서 제조되는 블래더에 이형효과를 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 사용되는 이형제는 FLOW　POLYMERS INC.의 제품으로 하기 표 1과 같은 특성을 갖는다.

제품명	PROLUBE
형태	검은색 비드형
비중(g/㎤)	1.5
연화점(℃)	77
용해도 특성	방향족 용매에 부분적으로 용해
구성	Petroleum Hydrocarbon과 Mineral Carbon의 혼합물

이와 같은 이형제는 원료고무 100중량부에 대하여 1 내지 10 중량부를 첨가하는 것이 효과적인데, 이는 이형제를 1중량부 미만으로 첨가하게 되면 이형제의 양이 너무 적어 제품의 이형성이 미비하여 본 발명의 효과를 기대하기가 힘들고, 반대로 이형제를 10중량부 이상으로 첨가하게 되면 제조되는 블래더의 물성이 변화되어 사용횟수가 현저하게 줄어들기 때문이다 .

또한 상기 이형제가 첨가된 고무 조성물에 있어서 충진제로 카본블랙과 아세틸렌블랙을 혼합하여 사용하게 되면 좀 더 좋은 효과를 얻을 수 있는데, 이는 카본블랙과 아세틸렌블랙의 배합량에 따라서 인너고무와의 점착력과 윤활성을 조절할 수 있다.

즉, 아세틸렌블랙의 양이 많을수록 윤활성이 좋아지고, 카본블랙의 양이 많을수록 인너고무와의 점착력이 감소하여 이형성이 좋아지므로, 따라서 사용자가 카본블랙과 아세틸렌블랙의 배합량에 따라 인너고무와의 점착력과 윤활성을 조절하여 각 용도에 맞게 사용할 수 있다는 것이다.

다만 카본블랙과 아세틸렌블랙을 혼합하여 사용시, 일반적으로 카본블랙과 아세틸렌블랙 혼합물 60중량부에 대하여 아세틸렌블랙의 양이 20 내지 60중량부가 되도록 배합하게 되는데, 이는 상기 범위에서 제조되는 블래더의 인장물성이 가장 좋기 때문이며, 아세틸렌블랙을 20중량부 미만으로 하여 배합하게 되면 블래더의 인장물성이 급격하게 떨어져 사용하기에 적합하지 않기 때문이다.

상기와 같이 페트로륨 하이드로 카본과 미네랄 카본이 혼합된 이형제가 첨가된 고무 조성물을 이용하여 블래더를 제조하게 되면, 타이어 제조시 가황공정상에서 타이어의 인너부위에 이형제의 도포하는 과정없이 블래더와의 붙음현상을 효과적으로 억제함으로서 제조공정의 단축과 인건비를 포함한 제조비용을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 종래 방법에 비하여 블래더의 사용수명을 효율적으로 증대시킬 수 있다는 것이다.

이하 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 자세하게 설명하기는 하나, 하기의 실시예는 본 발명의 예시일 뿐, 본 발명이 하기의 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.

<실시예 1>

원료고무로 사용된 부틸고무 100g과, 카본블랙(N220) 40g, 아세틸렌블랙 20g, 산화아연 5g, 스테아린산 2.5g, 공정유 7.5g, 가황제 12g, 페트로륨 하이드로 카본과 미네랄 카본이 혼합된 이형제 2g을 혼합하여 제조된 블래더 고무 조성물을 실시예 1로 하였다.

<실시예 2>

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 카본블랙(N220)을 제외하고, 아세틸렌블랙을 총 60g으로 하여 제조된 블래더 고무 조성물을 실시예 2로 하였다.

<비교예>

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 이형제를 첨가하지 않고 제조된 블래더 고무 조성물을 비교예 1로 하였다.

<실험예 1>

상기 실시예 1 내지 2와 비교예 1과 같이 제조된 블래더 고무 조성물에 대한 경도는 ASTM D2241-91의 방법으로, 300% 모듈러스, 인장강도 및 신율은 ASTM D412-92의 방법으로 물성을 측정하였고, 인너고무와의 점착력 및 윤활성을 고무회사에서 일반적으로 사용되는 BFG Tank Tester를 이용하여 tank 하락치를 자료화하여 측정하였으며, 이와 같은 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

구 분	실시예 1	실시예 2	비교예
인장물성	경도	67	63	62
	300% 모듈러스	69	70	67
	인장강도	151	150	154
	신율	657	664	668
인너고무와의 점착력(이형성)	55	70	100
윤활성 측정(100℃ 점도)	81	55	100

(인장물성중 ( )안의 수치는 105℃의 chamber에서 24시간동안 가열한 후 측정한 노화물성을 나타내며, 이형성과 윤활성은 비교예를 100으로 선정시 실시예의 상대적 수치이다.)

상기 표 2를 통하여 알 수 있듯이, 이형제를 투여하지 않고 제조된 비교예와 비교하여 이형제를 첨가한 실시예 1과 실시예 2의 경우를 살펴보면 경도나 300% 모듈러스, 인장강도, 신율과 같은 인장물성은 거의 변화없이 일정한 상태를 유지하였으나, 인너고무와의 점착력과 윤활성에서는 현저하게 감소하는 것을 보여주고 있다.

다만 카본블랙과 아세틸렌블랙을 혼합하여 제조된 실시예 1과 아세틸렌블랙만을 혼합하여 제조된 실시예 2의 경우 인너고무와의 점착력에 대해서는 실시예 1이 더 낮게 측정되었고, 윤활성에서는 실시예 2가 더 낮게 측정되는 것을 보여주고 있으며, 따라서 카본블랙과 아세틸렌블랙의 배합량에 따라 인너고무와의 점착력과 윤활성을 조절할 수 있다는 것을 알 수 있다.

<실험예 2>

상기 실시예 1 내지 2와 비교예 1의 고무 조성물을 193℃에서 밴부리믹서를 이용하여 블래더 고무를 제조하고, 실제 공정에서 적용하여 인사이드 스프레이 공정의 삭제 가능여부를 측정하였고, 가황공정에서 블래더의 뜯김 발생 유무를 육안으로 확인하여 뜯김 발생 부위가 없으면 발생안함, 5개 이내이면 약간발생, 5개 이상이면 발생으로 판정하였으며, 블래더의 사용수명은 타이어 1사이클(cycle) 가류시 1회 사용으로 하여 비교예를 기준으로 상대적인 값을 측정하였고, 이와 같은 측정값들을 하기 표 3에 나타내었다.

	실시예 1	실시예 2	비교예
내부스프레이 삭제	가능	가능	불가능
뜯김 및 코드노출	380회까지 발생안함	300회까지 발생안함	200회 사용시 발생
사용수명	160	125	100

상기 표 3을 통하여 알 수 있듯이, 이형제를 첨가하지 않고 제조된 비교예에 비하여 이형제가 첨가하여 제조된 실시예 1 내지 2의 블래더 고무는 타이어 가황공정에서 그린케이스에 도포되는 인사이드 스프레이를 삭제하여도 인너고무와 블래더 고무간에 뜯김 발생이 없음을 확인할 수 있었으며, 전체적으로 사용수명도 연장됨을 알 수 있었다.

상술한 바와 같이 본 발명은 타이어 블래더용 고무 조성물에 페트로륨 하이드로카본(Petroleum Hydrocarbon)과 미네랄 카본(Mineral Carbon)이 혼합된 이형제를 원료고무 100중량부에 대하여 1 ~ 10중량부를 첨가하여 블래더의 인장물성을 그대로 유지하면서도 높은 이형성을 갖도록 함으로써, 가황공정상에서 타이어의 인너 부위에 이형제의 도포하는 과정없이 블래더와의 붙음 현상을 억제시킬 수 있고, 따라서 전체적인 제조공정의 단축과 인건비를 포함한 제조비용을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 종래 방법에 비하여 블래더의 사용수명을 효과적으로 개선시킬 수 있는효과를 가져오는 것이다.

Claims (2)

1. 원료고무로 부틸고무를 사용하고, 카본블랙과 아세틸렌블랙의 혼합물, 스테아린산, 산화아연, 공정유, 가황제를 포함하는 타이어 블래더용 고무 조성물에 있어서,

   페트로륨 하이드로카본(Petroleum Hydrocarbon)과 미네랄 카본(Mineral Carbon)이 혼합된 이형제를 원료고무 100중량부에 대하여 1 내지 10중량부 첨가하는 것을 특징으로 하는 타이어 블래더용 고무 조성물
2. 청구항 1에 있어서, 상기 고무 조성물에 첨가되는 카본블랙과 아세틸렌블랙의 혼합물이 카본블랙과 아세틸렌블랙 혼합물 60중량부에 대하여 아세틸렌블랙의 양이 20 내지 60중량부가 되도록 배합된 것을 특징으로 하는 타이어 블래더용 고무 조성물