KR20040018006A - 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어 트레드 고무 접착용 시멘트 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 탄소수가 16∼22개인 탄화수소계 용제를 세멘트 조성물에 포함하도록 하여 세멘트를 트레드 고무에 도포시 상기의 탄화수소계 용제가 트레드 고무의 최상층 표면으로 흡수되어 고무계면간의 접착력을 유지하도록 하여 접착력을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 세멘트 조성물에 있어서, 인체에 무해한 탄화수소계 용제를 사용함으로써 작업시 안정성의 향상을 도모할 수 있는 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트 조성물의 제공을 본 발명의 또다른 목적으로 한다.
본 발명의 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트 조성물은 탄소수가 16∼22개인 탄화수소계 용제 45∼55 중량%, 탄소수가 6∼8개인 탄화수소계 용제 35∼45중량%, 고무바인더 4∼5 중량%, 변성 지방산 1∼3 중량%, 수지 2∼5 중량% 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

타이어 트레드 고무 접착용 세멘트 조성물{cement composition for tire tread rubber adhesion}
본 발명은 타이어 트레드 고무 접착용 시멘트 조성물에 관한 것이다.
타이어 트레드 고무 접착용 세멘트는 성형공정에서 트레드 이음부의 벌어짐 방지와 트레드와 다른 부위의 접착력을 향상시키기 위해 타이어의 압출공정에서 트레드를 압출시 트레드 끝(end) 및 하부(bottom)에 도포하는 물질이다.
즉, 트레드 이음부의 벌어짐 방지와 트레드와 다른 부위의 접착력이 향상되어야 유니포미티 및 타이어의 내구력이 좋아지기 때문에 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트를 트레드 끝 및 하단에 도포함으로써 유니포미티 및 타이어 내구력을 향상시키고자 하는 것이다.
종래 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트는 접착력을 발휘하기 위해 고무를 용제에 녹여 제조하였다. 이때 고무조성물내에 카본블랙 등이 함유되어 있어 세멘트의 색상 역시 주로 검정색으로 표현되는데 이러한 검정색 세멘트가 트레드 끝 또는 하부에 과도포시 접착부위 색선이 은폐됨으로써 외관품질이 하락하는 요인으로작용하고 있다. 또한 고무를 용해하는 용제로서 인체에 유해하고 휘발성이 높아 작업자의 건강에 유해한 방향족 계열 또는 방향족 계열의 용제가 혼합된 유기용제를 주로 사용함으로써 작업환경이 열악하고 세멘트의 접착력이 하락하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 탄소수가 16∼22개인 탄화수소계 용제를 세멘트 조성물에 포함하도록 하여 세멘트를 트레드 고무에 도포시 상기의 탄화수소계 용제가 트레드 고뭉의 최상층 표면으로 흡수되어 고무계면간의 접착력을 유지하도록 하여 접착력을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 세멘트 조성물에 있어서, 인체에 무해한 탄화수소계 용제를 사용함으로써 작업시 안정성의 향상을 도모할 수 있는 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트 조성물의 제공을 본 발명의 또다른 목적으로 한다.
본 발명의 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트 조성물은 탄소수가 16∼22개인 탄화수소계 용제 45∼55 중량%, 탄소수가 6∼8개인 탄화수소계 용제 35∼45중량%, 고무바인더 4∼5 중량%, 변성 지방산 1∼3 중량%, 수지 2∼5 중량% 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 탄소수가 16∼22개인 탄화수소계 용제는 고무표면의 흡수 (swelling)을 유도하여 접착력을 증대시키기 위해 사용하며 이러한 탄화수소계 용제의 일예로서 헤카데칸(hecadecane), 헵타데카(heptadecane) 또는 옥타데카 (octadecane)를 사용할 수 있으며, 탄소수가 6∼8개인 탄화수소계 용제는 건조속도 증진의 역할을 하며 이러한 탄화수소계 용제의 일예로서 헥산(hexane), 시클로헥산 (cyclohexane) 또는 헵탄(heptane)을 사용할 수 있다.
접착력을 부여하기 위한 고무바인더는 천연고무, 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무 또는 부틸고무를 사용할 수 있으며, 고무바인더의 균질성 부여를 위해 변성지방산은 폴리아민 아미드 0.5∼1.5중량%를 포함하는 분자량이 600∼800인 고분자 카르복실산염(higher molecular carboxylic acid salt of polyamine amides)을 사용할 수 있으며, wetting성을 부여하는 역할을 하는 수지는 분자량이 150∼250인 페놀-테르펜(phenol-terpene)계 수지를 사용할 수 있다.
한편 본 발명은 다양한 사용량으로 타이어 트레드 고무 세멘트 조성물을 사용한바 탄소수가 16∼22개인 탄화수소계 용제 45∼55 중량%, 탄소수가 6∼8개인 탄화수소계 용제 35∼45중량%, 고무바인더 4∼5 중량%, 변성 지방산 1∼3 중량%, 수지 2∼5 중량% 포함하는 것을 타이어 트레드 고무 세멘트 조성물이 본 발명의 목적과 부합됨을 알 수 있었다.
이하 본 발명을 다음의 비교예, 실시예 및 시험예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 일예로서 이들이 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.
<비교예>
하기의 표 1과 같이 천연고무 6 중량%, 부틸페놀과 아세틸렌이 1:1로 혼합된 수지 1.0 중량%, 탄소수가 6∼8개인 탄화수소계 용제로서 헥산(hexane) 91중량%를 50℃ 온도에서 20∼30 rpm의 속도로 1시간 동안 교반하여 종래 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트를 제조하였다.
<실시예 1>
하기의 표 1과 같이 천연고무 4 중량%, 분자량이 150∼250인 페놀-테르펜계 수지 3.0 중량%, 탄소수가 6∼8개인 탄화수소계 용제로서 헥산(hexane) 40중량%, 탄소수가 16∼22개인 탄화수소계 용제로서 헤카데칸(hecadecane) 50 중량%, 변성지방산으로 폴리아민 아미드 0.5∼1.5중량%를 포함하는 분자량이 600∼800인 고분자 카르복실산염 3.0 중량%를 50℃ 온도에서 20∼30 rpm의 속도로 1시간 동안 교반하여 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트를 제조하였다.
<실시예 2>
탄소수가 6∼8개인 탄화수소계 용제로서 헥산 35중량%, 탄소수가 16∼22개인 탄화수소계 용제로서 헤카데칸 55 중량%를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트를 제조하였다.
<실시예 3>
탄소수가 6∼8개인 탄화수소계 용제를 사용하지 않고, 탄소수가 16∼22개인 탄화수소계 용제로서 헤카데칸 90 중량%를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트를 제조하였다.
표 1. 비교예 실시예 세멘트 조성물(단위 : 중량%)
성분 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3
천연고무 6.0 4.0 4.0 4.0
수지 3.0 3.0 3.0 3.0
C6∼C8 용제 91 40 35 -
C16∼C22 용제 - 50 55 90
변성 지방산 - 3.0 3.0 3.0
<시험예 1>
상기 비교예 및 실시예에 의해 제조한 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트를 공지의 방법으로 물리적 특징을 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 정리하여 나타내었다.
표 2. 비교예 실시예 세멘트의 물리적 특징(단위 : 중량%)
성분 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3
고형분(%) 7.55 8.40 8.40 8.50
회분(%) Trace Trace Trace Trace
비중(g/cm3) 0.75 0.82 0.80 0.83
점도(sec) 9.23 8.40 8.30 8.40
색상 유색(검정) 투명 투명 투명
건조속도(min) 1분 이내 1∼2분 1∼2분 30분 이상
상기 표 1에서처럼 실시예 1 및 2에 의한 본 발명의 세멘트는 비교예에 의한 종래의 세멘트에 비교시 고형분 함량이 많고 이에 따라 비중이 크고, 점도는 낮음을 알 수 있다. 또한 색상에 있어서 보다 투명함을 알 수 있으며, 건조시간에서는 커다란 차이가 없음을 알 수 있다.
<시험예 2>
공지의 트레드 압출물 끝부위에 상기 비교예 및 실시예의 세멘트를 스프레이 방식으로 도포한 후 트레드의 가류전, 가류후의 접착력(kgf/cm)을 ASTM 관련 규정에 따라 측정하고 그 결과를 아래의 표 3에 나타내었다.
표 3. 접착력 특성 시험 결과
항목 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3
가류전 4시간 4.9 9.6 8.5 3.5
1일 5.0 7.7 7.2 6.0
3일 3.1 6.8 5.0 4.9
가류후* 4시간 -** - - -
1일 - - - -
3일 - - - -
*가류조건 : 145℃에서 15분 동안 가류
** - : 시편파괴 없음
상기 실시예 및 시험예의 결과에서처럼 본 발명의 실시예 1의 세멘트는 기존 비교예의 세멘트에 비해 약 50%의 접착력 향상을 나타내었으며, 접착력 유지시간도 기존제품에 비하여 우수하였다. 한편 탄소수가 16∼22개인 탄화수소계 용제만 사용한 실시예 3은 기존 세멘트와 접착력 대비시 시간이 경과함에 따라 증가하였으나초기 접착력이 불리하고 건조시간이 30분 이상 소요되어 바람직하지 않음을 알 수 있었다.
한편 본 발명의 의한 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트는 투명한 성상을 가지고 있으므로 과도포시에도 색선이 오염되지 않아 외관품질을 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트 조성물에 있어서,
    탄소수가 16∼22개인 탄화수소계 용제 45∼55 중량%, 탄소수가 6∼8개인 탄화수소계 용제 35∼45중량%, 고무바인더 4∼5 중량%, 변성 지방산 1∼3 중량%, 수지 2∼5 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트 조성물
  2. 제 1항에 있어서, 탄소수가 16∼22개인 탄화수소계 용제는 헤카데칸, 헵타데카 또는 옥타데카 임을 특징으로 하는 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트 조성물
  3. 제 1항에 있어서, 탄소수가 6∼8개인 탄화수소계 용제는 헥산, 시클로헥산 또는 헵탄 임을 특징으로 하는 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트 조성물
  4. 제 1항에 있어서, 고무바인더는 천연고무, 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무 또는 부틸고무 임을 특징으로 하는 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트 조성물
  5. 제 1항에 있어서, 변성지방산은 폴리아민 아미드 0.5∼1.5중량%를 포함하는 분자량이 600∼800인 고분자 카르복실산염 임을 특징으로 하는 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트 조성물
  6. 제 1항에 있어서, 수지는 분자량이 150∼250인 페놀-테르펜(phenol-terpene)계 수지 임을 특징으로 하는 타이어 트레드 고무 접착용 세멘트 조성물
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