KR20050051004A - 접착력이 향상된 금속접착 고무조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접착력이 향상된 금속접착 고무조성물에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 접착증진제로 copper(Ⅱ) cyclohexane alkyrate를 함유하여 소량 사용으로도 접착력이 향상되고 다양한 노화조건에서도 접착력이 감소되지 않는 금속이 접착된 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명은 금속을 보강제로 사용하는 고무조성물에 있어서, 접착증진제로 copper(Ⅱ) cyclohexane alkyrate를 0.5∼5.0phr 함유하는 금속접착 고무조성물을 제공한다.

Description

접착력이 향상된 금속접착 고무조성물{Compound Adhering Metal Reinforcement Improved Adhesion}
본 발명은 접착력이 향상된 금속접착 고무조성물에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 접착증진제로 copper(Ⅱ) cyclohexane alkyrate를 함유하여 소량 사용으로도 접착력이 향상되고 다양한 노화조건에서도 접착력이 감소되지 않는 금속이 접착된 고무조성물에 관한 것이다.
각종 고무제품들은 종종 물성을 향상시키기 위하여 보강용 금속제를 사용하고 있는데, 이러한 금속을 보강제로 사용하는 고무제품은 고무와 금속간의 접착력이 매우 중요하기 때문에 고무와 보강용 금속과의 접착력을 유지하기 위하여 접착증진제를 사용하고 있다.
스틸 벨트(steel belt)를 사용하는 타이어의 경우 타이어용 고무조성물과 타이어용 금속 코드류와의 접착력은 결정적으로 중요한 인자라고 할 수 있는데, 특히 컨베이어 벨트(conveyor belt), 동력전달 벨트(power transmission belt) 및 금속으로 보강된 고무호스 등을 포함한 각종 고무제품에서의 고무와 금속간의 접착력은 그 제품의 성능과 직접적인 관련이 있다.
그동안 세계의 많은 연구원들은 이러한 금속과 고무와의 접착력 향상을 위하여 다양한 각도에서 연구를 진행해 왔는데, 예컨대 금속 케이블(metal cable)에서는 케이블 와이어 필라멘트(cable wire filaments)의 구성 또는 구조를 변경하여 접착력을 향상시켰으며, 공기압 타이어의 보강용 스틸 코드(steel cord)에서는 스틸 필라멘트(steel filament)를 황동을 사용하여 전처리함으로써 고무조성물과의 접착력을 향상시켰다.
또한 금속과의 접착력 향상을 위해 고무조성물에 다양한 첨가제를 넣기도 하는데, 고무와 금속간의 접착력 향상을 위하여 가류되기 전의 고무조성물에 접착력을 향상시킬 수 있는 s-트리아진(s-triazines)을 넣어 접착력을 향상시키거나(미국특허 제3,894,903호), 금속으로 보강시킨 고무제품에 산화 카본블랙을 사용하여 황동표면을 보호함으로써 접착력을 향상시키는 기술(미국특허 제3,676,256호) 등이 개시되어 있다.
한편, 종래에는 타이어 제조용 고무조성물과 스틸코드와의 접착력향상을 위해 접착증진제로 고무조성물에 코발트 보론 아세테이트(cobalt boron acetate)를 사용하여 왔는데, 최근 타이어의 사용 수명이 연장되고 일부 트럭이나 버스용 타이어는 재생하여 사용하고 있는 추세로서 장기사용에 따라 가혹한 조건에서도 접착력을 유지할 수 있는 타이어의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 연구를 지속적으로 수행하여 소량의 접착증진제 사용으로도 고무조성물과 보강용 금속과의 접착력을 향상시킬 수 있는 특수한 접착증진제를 사용하여 이와 같은 문제점을 해결할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 소량의 점착증진제 사용으로도 접착력이 향상되고 다양한 노화조건에서도 접착력이 감소되지 않는 금속이 접착된 고무조성물을 제공함에 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로 금속을 보강제로 사용하는 고무조성물에 있어서, 접착증진제로 copper(Ⅱ) cyclohexane alkyrate를 0.5∼5.0phr 함유하는 금속접착 고무조성물을 제공한다.
본 발명에 의한 금속접착 고무조성물에 사용되는 접착증진제는 copper(Ⅱ) cyclohexane alkyrate로서 copper(Ⅱ) cyclohexane propyrate([C6H11(CH2 )2CO2]2Cu), copper(Ⅱ) cyclohexane butyrate([C6H11(CH2)3CO2 ]2Cu), copper(Ⅱ) cyclohexane pentyrate([C6H11(CH2)4CO2]2Cu) 또는 copper(Ⅱ) cyclohexane octyrate([C6H11(CH2)7CO2]2Cu)이 사용될 수 있다.
고무조성물과 금속을 접착함에 있어서 일반적으로 접착증진제는 0.05 ~ 10 phr 사용되나, 본 발명에 의한 금속접착 고무조성물에 사용되는 접착증진제의 양은 0.1∼5phr로서 소량 사용으로도 고무조성물과 보강용 금속간의 접착력을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의한 금속접착 고무조성물에 사용되는 금속은 황동이 도금된 카본스틸 코드(carbon steel cord)로서, 스틸은 산화에 의한 부식이 용이하고 경미한 부식에도 고무와의 접착에 치명적인 영향을 미치기 때문에 보강용 스틸코드의 표면을 황동으로 처리하고 이때 사용되는 황동은 구리와 아연의 합금이다.
이하 본 발명의 내용을 실시예 및 비교예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나 다음의 실시예는 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위를 이에 한정하고자 하는 것은 아니다.
<실시예 1>
하기 표 1과 같이, 천연고무 100phr, 스테아린산 2phr, 산화아연 8phr, 산화방지제 1.5phr, 점착제로 페놀계 수지 1.5phr, 카본블랙 65phr, 공정오일 2phr, 가류제 5.2phr, 가류촉진제 0.65phr 및 접착증진제로 copper(Ⅱ) cyclohexane propyrate([C6H11(CH2)2CO2]2Cu) 1.0phr을 반바리 믹서에 첨가하여 배합하고 황동이 도금된 카본스틸 코드를 상기에서 배합한 미가류 상태의 고무혼합물에 넣고 150℃에서 45분간 가류시켜 금속접착 고무조성물을 제조하였다.
<실시예 2>
접착증진제로 copper(Ⅱ) cyclohexane butyrate([C6H11(CH2)3 CO2]2Cu)를 1.0phr 사용하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 금속접착 고무조성물을 제조하였다.
<실시예 3>
접착증진제로 copper(Ⅱ) cyclohexane pentyrate([C6H11(CH2)4 CO2]2Cu)를 1.0phr 사용하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 금속접착 고무조성물을 제조하였다.
<실시예 4>
접착증진제로 copper(Ⅱ) cyclohexane octyrate([C6H11(CH2)7 CO2]2Cu)를 1.0phr 사용하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 금속접착 고무조성물을 제조하였다.
<비교예>
접착증진제를 사용하지 않는 것 이외에는 상기 실시예 1 내지 실시예 5와 같이 실시하여 금속접착 고무조성물을 제조하였다.
<표 1> 접착증진제 사용량(단위:phr)
구분 접착증진제 사용량
비교예 - 0
실시예 1 [C6H11(CH2)2CO2]2Cu 1.0
실시예 2 [C6H11(CH2)3CO2]2Cu 1.0
실시예 3 [C6H11(CH2)4CO2]2Cu 1.0
실시예 4 [C6H11(CH2)7CO2]2Cu 1.0
<실시예 5>
하기 표 2와 같이, 접착증진제로 copper(Ⅱ) cyclohexane pentyrate ([C6H11(CH2)4CO2]2Cu)의 사용량을 0.5phr로 하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 금속접착 고무조성물을 제조하였다.
<실시예 6>
접착증진제의 사용량을 1.0phr로 하는 것 이외에는 상기 실시예 5와 동일하게 실시하여 금속접착 고무조성물을 제조하였다.
<실시예 7>
접착증진제의 사용량을 1.5phr로 하는 것 이외에는 상기 실시예 5와 동일하게 실시하여 금속접착 고무조성물을 제조하였다.
<실시예 8>
접착증진제의 사용량을 2.0phr로 하는 것 이외에는 상기 실시예 5와 동일하게 실시하여 금속접착 고무조성물을 제조하였다.
<실시예 9>
접착증진제의 사용량을 5.0phr로 하는 것 이외에는 상기 실시예 5와 동일하게 실시하여 금속접착 고무조성물을 제조하였다.
<표 2> 접착증진제 사용량(단위:phr)
구분 접착증진제 사용량
실시예 5 [C6H11(CH2)4CO2]2Cu 0.5
실시예 6 [C6H11(CH2)4CO2]2Cu 1.0
실시예 7 [C6H11(CH2)4CO2]2Cu 1.5
실시예 8 [C6H11(CH2)4CO2]2Cu 2.0
실시예 9 [C6H11(CH2)4CO2]2Cu 5.0
<시험예 1>
상기 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예에서 제조한 금속접착 고무조성물의 고무와 금속간의 접착력을 알아보기 위하여 ASTM-D2229-73에 준하여 초기 접착력과 습도, 염 및 열 노화접착력을 비교평가한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
각각의 시료들은 다양한 조건에서 노화를 진행시켰는데, 습도 노화(humidity ageing)의 경우 85℃, 상대습도 85%에서 5일간 노화시켰고, 염 노화(salt ageing)은 상온의 15%-NaCl 수용액속에서 48 시간 동안 노화시켰고, 열 노화(thermal ageing)의 경우 95℃에서 5일간 노화시켰다.
<표 3> 노화접착력 측정결과(단위 : kgf)
구분 접착증진제 초기접착력 습도 노화 염 노화 열 노화
비교예 - 115 106 75 100
실시예 1 [C6H11(CH2)2CO2]2Cu 111 103 80 98
실시예 2 [C6H11(CH2)3CO2]2Cu 129 120 119 124
실시예 3 [C6H11(CH2)4CO2]2Cu 139 124 134 125
실시예 4 [C6H11(CH2)7CO2]2Cu 118 116 108 96
상기 표 3에서 보는 바와 같이, 접착증진제를 사용한 실시예 2 내지 실시예 4는 접착증진제를 사용하지 않은 비교예 보다 높은 접착력을 나타내었고, copper(Ⅱ) cyclohexane propyrate([C6H11(CH2)2CO2] 2Cu)를 사용한 실시예 1의 경우는 비교예 보다 다소 낮은 접착력을 보이고 있다.
4 종류의 접착증진제를 사용한 금속접착 고무조성물의 접착력은 copper(Ⅱ) cyclohexane pentyrate([C6H11(CH2)4CO2] 2Cu)를 사용한 것이 비교적 양호한 접착력을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
<시험예 2>
상기의 시험예 1에서 비교적 양호한 접착력 효과를 보인 copper(Ⅱ) cyclohexane pentyrate([C6H11(CH2)4CO2] 2Cu)의 사용량에 따른 접착력 효과를 알아보기 위하여 상기 실시예 5 내지 실시예 9에서 제조한 금속접착 고무조성물을 시험예 1 과 동일한 방법으로 하여 초기 접착력과 습도, 염 및 열 노화접착력을 비교평가한 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
<표 4> 노화접착력 측정결과(단위 : kgf)
구분 초기접착력 습도 노화 염 노화 열 노화
실시예 5 110 106 80 99
실시예 6 139 124 131 125
실시예 7 145 143 135 149
실시예 8 133 128 125 119
실시예 9 130 129 127 120
상기 표 4에서 보는 바와 같이, 0.5∼5.0phr의 소량의 접착증진제 사용으로도 우수한 접착력을 유지할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명에 의하면 황동이 도금된 카본스틸 코드와 고무조성물간의 접착력 향상을 위하여 새로운 접착증진제를 사용함으로써 소량 사용으로도 접착력이 우수하고 다양한 노화조건에서도 접착력 하락이 경미한 금속접착 고무조성물을 제공할 수 있다.

Claims (3)

  1. 금속을 보강제로 사용하는 고무조성물에 있어서,
    접착증진제로 copper(Ⅱ) cyclohexane alkyrate를 0.5∼5.0phr 함유하는 금속접착 고무조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    copper(Ⅱ) cyclohexane alkyrate는 copper(Ⅱ) cyclohexane propyrate, copper(Ⅱ) cyclohexane butyrate, copper(Ⅱ) cyclohexane pentyrate 또는 copper(Ⅱ) cyclohexane octyrate 임을 특징으로 하는 금속접착 고무조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    금속은 황동이 도금된 카본스틸코드 임을 특징으로 하는 금속접착 고무조성물.
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KR20170056528A (ko) * 2014-09-12 2017-05-23 디아이씨 가부시끼가이샤 고무와 금속과의 접착촉진제, 고무 조성물 및 타이어
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