KR20120044255A - 블래더용 고무 조성물 및 블래더 - Google Patents

블래더용 고무 조성물 및 블래더 Download PDF

Info

Publication number
KR20120044255A
KR20120044255A KR1020110109306A KR20110109306A KR20120044255A KR 20120044255 A KR20120044255 A KR 20120044255A KR 1020110109306 A KR1020110109306 A KR 1020110109306A KR 20110109306 A KR20110109306 A KR 20110109306A KR 20120044255 A KR20120044255 A KR 20120044255A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rubber
bladder
mass
zinc oxide
masterbatch
Prior art date
Application number
KR1020110109306A
Other languages
English (en)
Inventor
타츠야 미야자키
Original Assignee
스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤 filed Critical 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20120044255A publication Critical patent/KR20120044255A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/16—Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/3642—Bags, bleeder sheets or cauls for isostatic pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06—Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/0601—Vulcanising tyres; Vulcanising presses for tyres
    • B29D30/0645—Devices for inserting vulcanising cores, i.e. bladders, into the tyres; Closing the press in combination herewith
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/18—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms
    • C08L23/20—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms having four to nine carbon atoms
    • C08L23/22—Copolymers of isobutene; Butyl rubber ; Homo- or copolymers of other iso-olefins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 블래더의 수명 장기화를 충분히 달성할 수 있는 블래더용 고무 조성물 및 그것을 이용하여 제작한 블래더를 제공한다. 본 발명은 고무 성분; 및 산화아연과 에틸렌프로필렌디엔 공중합체 및 부틸계 고무(A) 중 1 이상을 혼합하여 얻어지는 마스터배치를 포함하는 블래더용 고무 조성물에 관한 것이다.

Description

블래더용 고무 조성물 및 블래더{RUBBER COMPOSITION FOR BLADDER AND BLADDER}
발명은 블래더용 고무 조성물 및 그것을 이용한 블래더에 관한 것이다.
타이어의 제조 공정에서는 각 부재를 성형하여 제작한 그린타이어에 가황 공정을 실시함으로써 고무 탄성을 갖는 가황 고무 구조체가 제조되고 있다. 가황 공정에서는, 일반적으로, 몰드를 재킷 타입의 열판에 부착하여, 타이어를 외면으로부터 가열시키고, 주머니형의 블래더를 타이어의 내부에 삽입시키고, 수증기 등을 블래더에 압입하여, 내면으로부터 타이어를 가열시킨다.
타이어를 내면으로부터 가열시에, 블래더는 수증기 중의 산소나, 타이어 가황시에 발생하는 황화수소 또는 질산 등의 유해 산성 물질에 의해서, 산화 열화 또는 폴리머 분해가 진행된다. 또한, 블래더가 타이어로부터 분리될 때마다, 블래더는 고온 상태인 채로 공기에 노출되기 때문에, 이것에 의해서도 블래더 외부는 산화 열화가 진행된다.
한편, 블래더에는 이러한 유해 산성 물질의 흡착제로서 기능하여, 블래더의 수명을 향상시키는 역할을 담당하는 산화아연이 통상 배합되어 있다. 수명을 향상시키기 위해서는 산화아연의 분산성을 향상시키는 것이 중요하지만, 벤버리 등을 이용하는 통상의 혼련 방법 등으로는 충분한 분산성을 얻을 수 없어, 흡착제로서의 기능이 충분히 발휘된다고는 할 수 없다. 또한, 응집된 산화아연이 파괴핵이 되어, 크랙의 원인이 되기도 한다.
특허문헌 1에는 다량의 유황을 배합함으로써 산화아연의 응집을 방지하여, 블래더의 수명을 연장시키는 블래더용 고무 조성물에 관해 개시되어 있다. 그러나, 블래더의 수명 장기화에 관해서는 아직 개선의 여지가 남아 있다. 특허문헌 2에는 미립자 산화아연을 배합한 트레드 고무 조성물에 관해 개시되어 있지만, 미립자 산화아연의 분산이 충분하지 않아, 역시 블래더의 수명 장기화에 관해서는 아직 개선의 여지가 남아 있다. 또한, 블래더용 고무 조성물에의 적용에 관해서도 검토되지 않았다.
[특허문헌]
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제2005-75891호 공보
특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2008-101127호 공보
본 발명은 상기 과제를 해결하여 블래더의 수명 장기화를 충분히 달성할 수 있는 블래더용 고무 조성물 및 그것을 이용하여 제작한 블래더를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 블래더의 수명 장기화를 목적으로 다양한 시도를 한 결과, 산화아연, 및 에틸렌프로필렌디엔 공중합체 및 부틸계 고무(A) 중 1 이상을 혼합하여 얻어지는 마스터배치를 사용함으로써, 산화아연의 응집력을 저하시켜 산화아연의 분산성을 향상시킬 수 있어, 블래더의 수명 장기화를 충분히 달성할 수 있다는 것을 발견했다.
즉, 본 발명은 고무 성분, 그리고 산화아연과, 에틸렌프로필렌디엔 공중합체 및 부틸계 고무(A) 중 1 이상을 혼합하여 얻어지는 마스터배치를 포함하는 블래더용 고무 조성물에 관한 것이다.
상기 마스터배치는 상기 산화아연 100 질량부에 대하여, 상기 에틸렌프로필렌디엔 공중합체 및 상기 부틸계 고무(A)의 합계 함유량이 10?180 질량부인 것이 바람직하다.
상기 마스터배치는 에틸렌아세트산비닐 공중합체를 더 혼합하여 얻어지는 것이 바람직하다.
상기 고무 성분 100 질량부에 대하여, 상기 마스터배치 유래의 산화아연의 함유량이 0.5?10 질량부인 것이 바람직하다.
상기 고무 성분 100 질량% 중, 부틸계 고무(B)의 함유량이 90?100 질량%, 클로로프렌 고무의 함유량이 0?10 질량%인 것이 바람직하다.
상기 마스터배치는 가교 수지를 더 혼합하여 얻어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 상기 고무 조성물을 이용하여 제작한 블래더에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 특정한 마스터배치를 포함하는 블래더용 고무 조성물이기 때문에, 블래더의 수명 장기화가 충분히 달성될 수 있다. 그 결과, 타이어 제조시 블래더의 교환 횟수를 줄이는 것이 가능해져, 타이어 제조의 생산성을 높이는 것이 가능해진다.
본 발명의 블래더용 고무 조성물은 고무 성분; 그리고 산화아연과, 에틸렌프로필렌디엔 공중합체 및 부틸계 고무(A) 중 1 이상을 혼합하여 얻어지는 마스터배치(MB)를 포함한다.
〔마스터배치〕
우선 마스터배치에 관해 이하에 설명한다.
상기 마스터배치는 산화아연과, 에틸렌프로필렌디엔 공중합체 및 부틸계 고무(A) 중 1 이상을 혼합하여 얻어지는 것이다.
산화아연의 예로는 고무 공업에서 종래부터 사용되는 산화아연(미쓰이금속광업(주) 제조의 산화아연 등)이나, 평균 1차 입경이 200 nm 이하인 미립자 산화아연(하쿠스이테크(주) 제조의 진코크슈퍼 F-1 등) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 블래더의 수명을 충분히 개선시킬 수 있다는 이유에서, 미립자 산화아연이 바람직하다.
미립자 산화아연의 평균 1차 입경은 바람직하게는 200 nm 이하, 보다 바람직하게는 130 nm 이하이다. 산화아연의 평균 1차 입경은 바람직하게는 20 nm 이상, 보다 바람직하게는 30 nm 이상이다. 산화아연의 입경이 상기 범위내이면, 블래더의 수명을 충분히 개선할 수 있다.
본 발명에서, 평균 1차 입경은 질소 흡착에 의한 BET법으로 측정한 비표면적으로부터 환산된 평균 입경(평균 1차 입경)을 나타낸다.
에틸렌프로필렌디엔 공중합체(EPDM)란 에틸렌과 프로필렌의 공중합체인 에틸렌-프로필렌 고무에 비교적 소량의 제3 성분을 도입하여, 폴리머 분자 중에 이중 결합을 부여한 것이다. EPDM은 가스 투과성, 스팀에 대한 내열화성의 관점에서는 부틸계 고무보다 떨어지는 한편, 부틸계 고무와 마찬가지로 2중 결합이 매우 적어, 노화, 오존, 약품 내구성이 우수하다.
제3 성분의 예로는 에틸리덴노르보넨(ENB), 1,4-헥사디엔, 디시클로펜타디엔 등을 들 수 있다.
EPDM의 시판품으로서 예를 들어 스미토모화학(주) 제조 에스프렌 EPDM 시리즈, JSR(주) 제조 EP96 등을 적합하게 사용할 수 있다.
부틸계 고무(A)로는 예를 들어, 브롬화 부틸 고무(Br-IIR), 염소화 부틸 고무(Cl-IIR) 등의 할로겐화 부틸고무(X-IIR), 부틸 고무(IIR)(이하, 할로겐화 부틸 고무와 구별하여, 비할로겐화 부틸 고무라고도 함) 등을 들 수 있다. 이들 부틸계 고무(A)는 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다. 그 중에서도, 높은 내열성을 갖는다는 점에서 비할로겐화 부틸 고무가 바람직하다.
비할로겐화 부틸 고무 중의 이소프렌의 함유량은, 3 몰% 이하가 바람직하고, 2 몰% 이하가 보다 바람직하다. 3 몰%를 넘으면, 블래더의 내열성이 저하되어, 블래더 수명 향상의 효과를 얻기 어려울 우려가 있다. 비할로겐화 부틸 고무 중의 이소프렌의 함유량은, 0.5 몰% 이상이 바람직하고, 0.7 몰% 이상이 보다 바람직하고, 1 몰% 이상이 더욱 바람직하다. 0.5 몰% 미만이면, 가교에 의한 고무 강도의 향상이 부족하여 블래더 수명을 저하시킬 우려가 있다.
부틸계 고무(A)에는 통상 2중 결합 부위가 0.5% 이하밖에 되지 않아, 가교를 행하더라도 가교수는 매우 적어진다. 부틸계 고무(A)는 통상 이소부틸렌과 이소프렌 모노머를 혼합하여 반응시킴으로써 제조할 수 있다.
상기 마스터배치는 에틸렌아세트산비닐 공중합체(EVA)를 더 혼합하여 얻어지는 것이 바람직하다. 상기 EVA를 사용함으로써, 산화아연의 분산성을 개선할 수 있어, 충분한 블래더의 수명을 얻을 수 있다. 또, 마스터배치의 그래뉼화(고형화)나, 자동 계량을 가능하게 하여, 충분한 핸들링성도 얻을 수 있다. 마스터배치에서 EVA를 EPDM과 병용함으로써 특히 우수한 수명의 개선 효과를 얻을 수 있다.
상기 마스터배치는 가교 수지를 더 혼합하여 얻어지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 산화아연의 분산성을 향상시킬 수 있고, 또 상기 마스터배치 중의 산화아연에 의해 적당한 혼련 토크가 발생하여, 가교 수지 자체의 분산성도 향상시킬 수 있다. 이 때문에, 충분한 블래더의 수명을 얻을 수 있다.
가교 수지로는 알킬페놀포름알데히드 수지 등을 들 수 있다. 알킬페놀포름알데히드 수지의 종류에 관해서는 특별히 제한은 없지만, 내열성이 우수하다는 점에서, 할로겐화되지 않은 비할로겐화 수지인 것이 바람직하다. 알킬페놀포름알데히드 수지 중의 메틸올기의 함유량은 통상 7?10 질량%이다.
상기 마스터배치의 제작방법으로는 상기 성분을 혼합(혼련) 가능한 방법이라면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 EPDM 및 부틸계 고무(A), 필요에 따라 EVA를 소련(素練; mastication)하는 공정과, 얻어진 혼련물 및 산화아연, 필요에 따라 가교 수지를 혼련하는 공정을 행하여, 마스터배치를 조제하는 방법을 들 수 있다.
상기 소련 방법, 혼련 방법은 종래 공지의 방법을 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있고, 예를 들어, 벤버리 믹서 등의 밀폐식 혼련기, 니이더, 오픈롤 등을 적합하게 이용할 수 있다.
마스터배치의 제작에서, 상기 소련 조건은 통상 80?200℃, 3?10분이다. 또, 상기 혼련 조건은 통상 120?200℃, 3?10분이다. 이에 따라, 본 발명의 효과를 양호하게 얻을 수 있다.
(마스터배치의 조성)
EPDM 및 부틸계 고무(A)의 합계 함유량은 마스터배치 중의 산화아연 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 10 질량부 이상, 보다 바람직하게는 20 질량부 이상이다. 상기 함유량이 10 질량부 미만이면, 혼련 토크가 발생하기 어려워, 산화아연의 분산이 나쁘고, 또 미리 정해진 마스터배치에 이용하는 바인더(EPDM 및 부틸계 고무(A))량이 지나치게 적어, 블래더 수명 저하의 원인이 될 우려가 있다. 또, 상기 함유량은, 바람직하게는 180 질량부 이하, 보다 바람직하게는 100 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 40 질량부 이하이다. 180 질량부를 넘으면, 산화아연의 분산이 불충분해져, 블래더 수명을 저하시킬 우려가 있다.
EPDM 및 EVA를 병용하는 경우, 이들의 합계 함유량은 마스터배치 중의 산화아연 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 10 질량부 이상, 보다 바람직하게는 20 질량부 이상이다. 상기 함유량은 바람직하게는 180 질량부 이하, 보다 바람직하게는 100 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 50 질량부 이하이다. 상기 합계 함유량이 상기 범위내이면, 산화아연의 분산성을 충분히 향상할 수 있고, 바인더의 양을 적량화할 수 있어 본 발명의 효과를 양호하게 얻을 수 있다.
마스터배치 중에 다량의 바인더가 배합되면, 부틸고무보다 성능이 떨어지고 마무리 혼련에서 고무 조성물에 통상 배합되는 카본블랙이 바인더에 충분히 들어 가지 않기 때문에, 보강면에서 문제가 될 우려가 있다.
상기 병용하는 경우, EVA 함유량은 분산성 등을 고려하여 적절하게 설정하면 되지만, EPDM 및 EVA의 합계량 100 질량% 중, 바람직하게 3 질량% 이상이다. 또, EVA 함유량은 바람직하게는 60 질량% 이하, 보다 바람직하게는 30 질량% 이하이다. 상기 함유량이 상기 범위밖이면, EVA에 의한 산화아연의 분산성 향상 효과를 충분히 얻을 수 없을 우려가 있다.
본 명세서에서, 본 발명의 마스터배치 중의 폴리머 성분(EPDM, 부틸계 고무(A), EVA, 가교 수지 등)은 고무 성분(부틸계 고무(B), 클로로프렌고무 등)과 구별되는 개념이다.
본 발명의 고무 조성물에 포함되는 산화아연 100 질량% 중, 마스터배치 중에 사용하는 비율은 산화아연의 분산성 향상의 관점에서, 바람직하게는 80 질량% 이상, 보다 바람직하게는 90 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 100 질량%이다.
또, 본 발명의 고무 조성물 중의 산화아연의 함유량은 후술하는 고무 성분(마스터배치와는 별도로 배합되는 고무 성분) 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 1 질량부 이상, 보다 바람직하게는 3 질량부 이상이다. 상기 함유량은 바람직하게는 20 질량부 이하, 보다 바람직하게는 10 질량부 이하이다. 상기 함유량이 상기 범위내이면, 본 발명의 효과를 양호하게 얻을 수 있다.
상기 마스터배치와는 별도로 배합하는 고무 성분으로는 부틸계 고무 등의 비디엔계 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM), 천연 고무(NR), 이소프렌 고무(IR), 부타디엔 고무(BR), 스티렌부타디엔 고무(SBR), 에폭시화 천연 고무(ENR), 아크릴로니트릴부타디엔 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR), 스티렌-이소프렌-부타디엔 공중합 고무(SIBR) 등의 디엔계 고무 등을 배합할 수 있다. 그 중에서도, 블래더 고무의 내열화성(내산화분해성), 내균열성, 내약품성이나 가황 속도를 종합적으로 확보한다는 점에서 부틸계 고무(B)와 CR의 병용이 바람직하다.
상기 부틸계 고무(B)(상기 마스터배치와는 별도로 배합되는 부틸계 고무)로는 특별히 한정되지 않고, 상기 부틸계 고무(A)와 동일한 것을 적합하게 사용할 수 있다.
고무 성분 100 질량% 중의 부틸계 고무(B)의 함유량은 바람직하게는 90 질량% 이상, 보다 바람직하게는 92 질량% 이상이다. 90 질량% 미만이면, 고무 조성물의 내열성, 내열화성, 내균열성, 내약품성이 저하되어, 블래더의 수명을 향상시킬 수 없을 우려가 있다. 또, 부틸계 고무의 함유량은 100 질량%이어도 좋지만, 바람직하게는 97 질량% 이하, 보다 바람직하게는 95 질량% 이하이다. 97 질량%를 넘으면, 블래더로서 필요한 경도, 인장 강도를 유지하는 것이 어려워질 우려가 있다.
CR을 배합하는 경우, 고무 성분 100 질량% 중의 CR의 함유량은 바람직하게는 1 질량% 이상, 보다 바람직하게는 3 질량% 이상이다. 1 질량% 미만이면, 블래더에 필요한 강성을 유지하는 것이 어려워질 우려가 있다. 또, 상기 함유량은, 고무 성분 100 질량%에 대해 바람직하게는 10 질량% 이하, 보다 바람직하게는 7 질량% 이하이다. 상기 함유량이 10 질량%를 넘으면, 부틸계 고무의 함유량이 저하되어, 충분한 내열성을 얻을 수 없을 우려가 있다.
상기 함유량이 3 질량% 이하인 경우, 가교 수지에 의한 가교가 느슨해지기 때문에, 부틸계 고무(A)와 가교 수지를 포함하는 마스터배치를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 고무 조성물은, 통상 상기 마스터배치와는 별도로 가교 수지를 더 포함한다. 이에 따라 본 발명의 효과를 양호하게 얻을 수 있다. 상기 가교 수지로는 특별히 한정되지 않고, 상기 마스터배치에서의 가교 수지와 동일한 것을 적합하게 사용할 수 있다.
상기 마스터배치에 포함되는 가교 수지 및 다른 가교 수지의 합계 함유량은, 고무 성분 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 2 질량부 이상, 보다 바람직하게는 5 질량부 이상이다. 상기 함유량은 바람직하게는 20 질량부 이하, 보다 바람직하게는 15 질량부 이하이다. 상기 함유량이 상기 범위내이면, 본 발명의 효과를 양호하게 얻을 수 있다.
상기 마스터배치에 포함되는 가교 수지 및 다른 가교 수지의 합계 100 질량% 중의 마스터배치에 포함되는 가교 수지의 함유량은 바람직하게는 10?100 질량%이다. 상기 함유량이 상기 범위내이면, 본 발명의 효과를 양호하게 얻을 수 있다.
본 발명의 고무 조성물은, 통상 카본블랙을 포함한다. 사용할 수 있는 카본블랙으로는 GPF, FEF, HAF, ISAF, SAF 등을 들 수 있지만, 특별히 한정되지 않는다. 카본블랙을 배합함으로써 보강성을 높일 수 있다.
카본블랙의 질소 흡착 비표면적(N2SA)은 바람직하게는 40 ㎡/g 이상, 보다 바람직하게는 60 ㎡/g 이상이다. N2SA가 40 ㎡/g 미만이면, 보강력이 불충분하여, 블래더 수명이 저하되기 쉬워질 우려가 있다. 또, 상기 카본블랙의 N2SA는, 바람직하게는 120 ㎡/g 이하, 보다 바람직하게는 100 ㎡/g 이하이다. N2SA 120 ㎡/g을 넘으면, 필러를 분산시키기 어려워, 내균열성(내구성)이 저하되거나 국부적으로 딱딱해져, 블래더 수명이 저하될 우려가 있다.
카본블랙의 질소 흡착 비표면적은 JIS K6217의 A법으로 구해진다.
카본블랙을 배합하는 경우, 카본블랙의 함유량은 고무 성분 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 40 질량부 이상, 보다 바람직하게는 50 질량부 이상이다. 40 질량부 미만이면, 충분한 보강성을 얻기 어려울 우려가 있다. 또, 카본블랙의 함유량은, 고무 성분 100 질량부에 대하여 바람직하게는 80 질량부 이하, 보다 바람직하게는 70 질량부 이하이다. 80 질량부를 넘으면, 필러를 분산시키기 어려워 내균열성(내구성)이 저하되거나 국부적으로 딱딱해져, 블래더 수명이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 블래더용 고무 조성물은 상기 성분 이외에, 오일, 노화 방지제, 이형제, 스테아르산, 무기 충전제(화이트카본, 실리카, 활성화 탄산칼슘, 탈크, 알루미나 등), 유기 보강제(하이임팩트 스티렌 수지, 쿠마론인덴 수지, 페놀 수지, 리그닌, 변성 멜라민 수지, 석유 수지 등), 내열성 향상제, 난연제, 열전도 부여제 등을 첨가할 수 있다.
본 발명의 고무 조성물에는 오일을 배합하는 것이 바람직하다. 오일을 배합함으로써, 가공성을 개선하고 고무의 강도를 높일 수 있다. 오일로는 예를 들어, 프로세스 오일, 식물 유지 또는 그 혼합물을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 휘발되기 어렵고, 블래더 표면에 블리드되어, 타이어 커버와의 밀착을 방지하는 점에서, 식물 유지, 피마자유가 적합하게 이용된다.
본 발명의 고무 조성물이 오일을 함유하는 경우, 오일의 함유량은 고무 성분 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.5 질량부 이상, 보다 바람직하게는 1 질량부 이상이다. 0.5 질량부 미만이면, 가황 후에 블래더와 타이어 커버의 밀착이 발생하기 쉬워질 우려가 있다. 또, 오일의 함유량은, 고무 성분 100 질량부에 대해 바람직하게는 10 질량부 이하, 보다 바람직하게는 7 질량부 이하이다. 10 질량부를 넘으면, 부틸고무의 비율이 저하되어, 블래더 수명이 저하되는 경향이 있다.
노화 방지제로서, 예를 들어, 내열성을 높이는 페놀계 노화 방지제(모노페놀계 노화 방지제, 비스페놀계 노화 방지제, 폴리페놀계 노화 방지제) 등이 적합하게 이용된다.
본 발명의 고무 조성물에는 이형제를 배합하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 가교 수지를 사용한 경우에, 벤버리 내에 가교 수지가 부착되는 것을 억제할 수 있다. 이형제로는 지방산 금속염과 지방산 아미드의 혼합물 등을 적합하게 사용할 수 있다. 여기서, 이형제의 함유량은 고무 성분 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.1?10 질량부이다.
본 발명의 블래더용 고무 조성물은 상기 고무 성분, 마스터배치, 다른 성분(카본블랙 등)을 혼합함으로써 조제할 수 있고, 예를 들어, 이하의 방법으로 제조할 수 있다.
우선, 혼련 공정에 관해 설명한다. 본 실시형태의 혼련 공정은 베이스 혼련 공정, 마무리 혼련 공정으로 구성된다. 혼련 공정에서는, 예를 들어, 혼련기를 이용하여 상기 성분이 혼련된다. 혼련기로는 종래에 공지되어 있는 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 벤버리 믹서나 니이더, 오픈 롤 등을 들 수 있다.
<베이스 혼련 공정>
베이스 혼련 공정은 예를 들어, 혼련기를 이용하여, 상기 성분 중, 마스터배치, 가교 수지 및 이형제 이외의 성분(부틸계 고무, 카본블랙, 오일, 클로로프렌고무, 노화 방지제 등)이 혼련된다.
베이스 혼련 공정은 사용하는 카본블랙의 분산성 확보와 부틸계 고무보다 내열성이 떨어지는 다른 고무(예를 들어, 클로로프렌 고무)의 열분해를 억제한다는 이유에서, 이하의 2공정(제1 베이스 혼련 공정, 제2 베이스 혼련 공정)으로 나눠 행하는 것이 바람직하다.
<제1 베이스 혼련 공정>
제1 베이스 혼련 공정은 예를 들어, 혼련기를 이용하여, 부틸계 고무, 카본블랙, 오일 등의 성분이 혼련된다.
제1 베이스 혼련 공정에서는 혼련 개시시 온도가 10?40℃인 배합 고무를 그 온도가 150?180℃가 될 때까지 혼련하는 것이 바람직하다. 혼련 종료시 배합 고무의 온도가 150℃ 미만이면, 카본블랙의 분산성의 확보가 어려워질 우려가 있다. 한편, 180℃를 넘으면, 카본블랙에 의한 겔화 현상이 발생하여, 혼련 고무 조성물 시트의 균일성이 저하될 우려가 있다.
<제2 베이스 혼련 공정>
제2 베이스 혼련 공정에서는 예를 들어, 혼련기를 이용하여, 제1 베이스 혼련 공정에서 혼련하여 얻어진 배합 고무에, 클로로프렌고무, 노화 방지제 등의 성분을 더 첨가하여 혼련된다. 제2 베이스 혼련 공정에서는, 혼련 개시시의 온도가 10?40℃인 배합 고무를 그 온도가 120?140℃가 될 때까지 혼련하는 것이 바람직하다. 혼련 종료시 배합 고무의 온도가 120℃ 미만이면, 클로로프렌 고무의 분산성의 확보가 어려워지고, 또 제조되는 블래더 고무 조성물의 균질성이 저하되어 블래더 수명이 저하될 우려가 있다. 한편, 140℃를 넘으면, 클로로프렌 고무의 열분해가 진행되어 블래더 수명이 저하되는 경향이 있다.
<마무리 혼련 공정>
마무리 혼련 공정에서는 예를 들어, 혼련기를 이용하여, 제2 베이스 혼련 공정에서 혼련하여 얻어진 배합 고무에, 상기 마스터배치, 필요에 따라 가교 수지, 이형제 등의 성분을 더 첨가하여 혼련된다. 본 발명에서는, 상기 마스터배치를 사용하므로, 미분산이 어려운 미립자 산화아연을 이용하는 경우에도, 상기 마무리 혼련 공정을 복수회 행하지 않고, 상기 미립자 산화아연을 충분히 분산시킬 수 있다. 이 때문에, 효율적으로 초수명의 블래더용 고무 조성물을 생산하는 것이 가능하다.
상기 마무리 혼련 공정에서는 혼련 개시시의 온도가 상온인 배합 고무를 그 온도가 90?105℃가 될 때까지 혼련하는 것이 바람직하다. 혼련 종료시 배합 고무의 온도가 90℃ 미만이면, 산화아연의 균일 분산성이 불충분해질 우려가 있는 한편, 105℃를 넘으면, 가교 반응이 시작되어 버릴 우려가 있다.
또, 상기 마무리 혼련 공정에서는 산화아연의 분산성과 가교 반응 방지라는 점에서, 혼련기의 회전수를 20?45 rpm으로 하는 것이 바람직하다.
<가교 반응 공정>
이상의 혼련 공정을 행한 후, 가교 반응 공정을 행함으로써 본 발명의 블래더용 고무 조성물을 얻을 수 있다. 상기 가교 반응 공정은, 예를 들어, 상기 마무리 혼련 공정에 의해 얻어진 고무 조성물(미가교 고무 조성물)을 170?210℃에서 30?240분간 가교 반응을 행함으로써 실시할 수 있다.
본 발명의 고무 조성물은 타이어 제조를 위한 블래더로서 적합하게 사용할 수 있다.
상기 블래더는 상기 미가교 고무 조성물을 이용하여 압출기에 의해 압출 성형하여 블래더의 형상으로 성형한 후, 가교 반응을 행함으로써 제조할 수 있다.
[실시예]
실시예에 기초하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에만 한정되는 것이 아니다.
이하에 사용한 각종 약품에 관해 일괄적으로 설명한다.
부틸고무 268 : 엑손모빌화학사 제조의 BUTYL268(이소프렌 함유량 1.7 몰%)(비할로겐화 부틸 고무)
부틸고무 065 : 엑손모빌화학사 제조의 BUTYL065(이소프렌 함유량 1.05 몰%)(비할로겐화 부틸 고무)
클로로프렌고무 : 쇼와덴꼬(주) 제조의 네오프렌 W
카본블랙 : 캐봇재팬(주) 제조의 쇼우블랙 N330(N2SA : 75 ㎡/g)
피마자유 : 호코쿠제유(주) 제조의 공업용 1호 피마자유
노화 방지제 : 오우치신코화학공업(주) 제조의 노크랙 NS-5(2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀))
이형제 : 스트락톨(주) 제조의 WB16(지방산 금속염(지방산 칼슘)과 지방산 아미드의 혼합물)
가교 수지 : 다오카화학공업(주) 제조의 타키롤 201(알킬페놀포름알데히드 수지)
산화아연(1) : 미쓰이금속광업(주) 제조의 아연화 2종(평균 1차 입경 : 270 nm)
산화아연(2) : 하쿠스이테크(주) 제조의 초미립자 산화아연 F-1(평균 1차 입경 : 100 nm)
EPDM : 스미토모화학(주) 제조의 에스프렌 EPDM301A
EVA : 스미토모화학(주) 제조의 에바테이트 EVA
MB1?2에서의 EPDM/EVA(배합비)는 1/1(질량비)이었다.
(제조예)
(MB의 조제)
표 2에 나타내는 배합 처방에 따라, 벤버리 믹서를 이용하여, EPDM, EVA, IIR의 각 재료를 투입하여 소련하고, 약 100℃ 부근까지 가온한 후, 산화아연, 필요에 따라 가교 수지를 작게 나눠 투입하고, 배출 온도 약 130℃가 되도록 혼련하여 마스터배치를 얻었다.
(비교예)
표 1에 나타내는 배합 내용에 따라서, 240 L의 벤버리 믹서를 이용하여, 충전율 70%로, 우선 비할로겐화부틸고무(부틸고무 065 및 부틸고무 268), 카본블랙, 피마자유를 160℃가 될 때까지(혼련 개시시의 온도 30℃) 혼련했다. 냉각후 클로로프렌고무, 노화 방지제를 첨가하여, 30℃부터 130℃가 될 때까지 혼련했다. 더 냉각후, 산화아연, 가교 수지를 첨가하여, 30℃부터 100℃가 될 때까지 혼련했다(제1 마무리 혼련 공정). 이어서, 혼련물을 일단 30℃까지 냉각후(냉각 공정), 다시 벤버리 믹서에 투입하여, 100℃가 될 때까지 마무리 혼련하여(제2 마무리 혼련 공정(재혼련)), 미가교 고무 조성물을 얻었다.
(실시예)
표 2에 나타내는 배합 내용에 따라서, 제1 마무리 혼련 공정에서 산화아연을 첨가하는 대신, 상기 제조예에서 얻어진 마스터배치, 이형제, 가교 수지를 첨가하여, 냉각 공정 및 제2 마무리 혼련 공정(재혼련)을 행하지 않은 점 외에는, 비교예와 동일한 조건으로 미가교 고무 조성물을 얻었다.
얻어진 미가교 고무 조성물을 블래더 형상으로 성형하여, 200℃, 30분간 가교 반응을 행함으로써, 블래더(타이어 사이즈 : 195/65R15, 블래더 신장율(주변부(periphery) : 1.08, 원주(circumference) : 1.25), 블래더 게이지 : 5 ㎜)를 제작했다.
얻어진 블래더를 타이어 성형(180℃, 12분의 타이어 가황 조건)에 사용하여, 사용 횟수가 600?1000회까지 50회 사용마다 블래더 고무 내부의 열열화에 의한 층형 박리(라미네이션) 현상의 발생 유무를 관찰하였고, 관찰한 결과, 블래더 고무 내부의 상태가 라미네이션이 성장하여, 길이가 5 ㎜ 이상이 된 경우에, 상기 사용 횟수를 블래더 수명 횟수로 하였다.
비교예
1 2 3 4
부틸고무 268 50 50 50 50
부틸고무 065 45 45 45 45
클로로프렌고무 5 5 5 5
카본블랙 60 60 60 60
피마자유 5 5 5 5
노화 방지제 1 1 1 1
이형제 - - - -
가교수지 8 8 8 8
산화아연(1) 4 - 8 -
산화아연(2) - 4 - 8



마
스
터

배
치		 1형

 EPDM/EVA - - - -
산화아연(1) - - - -
산화아연(2) - - - -
2형


 EPDM/EVA - - - -
산화아연(1) - - - -
산화아연(2) - - - -
가교수지 - - - -
3형

 부틸고무 268 - - - -
산화아연(1) - - - -
산화아연(2) - - - -
4형


 부틸고무 268 - - - -
산화아연(1) - - - -
산화아연(2) - - - -
가교수지 - - - -
비고 - 재혼련있음 - 재혼련있음
블래더 수명 횟수 609 811 630 820
Figure pat00001
상기 마스터배치를 사용한 실시예는, 비교예에 비해 블래더 수명 횟수를 향상시킬 수 있었다.

Claims (7)

  1. 고무 성분; 및
    산화아연과, 에틸렌프로필렌디엔 공중합체 및 부틸계 고무(A) 중 1 이상을 혼합하여 얻어지는 마스터배치
    를 포함하는 블래더용 고무 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마스터배치는 상기 산화아연 100 질량부에 대해, 상기 에틸렌프로필렌디엔 공중합체 및 상기 부틸계 고무(A)의 합계 함유량이 10?180 질량부인 블래더용 고무 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마스터배치는 에틸렌아세트산비닐 공중합체를 더 혼합하여 얻어지는 것인 블래더용 고무 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고무 성분 100 질량부에 대해, 상기 마스터배치 유래의 산화아연의 함유량이 0.5?10 질량부인 블래더용 고무 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 고무 성분 100 질량% 중, 부틸계 고무(B)의 함유량이 90?100 질량%이고, 클로로프렌고무의 함유량이 0?10 질량%인 블래더용 고무 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 마스터배치는 가교 수지를 더 혼합하여 얻어지는 것인 블래더용 고무 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 고무 조성물을 이용하여 제작한 블래더.
KR1020110109306A 2010-10-27 2011-10-25 블래더용 고무 조성물 및 블래더 KR20120044255A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010241398A JP5221623B2 (ja) 2010-10-27 2010-10-27 ブラダー用ゴム組成物及びブラダー
JPJP-P-2010-241398 2010-10-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120044255A true KR20120044255A (ko) 2012-05-07

Family

ID=46037001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110109306A KR20120044255A (ko) 2010-10-27 2011-10-25 블래더용 고무 조성물 및 블래더

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5221623B2 (ko)
KR (1) KR20120044255A (ko)
CN (1) CN102453284A (ko)
BR (1) BRPI1105885A2 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102731918B (zh) * 2012-07-20 2013-11-20 浙江华和塑胶科技有限公司 一种子午轮胎胶囊及其制备方法
JPWO2015145512A1 (ja) * 2014-03-26 2017-04-13 株式会社ブリヂストン ゴム組成物及びタイヤ
CN104017280B (zh) * 2014-06-23 2016-01-20 东营金泰轮胎胶囊有限公司 耐老化轮胎胶囊胶料的生产工艺
WO2016088817A1 (ja) * 2014-12-04 2016-06-09 横浜ゴム株式会社 タイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ加硫ブラダー
JP6488118B2 (ja) * 2014-12-17 2019-03-20 住友ゴム工業株式会社 ブラダー用ゴム組成物およびその製造方法、ならびにブラダー
CN107250245B (zh) * 2015-02-05 2019-06-04 株式会社普利司通 橡胶组合物和其制造方法、交联橡胶组合物和轮胎
ES2736107T3 (es) * 2015-03-30 2019-12-26 Arlanxeo Netherlands Bv Composición de caucho curable
WO2018008630A1 (ja) * 2016-07-04 2018-01-11 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物
JP6817043B2 (ja) * 2016-11-28 2021-01-20 松本油脂製薬株式会社 ブラダー内添用離型剤及びその利用
JP2018177853A (ja) * 2017-04-04 2018-11-15 住友ゴム工業株式会社 加硫ブラダー用ゴム組成物および加硫ブラダー
JP2018193484A (ja) * 2017-05-18 2018-12-06 横浜ゴム株式会社 ブラダー用ゴム組成物の製造方法
JP7225559B2 (ja) * 2018-04-24 2023-02-21 住友ゴム工業株式会社 ブラダーおよびタイヤ内部部材、並びに加工助剤
CN109957183A (zh) * 2019-03-12 2019-07-02 河南大林橡胶通信器材有限公司 隔膜式离合器橡胶气囊及其制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1044258A (ja) * 1996-07-31 1998-02-17 Bridgestone Corp ゴム物品の製造方法
CN100424138C (zh) * 2002-05-30 2008-10-08 骆天荣 用于塑料的改性纳米氧化锌复合母粒及其制备方法
CN1188459C (zh) * 2002-06-03 2005-02-09 骆天荣 用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒及其制备方法
JP2005075891A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Sumitomo Rubber Ind Ltd ブラダー配合
JP4764014B2 (ja) * 2004-08-27 2011-08-31 株式会社ブリヂストン ゴム組成物及びそれを用いた架橋ゴム
JP5006617B2 (ja) * 2006-10-19 2012-08-22 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有するタイヤ
CN101602866B (zh) * 2009-07-09 2011-09-14 四机赛瓦石油钻采设备有限公司 一种适合于制作气囊的耐寒胶料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5221623B2 (ja) 2013-06-26
JP2012092243A (ja) 2012-05-17
CN102453284A (zh) 2012-05-16
BRPI1105885A2 (pt) 2013-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120044255A (ko) 블래더용 고무 조성물 및 블래더
CN107849315B (zh) 橡胶组合物
JP5147788B2 (ja) ゴム組成物の製造方法およびそれにより得られたゴム組成物、ならびに該ゴム組成物を用いたタイヤ
JP5232082B2 (ja) ブラダー用ゴム組成物、及び、その製造方法、並びに、ブラダー
EP2957592B1 (en) Tire
JP6488118B2 (ja) ブラダー用ゴム組成物およびその製造方法、ならびにブラダー
JP2019026713A (ja) 外貼りエイペックスを有する空気入りタイヤ
EP3321317B1 (en) Rubber composition for vulcanizing bladder and vulcanizing bladder
JP2007084610A (ja) ゴム組成物の製造方法およびそれにより得られるゴム組成物
KR101000811B1 (ko) 타이어 트레드 베이스용 고무 조성물
JP2017031240A (ja) タイヤスチールコード被覆用ゴム組成物
JP5483367B2 (ja) インナーライナー用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP5232081B2 (ja) ブラダー用ゴム組成物及びブラダー
KR100314756B1 (ko) 브래더용 고무화합물
JP2005075891A (ja) ブラダー配合
JP2011116845A (ja) ブラダー用ゴム組成物及びブラダー
JP2024049830A (ja) ブラダー用ゴム組成物及びその製造方法
KR100593023B1 (ko) 타이어용 인너라이너 고무조성물
JP2017075242A (ja) タイヤベルトクッション用ゴム組成物
JP2011111595A (ja) タイヤインナーライナー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ
JP2015203103A (ja) タイヤインナーライナー用ゴム組成物
KR100703848B1 (ko) 트럭·버스용 래디얼 타이어 비드필러 고무 조성물
KR101504958B1 (ko) 내마모성이 향상된 타이어 트레드 고무 조성물
JP2010265342A (ja) インナーライナー用ゴム組成物
US20210206950A1 (en) Studless winter tire and method for producing same

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination