KR790001899B1 - 고무조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

고무조성물

본 발명은 고무에 안식향산 또는 모노옥시안식향산을 배합시킨 고무조성물에 관한 것이다. 즉 가황에 의하여 고무와 금속재료 또는 섬유재료와의 접착성의 향상 및 내 칩프(耐 chip)성과 내 걸트(耐 cut)성을 개선시킨 고무제품을 얻기에 충분한 량의 안식향산 및 모노옥시 안식향산을 적어도 한가지 이상 배합시킨 고무조성물에 관한 것이다.

종래의 고무와 스틸코드등 금속재료 나이론 코드등 섬유재료와를 접착시키는 경우 전자는 스틸 또는 스틸코드의 표면에 황동, 청동등의 구리 합금을 도금하는 방법이 일반적으로 알려져 있었고, 또한 후자는 나이론 코드의 표면에 레졸신-포름알데하이드라텍스(RFL액)을 처리시키는 방법이 일반적으로 알려져 있었다. 그렇지만 특히 차량용 타이어에 있어서 자동차의 고속화 고도화에 수반하여 높은 접착력이 요구되게 되었다. 최근, 금속재료 및 섬유재료와의 접착력을 더욱 향상시키기 위하여 고무에 화이트카본, 레졸신 및 헥사메틸렌테트라민을 배합하는 소위 HRH계가 이용되어 왔다. 그런데 이 HRH계 고무 조성물은 레졸신의 승화성 때문에 반바리 혼합시 또는 롤 혼합시에 있어서 연기 및 냄새를 발생하여 환경오염, 작업상 악화등의 결합이 있고 더우기 스코오치(scorch : 早期加黃) 안정성이 나쁘기 때문에 압연가공성을 불량하게 하는 결점이 있었다.

최근에는 레졸신의 상기 결정을 개선할 목적으로 HRH계 고무조성물에 있어서 레졸신 대신에 레졸신과 포르말린의 초기 축합물을 사용하는 방법도 알려지고 있다. 그러나 이 경우 고무조성물의 가황물성 및 금속재료, 섬유재료와의 접착성을 저하시키는 난점이 있었다.

또한 토목건설용의 OTR(off the Road)타이어, 고하중 조건하에 사용되는 트럭이나 버스의 타이어에 있어서 타이어 트레드(treads)의 내 컬트성, 내 칩프성은 가장 중요한 특성이다. 이러한 내 컬트성 및 내 칩프성을 개선하기 위하여 종래에는 디엔계(diene-type)중합체 예를 들면 천연고무 및 스틸렌부타디엔 공중합체를 적당히 선택하던가 또는 카본블랙과 무기보강제를 배합하는 등이 시도되어 왔다.

그러나 이러한 방법으로 내 컬트성 및 내 칩프성은 어느정도 개선되나 만족할만하지 못하여 또한 카본블랙과 무기보강제의 배합량이 증가하여 고무 조성물의 배합시 가공성이 저하되며 더우기 제품의 사용시에 발열이 크게된다는 결점이 있다. 일본특허공개 공보 제 48-38615 호에는 스틸렌-부타디엔 공중합체에 사이클로펜타디엔계 수지를 첨가하여 타이어 트래드의 내 컬트성을 개량시키는 방법이 기술되어 있다.

그러나 이러한 개량법은 아직 만족할만한 것이 못된다.

본 발명은 안식향산, o-옥시안식향산, m-옥시안식향산, p-옥시안식향산 등을 고무에 비교적 다량으로 배합함으로서 고무와 금속재료 혹은 고무와 섬유재료와의 접착성이 매우 향상되며 또한 이것을 배합한 타이어의 내 칩프성, 내 컬트성이 현저하게 개선되는 놀랄만한 효과가 나타나게 된다.

안식향산, 살리실산등의 방향족 카복실산류를 고무에 배합하여 고무가공시의 스코오치를 방지하는 기술에 대하여는 이미 공지되어 있다. 이러한 방향족 카복실산류는 동시에 가황을 지연시키는 경향이 있고 일반적으로 고무 100중량부에 대하여 0.1내지 0.5중량부 밖에 배합시키지 못하고 많아야 1중량부를 초과하여 배합시킬 수는 없었던 것이다.

본 발명은 전기 방향족 카복실산중 안식향산, 혹은 모노옥시 안식향산을 고무 100중량부에 대해 1중량부이상 배합시킴으로 상기의 접착성, 내칩프성, 내컬트성을 개선함에 성공한 것이다.

본 발명에 사용되는 안식향산, o-옥시안식향산, m-옥시안식향산, p-옥시안식향산등은 고무 100중량부에 대하여 1내지 20중량부의 범위로 배합하여 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 1중량부 이하로는 목적하는 바의 효과가 나타나지 않고 20중량부 이상으로는 가황이 지연되어 물리적 성질등을 바람직하지 못한 현상을 나타나게 된다.

바람직한 배합량은 사용하는 고무, 가황촉진제, 가황계등의 조건에 따라 다양하나 일반적으로 접착성의 향상에 주목적이 있는 경우에는 2내지 5중량부가 바람직하며 내 컬트성, 내 칩프성의 향상이 주목적인 경우에는 3내지 10중량부가 바람직하다.

사용되는 고무는 디엔계 고무, 예를들면 천연고무, 폴리이소푸랜고무, 폴리부타디엔고무, 스틸렌-부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔고무, 클로로푸렌고무등 및 이들의 혼합계에 대하여 광범위하게 적용할 수 있다.

가황계에 있어서는 일반적으로 사용되는 유황-가황촉진제계, 피옥사이드계등에 대하여 적용할 수 있고 가황촉진계로서는 N-옥시디에틸렌 벤조티아졸 설폰아마이드등의 설폰아마이드계, 2-머캅토벤조티아졸등의 티아졸계, 테트라메틸티우람 디설파이드등의 설폰아마이드계, 2-머캅토벤조티아졸등의 티아졸계, 테트라메틸티우람 디설파이드등의 티우람계등 넓은 범위에서 선택할 수가 있다. 기타의 배합제로는 예를 들면 아연화, 스테아린산, 카본블렉, 화이트가본등은 각각의 목적에 따라 사용할 수 있고 아무런 제한도 받지 않는다.

가황온도에 대해서는 통상 사용되는 온도가 좋다.

또한 본 발명의 실시에 대하여는 헥사메틸렌테트라민, 헥사메티롤멜라민등의 가열시 포르말린을 발생하는 화합물을 병용하면 일층 더 효과를 발휘할 수가 있다. 이하 실시예로서 더욱 상세히 구체적으로 설명하겠으나 본 발명의 범위는 여기에 국한되는 것은 아니다.

(1) 실시예 1-4 및 표준예 1, 비교예 1, 2배합처방을 하기 제 1 표에, 실험결과를 하기 제 2 표에 나타냈다

고무배합물의 작성 및 가황

마스터 배취를 반바리 믹서로 배합하고 여기에 가황계를 롤러로 혼합하여 고무배합물을 작성했다. 물성시험용의 가황은 145℃로 45분간 행했다.

접착력 테스트

고무배합물을 3mm간격으로 평행으로 놓은 황동도금 또는 아연도금 스틸코드의 양면에서 코팅한 섬유(1인치 매립(埋

))를 145℃에서 45분간 가황하고 스틸코드를 뽑아내는 테스트를 행하였다. 이 테스트는 ASTMD2229에 준하여 행했다.

무니 스코오치타임(ts) (Mooney Scorch Time)

JISK6301에 준하여 측정했다(측정온도 125℃

내 컬트성(충격낙하시험)

12.98kg의 강철칼을 가황고무 시료편상에 25cm의 높이에서 낙하시킴으로서 발생되는 절상(cut)의 깊이로 평가한다. 표준예 1을 100으로하는 지수(인덱스)로서 표시했다. 수치의 크기를 개선하는 효과가 크다.

내 칩프성(다이나믹 칩핑 테스터에 의함)

본 시험은 실제의 주행시에 나타나는 칩핑현상을 재현시킨 것으로서 암석과 같은 날카로운 각을 가진 철강제의 돌기물을 묻은 드럼에 직경 15cm, 폭 4cm, 중량 약 750g의 러그형 트레드(lug pattern tread)를 갖는 미니추어 타이어를 하중 19.5kg드럼속도 매분 132회, 타이어 회전속도 매분 120회(면속비 10%)로 3시간 주행시킴에 따라 발생하는 타이어 트레드의 감량(체적 cc=감량 g/비중)으로 평가한다. 표시는 내 컬트성의 경우와 같이 표준예 1을 100으로 하는 지수로 하여 그 숫치가 커지면 개선하는 효과가 큰것을 나타낸다.

[제 1 표]

[제 2 표]

제 2 표에서, 본 발명의 조성에 따른 배합고무는 가황물성이 종래의 레졸신등 배합고무와 비교하면 가황물성에는 전혀 변화가 없으나 접착력이 황동도금스틸코드에는 동등이상, 아연도금 스틸코드에는 상당한 향상이 있고 스코오치를 지연시키며 더우기 안식향산등을 배합하지 않는 고무와 비교하면 내 컬트성과 내 칩프성을 크게 향상시키며 한편 혼합 작업시의 발연 및 취기가 없고 또한 배합후 유백화(blooming)하는 일도 없음이 밝혀졌다.

주 6) 실시예 4에 있어서 ts가 비교예 2보다 짧은것은 가황촉진제 N-옥시디에틸렌-2-벤조티아졸 설폰아마이드의 배합량이 많기 때문이다.

(2) 실시예 5, 표준예 2, 비교예 3

(1)과 같은 방법으로 배합, 가황, 측정을 행했다.배합처방을 제 3 표에 결과를 제 4 표에 나타낸다.

[제 3 표]

[제 4 표]

제 4 표에서, 본 발명의 배합고무는 가황물성이 종래의 것과 같은지는 알 수 없으나 스틸코드와의 접착성을 레졸신 이상으로 개선하며 레졸신 배합시에 보이는 발연, 유백화등은 없다고 하는 효과가 있음이 밝혀진다.

(3) 실시예 6-8 표준예 3 비교예 4, 5

(1)과 동일한 방법으로 배합하고 하기의 조건으로 가황 및 측정했다. 배합처방을 제 5 표에 결과를 제 6 표에 나타낸다.

물성측정용 가황조건 : 148℃×30분

나이론섬유와의 접착력 : ASTM D 2138에 따름 H-테스트 (가황조건 148℃×30분)

그외의 (1)과 동일함

[제 5 표]

[제 6 표]

주 7) RFL : 레졸신-포름알데하이드 라텍스

제 6 표에서 본 발명의 배합고무는 물성이 종래의 레졸신 등 배합물과 거의 변함이 없으며 한편 스코오치 시간이 길어지고 나이론코드와의 접착력은 무처리나이론, RFL처리나이론 모두 레졸신등 배합물과 대체로 동등하며 표준예 3(레졸신등 첨가없음)에 비교하면 대폭적으로 접착성이 향상됨이 밝혀진다. 또한 배합시의 발연성, 배합물의 유백화성 등을 상당히 개선한다.

(4) 실시예 9, 10, 표준예 4, 비교예 6

(1)과 동일한 방법으로 배합하고 하기의 조건으로 측정했다. 배합처방을 제 7 표에 결과를 제 8 표에 나타냈다. 가황조건 : 148℃×30분

[제 7 표]

[제 8 표]

제 8 표는 본 발명의 고무배합물이 종래의 것보다 고무의 내컬트성 및 내 칩프성을 개선시킴을 나타내고 있다.

(%) 실시예 11, 12 표준예 5, 비교예 11

배합, 측정도(4)와 동일한 방법으로 수행했다.

배합처방을 제 9 표에 결과를 제 10 표에 나타낸다.

[제 9 표]

[제 10 표]

제 10 표로부터 본 발명의 고무배합은 종래의 것과 비교하여 내컬트성 내칩프성이 향상됨을 알 수 있다.

(6) 실시예 13, 14 표준예 6 비교예 8

배합, 측정등은 상기와 동일한 방법으로 수행했다.

배합처방을 제 11 표에 결과를 제 12 표에 나타낸다.

[제 11 표]

[제 12 표]

제 12 표에 따르면 본 발명의 고무배합물은 종래의 것보다 내컬트성 및 내칩프성을 개선함을 알 수 있다. 이상 설명한 바와같이 본 발명에 따라 수득되는 고무조성물은 스코오치 안정성이 우수하고 스틸코드 또는 나이론코드와의 접착력 및 내컬트성 내칩프성이 우수함으로 새로운 고무용 접착제로서 및 내컬트성, 내칩프성개량제로서 이용될 수 있다.

Claims (1)

1. 고무 및 통상의 배합제를 함유하는 마스터 벳치 및 통상 사용되는 유황-가황 촉진제계로부터 이루어지는 고무조성물에 있어서 고무 100중량부와 1내지 20중량부의 안식향산, 오르소하이드록시 안식향산 또는 파라하이드록시 안식향산을 한가지 이상 배합하여 조성함을 특징으로하는 가열 가황으로 고무와 금속재료 또는 섬유재료와의 접착성을 향상시키고 내칩프성 및 내컬트성을 개선시킨 고무제품을 얻기 위한 고무조성물.