KR920000006B1 - 경화가능한 고무 조성물 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 라미나(laminar)형태내의 고무 조성물 및 그런 라미네이트로부터 유도된 조성물을 사용하여 고무 박판을 접합하는 방법에 관한 것이다. 예외적이지는 않지만 특히, 그 방법은 지붕용으로 고무 박판을 접착시키는 것에 관계한다.
박판을 겹쳐놓은 사이에 적용된 부착물을 사용하여 고무 박판 접착은 공지의 것이다. 대표적으로, 경화된 EPDM 박판은 지붕용으로 사용되며 근접 박판사이의 어떤 접합도 영구적으로 방수가 될 필요가 있다. 겹쳐놓은 박판을 접합하는 한 방법은 박판 표면에 부착층을 대고, 부착층위에 중간 테이프(Tape)를 놓고, 중간 테이프위에 다른 부착층을 대고, 그 다른 부착층에 두 번째 고무 박판을 대는 것이다. 접합은 부착물의 통상적인 경화에 의하여 개발되고, 주변 온도에서 경화된 EPDM 박판 및 대개 플래스틱 물질은 중간층 사이에 상대적으로 강한 결합을 얻는 교차 결합이 있을 수도 있다.
경화된 EPDM 박판을 접합하는데 통상 제이의 방법은 겹쳐놓은 박판 사이에 끈적한 테이프를 대는 것이다. 두 박판을 압박한 후에, 주변 온도에서 테이프에 부분적인 교차결합이 있을 수 있어 결합을 개량한다.
지금까지, 박판 접합에 가장 널리 사용된 방법은, 특히 지붕용으로, 이른바 고온 결합 테이프를 사용하는 것이다. 그러한 테이프는 경화가능한 고무 및 그들의 경화물을 포함하는 고무 조성물에 의하여 구성되는데 경화물은 사실상 상승된 온도에서만 활성이다. 사용할 때, 테이프는 겹쳐놓은 박판 사이에 놓고 테이프의 경화는 변화가능한 고온(대개 180℃이상) 압력(일반적으로 2-3기압, 200-300kpa)에서 얻어진다. 본 기술의 결점은 그것 자체로 경화 압력을 사용하는 것이(예를들면 지붕에서) 다소 불편하다는 것이다. 또한 함꼐 결합된 고무 박판이 접착 공정이 일어나기 전에 건조하고 박판이 스팀(Steam)경화 기술을 사용하여 경화되지 않는 것이 필수적이다. 180℃이상 온도에서 작동한다는 것은 고무 박판내의 흡수된 물은 기체화되고 테이프 및 박판사이에서 부착을 방치하는 증기 완충물(Cushion)이 발생되는 것을 의미한다. 고온 결합하는 테이프 기술의 또 다른 불이익은 본원의 경화물은 고온에서 활성이지만 테이프의 고무 조성물의 경화는 필수적으로 주변온도에서 일어나서 그러한 테이프의 저장 수명은 대개 1-3달로 제한되어 있다는 점이다.
그러므로 우수한 결합을 주고 또한 그 자체로 예를들면 지붕 위에 용이하게 사용될 수 있는 고무 박판을 접착하는 수단이 필요하다.
본 발명의 한 특징에 따라, 다음으로 구성되는 라미네이트가 제공된다.
(a) 경화가능한 고무로 구성되는 고무층 ; (b) 고무에 대한 경화제 및 경화제에 대해 불활성인 중합체로 구성되는 경화물층 ; (c) 경화제에 대해 불활성이고 불투과성인 물질로 구성되고, 경화가능한 고무 및 경화제 사이에 접촉을 방지하기 위하여 고무층 및 경화물층 사이에 배치된 중간층.
본 발명의 제이 특징은 다음으로 구성되는 제일 및 제이 고무 박판을 접착하는 방법을 제공하는 것이다.
(i) (a) 경화가능한 고무로 구성되는 고무층 ; (b)고무에 대한 경화제 및 경화제에 불활성인 중합체로 구성되는 경화물층 ; (c) 경화제에 대해 불활성이고 불투과성인 물질로 구성되고, 경화가능한 고무 및 경화제사이에 접촉을 방지하기 위하여 고무층 및 경화물층 사이에 배치된 중간층 ; 으로 구성된 라미네이트를 제공하고 (ii) 경화가능한 고무 및 그것의 경화제로 구성되는 사실상 균일 조성물을 형성하기 위하여 라미네이트를 분쇄하고 (iii)접착된 생성물에서 박판 겹침을 형성할 접착될 박판의 최소한 범위에 조성물을 대고 (iv) 박판의 겹침 부분을 모아서 박판과 접촉하는 조성물을 경화하여 그들 사이의 경화된 고무 접합을 형성한다.
박판과 접촉하는 조성물을 경화한다는 항은 접착이 실행되는 (예를들면 지붕위)위치를 얻는 주변 조건하에 단순히 조성물을 경화한다는 것을 포함하는 경향이 있다. 물론, 원한다면 경화는 열을 적용하여 촉진되지만 본 발명의 특징은 전술의 고온결합기술과 대비하여 저온 경화 방식이 채택될 수 있다는 것이다.
가늘고 긴 테이프 형태인 라미네이트가 특히 바람직하고, 다른 라미나 형태도 동등하게 적용될 수 있지만 본 발명의 특징 및 구체예에서는 테이프 형태인 라미네이트에 관하여 설명할 것이다. 본원에서 설명된 라미네이트의 바람직한 특징은 본 발명의 방법으로 라미네이트를 동등하게 사용하여 추론될 것이다.
본 발명의 특징은 본원의 상기 방법에 의한 생성물, 즉 그 방법으로 접합된 제일 및 제이 고무 박판까지 확장될 것이다. 그러한 생성물은 예를들면 마무리된 지붕 또는 실질적인 크기의 다른 요소에 대한 덮개를 구성할 수 있는 접착된 박판의 다수를 또한 포함한다.
라미네이트를 사용하는 후기의 방법은 그 자체로 박판 접착에 특히 적합하고 마무리된 접착은 생성물은 그의 기능을 할 것이다. 그러나, 그 방법은 최종 생성물 크기 보다 작고 최대 생성물 크기를 가진 예를들면 박판화하는 프레스 캘린더(압착롤러) 또는 압연기에서 생산될 수 있는 작은 고무 박판으로부터, 예를들면 공장에서 박판의 큰 면적의 생성물에도 동일하게 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 테이프의 고무층내에 사용된 경화가능한 고무는 예를들면, EPM 또는 EPDM 고무, 부틸 고무 또는 할로겐화된 부틸 고무(클로로부틸 또는 브로모부틸)일 수 있다. 경화제는 물론 테이프가 균일 조성물로 분쇄되었을 때 그 고무를 경화하는데 효과적인 것으로 선택된다. 경화제는 공지의 경화물, 아연 산화물, 과산화물, 페놀성 레진, 티오요소 화합물, 메트캅토 화합물, 디티오카바메이트 및 실시예에서 언급된 것의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
경화제와 혼합되어 경화물층을 형성하는 불활성 중합체 및 적용되어 중간층을 형성하는 불활성 물질이 동일 물질인 것이 특히 바람직하다. 그러므로 그들은 점도가 동일하고, 본 발명의 방법을 실행할 때 전체 조성물 혼합은 쉽게 될 것이다. 중간층의 불활성 물질은 본 발명의 방법을 실행할 때 분쇄에 선행하여 일어나는 고무의 경화를 방지하여, 경화가능한 고무 및 경화제 사이에서 방벽과 같이 작용한다. 불활성 물질은 예를 들면, EVA 같은, 에틸렌 불포화된 카복실산 에스테르의 공중합체일 수 있지만, 포화되어 경화제에 비반응성이지만 우수한 접착제인 폴리이소부틸렌을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 그러므로 본 발명의 방법을 실행함에 있어, 폴리이소부틸렌은 접합물질로서 적용된 조성물에 의하여 접합될 고무 박판의 적심(wetting)을 촉진한다. 물론 중간층의 비반응성이고 불활성 물질의 부가는 경화제에 불투과하는데 이것은 물질이 물리적인 방벽으로서 작용하고, 경화가능한 고무예로 경화제의 이동 또는 역이동을 방지하는 것을 의미한다. 경화물층 및 중간층의 성분은 본 발명에 따라 접착된 고무 박판과 적합하도록 당업계에 공지된 기술내에서 물론 선택될 것이다.
바람직한 구체예에서, 테이프의 고무층은 경화물층을 경화제와 혼합되었을 때 경화가능한 고무상의 경화제의 경화 효과를 촉진시키는 물질을 포함한다. 경화 활성제 또는 경화 촉진제라 불릴 수 있는 물질은 경화제 없이 자체로 고무를 경화할 수 없다. 당업계에서 경화제 및 촉진제/활성제의 특별 조합이 특별한 경화가능한 고무에 대해 효과적이다고 인정될 것이다. 실시예의 경로에 의하여 아연 산화물인 경화제는 클로로부틸 고무의 경화동안에 예를들면 스테아린산에 의하여 활성화될 수 있다.
경화가능한 고무와 균일의 혼합물을 형성할 때 주변 온도에서 고무를 경화하는 그와 같은 것에서 선택될 수 있는 경화제가 본 발명의 특징이다. 고무 박판이 지붕용으로 함께 접합될 때, 경화를 개시하는 열의 적용이 필요하지 않다는 것이 잇점이다. 물론 경화제 및 촉진제/활성제는 바라는 열에 활성되는 것으로 선택될 수 있고 그 방법을 사용할 때 바란다면 열을 제공할 수 있는데 예를들면 고온 대기 또는 스팀 기술에 의해서 인 것이다. 박판 접착 다음에, 생성물이 지붕을 구성한다면 자연적으로 고온에 견디게 될 수 있다고 인식한다.
당업계의 통상적인 기술대로, 본 발명의 라미네이트를 구성하는 각 층은 정의된 성분에 부가하여 통상적으로 고무 조성물에 합동된 공정보조물 및 부가제를 또한 포함할 수 있다. 예를들면, 주입기, 오일, 접착제 및 눌음(Sorch) 조절제가 한층 또는 그 이상 층에 포함될 수 있다.
본 발명의 특이한 방법에 관계하여, 테이프(라미네이트)의 사용은 접착된 박판에 접합되는 화합물에 활성조성물의 원하지 않는 변화가 없이 테이프의 분쇄후에, 일정 조성물의 균일 혼합물이 적용될 수 있는 것을 의미한다. 이것은 접합하는 화합물 성분의 정밀한 조절이 가능하지 않는 환경에서 지붕용 박판이 접착되기 때문에 특히 가치있다 : 지붕은 대개 양질의 영구 결합을 보증하는 접합하는 화합물의 중요성을 알고 있는 고무 기술자에 의해서가 아니라 건축업 기술자에 의하여 조립된다. 함께 놓여, 박판 겹침을 구성할 때, 균일 조성물이 접착된 박판의 부위에 직접 인도될 수 있는 분쇄가 압출기(extruder)내에서 실행되는 것이 편리하다. 그러나 단순하게, 접합하는 화합물은 접착된 하나 또는 두 박판의 표면에 적용되고 박판은 접촉한 조성물로 일어나는 조성물의 경화동안에 함께 놓여져 두 박판 사이에 봉인(Seal)을 형성한다. 지붕적용시 조그만 휴대용 압출기가 특히 유용하다고 발견되었다. 바람직하게 박판에 균일 조성물의 적용후에 겹쳐놓은 부분은 핸드-롤 프레스 기구을 사용하여 굳어진다. 고무/경화물 계의 성질에 의존하여 접합은 단순히 주변온도에서 경화될 수 있고 또는 열이 경화를 촉진하도록 적용될 수 있다.
지붕용 박판은 경화된 EPDM이고 본 발명의 방법은 접합하는 화합물이 내부적으로 완전히 경화되기 때문에 그런 박판의 접합에 특히 적합하고, 이론적인 고려는 아니지만 동시에 흑종의 공경화(covulcanisation)가 경화된 EPDM내에 포함된 잉여 불포화 자리에 관계하여 일어난다고 믿는 것은 통상적이다. 특별히 강한 접합은 제이 박판에서 접합하는 화합물을 통해 제이 박판까지 교차 결함으로 가능하다. 결과는 두 EPDM 박판의 강하고 밀착하는 결합이다. 접착되는 박판의 고무 물질은(선택된 경화물에 의존하여) 상온에서 끈적거리고 잘 경화되기 때문에 EPDM 박판과 접합할 때 경화가능한 고무 조성물로서 클로로부틸 고무를 사용하는 것이 일반적으로 바람직하지만, 원한다면 균일하게 접합하는 조성물을 생성하기 위해 사용된 테이프내에 포함된 경화가능한 고무와 상응할 수 있다.
본 발명의 라미네이트는 공지의 기술에 의하여 생성될 수 있다. 예를들면 각층은 독립적으로 압출에 의하여 제조될 수 있고 그후 층을 함께 놓는다. 또한 층은 캘린더링(Calendering, 압찰롤러)에 의하여 생성될 수 있다. 편리한 테이프 형태의 라미네이트에 대해, 각층은 예를들면 2에서 3cm까지 폭과 1에서 3mm까지 두께이다.
다음 실시예는 본 발명을 설명한다.
[실시예]
본 발명에 따른 6개의 라미나 테이프(A-F)는 압출기로 각 층 조성을 형성하여 제조되고 압출되는 층은 2.5cm 폭과 0.3cm 두께를 갖는다. 각기 (a),(b) 및 (c)로 표시된 적당한 고무, 경화물 및 중간층은 결합되어 표 1에 명시된 테이프를 형성하고 비율은 무게에 의한 부를 나타낸다.
6개의 테이프는 표 2의 박판 화합물로부터 생성된 EPDM 박판과 접착하는데 사용된다. 박판은 2mm 두께, 25cm 폭이고, 캘린더링에 의해 생성되고 스팀 또는 고온 대기를 사용하는 5.5kg/m2(161℃) 오토클레이브(autoclave)에서 60동안 동안에 경화된다.
표 1 및 2의 성분/약자는 다음과 같다.
비스타넥스(Vistanex) L 100- 점도를 가진 폴리이소부틸렌, 1.06-1.44×106의 분자량
DETU-디에틸티오우레아(촉진제)
DPU-디페닐티오우레아(촉진제)
코레진(Koresin)-방향족 탄화수소 접착제 수지
MT 블랙(BLACK)-저속 보강하는 탄소 블랙 주입기
FEF 블랙-보강하는 탄소 블랙 주입기
클로로부틸 1066-100℃에서 Mooney ML(1+8)의 클로로부틸 고무=49-58
서프렉스 클레이(Suprex clay)-주입기
MVT-탈크 주입기
MBTS-메르캅토 벤조 티아질 디설파이드
MD 82-3-높은 불포화도, 127℃에서 Mooney ML(1+8)의 빠르게 경화되는 EPDM =60
에소 부틸 365-100℃에서 Mooney ML(1+8)의 빠르게 경화되는 부틸 고무=41-49
SRF 블랙-중간 보강하는 탄소 블랙
GMF-디벤조퀴논 디옥심
MBT-메르캅토벤조티아졸(촉진제)
ZDBDC-아연 디부틸디티오카바메이트
VULCACIT P EXTRAN- 디티오카바메이트 촉진제
VULKACIT ZP-유기 디티오카바메이트
TEA-트리에탄올아민
MD 83-1-낮은 Mooney, 127℃에서 Mooney ML(1+8)의 고도로 활성이고 빠르게 경화하는 EPDM=35
MD 725-127℃에서 Mooney ML(1+8)의 정상적으로 경화하는 EPDM=50
FEF N550-빠르게 압출하는 퍼니스(furnace)탄소 블랙
마티날(Martinal) OL III-알루미늄 수화물 주입기
스테이벨라이트(staybelite)에스테르 10- 접착제
선파(Sunpar)2280-파라핀성 오일
아계라이트(Agerite)레진 D-항산화제
ZMTI-아연 메라르캅 톨루엔 이미디졸(항산화제)
NDBDC-니켈 디부틸 디티오카바메이트(촉진제/항산화제)
DTDM-디티오디모폴린 디설파이드(촉진제)
TMTDS-테트라 메틸 티우램 디설파이드(촉진제)
접착은 상온 ; 몸체 80℃ ; 다이(die) 100℃ ; 속도 60rpm인 공급 조건에서 직경 25mm, 길이 /직경 비가 5 : 1인 실험 압출기내에서 테이프를 분쇄함에 의해서 각 테이프를 사용하여 제조된다. 결과의 균일 조성물은 2.5cm, 폭 0.3cm 두께로 압출되어 접착될 경화된 EPDM 박판의 겹침 부위에 직접적으로 적용된다.
박판은 함께 모여 폭 2.5cm 및 두께 0.3cm의 접착물을 형성한다.
접착물의 전단(Shear, 상온) 및 박리(Peel, 상온 및 70℃) 특징은 분리 속도 5cm/분의 Instorm 장력 검사기를 사용하여 측정(2.5cm 폭, 5cm 두께의 접착물에서 kg으로)된다.
접착물의 생성에 사용된 네 개의 다른 조건 및 그 특징의 측정으로부터 표 3에 결과가 보여진다.
조건 1 : 테이프의 노화 없음 ; 테스트 전에 상온에서 1달 동안 접착된 조립품을 노화 ; EPDM 박판 고온 대기 경화됨
조건 2 : 테이프의 노화 없음 ; 테스트 전에 80℃에서 3일동안 접착된 조립품을 노화 ; EPDM 박판 고온 대기 경화됨.
조건 3 : EPDM 박판이 스팀 경화되는 것을 제외하고 조건 2와 동일.
조건 4 : 테이프는 70℃에서 2주간 앞서 노화되는 것을 제외하고 조건 2와 동일.
표 3으로부터 다양한 결론이 내려진다. 조건 2 및 4에서 얻어진 결과를 비교하여 테이프 보관에 안정하고 노화된 테이프 및 노화되지 않은 테이프로 된 접착물의 특징에 실제 차이가 없는 것으로 밝혀진다. 조건 3의 측정으로부터 본 발명의 방법은 EPDM 박판이 스팀 경화될 때 결합함을 알았다. 결합력은 고온 대기 경화된 박판보다 작지만 박판 사이에 부착력이 없는 스팀 경화된 EPDM 박판과 공지의 고온 결합 기술의 사용과 비교된다. 또한 참고로, 고온 대기 경화된 EPDM 박판의 접착에 사용된 공지의 고온 결합 기술은 박리(상온/70℃)값이 4.5/1.5(kg)이고 전단(상온 값은 13.5(kg)이다. 부착물을 접착하는 통상적인 방법을 사용하여 얻어진 특별한 값은(대기 경화 및 스팀 경화된 박판)은 박리(RT/70℃) ; 2.0/0.3 : 전단(RT) : 12이다.
조건 1 및 2의 결과를 비교하여 접착된 조립품은 접착을 형성한 후에도 경화를 지속할 것임을 결론한다. 그러므로, 지붕용 적용시 결합력을 시간이 지남에 따라 증가될 것이다.
다른 일련의 검사가 총 두께 4.5mm 및 폭 2cm의 테이프를 주고, 각 층을 1.5mm 두께로 캘린더링함에 의하여 조성물 A, C 및 E로부터 생성된 테이프에서 실행된다. 이번에 테이프는 분쇄되고, 상온에서 공급하고 110℃ 몸체 온도에서 작동하는 휴대용 압출기(MINEX-소형압출기)를 사용하여 EPDM 박판 겹침 부분에 적용된다. 균일 조성물은 경화된 EPDM 박판에 적용되어 2.5cm 폭, 0.3cm 두께인 접착물을 형성하고, 접착물의 힘은 다음 네가지 다른 조건하에 앞과 같이 측정된다 ;
조건 5 : 대기 경화된 EPDM ; 접착 조립물은 상온에서 3일간 노화
조건 6 : 대기 경화된 EPDM ; 접착 조립물은 80℃에서 3일간 노화
조건 7 : 스팀 경화된 EPDM인 것을 제외하고 조건 5와 동일
조건 8 : 스팀 경화된 EPDM인 것을 제외하고 조건 6과 동일
표 4의 결과에서 보여지듯이 그 자체로 경화를 지속하는 접착물의 능력이 증명되고, 최소한 공지의 고온 결합 기술의 것과 마찬가지인 접착력 값이 얻어진다.
[표 1]
[표 2]
[표 3]
[표 4]
Claims (20)
- (i)(a) 경화가능한 고무로 구성되는 고무층 ; (b) 고무에 대한 경화제 및 경화제에 대해 불활성인 중합체로 구성되는 경화물층 ; (c) 경화제에 대해 불활성이고 불투과성인 물질로 구성되고, 경화가능한 고무 및 경화제 사이에 접촉을 방지하기 위하여 고무층 및 경화물층 사이에 배치된 중간층으로 구성된 라미네이트.
- 제1항에 있어서, 경화물층의 불활성 중합체 및 중간층의 불활성 물질이 동일 물질인 라미네이트.
- 제1항에 있어서, 불활성 중합체 및 불활성 물질이 폴리이소부틸렌 및 에틸렌비닐아세테이트 공중합체로 구성된 그룹에서 독립적으로 선택된 것인 라미네이트.
- 제1항에 있어서 자체만으로는 고무가 경화될 수 없지만 경화물층내에 포함된 경화제와 혼합되어 고무의 경화를 촉진하는 경화 촉진제 또는 활성제로 고무층이 구성되는 라미네이트.
- 제1항에 있어서, 경화제는 임의로 활성제 또는 촉진제와 화합하여 주변 온도에서 고무를 경화하는데 효과적인 라미네이트.
- 제1항에 있어서, 경화제는 가열 매체로서 스팀 또는 고온 대기를 사용하는 상승된 온도에서 고무를 경화하는데 효과적인 라미네이트.
- 제1항에 있어서, 경화제는 아연 산화물, 과산화물, 페놀성 레진, 티오요소 화합물, 메르캅토 화합물, 디티오카바메이트 및 그들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 것인 라미네이트.
- 제1항에있어서, 경화가능한 고무는 EPM, EPDM, 부틸 또는 할로겐화된 부틸 고무로 구성되는 그룹으로부터 선택된 것인 라미네이트.
- 제1항에 있어서, 주입기, 오일 및 접착제로부터 선택된 통상적인 고무 조성 부가물 및 공정 보조물을 포함하는 라미네이트.
- 제1항에 있어서, 가늘고 긴 테이프 형태인 라미네이트.
- (a) 경화가능한 고무로 구성되는 고무층 ; (b)고무에 대한 경화제 및 경화제에 불활성인 중합체로 구성되는 경화물층 ; (c) 경화제에 대해 불활성이고 불투과성인 물질로 구성되고, 경화가능한 고무 및 경화제사이에 접촉을 방지하기 위하여 고무층 및 경화물층 사이에 배치된 중간층으로 구성된 라미네이트를 제공하고 (ii) 경화가능한 고무 및 그것의 경화제로 구성되는 사실상 균일 조성물을 형성하기 위하여 라미네이트를 분쇄하고 (iii)접착된 생성물에서 박판 겹침을 형성할 접착될 박판의 최소한 범위에 조성물을 대고 (iv) 박판의 겹침 부분을 모아서 박판과 접촉하는 조성물을 경화하여 그들 사이의 경화된 고무 접합을 형성하는 것으로 구성되는 제일 및 제이 고무 박판을 접착하는 방법.
- 제11항에 있어서, 박판의 고무는 라미네이트의 경화가능한 고무와 동일한 방법.
- 제11항에 있어서, 박판의 고무는 EPM, EPDM, 부틸 또는 할로겐화된 부틸 고무로 구성되는 방법.
- 제13항에 있어서, 박판의 고무는 경화된 형태인 방법.
- 제13항에 있어서, 박판의 고무는 EPDM이고 라미네이트의 경화가능한 고무는 할로겐화된 부틸 고무인 방법.
- 제11항에 있어서, 라미네이트 분쇄 및 결과 조성물의 적용이 압출기에 의해서 행해진 방법.
- 제11항에 있어서, 조성물의 경화는 주변 온도에서 행해지는 방법.
- 제11항에 있어서, 조성물의 경화는 상승된 온도에서 행해지는 방법.
- 제11항에 따른 방법에 의하여 접착된 고무 박판으로 구성되는 고무 박판.
- 제19항에 따른 고무 박판으로 구성되는 지붕용 요소.
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