KR960002298B1 - 점착력과 그 지속성을 개선시킨 타이어 카카스용 배합고무 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

점착력과 그 지속성을 개선시킨 타이어 카카스용 배합고무 조성물

본 발명은 타이어 카카스용 압출부품의 생성시 점착력과 그 지속성을 개선시킨 배합고무 조성물에 관한 것이다.

타이어는 미가류 배합고무와 섬유상 혼합체를 여러가지 조합한 형상의 반제품으로 형성한 다음, 이를 성형고정에서 조립하고 135-170℃의 온도의 몰드내에서 일정시간 방치하므로써 원하는 형상으로 가교반응시켜서 제조한다. 이때, 성형공정에서는 여러가지 부품을 결합시킴에 있어, 미가류고무의 미가류 강도와 점착력을 이용하게 되는데, 여기서 미가류 강도는 미가류 고무부품이 성형등의 공정중 칫수제원을 안정하게 유지하는 것을 도우며 점착력은 부품의 성형시 서로 접촉하여 분리되지 않도록 하는 역할을 하게 된다. 또한 성형된 미가류타이어는 가류공정을 거치면서 계면통과시 각 부품사이의 고분자들이 서로 가교되어 접착하게 되는데 이를 고무-고무간 접착력이라 한다. 그리고, 점착력이란 미가류 고분자가 포함된 물질이 서로 접촉할때 고분자가 계면을 가로지르면서 두 물질사이에 존재하게 되어 두물질들이 분리되는 것을 막아주는 성질을 말하며, 이는 고분자의 관능기가 물질표면에 존재하여 다른 물질과 접촉할때 다른 물질의 표면으로 이동하여 얻어진다. 흔히 점착조제는 여러가지 관능기로 구성된 수지가 주종을 이루고 있으며 상기 고분자 물질은 이러한 관능기를 포함하는 것으로 알려져 있다.

그런데, 미가류 고무부품을 오랫동안 방치하면, 고무조성물내에 첨가된 용융된 과포화 유황성분과 유기약품 및 기름등이 고분자 물질의 표면으로 돌출되어 부품간의 접촉시에 계면에 방어막을 형성하여 점착성을 제공하는 고분자 관능기가 가교결합하는 것을 막는다. 또한, 미가류 고무부품을 만드는 공정에서 카카스 부품은 일정한 간격으로 배치된 스틸코드 위에 코드와 접착이 가능한 배합고무를 일정한 두께로 도포하고 (압연공정), 이를 일정한 각과 폭으로 재단하여 타이어의 몸통을 형성한다.

상기 압연공정은 일반적으로 분당 25미터의 속도로 가동되며 배합고무가 상부롤과 하부롤에 각각 연속적으로 공급되면서 코드위에 일정한 두께로 도포되는 공정을 말하는데, 상부와 하부롤 사이에 롤의 길이방향으로 일정하게 일정량의 배합고무가 체류하게 되고, 이때 스코치 안정성과 열이력이 발생하게 된다. 이와같이 발생된 열은 배합고무에 잔존하여 배합고무의 온도를 상승시키므로 압연된 카카스는 냉각롤을 통과하여 보관되어야 한다. 그러나, 배합고무 내부에 존재하는 유기약품과 기름등은 배합고무의 온도가 증가함에 따라 고무내 유동성이 증가하여 표면으로 도출되는바, 이러한 저분자 성분들은 고분자성분의 표면에 존재하여 고분자 관능기가 점착력을 갖게되는 것을 방해한다.

타이어용 고무부품의 점착력을 향상시키는 것은 필수불가결한 일이지만, 특히 타이어의 몸통을 구성하는 카카스는 고무-금속간 접착력과 고무-고무간 접착력 그리고 고무-고무간 점착력을 동시에 보유하여야 하는 어려움과 특히 유기약품이 과량 사용되어야 하는 특성때문에 공정상 많은 제한을 받게 된다.

아울러, 카카스용 배합고무에는 보강제와 접착조제, 노화방지제및 유황을 비교적 댜량 사용해야할 뿐만 아니라 동시에 기름도 소량 사용해야하므로 압연공정시 열이력의 증가를 피할 수 없을 뿐 아니라 무늬점도의 조절이 곤란하여 점착력을 유지하기가 매우 곤란하다.

따라서, 카카스용 배합고무의 조성비나 압연공정의 공정조건으로 공정을 개선시킨다는 것은 대단히 어렵고 현재로서는 배합공정에서 가능한 한 무늬점도를 낮추는 것만 가능하여 카카스 배합고무의 배합은 비교적 부하가 많이 걸리는 사항이다.

본 발명의 목적은 타이어 카카스용 배합고무에 액상고무를 사용하여 무늬점도를 낮추어 점착력과 그 지속성을 개선하는 동시에 액상고무의 압출특성의 개선효과를 이용하여 압연공정의 안정성을 제공하는 것이다.

즉, 본발명은 고형고무조성물과 유황, 기름, 점착조제및 유기약품으로 구성된 배합고무조성물에 고형고무 일부를 0.5-10PHR의 액상고무로 대체하고 1.5-5PHR의 기름을 함유시켜서된 타이어 카카스용 배합고무 조성물에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

액상고무는 일반 고형고무에 비교해 분자량이 적어 상온에서 액상유체와 비슷한 바, 액상고무의 상온 유동특성은 고형고무가 사용되는 경우의 배합 및 압출시 윤활작용을 돕는 역할을 하여서 기름의 투여량을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, 고형고무에 대하여는 동일물질로서의 친화력을 갖는 동시에 보강제에 대한 친화력도 높기 때문에 미가류 고무의 무늬점도도 감소하게 된다.

또한, 액상고무는 미가류상태의 방치시 표면에 도출되어 점착력을 가지므로 표면도출이 문제되지 않고 압출특성의 개선과 열이력의 축소 등의 잇점이 있어 압연공정의 문제점의 해결이 가능하다. 동시에 액상고무는 기름성분보다는 분자량이 크고 고형고무와 동일한 불포화도를 유지하므로 가류반응에 참여할 뿐 아니라 기름 투여시 예상되는 물성의 하락을 감소시킬 수 있다.

아울러 액상고무는 탄화수소 사슬당 관능기의 수가 많아서 액상고무의 첨가시 점착력의 개선이 기대되어 기름 투여량의 감소와, 압출특성의 개선에 의한 유기물 도출의 억제, 그리고 액상고무 자체의 점착관능기의 증가가 함께 일어나 점착력과 그 지속성이 개선된다.

본 발명의 액상고무의 함량은 0.5-10PHR의 범위가 바람직한바, 0.5PHR 이하로 사용하면 그 첨가효과를 기대할 수 없으며, 10PHR이상 사용하면 고형고무의 고분자성분이 액상고무의 저분자 성분으로 대체되어 가류고무의 기계의 강도의 하락이 유발된다.

또한, 본 발명에 따른 기름함량은 1.5-5PHR의 범위가 바람직한바, 1.5PHR 이하로 사용하면 미량이므로 기름투여 효과가 없으며 배합중 발열 억제효과를 기대할 수 없으며, 5PHR 이상 투여하면 미가류 고무상에서 기름의 표면도출이 과다하게 되어 점착력의 하락을 유발하고 고무-금속 접착시 계면에 존재하여 접착을 방해한다. 이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

[실시예]

다음의 표 1에 제시된 조성비에 따라 고형고무와 액상고무, 보강제, 기름 및 화학약품등을 첨가하여 밴버리 믹서(Banbury Mixer)에서 배합하고 160℃의 온도에 도달하였을때 방출하였다(Master batch). 이 배합고무와 가류제, 가류조제를 밴버리믹서에서 혼합하고 110℃의 온도에서 방출하였다(최종혼합).

미가류 물성은 100℃에서 무늬점도와 모세관점도계를 측정하였으며, 상온방치에 따른 비 에프 굳릿치 점착시험으로 테스트하였다. 또한 생성된 중합체 조성물을 160℃에서 25분 동안 가류시켜 이때 생성된 가류물의 물리적성질을 ASTM 표준방법에 의해 측정하였는바, 즉 연신률이 100%와 300% 일때의 인장응력(일반적으로 탄성계수라 일컫음) 과 파열시의 인장응력(일반적으로 인장강도(Tensile Strength)라 함) 및 파열시의 연신백분률(Elongation at Brake)을 ASTM-D412-80에 따라 측정하고, JIS 형 경도계를 사용하여 ASTM-D2240-81에 따라 경도를 측정하였다.

상기 방법으로 제조된 금속접착용 카카스 배합고무조성물의 조성비와 이에 따른 미가류 및 가류물성을 비교하면 다음의 표 1과 같다.

[표 1]

주 : * SBR(Styrene Butadiene Rubber)

** CZ(n-Cyclohexy1-2-Benzothiazol Sulfonamide)

상기 표 1로 부터 알수 있듯이, 조성물 A는 액상고무가 첨가되지 않은 조성물이고, 조성물 B는 고형고무의 일부를 액상고무로 대제한 조성물로서, 액상고무를 첨가시킬 경우 무늬점도가 급격하게 하락하지 않으면서도 미가류 배합고무의 물성과 가류물성이 향상되었다.

Claims (1)

1. 고형고무조성물과 유황, 기름, 점착조제및 유기약품으로 구성된 타이어 카카스용 배합고무 조성물에 있어서, 고형고무 일부를 0.5-10PHR의 액상고무로 대체하고 1.5-5PHR의 기름을 함유시키는 것을 특징으로 하는 배합고무 조성물.