KR100824665B1 - 탄닌 화합물을 함유하는 타이어의 섬유코드용 접착제 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리기다 소나무(Pinus rigida)로부터 유래된, 탄닌 화합물 함유추출물을 주원료로 구성하는 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 타이어의 섬유코드용 접착제 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 타이어의 섬유코드용 접착제는 석유자원으로 유래된 합성수지를 이용하여 제조된 종래의 접착제와는 달리, 리기다 소나무로부터 추출된 탄닌 화합물 함유추출물을 주원료로 구성된 천연자원을 이용한 접착제이며 접착강도가 우수함으로써 종래의 합성수지 접착제를 대체 사용할 수 있다.

탄닌, 접착제, 타이어, 리기다소나무

Description

탄닌 화합물을 함유하는 타이어의 섬유코드용 접착제 및 그의 제조방법{AN ADHESIVE COMPRISING TANNIN AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제를 이용한 바람직한 일실시형태를 나타낸 도면이고,

도 2는 본 발명의 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제에 대한 최대평균 접착강도를 나타낸 결과이고,

도 3은 본 발명의 접착제 제조시 10% 가성소다의 첨가량에 따른 접착제 특성을 측정한 결과이고,

도 4는 본 발명의 접착제 제조시 축합반응 온도에 따른 접착제 특성을 측정한 결과이다.

본 발명은 탄닌 화합물을 함유하는 타이어의 섬유코드용 접착제 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 본 발명은 리기다 소나무(Pinus rigida)로부터 유래된, 탄닌 화합물 함유추출물을 주원료로 구성하는 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 타이어의 섬유코드용 접착제 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

타이어는 반복적인 회전운동으로 인한 물성하락 특히 고무와 보강코드간의 접착력을 고려하여 설계되어야 한다. 이에, 타이어의 벨트, 카카스 및 비드 부위에는 타이어의 구조 유지력을 향상하고 기능을 극대화하기 위해 스틸코드 또는 섬유코드를 삽입한다. 상기와 같이 코드의 삽입을 통해 유지되는 각 부위의 구조는 무거운 하중을 지지할 수 있어야 하며, 상기 각 부위에 적용되는 고무와 코드간의 접착상태에 따라 타이어의 안정성, 내구성, 수명, 경제성 등이 결정될 만큼 매우 중요한 인자로 여겨지고 있다. 고무에 삽입된 코드는 고무와 물성이 현저히 다르기 때문에 타이어에 가해지는 응력이나 주행 중 발생되는 열이 이 두 물질의 경계면에 집중될 가능성이 높다. 따라서, 코드와 고무가 잘 접착되어서 응력과 열을 전달할 수 있어야만 가해진 힘과 발생된 열이 적절하게 분산 소진되어 타이어를 안전하게 장기간 사용할 수 있다.

특히, 섬유코드는 강도를 요구하는 부분에 합성섬유를 고무사이에 접합시켜 보강하도록 고안된 것으로서, 나일론, 폴리에스터, 레이온 등의 합성섬유가 사용되나, 이러한 합성섬유는 고무와의 상용성(COMPATIBILITY)이 거의 없어 결합하는데 문제가 따른다. 따라서 상용성이 없는 합성섬유 소재와 고무를 적절히 결합 또는 접착하기 위해서 다양한 접착제가 제시되고 있는데, 대표적으로는 레소시놀, 포름알데히드 및 라텍스로 구성된 접착제(resorcinol-formaldehyde-latex, 이하 "RFL"이라 한다)[대한민국 등록특허공보 제385569호, 대한민국 공개특허공보 제1997-0010856호]가 통용되고 있다. 상기에서 라텍스로는 스티렌-부타디엔 공중합체 라텍스, 비닐피리딘-스티렌-부타디엔 삼원 공중합체 라텍스 또는 천연고무 라텍스 등과의 혼합라텍스가 일반적으로 사용되고 있다.

그러나 상기 RFL 접착제의 조성 중, 레소시놀은 석유자원으로부터 얻어지는 원료이므로, 원유가격의 상승과 원유자원의 고갈에 따라 접착제 제조단가의 상승 및 제품의 공급부족을 예상할 수 있다. 따라서, 레소시놀을 대체할 수 있는 새로운 소재의 접착제 조성물에 대한 연구가 꾸준히 진행되었는 바, 그의 일례로서 대한민국 등록특허공고 제1991-6618호, 제1991-6998호, 제1992-474호, 제1992-2647호 등이 있다. 이중에서 대한민국 등록특허공고 제1992-474호에서는 에폭시 접착제 조성물을 제시하고 있으며, 이러한 접착제 조성물은 SMC 부분의 자동차 조밀 라인 결합에 요망되는 고충격강도, 환경저항, 고온 및 저온 성능, 유연성 등과 같은 처리 특성을 만족시킨다고 공지하고 있으며, 대한민국 등록특허공고 제1992-2647호에서는 라텍스, 방향족 니트로소 화합물 및 폴리말레이미드 화합물의 혼합물로 구성되는 접착제 조성물을 제공하고 있다. 그러나, 상기 발명에서 제시된 접착제 조성물들 역시 그 주원료가 광물자원으로부터 주로 얻어진다는 점에서 상기에서 지적한 문제점을 근본적으로 해결하지 못하고 있다.

이에, 본 발명자는 석유자원으로부터 유래된 원료를 이용하여 제조된 종래의 접착제를 대체할 수 있는 신규한 물질에 대하여 연구한 결과, 종래의 RFL 접착제 조성 중, 포름알데히드와 탄닌 성분이 높은 반응성을 갖는다는 것을 착안하고, 리기다 소나무(Pinus rigida)로부터 유래된, 탄닌 화합물 함유추출물을 함유하는 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제를 제조하여 상기 접착제의 접착강도 및 접착형태를 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 리기다 소나무로부터 유래된, 탄닌 화합물 함유추출물을 주원료로 하는 타이어의 섬유코드용 접착제를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 리기다 소나무(Pinus rigida)로부터 유래된, 탄닌 화합물 함유추출물 60∼90 중량% 및 37% 포르말린 용액 10∼40 중량%로 제조된 탄닌포름알데히드 수지에 대하여, 상기 탄닌포름알데히드 수지 20∼60중량% 및 스티렌-부타디엔-비닐피리딘 라텍스 40∼80중량%로 이루어진 타이어의 섬유코드용 접착제를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 타이어의 섬유코드용 접착제의 제조방법을 제공하는 것이다.

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상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 리기다 소나무(Pinus rigida)로부터 유래된, 탄닌 화합물 함유추출물 60∼90 중량% 및 37% 포르말린 용액 10∼40 중량%로 제조된 탄닌포름알데히드 수지에 대하여, 상기 탄닌포름알데히드 수지 20∼60중량% 및 스티렌-부타디엔-비닐피리딘 라텍스 40∼80중량%로 이루어진, 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성을 가진 타이어의 섬유코드용 접착제를 제공한다.

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또한 본 발명은 1) 리기다 소나무(Pinus rigida)로부터 유래된, 탄닌 화합물 함유추출물을 증류수에 60∼90 중량%를 용해시킨 후 37% 포르말린 용액 10∼40 중량%에 첨가하여, 혼합용액을 제조하고, 2) 상기 혼합용액에 10% 가성소다 용액을 첨가하여 제조된 염기성 용액과 축합 반응하여 탄닌포름알데히드 수지를 제조하고, 3) 상기 제조된 탄닌포름알데히드 수지 20∼60중량%에 스티렌-부타디엔-비닐피리딘 라텍스 40∼80중량%를 첨가하고 분산시킨 후 상온에서 숙성시켜 제조된 타이어의 섬유코드용 접착제의 제조방법을 제공한다.

상기에서 1) 단계의 혼합용액은 3∼10 g/dl 농도로 제조된다.

상기에서 2) 단계의 염기성 용액은 pH 5∼10로 제조되며, 축합반응은 10∼60℃에서 수행되며, 보다 바람직하게는 20∼40℃에서 수행된다.

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이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.

본 발명은 리기다 소나무(Pinus rigida)로부터 유래된, 탄닌 화합물 함유추출물을 함유하는 타이어의 섬유코드용 접착제를 제공한다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 리기다 소나무(Pinus rigida)로부터 유래된, 탄닌 화합물 함유추출물 60∼90 중량% 및 37% 포르말린 용액 10∼40 중량%로 제조된 탄닌포름알데히드 수지에 대하여, 상기 탄닌포름알데히드 수지 20∼60중량% 및 스티렌-부타디엔-비닐피리딘 라텍스 40∼80중량%로 이루어진, 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성을 가진 타이어의 섬유코드용 접착제를 제공한다.

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본 발명은 리기다 소나무(Pinus rigida)로부터 유래된 탄닌 성분을 함유하는 추출물로서, 탄닌 성분은 수용성이면서 종래의 RFL 접착제 성분 중, 포름알데히드 성분과의 높은 반응성이 공지되어 있는 바, 상기 고수율로 얻어진 탄닌은 접착제의 초기 원료구입이 용이하고 저렴하여 가격경쟁력이 있는 접착제를 제공할 수 있다.

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본 발명의 타이어의 섬유코드용 접착제는 상기 리기다 소나무(Pinus rigida)로부터 유래된, 탄닌 화합물 함유추출물 60∼90 중량% 및 37% 포르말린 용액 10∼40 중량%로 제조된 탄닌포름알데히드 수지에 대하여, 상기 탄닌포름알데히드 수지 20∼60중량% 및 스티렌-부타디엔-비닐피리딘 라텍스 40∼80중량%로 이루어진, 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제이다.

본 발명의 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제는 레소시놀 성분이 포함되지 않은 것으로, 석유자원으로 유래된 합성수지를 이용한 종래의 접착제와는 달리, 천연자원을 이용한 접착제이며, 타이어의 섬유코드용 접착제로서 유용하다.

도 1은 본 발명의 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제를 이용한 바람직한 일실시형태로서, 스티렌부타디엔고무(c)를 중앙에 위치하고, 상기 스티렌부타디엔고무의 양면에 본 발명의 접착제(b) 및 PET 섬유(a)를 적층하는 이중구조의 필름이다. 또한, 하단의 PET의 섬유(a) 상에 본 발명의 접착제(b)가 적층되어 접착되고, 상기 접착제 상에 스티렌부타디엔고무(styrene butadiene rubber)(c)가 코팅된 단일구조도 가능하다.

도 2는 상기 바람직한 일실시형태의 필름구조에서, 접착제 부분이 본 발명의 접착제, 종래의 RFL 접착제 및 상기 RFL 접착제 조성 레소시놀 및 탄닌성분이 1:1의 몰비율로 제조된 접착제로 대체하여 구성된 각각의 필름에 대하여, 스티렌부타디엔 고무를 가황시키기 위한 시편 성형시간에 따른 최대평균 접착강도를 측정한 결과이다. 본 발명의 접착제는 레소시놀 및 탄닌성분이 1:1의 몰비율로 제조된 접착제에 대하여, 월등히 우수한 접착강도를 보인다. 따라서, 본 발명의 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제는 레소시놀의 사용을 배제하여 종래에 지적된 문제점을 해소할 수 있을 뿐 아니라, 접착제의 접착강도가 우수하므로 종래의 RFL 접착제가 사용된 광범위한 분야에 걸쳐 대체 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 1) 증류수에 상기 리기다 소나무(Pinus rigida)로부터 유래된, 탄닌 화합물 함유추출물 60∼90 중량%를 용해시킨 후 37% 포르말린 용액 10∼40 중량%에 첨가하여, 혼합용액을 제조하고, 2) 상기 혼합용액에 10% 가성소다 용액을 첨가하여 제조된 염기성 용액과 축합 반응하여 탄닌포름알데히드 수지를 제조하고, 3) 상기 제조된 탄닌포름알데히드 수지 20∼60중량%에 스티렌-부타디엔-비닐피리딘 라텍스 40∼80중량%를 첨가하고 분산시킨 후 상온에서 숙성시켜 제조되는 타이어의 섬유코드용 접착제의 제조방법을 제공한다.

상기 1) 단계에서 혼합용액의 제조시, 최대한 용해화시킬 수 있는 통상의 방법을 적용할 수 있으며, 용해되지 않은 이물질을 여과하는 단계를 수행할 수 있음은 당연하게 이해될 수 있다.

상기 1) 단계에서 37% 포르말린 용액은 10∼40중량% 사용이 바람직하며 이때, 10 중량% 미만일 경우, 반응속도가 상당히 느려 완전 경화반응이 불가능하고, 40 중량%를 초과할 경우, 사용량이 경화반응에 더 이상의 영향을 미치지 않기 때문에 추가 사용은 의미가 없다.

또한 1) 단계에서 제조된 혼합용액은 3∼10 g/dl 농도로 유지되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 7∼10 g/dl 농도이다. 이때 용액의 농도가 3 g/dl 농도 미만이면, 겔 타임이 길어서 거의 반응이 일어나지 않거나 반응속도가 지나치게 느린 단점이 있고, 반면에 10 g/dl 농도를 초과하면, 겔 타임이 지나치게 빨라 공정상 반응조절이 어려운 문제가 있어 바람직하지 않다.

또한, 상기 2) 단계에서 10% 가성소다 용액을 첨가하여 pH 5∼10의 염기성 용액으로 제조하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 pH 6∼9이다. 이때, pH 5 미만의 용액일 경우, 겔 타임이 길고, pH 10을 초과한 용액일 경우, 겔 타임이 지나치게 빨라 공정상 반응조절이 어려운 문제가 지적된다(도 3).

상기 제시된 pH 범위의 용액을 제조할 수 있는 통용의 방법으로 확인할 수 있으나, 그의 일례로서 연속적으로 교반하면서 염기 첨가 후 10초 경과 후, pH 미터 또는 pH 페이퍼를 사용할 수 있다. 또한 상기 2) 단계에서 축합반응은 10∼60℃에서 수행되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 20∼40℃에서 수행되는 것이다.

이후, 상기 3) 단계에서 상기 탄닌포름알데히드 수지에 대하여 스티렌-부타디엔-비닐피리딘 라텍스 40∼80 중량%를 첨가한다. 이때, 스티렌-부타디엔-비닐피리딘 라텍스가 40 중량% 미만이면, 수지의 양이 라텍스에 비해 상대적으로 많아 경화된 접착제가 쉽게 깨지는 성질(brittle)이 있을 뿐만 아니라, 접착제 및 고무간의 상호결합력이 저하되고, 80 중량%를 초과하면, 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제에서 탄닌성분의 함량이 상대적으로 떨어져 접착강도가 저하되고 결국 접착제 및 섬유코드 간의 상호결합력이 저하된다.

또한, 본 발명은 리기다 소나무(pinus rigida) 껍질을 건조한 후 분쇄하여 껍질분말을 제조하는 단계; 상기 껍질분말 100 중량부를 500∼800 중량부의 증류수와 혼합하고 소듐 카보네이트 0.1∼0.5 중량부 및 소듐 설파이트 1∼5 중량부를 첨가하여 교반하는 단계; 교반 후 상온에서 24∼72 시간동안 방치하여 상분리하는 단계; 상분리된 용액을 여과하여 여액을 진공건조하는 단계로 이루어진 탄닌의 추출방법을 제공한다.

상기에서 소듐 카보네이트는 알카리성 용액을 제조하기 위함이며, 상기 소듐 설파이트는 환원제로서 사용되고, 이때 소듐 설파이트가 1 중량부 미만으로 사용하면, 충분한 환원 효과가 없으며, 5 중량부를 초과하여 사용하여도 더 이상의 환원 효과는 없다.

본 발명의 탄닌의 추출방법은 리기다 소나무 이외, 이종(異種)의 소나무과에도 동일하게 적용하여 탄닌성분을 추출할 수 있음은 당연히 이해되나, 본 발명의 실시예에서는 리기다 소나무의 코르크, 코르크 카비윰(cork carbium) 및 프럼(phloem)부분을 포함하여 사용한다. 리기다 소나무(Pinus rigida)는 북아메리카가 원산지이며, 목재의 질이 나쁘고 송진이 많아 유용성은 적지만 어디서나 잘 자라는 특성으로 인하여 우리나라 전국의 산에 야생하고 있는 상록침엽교목로서, 풍부한 재료를 제공할 수 있는 장점이 있다. 특히, 본 발명의 추출방법에 의하여 탄닌 화합물은 90% 이상의 수율로 얻어짐으로써, 상기 고수율의 탄닌 화합물로부터 접착제의 초기 원료구입이 용이하고 저렴하며 가격경쟁력이 있는 접착제를 제공할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

1. 탄닌의 분리

<실시예 1> 탄닌의 분리

리기다 소나무(pinus rigida) 껍질을 벗겨내어 진공건조하여 수분을 제거한 후 믹서기를 이용하여 분쇄하였다. 교반기가 부착된 1,000 ㎖용 반응용기에 상기 분쇄된 소나무 분말 100g, 증류수 700 ㎖, 소듐 카보네이트(Na₂CO₃) 0.4 g 및 소듐 설파이트(Na₂SO₃) 4 g을 첨가한 후 실리콘 오일 배스에서 95∼100℃에서 3시간 교반하였다. 교반 이후, 반응용기를 밀폐하여 상이 분리되도록 상온에서 72 시간 정도로 충분히 방치하였다. 상 분리를 확인한 후, 거름종이로 여과하여 용해되지 않은 소나무 분말 및 증류수에 소나무 분말이 용해된 여액을 분리하였다. 상기 여액을 진공 건조하여 그 분말 상태를 적외선 분광기로 분석하였다[IR(KBr);υ=1610, 1112cm^-1].

2. 타이어 섬유코드용 접착제의 제조

<실시예 2> 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제 제조 1

교반기가 부착된 1,000㎖용 플라스크에 증류수 236 g 및 상기 실시예 1에서 추출된 탄닌 화합물 함유추출물 11g을 혼합하여 30℃에서 잘 용해시킨 후 용해되지 않은 이물질을 여과하였다. 이후 상기 플라스크에 16.4㎖의 37% 포르말린용액을 첨가하여 7 g/dl의 농도의 혼합용액을 제조하였다. 상기 혼합용액에 3g의 10% 가성 소다 용액을 첨가하여 pH 7의 염기성 용액으로 제조하고 23℃에서 2 시간동안 축합 반응시켰다. 이러한 과정을 통하여 탄닌-포름알데히드(TF) 수지를 축합 합성한 후, 244g의 스티렌-부타디엔-비닐피리딘 라텍스를 첨가하여 잘 분산시킨 후 상온에서 24 시간동안 숙성시켜, 접착제를 제조하였다. 상기 제조된 접착제는 사용 전까지 냉소에 보관하였다.

<실시예 3> 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제 제조 2

상기 10% 가성 소다 용액을 첨가하여 pH 5.3의 염기성 용액으로 제조하고 23℃에서 축합 반응시킨 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일하게 수행하여 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제를 제조하였다.

<실시예 4> 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제 제조 3

상기 10% 가성 소다 용액을 첨가하여 pH 6.0의 염기성 용액으로 제조하고 23℃에서 축합 반응시킨 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일하게 수행하여 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제를 제조하였다.

<실시예 5> 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제 제조 4

상기 10% 가성 소다 용액을 첨가하여 pH 9.0의 염기성 용액으로 제조하고 23℃에서 축합 반응시킨 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일하게 수행하여 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제를 제조하였다.

<실시예 6> 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제 제조 5

탄닌포름알데히드 수지 제조시, 축합 반응 온도를 10℃로 수행한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일하게 수행하여 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제를 제조하였다.

<실시예 7> 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제 제조 6

탄닌포름알데히드 수지 제조시, 축합 반응 온도를 60℃로 수행한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일하게 수행하여 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제를 제조하였다.

<실험예 1> 접착제의 접착강도 측정

상기 실시예 2에서 제조된 접착제를 이용하여 제조된 필름의 최대평균 접착강도를 측정하기 위하여 하기와 같이 실시하였다.

도 1에서 나타난 바와 같이, 스티렌부타디엔고무(c)를 중앙에 위치하고, 상기 스티렌부타디엔고무의 양면에 실시예 2에서 제조된 접착제(b) 및 PET 섬유(a)를 적층하는 이중구조의 필름을 제조하였다.

또한 상기와 동일한 필름 구조에서 접착제 부분을 종래의 RFL 접착제 또는 상기 RFL 접착제 조성 레소시놀 및 탄닌성분이 1:1의 몰비율로 제조된 접착제로 구성된 필름을 제작하고 각각의 필름에 대하여, 스티렌부타디엔 고무를 가황시키기 위한 시편 성형시간에 따른 최대평균 접착강도를 측정하였다. 이때, 종래의 RFL 접착제와 비교하기 위하여, 폴리에스테르계의 소수성의 PET 섬유를 도입하였으며, PET 섬유를 0.05% NaOH 용액에 10분간 침지한 후 건조하는 표면 처리한 후, 접착하였다.

상기 준비된 접착제를 이용한 필름간의 가교시간에 대한 시편파괴 양상을 표 1 및 도 2에 나타내었다. 이때, 시편파괴 양상은 도 1의 이중필름의 구조에서 상층인 PET 필름만 이탈하는 형태를 IF(Interfacial Failure)라 하고, 중앙에 위치한 스티렌부타디엔고무로부터 이탈하는 형태를 CF(Cohesive Failure)라 표기하였다.

상기 표 1과 도 2에 나타난 바와 같이, RFL 접착제 및 레소시놀과 탄닌을 1:1 몰비율로 혼합된 접착제를 사용한 경우 접착파괴 유형은 가교시간에는 관계없이 모두 IF를 나타내어 도 2에 나타난바와 같이 상당히 낮은 접착강도를 보였다. 반면에, 실시예 2의 경우 초기 가교시간에서 약간의 CF 파괴가 발생하여 상대적으로 다소 높은 접착강도를 보이다가 9분의 가교시간에서 최대의 CF 파괴와 더불어 최대 접착강도를 나타내었다.

<실험예 2> 10% 가성소다의 첨가량에 따른 접착제 특성

상기 실시예 2 내지 5에서 10% 가성소다의 첨가량을 달리하여, 탄닌포름알데히드 수지가 제조된 탄닌을 함유한 접착제에 대하여 Brookfield 점도계를 이용하여 점도(viscosity)를 측정하였다. 상기 측정결과를 하기 표 2 및 도 3에 나타내었다.

상기 표 2에서 살펴 본 바와 같이, 탄닌포름알데히드 수지 제조시, 첨가되는 10%의 가성소다의 OH 농도에 따라 반응속도가 증가한다. 즉, pH 농도가 증가함에 따라, 빠른 겔화 현상을 확인하였으며, pH 5.3으로 제조된 탄닌포름알데히드 수지의 경우, 7.5 시간 경과시 겔화가 발생한 반면에 pH 9.0으로 제조된 경우, 2 시간 이내에 겔화되었다. 이는 pH 농도가 증가할수록 탄닌의 플라보노이드 고리에서 페놀링이 친핵체로서 활성화되기 때문이다.

<실험예 3> 반응온도에 따른 접착제 특성

상기 실시예 2 및 실시예 6∼7에서 제조된 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성의 접착제에 대하여 Brookfield 점도계를 이용하여 점도(viscosity)를 측정하였다. 상기 측정결과를 하기 표 3 및 도 4에 기재하였다.

상기 표 3에서 살펴 본 바와 같이, 탄닌포름알데히드 수지 제조시, 수행되는 반응온도는 겔화속도에 영향을 미치는 것을 확인하였으며, 반응온도 60℃로 진행될 때, 겔 시간은 30분인 반면에, 반응온도 10℃로 진행될 때, 6시간 후 겔화되었다. 즉, 반응온도가 증가할수록 분자 움직임이 활발해지기 때문에 반응온도 증가에 따라 겔 시간이 감소하였고, 겔화 직전의 점도가 급상승하므로 접착강도가 상승하였다.

상기에서 살펴본 결과, 본 발명은 리기다 소나무로부터 유래된, 탄닌 화합물 함유추출물을 고수율로 얻을 수 있는 추출방법을 제공하여 천연자원을 이용한 경제적인 접착제 원료를 제공하였다.

또한 본 발명은 상기 리기다 소나무로부터 유래된, 탄닌 화합물 함유추출물을 주원료로 사용한 탄닌-포름알데히드-라텍스로 이루어지고, 우수한 접착강도를 갖는 접착제를 제공함으로써, 상기 접착제는 종래의 RFL 접착제가 사용되는 광범위한 분야에 대체 사용할 수 있다. 특히, 고무와 섬유의 복합체로 이루어진 타이어의 접착에 유용하다.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

1. 리기다 소나무(Pinus rigida) 껍질을 건조한 후 분쇄하여 탄닌분말을 제조하고, 상기 탄닌분말 100 중량부를 500∼800 중량부의 증류수와 혼합하고 소듐 카보네이트 0.1∼0.5 중량부 및 소듐 설파이트 1∼5 중량부를 첨가하여 교반한 후, 상온에서 24∼72 시간동안 방치하여 상분리하고, 상기 상분리된 용액을 여과하여 여액을 진공건조하여 제조된, 상기 리기다 소나무(Pinus rigida)로부터 추출된 탄닌 화합물 함유추출물 60∼90 중량% 및 37% 포르말린 용액 10∼40 중량%로 제조된 탄닌포름알데히드 수지에 대하여, 상기 탄닌포름알데히드 수지 20∼60중량% 및 스티렌-부타디엔-비닐피리딘 라텍스 40∼80중량%로 이루어진, 탄닌-포름알데히드-라텍스 조성인 것을 특징으로 하는 타이어의 섬유코드용 접착제.
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