KR101712356B1

KR101712356B1 - 충진성 및 탈형성이 우수한 이형 고무 조성물

Info

Publication number: KR101712356B1
Application number: KR1020150054172A
Authority: KR
Inventors: 이동권; 이문석
Original assignee: (주)휴이노베이션
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2017-03-07
Also published as: KR20160124335A

Abstract

본 발명은 금형에 이형성을 부여하기 위한 이형 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 충진성 및 탈형성이 향상된 친환경 고기능성 금형 이형 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무와 고무 조성물의 금형 내 이동성(mobility)을 향상시킬 수 있는 특정한 고분자 첨가물을 포함하는 미가교 고무 및 왁스, 경화제, 무기 충진제를 포함하고 있어서, 충진성 및 탈형성이 우수한 이형 고무 조성물에 관한 것이다.

Description

충진성 및 탈형성이 우수한 이형 고무 조성물 {Rubber Composition of Excellent Cavity-filling and Demolding Property}

본 발명은 금형에 이형성을 부여하기 위한 이형 고무 조성물로서, 상세하게는, 특정한 성분들의 조합에 의해 고무 조성물의 금형 내 이동성(mobility)을 향상시켜, 충진성 및 탈형성이 우수한 이형 고무 조성물에 관한 것이다.

열경화성 수지를 원료로 하여 이를 압축 및 가열하여 제품을 성형하는데 사용되는 금형은, 작업공정 중에 유입된 오염물과 성형물의 일부가 탄화되어 잔존하게 됨으로써, 이것이 이후 반복적인 작업공정 중 오염물로 작용하여, 제조되는 성형물에 일부 결함을 유발할 뿐만 아니라 계속적인 성형과정에서 제품의 품질을 떨어뜨리는 원인이 된다. 따라서, 일정기간 내지 일정횟수의 성형작업을 행한 후에는 금형에 남아있는 오염물을 제거하는 세정작업이 이루어져야 하며, 이와 아울러, 반복 작업에 따른 열경화성 수지의 탈착을 용이하게 하기 위하여 금형에 이형성을 부여하는 작업(이른바, “이형 작업”)이 필수적이다.

특히, 반도체 제조를 위한 EMC 성형공정에 있어서, 이형 작업은 반도체 소자의 품질에 직접적인 영향을 미치는 바, 금형 표면에 부여된 이형성이 일정 수준에 이르지 못할 경우, 제품 전체의 불량뿐만 아니라 수리를 위하여 많은 시간이 소요되므로, 금형에 이형성을 부여하면서 장시간 이를 유지하기 위한 연구가 행해져 왔다.

종래에는 금형에 이형성을 부여하기 위하여, 파우더 상태로 분쇄한 천연 카노버 왁스나 디메틸 실리콘 오일을 핵산 등의 용제에 혼합하여 고압의 스프레이 용기에 담아 금형 표면에 직접 분사하는 방법, 에폭시 수지 화합물에 왁스를 다량 배합하고 이를 저압의 이송성형 방식으로 코팅하는 방법 등이 사용되었다.

그러나, 상기 방법들을 사용할 경우, 금형의 내부에 균일하게 도포되지 못하여 이형성이 저하되고, 핵산 용제를 사용함에 따른 환경오염이 발생하거나, 저압의 이송성형 방식에 따른 과다한 비용 발생 등의 문제점이 발생하게 된다.

이를 해결하기 위한 하나의 방안으로, 기재로서 부타디엔 고무(BR) 및 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM)를 포함하는 미가교 고무를 사용하고, 코팅성분, 무기 충진제, 경화제 등을 더 포함하는 금형 코팅용 고무 조성물을 통해 고무경화에 따른 코팅성분(왁스 및 첨가제)의 용출에 의한 금형 코팅 방법이 제안되어 있다.

구체적으로, 도 1에는 종래 고무 조성물의 이형 고무 메커니즘 및 논-필(non-fill)성을 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 과정에서 금형으로부터 탈형된 가교 고무를 나타낸 사진이 도시되어 있으며, 도 3에는 도 1의 과정을 통해 코팅된 금형을 통해 EMC 제품을 제조하는 과정 및 논-필성에 기인한 EMC 제품의 불량을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 금형(110) 내에 미가교 고무(121) 및 코팅성분(122)을 포함하는 이형 고무 조성물(120)을 배치한 뒤, 약 175 내지 180℃의 온도에서 경화시켜 가교 반응을 진행시키고, 가교 고무(130)를 제거하면 금형(110) 내부가 코팅성분(122)으로 코팅된다.

그러나, 상기 방법은 금형(110)에서 상기 조성물을 통해 제조된 고무가 쉽게 빠지지 않는 탈형성 저하로 인한 제품 불량 및 금형 내 오염 문제와, 이형제 코팅 작업시 금형 내부에 만입되어 있는 부분(110a)들까지 고무 조성물이 충분히 채워지지 못하는 논-필(non-fill) 현상에 따른 금형의 이형성 저하 등의 문제점을 가지고 있다.

따라서, 금형의 이형제 코팅 작업시 제조비용을 절감하고, 친환경적 작업환경을 제공할 뿐만 아니라, 우수한 탈형성 및 충진성을 발휘하는 고무 조성물에 대한 필요성이 높은 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

이후 설명하는 바와 같이, 본 발명에 따른 고무 조성물은 특정 성분들의 조합으로 이루어져 있고, 이러한 고무 조성물을 성형용 금형에 사용하는 경우, 이형 고무의 탈형성 및 충진성이 우수함을 확인하고, 본 발명은 완성하기에 이르렀다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고무 조성물은, 성형용 금형의 이형성을 향상시키기 위한 고무 조성물로서,

부타디엔 고무(BR) 60 내지 100 중량부, 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM) 0 내지 40 중량부와 용융온도(T_m)가 100℃ 이하인 고분자 첨가물 5 내지 40 중량부를 포함하고 있는 미가교 고무; 및

상기 미가교 고무 100 중량부를 기준으로, 왁스 5 내지 60 중량부, 경화제 0.5 내지 10 중량부와, 무기 충진제 및 흡착제 5 내지 110 중량부;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 용융온도는 DSC(Differential Scanning Calorimeter) 분석을 통해 얻어진 피크 포인트(peak point)를 의미하며, 미가교 고무는 열과 압력을 받았을 때 경화제의 작용에 의해 금형 안에서 가교되어 금형 내를 왁스 및 첨가제로 코팅한 뒤, 제거되는 성분을 의미한다.

본 발명에 따른 고무 조성물은, 종래 미가교 고무의 기재로 사용되는 부타디엔 고무 및 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무에 특정한 조건을 만족하는 고분자 첨가물을 추가로 포함함으로써, 고무 조성물의 이동성이 향상되어, 금형 내에서 고무의 충진성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 금형 내를 왁스 및 첨가제로 완전히 코팅하는 것이 가능하여 상기 조성물을 통해 생성된 고무의 탈형성을 높일 수 있다.

상기 고무 조성물 중의 미가교 고무에는, 앞서 정의한 바와 같이, 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무가 포함되지 않을 수도 있고, 또는 40 중량부 이하의 함량으로 포함될 수 있으며, 상세하게는, 5 내지 30 중량부의 함량으로 포함될 수 있다.

상기 고분자 첨가물은 5 내지 40 중량부, 상세하게는, 10 내지 30 중량부로 포함될 수 있다.

상기 범위를 벗어나, 미가교 고무에 고분자 첨가물이 40 중량부를 초과하여 포함될 경우, 이형 고무의 가교도가 낮아지는 바, 금형 내의 왁스 및 첨가제 코팅량이 적어지게 되어 이형성에 문제점이 있고, 반면에 미가교 고무에 고분자 첨가물이 5 중량부 미만으로 포함될 경우, 본 발명이 소망하는 수준의 충진성 및 탈형성을 나타내기 어려운 문제점이 있다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 고분자 첨가물은 그것의 용융온도가 40℃ 내지 100℃ 범위일 수 있고, 상세하게는 40℃ 내지 90℃ 범위일 수 있다.

상기 범위를 벗어나, 고분자 용융온도가 100℃를 초과할 경우, 생산온도가 높아져, 미가교 고무제품 생산 시 스코치(사전 가교)가 발생하여 제품 불량이 발생되고, 반면에 고분자 첨가물의 용융온도가 40℃ 미만이 될 경우, 제품 표면이 끈적거리게(sticky) 되어 생산 공정 중에 제품이 설비의 표면에 달라 붙는 문제점이 발생하는 바, 제품 생산이 어려울 뿐만 아니라, 제품의 경도가 낮아져 충진성이 나빠지게 된다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 고분자 첨가물은, 폴리올레핀계 탄성중합체, 또는 폴리올레핀용 단량체와 아크릴산 단량체로 이루어진 공중합체(copolymer) 및 이의 아이오노머(ionomer) 또는 폴리올레핀용 단량체와 아크릴레이트 단량체로 이루어진 공중합체일 수 있다.

상기 폴리올레핀 탄성중합체는, 앞서 설명한 고분자 첨가물의 조건을 만족하는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE); 폴리부텐; 폴리-4-메틸-1-펜텐(TPX); 프로필렌, 부텐, 헥센 및/또는 옥텐과 에틸렌의 공중합체; 및 올레핀계 열가소성 탄성체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 따라서, 용융온도가 100℃를 초과하는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE) 또는 폴리올레핀용 단량체와 아크릴산 단량체로 이루어진 공중합체 및 이의 아이오노머 또는 폴리올레핀용 단량체와 아크릴레이트 단량체로 이루어진 공중합체의 경우, 본 발명의 고분자 첨가물에 적합하지 않을 수 있다.

상기 폴리올레핀용 단량체와 아크릴산 단량체로 이루어진 공중합체 및 이의 아이오노머 또는 폴리올레핀용 단량체와 아크릴레이트 단량체로 이루어진 공중합체는 앞서 설명한 용융온도(T_m)가 100℃ 이하인 조건을 만족하는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 에틸렌-아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌-메타아크릴산 공중합체(EMAA) 및 이의 아이오노머, 에틸렌-메틸 아크릴레이트 공중합체(EMA), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체(EEA), 에틸렌-알킬아크릴레이트-아크릴산 공중합체, 에틸렌-알킬메타아크릴레이트-메타아크릴산 공중합체, 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체(EBA), 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.

상기 공중합체는, 예를 들어, 공중합체 100 중량%를 기준으로 폴리올레핀용 단량체 60 내지 96 중량% 및 아크릴산 또는 아크릴레이트계 또는 비닐아세테이트계 단량체 4 내지 40 중량%를 포함하는 조성일 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 고분자 첨가물로써 폴리올레핀 탄성중합체는 에틸렌 단량체와 프로필렌 단량체 또는 부틸렌 단량체의 반응으로 얻어지는 에틸렌-프로필렌 공중합체 또는 에틸렌-부틸렌 공중합체일 수 있다. 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체 또는 에틸렌-부틸렌 공중합체가 앞서 설명한 고분자 첨가물의 조건을 만족하는 것임은 물론이다.

한편, 실질적으로, 금형에 이형성을 부여하기 위한 상기 왁스 및 첨가제는, 그러한 작용을 하는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 200 내지 3000의 중량평균 분자량을 가진 폴리에틸렌 및 슬립제(Slip agent), 안티 블로킹제(Anti blocking agent)가 혼합된 형태일 수 있다. 여기서, 고무의 탈형성을 향상시키기 위한 상기 슬립제는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 에루카아마이드(Erucamide), 올레아마이드(Oleamide), 스테어아마이드(Stearamide), 베헨아마이드(Behenamide), 에틸렌 비스 스테어아마이드(Ethylene-bis-stearamide), 에틸렌 비스 올레아마이드(Ethylene-bis-oleamide), 스테어릴 에루카아마이드(Stearyl erucamide)일 수 있다.

이러한 왁스 및 첨가제의 함량은, 앞서의 설명과 같이, 미가교 고무 100 중량부를 기준으로, 5 내지 60 중량부일 수 있으며, 상기 범위를 벗어나 5 중량부보다 적으면 금형에 충분한 이형성을 부여하기 어려우며, 60 중량부보다 많으면 금형 표면에 잉여의 왁스가 얼룩자국을 남기면서 또 다른 오염원으로 작용하는 문제점이 있으므로, 바람직하지 않다.

상기 경화제는, 미가교 고무가 열과 압력에 의해 가교반응이 일어나면서 경화될 때, 그러한 경화를 유도하는 역할을 하는 성분으로서, 유기 과산화물과 페놀 레진, 황 등이 사용될 수 있다. 상세하게는 유기 과산화물일 수 있고, 유기 과산화물의 종류는 반감기 온도를 고려해서 금형 온도에 따라 선택할 수 있다. 그러한 유기 과산화물은, 다음의 것으로 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 2,5-디메틸-2,5-비스-(t-부틸퍼록시)(2,5-dimethyl-2,5-bis-(t-butylperoxy)), d-t-부틸퍼록사이드(d-t-butylperoxide), 2,5-디메틸-2,5-비스-(t-부틸퍼록시)-헥산(2,5-dimethyl-2,5-bis-(t-butylperoxy)-hexane), t-부틸큐밀퍼록사이드(t-buthylcumylperoxide), 비스-(t-부틸퍼록시-i-프로필)-벤젠(bis-(t-buthylperoxy-i-propyl)-benzene), 디큐밀퍼록사이드(dicumylperoxide), 4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트(4,4-di-t-buthylperoxy-n-buthylvalerate), t-부틸퍼록시벤조에이트(t-buthylperoxybenzoate),1,1-디-t-부틸퍼록시-3,3,5-트리메틸시클로헥산(1,1-di-t-buthylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane), 디벤조일퍼록사이드(di-benzoylperoxide), 비스-(2,4-디클로로벤조일)-퍼록사이드(bis- (2,4-dichlorobenzoyl)-peroxide) 등이 사용될 수 있다. 이 중, 비스-(t-부틸퍼록시-i-프로필)벤젠과 4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트는 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머(EPDM)와부틸고무(BR)의 혼합 고무 세정 조성물에 특히 바람직하다.

이러한 경화제의 함량은, 앞서의 설명과 같이, 미가교 고무 100 중량부를 기준으로, 0.5 내지 10 중량부이며, 0.5 중량부보다 적으면 경화 개시 또는 경화속도의 촉진을 이룰 수 없고, 10 중량부보다 많으면 과도한 가교가 발생하여 인열강도(tear strength)가 크게 떨어지는 등 기계적 물성이 전반적으로 저하되는 문제점이 있으므로, 바람직하지 않다.

상기 무기 충진제는 더욱 우수한 점성도 증가에 따른 조성물 성분들의 균형 유지를 증가시키는 역할을 하는 성분이다. 즉, 미가교 고무에 왁스를 첨가함으로써 조성물의 점성도(viscosity)가 낮아지는데, 무기 충진제를 첨가하여, 무니 점성도(Mooney viscosity)를 증가시켜, 여러 성분들의 균형을 유지시킬 수 있다. 이러한 무기 충진제의 예로는, 실리카, 탈크, 알루미나, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 산화티탄, 카본블랙 등을 들 수 있다.

경우에 따라서는, 본 발명에 따른 고무 조성물은 이형 작업(본 발명에 따른 고무 조성물로 만들어진 금형 이형 고무 시트를 금형에 넣고 열과 압력을 가하는 작업)에서 발생하는 각종 냄새 성분과 연기 성분들을 흡착하여 제거하기 위해 흡착제를 또한 포함할 수 있다.

이러한 흡착제는, 상기 냄새 및 연기 성분들에 대해 높은 흡착력과 큰 비표면적을 가진다. 작업시 발생하는 냄새와 연기는, 예를 들어, 경화제의 분해, 및 세정제의 분해 등 다양한 요인들에 의해 불가피하게 발생하게 되는데, 본 발명에 따른 조성물에는 미세한 세공과 큰 비표면적을 가진 흡착제가 첨가되어 있으므로 이로 인한 문제점을 해결할 수 있다. 흡착제는 상세하게는 적어도 200 ㎡/g 이상의 비표면적을 가진다. 또한, 미세한 세공을 많이 가지고 있는 것이 더욱 우수한 흡착력을 발휘할 수 있다.

상기 흡착제의 예로는 클레이(진흙), 실리카겔, 활성탄, 제올라이트, 이온교환수지, 산성백토 등을 들 수 있으며, 경우에 따라서는 이들의 둘 또는 그 이상의 혼합물의 형태로 사용될 수 있다. 이중 본 발명에 사용되는 상기 흡착제는, 상세하게는, 유색이 아니면서 200 ㎡/g 이상의 비표면적을 가지고 있는 제올라이트, 실리카겔, 또는 산성백토일 수 있고, 더욱 상세하게는, 미분말 실리카겔 또는 제올라이트일 수 있다. 미분말 실리카겔은 실리카겔의 입자크기를 미리미터(㎜) 단위에서 마이크론미터(㎛) 단위로 분쇄시켜 미가교 고무와의 혼련문제를 해결할 수 있고, 제올라이트 X type과 제올라이트 Y type은 비표면적(대략 500 ㎡/g 이상)이 크지만 고가이므로 제올라이트 A type과 혼합 사용하여 본 발명 조성물의 제조비용을 낮출 수도 있다. 한편, 활성탄과 이온교환수지는 매우 큰 비표면적(대략 600 ㎡/g 이상)을 가지고 있으므로 흡착력이 우수한 반면에 각각 검은 색상과 고가이므로, 다른 흡착제 성분들과 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 흡착제는 무기 충진제의 역할도 동시에 수행하게 되고, 흡착제 및 무기 충진제의 함량은 미가교 고무 100 중량부를 기준으로 5 내지 110 중량부일 수 있다.

이 밖에도 본 발명에 따른 고무 조성물에는 그것의 물성을 손상시키지 않는 범위 내에서 기타의 화합물(들) 또는 혼합물(들)을 추가로 참가할 수도 있다.

본 발명의 고무 조성물은 특정한 성분들의 조합에 의해 고무 조성물의 금형 내 이동성을 향상시킴으로써, 결과적으로, 충진성이 향상되어 종래 기술이 가지는 논-필 현상의 문제점을 해결하고, 이형 고무의 탈형성이 우수한 효과를 제공하는 바, 금형의 이형성을 향상시키는 효과를 발휘한다.

도 1은 종래 고무 조성물의 이형 고무 메커니즘 및 논-필(non-fill)성을 나타낸 모식도이다;
도 2는 도 1의 과정에서 금형으로부터 탈형된 가교 고무를 나타낸 사진이다;
도 3는 도 1의 과정을 통해 코팅된 금형을 통해 EMC 제품을 제조하는 과정 및 논-필성에 기인한 EMC 제품의 불량을 나타낸 모식도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 충진성과 탈형성이 우수한 고무 조성물의 이형 고무 메커니즘을 나타낸 모식도이다;
도 5는 도 4의 과정에서 금형으로부터 탈형된 가교고무를 나타낸 사진이다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 충진성과 탈형성이 우수한 고무 조성물의 이형 고무 메커니즘을 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 4의 과정에서 금형으로부터 탈형된 가교고무를 나타낸 사진이 도시되어 있다.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 금형(210) 내에 미가교 고무(221) 및 코팅성분(222)을 포함하는 이형 고무 조성물(220)을 배치한 뒤, 약 175 내지 180℃의 온도에서 경화시켜 가교 반응을 진행시키고, 가교 고무(230)를 제거하면 금형(210) 내부가 코팅성분(222)으로 코팅된다.

이때, 종래의 고무 조성물과 달리, 금형 내부에 만입되어 있는 부분(210a)들까지도 고무 조성물이 충분히 채워지는 바, 논-필 현상이 일어나지 않고, 탈형성이 우수하여 도 5에 도시된 바와 같이 깔끔한 형태의 가교 고무가 금형으로부터 탈형된다.

이하 실시예를 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

부타디엔 고무(BR) 700 g에, 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM) 300 g, 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE) 200 g을 혼합하여 첨가하고, 경화제(4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레이트 30 g)와 무기 충진제(실리카 300 g, 산화티타늄 50 g), 및 왁스(폴리에틸렌 80 g, 슬립제 20g)를 니이더(Kneader)와 롤 밀(Roll mill)에서 혼련하였다. 이때, 상기 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE)의 밀도는 0.87이고, 용융온도는 60℃이다.

<실시예 2>

상기 실시예 1에서 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE)을 대신하여, 에틸렌 단량체와 아크릴산 단량체를 9 : 1의 중량비로 반응하여 생성한 에틸렌-메타아크릴산 공중합체(EMAA)의 아이오노머 200 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 혼련물을 제조하였다. 이때, 상기 에틸렌- 메타아크릴산 공중합체(EMAA)의 아이오노머 밀도는 0.95이고, 용융온도는 70℃이다.

<실시예 3>

상기 실시예 1에서 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE)을 대신하여, 에틸렌 단량체와 메타크릴산 단량체를 9 : 1의 중량비로 반응하여 생성한 에틸렌-메타크릴산 공중합체(EMA) 200 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 혼련물을 제조하였다. 이때, 상기 에틸렌-메타크릴산 공중합체(EMA)의 밀도는 0.94이고, 용융온도는 72℃이다.

<실시예 4>

상기 실시예 1에서 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE)을 대신하여, 에틸렌 단량체와 비닐아세테이트 단량체를 9 : 1의 중량비로 반응하여 생성한 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA) 200 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 혼련물을 제조하였다. 이때, 상기 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA)의 밀도는 0.95이고, 용융온도는 75℃이다.

<실시예 5>

상기 실시예 1에서 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE)을 대신하여, 에틸렌-부틸렌 공중합체 200 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 혼련물을 제조하였다. 이때, 상기 에틸렌-부틸렌 공중합체의 밀도는 0.88이고, 용융온도는 64℃이다.

<실시예 6>

부타디엔 고무(BR) 700 g에, 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM) 300 g, 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE) 300 g을 혼합하여 첨가하고, 경화제(4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레이트 30 g)와 무기 충진제(실리카 300 g, 산화티타늄 50 g), 및 왁스(폴리에틸렌 80 g, 슬립제 20g)를 니이더(Kneader)와 롤 밀(Roll mill)에서 혼련하였다. 이때, 상기 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE)의 밀도는 0.87이고, 용융온도는 59℃이다.

<실시예 7>

부타디엔 고무(BR) 700 g에, 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM) 300 g, 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE) 100 g을 혼합하여 첨가하고, 경화제(4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레이트 30 g)와 무기 충진제(실리카 300 g, 산화티타늄 50 g), 및 왁스(폴리에틸렌 80 g, 슬립제 20g)를 니이더(Kneader)와 롤 밀(Roll mill)에서 혼련하였다. 이때, 상기 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE)의 밀도는 0.885이고, 용융온도는 80℃이다.

<비교예 1>

상기 실시예 1에서 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE)을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 혼련물을 제조하였다.

<비교예 2>

상기 실시예 1에서 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE)을 대신하여, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 혼련물을 제조하였다. 이때, 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)의 밀도는 0.921이고, 용융온도는 110℃이다.

<비교예 3>

상기 실시예 1에서 고분자 첨가물로써 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE) 대신하여 밀도는 0.93이고, 용융온도는 110℃인 에틸렌-메타아크릴산 공중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 혼련물을 제조하였다.

<비교예 4>

상기 실시예 6에서 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE) 400 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 혼련물을 제조하였다.

<비교예 5>

상기 실시예 6에서 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE) 20 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 혼련물을 제조하였다.

<실험예 1>

상기 실시예 1 내지 7, 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 혼련물을 실험용 금형(MQFP 28 x 28)에 장입하고 180℃에서 60 kg/cm²압력으로 450 초간 경화시키면서, 금형에 대한 이형작업을 30회 수행하였다.

이러한 이형 작업시 논-필 현상이 일어난 횟수를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 개시하였다.

<실험예 2>

이러한 이형 작업시 탈형이 되지 않는 횟수를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 개시하였다.

상기 표 1, 2를 참조하면, 비교예 2 및 3을 사용한 경우의 실험결과를 통해, 용융온도가 100℃ 초과인 첨가물을 사용할 경우, 이형 고무의 생성이 불가능함을 확인할 수 있다.

또한, 실시예 1 내지 7의 경우, 고분자 첨가물을 사용하지 않은 비교예 1에 비해, 충진성 및 탈형성이 현저히 향상됨을 볼 수 있다.

나아가, 본 발명의 함량 범위를 만족하지 못하는 비교예 4의 경우, 이형성이 부족하여, 제품의 생성이 어렵고, 비교예 5의 경우, 비교예 1에 비해서는 충진성 및 탈형성이 어느정도 향상됨을 확인할 수 있으나, 실시예 1 내지 7에 비해 현저히 떨어지는 충진성 및 탈형성을 나타냄을 확인할 수 있다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로, 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.

Claims

성형용 금형의 이형성을 향상시키기 위한 이형 고무 조성물로서,
부타디엔 고무(BR) 60 내지 100 중량부, 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM) 0 내지 40 중량부와 용융온도(Tm)가 40℃ 내지 90℃인 고분자 첨가물 5 내지 40 중량부를 포함하고 있는 미가교 고무; 및
상기 미가교 고무 100 중량부를 기준으로, 왁스 5 내지 60 중량부, 경화제 0.5 내지 10 중량부와, 무기 충진제 및 흡착제 5 내지 110 중량부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이형 고무 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 미가교 고무에는 고분자 첨가물이 10 내지 30 중량부로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 이형 고무 조성물.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 고분자 첨가물은, 폴리올레핀계 탄성중합체, 또는 폴리올레핀용 단량체와 아크릴산 단량체로 이루어진 공중합체(copolymer) 및 이의 아이오노머(ionomer) 또는 폴리올레핀용 단량체와 아크릴레이트 단량체로 이루어진 공중합체(copolymer)인 것을 특징으로 하는 이형 고무 조성물.
제 4 항에 있어서, 상기 폴리올레핀계 탄성중합체는, 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE); 폴리부텐; 폴리-4-메틸-1-펜텐(TPX); 프로필렌, 부텐, 헥센 및/또는 옥텐과 에틸렌의 공중합체; 및 올레핀계 열가소성 탄성체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 이형 고무 조성물.
제 4 항에 있어서, 상기 공중합체는 에틸렌-아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌-메타아크릴산 공중합체(EMAA), 에틸렌-메타아크릴산 공중합체의 아이오노머(ionomer), 에틸렌-메타크릴산 공중합체(EMA), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체(EEA), 에틸렌-알킬아크릴레이트-아크릴산 공중합체, 에틸렌-알킬메타아크릴레이트-메타아크릴산 공중합체, 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체(EBA), 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 이형 고무 조성물.
제 4 항에 있어서, 상기 공중합체는, 공중합체 100 중량%를 기준으로 폴리올레핀용 단량체 60 내지 96 중량% 및 아크릴산 또는 아크릴레이트계 또는 비닐아세테이트계 단량체 4 내지 40 중량%의 반응으로 얻어진 것을 특징으로 하는 이형 고무 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 고분자 첨가물은 에틸렌-프로필렌 공중합체 또는 에틸렌-부틸렌 공중합체인 것을 특징으로 하는 이형 고무 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 왁스는 200 내지 3000의 중량평균 분자량을 가진 폴리에틸렌 및 슬립제가 혼합된 형태인 것을 특징으로 하는 이형 고무 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 경화제는 유기 과산화물인 것을 특징으로 하는 이형 고무 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 무기 충진제는 실리카, 탈크, 알루미나, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 산화티탄, 카본블랙로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 이형 고무 조성물.
제 1 항에 따른 이형 고무 조성물로 제조되는 것을 특징으로 하는 금형 이형 고무 시트.