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백색충전재 -배합고무의 성질과 고무매트릭스- 충전재 계면상호작용

전문가 제언: ○ 고무제품은 전 세계에서 연간 약 2,000만 톤(2006년)이 생산되며 그 대부분은 가황고무이고 고무밴드나 의료 위생용 제품 등 일부를 제외하고 대부분 충전재가 배합된다. 고무용 충전재는 카본블랙이 주로 사용되나 이외에 실리콘, 탄산칼슘, 점토광물 및 무기분체도 사용되고 있다. 고무제품에서 충전재의 역할은 증량에 의한 코스트 저하, 점착방지나 점도조절 등 가공성의 개선이나 경도, 비중 조절이다. 카본블랙은 우수한 고무보강효과 때문에 많은 제품에 사용되어 왔으나 카본블랙 배합제품을 대체가능한 밝은 색 제품의 니즈에 따라서 백색충전재가 배합되기도 한다.

○ 국내에서의 연구는 전남대학교 진현호 등의 「NR과 SBR 가황물의 경도와 강성도 대한 온도의 영향(2007) 」등이 있고 국내출원은 프랑스 로디아 쉬미 출원의 「무기 충전제-함유 고무 조성물에서 (백색충전제-엘라스토머) 커플링계로서의 상이한 두 유형의 커플링제의 조합의 용도(한국특허공개 2008-0007632)」 등이 있다.

○ 외국특허출원은 미국 Bridgestone corp의 「고무배합물에서 실리카와 고무의 상호작용을 향상키기 위한 염의 첨가(US6180710)」, Okayama ceramics출원의 「규조토를 실리카로 개질하여 향상된 비표면적과 미세공을 가진 실리카개질 다공성물질을 제조하는 방법(P2006021982)」 과 「균질성이 우수한 보론탄화질화물의 제조방법(P2006016290)」 등이 있다.

○ 충전재의 고무보강효과는 고무매트릭스-충전재 간의 계면상호작용이 클수록 양호하나 이 작용은 입자크기나 형상, 표면의 화학적 성질의 영향을 받는다. 백색충전재의 인장강도는 입자크기가 작을수록 향상되고 보강효과는 입상보다도 판상 내지 층상, 침상 또는 섬유상일 때 더 크다. 백색충전재는 석유에서 유래되지 않고 생산 시 에너지소비량은 카본블랙보다 적기 때문에 백색충전재에 관한 연구개발은 앞으로 중요하다. 본고가 충전제에 의한 고무보강효과를 이해하는 데 도움이 되었으면 한다.

저자: Soji KODAMA
자료유형: 학술정보