KR100829260B1 - 타이어캡플라이용 복합딥코드의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구조안정성 및 내구성능이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트와 접착성능이 우수한 나일론66을 복합하여 복합코드를 제공함과 동시에 상기 복합코드와 고무와의 접착력을 견고하게 할 수 있는 디핑공정을 복합한 공정에 관한 것으로서 본 발명에 의해 고속주행성 및 내구성이 우수한 타이어를 제조할 수 있는 타이어캡플라이용 복합딥코드를 제공할 수 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트, 나일론 66, 파라클로로페놀, 에폭시, 디핑
Description
본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트와 나일론 66 필라멘트가 복합된 타이어캡플라이용 복합딥코드의 제조방법에 관한 것이다.
현재 자동차 타이어의 캡플라이 재질로서 강도가 높고 접착력 및 열 안정성이 우수하여 나일론 66 코드를 많이 사용하고 있다. 그러나 최근 자동차의 고성능화 및 도로의 발달에 따라 자동차의 주행속도가 고속화되는 추세로 인해 타이어의 고속주행 안정성 및 내구성능이 매우 중요하게 대두되고 있다. 특히 저편평비를 가지는 타이어에서는 상기 성능이 더욱 중요시되고 있다.
나일론코드는 나일론분자가 폴리아미드구조를 가져 화학적인접착에 매우 유리하여 접착에 대단히 유리한 구조를 가진 반면 중간 신도가 높고 열수축도가 높음으로 인해 고속주행시 타이어코드가 변형되기 쉬워 형태가 안정되지 못하여 고속주행안정성 및 내구성능을 향상시키기 위해서는 다수의 나일론코드를 사용하여야하나 이는 타이어 생산시 원가상승 및 타이어의 중량을 증가키는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 업계에서는 상기 문제점을 해결할 수 있는 섬유소재를 개발하는 연구를 거듭하여 대한민국등록특허제607084호와 같은 고강력 라이오셀 필라멘트를 이용한 딥코드를 개발한 바가 있다. 또한 대한민국등록특허제556033호에서는 라이오셀과 폴리비닐알콜 멀티필라멘트를 포함하는 하이브리드 딥코드를 소개한 바가 있다.
그러나 상기 종래기술들은 라이오셀을 소재로 한 딥코드로서 절단신도 7%, 중간신도 1.7%(4.5Kg하중시)정도의 너무 낮은 신율로 인해 타이어의 캡플라이용으로는 부적절하다. 그 이유는 캡플라이는 노면과 접촉하는 외층에 위치하므로 너무 낮은 신율을 가진 캡플라이의 경우 약간의 충격에도 코오드가 끊어질 수 있어 주행 중 타이어가 돌같은 것을 밟으면 타이어가 눌리면서 코오드가 손상될 수 있어 주행안정성 및 내구성을 저하시킬 우려가 있다.
한편, 나일론과 함께 2대합성섬유로 꼽고 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트는 열 및 장력에 의한 구조안정성이 대단히 우수하지만 화학적 반응을 잘 하지 못하기 때문에 타이어제조에 적용하는 경우 고무와의 접착에서 매우 불리한 구조를 갖고 있다. 즉 고속주행안정성 및 내구성능이 좋지만 고무와의 접착력이 약해 캡플라이코드로 사용시 코드와 고무의 분리현상이 생겨 전체적으로 캡플라이의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 구조안정성 및 내구성능이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트와 접착성능이 우수한 나일론66을 서로 꼬아서 복합코드로 형성하여 이를 타이어의 캡플라이용 코드로 적용함으로써고무와의 접착력 및 구조안정성 및 내구성능이 우수한 타이어캡플라이용 코드를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
그러므로 본 발명에 의하면 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트를 250~310 T/M의 꼬임을 부여하여 하연사를 만들고, 별도로 나일론 66 필라멘트를 250~310 T/M의 꼬임을 부여하여 하연사를 만든 후, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 하연사와 나일론 66 하연사를 2본 또는 3본으로 합사하면서 270~330 T/M으로 상연을 가하여 복합코드를 제조하는 연사공정, 상기 복합코드를 파라클로로페놀을 함유하는 1차디핑액에 1차디핑하고 130~160℃에서 30초 ~2분간 건조한 후 200~240℃에서 1~2분간 큐어링하는 1차디핑공정, 이후 1차디핑된 복합코드를 2차디핑액에 2차 디핑한후 130~160℃에서 30초 ~ 2분간 건조한 후 200~240℃에서 1~2분간 큐어링하는 2차디핑공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어캡플라이용 복합딥코드의 제조방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트를 250~310 T/M의 꼬임을 부여하여 하연사를 만들고, 별도로 나일론 66 필라멘트를 250~310 T/M의 꼬임을 부여하여 하연사를 만든 후, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 하연사와 나일론 66 하연사를 2본 또는 3본으로 합사하면서 270~330 T/M으로 상연을 가하여 복합코드를 제조하는 연사공정, 상기 복합코드를 에폭시를 함유하는 1차디핑액에 1차디핑하고 130~160℃에서 30초 ~2분간 건조한 후 200~240℃에서 1~2분간 큐어링하는 1차디핑공정, 이후 1차디핑된 복합코드를 2차디핑액에 2차 디핑한후 130~160℃에서 30초 ~2분간 건조한 후 200~240℃에서 1~2분간 큐어링하는 2차디핑공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어캡플라이용 복합딥코드의 제조방법이 제공된다.
또한 본 발명에 의하면 900~1100 데니어의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트와 800~850 데니어의 나일론 66 필라멘트가 270~330 T/M으로 합연되고 디핑액이 코팅된 것으로서 파단강력이 15.5 ~ 16.8Kgf, 절단신도가 17 ~ 19%, 4.5Kgf하중하의 중간신도가 5.5 ~ 6.5%이며, 건열수축율(177℃ 2분 하중84g조건하)이 3.8 ~ 4.3%인 것을 특징으로 하는 타이어캡플라이용 복합딥코드가 제공된다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 구조안정성 및 내구성능이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트와 접착성능이 우수한 나일론66을 복합하여 복합코드를 제공함과 동시에 상기 복합코드와 고무와의 접착력을 견고하게 할 수 있는 디핑공정을 제공함으로써 고속주행성 및 내구성이 우수한 타이어를 제조할 수 있는 타이어캡플라이용 복합딥코드에 관한 것이다.
본 발명의 타이어캡플라이용 복합딥코드는 연사공정, 1차디핑공정 및 2차디핑공정으로 이루어지는데 각 공정을 상세히 살펴보면 다음과 같다.
우선, 연사공정으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트와 나일론 66 필라멘트를 개별적으로 꼬임을 부여하여 하연사를 각각 만드는데, 폴리에틸렌테레프탈 레이트 필라멘트를 250~310 T/M의 꼬임을 부여하여 하연사를 만들고, 별도로 나일론 66 필라멘트를 250~310 T/M의 꼬임을 부여하여 하연사를 만든다. 이후, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 하연사와 나일론 66 하연사를 2본 또는 3본으로 합사하면서 270~330 T/M으로 상연을 가하여 복합코드를 제조한다.
상기 연사를 통해 얻어진 복합코드는 고무보강용 코드로 사용하기에 적절한 물성과, 생산 원가 및 중량 등을 고려하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트는 900~1100 데니어이고, 나일론 66 필라멘트는 800~850 데니어인 것이 바람직하다.
연사공정은 코드의 꼬임수(Twist Per Meter, 연수)가 하연의 경우 250~310 T/M의 꼬임을 부여하고 폴리에틸렌테레프탈레이트 하연사와 나일론 66 하연사를 2본 또는 3본으로 합사하면서 270~330 T/M으로 상연을 가도록 수행하는 것이 고무보강재로 적합한 모듈러스, 수축율, 절단신도 및 강도를 발현하는데 바람직하다.
상기 복합코드를 먼저 1차디핑액에 1차디핑하게 되는데, 파라클로로페놀을 함유하는 1차디핑액에 디핑한다. 또 다른 방법으로는 에폭시를 함유하는 1차디핑액에 디핑하기도 한다. 본 발명에서의 복합코드의 폴리에틸렌테레프탈레이트의 단점인 약한 접착력을 향상하기위해 상기 파라클로로페놀 또는 에폭시를 함유하는 1차디핑액으로 전처리하여 폴리에틸렌테레프탈레이트에 접착관능기를 강제로 붙여준다. 1차디핑이후 130~160℃에서 30초 ~2분간 건조한 후 200~240℃에서 1~2분간 큐어링한다.
상기 파라클로로페놀을 함유하는 1차디핑액은 레소시놀-포르말린 축합물 0.9 ~ 1.2% 중량, 비닐피리딘 라텍스 17 ~ 20중량%, 파라클로로페놀 6 ~ 8 중량% 및 잔량의 순수를 포함하는 것이 바람직한데, 비닐피리딘 라텍스함량이 17중량% 미만시에는 접착력이 충분치 못하고, 20중량% 초과시 너무 끈적거려 공정생산성이 저하된다. 파라클로로페놀 함량 6중량% 미만시에도 접착력이 충분치 못하고 8중량%초과시에는 복합딥코드가 너무 뻣뻣(STIFF)하여 타이어 제조시 취급이 어려운 문제가 있다.
상기 에폭시를 함유하는 1차디핑액의 경우에는 에폭시 1 ~ 3 중량% 이소시아네이트 1 ~ 3중량 % 및 잔량의 순수를 포함하는 1차디핑액을 사용하는 것이 바람직한데, 에폭시와 이소시아네이트가 각각 1중량%미만시에는 접착력이 부족하고 3중량%가 넘을 경우 역시 복합딥코드가 너무 뻣뻣(STIFF)하여 타이어제조공정에서 문제가 발생한다.
상기 1차디핑된 복합코드를 접착제인 2차디핑액에 2차 디핑하게 되는데, 2차 디핑액은 염기성 레조시놀-포르말린축합물 2.5 ~ 4.8중량%, 가성소다 0.03 ~ 0.23중량%, 포르말린 0.3 ~ 0.5중량%, 디메틸메탄디이소시아네이트 0.33 ~ 1.13중량%, 비닐피리딘 라텍스 13.1 ~ 19.1중량% 및 잔량의 순수로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 2차디핑 후 130~160℃에서 30초 ~ 2분간 건조한 후 200 ~ 240℃에서 1 ~ 2분간 큐어링하여 본 발명의 타이어캡플라이용 복합딥코드를 제조한다.
본 발명에서는 900 ~ 1100 데니어의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트와 800 ~ 850 데니어의 나일론 66 필라멘트가 270 ~ 330 T/M으로 합연되고 디핑액이 코팅된 것으로서 파단강력이 15.5 ~ 16.8Kgf, 절단신도가 17 ~ 19%, 4.5Kgf하중하의 중간신도가 5.5 ~ 6.5%이며, 건열수축율(177℃ 2분 하중84g조건하)이 3.8 ~ 4.3%인 것을 특징으로 하는 타이어캡플라이용 복합딥코드가 제공된다.
일반적인 나일론 66딥코드의 경우 파단강력은 본 발명의 상기 복합딥코드와 유사하나 절단신도가 19.5 ~ 21.5%이고 4.5Kgf하중하의 중간신도가 7.5 ~ 8.5로 구조안정성이 취약하고, 건열수축율(177℃ 2분 하중84g조건하)이 5.2 ~ 5.7%이어서 장시간 주행에 따른 타이어내부온도의 상승에 대한 내구성이 취약하나, 본원발명의 복합딥코드의 경우에는 절단신도가 17 ~ 19%, 4.5Kgf하중하의 중간신도가 5.5 ~ 6.5%로 구조안정성이 우수하고, 건열수축율(177℃ 2분 하중84g조건하)이 3.8 ~ 4.3%로서 시속 200㎞ 이상의 고속주행에서 발생할 수 있는 온도인 177℃정도에서도 형태안정성 및 내구성이 우수하여 고속주행용 타이어의 캡플라이로 적용하는데 매우 바람직하다.
그러므로 본 발명에 의하면 구조안정성 및 내구성능이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트와 접착성능이 우수한 나일론 66을 서로 꼬아서 복합코드로 형성하여 이를 타이어의 캡플라이용 코드로 적용함으로써 시속 200㎞ 이상의 고속주행에서 발생할 수 있는 온도인 177℃정도에서도 형태안정성 및 내구성이 우수한 고속주행용 타이어의 캡플라이를 제공할 수 있었다.
이하 다음의 실시 예에서는 본 발명의 타이어캡플라이용 복합딥코드의 제조방법에 대한 비한정적인 예시를 하고 있다.
[실시예 1]
폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트(1000De/1필라, 강도 7.8g/d, 신도 16%)를 연사기에 공급하여 280 T/M의 꼬임을 부여하여 하연사를 만들고, 별도로 나일론 66 필라멘트(840De/1필라, 강도 9.6g/d, 신도 20%)를 연사기에 280 T/M의 꼬임을 부여하여 하연사를 각각 만든다.
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 하연사와 나일론 66 하연사를 연사기에 공급하여 2본 합사하면서 300 T/M으로 상연을 가하여 1840데니어의 복합코드를 제조한다.
상기 복합코드를 레소시놀-포르말린 축합물 1.1%중량, 비닐피리딘 라텍스 19중량%, 파라클로로페놀 6중량% 및 순수 73.9중량%로 이루어진 1차디핑액에 1차디핑이후 150℃에서 1분간 건조하고 이어서 바로 230℃로 1분간 큐어링한다.
이후 순수 78.69중량%, 가성소다 0.13중량%, 염기성 레조시놀-포르말린축합물 3.95중량%, 포르말린 0.4중량%, 디메틸메탄디이소시아네이트 0.73중량%, 비닐피리딘 라텍스 16.1중량%로 구성된 총고형분 17%를 함유하는 접착용 조성물을 제조하여 상기 1차디핑이 완료된 복합코드를 디핑시켜 처리한 후 건조 및 열처리하고 그 물성을 측정하였다. 열처리는 통상적인 조건인 150℃에서 1분 건조 후 230℃에서 1 분간 체류시킨다. 상기 조성물의 pH는 10.5이다. 상기 염기성 RF(레소시놀-포르말린) 축합물은 상용 판매하는 것을 사용하였고, 클로로피렌은 덴카와 듀퐁의 제품을 사용하였다.
[비교예 1]
나일론 66 필라멘트(840De/2필라, 강도 9.6g/d, 신도 21% )를 하연을 가하고 2본의 나일론 66 필라멘트를 합사하면서 300 T/M으로 상연을 가하여 1680데니어의 코드를 제조한 후 실시예 1의 1차디핑을 하지 않고 2차디핑만을 실시하여 딥코드를 제조하였다.
상기 실시예 1 및 비교예 1의 파단강력, 절단신도, 중간신도 및 건열수축율은 다음과 같은 방법으로 실시하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
*물성측정방법
1) 파단강력 : KS K 0345
2) 절단신도: KS K 0345
3) 중간신도: KS K 0345
4) 건열수축율: KS K 0345
구분 | 비교예 1 | 실시예 1 |
파단강력/1본 | 16Kgf | 16Kgf |
절단신도 | 20% | 18.5% |
중간신도 | 7.9% (@4.5Kgf) | 6.0%(@4.5Kgf) |
건열수축율 (177℃ 2분 하중84g) | 5.5% | 4% |
Claims (7)
- 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트를 250~310 T/M의 꼬임을 부여하여 하연사를 만들고, 별도로 나일론 66 필라멘트를 250~310 T/M의 꼬임을 부여하여 하연사를 만든 후, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 하연사와 나일론 66 하연사를 2본 또는 3본으로 합사하면서 270~330 T/M으로 상연을 가하여 복합코드를 제조하는 연사공정,상기 복합코드를 파라클로로페놀을 함유하는 1차디핑액에 1차디핑하고 130~160℃에서 30초 ~2분간 건조한 후 200~240℃에서 1~2분간 큐어링하는 1차디핑공정,이후 1차디핑된 복합코드를 2차디핑액에 2차 디핑한후 130~160℃에서 30초 ~2분간 건조한 후 200~240℃에서 1~2분간 큐어링하는 2차디핑공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어캡플라이용 복합딥코드의 제조방법.
- 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트를 250~310 T/M의 꼬임을 부여하여 하연사를 만들고, 별도로 나일론 66 필라멘트를 250~310 T/M의 꼬임을 부여하여 하연사를 만든 후, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 하연사와 나일론 66 하연사를 2본 또는 3본으로 합사하면서 270~330 T/M으로 상연을 가하여 복합코드를 제조하는 연사공정,상기 복합코드를 에폭시를 함유하는 1차디핑액에 1차디핑하고 130~160℃에서 30초 ~2분간 건조한 후 200~240℃에서 1~2분간 큐어링하는 1차디핑공정,이후 1차디핑된 복합코드를 2차디핑액에 2차 디핑한후 130~160℃에서 30초 ~ 2분간 건조한 후 200~240℃에서 1~2분간 큐어링하는 2차디핑공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어캡플라이용 복합딥코드의 제조방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 2차 디핑액은 염기성 레조시놀-포르말린축합물 2.5~4.8중량%, 가성소다 0.03 ~ 0.23중량%, 포르말린 0.3~0.5중량%, 디메틸메탄디이소시아네이트 0.33~1.13중량%, 비닐피리딘라텍스 13.1 ~ 19.1중량% 및 잔량의 순수로 이루어진 것을 특징으로 하는 타이어캡플라이용 복합딥코드의 제조방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트는 900~1100 데니어이고, 나일론 66 필라멘트는 800~850 데니어인 것을 특징으로 하는 타이어캡플라이용 복합딥코드의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 파라클로로페놀을 함유하는 1차디핑액은 레소시놀-포르말린 축합물 0.9 ~ 1.2% 중량, 비닐피리딘 라텍스 17~20중량%, 파라클로로페놀 6 ~ 8 중량% 및 잔량의 순수를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어캡플라이용 복합딥코드의 제조방법.
- 제 2항에 있어서, 상기 에폭시를 함유하는 1차디핑액은 에폭시 1 ~ 3 중량% 이소시아네이트 1 ~ 3중량 % 및 잔량의 순수를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어캡플라이용 복합딥코드의 제조방법.
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