KR101011436B1 - 형상 기억 성능 기능을 지닌 폴리우레탄우레아를 이용한타이어 벨트 캡플라이 - Google Patents

형상 기억 성능 기능을 지닌 폴리우레탄우레아를 이용한타이어 벨트 캡플라이 Download PDF

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Abstract

본 발명은 형상 기억 성능 기능을 지닌 폴리우레탄우레아를 이용한 타이어 벨트 캡플라이(Tire belt capply)에 관한 것으로 보다 상세하게는 형상 기억 성능 기능을 지닌 폴리우레탄우레아를 재료로 이용하여 기계적인 물성이 향상시킬 수 있는 타이어 벨트 캡플라이에 관한 것이다.
형상 기억 성능, 폴리우레탄우레아, 캡플라이

Description

형상 기억 성능 기능을 지닌 폴리우레탄우레아를 이용한 타이어 벨트 캡플라이{Tire belt capply using polyurethaneurea having shape memory function}
본 발명은 형상 기억 성능 기능을 지닌 폴리우레탄우레아를 이용한 타이어 벨트 캡플라이(Tire belt capply)에 관한 것으로 보다 상세하게는 형상 기억 성능 기능을 지닌 폴리우레탄우레아를 재료로 이용하여 기계적인 물성이 향상시킬 수 있는 타이어 벨트 캡플라이에 관한 것이다.
본 발명은 타이어의 내부 구조중에서 스트레스가 가장 많이 집중되는 벨트 에지(edge) 부위를 보강하기 위한 방법의 일환으로 벨트 캡플라이(belt capply)를 내열성과 기계적 물성이 우수하면서도 동시에 형상 기억 성능을 발현하는 부분적인 열가소성/열경화성 폴리우레탄 우레아를 재료로 이용하여 기계적인 물성이 향상된 타이어용 벨트 캡플라이에 관한 것이다.
본 발명의 폴리우레탄 우레아를 재료로 이용한 타이어 벨트 캡플라이를 포함하는 타이어는 주행시 반복적인 노면과의 마찰에 의한 발열로 피로가 누적되어 기 존에 타이어 벨트 캡플라이 재질로 사용되는 나일론(Nylon), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylenenaphtalate, PEN), 폴리에스터(Polyester) 등이 갖는 수축과 변형에 의한 스트레스 완화(stress relaxation)와 회복(recovery) 문제를 해결할 수 있으며, 기계적인 물성이 향상된 타이어용 벨트 캡플라이를 제공한다.
형상 기억 합금(shape memory alloy)이란 일정 형상의 재료에 힘을 가할 경우 형태의 변형이 일어나지만 변형 후에 온도를 가할 경우 초기 형상으로 복원되는 기능을 갖는 금속으로써, 이에는 Tinl, CuZnAl, FeNiAl 등의 합금이 이에 해당한다. 이처럼, 기계적인 변형 이후에 가열과 냉각에 의한 온도 변화에 의해 마텐시틱 상전이(martensitic phase transition)가 동반되는 특성을 갖는 형상 기억 합금은 고가이면서 하나의 순간 형상만을 기억하는 단점이 있다.
형상 기억 고분자는 형상 기억 합금에 비해 가격 경쟁력, 형상 변형의 용이성, 성형 가공의 용이성 등의 상대적인 장점을 갖기 때문에 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리노보넨(polynorbornene), 폴리에틸렌 랜덤 공중합체(polyethylene random copolymer), 트랜스-1,4-폴리이소프렌(trans-1,4-polyisoprene), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리스티렌-부타디엔 블록 공중합체(polystyrene-butadiene block copolymer), 폴리우레탄(polyurethane) 등의 여러 고분자가 연구되고 있다. 이중 폴리우레탄(Polyurethane)을 이용한 형상 기억 고분자의 응용이 활발히 이뤄지고 있는데, 이는 타 고분자에 비해 분자론적인 관점에서 폴리우레탄의 분자 설계가 연질부와 경질부 세그먼트의 분자량, 화학 구조, 종류별로 변화시킬 수 있는 가지의 수가 많을 뿐만 아니라, 이를 손쉽게 조절할 수 있는 장점이 있기 때문이다.
형상 기억 고분자는 기본적으로 열과 같은 외부의 자극에 의해 변환이 가능한 가역상과, 외부 자극에 영향을 받지 않는 고정상을 갖고 있으며, 외부 자극에 의해 가역상은 쉽게 형상이 변형되는 특징을 갖는다. 이들 형상 기억 고분자의 기억 형상 메카니즘은 다음과 같이 설명할 수 있다. 성형 가공 온도(통상, 용융점 또는 flow region (유리 전이 온도+50℃))을 형상 기억 온도로 정의하고, 냉각에 의해서 1차 형상이 결정된다. 2차 성형을 형상 기억 온도보다 낮은 온도로 재가열을 하면 1차 형상이 쉽게 변형되고 이를 급냉하여 2차 형상으로 고정을 시킨다. 이때, 변형된 2차 성형품을 재가열하면 1차 형상으로 회복된다.
한편, 형상 기억 합금을 이용하여 본 발명과 관련된 선행기술로서 대한민국 공개특허공보 2002-0074671에서 제기한 인공지능형 타이어에 사용된 형상 기억 합금은 주행중 발생하는 열로 인한 트레드의 아웃다이아메터(outdiameter, OD) 성장을 막기 위해 사용되는 캡플라이의 열수축 기능을 효과적으로 대체할 수는 있으나, 주행이 완료되고 타이어가 주차 상태에 있을 경우 형상 기억 합금은 더 이상 수축이 이완되지 않는 문제를 야기함으로서 오히려 벨트부에 스트레스를 증가시키는 문제가 발생한다.
본 발명은 기계적인 물성이 향상된 타이어 벨트 캡플라이를 제공하고자 한다.
본 발명은 내열성과 기계적 물성이 우수하면서도 동시에 형상 기억 성능을 발현하는 부분적인 열가소성/열경화성 폴리우레탄우레아를 적용하여 기계적인 물성이 향상된 타이어 벨트 캡플라이를 제공하고자 한다.
본 발명은 내열성과 기계적 물성이 우수하면서도 동시에 형상 기억 성능을 발현하는 부분적인 열가소성/열경화성 폴리우레탄우레아를 타이어 벨트 캡플라이 재료로 하여, 상기 재료로 이루어진 벨트 캡플라이를 포함하는 타이어가 주행시 반복적인 노면과의 마찰에 의한 발열로 피로가 누적되어 기존에 타이어 벨트 캡플라이 재질로 사용되는 나일론(Nylon), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylenenaphtalate, PEN), 폴리에스터(Polyester) 등이 갖는 수축과 변형에 의한 스트레스 완화(stress relaxation)와 회복(recovery)되는 문제를 해결할 수 있으며, 기계적인 물성이 향상된 타이어 벨트 캡플라이를 제공할 수 있다.
본 발명은 기계적인 물성이 향상된 타이어 벨트 캡플라이를 나타낸다
본 발명은 타이어 벨트 캡플라이에 있어서, 형상 기억 고분자인 폴리우레탄 우레아를 재료로 하는 타이어 벨트 캡플라이를 나타낸다.
상기에서 형상 기억 고분자인 폴리우레탄 우레아는 하기 (1)단계 내지 (3)단계로 이루어진 단계에 의해 제조한 것을 사용할 수 있다.
(1) 용기에 폴리카프로락톤 다이올(PCL)을 넣어 용해시킨후에 과량의 4,4'-메틸렌디페닐디이소시아네이트(MDI) 또는 시클로헥산다이이소시아네이트(Cyclohexanediisocyanate, CHDI)를 넣어 반응시켜 프리폴리머(prepolymer)를 NCO로 엔드-캡핑(end-capping) 시키는 단계;
(2) 상기 (1)단계 후 사슬 연장제를 투입하여 반응시키는 단계;
(3) 상기 (2)단계 후 사슬 정지제를 투입하여 반응을 종료시키는 단계.
상기 (1)단계에서 폴리카프로락톤 다이올(PCL)은 분자량이 500∼50,000인 것을 사용할 수 있다.
상기 (1)단계에서 폴리카프로락톤 다이올(PCL)은 분자량이 500∼10,000인 것을 사용할 수 있다.
상기 (1)단계에서 폴리카프로락톤 다이올(PCL)은 분자량이 830∼4,000인 것을 사용할 수 있다.
상기 (2)단계의 사슬 연장제는 에틸렌디아민과 2,2-다이미노프로판이 혼합된 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 (2)단계의 사슬 연장제는 에틸렌디아민과 2,2-다이미노프로판이 1:9∼9:1의 몰비로 혼합된 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 (3)단계의 사슬 정지제는 디에틸아민을 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로서 사용 가능한 폴리우레탄우레아는 하기와 같은 방법에 의해 제조할 수 있다.
1) 폴리카프로락톤 다이올(PCL)은 분자량이 각기 다른 것을 사용할 수 있다.
분자량이 830인 PCL, 분자량이 1,250인 PCL 및 분자량이 4,000인 PCL을 이용하였다. PCL을 이용하여 폴리우레탄우레아를 제조하기 전에 PCL과 4,4'-메틸렌디페닐디이소시아네이트(MDI), 시클로헥산다이이소시아네이트(CHDI) 등은 내부에 존재하는 수분을 제거하기 위해서 온도가 90℃ 이상, 바람직하게는 90∼110℃, 보다 바람직하게는 100℃인 진공 건조기내에서 하루 동안 진공 건조한다.
2) 4,4'-메틸렌디페닐디이소시아네이트(MDI)와 시클로헥산다이이소시아네이트(CHDI) 내에 존재하는 수분을 제거하기 위해서 MDI와 CHDI를 온도가 60℃ 이상, 바람직하게는 70∼100℃, 보다 바람직하게는 70℃인 진공 건조기내에서 1시간 동안 진공 건조한다.
3) 1,4-부탄디올(1,4-Butanediol, BDO) 내에 존재하는 수분을 제거하기 위해서 건조된 분자체(molecular sieve)에 침지시킨후 이를 온도가 90℃ 이상, 바람직하게는 90∼110℃, 보다 바람직하게는 100℃인 진공 건조기내에서 4시간 동안 진공 건조한다.
4) 3구 플라스크를 히팅 멘틀(Heating mentle)에 장착시켜 놓고 PCL을 넣어 용해시킨후에 과량의 MDI를 넣어 프리폴리머(prepolymer)를 NCO로 엔드-캡핑(end-capping) 시킨다. 이때 반응온도는 90∼110℃, 바람직하게는 100℃를 유지하며, 분산을 용이하게 하기 위해서 앵커형(anchor type)의 교반봉을 이용할 수 있다. 반응도를 점검하기 위해서는 이론적인 NCO 함량을 ASTM 2572-97에 근거하여 측정한다. 또한, 반응중 수분에 의한 부반응을 최소화하기 위해서 아르곤 가스를 연속으로 주입할 수 있다.
상기에서 나일론, 폴리에스터인 극성 고분자에 비해 상대적으로 취약하여 이를 극복할 수 있는 방안으로 과량의 MDI를 사용할 경우, MDI가 국부적으로 트라이머(trimer)를 자체적으로 만들고(isocyanuarate), NCO를 기준으로 가교점을 형성하여 부분적인 열경화 특성을 갖는 내열성이 우수한 폴리우레탄을 만들 수 있기 때문이다.
5)적정 NCO 함량에 도달하면 사슬 연장제를 투입하여 골고루 분산이 될 수 있도록 하며, 사슬 연장제 투입 후 급격한 발열 반응이 일어나기 때문에 반응기 온도를 상온으로 낮춘다. 반응시간은 촉매를 사용하여 조절할 수 있다. 반응속도가 빠를 경우, 촉매가 반응후 중합물내에 존재하여 열적 안정성을 하락시키는 경우가 발생하면 이를 배제할 수 있다. 통상의 우레탄 중합 반응은 급격히 진행되어 고점도의 폴리우레탄우레아가 생성되기 때문에 반응기내에 존재하는 생성물을 사용하고자 하는 시편에 먼저 캐스팅을 해야 한다.
상기에서 사슬 연장제는 에틸렌디아민과 2,2-다이미노프로판이 혼합된 혼합 물을 사용할 수 있다.
상기에서 사슬 연장제는 에틸렌디아민과 2,2-다이미노프로판이 1:9∼9:1의 몰비로 혼합된 혼합물을 사용할 수 있다.
6) 상기 단계에서 사슬 연장제를 투입하여 폴리우레탄우레아가 생성되면 사슬 정지제를 투입하여 반응을 종료시킨다. 이때 반응 종료 후 후경화반응을 실시할 수 있다. 이러한 후경화 반응은 사슬 연장 반응시 미처 반응하지 못한 잔류 모노머를 제거하고, 반응이 진행중인 고분자 사슬이 완전히 성장할 수 있도록 반응 시간을 연장시킴으로써 거대 고분자화될 수 있도록 하는 반응이다. 후경화 반응은 최종 사용 목적에 따라 사용 온도와 시간을 최적화해야 원하는 수준의 물성을 얻을 수 있다.
상기에서 사슬 정지제는 디에틸아민을 사용할 수 있다.
7) 후경화 반응이 완료된 후에는 샘플을 데시케이터에 보관하여 수분에 의한 물성 하락을 최소화해야 한다.
상기의 1)단계 내지 7)단계에 의해 본 발명의 형상 기억 성능을 지니는 부분적인 열가소성/열경화성 폴리우레탄우레아를 제조시 사용되는 주요 성분 및 이의 물성측정결과를 하기의 표 1∼표 6에 각각 나타내었다.
연질부를 구성하는 PCL의 분자량과 경질부를 구성하는 MDI와 BDO, EDA(ethylene diamine)의 구성비를 NCO/OH 기준으로 각각 1/1, 1.5/1, 2/1로 하여 폴리우레탄우레아를 제조하였으며, 연질부와 경질부의 블록비는 선형의 경우 1:2:1에서 1:5:4까지 변화시켰고, 비선형의 경우는 1:3:1, 1:4:1로 각각 변화시켰다.
CHDI 계열의 다이아이소시아네이트를 사용한 폴리우레탄우레아가 MDI를 사용한 것에 비해 인장 물성(인장강도, 신율, 경도 등)이 상대적으로 우수하였다. 또한, 연질부의 폴리올 분자량이 증가함에 따라서 MDI계 폴리우레탄우레아의 유리전이 온도와 용융 온도가 CHDI계 폴리우레탄우레아의 그것에 비해 낮은 특징을 보였다. 이는 PCL 폴리올이 MDI보다는 CHDI와 화학적인 친화성이 높은 것을 의미하며, 내열 특성 측면에서도 MDI를 사용한 것에 비해 안정된 경향을 보였다. 블록비를 변화시킨 결과, 비선형의 경우가 선형에 비해 내열성 측면에서 약 30oC 가량 높은 특징을 보였으나, 용융 전이 영역이 다소 넓고 명확하지 않은 특징을 보였다. 이는 과량의 MDI 첨가에 의한 isocyanurate 생성에 의한 가교 결합 발생으로 내열성이 증가한 한편, 가교에 의한 결정 성장의 방해로 인해 결정 용융이 저하된데 기인한 것으로 판단된다.
<표 1> 배합표 및 물성 측정 결과
연질부 폴리올 (PCL) 분자량 (830g/mol)
블록비 (PCL/MDI/BDO-DEA) 1/2/1 1/5/4 1/3/1 1/4/1
반응 온도 ℃ 100 100 100 100
후경화 온도/시간 ℃/h 100/24 100/24 100/24 100/24
인장 강도 MPa 43.2 53.4 49.4 56.8
신율 % 603 492 573 352
경도 (Shore A) 86 94 88 97
열전이 온도 Tg(℃) -45 -15 -37 -23
Tm(℃) 166 178 172 175
<표 2> 배합표 및 물성 측정 결과
연질부 폴리올 (PCL) 분자량 (1,250g/mol)
블록비(PCL/MDI/BDO-DEA) 1/2/1 1/5/4 1/3/1 1/4/1
반응 온도 ℃ 100 100 100 100
후경화 온도/시간 ℃/h 100/24 100/24 100/24 100/24
인장 강도 MPa 39.3 48.2 43.7 52.4
신율 % 621 515 593 501
경도 (Shore A) 84 92 90 94
열전이 온도 Tg(℃) -49 -21 -40 -29
Tm(℃) 165 175 168 171
<표 3> 배합표 및 물성 측정 결과
연질부 폴리올 (PCL) 분자량 (2,000g/mol)
블록비(PCL/MDI/BDO-DEA) 1/2/1 1/5/4 1/3/1 1/4/1
반응 온도 ℃ 100 100 100 100
후경화 온도/시간 ℃/h 100/24 100/24 100/24 100/24
인장 강도 MPa 38.2 45.8 42.1 47.3
신율 % 670 553 649 592
경도 (Shore A) 81 89 83 91
열전이 온도 Tg(℃) -54 -32 -47 -38
Tm(℃) 160 172 165 169
<표 4> 배합표 및 물성 측정 결과
연질부 폴리올 (PCL) 분자량 (830g/mol)
블록비 (PCL/CHDI/BDO-DEA) 1/2/1 1/5/4 1/3/1 1/4/1
반응 온도 ℃ 100 100 100 100
후경화 온도/시간 ℃/h 100/24 100/24 100/24 100/24
인장 강도 MPa 46.5 55.8 51.2 58.3
신율 % 624 513 597 394
경도 (Shore A) 88 94 89 98
열전이 온도 Tg(℃) -41 2 -27 -15
Tm(℃) 201 218 203 211
<표 5> 배합표 및 물성 측정 결과
연질부 폴리올 (PCL) 분자량 (1,250g/mol)
블록비 (PCL/CHDI/BDO-DEA) 1/2/1 1/5/4 1/3/1 1/4/1
반응 온도 ℃ 100 100 100 100
후경화 온도/시간 ℃/h 100/24 100/24 100/24 100/24
인장 강도 MPa 42.5 49.7 44.2 52.3
신율 % 582 514 593 414
경도 (Shore A) 85 92 89 95
열전이 온도 Tg(℃) -45 -10 -32 -24
Tm(℃) 193 211 205 207
<표 6> 배합표 및 물성 측정 결과
연질부 폴리올 (PCL) 분자량 (2,000g/mol)
블록비 (PCL/CHDI/BDO-DEA) 1/2/1 1/5/4 1/3/1 1/4/1
반응 온도 ℃ 100 100 100 100
후경화 온도/시간 ℃/h 100/24 100/24 100/24 100/24
인장 강도 MPa 41.3 47.9 45.7 50.4
신율 % 682 572 651 612
경도 (Shore A) 83 91 87 92
열전이 온도 Tg(℃) -48 -14 -37 -29
Tm(℃) 188 209 201 205
본 발명에 사용된 폴리우레탄우레아의 형상 기억 능력을 측정하기 위해서 시편의 끝단을 다이메틸아세트아미드(Dimethylacetamide, DMA)에 장착하여 일정 하중을 가하여 일정 길이 만큼 인장 변형 시킨 후, 하중을 가하지 않은 조건에서 시간 경과에 따른 시편 길이의 회복 정도를 시간의 함수로 측정하여 기록하였다. 측정 온도는 -100℃∼100℃에서 4℃/min로 승온하였으며, 프리퀀시(frequency)는 1Hz로 고정하여 측정하였다.
형상 기억 회복비(R)를 다음과 같이 간단히 수식화할 수 있다.
R= [(L1-L0)/(L1-L0)]×100
상기 수식에서 L0은 변형전의 시편 길이, L1은 변형후 시편 길이를 의미한다.
본 발명에 사용된 폴리우레탄우레아의 형상 기억 회복비를 표 7∼표 9에 정리하였다. CHDI계열의 다이아이소시아네이트를 사용한 폴리우레탄우레아가 MDI를 사용한 것에 비해 형상 기억 회복력이 우수하였는데, 이는 MDI에 비해 CHDI의 화학 구조 측면에서 지방족 고리구조를 갖기 때문에 안정성이 우수하였다. 연질부 폴리올의 분자량을 증가시킴에 따라 고무의 탄성을 부여하는 성능이 증가하기 때문에 형상 기억 회복 능력이 증가하였다. 또한, 선형 폴리우레탄우레아의 경우, 블록비가 낮을수록 형상 기억 회복 능력이 증가하였다. 반면, 부분적인 가교가 도입된 비선형 폴리우레탄우레아의 경우에는 블록비가 1:3:1 이상에서 탄성이 급격히 증가하였을 뿐만 아니라, 형상 기억 회복 능력도 선형의 경우보다 크게 증가하였다. 반면, 블록비가 1:4:1의 경우 탄성은 급격히 증가한 반면 형상 회복 능력이 오히려 감소하는 경향을 보였다. 이는 과량의 Diisocyanate가 가교점을 형성함으로서 생성된 폴리우레탄우레아의 mobility를 변형 조건내에서 크게 제한하기 때문으로 판단된다.
<표 7> 형상 기억 회복비
블록비 (PCL: 830) 형상 기억 회복비 (%) 형상 회복 응력(MPa)
25℃ 100℃ 25℃ 100℃

PCL/MDI/BDO-DEA		 1/2/1 79 32 17.4 6.9
1/5/4 70 25 26.8 10.2
1/3/1 79 39 27.1 8.2
1/4/1 68 45 23.5 8.7

PCL/CHDI/BDO-DEA		 1/2/1 82 37 25.4 9.8
1/5/4 79 30 31.6 8.6
1/3/1 82 28 26.1 9.4
1/4/1 75 15 33.5 11.3
<표 8> 형상 기억 회복비
블록비 (PCL: 1,250)
 형상 기억 회복비 (%) 형상 회복 응력(MPa)
25℃ 100℃ 25℃ 100℃

PCL/MDI/BDO-DEA		 1/2/1 84 42 16.5 6.4
1/5/4 75 33 26.8 10.9
1/3/1 83 54 22.1 8.5
1/4/1 70 29 24.1 9.4

PCL/CHDI/BDO-DEA		 1/2/1 89 47 18.4 8.1
1/5/4 82 40 30.9 7.6
1/3/1 92 55 25.1 8.9
1/4/1 78 38 32.8 10.1
<표 9> 형상 기억 회복비
블록비 (PCL: 2,000) 형상 기억 회복비 (%) 형상 회복 응력(MPa)
25℃ 100℃ 25℃ 100℃

PCL/MDI/BDO-DEA

 1/2/1 87 53 16.1 6.5
1/5/4 78 37 26.5 10.1
1/3/1 83 50 20.6 7.8
1/4/1 72 32 23.4 8.6

PCL/CHDI/BDO-DEA

 1/2/1 95 57 18.3 7.2
1/5/4 84 42 29.7 13.5
1/3/1 97 60 24.5 8.4
1/4/1 80 47 32.1 9.5
형상 기억 폴리우레탄우레아의 반복 하중에 의한 내피로 특성을 평가하기 위해서 인장 시편과 동일한 크기의 시료를 준비하였으며, 상온(25℃)과 타이어 주행 온도 (100℃)를 설정하여 평가하였다. 가열과 냉각 사이클을 4회 반복 실시한 조건에서의 형상 기억이 회복될 때 요구되는 응력을 인장 시험기를 이용하여 온도가 조절되는 챔버내에서 평가하였으며, 일반 나일론 1,260D/2P와의 비교예를 표 10에 정리하였다.
평가 결과, 현용 나일론 캡플라이에 비해 폴리우레탄우레아의 형상 회복 능력이 우수하였다. 이는 가교된 캡플라이용 고무의 특성이 열가소성 고무가 갖는 탄성체의 구조와 물성을 비교할 경우, 가교 구조에 의한 사슬의 유동성 저하와 가교 점 간의 가교 밀도 증가로 인해서 인장 변형이 상대적으로 적고, 인장 변형에 소요되는 응력이 상대적으로 클 뿐만 아니라, 응력 완화 시간이 상대적으로 길다. 즉, 수축과 이완에 대한 가역적인 성질이 주행중의 온도 변화에 민감히 영향을 받는 타이어의 경우에 사고와 직결될 수 있기 때문에 신중히 고려할 사항이다.
자동차에 타이어를 장착하고 장시간 주행할 경우, 타이어의 외경 성장을 효과적으로 억제해주는 기능을 하는 캡플라이는 물리적인 특성상 열에 의해서 수축하는 특성이 있기 때문에 벨트를 효과적으로 구속하지만, 반복적인 주행의 결과로 인해 캡플라이의 내구력, 즉 내피로특성이 현저히 감소하는 경향이 있다. 따라서, 형상 기억 성능을 갖는 폴리우레탄우레아를 캡플라이 용도로 적용할 경우 온도 변화에 적절히 대응할 수 있는 장점이 있다.
<표 10> 형상 기억 회복비
구분 형상 기억 회복비 (%) 형상 회복 응력(MPa)
온도 25℃ 100℃ 25℃ 100℃
1,260D/2Ply 58 34 34.9 4.9
부분적인 열가소성/열경화성 폴리우레탄우레아를 적용한 벨트 캡플라이는 타이어가 주행시 반복적인 노면과의 마찰에 의한 발열로 피로가 누적되어 기존에 타이어 벨트 캡플라이 재질로 사용되는 나일론(Nylon), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylenenaphtalate, PEN), 폴리에스터(Polyester) 등이 갖는 수축과 변형 에 의한 스트레스 완화(stress relaxation)와 회복(recovery)되는 문제를 해결할 수 있으며, 기계적인 물성이 향상된 타이어용 벨트 캡플라이를 제공한다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 타이어 벨트 캡플라이에 있어서,
    하기 (1)단계 내지 (3)단계에 의해 제조한 형상 기억 고분자인 폴리우레탄 우레아를 재료로 하는 타이어 벨트 캡플라이.
    (1) 용기에 폴리카프로락톤 다이올(PCL)을 넣어 용해시킨후에 과량의 4,4'-메틸렌디페닐디이소시아네이트(MDI) 또는 시클로헥산다이이소시아네이트(Cyclohexanediisocyanate, CHDI)를 넣어 반응시켜 프리폴리머(prepolymer)를 NCO로 엔드-캡핑(end-capping) 시키는 단계;
    (2) 상기 (1)단계 후 사슬 연장제를 투입하여 반응시키는 단계;
    (3) 상기 (2)단계 후 사슬 정지제를 투입하여 반응을 종료시키는 단계.
  3. 제2항에 있어서, (2)단계의 사슬 연장제는 에틸렌디아민과 2,2-다이미노프로판이 1:9∼9:1의 몰비로 혼합된 혼합물인 타이어 벨트 캡플라이.
  4. 제2항에 있어서, (3)단계의 사슬 정지제는 디에틸아민인 타이어 벨트 캡플라 이.
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