KR101312798B1 - 타이어 코드지 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경사(warp)로 사용되는 합연사의 개수를 상기 합연사의 물성에 따라 최적화함으로써 요구되는 다양한 물성들을 유지하면서도 그 제조비용을 절감할 수 있어 우수한 시장 경쟁력을 갖는 타이어 코드지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 타이어 코드지는 700 내지 1300(EA·Kgf)의 EPI 지수에 기초하여 제직된다.
섬유 코드, 경사 본수

Description

타이어 코드지 및 그 제조방법{Tire Cord Fabric and Method for Manufacturing The Same}
본 발명은 공기 타이어(pneumatic tire)의 보강재로 사용되는 타이어 코드지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 경사(warp)로 사용되는 합연사의 개수를 상기 합연사의 물성에 따라 최적화함으로써 타이어 코드지에 요구되는 다양한 물성들을 유지하면서도 그 제조비용을 절감할 수 있어 우수한 시장 경쟁력을 갖는 타이어 코드지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
타이어, 컨베이어 밸트, V-밸트, 호스 등의 고무 제품의 보강재로서 섬유 코드, 특히 접착제로 처리된 섬유 코드가 널리 이용되고 있다. 섬유 코드의 재료로는 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유, 레이온 섬유 등이 있다. 최종 고무 제품의 성능을 향상시키는 중요한 방법들 중 하나는 보강재로서 사용되는 섬유 코드의 물성을 향상시키는 것이다.
일반적으로 우수한 신율과 강력을 갖는 나일론 섬유는 고중량의 하중이 가해지는 대형 트럭 및 비포장 도로와 같은 굴곡이 많은 노면을 주행하는 차량의 타이어에 사용된다. 그러나, 나일론 섬유는 낮은 모듈러스를 갖고 있기 때문에 고속 으로 주행하는 경주용 차량 및 양호한 승차감이 요구되는 승용차의 타이어에는 적합하지 않다.
폴리에스테르 섬유는 나일론 섬유에 비해 형태 안정성과 가격 경쟁력이 우수하여 타이어 코드 분야에서 그 사용량이 증가하고 있는 추세이지만, 내열성 및 고무와의 접착력이 낮아 고속 주행용 차량의 타이어에는 적합하지 않다.
재생 셀룰로오스 섬유인 레이온 섬유는 고온에서 우수한 강력 유지율과 형태 안정성을 보인다. 그러나 레이온 섬유는 수분에 의한 강력 저하가 심하기 때문에 타이어 제조시 철저한 수분 관리가 요구되며, 무엇보다도 다른 다른 소재에 비해 가격 대비 강력이 매우 낮다는 문제점이 있다.
한편, 중장비 차량, 경주용 차량, 항공기, 농업용 차량 등 많은 응용에 있어서 타이어 보강용 섬유 코드는 치수 안정성 측면에서 볼 때 폴리에스테르 섬유 또는 나일론 섬유에 의해 얻을 수 있는 것보다 훨씬 높은 강도와 모듈러스를 가질 것이 요구된다. 이와 같은 높은 강도와 모듈러스를 제공할 수 있는 섬유는 소위 아라미드로 일컬어지는 방향족 폴리아미드 섬유이다. 그러나, 아라미드 타이어 코드는 아라미드 섬유의 높은 모듈러스 특성으로 인해 타이어의 성형(shaping) 및 가황(vulcanizing) 공정 과정에서 발생하는 타이어의 팽창에 부합할 수 있는 팽창 또는 신장을 할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 타이어의 종류 및 용도에 맞는 적절한 물성을 나타내는 섬유를 선택하여 합연사를 제조하고 이 합연사를 경사로 사용하여 타이어 코드지를 생산하거나, 혹은 꼬임의 횟수 및/또는 방식을 적절히 조절함으로써 타이어의 종류 및 용도 에 맞도록 물성을 변화시킨 합연사(cabled yarn)를 이용하여 타이어 코드지를 생산하고 있다.
위와 같이, 타이어의 종류 및 용도에 따라 서로 다른 물성을 갖는 합연사를 경사로 이용하여 타이어 코드지를 생산함에도 불구하고, 합연사의 물성에 기초하여 합연사의 사용량, 즉 경사의 개수를 정하는 방법이 제시된 바 없다. 따라서, 서로 다른 물성의 합연사를 이용함에도 불구하고 동일한 경사 본수로 타이어 코드지를 제직하였고, 이는 경우에 따라서 너무 낮은 경사 본수로 인해 타이어 코드지에 요구되는 물성을 만족시키지 못하는 결과를 유발하거나, 또는 너무 높은 경사 본수로 인해 무의미한 제조비용의 상승을 초래하였다.
따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 타이어 코드지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 이점은 경사(warp)로 사용되는 합연사의 개수를 합연사의 물성에 따라 최적화함으로써 요구되는 다양한 물성들을 유지하면서도 그 제조비용을 절감할 수 있어 우수한 시장 경쟁력을 갖는 타이어 코드지 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술될 것이고, 부분적으로는 그러한 기술로부터 자명할 것이다. 또는, 본 발명의 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 학습되어질 수 있을 것이다. 본 발명의 목적들 및 다른 이점들은 첨부된 도면은 물론이고 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서 특정된 구조에 의해 실현되고 달성될 것이다.
위와 같은 이점들을 달성하기 위하여, 그리고 본 발명의 목적에 따라, 다수의 합연사(cabled yarns)를 경사(warp)로서 포함하되, N×S의 식 - 여기서, N은 1 inch 당 경사의 본수(number of warp ends: EA)이고, S는 상기 합연사의 강력(strength)(Kgf)임 - 으로 정의되는 EPI 지수(End Per Inch index)가 700 내지 1300 (EA·Kgf)인 타이어 코드지가 제공된다.
본 발명의 다른 측면으로서, 멀티필라멘트를 하연하여 단사를 제조하는 단 계; 및 상기 단사 2 가닥(plies)을 함께 상연하여 합연사를 제조하는 단계; 상기 합연사를 경사로 이용하여 직물(fabric)을 제직하는(weaving) 단계를 포함하되, 상기 직물은 700 내지 1300 (EA·Kgf)의 EPI 지수 - 상기 EPI 지수는 N×S의 식으로 정의되며, N은 1 inch 당 경사의 본수이고, S는 상기 합연사의 강력임 - 에 기초하여 제직되는 타이어 코드지의 제조방법이 제공된다.
위와 같은 일반적 서술 및 이하의 상세한 설명 모두는 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 특허청구범위의 발명에 대한 더욱 자세한 설명을 제공하기 위한 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 의한 타이어 코드지는, 경사(warp)로 사용되는 합연사의 개수를 합연사의 물성에 따라 최적화함으로써 타이어 코드지로서 요구되는 다양한 물성들을 만족시킴과 동시에 그 제조비용을 절감할 수 있다. 따라서, 본 발명의 타이어 코드지는 품질 대비 우수한 가격 경쟁력 및 시장 경쟁력을 갖는다.
본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물의 범위 내에 드는 변경 및 변형을 모두 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 '멀티필라멘트' 용어는 방사구금을 통해 방사된 방사 도프가 응고됨으로써 형성되는 필라멘트의 다발을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 '단사(single yarn)'는 멀티필라멘트를 어느 한 쪽 방향으로 꼬아서 만든 한 가닥(ply)의 실을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 '합연사(cabled yarn)'는 2 가닥 이상의 단사들을 어느 한 쪽 방향으로 함께 꼬아서 만든 실을 의미하며, '로 코드(raw cord)'로 지칭되기도 한다.
반시계 방향으로 실(yarn)을 꼬는 것을 하연(Z-twist)이라 하고, 시계 방향으로 실을 꼬는 것을 상연(S-twist)이라 한다.
본 명세서에서 사용되는 '연수(twist number)'는 1 m 당 꼬임의 횟수를 의미하며, 그 단위는 TPM(Twist Per Meter)이다.
본 명세서에서 사용되는 '타이어 코드지'는 합연사를 짜서 제조한 직물을 접착제 용액에 침지(dipping)한 후 건조 및 열처리함으로써 얻어진 결과물을 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 타이어 코드지를 제조하는 방법의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예는 다양한 섬유 중에서도 특히 아라미드 섬유를 이용하여 본 발명의 타이어 코드지를 제조하는 것을 예시하는데, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것이며 아라미드 섬유를 이용한 타이어 코드지로 본 발명이 한정되지는 않는다.
도 1은 아라미드 섬유의 제조 시스템을 개략적으로 나타낸다.
먼저, 5.0 내지 7.0의 고유점도(inherent viscosity: I.V.)를 갖는 방향족 폴리아미드 중합체, 예를 들어 폴리(파라페닐렌테레프탈아미드: PPD-T)를 농황산 용매에 용해시킴으로써 제조된 방사 도프(spinning dope)를 방사구금(spinneret)(10)을 이용하여 방사(spinning)한 후 에어 갭(air gap)을 거쳐 응고조(coagulation bath)(20) 내에서 응고시킴으로써 멀티필라멘트(multifilament)를 형성한다.
방사구금(10)을 통과한 방사물이 응고액을 통과하게 되면 방사물 내의 황산이 제거되면서 멀티필라멘트가 형성되는데, 황산이 방사물 표면으로부터 급격히 제거되면 그 내부에 함유된 황산이 미처 빠져나가기 전에 표면이 먼저 응고되어 멀티필라멘트의 균일도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 방사물 표면으로부터 황산이 급격히 빠져나오는 것을 방지하기 위하여 응고액에 황산을 첨가하는 것이 바람직하다.　
이어서, 얻어진 멀티필라멘트에 잔존하는 황산을 제거한다. 방사 도프의 제조에 사용된 황산은 방사물이 응고조(20)를 통과하면서 대부분 제거되기는 하지만 완전히 제거되지 않고 잔존할 수 있다. 또한 방사물로부터 황산이 균일하게 빠져나오게 하기 위하여 응고조(20)의 응고액에 황산을 첨가할 경우, 얻어지는 멀티필라멘트에는 황산이 잔존할 확률이 높다. 멀티필라멘트에 잔존하는 황산은 그 양이 아무리 소량이라 할지라도 아라미드 섬유 특성에 악영향을 미칠 수 있기 때문에, 멀티필라멘트에 잔존하는 황산을 완전히 제거하는 것이 매우 중요하다. 멀티필라멘트에 잔존하는 황산은 물, 또는 물과 알칼리 용액의 혼합용액을 이용한 수세공정을 통해 제거될 수 있다.
상기 수세 공정은 다단계로 수행할 수도 있는데, 예를 들면, 황산을 함유 한 멀티필라멘트를 0.3 내지 1.3%의 가성 수용액(aqueous caustic solution)이 담긴 제1 수세조(30)에서 1차 수세하고, 이어서 0.01 내지 0.1%의 더 묽은 가성 수용액이 담긴 제2 수세조(40)에서 2차 수세를 한다. 상기 제1 및 제2 수세조(30, 40) 내에는 제1 및 제2 수세 롤(31, 41)이 각각 설치되어 있어 멀티필라멘트를 이동시킨다.
이어서, 멀티필라멘트에 잔류하는 수분을 제거하기 위한 건조공정이 건조부(50) 에서 수행된다. 건조공정은 건조부(50) 내의 건조 롤(drying roll)(51)에 필라멘트가 닿는 시간을 조절하거나, 상기 건조 롤(51)의 온도를 조절함으로써 필라멘트의 수분 함유량을 조절할 수 있다.
건조된 멀티필라멘트는 와인더(60)에 의해 권취된다.
이어서, 아라미드 멀티필라멘트를 연사기를 이용하여 꼼으로써 아라미드 단사를 제조한다. 이어서, 2 가닥의 아라미드 단사들을 함께 꼼으로써 아라미드 합연사를 제조한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 아라미드 단사는 멀티필라멘트에 하연의 꼬임(twist in Z-direction)을 주어 제조되고, 아라미드 합연사는 2 가닥의 아라미드 단사들을 함께 상연 꼬임(twist in S-direction)을 주어 제조된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 단사의 연수와 합연사의 연수 각각은 200 내지 600 TPM이다. 단사 및 합연사의 연수가 200 TPM 미만인 경우에는 합연사의 강력이 높은 반면 절단 신도가 매우 낮아 타이어 코드지의 내피로 특성이 저하된다. 또한, 합연사의 표면적이 작아짐에 따라 고무와의 접착력이 떨어진다. 반면, 단사 및 합연사의 연수가 600 TPM을 초과하는 경우에는 합연사 및 타이어 코드지의 강도 가 과도하게 저하되는 문제가 발생한다.
위와 같이 제조된 아라미드 합연사를 제직하여 도 2에 도시된 타이어 코드지(100) 형태의 아라미드 직물을 만든다. 고강도의 아라미드 합연사가 경사(110)로 사용되고, 위사(120)로는 다른 종류의 섬유가 사용될 수 있다. 일반적으로 단위 길이당 경사(110)의 본수(number of ends)는 단위 길이당 위사(120)의 본수(number of picks)보다 많다.
본 발명의 타이어 코드지(100)는 700 내지 1300 (EA·Kgf)의 EPI 지수(EPI index)에 기초하여 제직된다. EPI 지수는 N×S의 식으로 정의되는데, 여기서 N은 1 inch 당 경사(110)의 본수이고, S는 경사(110)로 사용되는 합연사의 강력(strength)이다. EPI 지수가 700 미만일 경우에는 경사(110)로 사용되는 합연사의 강력에 비해 경사 본수(EPI)가 너무 적어 타이어 코드지(100)와 타이어 고무가 쉽게 분리되어 버리기 때문에 타이어 코드지의 굴곡 피로 특성이 업계의 요구를 만족시키지 못하게 된다. 반대로, EPI 지수가 1300을 초과할 경우에는 타이어 코드지의 굴곡 피로 특성이 향상되는 것에 비해 경사(110)로 사용되어야 할 합연사의 개수가 지나치게 많아지기 때문에 경제성이 저하될 뿐만 아니라 타이어의 무게가 과도하게 증가되어 차량의 에너지 효율이 저하될 수 있다.
위와 같은 방식으로 제직된 아라미드 직물을 레솔시놀-포름알데히드-라텍스(RFL) 용액에 침지시킨다. 이때 1욕 디핑(1-bath dipping) 또는 2욕 디핑(2-bath dipping)을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, RFL 접착제 용액은 2.0 중량%의 레소시놀, 3.2 중량%의 포르말린(37%), 1.1 중량%의 수산화나트 륨(10%), 43.9 중량%의 스티렌/부타디엔/비닐피리딘(15/70/15) 고무(41%), 및 물을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 접착제 수지의 픽업율이 아리미드 합연사를 기준으로 3 내지 12 중량%가 되도록 아라미드 직물을 레솔시놀-포름알데히드-라텍스(RFL) 용액에 침지시킨다. 픽업율이 3 중량% 미만일 경우에는 아라미드 타이어 코드지의 고무와의 접착력이 저하되고, 픽업율이 12 중량%를 초과하는 경우에는 RFL 용액의 합연사 내로의 침투도가 너무 높게 되어 강도 및 내피로 특성을 저하시킨다.
침지에 의해 RFL 용액을 함유하게 된 아라미드 직물을 105 내지 200℃에서 10 내지 400초 동안 건조시킨 후 105 내지 300℃에서 10 내지 400초 동안 열처리함으로써 아라미드 타이어 코드지를 완성한다. 건조 공정은 아라미드 합연사 내에 존재하는 수분을 제거하기 위한 것이고, 열처리 공정은 아라미드 합연사 내에 함유된 RFL 용액을 반응시킴으로써 아라미드 타이어 코드지에 고무와의 접착력을 부여하기 위한 것이다.
한편, 건조 및 열처리 시간 각각이 위 범위보다 짧거나, 건조 및 열처리 온도 각각이 위 범위보다 낮을 경우에는 아라미드 타이어 코드지의 고무와의 접착력이 낮아진다. 반대로, 건조 및 열처리 시간 각각이 위 범위보다 길거나, 건조 및 열처리 온도 각각이 위 범위보다 높을 경우에도 과도한 열로 인해 아라미드 타이어 코드지의 고무와의 접착력이 낮아질 뿐만 아니라 강도, 내피로도 등의 물성이 저하된다.
이하, 실시예 및 비교예들을 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐으로 이것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되어서는 않된다.
실시예 1
5.5의 고유점도(I.V.)를 갖는 폴리(파라페닐렌테레프탈아미드: PPD-T)를 100%의 농황산 용매에 용해시킴으로써 방사 도프를 제조하였다. 방사 도프를 방사구금을 통해 방사한 후 7 mm의 에어 갭을 거쳐 13%의 황산수용액이 담겨져 있는 응고조 내에서 응고시킴으로써 아라미드 멀티필라멘트를 제조하였다.
멀티필라멘트로부터 잔존 황산을 제거하기 위하여, 멀티필라멘트를 0.5%의 가성 수용액(aqueous caustic solution)이 담긴 제1 수세조에서 1차 수세하고, 이어서 0.05%의 더 묽은 가성 수용액이 담긴 제2 수세조에서 2차 수세를 하였다.
이어서, 멀티필라멘트에 잔류하는 수분을 제거하기 위한 건조 공정을 수행하였다. 건조된 멀티필라멘트는 다수의 열처리 롤을 포함하는 열처리부에서 열처리되었다. 최종 멀티필라멘트의 섬도는 1500 데니어이었다.
알마사(Allma Co.)의 Cable & Cord 3 type twister를 이용하여 열처리가 완료된 아라미드 멀티필라멘트를 350 TPM으로 하연(Z-twist)함으로써 아라미드 단사를 제조한 후, 2 가닥의 아라미드 단사들을 함께 350 TPM으로 상연(S-twist)함 으로써 아라미드 합연사를 제조하였다.
이어서, ASTM D-885 시험방법에 따라, 인스트론 시험기(Instron Engineering Corp., Canton, Mass)를 이용하여 250 mm의 시료장에 대하여 300 m/min 인장속도를 가함으로써 상기 아라미드 합연사의 강력(Strength)을 측정하였다. 상기 아라미드 합연사의 강력은 50 Kgf이었다.
상기 아라미드 합연사를 제직하여 아라미드 직물을 형성하였다. 이때 1인치 당 경사 본수(EPI)는 20(EA)이었는데, 이 수치는 1000(EA·Kgf)의 EPI 지수를 상기 아라미드 합연사의 강력인 50(Kgf)으로 나눔으로써 결정되었다.
이렇게 제조된 아라미드 직물을 2.0 중량%의 레소시놀, 3.2 중량%의 포르말린(37%), 1.1 중량%의 수산화나트륨(10%), 43.9 중량%의 스티렌/부타디엔/비닐피리딘(15/70/15) 고무(41%), 및 물을 포함하는 레솔시놀-포름알데히드-라텍스(RFL) 용액에 침지시켰다. 접착제 수지의 픽업율은 아리미드 합연사를 기준으로 6 중량%가 되도록 제어되었다.
침지에 의해 RFL 용액을 함유하게 된 아라미드 직물을 150℃에서 100초 동안 건조시킨 후 240℃에서 100초 동안 열처리함으로써 아라미드 타이어 코드지를 완성하였다.
실시예 2 내지 7
아라미드 직물 제직시 1인치 당 경사 본수(EPI)가 아래의 표 1에 나타난 EPI 지수에 기초하여 결정되었다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 아라미드 타이어 코드지들을 제조하였다.
[표 1]
실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
EPI 지수
(EA·Kgf)		 700 800 900 1100 1200 1300
비교예 1 및 2
아라미드 직물 제직시 1인치 당 경사 본수(EPI)가 아래의 표 2에 나타난 EPI 지수에 기초하여 결정되었다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 아라미드 섬유 코드들을 제조하였다.
[표 2]
비교예 1 비교예 2
EPI 지수 (EA·Kgf) 600 1400
위 실시예들 및 비교예들에 의해 얻어진 아라미드 타이어 코드지에 대하여 아래의 방법으로 굴곡 피로 시험을 실시함으로써 각각의 계면 파단 시간을 측정하였다.
굴곡 피로 시험
굴곡변형을 반복적으로 부여하여 코오드의 내피로성을 평가하는 실험인 Dynamic Fatigue시험방법으로 ASTM D430-95의 시험방법에 따라 위에서 얻어진 아라미드 타이어 코드를 포함하는 벨트(Belt) 시험편을 길이 209.5mm, 폭 25mm의 제작한후, Scott Flexing Machine을 이용하여 굴곡피로시험을 실시하였다. 시험조건은 롤러직경 12.5mm, 시험온도 80도, 하중 68 Kgf, rpm 250 으로하여 사이클 피로 시험을 진행하였고 고무와 코드지 사이의 파단이 발생되는 시간을 측정함으로써 이루어졌다.
위 실시예들 및 비교예들의 아라미드 타이어 코드지의 1인치당 경사 본수 및 계면 파단 시간은 아래의 표 3과 같다.
[표 3]
실시
예1		 실시
예2		 실시
예3		 실시
예4		 실시
예5		 실시
예6		 실시
예7		 비교
예1		 비교
예2
1인치
당
경사
본수
(EA)		 20 14 16 18 22 24 26 12 28
계면
파단
시간
(hr)		 3.8 3.3 3.6 3.6 4.5 5.5 6.5 2.5 6.8
위 표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, EPI 지수가 700 미만인 비교예 1 경우에는 타이어 코드지와 타이어 고무가 쉽게 분리되어 버리기 때문에 타이어 코드지의 굴곡 피로 특성이 업계의 요구를 만족시키지 못하는 것으로 나타났다. 반대로, EPI 지수가 1300을 초과하는 비교예 2의 타이어 코드지는 굴곡 피로 특성 측면에서 실시예 1 내지 10의 타이어 코드지와 별반 차이가 나지 않음에도 불구하고 경사로 사용되어야 할 아라미드 합연사의 개수가 지나치게 많아 성능 대비 제품의 경제성이 떨어지는 것으로 나타났다.
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 아라미드 섬유의 제조 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 타이어 코드지를 개략적으로 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >
10 : 방사구금　　　　　　　　　　　　　　　20 : 응고조
30 : 제1 수세조　　　　　　　　　　　　　31 : 제1 수세 롤
40 : 제2 수세조　　　　　　　　　　　　 41 : 제2 수세 롤
50 : 건조부　　　　　　　　　　　　　　　　　51 : 건조 롤
60 : 와인더
100 : 타이어 코드지 110 : 경사
120 : 위사

Claims (8)

  1. 다수의 위사(wefts) 및 경사(warps)로 제직된 직물 형태를 갖고,
    단위 길이당 상기 경사의 본수가 단위 길이당 상기 위사의 본수보다 많으며,
    다수의 합연사(cabled yarns)를 상기 경사로서 포함하되,
    N×S의 식 - 여기서, N은 1 inch 당 상기 경사의 본수(number of warp ends)(EPI: Ends Per Inch)이고, S는 상기 합연사의 강력(strength)임 - 으로 정의되는 상기 직물의 EPI 지수(EPI index)가 700 내지 1300 (EA·Kgf)인 것을 특징으로 하는 타이어 코드지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 합연사는 아라미드 합연사인 것을 특징으로 하는 타이어 코드지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 아라미드 합연사는 각각이 하연된(Z-twisted) 아라미드 단사들(single yarns)을 포함하고,
    상기 아라미드 단사들은 함께 상연되어(S-twisted) 상기 아라미드 합연사를 이루는 것을 특징으로 하는 타이어 코드지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    표준 굴곡 피로 시험에 의해 측정되는 계면 파단 시간(interface break time)이 3.0 내지 7.0 (hr)인 것을 특징으로 하는 타이어 코드지.
  5. 멀티필라멘트를 하연하여 단사를 제조하는 단계; 및
    상기 단사 2 가닥(plies)을 함께 상연하여 합연사를 제조하는 단계;
    상기 합연사를 경사로 이용하여 위사와 함께 직물(fabric)을 제직하는(weaving) 단계를 포함하되,
    상기 직물은 700 내지 1300 (EA·Kgf)의 EPI 지수 - 상기 EPI 지수는 N×S의 식으로 정의되며, N은 1 inch 당 경사의 본수이고, S는 상기 합연사의 강력임 - 에 기초하여 제직되며, 단위 길이당 상기 경사의 본수가 단위 길이당 상기 위사의 본수보다 많도록 제직되는 것을 특징으로 하는 타이어 코드지의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 멀티필라멘트는 아라미드 멀티필라멘트인 것을 특징으로 하는 타이어 코드지의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 직물을 제직하기 전에 상기 합연사의 강력을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 강력 및 상기 EPI 지수에 기초하여 상기 직물의 경사 본수를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 코드지의 제조방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 직물을 접착제 용액에 침지시키는 단계;
    상기 접착제를 함유한 직물을 건조시키는 단계; 및
    상기 건조된 직물을 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 코드지의 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190094825A (ko) * 2018-02-06 2019-08-14 효성첨단소재 주식회사 재단 위치를 표시하여 제조되는 타이어 코드지의 제조 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2765228A4 (en) * 2011-09-30 2015-08-05 Kolon Inc ARAMID FIBER CORD AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0559627A (ja) * 1991-09-03 1993-03-09 Asahi Chem Ind Co Ltd ポリエステルタイヤコード及びその製法
US6351933B1 (en) * 1996-10-04 2002-03-05 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
JP2004130835A (ja) * 2002-10-08 2004-04-30 Bridgestone Corp ラジアルタイヤ
KR20070046572A (ko) * 2005-10-31 2007-05-03 주식회사 코오롱 고무보강용 코드 및 이의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0559627A (ja) * 1991-09-03 1993-03-09 Asahi Chem Ind Co Ltd ポリエステルタイヤコード及びその製法
US6351933B1 (en) * 1996-10-04 2002-03-05 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
JP2004130835A (ja) * 2002-10-08 2004-04-30 Bridgestone Corp ラジアルタイヤ
KR20070046572A (ko) * 2005-10-31 2007-05-03 주식회사 코오롱 고무보강용 코드 및 이의 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190094825A (ko) * 2018-02-06 2019-08-14 효성첨단소재 주식회사 재단 위치를 표시하여 제조되는 타이어 코드지의 제조 방법
KR102030360B1 (ko) 2018-02-06 2019-10-10 효성첨단소재 주식회사 재단 위치를 표시하여 제조되는 타이어 코드지의 제조 방법

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