KR102534973B1 - 고 모듈러스 나일론 6.6 코드 - Google Patents
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Abstract
1.2 내지 2.0cN/dtex의 4% 신장에서의 인장 응력 값을 갖는 디핑된 그리고 열-고정된 고 모듈러스 나일론 6.6 코드가 성형 고무 복합체(composites)의 보강재로서 사용된다. 상기 코드의 최소 열 수축률은 4%이고 최대 열 수축률은 7%이다.
Description
본 발명은 공압 타이어 및 기계적 고무 제품의 보강재로서 고 모듈러스 나일론 6.6 코드에 관한 것이다.
나일론 6.6 얀 및 코드는 바이-엘라스틱(bi-elastic) 인장 특성을 가지며, 이는 낮은 초기 모듈러스 및 보다 높은 최종 모듈러스를 의미한다는 것은 잘 알려져 있다. 낮은 초기 모듈러스는 그린 타이어에서 어떠한 왜곡없이 타이어 리프팅/팽창 공정을 가능하게 하고, 높은 최종 모듈러스(낮은 모듈러스에서 높은 모듈로스로의 전환점 이후의 모듈러스)는 공압 레이디얼 타이어(PCR 및 LT)의 캡 플라이로서 고속 내구성을 향상시킨다.
US 3,343,363에는 실온에서 25 내지 60g/d의 초기 모듈러스 및 7.0g/d보다 높은 강인성을 갖는 단일 트위스트된 나일론 6.6 스트랜드/얀 및 코드가 타이어 보강재로서 개시되어 있다. 초기 모듈러스 값은 ASTM A1380-61T에 따라 측정된다.
US 3,849,976에는 고온 스트레칭 공정 동안 고온에서 높은 스트레치를 적용함으로써 얻어지는 60g/d보다 높은 L5 모듈러스를 갖는 고 모듈러스 나일론 6.6 단일-플라이, 2-플라이 및 3-플라이 코드가 타이어 보강재로서 개시되어 있다.
US 4,284,117에는 단일의 트위스트된 나일론, 폴리에스테르, 레이온 및 아라미드 얀이 공압 레이디얼 타이어에서 캡 플라이 보강재로서 개시되어 있다.
US 5,115,853에 따르면, 레이디얼 공압 타이어에서 캡 플라이 보강재로서 코드 트위스트가 276tpm 미만인 420dx2(470dtex/2) 나일론 코드가 개시되어 있다.
고 모듈러스 코드를 얻기 위해, 레귤라 모듈러스(4% 신장에서 1.25cN/dtex 미만의 인장 응력 레벨, 또는 4% 신장에서 31.25cN/dtex 또는 35.4g/d 미만의 인장 모듈러스 레벨)를 갖는 현존하는 레귤라 나일론 6.6 얀이 사용되어 왔다. 상기 레귤라 모듈러스 얀으로부터 제조된 이러한 코드는 고온에서 과도한 스트레칭으로 인해 매우 높은 강인성 및 보다 낮은 벤딩 피로 저항성을 가졌다.
발명의 개요
본 발명의 목적은 타이어 보강재로서 고 모듈러스 2 및 3-플라이 코드를 제조하는 것이다.
특허 문헌에서 알 수 있는 바와 같이, 고온에서 높은 스트레치를 적용하여 나일론 코드의 초기 모듈러스 또는 LASE(지정된 신장률에서의 하중(Load at specified elongation)) 값을 증가시킬 수 있다. 릴랙스된 상태(실험실 조건 하에서 프리 컷 엔드로 조건설정됨) 후에도 크게 유지되는 안정된(비가역성) 특성을 얻기 위해, 나일론 6.6 얀 또는 코드를 250℃보다 높은 온도에 노출시키는 것이 필요하다. 이러한 조건 하에서(고온 하에서의 높은 스트레칭), 얀과 코드는 보다 단단해지고, 부분적으로 이들의 벤딩 및 압축 피로 저항성을 잃는다.
본 발명에 따르면, 나일론 6.6 코드는 230-250℃의 온도 범위에서 5% 초과 내지 12% 미만으로 스트레치되고, 코드 당 150g 내지 500g 사이의 권취 장력(winding tension)을 갖는 보빈 또는 스풀 상에 권취된다. 동일한 조건이 롤로서 타이어 코드 직물에도 유효하다.
본 발명에 따르면, 고 모듈러스 코드를 제조하기 위해, 레귤라의 보다 낮은 모듈러스 원료 나일론 6.6 얀 대신에 고 모듈성 원료 나일론 6.6 얀이 사용되어 개선된 피로 저항성을 갖게 한다.
상기 원료 나일론 6.6 얀의 4%에서의 인장 응력 값은 1.30cN/dtex보다 크고, 바람직하게는 1.35 내지 1.60cN/dtex(ASTM D885-16에 따른 인장 시험기로 측정)이다.
고 모듈러스를 갖는 고 스트레칭된 코드는, 릴랙스되도록 허용되지 않기 때문에, 보빈에서 이들의 특성을 유지하며, 그리고 현저한 릴랙스(모듈러스 드롭)를 경험하지 않고 타이어에 사용된다.
고 스트레칭된 코드 직물에서 고 모듈러스 코드는 또한 릴랙스되도록 허용되지 않기 때문에, 롤에서 이들의 특성을 유지하며, 그리고 현저한 릴랙스(모듈러스 드롭)을 경험하지 않고 타이어에서 사용된다.
고 모듈 나일론 6.6 코드의 인장 특성은 24℃ 및 55% 상대 습도에서 권치 장력 하에 (풀림없이) 스풀 상에서 24시간 컨디셔닝 후에 측정된다(ASTM D885-16). 컨디셔닝 후, 코드는 스풀에서 풀린 후 1분 내에 시험된다.
코드 직물의 경우, 테스트 태비(tabbies)는 상술한 바와 같은 동일한 조건 하에서 태비로서 컨디셔닝된다(코드를 태비로부터 직물로서 분리 및 절단하지 않음). 컨디셔닝 후, 태비로부터 잘라낸 코드는 1분 내에 시험된다.
본 발명에 따른 2 및 3-플라이 코드는 4% 신장에서 1.2 cN/dtex(30.6g/dtex 및 34g/d 모듈러스) 내지 2.0 cN/dtex(51g/dtex 및 56.7g/d 모듈러스)의 응력 및 177℃에서 4.0% 내지 7.0%의 열 수축률을 갖는다.
4% 신장에서 응력은 다음 식에 따라 측정된다.
4% 신장에서의 응력(cN/dtex) = 4% 신장에서의 장력(tension)(cN)/선밀도(dtex)
코드의 총 공칭 dtex는 선밀도로서 취해진다(예, 700dtex/2 코드 구조의 경우 1400dtex).
모듈러스 값은 100% 신장에 대해 필요한 응력 값을 구하기 위해 4% 신장에서의 응력 값에 25를 곱하여 산출된다.
얀 및 코드의 열 수축률은 177℃에서 0.045g/dtex의 프리텐션 하에 2분 노출 시간을 갖는 Testrite 열 수축 시험기로 측정된다.
본 발명에 따르면, 코드의 열 수축율은 4% 및 7%, 바람직하게는 5.0% 및 6.5%의 한계 내에 존재한다.
본 발명에 따르면, 코드의 총 공칭 dtex는 300 내지 4000dtex 사이에서 변할 수 있다.
본 발명에 따르면, 최적의 구속력 및 벤딩 피로 저항성을 갖기 위해서, 코드의 트위스트 팩터는 다음 식에 따라 100 내지 250, 바람직하게는 120 및 180 사이로 조정된다.
트위스트 팩터 = (t/m × SQRT(tex/1000)
(상기 식에서 t/m은 미터 당 트위스트임)
(상기 식에서 t/m은 미터 당 트위스트임)
고 모듈러스 나일론 6.6 코드는 공압 타이어 및 기계식 고무 제품에서 보강재로서 사용할 수 있다.
정의:
Dtex: 10.000 미터 길이를 갖는 얀의 그램 중량
데니어(denier): 9.000 미터 길이를 갖는 얀의 그램 중량
g/d: Gramm/데니어
g/dtex: gramm/dtex
선밀도: 단위 길이 당 중량(g/dtex 또는 g/d(데니어))
4% 신장에서의 모듈러스: (4% 신장에서의 응력)x25(g/d 또는 g/dtex)
L5 모듈러스: 5% 신장에서 모듈러스(5% 신장에서 응력)x20(g/d 또는 d/dtex)
강인성: 파단력/총 선밀도(g/dtex)
트위스트: 미터 당 트위스트(t/m 또는 tpm)
Claims (5)
- ASTM D885-16에 따라 인장 시험기로 측정시 4% 신장에서 1.30cN/dtex보다 크거나, 또는 1.35 내지 1.60cN/dtex의 인장 응력 값을 갖는 폴리아미드 6.6 원료 얀으로부터 제조된, 2 또는 3-플라이의 디핑된(dipped) 그리고 열-고정된(heat-set) 폴리아미드 6.6 코드로서,
- ASTM D885-16에 따라 인장 시험기로 측정시 4% 신장에서 이의 응력은 1.2cN/dtex보다 높고 2.0cN/dtex 미만이며,
- 이의 열 수축률은 177℃에서 0.045 g/dtex 프리텐션에서 2분 노출 시간으로 측정시 4.0%보다 높고 7.0% 미만인
것을 특징으로 하는, 2 또는 3-플라이의 디핑된(dipped) 그리고 열-고정된(heat-set) 폴리아미드 6.6 코드.
- 제1항에 있어서,
상기 원료 얀의 4% 신장에서 응력 값은 1.35cN/dtex보다 높고, 1.50 cN/dtex 미만인 코드.
- 제1항에 있어서,
상기 코드는 5.0 내지 6.5% 열 수축률을 갖는 코드.
- 제1항에 있어서,
상기 코드의 총 코드 dtex는 최소 300dtex 및 최대 4000dtex인 코드.
- 제1항에 있어서,
상기 코드의 트위스트 팩터는 하기 식에 따라 산출시 최소 100 및 최대 250, 또는 120 내지 180인 코드.
트위스트 팩터=(t/m x SQRT (tex/1000)
(상기 식에서 t/m은 미터 당 트위스트임)
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