KR20040073571A - 타이어 패브릭 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

타이어 패브릭 조성물 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20040073571A KR10-2004-7011096A KR20047011096A KR20040073571A KR 20040073571 A KR20040073571 A KR 20040073571A KR 20047011096 A KR20047011096 A KR 20047011096A KR 20040073571 A KR20040073571 A KR 20040073571A
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찰스 제이. 넬슨
휴이 엑스. 엔구옌
피터 알. 림
빈아이 알. 메타
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Abstract

본 발명은 a) 다수의 중합체 기재 섬유의 일부 이상이 하나 이상의 표면 개질제를 포함하는 다수의 중합체 기재 섬유; 및 b) 다수의 활성 고무 부분을 포함하며 다수의 활성 고무 부분의 일부 이상이 표면 개질제와 접착 상호작용하는 고무 화합물을 포함하는 중합체 기재 보강 고무 조성물을 제공한다. 또한, a) 다수의 중합체 기재 섬유을 제공하고; b) 다수의 활성 고무 부분을 함유하는 고무 화합물 또는 조성물을 제공하고, c) 표면 개질제를 다수의 중합체 기재 섬유의 일부 이상의 표면상으로 커플링시키고; d) 표면 개질제를 접착 상호작용식으로 다수의 활성 고무 부분의 일부 이상과 접착 상호작용시켜서 계면을 형성시키는 것을 포함하여, 중합체 기재 보강 고무 조성물을 제조하는 방법을 제공한다. 또한, 표면 개질제와 다수의 활성 고무 부분은 다수의 활성 고무 부분이 가황과 같은 제조 조건하에서 표면 개질제와 접착 상호작용하도록 선택된다.

Description

타이어 패브릭 조성물 및 이의 제조 방법 {TIRE FABRIC COMPOSITIONS AND METHODS OF PRODUCTION THEREOF}
타이어는 일반적으로 고무 조성물과 섬유 보강재와의 복합물을 포함한다. 몇몇의 예에서, 상기 섬유 보강재는 폴리에스테르와 같은 합성 중합체를 기재로 한다. 폴리에스테르 섬유는 타이어내에서 고무에 대한 보강 재료로서 폭넓게 사용되어 왔다. 그러나, 폴리에스테르 타이어 코드를 고무 화합물에 양호하게 접착시키는 것은 주로 섬유 표면 상에 단지 극소수의 유리 히드록시기 및 카르복시기를 남기는 최종 폴리에스테르 섬유의 고분자량, 고결정도 및 높은 인장 특성(drawn characteristics) 때문에 항상 해결하고자 하는 과제였다. 섬유 표면 상에 남아있는 제한된 수의 작용기로 말미암아, 접착제에 대한 폴리에스테르 섬유 표면의 반응성이 심하게 제한된다.
타이어 산업에서, 타이어 코드와 고무 화합물 사이에서의 양호한 결합을 달성하기 위해 2가지의 종래 접착 시스템이 널리 사용되고 있다: 1) 접착제가 타이어 코드에 도포되는 레조르시놀-포름알데히드 라텍스(RFL) 방법, 및 2) 접착 촉진 시스템이 상기 고무 화합물 내로 혼입되는 헥사메틸렌테트라민-레조르시놀(HR) 방법. 접착 효율성을 증대시키기 위해서, HR 시스템에 종종 수화된 실리카가 함유되기도 하는데, 그 경우에 이들을 HRH 시스템이라고 지칭한다. 당 산업에서 널리 사용되고 있는 이러한 종래 RFL 및 HR 방법에 대한 상세한 논의는 하기 문헌을 포함하는 다수의 문헌에서 확인할 수 있다 [참조: J. P. Noe et al., Rubber and Plastic News, 14, May 1978; T. S. Solomon, Rubber Chemistry and Technology, vol. 58, 561 (1985); and R. Iyengar, Rubber World, November 1987, p. 24-29]. 폴리에스테르/고무 복합물에 대한 바람직한 접착 수준을 달성하고자 광범위한 문헌에서 이를 다루어 왔으나, 대부분의 방법은 접착력을 개선시키기 위해 RFL 딥스 및/또는 HR 고무 시스템을 개질시키는 것에 대해 이루어져 왔다. 이들 접착 방법의 각각이 어떻게 작용하는 지를 이해하기 위해서는, 타이어 및 타이어 패브릭을 형성하는 기본적인 과정을 이해하는 것이 중요하다.
종래의 타이어 패브릭 공정에서, 방적사(yarn)가 전환 밀로 이동되고, 여기에서 하기 공정이 실시된다: a) 방적사가 그레이지 코드(greige cord: 미완성 코드)로 트위스팅되고, b) 상기 그레이지 코드가 일반적으로, 씨실 방향에서 미세한 데니어의 "픽 트레드(pick thread)"로 안정화된, 단일방향성 직물로 직조되며, c) 수성 딥[이는 일반적으로 레조르시놀-포름알데히드-라텍스(RFL) 접착 시스템으로 공지되어 있음]이 상기 그레이지 코드에 도포되고, d) 딥핑된 코드가 건조되고, e)건조된 코드에, 종종 상대적으로 긴 체류 시간(30 내지 120초) 동안 비교적 높은 온도(350 내지 480 °F)가 요구되는 고에너지 처리 단계가 실시된다. 이후, 생성되는 처리된 코드는 타이어 플랜트로 옮겨지고, 여기에서 궁극적으로 타이어로 형성되는 코드 보강된 고무 시트로 형성된다 (일반적으로 가열된 강철 롤 사이에서 캘린더링되거나 통과된다). 이들 단계는 일반적으로 전환 밀 내에서 실시되는데, 이 전환 밀의 위치는 방적사 생산 위치 또는 타이어 생산 위치 중 어느 하나로부터 이격되어 있다. 처리 유닛이 폭이 50인치가 넘는 패브릭을 제조할 수 있는 고체적의 다층(multi-story) 유닛이기 때문에, 이렇게 개별적 생산 위치가 필요하다.
일반적으로 타이어 "패브릭"은 인치 당 20 내지 30 코드 이상이며, 이는 동시에 처리되는 1000 코드 말단(end)까지 첨가된다. 단일 말단의 코드가 요구되는 경우에는, 100 내지 200 그레이지의 코드가 일반적으로 크릴(creel) 내에 위치하게 되며, 개별의 코드 말단이 처리 유닛 내로 직접 공급되고, 최종적으로 처리된 코드가 개별 스풀 상으로 권취된다. 종래의 패브릭 처리 작업과 비교하여, 이러한 단일 말단 처리 작업은 매우 비효율적이어서 비용도 훨씬 더 많이 든다.
타이어 코드를 처리하기 위해 RFL 방법을 사용하는 경우, 상기 코드는 레조르시놀-포름알데히드 수지 혼합물과, 일반적으로는 스티렌-부타디엔-비닐 피리딘 터폴리머의 라텍스로 이루어지는 수용액으로 코팅된다. 상기 코팅 공정 후에 일반적으로 고온 열처리를 실시하여 수지를 건조 및 가교시켜서 강력한 네트워크를 형성하는데, 이 작업은 고무에 최적의 접착력을 부여하는데 필수적인 것이다. 상기 논의된 바와 같은 폴리에스테르 섬유 표면의 낮은 극성 때문에, RFL 방법에 대한다수의 변형법이 연속적으로 개발되어 왔고, 폴리에스테르 섬유와 고무 배합물 사이에서의 양호한 접착을 달성하기 위해 당 산업에서 폭넓게 사용되고 있다. 이들 변형법에는, (1) RFL 처리 전에 실시되는 섬유 스피닝 공정 동안에, 폴리에스테르 섬유 표면 상으로 접착제로 활성화된 스핀 마감재 또는 과마감재(overfinish)를 도포하는 것; (2) 그레이지 코드를, 예를 들어, 블럭화된 이소시아네이트/폴리에폭사이드 혼합물로 예비코팅시키고 나서 RFL 코팅시키는 2 단계 코팅 공정을 사용하거나; (3) RFL 코팅이 다른 접착 시스템으로 추가 활성화되는 단일 단계의 코팅 공정을 사용하는 것이 포함된다. 일반적인 접착제 활성 마감재는, 미국 특허 제 4,348,517; 4,462,855; 4,557,967; 및 5,547,755호에 기재되어 있다.
예를 들어, 미국 특허 제 5,075,415호에는 폴리에스테르 섬유가 감소된 접착제 열화도를 가지면서 고온에서 고무에 강력하게 결합하는 접착제 조성물이 기술되어 있다. 상기 단일 단계의 딥 공정은, m-크레졸, m-아미노페놀 및 포름알데히드로부터 유래한 공-축합 수지를 표준 RFL 혼합물에 첨가시키는 단계로 이루어진다. 미국 특허 제 5,922,797호에는, 제 4의 단량체를 라텍스 중합체에 혼입시킴으로써 접착력을 추가로 개선시킨 RFL 접착 시스템이 기술되어 있다. 보다 구체적으로는, 상기 미국 특허에서는 스티렌, 부타디엔, 비닐 피리딘 및 비닐 알데히드 단량체로부터 유래한 라텍스 중합체를 함유하는 RFL 코팅을 사용하여, 고무에 대한 에폭시 표면 활성화된 폴리에스테르 섬유의 접착력을 개선시켰다. 미국 특허 제 6,444,322호에는, 폴리에스테르 또는 폴리아미드 보강 섬유를, 고무와 반응할 수 있는 불포화 부분을 가진 아민 작용성 실란 및 유기실란의 혼합물로 예비코팅시킨후, 표준 RFL 처리를 실시한, 직물 보강된 고무 생성물용 접착제 조성물이 기술되어 있다.
RFL 방법에 있어서, 폴리에스테르 타이어 코드의 고무에 대한 접착력을 개선시키기 위한 가장 일반적인 해결책으로 하기 시스템을 조합시키는 것이 포함되었음을 상기 논의된 문헌으로부터 확인할 수 있다: (a) 에폭시 기재의 마감재를 사용하여 폴리에스테르 섬유의 표면을 처리하는 것, (b) RFL 처리를 실시하기 전에, 블럭화된 이소시아네이트/에폭시 수지 혼합물로 상기 섬유를 예비코팅시키는 것, 및 (c) 다른 접착 촉진제와 레조르시놀-포름알데히드-라텍스 코팅물을 혼합시키는 것. 이들 공정 대부분을 실시한 후에, 라텍스 딥을 건조시키고, 건조된 라텍스 성분을 예비 반응시키고, RFL 접착제 코팅을 가교시키는데 필요한 고에너지 처리가 실시된다. 이에 따라, 장시간 (30초 초과) 및 고온이 일반적으로 요구된다.
타이어 코드와 고무 사이의 접착을 달성하기 위한 제 2 방법은 HR 방법이며, 구체적으로는 개선된 HRH 변형법이다. 상기 언급된 바와 같이, 용어 "HRH"는 고무에 일반적으로 화합되는 3가지 접착제 성분을 지칭한다: 1) 헥사메틸렌테트라민 또는 헥사메톡시메틸멜라민 (일반적으로 이것을 포름알데히드 또는 메틸렌 도너라고 지칭함), 2) 레조르시놀 (또는 다른 임의의 페놀 유도체, 일반적으로 이것을 포름알데히드 또는 메틸렌 억셉터라고 지칭함), 및 3) 수화 실리카. 이 방법은 직접 결합 또는 건조 고무 방법으로서 효과적이다. 이 경우에, 타이어 코드는 고무 내로 직접 매립된다. 메틸렌 도너와 메틸렌 억셉터 사이의 반응으로부터 생성되는 가교된 수지는 고무 가황 공정 동안에 동일 반응계 내에서 형성된다. RFL 코팅 단계는 완전히 생략될 수 있다. 이 방법은, 이들이 RFL 시스템으로는 예비처리될 수 없기 때문에, 애초로부터 금속 와이어에 대해 개발된 것이었다. 이 방법은 이의 고유한 높은 극성 때문에 폴리아미드 섬유와 후속적으로 작용하도록 구성되었다. 또한, 이 방법으로는 폴리에스테르 코드에 대한 양호한 접착력이 얻어지지 않았다.
HR 개질된 스톡이 폴리에스테르 처리된 코드에 대한 접착력을 개선시키는데 사용되어 왔다. 미국 특허 제 3,638,703호는 고무의 경화 동안에 헥사메틸렌테트라민의 분해로부터 생성되는 암모니아에 기인한 폴리에스테르 섬유의 분해에 의한 강도의 손실을 방지하기 위해 HR 개질된 고무 시스템에서 헥사메틸렌테트라민과 복합화시키는 다양한 산의 사용에 대해 기술한다. 상기 참조문헌은 고무 중의 그레이지 PET 패브릭의 사용 및 HR이 고무에 존재할 때 고무에 대한 PET의 결합에 있어서의 개선점에 대하여 언급하였다. 그러나, 상기 문헌은 (a) PET의 활성화의 중요성을 언급하고 있지 않거나 (b) 타이어에서의 사용에 필수적인 접착력 수준을 달성하기 위한 능력과 관련된 임의의 정보를 제공하지 않는다. 대신에, 단순히 통상의 코드 접착제를 사용하여 접착력이 개선될 수 있음을 언급하고 있다. 미국 특허 제 3,738,948호는 폴리에스테르 코드의 분해를 방지하고, 그 결과로서 고무에 대한 섬유의 접착력을 유지하기 위해 HRH 개질된 고무 스톡 중의 칼슘 스테아레이트와 같은 금속 비누의 사용을 교시한다. 미국 특허 제 3,778,406호는 HRH 개질된 고무에 대한 통상적인 폴리에스테르 섬유의 접착력을 개선시키는 방법으로서 미세하게 분할된 실리카를 레조르시놀과 예비혼합하는 공정을 교시한다. 접착력을 추가로 개선시키기 위한 산화 납의 혼입이 또한 발견되었다. 상기 참조문헌으로부터, 개질된 HRH 고무가 양호하게 작용하여, 그레이지("비함침됨") 폴리에스테르 섬유가 아닌, 그레이지 나일론 섬유와의 우수한 접착력을 제공함을 주목하여야 한다. 미국 특허 제 5,656,687호 및 미국 특허 제 5,684,082호는 메틸렌 도너, 메틸렌 억셉터 및 실리카에 추가하여, 말레인산화 스티렌-부틸렌-스티렌 트리블록 중합체를 혼입함에 의한 폴리아미드, 폴리에스테르 및 금속 타이어 코드의 개선된 접착력에 대해 기술하였다. 일본 특허 제 06294072호(1994)는 섬유의 표면을 고무 경화 온도에서 디블록킹(deblocking)될 수 있는 반응성의 블록킹된 이소시아네이트 기재 폴리우레탄으로 처리하여, 후속적으로 HRH 개질된 고무에서 접착성 성분과 반응할 수 있는 이소시아네이트기를 생성하는 고무 보강성 섬유 재료에 대해 기술한다. 그러나, 블록킹된 이소시아네이트의 사용은 안전하지 않으며 환경적으로 바람직하지 않다. 영국 특허 제 1263915호는 V-벨트와 같은 보강된 섬유 제품의 제조에 사용되는 고무 시멘트 화합물에 대해 기술한다. 접착력 예비처리된 폴리에스테르 방사(DIOLEN™164S)는, 네오프렌, 충전재, 오일, 경화제, 실리카 상에 지지된 레조르시놀 및 톨루엔 용액 중의 헥사메틸렌테트라민을 혼합한 다음 건조시킴에 의해 제조된 고무 시멘트로 코팅되었다.
대부분의 예에서, HR 개질된 고무 조성물을 포함하는 통상의 방법들은 순수한 레조르시놀의 사용과 관련된 발연의 문제점을 지닌다. 또한 순수한 레조르시놀의 사용은 하이드로스코피시티(hydroscopicity)를 초래한다. 이러한 발연 및 하이드로스코피시티를 감소시키기 위해 레조르시놀을 개질시키려는 수많은 시도가 있어 왔다. 미국 특허 제 4,889,891호는 레조르시놀과, 피페릴렌, 디펜텐, 디시클로펜타디엔 또는 디비닐벤젠과 같은 모노 또는 폴리불포화 탄화수소 화합물과의 반응으로부터 유래된 레조르시놀 수지가 순수한 레조르시놀과 관련된 발연을 감소시키고 고무의 접착력을 개선시킬 수 있다고 기술한다. 미국 특허 제 4,892,908호는 레조르시놀에 대한 대안적인 교체물로서 벤조일레조르시놀에 대해 기술한다. 미국 특허 제 5,049,641호에서는 레조르시놀을 스티렌 개질된 레조르시놀-포름알데히드 수지로 대체하였다. 미국 특허 제 5,936,056호 및 미국 특허 제 5,945,500호에서는 레조르시놀을 에폭시 수지, 스티렌 또는 방향족 페놀 화합물로 개질된 레조르시놀 또는 페놀 수지로 대체하였다. 미국 특허 제 5,206,289호는 다가 페녹시 수지로 개질되어 파손시에 개선된 경화 고무 인장 강도를 지니는 신규한 고무 스톡 조성물을 교시하였다. 그러나 이러한 대부분의 특허에서, 사용된 섬유의 유형에 대한 언급은 없었고, 실시예에서 접착력 데이터가 거의 없거나 전혀 보고되지 않았다.
순수한 레조르시놀의 사용에 관한 고유한 문제점을 다룬 여러 개의 특허가 또한 재료에서의 특정한 접착력 개선에 대하여 기술하였다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,030,692호는 캐슈 넛(cashew nut) 액체 또는 알릴 및 알킬 페놀로 개질된 레조르시놀 노볼락 수지를 이용하여 구리 와이어의 접착력 및 기계적 특성을 개선시키는 것에 대하여 교시하였다. 미국 특허 제 5,021,522호는 스티렌성 화합물로 개질된 페놀성 노볼락 수지를 사용하여 순수한 레조르시놀과 관련된 발연 및 하이드로스코피시티를 감소시키고 구리 와이어의 접착력을 개선시키는 것에 대하여 기술하였다. 미국 특허 제 5,244,725호는 이가 및 다가 페놀의 히드록시알킬 아릴 에테르를 HR 개질된 고무에 혼입시켜 구리 와이어의 접착력을 개선시키는 것에 대하여 기술하였다. 미국 특허 제 4,605,696호는 고무에 대한 직물 섬유 또는 와이어 코드의 접착력을 개선시키기 위하여 HR 고무 제형 중의 레조르시놀에 대한 대체물로서 레조르시놀 벤조에이트, 레조르시놀 로시네이트와 같은 페놀성 에스테르를 사용에 대하여 교시하였다. 미국 특허 제 5,049,618호는 나일론의 접착력을 증가시키고 생성된 경화 고무 스톡의 인열 내성을 개선시키기 위하여, 레조르시놀에 대한 대안으로서 히드록시-아릴 치환된 모노말레이미드를 함유하는 가황성 고무 조성물에 대하여 교시하였다. 비록 상기 특허에 접착력 데이터가 제시되었을지라도, 이 데이터는 주로 나일론 코드 및 구리 와이어를 다룬 것이었다.
타이어 산업에서 고무 조성물의 접착력 특성을 개선시키기 위한 지속적인 노력으로, 레조르시놀 대신 자가-가교성 첨가제 및 그밖의 첨가제의 사용을 기술하는 수 개의 특허가 존재한다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,298,539호는 신규한 자가-가교성 첨가제를 사용하여 개선된 타이어 코드 접착력을 지니는 고무 조성물에 대하여 기술하였다. 첨가제로는 멜라민 유도체, 아세토 구아나민, 비닐 말단 라디칼로 치환된 벤조구아나민이 있다. 미국 특허 제 5,891,938호는 레조르시놀 또는 메틸렌 억셉터에 대한 요구 없이 개선된 타이어 코드 접착력 및 보강을 위한 자가-응축성 고 이미노 알킬화 트리아진 수지의 사용에 대하여 기술하였다. 단지 개질된 고무 스톡의 유동적 경화 특성만이 제공되었다.
HR 방법과 관련된 종래의 개발은 고무 스톡 중의 메틸렌 도너 및 메틸렌 억셉터 둘 모두의 조합에 초점을 맞추었다. 고무 중에 메틸렌 도너 및 메틸렌 억셉터 둘 모두를 지님에 따른 불리한 점 중의 하나는, 이들이 고무 경화 동안에 고도로 가교된 수지를 형성하고, 이것이 최종 경화된 고무의 경도를 증가시킴에 따라서 최종 보강된 고무 성분의 동적 접착력 및 내피로성이 불량해진다는 것이다.
따라서, 최종 경화된 고무 조성물이 휘기 쉽고 양호한 내피로성을 가지도록 보장하면서, 양호한 동적 접착력을 지니는 조성물에 대한 요구가 타이어 제조 산업에 여전히 존재한다. 공정, 중간체 및 최종 조성물이 환경 친화적이고, 종래에 개발된 조성물 및 공정에 비해 보다 안전한 것이 또한 중요하다. 더욱이, 종래에 언급된 통상의 방법에 비하여 폴리에스테르 코드 및 고무 간의 개선된 접착력을 달성하는 방법으로서, a) RFL 코팅을 사용하지 않고, b) 고무 경화 이전에 RFL 접착성 수지를 경화시키기 위해 요구되는 고온 열처리가 생략되며, 및/또는 c) HRH 개질된 고무 스톡에 존재하는 결합제의 가교화와 관련된 경도 문제를 축소시킬 수 있는 방법에 대한 요구가 여전히 존재한다.
발명의 개요
본 발명은 다수의 폴리에스테르 기재 섬유를 포함하는 폴리에스테르 기재의 보강된 고무 조성물에 관한 것이고, 여기에서 다수의 폴리에스테르 기재 섬유는 표면 개질제 및 표면 개질제와 접착 상호작용하는 다수의 활성 고무 부분들을 포함하는 고무 화합물을 포함한다.
또한 본 발명은 다수의 폴리에스테르 기재 섬유를 제공하고, 다수의 활성 고무 부분들을 포함하는 고무 화합물 또는 조성물을 제공하며, 표면 개질제를 다수의 폴리에스테르 기재 섬유의 일부 이상에 커플링시키고, 표면 개질제를 접착 상호작용식으로 다수의 활성 고무 부분의 일부 이상과 상호작용시켜서 계면을 생성하는것을 포함하여, 폴리에스테르 기재 보강 고무 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 분야는 타이어 코드/고무 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 폴리에스테르 기재의 타이어 코드를 포함하는, 표면 개질된 중합체 기재 타이어 코드를 고무에 커플링시키는 방법, 및 관련 조성물과 개시된 방법으로부터 형성된 물품에 관한 것이다.
본 발명은 별도의 고에너지 처리 단계, 바꾸어 말해 대규모의 집중된 코드 전환 밀을 제거하는 방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 본 발명에서 "딥핑(dipping)"을 간결하게 하고 통합시키며, 그밖의 공정 단계로 공정을 처리하고, 몇몇 경우 실제로 상기 두개의 공정 단계를 생략한 공정 및 조성물이 제공된다. 또한, 본 발명은 중합체 기재 섬유 및 고무 조성물 또는 화합물 둘 모두에 접착성 화학제를 첨가함에 의해 다수의 중합체 기재 섬유 및 고무 조성물 또는 화합물 간의 접착력 개선에 대해 기술하는데, 이것은 섬유 또는 고무에 대한 접착력을 촉진하는 부분들을 첨가하는 것에 집중된 여하한 종래에 언급된 통상의 접착 방법과 현저히 상이한 것으로 여겨진다. 수득된 생성물 및 조성물은 타이어 및 기계적 고무 제품(MRG)에 사용될 수 있다. 이 기술은 특히 단일-말단 코드 또는 보강 고무 스트립을 요구하는 신규한 타이어 공정에 매우 적합하다.
본원에 기재된 사항에 따르면, 중합체 기재, 예를 들어 폴리에스테르 기재 섬유의 표면은, 의외로 고에너지 처리 단계가 사용되지 않는 경우에도 고무 화합물에 대한 접착력이 증가될 수 있도록 공학처리되고 개질될 수 있다. 이와 관련하여, a) 다수의 중합체 기재 섬유의 일부 이상이 하나 이상의 표면 개질제를 포함하는 다수의 중합체 기재 섬유; 및 b) 다수의 활성 고무 부분을 포함하며 다수의 활성 고무 부분의 일부 이상이 표면 개질제와 접착 상호작용하는 고무 화합물을 포함하는 중합체 기재 보강 고무 조성물이 제조될 수 있다. 이러한 접착 증가를 일으키는 중합체 기재 섬유 또는 코드의 표면상의 접착 활성 화학물질은 "표면 개질제"로서 일컬어지며, 수평균 분자량이 약 20,000을 초과하는 고무를 실질적으로 함유하지 않는다. 고무 중의 접착 활성 화학물질은 본원에서 "활성 고무 부분" (ARM)으로 일컬어진다.
타이어 패브릭 및 관련 조성물과 재료를 제조하는 데에 일반적으로 사용되는 다수의 중합체 기재 섬유가 본원에서 출발점으로서 사용될 수 있다. 중합체 기재 섬유는 일반적으로 약 80 중량% 이상의 2가 알코올과 테레프탈산(PET) 또는 나프탈렌 디카르복실산(PEN)의 에스테르로 구성된 임의의 천연 또는 합성 장쇄 중합체를 포함한다. 예를 들어, 고려되는 적합한 중합체 기재 섬유는 폴리에스테르, 폴리에스테르 기재 물질 및/또는 폴리에스테르 화합물을 부분적으로 포함하는 물질을 포함한다.
이 시점에서, 별다른 언급이 없는 한, 명세서 및 청구의 범위에 사용된 성분, 구성요소, 상호작용 조건 등을 나타내는 모든 숫자는 용어 "약"에 의해 모든 경우에 변경되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대되는 설명이 없는 한, 명세서 및 청구의 범위에 기재된 수치 파라미터는 본원에 제시된 사항에 의해 수득하고자 하는 요망되는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다. 어쨌든 균등론을 청구의 범위에 적용하는 것을 제한하고자 하는 것은 아니지만, 각각의 수치 파라미터는 적어도 보고된 유의 자리수의 갯수에 비추어 통상의 반올림 기술을 적용함으로써 해석되어야 한다. 본원에 제시된 사항의 넓은 범위를 나타내는 수치 범위 및파라미터가 근사치임에도 불구하고, 특정 예에 제시된 수치는 가능한 한 정확하게 보고되어 있다. 그러나, 임의의 수치는 반드시 이들 각각의 시험 측정에서 발견되는 표준 편차에 기인하는 약간의 오차를 내재적으로 함유한다.
고려되는 구체예에 있어서, 다수의 중합체 기재 섬유의 표면은 하나 이상의 접착성 기를 함유하는 표면 개질제로 개질되고/되거나 공학처리될 수 있다. 고려되는 접착성 기가 서로 접착 상호작용할 수 있는 한은 다수의 접착성 기가 이용될 수 있는 것으로 고려된다. 하나의 예에서, 제 1 접착성 기는 친전자체를 포함할 수 있으며, 제 2 접착성 기는 친핵체를 포함할 수 있다. 접착성 기의 수가 (a) 제 1 접착성 기와 제 2 접착성 기의 상호작용성, (b) 고무 조성물 중의 중합체 기재 섬유의 표면과 활성 부분의 표면 사이의 접착 상호작용의 세기, 및 (c) 수지 계면에서의 접착성 결합 및/또는 가교의 요망되는 정도에 주로 좌우되는 것으로 또한 고려된다. 예를 들어, 제 1 접착성 기와 제 2 접착성 기가 입체 장애된 경우, 비교적 많은 수의 접착성 기가 고무 조성물 중의 중합체 기재 섬유의 표면 및 활성 부분과 일정한 정도로 상호작용하는 데에 필요할 수 있다. 마찬가지로, 수소 결합 또는 이온 결합과 같은 비교적 약한 결합이 접착성 기들 사이에 형성되는 경우에 안정한 접착 상호작용을 달성하는 데에 많은 수의 접착성 기가 필요할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "접착성 기"는 접착 상호작용으로 또 다른 접착성 기와 하나 이상의 계면을 형성하기에 충분한 접착 상호작용성을 지닌 임의의 원자, 작용기, 또는 기를 의미한다. 본원에 사용된 용어 "계면"은 두 개의 분자, 두 개의 백본(backbone), 백본과 네트워크, 두 개의 네트워크 등 사이와 같은 두 개의 물질부또는 공간부 사이의 공통 경계를 형성하는 커플(couple) 또는 결합을 의미한다. 계면은 공유 결합 및 이온 결합과 같은 결합력, 및 반데르발스, 정전기, 쿨롱, 수소 결합 및/또는 자기적 인력과 같은 비결합력을 포함하는 두 개의 물질부 또는 성분부 사이의 물리적 부착 또는 두 개의 물질부 또는 성분부 사이의 물리적 인력을 포함할 수 있다. 고려되는 계면으로는 공유 결합과 같은 결합력으로 형성되는 계면을 포함하지만, 두 개의 물질부 또는 성분부 사이의 임의의 적합한 접착성 인력 또는 부착이 바람직한 것으로 이해되어야 한다.
접착성 기의 수는 분자간 내지 분자내 접착성 또는 화학적 상호작용의 비에 영항을 미칠 수 있다. 예를 들어, 둘 모두의 백본의 비교적 낮은 농도에서 제 1 백본 및 제 2 백본 중의 비교적 높은 접착성 기의 농도는 분자내 반응을 유리하게 할 수 있다. 유사하게는, 둘 모두의 백본의 비교적 높은 농도에서 제 1 백본 및 제 2 백본 중의 비교적 낮은 접착성 기의 농도는 분자간 반응을 유리하게 할 수 있다. 분자내 및 분자간 상호작용 사이의 균형은 백본 사이의 동일하지 않은 접착성 기의 분포에 의해 또한 영향을 받을 수 있다. 분자간 상호작용이 요망되는 경우, 한 가지 유형의 접착성 기가 제 1 백본상에 위치할 수 있고, 또 다른 유형의 접착성 기가 제 2 백본상에 위치할 수 있다. 또한, 상이한 조건에서 순차적인 상호작용 또는 가교가 요망되는 경우 (예를 들어, 두 가지 상이한 온도), 추가의 제 3 및 제 4 접착성 기가 사용될 수 있다.
그러나, 고려되는 접착 상호작용의 접착성 기는 대안적인 접착성 기들의 화학적 성질에 따라 친핵성 및 친전자성 치환, 또는 제거, 라디칼 반응 등을 포함하는 다수의 다른 상호작용을 일으킬 수 있다. 추가의 대안적인 상호작용은 또한 정전기적 결합, 소수성 결합, 이온 결합 및 수소 결합과 같은 비공유 결합의 형성을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "가교"는 긴 분자의 두 개 이상의 분자 또는 두 개의 부분이 화학적 및/또는 접착성 상호작용에 의해 함께 결합되는 작용을 의미한다. 이러한 상호작용은 공유 결합의 형성, 수소 결합의 형성, 소수성, 친수성, 이온성 또는 정전기성 상호작용을 포함하는 다수의 다양한 방식으로 일어날 수 있다. 또한, 분자 상호작용은 분자 및 그 자체 사이 또는 둘 이상의 분자 사이의 적어도 일시적인 물리적 연결을 또한 특징으로 할 수 있다.
접착 상호작용은, 동일한 백본 또는 두 개의 개별적 백본 및/또는 동일한 네트워크 또는 두 개의 개별적 네트워크상에 위치할 수 있는, 두 개의 동일하거나 동일하지 않은 반응성 기 사이에서 일어날 수 있다. 본원에 사용된 용어 "백본"은 원자 또는 부분의 어느 하나의 제거가 사슬의 중단을 초래하도록 공유 결합된 중합체 스트란드를 형성하는 원자 또는 부분의 연속적 사슬을 의미한다. 본원에 사용된 용어 "네트워크"는 하나의 백본을 제 2 백본과 가교시키거나 하나의 백본을 그 자체와 가교시킴으로써 생성된 구조와 같은 하나 이상의 백본의 상호작용 (상호작용은 화학적이거나 접착성임)으로부터 생성된 구조를 의미한다.
외인성 분자는 또한 분자, 백본 및/또는 네트워크에 부착될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "외인성 분자"는 이러한 방식으로 반응하지 않는 분자, 백본 및/또는 네트워크 사이에 접착 또는 화학 반응을 유도하거나 개선시키기 위해 첨가되는 분자를 의미한다. 외인성 분자가 존재하지 않는 반응은 중합체에서 전체의 접착기 또는 반응기 수의 감소, 및 요구되는 반응 단계의 수의 감소를 포함하는 다양한 장점이 존재하지만, 또한 몇 가지 손실을 가지고 있다. 한편, 외인성 분자를 사용하는 것은 중합 반응 및/또는 접착 반응이 화학적으로 또는 접착적으로 양립할 수 없을 때 장점이 될 수 있다.
하나 이상의 하기 작용기 및/또는 접착성 기는 표면개질제로서 사용될 수 있다: 글리시딜 에테르, 페놀, 레조르시놀, 디설파이드, 테트라설파이드, 알콕시, 메틸올, 불포화기 및/또는 방향족 히드록시 화합물 및/또는 다른 방향족 히드록시 화합물. 또한, 나일론과 같은 접착 증진 첨가제는 폴리에스테르 섬유에 혼입될 수 있다. 표면-개질된 중합체 기재 섬유는 고무 경화 중에 고무/섬유 계면을 형성하기 위해 고무 조성물에서 하나 이상의 활성 고무 부분과 접착 상호작용한다. 어떤 경우에, 계면은 수지를 포함할 수 있다. 고려되는 고무 스톡에 혼입되는 활성 고무 부분은 중합체 기재 직물 및 사용되는 표면개질제의 특성에 따라 메틸렌 도너, 메틸렌 억셉터 성분 및 이의 혼합물일 수 있다. 메틸렌 도너가 고무에 존재할 경우, 메틸렌 억셉터는 중합체 기재 섬유 상에 침착될 수 있으며/있거나 이와 반대로도 될 수 있다. 섬유 상의 메틸렌 억셉터 또는 도너의 첨가는 특성과 경제의 더욱 우수한 조합을 위해 고무의 조성을 조절할 수 있다. 메틸렌 도너 및/또는 메틸렌 억셉터는 경화되지 않은 고무에 대하여 약 0.1 내지 약 10부의 양으로 첨가될 수 있다. 실리카는 또한 경화되지 않는 고무에 대해 약 0.1 내지 20부로 첨가될 수 있다.
표면개질제는 또한 에폭시, 레조르시놀, 페놀, 알콕시, 설파이드, 아민, 불포화 이중 결합, 나일론 및/또는 고무 화합물 또는 고무 조성물에서 (a) 고무 경화 과정 중에 섬유와 고무 조성물의 계면에 침투하여 네트워크를 형성하기 위한 공동-경화 및/또는 (b) 활성 고무 부분과 접착 상호작용할 수 있는 기와 같은 하나 이상의 하기 화학 작용기를 포함할 수 있다. 표면개질제는 섬유 중량에 대하여 약 0.1 내지 약 10 중량부로 첨가될 수 있다.
페놀 또는 레조르시놀기를 갖는 화합물은 2가 또는 다가 페닐, 2가 또는 다가 페놀 노볼락 수지 및 이의 알킬 또는 아릴 치환된 유도체를 기재로 하는 화합물을 포함한다. 이러한 화합물의 예들로는 하기 US 특허에 기술되었다: US 4,605,696 (1986), US 4,889,891 (1989), US 4,892,908 (1990), US 5,021,522 (1991), US 5,030,692 (1991), US 5,049,641 (1991), US 5,049,618 (1991), US 5,206,289 (1993), US 5,244,725 (1993), US 5,945,500 (1999). 이러한 화합물의 특정한 예들로는 레조르시놀, 레조르시놀-포름알데히드 수지, 벤조일 레조르시놀, 레조르시놀 모노벤조에이트, 레조르시놀 모노로시네이트, 알킬 및/또는 아릴 치환된 페놀 및 레조르시놀 노볼락 수지, 알카노일기, 아로일기, 할로겐 치환된 화합물, 폴리히드릭 페녹시 수지, 히드록실-아릴 치환된 모노말레이미드, 2가 및 다가 페놀의 히드록시알킬 아릴 에테르, 스티렌 개질된 페놀 또는 레조르시놀 수지, 비스페놀-A 에폭시 수지-개질된 레조르시놀 또는 페놀 수지, 캐슈 넛 액체 또는 알릴 및 알킬 페놀로 개질 레조르시놀 노볼락 수지, 레조르시놀로부터 유도된 레조르시놀 수지, 및 피페릴렌, 디펜텐, 디시클로펜타디엔, 디비닐벤젠, 황을 함유하는 페놀과 같은 모노 또는 폴리불포화 탄화수소 화합물 또는 레조르시놀 수지 유도체 또는 이들의 혼합물 또는 이들 중 어느 하나의 유도체를 포함한다.
알콕시기와 같은 표면개질제를 함유하는 화합물의 예로는 중합체 기재 섬유 표면 위에 증착되거나 되지 않을 수 있으며, 헥사메톡시메틸멜라민, 부분적이거나 전체적으로 에스테르화되거나 에테르화된 멜라민포름알데히드 수지 또는 임의의 N-치환 옥시메틸 멜라민, 멜라민의 모노머 또는 올리고머 유도체, 벤조구아나민, 아세토구아나민, 시클로헥실구아나민, 및 글리콜루릴, 트리아진의 임의의 자기-축합 유도체 및 이들의 올리고머, 또는 이들의 혼합물 또는 이들 중 어느 하나의 유도체를 포함한다.
중합체 기재 섬유의 표면 위에 불포화 이중결합과 같은 표면개질제를 침착시키는 데에 사용될 수 있는 화합물의 예들로는 비닐-작용기화 유기실란 및/또는 약 20,000 미만의 수평균 분자량을 지닌 임의의 고무, 바람직하게 액상 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 에폭시 또는 무수물 작용기화 폴리부타디엔, 에폭시 또는 작용기화 폴리이소프렌 및 작용기화 스티렌-부타디엔 공중합체를 포함하는 코팅이 용이한 액상 고무를 포함한다. 중합체 기재 섬유 표면에 디설파이드 또는 테트라설파이드 결합과 같은 표면개질제를 제공하는 화합물의 예로는 또한 비스(트리에톡시실릴프로필) 디설파이드 도는 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드를 포함할 수 있다.
용어 "알킬"은 본원에서 분지형 또는 직쇄 포화 탄화수소 또는 1개 내지 100개 탄수 원자를 가진 치환체, 예를 들어, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, t-부틸, 옥틸, 데실, 테트라데실, 헥사데실 및 그 유사물을 의미하는 것으로 사용된다. 어떤 구체예에서, 고려된 알킬기는 1개 내지 24개의 탄소 원자를 함유한다. 용어 "시클릭 알킬"는 구조 하나 이상의 폐쇄 고리로 특징화된 알킬 화합물을 의미한다. 시클릭 알킬은 화합물에 존재하는 고리의 수에 따라서 모노-, 바이-, 트리- 또는 폴리사이클릭일 수 있다.
용어 "아릴"는 본원에서 5개 내지 7개 탄소 원자를 가지는 모노사이클릭 방향족 종 또는 5개 내지 7개 탄소 원자를 가진 모노 사이클릭 방향족으로 만들어지고 전형적으로 페닐, 나프탈릴, 페난트릴, 앤트라실 등인 화합물을 의미하는 것으로 사용된다. 상기 기는 1개 내지 4개, 보다 바람직하게는 1개 내지 2개 알킬, 알콕시, 하이드록시, 및/또는 니트로 치환체로 치환되거나 치환되지 않는다. 용어 "알케닐"은 본원에서 2개 내지 24개 탄소 원자 및 하나 이상의 이중 결합을 함유한 분지형 또는 직쇄 탄화수소 쇄를 의미하는 것으로 사용된다. 바람직한 알케닐 기는 본원에서 1개 내지 12개 탄소 원자를 함유한다. 용어"알콕시"는 본원에서 단일, 말단 에테르 연결을 통하여 결합된 알킬기를 의미하는 것으로 사용되고; 즉, 알콕시기는 -OR(R이 상기에서 정의된 바대로 알킬기임)로 정의될 수 있다.
본원에서 사용된 고무 조성물 또는 화합물은 포화, 불포화 또는 이들의 조합물일 수 있으나, 고무 조성물 및 화합물이 타이어 섬유 및 관련 물질에서 사용하기에 적합한 경우에 한해서이다. 고려된 구체예에서, 고무 조성물 또는 화합물은 불포화의 어느 정도 이상을 포함한다. 본원에서 기술된 고려된 고무 화합물은, 이에 한정되지 않고 폴리아이소프렌, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 폴리클로로프렌, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔(EPDM) 터폴리머, 폴리부타디엔(하이드록시기, 카복시기, 및 또는 무수물기에 의해 개질될 수 있음), 규소, 황, 개시제를 경화하는 고무, 촉진제, 항분해제 및 다른 보강 충전제로 혼합된 스티렌-부타디엔 공중합체을 포함하는 다양한 천연 및 합성 고무을 함유하는 혼합물을 포함한다.
다른 고려된 구체예에서, 표면 개질제는 다수의 중합체 기재 섬유, 예를 들어 나일론을 스피닝 공정전 또는 동안에 녹인 중합체로 합치면서 개질된 폴리에스테르 기재 섬유에 적용되었다. 에폭시기를 가진 표면 개질화는 글리시딜 에테르 연결을 가진 기존의 에폭시 화합물을 함유하는 스핀 피니쉬 도는 오버피니쉬을 통해서 이루어진다.
중합체 기재 보강 고무 조성물을 생산하는 방법은 a) 다수의 중합체 기재 섬유을 제공하고; b) 다수의 활성 고무 부분을 함유하는 고무 화합물 또는 조성물을 제공하고, c) 표면 개질제를 다수의 중합체 기재 섬유의 일부 이상의 표면상으로 커플링시키고; d) 표면 개질제를 접착 상호작용식으로 다수의 활성 고무 부분의 일부 이상과 접착 상호작용시켜서 계면을 형성시키는 것을 포함한다.
추가적으로, 표면 개질제 및 다수의 활성 고무 부분이 선택되어, 다수의 활성 고무 부분이 가황 반응과 같은 제조 조건하에서 표면 개질제와 접착 상호작용한다. 환원하면, 표면 개질제 및 다수의 중합 기재 섬유의 어느 이상 사이에 커플링 단계전에, 표면 개질제가 다수의 활성 고무 부분에 접착적으로 양립하게 선택되거나 인식되는 선택 단계 또는 인식 단계가 있을 것이다. 용어 "양립하는"이란 요망되는 계면과 관련이 있는것으로 추가적으로 이해된다. 만약 요망되는 계면이 고도로 가교되어야 한다면, 그때는 표면 개질제가 그에 따라서 선택될 것이다.
또한, a) 표면 개질제을 포함하는 다수의 폴리에스테르 섬유; 및 b) 표면 개질제와 접착적으로 반응하는 다수의 활성 고무 부분을 포함하고, 비금속 부분을 필수 성분으로 포함하는 고무 화합물을 포함하는 폴리에스테르 기재 보강 고무 조성물이 생성될 수 있다.
다수의 중합체 기재 섬유는 a) 공급사 또는 섬유 공장으로부터 중합체 기재 섬유를 구입하는 방법, b) 다른 공급원에 의해 제공된 화학약품을 사용하여 가정에서 중합체 기재 섬유를 준비하거나 제조하는 방법 및/또는 c) 가정에서 또는 현장에서 제조되거나 제공된 화학약품을 사용하여 가정에서 중합체 기재 섬유를 준비하거나 제조하는 방법을 포함하는 임의의 적합한 방법에 의해 제공될 수 있다. 중합체 기재 섬유는 본원에서 이미 기술된 재료와 같은 임의의 적합한 재료로 이루어질 수 있다.
섬유 표면은 (a) 방적사(yarn) 제조 단계(즉, 정방(spinning) 및/또는 연신(drawing)), (b) 후속되는 방적사 처리(즉, 패키지 형성, 빔형성, 리와인딩(re-winding) 등), (c) 플라이(ply) 또는 케이블 트위스팅, 및/또는 (d) 칼렌더링, 압출, 또는 심지어 필라멘트-와인딩 전의 코드 코팅 작업 동안에 도포되는 피니시(finishes) 또는 코팅에 의해 개질될 수 있다. 피니쉬 또는 코팅은 수성, 비수성 용매 기재이거나 "순수(neat)"일 수 있으며, 순수는 후처리 동안에 제거되어야 하는 용매 또는 기타 분자 및/또는 화합물이 존재하지 않음을 의미한다. 수성 에멀젼은 공정에 있어서 어느 시점에도 도포될 수 있으나, 적용된 열이 물을 신속히 빠져 나가게 하는 정방 또는 연신 단계 동안에 또는 물이 증발되는 시기인 저장 단계 전에 도포하는 것이 바람직하다. "순수" 코팅은 방적사 또는 형성된 코드에 도포될 수 있다. 이러한 순수 코팅은 상승 온도에서 유체이기 때문에 균일한 코팅을 용이하게 하고, 이후 냉각시 고화시켜 취급 및 패키징을 용이하게 한다.
고려되는 비수성 용매에는 요망되는 온도에서 휘발되고/되거나 유기상으로 용이하게 형성되는 임의의 적합한 순수 유기 분자 또는 유기 분자의 혼합물이 포함된다. 또한, 이들 용매는 임의의 적합한 순수 화합물 또는 극성과 비극성 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다. 몇몇 용매에는 케톤 기재 용매, 예컨대 아세톤, 메틸 에톤 케톤 및 2-프로판올을 포함하나, 이로 제한되는 것은 아니다.
다수의 활성 고무 부분을 포함하는 고무 화합물 또는 고무 조성물은 a) 공급사로부터 고무 화합물 또는 고무 조성물을 구입하는 방법, b) 다른 공급원에 의해 제공된 화학약품을 사용하여 가정에서 고무 화합물 또는 고무 조성물을 준비하거나 제조하는 방법 및/또는 c) 가정에서 또는 현장에서 제조되거나 제공된 화학약품을 사용하여 가정에서 고무 조성물 또는 고무 화합물을 준비하거나 제조하는 방법을 포함하는 임의의 적합한 방법에 의해 제공될 수 있다. 고무 화합물 또는 고무 조성물은 본원에서 이미 기술된 재료와 같은 임의의 적합한 재료로 이루어질 수 있는 것으로 간주된다. 또한, 활성 고무 부분은 고무 화합물 또는 고무 조성물에 이미 존재될 수 있거나, 표면 개질제가 선택되면 선택되어, 활성 고무 부분이 맞추어 지고, 고무 화합물 또는 고무 조성물에 첨가될 수 있는 것으로 간주된다. 경화되지 않은 고무 중의 활성 고무 부분의 양은 경화되지 않은 고무 100부에 대해 약 0.1내지 약 10부인 것으로 간주된다.
본원에서 이미 기술된 바와 같은 표면 개질제는 다수의 중합체 기재 섬유의 적어도 일부 또는 전부와 커플링된다. 구체예에서, 표면 개질제를 제공할 화합물 또는 조성물은 적합한 용매와 블렌딩되거나 용매화된 후, 다수의 중합체 기재 섬유의 적어도 일부 또는 전부를 코팅한다. 코팅 공정은 다수의 중합체 기재 섬유를 표면 개질제를 포함하는 용매화된 혼합물에 침지시키고, 용매화된 혼합물을 다수의 중합체 기재 섬유의 적어도 일부 또는 전부에 붓고, 용매화된 혼합물을 다수의 중합체 기재 섬유의 적어도 일부 또는 전부 및/또는 이들의 조합물에 분무시키는 것을 포함할 수 있다. 또한, 표면 개질제를 포함하는 고무 화합물 또는 조성물은 증착 공정에 의해 증발되어 다수의 중합체 기재 섬유에 도포될 수 있는 것으로 간주된다. 그러나, 상기 표면 개질제는 다수의 중합체 기재 섬유에 커플링되는 것이며, 생성물은 적합한 조건 하에서 고무 조성물 또는 고무 화합물 중의 활성 고무 부분과 접착 상호작용을 할 수 있을 것으로 이해해야 한다.
앞서 언급된 바와 같이, 표면 개질제 및 다수의 활성 고무 부분의 적어도 일부는 선택되고, 맞춰지고/지거나 설계되어 가황 공정과 같은 조절된 제조 조건 하에서 둘 사이의 접착성 상호 작용을 일으킨다. 구체예에서, 일어나는 접착 상호 작용은 표면 개질제와 적어도 일부, 또는 보다 바람직하게는 전부의 다수의 활성 고무 부분 간의 가교 반응일 것이다. 이상적으로는 모든 다수의 활성 고무 부분이 표면 개질제와 접착 상호작용하여 앞서 인용된 종래 기술에 비해 중합체 기재 섬유와 고무 조성물 간의 접착성을 증진시키는 것으로 이해해야 하지만, 실제로는 입체적 장애 및 물리적 장애로 인해, 적어도 일부의 다수의 활성 고무 부분이 표면 개질제와 접착 상호작용할 것으로 예상된다.
메틸렌 도너 및 메틸렌 억셉터를 포함하는 접착 성분은 서로 분리되어 고무 경화 동안에만 접착 상호작용을 진행하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 메틸렌 억셉터가 중합체 기재 섬유의 표면에 부착되면, 메틸렌 도너는 고무 화합물에 혼입되거나, 역 또한 같다. 바꿔 말하면, 표면 개질제는 적어도 메틸렌 도너 또는 메틸렌 억셉터 중 하나를 포함하고, 활성 고무 부분은 메틸렌 또는 또는 메틸렌 억셉터 중 하나를 포함하여, 표면 개질제도 활성 고무 부분도 메틸렌 도너 및 메틸렌 억셉터를 동시에 포함하지 않는다. 이론에 결부되지 않는 한, 이러한 결합제의 분리는 고무/섬유 계면에서 또는 인접하여 접착 상호작용을 일으키고, 이에 따라 최종 경화된 고무는 메틸렌 도너 및 메틸렌 억셉터 둘 모두가 동일한 고무 제형에 존재하는 경우에서와 같은 경질 상태가 아닐 것으로 여겨진다. 또한, 이러한 메틸렌 도너 및 억셉터의 분리는 접착성을 달성하는데 필요한 접착 성분의 양을 최소화하므로 경제적으로 보다 바람직한 것으로 여겨진다.
실시예에 기술된, 코드 구조물, 고무 화합물, 메틸렌 도너 또는 메틸렌 억셉터 중의 선택물, 및 고무 가황 조건은 설명을 위한 것이고 어떤 방식으로든 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
코드 구조물
본 발명에 사용된 모든 폴리에스테르 코드는 두가닥 구조를 가지고 인치당9.5×9.5 회전으로 꼬인 1000 데니어 얀으로부터 제조되었다.
부착 시험
시험될 코드를 먼저 20 mils 두께의 시험 고무 스트립으로 싸인 와인딩 드럼(지름 6.5인치) 상에서 와인딩하여 인치 당 평균 약 36 내지 40 말단을 가지는 두께 6인치의 패드를 형성하였다. 코드/고무 패드를 드럼으로부터 제거하고, 노출된 코드 면이 위쪽을 향하게 작업벤치에 평평하게 놓았다. 다음에, 역행 고무 스트립을 코드 표면의 맨 위에 위치시켜 완전한 시험 패드를 형성하였다. 2개의 가로 6인치에 세로 8인치인 절편을 시험 패드로부터 잘라 분리 천 스트립(너비 1인치)을 이들 절편의 각 말단에 위치시켰다. 한 절편을 시험 고무 층이 서로 마주 보게 다른 절편의 위에 놓았다.
다음에, 준비된 코드/고무 시험 패드를 333psi의 압력 하에서 뜨거운 프레스에 8분 동안 350℉로 경화시켰다. 모든 경화된 시험 패드를 시험 전에 75℉에서 최소 16 시간 동안 그대로 두었다. 경화된 시험 스트립 샘플(가로 1인치에 세로 4인치)을 경화된 패드로부터 코드가 놓인 방향과 평행한 방향으로 자르고, 고온 박리 부착성(Hot Peel Adhesion)에 대해 시험하였다. 고온 박리 시험은 분 당 4인치의 인력으로 인스트론 텐사일 테스터(Instron Tensile tester)를 사용하여 수행하였다. 시험 스트립을 30분 동안 250℉로 오븐에서 컨디셔닝하고 오븐으로부터 제거하자마자 잡아 끊었다.
시험 쿠폰을 잡아 끊는데 필요한 최대 힘을 1bs/in(인치 당 파운드)의 박리 강도로서 보고하였다. 고무 스트립의 두 부분이 잡아 끊어진 후에 코드 표면상에그대로 관찰될 수 있는 고무의 백분율에 따라 육안 등급(등위)를 결정하였다. "0 등급"은 고무/코드 계면에 고무 범위가 없거나 부착이 실패되었음에 해당하고 "5 등급"은 고무의 접착 실패를 나타내는 100% 고무 범위가 있음을 의미한다.
고무의 조성
실시예에 사용된 고무 화합물의 조성물은 표 1 및 2에 도시된다. 각 성분의 양은 중량부로 표에 나열된다. 제 1 고무 제형(표 1의 대조 고무)은 접착제 또는 활성 고무 잔기를 함유하지 않는다. 이는 통상적인 RFL 처리된 코드로 일반적으로 사용되는 고무 제형이다. 개질된 고무 화합물(표 1의 HRH-1 및 HRH-2)은 대조 고무와 동일한 제형으로부터 유래되나 상이한 수준의 메틸렌 도너 및 메틸렌 억셉터를 함유한다. 본 발명에서, 설명 목적으로, 사용되고 있는 메틸렌 억셉터는 레디믹스 401RAP60(Redimix 401RAP60)으로서 폴리원 코포레이션(PolyOne Corporation)으로부터 입수 가능한 화합물이다. 이것은 60 퍼센트 활성 레소르시놀을 함유하는 레조르시놀/스테아르산 혼합물이다. 본 발명에 사용된 메틸렌 도너는 레시멘 3520 S72(Resimene 3520 S72)로서 솔루티아 인크.(Solutia Inc.)로부터 입수하였다. 이것은 칼슘 실리케이트상에 지지된 메틸화 멜라민 수지이고 72퍼센트 활성이다.
표 1
비교예 및 실시예 1 내지 4에 사용된 고무 조성물
(모든 성분은 중량부로 표시) 대조 고무 개질된 고무 HRH-1 개질된 고무 HRH-2
천연 고무 64.3 64.3 64.3
스티렌-부타디엔 고무 14.7 14.7 14.7
폴리부타디엔 고무 21.0 21.0 21.0
산화 아연 3.4 3.4 3.4
스테아르산 1.9 1.9 1.9
중합된 1,2-디히드록시-2,2,4-트리메틸퀴놀린 1.0 1.0 1.0
석유 탄화수소 수지 2.9 2.9 2.9
카본 블랙 48.0 33.6 33.6
오일 11.2 11.2 11.2
N-t-부틸벤조티아졸 설폰아미드 0.8 0.8 0.8
모르폴리노벤조티아졸 0.6 0.6 0.6
황 2.8 2.8 2.8
메틸렌 억셉터 (레조르시놀 기재 화합물) 0 2.4 1.5
메틸렌 도너 (헥사메톡시메틸멜라민 수지 기재 화합물) 0 1.5 2.4
실리카 0 14.4 14.4
표 2
실시예 5-6에 사용된 고무 조성
(모든 성분은 중량부임) R-1 R-2 R-3 R-4 R-5
천연 고무 64.3 64.3 64.3 64.3 64.3
스티렌-부타디엔 고무 14.7 14.7 14.7 14.7 14.7
폴리부타디엔 고무 21.0 21.0 21.0 21.0 21.0
산화아연 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4
스테아르산 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9
중합된 1,2-디히드록시-2,2,4-트리메틸퀴놀린 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
석유 탄화수소 수지 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9
카본 블랙 33.6 33.6 33.6 33.6 33.6
오일 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2
N-t-부틸벤조티아졸 설폰아미드 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
모르폴리노벤조티아졸 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
황 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8
메틸렌 억셉터(레조르시놀 기재 화합물) 0 0 0 0 0
메틸렌 도너(헥사메톡시멜라민 수지 기재 화합물) 1.9 2.9 5.6 5.6 2.9
실리카 14.4 14.4 14.4 - 14.4
아연 처리 보조제(레인케미(RheinChemie)로부터의 악티플라스트(Aktiplast) MS) - - - - 1.9
N-시클로헥실티오프탈이미드 - - - - 0.24
비스(트리에톡시실릴프로필)디설파이드 - - - - 0.95
비교예: RFL-처리된 폴리에스테르 코드 및 나일론 코드
비교예 1에서, 표면 개질제 (또는 다르게 공학처리된 표면) 처리되지 않은 PET 그레이지 코드를, 먼저 블록 이소시아네이트/에폭시 수지 혼합물을 함유하는수성 딥(dip)으로 처리하고 열처리한 후, 후속하여 예열처리된 코드를 통상적인 RFL 접착성 딥 제형으로 코팅시킨 후 열처리하는 통상적인 2-단계 코팅 공정으로 처리하였다. 생성된 처리된 코드의 접착성은 표 1에 기재된 바와 같은 전형적인 비개질된 고무 화합물과 함께 측정하였다(이는 표 3에 기재된 비교예 1임).
비교예 2에서, 에폭시 작용기를 함유하는 스핀피니쉬 또는 오버피니쉬로 폴리에스테르 섬유를 처리하므로써, 사용할 PET 그레이지 코드를 제조하였다. 이러한 네트워크 형성 에폭시 피니쉬 시스템은 U.S. 4,348,517에 기술되어 있다. PES-1으로서 고안된 이러한 그레이지 코드는 통상적인 1-단계 RFL로 처리된다(어떠한 블록 이소시아네이트/에폭시의 사전코팅 처리 없이)(이는 표 3에 기재된 비교예 2이다).
비교예 3에서, 표면이 나일론 및 에폭시 표면 개질제로 처리된 폴리에스테르 코드(TES-1으로 고안됨)를 1-단계 RFL 딥으로 처리하고, 접착성은 비개질된 통상적인 고무와 측정하였다. 그레이지 코드는 에폭시 함유 스핀피쉬 및 오버피쉬를 사용하면서, 폴리에스테르 섬유 스피닝 공정 동안 나일론 첨가제를 주입하므로써 달성된다. 예시 목적을 위해 본 발명에 사용된 코드는 특정 나일론을 함유한다(이는 표 3에 기재된 비교예 3이다).
비교예 4에서, 2-플리(ply) 나일론 6 코드는 1260 데니어 얀으로부터 수득되며, 인치당 9.5배 9.5 회전으로 트위스팅된다. 나일론 코드이기 때문에, 비교 목적을 위해서 활성 고무 부분을 함유하는 HRH 고무로의 접착만을 측정하였는데, 그 이유는 나일론은 직접결합법(Direct Bonding method)에서 HRH 고무에 우수하게 접착된다는 것은 공지되어 있기 때문이다.
표 3
비개질된 대조군 고무 개질된 고무 HRH-1 개질된 고무 HRH-2
코드 유형 RFL 처리 접착성(lbs/in) 시각적 평가 접착성(lbs/in) 시각적 평가 접착성(lbs/in) 시각적 평가
비교예 1 PET 2-단계 RFL 30.2 4.0 - - - -
비교예 2 PES-1 1-단계 RFL 34.0 4.2 - - - -
비교예 3 TES-1 1-단계 RFL 40.5 4.4 - - - -
비교예 4 나일론 비처리 - 44.1 4.4 38.7 4.4
실시예 1 PES-1 비처리 5.4 0 33.7 4.2 36.3 4.2
실시예 2 PES-2 비처리 4.1 0 40.2 4.2 45.4 4.4
실시예 3 TES-1 비처리 7.3 0 32.6 4.0 28.2 4.2
실시예 1-3
에폭시 및/또는 나일론 공학처리된 표면을 가진 폴리에스테르 코드를 HRH 개질된 고무 화합물에 직접 결합
실시예 1에서, 비교 실시예 2에서 사용된 것과 동일한 폴리에스테르를 사용하여 코드-고무 결합(cord-to-rubber) 보강 복합체를 준비하였다. PES-1로 지정된 이 코드는 에폭시 표면 개질제를 지니며, 이것은 에폭시 함유 스핀피니쉬 및 에폭시 함유 오버피니쉬를 이용하는 섬유 방사 공정 동안에 수득된다. 이러한 진보적 실시예에서, 코드는 RFL 처리를 거치지 않으며, 상이한 정도의 메틸렌 도너 및 메틸렌 억셉터를 함유하는 2개의 상이한 고무(HRH-1 및 HRH-2)에 의해 직접 구성된다. 접착 결과는 표 3에 나타내었다. 에폭시 공학처리된 표면을 갖는 진보된 폴리에스테르 코드가 RFL 코팅의 사용 또는 별도의 열처리 없이 메틸렌 도너 및 메틸렌 억셉터 활성 고무 부분을 함유하는 고무 화합물에 직접 결합될 수 있다는 것을 명확히 나타내었다. 접착 결과는 비교예 1 및 2의 대조 샘플과 비교되었으며, 여기에서 원하는 정도의 코드-고무 접착을 달성하기 위하여 코팅전 단계 및 RFL 처리가 필요하였다.
실시예 2에서, 또 다른 코드-고무 결합 보강된 복합체가 준비되었고, PES-2로 지정된 폴리에스테르 코드를 사용하였고, 이것은 PES-1 보다 에폭시 표면 개질제의 양을 많이 가졌다. 또한, 표 3으로부터, 종래 RFL 처리 없이도, 접착 값이 RFL 처리된 코드에 비해 좋았으며, 나일론 코드의 값에 필적하였다.
실시에 3은 나일론 및 에폭시 표면 개질제를 가진 폴리에스테르 코드(TES-1)가 RFL 처리를 할 필요 없이 활성 고무 부분을 갖는 HRH 고무로 직접 결합될 수 있다는 것을 나타낸다. 접착 결과는 표 3에 나타내었다.
실시예 1-3의 데이터는, 본원에 개시된 바와 같은 특별히 조정된 에폭시 및/또는 나일론 표면 개질제를 가진 폴리에스테르 코드가 RFL 코팅 또는 추가의 열처리가 필요 없이 활성 고무 부분을 갖는 고무로 직접 결합될 수 있다는 것을 명확히 설명한다. 고무 가황 동안 제공된 열은 HRH 개질된 고무 화합물내의 활성 고무 부분을 경화시키기에 충분하고 양호한 코드-고무 접착을 제공한다.
실시예 4
에폭시 표면 개질제를 가진 폴리에스테르 코드를 HRH 개질된 고무 화합물에 직접 결합
본 실시예에서, 상이한 비-활성 및 접착성 활성 스핀피니쉬 및/또는 오버피니쉬를 갖도록 설계된 폴리에스테르 코드가 활성 고무 부분을 함유하는 고무 재료로 접착력에 대하여 평가되었다. 폴리에스테르 섬유의 표면 활성화는 섬유 방사공정 동안에 에폭시 함유 스핀피니쉬 및/또는 오버피니쉬(표 4에서 에폭시 활성된으로 지정됨)를 사용하여 달성하였다. 그 후, 표면 활성 폴리에스테르 섬유는 코드로 꼬여지고, 접착 연구를 위해 HRH 개질된 고무로 직접 결합된다. 종래 RFL 처리를 생략하였다. 접착 결과는 표 4에 나타내었다.
표 4
대조군 고무 개질된 고무: HRH-2
스핀피니쉬 형태 오버피니쉬 형태 샘플 접착력(lbs/in) 가시 등급 샘플 접착력(lbs/in) 가시 등급
비-활성화 없음 A 6.2 0 G 6.5 0
비-활성화 에폭시활성화 B 4.1 0 H 17.3 3.9
비-활성화 에폭시활 성화 및 촉매화 C 4.1 0 I 21.5 3.9
에폭시활성화 없음 D 7.6 0 J 19.9 3.5
에폭시활성화 에폭시활성화 E 5.4 0 K 33.5 4.0
에폭시활성화 에폭시활성화 및 촉매화 F 4.1 0 L 38.4 4.0
표 4의 샘플 G, H 및 I를 비교함으로써, 폴리에스테르 코드의 HRH-2 고무로의 접착력이 폴리에스테르 섬유 표면을 에폭시 함유 오버피니쉬로 활성화시킴으로써 개선될 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 게다가, 에폭시 활성 오버피니쉬의 존재 및 부재하에 에폭시 활성 스핀피니쉬가 폴리에스테르 섬유의 표면에 도포되는 경우, 표 4의 샘플 J, K 및 L에서와 같이, 접착력에 상당한 개선이 달성될 수 있고, 접착력 값이 비교 실시예 1 및 2에서 나타낸 바와 같이 RFL 처리된 코드의 값과 매우 필적할 만하다. 데이터는 폴리에스테르 섬유의 표면을 조정 및 가공하여 RFL 처리 공정의 필요 없이 폴리에스테르 코드의 고무로의 양호한 직접 결합을 달성하게 한 발명자들의 능력을 입증하고 있다.
실시예 5
에폭시 및 레조르시놀 표면 개질제를 지닌 폴리에스테르 코드를 개질된 고무에 직접 결합 -- 섬유 표면상의 메틸렌 억셉터 함량의 변화
본 실시예는 에폭시 및 레조르시놀 표면 개질제 둘 모두를 지닌 폴리에스테르 코드를 사용한 코드 대 고무 접착의 양호한 직접 결합의 달성을 예시한다. 코드 대 코드 접착을 평가하는 데에 사용된 고무는 메틸렌 도너 화합물만을 함유하였다. 메틸렌 억셉터 화합물은 본원에 기재된 바람직한 에폭시 및 레조르시놀 표면 개질제를 지닌 폴리에스테르 섬유 또는 코드를 생성시키기도록 폴리에스테르 섬유 또는 코드상으로 침착된다. 레조르시놀 공학처리된 표면은 실시예 1에 사용된 PES-1 코드를 메틸렌 억셉터 화합물 (이 경우, 레조르시놀 수지)를 함유하는 접착 용액으로 코팅시킴으로써 수득하였다. 본 실시예에서, 선택된 레조르시놀 수지는 인드스펙 인크. (Indspec Inc.)가 시판하는 페나콜라이트 레진 (Penacolite Resin) B19였다. 접착 용액을 특정한 필요량의 레조르시놀 수지를 아세톤에 용해시킴으로써 제조하였다. 예를 들어, 2부분 용액이 필요한 경우, 2g의 페나콜라이트 레진 B19를 아세톤 100g에 용해시켰다. 레조르시놀 수지를 용해시키고 코팅 공정 동안 신속한 건조를 제공할 수 있는 임의의 저비점 유기 용매가 사용될 수 있다.
접착력을 평가하기 위하여 이 실시예에 사용된 고무 제형의 조성은 표 2에서 고무 R-1로서 나타내었다. 이 고무는 단지 메틸렌 도너 (이 경우에, 이것은 Solutia Inc.로부터 Resimene 3520S72로서 입수할 수 있는 헥사메톡시메틸렌아민(HMMM)을 함유하는 수지이다)만을 함유함을 주지하여야 한다. PES-1은 레조르시놀수지를 증가하는 수준으로 함유하는 다양한 용액으로 코팅시켰다. 증가하는 코팅 용액 농도 또는 증가하는 코팅 픽업 (pick up)의 함수로서의 접착 결과는 표 5에 보고되어 있다.
표 5
코팅액(2)중의레조르시놀 수지(1)의중량부 코팅 픽업(3)(코드 중량을기준으로 한 중량%) 접착력(lbs/in) 시각적 등급
2 1.9 19.5 1.8
4 3.2 25.4 2.2
8 5.3 32.9 3.7
10 6.2 32.9 3.7
12 7.1 33.1 4.0
16 8.8 39.1 4.3
20 10.4 36.6 4.1
(1) 사용된 레조르시놀 수지는 인드스펙 인크(Indspec Inc.)의 페나콜라이트(Penacolite) 수지 B19임.
(2) 코팅액은 B19 수지를 아세톤에 용해시켜 수득하였음. 숫자는 아세톤 100부중의 수지의 중량부를 나타냄.
(3) 코팅 픽업(Coating Pick Up)은 코팅액 농도 대 코팅 픽업 시험으로부터 평가하였음.
표 5의 데이터로부터 폴리에스테르 코드에 에폭시 및 레조르시놀 표면 개질제 둘 모두를 함유시킴으로써, RFL 처리 없이도 고무와 폴리에스테르 코드간의 직접적인 접착을 달성할 수 있음이 명백히 입증되었다. 더욱이, 고무에 메틸렌 도너와 메틸렌 억셉터 둘 모두를 반드시 혼입시킬 필요는 없었다.
또한, RFL 공정이 본 경우에 필요하지 않기 때문에, 추가 열처리가 요구되지 않았다. 최종 고무 스톡을 가황시키는데 필요한 열만으로도 충분히 메틸렌 도너및 메틸렌 억셉터의 가교가 촉진되어 폴리에스테르 코드와 고무 사이에 양호한 접착력이 부여되었다. 또한, 표 5로부터, 5중량% 코팅 픽업이 비교예 2에 제시된 상응하는 RFL 처리 폴리에스테르 코드에 대한 34lbs/inch의 접착력과 대등한 32.9lbs/inch의 접착력 값을 제공하였음을 알 수 있다.
실시예 6
에폭시 및 레조르시놀 표면 개질제를 갖는 폴리에스테르 코드와 개질된 고무의 직접 접착 - 고무 스톡중의 메틸렌 도너 함량의 변화
에폭시 및 레조르시놀 표면 개질제를 둘 모두 함유하는 폴리에스테르 코드를 접착력 시험에 사용하였다. 본 경우에 레조르시놀 처리된 표면은 에폭시 처리된 표면을 갖는 폴리에스테르 코드를 100g의 아세톤중에 8g의 메틸렌 억셉터 레조르시놀 화합물(즉, 페나콜라이트 수지 B19)을 함유하는 용액으로 코팅시킴으로써 수득하였다. 여러가지 수준의 메틸렌 도너와 실리카를 함유하지만 메틸렌 억셉터를 함유하지 않는 고무 화합물을 갖는 코드의 접착력 시험 결과는 표 6에 제시되어 있다. 본 실시예에서 사용된 고무 스톡의 조성은 상기 표 2에 제시된 바와 같이 고무 R-2, R-3, R-4 및 R-5로서 표시된다.
표 6
고무 화합물 메틸렌 도너(1)HMMM(phr) 실리카(2)(phr) 커플링제(3)(phr) 접착력(lbs/in) 시각적 등급
R-2 2.9 14.4 - 38.7 4.3
R-3 5.6 14.4 - 28.9 3.3
R-4 5.6 - - 16.6 2.0
R-5 2.9 14.4 0.95 43.0 4.3
(1) 헥사메톡시메틸멜라민(또는 HMMM)은 솔루티아 인크(Solutia Inc.)로부터레지멘(Resimene) 3520S72로서 입수가능함.
(2) PPG로부터 HiSil 233
(3) 비스(트리에톡시실릴프로필)디설파이드
표 6으로부터, 바람직한 코드 대 고무 접착력을 달성하기 위해 단지 최소량의 메틸렌 도너(즉, 헥사메톡시메틸멜라민)만이 필요하였음을 알 수 있다. 고무중의 높은 수준의 헥사메톡시메틸멜라민은 접착력에 대해 불리한 효과를 나타내는 것으로 보였다. 폴리에스테르 처리된 표면의 성질에 따라, 바람직한 코드 대 고무 접착력은 고무 포뮬레이션의 적절한 설계에 의해 달성될 수 있다. 고무 화합물 R-4에 있어서 얻어진 결과로부터 HRH 건조 고무 접착 시스템에서 실리카의 중요성이 다시 한번 확인되었다. 고무 화합물 R-6은 메틸렌 도너에 부가하여 커플링제로서 디설파이드 유기실란 유도체를 함유한다. 고무 포뮬레이션 R-6에 있어서의 높은 접착력 값으로부터, 폴리에스테르 처리된 표면의 적절한 설계와 고무 화합물중의 활성 고무 부분의 적절한 맞춤화에 의해 바람직한 폴리에스테르 코드 대 고무 접착력이 달성될 수 있음이 입증되었다.
이와 같이, 타이어 패브릭의 생산, 방법, 및 이의 용도에 관한 특정 구체예 및 응용이 개시되었다. 그러나, 기재된 것들 이외에도 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 더 많은 변형이 가능하다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 발명의 요지는 첨부된 청구범위의 사상 이외에는 제한되어서는 안된다. 더욱이, 명세서와 청구범위 둘 모두를 해석함에 있어서, 모든 용어는 문맥과 일관되게 가능한한 광범위하게 해석되어야 한다. 특히, 용어 "포함한다" 및 "포함하는"은 요소,성분, 또는 단계를 비배타적인 방식으로 설명하는 것으로 해석되어야 하며, 이는 언급된 요소, 성분, 또는 단계가 명백히 언급되지 않은 다른 요소, 성분 또는 단계와 함께 존재하거나, 이용되거나, 또는 조합될 수 있음을 의미한다.

Claims (29)

  1. 다수의 폴리에스테르 기재 섬유; 및
    다수의 활성 고무 부분을 포함하며, 섬유의 일부 이상을 적어도 부분적으로 둘러싸는 고무 화합물을 포함하는 폴리에스테르 기재 보강 고무 조성물로서,
    섬유의 일부 이상이 표면 개질제를 포함하는 개질 코트(coat)를 포함하고, 개질 코트의 표면 개질제가 다수의 활성 고무 부분의 일부 이상과 접착 상호작용하는 폴리에스테르 기재 보강 고무 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 표면 개질제가 메틸렌 도너 및 메틸렌 억셉터를 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 활성 고무 부분이 메틸렌 도너 및 메틸렌 억셉터를 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 표면 개질제가 메틸렌 도너 또는 메틸렌 억셉터 중 어느 하나를 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  5. 제 4항에 있어서, 활성 고무 부분이 메틸렌 도너 또는 메틸렌 억셉터 중 어느 하나를 포함하여, 표면 개질제 또는 활성 고무 부분 중 어느 것도 메틸렌 도너및 메틸렌 억셉터 둘 모두를 포함하지 않게 됨을 특징으로 하는 고무 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 고무 화합물이 비금속 부분을 필수 성분으로 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  7. 제 1항, 제 5항 및 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 접착 상호작용이 가교성 상호작용임을 특징으로 하는 고무 조성물.
  8. 제 1항, 제 5항 및 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 접착 상호작용이 수지 계면을 형성함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  9. 제 1항, 제 5항 및 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 접착 상호작용이 비가교성 상호작용임을 특징으로 하는 고무 조성물.
  10. 제 1항 및 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 표면 개질제가 에폭시기를 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  11. 제 10항에 있어서, 표면 개질제가 방향족 히드록시 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  12. 제 1항에 있어서, 폴리에스테르 기재 섬유가 약 10% 이하의 나일론을 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  13. 제 10항에 있어서, 폴리에스테르 기재 섬유가 약 10% 이하의 나일론을 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  14. 제 10항에 있어서, 표면 개질제가 레조르시놀, 레조르시놀-포름알데히드 수지, 페놀-포름알데히드 수지, 다가 페놀, 페놀 노볼락 수지, 레조르시놀 노볼락 수지, 페놀-레조르시놀 노볼락 수지, 다가 페놀 노볼락 수지, 메타 치환된 알케닐 페놀 또는 이들의 혼합물 또는 이들 중 어느 하나의 유도체로부터 유래된 페놀 그룹을 추가로 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  15. 제 10항에 있어서, 표면 개질제가 헥사메톡시메틸멜라민, 멜라민의 부분적으로 또는 완전히 알콕시메틸화된 모노머 또는 올리고머 유도체, 멜라민-포름알데히드 수지, 벤조구안아민, 아세토구안아민, 시클로헥실구안아민, 글리콜우릴 또는 이들의 혼합물 또는 이들 중 어느 하나의 유도체를 추가로 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  16. 제 13항에 있어서, 표면 개질제가 레조르시놀, 레조르시놀-포름알데히드 수지, 페놀-포름알데히드 수지, 다가 페놀, 페놀 노볼락 수지, 레조르시놀 노볼락 수지, 페놀-레조르시놀 노볼락 수지, 다가 페놀 노볼락 수지, 메타 치환된 알케닐 페놀 또는 이들의 혼합물 또는 이들 중 어느 하나의 유도체로부터 유래된 페놀 그룹을 추가로 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  17. 제 13항에 있어서, 표면 개질제가 헥사메톡시메틸멜라민, 멜라민의 부분적으로 또는 완전히 알콕시메틸화된 모노머 또는 올리고머 유도체, 멜라민-포름알데히드 수지, 벤조구안아민, 아세토구안아민, 시클로헥실구안아민, 글리콜우릴 또는 이들의 혼합물 또는 이들 중 어느 하나의 유도체를 추가로 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  18. 제 10항에 있어서, 다수의 활성 고무 부분이 레조르시놀, 레조르시놀-포름알데히드 수지, 페놀-포름알데히드 수지, 다가 페놀, 페놀 노볼락 수지, 레조르시놀 노볼락 수지, 페놀-레조르시놀 노볼락 수지, 다가 페놀 노볼락 수지, 메타 치환된 알케닐 페놀 또는 이들의 혼합물 또는 이들 중 어느 하나의 유도체로부터 유래된 페놀 그룹을 추가로 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  19. 제 10항에 있어서, 다수의 활성 고무 부분이 헥사메톡시메틸멜라민, 멜라민의 부분적으로 또는 완전히 알콕시메틸화된 모노머 또는 올리고머 유도체, 멜라민-포름알데히드 수지, 벤조구안아민, 아세토구안아민, 시클로헥실구안아민, 글리콜우릴 또는 이들의 혼합물 또는 이들 중 어느 하나의 유도체를 추가로 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  20. 제 13항에 있어서, 다수의 활성 고무 부분이 레조르시놀, 레조르시놀-포름알데히드 수지, 페놀-포름알데히드 수지, 다가 페놀, 페놀 노볼락 수지, 레조르시놀 노볼락 수지, 페놀-레조르시놀 노볼락 수지, 다가 페놀 노볼락 수지, 메타 치환된 알케닐 페놀 또는 이들의 혼합물 또는 이들 중 어느 하나의 유도체로부터 유래된 페놀 그룹을 추가로 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  21. 제 13항에 있어서, 다수의 활성 고무 부분이 헥사메톡시메틸멜라민, 멜라민의 부분적으로 또는 완전히 알콕시메틸화된 모노머 또는 올리고머 유도체, 멜라민-포름알데히드 수지, 벤조구안아민, 아세토구안아민, 시클로헥실구안아민, 글리콜우릴, 레조르시놀, 레조르시놀-포름알데히드 수지 또는 이들의 혼합물 또는 이들 중 어느 하나의 유도체를 추가로 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  22. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 표면 개질제가 수평균 분자량이 약 10,000 미만인 액체 고무를 추가로 포함함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  23. 제 1항 및 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 표면 개질제가 섬유 중량에 대해 약 0.1 내지 약 10 중량부를 구성함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  24. 제 1항 및 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 경화되지 않은 고무 중의 활성 고무 부분의 양이 경화되지 않은 고무에 대해 100부 당 약 0.1 내지 약 10부를 구성함을 특징으로 하는 고무 조성물.
  25. 다수의 폴리에스테르 기재 섬유를 제공하는 단계;
    다수의 활성 고무 부분을 포함하는 고무 화합물 또는 조성물을 제공하는 단계;
    표면 개질제를 다수의 폴리에스테르 기재 섬유의 일부 이상에 커플링(coupling)시켜서 다수의 폴리에스테르 기재 섬유의 일부 이상에 개질 코트를 형성시키는 단계; 및
    개질 코트를 다수의 활성 고무 부분의 일부 이상과 접착 상호작용하게 접촉시켜서 계면을 생성시키는 단계를 포함하여, 폴리에스테르 기재 보강 고무 조성물을 제조하는 방법.
  26. 제 25항에 있어서, 다수의 활성 고무 부분이 제조 조건하에서 표면 개질제와 접착 상호작용하도록, 표면 개질제를 선택하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 26항에 있어서, 제조 조건이 가황 반응을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 25항에 있어서, 커플링시키는 것이 표면 개질제를 다수의 폴리에스테르 기재 섬유의 일부 이상에 코팅시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 25항에 있어서, 폴리에스테르 기재 섬유의 약 10% 이하가 나일론을 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
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