KR20100050781A - 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리카보네이트 고분자 블렌드로제조된 카카스 코드 및 이를 이용한 래디알 타이어 - Google Patents

폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리카보네이트 고분자 블렌드로제조된 카카스 코드 및 이를 이용한 래디알 타이어 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리카보네이트(PC)의 고분자 블렌드로 제조된 카카스 코드에 관한 것으로, 본 발명에 의한 카카스 코드 및 이를 적용한 공기입 래디알 타이어는 상온에서의 모듈러스의 향상과 고온에서의 모듈러스 저하문제가 개선되어 고속 주행 성능 및 내구성이 향상되었다.
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)/폴리카보네이트(PC) 고분자 블렌드, 카카스 코드, 모듈러스

Description

폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리카보네이트 고분자 블렌드로 제조된 카카스 코드 및 이를 이용한 래디알 타이어{Carcass code with PET/PC blend and tire using the same}
본 발명은 고분자 블렌드로 제조된 카카스 코드 및 이를 이용한 래디알 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)/폴리카보네이트(PC) 고분자 블렌드로 제조된 카카스 코드 및 이를 이용한 래디알 타이어에 관한 것이다.
카카스 코드는 타이어에서 뼈대와 같은 역할을 하는 재료로 타이어로 전달되는 하중을 지탱하고 타이어의 형태를 유지시켜주는 주요 보강재이다.
카카스 코드로서 요구되는 주요 특성은 강력, 접착력, 모듈러스 등이 있는데, 이중 강력, 접착력은 타이어의 내구성과, 모듈러스는 타이어의 주행성 및 승차감과 상관성을 갖는다. 카카스 코드의 모듈러스가 변화한다는 것은 취부상태에서 타이어의 형상이 변화된다는 것이며, 타이어의 형상 변화는 본래 설계한 타이어의 형상을 유지하지 못하는 것이므로, 결국 카카스 코드의 모듈러스 변화는 주행성에 지대한 영향을 준다고 할 수 있다.
한편, 타이어는 주행중 반복운동에 의해 내부에 열이 발생하게 된다. 타이어 내부의 온도는 주행속도가 빨라질수록 높아지며, 카카스 코드의 모듈러스는 온도상승에 따라 감소한다.
온도 증가에 따른 모듈러스 감소의 경향은 코드에 따라 큰 차이를 보이는데, 일반적으로 승용차용 타이어에 널리 사용되고 있는 레이온과 PET, 나일론 코드를 비교해보면, PET나 나일론과 같은 합성섬유는 신율 및 터프니스(toughness)가 높아 내충격성에 강하며, 가격에 비해 높은 강도를 가진다는 장점이 있다. 그러나, 이들은 열가소성 소재로서 유리전이온도가 동적조건에서 PET는 130℃이고 나일론은 100℃이며, 유리전이온도가 가까워지는 일정 시점의 온도 즉, 동적조건에서 PET는 100℃, 나일론은 70℃ 이후에서 급격한 모듈러스의 저하를 보인다. 이러한 이유로 PET 카카스를 적용한 일반적인 승용차용 타이어의 경우 고속주행으로 타이어 내부온도가 100℃ 이상 올라가게 되면 급격한 조종안정성 저하를 겪게 되어, 제한적인 범위 이하의 속도에서만 사용이 가능하다.
한편, 레이온과 같은 재생섬유의 경우 유리전이온도가 나타나지 않아 온도구간에 관계없이 온도 상승에 따라서만 서서히 감소하는 경향으로 고속주행에서 비교적 적합하나, 레이온의 특성상 신율 및 터프니스가 낮아 내충격성에 약하며, 매우 높은 가격, 낮은 강도로 바람직한 소재라고 말하기는 어렵다.
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 하나의 목적은 상온에서의 모듈러스의 향상과 고온에서의 모듈러스 저하문제가 개선되어 저속 및 고속 내구 성능 및 조종안정성을 동시에 향상시킬 수 있는 카카스 코드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 카카스 코드를 적용한 공기입 래디알 타이어를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)/폴리카보네이트(PC) 고분자 블렌드를 이용하여 제조된 카카스용 코드에 관계한다.
다른 양상에서 본 발명은 상기 카카스용 코드를 적용한 공기입 래디알 타이어에 관계한다.
본 발명의 의한 카카스 코드 및 이를 적용한 공기입 래디알 타이어는 상온에서의 모듈러스의 향상과 고온에서의 모듈러스 저하문제가 개선되어 고속 주행 성능 및 내구성이 향상되었다.
본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)/폴리카보네이트(PC) 고분자 블렌드를 카카스 코드에 적용시킨 것을 특징으로 한다.
이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 타이어 보강벨트 코드는 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, PET) 및 폴리카보네이트(이하, PC)의 고분자 블렌드로 제조된 것을 특징으로 한다.
상기 PET/PC고분자 블렌드에서 PET와 PC의 함량은 상기 PET와 PC의 부피비가 PET 92~99% 및 PC 1~8%인 것이 바람직하다. 상기 PC의 볼륨비가 1% 미만이면 목적하는 모듈러스, 강도, 유리전이온도의 상승을 이루기 어려우며, 8% 초과이면 코드의 파단신율이 급격하게 감소하여 내충격성에서 문제가 발생될 수 있다.
PC의 유리전이 온도는 약 145℃ 정도이고, PET의 유리전이 온도는 약 130℃ 정도로 두 고분자를 이용할 경우 고온에서도 모듈러스의 저하가 기존보다 낮아지는 효과를 누릴 수 있다.
두 가지 고분자를 이용할 수 있는 방법은 크게 두 가지를 단순하게 혼합하는 블렌딩 방법과 두 고분자를 중합 시에 촉매를 이용하여 공중합체를 만드는 방법이 있다. 이 두 가지 방법 중 블렌딩 방법은 PET/PC간의 온도변화에 따른 상변이의 차이로 인한 상분리가 일어날 소지가 있으나 공정이 단순하며 경제적이다. 또한, 이종 폴리머간 상분리는 블랜드 비율을 조절하여 개선할 수 있다.
상기 PET/PC 블럭 공중합체를 이용하여 카카스 코드를 제조하는 방법은 다음과 같다.
본 발명에 PET/PC 고분자 블렌딩은 중량평균 분자량이 40,000 ~ 80,000인 PET chip과 30,000 ~ 90,000인 PC chip을 상기 부피비로 블렌딩할 수 있다.
상기 블렌딩 조건에 대해 특별한 제한이 있는 것은 아니지만, 220 ~ 280℃에서 chip을 서로 혼합 후 방사를 하며, 방사 후 yarn의 중량 평균 분자량은 40,000 ~ 70,000 정도이다.
상기 PET/PC 고분자 블렌드를 이용하여 타이어 보강벨트용 코드를 제조하는 방법은 다음과 같다.
먼저 방사된 PET/PC 고분자 블렌드 yarn을 통상의 타이어(PET, 나일론) 코드 제조에서와 비슷한 조건에서 연신, 연사, 재직 및 열처리를 수행한다.
그 다음, 이렇게 제조된 PET/PC 블렌드된 코드를 보강벨트에 적용한 공기입 래디알 타이어를 제조할 수 있다.
이와같은 조성의 코드를 타이어에 적용함에 있어서 재질변경 외에 기타 설계적인 요소의 변경은 없다.
얻어진 카카스 코드의 굵기는 1000 내지 10000 데니어이다.
다른 양상에서 본 발명은 모듈러스의 향상과 고온에서의 모듈러스 저하를 개 선할 수 있는 카카스 코드를 적용하여 고속주행성능 향상과 내구성이 향상된 공기입 래디알 타이어를 제공하는 데 있다.
상기 공기입 타이어는 굵기가 1000 내지 10000데니어인 카카스 코드를 포함하는 것으로서, 상기 카카스 코드는 상기PET/PC 블록 공중합체 이용하여 제조된 것을 특징으로 한다.
이하에서는 구체적인 실시예와 비교예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 다만, 이는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 3
PET 및 PC를 표 1의 부피비로 제조된 PET/PC 블록 공중합체의 칩(chip)을 방사시킨 다음, 통상의 나일론 코드 제조에서와 동일한 조건에서 연신, 연사, 재직 및 열처리를 수행하여 카카스 코드를 제조하였다. 이 후, 상기 카카스 코드를 보강벨트에 적용한 공기입 래디알 타이어를 제조하였다.
비교예 1
PET만을 이용하여 통상의 방법으로 카카스 코드 및 이를 적용한 공기입 래디알 타이어를 제조하였다.
Figure 112008076982116-PAT00001
[물성 평가]
(1) 파단 강력 측정
Cord를 신장 시험시 파괴가 일어날 때 걸리는 힘을 정량섬도로 나눈값이며, 시험법은 ASTMD2256에 따른다.
(2) 절단 신율
Cord를 신장시킬 때 파괴가 일어나는 신율이며, 시험법은 ASTM D2256에 따른다.
상기 [표1]의 결과로부터, 본 발명에 따른 카카스 코드는 모듈러스가 향상되고 고온에서의 모듈러스 저하가 비교예에 비하여 적어졌으며 내구성 또한 향상됨을 알 수 있다.
[타이어의 내구성 및 조정 안정성 평가]
1500/D2의 동일한 구조를 가진 실시예 2와 비교예 1에서 제조된 카카스 코드를 적용한 타이어의 고속 주행 내구성 평가 (ECER 30) 및 초기 조정안정성 평가, 고속주행 후 주행 안정성 평가를 다음과 같이 수행하였으며, 그 결과를 다음 표2에 나타내었다.
(1) 고속 주행 내구성 평가 (ECER 30)
고속 주행 내구성 시험법인 ECER30에 의거 평가하였다.
(2) 초기 조정안정성 평가
평가에 필요한 타이어를 취부한 차량을 조정안정성 변화를 감지할 수 있는 전문적인 실험 운전자가 조정하며, 조정안정성의 정도를 파악한다,
여기에서 초기 조정안정성은 타이어 취부 초기의 조정안정성능을 측정한 것이었다.
(3) 고속 주행 후 주행안정성 평가는 평가용 타이어를 160km/hr로 30분 주행 후 타이어가 예열된 상태에서의 조정안정성을 측정한 것이다.
Figure 112008076982116-PAT00002
상기 표 2 결과로부터, 본 발명에 따른 카카스 코드를 적용한 타이어의 경우 고속주행성능 및 조종안정성이 향상되었음을 알 수 있다.

Claims (4)

  1. 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)/폴리카보네이트(PC) 고분자 블렌드를 이용하여 제조된 카카스용 코드.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 폴리카보네이트(PC)의 부피비가 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 92~99% 및 폴리카보네이트(PC) 1~8%인 것을 특징으로 하는 카카스용 코드.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 카카스용 코드가 1,000 내지 10,000데니아인 것을 특징으로 하는 카카스용 코드.
  4. 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 카카스 코드를 적용한 공기입 래디알 타이어.
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CN110770037A (zh) * 2017-06-16 2020-02-07 株式会社普利司通 轮胎用金属-树脂复合构件和轮胎

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