KR20110107797A - 개선된 접착 촉진 코팅부를 가진 코드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 함께 꼬여 있는 다수의 필라멘트를 포함하는 코드(20)에 관한 것이다. 코드(20)의 외주면은 접착 촉진 코팅부(24)에 의해 적어도 부분적으로 코팅되어 있다. 접착 촉진 코팅부(24)는 실리콘계 코팅부, 티타늄계 코팅부, 지르코늄계 코팅부 또는 이들의 조합체를 포함하는 적어도 제1 층을 포함하고 있다. 또한, 본 발명은 폴리머 재료에 매립되어 있는 이러한 코드(20)를 포함하는 복합 재료에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 코드(20)를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

개선된 접착 촉진 코팅부를 가진 코드{A CORD HAVING AN IMPROVED ADHESION PROMOTING COATING}

본 발명은 개선된 접착 촉진 코팅부를 가진 코드에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 코드를 포함하는 복합 재료와 코드의 제조 방법에 관한 것이다.

스틸 코드와 같은 코드는 매우 많은 다양한 용례에서의 많은 폴리머 재료에 대한 바람직한 보강 재료이다. 스틸 코드의 폴리머 재료에의 접착은 흥미로운 복합 재료를 얻기 위해 중요하다는 것이 알려져 있다. 많은 용례에 있어서, 접착은 최종 복합 재료의 전체적인 성능을 결정하는 중요한 파라미터이다. 한편, 스틸 코드의 부식은 적절히 보호되지 않는 경우 심각한 문제가 될 수 있다.

금속 필라멘트 또는 금속 코드와, 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리프로필렌(polypropylene), 변형 폴리프로필렌(modified polypropylene) 등과 같은 폴리머 재료 사이의 접착력을 증가시키는 실란계 코팅부(silane based coating)가 당업계에 공지되어 있다. 당업계에 알려져 있는 실란계 코팅부는 금속 필라멘트 또는 금속 코드를 실란을 포함하는 용액에 침지함으로써 금속 필라멘트 또는 금속 코드 상에 도포된다.

대안으로서, 당업계에 알려져 있는 실란계 코팅부는 금속 필라멘트 또는 금속 코드를 실란을 포함하는 용액으로 칠하는 것에 의해 금속 필라멘트 또는 금속 코드 상에 도포될 수 있다.

그 결과, 용매(solvent)는 건조 공정 중에 증발되고, 실란계 코팅부는 경화된다. 마지막으로, 실란계 코팅부를 포함하는 금속 필라멘트 또는 코드가 폴리머 재료 내에 매립된다.

이러한 유형의 실란계 코팅에 의해 금속과 폴리머 재료 사이에서 얻어진 접착은 종종 부적절하다. 이러한 부적절한 접착에 대해 많은 이유가 있을 수 있다.

하나의 이유는 폴리머 재료와 실란계 코팅부의 작용기들 사이의 부정확한 정합(incorrect matching)이다.

다량의 실란계 코팅부는 두껍고 불균질한 코팅부가 되어 접착이 부적절하게 된다.

또한, 코드의 공극 내에 그리고 2개의 인접한 필라멘트 사이의 계면에 존재하는 다량의 실란계 코팅부가 부적절한 접착을 설명할 수 있다. 건조 및/또는 경화 후에도, 코드의 공극 내에 그리고 2개의 인접한 필라멘트 사이의 계면에 존재하는 실란계 코팅부의 양이 대부분의 경우 너무 많다. 이로 인하여 코드가 불량한 접착 성능을 갖고, 코드가 부식[백청(white rust) 형성]을 경험하게 된다.

또한, 이러한 유형의 실란계 코팅부는 종종 제한된 가수분해 저항성을 갖는다. 이것은 예를 들어 복합 재료가 습한 환경에 노출되는 경우 심각한 문제를 일으킬 수 있다.

본 발명의 목적은 폴리머 재료에의 적절한 접착을 보장하는 개선된 접착 촉진 코팅부를 갖는 코드를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 접착 촉진 코팅부의 제어된 분배 뿐 아니라 제어된 양의 접착 촉진 코팅부를 가진 코드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 개선된 가수분해 저항성을 가진 코드를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 개선된 접착 촉진 코팅부를 구비하는 폴리머 재료에 매립되어 있는 코드를 포함하는 복합 재료를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 추가의 목적은 개선된 접착 촉진 코팅부를 구비하는 코드를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 제1항에 규정된 코드가 제공된다. 이 코드는 접착 촉진 코팅부에 의해 부분적으로 코팅되어 있다.

코드는 필라멘트 바람직하게는 스틸 필라멘트를 포함하고 있다. 필라멘트들이 함께 꼬여서 코드 또는 스트랜드를 형성한다.

그 권선부상의 스트랜드를 함께 꼬아서 케이블을 형성할 수 있다.

본 발명을 위해, "코드(cord)"는 필라멘트로 제조되는 스트랜드(strand) 또는 이러한 스트랜드로 제조되는 케이블을 의미한다.

"필라멘트(filament)"가 스트랜드 또는 코드의 개별적인 요소로서 규정되어 있다.

코드를 살펴보면, 코드 축선에 수직하는 평면 내에서 일련의 단면이 관찰될 수 있다. 이러한 단면 내에서, 인접한 필라멘트가 식별될 수 있다. 각 쌍의 인접한 필라멘트가 계면 영역을 규정한다.

본 발명을 위해, "계면 영역(interface zone)"은 인접한 필라멘트 사이의 거리가 가장 작은 2개의 필라멘트 사이의 영역으로 규정된다.

"인접한 필라멘트(adjacent filaments)"는 서로 매우 근접한 필라멘트들을 의미한다. 인접한 필라멘트들은 접촉부를 가질 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 일반적으로, 인접한 필라멘트들의 외면은 500㎛의 거리 예를 들어 100㎛의 거리 내에 있을 수 있다. 여하튼, "인접한 필라멘트들"이라는 용어는 인접한 필라멘트들 사이에 다른 필라멘트가 존재하지 않는다는 것을 의미한다.

다시 코드를 살펴보면, 코드의 외주면이 관찰될 수 있다.

코드의 "외주면(peripheral surface)"은 이 코드의 상기 단면에 평행한 평면에서 이 코드 둘레로 관찰자가 360°회전함으로써 시선 검사에 의해 볼 수 있는 이 코드의 표면으로서 규정된다.

본 발명에 따른 코드의 필라멘트는 코드의 외주면의 일부인 에지 및/또는 코드의 외주면의 일부가 아닌 에지를 가질 수 있다.

코드의 외주면의 일부인 필라멘트의 에지는 "필라멘트의 외주 에지" 또는 줄여서 "외주 에지"라고 불리운다.

코드의 외주면의 일부가 아닌 필라멘트의 에지는 "필라멘트의 비 외주 에지" 또는 줄여서 "비 외주 에지"라고 불리운다.

본 발명에 따른 코드가 외주 에지와 비 외주 에지를 가진 필라멘트와, 비 외주 에지만을 가진 필라멘트를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 코드에 중요한 것은 코드의 외주면이 접착 촉진 코팅부로 코팅되어 있는 반면, 코드의 다른 부분(코드의 외주면에 속하지 않음)은 실질적으로 접착 촉진 코팅부가 없다는 것이다.

이것은 필라멘트의 외주 에지가 접착 촉진 코팅부로 코팅되어 있는 반면, 필라멘트의 비 외주 에지는 실질적으로 상기 접착 촉진 코팅부가 없다는 것을 의미한다.

바람직하게는, 코드 외주면의 100%가 코팅되어 있다.

"실질적으로 없다"라는 것은 의도하지 않게 제공된 일부 코팅부가 있을 수 있지만, 코팅 재료가 조직적 또는 계획적으로 존재하는 것은 아니라는 것을 의미한다.

접착 촉진 코팅부는 적어도 제1 층을 포함하고 있다. 가능하다면, 접착 촉진 코팅부는 제2 층, 제3 층 등과 같은 추가 층을 포함할 수 있다.

접착 촉진 코팅부는 외주면의 위치에 따라 변화될 수 있는 두께를 가지고 있다. 본 발명을 위해, 접착제 촉진 코팅부의 두께는 x 위치에서 Tx로 규정된다.

본 발명에 따른 코드에 있어서 중요한 것은 인접한 필라멘트의 계면 영역에서의 접착 촉진 코팅부의 두께 Tx가, 인접한 필라멘트의 계면 영역 내에 있지 않은 상기 외주면의 위치에서의 상기 접착 촉진 코팅부의 두께 Tx 보다 크지 않다는 것이다.

이것은 2개의 인접한 필라멘트 사이의 계면 영역에 코팅부의 축적이 없다는 것을 의미한다.

접착 촉진 코팅부의 두께는 1㎛보다 작은 것이 바람직한데, 예를 들어 5nm 내지 1000nm 사이와 같이 5nm 내지 5000nm 사이의 범위에 있다.

본 발명에 따른 코드의 이점은 접착 촉진 코팅부가 얇다는 것이다. 이러한 얇은 접착 촉진 코팅부에 의하면 신속한 건조 및 경화가 가능해져서, 결국 폴리머 재료와 적절하게 접착하게 된다.

본 발명에 따른 코드의 다른 이점은 인접한 재료의 계면에서 코팅 재료의 축적이 없다는 것이다. 계면에서 코팅 재료의 축적이 없기 때문에, 신속한 건조 및 경화가 가능하다.

접착 촉진 코팅부가 얇고, 인접한 필라멘트 사이의 계면 영역에서 코팅부의 축적이 없기 때문에, 접착 촉진 코팅부의 존재는 인접한 필라멘트 사이의 거리에 거의 영향을 주지 않는다. 접착 촉진 코팅부가 코팅되어 있지 않은 코드 내에 존재하는 인접한 필라멘트 사이의 갭은, 접착 촉진 코팅부가 마련되어 있는 코드에서도 존재하고 있는 상태로 남아 있다. 이것은, 일단 코드가 폴리머 재료에 매립되면, 접착 촉진 코팅부의 존재로 인하여 코드 내의 폴리머 재료의 가능한 침입이 제한되지 않는다는 것을 의미한다. 이것은 당업계에 알려진 다른 접착 촉진 코팅부에 비해 중요한 이점으로 보인다.

따라서, 코드에 대한 접착 촉진 코팅부의 양과 접착 촉진 코팅부의 분배가 모두 제어된다는 것은 본 발명에 따른 코드의 중요한 이점이다.

용액에 코드를 침지함으로써 도포되는 코팅부를 구비하는 당업계에 공지된 코드는, 다량의 코팅부 및/또는 잔여 용매가 필라멘트 상에 및/또는 인접한 필라멘트들 사이의 계면에 및/또는 3개 이상의 인접한 필라멘트의 서브 구조체 중간의 공극에 존재한다는 단점을 갖고 있다.

이러한 다량의 코팅부 및/또는 잔여 용매로 인하여, 건조 및/또는 경화는 종종 불충분하여 폴리머 재료에 대한 코드의 부적절한 접착을 초래한다.

또한, 필라멘트 상에, 및/또는 인접한 필라멘트들 사이의 계면에, 및/또는 3개 이상의 인접한 필라멘트에 의해 생성된 서브 구조체 중간의 공극에, 다량의 코팅부 및/또는 잔여 용매가 존재하기 때문에, 인접한 필라멘트 사이에 갭이 폐쇄된다. 그 결과, 폴리머 재료가 필라멘트들 사이로 침투할 수 없어서, 코드가 폴리머 재료에 부적절하게 접착하게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 접착 촉진 코팅부는 코드의 외주면, 즉 더 구체적으로는 코드의 필라멘트의 외주 에지 상에 존재한다. 코드의 외주면 상에 도포된 접착 촉진 코팅부가 코드의 폴리머 재료에의 접착에 가장 크게 기여한다는 것이 발명자들에 의해 알려져 있다. 코드의 코어 필라멘트 상에 도포된 접착제는 코드의 폴리머 재료에의 접착에 더 적게 기여한다.

본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 청구항 1에 정의된 바와 같은 코드가 제공된다. 본 실시형태의 코드를 살펴보면, 코드의 축선에 수직한 평면에서 일련의 단면이 관찰된다. 이러한 단면 내에서, 공극을 포위하는 3개 이상의 인접한 필라멘트의 서브 구조체가 식별될 수 있다. 인접한 필라멘트들은 평면이 코드의 축선을 따라 진행함에 따라서 인접한 상태로 남아 있다. 이들 서브 구조체는 수직한 평면이 스틸 코드의 축선을 따라서 진행하는 각 레이 길이(lay length)의 선회부 상에서 회전한다. 이러한 서브 구조체의 존재는 코드의 구성에 따라 달라진다.

3개 이상의 인접한 필라멘트들의 중간의 공극에 상기 접착 촉진 코팅부가 실질적으로 없다는 것은 이 실시형태에 따른 코드에 있어서 중요하다.

본 발명에 따른 코드는, 인접한 필라멘트의 계면에서의 및/또는 3개 이상의 인접한 필라멘트에 의해 생성된 서브 구조체의 공극에서의 잔여 용매량이 극히 제한되거나 심지어 완전히 회피된다는 이점을 갖고 있다. 이로 인하여 건조 및 경화가 더 빨라지고, 그 결과 폴리머 재료와 적절하게 접착하게 된다. 이것은 특히 무거운 코드 또는 케이블(예를 들어, 0.5mm 보다 크거나 또는 1mm 보다 큰 총 외경을 갖는 케이블 또는 코드)에 있어서 중요하다.

총 직경이 0.5mm이거나 또는 1mm 보다 큰 종래 기술의 코드 또는 케이블은 용매를 상당량 흡수(soak)하여, 부적절한 접착 및 부식을 경험하게 된다.

접착 촉진 코팅부는 적어도 제1 층을 포함하고 있다. 제1 층은 실리콘계 코팅부와, 티타늄계 코팅부와, 지르코늄계 코팅부 또는 이들의 조합체를 포함하고 있다.

본 발명에 따른 실리콘계 코팅부는 실리콘을 포함하는 임의의 코팅부를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 실리콘계 코팅부는 실리카계 코팅부와 실란계 코팅부로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.

본 발명을 위해, "실리카계 코팅부"는 일반적으로 SiO_x로 표기되는 실리콘 비유기 산화물을 의미한다. 실리카계 코팅부의 예로는 SiO₂ 및 SiO_{1 .7}이 있다.

본 발명을 위해, "실란계 코팅부"는 유기 기능성 실란(organofunctional silane)을 포함하는 임의의 코팅부를 의미한다. 바람직하게는, 실란계 코팅부는 이하의 식을 갖는데,

Y-R'-SiX₃

여기서,

SiX₃는 제1 작용기를 포함하고,

R'는 스페이서를 포함하며,

Y는 제2 작용기를 포함하고 있다.

제1 작용기 SiX₃는 코드, 더 구체적으로는 코드의 금속 필라멘트에 결속될 수 있다.

X는 실리콘 작용기를 나타내고, 각각의 실리콘 작용기는 -OH, -R, -OR, -OC(=O)R과, -Cl, -Br, -F와 같은 할로겐으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며, 여기서 -R은 알킬이고, 바람직하게는 C1-C4 알킬이며, 가장 바람직하게는 -CH₃ 및 -C₂H₅이다.

제2 작용기 Y는 코드로부터, 더 구체적으로는 코드의 금속 필라멘트로부터 외측을 향해(폴리머 재료를 향해) 지향되고, 강화될 폴리머 재료의 하나 이상의 작용기와 결속되거나 상호작용할 수 있다. 강화될 폴리머 재료의 하나 이상의 작용기와 결속되거나 상호작용할 수 있는 임의의 작용기가 제2 작용기 Y로 간주될 수 있다. 예로는 -NH₂, -NHR', -NR'₂, 불포화 말단 더블 또는 트리플 탄소-탄소기, 아크릴, 메타아크릴 산성기, 및 그 메틸 또는 에틸 에스테르, -CN, -SH, 이소시아네이트기, 티오시아네이트기 및 에폭시기 중 하나 이상을 포함하는 작용기가 있다.

본 발명에 따른 티타늄계 코팅부는 티타늄을 포함하는 임의의 코팅부를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 티타늄계 코팅부는 티타네이트(titanate)를 포함하고 있다.

본 발명에 따른 지르코늄계 코팅부는 지르코늄을 포함하는 임의의 코팅부로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 지르코늄계 코팅부는 지르코네이트(zirconate)를 포함하고 있다.

접착 촉진 코팅부의 제1 층은 청구항 1에 규정된 바와 같은 코팅층의 퇴적을 가능하게 하는 당업계에 알려진 임의의 기법에 의해 도포될 수 있다.

접착 촉진 코팅부는 예를 들어 시선 기법(line-of-sight technique)에 의해 도포될 수 있다. 코드 외주면 중 100%에 접착 촉진 코팅부를 제공하기 위해서는, 하나 초과의 소스를 이용하여 또는 하나 이상의 이동 또는 회전 소스를 이용하는 코팅 기법에 의해 코팅부를 도포하는 것이 바람직할 수 있다.

바람직한 기법으로는 정전기적 보조 스프레이법과 같은 스프레이법, 대기압 플라즈마 증착법, 스퍼터링법 및 더 구체적으로 반응성 스퍼터링법과 같은 물리적 기상 증착법, 및 연소 화학적 기상 증착법과 같은 화학적 기상 증착법이 있다.

정전기 보조 스프레이법에 있어서, 스프레이의 액적에 정적 전하를 인가하고, 분사되는 부분에 반대 전하를 인가하여, 액적을 그 표면으로 직접 유인함으로써 코팅부가 도포된다.

물리적 기상 증착법(PVD)은 기판 상에 수증기 형태의 재료를 응축함으로써 박막을 증착하는 기법이다. 코팅 방법은 고온 증발 또는 플라즈마 스퍼터 충격과 같은 물리적 공정을 포함하고 있다. 스퍼터링 증착에 있어서, 기판 상에 증착되는 "타겟(target)"으로부터 즉, 소스로부터 재료를 발사함으로써 박막이 증착된다.

화학적 기상 증착법은, 원하는 코팅부를 조성하도록 기판 표면 상에서 반응 및/또는 분해되는 하나 이상의 전구체(액체 또는 증기)에 노출되는 공정이다. 연소 화학적 기상 증착법(CCVD)은 기판 재료에 증착되는 요소 또는 반응물을 함유하고 있는 가연성 액체 또는 증기의 직접 연소를 포함하고 있다. 유기 용매는 산화 가스로 분사 또는 분무화되어, 연소된다.

접착 촉진 코팅부의 제1 층의 두께는 바람직하게는 1㎛ 미만, 예를 들어 5nm 내지 1000nm 사이의 범위에 있다. 더 바람직하게는, 제1 층의 두께는 5nm 내지 200nm 사이의 범위에 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 접착 촉진 코팅부는 제2 층을 포함하고 있다. 제2 층은 바람직하게는 제1 층이 도포된 필라멘트의 에지 상에 즉, 외주 에지 상에 도포된다. 상기 제1 층이 실질적으로 없는 필라멘트의 에지는 상기 제2 층이 실질적으로 없는 상태로 되어 있다.

제2 층은 실란계 코팅부를 포함하는 것이 바람직하다.

접착 촉진 코팅부의 제2 층을 도포하기 위한 바람직한 기법은 정전기 보조 스프레이법과 같은 스프레이법에 의한다.

접착 촉진 코팅부의 제2 층의 두께는 100nm 내지 1000nm 사이의 범위인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 접착 촉진 코팅부의 제2 층의 두께는 100nm 내지 500nm 사이의 범위, 예를 들어 200nm이다.

접착 촉진 코팅부가 제2 층을 포함하는 경우에도, 접착 촉진 코팅부의 두께는 접착 촉진 코팅부의 존재가 코드 내의 폴리머 재료의 가능한 침입을 제한하지 않도록 제한된다. 이것은 중요한 이점으로 생각된다.

본 발명에 따른 코드는 스트랜드와, 스트랜드의 조합체, 또는 하나 이상의 스트랜드와 하나 이상의 필라멘트의 조합체를 포함할 수 있다.

코드의 소정의 예로는 3x1, 4x1, 5x1, 3x3, 7x3, 7x7, 1+6, 3+6, 3+9, 4+3, 3+5x7, 3x3, 19+8x7, 19+6x7, 7x19, 7x7, 7x7+7x19, 1+6+12, 3+9+15 및 3+9+15+18이 있다.

구성의 설명은 최내측 필라멘트 또는 스트랜드에서 시작하여 외측으로 이동하는 코드의 제조 순서를 따른다.

코드의 전체 설명이 이하의 식에 의해 제시된다.

(NxF) + (NxF) + (NxF)

여기서, N = 스트랜드의 개수,

F = 필라멘트의 개수(N 또는 F가 1인 경우, 이들은 포함되지 않아야 한다).

구성은 필라멘트의 직경에 의해 완성될 수 있고, 아래의 식에 의해 제시된다.

(NxF)xD + (NxF)xD + (NxF)xD

여기서, D = mm로 표현되어 있는 필라멘트의 공칭 직경

본 발명에 따른 코드는 스틸 코드, 즉 고탄소강 또는 스테인레스강과 같은 스틸로 제조된 필라멘트를 포함하는 코드를 포함하는 것이 바람직하다.

바람직한 실시형태에 있어서, 필라멘트는 순탄소강(plain carbon steel)으로 제조된다. 이러한 강은 최대 1.1 wt% 탄소인 상태로 0.40 wt%의 최소 탄소 함량(예를 들어, 적어도 0.70 wt% 탄소, 또는 적어도 0.80 wt% 탄소)과, 0.10 wt% 내지 0.90 wt% 범위의 망간 함량을 포함하는 것이 바람직하고, 황 및 인 함량은 각각 0.030 wt% 미만으로 유지되는 것이 바람직하다. 크롬(0.20 wt% 내지 0.4 wt% 까지), 붕소, 코발트, 니켈, 바나듐(비제한적인 열거임)과 같은 추가적인 미세 합금 요소가 추가될 수도 있다.

변형 실시형태에 있어서, 필라멘트는 스테인레스강으로 제조된다. 스테인레스강은 최소 12 wt%의 크롬과 상당량의 니켈을 함유하고 있다. 더 바람직한 스테인레스강 조성은 오스테나이트 스테인레스 강이다. 가장 바람직한 조성은 AISI(American Iron and Steel Institute) 302, AISI 301, AISI 304 및 AISI 316으로 당업계에 알려져 있다.

필라멘트는 용도에 따라 0.04 mm 내지 1.20 mm 범위의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 코드의 다양한 필라멘트들은 필수적이지는 않지만 동일한 직경을 가질 수 있다.

접착 촉진 코팅부의 도포 이전에, 코드 및/또는 필라멘트 및/또는 스트랜드는 코팅되어 있지 않거나, 또는 이들은 적절한 코팅부로 코팅되어 있을 수 있다. 바람직한 코팅부는 예를 들어 아연 코팅부와 같은 아연 또는 아연 합금 코팅부, 황동 코팅부, 아연 알루미늄 코팅부, 또는 아연 알루미늄 마그네슘 코팅부이다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 폴리머 재료에 매립되는 전술한 바와 같은 코드를 포함하는 복합 재료가 제공된다.

폴리머 재료는 임의의 폴리머 재료, 예를 들어 임의의 열가소성 또는 열경화성 폴리머 재료일 수 있다. 예로서 폴리비닐클로라이드, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 변형 폴리프로필렌 및 폴리아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 폴리머가 있다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 전술한 바와 같은 코드를 제조하는 방법이 제공된다. 이 방법은 코드를 제공하는 단계로서, 상기 코드는 함께 꼬여 있는 다수의 필라멘트를 포함하며, 상기 코드는 단면을 나타내며, 2개의 인접한 필라멘트는 계면 영역을 규정하고, 상기 계면 영역은 상기 인접한 필라멘트들 사이의 거리가 가장 짧은 인접한 필라멘트들 사이의 영역으로 규정되며, 상기 코드는 외주면을 구비하고, 상기 코드의 상기 외주면은 상기 코드의 상기 단면에 평행한 평면에서 상기 코드 둘레로 360° 회전하는 관찰자에 의한 시선 검사에 의해 볼 수 있는 코드의 표면으로 규정되며, 상기 필라멘트는 외주 에지 및/또는 비 외주 에지를 구비하고, 상기 필라멘트의 외주 구역은 상기 코드의 상기 외주면의 일부인 에지로서 규정되며, 상기 필라멘트의 비 외주 에지는 상기 코드의 상기 외주면의 일부가 아닌 에지로 규정되는, 코드를 제공하는 단계와,

상기 코드 상에 접착 촉진 코팅부의 제1 층을 도포하는 단계로서, 상기 제1 층은 실리콘계 코팅부, 티타늄계 코팅부, 지르코늄계 코팅부 또는 이들의 조합체를 포함하며, 상기 접착 촉진 코팅부는 위치 x에서 두께 Tx를 갖고, 상기 필라멘트의 외주 에지는 상기 접착 촉진 코팅부에 의해 코팅되며, 상기 필라멘트의 비 외주 에지에는 상기 접착 촉진 코팅부가 실질적으로 없고, 인접한 필라멘트의 상기 계면 영역에서 상기 접착 촉진 코팅부의 두께 Tx는 인접한 필라멘트들의 상기 계면 영역 중 하나 내에 있지 않은 상기 외주면의 위치에서 상기 접착 촉진 코팅부의 두께 Tx보다 크지 않은, 도포 단계를 포함하고 있다.

바람직한 실시형태에 있어서, 상기 방법은 상기 제1 층 상에 접착 촉진 코팅부의 제2 층을 도포하는 추가의 단계를 포함하고 있다.

접착 촉진 코팅부의 제1 층은 코팅부의 증착을 허용하는 당업계에 알려진 임의의 기법에 의해 도포될 수 있고, 이에 의해 코드의 코어 필라멘트에 실질적으로 코팅부가 없게 된다.

바람직한 기법은 접착 촉진 코팅부로 코팅된 부분(제1 부분)과 상기 접착 촉진 코팅부가 실질적으로 없는 부분(제2 부분)을 구비하는 외주 필라멘트를 얻을 수 있게 하는 기법을 포함하고 있다. 이러한 기법으로는 예를 들어 정전기 보조 스프레이법 및 연소 화학적 기상 증착법이 있다.

접착 촉진 코팅부의 제 2층을 도포하는 바람직한 기법으로는 정전기 보조 스프레이법이 있다.

제1 층을 도포하는 단계 이전에 코드를 예비 처리, 예를 들어 세정하는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 상기 방법은 건조 및/또는 경화와 같은 추가 단계를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더 자세히 설명하겠다.

도 1a, 도 1b, 도 1c에는 종래 기술에 따른 코드가 도시되어 있다.
도 2, 도 3, 도 4 및 도 5에는 본 발명에 따른 코드의 실시형태가 도시되어 있다.

이제, 특정 실시형태와 관련하여 그리고 도면을 참조하여 본 발명을 설명하겠다. 본 발명이 이 실시형태 또는 도면에 의해 제한되지 않는 것은 명백하다. 도면은 단지 개략적이고 비제한적이다. 도면에서, 구성요소 중 일부의 크기는 과장되고, 예시의 목적으로 일정한 축적으로 도시되지 않을 수 있다. 그 치수 및 상대적인 치수는 본 발명의 실시에 대한 실제적인 축소에 대응하지 않는다.

실시예 1a, 1b, 및 1c

도 1a, 도 1b 및 도 1c에는 종래 기술에 따른 코드(10)가 도시되어 있다. 이 코드(10)는 코어 필라멘트(11)와 6개의 외주 필라멘트(12)를 포함하고 있다. 코어 필라멘트(11)와 외주 필라멘트(12)는 스틸 필라멘트, 또는 아연 또는 아연 합금 코팅부로 코팅된 스틸 필라멘트이다. 코드를 용액에 침지시킴으로써 코드 상에 접착 촉진 코팅부(14)가 도포된다. 코드(10)의 외주면은 접착 촉진 코팅부(13)로 코팅되어 있다. 접착 촉진 코팅부는 위치 x에서 두께 Tx를 갖는다.

건조 후에, 다량의 잔여 용매(14)가 코드의 필라멘트 상에, 2개의 필라멘트 사이의 계면에, 및/또는 3개 이상의 인접 필라멘트에 의해 조성된 서브 구조체의 공극에 존재하고 있다. 다량의 잔여 용매로 인하여, 건조 및/또는 경화가 종종 불충분하여, 코드의 폴리머 재료에의 접착이 부적절하게 된다.

도 1a에 제시되어 있는 실시형태에 따르면, 잔여 용매(14)는 코어 필라멘트(11)에 그리고 이 코어 필라멘트(11)를 향해 위치하는 필라멘트(12)의 에지에 존재한다.

도 1b에 제시되어 있는 실시형태에 따르면, 잔여 용매(14)는 2개의 인접한 필라멘트 사이의 계면(16)에 존재한다.

이로 인하여 접착 촉진 코팅부가 2개의 인접한 필라멘트 사이의 계면(16)에서 소정의 두께 Tx를 갖는데, 이 두께는 코드의 외주면의 다른 위치 x에서(즉, 계면 영역 외부의 위치) 보다 더 두껍다.

도 1c에 제시되어 있는 실시형태에 따르면, 잔여 용매(14)는 서브 구조체(18)의 공극에 존재한다. 서브 구조체(18)는 3개의 인접한 필라멘트에 의해 형성된 구조체이다.

도 1a 및/또는 도 1b 및/또는 도 1c에 제시되어 있는 바와 같은 잔여 용매의 존재를 조합한 종래 기술의 코드도 생각해 볼 수 있음이 명백하다.

실시예 2a

도 2에는 본 발명에 따른 코드(20)의 단면이 도시되어 있다. 코드(20)는 코어 필라멘트(21)와, 이 코어 필라멘트(21) 둘레의 6개의 필라멘트(22)를 포함하고 있다. 코어 필라멘트(21)와 필라멘트(22)는 스틸 필라멘트이거나, 아연 또는 아연 합금 코팅으로 코팅되어 있는 스틸 필라멘트이다. 코드(20)의 외주면은 접착 촉진 코팅부(24)로 코팅되어 있다. 접착 촉진 코팅부(24)는 정전기 보조 스프레이에 의해 도포된다. 접착 촉진 코팅부(24)는 예를 들어 실란계 코팅부를 포함하고 있다.

코어 필라멘트(21)는 접착 촉진 코팅부가 없다. 2개의 인접한 필라멘트 사이의 계면 영역(26)에는 코팅 재료가 축적되지 않는다. 이것은 2개의 인접한 필라멘트의 계면에서 접착 촉진 코팅부(24)의 두께가 2개의 인접한 필라멘트의 계면 영역의 외부 위치에서보다 두껍지 않다는 것을 의미한다. 또한, 3개의 인접한 필라멘트에 의해 생성된 서브 구조체(28)의 중간에 위치하는 공극에 접착 촉진 코팅부(24)가 없다.

이 코드는 인접한 필라멘트들 사이의 계면에 그리고 서브 구조체의 공극 내에서 어떠한 잔여 용매도 코드의 코어 내에 존재하지 않는다는 이점을 갖는다. 이로 인하여 건조 및 경화가 빨라지게 되고, 폴리머 재료에의 코드의 접착이 개선된다. 접착 촉진 코팅부(24)는 매우 얇아서, 접착 촉진 코팅부의 도포 이전에 존재하는 인접한 필라멘트 사이의 갭이 접착 촉진 코팅부의 도포 후에 남아 있다. 이 갭으로 인해 폴리머 재료의 침투가 가능해지고, 그 결과 접착성이 개선된다.

실시예 2b

추가 실시예는 접착 촉진 코팅부(24)가 연소 화학적 기상 증착법에 의해 코드 상에 도포되는 것을 제외하고 도 2에 도시되어 있는 실시형태와 유사한 실시형태를 포함하고 있다. 접착 촉진 코팅부(24)는 예를 들어 SiO_x를 포함하고 있다.

실시예 3

도 3에는 본 발명에 따른 코드(30)의 추가 실시형태의 단면도가 도시되어 있다. 코드(30)는 코어 필라멘트(31)와 6개의 외주 필라멘트(32)를 포함하고 있다. 코어 필라멘트(31) 및/또는 외주 필라멘트(32)는 스틸 필라멘트이거나, 아연 또는 아연 합금 코팅으로 코팅된 스틸 필라멘트이다. 코드(30)의 외주면은 접착 촉진 코팅부(34)로 코팅되어 있다. 접착 촉진 코팅부(34)는 제1 층과 제2 층을 포함하고 있다. 제1 층은 SiO_x 층을 포함하고, 연소 화학적 기상 증착법에 의해 증착된다. 제2 층은 실란계 코팅부를 포함하고, 전자기 보조 스프레이법에 의해 증착된다. 제1 층의 두께는 예를 들어 5nm 내지 200nm 사이의 범위에 있고, 제2 층의 두께는 예를 들어 100nm 내지 500nm 사이의 범위에 있다.

코어 필라멘트(31)는 접착 촉진 코팅부가 없다. 2개의 인접한 필라멘트의 계면(26)에는 코팅 재료가 축적되어 있지 않다. 이것은 2개의 인접한 필라멘트 계면에서 접착 촉진 코팅부(34)의 두께가 2개의 인접한 필라멘트의 계면 외부의 위치에서 보다 두껍지 않다는 것을 의미한다. 또한, 3개의 인접한 필라멘트에 의해 생성된 서브 구조체(28)의 중간에 위치하는 공극은 접착 촉진 코팅부(34)가 없다.

폴리머 재료에 실시예 1, 실시예 2a 및 실시예 3의 코드를 접착하는 것을 비교한다. 코드와 폴리머 재료 사이의 접착은 인발력(pull out force; POF)을 측정함으로써 결정된다.

인발력은 후술하는 바와 같이 측정된다.

폴리머 재료에 코드를 매립한다. 폴리머 재료에 매립된 코드의 길이는 12.7mm이다. 이어서, 폴리머 재료로부터 코드를 인발한다. 금속 요소를 인발하기 위해 필요한 힘을 측정한다. 인발하기 위해 필요한 힘들을 비교함으로써, "접착 손실율(adherence loss rating)"을 결정한다. 인발 테스트를 ASTM D229-(93) "스틸 와이어 코어와 고무 사이의 접착력에 대한 표준 테스트 방법"과, BISFA(수공 섬유의 표준화를 위한 국제 사무국) No. E12 "고무 화합물에의 정적 접착력의 결정"에 따라 수행하였다.

실시예 1, 실시예 2a 및 실시예 3의 코드를 아래의 2가지 다른 방법으로 경화시킨다.

(a). 정규 경화, 즉 매트릭스 재료에의 매립 후의 일반적인 경화,

(b). 고온수 시효 처리, 즉 (a)에서 언급한 바와 같은 절차에 따라 정규 경화를 한 후에 70℃의 온도에서 88시간 동안 고온수에서 시효처리함.

실시예 1의 코드의 인발력에 대해 상이한 시효 조건 하에서 코드의 인발력(POF)이 표 1에 제시되어 있다.

코드	경화	POF/POF(실시예 1)
실시예 1	정규 경화	1
	고온수 시효 처리	1
실시예 2	정규 경화	1.25
	고온수 시효 처리	1.3
실시예 3	정규 경화	1.25
	고온수 시효 처리	1.9

표 1로부터 본 발명에 따른 코드를 사용함으로서 접착성과 가수분해 저항성의 증가가 얻어짐을 추정할 수 있다.

실시예 4

도 4에는 본 발명에 따른 코드(40)가 도시되어 있다. 코드(40)는 3개의 필라멘트(42)를 포함하고 있다. 필라멘트(42)는 아연 또는 아연 합금 코팅부로 코팅될 수 있다.

이 3개의 필라멘트(42)는 공극(41)을 둘러싸는 서브 구조체를 형성한다. 접착 촉진 코팅부(44)가 정전기 보조 스프레이법에 의해 코드 상에 도포된다. 접착 촉진 코팅부(44)는 예를 들어 실란계 코팅부를 포함한다.

외주면(44)은 접착 촉진 코팅부(44)에 의해 코팅되어 있다.

2개의 인접한 필라멘트(42)의 계면에는 코팅 재료가 축적되어 있지 않다. 이것은 2개의 인접한 필라멘트의 계면(45)에서 접착 촉진 코팅부(44)의 두께가 2개의 인접한 필라멘트의 계면 외부 위치에서 보다 두껍지 않다는 것을 의미한다. 또한, 3개의 필라멘트(42)의 중간에 위치하는 공극(41)에는 접착 촉진 코팅부가 없다.

실시예 5

도 5에는 본 발명에 따른 코드(50)가 도시되어 있다. 코드(50)의 구성은 식 19 + 8 x 7에 의해 제시된다. 코드는 코어 스트랜드(51)를 포함하고 있다. 코어 스트랜드(51) 둘레에는, 코드가 8개의 스트랜드(52)를 포함하고 있다. 코어 스트랜드(51)는 19개의 필라멘트(53)를 포함하고 있다. 스트랜드(52)는 각각 7개의 필라멘트(54)를 포함하고 있다. 코어 스트랜드(51)와 외측 스트랜드의 필라멘트는 스틸 필라멘트, 또는 아연 또는 아연 합금 코팅부로 코팅되어 있는 스틸 필라멘트를 포함하고 있다.

코드(50)의 외주면은 접착 촉진 코팅부(59)에 의해 코팅되어 있다. 접착 촉진 코팅부(59)는 정전기 보조 스프레이법에 의해 도포된다. 접착 촉진 코팅부(59)는 제1 층과 제2 층을 포함하고 있다. 제1 층은 SiO_x 층을 포함하고, 연소 화학적 기상 증착법에 의해 증착된다. 제2 층은 실란계 코팅부를 포함하고, 정전기 보조 스프레이법에 의해 증착된다. 제1 층의 두께는 예를 들어 5nm 내지 200nm 사이의 범위에 있고, 제2 층의 두께는 예를 들어 100nm 내지 500nm 사이의 범위에 있다.

코드의 외주면의 일부인 에지를 구비하는 필라멘트(55)는 접착 촉진 코팅부(59)에 의해 적어도 부분적으로 코팅되어 있다. 더 구체적으로, 이 필라멘트(55)의 외주 에지가 코팅되어 있다.

코드의 외주면의 일부인 에지를 구비하지 않는 필라멘트(58)에는 접착 촉진 코팅부(59)가 없다. 2개의 인접한 필라멘트(57)의 계면에는 코팅 재료가 축적되어 있지 않다. 이것은 2개의 인접한 필라멘트의 계면에서 접착 촉진 코팅부(59)의 두께는 2개의 인접한 필라멘트 계면의 외부 위치에서 보다 더 두껍지 않다는 것을 의미한다. 또한, 3개 이상의 인접한 필라멘트에 의해 생성된 서브 구조체(57)의 중간에 위치하는 공극에는 접착 촉진 코팅부(24)가 없다.

이 코드는, 어떠한 잔여 용매도 인접한 필라멘트들 사이의 계면에 그리고 서브 구조체의 공극 내에 코드의 코어 내에 존재하지 않는다는 이점을 갖는다. 이로 인하여 건조 및 경화가 빨라지고, 폴리머 재료에의 코드의 접착이 개선된다. 접착 촉진 코팅부(59)는 매우 얇아서, 접착 촉진 코팅부의 도포 이전에 존재하는 인접한 필라멘트들 사이의 갭이 접착 촉진 코팅부의 도포 후에도 남아 있게 된다. 이 갭은 폴리머 재료의 침투를 가능하게 하고, 이에 따라 접착성이 개선된다.

Claims (13)

1. 함께 꼬여 있는 다수의 필라멘트를 포함하는 코드이며,
   상기 코드는 접착 촉진 코팅부에 의해 부분적으로 코팅되고, 상기 코드는 축선을 가지며,
   상기 코드는 상기 축선에 수직한 평면에 단면이 있고, 2개의 인접한 필라멘트는 계면 영역을 규정하고, 상기 계면 영역은 상기 인접한 필라멘트들 사이의 거리가 가장 짧은 인접한 필라멘트들 사이의 영역으로 규정되며,
   상기 코드는 외주면을 구비하고, 상기 코드의 상기 외주면은 상기 코드의 상기 단면에 평행한 평면에서 상기 코드 둘레로 360°회전하는 관찰자에 의한 시선 검사에 의해 볼 수 있는 코드의 표면으로 규정되며,
   상기 필라멘트는 외주 에지 및/또는 비 외주 에지를 구비하고, 상기 필라멘트의 외주 구역은 상기 코드의 상기 외주면의 일부인 에지로서 규정되며, 상기 필라멘트의 비 외주 에지는 상기 코드의 상기 외주면의 일부가 아닌 에지로 규정되고,
   상기 필라멘트의 외주 에지는 상기 접착 촉진 코팅부에 의해 코팅되며, 상기 필라멘트의 비 외주 에지에는 상기 접착 촉진 코팅부가 실질적으로 없고,
   상기 접착 촉진 코팅부는 위치 x에서 두께 Tx를 가지며, 인접한 필라멘트의 상기 계면 영역에서 상기 접착 촉진 코팅부의 두께 Tx는 인접한 필라멘트들의 상기 계면 영역 중 하나 내에 있지 않은 상기 외주면의 위치에서의 상기 접착 촉진 코팅부의 두께 Tx보다 크지 않으며,
   상기 접착 촉진 코팅부는 적어도 제1 층을 포함하고, 상기 제1 층은 실리콘계 코팅부, 티타늄계 코팅부, 지르코늄계 코팅부 또는 이들의 조합체를 포함하는
   코드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 단면에서 3개 이상의 인접한 필라멘트는 서브 구조체를 규정하고, 상기 서브 구조체는 3개 이상의 필라멘트의 중간에 공극을 규정하며, 상기 공극에는 상기 접착 촉진 코팅부가 실질적으로 없는
   코드.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 코드는 스트랜드, 스트랜드의 조합체, 또는 하나 이상의 스트랜드와 하나 이상의 필라멘트의 조합체를 포함하는
   코드.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 실리콘계 코팅부는 실리카계 코팅부와 실란계 코팅부로 이루어진 군으로부터 선택되는
   코드.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 층은 정전기 보조 스프레이법과 같은 스프레이법, 대기 플라즈마 증착법, 반응성 스퍼터링법과 같은 물리적 기상 증착법, 또는 연소 화학적 기상 증착법과 같은 화학적 기상 증착법에 의해 도포되는
   코드.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 접착 촉진 코팅부는 제2 층을 더 포함하고, 상기 제2 층은 상기 제1 층 상에 증착되며, 상기 제2 층은 상기 필라멘트의 상기 비 외주 에지를 상기 접착 촉진 코팅부가 실질적으로 없는 상태로 남겨 두는
   코드.
7. 제6항에 있어서,
   상기 접착 촉진 코팅부의 상기 제2 층은 실란계 코팅부로 이루어진 군으로부터 선택되는
   코드.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2 층은 정전기 보조 스프레이법과 같은 스프레이법에 의해 도포되는
   코드.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 필라멘트는 스틸로 제조되는
   코드.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코드 및/또는 필라멘트 및/또는 상기 스트랜드는 아연 또는 아연 합금 코팅부로 코팅되는
    코드.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 코드를 포함하는 복합 재료이며,
    상기 코드가 폴리머 재료에 매립되는
    복합 재료.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 코드를 제조하기 위한 방법이며,
    코드를 제공하는 단계로서, 상기 코드는 함께 꼬여 있는 다수의 필라멘트를 포함하며, 상기 코드에는 단면이 있고, 2개의 인접한 필라멘트는 계면 영역을 규정하고, 상기 계면 영역은 상기 인접한 필라멘트들 사이의 거리가 가장 짧은 인접한 필라멘트들 사이의 영역으로 규정되며, 상기 코드는 외주면을 구비하고, 상기 코드의 상기 외주면은 상기 코드의 상기 단면에 평행한 평면에서 상기 코드 둘레로 360° 회전하는 관찰자에 의한 시선 검사에 의해 볼 수 있는 코드의 표면으로 규정되며, 상기 필라멘트는 외주 에지 및/또는 비 외주 에지를 구비하고, 상기 필라멘트의 외주 구역은 상기 코드의 상기 외주면의 일부인 에지로서 규정되며, 상기 필라멘트의 비 외주 에지는 상기 코드의 상기 외주면의 일부가 아닌 에지로 규정되는, 코드를 제공하는 단계와,
    상기 코드 상에 접착 촉진 코팅부의 제1 층을 도포하는 단계로서, 상기 제1 층은 실리콘계 코팅부, 티타늄계 코팅부, 지르코늄계 코팅부 또는 이들의 조합체를 포함하며, 상기 접착 촉진 코팅부는 위치 x에서 두께 Tx를 갖고, 상기 필라멘트의 외주 에지는 상기 접착 촉진 코팅부에 의해 코팅되며, 상기 필라멘트의 비 외주 에지에는 상기 접착 촉진 코팅부가 실질적으로 없고, 인접한 필라멘트의 상기 계면 영역에서 상기 접착 촉진 코팅부의 두께 Tx는 인접한 필라멘트들의 상기 계면 영역 중 하나 내에 있지 않은 상기 외주면의 위치에서 상기 접착 촉진 코팅부의 두께 Tx보다 크지 않은, 도포 단계를 포함하는
    코드 제조 방법.
13. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 방법은 상기 제1 층 상에 접착 촉진 코팅부의 제2 층을 도포하는 단계를 더 포함하는
    코드 제조 방법.

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