KR20130068774A - Cnt/pva composite fiber code for tire reinforcing belt material and air injection tire using the same - Google Patents

Cnt/pva composite fiber code for tire reinforcing belt material and air injection tire using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20130068774A
KR20130068774A KR1020110136131A KR20110136131A KR20130068774A KR 20130068774 A KR20130068774 A KR 20130068774A KR 1020110136131 A KR1020110136131 A KR 1020110136131A KR 20110136131 A KR20110136131 A KR 20110136131A KR 20130068774 A KR20130068774 A KR 20130068774A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tire
composite fiber
polyvinyl alcohol
cord
carbon nanotubes
Prior art date
Application number
KR1020110136131A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조현란
Original Assignee
한국타이어 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국타이어 주식회사 filed Critical 한국타이어 주식회사
Priority to KR1020110136131A priority Critical patent/KR20130068774A/en
Publication of KR20130068774A publication Critical patent/KR20130068774A/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/0028—Reinforcements comprising mineral fibres, e.g. glass or carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/041—Carbon nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L29/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08L29/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/48—Tyre cords
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

PURPOSE: A cord for a tire reinforcement belt comprised of a carbon nanotube and polyvinyl alcohol composite fiber and a pneumatic tire including the same are provided to improve an excellent weight lightening effect and excellent riding quality and to improve an adhesive force of a reinforcement material and rubber. CONSTITUTION: A cord for a tire reinforcement belt is comprised of a carbon nanotube and polyvinyl alcohol composite fiber which is a material of the reinforcement belt. The carbon nanotube and polyvinyl alcohol composite fiber comprises a carbon nanotube of 3-10 weight % and poly vinyl alcohol of 90-97 weight %.

Description

탄소나노튜브/폴리비닐알콜 복합섬유로 이루어진 타이어 보강벨트용 코드 및 이를 포함하는 공기입 타이어{CNT/PVA Composite Fiber Code for Tire Reinforcing Belt Material and Air Injection Tire Using The Same}CNT / PVA Composite Fiber Code for Tire Reinforcing Belt Material and Air Injection Tire Using The Same}

본 발명은 자동차용 타이어의 보강재료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보강재료 중 Steel Cord를 탄소나노튜브(CNT)/폴리비닐알콜(PVA) 유무기 나노 복합재료로 대체하여 Steel Cord의 장점인 고강도를 가지면서 단점인 고무와의 접착력이 떨어지고 무거운 단점들을 보완한 보강재료를 사용한 타이어 보강벨트용 코드 및 이를 포함하는 공기입 타이어에 관한 것이다.
The present invention relates to a reinforcing material for automobile tires, and more particularly, to replace the steel cord with carbon nanotubes (CNT) / polyvinyl alcohol (PVA) organic-inorganic nano-composite, high strength, which is an advantage of the steel cord. It relates to a tire reinforcing belt cord and a pneumatic tire comprising the same using a reinforcing material that has a weakness and the adhesive strength with the disadvantages and the heavy disadvantages.

타이어가 충분한 내구 성능을 발휘하기 위해서는 다양한 보강재료에 의한 강도나 강성을 보강해야 한다. 일반적으로 자동차용 타이어에 사용되는 보강재료에는 Textile Cord와 Steel Cord가 있다. Textile Cord는 비교적 가볍고 고무와의 접착력이 높지만 강도가 낮고 내열성이 낮은 반면 Steel Cord는 높은 강도를 가지지만 고무와의 접착력이 떨어지고 무거운 단점을 지닌다. In order for a tire to exhibit sufficient durability performance, it is necessary to reinforce strength or rigidity by various reinforcing materials. Generally, reinforcing materials used in automobile tires include textile cords and steel cords. Textile Cord is relatively light and has high adhesive strength with rubber, but has low strength and low heat resistance, while Steel Cord has high strength but has poor adhesive strength with rubber and has heavy disadvantages.

타이어 Cord의 변천사를 보면 목면, Rayon, Nylon, Polyester라는 유기 섬유가 차례대로 등장하여 타이어 Cord의 강도와 내구성이 차츰 향상되었고 그 후 고강도 Steel Cord가 등장하여 타이어의 고속 주행과 조종안정성이 향상되었다. 최근에는 고강도 유기섬유인 Fiberglass, Aramid 등이 지속적으로 개발되고 있다. In the history of tire cords, organic cotton fibers such as cotton, rayon, nylon, and polyester appeared in order to improve the strength and durability of tire cords, and then high-strength steel cords appeared to improve the high-speed running and steering stability of tires. Recently, high-strength organic fibers such as fiberglass and aramid have been continuously developed.

한편, 최근 세계 자동차 시장은 친환경 기술력 즉 고유가와 환경 문제에 대응하기 위한 차량 경량화에 힘쓰고 있다. 이에 발 맞추어 타이어 시장에서도 보다 가벼운 타이어 개발에 힘쓰고 있다. 특히 타이어를 구성하는 재료 중에서도 Steel Cord는 전체 타이어 중량의 PCR의 경우 6~8%, TBR의 경우 12~15%를 차지하고 있다. 현재의 Steel Cord의 장점은 그대로 지니면서도 가벼운 소재를 도입한다면 타이어 경량화에 기여할 수 있다. On the other hand, the global automobile market has been trying to reduce the weight of vehicles to cope with environmentally friendly technologies such as high oil prices and environmental issues. Accordingly, the tire market is trying to develop lighter tires. In particular, steel cords account for 6-8% of the total tire weight and 12-15% of TBR. The advantages of the current steel cord, but the introduction of lightweight materials can contribute to the weight reduction of the tire.

타이어 Cord에 복합재료를 적용하는 특허는 종래에도 존재한다. 예를 들어, 대한민국 특허출원 2010-0001572　호의 경우 cellulose계 복합섬유, 그 제조방법 및 이를 포함하는 타이어 Cord에 관한 것이다. cellulose계 복합섬유는 cellulose계 중합체 및 m-aramid를 포함하며 우수한 신도, 강도 및 모듈러스 등의 제반 물성을 나타내어 타이어 Cord 등에 바람직하게 적용될 수 있음이 밝혀졌다. 미국 특허 출원 2008-199821호의 경우에는 Aramid와 Nylon으로 이뤄진 복합섬유를 높은 속력과 하중은 견디면서 무게는 가벼워야 하는 비행기용 타이어 Cord에 적용한 기술이다. Patents for applying composite materials to tire cords exist in the prior art. For example, Korean Patent Application No. 2010-0001572 relates to a cellulose-based composite fiber, a manufacturing method thereof, and a tire cord including the same. The cellulose-based composite fiber includes a cellulose-based polymer and m-aramid and has been found to be suitable for tire cords due to its excellent elongation, strength and modulus. In the case of US Patent Application No. 2008-199821, a composite fiber made of Aramid and Nylon is applied to an airplane tire cord that has to withstand high speed and load while being light in weight.

그러나, 이러한 앞선 발명의 경우를 보면 종류만 다른 두 가지 유기 섬유를 복합화하였기 때문에 결국 강도는 올릴 수 있었지만 여전히 고무와의 접착력이 낮은 유기 섬유에서 벗어나지 못하였다. 그래서 Steel Cord의 단점인 중량이 무겁고 승차감이 나쁜 점은 보완할 수 있지만 고무와의 접착력이 낮은 점은 해결하지 못하였다.
However, in the case of the above-described invention, since two kinds of organic fibers of different types were combined, the strength could be increased, but the organic fibers with low adhesion to rubber could not be released. Therefore, the disadvantages of steel cord, which are heavy and poor riding comfort, can be compensated for, but the low adhesive strength with rubber could not be solved.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 타이어 보강재료인 Steel Cord를 고강도 유무기 복합재료를 대체하여 보강재료와 고무와의 접착력이 우수하고 경량화와 승차감이 뛰어난 타이어 보강벨트용 코드 및 이를 포함하는 타이어를 제공하는 것이다.
The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention is to replace the high-strength organic-inorganic composite material of the steel cord, which is a tire reinforcing material, excellent adhesion between the reinforcing material and rubber, lightweight and ride comfort An excellent tire reinforcing belt cord and a tire including the same are provided.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 탄소나노튜브/폴리비닐알콜 복합섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 보강벨트용 코드에 관한 것이다.    One aspect of the present invention for achieving the above object relates to a tire reinforcing belt cord, characterized in that made of carbon nanotube / polyvinyl alcohol composite fiber.

본 발명의 일 구현예에 따른 상기 상기 탄소나노튜브/폴리비닐알콜 복합섬유는, 탄소나노튜브 3 내지 10 중량%, 폴리비닐알콜 90 내지 97 중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The carbon nanotubes / polyvinyl alcohol composite fiber according to an embodiment of the present invention is characterized in that it comprises 3 to 10% by weight of carbon nanotubes, 90 to 97% by weight of polyvinyl alcohol.

본 발명의 일 구현예에 따른 상기 탄소나노튜브는, 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브의 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 한다. The carbon nanotube according to an embodiment of the present invention, characterized in that consisting of any one or a mixture of single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes.

본 발명의 일 구현예에 따른 상기 폴리비닐알콜은, 중량평균분자량이 500,00 ~ 700,000 인 것을 특징으로 한다. The polyvinyl alcohol according to an embodiment of the present invention is characterized in that the weight average molecular weight is 500,00 ~ 700,000.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은, 상기 타이어 보강벨트용 코드를 포함하는 공기입 타이어에 관한 것이다.
Another aspect of the present invention for achieving the above object, relates to a pneumatic tire comprising the cord for the tire reinforcing belt.

본 발명에 따른 상기 타이어 보강벨트용 코드 및 이를 포함하는 타이어는, 타이어 보강재료인 Steel Cord를 고강도 유무기 복합재료를 대체하여 보강재료와 고무와의 접착력이 우수하고 경량화와 승차감이 뛰어난 효과가 있다.
The tire reinforcing belt cord according to the present invention and the tire comprising the same, the steel reinforcing material to replace the high-strength organic-inorganic composite material of Steel Cord has excellent adhesive strength of the reinforcing material and rubber, and has excellent light weight and ride comfort. .

도 1은 탄소나노튜브 구조 형상을 도시한다.
도 2은 CNT와 PVA를 혼합하고 방사하여 CNT/ PVA 유무기 나노 복합 섬유를 도시한 도면이다. 1 shows a carbon nanotube structure shape.
FIG. 2 is a diagram illustrating CNT / PVA organic-inorganic nanocomposite fibers by mixing and spinning CNT and PVA.

이하에서 바람직한 구현예 등을 참고하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. In the following description of the present invention, a detailed description of known general functions or configurations will be omitted.

본 발명의 일 구현예에 따른 타이어 보강벨트용 코드는, 보강벨트의 재질이탄소나노튜브/폴리비닐알콜 복합섬유로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Tire reinforcing belt cord according to an embodiment of the present invention, the material of the reinforcing belt is characterized in that the carbon nanotube / polyvinyl alcohol composite fiber.

도 1은 탄소나노튜브 구조 형상을 도시한다. CNT는 1개의 탄소 원자가 3개의 다른 탄소 원자와 결합한 육각형 벌집무늬로 결합되어 판상 흑연을 말아놓은 형태로 돌돌 말린 튜브 형태를 이루고 있다. CNT는 그 구조가 하나의 튜브로 이루어진 단일벽 탄소나노튜브(Single-walled carbon nanotube, SWNT), 두개의 튜브로 이루어진 이중벽 탄소나노튜브(Double-walled carbon nanotube, DWNT), 여러 개의 튜브가 겹쳐진 다중벽 탄소나노튜브(Multi-walled carbon nanotube, MWNT), 그 외에도 rope형태와 뿔 형태의 튜브 등도 있다.1 shows a carbon nanotube structure shape. CNTs are formed in a hexagonal honeycomb pattern in which one carbon atom is bonded to three other carbon atoms to form a rolled-up tube in the form of rolled plate graphite. CNTs have a single-walled carbon nanotube (SWNT) structure consisting of a single tube, a double-walled carbon nanotube (DWNT) consisting of two tubes, Multi-walled carbon nanotubes (MWNTs), as well as rope and horn tubes.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소나노튜브형태는 특별히 제한되는 것은 아니나, 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브의 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the carbon nanotube form is not particularly limited, but may be made of any one or a mixture of single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes.

CNT는 기존의 어떠한 재료에서도 찾아 볼 수 없었던 강성률이 1 TPa에 달하는 기계적 물성 및 높은 전기 전도성 등을 보유하고 있다. 또한 CNT는 튜브의 직경이 나노미터 수준의 자연계에서 가장 가는 튜브이며 그 지름이 머리카락의 10만분의 1에 달한다. 가늘고 길고 속이 비어있고 표면적이 넓어서 반도체 특성이 있다. 열전도율이 다이아몬드(구리의 5배) 만큼 우수하고, 전기 전도는 구리에 비해 월등히 높으며, 강도는 같은 굵기의 강철보다 100배나 다이아몬드보다 강한 물질로 알려져 있다. CNTs have mechanical properties and high electrical conductivity of up to 1 TPa, which are not found in any conventional materials. CNTs are also the thinnest tubes in nature, with nanometer diameters that are one-hundred thousandth the diameter of hair. It is thin, long, hollow, and has a large surface area, and has semiconductor characteristics. Its thermal conductivity is as good as diamond (5 times copper), its electrical conductivity is significantly higher than copper, and its strength is known to be 100 times stronger than diamond.

도 2는 CNT와 PVA를 혼합하고 방사하여 제조된 탄소나노튜브(CNT)/PVA 유무기 나노 복합 섬유를 도시한다. CNT의 특성을 고분자에 부여한 고분자/CNT 복합체는 CNT의 우수한 기계적 물성, 전기 전도성이 고분자 기질(matrix)에 효과적으로 부여될 시, 기존의 고분자 물질에서 찾아볼 수 없는 새로운 물성이 발현될 수 있으며, 고강성, 전도성 고분자 등에 응용이 가능하다. 2 shows carbon nanotubes (CNT) / PVA organic-inorganic nanocomposite fibers prepared by mixing and spinning CNT and PVA. Polymer / CNT composites that impart CNT properties to polymers can exhibit new properties not found in existing polymer materials when CNTs' excellent mechanical and electrical conductivity are effectively imparted to the polymer matrix. It can be applied to rigid and conductive polymers.

PVA(Polyvinyl Alcohol)는 합성 고분자의 일종이면서 물에 녹는 독특한 성질을 가지고 있다. 분자량에 따라 의료용 섬유, 산업용 섬유 및 막 등의 제조에 널리 이용되는 고분자이며 높은 극한 강도와 내알칼리성, 해수저항성, 산소 차단성 및 접착성 등이 우수하여 넣은 범위의 용도에 사용된다. 일반적으로 초산 비닐 모노머를 라디칼 중합하여 알칼리 검화하여 제조된다. 상업적으로 유용한 PVA 중합도 (Degree of polymerization, DP)는 1500~2000 정도이다. 폴리비닐알콜(PVA)의 강도는 분자량에 비례하며 이 분자량을 증가시키는 연구를 함으로써 산업용 섬유로서 유용한 고강도용 PVA 섬유를 개발하고 있다. 국내에서 최초로 고강력 섬유 원료인 `초고분자량 교대배열' 폴리비닐알콜(PVA)의 합성에 성공했다고 밝혔다. 이번에 합성한 초고분자량 PVA의 경우 분자량이 60만을 넘어섰으며 이는 50년 이상 이 분야를 연구해온 일본이 개발한 PVA의 분자량 70만과 거의 비슷한 수준이다. 특히 이 섬유는 석유에서 추출되는 폴리에스터 등 기존의 합성섬유와는 달리 값싼 석회석에서 추출할 수 있어 경제성이 월등하며 강도도 철사보다 수배이상 강하다. 앞으로 이러한 섬유가 상품화될 경우 석면, 콘크리트 철근 등의 대체물질로 광범위하게 사용될 것으로 보인다. PVA (Polyvinyl Alcohol) is a kind of synthetic polymer and has the unique property of being soluble in water. It is a polymer widely used in the manufacture of medical fibers, industrial fibers, and membranes according to its molecular weight, and is used in a range of applications that are excellent in high ultimate strength, alkali resistance, seawater resistance, oxygen barrier property, and adhesiveness. Generally, it is prepared by radical polymerization of vinyl acetate monomer with alkali saponification. Commercially available PVA degree of polymerization (DP) ranges from 1500 to 2000. The strength of polyvinyl alcohol (PVA) is proportional to the molecular weight, and researches to increase the molecular weight have been conducted to develop high strength PVA fibers useful as industrial fibers. It was the first in Korea to succeed in the synthesis of polyvinyl alcohol (PVA), an ultra-high molecular weight alternating arrangement, as a raw material for high strength fibers. The ultra-high molecular weight PVA synthesized this time exceeded 600,000 molecular weight, which is almost the same as 700,000 molecular weight of PVA developed by Japan, which has been studying this field for more than 50 years. In particular, unlike conventional synthetic fibers such as polyester extracted from petroleum, this fiber can be extracted from cheap limestone, which is superior in economic efficiency and is several times stronger than wire. If such fibers are commercialized in the future, it is expected to be widely used as substitute materials for asbestos and concrete rebar.

본 발명은 이러한 고강도 CNT/PVA 복합 섬유를 타이어에 적용함으로써, 현재의 Steel Cord 보다 고강도이면서 가볍고 고무와의 접착력이 높은 타이어를 제조할 수 있어 최근 세계 자동차 시장에서 친환경 기술력 즉 고유가와 환경 문제에 대응하기 위한 차량 경량화에 기여할 수 있다. The present invention by applying such a high-strength CNT / PVA composite fiber to the tire, it is possible to manufacture a tire with a higher strength, lighter weight and higher adhesion to the rubber than the current steel cord to cope with the eco-friendly technology, namely high oil prices and environmental problems in the global automotive market in recent years It can contribute to the weight reduction of the vehicle.

이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 탄소나노섬유/폴리비닐알콜 복합 섬유의 제조방법을 설명하면, 먼저 폴리비닐알콜 70 내지 95 중량% 및 탄소나노튜브 5 내지 30 중량%를 고전단력하에서 용융혼련하여 마스터 배치(master batch)를 제조하고, 이어서 상기 마스터 배치와 폴리비닐알콜을 용융혼련하여 탄소나노튜브가 3 내지 10 중량%로 포함된 탄소나노섬유/폴리비닐알콜 수지 조성물을 제조한 후, 이를 용융방사하여 제조한다.    Hereinafter, the carbon nanofibers / polyvinyl alcohol composite fiber according to an embodiment of the present invention will be described. First, 70 to 95% by weight of polyvinyl alcohol and 5 to 30% by weight of carbon nanotubes are melt kneaded under high shear force. To prepare a master batch, and then melt kneading the master batch and polyvinyl alcohol to prepare a carbon nanofiber / polyvinyl alcohol resin composition containing 3 to 10 wt% of carbon nanotubes, and then It is prepared by melt spinning.

상기 마스터 배치(master batch)는 탄소나노튜브를 고농도로 함유한 폴리카보네이트로서, 폴리비닐알콜 70 내지 95 중량% 및 탄소나노튜브 5 내지 30 중량%를 230 내지 300 ℃ 및 200 내지 300 rpm 하에서 용융혼련하여 제조하는 것이 바람직하다.     The master batch is a polycarbonate containing a high concentration of carbon nanotubes, melt kneading 70 to 95% by weight of polyvinyl alcohol and 5 to 30% by weight of carbon nanotubes at 230 to 300 ℃ and 200 to 300 rpm It is preferable to manufacture by.

상기 마스터배치를 사용하여 탄소나노튜브-고분자 복합체를 제조하는 경우 벌크밀도(Bulk Density)가 너무 낮아서 다루기 힘든 탄소나노튜브의 제어가 용이하여 대량생산이 가능하고, 고가의 탄소나노튜브를 적은 양 사용하고도 우수한 기계적, 전기적 특성을 나타내므로 재료의 효율성이 높으며, 복합체 내의 탄소나노튜브 농도를 마음대로 조절할 수 있고, 분산도가 향상되어 기계적, 전기적 특성이 개선되는 효과가 있다.        When the carbon nanotube-polymer composite is manufactured using the masterbatch, the bulk density is so low that it is easy to control carbon nanotubes that are difficult to handle, so that mass production is possible, and a small amount of expensive carbon nanotubes is used. In addition, since the material exhibits excellent mechanical and electrical properties, the efficiency of the material is high, and the concentration of carbon nanotubes in the composite can be adjusted at will, and the dispersion degree is improved, thereby improving the mechanical and electrical properties.

이어서, 상기 마스터 배치와 폴리비닐알콜을 재용융혼련하여 탄소나노튜브가 3 내지 10 중량%로 포함된 탄소나노섬유/폴리비닐알콜 수지 조성물을 제조하는데, 상기 수지 조성물은 상기 탄소나노튜브가 3 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 탄소나노튜브가 3 중량% 미만인 경우 제조되는 나노복합체의 표면저항 값이 높아 전기적 성질이 열악하고, 10 중량%를 초과하는 경우 제조되는 나노복합체의 충격 강도가 낮은 문제점이 있다.       Subsequently, re-melting and kneading the master batch and polyvinyl alcohol to prepare a carbon nanofiber / polyvinyl alcohol resin composition containing 3 to 10 wt% of carbon nanotubes, wherein the resin composition contains 3 to 3 carbon nanotubes. It is preferably included in 10% by weight. When the carbon nanotube is less than 3% by weight, the surface resistance of the nanocomposite is high, the electrical properties are poor, and when the carbon nanotube is more than 10% by weight, the impact strength of the nanocomposite is low.

상기 재용융혼련은 탄소나노튜브-고분자 나노복합체 내 탄소나노튜브의 분산도를 향상시키고, 마스터배치를 사용함으로써 벌크 밀도가 높은 탄소나노튜브를 용이하게 다룰 수 있으므로 대용량으로 제조하는데 매우 우수한 효과가 있다.        The remelting kneading improves the dispersion of carbon nanotubes in the carbon nanotubes-polymer nanocomposites, and can easily handle carbon nanotubes having a high bulk density by using a masterbatch, and thus has a very good effect in producing a large capacity. .

상기 용융혼합법에 사용되는 압출기 또는 믹서로는 통상적으로 이 기술분야에서 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다.       The extruder or mixer used in the melt mixing method is not particularly limited as long as it can be generally used in the art.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 본 발명에 대해서 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변경 또는 변형될 수 있음은 당업자에게 자명하므로, 이러한 모든 변경 및 변형예들도 본 발명의 보호범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously changed or modified without departing from the spirit and scope of the present invention. Modifications and variations are also to be construed as being included in the scope of protection of the present invention.

1 : 폴리비닐알콜
2 : 탄소나노튜브1: polyvinyl alcohol
2: carbon nanotube

Claims (5)

타이어 보강벨트용 코드에 있어서, 상기 코드는 탄소나노튜브/폴리비닐알콜 복합섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 보강벨트용 코드.      Cord for tire reinforcement belt, wherein the cord is a cord for tire reinforcement belt, characterized in that consisting of carbon nanotube / polyvinyl alcohol composite fiber. 제 1항에 있어서, 상기 탄소나노튜브/폴리비닐알콜 복합섬유는 탄소나노튜브 3 내지 10 중량%, 폴리비닐알콜 90 내지 97 중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 보강벨트용 코드. The tire reinforcing belt cord according to claim 1, wherein the carbon nanotube / polyvinyl alcohol composite fiber comprises 3 to 10 wt% of carbon nanotubes and 90 to 97 wt% of polyvinyl alcohol. 제 1항에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브의 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 보강벨트용 코드.  The tire reinforcing belt cord according to claim 1, wherein the carbon nanotubes are made of any one or a mixture of single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, and multi-walled carbon nanotubes. 제 1항에 있어서, 상기 폴리비닐알콜은 중량평균분자량이 500,00 ~ 700,000 인 것을 특징으로 하는 타이어 보강벨트용 코드.The cord for a tire reinforcing belt according to claim 1, wherein the polyvinyl alcohol has a weight average molecular weight of 500,00 to 700,000. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 타이어 보강벨트용 코드를 포함하여 이루어지는 공기입 타이어.A pneumatic tire comprising the cord for a tire reinforcing belt according to any one of claims 1 to 5.
KR1020110136131A 2011-12-16 2011-12-16 Cnt/pva composite fiber code for tire reinforcing belt material and air injection tire using the same KR20130068774A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110136131A KR20130068774A (en) 2011-12-16 2011-12-16 Cnt/pva composite fiber code for tire reinforcing belt material and air injection tire using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110136131A KR20130068774A (en) 2011-12-16 2011-12-16 Cnt/pva composite fiber code for tire reinforcing belt material and air injection tire using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130068774A true KR20130068774A (en) 2013-06-26

Family

ID=48864326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110136131A KR20130068774A (en) 2011-12-16 2011-12-16 Cnt/pva composite fiber code for tire reinforcing belt material and air injection tire using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130068774A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190083926A (en) * 2018-01-05 2019-07-15 경북대학교 산학협력단 Method for fabricating composite sheets of films and fibers using polymer microspheres containing carbon nanomaterials, and composite sheets of films and fibers therefrom
RU2748341C1 (en) * 2020-09-22 2021-05-24 Виталий Георгиевич Савиновский V.g. savinovsky's cord
KR102446037B1 (en) * 2021-05-18 2022-09-23 주식회사 유앤아이 Tire cord for eliminating static electricity having excellent electric conductivity and durability

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190083926A (en) * 2018-01-05 2019-07-15 경북대학교 산학협력단 Method for fabricating composite sheets of films and fibers using polymer microspheres containing carbon nanomaterials, and composite sheets of films and fibers therefrom
RU2748341C1 (en) * 2020-09-22 2021-05-24 Виталий Георгиевич Савиновский V.g. savinovsky's cord
KR102446037B1 (en) * 2021-05-18 2022-09-23 주식회사 유앤아이 Tire cord for eliminating static electricity having excellent electric conductivity and durability

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kumar et al. A review on the mechanical properties of polymer composites reinforced by carbon nanotubes and graphene
Andrews et al. Carbon nanotube polymer composites
Coleman et al. Small but strong: a review of the mechanical properties of carbon nanotube–polymer composites
KR100592527B1 (en) Rubber composition comprising carbon nanotubes as reinforcing agent and preparation thereof
Bal et al. Carbon nanotube reinforced polymer composites—a state of the art
Song Micro-and nano-fillers used in the rubber industry
Shim et al. Multiparameter structural optimization of single-walled carbon nanotube composites: toward record strength, stiffness, and toughness
Thomas et al. Rheology and processing of polymer nanocomposites
Danafar et al. A review of natural rubber nanocomposites based on carbon nanotubes
US10676586B2 (en) Nanocomposite additives based on graphene sheets and silica nanofibers
JP2007524727A (en) Elastomers reinforced with carbon nanotubes
Wu et al. Facile and simple fabrication of strong, transparent and flexible aramid nanofibers/bacterial cellulose nanocomposite membranes
Jo et al. Development of nanocomposite with epoxidized natural rubber and functionalized multiwalled carbon nanotubes for enhanced thermal conductivity and gas barrier property
Dai et al. Mechanical properties of carbon nanotubes-polymer composites
Arjmandi et al. Polylactic acid green nanocomposites for automotive applications
Taraghi et al. The effect of MWCNTs on the mechanical properties of woven Kevlar/epoxy composites
Ervina Efzan et al. A review on effect of nanoreinforcement on mechanical properties of polymer nanocomposites
Tofighy et al. Barrier, diffusion, and transport properties of rubber nanocomposites containing carbon nanofillers
Bang et al. Effects of pH on electrospun PVA/acid-treated MWNT composite nanofibers
Jayalakshmy et al. Applications of carbon-based nanofiller-incorporated rubber composites in the fields of tire engineering, flexible electronics and EMI shielding
Randjbaran et al. Reasons of Adding Carbon Nanotubes into Composite Systems-Review Paper.
KR20130068774A (en) Cnt/pva composite fiber code for tire reinforcing belt material and air injection tire using the same
CA2647727A1 (en) Carbon nanotube-reinforced nanocomposites
KR102422987B1 (en) A tire textile cord
Shahamatifard et al. Thermal and mechanical properties of carbon-based rubber nanocomposites: A review

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20140127

Effective date: 20150526

Free format text: TRIAL NUMBER: 2014101000494; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20140127

Effective date: 20150526

S901 Examination by remand of revocation
E902 Notification of reason for refusal
S601 Decision to reject again after remand of revocation