KR20190015068A - 높은 모듈러스 단일 트위스트화된 나일론 6,6 얀 - Google Patents
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Abstract
2.0 내지 2.8 cN/dtex의 4 % 신도에서의 인장 응력 값들을 갖는 높은 모듈러스 단일 트위스트화된 나일론 6.6 얀들은 형상화된 고무 복합재들에서의 보강재로서 사용된다. 상기 코드들의 최소 열 수축률은 4 %이고, 최대 열 수축률은 7 %이다.
Description
본 발명은 공기압 타이어들 및 기계적 고무 제품들에서의 보강재로서의 높은 모듈러스 단일 트위스트화된 나일론 6,6 얀들에 관한 것이다.
나일론 6,6 얀들은, 낮은 초기 모듈러스 및 더욱 높은 최종 모듈러스를 의미하는 이중-탄성 인장 성질들을 갖는 것으로 잘 알려져 있다. 낮은 초기 모듈러스는 그린(green) 타이어에서 어떠한 변형도 없이 타이어 리프팅/팽창 과정을 가능하게 하고, 높은 최종 모듈러스(낮은 모듈러스로부터 높은 모듈러스까지의 전이점 후의 모듈러스)는 공기압 레이디얼 타이어의 캡 플라이로서 고속 타이어 내구성을 개선시킨다(PCR 및 LT).
미국 특허 제 3,343,363 호에서, 실온에서 25 내지 60 g/d의 초기 모듈러스 및 7.0 g/d 초과의 강인성(tenacity)을 갖는 단일 트위스트화된 나일론 6.6 스트랜드들/얀들 및 코드들이 타이어 보강재들로서 개시되어 있다. 초기 모듈러스 값들은 ASTM A1380-61T에 따라 결정된다.
미국 특허 제 3,849,976 호에서, 고온 연신 공정 동안 고온에서 높은 연신을 적용함으로써 얻어진 60 g/d 초과의 L5 모듈러스를 갖는 높은 모듈러스 나일론 6.6 단일-플라이, 2-플라이 및 3-플라이 코드들이 타이어 보강재로서 개시되었다.
미국 특허 제 4,284,117 호에서, 단일 트위스트화된 나일론, 폴리에스테르, 레이온 및 아라미드 얀들이 공기압 레이디얼 타이어들에서 캡 플라이 보강재들로서 개시되어 있다.
높은 모듈러스 단일 트위스트화된 얀들을 얻기 위해, 규칙적인 모듈러스(4 % 신도에서 1.25 cN/dtex 미만의 인장 응력 수준, 또는 4 % 신도에서 31.25 cN/dtex 미만의 인장 모듈러스 수준, 또는 35.4g/d)를 갖는 기존의 규칙적인 나일론 6.6 얀들이 사용되었다. 규칙적인 모듈러스 얀들로부터 제조된 단일 트위스트화된 얀들은 고온에서 과도한 연신으로 인해 매우 높은 강성(stiffness) 및 더욱 낮은 굽힘 피로 내성(bending fatigue resistance)을 가졌다.
발명의 요약
본 발명의 목적은, 공기압 타이어들 및 기계적 고무 제품들에서 보강재로서 높은 모듈러스를 갖는 단일 트위스트화된 스트랜드들을 제조하는 것이다.
특허 문헌에서 볼 수 있는 바와 같이, 나일론 얀들 및 코드들의 초기 모듈러스 또는 LASE(특정 신장시 하중(Load At Specified Elongation)) 값들은 고온에서 높은 연신들을 적용함으로써 증가될 수 있다. (실험실 조건 하에서 자유 절단으로 조건화된) 완화된 상태 후에도 크게 유지되는, 안정한 (비가역성) 성질들을 얻기 위해, 나일론 6.6 얀들 또는 코드들을 250 ℃보다 높은 온도에 노출시키는 것이 필요하다. (고온 하의 높은 연신) 이러한 조건들 하에서, 얀들 및 코드들은 더욱 견고해지고, 이들은 이들의 굽힘 및 압축 피로 내성을 부분적으로 소실한다.
발명에 따르면, 나일론 6.6 얀들은 230 내지 250 ℃의 온도 범위에서 5 % 초과 12 % 미만으로 연신되고, 얀(스트랜드) 당 150 g 내지 500 g의 권취 장력을 갖는 보빈들 또는 스풀들 상에 권취된다. 롤과 같은 단일 트위스트화된 얀 패브릭들에 대해서도 동일한 조건들이 유효하다.
발명의 상세한 설명
본 발명에 따르면, 높은 모듈러스 단일 트위스트화된 얀들을 제조하기 위해, 규칙적인 모듈러스 미가공 나일론 6.6 얀들 대신에 높은 모듈러스 미가공 나일론 6.6 얀들이 사용되며, 이로 인해 개선된 피로 내성을 가져온다.
상기 미가공 나일론 6.6 얀들의 4 %에서의 인장 응력 값은 (ASTM D885-16에 따른 인장 시험기로 측정되는) 1,30 cN/dtex 초과, 바람직하게는 1,35 내지 1,60 cN/dtex이다.
높은 모듈러스를 높은 연신된 얀들은 보빈들에서 그들 성질들을 유지하는 데, 이는 그들이 이완되도록 허용하지 않기 때문이며, 그들은 상당한 이완(모듈러스 강하)을 경험하지 않고서 타이어에서 사용된다.
높은 연신된 패브릭들에서의 높은 모듈러스 얀들(스트랜드들)은 또한 롤들에서 그들의 성질들을 유지하는 데, 이는 그들이 이완을 허용되지 않기 때문이며, 그들은 상당한 이완(모듈러스 강하)을 경험하지 않고서 타이어에서 사용된다.
높은 모듈러스 나일론 6.6 트위스트화된 얀들의 인장 성질들은, 24 ℃에서 그리고 55 % 상대 습도의 권취 장력 하에서 (권출없이) 스풀에서 24 시간 컨디셔닝 후에 결정된다(ASTM D885-16). 컨디셔닝 후, 트위스트화된 얀들은 스풀로부터 권출한 후 1 분 이내에 시험된다.
패브릭의 경우, 시험 태비(tabbies)는 앞서 언급된 것과 동일한 조건들 하에서 (패브릭으로서 태비(tabby)로부터 얀들을 분리하여 절단하지 않고서) 태비(tabby)로서 컨디셔닝된다. 컨디셔닝 후, 태비로부터 절단된 얀들은 1 분 이내에 시험된다.
이러한 단일 트위스트화된 얀들은 2.0 cN/dtex(51 g/dtex 및 56.7 g/d 모듈러스) 내지 2.8 cN/dtex(71.4 g/dtex 및 79.3 g/d 모듈러스)의 4 % 신장시 응력 및 4.0 % 내지 7.0 %의 177 ℃에서의 열 수축률을 갖는다.
4 % 신장시 응력은 하기 식에 따라 결정된다:
4 % 신장시 응력(cN/dtex) = 4 % 신장시 인장(cN)/선형 밀도(dtex)
얀의 공칭 dtex는 선형 밀도로서 취해진다(예컨대, 1400x1 구조의 경우 1400).
모듈러스 값들은 100 % 신도에 필요한 응력 값을 찾기 위해 4 % 신도에서의 응력 값들을 25로 곱함으로써 계산된다.
얀들 및 코드들의 열 수축률은 2 분 노출 시간으로 177 ℃에서 0.045 g/dtex의 프리텐션 하에 Testrite 열 수축 시험기로 결정된다.
발명에 따르면, 코드들의 열 수축률은 4 % 및 7 %, 바람직하게는 5.0 % 및 6.5 %의 한계들 내에 있다.
발명에 따르면, 코드들의 총 공칭 dtex는 300 내지 4000 dtex에서 변화할 수 있다.
발명에 따르면, 최적의 구속력 및 굽힘 피로 내성을 갖기 위해, 얀들의 트위스트 인자들은 하기 식에 따라 30 및 50, 바람직하게는 35 및 45로 조정된다:
트위스트 인자 = (t/m × SQRT (tex/1000)
높은 모듈러스 나일론 6.6 트위스트화된 얀들(스트랜드들)은 공기압 타이어들 및 기계적 고무 제품들의 보강재로서 사용될 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
선형 밀도: 단위 길이 당 중량(g/dtex 또는 g/d(데니어))
4 % 신도에서의 모듈러스: (4 % 신도에서의 응력) x25(g/d 또는 g/dtex)
L5 모듈러스: 5 % 신도에서 모듈러스(5 % 신도에서 응력) x20(g/d 또는 d/dtex)
강인성: 파쇄력/총 선형 밀도(g/dtex)
트위스트: 미터 당 트위스트(t/m 또는 tpm)
Claims (5)
- (ASTM D885-16에 따라 인장 시험기로 측정된) 4 % 신도에서 1,30 cN/dtex 초과, 바람직하게는 1,35 내지 1,60 cN/dtex의 인장 응력 값을 갖는 미가공 폴리아미드 6.6 얀으로부터 제조된, 침지되고 열-세팅된 폴리아미드 6.6 단일 트위스트화된 얀(트위스트화된 스트랜드)으로서,
- (ASTM D885-16에 따라 인장 시험기로 측정된) 4 % 신도에서의 이의 인장 응력은 2.0 cN/dtex 초과 2.8 cN/dtex 미만이고,
- 이의 열 수축률은 2 분의 노출 시간으로 0.045 g/dtex의 프리텐션(pretension) 하에서 177 ℃에서 4.0 % 초과 7.0 % 미만으로 결정되는
것을 특징으로 하는, 단일 트위스트화된 얀.
- 제1항에 있어서,
미가공 얀의 4 % 신도에서의 응력 값은 바람직하게는 1.35 cN/dtex 초과 1.50 cN/dtex 미만인, 단일 트위스트화된 얀.
- 제1항에 있어서,
상기 단일 트위스트화된 얀은 바람직하게는 5.0 내지 6.5 %의 열 수축률을 갖는, 단일 트위스트화된 얀.
- 제1항에 있어서,
상기 단일 트위스트화된 얀의 dtex는 최소 300 dtex 및 최대 4000 dtex인, 단일 트위스트화된 얀.
- 제1항에 있어서,
단일 트위스트화된 얀의 트위스트 인자는 다음 식에 따라 계산된 최소 30 및 최대 50, 바람직하게는 35 내지 45인, 단일 트위스트화된 얀:
트위스트 인자 = (t/m × SQRT (tex/1000)
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