KR20200120907A - 금속 보강 요소를 포함하는 복합 물품 - Google Patents

금속 보강 요소를 포함하는 복합 물품 Download PDF

Info

Publication number
KR20200120907A
KR20200120907A KR1020207023175A KR20207023175A KR20200120907A KR 20200120907 A KR20200120907 A KR 20200120907A KR 1020207023175 A KR1020207023175 A KR 1020207023175A KR 20207023175 A KR20207023175 A KR 20207023175A KR 20200120907 A KR20200120907 A KR 20200120907A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
promoting layer
adhesion promoting
tert
reinforcing element
metal
Prior art date
Application number
KR1020207023175A
Other languages
English (en)
Inventor
미날리 파세카
마틴 피어슈트레테
엘비아 스탈링
Original Assignee
엔브이 베카에르트 에스에이
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 엔브이 베카에르트 에스에이 filed Critical 엔브이 베카에르트 에스에이
Publication of KR20200120907A publication Critical patent/KR20200120907A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/041—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with metal fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • 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
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • 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
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • 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
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0606—Reinforcing cords for rubber or plastic articles
    • D07B1/0666—Reinforcing cords for rubber or plastic articles the wires being characterised by an anti-corrosive or adhesion promoting coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/06—Polyethene
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2001—Wires or filaments
    • D07B2201/201—Wires or filaments characterised by a coating
    • D07B2201/2011—Wires or filaments characterised by a coating comprising metals
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2001—Wires or filaments
    • D07B2201/201—Wires or filaments characterised by a coating
    • D07B2201/2012—Wires or filaments characterised by a coating comprising polymers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2001—Wires or filaments
    • D07B2201/201—Wires or filaments characterised by a coating
    • D07B2201/2013—Wires or filaments characterised by a coating comprising multiple layers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2015—Strands
    • D07B2201/2042—Strands characterised by a coating
    • D07B2201/2043—Strands characterised by a coating comprising metals
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2015—Strands
    • D07B2201/2042—Strands characterised by a coating
    • D07B2201/2044—Strands characterised by a coating comprising polymers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2015—Strands
    • D07B2201/2042—Strands characterised by a coating
    • D07B2201/2045—Strands characterised by a coating comprising multiple layers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00—Rope or cable materials
    • D07B2205/20—Organic high polymers
    • D07B2205/201—Polyolefins
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00—Rope or cable materials
    • D07B2205/20—Organic high polymers
    • D07B2205/2057—Phenol resins
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00—Rope or cable materials
    • D07B2205/30—Inorganic materials
    • D07B2205/3021—Metals
    • D07B2205/3071—Zinc (Zn)
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00—Rope or cable materials
    • D07B2205/30—Inorganic materials
    • D07B2205/3021—Metals
    • D07B2205/3085—Alloys, i.e. non ferrous
    • D07B2205/3092—Zinc (Zn) and tin (Sn) alloys
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2501/00—Application field
    • D07B2501/20—Application field related to ropes or cables
    • D07B2501/2046—Tire cords
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2501/00—Application field
    • D07B2501/20—Application field related to ropes or cables
    • D07B2501/2076—Power transmissions
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2801/00—Linked indexing codes associated with indexing codes or classes of D07B
    • D07B2801/18—Coating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

중합체 물질에 매립된 적어도 하나의 금속 보강 요소를 포함하는 복합 물품으로서, 상기 금속 보강 요소는 접착 촉진 층으로 적어도 부분적으로 코팅되고, 상기 접착 촉진 층은 상기 금속 보강 요소와 상기 중합체 물질 사이에 개재되고, 상기 접착 촉진 층은 산 무수물-그라프팅된 폴리올레핀 및 페놀계 산화방지제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

금속 보강 요소를 포함하는 복합 물품
본 발명은 금속 보강 요소 및 열가소성 중합체 물질에 매립된 적어도 하나의 금속 보강 요소를 포함하는 복합 물품에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 복합 물품을 제조하는 방법 및 보강된 물품으로서 그러한 복합 물품의 용도에 관한 것이다.
금속 보강 중합체 물질들은 그들이 고강도 및 경량을 조합하기 때문에 많은 응용들에 매력적이다. 그러나, 금속 보강 중합체 물질들, 그리고 더 구체적으로, 비극성 열가소성 중합체 물질들, 예컨대, 폴리올레핀들과 연관된 알려진 문제는 금속 보강 요소와 열가소성 중합체 물질 사이의 양호한 접착을 획득하기가 어렵다는 점이다.
많은 연구자들은 금속과 중합체 물질 사이의 접착을 촉진하려고 시도했다. 시도들은, 예를 들어, 벌크 중합체의 변형 또는 하나 또는 양쪽 구성성분의 표면들의 물리-화학적 변형을 포함한다. 말레산 무수물은, 예를 들어, 강철과 중합체 사이의 접착을 증진시키기 위해 중합체의 관능성을 증가시키기 위해 산업적으로 사용된다. 금속과 중합체 물질 사이의 접착을 개선하기 위해 결합제들, 예컨대, 실란들이 제안되었다. 또한, 에폭시 및 크로뮴 기재의 코팅들은 내부식성을 증가시키고 금속 표면과 중합체 코팅들 사이의 접착을 촉진하는 것으로 관련 기술분야에 알려져 있다.
그러나, 이러한 코팅들은 다수의 결점들을 나타낸다. 에폭시 기재의 코팅들은, 예를 들어, 수분을 쉽게 흡수한다. 흡수된 물의, 에폭시-강철 계면 내로의 확산으로 인해, 계면 접착 강도가 약화될 수 있다. 한편, 크로뮴 기재의 코팅들은 고도로 독성이어서, 그들의 응용은 바람직하게는 회피된다.
많은 응용들에 대해서 높은 내부식성이 요구되기 때문에, 추가적인 처리들이 필요하다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 결점들을 회피하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 접착 촉진 층에 의해 금속-중합체 물질 접합을 개선하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 계면에 걸쳐 작용하는 전단력들, 동적 부하들, 부식, 및 노화에 대한 저항성을 개선하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 금속 보강 요소와 중합체 매트릭스 사이에 강인화된 중간상을 생성하는 것이다.
본 발명에 따르면, 중합체 물질에 매립된 적어도 하나의 금속 보강 요소를 포함하는 복합 물품이 제공된다.
금속 보강 요소는 접착 촉진 층으로 적어도 부분적으로 코팅된다. 이러한 접착 촉진 층은 금속 보강 요소와 중합체 물질 사이에 개재된다.
바람직하게, 금속 보강 요소의 주 표면, 예를 들어, 전체 표면의 80 퍼센트 초과의 표면은 접착 촉진 층으로 균질하게 코팅된다.
금속 보강 요소는 그의 길이를 따라 종방향을 갖는 세장형 요소, 예컨대, 바 또는 와이어일 수 있다. 그러한 경우에, 세장형 금속 보강 요소는 바람직하게, 그의 종방향을 따라 접착 촉진 층으로 완전히 코팅된다. 종방향에 수직인 세장형 금속 보강 요소의 2개의 단부들은 접착 촉진 층으로 코팅되지 않을 수 있다.
금속 보강 요소
금속 보강 요소로서, 금속 와이어, 금속 코드, 금속 스트립 또는 리본이 고려될 수 있다. 금속 와이어들은 임의의 단면, 예컨대, 원형, 타원형 또는 편평한(직사각형) 단면을 가질 수 있다. 세장형 금속 보강 요소의 등가 직경은 0.2 내지 5 mm의 범위에 있을 수 있다. 응용들에 따라, 세장형 금속 보강 요소의 등가 직경은 0.4 내지 1.5 mm의 범위 또는 2.0 내지 3.0 mm의 범위에 있을 수 있다.
구조적인 신장을 갖는 금속 와이어들 또는 코드들을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 다수의 금속 와이어들을 포함하는 구조들이 금속 보강 요소로서 고려될 수 있다. 예들은 다수의 금속 요소들을 포함하는 묶음, 편조, 용접 또는 직조 구조들을 포함한다.
본 발명에 따른 복합 물품의 금속 보강 요소들을 제공하기 위해 임의의 금속 또는 금속 합금이 사용될 수 있다. 바람직하게, 금속들 또는 금속 합금들은 철, 티타늄, 알루미늄, 구리 및 이들의 합금들로부터 선택된다.
금속 요소의 인장 강도는 바람직하게는 1000 N/mm2보다 높다. 바람직한 예로서, 금속 보강 요소는 강철로 만들어진다. 강철 보강 요소의 인장 강도는 500 N/mm2 내지 4000 N/mm2 범위일 수 있고, 강철의 조성, 요소들의 직경 및 강철 보강 요소의 제조 프로세스에 주로 의존한다.
강철 보강 요소는 탄소강으로 만들어질 수 있다. 강철은 다음의 강철 조성: 0.2 wt% 내지 1.2 wt% 범위의 탄소 함량, 0.3 wt% 내지 0.80 wt%의 망가니즈 함량, 0.10 wt% 내지 0.50 wt% 범위의 규소 함량, 0.05 wt%의 최대 황 함량, 0.05 wt%의 최대 인 함량, 나머지는 철 및 가능한 미량의 구리, 크로뮴, 니켈, 바나듐, 몰리브데넘 또는 붕소를 가질 수 있다. 대안적으로, 강철 보강 요소는 0.04 wt% 내지 0.20 wt% 범위의 탄소 함량을 갖는 저탄소 와이어 막대로 만들어질 수 있다. 또한, 스테인리스 강들이 적용가능하다. 스테인리스 강들은 최소 12 wt% Cr 및 상당한 양의 니켈을 포함한다. 가능한 조성물들은 관련 기술분야에서 AISI(미국 철강 협회(American Iron and Steel Institute)) 25 302, AISI 301, AISI 304 및 AISI 316으로서 알려져 있다.
금속 보강 요소 또는 다수의 금속 요소들을 포함하는 구조는 접착 촉진 층이 도포되기 전에 하나 이상의 금속 또는 금속 합금 코팅으로 코팅될 수 있다. 바람직한 금속 또는 금속 합금 코팅들은 아연 및 아연 합금 코팅들, 예컨대, 아연-구리, 아연-알루미늄, 아연-망가니즈, 아연-코발트 합금, 아연-니켈 합금, 아연 철 합금 또는 아연-주석 합금 코팅들을 포함한다.
바람직한 아연-알루미늄 코팅은, 2 내지 10 wt% 알루미늄 및 0.2 내지 3.0 wt% 마그네슘, 나머지는 아연을 포함한다. 예는 5 wt% 알루미늄, 0.5 wt% 마그네슘, 그리고 나머지는 아연이다.
일부 응용들의 경우, 하이브리드 구조들, 즉, 2개 이상의 상이한 물질들을 조합하는 구조들, 예컨대, 2개 이상의 상이한 금속들 또는 금속 합금들의 금속 와이어들을 포함하거나 금속 와이어들을 비금속 필라멘트들, 예컨대, 중합체 필라멘트들 또는 유리 필라멘트들과 조합하여 포함하는 구조들을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
예로서, 금속 보강 요소는 외측 필라멘트들로서 금속 와이어들, 예컨대, 강철 와이어들 및 내측 필라멘트로서 중합체 코어를 갖는 코드를 포함한다.
다른 예로서, 금속 보강 요소는 금속 필라멘트들 및 중합체 필라멘트들을 포함하는 직조 구조를 포함한다.
중합체 물질
임의의 중합체가 중합체 물질로서 고려될 수 있다. 바람직한 중합체들은 열가소성 중합체들을 포함한다. 적합한 중합체들의 예들은 폴리올레핀들; 폴리아미드들; 폴리우레탄들; 폴리에스테르들; 고무들, 예컨대, 폴리이소프렌, 클로로프렌, 스티렌-부타디엔, 부틸 고무, 니트릴 및 수소화된 니트릴 고무들, EPDM, ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌) 및 PVC를 포함한다.
폴리올레핀은, 올레핀으로부터 유도된 반복 단위들을 포함하는 임의의 중합체를 포함할 수 있고, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리부틸렌(PB), 폴리이소부틸렌, 폴리메틸펜텐(PMP), 폴리부텐-1 (PB-1) 및 이러한 폴리올레핀들 중 임의의 폴리올레핀의 공중합체를 포함한다.
중합체 물질은 또한, 열가소성 물질, 예를 들어, 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리부틴 테레프탈레이트(PBT) 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리아미드(PA), 폴리에스테르(PES), 폴리이미드(PI), 폴리카보네이트(PC), 스티렌 아크릴로니트릴(SAN), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 코폴리에테르에스테르들, 이들 중합체들의 공중합체들 또는 유사한 물질들일 수 있다.
접착 촉진 층
접착 촉진 층이 금속 보강 요소 상에 제공된다. 접착 촉진 층의 두께는 5 내지 500 ㎛ 범위에 있다. 세장형 금속 보강 요소는 0.4 mm 내지 3 mm의 범위의 등가 직경을 가질 수 있다. 바람직하게, 접착 촉진 층은 0.4 내지 1.5 mm의 범위의 등가 직경을 갖는 세장형 금속 보강 요소 상에 10 내지 50 ㎛ 범위의 두께를 갖는다. 바람직하게, 접착 촉진 층은 2.0 내지 3.0 mm의 범위의 등가 직경을 갖는 세장형 금속 보강 요소 상에 80 내지 150 ㎛ 범위의 두께를 갖는다.
접착 촉진 층은 산 무수물-그라프팅된 폴리올레핀 및 페놀계 산화방지제를 포함한다. 접착 촉진 층은 또한, 산 무수물-그라프팅된 폴리올레핀과 페놀계 산화방지제의 반응 생성물을 포함할 수 있다.
산 무수물-그라프팅된 폴리올레핀
그라프트 중합체들은, 하나의 복합체의 선형 백본 및 다른 복합체의 무작위 분포된 분지들을 갖는 세그먼트화된 공중합체들이다.
산 무수물은 임의의 산 무수물, 그의 모노에스테르, 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 산 무수물의 예들은 말레산 무수물, 말레산 무수물의 모노에스테르, 숙신산 무수물, 숙신산 무수물의 모노에스테르, 푸마르산 무수물, 푸마르산 무수물의 모노에스테르, 또는 이들 중 둘 이상의 조합들을 포함한다.
폴리올레핀은, 올레핀으로부터 유도된 반복 단위들을 포함하는 임의의 중합체를 포함할 수 있고, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리부틸렌(PB), 폴리이소부틸렌, 폴리메틸펜텐(PMP), 폴리부텐-1 (PB-1) 및 이러한 폴리올레핀들 중 임의의 폴리올레핀의 공중합체를 포함한다. 그러한 공중합체는 부텐, 헥센, 옥텐, 데센, 도데센, 또는 이들 중 둘 이상의 조합들을 포함하는 공단량체들을 포함할 수 있다.
예로서, 폴리에틸렌 중합체들은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 매우 낮은 또는 초저밀도 폴리에틸렌들(VLDPE 또는 ULDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 또는 이들 중 둘 이상의 조합들을 포함할 수 있다.
산 무수물은, 예를 들어, 약 0.05 wt% 내지 5 wt%, 바람직하게 0.1 내지 2.0 wt% 범위, 더 바람직하게 0.5 내지 1.0 wt% 범위의 산 무수물의 농도를 기준으로 접착 촉진 층에 존재할 수 있다.
산 무수물-그라프팅된 폴리올레핀은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 알려진 임의의 수단에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 그라프팅된 폴리올레핀은, 그라프트 중합체를 구성하는 데에 사용되는 가장 빈번하게 사용되는 합성 방법들, 예를 들어, "그라프팅 투", "그라프팅 프롬" 및 "그라프팅 스루"에 의해 제조될 수 있다.
페놀계 산화방지제
페놀계 산화방지제는 20 wt% 미만의 농도를 기준으로 접착 촉진 층에 존재한다. 더 바람직하게, 페놀계 산화방지제의 농도는 5 wt% 미만, 예를 들어, 2 wt% 또는 1 wt%이다.
페놀계 산화방지제의 예들은, 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸, 2,6-디페닐-4-옥타데실옥시페놀, 스테아릴(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 디스테아릴(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)포스포네이트, 트리데실-3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질 티오아세테이트, 티오디에틸렌-비스[(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 4,4'-티오비스(6-tert-부틸-m-크레졸), 2-옥틸티오-4,6-디(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페녹시)-s-트리아진, 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 비스[3,3-비스(4-히드록시-3-tert-부틸페닐)부티르산]글리콜 에스테르, 4,4'-부틸리덴-비스(4,6-디-tert-부틸페놀), 2,2'-에틸리덴-비스(4,6-디-tert-부틸페놀), 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-tert-부틸페닐)부탄, 비스[2-tert-부틸-4-메틸-6-(2-히드록시-3-tert-부틸-5-메틸벤지)페닐]테레프탈레이트, 1,3,5-트리스(2,6-디메틸-3-히드록시-4-tert-부틸벤질)이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)-2,4,6-트리메틸벤젠, 1,3,5-트리스[(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시에틸]이소시아누레이트, 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 2-tert-부틸-4-메틸-6-(2-아크릴로일옥시-3-tert-부틸-5-메틸벤질)페놀, 3,9-비스[2-{3-(3-tert-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로파노일옥시}-1,1-디메틸에틸]-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5.5]운데칸 및 트리에틸렌 글리콜-비스[β-(3-tert-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트]를 포함한다.
본 발명에서 사용되는 페놀계 산화방지제는, 위치들(2 및 6)에서 tert-부틸 기들로 개질된 4-메틸페놀로 구성된 유기 화학물질인 부틸화된 히드록시톨루엔일 수 있다. 부틸화된 히드록시톨루엔은 불포화 유기 화합물들의 자동산화를 억제한다. 본 발명에서 사용되는 페놀계 산화방지제의 대표적인 예들은, 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀, 2,6-디-tert-부틸페놀, 2,6-d-tert-부틸-4-s-부틸페놀, 알킬화 페놀들의 혼합물 또는 4,4'-메틸렌-비스(2,6-디-tert-부틸페놀) 또는 이들 중 둘 이상의 조합이다. 말레산 무수물과 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀, 2,6-디-tert-부틸페놀, 2,6-d-tert-부틸-4-s-부틸페놀, 알킬화 페놀들의 혼합물 또는 4,4'-메틸렌-비스(2,6-디-ter-부틸페놀) 또는 이들의 조합의 조합은 놀랍게도, 중합체 물질과 금속 사이의 더 안정적인 접착을 제공한다. 더욱이, 접착은 오랜 시간에 걸쳐 유지된다.
본 발명에 따르면, 복합 물품을 제조하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 다음의 단계들:
a) 금속 보강 요소를 제공하는 단계;
b) 상기 금속 보강 요소의 적어도 일부 상에 접착 촉진 층을 도포하는 단계 ― 상기 접착 촉진 층은 산 무수물-그라프팅된 폴리올레핀 및 페놀계 산화방지제를 포함하고, 페놀계 산화방지제는 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀, 2,6-디-tert-부틸페놀, 2,6-d-tert-부틸-4-s-부틸페놀, 알킬화 페놀들의 혼합물 또는 4,4'-메틸렌-비스(2,6-디-ter-부틸페놀) 또는 이러한 페놀계 산화방지제들 중 임의의 것을 포함하는 조합으로부터 선택됨 ―;
c) 상기 접착 촉진 층으로 코팅된 상기 금속 보강 요소를 중합체 물질에 매립하는 단계를 포함한다.
접착 촉진 층은 임의의 가용 코팅 기법들에 의해 상기 금속 보강 요소 상에 도포될 수 있다. 바람직한 예로서, 접착 촉진 층은 압출에 의해 도포될 수 있다. 접착 촉진 층은 사전가수분해된 또는 가수분해되지 않은 형태로 도포될 수 있다.
방법은 다음의 단계:
d) 상기 접착 촉진 층의 도포 전에, 금속 또는 금속 합금 코팅, 예를 들어, 아연 또는 아연 합금을 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 금속 보강 중합체를 요구하는 모든 종류의 응용들에 대한, 위에서 설명된 바와 같은 복합 물품의 용도가 제공된다. 본 발명에 따른 복합 물품은 가구, 드롭 케이블들, 송전 케이블들, 자동차 또는 건축물에 사용될 수 있다.
본 발명을 수행하기 위한 모드(들)
중합체 매트릭스 물질에 강철 와이어를 포함하는 복합 물품이 본 발명에 따라 만들어진다. 강철 와이어는 산 무수물-그라프팅된 폴리올레핀 및 페놀계 산화방지제를 포함하는 접착 촉진 층과 함께 압출된다. 산 무수물-그라프팅된 폴리올레핀은 바람직하게, 0.5 내지 1.0 wt% 농도로 존재하는 말레산 무수물을 갖는 말레산 무수물-그라프팅된 폴리에틸렌이다. 페놀계 산화방지제는, 예를 들어, 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀 유형, 2,6-디-tert-부틸페놀 유형, 2,6-d-tert-부틸-4-s-부틸페놀 유형, 4,4'-메틸렌-비스(2,6-디-ter-부틸페놀) 유형, 알킬화 페놀들의 혼합물 또는 상기 항목들의 조합이고, 2 wt% 미만, 바람직하게 1 wt% 미만의 농도이다. 강철 와이어와 접착 촉진 층 사이의 접착 및 접착 촉진 층과 중합체 매트릭스 사이의 접착을 조사한다. 이들은 또한, 참조들로서 다른 접착 촉진 물질을 사용하는 샘플들과 비교된다. 접착 촉진 층과 매트릭스 사이의 접착을 시험하기 위해, 코팅된 강철 와이어들 중 일부는 중합체 매트릭스에 매립된다. 예로서, 적어도 0.3 mm의 두께를 갖는 폴리에틸렌이 매트릭스 물질로서 사용되고, 접착 촉진 층 코팅된 강철 와이어들의 최상부 상에 압출된다. 말레산 무수물과 2,6-디-tert-부틸페놀 유형, 2,6-d-tert-부틸-4-s-부틸페놀 유형, 4,4'-메틸렌-비스(2,6-디-ter-부틸페놀) 유형, 알킬화 페놀들의 혼합물 또는 상기 항목들의 조합의 조합은 중합체 매트릭스와 강철 와이어 사이에 더 안정적인 접착을 제공하고, 접착은 오랜 시간에 걸쳐 유지된다.
복합 물품들의 계면에서의 접착은 유럽 표준 NBN EN10245-1:2011 (E)에 설명된 바와 같은 기계적 절차에 의해 평가된다.
접착을 시험하기 위한 절차는 다음과 같다. 와이어의 2개의 정반대의 대향 측들 상에서 대략 5 cm의 길이를 따라 종방향으로 유기 코팅을 제거하기 위해 날카로운 나이프를 사용한다. 나이프의 후면을 사용하여 코팅의 작은 부분을 들어올리고, 손가락들로 파지하고, 코팅을 절취하려고 시도한다. 코팅의 거동에 따라, 접착에 0 내지 5의 값을 할당한다.
0 코팅을 절취하는 것이 불가능하다; 들어올려진 부분이 파괴된다.
1 코팅을 더 떼어내는 것이 불가능하다; 매우 작은 부분들만이 나이프를 사용하여 떼어질 수 있다.
2 1 cm 미만의 작은 입자들만이 제거될 수 있다.
3 주의한다면 수 cm 길이의 조각들을 제거할 수 있다.
4 수 cm의 코팅을 매우 쉽게 제거할 수 있다.
5 코팅이 와이어의 각각의 측에서 일단 절단되면, 코팅 막은 더 이상 접착되지 않는다.
기판의 청결성이 코팅에 상당한 영향을 미치므로, 접착 촉진 층의 도포 이전에 강철 와이어에 대한 상이한 세정 단계가 또한 연구된다. 강철 와이어들은 인발 단계 동안 사용된 그들의 표면 상이 비누칠된다. 세정 단계들은 스팀 탈지(또는 스팀 세정), 알칼리 탈지 및 산세(또는 산 세정)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 초음파 세정이 또한 적용될 수 있다. 0.4 mm 및 1.2 mm의 직경을 갖는 아연도금된 강철 와이어들은 각각, 상이한 세정 단계에 의해 처리되고 그 후 압출에 의해, 상이한 접착 촉진 층으로 코팅된다. 표 1은 0.4 mm의 직경을 갖는 아연도금된 강철 와이어들의 접착 시험 결과들을 예시한다. 표 2는 1.2 mm의 직경을 갖는 아연도금된 강철 와이어들의 접착 시험 결과들을 예시한다.
표 1 0.4 mm의 직경을 갖는 아연도금된 강철 와이어들의 접착 시험 결과들
Figure pct00001
표 2 1.2 mm의 직경을 갖는 아연도금된 강철 와이어들의 접착 시험 결과들
Figure pct00002
표 1 및 2에서, "모든 세정 단계들"은 강철 와이어가 스팀 탈지(또는 스팀 세정), 알칼리 탈지 및 산세(또는 산 세정)을 겪는 것을 의미한다. 본 발명에 따른 복합체들의 강철 와이어와 접착 촉진 층 사이의 접착 수준은 다양한 세정 단계들이 있어도 "1"인 반면에, 참조 샘플들은 "3" 또는 "4"인 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 접착 촉진 층과 중합체 매트릭스 사이의 접착 수준은 "1"이다. 이러한 시험 결과들은 본 발명에 따른 복합 물품이, 금속 보강 요소와, 매립된 중합체 물질 사이에 양호한 접착을 갖는다는 것을 검증한다.

Claims (13)

  1. 중합체 물질에 매립된 적어도 하나의 금속 보강 요소를 포함하는 복합 물품으로서,
    상기 금속 보강 요소는 접착 촉진 층으로 적어도 부분적으로 코팅되고, 상기 접착 촉진 층은 상기 금속 보강 요소와 상기 중합체 물질 사이에 개재되고, 상기 접착 촉진 층은 산 무수물-그라프팅된 폴리올레핀 및 페놀계 산화방지제를 포함하고 상기 페놀계 산화방지제는 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀, 2,6-디-tert-부틸페놀, 2,6-d-tert-부틸-4-s-부틸페놀, 알킬화 페놀들의 혼합물 또는 4,4'-메틸렌-비스(2,6-디-ter-부틸페놀) 또는 상기 페놀계 산화방지제들 중 임의의 것을 포함하는 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 복합 물품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 보강 요소는 강철 와이어 또는 강철 코드인, 복합 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속 보강 요소는 상기 접착 촉진 층이 도포되기 전에 금속 또는 금속 합금 코팅, 예를 들어, 아연 또는 아연 합금으로 코팅되는, 복합 물품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 보강 요소는 0.4 mm 내지 3.0 mm 범위의 등가 직경을 갖는 세장형 요소인, 복합 물품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 물질은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리부틸렌(PB), 폴리이소부틸렌, 폴리메틸펜텐(PMP), 폴리부텐-1 (PB-1) 및 이러한 폴리올레핀들 중 임의의 폴리올레핀의 공중합체를 포함하는 폴리올레핀인, 복합 물품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산 무수물-그라프팅된 폴리올레핀은 말레산 무수물-그라프팅된 폴리에틸렌인, 복합 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산 무수물은 0.05 내지 5.0 wt%의 농도로 상기 접착 촉진 층에 존재하는, 복합 물품.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 페놀계 산화방지제는 5 wt% 미만의 농도로 상기 접착 촉진 층에 존재하는, 복합 물품.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착 촉진 층의 두께는 5 내지 500 ㎛ 범위에 있는, 복합 물품.
  10. 중합체 물질의 보강을 위한 금속 요소로서,
    상기 금속 보강 요소는 접착 촉진 층으로 적어도 부분적으로 코팅되고, 상기 접착 촉진 층은 산 무수물-그라프팅된 폴리올레핀 및 페놀계 산화방지제를 포함하고 상기 페놀계 산화방지제는 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀, 2,6-디-tert-부틸페놀, 2,6-d-tert-부틸-4-s-부틸페놀, 알킬화 페놀들의 혼합물 또는 4,4'-메틸렌-비스(2,6-디-ter-부틸페놀) 또는 상기 페놀계 산화방지제들 중 임의의 것을 포함하는 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 중합체 물질의 보강을 위한 금속 요소.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 정의된 복합 물품을 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은 다음의 단계들:
    a) 금속 보강 요소를 제공하는 단계;
    b) 상기 금속 보강 요소의 적어도 일부 상에 접착 촉진 층을 도포하는 단계 ― 상기 접착 촉진 층은 산 무수물-그라프팅된 폴리올레핀 및 페놀계 산화방지제를 포함하고 상기 페놀계 산화방지제는 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀, 2,6-디-tert-부틸페놀, 2,6-d-tert-부틸-4-s-부틸페놀, 알킬화 페놀들의 혼합물 또는 4,4'-메틸렌-비스(2,6-디-ter-부틸페놀) 또는 상기 페놀계 산화방지제들 중 임의의 것을 포함하는 조합으로부터 선택됨 ―;
    c) 상기 접착 촉진 층으로 코팅된 상기 금속 보강 요소를 중합체 물질에 매립하는 단계를 포함하는, 복합 물품을 제조하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    d) 상기 접착 촉진 층의 도포 전에, 금속 또는 금속 합금 코팅, 예를 들어, 아연 또는 아연 합금을 도포하는 단계를 더 포함하는, 복합 물품을 제조하는 방법.
  13. 가구, 드롭 케이블들, 송전 케이블들, 자동차 또는 건축물을 위한, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 복합 물품의 용도.
KR1020207023175A 2018-02-14 2019-02-05 금속 보강 요소를 포함하는 복합 물품 KR20200120907A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18156617 2018-02-14
EP18156617.5 2018-02-14
PCT/EP2019/052760 WO2019158398A1 (en) 2018-02-14 2019-02-05 Composite article comprising a metal reinforcement element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200120907A true KR20200120907A (ko) 2020-10-22

Family

ID=61521286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207023175A KR20200120907A (ko) 2018-02-14 2019-02-05 금속 보강 요소를 포함하는 복합 물품

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200369837A1 (ko)
EP (1) EP3752551A1 (ko)
KR (1) KR20200120907A (ko)
CN (1) CN111655767A (ko)
BR (1) BR112020012961A2 (ko)
WO (1) WO2019158398A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022096538A1 (en) * 2020-11-03 2022-05-12 Nv Bekaert Sa Soil reinforcement strip and grid

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0845548B1 (en) * 1996-10-15 2001-05-16 N.V. Bekaert S.A. Steel cord treated with a corrosion inhibiting composition
JP2007527809A (ja) * 2004-03-09 2007-10-04 ナムローゼ・フェンノートシャップ・ベーカート・ソシエテ・アノニム 熱可塑性ポリマー材料に埋め込まれた金属強化材を含む複合製品
CA2736234C (en) * 2008-09-16 2016-08-09 Yimsan Gau Crack-resistant, flame retardant, halogen-free, cable assembly and coating composition
WO2011067137A1 (en) * 2009-12-01 2011-06-09 Nv Bekaert Sa A reinforced polymer composite
JP5526951B2 (ja) * 2010-04-05 2014-06-18 株式会社オートネットワーク技術研究所 電線被覆材用組成物、絶縁電線及びワイヤーハーネス
KR101476132B1 (ko) * 2014-05-27 2014-12-24 (주)다은 수밀성 pe 이중 피복 파형강관 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019158398A1 (en) 2019-08-22
US20200369837A1 (en) 2020-11-26
CN111655767A (zh) 2020-09-11
EP3752551A1 (en) 2020-12-23
BR112020012961A2 (pt) 2020-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0137411B2 (ko)
JPS6014836B2 (ja) ゴム強化用鋼線の製造方法
US9951469B2 (en) Steel cord for rubber reinforcement
CN108138402B (zh) 复合的长物体
KR20200120907A (ko) 금속 보강 요소를 포함하는 복합 물품
WO2008101999A1 (en) A coupling agent to provide the coupling of a metal element to a material to be reinforced
KR20120117766A (ko) 보강 고분자 복합체
KR100265244B1 (ko) 강화 서브스트레이트 및 그 제품
KR20210084551A (ko) 컨베이어 벨트용 고무 조성물 및 컨베이어 벨트
US9151356B2 (en) Splice for jointing steel cord strips encased in thermoplastic material
JPS646950B2 (ko)
JPH0261184A (ja) スチールコードおよびタイヤ
CN102446584A (zh) 电线、电缆
JP6727008B2 (ja) 板状の鋼線強化樹脂
JPH0253981A (ja) スチールコードおよびタイヤ
EP3222775A1 (en) Polymer composite material
FI67563B (fi) Polyolefin som har goda vidhaeftningsegenskaper
JPH0494832A (ja) ゴム補強用スチールワイヤ
EP1019766A1 (en) Communication cable with improved tensile member

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application