WO2018124472A1 - 폴리에스터 타이어 코드와 이를 이용한 레이디얼 타이어 - Google Patents

폴리에스터 타이어 코드와 이를 이용한 레이디얼 타이어 Download PDF

Info

Publication number
WO2018124472A1
WO2018124472A1 PCT/KR2017/013133 KR2017013133W WO2018124472A1 WO 2018124472 A1 WO2018124472 A1 WO 2018124472A1 KR 2017013133 W KR2017013133 W KR 2017013133W WO 2018124472 A1 WO2018124472 A1 WO 2018124472A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cord
ply
tire
modulus
polyethylene terephthalate
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/013133
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
남윤희
이경하
박진경
Original Assignee
(주)효성
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 (주)효성 filed Critical (주)효성
Publication of WO2018124472A1 publication Critical patent/WO2018124472A1/ko

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

Definitions

  • the present invention relates to a radial tire with a cap ply made of polyethylene terephthalate dip cord.
  • the installation of a cap ply on a tire for a passenger car is for the safety of the tire.
  • a tire having such a cap ply has become common.
  • the cap ply refers to a part that is continuously wound between the tire tread portion and the belt reinforcing steel cord layer without breaking in the circumferential direction of the tire to maintain the shape stability of the tire.
  • Such cap plies are typically reinforced with materials that have heat shrinkage at high temperatures.
  • Loss of energy occurs. This energy loss leads to the rolling resistance of the vehicle, and in general, when using a material having high energy loss characteristics, the fuel efficiency of the vehicle is increased due to the increase in the rolling resistance of the tire and the temperature of the tire is increased due to the driving. .
  • the role of the cap ply material is to prevent the size of the tire from growing by driving the cap ply when the temperature of the tire increases due to the driving of the vehicle. In this case, since the tire does not increase in size, an increase in tire rotational inertia is prevented, resulting in reduction of energy consumption and suppression of heat generation of the tire, thereby increasing fatigue life and increasing durability.
  • nylon 66 the material used for cap ply material due to the high shrinkage of nylon 66.
  • the part where the cab ply is reinforced is known to be the hottest part of the tire. Therefore, besides the heat shrinkage force, a material having heat resistance should be used, and a material having a low deterioration in adhesion force due to heat should be used.
  • Nylon 66 is the material used for tire cords with these properties.
  • Aramid has different characteristics from nylon 66.
  • Aramid fibers are aromatic polyamide fibers which are polyamide fibers having a benzene ring in a repeating unit.
  • aramid fibers are also increasing, but aramid fibers have a problem of low fatigue resistance and at the same time cost is very expensive, causing problems.
  • An object of the present invention for solving the above problems is to provide a radial tire having a cap fly layer applied with a deep cord made of polyethylene terephthalate high strength yarn.
  • the radial tire according to the present invention has excellent physical properties with improved adhesion and fatigue resistance to rubber, which is a disadvantage of polyethylene terephthalate fiber, and exhibits improved strength and high temperature properties.
  • a pair of parallel bead cores At least one radial carcass fly wound around the bead core; A capply layer laminated on a carcass ply periphery; And a circumferential cap ply reinforcement layer formed on an outer circumference of the cap ply layer.
  • the cap ply includes a dip cord manufactured by using 500 to 2000 denier yarns made of polyethylene terephthalate high strength yarn in the form of 1 ply or 2 ply,
  • 1000d / 2 deep cords have a force-strain curve in which the modulus from 14 kgf to cutting is 0 to 0.7 times the modulus at an initial stress of 5 kgf.
  • the 1000d / 2 dip cord has a physical property of 2.0 to 4.0%, cutting elongation 8.0 to 14.0% at a strong 14.0 to 18.0kgf, medium elongation 4.5kgf.
  • the dip cord has a twist number of 200 to 400 TPM.
  • the cap ply is one or two layers.
  • a run flat tire comprising the cap ply is provided.
  • a pair of parallel bead cores At least one radial carcass fly wound around the bead core; A capply layer laminated on a carcass ply periphery; And a circumferential cap ply reinforcement layer formed on an outer circumference of the cap ply layer.
  • the cap ply includes a dip cord manufactured by using 500 to 2000 denier yarns made of polyethylene terephthalate high strength yarn in the form of 1 ply or 2 ply,
  • 1500d / 2 dip cords have a force-strain curve in which the modulus from 22 kgf to cutting is 0 to 1.0 times the modulus at an initial stress of 5 kgf.
  • the 1500d / 2 dip cord has a physical property of 3.0 to 5.0%, cutting elongation 9.0 to 15.0% at a strong 20.0 to 24.5kgf, intermediate elongation 6.8kgf.
  • the dip cord has a twist number of 200 to 400 TPM.
  • the cap ply is one or two layers.
  • a run flat tire comprising the cap ply is provided.
  • the deep cord made of polyethylene terephthalate high strength yarn of the present invention can overcome the disadvantage of low adhesive strength with conventional rubber, and the treatment cord formed from this yarn has excellent adhesive strength and strength to provide rubber products such as tires and belts. It can be usefully used as a reinforcing material or for other industrial uses.
  • the present invention by applying a dip cord made of the polyethylene terephthalate high strength yarn of the present invention to the cap fly layer of a radial tire for a passenger car, it is possible to improve adhesion with rubber and satisfactory tire durability, ride comfort and steering stability, etc. You can get the result.
  • Figure 1 illustrates the spinning and stretching process of polyethylene terephthalate yarn according to the present invention.
  • Figure 2 is a force-strain curve for the present invention and a conventional 1000d / 2 polyethylene terephthalate dip cord.
  • Figure 4 shows the structure of a tire for a passenger car manufactured using the dip cord according to the present invention in the cap fly layer.
  • Cap fly cord for radial tire according to the present invention is manufactured through the following process.
  • Polyethylene terephthalate multifilament is prepared as a preliminary step for producing the cord for the cap fly layer.
  • the polyethylene terephthalate chip having an intrinsic viscosity of 0.9 to 1.15 is melted and extruded while passing through a nozzle to produce a discharge yarn.
  • the polyethylene terephthalate polymer may contain at least 85 mole% of ethylene terephthalate units, but may optionally include only ethylene terephthalate units.
  • the polyethylene terephthalate may comprise a small amount of units derived from ethylene glycol and terephthalenedicarboxylic acid or derivatives thereof and one or more ester-forming components as copolymer units.
  • ester forming components copolymerizable with polyethylene terephthalate units include glycols such as 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and the like, terephthalic acid, isophthalic acid, hexahydroterephthalic acid, stilbenica Dicarboxylic acids such as leric acid, bibenzoic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid.
  • TPA Terephthalic acid
  • ethylene glycol raw materials are melt mixed in the ratio of 2.0 to 2.3 in the prepared polyethylene terephthalate chip, and the melt mixture is transesterified and axially polymerized to form a raw chip.
  • the low chip is then subjected to solid phase polymerization to have an intrinsic viscosity of 0.9 to 1.15 at a temperature of 240 to 260 ° C. and a vacuum.
  • an antimony compound preferably antimony trioxide
  • an antimony compound may be added as the polymerization catalyst in the course of the polycondensation so that the amount of antimony metal remaining in the final polymer is 180 to 300 ppm.
  • the residual amount is less than 180ppm, the polymerization reaction rate is lowered, and the polymerization efficiency is lowered.
  • the residual amount is more than 300ppm, more than necessary antimony metal acts as a foreign matter, which may lower the radial stretching workability.
  • the polyethylene terephthalate chip as described above is melted and extruded while passing through a nozzle to produce a discharge yarn.
  • the diameter of the nozzle is preferably 0.8 ⁇ 1.4mm.
  • the discharge yarn is passed through a cooling zone to quench and solidify.
  • a heating device of a certain length is installed in a distance from the nozzle directly to the start point of the cooling zone, that is, the length L of the hood.
  • This zone is called delayed cooling zone or heating zone, which has a length of 50 to 300 mm and a temperature of 250 to 400 ° C. (air contact surface temperature).
  • an open quenching method In the cooling zone, an open quenching method, a circular closed quenching method, a radial outflow quenching method, and a radial inflow quenching method according to a method of blowing cooling air. ) May be applied, but is not limited thereto.
  • the temperature of the cooling air injected for rapid cooling in the cooling zone is adjusted to 20 to 50 °C. Rapid cooling using such a sharp temperature difference between the hood and the cooling zone is intended to increase the freezing point and spinning tension of the spun polymer to increase the orientation of the undrawn yarn and the formation of the linking chain between the crystal and the crystal.
  • the discharged solidified yarn passing through the cooling zone can be oiled from 0.5 to 1.2% by weight with respect to the discharged yarn by the first spinning oil supply device applying an emulsion having excellent stretchability and thermal efficiency while reducing the friction coefficient between single yarns.
  • an emulsion type emulsion is applied to the first spinning emulsion applying device.
  • the oiled release yarns are spun to form undrawn yarns.
  • the degree of orientation of the non-drawn yarn is preferably from 0.06 to 0.60. If the degree of orientation of the undrawn yarn is less than 0.06, the degree of crystallinity and crystallinity cannot be increased in the microstructure of the yarn. Can not do it.
  • the unstretched yarn is stretched in multiple stages by passing through a stretched roller to produce a yarn.
  • the stretching is performed by using the equipment to which the stretching roller is applied in five stages.
  • PET chips are melt melt spun at a spinning temperature of 290 to 310 ° C. through an extruder 1, a gear pump 2, a nozzle 3, and a heating device 4 to be pyrolyzed and hydrolyzed. The fall of the viscosity of a polymer by this is prevented.
  • the melt-discharged yarns are quenched and solidified through the cooling zone 5 and, if necessary, a short heating device for the distance to the start point of the cooling zone 5 immediately below the nozzle 2, ie, the length L of the hood. (Not shown) may be installed.
  • the length L section of the hood becomes a delay cooling zone or heating zone and has a length of 50 to 300 mm and a temperature of 250 to 400 ° C. (air contact surface temperature).
  • open quenching, circular closed quenching and radial outflow quenching may be applied, but the present invention is not limited thereto. no.
  • the present invention is characterized in that it is further controlled by the A / C (air conditioner) from the outside in order to reduce the cooling temperature from the existing 20 °C to 10 to 15 °C to improve the cooling efficiency.
  • the cooling temperature is preferably 14 ° C.
  • Emulsion supply device 12 is characterized in that it is installed in one stage before the stretching roller 1 (6) and the stretching roller 4 (9).
  • a yarn is formed by stretching the yarn passing through the first drawing roller while passing through a series of drawing rollers by a spin draw method.
  • the speed is set in the range of 2,000 to 3,500 m / min.
  • the unstretched yarn may be multistage stretched, and each stretch roller temperature may be lower than or equal to the glass transition temperature of the unstretched yarn, but lower than 95 ° C, and the final stretch roller temperature is preferably 200 to 250 ° C. .
  • the last stretching roller temperature is less than 200 °C, the degree of crystallinity and crystal size does not increase in the stretching process does not express the strength and thermal stability of the yarn to reduce the form stability at high temperature, the last stretching roller temperature exceeds 250 °C If there is a problem in that the microstructure of the yarn is uneven such that crystals are decomposed so close to the melting point that the strength of the yarn may be reduced.
  • the stretching roller 1 has a feature of setting the speed in a range of 2,000 to 3,500 m / min.
  • the stretching rollers 5 are wound at 5000 to 6000 m / min, and the temperatures of the stretching rollers 4 and 5 become 240 to 250 ° C.
  • the total draw ratio of the yarn formed by winding as mentioned above is 2.0 or less. If the draw ratio exceeds 2.0, the crystallization of the oriented non-fixed portion increases, drawing workability decreases, trimming occurs, and the molecular chain of the amorphous part is broken in the microstructure of the yarn, which lowers the uniformity of the molecular chain. This may decrease and is undesirable.
  • temperature in the range of 240-250 degreeC in 4 steps and 5 steps of extending
  • a dip cord should be manufactured using the polyethylene terephthalate high strength multifilament yarn.
  • a step of giving a cord to the cord is required.
  • the cord in manufacturing a deep cord using the polyethylene terephthalate high-strength yarn, as a preliminary step of manufacturing the deep cord, the cord is subjected to a step of preparing a raw cord (a twisting step).
  • the twisted yarn is manufactured by adding a twisted twist to a polyethylene terephthalate yarn and then adding a twisted twist to the twisted yarn.
  • the twisted lead and the lower lead are subjected to the same softening (level of twist) or other softening as necessary. .
  • the soft water of the polyethylene terephthalate deep cord is 200/200 TPM (Twist Per Meter) to 400/400 TPM with the same upper and lower edges.
  • TPM Transmission Per Meter
  • the manufactured dip cords can easily maintain a straight line without exhibiting rotation or twisting, thereby maximizing physical properties.
  • the number of upper and lower stations is less than 200/200 TPM, the extension of the raw cord decreases and the fatigue resistance is easily lowered, and when it exceeds 400/400 TPM, the strong decrease is large.
  • the produced 'Raw Cord' is woven into a fabric using a weaving machine and the obtained fabric is immersed in a dipping liquid. Then, the fabric is cured to produce a 'Dip Cord' for a tire cord having a resin layer attached to the raw cord surface.
  • Figure 2 is a force-strain curve for the present invention and a conventional 1000d / 2 polyethylene terephthalate dip cord.
  • the force-strain curve of the polyethylene terephthalate dip cord can be adjusted to minimize the initial deformation to the impact initially generated by the external force of the polyethylene terephthalate dip cord.
  • the polyethylene terephthalate dip cord of the present invention may have a force-strain curve in which the modulus from 14 kgf to cutting is 0 to 0.7 times the modulus at an initial stress of 5 kgf.
  • the process used to form the force-strain curve is made of a polyethylene cord by the polyethylene terephthalate multifilament through a twisting process, and then heat-treated before being immersed in the dipping liquid to work at a high draw ratio It includes a step. This step is closely related to the force-strain curve shape of the polyethylene terephthalate dip cord of the present invention, preferably 120 to 200 ° C.
  • the force-strain curve of the polyethylene terephthalate deep cord for minimizing the initial deformation to the impact that the polyethylene terephthalate deep cord is initially generated by external force can be adjusted.
  • the polyethylene terephthalate dip cord of the present invention may have a force-strain curve in which the modulus from 22 kgf to cutting is 0 to 1.0 times the modulus at an initial stress of 5 kgf.
  • the process used to form the force-strain curve is made of a polyethylene cord by the polyethylene terephthalate multifilament through a twisting process, and then heat-treated before being immersed in the dipping liquid to work at a high draw ratio It includes a step. This step is closely related to the form of the force-strain curve of the polyethylene terephthalate dip cord of the present invention, preferably 120 to 200 ° C.
  • the polyethylene terephthalate dip cord manufactured through such a process has good workability and strong utilization.
  • the raw cord woven into the fabric and heat treated is immersed in the dipping liquid, and then the fabric is cured to produce a 'Dip Cord' for a tire cord having a resin layer attached to the surface of the raw cord.
  • dipping refers to impregnating a surface of a fiber with a resin layer called Resorcinol Formaline Latex (RFL).
  • RRL Resorcinol Formaline Latex
  • the adhesive solution for the adhesion of the cord and rubber can be prepared using the following method.
  • the adhesive is applied after the cord is dried.
  • a stretch of 0 to 4% is required, and preferably 1 to 2% of stretching can be made. If the elongation ratio is too high, the adhesion amount of the adhesive liquid can be controlled but the elongation is reduced and consequently the fatigue resistance is reduced.
  • the adhesive amount is preferably 1.5 to 3.5% by weight of the fiber based on the solid content.
  • the dip cord is dried at 120 to 170 °C.
  • the drying time can be from 180 seconds to 220 seconds, and the dip cord can be stretched by 1 to 2% in the drying process.
  • the elongation ratio is low, the core and the elongation of the cord may increase, indicating physical properties that are difficult to apply to the tire cord.
  • the neutrophil level is appropriate but the body length is too small, which may reduce fatigue resistance.
  • heat treatment is carried out in a temperature range of 130 to 240 °C. Elongation rate during heat treatment is maintained between -2 to 2.0%, the heat treatment time is appropriate 50 seconds to 90 seconds.
  • the reaction time of the adhesive liquid is insufficient, resulting in low adhesive strength.
  • heat treatment is performed for 90 seconds or more, the hardness of the adhesive liquid may be increased, thereby reducing the fatigue resistance of the cord. .
  • Polyethylene terephthalate dip cord prepared according to the above-described method has a fineness of 1000 to 6000, and an adhesion of at least 6 kg, preferably 10 to 30 kg; And the cutting load can be advantageously used as a tire cord for passenger cars in the range of 10.0 to 35.0 kg.
  • Polyethyleneterephthalate dip cords prepared according to the methods described above can be used for the preparation of the capply layer.
  • high performance radial tires made in accordance with the present invention comprise such capply layers.
  • Figure 4 shows a partial cross-sectional view of the structure of a tire for a passenger car manufactured using the polyethylene terephthalate dip cord according to the present invention as a cap ply.
  • the bead regions 35 of the tire 31 become annular bead cores 36 each of which are inextensible.
  • the bead core 36 is preferably made from a single filament steel wire wound continuously.
  • the high strength steel wire having a diameter of 0.95 mm to 1.00 mm becomes a 4x4 structure or a 4x5 structure.
  • the bead region 35 may have a bead filler 37, the bead filler 37 should have a hardness of a predetermined level or more, preferably Shore A hardness ( Shore A hardness)
  • the tire 31 may be reinforced with the crown portion by the belt structure 38 and the cap fly 39.
  • the belt structure 38 comprises a cutting belt ply 40 consisting of two belt cords 41 and 42 and the belt cord 41 of the belt ply 40 is about 20 with respect to the circumferential center surface of the tire. Can be oriented at an angle of degrees.
  • One belt cord 41 of the belt ply 40 may be arranged in a direction opposite to the circumferential center surface, opposite to the direction of the belt cord 42 of the other belt ply 40.
  • the belt structure 38 may comprise any number of plies, and may preferably be arranged in the range of 16 to 24 degrees.
  • the belt structure 38 serves to provide lateral stiffness to minimize the rise of the tread 33 from the road surface during operation of the tire 31.
  • the belt cords 41 and 42 of the belt structure 38 may be made of steel cords, and have a 2 + 2 structure, but may be made of any structure.
  • the cap ply 39 and the edge ply 44 are reinforced on the upper portion of the belt structure 38.
  • the cap ply cord 45 of the cap ply 39 is reinforced in parallel to the circumferential direction of the tire to prevent the tire from rotating at high speed.
  • the cap fly cord 45 of the cap ply 39 which acts to suppress the size change in the circumferential direction and has a large heat shrinkage stress at high temperature is used.
  • the capply cord 45 of the capply 39 may be manufactured using a deep cord made of a high strength yarn manufactured according to the method of the present invention.
  • One layer of cap ply 39 and one layer of edge ply 44 may be used, preferably one or two layers of cap plies and one or two layers of edge plies.
  • Reference numerals 32 and 34 not described in FIG. 4 denote the carcass layer 32 and the fly turn-up 34.
  • Reference numeral 33 denotes a carcass layer reinforcing cord 33.
  • the sample length was measured at 250 mm and a tensile speed of 300 m / min. Elongation at specific load was measured at a load of 4.5 kg.
  • the sample length was measured at 250 mm and a tensile speed of 300 m / min. Elongation at specific load was measured at a load of 6.8 kg.
  • Elongation under a constant load is referred to as the median elongation (E) in the present invention
  • 'S' means the dry heat shrinkage of the above (b), the sum of the median elongation (E) and dry heat shrinkage (S) to 'ES' Indicated.
  • the fatigue strength was measured by using the Belt Fatigue Tester which is commonly used for the fatigue test of tire cords. Fatigue test conditions were RT, load (80kg), 37,500 times the rotation conditions, the residual strength was measured by separating the rubber and cord after the fatigue test. The residual strength was measured according to the methods (a-1 and a-2) above using a conventional tensile strength tester.
  • Polyethylene terephthalate fibers were obtained with raw cords according to the method described above in order to prepare the fibers for tire reinforcement.
  • the manufactured 'Raw Cord' is woven using a weaving machine, and the obtained fabric is immersed and cured in a dipping solution so that a tire cord having a resin layer on the surface of the 'raw cord' is attached. Dip Cord '.
  • dipping is achieved by impregnating the surface of the fiber with a resin layer called RFL (Resorcinol Formaline-Latex), which is a disadvantage of the tire cord fibers inferior to the original rubber To improve.
  • RFL Resorcinol Formaline-Latex
  • Normal rayon fibers or nylon fibers are subjected to one bath dipping, and when polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate fibers are used, since the reactor on the surface of the fiber is smaller than rayon fibers or nylon fibers, polyethylene terephthalate or polyethylene fibers The surface of the phthalate is activated first and then bonded (2 bath dipping).
  • the lower lead of 250TPM was added to the polyethylene terephthalate yarn (1000D), and then the upper lead of 250TPM was added to form a raw cord.
  • the obtained raw cord was dried at 160 ° C. for 130 seconds by a two-bath dipping method, then heat-treated at 240 ° C. for 120 seconds, and passed through an adhesive liquid prepared by the following method to give an adhesive liquid. During drying, 2% stretch was applied to prevent non-uniformity of raw cords due to heat shrinkage.
  • the raw cord and the deep cord were prepared in the same manner as in Example 1 except that the step of drying at 140 ° C. Table 1 shows the physical properties of the dip cord thus prepared.
  • a raw cord and a deep cord were prepared in the same manner as in Example 1 except that the step of drying at 180 ° C. was performed. Table 1 shows the physical properties of the dip cord thus prepared.
  • the raw cord and the deep cord were prepared in the same manner as in Example 1 except that the step of drying at 200 ° C. Table 1 shows the physical properties of the dip cord thus prepared.
  • a raw cord and a deep cord were prepared in the same manner as in Example 1 except that the drying step was performed at 100 ° C. Table 1 shows the physical properties of the dip cord thus prepared.
  • the raw cord and the deep cord was prepared in the same manner as in Example 1 except that the step of drying at 220 °C. Table 1 shows the physical properties of the dip cord thus prepared.
  • Example 1 16.3 2.6 1.30 3.0 5.6 90
  • Example 2 16.2 2.5 1.19 3.2 5.7 92
  • Example 3 16.2 2.7 1.25 2.7 5.4 90
  • Example 4 15.9 2.8 1.31 2.5 5.3 90 Comparative Example 1 15.4 3.8 - 2.5 6.3 88 Comparative Example 2 15.5 3.7 - 3.0 6.7 85
  • the radial tire manufactured by using the deep cord manufactured according to Example 1 of the present invention as a cap ply has a carcass layer having a radially outer fly turn up, and the carcass layer was installed to include one layer. At this time, the carcass cord was oriented at a 90 degree angle with respect to the circumferential intermediate surface of the tire.
  • the fly turn-up 34 was to have a height of 40 to 80% with respect to the tire maximum cross-sectional height.
  • the bead part 35 was formed to have a bead core 36 having a high strength steel wire having a diameter of 0.95 to 1.00 mm and a bead filler 37 having a hardness of 40 or more shore A hardness.
  • the belt 38 is reinforced by a belt reinforcement layer having a capply 39 on one layer and an edge ply 44 on a first layer so that the capply cord in the capply 39 is parallel to the circumferential direction of the tire. Placed.
  • a tire was manufactured in the same manner as in Example 5, except that a cord material for manufacturing a tire was used as the dip cord prepared in Example 2.
  • a tire was manufactured in the same manner as in Example 5, except that a cord material for manufacturing a tire was used as a dip cord prepared in Comparative Example 1.
  • Example 6 Comparative Example 3 Carcass Material Polyethylene terephthalate Polyethylene terephthalate Polyethylene terephthalate Specification (d / ply twisted yarn) 1500d / 2 1500d / 2 1500d / 2 Strong (kg) 24 24 24 Modulus of elasticity (g / d) 72 72 72 Cap fly Material Deep Code of Example 1 Deep Code of Example 2 Deep Code of Comparative Example 1 Specification (d / ply twisted yarn) 1000d / 2 1000d / 2 1000d / 2 Strong (kg) 16.3 16.2 15.4 Modulus of elasticity (g / d) 65 65 65 65 65 tire Flat ratio 0.60 0.60 0.60 Carcass floors One One One Cap fly floor One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One
  • the 205/65 R15 V tires manufactured according to Examples 5, 6 and Comparative Example 3 were mounted on a 2000cc class passenger car, and the noise generated in the vehicle was measured while driving at a speed of 60 km / h to determine the value of the audible frequency range.
  • the noise was expressed in dB, and the steering stability and the riding comfort were evaluated by the experienced driver by driving the test course in units of 5 out of 100 points, and the results are shown in Table 3 below.
  • Durability is measured at 38 ° C according to the P-metric tire endurance test method of FMVSS 109.
  • Example 6 Comparative Example 3 Tire weight (kg) 9.70 9.90 9.60 Ride 100 100 98 ⁇ stability 100 100 98 durability OK OK OK Uniformity 100 100 97 Noise (dB) 61.4 61.8 62.2
  • the tires using the deep cords according to the present invention are characterized in terms of noise reduction and steering stability in comparison with Comparative Example 3 using a conventional polyethylene terephthalate company in cap ply.
  • the effect was excellent, it can be seen that the uniformity of the tire is also improved.
  • Polyethylene terephthalate fibers were obtained with raw cords according to the method described above in order to prepare the fibers for tire reinforcement.
  • dipping is achieved by impregnating the surface of the fiber with a resin layer called RFL (Resorcinol Formaline-Latex), which is a disadvantage of the tire cord fibers inferior to the original rubber To improve.
  • RFL Resorcinol Formaline-Latex
  • Normal rayon fibers or nylon fibers are subjected to one bath dipping, and when polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate fibers are used, since the reactor on the surface of the fiber is smaller than rayon fibers or nylon fibers, polyethylene terephthalate or polyethylene fibers The surface of the phthalate is activated first and then bonded (2 bath dipping).
  • the lower cord of 200TPM was added to the polyethylene terephthalate company (1500D), and the upper cord of 200TPM was added, and the raw cord was combined.
  • the obtained raw cord was dried at 160 ° C. for 130 seconds by a two-bath dipping method, then heat-treated at 240 ° C. for 120 seconds, and passed through an adhesive liquid prepared by the following method to give an adhesive liquid. During drying, 2% stretch was applied to prevent non-uniformity of raw cords due to heat shrinkage.
  • a raw cord and a deep cord were prepared in the same manner as in Example 7, except that the step was dried at 140 ° C.
  • the physical properties of the thus prepared dip cord are evaluated and shown in Table 4.
  • the raw cord and the deep cord was prepared in the same manner as in Example 7, except that the step of drying at 180 °C.
  • the physical properties of the thus prepared dip cord are evaluated and shown in Table 4.
  • a raw cord and a deep cord were prepared in the same manner as in Example 7, except that the step was dried at 200 ° C.
  • the physical properties of the thus prepared dip cord are evaluated and shown in Table 4.
  • the raw cord and the deep cord were prepared in the same manner as in Example 7, except that the step of drying at 100 ° C.
  • the physical properties of the thus prepared dip cord are evaluated and shown in Table 4.
  • the raw cord and the deep cord was prepared in the same manner as in Example 7, except that the step of drying at 220 °C.
  • the physical properties of the thus prepared dip cord are evaluated and shown in Table 4.
  • Example 7 24.2 4.6 1.5 3.0 7.6 92
  • Example 8 24.1 4.7 1.3 2.8 7.5 90
  • Example 9 24.0 4.8 1.2 2.9 7.7 91
  • Example 10 23.8 4.9 1.1 2.8 7.7 91
  • Comparative Example 4 22.5 4.9 - 3.2 8.1 88 Comparative Example 5 21.0 4.8 - 3.4 8.2 85
  • the radial tire manufactured by using the dip cord manufactured according to Example 7 of the present invention as a cap ply has a carcass layer having a radially outer fly turn up, and the carcass layer was installed to include one layer. At this time, the carcass cord was oriented at a 90 degree angle with respect to the circumferential intermediate surface of the tire.
  • the fly turn-up 34 was to have a height of 40 to 80% with respect to the tire maximum cross-sectional height.
  • the bead part 35 was formed to have a bead core 36 having a high strength steel wire having a diameter of 0.95 to 1.00 mm and a bead filler 37 having a hardness of 40 or more shore A hardness.
  • the belt 38 is reinforced by a belt reinforcement layer having a capply 39 on one layer and an edge ply 44 on a first layer so that the capply cord in the capply 39 is parallel to the circumferential direction of the tire. Placed.
  • a tire was manufactured in the same manner as in Example 11, except that a cord material for manufacturing a tire was used as the dip cord prepared in Example 8.
  • a tire was manufactured in the same manner as in Example 11, except that a cord material for manufacturing a tire was used as a dip cord prepared in Comparative Example 4.
  • Example 12 Comparative Example 6 Carcass Material Polyethylene terephthalate Polyethylene terephthalate Polyethylene terephthalate Specification (d / ply twisted yarn) 1500d / 2 1500d / 2 1500d / 2 Strong (kg) 24 24 24 Modulus of elasticity (g / d) 72 72 72 Cap fly Material Deep Code of Example 7 Deep Code of Example 8 Deep Code of Comparative Example 4 Specification (d / ply twisted yarn) 1500d / 2 1500d / 2 1500d / 2 Strong (kg) 24.2 24.1 22.5 Modulus of elasticity (g / d) 70 70 70 tire Flat ratio 0.60 0.60 0.60 Carcass floors One One One Cap fly floor One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One One
  • the 205/65 R15 V tires manufactured according to Examples 11, 12 and Comparative Example 6 were mounted on a 2000cc class passenger car, and the noise generated in the vehicle was measured while driving at a speed of 60 km / h.
  • the noise generated in the vehicle was measured while driving at a speed of 60 km / h.
  • the steering stability and ride comfort were evaluated by a trained driver on a test course in units of 5 out of 100 points, and the results are shown in Table 6 below.
  • Durability is based on FMVSS 109's P-metric tire endurance test method, measured at 38 ° C (85 ° C) and 85, 90, and 100% of the tire's marked load, at a driving speed of 80 km / h. After 34 hours of driving, if no trace of bead separation, cord cutting, belt separation, or the like was found in any part of the tread, sidewall, carcass cord, inner liner, or bead, the result was determined as OK.
  • Example 12 Comparative Example 6 Tire weight (kg) 9.70 9.90 9.60 Ride 100 100 98 ⁇ stability 100 100 98 durability OK OK OK Uniformity 100 100 97 Noise (dB) 61.4 61.5 62.2
  • the tires using the dip cords according to the present invention are in terms of noise reduction and control stability compared to Comparative Example 6 using a conventional polyethylene terephthalate company in the cap ply.
  • the effect was excellent, it can be seen that the uniformity of the tire is also improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드로 제조된 캡 플라이를 가진 레이디얼타이어에 관한 것이다. 한 쌍의 평행한 비드코어; 비드코어 주위에 감기는 적어도 하나의 레이디얼 카카스 플라이; 카카스 플라이 외주에 적층된 캡플라이 층; 및 캡플라이 층의 외주에 형성된 원주방향의 캡플라이 보강층;을 포함하는 레이디얼 타이어에 있어서, 상기 캡플라이는 폴리에틸렌테레프탈레이트 고강도사로 제조된 500 내지 2000데니어 원사를 1ply 또는 2ply 형태로 사용하여 제조된 딥 코드를 포함하고, 그 중 1000d/2 딥 코드는 14kgf부터 절단될 때까지의 모듈러스가 5kgf의 초기응력에서의 모듈러스의 0배 내지 0.7배인 힘-변형 곡선을 갖거나 또는, 1500d/2 딥 코드는 22kgf부터 절단될 때까지의 모듈러스가 5kgf의 초기응력에서의 모듈러스의 0배 내지 1.0배인 힘-변형 곡선을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

폴리에스터 타이어 코드와 이를 이용한 레이디얼 타이어
본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드로 제조된 캡 플라이를 가진 레디얼 타이어에 관한 것이다.
최근 들어 도로 환경의 개선과 차량의 성능 향상에 따라 타이어의 성능은 계속적으로 개선되고 있다. 특히 차량의 무게 증가 및 한계속도의 상승에 따라 안전성이 중요한 타이어의 품질 요소로 인식되고 있다. 이러한 타이어 안전성 증가 요구 추세에 맞추어 타이어의 안전 기준 또한 변화되고 있는 추세에 있으며, 타이어 업계에서도 타이어의 안전성을 부여하기 위한 방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
승용차용 타이어에 캡 플라이를 설치하는 것은 타이어의 안전성을 위한 것으로 최근에 이러한 캡 플라이를 가진 타이어가 일반화가 되고 있는 실정이다. 캡 플라이는 타이어 트레드 부분 및 벨트보강용 스틸코드 층 사이에 타이어의 원주 방향으로 끊어짐이 없이 연속적으로 감기게 되어 타이어의 형태안정성을 유지하는 역할을 하는 부품을 말한다. 이러한 캡 플라이는 특히 고온에서 열수축력을 가지는 물질로 보강되는 것이 일반적이다. 차량이 주행하는 경우, 타이어 코드의 축 방향으로 하중이 걸리게 되고, 이러한 하중에 의하여 타이어 코드가 축 방향으로 변형과 회복이 반복된다. 이러한 변형-회복에 있어서 변형시와 회복시의 인장-하중 곡선이 서로 곡선을 따라 발생하게 되고 인장 하중에 의한 변형과 하중이 제거되면서 나타나는 회복곡선의 차이에 의하여 타이어 코드 자체의 일 손실이 발생하게 된다. 이러한 일 손실은 타이어 및 타이어 코드의 온도 상승에 기여하게 되고 그리고 이러한 일 손실에 의하여 타이어는 회전하면서 에너지 손실을 가지게 되어 주행 중 에
너지 손실이 발생한다. 이러한 에너지 손실은 차량의 회전 저항을 가져오게 되어 일반적으로 에너지 손실이 많은 특성을 가진 소재를 사용하는 경우, 타이어의 회전저항 상승에 따른 차량의 연비 증가와 주행에 따른 타이어의 온도 상승을 가져오게된다. 캡 플라이 소재의 역할은 차량 주행에 의하여 타이어의 온도가 상승하는 경우, 캡 플라이가 수축함으로써 타이어의 크기가 주행 중 커지는 것을 막는 것이다. 이러한 경우 타이어의 크기가 커지지 않기 때문에 타이어 회전 관성의 증가가 방지되어 결과적으로 에너지 소비의 감소와 함께 타이어의 발열을 억제함으로써 피로수명의 증가와 내구성의 증가를 가져올 수 있다.
일반적으로 캡 플라이 재료로 가장 널리 쓰이는 물질은 나일론 66으로 나일론 66의 높은 수축력으로 인한 것이다. 캡 플라이가 보강되는 부분은 타이어에서 주행 중 온도가 가장 높은 부분으로 알려져 있다. 그러므로 열수축력 이외에도 내열성을 가진 소재가 사용되어야 하고 또한 열에 의한 접착력 저하가 작은 물질이 사용되어야 한다. 이러한 특성을 가진 물질로 타이어 코드에 사용되고 있는 소재가 나일론 66이다.
PET와 같은 기타 소재를 이용하여 캡 플라이에 적용하기 위한 연구도 진행중에 있으나, 이러한 소재들은 열에 약하고, 특히 열에 의한 접착력 저하가 크기 때문에 캡 플라이에 적용되기 어렵다.
그 외 캡 플라이의 소재로 사용될 수 있는 것은 아라미드가 있다. 아라미드는 나일론 66과 다른 특징을 지닌다. 아라미드 섬유는 방향족 폴리아미드 섬유로 벤젠 고리를 반복단위 안에 가지고 있는 폴리아미드 섬유이다. 고온에서도 안정된 물성을 나타내는 소재로 타이어 캡 플라이에 적용되는 경우, 고온에서의 수축력 발현을 기대하기는 어렵지만 고온에서도 물성저하가 극히 적기 때문에 변형이 억제되어 나일론 캡 플라이를 적용한 결과와 유사한 특징을 나타낸다. 따라서 이러한 아
라미드 섬유의 사용도 증가하고 있지만 아라미드 섬유의 경우 내피로성이 낮은 문제점이 있고 동시에 가격이 매우 고가이기 때문에 비용 문제가 발생한다.
본 발명의 종래 레이디얼 타이어의 캡 플라이의 소재가 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 폴리에틸렌테레프탈레이트 고강도사로 제조된 딥 코드가 적용된 캡플라이 층을 가진 레이디얼 타이어를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 레이디얼 타이어는 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유의 단점인 고무와의 접착력 및 내피로성이 개선된 뛰어난 물성을 가지고 그리고 향상된 강력 및 고온 물성을 나타낸다.
본 발명의 적절한 일 실시형태에 따르면, 한 쌍의 평행한 비드코어; 비드코어 주위에 감기는 적어도 하나의 래디얼 카카스 플라이; 카카스 플라이 외주에 적층된 캡플라이 층; 및 캡플라이 층의 외주에 형성된 원주방향의 캡플라이 보강층;을 포함하는 레이디얼 타이어에 있어서,
상기 캡플라이는 폴리에틸렌테레프탈레이트 고강도사로 제조된 500 내지 2000데니어 원사를 1ply 또는 2ply 형태로 사용하여 제조된 딥 코드를 포함하고,
그 중 1000d/2 딥 코드는, 14kgf부터 절단될 때까지의 모듈러스가 5kgf의 초기응력에서의 모듈러스의 0배 내지 0.7배인 힘-변형 곡선을 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 상기 1000d/2 딥 코드는 강력 14.0 내지 18.0kgf, 중간신도 4.5kgf에서 2.0 내지 4.0%, 절단신도 8.0 내지 14.0%의 물성을 갖는다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 딥 코드는 꼬임수 200 내지 400 TPM을 갖는다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 캡플라이는 1층 또는 2층으로 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 캡플라이를 포함하는 런 플렛 타이어가 제공된다.
본 발명의 적절한 다른 실시형태에 따르면, 한 쌍의 평행한 비드코어; 비드코어 주위에 감기는 적어도 하나의 래디얼 카카스 플라이; 카카스 플라이 외주에 적층된 캡플라이 층; 및 캡플라이 층의 외주에 형성된 원주방향의 캡플라이 보강층;을 포함하는 레이디얼 타이어에 있어서,
상기 캡플라이는 폴리에틸렌테레프탈레이트 고강도사로 제조된 500 내지 2000데니어 원사를 1ply 또는 2ply 형태로 사용하여 제조된 딥 코드를 포함하고,
그 중 1500d/2 딥 코드는, 22kgf부터 절단될 때까지의 모듈러스가 5kgf의 초기응력에서의 모듈러스의 0배 내지 1.0배인 힘-변형 곡선을 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 상기 1500d/2 딥 코드는 강력 20.0 내지 24.5kgf, 중간신도 6.8kgf에서 3.0 내지 5.0%, 절단신도 9.0 내지 15.0%의 물성을 가진다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 딥 코드는 꼬임수 200 내지 400 TPM을 갖는다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 캡플라이는 1층 또는 2층으로 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 캡플라이를 포함하는 런 플렛 타이어가 제공된다.
본 발명의 폴리에틸렌테레프탈레이트 고강도사로 제조된 딥 코드는 종래의 고무와의 접착력이 낮다는 단점을 극복할 수 있고, 이 사로부터 형성된 처리 코드는 접착력 및 강력이 우수하여 타이어 및 벨트 등의 고무제품의 보강재로서 또는 기타 산업적 용도로서 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 승용차용 래디얼 타이어의 캡플라이 층에 본 발명의 폴리에틸렌테레프탈레이트 고강도사로 제조된 딥 코드를 적용함으로써 고무와의 접착력을 향상시킬 수 있고 타이어의 내구성, 승차감 및 조종안정성 등에 대해 만족할 만한 결과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폴리에틸렌테레프탈레이트 사의 방사 및 연신 공정을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명과 종래의 1000d/2 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드에 대한 힘-변형 곡선이다.
도 3는 본 발명과 종래의 1500d/2 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드에 대한 힘-변형 곡선이다.
도 4은 본 발명에 따른 딥 코드를 캡플라이층에 사용하여 제조된 승용차용 타이어의 구조를 도시한 것이다.
이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시한 것이며, 그 기술적인 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
본 발명에 따른 레이디얼 타이어를 위한 캡플라이 코드는 아래와 같은 공정을 통하여 제조된다.
캡플라이층용 코드를 제조하기 위한 전단계로 폴리에틸렌테레프탈레이트 멀티필라멘트가 제조된다.
먼저, 고유점도가 0.9 내지 1.15인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 용융하여 노즐을 통과시키면서 압출하여 방출사를 제조한다.
여기서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합물은 최소한 85몰%의 에틸렌테레프탈레이트 단위를 함유할 수 있지만, 선택적으로 에틸렌테레프탈레이트 단위만을 포함할 수 있다.
선택적으로 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트는 에틸렌글리콜 및 테레프탈렌디카르복실산 또는 이들의 유도체 그리고 하나 또는 그 이상의 에스테르-형성 성분으로부터 유도된 소량의 단위를 공중합체 단위로 포함할 수 있다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 단위와 공중합 가능한 다른 에스테르 형성 성분의 예는 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 등과 같은 글리콜과, 테레프탈산, 이소프탈산, 헥사하이드로테레프탈산, 스틸벤 디카르복실산, 비벤조산, 아디프산, 세바스산, 아젤라산과 같은 디카르복실산을 포함한다.
제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩에 테레프탈산(TPA)과 에틸렌글리콜 원료가 2.0 내지 2.3의 비율로 용융 혼합되고, 용융혼합물은 에스테르 교환반응 및 축-중합반응이 되어 로우 칩(raw chip)으로 형성된다. 이후, 상기 로우 칩은 240 내지 260℃의 온도 및 진공 하에서 0.9 내지 1.15의 고유점도를 갖도록 고상중합이된다.
이때, 로우 칩의 고유점도가 0.9 미만일 경우, 최종 연신사의 고유점도가 낮아져 열처리 후 처리 코드로서 고강도를 발휘할 수 없게 되며, 칩의 고유점도가 1.15를 초과할 경우에는 방사장력이 지나치게 증가하고 방출사의 단면이 불균일해져 연신 중 필라멘트 컷이 많이 발생하여 연신 작업성이 불량해진다.
또한, 선택적으로 축중합 반응 과정에서 중합촉매로 안티몬 화합물, 바람직하게는 삼산화안티몬이 최종 중합체 중의 안티몬 금속 잔존 양이 180 내지 300ppm이 되도록 첨가될 수 있다. 잔존 양이 180ppm 미만일 경우에 중합반응 속도가 느려져 중합효율이 저하되며, 잔존 양이 300ppm을 초과할 경우에는 필요 이상의 안티몬금속이 이물질로 작용하여 방사 연신 작업성이 저하될 수 있다.
상기와 같은 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 용융하여 노즐을 통과시키면서 압출하여 방출사를 제조하게 된다.
이때, 상기 노즐의 직경은 0.8~1.4mm인 것이 바람직하다.
이후, 상기 방출사를 냉각구역을 통과시켜 급냉 고화시키게 된다. 이때, 필요에 따라 노즐 직하에서 냉각구역 시작점까지의 거리, 즉 후드의 길이(L) 구간에 어느 정도 길이의 가열장치를 설치한다.
이 구역을 지연 냉각구역 또는 가열구역이라 하는데, 이 구역은 50 내지 300mm의 길이 및 250 내지 400℃의 온도(공기 접촉 표면온도)를 갖는다.
상기 냉각구역에서는 냉각공기를 불어주는 방법에 따라 오픈 냉각(open quenching)법, 원형 밀폐 냉각(circular closed quenching)법, 방사형 아웃플로우 냉각(radial outflow quenching)법 및 방사형 인플로우 냉각(radial in flow quenching)법 등을 적용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이때, 상기 냉각구역 내에 급냉각을 위하여 주입되는 냉각 공기의 온도는 20 내지 50℃로 조절된다. 이와 같은 후드와 냉각구역 사이의 급격한 온도 차이를 이용한 급냉각은 방사된 중합체의 고화점 및 방사 장력을 높여 미연신사의 배향 및 결정과 결정 사이의 연결 사슬의 형성을 증가시키기 위함이다.
이후, 냉각구역을 통과하면서 고화된 방출사를 단사간 마찰계수를 줄임과 동시에 연신성, 열효율이 우수한 유제를 적용한 제1 방사유제 공급 장치에 의해 방출사에 대해 0.5 내지 1.2중량%로 오일링할 수 있다. 본 발명에서는 제 1 방사유제 부여 장치에서는 에멀젼 타입의 유제가 적용되는 것이 특징이다.
상기 오일링된 방출사를 방사하여 미연신사를 형성한다.
여기서 상기 미연신사의 배향도는 0.06 내지 0.60인 것이 바람직한데, 미연신사의 배향도가 0.06 미만이면 원사의 미세구조에서 결정화도 및 결정의 치밀성을 증대할 수 없고, 0.60 초과하면 연신작업성이 저하되므로 바람직하지 못하다.
이후, 상기 미연신사를 연신 고뎃 롤러를 통과시켜 다단 연신하여 원사를 제조한다.
본 발명에서는 연신 고뎃 롤러를 5단으로 적용한 설비를 이용하여 연신이 진행된다.
도 1을 참조하면, PET 칩은 익스트루더(1), 기어펌프(2), 노즐(3) 및 가열장치(4)를 통해 290 내지 310℃의 방사온도로 저온 용융 방사되어 열분해 및 가수분해에 의한 중합체의 점도의 저하가 방지된다.
제조된 용융 방출사는 냉각구역(5)을 통과하여 급냉 고화되고, 그리고 필요에 따라 노즐(2)의 바로 아래쪽 냉각구역(5) 시작점까지의 거리, 즉 후드의 길이(L) 구간에 짧은 가열장치(미도시)가 설치될 수 있다.
후드의 길이(L) 구간은 지연 냉각구역 또는 가열구역이 되고 그리고 50 내지 300mm의 길이 및 250 내지 400℃의 온도(공기접촉 표면온도)를 갖는다.
냉각구역(5)에서 냉각공기를 불어주는 방법에 따라 오픈 냉각(open quenching)법, 원형 밀폐 냉각(circularclosed quenching)법 및 방사형 아웃플로우 냉각(radial outflow quenching)법이 적용될 수 있지만 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명은 냉각 효율 향상을 위해 냉각온도를 기존 20℃에서 10 내지 15℃로 다운시키기 위해 외부에서 추가로 A/C(에어 컨디셔너)에 의해 조절되는 것을 특징으로 한다. 냉각온도는 바람직하게는 14℃이다.
냉각구역(5)을 통과하여 고화된 방출사는 유제 공급장치(12)에 의해 0.5 내지 1.0%로 오일링이 되어 미연신사가 된다. 유제 공급장치(12)는 연신 고뎃 롤러 1(6) 및 연신 고뎃 롤러 4(9) 이전에 1단으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
첫 번째 연신 고뎃 롤러를 통과한 사를 스핀드로(spin draw) 공법으로 일련의 연신 롤러를 통과시키면서 연신시킴으로써 원사를 형성하게 된다. 연신 고뎃 롤러 1에서는 그 속도를 2,000~3,500m/min의 범위로 설정한다.
연신 공정에서 미연신사는 다단 연신될 수 있으며, 각각의 연신 롤러 온도는 미연신사의 유리전이온도보다 낮은 혹은 같을 수 있으나 95℃보다 낮은 온도이며, 마지막 연신 롤러 온도는 200 내지 250℃인 것이 바람직하다.
상기 마지막 연신 롤러 온도가 200℃ 미만이면 연신 공정에서 결정화도 및 결정의 크기가 증가하지 못하여 원사의 강도와 열적 안정성을 발현하지 못하여 고온에서 형태안정성이 저하되며, 상기 마지막 연신 롤러 온도가 250℃를 초과하면 융점에 너무 근접하여 오히려 결정이 분해되는 등 원사의 미세구조가 불균일해져서 원사의 강도가 저하될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명에서는 연신 고뎃 롤러 1에서는 그 속도를 2,000~3,500m/min의 범위로 설정하는데 특징이 있다.
이후, 연신 고뎃 롤러 5에서는 5000~6000m/min로 권취하고, 연신 고뎃롤러 4 및 5에서의 온도는 240 내지 250℃이 되는 것이 특징이다.
또한, 상기와 같이 권취로 형성된 원사의 총연신비가 2.0 이하인 것이 바람직하다. 연신비가 2.0을 초과할 경우에는 배향된 비경정부의 결정화가 증대하여 연신작업성이 저하되고 사절이 발생하며 원사의 미세구조에서 비결정부의 분자사슬이 끊어져 분자사슬의 균일성이 저하되어 오히려 강력이용률이 감소할 수 있어 바람직하지 못하다.
또한 연신 고뎃 롤러 4단 및 5단에서는 온도를 240 내지 250℃의 범위로 적용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 래디얼 타이어의 제조를 위하여 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 고강도 멀티필라멘트사를 이용하여 딥 코드가 제조되어야 한다. 그리고 딥 코드 제조의 전단계로서 코드에 연을 부여하는 단계(연사공정)를 필요로 한다.
본 발명에서는 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 고강도사를 이용하여 딥 코드를 제조하는데 있어서, 딥 코드 제조의 전단계로서 코드에 꼬임을 부여하여 생코드를 제조하는 단계(연사공정)를 거치게 된다.
상기 연사는 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사에 하연(ply twist)을 가한 후에 상연(cable twist)을 가하여 합연함으로써 제조되며, 일반적으로 상연과 하연은 같은 연수(꼬임의 수준) 혹은 필요에 따라서 다른 연수를 가하게 된다.
본 발명에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드의 연수는 상/하연이 같은 수치로 200/200 TPM(Twist Per Meter) 내지 400/400TPM으로 하게 된다. 상연과 하연을 같은 수치로 하게 될 경우, 제조된 딥 코드가 회전이나 꼬임 등을 나타내지 않고 일직선상을 유지하기 쉽도록 하여 물성 발현을 최대로 할 수 있게 된다. 이때, 상/하연의 연수가 200/200 TPM 미만일 경우에는 생코드의 절신이 감소하여 내피로도가 저하하기 쉽고, 400/400TPM을 초과할 경우에는 강력 저하가 커서
타이어 코드용으로 적절하지 않다.
제조된 '생코드 (Raw Cord)'는 제직기(weaving machine)를 사용하여 직물로 제직되고 그리고 수득된 직물을 딥핑액에 침지한다. 이후 직물을 경화하여 생코드 표면에 수지층이 부착된 타이어코드용 '딥 코드(Dip Cord)'를 제조한다.
도 2는 본 발명과 종래의 1000d/2 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드에 대한 힘-변형 곡선이다.
본 발명에 따르면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드가 외부 힘에 의해 초기에 발생하는 충격에 초기 변형을 최소로 하기 위한 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드의 힘-변형곡선이 조절될 수 있다. 본 발명의 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드는 14kgf부터 절단될 때까지의 모듈러스가 5kgf의 초기응력에서의 모듈러스의 0 배 내지 0.7배인 힘-변형 곡선을 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 힘-변형 곡선을 형성하기위해 사용된 공정은 폴리에틸렌테레프탈레이트 멀티필라멘트가 연사공정을 거쳐 생코드로 제조되고, 이후 디핑액에 침지되기 전에 열처리하여 높은 연신비로 작업을 가능하도록 하는 단계를 포함한다. 이 단계는 본 발명의 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드의 힘-변형 곡선형태와 밀접한 관련이 있으며, 120 내지 200℃가 바람직하다.
도 3는 본 발명과 종래의 1500d/2 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드에 대한 힘-변형 곡선이다.
본 발명에 따르면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드가 외부 힘에 의해 초기에 발생하는 충격에 초기 변형을 최소로 하기 위한 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥코드의 힘-변형곡선이 조절될 수 있다. 본 발명의 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드는 22kgf부터 절단될 때까지의 모듈러스가 5kgf의 초기응력에서의 모듈러스의 0 배 내지 1.0배인 힘-변형 곡선을 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 힘-변형 곡선을 형성하기위해 사용된 공정은 폴리에틸렌테레프탈레이트 멀티필라멘트가 연사공정을 거쳐 생코드로 제조되고, 이후 디핑액에 침지되기 전에 열처리하여 높은 연신비로 작업을 가능하도록 하는 단계를 포함한다. 이 단계는 본 발명의 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드의 힘-변형 곡선 형태와 밀접한 관련이 있으며, 120 내지 200℃가 바람직하다.
이와 같은 공정을 거쳐서 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드는 작업성이 좋고 강력이용률이 향상된다.
직물로 제직되고 열처리한 생코드는 딥핑액에 침지되고, 이후 직물을 경화하여 생코드 표면에 수지층이 부착된 타이어코드용 '딥 코드(Dip Cord)'를 제조한다.
상기 과정에서 딥핑은 섬유의 표면에 RFL (Resorcinol Formaline Latex)이라 불리는 수지층을 함침시키는 것을 말한다. 이는 원래 고무와의 접착성이 떨어지는 타이어 코드용 섬유의 단점을 개선하기 위하여 실시된다.
본 발명에서 코드와 고무의 접착을 위한 접착액은 아래와 같은 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
접착액의 제조 방법
29.4wt% 레소시놀 45.6 중량부;
증류수 255.5 중량부;
37% 포르말린 20 중량부; 및
10wt%수산화나트륨 3.8 중량부
를 포함하는 용액을 제조하여 25℃에서 5시간 교반하면서 반응시킨 후 아래 의 성분을 추가한다.
40wt% VP-라텍스 300 중량부
증류수 129 중량부
28% 암모니아수 23.8 중량부.
성분 첨가 후 25℃에서 20시간 동안 숙성시켜 고형분 농도 19.05%가 되도록 유지한다.
코드를 건조시킨 후 접착액이 적용된다. 접착액의 부착량을 조절하기 위하여 0 내지 4%의 신장(stretch)을 필요로 하고, 바람직하게는 1 내지 2%의 신장이 이루어질 수 있다. 만약 신장 비율이 너무 높으면, 접착액의 부착량은 조절될 수 있지만 절신이 감소되어 결과적으로 내피로성이 감소된다.
접착제 부착량은 고형분 기준으로 섬유 무게에 대하여 1.5 내지 3.5%가 바람직하다. 접착액을 통과한 후 딥 코드는 120 내지 170℃에서 건조된다. 건조 시간은 180초 내지 220초가 될 수 있고, 그리고 건조 과정에서 딥 코드는 1 내지 2% 정도로 신장(strech)이 될 수 있다. 신장 비율이 낮은 경우 코드의 중신 및 절신이 증가하여 타이어코드로 적용되기 어려운 물성을 나타낼 수 있다. 다른 한편으로 신장 비율이 3%를 넘는 경우 중신수준은 적절하나 절신이 너무 작아져 내피로성이 저하될 수 있다.
건조 후에는 130 내지 240℃의 온도 범위에서 열처리된다. 열처리 시 신장 비율은 -2 내지 2.0%사이를 유지하며, 열처리 시간은 50초 내지 90초가 적정하다. 50초 미만시간 동안 열처리가 되는 경우 접착액의 반응시간이 부족하여 접착력이 낮아지는 결과를 가져오게 되며, 90초 이상 동안 열처리가 되는 경우 접착액의 경도가 높아져서 코드의 내피로성이 감소될 수 있다.
전술한 방법에 따라 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드는 섬도가 1000 내지 6000이 되고, 그리고 접착력이 6kg 이상, 바람직하게는 10 내지 30 kg; 그리고 절단하중이 10.0 내지 35.0kg의 범위로서 승용차용 타이어코드 로서 유리하게 사용될 수 있다.
위에서 설명한 방법에 따라 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드는 캡플라이 층의 제조를 위하여 사용될 수 있다. 그리고 본 발명에 따라 제조된 고성능 레이디얼 타이어는 이러한 캡플라이 층을 포함한다.
도 4는 본 발명에 따른 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드를 캡플라이로 사용하여 제조된 승용차용 타이어의 구조의 부분 단면도를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 타이어(31)의 비드영역(35)은 각각 비신장성인 환상의 비드코어(36)가 된다. 비드코어(36)는 연속적으로 감겨진 단일 필라멘트 강선으로 만들어지는 것이 바람직하다. 바람직한 실시 형태는 0.95mm 내지 1.00mm 직경의 고강도 강선이 4x4 구조 또는 4x5 구조가 된다. 본 발명에 따른 타이어 코드의 실시 예에 있어, 비드영역(35)은 비드필러(37)를 가질 수 있고, 상기 비드필러(37)는 일정 수준 이상의 경도를 가져야 하며, 바람직하게는 쇼어 에이 경도(Shore A hardness)
40 이상의 경도를 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 타이어(31)는 벨트 구조체(38) 및 캡플라이(39)에 의하여 크라운부가 보강될 수 있다. 벨트 구조체(38)는 두 개의 벨트코드(41), (42)로 이루어진 절단 벨트 플라이(40)를 포함하고 벨트 플라이(40)의 벨트코드(41)는 타이어의 원주 방향 중앙 면에 대하여 약 20˚의 각도로 배향될 수 있다. 벨트 플라이(40)의 하나의 벨트코드(41)는 원주 방향 중앙 면과 대향하는 방향으로, 다른 벨트 플라이(40)의 벨트코드(42)의 방향과는 반대로 배치될 수 있다. 그러나 벨트 구조체(38)는 임의의 수의 플라이를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 16 내지 24˚의 범위로 배치될 수 있다. 벨트 구조체(38)는 타이어(31)의 작동 중에 노면으로부터의 트레드(33)의 상승을 최소화하도록 측 방향 강성을 제공하는 역할을 한다. 벨트 구조체(38)의 벨트코드(41), (42)는 스틸코드로 제조될 수 있고, 2+2구조로 되어있지만, 임의의 구조로 제작될 수 있다. 벨트 구조체(38)의 상부에는 캡플라이(39)와 에지플라이(44)가 보강되어 있는데 캡플라이(39)의 캡플라이 코드(45)는 타이어의 원주 방향에 평행하게 보강되어 타이어의 고속 회전에 따른 원주 방향의 크기 변화를 억제하는 작용을 하며, 고온에서의 열수축 응력이 큰 캡플라이(39)의 캡플라이 코드(45)가 사용된다. 상기 캡플라이(39)의 캡플라이 코드(45)는 본 발명의 방법에 따라 제조된 고강도사로 제조된 딥 코드를 이용하여 제조될 수 있다. 1층의 캡플라이(39)와 1층의 에지플라이(44)가 사용될 수 있고, 바람직하게는 1 또는 2층의 캡플라이 및 1 또는 2층의 에지플라이가 보강될 수 있다.
도 4에서 설명되지 않은 도면 부호 32 및 34는 카카스층(32) 및 플라이 턴업(34)을 나타낸다. 그리고 도면부호 33은 카카스층 보강용 코드(33)를 나타낸다.
아래에서 본 발명의 범위를 한정하지 않은 실시예 및 비교예가 기술된다. 아래의 실시예 및 비교예에서 물성 평가는 아래와 같이 측정 또는 평가하였다.
(a-1) 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드 강력(kgf) 및 중간신도(%), 5kgf와 14kgf부터 절단시까지 모듈러스비(실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 3 적용)
인스트롱사의 저속 신장형 인장시험기를 이용하여 시료장 250mm, 인장속도 300m/min로 측정되었다. 중간신도(Elongation at specific load)는 4.5kg의 하중에서 신도가 측정되었다.
(a-2) 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드 강력(kgf) 및 중간신도(%), 5kgf와 22kgf부터 절단시까지 모듈러스비
인스트롱사의 저속 신장형 인장시험기를 이용하여 시료장 250mm, 인장속도 300m/min로 측정되었다. 중간신도(Elongation at specific load)는 6.8kg의 하중에서 신도가 측정되었다.
(b) 건열수축률(%, Shrinkage)
25℃, 65% RH에서 24시간 동안 방치한 후, Testrite를 이용하여, 0.05g/d의 정하중에서 측정한 길이(L0)와 177℃로 2분간 0.05g/d의 정하중에서 처리한 후의 길이(L1)의 비를 이용하여 건열수축률을 나타냈다.
S(%) = (L0 - L1) / L0
(c) 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드 ES 값
일정 하중 하에서의 신도를 본 발명에서는 중간신도(E)라 부르며, 'S'는 상기 (b)항의 건열수축률을 의미하는 것으로, 중간신도(E) 및 건열수축률(S)의 합을 ' ES '로 표시하였다.
ES = 중간신도(%) + 건열수축률(%)
(d) 내피로도
타이어 코드의 피로 시험에 통상적으로 사용되는 Belt Fatigue Tester를 이용하여 피로시험 후 잔여강력을 측정하여 내피로도를 비교하였다. 피로 시험 조건은 RT, 힘(load) 80kg, 37,500번을 회전하는 조건이며, 피로 시험 후 고무와 코드를 분리하여 잔여강력을 측정하였다. 잔여 강력의 측정은 통상의 인장 강도 시험기를 이용하여 앞의 (a-1 및 a-2)방법에 따라 측정하였다.
[실시예 1]
타이어 보강용 섬유를 제조하기 위하여 앞에서 설명한 방법에 따라 생코드(Raw Cord)로 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 얻었다.
제조된 '생코드 (Raw Cord)'는 제직기(weaving machine)를 사용하여 제직되고, 그리고 수득된 직물은 딥핑액에 침지 및 경화되어 '생코드' 표면에 수지층이 부착된 타이어코드용 '딥 코드(Dip Cord)'로 제조된다.
본 발명의 딥핑 공정을 보다 상세히 설명하면, 딥핑은 섬유의 표면에 RFL(Resorcinol Formaline-Latex)이라 불리는 수지층을 함침하여 줌으로써 달성되는데, 원래 고무와의 접착성이 떨어지는 타이어 코드용 섬유의 단점을 개선하기 위하여 실시된다.
통상의 레이온 섬유 또는 나일론 섬유는 1욕 디핑을 행하는 것이 보통이며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 섬유를 사용하는 경우, 섬유 표면의 반응기가 레이온 섬유나 나일론 섬유에 비하여 적기 때문에 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 표면을 먼저 활성화 한 후에 접착처리를 하게 된다(2욕 딥핑).
폴리에틸렌테레프탈레이트 사(1000D)에 250TPM의 하연을 가하고 다시 250TPM의 상연을 가하여 합연하여 생코드를 제조하였다. 얻어진 생코드를 2욕 딥핑 방법으로, 160℃에서 130초간 건조시킨 후, 240℃로 120초간 열처리하고 하기의 방법으로 조제된 접착액에 통과시켜 접착액을 부여하였다. 건조시 2%의 신장(stretch)을 가하여 열수축에 의한 생코드의 불균일이 발생하지 않도록 조절하여 주었다.
29.4wt% 레소시놀 45.6 중량부; 증류수 255.5 중량부; 37% 포르말린 20 중량부; 및 10wt%수산화나트륨 3.8 중량부을 포함하는 용액을 조제 후, 25℃에서 5시간 교반시키며 반응시키고 그리고 다음의 성분을 추가하였다:
40wt% VP-라텍스 300 중량부 , 증류수 129 중량부, 28% 암모니아수, 23.8 중량부 상기 성분 첨가 후 25℃에서 20시간 동안 숙성시켜 고형분 농도 19.05%로 유지되도록 하였다.
접착액을 부여하여 160℃에서 2분간 건조시킨 후, 240℃에서 60초간 2욕 딥핑 열처리를 하여 접착제 처리를 종료하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 1로 나타내었다.
[실시예 2]
생코드에 딥핑 후, 140℃로 건조하는 단계를 거치는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 생코드 및 딥 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[실시예 3]
생코드에 딥핑 후, 180℃로 건조하는 단계를 거치는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 생코드 및 딥 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[실시예 4]
생코드에 딥핑 후, 200℃로 건조하는 단계를 거치는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 생코드 및 딥 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
생코드에 딥핑 후, 100℃에서 건조하는 단계를 거치는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 생코드 및 딥 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[비교예 2]
생코드에 딥핑 후, 220℃로 건조하는 단계를 거치는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 생코드 및 딥 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
구분 강력(kg) 중간신도(%) 5kgf와 14kgf부터 절단시까지의 모듈러스비 수축률(%) ES치(%) 내피로도(%)
실시예 1 16.3 2.6 1.30 3.0 5.6 90
실시예 2 16.2 2.5 1.19 3.2 5.7 92
실시예 3 16.2 2.7 1.25 2.7 5.4 90
실시예 4 15.9 2.8 1.31 2.5 5.3 90
비교예 1 15.4 3.8 - 2.5 6.3 88
비교예 2 15.5 3.7 - 3.0 6.7 85
상기 표 1의 시험 결과로 볼 때, 본 발명에 따른 딥 코드의 경우(실시예 1, 2, 3, 4)는 종래의 폴리에틸렌테레프탈레이트 사를 이용한 딥 코드(비교예 1, 2)에 비하여 강력이 향상됨을 알 수 있다.
[실시예 5]
본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 딥 코드를 캡플라이로 사용하여 제조된 레이디얼 타이어는 반경 방향 외측 플라이 턴업을 갖는 카카스층을 가지며, 상기 카카스층은 1층이 포함하도록 설치하였다. 이때 카카스 코드는 타이어의 원주 방향 중간 면에 대하여 90도 각도로 배향하였다. 상기 플라이 턴업(34)은 타이어 최대 단면 높이에 대하여 40 내지 80%의 높이를 갖도록 하였다. 비드부(35)는 0.95 내지 1.00mm 직경의 고강도 강선이 4로 형성된 비드코어(36)와 shore A hardness 40 이상의 경도의 비드필러(37)를 갖도록 하였다. 벨트(38)는 상부에 1층의 캡플라이(39)와 1층의 에지플라이(44)로 된 벨트보강층에 의해 보강되며 캡플라이(39) 내의 캡플라이 코드가 타이어의 원주 방향에 대하여 평행하도록 배치하였다.
[실시예 6]
타이어 제작을 위한 코드 소재를 실시예 2에 의해 제조된 딥 코드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 타이어를 제조하였다.
[비교예 3]
타이어 제작을 위한 코드 소재를 비교예 1에 의해 제조된 딥 코드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 타이어를 제조하였다.
구 분 실시예 5 실시예 6 비교예 3
카카스 소재 폴리에틸렌테레프탈레이트 폴리에틸렌테레프탈레이트 폴리에틸렌테레프탈레이트
규격(d/합연사) 1500d/2 1500d/2 1500d/2
강력(kg) 24 24 24
탄성계수(g/d) 72 72 72
캡플라이 소재 실시예1의 딥 코드 실시예2의 딥 코드 비교예1의 딥 코드
규격(d/합연사) 1000d/2 1000d/2 1000d/2
강력(kg) 16.3 16.2 15.4
탄성계수(g/d) 65 65 65
타이어 편평비 0.60 0.60 0.60
카카스층수 1 1 1
캡플라이층수 1 1 1
상기 실시예 5, 6 및 비교예 3에 따라 제조된 205/65 R15 V 타이어를 2000cc 등급의 승용차에 장착하고 60km/h 속도로 주행하면서 차량 내에서 발생하는 소음을 측정하여 가청 주파수 영역의 값을 노이즈(dB)로 나타내었으며, 조종 안정성 및 승차감은 숙련된 운전자가 테스트 코스를 주행하여 100점 만점에 5점의 단위로 평가하여 그 결과를 다음의 표 3에 나타내었다. 내구성은 FMVSS 109의 P-메트릭 타이어 내구성 테스트(P-metric tire endurance test) 방법을 따라 측정온도 섭씨 38℃
(℃), 타이어 표기 하중의 85, 90, 100% 조건으로, 주행 속도 80km/h로 하여 총 34시간 주행하여 트레드나 사이드월, 카카스 코드, 이너라이너, 비드 등 어느 부위에도 비드 분리, 코드 절단, 벨트 세퍼레이션 등의 흔적을 찾을 수 없는 경우에 합격(OK)으로 판정하였다.
구 분 실시예 5 실시예 6 비교예 3
타이어무게(kg) 9.70 9.90 9.60
승차감 100 100 98
쫑안정성 100 100 98
내구성 OK OK OK
균일성 100 100 97
소음(dB) 61.4 61.8 62.2
상기 표 3의 시험 결과로 볼 때, 본 발명에 따른 딥 코드를 사용한 타이어(실시예 5, 6)는 캡플라이에 종래의 폴리에틸렌테레프탈레이트 사를 사용한 비교예 3에 비하여 노이즈 감소 및 조종안정성 면에 효과가 우수하였으며, 타이어의 균일성 또한 향상됨을 알 수 있다.
[실시예 7]
타이어 보강용 섬유를 제조하기 위하여 앞에서 설명한 방법에 따라 생코드(Raw Cord)로 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 얻었다.
본 발명의 딥핑 공정을 보다 상세히 설명하면, 딥핑은 섬유의 표면에 RFL(Resorcinol Formaline-Latex)이라 불리는 수지층을 함침하여 줌으로써 달성되는데, 원래 고무와의 접착성이 떨어지는 타이어 코드용 섬유의 단점을 개선하기 위하여 실시된다.
통상의 레이온 섬유 또는 나일론 섬유는 1욕 디핑을 행하는 것이 보통이며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 섬유를 사용하는 경우, 섬유 표면의 반응기가 레이온 섬유나 나일론 섬유에 비하여 적기 때문에 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 표면을 먼저 활성화 한 후에 접착처리를 하게 된다(2욕 딥핑).
폴리에틸렌테레프탈레이트 사(1500D)에 200TPM의 하연을 가하고 다시 200TPM의 상연을 가하여 합연하여 생코드를 제조하였다. 얻어진 생코드를 2욕 딥핑 방법으로, 160℃에서 130초간 건조시킨 후, 240℃로 120초간 열처리하고 하기의 방법으로 조제된 접착액에 통과시켜 접착액을 부여하였다. 건조시 2%의 신장(stretch)을 가하여 열수축에 의한 생코드의 불균일이 발생하지 않도록 조절하여 주었다.
29.4wt% 레소시놀 45.6 중량부; 증류수 255.5 중량부; 37% 포르말린 20 중량부; 및 10wt%수산화나트륨 3.8 중량부을 포함하는 용액을 조제 후, 25℃에서 5시간 교반시키며 반응시키고 그리고 다음의 성분을 추가하였다:
40wt% VP-라텍스 300 중량부 , 증류수 129 중량부, 28% 암모니아수, 23.8 중량부 상기 성분 첨가 후 25℃에서 20시간 동안 숙성시켜 고형분 농도 19.05%로 유지되도록 하였다.
접착액을 부여하여 160℃에서 2분간 건조시킨 후, 240℃에서 60초간 2욕 딥핑 열처리를 하여 접착제 처리를 종료하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 4로 나타내었다.
[실시예 8]
생코드에 딥핑 후, 140℃로 건조하는 단계를 거치는 것을 제외하고는 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 생코드 및 딥 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 4에 나타내었다.
[실시예 9]
생코드에 딥핑 후, 180℃로 건조하는 단계를 거치는 것을 제외하고는 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 생코드 및 딥 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 4에 나타내었다.
[실시예 10]
생코드에 딥핑 후, 200℃로 건조하는 단계를 거치는 것을 제외하고는 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 생코드 및 딥 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 4에 나타내었다.
[비교예 4]
생코드에 딥핑 후, 100℃에서 건조하는 단계를 거치는 것을 제외하고는 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 생코드 및 딥 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 4에 나타내었다.
[비교예 5]
생코드에 딥핑 후, 220℃로 건조하는 단계를 거치는 것을 제외하고는 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 생코드 및 딥 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 4에 나타내었다.
구분 강력(kg) 중간신도(%) 5kgf와 22kgf부터 절단시까지의 모듈러스비 수축률(%) ES치(%) 내피로도(%)
실시예 7 24.2 4.6 1.5 3.0 7.6 92
실시예 8 24.1 4.7 1.3 2.8 7.5 90
실시예 9 24.0 4.8 1.2 2.9 7.7 91
실시예 10 23.8 4.9 1.1 2.8 7.7 91
비교예 4 22.5 4.9 - 3.2 8.1 88
비교예 5 21.0 4.8 - 3.4 8.2 85
상기 표 4의 시험 결과로 볼 때, 본 발명에 따른 딥 코드의 경우(실시예 7, 8, 9, 10)는 종래의 폴리에틸렌테레프탈레이트 사를 이용한 딥 코드(비교예 4, 5)에 비하여 강력이 향상됨을 알 수 있다.
[실시예 11]
본 발명의 실시예 7에 의해 제조된 딥 코드를 캡플라이로 사용하여 제조된 래디얼 타이어는 반경 방향 외측 플라이 턴업을 갖는 카카스층을 가지며, 상기 카카스층은 1층이 포함하도록 설치하였다. 이때 카카스 코드는 타이어의 원주 방향 중간 면에 대하여 90도 각도로 배향하였다. 상기 플라이 턴업(34)은 타이어 최대 단면 높이에 대하여 40 내지 80%의 높이를 갖도록 하였다. 비드부(35)는 0.95 내지 1.00mm 직경의 고강도 강선이 4로 형성된 비드코어(36)와 shore A hardness 40 이상의 경도의 비드필러(37)를 갖도록 하였다. 벨트(38)는 상부에 1층의 캡플라이(39)와 1층의 에지플라이(44)로 된 벨트보강층에 의해 보강되며 캡플라이(39) 내의 캡플라이 코드가 타이어의 원주 방향에 대하여 평행하도록 배치하였다.
[실시예 12]
타이어 제작을 위한 코드 소재를 실시예 8에 의해 제조된 딥 코드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 11와 동일한 방법으로 타이어를 제조하였다.
[비교예 6]
타이어 제작을 위한 코드 소재를 비교예 4에 의해 제조된 딥 코드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 11와 동일한 방법으로 타이어를 제조하였다.
구 분 실시예 11 실시예 12 비교예 6
카카스 소재 폴리에틸렌테레프탈레이트 폴리에틸렌테레프탈레이트 폴리에틸렌테레프탈레이트
규격(d/합연사) 1500d/2 1500d/2 1500d/2
강력(kg) 24 24 24
탄성계수(g/d) 72 72 72
캡플라이 소재 실시예 7의 딥 코드 실시예 8의 딥 코드 비교예 4의 딥 코드
규격(d/합연사) 1500d/2 1500d/2 1500d/2
강력(kg) 24.2 24.1 22.5
탄성계수(g/d) 70 70 70
타이어 편평비 0.60 0.60 0.60
카카스층수 1 1 1
캡플라이층수 1 1 1
상기 실시예 11, 12 및 비교예 6에 따라 제조된 205/65 R15 V 타이어를 2000cc 등급의 승용차에 장착하고 60km/h 속도로 주행하면서 차량 내에서 발생하는 소음을 측정하여 가청 주파수 영역의 값을 노이즈(dB)로 나타내었으며, 조종 안정성 및 승차감은 숙련된 운전자가 테스트 코스를 주행하여 100점 만점에 5점의 단위로 평가하여 그 결과를 다음의 표 6에 나타내었다. 내구성은 FMVSS 109의 P-메트릭 타이어 내구성 테스트(P-metric tire endurance test) 방법을 따라 측정온도 섭씨 38℃(℃), 타이어 표기 하중의 85, 90, 100% 조건으로, 주행 속도 80km/h로 하여 총 34시간 주행하여 트레드나 사이드월, 카카스 코드, 이너라이너, 비드 등 어느 부위에도 비드 분리, 코드 절단, 벨트 세퍼레이션 등의 흔적을 찾을 수 없는 경우에 합격(OK)으로 판정하였다.
구 분 실시예 11 실시예 12 비교예 6
타이어무게(kg) 9.70 9.90 9.60
승차감 100 100 98
쫑안정성 100 100 98
내구성 OK OK OK
균일성 100 100 97
소음(dB) 61.4 61.5 62.2
상기 표 6의 시험 결과로 볼 때, 본 발명에 따른 딥 코드를 사용한 타이어(실시예 11, 12)는 캡플라이에 종래의 폴리에틸렌테레프탈레이트 사를 사용한 비교예 6에 비하여 노이즈 감소 및 조종안정성 면에 효과가 우수하였으며, 타이어의 균일성 또한 향상됨을 알 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
<부호의 설명>
1: 익스트루더 2: 기어펌프
3: 노즐 4: 가열장치
5: 냉각구역 6~10: 연신롤러
11: 권취롤러 12: 유제 공급장치
31 : 타이어 32 : 카카스층
33 : 카카스층 보강용 코드 34 : 플라이 턴업
35 : 비드영역 36 : 비드코어
37 : 비드필러 38 : 벨트 구조체
39 : 캡플라이 40 : 벨트플라이
41, 42 : 벨트코드 43 : 트레드
44 : 에지플라이 45 : 캡플라이 코드

Claims (10)

  1. 한 쌍의 평행한 비드코어; 비드코어 주위에 감기는 적어도 하나의 래디얼 카카스 플라이; 카카스 플라이 외주에 적층된 캡플라이 층; 및 캡플라이 층의 외주에 형성된 원주방향의 캡플라이 보강층;을 포함하는 레이디얼 타이어에 있어서,
    상기 캡플라이는 폴리에틸렌테레프탈레이트 고강도사로 제조된 500 내지 2000데니어 원사를 1ply 또는 2ply 형태로 사용하여 제조된 딥 코드를 포함하고,
    그 중 1000d/2 딥 코드는, 14kgf부터 절단될 때까지의 모듈러스가 5kgf의 초기응력에서의 모듈러스의 0배 내지 0.7배인 힘-변형 곡선을 갖는 것을 특징으로 하는 레이디얼 타이어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 딥 코드는 강력 14.0 내지 18.0kgf, 중간신도 4.5kgf에서 2.0 내지 4.0%, 절단신도 8.0 내지 14.0%의 물성을 가지는 것을 특징으로 하는 레이디얼 타이어.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 딥 코드는 꼬임수 200 내지 400 TPM인 것을 특징으로 하는 레이디얼 타이어.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡플라이는 1층 또는 2층으로 되는 것을 특징으로 하는 레이디얼 타이어.
  5. 캡플라이를 포함하는 런 플렛 타이어에 있어서,
    상기 캡플라이는 폴리에틸렌테레프탈레이트 고강도사로 제조된 500 내지 2000데니어 원사를 1플라이(ply) 또는 2플라이(ply) 형태로 사용하여 제조된 딥 코드를 포함하고,
    그 중 1000d/2 딥 코드는, 14kgf부터 절단될 때까지의 모듈러스가 5kgf의 초기응력에서의 모듈러스의 0배 내지 0.7배인 힘-변형 곡선을 갖는 것을 특징으로 하는 런 플렛 타이어.
  6. 한 쌍의 평행한 비드코어; 비드코어 주위에 감기는 적어도 하나의 래디얼 카카스 플라이; 카카스 플라이 외주에 적층된 캡플라이 층; 및 캡플라이 층의 외주에 형성된 원주방향의 캡플라이 보강층;을 포함하는 레이디얼 타이어에 있어서,
    상기 캡플라이는 폴리에틸렌테레프탈레이트 고강도사로 제조된 500 내지 2000데니어 원사를 1ply 또는 2ply 형태로 사용하여 제조된 딥 코드를 포함하고,
    그 중 1500d/2 딥 코드는, 22kgf부터 절단될 때까지의 모듈러스가 5kgf의 초기응력에서의 모듈러스의 0배 내지 1.0배인 힘-변형 곡선을 갖는 것을 특징으로 하는 레이디얼 타이어.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 딥 코드는 강력 20.0 내지 24.5kgf, 중간신도 6.8kgf에서 3.0 내지 5.0%, 절단신도 9.0 내지 15.0%의 물성을 가지는 것을 특징으로 하는 레이디얼 타이어.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 딥 코드는 꼬임수 200 내지 400 TPM인 것을 특징으로 하는 레이디얼 타이어.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 캡플라이는 1층 또는 2층으로 되는 것을 특징으로 하는 레이디얼 타이어.
  10. 캡플라이를 포함하는 런 플렛 타이어에 있어서,
    상기 캡플라이는 폴리에틸렌테레프탈레이트 고강도사로 제조된 500 내지 2000데니어 원사를 1플라이(ply) 또는 2플라이(ply) 형태로 사용하여 제조된 딥 코드를 포함하고,
    그 중 1500d/2 딥 코드는, 22kgf부터 절단될 때까지의 모듈러스가 5kgf의 초기응력에서의 모듈러스의 0배 내지 1.0배인 힘-변형 곡선을 갖는 것을 특징으로 하는 런 플렛 타이어.
PCT/KR2017/013133 2016-12-30 2017-11-17 폴리에스터 타이어 코드와 이를 이용한 레이디얼 타이어 WO2018124472A1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20160183382 2016-12-30
KR10-2016-0183624 2016-12-30
KR20160183624 2016-12-30
KR10-2016-0183382 2016-12-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018124472A1 true WO2018124472A1 (ko) 2018-07-05

Family

ID=62709526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/013133 WO2018124472A1 (ko) 2016-12-30 2017-11-17 폴리에스터 타이어 코드와 이를 이용한 레이디얼 타이어

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018124472A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201800010731A1 (it) * 2018-11-30 2020-05-30 Bridgestone Europe Nv Sa Corde per strati di rinforzo di pneumatici

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05163627A (ja) * 1991-12-19 1993-06-29 Toray Ind Inc ポリエステルタイヤコードの製造方法
KR20070102129A (ko) * 2006-04-14 2007-10-18 주식회사 효성 산업용 고강력 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트
KR20120069340A (ko) * 2010-12-20 2012-06-28 주식회사 효성 폴리에스터 멀티필라멘트를 이용한 래디얼 공기입 타이어
KR20150097125A (ko) * 2014-02-18 2015-08-26 주식회사 효성 형태안정성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥코드, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 타이어
KR101602387B1 (ko) * 2014-12-12 2016-03-10 주식회사 효성 고모듈러스 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드의 제조방법 및 이로부터 제조된 고모듈러스 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05163627A (ja) * 1991-12-19 1993-06-29 Toray Ind Inc ポリエステルタイヤコードの製造方法
KR20070102129A (ko) * 2006-04-14 2007-10-18 주식회사 효성 산업용 고강력 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트
KR20120069340A (ko) * 2010-12-20 2012-06-28 주식회사 효성 폴리에스터 멀티필라멘트를 이용한 래디얼 공기입 타이어
KR20150097125A (ko) * 2014-02-18 2015-08-26 주식회사 효성 형태안정성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥코드, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 타이어
KR101602387B1 (ko) * 2014-12-12 2016-03-10 주식회사 효성 고모듈러스 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드의 제조방법 및 이로부터 제조된 고모듈러스 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201800010731A1 (it) * 2018-11-30 2020-05-30 Bridgestone Europe Nv Sa Corde per strati di rinforzo di pneumatici

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019088464A1 (ko) 폴리에스터 타이어코드와 이를 이용한 레이디얼 타이어
WO2019004666A1 (ko) 경량화된 고무 보강재, 그 제조방법 및 이를 포함하는 타이어
WO2018062960A1 (ko) 하이브리드 타이어 코드 및 그 제조방법
WO2018124472A1 (ko) 폴리에스터 타이어 코드와 이를 이용한 레이디얼 타이어
KR101734892B1 (ko) 치수안정성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사의 제조방법
WO2018124471A1 (ko) 폴리에스터 타이어 코드와 이를 이용한 레이디얼 타이어
KR101602385B1 (ko) 형태안정성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥코드, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 타이어
KR101878787B1 (ko) 형태안정성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어 코드, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 타이어
WO2019088463A1 (ko) 강성을 낮춘 폴리에스터 타이어코드를 적용한 래디얼 타이어
WO2018139763A1 (ko) 폴리에스터 타이어 코드와 이를 이용한 레이디얼 타이어
WO2018101669A1 (ko) 내피로도가 우수한 하이브리드 딥코드 및 이를 적용한 래디얼 공기입 타이어
WO2021045418A1 (ko) 내열성이 우수한 폴리에스터 타이어 코드 및 그를 포함하는 타이어
KR20200120225A (ko) 고내열 폴리에틸렌테레프탈레이트 코드 및 이의 제조방법
WO2022203183A1 (ko) 타이어 코드
KR100630263B1 (ko) 카카스 층에 하이브리드 코드를 이용한 고성능 래디얼 타이어
WO2021006561A1 (ko) 타이어 코드용 원사 및 타이어 코드
WO2018101668A1 (ko) 내피로도가 우수한 하이브리드 딥코드 및 이를 적용한 래디얼 공기입 타이어
KR101838491B1 (ko) 폴리에틸렌테레프탈레이트 사 및 아라미드 사를 이용한 내피로도가 우수한 타이어코드 및 이를 적용한 래디얼 공기입 타이어
KR101878780B1 (ko) 내피로도가 우수한 하이브리드 딥코드 및 이를 적용한 래디얼 공기입 타이어
KR20180079238A (ko) 폴리에틸렌테레프탈레이트 딥 코드의 캡플라이 층을 가진 고성능 래디얼 타이어
KR20120069340A (ko) 폴리에스터 멀티필라멘트를 이용한 래디얼 공기입 타이어
KR100674675B1 (ko) 하이브리드 코드를 사용한 딥코드 및 이를 이용한 래디얼타이어
WO2024043707A1 (ko) 친환경 타이어 코드 및 이를 이용하는 타이어
KR100894384B1 (ko) 하이브리드 딥코드의 제조 방법 및 이를 이용한 래디얼타이어
KR100761518B1 (ko) 하이브리드 딥코드의 제조 방법 및 이를 이용한 래디얼타이어

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17889038

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17889038

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1