WO2024147648A1 - 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드 및 이를 이용한 타이어 - Google Patents

폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드 및 이를 이용한 타이어 Download PDF

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WO2024147648A1
WO2024147648A1 PCT/KR2024/000152 KR2024000152W WO2024147648A1 WO 2024147648 A1 WO2024147648 A1 WO 2024147648A1 KR 2024000152 W KR2024000152 W KR 2024000152W WO 2024147648 A1 WO2024147648 A1 WO 2024147648A1
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WO
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polyethylene terephthalate
tension
tire
kgf
drying
Prior art date
Application number
PCT/KR2024/000152
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English (en)
French (fr)
Inventor
안병준
김철
박진경
Original Assignee
효성첨단소재 주식회사
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to polyethylene terephthalate tire cord.
  • the present invention relates to a tire using polyethylene terephthalate tire cord.
  • nylon 6 tire cords or nylon 66 tire cords are used to withstand deformation and heat generation.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a polyethylene terephthalate tire cord with physical properties equivalent to those of nylon tire cord.
  • the polyethylene terephthalate tire cord manufacturing method includes a first dipping step of immersing polyethylene terephthalate dough in a first dipping liquid; A first drying step of drying the first soaked dough under A kgf/end tension; A first heat treatment step of heat treating the first dried dough under B kgf/end tension; A second dipping step of immersing the first heat-treated polyethylene terephthalate dough in the second dipping liquid; A second drying step of drying the second-dipped dough under C kgf/end tension; A second heat treatment step of heat treating the second dried dough under D kgf/end tension; It includes, and A, B, C and D satisfy the following conditions.
  • A, B, C and D are rational numbers between 0.1 and 2.5,
  • the tire cord manufactured by the polyethylene terephthalate tire cord manufacturing method according to the present invention may have a medium density of 5% or more and 15% or less.
  • Tire cord manufactured by the polyethylene terephthalate tire cord manufacturing method according to the present invention may have a shrinkage rate of 1.5% or less.
  • the tire according to the present invention includes a polyethylene terephthalate tire cord manufactured by the polyethylene terephthalate tire cord manufacturing method according to the present invention.
  • Tire cord manufactured by the polyethylene terephthalate tire cord manufacturing method according to the present invention has physical properties equivalent to those of nylon tire cord, while also providing cost reduction and supply stability.
  • the tire according to the present invention has similar ride comfort, steering stability, and durability to a tire containing a nylon tire cord, and has superior uniformity than a tire containing a nylon tire cord.
  • Figure 1 is a graph of elongation (%) - load (kgf) for NY6 (Comparative Example 1), PET (Comparative Example 2), and Example 3.
  • a polyethylene terephthalate tire cord manufacturing method includes a first dipping step of immersing polyethylene terephthalate dough in a first dipping solution; A first drying step of drying the first soaked dough under A kgf/end tension; A first heat treatment step of heat treating the first dried dough under B kgf/end tension; A second dipping step of immersing the first heat-treated polyethylene terephthalate dough in the second dipping liquid; A second drying step of drying the second-dipped dough under C kgf/end tension; A second heat treatment step of heat treating the second dried dough under D kgf/end tension; It includes, and A, B, C and D satisfy the following conditions.
  • A, B, C and D are rational numbers between 0.1 and 2.5,
  • Raw cord is manufactured by twisting polyethylene terephthalate yarn. Specifically, polyethylene terephthalate yarn is twisted and then twisted to produce raw cord.
  • the number of twists of the lower and upper wires is preferably 300/300 TPM (Twist Per Meter) to 500/500 TPM, respectively.
  • TPM Torist Per Meter
  • the manufactured raw cord can easily maintain a straight line without rotating or twisting, thereby maximizing the expression of physical properties.
  • the number of threads of the upper and lower edges is less than 300/300 TPM, the center length of the tire cord may be too low, and if it exceeds 500/500 TPM, the center length of the tire cord may be excessively high.
  • Hayeon and Sangyeon can have the same number of years. However, it is not limited to this, and other training may be provided as needed.
  • the raw cord prepared through the above-described method is woven using a weaving machine to obtain polyethylene terephthalate dough.
  • the first dipping liquid includes 950 parts by weight of distilled water, 5 parts by weight of 100% epoxy; A solution containing 30 parts by weight of 50% isocyanate can be prepared by stirring at 25°C for 3 hours.
  • the first dipping liquid is not limited to this, and the weight of each component may vary depending on need. Meanwhile, some components may be added or excluded from the first dipping liquid as needed.
  • the primary immersed polyethylene terephthalate dough is first dried for 130 seconds to 220 seconds at a tension of 0.1 kgf/end to 2.5 kgf/end and a temperature of 120°C to 170°C.
  • rapid processing at high temperatures should be avoided. If the drying temperature is less than 120°C, drying may not be sufficient, and if it exceeds 170°C, rapid drying may result in damage caused by dipping liquid resin in the post-drying heat treatment step. Gels may occur and uneven adhesion between the cord and the dipping liquid resin may occur.
  • the tension exceeds 2.5 kgf/end in the first drying stage the first immersed polyethylene terephthalate dough shrinks too little and the shrinkage rate of the finally manufactured tire cord increases, thereby affecting the durability and uniformity of the tire. ), etc. may deteriorate.
  • the first dried polyethylene terephthalate dough is first heat treated for 50 seconds to 90 seconds at a tension of 0.1 kgf/end to 2.5 kgf/end and a temperature of 200°C to 245°C. If the tension exceeds 2.5 kgf/end in the first heat treatment step, the first dried polyethylene terephthalate dough shrinks too little and the shrinkage rate of the finally manufactured tire cord increases, affecting the durability of the tire, uniformity, etc. Physical properties may deteriorate.
  • the first heat-treated polyethylene terephthalate dough is immersed in the second dipping solution containing RFL adhesive as the main ingredient. This is to improve adhesion to tire rubber in the subsequent tire manufacturing stage.
  • the second-dipped polyethylene terephthalate dough is secondarily dried for 80 seconds to 150 seconds at a tension of 0.1 kgf/end to 2.5 kgf/end and a temperature of 120°C to 170°C.
  • rapid processing at high temperatures should be avoided. If the drying temperature is less than 120°C, drying may not be sufficient, and if it exceeds 170°C, rapid drying may result in damage caused by dipping liquid resin in the post-drying heat treatment step. Gels may occur and uneven adhesion between the cord and the dipping liquid resin may occur.
  • the secondary immersed polyethylene terephthalate dough shrinks too little and the shrinkage rate of the final manufactured tire cord increases, thereby affecting the durability of the tire, uniformity, etc. Physical properties may deteriorate.
  • the second dried polyethylene terephthalate dough is subjected to secondary heat treatment for 50 seconds to 120 seconds at a tension of 0.1 kgf/end to 2.5 kgf/end and a temperature of 200°C to 245°C.
  • the ratio (D/(A+B+C+D)) of tension (D) in the second heat treatment step to (A+B+C+D) is 3% or more and 15% or less.
  • the ratio of tension in may be 5% or more and 10% or less.
  • the tension in the second heat treatment step must be adjusted to be relatively lower than the tension in the first drying step, the tension in the first heat treatment step, and the tension in the second drying step. This is because the medium length of the tire cord increases when the tension on the raw material is treated low in the second heat treatment step.
  • Uniformity is measured using a low-speed uniformity tester under a load of 85% of the tire design load, with the tire air pressure set at 2.0 kgf/cm 2 and the tire rotation speed set to 60 rpm. It is an index number that combines values such as Conicity, FRRO, and FLRO.
  • Figure 1 is an elongation (%) - load (kgf) graph of Example 3, Comparative Example 1 (NY 6), and Comparative Example 2 (PET), showing that Example 3 has the same physical properties as Comparative Example 1 (NY 6). It can be confirmed that it has .

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Abstract

본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지를 제1차 딥핑액에 침지시키는 제1차 침지단계, 제1차 침지된 생지를 A kgf/end 텐션하에서 건조시키는 제1차 건조단계, 제1차 건조된 생지를 B kgf/end 텐션하에서 열처리하는 제1차 열처리단계, 제1차 열처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지를 제2차 딥핑액에 침지시키는 제2차 침지단계, 제2차 침지된 생지를 C kgf/end 텐션하에서 건조시키는 제2차 건조단계, 및 제2차 건조된 생지를 D kgf/end 텐션하에서 열처리하는 제2차 열처리단계를 포함하고, 상기 A, B, C 및 D가 하기 조건을 만족하는 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드 제조방법으로, 본 발명에 따른 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드 제조방법에 의해 제조된 타이어코드는 나일론 타이어코드와 동등한 수준의 물성을 가지면서도, 원가절감 및 공급 안정성의 효과를 가진다. [조건] A, B, C 및 D는 0.1 이상 2.5 이하의 유리수이고, (D/(A+B+C+D)) * 100 (%) 이 3% 이상 15% 이하이다.

Description

폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드 및 이를 이용한 타이어
본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드에 관한 발명이다.
본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드를 이용한 타이어에 관한 발명이다.
모터사이클 및 농경용 차량에 사용되는 바이어스 타이어에 포함되는 타이어코드 경우, 변형 및 발열에 견딜 수 있도록, 나일론 6 타이어코드 또는 나일론 66 타이어 코드가 사용되고 있다.
그러나, 나일론 타이어코드의 경우 높은 가격 및 불안정한 원료 수급 등의 문제가 있다.
이에 따라, 나일론 타이어코드에 비해 상대적으로 가격이 저렴하고 원료 수급이 안정적인 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드로 바이어스 타이어에 포함되는 타이어코드를 대체하고자 하는 시도가 있었으나, 바이어스 타이어에 포함되는 타이어코드는 높은 중신 및 절신이 요구되므로, 일반적인 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드로는 나일론 타이어코드를 대체할 수 없다.
그러나, 원가절감 및 공급 안정성 확보를 위해 나일론 타이어 코드와 유사한 물성을 가지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드가 필요한 실정이다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
KR 10-1205944 B1
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 나일론 타이어 코드와 동등한 수준의 물성을 가지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드를 제공하는 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드 제조방법은 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지를 제1차 딥핑액에 침지시키는 제1차 침지단계; 제1차 침지된 생지를 A kgf/end 텐션하에서 건조시키는 제1차 건조단계; 제1차 건조된 생지를 B kgf/end 텐션하에서 열처리하는 제1차 열처리단계; 제1차 열처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지를 제2차 딥핑액에 침지시키는 제2차 침지단계; 제2차 침지된 생지를 C kgf/end 텐션하에서 건조시키는 제2차 건조단계; 제2차 건조된 생지를 D kgf/end 텐션하에서 열처리하는 제2차 열처리단계; 를 포함하고, 상기 A, B, C 및 D가 하기 조건을 만족한다.
[조건]
A, B, C 및 D는 0.1 이상 2.5 이하의 유리수이고,
(D/(A+B+C+D)) * 100 (%) 이 3% 이상 15% 이하이다.
본 발명에 따른 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드 제조방법에 의해 제조된 타이어코드는 중신이 5% 이상 15% 이하일 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드 제조방법에 의해 제조된 타이어코드는 수축률이 1.5% 이하일 수 있다.
본 발명에 따른 타이어는 본 발명에 따른 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드 제조방법에 의해 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드를 포함한다.
본 발명에 따른 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드 제조방법에 의해 제조된 타이어코드는 나일론 타이어코드와 동등한 수준의 물성을 가지면서도, 원가절감 및 공급 안정성의 효과를 가진다.
본 발명에 따른 타이어는 나일론 타이어코드를 포함하는 타이어와 유사한 승차감, 조종안정성 및 내구성을 가지며 나일론 타이어코드를 포함하는 타이어보다 유니포머티가 우수하다.
도 1은 NY6(비교예 1), PET(비교예 2) 및 실시예 3의 신율(%)-하중(kgf) 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명한다.
본 발명의 하나의 양상은 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드 제조방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드 제조방법은 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지를 제1차 딥핑액에 침지시키는 제1차 침지단계; 제1차 침지된 생지를 A kgf/end 텐션(tension)하에서 건조시키는 제1차 건조단계; 제1차 건조된 생지를 B kgf/end 텐션하에서 열처리하는 제1차 열처리단계; 제1차 열처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지를 제2차 딥핑액에 침지시키는 제2차 침지단계; 제2차 침지된 생지를 C kgf/end 텐션하에서 건조시키는 제2차 건조단계; 제2차 건조된 생지를 D kgf/end 텐션하에서 열처리하는 제2차 열처리단계; 를 포함하고, 상기 A, B, C 및 D가 하기 조건을 만족한다.
[조건]
A, B, C 및 D는 0.1 이상 2.5 이하의 유리수이고,
(D/(A+B+C+D)) * 100 (%) 이 3% 이상 15% 이하이다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 생지
폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 연사하여 생코드를 제조한다. 구체적으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 하연한 후에 상연하여 생코드를 제조한다.
본 발명에서 하연 및 상연의 연수는 각각 300/300 TPM(Twist Per Meter) 내지 500/500 TPM으로 하는 것이 바람직하다. 상연과 하연을 같은 수치로 하게 될 경우, 제조된 생코드가 회전이나 꼬임 등을 나타내지 않고 일직선상을 유지하기 쉽도록 하여 물성 발현을 최대로 할 수 있게 된다. 이때, 상/하연의 연수가 300/300 TPM 미만일 경우에는 타이어코드의 중신이 너무 낮아질 수 있으며, 500/500 TPM을 초과할 경우에는 타이어코드의 중신이 과도하게 높아질 수 있다. 하연과 상연은 같은 연수를 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 필요에 따라서 다른 연수를 가질 수 있다.
상술한 방법을 통해 제조된 생코드를 제직기(weaving machine)를 사용하여 제직하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지를 수득한다.
제1차 침지단계
폴리에틸렌테레프탈레이트 생지를 블록킹된 이소시아네이트 및 에폭시를 주성분으로 하는 제1차 딥핑액에 침지시킨다. 이는 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지와 후술하는 제2차 딥핑액의 주성분인 RFL(Resorcino Formaline Latex) 접착제와의 접착성을 부여하기 위함이다.
예를 들어, 제1차 딥핑액은 증류수 950 중량부, 100% 에폭시 5 중량부; 50% 이소시아네이트 30 중량부를 포함하는 용액을 25℃에서 3시간 교반하여 제조할 수 있다. 다만 제1차 딥핑액은 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 성분의 중량이 달라질 수 있다. 한편, 제1차 딥핑액에서 필요에 따라 일부 성분이 추가되거나 제외될 수 있다.
제1차 건조단계 및 제1차 열처리 단계
제1차 침지된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지는 0.1 kgf/end 이상 2.5 kgf/end 이하의 텐션(tension) 및 120℃ 이상 170℃ 이하의 온도에서 130 초 이상 220 초 이하 동안 제1차 건조된다. 제1차 건조단계에서는 고온에서 급격히 처리하는 것을 피해야 하며, 상기 건조 온도가 120℃ 미만이면 건조가 충분히 이루어지지 않을 수 있고, 170℃를 초과하면 급격한 건조 인하여 건조 후 열처리 단계에서 딥핑액 수지에 의한 겔이 발생할 수 있고 코드와 상기 딥핑액 수지와의 불균일한 접착이 일어날 수 있다. 제1차 건조단계에서 텐션이 2.5 kgf/end를 초과하면 제1차 침지된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지의 수축이 너무 적게 발생하여 최종적으로 제조되는 타이어코드의 수축율이 높아져 타이어의 내구성, 유니포머티(uniformity)등과 같은 물성이 저하될 수 있다.
제1차 건조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지는 0.1 kgf/end 이상 2.5 kgf/end 이하의 텐션 및 200℃ 이상 245℃ 이하의 온도에서 50 초 이상 90 초 이하 동안 제1차 열처리 된다. 제1차 열처리 단계에서 텐션이 2.5 kgf/end를 초과하면 제1차 건조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지의 수축이 너무 적게 발생하여 최종적으로 제조되는 타이어코드의 수축율이 높아져 타이어의 내구성, 유니포머티 등과 같은 물성이 저하될 수 있다.
제2차 침지단계
제1차 열처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지를 RFL 접착제를 주성분으로 하는 제2차 딥핑액에 침지시킨다. 이는 이후 타이어를 제조하는 단계에서 타이어 고무와 접착력을 향상시키기 위함이다.
제2차 딥핑액은 29.4 wt% 레소시놀 45.6 중량부, 증류수 255.5 중량부, 37% 포르말린 20 중량부 및 10 wt% 수산화나트륨 3.8 중량부를 포함하는 용액을 25℃에서 5 시간 교반하여 반응시킨 후, 40 wt% VP-라텍스 300 중량부, 증류수 129 중량부 및 28% 암모니아수 23.8 중량부를 추가하고 25℃에서 20 시간 숙성하여 고형분 농도 19.05%를 유지되도록 하여 제조할 수 있다. 다만 제2차 딥핑액은 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 성분의 중량이 달라질 수 있다. 한편, 제2차 딥핑액에서 필요에 따라 일부 성분이 추가되거나 제외될 수 있다.
제2차 건조단계 및 제2차 열처리 단계
제2차 침지된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지는 0.1 kgf/end 이상 2.5 kgf/end 이하의 텐션 및 120℃ 이상 170℃ 이하의 온도에서 80 초 이상 150 초 이하 동안 제2차 건조된다. 제2차 건조단계에서는 고온에서 급격히 처리하는 것을 피해야 하며, 상기 건조 온도가 120℃ 미만이면 건조가 충분히 이루어지지 않을 수 있고, 170℃를 초과하면 급격한 건조 인하여 건조 후 열처리 단계에서 딥핑액 수지에 의한 겔이 발생할 수 있고 코드와 상기 딥핑액 수지와의 불균일한 접착이 일어날 수 있다. 제2차 건조단계에서 텐션이 2.5 kgf/end를 초과하면 제2차 침지된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지의 수축이 너무 적게 발생하여 최종적으로 제조되는 타이어코드의 수축율이 높아져 타이어의 내구성, 유니포머티 등과 같은 물성이 저하될 수 있다.
제2차 건조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지는 0.1 kgf/end 이상 2.5 kgf/end 이하의 텐션 및 200℃ 이상 245℃ 이하의 온도에서 50 초 이상 120 초 이하 동안 제2차 열처리 된다.
한편, 제2차 열처리단계에서 텐션이 2.5 kgf/end를 초과하면 제2차 건조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지의 수축이 너무 적게 발생하여 최종적으로 제조되는 타이어코드의 수축율이 높아져 타이어의 내구성, 유니포머티 등과 같은 물성이 저하될 수 있다.
제2차 열처리 단계에서의 텐션의 크기를 적절히 조절하는 것은 본 발명에 따른 타이어코드의 물성을 부여하는데 있어서 매우 중요하며, 이에 대해선 후술한다.
제1차 건조단계, 제1차 열처리 단계, 제2차 건조단계 및 제2차 열처리 단계에서의 텐션
제1차 건조단계에서의 텐션을 A kgf/end, 제1차 열처리 단계에서의 텐션을 B kgf/end, 제2차 건조단계에서의 텐션을 C kgf/end, 제2차 열처리 단계에서의 텐션을 D kgf/end라 할 때, 상기 A, B, C 및 D는 하기 조건을 만족한다.
[조건]
A, B, C 및 D는 0.1 이상 2.5 이하의 유리수이고,
(D/(A+B+C+D)) * 100 (%) 이 3% 이상 15% 이하이다.
제1차 건조단계에서의 텐션(A), 제1차 열처리단계에서의 텐션(B), 제2차 건조단계에서의 텐션(C) 및 제2차 열처리단계에서의 텐션(D)의 총 합(A+B+C+D)에 대한 제2차 열처리 단계에서의 텐션(D)의 비율(D/(A+B+C+D))은 3% 이상 15% 이하이다. 다른 실시예에서, 제1차 건조단계에서의 텐션, 제1차 열처리단계에서의 텐션, 제2차 건조단계에서의 텐션 및 제2차 열처리단계에서의 텐션의 총 합에 대한 제2차 열처리 단계에서의 텐션의 비율은 5% 이상 10% 이하일 수 있다. 제2차 열처리 단계에서의 텐션은 제1차 건조단계의 텐션, 제1차 열처리단계의 텐션, 및 제2차 건조단계의 텐션보다 상대적으로 낮게 조절해야 한다. 이는 제2차 열처리단계에서 생지에 대한 텐션을 낮게 처리해야 타이어코드의 중신이 높아지기 때문이다. 제1차 건조단계에서의 텐션(A), 제1차 열처리단계에서의 텐션(B), 제2차 건조단계에서의 텐션(C) 및 제2차 열처리단계에서의 텐션(D)의 총 합(A+B+C+D)에 대한 제2차 열처리 단계에서의 텐션(D)의 비율(D/(A+B+C+D))이 3% 미만이면 제2차 열처리단계에서의 텐션(D)이 너무 낮아 생지의 접힘 현상과 같은 문제가 발생할 수 있으며, 15%를 초과하면 최종적으로 제조되는 타이어코드의 중신이 낮아져 나일론 코드와 동등한 수준의 물성을 가질 수 없을 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드에 관한 것이다. 일 실시예에서, 전술한 방법에 따라 제조된 본 발명에 따른 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드는 중신이 5% 이상 15% 이하이다. 또 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드의 중신은 바람직하게는 6% 이상 12% 이하일 수 있으며, 가장 바람직하게는 8% 이상 11% 이하일 수 있다.
전술한 방법에 따라 제조된 본 발명에 따른 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드는 수축률이 1.5% 이하이다. 이때, 본 발명에 따른 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드의 수축률은 바람직하게는 1.2% 이하일 수 있으며, 가장 바람직하게는 1.0% 이하일 수 있다.
전술한 방법에 따라 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드를 포함하는 타이어는 승차감, 조종안정성 및 내구성의 경우, 나일론 타이어코드를 포함하는 타이어와 동등한 수준이며, 유니포머티의 경우, 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드의 수축률이 낮음에 따라 나일론 타이어코드를 포함하는 타이어보다 우수하다.
이하, 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 실시하기 위한 내용을 더욱 구체적으로 설명하지만, 실시예는 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
실시예 1 내지 5
(1) 제1차 침지단계
폴리에틸렌테레프탈레이트 원사(1500 d/2) 두 가닥을 하기 표 1의 연수(TPM)로 연사하여 생코드를 제조하고, 상기 생코드를 제직하여 생지를 제조하였다. 상기 생지를 제1차 딥핑액에 침지시켯다. 제1차 딥핑액은 증류수 950 중량부, 100% 에폭시 5 중량부; 50% 이소시아네이트 30 중량부를 포함하는 용액을 25℃에서 3시간 교반하여 제조하였다.
(2) 제1차 건조단계 및 제1차 열처리 단계
제1차 침지된 생지를 160℃ 및 일정 텐션(A) 하에서 150 초 동안 제1차 건조하고 240℃ 및 일정 텐션(B) 하에서 60 초간 제1차 열처리하였다.
(3) 제2차 침지단계
제1차 열처리된 생지를 제2차 딥핑액에 침지시켰다. 제2차 딥핑액은 29.4 wt% 레소시놀 45.6 중량부, 증류수 255.5 중량부, 37% 포르말린 20 중량부 및 10 wt% 수산화나트륨 3.8 중량부를 포함하는 용액을 25℃에서 5 시간 교반하여 반응시킨후, 40 wt% VP-라텍스 300 중량부, 증류수 129 중량부 및 28% 암모니아수 23.8 중량부를 추가하고 25℃에서 20 시간 숙성하여 고형분 농도 19.05%를 유지되도록 제조하였다.
(4) 제2차 건조단계 및 제2차 열처리 단계
제2차 침지된 생지를 160℃ 및 일정 텐션(C) 하에서 90 초 동안 제2차 건조하고 240℃ 및 일정 텐션(D) 하에서 60 초간 제2차 열처리하여 실시예 1 내지 4의 타이어코드를 제조하였다.
실시예 1 내지 5에서, 상기 제1차 건조단계, 제1차 열처리단계, 제2차 건조단계 및 제2차 열처리단계에서의 텐션은 모두 0.1 이상 2.5 이하 kgf/end로 하였으며, 제1차 건조단계, 제1차 열처리단계, 제2차 건조단계 및 제2차 열처리단계에서의 텐션의 합에 대한 제2차 열처리 단계에서의 텐션의 비율은 하기 표 1과 같이 3% 이상 15% 이하가 되게 하였다.
비교예 1
비교예 1의 경우, 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사가 아닌 나일론 6 원사(1260 d/2)를 사용하고, 제1차 건조단계, 제1차 열처리단계, 제2차 건조단계 및 제2차 열처리단계에서의 텐션의 합에 대한 제2차 열처리 단계에서의 텐션의 비율이 하기 표 1과 같이 15%를 초과한 것을 제외하고는 실시예와 같은 방법으로 비교예 1의 타이어코드를 제조하였다.
비교예 2
비교예 2의 경우, 제1차 건조단계, 제1차 열처리단계, 제2차 건조단계 및 제2차 열처리단계에서의 텐션의 합에 대한 제2차 열처리 단계에서의 텐션의 비율이 하기 표 1과 같이 15%를 초과한 것을 제외하고는 실시예와 같은 방법으로 비교예 2의 타이어코드를 제조하였다.
실험예
아래와 같은 방법을 통해 실시예 및 비교예의 타이어코드의 물성을 측정하였다. 측정결과는 하기 표 1과 같다.
1) 중간신도(Elongation at specific load, E)
ASTM D885 방법에 따라 인스트론사의 저속신장형 인장시험기를 이용하여 구한 신율(%)-하중(kgf) 그래프에서 특정 하중에서의 신율(elongation)을 의미한다.
이때, 특정 하중, 즉 중간 신도의 읽는점은 원사 데니어에 0.0045를 곱한 값으로 한다.
따라서, 실시예 1 내지 5의 타이어 코드의 경우 원사가 모두 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사(1500 d/2)인 바, 1500 X 0.0045 = 6.8 kgf 하중에서의 신율을 측정하였다. 단, 비교예 1의 경우, 실시예와의 비교를 위해 실시예와 동일한 하중에의 신율을 측정하였다.
상술한 바와 같이 중간신도의 읽는점은 원사의 데니어에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 원사의 데니어가 1000 d인 경우, 중간신도의 읽는점은 4.5 kgf가 될 것이다.
2) 수축률(Shrinkage, S)
25℃ 및 상대습도 65% 상태에 24 시간 동안 방치한 후, Testrite를 이용하여, 0.05 g/d의 정하중에서 측정한 길이(L0)와 177℃로 2 분간 0.05 g/d의 정하중에서 처리한 후의 길이(L1)의 비를 이용하여 수축률을 구하였다.
S(%) = {(L0 - L1) / LO} * 100
3) 승차감 조종안정성, 내구성 및 유니포머티
실시예 및 비교예의 타이어코드를 포함하는 카카스층을 포함하는 바이어스 타이어에 대해 승차감, 조종안정성, 내구성 및 유니포머티를 아래와 같이 측정하였으며 측정결과는 하기 표 1과 같다.
조종안정성 및 승차감은 숙련된 운전자가 테스트 코스를 주행하여 100점 만점에 5점의 단위로 평가하였다. 내구성은 FMVSS 109의 P-메트릭 타이어 내구성 테스트(P-metric tire endurance test) 방법을 따라 측정 온도 섭씨 38℃(±3℃), 타이어 표기 하중의 85, 90 및 100% 조건으로, 주행속도 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.
유니포머티는 타이어의 공기압을 2.0 kgf/cm2로 일정하게 하고 타이어의 회전속도를 60 rpm으로 하고 타이어 설계 하중의 85%의 하중 하에서 저속 유니포머티 시험기를 통해 측정한 RFV, RFV1H, LFV, Conicity, FRRO 및 FLRO 등의 값을 종합한 인덱스 수치이다.
비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
타이어
코드		 원사 Nylon 6 PET PET PET PET PET PET
연수(TPM) 370 370 320 320 350 370 420
전체 텐션에 대한 제2차 열처리 단계에서의 텐션의 비율(%) 23.3 15.7 14 8.8 8.1 7.0 4.0
중신(%) 9.0 3.5 5.0 6.0 8.0 9.6 14.2
수축률(%) 6.0 1.7 1.5 0.8 0.3 0.2 0.0
타이어 승차감 100 90 90 95 100 100 90
조종안정성 100 85 90 95 100 100 80
내구성 OK NG OK OK OK OK OK
유니포머티 70 85 95 98 100 100 100
표 1을 살펴보면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드인 실시예 1 내지 5의 중신이 나일론 6 타이어코드인 비교예 1과 동등한 수준임을 확인할 수 있다.
한편, 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드인 실시예 1 내지 5의 수축률이 나일론 6 타이어코드인 비교예 1의 수축률에 비해 낮은 것을 확인할 수 있으며, 이에 따라 해당 타이어코드를 포함하는 타이어의 유니포머티가 실시예 1 내지 5가 비교예 1에 비해 우수함을 확인할 수 있다.
도 1은 실시예 3, 비교예 1(NY 6) 및 비교예 2(PET)의 신율(%)-하중(kgf) 그래프로, 실시예 3이 비교예 1(NY 6)과 동등한 수준의 물성을 가짐을 확인할 수 있다.

Claims (4)

  1. 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지를 제1차 딥핑액에 침지시키는 제1차 침지단계;
    제1차 침지된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지를 A kgf/end 텐션하에서 건조시키는 제1차 건조단계;
    제1차 건조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지를 B kgf/end 텐션하에서 열처리하는 제1차 열처리단계;
    제1차 열처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지를 제2차 딥핑액에 침지시키는 제2차 침지단계;
    제2차 침지된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지를 C kgf/end 텐션하에서 건조시키는 제2차 건조단계; 및
    제2차 건조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 생지를 D kgf/end 텐션하에서 열처리하는 제2차 열처리단계;
    를 포함하고,
    상기 A, B, C 및 D가 하기 조건을 만족하는 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드 제조방법:
    [조건]
    A, B, C 및 D는 0.1 이상 2.5 이하의 유리수이고,
    (D/(A+B+C+D)) * 100 (%) 이 3% 이상 15%이하이다.
  2. 제1항의 제조방법에 의해 제조되고,
    중신이 5% 이상 15% 이하인 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드.
  3. 제1항의 제조방법에 의해 제조되고,
    수축률이 1.5% 이하인 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드.
  4. 제1항의 제조방법에 의해 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 타이어코드를 포함하는 타이어.
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