KR100588385B1 - 라이오셀 타이어 코드 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하기의 물성을 갖는 라이오셀을 타이어 보강재용 알마연사기를 사용하여 꼬임수 30-50회/10㎝로 Z연된 라이오셀 2가닥에 다시 동일한 꼬임수로 S연 꼬임을 주면서 합사한 후, 통상의 RFL 용액에 픽업이 라이오셀을 기준으로 4-6중량%가 되게 침지하고, 130-200℃에서 10초 내지 200초간 건조한 다음, 150-250℃에서 10초 내지 200초간 열처리 하는 단계를 포함하는 라이오셀 타이어 코드의 제조방법 및 상기 방법에 의하여 제조된 라이오셀 타이어 코드에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 우수한 형태안정성 및 열안정성을 갖는 라이오셀 타이어 코드를 용이하게 제조할 수 있다:

(1) 건강도 : 5-6g/d

(2) 절단신도 : 10-15%

(3) 습강도 : 4.5-5.3g/d

라이오셀, 타이어 코드, 형태안정성, 열안정성, 건열수축율

Description

라이오셀 타이어 코드 및 그의 제조방법{Lyocell tire cord and method for manufacturing the same}

본 발명은 라이오셀 타이어 코드 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이온에 비하여 물성이 월등히 뛰어난 셀룰로오스계 섬유인 라이오셀을 원사로 사용하여 타이어 코드를 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된 형태안정성 및 열안정성이 우수한 타이어 코드에 관한 것이다.

일반적으로 타이어 코드에 적용되는 섬유로는 나일론, 폴리에스테르, 레이온 등이 있다. 그러나, 이들 섬유를 원사로 사용한 종래의 타이어 코드는 다음과 같은 문제점들을 가지고 있다.

나일론 코드는 타이어 내부의 집중적인 열 축적의 결과로 나타나는 나일론 융해로 인하여 코드의 파괴로 이어진다. 이러한 나일론 융해는 주행중 타이어가 고온에 장시간 노출된 결과로 나일론 코드의 물리·화학적 변화, 딥 코트의 변화, 그리고 타이어 고무의 경화와 같은 여러가지 요소가 원인이 된다.

레이온 코드는 나일론의 경우와 같은 형태의 파괴는 일어나지 않지만, 일반 적으로 바깥쪽으로부터 파괴가 일어난다. 나일론은 수분을 통과시키지 않지만, 레이온 코드는 수분 흡수에 의한 물성저하에 취약하다. 레이온이 수분을 흡수하면 건강도 대비 70% 정도의 강력을 상실하며, 일단 타이어의 균열이 개시되면 수분을 흡수하여 균열이 계속 진전되어 코드의 인장강력이 감소하여 결국 타이어의 파괴로 이어진다.

폴리에스테르 코드는 타이어 내부에 존재하는 수분 및 아민의 영향으로 열에 의한 물성의 변화가 심하며, 강력저하 및 내피로성이 떨어지는 문제가 있다. 그리고, 열치수 안정성, 화학적 안정성 및 고무와 같은 피보강제와의 접착특성도 좋지 않다.

폴리에스테르의 화학적 안정성을 향상시키기 위한 방법이 일본특허공개 소 54-132696호 및 54-132697호에 소개되어 있고, 열치수 안정성을 부여하는 방법이 미국특허 제 4101525호 및 동특허 4195052호에 개시되어 있다.

그러나, 화학적 안정성을 향상시키는 방법은 중합도 저하 및 경제성 문제로 인하여 현실적이지 못하고, 열치수 안정성을 부여하는 방법은 강도 손실 및 물성 변동이 커진다는 문제점이 있다.

한편, 일반적으로 타이어 코드 제조공정은 타이어 코드용 원사에 꼬임을 부여한 후, 그 원사를 레조시놀(Resocinol)과 포르말린의 부가 축합물인 레조시놀-포르말린 수지와 천연 또는 합성 라텍스의 혼합액(RFL)에 침지시킨 후, 건조·열처리하여 고무 콤파운드 내에 배열시키는 과정으로 이루어진다.

폴리에스테르는 우수한 물성에도 불구하고 폴리에스테르 자체의 소수성과 타 이어 고무와의 결합 가능한 반응기 부족으로 인한 접착력 문제가 있어서, 보통 딥 공정을 2회 거치게 된다.

한편, 레이온은 신장성을 낮추기 위해 코드 제조공정 중에 10-20% 정도 신장시켜 주어야 하며, 수분에 민감하여 제조공정 중에 수분율을 2% 이하로 맞추어야 한다.

따라서, 기존의 나일론, 레이온 및 폴리에스테르 코드의 문제점을 극복할 수 있으며 제조가 용이한 새로운 타이어 코드를 개발하여야 할 필요가 있다.

본 발명은 새로운 셀룰로오스계 섬유인 라이오셀을 타이어 코드에 적용함으로써 간단한 공정으로 형태안정성 및 열안정성이 우수한 타이어 코드를 제조하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명의 한 측면은 하기의 물성을 갖는 라이오셀을 타이어 보강재용 알마연사기를 사용하여 꼬임수 30-50회/10㎝로 Z연된 라이오셀 2가닥에 다시 동일한 꼬임수로 S연 꼬임을 주면서 합사한 후, 통상의 RFL 용액에 픽업이 라이오셀을 기준으로 4-6중량%가 되게 침지하고, 130-200℃에서 10초 내지 200초간 건조한 다음, 150-250℃에서 10초 내지 200초간 열처리 하는 단계를 포함하는 라이오셀 타이어 코드의 제조방법을 제공한다:

(1) 건강도 : 5-6g/d

(2) 절단신도 : 10-15%

(3) 습강도 : 4.5-5.3g/d

본 발명의 다른 측면은 상기 방법에 의하여 제조된 형태안정성 및 열안정성이 우수한 라이오셀 타이어 코드를 제공한다.

본 발명에서는 높은 건·습강도, 뛰어난 형태안정성, 열안정성, 및 고무와의 높은 결합력을 가지는 셀룰로오스계 섬유인 라이오셀을 이용하여 타이어 코드를 제조한다. 아직까지 라이오셀을 타이어 코드에 적용한 예는 보고된 바 없으나, 본 발명자들은 라이오셀이 그와 유사한 셀룰로오스계 섬유인 레이온에 비하여 수분흡수에 의한 강력저하 및 낮은 모듈러스와 같은 문제점이 없어 타이어 코드용 원사로서 매우 적합함을 발견하였다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 발명의 라이오셀 타이어 코드 제조방법은 타이어 보강재용 알마연사기를 사용하여 꼬임수 30-50회/10㎝로 Z연된 라이오셀 2가닥에 다시 동일한 꼬임수로 S연 꼬임을 주면서 합사한 후, 통상의 RFL 용액에 픽업이 라이오셀을 기준으로 4-6중량%가 되게 침지하고, 130-200℃에서 약 10초 내지 200초간 건조한 다음, 150-250℃에서 10초 내지 200초간 열처리 하는 단계를 포함한다.

본 발명에 사용되는 라이오셀 원사는 강도 5-6g/d, 절단신도 10-15%, 및 습 강도 4.5-5.3g/d의 물성을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 타이어 코드 제조방법에 있어서, 라이오셀 원사의 꼬임수가 50회/10㎝를 초과하면 코드의 딥강도 및 고무와의 접착력이 떨어지게 되므로 좋지 않다.

또한, 침지 단계에서의 픽업이 라이오셀을 기준으로 6중량%를 초과하는 경우 침지액이 코드에 균일하게 적용되지 않는 등 여러가지 물성저하가 발생한다.

본 발명에 따르면, 라이오셀은 섬유 자체가 우수한 특성을 지니고 있으므로, 타이어 코드에 적용시 1회의 딥공정만으로도 충분한 접착력이 발현되고, 제조공정 분위기를 특별히 조절할 필요가 없다는 장점이 있다.

본 발명의 방법으로 제조된 라이오셀 타이어 코드는 딥강도가 18㎏ 이상, 접착력이 13㎏ 이상, 그리고 건열수축율이 2% 이하인 것을 특징으로 하며, 따라서 타이어에 적용시 우수한 형태안정성 및 열안정성을 나타내게 된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 하기 실시예 및 비교예에서, 딥코드의 강력은 파지길이를 250㎜, 테스트 속도를 300㎜/min으로 하여 최대 인장강력으로부터 결정하였고, 접착력은 ASTM D4776-98 방법을 기준으로 H-테스트 방법으로 측정하였으며, 건열수축율은 딥코드를 177℃/2분으로 0.05g/d의 하중조건 하에서 테스트 라이트로부터 측정하였다.

실시예 1

건강도 5-6g/d, 습강도 4.5-5.3g/d, 절단신도 10-15%의 물성을 갖는 1650 데니어의 30회/10㎝로 Z연된 2가닥의 라이오셀을 다시 S연으로 꼬임을 주어 합사한 후, 통상의 RFL 용액에 픽업이 4중량%가 되게 침지하고, 150℃/60초의 조건으로 건조한 다음, 250℃/60초의 조건으로 열처리 하여 라이오셀 타이어 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 타이어 코드의 딥강도는 18㎏, 접착력은 13㎏, 건열수축율은 1.8%이었다.

실시예 2

꼬임수를 40회/10㎝로 한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 라이오셀 타이어 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 타이어 코드의 딥강도는 19㎏, 접착력은 14㎏, 건열수축율은 1.7%이었다.

실시예 3

꼬임수를 50회/10㎝로 한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 라이오셀 타이어 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 타이어 코드의 딥강도는 20㎏, 접착력은 14㎏, 건열수축율은 1.5%이었다.

실시예 4

건조조건을 170℃/30초, 픽업을 6중량%로 한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 라이오셀 타이어 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 타이어 코드의 딥강도는 20㎏, 접착력은 13㎏, 건열수축율은 1.8%이었다.

비교예 1

픽업을 7중량%로 한 것을 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 라이오셀 타이어 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 타이어 코드의 딥강도는 20㎏, 접착력은 10㎏, 건열수축율은 1.8%이었으나, 침지액이 균일하게 적용되지 않는 문제가 발생하였다.

비교예 2

꼬임수를 60회/10㎝로 한 것을 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 라이오셀 타이어 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 타이어 코드의 딥강도는 15㎏, 접착력은 11㎏, 건열수축율은 1.3%이었다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 우수한 형태안정성 및 열안정성을 갖는 라이오셀 타이어 코드를 용이하게 제조할 수 있다.

Claims (2)

1. 하기의 물성을 갖는 라이오셀을 타이어 보강재용 알마연사기를 사용하여 꼬임수 30-50회/10㎝로 Z연된 라이오셀 2가닥에 다시 동일한 꼬임수로 S연 꼬임을 주면서 합사한 후, 통상의 RFL 용액에 픽업이 라이오셀을 기준으로 4-6중량%가 되게 침지하고, 130-200℃에서 10초 내지 200초간 건조한 다음, 150-250℃에서 10초 내지 200초간 열처리 하는 단계를 포함하는 라이오셀 타이어 코드의 제조방법:

   (1) 건강도 : 5-6g/d

   (2) 절단신도 : 10-15%

   (3) 습강도 : 4.5-5.3g/d
2. 제 1항의 방법으로 제조되고, 하기의 조건을 만족시키는 것을 특징으로 하는 라이오셀 타이어 코드:

   (1) 딥강도 : 18㎏ 이상

   (2) 접착력 : 13㎏ 이상

   (3) 건열수축율 : 2% 이하