Enhanced Adhesion of Tire Cords via Plasma Polymerizations

플라즈마 중합에 의한 타이어 코드의 접착성 향상연구

Steel tire cords were coated via RF plasma polymerization of acetylene and butadiene gas in order to enhance adhesion to rubber compounds. Adhesion of tire cords was measured by TCAT and T-test as a function of type of gas, plasma powder, treatment time, gas pressure and Ar gas etching. Some samples were subjected to aging study in distilled water at $80^{\circ}C$ for a period of 7 days. After testing, tire cords were analysed by SEM to elucidate the adhesion mechanism. The highest adhesion values were obtained at 20W, 2min and 25mtorr for acetylene plasma polymerization, and l0W, 4min, 25mtorr for butadiene plasma polymerization. However, Ar plasma etching did not affect adhesion, while the adhesion of tire cords increased rather than decreased, contrary to expectations. It was not possible to elucidate failure mode by SEM, owing to the rough surface of the tire and the thin plasma polymer coating layer.

타이어 코드용 강철선을 RF 플라즈마를 이용한 acetylene 및 butadiene 가스의 플라즈마 중합으로 코팅하였으며, 타이어용 고무와의 접착력을 TCAT 또는 T-test로 측정하였다. 강철선의 접착력은 사용된 gas, plasma power, 코팅시간 및 가스 압력에 따라 측정하였으며, 플라즈마 중합에 앞서 Ar 플라즈마 에칭으로 타이어 코드를 세척하였다. 또한 $80^{\circ}C$의 증류수에서 7일간 노화시켜 접착력 저하를 고찰하였으며, 접착력 시험 후 타이어 코드 표면을 SEM으로 분석하여 파괴거동을 규명하고자 하였다. 가장 우수한 접착력은 acetylene의 경우 20W, 2분, 25mtorr에서, 그리고 butadiene의 경우는 l0W, 4분, 25mtorr에서 얻을 수 있었으며, Ar 에칭에 의한 접착력 변화는 없었다. 노화에 의한 접착력 저하는 없었으며, 도리어 증가하는 현상을 보였다. SEM 분석에서 강철선의 높은 거칠기와 플라즈마 코팅의 얇은 두께로 인하여 파괴거동 규명에는 한계가 있었다.