JP2005350793A - Method for producing fiber for reinforcing rubber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゴム補強用繊維の製造方法に関し、さらに詳しくは、ゴムとの高温加硫成形に対する耐久性が高く、ホース、ベルト、タイヤ等の繊維・ゴム複合体に最適なゴム補強用繊維の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a rubber reinforcing fiber. More specifically, the present invention relates to a rubber reinforcing fiber that is highly resistant to high-temperature vulcanization molding with rubber and is optimal for fibers and rubber composites such as hoses, belts, and tires. It relates to a manufacturing method.
繊維は高強度、高ヤング率等の優れた物理的特性を有しており、これを活かしてホース、ベルト、タイヤ等のゴム構造物の補強用として広く使用されている。そして、このようなゴム構造物となる繊維・ゴム複合体は、未加硫ゴムに補強用の繊維を埋め込み加熱加圧することにより一体化する加硫工程を経ることが通常である。 Fibers have excellent physical properties such as high strength and high Young's modulus, and are widely used to reinforce rubber structures such as hoses, belts, and tires. The fiber / rubber composite to be such a rubber structure usually undergoes a vulcanization process in which reinforcing fibers are embedded in unvulcanized rubber and heated to be integrated.
しかしこの加硫工程はゴムを架橋し、その物性を向上させるためには必須であるものの、繊維あるいは、繊維とゴムとの接着に関しては、その物性を低下させるものである。しかも近年では、ゴム構造体を構成するゴム成分として耐熱性や耐ガス透過性に優れたハロゲン化ブチルゴムやクロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴムなどが広く使われ始めており、これらの高機能ゴムは高温で加硫することが必要であり、加硫温度が上昇している。また、生産効率を向上させるためには加硫温度を高温化し、加硫時間の短縮を図ることが要求されてきている。 However, this vulcanization step is essential for crosslinking the rubber and improving its physical properties, but it reduces the physical properties of the fibers or the adhesion between the fibers and the rubber. Moreover, in recent years, halogenated butyl rubber, chloroprene rubber, and chlorosulfonated polyethylene rubber, which have excellent heat resistance and gas permeability, have begun to be widely used as the rubber component of rubber structures. It is necessary to vulcanize with vulcanization temperature, and the vulcanization temperature is rising. In order to improve production efficiency, it has been required to increase the vulcanization temperature and shorten the vulcanization time.
しかしゴム成分の高温加硫による物性劣化を防止するための耐熱老化防止剤等は知られているものの、未加硫状態のゴム組成物は高粘度であるために繊維コードの表面に均一に付着させることは困難であり、繊維あるいは繊維・ゴム用接着剤成分の劣化を十分に防止することはできないという問題があった。 However, although heat-resistant anti-aging agents are known to prevent deterioration of physical properties due to high-temperature vulcanization of rubber components, the rubber composition in an unvulcanized state has a high viscosity and therefore adheres uniformly to the surface of the fiber cord. There is a problem that the deterioration of the fiber or the adhesive component for fiber / rubber cannot be sufficiently prevented.
そこでこのような高温加硫による繊維・ゴム複合体の強度劣化を防止するために、例えば特許文献1には、耐熱接着力を向上させる方法として水系の接着剤マトリックス成分にケイ酸塩化合物粒子を配合することが開示されているが、接着力は向上するものの、熱による繊維強度の劣化を抑える手段としては不十分なものであった。 Therefore, in order to prevent the strength deterioration of the fiber / rubber composite due to such high-temperature vulcanization, for example, Patent Document 1 discloses that a silicate compound particle is added to a water-based adhesive matrix component as a method for improving the heat-resistant adhesive force. Although blending is disclosed, the adhesive force is improved, but it is insufficient as a means for suppressing deterioration of fiber strength due to heat.
また例えば特許文献2では、繊維強度の劣化を抑える手段として鞘成分に耐熱性に優れたポリエチレンナフタレート繊維を用いた芯鞘型複合繊維を用いることが開示されているが、強力保持率こそ高まるものの複合繊維であるために初期の繊維強度が不足し、加硫後の絶対強力を高めるためには不十分なものであった。 Further, for example, Patent Document 2 discloses that a core-sheath type composite fiber using polyethylene naphthalate fiber having excellent heat resistance is used as a sheath component as a means for suppressing deterioration of fiber strength, but the strength retention rate is increased. However, since it was a composite fiber, the initial fiber strength was insufficient, and it was insufficient to increase the absolute strength after vulcanization.
本発明の目的は、加硫成形時の高温においても繊維強度、及びゴム・繊維接着強度の劣化が少ないゴム補強用繊維の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for producing a fiber for reinforcing rubber with little deterioration in fiber strength and rubber / fiber bond strength even at a high temperature during vulcanization molding.
本発明のゴム補強用繊維の製造方法は、吸着型受酸剤を含有した水系の処理液を繊維に付与し乾燥することを特徴とする。さらには、吸着型受酸剤が水分散したものであること、吸着型受酸剤の含有量が繊維重量に対して0.01〜2.0重量%であること、吸着型受酸剤の粒子径が20μm以下であることや、比表面積が1m2/g以上であることが好ましい。また、吸着型受酸剤がハイドロタルサイト類化合物であることや、処理液が接着剤を主成分とするものであることが好ましい。 The method for producing a rubber reinforcing fiber of the present invention is characterized in that an aqueous treatment liquid containing an adsorption type acid acceptor is applied to the fiber and dried. Furthermore, the adsorption-type acid acceptor is water-dispersed, the content of the adsorption-type acid acceptor is 0.01 to 2.0% by weight with respect to the fiber weight, It is preferable that a particle diameter is 20 micrometers or less, and a specific surface area is 1 m < 2 > / g or more. In addition, it is preferable that the adsorptive acid acceptor is a hydrotalcite compound, and the treatment liquid is mainly composed of an adhesive.
本発明によれば、加硫成形時の高温においても繊維強度、及びゴム・繊維接着強度の劣化が少ないゴム補強用繊維の製造方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the fiber for rubber reinforcement with little deterioration of fiber strength and rubber | gum and fiber bond strength is provided even at the high temperature at the time of vulcanization molding.
本発明のゴム補強用繊維の製造方法は、吸着型受酸剤を含有した水系の処理液を繊維に付与し乾燥する方法である。さらに吸着型受酸剤は水分散したものであることが好ましい。 The rubber reinforcing fiber production method of the present invention is a method in which an aqueous treatment liquid containing an adsorption type acid acceptor is applied to the fiber and dried. Further, the adsorption type acid acceptor is preferably dispersed in water.
ここで吸着型受酸剤を含有した水系の処理液を付与される繊維としては特に制限は無いが、繊維強度の高い合成繊維であることが好ましい。このような合成繊維の例としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、芳香族ポリアミド繊維などが挙げられるが、初期の繊維強度の高いポリエステル繊維や芳香族ポリアミド繊維において特に有効である。中でも好ましいポリエステル繊維としては、ポリエチレンテフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、ポリブチレンナフタレート等が例示される。またこの処理される繊維はあらかじめエポキシ処理されていることも好ましい。さらには撚糸する前の無撚の状態でエポキシ化合物を含む処理液で処理し、その後に撚糸したものであることが好ましい。この場合、例えば繊維の製糸工程において紡糸油剤等と共に付与する方法など、繊維を紡糸もしくは延伸する際、いわゆる原糸製造時に処理する方法を採用することができ、繊維コード内部までエポキシ成分を浸透させることができる。 Although there is no restriction | limiting in particular as a fiber provided with the aqueous processing liquid containing an adsorption type acid acceptor here, It is preferable that it is a synthetic fiber with high fiber strength. Examples of such synthetic fibers include polyester fibers, polyamide fibers, aromatic polyamide fibers, and the like, and are particularly effective for polyester fibers and aromatic polyamide fibers having high initial fiber strength. Among them, preferred examples of the polyester fiber include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, polybutylene naphthalate, and the like. It is also preferred that the treated fiber is pre-epoxy treated. Furthermore, it is preferable that the yarn is treated with a treatment liquid containing an epoxy compound in a non-twisted state before twisting and then twisted. In this case, when spinning or drawing the fiber, for example, a method of applying it together with a spinning oil agent in the fiber spinning process, a so-called raw yarn manufacturing method can be employed, and the epoxy component is infiltrated into the fiber cord. be able to.
繊維に対してあらかじめ処理されるエポキシ化合物としては、一分子中に少なくとも2個以上のエポキシ基を有するものであり、ポリエポキシ化合物、特に、多価アルコールとエピクロルヒドリンとの反応生成物が優れた性能を示すので好ましい。また、該化合物100gあたりに0.2モル相当分以上のエポキシ基を含有する化合物であることが好ましい。このようなエポキシ化合物は、通常、小量の溶媒に溶解したものを公知の乳化剤、例えば、アルキルベンゼンスルフォン酸ソーダ、ジオクチルスルフォサクシネートNa塩などを用いて乳化液または溶液として使用される。エポキシ化合物は、アミン系、イミダゾール系硬化剤などを油剤成分と単独もしくは混合使用することができる。このようにあらかじめ繊維に付与されるエポキシ化合物の付着量は、繊維重量に対して0.01〜0.5重量%の範囲であることが好ましい。エポキシ化合物の付着量が多すぎると繊維が非常に硬くなり、次工程以降の処理が困難になると共に、後の工程での処理剤の浸透性が低下する結果、接着性能が低下する傾向にある。 The epoxy compound that is pretreated on the fiber has at least two epoxy groups in one molecule, and the polyepoxy compound, particularly the reaction product of polyhydric alcohol and epichlorohydrin has excellent performance. Is preferable. Moreover, it is preferable that it is a compound containing an epoxy group equivalent to 0.2 mol equivalent or more per 100 g of the compound. Such an epoxy compound is usually used in the form of an emulsified solution or a solution in which it is dissolved in a small amount of a solvent using a known emulsifier such as sodium alkylbenzene sulfonate or dioctylsulfosuccinate Na salt. As the epoxy compound, an amine or imidazole curing agent can be used alone or in combination with the oil component. Thus, it is preferable that the adhesion amount of the epoxy compound previously given to a fiber is the range of 0.01 to 0.5 weight% with respect to the fiber weight. If the adhesion amount of the epoxy compound is too large, the fiber becomes very hard, the treatment after the next step becomes difficult, and the permeability of the treatment agent in the subsequent step is lowered, and as a result, the adhesion performance tends to be lowered. .
本発明のゴム補強用繊維の製造方法は、このような繊維に吸着型受酸剤を含有した水系の処理液を付与する方法である。さらには水系の処理液に含有される吸着型受酸剤は水分散したものであることが好ましい。水に分散させるためには、公知の乳化剤、例えばアルキルベンゼンスルホン酸ソーダ、ジオクチルスルホサクシネートナトリウム塩、ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物等を用いて乳化または分散すればよい。処理液が水系であるために、作業環境を良好に保つことができ、処理した繊維は巻き取り保管後でも高い接着力を持続させることができる。 The method for producing a rubber reinforcing fiber of the present invention is a method in which an aqueous treatment liquid containing an adsorptive acid acceptor is applied to such a fiber. Furthermore, it is preferable that the adsorptive acid acceptor contained in the aqueous processing solution is dispersed in water. In order to disperse in water, a known emulsifier such as sodium alkylbenzene sulfonate, dioctyl sulfosuccinate sodium salt, nonylphenol ethylene oxide adduct, etc. may be used for emulsification or dispersion. Since the treatment liquid is water-based, the working environment can be kept good, and the treated fibers can maintain a high adhesive force even after winding and storage.
ここで本発明に用いられる吸着型受酸剤は、主に鉱物系の受酸剤であり、表面がプラスに帯電している受酸剤であることが好ましい。また受酸剤の粒子径は20μm以下であることが好ましく、さらには0.1〜10μmであることが好ましく、このように粒子径が小さい場合には分散性に優れ、より繊維に均一に付与することができる。受酸剤の比表面積は1m2/g以上であることが好ましく、5〜50m2/gであることが好ましい。比表面積を大きくすることにより酸の吸着量を増加させることができる。 Here, the adsorptive acid acceptor used in the present invention is mainly a mineral acid acceptor, and is preferably an acid acceptor having a positively charged surface. The particle size of the acid acceptor is preferably 20 μm or less, more preferably 0.1 to 10 μm. When the particle size is small as described above, the dispersibility is excellent and the fiber is more uniformly applied. can do. It is preferable that the specific surface area of an acid acceptor is 1 m < 2 > / g or more, and it is preferable that it is 5-50 m < 2 > / g. By increasing the specific surface area, the amount of acid adsorbed can be increased.
このような受酸剤としては、例えば下記一般式で表されるハイドロサルタイト類化合物などが挙げられ、特にはその安定性などから2価金属がマグネシウム、3価金属がアルミニウムである天然もしくは合成のハイドロサルタイトであることが好ましい。 Examples of such an acid acceptor include hydrosartite compounds represented by the following general formula, and natural or synthetic compounds in which the divalent metal is magnesium and the trivalent metal is aluminum because of its stability. It is preferable that the hydrosartite.
また繊維に付与される吸着型受酸剤を含有した水系の処理液には特に制限は無く、ゴム補強用繊維をゴムと接着させるために繊維の表面に処理される、たとえばエポキシ化合物を含むエポキシ前処理液や、レゾルシン・ホルマリン・ラテックスからなるRFL接着剤を主とする処理液などが挙げられる。 There is no particular limitation on the water-based treatment liquid containing the adsorption-type acid acceptor applied to the fiber. For example, an epoxy containing an epoxy compound is treated on the surface of the fiber to bond the rubber reinforcing fiber to the rubber. Examples include a pretreatment liquid and a treatment liquid mainly composed of an RFL adhesive composed of resorcin, formalin, and latex.
エポキシ前処理液としては、前述した繊維にあらかじめ処理されるエポキシ化合物と同様の一分子中に少なくとも2個以上のエポキシ基を有するポリエポキシド化合物を含むものである。ポリエポキシド化合物の付着量は繊維重量に対して0.1〜10重量%の範囲であることが好ましく、さらには、0.1〜5重量%の範囲で用いることが好ましい。ポリエポキシド化合物の付着量が増加すると繊維が硬くなる傾向にあり、次工程以降で処理する接着処理液の浸透性が低下し、接着性能が低下する傾向にある。 The epoxy pretreatment liquid contains a polyepoxide compound having at least two epoxy groups in one molecule similar to the epoxy compound pretreated on the fiber. The adhesion amount of the polyepoxide compound is preferably in the range of 0.1 to 10% by weight with respect to the fiber weight, and more preferably in the range of 0.1 to 5% by weight. When the adhesion amount of the polyepoxide compound is increased, the fiber tends to be hard, the permeability of the adhesion treatment liquid to be processed in the subsequent steps is lowered, and the adhesion performance is liable to be lowered.
レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス系の接着剤としては、レゾルシン・ホルマリン(RF)をアルカリ又は酸性触媒下で反応させて得られる初期縮合物とゴムラテックスの混合物である、従来公知のゴム繊維接着用のRFL接着剤を用いることができる。ここで用いるゴムラテックスの種類は特に限定されるものではなく、ゴムラテックスとしては、天然ゴムラテックス、スチレン・ブタジエン・コポリマーラテックスやポリブタジエンゴムラテックス、クロロプレンゴムラテックス等が挙げられる。 The resorcin / formalin / rubber latex adhesive is a mixture of an initial condensate and a rubber latex obtained by reacting resorcin / formalin (RF) in the presence of an alkali or acidic catalyst. An RFL adhesive can be used. The type of rubber latex used here is not particularly limited, and examples of the rubber latex include natural rubber latex, styrene / butadiene copolymer latex, polybutadiene rubber latex, chloroprene rubber latex, and the like.
また、このRFL接着剤の組成物中には、ブロックドポリイソシアネート化合物を添加することも好ましい。ブロックドポリイソシアネート化合物とは、ポリイソシアネート化合物とブロック化剤との付加化合物であり、接着剤を繊維に付与した後の熱処理工程での加熱によって、ブロック成分が遊離して活性なポリイソシアネート化合物を生じるものである。このようなポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート等のポリイソシアネート、あるいはこれらポリイソシアネートと活性水素原子を2個以上有する化合物、例えば、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等とをイソシアネート基(−NCO)とヒドロキシル基(−OH)の比が1を超えるモル比で反応させて得られる末端イソシアネート基含有のポリアルキレングリコールアダクトポリイソシアネートなどが挙げられる。特に、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートのような芳香族ポリイソシアネートが優れた性能を発現するので好ましい。また、ブロック化剤としては、例えば、フェノール、チオフェノール、クレゾール、レゾルシノール等のフェノール類、ジフェニルアミン、キシリジン等の芳香族第2級アミン類、フタル酸イミド類、カプロラクタム、バレロラクタム等のラクタム類、アセトキシム、メチルエチルケトンオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム類及び酸性亜硫酸ソーダなどがある。これらの添加剤は、通常分散剤を使用して水分散系で使用され、単独あるいは併用して添加される。 It is also preferable to add a blocked polyisocyanate compound to the composition of the RFL adhesive. The blocked polyisocyanate compound is an addition compound of a polyisocyanate compound and a blocking agent, and the active polyisocyanate compound is released by heating in the heat treatment step after the adhesive is applied to the fiber and the active component is released. It will occur. Examples of such polyisocyanate compounds include polyisocyanates such as tolylene diisocyanate, metaphenylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, or these polyisocyanates and active hydrogen. Contains a terminal isocyanate group obtained by reacting a compound having two or more atoms, for example, trimethylolpropane, pentaerythritol, etc., with a molar ratio of isocyanate group (—NCO) to hydroxyl group (—OH) exceeding 1. And polyalkylene glycol adduct polyisocyanate. In particular, aromatic polyisocyanates such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and polymethylene polyphenyl isocyanate exhibit preferable performance. Examples of the blocking agent include phenols such as phenol, thiophenol, cresol, and resorcinol, aromatic secondary amines such as diphenylamine and xylidine, phthalimides, lactams such as caprolactam and valerolactam, Examples include oximes such as acetoxime, methyl ethyl ketone oxime, cyclohexane oxime, and acidic sodium sulfite. These additives are usually used in an aqueous dispersion using a dispersant, and are added alone or in combination.
また、このRFL接着剤の組成物中にはクロロフェノール化合物を含むものであることも好ましい。ここで使用するクロロフェノール化合物としては、特にパラクロロフェノール及びレゾルシンをホルムアルデヒドと共縮合した化合物が好ましく、3核体、5核体、7核体を主成分とするものが好ましく例示される。 It is also preferred that the RFL adhesive composition contains a chlorophenol compound. As the chlorophenol compound used here, a compound obtained by co-condensing parachlorophenol and resorcin with formaldehyde is particularly preferable, and a compound mainly composed of a trinuclear body, a 5-nuclear body, and a 7-nuclear body is preferably exemplified.
また、繊維を複数の処理液によって処理する場合には、繊維に接触する側ではなく、ゴムに直接接触する最後の処理液中に吸着型受酸剤を含むことが好ましい。さらには吸着型受酸剤を含有する処理液はある程度粘度があることが好ましく、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス系の接着剤を主成分とするものであることが好ましい。 Further, when the fiber is treated with a plurality of treatment liquids, it is preferable that the adsorption-type acid acceptor is included in the last treatment liquid that is in direct contact with the rubber, not on the fiber contact side. Furthermore, the treatment liquid containing the adsorption type acid acceptor preferably has a certain degree of viscosity, and preferably contains a resorcin / formalin / latex adhesive as a main component.
処理液中の吸着型受酸剤の含有量は、他の固形分重量に対して0.1〜20重量%の範囲であることが好ましい。このような本発明のゴム・繊維用接着剤組成物は、その全固形分が5〜25重量%であることが好ましい。この範囲とすることで繊維に対する付着量のコントロール並びに接着剤の液安定性保持を行いやすい。 The content of the adsorptive acid acceptor in the treatment liquid is preferably in the range of 0.1 to 20% by weight relative to the weight of the other solid content. The rubber / fiber adhesive composition of the present invention preferably has a total solid content of 5 to 25% by weight. By setting it within this range, it is easy to control the amount of adhesion to the fiber and to maintain the liquid stability of the adhesive.
本発明のゴム補強用繊維に処理されるゴム・繊維用接着剤組成物の固形分付着量は、0.1〜10重量%の範囲であることが好ましい。さらには0.5〜10重量%の範囲であり、さらに好ましくは1〜5重量%の範囲である。0.5重量%未満であると十分な接着性が得られず、また、10重量%を超えると繊維が硬くなる傾向にある。繊維に対する固形分付着量を制御するためには、圧接ローラーによる絞り、スクレーパー等によるかき落とし、空気吹きつけによる吹き飛ばし、吸引、ビーターによる叩き等の手段を採用してもよい。また付着量を上げるため、もしくは均一性を確保するために複数回付着せしめてもよい。 The adhesion amount of the solid content of the rubber / fiber adhesive composition to be treated with the rubber reinforcing fiber of the present invention is preferably in the range of 0.1 to 10% by weight. Furthermore, it is in the range of 0.5 to 10% by weight, and more preferably in the range of 1 to 5% by weight. If it is less than 0.5% by weight, sufficient adhesion cannot be obtained, and if it exceeds 10% by weight, the fiber tends to be hard. In order to control the solid content adhesion amount to the fiber, means such as squeezing by a pressure roller, scraping by a scraper, blowing by air blowing, suction, hitting by a beater, etc. may be employed. Moreover, you may make it adhere several times in order to raise the adhesion amount or to ensure uniformity.
繊維を吸着型受酸剤を含有した処理液で処理した後は、例えば温度80〜180℃で0.5〜5分間、次いで温度150〜260℃の温度で0.5〜5.0分間熱処理することが好ましい。熱処理温度が低すぎるとゴム類との接着が不十分となる傾向にあり、熱処理温度が高すぎると繊維が溶融、融着したり、硬くなったり、さらに強力劣化を起こすなどの傾向にある。 After treating the fiber with the treatment liquid containing the adsorption-type acid acceptor, for example, heat treatment is performed at a temperature of 80 to 180 ° C. for 0.5 to 5 minutes, and then at a temperature of 150 to 260 ° C. for 0.5 to 5.0 minutes. It is preferable to do. If the heat treatment temperature is too low, adhesion to rubbers tends to be insufficient, and if the heat treatment temperature is too high, the fibers tend to melt, fuse, become hard, and cause strong deterioration.
最終的に本発明の製造方法によって得られるゴム補強用繊維は、繊維重量に対して吸着型受酸剤の存在量が、0.01〜2.0重量%であることが好ましい。また、処理剤の全乾燥重量における吸着型受酸剤の含有量は、他の固形分重量に対して0.1〜20重量%の範囲であることが好ましい。 The rubber reinforcing fiber finally obtained by the production method of the present invention preferably has an absorptive acid acceptor in an amount of 0.01 to 2.0% by weight based on the fiber weight. Moreover, it is preferable that content of adsorption type acid acceptor in the total dry weight of a processing agent is the range of 0.1-20 weight% with respect to other solid content weight.
本発明のゴム補強用繊維の製造方法により得られたゴム補強用繊維は、吸着型受酸剤がゴム繊維構造体中で発生する塩素イオンを吸着し、繊維の劣化を防止することができ、成形時の高温加硫に対する抵抗力の高いゴム補強用繊維とすることができる。さらに吸着型受酸剤は水系の処理液に含有しているため、作業環境を好適にすることに加え、被覆膜中で安定して存在し繊維の表面を均一に覆うことができるために局所的な強度劣化を抑制することが可能である。特に本発明で用いられる吸着型受酸剤は、酸吸着機能を持つため、ハロゲン基を含むゴム構造体、例えば塩素化ブチルゴムと補強繊維を一体化させるときの成型工程において高温加硫下でも繊維の熱老化による強度低下を抑制することが可能となり、その結果本発明で得られた繊維で補強されたゴム構造体も優れた特性を十分に発揮することができる。 The rubber reinforcing fiber obtained by the method for producing a rubber reinforcing fiber of the present invention can adsorb chlorine ions generated in the rubber fiber structure by the adsorptive acid acceptor, and prevent deterioration of the fiber. A rubber reinforcing fiber having high resistance to high-temperature vulcanization during molding can be obtained. Furthermore, since the adsorption-type acid acceptor is contained in the aqueous processing solution, in addition to making the working environment suitable, it can be stably present in the coating film and uniformly cover the fiber surface. It is possible to suppress local strength deterioration. In particular, the adsorption-type acid acceptor used in the present invention has an acid adsorption function, and therefore, even during high-temperature vulcanization in a molding process when a rubber structure containing a halogen group, for example, chlorinated butyl rubber and a reinforcing fiber are integrated. As a result, the rubber structure reinforced with the fibers obtained in the present invention can sufficiently exhibit excellent characteristics.
本発明で得られるゴム補強用繊維は、ゴム中で共加硫して、繊維ゴム複合体とすることができる。特にゴムとしては、高温加硫が必要となるα−オレフィン・非共役ジエン共重合体、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR、X=Cl,Br)、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴムなどの耐熱性や耐ガス透過性に優れたゴムを用いることが好ましい。表面層に受酸剤を含有するゴム補強用繊維を用いることにより、高温加硫後においても、繊維強度や繊維・ゴム間の接着強度が高いゴム・繊維複合体とすることができる。 The rubber reinforcing fiber obtained in the present invention can be co-vulcanized in rubber to form a fiber rubber composite. In particular, heat resistance of α-olefin / non-conjugated diene copolymer, halogenated butyl rubber (X-IIR, X = Cl, Br), chloroprene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, etc. that require high-temperature vulcanization as rubber In addition, it is preferable to use a rubber excellent in gas permeability resistance. By using a rubber reinforcing fiber containing an acid acceptor in the surface layer, it is possible to obtain a rubber / fiber composite having high fiber strength and high fiber / rubber adhesion strength even after high temperature vulcanization.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例における特性の測定は、下記の測定法によりおこなった。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, the measurement of the characteristic in an Example was performed with the following measuring method.
(1)コード剥離接着力
試料とする処理コードを用いて、処理コードとゴムとの剥離接着力を示すものであり、接着処理された繊維コードを25.4mm(1インチ)間に25本並べ、未加硫ゴムに埋め込み、蒸気加硫で所定時間加硫する。このテストピースでコードをゴムから剥離させるときに要した力をN/25本で示したものである。
(1) Cord peeling adhesive strength This indicates the peeling adhesive strength between the treated cord and rubber using the treated cord as a sample. Twenty-five bonded fiber cords are arranged between 25.4 mm (1 inch). Then, it is embedded in unvulcanized rubber and vulcanized for a predetermined time by steam vulcanization. The force required to peel the cord from the rubber with this test piece is indicated by N / 25.
(2)コード強力保持率
加硫後のゴム繊維複合体から繊維コードを取り出し、加硫前の接着処理コードの強力との比を算出し、コードの耐熱老化性とした。
(コードの耐熱老化性(%))
=(加硫後の繊維コードの強力)/(接着処理コードの強力)X100
(2) Cord strength retention The fiber cord was taken out from the rubber fiber composite after vulcanization, and the ratio with the strength of the adhesive treatment cord before vulcanization was calculated to obtain the heat aging resistance of the cord.
(Heat aging resistance of cord (%))
= (Strength of fiber cord after vulcanization) / (Strength of adhesive treatment cord) X100
[実施例1]
苛性ソーダ水溶液、アンモニア水溶液を加えた水に、酸性触媒で反応せしめたレゾルシン・ホルマリン初期縮合物(スミカノール700S、住友化学(株)製、65%水溶液)を添加して十分に攪拌し分散させる。これにホルマリンをレゾルシン/ホルマリン比が1/2(モル比)となるように添加して均一に混合する。次に、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンターポリマーゴムラテックス(日本ゼオン(株)製、2518FS)をレゾルシン−ホルマリン縮合体(RF)とラテックスとの重量比(RF/L)が1/9となるように混合した。次に、ブロックドイソシアネート(エラストロンBN−69、第一工業製薬(株)製、ジフェニルメタンジイソシアネートメチルエチルケトンオキシムブロック40%水分散物)を上記RFL系接着剤に対する固形分比率で14%(重量比)となるよう加え、さらに吸着型受酸剤である合成ハイドロタルサイト(Mg4.3Al2(OH)12.6CO3・4H2O、直径0.43μm、比表面積12m2/g、協和化学工業(株)製 DHT−4)の27%水乳化物を最終的に固形分比率が5重量%となるように配合し、24時間熟成させた。さらに使用直前に特殊クロロフェノール化合物(デナボンドE、ナガセ化成工業(株)製、20%溶液)をRFLに対する固形分比率で1/2(重量比)となるよう添加し、十分攪拌して処理剤の調整を行い、ゴム補強繊維用接着剤組成物を得た。最終的に得られた処理液の固形分濃度は17%、吸着型受酸剤はRFL接着剤固型分の重量に対して5重量%であった。なお、該接着剤組成物の粘度、付着量のコントロールをするために、処理剤へ水を添加し固形分濃度が10%となるように希釈した。
[Example 1]
A resorcin / formalin initial condensate (Sumikanol 700S, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., 65% aqueous solution) reacted with an acidic catalyst is added to water to which an aqueous caustic soda solution and an aqueous ammonia solution are added, and the mixture is sufficiently stirred and dispersed. To this, formalin is added so that the resorcin / formalin ratio is 1/2 (molar ratio) and mixed uniformly. Next, the weight ratio (RF / L) of the resorcin-formalin condensate (RF) to the latex is 1/9 for vinylpyridine / styrene / butadiene terpolymer rubber latex (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., 2518FS). Mixed. Next, blocked isocyanate (Elastolon BN-69, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., diphenylmethane diisocyanate methyl ethyl ketone oxime block 40% aqueous dispersion) was 14% (weight ratio) in terms of solid content with respect to the RFL adhesive. In addition, synthetic hydrotalcite (Mg 4.3 Al 2 (OH) 12.6 CO 3 .4H 2 O, diameter 0.43 μm, specific surface area 12 m 2 / g, Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.), an adsorptive acid acceptor A DHT-4) 27% aqueous emulsion was blended so that the final solid content ratio was 5% by weight and aged for 24 hours. Further, just before use, a special chlorophenol compound (Denabond E, manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd., 20% solution) is added so that the solid content ratio with respect to RFL is 1/2 (weight ratio), and the mixture is sufficiently stirred to be treated. Thus, an adhesive composition for rubber-reinforced fibers was obtained. The solid content concentration of the finally obtained treatment liquid was 17%, and the adsorption type acid acceptor was 5% by weight with respect to the weight of the solid content of the RFL adhesive. In order to control the viscosity and adhesion amount of the adhesive composition, water was added to the treatment agent to dilute the solid content concentration to 10%.
一方、予め製糸工程においてポリエポキシド化合物を付与したポリエチレンテレフタレート繊維(帝人テクノプロダクツ(株)製、1100dtex/250フィラメント)のマルチフィラメントを3本引き揃えながら10T/10cmで片撚撚糸したコード(1100dtex/3)を用意した。 On the other hand, a cord (1100 dtex / 3) which is twisted and twisted at 10 T / 10 cm while drawing three multifilaments of polyethylene terephthalate fiber (manufactured by Teijin Techno Products Co., Ltd., 1100 dtex / 250 filament) previously provided with a polyepoxide compound in the yarn-making process. ) Was prepared.
このコードをコンピュートリーター処理機(CAリツラー(株)製、繊維コード処理機)を用いて前記のゴム・繊維用接着剤組成物に浸漬させ、温度150℃で2分間乾燥し、続いてさらに240℃の温度で1分間熱処理し、ゴム補強用繊維材料であるポリエステルコードを得た。このポリエステルコードには接着剤組成物の固形分が2.8重量%付着していた。吸着型受酸剤の繊維重量に対する付着量は0.15重量%であった。 The cord is immersed in the rubber / fiber adhesive composition using a computer treater (CA Ritsuler Co., Ltd., fiber cord processor), dried at 150 ° C. for 2 minutes, and then further 240 Heat treatment was performed at a temperature of 1 ° C. for 1 minute to obtain a polyester cord as a fiber material for rubber reinforcement. The polyester cord had 2.8% by weight of the solid content of the adhesive composition. The adhesion amount of the adsorptive acid acceptor with respect to the fiber weight was 0.15% by weight.
このようにして得られたポリエステルコードを用いて、塩素化ブチルゴム未加硫ゴムシート上に25.4mm(1インチ)間に25本並べ、150℃で60分間加硫および180℃で30分間加硫した後のコード強力を測定した。さらに180℃で30分間加硫した後の繊維/ゴム剥離接着力を測定した。結果を表1に示す。 Using the polyester cords thus obtained, 25 pieces were arranged on a chlorinated butyl rubber unvulcanized rubber sheet at 25.4 mm (1 inch), vulcanized at 150 ° C. for 60 minutes, and vulcanized at 180 ° C. for 30 minutes. The cord strength after vulcanization was measured. Furthermore, the fiber / rubber peel adhesion after vulcanization at 180 ° C. for 30 minutes was measured. The results are shown in Table 1.
[実施例2]
接着剤組成物中の吸着型受酸剤である合成ハイドロタルサイトの添加量を5重量%から1重量%となるように変更した以外は、実施例1と同様にして処理、評価を行った。処理液中の吸着型受酸剤の固形分濃度は、RFL接着剤固形分の重量に対して1重量%であり、受酸剤の繊維に対する固形分付着量は0.03重量%であった。結果を表1に併せて示す。
[Example 2]
The treatment and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of the synthetic hydrotalcite, which is an adsorptive acid acceptor in the adhesive composition, was changed from 5 wt% to 1 wt%. . The solid content concentration of the adsorption-type acid acceptor in the treatment liquid was 1% by weight with respect to the weight of the solid content of the RFL adhesive, and the solid content adhered to the fiber of the acid acceptor was 0.03% by weight. . The results are also shown in Table 1.
[比較例1]
接着剤組成物中の吸着型受酸剤である合成ハイドロタルサイトの添加量を無しに変更した以外は、実施例1と同様にして処理、評価を行った。結果を表1に併せて示す。
[Comparative Example 1]
The treatment and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of the synthetic hydrotalcite, which is an adsorptive acid acceptor in the adhesive composition, was changed to none. The results are also shown in Table 1.
本発明の製造方法によるゴム補強用繊維を用いた繊維補強ゴム複合体は、高温加硫後も高い強力保持率を示すためゴム補強効果に優れる。特に、高強力繊維とハロゲン基を含む特殊ゴムを用いるホースやベルト等の用途に最適である。 The fiber-reinforced rubber composite using the rubber reinforcing fiber according to the production method of the present invention exhibits a high strength retention even after high-temperature vulcanization, and thus has an excellent rubber reinforcing effect. In particular, it is optimal for applications such as hoses and belts using special rubber containing high strength fibers and halogen groups.
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CN106637920B (en) * | 2016-12-23 | 2019-10-11 | 东莞嘉骏橡塑制品有限公司 | A kind of fiber cloth hardness method of adjustment and application |
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