JP2009299221A - Synthetic fiber for reinforcing rubber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はゴム補強用合成繊維に関し、さらに詳しくは耐熱接着力に優れたゴム補強用合成繊維に関する。 The present invention relates to a synthetic fiber for rubber reinforcement, and more particularly to a synthetic fiber for rubber reinforcement excellent in heat-resistant adhesive strength.
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート繊維に代表されるポリエステル繊維や、芳香族ポリアミド繊維等の合成繊維は、高強度、高ヤング率等の優れた物理的特性を有しており、これを活かしたタイヤ、ホース、ベルト等のゴム補強用繊維として広く使用されている。しかし、これら合成繊維はその表面が比較的不活性であるため、そのままではゴムや樹脂等のマトリックスとの接着性が不十分であり、繊維の有する物理的特性を十分に発揮するまでにいたっていない。 Polyester fibers typified by polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate fibers, and synthetic fibers such as aromatic polyamide fibers have excellent physical properties such as high strength and high Young's modulus. Widely used as a rubber reinforcing fiber for hoses and belts. However, since the surface of these synthetic fibers is relatively inactive, the adhesiveness with a matrix such as rubber or resin is insufficient as it is, and the physical properties of the fibers are fully exhibited. Absent.
このため、繊維の表面を種々の薬品で処理する化学処理法、例えば特許文献1には、一浴に、皮膜形成温度が200℃以下のビニルハライド基を含有する化合物、ポリエポキシド化合物、及びゴムラテックスを含む処理剤であって、該ビニルハライド基を含有する化合物の含有率が処理剤の固形分に対して3〜85重量%の範囲にある処理剤(1)により処理した後、さらに、レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックスを含む処理剤(2)で処理することを特徴とするゴム補強用ポリエステル繊維の処理方法が開示されている。この方法では、接着剤付着量を劇的に減少させることが出来、経済的にも優れたものである。 For this reason, a chemical treatment method for treating the surface of the fiber with various chemicals, for example, Patent Document 1, discloses a compound containing a vinyl halide group having a film formation temperature of 200 ° C. or less, a polyepoxide compound, and a rubber latex in one bath. After treatment with the treatment agent (1) in which the content of the compound containing the vinyl halide group is in the range of 3 to 85% by weight with respect to the solid content of the treatment agent, A method of treating polyester fiber for reinforcing rubber, characterized by treatment with a treatment agent (2) containing formalin rubber latex, is disclosed. This method can dramatically reduce the adhesion amount of the adhesive and is economically excellent.
しかし、この処理方法では高温での剥離接着性が不十分であり、要求がシビアになる用途での使用が出来ないという問題があった。
本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであり、高温において優れたゴム・合成繊維間接着を実現することが可能なゴム補強用合成繊維を提供することである。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and is to provide a synthetic fiber for rubber reinforcement capable of realizing excellent adhesion between rubber and synthetic fibers at high temperatures.
本発明のゴム補強用合成繊維は、ポリエポキシド化合物及びゴムラテックスを含む前処理剤と、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス系の接着処理剤が付着しているゴム補強用合成繊維であって、ポリエポキシド化合物のエポキシ当量が200g/当量以下であり、100%濃度での粘度が400mPa・s以上であり、かつ水に対する溶解度が3重量%以上であることを特徴とする。 The synthetic fiber for rubber reinforcement of the present invention is a synthetic fiber for rubber reinforcement to which a pretreatment agent containing a polyepoxide compound and a rubber latex and a resorcin / formalin / latex adhesive treatment agent are adhered, and an epoxy of a polyepoxide compound The equivalent is 200 g / equivalent or less, the viscosity at 100% concentration is 400 mPa · s or more, and the solubility in water is 3% by weight or more.
また、エポキシ成分がソルビトール、グリセリン、エチレングリコールのいずれかのポリグリシジルエーテルであること、前処理剤のゴムラテックス含有量が10重量%以下であること、ゴムラテックスがビニルピリジン・スチレン・ブタジエン・ターポリマーラテックスであること、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエン・ターポリマーラテックスのスチレン成分含有比が全体重量の20〜40重量%であることや、接着処理剤がブロックポリイソシアネートを含むものであることが好ましい。 In addition, the epoxy component is a polyglycidyl ether of sorbitol, glycerin, or ethylene glycol, the rubber latex content of the pretreatment agent is 10% by weight or less, and the rubber latex is vinyl pyridine / styrene / butadiene / tar. It is preferably a polymer latex, a styrene component content ratio of the vinylpyridine / styrene / butadiene / terpolymer latex is 20 to 40% by weight of the total weight, and the adhesive treatment agent contains a block polyisocyanate.
本発明によれば、高温において優れたゴム・合成繊維間接着を実現することが可能なゴム補強用合成繊維が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the synthetic fiber for rubber reinforcement which can implement | achieve the adhesion | attachment excellent in rubber | gum and synthetic fiber at high temperature is provided.
本発明のゴム補強用合成繊維としては、ポリエステル繊維、芳香族ポリアミド繊維などを挙げることが出来る。より具体的には、例えばポリエステル繊維としては、テレフタル酸、又は、ナフタレンジカルボン酸を主たる酸成分とし、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール又は、テトラメチレングリコールを主たるグリコール成分とするポリエステルからなる繊維が好ましく用いられる。また、芳香族ポリアミド繊維の代表例としては、ポリパラアミノベンズアミド、ポリパラフェニレンテレフタラミド、ポリパラアミノベンズヒドラジドテレフタルアミド、ポリテレフタル酸ヒドラジド、ポリメタフェニレンイソフタラミド等、もしくはこれらの共重合体からなる繊維を挙げることができる。 Examples of the rubber reinforcing synthetic fiber of the present invention include polyester fiber and aromatic polyamide fiber. More specifically, for example, as a polyester fiber, a fiber made of polyester having terephthalic acid or naphthalenedicarboxylic acid as a main acid component and ethylene glycol, 1,3-propanediol or tetramethylene glycol as a main glycol component. Is preferably used. Representative examples of the aromatic polyamide fiber include polyparaaminobenzamide, polyparaphenylene terephthalamide, polyparaaminobenzhydrazide terephthalamide, polyterephthalic acid hydrazide, polymetaphenylene isophthalamide, and copolymers thereof. Can be mentioned.
本発明の合成繊維は、ヤーン、コード、不織布、織編物等種々の繊維集合形態が含まれるが、特には撚糸を行ったコードであることが、その合成繊維の持つ強度をより有効に発揮するためには好ましい。合成繊維のデニール、フィラメント数、断面形状、繊維物性、微細構造や、ポリマー性状(末端カルボキシル基濃度、分子量等)、ポリマー中の添加剤の有無等には、特に限定は無く、さまざまな形状のものが含まれるが、強度を有効に活用するためには円形の断面形状を有することが好ましい。 The synthetic fiber of the present invention includes various fiber aggregate forms such as yarns, cords, nonwoven fabrics, woven and knitted fabrics, and in particular, cords with twisted yarns exhibit the strength of the synthetic fibers more effectively. It is preferable for this purpose. There are no particular limitations on synthetic fiber denier, filament count, cross-sectional shape, fiber properties, microstructure, polymer properties (terminal carboxyl group concentration, molecular weight, etc.), presence or absence of additives in the polymer, etc. In order to make effective use of strength, it is preferable to have a circular cross-sectional shape.
さて、本発明のゴム補強用合成繊維は、ブロックポリイソシアネート及びエポキシを含む前処理剤と、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス系のいわゆるRFL接着剤が付着しているゴム補強用繊維であるが、このとき前処理剤中のポリエポキシド化合物のエポキシ当量が200g/当量以下であり、100%濃度での粘度が400mPa・s以上であり、かつ水に対する溶解度が3重量%以上であることを必須とする。 The synthetic fiber for rubber reinforcement of the present invention is a fiber for rubber reinforcement in which a pretreatment agent containing block polyisocyanate and epoxy and a so-called RFL adhesive of resorcin / formalin / latex are attached. It is essential that the epoxy equivalent of the polyepoxide compound in the pretreatment agent is 200 g / equivalent or less, the viscosity at 100% concentration is 400 mPa · s or more, and the solubility in water is 3% by weight or more.
本発明の前処理剤は上記のようなエポキシを含むことを必須とするが、ここでいうエポキシとはポリエポキシド化合物(B)であり、特には、1分子中に少なくとも2個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。具体的なエポキシの例としては、エチレングリコール、グリセロール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、ポリエチレングリコール等の多価アルコール類とエピクロルヒドリンの如きハロゲン含有エポキシド類との反応生成物、レゾルシン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジメチルメタン、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類と前記ハロゲン含有エポキシド類との反応生成物、過酢酸又は過酸化水素等で不飽和化合物を酸化して得られるポリエポキシド化合物、即ち3,4−エポキシシクロヘキセンエポキシド、3、4−エポキシシクロヘキシルメチル−3、4−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、ビス(3、4−エポキシ−6−メチル−シクロヘキシルメチル)アジベートなどを挙げることができる。これらのうち、特にエチレングリコール、グリセロール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、ポリエチレングリコール等の多価アルコール類とエピクロルヒドリンとの反応生成物、即ち多価アルコールのポリグリシジルエーテル化合物が優れた性能を発現するので好ましい。 The pretreatment agent of the present invention is required to contain the epoxy as described above. The epoxy here is a polyepoxide compound (B), and in particular, at least two epoxy groups per molecule. It is preferable that it is a compound to contain. Specific examples of epoxies include reaction products of polyhydric alcohols such as ethylene glycol, glycerol, sorbitol, pentaerythritol, and polyethylene glycol with halogen-containing epoxides such as epichlorohydrin, resorcin, bis (4-hydroxyphenyl) Reaction products of polyhydric phenols such as dimethylmethane, phenol-formaldehyde resin, resorcinol-formaldehyde resin and the above halogen-containing epoxides, polyepoxide compounds obtained by oxidizing unsaturated compounds with peracetic acid or hydrogen peroxide, 3,4-epoxycyclohexylene epoxide, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexylenecarboxylate, bis (3,4-epoxy-6-methyl-cyclohexylmethyl) a Or the like can be mentioned Bate. Of these, reaction products of polyhydric alcohols such as ethylene glycol, glycerol, sorbitol, pentaerythritol, and polyethylene glycol and epichlorohydrin, that is, polyglycidyl ether compounds of polyhydric alcohols are preferable because they exhibit excellent performance.
ここで本発明においてはポリエポキシド化合物が、エポキシ当量が200g/当量以下であり、100%濃度での粘度が400mPa・s以上であり、かつ水に対する溶解度が4重量%以上であることが必要である。さらにはエポキシ当量としては140〜200g当量であることが好ましく、100%濃度での粘度は500〜10,000mPa・sであり、水に対する溶解度が3〜20重量%、さらには4重量%以上であることが好ましい。溶解度が3重量%未満になると水に分散させるための界面活性剤が必要となり接着阻害が発生する。また粘度が400mPa・s未満では、分子量も小さく架橋性が低下し、高温での接着性を確保することができない。分子量としては5000以上であることが好ましく、このような大きい分子量とエポキシ当量を満足させることにより、熱による悪影響を受けにくい高温接着を実現することができたのである。 Here, in the present invention, it is necessary that the polyepoxide compound has an epoxy equivalent of 200 g / equivalent or less, a viscosity at 100% concentration of 400 mPa · s or more, and a solubility in water of 4% by weight or more. . Furthermore, the epoxy equivalent is preferably 140 to 200 g equivalent, the viscosity at 100% concentration is 500 to 10,000 mPa · s, the solubility in water is 3 to 20% by weight, and further 4% by weight or more. Preferably there is. When the solubility is less than 3% by weight, a surfactant for dispersing in water is required, and adhesion inhibition occurs. On the other hand, when the viscosity is less than 400 mPa · s, the molecular weight is small and the crosslinkability is lowered, and the adhesiveness at high temperature cannot be ensured. The molecular weight is preferably 5000 or more. By satisfying such a large molecular weight and epoxy equivalent, high-temperature adhesion that is not easily affected by heat can be realized.
前処理剤にポリエポキシド化合物とともに用いられる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反応生成物であり、加熱により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ぜしめるものである。ポリイソシアネート化合物としては、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、あるいはこれらのポリイソシアネートと活性水素原子を1個以上有する化合物としては、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、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオキシム類及び酸性亜硫酸ソーダ等が例示される。 The blocked polyisocyanate compound used together with the polyepoxide compound in the pretreatment agent is an addition reaction product of the polyisocyanate compound and the blocking agent, and the block component is released by heating to produce an active polyisocyanate compound. It is. As the polyisocyanate compound, polyisocyanate such as tolylene diisocyanate, metaphenylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate, triphenylmethane triisocyanate, or one or more of these polyisocyanates and active hydrogen atoms Examples of the compound having phenol include phenols such as phenol, thiophenol, cresol and resorcinol, aromatic secondary amines such as diphenylamine and xylidine, lactams such as phthalic imides, caprolactam and valerolactam, acetoxime, and methylethylketoxime. And oximes such as cyclohexanone oxime and acidic sodium sulfite.
さらに本発明で用いられる前処理剤としては、ブロックドポリイソシアネート化合物(A)やポリエポキシド化合物(B)に加えて、さらにはゴムラテックス(L)や表面張力を下げる界面活性剤(S)を含むものであることが好ましい。 In addition to the blocked polyisocyanate compound (A) and polyepoxide compound (B), the pretreatment agent used in the present invention further includes a rubber latex (L) and a surfactant (S) that lowers the surface tension. It is preferable.
本発明で前処理剤に加えられるゴムラテックス(L)としては、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンターポリマーラテックス単独、もしくは、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、ニトリルゴムラテックス、クロロブレンゴムラテックス、エチレン・プロピレン・ジエンモノマーラテックス等の併用であることが好ましい。また併用して用いる場合、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンターポリマーラテックスの割合はラテックス成分のうちの30重量%以上であることが好ましい。またビニルピリジン・スチレン・ブタジエン・ターポリマーラテックスのスチレン成分含有比が全体重量の20〜40重量%である場合が好ましい。 As the rubber latex (L) added to the pretreatment agent in the present invention, vinylpyridine / styrene / butadiene terpolymer latex alone, or natural rubber latex, styrene / butadiene copolymer latex, nitrile rubber latex, chlorobrene rubber latex, The combined use of ethylene / propylene / diene monomer latex is preferred. When used in combination, the proportion of vinylpyridine / styrene / butadiene terpolymer latex is preferably 30% by weight or more of the latex components. Moreover, the case where the content ratio of the styrene component of the vinylpyridine / styrene / butadiene / terpolymer latex is 20 to 40% by weight of the total weight is preferable.
本発明で合成繊維の表面に付着した前処理剤は、一般には溶液として合成繊維に処理される。このとき前処理剤の溶液(1)が前記のように、ブロックドポリイソシアネート化合物(A)、ポリエポキシド化合物(B)、及びゴムラテックス(L)、である場合、各成分の配合重量比に関しては、(A)/(B)が5/5〜1/9、(L)/{(A)+(B)}が1/20〜1/1となるようにして使用されることが好ましい。特に、前記の(A)/(B)を5/5〜1/9の範囲とすることにより、高温での接着性がより改善される。 In general, the pretreatment agent attached to the surface of the synthetic fiber in the present invention is processed into a synthetic fiber as a solution. At this time, when the solution (1) of the pretreatment agent is the blocked polyisocyanate compound (A), the polyepoxide compound (B), and the rubber latex (L) as described above, the blending weight ratio of each component is as follows. , (A) / (B) is preferably 5/5 to 1/9, and (L) / {(A) + (B)} is preferably 1/20 to 1/1. In particular, by setting the above (A) / (B) in the range of 5/5 to 1/9, the adhesiveness at high temperature is further improved.
また、前記の(L)/{(B)+(A)}を1/20以上とすることにより、処理した繊維を柔軟に保つことができ、コードが硬くなることによる耐疲労性の低下を防止すると共に、その後に付与する接着剤のラテックス及び被着体であるゴムとの共加硫を促進させることにより、接着性が向上する。一方この比率が高くなりすぎ、例えば(L)/{(B)+(A)}が1/1を超える場合には、ポリエステル繊維側への親和性が不十分となることから逆に接着性が低下する傾向となる。 Further, by setting the (L) / {(B) + (A)} to 1/20 or more, the treated fiber can be kept flexible, and the fatigue resistance is lowered due to the cord becoming hard. Adhesiveness improves by preventing co-vulcanization with the latex of the adhesive agent and the rubber | gum which are to be adhered while preventing. On the other hand, when this ratio becomes too high, for example, when (L) / {(B) + (A)} exceeds 1/1, the affinity to the polyester fiber side is insufficient, so that the adhesiveness is reversed. Tends to decrease.
このような前処理剤の溶液(1)を合成繊維に付着せしめるには、ローラーとの接触、若しくは、ノズルからの噴霧による塗布、又は、溶液への浸漬などの手段が採用できる。また、該合成繊維に対する固形分付着量は、1〜30重量%の範囲が例示され、好ましくは、2〜15重量%の範囲にあるものがよい。合成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、スクレバ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、ビーターの手段により行うことが出来、付着量を多くするためには複数回付着させてもよい。 In order to adhere such a solution (1) of the pretreatment agent to the synthetic fiber, means such as contact with a roller, application by spraying from a nozzle, or immersion in a solution can be employed. Further, the solid content adhesion amount to the synthetic fiber is exemplified by a range of 1 to 30% by weight, and preferably 2 to 15% by weight. In order to control the amount of solids adhering to the synthetic fiber, it can be performed by means of squeezing with a pressure roller, scraping with a scrubber, etc., blowing off with air blowing, suction, beater, etc. It may be attached once.
本発明のゴム補強用合成繊維は、上記のようなブロックポリイソシアネート及びエポキシを含む前処理剤に加えて、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス系の接着処理剤が付着しているものである。 The synthetic fiber for reinforcing rubber of the present invention is one in which a resorcin / formalin / latex-based adhesive treatment agent is attached in addition to the pretreatment agent containing the block polyisocyanate and epoxy as described above.
本発明の接着剤は溶液(2)として合成繊維に付与されることが好ましいが、そのとき使用されるレゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス(RFL)接着剤の溶液(2)としては、レゾルシンとホルムアルデヒドのモル比が、1:0.8〜1:5の範囲にあるものが好ましく、さらには1:1〜1:4の範囲であることがより好ましい。ホルムアルデヒドの添加量が少なすぎるとレゾルシン・ホルマリンの縮合物の架橋密度が低下すると共に分子量の低下を招くため、接着剤層凝集力が低下することにより接着性が低下するおそれがあり、また、該ホルムアルデヒドの添加量が多すぎると架橋密度上昇によりレゾルシン・ホルマリン縮合物が硬くなり、被着体ゴムとの共加硫時にRFLとゴムとの相溶化が阻害され、接着性が低下すると共に処理後の繊維が著しく硬くなり、強力及び疲労性が低下する問題が出てくる傾向にある。 The adhesive of the present invention is preferably applied to the synthetic fiber as a solution (2). As the solution (2) of the resorcin / formalin / rubber latex (RFL) adhesive used at that time, resorcin and formaldehyde are used. The molar ratio is preferably in the range of 1: 0.8 to 1: 5, and more preferably in the range of 1: 1 to 1: 4. If the amount of formaldehyde added is too small, the crosslink density of the condensate of resorcin / formalin is lowered and the molecular weight is lowered, so that the adhesive strength may be lowered by reducing the cohesive force of the adhesive layer. If too much formaldehyde is added, the resorcin / formalin condensate becomes hard due to an increase in crosslink density, and the compatibility between the RFL and the rubber is inhibited during co-vulcanization with the adherend rubber, resulting in a decrease in adhesion and after treatment. There is a tendency that the fibers of the present invention are remarkably hard and the strength and fatigue properties are lowered.
また、本発明で用いられる接着処理剤にはブロックドポリイソシアネート化合物を含むものであることが好ましい。接着処理剤に対するブロックドポリイソシアネート化合物の添加率は、レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス(RFL)全量に対して0.5〜30重量%であることが好ましく、さらには1.0〜20重量%の範囲であるものが好ましい。添加量が少なすぎると接着力向上効果が少なく、また添加量が多すぎる場合には接着剤の粘度が著しく上昇して繊維の処理作業が困難になると共に、処理後の繊維が著しく硬くなり、強力及び疲労性が低下する傾向にあり好ましくない。 The adhesive treatment agent used in the present invention preferably contains a blocked polyisocyanate compound. The addition ratio of the blocked polyisocyanate compound to the adhesive treatment agent is preferably 0.5 to 30% by weight, more preferably 1.0 to 20% by weight, based on the total amount of resorcin / formalin / rubber latex (RFL). A range is preferred. If the added amount is too small, the effect of improving the adhesive strength is small, and if the added amount is too large, the viscosity of the adhesive is remarkably increased and the fiber processing operation becomes difficult, and the treated fiber becomes extremely hard, It is not preferable because strength and fatigue tend to decrease.
かかる接着処理剤の溶液(2)におけるレゾルシン・ホルマリンとゴムラテックスとの最適な配合比率は、前記のブロックドポリイソシアネート化合物の添加割合によっても変化するが、固形分量比で、レゾルシン・ホルマリン:ゴムラテックス(RFL)が1:3〜1:12の範囲にあるものが好ましく、特には1:3〜1:6の範囲にあるものが好ましい。ゴムラテックスの比率が少なすぎると処理されたポリエステル繊維が硬くなって耐疲労性が低下する傾向に有り、また、前処理剤の溶液(1)中のラテックス及び被着体であるゴムとの共加硫が不十分となり、接着性が低くなるおそれがある。逆に、接着剤中のゴムラテックスの比率が多すぎると接着剤皮膜として強度が低下し、接着力やゴム付着率が低下する傾向にある。 The optimum blending ratio of resorcin / formalin and rubber latex in the solution (2) of the adhesive treatment agent varies depending on the addition ratio of the blocked polyisocyanate compound, but the solids ratio is resorcin / formalin: rubber. The latex (RFL) is preferably in the range of 1: 3 to 1:12, particularly preferably in the range of 1: 3 to 1: 6. If the ratio of the rubber latex is too small, the treated polyester fiber tends to be hard and fatigue resistance tends to decrease, and the latex in the pretreatment solution (1) and the rubber that is the adherend are coexisting. Insufficient vulcanization may result in poor adhesion. On the contrary, when the ratio of the rubber latex in the adhesive is too large, the strength as an adhesive film is reduced, and the adhesive force and the rubber adhesion rate tend to be reduced.
本発明の接着処理剤として処理される溶液(2)は、総固形分濃度としては、1〜30重量%の範囲にあることが好ましく、より好ましくは、2〜25重量%、さらに好ましくは5〜20重量%となるようにして使用することが出来る。接着処理剤の溶液(2)の総固形分濃度が、前記の範囲よりも低い場合には、接着剤溶液の表面張力が増加し、ポリエステル繊維表面に対する均一付着性が低下すると共に、固形分付着量が低下することにより接着性が低下し、逆に、該総固形分濃度が前記の範囲よりも高い場合には、固形分付着量が多くなりすぎるために硬くなり、耐疲労性が低下しやすい。 The solution (2) to be treated as the adhesion treating agent of the present invention preferably has a total solid content concentration in the range of 1 to 30% by weight, more preferably 2 to 25% by weight, and still more preferably 5%. It can be used in an amount of ˜20% by weight. When the total solid concentration of the adhesive treatment solution (2) is lower than the above range, the surface tension of the adhesive solution increases, and the uniform adhesion to the polyester fiber surface decreases, and the solid content adheres. When the amount decreases, the adhesiveness decreases, and conversely, when the total solid content concentration is higher than the above range, the solid content is excessively hard and the fatigue resistance decreases. Cheap.
また、かかる接着処理剤の溶液(2)を合成繊維に付着せしめるには、ローラーとの接触、若しくは、ノズルからの噴霧による塗布、又は、溶液への浸漬などの手段が採用できる。また、該合成繊維に対する固形分付着量は、0.1〜10重量%の範囲が例示され、好ましくは、0.2〜7重量%の範囲が、さらに好ましくは、0.5〜6重量%の範囲にあるものがよい。合成繊維に対する固形分付着量を制御するためには、前記と同様に、圧接ローラーによる絞り、スクレバ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、ビーターの手段により行うことが出来、付着量を多くするためには複数回付着させてもよい。 Further, in order to adhere the solution (2) of the adhesion treatment agent to the synthetic fiber, means such as contact with a roller, application by spraying from a nozzle, or immersion in a solution can be employed. Further, the solid content adhesion amount to the synthetic fiber is exemplified by a range of 0.1 to 10% by weight, preferably a range of 0.2 to 7% by weight, more preferably 0.5 to 6% by weight. The thing in the range of is good. In order to control the amount of solids adhering to the synthetic fiber, as described above, it can be performed by means of squeezing with a pressure roller, scraping with a scrubber, etc., blowing off with air blowing, suction, beater means, and the amount of adhesion is large. In order to do so, it may be attached multiple times.
本発明のゴム補強用合成繊維を得るためには、上記のような溶液(1)および溶液(2)を使用して合成繊維を処理した後、50℃以上で、合成繊維の融点より10℃以上低い温度の範囲で乾燥・熱処理する。より好ましくは例えば繊維がポリエステル繊維の場合には、220〜250℃の温度範囲で、0.5〜5分間、好ましくは、1〜3分間乾燥・熱処理する。この乾燥・熱処理温度が、低すぎるとゴム類との接着が不十分となりやすく、また、該乾燥・熱処理温度が高すぎると合成繊維が溶融、融着するなどにより、繊維の強度低下を起こす場合が有る。 In order to obtain the synthetic fiber for reinforcing rubber of the present invention, the synthetic fiber is treated using the solution (1) and the solution (2) as described above, and then at 50 ° C. or higher and 10 ° C. from the melting point of the synthetic fiber. Drying and heat treatment in the low temperature range. More preferably, for example, when the fiber is a polyester fiber, it is dried and heat-treated at a temperature range of 220 to 250 ° C. for 0.5 to 5 minutes, preferably 1 to 3 minutes. If the drying / heat treatment temperature is too low, adhesion to rubber tends to be insufficient, and if the drying / heat treatment temperature is too high, the synthetic fiber melts and melts, resulting in a decrease in fiber strength. There is.
このようにして得られた本発明のゴム補強用合成繊維は、耐熱性に優れるためタイヤ、ホース、ベルト等のゴム補強用合成繊維として、特に熱的にシビアな状態でも高い性能を維持するので、好ましく用いられる。 The synthetic fiber for reinforcing rubber of the present invention thus obtained is excellent in heat resistance, and as a synthetic fiber for reinforcing rubber for tires, hoses, belts, etc., maintains high performance even in a particularly severe state. Are preferably used.
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 characteristic in an Example was performed with the following measuring method.
(1)水に対する溶解度
エポキシ化合物の水に対する溶解度の測定法としては、まず20℃のイオン交換水にエポキシ化合物を所定量添加し、5分間攪拌を行った後に、5分間放置した。このときエポキシ化合物が相分離せず、無色透明になっている場合に溶解したとみなし、上限の濃度を溶解度とした。
溶解度=(上限濃度でのエポキシ添加重量)/(上限濃度でのエポキシ添加重量+水の重量)
(1) Solubility in water As a method for measuring the solubility of an epoxy compound in water, first, a predetermined amount of an epoxy compound was added to 20 ° C. ion-exchanged water, stirred for 5 minutes, and then allowed to stand for 5 minutes. At this time, when the epoxy compound was not phase-separated and was colorless and transparent, it was considered that it was dissolved, and the upper limit concentration was defined as solubility.
Solubility = (weight of epoxy added at the upper limit concentration) / (weight of epoxy added at the upper limit concentration + weight of water)
(2)初期剥離接着力、耐熱剥離接着力
処理コードとゴムとの接着力を示すものである。コードを30本/2.54cm(インチ)で引きそろえ、0.5mm厚の天然ゴムを主成分とするカーカス配合の未加硫ゴムシートで挟みつける。これらのシートを直行するように重ね合わせ、150℃の温度で、30分間、50kg/cm2のプレス圧力(初期剥離接着力)、又は、180℃の温度で40分間、50kg/cm2のプレス圧力(耐熱剥離接着力)で加硫し、次いで室温にてコード方向に沿って短冊状に切り出す。短冊に沿った方のシートをゴムシート面に対し90度の方向へ200mm/分の速度で剥離するのに要した力をN/2.54cm(インチ)で示し、初期剥離接着力および耐熱剥離接着力としたものである。
(2) Initial peel adhesive strength, heat-resistant peel adhesive strength This indicates the adhesive strength between the treatment cord and rubber. The cords are arranged at 30 / 2.54 cm (inch) and sandwiched between uncured rubber sheets containing a carcass composed mainly of 0.5 mm thick natural rubber. These sheets are stacked so as to go straight and pressed at a temperature of 150 ° C. for 30 minutes at a pressing pressure of 50 kg / cm 2 (initial peel adhesive force), or at a temperature of 180 ° C. for 40 minutes at a pressure of 50 kg / cm 2 . Vulcanize with pressure (heat-resistant peel adhesion), then cut into strips along the cord direction at room temperature. The force required to peel the sheet along the strip at a speed of 200 mm / min in the direction of 90 degrees with respect to the rubber sheet surface is indicated by N / 2.54 cm (inch), and the initial peel adhesive strength and heat-resistant peel. Adhesive strength.
(3)高温剥離接着力
上記、初期接着力測定用に作成したサンプルを、上記と同様の測定条件にて、但し測定雰囲気温度のみを150℃に変更して測定を行い、高温剥離接着力とした。
(3) High temperature peel adhesion The above sample prepared for initial adhesion measurement was measured under the same measurement conditions as above, except that the measurement ambient temperature was changed to 150 ° C. did.
[実施例1]
前処理剤の溶液(処理剤(1))として、ソルビトール系ポリエポキシド化合物(エポキシ当量170g/当量、100%粘度4600mPa・s、水に対する溶解度4重量%、坂本薬品工業社製SR−SEP)、εカプロラクタムブロックドMDI(明成化学工業社製S3)、及びビニルピリジン・スチレン・ブタジエンターポリマーゴムラテックス(日本エーアンドエル社製、Pyratex)をそれぞれ固形分で80重量%、10重量%、10重量%の割合で混合した、総固形分量:10重量%の配合液を得た(処理剤(1))。
[Example 1]
As a solution of the pretreatment agent (treatment agent (1)), a sorbitol-based polyepoxide compound (epoxy equivalent 170 g / equivalent, 100% viscosity 4600 mPa · s, solubility in water 4 wt%, Sakamoto Yakuhin Kogyo SR-SEP), ε Caprolactam blocked MDI (S3 manufactured by Meisei Chemical Industry Co., Ltd.) and vinylpyridine / styrene / butadiene terpolymer rubber latex (manufactured by Nippon A & L Co., Ltd., Pyratex) are each 80 wt%, 10 wt%, 10 wt% in solid content. Thus, a mixed solution having a total solid content of 10% by weight mixed at a ratio of (treatment agent (1)) was obtained.
一方接着処理剤の溶液(処理剤(2))として、レゾルシン/ホルマリン(R/F)のモル比が1/0.6、固形分濃度が65重量%である初期縮合物をアルカリ条件下にて溶解し9重量%水溶液とする。これを、41%ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンターボリマーラテックス(日本エイアンドエル社製、Pyratex)と水を上記9%レゾルシン・ホルマリン水溶液57重量部に対し、それぞれ99重量部、104重量部添加する。この液にホルマリン3重量部、33重量%アセトキシムブロックドジフエニルメタンジイソシアネート分散体(明成化学工業社製、DM6011)を30重量部添加し、48時間熟成した固形分濃度20重量%の溶液を得た(処理剤(2))。 On the other hand, as an adhesive treating agent solution (treating agent (2)), an initial condensate having a resorcin / formalin (R / F) molar ratio of 1 / 0.6 and a solid concentration of 65% by weight under alkaline conditions. To 9 wt% aqueous solution. To this, 99 parts by weight and 104 parts by weight of 41% vinylpyridine / styrene / butadiene turbolimer latex (manufactured by Nippon A & L, Pyratex) and water are added to 57 parts by weight of the 9% resorcin / formalin aqueous solution, respectively. To this solution was added 3 parts by weight of formalin and 30 parts by weight of a 33% by weight acetoxime blocked diphenylmethane diisocyanate dispersion (manufactured by Meisei Chemical Industry Co., Ltd., DM6011), and a solution having a solid content concentration of 20% by weight aged for 48 hours. Obtained (treatment agent (2)).
固有粘度が0.95のポリエチレンテレフタレートからなる1670dtex/384フィラメントのマルチフィラメント糸を使用し、該マルチフィラメント糸に40T/10cmで下撚りを施し、これを2本合わせて40T/cmで上撚りを施して3340dtex/768フィラメントのコードを得た。 A multi-filament yarn of 1670 dtex / 384 filament made of polyethylene terephthalate with an intrinsic viscosity of 0.95 is used. The multi-filament yarn is subjected to a lower twist at 40 T / 10 cm, and two of these are twisted together to give an upper twist at 40 T / cm. To obtain a cord of 3340 dtex / 768 filament.
該コードをコンビュートリーター処理機(CAリッツラー株式会社製、タイヤコード処理機)を用いて、前記の処理剤(1)に浸漬した後、130℃の温度で2分間乾燥し、引き続き、240℃の温度で1分間の熱処理を行い、続いて、処理剤(2)に浸漬した後に、170℃の温度で2分間乾燥し、引続いて、240℃の温度で1分間の熱処理を行った。得られたタイヤコードには、処理剤の固形分として、処理剤(1)が2.1重量%、処理剤(2)が2.2重量%付着していた。得られた処理コードを、天然ゴムを主成分とするカーカス配合の未加硫ゴム中に埋め込み、加硫後に前記の方法により評価した。その結果を表1に示す。 The cord was immersed in the treatment agent (1) using a contributor processing machine (CA Ritzler Co., Ltd., tire cord processing machine), dried at a temperature of 130 ° C. for 2 minutes, and subsequently 240 ° C. Then, after being immersed in the treatment agent (2), it was dried at a temperature of 170 ° C. for 2 minutes, and subsequently subjected to a heat treatment at a temperature of 240 ° C. for 1 minute. The resulting tire cord had 2.1% by weight of the treating agent (1) and 2.2% by weight of the treating agent (2) as the solid content of the treating agent. The obtained treated cord was embedded in an unvulcanized rubber containing carcass containing natural rubber as a main component and evaluated by the above method after vulcanization. The results are shown in Table 1.
[実施例2]
ソルビトール系ポリエポキシド化合物の代わりに、エポキシ当量183g/当量、100%粘度4400mPa・s、水に対する溶解度12重量%のポリグリセロール系ポリエポキシド化合物(ナガセケムテックス、EX521)を用いた以外は、実施例1と同様に処理を行った。評価結果を表1に併せて示す。
[Example 2]
Example 1 except that a polyglycerol polyepoxide compound (Nagase Chemtex, EX521) having an epoxy equivalent of 183 g / equivalent, a 100% viscosity of 4400 mPa · s, and a solubility in water of 12% by weight was used instead of the sorbitol-based polyepoxide compound. Processing was carried out in the same manner. The evaluation results are also shown in Table 1.
[比較例1]
ソルビトール系ポリエポキシド化合物として、エポキシ当量167g/当量、100%粘度11800mPa・s、水に対する溶解度2重量%のソルビトール系ポリエポキシド化合物(ナガセケムテックス、EX611)を用いた以外は、実施例1と同様に処理を行った。評価結果を表1に併せて示す。
[Comparative Example 1]
The same treatment as in Example 1 except that a sorbitol-based polyepoxide compound having an epoxy equivalent of 167 g / equivalent, a 100% viscosity of 11800 mPa · s, and a solubility in water of 2% by weight (Nagase Chemtex, EX611) was used as the sorbitol-based polyepoxide compound. Went. The evaluation results are also shown in Table 1.
[比較例2]
ソルビトール系ポリエポキシド化合物の代わりに、エポキシ当量159g/当量、100%粘度650mPa・s、水に対する溶解度35重量%のジグリセロール系ポリエポキシド化合物(ナガセケムテックス、EX421)を用いた以外は、実施例1と同様に処理を行った。評価結果を表1に併せて示す。
[Comparative Example 2]
Example 1 and Example 1 were used except that a diglycerol polyepoxide compound (Nagase ChemteX, EX421) having an epoxy equivalent of 159 g / equivalent, a 100% viscosity of 650 mPa · s, and a solubility in water of 35% by weight was used instead of the sorbitol-based polyepoxide compound. Processing was carried out in the same manner. The evaluation results are also shown in Table 1.
[比較例3]
ソルビトール系ポリエポキシド化合物の代わりに、エポキシ当量141g/当量、100%粘度150mPa・s、水に対する溶解度60重量%のグリセロール系ポリエポキシド化合物(ナガセケムテックス、EX313)を用いた以外は、実施例1と同様に処理を行った。評価結果を表1に併せて示す。
[Comparative Example 3]
Except for using a glycerol-based polyepoxide compound (Nagase Chemtex, EX313) having an epoxy equivalent of 141 g / equivalent, a 100% viscosity of 150 mPa · s, and a solubility in water of 60% by weight instead of the sorbitol-based polyepoxide compound, the same as in Example 1. Was processed. The evaluation results are also shown in Table 1.
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- 2008-06-13 JP JP2008155161A patent/JP2009299221A/en active Pending
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