JP4746464B2 - Method for producing rubber reinforcing fiber - Google Patents

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Description

本発明はゴム補強用繊維の製造方法に関し、さらに詳しくはタイヤ、ホース、ベルト等のゴム・繊維複合体に好適に用いられるゴム補強用の繊維の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing rubber reinforcing fibers, and more particularly to a method for producing rubber reinforcing fibers suitably used for rubber / fiber composites such as tires, hoses and belts.

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、その特性活かし補強用繊維を用いたゴム構造体は、タイヤ、ホース、ベルト等の用途に幅広く用いられている。そしてゴム構造体と、それを補強するための繊維を接着するゴム・繊維用接着剤組成物としては、レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックスを主成分とするいわゆるRFL系接着剤が、広く一般的に用いられている(例えば、特許文献1、特許文献2など)。   Fibers have excellent physical properties such as high strength and high Young's modulus, and rubber structures using reinforcing fibers taking advantage of these properties are widely used in applications such as tires, hoses, and belts. As a rubber / fiber adhesive composition for adhering a rubber structure and a fiber for reinforcing it, a so-called RFL adhesive mainly composed of resorcin, formalin, and rubber latex is widely used. (For example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

しかし、RFL系接着剤は、経時的に縮合状態が変化するために、接着性や工程通過性が初期の性能から低下し、接着剤のポットライフが限られるとともに、製品の性能を一定に維持することが困難であった。そこでRFL系接着剤を用いないゴム補強用繊維として特許文献3などが提案されているが、まだ接着力、特に使用時の高温に曝された場合の接着力が十分ではないという問題があった。   However, since the condensation state of RFL adhesive changes with time, the adhesiveness and process passability deteriorate from the initial performance, the pot life of the adhesive is limited, and the product performance is kept constant. It was difficult to do. Thus, Patent Document 3 has been proposed as a rubber reinforcing fiber that does not use an RFL-based adhesive, but there is still a problem that the adhesive strength, particularly when exposed to high temperatures during use, is not sufficient. .

特開昭54−73994号公報JP-A-54-73994 特開2002−53830号公報JP 2002-53830 A 特開2005−89679号公報JP 2005-89679 A

本発明の目的は、接着性能、特に耐熱接着性能に優れたゴム補強用繊維を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a rubber reinforcing fiber having excellent adhesive performance, particularly heat resistant adhesive performance.

本発明の補強用繊維の製造方法は、繊維を熱可塑性エラストマーを含有する処理剤で処理する製造方法であって、該熱可塑性エラストマーがソフトセグメント中にひまし油系ポリオール構造を有するものであり、該処理剤が熱可塑性エラストマー、ブロックイソシアネート及びゴムラテックスを含むことを特徴とする。   The method for producing a reinforcing fiber of the present invention is a production method in which a fiber is treated with a treatment agent containing a thermoplastic elastomer, wherein the thermoplastic elastomer has a castor oil-based polyol structure in a soft segment, The treating agent includes a thermoplastic elastomer, a blocked isocyanate, and a rubber latex.

さらには、該熱可塑性エラストマーのハードセグメントが、イソホロンジイソシアネート(IPDI)または水添メチレンジフェニルイソシアネート(水添MDI)であることや、ブロックイソシアネートが2官能以上のイソシアネートを、活性水素を有するブロック基でブロックした構造であることが好ましい。   Furthermore, the hard segment of the thermoplastic elastomer is isophorone diisocyanate (IPDI) or hydrogenated methylene diphenyl isocyanate (hydrogenated MDI), or the isocyanate having a bifunctional or higher functional block isocyanate is a blocking group having active hydrogen. A blocked structure is preferred.

また、本発明の製造方法では使用する繊維があらかじめブロックイソシアネートを含む前処理液で処理したものであることや、さらに該前処理液が、エポキシ基を有する化合物またはアミノ基と水酸基を有する化合物のいずれか少なくとも一方を含む前処理液であることが好ましい。   Further, in the production method of the present invention, the fiber to be used is pretreated with a pretreatment liquid containing a blocked isocyanate, and the pretreatment liquid further comprises a compound having an epoxy group or a compound having an amino group and a hydroxyl group. A pretreatment liquid containing at least one of them is preferable.

本発明によれば、接着性能、特に耐熱接着性能に優れたゴム補強用繊維が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fiber for rubber reinforcement excellent in adhesive performance, especially heat resistant adhesive performance is provided.

本発明の製造方法は、繊維を熱可塑性エラストマーを含有する処理剤で処理する製造方法であり、熱可塑性エラストマーがそのソフトセグメント中にひまし油系ポリオール構造を有するものであり、かつその熱可塑性エラストマーを含有する処理剤が、熱可塑性エラストマー、ブロックイソシアネート及びゴムラテックスを含むことを必須としている。   The production method of the present invention is a production method in which a fiber is treated with a treatment agent containing a thermoplastic elastomer, wherein the thermoplastic elastomer has a castor oil-based polyol structure in its soft segment, and the thermoplastic elastomer is It is essential that the treating agent contained contains a thermoplastic elastomer, a blocked isocyanate and a rubber latex.

本発明に用いられる繊維としては高強度、高ヤング率等の優れた物理的特性を有する合成繊維であることが好ましく、たとえばより具体的に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を挙げることが出来る。そして本発明の製造方法は特にポリエステル繊維、あるいは芳香族ポリアミド繊維の接着力を増加するために有効である。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であることが好ましい。芳香族ポリアミド繊維としては、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いわゆるアラミド繊維であることが好ましく、特に強力が高いパラ型アラミド繊維に有効に用いられる。これら合成繊維のデニール、フィラメント数、断面形状等には制限は無く、本発明の繊維はヤーン、コード、不織布、織編物等種々の繊維集合形態を含むものである。   The fiber used in the present invention is preferably a synthetic fiber having excellent physical properties such as high strength and high Young's modulus. More specifically, examples thereof include polyester fiber, polyamide fiber, aromatic polyamide fiber, and the like. I can do it. The production method of the present invention is particularly effective for increasing the adhesive strength of polyester fibers or aromatic polyamide fibers. The polyester fiber is preferably 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. As the aromatic polyamide fiber, polyparaaminobenzamide, polyparaphenylene terephthalamide, polyparaaminobenzhydrazide terephthalamide, polyterephthalic acid hydrazide, polymetaphenylene isophthalamide, or a so-called aramid fiber made of a copolymer thereof is used. It is preferable to be used effectively for para-aramid fibers having particularly high strength. There are no restrictions on the denier, filament number, cross-sectional shape, etc. of these synthetic fibers, and the fibers of the present invention include various fiber aggregate forms such as yarns, cords, nonwoven fabrics, and woven and knitted fabrics.

本発明の製造方法は、このような繊維を熱可塑性エラストマー、ブロックイソシアネート及びゴムラテックスを含む処理剤で処理する製造方法であり、ここで用いられる熱可塑性エラストマーはそのソフトセグメント中にひまし油系ポリオール構造を有するものであることを必須とするものである。   The production method of the present invention is a production method in which such a fiber is treated with a treatment agent containing a thermoplastic elastomer, a blocked isocyanate and a rubber latex, and the thermoplastic elastomer used here has a castor oil-based polyol structure in its soft segment. It is essential to have this.

本発明で用いられる熱可塑性エラストマーはソフトセグメントとハードセグメントからなるものであり、室温においてエラストマー特性を有するとともに170℃以上の高温においては溶融するものであることが好ましい。ソフトセグメントとしてはひまし油系ポリオールを含み、それを主とするものであることが、さらにはソフトセグメントの全量がひまし油系ポリオールで構成されていることが好ましいが、他の成分としてポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリブタジエン等のジオール成分を併用しているものを使用することも可能である。   The thermoplastic elastomer used in the present invention is composed of a soft segment and a hard segment, and preferably has elastomer characteristics at room temperature and melts at a high temperature of 170 ° C. or higher. The soft segment contains a castor oil-based polyol and is mainly composed of it, and it is preferable that the total amount of the soft segment is composed of a castor oil-based polyol, but other components include polyethylene oxide and polypropylene oxide. It is also possible to use a diol component such as polybutadiene in combination.

ハードセグメントとしてはイソホロンジイソシアネート(IPDI)、水添メチレンジフェニルイソシアネート(水添MDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、メタフェニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどのジイソシアネートを挙げることが出来る。なかでも熱可塑性エラストマーのハードセグメントは、イソホロンジイソシアネート(IPDI)または水添メチレンジフェニルイソシアネート(水添MDI)であることが好ましい。   Examples of the hard segment include diisocyanates such as isophorone diisocyanate (IPDI), hydrogenated methylene diphenyl isocyanate (hydrogenated MDI), tolylene diisocyanate (TDI), metaphenylene diisocyanate, and hexamethylene diisocyanate. Of these, the hard segment of the thermoplastic elastomer is preferably isophorone diisocyanate (IPDI) or hydrogenated methylene diphenyl isocyanate (hydrogenated MDI).

本発明で用いられる熱可塑性エラストマーはその単独の皮膜物性としては、100%モジュラスが好ましくは10〜150kg/cm、さらには30〜100kg/cmであることが、300%モジュラスとしては好ましくは60〜200kg/cm、さらには90〜230kg/cmであることが好ましい。また破断伸度は好ましくは200%以上であり、さらには300〜1000%であることが好ましい。なお、上記物性は膜厚0.9mmの皮膜を作成し、JISK6251規格による3号ダンベルに成形して測定したものである。 Thermoplastic elastomer used in the present invention as a film physical properties of the sole 100% modulus of preferably 10~150kg / cm 2, more be a 30~100kg / cm 2, as is preferably the 300% modulus 60~200kg / cm 2, preferably further it is 90~230kg / cm 2. The breaking elongation is preferably 200% or more, and more preferably 300 to 1000%. The physical properties are measured by forming a film with a thickness of 0.9 mm and molding it into a No. 3 dumbbell according to the JIS K6251 standard.

モジュラスが小さすぎる場合には、繊維・ゴム界面のモジュラスもまた下がることになり、特に引き抜き接着力の低下が見られる傾向にある。逆にモジュラスが大きすぎる場合には、接着処理剤のゴムとの相溶性が低下し、接着力が全般に低下する傾向にある。破断伸度が小さすぎる場合にも、繊維・ゴム界面での応力分散が不十分となりやすく、特に剥離接着力が低下する傾向にある。   When the modulus is too small, the modulus of the fiber / rubber interface also decreases, and in particular, the pull-out adhesion tends to be reduced. On the other hand, when the modulus is too large, the compatibility of the adhesion treating agent with rubber tends to decrease, and the adhesive strength tends to decrease in general. Even when the elongation at break is too small, the stress distribution at the fiber / rubber interface tends to be insufficient, and the peel adhesive strength tends to decrease.

また本発明で用いられる熱可塑性エラストマー皮膜の180℃×3時間加熱した場合の自重による溶融伸長率としては150%以下であることが、さらには100〜140%であることが好ましい。これは物性測定と同じく、熱可塑性エラストマー皮膜のJIS3号ダンベルに整形した膜厚0.9mmの皮膜を用いて測定したものである。自重による溶融伸長率が大きい場合には高温接着力が低下するとともに、ゴム・繊維複合体の熱疲労の程度も大きくなる傾向にある。   Further, the melt elongation rate due to its own weight when the thermoplastic elastomer film used in the present invention is heated at 180 ° C. for 3 hours is preferably 150% or less, and more preferably 100 to 140%. This was measured using a 0.9 mm thick film shaped into a JIS No. 3 dumbbell of a thermoplastic elastomer film, as in the physical property measurement. When the melt elongation rate due to its own weight is large, the high-temperature adhesive force tends to decrease and the degree of thermal fatigue of the rubber / fiber composite tends to increase.

熱可塑性エラストマーの処理液中の全有効成分中の固型分含有率としては、30〜80重量%であることが好ましい。このような熱可塑性エラストマーを用いることにより本発明では接着力、特に耐熱接着力を高めることができ、さらには製品の長寿命化、高信頼性の効果を発揮する。
本発明の製造方法に用いられる処理剤は、上記熱可塑性エラストマー以外に、ブロックイソシアネート及びゴムラテックスを含んでいる。
The solid content in all active ingredients in the thermoplastic elastomer treatment liquid is preferably 30 to 80% by weight. By using such a thermoplastic elastomer, in the present invention, the adhesive force, particularly the heat-resistant adhesive force, can be increased, and further, the product can have a long life and high reliability.
The treating agent used in the production method of the present invention contains blocked isocyanate and rubber latex in addition to the thermoplastic elastomer.

本発明で用いるブロックイソシアネート化合物は、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。このとき末端のイソシアネート基は2個以上、さらには3個以上の多官能イソシアネートであることが好ましい。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、トリス(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)との比が1を越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、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートの如き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。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二級アミン類、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挙げられる。   The blocked isocyanate compound used in the present invention is an addition reaction product of a polyisocyanate compound and a blocking agent, and releases a block component upon heating to produce an active polyisocyanate compound. In this case, the terminal isocyanate group is preferably 2 or more, more preferably 3 or more polyfunctional isocyanates. Examples of the polyisocyanate compound include tolylene diisocyanate, metaphenylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, tris (hexamethylene diisocyanate), polymethylene polyphenyl isocyanate, triphenylmethane triisocyanate and the like, or these polyisocyanates. Terminal isocyanate obtained by reacting a compound having two or more active hydrogen atoms, such as trimethylolpropane, pentaerythritol, etc., at a molar ratio of isocyanate group (—NCO) to hydroxyl group (—OH) exceeding 1. Group-containing polyalkylene glycol adduct polyisocyanate, polyisocyanate such as polymethylene polyphenyl isocyanate It preferred because it exhibits excellent 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, acetoxime, methyl ethyl keto Examples include oximes such as oxime and cyclohexanone oxime, and acidic sodium sulfite.

ブロックイソシアネート化合物の全有効成分中の固型分含有率としては、5〜30重量%であることが好ましい。含有率が少なすぎると、繊維表面に対する化学的な親和性が不十分となり、接着力が不足する傾向にある。逆に多すぎると接着剤層が硬くなり、コード強力が発現しなくなると共に、含浸ディップならびに加工工程中での接着剤層脱離などの問題が起こる傾向にある。   The solid content in all active ingredients of the blocked isocyanate compound is preferably 5 to 30% by weight. When the content is too small, the chemical affinity for the fiber surface is insufficient, and the adhesive strength tends to be insufficient. On the other hand, if the amount is too large, the adhesive layer becomes hard and the cord strength does not develop, and there is a tendency that problems such as impregnation dipping and removal of the adhesive layer during the processing process occur.

また、本発明に使用するゴムラテックスとしては、例えば、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、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(以下VPラテックスとする)、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があり、これらを単独、又は、併用して使用することが出来る。なかでも、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を単独、又は、他のものと併用使用するものが好ましい。併用使用の場合には、該ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンターポリマーラテックスを全ラテックス重量の1/3量以上使用した場合が優れた性能のものが得られる。またゴムラテックスの処理液中の固型分含有率としては、30〜80重量%程度であることが好ましい。   Examples of the rubber latex used in the present invention include natural rubber latex, styrene / butadiene copolymer latex, vinylpyridine / styrene / butadiene terpolymer latex (hereinafter referred to as VP latex), nitrile rubber latex, and chlorobrene rubber latex. , Ethylene / propylene / diene monomer latex and the like, and these can be used alone or in combination. Of these, vinyl pyridine / styrene / butadiene terpolymer latex is preferably used alone or in combination with another. When used in combination, excellent performance is obtained when the vinylpyridine / styrene / butadiene terpolymer latex is used in an amount of 1/3 or more of the total latex weight. The solid content in the rubber latex treatment liquid is preferably about 30 to 80% by weight.

本発明で使用する熱可塑性エラストマー、ブロックイソシアネート及びゴムラテックスを含む処理剤の総固型分濃度としては1〜30重量%、さらに好ましくは1.5〜20重量%、最も好ましくは2〜15重量%であることが好ましい。該総固型分濃度が低すぎると接着剤表面張力が増加し、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ともに、固型分付着量が低下することにより接着性が低下する。また一方処理液濃度が高すぎると生産コスト的に不利になるばかりではなく、固型分付着量が多くなりすぎるために硬くなり得られる繊維・ゴム複合体の疲労性が低下する傾向となる。   The total solid concentration of the treatment agent containing the thermoplastic elastomer, blocked isocyanate and rubber latex used in the present invention is 1 to 30% by weight, more preferably 1.5 to 20% by weight, most preferably 2 to 15% by weight. % Is preferred. If the total solid content concentration is too low, the adhesive surface tension increases, the uniform adhesion to the polyester fiber surface decreases, and the adhesion decreases due to a decrease in the solid content adhesion amount. On the other hand, if the concentration of the treatment liquid is too high, not only is the production cost disadvantageous, but the amount of solids attached becomes too large and the fatigue property of the fiber / rubber composite that can be hardened tends to decrease.

また該処理剤の組成物は水分散物として用いる際には、分散剤である界面活性剤の適当な分量は処理剤の全固型分に対して15重量%以下、できれば10重量%以下であることが好ましい。界面活性剤の分量が増えると接着性が低下する傾向にあるからである。   When the composition of the treatment agent is used as an aqueous dispersion, an appropriate amount of the surfactant as the dispersant is 15% by weight or less, preferably 10% by weight or less, based on the total solid content of the treatment agent. Preferably there is. This is because the adhesiveness tends to decrease as the amount of the surfactant increases.

本発明の製造方法による繊維に対する処理剤の固型分付着量としては、0.1〜10重量%の範囲であることが好ましく、さらには0.3〜7重量%、最も好ましくは0.5〜5重量%であることが好ましい。繊維に対する処理剤の固型分付着量を制御するためには圧接ローラーによる絞り、スクレーバー等によるかき落とし、空気吹き付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することができる。付着量を上げるため、もしくはより均一性を高めるために複数回付着せしめても良い。   The amount of the solid component attached to the fiber by the production method of the present invention is preferably in the range of 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.3 to 7% by weight, most preferably 0.5. It is preferably ˜5% by weight. In order to control the amount of the solid component attached to the fiber, means such as squeezing with a pressure roller, scraping with a scraper, blowing off with air blowing, suction, hitting with a beater, etc. can be employed. In order to increase the amount of adhesion, or in order to further increase the uniformity, it may be adhered multiple times.

本発明は上記のような熱可塑性エラストマーを含有する処理剤で処理することを必須とするものであるが、さらには繊維があらかじめブロックイソシアネートを含む前処理液で処理されていることが好ましい。ブロックイソシアネートとしては上記の処理剤の説明で用いたものと同様なものが使用可能である。   Although this invention makes it essential to process with the processing agent containing the above thermoplastic elastomers, it is preferable that the fiber is previously processed with the pretreatment liquid containing block isocyanate. As block isocyanate, the thing similar to what was used by description of said processing agent can be used.

さらにこのブロックイソシアネートを含む前処理液が、エポキシ基を有する化合物またはアミノ基と水酸基を有する化合物のいずれか少なくとも一方を含む前処理液であることが好ましい。これらの化合物は熱処理によりブロックイソシアネートと反応して高次の架橋構造を形成し、接着剤の凝集構造をより強固にする働きがある。   Further, the pretreatment liquid containing the blocked isocyanate is preferably a pretreatment liquid containing at least one of a compound having an epoxy group or a compound having an amino group and a hydroxyl group. These compounds have a function of reacting with blocked isocyanate by heat treatment to form a higher-order cross-linked structure and further strengthening the aggregated structure of the adhesive.

エポキシ基を有する化合物としては、従来公知の接着用エポキシ化合物が使用できる。またアミノ基と水酸基を有する化合物としては、アミノ基が1〜10官能、さらに好ましくは2ないし3官能の脂肪族アミノ基を有する化合物であることが好ましい。アミノ基の数が多すぎるとラテックスなどの乳化・分散物の水中安定性を阻害し、ゲル化や沈殿の原因となる場合があるので注意が必要である。このアミノ基が主にブロックポリイソシアネートとの触媒機能を果たす。また、水酸基の数は、3〜12官能、さらには4ないし5官能の脂肪族水酸基を有することが好ましい。均一な架橋を起させるためには水酸基の数が適切な数であることが好ましい。水溶解性を向上させるためには数に加え、ポリエチレンオキサイドやポリプロピレンオキサイドの重合末端の水酸基を用いることが特に好ましい。またフェノール性OHの化合物の場合には架橋性能が低下する傾向にあるため、それ以外の水酸基であることが好ましい。これらの化合物は熱処理によりブロックイソシアネートと反応して高次の架橋構造を形成し、接着剤の凝集構造をより強固にする働きがある。特に本発明の製造方法では、繊維の前処理剤としてブロックイソシアネートと共に、アミノ基と水酸基を有する化合物を用いた場合にその接着力向上効果が顕著である。   As the compound having an epoxy group, a conventionally known adhesive epoxy compound can be used. The compound having an amino group and a hydroxyl group is preferably a compound having an aliphatic amino group having 1 to 10 functional groups, more preferably 2 to 3 functional amino groups. If the number of amino groups is too large, the stability in water of the emulsion / dispersion such as latex may be inhibited, which may cause gelation or precipitation. This amino group mainly functions as a catalyst with the blocked polyisocyanate. The number of hydroxyl groups is preferably 3-12 functional, more preferably 4-5 functional aliphatic hydroxyl. In order to cause uniform crosslinking, the number of hydroxyl groups is preferably an appropriate number. In order to improve water solubility, it is particularly preferable to use a hydroxyl group at the polymerization terminal of polyethylene oxide or polypropylene oxide in addition to the number. Further, in the case of a phenolic OH compound, the crosslinking performance tends to be lowered, and therefore other hydroxyl groups are preferred. These compounds have a function of reacting with blocked isocyanate by heat treatment to form a higher-order cross-linked structure and further strengthening the aggregated structure of the adhesive. In particular, in the production method of the present invention, when a compound having an amino group and a hydroxyl group is used together with a blocked isocyanate as a fiber pretreatment agent, the effect of improving the adhesive strength is remarkable.

またこのあらかじめ繊維に用いる前処理剤には、ゴムラテックスや、ビニルハライド基を用いて重合した化合物を添加することも好ましい。
ビニルハライド基を用いた化合物としては、皮膜形成温度が200℃以下、より好ましくは、180℃以下のものである。該皮膜形成温度が200℃を超える場合には、接着処理条件下では均一な皮膜を形成することが困難になる。本発明で使用されるそのような化合物としては、塩化ビニルの単独、若しくは、各種の共重合を行った化合物であり、塩化ビニルと酢酸ビニル、塩化ビニルと塩化ビニリデン、塩化ビニルとアクリロニトリル、塩化ビニルと酢酸ビニルの共重合化合物、塩化ビニル、酢酸ビニル及び無水マレイン酸の三元重合体、あるいはそれらの混合物を挙げることが出来る。
Further, it is also preferable to add a rubber latex or a compound polymerized using a vinyl halide group to the pretreatment agent used in advance for the fibers.
As a compound using a vinyl halide group, a film forming temperature is 200 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or lower. When the film forming temperature exceeds 200 ° C., it is difficult to form a uniform film under the bonding treatment conditions. Such a compound used in the present invention is a compound of vinyl chloride alone or variously copolymerized, such as vinyl chloride and vinyl acetate, vinyl chloride and vinylidene chloride, vinyl chloride and acrylonitrile, vinyl chloride. And a copolymer of vinyl acetate and vinyl acetate, a terpolymer of vinyl chloride, vinyl acetate and maleic anhydride, or a mixture thereof.

前処理剤の総固形分濃度としては1〜30重量%、好ましくは1.5〜20重量%の範囲であることが好ましい。また繊維に対する前処理剤の固形分付着量は、0.1〜10重量%の範囲で使用することが好ましく、さらには0.5〜3重量%の範囲で付着せしめることが好ましい。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。本発明の製造方法では、このような前処理剤と併用することにより、相乗効果でゴムとの接着力をより向上させることが可能になる。   The total solid concentration of the pretreatment agent is 1 to 30% by weight, preferably 1.5 to 20% by weight. Moreover, it is preferable to use the solid content adhesion amount of the pretreatment agent with respect to the fiber in the range of 0.1 to 10% by weight, and it is more preferable to adhere in the range of 0.5 to 3% by weight. Moreover, you may make it adhere several times in order to raise the adhesion amount or to ensure uniformity. In the production method of the present invention, by using in combination with such a pretreatment agent, it becomes possible to further improve the adhesive force with rubber by a synergistic effect.

このような本発明の製造方法で得られた補強用繊維は、接着力、特に使用時の高温に曝された場合の接着力が十分であり、繊維の高強度、高ヤング率等の優れた物理的特性を活せるため、タイヤ、ホース、ベルト等の補強用繊維を用いたゴム構造体に好適に用いられる。   Such reinforcing fibers obtained by the production method of the present invention have sufficient adhesive strength, particularly when exposed to high temperatures during use, and have excellent fiber strength, high Young's modulus, etc. Since physical properties can be utilized, it is suitably used for rubber structures using reinforcing fibers such as tires, hoses and belts.

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)コード剥離接着力
処理コードとゴムとの接着力を示すものである。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表層近くに7本のコードを埋め、150℃の温度で、30分間、50kg/cmのプレス圧力(初期値)、又は、180℃の温度で40分間、50kg/cmのプレス圧力(耐熱値)で加硫し、次いで、両端のコードを残し3本のコード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/3本で示したものである。
(1) Cord peeling adhesive strength This indicates the adhesive strength between the treated cord and rubber. Seven cords are buried near the surface layer of an unvulcanized rubber sheet containing carcass containing natural rubber as a main component, and a press pressure (initial value) of 50 kg / cm 2 for 30 minutes at a temperature of 150 ° C. or 180 ° C. For 40 minutes at a temperature of 50 kg / cm 2 at a pressing pressure (heat resistance value), and then leaving the cords at both ends and leaving the three cords at a speed of 200 mm / min in the direction of 90 degrees with respect to the rubber sheet surface. The force required for peeling is indicated by N / 3.

(2)溶融伸長率(TL)
熱可塑性エラストマーの膜厚0.9mmの皮膜を作成し、JIS3号ダンベル型に整形し試料とする。100%モジュラス、300%モジュラスおよび引張強度はそれぞれkg/cmで示した。また溶融伸長率(TL%)は、この試料の一方の端を固定して垂直に吊り下げ、180℃×3時間加熱した場合の自重による伸長率を、単位を%にて示した。
(2) Melt elongation rate (TL)
A 0.9 mm-thick film of thermoplastic elastomer is prepared and shaped into a JIS No. 3 dumbbell shape as a sample. The 100% modulus, 300% modulus and tensile strength are each expressed in kg / cm 2 . The melt elongation rate (TL%) is expressed in% by the unit of the elongation rate due to its own weight when one end of the sample is fixed and suspended vertically and heated at 180 ° C. for 3 hours.

[実施例1]
ポリエポキシド化合物、ブロックポリイソシアネート(明成化学工業製、DM6011)、VPラテックス、および塩化ビニルラテックス(日信化学工業製ビニブラン609)をそれぞれ固型分で6重量%、20重量%、44重量%、30重量%の割合となるように混合し、総固型分濃度5.5重量%の前処理液(1)を得た。
[Example 1]
A polyepoxide compound, a block polyisocyanate (manufactured by Meisei Chemical Industry Co., Ltd., DM6011), a VP latex, and a vinyl chloride latex (Vinyl Blanc 609 manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) are each 6% by weight, 20% by weight, 44% by weight, 30% The pretreatment liquid (1) having a total solid content concentration of 5.5% by weight was obtained by mixing so that the ratio was 5% by weight.

一方、熱可塑性エラストマー(1)(ソフトセグメントがひまし油系ポリオール、ハードセグメントがIPDI)、ブロックポリイソシアネート(明成化学工業製、DM6011)、およびVPラテックスをそれぞれ固型分で50重量%、15重量%、50重量%の割合となるように混合し、総固型分濃度20.0重量%の本処理液(1)を得た。   On the other hand, thermoplastic elastomer (1) (soft segment is castor oil type polyol, hard segment is IPDI), block polyisocyanate (manufactured by Meisei Chemical Industry Co., Ltd., DM6011), and VP latex are 50% by weight and 15% by weight, respectively. The main treatment liquid (1) having a total solid concentration of 20.0% by weight was obtained.

繊維としては、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用いた。   As the fiber, a 1670 dtex / 384 filament multifilament yarn made of polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.95 is used, and the multifilament yarn is twisted at 40 T / 10 cm, and the two are combined to 40 T / cm. And a 3340 dtex / 768 filament cord was used.

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、前処理液(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、本処理液(1)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。得られた補強用繊維コードには、処理剤の固形分として、前処理剤が1.0重量%、本処理剤が1.7重量%付着していた。得られた補強用繊維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、150℃の温度で30分間、及び、180℃の温度で60分間、加硫し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 pretreatment liquid (1) using a contributor processing machine (tire code processing machine manufactured by CA Ritzler Co., Ltd.), then dried at a temperature of 130 ° C. for 2 minutes, and subsequently at a temperature of 240 ° C. A heat treatment was performed at a temperature for 1 minute, followed by immersion in the treatment liquid (1), followed by drying at a temperature of 170 ° C. for 2 minutes, and subsequently a heat treatment at a temperature of 240 ° C. for 1 minute. The obtained reinforcing fiber cord had 1.0% by weight of the pretreatment agent and 1.7% by weight of the treatment agent as solid content of the treatment agent. The above-mentioned method by embedding the obtained reinforcing fiber cord in a carcass blended unvulcanized rubber containing natural rubber as a main component, and vulcanizing at a temperature of 150 ° C. for 30 minutes and at a temperature of 180 ° C. for 60 minutes. It was evaluated by. The results are shown in Table 1.

[実施例2]
本処理剤として、熱可塑性エラストマー(1)(ソフトセグメントがひまし油系ポリオール、ハードセグメントがIPDI)の代わりに、熱可塑性エラストマー(2)(ソフトセグメントがひまし油系ポリオール:PTMG=7:3、ハードセグメントがIPDI)を用いた本処理剤(2)を使用した以外は、実施例1と同様に行い補強用繊維コードを得た。その結果を表1に併せて示す。
[Example 2]
As the treatment agent, instead of thermoplastic elastomer (1) (soft segment is castor oil-based polyol, hard segment is IPDI), thermoplastic elastomer (2) (soft segment is castor oil-based polyol: PTMG = 7: 3, hard segment) Was used in the same manner as in Example 1 except that this treating agent (2) using IPDI was used to obtain a reinforcing fiber cord. The results are also shown in Table 1.

[比較例1]
本処理剤として、熱可塑性エラストマー(1)(ソフトセグメントがひまし油系ポリオール、ハードセグメントがIPDI)の代わりに、本発明の要件を満たさない熱可塑性エラストマー(3)(ソフトセグメントがポリカーボネートジオール、ハードセグメントがIPDI)を用いた本処理剤(3)を使用した以外は、実施例1と同様に行い補強用繊維コードを得た。その結果を表1に併せて示す。
[Comparative Example 1]
As this treating agent, instead of thermoplastic elastomer (1) (soft segment is castor oil polyol, hard segment is IPDI), thermoplastic elastomer (3) not satisfying the requirements of the present invention (soft segment is polycarbonate diol, hard segment) However, this treatment agent (3) using IPDI) was used in the same manner as in Example 1 to obtain a reinforcing fiber cord. The results are also shown in Table 1.

[実施例3、4、比較例2]
エポキシ化合物を用いた前処理液(1)の代わりに、エチレンジアミンエチレンオキサイド4モル付加物、多官能ブロックポリイソシアネート(明成化学工業製、NBP873)、VPラテックス、および塩化ビニルラテックス(日信化学工業製ビニブラン609)をそれぞれ固型分で1.5重量部、100重量部、50重量部、50重量部の割合となるように混合し、総固型分濃度10重量%の前処理液(2)を用い、その他は実施例、比較例どおりに行なった。実施例1、2、比較例1に対応するものをそれぞれ実施例3、4、比較例2とした。その結果を表1に併せて示す。
[Examples 3 and 4 and Comparative Example 2]
Instead of the pretreatment liquid (1) using an epoxy compound, ethylenediamine ethylene oxide 4 mol adduct, polyfunctional block polyisocyanate (manufactured by Meisei Chemical Industry Co., Ltd., NBP873), VP latex, and vinyl chloride latex (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) Viniblanc 609) was mixed at a solid content of 1.5 parts by weight, 100 parts by weight, 50 parts by weight, and 50 parts by weight to prepare a pretreatment liquid (2) having a total solids concentration of 10% by weight. The others were carried out as in Examples and Comparative Examples. Examples corresponding to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were designated as Examples 3 and 4 and Comparative Example 2, respectively. The results are also shown in Table 1.

Figure 0004746464
Figure 0004746464

Claims (6)

繊維を熱可塑性エラストマーを含有する処理剤で処理する製造方法であって、該熱可塑性エラストマーがソフトセグメント中にひまし油系ポリオール構造を有するものであり、該処理剤が熱可塑性エラストマー、ブロックイソシアネート及びゴムラテックスを含むことを特徴とする補強用繊維の製造方法。   A process for treating a fiber with a treatment agent containing a thermoplastic elastomer, wherein the thermoplastic elastomer has a castor oil-based polyol structure in a soft segment, and the treatment agent is a thermoplastic elastomer, a blocked isocyanate, and a rubber A method for producing a reinforcing fiber, comprising latex. 該熱可塑性エラストマーのハードセグメントが、イソホロンジイソシアネート(IPDI)または水添メチレンジフェニルイソシアネート(水添MDI)である請求項1記載の補強用繊維の製造方法。   The method for producing a reinforcing fiber according to claim 1, wherein the hard segment of the thermoplastic elastomer is isophorone diisocyanate (IPDI) or hydrogenated methylene diphenyl isocyanate (hydrogenated MDI). ブロックイソシアネートが2官能以上のイソシアネートを、活性水素を有するブロック基でブロックした構造である請求項1または2に記載の補強用繊維の製造方法。   The method for producing a reinforcing fiber according to claim 1 or 2, wherein the blocked isocyanate has a structure in which a bifunctional or higher functional isocyanate is blocked with a blocking group having active hydrogen. ゴムラテックスがビニルピリジン・スチレン・ブタジエンラテックスである請求項1〜3のいずれか1項記載の補強用繊維の製造方法。   The method for producing a reinforcing fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein the rubber latex is vinylpyridine / styrene / butadiene latex. 繊維があらかじめブロックイソシアネートを含む前処理液で処理したものである請求項1〜4のいずれか1項記載の補強用繊維の製造方法。   The method for producing a reinforcing fiber according to any one of claims 1 to 4, wherein the fiber is pretreated with a pretreatment liquid containing a blocked isocyanate. 該前処理液が、エポキシ基を有する化合物またはアミノ基と水酸基を有する化合物のいずれか少なくとも一方を含む前処理液である請求項5記載の補強用繊維の製造方法。   The method for producing a reinforcing fiber according to claim 5, wherein the pretreatment liquid is a pretreatment liquid containing at least one of a compound having an epoxy group or a compound having an amino group and a hydroxyl group.
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