JPH0913226A - Short fiber for reinforcing rubber - Google Patents
Short fiber for reinforcing rubberInfo
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- JPH0913226A JPH0913226A JP7157398A JP15739895A JPH0913226A JP H0913226 A JPH0913226 A JP H0913226A JP 7157398 A JP7157398 A JP 7157398A JP 15739895 A JP15739895 A JP 15739895A JP H0913226 A JPH0913226 A JP H0913226A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はマトリックス・ゴムの補
強に好都合な繊維素材を提供するもので、本発明繊維に
より補強されたゴムは各種伝達ベルト、タイヤ、ホー
ス、ガスケット、ダイヤフラグラム、ピストンキャッ
プ、自動車の外装部品等に利用可能である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides a fiber material suitable for reinforcing matrix rubber. Rubber reinforced by the fiber of the present invention can be used for various transmission belts, tires, hoses, gaskets, diamond flags, pistons. It can be used for caps, automobile exterior parts, etc.
【0002】[0002]
【従来の技術】ゴム、樹脂、コンクリートおよびアスフ
ァルト等は、それ単体で使用される場合もあるが、単体
では引張・曲げ強度、モジュラスおよび摩耗等の性能が
不十分のため、用途によっては有機あるいは無機のショ
ートカット繊維を添加・混合・分散して補強するいわゆ
る繊維補強が広く実施されている。この際の補強用繊維
は、ゴム、樹脂、コンクリートおよびアスファルト等の
マトリックスより、高い強度、モジュラス、タフネスを
有することが基本的選択基準であるが、補強効果を十分
に発揮するためには繊維〜マトリックス間の接着力と繊
維のマトリックス中における均一分散が重要である。こ
の接着力確保の手段における従来技術は、大別して、2
方法が提案されている。2. Description of the Related Art Rubber, resin, concrete, asphalt, and the like may be used alone, but since they have insufficient properties such as tensile strength / bending strength, modulus, and abrasion, they may be used depending on the application. So-called fiber reinforcement, in which inorganic short-cut fibers are added, mixed, and dispersed to reinforce them, is widely practiced. Reinforcing fibers at this time, the basic selection criterion is to have a higher strength, modulus, toughness than the matrix of rubber, resin, concrete, asphalt, etc. Adhesion between the matrices and uniform distribution of the fibers in the matrix are important. The conventional techniques for securing the adhesive force are roughly classified into 2
A method has been proposed.
【0003】1つ目の方法は、使用するショートカット
繊維の繊度を細くまたは繊維長を長くし、繊維長さを繊
維径で除したアスペクト比を大とし、繊維1本の強度当
たりのマトリックス接触面積を増大し、物理的に接着す
るもので、コスト面で有利で、また、補強効果がマトリ
ックス、繊維素材に影響されにくく、さらには、湿度等
の環境に対する接着力変化が少ない等の長所を有してい
る。しかし、この方法には、大きな欠点がある。すなわ
ち、アスペクト比を大きくすると、繊維同志が絡み合い
マトリックス内で均一な繊維分散を不可能とするため、
ごく少量の繊維配合によるわずかな補強向上で満足し得
る等のごく限定された用途に対してのみ適用されている
にすぎない。2つ目の方法は繊維表面に対して、レゾル
シン−ホルムアルデヒド−ラテックス処理(RFL)、
イソシアネート、エポキシ樹脂、シラン系等の処理を施
し、化学的に接着力を高める方法である。現在、この方
法が汎用的に採用されているが、この化学的接着処理に
比較的大なる費用を要し、また、繊維およびマトリック
スによっては充分な接着力が得られないケースがあり、
さらには、RFLに代表される接着処理方式では水濡れ
により、接着力を大幅に減ずる欠点を有している。The first method is to reduce the fineness or length of the short cut fibers to be used and increase the aspect ratio by dividing the fiber length by the fiber diameter to obtain a matrix contact area per strength of one fiber. It has an advantage in that it is cost effective, the reinforcing effect is not easily affected by the matrix and the fiber material, and there is little change in the adhesive strength with respect to the environment such as humidity. doing. However, this method has significant disadvantages. That is, when the aspect ratio is increased, the fibers are entangled with each other and it becomes impossible to uniformly disperse the fibers in the matrix.
It has only been applied to very limited applications, such as a slight improvement in reinforcement with a very small amount of fiber blending being satisfactory. The second method is to treat the fiber surface with resorcin-formaldehyde-latex treatment (RFL),
This is a method of chemically enhancing the adhesive force by subjecting it to treatment with isocyanate, epoxy resin, silane or the like. Currently, this method is widely used, but this chemical bonding treatment requires a relatively large cost, and there are cases where sufficient bonding strength cannot be obtained depending on the fiber and matrix.
Furthermore, the adhesive treatment method represented by RFL has a drawback that the adhesive force is significantly reduced due to water wetting.
【0004】一方、マトリックス内における補強繊維の
分散は、繊維あるいはマトリックスの種類により差があ
るが、繊維長さを直径で除した値で表示されるアスペク
ト比で、その良否が決定され、通常30〜1000、よ
り好ましくは500以下が要求される。On the other hand, the dispersion of the reinforcing fibers in the matrix varies depending on the type of the fiber or the matrix, but the quality is determined by the aspect ratio displayed by the value obtained by dividing the fiber length by the diameter. ~ 1000, more preferably 500 or less is required.
【0005】以上より、繊維補強の理想的技術は、繊維
素材あるいはマトリックス素材には影響せず、また、乾
湿でも補強効果に差が少なく、さらには、比較的低コス
トで、これを可能とする技術であるが、従来技術は前述
したごとく、種々の欠点を有しながら実用されているの
が現状である。From the above, the ideal technique for fiber reinforcement does not affect the fiber material or the matrix material, has little difference in the reinforcing effect even when it is wet and dry, and enables this at a relatively low cost. Although it is a technique, as described above, the conventional technique is currently in practical use while having various drawbacks.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
問題を解消したもので、その主旨とするところは、分散
性が良好な範囲のアスペクト比のカット糸を用い、とく
にゴムをマトリックスする場合に顕著な補強効果を発揮
し、その効果はゴム種類にはほとんど関係なく、さら
に、化学的な接着処理を省略しても、高度の接着力を確
保する全く新規な補強用繊維を提案するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has solved the problems of the prior art. The gist of the present invention is to use a cut yarn having an aspect ratio within a range having good dispersibility, and particularly to form a rubber matrix. Providing a remarkable reinforcing effect in the case, the effect is almost independent of the rubber type, and furthermore, we propose a completely new reinforcing fiber that ensures a high degree of adhesion even if chemical bonding is omitted. Things.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、マトリッ
クス中への繊維添加・分散時には、前述の分散性良好な
アスペクト比の繊維形状で実施、混練・成型段階等のほ
ぼ最終に近い加工段階で、その繊維を分割・細径化させ
ることにより、分散と接着の双方を両立し、また、この
接着方式が物理的な繊維〜マトリックスの濡れによるも
のであるため、水分等による物性差もほとんどない優れ
た補強用短繊維となり得ることを見出し本発明を完成し
た。[Means for Solving the Problems] When the fibers are added / dispersed in a matrix, the present inventors carry out the above-described fiber shape having an aspect ratio with good dispersibility, and perform a nearly final processing such as a kneading / molding step. At the stage, by dispersing and thinning the fiber, both dispersion and adhesion are compatible, and because this adhesion method is based on physical wetting of the fiber to matrix, there is also a difference in physical properties due to water and the like. The present invention has been completed by finding that it can be an excellent reinforcing short fiber which is rare.
【0008】すなわち、本発明は、ゴム状ポリマーから
なるマトリックスに短繊維状で混合分散されて用いられ
る繊維であって、その繊維が少なくとも2種のポリマー
からなり、かつその繊維断面が海島状であり、さらにそ
の繊維は機械的剪断力によってフィブリル化するゴム補
強用短繊維である。そして好ましくは、このような海島
断面繊維において、ポリビニルアルコール系ポリマー
(A)と水不溶性ポリマー(B)よりなり、AまたはB
のいずれかが島成分、他方が海成分で、A/Bの重量比
が90/10〜20/80であるゴム補強用短繊維であ
る。That is, the present invention is a fiber which is used by being mixed and dispersed in a matrix made of a rubber-like polymer in the form of a short fiber, the fiber being composed of at least two kinds of polymers, and the fiber cross section being a sea-island shape. In addition, the fiber is a rubber-reinforcing short fiber that is fibrillated by mechanical shear. And, preferably, such a sea-island cross-section fiber comprises a polyvinyl alcohol-based polymer (A) and a water-insoluble polymer (B), and A or B
One of them is an island component, the other is a sea component, and the A / B weight ratio is 90/10 to 20/80, which is a short fiber for rubber reinforcement.
【0009】ここで、本発明の補強用短繊維は、その横
断面が海島状であること、すなわち繊維構成ポリマーの
少なくとも1種が海成分、そして他の1種又は2種以上
が島成分となっている多成分系繊維である必要があり、
これは、繊維添加・分散時に分散性良好なアスペクト
比、すなわち比較的低いアスペクト比を保有し、その後
の加工段階で繊維の分割・細径化を生じ優れた補強効果
を得るために必須条件である。この繊維は、機械的剪断
力を受けた際に分割・細径化が生じる必要があり、これ
は補強効果を発揮するための繊維表面積を確保するため
である。分割・細径化後の平均径が5μm以下、特に
0.03〜3μmであると好ましく、0.1〜1.5μ
mであると一層好ましい。The reinforcing short fibers of the present invention have a sea-island cross section, that is, at least one of the fiber-constituting polymers is a sea component and the other one or two or more are island components. It must be a multi-component fiber,
This is an essential condition in order to maintain a good aspect ratio with good dispersibility during fiber addition / dispersion, that is, a relatively low aspect ratio. is there. The fibers need to be divided and reduced in diameter when subjected to mechanical shearing force, in order to secure a fiber surface area for exhibiting a reinforcing effect. The average diameter after division and narrowing is preferably 5 μm or less, particularly preferably 0.03 to 3 μm, and 0.1 to 1.5 μm.
More preferably m.
【0010】分割・細径化後の平均径が5μmを越える
と補強効果発揮のために要求される繊維表面積が減少
し、結果的には、補強が不充分となる。この分割細径化
を得るための繊維は海/島状の構成を有している必要が
あり、とくに、そのポリマーがポリビニルアルコール系
Aと水不溶性ポリマーBで構成されており、一方が島成
分、他方が海成分となっているとゴムとの接着性が優れ
るので、より好ましい。さらには、前述のポリマー重量
比A/Bが90/10〜20/80で構成され、かつ、
分割・細径化後の太さが平均0.03〜3μm、さらに
は、0.1〜1.5μmであるともっと好ましい。If the average diameter after division / thinning exceeds 5 μm, the fiber surface area required for exerting the reinforcing effect is reduced, and as a result, the reinforcing becomes insufficient. The fiber for obtaining this divided diameter reduction must have a sea / island structure, and in particular, its polymer is composed of polyvinyl alcohol A and water-insoluble polymer B, one of which is an island component. However, it is more preferable that the other is a sea component because the adhesiveness to rubber is excellent. Furthermore, the polymer weight ratio A / B is 90/10 to 20/80, and
It is more preferable that the average thickness after division and diameter reduction is 0.03 to 3 μm, and further 0.1 to 1.5 μm.
【0011】また水溶性ポリマーとしては、ポリマー
(A)がポリビニルアルコール系のポリマーである場合
には、繊維の製造方法として湿式紡糸方法で代表される
溶剤紡糸方法が用いられるが、ポリマー(B)として
は、ポリビニルアルコール系ポリマーの溶媒に溶解する
ポリマーが得られる繊維の分割・細径化や高強度の点で
好ましく、特に溶媒としてジメチルスルホキシド(DM
SO)が用いられる場合には、ポリマー(B)としてD
MSOに可溶性のポリマーである酢酸セルロースや澱粉
を用いるのが好ましい。酢酸セルロースの場合には、繊
維形成後にケン化してセルロースとしてもよい。なお水
不溶性ポリマーとしては、常温水中に該ポリマーを浸漬
しても、実質的に溶解しないポリマーを意味している。
ポリビニルアルコール系ポリマーとしては、完全ケン化
されたものであっても、部分ケン化されたものであって
も、さらに他のモノマーを共重合したものでもよい。As the water-soluble polymer, when the polymer (A) is a polyvinyl alcohol-based polymer, a solvent spinning method represented by a wet spinning method is used as a method for producing fibers, but the polymer (B) is used. As the polyvinyl alcohol-based polymer, a polymer that is soluble in a solvent can be obtained from the viewpoints of fiber division and thinning and high strength. Particularly, as a solvent, dimethyl sulfoxide (DM
When SO) is used, D as polymer (B)
It is preferable to use cellulose acetate and starch, which are soluble polymers in MSO. In the case of cellulose acetate, it may be saponified into cellulose after fiber formation. The water-insoluble polymer means a polymer that is not substantially dissolved even when the polymer is immersed in normal temperature water.
The polyvinyl alcohol-based polymer may be completely saponified, partially saponified, or copolymerized with another monomer.
【0012】本発明の短繊維は、海成分ポリマーと島成
分ポリマーを共通溶媒に溶解し、湿式紡糸又は乾式紡糸
したのち、湿延伸し(乾式紡糸の場合には用いる必要が
ない)、さらに乾熱延伸するのが好ましい。繊維の強度
を高め、より優れた分割・細径化を達成するためには、
延伸倍率を高めるのが好ましい。繊維の太さとしては、
0.5〜20デニール、より好ましくは1〜10デニー
ルの範囲である。The short fiber of the present invention is prepared by dissolving the sea component polymer and the island component polymer in a common solvent, wet spinning or dry spinning, and then wet drawing (there is no need to use in the case of dry spinning) and further drying. It is preferable to perform hot stretching. In order to increase the strength of the fiber and achieve better splitting and diameter reduction,
It is preferable to increase the draw ratio. As the thickness of the fiber,
It is in the range of 0.5 to 20 denier, more preferably 1 to 10 denier.
【0013】本発明繊維が使用し得るマトリックス・ゴ
ム種は、なんら限定されず、たとえば天然ゴム(N
R)、スチレン・ブタジエン・ゴム(SBR)、クロロ
プレン・ゴム(CR)、エチレン・プロピレン・ジエン
・ゴム(EPDM)等が使用可能である。また、本発明
に加え、フィブリル化前の繊維に従来技術のRFL、イ
ソシアネート等の接着処理を併用することも、本発明の
効果を減ずるものではなく、より高い接着力が得られる
点で好ましい。さらには、本発明繊維は、糸全断面が分
割・細径化しても、あるいは、幹を残して、その周辺の
みが分割・細径化しても良く、後者の部分分割・細径化
はマトリックス中で繊維の絡み合いが少なく、より好ま
しい。また、剪断力が加わった際の分割・細径化は、1
×10-5sec-1以上の剪断速度で主に生じることが繊
維の均一分散の点でより好ましく、極めて弱い剪断力で
分割すると加工方式によっては、繊維が絡み合い分散に
問題を生じる。The type of matrix rubber that can be used in the fiber of the present invention is not limited at all, and for example, natural rubber (N
R), styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) and the like can be used. Further, in addition to the present invention, it is also preferable to use an adhesive treatment such as RFL and isocyanate of the prior art in combination with the fiber before fibrillation in order not to reduce the effect of the present invention and to obtain higher adhesive strength. Furthermore, in the fiber of the present invention, the entire cross section of the yarn may be divided or reduced in diameter, or only the periphery thereof may be divided or reduced in diameter while leaving the trunk. Among them, the entanglement of the fibers is small, which is more preferable. In addition, when the shearing force is applied, the division and diameter reduction
It is more preferable that the fiber mainly occurs at a shear rate of × 10 −5 sec −1 or more from the viewpoint of uniform dispersion of the fiber. If the fiber is divided by an extremely weak shearing force, the fiber may become entangled and dispersed depending on the processing method.
【0014】つぎに、本発明繊維を用い、ゴムをマトリ
ックスとする繊維補強物の生産方法例を説明する。ま
ず、本発明の海/島状繊維をギロチン・カッター等によ
り、従来技術と同様な30〜1000のアスペクト比に
カットしてショートカット繊維(短繊維)を得る。つい
で、ゴム、加硫剤、加硫促進剤、安定剤、カーボン、プ
ロセスオイル等の公知のゴム配合物と上記ショートカッ
ト糸を計量し、バンバリーで素練りし、オープン・ロー
ルのゴム素練ロールで混練後、この工程後に、ゴムシー
トを得る場合は、カレンダー・ロールを、あるいは、成
型物の場合は射出、押し出し成型機により、加工して製
品とする。なお、アスペクト比とは、繊維長を繊維断面
積相当円の直径で割った値である。Next, an example of a method for producing a fiber reinforced product using the fiber of the present invention and having a rubber matrix will be described. First, the sea / island fiber of the present invention is cut into an aspect ratio of 30 to 1000 as in the prior art using a guillotine cutter or the like to obtain a shortcut fiber (short fiber). Next, a known rubber compound such as rubber, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a stabilizer, carbon, and a process oil and the above-mentioned short-cut yarn are weighed, kneaded with a banbury, and then with an open roll rubber kneading roll. After kneading, after this step, when a rubber sheet is obtained, it is processed into a product by a calender roll, or in the case of a molded product, by an injection or extrusion molding machine. The aspect ratio is a value obtained by dividing a fiber length by a diameter of a circle corresponding to a fiber cross-sectional area.
【0015】この際、ゴム素練ロール、カレンダーのロ
ール間隙、回転速度比を調整あるいは射出、押し出し成
型機工程では、ゴム吐出量、押し出しスクリューの溝構
造、回転速度あるいは金型部へのゲート・隙間を調節
し、いずれかの工程で1×10-5sec-1以上の剪断速
度の剪断力を加え、繊維を分割細径化し、良好な性能を
有する繊維補強ゴム製品が得られることになる。1×1
0-5sec-1未満の剪断速度での分割細径化は繊維製造
段階あるいはギロチン・カッター工程等のゴム製品生産
前の準備工程でも生じ、ゴム中での繊維分散に問題が生
じ、好ましくない。また、本発明のショートカット繊維
添加をバンバー後のオープンロール等あるいは、射出、
押し出し成型機工程等の後工程で実施することも、分割
細径化による繊維絡み合いに基づく、分散悪化を防止す
る点で好ましい。さらには、本発明の繊維をゴム中に高
充填したいわゆるマスターバッチ化し、これを上記のオ
ープンロール等の加工工程で添加することも、本発明の
効果を減ずるものではなく、より好ましい。At this time, in the process of adjusting or injecting a rubber mastication roll, a roll gap of a calender, a rotation speed ratio, an extrusion molding machine process, a rubber discharge amount, a groove structure of an extrusion screw, a rotation speed or a gate to a mold part. By adjusting the gap and applying a shearing force at a shearing rate of 1 × 10 −5 sec −1 or more in any step, the fiber is divided into small diameters, and a fiber-reinforced rubber product having good performance can be obtained. . 1x1
The division-reducing at a shear rate of less than 0 -5 sec -1 also occurs in a fiber production stage or a preparation process before production of rubber products such as a guillotine cutter process, which causes a problem in dispersion of fibers in rubber, which is not preferable. . Further, the short-cut fiber addition of the present invention is an open roll or the like after the bamber, or injection,
It is also preferable to carry out it in a subsequent step such as an extrusion molding machine step, from the viewpoint of preventing the dispersion deterioration due to the fiber entanglement due to the divided diameter reduction. Further, it is more preferable to form a so-called masterbatch in which the fiber of the present invention is highly filled in rubber and to add the masterbatch in a processing step such as the above-mentioned open roll, without reducing the effect of the present invention.
【0016】[0016]
【実施例】以下、実施例により、本発明を説明する。な
お、繊維の分割後の平均径は、フィブリル化された繊維
の顕微鏡写真をとり、この写真に任意の直線を引き、こ
の直線を横切る繊維の横切る箇所での繊維幅を求め、こ
の値を20個求めて、その相加平均を求めたものであ
る。The present invention will be described below with reference to examples. The average diameter of the fiber after splitting is determined by taking a micrograph of the fibrillated fiber, drawing an arbitrary straight line on the photograph, calculating the fiber width at the point where the fiber crosses the straight line, and calculating this value by 20. It is obtained by calculating the arithmetic mean.
【0017】実施例1 重合度1750、けん化度99.9モル%のポリビニル
アルコール(以下PVAと略記する)と重合度180、
アセチル化度55%の酢酸セルロース(以下CAと略記
する)を表1の重量比で、計量してジメチルスルホキシ
ド(DMSO)を添加し、80℃で10時間窒素気流下
撹拌混合溶解し、ポリマー濃度25重量%のポリマー溶
液を得た。この溶液を紡糸原液とし、孔数400ホー
ル、孔径0.10mmφの紡糸口金を通じ、DMSO/
メタノールの重量比が30/70で、温度10℃の固化
浴中に乾湿式紡糸し、3.0倍の湿延伸、糸中のDMS
Oをメタノール抽出後、80℃で熱風乾燥し、225℃
で最大延伸倍率の0.8倍掛けで乾熱延伸を行いPVA
/CAの1200デニール/400fのブレンド繊維を
得た。ついで、1規定苛性ソーダ中50℃で30分間処
理して、CAをケン化してセルロースとし、さらに、ホ
ルムアルデヒド30g/lと硫酸200g/lと芒硝1
50g/lの浴に70℃×30分間浸漬してアセタール
化をした。この繊維の断面を透過型電子顕微鏡で観察し
たところ、海/島状であった。この繊維をギロチンカッ
ターを用い、2mmにカットした。Example 1 Polyvinyl alcohol having a degree of polymerization of 1750 and a degree of saponification of 99.9 mol% (hereinafter abbreviated as PVA) and a degree of polymerization of 180,
Cellulose acetate having a degree of acetylation of 55% (hereinafter abbreviated as CA) was weighed in a weight ratio shown in Table 1, dimethylsulfoxide (DMSO) was added, and the mixture was dissolved by stirring under a nitrogen stream at 80 ° C. for 10 hours to obtain a polymer concentration. A 25% by weight polymer solution was obtained. This solution was used as a spinning stock solution and was passed through a spinneret with 400 holes and a hole diameter of 0.10 mmφ to produce DMSO /
Dry / wet spinning in a solidification bath at a temperature of 10 ° C with a methanol weight ratio of 30/70, wet drawing of 3.0 times, DMS in the yarn
After extracting O with methanol, dry it with hot air at 80 ℃ and 225 ℃.
PVA with dry heat stretching at 0.8 times the maximum draw ratio
A blend fiber of 1200 denier / 400 f of / CA was obtained. Then, it is treated in 1N caustic soda for 30 minutes at 50 ° C. to saponify CA into cellulose, and further formaldehyde 30 g / l, sulfuric acid 200 g / l and mirabilite 1.
It was dipped in a 50 g / l bath at 70 ° C. for 30 minutes for acetalization. When the cross section of this fiber was observed with a transmission electron microscope, it was found to be sea / island shape. This fiber was cut into 2 mm using a guillotine cutter.
【0018】SBR/NR=1/1をマトリックスと
し、7.5inφ×2本ロールの一方が11.5m/m
in、他方が13.0m/minの回転速度、ロール間
隙10mmで80℃のゴム素練ロールで混練したのち、
このショートカット繊維をマトリックスに対し10重量
部添加混合し、ついで、この混練物を温度80℃の6i
nφの逆L型カレンダーを用いて、シート化した。この
カレンダーロールはトップの2本が間隙8mm、速度
3.7と4.3m/min、トップロールとセンターロ
ールの間隙3mm、センターロール速度4.7m/mi
nおよびセンターロールとボトムローラーの間隙15m
m、ボトムロール速度4.8/minに調整した。この
際のトップロールとセンターローラー間の剪断速度は上
記条件より、2.7×10-4sec-1であった。このシ
ートは2.5mm厚さであり、その一部採取し、ベンゼ
ンでゴムを溶解し、繊維のみを取り出し、顕微鏡によ
り、繊維の分割・細径化の度合いを観察した。また、こ
のシートを金型に入れ、150℃×15minの条件で
プレス加硫し、厚さ2mmの繊維補強ゴムシートを得
た。SBR / NR = 1/1 is used as a matrix and one of 7.5 inφ × 2 rolls is 11.5 m / m.
in, the other was kneaded with a rubber kneading roll at 80 ° C. at a rotation speed of 13.0 m / min and a roll gap of 10 mm,
10 parts by weight of this shortcut fiber was added to and mixed with the matrix, and then the kneaded product was treated with 6i at a temperature of 80 ° C.
The sheet was formed using an nφ inverted L-type calendar. In this calender roll, the top two rolls have a gap of 8 mm, the speed is 3.7 and 4.3 m / min, the gap between the top roll and the center roll is 3 mm, and the center roll speed is 4.7 m / mi.
n and gap 15m between the center roll and the bottom roller
m, the bottom roll speed was adjusted to 4.8 / min. The shear rate between the top roll and the center roller at this time was 2.7 × 10 −4 sec −1 based on the above conditions. This sheet had a thickness of 2.5 mm, a part of which was taken out, the rubber was dissolved with benzene, only the fiber was taken out, and the degree of fiber division and diameter reduction was observed with a microscope. This sheet was placed in a mold and press-vulcanized under the conditions of 150 ° C. for 15 minutes to obtain a fiber-reinforced rubber sheet having a thickness of 2 mm.
【0019】この繊維補強ゴムシートについて、100
(タテ)×55(幅)×2mm(厚さ)に裁断、引張試
験機により、20℃、20mm/minの速度で応力〜
歪み曲線を求めるとともに、引張破断面を走査型顕微鏡
を用いて観察した。一方、現行技術および比較例とし
て、PVA100%の1200デニール/400f糸お
よびこの糸を公知のRFL接着処理(RFL付着率5
%)した糸についても、同様な方法で繊維補強ゴムシー
トを作成・評価し、結果を表1に示す。なお、得られた
繊維No.3と4では、PVAが海成分、CAが島成分
を構成しており、繊維No.5では、PVAが島成分、
CAが海成分となっていた。また、繊維No.1〜N
o.5の総延伸倍率(湿延伸倍率×乾熱延伸倍率)は、
上記したように、最大延伸倍率の0.8倍であるが、具
体的な総延伸倍率はNo.1〜3が13倍、No.4が
10倍、No.5が7倍であり、No.6では、3倍の
湿延伸が行えず、まともな繊維を得ることはできなかっ
た。About this fiber reinforced rubber sheet, 100
(Vertical) × 55 (width) × 2 mm (thickness), cut by a tensile tester at 20 ° C and a speed of 20 mm / min.
The strain curve was determined, and the tensile fracture surface was observed using a scanning microscope. On the other hand, as a current technology and a comparative example, a 1200 denier / 400f yarn of 100% PVA and this yarn were subjected to a known RFL bonding treatment (RFL adhesion ratio of 5%).
%), A fiber reinforced rubber sheet was prepared and evaluated in the same manner, and the results are shown in Table 1. In addition, the obtained fiber No. In Nos. 3 and 4, PVA constituted the sea component and CA constituted the island component, and the fiber No. In 5, PVA is an island component,
CA was the sea component. In addition, the fiber No. 1 to N
o. The total draw ratio of 5 (wet draw ratio x dry heat draw ratio) is
As described above, the maximum draw ratio is 0.8 times, but the specific total draw ratio is No. 1-3 are 13 times, No. 4 is 10 times, No. 5 is 7 times, and No. In No. 6, it was not possible to obtain a proper fiber because the wet drawing of 3 times could not be performed.
【0020】[0020]
【表1】 [Table 1]
【0021】注1 ・繊維の分割後平均径:未加硫ゴム・シートよりベンジ
ンを用い、ゴムを溶解除去して得た繊維を顕微鏡観察
し、前記した方法で分割細径化したファイバー径を求め
た。 ・破断面:引張試験後の破断面における糸/ゴム界面を
観察し、以下で表示 ○:糸抜けなし、×:ほぼすべての糸が糸抜けNote 1 ・ Average diameter after fiber division: The fiber obtained by dissolving and removing the rubber from uncured rubber sheet using benzine was observed under a microscope, and the fiber diameter obtained by dividing the fiber by the method described above was calculated. I asked.・ Fracture surface: Observe the yarn / rubber interface at the fracture surface after the tensile test and display as follows: ○: No thread loss, ×: Almost all yarns are missing
【0022】[0022]
【発明の効果】本発明はゴムに代表されるマトリックス
の単繊維による補強に関するもので、マトリックス中へ
の繊維添加時は、分散性の良好な30〜1000のアス
ペクト比で実施し、加工工程中の剪断力を利用し、繊維
を分割・細径化させ、その極めて大なる表面積により、
マトリックスと繊維を強固に接着し、良好なマトリック
ス補強を得ることができる。このため、従来技術で実施
されているRFL、イソシアネート等の繊維に対する化
学的な接着処理を省略しても良く、また、その接着性は
ゴムの種類にもあまり左右されない利点を有している。
以上より、本発明はマトリックス中での良好な繊維分散
性と優れた接着力を確保する画期的な繊維補強マトリッ
クスのための繊維素材が提供し得る。また、この際、特
殊な工程・処理も必要としないため、コスト面でも従来
技術より優れている。The present invention relates to reinforcement of a matrix typified by rubber with a single fiber, and when a fiber is added to the matrix, the dispersion is carried out at an aspect ratio of 30 to 1000 with good dispersibility. Utilizing the shear force of the fiber to split and reduce the diameter of the fiber, its extremely large surface area
The matrix and the fibers are firmly adhered to each other, and good matrix reinforcement can be obtained. For this reason, the chemical bonding treatment for fibers such as RFL and isocyanate, which is performed in the prior art, may be omitted, and the adhesiveness has an advantage that it is not greatly affected by the type of rubber.
As described above, the present invention can provide an innovative fiber material for a fiber-reinforced matrix that ensures good fiber dispersibility in a matrix and excellent adhesive strength. In this case, since no special process or treatment is required, the cost is superior to that of the prior art.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 1/10 LAN C08L 1/10 LAN 21/00 LAY 21/00 LAY // C08L 29/04 LGS 29/04 LGS (72)発明者 北川 清 大阪市北区梅田1丁目12番39号 株式会社 クラレ内 (72)発明者 笹川 栄一 大阪市北区梅田1丁目12番39号 株式会社 クラレ内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical display location C08L 1/10 LAN C08L 1/10 LAN 21/00 LAY 21/00 LAY // C08L 29/04 LGS 29/04 LGS (72) Inventor Kiyoshi Kitagawa 1-1239 Umeda, Kita-ku, Osaka City Kuraray Co., Ltd. (72) Inventor Eiichi Sasakawa 1-1239 Umeda, Kita-ku, Osaka City Kuraray Co., Ltd.
Claims (2)
短繊維状で混合分散されて用いられる繊維であって、そ
の繊維が少なくとも2種のポリマーからなり、かつその
繊維断面が海島状であり、さらにその繊維は機械的剪断
力によってフィブリル化するゴム補強用短繊維。1. A fiber which is used by being mixed and dispersed in the form of a short fiber in a matrix made of a rubber-like polymer, wherein the fiber is made of at least two kinds of polymers, and the cross section of the fiber has a sea-island shape. Fibers are short fibers for rubber reinforcement that are fibrillated by mechanical shearing force.
と水不溶性ポリマー(B)よりなり、AまたはBのいず
れかが島成分、他方が海成分で、A/Bの重量比が90
/10〜20/80である請求項1のゴム補強用短繊
維。2. Polyvinyl alcohol polymer (A)
And a water-insoluble polymer (B). Either A or B is an island component, the other is a sea component, and the weight ratio of A / B is 90.
The short fiber for rubber reinforcement according to claim 1, which is / 10 to 20/80.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7157398A JPH0913226A (en) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | Short fiber for reinforcing rubber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7157398A JPH0913226A (en) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | Short fiber for reinforcing rubber |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0913226A true JPH0913226A (en) | 1997-01-14 |
Family
ID=15648766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7157398A Pending JPH0913226A (en) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | Short fiber for reinforcing rubber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0913226A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011142389A1 (en) * | 2010-05-11 | 2011-11-17 | 株式会社ブリヂストン | Pneumatic tire |
JPWO2018123891A1 (en) * | 2016-12-28 | 2019-10-31 | 株式会社クラレ | Fibrilized polyvinyl alcohol fiber and method for producing the same |
CN111171412A (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-19 | 上海中化科技有限公司 | Fiber polymer composite material and preparation method thereof |
-
1995
- 1995-06-23 JP JP7157398A patent/JPH0913226A/en active Pending
Cited By (4)
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JPWO2018123891A1 (en) * | 2016-12-28 | 2019-10-31 | 株式会社クラレ | Fibrilized polyvinyl alcohol fiber and method for producing the same |
CN111171412A (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-19 | 上海中化科技有限公司 | Fiber polymer composite material and preparation method thereof |
CN111171412B (en) * | 2018-11-13 | 2022-04-05 | 上海中化科技有限公司 | Fiber polymer composite material and preparation method thereof |
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