KR20090042882A - 접착력이 우수한 보강용 섬유 코드 및 그 제조 방법 - Google Patents

접착력이 우수한 보강용 섬유 코드 및 그 제조 방법 Download PDF

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겐지 오보라
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데이진 화이바 가부시키가이샤
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Abstract

보강용 섬유 코드용 경사와, 그 연화점, 융점 및 열분해 개시 온도 중 어느 것보다 낮은 연화점 및 융점을 갖는 위사로부터 직제된 성김 직물에, 접착제를 함침하고, 이것에 위사의 연화점 또는 융점 이상이고, 경사를 연화, 용융 및 열분해되지 않는 온도에 있어서 열처리하고, 접착제 함침 경사 상에, 위사를 부착 또는 융착시키면서, 위사를 자체적으로 파단시키고, 경사 상에, 그에 부착 또는 융착한 위사의 파단 잔사에 의한 볼록부를 형성함으로써 접착력이 우수한 보강용 섬유 코드를 제조한다.

Description

접착력이 우수한 보강용 섬유 코드 및 그 제조 방법{REINFORCEMENT FIBER CORD EXCELLENT IN ADHESIVENESS AND PROCESS FOR PRODUCTION OF THE SAME}
본 발명은 접착력이 우수한 보강용 섬유 코드 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게 서술하면, 본 발명은 표면에 다수의 볼록부를 갖고, 접착력이 우수한 보강용 섬유 코드, 및 이 보강용 섬유 코드를 경사 (經絲) 로서 사용하고, 또한 상기 경사가 연화, 용융 및 열분해 모두 발생하지 않는 온도에 있어서의 가열에 의해, 연화 또는 용융되는 섬유로 이루어지는 사조 (絲條) 를 위사 (緯絲) 로서 사용하여 성김 직물을 제직하고, 이것에 접착제 처리를 실시한 후, 이것을 가열 처리하여, 위사만을 연화 또는 용융하여 이것을 자체적으로 파단시켜 얻어진 접착제 함침 경사를 각각 다른 것으로부터 분리시켜 회수함으로써 보강용 섬유 코드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 배경 기술로서 하기의 문헌이 알려져 있다.
특허 문헌 1 일본 공개특허공보 소52-121538호
특허 문헌 2 일본 공개특허공보 2000-198148호
최근, 타이어 중의 보강층에 보강재로서 사용되는 섬유 코드로서, 싱글 코드를 사용하여, 타이어의 원주 방향으로 조인트부를 형성하지 않는 구조를 갖는 타이 어 (조인트레스 타이어) 가 제안되어 있다.
상기 싱글 코드를 제조하는 종래의 방법으로서는, 보빈에 권취된 섬유 코드를 인출하여, 이것에 접착제 처리를 실시하고, 또한 히트 세트를 실시하는 방법이 알려져 있는데, 이 방법에는 작업 효율, 및 에너지 효율이 낮다는 문제점이 있다.
이에 대하여, 복수개의 싱글 코드를 서로 평행하게 배열하여, 이것에 동시에 접착제 처리를 실시하고, 또한 히트 세트를 실시하는 방법도 가능한데, 병렬되는 코드수의 증대와 함께, 접착제 처리 공정 등에 있어서의 코드끼리의 얽힘 및 코드 끊김 등의 트러블수가 증대하는 경향이 있다. 코드 끊김이 발생하면, 끊어진 코드가 다른 코드에 얽혀, 끊어진 코드의 제거, 다른 코드의 배치 등이 필요하게 되어, 코드, 시간 및 노력의 손실이 크다.
특허 문헌 1 에는, 여러 개의 타이어 코드 싱글용 사조로 이루어지는 경사에 그 길이 방향으로 필요한 간격을 두고, 위사를 짜넣어 얻어진 길이가 긴 발직물을 되감고, 이것을 폭 2∼30cm 의 조(粗) 분할부로 분리하도록, 조분할부의 간격을 위방향으로 확대하면서, 조분할 부분간의 위사를 절단하여 얻어진 복수개의 조분할부의 각각을 0.5∼5cm 폭의 세분할부로 분리하도록, 세분할부의 간격을 위방향으로 확대하면서, 세분할부 사이의 위사를 절단하여 얻어진 각각의 세분할부로부터 각 경사 (싱글 사조) 를 나누어, 권취하는 타이어 코드의 제조 방법이 개시되어 있다.
또 특허 문헌 2 에는, 여러 개의 타이어 코드용 싱글 사조와, 그 길이 방향으로 간격을 두고 짜넣은 위사로부터 형성된 길이가 긴 직물에, 접착제 처리, 및 히트 세트 처리를 실시하여 (이 때, 경사와 위사의 접착을 방지하기 위해, 미리 테 플론 (상표) 처리된 위사를 사용해도 된다) 얻어진 발직물을 이용하는 코드의 제조 방법이 기재되어 있다. 이 방법에 있어서, 상기 발직물을 일 방향으로 인출하면서 이 발직물의 측부 가장자리단으로부터, 경사를 1 개씩 측부 가장자리 방향으로 떼어 놓고, 이 때 경사의 인출 위치를 경사의 인출 측부 가장자리로부터 내측을 향하는 배열 순서로 발직물의 인출 방향을 따라, 그 인출구로부터 멀어지도록 배치한다. 이 방법에 있어서, 발직물로부터 전체 위사를 1 공정에서 인취할 수 없는 경우에는, 이 조작을 반복하는 것이 필요하고, 이 때, 위사의 경사가 인취된 부분을 절단 제거하는 것이 필요하게 된다.
상기의 종래 방법에 있어서는, 섬유 코드용 사상 (絲狀) 을 경사로서 포함하는 발직물 (성김 직물) 의 직조직으로부터 경사를 인취하는 수단과, 위사를 절단 제거하는 수단이 필요하다. 이 때문에, 제조 장치가 복잡ㆍ고가인 것이 되고, 또 제조 공정이 복잡하여 곤란한 것이 되어, 제조 비용이 높아진다는 문제점이 있다.
또, 고무 및 수지 등의 보강용 섬유 코드에 대해서는, 종래부터 고무, 수지와 보강용 섬유 코드의 접착성이 높은 것이 요망되고 있다. 그러나, 상기의 방법에 있어서는, 경사를 위사로부터 용이하게 떼어 놓기 위해서는 양자가 서로 접착되지 않는 것이 요구되지만, 이 요구에 따르면, 얻어진 섬유 코드의 고무 및 수지에 대한 접착성이 불충분해질 수 있다.
발명의 개시
본 발명은 실용상 우수한 접착력을 갖는 섬유 코드 및 그것을 용이하게, 또한 저비용으로 효율적으로 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 접착력이 우수한 보강용 섬유 코드는, 섬유 코드용 사조와, 이 사조에 함침되어 있는, 접착제와, 이 접착제 함침 섬유 코드의 1 면측 및 그 반대면측에, 교대로, 또한 그 길이 방향을 따라, 서로 이간되어 형성된 복수개의 볼록부를 포함하고, 상기 볼록부가 상기 섬유 코드용 사조를 형성하고 있는 섬유의 연화점 온도, 용융점 온도 및 열분해 개시 온도 중 어느 것보다 낮은 연화점 온도, 또는 용융점 온도를 포함하는 섬유상체, 복수의 상기 섬유상체의 융착체, 상기 섬유상체의 용융 고화체 또는 이들의 2 종 이상의 혼합물로부터 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 접착력이 우수한 보강용 섬유 코드의 제조 방법은, 보강용 섬유 코드용 사조로 이루어지는 경사와, 상기 경사용 사조의 연화점 온도, 용융점 온도 및 열분해 개시 온도 중 어느 것보다 낮은 연화점 온도 또는 용융점 온도를 갖는 섬유 사조로 이루어지는 위사를 포함하는 성김 직물에, 접착제 함침 처리를 실시하여 얻어진 접착제 함침 성김 직물에, 상기 위사용 사조의 연화점 온도 또는 용융점 온도 이상이고, 그러나 상기 경사용 사조의 연화점 온도, 용융점 온도 및 열분해 개시 온도 중 어느 것보다 낮은 온도에 있어서 열처리를 실시하고, 그에 따라, 상기 위사를 연화 또는 용융시켜, 이것을 경사의 상기 위사와의 교차부 상에 부착시키고, 또한 서로 이웃하는 경사 사이에 있어서 파단시키고, 상기 경사의 상기 교차부 상에, 위사의 파단 잔사에 의한 볼록부를 형성하여 얻어진 볼록부를 갖는 접착제 함침 경사를, 각각 다른 것으로부터 떼어 놓아 섬유 코드로서 회수하는 것을 포함하고, 상기 볼록부를 형성하는 위사의 파단 잔사 (殘渣) 는 섬유상체, 복수의 상기 섬유상체의 융착체, 상기 섬유상체의 용융 고화체 또는, 이들의 2 종 이상의 혼합물의 형상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 접착력이 우수한 보강용 섬유 코드의 제조 방법에 있어서, 상기 위사용 사조의 연화점 온도 또는 용융점 온도가 상기 경사용 사조의 연화점 온도, 용융점 온도 및 열분해 개시 온도 모두 20℃ 이상 낮은 것이 바람직하다.
본 발명의 접착력이 우수한 보강용 섬유 코드의 제조 방법에 있어서, 상기 볼록부에 있어서, 상기 위사의 파단 잔사가 용융되어, 상기 경사의, 위사와의 교차부 상에 피복층을 형성하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 보강용 섬유 코드의 제조 방법에 있어서, 섬유 코드용 사조로 이루어지는 경사와, 이 경사의 연화 온도, 용융 온도 및 열분해 온도 중 어느 것보다 낮은 연화 온도 또는 용융 온도를 갖는 위사로 이루어지는 성김 직물의 형성으로 접착제 처리되기 때문에, 서로 이웃하는 경사가 접착제에 의해 접합되는 경우가 없고, 또, 이것에 열처리를 실시하면 위사만이 연화 또는 용융되어 자체적으로 파단되기 때문에, 경사를 위사로부터 분리하는 공정이 불필요하고, 또 위사의 잔사를 회수하는 공정도 불필요하다. 이 때문에, 본 발명 방법에 의해, 보강용 섬유 코드를 용이하게 저비용으로 효율적으로 제조할 수 있게 된다. 또, 본 발명의 보강용 섬유 코드는 접착제를 함침하고 있는 섬유 코드용 사조의 1 측면측 및 그 반대측에, 교대로, 또한 서로 이간되게, 상기 위사에서 유래된 볼록부가 형성되어 있기 때문에 본 발명의 보강용 섬유 코드는, 그것을 고무 재료 또는 수지 재료 등의 매트릭스 재료의 보강재로서 사용했을 때, 상기 다수의 볼록부가 매트릭스 재료에 대한 앵커 효과를 갖고, 우수한 접착력을 발휘할 수 있다.
도 1 은, 본 발명 방법에 있어서, 열처리에 의해 위사가 용융 파단되어, 경사 상에 용착되어 얻어진 경사군의 일례의 평면 설명도이다.
도 2 는, 본 발명 방법에 있어서, 열처리에 의해, 위사가 자체적으로 파단되어, 경사 상에 부착되어 얻어진 경사군의 다른 예를 나타낸 평면 설명도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명 방법에 있어서, 먼저, 보강용 섬유 코드용으로 이루어지는 경사와, 이 경사용 사조의 연화점 온도, 용융점 온도 및 열분해 개시 온도 중 어느 것보다 낮은 연화 온도 또는 용융 온도를 갖는 섬유 사조를 위사로서 포함하는 성김 직물이 사용된다.
성김 직물이란, 그것을 구성하는 각각의 경사 및 위사가 그에 서로 이웃하는 경사 또는 위사와 서로 이간되어 있는 직물을 의미한다.
상기 경사로서 사용되는 섬유 코드용 사조는 100℃ 이상의 연화점 온도, 125℃ 이상의 용융점 온도 및 100℃ 이상의 열분해 개시 온도를 갖는 열가소성 섬유, 예를 들어 폴리아미드 섬유, 예를 들어, 나일론 6 섬유 및 나일론 66 섬유 등, 및 폴리에스테르 섬유, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유, 폴리에틸렌나프탈 레이트 섬유, 폴리부틸렌테레프탈레이트 섬유, 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 섬유 등; 130℃ 이상의 열분해 개시 온도를 갖는 섬유, 예를 들어 폴리비닐알코올 섬유, 레이온 섬유, 및 탄소 섬유 등, 혹은 내열성 섬유, 예를 들어 아라미드 섬유에서 선택된 적어도 1 종으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 섬유의 2 종 이상이 사용되는 경우, 이들의 2 종 이상의 섬유로부터 제조된 혼섬사, 교연사, 심초형 복합사 등의 하이브리드 사조이어도 된다. 본 발명 방법에 경사로서 사용되는 사조에는, 꼬임이 실시되어 있는 것이 바람직하다.
상기 성김 직물용 경사는, 바람직하게는 560∼2200dtex 의, 보다 바람직하게는 1100∼1670dtex 의 굵기를 갖는 사조체로 이루어지는 단사, 또는 2∼4 개로 이루어지는 합사에 연사를 실시하여 제조된 것인 것이 바람직하고, 경사의 굵기에는 한정은 없지만, 1100∼5000dtex 인 것이 바람직하고, 2200∼3340dtex 인 것이 보다 바람직하다. 또 경사용 사조의 단섬유 섬도는 섬유의 종류, 목적 코드의 용도 등에 따라 적절히 설정되는데, 일반적으로는 0.1∼10dtex 인 것이 바람직하고, 1∼8dtex 인 것이 더욱 바람직하다.
상기 성김 직물에 사용되는 위사는 상기 경사의 연화점 온도, 용융점 온도 및 열분해 개시 온도 중 어느 것보다 낮은 연화점 온도 또는 용융점 온도를 갖는 섬유로 이루어지는 것이다. 이와 같은 위사 섬유용 폴리머를 예시하면, 예를 들어, 저융점 공중합 폴리에스테르, 예를 들어, 방향족 디카르복실산 성분으로서 테레프탈산과 함께, 이소프탈산 및/또는 술포이소프탈산 등의 공중합 성분을 공중합시켜 얻어진 것이 사용되고, 저융점 폴리아미드로서는 예를 들어 나일론 11 및 나일론 12 가 사용되고, 저융점 공중합 폴리아미드로서는 예를 들어 나일론 6/66, 나일론 6/610, 나일론 6/612, 나일론 6/11, 나일론 6/12, 나일론 66/610, 나일론 66/612, 나일론 66/11, 나일론 66/12, 나일론 610/612, 나일론 610/11, 나일론 610/12, 나일론 612/11, 나일론 11/12 등의 2 원 공중합 폴리아미드, 나일론 6/11/66, 나일론 6/11/610, 나일론 6/11/612, 나일론 6/12/66, 나일론 6/12/610, 나일론 6/12/612, 나일론 6/66/610, 나일론 6/66/612, 나일론 6/610/612, 나일론 11/66/610, 나일론 11/66/612, 나일론 12/66/610, 나일론 12/66/612, 나일론 11/12/66, 나일론 11/l2/610, 나일론 11/12/612, 나일론 66/610/612 등의 3 원 공중합 폴리아미드, 나일론 6/11/12/66, 나일론 6/11/12/610, 나일론 6/11/12/612, 나일론 6/11/66/610, 나일론 6/12/66/610, 나일론 11/12/66/610, 나일론 11/12/66/612, 나일론 12/66/610/612 등의 4 원 공중합 폴리아미드 등을 사용할 수 있고, 그 밖의 저융점 열가소성 폴리머로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 공중합체 등의 폴리올레핀이 사용된다.
위사를 형성하는 섬유의 연화점 온도 및 용융점 온도는, 경사용 섬유의 연화점 온도, 용융점 온도 및 열분해 개시 온도 모두, 20℃ 이상 낮은 것이 바람직하고, 50℃ 이상 낮은 것이 보다 바람직하다. 위사용 섬유가 연화 온도 또는 용융 온도를 갖는 경우에는, 위사용 섬유의 연화점 온도 또는 용융점 온도는, 경사용 섬유의 연화점 온도 또는 용융점 온도보다 50∼250℃ 낮은 것이 바람직하고, 100∼200℃ 낮은 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 열특성 차이를 갖는 경사 및 위사를 선별하여 사용함으로써, 본 발명 방법의 열처리에 있어서, 경사를 열(熱) 열 화시키지 않고, 충분한 기계적 힘을 유지하면서, 위사만을 연화 또는 용융하여, 서로 이웃하는 경사 사이에서 자체적으로 파단되고, 이 파단 잔사가 경사에 부착되고, 또한 인접하는 경사는 각각 서로 구속하지 않게 된다. 연화 또는 용융 파단된 위사 잔사의 일부분은 경사로부터 삭제되어 낙하되는 경우가 있다.
본 발명 방법에 사용되는 위사는 33∼560dtex 의 굵기를 갖는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 굵기는 56∼167dtex 이다. 또, 위사의 단섬유 섬도는, 1∼7dtex 인 것이 바람직하고, 2∼4dtex 인 것이 더욱 바람직하다. 위사 및 그 단섬유가 지나치게 가늘면 제섬(製纖) 및 가공 공정에 있어서, 절단 및 실어긋남 등 발생하는 경우가 있고, 또 그것이 지나치게 굵으면 경사의 만곡도가 커지고, 그 때문에 목적 섬유 코드의 인장 강도가 저하되는 경우가 있다.
본 발명 방법에 사용되는 경사 및 위사는 모두 멀티필라멘트 사조인 것이 바람직하지만, 필요에 따라, 그 일방 또는 양방에 방적 사조가 포함되어 있어도 된다.
본 발명 방법에 있어서, 상기 성김 직물이 바람직한 실시형태에 있어서, 경사로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 멀티필라멘트 사조, 폴리에틸렌나프탈레이트 멀티필라멘트 사조, 폴리아미드 멀티필라멘트 사조, 탄소 멀티필라멘트 사조, 아라미드 멀티필라멘트 사조, 폴리비닐알코올 멀티필라멘트 사조, 및/또는 레이온 멀티필라멘트 사조가 사용되고, 위사로서 저융점 나일론멀티필라멘트 사조, 특히, 80∼200℃ 의, 바람직하게는 100∼140℃ 의 융점 또는 연화점을 갖는 저융점 나일론멀티필라멘트 사조를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 경사 및 위사용 섬유의 연화점 온도, 용융점 온도 및 열분해 개시 온도는, 차동 주사 열량계를 사용하여 질소 가스 분위기 중에 있어서, 10℃/분의 승온 속도에서 공시 섬유를 가열하여 측정된다.
본 발명 방법에 있어서, 성김 직물을 제섬하려면, 목적 직물의 폭이 140∼160cm 인 경우, 1000∼1500 개의 경사를 정경 (整經) 하고, 이것에, 위사를 1.0∼5.0cm 의 간격으로 짜넣는, 목적하는 직물의 길이에는 제한은 없지만 800∼2500m 인 것이 바람직하다.
본 발명 방법에 있어서, 상기 성김 섬유에 대해, 접착제를 부여한다. 접착제의 종류, 부착량 등은 목적 섬유 코드의 사용 목적에 따라 적절히 선정하여 설정한다. 예를 들어, 고무 보강용 섬유 코드를 제조하는 경우에는, 에폭시 화합물, 이소시아네이트 화합물 및 할로겐화 페놀 화합물 및/또는 레조르신폴리설파이드 화합물을 함유하는 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우 예를 들어, 제 1 접착 처리액으로서 에폭시 화합물, 및 블록이소시아네이트라텍스를 함유하는 혼합액을 사용하고, 접착제 부착 처리 후, 이것에 제 1 열처리를 실시하고, 또한 제 2 접착 처리액으로서 레조르신과 포름알데히드의 초기 축합물과 고무라텍스를 함유하는 혼합액 (RFL 액) 을 사용하여 접착제 부여 처리를 실시하고, 이것에 제 2 열처리를 실시하는 것이 바람직하다. 제 1 및 제 2 열처리의 온도 및 시간은 성김 직물의 경사 및 위사의 종류, 처리액의 조성 등에 따라, 적절히 설정하면 되는데, 제 1 및 제 2 열처리에 있어서, 경사가 연화, 용융, 열분해 등의 데미지를 받지 않아, 위사만이 열연화 또는 용융되어 자기 절단되어 접착제가 충분히 경화 안정화되도록, 설정하면 된다.
일반적으로, 접착제 처리된 성김 직물에 대한 열처리는, 위사의 연화점 온도 또는 용융점 온도보다, 20∼150℃ 높은 온도에서 실시되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50∼100℃ 높은 온도이다. 단, 이 온도는 경사의 연화점 온도, 용융점 온도 및 열분해 개시 온도 중 어느 것보다 낮은 것이 필요하다. 또, 열처리 시간은 15∼150 초 사이인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60∼120 초사이이다.
목적하는 섬유 코드가 수지, 예를 들어 폴리에스테르 수지 등의 보강용으로 사용되는 경우에는, 접착제는, 에폭시 화합물, 이소시아네이트 화합물, 할로겐화 페놀 화합물 및/또는 레조르신폴리설파이드 화합물을 함유하는 접착제 등에서 선택하는 것이 바람직하다.
접착제의 부여량은 일반적으로, 경사 (섬유 코드 기체) 질량에 대해 1∼20 질량% 인 것이 바람직하고, 2∼10 질량% 인 것이 보다 바람직하다.
본 발명 방법에 있어서, 성김 직물에 접착제를 함침하고, 접착제 부착량을 원하는 값으로 조정한 후 이것에 상기의 온도 조건 하에서, 열처리를 실시하면, 위사는 열연화되어 경사에 그것과의 교차부에서 부착되는데, 위사는 강력에 의해 자체적으로 파단되거나, 혹은, 위사가 열용융되어, 경사에 그것과의 교차 등에 있어서 융착되고, 또한 이 용융체의 표면 장력에 의해 수축되어 자체적으로 파단된다. 이 경우, 용융 파단된 위사 잔사 (용융액) 는, 그 표면 장력에 의해 경사와의 교차면에 피복층을 형성하고, 그것이 고화되었을 때, 경사와의 교차면부 상에 볼록 부를 형성한다. 그 일례를 도 1 에 나타낸다. 도 1 은, 성김 직물의 경사 (1) 의 위사 (도시되지 않음) 와의 앞측 교차부 (2a) 및 뒤측 교차부 (2b) 에, 위사의 용융 잔사가 부착되고, 그 일부분은 경사 (1) 의 단섬유 (도시되지 않음) 간극에 침투되고, 다른 부분은 교차면 (2a, 2b) 상에 있어서 고화되어 피복층 (2) 을 형성하기 때문에, 결국 경사와 위사의 교차부에 볼록부 (3) 가 형성된다. 이와 같은 다수의 볼록부는, 얻어지는 섬유 코드의 표면적을 증대시키고, 또한 다수의 돌기를 형성하는 것이 고무, 수지 등의 보강재로서 사용되었을 때, 앵커 효과를 발휘하고, 섬유 코드의 보강 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제조 방법에 있어서, 열처리 후의 성김 직물의 다른 예의 평면 설명도를 도 2 에 나타낸다. 도 2 에 있어서, 열처리에 의해, 자체적으로 파단된 위사의 잔사는 단섬유상 또는 복수개의 단섬유의 융착체상 (예를 들어 리본 형상, 편평 섬유상, 혹은 슬릿 파이버상) 경사 (1) 의 위사와의 교차부 (2a, 2b) 에 결착되어 볼록부를 형성하고 있고, 그 말단부 (4) 가, 경사로부터 외측을 향해 신장되어 있다. 자체적으로 파단된 위사 잔사가 도 2 와 같은 형상을 이루고 있는 경우에도, 얻어지는 섬유 코드는 높은 앵커 효과를 갖고, 고무 또는 수지 매트릭스에 대해, 높은 접착력을 나타낼 수 있다.
위사 잔사가 경사에 부착되어 있는 경우, 위사 잔사의 부착 합계 질량은 경사 질량의 0.01∼3.0 질량% 인 것이 바람직하고, 0.05∼0.7 질량% 인 것이 보다 바람직하다. 이 부착량이 0.01 질량% 미만인 경우는, 얻어지는 섬유 코드의 보강 효과에 대한 기여가 불충분해지는 경우가 있고, 또 그것이 3.0 질량% 를 초과하면, 타이어 등의 목적 제품의 제조에 있어서, 보강재로서 사용되었을 때, 잔사가 제조 장치에 부착되어, 공정의 안정성을 저하시키는 경우가 있다.
상기 열처리 후의 경사는, 각각 다른 것으로부터 구속되지 않기 때문에, 각 경사를, 개별적으로 인취하여 권취하면 된다.
본 발명 방법에 있어서, 보강용 섬유 코드용 사조로 이루어지는 경사와, 상기 경사용 사조의 연화 온도, 용융 온도 및 열분해 개시 온도 중 어느 것보다 낮은 연화 온도 또는 용융 온도를 포함하는 섬유 사조로 이루어지는 위사와 성김 직물에, 접착제 함침 처리를 실시하여 얻어진 접착제 함침 직물에, 상기 위사용 사조의 연화 온도 또는 용융 온도 이상이지만, 상기 경사용 사조의 연화 온도, 용융 온도 및 열분해 개시 온도 중 어느 것보다 낮은 온도에 있어서, 열처리를 실시했을 때 상기 위사가 연화 수축, 또는 용융되어 자체적으로 파단되고, 위사의 파단 잔사가 경사의 상기 위사와의 교차 부분에, 부착되어 있는 경사를 접착제 함침 섬유 코드에 회수할 수 있다.
이 때, 열처리가 위사용 사조의 용융 온도 이상이고, 상기 경사용 사조의 연화 온도, 용융 온도 및 분해 개시 온도보다 낮은 온도에 있어서 실시되었을 때, 상기 열처리에 있어서, 위사는 용융되어 파단되고, 위사의 파단 잔사는 경사의 위사와의 교차 부분 상에 부착되어 피복층을 형성하고, 상기 교차 부분에 볼록부를 형성한다.
열처리 조건에 의해, 위사를 형성하고 있는 섬유가 충분히 용융되지 않은 경우에는, 위사의 절단 잔사 중에, 단섬유상, 혹은 복수의 단섬유가 융착되고, 미세 한 리깅상, 편평체상, 또는 슬릿 섬유상체가 함유되며, 그 일부가 그 접착부에서 외측으로 신장되어 있는 경우도 있다.
즉, 본 발명의 접착력이 우수한 보강용 섬유 코드는, 섬유 코드용 사조와, 이 사조에 함침되어 있는, 접착제와, 이 접착제 함침의 1 면측 및 그 반대면측에, 교대로, 또한 그 길이 방향을 따라, 서로 이간되어 형성된 복수개의 볼록부를 함유하고, 상기 볼록부가 상기 섬유 코드용 사조를 형성하고 있는 섬유의 연화점 온도, 용융점 온도 및 열분해 개시 온도 중 어느 것보다 낮은 연화점 온도, 또는 용융점 온도를 포함하는 섬유상체, 복수의 상기 섬유상체의 융착체, 상기 섬유상체의 용융 고화체 또는 이들의 2 종 이상의 혼합물로부터 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것으로서 우수한 접착력을 갖는다.
본 발명이 우수한 접착력을 갖는 보강용 섬유 코드에 있어서, 상기 볼록부가 상기 접착제 함침 사조 상에, 상기 섬유상체의 용융 고체체에 의한 피복층을 형성 하고 있는 것이 바람직하다.
실시예
본원 발명을 하기 실시예에 의해 추가로 설명한다. 각 실시예 및 비교예에 있어서, 사용된 경사 및 위사용 섬유의 용융 온도, 연화 온도 및 열분해 개시 온도, 및 얻어진 보강용 섬유 코드의 접착 강도는 하기 측정 방법에 의해 측정되었다.
(1) 용융 온도, 연화 온도, 열분해 개시 온도
차동 주사 열량계 (Du Pont사 제조, DSC-910 형) 를 사용하여, 질소 가스 분 위기 중에 있어서, 10℃/분의 승온 속도에서 가열하고, 상기 각각의 온도를 측정하였다.
(2) 접착력
JIS L 1017, 3.1 T 테스트 (A 법) 에 따라 측정하였다. 실험에 사용되는 코드를 하중 하에, 판상 미가황 고무 상에 부착하고, 그 위에, 판상 미가황 고무를 부착하여, 실험에 사용되는 코드가 움직이지 않는 상태에서, 가류하여 매립 시험편 10 개를 제작하였다.
상기 실험에 사용되는 코드가 매립된 시험편을 고정하고, 코드를 100mm/분의 속도에서 빼내어, 이 때의 최대 응력을 측정하였다. 10 개의 시험편의 측정치의 평균치를 갖고, 실험에 사용되는 코드의 접착력을 나타낸다.
실시예 1
경사로서 폴리에틸렌나프탈레이트 멀티필라멘트 사조 (1670dtex/250 필라멘트, 용융 온도 : 272℃, 상표 : 테오넥스, 테이진 파이버 (주) 제조) 2 개를 정렬하여 하연수 (下撚數) 40 회/10cm 및 상연수 40 회/10cm 의 꼬임을 실시하여 얻어진 코드를 사용하였다. 또 위사로서 저융점 나일론 (110dtex/12 필라멘트, 용융 온도 : 125℃, 상표 : 프롤 M, 유니치카 파이버 (주) 제조) 을 사용하였다.
상기 경사 1500 개를 정렬하여 정경하고, 이것에 상기 위사를 1.0cm 의 간격으로 박고, 폭 160cm, 길이 1500mm 의 성김 직물을 제직하였다.
제 1 접착제 처리액을 에폭시 화합물 상표 : 데나콜, 나가세 화성 공업사 제조) 3g (고형분)/리터, 블록이소시아네이트 화합물 (상표 : S-3, 메이세이 화학 공 업사 제조) 12g (고형분)/리터, 고무라텍스 (상표 : Nipol, 닛폰 제온사 제조) 85g (고형분)/리터의 조성으로 조제하였다.
상기 성김 직물을, 상기 제 1 처리액 중에 침지하여, 제 1 처리액을 2 질량%의 부착량으로 부착시켜, 130℃ 에서 100 초간 건조시키고, 다음으로 240℃ 에서 45 초간, 연신 배율 : 1.035 에서 제 1 연신 열처리하였다.
별도로, 제 2 접착제 처리액을 레조르신-포름알데히드 고무 라텍스 (RFL) 를, 200g (고형분)/리터의 농도로 함유하도록 조제하였다. 이 제 2 처리액에 상기 제 1 접착제 처리된 성김 직물을 침지하고, 그 부착량을 2 질량% (고형분) 로 조절하여 100℃ 에서 100 초간 건조시키고, 계속해서 240℃ 에서 60 초간, 연신 배율 : 1.035 에 있어서 제 2 연신 열처리하고, 이것에 240℃ 에서 60 초간의 릴렉스 열처리를 실시하여 각 경사를 별개로 권취하였다.
상기 제 1 및 제 2 열처리 동안, 저융점 나일론제 위사는 용융되어 자체적으로 파단되고, 위사 잔사는 경사와의 교차 부분에 융착되어, 피복층을 형성하고, 이 때문에, 경사와 위사의 교차 부분에 볼록부가 형성된다. 위사 잔사의, 경사에 대한 부착량은 경사의 질량에 대해, 0.1 질량% 이었다.
상기 릴렉스 열처리 후에 있어서, 접착제에 의한 경사와 같은 밀착은 확인되지 않았다.
얻어진 접착제 함침 섬유 코드의 접착력은 205N/cm 이며, 실용적 보강용 코드로서, 충분한 것이었다.
실시예 2
실시예 1 과 동일하게 하여, 접착제 함침 섬유 코드를 제조하였다. 단, 경사로서 실시예 1 에 있어서 사용한 폴리에틸렌나프탈레이트 멀티필라멘트 사조 대신에, 아라미드 멀티필라멘트 사조 (1670dtex/1000 필라멘트, 열분해 개시 온도 : 500℃, 상표 : 트와론, 테이진트와론 (주) 제조) 를 사용하였다.
제 1 및 제 2 열처리에 있어서, 저융점 나일론제 위사는 용융되어 자체적으로 파단되고, 경사의 위사와의 교차 부분 상에 피복층을 형성하고, 이 부분에 볼록부를 형성하였다. 위사 잔사의, 경사 상에 대한 부착량은, 경사 질량에 대해, 0.2 질량% 이었다. 또, 접착제에 의한 경사와 같은 밀착의 발생은 확인되지 않았다.
얻어진 접착제 함침 섬유 코드의 접착력은, 201N/cm 로서, 실용적 보강용 섬유 코드의 접착력으로서 실용상 충분한 것이었다.
실시예 3
실시예 1 과 동일하게 하여 접착제 함침 섬유 코드를 제조하였다. 단, 실시예 1 에 있어서 사용된, 경사용 폴리에틸렌나프탈레이트 멀티필라멘트 사조 대신에 탄소 멀티필라멘트 사조 (2000dtex/3000 필라멘트, 분해 개시 온도 500℃ 이상, 상표 : 「테낙스」, 토호 테낙스 (주) 제조) 를 사용하였다.
제 1 및 제 2 열처리 후, 저융점 나일론으로 이루어지는 위사는 용융되어 자체적으로 파단되고, 경사의 위사와의 교차 부분 상에, 부착되여 피복층을 형성하고, 이 부분에 볼록부가 형성되어 있었다. 위사 잔사의 부착량은, 경사 질량에 대해, 0.1 질량% 이었다. 접착제에 의한 경사 상호의 밀착의 발생은 확인되지 않았다. 얻어진 접착제 함침 섬유 코드의 접착력은 210N/cm 로서, 실용적 보강용 섬유 코드의 접착력으로서 실용상 충분한 것이었다.
실시예 4
실시예 1 과 동일하게 하여, 접착제 함침 섬유 코드를 제조하였다. 단, 실시예 1 에서 사용한 폴리에틸렌나프탈레이트 멀티필라멘트 사조 대신에, 나일론 66 멀티필라멘트 사조 (1400dtex/210 필라멘트, 용융 온도 265℃, 상표 : 레오나 66, 아사히화성 전의 (주) 제조) 를 사용하였다.
제 1, 제 2 열처리 중에, 저융점 나일론으로 이루어지는 위사는 용융되어 자체적으로 파단되고, 위사 잔사는 경사의 위사와의 교차 부분 상에 피복층을 형성하였다. 경사에 부착된 위사 잔사량은, 경사 질량에 대해, 0.07 질량% 이었다. 접착제에 의해 경사의 상호 밀착의 발생은 확인되지 않았다.
얻어진 접착제 함침 섬유 코드의 접착력은 225N/cm 이며, 실용적 보강용 섬유 코드의 접착력으로서 실용상 충분한 것이다.
실시예 5
실시예 1 과 동일하게 하여, 접착제 함침 섬유 코드를 제조하였다. 단, 경사로서 실시예 1 에 있어서 사용한 폴리에틸렌나프탈레이트 멀티필라멘트 사조 대신에, 폴리비닐알코올 멀티필라멘트 사조 (1330dtex/500 필라멘트, 연화점: 220℃, 상표 : NEWLON, 유니치카 (주) 제조) 를 사용하였다. 또, 제 1 연신 열처리의 온도, 제 2 연신 열처리의 온도, 및, 릴렉스 열처리의 온도를 각각 240℃ 에서 180℃ 로 변경하였다.
제 1 및 제 2 열처리에 있어서, 저융점 나일론으로 이루어지는 위사는 용융되어 자체적으로 파단되고, 경사의 위사와의 교차 부분 상에 피복층을 형성하고, 이 부분에 볼록부를 형성하였다. 위사 잔사의, 경사 상에 대한 부착량은, 경사 질량에 대해, 0.3 질량% 이었다. 또, 접착제에 의한 경사와 같은 밀착의 발생은 확인되지 않았다.
얻어진 접착제 함침 섬유 코드의 접착력은 203N/cm 로서, 실용적 보강용 섬유 코드의 접착력으로서 실용상 충분한 것이었다.
비교예 1
실시예 1 과 동일한 섬유 코드용 연사 폴리에틸렌나프탈레이트 멀티필라멘트 사조 1500 개를, 서로 0.1cm 간격으로 정렬하여 정경하고, 이것을 위사와 제섬하지 않고, 실시예와 동일한 제 1 접착제 액함침, 제 1 열처리, 제 2 접착제 액함침, 제 2 열처리 및 릴렉스 열처리를 실시하였다. 상기 공정 중에, 사조는 자주 서로 접촉되어, 접착되고 이 때문에 사조 끊김이 발생하였다. 얻어진 섬유 코드의 접착력은 197N/cm 이었다.
비교예 2
실시예 1 과 동일하게 하여 접착제 함침 섬유 코드를 제조하였다. 단, 위사로서 저융점 나일론 대신에, 폴리에틸렌나프탈레이트 멀티필라멘트 사조 (1100dtex/250 필라멘트, 용융 온도 272℃, 상표 : 테오넥스, 테이진 파이버 (주) 제조) 를 사용하였다.
제 1 및 제 2 열처리 및 릴렉스 열처리에 있어서, 위사는 용융되지 않고, 성 김 직물의 조직을 유지하고 있었다. 얻어진 접착제 함침 성김 직물로부터, 경사 제거를 시도했지만, 경사와 위사의 분리는 곤란하여, 작업 효율은 매우 불량이었다. 얻어진 섬유 코드의 접착력은 195N/cm 이었다.
본 발명의 제조 방법은 접착제 함침 섬유 코드의 표면 상의 서로 이간되어 있는 다수의 부분에 볼록부가 형성되어 있고, 이 섬유 코드를 고무 혹은 수지 재료의 보강재로서 사용했을 때 상기 볼록부가 앵커 효과를 나타내어 섬유 코드의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또, 본 발명 방법은, 그 공정에 있어서, 섬유 코드의 접착제에 의한 밀착을 발생시키지 않고, 상기 구성의 보강용 섬유 코드를, 용이하게 또한 저비용으로 효율적으로 제조할 수 있게 한다.

Claims (4)

  1. 섬유 코드용 사조와, 이 섬유 코드용 사조에 함침되어 있는 접착제와, 이 접착제 함침 섬유 코드의 1 면측 및 그 반대면측에, 교대로, 또한 그 길이 방향을 따라, 서로 이간되어 형성된 복수개의 볼록부를 함유하고, 상기 볼록부가 상기 섬유 코드용 사조를 형성하고 있는 섬유의 연화점 온도, 용융점 온도 및 열분해 개시 온도 중 어느 것보다 낮은 연화점 온도, 또는 용융점 온도를 포함하는 섬유상체, 복수의 상기 섬유상체의 융착체, 상기 섬유상체의 용융 고화체 또는 이들의 2 종 이상의 혼합물로부터 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접착력이 우수한 보강용 섬유 코드.
  2. 보강용 섬유 코드용 사조로 이루어지는 경사와, 상기 경사용 사조의 연화점 온도, 용융점 온도 및 열분해 개시 온도 중 어느 것보다 낮은 연화점 온도 또는 용융점 온도를 갖는 섬유 사조로 이루어지는 위사를 포함하는 성김 직물에, 접착제 처리를 실시하여 얻어진 접착제 함침 성김 직물에, 상기 위사용 사조의 연화점 온도 또는 용융점 온도 이상이고, 그러나 상기 경사용 사조의 연화점 온도, 용융점 온도 및 열분해 개시 온도 중 어느 것보다 낮은 온도에 있어서 열처리를 실시하고, 그에 따라, 상기 위사를 연화 또는 용융하여, 이것을 경사의 상기 위사와의 교차부 상에 부착시키고, 또한 서로 이웃하는 경사 사이에 있어서 파단시켜, 상기 경사의 상기 교차부 상에, 위사의 파단 잔사에 의한 볼록부를 형성하여 얻어진 볼록부를 갖는 접착제 함침 경사를, 각각 다른 것으로부터 떼어 놓아 섬유 코드로서 회수하는 것을 포함하고, 상기 볼록부를 형성하는 위사의 파단 잔사는 섬유상체, 복수의 상기 섬유상체의 융착체, 상기 섬유상체의 용융 고화체 또는, 이들의 2 종 이상의 혼합물의 형상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 접착력이 우수한 보강용 섬유 코드의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 위사용 사조의 연화점 온도 또는 용융점 온도가 상기 경사용 사조의 연화점 온도, 용융점 온도 및 열분해 개시 온도 모두 20℃ 이상 낮은 것을 특징으로 하는 접착력이 우수한 보강용 섬유 코드의 제조 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 볼록부에 있어서, 상기 위사의 파단 잔사가 용융되고, 상기 경사의, 위사와의 교차부 상에 피복층을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 접착력이 우수한 보강용 섬유 코드의 제조 방법.
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