JP2024141138A - Rubber reinforcing fiber cord - Google Patents
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Abstract
【課題】環境負荷の高い化合物に依拠しないゴム補強用コードであって、高温下でも十分に接着力が高く、コード強力と耐疲労性に優れるゴム補強用コードを提供する。
【解決手段】少なくとも2本以上の下撚りコードを引き揃え、上撚りをかけた有機繊維コードの表面を、エポキシ化合物とラテックスを含むゴム用接着剤で処理した接着剤層を有するゴム補強用コードであって、前記2本以上の下撚りコードのうち、少なくとも1本が、硬化剤を含まないエポキシ化合物で処理された有機繊維で構成されており、コード内層部のエポキシ価(X)と、コード外層部のエポキシ価(Y)が、Y/X=0~0.2であることを特徴とするゴム補強用コード。
【選択図】なし
The present invention provides a rubber reinforcing cord that does not rely on compounds that place a high burden on the environment, has sufficiently high adhesive strength even at high temperatures, and is excellent in cord strength and fatigue resistance.
[Solution] A rubber reinforcing cord is formed by aligning at least two or more first twisted cords and then twisting the first twisted cord to form an organic fiber cord, the surface of which has an adhesive layer treated with a rubber adhesive containing an epoxy compound and latex, wherein at least one of the two or more first twisted cords is made of organic fiber treated with an epoxy compound that does not contain a curing agent, and the epoxy value (X) of the inner layer of the cord and the epoxy value (Y) of the outer layer of the cord satisfy Y/X = 0 to 0.2.
[Selection diagram] None
Description
本発明は、ゴム補強用繊維コードに関する。 The present invention relates to a fiber cord for reinforcing rubber.
アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維等の合成繊維は、強度や弾性率があり、しなやかさと軽量性を併せ持つ合成繊維であることから、各種タイヤ、ベルト、コンベヤ等のゴム補強用繊維として用いられている。しかし、合成繊維をゴムと接着させる場合には接着剤で処理する必要がある。レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス(以下、RFL)は接着力が高く、又、クロロフェノールやトリアジン化合物等は高温下での接着パフォーマンス高める効果があるが、これらの化合物は環境負荷が高い(例えば、特許文献1)。 Synthetic fibers such as aramid fibers, nylon fibers, polyester fibers, and rayon fibers have strength and elasticity, and are flexible and lightweight, so they are used as rubber reinforcing fibers for various tires, belts, conveyors, etc. However, when bonding synthetic fibers to rubber, they need to be treated with an adhesive. Resorcinol-formaldehyde-rubber latex (hereinafter referred to as RFL) has high adhesive strength, and chlorophenol and triazine compounds have the effect of improving adhesive performance at high temperatures, but these compounds have a high environmental impact (for example, Patent Document 1).
一方、高温下での接着パフォーマンスが低下すると、本来コードが持つ特性を効果的に発揮できなくなり、タイヤ等のゴム資材として用いられた際に、ゴム-コード間の接着面が剥離して破壊するため、これらの課題を解決すべく、高温でも十分に接着力が高い接着剤の開発が求められている。しかも、環境負荷が低い接着剤が望ましい。 On the other hand, if the adhesive performance at high temperatures decreases, the cord will no longer be able to effectively utilize its inherent properties, and when used in rubber materials such as tires, the adhesive surface between the rubber and the cord will peel off and break. To solve these problems, there is a need to develop an adhesive that has sufficient adhesive strength even at high temperatures. Moreover, it is desirable to have an adhesive that has a low environmental impact.
繊維とゴムとの接着性を高めるためにエポキシ化合物を施与することは、従来から知られている。しかし、タイヤ用途においては、コード強力と耐疲労性が求められるため、コード全体をエポキシ化合物で処理した後、硬化させると、コードが硬くなりすぎることによる、耐疲労性の悪化やコードの強力低下を招く。また、繊維構造内にエポキシ化合物を固定したエポキシ前処理糸を用い、接着剤と繊維間の接着力を保持する方法もあるが、エポキシ処理を高水分下で行うため生産面で課題がある。 It has long been known to apply epoxy compounds to improve adhesion between fibers and rubber. However, in tire applications, cord strength and fatigue resistance are required, so if the entire cord is treated with an epoxy compound and then cured, the cord becomes too hard, leading to a deterioration in fatigue resistance and a decrease in strength. There is also a method of using epoxy pre-treated yarn in which an epoxy compound is fixed within the fiber structure to maintain the adhesive strength between the adhesive and the fibers, but this poses production challenges because the epoxy treatment is carried out under high moisture conditions.
特許文献2には、繊維(エポキシ前処理糸ではない)コードを、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ水溶液で処理した後、ただちに紫外線を照射して硬化させ、RFL接着剤で処理することで、ブレード、スパイラル形状に編組する際の繊維間の摩擦力を低減させ、作業性を向上させる方法が開示されている。しかし、繊維表面はエポキシ処理されていない。 Patent Document 2 discloses a method in which a fiber cord (not an epoxy pretreated thread) is treated with an aqueous epoxy solution having two or more epoxy groups, then immediately irradiated with ultraviolet light to harden it, and treated with an RFL adhesive to reduce the friction between the fibers when braiding them into a braid or spiral shape, thereby improving workability. However, the fiber surface is not epoxy treated.
特許文献3、4には、繊維表面に硬化性エポキシ化合物の硬化膜と未硬化の硬化性エポキシ化合物が付着している繊維複合体を用いることで、ゴムとの接着性を向上させたゴム補強用コードを得る方法が開示されている。しかし、得られたコードをエポキシ化合物で処理することは記載されていない。 Patent Documents 3 and 4 disclose a method for obtaining a rubber reinforcing cord with improved adhesion to rubber by using a fiber composite in which a cured film of a curable epoxy compound and an uncured curable epoxy compound are attached to the fiber surface. However, there is no mention of treating the obtained cord with an epoxy compound.
また、特許文献5、6では、下撚り及び上撚りしたコードを、エポキシ化合物を含む処理液に浸漬後、RFL系接着剤で処理しているが、環境負荷が高い接着剤を用いている。 In addition, in Patent Documents 5 and 6, the under-twisted and over-twisted cord is immersed in a treatment liquid containing an epoxy compound and then treated with an RFL-based adhesive, but this uses an adhesive that has a high environmental impact.
本発明の課題は、環境負荷の高い化合物に依拠しないゴム補強用コードであって、高温下でも十分に接着力が高く、コード強力と耐疲労性に優れるゴム補強用コードを提供することにある。 The objective of the present invention is to provide a rubber reinforcing cord that does not rely on compounds that have a high environmental impact, has sufficiently high adhesive strength even at high temperatures, and has excellent cord strength and fatigue resistance.
上記課題を解決するため、本発明者は鋭意検討を行った。そして、撚糸コード内部では有機繊維表面のエポキシ化合物を未硬化のままで存在させ、徐々にコード表面に至るにつれてエポキシ化合物を硬化させるように構成することにより、コード最表面と接着剤との接着性を高め、かつ、高温下での高接着力を得ることに成功した。 In order to solve the above problems, the inventors conducted extensive research. They succeeded in increasing the adhesion between the outermost cord surface and the adhesive and achieving high adhesive strength at high temperatures by configuring the epoxy compound on the organic fiber surface inside the twisted cord to remain uncured and gradually curing the epoxy compound as it reaches the cord surface.
すなわち、本発明は以下の通りである。 In other words, the present invention is as follows.
(1)少なくとも2本以上の下撚りコードを引き揃え、上撚りをかけた有機繊維コードの表面を、エポキシ化合物とラテックスを含むゴム用接着剤で処理した接着剤層を有するゴム補強用コードであって、
前記2本以上の下撚りコードのうち、少なくとも1本が、硬化剤を含まないエポキシ化合物で処理された有機繊維で構成されていることを特徴とするゴム補強用コード。
(2)前記ゴム補強用コードにおいて、コード内層部のエポキシ価(X)と、コード外層部のエポキシ価(Y)が、Y/X=0~0.2であることを特徴とする前記(1)に記載のゴム補強用コード。
(3)前記ゴム補強用コードが、下記の(a)及び(b)のうち、いずれか1つ以上を満たすことを特徴とする前記(2)に記載のゴム補強用コード。
(a)疲労後強力保持率が70%以上
(b)高温(120℃)接着力が70N/cm以上
(4)前記有機繊維コードが、少なくともアラミド繊維を含み、該アラミド繊維の比率が50重量%以上であることを特徴とする前記(1)~(3)いずれかに記載のゴム補強用コード。
(1) A rubber reinforcing cord comprising at least two or more first-twisted cords arranged in parallel and then second-twisted organic fiber cords, the surface of which is treated with a rubber adhesive containing an epoxy compound and latex to form an adhesive layer,
A rubber reinforcing cord, characterized in that at least one of the two or more first twisted cords is composed of an organic fiber treated with an epoxy compound not containing a curing agent.
(2) The rubber-reinforcing cord according to (1) above, characterized in that the epoxy value (X) of the inner cord layer and the epoxy value (Y) of the outer cord layer satisfy Y/X = 0 to 0.2.
(3) The rubber reinforcing cord according to (2) above, characterized in that the rubber reinforcing cord satisfies one or more of the following (a) and (b):
(a) a post-fatigue strength retention rate of 70% or more; (b) a high-temperature (120°C) adhesive strength of 70 N/cm or more; (4) The rubber reinforcing cord according to any one of (1) to (3), wherein the organic fiber cord contains at least aramid fibers, and the ratio of the aramid fibers is 50% by weight or more.
本発明によれば、環境負荷が高い化合物を含まない組成でも、十分に高温(120℃)下での接着力が高く、耐疲労性に優れるゴム補強用コードを提供できる。 The present invention makes it possible to provide a rubber reinforcing cord that has high adhesion even at high temperatures (120°C) and excellent fatigue resistance, even though the composition does not contain compounds that have a high environmental impact.
[有機繊維]
本発明のゴム補強用コードを構成する有機繊維としては、アラミド繊維、ナイロン(6ナイロン、66ナイロン等)繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維等が挙げられる。これらの有機繊維のなかでも、非常に高い強度と弾性率を有しているアラミド繊維を少なくとも含む有機繊維コードが好ましい。例えば、アラミド繊維コード、アラミド繊維とナイロン繊維の複合コード、アラミド繊維とポリエステル繊維の複合コード等が挙げられる。
[Organic fiber]
Examples of organic fibers constituting the rubber reinforcing cord of the present invention include aramid fibers, nylon (nylon 6, nylon 66, etc.) fibers, polyester fibers, rayon fibers, etc. Among these organic fibers, organic fiber cords containing at least aramid fibers, which have extremely high strength and elastic modulus, are preferred. Examples include aramid fiber cords, composite cords of aramid fibers and nylon fibers, composite cords of aramid fibers and polyester fibers, etc.
アラミド繊維としては、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維等を挙げることができるが、引張強さに優れているパラ系アラミド繊維が好ましい。パラ系アラミド繊維の市販品としては、例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維(米国デュポン社、東レ・デュポン株式会社製、商品名「Kevlar」(登録商標))、コポリパラフェニレン-3,4’-オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維(帝人株式会社製、商品名「テクノーラ」(登録商標))等を挙げることができる。これらのパラ系アラミド繊維の中でも、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維が特に好ましい。 Examples of aramid fibers include para-aramid fibers and meta-aramid fibers, but para-aramid fibers, which have excellent tensile strength, are preferred. Examples of commercially available para-aramid fibers include polyparaphenylene terephthalamide fibers (manufactured by DuPont USA, Toray DuPont Co., Ltd., product name "Kevlar" (registered trademark)) and copolyparaphenylene-3,4'-oxydiphenylene terephthalamide fibers (manufactured by Teijin Limited, product name "Technora" (registered trademark)). Among these para-aramid fibers, polyparaphenylene terephthalamide fibers are particularly preferred.
上記のアラミド繊維は、公知の方法で製造したものを用いることができる。なお、アラミド繊維は、繊維を形成するポリマーの繰り返し単位中に、通常置換されていても良い二価の芳香族基を少なくとも一個有する繊維であって、アミド結合を少なくとも一個有する繊維であれば特に限定はなく、全芳香族ポリアミド繊維、又はアラミド繊維と称されるものであって良く、「置換されていても良い二価の芳香族基」とは、同一又は異なる1以上の置換基を有していても良い二価の芳香族基を意味する。 The above-mentioned aramid fibers may be produced by known methods. The aramid fibers are not particularly limited as long as they have at least one divalent aromatic group, which may be substituted, in the repeating unit of the polymer forming the fiber and have at least one amide bond, and may be called wholly aromatic polyamide fibers or aramid fibers, and the "divalent aromatic group, which may be substituted" means a divalent aromatic group, which may have one or more identical or different substituents.
本発明で用いるアラミド繊維は、あらかじめ製糸工程において、硬化性エポキシ化合物を、繊維用油剤との混合物として付与したもの、あるいは、硬化性エポキシ化合物と油剤を別工程で付与したものが好ましい。硬化性エポキシ化合物は、紡糸、中和後、又は、紡糸、中和、洗浄後の乾燥により水分率を調整したアラミド繊維に対して付与されるのが良く、前記水分率は15重量%以下が好ましい。水分率が15重量%を超えると、繊維構造内に硬化性エポキシ化合物が取り込まれてしまうことで、エポキシ化合物の硬化状態を制御することが困難になる。 The aramid fiber used in the present invention is preferably one to which a curable epoxy compound has been added in advance in the spinning process as a mixture with a fiber oil, or one to which a curable epoxy compound and an oil have been added in separate processes. The curable epoxy compound is preferably added to aramid fiber whose moisture content has been adjusted by spinning, neutralization, or by drying after spinning, neutralization, and washing, and the moisture content is preferably 15% by weight or less. If the moisture content exceeds 15% by weight, the curable epoxy compound will be incorporated into the fiber structure, making it difficult to control the curing state of the epoxy compound.
また、繊維用油剤および工程薬剤には、硬化剤が含まれていないことが望ましい。硬化剤のなかでも、アミン系硬化剤は、エポキシ化合物の硬化速度を速める効果があり、ゴム補強用コードの内層部に存在する繊維のエポキシ価を低下させてしまう。 It is also desirable that the textile oils and process chemicals do not contain hardeners. Among hardeners, amine-based hardeners have the effect of accelerating the hardening rate of epoxy compounds, and they lower the epoxy value of the fibers present in the inner layer of the rubber reinforcing cord.
通常、有機繊維コード(撚糸コード)に付与したエポキシ化合物は、コード表面で硬化して被膜を形成し、物理的にコード表面を覆うこととなる。
しかし、硬化剤を含まないエポキシ化合物で処理された有機繊維(エポキシ前処理糸)を含む有機繊維コードの場合、コード内部のエポキシ化合物は、硬化することなく、次のエポキシ化合物を含む処理剤付与工程において、該エポキシ化合物をコード内部に導く役割を果たす。またそれによって、コード内層部(コード半径の1/2以下より中心側)の材料のエポキシ価が高くなる。
一方、エポキシ前処理糸を用いない有機繊維コード(撚糸コード)の場合は、施与したエポキシ化合物は、外層部(ほぼ表層のみ)に存在する。また、エポキシ前処理糸を用いた場合でも、有機繊維コードをエポキシ化合物で処理しない場合、エポキシ処理剤はコード内部まで侵入しない。
Usually, an epoxy compound applied to an organic fiber cord (twisted yarn cord) hardens on the surface of the cord to form a coating, which physically covers the surface of the cord.
However, in the case of an organic fiber cord containing organic fibers treated with an epoxy compound that does not contain a curing agent (epoxy pre-treated yarn), the epoxy compound inside the cord does not harden, but instead plays a role in guiding the epoxy compound to the inside of the cord in the subsequent step of applying a treatment agent containing the epoxy compound, thereby increasing the epoxy value of the material in the inner layer of the cord (the center side of less than 1/2 of the cord radius).
On the other hand, in the case of an organic fiber cord (twisted cord) that does not use an epoxy pretreated yarn, the applied epoxy compound is present in the outer layer (almost only the surface layer). Even if an epoxy pretreated yarn is used, if the organic fiber cord is not treated with an epoxy compound, the epoxy treatment agent does not penetrate into the inside of the cord.
本発明において、硬化性エポキシ化合物は、脂肪族エポキシ化合物及び芳香環を有するエポキシ化合物から選ばれる1種又は2種以上を用いることができる。2種以上を混合して用いても良く、別々に用いても良い。さらに、工程通過性を向上させるため、硬化性エポキシ化合物を繊維用油剤と混合して付与しても良く、これら2つの剤を2段階で付与しても良い。 In the present invention, the curable epoxy compound may be one or more selected from aliphatic epoxy compounds and epoxy compounds having an aromatic ring. Two or more may be mixed and used, or may be used separately. Furthermore, in order to improve processability, the curable epoxy compound may be mixed with a fiber oil agent and applied, or these two agents may be applied in two stages.
脂肪族エポキシ化合物としては、グリセロール、ソルビトール、ポリグリセロール等の多価アルコールのグリシジルエーテル化合物から選ばれる1種又は2種以上の混合物が好ましい。例えば、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。芳香環を有するエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂から選ばれる1種又は2種以上の混合物が挙げられ、常温で液状である点より、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のグリシジルエーテル化合物がより好ましい。
上記のエポキシ化合物の中でも、粘度が低く紡糸工程で付与することができ、また工程通過性を阻害しない点で、脂肪族エポキシ化合物が好ましく、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル等のグリセロール系ポリエポキシドが特に好ましい。
The aliphatic epoxy compound is preferably one or a mixture of two or more selected from glycidyl ether compounds of polyhydric alcohols such as glycerol, sorbitol, polyglycerol, etc. Examples include glycerol diglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, etc. Examples of epoxy compounds having an aromatic ring include one or a mixture of two or more selected from bisphenol-type epoxy resins, and glycidyl ether compounds such as bisphenol A and bisphenol F are more preferred because they are liquid at room temperature.
Among the above epoxy compounds, aliphatic epoxy compounds are preferred because they have low viscosity and can be applied in the spinning process, and do not impair processability. Glycerol-based polyepoxides such as glycerol diglycidyl ether and glycerol triglycidyl ether are particularly preferred.
繊維用油剤としては、硬化性エポキシ化合物との相溶性の面から、水溶性油剤が好ましい。水溶性油剤としては、硬化性エポキシ化合物と相溶性が高く、繊維油剤として必要な平滑性が高く、アラミド繊維を撚糸する際のトラベラとの摩耗減少効果があるものが好ましい。例えば、脂肪酸ポリグリコールエステル等が挙げられ、モノエステル型及びジエステル型から選ばれる1種又は混合物を用いることができる。ゴムに対する接着性及び硬化性エポキシ化合物との溶解性の点より、前記エステルを構成する脂肪酸は、炭素原子数7~28の飽和又は不飽和脂肪酸が好ましく、ポリグリコールは、硬化性エポキシ化合物の溶解性に優れるエステル化合物が得られる点で、重量平均分子量(Mw)が400~1,300のポリエチレングリコールが好ましい。 As the textile oil, a water-soluble oil is preferred in terms of compatibility with the curable epoxy compound. As the water-soluble oil, one that is highly compatible with the curable epoxy compound, has a high smoothness required for a textile oil, and has an effect of reducing abrasion with the traveler when twisting aramid fibers is preferred. For example, fatty acid polyglycol esters can be mentioned, and one or a mixture selected from monoester type and diester type can be used. In terms of adhesion to rubber and solubility with the curable epoxy compound, the fatty acid constituting the ester is preferably a saturated or unsaturated fatty acid having 7 to 28 carbon atoms, and the polyglycol is preferably a polyethylene glycol having a weight average molecular weight (Mw) of 400 to 1,300, in that an ester compound having excellent solubility with the curable epoxy compound can be obtained.
硬化性エポキシ化合物及び繊維用油剤を混合物としてアラミド繊維に付与する場合、(a)硬化性エポキシ化合物と(b)水溶性油剤は、(a)/(b)=50/50~90/10(重量比)の比率で用いることが好ましい。(a)/(b)は、より好ましくは50/50~70/30であり、さらに好ましくは55/45~65/35である。 When the curable epoxy compound and the fiber oil are applied to the aramid fiber as a mixture, it is preferable to use (a) the curable epoxy compound and (b) the water-soluble oil in a ratio of (a)/(b) = 50/50 to 90/10 (weight ratio). (a)/(b) is more preferably 50/50 to 70/30, and even more preferably 55/45 to 65/35.
硬化性エポキシ化合物のアラミド繊維への付着量は、アラミド繊維重量(乾燥基準)に対して、10mmol/kg以上、50mmol/kg以下であることが好ましい。付着量が少なすぎると、ゴム補強用コードの疲労後強力保持率、高温下接着力が低下し、付着力が多すぎると経済性、生産性が悪くなる。より好ましくは10~30mmol/kg、さらに好ましくは15~25mmol/kgである。 The amount of the curable epoxy compound attached to the aramid fiber is preferably 10 mmol/kg or more and 50 mmol/kg or less based on the weight of the aramid fiber (on a dry basis). If the amount attached is too small, the post-fatigue strength retention rate of the rubber reinforcing cord and the adhesive strength at high temperatures will decrease, and if the adhesive strength is too high, the economic efficiency and productivity will decrease. More preferably, it is 10 to 30 mmol/kg, and even more preferably, it is 15 to 25 mmol/kg.
硬化性エポキシ化合物を付着させたアラミド繊維は、その後、巻き取り工程でボビンに巻き取られる。巻き上げ後のアラミド繊維は、熱処理及び緊張処理することなく常温で保持され、水分率が3~15重量%に保持される。 The aramid fiber with the curable epoxy compound attached is then wound onto a bobbin in the winding process. After winding, the aramid fiber is kept at room temperature without heat treatment or tension treatment, and the moisture content is maintained at 3 to 15% by weight.
[有機繊維コード]
本発明のゴム補強用コードは、2本以上の下撚りコードのうち、少なくとも1本が、硬化剤を含まないエポキシ化合物で処理された有機繊維で構成されていることが重要である。硬化剤を含まないエポキシ化合物で処理された有機繊維としては、前述したアラミド繊維を、好ましい例として挙げることができる。
[Organic fiber cord]
It is important that at least one of the two or more first twist cords in the rubber reinforcing cord of the present invention is made of an organic fiber treated with an epoxy compound containing no curing agent. A preferred example of the organic fiber treated with an epoxy compound containing no curing agent is the above-mentioned aramid fiber.
硬化剤を含まないエポキシ化合物で処理された有機繊維の一例として、前述の方法で得たアラミド繊維を1本あるいは複数本を引き揃え、S方向或いはZ方向に片撚りを施して下撚りコードを得、さらに、該下撚りコードを2本以上引き揃え、片撚りと同じ方向の上撚り(ラング撚り)又は反対方向の上撚り(諸撚り)を施して、上撚りコードを得る方法がある。 One example of an organic fiber treated with an epoxy compound that does not contain a curing agent is a method in which one or more aramid fibers obtained by the above-mentioned method are aligned, and single-twisted in the S or Z direction to obtain a first-twisted cord, and then two or more of the first-twisted cords are aligned and second-twisted in the same direction as the single-twist (lang twist) or in the opposite direction (pair twist) to obtain a second-twisted cord.
また、上記の下撚りコードと撚り合わせる下撚りコードとして、硬化剤を含むエポキシ化合物で処理された有機繊維からなる下撚りコード、エポキシ化合物で処理されていない有機繊維からなる下撚りコード等を用いることができる。前記有機繊維は、ゴム補強用コードの目的に応じて1種又は2種以上を選択することができ、例えば、アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維等が挙げられる。有機繊維のエポキシ処理方法は、特に限定されない。 As the under-twisted cord to be twisted with the above under-twisted cord, a under-twisted cord made of organic fibers treated with an epoxy compound containing a curing agent, a under-twisted cord made of organic fibers not treated with an epoxy compound, etc. can be used. One or more types of organic fibers can be selected depending on the purpose of the rubber reinforcing cord, and examples of the organic fibers include aramid fibers, nylon fibers, polyester fibers, etc. The epoxy treatment method for the organic fibers is not particularly limited.
本発明では、ゴム補強用コードの強力を高める観点より、有機繊維コードがアラミド繊維を含むことが好ましく、有機繊維コードに占めるアラミド繊維の比率が50重量%以上であることが好ましい。 In the present invention, from the viewpoint of increasing the strength of the rubber reinforcing cord, it is preferable that the organic fiber cord contains aramid fiber, and it is preferable that the ratio of aramid fiber in the organic fiber cord is 50% by weight or more.
本発明において、下撚りコード及び上撚りコードの撚り数は、20~50t/10cmが好ましい。撚り数が20t/10cm未満の場合は、コードの疲労性が低下する傾向があり、撚り数が50t/10cmを超えると、コードの強力が低下する傾向がある。撚り数は、目的に応じて調整すれば良い。 In the present invention, the number of twists in the lower twisted cord and the upper twisted cord is preferably 20 to 50 t/10 cm. If the number of twists is less than 20 t/10 cm, the fatigue resistance of the cord tends to decrease, and if the number of twists exceeds 50 t/10 cm, the strength of the cord tends to decrease. The number of twists can be adjusted according to the purpose.
[ゴム補強用コード]
本発明のゴム補強用コードは、少なくとも2本以上の下撚りコードを引き揃え、上撚りをかけた有機繊維コードの表面を、エポキシ化合物とラテックスを含むゴム用接着剤で処理した接着剤層を有する。
また、ゴム補強用コードにおいては、コード内層部のエポキシ価(X)と、コード外層部のエポキシ価(Y)が、Y/X=0~0.2であることが好ましい。なお、「コード外層部」とは、「ゴム用接着剤で処理したコードの表層部分」を言い、「コード内層部」とは、「ゴム用接着剤で処理したコードから表層部分を取除いた内層部分」を言う。
[Rubber reinforcement cord]
The rubber reinforcing cord of the present invention has an adhesive layer formed by treating the surface of an organic fiber cord obtained by aligning at least two or more first twisted cords and then second twisting the cord with a rubber adhesive containing an epoxy compound and latex.
In addition, in a rubber-reinforcing cord, the epoxy value (X) of the inner layer part of the cord and the epoxy value (Y) of the outer layer part of the cord are preferably Y/X = 0 to 0.2. Note that the "outer layer part of the cord" refers to the "surface layer part of the cord treated with a rubber adhesive", and the "inner layer part of the cord" refers to the "inner layer part remaining after removing the surface layer part from the cord treated with a rubber adhesive".
本発明のゴム補強用コードは、コード外層部のエポキシ価が低い(0を含む)のに対して、下撚りコードのうち少なくとも1本に硬化剤を含まないエポキシ化合物で処理された有機繊維を含むため、コードの表面を処理したゴム用接着剤に含まれるエポキシ化合物がコード内部に導かれることにより、コード内層部のエポキシ価が高い。
つまり、未硬化のエポキシ化合物がコード内層部に多く存在する。具体的には、2本以上の下撚りコードの全てをエポキシ化合物(硬化剤なし)で処理した有機繊維で構成したゴム補強用コードは、コード内層部のエポキシ価(X)が高くなり、1本のみをエポキシ化合物(硬化剤なし)で処理した有機繊維で構成したゴム補強用コードは、コード内層部のエポキシ価(X)が前者よりは低くなる。一方、上撚りコードを、エポキシ化合物(硬化剤を含む)で処理した有機繊維は、コード表面でエポキシ化合物が硬化するので、コード外層部のエポキシ価(Y)が低い。
In the rubber reinforcement cord of the present invention, the epoxy value of the outer layer of the cord is low (including 0), but at least one of the first twisted cords contains organic fibers treated with an epoxy compound that does not contain a curing agent, and the epoxy compound contained in the rubber adhesive that treats the surface of the cord is introduced into the inside of the cord, resulting in a high epoxy value in the inner layer of the cord.
That is, a large amount of uncured epoxy compound is present in the inner layer portion of the cord. Specifically, a rubber reinforcing cord in which two or more first twist cords are all made of organic fibers treated with an epoxy compound (without a curing agent) has a high epoxy value (X) in the inner layer portion of the cord, while a rubber reinforcing cord in which only one cord is made of organic fibers treated with an epoxy compound (without a curing agent) has a lower epoxy value (X) in the inner layer portion of the cord than the former. On the other hand, in the case of an organic fiber in which a top twist cord is treated with an epoxy compound (including a curing agent), the epoxy compound is cured on the cord surface, so the epoxy value (Y) in the outer layer portion of the cord is low.
本発明において、コード内層部に存在する未硬化のエポキシ化合物は、コード/エポキシ間の結合力に対してアンカー効果を付与するものと推察される。そのため、コード-接着剤間の接着力が高まることにより、高温下での接着力が高く、耐疲労性に優れるゴム補強用コードが得られるのではないかと推察する。また、未硬化のエポキシ化合物が、コード外層部で多量に存在した場合は、硬化によって、コードが疲労する(耐疲労性が低下する)ことが想定される。そのため、コード内層部に未硬化エポキシ化合物が多く存在することが重要であり、そのようにすることで、耐疲労性に優れ(疲労後強力保持率が高い)、また、高温(120℃)引き抜き接着力に優れるゴム補強用コードを提供することができる。 In the present invention, it is presumed that the uncured epoxy compound present in the inner layer of the cord provides an anchoring effect to the bonding strength between the cord and the epoxy. Therefore, it is presumed that the increased adhesive strength between the cord and the adhesive results in a rubber-reinforcing cord with high adhesive strength at high temperatures and excellent fatigue resistance. In addition, if a large amount of uncured epoxy compound is present in the outer layer of the cord, it is assumed that the cord will become fatigued (fatigue resistance will decrease) due to hardening. For this reason, it is important that a large amount of uncured epoxy compound is present in the inner layer of the cord, and by doing so, it is possible to provide a rubber-reinforcing cord with excellent fatigue resistance (high strength retention after fatigue) and excellent high-temperature (120°C) pull-out adhesive strength.
コード内層部に存在するエポキシ化合物量(A)は、特に限定されないが、5.0(mmol/kg)以上あることが好ましい。5.0(mmol/kg)未満になると、エポキシ化合物が硬化し過ぎることでコード内部が硬くなり、コード耐久性の低下が生じる虞がある。より好ましくは7.5(mmol/kg)以上、さらに好ましくは10.0(mmol/kg)以上である。 The amount of epoxy compound (A) present in the inner layer of the cord is not particularly limited, but is preferably 5.0 (mmol/kg) or more. If it is less than 5.0 (mmol/kg), the epoxy compound may cure too much, causing the inside of the cord to harden, resulting in a decrease in cord durability. It is more preferably 7.5 (mmol/kg) or more, and even more preferably 10.0 (mmol/kg) or more.
また、コード外層部に存在するエポキシ化合物量(B)は、5.0(mmol/kg)未満であることが好ましい。5.0(mmol/kg)以上では、コード表面上でエポキシの硬化反応の進行が不十分なことによりコードとエポキシ化合物間の接着が不十分になる恐れがある。より好ましくは2.5(mmol/kg)未満である。 The amount of epoxy compound (B) present in the outer layer of the cord is preferably less than 5.0 (mmol/kg). If it is 5.0 (mmol/kg) or more, the epoxy curing reaction on the cord surface may not proceed sufficiently, resulting in insufficient adhesion between the cord and the epoxy compound. It is more preferably less than 2.5 (mmol/kg).
本発明のゴム補強用コードの好ましい一実施形態では、ゴム補強用コード内層部ではエポキシ化合物の多くが未硬化物として存在し、該コード外層部ではエポキシ化合物が硬化物として存在する。この場合、硬化剤を含まないエポキシ化合物で前処理した原糸を少なくとも1本用いて有機繊維コードを作製し、作製した有機繊維コードの表面を、エポキシ化合物とラテックスを含むゴム用接着剤で処理し、その後、コードを熱処理する製造方法がある。 In a preferred embodiment of the rubber reinforcing cord of the present invention, most of the epoxy compound is present as an uncured product in the inner layer of the rubber reinforcing cord, and the epoxy compound is present as a cured product in the outer layer of the cord. In this case, there is a manufacturing method in which an organic fiber cord is produced using at least one raw yarn pretreated with an epoxy compound that does not contain a curing agent, the surface of the produced organic fiber cord is treated with a rubber adhesive that contains an epoxy compound and latex, and then the cord is heat-treated.
本発明のゴム補強用コードの他の好ましい一実施形態では、硬化剤を含まないエポキシ化合物で前処理した原糸を少なくとも1本用いて有機繊維コードを作製し、作製した有機繊維コードの表面を、エポキシ化合物を含む処理剤で処理し、その後熱処理を施した後、さらにラテックスを含むゴム用接着剤で処理し、再度熱処理する製造方法がある。 In another preferred embodiment of the rubber reinforcing cord of the present invention, an organic fiber cord is produced using at least one raw yarn pretreated with an epoxy compound that does not contain a curing agent, and the surface of the produced organic fiber cord is treated with a treatment agent containing an epoxy compound, then subjected to a heat treatment, and then further treated with a rubber adhesive containing latex, and then heat-treated again.
本発明において、エポキシ化合物とラテックスを含むゴム用接着剤の処理回数は特に限定されない。経済性の観点より1回(1浴処理)が好ましいが、2回以上行っても良い。接着剤処理は、撚りをかけた繊維コードに対して行うことが好ましい。接着剤付着量は、ゴム接着性及びコードの耐疲労性の観点より、3~20重量%(対コード重量)が好ましく、より好ましくは5~15重量%、さらに好ましくは6~10重量%である。 In the present invention, the number of times the rubber adhesive containing the epoxy compound and latex is treated is not particularly limited. From the viewpoint of economy, one time (one-bath treatment) is preferred, but two or more times may be used. The adhesive treatment is preferably performed on twisted fiber cords. From the viewpoint of rubber adhesion and fatigue resistance of the cord, the amount of adhesive applied is preferably 3 to 20% by weight (based on the weight of the cord), more preferably 5 to 15% by weight, and even more preferably 6 to 10% by weight.
接着剤層を形成する接着剤(第1の接着剤)には、エポキシ化合物とラテックスを含むゴム用接着剤が用いられる。ラテックスを含むことによりゴムとの接着性を高めることができる。その他の成分として、ブロックドポリイソシアネート化合物等を含んでいても良い。なお、エポキシ化合物は上記のエポキシ化合物と同様の化合物を用いることができる。 A rubber adhesive containing an epoxy compound and latex is used as the adhesive (first adhesive) that forms the adhesive layer. The inclusion of latex can enhance adhesion to rubber. Other components may include a blocked polyisocyanate compound. The epoxy compound may be the same as the epoxy compound described above.
ラテックスとしては、例えば、ビニルピリジン-スチレン-ブタジエン系、イソプレン系、スチレン-ブタジエン系、エチレン-プロピレン-ジエン系、アクリロニトリル-ブタジエン系、クロロプレン系、クロロスルホン化ポリエチレン系、アクリレート系、天然ゴム系等のラテックスを用いることができる。これらのラテックスは、1種単独であっても良く、2種以上の組合せであっても良い。ラテックスを用いることで、有機繊維コードとゴム部材との接着性を向上させることができる。 Examples of latex that can be used include vinylpyridine-styrene-butadiene, isoprene, styrene-butadiene, ethylene-propylene-diene, acrylonitrile-butadiene, chloroprene, chlorosulfonated polyethylene, acrylate, and natural rubber latex. These latexes may be used alone or in combination of two or more. The use of latex can improve the adhesion between the organic fiber cord and the rubber member.
本発明のゴム補強用コードは、さらに、第2の接着剤で処理されていても良い。第2の接着剤としては、公知のRFL(レゾルシンと、ホルムアルデヒドの初期縮合物、ゴムラテックスの混合物)を用いることができる。RFLは、有機繊維コードに対する浸透性・付着性及びゴムとの接着性に優れている。例えば、ゴムラテックス100重量部(固形分換算)に対し、レゾルシン-ホルマリン初期縮合物(固形分換算)を約2~20重量部含む混合物を、固形分濃度で約5~25重量%含むRFL処理液等が挙げられる。 The rubber reinforcing cord of the present invention may be further treated with a second adhesive. The known RFL (a mixture of resorcinol, formaldehyde initial condensate, and rubber latex) can be used as the second adhesive. RFL has excellent permeability and adhesion to organic fiber cords and excellent adhesion to rubber. For example, an RFL treatment solution containing a mixture containing about 2 to 20 parts by weight of resorcinol-formaldehyde initial condensate (solid content equivalent) per 100 parts by weight of rubber latex (solid content equivalent), with a solid content concentration of about 5 to 25% by weight, can be mentioned.
未処理コードへのRFLを含む接着剤の付与は、第2の接着剤を液体に溶解又は分散させた処理液を用いて行うことが好ましい。処理液における接着剤の総固形分濃度は、5~25重量%が好ましく、より好ましくは15~25重量%である。かかる範囲にすると、接着剤を含む処理液の安定性が優れ、有機繊維に対して、接着剤を均一に塗布することができる。第2の接着剤には公知の粘度調整剤を添加することもできる。 The application of the adhesive containing RFL to the untreated cord is preferably carried out using a treatment liquid in which the second adhesive is dissolved or dispersed in a liquid. The total solids concentration of the adhesive in the treatment liquid is preferably 5 to 25% by weight, more preferably 15 to 25% by weight. Within this range, the stability of the treatment liquid containing the adhesive is excellent, and the adhesive can be applied uniformly to the organic fibers. A known viscosity modifier can also be added to the second adhesive.
接着剤を含む処理液をアラミド繊維に付着させる方法は、公知の方法を採用することができる。接着剤付着量及び接着剤含浸率の制御は、例えば、接着剤処理液の濃度、接着剤処理液浸漬後の液除去条件、またディップ処理速度や張力等の条件を設定することによって可能である。 A known method can be used to apply the treatment liquid containing the adhesive to the aramid fibers. The amount of adhesive applied and the adhesive impregnation rate can be controlled, for example, by setting the concentration of the adhesive treatment liquid, the conditions for removing the liquid after immersion in the adhesive treatment liquid, and conditions such as the dipping speed and tension.
通常は、アラミド繊維にRFLを含む接着剤を付与した後、乾燥、熱処理を行う。熱処理条件は、乾燥温度100~160℃、滞留時間0.5~5分、熱処理温度200~260℃、滞留時間0.5~5分が好ましい。 Usually, after applying an adhesive containing RFL to the aramid fibers, they are dried and heat treated. The heat treatment conditions are preferably a drying temperature of 100-160°C, a residence time of 0.5-5 minutes, a heat treatment temperature of 200-260°C, and a residence time of 0.5-5 minutes.
また、接着剤を付与して乾燥、熱処理を行う際に、0.15g/dtex~0.80g/dtexの張力を掛けて、緊張熱処理を行うことが好ましい。上撚りコードのフィラメントの引き揃え状態を最適化することができ、強力を高めることができる。また、上撚りコードに過剰な張力負荷が掛からなくなるため、工程通過時の擦過等による糸へのダメージを最小限に抑え、コード強力をより高値に維持することができる。 When applying the adhesive and then drying and heat treating, it is preferable to apply a tension of 0.15 g/dtex to 0.80 g/dtex and perform tension heat treatment. This optimizes the alignment of the filaments in the twisted cord, and increases its strength. In addition, since excessive tension is not applied to the twisted cord, damage to the yarn caused by abrasion during processing is minimized, and the cord strength can be maintained at a higher value.
上記のようにして得られたアラミド繊維コードを、6ナイロン、66ナイロン等のナイロン繊維、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル繊維、ビニロン繊維、ポリケトン繊維等からなる繊維コードと撚り合せることで複合コードが得られる。 The aramid fiber cord obtained as described above is twisted with fiber cords made of nylon fibers such as nylon 6 and nylon 66, polyester fibers such as polyethylene terephthalate, vinylon fibers, polyketone fibers, etc. to obtain a composite cord.
本発明のゴム補強用コードは、ゴムとの接着性が高く、接着剤含浸率が高いためディップコードとゴムの間で接着剤移行が生じ難く、コード製造過程では接着剤カスが発生しないため、有機繊維コードの特性を最大限に引き出すことができる。かかる特性を生かして、自動車、航空機等の各種タイヤのコードやスダレ;伝動ベルト、Vベルト、タイミングベルト等の各種ベルト;ラジエータホース、ヒーターホース、パワステホース等の各種ホース;等のゴム製品の補強用として、好適に用いることができる。 The rubber reinforcing cord of the present invention has high adhesion to rubber and a high adhesive impregnation rate, so adhesive transfer is unlikely to occur between the dipped cord and rubber, and no adhesive residue is generated during the cord manufacturing process, making it possible to maximize the properties of the organic fiber cord. Taking advantage of these properties, the cord can be suitably used to reinforce rubber products such as cords and sudare for various tires for automobiles and aircraft, various belts such as transmission belts, V-belts, and timing belts, and various hoses such as radiator hoses, heater hoses, and power steering hoses.
ゴムとしては、例えば、アクリルゴム(ACM)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、水素化アクリロニトリル-ブタジエンゴム(HNBR)、イソプレンゴム(IR)、ウレタンゴム(AU、EU)、エチレン-プロピレンゴム(EPM)、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体ゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、天然ゴム(NR)、シリコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム等が挙げられる。ゴムには、主成分のゴムの他に、通常ゴム業界で用いられるカーボンブラック、シリカ、水酸化アルミニウム等の無機充填剤、クマロン樹脂、フェノール樹脂等の有機充填剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤等の各種配合剤が含まれていても良い。 Examples of rubber include acrylic rubber (ACM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (HNBR), isoprene rubber (IR), urethane rubber (AU, EU), ethylene-propylene rubber (EPM), ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), natural rubber (NR), silicone rubber, fluororubber, polysulfide rubber, etc. In addition to the main component rubber, rubber may contain various compounding agents such as inorganic fillers such as carbon black, silica, and aluminum hydroxide, organic fillers such as coumarone resin and phenolic resin, vulcanization accelerators, antioxidants, and softeners that are commonly used in the rubber industry.
以下、本発明を実施例及び比較例を用いて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。以下の実施例等において「%」は「重量%」である。なお、実施例中の各測定値は次の方法にしたがった。 The present invention will be specifically explained below using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. In the following examples, "%" means "% by weight." The measurements in the examples were performed according to the following methods.
(1)初期強力
引張試験機(エイ・アンド・デイ社製 商品名:テンシロン、型式:RTM1T)を使用してJIS L1017:2002の方法の手順に基づき、以下の条件で測定を実施した。
[測定条件]
測定環境温度:20±3℃
湿度:65±5%
試験速度:100mm/分
チャック間距離:250mm
(1) Initial Strength Measurement was carried out using a tensile tester (manufactured by A&D Co., Ltd., product name: Tensilon, model: RTM1T) under the following conditions based on the procedure of the method of JIS L1017:2002.
[Measurement conditions]
Measurement environment temperature: 20±3℃
Humidity: 65±5%
Test speed: 100 mm/min. Chuck distance: 250 mm
(2)T-接着力(コードとゴムとの接着力)評価
JIS L1017:2002の接着力-A法に準じて、処理コードを未加硫ゴムに埋め込み、加圧下で、初期接着力は150℃×30分間プレス加硫を行い、放冷後、コードをゴムブロックから300mm/minの速度で引き抜き、その引き抜きに要した荷重をN/cmで表示した。
(2) Evaluation of T-adhesion (adhesion between cord and rubber) In accordance with the adhesion-A method of JIS L1017:2002, the treated cord was embedded in unvulcanized rubber, and press-vulcanized under pressure at 150°C for 30 minutes to measure the initial adhesion. After cooling, the cord was pulled out from the rubber block at a speed of 300 mm/min, and the load required for the pull-out was displayed in N/cm.
(3)高温接着力
JIS L1017:2002の接着力-A法に準じて、処理コードを未加硫ゴムに埋め込み、加圧下で、初期接着力は150℃×30分間プレス加硫を行い、120℃で、コードをゴムブロックから300mm/minの速度で引き抜き、その引き抜きに要した荷重をN/cmで表示した。
(3) High-Temperature Adhesion Strength In accordance with the adhesion strength-A method of JIS L1017:2002, the treated cord was embedded in unvulcanized rubber, and press-vulcanized under pressure at 150°C for 30 minutes to measure the initial adhesion strength. The cord was then pulled out from the rubber block at 120°C at a speed of 300 mm/min, and the load required for the pullout was expressed in N/cm.
(4)疲労後強力、疲労後強力保持率
ベルト式屈曲疲労試験機(上島製作所製)を用い、JIS L1017:2002に準じて測定した。厚さ4mmのゴムシートに本発明の方法で処理したコードを16本/inchで打ち込み、0.4mmのゴムシートで挟み込み2層に平行に並べて150℃で30分間、50kg/cm2のプレス圧力で加硫した。加硫後のゴムシートを1inch幅×410mm長のベルト形状に切断し、これを直径1inchφのローラーに取り付けて荷重50kgをかけ、180rpmの速度で往復運動を24時間繰り返した。疲労負荷後のベルトサンプルをトルエンに浸漬して膨潤させた後、2層のゴムシートのうちローラー設置側の層よりコードを取り出し、JIS L1017:2002の方法により強力を測定して疲労後強力とした。また、初期強力対比の疲労後強力の割合を疲労後強力保持率(%)とした。
(4) Strength after fatigue, strength retention after fatigue A belt-type flex fatigue tester (Ueshima Seisakusho) was used to measure according to JIS L1017:2002. The cords treated by the method of the present invention were driven into a 4 mm thick rubber sheet at 16 cords/inch, sandwiched between 0.4 mm rubber sheets, arranged in parallel in two layers, and vulcanized at 150°C for 30 minutes with a press pressure of 50 kg/cm2. The vulcanized rubber sheet was cut into a belt shape of 1 inch width x 410 mm length, attached to a roller with a diameter of 1 inchφ, and a load of 50 kg was applied, and the reciprocating motion was repeated at a speed of 180 rpm for 24 hours. The belt sample after fatigue loading was immersed in toluene to swell, and then the cord was taken out from the layer of the two-layer rubber sheet on the side where the roller was installed, and the strength was measured according to the method of JIS L1017:2002 to obtain the strength after fatigue. The ratio of the post-fatigue strength to the initial strength was defined as the post-fatigue strength retention rate (%).
(5)エポキシ価測定法
別に、試料10g(実重量Ag)をビーカーに入れ、アセトンで試料表面に付着した遊離エポキシ化合物を抽出した後、アセトンを除去して、抽出物重量を測定する。前記抽出物に、塩酸/1,4-ジオキサン混合溶液(15/1000(容量比))20mlとエタノール30mlを添加した後、0.5mol/LのNaOH溶液で中和滴定(滴定量:Cml)を行う。抽出物を含まない前記の塩酸1,4-ジオキサン混合溶液についてブランク滴定(滴定量:Dml)を行い、下記式により、遊離エポキシ化合物量として、試料1kg当りに存在する遊離エポキシ基のミリモル数を算出する。
[遊離エポキシ化合物量(mmol/kg)]=0.5×1000×(D-C)/A
(5) Epoxy value measurement method Separately, 10 g of sample (actual weight Ag) is placed in a beaker, and the free epoxy compounds attached to the surface of the sample are extracted with acetone, and then the acetone is removed and the weight of the extract is measured. 20 ml of a hydrochloric acid/1,4-dioxane mixed solution (15/1000 (volume ratio)) and 30 ml of ethanol are added to the extract, and neutralization titration (titration amount: C ml) is performed with a 0.5 mol/L NaOH solution. A blank titration (titration amount: D ml) is performed on the hydrochloric acid/1,4-dioxane mixed solution not containing the extract, and the number of millimoles of free epoxy groups present per kg of sample is calculated as the amount of free epoxy compounds using the following formula.
[Amount of free epoxy compound (mmol/kg)]=0.5×1000×(D−C)/A
(6)コード内層部と外層部のエポキシ価測定法
外層部;RFL処理したコードの表層を10g採取し、採取した試料のエポキシ価を測定した。内層部;RFL処理したコードの表層を取除き、コードの最内層部10gを採取し、採取した試料のエポキシ価を測定した。
コード中心(コード径の50%の距離)は、JIS L1017:2002 8.1 コードゲージに記載の方法で測定したコード径を直径として求めた。実験で使用した繊維コードの直径は0.5~1.0mmである。
(6) Measurement method of epoxy value of inner and outer layers of cord Outer layer: 10 g of the surface layer of the RFL-treated cord was sampled, and the epoxy value of the sample was measured. Inner layer: The surface layer of the RFL-treated cord was removed, and 10 g of the innermost layer of the cord was sampled, and the epoxy value of the sample was measured.
The cord center (distance of 50% of the cord diameter) was determined as the diameter of the cord measured by the method described in JIS L1017:2002 8.1 Cord Gauge. The fiber cord used in the experiment had a diameter of 0.5 to 1.0 mm.
(実施例1)
通常の方法で得られたポリパラフェニレンテレフタルアミド(以下、PPTAと略す)(分子量約20,000)1kgを4kgの濃硫酸に溶解し、直径0.1mmのホールを1,000個有する口金からせん断速度30,000sec-1となるよう吐出し、4℃の水中に紡糸した後、10重量%の水酸化ナトリウム水溶液で、10℃×15秒の条件で中和処理し、その後、加熱乾燥して、水分率10重量%のPPTA繊維(総繊度1,670dtex)を得た。
Example 1
1 kg of polyparaphenylene terephthalamide (hereinafter, abbreviated as PPTA) (molecular weight about 20,000) obtained by a conventional method was dissolved in 4 kg of concentrated sulfuric acid, extruded from a spinneret having 1,000 holes with a diameter of 0.1 mm at a shear rate of 30,000 sec -1 , spun into water at 4°C, neutralized with a 10 wt% aqueous sodium hydroxide solution at 10°C for 15 seconds, and then dried by heating to obtain a PPTA fiber with a moisture content of 10 wt% (total fineness 1,670 dtex).
得られたPPTA繊維の束に、油剤(エポキシ化合物/ポリグリコールエステル=30/70(重量比))を、水分率0%に換算したときの繊維重量に対し1%となるよう付与した後、巻き上げてパッケージにした。 An oil agent (epoxy compound/polyglycol ester = 30/70 (weight ratio)) was applied to the resulting bundle of PPTA fibers so that the amount was 1% of the fiber weight when converted to a moisture content of 0%, and then the bundle was wound up and packaged.
得られたPPTA繊維1,670dtex(エポキシ前処理糸、初期弾性率520cN/dtex)をZ方向に40t/10cmで加撚して下撚りコードを作成し、この下撚りコードを2本使用しS方向に40t/10cmで加撚して上撚り撚糸コードを作成した。
得られた上撚り撚糸コードをビニルピリジン・スチレン・共役ジエンゴムラテックス及びエポキシ化合物を主成分とする第1の接着剤処理液に浸漬し、140℃で2分間熱処理を実施して水分を除去し、その後230℃で1分間熱処理した。さらにレゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス(RFL)を主成分とする第2の接着剤処理液に浸漬し、140℃で2分間熱処理を実施して水分を除去し、その後230℃で1分間熱処理することによりアラミド繊維コードを完成した。結果を表1に示す。
The obtained PPTA fiber of 1,670 dtex (epoxy pretreated yarn, initial elastic modulus 520 cN/dtex) was twisted in the Z direction at 40 t/10 cm to produce a first twisted cord, and two of these first twisted cords were twisted in the S direction at 40 t/10 cm to produce a second twisted yarn cord.
The resulting twisted cord was immersed in a first adhesive treatment liquid mainly composed of vinylpyridine-styrene-conjugated diene rubber latex and an epoxy compound, heat-treated at 140° C. for 2 minutes to remove moisture, and then heat-treated at 230° C. for 1 minute. The cord was then immersed in a second adhesive treatment liquid mainly composed of resorcin-formalin-rubber latex (RFL), heat-treated at 140° C. for 2 minutes to remove moisture, and then heat-treated at 230° C. for 1 minute to complete an aramid fiber cord. The results are shown in Table 1.
(実施例2)
実施例1と同様の方法で、上撚り撚糸コードを作成した。
得られた上撚り撚糸コードをビニルピリジン・スチレン・共役ジエンゴムラテックス及びエポキシ化合物を主成分とする第1の接着剤処理液に浸漬し、215℃で2分間熱処理を実施して水分を除去し、その後230℃で1分間熱処理した。さらにレゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス(RFL)を主成分とする第2の接着剤処理液に浸漬し、140℃で2分間熱処理を実施して水分を除去し、その後230℃で1分間熱処理することによりアラミド繊維コードを完成した。
Example 2
In the same manner as in Example 1, a ply-twisted yarn cord was prepared.
The resulting twisted yarn cord was immersed in a first adhesive treatment liquid mainly composed of vinylpyridine-styrene-conjugated diene rubber latex and an epoxy compound, heat-treated at 215° C. for 2 minutes to remove moisture, and then heat-treated at 230° C. for 1 minute. The cord was further immersed in a second adhesive treatment liquid mainly composed of resorcin-formalin-rubber latex (RFL), heat-treated at 140° C. for 2 minutes to remove moisture, and then heat-treated at 230° C. for 1 minute to complete an aramid fiber cord.
(比較例1)
市販のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維(総繊度1,670dtex、ケブラー(R)29、東レ・デュポン株式会社製)を使用した。
(Comparative Example 1)
A commercially available polyparaphenylene terephthalamide fiber (total fineness 1,670 dtex, Kevlar® 29, manufactured by DuPont-Toray Co., Ltd.) was used.
(比較例2)
実施例1と同様の方法にて、水分率10重量%のPPTA繊維(総繊度1,670dtex)を得た。
得られたPPTA繊維の束に、硬化剤(有機アミン)を含む油剤(エポキシ化合物/ポリグリコールエステル混合物=30/70(重量比))を、水分率0%に換算したときの繊維重量に対し1.0%となるよう付与した後、巻き上げてパッケージにした。得られたPPTA繊維を用い、実施例1と同様にしてアラミド繊維コードを得た。
(Comparative Example 2)
In the same manner as in Example 1, PPTA fibers (total fineness: 1,670 dtex) having a moisture content of 10% by weight were obtained.
An oil agent (epoxy compound/polyglycol ester mixture = 30/70 (weight ratio)) containing a curing agent (organic amine) was applied to the obtained PPTA fiber bundle in an amount of 1.0% based on the fiber weight when converted to a moisture content of 0%, and then the bundle was wound up and packaged. Using the obtained PPTA fiber, an aramid fiber cord was obtained in the same manner as in Example 1.
(比較例3)
実施例1と同様の方法にて、水分率50重量%のPPTA繊維(総繊度1,670dtex)を得た。
得られたPPTA繊維の束に、油剤(エポキシ化合物/ポリグリコールエステル混合物=30/70(重量比))を、水分率0%に換算したときの繊維重量に対し1.0%となるよう付与した後、巻き上げてパッケージにした。得られたPPTA繊維を用い、実施例1と同様にしてアラミド繊維コードを得た。
(Comparative Example 3)
In the same manner as in Example 1, PPTA fibers (total fineness: 1,670 dtex) having a moisture content of 50% by weight were obtained.
An oil agent (epoxy compound/polyglycol ester mixture=30/70 (weight ratio)) was applied to the obtained bundle of PPTA fibers in an amount of 1.0% based on the fiber weight when converted to a moisture content of 0%, and then the bundle was wound up and packaged. Using the obtained PPTA fibers, an aramid fiber cord was obtained in the same manner as in Example 1.
評価結果を表1にまとめて示す。 The evaluation results are summarized in Table 1.
表1の結果から、コード内層部の未硬化エポキシ化合物量が多い、本発明例のアラミド撚糸コードは、コード内層部の未硬化エポキシ化合物が少ない比較例2、3のアラミド撚糸コードと比べて、コード疲労後の強力保持率及び高温下接着力に優れていることが分かる。また、原糸をエポキシ化合物で前処理していない比較例1のアラミド撚糸コードは、コード疲労後の強力保持率、T-接着力、高温下接着力のいずれも劣っていることが分かる。よって、コード内層部の未硬化エポキシ化合物を多くすることが、アラミド撚糸コードのコード疲労後の強力保持率及び高温下接着力の向上に有効であることが分かる。 From the results in Table 1, it can be seen that the aramid twisted yarn cord of the present invention, which has a large amount of uncured epoxy compound in the inner layer of the cord, is superior in strength retention after cord fatigue and adhesive strength at high temperatures compared to the aramid twisted yarn cords of Comparative Examples 2 and 3, which have a small amount of uncured epoxy compound in the inner layer of the cord. It can also be seen that the aramid twisted yarn cord of Comparative Example 1, in which the raw yarn is not pretreated with an epoxy compound, is inferior in all of strength retention after cord fatigue, T-adhesion strength, and adhesive strength at high temperatures. Therefore, it can be seen that increasing the amount of uncured epoxy compound in the inner layer of the cord is effective in improving the strength retention after cord fatigue and adhesive strength at high temperatures of the aramid twisted yarn cord.
以上、本発明について実施例を用いて具体的に説明したが、上記の実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明は上述した各実施の形態に限定されることなく、請求項に記載した範囲で種々の変更が可能である。 The present invention has been specifically described above using examples, but the above-mentioned embodiment shows an example of a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims.
本発明のゴム補強用コードは、タイヤの補強用コードとして好適に利用できる。その他、ベルト、ホース等のゴム製品にも利用できることは言うまでもない。
The rubber reinforcing cord of the present invention can be suitably used as a tire reinforcing cord. It goes without saying that it can also be used for other rubber products such as belts and hoses.
Claims (4)
前記2本以上の下撚りコードのうち、少なくとも1本が、硬化剤を含まないエポキシ化合物で処理された有機繊維で構成されていることを特徴とするゴム補強用コード。 A rubber reinforcing cord comprising at least two or more first twisted cords arranged in parallel and then second twisted, the surface of which is treated with a rubber adhesive containing an epoxy compound and latex to form an adhesive layer,
A rubber reinforcing cord, characterized in that at least one of the two or more first twisted cords is composed of an organic fiber treated with an epoxy compound not containing a curing agent.
(a)疲労後強力保持率が70%以上
(b)高温(120℃)接着力が70N/cm以上 The rubber-reinforcing cord according to claim 2, characterized in that the rubber-reinforcing cord satisfies at least one of the following (a) and (b):
(a) Strength retention after fatigue is 70% or more. (b) High temperature (120°C) adhesive strength is 70 N/cm or more.
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