JPH10329507A - ゴム補強用ディップコード - Google Patents

ゴム補強用ディップコード

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JPH10329507A
JPH10329507A JP9146762A JP14676297A JPH10329507A JP H10329507 A JPH10329507 A JP H10329507A JP 9146762 A JP9146762 A JP 9146762A JP 14676297 A JP14676297 A JP 14676297A JP H10329507 A JPH10329507 A JP H10329507A
Authority
JP
Japan
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strength
cord
rubber
fiber
treatment
Prior art date
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Pending
Application number
JP9146762A
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English (en)
Inventor
Yukinari Okuyama
幸成 奥山
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyobo Co Ltd filed Critical Toyobo Co Ltd
Priority to JP9146762A priority Critical patent/JPH10329507A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリベンザゾール繊維の欠点である接着性と
耐疲労性が顕著に改善され、かつポリベンザゾール繊維
の優れた特性である高強度・弾性率を補強材として実現
するゴム補強用紡績糸コードを提供する。 【解決手段】 ポリベンザゾール繊維からなる強度が1
8g/d以上の紡績糸を複数本撚り合わせてなり、ディ
ップ処理が施された16g/d以上の強度を有するゴム
補強用ディップコード。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ、ホースお
よびベルト等のゴム補強材として用いられる接着性およ
び耐疲労性の改善された、従来にない強度および強度保
持率を有するポリベンザゾール繊維紡績糸コードに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、タイヤ、ホースおよびベルト等の
ゴム補強材として使用される繊維に関してはナイロン繊
維、ポリエステル繊維、ガラス繊維およびスチール繊維
が中心であったが、近年高強度、高弾性率を有する、ケ
ブラーに代表される芳香族ポリアミド繊維が、各種ゴム
補強材として用いられ始めている。
【0003】この芳香族ポリアミド繊維と比較してもは
るかに高い強度・弾性率を有し、また、耐熱性、寸法安
定性にも優れるポリベンザゾール繊維は、ゴム補強材と
して注目されている。ゴム資材分野で従来の有機繊維で
は性能的に不十分であった、より高強度、高耐熱性が要
求される用途での補強用繊維として使用が検討されてい
る。
【0004】しかしながら、このポリベンザゾール繊維
は上記の優れた特性を有するのに対し、ゴムトリックス
との接着性および耐疲労性が他の有機繊維と比較して劣
るという欠点を有している。そこでゴムマトリックスと
の接着性を改善するための方法として、特開平7−02
6029号公報、特開平7−102473号公報、特開
平6−344708号公報、特開平6−280169号
公報、特開平6−280167号公報および特開平6−
287866号に開示されているが、十分な接着性は得
られていないのが現状である。また耐疲労性を向上させ
るための一手段として、特開平9−49139号公報に
記されているように、片撚りで低撚数側においてポリベ
ンザゾール繊維は非常によい耐疲労性を示すことが分か
っているが、耐疲労性と接着力とのバランスを考える
と、その性能は十分とはいえない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ポリベンザゾール繊維
の欠点である接着性と耐疲労性が顕著に改善され、かつ
ポリベンザゾール繊維の優れた特性である高強度・弾性
率を補強材として実現するゴム補強用紡績糸コードを提
供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち本発明はポリベンザ
ゾール繊維からなる強度が18g/d以上の紡績糸を複
数本撚り合わせてなり、ディップ処理が施された16g
/d以上の強度を有することを特徴とするゴム補強用デ
ィップコードである。また強力利用率が50%以上であ
ることを特徴とする上記のゴム補強用ディップコードで
ある。
【0007】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に
おけるポリベンザゾール繊維とは、ポリベンザゾールポ
リマーよりなる繊維をいい、ポリベンザゾール(PB
Z)とは、ポリベンゾオキサゾール(PBO)ホモポリ
マー、ポリベンゾチアゾール(PBT)ホモポリマー及
びそれらPBO、PBTのランダム、シーケンシャルあ
るいはブロック共重合ポリマー等をいう。ここでポリベ
ンゾオキサゾール、ポリベンゾチアゾール及びそれらの
ランダム、シーケンシャルあるいはブロック共重合ポリ
マーは、例えば Wolfe等の「Liquid Crystalline Polym
er Compositions, Process and Products」米国特許第
4703103号(1987年10月27日)、「Liqu
id Crystalline Polymer Compositions, Process and P
roducts 」米国特許第4533692号(1985年8
月6日)、「Liquid Crystalline Poly(2,6-Benzothiaz
ole) Compositions, Process and Products 」米国特許
第4533724号(1985年8月6日)、「Liquid
Crystalline Polymer Compositions, Process and Pro
ducts」米国特許第4533693号(1985年8月
6日)、Evers の「Thermooxidatively Stable Articul
ated p-Benzobisoxazole and-Benzobisthiazole Polyme
rs」米国特許第4539567号(1982年11月1
6日)、Tsai等の「Method for making Heterocyclic B
lock Copolymer」米国特許第4578432号(198
6年3月25日)等に記載されている。PBZポリマー
に含まれる構造単位としては、好ましくはライオトロピ
ック液晶ポリマーから選択される。モノマー単位は構造
式(a)〜(h)に記載されているモノマー単位からな
り、さらに好ましくは、本質的に構造式(a)〜(c)
から選択されたモノマー単位からなる。
【0008】
【化1】
【0009】
【化2】
【0010】PBZポリマーのドープを形成するための
好適な溶媒としては、クレゾールやそのポリマーを溶解
しうる非酸化性の酸が含まれる。好適な酸溶媒の例とし
ては、ポリリン酸、メタンスルホン酸および高濃度の硫
酸あるいはそれらの混合物が挙げられる。さらに適する
溶媒はポリリン酸及びメタンスルホン酸である。また最
も適する溶媒は、ポリリン酸である。
【0011】溶媒中のポリマー濃度は好ましくは少なく
とも約7重量%であり、さらに好ましくは少なくとも1
0重量%、最も好ましくは少なくとも14重量%であ
る。最大濃度は、例えばポリマーの溶解性やドープ粘度
といった実際上の取り扱い性により限定される。それら
の限界要因のために、ポリマー濃度は通常では20重量
%を越えることはない。
【0012】好適なポリマーやコポリマーあるいはドー
プは公知の手法により合成される。例えば Wolfe等の米
国特許第4533693号(1985年8月6日)、Sy
bert等の米国特許第4772678号(1988年9月
20日)、Harrisの米国特許第4847350号(19
89年7月11日)に記載される方法で合成される。P
BZポリマーは、Gregory 等の米国特許第508959
1号(1992年2月8日)によると、脱水性の酸1 媒
中での比較的高温、高剪断条件下において高反応速度で
の高分子量化が可能である。
【0013】このようにして重合されるドープから公知
の手段により高強度・高弾性率のポリベンザゾール繊維
が製造される。例えば米国特許第5294390号(1
994年5月15日)などに記載された乾湿式紡糸方法
が好適である。
【0014】本発明のコードに用いる紡績糸は、単繊維
繊度が1デニール以上3デニール以下であることが望ま
しい。繊度が1デニール未満の場合には、糸条の毛羽が
多くなることが起因して、紡績糸強力が不十分なものし
か得られない。一方繊度が3デニールを越える場合に
は、紡績糸を構成する繊維本数が低下することが起因し
て、紡績糸の強力が低下する。好ましくは1〜2.5デ
ニールである。
【0015】平均繊維長は30mm以上200mm以下
が望まし。30mm未満の場合は、紡績糸強力が低下し
て好ましくなく、一方200mmを越える場合には、紡
績糸としての風合いが損なわれ、紡績糸の毛羽を活用し
て、ゴムマトリックスとの接着性の向上が期待できなく
なる。
【0016】紡績糸の撚数は下記式(1)を満たすもの
が望ましい。K・(L)1/3 が7.0よりも小さいと、
繊維間の絡まり会いが少ないため、充分な強度が得られ
ない。またK・(L)1/3 が13.0よりも大きいと、
撚りによる強力利用率の低下に伴い、紡績糸の強度が低
下する。尚、撚係数Kは1.0〜3.0が好ましい。 7.0≦K・(L)1/3 ≦13.0 …………………… 式(1) K:撚係数=T/(Ne)1/2 L:平均繊維長(mm) T:撚数(T/in) Ne:英式綿番手
【0017】紡績糸を得る方法の一例として、トウを牽
切し、スライバーとした後、粗紡、精紡工程を通過させ
て紡績糸とする方法がある。この際、トウの牽切を容易
化し、得られるスライバーの繊維平行度の確保およびス
ライバーの太さ斑の低減を達成するために、繊維の繊度
が1〜3デニールであることは有効である。
【0018】このいわゆる牽切方式は、本発明のコード
に用いる紡績糸を得る方法の好適な例である。その理由
は繊維平行度の確保、太さ斑の低減のみならず、紡績糸
の強度の確保に有効である。通常のカードを用いる紡績
プロセスでは、カード通過性を確保するために、繊維に
クリンプを付与することが必要である。牽切紡績は、ク
リンプを繊維に付与することなく、紡績糸を得ることが
可能なため、繊維に与えるダメージを低減し、ポリベン
ザゾール繊維からなる高強力紡績糸を得るのに極めて有
効な紡績方法である。
【0019】本発明のゴム補強用コードは、該紡績糸を
複数本引き揃え、繊維の収束性の向上および耐疲労性を
改善する観点からリング撚糸機などを用いて片撚りもし
くは諸撚りを与えられる。通常長繊維コードでは、撚数
の増加に伴いコード強力が低下し、耐疲労性と強力との
バランスによってその撚数が決定される。一方、本発明
の紡績糸コードでは、撚糸による強度低下がほとんど起
こらない。これは紡績糸がポリベンザゾール繊維の短繊
維からなり、合撚糸により単繊維間の拘束力が向上する
ためと考えられる。また、長繊維コードでは、いわゆる
ディップ処理によって樹脂付着による応力集中が生じ強
力低下が起こるのに対して、該紡績糸コードでは、樹脂
付着による拘束力の向上により強度低下が起こらない。
このため、該紡績糸コードは撚糸およびディップ処理工
程を経た後でもほとんど強力低下が起こらず、非常に高
い強力利用率でゴム補強用コードが実現可能である。
【0020】かくして得られる紡績糸は、18g/d以
上、好ましくは20g/d 以上であり、撚糸およびディッ
プ処理工程を経たディップコードの強度は、16g/d 以
上、好ましくは18g/d 以上である。かつ強力利用率
(=ディップコード強力/原糸強力)が50%以上であ
り、好ましくは55%以上である。該紡績糸の強度が1
8g/d 未満であると、繊維使用量の低減ができなくな
り、軽量化という観点からは好ましくない。また同様の
理由で強力利用率が50%以上であることが望ましい。
【0021】該撚糸コードはゴムとの接着性を向上させ
るため、いわゆるディップを施される。処理液として
は、(A)エポキシ樹脂の水分散液、(B)ブロックド
イソシアネートの水分散液、(C)ゴムラテックスの水
分散液、(D)レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂−ゴ
ムラテックス混合液、の組み合わせもしくは単独で、一
段または二段以上の多段処理により施される場合が一般
的であるが、その他の処方であってももちろん良い。特
にこの処方においてはコード中でのマイグレーションの
均一性が耐疲労性および強度・弾性率の利用率を高める
ために特に重要である。
【0022】かくして得られるゴム補強用コードは撚糸
及びディップ工程による強力低下がほとんど起こらない
ため、撚数を高く設定することにより高い強力利用率で
耐疲労性を向上させることが可能である。また紡績糸の
保有する毛羽の効果により長繊維コードと比較してゴム
マトリックスと高い接着力が得られ、かつ短繊維の集合
体である紡績糸から成るコードであるため耐疲労性にも
優れる。以上から、高強度、高弾性率を有するポリベン
ザゾール繊維から成る紡績糸を用いることにより、かつ
て無い高強度で強力利用率が高く、かつ接着性と耐疲労
性に優れたゴム補強用コードが実現可能となった。
【0023】
【実施例】次に実施例を用いて、本発明の効果について
説明する。もちろん本発明は実施例に限定されるもので
はない。 (試料1〜5)極限粘度30dl/gのシス−ポリベン
ゾビスオキサゾール(PBO)をポリ琳酸に14重量%
溶かした紡糸ドープを、0.22mmのオリフィス径を
有する334孔数のノズルから、温度160℃単孔吐出
量0.122ccで押し出した。ノズルから押し出され
た繊維状のドープは22cmのエアーギャップを通過
し、その中で引っ張られて約22℃に調整された凝固浴
を通り、更に走行速度約200m/minで連続的に5
対以上のローラーで水洗され、続いて一旦巻き取られる
事無く乾燥し、油剤を付与した後、巻き取った。該繊維
を引き揃えて撚を掛けて生コードを得た。該繊維を30
000デニールのトウに合糸した後、押し込み式クリン
パで捲縮を付与し、ロータリーカッターで切断しポリベ
ンゾビスオキサゾールステープルを得た。得られたPB
Oステープルから20番手双糸の紡績糸を製造した(…
試料2)。また該繊維を30000デニールのトウに合
糸すると同時に牽切した。該ファイバーからなる牽切ス
ライバーを粗紡・精紡工程を経て、27番手の紡績糸を
製造した(…試料3,4,5)。
【0024】(試料6〜7)アラミド繊維としてAKZO社
製品名「Twaron」を用い、該繊維を30000デニール
のトウに合糸した後、押し込み式クリンパで捲縮を付与
し、ロータリーカッターで切断しステープルを得た。得
られたトワロンステープルから20番手双糸の紡績糸を
製造した。各物性を表1に示した。試料2〜5に示すよ
うに、ポリベンザゾール繊維からなる紡績糸、特に試料
3〜5の紡績糸は、その高い強力から従来にない高強力
紡績糸を得ることができる。これらを用いてゴム補強用
ディップコードを作成した。
【0025】
【表1】
【0026】(実施例1〜6、比較例1〜6)表1に示
したfilamentおよび紡績糸を用いて、それぞれを複数本
引き揃えて撚りを掛け、生コードとした。該生コードに
二段のディップ処理を施してディップコードを作成し
た。一段目のディップ処理液は(1)エポキシ樹脂の水
分散液または(2)エポキシ樹脂とラテックス水分散液
の混合液であり、処理温度は240℃、二段目のディッ
プ処理液はRFL液であり、処理温度は235℃であっ
た。得られたコードの特性を表2に示す。比較例1、5
は試料1、比較例2、3は試料2、比較例4は試料7、
比較例6は試料6を用いた。また実施例1〜6は試料4
を用いた。
【0027】
【表2】
【0028】]表2から分かるように、20g/d以上
の強力を有する紡績糸を用いた本発明のゴム補強用コー
ドは、撚糸およびディップ処理工程を経た後でも原糸強
力当たりの強力利用率が50%以上と高く、ポリベンズ
ビスオキサゾール(PBO)繊維の長繊維コードに匹敵
する強力を有する。さらに、PBO繊維の長繊維コード
と比較して、顕著に改善された接着力と耐疲労性を有す
るものである。
【0029】
【発明の効果】以上に説明したように、ポリベンザゾー
ル繊維からなる紡績糸を用いたゴム補強用コードはこれ
までに達成できなかったレベルでの力学特性、接着性お
よび耐疲労性を同時に満足することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリベンザゾール繊維からなる強度が1
    8g/d以上の紡績糸を複数本撚り合わせてなり、ディ
    ップ処理が施された16g/d以上の強度を有すること
    を特徴とするゴム補強用ディップコード。
  2. 【請求項2】 強力利用率が50%以上であることを特
    徴とする請求項1記載のゴム補強用ディップコード。
JP9146762A 1997-06-04 1997-06-04 ゴム補強用ディップコード Pending JPH10329507A (ja)

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JP9146762A JPH10329507A (ja) 1997-06-04 1997-06-04 ゴム補強用ディップコード

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