JPH1046468A - ゴムとの接着性の改善されたポリベンザゾール繊維の製造方法 - Google Patents

ゴムとの接着性の改善されたポリベンザゾール繊維の製造方法

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JPH1046468A
JPH1046468A JP19890996A JP19890996A JPH1046468A JP H1046468 A JPH1046468 A JP H1046468A JP 19890996 A JP19890996 A JP 19890996A JP 19890996 A JP19890996 A JP 19890996A JP H1046468 A JPH1046468 A JP H1046468A
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JP
Japan
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fiber
rubber
polybenzazole
polybenzazole fiber
latex
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JP19890996A
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Yukinari Okuyama
幸成 奥山
Hirotsugu Hirahata
裕嗣 平畑
Toshiaki Kitahora
俊明 北洞
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 マトリックスとなるゴムとの接着性を改良し
たポリベンザゾール繊維の製造法を提供する。 【効果】 ポリベンザゾール繊維をエポキシ基を2個以
上有するエポキシ化合物とガラス転移点が−10℃以上
のゴムラテックスを主要構成物とする第1処理液に反応
固着させ、次いでレゾルシンホルムアルデヒド縮合物と
ゴムラテックスを含む第二処理液に付着させて熱処理す
ることによりゴムとの接着性を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム配合物との接
着性が改善されたポリベンザゾール繊維の製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、タイヤや伝動ベルトの如きゴム資
材の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、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の出現により、各
種ゴム資材等の補強材として幅広く使用されている。
【0003】しかしながら、例えば、この芳香族ポリア
ミド繊維を、タイヤ重量の軽量化のために、スチールコ
ードの代替材料として使用する試みもなされたが、芳香
族ポリアミド繊維の強度および耐磨耗性が不十分なた
め、その実現にはいたっていない。
【0004】この芳香族ポリアミド繊維を越える素材と
して、ポリベンザゾール繊維が注目されている。ポリベ
ンザゾール繊維は芳香族ポリアミド繊維よりもさらに優
れた強度、弾性率および耐熱性を有し、芳香族ポリアミ
ド繊維によって実現できなかったスチールコードの代替
材料として、また、タイヤ、ベルト等のゴム資材分野に
おいて、より高強度、高耐熱性が要求される用途分野で
の補強用繊維として使用が検討されている。
【0005】該ポリベンザゾール繊維は、芳香族ポリア
ミド繊維の約2倍の引張強度および引張弾性率を有する
ため、例えば乗用車用タイヤのカーカス素材として使用
した場合、従来達成できなかった著しい軽量化が可能と
なる。
【0006】ゴム資材において、このような繊維を使用
するにあたっては、マトリックスとなるゴムと補強繊維
との接着性は極めて重要なポイントの一つである。ゴム
資材において、接着性の悪さは耐疲労性の低下につなが
るが、かかるポリベンザゾール繊維をタイヤコードや伝
動ベルト等のゴム資材の補強用繊維として使用する場
合、従来の方法で処理されたポリベンザゾール繊維は、
芳香族ポリアミド繊維と比較し、ゴムとの接着性がやや
劣るという欠点があった。
【0007】ポリベンザゾール繊維とゴムとの接着方法
としては、特開平7−102473号公報、特開平6−
280169号公報及び特開平6−280167号公報
等に開示されているが、十分な接着性は得られていな
い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明はポリベンザゾ
ール繊維における前記従来の欠点、即ち、マトリックス
であるゴムとの接着性が劣るという問題点を解消し、高
強度、高弾性率、高耐熱性を有し、さらに優れた接着性
を有するポリベンザゾール繊維とゴムとの接着方法を提
供せんとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、ポリベ
ンザゾール繊維をエポキシ基を2個以上有するエポキシ
化合物とガラス転移点が−10℃以上のゴムラテックス
を主要構成物とする第一処理液に反応固着させ、次いで
レゾルシンホルムアルデヒド縮合物とゴムラテックスを
含む第二処理液に付着させ、その後熱処理することを特
徴とするゴムとの接着性の改善されたポリベンザゾール
繊維の製造方法であり、その第一処理液の主要構成物と
するゴムラテックスがアクリロニトリル・ブタジエン共
重合体であるゴムとの接着性の改善されたポリベンザソ
ール繊維の製造方法、さらに前記該繊維表面にプラズマ
放電処理を施した後、上記記載の処理を行う、ゴムとの
接着性の改善されたポリベンザゾール繊維の製造方法で
ある。
【0010】本発明における、ポリベンザゾール繊維
(PBZ)とは、ポリベンズオキサゾール(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。
【0011】本発明において用いるエポキシ化合物とし
ては、その分子中に2個以上のエポキシ基を有するもの
であれば、公知のエポキシ化合物が用いることができ
る。例えば、ソルビトールポ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、ジグリセロー
ルポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジ
ルエーテル等が挙げられるが、好ましくはエポキシ当量
が 180以下、平均分子量が 200以上600 以下の、上記エ
ポキシ化合物である。
【0012】第1処理液の主要構成物とするゴムラテッ
クスはガラス転移点が−10℃以上であることを要す
る。−10℃未満であると接着剤層が硬くなり、接着力
の低下を招くからである。好ましくは0℃以上である。
具体的にはアクリロニトリル・ブタジエン共重合体(NB
R) ゴムラテックスなスチレン・ブタジエン共重合体
(SBR)ゴムラテックスである。いずれもカルボキシ
ル変性物や第三成分を含有するものを使用することがで
きる。
【0013】我々は鋭意検討の結果、柔軟構造を有する
エポキシ樹脂と硬いゴムラテックスとの組合せによりポ
リベンザゾール繊維とゴムとの接着性が改善されること
を見いだした。その理由は明らかでないが、非常に弾性
率の高いポリベンザゾール繊維とマトリックスラバーと
の弾性率差をカバーし、さらに変形に追従しやすい接着
層を実現するためには、弾性率の高いラテックスおよび
変形に追従しやすいエポキシ化合物を有する接着層が有
効であると思われる。このため、第一処理液中に、ブロ
ックドイソシアネート等の架橋剤を加えると、接着剤層
が硬くなり過ぎて、変形に追従できなくなり、接着の低
下を引き起こし、さらに耐疲労性が低下する可能性があ
るため、本発明の目的を達しない。
【0014】本発明の第一処理液は、一般的な方法で混
合して調整することができ、必要に応じて適当な界面活
性剤を用いて水に可溶化させる。付与方法は、処理液に
ポリベンザゾール繊維を浸漬するか、またはロール塗
布、スプレー噴霧等がある。第一処理液中のエポキシ化
合物(E) とゴムラテックス(L) の固形分重量比E/L は1
/1〜1/5であるのが好ましい。本発明の第一処理液
中に配合されるラテックスの配合量が少なすぎるとコー
ドが硬くなり、耐疲労性低下を引き起こし、また多すぎ
ると接着の低下を引き起こす可能性がある。
【0015】上記第一処理液の付着量は、ポリベンザゾ
ール繊維に対して乾燥後の固体ベースで1〜8wt%好
ましくは3〜5wt%である。付着量が少ないと十分な
接着力が得られず、付着量が多すぎると、処理コードが
極端に硬くなり、コードの強力が低下する。また熱板お
よび熱ローラに脱落し、その熱分解物によって繊維と金
属の摩擦が高くなる。このため生産性が低下したり品位
が低下したりする。
【0016】ポリベンザゾール繊維を上記付着条件で、
第一処理液で処理した後、100〜150℃の温度で乾
燥させた後、例えば160℃〜260℃の温度で、好ま
しくは240〜260℃の温度で熱処理する。
【0017】上記第一処理液で処理されたポリベンザゾ
ール繊維コードは、次に繊維とゴムとの接着剤として汎
用されているRFL液で処理される。本発明で使用する
RFL液とは、レゾルシン(R) とホルマリン(F) とを酸
またはアルカリ触媒下で反応させて得られる初期縮合物
(RF)と、スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス、カ
ルボキシル基含有スチレン・ブタジエン共重合体ラテッ
クス、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエン共重合体
ラテックス、アクリルニトリル・ブタジエン共重合体ラ
テックス、ポリクロロプレンラテックス、ポリブタジエ
ンラテックス、天然ゴムラテックス等のラテックス(L)
の1種または2種以上との混合水分散液であり、R/F
(モル比)は1/0.5ないし1/4の範囲が好まし
く、RF/L(固形分比)は5/95ないし50/60の範
囲が好ましい。さらに、第二処理液にブロックドイソシ
アネート、カーボンブラックなどを適宜添加することに
よりさらに接着性が改善される。
【0018】上記RFL液の付与方法は第一処理液と同
じ方法で付与することができる。RFL液のポリベンザ
ゾール繊維コードへの付着量は、4〜15重量%、好ま
しくは6〜10重量%である。付着量は少なすぎると、
接着性が悪くなり、多すぎるとべたつきが激しくなり作
業性が悪化し接着性も低下する。処理されたポリベンザ
ゾール繊維は、例えば100〜150℃で乾燥し、16
0〜270℃、好ましくは230〜270℃の温度で熱
処理される。本発明に従って第一処理液および第二処理
液で処理されたポリベンザゾール繊維コードは、加硫可
能な未加流ゴムに埋設して一体化して加流する事により
ゴム/コード複合体とすることができる。
【0019】また、予め既知の方法でプラズマ処理、好
ましくはコロナ放電処理によって繊維表面を活性化する
事によりさらによい接着性が得られる。なお、ポリベン
ザゾール繊維をコロナ放電処理する方法は、例えば、特
開平7−26415号公報、特開平7−102473号
公報などに記載されている。
【0020】本発明に従えば、ポリベンザゾール繊維コ
ードは、エポキシ基を2個以上有するエポキシ化合物お
よびNBR ゴムラテックスの組合せから成る混合液で処理
され、次いでRFLで処理される。第一処理液に特定の
ゴムラテックスを添加することにより、ゴムとポリベン
ザゾール繊維コードとの接着性は向上し、さらにポリベ
ンザゾール繊維強化ゴム製品の耐久性が高められる。ま
た、既知の方法により、予めプラズマ放電処理により表
面処理したポリベンザゾール繊維を本発明に従って処理
することにより、ゴムとの接着性は更に向上する。
【0021】次に実施例を用いて、本発明の効果につい
て説明する。本発明は実施例に限定されるものではな
い。
【実施例】
【0022】(実施例1〜5、比較例1〜7) <ポリベンゾビスオキサゾール繊維の製造>固有粘度2
5(メタンスルホン酸溶液、25℃)のポリベンゾビス
オキサゾールポリマーを、ポリリン酸中に、14wt%
の濃度で含有する紡糸ドープを、直径0.3mmの紡糸
孔を有し、160℃に加熱された紡糸口金から空気中に
紡出し、凝固浴槽を通過せしめた後、ポリリン酸の抽出
工程、乾燥工程、熱処理工程を経た後巻取った。この工
程中、実質的に延伸は行っていない。
【0023】得られたマルチフィラメントは、976デ
ニール/664フィラメントの構成で、引張強度5.9
GPa(43グラム/デニール)、引張弾性率230G
Pa(1660グラム/デニール)の高い機械的特性を
有していた。
【0024】<マルチフィラメントのコロナ処理放電>
上記繊維を(実施例5のものを除く)、春日電機社製の
コロナ放電処理装置を用いて、バー状電極を使用し、コ
ロナ放電照射量3000ワット/m2/minで処理を
行った。
【0025】ポリベンザゾール繊維コード(1000D
/2、30x30)を作製し、表1記載の条件で第一処
理液で処理した後、第二処理液として、ホルマリン1
6.7重量部(固形分37%)、レゾルシン15重量部
および苛性ソーダ水溶液(固形分12%)を水500重
量部に加え、25℃で7時間熟成させた後、VPラテック
ス433重量部(固形分40%)、アンモニア水溶液
2.3重量部(固形分25%)および水23.7重量部
をさらに加えて、20℃で41時間熟成させた後、ブロ
ックドイソシアネートを50重量部(固形分20%)加
えたRFLを用いた。乾燥温度120℃、乾燥時間1
分、熱処理時間235℃、熱処理時間1分でディップ処
理を行い、ディップコードを得た。このディップコード
を未加硫配合ゴム組成物に埋め込み、加硫処理を行った
後、引き抜き試験および剥離試験を行い、ゴムとの接着
性を評価した。測定した結果は表1に示した。
【0026】<ラテックスのガラス転移点測定>ガラス
転移点測定には、示差走査熱量計装置(DSC-50:島津製
作所製)を用いた。予め、常温にて乾燥させたラテック
ス10mgを所定のアルミニウム−パンに封入し、−5
0℃から100℃まで速度5℃/minで昇温し、各ラ
テックスのガラス転移点を測定した。
【0027】
【表1】
【0028】表1の実施例1〜5で明らかなように、エ
ポキシ化合物とガラス転移点-10 ℃以上のNBR ラテック
ス或はSBRラテックスとの組合せにより、得られたポ
リベンザゾール繊維は優れた接着性能が得られる。これ
に対して、NBRラテックス未添加(比較例1)またはガ
ラス転移点が-10 ℃以下のNBR ラテックス(比較例2〜
4)を用いると十分な接着力が得られず、またNBR ラテ
ックスの代わりにVPラテックスを用いた場合(比較例
5、6)においても、接着性能が不足していることが分
かる。さらに、第一処理液にイソシアネートを加える
(比較例7)と接着性能が低下することが分かる。これ
は接着剤層が硬くなりすぎたため、十分な効果が得られ
ないと考える。
【発明の効果】本発明によれば、ポリベンザゾール繊維
コードを第一処理液としてエポキシ/NBR ラテックス水
分散液で処理した後、次いでRFLで処理した後、未加
流ゴムと一体化加硫する事により、ゴムとの接着性を向
上させることができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 D06M 10/00 G H

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリベンザゾール繊維をエポキシ基を2
    個以上有するエポキシ化合物とガラス転移点が−10℃
    以上のゴムラテックスを主要構成物とする第一処理液に
    反応固着させ、次いでレゾルシンホルムアルデヒド縮合
    物とゴムラテックスを含む第二処理液に付着させ、その
    後熱処理することを特徴とするゴムとの接着性の改善さ
    れたポリベンザゾール繊維の製造方法。
  2. 【請求項2】 第一処理液の主要構成物とするゴムラテ
    ックスがアクリロニトリル・ブタジエン共重合体である
    ことを特徴とするゴムとの接着性の改善されたポリベン
    ザソール繊維。
  3. 【請求項3】 ポリベンザゾール該繊維表面にプラズマ
    放電処理を施した後請求項1記載の処理を行うことを特
    徴とするゴムとの接着性の改善されたポリベンザゾール
    繊維の製造方法。
JP19890996A 1996-07-29 1996-07-29 ゴムとの接着性の改善されたポリベンザゾール繊維の製造方法 Pending JPH1046468A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001226879A (ja) * 2000-02-15 2001-08-21 Nippon Sheet Glass Co Ltd 繊維処理剤ならびにそれを用いたガラス繊維およびゴム製品
JP2006233354A (ja) * 2005-02-24 2006-09-07 Teijin Techno Products Ltd ゴム補強用繊維の製造方法
JP2008169504A (ja) * 2007-01-11 2008-07-24 Toray Ind Inc ゴム・繊維用接着処理剤、ゴム補強用合成繊維コード、およびその製造方法

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