JP4771612B2 - Polyketone cord and method for producing the same - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた力学特性と極めて優れた荷重下・加熱下の寸法安定性を有するポリケトンコードに関する。さらに詳しくは、高強度・高タフネスの優れた力学特性を有し、かつ、荷重下の伸びが小さく、加熱下においても熱収縮をほとんど起こさず、さらに加熱下で荷重を受けた際の伸びも小さい極めて優れた寸法安定性を有するポリケトンコードおよびその製造方法に関する。本発明のポリケトンコードは家庭用資材、生活資材、産業用資材など幅広い用途に適用可能であり、とりわけ加工時や使用時に高負荷、高温に曝される産業資材用途、具体的にはタイヤやベルト、ホース等のゴム補強用繊維材料として極めて有用である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤやベルト、ホース等のゴム製品においては製品の強度を担うための材料として繊維補強材料が用いられている。これらの繊維補強材料は主にスチール等の金属繊維材料、レーヨンやナイロン６・６、ポリエチレンテレフタレート等の有機繊維材料が用いられてきた。しかしながらスチール等の金属材料は力学性能には優れるものの比重が大きいため、材料の重量が重くなってしまう問題がある。一方、従来の汎用有機材料についても、レーヨンは力学強度が低く水や湿度下で物性が低下する問題、ナイロン６・６は弾性率が小さく荷重下での寸法安定性が低く、加熱下での熱収縮も大きいなどの問題、ポリエチレンテレフタレートは加熱下での熱収縮が大きい問題があった。
【０００３】
これら従来の有機繊維材料に代わりうる材料として、一酸化炭素とエチレン、プロペンのようなオレフィンをパラジウムやニッケルを触媒として重合させることにより、一酸化炭素とオレフィンが実質完全に交互共重合した脂肪族ポリケトンが得られることが見いだされ（工業材料、１２月号、第５ページ、１９９７年）、以後ポリケトンの繊維化の検討が行われている。
ポリケトン繊維は、従来のポリオレフィン繊維に比べて融点が高く、また高強度・高弾性率の繊維が得られることが知られており、この優れた物性を活かして産業用資材、土木用資材、生活資材、衣料用途など幅広い用途への展開が検討されている。中でも高強度、高弾性率の優れた機械的特性と高融点の熱的特性、良好なゴムとの接着性を活かして産業用資材用途、特にタイヤやベルト、ホース等のゴム補強材料として展開が期待されている。
【０００４】
ポリケトン繊維をゴム補強材料として用いる場合、通常は撚糸後、接着剤を付与しコード状またはすだれ状にしてゴム材料中に埋設される。接着剤を付与されたコード（以下「処理コード」と呼ぶことがある）には用途に応じてさまざまな性能が要求されるが、タイヤのカーカスプライや伝導ベルト、耐圧・耐熱ホースの補強層などのゴム補強材料用途では、使用時に高い負荷を受け、さらには、高温の物体と接触や摩擦による発熱によってコードが高温環境となるため、コードに要求される性能は高強度であることはもちろんのこと、荷重下で変形や寸法変化が小さいことおよび高温環境下でも変形・寸法変化が小さいこと、さらには高温環境下で荷重を受けた際の寸法変化が小さいことが極めて重要である。
【０００５】
これまで、ポリケトン繊維についてはいくつかの技術が公開されている（例えば、特表平４−５０５３４４号公報、特開平２−１１２４１３号公報、特開平４−２２８６１３号公報、特表平７−５０８３１７号公報、特表平８−５０７３２８号公報、米国特許５９５５０１９号、特開平１１−０７２０９１号公報など）。これらの特許文献では、溶融紡糸や湿式紡糸によって得られたポリケトン未延伸糸を高倍率に延伸することで高強度・高弾性率のポリケトン繊維を得る技術が開示されている。しかしながら、これらの特許文献においてはポリケトンコードに関する要件やコードの製造に関する技術は一切記載されていない。
【０００６】
特開平１−１２４６１７号公報では、実施例においてプロピレンを８モル％共重合したポリケトン繊維を撚り合わせて接着剤に浸漬してコードにする技術が開示されている。しかしながら、該発明で用いられる溶融紡糸可能なポリケトン繊維は低結晶性・低融点で強度、弾性率も低く、これら低物性のポリケトン繊維からなるコードは強度、熱寸法安定性、力学的寸法安定性が全く不十分である。
また、特開平９−３２４３７７号公報においては強度が１０ｇ／デニール以上、初期弾性率が１２０ｇ／デニール以上のポリケトン繊維からなり、曲げ硬さが１０〜８０ｇのポリケトンコードの技術が開示されている。しかしながら、この文献においても加熱下・荷重下の寸法安定性に優れるコードに関する技術要件は一切記載されておらず、また、実施例においてもプロピレンを７モル％共重合した低結晶性・低融点、低物性のポリケトン繊維を用いた低物性、低寸法安定性のコードが開示されているのみである。
【０００７】
また、特開平９−３２９１９８号公報には、実施例２においてエチレン／一酸化炭素共重合ポリマーからなるコードが記載されている。該コードに用いられているポリケトン繊維は２ｇ／デニール荷重時の伸度が１．６％と大きく、このような繊維からコードを製造しても荷重下の寸法安定性が不十分なコードしか得ることが出来ない。このようなコードは力学負荷の比較的小さい用途であれば使用可能であるが、タイヤや耐熱ホース等の高いレベルの寸法安定性が求められる用途には適用することは出来ない。
さらには、特開平１１−３３４３１３号公報、特開平１１−３３６９５７号公報には、コード強度が１０ｇ／デニール以上、２．２５ｇ／デニール荷重時の伸びが３％以下の要件が記載されている。この発明はコードの力学的な寸法安定性については言及しているものの、熱寸法安定性および加熱下での荷重に対する寸法安定性に優れるポリケトンコードに関する技術については全く記載されていない。
【０００８】
一方、特開２０００−１４２０２４号公報には、ポリケトン繊維からなるコードの弾性率が５８８０ＭＰａ以上であるという技術要件が開示されている。また、特開２０００−１４２０２５号公報には、ポリケトン繊維からなるコードの２％伸長時の荷重が１３．２ｍＮ／ｄｔｅｘ以下である技術要件が開示されている。さらに、特開２０００−１９０７０５号公報には、ポリケトンコードのＥｄモジュラスが２５０〜４００（ｇｆ／デニール）である技術要件が開示されている。しかしながら、これらの発明においてはコードの力学的性質（主に弾性率に関する性質）についての開示があるのみで、加熱下での寸法安定性に優れるポリケトンコードおよびその製造方法については一切示されていない。
【０００９】
特開２０００−２６４０１２号公報においては、コードの物理的性質として、２．０３ｇ／ｄｔｅｘ荷重時の中間伸度が４％以下、１７７℃×３０分（１／６０ｇ／ｄｔｅｘ荷重下）での熱収縮率が５％以下であることが好ましいと記載されてあるが、具体的にこの性質を満たすコードおよび該コードの製造方法に関する技術要件については一切明示されていない。さらに、この発明においては実用上最も重要である高温下での荷重を受けた際の寸法安定性に優れるポリケトンコードに関する技術は全く知られていない。実際にこの発明においては、実施例でプロピレンを３モル％共重合したポリケトンターポリマー（１−オキソトリメチレンユニットが９６質量％）を用いて製造したコードが開示されているが、１−オキソトリメチレンユニットが９７質量％未満からなるコードは中間伸度が高く、また、熱時の寸法安定性も低いものであり、力学寸法安定性および熱寸法安定性が全く不十分なコードである。特に、このようなポリケトンターポリマーからなるコードは高温下の物性低下（特に中間伸度の低下）が著しく、例えば１６７０ｄｔｅｘ×２本撚り、上撚り／下撚りともに３９０Ｔ／ｍのコードの場合、本発明で規定している熱時中間伸度が４％以上とポリエステルなみの極めて不十分なものしか得られない。
以上のように、高強度であり、かつ、タフネスも高いという優れた力学特性を有しながら、荷重下の寸法安定性に優れ、さらには加熱された際および加熱下で荷重を受けた場合においても優れた寸法安定性を有するポリケトンコードおよび該コードを製造する技術についてはこれまで一切知られていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、ポリケトン繊維からなるポリケトンコードにおいて、高強度・高タフネスの優れた力学特性を有するとともに、荷重下および加熱下さらには加熱下で荷重を受けた際において優れた寸法安定性を具備するポリケトンコードおよびその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記の課題を達成するために、ポリケトンコードの製造条件を鋭意検討した結果、高結晶性のポリケトンを湿式紡糸、乾燥、熱延伸した後に特定条件の温度・張力下で処理したポリケトン繊維を用い、撚糸条件、ＲＦＬ液処理条件を選定することがその対策となる可能性があることを見いだし、さらに検討した結果、本発明に到達した。
すなわち本発明は、繰り返し単位の９７〜１００質量％が１−オキソトリメチレンから構成されたポリケトンからなるポリケトン繊維を８０質量％以上含有するコードであって、以下の（ａ）〜（ｅ）を満足する特性を有していることを特徴とするポリケトンコード。
（ａ）引っ張り強度≧８ｃＮ／ｄｔｅｘ
（ｂ）タフネス≧２０＋１４．６×Ｋ／１０⁴ −１４．１×（Ｋ／１０⁴ ）² ＋２．７×（Ｋ／１０⁴ ）³ （ｃＮ・％／ｄｔｅｘ）
ただし、Ｋは下記式１で表されるコードの撚り係数である。
Ｋ＝Ｙ×Ｄ^0.5 （式１）
ここで、Ｙはコード１ｍあたりの撚り数（Ｔ／ｍ）、Ｄはポリケトンコードの総表示繊度（ｄｔｅｘ）である。
（ｃ）中間伸度≦１．５×ｅｘｐ（５．５×Ｋ／１０⁵ ） （％）
（ｄ）乾熱収縮率＝０〜３％
（ｅ）熱時中間伸度≦１．８×ｅｘｐ（５．５×Ｋ／１０⁵ ） （％）
ここで、中間伸度とは２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸度であり、乾熱収縮率とは１５０℃×３０分間の熱処理前後の収縮率であり、熱時中間伸度とは１５０℃における２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸度である。
【００１２】
本発明に用いるポリケトンは、繰り返し単位の９７〜１００質量％が１−オキソトリメチレンから構成されたポリケトンである。なお、１−オキソトリメチレンから構成される繰り返し単位とは下記構造式１で表される基である。
【化１】

【００１３】
繰り返し単位中の１−オキソトリメチレンの割合が高いほど分子鎖の規則性が上がり、高結晶性、高配向度の繊維が得られるようになり、結果として高強度・高弾性率、高耐熱性のコードが得られる。このため、好ましくは９７質量％以上、最も好ましくは１００質量％が１−オキソトリメチレンであることが望ましい。
また、繰り返し単位の１−オキソトリメチレンの割合が９７質量％以上の範囲内であれば、必要に応じてプロペン、ブテン等のエチレン以外のオレフィンやその他の不飽和炭化水素を有する化合物を共重合したものであってもよい。
【００１４】
ポリケトンコード中のポリケトンの重合度としては、極限粘度で２〜１０であることが好ましい。極限粘度が２未満である場合、ポリケトンコードの強度・タフネスが低くなり高力学特性のポリケトンコードが得られない。また、極限粘度が１０を超える場合、重合コスト、紡糸コストが高くなり実用的な価格でポリケトン繊維を得ることが困難となる。このため、ポリケトンコード中のポリケトンの重合度としては、極限粘度が２〜１０の範囲、さらに好ましくは３〜６の範囲であることが望ましい。
【００１５】
本発明のポリケトンコードにおけるポリケトン繊維の割合は８０質量％以上であることが必要である。ポリケトン繊維の割合が８０質量％未満の場合、力学特性および力学的寸法安定性が低下する。コード中のポリケトン繊維の割合は、高ければ高いほどコードの力学特性および力学的寸法安定性は優れるものとなるためポリケトン繊維の割合は９０質量％以上であることが好ましい。また、２０質量％以下の範囲であれば、必要に応じて接着剤やコーティング剤等のポリケトン繊維以外の化合物やポリケトン繊維以外の繊維を含有していてもよい。
【００１６】
本発明のポリケトンコードは引っ張り強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが必要である。引っ張り強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であれば、タイヤやベルト・ホースの補強材として従来用いられてきたポリエステルやレーヨンの汎用有機繊維コードに対比してより少ない（軽い）コード量で済ますことが可能となり、材料の軽量化が可能となり経済的にも優れた補強材が得られるようになる。成形品の軽量化、経済性の観点からポリケトンコードの引っ張り強度は高ければ高いほどよく、１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが特に望ましい。
【００１７】
また、本発明のポリケトンコードは引っ張り試験において、応力−伸び曲線の面積から求められるタフネスが下記式２の範囲にあることが必要である。
タフネス≧２０＋１４．６×Ｋ／１０⁴ −１４．１×（Ｋ／１０⁴ ）² ＋２．７×（Ｋ／１０⁴ ）³ （ｃＮ・％／ｄｔｅｘ） （式２）
ただし、Ｋは下記式１で表されるコードの撚り係数である。
Ｋ＝Ｙ×Ｄ^0.5 （式１）
ここで、Ｙはコード１ｍあたりの撚り数（Ｔ／ｍ）、Ｄはポリケトンコードの総表示繊度（ｄｔｅｘ）である。コードの総表示繊度とはコードに用いた全ポリケトン繊維の繊度の和である。例えば、１６７０ｄｔｅｘのポリケトン繊維を３本用いてコードとした場合、コードの総表示繊度は５０１０ｄｔｅｘ（１６７０×３）となる。
【００１８】
タフネスは破断エネルギーを表すパラメーターであり、この値が高いほど引っ張り荷重に対する靱性に優れることを示す。ポリケトンコードは撚り係数によってタフネスが大きく変化するため、用途・目的に応じて撚糸数を設計してタフネスを上記式１の範囲内にすることが重要である。タフネスが上記範囲以下である場合、ゴム補強材料としての靱性が不十分となり、靱性を維持するためにはコードの使用量を増やす必要が生じ、軽量性・経済性の優れるコードが得られなくなる。コードのタフネスは高ければ高いほどよく、好ましくは下式３の範囲にあることが特に望ましい。
タフネス≧３０＋１４．６×Ｋ／１０⁴ −１４．１×（Ｋ／１０⁴ ）² ＋２．７×（Ｋ／１０⁴ ）³ （ｃＮ・％／ｄｔｅｘ） （式３）
【００１９】
さらに、本発明のポリケトンコードは中間伸度が下記式４の範囲にあることが必要である。
中間伸度≦１．５×ｅｘｐ（５．５×Ｋ／１０⁵ ） （％） （式４）
ここで、中間伸度とは引っ張り試験の応力−伸び曲線における２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸度（％）であり、式中Ｋは上述のコードの撚り係数である。中間伸度が小さいほど荷重に対する寸法変化が小さく、力学的な寸法安定性に優れることを示す。一般に中間伸度は撚り係数Ｋが大きくなるほど大きくなるが、撚り係数が大きくなっても上記式４の範囲内となるように原糸性能や撚糸・レゾルシン−ホルマリン−ラテックス処理条件を選定することが重要である。本発明のポリケトンコードの中間伸度は、さらに好ましくは下記式５の範囲内にあることが、特に好ましくは式６の範囲内にあることが望ましい。
中間伸度≦１．２×ｅｘｐ（５．５×Ｋ／１０⁵ ） （％） （式５）
中間伸度≦１．０×ｅｘｐ（５．５×Ｋ／１０⁵ ） （％） （式６）
【００２０】
上述のような力学的な寸法安定性に優れるポリケトンコードを得るためには、高度に延伸されたポリケトン繊維が用いる必要があるが、通常このような高度に延伸されたポリケトン繊維は強い熱収縮を起こしやすく、熱的な寸法安定性に問題がある場合が多い。本発明のポリケトンコードは熱的にも優れた寸法安定性を有するものであり、具体的には乾熱収縮率が０〜３％であることが必要である。ここで、乾熱収縮率とは１５０℃で３０分間の熱処理前後の糸長の変化率（収縮時にプラスの値）であり、この値が０に近いほど熱的な寸法安定性に優れることを示す。乾熱収縮率は好ましくは、０〜２％、さらに好ましくは０〜１％であることが望ましい。
【００２１】
コードの力学的および熱的な寸法安定性の指標として、中間伸度と乾熱収縮率の和で表される寸法安定性パラメーターが０〜５％であることが好ましい。この寸法安定性パラメーターが小さいほど力学的寸法安定性と熱的寸法安定性の両者に優れることを意味し、好ましくは０〜４％、さらに好ましくは０〜３％、特に好ましくは０〜２％であることが望ましい。
さらに、タイヤやベルト、ホースといったゴム補強材料の使用時には、荷重下のみ、あるいは加熱下のみといった環境だけでなく、加熱下に荷重を受ける過酷な環境下におかれる機会が頻繁に生じる。このため、加熱下の荷重に対する寸法安定性に優れることが極めて重要であり、本発明のポリケトンコードは熱時中間伸度が下記式７の範囲にあることが必要である。
熱時中間伸度≦１．８×ｅｘｐ（５．５×Ｋ／１０⁵ ） （％） （式７）
【００２２】
本発明において、熱時中間伸度とは１５０℃にて行われる引っ張り試験の応力−伸び曲線において２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸度（％）であり、式中Ｋは上述のコードの撚り係数である。この熱時中間伸度が小さいほど、加熱下の荷重に対する寸法安定性に優れることを意味する。撚り係数Ｋが大きいほど熱時の中間伸度は大きくなるが、撚り係数が大きくなっても上記式６の範囲内となるように用いるポリケトン繊維や撚糸条件・レゾルシン−ホルマリン−ラテックス処理条件を選定することが重要である。本発明のポリケトンコードの熱時中間伸度は、さらに好ましくは下記式８の範囲内にあることが、特に好ましくは下記式９の範囲内にあること望ましい。
熱時中間伸度≦１．５×ｅｘｐ（５．５×Ｋ／１０⁵ ） （％） （式８）
熱時中間伸度≦１．０×ｅｘｐ（５．５×Ｋ／１０⁵ ） （％） （式９）
【００２３】
本発明のコードは使用時に高荷重・高熱下となる用途に適しており、特にゴム補強材料として優れた性能を有するものであるが、ゴム補強材として用いる場合には、ゴムとポリケトン繊維との接着性を強化するために、撚糸されたコードに接着剤を付着させたものを用いる。本発明のポリケトンコードに含まれる接着剤の種類としては特に限定されず、従来公知の接着剤をそのまま、あるいは組成比を適宜選定して用いることが出来る。中でもＲＦＬ（レゾルシン−ホルマリン−ラテックス）液を主成分とする接着剤を用いることが一般的であり、この場合ＲＦＬ液単独で用いてもよく、あるいは必要に応じてエポキシ化合物やイソシアネート化合物、フェノール化合物等のその他の薬液と混合して用いてもよい。
【００２４】
ポリケトンコード中の接着剤の量は特に制限はなく、用途・目的に応じて所望の量を付与すればよいが、コードの力学的性質や工程通過性、ゴムとの接着性の観点から０．０１〜２０質量％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは０．１〜１０質量％、特に好ましくは１〜７質量％であることが望ましい。特に、ＲＦＬ液を用いる場合は、ポリケトンコードが、少なくともポリケトン繊維を９０〜９９．９質量％、ＲＦＬ樹脂を０．１〜１０質量％含有するようにＲＦＬ液の処理条件を選定することが望ましい。
本発明のポリケトンコードの総繊度には特に制限はないが、タイヤ、ベルト、ホース等のゴム補強繊維用途の場合には通常１００〜１００００ｄｔｅｘ、より一般的には１０００〜８０００ｄｔｅｘ、特に一般的には２０００〜６０００ｄｔｅｘである。
【００２５】
ポリケトンコードの総繊度が２０００〜６０００ｄｔｅｘの場合、ポリケトンコードの性能として、好ましくは強力が２５０Ｎ／ｃｏｒｄ以上、ゴム接着力が１００Ｎ／ｃｏｒｄ以上、さらに好ましくは強力が３００Ｎ／ｃｏｒｄ以上、ゴム接着力が１５０Ｎ／ｃｏｒｄ以上、特に好ましくは強力が３５０Ｎ／ｃｏｒｄ以上、ゴム接着力が２００Ｎ／ｃｏｒｄ以上であることが望ましい。ゴム接着力が強いほど、使用時にゴムとコードとの剥離が起こりにくく、成形材料の力学物性および耐疲労性が高くなる。
また、本発明のポリケトンコードはポリケトン繊維が撚り合わされたコードを基材としているが、コードの撚糸数については特に制限はなく、コードの耐疲労性を重視する場合には撚糸数を多めに、また、コードの力学強度を重視する場合には撚糸数を少なめにする等、用途・目的に応じて任意に選定することが出来る。ゴム補強材として用いる場合、上述の式１で表される撚り係数Ｋを１０００〜３００００とすることが一般的であり、特にＫが５０００〜２５０００の範囲が好適に用いられる。
【００２６】
次に、本発明のポリケトンコードの製造法について説明する。
ポリケトンコードに用いるポリケトン繊維は下記の（１）〜（６）の特性を具備するものであることが必要である。
（１）１−オキソトリメチレンユニット量≧９７質量％
（２）引っ張り強度≧１０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（３）タフネス≧２０ｃＮ・％／ｄｔｅｘ
（４）中間伸度≦１．５％
（５）乾熱収縮率＝０〜２．５％
（６）熱時中間伸度≦１．８％
【００２７】
上記（１）〜（６）の性能を有していればポリケトン繊維の製造方法については特に限定はされない。以下に、ハロゲン化亜鉛溶液を溶剤とする湿式紡糸法を例に、ポリケトン繊維の製造法について簡単に説明する。紡糸に供するポリケトンは１−オキソトリメチレンを９７質量％以上有するものであり、極限粘度が３〜２０の範囲のものが好適に用いられる。このポリマーをハロゲン化亜鉛溶液に溶解してドープとする。溶剤はハロゲン化亜鉛単独あるいはハロゲン化亜鉛とその他の塩との複合塩の溶液が用いられる。ポリケトンを濃度０．００５〜７０質量％で溶剤に溶解し、ポリケトンドープが得られる。
【００２８】
このドープを紡糸口金から吐出して、凝固浴中で吐出されたドープを繊維状に凝固させる。吐出時のドープ温度は５０〜１５０℃、凝固浴の温度は、−１００℃〜１００℃の範囲が一般的である。凝固浴の組成はどのようなものであってもよいが、水溶液が望ましい。
凝固浴を出た凝固糸は、水もしくは硫酸、塩酸、リン酸等の酸性水溶液により凝固糸中に残存する金属塩を洗浄除去し、最終的に糸に含まれる金属塩の残量が好ましくは１００００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下、最も好ましくは１００ｐｐｍ以下になるまで繰り返し洗浄することが望ましい。
こうして凝固された実質的に金属塩を含まない繊維を乾燥することで、ポリケトン未延伸糸が得られる。乾燥温度は好ましくは１００℃〜２６０℃である。
【００２９】
このようにして得られた未延伸糸を引き続き１段延伸もしくは多段延伸により熱延伸を行う。延伸は何段で行ってもよく、多段延伸を行う場合には延伸温度を徐々に高くしていく方法が好ましい。また、得られるポリケトン繊維の力学特性の観点から、全延伸倍率は好ましくは１０倍以上、より好ましくは１５倍以上とすることが望ましい。熱延伸温度が高すぎたり熱延伸時間が長くなりすぎると、ポリケトン繊維のタフネスが低下するため、延伸温度はポリケトン繊維の融点−３０℃〜融点−５℃とし、熱延伸時間は０．１秒〜１分間の範囲とすることが望ましい。
【００３０】
さらに、熱延伸後に張力をかけて熱処理を行うことで、上述の（２）〜（４）の力学特性に優れる性能と（５）・（６）の熱特性に優れる性能を両立するポリケトン繊維が得られる。熱延伸後の熱処理条件としては、延伸糸を温度１００〜２８０℃下で張力０．００１〜１ｃＮ／ｄｔｅｘで処理する、より好ましくは温度１５０〜２５０℃で張力０．１〜０．８ｃＮ／ｄｔｅｘで処理する方法が望ましい。
ポリケトン繊維の単糸繊度については特に制限はないが、細すぎると毛羽や断糸が起こりやすく、また太すぎるとスキン−コア構造による物性・耐疲労性低下が起こるため、好ましくは０．１〜１０ｄｅｔｘ、より好ましくは０．５〜２ｄｔｅｘの範囲の単糸繊度であることが望ましい。
【００３１】
また、ポリケトン繊維中には目的に応じて、油剤、酸化防止剤、クエンチング剤、ラジカル捕捉剤、重金属不活性化剤、ゲル化抑制剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、顔料等の添加剤、他のポリマー等を含んでいてもよい。
このようにして得られたポリケトン繊維を撚り合わせることで生コードが得られる。撚糸の種類、方法、合撚本数については特に制限はなく、本発明のポリケトン繊維の撚り糸の種類としては例えば、片撚り糸、もろ撚り糸、ピッコもろ撚り糸、強撚糸などが挙げられる。合撚する本数も特に制限はなく１本撚り、２本撚り、３本撚り、４本撚り、５本撚りのいずれでもよく６本以上の合撚であってもよい。
【００３２】
また、撚糸数についても用途、使用環境に応じて任意に撚糸数を選定すればよく、一般的には、上述の撚り係数Ｋが１０００〜３００００の範囲で撚糸される。寸法安定性に優れるコードを得るためには、撚糸張力を適正な範囲内にすることが重要である。撚糸張力が低すぎるとコードのたるみや均一性が損なわれ中間伸度に代表される力学的な寸法安定性が悪化する。一方、撚糸張力が高すぎるとコードに無理な歪みが生じ、力学的および熱的な寸法安定性が悪化する。このため、撚糸張力としては、下撚り張力／上撚り張力共に０．０１〜０．２ｃＮ／ｄｔｅｘとすることが好ましく、より好ましくは下撚り張力を０．０２〜０．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、上撚り張力を０．０３〜０．０８ｃＮ／ｄｔｅｘとすることが望ましい。
【００３３】
得られたポリケトン撚糸コード（生コード）を引き続き濃度１０〜３０重量％のＲＦＬ液を付着させ、少なくとも１００℃の熱をかけて固着させる工程（いわゆるＤｉｐ処理）を通すことでポリケトン処理コードが得られる。
ＲＦＬ液の好ましい組成としては、レゾルシンを０．１〜１０重量％、ホルマリンを０．１〜１０重量％、ラテックスを１〜２８重量％であり、より好ましい組成としてはレゾルシン０．５〜３重量％、ホルマリン０．５〜３重量％、ラテックス１０〜２５重量％が望ましい。また、ＲＦＬ液の乾燥温度としては好ましくは１００〜２５０℃、より好ましくは１４０〜２００℃であり、少なくとも１０秒、好ましくは２０〜１２０秒間乾燥熱処理することが望ましい。
【００３４】
乾燥後のコードは、引き続きヒートセットゾーンおよびノルマライジングゾーンにて熱処理を受ける。この際の熱処理条件（熱処理温度および熱処理張力、熱処理時間）を特定範囲内とすることが重要である。ヒートセットにおける熱処理温度として好ましくはポリケトン撚糸コードの最大熱収縮温度±５０℃、より好ましくは最大熱収縮温度±１０℃、さらに好ましくは最大熱収縮温度±５℃であり、最も好ましくは最大熱収縮温度で処理することが望ましい。ヒートセットにおける熱処理張力としては好ましくは最大熱収縮応力±０．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、より好ましくは最大熱収縮応力±０．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、さらに好ましくは最大熱収縮応力±０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ、最も好ましくは最大熱収縮応力で処理することが望ましい。また、ヒートセットの熱処理時間は好ましくは１０〜３００秒、より好ましくは３０〜１２０秒の範囲が望ましい。ここで、最大熱収縮温度、最大熱収縮応力とは本発明実施例記載の方法で測定される生コードの物性値であり、それぞれ生コードが熱に対して最も強い収縮力を発現する温度、および、該温度における収縮応力である。
【００３５】
ノルマライジングゾーンの熱処理温度および熱処理時間は、上述のヒートセット温度、時間の範囲内であることが好ましい。ノルマライジングゾーンの熱処理張力はヒートセットゾーンの熱処理張力の１０〜８０％程度とすることが好ましい。
以上のように、本発明のポリケトンコードは、高強度・高タフネスの優れた力学物性と、優れた力学的寸法安定性および熱に対する寸法安定性および高温下の荷重に対するする寸法安定性に優れ、タイヤコードやホース、ベルト等のゴム補強材料、コンクリート補強材料、フィルターやハウスラップ等の不織布、さらにはエアバッグやシート等の織物、漁網などの編み物、釣り糸、縫い糸、ロープなどの産業用資材や生活用資材などに幅広く使用することが可能であり、特に、タイヤ補強材やベルト補強材、ホース補強材等のゴム補強繊維材料として極めて有用である。
【００３６】
【実施例】
本発明を、下記の実施例などにより更に詳しく説明するがそれらは本発明の範囲を限定するものではない。
実施例の説明中に用いられる各測定値の測定方法は次の通りである。
（１）極限粘度
極限粘度［η］は次の定義式に基づいて求められる値である。

定義式中のｔ及びＴは、純度９８％以上のヘキサフルオロイソプロパノール及び該ヘキサフルオロイソプロパノールに溶解したポリケトンの希釈溶液の２５℃での粘度管の流過時間である。また、Ｃは上記１００ｍｌ中のグラム単位による溶質重量値である。
【００３７】
（２）ポリケトンの組成
ＮＭＲにより１−オキソトリメチレン基の量比を求めた。
（３）繊度、引っ張り強度、中間伸度、タフネス
繊度は、試料を２５℃、５５％湿度下で４８時間静置後、試料１００ｍの重量Ｗ₁ を計量し、Ｗ₁ ×１００を繊度（ｄｔｅｘ）とした。この試料を、試料長２５０ｍｍ、クロスヘッド速度３００ｍｍ／分にて引っ張り強度、中間伸度、タフネスを測定した。
【００３８】
（４）熱時中間伸度
試料を１５０℃の空気雰囲気下におく以外は、（３）と同様にして引っ張り試験を行い、中間伸度を測定した。
（５）樹脂付着率
長さ３ｍのコードを１ｍｍ長に細断し、１０５℃で５時間加熱した後に絶乾重量Ｗ₂ （ｇ）を計量する。計量したコードを、２００ｍｌのヘキサフルオロイソプロパノールにて攪拌下で６０℃、２時間溶解する。溶解後ろ過し、得られた残さを１０５℃で５時間加熱処理した後に重量Ｗ₃ （ｇ）を精秤し、下式から樹脂付着率を求めた。
樹脂付着率 ＝ （Ｗ₃ ／Ｗ₂ ）×１００ （％）
【００３９】
（６）最大熱収縮応力、最大熱収縮温度
東洋精機製作所（株）社製ＣＯＲＤ−ＴＥＳＴＥＲ（Ｇｏｏｄｒｉｃｈ Ｔｙｐｅ）を用いて、下記の条件で一定変位下における撚糸コードの熱収縮力特性を測定した。

計測された温度−収縮力カーブから最大の収縮力Ｆ_max （ｃＮ）および最大の収縮力を示す温度Ｔ_max （℃）を読みとりＴ_max を最大熱収縮温度とした。さらに、Ｆ_max を試料の繊度（ｄｔｅｘ）で除して最大熱収縮応力σ_max （ｃＮ／ｄｔｅｘ）を求めた。
【００４０】
（７）乾熱収縮率
オーブン中で１５０℃、３０分の乾熱処理を行い、熱処理前後の繊維長及び／又はコード長を、１／３０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）の荷重をかけて計測して下式により求めた。
乾熱収縮率＝〔（Ｌ_b −Ｌ_a ）／Ｌ_b 〕×１００ （％）
ただしＬ_b は熱処理前の繊維長及び／又はコード長、Ｌ_a は熱処理後の繊維長及び／又はコード長である。
【００４１】
（８）寸法安定性パラメーター
（３）で測定された中間伸度と（７）で測定された乾熱収縮率の和を寸法安定性パラメーターとした。
（９）ゴム接着力
接着力は、天然ゴム７０％、ＳＢＲ１５％、カーボンブラック１５％配合の未加硫ゴムを用い、これにポリケトンコードを１ｃｍ埋め込み、１５５℃、３．５ＭＰａ、３０分加硫後、Ｔ引き抜き強力（Ｎ）を、クロスヘッド速度３００ｍｍ／分で測定した。
【００４２】
〔ポリケトン繊維の調製〕
以下に本発明実施例（比較例）に用いたポリケトン繊維の調製法および特性を説明する。
＜ＥＣＯ１＞
常法により調製したエチレンと一酸化炭素が完全交互共重合した極限粘度６．５のポリケトンポリマーを、塩化カルシウム４０質量％／塩化亜鉛２２質量％を含有する水溶液に添加し、ポリマー濃度６．５質量％のドープを得た。得られたドープを８０℃に加温し、−２℃の水からなる凝固浴に押し出し凝固糸条とした。このポリケトン凝固糸を濃度２質量％の塩酸水溶液で洗浄、さらに水で仕上げ洗浄した。得られた凝固糸を簡易脱水した後、ＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標、チバスペシャリティケミカルス社製）１０９８、ＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標、チバスペシャリティケミカルス社製）１０７６をそれぞれ０．０５質量％ずつ（対ポリケトン）含浸せしめ、引き続き２２５℃で１分間の定長乾燥を行い未延伸糸を得た。
【００４３】
この未延伸糸を、長さ１ｍのセラミックプレート上で２２５℃で１段目（７倍）の延伸を行った後に、引き続き２４０℃で２段目（１．８倍）、さらに２５８℃で３段目（１．３５倍）の延伸を行い、繊度５３．４ｄｔｅｘ／５０ｆの延伸糸とし、さらにこの延伸糸を３０本合糸し、仕上げ剤を付与した後に、０．５ｃＮ／ｄｔｅｘの張力をかけながら２２０℃で１０秒間の熱処理を行い、１６５３ｄｔｅｘ／１５００ｆのポリケトン繊維を得た。
仕上げ剤は以下の組成のものを用いた。
オレイン酸ラウリルエステル／ビスオキシエチルビスフェノールＡ／ポリエーテル（プロピレンオキシド／エチレンオキシド＝３５／６５：分子量２００００）／ポリエチレンオキシド１０モル付加オレイルエーテル／ポリエチレンオキシド１０モル付加ひまし油エーテル／ステアリルスルホン酸ナトリウム／ジオクチルリン酸ナトリウム＝３０／３０／１０／５／２３／１／１（質量％比）。
得られたポリケトン繊維は、引っ張り強度１７．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、中間伸度０．８５％、タフネス４５．１ｃＮ・％／ｄｔｅｘ、乾熱収縮率０．３％、熱時中間伸度０．８３％の極めて優れた力学特性および寸法安定性を有するものであった。
【００４４】
＜ＥＣＯ２＞
ＥＣＯ１の調製法において、溶剤を塩化亜鉛／塩化ナトリウムを６５質量％／１０質量％の割合で含有する水溶液とし、凝固浴温度を２０℃とする以外は同様にして紡糸、乾燥を行い、引き続きトータルの延伸倍率を１５倍とする以外は同様にして熱延伸、合糸を行った後に、０．５ｃＮ／ｄｔｅｘの張力をかけながら１６０℃で１０秒間の熱処理を行い、１６８０ｄｅｔｘ／１５００ｆのポリケトン繊維を得た。このポリケトン繊維は高い力学特性と優れた寸法安定性を有するものであった。
【００４５】
＜ＥＣＯ３＞
上述のＥＣＯ２の延伸糸の調製において、１５倍の熱延伸後さらに２６０℃で１．２倍の延伸を行う以外は同様にして紡糸、乾燥、延伸、合糸、熱処理を行った。
このポリケトン繊維は寸法安定性には優れるものの力学特性（特にタフネス）が不十分なものであった。
【００４６】
＜ＥＣＯ４＞
ＥＣＯ１で用いたポリケトンポリマーを、７５質量％のレゾルシンを含む水溶液に添加し、８０℃、２時間攪拌、溶解し、ポリマー濃度８質量％のドープを得た。得られたドープを−５℃のメタノール浴中に押し出して凝固糸を得た。得られた凝固糸を２０℃のメタノールにて洗浄後、１００℃にて定長乾燥し未延伸糸を得た。
この未延伸糸を２５ｃｍの加熱銅板上で２２５℃で５倍、引き続き２４０℃で２．５倍、さらに２５８℃で１．３倍の延伸を行い延伸糸とした。この延伸糸２４本を合糸し、ＥＣＯ１の調製時に用いた仕上げ剤を付与して巻き取った。
このポリケトン繊維は、引っ張り強度には優れるものの中間伸度や熱時中間伸度等の寸法安定性が不十分なものであった。
【００４７】
＜ＥＰＣＯ１＞
常法により１−オキソ−３−メチルトリメチレンユニットを４質量％含有する極限粘度３．９のエチレン／プロペン／一酸化炭素ターポリマーを調製した。このポリケトンを濃度１０質量％とする以外はＥＣＯ１と同様の処方で紡糸を行った。
得られた凝固糸を２００℃で定長乾燥を行い未延伸糸とし、引き続き２１０℃で５倍、２２５℃で２．８倍、２４３℃で１．８倍の延伸を行い延伸糸とした。この延伸糸２４本を合糸し、ＥＣＯ１の調製時に用いた仕上げ剤を付与して巻き取った。
このポリケトン繊維は、引っ張り強度・タフネス等の力学特性はそこそこであったが、中間伸度や乾熱収縮率、熱時中間伸度等の寸法安定性は全く不十分なものであった。
【００４８】
＜ＥＰＣＯ２＞
常法により１−オキソ−３−メチルトリメチレンユニットを７質量％含有する極限粘度１．６のエチレン／プロペン／一酸化炭素ターポリマーを調製した。このターポリマーにカルシウムヒドロキシアパタイトを０．３質量％添加し、２３５℃で溶融した後に、紡口から押し出した。吐出された糸条を冷却固化せしめ、速度４００ｍ／分で巻き取り総繊度１５３１ｄｔｅｘの未延伸糸を得た。
この未延伸糸を、長さ１ｍのセラミックプレート上で２００℃で１段目（４倍）の延伸を行った後に、引き続き２１５℃で２段目（２倍）、さらに２２５℃で３段目（１．１９倍）のトータル９．５倍の多段延伸を行い、１６１．１ｄｔｅｘ／７５ｆのポリケトン繊維を製造した。この繊維を１０本合糸後、ＥＣＯ１の調製時に用いた仕上げ剤を付与して１６５０ｄｅｔｘ／７５０ｆのポリケトン繊維を得た。
この繊維は力学特性および寸法安定性ともに全く不十分なものであった。
これらポリケトン繊維の特性を表１にまとめて示す。表１は、実施例および比較例のポリケトンコードに用いたポリケトン繊維の特性を示す表である。
【００４９】
【表１】

【００５０】
〔ポリケトンコードの調製〕
【実施例１】
ポリケトン繊維としてＥＣＯ１を用い、カジ鉄工社製リング撚糸機を用いてＺ方向に下撚り後これを２本双糸しＳ方向に上撚りして生コードとした（下撚り張力０．８Ｎ（０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ）、上撚り張力１．８Ｎ（０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ）で下撚り／上撚りともに３９０Ｔ／ｍ）。この生コードを最大熱収縮温度は２１８℃、最大熱収縮応力は０．１２ｃＮ／ｄｔｅｘであった。
この生コードを、下記の液組成のＲＦＬ液に浸漬した後に、乾燥ゾーン（張力３Ｎで１６０℃で１２０秒の熱処理）、ヒートセットゾーン（張力４．２Ｎで２２０℃で６０秒の熱処理）、ノルマライジングゾーン（張力２．８Ｎで２２０℃、６０秒の熱処理）を通してコードを得た。
（ＲＦＬ液組成）
レゾルシン ２２．０部
ホルマリン（３０質量％） ３０．０部
水酸化ナトリウム（１０質量％） １４．０部
水 ５７０．０部
ビニルピリジンラテックス（４１質量％） ３６４．０部
【００５１】
得られたポリケトンコードは、引っ張り強度１１．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、タフネス３０．９ｃＮ・％／ｄｔｅｘ、中間伸度３．２％、乾熱収縮率０．３％、熱時中間伸度３．１％と極めて優れた力学特性および寸法安定性を有するものであった。
このコードの撚糸条件、Ｄｉｐ処理条件および性能を以下の実施例２〜４の結果と併せて表２にまとめて示す。表２は、本発明のポリケトンコードの撚糸条件およびＲＦＬ処理条件、コード特性、本発明規定の範囲（タフネスおよび中間伸度、熱時中間伸度）を示す表である。
【００５２】
【実施例２】
撚糸条件を下撚りおよび上撚り数をそれぞれ２９０Ｔ／ｍとする以外は、実施例１と同様の処方でコードを調製した。得られたポリケトンコードは力学特性および寸法安定性ともに極めて優れた特性を有するものであった。
【実施例３】
撚糸条件を下撚りおよび上撚り数をそれぞれ１９０Ｔ／ｍとする以外は、実施例１と同様の処方でコードを調製した。得られたポリケトンコードは力学特性および寸法安定性ともに極めて優れた特性を有するものであった。
【実施例４】
ポリケトン繊維としてＥＣＯ２を用い、表２記載の条件で処理しコードを調製した。得られたコードはまずまずの力学特性と高い寸法安定性を有するものであった。
【００５３】
【表２】

【００５４】
【比較例１】
ポリケトン繊維としてＥＣＯ３を用い、表３記載の条件で処理しコードを調製した。得られたコードは寸法安定性には優れるものの、本発明規定の範囲よりも引っ張り強度およびタフネスが小さく力学特性は全く不十分なものであった。
比較例のコードの撚糸条件、Ｄｉｐ処理条件および性能を以下の比較例２〜６の結果と併せて表３にまとめて示す。表３は、比較例のコードの撚糸条件およびＲＦＬ処理条件、コード特性、本発明規定の範囲（タフネスおよび中間伸度、熱時中間伸度）を示す表である。
【００５５】
【比較例２】
ポリケトン繊維としてＥＣＯ４を用い、表３記載の条件で処理しコードを調製した。得られたコードは強度は高いものの、中間伸度が本発明規定の範囲よりも大きく力学的寸法安定性の不十分なものであった。また、寸法安定性パラメーターは８％と大きく、力学的・熱的トータルの寸法安定性のバランスも不十分なものであった。
【比較例３】
ポリケトン繊維としてＥＰＣＯ１を用い、表３記載の条件で処理しコードを調製した。得られたコードは強度は不十分であり、特に熱時中間伸度が本発明規定の範囲よりも大きく高温下の力学的寸法安定性が不十分なものであった。また、寸法安定性パラメーターは７．７％と大きく、力学的・熱的トータルの寸法安定性のバランスも不十分なものであった。
【００５６】
【比較例４】
比較例３において、撚糸条件を下撚りおよび上撚り数をそれぞれ２９０Ｔ／ｍとする以外は同様の処方でコードを調製した。得られたコードは高温下の力学的寸法安定性が不十分なものであった。
【比較例５】
比較例３において、撚糸条件を下撚りおよび上撚り数をそれぞれ１９０Ｔ／ｍとする以外は表３記載の処方でコードを調製した。得られたコードは高温下の力学的寸法安定性が不十分なものであった。
【比較例６】
ポリケトン繊維としてＥＰＣＯ２を用い、表３記載の条件で処理しコードを調製した。得られたコードは強度が低く、中間伸度、乾熱収縮率、熱時中間伸度の全ての寸法安定性が極めて不十分なものしか得られなかった。
【００５７】
【表３】

【００５８】
【発明の効果】
本発明のポリケトンコードは高強度・高タフネスの優れた力学物性を有するのみでなく、力学的寸法安定性、熱的寸法安定性、高温下での力学的寸法安定性に優れる。本発明のポリケトンコードは、高性能産業資材として幅広い分野（例えば、網、ネットやロープ、ケーブル等の土木・工業用資材、リボン、衣料用品・生活用品の芯材、タイヤ・ベルト・ホース等のゴム補強材、セメント補強材、プラスチック強化繊維等の補強材料等）へ展開することが期待される。特に、加工時や使用時に高い力学的負荷や衝撃、高温環境および高温下で高い力学負荷を受ける用途、例えばタイヤやベルト、ホースのゴム補強材料やＦＲＰ等の補強材料として極めて有用である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polyketone cord having excellent mechanical properties and extremely excellent dimensional stability under load and heating. More specifically, it has excellent mechanical properties such as high strength and high toughness, has a small elongation under load, hardly undergoes thermal shrinkage even under heating, and also stretches when subjected to a load under heating. The present invention relates to a small polyketone cord having excellent dimensional stability and a method for producing the same. The polyketone cord of the present invention can be applied to a wide range of uses such as household materials, daily life materials, and industrial materials, especially industrial materials that are exposed to high loads and high temperatures during processing and use, specifically tires and belts. It is extremely useful as a fiber material for rubber reinforcement such as hoses.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in rubber products such as tires, belts, and hoses, fiber reinforced materials are used as materials for bearing the strength of the products. As these fiber reinforcing materials, metal fiber materials such as steel, and organic fiber materials such as rayon, nylon 6, 6 and polyethylene terephthalate have been used. However, although metal materials such as steel are excellent in mechanical performance, they have a large specific gravity, so that there is a problem that the weight of the material becomes heavy. On the other hand, in the case of conventional general-purpose organic materials, rayon has low mechanical strength and physical properties deteriorate under water and humidity. Nylon 6 and 6 have low elastic modulus and low dimensional stability under load. There were problems such as large heat shrinkage, and polyethylene terephthalate had a problem of large heat shrinkage under heating.
[0003]
As a material that can replace these conventional organic fiber materials, carbon monoxide and olefins such as ethylene and propene are polymerized using palladium or nickel as a catalyst, so that carbon monoxide and olefin are almost completely alternately copolymerized aliphatic. It has been found that polyketones can be obtained (Industrial Materials, December issue, page 5, 1997), and fiberization of polyketones has been studied thereafter.
Polyketone fibers are known to have high melting points and high strength and high modulus fibers compared to conventional polyolefin fibers. Utilizing these excellent physical properties, industrial materials, civil engineering materials, and daily life Expansion to a wide range of uses such as materials and clothing is being considered. Above all, it is developed as an industrial material application, especially as a rubber reinforcing material for tires, belts, hoses, etc. by taking advantage of its excellent mechanical properties such as high strength and high elastic modulus, thermal characteristics of high melting point, and good adhesion to rubber. Expected.
[0004]
When polyketone fibers are used as a rubber reinforcing material, usually, after twisting, an adhesive is applied to embed them in the rubber material in the form of cords or braids. Various types of performance are required for cords to which adhesive is applied (hereinafter sometimes referred to as “treatment cords”), such as tire carcass plies, conductive belts, pressure-resistant / heat-resistant hose reinforcement layers, etc. In the case of rubber reinforcement materials, the cord is subjected to a high load during use, and the cord becomes a high temperature environment due to heat generated by contact and friction with a hot object, so the performance required for the cord is of course high strength. In addition, it is extremely important that deformation and dimensional change are small under load, that deformation and dimensional change are small even under high temperature environment, and that dimensional change when subjected to load under high temperature environment is small.
[0005]
Up to now, several techniques have been disclosed for polyketone fibers (for example, JP-A-4-505344, JP-A-2-112413, JP-A-4-228613, JP-A-7-508317). No., JP-A-8-507328, US Pat. No. 5,955,019, JP-A-11-072091, etc.). In these patent documents, a technique for obtaining a polyketone fiber having a high strength and a high elastic modulus by drawing a polyketone undrawn yarn obtained by melt spinning or wet spinning at a high magnification is disclosed. However, these patent documents do not describe any requirements relating to polyketone cords and techniques relating to the production of cords.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-124617 discloses a technique in which polyketone fibers obtained by copolymerizing 8 mol% of propylene are twisted together and immersed in an adhesive to form cords. However, the melt-spinnable polyketone fibers used in the present invention have low crystallinity, low melting point, low strength and low elastic modulus, and cords made of these low- physicality polyketone fibers are strong, thermal dimensional stability, mechanical dimensional stability. Is quite inadequate.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-324377 discloses a polyketone cord technique comprising a polyketone fiber having a strength of 10 g / denier or higher and an initial elastic modulus of 120 g / denier or higher and a bending hardness of 10 to 80 g. However, even in this document, there is no description of technical requirements regarding a cord excellent in dimensional stability under heating and load, and also in the examples, low crystallinity / low melting point obtained by copolymerization of 7 mol% of propylene, Only cords having low physical properties and low dimensional stability using polyketone fibers having low physical properties are disclosed.
[0007]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-329198 describes a code made of an ethylene / carbon monoxide copolymer in Example 2. The polyketone fiber used in the cord has a large elongation of 2 g / denier load as 1.6%, and even when a cord is produced from such a fiber, only a cord having insufficient dimensional stability under load is obtained. I can't. Such a cord can be used in applications where the mechanical load is relatively small, but cannot be applied to applications requiring a high level of dimensional stability such as tires and heat-resistant hoses.
Furthermore, JP-A-11-334313 and JP-A-11-336957 describe the requirements that the cord strength is 10 g / denier or more and the elongation at 2.25 g / denier load is 3% or less. Although this invention mentions the mechanical dimensional stability of the cord, it does not describe any technique related to the polyketone cord which is excellent in thermal dimensional stability and dimensional stability against a load under heating.
[0008]
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-140242 discloses a technical requirement that the elastic modulus of a cord made of polyketone fiber is 5880 MPa or more. Japanese Patent Laid-Open No. 2000-142025 discloses a technical requirement that the load at the time of 2% elongation of the cord made of polyketone fiber is 13.2 mN / dtex or less. Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-190705 discloses a technical requirement that the Ed modulus of a polyketone cord is 250 to 400 (gf / denier). However, these inventions only disclose the mechanical properties (mainly the properties related to the elastic modulus) of the cords, and do not show any polyketone cords excellent in dimensional stability under heating and the production method thereof. .
[0009]
In Japanese Patent Laid-Open No. 2000-264012, as a physical property of the cord, an intermediate elongation at a load of 2.03 g / dtex is 4% or less, heat at 177 ° C. × 30 minutes (under 1/60 g / dtex load). Although it is described that it is preferable that the shrinkage rate is 5% or less, there is no description of a technical requirement regarding a cord that specifically satisfies this property and a method of manufacturing the cord. Furthermore, in the present invention, there is no known technique relating to a polyketone cord that is excellent in dimensional stability when subjected to a load at a high temperature, which is the most important in practical use. Actually, in the present invention, a code produced by using a polyketone terpolymer copolymerized with 3 mol% of propylene (96% by mass of 1-oxotrimethylene unit) is disclosed in the Examples. A cord composed of less than 97% by mass of methylene units has a high intermediate elongation and low dimensional stability during heating, and is a cord that is quite insufficient in mechanical dimensional stability and thermal dimensional stability. In particular, the cord made of such a polyketone terpolymer is remarkably deteriorated in physical properties at high temperature (especially the reduction in intermediate elongation). Only the polyester with the intermediate elongation at the time of heat of 4% or more as specified in the invention, which is very inadequate, is obtained.
As described above, while having excellent mechanical properties of high strength and high toughness, it has excellent dimensional stability under load, and when heated and under load In the past, no polyketone cords having excellent dimensional stability and techniques for producing the cords have been known.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved by the present invention is a polyketone cord composed of polyketone fibers, which has excellent mechanical properties such as high strength and high toughness, and is excellent when subjected to a load under load and under heating or even under heating. An object of the present invention is to provide a polyketone cord having dimensional stability and a method for producing the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied the production conditions of polyketone cords. As a result, the highly crystalline polyketone was wet-spun, dried, and hot-drawn and then processed under specific conditions of temperature and tension. As a result of further investigation, it was found that the selection of twisting conditions and RFL solution treatment conditions using polyketone fibers could be a countermeasure.
That is, the present invention is a cord containing 80% by mass or more of a polyketone fiber composed of a polyketone in which 97 to 100% by mass of repeating units are composed of 1-oxotrimethylene, and the following (a) to (e): Polyketone cord characterized by satisfying properties.
(A) Tensile strength ≧ 8 cN / dtex
(B) Toughness ≧ 20 + 14.6 × K / 10 ^Four −14.1 × (K / 10 ^Four ) ² + 2.7 × (K / 10 ^Four ) ^Three (CN ·% / dtex)
However, K is a twist coefficient of the cord represented by the following formula 1.
K = Y × D ^0.5 (Formula 1)
Here, Y is the number of twists per meter of cord (T / m), and D is the total display fineness (dtex) of the polyketone cord.
(C) Intermediate elongation ≦ 1.5 × exp (5.5 × K / 10 ^Five (%)
(D) Dry heat shrinkage rate = 0 to 3%
(E) Intermediate elongation at heat ≦ 1.8 × exp (5.5 × K / 10 ^Five (%)
Here, the intermediate elongation is the elongation at a load of 2.0 cN / dtex, the dry heat shrinkage is the shrinkage before and after heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes, and the hot intermediate elongation is 150 ° C. The elongation at the time of 2.0 cN / dtex load.
[0012]
The polyketone used in the present invention is a polyketone in which 97 to 100% by mass of repeating units are composed of 1-oxotrimethylene. The repeating unit composed of 1-oxotrimethylene is a group represented by the following structural formula 1.
[Chemical 1]

[0013]
The higher the proportion of 1-oxotrimethylene in the repeating unit, the higher the regularity of the molecular chain, and a fiber with high crystallinity and high degree of orientation can be obtained. As a result, high strength, high elastic modulus and high heat resistance are obtained. The code is obtained. For this reason, it is desirable that 97% by mass or more, and most preferably 100% by mass is 1-oxotrimethylene.
If the proportion of 1-oxotrimethylene in the repeating unit is within the range of 97% by mass or more, a compound having an olefin other than ethylene such as propene and butene and other unsaturated hydrocarbon is copolymerized as necessary. It may be what you did.
[0014]
The degree of polymerization of the polyketone in the polyketone cord is preferably 2 to 10 in terms of intrinsic viscosity. When the intrinsic viscosity is less than 2, the strength / toughness of the polyketone cord is lowered and a polyketone cord having high mechanical properties cannot be obtained. On the other hand, when the intrinsic viscosity exceeds 10, the polymerization cost and the spinning cost become high, and it becomes difficult to obtain a polyketone fiber at a practical price. For this reason, as a polymerization degree of the polyketone in the polyketone cord, it is desirable that the intrinsic viscosity is in the range of 2 to 10, more preferably in the range of 3 to 6.
[0015]
The ratio of the polyketone fiber in the polyketone cord of the present invention needs to be 80% by mass or more. When the proportion of the polyketone fiber is less than 80% by mass, mechanical properties and mechanical dimensional stability are lowered. The higher the proportion of the polyketone fiber in the cord, the better the mechanical properties and mechanical dimensional stability of the cord. Therefore, the proportion of the polyketone fiber is preferably 90% by mass or more. Moreover, if it is the range of 20 mass% or less, you may contain compounds other than polyketone fiber, such as an adhesive agent and a coating agent, and fibers other than polyketone fiber as needed.
[0016]
The polyketone cord of the present invention needs to have a tensile strength of 8 cN / dtex or more. If the tensile strength is 8 cN / dtex or higher, it will be possible to use a smaller (lighter) cord amount than polyester or rayon general-purpose organic fiber cords that have been used as reinforcements for tires, belts and hoses. Thus, the material can be reduced in weight, and an economically excellent reinforcing material can be obtained. The higher the tensile strength of the polyketone cord is, the better, from the viewpoint of weight reduction and economical efficiency of the molded product, and it is particularly desirable that it be 10 cN / dtex or more.
[0017]
The polyketone cord of the present invention needs to have a toughness determined from the area of the stress-elongation curve in the range of the following formula 2 in a tensile test.
Toughness ≧ 20 + 14.6 × K / 10 ^Four −14.1 × (K / 10 ^Four ) ² + 2.7 × (K / 10 ^Four ) ^Three (CN ·% / dtex) (Formula 2)
However, K is a twist coefficient of the cord represented by the following formula 1.
K = Y × D ^0.5 (Formula 1)
Here, Y is the number of twists per meter of cord (T / m), and D is the total display fineness (dtex) of the polyketone cord. The total display fineness of the cord is the sum of the fineness of all polyketone fibers used in the cord. For example, when three 1670 dtex polyketone fibers are used as a cord, the total display fineness of the cord is 5010 dtex (1670 × 3).
[0018]
Toughness is a parameter representing fracture energy, and the higher this value, the better the toughness against tensile load. Since the toughness of polyketone cords varies greatly depending on the twist coefficient, it is important to design the number of twisted yarns according to the application and purpose so that the toughness is within the range of the above formula 1. When the toughness is less than the above range, the toughness as a rubber reinforcing material becomes insufficient, and it is necessary to increase the amount of cord used in order to maintain the toughness, and it becomes impossible to obtain a cord having excellent lightness and economy. The higher the toughness of the cord, the better.
Toughness ≧ 30 + 14.6 × K / 10 ^Four −14.1 × (K / 10 ^Four ) ² + 2.7 × (K / 10 ^Four ) ^Three (CN ·% / dtex) (Formula 3)
[0019]
Furthermore, the polyketone cord of the present invention needs to have an intermediate elongation in the range of the following formula 4.
Intermediate elongation ≦ 1.5 × exp (5.5 × K / 10 ^Five (%) (Formula 4)
Here, the intermediate elongation is the elongation (%) at a load of 2.0 cN / dtex in the stress-elongation curve of the tensile test, where K is the twist coefficient of the cord. The smaller the intermediate elongation, the smaller the dimensional change with respect to the load, and the better the mechanical dimensional stability. In general, the intermediate elongation increases as the twist coefficient K increases, but it is possible to select the raw yarn performance and the twisted yarn / resorcin-formalin-latex treatment conditions so that the twisted coefficient is within the range of the above formula 4. is important. The intermediate elongation of the polyketone cord of the present invention is more preferably within the range of the following formula 5 and particularly preferably within the range of formula 6.
Intermediate elongation ≦ 1.2 × exp (5.5 × K / 10 ^Five (%) (Formula 5)
Intermediate elongation ≦ 1.0 × exp (5.5 × K / 10 ^Five (%) (Formula 6)
[0020]
In order to obtain a polyketone cord having excellent mechanical dimensional stability as described above, it is necessary to use a highly stretched polyketone fiber. Usually, such a highly stretched polyketone fiber has a strong heat shrinkage. It is likely to occur and often has problems with thermal dimensional stability. The polyketone cord of the present invention has excellent dimensional stability in terms of heat, and specifically needs to have a dry heat shrinkage of 0 to 3%. Here, the dry heat shrinkage is the rate of change in yarn length before and after heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes (a positive value when shrinking), and the closer this value is to 0, the better the thermal dimensional stability. Show. The dry heat shrinkage is preferably 0 to 2%, more preferably 0 to 1%.
[0021]
As an index of mechanical and thermal dimensional stability of the cord, the dimensional stability parameter represented by the sum of intermediate elongation and dry heat shrinkage is preferably 0 to 5%. A smaller dimensional stability parameter means better mechanical dimensional stability and thermal dimensional stability, preferably 0 to 4%, more preferably 0 to 3%, particularly preferably 0 to 2%. It is desirable that
Furthermore, when rubber reinforcing materials such as tires, belts, and hoses are used, there are frequent opportunities to be placed not only in an environment that is under load or only under heating, but also in a harsh environment that receives a load under heating. For this reason, it is extremely important to be excellent in dimensional stability with respect to a load under heating, and the polyketone cord of the present invention needs to have a hot intermediate elongation in the range of the following formula 7.
Intermediate elongation at heat ≦ 1.8 × exp (5.5 × K / 10 ^Five (%) (Formula 7)
[0022]
In the present invention, the hot intermediate elongation is the elongation (%) at a load of 2.0 cN / dtex in the stress-elongation curve of a tensile test performed at 150 ° C., where K is the twist of the above cord. It is a coefficient. The smaller the hot intermediate elongation, the better the dimensional stability with respect to the load under heating. As the twist coefficient K increases, the intermediate elongation during heating increases, but the polyketone fiber, twisted yarn conditions, and resorcin-formalin-latex treatment conditions are selected so that even if the twist coefficient increases, the range of the above formula 6 is satisfied. It is important to. The hot intermediate elongation of the polyketone cord of the present invention is more preferably within the range of the following formula 8, and particularly preferably within the range of the following formula 9.
Intermediate elongation at heat ≦ 1.5 × exp (5.5 × K / 10 ^Five (%) (Formula 8)
Intermediate elongation at heat ≦ 1.0 × exp (5.5 × K / 10 ^Five (%) (Formula 9)
[0023]
The cord of the present invention is suitable for applications that are subjected to high loads and high heat during use, and has particularly excellent performance as a rubber reinforcing material, but when used as a rubber reinforcing material, the cord of rubber and polyketone fiber is used. In order to reinforce the adhesiveness, a twisted cord having an adhesive attached thereto is used. The type of the adhesive contained in the polyketone cord of the present invention is not particularly limited, and a conventionally known adhesive can be used as it is or by appropriately selecting the composition ratio. In particular, an adhesive mainly composed of RFL (resorcin-formalin-latex) liquid is generally used. In this case, the RFL liquid may be used alone, or an epoxy compound, an isocyanate compound, or a phenol compound as necessary. You may mix and use other chemical | medical solutions, such as.
[0024]
The amount of the adhesive in the polyketone cord is not particularly limited, and a desired amount may be given according to the use and purpose. However, from the viewpoint of the mechanical properties of the cord, the process passability, and the adhesiveness to rubber. The content is preferably in the range of 01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, and particularly preferably 1 to 7% by mass. In particular, when using the RFL solution, it is desirable to select the treatment conditions of the RFL solution so that the polyketone cord contains at least 90 to 99.9% by mass of polyketone fibers and 0.1 to 10% by mass of RFL resin. .
The total fineness of the polyketone cord of the present invention is not particularly limited, but is usually 100 to 10000 dtex, more generally 1000 to 8000 dtex, particularly generally in the case of rubber reinforced fiber applications such as tires, belts and hoses. 2000 to 6000 dtex.
[0025]
When the total fineness of the polyketone cord is 2000 to 6000 dtex, the polyketone cord preferably has a strength of 250 N / cord or higher, a rubber adhesive strength of 100 N / cord or higher, more preferably a strength of 300 N / cord or higher, and a rubber adhesive strength of It is desirable that the strength is 150 N / cord or higher, particularly preferably the strength is 350 N / cord or higher, and the rubber adhesion is 200 N / cord or higher. The stronger the rubber adhesive strength, the less the peeling between the rubber and the cord during use, and the higher the mechanical properties and fatigue resistance of the molding material.
Further, the polyketone cord of the present invention is based on a cord in which polyketone fibers are twisted together, but there is no particular limitation on the number of twisted yarns of the cord, and when the fatigue resistance of the cord is important, the number of twisted yarns is large. Further, when importance is attached to the mechanical strength of the cord, the number can be arbitrarily selected according to the purpose and purpose, for example, by reducing the number of twisted yarns. When used as a rubber reinforcing material, the twist coefficient K represented by the above formula 1 is generally set to 1000 to 30000, and a range of K of 5000 to 25000 is particularly preferably used.
[0026]
Next, the manufacturing method of the polyketone cord of this invention is demonstrated.
The polyketone fiber used for the polyketone cord needs to have the following characteristics (1) to (6).
(1) 1-oxotrimethylene unit amount ≧ 97 mass%
(2) Tensile strength ≧ 10 cN / dtex
(3) Toughness ≧ 20 cN ·% / dtex
(4) Intermediate elongation ≦ 1.5%
(5) Dry heat shrinkage rate = 0 to 2.5%
(6) Thermal intermediate elongation ≦ 1.8%
[0027]
If it has the performance of said (1)-(6), it will not specifically limit about the manufacturing method of polyketone fiber. Below, the manufacturing method of a polyketone fiber is demonstrated easily, using the wet spinning method which makes a halogenated zinc solution a solvent as an example. The polyketone to be used for spinning has 97 mass% or more of 1-oxotrimethylene, and those having an intrinsic viscosity in the range of 3 to 20 are preferably used. This polymer is dissolved in a zinc halide solution to form a dope. As the solvent, zinc halide alone or a complex salt solution of zinc halide and other salts is used. A polyketone is dissolved in a solvent at a concentration of 0.005 to 70% by mass to obtain a polyketone dope.
[0028]
The dope is discharged from the spinneret, and the dope discharged in the coagulation bath is solidified into a fibrous form. The dope temperature during discharge is generally 50 to 150 ° C., and the temperature of the coagulation bath is generally in the range of −100 ° C. to 100 ° C. The composition of the coagulation bath may be any, but an aqueous solution is desirable.
The coagulated yarn leaving the coagulation bath is washed away with the metal salt remaining in the coagulated yarn with water or an acidic aqueous solution such as sulfuric acid, hydrochloric acid or phosphoric acid, and the residual amount of metal salt contained in the yarn is preferably It is desirable to repeatedly wash until it reaches 10000 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less, and most preferably 100 ppm or less.
The unstretched polyketone yarn can be obtained by drying the thus substantially solidified fiber free of metal salt. The drying temperature is preferably 100 ° C to 260 ° C.
[0029]
The undrawn yarn thus obtained is subsequently subjected to hot drawing by single-stage drawing or multi-stage drawing. Stretching may be performed in any number of stages, and when performing multistage stretching, a method of gradually increasing the stretching temperature is preferable. Further, from the viewpoint of the mechanical properties of the resulting polyketone fiber, the total draw ratio is preferably 10 times or more, more preferably 15 times or more. If the heat drawing temperature is too high or the heat drawing time is too long, the toughness of the polyketone fiber is lowered. Therefore, the drawing temperature is set to the melting point of the polyketone fiber -30 ° C to the melting point -5 ° C, and the heat drawing time is 0.1 seconds. It is desirable to be in the range of ~ 1 minute.
[0030]
Furthermore, the polyketone fiber which balances the performance which is excellent in the mechanical characteristics of the above-mentioned (2) to (4) and the performance which is excellent in the thermal characteristics of (5) and (6) by performing a heat treatment by applying a tension after hot drawing. can get. As heat treatment conditions after the heat drawing, the drawn yarn is treated at a temperature of 100 to 280 ° C. with a tension of 0.001 to 1 cN / dtex, more preferably at a temperature of 150 to 250 ° C. and a tension of 0.1 to 0.8 cN / dtex. The method of processing with is desirable.
There is no particular restriction on the single yarn fineness of the polyketone fiber, but if it is too thin, fluff and thread breakage are likely to occur, and if it is too thick, physical properties and fatigue resistance are reduced due to the skin-core structure. It is desirable that the single yarn fineness is in the range of 10 detex, more preferably 0.5 to 2 dtex.
[0031]
In addition, additives such as oil agents, antioxidants, quenching agents, radical scavengers, heavy metal deactivators, gelation inhibitors, matting agents, UV absorbers, pigments, etc., may be added to the polyketone fiber depending on the purpose. In addition, other polymers may be included.
A raw cord can be obtained by twisting together the polyketone fibers thus obtained. There is no restriction | limiting in particular about the kind of twisted yarn, a method, and the number of combined twists, As a kind of the twisted yarn of the polyketone fiber of this invention, a single twisted yarn, a cocoon twisted yarn, a picco cocoon twisted yarn, a strong twisted yarn etc. are mentioned, for example. There are no particular restrictions on the number of twisted yarns, and there may be one twist, two twists, three twists, four twists, five twists, or six or more twists.
[0032]
Moreover, what is necessary is just to select the number of twisted yarns arbitrarily according to a use and use environment also about the number of twisted yarns, and generally the above-mentioned twist coefficient K is twisted in the range of 1000-30000. In order to obtain a cord having excellent dimensional stability, it is important to set the twist tension within an appropriate range. If the twisted yarn tension is too low, the sag and uniformity of the cord are impaired, and the mechanical dimensional stability represented by intermediate elongation deteriorates. On the other hand, if the twisted yarn tension is too high, excessive distortion occurs in the cord and mechanical and thermal dimensional stability deteriorates. Therefore, the twisting tension is preferably 0.01 to 0.2 cN / dtex for both the lower twisting tension and the upper twisting tension, and more preferably 0.02 to 0.1 cN / dtex for the lower twisting tension. The tension is preferably 0.03 to 0.08 cN / dtex.
[0033]
The obtained polyketone twisted cord (raw cord) is subsequently attached with an RFL solution having a concentration of 10 to 30% by weight, and is fixed by applying heat of at least 100 ° C. (so-called Dip treatment) to obtain a polyketone-treated cord. It is done.
The preferred composition of the RFL solution is 0.1 to 10% by weight of resorcin, 0.1 to 10% by weight of formalin and 1 to 28% by weight of latex, and more preferably 0.5 to 3% by weight of resorcin. %, Formalin 0.5 to 3% by weight and latex 10 to 25% by weight are desirable. The drying temperature of the RFL solution is preferably 100 to 250 ° C., more preferably 140 to 200 ° C., and it is desirable to perform a drying heat treatment for at least 10 seconds, preferably 20 to 120 seconds.
[0034]
The dried cord is subsequently subjected to heat treatment in the heat setting zone and normalizing zone. It is important to set the heat treatment conditions (heat treatment temperature, heat treatment tension, and heat treatment time) within a specific range. The heat treatment temperature in the heat setting is preferably the maximum heat shrinkage temperature of the polyketone twisted cord ± 50 ° C, more preferably the maximum heat shrinkage temperature ± 10 ° C, further preferably the maximum heat shrinkage temperature ± 5 ° C, most preferably the maximum heat shrinkage. It is desirable to process at temperature. The heat treatment tension in the heat set is preferably maximum heat shrinkage stress ± 0.2 cN / dtex, more preferably maximum heat shrinkage stress ± 0.1 cN / dtex, still more preferably maximum heat shrinkage stress ± 0.05 cN / dtex, most preferably It is desirable to treat with maximum heat shrinkage stress. The heat setting time for heat setting is preferably 10 to 300 seconds, more preferably 30 to 120 seconds. Here, the maximum heat shrinkage temperature and the maximum heat shrinkage stress are physical property values of the raw cord measured by the method described in the embodiment of the present invention, and the temperature at which the raw cord exhibits the strongest shrinkage force against heat, And shrinkage stress at the temperature.
[0035]
The heat treatment temperature and heat treatment time in the normalizing zone are preferably within the above-mentioned heat set temperature and time ranges. The heat treatment tension in the normalizing zone is preferably about 10 to 80% of the heat treatment tension in the heat set zone.
As described above, the polyketone cord of the present invention has excellent mechanical properties such as high strength and high toughness, excellent mechanical dimensional stability, dimensional stability against heat and dimensional stability against load under high temperature, Rubber materials such as tire cords, hoses and belts, concrete reinforcing materials, non-woven fabrics such as filters and house wraps, textiles such as airbags and sheets, knitting such as fishing nets, fishing lines, sewing threads, ropes and other industrial materials It can be used widely in daily life materials, and is particularly useful as a rubber reinforcing fiber material such as a tire reinforcing material, a belt reinforcing material, and a hose reinforcing material.
[0036]
【Example】
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but they are not intended to limit the scope of the present invention.
The measurement method of each measurement value used in the description of the examples is as follows.
(1) Intrinsic viscosity
The intrinsic viscosity [η] is a value obtained based on the following definition formula.

In the definition formula, t and T are the flow times of a viscosity tube at 25 ° C. of a diluted solution of hexafluoroisopropanol having a purity of 98% or more and a polyketone dissolved in the hexafluoroisopropanol. C is the solute weight value in grams in 100 ml.
[0037]
(2) Composition of polyketone
The amount ratio of 1-oxotrimethylene groups was determined by NMR.
(3) Fineness, tensile strength, intermediate elongation, toughness
The fineness was determined by allowing the sample to stand at 25 ° C. and 55% humidity for 48 hours, and then the weight W of the sample 100 m. ₁ Weigh and W ₁ X100 was made into the fineness (dtex). The sample was measured for tensile strength, intermediate elongation, and toughness at a sample length of 250 mm and a crosshead speed of 300 mm / min.
[0038]
(4) Thermal intermediate elongation
A tensile test was performed in the same manner as (3) except that the sample was placed in an air atmosphere at 150 ° C., and the intermediate elongation was measured.
(5) Resin adhesion rate
A cord with a length of 3m is cut into 1mm length, heated at 105 ° C for 5 hours, and then completely dry weight W ₂ Weigh (g). The weighed cord is dissolved in 200 ml of hexafluoroisopropanol under stirring at 60 ° C. for 2 hours. After dissolution, the mixture was filtered, and the resulting residue was heated at 105 ° C. for 5 hours and then weight W _Three (G) was precisely weighed and the resin adhesion rate was calculated from the following equation.
Resin adhesion rate = (W _Three / W ₂ ) X 100 (%)
[0039]
(6) Maximum heat shrinkage stress, maximum heat shrink temperature
Using a CORD-TESTER (Goodrich Type) manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., the thermal contraction force characteristics of the twisted cord under a constant displacement were measured under the following conditions.

Maximum contraction force F from measured temperature-contraction force curve _max (CN) and the temperature T showing the maximum contraction force _max Read (℃) T _max Was the maximum heat shrinkage temperature. In addition, F _max Is divided by the fineness (dtex) of the sample to obtain the maximum heat shrinkage stress σ _max (CN / dtex) was determined.
[0040]
(7) Dry heat shrinkage
Dry heat treatment was performed in an oven at 150 ° C. for 30 minutes, and the fiber length and / or cord length before and after the heat treatment were measured by applying a load of 1/30 (cN / dtex) and obtained by the following equation.
Dry heat shrinkage = [(L _b -L _a ) / L _b ] × 100 (%)
L _b Is the fiber length and / or cord length before heat treatment, L _a Is the fiber length and / or cord length after heat treatment.
[0041]
(8) Dimensional stability parameters
The sum of the intermediate elongation measured in (3) and the dry heat shrinkage measured in (7) was taken as a dimensional stability parameter.
(9) Rubber adhesion
Adhesion strength is 70% natural rubber, 15% SBR, 15% carbon black blended unvulcanized rubber, embedded with 1cm polyketone cord, vulcanized for 30 minutes at 155 ° C, 3.5MPa, T pulling strength ( N) was measured at a crosshead speed of 300 mm / min.
[0042]
[Preparation of polyketone fiber]
The preparation method and characteristics of the polyketone fibers used in the examples of the present invention (comparative examples) will be described below.
<ECO1>
A polyketone polymer having an intrinsic viscosity of 6.5 and obtained by completely copolymerizing ethylene and carbon monoxide prepared by a conventional method is added to an aqueous solution containing 40% by mass of calcium chloride / 22% by mass of zinc chloride, and the polymer concentration is 6.5. A mass% dope was obtained. The obtained dope was heated to 80 ° C. and extruded into a coagulation bath composed of water at −2 ° C. to obtain a coagulated yarn. This polyketone coagulated yarn was washed with an aqueous hydrochloric acid solution having a concentration of 2% by mass, and further washed with water. The obtained coagulated yarn was simply dehydrated and impregnated with 0.05% by mass of IRGANOX (registered trademark, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1098 and IRGANOX (registered trademark, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1076% each (with respect to polyketone). Subsequently, constant length drying was performed at 225 ° C. for 1 minute to obtain an undrawn yarn.
[0043]
The undrawn yarn was drawn on the 1 m long ceramic plate at 225 ° C. for the first stage (7 times), then at 240 ° C. for the second stage (1.8 times), and further at 258 ° C. for 3 Stretching the first stage (1.35 times) to obtain a drawn yarn with a fineness of 53.4 dtex / 50f, and further combining 30 drawn yarns and applying a finishing agent, then a tension of 0.5 cN / dtex was applied. While applying, heat treatment was performed at 220 ° C. for 10 seconds to obtain 1653 dtex / 1500 f polyketone fiber.
A finishing agent having the following composition was used.
Oleic acid lauryl ester / bisoxyethyl bisphenol A / polyether (propylene oxide / ethylene oxide = 35/65: molecular weight 20000) / polyethylene oxide 10 mol addition oleyl ether / polyethylene oxide 10 mol addition castor oil ether / sodium stearylsulfonate / dioctyllin Sodium acid = 30/30/10/5/23/1/1 (mass% ratio).
The resulting polyketone fiber has a tensile strength of 17.1 cN / dtex, an intermediate elongation of 0.85%, a toughness of 45.1 cN ·% / dtex, a dry heat shrinkage of 0.3%, and a hot intermediate elongation of 0.83%. It had extremely excellent mechanical properties and dimensional stability.
[0044]
<ECO2>
In the preparation method of ECO1, spinning and drying were carried out in the same manner except that the solvent was an aqueous solution containing zinc chloride / sodium chloride at a ratio of 65% by mass / 10% by mass, and the coagulation bath temperature was 20 ° C. In the same manner except that the draw ratio of 15 is set to 15 times, heat drawing and combining are performed, and then heat treatment is performed at 160 ° C. for 10 seconds while applying a tension of 0.5 cN / dtex to obtain a polyketone fiber of 1680 detex / 1500 f. Obtained. This polyketone fiber had high mechanical properties and excellent dimensional stability.
[0045]
<ECO3>
In the preparation of the above-mentioned drawn yarn of ECO2, spinning, drying, drawing, combining yarn, and heat treatment were carried out in the same manner except that the drawing was carried out 15 times and then further drawn 1.2 times at 260 ° C.
Although this polyketone fiber is excellent in dimensional stability, it has insufficient mechanical properties (particularly toughness).
[0046]
<ECO4>
The polyketone polymer used in ECO1 was added to an aqueous solution containing 75% by mass of resorcin, and stirred and dissolved at 80 ° C. for 2 hours to obtain a dope having a polymer concentration of 8% by mass. The obtained dope was extruded into a methanol bath at −5 ° C. to obtain a coagulated yarn. The obtained coagulated yarn was washed with methanol at 20 ° C. and then dried at a constant length at 100 ° C. to obtain an undrawn yarn.
This undrawn yarn was drawn 5 times at 225 ° C. on a 25 cm heated copper plate, then 2.5 times at 240 ° C. and further 1.3 times at 258 ° C. to obtain a drawn yarn. Twenty-four drawn yarns were combined and wound with the finishing agent used when preparing ECO1.
Although this polyketone fiber is excellent in tensile strength, it has insufficient dimensional stability such as intermediate elongation and intermediate elongation during heating.
[0047]
<EPCO1>
An ethylene / propene / carbon monoxide terpolymer having an intrinsic viscosity of 3.9 containing 4% by mass of 1-oxo-3-methyltrimethylene unit was prepared by a conventional method. Spinning was carried out with the same formulation as ECO1, except that the polyketone concentration was 10% by mass.
The obtained coagulated yarn was dried at a constant length at 200 ° C. to obtain an undrawn yarn, and subsequently drawn at 210 ° C. 5 times, 225 ° C. 2.8 times, and 243 ° C. 1.8 times to obtain a drawn yarn. Twenty-four drawn yarns were combined and wound with the finishing agent used when preparing ECO1.
This polyketone fiber has mechanical properties such as tensile strength and toughness, but its dimensional stability such as intermediate elongation, dry heat shrinkage, and hot intermediate elongation is quite insufficient.
[0048]
<EPCO2>
An ethylene / propene / carbon monoxide terpolymer having an intrinsic viscosity of 1.6 containing 7% by mass of 1-oxo-3-methyltrimethylene unit was prepared by a conventional method. To this terpolymer, 0.3% by mass of calcium hydroxyapatite was added, melted at 235 ° C., and then extruded from the spinning nozzle. The discharged yarn was cooled and solidified, and an undrawn yarn having a total fineness of 1531 dtex was wound at a speed of 400 m / min.
This undrawn yarn was drawn on a 1 m long ceramic plate at 200 ° C. for the first stage (4 times), then at 215 ° C. for the second stage (2 times), and further at 225 ° C. for the third stage. Multistage stretching of 9.5 times in total (1.19 times) was performed to produce 161.1 dtex / 75f polyketone fiber. After 10 yarns of this fiber were combined, the finishing agent used in the preparation of ECO1 was applied to obtain a polyketone fiber of 1650 detex / 750f.
This fiber was completely insufficient in mechanical properties and dimensional stability.
The characteristics of these polyketone fibers are summarized in Table 1. Table 1 is a table | surface which shows the characteristic of the polyketone fiber used for the polyketone cord of the Example and the comparative example.
[0049]
[Table 1]

[0050]
(Preparation of polyketone cord)
[Example 1]
Using ECO1 as the polyketone fiber, using a ring twisting machine manufactured by Kaji Iron Works, twisted in the Z direction, then twisted two in the S direction and twisted in the S direction to obtain a raw cord (under twist tension 0.8 N (0 .05 cN / dtex), and an upper twist tension of 1.8 N (0.05 cN / dtex) and a lower twist / upper twist of 390 T / m). This raw cord had a maximum heat shrink temperature of 218 ° C. and a maximum heat shrink stress of 0.12 cN / dtex.
After immersing this raw cord in an RFL solution having the following liquid composition, a drying zone (heat treatment at 160 ° C. for 120 seconds at a tension of 3 N), a heat set zone (heat treatment at 220 ° C. for 60 seconds at a tension of 4.2 N), A cord was obtained through a normalizing zone (heat treatment at 220 ° C. for 60 seconds at a tension of 2.8 N).
(RFL solution composition)
Resorcin 22.0 parts
Formalin (30% by mass) 30.0 parts
Sodium hydroxide (10% by mass) 14.0 parts
570.0 parts of water
Vinylpyridine latex (41% by mass) 364.0 parts
[0051]
The resulting polyketone cord has a tensile strength of 11.8 cN / dtex, a toughness of 30.9 cN ·% / dtex, an intermediate elongation of 3.2%, a dry heat shrinkage of 0.3%, and a hot intermediate elongation of 3.1%. And very excellent mechanical properties and dimensional stability.
The twisting conditions, Dip treatment conditions and performance of this cord are shown together in Table 2 together with the results of Examples 2 to 4 below. Table 2 is a table showing the twisting conditions and the RFL treatment conditions, the cord characteristics, and the scope defined by the present invention (toughness and intermediate elongation, intermediate elongation at heat) of the polyketone cord of the present invention.
[0052]
[Example 2]
A cord was prepared in the same manner as in Example 1 except that the twisted yarn condition was set to 290 T / m for the lower twist and the upper twist, respectively. The obtained polyketone cord had very excellent properties in terms of mechanical properties and dimensional stability.
[Example 3]
A cord was prepared in the same manner as in Example 1 except that the twisting conditions were lower twist and upper twist number of 190 T / m, respectively. The obtained polyketone cord had very excellent properties in terms of mechanical properties and dimensional stability.
[Example 4]
A cord was prepared by using ECO2 as a polyketone fiber and treating it under the conditions shown in Table 2. The resulting cord had reasonable mechanical properties and high dimensional stability.
[0053]
[Table 2]

[0054]
[Comparative Example 1]
A cord was prepared by using ECO3 as a polyketone fiber and treating it under the conditions shown in Table 3. Although the obtained cord was excellent in dimensional stability, its tensile strength and toughness were smaller than those specified in the present invention, and its mechanical properties were completely insufficient.
Table 3 summarizes the twisting conditions, Dip treatment conditions and performance of the cords of the comparative examples together with the results of the following comparative examples 2 to 6. Table 3 is a table showing the twisting conditions and RFL treatment conditions, the cord characteristics, and the ranges defined in the present invention (toughness, intermediate elongation, and intermediate elongation during heating) of the cords of the comparative examples.
[0055]
[Comparative Example 2]
A cord was prepared by using ECO4 as a polyketone fiber and treating it under the conditions shown in Table 3. Although the obtained cord had high strength, the intermediate elongation was larger than the range specified in the present invention, and the mechanical dimensional stability was insufficient. Further, the dimensional stability parameter was as large as 8%, and the balance between mechanical and thermal total dimensional stability was insufficient.
[Comparative Example 3]
Using EPCO1 as a polyketone fiber, a cord was prepared by treatment under the conditions described in Table 3. The obtained cord had insufficient strength, in particular, the intermediate elongation during heating was larger than the range specified in the present invention, and the mechanical dimensional stability under high temperature was insufficient. Further, the dimensional stability parameter was as large as 7.7%, and the balance between mechanical and thermal total dimensional stability was insufficient.
[0056]
[Comparative Example 4]
In Comparative Example 3, a cord was prepared in the same manner except that the twisting condition was lower twist and the upper twist number was 290 T / m. The obtained cord had insufficient mechanical dimensional stability at high temperature.
[Comparative Example 5]
In Comparative Example 3, a cord was prepared according to the formulation shown in Table 3 except that the twisting conditions were lower twist and upper twist number were 190 T / m, respectively. The obtained cord had insufficient mechanical dimensional stability at high temperature.
[Comparative Example 6]
Using EPCO2 as a polyketone fiber, a cord was prepared by treatment under the conditions described in Table 3. The obtained cord was low in strength, and only had a very insufficient dimensional stability of intermediate elongation, dry heat shrinkage, and hot intermediate elongation.
[0057]
[Table 3]

[0058]
【The invention's effect】
The polyketone cord of the present invention has not only excellent mechanical properties such as high strength and high toughness, but also excellent mechanical dimensional stability, thermal dimensional stability, and mechanical dimensional stability at high temperatures. The polyketone cord of the present invention is used as a high-performance industrial material in a wide range of fields (for example, civil engineering / industrial materials such as nets, nets, ropes and cables, ribbons, core materials for clothing and household goods, tires, belts, hoses, etc. It is expected to expand to rubber reinforcing materials, cement reinforcing materials, and reinforcing materials such as plastic reinforcing fibers. In particular, it is extremely useful as an application subject to a high mechanical load or impact during processing or use, a high temperature environment and a high mechanical load under high temperature, for example, a rubber reinforcing material for tires, belts, hoses, or FRP.

Claims (13)

繰り返し単位の９７〜１００質量％が１−オキソトリメチレンから構成されたポリケトンからなるポリケトン繊維を８０質量％以上含有するコードであって、以下の（ａ）〜（ｅ）を満足する特性を有していることを特徴とするポリケトンコード。
（ａ）引っ張り強度≧８ｃＮ／ｄｔｅｘ
（ｂ）タフネス≧２０＋１４．６×Ｋ／１０⁴ −１４．１×（Ｋ／１０⁴ ）² ＋２．７×（Ｋ／１０⁴ ）³ （ｃＮ・％／ｄｔｅｘ）
ただし、Ｋは下記式１で表されるコードの撚り係数である。
Ｋ＝Ｙ×Ｄ^0.5 （式１）
ここで、Ｙはコード１ｍあたりの撚り数（Ｔ／ｍ）、Ｄはポリケトンコードの総表示繊度（ｄｔｅｘ）である。
（ｃ）中間伸度≦１．５×ｅｘｐ（５．５×Ｋ／１０⁵ ） （％）
（ｄ）乾熱収縮率＝０〜３％
（ｅ）熱時中間伸度≦１．８×ｅｘｐ（５．５×Ｋ／１０⁵ ） （％）
ここで、中間伸度とは２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸度であり、乾熱収縮率とは１５０℃×３０分間の熱処理前後の収縮率であり、熱時中間伸度とは１５０℃における２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸度である。97 to 100% by mass of the repeating unit is a cord containing 80% by mass or more of a polyketone fiber composed of a polyketone composed of 1-oxotrimethylene, and has characteristics satisfying the following (a) to (e): Polyketone cord, characterized by
(A) Tensile strength ≧ 8 cN / dtex
(B) Toughness ≧ 20 + 14.6 × K / 10 ⁴ −14.1 × (K / 10 ⁴ ) ² + 2.7 × (K / 10 ⁴ ) ³ (cN ·% / dtex)
However, K is a twist coefficient of the cord represented by the following formula 1.
K = Y × D ^0.5 (Formula 1)
Here, Y is the number of twists per meter of cord (T / m), and D is the total display fineness (dtex) of the polyketone cord.
(C) Intermediate elongation ≦ 1.5 × exp (5.5 × K / 10 ⁵ ) (%)
(D) Dry heat shrinkage rate = 0 to 3%
(E) Intermediate elongation at heat ≦ 1.8 × exp (5.5 × K / 10 ⁵ ) (%)
Here, the intermediate elongation is the elongation at a load of 2.0 cN / dtex, the dry heat shrinkage is the shrinkage before and after heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes, and the hot intermediate elongation is 150 ° C. The elongation at the time of 2.0 cN / dtex load. 中間伸度と乾熱収縮率の和で表される寸法安定性パラメーターが０〜５％であることを特徴とする請求項１記載のポリケトンコード。The polyketone cord according to claim 1, wherein a dimensional stability parameter represented by a sum of intermediate elongation and dry heat shrinkage is 0 to 5%. 中間伸度≦１．２×ｅｘｐ（５．５×Ｋ／１０⁵ ）であり、かつ、乾熱収縮率＝０〜２．５％、熱時中間伸度≦１．５×ｅｘｐ（５．５×Ｋ／１０⁵ ）であることを特徴とする請求項１又は２記載のポリケトンコード。Intermediate elongation ≦ 1.2 × exp (5.5 × K / 10 ⁵ ), dry heat shrinkage = 0-2.5%, hot intermediate elongation ≦ 1.5 × exp (5. The polyketone cord according to claim 1, wherein the polyketone cord is 5 × K / 10 ⁵ ). 中間伸度≦１．０×ｅｘｐ（５．５×Ｋ／１０⁵ ）であり、かつ乾熱収縮率＝０〜２％、熱時中間伸度≦１．０×ｅｘｐ（５．５×Ｋ／１０⁵ ）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポリケトンコード。Intermediate elongation ≦ 1.0 × exp (5.5 × K / 10 ⁵ ) and dry heat shrinkage = 0-2%, hot intermediate elongation ≦ 1.0 × exp (5.5 × K The polyketone cord according to any one of claims 1 to 3, which is / 10 ⁵ ). 引っ張り強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、タフネスが下式で示される範囲にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のポリケトンコード。
タフネス≧３０＋１４．６×Ｋ／１０⁴ −１４．１×（Ｋ／１０⁴ ）² ＋２．７×（Ｋ／１０⁴ ）³ The polyketone cord according to any one of claims 1 to 4, wherein the tensile strength is 10 cN / dtex or more and the toughness is in a range represented by the following formula.
Toughness ≧ 30 + 14.6 × K / 10 ⁴ −14.1 × (K / 10 ⁴ ) ² + 2.7 × (K / 10 ⁴ ) ³ ポリケトンコードが、少なくともポリケトン繊維を９０〜９９．９質量％、レゾルシン−ホルマリン−ラテックス樹脂を０．１〜１０質量％含有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のポリケトンコード。The polyketone cord contains at least 90 to 99.9% by mass of polyketone fibers and 0.1 to 10% by mass of resorcin-formalin-latex resin, according to any one of claims 1 to 5. Polyketone cord. ポリケトンコードの総繊度が２０００〜６０００ｄｔｅｘであり、強力が２５０Ｎ／ｃｏｒｄ以上、ゴム接着力が１００Ｎ／ｃｏｒｄ以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のポリケトンコード。The polyketone cord according to any one of claims 1 to 6, wherein the polyketone cord has a total fineness of 2000 to 6000 dtex, a strength of 250 N / cord or more, and a rubber adhesive strength of 100 N / cord or more. 撚り係数Ｋが１０００〜３００００であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のポリケトンコード。The polyketone cord according to any one of claims 1 to 7, wherein the twist coefficient K is 1000 to 30000. 請求項１〜８のいずれかに記載のポリケトンコードを少なくとも一部に使用していることを特徴とするゴム製品。A rubber product comprising the polyketone cord according to any one of claims 1 to 8 at least partially. ゴム製品がタイヤであることを特徴とする請求項９記載のゴム製品。The rubber product according to claim 9, wherein the rubber product is a tire. ゴム製品がホースであることを特徴とする請求項９記載のゴム製品。The rubber product according to claim 9, wherein the rubber product is a hose. ゴム製品がベルトであることを特徴とする請求項９記載のゴム製品。The rubber product according to claim 9, wherein the rubber product is a belt. 以下の（１）〜（６）の特性を具備するポリケトン繊維を、撚糸張力０．０１〜０．２ｃＮ／ｄｔｅｘにて撚糸を行い、次いでレゾルシン−ホルマリン−ラテックス液に浸漬後、最大熱収縮温度±５０℃、最大熱収縮応力±０．２ｃＮ／ｄｔｅｘにて１０〜３００秒間処理する工程を含むことを特徴とするポリケトンコードの製造方法。
（１）１−オキソトリメチレンユニット量≧９７質量％
（２）引っ張り強度≧１０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（３）タフネス≧２０ｃＮ・％／ｄｔｅｘ
（４）中間伸度≦１．５％
（５）乾熱収縮率＝０〜２．５％
（６）熱時中間伸度≦１．８％Polyketone fibers having the following characteristics (1) to (6) are twisted at a twist tension of 0.01 to 0.2 cN / dtex, and then immersed in a resorcin-formalin-latex solution, and then the maximum heat shrink temperature. A process for producing a polyketone cord, comprising a step of treating at ± 50 ° C. and a maximum heat shrinkage stress ± 0.2 cN / dtex for 10 to 300 seconds.
(1) 1-oxotrimethylene unit amount ≧ 97 mass%
(2) Tensile strength ≧ 10 cN / dtex
(3) Toughness ≧ 20 cN ·% / dtex
(4) Intermediate elongation ≦ 1.5%
(5) Dry heat shrinkage rate = 0 to 2.5%
(6) Thermal intermediate elongation ≦ 1.8%