JP7320912B2 - ゴム補強用繊維コード - Google Patents
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Description
前記第1の処理液が、レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス(RFL)とブロックドイソシアネート化合物を含む処理液であり(ただし、クロロフェノール化合物を含まない)、
前記第2の処理液が、クロロフェノール化合物、ブロックドイソシアネート化合物、及びレゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス(RFL)を含む処理液であることを特徴とするゴム補強用繊維コード。
(2)前記第1の処理液が、さらに硬化性エポキシ化合物を含む処理液である、前記(1)に記載のゴム補強用繊維コード。
(3)前記第2の処理液が、さらにトリアジン化合物を含む処理液である、前記(1)または(2)に記載のゴム補強用繊維コード。
(4)前記第1の処理液及び前記第2の処理液で用いるブロックドイソシアネート化合物が、同一化合物である、前記(1)~(3)のいずれかに記載のゴム補強用繊維コード。
(5)前記第1の処理液において、レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス(RFL)が固形分で50~80質量%、ブロックドイソシアネート化合物が5~40質量%であり、該ブロックドイソシアネート化合物100質量部に対する硬化性エポキシ化合物の比率が1~50質量部である、前記(2)に記載のゴム補強用繊維コード。
(6)前記第2の処理液において、ブロックドイソシアネート化合物が5~40質量%、レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス(RFL)が固形分で35~70質量%、トリアジン化合物が5~30質量%であり、該レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス(RFL)100質量部に対するクロロフェノール化合物の比率が5~50質量部である、前記(3)に記載のゴム補強用繊維コード。
(7)前記ゴム補強用繊維コードが、少なくともアラミド繊維を含むゴム補強用繊維によって構成される、前記(1)~(6)のいずれかに記載のゴム補強用繊維コード。
(8)前記アラミド繊維が、硬化性エポキシ化合物を繊維骨格内に浸透させたアラミド繊維複合体である、前記(7)に記載のゴム補強用繊維コード。
(9)前記硬化性エポキシ化合物の浸透量が、アラミド繊維の水分率を0%に換算したときの繊維質量に対して、0.1~2.0質量%である、前記(8)に記載のゴム補強用繊維コード。
(10)前記(1)~(9)のいずれかに記載のゴム補強用繊維コードを用いてなるタイヤ、ベルト、またはホース。
接着剤層の厚さは、内層・外層ともに、0.5~50μmとすることが好ましく、1~30μmとすることがさらに好ましい。耐熱接着性を向上させ、かつ耐疲労性を向上させるには、外層よりも内層を厚くすることが好ましい。
第1の処理液は、クロロフェノール化合物を含まない処理液である。クロロフェノール化合物を含む場合、第1の処理液で形成される接着剤層が硬くなり、繊維コードの耐疲労性が低下する傾向が見られるため、好ましくない。
また、レゾルシン-ホルムアルデヒド初期縮合物として、あらかじめジヒドロキシベンゼンとホルムアルデヒドを酸性触媒の下で反応させて得られる、ノボラック型の樹脂を用いることもできる。具体的には、例えば、レゾルシン1モルに対してホルムアルデヒドを0.7モル以下の比率で縮合させた化合物(例えば、商品名“スミカノール700S”登録商標、住友化学株式会社製)が挙げられる。当該レゾルシンとホルムアルデヒドのノボラック型縮合物を使用するに際しては、レゾルシンをアルカリ触媒水分散液に溶解した後、ホルムアルデヒドを添加し、レゾルシンとホルムアルデヒドのモル比を1/0.5~1/3に調整することが好ましい。
ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート等のポリイソシアネート、あるいは、これらのポリイソシアネートと活性水素原子を2個以上有する化合物、例えば、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等とをイソシアネート基(-NCO)とヒドロキシル基(-OH)の比が1を超えるモル比で反応させて得られる末端イソシアネート基含有のポリオールアダクトポリイソシアネート等が挙げられる。なかでも、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネートが良好な結果を与える。
ブロック化剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、レゾルシン等のフェノール類、ε-カプロラクタム、バレロラクタム等のラクタム類、アセトオキシム、メチルエチルケトンオキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオキシム類、エチレンイミン等が挙げられる。その他、2,4-トルエンジイソシアネート2量体のように、ポリイソシアネート化合物自体がブロック化剤を兼ねている化合物等が挙げられる。
第2の処理液は、クロロフェノール化合物を必須成分として含む。クロロフェノール化合物は、パラクロロフェノールとレゾルシンとホルムアルデヒドの共縮合物である。具体例としては、2,6-ビス(2´,4-ジヒドロキシ-フェニルメチル)4-クロロフェノール(トーマスワン社製「カサボンド」、ナガセ化成工業株式会社製「デナボンド」等)が挙げられる。なかでも、接着性の点から、ベンゼン核を3以上有するクロロフェノール化合物を主成分とするものが好ましく用いられる。
トリアジン化合物は、トリアジン化合物を含む水系もしくは溶剤系の溶液または分散液を用いることができるが、水溶液または水分散液が好ましい。トリアジン化合物の配合量は、第2の処理液の全固形分中での比率を、5~30質量%にすることが好ましく、7~25質量%にすることがさらに好ましい。また、RFLとトリアジン化合物を、質量比で、100/10~100/40で用いることが好ましい。
本発明において、繊維コードとしては、有機繊維が撚糸されてなる有機繊維コードが用いられる。有機繊維としては、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、アラミド繊維、ポリケトン繊維等が挙げられる。繊維コードは、例えば、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であっても良い。繊維コードのなかでも、機械的強度及び耐熱性に優れる点より、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が好ましい。複合コードにおける好ましい繊維比率は、アラミド繊維20~80質量%、ナイロン繊維80~20質量%である。
上記ゴムには、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よい。
JIS L 1017:2002の接着力-A法に準じて、処理コ-ドを未加硫ゴムに埋め込み、加圧下で、初期接着力は150℃×30min、耐熱接着力は170℃×16時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。
接着評価におけるゴムコンパウンドとしては、以下の組成からなる天然ゴムとSBRゴムを主成分とするタイヤカーカス用の未加硫ゴムを使用した。
・天然ゴム(RSS#1):80(部)
・SBR(JSR1501):20(部)
・RFカーボンブラック:50(部)
・ステアリン酸:2(部)
・硫黄:2(部)
・亜鉛華:5(部)
・2,2´-ジチオベンゾチアゾール:4(部)
・ナフテン酸プロセスオイル:3(部)
処理コードを、26本/インチの密度で埋め込んだ厚み1mmのゴムトッピングシートを2枚作成し、各トッピングシート中の処理コードが45度で重なるように2枚を貼り合わせ、温度150℃、圧力50kg/cm2で30分間プレス加硫した後、室温まで放冷し、クロス剥離テストは室温中にて、また熱中クロス剥離テストは80℃にて5cm/minの速度で剥離し、その剥離荷重をkgで表したものである。
接着評価におけるゴムコンパウンドとしては、上記の(1)と同じ組成のタイヤカーカス用の未加硫ゴムを使用した。
JIS L 1017:2002 附属書1の2.2.2 ディスク疲労強さ(グッドリッチ法)により評価した。処理コード2本をタイヤ用ゴム中に埋め込み、150℃で30分間加硫して、ゴムコンパウンドを作成する。この試験片を圧縮10%、伸張0%を1サイクルとする変形を、2600サイクル/minで6時間与えた後、ゴムからコードを取り出して疲労後の破断強力を測定し、該疲労試験前後の保持率で表したものである。
処理コードをガイドに擦らせながら走行させて、脱落した接着剤樹脂の重量を求める。詳しくは、硬質クロムメッキ製のφ10スネールガイド(湯浅糸道工業株式会社製、D105139-R)を固定し、これに処理コードを引っ掛けて180度でターンさせながら、速度20m/min、張力0.5g/デニールで長さ500m走行させる。その後、ガイド上に堆積もしくは落下した接着剤樹脂をすべて採取し、その重量を測定したものを「カス発生量」とした。
ポリパラフェニレンテレフタルアミド(PPTA)繊維のマルチフィラメント(東レ・デュポン株式会社製、単糸繊度:1.65dtex、総繊度:1,110dtex)2本を用いて、下撚40回/10cm、上撚40回/10cmの撚数で撚糸してアラミド繊維コードとした。
続いて上記のアラミド繊維コードを、コンピュートリータ処理機(リッツラー社製)を用いて、第1の処理液に浸漬した後、140℃で150秒乾燥し、続いて245℃で60秒間熱処理することにより、ディップコードを作製した。
第2の処理液は、以下のようにして調製した。即ち、ビニルピリジン-スチレン-ブタジエンラテックス100部(固形分換算)に対し、水酸化ナトリウムの存在下で予めレゾルシンとホルムアルデヒドをモル比でレゾルシン/ホルムアルデヒド=1/1.25の割合で初期縮合させたものを固形分として10部混合し、24時間熟成させてRFL液を調製した。その後、クロロフェノール化合物として、クロロフェノール-ホルムアルデヒド-レゾルシノールの縮合物のアンモニア溶液を固形分として37部混合した。次いで、ブロックドイソシアネート化合物としてジフェニルメタン-ビス-4,4´-メチルエチルケトンオキシカルバメートの水系分散体を、固形分としてRFL液の固形分との質量比で10:3になるように混合し、第2の処理液とした。第2の処理液の付与量は、乾燥質量比でアラミド繊維コードに対し3.9%であった。
実施例1と同様にして作成したアラミド繊維コードを、コンピュートリータ処理機(リッツラー社製)を用いて、第1の処理液に浸漬した後、140℃で150秒乾燥し、続いて245℃で60秒間熱処理することにより、ディップコードを作製した。
第1の処理液は、実施例1の第1の処理液と同様にして調製したRFL液に、ブロックドイソシアネート化合物として実施例1の第2の処理液で用いたのと同じジフェニルメタン-ビス-4,4´-メチルエチルケトンオキシカルバメートの水系分散体を、固形分としてRFL液の固形分との質量比で10:3になるように配合して調製した。第1の処理液の付与量は、乾燥質量比でアラミド繊維コードに対し5.5%であった。
続いて上記のディップコードを、コンピュートリータ処理機(リッツラー社製)を用いて、実施例1の第2の処理液と同じ第2の処理液に浸漬し、140℃で150秒乾燥し、続いて245℃で60秒間熱処理することにより、ディップコードを作製した。第2の処理液の付与量は、乾燥質量比でアラミド繊維コードに対し4.0%であった。
実施例2で調製した第1の処理液に、硬化性エポキシ化合物としてソルビトールポリグリシジルエーテルを、ブロックドイソシアネートとして用いたジフェニルメタン-ビス-4,4´-メチルエチルケトンオキシカルバメートの水系分散体の固形分との質量比で、10:4になるように配合し、第1の処理液を調製した以外は、実施例1と同様の方法でディップコードを作製した。第1の処理液の付与量は、乾燥質量比でアラミド繊維コードに対し5.5%であった。
続いて上記のディップコードを、コンピュートリータ処理機(リッツラー社製)を用いて、第2の処理液に浸漬し、140℃で150秒乾燥し、続いて245℃で60秒間熱処理することにより、ディップコードを作製した。
第2の処理液は、実施例1で調製した第2の処理液に、トリアジン化合物としてシアヌル酸をRFL液の固形分との質量比で、10:2になるように配合して調製した。第2の処理液の付与量は、乾燥質量比でアラミド繊維コードに対し4.3%であった。
実施例1で作製したアラミド繊維コードに対し、実施例1と同様の方法で、第1の処理液及び第2の処理液による処理を行い、RFLディップコードを作製した。
第1の処理液は、実施例3の第1の処理液を使用した。第2の処理液は、クロロフェノール化合物を混合していない実施例3の第2の処理液を使用した。
第1の処理液及び第2の処理液の付与量は、乾燥質量比でアラミド繊維コードに対し5.5%及び4.1%であった。
実施例2において、第2の処理液を第1の処理液として用い、また第1の処理液を第2の処理液として用いた以外は、実施例2と同様の方法で、RFLディップコードを作製した。第1の処理液及び第2の処理液の付与量は、乾燥質量比でアラミド繊維コードに対し5.3及び2.5%であった。
ポリパラフェニレンテレフタルアミド(PPTA)繊維のマルチフィラメント(東レ・デュポン株式会社製、単糸繊度:1.67dtex、総繊度:1,670dtex)2本、66ナイロン繊維のマルチフィラメント(東レ株式会社製、単糸繊度:6.91dtex、総繊度:940dtex)1本を用いて、PPTA繊維を下撚30回/10cm、ナイロン繊維を下撚32回/10cm、の条件で下撚りした。下撚りコード3本を撚り合せ、上撚24回/10cmの撚数で撚糸してアラミド繊維とナイロン繊維の複合繊維コードとした。
続いて上記のディップコードを、コンピュートリータ処理機(リッツラー社製)を用いて、第2の処理液に浸漬し、140℃で150秒乾燥し、続いて245℃で60秒間熱処理することにより、ディップコードを作製した。第2の処理液は、実施例3で用いたものと同じものを使用した。第2の処理液の付与量は、乾燥質量比で複合繊維コードに対し4.4%であった。
実施例4において、第2の処理液として比較例1で調製した第2の処理液を用いた以外は、実施例4と同様の方法でRFLディップコードを作製した。
第1の処理液の付与量は、乾燥質量比で複合繊維コードに対し6.0%であった。第2の処理液の付与量は、乾燥質量比で複合繊維コードに対し4.2%であった。
公知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(PPTA)(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個有する口金から剪断速度30,000sec-1となるよう吐出し、4℃の水中に紡糸した後、10%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た。その後、脱水処理をして、110℃で低温乾燥を行い、水分率を45%に調整した。
続いて、得られた繊維を100℃の熱風循環式の乾燥炉で60秒乾燥することにより、水分率を7.0%まで下げ、硬化性エポキシ化合物を繊維骨格内に浸透させたPPTA繊維複合体を得た。硬化性エポキシ化合物の浸透量は、アラミド繊維の水分率を0%に換算したときの繊維質量に対して、1.0%であった。
続いて上記のアラミド繊維コードを、コンピュートリータ処理機(リッツラー社製)を用いて、第1の処理液に浸漬した後、140℃で150秒乾燥し、続いて245℃で60秒間熱処理することにより、ディップコードを作製した。第1の処理液は、実施例3の第1の処理液を使用した。第1の処理液の付与量は、乾燥質量比でアラミド繊維コードに対し6.1%であった。
続いて上記のディップコードを、コンピュートリータ処理機(リッツラー社製)を用いて、第2の処理液に浸漬し、140℃で150秒乾燥し、続いて245℃で60秒間熱処理することにより、ディップコードを作製した。第2の処理液は、実施例3で用いたものと同じものを使用した。第2の処理液の付与量は、乾燥質量比でアラミド繊維コードに対し4.5%であった。
約5gのPPTA繊維の質量(乾燥前質量)を測定する。次いで、105℃×1時間熱処理した後、24℃、55%RHで5分間放置し、再度質量(乾燥後質量)を測定する。
水分率(質量%)={(乾燥前質量-乾燥後質量)/(乾燥後質量)}×100
実施例5で得たPPTA繊維複合体(単糸繊度:1.67dtex、総繊度1,670dtex)2本、66ナイロン繊維のマルチフィラメント(東レ株式会社製、単糸繊度:6.91dtex、総繊度:940dtex)1本を用いて、PPTA繊維複合体を下撚30回/10cm、ナイロン繊維を下撚32回/10cm、の条件で下撚りした。下撚りコード3本を撚り合せ、24回/10cmの撚数で上撚りしてアラミド繊維とナイロン繊維の複合繊維コードとした。
続いて上記のディップコードを、コンピュートリータ処理機(リッツラー社製)を用いて、第2の処理液に浸漬し、140℃で150秒乾燥し、続いて245℃で60秒間熱処理することにより、ディップコードを作製した。第2の処理液は、実施例3で用いたものと同じものを使用した。第2の処理液の付与量は、乾燥質量比で複合繊維コードに対し4.6%であった。
Claims (10)
- 組成が異なる第1の処理液と第2の処理液に順にディップ処理され、2層の接着剤層が形成されてなるゴム補強用繊維コードであって、
前記第1の処理液が、レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス(RFL)とブロックドイソシアネート化合物を含む処理液であり(ただし、クロロフェノール化合物を含まない)、
前記第2の処理液が、クロロフェノール化合物、ブロックドイソシアネート化合物、及びレゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス(RFL)を含む処理液であることを特徴とするゴム補強用繊維コード。 - 前記第1の処理液が、さらに硬化性エポキシ化合物を含む処理液である、請求項1に記載のゴム補強用繊維コード。
- 前記第2の処理液が、さらにトリアジン化合物を含む処理液である、請求項1または2に記載のゴム補強用繊維コード。
- 前記第1の処理液及び前記第2の処理液で用いるブロックドイソシアネート化合物が、同一化合物である、請求項1~3のいずれかに記載のゴム補強用繊維コード。
- 前記第1の処理液において、レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス(RFL)が固形分で50~80質量%、ブロックドイソシアネート化合物が5~40質量%であり、該ブロックドイソシアネート化合物100質量部に対する硬化性エポキシ化合物の比率が1~50質量部である、請求項2に記載のゴム補強用繊維コード。
- 前記第2の処理液において、ブロックドイソシアネート化合物が5~40質量%、レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス(RFL)が固形分で35~70質量%、トリアジン化合物が5~30質量%であり、該レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス(RFL)100質量部に対するクロロフェノール化合物の比率が5~50質量部である、請求項3に記載のゴム補強用繊維コード。
- 前記ゴム補強用繊維コードが、少なくともアラミド繊維を含むゴム補強用繊維によって構成される、請求項1~6のいずれかに記載のゴム補強用繊維コード。
- 前記アラミド繊維が、硬化性エポキシ化合物を繊維骨格内に浸透させたアラミド繊維複合体である、請求項7に記載のゴム補強用繊維コード。
- 前記硬化性エポキシ化合物の浸透量が、アラミド繊維の水分率を0%に換算したときの繊維質量に対して、0.1~2.0質量%である、請求項8に記載のゴム補強用繊維コード。
- 請求項1~9のいずれかに記載のゴム補強用繊維コードを用いてなるタイヤ、ベルト、またはホース。
Applications Claiming Priority (3)
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