JP2001073279A

JP2001073279A - ゴム補強用繊維材料およびそれを用いたゴム複合体

Info

Publication number: JP2001073279A
Application number: JP25047499A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Araki; 英一荒木; Norihiro Sugihara; 範洋杉原; Mari Kamata; 真理鎌田; Taiji Matsukawa; 泰治松川
Original assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2001-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ゴムと繊維材料との接着性に優れたゴム補強
用繊維材料を提供する。【解決手段】非共役ジエン成分を３〜１５重量％含有
するエチレン−プロピレン−非共役ジエン３元共重合体
ゴムラテックスとレゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂水
性液とからなる接着剤組成物を予め繊維材料に含浸、定
着せしめたゴム補強用繊維材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム補強用繊維材
料およびそれを用いたゴム複合体に関する。さらに詳し
くは、非共役ジエン成分を３〜１５重量％含有するエチ
レン−プロピレン−非共役ジエン三元共重合体ゴムラテ
ックスとレゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂水性液から
なる接着剤組成物を予め繊維材料に含浸、定着させたゴ
ム補強用繊維材料および該ゴム補強用繊維材料で補強さ
れたゴム複合体に関する。

【０００２】

【従来の技術】エチレン−プロピレン−非共役ジエン三
元共重合体ゴム（以下ＥＰＤＭゴムと略す）は、耐熱
性、耐候性、耐オゾン性に優れ、また、軽量、安価であ
ることから自動車用耐熱ベルト類や産業用ベルト類、自
動車用ホース類や産業用ホース類あるいは産業用資材等
に使用されている。さらに、ダイオキシン等の環境問題
がクローズアップされ、脱塩素系材料への転換の動きが
活発化する中で、従来のクロロプレンゴムやクロロスル
ホン化ポリエチレンゴム等の塩素系ゴムが使用されてい
る分野にも、用途によってはＥＰＤＭゴムへの転換が進
められている。

【０００３】ＥＰＤＭゴムを前記用途に使用する場合、
通常ＥＰＤＭゴムを繊維材料で補強したゴム複合体とし
て用いられるが、ＥＰＤＭゴムを繊維材料で補強するた
めには、ＥＰＤＭゴムと繊維材料との接着性が重要とな
る。しかしながら、ＥＰＤＭゴムは繊維材料との接着性
に劣っているため、使用用途が限られている。

【０００４】一般に、繊維材料と天然ゴムやスチレン−
ブタジエン共重合体等のゴム材料との接着には、天然ゴ
ムラテックス、スチレン−ブタジエン共重合体ラテック
スあるいはスチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元
共重合体ラテックス等のラテックスとレゾルシン−ホル
ムアルデヒド樹脂水性液からなる接着剤組成物が、いわ
ゆるＲＦＬ接着剤として使用されている。

【０００５】前記したＲＦＬ接着剤を付着せしめた繊維
材料をＥＰＤＭゴムの複合体に使用した場合、ＥＰＤＭ
ゴムは、二重結合の少ない化学構造であり、反応性に乏
しいため繊維材料との接着強度が十分に得られず、ゴム
複合体としての用途が制約される。したがって、より強
力な接着力を得ることのできるゴム補強用繊維材料が望
まれている。このようなゴム補強用繊維材料として、例
えば、繊維材料にレゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂水
性液とクロロスルホン化ポリエチレンラテックスとの接
着剤組成物を付着せしめたものが提案されている（特公
平１−４７５１１号公報）。しかしながら、接着剤組成
物を付着せしめた繊維材料を２００℃以上の高温で熱処
理した場合に接着力が低下したり、クロロスルホン化ポ
リエチレンの分解酸性ガスにより繊維材料の種類によっ
ては強度低下を起こす等の問題がある。

【０００６】また、ブタジエンゴムラテックスと特殊ク
ロロフェノール化合物との接着剤組成物を繊維材料に付
着せしめたものが提案されている（特開平７−２２４２
６７号公報）が、接着力が十分とは言い難い。さらに、
前記したダイオキシン発生等の環境問題を鑑みた場合、
塩素系材料を使用するのは好ましくないといった問題点
もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
課題に鑑み、ゴムと繊維材料との接着性に優れたゴム補
強用繊維材料およびそれを用いたゴム複合体を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、特定のエチレン−プロ
ピレン−非共役ジエン三元共重合体ゴムラテックス（以
下ＥＰＤＭゴムラテックスと略す）とレゾルシン−ホル
ムアルデヒド樹脂水性液からなる接着剤組成物を予め含
浸、定着せしめたゴム補強用繊維材料がゴムとの接着性
に優れていることを見出し、本発明を完成した。

【０００９】すなわち、本発明は、非共役ジエン成分を
３〜１５重量％含有するＥＰＤＭゴムラテックスとレゾ
ルシン−ホルムアルデヒド樹脂水性液とからなる接着剤
組成物を予め繊維材料に含浸、定着せしめたことを特徴
とするゴム補強用繊維材料およびそれを用いたゴム複合
体に関する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明で用いられるＥＰＤＭゴム
は、エチレン、プロピレンおよび非共役ジエンの三元共
重合体であり、通常、エチレン４０〜８０重量％，プロ
ピレン１５〜６０重量％、非共役ジエン１５重量％以下
の組成の共重合体が利用される。非共役ジエンとして
は、ジシクロペンタジエンやエチリデンノルボルネン等
が挙げられる。

【００１１】本発明で用いられるＥＰＤＭゴムラテック
スとしては、前記ＥＰＤＭゴムの中でも非共役ジエン成
分を３〜１５重量％、好ましくは５〜１５重量％含むＥ
ＰＤＭゴム粒子を、固形分で２０〜７０重量％程度含ん
だ水分散液が好ましい。非共役ジエン成分が３重量％未
満では、ゴム補強用繊維材料と接着する基材となるゴム
と接着剤組成物中のＥＰＤＭゴムとの共加硫性が低いた
め目的の接着力が得られず、良好なゴム複合体が得られ
ない。非共役ジエン成分が１５重量％を超えると、ＥＰ
ＤＭゴムの製造が難しく、また経済的でない。

【００１２】前記ＥＰＤＭゴムラテックスを製造する方
法としては、特に限定されないが、例えば、ＥＰＤＭゴ
ムを有機溶剤に溶解した溶液と、適当な乳化剤を含有す
る水溶液とを混合してＥＰＤＭゴムの溶液を水に分散さ
せ、次に有機溶剤を減圧下、加熱等の通常の方法で留去
し、さらに必要に応じて水の一部を加熱濃縮、膜または
遠心分離等の操作により濃縮し、固形分を２０〜７０重
量％程度の濃度に調整する方法等が挙げられる。

【００１３】前記有機溶剤の具体例としては、ペンタ
ン、ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類や
脂環式炭化水素類、トルエン、キシレン、エチルベンゼ
ン等の芳香族炭化水素類および塩素系炭化水素類等が挙
げられる。これらは単独でも２種以上併用して用いても
良い。

【００１４】前記乳化剤の具体例としては、脂肪酸塩
類、ロジン酸塩類、アルキル硫酸エステル塩類、アルキ
ルベンゼンスルホン酸塩類、アルカンスルホン酸塩類、
アルキルスルホコハク酸塩類、アルキルリン酸エステル
塩類、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩類、
ポリオキシエチレンアルキルフェニル硫酸エステル塩類
等のアニオン系乳化剤、ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、ポリ
オキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、しょ糖脂
肪酸エステル類、ポリグリセリン脂肪酸エステル類等の
ノニオン系乳化剤、カチオン性乳化剤および両性乳化剤
等が挙げられる。これらの中でも接着性に優れた接着剤
組成物が得られる観点からアニオン系乳化剤が好適に用
いられる。

【００１５】前記乳化剤の添加量は、通常、接着剤組成
物中のＥＰＤＭゴムに対し０．１〜１５重量％程度であ
る。０．１重量％未満では乳化安定性効果が十分でな
く、１５重量％を越えると得られる接着剤組成物の接着
性を阻害する。さらに、乳化助剤として水および有機溶
剤どちらにも溶けるイソプロピルアルコール等の低級ア
ルコール類を併用することも可能である。

【００１６】本発明で用いられるレゾルシン−ホルムア
ルデヒド樹脂水性液は、ホルムアルデヒドおよびパラホ
ルムアルデヒド等のホルムアルデヒドを容易に生成する
物質と、レゾルシンのようなフェノール性化合物を公知
の方法、例えば、アルカリ金属水酸化物存在下で反応さ
せることにより得られる。具体的には、レゾルシン１モ
ルに対し、ホルムアルデヒド０．５〜４モルをアルカリ
金属水酸化物の水溶液中で反応させることにより得られ
る。得られたレゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂水溶液
の樹脂濃度は、通常５〜４０重量％程度である。

【００１７】本発明で用いられる接着剤組成物における
前記ＥＰＤＭゴムラテックスと前記レゾルシン−ホルム
アルデヒド樹脂水性液の混合割合は、レゾルシン−ホル
ムアルデヒド樹脂水性液中のレゾルシン−ホルムアルデ
ヒド樹脂固形分１００重量部に対し、ＥＰＤＭゴムラテ
ックス中のＥＰＤＭゴム固形分１００〜２０００重量
部、好ましくは１００〜１５００重量部、さらに好まし
くは１００〜１０００重量部となるように配合される。
ＥＰＤＭゴムラテックス中のＥＰＤＭゴム固形分の割合
が、１００重量部未満では、十分な接着力が得られず、
２０００重量部を超えて用いてもそれに見合う効果が得
られない。

【００１８】前記接着剤組成物には、処理される繊維材
料の種類によっては、さらに、必要に応じて粘度調整
剤、酸化防止剤、酸化亜鉛、マグネシウム化合物等の各
種添加剤、加硫促進剤およびクロロフェノールホルマリ
ン縮合物やブロックドイソシアネート、エポキシ化合物
等の接着助剤を添加しても良い。また、スチレン−ブタ
ジエン共重合体ラテックスあるいはスチレン−ブタジエ
ン−ビニルピリジン三元共重合体ラテックス等のラテッ
クス類等と併用してもよい。

【００１９】本発明のゴム補強用繊維材料に適用される
繊維材料としては、特に限定されず、例えば、ビニロ
ン、ナイロン、ポリエステル、芳香族ポリアミド、レー
ヨン等の有機繊維、またはガラス繊維等の無機繊維等を
挙げることができる。前記繊維材料の形状としては、特
に限定されず、ヤーン、コード、織布、または補強用、
植毛用等の短繊維等その用途に応じて適宜選択すればよ
い。

【００２０】本発明のゴム補強用繊維材料を製造する方
法としては、特に限定されず、例えばＥＰＤＭゴムラテ
ックスとレゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂水性液から
なる接着剤組成物を、浸漬、塗布、吹付け、ロール処理
等の適当な方法で繊維材料に含浸させ、室温から３００
℃の適当な温度で乾燥、熱処理して繊維材料に定着させ
る方法等が挙げられる。

【００２１】前記製造方法により製造されたゴム補強用
繊維材料と基材となるゴムとを接着することにより本発
明のゴム複合体を製造することができる。前記基材とな
るゴムとしては、特に限定されず、例えばＥＰＤＭゴ
ム、ＩＲゴム、天然ゴム、ＩＩＲゴム、ＳＢＲゴム、Ｎ
ＢＲゴム、水素化ＮＢＲゴムやそれらのハロゲン化ゴム
等を挙げることができる。中でも、ゴム補強用繊維材料
と強固に接着できる点からＥＰＤＭゴムが好適に用いら
れる。

【００２２】本発明のゴム複合体を製造する方法として
は、特に限定されず、例えば加硫剤、加硫促進剤、老化
防止剤、補強剤等を混合して加硫配合を行った基材とな
るゴムと本発明のゴム補強用繊維材料とを貼り合わせた
り、挟んだ状態または混合分散した状態で例えば加圧下
１３０〜１７５℃、５分から１時間のごとき通常の加硫
条件下で加硫接着する方法が挙げられる。

【００２３】

【実施例】以下本発明の実施例を示すが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。実施例１ＥＰＤＭゴム（非共役ジエン成分：ジシクロペンタジエ
ン、非共役ジエン含量：３．５重量％、エチレン含量：
６４．０重量％、プロピレン含量：３２．５重量％）
１．２ｋｇをトルエン１０．８ｋｇに溶解した溶液と、
オレイン酸カリウム０．０６ｋｇを水６ｋｇに溶解した
水溶液とをＴＫホモミキサー（ＳＬ型：特殊機化工業社
製）で回転数９０００ｒｐｍ、３０分間攪拌混合し乳化
した。得られた乳化液を、温度４０〜６０℃、１５０〜
１００ｍｍＨｇの減圧下、トルエンを留去し、遠心分離
機で回転数４４００ｒｐｍで濃縮し平均粒子径０．８〜
１．２μｍ、固形分４０％のＥＰＤＭゴムラテックスを
得た。

【００２４】一方、水酸化ナトリウム５ｇを水２．４ｋ
ｇに溶解した水溶液に、レゾルシン０．１１ｋｇと３７
％ホルマリン０．１６ｋｇとを混合溶解し、３０℃で５
時間保持してレゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂水性液
を得た。前記方法にて得られたＥＰＤＭゴムラテックス
２．６５ｋｇとレゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂水性
液２．６９ｋｇおよび水１．５２ｋｇを混合し、さらに
３０℃で２時間保持して接着剤組成物を得た。ナイロン
６６の織布（１０ｃｍ×１０ｃｍ×０．２ｍｍ）を前記
で得られた接着剤組成物に浸漬した後、２３５℃で２分
間熱処理して定着させ、本発明のゴム補強用繊維材料を
得た。得られたゴム補強用繊維材料と表２に示す配合割
合で調製したＥＰＤＭゴムシートＡ（１０ｃｍ×１０ｃ
ｍ×２ｍｍ）とを５層に積層（ゴム／布／ゴム／布／ゴ
ム）し、１６０℃で２０分間プレス加硫接着して、ゴム
補強用繊維材料で補強された本発明のＥＰＤＭゴム複合
体を得た。

【００２５】実施例２〜１０および比較例１〜６表１に示す非共役ジエン成分および非共役ジエン含量の
ＥＰＤＭゴム、並びに、表２に示す配合割合で調製した
ＥＰＤＭゴムシートＡまたはＢ（１０ｃｍ×１０ｃｍ×
２ｍｍ）を用いて、実施例１と同様にしてゴム補強用繊
維材料を得た。得られたゴム補強用繊維材料を用い実施
例１と同様にしてゴム複合体を得た。

【００２６】実施例１１実施例１と同様な方法で平均粒子径０．８〜１．２μ
ｍ、固形分４０％のＥＰＤＭゴムラテックスおよびレゾ
ルシン−ホルムアルデヒド樹脂水性液を得た。前記方法
にて得られたＥＰＤＭゴムラテックス２．６５ｋｇとレ
ゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂水性液２．６７ｋｇと
ブロックドイソシアネート水分散液（第一工業製薬
（株）製、商品名：エラストロンＢＮ２７、固形分３０
％）０．１８ｋｇおよび水１．５２ｋｇを混合し、さら
に３０℃で２時間保持して接着剤組成物を得た。

【００２７】ポリエステルの織布（１０ｃｍ×１０ｃｍ
×０．２ｍｍ）を前記で得られた接着剤組成物に浸漬し
た後、２３５℃で２分間熱処理して定着させ、本発明の
ゴム補強用繊維材料を得た。得られたゴム補強用繊維材
料と表２に示す配合割合で調製したＥＰＤＭゴムシート
Ａ（１０ｃｍ×１０ｃｍ×２ｍｍ）とを５層に積層（ゴ
ム／布／ゴム／布／ゴム）し、１６０℃で２０分間プレ
ス加硫接着して、ゴム補強用繊維材料で補強された本発
明のゴム複合体を得た。

【００２８】実施例１２〜２０および比較例７〜１２表１に示す非共役ジエン成分および非共役ジエン含量の
ＥＰＤＭゴム、並びに、表２に示す配合割合で調製した
ＥＰＤＭゴムシートＡまたはＢ（１０ｃｍ×１０ｃｍ×
２ｍｍ）を用いて、実施例１１と同様にしてゴム補強用
繊維材料を得た。得られたゴム補強用繊維材料を用い実
施例１１と同様にしてゴム複合体を得た。実施例１〜２
０および比較例１〜１２で得られたＥＰＤＭゴム複合体
について下記の方法により評価し、結果を表３に示し
た。

【００２９】評価方法（１）接着力の測定実施例および比較例で得られたゴム複合体を２５ｍｍ幅
に裁断し、引張スピード５０ｍｍ／分、角度１８０度で
剥離試験を行い、剥離強度を測定した。（２）ゴム付着量の測定剥離試験後の布の表面に付着しているゴムの面積を目視
で測定した。付着している面積が大きいほど、基材のゴ
ムが破壊されており、ゴム補強用繊維材料との接着力が
大きいことを示している。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】１）エスプレンＥ５０１Ａ（住友化学工
業社製）２）ジ−ｎ−ブチルジチオカルバミン酸亜鉛３）テトラメチルチウラムジスルフィド４）２−メルカプトベンゾチアゾール５）エチレングリコ−ルジメタクリレート

【００３３】

【表３】

【００３４】表３の結果から、実施例１〜２０で得られ
たゴム複合体は、剥離強度が高く、また剥離した面は基
材のゴムが破壊されており、ゴム補強用繊維材料との接
着性に優れていることがわかる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によると、ゴムと繊維材料との接
着性に優れたゴム補強用繊維材料およびそれを用いたゴ
ム複合体を提供することができる。このゴム複合体は、
例えば、自動車用のＶベルト、タイミングベルト、ホー
スや各種産業用用途に極めて有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｊ 161/12 Ｃ０９Ｊ 161/12 (72)発明者鎌田真理兵庫県姫路市飾磨区入船町１番地住友精化株式会社機能樹脂研究所内 (72)発明者松川泰治兵庫県姫路市飾磨区入船町１番地住友精化株式会社機能樹脂研究所内Ｆターム(参考） 4F072 AA02 AA04 AB04 AB05 AB06 AB09 AB24 AB28 AC06 AC09 AC10 AD02 AD04 AD52 AE02 AE23 AF01 AF24 AG03 AH03 AH31 AK05 AK14 AL09 AL19 4J002 AB023 BB151 BE063 CC062 CF003 CL003 CL063 GM00 4J040 DA121 DA122 DK021 DK022 EB061 EB062 JA02 JA03 LA06 MA05 MA09 MA10 MA12 MB02 4L033 AA09 AB01 AB03 AB05 AC11 BA93 CA34 CA68

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非共役ジエン成分を３〜１５重量％含有
するエチレン−プロピレン−非共役ジエン三元共重合体
ゴムラテックスとレゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂水
性液からなる接着剤組成物を予め繊維材料に含浸、定着
させたことを特徴とするゴム補強用繊維材料。
【請求項２】前記エチレン−プロピレン−非共役ジエ
ン三元共重合体ゴムラテックスと前記レゾルシン−ホル
ムアルデヒド樹脂水性液の混合割合が、レゾルシン−ホ
ルムアルデヒド樹脂水性液中のレゾルシン−ホルムアル
デヒド樹脂固形分１００重量部に対し、エチレン−プロ
ピレン−非共役ジエン三元共重合体ゴムラテックス中の
エチレン−プロピレン−非共役ジエン三元共重合体ゴム
固形分１００〜２０００重量部である請求項１記載のゴ
ム補強用繊維材料。
【請求項３】前記繊維材料が、ビニロン、ナイロン、
ポリエステル、芳香族ポリアミド、レーヨンまたはガラ
ス繊維からなる請求項１または２記載のゴム補強用繊維
材料。
【請求項４】前記繊維材料の形状が、ヤーン、コー
ド、織布または短繊維である請求項１ないし３記載のゴ
ム補強用繊維材料。
【請求項５】請求項１ないし４記載のゴム補強用繊維
材料を用いたゴム複合体。
【請求項６】前記ゴム複合体のゴムがエチレン−プロ
ピレン−非共役ジエン三元共重合体ゴムである請求項５
記載のゴム複合体。