JP2023505661A - タイヤコード用接着組成物、タイヤコードおよびタイヤ - Google Patents

タイヤコード用接着組成物、タイヤコードおよびタイヤ Download PDF

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    • D10B2331/04—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyesters, e.g. polyethylene terephthalate [PET]
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    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2505/00—Industrial
    • D10B2505/02—Reinforcing materials; Prepregs
    • D10B2505/022—Reinforcing materials; Prepregs for tyres

Abstract

本発明はタイヤコード用接着組成物、前記接着組成物から形成された接着層を含むタイヤコード、および前記タイヤコードを含むタイヤに関する。本発明によれば、タイヤゴムとタイヤコードとの間の接着力を改善しながらも、タイヤコードの強力を向上させ得る、環境に優しいタイヤコード用接着組成物が提供される。

Description

本発明は、タイヤコード用接着組成物、前記接着組成物から形成された接着層を含むタイヤコード、および前記タイヤコードを含むタイヤに関する。
ゴム構造物の強度などを補強するために繊維補強材が使用される。
例えば、ゴムタイヤには、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリアミド繊維やポリビニルアルコール繊維などが、繊維補強材として使用できる。
繊維によってはゴムとの接着性が良くない場合もあるので、接着剤を繊維表面にコートした後に、ゴムと繊維との接着性を補完する場合もある。
例えば、タイヤコード用ローコード（ｒａｗ ｃｏｒｄ）とタイヤ用ゴムとの間の接着力を向上させるために、ポリエステル繊維に接着剤が塗布される。
前記用途の接着組成物において、接着組成物にはレゾルシノール－ホルムアルデヒド（ｒｅｓｏｒｃｉｎｏｌ－ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ、以下「ＲＦ」という）樹脂またはこれに由来する成分を含むゴム（またはラテックス）が含まれることが一般的であった。
しかし、ＲＦ樹脂は人体と環境に有害であるためその使用が厳格に規制されている。そのため、ＲＦ樹脂を含まない前記接着組成物に対する研究が着実に進められている。
前記接着組成物は浸漬や噴射によって前記繊維補強材上に付与され得る。前記接着組成物の付与による物性向上効果が、充分に、かつ均一に発現できるようにするためには、前記接着組成物が適切な流れ性を有しながらも固形分が均等に分散していなければならない。
一方、前記接着組成物は、前記繊維補強材とタイヤ用ゴムとの間の接着力を向上させるが、前記接着組成物の付与によって前記繊維補強材のスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）が変化し得る。前記繊維補強材の硬度が必要以上に大きくなる場合は、前記繊維補強材の強力が減少し得るのであり、結果的にそれを含むタイヤの物性が劣るものとなり得る。
本発明は、タイヤゴムとタイヤコードとの間の接着力を改善しながらもタイヤコードの強力を向上させ得る、環境に優しいタイヤコード用接着組成物を提供する。
本発明は、タイヤゴムとの高い接着力と向上した強力を有するタイヤコードを提供する。
そして、本発明は、前記タイヤコードを含むタイヤを提供する。
以下、本発明の実施形態によるパラ－アラミド繊維の製造方法についてより詳細に説明する。
本明細書で明示的な言及がない限り、専門用語は、単に特定の実施例を言及するためのものであり、本発明を限定することを意図しない。
本明細書で使用される単数形は、文脈上明らかに逆の意味を示さない限り複数形も含む。
本明細書で使用される「含む」の意味は、特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素および／または成分を具体化し、他の特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素、成分および／または群の存在や付加を除外させるものではない。
本発明者らの継続的な研究の結果によれば、エポキシ樹脂とジオール化合物との反応生成物は、本来のエポキシ樹脂に比べて大きい分子の大きさを有しながらも、相対的に高い、分子内のソフトセグメント（ｓｏｆｔ ｓｅｇｍｅｎｔ）の比率を有する。そのため、前記反応生成物を含むタイヤコード用接着組成物は、任意の繊維基材に適用されて、優れた接着力と適切な水準のスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）を付与し得るのであり、向上した強力の発現を可能にする。
発明の一実施形態によれば、
エポキシ樹脂とジオール化合物との反応生成物；
イソシアネート化合物；
ラテックス；
水分散ポリウレタン
アミン化合物；および
溶媒
を含む、タイヤコード用接着組成物が提供される。
前記タイヤコード用接着組成物は、ＲＦ樹脂を含まないため環境汚染を誘発せず作業環境の改善を可能にする。
前記タイヤコード用接着組成物には、エポキシ樹脂とジオール化合物との反応生成物が含まれる。
前記エポキシ樹脂とジオール化合物との反応生成物は、エポキシ反応性基を有することで、前記接着組成物の反応性および接着性を向上させる。前記反応生成物は、後述するイソシアネート化合物と共に、前記接着組成物によって形成される接着層（またはコート層）に３次元ネットワーク構造を形成して、接着層（またはコート層）の接着力および安定性を向上させる。
特に、前記エポキシ樹脂とジオール化合物との反応生成物は、本来のエポキシ樹脂に比べて、大きい分子の大きさを有しながらも、相対的に高い分子内のソフトセグメント（ｓｏｆｔ ｓｅｇｍｅｎｔ）の比率を有する。そのため、前記反応生成物は前記接着組成物が任意の繊維基材に適用されて優れた接着力と適切な水準のスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）を示し得るようにする。
ここで、前記ソフトセグメント（ｓｏｆｔ ｓｅｇｍｅｎｔ）は、前記ジオール化合物から前記反応生成物の分子内に導入された炭素－炭素鎖を含んだセグメントを意味する。ハードセグメント（ｈａｒｄ ｓｅｇｍｅｎｔ）はエポキシ反応性基と後述するイソシアネート化合物の反応によって形成されるセグメントを意味する。
相対的に高い分子内のハードセグメント（ｈａｒｄ ｓｅｇｍｅｎｔ）の比率を有するエポキシ樹脂が適用された繊維補強材は、過度なスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）を示し得るのであり、これによって、タイヤコードが有する強力の低下が誘発され得る。
一実施例によれば、前記反応生成物は、前記エポキシ樹脂と前記ジオール化合物とが１：０．１～１：５の重量比で反応したものであり得る。
好ましくは、前記反応生成物は、前記エポキシ樹脂と前記ジオール化合物が１：０．１以上、あるいは１：０．５以上；そして１：５．０以下、あるいは１：４．５以下、あるいは１：４．０以下、あるいは１：３．５以下、あるいは１：３．０以下の重量比で反応したものであり得る。
具体的には、前記反応生成物は、前記エポキシ樹脂と前記ジオール化合物とが、１：０．１～１：５．０、あるいは１：０．１～１：４．５、あるいは１：０．１～１：４．０、あるいは１：０．１～１：３．５、あるいは１：０．１～１：３．０、あるいは１：０．５～１：５．０、あるいは１：０．５～１：４．５、あるいは１：０．５～１：４．０、あるいは１：０．５～１：３．５、あるいは１：０．５～１：３．０の重量比で反応したものであり得る。
前記反応生成物が、分子内における高いソフトセグメントの比率を有するようにするために、前記ジオール化合物は、前記エポキシ樹脂に対して１：０．１以上の重量比で適用されることが好ましい。
ただし、前記ジオール化合物が過量に適用される場合、前記反応生成物が有するエポキシ当量が減少して、前記接着組成物の接着性が低下し得る。また、前記ジオール化合物が過量に適用される場合、前記反応生成物の分子量が過度に大きくなり、前記接着組成物の接着性が低下し得る。したがって、前記ジオール化合物は、前記エポキシ樹脂に対して１：５．０以下の重量比で適用されることが好ましい。
前記エポキシ樹脂とジオール化合物との反応生成物は、７００～１２００ｇ／ｍｏｌ、あるいは７００～１１５０ｇ／ｍｏｌ、あるいは７３０～１１５０ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍｗ）を有することが好ましい。
本明細書で、重量平均分子量は、ＧＰＣ法によって測定したポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。前記ＧＰＣ法によって測定したポリスチレン換算の重量平均分子量を測定する過程では、通常知られている、分析装置と示差屈折率検出器（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）などの検出器および分析用カラムを用いることができ、通常適用される温度条件、溶媒、流速(ｆｌｏｗ ｒａｔｅ)を適用することができる。
前記測定条件の具体的な例として、ポリウレタン樹脂などの高分子樹脂は、１．０（ｗ／ｗ）％ ｉｎ ＴＨＦ（固形分基準約０．５（ｗ／ｗ）％）の濃度になるようにテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解させて、０．４５μｍ孔径(ｐｏｒｅ ｓｉｚｅ)のシリンジフィルター(ｓｙｒｉｎｇｅ ｆｉｌｔｅｒ)を用いて濾過した後、ＧＰＣに２０μｌを注入して、ＧＰＣの移動相はテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を使用し、１．０ｍＬ／分の流速に流入し、カラムはＡｇｉｌｅｎｔ ＰＬｇｅｌ ５μｍ Ｇｕａｒｄ（７．５×５０ｍｍ）１個とＡｇｉｌｅｎｔ ＰＬｇｅｌ ５μｍ Ｍｉｘｅｄ Ｄ（７．５×３００ｍｍ）２個を直列に連結し、検出器としてはＡｇｉｌｅｎｔ １２６０ ＩｎｆｉｎｉｔｙIIＳｙｓｔｅｍ、ＲＩ Ｄｅｔｅｃｔｏｒを用いて４０℃で測定することができる。
これを、テトラヒドロフランに０．１（ｗ／ｗ）％濃度で下記のように多様な分子量を有するポリスチレンを溶解させたポリスチレン標準品試料（ＳＴＤ Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ）を、０．４５μｍ孔径(ｐｏｒｅ ｓｉｚｅ)のシリンジフィルター(ｓｙｒｉｎｇｅ ｆｉｌｔｅｒ)でもって濾過した後に、ＧＰＣに注入して形成された検定曲線を用いて高分子の重量平均分子量（Ｍｗ）値を求めることができる。
ＳＴＤ Ａ（Ｍｐ）：７９１，０００／２７，８１０／９４５
ＳＴＤ Ｂ（Ｍｐ）：２８２，０００／１０，７００／５８０
ＳＴＤ Ｃ（Ｍｐ）：１２６，０００／４，４３０／３７０
ＳＴＤ Ｄ（Ｍｐ）：５１，２００／１，９２０／１６２
一実施例によれば、前記エポキシ樹脂とジオール化合物との反応生成物は、前記タイヤコード用接着組成物に０．５～１０．０重量％で含まれ得る。
好ましくは、前記反応生成物は、前記接着組成物の全体の重量に対して、０．５重量％以上、あるいは１．０重量％以上で；１０．０重量％以下、５．０重量％以下、あるいは４．５重量％以下、あるいは４．０重量％以下、あるいは３．５重量％以下、あるいは３．０重量％以下で含まれ得る。
具体的には、前記反応生成物は、前記接着組成物の全体重量に対して、０．５～１０．０重量％、あるいは０．５～５．０重量％、あるいは０．５～４．５重量％、あるいは０．５～４．０重量％、あるいは０．５～３．５重量％、あるいは０．５～３．０重量％、あるいは１．０～１０．０重量％、あるいは１．０～５．０重量％、あるいは１．０～４．５重量％、あるいは１．０～４．０重量％、あるいは１．０～３．５重量％、あるいは１．０～３．０重量％で含まれ得る。
前記接着組成物の反応性および架橋度の低下を防止するために、前記反応生成物は、前記接着組成物の全体の重量に対して０．５重量％以上で含まれることが好ましい。
ただし、前記反応生成物が過量に適用される場合、過度な反応性により前記接着組成物の硬化度が増加して、前記接着組成物によって形成された接着層の接着力が低下し得る。したがって、前記反応生成物は、前記接着組成物の全体の重量に対して１０．０重量％以下で含まれることが好ましい。
前記エポキシ樹脂の種類は、特に制限されず、本発明が属する技術分野における通常のものを適用することができる。
非制限的な例として、前記エポキシ樹脂は、ビスフェノール系エポキシ樹脂、ノボラック系エポキシ樹脂、およびオキサゾリドン系エポキシ樹脂からなる群より選ばれた１種以上を含むことができる。前記ビスフェノール系エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などであり得る。前記ノボラック系エポキシ樹脂は、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などであり得る。そして、前記エポキシ樹脂としては、ＮＡＧＡＳＥ社のＥＸ６１４Ｂ、Ｋｏｌｏｎ社のＫＥＴＬ６０００、Ｉｐｏｘ ｃｈｅｍｉｃａｌ社のＣＬ１６、およびＲａｓｃｈｉｇ社のＧＥ５００などのような商用品が使用できる。
前記エポキシ樹脂は、その反応性と前記接着組成物の接着性などを考慮して、１２０～６００のエポキシ当量を有することができる。
前記ジオール化合物としては、炭素数３～８の直鎖または分枝鎖の脂肪族ジオール化合物が好ましく使用できる。
非制限的な例として、前記ジオール化合物は１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、１，３－ブタンジオール、２，３－ブタンジオール、および１，６－ヘキサンジオールからなる群より選ばれた１種以上を含むことができる。
一方、前記タイヤコード用接着組成物にはイソシアネート化合物が含まれる。
前記イソシアネート化合物は架橋剤の役割をする。
前記イソシアネート化合物は、前記反応生成物と反応して、前記接着組成物によって形成される接着層（またはコート層）に、３次元ネットワーク構造を形成して、接着層（またはコート層）の接着力および安定性を向上させる。
前記イソシアネート化合物は、フェニル基を有するイソシアネート化合物であり得る。具体的には、前記イソシアネート化合物は、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、およびヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）からなる群より選ばれた１種以上を含むことができる。
そして、前記イソシアネート化合物でもってブロックされたイソシアネート（ｂｌｏｃｋｅｄ ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）化合物が適用されうる。前記ブロックされたイソシアネート化合物は、前記イソシアネート化合物に、公知のブロッキング剤を付加する反応によって得られる。
前記ブロッキング剤としては、フェノール、チオフェノール、クロロフェノール、クレゾール、レゾルシノール、ｐ－ｓｅｃ－ブチルフェノール、ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール、ｐ－ｓｅｃ－アミルフェノール、ｐ－オクチルフェノール、ｐ－ノニルフェノールなどのフェノール類；イソプロピルアルコール、ｔｅｒｔ－ブチルアルコールなどの第２級または第３級のアルコール；ジフェニルアミン、キシリジンなどの第２級アミン類；フタル酸イミド類；δ－バレロラクタムなどのラクタム類；ε－カプロラクタムなどのカプロラクタム類；マロン酸ジアルキルエステル、アセチルアセトン、アセト酢酸アルキルエステルなどの活性メチレン化合物；アセトキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシムなどのオキシム類；３－ヒドロキシピリジンなどの塩基性窒素化合物；酸性亜硫酸ソーダなどが使用できる。
前記ブロックされたイソシアネート化合物としては、ＥＭＳ社のＩＬ－６、およびＭＥＩＳＥＩ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社のＤＭ－６５００などのような水分散製品が使用できる。
一実施例によれば、前記イソシアネート化合物は、前記タイヤコード用接着組成物に１．０～２０．０重量％で含まれ得る。
好ましくは、前記イソシアネート化合物は、前記接着組成物の全体の重量に対して、１．０重量％以上、あるいは２．０重量％以上、あるいは３．０重量％以上；そして、２０．０重量％以下、あるいは１８．０重量％以下、あるいは１６．０重量％以下、あるいは１５．０重量％以下、あるいは１４．０重量％以下、あるいは１２．０重量％以下、あるいは１０．０重量％以下で含まれ得る。
具体的には、前記イソシアネート化合物は前記接着組成物の全体の重量に対して、１．０～２０．０重量％、あるいは１．０～１８．０重量％、あるいは１．０～１６．０重量％、あるいは１．０～１４．０重量％、あるいは１．０～１２．０重量％、あるいは１．０～１０．０重量％、あるいは２．０～２０．０重量％、あるいは２．０～１８．０重量％、あるいは２．０～１６．０重量％、あるいは２．０～１４．０重量％、あるいは２．０～１２．０重量％、あるいは２．０～１０．０重量％、あるいは３．０～２０．０重量％、あるいは３．０～１８．０重量％、あるいは３．０～１６．０重量％、あるいは３．０～１４．０重量％、あるいは３．０～１２．０重量％、あるいは３．０～１０．０重量％で含まれ得る。
前記接着組成物によって形成される接着層にて十分な架橋が行われるようにするために、前記イソシアネート化合物は、前記接着組成物の全体の重量に対して１．０重量％以上で含まれることが好ましい。
ただし、前記イソシアネート化合物が過量に適用される場合、過度の架橋反応によって接着層の硬化度の増加とタイヤコードの疲労度増加が誘発され得る。したがって、前記イソシアネート化合物は、前記接着組成物の全体の重量に対して２０．０重量％以下で含まれることが好ましい。
一方、前記タイヤコード用接着組成物にはラテックスが含まれる。
前記ラテックスは接着成分として、前記接着組成物によって形成される接着層に、接着力を付与する。特に、前記ラテックスは、前記接着層とゴム組成物間の親和度と接着力を向上させる。
前記ラテックスは、ビニルピリジン－スチレン－ブタジエン系共重合体ラテックスとその変性ラテックス、スチレン－ブタジエンラテックスとその変性ラテックス、天然ゴムラテックス、アクリル酸エステル共重合体ラテックス、ブチルゴムラテックス、およびクロロプレンゴムラテックスからなる群より選ばれた１種以上を含むことができる。
好ましくは、前記ラテックスとしては、タイヤ用ゴム組成物に配合されるゴム成分と同種のゴム成分を、水または有機溶媒に分散させて製造したラテックスが使用できる。
非制限的な例として、前記ラテックスとしては、Ｄｅｎａｋａ社のＬＭ－６０、ＡＰＣＯＴＥＸ社のＶＰ－１５０、Ｎｉｐｐｏｎ Ａ＆Ｌ社のＶＢ－１０９９、Ｃｌｏｓｌｅｎ社の５２１８および０６５３などのような商用品が使用できる。
一実施例によれば、前記ラテックスは、前記タイヤコード用接着組成物に１．０～３０．０重量％で含まれ得る。
好ましくは、前記ラテックスは、前記接着組成物の全体の重量に対して、１．０重量％以上、あるいは５．０重量％以上、あるいは１０．０重量％以上で；３０．０重量％以下、あるいは２５．０重量％以下、２０．０重量％以下、あるいは１６．０重量％以下で含まれ得る。
具体的には、前記ラテックスは、前記接着組成物の全体の重量に対して、１．０～３０．０重量％、あるいは１．０～２５．０重量％、あるいは１．０～２０．０重量％、あるいは１．０～１６．０重量％、あるいは５．０～３０．０重量％、あるいは５．０～２５．０重量％、あるいは５．０～２０．０重量％、あるいは５．０～１６．０重量％、あるいは１０．０～３０．０重量％、あるいは１０．０～２５．０重量％、あるいは１０．０～２０．０重量％、あるいは１０．０～１６．０重量％で含まれ得る。
前記接着組成物によって形成される接着層にて十分な接着力とゴム親和度が発現できるようにするために、前記ラテックスは、前記接着組成物の全体の重量に対して１．０重量％以上で含まれることが好ましい。
ただし、前記ラテックスが過量に適用される場合、前記接着組成物によって形成された接着層が、硬化できずに非常にべたつく状態になって、タイヤコードの製造効率が低下し得る。したがって、前記ラテックスは、前記接着組成物の全体の重量に対して３０．０重量％以下で含まれることが好ましい。
一方、前記タイヤコード用接着組成物には水分散ポリウレタンが含まれる。
一般にポリウレタンは、有機溶媒に溶解した状態で製造および流通する。しかし、有機溶媒は、人体と環境に有害であり、火気による引火の危険性がある。このような見地から、有機溶媒系のポリウレタンでない、水系のポリウレタンである前記水分散ポリウレタンが好ましく使用できる。
特に、前記水分散ポリウレタンは、後述する硬化剤であるアミン化合物を保護するかキャプチャーすることによって、前記接着組成物によって形成される接着層が、安定的に硬化できるようにする。ひいては、前記水分散ポリウレタンは、ゴムに対する優れた親和性を有し、前記接着層上に、タイヤ用ゴム組成物が安定的にくっ付くことができるようにする。また、前記水分散ポリウレタンは、前記接着層に優れた耐摩耗性と弾性を付与することができる。
前記水分散ポリウレタンは、例えば、２０～６０重量％のポリウレタンおよび４０～８０重量％の水を含むことができる。
前記ポリウレタンは、分子中にウレタン結合を有する高分子化合物であって、一般的にジイソシアネート化合物とポリオールとの反応によって形成されうる。
前記水分散ポリウレタンは、ポリカーボネート系ウレタン、ポリエステル系ウレタン、ポリアクリル系ウレタン、ポリテトラメチレン系ウレタン、ポリカプロラクトン系ウレタン、ポリプロピレン系ウレタン、およびポリエチレン系ウレタンからなる群より選ばれた１種以上のポリウレタンを含むことができる。
一実施例によれば、前記水分散ポリウレタンに含まれたポリウレタンは、２５０，０００～３５０，００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍｗ）を有することができる。
具体的には、前記ポリウレタンの重量平均分子量（Ｍｗ）は、２５０，０００ｇ／ｍｏｌ以上、あるいは２５５，０００ｇ／ｍｏｌ以上、あるいは２６０，０００ｇ／ｍｏｌ以上、あるいは２６５，０００ｇ／ｍｏｌ以上、あるいは２７０，０００ｇ／ｍｏｌ以上、あるいは２７５，０００ｇ／ｍｏｌ以上、あるいは２８０，０００ｇ／ｍｏｌ以上、あるいは２８５，０００ｇ／ｍｏｌ以上、あるいは２９０，０００ｇ／ｍｏｌ以上、あるいは２９５，０００ｇ／ｍｏｌ以上、あるいは３００，０００ｇ／ｍｏｌ以上、あるいは３０５，０００ｇ／ｍｏｌ以上であり得る。
そして、前記ポリウレタンの重量平均分子量（Ｍｗ）は、例えば、３５０，００ｇ／ｍｏｌ以下、あるいは３４５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、あるいは３４０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、あるいは３３５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、あるいは３３０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、あるいは３２５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、あるいは３２０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、あるいは３１５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、あるいは３１０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、あるいは３０５，０００ｇ／ｍｏｌ以下、あるいは３００，０００ｇ／ｍｏｌ以下であり得る。
前記ポリウレタンの重量平均分子量の範囲を満たす場合、前記水分散ポリウレタンの使用による接着力、耐摩耗性および弾性を確保することができる。
前記重量平均分子量を満たす場合、前記水分散ポリウレタンの製造方法は特に制限されない。例えば、ポリエステルポリオール、ジオールおよびジイソシアネート由来の単位を有するプレポリマーを、中和剤で中和した後に蒸留水と攪拌する方式で前記水分散ポリウレタンが得られる。
一実施例によれば、前記水分散ポリウレタンは、前記タイヤコード用接着組成物に０．５～１０．０重量％で含まれ得る。
好ましくは、前記水分散ポリウレタンは、前記タイヤコード用接着組成物の全体の重量に対して、０．５重量％以上、あるいは１．０重量％以上、あるいは１．５重量％以上；そして、１０．０重量％以下、あるいは８．０重量％以下、あるいは５．０重量％以下で含まれ得る。
具体的には、前記水分散ポリウレタンは、前記タイヤコード用接着組成物の全体の重量に対して、０．５～１０．０重量％、あるいは０．５～８．０重量％、あるいは０．５～８．０重量％、あるいは０．５～５．０重量％、あるいは１．０～１０．０重量％、あるいは１．０～８．０重量％、あるいは１．０～８．０重量％、あるいは１．０～５．０重量％、あるいは１．５～１０．０重量％、あるいは１．５～８．０重量％、あるいは１．５～８．０重量％、あるいは１．５～５．０重量％で含まれ得る。
接着力向上効果が発現できるようにするために、前記水分散ポリウレタンは、前記タイヤコード用接着組成物の全体の重量に対して０．５重量％以上で含まれることが好ましい。
ただし、前記水分散ポリウレタンが過量に適用される場合、前記接着組成物は、前記接着組成物によって形成された接着層が硬化できずに、非常にべたつく状態になって、前記接着層の接着力と耐久性が低下し得る。したがって、前記水分散ポリウレタンは、前記タイヤコード用接着組成物の全体の重量に対して１０．０重量％以下で含まれることが好ましい。
一方、前記タイヤコード用接着組成物にはアミン化合物が含まれる。
前記アミン化合物は硬化剤として作用する。前記アミン化合物によって、接着組成物の硬化が行われるか促進され、前記接着組成物による安定した接着層が形成されうる。
前記アミン化合物の種類は、特に制限されず、硬化剤として使用可能であると知らされているアミン化合物が適用されることができる。例えば、前記アミン化合物は、脂肪族アミンおよび脂環族アミンからなる群より選ばれた１種以上を含むことができる。
非制限的な例として、前記アミン化合物としてはＤＡＥＪＵＮＧ社のＰｉｐｅｒａｚｉｎｅ、ＫＵＫＤＯ化学社のＧ６４０、およびハンツマン社のＨＫ５１１などのような商用品が使用できる。
一実施例によれば、前記アミン化合物は、前記タイヤコード用接着組成物に０．１～１０．０重量％で含まれ得る。
好ましくは、前記アミン化合物は、前記タイヤコード用接着組成物の全体の重量に対して、０．１重量％以上、あるいは０．２重量％以上、あるいは０．３重量％以上；そして、１０．０重量％以下、あるいは５．０重量％以下、あるいは３．０重量％以下、あるいは２．５重量％以下、あるいは２．０重量％以下、あるいは１．５重量％以下、あるいは１．０重量％以下で含まれ得る。
具体的には、前記アミン化合物は、前記タイヤコード用接着組成物の全体の重量に対して、０．１～１０．０重量％、あるいは０．１～５．０重量％、あるいは０．１～３．０重量％、あるいは０．１～２．５重量％、あるいは０．１～２．０重量％、あるいは０．１～１．５重量％、あるいは０．１～１．０重量％、あるいは０．２～１０．０重量％、あるいは０．２～５．０重量％、あるいは０．２～３．０重量％、あるいは０．２～２．５重量％、あるいは０．２～２．０重量％、あるいは０．２～１．５重量％、あるいは０．２～１．０重量％、あるいは０．３～１０．０重量％、あるいは０．３～５．０重量％、あるいは０．３～３．０重量％、あるいは０．３～２．５重量％、あるいは０．３～２．０重量％、あるいは０．３～１．５重量％、あるいは０．３～１．０重量％で含まれ得る。
前記接着組成物の硬化が十分に行われるようにするために、前記アミン化合物は、前記タイヤコード用接着組成物の全体の重量に対して０．１重量％以上で含まれることが好ましい。
ただし、前記アミン化合物が過量に適用される場合、過度な硬化により、前記接着組成物によって形成される接着層の接着力が低下し得る。したがって、前記アミン化合物は、前記タイヤコード用接着組成物の全体の重量に対して１０．０重量％以下で含まれることが好ましい。
一方、前記タイヤコード用接着組成物には溶媒が含まれる。
好ましくは、前記溶媒として水（Ｈ２Ｏ）が使用できる。
より好ましくは、前記溶媒として脱塩水（ｄｅｍｉｎｅｒａｌｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）、蒸留水（ｄｉｓｔｉｌｌｅｄ ｗａｔｅｒ）などが使用できる。
一実施例によれば、前記溶媒は、前記タイヤコード用接着組成物に６０．０～８５．０重量％で含まれ得る。
好ましくは、前記溶媒は、前記タイヤコード用接着組成物の全体の重量に対して、６０．０重量％以上、あるいは６５．０重量％以上、あるいは７０．０重量％以上で；８５．０重量％以下、あるいは８０．０重量％以下で含まれ得る。
具体的には、前記溶媒は、前記タイヤコード用接着組成物の全体の重量に対して、６０．０～８５．０重量％、あるいは６０．０～８０．０重量％、あるいは６５．０～８５．０重量％、あるいは６５．０～８０．０重量％、あるいは７０．０～８５．０重量％、あるいは７０．０～８０．０重量％、あるいは７０．０～７５．０重量％、あるいは６５．０～７０．０重量％で含まれ得る。
固形分の混合および分散性確保のために、前記溶媒は、前記タイヤコード用接着組成物の全体の重量に対して６０．０重量％以上で含まれることが好ましい。
ただし、前記溶媒が過量に適用される場合、前記接着組成物による接着層の形成が難しくなり、その乾燥に長時間が必要とされ得る。したがって、前記溶媒は前記タイヤコード用接着組成物の全体の重量に対して８５．０重量％以下で含まれることが好ましい。
一つの例示で、前記全体の組成物中の水の含有量は、溶媒として混合される水の含有量を意味する。
他の一つの例示で、前記全体の組成物中の水の含有量は、溶媒として混合される水の含有量だけでなく、前記水分散ポリウレタンなどの他の構成成分に混合された水の含有量まで含まれたものであり得る。
その他に、前記タイヤコード用接着組成物には、鎖延長剤、分散剤、熱安定剤など通常の添加剤がさらに含まれ得る。
前記タイヤコード用接着組成物は、ウベローデ（Ｕｂｂｅｌｏｈｄｅ）粘度計を用いて２５℃の下で測定された２．０～３．０の相対粘度を有することができる。好ましくは、前記タイヤコード用接着組成物は、ウベローデ（Ｕｂｂｅｌｏｈｄｅ）粘度計を用いて２５℃下で測定された２．００以上、あるいは２．２０以上；そして３．００以下、あるいは２．８５以下、あるいは２．８０以下、あるいは２．７７以下、あるいは２．７５以下、あるいは２．７０以下の相対粘度を有することができる。
具体的には、前記タイヤコード用接着組成物は、ウベローデ（Ｕｂｂｅｌｏｈｄｅ）粘度計を用いて２５℃の下で測定された２．００～３．００、あるいは２．００～２．８５、あるいは２．００～２．８０、あるいは２．００～２．７７、あるいは２．００～２．７５、あるいは２．００～２．７０、あるいは２．２０～３．００、あるいは２．２０～２．８５、あるいは２．２０～２．８０、あるいは２．２０～２．７７、あるいは２．２０～２．７５、あるいは２．２０～２．７０の粘度を有することができる。
前記タイヤコード用接着組成物は、前記粘度範囲を満たすことによって、タイヤコードの製造時における適正水準のピックアップ率の確保を可能にし、工程性および生産性を改善することができ、優れた接着力を提供することができる。
一方、発明の他の一実施形態によれば、
繊維基材；および
前記繊維基材上に形成され、上述したタイヤコード用接着組成物から形成された接着層
を含む、タイヤコードが提供される。
前記タイヤコード用接着組成物に関する具体的な内容は、先立って説明した内容で代えることとする。
前記タイヤコード用接着組成物は、ＲＦ樹脂またはこれに由来する成分を含まないため、環境に優しい。特に、前記タイヤコード用接着組成物は、タイヤゴムとタイヤコードとの間の接着力を改善しながらもタイヤコードの強力を向上させることができる。
前記繊維基材としては、本発明が属する技術分野にてタイヤコードとして適用可能な通常のものが特に制限なく使用できる。
例えば、前記繊維基材は、ポリエステル繊維を含むローコード（ｒａｗ ｃｏｒｄ）であり得る。
前記接着層は、前記繊維基材を前記タイヤコード用接着組成物に浸漬するか、前記繊維基材に前記タイヤコード用接着組成物を噴射する方法で形成されることができる。
前記接着層は、前記繊維基材の物性を阻害せず、かつタイヤゴムとタイヤコードとの間の接着力を改善できる程度の、適した厚さで形成されうる。
前記タイヤコードを製造することにおいて、前記繊維基材上にタイヤコード用接着組成物を付与する方法、乾燥および硬化条件などは必要に応じて通常の範囲内で変更することができる。
一実施例によれば、前記タイヤコードの製造方法は、前記繊維基材を第１コート液に浸漬し乾燥して前記繊維基材上に第１コート層を形成する１次コーティング段階；および、前記１次コートされた繊維基材を第２コート液に浸漬し乾燥して第１コート層上に第２コート層を形成する２次コーティング段階を含むことができる。
前記第１コート液は、前記エポキシ樹脂とジオール化合物との反応生成物、及び、前記イソシアネート化合物を含む。前記第１コート液によって形成された第１コート層は、前記繊維基材に接着活性基を付与する。
第１コート液で処理された前記繊維基材は、１００～１６０℃の温度で３０～１５０秒間、熱処理して乾燥される。これにより、前記繊維基材上に第１コート層が形成される。次に、前記繊維基材は、２００～２６０℃の温度で３０～１５０秒間、熱処理して硬化する。このような熱処理によって、前記繊維基材上に第１コート層が安定的に形成されうる。
前記第２コート液は上述したタイヤコード用接着組成物である。
前記１次コートされた繊維基材を、第２コート液に浸漬して、１００～１６０℃の温度で３０～１５０秒間熱処理して乾燥される。これにより、第１コート層上に第２コート層が形成される。次に、前記繊維基材は２００～２６０℃の温度で３０～１５０秒間熱処理して硬化する。このような熱処理によって第１コート層上に第２コート層が安定的に形成されうる。
一方、発明のまた他の一実施形態によれば、上述したタイヤコードを含むタイヤが提供される。
前記タイヤは上述したタイヤコードを含むことを除いては、通常の構成を有することができる。
例えば、前記タイヤは、トレッド部；前記トレッド部を中心に両側にそれぞれ連続した一対のショルダ部；前記ショルダ部のそれぞれに連続した一対のサイドウォール部；前記サイドウォール部のそれぞれに連続した一対のビード部；前記のトレッド部、ショルダ部、サイドウォール部、およびビード部の内側に形成されているカーカス層；前記カーカス層の内部に位置する前記タイヤコード；前記トレッド部の内側面とカーカス層との間に位置するベルト部；および前記カーカス層の内側に結合されたインナーライナを含むことができる。
本発明によれば、タイヤゴムとタイヤコードとの間の接着力を改善しながらもタイヤコードの強力を向上させ得る環境に優しいタイヤコード用接着組成物が提供される。
以下、発明の理解を深めるために好ましい実施例が提示される。しかし、下記の実施例は本発明を例示するためのものであり、本発明はこれらのみに限定するものではない。
製造例Ａ
（エポキシ樹脂とジオール化合物の反応生成物の製造）
エポキシ樹脂（ＮＡＧＡＳＥ社のＥＸ６１４Ｂ）とジオール化合物とを下記表１～表３に記載された重量比で混合し、常温（２０℃）下で２時間の間、攪拌して＃１～＃１４の反応生成物を得た。ただし、下記＃Ｃ１は、ジオール化合物と反応させていないエポキシ樹脂（ＮＡＧＡＳＥ社のＥＸ６１４Ｂ）である。
Figure 2023505661000001
Figure 2023505661000002
Figure 2023505661000003
製造例Ｂ
（水分散ポリウレタンの製造）
ポリエステルポリオール（重量平均分子量２０００ｇ／ｍｏｌ）、ジオール（１，６－ヘキサンジオール）、およびイオノマー（ｄｉｍｅｔｈｙｌｏｌ ｂｕｔａｎｏｉｃ ａｃｉｄ）を１：０．２：０．８のモル比で反応器に投入し、７５±５℃および常圧の下で、４時間の間混合して混合物を得た。メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）を前記ポリエステルポリオールに対して１：２のモル比で前記混合物に添加し、２時間の間反応させてポリウレタンプレポリマーを製造した。製造されたポリウレタンプレポリマーの反応温度を６０℃に下げ、溶媒（ａｃｅｔｏｎｅ）に中和剤（トリエタノールアミン、ＴＥＡ）を投入して分散させた。中和したポリウレタンプレポリマーに、固形分含有量が６０重量％になるように、蒸留水を投入して攪拌した。そして、鎖延長剤（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｄｉａｍｉｎｅ）を、前記ポリエステルポリオールに対して１：１のモル比で添加し攪拌して水分散ポリウレタンを得た（重量平均分子量：３０８，０００ｇ／ｍｏｌ）。
実施例１～１４および比較例１
（タイヤコード用接着組成物の製造）
下記表４、５および６に記載された含有量（重量％）で各成分を混合し、常温（２０℃）下で２４時間の間攪拌して実施例１～１４および比較例１の接着組成物をそれぞれ製造した。
下記表４～表６にアルファベットで表示された各成分は次のとおりである。
－Ｅ：前記製造例Ａによるエポキシ樹脂とジオール化合物の反応生成物、またはエポキシ樹脂
－Ｉ：イソシアネート化合物（ＥＭＳ社のＩＬ－６，ｃａｐｒｏｌａｃｔａｍ－ｂｌｏｃｋｅｄ ４，４’－ＭＤＩ）
－Ｌ：ラテックス（Ｃｌｏｓｌｅｎ社の０６５３、ビニルピリジン－スチレン－ブタジエン系共重合体）
－Ｕ：前記製造例Ｂによる水分散ポリウレタン
－Ａ：アミン化合物（ＤＡＥＪＵＮＧ社のＰｉｐｅｒａｚｉｎｅ）
－Ｓ：溶媒（脱塩水）
Figure 2023505661000004
Figure 2023505661000005
Figure 2023505661000006
比較例２
（タイヤコード用接着組成物の製造）
前記実施例１において、前記製造例Ａの＃１による１．８重量％の「エポキシ樹脂とジオール化合物の反応生成物」（Ｅ成分）の代わりに、エポキシ樹脂（ＮＡＧＡＳＥ社のＥＸ６１４Ｂ）１．２重量％および１，４－ブタンジオール０．６重量％を、前記Ｉ、Ｌ、Ｕ、ＡおよびＳ成分と共に添加し攪拌したことを除いては、前記実施例１と同一の方法で接着組成物を製造した。
比較例３
（タイヤコード用接着組成物の製造）
前記実施例１において、前記製造例Ａの＃１による１．８重量％の「エポキシ樹脂とジオール化合物との反応生成物」（Ｅ成分）の代わりに、１，６－ヘキサンジオール－ジグリシジルエーテル１．８重量％を、前記Ｉ、Ｌ、Ｕ、ＡおよびＳ成分と共に添加し攪拌したことを除いては、前記実施例１と同様の方法で接着組成物を製造した。
タイヤコードの製造
ポリエステル原糸を使用して３６０ＴＰＭの撚り数を有する下撚糸（Ｚ－方向）２本を準備した。２本の下撚糸を、３６０ＴＰＭの撚り数で共に上撚り（Ｓ－方向）して（Ｓ－方向に撚り合わせて）合撚糸（１６５０ｄｔｅｘ／２合計）を製造した。前記合撚糸をローコード（ｒａｗ ｃｏｒｄ）として使用した。
前記ローコードを、前記実施例または比較例の接着組成物に浸漬した後、乾燥温度１５０℃および硬化温度２４３℃でそれぞれ１分間熱処理し、前記ローコード上に形成された接着層を含むタイヤコード試験片を製造した。
試験例
（１）ウベローデ（Ｕｂｂｅｌｏｈｄｅ）粘度計を用いて２５℃の恒温水槽で、通常の方法により、前記実施例および比較例の接着組成物に対する相対粘度を測定した。相対粘度を測定する前に、脱塩水をウベローデ粘度計に一定量入れた後、脱塩水の粘度を測定する。測定された脱塩水の粘度を基準として、各実施例および比較例の接着組成物に対する相対粘度（Ｒ．Ｖ．）を測定する。
（２）前記実施例および比較例の接着組成物によって形成された、接着層を有する前記タイヤコード試験片に対して、ＡＳＴＭ Ｄ４３９３の規格の試験法により単位面積当たり接着力を評価した。
具体的には、０．６ｍｍ厚さのゴムシート、前記タイヤコード試験片、０．６ｍｍ厚さのゴムシート、前記タイヤコード試験片、および０．６ｍｍ厚さのゴムシートを順に積層し、６０ｋｇ／ｃｍ２の圧力にて１７０℃で１５分間加硫してサンプルを製作した。前記サンプルを裁断して１インチの幅を有する試験片を製造した。参考までに、前記ゴムシートは、タイヤを構成するカーカスに使用されるシートである。このようなゴムシートを用いた積層体を使用することによって、カーカス層に対するタイヤコードの接着力を確認することができる。
製造された前記試験片に対して、万能材料試験機（Ｉｎｓｔｒｏｎ社）を用いて２５℃にて１２５ｍｍ／ｍｉｎの速度で剥離試験を行い、カーカス層に対するタイヤコードの接着力を測定し、剥離時発生する荷重の３回平均値を接着力として算定した。測定された値は、前記実施例１の接着組成物によって形成された接着層の値を基準として正規化(ｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ)して下記の表７および表８に示した。
（３）前記実施例および比較例の接着組成物によって形成された接着層を有する前記タイヤコード試験片に対して、ＡＳＴＭ Ｄ８８５／Ｄ８８５Ｍの規格の試験法にしたがい、タイヤコードの強力およびスチフネス（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）を評価した。測定された値は、前記実施例１の接着組成物によって形成された接着層の値を基準として正規化(ｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎして下記の表７および表８に示した。
Figure 2023505661000007
Figure 2023505661000008
前記表７および表８を参照すると、実施例による接着組成物によって形成された接着層を含むタイヤコードは、タイヤゴムとの接着力に優れるのでありながらも、向上した強力を示し得ることが確認される。

Claims (15)

  1. エポキシ樹脂とジオール化合物の反応生成物；
    イソシアネート化合物；
    ラテックス；
    水分散ポリウレタン
    アミン化合物；および
    溶媒
    を含む、タイヤコード用接着組成物。
  2. ０．５～１０．０重量％の前記反応生成物；
    １．０～２０．０重量％の前記イソシアネート化合物；
    １．０～３０．０重量％の前記ラテックス；
    ０．５～１０．０重量％の前記水分散ポリウレタン；
    ０．１～１０．０重量％の前記アミン化合物；および
    ６０．０～８５．０重量％の前記溶媒
    を含む、請求項１に記載のタイヤコード用接着組成物。
  3. 前記反応生成物は、前記エポキシ樹脂と前記ジオール化合物とが１：０．１～１：５の重量比で反応したものである、請求項１に記載のタイヤコード用接着組成物。
  4. 前記エポキシ樹脂は、ビスフェノール系エポキシ樹脂、ノボラック系エポキシ樹脂、およびオキサゾリドン系エポキシ樹脂からなる群より選ばれた１種以上を含む、請求項１に記載のタイヤコード用接着組成物。
  5. 前記ジオール化合物は、炭素数３～８の直鎖または分枝鎖の脂肪族ジオール化合物である、請求項１に記載のタイヤコード用接着組成物。
  6. 前記ジオール化合物は、１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、１，３－ブタンジオール、２，３－ブタンジオール、および１，６－ヘキサンジオールからなる群より選ばれた１種以上を含む、請求項１に記載のタイヤコード用接着組成物。
  7. 前記イソシアネート化合物は、メチレンジフェニルジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、およびヘキサメチレンジイソシアネートからなる群より選ばれた１種以上を含む、請求項１に記載のタイヤコード用接着組成物。
  8. 前記ラテックスは、ビニルピリジン－スチレン－ブタジエン系共重合体ラテックスとその変性ラテックス、スチレン－ブタジエンラテックスとその変性ラテックス、天然ゴムラテックス、アクリル酸エステル共重合体ラテックス、ブチルゴムラテックス、およびクロロプレンゴムラテックスからなる群より選ばれた１種以上を含む、請求項１に記載のタイヤコード用接着組成物。
  9. 前記水分散ポリウレタンは、ポリカーボネート系ウレタン、ポリエステル系ウレタン、ポリアクリル系ウレタン、ポリテトラメチレン系ウレタン、ポリカプロラクトン系ウレタン、ポリプロピレン系ウレタン、およびポリエチレン系ウレタンからなる群より選ばれた１種以上を含む、請求項１に記載のタイヤコード用接着組成物。
  10. 前記アミン化合物は、脂肪族アミンおよび脂環族アミンからなる群より選ばれた１種以上を含む、請求項１に記載のタイヤコード用接着組成物。
  11. 前記溶媒は水である、請求項１に記載のタイヤコード用接着組成物。
  12. ウベローデ（Ｕｂｂｅｌｏｈｄｅ）粘度計を用いて２５℃の下で測定された、２．０～３．０の相対粘度を有する、請求項１に記載のタイヤコード用接着組成物。
  13. 繊維基材；および
    前記繊維基材上に形成され、請求項１に記載のタイヤコード用接着組成物から形成された接着層
    を含む、タイヤコード。
  14. 前記繊維基材はポリエステル繊維を含むローコード（ｒａｗ ｃｏｒｄ）である、請求項１３に記載のタイヤコード。
  15. 請求項１３に記載のタイヤコードを含む、タイヤ。
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