JP6343008B2

JP6343008B2 - ２つのゴムタイヤ部分を接合する方法

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Publication number: JP6343008B2
Application number: JP2016539657A
Authority: JP
Inventors: コトゥーニョサルバトーレ; デルカフランチェスコ; カリアーノルドヴィカ
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2018-06-13
Anticipated expiration: 2034-09-03
Also published as: WO2015033285A1; US20160221287A1; ITRM20130491A1; EP3041689A1; CN105517813B; CN105517813A; JP2016536173A; EP3041689B1

Description

本発明は、２つのゴムタイヤ部分を接合する方法に関する。

タイヤ製造で使用されセメントとして知られる接着剤化合物は、通常、有機溶媒系である。この種の接着剤化合物は、接着性が高いだけでなく、主としてゴムが有機溶媒に溶解でき、したがって有機溶媒の蒸発時に他のゴムと同化して事実上１つのピースとして一体化されることから、使用も極めて容易である。

環境上の理由から、近年の欧州指令はタイヤ産業での有機溶媒の使用を大幅に制限しており、したがって、製造業者は、ゴム層の確実な接着を保証し得る代替的な解決策を見出す必要を迫られている。

かねてから検討されている１つの解決策は、水系接着剤化合物を使用することである。

この解決策を実現するには、水溶媒中の様々な化合物成分の分散性及び安定性を確保する必要がある。

J. T. Davies, "A quantitative kinetic theory of emulsion type, I, Physical chemistry of the emulsifying agent." Proceedings of 2nd International Congress Surface/Activity, Butterworths, London 1957

上記の処理は通常、少なくとも一部の化合物成分を分散させることが可能な乳化剤を使用して行われる。しかしながら、水系化合物の問題の１つは、大量の乳化剤が必要となることが多い点にある。実際に、水系接着剤化合物において大量の乳化剤又は異なるタイプの乳化剤を使用すると、化合物の接着力が損なわれ得ることが試験によって示されている。

したがって、少量使用が可能であると同時に、必ずしも対応する溶媒系接着剤化合物を凌ぐほどではないにせよ、それと同等の接着性を保証し得る水系接着剤化合物乳化剤が必要とされている。

本出願人は、驚くべきことに、上記の要件を満足する固有の化学的／物理的特性を備える乳化剤を見出した。

本明細書において、ＣＭＣとは、２５℃、大気圧にて水中で測定した、乳化剤の臨界ミセル濃度の値を指すものとする。

本明細書において、ＨＬＢとは、上記非特許文献１に記載される下記の式（Ｉ）による、乳化剤の親水性・疎水性バランス指数を指すものとする。

［式（Ｉ）］

ＨＬＢ＝７＋ｍ＊Ｈｈ−ｎ＊Ｈｌ

［式中、
ｍは、分子中の親水基の数であり、
Ｈｈは、親水基の値であり、
Ｎは、親油基の数であり、
Ｈｌは、親油基の値である。］

本発明によれば、２つのゴムタイヤ部分を接合する方法であり、前記２つのゴムタイヤ部分のうちの一方の少なくとも片面に水系接着剤化合物を塗布するステップと、前記２つのゴムタイヤ部分を接合するステップとを含み、前記水系接着剤化合物は、溶媒としての水と、架橋性の鎖状不飽和ポリマー基材と、ＣＭＣ値が０．１〜１２ｍｍｏｌ／Ｌであり、ＨＬＢ値が１〜４５である乳化剤とを含むことを特徴とする方法が提供される。

好ましくは、前記乳化剤は以下の一般式（Ｉ）で表される。

［一般式（Ｉ）］

（Ｒ_１ＣＯＯ）_ｎ ^ｎ−Ｘ^ｎ＋

［式中、
Ｒ_１は、１０〜２５個の炭素原子及び少なくとも１つの不飽和部分を含む、直鎖状又は分岐状の脂肪族炭化水素鎖であり、
ｎは、１又は２であり、
Ｘは、金属カチオンである。］

好ましくは、一般式（Ｉ）の前記乳化剤は、ＣＭＣ値が０．１〜２ｍｍｏｌ／Ｌであり、ＨＬＢ値が１〜２０である。

好ましくは、前記乳化剤は、オレイン酸ナトリウムである。

好ましくは、前記乳化剤は、以下の一般式（ＩＩ）で表される。

［一般式（ＩＩ）］

（Ｒ_１ＳＯ_３）_ｎ ^ｎ−Ｘ^ｎ＋

［式中、
Ｒ_１は、１０〜２５個の炭素原子及び少なくとも１つの不飽和部分を含む、直鎖状又は分岐状の脂肪族炭化水素鎖であり、
ｎは、１又は２であり、
Ｘは、金属カチオンである。］

好ましくは、一般式（ＩＩ）の前記乳化剤は、ＣＭＣ値が０．１〜２ｍｍｏｌ／Ｌであり、ＨＬＢ値が２１〜４５である。

好ましくは、前記乳化剤は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム又はリグノスルホン酸ナトリウムである。

好ましくは、前記接着剤化合物は、前記乳化剤を０．１〜５ｐｈｒ含有する。

好ましくは、前記水系接着剤化合物は、以下の一般式で表されるアルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂を含む。

Ｒ_１ＣＯＮＲ_２ＣＨＲ_３ＣＯＯＸ

［式中、
Ｒ_１は、Ｃ_６−Ｃ_２３の脂肪族炭化水素基であり、
Ｒ_２は、Ｈ、又はＣ_１−Ｃ_８の脂肪族炭化水素基であり、
Ｒ_３は、Ｈ、又はＣ_１−Ｃ_８の脂肪族若しくは芳香族炭化水素基であり、
Ｘは、カチオンである。］

好ましくは、前記樹脂を構成する前記アルキルフェノールは、ｐ−フェノール−２−ペンチル−２，４，４−トリメチルである。

下記の実施例は、本発明の理解を助けるための単なる非限定的な例である。

本発明による３種の水系接着剤化合物（Ａ、Ｂ、Ｃ）を、それぞれ使用する乳化剤を変えて調製した。

水系化合物Ａ〜Ｃは、全ての成分を均質に分散させるのに十分な水に各成分を同時に分散させることによって調製した。その結果得られた水溶液を３０分間機械撹拌し、その後１５分間超音波処理して水性分散液を得た。

上記の水性分散液製造処理は、本発明を何ら限定するものではない。

比較のため、上記化合物とｐｈｒが同じ組成（当然ながら乳化剤は除く。）を含む溶媒系接着剤化合物（Ｄ）を製造した。

以下の表１は、接着剤化合物Ａ〜Ｄの組成と、水又は有機溶媒の重量パーセントとを示す。

乳化剤（ａ）はオレイン酸ナトリウムである。
乳化剤（ｂ）はドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである。
乳化剤（ｃ）はリグノスルホン酸ナトリウムである。
使用樹脂は、アルキルフェノールホルムアルデヒドクラスの樹脂（販売元：SI Group company、製品名：HRJ-16231）であり、樹脂を構成するアルキルフェノールは、ｐ−フェノール−２−ペンチル−２，４，４−トリメチルである。
使用促進剤は、ＭＢＴＳである。

化合物Ａ〜Ｃについて上述した手順と同様の手順（ただし、化合物Ａ〜Ｃの場合とは主に加硫系を含まない点が異なる。）を経て、本発明による別の３種の水系接着剤化合物（Ｅ、Ｆ、Ｇ）を調製した。

以下の表２は、接着剤化合物Ｅ〜Ｇの組成と、水の重量パーセントとを示す。

本発明による接着剤化合物は、天然ゴムに加えて、共役ジエン及び／又は脂肪族若しくは芳香族ビニルモノマーの重合によって得られる任意の架橋性鎖ポリマー基材を含んでもよい。例えば、使用可能なポリマー基材は、天然ゴム；１，４−シスポリイソプレン；ポリブタジエン；イソプレン−イソブテン共重合体（ハロンゲン化されたものも含む）；ブタジエン−アクリロニトリル共重合体;スチレン−ブタジエン共重合体；スチレン−ブタジエン−イソプレン三元共重合体（溶液又はエマルション）；及びエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体からなる群から選択される。上記のポリマー基材は、それぞれ単独で使用しても混合して使用してもよい。

＜実験室試験＞
接着剤化合物Ａ〜Ｇについて同じ試験条件下で接着試験を行った。より具体的には、これらの各接着剤化合物を使用して、ゴムタイヤのリトレッド部分をリトレッド用タイヤのゴム部分に接合した。

各化合物を被接合部分のうちの一方の片面に塗布し乾燥させてから被接合部分同士を接合した。

より具体的には、生タイヤリトレッド部分をリトレッド用タイヤの加硫部分に２５℃でグリップした状態でタック試験を行うことで、リトレッド用タイヤの特性を判定し、加硫タイヤリトレッド部分をリトレッドタイヤの加硫部分にグリップした状態で剥離試験を行うことで、最終製品、即ちリトレッドタイヤの特性を判定した。

接着試験の結果を以下の表３及び４に示す。

表３及び４から、本発明による水系接着剤化合物が溶媒系の対照接着剤化合物と同等又はそれ以上の接着力を発揮していることが分かる。

換言すると、特定の化学的／物理的特性を有する乳化剤を使用すれば、本発明による水系接着剤化合物は、ゴム部分同士を接合するにあたり、必ずしも対応する溶媒系接着剤化合物を凌ぐほどではないにせよ、それと同等の効果を発揮することができる。

Claims

２つのゴムタイヤ部分を接合する方法であり、前記２つのゴムタイヤ部分のうちの一方の少なくとも片面に水系の接着剤化合物を塗布するステップと、前記２つのゴムタイヤ部分を接合するステップとを含み、前記水系の接着剤化合物は、溶媒としての水と、架橋性の鎖状不飽和ポリマー基材と、（ｉ）一般式（Ｉ）で表され、ＣＭＣ値が０．１〜２ｍｍｏｌ／Ｌであり、ＨＬＢ値が１〜２０である化合物、及び、（ｉｉ）一般式（ＩＩ）で表され、ＣＭＣ値が０．１〜２ｍｍｏｌ／Ｌであり、ＨＬＢ値が２１〜４５である化合物、のいずれかである乳化剤とを含むことを特徴とする方法。
（Ｒ _１ＣＯＯ） _ｎ ^ｎ− Ｘ ^ｎ＋（Ｉ）
［一般式（Ｉ）中、
Ｒ _１は、１０〜２５個の炭素原子及び少なくとも１つの不飽和部分を含む、直鎖状又は分岐状の脂肪族炭化水素鎖であり、
ｎは、１又は２であり、
Ｘは、金属カチオンである。］
（Ｒ _１ＳＯ _３） _ｎ ^ｎ− Ｘ ^ｎ＋（ＩＩ）
［一般式（ＩＩ）中、
Ｒ _１は、１０〜２５個の炭素原子及び少なくとも１つの不飽和部分を含む、直鎖状又は分岐状の脂肪族炭化水素鎖であり、
ｎは、１又は２であり、
Ｘは、金属カチオンである。］
請求項１に記載の２つのゴムタイヤ部分を接合する方法であり、前記乳化剤は、オレイン酸ナトリウム、又は、リグノスルホン酸ナトリウムであることを特徴とする方法。
請求項１又は２に記載の２つのゴムタイヤ部分を接合する方法であり、前記接着剤化合物は、前記乳化剤を０．１〜５ｐｈｒ含有することを特徴とする方法。