JP7103403B2 - 加硫ゴム用接着前処理剤 - Google Patents
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Description
以下、硬化後の接着剤の接着性を、単に、接着性とも言う。
すなわち、本発明者らは、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
上記特定ノニオン系界面活性剤が、HLB値が4.5以上10.5以下であり、下記式(1)で表される化合物であり、
上記特定有機溶剤が、下記式(2)で表される化合物であり、
上記特定ノニオン系界面活性剤の含有量が、0.5質量%以上30質量%以下である、加硫ゴム用接着前処理剤。
HO-(R11-O)n-R12 (1)
式(1)中、R11は、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-CH2-、又は、-CH2-CH(CH3)-を表す。R12は、脂肪族炭化水素基を表す。nは、1以上の整数を表す。
R21R22N-CO-R23 (2)
式(2)中、R21、R22及びR23は、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を表す。R21又はR22とR23とは互いに結合して環を形成してもよい。
(2) 上記式(1)中のR12が、炭素数12~18の脂肪族炭化水素基である、上記(1)に記載の加硫ゴム用接着前処理剤。
(3) 上記式(1)中のnが、1~15の整数である、上記(1)又は(2)に記載の加硫ゴム用接着前処理剤。
(4) タイヤ用の接着前処理剤である、上記(1)~(3)のいずれかに記載の加硫ゴム用接着前処理剤。
(5) インナーライナー用の接着前処理剤である、上記(4)に記載の加硫ゴム用接着前処理剤。
なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本発明の加硫ゴム用前処理剤に含有される各成分は、1種を単独でも用いても、2種以上を併用してもよい。ここで、各成分について2種以上を併用する場合、その成分について含有量とは、特段の断りが無い限り、合計の含有量を指す。
また、本明細書において、「加硫ゴム用接着前処理剤」を単に「前処理剤」とも言う。
本発明の加硫ゴム用前処理剤(以下、「本発明の前処理剤」とも言う)は、
特定ノニオン系界面活性剤と、水と、特定有機溶剤とを含有し、
上記特定ノニオン系界面活性剤が、HLB値が4.5以上10.5以下であり、後述する式(1)で表される化合物であり、
上記特定有機溶剤が、後述する式(2)で表される化合物であり、
上記特定ノニオン系界面活性剤の含有量が、0.5質量%以上30質量%以下である、加硫ゴム用接着前処理剤である。
インナーライナー等の加硫ゴムの表面には、通常、離型剤、カーボンブラック、充填剤、オイル、埃等の物質(以下、「表面付着物質」とも言う)が付着している。
本発明の前処理剤を用いて加硫ゴムの表面を処理した場合、上記表面付着物質が効率的に除去される(表面から浮く)ものと考えられる。その理由は明らかではないが、上記表面付着物質の中には極性の高いもの、極性が低いものが存在するところ、本発明の前処理剤は、特定のノニオン系界面活性剤と水と特定の有機溶剤とを併用するため、様々な極性の表面付着物質と相互作用し易いためと考えられる。また、本発明の前処理剤で使用される特定のノニオン系界面活性剤はHLB値が特定の範囲であるため、加硫ゴムの表面に残存しても油膜を形成し難いと考えられる。
結果として、本発明の前処理剤で加硫ゴムの表面を処理してから接着剤を塗布した場合、硬化後の接着剤の接着性は極めて優れるものと考えられる。
特定ノニオン系界面活性剤は、HLB値が4.5以上10.5以下であり、下記式(1)で表される化合物である。本発明の前処理剤は、2種以上の特定ノニオン系界面活性剤を含有してもよい。
上述のとおり、特定ノニオン系界面活性剤は、HLB値が4.5以上10.5以下である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、6.0~9.0であることが好ましい。
ここで、HLB値とは、Hydrophile-Lipophile-Balance、親水性-親油性-バランスのことであり、化合物の親水性又は親油性の大きさを示す値である。HLB値が小さいほど親油性が高く、値が大きいほど親水性が高くなる。本明細書において、HLB値とは、グリフィン法により求めたHLB値を指す。グリフィン法によるHLB値は以下の式により求めることができる。
式:HLB値=20×界面活性剤の親水部の式量/界面活性剤の全体の分子量
本明細書において、界面活性剤の親水部とは、後述する式(1)中のHO-(R11-O)n-のことをいう。
上述のとおり、特定ノニオン系界面活性剤は、式(1)で表される化合物である。
上述のとおり、R11は、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-CH2-、又は、-CH2-CH(CH3)-を表す。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、-CH2-CH2-、であることが好ましい。式(1)中のnが2以上の整数である場合に複数存在するR11は同一であっても異なってもよい。
上述のとおり、R12は、脂肪族炭化水素基を表す。
脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。上記脂肪族炭化水素基の具体例としては、直鎖状又は分岐状のアルキル基、直鎖状又は分岐状のアルケニル基、直鎖状又は分岐状のアルキニル基などが挙げられる。脂肪族炭化水素基の炭素数は特に限定されないが、本発明の効果がより優れる理由から、5以上であることが好ましく、10以上であることがより好ましい。脂肪族炭化水素基の炭素数の上限は特に限定されないが、本発明の効果がより優れる理由から、30以下であることが好ましく、20以下であることがより好ましい。脂肪族炭化水素基の炭素数は、本発明の効果がより優れる理由から、12~18であることが好ましい。
上述のとおり、nは、1以上の整数を表す。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、2以上の整数であることが好ましく、5以上の整数であることがより好ましい。nの上限は特に限定されないが、本発明の効果がより優れる理由から、100以下の整数であることが好ましく、50以下の整数であることがより好ましく、20以下の整数であることがさらに好ましい。nは、本発明の効果がより優れる理由から、1~15の整数であることが好ましい。
特定ノニオン系界面活性剤の具体例としては、HLB値が4.5以上10.5以下である、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンプロピレンアルケニルエーテル等が挙げられる。
本発明の前処理剤において、前処理剤全体に対する特定ノニオン系界面活性剤の含有量は、0.5質量%以上30質量%以下である。なかでも、本発明の効果がより優れる理由から、0.5~20質量%であることが好ましく、0.5~15質量%であることがより好ましく、0.5~10質量%であることがさらに好ましく、0.5~5質量%であることが特に好ましい。
上述のとおり、本発明の前処理剤は、水を含有する。
本発明の前処理剤において、前処理剤全体に対する水の含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、10~50質量%であることが好ましく、20~40質量%であることがより好ましい。
特定有機溶剤は、下記式(2)で表される化合物である。本発明の前処理剤は、2種以上の特定有機溶剤を含有してもよい。
R21R22N-CO-R23 (2)
上記脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。上記脂肪族炭化水素基の具体例としては、直鎖状または分岐状のアルキル基(特に、炭素数1~30)、直鎖状または分岐状のアルケニル基(特に、炭素数2~30)、直鎖状または分岐状のアルキニル基(特に、炭素数2~30)などが挙げられる。
上記芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などの炭素数6~18の芳香族炭化水素基などが挙げられる。
特定有機溶剤の具体例として、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルウレア、N-メチルピロリドン(NMP)等が挙げられる。なかでも、DMF及びジメチルウレアが好ましく、DMFがより好ましい。
本発明の前処理剤において、前処理剤全体に対する特定有機溶剤の含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、20~90質量%であることが好ましく、30~70質量%であることがより好ましい。
本発明の前処理剤において、上述した特定有機溶剤に対する上述した水の含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、30~100質量%であることが好ましく、50~80質量%であることがより好ましい。
本発明の前処理剤を調製する方法は特に限定されず、例えば、上述した各成分を混合する方法等が挙げられる。
本発明の前処理剤は、加硫ゴム(例えば、タイヤ(特にインナーライナー))に接着剤を用いて他の材料(例えば、機器を収容するゴム製コンテナ)を固定する際に、加硫ゴムの表面を前処理する前処理剤として有用である。
前処理の方法は特に限定されないが、例えば、加硫ゴムの表面に塗布してから、乾燥させる方法等が挙げられる。
上記接着剤は特に限定されないが、その具体例としては、ゴム系接着剤、アクリル系接着剤、ビニルアルキルエーテル系接着剤、シリコーン系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ウレタン系接着剤、シアノアクリレート系接着剤等が挙げられる。
下記表1に示される成分を同表に示される割合(質量部)で混合することで各前処理剤を調製した。
タイヤ(加硫後)の内面のインナーライナーに、得られた前処理剤を塗布(塗布量:0.2~0.5g/cm2)し、25℃で1時間乾燥した。その後、前処理剤を塗布した箇所にアロンアルファEX(シアノアクリレート系一液湿気硬化型接着剤)を塗布し、センサーを収容するゴム製コンテナ(天然ゴムを含有するゴム組成物の加硫物)を圧着した。1日経過後、インナーライナーからゴム製コンテナを剥離し、そのときの剥離強度を測定した。そして、下記基準で接着性を評価した。結果を表1に示す。実用上、◎、○又は△であることが好ましく、◎又は○であることがより好ましく、◎であることがさらに好ましい。
・◎:25N/m以上
・○:20N/m以上24N/m未満
・△:8N/m以上19N/m未満
・×:8N/m未満
・比較ノニオン系界面活性剤1:上述した式(1)で表される化合物(ここで、R11は-CH2-CH2-であり、R12は炭素数8の直鎖状アルキル基(n-オクチル基)であり、nは1である)。HLB値は3である。比較ノニオン系界面活性剤1は、上述した式(1)で表される化合物であるが、HLB値が4.5未満であるため、上述した特定ノニオン系界面活性剤に該当しない。
・特定ノニオン系界面活性剤1:上述した式(1)で表される化合物(ここで、R11は-CH2-CH2-であり、R12は炭素数12の直鎖状アルキル基であり、nは4である)。HLB値は5である。
・特定ノニオン系界面活性剤2:上述した式(1)で表される化合物(ここで、R11は-CH2-CH2-であり、R12は炭素数14の直鎖状アルキル基であり、nは10である)。HLB値は7.8である。
・特定ノニオン系界面活性剤3:上述した式(1)で表される化合物(ここで、R11は-CH2-CH2-であり、R12は炭素数16の直鎖状アルキル基(セチル基)であり、nは10である)。HLB値は9.6である。
・特定ノニオン系界面活性剤4:上述した式(1)で表される化合物(ここで、R11は-CH2-CH2-であり、R12はオレイル基であり、nは12である)。HLB値は10.4である。
・比較ノニオン系界面活性剤2:上述した式(1)で表される化合物(ここで、R11は-CH2-CH2-であり、R12は炭素数23の直鎖状アルキル基であり、nは23である)。HLB値は12.5である。比較ノニオン系界面活性剤2は、上述した式(1)で表される化合物であるが、HLB値が10.5超であるため、上述した特定ノニオン系界面活性剤に該当しない。
実施例2と実施例5~8との対比(特定ノニオン系界面活性剤の含有量が異なる態様同士の対比)から、特定ノニオン系界面活性剤の含有量が0.5~20質量%である実施例2及び5~7は、より優れた接着性を示した。なかでも、特定ノニオン系界面活性剤の含有量が0.5~5質量%である実施例2及び5は、さらに優れた接着性を示した。
実施例2と実施例9との対比(特定ノニオン系界面活性剤2を5質量部含有する態様同士の対比)から、特定有機溶剤が上述した式(2)で表される化合物(ただし、R21又はR22とR23とが互いに結合して環を形成する態様を除く)のみからなる実施例2は、より優れた接着性を示した。
Claims (5)
- 特定ノニオン系界面活性剤と、水と、特定有機溶剤とを含有し、
前記特定ノニオン系界面活性剤が、HLB値が4.5以上10.5以下であり、下記式(1)で表される化合物であり、
前記特定有機溶剤が、ジメチルホルムアミドであり、
前記特定ノニオン系界面活性剤の含有量が、0.5質量%以上30質量%以下である、加硫ゴム用接着前処理剤。
HO-(R11-O)n-R12 (1)
式(1)中、R11は、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-CH2-、又は、-CH2-CH(CH3)-を表す。R12は、脂肪族炭化水素基を表す。nは、1以上の整数を表す。 - 前記式(1)中のR12が、炭素数12~18の脂肪族炭化水素基である、請求項1に記載の加硫ゴム用接着前処理剤。
- 前記式(1)中のnが、1~15の整数である、請求項1又は2に記載の加硫ゴム用接着前処理剤。
- タイヤ用の接着前処理剤である、請求項1~3のいずれか1項に記載の加硫ゴム用接着前処理剤。
- インナーライナー用の接着前処理剤である、請求項4に記載の加硫ゴム用接着前処理剤。
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