JPH0859846A - 合成繊維との接着性を改善したゴム配合物 - Google Patents

合成繊維との接着性を改善したゴム配合物

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JPH0859846A
JPH0859846A JP19163194A JP19163194A JPH0859846A JP H0859846 A JPH0859846 A JP H0859846A JP 19163194 A JP19163194 A JP 19163194A JP 19163194 A JP19163194 A JP 19163194A JP H0859846 A JPH0859846 A JP H0859846A
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rubber
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fibers
adhesion
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JP19163194A
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English (en)
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Tadatoshi Kurozumi
忠利 黒住
Kazuo Yoshikawa
和男 吉川
Kazuhiko Hiromoto
和彦 広本
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Showa Denko KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 芳香族ポリアミド繊維等の合成繊維とゴム配
合物の接着性の改善を目的とする。 【構成】 合成繊維にFe、Cr、Mn、Cu、Co、
Ni等の金属の金属酸化物、金属オキシ水酸化物、金属
水酸化物を被覆することにより合成繊維との接着性を改
善したゴム配合物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はゴム補強材料における合
成繊維との接着性の改善したゴム配合物に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】一般に、タイヤ、伝動ベルト、コンベア
ベルト、ホース、ゴム引布等の工業用ゴム製品は、合成
繊維を用いて補強されている。レーヨン、脂肪族ポリア
ミド繊維、ポリエステル繊維等の合成繊維は、綿、羊
毛、麻等の天然繊維と比較して、一般に強力が大きく、
弾性率が高く、耐熱性が良く、摩擦に対する抵抗にすぐ
れ、水や熱による寸法安定性も良い等、優れた性質を有
しているので、補強繊維として、広く用いられている。
【0003】近年、自動車産業などにおいては、排ガス
対策、低騒音化対策に高温度使用に耐えるベルト、また
ラジアルタイヤ化に伴い、さらに高強力、高弾性率の要
求が高まり、スチール繊維が用いられるようになった
が、ゴムとの熱膨張率との違いから高温度使用時ではは
がれやすく、また、比重が高く、製品が重くなる欠点が
あり、芳香族ポリアミド繊維が注目を集めるようになっ
てきた。
【0004】従来、合成繊維とゴム配合物を接着するに
は、レゾルシン・ホルマリン樹脂とゴムラテックスとを
主成分とする、所謂レゾルシン・ホルマリン樹脂・ゴム
ラテックス(以下、RFLという。)を接着剤として用
いる方法が広く知られており、この方法によれば、合成
繊維とゴム配合物との間にも、ある程度の接着力を得る
ことができる。しかし、補強繊維としての特性を十分に
発揮させるには、合成繊維とゴム配合物の接着性能は重
要な因子である。
【0005】そこで、従来、一般に、合成繊維とゴム配
合物の接着性を高めるために、種々のRFLを用いる方
法が提案されている。例えば、特開昭49−96048
号公報には、ポリアミド繊維とクロロプレンゴムとの接
着において、クロロヒドリンゴムラテックスとクロロプ
レンラテックスとを、レゾルシン・ホルマリン樹脂に混
合してなるRFLを用いる方法が提案されている。
【0006】特開昭59−89375号公報には、クロ
ロプレン−ジクロロブタジエン共重合体ラテックスとレ
ゾルシン・ホルマリン樹脂からなるRFLを用いて、ゴ
ムを繊維に接着する方法が提案されている。
【0007】ゴムとRFLとの結合力は、天然ゴム、ス
チレン・ブタジエンゴム等では、ゴムの不飽和結合とゴ
ムラテックスの加硫工程における架橋反応による化学結
合であるが、近年、高飽和ニトリルゴム、エチレン・プ
ロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、塩
素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、エ
ピクロロヒドリンゴム、フッ素ゴム等の高飽和あるいは
完全飽和ゴムが種々の分野で用いられるようになってき
たが、これら特殊ゴムは、繊維との接着がさらに困難で
ある。
【0008】そこで、これら特殊ゴムとの接着につい
て、特開昭61−207442号公報には、例えば、水
添ニトリルゴムのようなニトリル基を含有する高飽和炭
化水素ゴムを繊維に接着するに際して、エピクロロヒド
リン重合体、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリ
エチレン、塩素化ポリエチレン等の含ハロゲン重合体と
レゾルシン・ホルマリン樹脂からなるRFLを用いる方
法が提案されている。
【0009】合成繊維とRFLとの結合力は、合成繊維
とレゾルシン・ホルマリン樹脂の水素結合などの濡れ性
とされており、特殊ゴムとRFLの接着性に比べて、さ
らに弱い。特に、芳香族ポリアミド繊維では、その表面
が一層不活性で、RFLに対する濡れ性が悪いことか
ら、得られる接着性はきわめて弱い。そこで、芳香族ポ
リアミド等とゴム配合物の接着について、芳香族ポリア
ミド等の繊維表面を活性化する方法が提案されている。
例えば、特開平2−202569号公報には、芳香族ポ
リアミド繊維を、分子中に2個以上のエポキシ基を有す
るエポキシ化合物で処理した後、RFL処理する方法、
特開平3−40875号公報には、芳香族ポリアミド繊
維をポリエポキシ化合物、ブロックドイソシアネート化
合物、ゴムラテックス混合物で処理した後、RFL処理
する方法、特開昭60−250036号公報には、芳香
族ポリアミド繊維の表面を減圧下に低温プラズマガス雰
囲気中で処理した後、RFL処理する方法が提案されて
いる。
【0010】しかしながら、従来の接着方法では、芳香
族ポリアミド繊維を補強繊維とするゴム製品では、高温
環境下、屈曲、圧縮、伸長等、動的外力を受けて、繊維
とゴムの間に大きな剪断が生じる用途に用いた場合、い
ずれも接着力が不足する結果、繊維とゴムとの界面にて
剥離破壊が生じて、製品の耐久性が不足して、芳香族ポ
リアミドの特性が十分に生かされていない。また、レー
ヨン、脂肪族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維等を用
いたゴム製品においても、より過酷な使用条件下でます
ます求められる耐久性、安全性から、合成繊維とゴム配
合物の接着性の改善が、さらに要求されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点を克服するためのものであり、その目的は、少
量の金属酸化物、金属オキシ水酸化物、金属水酸化物を
合成繊維に被覆するによりゴム補強材料における合成繊
維との接着性を改善したゴム配合物を提供することにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点を
解決すべくなされたものであり、金属酸化物、金属オキ
シ水酸化物、金属水酸化物の少なくとも一種以上を繊維
表面に被覆することにより、芳香族ポリアミド等の繊維
表面を活性化し、ゴムもしくはRFLとの結合力を高
め、ゴム配合物と合成繊維との接着性を改善する方法を
提供するものである。以下発明の構成要因について、さ
らに詳細に説明する。
【0013】本発明でいう「金属酸化物、金属オキシ水
酸化物、金属水酸化物」の金属とは、Fe、Cr、M
n、Cu、Co、Ni、Zn、Sn、V、Al、Si、
Ti、Gaなどの一種以上の金属をいう。
【0014】また、本発明でいう「被覆」とは、pH、
温度コントロールした粒径 0.1Å〜1000Åの金属酸化
物、金属オキシ水酸化物、金属水酸化物の 0.001%〜30
%懸濁液に、繊維を浸漬することにより、容易に金属酸
化物、金属オキシ水酸化物、金属水酸化物を繊維に固着
する方法をいう。粒径は、小さいほど繊維間の分散がよ
く被覆欠陥が少なく、大きいほど付着量は多い。金属酸
化物、金属オキシ水酸化物、金属水酸化物は、市販品を
用いてもよいが、微細な繊維のトウ、ステープル、フィ
ラメントなどの繊維や織布等の、繊維の一本一本まで均
一に欠陥なく被覆する方法としては、金属酸化物、金属
オキシ水酸化物、金属水酸化物生成用化合物水溶液に繊
維を浸漬した後、pH調整、エネルギー付加により、金
属酸化物、金属オキシ水酸化物、金属水酸化物を生成さ
せ、繊維に付着するのが望ましい。最適な被覆量は、繊
維の種類、形態、用途により異なるが、繊維に対して重
量比で、1:0.0001〜0.2が適当である。
【0015】例えば、金属オキシ水酸化物生成用化合物
としてFeCl3 を用い、pH<2.5にすると、ゲル
が析出し、50〜70℃に加熱するとβ−FeOOHを
生ずる。 pH調整、エネルギー付加条件は、金属により異なる
が、通常は、pH 1〜13、温度 室温〜 100℃である。
pH、温度をコントロールすることにより、金属酸化
物、金属オキシ水酸化物、金属水酸化物の粒径はコント
ロールできる。また、JIS L 0821に準拠した
染色堅ろう度試験機用洗濯機にて、 JISL 0801
〜C06による染色堅ろう度試験において、金属酸化
物、金属オキシ水酸化物、金属水酸化物の繊維からの脱
落はない。
【0016】エネルギー付加手段としては、伝熱、対
流、輻射などによる熱エネルギー、紫外線、赤外線、電
磁波、X線などの波動エネルギーが適宜用いられる。本
発明に用いられる合成繊維としては、レーヨン、脂肪族
ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、芳香族ポリアミド
繊維、炭素繊維、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ
エステル、アクリル、ビニロン、ポリウレタン繊維等で
あり、特に分子量、分子量分布等、限定されないが、紡
糸可能な原料であれば使用することができる。ただし、
高強力、高弾性の繊維として、芳香族ポリアミド繊維、
脂肪族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、炭素繊維、
レーヨン等が一般的に用いられる。
【0017】ポリアミド繊維とは、分子中に酸アミド結
合と炭化水素部分を有する高分子化合物であり、脂肪族
ポリアミド繊維としては、ポリアミド6、ポリアミド6
6、ポリアミド610 、ポリアミド12等の単独重合体及
び、ポリアミド6/66、ポリアミド6/12、ポリアミド6/66
/610等のポリアミド6樹脂との共重合体ポリアミド類等
をあげられ、芳香族ポリアミド繊維としては、ポリ(p
−フェニレンフタルアミド)及びその誘導体繊維が例示
され、紡糸後熱処理されていてもよい。
【0018】ポリエステル繊維とは、多価の有機酸と多
価のアルコ−ル類とが縮重合した高分子化合物であり、
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート、ポリメチレンテレフタレート、ポリ−p−エチレ
ンオキシベンゾエ−ト等があげられる。
【0019】再生セルロース繊維では、ビスコースレー
ヨン繊維等が例示される。その他として、炭素繊維、ポ
リオレフィン繊維、ビニロン繊維など紡糸可能な原料で
あれば使用することができる。またこれらの樹脂を一種
類で使用してもよく、あるいは二種類以上併用すること
もでき、二種類以上の樹脂を繊維製造工程でブレンドし
た繊維や、芯鞘型または並列型に配した複合繊維も使用
することが可能である。
【0020】ゴム配合物に用いるゴムとしては天然ゴ
ム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソ
プレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレン・ジエ
ンゴム、高飽和ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴ
ム、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレ
ン、エピクロロヒドリンゴム、フッ素ゴム等の高飽和あ
るいは完全飽和ゴム等の単独又は混合物を例として挙げ
ることができる。
【0021】合成繊維の表面を少量の金属水酸化物、金
属オキシ水酸化物、金属水酸化物で被覆した後直接ゴム
に配合するかもしくは所望により、RFLによる処理が
行われる。RFL処理におけるレゾルシンとホルマリン
とのモル比は、1:0.1〜8好ましくは、1:1〜4
の範囲で用いられる。ゴムラテックスとしては、例え
ば、天然ゴムラテックス、スチレン・ブタジエン・コポ
リマーラテックス、ビニルピリジン・スチレン・ブタジ
エン・ターポリマーラテックス、ニトリルゴムラテック
ス、クロロプレンゴムラテックス等があり、これらを単
独または併用して使用される。また、繊維の形態は、フ
ィラメント、ステープル、テープヤーン、織物、ネット
等補強繊維として使われるものならばよい。
【0022】接着性が向上する原因は、明確ではない
が、合成繊維の表面を金属水酸化物、金属オキシ水酸化
物、金属水酸化物で被覆したことにより、ゴム加硫に用
いた硫黄やRFL処理のレゾルシン・ホルマリン樹脂と
の結合力が高い水酸基やオキシ基が繊維表面に生成され
たか、あるいは繊維表面における凹凸の形成によりゴム
やRFLに対する濡れ性が向上するためと考えられる。
【0023】
【実施例】
(実施例1)芳香族ポリアミド繊維としては、パラフェ
ニレンジアミン25モル%、テレフタル酸クロリド50
モル%、3,4’−ジアミノ−ジフェニルエーテル25
モル%からなる重合体を湿式紡糸して得た2d/108
8本の2本を合撚し上撚30T/10cm(S)、下撚
30T/10cm(Z)の撚構成からなる3000d/
2000本のコ−ドとした。こうして得られたコ−ド
を、10g/1−FeCl3 水溶液を作成し、pH1.
8にNaOHにて調製した反応液に浸漬し、70℃に加
熱し10分保持した。
【0024】次に、液より、芳香族ポリアミド繊維をと
りだし、十分に水洗し、80℃で24時間乾燥した。鉄
化合物として、β−FeOOHが付着しているのが、X
線回折により確認された。繊維に対して0.002付着
しているのが、繊維を灰化して残渣を重量測定して確認
された。次に、レゾルシン11g、37%ホルマリン6
g、10%苛性ソ−ダ0.3gを純水236g中で、2
5℃、6時間縮合させたレゾルシン・ホルマリン樹脂
に、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエン・ターポリ
マーラテックス250gと純水74gを加え、25℃、
20時間熟成したRFL液に、浸漬し、140℃で2
分、240℃で2分、それぞれ乾燥した。
【0025】平行巻き巻取機を用いて、二重にならない
ように、かつ繊維同士が密着するように一重に巻きつ
け、そのうえ上から25mm幅のセロハンテープを張り
つけた後、カッタ−ナイフで切り出すことにより、片面
にセロハンテープのついた25mm幅の芳香族ポリアミ
ド繊維の布片を作り、二枚の布の間に芳香族ポリアミド
繊維と天然ゴムを主成分とするカ−カス配合の未加硫コ
ンパウンド片が接触するように挟み、金型中、150℃
で15分間プレスすることにより、加硫処理することに
より、試験片を得た。接着力はJIS K6301に準
拠して行い、接着力は20.5kg/2cmだった。
【0026】(実施例2)実施例1のようにして、得ら
れたコードを、20g/1−Ni(NO32 水溶液を
作成し、1.5倍量の1%NaClO3 を加え、pH1
2にNaOHにて調製した反応液に浸漬し、60℃に加
熱し10分保持した。
【0027】次に、液より、芳香族ポリアミド繊維をと
りだし、十分に水洗し、80℃で24時間乾燥した。ニ
ッケル化合物として、NiOが付着しているのが、X線
回折により確認された。繊維に対して0.003付着し
ているのが、繊維を灰化して残渣を重量測定して確認さ
れた。
【0028】実施例1のようにして、試験片を作成し、
接着力を評価し、結果は20.1kg/2cmだった。
【0029】(実施例3)ポリエチレンテレフタレート
樹脂を、湿式紡糸して得た2d/1088本の2本を合撚し上
撚30T/10cm(S)、下撚30T/10cm
(Z)の撚構成からなる3000d/2000本のコー
ドとした。他は、実施例1のようにして、試験片を作成
し、接着力を評価し、結果は20.6kg/2cmだっ
た。
【0030】(実施例4)実施例1においてRFL液に
浸漬しないβ−FeOOHを付着させた芳香族ポリアミ
ド繊維とエチレン・プロピレン・ジエンゴムを主成分と
する試験片を作成し、接着力を評価し、結果は18.6
kg/2cmだった。
【0031】(比較例1)実施例1において、β−Fe
OOHを付着させないこと以外は同じにして、試験片を
作成し、接着力を評価し、結果は4.6kg/2cmだ
った。
【0032】(比較例2)実施例4において、β−Fe
OOHを付着させないこと以外は同じにして、試験片を
作成し、接着力を評価し、結果は2.9kg/2cmだ
った。
【0033】
【発明の効果】以上のように、金属酸化物、金属オキシ
水酸化物、金属水酸化物を 繊維表面に被覆することに
より、芳香族ポリアミド等の繊維表面を活性化し、RF
Lとの結合力を高め、合成繊維とゴム配合物の接着法の
改善し、芳香族ポリアミド等の補強効果を十分に発揮さ
せたゴム製品を提供できる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合成繊維に、金属酸化物、金属オキシ水
    酸化物、又は金属水酸化物の少なくとも一種以上を被覆
    することにより合成繊維との接着性を改善したゴム配合
    物。
  2. 【請求項2】 合成繊維が芳香族ポリアミド繊維、脂肪
    族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、レーヨン、炭素
    繊維、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル、ビニ
    ロン又はポリウレタン繊維の少なくとも一種以上である
    請求項1記載のゴム配合物。
  3. 【請求項3】 金属酸化物、金属オキシ水酸化物、金属
    水酸化物の金属は、Fe、Cr、Mn、Cu、Co、N
    i、Zn、Sn、V、Al、Si、Ti、Gaの群から
    選ばれる少なくとも一種以上の金属である請求項1又は
    2記載のゴム配合物。
JP19163194A 1994-08-15 1994-08-15 合成繊維との接着性を改善したゴム配合物 Pending JPH0859846A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013079341A (ja) * 2011-10-04 2013-05-02 Bridgestone Corp コンベアベルト用ゴム組成物及びそれを用いたコンベアベルト
JP2013107729A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Bridgestone Corp コンベアベルト用ゴム組成物、並びにそれを用いたコンベアベルト
WO2017065303A1 (ja) * 2015-10-14 2017-04-20 株式会社ブリヂストン ゴム補強用繊維、ゴム-繊維複合体およびこれを用いた空気入りタイヤ
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