JPH0892410A - ゴム補強用アラミド粒子の製造方法 - Google Patents
ゴム補強用アラミド粒子の製造方法Info
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- JPH0892410A JPH0892410A JP22489894A JP22489894A JPH0892410A JP H0892410 A JPH0892410 A JP H0892410A JP 22489894 A JP22489894 A JP 22489894A JP 22489894 A JP22489894 A JP 22489894A JP H0892410 A JPH0892410 A JP H0892410A
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- JP
- Japan
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- particles
- rubber
- aramid
- surface area
- treating
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- Laminated Bodies (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的はゴムとの接着力が大きく、ゴ
ム中での分散性が良好なゴム補強用アラミド粒子を提供
することにある。 【構成】 平均粒径1〜400μm、表面積1〜100
m2 /gの表面多孔質アラミド粒子をレゾルシン・ホル
マリン・ゴムラテックス(RFL)を含む処理剤にて処
理し、熱処理することを特徴とするゴム補強用アラミド
粒子の製造方法。
ム中での分散性が良好なゴム補強用アラミド粒子を提供
することにある。 【構成】 平均粒径1〜400μm、表面積1〜100
m2 /gの表面多孔質アラミド粒子をレゾルシン・ホル
マリン・ゴムラテックス(RFL)を含む処理剤にて処
理し、熱処理することを特徴とするゴム補強用アラミド
粒子の製造方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はゴム補強用アラミド粒子
に関するものである。本発明のゴム補強用アラミド粒子
で補強されたゴムはタイヤ、搬送用ゴムベルト等に利用
される。
に関するものである。本発明のゴム補強用アラミド粒子
で補強されたゴムはタイヤ、搬送用ゴムベルト等に利用
される。
【0002】
【従来の技術】これまで、アラミドの優れた機械的特
性、耐熱性、耐摩耗性、振動減衰性及び化学的性質を活
かすためにタイヤ、ゴムベルト等のゴム複合材料への適
用が検討されてきた。通常、このようなゴム複合材料へ
の適用はアラミド繊維として、織物、コード及び短繊維
の様な形態で行われる。なかでも、アラミド短繊維をベ
ルトやタイヤなどに補強し、耐熱性、耐摩耗性、静粛性
を向上させる方法が数多く提案されている(例えば、特
開昭62ー106146号公報、特開平1ー16483
9号公報)。
性、耐熱性、耐摩耗性、振動減衰性及び化学的性質を活
かすためにタイヤ、ゴムベルト等のゴム複合材料への適
用が検討されてきた。通常、このようなゴム複合材料へ
の適用はアラミド繊維として、織物、コード及び短繊維
の様な形態で行われる。なかでも、アラミド短繊維をベ
ルトやタイヤなどに補強し、耐熱性、耐摩耗性、静粛性
を向上させる方法が数多く提案されている(例えば、特
開昭62ー106146号公報、特開平1ー16483
9号公報)。
【0003】しかしながら、アラミド短繊維は繊維長が
生産上0.5mm程度が最小の限界であり、これ以上小
さくできない。また、アラミド繊維は比較的表面が不活
性で、かつ平滑であるためゴムとの接着性が低く、また
ゴムに配合するときの分散性が悪いために補強ゴムの耐
疲労性が悪くなるうえ、アラミドの有する優れた特性が
十分発揮できていないのが現状である。
生産上0.5mm程度が最小の限界であり、これ以上小
さくできない。また、アラミド繊維は比較的表面が不活
性で、かつ平滑であるためゴムとの接着性が低く、また
ゴムに配合するときの分散性が悪いために補強ゴムの耐
疲労性が悪くなるうえ、アラミドの有する優れた特性が
十分発揮できていないのが現状である。
【0004】
【発明の目的】以上の事情を背景として、本発明の目的
は、ゴムとの接着力が大きく、ゴム中での分散性が良好
なゴム補強用アラミド粒子を提供することにある。
は、ゴムとの接着力が大きく、ゴム中での分散性が良好
なゴム補強用アラミド粒子を提供することにある。
【0005】
【発明の構成】すなわち本発明は「(請求項1) 平均
粒径1〜400μm、表面積1〜100m2 /gの表面
多孔質アラミド粒子をレゾルシン・ホルマリン・ゴムラ
テックス(RFL)を含む処理剤にて処理し、熱処理す
ることを特徴とするゴム補強用アラミド粒子の製造方
法。」である。
粒径1〜400μm、表面積1〜100m2 /gの表面
多孔質アラミド粒子をレゾルシン・ホルマリン・ゴムラ
テックス(RFL)を含む処理剤にて処理し、熱処理す
ることを特徴とするゴム補強用アラミド粒子の製造方
法。」である。
【0006】本発明におけるアラミド粒子とは、芳香族
環を有する繰り返し単位が全体の少なくとも80%以上
を占める重合体からなる粒子を意味する。これらの重合
体、または、共重合体からなる粒子の代表例として、ポ
リパラアミノベンズアミド、ポリパラフェニレンテレフ
タラミド、ポリパラアミノベンズヒドラジドテレフタル
アミド、ポリテレフタル酸ヒドラジド、ポリメタフェニ
レンイソフタラミド等、もしくはこれらの共重合体から
なる粒子を挙げることができる。
環を有する繰り返し単位が全体の少なくとも80%以上
を占める重合体からなる粒子を意味する。これらの重合
体、または、共重合体からなる粒子の代表例として、ポ
リパラアミノベンズアミド、ポリパラフェニレンテレフ
タラミド、ポリパラアミノベンズヒドラジドテレフタル
アミド、ポリテレフタル酸ヒドラジド、ポリメタフェニ
レンイソフタラミド等、もしくはこれらの共重合体から
なる粒子を挙げることができる。
【0007】本発明における好ましいアラミドとして
は、ポリマー繰り返し単位の40モル%、好ましくは5
5モル%以上がメタフェニレンイソフタルアミド単位で
あるホモポリアミドまたはコポリアミドがあげられる。
かかるホモポリアミドまたはコポリアミドは酸成分とし
てイソフタル酸ハライド、ジアミン成分としてメタフェ
ニレンジアミンを用い、さらに必要に応じて小量の第3
成分、例えば、テレフタル酸ハライド、メチルテレフタ
ル酸ハライド、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸ハラ
イド、パラフェニレンジアミン、3,4または4,4−
ジアミノジフェニルエーテル、メタキシリレンジアミン
等あるいはメタまたはパラ安息香酸ハライド等を用いて
これらを縮合させることによって製造することができ
る。本発明におけるアラミド粒子は、前述の如きアラミ
ドによって構成され、平均粒径1〜400μmであり、
表面積が1〜100m2 /gの多孔質の表面形態を有す
る。このようなアラミドの多孔質粒子は、基本的には特
公昭47ー10863号公報に記載の界面重合法に従っ
て製造することができる。この界面重合法によれば、得
られるポリマー中に無機塩が含有することがないので耐
熱性の良好なポリマー粒子が得られる。粒子の多孔質な
表面形態によりゴムが粒子表面の細孔部分にとりこまれ
るため、粒子とゴムとは高い接着力を持つことができ
る。したがって、該粒子の粒径が小さいほど表面積が大
きくなり、ゴムとの接着力が大きくなるため効果は大き
い。前記界面重合法によって得られる粒子は平均粒径が
比較的大きく、このため表面積も小さい。そこで、平均
粒径を小さくし、表面積を大きくするために得られた粒
子を粉砕して使用しても良い。アラミド粒子を粉砕する
には、一般に微粒子を粉砕する方法、例えばジェット気
流によって粒子を加速し、粒子相互の衝突によって粉砕
する方式やスラリー状でボール状の媒体と接触させ粉砕
する方式などの手段を用いると良い。
は、ポリマー繰り返し単位の40モル%、好ましくは5
5モル%以上がメタフェニレンイソフタルアミド単位で
あるホモポリアミドまたはコポリアミドがあげられる。
かかるホモポリアミドまたはコポリアミドは酸成分とし
てイソフタル酸ハライド、ジアミン成分としてメタフェ
ニレンジアミンを用い、さらに必要に応じて小量の第3
成分、例えば、テレフタル酸ハライド、メチルテレフタ
ル酸ハライド、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸ハラ
イド、パラフェニレンジアミン、3,4または4,4−
ジアミノジフェニルエーテル、メタキシリレンジアミン
等あるいはメタまたはパラ安息香酸ハライド等を用いて
これらを縮合させることによって製造することができ
る。本発明におけるアラミド粒子は、前述の如きアラミ
ドによって構成され、平均粒径1〜400μmであり、
表面積が1〜100m2 /gの多孔質の表面形態を有す
る。このようなアラミドの多孔質粒子は、基本的には特
公昭47ー10863号公報に記載の界面重合法に従っ
て製造することができる。この界面重合法によれば、得
られるポリマー中に無機塩が含有することがないので耐
熱性の良好なポリマー粒子が得られる。粒子の多孔質な
表面形態によりゴムが粒子表面の細孔部分にとりこまれ
るため、粒子とゴムとは高い接着力を持つことができ
る。したがって、該粒子の粒径が小さいほど表面積が大
きくなり、ゴムとの接着力が大きくなるため効果は大き
い。前記界面重合法によって得られる粒子は平均粒径が
比較的大きく、このため表面積も小さい。そこで、平均
粒径を小さくし、表面積を大きくするために得られた粒
子を粉砕して使用しても良い。アラミド粒子を粉砕する
には、一般に微粒子を粉砕する方法、例えばジェット気
流によって粒子を加速し、粒子相互の衝突によって粉砕
する方式やスラリー状でボール状の媒体と接触させ粉砕
する方式などの手段を用いると良い。
【0008】本発明の処理剤はレゾルシン・ホルマリン
・ゴムラテックスを含む組成物であるが、ここに使用す
るレゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックスは通常RF
Lと呼ばれているものであり、RFLとしては公知のい
かなる配合であっても良い(例えば日本ゴム協会誌、6
5、105(1992)参照)。
・ゴムラテックスを含む組成物であるが、ここに使用す
るレゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックスは通常RF
Lと呼ばれているものであり、RFLとしては公知のい
かなる配合であっても良い(例えば日本ゴム協会誌、6
5、105(1992)参照)。
【0009】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、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する。 処理剤をアラミド粒子
に付着せしめるには、粒子と5〜10重量%の処理剤を
混合し、撹拌して均一に処理剤を付着させ、さらに撹拌
しながら加熱し、乾燥・熱処理する。乾燥・熱処理の
際、必ず撹拌しながら、加熱は徐々に行なわなければな
らない。これを行わないと粒子は凝集し、ゴムへの均一
な分散が困難となる。
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、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する。 処理剤をアラミド粒子
に付着せしめるには、粒子と5〜10重量%の処理剤を
混合し、撹拌して均一に処理剤を付着させ、さらに撹拌
しながら加熱し、乾燥・熱処理する。乾燥・熱処理の
際、必ず撹拌しながら、加熱は徐々に行なわなければな
らない。これを行わないと粒子は凝集し、ゴムへの均一
な分散が困難となる。
【0010】
【発明の作用効果】上記のような、アラミド粒子は表面
が多孔質な形態を有するため、ゴムが粒子表面の細孔部
にとりこまれ、粒子とゴムとは高い接着力を持つことが
できる。本発明のアラミド粒子は平均粒径1〜400μ
mの粒子状であることから、ゴム中への分散性が良好で
あり、またゴムとの高い接着力を有するため、耐疲労性
が良好であり、その結果、ゴム補強用材料としてアラミ
ド本来の優れた特性を十分に発揮することができる。
が多孔質な形態を有するため、ゴムが粒子表面の細孔部
にとりこまれ、粒子とゴムとは高い接着力を持つことが
できる。本発明のアラミド粒子は平均粒径1〜400μ
mの粒子状であることから、ゴム中への分散性が良好で
あり、またゴムとの高い接着力を有するため、耐疲労性
が良好であり、その結果、ゴム補強用材料としてアラミ
ド本来の優れた特性を十分に発揮することができる。
【0011】以下、本発明を実施例により具体的に説明
する。なお、実施例において、平均粒径、表面積、破断
強度、破断伸び、25%モジュラス、50%モジュラ
ス、耐摩耗性は以下のようにして求めた値である。
する。なお、実施例において、平均粒径、表面積、破断
強度、破断伸び、25%モジュラス、50%モジュラ
ス、耐摩耗性は以下のようにして求めた値である。
【0012】<平均粒径>粒子を顕微鏡写真に撮り、無
作為に選んだ100個の粒子の粒径を顕微鏡写真より求
め、その平均値を平均粒径とする。
作為に選んだ100個の粒子の粒径を顕微鏡写真より求
め、その平均値を平均粒径とする。
【0013】<表面積>ミクロメトリックス・インスト
ルメント社製の自動表面積測定機2200型を用いて、
窒素吸着法により乾燥した粒子の表面積を測定する。
ルメント社製の自動表面積測定機2200型を用いて、
窒素吸着法により乾燥した粒子の表面積を測定する。
【0014】<破断強度、破断伸び、25%モジュラ
ス、50%モジュラス>粒子を補強したゴムの補強効果
と伸びを示すものである。JIS−K6301に従い、
3号ダンベル状試験片を500mm/minの引張速度
で切断する際の破断荷重を試験片の断面積で割った値を
破断強度とし、切断時の標線間の伸びを破断伸び、標線
間の伸びが25%及び50%での荷重を試験片の断面積
で割った値をそれぞれ25%モジュラス、50%モジュ
ラスとする。
ス、50%モジュラス>粒子を補強したゴムの補強効果
と伸びを示すものである。JIS−K6301に従い、
3号ダンベル状試験片を500mm/minの引張速度
で切断する際の破断荷重を試験片の断面積で割った値を
破断強度とし、切断時の標線間の伸びを破断伸び、標線
間の伸びが25%及び50%での荷重を試験片の断面積
で割った値をそれぞれ25%モジュラス、50%モジュ
ラスとする。
【0015】<耐摩耗性>粒子の補強効果を示すもので
ある。アラミド粒子をゴム中に均一に分散し、ゴムと一
体化することで、アラミドの有する耐摩耗性を活かすこ
とができる。粒子補強ゴムの表面を金属で摩擦しても、
その摩耗速度は遅くなり、単位時間当たりの摩耗量が小
さくなる。この摩耗量を粒子補強のないゴム板との対比
でインデックス表示し耐摩耗性を判断した。ここでは、
オリエンテック株式会社の摩擦摩耗試験機を用い、荷重
1.5kgを負荷した状態で、周速20mm/秒の速度
でスチールリングを、ゴム板表面で回転摩耗させ、10
時間後の摩耗量を重量変化から求め比較する方法を用い
た。
ある。アラミド粒子をゴム中に均一に分散し、ゴムと一
体化することで、アラミドの有する耐摩耗性を活かすこ
とができる。粒子補強ゴムの表面を金属で摩擦しても、
その摩耗速度は遅くなり、単位時間当たりの摩耗量が小
さくなる。この摩耗量を粒子補強のないゴム板との対比
でインデックス表示し耐摩耗性を判断した。ここでは、
オリエンテック株式会社の摩擦摩耗試験機を用い、荷重
1.5kgを負荷した状態で、周速20mm/秒の速度
でスチールリングを、ゴム板表面で回転摩耗させ、10
時間後の摩耗量を重量変化から求め比較する方法を用い
た。
【0016】
【実施例1〜8、比較例1】アラミド粒子の製造は特公
昭47−10863号公報記載の界面重合法に従って行
い、ポリ(メタフェニレンイソフタルアミド)系重合体
を製造した。すなわち、メタフェニレンジアミン173
gを金属ナトリウムで脱水したテトラヒドロフラン1l
に溶解し、これを0℃に冷却した。一方、イソフタル酸
クロライド325gを金属ナトリウムで脱水したテトラ
ヒドロフラン1lに溶解し、0℃に冷却した。次に、前
記テトラヒドロフラン溶液を0℃に保ちながら撹拌し、
これに前記イソフタル酸クロライド溶液を細流として徐
々に加えて初期縮合物の分散液を得た。
昭47−10863号公報記載の界面重合法に従って行
い、ポリ(メタフェニレンイソフタルアミド)系重合体
を製造した。すなわち、メタフェニレンジアミン173
gを金属ナトリウムで脱水したテトラヒドロフラン1l
に溶解し、これを0℃に冷却した。一方、イソフタル酸
クロライド325gを金属ナトリウムで脱水したテトラ
ヒドロフラン1lに溶解し、0℃に冷却した。次に、前
記テトラヒドロフラン溶液を0℃に保ちながら撹拌し、
これに前記イソフタル酸クロライド溶液を細流として徐
々に加えて初期縮合物の分散液を得た。
【0017】続いて、前記初期縮合物の分散液を炭酸ソ
ーダ200g、水2lの溶液中に高速撹拌下、速やかに
加えて、固有粘度1.8の白色重合体粒子を得た。この
際の撹拌条件、及び初期縮合物の分散液と炭酸ソーダ水
溶液との体積比などを変えて、ある程度平均粒径を変え
ることができる。これらの粒子を水洗、乾燥後、各粒子
を顕微鏡で観察したところ、いずれも、すでに述べた如
き多孔質の表面形態を有する粒子であった。粒子の粉砕
は前記重合法によって製造した粒子を原料とし、ホソカ
ワミクロン株式会社製、超微粉砕機カウンタージェット
ミルを用いて行った。平均粒径は粉砕時間で調整した。
ーダ200g、水2lの溶液中に高速撹拌下、速やかに
加えて、固有粘度1.8の白色重合体粒子を得た。この
際の撹拌条件、及び初期縮合物の分散液と炭酸ソーダ水
溶液との体積比などを変えて、ある程度平均粒径を変え
ることができる。これらの粒子を水洗、乾燥後、各粒子
を顕微鏡で観察したところ、いずれも、すでに述べた如
き多孔質の表面形態を有する粒子であった。粒子の粉砕
は前記重合法によって製造した粒子を原料とし、ホソカ
ワミクロン株式会社製、超微粉砕機カウンタージェット
ミルを用いて行った。平均粒径は粉砕時間で調整した。
【0018】表面処理剤は次のような方法で調製した。
10%苛性ソーダ水溶液4.4g、28%アンモニア水
溶液12.8gを水314.6gに加え、よく撹拌して
得られた水溶液中に、酸性触媒で反応せしめたレゾルシ
ン・ホルマリン初期縮合物アドハーRF(保土ヶ谷化学
株式会社製、40%アセトン溶液)26.7gを添加し
て十分に撹拌し分散させる。次にニッポール2518G
L(日本ゼオン株式会社製、ビニルピリジン・スチレン
・ブタジエンターポリマー40%水乳化液)263gお
よびニッポールLX−112(日本ゼオン株式会社製、
スチレン・ブタジエンコポリマー40%水乳化液)11
2.8gを水343.7gで希釈する。この希釈液の中
に上記レゾルシン・ホルマリン初期縮合分散液をゆっく
りかき混ぜながら加えてゆき、さらにホルマリン(37
%水溶液)11.1gを添加して均一に混合する。次に
この混合液中にエラストロンBN−04(第一工業製薬
株式会社製、水溶性ブロックドポリイソシアネート33
%水溶液)90.9gを加えて混合し、得られた配合液
に、さらに水1000gを加え処理剤とした。前記の各
種粒径のアラミド粒子500gに該処理剤500gを加
え、処理剤が粒子に均一に付着するようによくかき混ぜ
る。これを撹拌しながら170℃で乾燥させ、さらに撹
拌しながら240℃で熱処理した。
10%苛性ソーダ水溶液4.4g、28%アンモニア水
溶液12.8gを水314.6gに加え、よく撹拌して
得られた水溶液中に、酸性触媒で反応せしめたレゾルシ
ン・ホルマリン初期縮合物アドハーRF(保土ヶ谷化学
株式会社製、40%アセトン溶液)26.7gを添加し
て十分に撹拌し分散させる。次にニッポール2518G
L(日本ゼオン株式会社製、ビニルピリジン・スチレン
・ブタジエンターポリマー40%水乳化液)263gお
よびニッポールLX−112(日本ゼオン株式会社製、
スチレン・ブタジエンコポリマー40%水乳化液)11
2.8gを水343.7gで希釈する。この希釈液の中
に上記レゾルシン・ホルマリン初期縮合分散液をゆっく
りかき混ぜながら加えてゆき、さらにホルマリン(37
%水溶液)11.1gを添加して均一に混合する。次に
この混合液中にエラストロンBN−04(第一工業製薬
株式会社製、水溶性ブロックドポリイソシアネート33
%水溶液)90.9gを加えて混合し、得られた配合液
に、さらに水1000gを加え処理剤とした。前記の各
種粒径のアラミド粒子500gに該処理剤500gを加
え、処理剤が粒子に均一に付着するようによくかき混ぜ
る。これを撹拌しながら170℃で乾燥させ、さらに撹
拌しながら240℃で熱処理した。
【0019】得られた各種粒径の表面処理有無のアラミ
ド粒子を、天然ゴム、スチレンブタジエンを主成分とす
るゴム中に加圧ニーダーを使用し、混練り配合した。こ
れをプレス加硫によりゴムシートを作り、性能評価に供
した。得られたアラミド粒子補強ゴム板の耐摩耗性を前
述の方法で測定した。
ド粒子を、天然ゴム、スチレンブタジエンを主成分とす
るゴム中に加圧ニーダーを使用し、混練り配合した。こ
れをプレス加硫によりゴムシートを作り、性能評価に供
した。得られたアラミド粒子補強ゴム板の耐摩耗性を前
述の方法で測定した。
【0020】結果を表1〜4に示す。アラミド粒子を補
強することでマトリックスゴムの25%及び50%モジ
ュラス、耐摩耗性を向上させることができる。粒子を表
面処理することでゴムとの接着性が向上し、その結果、
モジュラス及び耐摩耗性向上の効果が大きくなるものと
推定される。
強することでマトリックスゴムの25%及び50%モジ
ュラス、耐摩耗性を向上させることができる。粒子を表
面処理することでゴムとの接着性が向上し、その結果、
モジュラス及び耐摩耗性向上の効果が大きくなるものと
推定される。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】
【表4】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29K 105:04 C08L 77:00
Claims (1)
- 【請求項1】 平均粒径1〜400μm、表面積1〜1
00m2 /gの表面多孔質アラミド粒子をレゾルシン・
ホルマリン・ゴムラテックス(RFL)を含む処理剤に
て処理し、熱処理することを特徴とするゴム補強用アラ
ミド粒子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22489894A JPH0892410A (ja) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | ゴム補強用アラミド粒子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22489894A JPH0892410A (ja) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | ゴム補強用アラミド粒子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0892410A true JPH0892410A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=16820890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22489894A Pending JPH0892410A (ja) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | ゴム補強用アラミド粒子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0892410A (ja) |
-
1994
- 1994-09-20 JP JP22489894A patent/JPH0892410A/ja active Pending
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