JPH09176332A - ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維とゴムとの接着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着性を向上させたＰＢＯ繊維とゴムとの接
着方法の提供。 【解決手段】 この接着方法は、ポリパラフェニレンベ
ンゾビスオキサゾール繊維コードをエポキシ化合物、ゴ
ムラテックス、および熱反応型水溶性ウレタン樹脂から
なる第１処理液で処理し、次にレゾルシン、ホルマリ
ン、およびゴムラテックスからなる第２処理液で処理し
た後、未加硫ゴムと一体化加硫することからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気入りタイヤの
ベルト層やカーカス層として、又はコンベヤベルト、ホ
ースなどに好適な軽量の繊維強化複合材料（ゴム／コー
ド複合体）を得るのに有利なポリパラフェニレンベンゾ
ビスオキサゾール繊維（ＰＢＯ繊維）とゴムとの接着方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘテロ環含有芳香族ポリマーからなる繊
維の中で、ＰＢＯ繊維は、アラミド繊維（芳香族ポリア
ミド繊維）の約２倍の強度と引張り弾性を有する。この
ためＰＢＯ繊維をタイヤ、コンベアベルトなどのゴム製
品の補強材として使用することができれば、アラミド繊
維の場合に比してその繊維の使用量を低減しながらさら
に高い補強効果が与えられ、コード／ゴム複合体の軽量
化の達成が期待できる。しかしながら、ＰＢＯ繊維はそ
の分子骨格上、ほとんど官能基を有していないため、ゴ
ムと接着させることが困難であった。

【０００３】このような問題に対し、ＰＢＯ繊維とゴム
との接着性を高める方法がいくつか開示されている。例
えば、特開平７−０２６０２９、７−１０２４７３、６
−３４４７０８、６−３４４４６６、６−２８０１６
９、６−２８０１６７、６−２８７８６６号公報にＰＢ
Ｏ繊維とゴムとの接着方法が開示されているが、タイヤ
やコンベアベルト等の耐久性を要求される部材におい
て、これらの方法では接着性は不十分であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、前述の従来技術におけるゴムとＰＢＯ繊維の接着性
の問題を解決して、ＰＢＯ繊維と未加硫ゴムと一体化加
硫して、ＰＢＯ繊維の数々の特長を保持した上で、ゴム
との接着性を改良したゴム／コード複合体を製造するた
めの繊維接着方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、ＰＢＯ
繊維をエポキシ化合物、ゴムラテックス及び熱反応型水
溶性ウレタン樹脂からなる第一処理液で処理し、次にレ
ゾルシン、ホルマリン及びゴムラテックス、より好まし
くはレゾルシン、ホルマリン、ゴムラテックスおよび熱
反応型水溶性ウレタン樹脂からなる第二処理液で処理し
た後、未加硫ゴムと一体化加硫することを特徴とするＰ
ＢＯ繊維とゴムとの接着方法が提供される。

【０００６】また、予め既知の方法で繊維表面をプラズ
マ放電処理したＰＢＯ繊維を上記処理方法で未加硫ゴム
と一体化加硫することを特徴とするＰＢＯ繊維とゴムと
の接着方法が提供される。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明で用いるＰＢＯ繊維は、ジ
アミノレゾルシンとテレフタル酸クロリドをポリリン酸
中で溶液重合して得られるポリマーを湿式紡糸して製造
することができる。このＰＢＯ繊維コードとしては、Ｋ
＝Ｔ√Ｄ（但し、Ｔはコード１０cm当たりの撚り数、Ｄ
は総デニール数）で表される撚り係数Ｋが０〜2500の範
囲となるように撚りを加えてコードとしたものを適用で
きる。

【０００８】本発明において用いる第１処理液は、エポ
キシ化合物（Ｅ）／ゴムラテックス（Ｌ）／熱反応型水
溶性ウレタン樹脂（Ｕ）からなる。ここで用いるエポキ
シ化合物は、例えばグリシジル基を分子中に１個又は２
個以上有する公知のエポキシ化合物、好ましくはグリセ
ロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグ
リシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテ
ルなどのポリオール系エポキシ化合物である。

【０００９】また、ゴムラテックスは、公知のものを用
いることができる。例えば、天然ゴムラテックス、スチ
レン−ブタジエン共重合体ゴムラテックス、ビニルピリ
ジン・スチレン・ブタジエン共重合ゴムラテックス、Ｎ
ＢＲラテックス、クロロプレンゴムラテックス等のゴム
の水分散液であるが、ビニルピリジン・スチレン・ブタ
ジエン共重合体ゴムラテックスがより好ましい。

【００１０】熱反応型水溶性ウレタン樹脂としては、例
えば、下記一般式に示されるように、ブロックされた
イソシアネート基を一分子中に３個以上有するものを用
いる。

【００１１】

【００１２】（ここで式中、Ａは官能価３〜５の有機ポ
リイソシアネート残基を示し、Ｙは加熱によりイソシア
ネート基を遊離するブロック剤の残基を示し、Ｚは分子
中に少なくとも１個の活性水素原子及び少なくとも一個
のアニオン形成性残基を有する化合物の残基を示し、Ｘ
は２〜４個の活性水素原子を有し、平均分子量が５００
０以下の、水酸基を有する化合物（例えば多価アルコー
ル、多価アミン、アミノアルコール、ポリエステルポリ
オールなど）の残基を示し、ｐ＋ｑは２〜４の整数（但
しｑ≧0.25）で、ｒは２〜４の整数である。）このよう
な熱反応型水溶性ウレタン樹脂の製造方法は、特公昭５
８−６３７１６号公報に開示されている。

【００１３】本発明の第１処理液中のエポキシ化合物
（Ｅ）とゴムラテックス（Ｌ）および熱反応型水溶性ウ
レタン樹脂（Ｕ）の固形分重量比Ｅ／（Ｌ＋Ｕ）が１０
０／１００〜１００／５００、ウレタン樹脂（Ｕ）とラ
テックス（Ｌ）の固形分重量比が４０／１００〜１４０
／１００であるのが効果的な接着を得るためにも好まし
い。本発明の第１処理液中に配合される熱反応型水溶性
ウレタン樹脂の配合量が少なすぎると接着の低下を引き
起こし、また逆に多過ぎるとコードが硬くなり、耐久疲
労性低下を引き起こす可能性がある。

【００１４】本発明に係わる第１処理液は、前記各成分
を一般的な方法で混合して調製することができ、必要に
応じて分散性を良くするための界面活性剤などを配合す
ることができる。第１処理液によるＰＢＯ繊維の処理方
法は一般的な繊維の処理方法と同じく、液中への浸漬、
ロール塗布、スプレー噴霧などによることができる。Ｐ
ＢＯ繊維の第１処理液の付着量は、好ましく３〜８重量
％である。処理されたＰＢＯ繊維コードは、例えば、１
００〜１５０℃の温度で乾燥させた後、更に例えば１６
０〜２７０℃の温度で、好ましくは２４０〜２６０℃の
湿度で熱処理する。

【００１５】このように第１処理液で処理されたＰＢＯ
繊維は、次に従来脂肪族ポリアミド繊維とゴムとの接着
剤として汎用されているＲＦＬからなる第２処理液で処
理される。ここで用いるＲＦＬとしては、従来汎用され
ているものとすることができ、典型的にはレゾルシン・
ホルマリン初期縮合物／ゴムラテックス（例えば、スチ
レンブタジエンラテックス、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などの３０〜６０
％エマルジョンを固形分比で１／２〜１／２０（重量
比）で混合したもの）である。

【００１６】ここで上記ＲＦＬに前記一般式で示した
熱反応型水溶性ウレタン樹脂を混合してなる第２処理液
で処理することで、接着性がさらに向上する効果があ
る。つまり上記ＲＦＬ成分に加えて、熱反応型水溶性ウ
レタン樹脂をＲＦＬ／熱反応型水溶性ウレタン樹脂＝１
００／１０〜１００／５０（重量比）の割合で添加する
ことがより好ましい。熱反応型水溶性ウレタン樹脂の配
合量が少なくすぎると接着性の低下を引き起こし、また
逆に多すぎるとコードが硬くなり、耐疲労性の低下を引
き起こす可能性がある。

【００１７】本発明に従った第２処理液の処理方法は第
１処理液と同じ方法とすることができる。ＰＢＯ繊維へ
の第２処理液付着量は、好ましくは２〜６重量％であ
る。処理されたＰＢＯ繊維は乾燥（例えば、温度１００
〜１５０℃）し、さらに例えば１６０〜２７０℃の温
度、好ましくは２４０〜２７０℃で熱処理する。本発明
に従って第１処理液及び第２処理液で処理されたＰＢＯ
繊維は、加硫可能な未加硫ゴムに埋設して一体化して加
硫することによりゴム／コード複合体とすることができ
る。

【００１８】また、予め既知の方法で繊維表面をプラズ
マ放電処理したＰＢＯ繊維を本発明に従って、上記処理
方法で処理し、未加硫ゴムと一体化加硫することで、よ
りいっそう接着性の向上の効果を得ることができる。プ
ラズマ放電処理には、グロー放電などの低温プラズマ、
コロナ放電等がある。このうち、コロナ放電処理は、大
気圧中での処理が可能であり、経済的にも有利である。
コロナ放電処理したＰＢＯ繊維を本発明に従って処理す
ることで、従来処理法に比べ接着性が大きく向上する。
なお、ＰＢＯ繊維のフィラメント表面をコロナ放電処理
する方法は、例えば、特開平７−２６４１５号公報、特
開平７−１０２４７３号公報などに記載されている。

【００１９】本発明に従えば、ＰＢＯ繊維は、特定のエ
ポキシ化合物、ゴムラテックス及び熱反応型水溶性ウレ
タン樹脂からなる第１処理液で先ず処理され、次いでＲ
ＦＬ、より好ましくはＲＦＬと熱反応型水溶性ウレタン
樹脂からなる第２処理液で処理されるので、未加硫ゴム
との一体化加硫により、ゴムとＰＢＯ繊維のコードとの
接着性に優れ、ＰＢＯ繊維配合ゴム製品の耐久性が高め
られる。また、既知の方法により、予めプラズマ放電に
より表面処理したＰＢＯ繊維を本発明に従って処理する
ことにより、接着性はさらに向上し、配合ゴム製品の耐
久性が著しく高められる。

【００２０】

【実施例】下記の配合内容（重量部）の未加硫ゴム配合
物およびＰＢＯ繊維コード（東洋紡績（株）製、1000デ
ニール／２）を用いた。成分 重量部 天然ゴム １００ 亜鉛華 ５ ステアリン酸 ２ カーボンブラック ５０ 老化防止剤 １ アロマチック油 ７ 硫黄 2.25 加硫促進剤 １

【００２１】先ず、ＰＢＯ繊維コードを表１および表２
に示す配合組成（固形分重量比）の第１処理液に浸漬
し、１００℃で１分乾燥後、２４０℃で１分熱処理を施
した。さらに表１および表２に示す配合組成の第２処理
液に該コードを浸漬し、１００℃で１分乾燥後、２４０
℃で１分熱処理を施し処理コードを得た。図１に示すよ
うに、処理したコード１は、２５mm幅で３０本を１組と
して引き揃え、上記の未加硫ゴム配合物のシート２に埋
設し、これを２プライ密着し、１５０℃で２０分間加硫
して、ゴム／コード複合体３を得た。

【００２２】次に、剥離試験機で速度５０mm／min で、
図１に示すようにプライ間剥離を実施し、剥離後の剥離
界面のゴム付着率を目視で測定した。完全にゴムの凝集
破壊が生じた場合、ゴム付着率は１００％で接着は最も
よい。一方、コード表面が完全に露出した場合ゴム付着
率は０％で接着は最も悪い。結果を表１および表２に示
す。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】ここで実施例１から９は、第１処理液の配
合比を変えたもの、一方、実施例１０から１３は第２処
理液の配合比を変えたものである。なお、ここで用いた
エポキシ化合物（Ｅ）はグリセロールジグリシジルエー
テル（ナガセ化成製デナコールＥＸ３１３）であり、ラ
テックス（Ｌ）はＶＰラテックス（日本ゼオン製ニポー
ル２５１８ＦＳ）であり、熱反応型水溶性ウレタン樹脂
（Ｕ）は熱反応型水溶性ウレタン樹脂（第一工業製薬
（株）製エラストロンＢＮ−０４）である。実施例１４
は、予めコード表面をコロナ放電処理したコードを実施
例１１と同様な方法で処理したものである。

【００２６】また、従来例として、第１処理液をエポキ
シ化合物のみとしたもの、比較例として実施例１の第１
処理液から、熱反応型水溶性ウレタン樹脂を除いたもの
（比較例１）、ゴムラテックスを除いたもの（比較例
２）を用いて処理し、第２処理液としてＲＦＬで処理し
たものの結果と併せて表１および表２に示した。なお、
ここでＲＦＬは公知であって、ＲＦ／Ｌが１／５（固形
分重量比）である。

【００２７】表１および表２から明らかなように、本発
明に従ってＰＢＯ繊維もしくは予め表面をコロナ放電処
理したＰＢＯ繊維を、特定の第１処理液及び第２処理液
で処理することによって、従来に比して優れた接着力を
有するゴム／コード複合体を得ることができ、これによ
りＰＢＯ繊維使用製品の耐久性を向上させることができ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｐ
ＢＯ繊維コードあるいは予め表面をプラズマ放電処理し
たＰＢＯ繊維コードを第１処理液で処理し、次いで第２
処理液で処理した後、未加硫ゴムと一体化加硫するため
に、ＰＢＯ繊維コードのゴムに対する接着性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって得られるゴム／コード複合体の
一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ コード ２ 未加硫ゴム配合物のシート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾ
   ール繊維を、エポキシ化合物、ゴムラテックス、および
   熱反応型水溶性ウレタン樹脂からなる第１処理液で処理
   し、次にレゾルシン、ホルマリン、およびゴムラテック
   スからなる第２処理液で処理した後、未加硫ゴムと一体
   化加硫することからなるポリパラフェニレンベンゾビス
   オキサゾール繊維とゴムとの接着方法。
2. 【請求項２】 前記第２処理液がレゾルシン、ホルマリ
   ン、およびゴムラテックスと熱反応型水溶性ウレタン樹
   脂とからなる請求項１記載のポリパラフェニレンベンゾ
   ビスオキサゾール繊維コードとゴムとの接着方法。
3. 【請求項３】 前記ポリパラフェニレンベンゾビスオキ
   サゾール繊維の表面に予めプラズマ放電処理を施す請求
   項１もしくは２に記載のポリパラフェニレンベンゾビス
   オキサゾール繊維コードとゴムとの接着方法。