JPS6119343A - タイヤコ−ド平織状物の低温プラズマ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はタイヤコード平織状物の低温プラズマ処理方法
に関し、特にはボ′リエステル繊維、芳香族ポリアミド
繊維等の補強材を用いてなるタイヤコード平織状物を低
温グツズｉ処理することによりゴムとの接着性改良を図
り、プラズマ処理後ただちにタイヤ加工に供し得る処理
法の提供を目的とする。

（従来の技術） 従来、タイヤコード平織状物の補強材としてナイロン、
ビニロン、レーヨン等が使用されているが、より高強度
の補強材としてポリエステル繊維。

芳香族ポリアミド繊維等が注目され１種々の検討がなさ
れてきた。しかし、ポリエステル繊維、芳香族ポリアミ
ド繊維は、抗張力、耐衝撃性、耐伸性１寸法安定性、耐
熱性−耐水性、耐薬品性、耐候性などの点ですぐれた特
性を有しているものの一ゴムとの接着性が悪（、タイヤ
補強材としての十分な強度を出し得ない状況にある。こ
のためゴムとの接着性を改良すべく種々の検討がなされ
ているがいまだ充分な改良効果を得るに至っていない。

たとえば特開昭５５−１３９３号公報には、ポリアミド
繊維等の繊維を撚り合せたコード状物をプラズマ処理し
接着性を向上させることが開示されているが、この処理
されたコード状物をタイヤ成形用に製織する時に高度の
解撚現象等によって表面に未処理部分が露出し、処理の
効果を減する不利益を生じる。これはプラズマ処理の効
果が表面のみにしか及ばないという基本的な理由による
ものであり、微細な繊維を撚り集めたタイヤー−ドにお
いては、：２−ド表面の繊維のみが処理され。

内部にか（れた部分は処理されていないので、高度の解
撚等圧より未処理繊維が表面に出る欠点が（発明の構成
） 本発明者らはかかる技術的課題にかんがみ鋭意研究を重
ねた結果、タイヤコード平織状物の表面を無機ガスの低
温プラズマで処理することＫより。

タイヤコード平織状物のゴムとの接着性が顕著に改良さ
れること−この低温プラズマ処理されたタイヤコード平
織状物をただちに連続的にタイヤ加工に供し得ることを
確認し１本発明を完成した。

すなわち１本発明は内部に放電電極を備えた真空処理槽
に無機ガスを導入して槽内な０．００１トルないし１０
トルの減圧雰囲気とし、電極間にタイヤコード平織状物
を連続的に通過させながら。

グロー放電させることにより該無機ガスの低温プラズマ
を発生させることを特徴とするタイヤコード平織状物の
低温プラズマ処理方法に関するものであり、このタイヤ
コード平織状物として特に長手方向にコードが多数本引
きそろえられその密度が２０本／　５　ｃｍから７０本
７５備の範囲にあり。

それと直角に交差してなるヨコ糸が２．０本／　５　ｔ
：ｍから６．０本７５信の範囲としてなるすだれ状平織
り構造のものを対象とする発明に関する。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明において対象とされるタイヤコード平織状物は、
特に望ましくはタテ糸にポリエステル繊維または芳香族
ポリアミド繊維を撚ってコードとしたものを用い、ヨコ
糸には２０番手〜３０番手あるいは５０Ｄ（デニーＡＩ
）〜２５０Ｄの細い糸を用い、上記したようにタテ糸密
度が２０本１５倒から７０本／　５’　ｃｍ、ヨコ糸密
度が２．０本７５画から６．０本１５信の打込み数で１
幅が１００儒から２００個の平織状の組織を有する織物
である。

タテ光密１度はタイヤコードの太さおよび強度によって
任意に選択されるものであるが、タテ糸密度が少なすぎ
ると織物としての形態を保持することが実質的に困難と
なり、また多すぎるとタテ糸コード間隔が狭くなり、プ
ラズマ処理後にゴムなコートした場合、コード／コード
間にゴムが浸透せず接着に不利であることから前記範囲
の密度とすることが望ましい。一方ヨコ糸密度はタテ糸
コードの解撚防止および織物の平坦性を保持する目的か
ら前記範囲とすることが望ましく、２．０本１５ｃ！Ｒ
以下であるとコードの解撚を抑制することが　　　□で
きないだけでなく連続処理中のヨコ糸の切断を生じやす
いため、目的とする処理織物を安定して得ることが困難
となる。６．０本７５　ｃａｒｄ上とすることは織物の
形態を保持するうえで実質的に不必要であるほか、低温
プラズマ処理効果の及ばないタテ糸とヨコ糸の接触部分
が多（なることから好ましいものではない。

また該織物の両耳部のタテ糸には、上ヨリ方向が８方向
のコードと２方向のコードを交互に２〜ｌＯ組挿入する
ことが、処理中の耳部のカールによる処理むらを防止す
るうえで好ましい。さらに該織物に使用するヨコ糸は前
記したように、２０番手〜３０番手あるいは５０Ｄ〜２
５０Ｄの細い糸を用いることが接着上好ましい。

タテ糸に用いられるコードは通常原糸を製造する段階で
いわゆるコード油剤が付与されているが。

油剤の付着量が多すぎるとプラズマ処理の雰囲気を乱す
だけでなく副生成物等が生じるため接着上好ましくない
。したがって使用するコードの油剤付着量は１．０チ以
下であることが好ましい。

なお、平織状物を構成するコードとしては前記したよう
にポリエステル繊維または芳香族ポリアミド繊維を用い
ることが望ましく、この芳香族ポリアミド繊維としては
、ポリバラフェニレンテレフタルア建ド、ポリメタンエ
ニレンテレフタルアミド、ポリバラベンズアミドなどの
繊維が例示さは、内部に放電電極を備えた真空処理槽に
無機ガスを導入して槽内な０．００１トルないし１０ト
ルの減圧雰囲気とし、電極間にタイヤコード平織状物を
連続的に通過させながらグロー放電させて該無機ガスの
低温プラズマを発生させることにより行われる。プラズ
マ放電の方式としては大別して外部電極型、アフターグ
ロー、内部電極型等かあるが、平織状物のできるだ杆内
部忙まで処理効果を及ばしめ、しかも短時間の処理で効
果を達成す　　　　゛るためには、処理槽内に電極を備
えた形式のもので、かつ処理槽内のガス雰囲気の圧力を
上記した０、００１トルないし１０トルの範囲とするこ
とが望ましい。

真空処理槽内に導入する無機ガスとしては、ヘリウム−
ネオン、アルゴン、窒素、酸素、窒気。

亜酸化窒素、−酸化窒素、二酸化窒素、−酸化炭素、二
酸化炭素などが例示されるが、これらは１種類に限られ
ず２種以上のものを混合して用いてもよい。本発明の目
的においては特に酸素プラズマが有効であり、したがっ
て上記無機ガスとしては酸素ガスもしくは酸素ガスを少
な（ともｌＯ容容量係合ものを用いることが望ましい。

なお、これら無機ガスには有機化合物ガスを混入しても
よいが、その混入割合は少鼠にとどめるべきである。

グ誼−放電を行わせる条件としては、たとえば真空処理
槽内を前記した範囲の減圧に保持し、入力電極とアース
電極との間に周波数１０　ｋＨｚ〜１００　ｋＭＨｚの
高周波で、ｌＯＷ　Ｎ１００ｋＷの電力を与えればよ（
、これにより安定なグレー放電を行わせることができる
。なお、放電周波数帯としては上記高周波のほかに低周
波、マイクロ波あるいは直流を用いることができる。処
理槽内のガス圧力を１０トル以上とするとグロー放電時
の温度上昇が著しく、処理対象物である平織状物の表面
を変質させ処理効果が損われるおそれがあるので好まし
くな（、一方０．００１トル以下ではグロー放電が安定
せず、正常な処理を行わせることが困難である。なお、
放電時電極間に放電電圧−放電電流が発生するが一処理
効果をより顕著にす〜３０Ａの範囲に調節することが好
まン）。平織状物の望ましい処理時間は数秒ないし数十
秒であり。

これにより接着性が効果的に付与される。

真空外３！ｌ槽内に設置される電極の構造については特
に制限がなく、棒状、平板状、リング状等の種々の構造
のものが使用できるが、熱的影響を除去するためには内
部冷却型の電極を用いることが望ましい。電極の材質と
しては、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス等が好まし
く、また安定な低温プラスｉを維持するためには、入力
電極に耐電圧１０，０００　Ｖ／ｇａｓ以上を有する絶
縁被覆を設けることがよく、この絶縁被覆材料としては
ホーローコート、ガラスチニープコート、セラミックコ
ートが望ましい。接地（アース）電極については入力電
極と同様に銅、鉄、アルミニウム、ステンレス製の棒状
、平板状、ドラム状等いずれの構造、形状のものでもよ
いが１表面をコートする必要性は特になく、たとえば金
属製処理槽内壁を接地電極として使用してもよい。いず
れにしても接地側電極は放電の熱的影響を除去するため
十分に冷却されていることが好ましい。

入力電極と接地電極の距離は、グロー放電を安定に行わ
せ、平織状物に十分なる接着性を付与するためには１〜
３０ｃｒｎ好ましくは３〜１５ｃｒｎの範囲とすること
がよ（，３０ａｎ以上とすると高周波等の電源入力の同
調がとりにくく十分なる電力を安定して供給し得すまた
接着性付与効果も小さい。

一方距離がせますぎると熱的影響が大きく、平織状物の
表面を変質する。

平織状物を本発明の方法により処理する具体的態様は各
図面に示すとおりである。第１図は本発明の方法を実施
するための低温プラズマ処理装置を概略的に示した断面
図である。図中１は真空処理槽であり、２．２’　はド
ラム型の接地電極、３は入力電極を示す１巻回されてい
る平織状物４は駆動−−ラ５．真空室６を経て真空処理
槽１内に入り、接地電極２および２′の表面を順に移動
し両面低温プラズマ処理が施こされたのち真空室６′駆
動ロー２５′を経て巻回“体４′として巻き取られる。

巻回体４Ｉとして巻き取る代りにそのままタイヤ加工に
導くこともできる。

第２図、第３図、第４図（ロ）はそれぞれ別の装置を概
略的に例示したものであり、第２図中の１１は真空処理
槽、１２は接地電極、１３は入力電極。

第３図中の２１は真空処理槽（同時に接地電極として使
用する）、２２は入力電力−第４図（ロ）中の３１は真
空処理槽、３２は接地電極、３３は入力電極をそれぞれ
示す。なお、第３図は平織状物が２列に配置された入力
電極の間を通過し低温プラズマ処理される場合を示した
ものである。

第４図（イ）は外部電極型の装置を示したもので。

４１は真空処理槽、４２は高周波コイルを示す。

つぎこ具体的実施例゛をあげる。

実施例１ 〔タイヤコード平織状物の作製〕 １５００ｄ／２（４０ｚｘ４０８回／１ＯｃｒｒＬ）の
ポリエステルコードなタテ糸とし、タテ糸密度５０木１
５口、ヨコ糸密度４，０本１５ぼの打込み数でヨコ糸Ｃ
二は３０番手ポリノジック糸を用い、幅１６０ｃｒｒＬ
のタイヤコード平織状物を作製した。

〔低温プラズマ処理〕

上記平織状物を第１図に示す装置により低温プラズマ処
理した。すなわち、９２　　ガスを２１７分で真空処理
槽内に導入し、減圧にすることにより槽内を０．１トル
に保持し、平織状物を連続的に電極間を通過させながら
、入力電極に１１０　ｋＨｚ、４０　ｋＷの電力を印加
しグロー放電させることにより低温プラズマ処理した。

なお、入力電極はガラスチューブコーティング棒状電極
を使用し、また５ｃＩｒＬの距離に配置された接地電極
ｊ二は水冷ドラム電極を使用し、平織状物はこのドラム
電極上を通過しながら処理された。

平織状物が電極間に滞在した時間は１０秒で、　　　　
　　−このとき電極間に生じた放電電圧、放電電流は各
々５．５ｋＶ、２ＯＡであった。

放電電圧および放電電流： 高周波出力の測定においては出力電圧は分圧器−整流器
−直流電圧針の回路を設は出力電圧の波高値を計測し、
出力電流は電流変圧器−電流・電圧変換器−直流電圧計
の回路を設けることにより出力電流の実効値を計測して
いる。

（電流・電圧変換器では入力電流によりヒーターを加熱
し入力電流に比例して上昇するヒーターの温度な熱電対
で検出しｍＶに変換している。従って計測電流は実効値
を示すことになる） 比較例１ 実施例１において、真空処理槽内の圧力を２０トルに保
持して放電させた以外は同様（ニしてプラズマ処理を行
ったところ、平織状物は表面がやや硬くなり、実施例１
の場合と比べてゴムとの接着性が低下した。

実施例２ １５００ｄ／２（３０ＺＸ：（Ｏ８回／１０ｃＩｒＬ１
のポリパラフエニレンテレフタルアミドマルチフイラメ
ンｌ使用し実施例１と同様にして平織状物を作製し、第
２図に示す装置により低温プラズマ処理した。すなわち
、真空処理槽内（二〇２２１７分、Ａｒ３／／分で導入
し槽内な０．５トルＺ二保持し、平織状物を連続的に電
極間を通過させなから、入力電極に１３．５６ＭＨｚ、
５ｋＷの高周波電力を印加しグロー放電させることによ
り低温プラズマ処理した。なお、入力電極はホーローコ
ート平板型電極を使用し、また１０ｃｒｒＬの距離に配
置された接地電極には水冷ドラム電極を使用し、平織状
物はこのドラム゛電極上を通過しながら処理された。

平織状物が電極間ｌ二滞在した時間は５０秒で、このと
き電車１２間に生じた放電電圧、放電電流は各々４．Ｏ
ｋＶ、１５Ａであツタ。

実施例３ 実施例１と同様にして作製した平線状物を第３図に示す
装置により低温プラズマ処理した。すなわち、真空処理
槽内に０，１１１／分、Ｎｚ　　１．ｔｔ／分で導入し
槽内な０．２トルに保持し、平織状物を連続的に入力電
極間を通過させながら、入力電、極に１１０ｋＨｚ、２
０　ｋＷの電力を印加しグロー放電させることにより低
温プラズマ処理した。７（お、入力電極はガラスチュー
ブコート棒状電８１ｉを１０儂の間隔で上下５本手行に
配列し、また処理槽内壁を接地電極として、平織状物は
入力電極間を通過しながら処理された。電極間滞在時間
は５０秒　　　　　　　　１である。

実施例４、比較例２ 実施例２と同様に作製した平織状物を第４図の（イ）（
比較例２）または（口１（実施例４）に示す装置で低温
プラズマ処理し、比較した。いずれにおいても真空処理
槽内に０□　１００ｍ、／分で導入しｊｆ４内を０．７
トルに保持し、１１０　ｋＨｚ、２”ｋＷ　の電力を印
加することにより低温プラズマを発生させ処理した。−
図の装置の場合電極間距離は５αで行い、両極共に冷却
型平板状電極を使用した。

いずれの場合もプラズマ処理時間は３分間とした。

以上述べた実施例１〜４、比較例】および比較例２でプ
ラズマ処理を施こした平織状物からタテ糸（タイヤコー
ド）を採取し、また比較としてプラズマ処理を施こして
ｒｘいコードをそれぞれ採取し、下記（二示すゴム組成
物人およびＢにコード長さ８藺で埋込み１５０℃で３０
分間加硫したものＩ：ついて、加硫ゴムからコードを引
き抜く力を測定する引抜テストで接着力を調べた。第１
表にそれらの結果を示した。このデータかられかるよう
に本発明の方法による場合は未処理コードおよび比較例
コードに比較し、明らかに接着性が向上しており、また
ゴム組成物としてヘキサメチレンテトラミン（ホルマリ
ンドナー）とレゾルシン（アクセプター）を配合する（
ゴム組成物Ｂ）ことでさらに良好な接着性が得られる。

〔ゴム籟成物Ａ〕

ＮＲ（Ｒ８８＃３３　　　　　　　　７０重量部８ＢＲ
１５００２０〃 ｌＲ２２００１０＃ 亜鉛華　　　　　５　〃 ステアリン酸　　　　　　　　　　２　　〃カーボンブ
ラック（ＧＰＦ）　　　　　　５ｏ　　／ｌポリ（２，
２，４−トリメチル ジヒドロキノリン）　　　　　　　　　　　２　　〃パ
ラフィンオイル　　　　　　　　　５　　、。

硫黄　　　　　　３　〃 Ｎ−シクロへキシル−２−ベンツチア ジルスルフェンアミド　　　　　　　　　　　　　１　
　　〃〔ゴム組成物Ｂ〕 ＮＲ（Ｒ８Ｓ＃１３　　　　　　　　　１００車量部亜
鉛華　　　　　　５　〃 ステアリン酸　　　　　　　　　　３　〃カーボンブラ
ック（ＨＡＦ）　　　　　　　４０　　　ｕ含水ケイ酸
　　　　　　　　　　１０　〃ポリ（２，２，４−）リ
メチル ジヒドロキノリン）　　　　　　　　　　　　１　　〃
パラフィンオイル　　　　　　　　　　　　５　　〃レ
ゾルシン　　　　　　　　　　　　３　　〃ヘキサメチ
レンテトラミン　　　　　　　２　　〃硫黄　　　　　
　　　３　〃 Ｎ−オキシジエチレン−２−ベン ジチアジルスルフェンアミ）’　　　　　　０．５　　
　ｌ／第１表

【図面の簡単な説明】

第１図、第２因、第３図および第４図（嗜は本発明の方
法を実施するための低温プラズマ処理装置　　　　　　
　。 を概略的１：示したものであり、また第４図（イ）は比
較のための処理装置を概略的２二示したものである。 １・・・真空処理槽、　２．２′・・・ドラム型接地電
綺！、３・・・入力電極、　４・・・平織状物、４′・
・・低温プラズマ処理された平織状物、５．５′・・・
駆動ローラ、　６．Ｃ・・・真空室。 特許出願人　信越化学工参株式会社 第＋ａａ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部に放電電極を備えた真空処理槽に無機ガスを導
   入して槽内を０．００１トルないし１０トルの減圧雰囲
   気とし、電極間にタイヤコード平織状物を連続的に通過
   させながら、グロー放電させることにより該無機ガスの
   低温プラズマを発生させることを特徴とするタイヤコー
   ド平織状物の低温プラズマ処理方法 ２、該タイヤコード平織状物は、長手方向にコードが多
   数本引きそろえられその密度が２０本／５ｃｍから７０
   本／５ｃｍの範囲にあり、それと直角に交差してなるヨ
   コ糸が２．０本／５ｃｍから６．０本／５ｃｍの範囲と
   してなるすだれ状平織り構造のものである特許請求の範
   囲第１項記載のタイヤコード平織状物の低温プラズマ処
   理方法