JPS6119880A - ゴム補強用ポリエステル系合成繊維の処理方法 - 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） 本発明はポリエステル系合成繊維の処理方法に関し、特
にポリエステル系合成繊維の欠点であるゴムとの接着性
を著しく改良することを目的として該ポリエステル系合
成繊維（二低温プラズマ処理を施こした後、さらにレゾ
ルシン・ホルムアルデヒド初期縮合物とゴムラテックス
の混合液で処理する方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、タイヤ、ベルトあるいはホースなどのゴム製品の
繊維補強材としては、ナイロン、レーヨン、ビニロンな
らびｇニポリエステルなどの合成繊維が使用さ゛れてい
る。これらの繊維補強材のうち、ナイロン、レーヨンな
らびにビニロンはレゾルシン・ホルムアルデヒド初期縮
合物とゴムラテックスの混合液（適宜ＲＦＬ接着剤と略
称する）に含浸させることによってゴムとの接着性を大
幅に向上させることができるが、ポリエステル系繊維は
該ＲＦＬ接着剤で含浸処理するのみではゴムとの接着性
向上が不充分であり、接着性不充分のままゴム製品の補
強材として使用することはできない。

ポリエステル系合成繊維がゴムとの接着性に劣る理由は
、分子構造上官能性が低いこと、またＲＦＬ接着剤との
ぬれ性がよくないためと考えられる。

しかしながら、一方ポリエステル系合成繊維は前述した
他の繊維に比較して抗張力、耐衝撃性、耐伸性、寸法安
定性、耐熱性、耐水性、耐薬品性および耐候性などの点
で非常にすぐれた性質を有しており、これらの諸性質は
ゴム製品用補強材として重要とされていることから、ポ
リエステル系合成繊維のゴムに対する接着性を向上させ
ることは、ゴム製品の補強技術上大きな課題となってい
る。

しかして、ポリエステル系合成繊維のゴムに対する接着
性を改良する方法としては、従来、ポリエステルと相溶
性のよい接着剤たとえばへロゲン化フェノール類とアル
デヒド類との重縮合物で処理する一段処理法、あるいは
エポキシ系化合物、イソシアネート化合物もしくはそれ
らの混合物で処理し、さらに前記ＲＦＬ接着剤で処理す
る二股処理法等が知られているが、前者の方法では高い
接着力が得られず、また後者の方法においても接着剤の
取扱い作業性に難点があるだけでなく、耐熱接着力が不
充分であるという欠点がある。

（発明の構成） 本発明者らは、ポリエステル系合成繊維の欠点であるゴ
ムとの接着性を飛躍的に向上させるべく鋭意研究を重ね
た結果、ポリエステル系合成繊維を低温プラズマ処理す
ることにより表面改質を行い、次に最適処方の接着剤す
なわちレゾルシン・ホルムアルデヒド初期縮合物とゴム
ラテックスの混合液（ＲＦＬ接着剤）で処理することに
より、ゴムとの強固な接着が可能となること、処理方法
が比較的簡便で工業的であることを確認し、本発明を完
成した。

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ポリエステル系合成繊維は
、フィラメント原糸を１本または多数本を合わせ任意の
撚り数で撚ったコードあるいはそれを各種の形状に織っ
た平織状の織布、あるいは不織布、編物などである。

上記したポリエステル系合成繊維を低温プラズマ処理す
る方法としては、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０００１トルないし１０トル
の減圧雰囲気とし、電極間にポリエステル系合成繊維た
とえばコードを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、内部電極型等があるが、被処理物のでき
るだけ内部にまで処理効果を及ぼしめ、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）ルないし１０トル特には０．０１）
ルないし１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、突気、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くとも１０容
量％含む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
混入割合は少量にとどめるべきである。

グロー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１０ｋＨｚ〜１００　ｋＭＨｚの高
周波で、１０Ｗ〜１００ｋＷの電力を与えればよく、こ
れにより安定なグロ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、処理対象物であるコード、平織状物等
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
好ましくなく、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
、処理効果をより顕著にするためには放電電圧３０００
Ｖ以上、放電電流５〜３０Ａの範囲ζ二調節することが
好ましい。望ましい処理時間は数秒ないし数十秒である
。

真空処理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、熱的影響な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、鏑、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ズマを維持するためには、入力電極
に耐電圧１０．０ＯＯＶ／ｍ以上を有する絶縁被覆を設
けるととがよく、この絶縁被覆材料としてはホーローコ
ート、ガラスチューブコート、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、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、被処理物に十分なる表面改質の効果を付与するため
には１〜３０ａｏ好ましくは３〜１５ａｎの範囲とする
ことがよく、３０ｃｍ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
また改質付与効果も小さい。一方距離がせますぎると熱
的影響が大きく、被処理物の表面を変質する。

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。巻回されているコード等
の被処理物４は駆動ローラ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′、
駆動ローラ５′を経て巻回体４′として巻き取られる。

本発明は上記のようにして低温プラズマ処理を施こした
ポリエステル系合成繊維に対し、さらに前記ＲＦＬ接着
剤を用いて処理することが必要とされる。この接着剤中
のレゾルシン・ホルムアルデヒド初期縮合物におけるレ
ゾルシンとホルムアルデヒドとのモル比は、通常、１：
０．５〜１：４が用いられるが、プラズマ処理を施こし
たポリエステル合成繊維に対する接着性の観点からは１
：１〜１：２の範囲のモル比とすることが望ましい。

またゴムラテックスとしてはビニルピリジン・スチレン
・ブタジェン共重合ゴムラテックス、スチレン・ブタジ
ェン共重合ゴムラテックス、アクリロニトリル・ブタジ
ェン共重合ゴムラテックス、クロロプレンゴムラテック
ス等が使用され、該初期縮合物との混合重量比はゴムラ
テックス：初期縮合物＝１：０．０５〜１：０．５（特
には１：０．１５〜１：０．２５）の範囲とすることが
望ましい。混合物は好ましくはｐＨ９〜１１のアルカリ
性水溶液として使用に供される。

このＲＦＬ接着剤を用いて低温プラズマ処理を施こした
ポリエステル系合成繊維を処理する方法としては、浸漬
処理、スプレー処理、塗布処理等の方法により行えばよ
い。

つぎに具体的実施例をあげる。

実施例１ １１５００ｄ／２　　（４０ＺＸ４０．８回７１０ｃｍ
）のポリエステルコードを第１図に示す装置により低温
プラズマ処理した。すなわち、ｏ２ガスを１！／分で真
空処理槽内に導入し、減圧ζユすることにより槽内な０
４１トルに保持し、ポリエステルコードを連続的に移動
せしめながら入力電極に１１０ｋＨｚ、４０ｋＷ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。

すなわち、入力電力にはガラスチューブコーティング棒
状電極を、また接地電極には水冷ドラム電極をそれぞれ
使用し、このドラム電極とこのまわりに配設された該棒
状電極との間を５ｃｍとし、ドラム電極上を平均処理時
間１０秒となる速さでポリエステルコードを移動させ、
低温プラズマ処理した。

なお、電極間に１１０ｋＨｚ、４０ｋＷの高周波電力を
印加したときの放電電圧は６．０ｋＶ（ビーり値）、ま
た放電直流は１８．５ＡＣピーク値）であった。

放電電圧および放電電流： 高周波出力の測定（二２いては出力噂：ｔモは分圧器−
整流器一直流砿圧計の回路乞設は出力直圧の波高値ン計
ホ１］シ、出力鑞流は峨流変圧器−侑流・電圧変換器−
直流電圧計の回路乞設けること（二より出力嘔流の実効
値ケ計測している。

（峡湾・電圧変換器ではへ力峨流ｇ二よりヒーターケ加
熱し人力・電流に比４−４１　Ｌ、て上昇するヒーター
のｆＡ度ン黙電対で検出しｍａｌ二変換している。従っ
て計測電流は実効値を示すことＣ二なる］ このようｌ二して低温プラズマ処理したポリエステルコ
ードＣ二第１表（二示すＲＦＬ−Ａ液ｄコード厘１１二
対し固形分として５車量％堂布した後、１２０℃で３分
間乾燥し、ついで２３５℃で２分間熱処理を施こ丁こと
により処理コードＡａ？得た。

実施例２ 実施例１と同様の条件で低温プラズマ処理？施こし起１
５００ｄ／２Ｌ４０Ｚｘ４０Ｓ回／１０ｔＸ）のポリエ
ステルコード（二、第１汲Ｃ二示すＲＦＬ−Ｂ液ン塗布
した後、１２０℃で３分１柑乾燥し、ついで２３５℃で
２分間熱処理乞施こ丁ことにより処理コーティングた。

実施例３ 実施例１と同様の条件で低温プラズマ処理を施こした１
５００ｄ／２（４０ｚｘ４０ｓ回／１０ｃｔｔｔ）のポ
リエステルコード（二、第２汲Ｃ二示すエポキシ化合物
とブロックトイソシアネート化合物の混合液をコードｔ
に対し固形分として２車量％塗布しに後、１２０℃で３
分間乾燥し、ついで２３０℃で１分間熱処理した。この
もの（二さらＣ二第１表のＲＦ　Ｌ−Ａ液乞コード重竜
ｇ二対し固形分として３車量％塗布し、１２０℃で３分
間乾燥し、ついで２３５℃で１分間熱処理を施こ丁こと
こよす処理コードＣ乞得た。

比較例１ 低温プラズマ処理の施こされていない１５００ｄ／２（
４０ＺＸ４Ｏ８回／１０ＣｒＩＬ）のポ９．＝ｃステル
コードに、第１表Ｃ二示ＴＲＦＬ−Ａ液をを布した後、
１２０℃で３分間乾燥し、ついで２３５℃で２分間熱処
理を施こ丁ことＣ二より処理コードＤを得た。

比較例２ 低温プラズマ処理の施こされていない１５００ｄ／２　
（４０ＺＸ４０８回／Ｉ　Ｑｃｍ）のポリエステルコー
ドに、第２表シニ示すエポキシ化合物とブロックトイソ
シアネート化合物の混合液をを布した衾、１２０℃で３
分間乾燥し、ついで２３０℃で１分間熱処理した。この
もの（二ついてさら（二第１−３のＲＦＬ−Ａ液乞索布
し、１２０℃で３分間乾燥し、ついで２３５℃で１分間
熱処理を施こ丁ことにより処理コードＥｌ’得た。

１８１表 （※１）日本ゼオン（株）装面品名、 ビニルピリジン・スチレン・ブタジ ェン共重合ゴムラテックス 第　　　２　　　表 （豪１）シェル社製商品名、グリセロールのジグリシジ
ルエーテル 以上挙げた実施例１〜３および比較例１〜２で得た処理
コードＡ−Ｈについて、下記に示す（イ）接着力ｄ１抜
力）、（ロ）剥離力、および（ハ）引張り強さを測定す
る試験を行った。結果は第４表に示すとおりであった。

（イ）接着力（引抜力）： 第３表に示す組成の未加硫ゴム配合物に、コード長さ８
ｍｍでコードを埋込み１５０℃で３０分間加硫した後、
この加硫ゴムから埋込んだコードを引き抜く力を測定す
る引抜テストを行うことにより接着力（引抜力）を調べ
た。

（ロ）剥離カニ 第３表に示す組成の未加硫ゴム配合物を幅２５ｍ長さ２
００ｍ＋厚さ１．０ｍ＋＋のシート状体に形成し、この
表面にコード２０本をシート状体の長手方向ｌ二平行Ｅ
二並べ、その上を上記のシート状体で覆い、さらにその
上に同様にコード２０本をシート状体の長平方向に平行
に並べ、その上を再び上記のシート状体で覆うことによ
り、いわゆる２プライ構造のゴム／コード／ゴム／コー
ド／ゴムの積層体を作成し、３０にり／ｄの加圧下で１
５０℃３０分間加硫した。第２図はこの積層体の斜視図
を示したものであり、ａはゴム層、ｂはコード層である
。

このようにして得た積層体について、２つのコード層間
でコードの長平方向に沿って１１１１’剥離を行い、そ
のときの剥離力を調べた。またこの際に剥離界面の状態
を観察した。

（八）引張り強さ： 各処理コード（Ａ　−Ｅ）について、ＪＩＳＬ１０１’
７に準拠して引張り強さを測定した。

第３表 １１４表の結果から明らかなごとく、ポリエステル系合
成繊維に低温プラズマ処理を施こしたのち、ＲＦ’Ｌｍ
着剤で処理することにより、ＲＦＬ接着剤で処理するの
みの場合に比べて、接着力および剥離力が飛躍的に向上
する。この効果はエポキシ化合物とブロックトイソシア
ネート化合物の混合液で前処理し、ついでＲＦＬ接着剤
で処理するという従来の二段処理法書＝比べても顕著な
ものである。また処理コードの引張り強さも従来品に比
較して向上する。

さらに低温プラズマ処理を施こしたポリエステル系合成
繊維に対し、前記ＲＦＬ接着剤としてはレゾルシンとホ
ルムアルデヒドとのモル比が１：１〜１：２、レゾルシ
ン・ホルムアルデヒド初期給金物とゴムラテックスとの
重量比が１：０．１５〜１：０．２５の各範囲で調製さ
れたものが好ましい。

実施例　４ 実施例１で得た処理コードＡをカーカスプライイー用い
てタイヤサイズ１５５ＳＲ１３のラジアルタイヤを製造
し１．ＴＩＳ　Ｄ　　４２３０に準拠して高速耐久性能
試験を実施した。

タイヤのカーカスプライには該処理コードＡを５０木７
５ｃｍの密度で打込みゴムシートとし、タイヤの周方向
に対してコードの方向が９０°となるように裁断したも
のを１枚用いカーカスプライの端末部をタイヤビード部
層に沿ってタイヤの外側に折り返し、１プライ構造のラ
ジアルタイヤを製造した。なお、ラジアルタイヤのベル
トプライ層には通常用いられているスチールコードすな
わち素線径０．２５Ｗｍのスチールワイヤを５本束ねた
ｌＸ５ｓ造のものを４０本／　５　ａｎで打ち込みゴム
シートとしタイヤ周方向に対してコードの方向が２０°
となるように裁断したものを２枚用い下側ベルトと上側
ベルトのコードの方向が交差するように配置し２プライ
ベルト構造とした。

このようにして製造したタイヤを４：１／２Ｊ×１３リ
ムにリム組し、空気圧２．ＩＫｐ／ｃｌ荷重３７０ＫＰ
の条件で直径が１７０７１１１１の平滑な表面を有する
ドラム上で３９ｋｍ／ｈｒの速さで１２０分の予備°走
行を行った後、段階的に速度を上昇させてい（，０８Ｄ
　、４２３０にしたがった高速耐久性能テストを実施し
た結果、ＪＩＳ　に規定する上限である１　４０　ｋｍ
／ｈｒ　Ｘ　３Ｑ分何ら問題なく完走した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するだめの低温プラズマ処
理装置を概略的に示したものであり、また第２図は剥離
力を測定Ｔるために作成した２ブライ構造「ゴム／コー
ド／ゴム／コード／ゴム」の積層体の斜視図を示したも
のである。 １・・・真空処理槽、　２．り　・・・ドラム型接地電
極、　３・・・入力電極、　　４・・・コード、４′・
・・低温プラズマ処理されたコード、５．５′・・・・
駆動ローラ、６，６′・・・・真空室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリエステル系合成繊維に低温プラズマ処理を施こ
   した後、レゾルシン・ホルムアルデヒド初期縮合物とゴ
   ムラテックスの混合液で処理することを特徴とするゴム
   補強用ポリエステル系合成繊維の処理方法 ２、前記低温プラズマが酸素ガスもしくは酸素ガスを１
   ０容量％含む無機ガスの低温プラズマである特許請求の
   範囲第１項記載の処理方法