TWI796021B - 黏著劑組成物、橡膠強化材料以及物件 - Google Patents
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Abstract
本申請案是有關於一種包含天然存在的酸、氮化合物及膠乳的黏著劑組成物;以及一種橡膠強化材料及一種包含所述橡膠強化材料的物件。
Description
本申請案主張在韓國智慧財產局中於2020年12月11日提出申請的韓國專利申請案第10-2020-0173509號及於2021年11月17日提出申請的韓國專利申請案第10-2021-0158503號的權益,所述韓國專利申請案的揭露內容全文併入本案供參考。
本申請案是有關於一種黏著劑組成物、一種橡膠強化材料(例如,簾線(cord))及物件(例如,輪胎)。
纖維強化材料用於強化橡膠結構的強度。舉例而言,聚酯纖維、聚醯胺纖維、芳香族聚醯胺纖維、聚乙烯醇纖維及類似物可用作橡膠輪胎的強化材料。此外,由於端視纖維而定,對橡膠的黏著性可能較差,因此在將黏著劑塗佈至纖維表面上之後,可補充橡膠與纖維之間的黏著性。舉例而言,為改善用於輪胎簾線的聚酯纖維(未加工簾線(raw cord))與用於輪胎的橡膠之間的黏著力,
將黏著劑塗佈至聚酯纖維上。
在先前技術中,通常使用間苯二酚-甲醛(resorcinol-formaldehyde,RF)或自其衍生的組分作為用於上述應用的黏著劑。然而,含RF的間苯二酚(resorcinol)(其為酚)及甲醛(formaldehyde)(已知為致癌物)對人體有害,且含RF的黏著劑廢液可能招致附加的後管理及後處理成本。
另一方面,作為將黏著劑組成物塗佈至纖維強化材料上的方法,可慮及浸漬(dipping)或噴塗(spraying)。在應用以上方法的簾線製造製程中,構成黏著劑組成物的每種組分必須均勻混合並分散於組成物中所包含的溶劑中。此外,重要的是,即使在浸漬或噴塗其中每種組分均勻混合並分散的組成物之後,亦可將適量的塗料均勻地塗佈至纖維強化材料(例如,未加工簾線)的表面上。此乃因若構成黏著劑組成物的組分未被充分混合,或者若組成物的流動性由於使用過量溶劑或類似物而變得過高,則無法確保黏著力。
因此,需要一種技術,所述技術在對人體的傷害較小且對環境友好的同時提供等於或高於先前技術產品(例如,黏著劑、簾線及/或輪胎)的物理性質的物理性質,且可提供例如製程便利性等改善。
本申請案的一個目的是提供一種對人體傷害較小且對生態友好的黏著劑。
本申請案的另一目的是提供一種在其使用中能夠提供等於或高於先前技術黏著劑的物理性質的物理性質的黏著劑。
本申請案的另一目的是提供一種具有極佳黏著力的黏著劑。
本申請案的另一目的是提供一種可在黏著劑塗佈製程中提供製程便利性的黏著劑。
本申請案的又一目的是提供一種藉由使用所述黏著劑製造的強化材料(例如,簾線(cord))以及一種包含所述強化材料的物件(例如,輪胎(tire))。
本申請案的以上及其他目的可完全藉由以下闡述的本申請案來達成。
根據本揭露,提供:一種黏著劑組成物,包含天然存在的酸(或天然酸)(acid)、氮化合物及膠乳,且滿足預定黏度;一種橡膠強化材料,包括由黏著劑組成物構成的塗層以及纖維簾線(cord);以及一種物件,包含所述橡膠強化材料。
如本文中所使用的用語「室溫」是在不特別實行溫度降低或溫度升高的狀態下的溫度,且可意指例如在15℃至30℃範圍中的溫度。具體而言,在以上溫度範圍內,室溫可為17℃或大於17℃、19℃或大於19℃、21℃或大於21℃或者23℃或大於23℃
的溫度,且可為29℃或小於29℃或者27℃或小於27℃的溫度。此外,除非本文中另有具體陳述,否則實行數值性質評價的溫度可為室溫。
除非本文中另有定義,否則用語「固體含量」可意指在蒸發組成物或所述組成物中所包含的每種組分的水分或液體組分(例如,溶劑)之後剩餘的活性成分(其可為固體形式)的含量。蒸發水分或液體組分(例如,溶劑)的條件並無特別限制,但舉例而言,可應用在70℃至100℃的範圍內達約0.5小時至3小時的升溫(加熱)條件。
在下文中,將闡述根據本申請案的特定實施例的黏著劑、藉由使用所述黏著劑製造的橡膠強化材料及物件以及類似物。
在本申請案的一個示例性實施例中,本申請案是有關於一種黏著劑組成物。所述黏著劑組成物包含天然存在的酸、氮化合物及膠乳。
在先前技術中,用於輪胎的黏著劑組成物一般包含間苯二酚-甲醛(resorcinol-formaldehyde,RF)組分。然而,本發明者已開發出一種包含天然存在的酸的黏著劑組成物,以便解決與由於使用間苯二酚-甲醛(resorcinol-formaldehyde,RF)而對環境或人體造成的有害影響相關聯的問題。本申請案的包含天然存在的酸組分的黏著劑組成物具有的優點是:如在稍後闡述的實驗例中確認,相較於已使用RF的先前技術而言,其不僅是無害的且對生態友好的,而且在其使用中可提供等效於或高於先前技術的性質
的性質,並在製程中提供便利性。
本文中所使用的用語「天然存在的酸」是用於將其與人工合成的酸組分區別開的用語,其可意指來源於植物及/或微生物的酸、或者包含來源於植物及/或微生物的材料的酸。舉例而言,天然存在的酸可為自植物樹皮、橡樹癭(oak gall)或樹葉萃取的組分。更具體而言,例如含羞草合歡(Mimosa wattle)(Acacia mollissima)、白雀木(Quebracho)(Schnopsis sp)及輻射松(Radiata pine)(Pinus radiate)等植物包含大量的單寧,且此種植物可用於萃取天然存在的酸。此種天然存在的酸可為例如具有羥基的芳香族化合物,即酚或者多酚系化合物。
在一個示例性實施例中,天然存在的酸可為天然存在的單寧酸(tannic acid),或者可包含所述天然存在的單寧酸。單寧酸是具有酚性羥基的芳香族化合物,且被視為能夠具有五倍子酚(gallol)單元及/或兒茶酚(catechol)單元的材料。並且,此種單寧酸可為包括植物在內的各種天然存在的物質的混合物。
由於如上所述的天然存在的酸具有含羥基的芳香族結構,因此其可藉由氫鍵及/或疏水鍵向組成物提供適合的聚集(aggregation)。此外,如下所述,可提供為所述簾線所獨有的顏色(色差或色度)。
在一個示例性實施例中,天然存在的酸可具有如圖6中所示的紅外吸收峰(infrared absorption peak)特性,此將在稍後闡述。具體而言,當藉由紅外光譜分析時,天然存在的酸可在1650
cm-1或小於1650cm-1的波數處表現出吸收峰。
如圖6中所示,與天然存在的單寧酸不同,合成單寧酸在約1707cm-1的波數處顯示出吸收峰,其為對應於C=O鍵的峰。此被視為由於在合成單寧酸的製程中,包含C=O的單元較天然存在的單寧酸產生得更多。當包含諸多C=O鍵時,與水的親和力高,且因此,包含合成單寧酸的黏著劑可能薄於包含相同含量的天然存在的單寧酸的黏著劑。此可能充當確保稍後闡述的黏度特性的障礙。此外,據認為,由於藉由紅外吸收峰分析確認的結構差異,藉由稍後闡述的實例及比較例3確認的色差亦出現。
在本申請案的實施例中,黏著劑組成物滿足使用烏氏黏度計(Ubbelohde viscometer)在室溫下量測的相對黏度(relative viscosity,RV)為2.30或大於2.30且為3.00或小於3.00的範圍。
「相對黏度」指代組成物的黏度(性質)對參考溶劑黏度(特性)的比率,且用於量測相對黏度的參考溶劑可為水(例如,去礦物質水(demineralized water)或純水)。具體而言,相對黏度(RV)可藉由以下方式來計算:量測組成物經過烏氏黏度計的預定標度區段所需的時間(T1)及水(例如,去礦物質水)經過相同大小的標度區段所需的時間(T0),且然後將T1除以T0。藉由用同一黏度計在相同條件下量測的T1及T0計算出的相對黏度可被視為無量綱常數(或無量綱值)。更具體而言,將關於稍後參照圖1闡述的實驗給出說明。
具體而言,相對黏度的下限可為例如2.31或大於2.31、
2.32或大於2.32、2.33或大於2.33、2.34或大於2.34、2.35或大於2.35、2.36或大於2.36、2.37或大於2.37、2.38或大於2.38、2.39或大於2.39、2.40或大於2.40、2.41或大於2.41、2.42或大於2.42、2.43或大於2.43、2.44或大於2.44、2.45或大於2.45、2.46或大於2.46、2.47或大於2.47、2.48或大於2.48、2.49或大於2.49、2.50或大於2.50、2.51或大於2.51、2.52或大於2.52、2.53或大於2.53、2.54或大於2.54、2.55或大於2.55、2.56或大於2.56、2.57或大於2.57、2.58或大於2.58、2.59或大於2.59、2.60或大於2.60、2.61或大於2.61、2.62或大於2.62、2.63或大於2.63、2.64或大於2.64、2.65或大於2.65、2.66或大於2.66、2.67或大於2.67、2.68或大於2.68、2.69或大於2.69、2.70或大於2.70、2.71或大於2.71、2.72或大於2.72、2.73或大於2.73、2.74或大於2.74、2.75或大於2.75、2.76或大於2.76、2.77或大於2.77、2.78或大於2.78、2.79或大於2.79、2.80或大於2.80、2.81或大於2.81、2.82或大於2.82、2.83或大於2.83、2.84或大於2.84、2.85或大於2.85、2.86或大於2.86、2.87或大於2.87、2.88或大於2.88、2.89或大於2.89或者2.90或大於2.90。當相對黏度小於以上範圍時,存在的問題是,在組成物的製備及固化期間形成的低分子量聚合物被轉移至被黏物,且黏著力降低且藉此,可能無法提供與預期用途相符的充分的性質(例如,機械強度等)。此外,當相對黏度小於以上範圍時,流動性相對大且因此,其可能無法在被黏物上形成充分的塗層。
並且,組成物的相對黏度的上限可為例如2.99或小於2.99、2.98或小於2.98、2.97或小於2.97、2.96或小於2.96、2.95或小於2.95、2.94或小於2.94、2.93或小於2.93、2.92或小於2.92、2.91或小於2.91或者2.90或小於2.90,且更具體而言,可為2.89或小於2.89、2.88或小於2.88、2.87或小於2.87、2.86或小於2.86、2.85或小於2.85、2.84或小於2.84、2.83或小於2.83、2.82或小於2.82、2.81或小於2.81、2.80或小於2.80、2.79或小於2.79、2.78或小於2.78、2.77或小於2.77、2.76或小於2.76、2.75或小於2.75、2.74或小於2.74、2.73或小於2.73、2.72或小於2.72或者2.71或小於2.71。當相對黏度超過以上範圍時,在生產及/或固化組成物的製程中形成的高分子量聚合物之間的內聚力變大,且黏著劑變得難以均勻分佈(或塗佈)至被黏物上,且因此,存在黏著力降低的問題。因此,可能無法提供與預期用途相符的充分的性質(例如,機械強度等)。
因此,如以下實驗例中所示,滿足上述相對黏度範圍的黏著劑組成物提供極佳的黏著力,且會改善黏著劑製造及應用中的加工性(processability)及生產率(productivity)。
上述黏度可例如藉由適宜地調節稍後闡述的黏著劑組成物的組分及含量來獲得。
在一個示例性實施例中,以100重量%的組成物的總含量計,所述組成物可包含1.0重量%或大於1.0重量%的天然存在的酸。對應的含量可指代所述組成物中天然存在的酸所佔的固體
含量。具體而言,天然存在的酸的含量的下限可為例如1.5重量%或大於1.5重量%、2.0重量%或大於2.0重量%、2.5重量%或大於2.5重量%、3.0重量%或大於3.0重量%、3.5重量%或大於3.5重量%、4.0重量%或大於4.0重量%、4.5重量%或大於4.5重量%、5.0重量%或大於5.0重量%、5.5重量%或大於5.5重量%或者6.0重量%或大於6.0重量%。並且,上限可為例如15重量%或小於15重量%、14重量%或小於14重量%、13重量%或小於13重量%、12重量%或小於12重量%、11重量%或小於11重量%、10重量%或小於10重量%、9重量%或小於9重量%、8重量%或小於8重量%、7重量%或小於7重量%、6重量%或小於6重量%或者5重量%或小於5重量%。當滿足以上含量時,黏著劑提供適宜水準的黏度及黏著力是有利的。
在一個示例性實施例中,天然存在的酸可在溶劑(水或有機溶劑)中以分散狀態與其他組成物組分混合。在此種情形中,用於分散天然存在的酸組分的溶劑的含量及類型可在可滿足上述整個組成物的黏度的範圍內確定。
氮化合物用於調節包含單寧酸的組成物的酸度的目的。具體而言,氮化合物調節包含單寧酸的組成物的酸度,以表現出穩定的黏著效能。
氮化合物的具體類型可選自不干擾上述氮化合物的功能的水準。舉例而言,氮化合物可包括選自由氨(NH3)、苯胺、三甲胺、甲胺、二甲胺及乙胺組成的群組的至少一者。
在一個示例性實施例中,以100重量%的組成物的總含量計,所述組成物可包含0.5重量%或大於0.5重量%的氮化合物。對應的含量可意指所述組成物中氮化合物所佔的固體含量。具體而言,氮化合物的含量的下限可為例如1.0重量%或大於1.0重量%、1.5重量%或大於1.5重量%或者2.0重量%或大於2.0重量%。上限可為例如5.0重量%或小於5.0重量%、4.5重量%或小於4.5重量%、4.0重量%或小於4.0重量%、3.5重量%或小於3.5重量%或者3.0重量%或小於3.0重量%。當滿足以上含量時,藉由調節可滴定酸度來確保穩定的黏著效能是有利的。
在一個示例性實施例中,氮化合物可在溶劑(水或有機溶劑)中以分散狀態與其他組成物組分混合。在此種情形中,用於分散氮化合物組分的溶劑的含量及類型可在可滿足上述整個組成物的黏度的範圍內確定。
膠乳組分是慮及組成物的用途而使用的組分。具體而言,黏著劑組成物可用於強化被黏物的目的,例如橡膠複合物或橡膠強化材料,且膠乳可有利於確保與被黏物的親和力、混溶性(miscibility)或黏著力。在一些情形中,黏著劑組成物中所包含的膠乳組分可被選擇成與形成被黏物的橡膠組分相同。
除非其違背本申請案,例如能夠滿足上述整個組成物的黏度,否則可用於所述組成物中的膠乳的類型並無特別限制。
在一個示例性實施例中,可使用的膠乳包括天然橡膠膠乳、乙烯基-吡啶(vinyl-pyridine,VP)膠乳(在下文中稱為「VP
膠乳」)(例如乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯系共聚物膠乳(Vinyl-Pyridine-Styrene-Butadiene-copolymer Latex))、苯乙烯-丁二烯系共聚物膠乳、丙烯酸酯系共聚物膠乳、丁基橡膠膠乳、氯丁橡膠膠乳或其改質膠乳。關於改質膠乳,對膠乳進行改質的方法及膠乳的具體類型不受限制。舉例而言,可使用藉由用羧基或類似物對乙烯基-吡啶-苯乙烯-丁二烯系共聚物進行改質而獲得的改質膠乳。
可使用可商業購得的膠乳,只要其不違背本申請案,例如能夠滿足以下闡述的總體組成物的黏度即可。舉例而言,可使用來自戴納卡(Denaka)的LM-60、來自阿普科泰克斯(APCOTEX)的VP-150、來自日本A & L(Nippon A & L)的VB-1099、來自克勞森(Closlen)的5218、來自克勞森(Closlen)的0653及類似物作為可商業購得的VP膠乳。
在一個示例性實施例中,包含上述膠乳中的至少一者的膠乳組分可用於黏著劑組成物中。
在一個示例性實施例中,膠乳可在溶劑(水或有機溶劑)中以分散狀態與其他組成物組分混合。在此種情形中,膠乳組分中所使用的溶劑的含量及類型可在可滿足上述整個組成物的黏度的範圍內確定。
在一個示例性實施例中,以黏著劑組成物的總含量計,所述組成物可包含5重量%或大於5重量%的膠乳。在此種情形中,含量可意指所述組成物中膠乳固體含量所佔的含量。具體而言,膠乳的含量的下限可為例如6.0重量%或大於6.0重量%、7.0
重量%或大於7.0重量%、8.0重量%或大於8.0重量%、9.0重量%或大於9.0重量%、10.0重量%或大於10.0重量%、11.0重量%或大於11.0重量%、12.0重量%或大於12.0重量%、13.0重量%或大於13.0重量%、14.0重量%或大於14.0重量%、15.0重量%或大於15.0重量%,且上限可為例如30重量%或小於30重量%、25重量%或小於25重量%、20重量%或小於20重量%或者15重量%或小於15重量%。當滿足以上範圍時,確保對其中使用所述黏著劑的含橡膠被黏物的親和力、混溶性及/或黏著力可為有利的。
在一個示例性實施例中,以100重量份的膠乳計,黏著劑組成物可包含5重量份至50重量份的天然存在的酸組分。舉例而言,天然存在的酸的含量的下限可為例如6重量份或大於6重量份、7重量份或大於7重量份、8重量份或大於8重量份、9重量份或大於9重量份、10重量份或大於10重量份、11重量份或大於11重量份、12重量份或大於12重量份、13重量份或大於13重量份、14重量份或大於14重量份、15重量份或大於15重量份、16重量份或大於16重量份、17重量份或大於17重量份、18重量份或大於18重量份、19重量份或大於19重量份、20重量份或大於20重量份、21重量份或大於21重量份、22重量份或大於22重量份、23重量份或大於23重量份、24重量份或大於24重量份、25重量份或大於25重量份、26重量份或大於26重量份、27重量份或大於27重量份、28重量份或大於28重量份、29重量份或大於29重量份、30重量份或大於30重量份、31重量份或大於31
重量份、32重量份或大於32重量份、33重量份或大於33重量份、34重量份或大於34重量份、35重量份或大於35重量份、36重量份或大於36重量份、37重量份或大於37重量份、38重量份或大於38重量份、39重量份或大於39重量份或者40重量份或大於40重量份。並且,天然存在的酸的含量的上限可為例如49重量份或小於49重量份、48重量份或小於48重量份、47重量份或小於47重量份、46重量份或小於46重量份、45重量份或小於45重量份、44重量份或小於44重量份、43重量份或小於43重量份、42重量份或小於42重量份、41重量份或小於41重量份、40重量份或小於40重量份、39重量份或小於39重量份、38重量份或小於38重量份、37重量份或小於37重量份、36重量份或小於36重量份、35重量份或小於35重量份、34重量份或小於34重量份、33重量份或小於33重量份、32重量份或小於32重量份、31重量份或小於31重量份、30重量份或小於30重量份、29重量份或小於29重量份、28重量份或小於28重量份、27重量份或小於27重量份、26重量份或小於26重量份、25重量份或小於25重量份、24重量份或小於24重量份、23重量份或小於23重量份、22重量份或小於22重量份、21重量份或小於21重量份、20重量份或小於20重量份、19重量份或小於19重量份、18重量份或小於18重量份、17重量份或小於17重量份、16重量份或小於16重量份、15重量份或小於15重量份、14重量份或小於14重量份、13重量份或小於13重量份、12重量份或小於12重量份、11重量份或小於
11重量份或者10重量份或小於10重量份。當滿足以上範圍時,可確保穩定的黏著效能,且可獲得作為用於輪胎簾線的黏著劑而言適合的黏度。
在一個示例性實施例中,以100重量份的膠乳計,黏著劑組成物可包括0.5重量份至25重量份的氮化合物。舉例而言,氮化合物的含量的下限可為例如1.0重量份或大於1.0重量份、1.5重量份或大於1.5重量份、2.0重量份或大於2.0重量份、2.5重量份或大於2.5重量份、3.0重量份或大於3.0重量份、3.5重量份或大於3.5重量份、4.0重量份或大於4.0重量份、4.5重量份或大於4.5重量份、5.0重量份或大於5.0重量份、5.5重量份或大於5.5重量份、6.0重量份或大於6.0重量份、6.5重量份或大於6.5重量份、7.0重量份或大於7.0重量份、7.5重量份或大於7.5重量份、8.0重量份或大於8.0重量份、8.5重量份或大於8.5重量份、9.0重量份或大於9.0重量份、9.5重量份或大於9.5重量份、10.0重量份或大於10.0重量份、10.5重量份或大於10.5重量份、11.0重量份或大於11.0重量份、11.5重量份或大於11.5重量份、12.0重量份或大於12.0重量份、12.5重量份或大於12.5重量份、13.0重量份或大於13.0重量份、13.5重量份或大於13.5重量份、14.0重量份或大於14.0重量份、14.5重量份或大於14.5重量份、15.0重量份或大於15.0重量份、15.5重量份或大於15.5重量份、16.0重量份或大於16.0重量份、16.5重量份或大於16.5重量份、17.0重量份或大於17.0重量份、17.5重量份或大於17.5重量份、18.0重
量份或大於18.0重量份、18.5重量份或大於18.5重量份、19.0重量份或大於19.0重量份、19.5重量份或大於19.5重量份或者20重量份或大於20重量份。並且,氮化合物的含量的上限可為例如24.5重量份或小於24.5重量份、24.0重量份或小於24.0重量份、23.5重量份或小於23.5重量份、23.0重量份或小於23.0重量份、22.5重量份或小於22.5重量份、22.0重量份或小於22.0重量份、21.5重量份或小於21.5重量份、21.0重量份或小於21.0重量份、20.5重量份或小於20.5重量份、20.0重量份或小於20.0重量份、19.5重量份或小於19.5重量份、19.0重量份或小於19.0重量份、18.5重量份或小於18.5重量份、18.0重量份或小於18.0重量份、17.5重量份或小於17.5重量份、17.0重量份或小於17.0重量份、16.5重量份或小於16.5重量份、16.0重量份或小於16.0重量份、15.5重量份或小於15.5重量份、15.0重量份或小於15.0重量份、14.5重量份或小於14.5重量份、14.0重量份或小於14.0重量份、13.5重量份或小於13.5重量份、13.0重量份或小於13.0重量份、12.5重量份或小於12.5重量份、12.0重量份或小於12.0重量份、11.5重量份或小於11.5重量份、11.0重量份或小於11.0重量份、10.5重量份或小於10.5重量份、10.0重量份或小於10.0重量份、9.5重量份或小於9.5重量份、9.0重量份或小於9.0重量份、8.5重量份或小於8.5重量份、8.0重量份或小於8.0重量份、7.5重量份或小於7.5重量份、7.0重量份或小於7.0重量份、6.5重量份或小於6.5重量份、6.0重量份或小於6.0重量份、5.5重量份或小於
5.5重量份、5.0重量份或小於5.0重量份、4.5重量份或小於4.5重量份、4.0重量份或小於4.0重量份、3.5重量份或小於3.5重量份、3.0重量份或小於3.0重量份、2.5重量份或小於2.5重量份、2.0重量份或小於2.0重量份、1.5重量份或小於1.5重量份或者1.0重量份或小於1.0重量份。當滿足所述含量範圍時,可藉由調節酸度來確保穩定的黏著效能。
在一個示例性實施例中,所述黏著劑組成物可更包含溶劑。所述黏著劑中所包含的溶劑組分可意指排除上述其他組分以外的組分,其含量可作為固體含量來量測。舉例而言,溶劑組分可被稱為非固體含量組分。
溶劑可包含例如選自已知有機溶劑及水的至少一者。已知有機溶劑並無特別限制,且其實例包括甲苯及乙醇。
在一個示例性實施例中,所述黏著劑組成物中的溶劑組分可包含水(water)或者可為水。
此外,在本申請案的具體實施例中,慮及對人體的傷害性及易燃性,所述黏著劑組成物可包含水,而不使用有機溶劑(例如,甲苯或乙醇等)作為溶劑組分。作為另一選擇,作為所述黏著劑組成物的溶劑,過量的水可與少量的有機溶劑一起使用。
在一個示例性實施例中,以黏著劑組成物的總重量計,所述黏著劑組成物中溶劑的含量可為35重量%或大於35重量%、40重量%或大於40重量%、45重量%或大於45重量%、50重量%或大於50重量%、55重量%或大於55重量%及60重量%、65重
量%或大於65重量%、70重量%或大於70重量%、75重量%或大於75重量%、80重量%或大於80重量%、85重量%或大於85重量%或者90重量%或大於90重量%。並且,溶劑的含量的上限可為例如95重量%或小於95重量%、90重量%或小於90重量%、85重量%或小於85重量%、80重量%或小於80重量%、75重量%或小於75重量%、70重量%或小於70重量%、65重量%或小於65重量%、60重量%或小於60重量%、55重量%或小於55重量%或者50重量%或小於50重量%。
在一個示例性實施例中,在所述含量範圍中包含的溶劑可為水(water)或者可包含水。
在另一示例性實施例中,過量的或大部分的溶劑含量可由水所佔。舉例而言,所述組成物中過量的溶劑組分含量(例如,以黏著劑組成物的總重量計,約35重量%或大於35重量%或者40重量%或大於40重量%)可為水,且溶劑中排除水以外的剩餘含量(例如,以黏著劑組成物的總重量計,30重量%或小於30重量%、25重量%或小於25重量%、20重量%或小於20重量%、15重量%或小於15重量%、10重量%或小於10重量%或5重量%或小於5重量%)可由有機溶劑或類似物所佔。
在一個示例性實施例中,所述黏著劑組成物可為水系組成物或水性組成物。具體而言,溶劑可包含過量的水及少量的有機溶劑。作為另一選擇,溶劑可為水。
儘管並無特別限制,然而在所述黏著劑組成物中用作溶
劑的水可為去礦物質水(或純水、去礦物質水(demineralized water))。
在一個示例性實施例中,以被量測黏度的組成物的總重量計,水的含量可為35重量%或大於35重量%、40重量%或大於40重量%、45重量%或大於45重量%、50重量%或大於50重量%、55重量%或大於55重量%、60重量%或大於60重量%、65重量%或大於65重量%、70重量%或大於70重量%、75重量%或大於75重量%、80重量%或大於80重量%、85重量%或大於85重量%或者90重量%或大於90重量%。並且,水的含量的下限可為例如95重量%或小於95重量%、90重量%或小於90重量%、85重量%或小於85重量%、80重量%或小於80重量%、75重量%或小於75重量%、70重量%或小於70重量%、65重量%或小於65重量%、60重量%或小於60重量%、55重量%或小於55重量%、50重量%或小於50重量%或者45重量%或小於45重量%。
在一個示例性實施例中,整個組成物中溶劑的含量可意指作為溶劑混合的水的含量。
在另一示例性實施例中,其亦可意指整個組成物中溶劑的含量不僅包括作為溶劑混合的水的含量,而且包括用於例如在將分散於溶劑中的膠乳與其他組分混合以形成組成物的情形中分散固體含量組分的溶劑(例如,有機溶劑及/或水)的含量。
當與溶劑相關的含量小於以上範圍時,形成組成物的每種組分的分散性及混溶性劣化,塗佈可加工性(coating workability)
變差,且在被黏物上形成的黏著層的黏著力可能降低。此外,當溶劑的含量超過以上範圍時,不容易在被黏物上形成黏著層,使得橡膠強化材料或橡膠複合物所需的性質無法充分表現出來。並且,當溶劑的含量超過以上範圍時,由於需要長時間來進行乾燥,因此加工性差,且生產成本增加。
在一個示例性實施例中,黏著劑組成物可更包含少量在與輪胎或輪胎簾線相關的技術中已知的已知黏著劑(構成)組分。此時,少量可意指其以較膠乳組分、酸組分及氮化合物中最常用的組分小的量包含於組成物中。作為另一選擇,少量可意指以較膠乳組分、酸組分及氮化合物中最不常用的組分小的量包含於組成物中。
作為可使用的已知黏著劑組分,可提及例如異氰酸酯、環氧樹脂、胺基甲酸酯或各種添加劑及類似物。例如異氰酸酯、環氧樹脂及胺基甲酸酯等特定類型的化合物可以不違背本申請案技術目的的達成的水準來選擇,且所述含量亦可以不違背本申請案技術目的的達成的水準來少量使用。
在一個示例性實施例中,所述黏著劑組成物可藉由將溶劑與除所述溶劑以外的其他組分混合而形成。具體而言,在本申請案的具體實施例中,所述黏著劑組成物可為天然存在的酸、氮化合物、膠乳及溶劑的混合物。作為另一選擇,所述黏著劑組成物可為天然存在的酸、氮化合物、膠乳、溶劑及已知黏著劑組分的混合物。舉例而言,所述組成物以35重量%或大於35重量%、40重量%或
大於40重量%、45重量%或大於45重量%、50重量%或大於50重量%、55重量%或大於55重量%、60重量%或大於60重量%、65重量%或大於65重量%、70重量%或大於70重量%或者75重量%或大於75重量%、以及85重量%或小於85重量%或者80重量%或小於80重量%的量包含溶劑(非固體組分),且可包含與剩餘殘留物量一樣多的固體含量。此外,除溶劑以外的其他組分(即,固體含量組分)可為例如40重量%或小於40重量%、35重量%或小於35重量%、30重量%或小於30重量%或者25重量%或小於25重量%、以及15重量%或大於15重量%或者20重量%或大於20重量%。作為另一選擇,固體組分的以上含量及溶劑(非固體組分)的剩餘量可形成組成物。
在與本申請案相關的實施例中,所述黏著劑組成物不包含間苯二酚-甲醛(resorcinol-formaldehyde,RF)或由其衍生的組分。即,本申請案的組成物可為無(free)RF組成物。因此,可提供相較於使用RF組分的先前技術而言對人體無害且對生態友好的黏著劑組成物。另外,使用此種黏著劑組成物會提供降低後管理及後處理成本的優點。
在本申請案的具體實施例中,黏著劑組成物可不包含著色劑(顏色賦予劑(color imparting agent)或色料(colorant))。
通常,用於形成簾線的纖維具有白色(white),且施加至纖維的黏著劑是透明的。此外,當透明黏著劑組成物塗佈至白色輪胎簾線纖維(或纖維基板)上時,需要確認黏著劑組成物是否被
充分且均勻地施加(或塗佈)至可確保輪胎簾線的所期望性質的程度,但不容易確認施加於白色纖維上的透明黏著劑的塗佈程度。就此而言,在先前技術中,藉由在黏著劑組分中包含色料(colorant)並確認黏著劑所施加於的簾線的顏色來確認黏著劑是否被充分施加。然而,由於色料相依於黏著劑移動或儲存的條件而起到所謂的成核劑(nucleating agent)的作用,其增加了總體組成物的黏度。黏著劑的黏度的增加會降低黏著劑的塗佈性質,此會導致與簾線相關的黏著強度的降低以及與黏著強度相關聯的其他性質的劣化。
另一方面,根據本申請案,如在稍後闡述的實驗中,由於使用了能夠向簾線賦予在預定範圍中的色差值(L、a及b值)的天然存在的酸組分,因此可簡單且方便地確認黏著劑在輪胎簾線纖維(或紡織品基板)上的塗佈程度(例如,是否已達成充分且均勻的塗佈)。此可節省時間及金錢。另外,相較於未被充分且均勻地塗佈黏著劑的簾線而言,被充分且均勻地塗佈黏著劑的簾線亦具有提供極佳性質的優點。
在本申請案的另一示例性實施例中,本申請案是有關於一種橡膠強化材料。所述橡膠強化材料可為例如在基底基板(base substrate)上塗佈上述黏著劑的輪胎簾線。基底基板可為包含纖維組分的未加工簾線(raw cord)。
具體而言,橡膠強化材料(例如,輪胎簾線)可包括:未加工簾線(raw cord),包含纖維;以及塗層,形成於未加工簾線上。塗層可為自上述黏著劑組成物形成的塗層,或者可包含上述黏
著劑組成物,且可以環繞未加工簾線的表面的形狀進行塗佈。
未加工簾線可為或包括藉由對長絲纖維進行加撚而形成的紡織品織物。在本申請案的具體實施例中,未加工簾線可藉由對一或多根纖維(例如,複絲(multi-filament))進行加撚(例如,初次加撚(primarily twisting)及/或二次加撚(secondarily twisting))而形成。舉例而言,未加工簾線可為兩層(two-ply)簾線或三層(three-ply)簾線。
包含於未加工簾線中的纖維並無特別限制,且其實例可包括選自由聚酯纖維(例如,聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)纖維)、耐綸纖維、芳香族聚醯胺纖維、碳纖維、聚酮纖維、纖維素纖維(例如,萊賽爾纖維(lyocell fiber)、嫘縈纖維(rayon fiber))及玻璃纖維組成的群組的至少一者。
在一個示例性實施例中,未加工簾線可為混合簾線。舉例而言,未加工簾線可為藉由對具有不同類型纖維的初次加撚紗線(例如包括芳香族聚醯胺初次加撚紗線及耐綸初次加撚紗線)進行二次加撚而形成的混合簾線。
在藉由對不同類型的初次加撚紗線進行二次加撚而形成混合簾線的情形中,由於初次加撚紗線之間的性質(例如,模數等)的差異,耐疲勞性降低,且因此,輪胎的穩定性可能劣化。然而,由於上述黏著劑組成物不僅在作為被黏物的混合未加工簾線上形成適宜的塗層,而且在作為被黏物的混合未加工簾線與和其相鄰的輪胎組件之間賦予極佳的黏著力,因此可預期由於使用混
合簾線而導致的輪胎耐疲勞性劣化的問題可在一定程度上得到改善。
在一個示例性實施例中,在初次加撚及/或二次加撚中,用於形成未加工簾線的纖維股的撚數可為150每米撚度(twist per meter,TPM)或大於150TPM且為900TPM或小於900TPM。舉例而言,撚數可為200TPM或大於200TPM、250TPM或大於250TPM、300TPM或大於300TPM、350TPM或大於350TPM、400TPM或大於400TPM、450TPM或大於450TPM、500TPM或大於500TPM或者550TPM或大於550TPM。此外,撚數的上限可為例如850TPM或小於850TPM、800TPM或小於800TPM、750TPM或小於750TPM、700TPM或小於700TPM、650TPM或小於650TPM、600TPM或小於600TPM、550TPM或小於550TPM、500TPM或小於500TPM、450TPM或小於450TPM或者400TPM或小於400TPM。
儘管並無特別限制,然而未加工簾線的總細度可在400分特(dtex)至9000分特的範圍中。具體而言,慮及確保機械性質等,未加工簾線的總細度可為1300分特或大於1300分特、1350分特或大於1350分特、1400分特或大於1400分特、1450分特或大於1450分特、1500分特或大於1500分特、1550分特或大於1550分特、1600分特或大於1600分特、1650分特或大於1650分特、1750分特或大於1750分特或者1800分特或大於1800分特,且上限可為例如2000分特或小於2000分特、1950分特或小於
1950分特、1900分特或小於1900分特、1850分特或小於1850分特、1800分特或小於1800分特、1750分特或小於1750分特、1700分特或小於1700分特、1650分特或小於1650分特或者1600分特或小於1600分特。
在一個示例性實施例中,塗層可為自上述黏著劑組成物形成的塗層,或者可包含上述黏著劑組成物。具體而言,輪胎簾線可藉由將黏著劑組成物塗佈至未加工簾線上來形成。塗佈黏著劑組成物的方法並無特別限制。舉例而言,可藉由已知的浸漬或噴塗方法來實行塗佈。
根據本申請案的具體實施例,其中上述黏著劑組成物被塗佈至未加工簾線的表面上的橡膠強化材料(例如,輪胎簾線)可滿足稍後闡述的色差值。
在一個示例性實施例中,包括於輪胎簾線中的塗層可包括:第一塗層;以及第二塗層,形成於第一塗層上。具體而言,輪胎簾線可依序包括未加工簾線、第一塗層及第二塗層(參見圖2)。
儘管並無特別限制,然而第一塗層及第二塗層可具有視覺上可辨別的邊界。
在一個示例性實施例中,第一塗層可包含與第二塗層相同的組分。
在另一示例性實施例中,第一塗層可包含與第二塗層的組分不同的組分。
具體而言,當第一塗層與第二塗層包含不同的組分時,
第一塗層可藉由將未加工簾線浸漬至用於形成包含賦予反應性活性基團的組分的第一塗層的組成物(第一塗佈液)中來形成。即,第一塗層被形成為環繞未加工簾線或其表面。用於第一塗層中的賦予反應性活性基團的組分的類型並無特別限制,且舉例而言,第一塗佈液可包含選自環氧樹脂及異氰酸酯的一或多種化合物。第一塗層形成組成物(第一塗佈液)中所包含的溶劑組分並無特別限制,但慮及與第二塗層的混溶性及類似因素,第二塗層形成組成物中所包含的相同溶劑(例如,水)可包含於第一塗層形成組成物中。此外,藉由將表面上形成有第一塗層的輪胎簾線(或輪胎簾線前驅物)浸漬至第二塗層形成組成物(第二塗佈液)中來形成第二塗層,且第二塗層形成組成物(第二塗佈液)可與滿足上述黏度的黏著劑組成物相同。
在一個示例性實施例中,第一塗佈液可包含異氰酸酯化合物及環氧樹脂化合物。在此種情形中,環氧樹脂化合物及異氰酸酯化合物可以4:1至1:4、3:1至1:3或2:1至1:2的重量比使用,以達成充分的交聯及適宜水準的固化。
在另一示例性實施例中,在滿足所述含量範圍的前提下,整個組成物中異氰酸酯化合物的重量可大於環氧樹脂化合物的重量。
橡膠強化材料(例如,輪胎簾線)可滿足稍後闡述的色差值,在所述橡膠強化材料中,依序形成用於向未加工簾線的表面賦予反應性活性基團的第一塗層及包含上述黏著劑的第二塗層。
在一個示例性實施例中,橡膠強化材料(例如,輪胎簾線)具有滿足預定範圍的色差值L、a及b。具體而言,輪胎簾線滿足以下特徵:L值在50至60的範圍中,a值在4.5至10的範圍中,且b值在10至25的範圍中。L值意指黑對白的比率,a值意指紅對綠的比率,且b值意指黃對藍的比率。如上所述的色差是由於黏著劑組分的顏色而造成。由於用於輪胎簾線的纖維通常具有白色序列,因此強化材料(例如,輪胎簾線)具有與上述者相同的色差,藉此能夠簡單地用肉眼確認黏著劑組成物是否被均勻地塗佈。輪胎簾線的色差可例如藉由製備兩個簾線樣品來量測,其中多個簾線股在預定區域中在一個方向上密集排列,且然後堆疊該些樣品,以使得一個樣品簾線股的排列方向與另一樣品簾線股的排列方向成90°。此時,以預定長度(例如,1公分(cm))在一個方向上排列的簾線的數目在10至25的範圍中,例如為13或大於13或者15或大於15且為22或小於22、20或小於20或者18或小於18。分光光度計(顏色校正矩陣(color correction matrix,CCM),愛色麗色眼7000A(X-rite color-eye 7000A))可用於量測色差。
在一個示例性實施例中,當根據美國材料試驗協會(American Society for Testing Material,ASTM)D4393評價黏著力時,簾線可具有10千克力或大於10千克力(kgf)的黏著力。黏著力可為15千克力或大於15千克力、15.5千克力或大於15.5千克力、16千克力或大於16千克力、16.5千克力或大於16.5千
克力或者17千克力或大於17千克力。用於量測黏著力的具體方法如下。首先,依序對0.6毫米厚的橡膠片材、簾線片材、0.6毫米厚的橡膠片材、簾線片材及0.6毫米(mm)厚的橡膠片材進行疊層,並在60千克/平方公分(kg/cm3)的壓力下在170℃下硫化達15分鐘以製備樣本。切割樣本以製備具有為1英吋的寬度的樣品。然後,使用根據ASTM D4393的萬能試驗機(英斯特朗(Instron))在25℃下以125毫米/分鐘(mm/min)的速度使所製備的樣品經歷剝離試驗,並量測簾線的黏著力。
在本申請案的另一示例性實施例中,本申請案是有關於一種製造橡膠強化材料的方法。橡膠強化材料的製造方法包括將塗佈液塗佈至用於橡膠強化材料的基底基板上以形成塗層的步驟。
將塗佈液塗佈至基底基板上的方法並無特別限制,但可為例如噴塗或浸漬,較佳為浸漬。
在一個示例性實施例中,橡膠強化材料可為輪胎簾線。
在一個示例性實施例中,基底基板可為纖維基板,具體而言為未加工簾線。關於用於形成未加工簾線(raw cord)及類似物的材料的說明與上述者相同。
在一個示例性實施例中,塗佈液可為上述黏著劑組成物。
在一個示例性實施例中,所述方法包括將第一塗佈液塗佈至用於橡膠強化材料的基底基板上以在基底基板上形成第一塗層的步驟;以及將第二塗佈液塗佈至第一塗層上以在第一塗層上形成第二塗層的步驟。
將第一塗佈液塗佈至基底基板上或將第二塗佈液塗佈至第一塗層上的方法並無特別限制,且舉例而言,其可為噴塗或浸漬,較佳為浸漬。
在塗佈用於形成第一塗層及/或第二塗層的塗佈液之後,若有必要,則可實行對塗佈液的乾燥及/或固化。
在一個示例性實施例中,第一塗佈液的組分與第二塗佈液的組分可相同或不同。
舉例而言,第一塗佈液可包含環氧樹脂化合物及異氰酸酯化合物,以便向纖維基板或類似物賦予反應性基團。此時,環氧樹脂化合物與異氰酸酯化合物可以4:1至1:4、3:1至1:3或2:1至1:2的重量比使用,以使得可實行充分的交聯及適宜水準的固化。
在一個示例性實施例中,第一塗佈液可包含溶劑。即,第一塗佈液可包含環氧樹脂化合物、異氰酸酯化合物及溶劑。
當溶劑的含量不充分時,藉由浸漬進行的初次塗佈無法順利實行,且當溶劑的含量過大時,無法向用於強化橡膠的基底基板充分賦予反應性基團。慮及該些點,以第一塗佈液的總重量計,溶劑具有94重量%至99重量%的含量,且環氧樹脂化合物與異氰酸酯化合物的混合物具有1重量%至6重量%的含量。即,以總重量計,第一塗佈液包含1重量%至6重量%的由環氧樹脂化合物及異氰酸酯化合物組成的混合物及94重量%至99重量%的溶劑。儘管並無特別限制,然而第一塗佈液中可包括或使用的溶劑可包含與第二塗佈液的溶劑相同的組分。
在一個示例性實施例中,可將用於橡膠強化材料的基底基板浸漬於第一塗佈液中,且然後進行乾燥。具體而言,藉由浸漬將第一塗佈液塗佈至用於橡膠強化材料的基底基板上。然後,可對第一塗佈液進行乾燥及固化以形成第一塗層。
在根據本申請案的特定實施例中,可在100℃至160℃的溫度下對塗佈至基底基板上的第一塗佈液實行乾燥達30秒至150秒。此外,在本申請案的特定實施例中,在乾燥之後,可實行在200℃至260℃的溫度下固化經乾燥的第一塗佈液達30秒至150秒的步驟。根據乾燥及固化,在用於橡膠強化材料的基底基板上形成第一塗層。藉由在以上條件下進行乾燥及固化,第一塗層可穩定地形成於用於橡膠強化材料的基底基板上。
儘管並無特別限制,然而在浸漬、乾燥及/或固化製程期間,可向未加工簾線施加在0.05克/丹尼(g/d)至3.00克/丹尼的範圍中的張力。然而,本申請案的另一實施例不限於此,且可不向未加工簾線施加張力。
在一個示例性實施例中,與包含環氧樹脂化合物及異氰酸酯化合物的第一塗佈液不同的第二塗佈液可為滿足上述黏度的黏著劑組成物。具體而言,第二塗佈液可至少包含天然存在的酸、氮化合物及膠乳。
在根據本申請案的具體實施例中,所述方法可更包括在被賦予反應性活性基團的用於橡膠強化材料的基底基板上(即,在第一塗層上)形成第二塗層的步驟。形成第二塗層的製程(例如,
方法及條件)可與形成第一塗層的製程(例如,方法及條件)相同或相似。
舉例而言,可將第二塗佈液塗佈至基底基板及第一塗層上以形成第二塗層。作為另一選擇,可將第二塗佈液塗佈至基底基板及第一塗層上,且然後可對第二塗佈液進行乾燥及固化。第二塗佈液可藉由浸漬、噴塗或類似方式來施加。
在本申請案的特定實施例中,可在100℃至160℃的溫度下對第二塗佈液實行乾燥達30秒至150秒。此外,在本申請案的特定實施例中,在乾燥之後,可在200℃至260℃的溫度下對第二塗佈液進行固化達30秒至150秒。藉由在以上條件下進行乾燥及固化,第二塗層可穩定地形成於第一塗層上。因此,提供具有塗層的橡膠強化材料。
儘管並無特別限制,然而在浸漬、乾燥及/或固化製程期間,可向未加工簾線施加在0.05克/丹尼至3.00克/丹尼範圍中的張力。然而,本申請案的另一實施例不限於此,且可不向未加工簾線施加張力。
以下將參照圖2及圖3闡述根據本申請案的示例性實施例的製造橡膠強化材料的方法。
可以圍繞第一捲繞器100捲繞的狀態製造及/或分佈未加工簾線10。然後,可將未加工簾線10浸漬於容納於第一塗佈罐200中的第一塗佈液21'中,並塗佈至未加工簾線10上。在浸漬步驟期間,可適宜地調節張力、浸漬時間及溫度,此可由熟習此項技
術者來適宜地調節。
接下來,可對施加至未加工簾線10上的第一塗佈液21'進行乾燥及固化。可在乾燥裝置(第一乾燥裝置300)中實行乾燥。用於乾燥及固化的條件(例如溫度及時間)如上所述。
接下來,實行在第一塗層21上形成第二塗層22的步驟。第二塗層形成步驟是將橡膠系黏著劑組成物施加至由第一塗層21賦予活性基團的未加工簾線10的步驟。為形成第二塗層,可使用具有與第一塗佈液的組成物不同的組成物的第二塗佈液,且可以與第一塗層的形成相同的方式來應用浸漬步驟。
為形成第二塗層22,將塗佈有第一塗層21的未加工簾線10浸漬於第二塗佈液22'中。第二塗佈液22'容納於第二塗佈罐400中。藉由浸漬將第二塗佈液22'施加於第一塗層21上。在浸漬步驟期間,可適宜地調節張力、浸漬時間及溫度,此可由熟習此項技術者來適宜地調節。
然後,實行對第二塗佈液22'的乾燥及固化。可在乾燥裝置(第二乾燥裝置500)中實行乾燥及固化。用於乾燥及固化的條件(例如溫度及時間)如上所述。
藉由如上所述的固定,在第一塗層21上形成第二塗層22。將以此種方式製造的輪胎簾線30圍繞第二捲繞器600捲繞。
具有如上所述藉由浸漬(dipping)形成的塗層20的輪胎簾線30可被稱為浸漬簾線(dipped cord)。
在本申請案的另一示例性實施例中,本申請案是有關於
一種包含橡膠強化材料的物件(或橡膠複合物)。橡膠複合物可為例如輪胎。所述輪胎包括上述輪胎簾線。
除輪胎簾線(參見圖4)以外,輪胎亦可具有眾所習知的配置(例如,輪胎是胎面(tread)1000、胎肩(shoulder)2000、胎體簾布層或胎身(body ply or carcass)6000、帶束層(belt)5000、胎側(sidewall)3000、胎圈(bead)9000、內襯(inner liner)7000、胎冠簾布層(cap ply)4000或三角膠(apex)8000等)。
根據本申請案的示例性實施例,可提供以下一種黏著劑:所述黏著劑不僅對人體傷害較小且對生態友好,而且在簾線製造製程中提供便利並降低成本。此外,本申請案具有提供以下一種黏著劑的效果:所述黏著劑提供等於或高於先前技術的性質的性質(例如,黏著力)。另外,根據本申請案的另一示例性實施例,可提供一種橡膠強化材料(例如,輪胎簾線)及一種藉由使用所述黏著劑而製造的物件(例如,輪胎)。
10:未加工簾線
11:初次加撚紗線
12:初次加撚紗線
20:塗層
21:第一塗層
21':第一塗佈液
22:第二塗層
22':第二塗佈液
30:輪胎簾線
100:第一捲繞器
200:第一塗佈罐
300:第一乾燥裝置
400:第二塗佈罐
500:第二乾燥裝置
600:第二捲繞器
1000:胎面
2000:胎肩
3000:胎側
4000:胎冠簾布層
5000:帶束層
6000:胎體簾布層或胎身
7000:內襯
8000:三角膠
9000:胎圈
A:管
B、C:部分
圖1示意性地示出烏氏黏度計,以便闡釋用於量測本申請案的黏著劑組成物的相對黏度的方法。
圖2示意性地示出可藉由使用根據本申請案示例性實施例的黏著劑組成物而製造的輪胎簾線的橫截面。
圖3示意性地示出輪胎簾線的製造製程。
圖4示意性地示出可藉由使用根據本申請案示例性實施例的黏著劑組成物而製造的輪胎的橫截面。
圖5b及圖5b示意性地示出用於色差量測的樣本的外觀。具體而言,圖5a是一個樣品(S1或S2)的示例性實施例,且圖5b示意性地示出其中兩個樣品S1與S2相交的狀態。
圖6是根據紅外光譜示出實例中所使用的天然存在的單寧酸、比較例3中所使用的合成單寧酸及比較例4的RF(二羥酚(dihydric phenol))的波長分析結果的曲線圖。在圖中,在頂部(或左側)處示出的曲線圖與RF有關,在底部(或右側)處示出的曲線圖與合成單寧酸有關,且在中間示出的曲線圖與天然存在的單寧酸有關。在通常辨識的約1600cm-1至1620cm-1的波數附近觀察到的峰是芳香環(aromatic ring)的峰。RF冷凝物及單寧酸通常具有苯環,但RF被視為一種有害物質。另一方面,除直接吸入灰塵以外,單寧酸是一種非有害物質。另一方面,在天然存在的單寧酸與合成單寧酸的情形中,確認其是根據約1700cm-1的波數附近的峰的存在與否而區別開。1700cm-1的波數附近的峰是出現於C=O鍵中的峰。此種峰被視為歸因於在人工合成單寧酸的製程中所產生的C=O鍵。即,可看出合成單寧酸與天然存在的單寧酸的區別在於天然存在的單寧酸中含C=O的單元較小。
在下文中,將參照本發明的具體實例來更詳細地闡述本發明的作用及效果。然而,呈現該些實例是僅出於例示目的,且本發明的範圍不以任何方式受此限制。
除含量(重量%)比率與下表1中相同以外,藉由在相同條件下實行混合及攪拌而製備出了實例及比較例的組成物。具體而言,將每種組分混合並在約20℃下攪拌達24小時。
在使用烏氏黏度計(Ubbelohde viscometer)在恆溫水浴(約25℃)中靜置達30分鐘之後,量測了具有表1中所示組分的黏著劑組成物的黏度。具體而言,藉由以下過程將一定量的去礦物質水放入烏氏黏度計中,量測了去礦物質水的黏度特性。在以相同的方式量測所述組成物的黏度特性之後,基於先前量測的去礦物質水的黏度特性計算出了相對黏度。結果示於表2中。
以下將參照圖1闡述黏度量測過程。
(1)將樣本(組成物或去礦物質水)注射至烏氏黏度計的管A中。
(2)將恆溫水浴設定為25℃,然後固定部分C,以使其浸沒於水浴中,並靜置達30分鐘。
(3)使用移液管填充器(pipette filler),對樣本進行設定以到達部分C的中心。
(4)在此之後,使樣本向下流動,並量測了樣本的液位經過部分B的標度上段(upper scale)及經過部分B的標度下段
(lower scale)所需的時間。
(5)將所量測的時間應用於以下相對黏度計算式,以獲得相對黏度。
<相對黏度計算式>
相對黏度=T1/T0
在上式中,T1是黏著劑組成物經過部分B的標度上段及經過部分B的標度下段所需的時間,且T0是去礦物質水(demineralized water)經過部分B的標度上段及經過部分B的標度下段所需的時間。
根據表1及表2,確認黏著劑組成物的黏度相依於形成所述組成物的組分及其含量而變化。如在以下所闡述的實驗中一樣,所述黏著劑的組分、含量及黏度影響顏色特性及黏著力。
製備出了使用聚酯紗線的撚數為360TPM的2股初次加撚紗線11、12(Z方向),且然後以為360TPM的撚數將所述2股初次加撚紗線二次加撚(S方向)於一起,以製備合股加撚紗線(1650分特/2股(ply))。將因此製備出的合股加撚紗線用作未加工簾線(raw cord)10。
將聚酯未加工簾線浸漬於第一塗佈液中,且然後分別在150℃的乾燥溫度及240℃的固化溫度下處理達約1分鐘,以形成第一塗層21且藉此,向簾線賦予反應性活性基團。此時,藉由以約1:2的重量比混合環氧樹脂化合物與異氰酸酯化合物(其為在製備例2中使用的組分中的一些組分)以及97重量%的去礦物質水(demineralized water)而製備出了第一塗佈液。
然後,將上面形成有第一塗層的未加工簾線浸漬於第二塗佈液(在實例及比較例中製備的黏著劑組成物)中,乾燥並固化以形成第二塗層22。此時,分別在150℃的乾燥溫度及235℃的固化溫度下實行乾燥及固化達約1分鐘。連續地實行了第一塗佈液的浸漬步驟及第二塗佈液的浸漬步驟,且此時的張力條件為0.5克/丹尼。藉由以上製程以浸漬簾線(dipped cord)的形式製造出了輪胎簾線(tire cord)30。
切割製造的輪胎簾線以製備兩個大小為5公分×5公分的正方形樣品(S1、S2)。具體而言,製備出了兩個其中多個簾線股在一個方向上緊密排列的樣品(S1、S2),以使得每1公分存在15股至16股,且然後將該些樣品堆疊起來,以使得樣品S1的簾線排列方向與樣品S2的簾線排列方向成90°,將其用作用於量測色差的樣本(參見圖5a及圖5b)。
使用分光光度計(CCM,愛色麗色眼(X-rite color-eye)7000A)對每一樣本的色差(L、a、b)進行了10次量測,並獲得了算術平均值。結果示出於下表3中。
確認包含適量天然存在的單寧酸及其他組分的實例顯示出上述L*、a*及b*值。即,根據實例的輪胎簾線具有暗赤褐色的顏色。另一方面,確認比較例1至比較例3大體而言不滿足色差值中的L*值。
具體而言,當用肉眼確認時,參照例1顯示出淺赤褐色的顏色,且實例顯示出較暗的赤褐色系顏色。此被判斷為是因為相較於實例而言,參照例1的L*值及a*值大體而言是低的,且a*值大體而言是高的。
另外,在其中L及b值大體而言較實例中低的比較例的情形中,其大體而言顯示出紫色。
評價每單位面積對實驗2中製造的輪胎簾線的黏著力。藉由使用ASTM D4393的方法量測輪胎簾線的黏著剝離強度而實行了黏著力評價。
具體而言,依序疊層0.6毫米厚的橡膠片材、簾線片材(對應於實驗2中製造的樣品中的一者的S1)、0.6毫米厚的橡膠片材及簾線片材(對應於實驗2中製造的樣品中的一者的S1)、0.6毫米厚的橡膠片材,並在60千克/平方公分的壓力下在170℃下硫化達15分鐘以製備樣本。然後,切割所述樣本以製備具有1英吋的寬度的樣品。作為參考,橡膠片材具有下表4中所示的組成物,且是用於構成輪胎的胎身(carcass)的片材。藉由使用利用此種橡膠片材的疊層體,可確認輪胎簾線對胎身層的黏著力。
對於所製備的樣品,使用萬能材料試驗儀(英斯特朗(Instron))在25℃下以125毫米/分鐘的速度實行了剝離試驗,以量測輪胎簾線對胎身層的黏著力,且所量測的黏著力的相對量級示出於下表5中。此時,計算出三倍於在剝離期間產生的負荷(load)的平均值來作為所述黏著力。
根據表5,確認實例提供強於比較例的黏著力的黏著力。
另外,將參照例2與實例進行比較,可看出本發明不僅提供等於或高於先前技術的黏著力的黏著力,而且對人體傷害較小且對生態友好。
10:未加工簾線
11:初次加撚紗線
12:初次加撚紗線
20:塗層
21:第一塗層
22:第二塗層
30:輪胎簾線
Claims (12)
- 一種黏著劑組成物,包含天然存在的酸、氮化合物及膠乳,其中使用烏氏黏度計在室溫下量測的相對黏度滿足2.30至3.00的範圍,其中所述天然存在的酸包含天然存在的單寧酸,其中所述氮化合物包括選自由氨(NH3)、苯胺、三甲胺、甲胺、二甲胺及乙胺組成的群組的至少一者,以100重量份的所述膠乳計,所述黏著劑組成物包含5重量份至50重量份的所述天然存在的酸以及0.5重量份至25重量份的所述氮化合物。
- 如請求項1所述的黏著劑組成物,以100重量%的所述黏著劑組成物的總含量計,所述黏著劑組成物包含1.0重量%或大於1.0重量%的所述天然存在的酸。
- 如請求項1所述的黏著劑組成物,以100重量%的所述黏著劑組成物的總含量計,所述黏著劑組成物包含0.5重量%或大於0.5重量%的所述氮化合物。
- 如請求項1所述的黏著劑組成物,所述黏著劑組成物更包含溶劑。
- 如請求項4所述的黏著劑組成物,以100重量%的所述黏著劑組成物的總含量計,所述黏著劑組成物包含35重量%或大於35重量%的所述溶劑。
- 如請求項4所述的黏著劑組成物,以100重量%的所述黏著劑組成物的總含量計,所述黏著劑組成物包含50重量%或大於50重量%的所述溶劑。
- 如請求項4或5所述的黏著劑組成物,其中:所述溶劑包含水。
- 一種橡膠強化材料,包括:未加工簾線,包含纖維;以及塗層,形成於所述未加工簾線上,其中所述塗層包含如請求項1所述的黏著劑組成物。
- 如請求項8所述的橡膠強化材料,其中:所述未加工簾線包含選自由聚酯纖維、耐綸纖維、芳香族聚醯胺纖維、碳纖維、聚酮纖維、纖維素纖維及玻璃纖維組成的群組的至少一者。
- 如請求項8所述的橡膠強化材料,其中:當藉由色差計量測時,L*值為50至60,a*值為4.5至10,且b*值為10至25。
- 如請求項8所述的橡膠強化材料,其中:所述橡膠強化材料是輪胎簾線。
- 一種輪胎,包含如請求項8所述的橡膠強化材料。
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