説明

押出又は成形によってゴム物品を形成するための方法、コーティングラテックス及び補強用コード

補強用ストランドを含むゴム物品を押出又は成形によって形成する方法であって、当該方法は、前記補強用ストランドをコーティングラテックスでコーティングし、コーティングされた前記補強用ストランドを含む前記ゴム物品が押出又は成形されるまで前記ラテックスが未硬化のままの状態となるように、前記ラテックスを乾燥させる工程を含む。ゴムマトリックス、特に充填ゴム及びEPDMゴムと、補強用ストランドとの接着強度が改善される。本発明の方法において用いられる好ましいコーティングラテックス及びコーティングされる補強用コードも開示されており、金属酸化物、マレイミド系架橋剤、ニトロソ化合物及びハロゲン化ゴムを含むコーティングラテックスが好ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、補強用ストランドを含む補強されたゴム物品に関し、特に、そのようなストランドのためのコーティング剤と、コーティングされた補強用ストランドを含むゴム物品を形成する方法とに関する。
【背景技術】
【0002】
成形ゴム製品産業における特定のアプリケーションは、押出又は成形ゴム物品のゴムマトリックス中に繊維状あるいはひも状の補強材を含ませることによって、利益を得ている。後者(ひも状の補強材)によれば、特に、成形品の良好な寸法制御が得られるので、その分野における機能を高めるために、製品に異方的特性を設計することが可能となる。そのような一例としてドアや窓のゴムシール製品が挙げられ、高い弾性率を有するコードをゴムマトリックス中にシール長さに沿って導入することにより、加工取り付け中にシールが伸びてしまうことを効果的に抑制できる。次に、後者(ひも状の補強材)によれば、完成したシステムに存在する何れの継ぎ目も開いたり漏れが生じたりすることがなく、継ぎ目の信頼性が保証される。寸法制御は主にシール長さに沿って実行されるので、柔軟性のようなシール体の他の良好な特性には影響が及ばない。したがって、製品は充分にその本来の目的を満たすことができる。
【0003】
補強用コードがその機能を充分に果たすために、当該補強用コードは、(加工可能な程度の)耐温度性、(ゴムが伸びてしまわない程度の)高い弾性率及び(完成物品が正確な状態の合成物として動作できるような)マトリックスゴムに対する接着性の点で、充分な性能を有しているべきである。
【0004】
良好な温度安定性と高い弾性率を有しているという理由から、補強用コード又は補強用繊維には、ガラスがよく用いられる。従来、マトリックスゴムに対する接着性を改善するために補強用繊維に塗布される処理剤は、レゾルシノールホルムアルデヒドラテックス系(RFL)のものであった。これは、ゴム物品のマトリックスとして用いられるゴムのタイプと適合する、適切なゴムラテックス又はゴムラテックスの混合物と、補強材をゴム物品に組み込むよりも前に、当該補強材内部又は当該補強材表面上のラテックスを硬化させるレゾルシノールホルムアルデヒドをベースとする樹脂系とを利用するものである。この樹脂系の種類は長年使用されている。
【0005】
本明細書全体を通じて、次のような略語を用いる。
EPDM:エチレン‐プロピレン‐ジエンモノマーから作製されたゴム
BIIR:臭素化イソブタンイソプレンゴム
CR:クロロプレンゴム
CSM:クロロスルホン化ポリエチレンゴム
HNBR:水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム
NBR:アクリロニトリルブタジエンゴム
SBR:スチレンブタジエンゴム
【0006】
補強用コードにRFLを塗布する従来の処理では、補強用コード、一般的にはガラス繊維を、当該コードがRFL処理液に充分に覆われることができるように、当該RFL処理液中に浸漬する。一般的なRFL処理液は、次に示す種類からそれぞれ単独又は組み合わせて用いられるラテックスを含んでいると考えられる。レゾルシノール−ホルムアルデヒド樹脂をベースとする硬化系と共に用いられる、ビニルピリジン−SBR三元重合体、SBR、CR、NBR及びポリブタジエン。
【0007】
浸漬後、一定水準のRFL付着量が得られるように、過剰なRFLは機械的手段によって除去される。塗布されるRFLの量は、RFLが塗布された状態のガラス全体の重量(乾燥量基準)に対して、通常は約12〜17%である。RFLに浸漬されたストランドを、水を蒸発させるために炉内で加熱して、樹脂(ラテックス系)を完全に硬化させる。
【0008】
硬化させたストランドを、1m当たり一般に40〜100回撚ってもよいし、後の段階でゴム物品を製造する際に便利に使用できるパッケージとするために、硬化させたストランドをボビンに巻き付けてもよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
このやり方はある製品にとっては好適であるけれども、分野によっては、完成品のコスト低減が必要となってきている。この目的を達成するための望ましい手段は、ゴムマトリックス中の(比較的)高価な合成ゴムポリマーの割合を減らして、この合成ゴムポリマーを、カーボンブラック、炭酸カルシウム及び可塑化オイル等の種々の充填材で置き換えることである。しかし、この方法は、材料の混合物としてのゴム合成物のコスト全体を下げることができるものの、補強用ストランドと充填材で充填されたゴムマトリックスとの間の適切な接着性を得ることがより困難になる場合がある。このことは、現在利用されている補強材では、充填材が高充填されたゴムマトリックスを用いる場合に満足のいく製品を得ることが困難であるということを意味している。これは、特に、マトリックスゴムがEPDMゴムを含んでいる製品の場合に当てはまる。
【0010】
従来のRFL系については、この問題の部分的な解決法として、特別な接着層を補強用コードの表面に設けることが見出されている。この方法は、ある用途では許容されるかもしれないが、補強用コード用のさらなるコーティング材料に加え、さらなる処理工程及び処理装置の追加も必要となることになる。
【0011】
そこで、加工処理及び完成品の優れた性能を満足するレベルとするために、特に充填材が高充填されたゴム合成物、例えばEPDM(エチレン‐プロピレン‐ジエンモノマーから作製されるゴム)に対する接着性が改善された補強用コードを提供する必要性がある。また、過度の改良を必要とすることなく従来の加工装置を用いることができる、そのようなコードを提供するためのプロセスも必要である。すなわち、個々のストランドを一緒にして補強用コードを形成する又は結束するために用いられるコーティング膜は、EPDMゴムを含むようなゴムマトリックス、特に充填材が含まれているゴムマトリックスに対する接着性を改善することもできる。
【課題を解決するための手段】
【0012】
第1の側面において、本発明は、EPDMゴムを含むゴムマトリックス中に配置された、補強材料からなる補強用ストランドを含むゴム物品を、押出(extrusion)又は成形(moulding)によって形成する方法を提供するものであって、当該方法は、
i)押出、硬化又は成形の温度において硬化可能なコーティングラテックスを、前記コーティングラテックスが塗布後に実質的に未硬化のままとなるように、前記ストランドに塗布する工程と、
ii)前記コーティングラテックスを乾燥させて、乾燥後にコーティング膜が実質的に未硬化のままとなるように、コーティング膜を形成する工程と、
iii)EPDMゴムを含むゴムマトリックス中に配置された前記補強用ストランドを含む前記ゴム物品を押出又は成形によって形成して、前記ストランド上の前記コーティング膜が前記ゴム物品内で実質的に硬化するような温度及び時間で、前記コーティング膜を硬化させる工程と、
を順番に含んでいる。
【0013】
本発明の第2の側面は、押出又は成形されたゴム物品用のフィラメント状補強材料をコーティングするためのコーティングラテックスを提供するものであって、当該コーティングラテックスは、水に分散させた金属酸化物、マレイミド系架橋剤、ニトロソ化合物及びハロゲン化ゴムを含んでいる。
【0014】
本発明のコーティングラテックスは、EPDMゴムを含有するゴムマトリックスを有する押出又は成形ゴム物品用の、フィラメント状補強材をコーティングするのに用いられることが好ましい。ここで説明されているように、前記ラテックスは、ゴムマトリックスが充填材を含有する、又は充填材が高充填されている場合であっても、好適に使用される。本発明のコーティングラテックスは、EPDMゴムを含有する、充填材が充填されたゴムマトリックスに対する使用が、特に好ましい。
【0015】
本発明の第2の側面におけるコーティングラテックスは、本発明の第1の側面における方法での使用に好適なラテックスである。
【0016】
本発明の第3の側面は、ゴム物品補強用のコードを提供するものであって、当該コードは、本発明の第2の側面におけるコーティングラテックスを乾燥させることによって形成されたコーティング膜でコーティングされている補強材料からなるストランドを含む。
【0017】
前記コードは、EPDMゴムを含有するゴムマトリックスを有する、押出又は成形されたゴム物品を補強するために用いられることが好ましい。ここで説明されているように、前記コードは、ゴムマトリックスが充填材を含有する、又は充填材が高充填されている場合であっても、好適に使用される。充填材が充填された、EPDMゴムを含有するゴムマトリックス中での使用が、特に好ましい。
【0018】
本発明の第4の側面では、ゴムマトリックスと、本発明の第3の側面におけるコードとを含むゴム物品を提供する。
【0019】
前記ゴム物品は、EPDMゴムを含有するゴムマトリックスを有することが好ましい。ここで説明されているように、前記ゴム物品は、充填材を含有する又は充填材が高充填されているゴムマトリックスを有することが好ましい。EPDMゴムを含有する、充填材が充填されたゴムマトリックスを有するゴム物品が、特に好ましい。
【0020】
理論に拘束されることなく、コーティング膜の硬化又は架橋を、コーティングされた補強材がゴムマトリックス中に配置されるまで遅らせることにより、コーティング膜とゴムマトリックス間で架橋が行われる可能性が生じるので、特にゴムマトリックスがEPDMを含有する場合では、コードとゴムマトリックス間の接着力を高くすることができると考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
本発明の方法では、補強用コードをコーティングする従来の方法で使用されているレゾルシノールホルムアルデヒド樹脂を硬化剤の混合物に置き換えて、さらに、ラテックスの硬化又は架橋が乾燥段階で起こらず、且つ、EPDMを含有するゴムマトリックス中に補強用コードが配置されるまでラテックスの硬化又は架橋を遅らせるように、コーティングラテックスに浸漬されたストランドを乾燥させるように処理条件を選択するので、コーティング膜の架橋が、ゴムマトリックスの架橋と少なくとも一部分同時に起こる。
【0022】
補強用コードを構成するストランドは、ゴム物品に組み込まれるよりも前に、コード状に適切に形成されていてもよい。
【0023】
コードを構成するストランドのコーティングは、浸漬や噴霧等の従来の方法で行われてもよい。コーティングラテックスを塗布する方法として、浸漬は好ましい処理である。ラテックス中の水含有量は、選択したコーティング処理に好適な粘度となるように調整される。一般的にラテックス中の水含有量は20〜90重量%であるが、特定のコーティング処理に必要な場合は、水含有量をさらに多くしてもよい。
【0024】
コーティングラテックスを塗布した後、コーティング膜を形成するためにコーティング層を乾燥させる。乾燥処理は、コーティング膜が実質的に硬化又は架橋しないようにすることが重要である。乾燥処理の詳細は、選択されるコーティングラテックスと、コーティング層の量及び厚さによって決定されるが、一般的には、コーティングラテックスから水分のほとんどが除去されるまで、コーティングラテックスが塗布された補強用コードを90〜130℃の温度に加熱する処理を含むことになる。すなわち、コーティングラテックス中の水分が3重量%以下、好ましくは1重量%以下(200℃での平衡重量損失による測定)になるようにする。本発明の方法における標準的な乾燥時間は30分未満であり、10分未満が好ましく、5分未満がより好ましい。
【0025】
コーティング膜は、乾燥させた後に実質的に未硬化の状態となるようにしなければならない。ゴムの硬度は、従来のように、可動式ダイレオメータ(moving die rheometer)のような市販の硬度計でサンプルの弾性率を観察することにより測定される。実質的に未硬化であるとは、コーティング膜の材料が、完全に硬化した時の弾性率に対して20%未満の弾性率、好ましくは10%未満の弾性率を有することを意味する。コード上のコーティング膜の弾性率及び硬度は、溶媒膨潤法を用いて間接的に測定することもできる。
【0026】
ゴム物品は、コーティング膜が設けられた本発明の補強用ストランドの周囲に、ゴムマトリックスを押出又は成形することによって形成される。ゴム物品におけるゴムマトリックスの内部で、ゴムマトリックスのゴム及びコーティング膜を実質的に硬化させるような温度及び時間で、インライン炉での硬化技術や二次成形技術が続いて用いられる従来の押出方法が使用されてもよい。コーティング膜を実質的に硬化させるとは、このコーティング膜の材料が、充分に硬化した状態の弾性率に対して少なくとも80%以上、好ましくは90%以上の弾性率に達することを意味している。一般には、140℃を超える、好ましくは150℃を超える温度での成形又は押出が、適切な時間で行われる。押出又は成形後の硬化は、従来の電子炉、熱風処理、高温食塩水浴又は流動層による加熱のような、適切な方法によって実行される。一般的には、硬化には200℃で1分間の加熱が必要である。
【0027】
本発明の第1の側面であるコーティングラテックスは、実質的な硬化又は架橋を起こすことなしに、膜になるように乾燥させることができる好適なラテックスであれば、どのようなものであってもよい。好ましいコーティングラテックスは、本発明の第2の側面のコーティングラテックスであり、水分散されたハロゲン化ゴム、金属酸化物、マレイミド系架橋剤及びニトロソ化合物を含んでいる。そのようなラテックスは、過度に硬化する危険性がなく、容易に乾燥させることが可能であることが見出された。また、このようなラテックスは、ゴムマトリックス、特にここで説明しているような、充填材を含有する、又は充填材が高充填されているマトリックス、より詳しくは、EPDMゴムを含有するゴムマトリックス、特に充填材が充填された、EPDMゴムを含有する又はEPDMゴムからなるゴムマトリックスとの良好な接着性を実現できる膜を形成できることも見出された。
【0028】
本発明の第2の側面のコーティングラテックスに用いられる好適なハロゲン化ゴムは、臭素化された、又は、塩素化されたゴムである。好ましいハロゲン化ゴムとしては、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム及びこれらの混合物が挙げられる。特に、高い接着力を実現できる点で好ましいのは、クロロスルホン化ポリエチレンゴムである。低コストで、且つ、充填材が充填されたゴムマトリックスとの信頼性の高い接着力を実現できる点で、クロロプレンゴムが有用である。ラテックスにおける非水部分が、ハロゲン化ゴムを10〜80重量%含む、好ましくは20〜50重量%含むような量で、ハロゲン化ゴムが存在していることが好ましい。好ましくは、ラテックスの非水部分が、ハロゲン化ゴムの少なくとも一部として、クロロスルホン化ポリエチレンゴムを少なくとも1重量%、より好ましくは3重量%含んでいることが好ましい。ラテックスの非水部分とは、水に溶解しているか否かには関わらず、水を除くラテックスの構成成分の全てのことである。
【0029】
本発明の第2の側面のコーティングラテックスの一部として、他の合成ゴムがラテックスの形態で存在していてもよい。
【0030】
本発明の第2の側面のコーティングラテックスで用いられる金属酸化物は、亜鉛、カドミウム、マグネシウム、鉛、ジルコニウムの酸化物のような、公知の金属酸化物の何れであってもよい。本発明のコーティングラテックスとの適合性が特によいことから、亜鉛酸化物が好ましい。金属酸化物は、ラテックスの非水部分のうち1〜25重量%の割合で存在していることが適切であり、好ましくは3〜17重量%、より好ましくは4〜11重量%の割合で存在していることである。
【0031】
本発明の第2の側面のコーティングラテックスにおいては、水性ラテックスを提供するために、水、好適には脱イオン水が用いられる。水は、コーティングラテックスにおいて20〜90重量%の割合で含まれることが好適である。
【0032】
本発明の第2の側面のコーティングラテックスには、マレイミド系架橋剤が含まれている。マレイミド系架橋剤は、ビスマレイミド、ポリマレイミド又はこれらの混合物であってよい。米国特許公報第4,323,662号の第5欄第14行目〜第6欄42行目に開示されているようなビスマレイミド及びポリマレイミドが、好適である。市販されている好適なマレイミド系架橋剤は、三井東圧化学株式会社製のBMI−M−20ポリマレイミドである。コーティングラテックスの非水部分において、マレイミド系架橋剤が2〜30重量%含まれていることが適切であり、好ましくは5〜20重量%、より好ましくは6〜15重量%含まれていることである。
【0033】
本発明の第2の側面であるコーティングラテックスは、さらにニトロソ化合物を含んでいることが好ましい。本発明におけるニトロソ化合物は、隣接していない環炭素原子に直接付いている少なくとも2つのニトロソ基を含有している、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン及びビフェニル等の芳香族炭化水素であってよい。特に、そのようなニトロソ化合物は、1〜3個の芳香族基を有し、縮合芳香族基を含み、芳香族基の互いに隣接していない炭素原子に直接付いている2〜6個のニトロソ基を有している芳香族化合物として説明される。好ましいニトロソ化合物は、ジニトロソ芳香族化合物であり、特に、メタ‐又はパラ‐ジニトロソベンゼンや、メタ‐又はパラ‐ジニトロソナフタレンのような、ジニトロソベンゼン及びジニトロソナフタレンである。芳香核の核水素原子は、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、アリル基、アラルキル基、アルカリル基、アリルアミド基、アリルニトロソ基、アミノ基及びハロゲン基等で置き換えることができる。本発明において、芳香核にそのような置換基が存在することによるニトロソ化合物の機能への影響はわずかである。現在知られている限りでは、用いられる置換基の特性は特に限定されず、そのような置換基は、事実上、有機物であっても無機物であってもよい。すなわち、ここで触れたニトロソ化合物については、特に他に規定のない限り、置換されたニトロソ化合物及び置換されていないニトロソ化合物の両方を含むと解釈される。
【0034】
特に好ましいニトロソ化合物は、式(R)m‐Ar‐(NO)2によって表される化合物である。ここで、Arは、フェニレン及びナフタレンからなる群から選択され、Rは、1〜20個の炭素原子を有する、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基、アラルキル基、アルカリル基、アリルアミン基及びアルコキシ基からなる群から選択される一価の有機基、アミノ基、又は、ハロゲンである。Rは、1〜8個の炭素原子を有するアルキル基が好ましい。mは0,1,2,3又は4であり、好ましくは0である。
【0035】
本発明の第2の側面であるコーティングラテックスに好適なニトロソ化合物としては、m‐ジニトロソベンゼン、p‐ジニトロソベンゼン、m‐ジニトロソナフタレン、p‐ジニトロソナフタレン、2,5‐ジニトロソ‐p‐シメン、2‐メチル‐1,4ジニトロソベンゼン、2‐メチル‐5‐クロロ‐1,4‐ジニトロソベンゼン、2‐フルオロ‐1,4ジニトロソベンゼン、2‐メトキシ‐1‐3‐ジニトロソベンゼン、5‐クロロ‐1,3‐ジニトロソベンゼン、2‐ベンジル‐1,4‐ジニトロソベンゼン、2‐シクロヘキシル‐1,4‐ジニトロソベンゼン及びこれらの混合物が挙げられる。特に好ましいニトロソ化合物としては、p‐ジニトロソベンゼン及びm‐ジニトロソベンゼンが挙げられ、とりわけp‐ジニトロソベンゼンが好ましい。本発明の第2の側面のコーティングラテックスの非水部分がニトロソ化合物を3〜50重量%含むことが適切であり、6〜35重量%含むことが好ましく、9〜17重量%含むことがより好ましい。
【0036】
本発明の第2の側面であるコーティングラテックスは、本発明の実施を妨げない他の成分を含んでいてもよく、例えば界面活性剤及び/又は分散剤を3重量%まで含んでもよい。コーティングラテックスにカーボンブラックが含まれていてもよく、コーティングラテックスの非水部分に対して0.5〜10重量%が適当であり、1〜4重量%が好ましい。
【0037】
上記に説明したラテックスは、コーティング膜を形成するために補強用ストランド表面上で実質的に硬化することなく乾燥させることが可能な、好適なコーティングラテックスの実施例である。他の好適なラテックスを、本発明の第1の側面の方法において使用してもよい。
【0038】
補強材料からなるストランドは、好適な繊維やストランド系材料の何れかからなるストランドであり、好ましくは、ガラス、ポリマー、アラミド、炭素繊維及びこれらの混合物からなる群から選択される材料からなるストランドであることが好ましい。ゴムマトリックスとの良好な接着性を実現するために特に好ましいのは、ガラス繊維である。
【0039】
補強材料からなるストランドは、単位長さ当たりの重量(テックス値)が50〜1000g/kmであることが適当であり、100〜500g/kmであることが好ましい。
【0040】
本発明の補強用コードは、65〜95重量%の補強用繊維を含んでいることが適当であり、75〜93重量%含んでいることが好ましく、80〜90重量%含んでいることがより好ましい。補強用コードの残りの部分には、乾燥後のコーティングラテックスの非水部分が含まれている。
【0041】
本発明の種々の形態は、充填材が含まれていない、又は、充填材が低充填されている、EPDMを含有するゴムマトリックスと一緒に用いてもよい。しかし、従来のRFLコーティング法に対して特に有利な点を示すのは、EPDMゴム及び硬化系に添加された充填材を含むゴムマトリックスに用いられる場合であり、充填材が高充填されており、少なくとも100phrの充填材、好ましくは200phr以上の充填材、より好ましくは300phr以上の充填材を含むようなゴムマトリックスに用いられる場合である。phrとは、ゴムマトリックスにおいて、ゴムの重量部を100とした場合の、ゴムマトリックス中の充填材の重量部である。
【0042】
一般的な充填材は、第1にマトリックスの化学的硬化に関与するものではなく、さらに、少なくともゴム物品の原料コストを低減するために添加されるものである。充填材としては、カーボンブラック、炭酸カルシウム微粒子(例えば重量平均粒子径が500μm以下)、パラフィンオイル及びワックスが挙げられるが、これらに限定されるものではない。カーボンブラックを用いることにより、硬化性を高めることができるという効果が得られる。
【0043】
本発明の第1の側面である方法は、EPDMゴムを含有するゴムマトリックスと共に適用できるが、ゴムマトリックスが当該ゴムマトリックス中にEPDMゴムを20重量%以上含有する場合に好ましく適用でき、50重量%以上含有する場合により好ましく適用でき、80重量%以上含有する場合にさらに好ましく適用できる。最も好ましいのは、ゴムマトリックス中のゴムが本質的にEPDMゴムからなることである。これは、ゴムマトリックス中のゴムの90重量%以上、好ましくは95重量%以上、より好ましくは99重量%以上、最も好ましいのは全てが、EPDMゴムであることを意味する。ゴムマトリックスには、エチレン/プロピレンゴム、水素化アクリロニトリル‐ブタジエン、ブタジエンゴム及びこれらの混合物のような他のゴムが含まれていてもよい。ゴムの重量とは、硬化前のポリマーゴムの重量のことを意味しており、いずれの硬化系の重量も含まれない。
【0044】
本発明の第1の側面であるコーティングラテックス及び本発明の第3の側面である補強用コードは、例えばEPDM、エチレン/プロピレンゴム、水素化アクリロニトリル‐ブタジエン、ブタジエンゴム及びこれらの混合物のようなマトリックスゴムと共に用いてもよい。しかしながら、本発明のコーティングラテックス及び補強用コードは、EPDMゴムをゴムマトリックス中のゴムの20重量%以上含有するゴムマトリックスと共に使用することが好ましく、より好ましくは50重量%以上、さらに好ましくは80重量%以上のEPDMを含有するゴムマトリックスと共に使用することである。最も好ましいのは、ゴムマトリックス中のゴムが本質的にEPDMゴムからなることである。これは、ゴムマトリックス中のゴムの90重量%以上、好ましくは95重量%以上、より好ましくは99重量%以上、最も好ましいのは全てが、EPDMゴムであることを意味する。これらの好ましいEPDMゴム含有量は、本発明の第4の側面であるゴム物品にも適用される。
【実施例】
【0045】
以下の、本発明を限定しない実施例を参照することにより、本発明をさらに説明する。
【0046】
(実施例1)
浸漬系を、以下の材料を用いて調整した。
【0047】
【表1】

【0048】
用いられた全ての水は、脱イオン水であった。
【0049】
上記に示した浸漬系の調合は次のように行われた。
【0050】
まず、各例の7つの成分を、セラミックス系ミルで30分間粉砕した。次に、この混合物をパドル型攪拌槽に移して、緩やかに攪拌しながらラテックスを添加した。最後に、同様のコンディションの下で希釈水を加えて、さらに30分間攪拌した。
【0051】
処理剤の接着特性を測定するために、治具に複数のコードを平行に並べて、試験片を作製するためにこれらをゴム合成物に成形した。行われた測定の種類は、一般に「剥離試験」と呼ばれているものであり、これは、張力をかけた状態で成形品のコードとゴム部分とを引き離す試験である。剥離に必要な一定の力が、二つの部品間の接着力として測定される。
【0052】
5×140テックス(g/km)のストランドを含む下撚りされたガラス繊維は、互いに平行に配列するように、特定の目的に応ずるように作られた治具に巻きつけられ、次に、ガラスコード表面に均一な被膜を形成するために上記混合物を用いて処理された。次のコーティング処理では、これらを60℃で30分間乾燥させた。充填材が325phrのレベルで充填された、硬化可能な、EPDMをベースとする市販の高充填試験ゴム合成物を、乾燥させたコードの表面に貼り付けて、コードを冶具からはずした。さらに60℃で15分間乾燥させて、残りの水分を除去した。ゴム合成物にコードを配置した状態のものを、次に180℃で8分間プレス成形して、ゴムを硬化させてゴムとコードと接合した。
【0053】
成形された試験片を室温まで冷却した後、それらの試験片について、処理されたコードと硬化したゴムとの間の引き剥がし接着力を測定するための試験を行った。
【0054】
試験片25mm幅当たりの引き剥がし接着力(ニュートン単位による測定)として得られた結果は、以下の表に示すとおりである。
【0055】
【表2】

【0056】
比較値として、充填材を含む標準的なEPDMゴムと共にこの種のアプリケーションとして一般的に用いられている、従来のRFLを用いて作製されたガラスコードを、表2の試験で用いられているような充填材を含むゴムと共に用いた場合の引き剥がし接着力を測定したところ、その値は17N/25mmであった。
【0057】
上記の結果表から、本発明によって被覆された混合物(コーティング膜が形成されたコード)によれば、市販の、充填材が高充填されたEPDMゴムに対する接着性を大きく改善できることが明らかである。
【0058】
(実施例2)
浸漬系を、以下の材料を用いて調整した。
【0059】
【表3】

【0060】
上記の浸漬系は、実施例1と同様の方法で作製された。しかしながら、この場合、市販の浸漬装置でストランドを処理するのに、希釈水は不要であった。
【0061】
330テックス(g/km)のガラスストランドは、それぞれの溶液に個別に浸漬された後、未処理ストランドの重量に対する乾燥させたコーティング膜の重量で表されたコーティング膜の付着量を16〜20重量%(最終的に乾燥させたコーティング膜付きストランドの重量に対して、13.8〜16.7重量%の乾燥後コーティング膜に相当する)まで減らすために、小さな穴に通された。ストランドは、単に水を除去するためであって、且つ、硬化反応や架橋反応が起こらないように、炉中で乾燥させた。
【0062】
3本のストランドを一緒に従来のリング型機械で撚り合わせて、単位メートル当たり60回の基準で撚りをかけた。この操作は、試験用ゴム合成物に対する引き剥がし接着力の試験に好適なサイズの試験用コードを作製するために行われた。
【0063】
各試験用コードは、平行に配列するように治具に巻きつけられて、試験用ゴム合成物(上記に説明した実施例1のように、EPDMに充填材が高充填された合成物)と一緒にプレス成形型に配置された。
【0064】
試験片の硬化は、149℃で30分間加熱することによって行われた。
【0065】
成形された試験片を室温まで冷却した後、それらのサンプルに対して、処理されたコードと硬化したゴムとの間の引き剥がし接着力を測定するために、試験が行われた。
【0066】
試験片25mm幅当たりの引き剥がし接着力(ニュートン単位による測定)として得られた結果は、以下の表に示すとおりである。
【0067】
【表4】

【0068】
この場合もやはり、コーティング膜が形成された試験用コードと充填材が高充填されたEPDMゴムとの間の、高い引きはがし接着力が得られた。
【0069】
(実施例3)
コードとゴムとの間の接着性を、引き抜き試験と引き剥がし試験とによってさらに調べた。引き抜き試験に用いたガラスコードは、次のとおりであった。
ガラス: フィラメント〜1600本、直径10μ =330g/km
撚り: 60tpm Z
コード: 330.1 Z60
【0070】
引き剥がし試験に用いたガラスコードは、次のとおりであった。
ガラス: フィラメント〜1600本、直径10μ =330g/km
撚り: ×3ストランド 60tpm Z
コード: 330.1×3 Z60
【0071】
コードを上記例12で用いた本発明のコーティング組成物を用いて処理し、乾燥させたコーティング膜の量がコーティングされていないコードの16〜20重量%となるように、コードにコーティング膜を設けた。実験対照として、同量の、従来のRFLコーティング、すなわち従来のクロロプレンレゾルシノールホルムアルデヒドラテックスコーティング系で処理されたコードも用意した。
【0072】
使用されたゴム合成物は、2つの異なるEPDMである、ランクセス(Lanxess)株式会社製の「Buna G 6470」と、ドウケミカル社(Dow Chemical Company)製の「Nordel 4770」とをベースとするものであった。標準的なムーニー粘度計を用いて測定したところ、これらのEPDMのポリマー粘度は、それぞれ59,70ムーニー粘度(Mooney unit)であった(共に、ML 1+4、125℃)。Bunaは59MU及びNordelは70MUであった。充填材の量を増加させて、一定の範囲のゴム合成物を作製した。炭酸カルシウムとオイルに対するカーボンブラックの比率は、ほぼ一定に保たれていた。ゴム合成物の3つの系、硫黄硬化剤(16.7phr)が添加されたBuna EPDM系、硫黄硬化剤(16.7phr)が添加されたNordel EPDM系、過酸化水素硬化剤(9.5phr)が添加されたNordel EPDM系、について調べた。
【0073】
【表5】

【0074】
引き抜き試験は、U−試験構造(U-test geometry)で行われた。ガラスコードのループを10mm厚の帯状のゴム内に配置して、149℃で30分間硬化させた。このループを50mm/minのクロスヘッド速度でゴム塊から引き抜いた。最も接着力が弱い側部は、ゴム塊から取り除かれた。このときの最大力が、引き抜き接着力として報告された。
【0075】
引き剥がし試験用の試験片は、より大きいコードを用いて作製された。これらのコードは平行に配置され、コードからなる平面を形成するために、コードからコードへと長さに沿って互いに接触していた。EPDMはコード表面において加硫し、149℃、30分間で成形された。この複合物から、幅25mmの引き剥がし用試験片が切り出された。ゴムは、クロスヘッド速度50mm/minでコードから引き剥がされた。この場合も、最大力が引き剥がし接着力として報告された。引き剥がし後、コード表面に残留している目に見えるゴムの面積の割合を求めるために、コードを調べた。
【0076】
引き抜き接着力(N)の結果は、表6に示すとおりである。
【0077】
【表6】

【0078】
引き剥がし接着力(単位はN/25mm)の結果は、表7に示すとおりである。
【0079】
【表7】

【0080】
測定によって得られた接着力のレベルは、一般的なRFLの場合と比べて、例12のコーティング膜の方がかなり高かった。400重量部の充填材が充填されたEPDM合成物に対して、かなり良好な接着力が得られた。
【0081】
裂け目については、硫黄硬化剤を含むゴムに関して、比較サンプル(RFLを用いた例)には目に見える裂け目はないことが確認された。このことは、ゴムが、弱い接着力で接着されているガラスから引き剥がされたことを意味している。硫黄硬化剤を含むゴム中に配置された、例12のコーティング膜でコーティングされたコードの場合は、充填材の量が300phr又はそれより多い場合に、100%の目に見えるゴムの裂け目が確認された。このことは、ゴムとコードとの接着性が良好であることを意味している。過酸化水素硬化剤の場合は、300phr又はそれより多い場合に、比較サンプルと例12でコーティングされたサンプルとの両方に、目に見えるゴムの裂け目が生じた。しかし、その割合は、例12のコーティング膜の場合は100%であったのに対し、RFLのコーティング膜の場合は0〜85%の間で変化していた。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
エチレン‐プロピレン‐ジエンモノマーゴムを含むゴムマトリックス中に配置された、補強材料からなる補強用ストランドを含むゴム物品を、押出又は成形によって形成する方法であって、当該方法は、
i)押出、硬化又は成形の温度において硬化可能なコーティングラテックスを、前記コーティングラテックスが塗布後に実質的に未硬化のままとなるように、前記ストランドに塗布する工程と、
ii)前記コーティングラテックスを乾燥させて、乾燥後にコーティング膜が実質的に未硬化のままとなるように、コーティング膜を形成する工程と、
iii)エチレン‐プロピレン‐ジエンモノマーゴムを含むゴムマトリックス中に配置された前記補強用ストランドを含む前記ゴム物品を押出又は成形によって形成して、前記ストランド上の前記コーティング膜が前記ゴム物品内で実質的に硬化するような温度及び時間で、前記コーティング膜を硬化させる工程と、
を順番に含む、ゴム物品の製造方法。
【請求項2】
前記ゴム物品を形成する前に、前記ストランドをコード状に形成する、請求項1に記載のゴム物品の製造方法。
【請求項3】
前記ストランドに前記コーティングラテックスを塗布する前に、前記ストランドをコード状に形成する、請求項1又は2に記載のゴム物品の製造方法。
【請求項4】
前記コーティングラテックスが、水に分散させたハロゲン化ゴム、金属酸化物、マレイミド系架橋剤及びニトロソ化合物を含む、請求項1〜3の何れか1項に記載のゴム物品の製造方法。
【請求項5】
前記ハロゲン化ゴムは、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項4に記載のゴム物品の製造方法。
【請求項6】
前記補強材料のストランドは、ガラス、ポリエステル、アラミド、炭素繊維及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1〜5の何れか1項に記載のゴム物品の製造方法。
【請求項7】
前記ゴムマトリックスが充填材を含む、請求項1〜6の何れか1項に記載のゴム物品の製造方法。
【請求項8】
前記ゴムマトリックスが、少なくとも100phrの充填材を含む、請求項7に記載のゴム物品の製造方法。
【請求項9】
前記充填材は、カーボンブラック、炭酸カルシウム、オイル及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項7又は8に記載のゴム物品の製造方法。
【請求項10】
前記ゴムマトリックスは、エチレン‐プロピレン‐ジエンモノマーゴムを少なくとも20重量%含む、請求項1〜9の何れか1項に記載のゴム物品の製造方法。
【請求項11】
前記ゴムマトリックスは、エチレン‐プロピレン‐ジエンモノマーゴムを少なくとも50重量%含む、請求項1〜9の何れか1項に記載のゴム物品の製造方法。
【請求項12】
前記ゴムマトリックスにおける前記ゴムが、エチレン‐プロピレン‐ジエンゴムを少なくとも90重量%含む、請求項11に記載のゴム物品の製造方法。
【請求項13】
押出又は成形されたゴム物品用のフィラメント状補強材料をコーティングするためのコーティングラテックスであって、
水に分散させた金属酸化物、マレイミド系架橋剤、ニトロソ化合物及びハロゲン化ゴムを含む、コーティングラテックス。
【請求項14】
前記ニトロソ化合物がp‐ジニトロソベンゼンである、請求項13に記載のコーティングラテックス。
【請求項15】
前記金属酸化物が酸化亜鉛である、請求項13又は14に記載のコーティングラテックス。
【請求項16】
前記ハロゲン化ゴムは、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項13〜15の何れか1項に記載のコーティングラテックス。
【請求項17】
前記コーティング組成物における非水部分が、前記ハロゲン化ゴムを10〜80重量%含む、請求項13〜16の何れか1項に記載のコーティングラテックス。
【請求項18】
前記コーティング組成物における非水部分が、前記ニトロソ化合物を3〜50重量%含む、請求項13〜17の何れか1項に記載のコーティングラテックス。
【請求項19】
前記コーティング組成物における非水部分が、前記マレイミド系架橋剤を2〜30重量%含む、請求項13〜18の何れか1項に記載のコーティングラテックス。
【請求項20】
前記コーティング組成物における非水部分が、前記金属酸化物を1〜25重量%含む、請求項13〜19の何れか1項に記載のコーティングラテックス。
【請求項21】
水を20〜90重量%含む、請求項13〜20の何れか1項に記載のコーティングラテックス。
【請求項22】
ゴム物品補強用のコードであって、請求項13〜21の何れか1項に記載のコーティングラテックスを乾燥させることによって形成されたコーティング膜でコーティングされている補強材料からなるストランドを含む、コード。
【請求項23】
前記ストランドがガラス繊維である、請求項22に記載のコード。
【請求項24】
前記ストランドは、50〜1000g/km、好ましくは100〜500g/kmのテックス値を有する、請求項22又は23に記載のコード。
【請求項25】
ゴムマトリックスと、請求項22〜24の何れか1項に記載のコードとを含む、ゴム物品。
【請求項26】
前記ゴムマトリックスが、エチレン‐プロピレン‐ジエンモノマーゴムを含む、請求項25に記載のゴム物品。
【請求項27】
前記ゴムマトリックスが充填材を含む、請求項25又は26に記載のゴム物品。

【公表番号】特表2009−526924(P2009−526924A)
【公表日】平成21年7月23日(2009.7.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−554836(P2008−554836)
【出願日】平成19年2月12日(2007.2.12)
【国際出願番号】PCT/GB2007/000474
【国際公開番号】WO2007/093770
【国際公開日】平成19年8月23日(2007.8.23)
【出願人】(508247545)エヌ・ジー・エフ ヨーロッパ リミテッド (4)
【氏名又は名称原語表記】NGF EUROPE LIMITED
【Fターム(参考)】