説明

有機繊維コード用接着剤組成物、並びにそれを用いたゴム補強材、タイヤおよび接着方法

【課題】低付着量でもゴム加硫後の接着性を良好に維持できる有機繊維コード用接着剤組成物、並びにそれを用いたゴム補強材タイヤおよび接着方法を提供する。
【解決手段】ポリ塩化ビニルと、(ブロックド)イソシアネート化合物と、レゾルシンと、ホルマリンと、ゴムラテックスと、を含む有機繊維コード用接着剤組成物、並びにそれを用いたゴム補強材タイヤおよび接着方法である。ゴムラテックスが、ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスからなることが好ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機繊維コード用接着剤組成物、並びにそれを用いたゴム補強材、タイヤおよび接着方法に関し、詳しくは、低付着量でもゴム加硫後の接着性を良好に維持できる有機繊維コード用接着剤組成物、並びにそれを用いたゴム補強材、タイヤおよび接着方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ポリエステル繊維等からなるタイヤコードと、タイヤ用ゴムとの接着には、レゾルシン、ホルマリンおよびゴムラテックスを含むRFL(レゾルシン・ホルマリン・ラテックス)接着剤が用いられ、熱硬化により接着力を確保していることが、知られている(特許文献1〜3参照)。
【0003】
また、タイヤコードと、タイヤ用ゴムとの接着に、RFL接着剤に(ブロックド)イソシアネート化合物を添加することにより、接着力がさらに向上することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開昭58−2370号公報(特許請求の範囲等)
【特許文献2】特開昭60−92371号公報(特許請求の範囲等)
【特許文献3】特開昭60−96674号公報(特許請求の範囲等)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1〜3に記載した従来の方法では、加硫時に発生するアミン化合物が接着剤の層を通過して、タイヤコードの最表面層の基材であるポリエチレンテレフタレート(PET)がアミン化合物により劣化するため、長時間加硫後の接着性が低下するという問題がある。
【0006】
また、反応性の高い(ブロックド)イソシアネート化合物を添加した場合は、タイヤコードとゴムとの接着性は向上するが、コスト面から使用量を少なくすることが望ましく、そのため、付着量が少なくなり接着層が薄くなるため、長時間加硫後の接着性が低下するという問題がある。
【0007】
そこで本発明の目的は、低付着量でもゴム加硫後の接着性を良好に維持できる有機繊維コード用接着剤組成物、並びにそれを用いたゴム補強材、タイヤおよび接着方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリ塩化ビニルを有機繊維コード用接着剤組成物に配合することで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【0009】
即ち、本発明の有機繊維コード用接着剤組成物は、ポリ塩化ビニルと、(ブロックド)イソシアネート化合物と、レゾルシンと、ホルマリンと、ゴムラテックスと、を含むことを特徴とするものである。
【0010】
また、本発明の有機繊維コード用接着剤組成物は、前記ゴムラテックスが、ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスからなることが好ましく、前記ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスが、(i)スチレン含有率10〜60質量%、ブタジエン含有率60質量%未満およびビニルピリジン含有率0.5〜15質量%で構成される単量体混合物を重合させた後、(ii)引き続いてスチレン含有率10〜40質量%、ブタジエン含有率45〜75質量%およびビニルピリジン含有率5〜20質量%で構成される単量体混合物を、前記(i)における重合で用いたスチレン含有率よりも低いスチレン含有率で重合させて得られる、二重構造を有するビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスからなることが好ましい。
【0011】
さらに、本発明の有機繊維コード用接着剤組成物は、前記ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスの質量に対する前記ポリ塩化ビニルの質量の比率である(ポリ塩化ビニルの質量/ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスの質量)が、0.01以上0.20以下であることが好ましく、前記ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスの質量に対する前記(ブロックド)イソシアネート化合物の質量の比率である((ブロックド)イソシアネート化合物の質量/ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスの質量)が、0.05以上0.60以下であることが好ましい。
【0012】
本発明の接着方法は、有機繊維が撚糸されてなるタイヤ補強用の有機繊維コードを、本発明の有機繊維コード用接着剤組成物で被覆して接着剤層を形成して、前記有機繊維コードとゴムとを前記有機繊維コード用接着剤組成物を介して接着することを特徴とするものである。
【0013】
また、本発明の接着方法は、前記有機繊維コードを前記有機繊維コード用接着剤組成物に含浸して、前記接着剤層を形成することが好ましく、前記有機繊維コードに対し、前記有機繊維コード用接着剤組成物の付着量が0.5〜5.0質量%であることが好ましい。
【0014】
さらに、本発明の接着方法は、前記接着剤層を形成後、乾燥処理および加熱処理し、さらに、前記有機繊維コードを未加硫ゴムに埋設し、該未加硫ゴムを加硫処理して、前記有機繊維コードとゴムとを前記有機繊維コード用接着剤組成物を介して接着することが好ましく、前記有機繊維コードが、ポリエステルまたはナイロンからなることが好ましい。
【0015】
本発明のゴム補強材は、有機繊維が撚糸されてなるタイヤ補強用の有機繊維コードと、該有機繊維コードを被覆するゴムとからなるゴム補強材であって、前記有機繊維コードと前記ゴムとが、本発明の有機繊維コード用接着剤組成物を用いて接着されてなることを特徴とするものである。
【0016】
また、本発明のゴム補強材は、前記有機繊維コードに対し、前記有機繊維コード用接着剤組成物の付着量が0.5〜5.0質量%であることが好ましく、前記有機繊維コードが、ポリエステルまたはナイロンからなることが好ましい。
【0017】
本発明のタイヤは、本発明のゴム補強材を用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、上記構成としたことにより、低付着量でもゴム加硫後の接着性を良好に維持できる有機繊維コード用接着剤組成物、並びにそれを用いたゴム補強材、ゴム物品、タイヤ、および接着方法を提供することが可能となった。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明の有機繊維コード用接着剤組成物は、ポリ塩化ビニルと、(ブロックド)イソシアネート化合物と、レゾルシンと、ホルマリンと、ゴムラテックスと、を含むものである。ポリ塩化ビニルを含むことで有機繊維コードの繊維表面のアミン劣化を抑制でき、低付着量の場合でも接着力の低下を抑制できる。また、(ブロックド)イソシアネート化合物と、レゾルシンと、ホルマリンと、ゴムラテックスと、を含むことで、接着性が向上する。
【0020】
本発明の有機繊維コード用接着剤組成物に用いるポリ塩化ビニルとしては、本発明の所望の効果が得られれば特に限定されず、通常市場で流通しているものを使用でき、また、ポリ塩化ビニルは、ビニルハライド基の重合によりできたものである。
【0021】
本発明の有機繊維コード用接着剤組成物に用いる(ブロックド)イソシアネート化合物は、有機ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基に公知のブロック化剤を付加反応させることで得られるものである。ここで、有機ポリイソシアネート化合物としては、メチレンジフェニルポリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等が挙げられる。また、ブロック化剤としては、フェノール、チオフェノール、クロルフェノール、クレゾール、レゾルシノール、p−sec−ブチルフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−sec−アミルフェノール、p−オクチルフェノール、p−ノニルフェノール等のフェノール類;イソプロピルアルコール、tert−ブチルアルコール等の第2級又は第3級のアルコール;ジフェニルアミン、キシリジン等の芳香族第2級アミン類;フタル酸イミド類;δ−バレロラクタム等のラクタム類;ε−カプロラクタム等のカプロラクタム類;マロン酸ジアルキルエステル、アセチルアセトン、アセト酢酸アルキルエステル等の活性メチレン化合物;アセトキシム、メチルエチルケトキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオキシム類;3−ヒドロキシピリジン等の塩基性窒素化合物及び酸性亜硫酸ソーダ等が挙げられる。
【0022】
本発明の有機繊維コード用接着剤組成物に用いるレゾルシンおよびホルマリンとしては、通常、有機繊維コード用接着剤組成物に使用できるものを挙げることができ、例えば、レゾルシン(関東化学(株)製、特級試薬)、ホルマリン(37%ホルムアルデヒド水溶液、関東化学(株)製、特級試薬)等を使用できる。
【0023】
本発明の有機繊維コード用接着剤組成物に用いるゴムラテックスとしては、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン系共重合体ラテックス、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン系共重合体をカルボキシル基等で変性した変性ラテックス、スチレン−ブタジエンラテックス及びその変性ラテックス、天然ゴムラテックス、アクリル酸エステル共重合体系ラテックス、ブチルゴムラテックス、クロロプレンゴムラテックスの他、被着ゴムに配合されるゴム成分と同種のゴム成分を水又は有機溶媒に分散させて調製したラテックス等を使用できる。かかるゴムラテックスは、一種単独で用いても、複数種を混合して用いてもよいが、中でも、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスを含むことが好ましい。
【0024】
上記ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン系共重合体は、ビニルピリジン系化合物と、スチレン系化合物と、共役ブタジエン化合物とを三元共重合させたものである。ここで、ビニルピリジン系化合物は、ビニルピリジンと、該ビニルピリジン中の水素原子が置換基で置換された置換ビニルピリジンとを包含する。該ビニルピリジン系化合物としては、2−ビニルピリジン、3−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、2−メチル−5−ビニルピリジン、5−エチル−2−ビニルピリジン等が挙げられ、これらの中でも、2−ビニルピリジンが好ましい。これらビニルピリジン系化合物は、1種単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0025】
上記スチレン系化合物は、スチレンと、該スチレン中の水素原子が置換基で置換された置換スチレンとを包含する。該スチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2,4−ジイノプロピルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、4−t−ブチルスチレン、ヒドロキシメチルスチレン等が挙げられ、これらの中でも、スチレンが好ましい。これらスチレン系化合物は、1種単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0026】
上記共役ブタジエン化合物としては、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン等の脂肪族共役ブタジエン化合物が挙げられ、これらの中でも、1,3−ブタジエンが好ましい。これら共役ブタジエン化合物は、1種単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0027】
また、本発明において、ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスは、(i)スチレン含有率10〜60質量%、ブタジエン含有率60質量%未満およびビニルピリジン含有率0.5〜15質量%で構成される単量体混合物を重合させた後、(ii)引き続いてスチレン含有率10〜40質量%、ブタジエン含有率45〜75質量%およびビニルピリジン含有率5〜20質量%で構成される単量体混合物を、(i)における重合で用いたスチレン含有率よりも低いスチレン含有率で重合させて得られる、二重構造を有するビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスであることが好ましい。かかるビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスとしては、特開平3−163181号公報記載のものが挙げられる。
【0028】
本発明の有機繊維コード用接着剤組成物は、ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスの質量に対するポリ塩化ビニルの質量の比率である(ポリ塩化ビニルの質量/ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスの質量)が、0.01以上0.20以下であることが好ましい。かかる比率が0.01より小さいと、ポリ塩化ビニルによる効果を十分に得られないおそれがあり、一方、かかる比率が0.20を超えると十分な接着力が得られないおそれがあり、好ましくない。
【0029】
また、本発明の有機繊維コード用接着剤組成物は、ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスの質量に対する(ブロックド)イソシアネート化合物の質量の比率である((ブロックド)イソシアネート化合物の質量/ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスの質量)が、0.05以上0.60以下であることが好ましい。この比率が0.05より小さいと、(ブロックド)イソシアネート化合物による効果を十分に得られないおそれがあり、一方、かかる比率が0.60を超えると十分な接着力が得られないおそれがあり、好ましくない。
【0030】
本発明のゴム補強材は、有機繊維が撚糸されてなるタイヤ補強用の有機繊維コードと、該有機繊維コードを被覆するゴムとからなるゴム補強材であって、有機繊維コードとゴムとが、本発明の有機繊維コード用接着剤組成物を用いて接着されてなるものである。ここで、有機繊維コードの材質としては特に限定はないが、熱可塑性プラスチックスが好ましい。該熱可塑性プラスチックスとしては、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフイン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ABS樹脂等のスチレン系樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられ、これらの中でも、ポリエステルまたはナイロンからなることが好ましく、機械的強度が高く、通常の方法ではゴムとの接着が比較的困難なポリエステルが特に好ましく、ポリエチレンテレフタレート(PET)がさらに特に好ましい。
【0031】
一方、本発明のゴム補強材を構成するゴムは、ゴム成分に通常ゴム業界で用いられる配合剤を配合してなるのが好ましい。ここで、ゴム成分としては、特に限定はなく、例えば、天然ゴムの他、ポリイソプレンゴム(IR)、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)等の共役ジエン系合成ゴム、更には、エチレン−プロピレン共重合体ゴム(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム(EPDM)、ポリシロキサンゴム等か挙げられ、これらの中でも、天然ゴム及び共役ジエン系合成ゴムが好ましい。また、これらゴム成分は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0032】
上記ゴム成分の加硫は、例えば、硫黄、テトラメチルチラリウムジスルフィド、ジペンタメチレンチラリウムテトラサルファイド等のチラリウムポリサルファイド化合物、4,4−ジチオモルフォリン、p−キノンジオキシム、p,p’−ジベンゾキノンジオキシム、環式硫黄イミド、過酸化物を加硫剤として行うことができ、硫黄を加硫剤として行うのが好ましい。
【0033】
また、上記ゴム成分には、通常ゴム業界で用いられるカーボンブラック、シリカ、水酸化アルミニウム等の充填剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤等の各種配合剤を、適宜配合することができる。さらに、各種材質の粒子、繊維、布等との複合体としてもよい。
【0034】
また、本発明のゴム補強材は、有機繊維コードに対し、有機繊維コード用接着剤組成物の付着量が0.5〜5.0質量%であることが好ましい。かかる範囲とすることにより、ゴム加硫後の接着性をより良好に維持できる。
【0035】
また、本発明のタイヤは、本発明のゴム補強材を用いたことを特徴とするものであり、カーカスやベルト補強層に用いてなるのが好ましい。本発明のタイヤは、耐久性に高いゴム物品が使用されているため、耐久性に優れる。
【0036】
本発明の接着方法は、有機繊維が撚糸されてなるタイヤ補強用の有機繊維コードを、本発明の有機繊維コード用接着剤組成物で被覆して接着剤層を形成するものであり、有機繊維コードとゴムとを有機繊維コード用接着剤組成物を介して接着することができる。
【0037】
また、本発明の接着方法において、接着剤層の形成方法としては、例えば、浸漬、はけ塗り、流延、噴霧、ロール塗布、ナイフ塗布等を挙げることができるが、有機繊維コードを有機繊維コード用接着剤組成物に含浸して、接着剤層を形成することが好ましい。1段階目でエポキシ化合物を付着させ、2段階目で(ブロックド)イソシアネート化合物とゴムラッテクスを付着する2段階方式と比較して、浸漬は1段階方式であるため、より低コストで接着剤層を形成できる。ここで、接着剤層の厚さは、0.5〜50μmが好ましく、1〜10μmが更に好ましい。
【0038】
本発明の接着方法は、接着剤層を形成後、乾燥処理および加熱処理し、さらに、有機繊維コードを未加硫ゴムに埋設し、該未加硫ゴムを加硫処理して、有機繊維コードとゴムとを有機繊維コード用接着剤組成物を介して接着することが好ましい。これにより、より接着性を良好にできる。
【実施例】
【0039】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
(実施例1〜3、比較例1〜3)
ポリエステルのタイヤコード(ポリエステル製、1670dtex/2、撚り数39x39/10cm:2本の1670dtexのポリエステル繊維を、撚り数39x39/10cmで撚ったもの)を準備した。下記表1に示す配合で、実施例1〜3および比較例1〜3の接着剤を作製し、該接着剤を20質量%含む接着剤水溶液を調整した。接着剤水溶液に、準備したタイヤコードを浸漬して引き上げ、タイヤコードに接着剤水溶液を付着させた。
【0040】
接着剤水溶液が付着したタイヤコードを、160℃で1分間乾燥した。その後、熱処理機を用いて、接着剤が付着したタイヤコードを、1〜2kg/本の張力(コードテンション)をかけ、245℃で2分間熱処理し、接着剤が付着されたタイヤコードを製造した。なお、従来例として、接着剤水溶液として従来のレゾルシン・ホルマリン・ラテックス接着剤を使用して、タイヤコードを製造した。
【0041】
(接着性)
得られた接着剤の、20分加硫後および180分加硫後の接着力を、JIS K6301に従って評価した。接着力は、従来例の接着力を100とした指数で示し、数値が大なるほど結果が良好である。結果を表1に併記する。
【0042】
【表1】

※1) ポリ塩化ビニル(製品名:ビニブラン690、日信化学工業(株)製)
※2) (ブロックド)イソシアネート化合物(第一工業製薬(株)製、「エラストロンBN27」、固形分濃度30%、メチレンジフェニルの分子構造を含む熱反応型水性ウレタン樹脂)
※3) ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス
(Vpラテックス、固形分濃度=41質量%、住友A&L(株)製、PYRATEX)
※4) レゾルシン(関東化学(株)製、特級試薬)
※5) ホルマリン(37%ホルムアルデヒド水溶液、関東化学(株)製、特級試薬)
【0043】
実施例1〜3では、(ブロックド)イソシアネート化合物を配合して付着量が少ないにも係わらず、180分加硫後も良好な接着性を維持できた。これに対し、比較例1〜3では、180分加硫後の接着性の低下が顕著であった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリ塩化ビニルと、(ブロックド)イソシアネート化合物と、レゾルシンと、ホルマリンと、ゴムラテックスと、を含むことを特徴とする有機繊維コード用接着剤組成物。
【請求項2】
前記ゴムラテックスが、ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスからなる請求項1記載の有機繊維コード用接着剤組成物。
【請求項3】
前記ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスが、(i)スチレン含有率10〜60質量%、ブタジエン含有率60質量%未満およびビニルピリジン含有率0.5〜15質量%で構成される単量体混合物を重合させた後、(ii)引き続いてスチレン含有率10〜40質量%、ブタジエン含有率45〜75質量%およびビニルピリジン含有率5〜20質量%で構成される単量体混合物を、前記(i)における重合で用いたスチレン含有率よりも低いスチレン含有率で重合させて得られる、二重構造を有するビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスからなる請求項2記載の有機繊維コード用接着剤組成物。
【請求項4】
前記ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスの質量に対する前記ポリ塩化ビニルの質量の比率である(ポリ塩化ビニルの質量/ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスの質量)が、0.01以上0.20以下である請求項1〜3のうちいずれか一項記載の有機繊維コード用接着剤組成物。
【請求項5】
前記ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスの質量に対する前記(ブロックド)イソシアネート化合物の質量の比率である((ブロックド)イソシアネート化合物の質量/ビニルピリジンスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスの質量)が、0.05以上0.60以下である請求項1〜4のうちいずれか一項記載の有機繊維コード用接着剤組成物。
【請求項6】
有機繊維が撚糸されてなるタイヤ補強用の有機繊維コードを、請求項1〜5のうちいずれか一項記載の有機繊維コード用接着剤組成物で被覆して接着剤層を形成して、前記有機繊維コードとゴムとを前記有機繊維コード用接着剤組成物を介して接着することを特徴とする接着方法。
【請求項7】
前記有機繊維コードを前記有機繊維コード用接着剤組成物に含浸して、前記接着剤層を形成する請求項6記載の接着方法。
【請求項8】
前記有機繊維コードに対し、前記有機繊維コード用接着剤組成物の付着量が0.5〜5.0質量%である請求項6または7記載の接着方法。
【請求項9】
前記接着剤層を形成後、乾燥処理および加熱処理し、さらに、前記有機繊維コードを未加硫ゴムに埋設し、該未加硫ゴムを加硫処理して、前記有機繊維コードとゴムとを前記有機繊維コード用接着剤組成物を介して接着する請求項6〜8のうちいずれか一項記載の接着方法。
【請求項10】
前記有機繊維コードが、ポリエステルまたはナイロンからなる請求項6〜9のうちいずれか一項記載の接着方法。
【請求項11】
有機繊維が撚糸されてなるタイヤ補強用の有機繊維コードと、該有機繊維コードを被覆するゴムとからなるゴム補強材であって、前記有機繊維コードと前記ゴムとが、請求項1〜5のうちいずれか一項記載の有機繊維コード用接着剤組成物を用いて接着されてなることを特徴とするゴム補強材。
【請求項12】
前記有機繊維コードに対し、前記有機繊維コード用接着剤組成物の付着量が0.5〜5.0質量%である請求項11記載のゴム補強材。
【請求項13】
前記有機繊維コードが、ポリエステルまたはナイロンからなる請求項11または12記載のゴム補強材。
【請求項14】
請求項11〜13記載のうちいずれか一項記載のゴム補強材を用いたことを特徴とするタイヤ。

【公開番号】特開2010−189492(P2010−189492A)
【公開日】平成22年9月2日(2010.9.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−33441(P2009−33441)
【出願日】平成21年2月17日(2009.2.17)
【出願人】(000005278)株式会社ブリヂストン (11,469)
【Fターム(参考)】