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JP2002172721A - Rubber composite material and rubber article using the same - Google Patents

Rubber composite material and rubber article using the same

Info

Publication number
JP2002172721A
JP2002172721A JP2001206077A JP2001206077A JP2002172721A JP 2002172721 A JP2002172721 A JP 2002172721A JP 2001206077 A JP2001206077 A JP 2001206077A JP 2001206077 A JP2001206077 A JP 2001206077A JP 2002172721 A JP2002172721 A JP 2002172721A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rubber
composite material
nonwoven fabric
based composite
tire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001206077A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukihiro Kusano
行弘 草野
Masahito Yoshikawa
雅人 吉川
Yugo Zuigyo
裕吾 随行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Priority to JP2001206077A priority Critical patent/JP2002172721A/en
Publication of JP2002172721A publication Critical patent/JP2002172721A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
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  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composite material capable of enhancing adhesive properties of a nonwoven fabric and a rubber, enhancing durability of the rubber article when the material is used as a reinforcing material of the rubber article such as a tire, a belt or the like, and lightening and the rubber article using the same. SOLUTION: The rubber composite material comprises the nonwoven fabric, a film formed with a metal or a metal compound capable of being reactive with a sulfur on surfaces of filaments for constituting the fabric by a physical vapor deposition method(PVD) or a chemical vapor deposition method(CVD), and the rubber adhered to the film and coating the fabric.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はゴム系複合材料およ
びそれを用いたゴム物品に関し、詳しくは、タイヤやベ
ルト等のゴム物品の補強材として使用した場合に、該ゴ
ム物品の耐久性を高めることができるとともに、軽量化
を図ることのできるゴム系複合材料およびそれを用いた
ゴム物品、特にはタイヤに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rubber-based composite material and a rubber article using the same, and more specifically, to enhance the durability of the rubber article when used as a reinforcing material for a rubber article such as a tire or a belt. The present invention relates to a rubber-based composite material capable of reducing weight and a rubber article using the same, and particularly to a tire.

【0002】[0002]

【従来の技術】タイヤやベルト等に適用されるゴム系複
合材料の補強材としては、従来より有機繊維コードやス
チールコードが広く用いられている。この場合、ゴムと
補強材とが強固に接着していることは、その製品の耐久
性の面から重要なことである。従って、従来、有機繊維
コードとゴムとの複合材においては、両者の接着性を高
めるために、レゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物/ラ
テックス(RFL)接着剤中への有機繊維コードのディ
ップ処理が行われていた。また、スチールコードとゴム
との複合材においては、両者の接着性を高めるために、
スチールコードに各種メッキ処理を施すことが一般に行
われていた。
2. Description of the Related Art Organic fiber cords and steel cords have been widely used as reinforcing materials for rubber-based composite materials applied to tires and belts. In this case, it is important that the rubber and the reinforcing material are firmly bonded from the viewpoint of the durability of the product. Therefore, conventionally, in a composite material of an organic fiber cord and a rubber, the organic fiber cord is dipped in a resorcinol-formaldehyde condensate / latex (RFL) adhesive in order to enhance the adhesion between the two. Was. Also, in the case of a composite material of steel cord and rubber, in order to enhance the adhesion between them,
It has been common practice to apply various plating treatments to steel cords.

【0003】また、タイヤやベルト等に適用されるゴム
系複合材料の補強材として、有機繊維コードやスチール
コードの他に不織布を用いることも知られている。例え
ば、特開平10−53010号公報においては、乗り心
地性能や耐久性といったラジアルタイヤ本来の性能を損
なうことなく、また製法を複雑化することなく、タイヤ
サイドウォール部の剛性を高め、タイヤの操縦安定性を
向上させるために、カーカス層とサイドウォールとの間
に、不織布を用いたゴム−フィラメント繊維複合体を適
用することが提案されている。
It is also known to use a nonwoven fabric as a reinforcing material for a rubber-based composite material applied to tires, belts and the like, in addition to organic fiber cords and steel cords. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-53010, the rigidity of the tire sidewall portion is increased without impairing the inherent performance of the radial tire such as ride comfort and durability, and without complicating the manufacturing method, and controlling the tire. In order to improve stability, it has been proposed to apply a rubber-filament fiber composite using a nonwoven fabric between a carcass layer and a sidewall.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ゴム系複合材料の補強
材として、その性能向上能力の面から不織布が注目さ
れ、タイヤのより一層の性能向上の他、タイヤ以外のゴ
ム物品で、剛性と耐久性が求められるもの、例えば、ベ
ルトゴム等への適用も検討されるようになってきた。ま
た、従来補強材を含まない構造のゴム系複合材料も、不
織布を伴う補強材を用いることにより、設計の自由度が
広がると共に、高耐久性が期待できる。
As a reinforcing material for a rubber-based composite material, nonwoven fabrics have attracted attention because of their performance-improving ability. In addition to further improving the performance of tires, rubber articles other than tires have a high rigidity and durability. Application to materials requiring high performance, such as belt rubber, has also been studied. In addition, a rubber-based composite material having a structure that does not include a conventional reinforcing material can also be designed with a reinforcing material that includes a nonwoven fabric.

【0005】しかしながら、不織布の場合、従来の有機
繊維コードにおいて適用されていたRFL接着剤中への
有機繊維コードのディップ処理や、スチールコードにお
いて適用されていたメッキ処理を適用して接着性を高め
ることはできなかった。何故なら、これら処理を不織布
に適用した場合には、不織布が目詰りを起こしてフィル
ム状となり、ゴムと合わせたときの不織布とゴムとの接
触面積が小さくなり、所望の効果を得ることができなか
ったからである。
[0005] However, in the case of a nonwoven fabric, the adhesiveness is improved by applying a dipping treatment of the organic fiber cord into the RFL adhesive applied in the conventional organic fiber cord or a plating treatment applied in the steel cord. I couldn't do that. Because, when these treatments are applied to the nonwoven fabric, the nonwoven fabric becomes clogged and becomes a film, and the contact area between the nonwoven fabric and the rubber when combined with the rubber is reduced, and the desired effect can be obtained. Because there was no.

【0006】そこで本発明の目的は、上記問題点を解消
し、不織布とゴムとの接着性を高め、タイヤやベルト等
のゴム物品の補強材として使用した場合に、該ゴム物品
の耐久性を高めることができるとともに、軽量化を図る
ことのできるゴム系複合材料およびそれを用いたゴム物
品を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to enhance the adhesion between the nonwoven fabric and rubber, and to improve the durability of the rubber article when used as a reinforcing material for rubber articles such as tires and belts. It is an object of the present invention to provide a rubber-based composite material which can be increased and can be reduced in weight, and a rubber article using the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、不織布を構成するフィ
ラメント表面に気相成長法による特定のコーティング処
理を施すことにより上記目的を達成し得ることを見出
し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have achieved the above object by performing a specific coating treatment by a vapor phase growth method on a filament surface constituting a nonwoven fabric. The inventors have found that the present invention can be performed, and have completed the present invention.

【0008】即ち、本発明のゴム系複合材料は、不織布
と、該不織布を構成するフィラメント表面に硫黄と反応
可能な金属または金属化合物を物理的気相成長法(PV
D)または化学的気相成長法(CVD)により形成され
た被膜と、該被膜と接着し、前記不織布を被覆するゴム
とからなることを特徴とするものである。
That is, the rubber-based composite material of the present invention comprises a non-woven fabric and a metal or a metal compound capable of reacting with sulfur on the surface of a filament constituting the non-woven fabric by physical vapor deposition (PV).
D) or a film formed by chemical vapor deposition (CVD), and a rubber which adheres to the film and coats the nonwoven fabric.

【0009】また、本発明は、前記ゴム系複合材料を補
強材として使用したことを特徴とするゴム物品、特には
タイヤを提供するものである。
[0009] The present invention also provides a rubber article, particularly a tire, wherein the rubber-based composite material is used as a reinforcing material.

【0010】本発明のゴム系複合材料は、これを補強材
として用いたゴム物品の耐久性を損なうことなく該ゴム
物品の剛性を高めることができる。特に、空気入りラジ
アルタイヤの場合、かかるゴム系複合材料をタイヤサイ
ドウォール部分に適用した場合、該サイドウォール部の
剛性を高め、タイヤの操縦安定性を向上させることがで
きる。
The rubber-based composite material of the present invention can increase the rigidity of a rubber article using the same as a reinforcing material without impairing the durability of the rubber article. In particular, in the case of a pneumatic radial tire, when such a rubber-based composite material is applied to a tire sidewall portion, the rigidity of the sidewall portion can be increased, and the steering stability of the tire can be improved.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
具体的に説明する。まず、本発明において適用し得る不
織布は、多数本の繊維束を撚り合わせたり織り合わせた
りせず、カーディング法、抄紙法、エアレイ法、メルト
ブロー、スパンボンド法などにより作製されたウェブで
ある。メルトブロー、スパンボンド法以外のウェブにお
ける繊維の結合方法として、熱融着法、バインダによる
方法、水流または針の力で繊維を交絡させる水流絡合
法、ニードルパンチ法を好適に利用することができる。
とりわけ水流または針で繊維を交絡させる水流絡合法、
ニードルパンチ法およびメルトブロー、スパンボンド法
により得られた不織布が好適である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below. First, the nonwoven fabric applicable in the present invention is a web produced by a carding method, a papermaking method, an air lay method, a melt blowing, a spunbonding method, or the like without twisting or weaving a large number of fiber bundles. As a method for bonding the fibers in the web other than the melt blowing and the spun bond method, a heat fusion method, a method using a binder, a water entanglement method in which the fibers are entangled by a water flow or the force of a needle, and a needle punch method can be suitably used.
Water entanglement, in which the fibers are entangled with water or needles,
A nonwoven fabric obtained by a needle punch method, a melt blow, or a spun bond method is preferable.

【0012】不織布の材質としては、綿、レーヨン、セ
ルロースなどの天然高分子繊維、脂肪族ポリアミド、ポ
リエステル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、芳香
族ポリアミドなどの合成高分子繊維、およびカーボン繊
維、ガラス繊維、スチールワイヤのうちから選択される
一種又は複数種の繊維を混合することができる。また、
隣接層と素材が異なる多層構造のフィラメント繊維でも
よい。更に、異なる材質を内層と外層に配置した芯鞘構
造、あるいは米字型、花弁型、層状型等の複合繊維も用
いることができる。
Examples of the material of the nonwoven fabric include natural polymer fibers such as cotton, rayon, and cellulose; synthetic polymer fibers such as aliphatic polyamide, polyester, polyvinyl alcohol, polyimide, and aromatic polyamide; carbon fiber, glass fiber, and steel. One or more kinds of fibers selected from wires can be mixed. Also,
A filament fiber having a multilayer structure in which the material is different from that of the adjacent layer may be used. Further, a core-sheath structure in which different materials are arranged in an inner layer and an outer layer, or a composite fiber such as a U-shaped, petal-shaped, or layered-type can also be used.

【0013】本発明においては、かかる不織布は、繊維
フィラメントの間までゴムが含浸する構造を有している
こと、そして比較的長い距離、広い範囲でフィラメント
繊維とゴムが相互に連続層を形成できる構造を有してい
ることが重要な基本的要件である。このため、フィラメ
ント繊維の直径または最大径は、好ましくは0.1〜1
00μm、より好ましくは0.1〜50μmの範囲内で
ある。但し、その断面形状は円状のもの、または円と異
なる断面形状のもの、中空部を有するもの等を用いるこ
とができる。
In the present invention, such a nonwoven fabric has a structure in which rubber is impregnated between the fiber filaments, and the filament fiber and the rubber can form a continuous layer mutually over a relatively long distance over a wide range. Having a structure is an important basic requirement. For this reason, the diameter or the maximum diameter of the filament fiber is preferably 0.1 to 1
It is within the range of 00 μm, more preferably 0.1 to 50 μm. However, the cross-sectional shape may be a circular shape, a cross-sectional shape different from a circle, a shape having a hollow portion, or the like.

【0014】また、フィラメント繊維の長さは、好まし
くは8mm以上、より好ましくは10mm以上である。
かかるフィラメント繊維の長さが8mm未満では、繊維
フィラメント−繊維フィラメント間のからみ合いが十分
でなく、補強層としての強度を保持できなくなる。
[0014] The length of the filament fiber is preferably at least 8 mm, more preferably at least 10 mm.
When the length of the filament fiber is less than 8 mm, the entanglement between the fiber filaments is not sufficient, and the strength as the reinforcing layer cannot be maintained.

【0015】不織布の目付質量(1m2当たりの質量)
は、好ましくは10〜300g、より好ましくは10〜
100gの範囲内である。不織布の目付質量が10g未
満では不織布自体の均一性を維持することが困難となっ
てムラの多い不織布となり、加硫後の不織布/ゴム複合
体とした時の強度、剛性、破断伸度のバラツキが大きく
なるため、好ましくない。一方、300gを超えるとゴ
ムの流動性にもよるが、不織布内部の空隙にゴムが浸透
しなくなり、例えば、タイヤ部材として考えた場合、ゴ
ム−不織布複合体の耐剥離性の観点から好ましくない。
Weight per unit area of non-woven fabric (mass per 1 m 2 )
Is preferably from 10 to 300 g, more preferably from 10 to 300 g.
It is in the range of 100 g. If the basis weight of the nonwoven fabric is less than 10 g, it is difficult to maintain the uniformity of the nonwoven fabric itself, resulting in a nonwoven fabric having many irregularities, and variations in the strength, rigidity, and elongation at break when the vulcanized nonwoven fabric / rubber composite is obtained. Is undesirably large. On the other hand, if it exceeds 300 g, although it depends on the fluidity of the rubber, the rubber does not penetrate into the voids inside the nonwoven fabric. For example, when considered as a tire member, it is not preferable from the viewpoint of the peeling resistance of the rubber-nonwoven fabric composite.

【0016】本発明においては、上述の不織布を構成す
るフィラメント表面に硫黄と反応可能な金属または金属
化合物を物理的気相成長法(PVD)または化学的気相
成長法(CVD)により被膜を形成する。PVDまたは
CVDにより被膜を形成することは、無溶剤であるため
環境への汚染が少ないという利点がある。また、気相で
の成膜のため、従来のディップ処理やメッキ処理のよう
に不織布を目詰りさせないという利点もある。
In the present invention, a metal or a metal compound capable of reacting with sulfur is formed on the surface of the filament constituting the nonwoven fabric by physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD). I do. Forming a coating by PVD or CVD has the advantage of less pollution to the environment because it is solventless. In addition, since the film is formed in the gas phase, there is an advantage that the nonwoven fabric is not clogged unlike the conventional dip treatment or plating treatment.

【0017】本発明に適用し得るPVD法としては、真
空蒸着法、例えば、抵抗加熱蒸着、電子ビーム加熱蒸
着、分子線エピタキシー法、レーザーアブレーション
法、スパッタ法、例えば、直流スパッタ、高周波スパッ
タ、マグネトロンスパッタ、ECRスパッタ、イオンビ
ーム、イオンプレーティング法、例えば、高周波イオン
プレーティング、イオン化クラスタビーム成膜法、また
はイオンビーム法等が挙げられ、また、CVD法として
は、熱CVD法、例えば、常圧CVD、減圧CVD、有
機金属CVD、光CVD法、またはプラズマCVD法、
例えば、直流プラズマCVD、高周波プラズマCVD、
マイクロ波プラズマCVD若しくはECRプラズマCV
D等が挙げられる。これらのうち、スパッタ法が好適に
用いられ、特に好適にはマグネトロンスパッタ法であ
る。
As the PVD method applicable to the present invention, a vacuum evaporation method, for example, resistance heating evaporation, electron beam heating evaporation, molecular beam epitaxy method, laser ablation method, sputtering method, for example, DC sputtering, high frequency sputtering, magnetron Sputtering, ECR sputtering, ion beam, ion plating method, for example, high frequency ion plating, ionized cluster beam film forming method, ion beam method, and the like can be mentioned. As the CVD method, thermal CVD method, for example, Pressure CVD, reduced pressure CVD, metal organic CVD, optical CVD, or plasma CVD,
For example, DC plasma CVD, high frequency plasma CVD,
Microwave plasma CVD or ECR plasma CV
D and the like. Of these, a sputtering method is preferably used, and a magnetron sputtering method is particularly preferred.

【0018】スパッタ法が好ましい理由として、第1に
基材である不織布表面の温度が低温での成膜が可能であ
ることが挙げられる。第2に、通常は成膜時の動作圧力
が5×10-2Pa〜1×101Paと比較的高く、不織
布からのアウトガスによる影響が少ないことである。第
3に、ターゲットからスパッタした粒子は、直進して基
材である不織布表面に到達する前にアルゴン(Ar)等
の雰囲気ガスにより散乱される可能性が高く、「回り込
み」が起きやすいことが挙げられる。即ち、この「回り
込み」のため、不織布は極めて複雑な形状をしているに
もかかわらず、不織布のターゲットに面していない部分
や陰になっている部分にも好適に成膜させることができ
る。
The first reason that the sputtering method is preferable is that film formation can be performed at a low temperature on the surface of the nonwoven fabric as the base material. Second, the operating pressure during film formation is usually relatively high, 5 × 10 −2 Pa to 1 × 10 1 Pa, and the influence of outgas from the nonwoven fabric is small. Third, particles sputtered from the target are likely to be scattered by an atmospheric gas such as argon (Ar) before going straight and reaching the surface of the nonwoven fabric as a base material, and "wraparound" is likely to occur. No. In other words, because of this "wraparound", the nonwoven fabric has an extremely complicated shape, but it is possible to suitably form a film on a portion of the nonwoven fabric that does not face the target or a shaded portion. .

【0019】スパッタ条件、特には、マグネトロンスパ
ッタ条件として、例えば、雰囲気ガスは、不活性ガス、
例えば、Ar、He、Ne、Kr、特にはArに、必要
に応じて反応ガス、例えば、酸化系の場合はO2、H2
等、窒化系の場合はN2、NH3等、また炭化系の場合は
CH4等を混ぜてもよい。反応ガスと不活性ガスとの混
合比(供給ガスの体積比)は、100/0〜0/100
(不活性ガス/反応ガス)、 好ましくは100/0〜
20/80である。
As sputtering conditions, particularly magnetron sputtering conditions, for example, an atmosphere gas is an inert gas,
For example, Ar, He, Ne, Kr, particularly Ar, may be added with a reactive gas, if necessary, for example, O 2 , H 2 O in the case of an oxidation system.
For example, N 2 and NH 3 may be mixed in the case of nitriding, and CH 4 may be mixed in the case of carbonizing. The mixing ratio of the reaction gas and the inert gas (volume ratio of the supply gas) is 100/0 to 0/100.
(Inert gas / reaction gas), preferably 100/0
20/80.

【0020】また、必要に応じて基材である不織布にバ
イアス電圧を印加してもよい。その場合、直流、交流い
ずれのバイアスも可能である。交流の場合、パルス、ま
たは高周波(rf)が好ましい。直流の場合、好ましく
は−1kV〜+1kVの電圧範囲である。
Further, if necessary, a bias voltage may be applied to the nonwoven fabric as the base material. In that case, either DC or AC bias is possible. In the case of an alternating current, a pulse or a high frequency (rf) is preferable. In the case of direct current, the voltage range is preferably -1 kV to +1 kV.

【0021】ガス圧は、スパッタできる圧力であればい
かなる値でもよいが、好ましくは1×10-2Pa〜5×
102Pa、より好ましくは5×10-2Pa〜1×101
Paである。また、電源周波数(ターゲットへ供給)は
公知の直流、交流のいずれを用いてもよい。一般に、直
流電源、高周波(rf)電源などが用いられるが、パル
ス電源を用いてもよい。ターゲットと基材の間に誘導性
プラズマを発生させてスパッタ中の粒子を活性化する、
いわゆるイオン化マグネトロンスパッタ(ionized magn
etron sputtering)も可能である。
The gas pressure may be any value as long as the gas can be sputtered, but is preferably 1 × 10 −2 Pa to 5 ×.
10 2 Pa, more preferably 5 × 10 −2 Pa to 1 × 10 1
Pa. Further, the power supply frequency (supplied to the target) may be any of known DC and AC. Generally, a DC power supply, a high-frequency (rf) power supply, or the like is used, but a pulse power supply may be used. Activate the particles during sputtering by generating inductive plasma between the target and the substrate,
So-called ionized magnetron sputtering
Etron sputtering is also possible.

【0022】このような気相成長により形成される被膜
の平均膜厚は、通常1×10-10m〜1×10-5m、好
ましくは1×10-9m〜1×10-6m、より好ましくは
5×10-9m〜5×10-7mである。ここで、平均膜厚
とは、不織布の繊維表面に付着した膜の平均厚さであ
る。この膜厚が薄すぎると接着性が不十分となり、一
方、厚すぎると被膜の内部応力により基材から剥離する
傾向がある。かかる被膜は、不織布の繊維表面に硫化反
応に必要なだけ形成されていればよく、必ずしも均一形
成されている必要はない。成膜中、あるいは成膜後に、
大気中にさらした際に空気中の酸素や水蒸気と反応し
て、被膜中に酸素や水素などの不純物が混入することが
ある。また、必要に応じて、成膜後にプラズマ処理、イ
オンインプランテーション、イオン照射、熱処理などを
施して、被膜の表面状態、反応性、内部応力等を向上さ
せてもよい。また、成膜前に、必要に応じて不織布表面
を十分に清浄化することが望ましい。クリーニング方法
としては、溶剤洗浄のほかに、または溶剤洗浄に加え
て、放電処理を好適に用いることができる。さらには、
いくつかのクリーニング方法を組み合わせて、洗浄効果
を上げることもできる。
The average thickness of the film formed by such a vapor phase growth is usually 1 × 10 −10 m to 1 × 10 −5 m, preferably 1 × 10 −9 m to 1 × 10 −6 m. And more preferably 5 × 10 −9 m to 5 × 10 −7 m. Here, the average thickness is the average thickness of the film attached to the fiber surface of the nonwoven fabric. If the film thickness is too small, the adhesion becomes insufficient, while if it is too large, the film tends to peel off from the substrate due to the internal stress of the film. Such a coating may be formed on the fiber surface of the nonwoven fabric as long as necessary for the sulfurization reaction, and does not necessarily need to be formed uniformly. During or after deposition
When exposed to the atmosphere, it reacts with oxygen and water vapor in the air, and impurities such as oxygen and hydrogen may be mixed into the film. If necessary, plasma treatment, ion implantation, ion irradiation, heat treatment, or the like may be performed after the film formation to improve the surface state, reactivity, internal stress, and the like of the film. In addition, it is desirable to sufficiently clean the surface of the nonwoven fabric before film formation, if necessary. As a cleaning method, discharge treatment can be suitably used in addition to or in addition to solvent cleaning. Moreover,
Several cleaning methods can be combined to enhance the cleaning effect.

【0023】本発明において使用し得る硫黄と反応可能
な金属または金属化合物には、合金、酸化物、窒化物も
含まれ、ゴム加硫時にゴム中の硫黄と硫化反応する材料
であればいかなるものでもよい。例えば、Co、Cu、
Zn、Cr、Al、Ag、Ni、Pb、Ti、Wやこれ
らのうち2種類またはそれ以上からなる合金、さらには
これらの酸化物、窒化物、炭化物、硫化物、硫酸化合物
などの化合物を用いることができる。特に、Co、Co
/Cr合金、Cu/Zn合金、Cu/Al合金等の金
属、合金、またはこれらの酸化物を好適に用いることが
できる。より好ましくは、CoまたはCoの酸化物であ
る(特開昭62−87311号、62−246278
号、特開平1−290342号公報参照)。ここで、酸
化物、窒化物、炭化物等の化合物は、化学量論的な値に
より得られたものであってもそうでなくてもよい。好ま
しくは、化学量論的な値に比べ金属元素の比率が大きい
ものとする。
The metal or metal compound capable of reacting with sulfur that can be used in the present invention includes alloys, oxides and nitrides, and any material capable of sulfurating with sulfur in rubber during rubber vulcanization. May be. For example, Co, Cu,
Zn, Cr, Al, Ag, Ni, Pb, Ti, W, and alloys composed of two or more of these, and further, compounds such as oxides, nitrides, carbides, sulfides, and sulfates thereof are used. be able to. In particular, Co, Co
Metals such as / Cr alloy, Cu / Zn alloy and Cu / Al alloy, alloys thereof, and oxides thereof can be suitably used. More preferably, it is Co or an oxide of Co (JP-A-62-87311, 62-246278).
No., JP-A-1-290342). Here, compounds such as oxides, nitrides, and carbides may or may not be obtained by stoichiometric values. Preferably, the ratio of the metal element is higher than the stoichiometric value.

【0024】不織布表面に成膜後、未加硫ゴムを被覆し
て加熱圧着する際、ゴム加硫時に上述の被膜とゴムとの
硫化反応により接着が生ずると考えられる。ここで、加
硫と硫化は競合反応であり、両者が好適に行われるため
には反応性のマッチングが必要である。スパッタ成膜で
は、成膜時に、Ar等の不活性ガスに加えて、酸素、窒
素等の反応ガスを適量加えて適度な硫化反応性を持つ化
合物薄膜を形成することが容易である。
When a non-vulcanized rubber is coated and heated and pressed after forming a film on the surface of the non-woven fabric, it is considered that adhesion occurs due to a sulfurization reaction between the above-mentioned coating and the rubber at the time of rubber vulcanization. Here, vulcanization and sulfurization are competing reactions, and in order for both to be suitably performed, matching of reactivity is necessary. In sputter film formation, it is easy to form a compound thin film having an appropriate sulfurization reactivity by adding an appropriate amount of a reaction gas such as oxygen or nitrogen in addition to an inert gas such as Ar at the time of film formation.

【0025】本発明において使用する不織布とゴムとの
複合化は、プレスまたはロールなどによりシート状未加
硫ゴム組成物を上下両面または片面から圧着して、不織
布内部の空気をゴムと置換することにより行われる。
The compounding of the nonwoven fabric and the rubber used in the present invention is performed by pressing a sheet-like unvulcanized rubber composition from both upper and lower surfaces or one surface with a press or a roll to replace the air inside the nonwoven fabric with rubber. It is performed by

【0026】なお、本発明において使用し得るゴム組成
物は、特に制限されるべきものではなく、例えば、タイ
ヤやベルトにおいて慣用されているゴム組成物を好適に
用いることができる。よって、ゴム成分としては天然ゴ
ムおよび合成ゴムのいずれでもよく、また加硫剤、加硫
促進剤、補強材、老化防止剤、軟化剤等を適宜配合する
ことができる。
The rubber composition that can be used in the present invention is not particularly limited. For example, a rubber composition commonly used in tires and belts can be used. Therefore, any of natural rubber and synthetic rubber may be used as the rubber component, and a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a reinforcing material, an antioxidant, a softener and the like can be appropriately compounded.

【0027】本発明のゴム系複合材料を適用した一実施
の形態に係る空気入りラジアルタイヤの横断面を図1に
示す。このタイヤでは、コード方向がタイヤ1のラジア
ル方向に向く一層のカーカス層2の両端末が左右一対の
ビードワイヤ3a、3bの周りに巻回されて折り返さ
れ、該カーカス層2のタイヤ半径方向の上部に2層のス
チールベルト4がリング状に配置され、更にその上部の
タイヤ踏面部5にはトレッドゴム6が配置されている。
また、トレッドゴム6の両サイドのカーカス層上には、
ゴム系複合材料8a、8bを介してサイドウォールゴム
7a、7bが貼着されている。この例では、ゴム系複合
材料8a、8bが、カーカス層2とサイドウォールゴム
7a、7bとの間にて、夫々ビードフィラー9a、9b
の上端からベルト部の最大幅端近傍に至るまで配設され
ている。
FIG. 1 shows a cross section of a pneumatic radial tire according to an embodiment to which the rubber composite material of the present invention is applied. In this tire, both ends of one layer of the carcass layer 2 whose cord direction is oriented in the radial direction of the tire 1 are wound around a pair of left and right bead wires 3a and 3b and turned back, and the upper portion of the carcass layer 2 in the tire radial direction is folded. A two-layer steel belt 4 is arranged in a ring shape, and a tread rubber 6 is arranged on a tire tread portion 5 above the steel belt 4.
Also, on the carcass layers on both sides of the tread rubber 6,
Sidewall rubbers 7a, 7b are adhered via rubber-based composite materials 8a, 8b. In this example, the rubber-based composite materials 8a and 8b are provided between the carcass layer 2 and the side wall rubbers 7a and 7b, respectively, in the form of bead fillers 9a and 9b.
From the upper end to the vicinity of the maximum width end of the belt portion.

【0028】本発明において、かかるゴム系複合材料
は、カーカス層とサイドウォールとの間あるいはカーカ
ス層とインナーライナー層との間にて、ビード部下端か
らベルト部の最大幅端に至るまでの間の少なくとも10
mm以上にわたり配設されてなる。10mm未満である
と操縦安定性向上の効果が十分でなく、好ましくない。
In the present invention, such a rubber-based composite material is provided between the carcass layer and the side wall or between the carcass layer and the inner liner layer from the lower end of the bead portion to the maximum width end of the belt portion. At least 10
mm or more. If it is less than 10 mm, the effect of improving the steering stability is not sufficient, which is not preferable.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。不織布(繊維種:ポリエステル、繊維径:25μ
m、目付質量:40g/m2、厚さ:5mm)の表面
(両面)を下記の表1に示す条件にて低圧プラズマ法で
クリーニングした後、同じく表1に示す条件にてCoタ
ーゲット(純度3N)をスパッタしてCoおよびその酸
化膜を両面に成膜した。なおクリーニングにおける電力
密度は不織布1m2あたりに投入される電力とした。ま
た、比較例としてクリーニングおよびCo成膜を施さな
かった不織布を用意した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on embodiments. Non-woven fabric (fiber type: polyester, fiber diameter: 25μ)
m, the basis weight: 40 g / m 2 , the thickness: 5 mm), and the surface (both sides) was cleaned by a low pressure plasma method under the conditions shown in Table 1 below. 3N) was sputtered to form Co and its oxide film on both surfaces. The power density in the cleaning was the power supplied per 1 m 2 of the nonwoven fabric. As a comparative example, a nonwoven fabric which was not subjected to cleaning and Co film formation was prepared.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】上記の不織布を未加硫ゴムで両面から挟ん
で被覆一体化したゴム系複合材料を補強部材層として、
図1に示すように、カーカス層とサイドウォールとの間
にて夫々ビードフィラーの上端から50mmにわたり貼
り付けした。このようにして得られた、未加硫ゴム複合
材料を繊維補強部材層として適用した生タイヤを成型
し、続いて加硫成型を施し、タイヤサイズ195/60
R15、カーカスプライPET1670dtex/2の
ラジアルタイヤを夫々試作した。また、従来例として補
強部材層を適用しなかった以外は同様にしてラジアルタ
イヤを試作した。これらタイヤについて、操縦安定性試
験および高荷重ドラム耐久性試験を以下のようにして実
施した。
A rubber-based composite material obtained by sandwiching the above nonwoven fabric with unvulcanized rubber from both sides and integrating the same is used as a reinforcing member layer.
As shown in FIG. 1, each of the bead fillers was stuck 50 mm from the upper end of the bead filler between the carcass layer and the sidewall. A green tire obtained by applying the unvulcanized rubber composite material obtained as described above as a fiber reinforcing member layer is molded, and then vulcanized to a tire size of 195/60.
Radial tires of R15 and carcass ply PET1670dtex / 2 were each prototyped. In addition, a radial tire was prototyped in the same manner except that no reinforcing member layer was applied as a conventional example. For these tires, a steering stability test and a high load drum durability test were performed as follows.

【0032】<操縦安定性>試作タイヤを車輌(国産F
F2000cc)に装着し、速度40〜120km/h
で直進、レーンチェンジの条件にて実車走行を行い、ド
ライバーのフィーリングにより操縦安定性を評価した。
評価はコントロールとの対比で、 0:変わらない +2:やや良いと思われる +4:やや良い +8:良い に区分し、その合計点数をコントロールを100とした
指数で表示した。
<Steering stability> A prototype tire was mounted on a vehicle (Domestic F
F2000cc), speed 40-120km / h
The vehicle was run straight under the conditions of a lane change, and the driving stability was evaluated based on the driver's feeling.
The evaluation was in comparison with the control, and was classified into 0: unchanged +2: somewhat good +4: somewhat good +8: good and the total score was indicated by an index with the control being 100.

【0033】<高荷重ドラム耐久性>試作タイヤを25
℃±2℃の室内中で、JATMA規格の最大空気圧に調
整後、24時間放置し、空気圧の再調整を行い、JAT
MA規格の最大荷重の2倍荷重をタイヤに付加し、直径
1.7mのドラム上で速度60km/hで走行させ、故
障発生までの走行距離を測定し、従来例のタイヤの故障
に至るまでの走行距離を100として指数表示した。数
値が大なる程結果が良好である。得られた結果を下記の
表2に示す。
<Durability of High Load Drum>
After adjusting to the maximum air pressure of JATMA standard in a room at ℃ ± 2 ℃, let it stand for 24 hours and readjust the air pressure.
A load twice as large as the maximum load of the MA standard is applied to the tire, and the tire is driven at a speed of 60 km / h on a 1.7-m diameter drum. The index was displayed with the running distance of 100 as an index. The higher the value, the better the result. The results obtained are shown in Table 2 below.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、不織布とゴムとの接着性が高まり、タイヤやベルト
コンベア等のゴム物品の補強材として使用した場合に、
該ゴム物品の耐久性を高めることができるとともに、軽
量化を図ることができる。特に、これをラジアルタイヤ
のサイド部の補強材として使用した場合には、走行耐久
性とともに、操縦安定性が大幅に改善される。
As described above, according to the present invention, the adhesiveness between a nonwoven fabric and rubber is enhanced, and when used as a reinforcing material for rubber articles such as tires and belt conveyors,
The durability and the weight of the rubber article can be reduced. In particular, when this is used as a reinforcing material for the side portion of the radial tire, the driving stability and the driving stability are greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一例空気入りラジアルタイヤの断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an example pneumatic radial tire of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 空気入りラジアルタイヤ 2 カーカス層 3a,3b ビードワイヤ 4 ベルト 5 タイヤ踏面部 6 トレッドゴム 7a,7b サイドウォールゴム 8a,8b ゴム系複合材料 9a,9b ビードフィラー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pneumatic radial tire 2 Carcass layer 3a, 3b Bead wire 4 Belt 5 Tire tread 6 Tread rubber 7a, 7b Sidewall rubber 8a, 8b Rubber-based composite material 9a, 9b Bead filler

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C23C 14/20 C23C 14/20 A 16/06 16/06 16/40 16/40 D06M 11/83 B60C 13/00 G // B60C 13/00 D06M 11/00 F Fターム(参考) 4F100 AK42 AN00B BA02 BA07 DG15A EH66A GB90 JL03 JL11 4K029 AA11 AA21 BA06 BA43 CA05 GA03 4K030 BA05 BA42 CA07 CA08 CA11 DA08 4L031 AB34 BA05 DA21 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C23C 14/20 C23C 14/20 A 16/06 16/06 16/40 16/40 D06M 11/83 B60C 13 / 00 G // B60C 13/00 D06M 11/00 FF term (reference) 4F100 AK42 AN00B BA02 BA07 DG15A EH66A GB90 JL03 JL11 4K029 AA11 AA21 BA06 BA43 CA05 GA03 4K030 BA05 BA42 CA07 CA08 CA11 DA08 4L031 AB05 DA05

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 不織布と、該不織布を構成するフィラメ
ント表面に硫黄と反応可能な金属または金属化合物を物
理的気相成長法(PVD)または化学的気相成長法(C
VD)により形成された被膜と、該被膜と接着し、前記
不織布を被覆するゴムとからなることを特徴とするゴム
系複合材料。
1. A non-woven fabric and a metal or a metal compound capable of reacting with sulfur on the surface of a filament constituting the non-woven fabric by physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (C).
A rubber-based composite material comprising: a film formed by VD); and a rubber that adheres to the film and covers the nonwoven fabric.
【請求項2】 硫黄と反応可能な金属または金属化合物
がコバルトまたはコバルト酸化物である請求項1記載の
ゴム系複合材料。
2. The rubber-based composite material according to claim 1, wherein the metal or metal compound capable of reacting with sulfur is cobalt or cobalt oxide.
【請求項3】 前記物理的気相成長法(PVD)として
スパッタ法を用いた請求項1または2記載のゴム系複合
材料。
3. The rubber-based composite material according to claim 1, wherein a sputtering method is used as the physical vapor deposition (PVD).
【請求項4】 前記スパッタ法がマグネトロンスパッタ
法である請求項3記載のゴム系複合材料。
4. The rubber-based composite material according to claim 3, wherein the sputtering method is a magnetron sputtering method.
【請求項5】 請求項1〜4のうちいずれか一項記載の
ゴム系複合材料を補強材として使用したことを特徴とす
るゴム物品。
5. A rubber article using the rubber-based composite material according to claim 1 as a reinforcing material.
【請求項6】 請求項1〜4のうちいずれか一項記載の
ゴム系複合材料を補強材として使用したことを特徴とす
るタイヤ。
6. A tire using the rubber-based composite material according to claim 1 as a reinforcing material.
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