JP7688021B2 - 有機繊維コード用接着剤組成物、有機繊維コード‐ゴム複合体及びタイヤ - Google Patents
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Description
*被覆ゴム組成物中のラテックス成分と有機繊維コード用接着剤組成物中のレゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物間との架橋がそもそも得られないため、従来のRFL接着剤組成物に比べて接着性が低下する、
*有機繊維コードを当該有機繊維コード用接着剤組成物で被覆する工程の上記装置に粘着しやすくなり、これによって前記有機繊維コード用接着剤による被覆表面が荒れるため接着性が低下する、
という課題も有していた。
*当該有機繊維コード用接着剤組成物で被覆された有機繊維コードのコード強力の低下をもたらす、
という課題も有していた。
(1)レゾルシン及びホルムアルデヒドを用いないことによって、環境負荷が少ない、
(2)接着剤液のせん断歪下での機械的安定性として測定されるゴムラテックスの粘着性を抑制することによって、有機繊維コードを有機繊維コード用接着剤組成物で被覆して乾燥・熱硬化させる工程において、ロール等への該有機繊維コード用接着剤組成物の付着を抑制することが可能となり、作業性が良好、
(3)有機繊維コードと被覆ゴム組成物の接着性が良好、
という効果が得られる有機繊維コード用接着剤組成物を提供することを課題とする。又、併せて、前記有機繊維コード用接着剤組成物で被覆した有機繊維コードを用いた有機繊維コード‐ゴム複合体、及び前記有機繊維コード‐ゴム複合体を用いたタイヤ、を提供することを課題とする。
(1)レゾルシン及びホルムアルデヒドを用いないことによって、環境負荷が少ない、
(2)接着剤液のせん断歪下での機械的安定性として測定されるゴムラテックスの粘着性を抑制することによって、有機繊維コードを有機繊維コード用接着剤組成物で被覆して乾燥・熱硬化させる工程において、ロール等への該有機繊維コード用接着剤組成物の付着を抑制することが可能となり、作業性が良好、
(3)有機繊維コードと被覆ゴム組成物の接着性が良好、
という、前記課題を解決する有機繊維コード用接着剤組成物であることを見出し、本発明を完成させるに至った。
[項1]
(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス、
(B)ゼラチン、及び
(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物、
を含むこと、並びに
レゾルシンとホルムアルデヒドを含まないこと、
を特徴とする有機繊維コード用接着剤組成物、
である。
(1)レゾルシン及びホルムアルデヒドを用いないことによって、環境負荷が少ない、
(2)接着剤液のせん断歪下での機械的安定性として測定されるゴムラテックスの粘着性を抑制することによって、有機繊維コードを有機繊維コード用接着剤組成物で被覆して乾燥・熱硬化させる工程において、ロール等への該有機繊維コード用接着剤組成物の付着を抑制することが可能となり、作業性が良好、
(3)有機繊維コードと被覆ゴム組成物の接着性が良好、
という効果が得られる有機繊維コード用接着剤組成物が提供される。又、併せて、前記有機繊維コード用接着剤組成物で被覆した有機繊維コードを用いた有機繊維コード‐ゴム複合体、及び前記有機繊維コード‐ゴム複合体を用いたタイヤ、が提供される。
(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス、
(B)ゼラチン、及び
(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物、
を含むこと、並びに
レゾルシンとホルムアルデヒドを含まないこと、
を特徴とする。
本発明の有機繊維コード用接着剤組成物の有機繊維コードは、タイヤ等のゴム物品の強度を補うために使用されることがある。前記有機繊維コードを補強材として使用する際には、まず、紡糸された有機繊維の原糸を撚糸することで有機繊維コードとする。そして、当該有機繊維コードを、有機繊維コード用接着剤組成物を用いて、当該有機繊維コードを被覆するゴムに埋設して加硫をおこない接着させることにより有機繊維コード‐ゴム複合体を形成させ、この有機繊維コード‐ゴム複合体を、タイヤ等のゴム物品の補強部材として使用する。
前記ポリエステルの例としては、特に限定されるものではないが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、メトキシポリエチレングリコール、及びペンタエリスリトール等であるグリコール類と、テレフタル酸、イソフタル酸、及びそれらのジメチル体等であるジカルボン酸類とのエステル化反応又はエステル交換反応によって縮合して得られるもの、が挙げられる。最も代表的なポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートである。
本発明の有機繊維コード用接着剤組成物における「(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス」は、硫黄での加硫性がある不飽和ジエンを含む合成ゴムラテックスのことである。
(3)有機繊維コードと被覆ゴム組成物の接着性が良好、
なものとなる。
中でも、ビニルピリジン-スチレン-ブタジエン共重合体ゴムラテックスが好ましい。ビニルピリジン-スチレン-ブタジエン共重合体ゴムラテックスは、従来より有機繊維コード用接着剤組成物、タイヤ等の物品においても汎用されてきたゴムラテックスであり、本発明の有機繊維コード用接着剤組成物においても、接着剤層と被着ゴムとの間に良好な結合をもたらし、比較的柔軟で且つ可撓性である利点によって、前記接着剤層が分裂することなく、有機繊維コードの変形を伴うことも可能にするからである。
これらの乳化剤のうち、ロジン酸金属塩を含むことが好ましく、単独(1種類のみ)で用いることもでき、他の乳化剤と2種以上併用することもできる。
本発明の実施例における(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックスの製造では、ロジン酸のアルカリ金属塩を単独で用いた。
ロジン酸は松脂などから得られる3環性ジテルペン類を主成分として、良く似た化学構造の樹脂酸の混合物である。これら樹脂酸は3つの環構造、2つの二重結合、1つのカルボキシル基を持っており、二重結合部分は不飽和カルボン酸或いはレゾール型フェノール樹脂のメチロール末端と。カルボキシル基部分でエステル化するなどの反応性に富んだ官能基を持っている。
このような乳化剤の使用量は、通常ラテックス重合に用いられる全単量体100重量部に対し0.1~8重量部で好ましくは1~5重量部である。
本発明の実施例における(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックスの製造では、過硫酸カリウムを用いた。
これらの連鎖移動剤のうち、好ましくは、アルキルメルカプタンが挙げられ、より好ましくは、n-オクチルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタンが挙げられる。
本発明の実施例における前記(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックスの製造では、t-ドデシルメルカプタンを用いた
このような連鎖移動剤の使用量は通常ラテックス重合に用いられる全単量体100重量部に対し0.01~5重量部、好ましくは0.1~3重量部である。
ビニルピリジン-スチレン-ブタジエン共重合体ゴムラテックスは、ビニルピリジン系単量体と、スチレン系単量体と、共役ジエン系ブタジエン単量体とを三元共重合させたものである。
本発明の実施例における(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックスでは、ビニルピリジン:スチレン:ブタジエンの単量体混合物の組成比は15:15:70とした。
これら共重合可能な単量体は公知のものを用いることができるが、例えば、エチレン;プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセンなどのα-オレフィン単量体;α-メチルスチレン、モノクロロスチレンなどの芳香族ビニル単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル単量体;アクリル酸、メタクリル酸、ケイ皮酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸等のエチレン系不飽和カルボン酸単量体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートなどのエチレン系不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体;β-ヒドロキシエチルアクリレート、β-ヒドロキシエチルメタクリレートなどのヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体;アクリルアミド、メタクリルアミドなどのエチレン系不飽和カルボン酸アミド単量体;ポリオキシエチレンアルキルプロペニルエーテル硫酸アンモニウム塩、ポリオキシエチレン-1-(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸アンモニウム塩、プロペニル-2-エチルヘキシルスルホコハク酸エステルナトリウム、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレン硫酸エステル、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレン燐酸エステルなどのアニオン性の反応性乳化剤; あるいは、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテルなどのノニオン性の反応性乳化剤などを含ませて重合させた変性ビニルピリジン-スチレン-ブタジエン共重合体を用いることができる。
また、これらの共重合可能なその他の単量体は、20質量%以下となる量であれば、一種単独で使用してもよく、複数種類を併用してもよい。
本発明の有機繊維コード用接着剤組成物における「(B)ゼラチン」は、動物の皮膚や骨、鱗、腱等の結合組織に含まれるコラーゲン分子を、酸やアルカリで処理し、水とともに加熱して分解し、抽出して精製した、コラーゲンが変性した、水溶性のタンパクであり、アミノ酸の直鎖状ポリマーのことを指す。
従来、レゾルシンとホルマリンを含有する有機繊維コード用接着剤組成物では、該レゾルシンとホルマリンが、該有機繊維コード用接着剤組成物中のゴムラッテクスの表面で、乳化剤として使用されるロジン酸塩にレゾール型レゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物のメチロール基が付加し共縮合して、これにより形成されたフェノール系樹脂の化学的な架橋による被覆によって、ゴムラテックスの粘着性が抑制されていた。
一方、本発明の有機繊維コード用接着剤組成物においては、ゼラチン12が、セラチン分子同士が水中でネットワークを形成して、不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス11(コア)の表面を被覆する。この被覆によって、不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス11の粘着性が抑制される(ラテックス‐ゼラチン保護膜効果20)。
この結果、「(B)ゼラチン」を含有する本発明の有機繊維コード用接着剤組成物は、
(2)接着剤液のせん断歪下での機械的安定性として測定されるゴムラテックスの粘着性を抑制することによって、有機繊維コードを有機繊維コード用接着剤組成物で被覆して乾燥・熱硬化させる工程において、ロール等への該有機繊維コード用接着剤組成物の付着を抑制することが可能となり、作業性が良好、
なものとなる。
また更に、有機繊維コード1表面に被覆された本発明の有機繊維コード用接着剤組成物2のゼラチン12は、熱処理によりゴムラテックス11表面の酸成分と化学架橋することで、
(3)有機繊維コードと被覆ゴム組成物の接着性が良好、
なものとなる。
(3)有機繊維コードと被覆ゴム組成物の接着性が良好、
なものとなる。
又、動物の皮膚等を酸処理することによって(酸処理ゼラチン)、或いは動物の骨等をアルカリ処理することによって(アルカリ処理ゼラチン)も入手することができる。これらのゼラチンは、数平均分子量約10万のポリペプチド鎖とその二量体、三量体及びそれらが加水分解したポリペプチド鎖で構成されており、数平均分子量は30万程度である。
本発明の有機繊維コード用接着剤組成物における「(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物」の「(熱解離性ブロックド)イソシアネート基」とは、熱解離性ブロックドイソシアネート基又はイソシアネート基を意味し、
(イ)イソシアネート基が当該イソシアネート基に対する熱解離性ブロック剤と反応して生じた熱解離性ブロックドイソシアネート基、
(ロ)イソシアネート基が当該イソシアネート基に対する熱解離性ブロック剤と未反応であるイソシアネート基、
(ハ)熱解離性ブロックドイソシアネート基から熱解離性ブロック剤が解離して生じたイソシアネート基、
(ニ)イソシアネート基、
を含む。
(C-1)芳香環を有するポリイソシアネートと活性水素基を1個以上有するブロック剤との付加生成物である水分散性(熱解離性ブロックド)イソシアネート化合物、
であることが好ましい。
(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物、
であることがより好ましい。
「(C-1)芳香環を有するポリイソシアネートと活性水素基を1個以上有するブロック剤との付加生成物である水分散性(熱解離性ブロックド)イソシアネート化合物」に関して、「活性水素基」とは、好適な条件下に置いたとき、活性水素(原子状水素(水素ラジカル)及び水素化物イオン(ヒドリド))となる水素を含む基のことを指す。前記活性水素基の例としては、アミノ基、水酸基が挙げられる。
これらのブロック剤は、加熱での熱解離による接着剤組成物の熱硬化が安定して得られ易いフェノール、ε-カプロラクタム及びケトオキシムを好適に用いることができる。
前記芳香族ポリイソシアネート化合物としては、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネートなどのフェニレンジイソシアネート類;2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート(TDI)などのトリレンジイソシアネート類;2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、などのジフェニルメタンジイソシアネート類;ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(ポリメリックMDI);m-又はp-イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート類;4,4’-ジイソシアナトビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジイソシアナトビフェニルなどのジイソシアナトビフェニル類;1,5-ナフチレンジイソシアネートなどのナフタレンジイソシアネート類;等が挙げられる。
又、前記芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、m-キシリレンジイソシアネート、p-キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、などのキシリレンジイソシアネート類;ジエチルベンゼンジイソシアネート;及び、α,α,α,α-テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI);等が挙げられる。
更に、前記芳香族ポリイソシアネート化合物のカルボジイミド、ポリオール及びアロファネート等の変性物等も挙げられる
これらのうち、接着剤組成物のコード集束性の観点から、芳香族ポリイソシアネート化合物が好ましく、更に好ましくは2,6-トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)或いはポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(ポリメリックMDI)であり、特に好ましくは、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)である。
「(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物」に関して、熱解離性ブロック剤は、イソシアネート基を任意の化学反応から保護しつつ、必要に応じて熱処理をすることによりブロック剤を解離させて、イソシアネート基を復元することを可能とする、ブロック剤化合物であれば、特に限定されるものではない。
前記熱解離性ブロック剤の具体例としては、<<(C-1)芳香環を有するポリイソシアネートと活性水素基を1個以上有するブロック剤との付加生成物である水分散性(熱解離性ブロックド)イソシアネート化合物>>の項で前述したブロック剤と同じ化合物を用いることができるが、好ましくは、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;ジエチルマロネート、ジメチルマロネートなどの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、1,2-ピラゾール、3,5-ジメチルピラゾール、1,2,4-トリアゾール、ジイソプロピルアミン、N,N’-ジフェニルホルムアミジン、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。
これらのブロック剤は、加熱での熱解離による接着剤組成物の熱硬化が安定して得られ易いフェノール、ε-カプロラクタム及びケトオキシムを好適に用いることができる。
本発明の有機繊維コード用接着剤組成物における「(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物」の好ましい実施形態は、
(α)3個以上、5個以下の官能基を有する、数平均分子量2,000以下の有機ポリイソシアネート化合物、
(β)2個以上、4個以下の活性水素基を有する、数平均分子量5,000以下の化合物、
(γ)熱解離性ブロック剤、並びに
(δ)少なくとも1つの活性水素基と、アニオン性、カチオン性、又は非イオン性の少なくとも1つの親水基とを、有する化合物、
を、(α)、(β)、(γ)及び(δ)の総和量に対する、それぞれの混合比率が、
(α)については、40質量%以上、85質量%以下、
(β)については、5質量%以上、35質量%以下、
(γ)については、5質量%以上、35質量%以下、及び
(δ)については、5質量%以上、35質量%以下、
になるように混合して、反応させた後の反応生成物であり、
且つ、イソシアネート基(-NCO)の分子量を42としたときの、前記反応生成物中における、(熱解離性ブロックド)イソシアネート基の構成比率が、0.5質量%以上、11質量%以下である、
ことを特徴とする。
この上記の「(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物」は、(熱解離性ブロックド)イソシアネート基からなる部位と、親水性基を有する親水性の部位を併せ持つ為に、ウレタン化合物の自己水溶性が高まる利点を有するからである。
具体例として、脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、エチレンジイソシアネート、1,4-テトラメチレンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、1,12-ドデカンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、リジンジイソシアネート等、脂環式ポリイソシアネート化合物としては、シクロブタン-1,3-ジイソシアネート、シクロヘキサン-1,3-ジイソシアネート、シクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサン-2,4-ジイソシアネート、メチルシクロヘキサン-2,6-ジイソシアネート、1,3-(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等、複素環式ポリイソシアネート化合物としては、1,3,5-トリス(2’-ヒドロキシエチル)イソシアヌル酸のトリレンジイソシアネート付加物等、芳香族ポリイソシアネート化合物としては、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、m-キシリレンジイソシアネート、p-キシリレンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、m-テトラメチルキシリレンジイソシアネート、p-テトラメチルキシリレンジイソシアネート、メチントリス(4-フェニルイソシアネート)、トリス(4-イソシアナトフェニル)メタン、チオリン酸トリス(4-イソシアナトフェニルエステル)、3-イソプロペニル-α’,α’-ジメチルベンジルイソシアネート及びこれらのオリゴマー混合物、或いはこれらのポリイソシアネート化合物のカルボジイミド、ポリオール及びアロファネート等の変性物等が挙げられる。
これらの中で、芳香族ポリイソシアネート化合物が好ましく、特に好ましくは、メチレンジフェニルポリイソシアネート、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート等が挙げられる。数平均分子量2,000以下のポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネートが好ましく、数平均分子量1,000以下であるポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネートが特に好ましい。このような(α)3個以上、5個以下の官能基を有する、数平均分子量2,000以下の有機ポリイソシアネート化合物を反応させた後の反応生成物である「(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物」は、有機繊維コードの高分子鎖の間隙へ、より分散しやすくなるからである。
(i) 2個以上4個以下の水酸基を有する、数平均分子量5,000以下の多価アルコール類、
(ii) 2個以上4個以下の第一級及び/又は第二級アミノ基を有する、数平均分子量5,000以下の多価アミン類、
(iii) 2個以上4個以下の第一級及び/又は第二級アミノ基と水酸基を有する、数平均分子量5,000以下のアミノアルコール類、
(iv) 2個以上4個以下の水酸基を有する、数平均分子量5,000以下のポリエステルポリオール類、
(v) 2個以上4個以下の水酸基を有する、数平均分子量5,000以下の、ポリブタジエンポリオール類及びそれらと他のビニルモノマーとの共重合体
(vi) 2個以上4個以下の水酸基を有する、数平均分子量5,000以下の、ポリクロロプレンポリオール類及びそれらと他のビニルモノマーとの共重合体
(vii) 2個以上4個以下の水酸基を有する、数平均分子量5,000以下のポリエーテルポリオール類である、
多価アミン、
多価フェノール及びアミノアルコール類のC2~C4のアルキレンオキサイド重付加物、
C3以上の多価アルコール類のC2~C4のアルキレンオキサイド重付加物、
C2~C4のアルキレンオキサイド共重合物、又は
C3~C4のアルキレンオキサイド重合物。
本発明の有機繊維コード用接着剤組成物における「(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物」の別の好ましい実施形態は、
(α)3個以上、5個以下の官能基を有する、数平均分子量2,000以下の有機ポリイソシアネート化合物、
(β)2個以上、4個以下の活性水素基を有する、数平均分子量5,000以下の化合物、
(γ)熱解離性ブロック剤、並びに
(δ)少なくとも1つの活性水素基と、アニオン性、カチオン性、又は非イオン性の少なくとも1つの親水基とを、有する化合物、
(ε)活性水素基を含む、(α)、(β)、(γ)、(δ)以外の化合物
を、(α)、(β)、(γ)、(δ)及び(ε)の総和量に対する、それぞれの混合比率が、
(α)については、40質量%以上、85質量%未満、
(β)については、5質量%以上、35質量%以下、
(γ)については、5質量%以上、35質量%以下、
(δ)については、5質量%以上、35質量%以下、
(ε)については、0質量%より多く、45質量%以下
になるように混合して、反応させた後の反応生成物、であり、
且つ、イソシアネート基(-NCO)の分子量を42としたときの、前記反応生成物中における、(熱解離性ブロックド)イソシアネート基の構成比率が、0.5質量%以上、11質量%以下である、
ことを特徴とする。
この上記の(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物は、(熱解離性ブロックド)イソシアネート基からなる部位と、親水性基を有する親水性の部位を併せ持つ為に、ウレタン化合物の自己水溶性が高まる利点を有するからである。
本発明の有機繊維コード用接着剤組成物における「(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物」の好ましい更に別の実施形態は、下記の一般式(I)
Aは、有機ポリイソシアネート化合物の、活性水素基が脱離した残基、
Xは、2個以上、4個以下の水酸基を有し、数平均分子量5,000以下のポリオール化合物の、活性水素基が脱離した残基、
Yは、熱解離性ブロック剤の、活性水素基が脱離した残基、
Zは、少なくとも1個の活性水素基と、少なくとも1個の塩を生成する基又は親水性ポリエーテル鎖とを、有する化合物の、活性水素基が脱離した残基、
nは、2以上4以下の整数、
p+mは、2以上4以下の整数(m≧0.25)、
を表す)、
で表されることを特徴とする。
上記の「(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物」は、(熱解離性ブロックド)イソシアネート基からなる部位と、親水性基を有する親水性の部位を併せ持つ為に、ウレタン化合物の自己水溶性が高まる利点を有するからである。
特に限定されるものではないが、例えば、メチレンジフェニルポリイソシアネート、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート等が挙げられる。数平均分子量6,000以下のポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネートが好ましく、数平均分子量4,000以下であるポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネートが特に好ましい。
(i) 2個以上4個以下の水酸基を有する、数平均分子量5,000以下の多価アルコール類、
(ii) 2個以上4個以下の第一級及び/又は第二級アミノ基と水酸基を有する、数平均分子量5,000以下のアミノアルコール類、
(iii) 2個以上4個以下の水酸基を有する、数平均分子量5,000以下のポリエステルポリオール類、
(iv) 2個以上4個以下の水酸基を有する、数平均分子量5,000以下の、ポリブタジエンポリオール類及びそれらと他のビニルモノマーとの共重合体、
(v) 2個以上4個以下の水酸基を有する、数平均分子量5,000以下の、ポリクロロプレンポリオール類及びそれらと他のビニルモノマーとの共重合体、
(vi) 2個以上4個以下の水酸基を有する、数平均分子量5,000以下のポリエーテルポリオール類である、
多価アミン、
多価フェノール及びアミノアルコール類のC2~C4のアルキレンオキサイド重付加物、
C3以上の多価アルコール類のC2~C4のアルキレンオキサイド重付加物、
C2~C4のアルキレンオキサイド共重合物、又は
C3~C4のアルキレンオキサイド重合物。
レゾルシンとホルマリンを含有する従来の有機繊維コード用接着剤組成物では、該レゾルシンとホルマリンが共縮合したフェノール系樹脂(海に例えられる)中にゴムラテックス粒子(島に例えられる)が分散した海島構造が形成され、これにより、有機繊維コード表面を被覆するフェノール系樹脂と有機繊維コード間の良好な接着性を得ていた。
(a)有機繊維コードと有機繊維コード用接着剤組成物による接着剤層との界面近傍の位置に、前記水性化合物が分布して、前記有機繊維コードと前記接着剤層との接着を促進する機能効果、
(b)有機繊維コード用接着剤組成物による接着剤層内で、前記(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する化合物によるイソシアネート基による架橋で3次元ネットワーク構造が形成され、前記接着剤層を補強する機能効果。
これらの結果、本発明の有機繊維コード用接着剤組成物においては、「(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物」が、
(3)有機繊維コードと被覆ゴム組成物の接着性が良好、
という本発明の有機繊維コード用接着剤組成物の特徴に、主に寄与する。
(C-1)芳香環を有するポリイソシアネートと活性水素基を1個以上有するブロック剤との付加生成物である水分散性(熱解離性ブロックド)イソシアネート化合物、
である場合については、図2も参照しながら、
(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物、
である場合については、図3も参照しながら、
以下、詳細に説明をする。
有機繊維コードとして汎用されるポリエチレンテレフタレート等のポリエステルの合成樹脂素材は、扁平線状な高分子鎖からなる。そして、該高分子鎖の表面又は該高分子鎖の間隙は、該高分子鎖に含まれる芳香族等に由来するπ電子的雰囲気を有している。更に、ポリエステルは、6,6-ナイロンに比べて、表面の水酸基が特に少ない。そこで、従来より、ポリエステルからなる有機繊維コードに対して使用される有機繊維コード用接着剤組成物は、十分な接着力を得るために、
*前記有機繊維コード用接着剤組成物が有機繊維コードの高分子鎖の間隙へ分散すること、及び
*前記有機繊維コード用接着剤組成物による接着剤層が前記有機繊維コードの高分子鎖の表面に密着すること、
を目的として、芳香族性π電子を有する芳香環を側面に有する平面的な構造(「有機繊維コードに拡散しやすい部分」)の分子を、接着促進剤として含有してきた。
そのような接着促進剤の具体例としては、従来より、「(C-1)芳香環を有するポリイソシアネートと活性水素基を1個以上有するブロック剤との付加生成物である水分散性(熱解離性ブロックド)イソシアネート化合物」が使用されてきている。
*有機繊維コード用接着剤組成物2が有機繊維コード1の高分子鎖の間隙へ分散すること、及び
*有機繊維コード用接着剤組成物2による接着剤層32が前記有機繊維コード1の高分子鎖の表面に密着すること、
となる。
又、「(C-1)芳香環を有するポリイソシアネートと活性水素基を1個以上有するブロック剤との付加生成物である水分散性(熱解離性ブロックド)イソシアネート化合物」は、粒子径が0.01~0.50 μmであるメチレンジフェニルジイソシアネートなどの(ブロックド)イソシアネート(特許文献3参照)であるとより好ましい。
この内、有機繊維コードに拡散しやすい部分15の存在により、
*有機繊維コード用接着剤組成物2が有機繊維コード1の高分子鎖の間隙へ分散すること、及び
*有機繊維コード用接着剤組成物2による接着剤層32が前記有機繊維コード1の高分子鎖の表面に密着すること、
となる。
更に、有機繊維コード1に拡散しがたい部分16の存在により、(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物13は、有機繊維コード1と有機繊維コード用接着剤組成物2による接着剤層32との高い接着性
が持続すること、となる(水性ウレタン‐有機繊維コード界面効果24)。
これらの結果、「(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物」を含有する本発明の有機繊維コード用接着剤組成物は、より
(3)有機繊維コードと被覆ゴム組成物の接着性が良好、
なものとなる。
「(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物」が「(C-1)芳香環を有するポリイソシアネートと活性水素基を1個以上有するブロック剤との付加生成物である水分散性(熱解離性ブロックド)イソシアネート化合物」である接着剤層では、図2で示すように、芳香環を有するポリイソシアネートと活性水素基を1個以上有するブロック剤との付加生成物である水分散性(熱解離性ブロックド)イソシアネート化合物40のブロック剤が熱解離した活性化イソシアネート基が、隣接するゼラチン12の分子鎖と、ゼラチン‐イソシアネート架橋22を形成し、3次元ネットワーク構造を含む接着剤層が得られる。
この結果、「(C-1)芳香環を有するポリイソシアネートと活性水素基を1個以上有するブロック剤との付加生成物である水分散性(熱解離性ブロックド)イソシアネート化合物」を含有する本発明の有機繊維コード用接着剤組成物は、
(3)有機繊維コードと被覆ゴム組成物の接着性が良好、
なものとなる。
そして、「(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物」は、該化合物分子内にアルキレンオキサイド部等を含有することが好ましい。水が膨潤することによる自己乳化等で、「(C-1)芳香環を有するポリイソシアネートと活性水素基を1個以上有するブロック剤との付加生成物である水分散性(熱解離性ブロックド)イソシアネート化合物」よりもより容易に水中に均一に分散させることができるからである。
(3)有機繊維コードと被覆ゴム組成物の接着性が良好、
なものとなる。
本発明の有機繊維コード用接着剤組成物は、
(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス、
(B)ゼラチン、及び
(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物、
を含むこと、並びに
レゾルシンとホルムアルデヒドを含まないこと
を特徴とするが、更に、
(D)エポキシド化合物、
を含むことが好ましい。
又、「(D)エポキシド化合物」はアミン、アルコール、チオール、フェノール、カルボン酸を有し、「(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物」と混合して加熱することが好ましい。このような「(D)エポキシド化合物」と「(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物」とを混合して加熱すると、ウレタン結合を主とした前記有機繊維コード用接着剤組成物に、「(D)エポキシド化合物」が有するアミン、アルコール、チオール、フェノール、カルボン酸、或いは(熱解離性ブロックが解離した)イソシアネート等との求核反応による架橋が加わり、高温領域での応力によるクリープやフローが抑制されるようになるからである。
更に又、「(D)エポキシド化合物」のエポキシ基は多官能であることが好ましい。前記抑制の効果が高まり、前記有機繊維コード用接着剤組成物による接着剤層の耐破壊抗力がより高まり、高温での接着力もより高くなるからである。
前記ソルビトール・ポリグリシジルエーテル、ポリグリセロール・ポリグリシジルエーテル、ノボラック型エポキシ樹脂は、市販の薬品を用いることができる。
本発明の有機繊維コード用接着剤組成物は、
(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス、
(B)ゼラチン、及び
(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物、
を含むことを特徴とするが、前記有機繊維コード用接着剤組成物を製造するにあたっては、(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス、(B)ゼラチン、(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物、を任意の順序で混合することができる。
前記混合質量比が100:0.1あれば(比の値として1000以下であれば)、「(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス」をコアとして、その周囲に十分な厚みのある「(B)ゼラチン」のマイクロカプセルの皮膜を形成することができ、且つ十分な強度の接着剤層を得ることもできるからである。
又、前記混合質量比が100:25あれば(比の値として4以上であれば)、「(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス」をコアとして、その周囲に形成される「(B)ゼラチン」のマイクロカプセルの皮膜が厚くなりすぎず、有機繊維コードの被着体である被覆ゴム組成物と有機繊維コード用接着剤組成物とを共加硫して接着させる際に、前記被着体である被覆ゴム組成物と前記「(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス」とが良好に相溶し、その結果、前記被着体である被覆ゴム組成物と前記有機繊維コード用接着剤組成物との間の接着の初期過程が好適に進行するからである。
更に、水溶解性の液体であって、その中の皮膜形成材料が水よりも少なく溶解するような液体物質、例えば、エタノール、プロパノールのようなアルコール類、或いはイソブチレン-無水マレイン酸開環共重合体塩などの水溶性高分子類を使用することもできる。
但し、ゼラチンを過度に架橋して不溶化すると、有機繊維コードの被着体である被覆ゴム組成物と有機繊維コード用接着剤組成物とを共加硫して接着させる際に、ゴムラテックス表面のゼラチン皮膜の流動性が低下して、前記被着体である被覆ゴム組成物と前記「(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス」との相溶が阻害され、その結果、前記被着体である被覆ゴム組成物と前記有機繊維コード用接着剤組成物との間の接着性が低下する場合がある。
前記混合質量比が100:5あれば(比の値として20以下であれば)、有機繊維コード用接着剤組成物中における「(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス」が占める比が大きくなりすぎず、前記有機繊維コード用接着剤組成物による接着剤層の耐破壊抗力を十分に保つことができ、歪下での接着性の低下を防止することができるからである。
又、前記混合質量比が100:300あれば(比の値として1/3以上であれば)、有機繊維コード用接着剤組成物中における「(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス」が占める比が低くなりすぎず、有機繊維コードの被着体である被覆ゴム組成物と有機繊維コード用接着剤組成物とを共加硫して接着させる際に、前記被着体である被覆ゴム組成物と前記「(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス」とが良好に相溶し、その結果、前記被着体である被覆ゴム組成物と前記有機繊維コード用接着剤組成物との間の接着性が十分に高いものとなるからである。
(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス、
(B)ゼラチン、及び
(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物、
を含むことを特徴とし、更に、
(D)エポキシド化合物、
を含むことが好ましいが、当該有機繊維コード用接着剤組成物を製造するにあたっても、(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス、(B)ゼラチン、(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物、(D)エポキシド化合物、を任意の順序で混合することができる。
本発明の有機繊維コード‐ゴム複合体を、図4を参照しながら詳細に説明をする。
本発明の有機繊維コード‐ゴム複合体を構成する有機繊維コードは、<有機繊維コード>にて記載した通りである。
一方、本発明の有機繊維コード‐ゴム複合体を構成する被覆ゴム組成物は、ゴム成分に、通常ゴム業界で用いられる配合剤を配合したものが好ましい。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が挙げられる。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。又、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。
本発明の有機繊維コード‐ゴム複合体は、有機繊維コードを、本発明にかかる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、前記有機繊維コード用接着剤組成物中の「(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス」と、前記有機繊維コードの被着体である被覆ゴム組成物中のゴム成分とを共加硫して接着させることにより、製造する。
なお接着処理による接着剤組成物の付着量が厚くなるとタイヤ転動下での接着耐久性が低下する傾向がある。この理由は、被着する繊維材料の界面の接着剤組成物は、繊維材料の剛性が高いため歪による応力を負担することにより比較的に変形小さくなるが、界面から離れるに従って歪による変形が大きくなるためである。被着ゴム材料に比べて接着剤組成物は熱硬化性縮合物を多く含むため、硬くもろいことにより繰り返し歪下での接着疲労が大きくなりやすい。以上より、接着剤組成物層の平均厚さは50 μm以下であることが好ましく、0.5 μm以上、30 μm以下がより好ましい。
又、前記有機繊維コードに含侵した有機繊維コード用接着剤組成物の濃度は、特に限定されるものではないが、前記有機繊維コードの質量に対して、5.0質量%以上、25.0質量%以下であることが好ましく、7.5質量%以上、20.0質量%以下であることがより好ましい(何れも固形分換算値)。
この好ましい理由としては、前記有機繊維コードの高分子鎖のガラス転移温度以上であれば、前記有機繊維コードの高分子鎖の分子運動性が良好となり、前記有機繊維コード用接着剤組成物の中の接着促進剤((C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物)と、前記有機繊維コードの高分子鎖とが、十分な相互作用を行えるために、前記有機繊維コード用接着剤組成物と前記有機繊維コードとの間の接着力が十分に得られるからである。
前記有機繊維コードは、予め電子線、マイクロ波、コロナ放電、プラズマ処理等の前処理加工されたものでもよい。
本発明のタイヤは、本発明の有機繊維コード‐ゴム複合体を用いたものである。
以下の比較例、実施例においては、(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックスとして、(A-1)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を、特開平9-78045に記載の比較例1に準拠して、以下の通り調製し、使用した。
窒素置換した5リットル容量のオートクレーブに脱イオン水130質量部、ロジン酸カリウム4.0質量部を仕込み溶解した。これに、ビニルピリジン単量体15質量部、スチレン15質量部、及びブタジエン70質量部組成の単量体混合物と、t-ドデシルメルカプタン0.60質量部を仕込み、乳化した。その後、50℃に昇温させ、過硫酸カリウム0.5質量部を加え、重合を開始した。単量体混合物の反応率が90%に達した後、ハイドロキノン0.1質量部を加え、重合を停止した。次に、減圧下、未反応単量体を除去し、固形分濃度41%の(A-1)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を得た。
以下の比較例、実施例においては、(B)ゼラチンとして、(B-1)豚皮ゼラチンを、以下の通り調製し、使用した。
ゲル化温度23~30℃を有する豚皮ゼラチン(ハイグレードゼラチンM.W.8,000±2,000、富士フイルム・和光純薬株式会社製)30 gを、500 mlフラスコ内で270 gの脱イオン温水で完全に溶解するまで混合して、固形分濃度10%のゼラチンの貯蔵液を製造し、その後、溶液を暖めて40℃で保持し、(B-1)豚皮ゼラチンとした。
以下の比較例、実施例においては、(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物の(C-1)芳香環を有するポリイソシアネートと活性水素基を1個以上有するブロック剤との付加生成物である水分散性(熱解離性ブロックド)イソシアネート化合物として、(C-1-1)メチレンジフェニルジイソシアネートのブロック体である明成化学工業株式会社製品のDM-6400(ブロック剤熱解離温度:約130℃、固形分濃度:25質量%)をそのまま用いた。
以下の比較例、実施例においては、(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物の(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物として、(C-2-1)熱反応型水性ウレタン樹脂を、特開昭58-49770公報の実施例(6)の記載に従い、製造した。
即ち、攪拌機、還流冷却器、窒素導入管、温度計及び滴下ロートを備えたフラスコに、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート(NCO含有量31.5質量%)100質量部とビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物(水酸基価=35.4)24.4質量部を85℃で30分間反応させ、遊離イソシアネート20.7質量%のウレタンプレポリマーを得た。次に、ジオキサン62.2質量部、p-sec-ブチル-フェノール72質量部、トリエチルアミン0.25質量部を50℃にて添加した後、系内温度75℃で120分間反応させ、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネートとビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物の合計に対して遊離イソシアネート4.2質量%の部分ブロックドプレポリマーを得た。次に、濃度30質量%のタウリンソーダ水溶液55部を系内温度40℃で加え、40~45℃で30分間反応させた。その後固形分31%になるように水希釈とジオキサンの除去を行い、(C-2-1)熱反応型水性ウレタン樹脂を得た。
以下の比較例、実施例においては、(D)エポキシド化合物として、(D-1)ソルビトールポリグリシジルエーテルである、ナガセケムテック(株)製品のデナコールEX-614B(分子量:949、エポキシ当量:173、固形分濃度:100質量%)をそのまま用いた。
<<RFL(レゾルシン‐ホルムアルデヒド‐ラテックス)接着剤組成物(比較例1)の調製>>
下記表1に示す組成で、各薬剤を混合し、室温で7時間熟成して、レゾルシン‐ホルムアルデヒド熟成液を得た。
(商品名「RESORCINOL」、融点≧108℃、住友化学(株))
ホルマリン:(F)ホルムアルデヒド液
(特級、純度:36~38%、関東化学(株))
苛性ソーダ:(N)水酸化ナトリウム
(特級、純度:>97%)
前記(A-1)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と水を、固形分濃度が18質量%となるように量を調節して混合した後、十分に攪拌を行い、ラテックス接着剤組成物(比較例2)を得た。
前記(A-1)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と前記(B-1)豚皮ゼラチンとを、表3に示すように配合し、接着剤組成物の固形分濃度が18質量%となるように水で量を調節して混合した後、十分に攪拌を行い、ラテックス‐ゼラチン接着剤組成物(比較例3)を得た。
前記(A-1)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と前記(C-2-1)熱反応型水性ウレタン樹脂とを、表3に示すように配合し、接着剤組成物の固形分濃度が18質量%となるように水で量を調節して混合した後、十分に攪拌を行い、ラテックス‐水性ウレタン接着剤組成物(比較例4)を得た。
表3に示すように、各所定の(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス、(B)ゼラチン、(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物(実施例1~5)、及び(D)エポキシド化合物(実施例3)を、この順番にて配合し、接着剤組成物の固形分濃度が18質量%となるように水で量を調節して混合した後、十分に攪拌を行い、本発明の一実施形態である有機繊維コード用接着剤組成物(実施例1~5)を得た。
なお、(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物としては、実施例1~3では(C-2-1)熱反応型水性ウレタン樹脂を、実施例4では(C-2-2)熱反応型水性ウレタン樹脂を、実施例5では(C-1-1)メチレンジフェニルイソシアネートのブロック体を、それぞれ使用した。
有機繊維コードとして、撚構造1670 dtex/2、上撚数40回/10 cm、下撚数40回/10 cmのポリエチレンテレフタレート製のタイヤコードを用いた。
前記タイヤコードを、比較例1~4、実施例1~5の各有機繊維コード用接着剤組成物に浸漬し、前記タイヤコードに含侵した有機繊維コード用接着剤組成物の濃度が、前記有機繊維コードの質量に対して、3.8質量%となるようにした。次いで、乾燥ゾーンで乾燥(150℃、60秒)、ホットゾーンで張力(0.8 kg/本)を加えながらの樹脂の熱硬化、ノルマライズゾーンで前記張力を緩めながらの熱硬化(240℃、60秒)、に供し、比較例1~4、実施例1~5の各有機繊維コード用接着剤組成物で被覆されたタイヤコードを取得した。
前記比較例1~4、実施例1~5の各有機繊維コード用接着剤組成物で被覆されたタイヤコードを、下記表2に示す未加硫の配合ゴム組成物に埋め込み、155℃ x 20分で共加硫した。
被覆ゴム成分としては、天然ゴム、スチレンーブタジエンゴム、カーボンブラック、加硫系薬品等を含むゴム組成物を用いた。
比較例1~4、実施例1~5の各有機繊維コード用接着剤組成物の作業性に関して、以下の評価を行った。
比較例1~4、実施例1~5の各有機繊維コード用接着剤組成物の機械的安定性(凝固率)を、JIS K6392-1995に示される共重合体ラテックス組成物のマロン式機械的安定度試験機(熊谷理機工業株式会社製、マーロン安定度試験機No.2312-II)を用いた方法に準拠して、測定した。
概述すると、比較例1~4、実施例1~5の各有機繊維コード用接着剤組成物に、前記マロン式機械的安定度試験機のローターを用いて、圧縮荷重10 Kg、回転数1000 r/minで10分間のせん断歪を与えた後、発生した凝固物量から、以下の式にて凝固率%を評価した。
凝固率%=(発生した凝固物の乾燥質量)/(供試の接着剤液の固形分質量)×100
有機繊維コードである前記ポリエチレンテレフタレートタイヤコードを、比較例1~4、実施例1~5の各有機繊維コード用接着剤組成物を貯留する浸漬処理機にて、2000 m連続処理をし、前記絞りロール上に、比較例1~4、実施例1~5の各有機繊維コード用接着剤組成物が付着した量を目視し、次の5段階で評価した。
特大:特に多い、
大:多い、
中:中程度、
少:少ない、
微少:非常に少ない。
比較例1~4、実施例1~5の各有機繊維コード用接着剤組成物の接着性に関して、以下の評価を行った。
比較例1~4、実施例1~5の各有機繊維コード用接着剤組成物を使用して得られたタイヤコード‐ゴム複合体を300 mm/分の速度にて引張することで、タイヤコードを前記タイヤコード‐ゴム複合体から剥離し、前記タイヤコード1本あたりの剥離抗力を求めて、これを接着力(N/本)とした。
A-1:(A-1)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
B-1:(B-1)豚皮ゼラチン
C-1-1:(C-1-1)メチレンジフェニルジイソシアネートのブロック体
C-2-1:(C-2-1)熱反応型水性ウレタン樹脂
C-2-2:(C-2-2)熱反応型水性ウレタン樹脂
D-1:(D-1)ソルビトールポリグリシジルエーテル
R:(R)レゾルシン
F:(F)ホルムアルデヒド液
N:(N)水酸化ナトリウム
‐:該成分の添加が無いことを表す。
各数値:該成分の乾燥質量部を表す。
一方、環境負荷を小さくすることを意図した、レゾルシンとホルムアルデヒドを含まない有機繊維コード用接着剤組成物(比較例2、3、4)は、機械的安定性(凝固率)、絞りロールへの付着性で表される作業性が不十分な結果であり、接着力、被覆ゴムの付着状態で表される接着性に関しても不十分な結果であった。
注目すべきことに、(B-1)豚皮ゼラチンと(C-2-1)熱反応型水性ウレタン樹脂の両方を含有する有機繊維コード用接着剤組成物(実施例1、2)は、(B-1)豚皮ゼラチンを含有するが(C-2-1)熱反応型水性ウレタン樹脂を含有しない有機繊維コード用接着剤組成物(比較例3)、及び(B-1)豚皮ゼラチンを含有しないが(C-2-1)熱反応型水性ウレタン樹脂を含有する有機繊維コード用接着剤組成物(比較例4)の何れよりも、機械的安定性(凝固率)、絞りロールへの付着性で表される作業性、及び接着力、被覆ゴムの付着状態で表される接着性の両方の特性が相乗的に著しく改善されていた。
これらの相乗的な改善効果は、部分的な場合も含めて、(C-2-2)熱反応型水性ウレタン樹脂(実施例4)、(C-1-1)メチレンジフェニルジイソシアネートのブロック体(実施例5)の何れを使用しても見られた。
更に、(D-1)ソルビトールポリグリシジルエーテルを含有する有機繊維コード用接着剤組成物(実施例3)では、接着力、被覆ゴムの付着状態で表される接着性が、一層改善された(実施例1,2v.s.3)。
(1)レゾルシン及びホルムアルデヒドを用いないことによって、環境負荷が少ない、
(2)接着剤液のせん断歪下での機械的安定性として測定されるゴムラテックスの粘着性を抑制することによって、有機繊維コードを有機繊維コード用接着剤組成物で被覆して乾燥・熱硬化させる工程において、ロール等への該有機繊維コード用接着剤組成物の付着を抑制することが可能となり、作業性が良好、
(3)有機繊維コードと被覆ゴム組成物の接着性が良好、
という効果が得られる有機繊維コード用接着剤組成物が提供される。又、併せて、前記有機繊維コード用接着剤組成物で被覆した有機繊維コードを用いた有機繊維コード‐ゴム複合体、及び前記有機繊維コード‐ゴム複合体を用いたタイヤも提供される。従って、本発明は、タイヤ等のゴム物品を製造する産業分野において利用可能である。
2:有機繊維コード用接着剤組成物
3:浸漬用浴槽(ディッピング槽)
4:有機繊維コード用接着剤組成物2で被覆された有機繊維コード
5:絞りロール
6:乾燥ゾーン
7:ホットゾーン
8:ノルマライズゾーン
11:不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス
12:ゼラチン
13:(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物
14:活性化イソシアネート基
15:有機繊維コード1に拡散しやすい部分
16:有機繊維コード1に拡散しがたい部分
20:ラテックス‐ゼラチン保護膜効果
21:ゴム共加硫接着
22:ゼラチン‐イソシアネート架橋
23:活性化イソシアネート架橋
24:水性ウレタン‐有機繊維コード界面効果
31:有機繊維コード‐ゴム複合体
32:有機繊維コード用接着剤組成物2による接着剤層
33:被覆ゴム組成物
40:芳香環を有するポリイソシアネートと活性水素基を1個以上有するブロック剤との付加生成物である水分散性(熱解離性ブロックド)イソシアネート化合物
41:芳香族イソシアネート‐有機繊維コード拡散効果
Claims (11)
- (A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックス、
(B)ゼラチン、及び
(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物、
を含むこと、
前記(A)不飽和ジエンを有する合成ゴムラテックスと前記(B)ゼラチンとの混合質量比が100:0.2から100:5の範囲であること、並びに
レゾルシンとホルムアルデヒドを含まないこと、
を特徴とする有機繊維コード用接着剤組成物。 - 更に、
(D)エポキシド化合物
を含むことを特徴とする請求項1に記載の有機繊維コード用接着剤組成物。 - 前記(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物が、
(C-1)芳香環を有するポリイソシアネートと活性水素基を1個以上有するブロック剤との付加生成物である水分散性(熱解離性ブロックド)イソシアネート化合物、
である、請求項1又は2に記載の有機繊維コード用接着剤組成物。 - 前記(C)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物が、
(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物、
である、請求項1又は2に記載の有機繊維コード用接着剤組成物。 - 前記(C-1)芳香環を有するポリイソシアネートと活性水素基を1個以上有するブロック剤との付加生成物である水分散性(熱解離性ブロックド)イソシアネート化合物が、メチレンジフェニルジイソシアネートのブロック体であることを特徴とする、請求項3に記載の有機繊維コード用接着剤組成物。
- 前記(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物が、
(α)3個以上、5個以下の官能基を有する、数平均分子量2,000以下の有機ポリイソシアネート化合物、
(β)2個以上、4個以下の活性水素基を有する、数平均分子量5,000以下の化合物、
(γ)熱解離性ブロック剤、並びに
(δ)少なくとも1つの活性水素基と、アニオン性、カチオン性、又は非イオン性の少なくとも1つの親水基とを、有する化合物、
を、(α)、(β)、(γ)及び(δ)の総和量に対する、それぞれの混合比率が、
(α)については、40質量%以上、85質量%以下、
(β)については、5質量%以上、35質量%以下、
(γ)については、5質量%以上、35質量%以下、及び
(δ)については、5質量%以上、35質量%以下、
になるように混合して、反応させた後の反応生成物であり、
且つ、イソシアネート基(-NCO)の分子量を42としたときの、前記反応生成物中における、(熱解離性ブロックド)イソシアネート基の構成比率が、0.5質量%以上、11質量%以下である、
ことを特徴とする、請求項4に記載の有機繊維コード用接着剤組成物。 - 前記(C-2)(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性ウレタン化合物が、下記の一般式(I)
(式(I)中、
Aは、有機ポリイソシアネート化合物の、活性水素基が脱離した残基、
Xは、2個以上、4個以下の水酸基を有し、数平均分子量5,000以下のポリオール化合物の、活性水素基が脱離した残基、
Yは、熱解離性ブロック剤の、活性水素基が脱離した残基、
Zは、少なくとも1個の活性水素基と、少なくとも1個の塩を生成する基又は親水性ポリエーテル鎖とを、有する化合物の、活性水素基が脱離した残基、
nは、2以上4以下の整数、
p+mは、2以上4以下の整数(m≧0.25)、
を表す)、
で表されることを特徴とする、請求項4に記載の有機繊維コード用接着剤組成物。 - 前記(D)エポキシド化合物が、1分子中に2個以上のエポキシ基を有することを特徴とする、請求項2から7の何れか一項に記載の有機繊維コード用接着剤組成物。
- 前記(D)エポキシド化合物が、多価アルコール類とエピクロロヒドリンとの反応生成物であることを特徴する、請求項2から8の何れか一項に記載の有機繊維コード用接着剤組成物。
- 請求項1から9の何れか一項に記載の有機繊維コード用接着剤組成物で被覆した有機繊維コードを用いた有機繊維コード‐ゴム複合体。
- 請求項10に記載の有機繊維コード‐ゴム複合体を用いたタイヤ。
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