JPH0576495B2 - - Google Patents

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JPH0576495B2
JPH0576495B2 JP59104671A JP10467184A JPH0576495B2 JP H0576495 B2 JPH0576495 B2 JP H0576495B2 JP 59104671 A JP59104671 A JP 59104671A JP 10467184 A JP10467184 A JP 10467184A JP H0576495 B2 JPH0576495 B2 JP H0576495B2
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JP
Japan
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rubber
formaldehyde
treated
adhesive
initial condensate
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JP59104671A
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Yukio Fukura
Masahito Yoshikawa
Setsuo Akyama
Toshio Naito
Toshio Pponda
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Bridgestone Corp
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Bridgestone Corp
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  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は芳香族ポリアミド繊維とゴムとの接着
性改良方法に関し、詳しくは芳香族ポリアミド繊
維の表面に低温プラズマ処理を施し、この処理繊
維を高分子量レゾルシン−ホルムアルデヒド初期
縮合物とゴムラテツクス(以下この混合物を
RFLと称す)とからなる接着剤を改良した接着
剤組成物で接着処理し、さらに加熱硬化させた
後、未加硫ゴムと接触加硫し、かくしてゴムと強
固に接着せしめる接着性改良方法に関する。 本発明方法による芳香族ポリアミド繊維とゴム
とを接着した場合、その接着性は従来の接着方法
による接着性より大幅に改良され、しかも繊維の
物性を低下させず、さらに接着剤層が柔軟であ
り、屈曲性、耐疲労性の向上が大幅に期待でき
る。 したがつて、本発明方法はタイヤ、コンベアベ
ルト、ホース、ゴムクローラ等の工業製品に適用
され、とくに高性能が要求されるタイヤやベルト
に効果的に採用される。 従来技術 ポリ−m−フエニレンイソフタルアミドあるい
はポリ−p−フエニレンテレフタルアミドに代表
される芳香族ポリアミドは、脂肪族ポリアミドに
較べて耐熱性、耐薬品性にすぐれ、かつ高弾性
率、高強度特性を有しているので寸法安定性が良
好である。 したがつて熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂あるい
はゴム等の材料と複合化により構造用材料として
多方面に使用されている。とくに強度的にスチー
ルコードと同等のレベルにあり、且つ軽量、柔軟
であるため、タイヤ用補強部材として好適とされ
ている。 しかし、上述の如き特性を有する芳香族ポリア
ミド繊維も依然として下記の如き欠点を有する。
すなわち、耐熱性および高強度特性を有するの
で、その特性を必要とするものに向けられるが、
可撓性に欠け、屈曲や疲労に対して弱く、かつ他
の材料とくにゴムとの接着性に欠ける。例えばタ
イヤ用補強材として用いる場合、従来多用されて
きたRFL接着剤の適用では、6−ナイロン、6,
6−ナイロンに代表される脂肪族ポリアミド繊維
に比し、ゴムとの接着性および耐疲労性において
芳香族ポリアミド繊維は劣つている。 このため、二浴による接着法が開発されてき
た。例えば芳香族ポリアミド繊維とゴムとの接着
は、ヂユポン社の情報で示されている下記配合内
容、 水 850g 10%NaOH水溶液 10g 5%ジオクチルスルホコハク酸ソーダ水溶液20g 2−ピロリドン 100g グリセロールのジグリシジルエーテル 20g 1000g の接着剤処理液(下塗り用)で接着処理し、つい
でさらにRFL接着剤(上塗り用)で接着する方
法がとられている。 また、接着性の改良には下塗りの接着剤に関す
るものがその主体であり、多くはエポキシ基含量
を多くした接着剤に期待している。しかしエポキ
シ基含量が多くなれば、当然のことながら接着剤
層は硬くなり、処理繊維コードの剛性が高まり、
屈曲性、耐疲労性等が低下する傾向を生ずる。 発明の目的 本発明は芳香族ポリアミド繊維とゴムとの接着
における欠点および脂肪族ポリアミド繊維におけ
る欠点を排除することを目的としたものであり、
芳香族ポリアミド繊維の表面を低温プラズマ処理
し、この処理繊維にRFLを改良した接着剤組成
物で一浴処理することにより、ゴムとの接着性お
よび仕上つた構造体の耐疲労性を向上せしめたも
のである。 発明の構成 本発明は、芳香族ポリアミドと称される分子内
にアミド結合と芳香族基を有する、ポリ−p−フ
エニレンテレフタルアミド、ポリ−m−フエニレ
ンテレフタルアミドあるいはポリ−p−ベンズア
ミドに代表される芳香族ポリアミド繊維をあらか
じめ10-3〜10Torrの減圧区域を通し、非重合性
ガス、重合性ガスあるいは加熱気化ガスの単独あ
るいは混合ガス雰囲気下において、オーデイオ
波、高周波あるいはマイクロ波により励起発生さ
れる低温プラズマで表面処理した後に、高分子量
でゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物とゴム
ラテツクスの混合した接着剤(REL)に、さら
に低分子量レゾルシン−ホルムアルデヒ初期縮合
物とを多価フエノールポリサルフアイドとを混合
した接着剤組成物の水溶液で浸漬処理し、さらに
その後加熱硬化させ、ゴムとの接着性を改良する
方法である。 さらに詳細に述べれば、芳香族ポリアミド繊維
を低温プラズマ処理することにより繊維表面に親
水基が付与されることあるいはエツチング効果に
より水溶液接着剤である上記の接着剤組性物との
ぬれ性が著じるしく向上することにより接着剤の
繊維表面への付着は勿論のこと繊維束の内部にま
でこの接着剤組成物が迅速に含浸され、フイラメ
ント間を包埋する結果、屈曲破壊を防止できる。 また、低温プラズマ処理および接着処理した芳
香族ポリアミド繊維は、この表面処理を施さない
ものおよび従来試みられたオゾン処理、酸処理あ
るいは紫外線処理に比して強伸度等の物性低下が
みとめられないばかりでなく、むしろ向上する傾
向すらみとめられる。これらの効果よりゴムと一
体化させた後の芳香族ポリアミド繊維の屈曲疲労
後の物性低下率は大幅に改善される。 撚糸した芳香族ポリアミド繊維コードの低温プ
ラズマ処理に用いられる低温プラズマガスとして
は、前述の如く非重合性ガス、重合性ガスあるい
は加熱気化ガスを単独あるいは混合して用いるこ
とができ、例えばヘリウム、水素、アルゴン、酸
素、窒素、空気、塩素、アンモニア、一酸化炭
素、二酸化炭素、亜硫酸ガス、一酸化窒素、ホル
ムアルデヒド、塩化水素等、あるいは減圧下に気
化するガスとしては四塩化炭素、ハロゲン欠炭化
水素(トリクレン等)、ホルムアルデヒド水、水、
メチルアミン、アンモニア水、水蒸気等が好まし
く導入され、減圧区域を10-1〜10Torrになるよ
うに調整した後にオーデイオ波、高周波あるいは
マイクロ波発生装置により1w〜10kwの出力で低
温プラジマを発生させ、その雰囲気下に1〜103
秒間照射して表面処理を施す。 プラズマ処理を連続的に処理するためには、減
圧容器内に繊維コードの巻出し、巻取り装置を組
み入れた密閉型装置あるいは巻出し、巻取り装置
が外部にあり、圧着ローラーあるいは細径の穴を
有するシール材により徐々に減圧雰囲気状態にな
す、いわゆる差動排気による半密閉型装置が用い
られる。 本発明方法に使用される接着剤組成物として
は、多価フエノールポリサルフアイドを、レゾル
シン1モルに対しホルムアルデヒド0.05〜0.8モ
ルを反応させた低分子量レゾルシン−ホルムアル
デヒド初期縮合物に溶解した溶液と、REL接着
剤とを等量混合した接着剤組成物が用いられ、こ
の接着剤組成物によつて一浴処理することにより
接着力が大幅に改善される。 また、一般的な芳香族ポリアミド繊維の接着剤
として従来用いられたエポキシ化合物溶液を一浴
目に、ついで本発明による接着剤組成物を二浴目
に用いる、いわゆる二浴接着処理によつても何ら
差支えないが、この方法は煩雑であり、経済性に
乏しい。 REL接着剤は、水酸化ナトリウム、水酸化ア
ンモニウム、水酸化カリウム等の塩基性触媒の存
在下に、レゾルシンとホルムアルデヒドとを反応
させて得る比較的高分子量の初期縮合物とゴムラ
テツクスとの混合液であつて、この場合のレゾル
シンとホルムアルデヒドの反応モル比としてはレ
ゾルシン1モルに対しホルムアルデヒド0.8〜7.5
モルが好適である。 一方、ゴムラテツクスとしては天然ゴムラテツ
クス、スチレン−ブタジエン共重合ゴムラテツク
ス、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共
重合ゴムラテツクス、クロロプレンゴムラテツク
ス、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重
合ゴムラテツクス及びこれらのコルボキシル基変
性ゴムラテツクスを単独あるいは2種以上を併用
して用いられ、これらは被着ゴム種により任意に
変えて使用される。この場合高分子レゾルシン−
ホルムアルデヒド初期縮合物との混合割合は、上
記縮合物が全固型分に対し5〜30重量%、ゴムラ
テツクスのそれが95〜70重量%であるのが好まし
い。 上記RFL接着剤中に多価フエノールポリサル
フアイドと併用される低分子量レゾルシン−ホル
ムアルデヒド初期縮合物(レゾルシン1モルとホ
ルムアルデヒド0.05〜0.8モル)は通常無触媒下
あるいは微量の酸性触媒下に得られる。 また、多価フエノールポリサルフアイド化合物
はベンゼン核1個あたり水酸基を少なくとも2個
以上有するフエノール類であつて、例えばヒドロ
キノン、レゾルシン、オルシノール、ピロガロー
ル、クロログルシノール、ピロカテキン等のベン
ゼン核間に硫黄原子の連鎖を有する比較的構造の
複雑な化合物群であつて、本発明において有効な
サルフアイド類は硫黄鎖の硫黄原子の数1個以上
のポリサルフアイド類であつて、一般式、
【化】 (式中、xは、1〜6、yは2〜3、nは1〜15
を表わす)で表わされる化合物である。 かかる場合の接着剤組成としては、RFL2.5〜
15.0重量%、低分子量レゾルシン−ホルムアルデ
ヒド初期縮合物5〜50重量%、多価フエノールポ
リサルフアイド1.0〜10.0重量%、ゴムラテツク
ス30〜70重量%が好適に用いられる。 以上に詳述した如く、本発明方法は芳香族ポリ
アミド繊維コードを低温プラズマ処理し、処理繊
維をRFL系改良接着剤組成物で接着処理し、加
熱硬化せしめ、これを未加硫ゴムと接合させ、加
熱、加圧してゴム組成物を加硫することにより接
着剤性能にすぐれた複合体を得る繊維とゴムとの
接着方法である。 本発明方法は、タイヤ、コンベアベルト、ホー
ス、ゴムクローラ等の工業用製品において使用さ
れ、とくに高性能が要求されるタイヤやベルトに
効果的に適用される方法である。 実施例 1 差動排気が可能で且つマイクロ波発生装置と該
装置から発生されるプラジマを処理するプラズマ
処理室とを具備し、繊維を連続的に移動させるこ
とができる装置に、ポリ−パラ−フエニレンテレ
フタルアミド(デユボン社製;ケブラー29)のマ
ルチフイラメントコード(1500−D/2、30S×
30Z)を通し、連続的に移動させながら、各差動
排気ポンプによりプラズマ処理区域の圧力を
0.1Torr以下にし、その状態で空気、ヘリウム、
N2、O2、Ar、CO、CO2、SO2、NO等のガスを
導入口より導入し、プラズマ処理区域の圧力を
1Torrに調整し、その状態で周波数2.45GHzのマ
イクロ波発生装置により出力1KWで各ガスプラ
ズマを発生させ、繊維コードがプラズマ発生区域
を20秒および120秒で通過するように速度を調整
し、プラズマ処理を施した。 以上のようにプラズマ処理を施した繊維コード
を、繊維接着処理装置としてリツツラー処理機を
用いて、下記の表1および2で示されるRFL接
着剤Aまたは本発明による接着剤組成物Bに浸漬
させ、その後140℃の温度で30秒間乾燥させ、さ
らに240℃の温度で60秒間熱処理して接着処理コ
ードを得た。
【表】
【表】 上述の処理が施された各繊維コードを長さ200
mmに伸張した状態で深さ2mmの金型に張り、その
上に補強布で裏打ちされた下記表3記載の未加硫
ゴム配合物を接合させ、160℃の温度で20分間加
熱、加圧させ加硫し、その加硫ゴムからコードを
引張速度300mm/分で剥離させ、ゴムとコードと
の剥離接着力を測定した。その結果は表4に記載
の通りであつた。
【表】 なお、比較のため、プラズマ処理を施さない繊
維コードに対し上記表1及び2の接着剤Aまたは
Bでそれぞれ上記の接着処理を施したもの(比較
例)、さらにプラズマ未処理繊維コードを表5に
記載の配合組成のエポキシ化合物接着剤に浸漬さ
せた後、240℃で温度60秒間熱処理し、その後更
に表5に記載の配合組成のRFL接着剤に浸漬さ
せ、その後240℃の温度で60秒間熱処理したもの
(比較例)につき、前述の方法でゴムとコードと
の剥離接着力を測定し、その結果を同様に第4表
に示した。
【表】
【表】
【表】 第4表の結果より、本発明方法による芳香族ポ
リアミド繊維コードとゴムとの接着に於てはその
剥離接着力がすぐれていることが明らかであつ
た。 実施例 2 実施例1で用いた連続処理装置に周波数
13.56MHzの高周波を発生させる装置を取付け、
実施例1で用いた各種ガスのプラズマ処理を下記
の通り行なつた。 プラズマ処理区域内の圧力を0.1Torr以下に
し、ガス導入口より各種ガスを導入し圧力を
1.0Torrに調整した状態で、高周波装置により出
力100Wでプラズマを発生させ、繊維コードに20
秒間および120秒間のプラズマ処理を施した。そ
の後実施例1と同じ方法で接着剤及び加硫処理を
施し、接着剤処理コードを得た。 得られた接着剤処理コードについて、実施例1
と同様の方法でゴムとコードとの剥離接着力を測
定した。その結果は表6に示す通りであつた。
【表】 実施例 3 実施例1で用いたマイクロ波発生連続装置に、
水酸化アンモニウム、ホルムアルデヒド水溶液を
加熱気化させそれぞれ単独であるいは酸素と共に
プラズマ発生区域内に導入し、圧力1Torr、出力
1KWでプラズマを発生させ、繊維コードに20秒
間プラズマ処理を施し、その後実施例1と同様の
方法で接着剤処理及び加硫処理を施した。 得られた接着処理コードについて、実施例1と
同様の方法でゴムとコードとの剥離接着力を測定
した。 その結果は表7に示す通りであつた。
【表】 実施例 4 実施例1〜3で得られた20秒間プラズマ処理を
施した処理コードについて強伸度測定およびベル
ト屈曲試験法に基づき、耐疲労性試験を行なつ
た。 長さ50cm、幅5cm、深さ1cmの金型の長さ方向
に処理コードを50本並列させて入れ、表3に記載
の未加硫ゴム組成物と接合させ、160℃の温度で
20分間加熱、加圧し、加硫を行なつた。 上記の方法により得られた試験片に対し、ベル
ト屈曲試験機で、プーリー径32φ、荷重125Kgの
条件下に50万回くり返し屈曲疲労を与えた。その
試験片より取り出したコードについて繊維コード
引張試験装置を用いて引張速度300mm/分で強伸
度を測定し、初期の疲労付与前の強伸度との比較
を行なつた。 得られた結果は表8に示す通りであつた。
【表】 以上の各実施例が示す通り、芳香族ポリアミド
繊維コードを各種のプラズマ処理し、本発明によ
る接着剤組成物で処理すると、ゴムとの接着性が
改良され、さらに耐疲労性が改善された。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 芳香族ポリアミド繊維の表面を、減圧下に低
    温プラズマガス雰囲気中で処理し、ついでこの処
    理繊維を、高分子量レゾルシン−ホルムアルデヒ
    ド初期縮合物とゴムラテツクスに、さらに低分子
    量レゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物と多
    価フエノールポリサルフアイドとを混合した接着
    剤組成物にて接着処理することを特徴とする芳香
    族ポリアミド繊維とゴムとの接着方法。 2 接着剤組成物中の高分子量レゾルシン−ホル
    ムアルデヒド初期縮合物が、レゾルシン1モルに
    対しホルムアルデヒド0.8〜7.5モルの割合で反応
    させたものである特許請求の範囲1記載の方法。 3 低分子量レゾルシン−ホルムアルデヒド初期
    縮合物が、レゾルシン1モルに対しホルムアルデ
    ヒド0.05〜0.8モルの割合で反応させたものであ
    る特許請求の範囲1記載の方法。 4 多価フエノールポリサルフアイドが、一般式 【化】 (式中、xは1〜6、yは2〜3、nは1〜15の
    整数を表す)で表される多価フエノールポリサル
    フアイドである特許請求の範囲1記載の方法。 5 低温プラズマガスが非重合性ガス、重合性ガ
    スおよび加熱気化ガスの単独または混合ガスであ
    る特許請求の範囲1記載の方法。 6 低温プラズマがオーデイオ波、高周波あるい
    はマイクロ波発生装置により励起されたものであ
    る特許請求の範囲1記載の方法。
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NL7806452A (nl) * 1978-06-14 1979-12-18 Tno Werkwijze voor de behandeling van aromatische polya- midevezels, die geschikt zijn voor gebruik in construc- tiematerialen en rubbers, alsmede aldus behandelde vezels en met deze vezels gewapende gevormde voort- brengsels.

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