JPH09279111A - ゴムとガラス繊維との接着剤 - Google Patents

ゴムとガラス繊維との接着剤

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JPH09279111A
JPH09279111A JP8086714A JP8671496A JPH09279111A JP H09279111 A JPH09279111 A JP H09279111A JP 8086714 A JP8086714 A JP 8086714A JP 8671496 A JP8671496 A JP 8671496A JP H09279111 A JPH09279111 A JP H09279111A
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JP
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rubber
glass fiber
adhesive
urea compound
ethylene urea
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JP8086714A
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English (en)
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Yasushi Kageyama
裕史 影山
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • C09J115/00—Adhesives based on rubber derivatives
    • C09J115/005—Hydrogenated nitrile rubber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
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    • C08K5/3412—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having one nitrogen atom in the ring
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    • C08L2666/14—Macromolecular compounds according to C08L59/00 - C08L87/00; Derivatives thereof
    • C08L2666/16—Addition or condensation polymers of aldehydes or ketones according to C08L59/00 - C08L61/00; Derivatives thereof
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐劣化特性に優れ、かつ粘着性に優れたゴム
とガラス繊維との接着剤を提供する。 【解決手段】 水素添加ニトリルブタジエンゴムラテッ
クス及びレゾルシンホルムアルデヒド樹脂からなるH−
NBR系RFLに下式 【化1】 (上式中、Rは炭化水素基である)で表されるエチレン
尿素化合物を添加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、タイミングベル
ト、ゴムホース等のゴム製品の補強用に用いられるガラ
ス繊維と前記ゴム製品との接着剤に関する。
【0002】
【従来の技術】タイミングベルト、ゴムホース等のゴム
製品の補強材としてガラス繊維が従来より用いられてい
る。ゴム製品は繰り返し屈曲応力を受けるため屈曲疲労
が生じ、補強材であるガラス繊維とゴムマトリックスの
間に剥離が生じたり、ガラス繊維が磨耗して強度低下が
生じやすい。従って、このゴムとガラス繊維とを接着す
るため、従来はビニルピリジン−スチレン−ブタジエン
ゴム(VP−SBR)とレゾルシン−ホルムアルデヒド
樹脂からなる混合液(VP−SBR系RFL)によりガ
ラス繊維とゴムが接着されている。
【0003】しかしながら、上記のようなVP−SBR
系RFLは耐熱性や耐水性が十分ではなく、従ってエン
ジンにおいて用いられるタイミングベルト等のような高
温下において用いられるゴム製品では熱劣化やゴムとガ
ラス繊維の間の剥離を引き起こすおそれがあった。さら
に、ゴム材料として水素化ニトリルゴムのような耐熱性
の高い材料を使用するようになり、このようなゴムとガ
ラス繊維の間の接着性を向上させることも必要であっ
た。
【0004】このような問題を解決するため、特開平4
−41580 号公報では、特定のフェノール化合物を配合し
たVP−SBR系RFLが提案された。この開示された
RFLを用いてガラス繊維を処理すると、ゴムとガラス
繊維の間の耐熱性に優れた接着を提供し、かつ耐熱性ゴ
ムとガラス繊維の間の接着力をも向上させる。
【0005】しかしながらこのVP−SBR系RFLに
用いられているビニルピリジン−スチレン−ブタジエン
ゴムはそれ自体が耐熱性が低いため、上記のRFLにお
いても耐熱性は満足なものではない。従って、このVP
−SBRに代えて耐熱性、耐水性に優れた水素添加ニト
リルブタジエンゴム(H−NBR)を使用することが考
えられる。このH−NBRを用いるRFL(H−NBR
系RFL)は、ポリエステルやアラミド等の有機繊維の
接着剤として従来より用いられており、耐熱性、耐水性
に優れ、熱劣化や膨潤を起こしにくいことが知られてい
る。しかしながら、このH−NBR系RFLは粘着性に
乏しく、適用できる繊維種が限定されてしまう。すなわ
ち、ガラス繊維は繊維自体がもろく、有機繊維のように
撚りをかけた後にRFL処理をすることができず、従っ
て繊維束をRFLに含浸し、乾燥硬化させた後に撚りを
かける必要があるが、乾燥後のRFLに粘着性がないと
容易に撚りが戻ってしまい、繊維がばらけてしまうとい
う問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、上
記のような耐熱性、耐水性の高いH−NBR系RFLに
おいて、その粘着性を高め、ゴム補強用ガラス繊維とゴ
ムとの接着剤として使用することができるものを提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明によれば、水素添加ニトリルブタジエンゴムラ
テックス及びレゾルシンホルムアルデヒド樹脂からなる
H−NBR系RFLに下式
【化2】 (上式中、Rは炭化水素基である)で表されるエチレン
尿素化合物が添加される。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明において使用される水素添
加ニトリルブタジエンゴムラテックスとは、不飽和ニト
リルと共役ジエンを主成分としてなり、必要に応じてエ
チレン性不飽和モノマー等のような他の共重合可能なモ
ノマーを共重合させた共重合体の共役ジエン単位を水素
化したものである。すなわち、不飽和ニトリル−共役ジ
エン共重合ゴムの共役ジエン単位を水素化したもの、不
飽和ニトリル−共役ジエン−エチレン性不飽和モノマー
共重合ゴムの共役ジエン単位を水素化したもの等が例示
される。この水素添加ニトリルブタジエンゴムラテック
スは通常の重合法及び水素化法により製造され、特に限
定されない。
【0009】この水素添加ニトリルブタジエンゴムラテ
ックスの製造に使用されるモノマーは、上記のように不
飽和ニトリル、共役ジエン及びエチレン性不飽和モノマ
ー等であり、その具体例として以下のものが例示され
る。
【0010】不飽和ニトリルとしては、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル等を使用することができる。共
役ジエンとしては、1,3-ブタジエン、2,3-ジメチルブタ
ジエン、イソプレン、1,3-ペンタジエン等を使用するこ
とができる。また、エチレン性不飽和モノマーとして
は、不飽和カルボン酸(例えばアクリル酸、メタクリル
酸、イタコン酸、マレイン酸)、前記不飽和カルボン酸
のエステル(例えばメチルアクリレート、エチルアクリ
レート、ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリ
レート)、前記不飽和カルボン酸のアルコキシアルキル
エステル(例えばメトキシメチルアクリレート、エトキ
シエチルアクリレート、メトキシエトキシエチルアクリ
レート)、アクリルアミド、メタクリルアミド、N-置換
アクリルアミドもしくはメタクリルアミド(例えばN-メ
チロールアクリルアミド、N,N'- ジメチロールアクリル
アミド)等を使用することができる。
【0011】このニトリルブタジエンゴムラテックス中
の不飽和ニトリルの含有量は、特に制限はないが、得ら
れるH−NBR系RFLの粘着性の観点から10〜50重量
%であることが好ましい。上記モノマーを共重合させた
水素添加ニトリルブタジエンゴムラテックスの具体例と
しては以下のものを水素化したものが例示される。ブタ
ジエン−アクリロニトリル共重合体ゴム、イソプレン−
ブタジエン−アクリロニトリル共重合体ゴム、ブタジエ
ン−メチルアクリレート−アクリロニトリル共重合体ゴ
ム、ブタジエン−アクリル酸−アクリロニトリル共重合
体ゴム、ブタジエン−エチレン−アクリロニトリル共重
合体ゴム、ブチルアクリレート−エトキシエチルアクリ
レート−ビニルクロロアセテート−アクリロニトリル共
重合体ゴム、ブチルアクリレート−エトキシエチルアク
リレート−ビニルノルボルネン−アクリロニトリル共重
合体ゴム。
【0012】レゾルシンホルムアルデヒド樹脂としては
従来公知のものを使用することができ、例えばレゾルシ
ンとホルムアルデヒドを水酸化アルカリ、アミン、アン
モニア等のアルカリ性触媒を用いて反応させることによ
り得られるレゾール形の水溶性樹脂が例示される。
【0013】本発明の接着剤においては、通常水素添加
ニトリルブタジエンゴムラテックス100 重量部に対しレ
ゾルシンホルムアルデヒド樹脂を5.0 〜15.0重量部添加
して用いられる。これらの水素添加ニトリルブタジエン
ゴムラテックスとレゾルシンホルムアルデヒド樹脂から
なるH−NBR系RFLに添加されるエチレン尿素化合
物とは下式
【化3】 を有するものである。
【0014】上式中、Rは炭化水素であり、芳香族及び
脂肪族のいずれであってもよい。このRの例としては下
式
【化4】 又は下式
【化5】 が例示される。このエチレン尿素化合物においては、そ
の粘着性を高めるためには分子量が低いことが好まし
い。また、このエチレン尿素化合物中のRが耐熱性に寄
与すると考えられるが、R中の炭素鎖が長いと耐熱性が
低下するため、Rの炭素鎖は短い方が好ましい。従っ
て、上記式においてはnは1であることが好ましく、
n’は6以下であることが好ましい。
【0015】このエチレン尿素化合物の添加量は、RF
L固形分に対し0.6 〜8.0 重量%であることが好まし
い。エチレン尿素化合物の添加量が0.6 重量%より少な
いと所望の粘着性を発揮することができず、一方8.0 重
量%より多いとRFL 液に凝集物が発生し、加工が困難と
なることがあるからである。
【0016】
【実施例】水95.5g に10%水酸化ナトリウム水溶液1.2g
を加え、この水溶液にレゾルシノール4.5g及びホルマリ
ン(37%水溶液)6.6g添加し攪拌後、20℃において20時
間反応させ、レゾルシンホルムアルデヒド樹脂水溶液を
調製した。この水溶液と、H−NBRラテックス(日本
ゼオン製ゼットポール2020、90%水素添加、固形分40
%)及び水、並びに下式
【化6】 で表されるエチレン尿素化合物(明成化学工業製FS50、
固形分27.5%)(以下エチレン尿素化合物1とする)を
以下の表1に示す量加えて混合し、室温において3日放
置後、190 ℃で10分の熱処理を加えてフィルム化し、サ
ンプル1〜8を得た。また、エチレン尿素化合物とし
て、下式
【化7】 で表されるエチレン尿素化合物(明成化学工業製DM-13
0、固形分20%)(以下エチレン尿素化合物2とする)
5.9gを用いて、同様にしてフィルム化し、サンプル9を
得た。また、比較として、エチレン尿素化合物を添加し
ない系において同様にしてサンプル10を得た。さらに、
H−NBRラテックスのかわりにVP−SBRラテック
ス(日本ゼオン製ニッポール2518GL、固形分40%)200g
を使用することを除き同様にしてサンプル11を得た。
【0017】
【表1】
【0018】これらのサンプルについて、各フィルムの
劣化特性及び粘着性を以下のようにして測定した。 (1) 劣化特性 得られたフィルム(厚さ1.0mm)を所定の寸法にカット
し、140 ℃の炉内に200時間、及び95℃の水中に100 時
間放置したものをそれぞれ熱劣化特性測定用サンプル及
び水劣化特性測定用サンプルとした。これらのサンプル
からダンベル状に切り出した試験片を用い、常法に従い
引張試験を行い、未劣化品、熱劣化品及び水劣化品の各
サンプルについで引張強度と弾性率を測定した。また、
劣化処理前の各サンプルの寸法に対する熱劣化及び水劣
化後の各サンプルの寸法変化を測定し、寸法変化率を求
めた。
【0019】(2) 粘着性 上記の熱劣化サンプル及び水劣化サンプルから1.5cm ×
1.5cm のサンプルを2枚切り出し、平板状の上下の圧縮
治具に接着した後、試験片同士が接する状態において、
120 ℃雰囲気で荷重2kgf を加え10分間放置し、その後
1.0mm/分の速度でこの試験片を引き剥がした。この引き
剥がす際の荷重を測定した。
【0020】こうして測定した上記サンプル1〜11の劣
化特性及び粘着性を以下の表2に示す。なお、サンプル
1〜6及び9は本発明の実施例であり、サンプル7、
8、10及び11は比較例である。
【0021】
【表2】
【0022】サンプル8は、調製したRFL液が凝集し
てしまい、フィルムを形成することができなかった。劣
化特性については、H−NBRラテックスを主体とする
サンプル1〜6及び9では、VP−SBRラテックスを
主体とするサンプル11と比較して極めて良好な耐劣化特
性を示した。すなわち、劣化による弾性率の増大及び熱
収縮率の増大は熱収縮応力の増大につながり、強度を上
回る時点においてガラス繊維に塗布した接着剤に破壊が
発生することになる。また、水膨潤率が大きく、寸法が
大きく変化することは、ゴム製品中の補強材である芯線
の構造及び寸法が変化し、機械的特性に影響することに
なる。さらにこれは、接着剤は透水しやすいことを意味
し、ガラス繊維と接着剤との間の界面に存在するシラン
カップリング剤へ水を供給することになり、シランカッ
プリング剤の加水分解を引き起こす可能性が生じ、接着
剤がガラス繊維から剥離する結果につながる。これらの
処理剤の破壊や剥離は、ゴム製品使用時における動的応
力により促進されることになる。
【0023】一方、粘着性については、サンプル7のよ
うにエチレン尿素化合物の添加量が0.5 重量%ではその
効果が発揮できず、エチレン尿素化合物の添加量の増加
につれて粘着性発現の効果が期待でき、サンプル1のよ
うに添加量が1.5 重量%において、VP−SBRラテッ
クスを主体とするサンプル11並みの粘着性が発揮でき
た。しかしながら、エチレン尿素化合物を3.0 重量%ま
で増しても、粘着性はそれほど変化しなかった。
【0024】
【発明の効果】ゴムとガラス繊維との接着剤として、水
素添加ニトリルブタジエンゴムを使用することにより得
られるゴム複合製品の耐熱性、耐水性を高めることがで
き、かつこの接着剤にエチレン尿素化合物を添加するこ
とにより、この接着剤の粘着性を改善することができ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1) 水素添加ニトリルブタジエンゴムラ
    テックス、 (2) レゾルシンホルムアルデヒド樹脂、及び (3) 下式 【化1】 (上式中、Rは炭化水素基である)で表されるエチレン
    尿素化合物からなることを特徴とするゴムとガラス繊維
    との接着剤。
  2. 【請求項2】 前記エチレン尿素化合物固形分含量が水
    素添加ニトリルブタジエンゴムラテックス及びレゾルシ
    ンホルムアルデヒド樹脂に対し0.6 〜8.0 重量%である
    ことを特徴とする、請求項1記載のゴムとガラス繊維と
    の接着剤。
JP8086714A 1996-04-09 1996-04-09 ゴムとガラス繊維との接着剤 Pending JPH09279111A (ja)

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