(57)【要約】【課題】アラミド繊維のゴムとの接着性を向上させるための表面改質装置を提供すること。【解決手段】アラミド繊維の表面改質装置１０であって、アラミド繊維を放電処理する放電処理室２０と、放電処理されたアラミド繊維にイソシアネート化合物のガスを接触させてアラミド繊維の表面改質を行なうガス反応室３０とを有してなるもの。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アラミド繊維を放電処理する工程と、放電処理されたアラミド繊維にイソシアネート化合物のガスを接触させてアラミド繊維の表面改質を行なう工程と、表面改質されたアラミド繊維にゴムコンパウンドを接触させて両者を接着する工程を有するアラミド繊維とゴムの接着法。
【請求項２】
前記放電処理が大気圧グロー放電処理又はコロナ放電処理によりなされる請求項１に記載のアラミド繊維とゴムの接着法。
【請求項３】
前記イソシアネート化合物がＸＤＩ系、ＩＰＤＩ系、ＨＭＤＩ系、ＴＤＩ系又はＭＤＩ系からなる群の中から選ばれる請求項１又は２に記載のアラミド繊維とゴムの接着法。
【請求項４】
前記ゴムコンパウンドが、天然ゴム、ポリウレタンゴム、ネオプレン、ビトン、アスシウム、ハイパロン、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシル化ＳＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ＮＢＲ、ブチルゴム、フッ素化ゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロブチルゴム、ブロモブチルゴム及びそれらのいずれかの混合物からなる群の中から選ばれる請求項１〜３のいずれかに記載のアラミド繊維とゴムの接着法。
【請求項５】
アラミド繊維を放電処理する放電処理室と、
放電処理されたアラミド繊維にイソシアネート化合物のガスを接触させてアラミド繊維の表面改質を行なうガス反応室とを有してなるアラミド繊維の表面改質装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト、タイヤ等の強化材としてアラミド繊維を用いたゴム製品を製造するに好適な、アラミド繊維とゴムの接着法及びアラミド繊維の表面改質装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリアラミド等の編織布とゴムの接着法として、特許文献１に記載の如く、ビニル化合物プラズマ及びビニル化合物を含有するプラズマガスからなる群の中から選ばれた媒体中で編織布を処理すること、ついで得られた編織布をレゾルシノール−ホルムアルデヒドラテックス（ＲＦＬ）で塗布した後、該塗布編織布をゴムコンパウンドと接触させることで、編織布とゴムの接着を促進させようとするものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特表２００２−５３９３３７（２頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の接着法では、ビニル化合物プラズマによる編織布の表面改質後、ゴムの接着前に、表面改質された編織布にＲＦＬを塗布することを必須とする。この方法では、ＲＦＬを編織布に均一に塗布するためのＲＦＬの材料管理、塗布工程の管理が必要であり、煩雑である。
【０００５】
本発明の課題は、アラミド繊維とゴムを簡易に良好に接着可能にすることにある。
【０００６】
本発明の他の課題は、アラミド繊維のゴムとの接着性を向上させるための表面改質装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、アラミド繊維を放電処理する工程と、放電処理されたアラミド繊維にイソシアネート化合物のガスを接触させてアラミド繊維の表面改質を行なう工程と、表面改質されたアラミド繊維にゴムコンパウンドを接触させて両者を接着する工程を有するアラミド繊維とゴムの接着法である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記放電処理が大気圧グロー放電処理又はコロナ放電処理によりなされるようにしたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記イソシアネート化合物がＸＤＩ系、ＩＰＤＩ系、ＨＭＤＩ系、ＴＤＩ系又はＭＤＩ系からなる群の中から選ばれるようにしたものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記ゴムコンパウンドが、天然ゴム、ポリウレタンゴム、ネオプレン、ビトン、アスシウム、ハイパロン、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシル化ＳＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ＮＢＲ、ブチルゴム、フッ素化ゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロブチルゴム、ブロモブチルゴム及びそれらのいずれかの混合物からなる群の中から選ばれるようにしたものである。
【００１１】
請求項５の発明は、アラミド繊維を放電処理する放電処理室と、放電処理されたアラミド繊維にイソシアネート化合物のガスを接触させてアラミド繊維の表面改質を行なうガス反応室とを有してなるアラミド繊維の表面改質装置である。
【００１２】
【作用】
請求項１の発明によれば下記▲１▼の作用がある
▲１▼放電処理された後にイソシアネート化合物のガスとの接触により表面改質されたアラミド繊維に直にゴムコンパウンドを接触させて両者を良好に接着できる。表面改質されたアラミド繊維に、ゴムを接着するための他の事前処理を施すことを必須とせず、簡易である。
【００１３】
請求項２の発明によれば下記▲２▼の作用がある
▲２▼アラミド繊維を大気圧グロー放電処理又はコロナ放電処理によって放電処理することにより、アラミド繊維の表面に極性基を好適に付与できる。
【００１４】
請求項３の発明によれば下記▲３▼の作用がある
▲３▼イソシアネート化合物をＸＤＩ系、ＩＰＤＩ系、ＨＭＤＩ系、ＴＤＩ系又はＭＤＩ系からなる群の中から選ぶことにより、アラミド繊維の表面の極性基にイソシアネート化合物をグラフト重合させ、アラミド繊維を好適に表面改質させてゴムとの接着性を向上できる。ＸＤＩ系、ＩＰＤＩ系、ＨＭＤＩ系のイソシアネート化合物が特に好適である。
【００１５】
尚、ＸＤＩとはキシリレンジイソシアネート、ＩＰＤＩとはイソプロピリレンジイソシアネート、ＨＭＤＩとはヘキサメチレンジイソシアネート、ＴＤＩとはトリレンジイソシアネート、ＭＤＩとはジフェニルメタンジイソシアネートを示す。
【００１６】
請求項４の発明によれば下記▲４▼の作用がある
▲４▼アラミド繊維に対し、どのようなゴムコンパウンドを用いても上述▲１▼〜▲３▼を実現できる。
【００１７】
請求項５の発明によれば下記▲５▼の作用がある
▲５▼表面改質装置が、アラミド繊維を放電処理する放電処理室と、放電処理されたアラミド繊維にイソシアネート化合物のガスを接触させてアラミド繊維の表面改質を行なうガス反応室とを有することにより、アラミド繊維のゴムとの接着性を向上させ、ゴムを接着するための他の事前処理を施すことを必須としない表面改質をアラミド繊維に施すことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は表面改質装置を示す模式図である。
【００１９】
表面改質装置１０は、ゴム製品の強化材として用いられるアラミド繊維の処理基材１を表面改質し、アラミド繊維のゴムとの接着性を向上するものである。基材１は、繊維、不織布等の形態で供給される。
【００２０】
表面改質装置１０は、入口室１１、放電処理室２０、ガス反応室３０、出口室４１を互いに気密に接続して構成され、基材１を入口室１１から搬入し、放電処理室２０、ガス反応室３０を通過させて出口室４１から搬出させる。
【００２１】
入口室１１は入口１３と放電処理室２０との連通口１４のそれぞれに、基材１を挟圧して搬送する各上下一対の回転送りローラ１５、１６を設置してある。送りローラ１５、１６は入口室１１の入口１３、連通口１４を塞ぎ、基材１の繊維中に取込まれている空気等を排気口１２から排気し、放電処理室２０、ガス反応室３０における基材１の処理、反応の促進を図る。
【００２２】
放電処理室２０は、相対する印加電極２１と設置電極２２を平行に設置し、基材１をターニングローラ２３に巻き掛けて印加電極２１と設置電極２２の間に通す。放電処理室２０は、ガス供給口２４（開閉バルブ２４Ａ）から放電処理用ガスを充填可能にする。
【００２３】
放電処理室２０は、放電処理用ガスの存在下における大気圧（又は大気圧近傍の圧力）中で、印加電極２１にパルス電源を接続し、印加電極２１と設置電極２２の間に電圧を印加してグロー放電を発生させ、基材１の表面を大気圧グロー放電処理し、基材１の表面に極性基を付与する。大気圧グロー放電し易い放電処理用ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガス、酸素、水素、窒素、空気等の汎用ガス、アセトン、メチルエチルケトン等の有機物のガス等の１種又は２種以上のガスの混合物を採用できる。
【００２４】
尚、放電処理室２０は、空気雰囲気中で、印加電極２１と設置電極２２との間に電圧を印加してコロナ放電を発生させ、基材１の表面をコロナ放電処理し、基材１の表面に極性基を付与するものでも良い。
【００２５】
ガス反応室３０は、ガス供給装置３１が供給するイソシアネート化合物のガス雰囲気中に、ターニングローラ３２に巻き掛けられた基材１を通す。ガス反応室３０は、放電処理室２０において放電処理された基材１にイソシアネート化合物のガスを接触させ、基材１の表面の極性基にイソシアネート化合物をグラフト重合させて基材１を表面改質する。
【００２６】
ガス供給装置３１は、ガス反応室３０に連通する回収室３３にイソシアネート化合物を回収し、イソシアネート化合物の気体を排気口３４から排気し、イソシアネート化合物の液体を貯留室３５に移送し、この液体を気化器３６で気化してガス反応室３０に供給可能にする。３７Ａ〜３７Ｃは開閉バルブである。
【００２７】
イソシアネート化合物は、ＸＤＩ系、ＩＰＤＩ系、ＨＭＤＩ系、ＴＤＩ系又はＭＤＩ系からなる群の中から選ぶことができる。ＸＤＩ系、ＩＰＤＩ系、ＨＭＤＩ系が特に好適である。
【００２８】
出口室４１は、ガス反応室３０との連通口４３と出口４４のそれぞれに、基材１を挟圧して搬送する各上下一対の回転送りローラ４５、４６を設置してある。送りローラ４５、４６は出口室４１の連通口４３、出口４４を塞ぎ、基材１に付着しているイソシアネート化合物のガスを排気口４２から排気し、イソシアネート化合物のガスが基材１に随伴して漏れ出ることを防止する。
【００２９】
従って、アラミド繊維の基材１とゴムの接着法は以下の如くになされる。
（１）基材１を入口室１１から放電処理室２０に導入し、放電処理室２０における大気圧グロー放電処理又はコロナ放電処理により基材１を放電処理する。これにより、基材１の表面に極性基を付与する。
【００３０】
（２）上述（１）の放電処理された基材１をガス反応室３０に導入し、ガス反応室３０のイソシアネート化合物の雰囲気ガスに基材１を接触させる。これにより、基材１の表面の極性基にイソシアネート化合物をグラフト重合させて基材１を表面改質する。基材１はゴムとの接着性が向上する。
【００３１】
（３）上述（２）の表面改質された基材１を出口室４１からゴム接着工程へと排出する。ゴム接着工程では、表面改質された基材１にゴムコンパウンドを接触させて両者を接着する。
【００３２】
ゴムコンパウンドは、例えば、天然ゴム、ポリウレタンゴム、ネオプレン、ビトン、アスシウム、ハイパロン、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシル化ＳＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ＮＢＲ、ブチルゴム、フッ素化ゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロブチルゴム、ブロモブチルゴム及びそれらのいずれかの混合物からなる群の中から選ばれる。
【００３３】
本実施形態によれば以下の作用がある。
▲１▼放電処理された後にイソシアネート化合物のガスとの接触により表面改質されたアラミド繊維に直にゴムコンパウンドを接触させて両者を良好に接着できる。表面改質されたアラミド繊維に、ゴムを接着するための他の事前処理を施すことを必須とせず、簡易である。
【００３４】
▲２▼アラミド繊維を大気圧グロー放電処理又はコロナ放電処理によって放電処理することにより、アラミド繊維の表面に極性基を好適に付与できる。
【００３５】
▲３▼イソシアネート化合物をＸＤＩ系、ＩＰＤＩ系、ＨＭＤＩ系、ＴＤＩ系又はＭＤＩ系からなる群の中から選ぶことにより、アラミド繊維の表面の極性基にイソシアネート化合物をグラフト重合させ、アラミド繊維を好適に表面改質させてゴムとの接着性を向上できる。ＸＤＩ系、ＩＰＤＩ系、ＨＭＤＩ系のイソシアネート化合物が特に好適である。
【００３６】
▲４▼アラミド繊維に対し、どのようなゴムコンパウンドを用いても上述▲１▼〜▲３▼を実現できる。
【００３７】
▲５▼表面改質装置が、アラミド繊維を放電処理する放電処理室２０と、放電処理されたアラミド繊維にイソシアネート化合物のガスを接触させてアラミド繊維の表面改質を行なうガス反応室３０とを有することにより、アラミド繊維のゴムとの接着性を向上させ、ゴムを接着するための他の事前処理を施すことを必須としない表面改質をアラミド繊維に施すことができる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、アラミド繊維とゴムを簡易に良好に接着できる。また、本発明によれば、アラミド繊維のゴムとの接着性を向上させるための表面改質装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は表面改質装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１  処理基材（アラミド繊維）
１０  表面改質装置
２０  放電処理室
３０  ガス反応室
【図１】
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