(57)【要約】【課題】接着剤塗布後の柔軟性の低下を抑制した不織布の接着剤塗布方法を提供する。【解決手段】タイヤ補強に使用する不織布を接着剤液に含浸し、絞り、乾燥し、熱処理した後に、(i)前記不織布をいずれかの方向に延伸する工程を含むことを特徴とする接着剤塗布方法である。該接着剤塗布方法の好適例においては、前記(i)不織布をいずれかの方向に延伸する工程の後に、(ii)該方向と垂直の方向に前記不織布を延伸する工程を行う。ここで、前記(i)工程での延伸方向が不織布の幅方向で、前記(ii)工程での延伸方向が不織布の長手方向であるのが好ましい。【選択図】図１
2005082930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ補強に使用する不織布を接着剤液に含浸し、絞り、乾燥し、熱処理した後に、(i)前記不織布をいずれかの方向に延伸する工程を含むことを特徴とする接着剤塗布方法。
【請求項２】
前記延伸方向が不織布の幅方向であることを特徴とする請求項１に記載の接着剤塗布方法。
【請求項３】
前記(i)工程での延伸量が10〜50％であることを特徴とする請求項１に記載の接着剤塗布方法。
【請求項４】
前記(i)不織布をいずれかの方向に延伸する工程の後に、(ii)該方向と垂直の方向に前記不織布を延伸する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の接着剤塗布方法。
【請求項５】
前記(ii)工程での延伸量が10〜50％であることを特徴とする請求項４に記載の接着剤塗布方法。
【請求項６】
前記(i)工程での延伸方向が不織布の幅方向で、前記(ii)工程での延伸方向が不織布の長手方向であることを特徴とする請求項４に記載の接着剤塗布方法。
【請求項７】
前記(i)工程において不織布の幅方向への延伸を不織布を幅方向に引っ張る際に不織布の長手方向のライン速度を遅くして行い、前記(ii)工程において不織布の長手方向への延伸を不織布を長手方向に引っ張る際に不織布の幅方向の固定力を弱め不織布の幅を狭くして行うことを特徴とする請求項６に記載の接着剤塗布方法。
【請求項８】
前記接着剤液がＲＦＬ接着剤液であることを特徴とする請求項１に記載の接着剤塗布方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の接着剤塗布方法を適用して接着剤液を塗布した不織布であって、切断伸度／切断強力が5(％)/(N/cm)〜70(％)/(N/cm)であることを特徴とする不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ補強に用いられる不織布の接着剤塗布方法に関し、特に接着剤塗布後の不織布の柔軟性の低下を抑制することが可能な不織布の接着剤塗布方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤ等のゴム製品に適用されるゴム系複合材料の補強材としては、有機繊維コードやスチールコードが知られているが、近年では、不織布を補強材として用いたゴム系複合材料をタイヤに適用することが提案されている。
【０００３】
ここで、ゴム-有機繊維コード複合体においては、ＲＦＬ（レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス）接着剤液で有機繊維コードをディップ処理して、有機繊維コードにゴムとの接着性を付与している。また、ゴム-スチールコード複合体においては、スチールコードにブラス等をメッキ処理して、スチールコードにゴムとの接着性を付与している。
【０００４】
一方、ゴム-不織布複合体においても、不織布を構成する繊維にゴムとの接着性を付与する必要があり、不織布とゴムとの接着が不充分であると、ゴム-不織布複合体の剛性が低くなり、且つ繰り返し歪の入力を受けた場合に複合体の耐久性が悪化する。これは、ゴムと不織布とが接着していないミクロな空隙が核になって亀裂が進展し、マクロな亀裂が発生するためである。
【０００５】
不織布を構成する繊維にゴムとの接着性を付与するために、硫黄と反応可能な金属又は金属化合物からなる被膜を不織布を構成する繊維の表面に形成して、不織布にゴムとの接着性を付与することが試みられている（特許文献１参照）。また、上記有機繊維コードと同様に、不織布をＲＦＬ接着剤液でディップ処理する方法が提案されている。
【０００６】
ところで、上記有機繊維コードをＲＦＬ接着剤液でディップ処理すると、接着剤液に含まれるＲＦＬ樹脂により有機繊維コードは構成フィラメント同士が接着して硬くなるが、ディップ処理後のコードをナイフ状の刃型に当接、通過させることによって、前記フィラメント同士が交差している箇所に固着したＲＦＬ樹脂を破壊してコードに柔軟性を与えている。有機繊維コードの場合は、ナイフ状の刃型に当接、通過させることでコードに充分に柔軟性を与えることができるが、該方法を不織布に適用した場合、不織布には相当の厚みがあるため、極表面の不織布が柔軟化されるだけで、内部の不織布が柔軟化されず、結果として、不織布に充分な柔軟性を与えることができない。また、無理に不織布の内部まで柔軟化しようとすると、表面の不織布が徒に破壊されてしまうため、実用的でない。
【０００７】
上記不織布は、ディップ処理後にゴムと複合化されて、ゴムが不織布内部に浸入するが、不織布の柔軟性が不充分であると、ゴム-不織布複合体が所要の物性を発現できない。従って、ディップ処理後の不織布をいかに柔軟化するかが実用上極めて重要である。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−８０６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
不織布にゴムとの接着性を付与するために上述した金属等の被膜を不織布上に形成する方法では、被膜が酸化しないように、製造時に厳密に温度・湿度を管理しなければならず、また、接着が安定性に最も好ましいとされるコバルトは、コストの観点から汎用的ではない。
【００１０】
一方、従来から有機繊維コードとゴムとの接着手法として用いられているＲＦＬ接着剤液に含浸、絞り、乾燥、熱処理する方法は、原材料コストの面では非常に有利であるが、ＲＦＬ接着剤液の樹脂成分が不織布の構成フィラメントの交絡点を固着してしまうため、不織布本来の柔軟性が損なわれ、接着処理後の不織布の伸度が大きく低下してしまう。このため、ＲＦＬ接着剤液でディップ処理した不織布を用いたゴム-不織布複合体は、所要の物性を発現できず、また、タイヤ成型時の拡張にうまく追従しないという問題を有していた。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、接着剤塗布後の柔軟性の低下を抑制した不織布の接着剤塗布方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、不織布を接着剤液に含浸し、絞り、乾燥し、熱処理した後に、該不織布をいずれかの方向に延伸することで、不織布の柔軟性の低下を抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１３】
即ち、本発明の接着剤塗布方法は、タイヤ補強に使用する不織布を接着剤液に含浸し、絞り、乾燥し、熱処理した後に、(i)前記不織布をいずれかの方向に延伸する工程を含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の接着剤塗布方法の好適例においては、前記延伸方向が不織布の幅方向である。
【００１５】
本発明の接着剤塗布方法の他の好適例においては、前記(i)工程での延伸量が10〜50％である。
【００１６】
本発明の接着剤塗布方法は、前記(i)不織布をいずれかの方向に延伸する工程の後に、(ii)該方向と垂直の方向に前記不織布を延伸する工程を含むのが好ましい。ここで、前記(ii)工程での延伸量が10〜50％であるのが好ましい。
【００１７】
また、前記(i)工程での延伸方向が不織布の幅方向で、前記(ii)工程での延伸方向が不織布の長手方向であるのが好ましい。ここで、前記(i)工程において不織布の幅方向への延伸を不織布を幅方向に引っ張る際に不織布の長手方向のライン速度を遅くして行い、前記(ii)工程において不織布の長手方向への延伸を不織布を長手方向に引っ張る際に不織布の幅方向の固定力を弱め不織布の幅を狭くして行うのが更に好ましい。
【００１８】
本発明の接着剤塗布方法の他の好適例においては、前記接着剤液がＲＦＬ接着剤液である。
【００１９】
上記の接着剤塗布方法を適用して接着剤液を塗布した不織布は、切断伸度／切断強力が5〜70[(％)/(N/cm)]であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の接着剤塗布方法によれば、接着剤液の塗布による柔軟性の低下を抑制しつつ、不織布にゴムとの十分な接着性を付与することができる。また、低コストで不織布にゴムとの接着性を付与することができ、且つ該接着性は安定度が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の接着剤塗布方法は、タイヤ補強に使用する不織布を接着剤液に含浸し、絞り、乾燥し、熱処理した後に、(i)前記不織布をいずれかの方向に延伸する工程を含むことを特徴とする。ここで、接着剤液としては、従来有機繊維コードのディップ処理に用いられているＲＦＬ（レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス）接着剤液が好ましい。該ＲＦＬ接着剤液は、レゾルシンと、ホルムアルデヒドと、ラテックスとを含み、ラテックスとしては、ビニルピリジンラテックス（ビニルピリジン・スチレン・ブタジエン三元共重合体ラテックス）、スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス、天然ゴムラテックス等が挙げられる。これらラテックスは、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。また、上記ＲＦＬ接着剤液には、水酸化ナトリウムやアンモニア等のアルカリ成分が通常添加される。なお、上記レゾルシンと、ホルムアルデヒドと、ラテックスと、アルカリ成分との質量比は、特に限定されない。
【００２２】
本発明の接着剤塗布方法においては、ロール状に巻き取られた不織布を巻きだし、該不織布を上記接着剤液中に浸し、続いて上下からゴムロールで抑えて余分な接着剤液を絞り落とすのが好ましい。続いて、例えば、不織布の両端（長手方向に見たときの左右端）を5mmピッチで不織布の長手方向と平行に並んだピンで固定し、熱処理中に不織布が収縮しないようにする。次に、80〜160℃の乾燥ゾーンを1〜3分間通過させて、接着剤が含浸された不織布を乾燥する。この際、不織布が幅方向に収縮しないようにピンの幅を入口と出口で同じにする。次に、190〜250℃の熱処理ゾーンを1〜5分間通過させて、不織布を熱処理し、接着剤液の樹脂成分と不織布を構成する繊維とを接着させる。この熱処理においても、前記乾燥処理と同様に不織布が幅方向に収縮しないようにピンの幅を入口と出口で同じにする。この熱処理後の不織布は、不織布を構成する繊維同士が交絡点で互いに固着しており、柔軟性を失っている。
【００２３】
本発明の接着剤塗布方法においては、上記各処理に引き続き、柔軟化処理として下記の延伸処理を行う。まず、30〜200℃の柔軟化ゾーン(i)を通過させて、不織布をいずれかの方向、好ましくは、幅方向に延伸する［(i)工程］。この際、入口に対して出口の幅を110〜150％にして、不織布の延伸量を10〜50％にするのが好ましい。この延伸は、例えば、不織布の両側を抑えているピンの幅を広げ、不織布を幅方向に引っ張って行う。また、不織布の両側を抑えているピンの幅を広げて、不織布を幅方向に引っ張ると同時に、不織布の単位面積当りの重量（即ち、目付）が大きく低下しないように、出口の速度を入口の70〜95％にするのが好ましい。
【００２４】
本発明の接着剤塗布方法においては、上記(i)工程に続いて、30〜200℃の柔軟化ゾーン(ii)を通過させて、(i)工程での延伸方向と垂直の方向に不織布を延伸するのが好ましい［(ii)工程］。(i)工程で不織布を幅方向に延伸した場合、(ii)工程では不織布の長手方向に延伸する。この長手方向への延伸は、不織布を長手方向に引っ張ると同時に、前記ピンによる幅方向の固定力を弱めピンの幅を狭くして行うのが好ましい。この時、入口に対して出口の幅を70〜95％にするのが好ましい。また、入口に対する出口の幅を狭めると同時に、不織布の単位面積当りの重量（即ち、目付）が大きく増加しないように、出口の速度を入口の110〜150％にして、不織布を10〜50％の延伸量で延伸するのが好ましい。この後、不織布の両端を固定していたピンを外し、巻取りを行う。
【００２５】
本発明の接着剤塗布方法を適用して接着剤液を塗布した不織布は、切断伸度／切断強力が5〜70[(％)/(N/cm)]であるのが好ましい。ここで、不織布の切断伸度／切断強力が5[(％)/(N/cm)]未満では、不織布の柔軟性が不充分で、タイヤ成型時にうまく拡張せずユニフォミティーなどに悪影響を与える。また、不織布の切断伸度／切断強力が70[(％)/(N/cm)]を超えると、不織布自体の剛性が著しく低下し、複合体として所望の物性を発現できなくなる。
【００２６】
上記不織布は、繊維を撚り合わせたり織り合わせたりしたものではなく、例えば、カーディング法、抄紙法、エアレイ法、メルトブロー法、スパンボンド法等で作製されたウェブである。メルトブロー法、スパンボンド法以外のウェブでの繊維の結合方法としては、熱融着法、バインダによる方法、水流又は針の力で繊維を交絡させる水流絡合法、ニードルパンチ法等が好適に挙げられる。これらの中でも、水流又は針で繊維を交絡させる水流絡合法、ニードルパンチ法が好ましい。
【００２７】
上記不織布を構成する繊維としては、綿、レーヨン、セルロース等の天然高分子繊維；脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、脂肪族ポリケトン等の合成高分子繊維が挙げられ、これら繊維は一種単独で、又は複数種を混合して用いることができる。これら繊維の断面形状は、円形でも、円形以外の形状でもよく、中空部を有する形状であってもよい。また、該繊維は、異なる材質を配置した構造の複合繊維であってもよく、内層と外層とに異なる材質を配置した芯鞘構造、米字状に配置した構造、花弁状に配置した構造、層状構造であってもよい。更に、該繊維の繊維径及び繊維長は、特に限定されず、目的に応じて適宜選定することができる。
【００２８】
上記不織布は、目付け重量が10〜300g/m2であるのが好ましい。不織布の目付け重量が10g/m2未満では、不織布の均一性を維持することが難しく、ゴム-不織布複合体の強力、剛性、切断伸度のバラツキが大きくなる傾向がある。一方、不織布の目付け重量が300g/m2を超えると、不織布内部までゴムが浸透しにくくなり、ゴム-不織布複合体の耐久性が不十分となる傾向がある。また、上記(i)工程及び(ii)工程で延伸された不織布は、延伸前に比べ目付け重量が大きく変化しないのが好ましい。
【００２９】
上記の方法で接着剤液が塗布された不織布は、ゴムと複合化されて、タイヤ用の補強部材の他、ベルト、ホース、防振材、防振ゴム、ゴムクローラ等に適用することができる。該不織布は、高いゴムとの接着性に加え、充分な柔軟性を有するため、タイヤの補強部材として用いても、タイヤの拡張成形に十分に対応できる。ここで、タイヤに用いる不織布は、切断伸度が高い程良好で且つ切断強力が低い程良好であり、即ち、切断伸度／切断強力で定義される柔軟性が高い程良好である。従って、本発明の方法で接着剤液が塗布された不織布とゴムとの複合体は、タイヤの補強部材として特に好適である。なお、ゴム-不織布複合体としては、強力が高い方が好ましいが、複合体の強力はゴムの強力に大きく依存するため、不織布の切断強力が小さくても、複合体としては充分な強力を発現できる。
【００３０】
次に、図を参照して、本発明の接着剤塗布方法を詳細に説明する。図１は、本発明の接着剤塗布方法における、延伸工程の不織布の一例の平面図である。接着剤液を含浸され、絞り、乾燥及び熱処理を施された不織布１は、(i)工程で不織布の幅方向に延伸される。(i)工程では、入口の幅Ｗin(i)に対する出口の幅Ｗout(i)を110〜150％にして、不織布１の延伸量を10〜50％にするのが好ましい。また、不織布の目付重量が大きく低下しないように、出口におけるライン速度を入口におけるライン速度の70〜95％にするのが好ましい。幅方向に延伸した分、長手方向に収縮させることで、不織布の目付け重量の変化を抑制できる。
【００３１】
次に、(i)工程で幅方向に延伸された不織布１は、(ii)工程で不織布の長手方向に延伸され、好ましくは、幅が(i)工程での延伸前の幅Ｗin(i)に戻る。(ii)工程では、入口の幅Ｗin(ii)に対する出口の幅Ｗout(ii)を70〜95％にするのが好ましい。また、入口に対する出口の幅を狭めると同時に、不織布の目付重量が大きく増加しないように、出口におけるライン速度を入口におけるライン速度の110〜150％にするのが好ましく、その結果、不織布１が10〜50％の延伸量で延伸される。長手方向に延伸した分、幅方向に収縮させることで、不織布の目付け重量の変化を抑制できる。
【００３２】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００３３】
ＰＥＴを原料とし、水流絡合法で製造された、目付け重量60g/m2の不織布に以下の方法で接着剤塗布処理を施した。即ち、不織布を巻きだし、ＲＦＬ接着剤液に含浸し、ロールで絞り、120℃で80秒間乾燥した後、240℃で60秒間熱処理した。引き続き、(i)100℃で60秒かけて、入口に対する出口の幅を130％にし且つ入口に対する出口の速度を77％にして、不織布を幅方向に1.3倍に延伸し、(ii)100℃で60秒かけて、不織布の幅を(i)の入口の幅にし且つ出口の速度を(i)の入口の速度にして、不織布を長手方向に延伸し、不織布の幅を元の幅にした後、巻き取った。
【００３４】
上記(ii)工程後の不織布（実施例１）と、接着剤塗布処理前（未処理の）不織布（比較例１）と、延伸処理前（熱処理直後の）不織布（参考例１）に対し、下記の方法で柔軟性を評価した。
【００３５】
（１）柔軟性試験
不織布に対し通常の方法で引張試験を行い、切断伸度と切断強力から、切断伸度／切断強力＝柔軟性として、不織布の柔軟性を総合的に評価した。ここで、切断伸度／切断強力の値が大きい程、柔軟性が高いことを示す。具体的には、まず、不織布から15cm×5cmの試験片を切り出す。このとき、試験片の長辺が不織布の長手方向と平行になるものを「長手方向サンプル」とし、不織布の幅方向と平行になるものを「垂直方向サンプル」とする。この「長手方向サンプル」と「垂直方向サンプル」をそれそれ１つの不織布から１０個切り出し、平均値を算出した。引張試験は、チャック間距離が100mmになるようにして、200mm/minの引張速度で行った。引張伸度−引張強力曲線（Ｓ−Ｓカーブ）の頂点から、「切断伸度」及び「切断強力」を求めた。結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
2005082930.tif 000003
【００３７】
表１から、接着剤塗布後の不織布を延伸することで、不織布の柔軟性の低下を抑制できることが分かる。一方、接着剤を塗布し延伸処理を施していない不織布（参考例１）は、接着剤を塗布する前の不織布（比較例１）に比べ柔軟性が著しく低いことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の接着剤塗布方法における、延伸工程の不織布の一例の平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  不織布
Ｗin(i)  (i)工程の入口の幅
Ｗout(i)  (i)工程の出口の幅
Ｗin(ii)  (ii)工程の入口の幅
Ｗout(ii)  (ii)工程の出口の幅
【図１】
2005082930.tif 000004