JPH04103634A - ゴムの補強用織維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はゴムの補強用繊維、特にマトリックスゴムとし
て水素添加ニトリルゴムを使用した歯付ベルトの補強用
として好適なゴムの補強用繊維に関する。

［従来の技術］ ゴムベルト、タイヤ等のゴム製品の強度を増大させる為
、ガラスミｍヤーン等の補強繊維か広く用いられる。

ゴムベルト等のゴム製品は繰返し屈曲応力を受けるため
屈曲疲労を生して性能か低下し、補強材とゴムマトリッ
クスの間に剥離か生し易い。

このような剥離或は性能の劣化を防止し、充分な補強効
果を得るためには、補強繊維とゴムとの馴染み、接着力
を大きくする必要があり、このため補強繊維表面に処理
剤が塗布される。

処理剤としては各種組成のものが提案されている。

例えばビニルとりジン−スチレン−ブタジェンのターポ
リマーラテックス及びレゾルシンとホルムアルデヒドの
水溶性縮合物を併用した処理剤。

或はゴムラテックスを添加した処理剤等各種処理剤か提
案されている（特開昭５５−１１４５５１号公報参照）
。

又、ゴム補強用ｍ維にレゾルシンホルムアルデヒドの水
溶性縮合物及びゴムラテックスを含む第１液（ＲＦＬ液
）を塗布して該繊維上にレゾルシンホルムアルデヒド縮
合物及びゴムを含む第１層を形成させ、次いてゴムラテ
ックス及びイソシアネートを含むオーバーコート液て処
理し、イソシアネート及びゴムを含む第２層を形成させ
ることも知られている（特開昭４９−１４５４６号公報
参照）。

更に又、ＲＦＬ中に含有せしむべきゴムラテックスとし
てＨ−ＮＢＲラテックスを使用することも提案されてい
る（特開昭６３−２７０８７７号公報参照）。

［発明か解決しようとする課題］ 従来のゴム補強繊維用処理液並びにゴム補強用繊維の処
理方法は次のような問題点を有する。

（１）充分な接着力か得られない。

（２）充分な屈曲強度を有するゴム製品か得難い。

（３）高温て使用すると接着性か低下する。即ち、耐熱
性が不充分である。

近時、自動車用のエンジン付近の温度上昇に伴い、タイ
ミングベルト用のゴムとして、クロロスルフォン化ポリ
エチレン、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）のよう
な耐熱性のゴムが使用されるようになって来たか、この
ような耐熱性のゴム、特にＨ−ＮＢＲは接着性か一般の
ゴムに比して小さいため、上述の欠点は一般のゴムに比
し大きくなり易く、長距離走行に耐えるタイミングベル
トは得られない。

ＲＦＬ液てゴム補強用繊維を処理し、次いて、ゴムラテ
ックス及びイソシアネートを含むオーバーコート液て処
理することにより、上述の問題点を成る程度解消するこ
とばてきるが、この方法は次のような問題点を有する。

（１）接着力か時間経過とともに低下する。

（２）充分な効果をうるためには多量のイソシアネート
を使用する必要があり、インシアネートの量を増大させ
ると液の安定性が悪化し、オーバーコート液を使用の都
度少量づつ調合する必要かある。

（３）ＲＦＬ層（第１層）とオーバーコート液層（第２
層）の間の界面接着性か悪く、第１．２層間に剥離か生
じ易い。

Ｈ−ＮＢＲラテックスを含むＲＦＬ液を使用する方法は
、マトリックスゴムかＨ−ＮＢＲの場合特に有効な方法
であるか、この方法も次のような難点を有する。

即ち、ＲＦＬ液中に含有せしむべきゴムラテックスとし
ては、水性エマルジョンを使用する必要かある。Ｈ−Ｎ
ＢＲを含む水性エマルションの製造は技術的には可能で
あるが、その製造工程か複雑であるためコストか大幅に
上昇する。

更に又、自動車エンジンの高性能化に伴い、高速、高温
の状態て、長時間使用しても、歯付ベルトの歯元に剥離
、亀裂の発生することのないような、歯元強度の大きい
ベルトの開発か強く要望されるようになったか、このよ
うな要望を満足させる製品は知られていなかった。

本発明は、上述の従来技術の問題点を解消し、繰返し屈
曲応力を受けるような高温の条件下て使用していても、
時間の経過とともに接着力か低下することなく、耐熱性
も大きく、しかも製造コストも低く、Ｈ−ＮＢＲ補強用
として好適なゴムの補強用繊維、特に歯元強度の大きい
歯付ベルトを得るのに好適な、ゴムの補強用繊維を提供
することを目的としてしする。

［課題を解決するだめの手段］ 上記目的を達成するために１本発明においては、ガラス
繊維よりなる芯線上に、レゾルシンホルムアルデヒドの
水溶性縮合物、ビニールピリジン−スチレン−ブタジエ
ン共重合体ラテックス及びアクリロニトリル−ブタジエ
ン共重合体ラテックスを含む第１層を、好ましくは第１
層上にアクリロニトリル基含有量３０〜５０ｗｔ％、ヨ
ウ素価２〜４０の水素添加ニトリルゴム、及び架橋剤望
ましくは更にシリカ、カーボンブラック等の補強剤を含
む第２層を形成させたゴムの補強用繊維を使用し、又、
好ましくは第２層に更に不飽和カルボン酸金属塩を含有
せしめるが、この場合には架橋剤としては有機過酸化物
を使用する。

次に、本発明を更に具体的に説明する。

まず第１層を形成させるためのに芯線上に塗布すべき液
（第１液）について説明する。

レゾルシンホルムアルデヒドの水溶性縮合物（以下単に
縮合物という）としては、レゾルシンホルムアルデヒド
を水醜化アルカリ、アンモニア、アミンなどのアルカリ
性触媒の存在下て反応させて得られるレゾルシンとホル
ムアルデヒドのオキシメチル基に富んだ水溶性の初期の
付加縮合物（レゾール）か好適に使用できる。特にレゾ
ルシンとホルムアルデヒドをモル比で１：０．３〜２．
５の割合で反応させたものが好ましい。

ビニルピリジン−スチレン−ブタジエンのターポリマー
ラテックス（ターポリマーラテックスと略称）としては
、ビニルピリジン、スチレン、ブタジェンの重量割合が
１０〜２０：１０〜２０：６０〜８０のものが特に適当
てあり、Ｐｙｒａｔｅｘ（商品名、住友ノーガタック社
製）、０６５０（商品名、日本合成ゴム社製）　、　Ｎ
１ｐｏｌ　２５１８ＦＳ（商品名、日本ゼオン社製）等
が好適に使用できる。

又アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ラテックスと
しては、例えば、Ｎ１ｐｏｌ　１５６２、又は１５７２
（商品名、日本ゼオン社製）か好適に使用できる。

なお、第１液にクロロスルフォン化ポリエチレン（Ｃ３
Ｍ）ラテックスを加えることにより一層好適な結果をう
ろことかてきる。

クロロスフレフオン化ポリエりレンラテックスとしては
、塩素含有量か２０〜４０ｗｔ％好ましくは２５〜３５
ｗｔ％２スルフオン基中のＳ含有量か０．５〜２．０ｗ
ｔ％好ましくは１．１〜！、４ｗｔ％のものか適当てあ
り、生ゴムのムーニー粘度か３０〜９５のものが好適に
使用できる。

又、Ｃ５Ｍラテックスの一部（５０ｗｔ％以下、好まし
くは２５ｗｔ％以下）をクロロブレン（ＣＲ）又は水素
添化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）のラテックスてＭ検す
ることもできる。

又、Ｈ−ＮＢＲとしては、ヨウ素価及び、アクリロニト
リル含＃量か夫々２〜４０．３０〜５０ｗｔ％望ましく
は３〜３０．３５〜４５豐Ｅ％のものか好適に使用でき
、公知の方法でラテックスを製造することかてきる。

縮合物、及びＬ述したラテックスを混合して第１液とす
る。

第１液の各成分の重量含有量は固形分として縮合物か、
０．５〜１０ｗｔ％、望ましくは１〜５ｗＬ％、ターポ
リマーラテックスが５〜２５ｗｔ％、望ましくは１０〜
２０ｗｔ％、アクリロニトリルブタジェンラテックスか
′５〜２５ｗｔ％、望ましくは１０〜２０ｗｔ％の範囲
となるように定めるのか適当てあり、特に好適な結果を
うることかてきる。

又、クロロスルフォン化ポリエチレンラテ・ンクスを１
〜１０ｗｔ％、望ましくは２〜７ｗｔ％加えることによ
り更に好適な結果をつることかできる。

なお、第１液の濃度は、全成分の合計量か固形分として
２０〜４０ｗｔ％、望ましくは２５〜３５ｗｔ％となる
よう定めるのか適当である。

なお又、第１液中に鉱油の乳化物、ワウクスのような老
化防止剤を添加することもてきる。

老化防止剤の縁は固形分としてＯ，１〜２ｗｔ％望まし
くは０．３〜ｌｖｔ％とするのか適当である。

次に第２層を形成せしむべき液（第２液、オーバーコー
ト液）について説明する。

本オーバーコート液は、水素添加ニトリルゴム、及び架
橋剤を予め混練した接着性組成物か未架橋の状態で適宜
の溶剤に溶解されてなる所謂ゴム糊である。

水素添加ニトリルゴムはヨウ素価か２〜４０望ましくは
３〜３０、アクリロニトリル基含有量か３０〜５０ｗｔ
％、望ましくは３５〜４５豐ｔ％のものを使用する。

架橋剤としては、水素添加ニトリルゴム１００重量部に
対して、硫黄、テトラメチルチウラムジスルフィド、４
．４′−シチオビスジモルホリン等の含硫黄架橋剤の０
．５〜１０重量部又は、ジクミルパーオキサイド、ｌ、
３−ビス＝（ｔ−ブチルパーオキシ−イソプロピル）ベ
ンゼン、２゜５−ジメチル、２，５−シ（ｔ−ブチルパ
ーオキシ）ヘキサン等の有機過酸化物１〜１０重量部を
使用するか、不飽和カルボン酸金属塩１〜４０重量部、
望ましくは５〜２０重量部をあわせて使用することによ
り特に好適な結果なうることかできる。前記不飽和カル
ボン酸金属塩としてはジ（メタ）アクリル酸金属塩か好
ましく、ジメタクリル酸亜鉛、ジメタクリル酸アルミニ
ウム等が好適に用いられる。

また、接着性組成物には、その強度を増大せしむ目的と
して、補強剤を添加することができる。

補強剤としては、シリカ、カーボンブラック等の一般的
に用いられるもので特に限定されるものではないか、シ
リカを用いることで一層良好な接着強度をうろことかで
きる。

更に接着性組成物は、必要に応して充填剤、軟化剤、老
化防止剤、加硫促進剤等が適宜に含有されていてもよい
。

オーバーコート液は前記接着性組成物１００重量部を、
通常、６００〜８００重量部の溶剤に溶解させることに
より得るか、溶剤量は特に限定されるものではなく、塗
布作業性、補強用繊維への付着量等の観点からゴム糊の
粘度か最適になるように適宜に選ばれる。また、溶剤は
メチルエチルケトン、トルエン、キシレン等特に限定さ
れるものではないが、メチルエチルケトンが好ましく用
いられる。

本発明において使用する芯線としては、ガラスｍｔｉを
用いるのが実際的である６例えば、太さ９μのＥ−ガラ
ス繊維に集束剤を付与して２００本程度集束したガラス
ｍ紐束が好適に使用できる。

又、ガラス繊維としては引張り強度３００Ｋｇ／　ｍ　
ｍ　２以−トの高強度ガラス繊維、特に次の組成を有す
るガラス繊維を使用することにより、ガラス繊維で補強
されたゴム製品の性能を向上させることができる。

Ｓｉｎｇ　　　５５〜６５　　ｗｔ％ Ａｌ２Ｏｆｆ　　２０〜２６ｗｔ％ Ｃａ００〜１０ｗｔ％ Ｍｇ０７〜１２ｗｔ％ Ｂ２０，０〜１ｗｔ％ Ｒ２００〜０．５ｗｔ％ 更に又、ガラス繊維の直径を８に以下、好ましくは７．
５に以下と定めることにより、性能を向上させることか
できる。

なお、ガラス繊維の直径は３ｉＬ以上、好ましくは５ｕ
Ｌ以」二とするのが適当てあり、あまり直径を小とする
と製造コストか大となる。

このような補強繊維束を３木引き揃え、これに第１液を
１２〜２５ｗｔ％望ましくは１６〜２２ｗｔ％常法に従
い塗布する。

第１液を付与後好ましくは充分乾燥させた後、オーバー
コート液を常法に従い塗布する。第１液の乾燥は２００
〜３５０℃で行うのか望ましい。

オーバーコート液の塗布量は補強繊維に対し、０．５〜
５ｗｔ％、望ましくは２〜４ｗｔ％とするのが適当であ
る。第２液を塗布した後、好ましくは１２０〜２００℃
において乾燥する。

なお、上述の第１液を塗布した補強繊維に２゜５４ｃｍ
　（１インチ）当り０．５〜４．０程度のＳ、又はＺ撚
り（下撚り）を与えたものを更に２〜１３木程度引き揃
えて２．５４ｃｍ当り０゜５〜３．０程度の下撚りと逆
方向の撚り（上撚り）を与えてヤーンとし、これにオー
バーコート液を塗布するのか望ましい。

本発明ゴム補強用繊維て補強すべきゴムの種類に特に限
定はないか、ハイパロン、ニトリルゴム、水素添加ニト
リルゴム等が例示でき、極めて好適な効果をうろことか
てき、耐熱性、耐久性の良好なタイミングベルト等のゴ
ム製品が得られる。

［作　用コ ガラス繊維よりなる芯線上に、レゾルシンホルムアルデ
ヒドの水溶性縮合物、ビニールピリジン−スチレン−ブ
タジエン共重合体ラテッス、及びアクリロニトリル−ブ
タジエン共集合体ラテックスを含む第１層を、第１層上
にアクリロニトリル基含有量３０〜５０ｗｔ％、ヨウ素
価２〜４０の水素添加ニトリルゴム及び架橋剤を含む第
２層を形成させたゴムの補強用繊維を用いることにより
、ゴム（マトリクラスゴム）と補強繊維との接着力か、
高温で繰返し応力を受けるような条件下て使用した場合
においても、時間の経過とともに低下するのを防止し、
ＲＦＬ層とオーバーコート層との界面接着力を増大させ
て剥離を防止し、歯元強度を増大させる。

［実施例］ ビニルピリジン、スチレン、ブタジェンを１５：１５ニ
ア０の割合て含有するビニルピリシンースチレンーブタ
シエンのターポリマーラテックス（２５１８ＦＳ、商品
名、日本ゼオン社製、ターポリマーの含有量４０．５ｗ
ｔ％）３１重量部、レゾルシンとホルムアルデヒドをモ
ル比で１：０．７の割合で、アルカリ性触媒の存在下に
反応させた、レゾルシンとホルムアルデヒドの付加縮合
物（レゾール）を２３ｗｔ％を含む水溶液を１２重量部
、ニトリル−ブタジェンの共重合体ラテックス（Ｎ１ｐ
ｏｌ　１５６２商品名、日本ゼオン社製、ニトリル−ブ
タジェン共重合体の含有量４１ｗＬ％）を３６重量部、
ＣＳＭラテックス（４５０、商品名、住友精化社製、Ｃ
ＳＭの含有量４０ｙｔ％）５．５重量部の混合物に更に
老化防止剤として鉱油の乳化物（鉱油の含有量５５ｗｔ
％）２．５重研部、アンモニア水（濃度１８ｗｔ％）を
１．５重琶部加えて第１液を得た。

オーバーコート液は１水素添加ニトリルゴム（ＺＰ２０
００．商品名、日本ゼオン社製）１００重量部、酸化亜
鉛（亜鉛華１号、堺化学社製）１０重量部、ジメタクリ
ル酸亜鉛（Ｒ−２０Ｓ、商品名、浅田化学社製）、１５
重量部、シリカ（カーブｌノックス＃６７、商品名、塩
野義製薬社製）３０重量部、ジクミルパーオキサイド（
パークミルＤ、商品名、日本油脂社製）５重量部からな
る接着性組成物１００重量部をメチルエチルケトン７５
０重量部に溶解し調整した。

第１液を、９にのガラスｓｌ／１を２００本集束してな
るガラス繊維束３本を引揃え、常法に従って付与した（
固形分１７ｗｔ％）、２５０°Ｃて１分間乾燥後、この
ガラスミｍ束を２．５４ｃｍ当り４．０回のＺ撚り（下
撚り）を与え、更にこの下撚りを与えた繊維束を１１木
引き揃えて２．５４ｃｍ当り２．１回のＳ撚り（上撚り
）を施したものにオーバーコート液を付与したものを、
補強繊維として使用し試験片を作成した。

ゴムの種類 水素添加ニトリルゴム１００重琶部に対しカーボンブラ
ウク３０重量部、亜鉛華１０重量部、老化防止剤２重量
部、架橋剤６重量部、共架橋剤１５重量部、可塑剤５重
量部を配合したもの。

試験片の形成 」二記組成を有するゴムを使用し、常法に従いタイミン
グベルトを４未作成した。

（ａ）このタイミングベルトを使用し、１００°Ｃの雰
囲気において、多屈曲走行試験機（６，０００ｒｐｍ）
を使用し、ベルトの屈曲耐久試験を行い、強度低ｆを測
定した。

（ｂ　）　ｆ記試験機によりベルトの歯元耐久試験を行
った。

上記テスト結果（平均値）を別表に示す。

［比較例］ 実施例の第１液に代え、実施例と同一のビニルピリジン
、スチレン及びフタジエンの共重合体ラテ・ンクス５５
重量部、レゾルシンホルムアルデヒド縮合物７．７重合
部、ＳＢＲラテックス（ＳＮ５３４、商品名、住友ノー
ガタック社製）１６重量部、及び実施例と同一の名化防
■Ｌ剤及びアンモニア水を同量加えて第１液を調整した
。

又、ＣＳＭ配合物を４ｗｔ％、イソシアネート（ＭＲ−
２００、商品名、日本ポリウレタン社製）を１．１ｗｔ
％、加硫剤（アクタ−ＤＱ、商品名、川口化学社製）を
１．５ｗｔ％、カーボンブラックを２．０ｗｔ％を含む
トルエン溶液を調整し、オーバーコート液として使用し
た。

上記第１液とオーバーコート液を用い実施例と同一の実
験を行った結果を別表に示す。

［発明の効果］ 高速、高温の状態て長時間使用しても、！Ａ１１１、亀
裂を生ずることがなく、南元強度の大きいベルトをうる
ことかできる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス繊維よりなる芯線上にレゾルシンホルムア
   ルデヒドの水溶性縮合物、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、及びアクリロニトリル
   −ブタジエン共重合体ラテックスを含む層を形成させた
   ゴムの補強用繊維。
2. （２）ガラス繊維よりなる芯線上に、レゾルシンホルム
   アルデヒドの水溶性縮合物、ビニールピリジン−スチレ
   ン−ブタジエン共重合体ラテックス、及びアクリロニト
   リル−ブタジエン共重合体ラテックスを含む第１層を、
   第１層上にアクリロニトリル基含有量３０〜５０ｗｔ％
   、ヨウ素価２〜４０の水素添加ニトリルゴム、及び架橋
   剤を含む第２層を形成させたゴムの補強用繊維
3. （３）ガラス繊維よりなる芯線上に、レゾルシンホルム
   アルデヒドの水溶性縮合物、ビニールピリジン−スチレ
   ン−ブタジエン共重合体ラテックス、及びアクリロニト
   リル−ブタジエン共重合体ラテックスを含む第１層を、
   第１層上にアクリロニトリル基含有量３０〜５０ｗｔ％
   、ヨウ素価２〜４０の水素添加ニトリルゴム、不飽和カ
   ルボン酸金属塩、及び架橋剤を含む第２層を形成させた
   ゴムの補強用繊維