JPH0571710B2 - - Google Patents

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JPH0571710B2
JPH0571710B2 JP6844790A JP6844790A JPH0571710B2 JP H0571710 B2 JPH0571710 B2 JP H0571710B2 JP 6844790 A JP6844790 A JP 6844790A JP 6844790 A JP6844790 A JP 6844790A JP H0571710 B2 JPH0571710 B2 JP H0571710B2
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JP
Japan
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rubber
liquid
latex
isocyanate
layer
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP6844790A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03269177A (en
Inventor
Koji Hatsutori
Chiharu Ito
Hiroaki Kojima
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Asahi Fiber Glass Co Ltd
Original Assignee
Asahi Fiber Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Fiber Glass Co Ltd filed Critical Asahi Fiber Glass Co Ltd
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  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明はゴム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、ガラス繊維ヤーン等の補強繊維が広く
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じて性能が低下し、補強材
とゴムマトリクスの間に剥離が生じ易い。 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。 例えばビニルピリジン−スチレン−ブタジエン
のターポリマーラテツクス及びレゾルシンとホル
マリンの水溶性縮合物を併用した処理剤、或はゴ
ムラテツクスを添加した処理剤等各種処理剤が提
案されている(特開昭55−114551号参照)。 又、ポリイソシアネート、ポリニトロソ芳香族
化合物、酸性のハロゲン含有ポリマーを含む処理
液も提案されている(特開昭49−14546号参照)。 又、ポリイソシアネート、ポリニトロソ芳香族
化合物、酸性のハロゲン含有ポリマーを含む処理
液も提案されている(特開昭49−14546号参照)。 又、ゴム補強用繊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ツクスを含む第
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、次いでゴムラテツクス及びイソシア
ネートを含むオーバーコート液で処理し、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ツ
クスとしてH−NBRラテツ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)。 (発明が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) 充分な接着力が得られない。 (2) 充分な屈曲強度を有するゴム製品が得難い。 (3) 高温で使用すると接着性が低下する。即ち、
耐熱性が不充分である。 近時、自動車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
ルフオン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴムの
ような耐熱性のゴムが使用されるようになつて来
たが、このような耐熱性のゴムは接着性が一般の
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ていない。 RFL液でゴム補強用繊維を処理し、次いで、
ゴムラテツクス及びイソシアネートを含むオーバ
ーコート液で処理することにより、上述の問題点
を或る程度解消することはできるが、この方法は
次のような問題点を有する。 (1) 接着力が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、イソシアネートの
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
がある。 (3) RFL層(第1層)とオーバーコート液(第
2層)の間の界面接着性が悪く、第1、2層間
に剥離が生じ易い。 H−NBRラテツクスを含むRFL液を使用する
方法は、マトリクスゴムがH−NBRの場合特に
有効な方法であるが、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ツ
クスとしては水性エマルジヨンを使用する必要が
ある。H−NBRを含む水性マエルジヨンの製造
は技術的には可能であるが、その製造工程が複雑
であるためコストが大幅に上昇する。 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で使
用していても、時間の経過とともに接着力が低下
することなく、耐熱性も大きく、しかも製造コス
トも低いゴム補強用繊維を提供することを目的と
している。 (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明においては、
マトリクスゴムを補強するためのゴム補強用繊維
として、該繊維上に形成されたレゾルシンホルム
アルデヒドの水溶性縮合物及びゴムを含む第1層
の上に、ハロゲン含有ポリマー、イソシアネート
を含む第2層を、第2層の上に更にマトリクスゴ
ムと同一のゴムを含む第3層を形成させた繊維を
使用する。 本発明の好ましい態様において、ハロゲン含有
ポリマー、イソシアネート、加硫剤を含む第2
層、或はハロゲン含有ポリマー、イソシアネー
ト、加硫剤、カーボンブラツク、又はシリカ等の
不活性微粉末を含む第2層を使用し、又マトリク
スゴムと同一のゴム、加硫剤、カーボンブラツク
又はシリカ等の不活性微粉末を含む第3層を形成
させた補強用繊維を使用する。 次に、本発明を更に具体的に説明する。 本発明においては、ゴム補強用繊維上に、レゾ
ルシンホルムアルデヒド縮合物及びゴムラテツク
スを含む液(RFL液)を塗布することにより第
1層を形成させる。 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
とホルムアルデヒドを水酸化アルカリ、アンモニ
ア、アミンなどのアルカリ性触媒の存在下で反応
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)が好適に使用できる。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。 RFL液(第1液)において使用されるゴムラ
テツクスとしては、ゴム補強用繊維用処理剤とし
て使用される比較的低重合度のラテツクスが好適
に使用でき、限定はないが、特にブタジエンゴム
ラテツクス、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ツクス(以下ターポリマ
ーラテツクスという)就中、ターポリマーラテツ
クスが好ましい。 ターポリマーラテツクスとしては、ビニルピリ
ジン、スチレン、ブタジエンの重量割合が10〜
20:10〜20:60〜80のものが特に適当であり、
Pyratex(商品名、住友ノーガタツク社製)、0650
(商品名、日本合成ゴム製)、Nipol2518FS(商品
名、日本ゼオン製)等が好適に使用できる。 又ブタジエン系ラテツクスとしては、ブタジエ
ンラテツクス、ブタジエン−スチレンの共重合体
ラテツクス、ブタジエン−ニトリルの共重合体ラ
テツクス等が適当であり、0700(商品名、日本合
成ゴム製)、Nipol LX111,Nipol 1562(商品名、
日本ゼオン製)等が好適に使用できる。 上記ターポリマーラテツクス、ブタジエン系ラ
テツクスは単独で使用することもできるが、両者
を併用し且つ以下述べるクロロスルフオン化ポリ
エチン(CSM)ラテツクスと混合して用いるの
が好ましい。 CSMラテツクスとしては、塩素含有量20〜
40wt%、好ましくは25〜35wt%、スルフオン基
中のS含有量は0.5〜2.0wt%、好ましくは1.1〜
1.4wt%のものが適当であり、生ゴムのムーニー
粘度が30〜95のものが好適に使用できる。 なお、CSMラテツクスの一部(50wt%以下、
好ましくは25wt%以下)をクロロプレン(CR)
又は水素化ニトリルゴム(H−NBR)のラテツ
クスで置換することもできる。 上述の各成分を含むゴム補強繊維処理用液第1
液中のターポリマーラテツクス、又はブタジエン
系ラテツクス、CSMラテツクス、縮合物の濃度
は夫々10〜30wt%、3〜25wt%、0.5〜6wt%、
好ましくは15〜25wt%、5〜15wt%、1〜3wt
%、としてこれらの合計量は10〜50wt%、好ま
しくは20〜40wt%とし、又補強繊維に対する第
1液の付与量は固型分として繊維重量の12〜
25wt%、好ましくは16〜22wt%とするのが適当
である。 なお、第1液中には、必要に応じラテツクスの
安定剤、老化防止剤等を添加することも出来る。 本発明において使用する補強繊維に特に限定は
ないが、ガラス繊維を用いるのが実際的である。
例えば、太さ9μの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繊維が好適に使用で
きる。 このような補強繊維を3本引揃え、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液を付与乾燥させて後、第2液を常法に従
い塗布する。第1液の乾燥は200〜350℃で行うの
が望ましい。 本発明においては、このようにして形成された
第1層の上に、ハロゲン含有ポリマー、イソシア
ネートを含む第2層を形成させる。 第2層は以下述べるような第2液を塗布するこ
とによつて好適に形成することができる。 第2液の塗布量は補強繊維に対し、0.5〜5wt
%、望ましくは1〜4wt%とするのが適当であ
る。第2液を塗布した後、好ましくは100〜200℃
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2.54
cm(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本程度引
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
第2液を塗布するのが望ましい。 第2液として、ハロゲン含有ポリマー、イソシ
アネートを含むものを使用する。ハロゲン含有ポ
リマー、イソシアネート及び加硫剤、好ましくは
ハロゲン含有ポリマー、イソシアネート、加硫
剤、カーボンブラツク、シリカ等の不活性微粉末
を含む液特に以下述べる液が好適に用いられる。 ハロゲン含有ポリマーとしては塩素化ゴム、ク
ロロプレン、塩素化ポリエチレン、塩素化エチレ
ン−プロピレン共重合体、塩素化ポリ塩化ビニ
ル、クロロスルフオン化ポリエチレン等が使用で
きるが、クロロスルフオン化ポリエチレンが特に
好適な結果を与える。 クロロスルフオン化ポリエチレン(CSM)ラ
テツクスとしては、塩素含有量20〜40wt%、好
ましくは25〜35wt%、スルフオン基中のS含有
量は0.5〜2.0wt%、好ましくは1.1〜1.4wt%のも
のが適当であり、生ゴムのムーニー粘度が30〜95
のものが好適に使用できる。 又、第2液中のハロゲン含有ポリマーの量は、
固型分として1〜10wt%、好ましくは2〜5wt%
とするのが適当である。この量があまり少ない
と、その効果が充分ではなく、この量があまり多
いと接着力が低下する。 第2液中には、イソシアネートを添加する。 イソシアネートの量は、0.5〜2.0wt%、好まし
くは1〜15wt%とするのが適当であり、接着性
を向上させることができる。 イソシアネートの量は、従来技術の約50%程度
で充分であり、イソシアネートを過剰に用いた場
合に生ずる屈曲疲労性、並びに耐熱性の悪化が生
ずることもなく、又オーバーコート液の安定性が
増大する。 第2液中のイソシアネートとハロゲン含有ポリ
マーの合計量の重量%は、3〜15wt%、好まし
くは5〜10wt%とするのが適当であり、この濃
度があまり大きいと液の粘度が大となり、ムラが
出来易くなり、この濃度があまり小さいと付着量
が減少し、充分な効果が得られなくなる。 更に又、第2液中には加硫剤を含有せしめるこ
とにより、更に接着性を向上させ、一層好適な結
果をうることができる。 加硫剤としてはポリニトロソ芳香族化合物A
(例えばp−ジニトロソベンゼン)、テトラクロロ
ベンゾキノン、ポリp−ジニトロソベンゼン、
p,p′−ジベンゾイル、ベンゾキノンジオキシ
ム、p−ベンゾキノンオキシムが例示されるが、
テトラクロロベンゾキノン、ポリp−ジニトロソ
ベンゼン、p,p′−ジベンゾイルベンゾキノンジ
オキシム、p−ベンゾキノンジオキシムが特に好
ましい。 第2液中の加硫剤の量は0.3〜3wt%、望ましく
は0.6〜2.5wt%程度とするのが適当であり、この
量があまり少ないと効果が充分でなく、第1層と
第2層との間に剥離が生じ易くなる。 第2液中には更に、リサージ、マレイン酸鉛、
フタル酸鉛のような鉛化合物を加えることもで
き、耐水性を向上させる効果を有する。 第2液中の鉛化合物の量は0.5〜5wt%、好まし
くは1〜3wt%とするのが適当である。 更に、第2液中に加硫助剤としてメタクリル酸
塩又はアクリル酸塩を添加することにより一層良
好な結果をうることができる。 メタクリル酸塩、アクリル酸塩としてはメタク
リル酸鉛、メタクリル酸亜鉛、メタクリル酸アル
ミニウム、メタクリル酸銀及び、アクリル酸の同
様な金属塩を好適に用いることができる。 第2液中に懸濁せしむべきメタクリル酸塩又は
アクリル酸塩の量は3〜0.001wt%、望ましくは
1.5〜0.05wt%とするのが適当である。 カーボンブラツク又はシリカ、チタン等の不活
性微粉末としては粒径10〜200mμ、望ましくは20
〜100mμのものが好適に使用できる。カーボンブ
ラツク、シリカ等の不活性微粉末は予めゴム中に
混練しておくのが実際的である。 カーボンブラツク又はシリカ等の不活性微粉末
の量はゴムに対し10〜50wt%、望ましくは20〜
40wt%とするのが適当である。 カーボンブラツク、又はシリカ等の不活性微粉
末を添加することにより第2層の強度を増大させ
ることができる。 なお、第2液の塗布量は補強繊維に対し、固型
分として0.5〜5wt%、望ましくは2〜4wt%とす
るのが適当である。 本発明においては、このように形成した第2層
を乾燥した後、その上にマトリクスゴムと同一の
ゴムを含む第3層を形成させる。 ゴムとしては、クロロスルフオン化ポリエチ
ン、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム(H−
NBR)、エチレン−プロピレンゴム(EPDM)
が例示される。 第3層の形成は、以下述べる第3液の塗布によ
り好適に行なうことができる。以下第3液につい
て説明する。 第3液としてはマトリクスゴムと同一のゴムの
有機溶媒溶液を用いるのが適当である。 有機溶媒としては、トルエン、MEK、キシレ
ン、トリクロルエタン、トリクロルエチレン等を
好適に用いることができる。又濃度は3〜20wt
%、望ましくは5〜15wt%とするのが好ましい。 第3液中には、更にカーボンブラツク、又はシ
リカ等の不活性微粉末、加硫剤を含有せしめるの
が望ましい。 カーボンブラツク、シリカ、チタン等の不活性
微粉末は、粒径10〜200mμ、望ましくは20〜
100mμのものを用い、第3液中に懸濁させる。カ
ーボンブラツク、シリカ等の不活性微粉末の量は
ゴムに対し10〜50wt%、望ましくは20〜40wt%
とするのが適当であり、又予めゴム中に混練して
おくのが実際的である。これらを添加することに
より、第3層の強度を増大させることができる。 加硫剤としては、第2液において述べた加硫剤
又はイオウ、ジクミールパーオキサイド等の過酸
化物を好適に使用することができ、又第2液にお
いて述べた加硫助剤を併用することもでき、一層
良好な結果をうることができる。 なお、加硫剤及び加硫助剤の量は、夫々ゴムに
対し0.5〜15wt%、0.1〜1.5wt%、望ましくは1
〜10wt%、0.2〜1wt%とし、又第3液の塗布量
は補強繊維に対し、固型分として0.5〜5wt%、望
ましくは1〜4wt%とするのが適当である。 (作用) マトリクスゴムを補強するためのゴム補強用繊
維上に形成されたレゾルシンホルムアルデヒドの
水溶性縮合物及びゴムを含む第1層の上に、ハロ
ゲン含有ポリマー、イソシアネートを含む第2層
を、第2層の上に更にマトリクスゴムと同一のゴ
ムを含む第3層を、形成させることにより、マト
リクスゴムと補強繊維の接着力を増大させ、ゴム
と補強繊維との接着力が、繰返し応力を受けるよ
うな条件下で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、補強繊維、第1
層、第2層、第3層、マトリクスゴムとの界面接
着力を増大させて剥離を防止する。 又ハロゲン含有ポリマー、イソシアネート、加
硫剤を含む第2層を用いることにより、イソシア
ネートの使用量を減少させ、イソシアネートを過
剰に用いた場合の屈曲疲労性並びに耐熱性の悪化
を防止する。 又、第2液自身の経時変化による性能低下を防
止する。 更に又、第2層にカーボンブラツク、シリカ等
の不活性微粉末を含有させ、第3層に加硫剤、カ
ーボンブラツク、シリカ等の不活性微粉末を含有
させることにより、本発明の効果を一層増大させ
る。 (実施例) ビニルピリジン、スチレン及びブタジエンを
15:15:70の割合で含有するビニルピリジン−ス
チレン−ブタジエンのターポリマーラテツクス
(Pyratex、商品名、住友ノーガタツク社製、タ
ーポリマーの含有量41wt%)65重量部、ブタジ
エンラテツクス(0700、商品名、日本合成ゴム
製、ブタジエンの含有量57wt%)8重量部、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20wt%含む水溶液を15重量部、水12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%)1重量部、アンモ
ニア水(濃度18wt%)を1重量部加えて第1液
(RFL液)を得た。 メタクリル酸亜鉛0.8重量部、クロロスルフオ
ン化ポリエチレン(ハイパロン40、商品名、昭和
電工デユポン社製)6重量部、ポリイソシアネー
ト(MR−200、商品名、日本ポリウレタン社製)
1.1重量部、p,p′−ジベンゾイルベンゾキノン
ジオキシム(加硫剤)1.5重量部、トルエンを加
えて、濃度10wt%の第2液を得た。 エチレン−プロピレンゴムのトルエン溶液(濃
度7.5wt%)に、粒径50mμのカーボンブラツクを
ゴムに対し50wt%懸濁させ、更にイオウを1.0wt
%加えて第3液を得た。 第1液を、9μのガラス繊維を200本集束してな
るガラス繊維束3本を引揃え、常法に従つて付与
した(固型分17wt%)。250℃で1分間乾燥後、
このガラス繊維束に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13本引揃えて2.54cm当り2.1回のS撚り(上
撚り)を施したものに第2液を固型分として2%
付与した後、140℃で1分間乾燥し、更に第3液
を固型分として2wt%付与し、140℃で1分間加
熱、乾燥したものを、補強繊維として、又下記組
成のシートをマトリクスゴムとして使用し、試験
片を作成した。 マトリクスゴムの組成 エチレン−プロピレンゴム100重量部に対しカ
ーボンブラツク50重量部、ステアリン酸5重量
部、老化防止剤2.5重量部、加硫剤1重量部、加
硫促進剤1.5重量部、可塑剤5重量部を配合した
もの。 試験片の作成 上記組成を有するゴムを使用し、次のような試
験片を作成した。 試験片 1 厚み1mm、幅10mm、長さ500mmのゴムシートの
間に上記補強繊維を1本挟んでプレスし、160℃
で、30分間加硫。 試験片 2 厚み3mm、幅25.4mm、長さ100mmのゴムシート
の間に上記補強繊維を隙間なく並べ、プレスし
て、160℃で20分間加硫。 この試験片1を用い、室温で屈曲疲労試験機を
使用し、破断迄の屈曲回数を測定した。 この試験片2をオートグラフを用い、50mm/
minの引張り速度で剥離し、接着力を測定した。 上記テストの結果を別表に示す。 (比較例) 上記実施例の第1液、第2液のみを使用し第3
液を使用することなく同一の実験を行つた(比較
例1)。 又実施例の第1液で処理し、第2液、第3液に
よる処理を全く行わなかつた場合についても同様
な実験を行つた(比較例2)。 これらの実験の結果を別表に示す。
(Industrial Application Field) The present invention relates to rubber reinforcing fibers. (Prior Art) Reinforcing fibers such as glass fiber yarn are widely used to increase the strength of rubber products such as rubber belts and tires. Rubber products such as rubber belts are subjected to repeated bending stress, resulting in bending fatigue, resulting in decreased performance, and peeling between the reinforcing material and the rubber matrix is likely to occur. In order to prevent such peeling or performance deterioration and obtain a sufficient reinforcing effect, it is necessary to increase the compatibility and adhesive strength between the reinforcing fibers and the rubber. be done. Various compositions of processing agents have been proposed. For example, various processing agents have been proposed, such as a processing agent using a combination of a vinylpyridine-styrene-butadiene terpolymer latex and a water-soluble condensate of resorcinol and formalin, or a processing agent containing rubber latex (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1983-1999). (See No. 114551). Furthermore, a treatment liquid containing a polyisocyanate, a polynitroso aromatic compound, and an acidic halogen-containing polymer has also been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 14546/1983). Furthermore, a treatment liquid containing a polyisocyanate, a polynitroso aromatic compound, and an acidic halogen-containing polymer has also been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 14546/1983). Further, a first liquid (RFL liquid) containing a water-soluble condensate of resorcin formaldehyde and rubber latex is applied to the rubber reinforcing fibers to form a first layer containing the resorcin formaldehyde condensate and rubber on the fibers, and then the rubber latex is coated with a first layer containing the resorcin formaldehyde condensate and rubber. It is also known to form a second layer containing isocyanate and rubber by treating with an overcoat liquid containing isocyanate (see JP-A-49-14546). Furthermore, it has been proposed to use H-NBR latex as the rubber latex to be contained in RFL (see Japanese Patent Laid-Open No. 270877/1983). (Problems to be Solved by the Invention) Conventional treatment liquids for rubber reinforcing fibers and conventional methods for treating rubber reinforcing fibers have the following problems. (1) Sufficient adhesive strength cannot be obtained. (2) It is difficult to obtain rubber products with sufficient bending strength. (3) Adhesiveness decreases when used at high temperatures. That is,
Heat resistance is insufficient. Recently, with the rise in temperature near automobile engines, heat-resistant rubbers such as chlorosulfonated polyethylene and hydrogenated nitrile rubber have come to be used as rubber for timing belts. Since such heat-resistant rubber has lower adhesion than ordinary rubber, the above-mentioned drawbacks tend to be greater than that of ordinary rubber, and a timing belt that can withstand long-distance running has not been obtained. Treat the rubber reinforcing fibers with RFL liquid, then
Although the above-mentioned problems can be solved to some extent by treating with an overcoat liquid containing rubber latex and isocyanate, this method has the following problems. (1) Adhesive strength decreases over time. (2) In order to obtain sufficient effects, it is necessary to use a large amount of isocyanate; increasing the amount of isocyanate deteriorates the stability of the solution, and it is necessary to prepare a small amount of overcoat solution each time it is used. . (3) The interfacial adhesion between the RFL layer (first layer) and the overcoat liquid (second layer) is poor, and peeling easily occurs between the first and second layers. Although the method of using an RFL liquid containing H-NBR latex is particularly effective when the matrix rubber is H-NBR, this method also has the following drawbacks. That is, it is necessary to use an aqueous emulsion as the rubber latex to be contained in the RFL liquid. Although it is technically possible to produce an aqueous solution containing H-NBR, the complexity of the production process significantly increases costs. The present invention solves the problems of the prior art described above,
The purpose is to provide rubber reinforcing fibers that do not lose adhesive strength over time even when used under high temperature conditions such as being subjected to repeated bending stress, have high heat resistance, and have low manufacturing costs. It is said that (Means for solving the problem) In order to achieve the above object, the present invention includes:
As a rubber reinforcing fiber for reinforcing the matrix rubber, a second layer containing a halogen-containing polymer and an isocyanate is formed on the first layer containing a water-soluble condensate of resorcin formaldehyde and rubber formed on the fiber, A fiber is used in which a third layer containing the same rubber as the matrix rubber is further formed on the second layer. In a preferred embodiment of the present invention, a second compound containing a halogen-containing polymer, an isocyanate, and a vulcanizing agent is used.
layer, or a second layer containing an inert fine powder such as a halogen-containing polymer, isocyanate, vulcanizing agent, carbon black, or silica, or the same rubber, vulcanizing agent, carbon black, or silica as the matrix rubber. A reinforcing fiber formed with a third layer containing an inert fine powder such as the following is used. Next, the present invention will be explained in more detail. In the present invention, the first layer is formed by applying a liquid containing a resorcin formaldehyde condensate and rubber latex (RFL liquid) onto the rubber reinforcing fibers. A water-soluble condensate of resorcin formaldehyde (hereinafter simply referred to as a condensate) is a resorcin and formaldehyde rich in oxymethyl groups obtained by reacting resorcin and formaldehyde in the presence of an alkaline catalyst such as an alkali hydroxide, ammonia, or an amine. Water-soluble initial addition condensates (resols) can be preferably used. In particular, the molar ratio of resorcinol and formaldehyde is 1:0.3 to 2.5.
It is preferable to react at a ratio of . As the rubber latex used in the RFL liquid (first liquid), a latex with a relatively low degree of polymerization that is used as a treatment agent for rubber reinforcing fibers can be suitably used, and there is no limitation, but in particular, butadiene rubber latex, Among vinylpyridine-styrene-butadiene terpolymer latexes (hereinafter referred to as terpolymer latexes), terpolymer latexes are preferred. As a terpolymer latex, the weight ratio of vinylpyridine, styrene, and butadiene is 10 to 10.
20:10~20:60~80 is particularly suitable,
Pyratex (product name, manufactured by Sumitomo Nogatatsuku Co., Ltd.), 0650
(trade name, Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.), Nipol2518FS (trade name, Nippon Zeon Co., Ltd.), etc. can be suitably used. As the butadiene latex, butadiene latex, butadiene-styrene copolymer latex, butadiene-nitrile copolymer latex, etc. are suitable, such as 0700 (trade name, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.), Nipol LX111, Nipol 1562. (Product name,
(manufactured by Nippon Zeon) etc. can be suitably used. Although the above-mentioned terpolymer latex and butadiene latex can be used alone, it is preferable to use both in combination and in a mixture with chlorosulfonated polyethine (CSM) latex described below. As CSM latex, the chlorine content is 20~
40wt%, preferably 25-35wt%, S content in the sulfon group is 0.5-2.0wt%, preferably 1.1-35wt%
A raw rubber having a Mooney viscosity of 30 to 95 is suitably used. In addition, some of the CSM latex (50wt% or less,
Chloroprene (CR) (preferably 25wt% or less)
Alternatively, it can also be replaced with a latex of hydrogenated nitrile rubber (H-NBR). Rubber reinforcing fiber treatment liquid 1 containing each of the above-mentioned components
The concentrations of terpolymer latex, butadiene latex, CSM latex, and condensate in the liquid are 10 to 30 wt%, 3 to 25 wt%, and 0.5 to 6 wt%, respectively.
Preferably 15-25wt%, 5-15wt%, 1-3wt
%, the total amount of these is 10 to 50 wt%, preferably 20 to 40 wt%, and the amount of the first liquid applied to the reinforcing fibers is 12 to 50 wt% of the fiber weight as solid content.
A suitable amount is 25 wt%, preferably 16 to 22 wt%. Incidentally, a latex stabilizer, an anti-aging agent, etc. may be added to the first liquid if necessary. Although there are no particular limitations on the reinforcing fibers used in the present invention, it is practical to use glass fibers.
For example, glass fibers with a thickness of 9 μm that are bundled with a sizing agent and about 200 glass fibers can be suitably used. Arrange three such reinforcing fibers and add the first
The liquid is applied in an amount of 12 to 25 wt%, preferably 16 to 22 wt%, according to a conventional method. After the first liquid is applied and dried, the second liquid is applied according to a conventional method. It is desirable to dry the first liquid at a temperature of 200 to 350°C. In the present invention, a second layer containing a halogen-containing polymer and an isocyanate is formed on the first layer thus formed. The second layer can be suitably formed by applying a second liquid as described below. The amount of second liquid applied is 0.5 to 5wt to the reinforcing fiber.
%, preferably 1 to 4 wt%. Preferably at 100-200℃ after applying the second liquid
Dry in . In addition, 2.54
After applying S or Z twist (pre-twist) of about 0.5 to 4.0 per cm (1 inch), pull together about 2 to 13 more strands and twist in the opposite direction to the pre-twist, about 0.5 to 3.0 per 2.54 cm. It is desirable to apply the second liquid to the yarn by giving it a ply twist. As the second liquid, one containing a halogen-containing polymer and an isocyanate is used. A liquid containing a halogen-containing polymer, an isocyanate, and a vulcanizing agent, preferably a halogen-containing polymer, an isocyanate, a vulcanizing agent, and an inert fine powder such as carbon black or silica, particularly the liquid described below, is suitably used. As the halogen-containing polymer, chlorinated rubber, chloroprene, chlorinated polyethylene, chlorinated ethylene-propylene copolymer, chlorinated polyvinyl chloride, chlorosulfonated polyethylene, etc. can be used, but chlorosulfonated polyethylene is particularly preferred. Give results. The chlorosulfonated polyethylene (CSM) latex has a chlorine content of 20 to 40 wt%, preferably 25 to 35 wt%, and an S content of 0.5 to 2.0 wt%, preferably 1.1 to 1.4 wt% in the sulfon group. is appropriate, and the Mooney viscosity of raw rubber is 30 to 95.
Those can be suitably used. Also, the amount of halogen-containing polymer in the second liquid is
1 to 10 wt% as solid content, preferably 2 to 5 wt%
It is appropriate to If this amount is too small, the effect will not be sufficient, and if this amount is too large, the adhesive force will decrease. Isocyanate is added to the second liquid. The amount of isocyanate is suitably 0.5 to 2.0 wt%, preferably 1 to 15 wt%, and can improve adhesion. The amount of isocyanate is sufficient to be about 50% of that of conventional technology, and there is no deterioration in bending fatigue or heat resistance that would occur if too much isocyanate is used, and the stability of the overcoat liquid is increased. do. The weight percent of the total amount of isocyanate and halogen-containing polymer in the second liquid is suitably 3 to 15 wt%, preferably 5 to 10 wt%; if this concentration is too large, the viscosity of the liquid will increase; Unevenness tends to occur, and if this concentration is too low, the amount of adhesion decreases, making it impossible to obtain a sufficient effect. Furthermore, by containing a vulcanizing agent in the second liquid, the adhesion can be further improved and more suitable results can be obtained. Polynitroso aromatic compound A as a vulcanizing agent
(e.g. p-dinitrosobenzene), tetrachlorobenzoquinone, poly p-dinitrosobenzene,
Examples include p,p'-dibenzoyl, benzoquinone dioxime, and p-benzoquinone oxime,
Particularly preferred are tetrachlorobenzoquinone, polyp-dinitrosobenzene, p,p'-dibenzoylbenzoquinone dioxime, and p-benzoquinone dioxime. It is appropriate that the amount of the vulcanizing agent in the second liquid be 0.3 to 3 wt%, preferably about 0.6 to 2.5 wt%.If this amount is too small, the effect will not be sufficient, and the Peeling between the layers is likely to occur. The second liquid further contains litharge, lead maleate,
A lead compound such as lead phthalate can also be added, which has the effect of improving water resistance. The amount of lead compound in the second liquid is suitably 0.5 to 5 wt%, preferably 1 to 3 wt%. Furthermore, even better results can be obtained by adding methacrylate or acrylate as a vulcanization aid to the second liquid. As the methacrylate and acrylate, lead methacrylate, zinc methacrylate, aluminum methacrylate, silver methacrylate, and similar metal salts of acrylic acid can be suitably used. The amount of methacrylate or acrylate to be suspended in the second liquid is 3 to 0.001 wt%, preferably
It is appropriate to set it as 1.5-0.05wt%. Inert fine powder of carbon black, silica, titanium, etc. has a particle size of 10 to 200 mμ, preferably 20 mμ.
~100 mμ can be suitably used. It is practical to knead inert fine powders such as carbon black and silica into the rubber in advance. The amount of inert fine powder such as carbon black or silica is 10 to 50 wt%, preferably 20 to 50 wt%, based on the rubber.
It is appropriate to set it at 40wt%. The strength of the second layer can be increased by adding carbon black or an inert fine powder such as silica. The amount of the second liquid to be applied is suitably 0.5 to 5 wt%, preferably 2 to 4 wt%, based on the solid content, based on the reinforcing fibers. In the present invention, after drying the second layer thus formed, a third layer containing the same rubber as the matrix rubber is formed thereon. Rubbers include chlorosulfonated polyethine, nitrile rubber, and hydrogenated nitrile rubber (H-
NBR), ethylene-propylene rubber (EPDM)
is exemplified. The third layer can be suitably formed by applying the third liquid as described below. The third liquid will be explained below. As the third liquid, it is appropriate to use an organic solvent solution of the same rubber as the matrix rubber. As the organic solvent, toluene, MEK, xylene, trichloroethane, trichloroethylene, etc. can be suitably used. Also, the concentration is 3~20wt
%, preferably 5 to 15 wt%. It is desirable that the third liquid further contains carbon black, inert fine powder such as silica, and a vulcanizing agent. Inert fine powder such as carbon black, silica, titanium, etc. has a particle size of 10 to 200 mμ, preferably 20 to 200 mμ.
Use a 100 mμ sample and suspend it in the third liquid. The amount of inert fine powder such as carbon black and silica is 10 to 50 wt%, preferably 20 to 40 wt% of the rubber.
It is appropriate to do this, and it is practical to knead it into the rubber in advance. By adding these, the strength of the third layer can be increased. As the vulcanizing agent, the vulcanizing agents mentioned in the second liquid or peroxides such as sulfur and dicumyl peroxide can be suitably used, and the vulcanizing aids mentioned in the second liquid are used together. You can also obtain better results. The amounts of the vulcanizing agent and the vulcanizing aid are 0.5 to 15 wt%, 0.1 to 1.5 wt%, preferably 1 to 1.5 wt%, respectively, based on the rubber.
~10wt%, 0.2~1wt%, and the amount of the third liquid applied is suitably 0.5~5wt%, preferably 1~4wt% as a solid content, based on the reinforcing fibers. (Function) A second layer containing a halogen-containing polymer and an isocyanate is formed on the first layer containing a water-soluble condensate of resorcin formaldehyde and rubber formed on a rubber reinforcing fiber for reinforcing the matrix rubber. By forming a third layer containing the same rubber as the matrix rubber on top of the two layers, the adhesive force between the matrix rubber and the reinforcing fibers is increased, and the adhesive force between the rubber and the reinforcing fibers is subjected to repeated stress. Even when used under such conditions, it prevents deterioration over time, reinforcing fibers,
The interfacial adhesion between the second layer, the third layer, and the matrix rubber is increased to prevent peeling. Further, by using a second layer containing a halogen-containing polymer, an isocyanate, and a vulcanizing agent, the amount of isocyanate used can be reduced, and deterioration of flex fatigue resistance and heat resistance that would occur if too much isocyanate is used can be prevented. Further, performance deterioration due to aging of the second liquid itself is prevented. Furthermore, the effects of the present invention can be obtained by containing inert fine powder such as carbon black or silica in the second layer and by containing inert fine powder such as a vulcanizing agent or carbon black or silica in the third layer. Increase it further. (Example) Vinylpyridine, styrene and butadiene
65 parts by weight of vinylpyridine-styrene-butadiene terpolymer latex (Pyratex, trade name, manufactured by Sumitomo Naugatatsu Co., Ltd., terpolymer content 41wt%) containing a ratio of 15:15:70, butadiene latex (0700, Product name, Japan Synthetic Rubber Co., Ltd., 8 parts by weight of butadiene content (57 wt%), 20 wt% of an addition condensate of resorcinol and formaldehyde (resol) is added to a mixture of 15 parts by weight and 12 parts by weight of water, and further anti-aging. As agents, 1 part by weight of a mineral oil emulsion (mineral oil content: 55 wt%) and 1 part by weight of aqueous ammonia (concentration: 18 wt%) were added to obtain a first liquid (RFL liquid). 0.8 parts by weight of zinc methacrylate, 6 parts by weight of chlorosulfonated polyethylene (Hypalon 40, trade name, manufactured by Showa Denko DuPont), polyisocyanate (MR-200, trade name, manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.)
1.1 parts by weight, 1.5 parts by weight of p,p'-dibenzoylbenzoquinone dioxime (vulcanizing agent), and toluene were added to obtain a second liquid having a concentration of 10 wt%. In a toluene solution of ethylene-propylene rubber (concentration 7.5 wt%), carbon black with a particle size of 50 mμ was suspended at 50 wt% relative to the rubber, and 1.0 wt% of sulfur was added.
% was added to obtain a third solution. The first liquid was applied to three glass fiber bundles made of 200 9μ glass fibers in a conventional manner (solid content: 17 wt%). After drying at 250℃ for 1 minute,
This glass fiber bundle was given 4.0 Z twists (pre-twist) per 2.54 cm, and 13 of the fiber bundles that had been given this pre-twist were then aligned and subjected to S twists (pre-twist) 2.1 times per 2.54 cm. 2% solids content of the second liquid
After application, it was dried at 140°C for 1 minute, and 2wt% of the third liquid was added as a solid content, heated at 140°C for 1 minute, and dried. A test piece was prepared using the same method. Composition of matrix rubber: 100 parts by weight of ethylene-propylene rubber: 50 parts by weight of carbon black, 5 parts by weight of stearic acid, 2.5 parts by weight of anti-aging agent, 1 part by weight of vulcanizing agent, 1.5 parts by weight of vulcanization accelerator, 5 parts by weight of plasticizer Contains parts by weight. Preparation of test piece The following test piece was prepared using rubber having the above composition. Test piece 1 One of the above reinforcing fibers was sandwiched between rubber sheets with a thickness of 1 mm, a width of 10 mm, and a length of 500 mm, pressed, and heated at 160°C.
Vulcanize for 30 minutes. Test piece 2 The above reinforcing fibers were arranged without gaps between rubber sheets with a thickness of 3 mm, width of 25.4 mm, and length of 100 mm, pressed, and vulcanized at 160°C for 20 minutes. Using this test piece 1, the number of times it was bent until it broke was measured using a bending fatigue tester at room temperature. This test piece 2 was measured at 50mm/
The adhesive force was measured by peeling at a pulling speed of min. The results of the above tests are shown in the attached table. (Comparative example) Using only the first and second liquids of the above example, the third liquid
The same experiment was conducted without using the liquid (Comparative Example 1). A similar experiment was also conducted in the case where the first liquid of the example was used and the second and third liquids were not used at all (Comparative Example 2). The results of these experiments are shown in the attached table.

【表】 (発明の効果) 繰返し屈曲強度を与える条件下で長時間使用し
た場合でも接着強度の低下は小さく、マトリクス
ゴムとしてクロロスルフオン化ポリエチレン、水
素化ニトリルゴム等を使用した場合でも大きな接
着力を有し、屈曲疲労性が大幅に向上する。
[Table] (Effects of the invention) Even when used for a long time under conditions that provide repeated bending strength, the decrease in adhesive strength is small, and even when chlorosulfonated polyethylene, hydrogenated nitrile rubber, etc. are used as the matrix rubber, the adhesive strength is large. It has great strength and greatly improves bending fatigue resistance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 マトリクスゴムを補強するためのゴム補強用
繊維において、該繊維上に形成されたレゾルシン
ホルムアルデヒドの水溶性縮合物及びゴムを含む
第1層の上に、ハロゲン含有ポリマー、イソシア
ネートを含む第2層を、第2層の上に更にマトリ
クスゴムと同一のゴムを含む第3層を形成させた
ゴム補強用繊維。 2 第2層はハロゲン含有ポリマー、イソシアネ
ート、加硫剤を含む請求項1記載のゴム補強用繊
維。 3 第2層はハロゲン含有ポリマー、イソシアネ
ート、加硫剤、カーボンブラツク又はシリカ等の
不活性微粉末を含む請求項1記載のゴム補強用繊
維。 4 第3層はマトリクスゴムと同一のゴム、加硫
剤、カーボンブラツク又はシリカ等の不活性微粉
末を含む請求項1,2又は3記載のゴム補強用繊
維。
[Scope of Claims] 1. In a rubber reinforcing fiber for reinforcing matrix rubber, a halogen-containing polymer, an isocyanate, etc. A rubber reinforcing fiber comprising: a second layer containing the same rubber as the matrix rubber; and a third layer containing the same rubber as the matrix rubber formed on the second layer. 2. The rubber reinforcing fiber according to claim 1, wherein the second layer contains a halogen-containing polymer, an isocyanate, and a vulcanizing agent. 3. The rubber reinforcing fiber according to claim 1, wherein the second layer contains a halogen-containing polymer, an isocyanate, a vulcanizing agent, carbon black, or an inert fine powder such as silica. 4. The rubber reinforcing fiber according to claim 1, 2 or 3, wherein the third layer contains the same rubber as the matrix rubber, a vulcanizing agent, carbon black, or inert fine powder such as silica.
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