JPH1025665A - ゴム補強用繊維処理剤、補強用繊維、およびゴム補強物 - Google Patents

ゴム補強用繊維処理剤、補強用繊維、およびゴム補強物

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JPH1025665A
JPH1025665A JP8178985A JP17898596A JPH1025665A JP H1025665 A JPH1025665 A JP H1025665A JP 8178985 A JP8178985 A JP 8178985A JP 17898596 A JP17898596 A JP 17898596A JP H1025665 A JPH1025665 A JP H1025665A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 煩雑な製造工程を経ることなく、優れた耐熱
耐水性、耐屈曲疲労性を有するゴム製品のための補強用
繊維を得る。 【解決手段】 ゴムラテックス、レゾルシン−ホルムア
ルデヒド水溶性縮合物及びトリアジンチオールを含有す
るゴム補強用繊維処理剤である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はゴムベルト、タイヤ
等のゴム製品の補強用に用いる接着性、耐熱性、耐屈曲
性及び耐水性に優れたゴム補強用繊維のための処理剤、
その処理剤を被覆されたゴム補強用繊維およびその補強
用繊維で補強されたゴム補強物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ゴムベルト、タイヤ等のゴム製品の補強
材として、ガラス繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド
繊維等の補強繊維が広く用いられる。
【0003】ゴムベルト等のゴム製品は繰り返し屈曲応
力を受けるため屈曲疲労を生じて性能が低下し、補強繊
維とゴムマトリックスの間に剥離が生じたり、補強繊維
が摩耗し、強度低下が生じ易い。このような現象は熱及
び水分に依って特に加速される傾向にある。このような
屈曲疲労による剥離を防止し、十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
し、且つ耐熱、耐水性を持たせる必要があり、このため
補強繊維表面に種々の処理剤が塗布される。
【0004】処理剤としては各種のものが提案されてい
る。例えば特開平1−221433号公報には、レゾル
シン−ホルムアルデヒド水溶性縮合物、ビニルピリジン
−ブタジエン−スチレン ターポリマーラテックス、ジ
カルボキシル化ブタジエン−スチレン共重合体ラテック
スおよびクロロスルホン化ポリエチレンラテックスを併
用した処理剤等各種処理剤が提案されている。
【0005】このような処理剤を用いることにより補強
繊維とゴムマトリックス間の接着力及び処理剤自身の耐
熱耐屈曲性はある程度満足させることはできるが、まだ
十分とは言えない。このため、これらの処理剤で処理し
た補強繊維を用いた場合、耐熱耐水耐屈曲疲労性に優れ
たゴム製品を得難い欠点を有していた。
【0006】また、補強繊維とゴムマトリックス間の接
着力を大きくするために、補強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ラテックス
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ックス
ゴムと同一のゴムを含む第3層をそれぞれ形成させたゴ
ム補強用繊維も提案されている(特公平5−71710
号公報)。しかし、該ゴム補強用繊維製造では、第1層
形成処理工程の後、さらに第2及び3層形成処理工程が
必要となり、製造工程が煩雑であり、経済的でない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の有していた前述の課題を解決して、煩雑な製造工
程を経ることなく、優れた耐熱耐水性、耐屈曲疲労性を
有するゴム製品のための補強用繊維を得ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、ゴムラテック
ス、レゾルシン−ホルムアルデヒド水溶性縮合物及びト
リアジンチオールを含有するゴム補強用繊維処理剤であ
り、そしてこの繊維処理剤で処理されたゴム補強用繊維
であり、そしてこのゴム補強用繊維によって補強された
ゴム補強物である。
【0009】次に、本発明を更に具体的に説明する。 (ゴム補強用繊維処理剤)本発明のゴム補強用繊維処理
剤の成分の一つであるゴムラテックスとしては、ブタジ
エン−スチレン共重合体ラテックス、ジカルボキシル化
ブタジエン−スチレン共重合体ラテックス、ビニルピリ
ジン−ブタジエン−スチレン ターポリマーラテック
ス、クロロプレンラテックス、ブタジエンゴムラテック
ス、クロロスルホン化ポリエチレンラテックス、アクリ
ロニトリル−ブタジエン共重合体ラテックス、ニトリル
基含有高飽和共重合体ゴムラテックス等を好適に使用で
きる。また、これらのラテックスは、単独であるいは複
数配合して用いることができる。ゴム補強用繊維処理剤
に含有させるゴムラテックスとして、補強すべきゴムの
種類と同一または類似のゴムのラテックスを選択するこ
とにより好適な結果が得られることが多い。ニトリル基
含有高飽和共重合体ゴムラテックスを含む繊維処理剤
は、ニトリル基含有高飽和共重合体ゴムを含有するゴム
配合物を補強するための繊維に適用することによって特
に好適な結果を得ることができる。
【0010】ブタジエン−スチレン共重合体ラテックス
としては、ブタジエン及びスチレンを60〜90:40
〜10の重量割合で共重合させたものを使用するのが特
に適当である。このようなラテックスとしては、JSR
2108(商品名、日本合成ゴム社製)、Bayst
al S60(商品名、バイエル社製)、J9040
(商品名、住化エービーエス・ラテックス社製)、Ni
pol LX110(商品名、日本ゼオン社製)等が好
適に使用できる。
【0011】ジカルボキシル化ブタジエン−スチレン共
重合体ラテックスとしては、ブタジエン20〜80重量
%、スチレン5〜70重量%およびエチレン性不飽和ジ
カルボン酸1〜10重量%を含有するものが特に適当で
あり、Nipol 2570X5(商品名、日本ゼオン
社製)、JSR 0668(商品名、日本合成ゴム社
製)等が好適に使用できる。
【0012】ビニルピリジン−ブタジエン−スチレン
ターポリマーラテックスとしては、当業界の技術者に周
知されている多数のその種のターポリマー類を使用でき
る。例えばビニルピリジン、ブタジエン、及びスチレン
の重合割合がそれぞれ10〜20:80〜60:10〜
20のものが特に適当であり、Nipol 2518F
S(商品名、日本ゼオン社製)、JSR 0650(商
品名、日本合成ゴム社製)、Pyratex(商品名、
住化エイビーエスラテックス社製)等が好適に使用でき
る。
【0013】クロロスルホン化ポリエチレンラテックス
としては、塩素含量25〜43重量%及び硫黄含量1.
0〜1.5重量%のものが特に適当であり、CSM−4
50(商品名、住友精化社製)等が好適に使用できる。
【0014】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、結合アクリロニトリル量30〜43
%のものが特に適当であり、Nipol 1561(商
品名、日本ゼオン社製)等が好適に使用できる。
【0015】ニトリル基含有高飽和重合体ゴムラテック
スとしては、ヨウ素価が120以下であることが、ゴム
のフィルム強度及びマトリックスゴムに対する接着強度
の観点から必要であり、ヨウ素価は好ましくは0〜10
0である。またニトリル基含有高飽和重合体ゴム中の不
飽和ニトリル単位の含有量(結合アクリロニトリル量)
は、接着性およびマトリックスゴムとのなじみの観点か
ら好ましくは10〜60重量%である。ニトリル基含有
高飽和重合体ゴムとしては、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、イソプレン−アクリロニトリル
共重合体ゴムなどを水素化したもの;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な
ど、およびこれらを水素化したもの;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−ビニルノルボー
ネン−アクリロニトリル共重合体ゴムなどが例示され
る。このラテックスとしては「ゼットポールラテック
ス」(商品名、日本ゼオン社製)が好適に使用できる。
なお、ヨウ素価はJIS K 0070に従って求めた
値である。
【0016】本発明のゴム補強用繊維処理剤の第2の成
分であるレゾルシン−ホルムアルデヒド水溶性縮合物
(以下RF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ール型の水溶性付加
縮合物が好適に使用できる。特に好ましくはレゾルシン
とホルムアルデヒドの反応モル比が1:0.5〜3の割
合で反応させたものである。
【0017】本発明のゴム補強用繊維処理剤の中の最も
特徴的な成分であるトリアジンチオールとしては、1,
3,5−トリアジン−2,4,6−トリチオール、6−
アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジチオー
ル、6−ジブチールアミノ−1,3,5−トリアジン−
2,4−ジチオール等を用いることが出来るが、特に
1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリチオールが
好適である。トリアジンチオールはボールミル等を用い
て粒径が0.1〜1.0μmになるように粉砕し、これ
を水のような分散剤に例えば10〜50重量%濃度で分
散したものを使用する。使用する分散剤には特に限定は
なく、水の他にアルコール、等も使用することができ
る。
【0018】酸化剤としては、有機過酸化物、クロラニ
ル、ベンゾキノン、レゾルシノール等を用いることが出
来るが、特にクロラニルが好適である。
【0019】本発明においては、ゴムラテックス、RF
及びトリアジンチオール及び酸化剤の割合は固形分比率
として各々、50〜95重量%(より好ましくは65〜
85重量%)、2〜25重量%(より好ましくは5〜2
0重量%)、0.5〜20重量%(より好ましくは2〜
10重量%)及び0〜10重量%(より好ましくは0〜
5重量%)が好ましい。これら四者を、必要に応じてこ
れに更に水を添加して均一に混合して水性処理液とす
る。このようにして得られた本発明処理剤中のトリアジ
ンチオールの固形分比率が上記範囲より大きくても小さ
くても、耐熱耐水性および耐屈曲疲労性の向上が認めら
れず、本発明の効果が充分得られない。酸化剤は配合し
なくても本発明の効果は得られるが、配合した場合は更
に耐熱耐水性および耐屈曲疲労性が向上する。この場
合、配合割合が上記範囲より大きくても、効果は変わら
ない。RFの割合があまり大きいと、本発明の処理剤の
被膜が硬くなって補強用繊維が硬くなり、充分な耐屈曲
疲労性が得られない。又、この割合が小さすぎるとゴム
マトリックスとの充分な接着力が得られない。
【0020】本発明の水性処理剤の固形分濃度は10〜
40重量%、好ましくは20〜30重量%とするのが適
当である。濃度があまり低いと補強繊維への付着が不充
分となり、又濃度が高すぎると補強繊維への付着量のコ
ントロールが難しくなり、均一な付着量のゴム補強用繊
維が得難い。
【0021】本発明処理剤は、前述したゴムラテック
ス、RF、およびトリアジンチオールを必須成分とする
が必要に応じ、上記の酸化剤の他、pHを調整するた
め、塩基、例えばアンモニアを含有することができ、さ
らに硫黄、安定剤、老化防止剤等を含有することが出来
る。
【0022】(ゴム補強用繊維)本発明に使用すること
ができるゴム補強用繊維に制限はなく、その具体例とし
てはガラス繊維;ビニロン繊維に代表されるポリビニル
アルコール繊維;ポリエステル繊維;ナイロン、アラミ
ド(芳香族ポリアミド)などのポリアミド繊維;カーボ
ン繊維;ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール繊維等
を例示することができる。これらの中でガラス繊維およ
びアラミド繊維が特に好適に用いられる。これらの繊維
の形態としてはステーブル、フィラメント、コード状、
ロープ状、帆布等を具体例としてあげることができる。
ガラス繊維としてはそのガラス組成は限定されるもので
はなく、E−ガラス、高強度ガラス等が例示される。ま
たガラス繊維のフィラメント直径も特に限定されるもの
ではないが、5〜13μmのものが一般的に使用され
る。またアラミド繊維としては、500〜5000デニ
ールのものが一般的に使用される。
【0023】(ゴム補強用繊維の処理)本発明の繊維の
処理方法については特に制限はない。本発明の処理剤で
処理する前に、繊維に応じてエポキシ処理、ポリイソシ
アネート処理、シランカップリング剤処理等適宜使用で
きる。その方法の一例を示せば以下の通りである。
【0024】本発明の処理剤の中にゴム補強用繊維ガラ
ス繊維ストランドを浸漬して引き上げて過剰分を除去し
て、ついで必要により200〜300℃で0.5〜3分
間熱処理することによってゴム補強用繊維ストランド表
面に処理剤を付着させる。その際、ゴム補強用繊維スト
ランドには、紡糸時に施される集束剤が施されていて
も、いなくてもいずれでもよい。ゴム補強用繊維ストラ
ンドは次いで所望の本数を集めて、通常撚りが施されて
ゴム補強用繊維コードが得られる。このゴム補強用繊維
コードは未加硫のゴム基材中に、それ自体公知の方法で
埋め込まれ、加圧下で120〜180℃で1〜120分
間加熱加硫される。
【0025】上記の方法に於て、本発明の処理剤は、ゴ
ム補強用繊維コードに対し、固形分量で通常10〜30
重量%の量で塗布される。本発明処理剤を施されたゴム
補強用繊維コードで補強すべきゴムの種類に特に限定は
なく種々のゴム、例えばクロロプレンゴム、クロロスル
ホン化ポリエチレンゴム、ニトリル基含有高飽和共重合
体ゴム等に適用することができるが、特にニトリル基含
有高飽和共重合体ゴムに適用した場合極めて好適な結果
を得ることが出来る。これらゴム中に本発明の処理剤で
被覆したゴム補強用繊維コードを埋め込んで加硫する場
合、ゴム中に通常添加される加硫剤、加硫促進剤、顔
料、油脂、安定剤などの添加剤をその目的に応じて添加
することができる。加硫し成形した後のゴム製品中にお
けるゴム補強用繊維コードの含有量は、ゴム製品の種類
によって左右されるが、一般に10〜70重量%、好ま
しくは20〜40重量%であるのが適当である。
【0026】本発明により得られたゴム製品は耐熱耐水
耐屈曲疲労性に優れる。それ故、本発明の繊維処理剤で
処理されたゴム補強用繊維は熱及び水分の影響を受ける
環境下で屈曲応力を受ける、例えば自動車タイミングベ
ルトの補強繊維としてきわめて好適に使用することがで
きる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下実施例により本発明を更に詳
細に説明する。尚本実施例中の部及び%は、特に断りの
ない限り重量基準である。 <実施例> (ゴム配合物の調製)表1に示す配合処方に従って、ゴ
ム配合物を調製した。なお表中「ゼットポール202
0」はニトリル基含有高飽和共重合体ゴム(日本ゼオン
社製、商品名)であり、そのヨウ素価は28であり、結
合アクリロニトリル量は36%である。
【0028】
【表1】
【0029】(RF液の調製)表2に示す配合処方に従
ってRF液を調製した。
【0030】
【表2】
【0031】(処理剤の調製)表2記載のRF液を用い
て、表3の処方に従って、A〜Gの7種の処理剤を調製
した。なお、表中、「ニホ゜ール2518FS」 はビニルピリジン
−ブタジエン−スチレン ターポリマーラテックス(日
本ゼオン社製品、固形分濃度40%)、「CSM-450」 は
クロロスルホン化ポリエチレンゴムラテックス(住友精
化社製品、固形分濃度40%)、「セ゛ットホ゜ールラテックス」 は
ニトリル基含有高飽和共重合体ゴムラテックス(日本ゼ
オン社製品、ヨウ素価28、結合アクリロニトリル量3
6%、固形分濃度40%)である。なお、各処理剤の固
形分濃度は25〜27重量%であった。
【0032】
【表3】 =================================== 単位 重量部 処理剤No. A B C D E F G −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− RF液 35.0 35.0 35.0 30.0 35.0 35.0 30.0 ニホ゜ール2518FS - - 10.0 45.0 - 10.0 45.0 CSM-450 - - - 20.0 - - 20.0 セ゛ットホ゜ールラテックス 60.0 60.0 50.0 - 60.0 50.0 - 1,3,5-トリアシ゛ン-2,4,6 3.0 3.0 2.0 1.5 - - - -トリチオール クロラニル 1.0 - 1.0 0.8 - - - 25%アンモニア水 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 水 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 ===================================
【0033】(処理繊維の製造)この処理剤を無アルカ
リガラス組成( SiO2 64.4、Al23 25.
0、CaO 0.3、MgO 10.0、B23 0.
1、Na2O+K2O 0.2各重量%)のガラス繊維ス
トランド(フィラメント直径9μm、101テックス
(フィラメント本数600本))に固形分付着率が約1
9%となるように塗布し、280℃で1分間熱処理を行
った後、1インチ当たり2.1回の下撚りを施し、これ
を11本合糸して下撚りと反対方向に1インチ当たり
2.1回の上撚りを施してガラス繊維コードを得た。
【0034】同様にアラミド繊維ストランド(テクノー
ラT202(帝人製、1500d))に固形分付着率が
約12%となるように塗布し、250℃で1分間熱処理
を行った後、これを2本合糸して1インチあたり3.1
回の下撚りを施してアラミド繊維コードを得た。
【0035】(評価方法)この様にして得られた処理コ
ードを、前記ゴム配合物のシート状の被着体の上に、長
さ12cm、幅25mmとなるように並べ、プレス圧5
MPa、150℃で30分間加硫して接着強度試験片を
得た。得られた試験片について剥離試験を行って初期接
着力を測定した。なお、上記試験片中の上記処理コード
の含有率は30重量%であった。
【0036】同様にして得られた試験片を120℃で1
68時間空気オーブン中で熱処理した後の剥離試験を行
って耐熱接着力を測定した。また、同様にして得られた
試験片を1時間水中で煮沸した後の接着力(耐水接着
力)を測定した。その結果を、繊維処理剤のゴムラテッ
クス成分別にまとめて、表4〜表7に示す。
【0037】更に同様にして得た処理繊維コードを用い
て表1記載のニトリル基含有高飽和共重合体ゴム配合物
を用い幅19mm、長さ980mmの歯付ベルトを作成
した。この歯付ベルトを6000rpmの駆動モーター
を備えた走行試験機に装着し、120℃の環境下で60
0時間耐熱走行試験を実施した。更に同様にして得た歯
付ベルトを6000rpmの駆動モーターを備えた注水
走行試験機に装着し、室温下で24時間の注水走行試験
を実施した。この耐熱走行および注水走行の試験後のベ
ルトの引張強度をそれぞれ測定し、走行試験前の引張強
度に対する比率すなわち引張強度保持率(%)を求め
た。その結果を表4〜表7にそれぞれ耐熱走行および注
水走行の引張強度保持率として示す。
【0038】
【表4】
【0039】
【表5】
【0040】
【表6】
【0041】
【表7】
【0042】
【発明の効果】本発明のゴム補強用繊維で補強したゴム
製品は、従来の処理剤を用いたときに比べて、安価でか
つ、優れた耐熱耐水性、耐屈曲疲労性を有するので、歯
付ベルト、Vベルト等の各種ベルトの補強繊維として極
めて好適に使用することが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D06Q 1/10 D06Q 1/10 (72)発明者 秋山 光晴 三重県津市高茶屋小森町4902番地 日本硝 子繊維株式会社内 (72)発明者 森 修 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 日 本ゼオン株式会社内 (72)発明者 石原 貢 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 日 本ゼオン株式会社内

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴムラテックス、レゾルシン−ホルムア
    ルデヒド水溶性縮合物及びトリアジンチオールを含有す
    るゴム補強用繊維処理剤。
  2. 【請求項2】 更に酸化剤を含有する請求項1記載のゴ
    ム補強用繊維処理剤。
  3. 【請求項3】 前記ゴムラテックス、前記レゾルシン−
    ホルムアルデヒド水溶性縮合物、前記トリアジンチオー
    ル及び前記酸化剤を、それぞれ固形分重量比で50〜9
    5重量%、2〜25重量%、0.5〜20重量%、及び
    0〜10重量%含有する請求項1または2記載のゴム補
    強用繊維処理剤。
  4. 【請求項4】 前記トリアジンチオールが、1,3,5
    −トリアジン−2,4,6−トリチオールである請求項
    1〜3のいずれかに記載のゴム補強用繊維処理剤。
  5. 【請求項5】 前記酸化剤がクロラニルである請求項1
    〜4のいずれかに記載のゴム補強用繊維処理剤。
  6. 【請求項6】 前記ゴムラテックスがニトリル基含有高
    飽和共重合体ゴムラテックスである請求項1〜5のいず
    れかに記載のゴム補強用繊維処理剤。
  7. 【請求項7】 前記ゴムラテックス、前記レゾルシン−
    ホルムアルデヒド水溶性縮合物、前記トリアジンチオー
    ル及び前記酸化剤を固形分として10〜40重量%含有
    する請求項3記載のゴム補強用繊維処理剤。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の繊維処
    理剤で処理されたゴム補強用繊維。
  9. 【請求項9】 前記繊維処理剤がゴム補強用繊維コード
    に対し、固形分量で10〜30重量%の量で塗布された
    請求項8記載のゴム補強用繊維。
  10. 【請求項10】 前記ゴム補強用繊維がガラス繊維また
    はアラミド繊維である請求項9記載のゴム補強用繊維。
  11. 【請求項11】 請求項9または10記載のゴム補強用
    繊維によって補強されたゴム補強物。
  12. 【請求項12】 前記ゴムラテックスがニトリル基含有
    高飽和共重合体ゴムラテックスであり、かつ前記ゴム補
    強物のマトリックスがニトリル基含有高飽和共重合体ゴ
    ムを含有するものである請求項11記載のゴム補強物。
  13. 【請求項13】 前記ゴム補強用繊維がゴム補強物を基
    準にして10〜70重量%含有されている請求項11ま
    たは12記載のゴム補強物。
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