CN108431313B - 橡胶增强用帘线及使用其的橡胶制品 - Google Patents

Abstract

橡胶增强用帘线(10)包含第1纤维股线(11)和配置在第1纤维股线(11)的周围的多个第2纤维股线(12)。第2纤维股线(12)具有比第1纤维股线(11)高20GPa以上的拉伸弹性模量。

Description

橡胶增强用帘线及使用其的橡胶制品

技术领域

本发明涉及用于增强橡胶制品的橡胶增强用帘线、和使用其的橡胶制品。

背景技术

作为用于增强橡胶带等橡胶制品的增强材，提出了使用增强用纤维而形成的橡胶增强用帘线。作为增强用纤维，已知例如：芳族聚酰胺纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、钢纤维、玻璃纤维及碳纤维等。橡胶增强用帘线由1种纤维形成、或者通过组合2种以上的纤维而形成。

对于在汽车内燃机的凸轮轴驱动等中使用的同步皮带，为了维持适宜的同步性而要求高的尺寸稳定性。另外，不仅仅对于汽车用的同步皮带，随着近年对于节能的关注度的提高，强烈要求提高各种装置中的皮带的传递效率。因此，对于这类橡胶制品(橡胶带)中使用的橡胶增强用帘线，要求高的弹性模量。

以往，作为具有高的弹性模量的橡胶增强用帘线，提出了例如由碳纤维等具有高的弹性模量的纤维(高弹性模量纤维)形成的橡胶增强用帘线。但是，高弹性模量纤维的弯曲刚性高，因此耐弯曲疲劳性差。橡胶带等橡胶制品由于反复承受弯曲应力，故容易因弯曲疲劳而性能下降。因此，当由高弹性模量纤维形成的橡胶增强用帘线反复承受弯曲应力时，构成橡胶增强用帘线的纤维由于弯曲疲劳而破损，结果橡胶增强用帘线发生断裂。橡胶增强用帘线的断裂会引起被该橡胶增强用帘线增强的橡胶制品的性能下降，最终，橡胶制品的拉伸强度大幅下降，以致断裂。

因此，考虑到弹性模量和耐弯曲疲劳性的平衡，还提出了一种具有配置在中心部的中心材、和配置在其周围(外周部)的外周材的2层结构的橡胶增强用帘线。在该2层结构中，在中心部和外周部使用彼此不同的纤维。例如，专利文献1公开了一种橡胶增强用帘线，其包含碳纤维股线、和配置在该碳纤维股线周围的多个玻璃纤维股线。该橡胶增强用帘线中，在中心部配置作为高弹性模量纤维的碳纤维、在外周部配置弹性模量比碳纤维低的玻璃纤维。根据该结构，施加于碳纤维的弯曲应力由于配置在外周部的玻璃纤维而缓和，因此能够实现弹性模量和耐弯曲疲劳性的平衡性优良的橡胶增强用帘线。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2004/090224号

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，具有上述以往的构成的橡胶增强用帘线存在如下问题。如上所述，在由高弹性模量纤维形成的上述以往的橡胶增强用帘线的情况下，构成橡胶增强用帘线的纤维由于弯曲疲劳而破损，结果橡胶增强用帘线发生断裂，进而引起被该橡胶增强用帘线增强的橡胶制品的性能下降，最终，橡胶制品的拉伸强度大幅下降，以致断裂。基于这类原因而发生的橡胶增强用帘线及橡胶制品的断裂大多是在高张力下使用时突然间一下子发生的，非常难以预测。因此，橡胶增强用帘线及橡胶制品的突然断裂还引发设置有该橡胶制品的设备的破损。该问题不仅存在于仅由高弹性纤维形成的橡胶增强用帘线，还存在于包含多种纤维的橡胶增强用帘线。包含多种纤维的上述以往的2层结构的橡胶增强用帘线，虽然以高水平保持了弹性模量和耐弯曲疲劳性的平衡的方式获得改善，但对于由纤维破损引起的橡胶增强用帘线的断裂一下子发生、进而包含该橡胶增强用帘线的橡胶制品的断裂一下子发生，从而难以预测断裂这一问题，则完全没有解决。

因此，本发明的目的之一是提供一种橡胶增强用帘线，其为具有高的弹性模量的橡胶增强用帘线，可防止橡胶增强用帘线的断裂一下子发生、进而包含该橡胶增强用帘线的橡胶制品的断裂一下子发生，从而能够进行断裂预测。此外，本发明的另一目的是提供一种橡胶制品，其为能够进行断裂预测的橡胶制品，由此能够防止设置有该橡胶制品的设备的破损。

用于解决技术问题的方案

本发明提供一种橡胶增强用帘线，其包含：

第1纤维股线、和

配置在上述第1纤维股线周围的多个第2纤维股线，

上述第2纤维股线具有比上述第1纤维股线高20GPa以上的拉伸弹性模量。

另外，本发明提供一种橡胶制品，其包含：

橡胶基质、和

埋入上述橡胶基质中的上述本发明的橡胶增强用帘线。

发明的效果

就本发明的橡胶增强用帘线而言，配置在第1纤维股线的周围(外周部)的第2纤维股线具有比配置在中心部的第1纤维股线高20GPa以上的拉伸弹性模量。构成橡胶增强用帘线的第1及第2纤维股线中，第2纤维股线具有更高的弹性模量，因此，第2纤维股线对本发明的橡胶增强用帘线赋予高的弹性模量。另一方面，位于中心部的第1纤维股线的弹性模量比第2纤维股线低，因此，沿着橡胶增强用帘线的长度方向施加的张力所引起的载荷几乎不会施加于第1纤维股线。此外，第1纤维股线位于增强用帘线的中心，因此也不容易承受因弯曲而施加给增强用帘线的弯曲应力(拉伸应力及压缩应力)。本发明的橡胶增强用帘线中，由于具有更高的弹性模量的第2纤维股线位于外周部、具有更低的弹性模量的第1纤维股线位于中心部，因此不易发生第1及第2纤维股线几乎同时破损的现象。即，在第1纤维股线的破损与第2纤维股线的破损之间产生了时间差。其结果是，本发明的橡胶增强用帘线无预兆地一下子断裂、进而用本发明的橡胶增强用帘线增强的橡胶制品无预兆地一下子断裂的现象不易发生，在橡胶增强用帘线及橡胶制品断裂之前，会出现由橡胶增强用帘线的一部分的破损而引起的某些预兆。如此，根据本发明的橡胶增强用帘线，能够提供如下的橡胶增强用帘线，该橡胶增强用帘线具有高的弹性模量，且可防止橡胶增强用帘线的断裂一下子发生、进而包含该橡胶增强用帘线的橡胶制品的断裂一下子发生的情况，从而能够进行断裂预测。另外，本发明的橡胶制品由于用这样的橡胶增强用帘线进行了增强，因此能够进行断裂预测，其结果是能够防止设置有该橡胶制品的设备的破损。

附图说明

图1是示意性示出本发明的橡胶增强用帘线的一例的剖视图。

图2是示意性示出本发明的橡胶制品的一例的局部分解立体图。

图3是示意性示出对实施例及比较例的橡胶增强用帘线实施的弯曲试验方法的图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行具体说明。

[橡胶增强用帘线]

本实施方式的橡胶增强用帘线包含第1纤维股线、和配置在第1纤维股线周围的多个第2纤维股线。此外，第2纤维股线具有比第1纤维股线高20GPa以上的拉伸弹性模量。换言之，本实施方式的橡胶增强用帘线具有由位于中心部的第1纤维股线、和位于外周部的第2纤维股线构成的2层结构，外周部的纤维股线具有比中心部的纤维股线高20GPa以上的拉伸弹性模量。本实施方式的橡胶增强用帘线包含弹性模量彼此不同的多个纤维股线。因此，可通过具有更高的弹性模量的第2纤维股线对橡胶增强用帘线赋予高的弹性模量，可通过具有更低的弹性模量的第1纤维股线对橡胶增强用帘线赋予柔韧性、即耐弯曲疲劳性。

本实施方式的橡胶增强用帘线中，第2纤维股线为具有比第1纤维股线高20GPa以上的弹性模量的股线，因此，通常由第2纤维股线承担对抗沿着橡胶增强用帘线的长度方向施加的张力的作用。因此，在第2纤维股线未破损的正常状态时，沿着橡胶增强用帘线的长度方向施加的张力所引起的载荷几乎不会施加于中心部的第1纤维股线。另外，本实施方式的橡胶增强用帘线中，在中心部配置具有更低的弹性模量的第1纤维股线、在外周部配置具有更高的弹性模量的多个第2纤维股线，因此在橡胶增强用帘线弯曲时，施加于该帘线的弯曲应力(施加于弯曲部分的外侧的拉伸应力、和施加于弯曲部分的内侧的压缩应力)所引起的载荷几乎都施加在位于外周部的高弹性模量纤维、即第2纤维股线。因此，在第2纤维股线为没有破损的正常状态时，橡胶增强用帘线弯曲时施加于该帘线的应力所引起的载荷几乎不会施加于中心部的第1纤维股线。

由于以上的理由，在本实施方式的橡胶增强用帘线中，当外周部的第2纤维股线破损后，沿着橡胶增强用帘线的长度方向施加的张力所引起的载荷、及弯曲所引起的应力的载荷会施加于中心部的第1纤维股线。因此，在第2纤维股线破损的时刻，第1纤维股线几乎未受到载荷所引起的损伤，在第2纤维股线刚破损后，第1纤维股线就发生破损的可能性非常小。即，从第2纤维股线发生破损起至第1纤维股线完全破损、橡胶增强用帘线断裂为止存在充裕的时间，会出现由第2纤维股线的破损引起的某种预兆。需要说明的是，这里所谓的预兆是指：在橡胶增强用帘线被埋入橡胶带而使用的情况下，为发出异常声音、橡胶带的传递效率急剧下降等，例如在橡胶带被用于发动机时，则为碰撞(日文：ノッキング)等。这样，本实施方式的橡胶增强用帘线具有第1及第2纤维股线的破损不易几乎同时发生的构成，其结果是，橡胶增强用帘线的断裂不易毫无预兆地一下子发生、进而用橡胶增强用帘线增强的橡胶制品的断裂不易毫无预兆地一下子发生。

如上所述，本实施方式的橡胶增强用帘线满足高的弹性模量，另外防止了橡胶增强用帘线的断裂一下子发生、进而包含该橡胶增强用帘线的橡胶制品的断裂一下子发生的情况，而能够进行断裂预测。

在此，为了比较，对具有高的弹性模量的纤维股线(高弹性模量纤维股线)位于中心部、具有低的弹性模量的纤维股线(低弹性模量纤维股线)位于外周部的以往的橡胶增强用帘线也进行说明。在这样的以往的构成中，沿着橡胶增强用帘线的长度方向施加的张力所引起的载荷主要由中心部的高弹性模量纤维股线承担。此外，关于橡胶增强用帘线弯曲时施加于该帘线的弯曲应力(施加于弯曲部分的外侧的拉伸应力、和施加于弯曲部分的内侧的压缩应力)所引起的载荷，虽然也会由于外周部的低弹性模量纤维股线的存在而使其大小得到缓和，但是，高弹性模量的中心部的纤维股线也必然承担该载荷。因此，即使在外周部的低弹性模量纤维股线未破损而维持着正常状态的阶段，也已经对中心部的高弹性模量纤维股线施加了沿着橡胶增强用帘线的长度方向施加的张力所引起的载荷、及弯曲所引起的应力的载荷，存在部分已经破损的可能性。因此认为，在外周部的低弹性模量纤维股线破损的时刻，中心部的耐弯曲疲劳性差的高弹性模量纤维股线已经受到了由载荷引起的破坏。另外认为，在因沿着长度方向施加的载荷，而中心部的高弹性模量纤维股线比外周部的低弹性模量纤维股线先破损的情况下，在高弹性模量纤维股线破损的时刻，外周部的低弹性模量纤维股线也已经受到了由载荷引起的破坏。认为其结果是：在外周部的低弹性模量纤维股线刚破损后，中心部的高弹性模量纤维股线也破损，橡胶增强用帘线整体断裂的可能性，或者，在中心部的高弹性模量纤维股线刚破损后，外周部的低弹性模量纤维股线也破损，橡胶增强用帘线整体发生断裂的可能性较高。即，在以往的构成的情况下，橡胶增强用帘线断裂毫无预兆地一下子发生、进而用橡胶增强用帘线增强的橡胶制品的断裂毫无预兆地一下子发生的可能性高。

另外，关于以往的橡胶增强用帘线中的、帘线由1种纤维构成的帘线而言，因使用而全部的构成纤维同等程度地受到破坏，因此会从构成纤维的一部分的破损一下子发展成整体的破损，会毫无预兆地一下子发生橡胶增强用帘线整体的断裂。即，可以说：就由1种纤维构成的以往的橡胶增强用帘线而言，橡胶增强用帘线的断裂毫无预兆地一下子发生、进而用橡胶增强用帘线增强的橡胶制品的断裂毫无预兆地一下子发生的可能性当然较高。

以下对本实施方式的橡胶增强用帘线进行更详细的说明。

如上所述，本实施方式的第1纤维股线及第2纤维股线的拉伸弹性模量的关系如下。

第1纤维股线的拉伸弹性模量+20GPa≤第2纤维股线的拉伸弹性模量

第2纤维股线具有比第1纤维股线高20GPa以上的拉伸弹性模量，且具有优选高30GPa以上、更优选高40GPa以上的拉伸弹性模量。另外，对第2纤维股线与第1纤维股线的拉伸弹性模量之差的上限不作特别限定，例如从防止设备故障的观点出发，期望将第2纤维股线与第1纤维股线的拉伸弹性模量之差设为100GPa以下。需要说明的是，由于第2纤维股线与第1纤维股线的拉伸弹性模量之差过大而发生设备故障的机制例如如下。当第2纤维股线的拉伸弹性模量与第1纤维股线的拉伸弹性模量之差过大时，构成皮层部分的第2纤维股线(高弹性模量纤维)断裂时，构成芯部分的第1纤维股线(低弹性模量纤维)将承担载荷，增强用帘线整体发生伸长。其结果是，用该增强用帘线增强的皮带等橡胶制品发生伸长。例如，在橡胶制品为同步皮带时，在同步皮带的使用特征方面，皮带的齿和滑轮的啮合是重要的，因此同步皮带过度伸长时，啮合变差，皮带的齿剥落(发生爬齿)。其结果是，引起设置有该同步皮带的设备破坏。

对第1纤维股线及第2纤维股线所使用的纤维的材质不作特别限定，可从作为橡胶增强用帘线的增强用纤维而公知的纤维中适宜选择能够满足上述的拉伸弹性模量的关系的组合。需要说明的是，第1纤维股线及第2纤维股线的拉伸弹性模量也能通过捻回来调整，因此第1纤维股线及第2纤维股线所使用的纤维的材质本身的拉伸弹性模量并非必需满足上述的关系。

关于第1纤维股线，可使用例如芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维及聚酯纤维等。这些之中，从具有高张力这一理由出发，优选使用芳族聚酰胺纤维。需要说明的是，第1纤维股线既可以仅由1种纤维构成，也可以包含多种纤维。另外，第1纤维股线的拉伸弹性模量只要比第2纤维股线的拉伸弹性模量低20GPa以上即可，不作特别限定。但是，为了保持橡胶制品的弹性模量、进而在第2纤维股线断裂时也可保持性能，第1纤维股线的拉伸弹性模量优选为例如20GPa以上，更优选为30GPa以上。另外，为了保持橡胶制品、尤其是橡胶带的耐弯曲疲劳性，第1纤维股线的拉伸弹性模量优选为例如80GPa以下，更优选为60GPa以下。另外，为了在第2纤维股线破损时能够保持橡胶增强用帘线的充分的强度，第1股线的直径优选为0.30mm以上，更优选为0.40mm以上。

关于第2纤维股线，可使用例如碳纤维、聚对亚苯基苯并双噁唑(PBO)纤维及钢纤维等。这些之中，优选使用具有高的拉伸强度和高的弹性模量的碳纤维。需要说明的是，第2纤维股线既可以仅由1种纤维构成，也可以包含多种纤维。另外，第2纤维股线的拉伸弹性模量只要比第1纤维股线的拉伸弹性模量高20GPa以上即可，不作特别限定。但是，为了保持橡胶制品、尤其是橡胶带的高的传递效率，第2纤维股线的拉伸弹性模量优选为例如70GPa以上，更优选为80GPa以上。另外，为了保持橡胶制品、尤其是橡胶带的耐弯曲疲劳性，第2纤维股线的拉伸弹性模量优选为例如500GPa以下，更优选为400GPa以下。

作为第1纤维股线与第2纤维股线的组合的一例，可列举第1纤维股线为包含芳族聚酰胺纤维的纤维股线、第2纤维股线为包含碳纤维的纤维股线的组合。根据该组合，可得到如下效果：橡胶制品内所受到的拉伸应力、压缩应力及弯曲应力几乎都由第2纤维股线来承担，第1纤维股线受到保护。需要说明的是，这种情况下，第1纤维股线所含的芳族聚酰胺纤维为例如65质量％以上，也可以为76质量％以上。另外，第1纤维股线所含的芳族聚酰胺纤维为例如95质量％以下，也可以为90质量％以下。第2纤维股线所含的碳纤维为例如76质量％以上，也可以为80质量％以上。另外，第2纤维股线所含的碳纤维为例如92质量％以下，也可以为88质量％以下。需要说明的是，当第1纤维股线包含覆膜时，上述规定的第1纤维股线所含的芳族聚酰胺纤维的质量％是指：在将构成第1纤维股线的全部纤维的质量和覆膜质量的合计设为第1纤维股线的总质量时，第1纤维股线所含的芳族聚酰胺纤维的质量％。另外，当第2纤维股线包含覆膜时，上述规定的第2纤维股线所含的碳纤维的质量％是指：在将构成第2纤维股线的全部纤维的质量和覆膜质量的合计设为第2纤维股线的总质量时，第2纤维股线所含的碳纤维的质量％。另外，为了更切实地得到上述效果，可以使用由芳族聚酰胺纤维构成的(芳族聚酰胺纤维为100质量％的)纤维股线作为第1纤维股线，并且，可以使用由碳纤维构成的(碳纤维为100质量％的)纤维股线作为第2纤维股线。

第1纤维股线既可以被进行了初捻，也可以未被进行初捻。当第2纤维股线破损、弯曲应力所引起的较大载荷施加于第1纤维股线时，为了推迟该载荷所引起的第1纤维股线的破损、尽可能地推迟帘线整体的断裂，理想的是提高第1纤维股线的耐弯曲性。因此，优选为，在最终将第1纤维股线和第2纤维股线复捻而得到的橡胶增强用帘线的状态下，第1纤维股线的捻数为第2纤维股线的捻数以上。橡胶增强用帘线中的第1纤维股线的捻数可以在例如1.5～4.5次/25mm的范围。需要说明的是，对第1纤维股线的捻回方向不作特别限定。

第2纤维股线既可以被进行了初捻，也可以未被进行初捻，理想的是未被进行初捻。在第2纤维股线被进行了初捻的情况下，可得到耐弯曲疲劳性提高这样的效果。另一方面，在第2纤维股线为未被进行初捻的无捻回的纤维股线的情况下，在为了将第2纤维股线配置在第1纤维股线周围而施加复捻时，构成第2纤维股线的纤维的移动的自由度变高。因此，无捻回的第2纤维股线的纤维因施加复捻时的朝向帘线中心方向的应力而扩展，无捻回的第2纤维股线按照沿着第1纤维股线的表面、即将中心的第1纤维股线整体包裹的方式而被配置。从而，在使用无捻回的第2纤维股线时，可得到进一步保护中心部的第1纤维股线的效果。对初捻的方向不作特别限定。

关于本实施方式的橡胶增强用帘线，多个第2纤维股线被复捻而配置在第1纤维股线周围。复捻数可以为例如0.8～3.5次/25mm的范围。对复捻的方向不作特别限定。

第1纤维股线可以包含被设置在表面的覆膜。该覆膜是出于例如提高粘接性(与第2纤维股线的粘接性、此外在包含多根第1纤维股线时与其它的第1纤维股线的粘接性)、防止纤维脱散的目的而设置的，可以应用橡胶增强用帘线中作为纤维股线的覆膜而公知的覆膜，例如也可以包含橡胶成分。作为该覆膜的一例，可列举：使用以间苯二酚-甲醛缩合物和橡胶乳胶的混合物作为主要成分的处理液(以下有时称为“RFL处理液”)形成的覆膜。RFL处理液可以应用在橡胶增强用帘线中作为纤维股线的处理剂而公知的RFL处理液。需要说明的是，覆膜在第1纤维股线中所占的比例可以根据第1纤维股线的材质、直径等适宜选择。

第2纤维股线可以包含被设置在表面的覆膜。该覆膜是出于例如提高粘接性(与第1纤维股线的粘接性；与其它第2纤维股线的粘接性；为第2纤维股线在橡胶增强用帘线的表面露出的构成时，与埋入帘线的橡胶基质的粘接性)、防止纤维的脱散的目的而设置的，可以应用橡胶增强用帘线中作为纤维股线的覆膜而公知的覆膜，例如也可以包含橡胶成分。作为该覆膜的一例，可列举使用RFL处理液而形成的覆膜。RFL处理液可以应用在橡胶增强用帘线中作为纤维股线的处理剂而公知的RFL处理液。需要说明的是，覆膜在第2纤维股线中所占的比例可根据第2纤维股线的材质、直径、此外根据埋入橡胶增强用帘线的橡胶制品的橡胶基质等来适宜选择。

第2纤维股线的总截面积优选为第1纤维股线的总截面积与第2纤维股线的总截面积之和的64％以上，更优选为80％以上。通过将具有更高的拉伸弹性模量的第2纤维股线的总截面积的比例设为这样的范围，能够提高橡胶增强用帘线整体的弹性模量。因此，例如在将橡胶增强用帘线用于橡胶带的增强时，能够提高橡胶带的尺寸稳定性及传递效率。另一方面，第2纤维股线的总截面积优选为第1纤维股线的总截面积与第2纤维股线的总截面积之和的95％以下，更优选为90％以下。通过将第2纤维股线的总截面积的比例设在这样的范围内，能够提供除了高的弹性模量以外、还具备充分的耐弯曲疲劳性的橡胶增强用帘线。需要说明的是，当第1纤维股线包含覆膜时，第1纤维股线的总截面积是指构成第1纤维股线的纤维的截面积与覆膜的截面积之和。另外，当第2纤维股线包含覆膜时，第2纤维股线的总截面积是指构成第2纤维股线的纤维的截面积与覆膜的截面积之和。

本实施方式的橡胶增强用帘线还可以包含设置在其表面的覆膜(外涂覆膜)。该外涂覆膜是出于提高与埋入橡胶增强用帘线的基体橡胶的粘接性等的目的而设置的，包含例如橡胶成分。该外涂覆膜可以应用公知的、在橡胶增强用帘线中出于提高与基质橡胶的粘接性的目的而设置的公知的覆膜。

将本实施方式的橡胶增强用帘线的一例示于图1。图1的橡胶增强用帘线10具备：配置在中心部的第1纤维股线11；配置在第1纤维股线11周围的多个第2纤维股线12；和按照包覆全部股线的方式形成的外涂覆膜13(省略了剖面线)。第1纤维股线11包含设置在其表面的覆膜11a。第2纤维股线12包含设置在其表面的覆膜12a。需要说明的是，覆膜11a及12a、以及外涂覆膜13可省略。

图1中示出了第1纤维股线11为1根、第2纤维股线12为5根的例子，但各纤维股线的数量不限定于此。第1纤维股线11的数量和第2纤维股线12的数量可根据橡胶增强用帘线所需的特性、股线的特性而选择。作为[第1纤维股线的数量]/[第2纤维股线的数量]的比的优选例子，可列举例如[1]/[3～30]、[2]/[6～30]及[3]/[10～40]。当配置在中心部的第1纤维股线为多个时，既可以将多个第1纤维股线捆扎并施加初捻，也可以不施加初捻。优选按照包围第1纤维股线的周围的方式来配置多个第2纤维股线，从而尽可能地不对第1纤维股线施加弯曲应力的载荷。

本实施方式的橡胶增强用帘线可以用公知的方法制造。以下说明制造本实施方式的橡胶增强用帘线的方法的一例。

纤维股线可通过将纤维的长丝捆扎而形成。可以对纤维股线施加初捻。另外，可以将多个股线捆扎并加捻，而制成1根股线。可以对所形成的股线进行特定的处理、例如进行基于上述RFL处理液的处理。需要说明的是，在使用RFL处理液形成覆膜时，只要在将股线浸渍于RFL处理液后实施热处理即可。对RFL处理液中使用的橡胶乳胶没有特别限制，可使用例如：丙烯酸类橡胶系乳胶、氨基甲酸酯橡胶系乳胶、苯乙烯·丁二烯橡胶系乳胶、丁腈橡胶系乳胶、氯磺化聚乙烯系乳胶、它们的改性乳胶或它们的混合物。

第1纤维股线和第2纤维股线可以用公知的方法来捆扎。例如，可以使用具备中心部引导孔和配置在其周围的多个外周部引导孔的引导构件进行捆扎。多个外周部引导孔距离中心部引导孔的中心而大致等距离地进行配置。1根或多根第1纤维股线通过中心部引导孔。第2纤维股线通过外周部引导孔。第1及第2纤维股线即可以被进行初捻，也可以不被进行初捻。这些股线被进行复捻、捆扎，从而第2纤维股线被配置在第1纤维股线周围。

对用于制造本实施方式的橡胶增强用帘线的装置没有限定，可以使用各种装置、例如顺捻纱机、翼锭捻纱机、捻股机等。

在仅有设置在第2纤维股线表面的上述覆膜，而基质橡胶与橡胶增强用帘线的粘接强度不充分的情况下，可以在橡胶增强用帘线的表面进一步形成外涂覆膜。

[橡胶制品]

对本实施方式的橡胶制品进行说明。本实施方式的橡胶制品包含基质橡胶、和埋入基质橡胶的橡胶增强用帘线。作为橡胶增强用帘线，使用上述本实施方式的橡胶增强用帘线。如上所述，本实施方式的橡胶增强用帘线满足高的弹性模量和高的耐弯曲疲劳性两者，还可防止橡胶增强用帘线的断裂一下子发生、进而包含该橡胶增强用帘线的橡胶制品的断裂一下子发生，从而能够进行断裂预测。因此，本实施方式的橡胶制品能够进行断裂预测，其结果是，能够防止设置有该橡胶制品的设备破损。本实施方式的橡胶制品可应用于各种用途，例如带齿皮带或运送带之类的橡胶带、橡胶履带、轮胎帘线等。另外，本实施方式的橡胶制品经本实施方式的橡胶增强用帘线进行了增强，因此具有高的尺寸稳定性及高的传递效率。因此，本实施方式的橡胶制品尤其适合于车辆用发动机的同步皮带等用途。需要说明的是，关于在橡胶制品的基体橡胶中埋设橡胶增强用帘线来制造橡胶制品的方法，可以应用公知的方法。

对本实施方式的橡胶制品的一例进行说明。图2示出带齿皮带20的分解立体图。带齿皮带20具备：基体橡胶21；和埋入基体橡胶21的多个橡胶增强用帘线22。基体橡胶21由橡胶构成、或由橡胶和其它材料构成。橡胶增强用帘线22为本实施方式的橡胶增强用帘线，平行于带齿皮带20的移动方向而配置。关于除橡胶增强用帘线22以外的部分，可以应用公知的构件。

实施例

以下列举实施例及比较例，对本发明的实施方式进行更具体的说明。

[实施例1]

在使RFL处理液浸渗碳纤维股线之后，进行热处理(180℃下120秒)而将其干燥。由此，制作作为第2纤维股线使用的、形成有覆膜的碳纤维股线(覆膜15质量％)。关于碳纤维股线，使用将6000根碳纤维长丝(直径7.0μm)捆扎而成的碳纤维股线(400tex、拉伸弹性模量235GPa、密度约1.76g/cm³、无捻回品、东邦テナックス株式会社制)。另外，关于RFL处理液，使用将间苯二酚-甲醛缩合物的溶液(固体成分8质量％)、乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯乳胶(固体成分40质量％)和氯磺化聚乙烯橡胶分散体(固体成分40质量％)按照固体成分比率2∶13∶6的质量比混合而成的混合物。

作为第1纤维股线，准备了形成有覆膜的对位系芳族聚酰胺纤维股线(167tex、拉伸弹性模量70GPa、密度1.44g/cm³、覆膜10质量％)。形成有该覆膜的对位系芳族聚酰胺纤维股线如下制造：使RFL处理液浸渗对位系芳族聚酰胺纤维股线之后，进行热处理(180℃下120秒)而进行干燥，然后，沿着S方向施加初捻(1.0次/25mm)，从而制造。

然后，在1根对位系芳族聚酰胺纤维股线的周围配置3根无捻回的碳纤维股线，沿着S方向施加复捻(1.0次/25mm)，由此得到帘线。该帘线中，第2纤维股线的总截面积(3根带覆膜的碳纤维股线的截面积之和)为第1纤维股线的总截面积与上述第2纤维股线的总截面积之和(1根带覆膜的对位系芳族聚酰胺纤维股线的截面积+3根带覆膜的碳纤维股线的截面积之和)的85.0％。

然后，将具有表1所示的组成的处理剂涂布在上述帘线上并干燥，由此形成外涂覆膜。外涂覆膜在(第1纤维股线+第2纤维股线+外涂覆膜)的合计质量中所占的比例为3.0％。

按照上述操作来制作实施例1的橡胶增强用帘线。

[表1]

成分	比例(质量份)
		Chemlok 233X(*1)	100
二甲苯	100

(*1)Lord Far East Incorporated制

[比较例1]

使用通过与实施例1同样的方法来制作的碳纤维股线及对位系芳族聚酰胺纤维股线，在1根碳纤维股线周围配置6根对位系芳族聚酰胺纤维股线，沿着S方向施加复捻(1.0次/25mm)，从而得到帘线。然后，在该帘线上使用与实施例1相同的处理剂形成外涂覆膜，得到比较例1的橡胶增强用帘线。即，比较例1的橡胶增强用帘线具有如下构成：使用具有更高的弹性模量的碳纤维股线作为中心侧的第1纤维股线，作为配置在其周围的第2纤维股线，则使用具有更低的弹性模量的对位系芳族聚酰胺纤维股线。

[比较例2]

使用通过与实施例1相同的方法制作的碳纤维股线4根，对其沿着S方向施加捻回(1.0次/25mm)，得到帘线。然后，在该帘线上使用与实施例1相同的处理剂形成外涂覆膜，得到比较例2的橡胶增强用帘线。即，比较例2的橡胶增强用帘线仅使用碳纤维作为增强用纤维。

[耐弯曲疲劳性的评价]

将实施例1、以及比较例1和2的橡胶增强用帘线埋入具有表2所示的组成的基体橡胶中，形成宽度10mm、长度300mm、厚度3mm的平皮带。对于所得到的平皮带，进行弯曲30万次的弯曲试验。弯曲试验使用图3所示的弯曲试验机30来进行。对于各试验片，观察弯曲试验后弯曲部的帘线的状态。

图3的弯曲试验机30具备1个平滑轮31(直径10mm)、4个引导滑轮32和电动机33。首先，将所制作的试验片34(平皮带)架设在5个滑轮上。然后在试验片34的一端34a悬吊重物，对试验片34施加9.8N的载荷。在该状态下，利用电动机33使试验片34的另一端34b进行往复运动，在平滑轮31的部分使试验片34反复弯曲。弯曲试验在室温下进行。观察弯曲试验后试验片的弯曲部处所埋设的帘线的状态，确认帘线是否未被切断、仍然保持。将其观察结果作为“弯曲30万次后有无切断”并示于表3。

[表2]

成分	质量比
		氢化丁腈橡胶(*1)	70
含有二甲基丙烯酸锌的氢化丁腈橡胶(*2)	30
		氧化锌	10
硬脂酸	1
		炭黑	30
偏苯三酸三辛酯	5
		硫	0.1
1，3-双(叔丁基过氧化异丙基)苯	6
		氧化镁	1
4，4’-(α，α-二甲基苄基)二苯基胺)	0.5
		2-巯基苯并咪唑锌盐	0.5
异氰脲酸三烯丙酯	1

(*1)Zetpol 2020(日本瑞翁株式会社制)

(*2)Zetpol 2000L(日本瑞翁株式会社制)

[拉伸弹性模量的测定]

关于测定装置，使用岛津制作所(株)制的“AUTOGRAPH AGS-5kNX”，作为软件，使用“Trapezium”。将测定速度设为250mm/分钟、将夹头间距离设为250mm，将初期载荷设为10N。将伸长率为0.3％和0.8％时的载荷之差除以0.5％，再除以帘线截面积而计算。

[表3]

实施例1的橡胶增强用帘线具有高的拉伸弹性模量，能够耐受30万次的弯曲试验。与此相对，仅使用具有高的拉伸弹性模量的碳纤维作为增强用纤维的比较例2的橡胶增强用帘线不能耐受30万次的弯曲试验，耐弯曲疲劳性差。

比较例1的橡胶增强用帘线能够耐受30万次的弯曲试验。但是，关于比较例1的橡胶增强用帘线，高弹性模量纤维的比例低，不满足市场所要求的性能。因此认为，在用比较例1的橡胶增强用帘线增强的橡胶制品为皮带的情况下，该皮带不能得到高的传递效率。另外，比较例1的橡胶增强用帘线，使用拉伸弹性模量高的碳纤维股线作为第1纤维股线、使用拉伸弹性模量低的芳族聚酰胺纤维股线作为第2纤维股线，因此在进一步继续进行弯曲试验的情况下，由于上述的理由(关于对高弹性模量纤维股线位于中心部、低弹性模量纤维股线位于外周部的构成的橡胶增强用帘线施加的载荷的说明)，帘线整体承受载荷，因此预测会没有预兆地一下子发生切断。与此相对地，在对实施例1的增强用帘线进一步继续进行弯曲试验的情况下，使用拉伸弹性模量低的芳族聚酰胺纤维股线作为第1纤维股线、使用拉伸弹性模量高的碳纤维股线作为第2纤维股线，因此，由于上述的理由，即使在外周部的第2纤维股线由于破损而切断之后，中心部的第1纤维股线也不会立即切断。因此预测，在实施例1的橡胶增强用帘线的情况下，在帘线整体断裂之前会出现某种预兆(异常声音等)。

产业上的可利用性

本发明能够利用于用来增强橡胶制品的增强用帘线、及使用其的橡胶制品。

Claims (9)

1.一种橡胶增强用帘线，其包含：

第1纤维股线、和

配置在所述第1纤维股线周围的多个第2纤维股线，

所述第2纤维股线具有比所述第1纤维股线高20GPa以上的拉伸弹性模量，

所述第1纤维股线的捻数为所述第2纤维股线的捻数以上。

2.根据权利要求1所述的橡胶增强用帘线，其中，

所述第2纤维股线的总截面积在所述第1纤维股线的总截面积与所述第2纤维股线的总截面积之和的64％～95％的范围内。

3.根据权利要求1所述的橡胶增强用帘线，其中，

所述第2纤维股线以0.8次/25mm～3.5次/25mm的范围的捻数被复捻。

4.根据权利要求1所述的橡胶增强用帘线，其中，

所述第2纤维股线未被初捻。

5.根据权利要求1所述的橡胶增强用帘线，其中，

所述第1纤维股线包含芳族聚酰胺纤维，所述第2纤维股线包含碳纤维。

6.根据权利要求5所述的橡胶增强用帘线，其中，

所述第1纤维股线由芳族聚酰胺纤维构成，所述第2纤维股线由碳纤维构成。

7.根据权利要求1所述的橡胶增强用帘线，其中，

所述第2纤维股线包含设置在表面的覆膜，

所述覆膜包含橡胶成分。

8.一种橡胶制品，其包含：

橡胶基质、和

埋入所述橡胶基质中的权利要求1～7中任一项所述的橡胶增强用帘线。

9.根据权利要求8所述的橡胶制品，其中，

所述橡胶制品为橡胶带。

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