CN113574222A - 传动带用芯线的处理剂、以及芯线和其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水性处理剂,其是用于对传动带用未处理纱进行处理而制备芯线的水性处理剂,其中,所述水性处理剂至少含有第一水性处理剂,上述第一水性处理剂含有环氧树脂(A)、聚碳酸酯多元醇(B)和封端多异氰酸酯(C)。
Description
技术领域
本发明涉及对于形成传动带用芯线有用的处理剂、以及利用这样的处理剂进行了处理的芯线和其制造方法。
背景技术
作为传动带的芯线,通用聚酯纤维、芳香族聚酰胺纤维的加捻绳。为了提高纤维彼此或者与埋设绳的弹性体的粘接性,使这些绳浸渗、附着环氧化合物、异氰酸酯化合物、RFL处理液(间苯二酚-甲醛-胶乳液)、橡胶糊等粘接成分而使用。这些粘接成分通过加热等固化而形成牢固的粘接被膜,但粘接被膜的脆性过高时,存在绳的耐弯曲疲劳性降低、传动带的寿命降低的问题,希望得到改善。
例如,在专利文献1中公开了一种聚芳酰胺芯线的制造方法,其包括利用含有被弹性聚合物改性的改性环氧树脂、潜伏性固化剂和有机溶剂的第一处理剂对含有对位系聚芳酰胺纤维的未处理捻线绳进行处理的第一处理工序。在专利文献1中记载了,通过这样的处理,能够高效地兼顾耐绽线性和耐弯曲疲劳性,而且对埋设芯线的橡胶的粘接性也优良。
如专利文献1中记载的那样,多数情况下在绳的粘接处理中使用含有有机溶剂的处理剂。这是因为,通过使用含有有机溶剂的处理剂,能够使粘接成分高效地浸渗、附着于纤维间、纤维的表面。但是,近年来,从环境负荷的观点出发,要求减少有机溶剂的使用,还进行了利用使用了水系溶剂的粘接处理剂的尝试。
例如,在专利文献2中,以防止在带端面露出的聚芳酰胺纤维的单纱的绽线、提高与基体橡胶的粘接性、得到强度、疲劳性良好的聚芳酰胺纤维绳为课题,将聚芳酰胺纤维在含有聚环氧化合物的处理液中进行浸渗,对热处理后的聚芳酰胺纤维进行加捻,浸渗RFL处理液后进行热处理,进而利用RFL处理液进行处理,在实施例中,使用含有甘油二缩水甘油醚的水性处理液。在该文献中记载了,作为聚环氧化合物,优选多元醇的多缩水甘油醚化合物,还记载了可以以0.05<(A)/[(A)+(B)]<0.9(重量比)使用聚环氧化合物(A)和封端异氰酸酯(B),但没有记载封端异氰酸酯的详细内容,在实施例中也没有使用。但是,由于聚环氧化合物为多元醇多缩水甘油醚,因此耐绽线性和与基体橡胶的粘接性也不充分。
在专利文献3中记载了,作为发明的课题,提供一种使用水系粘接剂并考虑环境来制造大幅改良了在带端面露出的长丝单纤维的绳的集束性(绽线性、开花性)、并且在与橡胶的粘接中抑制了因蒸气暴露引起的降低、可得到强度、耐疲劳性良好的带的动力传动带增强用聚酯绳的方法。在该专利文献3中公开了一种动力传动带增强用聚酯绳的制造方法,其中,对聚酯纤维实施加捻而制成绳,对该绳赋予第一粘接处理液后,实施热处理,接着赋予第二粘接处理液后,实施热处理,由此制造橡胶增强用聚酯绳,该制造方法的特征在于,作为上述第一粘接处理液,使用将水系聚氨酯树脂(A)20~30重量份、聚环氧化物化合物(B)10~25重量份、封端多异氰酸酯化合物(C)30~40重量份和橡胶胶乳(D)20~30重量份混合而成的处理液,并且,作为上述第二粘接处理液,使用在包含橡胶胶乳100重量份和间苯二酚·甲醛初期缩合物16~25重量份的混合物(E)100重量份中混合封端多异氰酸酯化合物(C)和/或乙烯亚胺化合物(F)5~20重量份而成的处理液。此外,在专利文献3中,作为水系聚氨酯树脂(A),例示出聚酯·多元醇类、聚醚·多元醇类与多异氰酸酯(优选为芳香族异氰酸酯)的反应产物。另外,作为聚环氧化物化合物(B),记载了优选山梨糖醇多缩水甘油醚等多元醇的多缩水甘油醚化合物。
专利文献3中记载的构成虽然对聚酯绳显示出一定效果,但有时耐弯曲疲劳性还不充分。具体而言,在专利文献3记载的第一粘接处理液中,粘接层的物性受水系聚氨酯树脂(A)和橡胶胶乳(D)的支配,粘接层虽然柔软,但粘接强度容易不足。另外,不仅水系聚氨酯树脂(A)的多元醇成分是软质的聚酯二醇和聚醚二醇,聚环氧化物化合物(B)也是山梨糖醇多缩水甘油醚等多元醇基体的环氧化合物,因此,有可能使耐绽线性、特别是在作用高负荷的条件下耐绽线性和与基体弹性体(或橡胶)的粘接性降低。此外,在第一处理液中需要水系聚氨酯树脂(A)、聚环氧化物化合物(B)、封端多异氰酸酯化合物(C)和橡胶胶乳(D),因此处理液的配合配方和制备繁杂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-145440号公报
专利文献2:日本特开平8-100370号公报
专利文献3:日本特开2003-221787号公报
发明内容
发明所要解决的问题
因此,本发明的目的在于提供尽管使用了含有环境负荷小的水系溶剂的粘接处理剂但与基体橡胶的粘接性、耐绽线性、耐弯曲疲劳性优良的传动带用芯线、用于得到这种芯线的芯线的处理剂以及芯线的制造方法。
本发明的另一目的在于提供对于制备即使在高负荷条件下也能够兼顾耐绽线性和耐弯曲疲劳性的传动带有用的芯线、芯线的处理剂以及芯线的制造方法。
本发明的又一目的在于提供即使是比较简单的配方但耐久性和强度保持率也高的芯线、芯线的处理剂以及芯线的制造方法。
用于解决问题的方法
本发明人为了解决上述问题进行了深入研究,结果发现,如果利用含有环氧树脂(A)、聚碳酸酯多元醇(B)和封端多异氰酸酯(C)的第一水性处理剂(水溶液或水性分散体的形态的水性处理液)对未处理纱(捻线绳等)进行处理,则即使是上述未处理纱经捻线而成的捻线绳,处理剂也能够浸透或浸渗在纤维间和原纱间,能够赋予高的耐绽线性和耐弯曲疲劳性,并且能够提高与橡胶(或弹性体)的粘接性,从而完成了本发明。
即,本发明的水性处理剂是一种用于对传动带用未处理纱进行处理而制备芯线的水性处理剂,其至少含有第一水性处理剂,上述第一水性处理剂含有环氧树脂(A)、聚碳酸酯多元醇(B)和封端多异氰酸酯(C)。
上述环氧树脂(A)可以含有双酚型环氧树脂(A1),上述聚碳酸酯多元醇(B)可以含有聚碳酸酯二醇(B1),上述封端多异氰酸酯(C)可以含有选自脂肪族多异氰酸酯或其衍生物和芳香族多异氰酸酯、且解离温度为120~180℃的至少一种封端多异氰酸酯。
此外,上述环氧树脂(A)的环氧当量在固体成分或不挥发成分中可以为约450g/eq~约5000g/eq,上述聚碳酸酯多元醇(B)的羟基当量在固体成分或不挥发成分中可以为约200g/eq~约600g/eq,上述封端多异氰酸酯(C)的异氰酸酯基当量在固体成分或不挥发成分中可以为约200g/eq~约600g/eq。
此外,上述环氧树脂(A)的羟基与上述聚碳酸酯多元醇(B)的羟基的摩尔比可以为前者/后者=约45/55~约95/5。另外,相对于上述环氧树脂(A)和上述聚碳酸酯多元醇(B)的羟基的总量1摩尔,上述封端多异氰酸酯(C)的异氰酸酯基的比例可以为约0.7摩尔~约1.3摩尔。
上述第一水性处理剂还可以含有固化剂,上述固化剂可以含有咪唑类固化剂。
这样的水性处理剂(第一水性处理剂)的粘接机构等的详细机理还不明确,但是,如果对未处理纱进行处理,则首先第一水性处理剂浸渗在纤维间并发生固化而表现出纤维间的粘接。可能是在该粘接中,纤维间的粘接层通过环氧树脂(A)而粘接强度优良,并且通过聚碳酸酯多元醇(B)和封端多异氰酸酯(C)而能够在环氧树脂骨架(可以作为硬链段发挥功能)中导入聚碳酸酯多元醇骨架(可以作为软链段发挥功能),韧性提高,动态条件下的粘接耐久性也优良。此外,化学惰性的未处理纱的表面被上述粘接层被覆,通过导入环氧基、羟基、异氰酸酯基和氨基甲酸酯键,与橡胶的粘接性提高。因此,如果用作传动带的芯线,则能够大幅提高带宽度的切割端面的耐绽线性、芯线的耐弯曲疲劳性、芯线与橡胶的粘接性。
在本发明中,上述水性处理剂还可以含有第二水性处理剂,上述第二水性处理剂可以含有间苯二酚、甲醛和胶乳。可能是利用这样的第二水性处理剂(第二水性处理液)进行处理,则通过间苯二酚与甲醛的缩合物(具有羟甲基等的缩合物等)与环氧树脂(A)和/或封端多异氰酸酯(C)的反应,形成强韧的被膜。
传动带用芯线可以通过至少利用上述水性处理剂对未处理纱进行处理来制造。该方法中,可以利用上述水性处理剂的第一水性处理剂对上述未处理纱进行处理后,进而利用含有间苯二酚、甲醛和胶乳的第二水性处理剂进行处理,从而制造芯线。
此外,本发明还包含一种传动带用芯线,其含有至少用上述水性处理剂进行了处理的未处理纱。上述芯线只要至少用上述水性处理剂的第一水性处理剂进行处理即可,也可以是含有依次用上述水性处理剂的第一水性处理剂以及含有间苯二酚、甲醛和胶乳的第二水性处理剂进行了处理的未处理纱的芯线。上述未处理纱可以含有选自聚芳酰胺纤维和聚酯纤维中的至少一种,上述未处理纱可以含有对位系聚芳酰胺纤维。此外,上述未处理纱可以是由多个长丝形成的原纱,但即使是捻线绳也能够高效地处理。
本发明还包含一种传动带,其含有上述传动带用芯线。在该传动带中,多数情况下传动带用芯线埋设在硫化橡胶层内。
需要说明的是,在本说明书中,“环氧树脂”有时与“环氧化合物”以相同意思使用。另外,有时将用第一处理剂进行处理的纤维或纱(原纱和/或绳(或捻线绳))简称为未处理纱。数值范围“XX~YY”是指包含数值“XX”和数值“YY”,即是指数值“XX”以上且数值“YY”以下。
发明效果
在本发明中,尽管使用含有环境负荷小的水系溶剂的粘接处理剂,但由于含有环氧树脂(A)、聚碳酸酯多元醇(B)和封端多异氰酸酯(C),因此可以得到与基体橡胶(或弹性体)的粘接性、耐绽线性、耐弯曲疲劳性优良的传动带用芯线。另外,如果使用上述芯线,则即使在高负荷条件下也能够制备可兼顾耐绽线性和耐弯曲疲劳性的传动带。此外,即使是比较简单的配方,也可以得到耐久性和强度保持率高的芯线。
附图说明
图1是示出传动带的一例的概略截面图。
图2是示出传动带的另一例的概略截面图。
图3是用于说明芯线-橡胶间粘接性的评价方法的概略立体图。
图4是用于说明耐久走行试验方法的示意图。
具体实施方式
以下,根据需要参考附图对本发明的一个实施方式详细地进行说明。
[处理纱]
形成芯线(芯体)的纤维(增强纤维)可以列举例如天然纤维(棉、麻等)、再生纤维(人造丝、醋酸纤维等)、合成纤维(聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃纤维、聚氟乙烯等氟树脂类纤维、丙烯酸类纤维、聚乙烯醇等乙烯醇类纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维、全芳香族聚酯纤维、聚芳酰胺纤维等)、无机纤维(碳纤维、玻璃纤维等)等。这些纤维可以单独使用或组合使用两种以上。
作为优选的纤维(增强纤维),可以例示弹性模量高的纤维、例如高强度聚乙烯纤维、聚对亚苯基苯并双唑(PBO)纤维、聚酯纤维[聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚对苯二甲酸1,2-丙二醇酯(PPT)纤维、聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯(PTT)纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纤维等C2-4亚烷基C6-14芳酯类纤维、聚芳酯类纤维等]、聚酰胺纤维(聚芳酰胺纤维等芳香族聚酰胺纤维等)等。这些纤维可以单独使用或组合使用两种以上。
这些纤维(增强纤维)中,多数情况下使用聚酯纤维(PET纤维、PEN纤维、聚芳酯纤维等)、和/或聚芳酰胺纤维或芳香族聚酰胺纤维(对位系聚芳酰胺纤维、间位系聚芳酰胺纤维等)等。特别是在作用有高负荷的传动带中,优选聚芳酰胺纤维(特别是对位系聚芳酰胺纤维)。此外,在本发明中,由于能够提高与增强纤维的粘接性,因此即使是粘接性差的难粘接纤维也能够有效地提高耐绽线性和耐弯曲疲劳性。因此,本发明有效地应用于聚芳酰胺纤维(特别是高强度和高弹性模量的对位系聚芳酰胺纤维)。
作为对位系聚芳酰胺纤维,可以例示例如聚对亚苯基对苯二甲酰胺纤维(例如帝人株式会社的“トワロン(注册商标)”、东丽杜邦株式会社的“ケブラー(注册商标)”等)、具有对亚苯基对苯二甲酰胺单元和3,4’-氧基二亚苯基对苯二甲酰胺单元的共聚物纤维(例如帝人株式会社的“テクノーラ(注册商标)”等)等。
纤维(增强纤维)的拉伸弹性模量例如可以从约0.01GPa~约500GPa(例如约0.1GPa~约300GPa)的范围选择,为了对传动带赋予高的抗张力,纤维(增强纤维)的拉伸弹性模量优选较高。纤维(增强纤维)的拉伸弹性模量例如可以为约1GPa~约500GPa(例如约5GPa~约400GPa)、优选为约10GPa~约300GPa(例如约25GPa~约250GPa),也可以为约50GPa以上(例如约60GPa~约500GPa、优选为约70GPa~约400GPa、进一步优选为约100GPa~约300GPa),通常可以为约60GPa~约150GPa(例如约65GPa~约120GPa)。这样的高弹性模量纤维例如含有聚芳酰胺纤维等。
纤维(增强纤维或单丝纱)的平均纤度例如可以为约0.1dtex~约10dtex(例如约0.3dtex~约7dtex)、优选为约0.5dtex~约5dtex(例如约0.7dtex~约3dtex)、进一步优选为约1dtex~约2.5dtex(例如约1.2dtex~约2dtex)。
纤维(对位系聚芳酰胺纤维等)可以以含有多个单丝的复丝纱(原纱)的形态使用,从传动带的耐久性的观点出发,在复丝纱(原纱)中,单丝的数量例如可以从约100~约50000(例如约200~约10000)的范围选择,可以为约250~约5000(例如约300~约3000)、进一步优选为约350~约2000(例如约400~约1500)。需要说明的是,复丝纱(原纱)优选至少含有聚芳酰胺纤维,也可以含有其他纤维(例如上述聚酯纤维等)的单丝纱。聚芳酰胺纤维的比例相对于单丝纱整体(复丝纱)为50质量%以上(特别是80~100质量%),通常全部单丝纱由聚芳酰胺纤维形成。
为了提高抗张力,上述未处理纱通常可以以将复丝纱(原纱)加捻而成的加捻绳或捻线绳(未处理捻线绳)的形态使用。即,多数情况下芯线以绳、例如将这些复丝纱作为芯纱(无捻纱、优选为初捻纱)并在规定的方向(例如与初捻纱相同的方向或相反的方向)上进行复捻而成的加捻绳(捻线绳)的形式使用。芯纱的平均直径(平均线径)例如可以为约0.1mm~约1.2mm(例如约0.2mm~约1mm)、优选为约0.3mm~约0.8mm(例如约0.4mm~约0.7mm),捻线绳(或芯线)的平均直径(平均线径)例如可以为约0.1mm~约3.5mm(例如约0.2mm~约3mm)、优选为约0.3mm~约2.5mm(例如约0.35mm~约2mm)、进一步优选为约0.4mm~约2mm(例如约0.5mm~约1.5mm)、特别是约0.5mm~约1mm。
捻线绳(未处理捻线绳)可以为将至少一根原纱进行右捻(S捻)或左捻(Z捻)而成的捻线绳(单捻纱),但从强度的观点出发,优选将多根原纱捻合而成的捻线绳。将多根原纱捻合而成的捻线绳可以是将多根单捻纱作为初捻纱进行复捻而成的纱(例如多股纱、驹捻纱(駒撚糸)、顺捻纱等),也可以是将单捻纱和原纱(无捻纱)进行合纱捻合而成的纱(例如碧绉纱等)。另外,单捻方向(初捻方向)与复捻方向可以为相同方向(顺捻)和相反方向(合股加捻)中的任一者。这些捻线绳中,从抑制退捻、耐弯曲疲劳性优良的观点出发,优选将多个单捻纱作为初捻纱以两个阶段进行复捻而成的捻线绳(多股纱、顺捻纱)等。
构成这些加捻纱的初捻纱的数量例如可以为约2根~约5根、优选为约2根~约4根、进一步优选为约2根~约3根。初捻的捻度例如可以为约20次/m~约300次/m、优选为约30次/m~约200次/m、进一步优选为约50次/m~约180次/m(特别是约100次/m~约150次/m)。在初捻中,以下述式(1)表示的捻系数(T.F.)例如可以从约0.01~约10的范围选择,对于多股纱而言优选约1~约6,对于顺捻纱而言优选约0.2~约2。
捻系数(T.F.)=[捻度(次/m)×√总纤度(tex)]/960(1)。
复捻的捻度没有特别限制,例如可以为约30次/m~约200次/m、优选为约40次/m~约180次/m、进一步优选为约50次/m~约150次/m(例如约60次/m~约100次/m)。在复捻中,以上述式(1)表示的捻系数(T.F.)例如可以从约0.01~约10的范围选择,对于多股纱而言优选为约1~约6,对于顺捻纱而言优选为约2~约5。
用(初捻时的原纱合纱根数)×(复捻时的初捻纱合纱根数)表示使多根原纱捻合而成的捻线绳中的捻线构成的情况下,可以为1×2、1×3、1×5、2×3、2×5、3×5等构成的捻线绳。
在本发明中,可以用第一处理剂对上述增强纤维进行处理来形成原纱(复丝纱、或加捻纱),通常,多数情况下对原纱和/或绳(以下有时简称为未处理纱)进行处理。未处理纱可以是未加捻的原纱的状态(未处理原纱),也可以是对原纱进行了加捻的加捻纱的状态(未处理捻线绳)。未处理捻线绳是使原纱和纤维捻合而成的,因此具有第一处理剂难以浸透至内部的长丝(纤维)间的性质。因此,对于未处理捻线绳而言,通常,处理剂难以牢固地附着于绳的内部的长丝上,与橡胶的密合性容易降低。另一方面,还考虑了用处理剂对原纱进行处理并进行加捻而制作捻线绳,进而用处理剂进行处理,在该方法中,虽然绽线、粘接性得以改善,但纤维的柔软性受损,耐弯曲疲劳性容易降低。另外,在加捻的前后设置处理工序,因此工序变得复杂,而且,如果在原纱上附着处理剂,则粘合性增加,加捻作业性也降低。在本发明中,可能是由于第一处理剂的浸透性优良,即使是捻线绳也能够提高向绳内部(单丝间(或纤维间)和/或复丝间(或原纱间))的浸透性或浸渗性,也能够提高与橡胶的密合性。因此,在本发明中,传动带用芯线的未处理纱为原纱或捻线绳中的任一种都能够表现出优良的效果,但是对于捻线绳的处理特别有效。
在本发明中,使用即使是捻线绳、向绳(增强纤维的单丝间和/或复丝纱间)的浸渗性或浸透性也优良的特定的第一处理剂,可以提高耐绽线性、耐弯曲疲劳性以及与橡胶的粘接性。特别是即使捻线绳由含有对位系聚芳酰胺纤维的复丝纱(特别是仅由对位系聚芳酰胺纤维的单丝纱构成的复丝纱)形成,也能够有效地防止传动带侧面的纤维的绽线,并且能够提高传动带的耐弯曲疲劳性。
需要说明的是,如果有需要,上述增强纤维、原纱(复丝纱)和/或绳可以用硅烷偶联剂、RFL处理液等进行预处理。
[第一处理剂]
上述处理纱(加捻绳等)至少用第一处理剂(第一水性处理剂)进行处理,该第一处理剂含有环氧树脂(A)、聚碳酸酯多元醇(B)和封端多异氰酸酯(C),形成水性处理剂。需要说明的是,上述第一处理剂浸透或浸渗于增强纤维的单丝间和/或复丝纱(原纱),使增强纤维和原纱牢固地粘接,动力传递面(例如多楔带等摩擦传动带的摩擦传动面)的纤维的耐绽线性高,能够大幅改善耐弯曲疲劳性。
需要说明的是,在以下的说明中,环氧当量可以依据JIS K7236(2009)中规定的方法进行测定。羟值和酸值可以依据JIS K0070(1992)中规定的方法进行测定。分子量可以利用凝胶渗透色谱(GPC)以聚苯乙烯换算的分子量的形式进行测定。羟基(羟基)当量可以由羟值换算。
[环氧树脂(A)]
环氧树脂(环氧化合物)(A)通常多数情况下在一个分子中具有多个环氧基(环氧乙烷环或缩水甘油基),可以是缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂(邻苯二甲酸二缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯等多元羧酸(例如芳香族多元羧酸)的缩水甘油酯)、缩水甘油胺型环氧树脂(将四缩水甘油基氨基二苯基甲烷、三缩水甘油基对氨基苯酚等氨基化合物(例如芳香族胺)的氨基进行缩水甘油基化的树脂)、脂环式环氧树脂(环己烯氧化物等环烯烃氧化物型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂等环烯烃环的双键氧化而环氧化的环氧树脂)、杂环式环氧树脂(异氰脲酸三缩水甘油酯等)等。作为缩水甘油醚型环氧树脂,例如可以为脂肪族环氧树脂(例如乙二醇、丙二醇、新戊二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等二醇类、甘油等三醇等多元醇类的多缩水甘油醚)、脂环族环氧树脂(环己烷二甲醇二缩水甘油醚等环烷烃二醇二缩水甘油醚、双环戊二烯二醇二缩水甘油醚等交联环式型环氧树脂等)、芳香族环氧树脂等中的任一种。环氧树脂优选含有芳香族环氧树脂。
作为芳香族环氧树脂,可以列举例如芳烃型环氧树脂(二缩水甘油基氧基苯等苯型环氧树脂、二缩水甘油基氧基萘、双(2,7-二羟基萘)甲基四缩水甘油醚等萘型环氧树脂等)、线型酚醛型环氧树脂(苯酚线型酚醛型环氧树脂、甲酚线型酚醛型环氧树脂等)、双酚型环氧树脂等。环氧树脂优选含有通过具有刚性的骨架而固化物的机械强度优良、并且通过在分子中具有羟基而能够通过多异氰酸酯进行交联的双酚型环氧树脂(A1)。
在双酚型环氧树脂(A1)中,作为双酚类,可以列举例如联苯酚类(4,4’-二羟基联苯等)、双(羟基苯基)烷烃类[例如双(4-羟基苯基)甲烷(双酚F)、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷(双酚AD)、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)二苯基甲烷、2,2-双(3,5-二氯-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二溴-4-羟基苯基)丙烷等双(羟基苯基)C1-10烷烃类]、双(羟基苯基)环烷烃类(例如1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷等)、双(羟基苯基)醚类(例如4,4’-二羟基二苯醚等)、双(羟基苯基)砜类(例如4,4’-二羟基二苯砜等)、双(羟基苯基)亚砜类(例如4,4’-二羟基二苯亚砜等)、双(羟基苯基)硫醚类(例如4,4’-二羟基二苯硫醚等)等。
此外,在环氧树脂中还包含作为高分子量的双酚型环氧树脂(双酚A型环氧树脂等)的苯氧基树脂。
这些环氧树脂可以单独使用或者组合使用两种以上。
这些环氧树脂中,对于脂肪族环氧树脂而言担心耐久性的降低,因此通常多数情况下使用芳香族环氧树脂(缩水甘油醚型环氧树脂等),从与增强纤维(对位系聚芳酰胺纤维等)的粘接性优良的观点出发,优选双酚型环氧树脂(双酚F型环氧树脂和/或双酚A型环氧树脂)(A1)。
环氧树脂通常可以在分子中具有2个以上(例如约2~约10、优选为约2~约6、进一步优选为约2~约4、特别是约2或约3)的环氧基。这样的环氧树脂的环氧当量虽然也取决于环氧树脂的种类,但例如可以从约100g/eq~约15000g/eq(例如约150g/eq~约10000g/eq)的范围选择,通常可以为约200g/eq~约5000g/eq(例如约250g/eq~约3000g/eq或约450g/eq~约5000g/eq)、优选为约300g/eq~约2500g/eq(例如约400g/eq~约2000g/eq)、进一步优选为约450g/eq~约1500g/eq(例如约500g/eq~约1000g/eq),也可以为约400g/eq~约4500g/eq(例如约500g/eq~约3500g/eq)。特别是双酚型环氧树脂(代表性地为双酚A型环氧树脂)的环氧当量可以为约450g/eq~约5000g/eq(例如约600g/eq~约4500g/eq)、优选为约700g/eq~约4000g/eq(例如约750g/eq~约3500g/eq)、进一步优选为约800g/eq~约3300g/eq(例如约900g/eq~约3000g/eq)、特别是约1200g/eq~约2700g/eq(例如约1500g/eq~约2500g/eq)。环氧当量过高时,有可能反应性降低,使纤维间粘接的力降低;过小时,有可能带的耐热性、耐弯曲疲劳性降低。
此外,环氧树脂可以为单体,也可以为多聚物(例如2~15聚物、优选为2~10聚物等),也可以为单体与多聚物的混合物。环氧树脂优选具有羟基(叔羟基)。即,环氧树脂优选至少含有多聚物。
环氧树脂的重均分子量例如可以从约300~约60000(例如约400~约30000)的范围选择,可以为约500~约10000(例如约750~约7500)、优选为约900~约5500(例如约1000~约5000)、进一步优选为约1500~约4000(例如约1600~约4000)、特别是约2000~约3700(例如约2500~约3500)。
需要说明的是,环氧树脂在室温(20℃)下可以为液态或粘稠状,也可以为固体状。固体形状的环氧树脂的软化温度在环球法中可以为约60℃~约170℃(例如约70℃~约160℃)、优选为约80℃~约155℃(例如约90℃~约150℃)、进一步优选为约100℃~约145℃(例如约110℃~约140℃)。
环氧树脂可以是溶解在水性介质中的水溶液的形态,通常多数情况下为分散在水性介质中的水性分散体。
需要说明的是,作为环氧树脂(例如室温下为固体状的双酚A型环氧树脂),例如可以使用三菱化学株式会社制造的“jERR1007”、“jERR1009F”、“jERR1007FS”等。另外,作为这样的环氧树脂的水系分散品,例如可以使用吉村油化学株式会社制造的“ユカレジンRKE-307E”、“ユカレジンRNE-307H”等。
需要说明的是,环氧树脂虽然对于提高芯线的粘接性(增强纤维间、原纱间的粘接性以及与弹性体(或橡胶)的粘接性)是有效的,但以芳香族环氧树脂为代表的环氧树脂的固化被膜的脆性较高(较脆),有可能使耐弯曲疲劳性降低。在本发明中,即使使用形成脆的固化被膜的环氧树脂(例如双酚型环氧树脂等),通过与聚碳酸酯多元醇和多异氰酸酯组合,也能够提高形成上述芯线的增强纤维和原纱的粘接性,并且也能够提高韧性。因此,在本发明中,能够兼顾耐绽线性和耐弯曲疲劳性,并且还能够提高与传动带的基体弹性体(或橡胶)的粘接性。
[聚碳酸酯多元醇(B)]
聚碳酸酯多元醇(B)通过多元醇与碳酸酯类(碳酸二烷基酯类、碳酸亚烷基酯类等)的反应而得到,多元醇至少含有二醇,可以合用多元醇(甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇等烷烃多元醇等),导入分支结构。
作为二醇,可以例示例如乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、辛二醇等C2-10烷烃二醇;二乙二醇、二丙二醇等聚亚烷基二醇等。作为二醇,可以合用芳香族二醇(双酚A等双酚类或其环氧乙烷加成物等)、脂环族二醇(环己烷二甲醇等)等。
二醇多数情况下例如含有1,6-己二醇等C2-10烷烃二醇。因此,聚碳酸酯多元醇(B)优选含有聚碳酸酯二醇(B1)。
聚碳酸酯多元醇的平均官能团数(羟基的数量)可以至少为约2、优选为约2~约6、进一步优选为约2~约4(例如约2~约3)。
聚碳酸酯多元醇的羟值可以从约30mgKOH/g~约500mgKOH/g(例如约50mgKOH/g~约400mgKOH/g)的范围选择,例如可以为约80mgKOH/g~约500mgKOH/g(例如约100mgKOH/g~约400mgKOH/g)、优选为约120mgKOH/g~约350mgKOH/g(例如约150mgKOH/g~约300mgKOH/g)、进一步优选为约170mgKOH/g~约270mgKOH/g(例如约200mgKOH/g~约250mgKOH/g)。
聚碳酸酯多元醇的羟基(羟基)当量例如可以从约200g/eq~约2000g/eq(例如约230g/eq~约1700g/eq)的范围选择,可以为约200g/eq~约1000g/eq(例如约220g/eq~约800g/eq)、优选为约200g/eq~约600g/eq(例如约230g/eq~约550g/eq)、进一步优选为约200g/eq~约300g/eq(例如约230g/eq~约275g/eq)。羟基当量过小时,有可能由环氧树脂带来的粘接被膜的强韧化不充分;过大时,有可能粘接强度降低。需要说明的是,羟基当量可以基于羟值基于式:羟基当量=1/[(羟值mgKOH/g)/1000/56.1]来算出。
聚碳酸酯多元醇的数均分子量例如可以从约150~约5000(例如约175~约4000)的范围选择,可以为约200~约3000(例如约225~约2500)、优选为约250~约2000(例如约300~约1500)、进一步优选为约400~约1000(例如约300~约700)。
这些聚碳酸酯多元醇(B)可以单独使用或组合使用两种以上。聚碳酸酯多元醇(B)能够形成韧性高的粘接被膜,能够有效地提高耐绽线性和耐弯曲疲劳性。
聚碳酸酯多元醇(B)可以是溶解在水性介质中的水溶液的形态,也可以是分散在水性介质中的水性分散体。
需要说明的是,作为聚碳酸酯多元醇(B),例如可以使用宇部兴产株式会社制造的“ETERNACOLLR”系列的“UH-50”、“UH-100”等、东曹株式会社制造的“ニッポランR”系列的“976”、“965”等。另外,作为这样的聚碳酸酯多元醇的水系分散品,例如可以使用吉村油化学株式会社制造的“ユカレジンRPEP-50”、“ユカレジンRPEP-90”等。
聚碳酸酯多元醇的使用量没有特别限制,环氧树脂(A)的羟基与聚碳酸酯多元醇(B)的羟基的摩尔比例如可以从前者/后者=约30/70~约97/3(例如约35/65~约95/5)的范围选择,可以为约45/55~约95/5(例如约50/50~约92/8)、优选为约45/55~约93/7(例如约45/55~约85/15)、更优选为约55/45~约90/10(例如约60/40~约87/13)、进一步优选为约65/35~约85/15(例如约70/30~约80/20),也可以为约50/50~约85/15(例如约60/40~约80/20)、特别是约70/30~约80/20。环氧树脂(A)过少时,有可能芯线的纤维间和原纱间的粘接性以及弹性体(或橡胶)间的粘接性降低;环氧树脂(A)过多时,有可能粘接被膜的韧性降低,耐绽线性和耐弯曲疲劳性降低,强度保持率也可能降低。
需要说明的是,关于环氧树脂(A)与聚碳酸酯多元醇(B)的比例,以固体成分换算计,相对于环氧树脂(A)100质量份,聚碳酸酯多元醇(B)可以为约2.5质量份~约50质量份(例如约3质量份~约45质量份)、优选为约5质量份~约40质量份(例如约7质量份~约35质量份)、进一步优选为约8质量份~约30质量份(例如约10质量份~约25质量份),也可以为约7.5质量份~约20质量份(例如约10质量份~约15质量份)。
[封端多异氰酸酯(C)]
如果利用被封端剂保护的封端多异氰酸酯,在使芯线(增强纤维或原纱)浸渍或浸渗第一处理剂的处理过程中不发生反应,通过传动带等的弹性体(或橡胶)的硫化过程中的加热,固化反应进行,因此能够提高操作性。
被封端剂保护的多异氰酸酯只要能够通过加热生成游离(或反应性)的异氰酸酯基即可,通常多数情况下使用在一个分子中具有多个异氰酸酯基的多异氰酸酯(例如二异氰酸酯)。作为多异氰酸酯,可以列举例如脂肪族多异氰酸酯[亚丙基二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)等二异氰酸酯;1,6,11-十一烷三异氰酸酯甲基辛烷、1,3,6-六亚甲基三异氰酸酯等三异氰酸酯或多异氰酸酯]、脂环族多异氰酸酯[环己烷1,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、氢化双(异氰酸根合苯基)甲烷等二异氰酸酯;双环庚烷三异氰酸酯等三异氰酸酯或多异氰酸酯等]、芳香族多异氰酸酯[亚苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(TDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、萘二异氰酸酯(NDI)、双(异氰酸根合苯基)甲烷(MDI)、甲苯胺二异氰酸酯(TODI)、1,3-双(异氰酸根合苯基)丙烷等二异氰酸酯;三异氰酸酯或多异氰酸酯]等。
多异氰酸酯可以为多聚物(二聚物、三聚物、四聚物等)、加合物、改性物(缩二脲改性物、脲基甲酸酯改性物、脲改性物等)等衍生物、具有多个异氰酸酯基的氨基甲酸酯低聚物等。作为多异氰酸酯的改性物或衍生物,可以例示例如多异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族多异氰酸酯等)与多元醇(三羟甲基丙烷、季戊四醇等)的加合物、上述多异氰酸酯的缩二脲体、上述多异氰酸酯(例如脂肪族多异氰酸酯)的多聚物(例如六亚甲基二异氰酸酯的三聚物等具有异氰脲酸酯环的多异氰酸酯等)等。
这些多异氰酸酯可以单独使用或组合使用两种以上。这些多异氰酸酯中,通用脂肪族多异氰酸酯或其衍生物(例如HDI或其三聚物等)、芳香族多异氰酸酯(TDI、MDI等)等。
此外,多异氰酸酯的异氰酸酯基被封端剂保护,形成封端多异氰酸酯(或热反应型多异氰酸酯)。如果使用封端多异氰酸酯,则由于异氰酸酯基被封端剂保护,因此,能够提高在水性介质中的稳定性,并且在芯线的形成过程中为惰性的,不参与固化,因此能够提高绳(增强纤维和原纱)的处理效率。另外,通过加热使得封端剂解离,异氰酸酯基活化,与环氧树脂、聚碳酸酯多元醇和/或增强纤维(和原纱)的反应性基团反应而固化,能够以高的粘接性形成芯线,并且能够提高耐绽线性和耐弯曲疲劳性。因此,能够提高与带的弹性体(或橡胶)的粘接性、带的耐磨损性和耐久性。此外,由于为含有多异氰酸酯的水性处理剂,因此,制液简单,环境负荷也小。
作为封端多异氰酸酯,可以利用惯用的热反应型多异氰酸酯,作为上述封端剂(保护剂),可以列举例如甲醇、乙醇、异丙醇等C1-24一元醇类或其环氧烷加成物(例如环氧乙烷等C2-4环氧烷加成物);苯酚、甲酚、间苯二酚等酚类;丙酮肟、甲基乙基酮肟、环己肟等肟类;ε-己内酰胺、戊内酰胺等内酰胺类;二丁胺、乙撑亚胺等仲胺类等。这些封端剂可以单独使用或组合使用两种以上。其中,通用肟类、内酰胺类等。封端多异氰酸酯(或热反应型多异氰酸酯)可以为水溶液的形态,但多数情况下为水性分散体的形态。
封端多异氰酸酯(热反应型异氰酸酯)可以是例如导入了亲水性基团(羧基、磺酸基等酸性基团或其盐、氧乙烯基等)的水溶性封端多异氰酸酯或水分散性封端多异氰酸酯。
封端多异氰酸酯(热反应型异氰酸酯)的异氰酸酯基的含量没有特别限定,例如可以为约1质量%~约50质量%、优选为约3质量%~约40质量%、进一步优选为约5质量%~约30质量%。
封端多异氰酸酯的异氰酸酯基当量可以为约200g/eq~约600g/eq(例如约220g/eq~约570g/eq)、优选为约250g/eq~约500g/eq(例如约270g/eq~约450g/eq)、进一步优选为约300g/eq~约400g/eq(例如约330g/eq~约380g/eq)。需要说明的是,异氰酸酯基当量可以基于异氰酸酯基的数量和分子量算出,也可以由异氰酸酯基含量I(质量%)按照计算式:异氰酸酯基当量=42/(I/100)算出。
封端多异氰酸酯的解离温度(封端剂发生解离而活性异氰酸酯基再生的温度)通常为浸渗有处理剂的绳的干燥温度以上。解离温度高时,能够提高干燥温度,因此能够提高芯线的生产率。上述解离温度例如可以为约120℃以上(例如约140℃以上)、优选为约150℃以上(例如约160℃以上)、进一步优选为约170℃以上(例如约180℃以上),例如可以为约120℃~约250℃(例如约150℃~约240℃)、优选为约160℃~约230℃(例如约170℃~约220℃)、进一步优选为约175℃~约210℃(例如约180℃~约200℃)。解离温度过低时,不能提高干燥温度,因此,有可能干燥效率降低,芯线的生产率降低。
封端多异氰酸酯可以是溶解在水性介质中的水溶液的形态,也可以是分散在水性介质中的水性分散体。
需要说明的是,作为封端多异氰酸酯(C),可以例示例如用通用的封端剂(甲基乙基酮肟等肟类、ε-己内酰胺等内酰胺类等)进行封端的、通用的二异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或其衍生物(具有异氰脲酸酯环的多异氰酸酯等)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)等以二异氰酸酯为基体的多异氰酸酯)的封端多异氰酸酯等。作为这样的封端多异氰酸酯的水系分散液,例如可以使用吉村油化学株式会社制造的“ユカレジンRAK-81”等、第一工业制药株式会社制造的“エラストロンR”系列的“BN-27”、“BN-69”等。
关于封端多异氰酸酯(C)的使用量,相对于环氧树脂(A)和聚碳酸酯多元醇(B)的羟基的总量1摩尔,封端多异氰酸酯的异氰酸酯基(封端异氰酸酯基)可以从约0.1摩尔~约2摩尔(例如约0.2摩尔~约1.8摩尔)的范围选择,可以为约0.3摩尔~约1.7摩尔(例如约0.5摩尔~约1.5摩尔)、优选为约0.7摩尔~约1.3摩尔(例如约0.8摩尔~约1.2摩尔)、进一步优选为约0.7摩尔~约1.15摩尔(例如约0.75摩尔~约1.1摩尔),也可以为约0.75摩尔~约1.25摩尔(例如约0.9摩尔~约1.1摩尔)。
[固化剂]
本发明的第一处理剂除了含有上述成分以外还可以含有固化剂。作为固化剂,可以对环氧树脂使用各种固化剂,固化剂可以作为封端多异氰酸酯的固化剂发挥功能。
作为固化剂,可以例示胺类(至少具有伯氨基的胺类、具有叔氨基的胺类等)、聚酰胺树脂(具有多个氨基和至少一个酰胺基的聚氨基酰胺、具有咪唑环的聚氨基酰胺等)、酸酐类固化剂(十二碳烯基琥珀酸酐、聚己二酸酐等脂肪族酸酐、六氢邻苯二甲酸酐等脂环族酸酐、均苯四酸酐、二苯甲酮四甲酸酐等芳香族酸酐等)、硫醇固化剂(巯基丙酸酯等)、咪唑类固化剂、甲阶酚醛型酚醛树脂、氨基树脂(脲树脂、三聚氰胺树脂等)、潜伏性固化剂(双氰胺、双氰胺改性多胺等双氰胺类、有机酰肼类、路易斯酸(三氟化硼-胺络合物等)等)等。作为胺类,可以例示二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、二亚丙基二胺、六亚甲基二胺、三甲基六亚甲基二胺、三乙醇胺等脂肪族胺类;薄荷烯二胺、异佛尔酮二胺、双(氨基甲基)环己烷、双(氨基环己基)甲烷等脂环族胺类;苯二胺、双(氨基苯基)甲烷、双(4-氨基-3-甲基苯基)甲烷、双(氨基苯基)砜、苄基二甲胺、2-(二甲基氨基甲基)苯酚、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚等芳香族胺类;苯二甲胺等芳香脂肪族胺类;N,N’-二甲基哌嗪、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)、3,9-双(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷(ATU)、酞菁四胺等杂环式胺类;使用了这些多胺类的改性多胺类(对环氧树脂的加合物、对不饱和化合物的迈克尔加成物、与羟甲基化合物的反应产物等)等。
这些固化剂可以单独使用或组合使用两种以上。固化剂可以是能够赋予高耐热性的固化剂,例如为至少含有咪唑类固化剂的固化剂。咪唑类固化剂对于提高芯线的粘接被膜的耐热性是有用的。在咪唑类固化剂中,在咪唑环的2位,可以取代有甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、己基、辛基、癸基、十一烷基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基等直链状或支链状C1-24烷基、环己基等C3-10环烷基、苯基、萘基等C6-12芳基等取代基。另外,咪唑环的4位可以具有氢原子,在4位也可以取代有甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基等直链状或支链状C1-6烷基。
此外,咪唑类固化剂可以为各种改性物,例如可以是咪唑环的1位的亚氨基(NH基)的活性氢原子被氰乙基化的氰乙基化物、氰乙基化物的氰乙基被三嗪化的三嗪物、在4位和/或5位导入了羟甲基、烷氧基甲基等的改性物、它们的盐(偏苯三酸等多元羧酸盐、异氰脲酸盐等)等。
固化剂的比例相对于环氧树脂100质量份例如可以为约1质量份~约10质量份(例如约2质量份~约8质量份)、优选为约2.5质量份~约7.5质量份(例如约3质量份~约7质量份)、进一步优选为约3.5质量份~约6.5质量份(例如约4质量份~约6质量份)。
[固化促进剂]
需要说明的是,为了促进基于固化剂的固化反应,第一处理剂还可以含有固化促进剂。作为固化促进剂,可以利用作为环氧树脂的固化促进剂惯用的固化剂、固化促进剂,从能够在适度的条件下使环氧树脂固化的观点出发,优选叔胺类。作为叔胺类,可以列举例如三乙胺、三乙醇胺、二甲基氨基乙醇等脂肪族胺、苄基二甲胺、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚等芳香族胺、DBU、DABCO、ATU等杂环式胺等。这些叔胺类可以单独使用或组合使用两种以上。
固化促进剂的比例相对于环氧树脂100质量份可以为10质量份以下(例如为约1质量份~约10质量份、优选为约2质量份~约6质量份、进一步优选为约3质量份~约5质量份)。
[水性介质(水性溶剂)]
含有上述环氧树脂(A)、聚碳酸酯多元醇(B)和封端多异氰酸酯(C)的第一处理剂形成含有水性介质(水性溶剂)的水性处理剂。水性介质(水性溶剂)可以是单独的水,也可以是水与水溶性有机溶剂的混合溶剂。作为水溶性有机溶剂,可以列举例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等醇类;丙酮等酮类;二氧六环等醚类;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺类;N-甲基吡咯烷酮;二甲基亚砜等亚砜类;二醇醚类(例如甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等溶纤剂类;甲基卡必醇、乙基卡必醇等卡必醇类;丙二醇单甲醚等)、二醇醚酯类(例如甲基溶纤剂乙酸酯等溶纤剂乙酸酯、卡必醇乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯等)、乙二醇二甲醚或二乙二醇二甲醚类等。这些水溶性有机溶剂可以单独使用或组合使用两种以上。
水性介质(水性溶剂)多数情况下为以水作为主要成分的溶剂、例如为水含量50质量%以上(优选为75质量%以上、进一步优选为90质量%以上)的溶剂,从减少环境负荷的观点出发,可以为单独的水。
需要说明的是,在使用疏水性(或非水混合性)有机溶剂对选自环氧树脂(A)、聚碳酸酯多元醇(B)和封端多异氰酸酯(C)中的至少一种成分进行水性化(成为水溶液或水分散体)的情况下,可以略微或不可避免地残留有机溶剂。
[其他成分(添加剂)]
如果需要,聚碳酸酯多元醇(B)可以与聚合物多元醇、例如聚丙烯酸多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇等组合使用。
此外,第一处理剂或水性溶剂可以含有表面活性剂或分散剂,这样的成分可以来源于在选自上述成分(A)、(B)和(C)中的至少一种成分的水性化中使用的表面活性剂或分散剂。如果需要,第一处理剂可以含有各种添加剂、例如稳定剂(抗氧化剂、紫外线吸收剂、热稳定剂等)、抗老化剂、反应性稀释剂(低粘度的缩水甘油醚、例如单缩水甘油醚等)、表面处理剂、粘接性改善剂、增粘剂、偶联剂、增塑剂、流平剂、粘度调节剂或流变调节剂、防腐剂、杀菌剂、填充剂或填料、着色剂、润滑剂等添加剂。这些添加剂的总量相对于第一处理剂整体的固体成分可以为约30质量%以下(例如约0.01质量%~约30质量%)、优选为约0.05质量%~约20质量%(例如约0.1质量%~约10质量%)。
需要说明的是,第一处理剂只要含有环氧树脂(A)、聚碳酸酯多元醇(B)和封端多异氰酸酯(C)即可,也可以含有使聚酯多元醇、聚醚多元醇等多元醇与多异氰酸酯(芳香族多异氰酸酯等)的反应产物溶解或分散在水性介质中的水系聚氨酯树脂、和/或橡胶胶乳,但是,在本发明中,即使不含这样的成分,也能够提高耐绽线性、耐弯曲疲劳性、以及与弹性体(或橡胶)的粘接性。
第一处理剂(第一处理液)的固体成分浓度例如可以从约1质量%~约70质量%(例如约3质量%~约50质量%)的范围选择,通常可以为约5质量%~约40质量%(例如约7质量%~约30质量%)、优选为约10质量%~约25质量%(例如约10质量%~约20质量%)。固体成分浓度过高时,有可能处理剂向纤维间的浸渗性或浸透性降低,或者带的耐弯曲疲劳性降低;过低时,有可能纤维间的粘接力降低。
(利用第一处理剂的处理)
第一处理剂(第一处理液)可以使各成分溶解或分散在水性介质中来制备,也可以将各成分的溶液或分散体混合来制备。需要说明的是,如果需要,非水溶性的成分(例如固化剂等)可以溶解在水溶性有机溶剂中再进行混合。
利用第一处理剂(第一处理液)进行的未处理纱(增强纤维、原纱(复丝纱)或捻线绳)的处理可以利用惯用的方法、例如喷雾、涂布、浸渍等方法,多数情况下利用浸渍法。浸渍时间没有特别限制,例如可以从约1秒~约10分钟(例如约2秒~约1分钟)的范围选择,可以为约1秒~约30秒(例如约2秒~约25秒)、优选为约2秒~约20秒(例如约5秒~约15秒)。
用第一处理剂对捻线绳进行处理后,可以根据需要进行干燥。干燥温度例如可以为约80℃~约200℃(例如约100℃~约190℃)、优选为约120℃~约180℃(例如约130℃~约170℃)。干燥时间根据干燥温度例如可以为约10秒~约30分钟、优选为约30秒~约10分钟、进一步优选为约1分钟~约5分钟。此外,干燥可以对捻线绳作用张力进行。张力例如可以为约5N~约20N(例如约7N~约17N)、优选为约10N~约15N。如果在张力的作用下进行干燥,则处理剂容易溶合于捻线绳中,能够减少加捻不均,能够减小因加捻不均而产生的加捻纱的直径的偏差。
第一处理剂对未处理纱(捻线绳等)的附着率[(利用第一处理剂处理后的质量-利用第一处理剂处理前的质量)/利用第一处理剂处理后的质量×100]以固体成分换算计例如可以从约0.1质量%~约10质量%(例如约0.2质量%~约7质量%)的范围选择,可以为约0.5质量%~约5质量%、优选为约0.7质量%~约4质量%、进一步优选为约1质量%~约3质量%。另外,由第一处理剂形成的被膜的平均厚度例如可以从约0.001μm~约20μm(例如约0.005μm~约15μm)的范围选择,可以为约0.01μm~约10μm(例如约0.05μm~约5μm)、优选为约0.1μm~约3μm(例如约0.5μm~约2μm)。
[第二处理剂]
在本发明中,芯线(未处理纱)至少用上述第一水性处理剂处理即可,可以进一步用第二水性处理剂进行处理。因此,本发明的水性处理剂可以含有上述第一水性处理剂(第一水性处理液)和第二水性处理剂(第二水性处理液),本发明也包含上述第一水性处理剂与第二水性处理剂的组合。第二处理剂(第二水性处理剂)至少含有间苯二酚(R)、甲醛(F)和橡胶或胶乳(L),形成间苯二酚-甲醛-胶乳(RFL)处理液。如果用这样的第二处理剂进行处理,则即使是水性也能够进一步提高芯线与传动带主体的粘接性。
间苯二酚(R)和甲醛(F)可以以间苯二酚(R)与甲醛(F)的混合物的形态含有,也可以以它们的缩合物(RF缩合物或具有羟甲基等的缩合物等)形态含有。另外,可以通过利用第二处理剂的处理,通过与第一处理剂的固化剂组合,使RF缩合物(具有羟甲基等的缩合物等)与第一处理剂的环氧树脂(A)和/或封端多异氰酸酯(C)发生反应或共固化。通过这样的反应或共固化,可以在芯线表面形成强韧且牢固的被膜,高度地抑制芯线的绽线。另外,根据胶乳(L)的种类,环氧树脂(A)、封端多异氰酸酯(C)、和/或RF缩合物(具有羟甲基等的缩合物等)与胶乳(L)的橡胶可以反应。
作为RF缩合物,没有特别限制,可以例示例如线型酚醛型、甲阶酚醛型、它们的组合(或混合物)等。从与第一处理剂的环氧树脂反应并且能够在第一处理剂的处理层的表面形成缩合物的被膜的观点出发,RF缩合物优选为线型酚醛型与甲阶酚醛型的组合(混合物)。如果组合线型酚醛型和甲阶酚醛型,则通过第一处理剂在芯线(捻线绳等未处理纱)内部的纤维间固化的环氧树脂与线型酚醛型RF缩合物发生反应,并且大量的甲阶酚醛型RF缩合物在芯线(捻线绳等)的表层部(或外周部)能够形成交联密度高的牢固的RFL被膜。因此,使纤维间粘接的环氧树脂固化物与芯线(捻线绳等未处理纱)的外周部的RFL被膜能够通过线型酚醛型RF缩合物与环氧树脂的反应而形成一体化的固化物,能够提高芯线(捻线绳等未处理纱)与橡胶的粘接性、耐绽线性。
RF缩合物例如可以是在水和碱催化剂(氢氧化钠等碱金属盐;碱土金属盐;氨等)的存在下通过间苯二酚与甲醛的反应而生成的反应产物(例如初期缩合物或预聚物)。需要说明的是,只要不阻碍本发明效果,也可以与间苯二酚一起合用芳香族酚类(可以合用苯酚、甲酚等单羟基芳烃,邻苯二酚、对苯二酚等二羟基芳烃或多羟基芳烃)。另外,作为甲醛,可以使用甲醛的缩合物(例如三烷、多聚甲醛等),也可以使用甲醛的水溶液(福尔马林等)。
关于与甲醛的比例(使用比例),相对于间苯二酚1摩尔,可以从约0.1摩尔~约5摩尔(例如约0.2摩尔~约2摩尔)的范围选择,在生成甲阶酚醛型与线型酚醛型的混合物的情况下,例如可以为约0.3摩尔~约1摩尔(例如约0.4摩尔~约0.95摩尔)、优选为约0.5摩尔~约0.9摩尔(例如约0.6摩尔~约0.85摩尔)、进一步优选为约0.65摩尔~约0.8摩尔(例如约0.7摩尔~约0.8摩尔)。甲醛的比例过多时,甲阶酚醛型RF缩合物的比例过多,因此有可能与环氧树脂的反应降低;相反过少时,线型酚醛型RF缩合物的比例过少,因此有可能基于第二处理剂的被膜的强度降低。
作为构成胶乳的橡胶或弹性体,只要能够对芯线赋予柔软性就没有特别限制,可以例示例如二烯类橡胶[例如天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、丁苯橡胶、乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶(丁腈橡胶)、这些二烯类橡胶的氢化物等]、烯烃类橡胶[例如乙烯-α-烯烃类橡胶(乙烯-α-烯烃弹性体)、聚辛烯橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物橡胶、氯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、烷基化氯磺化聚乙烯橡胶等]、丙烯酸类橡胶、硅橡胶、聚氨酯类橡胶、环氧氯丙烷橡胶、氟橡胶、它们的组合等。这些橡胶可以单独使用或组合使用两种以上。作为胶乳,多数情况下使用乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶的胶乳。需要说明的是,作为橡胶,也可以适当地使用与埋设芯线的橡胶或弹性体相同或同体系的橡胶或弹性体。
关于胶乳的比例,以固体成分换算计,相对于RF缩合物的固体成分100质量份,可以从约30质量份~约700质量份(例如约40质量份~约650质量份)的范围选择,例如可以为约50质量份~约600质量份(例如约75质量份~约500质量份)、优选为约100质量份~约400质量份(例如约125质量份~约300质量份)、进一步优选为约150质量份~约250质量份(例如约200质量份~约250质量份)。
第二处理剂通常含有与第一处理剂同样的水性介质(水等)。另外,如果需要,第二处理剂除了含有与第一处理剂同样的添加剂(表面活性剂或分散剂、稳定剂等添加剂)以外还可以含有参与橡胶或弹性体的硫化或交联的添加剂(例如硫化剂、硫化促进剂、共硫化剂等)。
第二处理剂的固体成分浓度例如可以为约0.1质量%~约30质量%(例如约0.5质量%~约27质量%)、优选为约1质量%~约25质量%(例如约2质量%~约20质量%)、进一步优选为约3质量%~约17质量%(例如约5质量%~约15质量%)。这样的固体成分浓度的第二处理剂将对用第一处理剂进行了处理的未处理纱(捻线绳等)的附着量调整为适度的范围,容易高效地改善芯线的特性。
需要说明的是,利用第二处理剂的处理方法与利用第一处理剂的处理方法同样。干燥温度也可以与上述利用第一处理剂的处理中的干燥温度同样,可以为约150℃~约250℃(例如约170℃~约220℃)。
第二处理剂的附着率[(利用第二处理剂处理后的质量-利用第二处理剂处理前的质量)/利用第二处理剂处理后的质量×100]以固体成分换算计例如可以从约0.1质量%~约25质量%(例如约0.5质量%~约22质量%)的范围选择,可以为约1质量%~约20质量%(例如约1.5质量%~约15质量%)、优选为约2质量%~约10质量%(例如约3质量%~约8质量%)。通过第二处理剂形成的被膜的平均厚度例如可以为约1μm~约30μm、优选为约2μm~约25μm、进一步优选为约5μm~约20μm。
需要说明的是,如上所述,第二处理剂不一定是必须的,但第一处理剂的附着量与第二处理剂的附着量的比率(质量比)以固体成分换算计例如可以从前者/后者=约0.1/1~约20/1(例如约0.3/1~约15/1)的范围选择,可以为约0.5/1~约12/1、优选为约1/1~约10/1、进一步优选为约2/1~约8/1(例如约3/1~约7/1)。
需要说明的是,在本发明中,用第二处理剂处理后,如果需要,可以用含有橡胶或弹性体的第三处理剂(例如水性橡胶胶乳、橡胶的有机溶剂溶液或橡胶糊)进行处理,但是,从简化工序、并且改善作业环境、环境负荷的观点出发,优选不使用至少含有有机溶剂的第三处理剂(橡胶糊)。此外,在本发明中,即使不使用第三处理剂,也能够制造具有高的耐绽线性和耐弯曲疲劳性的芯线,能够改善与基体橡胶的粘接性。
芯线的平均径直径例如可以为约0.3mm~约3.6mm(例如约0.4mm~约3.5mm)、优选为约0.5mm~约3.3mm(例如约0.55mm~约3.1mm)、进一步优选为约0.6mm~约2.7mm(例如约0.7mm~约2.5mm)。
[传动带和其制造方法]
芯线通过用第一水性处理剂对未处理纱进行处理来制备。也可以通过用第一水性处理剂对未处理纱进行处理后用第二水性处理剂进行处理来制备。芯线含有第一处理剂浸透于表面和纤维间(或原纱间)而固化的固化物,如果进而用第二处理剂进行处理,则会含有RFL液与上述环氧树脂反应而固化的固化物。这样的芯线适合作为橡胶增强用芯线、例如传动带用芯线。芯线通常埋设在传动带的橡胶层(交联橡胶层)内使用。
传动带包含上述芯线即可,通常多数情况下具备沿着带主体的长度方向(或周向)埋设有芯线(通常为多个芯线)的橡胶层,也可以与带主体的长度方向平行地以规定的间距并列地埋设。相邻的芯线的间隔(旋压间距)根据芯线直径例如可以为约0.5mm~约4mm(例如约0.6mm~约2.5mm)、优选为约0.7mm~约2.3mm(例如约0.8mm~约2mm),也可以为约0.5mm~约2mm(例如约0.6mm~约1.8mm)、进一步优选为约0.7mm~约1.7mm(例如约0.8mm~约1.5mm)。
传动带的橡胶层可以由含有未硫化橡胶的组合物形成,作为未硫化橡胶,可以列举例如二烯类橡胶(天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶(SBR)、乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶(丁腈橡胶:NBR)、丙烯腈-氯丁二烯橡胶、氢化丁腈橡胶(HNBR)等)、乙烯-α-烯烃弹性体、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)、烷基化氯磺化聚乙烯橡胶(ACSM)、环氧氯丙烷橡胶、丙烯酸类橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶等。这些橡胶成分可以像羧基化SBR、羧基化NBR等那样被羧基化。这些橡胶成分可以单独使用或组合使用两种以上。
橡胶成分优选至少含有乙烯-丙烯共聚物(EPM)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)等乙烯-α-烯烃类弹性体(或乙烯-α-烯烃类橡胶)作为主要成分。
未硫化橡胶组合物可以含有惯用的成分,作为这样的成分,可以列举例如炭黑和/或二氧化硅等增强剂、短纤维、(甲基)丙烯酸锌、(甲基)丙烯酸镁等(甲基)丙烯酸多价金属盐、硫化剂和/或交联剂(有机过氧化物等)、共交联剂(乙二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等烷烃多元醇聚(甲基)丙烯酸酯;(异)氰脲酸三烯丙酯;N,N’-间亚苯基双马来酰亚胺、N,N’-(4,4’-二苯基甲烷双马来酰亚胺等双马来酰亚胺等)、硫化助剂、硫化促进剂(秋兰姆类促进剂等)、硫化促进助剂(硬脂酸等)、硫化延迟剂、金属氧化物(例如氧化锌、氧化镁、氧化钙、氧化钡、氧化铁、氧化铜、氧化钛、氧化铝等)、填充剂(粘土、碳酸钙、滑石、云母等)、增塑剂、表面活性剂、软化剂(石蜡油、环烷烃类油等油类等)、加工剂或加工助剂(硬脂酸金属盐、蜡、石蜡等)、抗老化剂(芳香族胺类抗老化剂、苯并咪唑类抗老化剂等)、粘接性改善剂[间苯二酚-甲醛共缩合物、六甲氧基甲基三聚氰胺等三聚氰胺树脂、它们的共缩合物(间苯二酚-三聚氰胺-甲醛共缩合物等)等]、着色剂、增粘剂、偶联剂(硅烷偶联剂等)、稳定剂(抗氧化剂、紫外线吸收剂、热稳定剂等)、润滑剂、阻燃剂、抗静电剂等。这些添加剂可以单独使用或组合使用。
传动带可以具备帆布等包覆布(或增强布)。
作为这样的传动带,可以列举包布V型带、切边V型带等V型带、多楔带、平带、齿形带等。
代表性地,传动带可以具有粘接橡胶层以及在该粘接橡胶层的一个面具有压缩橡胶层,在粘接橡胶层中埋设有芯线。需要说明的是,也可以在粘接橡胶层的另一个面设置有延伸橡胶层。另外,传动带也可以用增强布被覆(或层叠)由橡胶层形成的带主体的一部分(例如延伸橡胶层和/或压缩橡胶层的表面)或全部。
图1是示出作为传动带的一例的多楔带的概略截面图。在该例子中,具备在带的长度方向上埋设有芯线1的粘接橡胶层2、形成在该粘接橡胶层的一个面(内周面)上的压缩橡胶层3和形成在上述粘接橡胶层的另一个面(外周面或背面)上的延伸橡胶层4,在压缩橡胶层3形成V字形槽的肋5。为了提高传动带的耐侧压性,在压缩橡胶层3中含有聚酰胺短纤维6。需要说明的是,多数情况下粘接橡胶层2、压缩橡胶层3和延伸橡胶层4分别由橡胶组合物形成。另外,在延伸橡胶层4的背面可以层叠由机织物、无纺布、针织物等形成的增强布。
图2是示出作为传动带的另一例的切边V型带的概略截面图。图2所示的带除了在压缩橡胶层3没有形成肋5这点以及为带宽度从外周面向内周面减小的梯形这点以外与图1同样地构成。需要说明的是,在压缩橡胶层3中可以沿着带的长度方向隔开规定间隔形成多个嵌齿(凸部)。另外,在压缩橡胶层3的面(内周面)和延伸橡胶层4的面(外周面)可以层叠由机织物、无纺布、针织物等形成的增强布。
这些传动带可以如下形成:在圆筒状的成形卷筒上依次卷绕压缩橡胶层用未硫化橡胶片和第一粘接橡胶层用未硫化橡胶片,在其上以螺旋状旋压芯线,进一步依次卷绕第二粘接橡胶层用未硫化橡胶片和延伸橡胶层用未硫化橡胶片而形成层叠体,对该层叠体进行硫化而制作硫化带套筒,将该圆筒状的硫化带套筒沿周向切断,由此形成传动带。该切断时,沿周向排列或取向的芯线也被切断,芯线在传动带的侧面(切断面)露出。如果芯线在传动带的侧面露出,则芯线容易散开,以从传动带的侧面散开的芯线为起点,芯线发生从传动带的侧面突出的弹出,弹出的芯线卷绕在旋转的带轮的轴上,传动带有可能断裂。但是,在橡胶层(在图1和图2所示的传动带中为粘接橡胶层)中埋设有用特定的处理剂处理后的芯线,芯线的长丝彼此的集束性高,因此,在传动带的侧面芯线不会散开,能够有效地防止芯线的弹出,能够显著地提高传动带的耐久性。
传动带可以通过包括根据带的种类使芯线沿着带的长度方向埋设在橡胶层中的埋设工序的惯用方法来制造。例如,可以通过如下方法来制造:对在一对未硫化橡胶片(包含未硫化的层叠橡胶片)之间夹持或埋设有用特定的处理剂处理后的芯线的圆筒状的层叠体进行硫化,制作传动带前体(硫化带套筒),将该圆筒状的传动带前体沿周向切断。在本发明中,即使这样进行切断,在传动带的侧面(传动面)也不会产生芯线的起毛、绽线。需要说明的是,多数情况下一对未硫化橡胶片由相同或不同的橡胶组合物形成。
实施例
以下,基于实施例对本发明更详细地进行说明,但本发明不受这些实施例限定。
[绳的制作]
聚芳酰胺捻线绳:将1100dtex的聚芳酰胺纤维的束(长丝数1000)以1×3的捻线构成在初捻系数为4.0、复捻系数为2.8下进行合股加捻而成的总纤度3300dtex(长丝数3000)的加捻绳
[第一处理剂]
制备含有下述成分的第一处理剂。即,将表1所示的第一处理剂的成分混合,在室温下搅拌10分钟,制作各种第一处理剂(处理液)。
双酚A型环氧树脂水系分散液:吉村油化学株式会社制造的“ユカレジンNE-307H”(分子量约2900、环氧当量1750~2200g/eq、软化点(环球法)128℃的双酚A型环氧树脂(三菱化学株式会社“jER#1007”)的水系分散液)、固体成分浓度50质量%
聚碳酸酯多元醇水分散液:吉村油化学株式会社制造的“ユカレジンPEP-50”、固体成分浓度60质量%、羟基当量(固体成分)267g/eq
需要说明的是,如上所述,羟基当量可以基于羟值基于式:羟基当量=1/[(羟值mgKOH/g)/1000/56.1]来算出。
封端多异氰酸酯水分散液:吉村油化学株式会社制造的“ユカレジンAK-81”(以六亚甲基二异氰酸酯作为基体,解离温度约140℃的封端多异氰酸酯的水分散液)、固体成分浓度45质量%、异氰酸酯基当量(固体成分)360g/eq
咪唑类:四国化成工业株式会社制造的“キュアゾール2E4MZ-CN”
[表1]
表中,※“官能团数之比”表示双酚A型环氧树脂的OH基的数量:聚碳酸酯多元醇的OH基的数量:封端多异氰酸酯的NCO基的数量之比。
※※“OH基的摩尔比”表示双酚A型环氧树脂的OH基的数量/聚碳酸酯多元醇的OH基的数量之比。
※※※“NCO基的摩尔比”表示封端多异氰酸酯的NCO基的摩尔数相对于双酚A型环氧树脂和聚碳酸酯多元醇的OH基的总量1摩尔的比。
[第二处理剂]
表2中示出第二处理剂(RFL液)的构成成分。首先,在水中添加间苯二酚并在室温下搅拌30分钟使其溶解后,添加37质量%甲醛,进而在室温下搅拌30分钟使其反应,得到X液。
接着,将胶乳用水稀释,制成Y液,在搅拌的同时添加X液并进行混合。使该混合液在25℃熟化6天后,用水(Z液)稀释成固体成分浓度为10质量%,制作第二处理剂(RFL液)。
需要说明的是,作为胶乳,使用苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶共聚物(日本Zeon株式会社制造)。
[表2]
表2第二处理剂
[芯线的制备]
将未处理的聚芳酰胺捻线绳在第一处理剂(25℃)中浸渍10秒钟后,在150℃干燥2分钟,接着在第二处理剂(25℃)中浸渍10秒钟后,在200℃干燥2分钟,得到附着有粘接成分的处理绳。
[多楔带的制作]
作为带的未硫化橡胶组合物,使用以下成分。
EPDM:DuPont Dow Elastomer Japan株式会社制造的“IP3640”、门尼粘度40(100℃)
氧化锌:正同化学工业株式会社制造的“氧化锌3种”
炭黑HAF:东海碳素株式会社制造的“シ一スト3”
硬脂酸:日油株式会社制造的“硬脂酸つばき”
含水二氧化硅:Tosoh Silica株式会社制造的“Nipsil VN3”、BET比表面积240m2/g
间苯二酚·甲醛缩合物:间苯二酚小于20%、甲醛小于0.1%
抗老化剂:精工化学株式会社制造的“ノンフレツクスOD3”
硫化促进剂DM:二硫化二(2-苯并噻唑)
六甲氧基羟甲基三聚氰胺:PowerPlast公司制造的“PP-1890S”
聚酰胺短纤维:旭化成株式会社制造的“66尼龙”
棉短纤维:平均纤维直径13μm、平均纤维长度6mm
巯基苯并咪唑:大内新兴化学工业株式会社制造的“ノクラックMB”
石蜡类软化剂:出光兴产株式会社制造的“ダイアナプロセスオイル”
二苯甲酰基·醌二肟:大内新兴化学工业株式会社制造的“バルノックDGM”
有机过氧化物:化薬アクゾ株式会社制造的“パーカドックス14RP”。
首先,在表面平滑的圆筒状的成形模具的外周,卷绕一层(重叠1张)带橡胶的棉帆布,在该棉帆布的外侧卷绕由表3所示的橡胶组合物形成的未硫化的粘接橡胶层用片。接着,从粘接橡胶层用片上在以0.95mm的间距并列的状态下以螺旋状旋压地卷绕处理绳,进一步在其上依次卷绕由上述橡胶组合物形成的未硫化的粘接橡胶层用片和由表4所示的橡胶组合物形成的未硫化的压缩橡胶层用片。在压缩橡胶层用片的外侧配置有硫化用护套的状态下,将成形模具放入硫化罐中进行硫化。将硫化而得到的筒状的硫化橡胶套筒从成形模具取出,将硫化橡胶套筒的压缩橡胶层利用研磨机同时磨削出多个V字形槽后,以对硫化橡胶套筒进行环切的方式在周向上进行切断,由此得到形成有三个肋的周长1100mm的多楔带。需要说明的是,该带不具备延伸橡胶层。
[表3]
表3粘接橡胶层用组合物
构成成分 | 质量份 |
EPDM | 100 |
硬脂酸 | 1 |
氧化锌 | 5 |
炭黑HAF | 35 |
含水二氧化硅 | 20 |
间苯二酚·甲醛缩合物 | 2 |
抗老化剂 | 2 |
硫化促进剂DM | 2 |
六甲氧基羟甲基三聚氰胺 | 2 |
硫 | 1 |
合计 | 170 |
[表4]
表4压缩橡胶层用组合物
构成成分 | 质量份 |
EPDM | 100 |
聚酰胺短纤维 | 15 |
棉短纤维 | 25 |
氧化锌 | 5 |
硬脂酸 | 1 |
巯基苯并咪唑 | 1 |
炭黑HAF | 60 |
石蜡类软化剂 | 10 |
有机过氧化物 | 4 |
二苯甲酰基·醌二肟 | 2 |
合计 | 223 |
然后,如下所述对所得到的多楔带和芯线的特性进行评价。
[耐绽线性的评价]
对带侧面进行目视观察,确认芯线的绽线的有无。
[芯线-橡胶间粘接性的评价]
如图3所示,在所得到的多楔带中,将带背面的帆布剥离后,在与橡胶层粘接的芯线1中,从压缩橡胶层侧的粘接橡胶层2抽出两条相邻的芯线1a,在将多楔带的一端用夹具21a夹持的状态下,用自动绘图仪(株式会社岛津制作所制造的“AGS-J10kN”)的夹具21b夹持,以50mm/分钟的拉伸速度进行剥离试验,测定气氛温度为23℃时的芯线1与粘接橡胶层2的粘接力(两条芯线的剥离力)。
[耐久走行试验]
如图4所示,将所得到的多楔带卷绕于驱动带轮11(直径120mm、转速:4900rpm)、从动带轮12(直径120mm、负荷:8.8kW)、惰轮13(直径85mm)和张紧带轮14(直径45mm、轴载荷:60kgf(恒定)),在120℃的气氛温度下走行直至达到寿命。
另外,使走行时间在200小时停止,测定耐久走行试验前后的拉伸强度,由此进行耐弯曲疲劳性的评价。具体而言,对于200小时走行前后的带拉伸强度,使用万能试验机(株式会社岛津制作所制造的“UH-200kNX”)在拉伸速度为50mm/分钟的条件下进行拉伸,测定带断裂时的强度,通过下式计算强度保持率。
强度保持率(%)=(耐久走行试验后的强度/耐久走行试验前的强度)×100
将结果示于下述表5中。
[表5]
实施例1~9中,耐绽线性、粘接性和耐弯曲疲劳性优良。不含聚碳酸酯多元醇的比较例1中,可能由于粘接被膜的韧性低而耐绽线性和耐弯曲疲劳性降低。另外,通过实施例1~5的比较可知,如果聚碳酸酯多元醇的比率过低,则强度保持率(耐弯曲疲劳性)降低。即,实施例3和5中,相对于多元醇,环氧树脂相对较多,粘接被膜的韧性不太高,因此,与实施例2相比强度保持率较低。另一方面可知,如果聚碳酸酯多元醇的比率过高,则两条芯线的剥离力(粘接性)降低。此外,通过实施例2和实施例6~9的比较可知,如果封端多异氰酸酯的比率过低,则粘接性降低。另一方面可知,如果封端多异氰酸酯的比率过高,则耐弯曲疲劳性降低。
详细且参考特定的实施方式对本发明进行了说明,但对于本领域技术人员而言显而易见的是,在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种变更和修正。
本申请基于2019年3月19日提出的日本专利申请2019-051513和2020年2月28日提出的日本专利申请2020-33980,其内容以参考的方式并入本说明书中。
产业上的可利用性
本发明的水性处理剂对于制备传动带的芯线是有用的,如果使用这样的芯线,则能够大幅改善传动带的耐绽线性和耐弯曲疲劳性,也能够提高与橡胶的粘接性,能够大幅提高耐久性。因此,能够有效地用于与V型带等的橡胶层粘接而用于提高抗张力的传动带。
符号说明
1…芯线
2…粘接橡胶层
3…压缩橡胶层
4…延伸橡胶层
5…肋
Claims (16)
1.一种水性处理剂,其是用于对传动带用未处理纱进行处理而制备芯线的水性处理剂,其中,所述水性处理剂至少含有第一水性处理剂,所述第一水性处理剂含有环氧树脂(A)、聚碳酸酯多元醇(B)和封端多异氰酸酯(C)。
2.如权利要求1所述的水性处理剂,其中,所述环氧树脂(A)含有双酚型环氧树脂(A1),所述聚碳酸酯多元醇(B)含有聚碳酸酯二醇(B1),所述封端多异氰酸酯(C)含有选自脂肪族多异氰酸酯或其衍生物和芳香族多异氰酸酯、且解离温度为120~180℃的至少一种封端多异氰酸酯。
3.如权利要求1或2所述的水性处理剂,其中,在固体成分或不挥发成分中,所述环氧树脂(A)的环氧当量为450~5000g/eq,所述聚碳酸酯多元醇(B)的羟基当量为200~600g/eq,所述封端多异氰酸酯(C)的异氰酸酯基当量为200~600g/eq。
4.如权利要求1~3中任一项所述的水性处理剂,其中,所述环氧树脂(A)的羟基与所述聚碳酸酯多元醇(B)的羟基的摩尔比为前者/后者=45/55~95/5,相对于所述环氧树脂(A)和所述聚碳酸酯多元醇(B)的羟基的总量1摩尔,所述封端多异氰酸酯(C)的异氰酸酯基的比例为0.7~1.3摩尔。
5.如权利要求1~4中任一项所述的水性处理剂,其中,所述第一水性处理剂还含有固化剂。
6.如权利要求5所述的水性处理剂,其中,所述固化剂含有咪唑类固化剂。
7.如权利要求1~6中任一项所述的水性处理剂,其中,所述水性处理剂还含有第二水性处理剂,所述第二水性处理剂含有间苯二酚、甲醛和胶乳。
8.一种传动带用芯线,其含有利用权利要求1~6中任一项所述的水性处理剂进行了处理的未处理纱。
9.一种传动带用芯线,其含有依次利用权利要求1~6中任一项所述的水性处理剂以及含有间苯二酚、甲醛和胶乳的第二水性处理剂进行了处理的未处理纱。
10.如权利要求8或9所述的传动带用芯线,其中,所述未处理纱含有选自由聚芳酰胺纤维和聚酯纤维组成的组中的至少一种。
11.如权利要求8~10中任一项所述的传动带用芯线,其中,所述未处理纱含有对位系聚芳酰胺纤维。
12.如权利要求8~11中任一项所述的传动带用芯线,其中,所述未处理纱为捻线绳。
13.一种传动带,其含有权利要求8~12中任一项所述的传动带用芯线。
14.如权利要求13所述的传动带,其中,所述传动带用芯线埋设在硫化橡胶层内。
15.一种传动带用芯线的制造方法,其中,将未处理纱利用权利要求1~6中任一项所述的水性处理剂进行处理。
16.如权利要求15所述的传动带用芯线的制造方法,其中,将所述未处理纱利用所述水性处理剂进行处理后,利用含有间苯二酚、甲醛和胶乳的第二水性处理剂进行处理。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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