JP2002339255A - ゴム製品の補強用繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐油性に優れたゴム製品、例えば、エンジン
オイルと接触する環境下で極めて長い時間使用できるタ
イミングベルトを得ることが可能な、ゴム製品の補強繊
維を提供する。 【解決手段】 レゾルシンとホルムアルデヒドとの水溶
性縮合物、固形状アクリロニトリル−ブタジエン共重合
体のラテックス、及び、液状アクリロニトリル−ブタジ
エン共重合体のラテックスを含有する処理剤により形成
された被膜によって、ガラス繊維が被覆されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイミングベルト
を始めとするゴムベルトやタイヤ等のゴム製品の補強材
として用いられる、ゴム製品の補強用繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】タイミングベルトを始めとするゴムベル
トやタイヤ等のゴム製品に用いられる補強用繊維は、ゴ
ム製品の基材となるゴム組成物と繊維との接着性を高め
たり、ゴム製品の耐久性を高めたりするために、ゴム系
の処理剤により形成された被膜で被覆されているのが一
般的である。このゴム系の処理剤としては、レゾルシン
とホルムアルデヒドとの水溶性縮合物及びゴムラテック
スを主成分として含有する処理剤（いわゆるＲＦＬ処理
剤、以下このように略記する場合がある）や、ゴム組成
物を有機溶剤に溶解させた処理剤（いわゆるゴム糊、以
下このように略記する場合がある）が知られている。

【０００３】上記のＲＦＬ処理剤としては例えば、特開
昭５０−３１８４号公報には、レゾルシノール−アルデ
ヒド樹脂２〜１０重量部、ブタジエン−スチレン−ビニ
ルピリジンターポリマー２０〜６０重量部、カルボキシ
化ブタジエン−スチレン樹脂１５〜４０重量部、及び、
パラフィンワックス等の非相溶性ワックス３〜３０重量
部からなるガラス繊維用の含浸剤が提案されている。

【０００４】また、特開昭５５−１１４５５１号公報に
は、ブタジエン−スチレン−ビニルピリジン三元共重合
体、ブタジエンを主とするゴム状重合体、及び、レゾル
シノール−ホルムアルデヒド樹脂を含有するガラス繊維
用の熱硬化性接着組成物が提案されている。

【０００５】また、特開平１−２２１４３３号公報に
は、レゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂、ブタジエン−
スチレン−ビニルピリジンターポリマー、及び、クロロ
スルフォン化ポリエチレンを特定の量比で含有するガラ
ス繊維含浸用液状組成物が提案されている。

【０００６】更に、特開平４−１０３６３４号公報に
は、レゾルシンとホルムアルデヒドとの水溶性縮合物、
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
テックスを含有する処理剤が提案されている。

【０００７】一方、上記のゴム糊としては例えば、特開
昭６３−２３４０７５号公報には、固形アクリロニトリ
ル−ブタジエン共重合体１００重量部と、液状アクリロ
ニトリル−ブタジエン共重合体および／または官能基含
有液状アクリロニトリル−ブタジエン共重合体５〜７０
重量部と、フェノール樹脂および／またはエポキシ樹脂
５〜７０重量部と、樹脂硬化剤０．１〜１０重量部とか
らなる組成物１００重量部、及び、３０〜１０００重量
部の溶剤からなる接着剤が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のゴム系の処理剤により形成された被膜で被覆されて
いる補強用繊維は、特にタイミングベルトの補強材（芯
線）として用いられる場合において、次のような問題点
を有している。

【０００９】自動車エンジンのコンパクト化の要求に対
応するために、近年、クランクシャフトの動力をカムシ
ャフトやポンプ等に伝達するための動力伝達機構（以
下、単に動力伝達機構と略記する）に用いられる動力伝
達手段としてのゴム製のタイミングベルトが、金属製の
サイレントチェインへ置換えられる傾向にある。すなわ
ち、従来の自動車エンジンにおいては動力伝達機構がエ
ンジンブロックの外側に設置されており、また、それに
用いられる動力伝達手段として同等の強度や耐久性を有
するものどうしを比較すると、タイミングベルトよりサ
イレントチェインの方が幅寸法が小さいという状況にあ
る。このような状況であるため、動力伝達手段をタイミ
ングベルトからサイレントチェインへ置換えれば、クラ
ンクシャフトの軸方向におけるエンジン寸法を１０〜２
０ｍｍ短くすることが可能であり、これが上記の置換え
傾向の主な理由となっている。

【００１０】一方、動力伝達機構をエンジンブロックの
内側に設置すれば、動力伝達手段としてタイミングベル
トを用いた場合であっても、上記と同様にクランクシャ
フトの軸方向におけるエンジン寸法を１０〜２０ｍｍ短
くすることが可能となり、タイミングベルトを用いた場
合のメリットである軽量性、静粛性やメンテナンスの容
易さ等を生かすことができる。

【００１１】しかし、エンジンブロックの内側に設置し
た動力伝達機構においては、エンジンオイルと接触する
環境下で動力伝達手段を用いなければならず、動力伝達
手段に高い耐油性が必要とされる。

【００１２】この場合、上記従来のＲＦＬ処理剤により
形成された被膜で被覆されている補強用繊維を補強材
（芯線）として用いたタイミングベルトは、いずれも、
ゴム自体の耐油性が比較的低いスチレンを共単量体の一
つとしている共重合体のラテックスを使用するために、
耐油性が低く、エンジンオイルと接触する環境下で極め
て長い時間使用できるタイミングベルトとしては実用化
が不可能であった。

【００１３】また、特開平４−１０３６３４号公報に開
示されたＲＦＬ処理剤や、特開昭６３−２３４０７５号
に開示されたゴム糊のように、ゴム自体の耐油性が比較
的高いアクリロニトリル−ブタジエン共重合体（いわゆ
るＮＢＲ）を配合した処理剤を使用することも考えられ
る。

【００１４】しかし、上記の特開平４−１０３６３４号
公報に開示されたＲＦＬ処理剤により形成された被膜で
被覆されている補強繊維を用いたタイミングベルトであ
っても、やはり、ゴム自体の耐油性が比較的低いビニル
ピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体のラテックス
を併用するために耐油性は不十分であり、また、このビ
ニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体ラテック
スを使用せずに、同公報に例示されているような一般的
な固形状ＮＢＲのラテックスのみをラテックス成分とし
て配合したとしても、補強用繊維でのタック性（粘着性
の度合い）が低くなり、使用時間の経過に伴ってベルト
が伸びて動力伝達機構の機能に支障をきたすという問題
を有している。

【００１５】更に、特開昭６３−２３４０７５号に開示
されたようなゴム糊を用いる場合、ゴム糊は有機溶剤に
ゴム成分等を溶解させたものであるので、同程度の濃度
において、ゴムラテックスを使用する水を分散媒とした
ＲＦＬ処理剤とこのゴム糊とを比較すると、後者は極め
て粘度が高いものとなる。接着剤として繊維製品の表面
にのみ塗布すれば十分に機能できる用途においては、こ
のような高粘度のゴム糊であっても支障はないが、タイ
ミングベルトを始めとするゴムベルトの補強材（芯線）
として用いられる連続繊維（糸）の場合には、多数のガ
ラスモノフィラメントを集束させたものであるガラス繊
維の表面を処理剤が被覆するだけではなく、その内部に
まで処理剤が含浸されている必要があり、この含浸が不
十分であると、ゴムベルトの耐久性能が低下してしま
う。したがって、上記の従来技術のようなゴム糊は、処
理剤をガラス繊維の内部にまで含浸させる必要があるゴ
ムベルトの補強材のような用途においては、使用できな
いという問題点を有している。

【００１６】したがって、本発明は上記問題点を解消す
るためになされたものであり、その目的は、耐油性に優
れたゴム製品、例えば、エンジンオイルと接触する環境
下で極めて長い時間使用できるタイミングベルトを得る
ことが可能な、ゴム製品の補強繊維を提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のゴム製品の補強用繊維は、レゾルシンとホ
ルムアルデヒドとの水溶性縮合物、固形状アクリロニト
リル−ブタジエン共重合体のラテックス、及び、液状ア
クリロニトリル−ブタジエン共重合体のラテックスを含
有する処理剤により形成された被膜によって、ガラス繊
維が被覆されていることを特徴とする。

【００１８】本発明のゴム製品の補強用繊維によれば、
上述のような耐油性を有する特定の成分を含有する処理
剤により形成された被膜によってガラス繊維が被覆され
ているので、これを補強材として用いたゴム製品の耐油
性を高めることができ、特に、これを芯線として用いた
タイミングベルトは耐油性が良好である。すなわち、固
形状のアクリロニトリル−ブタジエン共重合体ラテック
スに加えて液状のアクリロニトリル−ブタジエン共重合
体のラテックスを用いるために補強用繊維のタック性が
高くなっており、補強用繊維を構成するガラス繊維（下
撚り糸）どうしの密着性が向上するので、使用時間の経
過に伴うベルトの伸縮が生じて動力伝達機構の機能に支
障をきたすという問題はなく、かつ、油との接触や屈曲
疲労によってベルトの強度が著しく低下したりするとい
う問題もない。

【００１９】なお、上記ゴム製品の補強用繊維において
は、固形状アクリロニトリル−ブタジエン共重合体のラ
テックスが、自己架橋型アクリロニトリル−ブタジエン
共重合体のラテックス、又は、ソープフリーのアクリロ
ニトリル−ブタジエン共重合体ラテックスであることが
好ましい。これにより、最終的に得られるタイミングベ
ルトの耐油性や耐熱性をより高めることができる。

【００２０】また、前記処理剤が、更に、ハロゲン含有
ポリマーのラテックス、アクリレート系ポリマーのラテ
ックス及びエポキシ樹脂エマルジョンの中から選ばれた
一種以上の成分を含有するものであってもよい。これに
より、後述する第２の処理剤により形成される第２の被
膜に対する接着性を高めたり、自動車エンジンの稼動の
時間経過に伴ってエンジンオイルへ微量に混入する金属
酸化物、窒素酸化物又は硫黄酸化物の影響に対する耐性
を高めることができる。

【００２１】また、上記したような特定の成分を含有す
る処理剤により形成された被膜によって被覆されている
ガラス繊維が、更に、ゴム、加硫剤及び無機充填材を含
有する第２の処理剤により形成された第２の被膜によっ
て被覆されていることが好ましい。これにより、タイミ
ングベルトを始めとするゴムベルトやタイヤ等のゴム製
品の基材となるゴム組成物との接着性をより高めること
ができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明について詳細に説
明する。以下の記載においては、特に断りがない限り、
「部」なる単位は「質量部」を意味し、また、「％」な
る単位は「質量百分率」を意味する。

【００２３】まず、レゾルシンとホルムアルデヒドとの
水溶性縮合物、固形状アクリロニトリル−ブタジエン共
重合体のラテックス、及び、液状アクリロニトリル−ブ
タジエン共重合体のラテックスを含有する処理剤（以
下、第１の処理剤という）について説明する。

【００２４】第１の処理剤に配合するレゾルシンとホル
ムアルデヒドとの水溶性縮合物（以下、ＲＦ縮合物とい
う）としては、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、
アミン等のアルカリ性触媒の存在下で、レゾルシンとホ
ルムアルデヒドとを反応させて得られた、オキシメチル
基に富んだ、レゾルシンとホルムアルデヒドとの水溶性
の初期の付加縮合物（レゾルシノール）を使用すること
ができる。特に、レゾルシンとホルムアルデヒドとを
１：０．３〜２．５のモル比で反応させたＲＦ縮合物が
好ましい。

【００２５】第１の処理剤に配合する固形状アクリロニ
トリル−ブタジエン共重合体のラテックス（以下、固形
状ＮＢＲラテックスという）とは、分散媒を除去した
後、常温において、蒸発残留分として固形状のアクリロ
ニトリル−ブタジエン共重合体（いわゆるＮＢＲ）が得
られるラテックスのことである。ここで固形状とは、塊
状や被膜状のものを包含する。この固形状ＮＢＲラテッ
クスとしては、結合アクリロニトリル量が１５〜５０％
であるアクリロニトリル−ブタジエン共重合体のラテッ
クスが好ましい。

【００２６】また、最終的に得られるタイミングベルト
の耐油性や耐熱性をより高めることができることから、
上記固形状ＮＢＲラテックスとしては、自己架橋型アク
リロニトリル−ブタジエン共重合体のラテックス（以
下、自己架橋型ＮＢＲラテックスという）、又は、ソー
プフリーのアクリロニトリル−ブタジエン共重合体ラテ
ックス（以下、ソープフリーＮＢＲラテックスという）
であることが好ましく、自己架橋型ＮＢＲラテックスで
あることが特に好ましい。

【００２７】自己架橋型ＮＢＲラテックスとは、自己架
橋できる単量体がアクリロニトリル−ブタジエン共重合
体に導入されている共重合体のラテックスのことであ
り、このような自己架橋型ＮＢＲラテックスとしては、
Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド等のエチレン性
単量体をアクリロニトリル及びブタジエンと共に共重合
させたアクリロニトリル−ブタジエン共重合体のラテッ
クスを用いることができる。

【００２８】また、ソープフリーＮＢＲラテックスと
は、乳化剤としての界面活性剤を含有しないか極めて含
有量が少ないラテックスのことであり、このようなソー
プフリーＮＢＲラテックスとしては、アルカリ可溶性オ
リゴマーを乳化剤として用いて単量体を乳化重合して得
たアクリロニトリル−ブタジエン共重合体のラテックス
を用いることができる。

【００２９】第１の処理剤に配合する液状アクリロニト
リル−ブタジエン共重合体のラテックス（以下、液状Ｎ
ＢＲラテックスという）とは、分散媒を除去した後、常
温において、蒸発残留分として液状又は粘稠状のアクリ
ロニトリル−ブタジエン共重合体（いわゆるＮＢＲ）が
得られるラテックスのことである。この液状ＮＢＲラテ
ックスとしては、重量平均分子量が１０００〜７０００
０であり、結合アクリロニトリル量が１５〜５０％であ
るアクリロニトリル−ブタジエン共重合体のラテックス
が好ましい。

【００３０】第１の処理剤には、上記のＲＦ縮合物、固
形状ＮＢＲラテックス及び液状ＮＢＲラテックス以外
に、必要に応じて、老化防止剤等の従来のＲＦＬ処理剤
に用いられているものと同様の添加剤、他のゴムラテッ
クス、又は、樹脂エマルジョンを配合してもよい。老化
防止剤としては、鉱油の液状乳化物を挙げることがで
き、他のゴムラテックスとしては、ハロゲン含有ポリマ
ーのラテックス、アクリレート系ポリマーのラテック
ス、スチレン−ブタジエン共重合体のラテックス、ポリ
ブタジエンのラテックスを挙げることができ、樹脂エマ
ルジョンとしては、エポキシ樹脂エマルジョン、アクリ
ル樹脂エマルジョン、フェノキシ樹脂エマルジョンを挙
げることができる。

【００３１】上記ハロゲン含有ポリマーのラテックスに
おけるハロゲン含有ポリマーとしては、例えば、塩素化
ゴム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチ
レンを挙げることができ、クロロスルフォン化ポリエチ
レンであることが好ましい。また、上記アクリレート系
ポリマーのラテックスにおけるアクリレート系ポリマー
としては、例えば、アクリル酸アルキルエステル又はメ
タクリル酸アルキルエステルの重合体にカルボキシル
基、アクリロニトリル基又はスチレン基を導入したポリ
マーであって、弾性を有するゴム状のものを挙げること
ができる。更に、上記エポキシ樹脂エマルジョンにおけ
るエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂を
挙げることができる。

【００３２】特に、後述する第２の処理剤により形成さ
れる被膜に対する接着性をより高めるためや、自動車エ
ンジンの稼動の時間経過に伴ってエンジンオイルへ微量
に混入する金属酸化物、窒素酸化物又は硫黄酸化物の影
響に対する耐性を高めるために、第１の処理剤に必要に
応じて配合される上述の成分の中でも、ハロゲン含有ポ
リマーのラテックス、アクリレート系ポリマーのラテッ
クス及びエポキシ樹脂エマルジョンの中から選ばれた一
種以上の成分を配合することが好ましい。

【００３３】本発明における第１の処理剤は、上記のＲ
Ｆ縮合物、固形状ＮＢＲラテックス、液状ＮＢＲラテッ
クス及び必要に応じて配合される上述の成分と、水とを
常法にしたがって混合することによって得ることができ
る。この第１の処理剤においては、固形状ＮＢＲラテッ
クス１００部に対して液状ＮＢＲラテックスを１０〜９
００部の比率で配合することが好ましく、３０〜３００
部の比率で配合することがより好ましく、６５〜１５０
部の比率で配合することが特に好ましい。液状ＮＢＲラ
テックスの比率が１０部未満の場合には、得られる補強
用繊維のタック性（粘着性の度合い）が低くなり、最終
的に得られるタイミングベルトが使用時間の経過に伴っ
て伸びる等の問題が発生する場合があり、液状ＮＢＲラ
テックスの割合が９００部を超えると、得られる補強用
繊維のタック性が極めて高くなって、補強用繊維の製造
に支障をきたす場合がある。なお、上記比率は蒸発残留
分としての比率である。

【００３４】また、第１の処理剤に必要に応じて配合さ
れる上述の成分の固形状ＮＢＲラテックス１００部に対
する比率としては、他のゴムラテックスは１０〜４００
部であることが好ましく、３０〜３００部であることが
より好ましく、樹脂エマルジョンは２〜７０部であるこ
とが好ましく、５〜１８部であることがより好ましい。
なお、上記比率は他の成分と同様に蒸発残留分としての
比率である。

【００３５】また、第１の処理剤の全蒸発残留分を基準
にしたとき、ＲＦ縮合物の割合は蒸発残留分として０．
５〜１５％であることが好ましく、１〜１０％であるこ
とが特に好ましい。一方、固形状ＮＢＲラテックスと液
状ＮＢＲラテックスと必要に応じて配合される他のゴム
ラテックス又は樹脂エマルジョンとを合わせた全ラテッ
クスとしての割合は、蒸発残留分として８５〜９９．５
％であることが好ましく、９０〜９９％であることが特
に好ましい。全ラテックスの割合が上記の範囲を外れる
と、得られる補強用繊維とゴムとの接着性や、最終的に
得られるタイミングベルトの耐屈曲疲労性に問題が生じ
る場合がある。

【００３６】更に、第１の処理剤の濃度、言い換える
と、第１の処理剤中における上記のＲＦ縮合物、固形状
ＮＢＲラテックス、液状ＮＢＲラテックス、及び、必要
に応じて配合される成分のそれぞれの蒸発残留分の合計
量の比率は、１０〜５０％であることが好ましく、２０
〜４０％であることがより好ましい。該濃度が１０％未
満であるとガラス繊維へ第１の処理剤を充分な量で含浸
させることが困難となる場合があり、また、５０％を超
えると第１の処理剤の安定性が悪くなりゲル化し易くな
る場合がある。

【００３７】本発明においてガラス繊維は、特に制限は
なく、従来のゴム製品の補強用繊維に用いられている連
続ガラス繊維と同様のものを使用することができ、例え
ば、直径７〜９μｍのガラスモノフィラメントの２００
〜６００本を集束させて得たものを使用することができ
る。なお、このガラス繊維には、シランカップリング剤
及びフィルム形成剤等を含有する集束剤が付与されてい
ることが好ましい。また、ガラスモノフィラメントを形
成するガラスの組成としては、特に制限はなく、Ｅガラ
スやＳガラス等を挙げることができる。

【００３８】本発明のゴム製品の補強用繊維は、上記第
１の処理剤により形成された被膜（以下、第１の被膜と
いう）によって上記ガラス繊維が被覆されているもので
あるが、タイミングベルトを始めとするゴムベルトやタ
イヤ等のゴム製品の基材となるゴム組成物との接着性を
より高めるために、更に、ゴム、加硫剤及び無機充填材
を含有する第２の処理剤により形成された第２の被膜に
よって被覆されていることが好ましい。この第２の処理
剤としては、例えば、特開昭６３−１２６９７５号公報
や特開平１１−２４１２７５号公報に開示されている処
理剤を用いることができる。

【００３９】また、上記のような第２の被膜によって被
覆されている本発明のゴム製品の補強用繊維は、特開平
３−２６９１７７号公報や特開平７−１９０１４９号公
報に開示されているように、第３の処理剤により形成さ
れた第３の被膜によって更に被覆されていてもよい。

【００４０】第２の処理剤に配合するゴムとしては、ハ
ロゲン含有ポリマー、水素化ニトリルゴムを挙げること
ができる。このハロゲン含有ポリマーとしては、塩素化
ゴム、クロロプレンゴム、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、クロロスルフォン化ポリエチレン等を使用すること
ができるが、これらの中でも、クロロスルフォン化ポリ
エチレンを使用することが好ましい。

【００４１】また、加硫剤としては、ポリニトロソ芳香
族化合物やベンゾキノン類等を使用することができ、ポ
リニトロソ芳香族化合物としてはｐ−ジニトロソベンゼ
ンやポリｐ−ジニトロソベンゼンを挙げることができ、
ベンゾキノン類としてはテトラクロロベンゾキノン、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を挙げることができる。これら
の中でも、ポリｐ−ジニトロソベンゼン、テトラクロロ
ベンゾキノン、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を使用するこ
とが好ましい。

【００４２】無機充填材としては、シリカやカーボンブ
ラック等のゴム組成物の充填材として一般的に用いられ
るものを使用することができる。更に、第２の処理剤に
は、上記の成分以外に、必要に応じてイソシアネートや
添加剤を配合してもよい。

【００４３】イソシアネートとしては、メチレンジフェ
ニルイソシアネート（ＭＤＩ）、トルエンジイソシアネ
ート（ＴＤＩ）、トリフェニルメタントリイソシアネー
ト、ナフタリンジイソシアネート（ＮＤＩ）等使用する
ことができる。イソシアネート単量体は揮発性が大きい
ために、安全性と取扱い性の面で好ましくなく、２量体
等の比較的分子量が小さく反応性に富んだポリイソシア
ネートを使用することが好ましい。このポリイソシアネ
ートは重合度が２〜１０のものであることが好ましい。
また、添加剤としては、軟化剤、老化防止剤、加硫促進
剤等を挙げることができる。

【００４４】本発明における第２の処理剤は、上記のゴ
ム、加硫剤、無機充填材及び必要に応じて配合されるイ
ソシアネート又は添加剤と、有機溶剤とを常法にしたが
って混合し各成分を溶解させることによって得ることが
できる。この有機溶剤としては、従来のゴム糊に用いら
れているものを使用することができ、例えば、キシレ
ン、トルエン、メチルエチルケトン等を挙げることがで
きる。

【００４５】この第２の処理剤にイソシアネートを配合
する場合においては、ゴムに対するイソシアネートの割
合が質量比で１００：１０〜１００であることが好まし
い。イソシアネートの割合が上記範囲より大きいと、得
られる補強用繊維の耐熱性や耐屈曲疲労性が低下する場
合があり、イソシアネートの割合が上記範囲より小さい
と得られる補強用繊維のゴム組成物に対する接着性が低
下する場合がある。

【００４６】また、第２の処理剤の有機溶剤を含めた全
体を基準にしたとき、ゴムとイソシアネートとを合わせ
たものの割合は３〜１５％であることが好ましく、５〜
１０％であることがより好ましい。両者の割合が３％未
満であるとガラス繊維へ第２の処理剤を充分な量で塗布
することが困難となる場合があり、また、１５％を超え
ると第２の処理剤の粘度が大きくなりすぎて、ガラス繊
維へ塗布する際にむらになりやすくなる場合がある。

【００４７】更に、第２の処理剤の有機溶剤を含めた全
体を基準にしたとき、加硫剤の割合は０．３〜２％であ
ることが好ましく、０．６〜１％であることがより好ま
しい。同様に、無機充填材の割合は０．５〜５％である
ことが好ましく、１〜３％であることがより好ましい。
加硫剤の割合が０．３％未満であると加硫剤としての機
能が不十分となって、得られる補強用繊維の第１の被膜
と第２の被膜との間での剥離が起き易くなる場合があ
り、また、２％を超えると得られる補強用繊維と最終的
に得られるゴム製品の基材ゴムとの間での剥離が起き易
くなる場合がある。

【００４８】次に、本発明のゴム製品の補強用繊維の製
造方法について説明するが、例示した製造方法に限定さ
れるものではない。

【００４９】まず、上述したような第１の処理剤を満た
した液槽にガラス繊維を連続的に浸漬させて、第１の処
理剤をガラス繊維に付着・含浸させた後、続いて、その
ガラス繊維を２００〜３５０℃の熱風炉等の中で連続的
に加熱して、第１の処理剤を乾燥・固化させることによ
り第１の被膜を形成し、被覆ガラス繊維を得る。

【００５０】このとき、被覆ガラス繊維における第１の
処理剤の付着量、すなわち被覆ガラス繊維に対する第１
の被膜の比率は、蒸発残留分として１２〜２５％である
ことが好ましく、１６〜２２％であることがより好まし
い。付着量が１２％未満であると、被覆ガラス繊維の個
々のガラスモノフィラメントが第１の被膜によって十分
に被覆され難くいので、モノフィラメントどうしが接触
してそれらの摩擦によって摩耗しやすくなり、最終的に
得られたゴムベルト等の耐屈曲疲労性が低下する場合が
あるため好ましくない。一方、付着量が２５％を超える
と被膜の柔軟性が乏しくなって、やはり最終的に得られ
たゴムベルト等の耐屈曲疲労性が低下する場合があるた
め好ましくない。

【００５１】次に、上記被覆ガラス繊維を１本ずつ個々
に、或いは複数本合わせつつ、リング撚糸機等の撚糸機
によって下撚りして下撚り糸とする。この下撚り工程で
の撚り数は０．５〜４回／２５ｍｍであることが好まし
い。なお、無撚りの状態で一旦巻き取った被覆ガラス繊
維を下撚りして下撚り糸としてもよいが、被覆ガラス繊
維を得る上記工程の巻き取り装置を撚糸機として、被覆
ガラス繊維を得る工程と下撚り工程とを併せ行うことに
よって下撚り糸を得てもよい。

【００５２】次に、上記下撚り糸の５〜２０本を合わせ
つつ、リング撚糸機又はフライヤー撚糸機等の撚糸機を
用いて上撚りして上撚り糸とし、本発明のゴム製品の補
強用繊維を得る。この上撚り工程での撚り数は０．５〜
４回／２５ｍｍであることが好ましく、従来のゴム製品
の補強用繊維と同様に、上撚り工程での撚り方向は下撚
り工程での撚り方向と逆方向にする。

【００５３】上記のガラス繊維を第１の被膜で被覆する
工程、下撚り工程及び上撚り工程によって得られた本発
明のゴム製品の補強用繊維は、そのままでもゴム製品の
補強材として用いることができるが、上記したように、
タイミングベルトを始めとするゴムベルトやタイヤ等の
ゴム製品の基材となるゴム組成物との接着性をより高め
るために、特に、耐熱性等の高い性能を要求されるゴム
製品の補強材として適用可能とするために、第２の処理
剤により形成された第２の被膜によって被覆されている
ことが好ましい。この場合においては、上記の工程に加
えて、以下の工程による処理を上撚り糸に施す。

【００５４】すなわち、上記したような第２の処理剤を
満たした液槽に上記上撚り糸を連続的に浸漬させて、第
２の処理剤を上撚り糸に付着させた後、続いて、その上
撚り糸を１２０〜２００℃の熱風炉等の中で連続的に加
熱して、第２の処理剤を乾燥・固化させることにより第
２の被膜を形成し、本発明のゴム製品の補強用繊維を得
る。このとき、補強用繊維における第２の処理剤の付着
量、すなわち補強用繊維に対する第２の被膜の比率は、
蒸発残留分として０．５〜１０％であることが好まし
く、２〜７％であることがより好ましい。付着量が０．
５％未満であると補強用繊維とゴム製品の基材となるゴ
ム組成物との接着性を高める効果が不十分となる場合が
あり、付着量が１０％を超えるとかえって接着性を阻害
する場合がある。

【００５５】なお、本発明のゴム製品の補強用繊維によ
って補強すべきゴム製品の基材となるゴム組成物には特
に限定はないが、耐油性や耐熱性が良好なタイミングベ
ルトを得ることができる点で、上記ゴム組成物は水素化
ニトリルゴムを主成分とするものであることが好まし
い。

【００５６】

【実施例】以下に、本発明を実施例によって更に詳細に
説明する。 ［実施例１］固形状ＮＢＲラテックスとしての自己架橋
型ＮＢＲラテックス（商品名「ＡＦ１００１」、日本ゼ
オン社製、蒸発残留分４５％）２６．７部、液状ＮＢＲ
ラテックス（商品名「１３１２」、日本ゼオン社製、蒸
発残留分３３％）３６．４部、ＲＦ縮合物（蒸発残留分
７％）１４．３部、及び、イオン交換水を混合して濃度
２５％の第１の処理剤を得た。

【００５７】次に、高強度ガラス（Ｓガラス）からなる
直径７μｍのガラスモノフィラメントの２００本を、集
束剤を付与しつつ集束した後、乾燥させてガラス繊維を
得た。このガラス繊維の３本を引き揃えつつ、上記第１
の処理剤を満たした液槽に連続的に浸漬させて、第１の
処理剤をガラス繊維に付着・含浸させた後、連続して該
ガラス繊維を温度２５０℃の熱風炉の中で１分間連続的
に加熱して、第１の処理剤を乾燥・固化させて第１の被
膜を形成させ、被覆ガラス繊維を得た。なお、第１の処
理剤の付着量は被覆ガラス繊維に対して蒸発残留分とし
て１８％とした。

【００５８】更に、上記被覆ガラス繊維を１本ずつ、撚
り数が２回／２５ｍｍとなるようにリング撚糸機を用い
て下撚りして下撚り糸を得た。続いて、上記下撚り糸１
１本を引き揃えつつ、下撚りとは逆の撚り方向で撚り数
が２回／２５ｍｍとなるように、別のリング撚糸機を用
いて上撚りして上撚り糸を得た。

【００５９】次に、ハロゲン含有ポリマーとしてのクロ
ロスルフォン化ポリエチレン（商品名「ハイパロン４
０」、昭和ネオプレン社製）１０部、ポリイソシアネー
ト（商品名「ＭＲ−２００」、日本ポリウレタン社製）
５部、加硫剤としてのｐ，ｐ’−ジベンゾイルベンゾキ
ノンジオキシム２部、無機充填材としてのカーボンブラ
ック５部、及び、有機溶剤としてのトルエンを混合して
濃度１０％の第２の処理剤を得た。

【００６０】上記上撚り糸を、上記第２の処理剤を満た
した液槽に連続的に浸漬させて、第２の処理剤を上撚り
糸に付着させた後、該上撚り糸を温度１３０℃の熱風炉
の中で１分間連続的に加熱して、第２の処理剤を乾燥・
固化させて第２の被膜を形成させ、本発明のゴム製品の
補強用繊維を得た。なお、第２の処理剤の付着量は補強
用繊維に対して蒸発残留分として３．５％とした。 ［実施例２］実施例１の第１の処理剤に配合した自己架
橋型ＮＢＲラテックス２６．７部に代えて、固形状ＮＢ
ＲラテックスとしてのソープフリーＮＢＲラテックス
（商品名「ＳＸ１５０３」、日本ゼオン社製、蒸発残留
分４２％）２８．６部を配合し、更に、アンモニア水
（濃度１８％）０．５部を加えて濃度２５％の第１の処
理剤を得た以外は、実施例１と同一のガラス繊維及び第
２の処理剤を用いて、実施例１と同一の製造方法及び製
造条件によって本発明のゴム製品の補強用繊維を得た。 ［実施例３］実施例１の第１の処理剤に配合した自己架
橋型ＮＢＲラテックス２６．７部に代えて、固形状ＮＢ
Ｒラテックス（商品名「１５６２」、日本ゼオン社製、
蒸発残留分４１％）２９．３部を配合し、更に、アンモ
ニア水（濃度１８％）０．５部を加えて濃度２５％の第
１の処理剤を得た以外は、実施例１と同一のガラス繊維
及び第２の処理剤を用いて、実施例１と同一の製造方法
及び製造条件によって本発明のゴム製品の補強用繊維を
得た。 ［比較例１］ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン三
元共重合体ラテックス（商品名「２５１８ＦＳ」、日本
ゼオン社製、蒸発残留分４０．５％）３５．７部、カル
ボキシル変性スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス
（商品名「２５７０Ｘ５」、日本ゼオン社製、蒸発残留
分４１％）１７．９部、鉱油の液状乳化物（蒸発残留分
５０％）２．８部、ＲＦ縮合物（蒸発残留分７％）２
５．７部、アンモニア水（濃度１８％）２．０部、及
び、イオン交換水を混合して濃度２５％の第１の処理剤
を得た。

【００６１】上記第１の処理剤を使用した以外は、実施
例１と同一のガラス繊維及び第２の処理剤を用いて、実
施例１と同一の製造方法及び製造条件によってゴム製品
の補強用繊維を得た。 ［比較例２］固形状ＮＢＲラテックスとしての自己架橋
型ＮＢＲラテックス（商品名「ＡＦ１００１」、日本ゼ
オン社製、蒸発残留分４５％）５３．３部、ＲＦ縮合物
（蒸発残留分７％）１４．３部、及び、イオン交換水を
混合して濃度２５％の第１の処理剤を得た。

【００６２】上記第１の処理剤を使用した以外は、実施
例１と同一のガラス繊維及び第２の処理剤を用いて、実
施例１と同一の製造方法及び製造条件によってゴム製品
の補強用繊維を得た。 ［比較例３］固形状ＮＢＲラテックスとしてのソープフ
リーＮＢＲラテックス（商品名「ＳＸ１５０３」、日本
ゼオン社製、蒸発残留分４２％）５７．１部、ＲＦ縮合
物（蒸発残留分７％）１４．３部、アンモニア水（濃度
１８％）０．５部、及び、イオン交換水を混合して濃度
２５％の第１の処理剤を得た。

【００６３】上記第１の処理剤を使用した以外は、実施
例１と同一のガラス繊維及び第２の処理剤を用いて、実
施例１と同一の製造方法及び製造条件によってゴム製品
の補強用繊維を得た。 ［比較例４］固形状ＮＢＲラテックス（商品名「１５６
２」、日本ゼオン社製、蒸発残留分４１％）５８．５
部、ＲＦ縮合物（蒸発残留分７％）１４．３部、アンモ
ニア水（濃度１８％）０．５部、及び、イオン交換水を
混合して濃度２５％の第１の処理剤を得た。

【００６４】上記第１の処理剤を使用した以外は、実施
例１と同一のガラス繊維及び第２の処理剤を用いて、実
施例１と同一の製造方法及び製造条件によってゴム製品
の補強用繊維を得た。 ［試験例］上記実施例１〜３及び比較例１〜４によって
得られた各ゴム製品の補強用繊維を補強材とし、表１に
示した配合のゴム組成物を基材として幅９ｍｍ、厚さ２
ｍｍ、長さ４００ｍｍの平ベルトをそれぞれ作製し、以
下に示す方法で耐油性を評価した。

【００６５】なお、この平ベルトは、短冊状の平ゴム板
の中心部に１本の補強用繊維が埋設され、かつ、埋設さ
れた補強用繊維が平ゴム板の両端部それぞれから延出さ
れている構造のものであり、平ゴム板の部分が上記の寸
法のベルト部分とされている。

【００６６】

【表１】

【００６７】耐油性の評価方法 （１）注油屈曲疲労後の引張り強さ保持率 図１に示す構造の注油屈曲疲労試験機を用いて試験を行
った。図１においては、３個の直径３０ｍｍの平プーリ
ー２１、２２及び２３が回転可能な状態で往復運動部２
に固定されており、この往復運動部２は滑走可能な状態
でスライドレール３に接合されている。上記往復運動部
２は、これに接合されているエアーシリンダー４のシリ
ンダー軸４１によって駆動され、図中の矢印の方向で往
復運動する。また、スライドレール３は架台６及び７に
固定され、更にエアーシリンダー４が架台６に固定され
ており、架台６及び７が基盤８に固定されている。

【００６８】まず、上記の注油屈曲疲労試験機１に平ベ
ルト５を図１に示すように装着した。すなわち、平ベル
ト５のベルト部分５１を上記平プーリー２１、２２及び
２３のそれぞれに沿わせて掛け、平ベルト５の端部から
延出されている補強用繊維５２の一方をプーリー９及び
１０に掛けた後に、基盤８に固定されているボルト１２
に固定し、補強用繊維５２の他方をプーリー１１に掛け
た後に平ベルト５に張力を与えるための錘１３（質量１
１．５ｋｇ）に接合した。

【００６９】そして、平ベルト５と平プーリー２１とが
接触する部分に自動車用エンジンオイルを１時間当たり
１００ｃｃの量で、図示しない供給装置によって上方か
ら滴下しながら、片道の移動距離を１８０ｍｍとして往
復運動部２を移動させ、往復運動に伴って、平ベルト５
と平プーリー２１、２２及び２３とが接触する部分を移
動させてベルト部分５１に屈曲を与えることにより平ベ
ルト５に注油屈曲疲労試験を施した。

【００７０】なお、往復運動部２、平プーリー２１、２
２及び２３、並びに平ベルト５の周囲を囲むように設置
された図示しない恒温槽によって、雰囲気温度を１２０
℃に維持した。

【００７１】試験は往復運動部２の一往復を１回と計数
して毎分６０回の速さで移動させ、１００万回往復動さ
せて平ベルト５を屈曲疲労させた後、注油屈曲疲労試験
機１から平ベルト５を取り外し、その引張り強さを、測
定機の引張り速度が２５０ｍｍ／分の条件で測定した。

【００７２】評価は、注油屈曲疲労試験後の平ベルトの
引張り強さの値を、同じ補強用繊維を用いて同じ条件で
作製した注油屈曲疲労試験をしていない平ベルトの引張
り強さの値で除した値を百分率に換算して引張り強さ保
持率とし、これを平ベルトの注油屈曲疲労試験による引
張り強さの低下の度合いを評価する指標とした。その結
果を表２に示す。

【００７３】（２）注油屈曲疲労後の平ベルトの伸縮 上記の各平ベルトのベルト部分に間隔が約３００ｍｍの
二つの標線をけがき、その間隔を０．１ｍｍオーダーま
で測定した後、注油屈曲疲労試験機に装着し、上記と同
様の条件で試験を施した。

【００７４】１００万回の往復運動による注油屈曲疲労
試験後、試験機から平ベルトを取り外し、前記標線の間
隔を０．１ｍｍオーダーまで測定した。そして、試験後
の標線間隔の値から試験前の標線間隔の値を差し引いた
値を、試験前の標線間隔の値で除した値を百分率に換算
して伸び率とし、これを平ベルトの注油屈曲疲労試験後
の伸縮の度合いを評価する指標とした。その結果を表２
に示す。

【００７５】

【表２】

【００７６】表２に示した評価結果から、比較例１〜４
の補強用繊維を用いた平ベルトは、耐油性に劣っている
ことが分かる。すなわち、従来の一般的な組成のＲＦＬ
処理剤を用いた補強用繊維（比較例１）及びＮＢＲラテ
ックス成分は含有するが、固形状ＮＢＲラテックスのみ
を配合して液状ＮＢＲラテックスを配合していないＲＦ
Ｌ処理剤を用いた補強用繊維（比較例２〜４）において
は、得られた平ベルトの注油屈曲疲労試験後の引張り強
さ保持率が極めて低く、高温下での屈曲疲労及びエンジ
ンオイルとの接触によって補強用繊維が大きなダメージ
を受けて引張り強さが低下していることが分かる。

【００７７】また、比較例１の補強用繊維を用いた平ベ
ルトにおいては、注油屈曲疲労試験後の伸び率が−０．
２％と縮んでおり、平ベルトの伸び率がこの程度である
と、実際のタイミングベルト（歯付ベルト）による注油
走行試験においては、取付け張力が大幅に上昇し、プー
リーと噛合う際のタイミングベルトの磨耗が著しくな
り、タイミングベルトが早期に破損してしまう。更に、
比較例２〜４の補強用繊維を用いた平ベルトにおいて
は、注油屈曲疲労試験後の伸び率が＋０．２％と伸びて
おり、平ベルトの伸び率がこの程度であると、実際のタ
イミングベルトによる注油走行試験においては、取付け
張力がほとんどなくなってタイミングベルトのばたつき
が発生し、タイミングベルトが早期に破損してしまう。
したがって、比較例１〜４の補強用繊維を用いたタイミ
ングベルトは、耐油性が低いことが分かる。

【００７８】これに対し、本発明のゴム製品の補強用繊
維である実施例１〜３においては、得られた平ベルトの
注油屈曲疲労試験後の引張り強さ保持率が高く、かつ、
注油屈曲疲労試験後の平ベルトの伸び率が±０であって
平ベルトの伸縮がないことから、ＲＦ縮合物と固形状Ｎ
ＢＲラテックスと液状ＮＢＲラテックスとをガラス繊維
の被覆処理剤として組合せることにより、従来の一般的
な処理剤や、固形状ＮＢＲを単独で配合した処理剤では
得られない優れた耐油性を得ることができることが分か
る。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のゴム製品
の補強用繊維によれば、ＲＦ縮合物、固形状ＮＢＲラテ
ックス及び液状ＮＢＲラテックスを含有する処理剤によ
り形成された被膜によって、ガラス繊維が被覆されてい
るので、これをゴムベルト、タイヤ等のゴム製品の補強
材、特にタイミングベルトの補強材として使用した場合
には、タイミングベルトの耐油性を大幅に向上させるこ
とができる。また、この効果は、固形状ＮＢＲラテック
スとして自己架橋型ＮＢＲラテックス又はソープフリー
ＮＢＲラテックスを用いた場合には顕著である。したが
って、本発明のゴム製品の補強用繊維を用いたタイミン
グベルトは、自動車エンジンのエンジンブロック内のよ
うな油と直接接触する過酷な環境下においても使用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 注油屈曲疲労試験機の構造を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１ 注油屈曲疲労試験機 ２ 往復運動部 ３ スライドレール ４ エアーシリンダー ５ 平ベルト ６、７ 架台 ８ 基盤 ９、１０、１１ プーリー １２ ボルト １３ 錘 ２１、２２、２３ 平プーリー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋村 馨 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 服部 公司 東京都千代田区神田鍛冶町３丁目６番地３ 旭ファイバーグラス株式会社内 (72)発明者 阿部 雅義 東京都千代田区神田鍛冶町３丁目６番地３ 旭ファイバーグラス株式会社内 (72)発明者 安藤 公博 東京都千代田区神田鍛冶町３丁目６番地３ 旭ファイバーグラス株式会社内 Ｆターム(参考） 4L033 AA09 AB01 AB03 AC11 CA34 CA68 CA70

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レゾルシンとホルムアルデヒドとの水溶
   性縮合物、固形状アクリロニトリル−ブタジエン共重合
   体のラテックス、及び、液状アクリロニトリル−ブタジ
   エン共重合体のラテックスを含有する処理剤により形成
   された被膜によって、ガラス繊維が被覆されていること
   を特徴とするゴム製品の補強用繊維。
2. 【請求項２】 前記固形状アクリロニトリル−ブタジエ
   ン共重合体のラテックスが、自己架橋型アクリロニトリ
   ル−ブタジエン共重合体のラテックスである請求項１記
   載のゴム製品の補強用繊維。
3. 【請求項３】 前記固形状アクリロニトリル−ブタジエ
   ン共重合体のラテックスが、ソープフリーのアクリロニ
   トリル−ブタジエン共重合体ラテックスである請求項１
   記載のゴム製品の補強用繊維。
4. 【請求項４】 前記処理剤が、更に、ハロゲン含有ポリ
   マーのラテックス、アクリレート系ポリマーのラテック
   ス及びエポキシ樹脂エマルジョンの中から選ばれた一種
   以上の成分を含有するものである請求項１〜３のいずれ
   か一つに記載のゴム製品の補強用繊維。
5. 【請求項５】 前記処理剤により形成された前記被膜に
   よって被覆されているガラス繊維が、更に、ゴム、加硫
   剤及び無機充填材を含有する第２の処理剤により形成さ
   れた第２の被膜によって被覆されていることを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれか一つに記載のゴム製品の補強
   用繊維。