JP2003096407A - エチレン・α−オレフィンゴム組成物と繊維との接着体の製造方法及び伝動ベルト - Google Patents
エチレン・α−オレフィンゴム組成物と繊維との接着体の製造方法及び伝動ベルトInfo
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Abstract
ベルトの心線となる繊維コードやカバー帆布のような織
物等とを良好に接着することができるエチレン・α−オ
レフィンゴム組成物と繊維との接着体の製造方法及び伝
動ベルトを提供することを目的とする。 【解決手段】 繊維をエチレン・α−オレフィン−ジエ
ン共重合体ゴムラテックスからなるレゾルシン−ホルマ
リン−ゴムラテックス液で付着処理し、更にエチレン・
α−オレフィンゴムにシリカを含めたゴム組成物からな
るゴム糊でオーバーコート処理した後、エチレン・α−
オレフィンゴムの未加硫ゴム組成物と密着加硫せしめた
ことを特徴とするエチレン・α−オレフィンゴム組成物
と繊維との接着体の製造方法にある。
Description
フィンゴム組成物と繊維との接着体の製造方法及び伝動
ベルトに係り、詳しくはエチレン・α−オレフィンゴム
組成物と繊維コード等とを良好に接着することができる
エチレン・α−オレフィンゴム組成物と繊維との接着体
の製造方法及び伝動ベルトに関する。
社会的要請を背景に、自動車のエンジンルーム周辺の雰
囲気温度は従来に比べて上昇してきている。これにとも
ない伝動ベルトの使用環境温度も高くなってきた。従
来、伝動ベルトは主として天然ゴム、スチレン−ブタジ
エンゴム、クロロプレンゴムが使用されてきたが、高温
雰囲気下では、硬化した圧縮ゴム層で早期にクラックを
生じるという問題が発生した。
従来からクロロプレンゴムの耐熱性の改善が検討されて
きたが、これに代わり最近ではエチレン−プロピレン系
ゴム(EPR)あるいはエチレン−プロピレン−ジエン
共重合体ゴム(EPDM)等のエチレン−α−オレフィ
ンエラストマーが優れた耐熱性、耐寒性を有し、比較的
に安価なポリマーであり、伝動ベルトへの使用も検討さ
れつつあり、例えば特開平6−345948号公報に開
示されている。
ムは引き裂き力が低く、パーオキサイド架橋系を用いる
と、更に引き裂き力が低下して、走行時に心線がポップ
アウトしやすいという問題があった。一方、硫黄架橋系
を用いたものは、加硫度を十分に上げるのが困難である
ため、走行時に摩耗が多くなり、特にVリブドベルトで
は、摩耗紛がリブ部間の底部で蓄積され粘着摩耗を起こ
しやすく、これが発音を引き起こす大きな問題になって
いた。また、加硫度を上げるために、分子内の二重結合
量の極めて多いEPDMを用いると、粘着摩耗はある程
度改善できるが、耐熱性が低下するという不具合が発生
した。
レフィンエラストマーと繊維コードとの接着方法にあ
る。具体的には、繊維材料をレゾルシン−ホルマリン−
スチレン−ブタジエン−ビニルピリジンラテックスとを
含有するディップ液に浸漬処理した後、EPDMゴム組
成物と加硫接着する方法(特開平8−113657号公
報)、またレゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス接
着液で接着処理した繊維材料と、メチレン供与体、メチ
レン受容体及び珪酸化合物と配合したEPDMゴム組成
物と加硫接着する方法(特開平8−113656号公
報)などが試みられてきた。
ホルマリン−スチレン−ブタジエン−ビニルピリジンラ
テックスを含有するディップ液で処理する場合には、接
着力が改善されても、これを伝動ベルトの心線のような
繰り返し屈曲疲労をうける部位に使用した場合には、心
線と接着ゴム層とが早期に剥離することがあった。
び珪酸化合物と配合したEPDMゴム組成物を使用した
場合でも、同様に繰り返し屈曲疲労をうける部位に使用
すると、心線と接着ゴム層とが早期に剥離することがあ
った。
・α−オレフィンゴム組成物と伝動ベルトの心線となる
繊維コードやカバー帆布のような織物等とを良好に接着
することができるエチレン・α−オレフィンゴム組成物
と繊維との接着体の製造方法及び伝動ベルトを提供する
ことを目的とする。
の発明は、エチレン・α−オレフィンゴム組成物と繊維
との接着物において、上記繊維をエチレン・α−オレフ
ィン−ジエン共重合体ゴムラテックスからなるレゾルシ
ン−ホルマリン−ゴムラテックス液(RFL処理液)で
付着処理し、更にエチレン・α−オレフィンゴムにシリ
カを含めたゴム組成物からなるゴム糊でオーバーコート
処理した後、エチレン・α−オレフィンゴムの未加硫ゴ
ム組成物と密着加硫せしめたエチレン・α−オレフィン
ゴム組成物と繊維との接着体の製造方法にあり、オーバ
ーコート処理液にシリカを含めたエチレン・α−オレフ
ィンゴム組成物を使用することによって繊維とエチレン
・α−オレフィンゴム組成物との加硫接着力を高めるこ
とができる。
するゴム組成物中のシリカはエチレン・α−オレフィン
ゴム100質量部に対して5〜40質量部であるエチレ
ン・α−オレフィンゴム組成物と繊維との接着体の製造
方法にあり、繊維とエチレン・α−オレフィンゴム組成
物との加硫接着力をより一段と高めることができる。
ト処理液に使用するゴム組成物中のエチレン・α−オレ
フィンゴムが60〜90質量%であるエチレン・α−オ
レフィンゴム組成物と繊維との接着体の製造方法にあ
る。
向に沿って心線を埋設した接着ゴム層と、圧縮ゴム層を
含む弾性体層からなる動力伝動ベルトにおいて、心線と
してエチレン・α−オレフィン−ジエン共重合体ゴムラ
テックスからなるレゾルシン−ホルマリン−ゴムラテッ
クス液で付着処理し、更にエチレン・α−オレフィンゴ
ムにシリカを含めたゴム組成物からなるゴム糊でオーバ
ーコート処理したコードを、エチレン・α−オレフィン
ゴム組成物からなる接着ゴム層に埋設した動力伝動用ベ
ルトであり、ベルト初期接着力、ベルト残存接着力が向
上し、ベルト走行寿命が長くなることが期待できる。
ベルト長さ方向に沿って繊維コードをエチレン・α−オ
レフィンゴム組成物中に埋設した接着ゴム層と、エチレ
ン・α−オレフィンゴム組成物からなるベルト長さ方向
に延びる複数のリブ部を積層したVリブドベルトであ
る。
オレフィンゴムとしては、エチレンとα−オレフィン
(プロピレン、ブテン、ヘキセン、あるいはオクテン)
の共重合体、あるいは、エチレンと上記α−オレフィン
と非共役ジエンの共重合体であり、具体的にはエチレン
−プロピレンゴム(EPM)やエチレン−プロピレン−
ジエンターポリマー(EPDM)からなるゴムをいう。
上記ジエン成分としては、エチリデンノルボルネン、ジ
シクロペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、シクロオ
クタジエン、メチレンノルボルネンなどの炭素原子数5
〜15の非共役ジエンが挙げられる。
が使用される。有機過酸化物としては、例えばジクミル
パーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−
ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイ
ド、1,3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピ
ル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブ
チルパーオキシ)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−
2,5−(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−
ジメチル−2,5−モノ(t−ブチルパーオキシ)ヘキ
サン等を挙げることができる。この有機過酸化物は、単
独もしくは混合物として、通常エチレン−α−オレフィ
ンエラストマー100gに対して0.005〜0.02
モルgの範囲で使用される。
合することによって、架橋度を上げて粘着摩耗等の問題
を防止することができる。架橋助剤として挙げられるも
のとしては、TIAC、TAC、1,2ポリブタジエ
ン、不飽和カルボン酸の金属塩、オキシム類、グアニジ
ン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチ
レングリコールジメタクリレート、N−N‘−m−フェ
ニレンビスマレイミド、硫黄など通常パーオキサイド架
橋に用いるものである。
ブラック、シリカのような増強剤、炭酸カルシウム、タ
ルクのような充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色
剤のような通常のゴム配合物に使用されるものが使用さ
れる。
ポリエチレンテレフタレート繊維(PET繊維)、ポリ
エチレンナフタレート繊維(PEN繊維)のようなポリ
エステル繊維であり、その形態としてのコード、織物が
使用される。
によって処理される。 (イ)繊維をエチレン・α−オレフィン−ジエン共重合
体ゴムラテックスからなるRFL処理液で処理し、更に
エチレン・α−オレフィンゴムにシリカを含めたゴム組
成物からなるゴム糊でオーバーコート処理した後、エチ
レン・α−オレフィンゴムの未加硫ゴム組成物と密着加
硫する。
及びエポキシ化合物からなる前処理液で付着処理し、上
記RFL処理液で付着処理し、更にエチレン・α−オレ
フィンゴムにシリカを含めたゴム組成物からなるゴム糊
でオーバーコート処理した後、エチレン・α−オレフィ
ンゴムの未加硫ゴム組成物と密着加硫することもでき
る。また前処理では、未処理の繊維をイソシアネート化
合物又は/及びエポキシ樹脂で室温に設定した処理液に
0.5〜30秒間浸漬した後、150〜190℃に調節
したオーブンに2〜5分間通して乾燥される。
縮合物をエチレン・α−オレフィン−ジエン共重合体ゴ
ムラテックスと混合したものであり、この場合レゾルシ
ンとホルマリンのモル比は1:2〜2:1にすることが
接着力を高める上で好適である。モル比が1/2未満で
は、レゾルシン−ホルマリン樹脂の三次元化反応が進み
過ぎてゲル化し、一方2/1を超えると、逆にレゾルシ
ンとホルマリンの反応があまり進まないため、接着力が
低下する。そして、上記RFL液に加硫促進剤もしくは
加硫促進剤と加硫剤を添加してもよい。
体ゴムラテックスとして、その代表的なものとしてエチ
レン−プロピレン−ジエンモノマーラテックスゴムがあ
り、ジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエ
ン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、
1,4−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどがあげ
られる。
以下の2種類あり、一つは、固形ポリマーを溶剤に溶か
した後、相変化させて水に乳化分散させ、ラテックスと
する方法で、もう一つは、乳化させたモノマーを重合し
てそのままラテックスとする方法である。後述の実施例
では前者の方法で製造したエチレン−プロピレン−ジエ
ンモノマーラテックスを用いているが、いずれの方法で
製造したものでもよい。
物と上記ゴムラテックスの固形分質量比は1:2〜1:
8が好ましく、この範囲を維持すれば接着力を高める上
で好適である。上記の比が1/2未満の場合には、レゾ
ルシン−ホルマリンの樹脂分が多くなり、皮膜が固くな
り動的な接着が悪くなり、他方1/8を超えると、レゾ
ルシン−ホルマリンの樹脂分が少なくなるため、逆に皮
膜が柔らかくなり、接着力が低下する。
は、エチレン・α−オレフィンゴムにシリカ、カーボン
ブラック、加硫促進剤等を含めることができる。エチレ
ン・α−オレフィンゴムは前述ものものと同じであり、
エチレンとα−オレフィン(プロピレン、ブテン、ヘキ
セン、あるいはオクテン)の共重合体、あるいは、エチ
レンと上記α−オレフィンと非共役ジエンの共重合体で
あり、具体的にはエチレン−プロピレンゴム(EPM)
やエチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPD
M)からなるゴムをいう。上記ジエン成分としては、エ
チリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1,4
−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボ
ルネンなどの炭素原子数5〜15の非共役ジエンが挙げ
られる。
径、PH等は特に限定しない。その添加量はエチレン・
α−オレフィンゴム100質量部に対して、5〜40質
量部である。5質量部未満では、未加硫ゴムとの接着が
不十分であり、一方40質量部を超えると、ゴムの粘度
が上昇して繊維への浸透性が劣り、接着力が低下する。
F、ISAF、HAF、FF、FEF、GPF、SR
F、FT、MT等があり、特に規定しない。その添加量
はエチレン・α−オレフィンゴム100質量部に対し
て、5〜50質量部である。5質量部未満では、処理繊
維の経時接着力の低下が大きく、また50質量部を超え
ると、ゴムの粘度が上昇して繊維への浸透性が劣り、接
着力が低下する。
物中のエチレン・α−オレフィンゴム分が60〜90質
量%である。60質量%未満では、ゴムの粘度が上昇し
て繊維への浸透性が劣り、接着力が低下し、他方90質
量%を超えると、処理繊維の経時接着力の低下が大きく
なる。
合物としては、例えば4,4’−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、トリレン2,4−ジイソシアネート、ポ
リメチレンポリフェニルジイソシアネート、ヘキサメチ
レンジイソシアネート、ポリアリールポリイソシアネー
ト(例えば商品名としてPAPIがある)等がある。こ
のイソシアネート化合物もトルエン、メチルエチルケト
ン等の有機溶剤に混合して使用される。
ール類、第3級アルコール類、第2級アルコール類等の
ブロック化剤を反応させてポリイソシアネートのイソシ
アネート基をブロック化したブロック化ポリイソシアネ
ートも使用可能である。
は、例えばエチレングリコール、グリセリン、ペンタエ
リスリトール等の多価アルコールや、ポリエチレングリ
コール等のポリアルキレングリコールとエピクロルヒド
リンのようなハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成
物や、レゾルシン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジ
メチルメタン、フェノール.ホルムアルデヒド樹脂、レ
ゾルシン.ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類
やハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物などであ
る。上記エポキシ化合物はトルエン、メチルエチルケト
ン等の有機溶剤に混合して使用される。
えば図1に示すVリブドベルトの心線に使用される。こ
のVリブドベルト1によると、接着ゴム層3中の撚糸コ
ードを素材とする高強度で低伸度のコードよりなる心線
2を接着ゴム層3中に埋設し、その下側に弾性体層であ
る圧縮ゴム層4を有している。この圧縮ゴム層4にはベ
ルト長手方向にのびる断面略三角形の複数のリブ7が設
けられている。また、ベルト表面にはゴム付帆布5を設
けてもよいが、設ける必要もない。
は、エチレン・α−オレフィンゴム100質量部に対し
て、アラミド、ナイロン、ポリステル、ビニロン、綿な
ど短繊維を1〜50質量部、好ましくは5〜25質量部
含有してもよい。
して心線との接着を良好にするためにも、上記エチレン
・α−オレフィンゴム組成物であって硫黄により架橋で
きるものを使用する。そして、それ以外に必要に応じて
カーボンブラック、シリカのような増強剤、炭酸カルシ
ウム、タルクのような充填剤、可塑剤、安定剤、加工助
剤、着色剤のような通常のゴム配合に用いるものが使用
される。
は、エチレン・α−オレフィンゴム100質量部に対し
て0.5〜3.0質量部である。
・α−オレフィンゴムのうちEPDMは、ヨウ素価が4
以上で40未満であり、4未満であるとゴム組成物の硫
黄による架橋が充分でなく、心線のポップアウトの問題
が発生する。一方、40を超えると、ゴム組成物のスコ
ーチが短くなって取扱にくくなり、また耐熱性が悪くな
る。
通りである。まず、円筒状の成形ドラムの周面に1〜複
数枚のカバー帆布と接着ゴム層とを巻き付けた後、この
上にロープからなる心線を螺旋状にスピニングし、更に
圧縮ゴム層を順次巻きつけて積層体を得た後、これを硫
黄や有機過酸化物により架橋して架橋スリーブを得る。
ールに掛架され所定の張力下で走行させ、更に回転させ
た研削ホイールを走行中の架橋スリーブに当接するよう
に移動して架橋スリーブの圧縮ゴム層表面に3〜100
個の複数の溝状部を一度に研磨する。
動ロールと従動ロールから取り外し、該架橋スリーブを
他の駆動ロールと従動ロールに掛架して走行させ、カッ
ターによって所定の幅に切断して個々のVリブドベルト
に仕上げる。
ベルト以外にも、図2に示すようにベルトの上下表面の
みにゴム付帆布22を付着したVベルト21も含む。こ
のVベルト21は、心線23を接着ゴム層24中に埋設
し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層26を有して
いる。この圧縮ゴム層26には、コグを長手方向に沿っ
て所定間隔で設けてもよい。
する。 実施例1〜4、比較例1 1220dtex/1×5のポリエチレンテレフタレー
ト(PET)の未処理撚糸コードを準備し、表1に示す
プレディップ液に浸漬した後、180℃で4分間熱処理
した。次に、表2に示すRFL液に浸漬し、230℃で
2分間熱処理した。更に、オーバーコート処理液に浸漬
し、150℃で4分間熱処理した。オーバーコート処理
液は、表3の配合ゴムをトルエンに溶解して、作製した
ものである。表4にシリカとカーボンブラックの組合わ
せを示す。
さ4mmのゴムシートの上に25mm幅に並べ、プレス
板で2.0MPaの圧力をかけ、163℃で30分間加
硫し、剥離試験用の試料を作製した。そして、JISK
6256に従い剥離力を測定した。その結果を表6に、
また図3に純ゴム分と剥離力の関係を示すグラフであ
る。
ほとんど接着せず、少なくとも5質量部以上必要である
ことが判る。しかし、シリカの配合量が多く程、剥離力
が増してくるが、シリカとカーボンブラックを総量が5
5質量部を超えると、剥離力が低下する。オーバーコー
ト処理液の純ゴム分を60質量%にすることによって、
コードとゴムとの剥離力は増している。
層として表5のゴム配合、また圧縮ゴム層として表5の
ゴム配合にナイロンカット糸20質量部を添加したもの
を用意した。そして、円筒状の成型ドラムの周面にゴム
付綿帆布を2プライと接着ゴム層を積層し、上記心線を
ピッチ1.03mm、張力50Nでピニングした後に圧
縮ゴム層を積層し、この積層物を加硫した。加硫スリー
ブを駆動ロールと従動ロールに掛架して所定の張力下で
走行させながら、回転中の研削ホイールを圧縮ゴム層表
面に当てて複数の溝状部を研磨加工し、そして所定幅に
切断してVリブドベルトを得た。
る長さ975mmのK型3リブドベルトであり、リブピ
ッチ3.56mm、リブ高さ2.0mm、ベルト厚さ
4.3mm、リブ角度40°である。得られたベルト初
期接着力と走行後のベルト残存接着力を以下の方法で求
めた。その結果を表7に示す。
m/分の速度で剥離したときの応力である。 (2)ベルト残存接着力 ベルトを駆動プーリ(直径120mm)、従動プーリ
(直径120mm)、テンションプーリ(直径45m
m)の各プーリに掛架した。テンションプーリ上でのベ
ルトの曲げ角度は約90°Cである。そして、雰囲気温
度100℃、駆動プーリの回転数4900rpm、従動
プーリの負荷8.8kwとし、テンションプーリに83
4Nの初張力をかけて100時間ベルトを走行させた
後、ベルト周方向に埋設した心線を2本引き起こし、5
0mm/分の速度で剥離したときの応力である。
理液のシリカの量を特定し、そして純ゴム分を60質量
%以上にすることによって、ベルト初期接着力、ベルト
残存接着力が向上し、ベルト走行寿命が長くなることが
期待できる。
繊維をエチレン・α−オレフィン−ジエン共重合体ゴム
ラテックスからなるレゾルシン−ホルマリン−ゴムラテ
ックス液で付着処理し、更にエチレン・α−オレフィン
ゴムにシリカを含めたゴム組成物からなるゴム糊でオー
バーコート処理した後、エチレン・α−オレフィンゴム
の未加硫ゴム組成物と密着加硫せしめたエチレン・α−
オレフィンゴム組成物と繊維との接着体の製造方法であ
り、オーバーコート処理液にシリカを含めたエチレン・
α−オレフィンゴム組成物を使用することによって繊維
とエチレン・α−オレフィンゴム組成物との加硫接着力
を高めることができる。また、心線としてエチレン・α
−オレフィン−ジエン共重合体ゴムラテックスからなる
レゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス液で付着処理
し、更にエチレン・α−オレフィンゴムにシリカを含め
たゴム組成物からなるゴム糊でオーバーコート処理した
コードを、エチレン・α−オレフィンゴム組成物からな
る接着ゴム層に埋設したことを特徴とする伝動ベルトで
あり、ベルト初期接着力、ベルト残存接着力が向上し、
ベルト走行寿命が長くなる効果がある。
係を示すグラフである。
Claims (5)
- 【請求項1】 エチレン・α−オレフィンゴム組成物と
繊維との接着物において、上記繊維をエチレン・α−オ
レフィン−ジエン共重合体ゴムラテックスからなるレゾ
ルシン−ホルマリン−ゴムラテックス液で付着処理し、
更にエチレン・α−オレフィンゴムにシリカを含めたゴ
ム組成物からなるゴム糊でオーバーコート処理した後、
エチレン・α−オレフィンゴムの未加硫ゴム組成物と密
着加硫せしめたことを特徴とするエチレン・α−オレフ
ィンゴム組成物と繊維との接着体の製造方法。 - 【請求項2】 オーバーコート処理液に使用するゴム組
成物中のシリカはエチレン・α−オレフィンゴム100
質量部に対して5〜40質量部である請求項1記載のエ
チレン・α−オレフィンゴム組成物と繊維との接着体の
製造方法。 - 【請求項3】 オーバーコート処理液に使用するゴム組
成物中のエチレン・α−オレフィンゴム分が60〜90
質量%である請求項1または2記載のエチレン・α−オ
レフィンゴム組成物と繊維との接着体の製造方法。 - 【請求項4】 ベルト長手方向に沿って心線を埋設した
接着ゴム層と、圧縮ゴム層を含む弾性体層からなる伝動
ベルトにおいて、心線としてエチレン・α−オレフィン
−ジエン共重合体ゴムラテックスからなるレゾルシン−
ホルマリン−ゴムラテックス液で付着処理し、更にエチ
レン・α−オレフィンゴムにシリカを含めたゴム組成物
からなるゴム糊でオーバーコート処理したコードを、エ
チレン・α−オレフィンゴム組成物からなる接着ゴム層
に埋設したことを特徴とする伝動ベルト。 - 【請求項5】 伝動ベルトがベルト長さ方向に沿って繊
維コードをエチレン・α−オレフィンゴム組成物中に埋
設した接着ゴム層と、エチレン・α−オレフィンゴム組
成物からなるベルト長さ方向に延びる複数のリブ部を積
層したVリブドベルトである請求項4記載の伝動ベル
ト。
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