JP2020158947A - 伝動ベルト用心線の処理剤、並びに心線とその製造方法 - Google Patents

伝動ベルト用心線の処理剤、並びに心線とその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2020158947A
JP2020158947A JP2020033980A JP2020033980A JP2020158947A JP 2020158947 A JP2020158947 A JP 2020158947A JP 2020033980 A JP2020033980 A JP 2020033980A JP 2020033980 A JP2020033980 A JP 2020033980A JP 2020158947 A JP2020158947 A JP 2020158947A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
treatment agent
core wire
transmission belt
aqueous treatment
epoxy resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020033980A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6740494B1 (ja
Inventor
拓也 友田
Takuya Tomoda
拓也 友田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsuboshi Belting Ltd
Original Assignee
Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsuboshi Belting Ltd filed Critical Mitsuboshi Belting Ltd
Priority to EP20774293.3A priority Critical patent/EP3943657A4/en
Priority to CN202080021591.4A priority patent/CN113574222B/zh
Priority to PCT/JP2020/009638 priority patent/WO2020189332A1/ja
Priority to US17/440,271 priority patent/US11859078B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6740494B1 publication Critical patent/JP6740494B1/ja
Publication of JP2020158947A publication Critical patent/JP2020158947A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06Copolymers with styrene
    • C08L9/08Latex
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/322Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
    • D06M13/395Isocyanates
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/39Aldehyde resins; Ketone resins; Polyacetals
    • D06M15/41Phenol-aldehyde or phenol-ketone resins
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/507Polyesters
    • D06M15/513Polycarbonates
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/55Epoxy resins
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/564Polyureas, polyurethanes or other polymers having ureide or urethane links; Precondensation products forming them
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/693Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural or synthetic rubber, or derivatives thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16GBELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G1/00Driving-belts
    • F16G1/06Driving-belts made of rubber
    • F16G1/08Driving-belts made of rubber with reinforcement bonded by the rubber
    • F16G1/10Driving-belts made of rubber with reinforcement bonded by the rubber with textile reinforcement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16GBELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G1/00Driving-belts
    • F16G1/28Driving-belts with a contact surface of special shape, e.g. toothed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16GBELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G5/00V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/04V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber
    • F16G5/06V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber with reinforcement bonded by the rubber
    • F16G5/08V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber with reinforcement bonded by the rubber with textile reinforcement
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/54Aqueous solutions or dispersions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/12Applications used for fibers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/22Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • D02G3/26Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre with characteristics dependent on the amount or direction of twist
    • D02G3/28Doubled, plied, or cabled threads
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/447Yarns or threads for specific use in general industrial applications, e.g. as filters or reinforcement
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/30Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/32Polyesters
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/30Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/34Polyamides
    • D06M2101/36Aromatic polyamides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16GBELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G5/00V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/20V-belts, i.e. belts of tapered cross-section with a contact surface of special shape, e.g. toothed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

【課題】環境負荷の小さい水系溶媒を含む接着処理剤を用いるにも拘わらず、マトリックスゴムとの接着性、耐ホツレ性、耐屈曲疲労性に優れる伝動ベルト用心線を提供する。【解決手段】エポキシ樹脂(A)と、ポリカーボネートポリオール(B)と、ブロックドポリイソシアネート(C)とを含む第1の水性処理剤(水溶液又は水性分散体の形態の水性処理液)で未処理糸(撚糸コードなど)を処理し、必要によりさらに第2の水性処理剤(レゾルシンとホルムアルデヒドとラテックスとを含む)で処理し、伝動ベルト用心線を得る。【選択図】図1

Description

本発明は、伝動ベルト用心線を形成するのに有用な処理剤、並びにこのような処理剤で処理された心線とその製造方法に関する。
伝動ベルトの心線として、ポリエステル繊維や芳香族ポリアミド繊維の撚りコードが汎用されている。これらのコードは、繊維同士、又はコードが埋設されるエラストマーとの接着性を向上させるため、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、RFL処理液(レゾルシン−ホルマリン−ラテックス液)、ゴム糊などの接着成分を含浸、付着させて用いられる。これらの接着成分は加熱などによって硬化することで強固な接着被膜を形成するが、接着被膜の脆性が高すぎると、コードの耐屈曲疲労性が低下して、伝動ベルトの寿命を低下させる問題があり、改善が求められている。
例えば、特開2016−145440号公報(特許文献1)には、パラ系アラミド繊維を含む未処理撚糸コードを、弾性ポリマーで変性された変性エポキシ樹脂、潜在性硬化剤及び有機溶媒を含む第1の処理剤で処理する第1処理工程を含むアラミド心線の製造方法が開示されている。特許文献1には、このような処理により、耐ホツレ性と耐屈曲疲労性とを効率よく両立でき、しかも、心線を埋設するゴムに対する接着性にも優れていると記載されている。
特許文献1に記載されているように、コードの接着処理には有機溶媒を含む処理剤が用いられる場合が多い。有機溶媒を含む処理剤を用いることで、接着成分を繊維間や繊維の表面に効率的に含浸、付着させることができるからである。しかし、近年では環境負荷の観点から、有機溶媒の使用を低減する要請があり、水系の溶媒を使用した接着処理剤を用いる試みも行われている。
例えば、特開平8−100370号公報(特許文献2)には、ベルト端面に露出したアラミド繊維の単糸のホツレを防止し、マトリックスゴムとの接着性を向上させ、強力、疲労性が良好なアラミド繊維コードを得ることを課題とし、アラミド繊維を、ポリエポキシ化合物を含む処理液に含浸し、熱処理したアラミド繊維を加撚し、RFL処理液を含浸させて熱処理し、さらにRFL処理液で処理することが記載され、実施例では、グリセリンジグリシジルエーテルを含む水性の処理液が使用されている。この文献には、ポリエポキシ化合物として多価アルコールのポリグリシジルエーテル化合物が好ましいことが記載され、ポリエポキシ化合物(A)とブロックドイソシアネート(B)とを0.05<(A)/[(A)+(B)]<0.9(重量比)で用いてもよいことも記載されているが、ブロックドイソシアネートの詳細については記載されておらず、実施例でも使用されていない。しかし、ポリエポキシ化合物が多価アルコールポリグリシジルエーテルであるため、耐ホツレ性及びマトリックスゴムとの接着性も未だ十分ではない。
特開2003−221787号公報(特許文献3)には、発明の課題として、ベルト端面に露出したフィラメント単繊維のコードの集束性(ホツレ性、花咲性)を大幅に改良し、かつゴムとの接着において蒸気暴露による低下を抑え、強力、耐疲労性の良好なベルトを得ることが可能な動力伝動ベルト補強用ポリエステルコードを、水系接着剤を使用し環境に配慮して製造する方法を提供することが記載されている。この特許文献3には、ポリエステル繊維に撚りを施してコードとし、このコードに第1接着処理液を付与した後、熱処理を施し、次いで第2接着処理液を付与した後、熱処理を施すことにより、ゴム補強用ポリエステルコードを製造する方法において、前記第1接着処理液として、水系ウレタン樹脂(A)20〜30重量部、ポリエポキシド化合物(B)10〜25重量部、ブロックドポリイソシアネート化合物(C)30〜40重量部、およびゴムラテックス(D)20〜30重量部を混合した処理液を使用し、かつ、前記第2接着処理液として、ゴムラテックス100重量部とレゾルシン・ホルマリン初期縮合物16〜25重量部とからなる混合物(E)100重量部に、ブロックドポリイソシアネート化合物(C)及び/又はエチレンイミン化合物(F)5〜20重量部を混合した処理液を使用することを特徴とする動力伝動ベルト補強用ポリエステルコードの製造方法が開示されている。さらに、特許文献3には、水系ウレタン樹脂(A)として、ポリエステル・ポリオール類、ポリエーテル・ポリオール類と、ポリイソシアネート(好ましくは芳香族イソシアネート)との反応生成物が例示されている。また、ポリエポキシド化合物(B)としては、ソルビトールポリグリシジルエーテルなどの多価アルコールのポリグリシジルエーテル化合物が好ましいと記載されている。
特許文献3に記載の構成はポリエステルコードに対して一定の効果を示しているものの、耐屈曲疲労性が未だ十分ではない場合がある。具体的には、特許文献3に記載の第1接着処理液では、接着層の物性が、水系ウレタン樹脂(A)及びゴムラテックス(D)に支配され、接着層は柔軟ではあるものの接着強度が不足しやすい。また、水系ウレタン樹脂(A)のポリオール成分が軟質のポリエステルジオール及びポリエーテルジオールであるだけでなく、ポリエポキシド化合物(B)もソルビトールポリグリシジルエーテルなどの多価アルコールベースのエポキシ化合物であるため、耐ホツレ性、特に、高い負荷が作用する条件では、耐ホツレ性及びマトリックスエラストマー(又はゴム)との接着性の低下が懸念される。さらに、第1の処理液でも、水系ウレタン樹脂(A)、ポリエポキシド化合物(B)、ブロックドポリイソシアネート化合物(C)、およびゴムラテックス(D)を必要とするため、処理液の配合処方及び調製が煩雑である。
特開2016−145440号公報(特許請求の範囲) 特開平8−100370号公報(特許請求の範囲、[0006][0009][0010][0011]及び実施例) 特開2003−221787号公報(特許請求の範囲、[0009][0017][0019][0027]及び実施例)
従って、本発明の目的は、環境負荷の小さい水系溶媒を含む接着処理剤を用いるにも拘わらず、マトリックスゴムとの接着性、耐ホツレ性、耐屈曲疲労性に優れる伝動ベルト用心線と、このような心線を得るための心線の処理剤、及び心線の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、高負荷条件でも、耐ホツレ性と耐屈曲疲労性とを両立可能な伝動ベルトを調製するのに有用な心線と、心線の処理剤、及び心線の製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、比較的簡単な処方であっても、耐久性及び強力保持率の高い心線と、心線の処理剤、及び心線の製造方法を提供することにある。
本発明者は、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、エポキシ樹脂(A)と、ポリカーボネートポリオール(B)と、ブロックドポリイソシアネート(C)とを含む第1の水性処理剤(水溶液又は水性分散体の形態の水性処理液)で未処理糸(撚糸コードなど)を処理すると、前記未処理糸が撚糸された撚糸コードであっても繊維間及び原糸間に処理剤が浸透又は含浸し、高い耐ホツレ性及び耐屈曲疲労性を付与できるとともに、ゴム(又はエラストマー)との接着性を向上できることを見いだし、本発明を完成した。
すなわち、本発明の水性処理剤は、伝動ベルト用未処理糸を処理して心線を調製するための水性処理剤であって、少なくとも第1の水性処理剤を含み、前記第1の水性処理剤が、エポキシ樹脂(A)と、ポリカーボネートポリオール(B)と、ブロックドポリイソシアネート(C)とを含んでいる。
前記エポキシ樹脂(A)はビスフェノール型エポキシ樹脂(A1)を含んでいてもよく、前記ポリカーボネートポリオール(B)はポリカーボネートジオール(B1)を含んでいてもよく、ブロックドポリイソシアネート(C)は、脂肪族ポリイソシアネート又はその誘導体及び芳香族ポリイソシアネートから選択され、かつ解離温度120〜180℃である少なくとも一種のブロックドポリイソシアネートを含んでいてもよい。
さらに、前記エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量は、固形分又は不揮発分において、450〜5000g/eq程度であってもよく、前記ポリカーボネートポリオール(B)の水酸基当量は、固形分又は不揮発分において、200〜600g/eq程度であってもよく、前記ブロックドポリイソシアネート(C)のイソシアネート基当量は、固形分又は不揮発分において、200〜600g/eq程度であってもよい。
さらに、前記エポキシ樹脂(A)のヒドロキシル基と、前記ポリカーボネートポリオール(B)のヒドロキシル基とのモル比は、前者/後者=45/55〜95/5程度であってもよい。また、前記エポキシ樹脂(A)及び前記ポリカーボネートポリオール(B)のヒドロキシル基の総量1モルに対して、前記ブロックドポリイソシアネート(C)のイソシアネート基の割合は、0.7〜1.3モル程度であってもよい。
前記第1の水性処理剤は、さらに、硬化剤を含んでいてもよく、前記硬化剤は、イミダゾール系硬化剤を含んでいてもよい。
このような水性処理剤(第1の水性処理剤)の接着機構などの詳細なメカニズムは明確ではないが、未処理糸を処理すると、先ず、第1の水性処理剤が繊維間に含浸及び硬化して繊維間の接着が発現する。この接着において、繊維間の接着層は、エポキシ樹脂(A)により接着強度に優れるとともに、ポリカーボネートポリオール(B)及びブロックドポリイソシアネート(C)によって、エポキシ樹脂骨格(ハードセグメントとして機能してもよい)にポリカーボネートポリオール骨格(ソフトセグメントとして機能してもよい)を導入でき、靭性が向上し、動的条件下での接着耐久性にも優れるようである。さらに、化学的に不活性な未処理糸の表面が上記接着層で被覆され、エポキシ基、水酸基、イソシアネート基及びウレタン結合が導入されることでゴムとの接着性が向上する。そのため、伝動ベルトの心線として利用すると、ベルト幅のカット端面の耐ホツレ性、心線の耐屈曲疲労性、心線とゴムとの接着性を大きく向上できる。
本発明において、前記水性処理剤は、さらに第2の水性処理剤を含んでいてもよく、第2の水性処理剤は、レゾルシンとホルムアルデヒドとラテックスとを含んでいてもよい。このような第2の水性処理剤(第2の水性処理液)で処理すると、レゾルシンとホルムアルデヒドとの縮合物(メチロール基などを有する縮合体など)とエポキシ樹脂(A)及び/又はブロックドポリイソシアネート(C)との反応により、強靱な被膜を形成するようである。
伝動ベルト用心線は、未処理糸を、少なくとも前記水性処理剤で処理することにより製造できる。この方法では、前記未処理糸を、前記水性処理剤の第1の水性処理剤で処理した後、さらに、レゾルシンとホルムアルデヒドとラテックスとを含む第2の水性処理剤で処理して心線を製造してもよい。
さらに、本発明は、少なくとも前記水性処理剤で処理された未処理糸を含む、伝動ベルト用心線も含む。前記心線は、少なくとも前記水性処理剤の第1の水性処理剤で処理すればよく、前記水性処理剤の第1の水性処理剤と、レゾルシンとホルムアルデヒドとラテックスとを含む第2の水性処理剤とで順次に処理された未処理糸を含む、心線であってもよい。前記未処理糸は、アラミド繊維及びポリエステル繊維から選択された少なくとも一種を含んでいてもよく、前記未処理糸は、パラ系アラミド繊維を含んでいてもよい。さらに、前記未処理糸は、複数のフィラメントで形成された原糸であってもよいが、撚糸コードであっても、効率よく処理できる。
本発明は、さらに、前記伝動ベルト用心線を含む伝動ベルトも包含する。この伝動ベルトでは、伝動ベルト用心線が加硫ゴム層内に埋設されている場合が多い。
なお、本明細書において、「エポキシ樹脂」は「エポキシ化合物」と同義に用いる場合がある。また、第1の処理剤で処理される繊維又は糸(原糸及び/又はコード(又は撚糸コード))を単に未処理糸と称する場合がある。数値範囲「XX〜YY」は、数値「XX」と数値「YY」とを含む意味、すなわち、数値「XX」以上であり、かつ数値「YY」以下であることを意味する。
本発明では、環境負荷の小さい水系溶媒を含む接着処理剤を用いるにも拘わらず、エポキシ樹脂(A)と、ポリカーボネートポリオール(B)と、ブロックドポリイソシアネート(C)とを含むため、マトリックスゴム(又はエラストマー)との接着性、耐ホツレ性、耐屈曲疲労性に優れる伝動ベルト用心線を得ることができる。また、前記心線を用いると、高負荷条件でも、耐ホツレ性と耐屈曲疲労性とを両立可能な伝動ベルトを調製できる。さらに、比較的簡単な処方であっても、耐久性及び強力保持率の高い心線を得ることができる。
図1は、伝動ベルトの一例を示す概略断面図である。 図2は、伝動ベルトの他の例を示す概略断面図である。 図3は、心線−ゴム間接着性の評価方法を説明するための概略斜視図である。 図4は、耐久走行試験方法を説明するための概略図である。
以下に、必要に応じて、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
[処理糸]
心線(芯体)を形成する繊維(補強繊維)は、例えば、天然繊維(綿、麻など)、再生繊維(レーヨン、アセテートなど)、合成繊維(ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン繊維、ポリフルオロエチレンなどのフッ素樹脂系繊維、アクリル系繊維、ポリビニルアルコールなどのビニルアルコール系繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、全芳香族ポリエステル繊維、アラミド繊維など)、無機繊維(炭素繊維、ガラス繊維など)などが挙げられる。これらの繊維は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
好ましい繊維(補強繊維)としては、弾性率の高い繊維、例えば、高強力ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)繊維、ポリエステル繊維[ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、ポリプロピレンテレフタレート(PPT)繊維、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)繊維、ポリブチレンテレフタレート(PBT)繊維、ポリエチレンナフタレート(PEN)繊維などのC2−4アルキレンC6−14アリレート系繊維、ポリアリレート系繊維など]、ポリアミド繊維(アラミド繊維などの芳香族ポリアミド繊維など)などが例示できる。これらの繊維は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
これらの繊維(補強繊維)のうち、ポリエステル繊維(PET繊維、PEN繊維、ポリアリレート繊維など)、及び/又はアラミド繊維又は芳香族ポリアミド繊維(パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維など)などを用いる場合が多い。特に、高い負荷が作用する伝動ベルトでは、アラミド繊維(特に、パラ系アラミド繊維)が好ましい。さらに、本発明では、補強繊維との接着性を向上できるため、接着性に劣る難接着繊維であっても有効に耐ホツレ性及び耐屈曲疲労性を向上できる。そのため、本発明は、アラミド繊維(特に、高強力及び高弾性率のパラ系アラミド繊維)に適用するのに有効である。
パラ系アラミド繊維としては、例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維(例えば、帝人(株)の「トワロン(登録商標)」、東レ・デュポン(株)の「ケブラー(登録商標)」など)、パラフェニレンテレフタルアミド単位と3,4’−オキシジフェニレンテレフタルアミド単位とを有する共重合体繊維(例えば、帝人(株)の「テクノーラ(登録商標)」など)などが例示できる。
繊維(補強繊維)の引張弾性率は、例えば、0.01〜500GPa(例えば、0.1〜300GPa)程度の範囲から選択でき、伝動ベルトに高い抗張力を付与するため、繊維(補強繊維)の引張弾性率は、高いのが好ましい。繊維(補強繊維)の引張弾性率は、例えば、1〜500GPa(例えば、5〜400GPa)、好ましくは10〜300GPa(例えば、25〜250GPa)程度であってもよく、50GPa以上(例えば、60〜500GPa、好ましくは70〜400GPa、さらに好ましくは100〜300GPa)程度であってもよく、通常、60〜150GPa(例えば、65〜120GPa)程度であってもよい。このような高弾性率繊維には、例えば、アラミド繊維などが含まれる。
繊維(補強繊維又はモノフィラメント糸)の平均繊度は、例えば、0.1〜10dtex(例えば、0.3〜7dtex)、好ましくは0.5〜5dtex(例えば、0.7〜3dtex)、さらに好ましくは1〜2.5dtex(例えば、1.2〜2dtex)程度であってもよい。
繊維(パラ系アラミド繊維など)は、複数のモノフィラメントを含むマルチフィラメント糸(原糸)の形態で使用でき、伝動ベルトの耐久性の点から、マルチフィラメント糸(原糸)において、モノフィラメントの数は、例えば、100〜50000(例えば、200〜10000)程度の範囲から選択でき、250〜5000(例えば、300〜3000)、さらに好ましくは350〜2000(例えば、400〜1500)程度であってもよい。なお、マルチフィラメント糸(原糸)は少なくともアラミド繊維を含むのが好ましく、他の繊維(例えば、前記ポリエステル繊維など)のモノフィラメント糸を含んでいてもよい。アラミド繊維の割合は、モノフィラメント糸全体(マルチフィラメント糸)に対して50質量%以上(特に80〜100質量%)であり、通常、全モノフィラメント糸がアラミド繊維で形成されている。
前記未処理糸は、抗張力を高めるため、通常、マルチフィラメント糸(原糸)を加撚した撚りコード又は撚糸コード(未処理撚糸コード)の形態で使用できる。すなわち、心線は、コード、例えば、これらのマルチフィラメント糸を芯糸(無撚糸、好ましくは下撚り糸)とし、所定の方向(例えば、下撚り糸と同じ方向又は逆方向)に上撚りした撚りコード(撚糸コード)として使用する場合が多い。芯糸の平均直径(平均線径)は、例えば、0.1〜1.2mm(例えば、0.2〜1mm)、好ましくは0.3〜0.8mm(例えば、0.4〜0.7mm)程度であってもよく、撚糸コード(又は心線)の平均直径(平均線径)は、例えば、0.1〜3.5mm(例えば、0.2〜3mm)、好ましくは0.3〜2.5mm(例えば、0.35〜2mm)、さらに好ましくは0.4〜2mm(例えば、0.5〜1.5mm)、特に0.5〜1mm程度であってもよい。
撚糸コード(未処理撚糸コード)は、少なくとも1本の原糸を右撚り(S撚り)又は左撚り(Z撚り)した撚糸コード(片撚糸)であってもよいが、強度の点から、複数本の原糸を撚り合わせた撚糸コードが好ましい。複数本の原糸を撚り合わせた撚糸コードは、複数の片撚糸を下撚り糸として上撚りした糸(例えば、諸撚糸、駒撚糸、ラング撚糸など)であってもよく、片撚糸と原糸(無撚糸)とを引き揃えて撚り合わせた糸(例えば、壁撚糸など)であってもよい。また、片撚り方向(下撚り方向)と上撚り方向とは、同一方向(ラング撚り)及び逆方向(諸撚り)のいずれであってもよい。これらの撚糸コードのうち、撚り戻りの抑制や耐屈曲疲労性に優れる点から、複数の片撚糸を下撚糸として、2段階に上撚りした撚糸コード(諸撚糸やラング撚糸)などが好ましい。
これらの撚糸を構成する下撚り糸の数は、例えば、2〜5本、好ましくは2〜4本、さらに好ましくは2〜3本程度であってもよい。下撚りの撚り数は、例えば、20〜300回/m、好ましくは30〜200回/m、さらに好ましくは50〜180回/m(特に100〜150回/m)程度であってもよい。下撚りにおいて、下記式(1)で表される撚り係数(T.F.)は、例えば0.01〜10程度の範囲から選択でき、諸撚糸では1〜6程度が好ましく、ラング撚糸では0.2〜2程度が好ましい。
撚り係数(T.F.)=[撚り数(回/m)×√トータル繊度(tex)]/960 (1)。
上撚りの撚り数は、特に制限されず、例えば、30〜200回/m、好ましくは40〜180回/m、さらに好ましくは50〜150回/m(例えば、60〜100回/m)程度であってもよい。上撚りにおいて、前記式(1)で表される撚り係数(T.F.)は、例えば、0.01〜10程度の範囲から選択でき、諸撚糸では1〜6程度が好ましく、ラング撚糸では2〜5程度が好ましい。
複数本の原糸を撚り合わせた撚糸コードにおける撚り構成を(下撚り時の原糸引き揃え本数)×(上撚り時の下撚り糸引き揃え本数)で表す場合、1×2、1×3、1×5、2×3、2×5、3×5などの構成の撚糸コードであってもよい。
本発明では、前記補強繊維を第1の処理剤で処理して原糸(マルチフィラメント糸、又は撚り糸)を形成してもよいが、通常、原糸及び/又はコード(以下、単に未処理糸という場合がある)を処理する場合が多い。未処理糸は、加撚されていない原糸の状態(未処理原糸)であってもよく、原糸に撚りを加えた撚糸の状態(未処理撚糸コード)であってもよい。未処理撚糸コードは、原糸及び繊維が撚り合わされているため、第1の処理剤が内部のフィラメント(繊維)間に浸透しにくい性質を有している。そのため、未処理撚糸コードでは、通常、処理剤は、コードの内部のフィラメントに強固に付着できずに、ゴムとの密着性が低下し易い。一方、原糸を処理剤で処理して加撚して撚糸コードを作製し、さらに処理剤で処理することも考えられ、この方法では、ホツレや接着性は改善されるものの、繊維の柔軟性が損なわれて耐屈曲疲労性が低下し易い。また、撚糸の前後に処理工程を設けるため工程が複雑になる上に、原糸に処理剤が付着すると粘着性が増加して撚糸作業性も低下する。本発明では、第1の処理剤の浸透性が優れているためか、撚糸コードであってもコード内部(モノフィラメント間(又は繊維間)及び/又はマルチフィラメント間(又は原糸間))への浸透性又は含浸性を向上でき、ゴムとの密着性も向上できる。そのため、本発明では、伝動ベルト用心線の未処理糸が、原糸又は撚糸コードのいずれであっても、優れた効果を発現するが、撚糸コードの処理に特に効果的である。
本発明では、撚糸コードであっても、コード(補強繊維のモノフィラメント間及び/又はマルチフィラメント糸間)への含浸性又は浸透性に優れる特定の第1の処理剤を用いるため、耐ホツレ性、耐屈曲疲労性及びゴムとの接着性を向上できる。特に、撚糸コードがパラ系アラミド繊維を含むマルチフィラメント糸(特に、パラ系アラミド繊維のモノフィラメント糸のみからなるマルチフィラメント糸)で形成されていても、伝動ベルト側面での繊維のホツレを有効に防止でき、かつ伝動ベルトの耐屈曲疲労性を向上できる。
なお、前記補強繊維、原糸(マルチフィラメント糸)及び/又はコードは、必要であれば、シランカップリング剤、RFL処理液などで前処理してもよい。
[第1の処理剤]
前記処理糸(撚りコードなど)は、少なくとも第1の処理剤(第1の水性処理剤)で処理されており、この第1の処理剤は、エポキシ樹脂(A)、ポリカーボネートポリオール(B)及びブロックドポリイソシアネート(C)を含み、水性処理剤を形成している。なお、前記第1の処理剤は、補強繊維のモノフィラメント間及び/又はマルチフィラメント糸(原糸)に浸透又は含浸して、補強繊維及び原糸を強固に接着し、動力伝達面(例えば、Vリブドベルトなどの摩擦伝動ベルトの摩擦伝動面)での繊維の耐ホツレ性が高く、耐屈曲疲労性を大きく改善できる。
なお、以下の説明において、エポキシ当量は、JIS K7236(2009)に規定する方法に準じて測定できる。水酸基価及び酸価は、JIS K0070(1992)に規定する方法に準じて測定できる。分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を利用し、ポリスチレン換算の分子量として測定できる。水酸基(ヒドロキシル基)当量は、水酸基価から換算できる。
[エポキシ樹脂(A)]
エポキシ樹脂(エポキシ化合物)(A)は、通常、1分子中に複数のエポキシ基(オキシラン環又はグリシジル基)を有している場合が多く、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂(ジグリシジルフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレートなどの多価カルボン酸(例えば、芳香族多価カルボン酸)のグリシジルエステル)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(テトラグリシジルアミノジフェニルメタン、トリグリシジル−p−アミノフェノールなどのアミノ化合物(例えば、芳香族アミン)のアミノ基をグリシジル化した樹脂)、脂環式エポキシ樹脂(シクロヘキセンオキサイドなどのシクロアルケンオキサイド型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂などのシクロアルケン環の二重結合が酸化してエポキシ化したエポキシ樹脂)、複素環式エポキシ樹脂(トリグリシジルイソシアヌレートなど)などであってもよい。グリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては、例えば、脂肪族エポキシ樹脂(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのジオール類、グリセリンなどのトリオール類などのポリオール類のポリグリシジルエーテル)、脂環族エポキシ樹脂(シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルなどのシクロアルカンジオールジグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエンジオールジグリシジルエーテルなどの橋架け環式型エポキシ樹脂など)、芳香族エポキシ樹脂などのいずれであってもよい。エポキシ樹脂は芳香族エポキシ樹脂を含むことが好ましい。
芳香族エポキシ樹脂としては、例えば、アレーン型エポキシ樹脂(ジグリシジルオキシベンゼンなどのベンゼン型エポキシ樹脂、ジグリシジルオキシナフタレン、ビス(2,7−ジヒドロキシナフタレン)メチルテトラグリシジルエーテルなどのナフタレン型エポキシ樹脂など)、ノボラック型エポキシ樹脂(フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂など)、ビスフェノール型エポキシ樹脂などが挙げられる。エポキシ樹脂は、剛直な骨格を有することで硬化物の機械的強度に優れ、また分子中に水酸基を有することでポリイソシアネートにより架橋可能なビスフェノール型エポキシ樹脂(A1)を含むことが好ましい。
ビスフェノール型エポキシ樹脂(A1)において、ビスフェノール類としては、例えば、ビフェノール類(4,4’−ジヒドロキシビフェニルなど)、ビス(ヒドロキシフェニル)アルカン類[例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールF)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(ビスフェノールAD)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンなどのビス(ヒドロキシフェニル)C1−10アルカン類]、ビス(ヒドロキシフェニル)シクロアルカン類(例えば、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンなど)、ビス(ヒドロキシフェニル)エーテル類(例えば、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエ−テルなど)、ビス(ヒドロキシフェニル)スルホン類(例えば、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンなど)、ビス(ヒドロキシフェニル)スルホキシド類(例えば、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホキシドなど)、ビス(ヒドロキシフェニル)スルフィド類(例えば、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィドなど)などが挙げられる。
さらに、エポキシ樹脂には、高分子量のビスフェノール型エポキシ樹脂(ビスフェノールA型エポキシ樹脂など)であるフェノキシ樹脂も含まれる。
これらのエポキシ樹脂は、単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。
これらのエポキシ樹脂のうち、脂肪族エポキシ樹脂は耐久性の低下が懸念されることから、通常、芳香族エポキシ樹脂(グリシジルエーテル型エポキシ樹脂など)を用いる場合が多く、補強繊維(パラ系アラミド繊維など)との接着性に優れる点から、ビスフェノール型エポキシ樹脂(ビスフェノールF型エポキシ樹脂及び/又はビスフェノールA型エポキシ樹脂)(A1)が好ましい。
エポキシ樹脂は、通常、分子中に2個以上(例えば、2〜10、好ましくは2〜6、さらに好ましくは2〜4、特に2又は3程度)のエポキシ基を有していてもよい。このようなエポキシ樹脂のエポキシ当量は、エポキシ樹脂の種類にもよるが、例えば、100〜15000g/eq(例えば、150〜10000g/eq)程度の範囲から選択でき、通常、200〜5000g/eq(例えば、250〜3000g/eqもしくは450〜5000g/eq)、好ましくは300〜2500g/eq(例えば、400〜2000g/eq)、さらに好ましくは450〜1500g/eq(例えば、500〜1000g/eq)程度であってもよく、400〜4500g/eq(例えば、500〜3500g/eq)程度であってもよい。特に、ビスフェノール型エポキシ樹脂(代表的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂)のエポキシ当量は、450〜5000g/eq(例えば、600〜4500g/eq)、好ましくは700〜4000g/eq(例えば、750〜3500g/eq)、さらに好ましくは800〜3300g/eq(例えば、900〜3000g/eq)、特に1200〜2700g/eq(例えば、1500〜2500g/eq)程度であってもよい。エポキシ当量が高すぎると、反応性が低下し、繊維間を接着させる力が低下する虞があり、小さすぎると、ベルトの耐熱性、耐屈曲疲労性が低下する虞がある。
さらに、エポキシ樹脂は、単量体であってもよく、多量体(例えば、2〜15量体、好ましくは2〜10量体など)であってもよく、単量体と多量体との混合物であってもよい。エポキシ樹脂は、ヒドロキシル基(第2級ヒドロキシル基)を有するのが好ましい。すなわち、エポキシ樹脂は少なくとも多量体を含むのが好ましい。
エポキシ樹脂の重量平均分子量は、例えば、300〜60000(例えば、400〜30000)程度の範囲から選択でき、500〜10000(例えば、750〜7500)、好ましくは900〜5500(例えば、1000〜5000)、さらに好ましくは1500〜4000(例えば、1600〜4000)、特に2000〜3700(例えば、2500〜3500)程度であってもよい。
なお、エポキシ樹脂は、室温(20℃)で液状又は粘稠状であってもよく、固体状であってもよい。固形状のエポキシ樹脂の軟化温度は、環球法において、60〜170℃(例えば、70〜160℃)、好ましくは80〜155℃(例えば、90〜150℃)、さらに好ましくは100〜145℃(例えば、110〜140℃)程度であってもよい。
エポキシ樹脂は、水性媒体に溶解した水溶液の形態であってもよく、通常、水性媒体に分散した水性分散体である場合が多い。
なお、エポキシ樹脂(例えば、室温で固形状のビスフェノールA型エポキシ樹脂)としては、例えば、三菱ケミカル(株)製「jER1007」、「jER1009F」、「jER1007FS」などを用いることができる。また、このようなエポキシ樹脂の水系分散品としては、例えば、吉村油化学(株)製「ユカレジンKE−307E」、「ユカレジンNE−307H」などを用いることができる。
なお、エポキシ樹脂は、心線の接着性(補強繊維間、原糸間の接着性、及びエラストマー(又はゴム)との接着性)を向上させるのに効果的であるものの、芳香族エポキシ樹脂に代表されるエポキシ樹脂の硬化被膜は比較的脆性が高く(脆く)、耐屈曲疲労性を低下させる虞がある。本発明では、脆い硬化被膜を形成するエポキシ樹脂(例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂など)を用いても、ポリカーボネートポリオール及びポリイソシアネートと組み合わせることにより、前記心線を形成する補強繊維及び原糸の接着性を向上できるとともに、靱性も向上できる。そのため、本発明では、耐ホツレ性と耐屈曲疲労性とを両立できるとともに、伝動ベルトのマトリックスエラストマー(又はゴム)との接着性も向上できる。
[ポリカーボネートポリオール(B)]
ポリカーボネートポリオール(B)は、ポリオールと、カーボネート類(ジアルキルカーボネート類、アルキレンカーボネート類など)との反応により得られ、ポリオールは、少なくともジオールを含んでおり、ポリオール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどのアルカンポリオールなど)を併用し、分岐構造を導入してもよい。
ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、オクタンジオールなどのC2−10アルカンジオール;ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコールなどが例示できる。ジオールとして、芳香族ジオール(ビスフェノールAなどのビスフェノール類又はそのエチレンオキサイド付加体など)、脂環族ジオール(シクロヘキサンジメタノールなど)などを併用してもよい。
ジオールは、例えば、1,6−ヘキサンジオールなどのC2−10アルカンジオールを含んでいる場合が多い。そのため、ポリカーボネートポリオール(B)は、好ましくはポリカーボネートジオール(B1)を含む。
ポリカーボネートポリオールの平均官能基数(水酸基の数)は、少なくとも2、好ましくは2〜6、さらに好ましくは2〜4(例えば、2〜3)程度であってもよい。
ポリカーボネートポリオールの水酸基価は、30〜500mgKOH/g(例えば、50〜400mgKOH/g)程度の範囲から選択でき、例えば、80〜500mgKOH/g(例えば、100〜400mgKOH/g)、好ましくは120〜350mgKOH/g(例えば、150〜300mgKOH/g)、さらに好ましくは170〜270mgKOH/g(例えば、200〜250mgKOH/g)程度であってもよい。
ポリカーボネートポリオールの水酸基(ヒドロキシル基)当量は、例えば、200〜2000g/eq(例えば、230〜1700g/eq)程度の範囲から選択でき、200〜1000g/eq(例えば、220〜800g/eq)、好ましくは200〜600g/eq(例えば、230〜550g/eq)、さらに好ましくは200〜300g/eq(例えば、230〜275g/eq)程度であってもよい。水酸基当量が小さすぎると、エポキシ樹脂による接着被膜の強靭化が不十分となり、大きすぎると接着強度が低下する虞がある。なお、水酸基当量は、水酸基価に基づいて、式:水酸基当量=1/[(水酸基価mgKOH/g)/1000/56.1]に基づいて算出できる。
ポリカーボネートポリオールの数平均分子量は、例えば、150〜5000(例えば、175〜4000)程度の範囲から選択でき、200〜3000(例えば、225〜2500)、好ましくは250〜2000(例えば、300〜1500)、さらに好ましくは400〜1000(例えば、300〜700)程度であってもよい。
これらのポリカーボネートポリオール(B)は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。ポリカーボネートポリオール(B)は、靱性の高い接着被膜を形成でき、耐ホツレ性および耐屈曲疲労性を有効に向上できる。
ポリカーボネートポリオール(B)は、水性媒体に溶解した水溶液の形態であってもよく、水性媒体に分散した水性分散体であってもよい。
なお、ポリカーボネートポリオール(B)としては、例えば、宇部興産(株)製「ETERNACOLL」シリーズの「UH−50」、「UH−100」など、東ソー(株)製「ニッポラン」シリーズの「976」、「965」などを用いることができる。また、このようなポリカーボネートポリオールの水系分散品としては、例えば、吉村油化学(株)製「ユカレジンPEP−50」、「ユカレジンPEP−90」などを用いることができる。
ポリカーボネートポリオールの使用量は、特に制限されず、エポキシ樹脂(A)のヒドロキシル基と、ポリカーボネートポリオール(B)のヒドロキシル基とのモル比は、例えば、前者/後者=30/70〜97/3(例えば、35/65〜95/5)程度の範囲から選択してもよく、45/55〜95/5(例えば、50/50〜92/8)、好ましくは45/55〜93/7(例えば、45/55〜85/15)、より好ましくは55/45〜90/10(例えば、60/40〜87/13)、さらに好ましくは65/35〜85/15(例えば、70/30〜80/20)程度であってもよく、50/50〜85/15(例えば、60/40〜80/20)、特に70/30〜80/20程度であってもよい。エポキシ樹脂(A)が少ないと心線の繊維間及び原糸間の接着性、及びエラストマー(又はゴム)間の接着性が低下する虞があり、エポキシ樹脂(A)が多すぎると、接着被膜の靭性が低下して、耐ホツレ性および耐屈曲疲労性が低下する虞があり、強力保持率も低下する虞がある。
なお、エポキシ樹脂(A)とポリカーボネートポリオール(B)との割合は、固形分換算で、エポキシ樹脂(A)100質量部に対して、ポリカーボネートポリオール(B)2.5〜50質量部(例えば、3〜45質量部)、好ましくは5〜40質量部(例えば、7〜35質量部)、さらに好ましくは8〜30質量部(例えば、10〜25質量部)程度であってもよく、7.5〜20質量部(例えば、10〜15質量部)程度であってもよい。
[ブロックドポリイソシアネート(C)]
ブロック剤で保護されたブロックドポリイソシアネートを利用すると、心線(補強繊維又は原糸)への第1の処理剤への浸漬又は含浸処理過程では反応せず、伝動ベルトなどのエラストマー(又はゴム)の加硫過程での加熱により硬化反応が進むため、操作性を向上できる。
ブロック剤で保護されたポリイソシアネートは、加熱により遊離(又は反応性)のイソシアネート基を生成可能であればよく、通常、1分子中に複数のイソシアネート基を有するポリイソシアネート(例えば、ジイソシアネート)を用いる場合が多い。ポリイソシアネートとしては、例えば、脂肪族ポリイソシアネート[プロピレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、リジンジイソシアネート(LDI)などのジイソシアネート;1,6,11−ウンデカントリイソシアネートメチルオクタン、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネートなどのトリ又はポリイソシアネート]、脂環族ポリイソシアネート[シクロヘキサン1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水添キシリレンジイソシアネート、水添ビス(イソシアナトフェニル)メタンなどのジイソシアネート;ビシクロヘプタントリイソシアネートなどのトリ又はポリイソシアネートなど]、芳香族ポリイソシアネート[フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ビス(イソシアナトフェニル)メタン(MDI)、トルイジンジイソシアネート(TODI)、1,3−ビス(イソシアナトフェニル)プロパンなどのジイソシアネート;トリ又はポリイソシアネート]などが挙げられる。
ポリイソシアネートは、多量体(二量体や三量体、四量体など)、アダクト体、変性体(ビウレット変性体、アロハネート変性体、ウレア変性体など)などの誘導体や、複数のイソシアネート基を有するウレタンオリゴマーなどであってもよい。ポリイソシアネートの変性体又は誘導体としては、例えば、ポリイソシアネート(ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネートなど)と多価アルコール(トリメチロールプロパンやペンタエリスリトールなど)とのアダクト体、前記ポリイソシアネートのビウレット体、前記ポリイソシアネート(例えば、脂肪族ポリイソシアネート)の多量体(例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体などのイソシアヌレート環を有するポリイソシアネートなど)などが例示できる。
これらのポリイソシアネートは単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのポリイソシアネートのうち、脂肪族ポリイソシアネート又はその誘導体(例えば、HDI又はその三量体など)、芳香族ポリイソシアネート(TDI、MDIなど)などが汎用される。
さらに、ポリイソシアネートは、イソシアネート基がブロック剤で保護され、ブロックドポリイソシアネート(又は熱反応型ポリイソシアネート)を形成している。ブロックドポリイソシアネートを用いると、イソシアネート基がブロック剤で保護されているため、水性媒体中での安定性を向上できるとともに、心線の形成過程では、不活性であり、硬化に関与しないため、コード(補強繊維及び原糸)の処理効率を向上できる。また加熱によりブロック剤が解離し、イソシアネート基が活性化して、エポキシ樹脂、ポリカーボネートポリオール及び/又は補強繊維(及び原糸)の反応性基と反応して硬化し、高い接着性で心線を形成できるとともに、耐ホツレ性及び耐屈曲疲労性を向上できる。そのため、ベルトのエラストマー(又はゴム)との接着性、ベルトの耐摩耗性及び耐久性を向上できる。さらに、ポリイソシアネートを含む水性の処理剤であるため、調液が簡単であり、環境負荷も小さい。
ブロックドポリイソシアネートとしては、慣用の熱反応型ポリイソシアネートが利用でき、前記ブロック剤(保護剤)としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのC1−24モノアルコール類またはそのアルキレンオキサイド付加物(例えば、エチレンオキサイドなどのC2−4アルキレンオキサイド付加物);フェノール、クレゾール、レゾルシンなどのフェノール類;アセトキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサンオキシムなどのオキシム類;ε−カプロラクタム、バレロラクタムなどのラクタム類;ジブチルアミン、エチレンイミンなどの第2級アミン類などが挙げられる。これらのブロック剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、オキシム類やラクタム類などが汎用される。ブロックドポリイソシアネート(又は熱反応型ポリイソシアネート)は、水溶液の形態であってもよいが、水性分散体の形態である場合が多い。
ブロックドポリイソシアネート(熱反応型イソシアネート)は、例えば、親水性基(カルボキシル基、スルホン酸基などの酸性基又はその塩、オキシエチレン基など)が導入された水溶性ブロックドポリイソシアネート又は水分散性ブロックドポリイソシアネートであってもよい。
ブロックドポリイソシアネート(熱反応型イソシアネート)のイソシアネート基の含有率は、特に限定されず、例えば、1〜50質量%、好ましくは3〜40質量%、さらに好ましくは5〜30質量%程度であってもよい。
ブロックドポリイソシアネートのイソシアネート基当量は、200〜600g/eq(例えば、220〜570g/eq)、好ましくは250〜500g/eq(例えば、270〜450g/eq)、さらに好ましくは300〜400g/eq(例えば、330〜380g/eq)程度であってもよい。なお、イソシアネート基当量は、イソシアネート基の数と分子量とに基づいて算出でき、イソシアネート基含有率I(質量%)から、計算式:イソシアネート基当量=42/(I/100)に従って算出することもできる。
ブロックドポリイソシアネートの解離温度(ブロック剤が解離して、活性イソシアネート基が再生する温度)は、通常、処理剤が含浸したコードの乾燥温度以上である。解離温度が高いと、乾燥温度を高くできるため、心線の生産性を向上できる。前記解離温度は、例えば、120℃以上(例えば、140℃以上)、好ましくは150℃以上(例えば、160℃以上)、さらに好ましくは170℃以上(例えば、180℃以上)であってもよく、例えば、120〜250℃(例えば、150〜240℃)、好ましくは160〜230℃(例えば、170〜220℃)、さらに好ましくは175〜210℃(例えば、180〜200℃)程度であってもよい。解離温度が低すぎると、乾燥温度を高くできないため、乾燥効率が低下し、心線の生産性が低下する虞がある。
ブロックドポリイソシアネートは、水性媒体に溶解した水溶液の形態であってもよく、水性媒体に分散した水性分散体であってもよい。
なお、ブロックドポリイソシアネート(C)としては、例えば、汎用ブロック剤(メチルエチルケトオキシムなどのオキシム類、ε−カプロラクタムなどのラクタム類など)でブロックされた、汎用ジイソシアネート(ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)又はその誘導体(イソシアヌレート環を有するポリイソシアネートなど)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)などのジイソシアネートをベースとするポリイソシアネート)のブロックドポリイソシアネートなどが例示できる。このようなブロックドポリイソシアネートの水系分散液としては、例えば、吉村油化学(株)製「ユカレジンAK−81」など、第一工業製薬(株)製「エラストロン」シリーズの「BN−27」、「BN−69」などを用いることができる。
ブロックドポリイソシアネート(C)の使用量は、エポキシ樹脂(A)及びポリカーボネートポリオール(B)のヒドロキシル基の総量1モルに対して、ブロックドポリイソシアネートのイソシアネート基(ブロックドイソシアネート基)0.1〜2モル(例えば、0.2〜1.8モル)程度の範囲から選択でき、0.3〜1.7モル(例えば、0.5〜1.5モル)、好ましくは0.7〜1.3モル(例えば、0.8〜1.2モル)、さらに好ましくは0.7〜1.15モル(例えば、0.75〜1.1モル)程度であってもよく、0.75〜1.25モル(例えば、0.9〜1.1モル)程度であってもよい。
[硬化剤]
本発明の第1の処理剤は、前記成分に加えて、硬化剤を含んでいてもよい。硬化剤としては、エポキシ樹脂に対する種々の硬化剤が使用でき、硬化剤はブロックドポリイソシアネートの硬化剤として機能してもよい。
硬化剤としては、アミン類(少なくとも一級アミノ基を有するアミン類、三級アミノ基を有するアミン類など)、ポリアミド樹脂(複数のアミノ基と少なくとも1つのアミド基とを有するポリアミノアミド、イミダゾール環を有するポリアミノアミドなど)、酸無水物系硬化剤(ドデセニル無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物などの脂肪族酸無水物、ヘキサヒドロ無水フタル酸などの脂環族酸無水物、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物などの芳香族酸無水物など)、メルカプタン硬化剤(メルカプトプロピオン酸エステルなど)、イミダゾール系硬化剤、レゾール型フェノール樹脂、アミノ樹脂(尿素樹脂、メラミン樹脂など)、潜在性硬化剤(ジシアンジアミド、ジシアンジアミド変性ポリアミンなどのジシアンジアミド類、有機酸ヒドラジド類、ルイス酸(三フッ化ホウ素-アミン錯体など)など)などが例示できる。アミン類としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジプロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、トリエタノールアミンなどの脂肪族アミン類;メンセンジアミン、イソホロンジアミン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ビス(アミノシクロヘキシル)メタンなどの脂環族アミン類;フェニレンジアミン、ビス(アミノフェニル)メタン、ビス(4−アミノ−3−メチルフェニル)メタン、ビス(アミノフェニル)スルホン、ベンジルジメチルアミン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールなどの芳香族アミン類;キシリレンジアミンなどの芳香脂肪族アミン類;N,N’−ジメチルピペラジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(ATU)、フタロシアニンテトラミンなどの複素環式アミン類;これらのポリアミン類を用いた変性ポリアミン類(エポキシ樹脂へのアダクト体、不飽和化合物に対するマイケル付加体、メチロール化合物との反応生成物など)などが例示できる。
これらの硬化剤は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。硬化剤は、高い耐熱性を付与可能な硬化剤、例えば、少なくともイミダゾール系硬化剤を含む硬化剤であってもよい。イミダゾール系硬化剤は心線の接着被膜の耐熱性を向上させるのに有用である。イミダゾール系硬化剤において、イミダゾール環の2位には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−24アルキル基、シクロヘキシル基などのC3−10シクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基などのC6−12アリール基などの置換基が置換していてもよい。また、イミダゾール環の4位は水素原子を有していてもよく、4位には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−6アルキル基が置換していてもよい。
さらには、イミダゾール系硬化剤は、種々の変性体であってもよく、例えば、イミダゾール環の1位のイミノ基(NH基)の活性水素原子がシアノエチル化されたシアノエチル化体、シアノエチル化体のシアノエチル基がトリアジン化されたトリアジン体、4位及び/又は5位に、ヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基などが導入された変性体、これらの塩(トリメリット酸などの多価カルボン酸塩、イソシアヌル酸塩など)などであってもよい。
硬化剤の割合は、エポキシ樹脂100質量部に対して、例えば、1〜10質量部(例えば、2〜8質量部)、好ましくは2.5〜7.5質量部(例えば、3〜7質量部)、さらに好ましくは3.5〜6.5質量部(例えば、4〜6質量部)程度であってもよい。
[硬化促進剤]
なお、第1の処理剤は、硬化剤による硬化反応を促進させるために、さらに硬化促進剤を含んでいてもよい。硬化促進剤としては、エポキシ樹脂の硬化促進剤として慣用的に利用される硬化剤や硬化促進剤を利用でき、適度な条件でエポキシ樹脂を硬化できる点から、第3級アミン類が好ましい。第3級アミン類としては、例えば、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノールなどの脂肪族アミン、ベンジルジメチルアミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールなどの芳香族アミン、DBU、DABCO、ATUなどの複素環式アミンなどが挙げられる。これらの第3級アミン類は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
硬化促進剤の割合は、エポキシ樹脂100質量部に対して10質量部以下(例えば、1〜10質量部、好ましくは2〜6質量部、さらに好ましくは3〜5質量部程度)であってもよい。
[水性媒体(水性溶媒)]
前記エポキシ樹脂(A)、ポリカーボネートポリオール(B)及びブロックドポリイソシアネート(C)を含む第1の処理剤は、水性媒体(水性溶媒)を含む水性処理剤を形成している。水性媒体(水性溶媒)は、水単独であってもよく、水と水溶性有機溶媒との混合溶媒であってもよい。水溶性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール類;アセトンなどのケトン類;ジオキサンなどのエーテル類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド類;N−メチルピロリドン;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類;グリコールエーテル類(例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのセロソルブ類;メチルカルビトール、エチルカルビトールなどのカルビトール類;プロピレングリコールモノメチルエーテルなど)、グリコールエーテルエステル類(例えば、メチルセロソルブアセテートなどのセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなど)、グライム又はジグライム類などが例示できる。これらの水溶性有機溶媒は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
水性媒体(水性溶媒)は、水を主成分とする溶媒、例えば、水含有量が50質量%以上(好ましくは75質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上)の溶媒である場合が多く、環境負荷の低減の観点からは、水単独であってもよい。
なお、疎水性(又は非水混和性)有機溶媒を使用して、エポキシ樹脂(A)、ポリカーボネートポリオール(B)及びブロックドポリイソシアネート(C)から選択された少なくとも一種の成分を水性化する(水溶液又は水分散体とする)場合、若干の又は不可避的に有機溶媒が残存していてもよい。
[他の成分(添加剤)]
ポリカーボネートポリオール(B)は、必要であれば、ポリマーポリオール、例えば、ポリアクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールなどと組み合わせて使用してもよい。
さらに、第1の処理剤又は水性溶媒は、界面活性剤又は分散剤を含んでいてもよく、このような成分は、前記成分(A)(B)及び(C)から選択された少なくとも一種の成分の水性化において使用される界面活性剤又は分散剤に由来していてもよい。第1の処理剤は、必要であれば、種々の添加剤、例えば、安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤など)、老化防止剤、反応性希釈剤(低粘度のグリシジルエーテル、例えば、モノグリシジルエーテルなど)、表面処理剤、接着性改善剤、粘着付与剤、カップリング剤、可塑剤、レベリング剤、粘度調整剤又はレオロジー調整剤、防腐剤、殺菌剤、充填剤又はフィラー、着色剤、滑剤などの添加剤を含んでいてもよい。これらの添加剤の総量は、第1の処理剤全体の固形分に対して30質量%以下(例えば、0.01〜30質量%)、好ましくは0.05〜20質量%(例えば、0.1〜10質量%)程度であってもよい。
なお、第1の処理剤は、エポキシ樹脂(A)、ポリカーボネートポリオール(B)及びブロックドポリイソシアネート(C)を含んでいればよく、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールなどのポリオールと、ポリイソシアネート(芳香族ポリイソシアネートなど)との反応生成物を水性媒体に溶解又は分散した水系ウレタン樹脂、及び/又はゴムラテックスを含んでいてもよいが、本発明では、このような成分を含まなくても、耐ホツレ性、耐屈曲疲労性、並びにエラストマー(又はゴム)との接着性を高めることができる。
第1の処理剤(第1の処理液)の固形分濃度は、例えば、1〜70質量%(例えば、3〜50質量%)程度の範囲から選択でき、通常、5〜40質量%(例えば、7〜30質量%)、好ましくは10〜25質量%(例えば、10〜20質量%)程度であってもよい。固形分濃度が高すぎると、繊維間への処理剤の含浸性や浸透性が低下したり、ベルトの耐屈曲疲労性が低下する虞があり、低すぎると、繊維間の接着力が低下する虞がある。
(第1の処理剤による処理)
第1の処理剤(第1の処理液)は、各成分を水性媒体中に溶解又は分散させて調製してもよく、各成分の溶液又は分散体を混合して調製してもよい。なお、必要であれば、非水溶性の成分(例えば、硬化剤など)は、水溶性有機溶媒に溶解して混合してもよい。
第1の処理剤(第1の処理液)による未処理糸(補強繊維、原糸(マルチフィラメント糸)又は撚糸コード)の処理は、慣用の方法、例えば、噴霧、塗布、浸漬などの方法が利用でき、浸漬法を利用する場合が多い。浸漬時間は、特に制限されず、例えば、1秒〜10分(例えば、2秒〜1分)程度の範囲から選択してもよく、1〜30秒(例えば、2〜25秒)、好ましくは2〜20秒(例えば、5〜15秒)程度であってもよい。
撚糸コードを第1の処理剤で処理した後、必要に応じて乾燥してもよい。乾燥温度は、例えば、80〜200℃(例えば、100〜190℃)、好ましくは120〜180℃(例えば、130〜170℃)程度であってもよい。乾燥時間は、乾燥温度に応じて、例えば、10秒〜30分、好ましくは30秒〜10分、さらに好ましくは1〜5分程度であってもよい。さらに、乾燥は、撚糸コードに対して張力を作用させて行ってもよい。張力は、例えば、5〜20N(例えば、7〜17N)、好ましくは10〜15N程度であってもよい。張力の作用下で乾燥させると、撚糸コードに対して処理剤が馴染み易くなり、撚りムラを低減でき、撚りムラによって生じる撚糸の径のばらつきを小さくできる。
未処理糸(撚糸コードなど)に対する第1の処理剤の付着率[(第1の処理剤による処理後の質量−第1の処理剤による処理前の質量)/第1の処理剤による処理後の質量×100]は、固形分換算で、例えば、0.1〜10質量%(例えば、0.2〜7質量%)程度の範囲から選択でき、0.5〜5質量%、好ましくは0.7〜4質量%、さらに好ましくは1〜3質量%程度であってもよい。また、第1の処理剤により形成される被膜の平均厚みは、例えば、0.001〜20μm(例えば、0.005〜15μm)程度の範囲から選択でき、0.01〜10μm(例えば、0.05〜5μm)、好ましくは0.1〜3μm(例えば、0.5〜2μm)程度であってもよい。
[第2の処理剤]
本発明では、心線(未処理糸)は、少なくとも前記第1の水性処理剤で処理されていればよく、さらに第2の水性処理剤で処理してもよい。そのため、本発明の水性処理剤は、前記第1の水性処理剤(第1の水性処理液)と第2の水性処理剤(第2の水性処理液)とを含んでいてもよく、本発明は、前記第1の水性処理剤と第2の水性処理剤とのセットも包含する。第2の処理剤(第2の水性処理剤)は、少なくともレゾルシン(R)とホルムアルデヒド(F)とゴム又はラテックス(L)とを含んでおり、レゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス(RFL)処理液を形成している。このような第2の処理剤で処理すると、水性であっても、心線と伝動ベルト本体との接着性をより一層向上できる。
レゾルシン(R)とホルムアルデヒド(F)とは、レゾルシン(R)とホルムアルデヒド(F)との混合物の形態で含まれていてもよく、これらの縮合物(RF縮合物又はメチロール基などを有する縮合体など)の形態で含まれていてもよい。また、第2の処理剤での処理により、第1の処理剤の硬化剤と組み合わせることにより、RF縮合物(メチロール基などを有する縮合体など)と第1の処理剤のエポキシ樹脂(A)及び/又はブロックドポリイソシアネート(C)とが反応又は共硬化していてもよい。このような反応又は共硬化により、心線表面に強靱で強固な被膜を形成し、心線のホツレを高度に抑制してもよい。また、ラテックス(L)の種類によっては、エポキシ樹脂(A)、ブロックドポリイソシアネート(C)、及び/又はRF縮合物(メチロール基などを有する縮合体など)と、ラテックス(L)のゴムとが反応してもよい。
RF縮合物としては、特に制限されず、例えば、ノボラック型、レゾール型、これらの組み合わせ(又は混合物)などが例示できる。RF縮合物は、第1の処理剤のエポキシ樹脂と反応し、かつ第1の処理剤の処理層の表面で縮合物の被膜を形成できる点から、ノボラック型とレゾール型との組み合わせ(混合物)が好ましい。ノボラック型とレゾール型とを組み合わせると、第1の処理剤により心線(撚糸コードなどの未処理糸)内部の繊維間で硬化したエポキシ樹脂とノボラック型RF縮合物とが反応するとともに、多くのレゾール型RF縮合物が心線(撚糸コードなど)の表層部(又は外周部)で架橋密度の高い強固なRFL被膜を形成できる。そのため、繊維間を接着させるエポキシ樹脂硬化物と、心線(撚糸コードなどの未処理糸)の外周部のRFL被膜とが、ノボラック型RF縮合物とエポキシ樹脂との反応により一体化した硬化物を形成でき、心線(撚糸コードなどの未処理糸)とゴムとの接着性や耐ホツレ性を向上できる。
RF縮合物は、例えば、水及び塩基触媒(水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属塩;アルカリ土類金属塩;アンモニアなど)の存在下、レゾルシンとホルムアルデヒドとの反応により生成する反応生成物(例えば、初期縮合物又はプレポリマー)であってもよい。なお、本発明の効果を阻害しない限り、レゾルシンと共に、芳香族フェノール類(フェノール、クレゾールなどのモノヒドロキシアレーンを併用してもよく、カテコール、ヒドロキノンなどのジ又はポリヒドロキシアレーン)を併用してもよい。また、ホルムアルデヒドとしては、ホルムアルデヒドの縮合体(例えば、トリオキサン、パラホルムアルデヒドなど)を使用してもよく、ホルムアルデヒドの水溶液(ホルマリンなど)を使用してもよい。
ホルムアルデヒドとの割合(使用割合)は、レゾルシン1モルに対して、0.1〜5モル(例えば、0.2〜2モル)程度の範囲から選択でき、レゾール型とノボラック型との混合物を生成する場合、例えば、0.3〜1モル(例えば、0.4〜0.95モル)、好ましくは0.5〜0.9モル(例えば、0.6〜0.85モル)、さらに好ましくは0.65〜0.8モル(例えば、0.7〜0.8モル)程度であってもよい。ホルムアルデヒドの割合が多すぎると、レゾール型RF縮合物の割合が多すぎるため、エポキシ樹脂との反応が低下する虞があり、逆に少なすぎると、ノボラック型RF縮合物の割合が少なすぎるため、第2の処理剤による被膜の強度が低下する虞がある。
ラテックスを構成するゴム又はエラストマーとしては、心線に柔軟性を付与できる限り特に制限されず、例えば、ジエン系ゴム[例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム(ニトリルゴム)、これらのジエン系ゴムの水添物など]、オレフィン系ゴム[例えば、エチレン−α−オレフィン系ゴム(エチレン−α−オレフィンエラストマー)、ポリオクテニレンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体ゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレンゴムなど]、アクリル系ゴム、シリコーン系ゴム、ウレタン系ゴム、エピクロルヒドリンゴム、フッ素ゴム、これらの組み合わせなどが例示できる。これらのゴムは単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。ラテックスとしては、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体ゴムのラテックスを用いる場合が多い。なお、ゴムとして、心線を埋設するゴム又はエラストマーと同じ又は同系統のゴム又はエラストマーを好適に使用することもできる。
ラテックスの割合は、固形分換算で、RF縮合物の固形分100質量部に対して、30〜700質量部(例えば、40〜650質量部)程度の範囲から選択でき、例えば、50〜600質量部(例えば、75〜500質量部)、好ましくは100〜400質量部(例えば、125〜300質量部)、さらに好ましくは150〜250質量部(例えば、200〜250質量部)程度であってもよい。
第2の処理剤は、通常、第1の処理剤と同様の水性媒体(水など)を含んでいる。また、第2の処理剤は、必要であれば、第1の処理剤と同様の添加剤(界面活性剤又は分散剤、安定剤などの添加剤)の他、ゴム又はエラストマーの加硫又は架橋に関与する添加剤(例えば、加硫剤、加硫促進剤、共加硫剤など)を含んでいてもよい。
第2の処理剤の固形分濃度は、例えば、0.1〜30質量%(例えば、0.5〜27質量%)、好ましくは1〜25質量%(例えば、2〜20質量%)、さらに好ましくは3〜17質量%(例えば、5〜15質量%)程度であってもよい。このような固形分濃度の第2の処理剤は、第1の処理剤で処理された未処理糸(撚糸コードなど)に対する付着量を適度な範囲に調整し、心線の特性を効率よく改善しやすい。
なお、第2の処理剤による処理方法は、第1の処理剤による処理方法と同様である。乾燥温度も前記第1の処理剤による処理での乾燥温度と同様であってもよく、150〜250℃(例えば、170〜220℃)程度であってもよい。
第2の処理剤の付着率[(第2の処理剤による処理後の質量−第2の処理剤による処理前の質量)/第2の処理剤による処理後の質量×100]は、固形分換算で、例えば、0.1〜25質量%(例えば、0.5〜22質量%)程度の範囲から選択でき、1〜20質量%(例えば、1.5〜15質量%)、好ましくは2〜10質量%(例えば、3〜8質量%)程度であってもよい。第2の処理剤により形成される被膜の平均厚みは、例えば、1〜30μm、好ましくは2〜25μm、さらに好ましくは5〜20μm程度であってもよい。
なお、前記のように、第2の処理剤は必ずしも必要ではないが、第1の処理剤の付着量と、第2の処理剤の付着量との比率(質量比)は、固形分換算で、例えば、前者/後者=0.1/1〜20/1(例えば、0.3/1〜15/1)程度の範囲から選択でき、0.5/1〜12/1、好ましくは1/1〜10/1、さらに好ましくは2/1〜8/1(例えば、3/1〜7/1)程度であってもよい。
なお、本発明では、第2の処理剤で処理した後、必要であれば、ゴム又はエラストマーを含む第3の処理剤(例えば、水性ゴムラテックス、ゴムの有機溶媒溶液又はゴム糊)で処理してもよいが、工程を簡略化するとともに、作業環境、環境負荷を改善する点からは、少なくとも有機溶媒を含む第3の処理剤(ゴム糊)を使用しないのが好ましい。さらに、本発明では、第3の処理剤を使用しなくても、高い耐ホツレ性及び耐屈曲疲労性を有する心線を製造することができ、マトリックスゴムとの接着性を改善できる。
心線の平均径は、例えば、0.3〜3.6mm(例えば、0.4〜3.5mm)、好ましくは0.5〜3.3mm(例えば、0.55〜3.1mm)、さらに好ましくは0.6〜2.7mm(例えば、0.7〜2.5mm)程度であってもよい。
[伝動ベルトとその製造方法]
心線は、未処理糸を第1の水性処理剤で処理することで調製される。未処理糸を第1の水性処理剤で処理した後、第2の水性処理剤で処理することで調製してもよい。心線は、第1の処理剤が表面及び繊維間(若しくは原糸間)に浸透して硬化した硬化物を含んでおり、さらに第2の処理剤で処理すると、RFL液が前記エポキシ樹脂と反応して硬化した硬化物を含むようである。このような心線は、ゴム補強用心線、例えば、伝動ベルト用心線として適している。心線は、通常、伝動ベルトのゴム層(架橋ゴム層)内に埋設して利用される。
伝動ベルトは、前記心線を含んでいればよく、通常、ベルト本体の長手方向(又は周方向)に沿って、心線(通常、複数の心線)を埋設したゴム層を備えている場合が多く、ベルト本体の長手方向に平行に所定のピッチで並列的に埋設されていてもよい。隣接する心線の間隔(スピニングピッチ)は、心線径に応じて、例えば、0.5〜4mm(例えば、0.6〜2.5mm)、好ましくは0.7〜2.3mm(例えば、0.8〜2mm)程度であってもよく、0.5〜2mm(例えば、0.6〜1.8mm)、さらに好ましくは0.7〜1.7mm(例えば、0.8〜1.5mm)程度であってもよい。
伝動ベルトのゴム層は、未加硫ゴムを含む組成物で形成でき、未加硫ゴムとしては、例えば、ジエン系ゴム(天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(ニトリルゴム:NBR)、アクリロニトリル−クロロプレンゴム、水素化ニトリルゴム(HNBR)など)、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロスルホン化ポリエチレンゴム(CSM)、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレンゴム(ACSM)、エピクロルヒドリンゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。これらのゴム成分は、カルボキシル化SBR、カルボキシル化NBRなどのように、カルボキシル化されていてもよい。これらのゴム成分は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
ゴム成分は、少なくともエチレン−プロピレン共重合体(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(EPDM)などのエチレン−α−オレフィン系エラストマー(又はエチレン−α−オレフィン系ゴム)を主成分として含むことが好ましい。
未加硫ゴム組成物は、慣用の成分を含んでいてもよく、このような成分としては、例えば、カーボンブラック及び/又はシリカなどの補強剤、短繊維、(メタ)アクリル酸亜鉛、(メタ)アクリル酸マグネシウムなどの(メタ)アクリル酸多価金属塩、加硫剤及び/又は架橋剤(有機過酸化物など)、共架橋剤(エチレングリコールジメタクリレート、ブタンジオールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどのアルカンポリオールポリ(メタ)アクリレート;トリアリル(イソ)シアヌレート;N,N’−m−フェニレンビスマレイミド、N,N’−(4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミドなどのビスマレイミドなど)、加硫助剤、加硫促進剤(チウラム系促進剤など)、加硫促進助剤(ステアリン酸など)、加硫遅延剤、金属酸化物(例えば、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウムなど)、充填剤(クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカなど)、可塑剤、界面活性剤、軟化剤(パラフィンオイル、ナフテン系オイルなどのオイル類など)、加工剤または加工助剤(ステアリン酸金属塩、ワックス、パラフィンなど)、老化防止剤(芳香族アミン系老化防止剤、ベンズイミダゾール系老化防止剤など)、接着性改善剤[レゾルシン−ホルムアルデヒド共縮合物、ヘキサメトキシメチルメラミンなどのメラミン樹脂、これらの共縮合物(レゾルシン−メラミン−ホルムアルデヒド共縮合物など)など]、着色剤、粘着付与剤、カップリング剤(シランカップリング剤など)、安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤など)、潤滑剤、難燃剤、帯電防止剤などが挙げられる。これらの添加剤は、単独または組み合わせて使用できる。
伝動ベルトは、帆布などのカバー布(又は補強布)を備えていてもよい。
このような伝動ベルトとしては、ラップドVベルト、ローエッジVベルトなどのVベルト、Vリブドベルト、平ベルト、歯付ベルトなどが挙げられる。
代表的には、伝動ベルトは、接着ゴム層と、この接着ゴム層の一方の面に圧縮ゴム層とを有し、接着ゴム層に心線が埋設されていてもよい。なお、接着ゴム層の他方の面には伸張ゴム層を設けてもよい。また、伝動ベルトは、ゴム層で形成されたベルト本体の一部(例えば、伸張ゴム層及び/又は圧縮ゴム層の表面)又は全部を補強布で被覆(又は積層)していてもよい。
図1は、伝動ベルトの一例であるVリブドベルトを示す概略断面図である。この例では、ベルトの長手方向に心線1を埋設した接着ゴム層2と、この接着ゴム層の一方の面(内周面)に形成された圧縮ゴム層3と、前記接着ゴム層の他方の面(外周面又は背面)に形成された伸張ゴム層4とを備えており、圧縮ゴム層3にV字状溝のリブ5が形成されている。圧縮ゴム層3には、伝動ベルトの耐側圧性を向上させるため、ポリアミド短繊維6が含有されている。なお、接着ゴム層2、圧縮ゴム層3及び伸張ゴム層4は、それぞれ、ゴム組成物で形成されている場合が多い。また、伸張ゴム層4の背面には、織物、不織布、編物などで形成された補強布を積層してもよい。
図2は、伝動ベルトの他の例であるローエッジVベルトを示す概略断面図である。図2に示すベルトは、圧縮ゴム層3にリブ5が形成されていない点及び外周面から内周面に向かってベルト幅が小さくなる台形状である点を除き、図1と同様に構成されている。なお、圧縮ゴム層3には、ベルトの長手方向に沿って、複数のコグ(凸部)を所定の間隔をおいて形成してもよい。また、圧縮ゴム層3の面(内周面)及び伸張ゴム層4の面(外周面)には、織物、不織布、編物などで形成された補強布を積層してもよい。
これらの伝動ベルトは、円筒状の成形ドラムに、圧縮ゴム層用未加硫ゴムシートと第1接着ゴム層用未加硫ゴムシートとを順次巻き付け、この上に心線を螺旋状にスピニングし、さらに、第2接着ゴム層用未加硫ゴムシートと伸張ゴム層用未加硫ゴムシートとを順次巻き付けて積層体を形成し、この積層体を加硫して加硫ベルトスリーブを作製し、この円筒状の加硫ベルトスリーブを周方向に切断して形成される。この切断の際、周方向に配列又は配向した心線も切断され、心線が伝動ベルトの側面(切断面)に露出する。心線が伝動ベルトの側面に露出していると、心線が解れ易くなり、伝動ベルトの側面から解れた心線を起点として、心線が伝動ベルトの側面から突出するポップアウトが生じ、ポップアウトした心線が回転するプーリの軸に巻き付いて伝動ベルトが破断するおそれがある。しかし、ゴム層(図1及び図2に示す伝動ベルトでは、接着ゴム層)に特定の処理剤で処理された心線を埋設しており、心線のフィラメント同士の結束性が高いため、伝動ベルトの側面で心線が解れることがなく、心線のポップアウトを有効に防止でき、伝動ベルトの耐久性を著しく向上できる。
伝動ベルトは、ベルトの種類に応じて、心線をベルトの長手方向に沿ってゴム層に埋設させる埋設工程を含む慣用の方法で製造できる。例えば、一対の未加硫ゴムシート(未加硫の積層ゴムシートを含む)の間に、特定の処理剤で処理した心線を挟持又は埋設させた円筒状の積層体を加硫して伝動ベルト前駆体(加硫ベルトスリーブ)を作製し、この円筒状の伝動ベルト前駆体を周方向にカッティングする方法で製造してもよい。本発明では、このようにカッティングしても、伝動ベルトの側面(伝動面)において、心線の毛羽立ちやホツレが生成しない。なお、一対の未加硫ゴムシートは、同一又は異なるゴム組成物で形成されている場合が多い。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
[コードの作製]
アラミド撚糸コード:1100dtexのアラミド繊維の束(フィラメント数1000)を1×3の撚り構成で、下撚り係数4.0、上撚り係数2.8で諸撚りした総繊度3300dtex(フィラメント数3000)の撚りコード
[第1の処理剤]
下記成分を含む第1の処理剤を調製した。すなわち、表1に示す第1の処理剤の成分を混合し、室温で10分攪拌し、各種第1の処理剤(処理液)を作製した。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂水系分散液:吉村油化学(株)製「ユカレジンNE−307H」(分子量約2900、エポキシ当量1750〜2200g/eq、軟化点(環球法)128℃のビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル(株)「jER #1007」)の水系分散液)、固形分濃度50質量%
ポリカーボネートポリオール水分散液:吉村油化学(株)製「ユカレジンPEP−50」、固形分濃度60質量%、水酸基当量(固形分)267g/eq
なお、前記のように、水酸基当量は、水酸基価に基づいて、式:水酸基当量=1/[(水酸基価mgKOH/g)/1000/56.1]に基づいて算出できる。
ブロックドポリイソシアネート水分散液:吉村油化学(株)製「ユカレジンAK−81」(ヘキサメチレンジイソシアネートをベースとし、解離温度約140℃のブロックドポリイソシアネートの水分散液)、固形分濃度45質量%、イソシアネート基当量(固形分)360g/eq
イミダゾール類:四国化成工業(株)製「キュアゾール2E4MZ−CN」
Figure 2020158947
表中、※「官能基数の比」は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂のOH基の数:ポリカーボネートポリオールのOH基の数:ブロックドポリイソシアネートのNCO基の数の比を示す。
※※「OH基のモル比」は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂のOH基の数/ポリカーボネートポリオールのOH基の数の比を示す。
※※※「NCO基のモル比」は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂及びポリカーボネートポリオールのOH基の総量1モルに対するブロックドポリイソシアネートのNCO基のモル数の比を示す。
[第2の処理剤]
表2に第2の処理剤(RFL液)の構成成分を示す。まず、水にレゾルシンを加えて室温で30分間攪拌して溶解させた後、37質量%ホルマリンを加えて、さらに室温で30分間攪拌して反応させ、X液を得た。
次に、ラテックスを水で希釈してY液とし、攪拌しながらX液を加えて混合した。この混合液を、25℃で6日間熟成させた後、固形分濃度が10質量%になるように水(Z液)で希釈して、第2の処理剤(RFL液)を作製した。
なお、ラテックスとしては、スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン共重合体(日本ゼオン(株)製)を用いた。
Figure 2020158947
[心線の調製]
未処理のアラミド撚糸コードを、第1の処理剤(25℃)に10秒間浸漬後、150℃で2分間乾燥し、続いて第2の処理剤(25℃)に10秒間浸漬後、200℃で2分間乾燥して、接着成分が付着した処理コードを得た。
[Vリブドベルトの作製]
ベルトの未加硫ゴム組成物として以下の成分を用いた。
EPDM:デュポン・ダウエラストマージャパン(株)製「IP3640」、ムーニー粘度40(100℃)
酸化亜鉛:正同化学工業(株)製「酸化亜鉛3種」
カーボンブラックHAF:東海カーボン(株)製「シースト3」
ステアリン酸:日油(株)製「ステアリン酸つばき」
含水シリカ:東ソー・シリカ(株)製「Nipsil VN3」、BET比表面積240m/g
レゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物:レゾルシノール20%未満、ホルマリン0.1%未満
老化防止剤:精工化学(株)製「ノンフレックスOD3」
加硫促進剤DM:ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド
ヘキサメトキシメチロールメラミン:PowerPlast社製「PP−1890S」
ポリアミド短繊維:旭化成(株)製「66ナイロン」
綿短繊維:平均繊維径13μm、平均繊維長6mm
メルカプトベンゾイミダゾール:大内新興化学工業(株)製「ノクラックMB」
パラフィン系軟化剤:出光興産(株)製「ダイアナプロセスオイル」
ジベンゾイル・キノンジオキシム:大内新興化学工業(株)製「バルノックDGM」
有機過酸化物:化薬アクゾ(株)製「パーカドックス14RP」。
まず、表面が平滑な円筒状の成形モールドの外周に、1プライ(1枚重ね)のゴム付綿帆布を巻き付け、この綿帆布の外側に、表3に示すゴム組成物で形成された未加硫の接着ゴム層用シートを巻き付けた。次に、接着ゴム層用シートの上から処理コードをピッチ0.95mmで並列した状態で、らせん状にスピニングして巻き付け、さらにこの上に、前記ゴム組成物で形成された未加硫の接着ゴム層用シート及び表4に示すゴム組成物で形成された未加硫の圧縮ゴム層用シートを順に巻き付けた。圧縮ゴム層用シートの外側に加硫用ジャケットを配置した状態で、成形モールドを加硫缶に入れて加硫した。加硫して得られた筒状の加硫ゴムスリーブを成形モールドから取り出し、加硫ゴムスリーブの圧縮ゴム層をグラインダーにより複数のV字状溝を同時に研削した後、加硫ゴムスリーブを輪切りするようにカッターで周方向に切断することによって、3つのリブを形成した周長1100mmのVリブドベルトを得た。なお、このベルトは伸張ゴム層を備えていない。
Figure 2020158947
Figure 2020158947
そして、得られたVリブドベルト及び心線の特性を以下のようにして評価した。
[耐ホツレ性の評価]
ベルト側面を目視で観察し、心線のホツレの有無を確認した。
[心線−ゴム間接着性の評価]
図3に示すように、得られたVリブドベルトにおいて、ベルト背面の帆布を剥離した後、ゴム層と接着した心線1のうち、隣り合う心線1aを圧縮ゴム層側の接着ゴム層2より2本引き起こし、Vリブドベルトの一端を掴み具21aで掴んだ状態で、オートグラフ((株)島津製作所製「AGS−J10kN」)の掴み具21bで掴み、引張速度50mm/分で剥離試験を行い、雰囲気温度23℃での心線1と接着ゴム層2との接着力を測定した(心線2本剥離力)。
[耐久走行試験]
得られたVリブドベルトを、図4に示すように、駆動プーリ11(直径120mm、回転数:4900rpm)、従動プーリ12(直径120mm、負荷:8.8kW)、アイドラプーリ13(直径85mm)及びテンションプーリ14(直径45mm、軸荷重:60kgf(一定))に巻き付け、120℃の雰囲気温度で、寿命まで走行させた。
また、走行時間を200時間で打ち切り、耐久走行試験前後の引張強力を測定することで耐屈曲疲労性の評価を行った。具体的には、200時間走行前後のベルト引張強度を万能試験機((株)島津製作所製「UH−200kNX」)を用いて、引張速度50mm/分の条件で引張り、ベルトの破断時の強力を測定し、次の式で強力保持率を計算した。
強力保持率(%)=(耐久走行試験後の強力/耐久走行試験前の強力)×100
結果を下記表5に示す。
Figure 2020158947
実施例1〜5は耐ホツレ性、接着性、及び耐屈曲疲労性に優れていた。ポリカーボネートポリオールを含まない比較例1は接着被膜の靭性が低いためか、耐ホツレ性及び耐屈曲疲労性が低下した。また、実施例1〜5の比較より、ポリカーボネートポリオールの比率が低すぎると、強力保持率(耐屈曲疲労性)が低下することが分かる。すなわち、実施例3及び5はポリオールに対してエポキシが相対的に多く、接着被膜の靭性があまり高くならないためか、実施例2と比較すると強力保持率が低かった。一方、ポリカーボネートポリオールの比率が高すぎると、心線2本剥離力(接着性)が低下することが分かる。さらに、実施例2及び実施例6〜9の比較より、ブロックドポリイソシアネートの比率が低すぎると、接着性が低下することが分かる。一方、ブロックドポリイソシアネートの比率が高すぎると、耐屈曲疲労性が低下することが分かる。
本発明の水性処理剤は、伝動ベルトの心線を調製するのに有用であり、このような心線を用いると、伝動ベルトでの耐ホツレ性及び耐屈曲疲労性を大きく改善でき、ゴムとの接着性も向上でき、耐久性を大きく向上できる。そのため、Vベルトなどのゴム層と接着させて抗張力を高めるための伝動ベルトに有効に利用できる。
1…心線
2…接着ゴム層
3…圧縮ゴム層
4…伸張ゴム層
5…リブ

Claims (16)

  1. 伝動ベルト用未処理糸を処理して心線を調製するための水性処理剤であって、少なくとも第1の水性処理剤を含み、前記第1の水性処理剤が、エポキシ樹脂(A)と、ポリカーボネートポリオール(B)と、ブロックドポリイソシアネート(C)とを含む、水性処理剤。
  2. 前記エポキシ樹脂(A)がビスフェノール型エポキシ樹脂(A1)を含み、前記ポリカーボネートポリオール(B)がポリカーボネートジオール(B1)を含み、前記ブロックドポリイソシアネート(C)が、脂肪族ポリイソシアネート又はその誘導体及び芳香族ポリイソシアネートから選択され、かつ解離温度120〜180℃である少なくとも一種のブロックドポリイソシアネートを含む請求項1記載の水性処理剤。
  3. 固形分又は不揮発分において、前記エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量が450〜5000g/eqであり、前記ポリカーボネートポリオール(B)の水酸基当量が200〜600g/eqであり、前記ブロックドポリイソシアネート(C)のイソシアネート基当量が200〜600g/eqである請求項1又は2記載の水性処理剤。
  4. 前記エポキシ樹脂(A)のヒドロキシル基と、前記ポリカーボネートポリオール(B)のヒドロキシル基とのモル比が、前者/後者=45/55〜95/5であり、前記エポキシ樹脂(A)及び前記ポリカーボネートポリオール(B)のヒドロキシル基の総量1モルに対して、前記ブロックドポリイソシアネート(C)のイソシアネート基の割合が0.7〜1.3モルである請求項1〜3のいずれか一項に記載の水性処理剤。
  5. 前記第1の水性処理剤が、さらに硬化剤を含む請求項1〜4のいずれか一項に記載の水性処理剤。
  6. 前記硬化剤が、イミダゾール系硬化剤を含む請求項5記載の水性処理剤。
  7. さらに第2の水性処理剤を含み、前記第2の水性処理剤が、レゾルシンとホルムアルデヒドとラテックスとを含む請求項1〜6のいずれか一項に記載の水性処理剤。
  8. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の水性処理剤で処理された未処理糸を含む、伝動ベルト用心線。
  9. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の水性処理剤と、レゾルシンとホルムアルデヒドとラテックスとを含む第2の水性処理剤とで順次に処理された未処理糸を含む、伝動ベルト用心線。
  10. 前記未処理糸が、アラミド繊維及びポリエステル繊維からなる群より選択された少なくとも一種を含む請求項8または9記載の伝動ベルト用心線。
  11. 前記未処理糸が、パラ系アラミド繊維を含む請求項8〜10のいずれか一項に記載の伝動ベルト用心線。
  12. 前記未処理糸が撚糸コードである請求項8〜11のいずれか一項に記載の伝動ベルト用心線。
  13. 請求項8〜12のいずれか一項に記載の伝動ベルト用心線を含む伝動ベルト。
  14. 前記伝動ベルト用心線が加硫ゴム層内に埋設されている請求項13記載の伝動ベルト。
  15. 未処理糸を請求項1〜6のいずれか一項に記載の水性処理剤で処理する、伝動ベルト用心線の製造方法。
  16. 前記未処理糸を前記水性処理剤で処理した後、レゾルシンとホルムアルデヒドとラテックスとを含む第2の水性処理剤で処理する、請求項15記載の伝動ベルト用心線の製造方法。
JP2020033980A 2019-03-19 2020-02-28 伝動ベルト用心線の処理剤、並びに心線とその製造方法 Active JP6740494B1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20774293.3A EP3943657A4 (en) 2019-03-19 2020-03-06 CENTER WIRE TREATMENT AGENT FOR TRANSMISSION BELTS, AND CENTER WIRE AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF
CN202080021591.4A CN113574222B (zh) 2019-03-19 2020-03-06 传动带用芯线的处理剂、以及芯线和其制造方法
PCT/JP2020/009638 WO2020189332A1 (ja) 2019-03-19 2020-03-06 伝動ベルト用心線の処理剤、並びに心線とその製造方法
US17/440,271 US11859078B2 (en) 2019-03-19 2020-03-06 Treatment agent for core wires for transmission belts, and core wire and method for producing same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019051513 2019-03-19
JP2019051513 2019-03-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6740494B1 JP6740494B1 (ja) 2020-08-12
JP2020158947A true JP2020158947A (ja) 2020-10-01

Family

ID=71949306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020033980A Active JP6740494B1 (ja) 2019-03-19 2020-02-28 伝動ベルト用心線の処理剤、並びに心線とその製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11859078B2 (ja)
EP (1) EP3943657A4 (ja)
JP (1) JP6740494B1 (ja)
CN (1) CN113574222B (ja)
WO (1) WO2020189332A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001073247A (ja) * 1999-09-01 2001-03-21 Teijin Ltd ポリエステル繊維コードの製造方法
JP2005171431A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Teijin Techno Products Ltd ベルト補強用アラミド繊維コードの製造方法
JP2017226717A (ja) * 2016-06-20 2017-12-28 Dic株式会社 ポリカーボネート変性エポキシ樹脂及び接着剤

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3855870A (en) * 1973-07-02 1974-12-24 Gates Rubber Co Power transmission belt, reinforcement and process
JPH076570B2 (ja) * 1989-11-17 1995-01-30 三ツ星ベルト株式会社 動力伝動用ベルト
US5268221A (en) * 1990-02-23 1993-12-07 Bando Chemical Industries, Ltd. Fiber reinforced rubber articles
US5392567A (en) * 1991-05-31 1995-02-28 Mitsuboshi Belting Ltd. Method of removing an exposed cord on a power transmission belt, an apparatus for carrying out the method, and a power transmission belt made by practicing the method
JP3187256B2 (ja) 1994-09-28 2001-07-11 帝人株式会社 動力伝達ベルト用アラミド繊維コード
JP3140679B2 (ja) * 1996-04-02 2001-03-05 三ツ星ベルト株式会社 Vリブドベルト
US6132328A (en) * 1997-03-31 2000-10-17 Mitsuboshi Belting Ltd. Load carrying cord and power transmission belt incorporating the load carrying cord
CA2243026C (en) * 1997-07-14 2007-01-16 Mitsuboshi Belting Ltd. Processed fiber which is bondable to a rubber composition and a power transmission belt incorporating the processed fiber
JP3762581B2 (ja) * 1999-08-23 2006-04-05 帝人テクノプロダクツ株式会社 ポリエステル繊維コードの製造方法
ATE256162T1 (de) * 1999-08-23 2003-12-15 Teijin Ltd Verfahren zum herstellen einer klebemittelbehandelten faserkordel aus polyester
EP1350055B1 (en) * 2001-01-12 2008-07-09 The Gates Corporation Low growth power transmission belt
US6945891B2 (en) * 2001-01-12 2005-09-20 The Gates Corporation Power transmission belt and method
US6758779B2 (en) * 2001-08-13 2004-07-06 Bando Chemical Industries Ltd. Power transmission belt and process for production of the same
JP2003221787A (ja) 2001-11-26 2003-08-08 Toray Ind Inc 動力伝動ベルト補強用ポリエステルコードおよびその製造方法
US7037578B2 (en) * 2002-12-11 2006-05-02 The Goodyear Tire & Rubber Company Power transmission belt
CA2519393A1 (en) * 2003-04-09 2004-10-21 Nippon Sheet Glass Company, Limited Reinforcing cord for rubber reinforcement and rubber product including the same
US7901313B2 (en) * 2004-05-25 2011-03-08 Bando Chemical Industries, Ltd. Power transmission belt and process for production of the same
US7254934B2 (en) * 2005-03-24 2007-08-14 The Gates Corporation Endless belt with improved load carrying cord
JP4497545B2 (ja) * 2005-11-17 2010-07-07 バンドー化学株式会社 歯付ベルト
KR20090009078A (ko) * 2006-03-24 2009-01-22 반도 카가쿠 가부시키가이샤 전동 벨트
CN101410569B (zh) * 2006-03-31 2011-07-27 中央硝子株式会社 玻璃纤维涂布用涂布液和使用其的橡胶补强玻璃纤维
CN101460764B (zh) * 2006-04-05 2012-08-22 阪东化学株式会社 传动带用芯线和传动带
US7780560B2 (en) * 2006-10-27 2010-08-24 Veyance Technologies, Inc. Power transmission belt
JP5236980B2 (ja) * 2007-04-26 2013-07-17 三ツ星ベルト株式会社 ベルト及びベルトの製造方法
JP5498941B2 (ja) * 2008-07-17 2014-05-21 バンドー化学株式会社 伝動ベルト
WO2010109533A1 (ja) * 2009-03-26 2010-09-30 バンドー化学株式会社 平ベルト
MX2012002563A (es) * 2009-09-24 2012-04-11 Gates Corp Banda cvt.
US9944763B2 (en) * 2009-12-01 2018-04-17 Gates Corporation Polyurea-urethane cord treatment for power transmission belt and belt
US11548990B2 (en) * 2009-12-01 2023-01-10 Gates Corporation Urethane adhesive cord treatment for power transmission belt and belt
DE102010043322A1 (de) * 2010-11-03 2012-05-03 Arntz Beteiligungs Gmbh & Co. Kg Antriebsriemen zur Übertragung einer Antriebsbewegung und Verfahren zur Herstellung eines Antriebsriemens
WO2012169207A1 (ja) * 2011-06-10 2012-12-13 日本板硝子株式会社 ゴム製品を補強するための補強用コードおよびそれを用いたゴム製品
US9353466B2 (en) * 2012-09-12 2016-05-31 Timken Smo Llc Hybrid power transmission cord
JP5997712B2 (ja) * 2013-01-30 2016-09-28 三ツ星ベルト株式会社 摩擦伝動ベルト
CN105051411B (zh) * 2013-03-21 2017-04-05 阪东化学株式会社 摩擦传动带
JP6605974B2 (ja) 2015-01-30 2019-11-13 三ツ星ベルト株式会社 アラミド心線の製造方法及び処理剤並びに伝動ベルトの製造方法
CN104761781B (zh) * 2015-03-19 2016-09-21 宁波伏龙同步带有限公司 一种同步带及其制备方法
JP6349369B2 (ja) * 2015-10-29 2018-06-27 三ツ星ベルト株式会社 伝動ベルト用心線の製造方法並びに処理剤及び処理用キット
FR3051473A1 (fr) * 2016-05-20 2017-11-24 Michelin & Cie Composite et courroie de transmission de puissance
JP7047677B2 (ja) 2018-08-31 2022-04-05 トヨタ自動車株式会社 車両及び車両の制御方法
JP2019051513A (ja) 2018-11-15 2019-04-04 株式会社レーベン シュレッダー機能を備える保管庫

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001073247A (ja) * 1999-09-01 2001-03-21 Teijin Ltd ポリエステル繊維コードの製造方法
JP2005171431A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Teijin Techno Products Ltd ベルト補強用アラミド繊維コードの製造方法
JP2017226717A (ja) * 2016-06-20 2017-12-28 Dic株式会社 ポリカーボネート変性エポキシ樹脂及び接着剤

Also Published As

Publication number Publication date
EP3943657A1 (en) 2022-01-26
US20220153986A1 (en) 2022-05-19
EP3943657A4 (en) 2022-12-14
CN113574222A (zh) 2021-10-29
US11859078B2 (en) 2024-01-02
JP6740494B1 (ja) 2020-08-12
CN113574222B (zh) 2023-04-28
WO2020189332A1 (ja) 2020-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108350644B (zh) 传动带用芯线的制造方法以及处理剂及处理用套装
JP6605974B2 (ja) アラミド心線の製造方法及び処理剤並びに伝動ベルトの製造方法
US6875144B2 (en) Rubber composition, a method of making the rubber composition, a power transmission belt made from the rubber composition and a method of making the power transmission belt
JP7067972B2 (ja) ゴム補強用複合繊維コード
JP5997206B2 (ja) アラミド心線及びその製造方法と処理剤並びに伝動ベルト
JP6783553B2 (ja) 伝動ベルト用心線の製造方法及び伝動ベルトの製造方法並びに処理剤
WO2017073647A1 (ja) 伝動ベルト用心線の製造方法並びに処理剤及び処理用キット
JP5964674B2 (ja) 伝動ベルト
WO2020189332A1 (ja) 伝動ベルト用心線の処理剤、並びに心線とその製造方法
JP6853908B2 (ja) 伝動ベルト用心線の製造方法および伝動ベルトの製造方法、ならびに処理剤および処理用キット
WO2021014980A1 (ja) 伝動ベルト用心線の製造方法および伝動ベルトの製造方法、ならびに処理剤および処理用キット
JP2009270583A (ja) 伝動ベルトおよび搬送ベルト
JP2005042229A (ja) 伝動ベルト補強用炭素繊維コードおよびこれを用いた伝動ベルト
JP6877193B2 (ja) ゴム補強用繊維コードおよびその製造方法
JP5922493B2 (ja) アラミド心線及び伝動ベルト
JP2019163560A (ja) ゴム補強用の複合繊維コード及びその製造方法
JP2005171431A (ja) ベルト補強用アラミド繊維コードの製造方法
JP2023057245A (ja) 自動車ホース
JP2020076183A (ja) ベルト用補強布
JP2012167391A (ja) ゴム補強用ポリエステルスリットヤーン及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200609

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20200609

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20200714

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200721

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200722

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6740494

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250