JP2894799B2 - ゴム補強用ガラス繊維 - Google Patents

ゴム補強用ガラス繊維

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ゴムベルト、タイヤ等のゴム製品の補強用
に用いるゴム補強用ガラス繊維に関するものである。さ
らに詳しくは、歯付きベルトの如く使用される際に熱お
よび屈曲応力の両方を受ける製品の補強剤として使用さ
れるガラス繊維に関するものである。
(従来の技術) ゴムベルト、タイヤ等のゴム製品の補強材として、ガ
ラス繊維コード等の補強繊維が広く用いられる。ゴムベ
ルト等のゴム製品は繰り返し屈曲応力を受けるため屈曲
疲労を生じて性能が低下し、補強材とゴムマトリックス
の間に剥離が生じたり、補強繊維が摩耗し、強度低下が
生じ易い。このような現象は熱および水分によって特に
加速される傾向にある。このような屈曲疲労による剥離
を防止し、十分な補強効果を得るためには、補強繊維と
ゴムとの馴染み、接着力を大きくし、且つ耐熱、耐水性
を持たせる必要があり、このため補強繊維表面に種々の
処理剤が塗布される。
処理剤としては、各種のものが提案されている。例え
ば特開平1−221433号公報には、レゾルシン−ホルムア
ルデヒド水溶性縮合物、ビニルピリジン−ブタジエン−
スチレンターポリマーラテックス、ジカルボキシル化ブ
タジエン−スチレン共重合体ラテックスおよびクロロス
ルホン化ポリエチレンラテックスを併用した処理剤等の
各種処理剤が提案されている。
(発明が解決しようとする課題) このような処理剤を用いることにより補強繊維とゴム
マトリックス間の接着力および処理剤自身の耐熱耐屈曲
疲労性は満足させることはできるが、処理剤自身の耐水
性が不充分なため、これらの処理剤で処理した補強繊維
を用いた場合、耐熱耐水耐屈曲疲労性に優れたゴム製品
を得難い欠点を有していた。この傾向はクロロスルホン
化ポリエチレンおよび水素化ニトリルゴムのような接着
性の乏しい耐熱ゴムの補強用に用いる場合特に著しい。
本発明は従来技術の有していた前述の欠点を解消するこ
とにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、前述の欠点を解決する目的のもとになされ
たものである。すなわち、ゴムラテックス、レゾルシン
−ホルムアルデヒド水溶性縮合物およびパーフルオロア
ルキル基を有するフッ素系撥水撥油剤を含む第1液を塗
布し熱処理した後、前記フッ素系撥水撥油剤およびハロ
ゲン含有ポリマー系接着剤を含む第2液で処理し乾燥さ
せたものであって、第1液中におけるレゾルシン−ホル
ムアルデヒド水溶性縮合物とフッ素系撥水撥油剤とが、
第1液中のゴムラテックスに対してそれぞれ5〜15重量
、0.1〜1.5重量%含まれるゴム補強用ガラス繊維であ
る。
本発明を更に具体的に説明する。
まず第1液について、ゴムラテックスとしてはブタジ
エン−スチレン共重合体ラテックス、ジカルボキシル化
ブタジエン−スチレン共重合体ラテックス、ビニルピリ
ジン−ブタジエン−スチレンターポリマーラテックス、
クロロスルホン化ポリエチレンラテックス等を好適に使
用できる。これらの中で、ジカルボキシル化ブタジエン
−スチレン共重合体ラテックスおよびビニルピリジン−
ブタジエン−スチレンターポリマーラテックスおよびク
ロロスルホン化ポリエチレンラテックスの混合物、例え
ば2種または3種の混合物の場合はいずれかの1成分を
20〜80重量%含む混合物が特に好適な結果を得ることが
できる。ジカルボキシル化ブタジエン−スチレン共重合
体ラテックスとしては、ブタジエン20〜80重量%、スチ
レン5〜70重量%およびエチレン性不飽和ジカルボン酸
1〜10重量%を含有するものが特に適当であり、「Nipo
l 2570X5(商品名 日本ゼオン社製)」、「JSR 0668
(商品名 日本合成ゴム社製)」等が好適に使用でき
る。ビニルピリジン−ブタジエン−スチレンターポリマ
ーラテックスとしては、当業界の技術者に周知されてい
る多数のその種のターポリマー類を使用できる。例えば
ビニルピリジン、ブタジエン、スチレンの重合割合が10
〜20:60〜80:10〜20のものが特に適当であり「Nipol 25
18FS(商品名 日本ゼオン社製)」、「Pyratex(商品
名 住友ノーガタック社製)」等が好適に使用できる。
クロロスルホン化ポリエチレンラテックスとしては、塩
素含量25〜43重量%および硫黄含量1.0〜1.5重量%のも
のが特に適当であり、「Esprene(商品名 住友化学社
製)」等が好適に使用できる。
レゾルシン−ホルムアルデヒド水溶性縮合物(以下RF
という)としてはレゾルシンとホルムアルデヒドとを水
酸化アルカリ、アミン等のアルカリ性触媒の存在下で反
応させて得られるレゾール型の水溶性付加縮合物が好適
に使用できる。特に、レゾルシンとホルムアルデヒドと
の反応モル比を1:0.5〜3として反応させたものが望ま
しい。
フッ素系撥水撥油剤としては、3〜20個、好ましくは
6〜12個の炭素原子を有するパーフルオロアルキル基を
有し、水不溶性で、融点、ガラス転移点あるいは軟化点
が20℃以上で、分子量が約700〜200,000の化合物の水分
散体が好適に用いられる。
このようなパーフルオロアルキル基含有有機フッ素化
合物としては、次のものが挙げられる。
(1)炭素数3〜20個のパーフルオロアルキル基を有す
るビニル単量体の単独重合体またはフルオロアルキル基
を含まないビニル単量体との共重合体。
パーフルオロアルキル基を有するビニル単量体の例と
して、次のものが挙げられる。
CF3(CF27(CH211OCOCH=CH2、 CF3(CF24CH2OCOC(CH3)=CH2、 (CF32CF(CF26(CH23OCOCH=CH2、 CF3(CF26(CH22OCOC(CH3)=CH2、 CF3(CF27SO2N(C3H7)(CH22OCOCH=CH2、 CF3(CF27SO2N(CH2CH2OCOCH=CH22 またパーフルオロアルキル基を含まないビニル単量体
の例として、塩化ビニル、エチレン、酢酸ビニル、フッ
化ビニリデン、アクリルニトリル、スチレン、アクリル
酸とそのアルキルエステル、アクリルアミド、ブタジエ
ン、クロロブレン等が挙げられ、これらは2種以上併用
してもよい。
(2)炭素数3〜20個のパーフルオロアルキル基含有の
1価もしくは多価アルコールとフッ素化されていてもよ
い1価もしくは多価カルボン酸とのエステル。
フッ素化されていてもよい1価もしくは多価アルコー
ルと炭素数3〜20個のパーフルオロアルキル基含有の1
価もしくは多価カルボン酸とのエステル。
これらのエステルを形成する成分の例としては次のよ
うな化合物がある。
CF3(CF27SO2N(C3H7)CH2CH2OH、 CF3(CF27SO2N(C2H5)CH2CH(OH)CH2OH、 CF3(CF27SO2N(C3H7)CH2COOH、安息香酸、アジピン
酸、フタル酸、マレイン酸、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、グリセリン、エチレングリコールモ
ノエチルエーテル。
(3)炭素数3〜20個のパーフルオロアルキル基を有す
る1価または多価アルコールと1価または多価イソシア
ネートとのウレタン。この例としては、フェニルイソシ
アネート、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレン
ジイソシアネートとのウレタンがある。
これ等の水分散体が例示でき、「Dicguard F−70もし
くはF−60(商品名 大日本インキ化学社製)」等が好
適に使用できる。
上述した本発明第2液の濃度は、5〜15重量%、好ま
しくは7〜10重量%とするのが適当である。濃度があま
り薄いとガラス繊維への付着が不充分となり、また濃度
があまり濃い過ぎると付着むらが生じ易い。第2液の付
着量は固形分としてガラス繊維重量の1.5〜7.0重量%、
好ましくは2.5〜5.0重量%とするのが適当であり、この
量があまり少ないと本発明の効果が充分でなく、またこ
の量があまり多いと繊維の柔軟性が低下する。
第2液を付与したガラス繊維を80〜150℃、好ましく
は100〜120℃で乾燥する。乾燥時間は溶剤残量を0.5重
量%以下となるように設定するのが適当である。
本発明のガラス繊維で補強すべきゴムマトリックスの
種類に特に限定はないが、水素化ニトリルゴムが極めて
好適な結果を得ることができ、耐熱、耐水および耐屈曲
性に優れたタイミングベルト等の補強ゴム製品が得られ
る。
(作用) 本発明処理剤の第1液および第2液はともにフッ素系
撥水撥油剤を含有しているので、耐水性および耐油性が
向上する。本発明処理剤で処理したガラス繊維を補強材
として用いた場合、自動車エンジンルームのような高温
度、高湿度かつ油分の多い環境下で屈曲応力を受けて
も、ガラス繊維とゴムマトリックス間の接着力の低下が
起こらないため疲労が生じ難くなる。
以下実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
(実施例) レゾルシン−ホルムアルデヒド水溶性縮合物(固形分
含量8重量%、レゾルシン:ホルムアルデヒドの反応モ
ル比=1:1.5)3重量部、ビニルピリジン−ブタジエン
−スチレンターポリマーラテックス(Nipol 2518FS(商
品名 日本ゼオン社製 固形分含量40重量%))30重量
部、ジカルボキシル化ブタジエン−スチレン共重合体ラ
テックス(Nipol 2570X5(商品名 日本ゼオン社製 固
形分含量40重量%))15重量部、クロロスルホン化ポリ
エチレンラテックス(Esprene 200(商品名 住友化学
製 固形分含量40重量%))20重量部、25%アンモニア
水1重量部、フッ素系撥水撥油剤(Dicguard F−70(商
品名 大日本インキ化学社製 固形分合量20重量%))
1重量部、水4重量部からなる第1液を、9μmのガラ
ス繊維を200本集束してなるガラス繊維束を3本引き揃
えて常法に従って付与し、250℃の温度で2分間熱処理
して第1液の付着量がガラス繊維に対して20重量%のガ
ラス繊維束を得た。
次にこのガラス繊維束を1インチ当り2.1回のZ方向
(S方向)の下撚りを与え、更にこの下撚りを与えた繊
維束を13本合糸して1インチ当り2.1回のS方向(Z方
向)の上撚りを施し、ECG150 3/13 2.1S(Z)のガラス
繊維コードを得た。
次にこのガラス繊維コードに、クロロスルホン化ポリ
エチレン、イソシアネートおよび有機溶剤より成るハロ
ゲン含有ポリマー系接着剤液「ケムロック402(商品名
ロードコーポレーション社製 固形分含量15重量
%)」50重量部、パーフルオロアルキル基含有アクリル
共重合体「Dicguard F−327(商品名 大日本インキ化
学社製 固形分合量7.5重量%)」0.8重量部、トリクロ
ロエチレン50重量部よりなる第2液を常法によって付与
し、110℃の温度で1分間乾燥して第2液の付着量がガ
ラス繊維コードに対して3.5重量%のガラス繊維コード
を得た。このコードを補強繊維として表−1の配合のゴ
ムを用い巾19mm、長さ980mmの歯付きベルトを作成し
た。
この歯付きベルトを6000r.p.mの駆動モーターを備え
た注水走行試験機に装着し、ベルト歯面とプーリー歯面
が噛み合い始める部分に水を1L/hrの速度で滴下しなが
ら24時間走行させた後のベルトの引っ張り強度保持率を
求めた。結果を表−2に示す。
(比較例) 実施例でフッ素系撥水撥油剤を用いない他は実施例と
全く同様な試験を行った。結果を表−2に示す。
(発明の効果) 本発明処理方法で処理したガラス繊維で補強したゴム
製品は、補強繊維とゴムマトリックス間の結合力が大き
く、繰り返し屈曲応力を受けても強度が低下せず、かつ
耐水性が大きく、高湿環境下で繰り返し屈曲応力を与え
ても強度低下が少ない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08J 5/08,5/12 C03C 25/02 D06M 15/693

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ゴムラテックス、レゾルシン−ホルムアル
    デヒド水溶性縮合物およびパーフルオロアルキル基を有
    するフッ素系撥水撥油剤を含む第1液を塗布し熱処理し
    た後、前記パーフルオロアルキル基を有するフッ素系撥
    水撥油剤およびハロゲン含有ポリマー系接着剤を含む第
    2液で処理し乾燥させたものであって、 第1液中において、レゾルシン−ホルムアルデヒド水溶
    性縮合物とフッ素系撥水撥油剤とが、ゴムラテックスに
    対してそれぞれ5〜15重量%、0.1〜1.5重量%含まれる
    ゴム補強用ガラス繊維。
  2. 【請求項2】水素化ニトリルゴムからなるマトリックス
    に補強材として使用される特許請求の範囲第1項に記載
    のゴム補強用ガラス繊維。
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