JP5212255B2 - ゴム補強用ガラス繊維を用いた伝動ベルト - Google Patents
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Description
、クロロスルホン化ポリエチレン(D)と有機ジイソシアネート化合物(E)を、またはクロロスルホン化ポリエチレン(D)と有機ジイソシアネート化合物(E)とメタクリル酸亜鉛(F)を含有する2次被覆層を設けた。
ストランドにフェノール類−ホルムアルデヒド縮合物(A)としてのモノヒドロキシベンゼン−ホルムアルデヒド縮合物と、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体(B)としてのアクリロニトリル−ブタジエン2元共重合体と、クロロスルホン化ポリエチレン(D)を含有する1次被覆液を塗布被覆してなる1次被覆層上に、クロロスルホン化ポリエチレン(D)と有機ジイソシアネート化合物(E)とメタクリル酸亜鉛(F)を含有する2次被覆層を形成したゴム補強用ガラス繊維を作製した。
(実施例2、3)
次いで、ストランドにフェノール類−ホルムアルデヒド縮合物(A)としてのクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物と、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体(B)としてのアクリロニトリル−ブタジエン2元共重合体と、クロロスルホン化ポリエチレン(D)を含有する1次被覆液を塗布被覆してなる1次被覆層上に、クロロスルホン化ポリエチレン(D)と有機ジイソシアネート化合物(E)とメタクリル酸亜鉛(F)を含有する2次被覆層を形成したゴム補強用ガラス繊維を作製した。1次被覆層を得るための1次被覆液を調製する際、クロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物の水溶液を得るのにアルコール化合物、アミン化合物を用いた各々のゴム補強用ガラス繊維を作製した。
(実施例4)
次いで、ストランドにフェノール類−ホルムアルデヒド縮合物(A)としてのモノヒドロキシベンゼン−ホルムアルデヒド縮合物とアクリロニトリル−ブタジエン系共重合体(B)としてのアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン3元共重合体と、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体(C)と、クロロスルホン化ポリエチレン(D)を含有する1次被覆液を塗布被覆してなる1次被覆層上に、クロロスルホン化ポリエチレン(D)と有機ジイソシアネート化合物(E)とメタクリル酸亜鉛(F)を含有する2次被覆層を形成したゴム補強用ガラス繊維を作製した。
(実施例5、6)
次いで、フェノール類−ホルムアルデヒド縮合物(A)としてのクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物と、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体(B)としてのアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン3元共重合体と、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体(C)と、クロロスルホン化ポリエチレン(D)を含有する1次被覆液を塗布被覆してなる1次被覆層上に、クロロスルホン化ポリエチレン(D)と有機ジイソシアネート化合物(E)とメタクリル酸亜鉛(F)を含有する2次被覆層を形成したゴム補強用ガラス繊維を作製した。1次被覆層を得るための1次被覆液を調製する際、クロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物の水溶液を得るのに可溶化剤としてアルコール化合物、アミン化合物を用いた各々のゴム補強用ガラス繊維を作製した。
(比較例1)
次いで、従来のレゾルシン−ホルムアルデヒド縮合物とビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体(C)とクロロスルホン化ポリエチレン(D)を含有する1次被覆液を塗布被覆してなる1次被覆層上にクロロスルホン化ポリエチレン(D)と有機ジイソシアネート化合物(E)とメタクリル酸亜鉛(F)を含有する2次被覆層を形成したゴム補強用ガラス繊維を作製した。
(比較例2)
次いで、モノヒドロキシベンゼン−ホルムアルデヒド縮合物とビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体(C)とクロロスルホン化ポリエチレン(D)を含有する1次被覆液を塗布被覆してなる1次被覆層上に、クロロスルホン化ポリエチレン(D)と有機ジイソシアネート化合物(E)とメタクリル酸亜鉛(F)を含有する2次被覆層を形成したゴム補強用ガラス繊維を作製した。
(比較例3、4)
次いで、クロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物とビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体(C)とクロロスルホン化ポリエチレン(D)を含有する1次被覆液を塗布被覆してなる1次被覆層上に、クロロスルホン化ポリエチレン(D)とイソシアネート化合物(E)とメタクリル酸亜鉛(F)を含有する2次被覆層を設けたゴム補強用ガラス繊維を作製した。アルコール化合物を可溶化剤として用いたクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物の水溶液を用いた1次被覆液を塗布被覆してなる1次被覆層を形成したゴム補強用ガラス繊維を比較例3、アミン化合物を可溶化剤として用いたクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物の水溶液を用いた1次被覆液を塗布被覆してなる1次被覆層を形成したゴム補強用ガラス繊維を比較例4とする。
、2次被覆層は、クロロスルホン化ポリエチレン(D)とイソシアネート化合物(E)とメタクリル酸亜鉛(F)を含有する。比較例1〜4のゴム補強用ガラス繊維の1次被覆層は、本発明における必須の化合物アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体(B)が含まれていない。
実施例1
(1次被覆液の調製)
フェノール類−ホルムアルデヒド縮合物(A)に属するモノヒドロキシベンゼン−ホルムアルデヒド縮合物の水溶液に、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体(B)としてのアクリロニトリル−ブタジエン2元共重合体のエマルジョンとクロロスルホン化ポリエチレン(D)のエマルジョンとアンモニア水と水を添加し、1次被覆液を調製した。
、PH調整剤としてアンモニア水(濃度、25.0質量%)22重量部とに、クロロスルホン化ポリエチレン(D)(東ソー株式会社製、商品名、TS−430)を所定量加え、全体として1000重量部になるように水を添加して、1次被覆液を調製した。
(2次被覆液の調製)
次いで、クロロスルホン化ポリエチレン(D)と、有機ジイソシアネート化合物(E)としてのヘキサメチレンジイソシアネートとメタクリル酸亜鉛(F)に、p−ジニトロソベンゼンと、カーボンブラックを加え、キシレンに分散させた2次被覆液を調製した。
(ゴム補強用ガラス繊維の作製)
径9μmのガラス繊維フィラメントを、アクリルシラン系カップリング剤および樹脂を含有する集束剤を用い200本集束したストランド3本を引き揃えた後、前述の手順で作製した1次被覆液を塗布し、その後、温度、280℃下で、22秒間乾燥させて1次被覆層を設け1本のゴム補強用ガラス繊維を作製した。
実施例2、3
(アルコール化合物を用いたクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物の水溶液の調整)
最初に、アルコール化合物を用いた、フェノール類−ホルムアルデヒド縮合物(A)に属するクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物の水溶液の調整について説明する。
(アミン化合物を用いたクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物の水溶液の調整)
次いで、アミン化合物を用いたフェノール類−ホルムアルデヒド縮合物(A)に属するクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物の水溶液の調整について説明する。
(1次被覆液の調製)
前述のアルコール化合物を用いて溶解させた前述のクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物の水溶液、またはアミン化合物を用いて溶解させた前述のクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物の水溶液を用い、市販のアクリロニトリル−ブタジエン2元共重合体のエマルジョンとクロロスルホン化ポリエチレン(D)を加え、アンモニア水と水を添加し、1次被覆液を調製した。
量%)433重量部と、PH調整剤としてアンモニア水(濃度、25.0質量%)22重量部とに、クロロスルホン化ポリエチレン(D)(東ソー株式会社製、商品名、TS−430)を所定量加え、全体として1000重量部になるように水を添加して、1次被覆液を調製した。
実施例4
(1次被覆液の調製)
フェノール類−ホルムアルデヒド縮合物(A)としてのモノヒドロキシベンゼン−ホルムアルデヒド縮合物の水溶液に、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体(B)としてのアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン3元共重合体のエマルジョン、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体(C)のエマルジョンおよびクロロスルホン化ポリエチレン(D)のエマルジョンを加え、アンモニア水と水を添加し、1次被覆液を調製した。
(2次被覆液の調製)
次いで、実施例1と同様にして、クロロスルホン化ポリエチレン(D)と、p−ジニトロベンゼンと、有機ジイソシアネート化合物(E)に属するヘキサメチレンジイソシアネートとメタクリル酸亜鉛(F)に、p−ジニトロソベンゼンと、カーボンブラックを加え、キシレンに分散させた2次被覆液を調製し、2次被覆層を設け、本発明のゴム補強用ガラス繊維を作成した。
実施例5、6
(1次被覆液の調製)
実施例2に示した手順による、アルコール化合物を用いて溶解させた前述のクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物の水溶液、または実施例3に示した手順によるアミン化合物を用いて溶解させたクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物の水溶液を用い、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体(B)としてのアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン3元共重合体のエマルジョンと、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体(C)のエマルジョンと、クロロスルホン化ポリエチレン(D)のエマルジョンに加え、アンモニア水と水を添加し、1次被覆液を調製した。
比較例1
(1次被覆液の調製)
アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体(B)を用いないで、レゾルシン−ホルムアルデヒド縮合物、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体(C)およびクロロスルホン化ポリエチレン(D)より1次被覆液を調製した。
(2次被覆液の調整、ゴム補強用ガラス繊維の作製)
次いで、実施例1に示した手順で、実施例1と同様の2次被覆液を調製し、実施例1と同様の手順で作業を行い、ゴム補強用ガラス繊維にさらなる2次被覆層を設けゴム補強用ガラス繊維を作製した。
比較例2
(1次被覆液の調製)
アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体(B)を用いないで、モノヒドロキシベンゼン−ホルムアルデヒド縮合物、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体(C)およびクロロスルホン化ポリエチレン(D)より1次被覆液を調製した。
(2次被覆液の調整、ゴム補強用ガラス繊維の作製)
次いで、実施例1に示した手順で、実施例1と同様の2次被覆液を調製し、実施例1と同様の手順で作業を行い、ゴム補強用ガラス繊維にさらなる2次被覆層を設けゴム補強用ガラス繊維を作製した。
比較例3、4
アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体(B)を用いないで、クロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体(C)およびクロロスルホン化ポリエチエン(D)より、1次被覆液を調製した。
(2次被覆液の調整、ゴム補強用ガラス繊維の作製)
次いで、実施例1に示した手順で、実施例1と同様の2次被覆液を調製し、実施例1と同様の手順で作業を行い、ゴム補強用ガラス繊維にさらなる2次被覆層を設けゴム補強用ガラス繊維を作製した。
(各ゴム補強用ガラス繊維とHNBRの接着強さの評価試験)
接着強さの評価試験を説明する前に、試験に使用した耐熱ゴムを説明する。
(接着強さの評価結果)
接着強さの評価結果を表2に示す。表2において、ガラス繊維とHNBRが界面から剥離していない破壊状態をゴム破壊とし、界面から一部のみでも剥離している破壊状態を界面剥離とした。ゴム破壊の方が、界面剥離より接着強さに優れる。表2に、各ゴム補強用ガラス繊維のHNBRに対する接着強さを示す。
(各ゴム補強用ガラス繊維のMIT屈曲試験による耐水性、耐熱性、耐油性の評価結果)
実施例1〜6および比較例1〜4で作製したゴム補強用ガラス繊維を補強材として、母材ゴムに前記HNBRを用い、2本埋設させた後、150℃下おいて35分間加硫させつつ養生させて、MIT屈曲試験用の試験片サンプルを作製した。耐水性、耐熱性および耐油性を評価した。
(屈曲走行試験)
次いで、実施例1〜6および比較例1〜4で作製したゴム補強用ガラス繊維を埋設した伝動ベルトについて屈曲走行試験を実施した。
(屈曲走行試験による耐水性評価)
実施例1〜6および比較例1〜4で作製したゴム補強用ガラス繊維を補強材として、母材ゴムに前述の耐熱ゴムを用い、ゴム補強用ガラス繊維を、ループ状に巻いた後に耐熱ゴムのコンパウンドに埋設し帆布を貼り付けた型内に入れ、熱を加えて硬化させ、巾19mm、長さ876mmの歯付きベルトとしての伝動ベルトを各々作製し、耐水性を評価するための耐水走行疲労試験を実施した。耐水性は、注水下、伝動ベルトを、歯車、即ち、プーリーを用いて走行させ、一定時間経過の伸び、および一定時間経過の引っ張り強さ保持率、即ち、耐水走行疲労性能を評価する。
(引張り強さ測定)
引張り強さ測定に供する試験片の長さは257mmであり、1本の伝動ベルト5から3本切り取り得られる。これら試験片の端部各々をクランプ間距離145mmのクランプにてはさみ、引張り速度を50mm/分とし、伝動ベルト5が破壊されるまでの最大の抵抗値を引張り強さとした。1本の伝動ベルト5から3回、抵抗値を測定し、その平均値を伝動ベルト5の引張り強さとした。尚、試験前の引っ張り強さは、同様に作製した10本の伝動ベルト5から各3回、抵抗値を測定して、その平均値を初期値として用いた。
(耐熱性評価)
次いで、実施例1〜6および比較例1〜4で作製したゴム補強用ガラス繊維を補強材として、母材ゴムに前述の耐熱ゴムを用い、前述の耐水性評価試験と同様にして、巾19mm、長さ876mmの伝動ベルト5を各々作製し、耐熱性を評価するための耐熱耐屈曲走行疲労試験を実施した。耐熱性は、高温下、伝動ベルト5を、複数の歯車、即ち、プーリーを用いて、屈曲させつつ走行させ、一定時間経過の引っ張り強さ保持率、即ち、耐熱耐屈曲走行疲労性能で評価する。
(伸び測定)
耐熱耐屈曲走行疲労試験後の長さを測定し、耐熱耐屈曲走行疲労試験前の伝動ベルト5の長さとの差を伸びとした。具体的には、300時間走行後の伝動ベルト5の長さを測定し、走行前の伝動ベルト5の長さとの差を伸びとした。各々の伝動ベルト5の伸びの測定結果を表5に示す。
(引っ張り強さ保持率)
各々の伝動ベルトの耐熱耐屈曲走行疲労試験後の引っ張り強さ保持率を表6に示す。
2 HNBR
3 ゴム補強用ガラス繊維
4 錘
5 伝動ベルト
5A 突起部
5B 背部
6 ゴム補強用ガラス繊維
7 駆動プーリー(駆動モーターに連結)
8 従動プーリー
9 従動プーリー(発電機に連結)
10 アイドラ−
11 水
12 駆動プーリー
13、13´、13〃 従動プーリー
14 アイドラ−
Claims (12)
- 複数本のガラス繊維フィラメントを集束させたストランドに塗布被覆し1次被覆層及び2次被覆層を設けたゴム補強用ガラス繊維が母材ゴムに埋設されてなる伝動ベルトにおいて、
前記1次被覆層は、
モノヒドロキシベンゼン−ホルムアルデヒド縮合物またはクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物から選ばれたフェノール類−ホルムアルデヒド縮合物(A)と
アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体(B)を含有し、
前記(A)と前記(B)とを合わせた質量を100%基準とする質量百分率で表して、前記(A)を、A/(A+B)=1.0%以上、55.0%以下、前記(B)を、B/(A+B)=45.0%以上、99.0%以下の範囲で含有する塗布液により形成されており、
前記1次被覆層の上層にクロロスルホン化ポリエチレン(D)と有機ジイソシアネート化合物(E)を含有する2次被覆層を設けてなることを特徴とする伝動ベルト。 - 2次被覆層は、2次被覆層の全質量を100%基準とする質量百分率で表して、10.0%以上、70.0%以下のクロロスルホン化ポリエチレン(D)と、前記(D)の質量を100%基準とする質量百分率であらわして、E/D=5.0%以上、50.0%以下の有機ジイソシアネート化合物(E)からなることを特徴とする請求項1に記載の伝動ベルト。
- さらに2次被覆層にメタクリル酸亜鉛(F)を含有させたことを特徴とする請求項1又は2に記載の伝動ベルト。
- 2次被覆層中のメタクリル酸亜鉛(F)の含有割合が、クロロスルホン化ポリエチレン(
D)の質量を100%基準とする質量百分率で表して、F/D=0.001%以上、3.
0%以下であることを特徴とする請求項3に記載の伝動ベルト。 - 1次被覆層にさらにビニルピリジン−ブタジエン−スチレン共重合体(C)を含有させたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかにに記載の伝動ベルト。
- 1次被覆層中のモノヒドロキシベンゼン−ホルムアルデヒド縮合物またはクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物から選ばれたフェノール類−ホルムアルデヒド縮合物(A)とアクリロニトリル−ブタジエン共重合体(B)とビニルピリジン−ブタジエン−スチレン共重合体(C)を合わせた質量を100%基準とする質量百分率で表して、1次被覆層に前記(A)を、A/(A+B+C)=1.0%以上、40.0%以下、前記(B)を、B/(A+B+C)=1.0%以上、55.0%以下、前記(C)を、C/(A+B+C)=10.0%以上、70.0%以下の範囲で含有することを特徴とする請求項5に記載の伝動ベルト。
- 請求項6に記載のビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体(C)の一部をスチレン−ブタジエン共重合体に替えて、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体(C)とスチレン−ブタジエン共重合体を合わせた質量を100%基準とする質量百分率で表して、スチレン−ブタジエン共重合体を5.0%以上、80.0%の範囲で含有することを特徴とする伝動ベルト。
- 1次被覆層にさらにクロロスルホン化ポリエチレン(D)を含有させたことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の伝動ベルト。
- 1次被覆層中のモノヒドロキシベンゼン−ホルムアルデヒド縮合物またはクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物から選ばれたフェノール類−ホルムアルデヒド縮合物(A)とアクリロニトリル−ブタジエン共重合体(B)とクロロスルホン化ポリエチレン(D)を合わせた質量を100%基準とする質量百分率で表して、1次被覆層に前記(D)を、D/(A+B+D)=1.0%以上、40.0%以下の範囲で含有させたことを特徴とする請求項8に記載の伝動ベルト。
- 1次被覆層中のモノヒドロキシベンゼン−ホルムアルデヒド縮合物またはクロロフェノール−ホルムアルデヒド縮合物から選ばれたフェノール類−ホルムアルデヒド縮合物(A)とアクリロニトリル−ブタジエン共重合体(B)とビニルピリジン−ブタジエン−スチレン共重合体(C)とクロロスルホン化ポリエチレン(D)を合わせた質量を100%基準とする質量百分率で表して、1次被覆層に前記(D)を、D/(A+B+C+D)=1.0%以上、40.0%以下の範囲で含有させたことを特徴とする請求項8に記載の伝動ベルト。
- アクリロニトリル−ブタジエン共重合体(B)が、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン3元共重合体であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の伝動ベルト。
- 請求項1に記載の母材ゴムが水素化ニトリルゴムであることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の伝動ベルトを用いた自動車用タイミングベルト。
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