JPH01272876A - ゴム補強用繊維及びこれを用いた歯付ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は接着処理を施したゴム補強用繊維及びこれを用
いた歯付ベルトに係り、特に高温条件で使用しても接着
剤の硬化が起こらずに、ゴムとの接着力を充分に維持し
て耐熱性、耐屈曲性に優れたゴム補強用繊維及びこれを
用いた歯付ベルトに関する。

（従来技術） 従来、歯付ベルトは自動車用カム駆動用あるいは一般産
業機器における同期駆動系、例えばプリンターの紙送り
、ヘッド送り等の分野で金属性チェーンにとってかわり
、その用途を拡げてきた。

そして、同期性能を向上させるためにも歯付ベルトの寸
法が、外部からの物理作用により変化しにくいことが重
要になり、抗張体としてガラス繊維、スチール繊維、カ
ーボン繊維、アラミド繊維等が使用されている。

中でも、自動車用カム駆動系に用いられる歯付ベルトは
、熱的に苛酷な条件下で使用されるため、ベルトを構成
するゴム配合物、抗張体、帆布、これらを複合化する接
着剤等には、従来の特性に加えて耐熱性が付与されてい
なければならない。特に抗張体が上述のような非常に剛
直で耐屈曲性に劣る素材で構成されているため、耐熱性
に加えて柔軟性が強く要求される。例えば、ガラス繊維
の場合、接着剤としてレゾルシノール−ホルマリン−ラ
テックス処理液（以後、ＲＦＬ処理液と呼ぶ）が用いら
れるが、その配合内容は従来の有機繊維とゴム配合物の
接着に用いられるＲＦＬ処理液に比べ、レゾルシノール
−ホルマリン縮合物のＲＦＬ処理液中に占める割り合い
が非常に小さく、更には軟化剤が添加される場合もあり
、処理されたガラス繊維がより柔軟になるように配慮さ
れている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、昨今自動車用エンジンのコンパクト化あるいは
燃焼効率改善を月差した高温化のために、歯付ベルトは
より耐熱性、耐屈曲性に優れることが要求されており、
従来のＲＦＬ処理を施したガラス繊維では、これまでの
ような長寿命を保持することが難しくなってきている。

即ち、通常のＲＦＬ処理液より得られる接着剤組成物は
、エラストマーのマトリックス中にレゾルシノール−ホ
ルマリン初期縮合物が点在した状態にあると考えられる
。このような状態にあるブレンド物の物理的性質はブレ
ンドされて各々の物質の物理的性質をそのまま発現させ
ることば困雅になっている。

例えばＲＦＬ処理液より得られた接着組成物の場合、レ
ゾルシノール−ホルマリン初期縮合物の混入により、エ
ラストマーの伸びあるいは強度は低下し、柔軟性（屈曲
疲労性）が損なわれることになる。また、耐熱性におい
てもレゾルシノール−ホルマリン初期縮合物の有無にか
かわらず、エラストマーは高温度下で熱劣化のため、徐
々に硬化していくが、その時もレゾルシノール−ホルマ
リン縮合物の存在はエラストマーの強伸度を低下させ、
結果として耐屈曲疲労性を悪化させていた。

本発明はこのような問題点を改善するものであり、高温
条件下においても接着剤の硬化を起こさずにゴムとの接
着力を充分に維持できるゴム補強用繊維を提供して、且
つこのゴム補強用繊維を抗張体として使用して耐熱性、
耐屈曲性に優れた歯付ベルトを提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 即ち、本発明の特徴とするところはストランドあるいは
撚糸された無機繊維にゴムラテックスを付着し固化させ
た後、イソシアネート基を有する化合物とゴム配合物が
重量比にして１：９から５：５の範囲で有機溶剤にて溶
解したゴム糊を付着させたゴム補強用繊維にある。

また、本発明は一定ピッチで片面もしくは両面に歯部を
有し、ピッチライン上に抗張体を埋設した歯付ベルトに
おいて、前記抗張体としてストランドあるいは撚糸され
た無機繊維にゴムラテックスを付着し固化させた後、イ
ソシアネート基を有する化合物とゴム配合物からなるゴ
ム糊を付着することによって得られたコードを使用して
なる歯付ベルトも含む。

即ち、本発明では従来のガラス繊維あるいはカーボン繊
維等の無機繊維表面を覆っていたＲＦＬ処理液のかわり
に、ラテックス単独で処理を行ないレゾルシノール−ホ
ルマリン縮合物のような熱硬化性樹脂素成分を含まない
ゴム層で繊維を覆うことにより、従来に比べてゴム補強
用繊維及びこれを用いた歯付ベルトにより優れた柔軟性
と耐熱性を付与する。

本発明で使用するラテックスは、特に限定されるもので
はないが、柔軟性という点からみれば、エラストマー（
ゴム）のラテックスが適当であり、その種類については
被着体であるゴム配合物の種類及び狙いとする歯付ベル
トの使用温度条件によって選ばれる。例えば、クロロブ
レンゴム配合物が被着体の場合、ラテックスとしてはク
ロロブレンブムラテックスあるいはビニルピリジン−ス
チレンブタジェン共重合体ラテックスを用いるのが好ま
しい。

また、被着体ゴム配合物が水素添加ＮＢＲ、クロロスル
ホン化ポリエチレンのような非常に耐熱性に優れたゴム
より構成される場合、使用するラテックスも水素濃化Ｎ
ＢＲラテックス、クロロスルホン化ポリエチレンラテッ
クスを使用し、耐熱性を付与したほうがよりベルトの寿
命が長くなる。

また、老化防止剤を予めラテックスに混在させて処理を
施すことも、ベルトの寿命を長くすることに有効である
。

ラテックスの固形分濃度については、特に限定されない
。また、付着量については１０〜３０重量％、好ましく
は１５〜２５重量％の範囲が屈曲疲労性、接着性を両立
させるのに好ましい。

ラテックス付着後の加熱処理は２００〜４００℃、好ま
しくは２００〜３５０℃の温度範囲で、１０〜３００秒
間実施される。２００℃未満の温度での処理は接着力の
低下をまねき、一方４００℃を越える温度では繊維を被
覆したゴム層を過度に劣化させることになる。

そして、本発明の効果を発揮させるためにもラテックス
にて処理された繊維をゴム糊にて被覆しなければならな
い。これは、歯付ベルトの抗張体として必要な接着力を
付与するために実施される。

このゴム糊は大きく分けて、ゴム配合物、イソシアネー
ト基を有する化合物そして有機溶剤の３成分より構成さ
れる。

まず、ゴム配合物は被着体ゴム配合物と同じあるいは被
着体ゴム配合物と同じゴムを使用した配合物が好ましい
。ただし接着力を損なわなければ、異種ゴムを使用した
配合物でもなんら問題はないが、被着体ゴム配合物より
耐熱性に劣るものを使用する場合、例えば被着体が水素
濃化ＮＢＲ配合物でゴム糊にポリクロロプレン配合物を
用いた場合、ベルト走行時にゴム糊の熱劣化が先行し、
結果として水素濃化ＮＢＲを用いて耐熱性を向上させる
本来の目的が十分達成できなくなる。同様の事が前述の
ラテックスの選定時にも考慮されるべきである。

次にゴム糊を構成するイソシアネート基を有する化合物
としては、分子内に少なくとも１つ以上のイソシアネー
ト基を有するものであればなんら問題はないが、原料と
しての安定性、安全性、またゴム糊としての反応性を考
慮すれば、例えばポリメチレンポリフェニンポリイソシ
アネート、メチレンジフェニルイソシアネート等が好ま
しい。

このようなゴム糊構成成分は、ゴム配合物１００重量部
に対してイソシアネート基を有する化合物１０〜１２０
重量部の割りあいで、好ましくは３０〜８０重量部の割
りあいで有機溶剤にて溶解混合される。このようにして
得られるゴム糊を前記ラテックスにて被覆し、加熱処理
された繊維に付着せしめて１００〜２００℃の温度範囲
で加熱処理される。

以上の処理で得られるガラス繊維あるいはカーボン繊維
等の無機繊維は、従来のものに比べて優れた柔軟性と耐
熱性を有するだけでなく、従来のものとほとんどかわり
ない良好な接着性能力をもつ。また、処理液自体はＲＦ
Ｌ液を使用しないため、経時安定性が優れている。

（実施例） 次に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

（実施例１） ＥＣＧ１５０−３１０の構成のガラスコードに表１に示
す実施例１−１．１−２．１−３のサブコート、トップ
コートを施した。サブコートは温度３００℃で３０秒間
の加熱処理を施し、トップコートは温度１５０℃で３０
秒間の加熱処理を施した。比較例として実施例と同じ条
件で表１に示す比較例１−１．１−２．１−３のサブコ
ート、トップコートを施したガラスコードを作製した。

処理を施したガラスコードは、クロロスルフォン化ポリ
エチレン配合物に埋設し、温度１５０℃、圧力５０ｋｇ
／ｃｍ２で３０分加圧加硫し、厚さｌ　ｍｍ。

長さ６３．５ｍｍ、巾２５ｍｍを有するシート状の試料
を得た。この試料を１４０℃のギアオーブン中に７日間
放置した後、曲げ弾性率を測定した。

また、処理を施したガラスコードを密に並ベクロロスル
フォン化ポリエチレン配合物に温度１５０℃、圧力５０
ｋｇ／Ｃｍ２で３０分間加圧密着させ、巾２５ｍｍ、長
さ１４０ｒｎｍ、厚さ３ｍｍのシート状の試１ｆ４を得
た。この試料でＴ剥離試験を実施し、コードとゴム配合
物間の剥離接着力を測定した。それぞれの測定値を表１
に併記する。

１４０℃で７日間放置した後の曲げ弾性率は、特にラテ
ックスの種類により顕著な差が見られる。

またレゾルシノール−ホルマリン縮合物の有無によって
も差は見られる。接着力についてはいずれの例も部材破
壊（ゴム配合物の破壊）となっており、レゾルシノール
−ホルマリン縮合物を含まない例でも、接着力が損なわ
れることはなかった。

（実施例２） 次にＥ　ＣＧ　１５０−３１０の構成のガラスコードに
表２に示す実施例２−１．２−２．２−３．２−４のサ
ブコート、トップコートを施し実施例１と同様の方法で
曲げ弾性率と剥離接着力を測定した。それぞれの測定値
を表２に併記する。

１４０℃で７日間放置後の曲げ弾性率はトップコートに
用いたゴム配合物の種類によって差が見られ、実施例１
におけるラテックス種の差と同様に耐熱性に優れたゴム
配合物を用いた場合、曲げ弾性率は小さくなる。またイ
ソシアネート基を含む化合物の添加量によっても差はみ
られた。

（実施例３） １４０℃で７日間の熱劣化後の材料の曲げ弾性率と実際
に歯付ベルトとなった場合の走行寿命（１０００ｈｒ走
行後の残存強力）との対応を第１図に示す。ベルト走行
条件としてはベルトサイズ＝１９１５８Ｍ７９２、雰囲
気温度１２０℃、Ｄｒプーリ２１歯、Ｄｎプーリ４２歯
、初張力１５ｋｇであった。

第１図より１４０℃で７日間の熱劣化後の曲げ弾性率が
小さい試料はどベルト残存強力が大きくなり、ベルト走
行寿命が長なることがわかる。

従って、実施例から明らかなように同じラテックス、ゴ
ム配合物を使用しても本発明のコードはいずれも熱劣化
の曲げ弾性率が小さくなり、ベルト走行寿命も長くなる
。

以　　　下　　余　　　白 （効果） 以上のように本発明のゴム補強用繊維は、これに被覆さ
れている接着層には樹脂が存在していないために、高温
条件下に長時間放置しても硬化が起こらずにゴムとの高
い接着力を維持できて耐熱性、耐屈曲性に富み、更にこ
の繊維をコードとして歯付ベルトの抗張体として使用し
た場合も、この歯付ベルトの走行後のベルト残存強力も
大きくなってベルト走行寿命も長くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はゴム補強用繊維を１４０℃で７日間熱劣化した
後の曲げ弾性率とこの繊維な抗張体として用いた歯付ベ
ルトの１０００時間走行後におけるベルト残存強力との
関係を示す。 特許出願人　　三ツ星ベルト株式会社 手続補正書（自発） 平成　１年　７月１２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ストランドあるいは撚糸された無機繊維にゴムラテ
   ックスを付着させた層と、その表面にイソシアネート基
   を有する化合物とゴム配合物とを有機溶剤にて溶解して
   なるゴム糊を付着させた層を設けたことを特徴とするゴ
   ム補強用繊維。 ２、一定ピッチで片面もしくは両面に歯部を有し、ピッ
   チライン上に抗張体を埋設した歯付ベルトにおいて、前
   記抗張体としてストランドあるいは撚糸された無機繊維
   にゴムラテックスを付着した層に、イソシアネート基を
   有する化合物とゴム配合物とを有機溶剤にて溶解してな
   るゴム糊を付着させたコードを用いたことを特徴とする
   歯付ベルト。