JPH0299667A - ゴム補強用処理繊維及び同繊維により補強した補強ゴム製品 - Google Patents

ゴム補強用処理繊維及び同繊維により補強した補強ゴム製品

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JPH0299667A
JPH0299667A JP24700088A JP24700088A JPH0299667A JP H0299667 A JPH0299667 A JP H0299667A JP 24700088 A JP24700088 A JP 24700088A JP 24700088 A JP24700088 A JP 24700088A JP H0299667 A JPH0299667 A JP H0299667A
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JP
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rubber
adhesive layer
fiber
canvas
belt
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JP24700088A
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Hiroyuki Okawa
大川 広之
Nobutaka Osako
大迫 信隆
Etsuo Minamino
悦男 南野
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Mitsuboshi Belting Ltd
Original Assignee
Mitsuboshi Belting Ltd
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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Vベルト、歯付ベルトコンベヤベルト、タイヤ
等の苛酷な条件下における耐熱性を改良したゴム補強用
処理繊維及び同処理繊維品を用い補強した補強ゴム製品
、特に歯付ベルトに関する。
(従来の技術) 近年、自動車の排気ガス規制、省エネルギー化。
コンパクト化の社会的要請に対応し、エンジン周辺の温
度は従来に比べて次第に上昇の傾向にあり、これに伴っ
て歯付ベルトの使用環境温度も高まり、耐熱性、耐油性
が求められると共に、タイヤにおいても車体の大型化、
また高速走行に十分適用し得るよう耐熱性が求められて
、これらに使用されるゴム補強用繊維の受ける熱の影響
は極めて大きくなっている。
例えば歯付ベルトにあっては従来、主としてポリクロロ
プレンゴムが使用されて来たが、高温雰囲気下ではゴム
の硬化によりベルト背面部や歯元部で早期にクラックを
生ずる問題が発生した。
そこで、このような歯付ベルトの早期破損現象に対しク
ロロプレンゴムの耐熱性の改善が検討され、ある程度の
改良が加えられて来たが、クロロブレンゴムを使用して
いる限り限度があり、現在に至るも充分な効果を得るに
は至っていない。
一方、上記歯付ベルトの改良に関し、耐熱性の優れたポ
リマーの使用が検討され、クロロスルホン化ポリエチレ
ンが動的疲労特性、i4油性、接着性がクロロブレンゴ
ムと路間等であることから適用が試みられた。
しかし、このクロロスルホン化ポリエチレンは耐水性に
おいて加硫系、特に受酸剤の影響が大きく、そこでクロ
ロスルホン化ポリエチレンにMgOあるいはpbo等の
受酸剤を転化したゴム組成物を歯付ベルト本体に使用し
て歯付ベルトの耐熱性を向上させることが提案されて来
た。(米国特許第3.989.868号明細書参照) ところが、また耐熱性、耐油性に優れた特性をもつ水素
化ニトリルゴム配合物を歯付ベルト本体に使用すること
も提案され、同時に使用される帆布として水素化ニトリ
ルゴムにシリカ、レゾルシンもしくはその変性物及びメ
チレンドナーを混合したゴム組成物で処理された織布を
使用することも開示されて来た。(実開昭63−649
48号公報参照) ところで、このような歯付ベルトなどの製品において、
ベルト本体などの改良が進められる一方、高温環境下に
おけるゴム補強用繊維のゴムとの接着力向上が近時、重
要な問題として研究されている。
従来、ゴム補強用繊維のゴムとの接着処理は一般にレゾ
ルシン・フォルムアルデヒド樹脂含有ラテックス(以後
、RFLと略記する。)又はエポキシ化合物、イソシア
ネート、エチレンチオウレア等の反応性化合物などで処
理する方法が採用されている。詳しくはこれらの反応性
化合物とRFLとからなる接着液で処理する1段処理法
9反応性化合物を含む接着液で処理した後、RFLで更
に処理する2段処理法である。
なかでも、耐熱性をもつ水素化ニトリルゴム配合物と繊
維との接着においてはRFL液を使用した1段処理およ
びイソシアネート溶液、エポキシ溶液などの前処理後、
RFL液で処理する2段処理法が適用され、RFL液と
してカルボキシル基含有3%以上のアクリル−ブタジェ
ンラテックスがRFLと所定の固形分比で使用されてい
る。
(特公昭60−24131号公報参照)(発明が解決し
ようとする課題) ところが、上記の如き水素化ニトリルゴム配合物は耐熱
性にすぐれ、また繊維との接着力も向上しているとは云
え、前記従来法による接着処理では繊維表面に形成され
る接着皮膜(RFL皮膜)は100〜140°Cの高温
下において熱酸化されて反応性ラジカルを生じ易く、本
来、熱安定性が充分でない有機繊維はこのラジカルによ
って一層激しく劣化し、ゴムとの接着力が低下し、また
強力も低下していた。
殊に前記の如き歯付ベルトにおいてはベルト歯元部分が
応力集中を受けているためにベルトが高温下で走行する
と、この部分のカバー帆布が熱劣化を起こし、より切断
し易くなり、早期にベルト歯元部のクラックに起因する
破損を生じる問題があった。
本発明は叙上の如き実状に対処し、それら問題を解決す
ることを課題とし、特に有機ニッケル化合物の使用を図
ることにより高温環境下でも繊維表面の接着皮膜の酸化
を防止して、繊維の熱劣化を軽減し、もって繊維の強力
を保持せしめることを目的とするものである。
又、本発明は上記補強繊維の強力保持を図ることによっ
て歯付ベルトを高温環境下で長時間走行させてもカバー
帆布の熱劣化を軽減し、ベルト歯元部の早期クランクに
伴うベルト破損を防止せしめることも目的とするもので
ある。
(課題を解決するための手段) 上記の目的を達成するため本発明においてはゴム補強に
用いる有機繊維の表面もしくは被覆した接着層の表面又
は/及び該接着層内に次式(但し、式中、R+、Ihは
同種又は異種で夫々メチル基、エチル基、ブチル基等か
らなるアルキル基を示す。) で示される有機ニッケル化合物を付着又は含有せしめて
いる。
ここで、有機繊維とはナイロン6、ナイロン66゜ポリ
エステルの外、芳香族ポリアミド、ビニロン。
レーヨン等、各種の有機繊維を指し、その形態としては
モノフィラメント、マルチフィラメント糸、撚糸コード
の外、構造体として織物類のすべてを含む。
そして、これら繊維はその使用形態に応じて■ベルト、
歯付ベルト、コンベヤベルト、タイヤなどのゴム製品の
補強コードとして、あるいはカバー帆布といて用いられ
る。
請求項2に記載した発明は上記有機ニッケル化合物を接
着層の内面1表面の少なくとも何れか一方、又は/及び
接着層内に付着又は含有せしめた補強コードを用いた繊
維補強ゴム製品であり、請求項3に記載した発明はベル
ト歯のカバー帆布として上記処理を施した帆布を用いた
繊維補強ゴム製品の1つである歯付ベルトである。
なお、処理繊維を被着するゴム製品のゴムの種類として
は天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)。
スチレンブタジェンゴム(SBR) 、ブタジェンゴム
(BR)l クロロブレンゴム(CR) 、ニトリルゴ
ム(NBR) 。
クロロスルホン化ポリエチレンゴム(CSM) 、エチ
レンプロピレンゴム(EPR,EPDM) 、水素化ニ
トリルゴム([1NBR)などがあるが、なかでも耐熱
性の良好な水素化ニトリルゴムは使用時にその効果が最
も顕著であり好適である。
また、前記本発明で用いる有機ニッケル化合物は酸化防
止剤としての機能を有するものであり、具体的には例え
ばニッケルジメチルジチオカーバメート、ニッケルジエ
チルジチオカーバメート。
ニッケルジチオハーガメート等が挙げられる。
そして、これらの有機ニッケル化合物を繊維に付着させ
るには、繊維の接着処理中、接着処理前及び処理後があ
り、まず接着処理中においては繊維を例えば、 EFL
液、イソシアネート系、エポキシ系等の前処理液に浸漬
した後、乾・燥させ、続いて有機ニッケル化合物をゴム
糊中に分散させた後処理液に浸漬し、乾燥する。
一方、接着処理後においては前記後処理後に、有機ニッ
ケル化合物を有機溶媒中に適当な濃度に分散させたもの
を浸漬方式、噴霧方式により付着させる。
また、接着処理前においては、有機ニッケル化合物を有
機溶媒中に適当な濃度で分散させたものを浸漬方式ある
いは噴霧方式により付着させる。
その後、RFL液、イソシアネート系、エポキシ系等の
前処理液に浸漬し、乾燥した後、ゴム糊からなる後処理
液に浸漬し、乾燥する。
前記有機ニッケル化合物の付着量は例えばカバー帆布の
場合、0.01〜10.0重量%程度であり、0゜01
重量%未満では耐熱性改良の効果は乏しく、また10重
量%を越えるとカバー帆布とベルト本体ゴムとの接着が
阻害される。
(作用) 上記の如き有機ニッケル化合物をゴム補強用繊維の接着
層内又は該接着層の内外面に含有または付着せしめると
きは該補強繊維の耐熱性を保持させ、高温環境下の使用
において熱老化後も大きな強力保持率を有し、■ベルト
、歯付ベルト、コンベヤベルトなど高温下で使用される
ゴム製品に対し充分な補強作用を発揮する。
(実施例) 以下、更に添付図面を参照し、本発明の詳細な説明する
第1図乃至第3図は本発明に係る処理がなされたゴム補
強用処理繊維の各側であり、先ず、第1図に示す繊維例
ではモノフィラメント、フィラメント糸、繊維糸、ある
いはコードなどのうち、撚糸された繊維コード(1)の
表面に前述の如き付着処理手段によってRFL液、イソ
シアネート溶液。
あるいはエポキシ溶液の硬化物からなる第1の接着層(
2)が被覆され、更にその表面にゴム糊中に前記有機ニ
ッケル化合物(3)を含んだ第2の接着層(4)が付着
され、前記第1の接着層(2)の熱酸化を阻止して反応
性ラジカルの発生を軽減している。
また、第2図はゴム補強コード(1)の表面に被覆され
た第2の接着層(4)の表面に有機ニッケル化合物(3
)が付着されている。
更に第3図に示す処理繊維例においては繊維コード(1
)の表面に直接、有機ニッケル化合物(3)が付着され
、その表面に第1接着層(2)及び第2の接着層(4)
が被着されている。
なお、上記各側においては第1接着層(2)及び第2接
着層(4)の2段処理になっているが、勿論、第1接着
層(2)のみからなる1段処理でも差し支えない。
一方、第4図乃至第7図はゴム補強用処理繊維として帆
布が示され、該帆布に前記同様の処理を施し、これをカ
バー帆布として使用した歯付ベルト例が示されている。
先ず、第4図はかかる本発明に係る歯付ベルトの断面斜
視図であり、該歯付ベルトqOはベルト長手方向に一定
ピッチで歯部02)と溝部0■を交互に有し、ベルトピ
ッチライン上にはガラス繊維、アラミド繊維、カーボン
繊維等からなるローブ状の抗張体側が埋設されており、
ベルト歯部02)及び溝部(13)によって構成される
ベルトの裏面側にはカバー帆布cつが貼着されている。
そして、上記カバー帆布05)は断面図が第5図乃至第
7図に示すように、先ず織物を構成する経糸(15a)
 、緯糸(15b)の表面にはRFL液、イソシアネー
ト溶液あるいはエポキシ溶液の硬化物からなる第1の接
着層θωが被覆され、更にその表面に前記有機ニッケル
化合物Q7)を含んだゴム糊からなる第2の接着層Oa
が付着されている。
また、第6図に示す織物の構成糸(15a) (15b
)においては、その表面に第7図に拡大する如く直接、
有機ニッケル化合物0′7)が付着され、その上に前記
第1接着層06)及びゴム糊からなる第2の接着層θ印
を被覆した構造になっている。
なお、上記第5図および第6図に示すカバー帆布いでは
、第1接着層G(i)及び第2接着層08)の2段処理
になっているが、第1接着層のみからなる1段処理でも
よいことは云うまでもない。
また、ここで使用するカバー帆布はナイロン6゜ナイロ
ン66、ポリエステルよりなることが適当であるが、こ
れらに限定されるものではなく、芳香族ポリアミド、ビ
ニロン9.レーヨン、綿等の有機繊維で構成することも
可能である。
そして、このカバー帆布0ωは通常はベルト長手方向(
緯糸方向)に伸縮性を有する平織物を用いるが、その他
にも綾織物、朱子織物も使用することができる。
なかでも、平織帆布の場合は経糸(15a)と緯糸(1
5b)とが上下に交互に交差積層されているため経糸(
15a)と緯糸(15b)の波形状交差点が経、緯方向
に連続して形成されるが、綾織、朱子織り帆布を使用し
た場合には経糸と緯糸が夫々複数本おきに波形状に交差
点を形成し、通常の平織帆布より波形状交差点が少なく
、かつゴムが糸間のみならず交差点間まで充分浸透し、
これをベルト歯形部に使用した場合にはベルト屈曲時に
おける経糸と緯糸の糸同志による直接接触を回避し、ベ
ルトライフを向上することができる。
又、これに対応して伸縮性を更に増大すべく前記平織帆
布、綾織帆布、朱子織帆布の他に低配向ポリエステル合
成繊維糸を編成して編布として被覆するようにしてもよ
い。
また、上記歯付ベルトのベルト本体に使用するゴム配合
物は前述した如き耐熱性を有するゴムであって、例えば
水素化ニトリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴ
ム、エビクロルヒドリンゴム等があるが、そのうち、水
素化ニトリルゴムは最も好ましい。
更に上記歯付ベルトに使用する有機ニッケル化合物も例
えば、ニッケルジメチルジチオカーバメート、ニッケル
ジエチルジチオカーバメート、ニッケルジブチルジチオ
カーバメート等である。
そして、こられの有機ニッケル化合物をカバー帆布に付
着させるには、前記繊維に対する付着と同様にカバー帆
布の接着処理中はもとより、接着処理前があり、接着処
理中においてはカバー帆布を例えばRFL液、イソシア
ネート系、エポキシ系等の前処理液に浸漬した後、乾燥
させ、続いて有機ニッケル化合物をゴム糊中に分散させ
た後処理液に浸漬し、乾燥することによって行われ、−
方、接着処理前においては、有機ニッケル化合物を有機
溶媒中に適当な濃度で分散させたものを浸漬方式あるい
は噴霧方式により付着させ、その後、RFL液、イソシ
アネート系、エポキシ系等の前処理液に浸漬し、乾燥し
た後、ゴム糊からなる後処理液に浸漬し、乾燥すること
によって行われる。
なお、これらの場合における有機ニッケル化合物の付着
量はカバー帆布の0.01〜10.0重量%が適当であ
る。
以下、引き続き本発明の具体的な試験例を掲げる。
試験例1− 1260d/2.撚数10X15” 710cmの構成
からなるナイロン66コードを後記第1表の組成からな
るRFL液の処理液に浸漬乾燥後、180°Cで2分間
熱処理し、続いて老化防止剤を分散させた後記第2表に
示すゴム糊中に浸漬し、160X1分の条件で乾燥した
後、第3表に示すゴム配合物中に埋め込み、160℃で
30分間加硫して試料を得た。該試料を幅3IIII1
1に切断し、オートグラフを使用し引っ張り速度50 
mm / m i nで強力を測定し、コードのオリジ
ナル強力を求めた。
続いて、同種の試料を140°Cのギヤオーブンで68
時間熱老化させた後のコードの強力を求めた。
この結果を第2表に併記する。この結果より本発明の処
理コードは優れた耐熱老化を示しているとが分かる。
第     1 表  RFL液 (g) レゾルシン/ホルマリンのモル比−1/2第    2
    表  ゴム糊 (重量部)※1 ニッケルジブ
 ルジチオカ バメート(入内新興化学工業社製) ※2 ニッケルジエチルジチオカーバメート(〃) ※3N−フェニル=N′−イソプロピル−パラフェニレ
ンジアミン (精工化学社製) ※42−メルカプトベンゾイミダゾール(入内新興化学
工業社製) ※52,6−ジーターシャルーブチルバラクレゾール (〃) (以下、余白) 第 表 ゴム配合物 (重量部) ※6 水素化ニトリルゴム(日本ゼオン社製)試験例2 1260d/2.撚数10X15” /10cmのポリ
エステルコードと1000d/2.撚数10X15” 
/10cmのケブラー(デュポン社製の芳香族ポリアミ
ド)を、イソシアネート(PAPI 135)を10重
量%を含むメチルエチルケトン溶液に浸漬し、120°
Cで2分間乾燥し、更に180°Cで2分間熱処理を行
った後、第4表及び第5表に示すゴム糊中に浸漬し、1
60°Cで1分第   5   表   ゴム糊 (重量部) 上記の結果より、本発明のゴム補強用処理繊維は、ポリ
エステル繊維あるいは芳香族ポリアミド繊維であっても
、熱老化後の強力保持率が大きく、老化しにくいことが
充分理解される。
試験例3 間乾燥後、試験例Iと同様のゴム配合物中に埋め込んで
加硫し、オリジナル強力と熱老化後の強力を測定した。
その結果を第4表及び第5表に併記して示すが、第4表
はポリエステルコードを、また第5表はケブラーコード
を使用した場合である。
第  4  表   ゴム糊(重量部)試料として42
0d/I X 420d/1/100本15cmX10
0本15cmの組織からなる経糸、緯糸共にナイロン6
6の厚さ1.0Mの平織物を使用した。そして、この平
織物に対し試験例工と全く同じRFL液を用いて接着処
理を行い、のち、第6表に示すゴム糊中に浸漬し、16
0°Cで1分間乾燥後、第3表に示すゴム配合物中に埋
め込み、160°Cで30分間加硫して試料を得た0次
いで該試料を巾3Crnに切断し、この試料の経糸方向
のオリジナル強力と168時間後の熱老化後の強力を測
定した。その結果を第6表に併せて示す。
第   6   表  ゴム糊 (重量部)第 表 ゴム糊 (重量部) 上記第6表の結果からも本発明のゴム補強用処理繊維は
、織物であワても熱老化後の強力保持率が大きく、老化
しにくいことが判る。
試験例4 1260d/2.撚数10X15” 710cmの構成
からなるナイロン66コードを第1表のRFL液に浸漬
後、180℃で2分間熱処理し、続いて老化防止剤を分
散させた第7表に示すゴム糊中に浸漬し、160℃で1
分間乾燥させた後、第8表に示すゴム配合物に埋め込み
、160°Cで30分間加硫してテストサンプルを得、
このサンプルを巾3I1mに切断してコードのオリジナ
ル強力を求めた。
続いて、同種のサンプルを120°Cのギヤオープンで
168時間熱老化させた後のコードの強力を求めた。こ
の結果を第7表に併記する。
(以下、余白) 第   8  表  ゴム配合物(重量部)※7 電気
化学社製 クロロブレンゴム※8 三新化学工業社製 
促進剤 試験例5 歯付ベルトのベルト歯カバー帆布として経糸に6.6ナ
イロン210デニ一ル×1本の15回/10 cmの撚
糸を使用し、緯糸に捲縮加工された40デニ一ル×5本
の15回/10 cmの撚糸を使用して210’/1 
x 40’15/1 80本15cmX120本15cm の綾織組織に構成された織布を用いるにあたり、同職布
を第9表に示されるRFL液の前処理液に浸漬し、乾燥
後、180 ’Cで2分間熱処理し、続いて有機ニッケ
ル化合物を分散させた第10表に示すゴム糊に浸漬し、
160°Cで1分間乾燥後、第11表に示すゴム配合中
に埋め込み、160°Cで30分間加硫して処理帆布試
料を得た。
次にこの帆布試料を緯糸方向に約30111!lの巾で
切断し、経糸方向のオリジナル強力と140℃、168
時間後の老化後の強力を測定した。その結果を第10表
に併記する。
この結果より、本発明において使用するカバー帆布は優
れた耐熱老化型を示していることが分かる。
第    9    表     RFL液(g)形分
27.6) 但し、レゾリシン/ホルマリンのモル比−1/2※7 
カルボキシルNBRラテックス(固形分濃度40%) 第  lO表   ゴム糊 (重量部)第 】1 表 ゴム配合物(重量部) 試験例6 試験例5の構成からなるカバー帆布を第9表に示される
RFL液で前処理し、更に第10表に示されるゴム糊で
後処理し、このカバー帆布を筒状体として歯付モールド
に巻き付けて、その上にガラス繊維ローブをスピニング
し、更にその上に一定厚の未加硫ゴムシート(ゴム配合
は第11表と同じ)を巻き付けて、外部より加圧加熱し
てモールドの歯溝にゴムを圧入する公知の成形方法によ
り製造された加硫スリーブを得、これを中0.75イン
チにカットして歯付ベルトを得た。
このき歯付ベルトは歯のピッチ9.525 mm、外周
長31.5インチのZA型である。
そして、上記歯付ベルトを駆動プーリ(歯数18゜回転
数720Or、p、m) 、従動プーリ(歯数36.)
そしてアイドラープーリ(52mm)に掛架し、雰囲気
温度120°C1初張力20kgf、負荷従動側8馬力
の条件下で走行させ、歯部の切断までの時間を測定した
その結果を第12表に示す。
第  12   表 上記結果から、本発明の歯付ベルトは従来のものに比較
し、カバー帆布の熱劣化が軽減されるためにベルト歯部
の切断に至るまでの時間が長いことが理解される。
(発明の効果) 以上のように本発明のゴム補強用処理繊維によれば、を
機繊維の表面、被覆した接着層内あるいは該接着層の表
面に有機ニッケル化合物が付着もしくは含有されており
、該有機ニッケル化合物が該繊維の耐熱性を保持し、熱
老化後においても大きな強力保持率を有するため、■ベ
ルト、歯付ベルト、コンベヤベルト等の高温下で使用さ
れるゴム製品にも適用し顕著な効果を奏する。
又、上記処理繊維をベルト歯カバー帆布に用いた本発明
の歯付ベルトによれば、接着処理されたカバー帆布の表
面あるいは接着層の内部に有機ニッケル化合物が付着も
しくは含有されているためこれがカバー帆布の耐熱性を
保持して熱老化後においても大きな強力保持率を有する
ため、歯付ベルトのベルト歯部、特に応力集中を受ける
ベルト歯元部を充分に補強してベルトライフの増大に効
果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るゴム補強用処理繊維の縦断面図、
第2図及び第3図は夫々本発明の他のゴム補強用処理繊
維の縦断面図を示す。 また、第4図は本発明に係る歯付ベルトの断面斜視図、
第5図は第4図のA−A断面図、第6図は第5図の断面
図に相当するもので、他のカバー帆布の断面図、第7図
は同帆布の部分拡大部である。 (1)・・・繊維コード、  (2)(4))・・・接
着層。 (3)・・・有機ニッケル化合物。 (11)・・・歯付ベルト。 (12)・・・ベルト歯部。 (13)・・・ベルト溝部。 (14)・・・抗張体。 (15)・・・カバー帆布。 (16) (18)  ・・・接着層。 (17)・・・存機ニッケル化合物。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、接着層を被覆せしめたゴム補強用有機繊維の該接着
    層の表面もしくは内面の少なくとも何れか又は/及び該
    接着層内に次式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (但し、式中、R_1、R_2は同種又は異種であって
    メチル基、エチル基、ブチル基等からなるアルキル基を
    示す) で示される有機ニッケル化合物を付着もしくは含有させ
    てなることを特徴とするゴム補強用有機繊維。 2、Vベルト、歯付ベルト、コンベヤベルト、タイヤな
    ど、繊維補強ゴム製品の補強用コードにおいて、接着層
    を被覆せしめた前記補強用コードのいて、該接着層の表
    面もしくは内面の少なくとも何れか又は/及び該接着層
    内に請求項1記載の式で示される有機ニッケル化合物を
    付着もしくは含有せしめたことを特徴とする処理繊維補
    強ゴム製品。 3、歯付ベルトのベルト歯部を被覆するカバー帆布にお
    いて、接着層を被覆せしめた帆布の該接着層内又は/及
    び該帆布と接着層との界面に請求項1記載の式で示され
    る有機ニッケル化合物を含有もしくは付着せしめたこと
    を特徴とする処理繊維補強歯付ベルト。
JP24700088A 1988-09-29 1988-09-29 ゴム補強用処理繊維及び同繊維により補強した補強ゴム製品 Pending JPH0299667A (ja)

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