JPH03167376A - ゴム補強用繊維の処理剤 - 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】 く産業上の利用分野〉 本発明はゴムベルト、タイヤ等のゴム製品の補強用に用
いるゴム補強用繊維の処理剤に関するものである．さら
に詳しくは、歯付ベル１・の如く，走行中に熱および屈
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
ラス繊維等の処理剤に関するものである． く従来の技術〉 ？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，接着力を大きくする必要があり、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組成のものが提案されている．例え
ば特開昭５０−３１８４号公報には、レゾルシンーホル
ムアルデヒド水溶性縮合物、ビニルピリジン−ブタジエ
ン−スチレン共重合体ラテックス、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非相溶性ワ
ッ■クス（例えばパラフィンワックス〉　を併用した処
理剤、また特開昭５５−１１４５５１号公報には、ビニ
ルピリジンーブタジエン−スチレン共重合体ラテックス
及びレゾルシンーホルムアルデヒド水溶性綿合物を併用
した処理剤、或はブタジエン−スチレンゴム、アクリロ
ニトリルーブタジエンゴム、クロロブレンゴム等のゴム
ラテックスを添加した処理剤等各種処理剤が提案されて
いる。

く発明が解決しようとする課題〉 しかしながら，これらの処理剤を用いることにより補強
材とゴムマトリックス間の接着力はある程度満足させる
ことはできるが、処理剤自身の耐熱耐屈曲疲労性が不充
分なため、これらの処理剤で処理した補強ｉ１１維を用
いた場合、耐熱耐屈曲疲労性に優れたゴム製品を得難か
った．すなわち補強材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、
あるいは補強材とゴムマトリックスとの間の剥離を生ず
る事なく、しかも充分な耐熱性を有する処理剤は従来知
られていない． 近年、自動車エンジン付近の温度上昇にともないタイミ
ングベルトの補強材として使用された場合、優れた耐熱
耐屈曲疲労性はさらに必要であり、工業的に満足すべき
処理剤は知られていなかった．本発明の目的は、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
のであり、レゾルシンーホルムアルデヒド水溶性縮合物
（Ａ）、カルボキシル１ヒビニルピリジン−ブタジエン
−スチレン共重合体ラテックス（Ｂ）及び上記（Ｂ）を
除くゴムラテックス（Ｃ〉を含み、且つこれらの（Ａ）
，（Ｂ），（Ｃ）成分の割合が固形分比率で各々２〜ｌ
　５ｗｔＯ↓、１５〜８　０　ｗ　ｔ％、１５〜７０ｗ
ｔ％であることを特徴どするゴム補強用繊維の処理剤に
ある。次に、本発明を更に具体的に説明する． 本発明における（Ａ）成分てあるレゾルシンーホルムア
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を水酸化アルカリ、アミンな
ど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金物が好適に使用できる。特に好
ましくはレゾルシンとホルムアルデヒドの反応モル比が
１：０．５〜３の割合で反応させたものが望ましい．ま
た（Ｂ）成分であるカルボキシル化ビニルピリジン−ブ
タジエン−スチレン共重合体ラテックスとしては，重合
成分比率でエチレン性不飽和ジカルボン酸１〜１　０ｗ
ｔ％、ビニルビリジン１０〜２０Ｗｔ％、ブタジエン１
０〜３０ｗｔ％およびスチレン６０〜７５ｗｔ％の共重
合体を含有するものが有利に用いられる．代表的なカル
ボキシル化ビニルピリジンーブタジエン−スチレン共重
合体ラテックスとして、ＮＩＰＯＧＵＡＲＤ　　Ｚ５０
０　（商品名、日本ゼオン製）が好適に使用できる． （Ｃ）成分の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（ヒブタジエ
ン−スチレン共重合体ラテックス、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１ヒブタジエン−スチレン共重合体
ラテックス、或は（および）クロロスルホン化ポリエチ
レンラテＩクスを使用した場合特に好適な結果を得るこ
とが出来る． 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、重合成分比率でブタジエン２０〜８　０
　ｗ　ｔ％、スチレ〉・５〜７　（’）　ｗ　ｔ％およ
びエチレン性不飽和ジカルボンＭｌ〜ＩＯＷ十％を含有
するものが特に適当であり、Ｎｉｐｏｌ２５７０Ｘ５　
（商品名、日本ゼオン製＞．　ＪＳＲ　　０６６８（商
品名、日本合成ゴム製〉等が好適に使用できる．　ブタ
ジエン−スチレン共重合体ラテックスとしては、Ｎｉｐ
ｏｌ　　ＬＸＩＩＯ（商品名、日本ゼオン製），Ｊ９０
４０（商品名、住友ノーガタック製〉等が、またクロロ
スルホン化ポリエチレンラテックスとしては、塩素含量
２５〜４３ｗｔ％および硫黄含量１．０　〜ｌ．５ｗｔ
％のクロロスルホン化ポリエチレンのラテックスが有利
に用いられる．代表的なクロロスルホン化ポリエチレン
ラテックスとして、Ｅｓｐｒｅｎｅ２００　（商品名、
住友化学製）等が好適に使用できる． 本発明においてはレゾルシンーホルムアルデヒド水溶性
縮合物、カルボキシル化ビニルピリジンーブタジエン−
スチレン共重合体ラテックス及びその他のゴムラテック
スの割合を固形分比率として各々２〜１５ｗｔ％、１５
〜８０ｗｔ％、１５〜７０ｗｔ％として三者を均一に混
合する．このようにして得られた本発明処理剤中のカル
ボキシル化ビニルピリジンーブタジエン−スチレン共重
合体ラテックスの割合が上記範囲より小さい場合は、得
られる耐熱耐屈曲疲労性が充分ではなく、又割合があま
り大きいと本発明処理剤の被膜が硬く成りすぎ、必要と
する被膜の柔軟性が得られず、本発明の効果が期待でき
ない．ＲＦの割合があまり大きいと、本発明処理剤の被
膜が硬くなり、充分な耐屈曲疲労性が得られない．又こ
の割合が小さすぎるとゴムマ１・リックスとの接着力が
低下し易い． 本発明の処理剤の固形分濃度は１０〜４０ｗｔ％、好ま
しくは２０〜３０ｗｔ％とするのが適当である．濃度が
あまり低いと補強繊維への付着が不充分となり、又濃度
が高すぎると補強繊維への付着量のコントロールが難し
くなり、均一なけ着量の補強繊維が得難い． 好ましいゴム補強用繊維の処理剤の一例はレゾルシンー
ホルムアルデヒド水溶液性縮合物、カルボキシル化ビニ
ルピリジンーブタジエン−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、及びクロロスルホン化ポリエチレンラテックス
を含み、且つこれらの割合が固形分比率で各々２〜１　
５ｗｔ％、１５〜８０ｗｔ％、７〜５０ｗｔ％、１０〜
６０ｗｔ％である． 本発明の処理剤は前述したＲＦ、カルボキシル化ビニル
ピリジンーブタジエン−スチレン共重合体ラテックス、
およびその他のゴムラテックスを必須成分とするが必要
に応じ，ｐＨを調整するため塩基、例えばアンモニアを
含有することができ、さらに安定剤、老化防止剤等を含
有することが出来る． 本発明処理剤を塗布すべき補強繊維に特に限定はないが
、ガラス繊維を用いるのが実際的である．例えば、太さ
９μのガラス繊維に集束剤を付与して２００本程度集束
したガラス繊維束を３本引き揃え、これに常法に従い、
本発明処理剤を塗布、乾燥し、これに２．５４ｃｍ（１
インチ〉当り０．５〜４．０回程度のＳ、又はＺ撚り（
下撚り）を施したものを、更に２〜１３本程度合糸して
２　．　５　４　ｃ＋ｏ当９１．０〜４．５回程度のＺ
、又はＳ撚り（上撚り〉を施したコードが好適に使用で
きる．なお補強繊維に対する処理剤の塗布量は固形分と
して１０〜３０ｗｔ％程度とするのが適当である。

本発明処理剤を施された補強繊維で補強すべきゴムの種
類に特に限定はないが、クロロプレンゴム、アクリ口ニ
トリルブタジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン
ゴム，等が例示でき、極めて好適な結果を得ることが出
来る． く作用〉 本発明処理剤はカルボキシル化ビニルピリジン−ブタジ
エン−スチレン共重合体ラテックスを含有しているので
、カルボキシル基とビリジル基とが水素結合によるボリ
マーネットワークを形戒することによって、ボリマーの
架橋楕遣が緻密になり、本発明処理剤の被膜強度がより
強靭になることから、本発明処理剤で処理した補強繊維
同志あるいは補強繊維とゴムマトリックス間に減摩作用
が生じ、繊維の摩耗が防止されるとともに、応力が榎和
され、繰り返し屈曲応力を受けた場合疲労が生じ難くな
るものと思われる。

以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。

く実施例〉 実施例　１ （１〉直径９μｍの無アルカリガラスのフイラメン）・
を紡糸し、　これを集束剤により集束して３３．７テッ
クスのガラスストランドを得、これを３本合糸させ下記
組成、 レゾルシンーホルムアルデヒド水溶液性縮合物（固形分
含量８　ｗ　ｔ％〉　　　　　３０重量部力ルボキシル
化ビニルピリジンーブタジエン−スチレン共重合体ラテ
ックス（ＮｉρｏｇｕａｒｄＺ−５００　　固形分含量
４０ｗｔ％》　４５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　（ＪＳＲ　　０６５０
　　固形分含量４　Ｑ　ｗ　ｔ％〉　　　　　　　　　
　　２０重量部２５％アンモニア水　　　　　　　　　
１重量部水　　　　　　　　　　　　　　　　　４重量
部からなる処理剤を常法に従ってガラス繊維束に対し固
形分が約２　０　ｗ　ｔ％となるよう付与した。

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
ｔａ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　　３／１
３　　２．ＩＳ（Ｚ）のガラス繊維コ　ードを得た．こ
のコード補強繊維として以下のような試験片および巾１
９帥、長さ８　８　０　ｍ　ｒｎの歯付きベルｌ・を作
威した． このコードを長さ１２０ｍの長さに切断し、表−１の配
合の未加硫クロロブレンゴムシ一トの上に２０本平行に
並べ（全幅２５ｍｍ）．これを上下方向から，１５０″
Ｃで２５分間、．ブ．レスして加硫した。加硫後、コー
ドの尖端部とゴムの尖端表−■ 表 ２ 部とを強固に把持し、互いに反対方向に引っ張って、コ
ードをゴムから引き剥して接着性を調べ、次の基準によ
って判定した． ◎；ゴム破壊、　○；３／４以上ゴム破壊、Δ；１７２
以上ゴム破壊、　×；ゴム破壊せず、接着力は、◎が最
大で、順次○、Δおよび×の順に低下する． また歯付きベルトを６０００ｒｐｍの駆動モターを備え
た走行試験機に装着し、８０’　Ｃの雰囲気中で１００
０時間走行させた後の引張り強度保持率を求めた． 又室温で上記組戒処理剤の被膜を作成し、２５０゜Ｃで
２分間熱処理を施した後、１５０゜Ｃで２５分間プレス
して厚さ１＋ｍのシートを得た．このシートを巾１０＋
ａｍに裁断して短冊状の試験片を得た．この試験片につ
いてＭｒＴ試験機を使用して試料片が切断するまでの屈
曲回数を求めた。

これら測定結果を表−２に示す． 比較例　１ カルボキシル化ビニルピリジンーブタジエンスチレン共
重合体ラテックスの替わりにビニルピリジン−ブタジエ
ン−スチレン共重合体ラテックス（Ｎｉｐｏ１　　２５
１８ＦＳ　　固形分含量４０ｗｔ％　日本ゼオン製）を
用いる他は全く実施例１と同様な試験を行なった結果を
表−２に示す。

実施例２ レゾルシンーホルムアルデヒド水溶液性縮合物（固形分
含量８　ｗ　ｔ％）　　　　　　３０重量部力ルボキシ
ル化ビニルピリジン−ブタジエン−スチレン共重合体ラ
テックス（　Ｎｉｐｏｇｕａｒｄ　　Ｚ−５００固形分
含量４０ｗｔ％）　　　　　　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（ＪＳＲ
　　０６５０　　固形分含量４０ｗｔ％〉　　　　　　
　　　　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　　固形分含量４０
ｗｔ％）　　　　　　　　　　２０重量部２５％アンモ
ニア水　　　　　　　　１重●量部水　　　　　　　　
　　　　　　　４重量部から成る処理剤を用いて、実施
例１と同様な試験を行なった結果を表−２に示す。

比較例　２ カルボキシル化ビニルピリジンーブタジエンスチレン共
重合体ラテックスの替わりにビニルピリジンーブタジエ
ン−スチレン共重合体ラテックス（Ｎｉｐｏｌ　　２５
１８ＦＳ　　固形分含量４０ｗｔ％　日本ゼオン製〉を
用いる他は全く実施例２と同様な試験を行なった結果を
表−２に示す。

く発明の効果〉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レゾルシン−ホルムアルデヒド水溶性縮合物（Ａ）
   、カルボキシル化ビニルピリジン−スチレン−ブタジエ
   ン共重合体ラテックス（Ｂ）及び上記（Ｂ）成分を除く
   ゴムラテックス（Ｃ）を含み、且つこれら（Ａ）、（Ｂ
   ）、（Ｃ）成分の割合が固形分比率で各々２〜１５ｗｔ
   ％、１５〜８０ｗｔ％、１５〜７０ｗｔ％であることを
   特徴とするゴム補強用繊維の処理剤。 ２、前記ゴムラテックス（Ｃ）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、及びクロロスルホン化ポリ
   エチレンラテックスからなる群より選ばれた少なくとも
   １種である特許請求の範囲第１項記載のゴム補強用繊維
   の処理剤。 ３、レゾルシン−ホルムアルデヒド水溶液性縮合物、カ
   ルボキシル化ビニルピリジン−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、及びクロロスルホン化ポリエ
   チレンラテックスを含み、且つこれらの割合が固形分比
   率で各々２〜１５ｗｔ％、１５〜８０ｗｔ％、７〜５０
   ｗｔ％、１０〜６０ｗｔ％であることを特徴とするゴム
   補強用繊維の処理剤。 ４、特許請求の範囲第１〜３項記載のゴム補強用繊維の
   処理剤を補強繊維に対して固形分として１０〜３０重量
   ％付着させたゴム補強用繊維。