JPH0450144A - ゴム補強用繊維 - 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、ゴム補強用繊維、特に車輌用タイミンクベル
トの補強用に好適なゴム補強用繊維に関する。

（従来の技術） ゴムベルト、タイヤ等のゴム製品の強度を増大させる為
、ガラス繊維ヤーン等の補強繊維か広く用いられる。

ゴムベルト等のゴム製品は繰返し屈曲応力を受けるため
の屈曲疲労を生じて性能か低下し、補強材とゴムマトリ
ックスの間に剥離か生じ易い。

このような剥離或は性能の劣化を防止し、充分な補強効
果を得るためには、補強繊維とゴムとの馴染み、接着力
を大きくする必要かあり、このため補強繊維表面に処理
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。

例えばビニルピリジン−スチレン−フタジエンのターポ
リマーラテックス及びレゾルシンとホルムアルテヒトの
水溶性縮合物を併用した処理剤、或はゴムラテックスを
添加した処理剤等各種処理剤か提案されている（特開昭
５５−１１４５５１号公報参照）。

又、イソシアネート、ニトロソ芳香族化合物、酸性のハ
ロゲン含有ポリマーを含む処理液も提案されている（特
開昭４９−１４５４６号公報参照）。

又、ゴム補強用ｍ維にレゾルシンホルムアルデヒドの水
溶性縮合物及びゴムラテックスを含む第１液（ＲＦＬ液
）を塗布して該繊維上にレゾルシンホルムアルデヒド縮
合物及びゴムを含む第１層を形成させ、次いてゴムラテ
ックス及びイソシアネートを含むオーバーコート液で処
理し、イソシアネート及びゴムを含む第２層を形成させ
ることも知られている。（＃開開４９−１４５４６号公
報参照）。

（発明か解決しようとする課題） 従来のゴム補強用Ｍｋｍは次のような問題点を有する。

（１）充分な接着力か得られない。

（２）充分な屈曲強度を有するゴム製品か得難い。

（３）高温で使用すると接着性か低下する。即ち、耐熱
性か不充分である。

近時、自動車用のエンジン付近の温度上昇に伴い、タイ
ミンクベルト用のゴムとして、クロロスルフォン化ポリ
エチレン、水素化ニトリルゴムのような耐熱性のゴムか
使用されるようになって来たか、このような耐熱性゛の
ゴムは接着性か一般のゴムに比して小さいため上述の欠
点は一般のゴムに比し大きくなり易く、長距離走行に耐
えるタイミンクベルトは得られていない。

ＲＦＬ液てゴム補強用繊維を処理し、次いて、ゴムラテ
ックス及びイソシアネートを含むオーバーコート液て処
理することにより、上述の問題点を成る程度解消するこ
とはてきるか、この方法は次のような問題点を有する。

（１）接着力か時間経過とともに低下する。

（２）充分な効果をうるためには大量のイソシアネート
な使用する必要かあり、イソシアネートの量を増大させ
ると液の安定性か悪化し、オーバーコート液を使用の都
度少量づつ調整する必要かある。

（３）ＲＦＬ層（第１層）とオーバーコート液層（第２
層）の間の界面接着性か悪く、第１．２層間に剥離か生
し易い。

本発明者は、上述の従来技術の問題点を解消し、繰返し
屈曲応力を受けるような条件下で使用していても、時間
の経過とともに接着力か低下することもなく、耐熱性の
大きいゴム補強用繊維をつるため検討を重ね、ビニルピ
リジン−スチレン−ブタジェンのターポリマーラテック
ス、クロロスルフォン化ポリエチレンラテックス及びレ
ゾルシンホルムアルデヒドの水溶性縮合物を含むラテッ
クス層をガラスＩｉＡ維芯線上に形成させたゴム補強用
繊維並びに上記ラテックス層上に更にメタクリル酸塩又
はアクリル酸塩、イソシアネート及びハロゲン含有ポリ
マーを含む第２層を形成させたゴム補強用縁！（以下先
発用という）について出願を行った。

本発明は、前述した従来技術の問題点を解消するととも
に、先発間のゴム補強用繊維の引張り強度を更に向上さ
せて、且つ屈曲疲労性を一段と向上させることを目的と
している。

（課題を解決しようとするための手段）上記目的を達成
するために、本発明においては、直径８ｗ以下の高強度
ガラス繊維よりなる芯線上にヒニルピリシンースチレン
ーフタシエンのターポリマーラテックス、クロロスルレ
フオン化ボワエりレンラテックス及びレゾルシンホルム
アルデヒドの水溶性縮合物を含むラテックス層を形成せ
しめたゴム補強用繊維及び更に好ましくは、直径８μ以
下の高強度ガラス繊維よりなる芯線上にビニルビリシン
ースチレンープタシェンのターポリマーラテックス、ク
ロロスルフォン化ポリエチレンラテックス及びレゾルシ
ンホルムアルデヒドの水溶性縮合物を含むラテックス層
を形成せしめ、このラテックス層上に更にメタクリル酸
塩、又はアクリル酸塩、イソシアネート及び八ロゲン含
有ポリマー及び加硫剤を含む第２層形成させたゴム補強
用繊維を用いる。

次に、本発明を更に具体的に説明する。

高強度ガラス繊維としては引張り強度３００Ｋ　ｇ　／
　ｍ　ｍ　２以上のガラス繊維特に次の組成を有するも
のか好適に使用てきる。

ＳｉＯ２５５〜６５ｗｔ％ Ａｌ２Ｏ，２０〜２６　ｗ　ｔ％ ＣａＯ０〜１０ｗｔ％ Ｍ　ｇ　０　　　　７〜１２　ｗ　ｔ％８２０３　　０
〜１ｗｔ％ Ｒ２００〜０．５ｗｔ％ 又ガラス繊維の直径は８月以下好ましくは７．５ル以下
と定める。

ガラス繊維の直径かあまり大きいと、充分な効果か得ら
れ難い。

又、ガラス繊維の直径は３に以上、好ましくは５ｊＬ以
上とするのか適当てあり、あまり直径を小さくすると製
造コストか大となる。

レゾルシンホルムアルデヒドの水溶性縮合物（以下単に
縮合物という）としては、レゾルシンとホルムアルデヒ
ドを水溶化アルカリ、アンモニア、アミンなとのアルカ
リ性触媒の存在下て反応させて得られるレゾルシンとホ
ルムアルデヒドのオキシメチル基に富んだ水溶性の初期
の付加縮合物（レゾール）か好適に使用てきる。特にレ
ゾルシンとホルムアルデヒドをモル比て１：０．３〜２
．５の割合で反応させたものか好ましい。

ラテックス層を形成せしむべき液（第１液）において使
用されるゴムラテックスとしては、ゴム補強用繊維処理
剤として使用される比較的似合重度のゴムラテックスか
好適に使用てき、ブタジェン系ゴムラテックス、ビニル
ピリシンースチレンーブタシェンのターポリマーラテッ
クス（以下ターポリマーラテックスという）就中、ター
ポリマーラテックスが好ましい。

ターポリマーラテックスとしては、ビニルピリジン、ス
チレン、フタジエンの重量割合か１０〜２０：１０〜２
０　：　６０〜８０のものが特に適当てあり、Ｐｙｒａ
ｔｅｘ　　（商品名、住人ノーガタック社製）　、０６
５０　（商品名、日本合成ゴム社製）　、　Ｎｊｐ。

１２５１８ＦＳ　（商品名、日本セオン社製）等か使用
できる。

又ブタジェン系ラテックスとしては、フタジエンラテッ
クス、ブタジェン−スチレンの共重合体ラテックス等か
適当てあり、０７００　（商品名、日本合成ゴム社製）
　、　Ｎ１ｐｏｌ　ＬＸＩＩＩ　　（商品名、日本合成
ゴム社製）等か好適に使用できる。

上記ターポリマーラテックス、フタジエン系ラテックス
はその一方のみを以下述べるＣＳＭラテックス及び縮合
物と混合してもよいか、両者を併用し、ＣＳＭラテック
ス及び縮合物と混合するのか好ましい。

クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）ラテックス
としては、塩素含有量２０〜４０　ｗ　ｔ％好ましくは
２５〜３５　ｗ　ｔ％、スルフォン基中のＳ含有量は０
．５〜２．０ｗｔ％好ましくは１．１−１．４ｗｔ％の
ものが適当てあり、生ゴムのムーニー粘度か３０〜９５
のものか好適に使用できる。

なお、ＣＳＭラテックスの一部（５０ｗ　ｔ％以下、好
ましくは２５　ｗ　ｔ％以下）をクロロツレン（ＣＲ）
又は水素二トリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）のラテックスて置
換することもてきる。

上述の各成分を含むゴム補強繊維用処理液（第１液）中
のターポリマーラテックス、又はブタジェン系ラテック
ス、Ｃ３Ｍラテックス、縮合物の濃度は夫々１０〜３０
ｗｔ％、３〜２５ｗｔ％、０．５〜６ｗｔ％好ましくは
１５〜２５ｗｔ％、５〜１５ｗｔ％、１〜３ｗｔ％、と
してこれらの合計量は１０〜５０　ｗ　ｔ％、好ましく
は２０〜４０　ｗ　ｔ％とし、又補強繊維に対する第１
液の付与量は固形分として繊維重量の１２〜２５ｗ七％
、好ましくは１６〜２２ｗｔ％とするのが適当である。

次に第２層を形成せしむべき液（オーバーコート液）に
就いて説明する。

メタクリル酸塩、又はアクリル酸塩、例えばメタクリル
酸亜鉛、メタクリル酸鉛、メタクソル酸アルミニウム、
メタクリル酸銀な用いオーハーコート液中に懸濁せしめ
るのか適当である。又アクリル酸の同様な金属塩も用い
ることかできる。

オーバーコート液中に懸濁せしむべきメタクリル酸塩又
はアクリル酸塩の量は３〜Ｏ，００１ｗ七％好ましくは
１．５〜０．０５ｗｔ％とするのが適当である。

この量があまり少ないと、本発明の効果か充分てはなく
、又この量をあまり多くしても効果の増大はあまり望め
ず、経済的てない。

ハロゲン含有ポリマーとしては塩素化ゴム、クロロプレ
ン、塩素化ポリエチレン、塩素化エチレン−プロピレン
共重合体、塩素化ポリ塩化ビニル、クロロスルフォン化
ポリエチレン等が使用できるかクロロスルフォン化ポリ
エチレンが特に好適な結果を与える。

クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）ラテックス
としては、塩素含有量２０〜４０　ｗ　ｔ％好ましくは
２５〜３５　ｗ　ｔ％、スルフォン基中のＳ含有量０．
５〜２．０ｗｔ％好ましくは１゜１〜１．４ｗｔ％のも
のが適当てあり、生ゴムのムーニー粘度か３０〜９５の
ものか好適に使用できる。

又、オーバーコート液中のハロゲン含有ポリマーの量は
、固形分として１〜１０　ｗ　ｔ％、好ましくは２〜５
　ｗ　ｔ％とするのが適当である。この量かあまり少な
いと、本発明の効果か充分てはなく、この量かあまり多
いと接着力か低下し易い。

オーバーコート液中には、イソシアネートを添加する。

イソシアネートの量は、０．５〜２．０ｗｔ％、好まし
くは１〜１．５ｗｔ％とするのか適当てあり、接着性を
向上させることかできる。

イソシアネートの量は、従来技術の約５０％程度で充分
てあり、イソシアネートを過剰に用いた場合に生ずる屈
曲疲労性、並ひに耐久性の悪化か生ずることもなく、又
オーバーコート液の安定性か増大する。

オーバーコート液中のイソシアネートとハロケン含有ポ
リマーの合計量の重量％は、３〜１５ｗｔ％好ましくは
５〜１０　ｗ　ｔ％とするのか適当てあり、この濃度か
あまり大きいと液の粘度が大となり、ムラか出来易くな
り、この濃度かあまり小さいと付着量か減少し、充分に
な効果か得られなくなる。

更に、オーバーコート液中には加硫剤を含有せしめるこ
とにより、更に接着性を向上させる。

加硫剤としてはニトロソ芳香族化合物Ａ例えばｐ−ジニ
トロソベンゼン、テトラクロロペンゾキソン、ポリｐ−
ジニトロソベンゼン、ｐ、ｐ′ベンゾイルベンゾキノン
ジオキシム、ｐ”−ベンゾキノンオキシムが例示される
が、テトラクロロペンゾキソン、ポリｐ−ジニトロソベ
ンゼン、Ｐ。

Ｐ′−ジベンゾイルベンゾキノンジオキシム、ｐ−ｐ　
”−ベンゾキノンジオキシムが特に好ましい。

オーバーコート液中の加硫剤の量は０．３〜３ｗｔ％、
望ましくは０８５〜２．５ｗｔ％程度とするのか適当で
あり、この量が　あまり少ないと効果が充分でなく、第
１液層と第２液層との間に剥離か生じ易くなる。

又この量か　あまり多いとゴムマトリックスと第２液層
との剥離か生じ易くなる。

オーバーコート液中には更に、リサージ、マレイン酸鉛
、フタル酸鉛のような鉛化合物を加えることもでき、耐
久性を向上させる効果を有する。

オーバーコート液中の鉛化合物の量は０．５〜５　ｗ　
ｔ％、好ましくは１〜３　ｗ　ｔ％とするのか適当であ
る。

上述したガラス繊維に第１液及びオーバーコート液を付
与する。ガラス繊維としては集束剤を付与し１５０〜５
００本集束したものか好適に使用できる。

このような補強繊維を３水引揃え、これに第１液を１２
〜２５ｗｔ％望ましくは１６〜２２ｗｔ％常法に従い塗
布する。

第１液を付与後好ましくは充分乾燥させた後、オーバー
コート液を常法に従い塗布する。第１液の乾燥は２００
〜３５０℃で行うのか望ましい。

オーバーコート液の塗布量は補強繊維に対し、０．５〜
５　ｗ　ｔ％、望ましくは２〜４　ｗ　ｔ％とするのか
適当である。第２液を塗布した後、好ましくは１２０〜
２００°Ｃにおいて乾燥する。

なお、上述の第１液を塗布した補強繊維に２゜５４ｃｍ
（１インチ）当り０．５〜０．４程度のＳ、又はＺ撚り
（下撚り）を与えたものを更に２〜１３本程度引揃えて
２．５４ｃｍ当り０．５〜３．０程度の、下撚り逆方向
の撚り（上撚り）を与えてヤーンとし、これにオーバー
コート液を塗布するのが望ましい。

本発明処理剤を付与した補強繊維で補強すべきゴムの種
類に特に限定はないか、ハイパロン、ニトリルゴム、水
素添加ニトリルゴム等か例示でき、耐熱性、耐久性の良
好なタイミンクベルト等のゴム製品が得られる。

（作　用） 直径８ＪＬ以下の高強度ガラス繊維よりなる芯線上にヒ
ニルピリシンースチレンーツタシェンのターポリマーラ
テックス、クロロスルフォン化ポリエチレンラテックス
及びレゾルシンホルムアルデヒドの水溶性縮合物を含む
ラテックス層を形成せしめたゴム補強用繊維、更に好ま
しくは、直径８に以下の高強度ガラス繊維よりなる芯線
上にビニルピリジン−スチレン−ブタジェンのターポリ
マーラテックス、クロロスルフォン化ポリエチレンラテ
ックス及びレゾルシンホルムアルデヒドの水溶性縮合物
を含むラテックス層を形成せしめ、このラテックス層上
にメタクリル酸塩、又はアクリル酸塩、イソシアネート
、ハロゲン含有ポリマー及び加硫剤を含む第２層を形成
させたゴム補給用繊維を用いることにより、補強繊維の
引張り強度を大とし、屈曲疲労性を向上させ、ゴム（マ
トリックスゴム）と補強繊維との接着力が、繰返し応用
力を受けるような条件下で使用した場合においても、時
間の経過とともに低下するのを防止し、ＲＦＬ層とオー
バーコート層との界面接着力を増大させて剥離を防止し
、更にイソシアネートの使用量を減少させ、イソシアネ
ートを過剰に用いた場合の屈曲疲労性並びに耐久性の悪
化を防止する。又、オーバーコート液自身の経時変化に
よる性能低下を防止する。

（実施例） ビニルピリジン、スチレン及びブタジェンを１５：１５
ニア０の割合て含有するビニルピリジン−スチレン−ブ
タジェンのターポリマラテックス（Ｐｙｒａｔｅｘ　、
商品名、住人ノーガタ・ンク社製ターポリマーの含有量
４１　ｗ　ｔ％）６５重量部、ＣＳＭラテックス（４５
０商品名、住人精化社製、ＣＳＭの含有量４０　ｗ　ｔ
％）８重量部、レゾルシンとホルムアルデヒドの付加縮
合物（レゾール）を２０　ｗ　ｔ％含む水溶液を１５重
量部、水１２重量部の混合物に、更に老化防止剤として
鉱油の乳化物（鉱油の含有量５５　ｗ　ｔ％）１重量部
、アンモニア水（濃度１８　ｗ　ｔ％）を１重量部加え
て第１液を得た。

メタクリル酸亜鉛０．８重量部、クロロスルフォン化ポ
リエチレン（ハイパロン４０、商品名、昭和電工デュポ
ン社製）６重量部、ポリイソシアネート（ＭＲ−２００
、商品名日本ポリウレタン社製）１．１重量部、ｐ、ｐ
′−シベンゾイルベンゾキノンシオキシム（加硫剤）１
．５重量部、トルエンを加えて、濃度１０　ｗ　ｔ％の
オーバーコート液を得た。

Ｓ　ｉ　Ｏ２５７，８ｗｔ％、　　Ａ　Ｉ□０．　２０
．４ｗｔ％。

Ｃａ　Ｏ８，２ｗｔ％、　　ＭｇＯ１１，３ｗｔ％。

Ｒ２００，３ｗｔ％、　　Ｂ２０．　　　０．６ｗｔ％
。

なる組成を有する太さ６．５絡のガラス繊維を４００本
集東口てなるガラス繊維束を３本引き揃え、常法に従っ
て第１液を付与した（固形分１７ｗｔ％）。２５０℃で
１分間乾燥後、このガラス繊維束を２．５４ｃｍ当り４
．０回のＺ撚り（下撚り）を与え、更にこの下撚りを与
えた繊維束を１３本引き揃えて２．５４ｃｍ当り２．１
回のＳ撚り（上撚り）を施したものに第２液を付与した
（固形分３％）。これを１３０℃て１分間乾燥したもの
を、補強繊維として使用し試験片を作成した。

ゴムの種類 水素添加ニトリルゴム１００重量部に対しカーボンブラ
ック４０重量部、亜鉛華５重量部、ステアリン酸１重量
部、老化防止剤２重量部、加硫促進剤３重量部、可塑剤
５重量部を配合したもの。

実験片 厚み１ｍｍ、輻１０ｍｍ、長さ５００ｍｍのゴムシート
の間に上記補強繊維を１本挟んでプレスし、１６０°Ｃ
て、２０分間加硫。

この試験片を用い、１２０°Ｃて１００ｈｒ熱処理後、
温室にて屈曲疲労試験機を使用し、所定回数屈曲させた
ときの試験片の残存強度を測定した。

上記テスト結果［屈曲回数に対応する残存強度（ｋｇｆ
）］を別表に示す。

（比較例１） 実施例１のガラス繊維に代え、Ｅ−ガラスよりなる太さ
９終のガラス繊維を２００本引き揃えたものを用い、実
施例１と同一の実験を行った結果を別表に示す。

（比較例２） 実施例のガラス繊維径に変え、太さ９ｐのガラス繊維を
用いて同一の実験を行った結果を別表に示す。

別 表 数字は屈曲の回数に対応する残存強度 （Ｋｇ−ｆ）を示す。

（発明の効果） 引張り強度、屈曲疲労性か向上する。

繰返し屈曲強度を与える条件下て長時間使用した場合で
も強度低下は小さく、本発明のゴム補強用繊維を使用す
ることにより、寿命の長いタイミングベルトを得ること
かできる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直径８μ以下の高強度ガラス繊維よりなる芯線上
   にビニルピリジン−スチレン−ブタジェンのターポリマ
   ーラテックス、クロロスルフォン化ポリエチレンラテッ
   クス及びレゾルシンホルムアルデヒドの水溶性縮合物を
   含むラテックス層を形成せしめたゴム補強用繊維。
2. （２）直径８μ以下の高強度ガラス繊維よりなる芯線上
   にビニルピリジン−スチレン−ブタジェンのターポリマ
   ーラテックス、クロロスルフォン化ポリエチレンラテッ
   クス及びレゾルシンホルムアルデヒドの水溶性縮合物を
   含むラテックス層を形成せしめ、このラテックス層上に
   メタクリル酸塩、又はアクリル酸塩、イソシアネート、
   ハロゲン含有ポリマー及び加硫剤を含む第２層を形成さ
   せたゴム補強用繊維。