JPH0725898B2

JPH0725898B2 - ゴムの補強用織維

Info

Publication number: JPH0725898B2
Application number: JP2221098A
Authority: JP
Inventors: 信広斉藤; 英至手塚; 武吉臼井; 波紀成阿知; 公司服部
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Yamashita Rubber Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Yamashita Rubber Co Ltd
Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1990-08-24
Publication date: 1995-03-22
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPH04103634A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はゴムの補強用繊維、特にマトリックスゴムとし
て水素添加ニトリルゴムを使用した歯付ベルトの補強用
として好適なゴムの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が広く用いられる。

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
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
を大きくする必要があり、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−ブタジエンのターポ
リマーラテックス及びレゾルシンとホルムアルデヒドの
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が提案されている（特開昭
55−114551号公報参照）。

又、ゴム補強用繊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、次いでゴムラテッ
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（特開昭49−14546号公報参照）。

更に又、RFL中に含有せしむべきゴムラテックスとして
Ｈ−NBRラテックスを使用することも提案されている
（特開昭63−270877号公報参照）。

［発明が解決しようとする課題］従来のゴム補強繊維用処理液並びにゴム補強用繊維の処
理方法は次のような問題点を有する。

（１）充分な接着力が得られない。

（２）充分な屈曲強度を有するゴム製品が得難い。

（３）高温で使用すると接着性が低下する。即ち、耐熱
性が不充分である。

近時、自動車用のエンジン付近の温度上昇に伴い、タイ
ミング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、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−HBR）のような
耐熱性のゴムが使用されるようになって来たが、このよ
うな耐熱性のゴム、特にＨ−NBRは接着性が一般のゴム
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グベルトは
得られない。

RFL液でゴム補強用繊維を処理し、次いで、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
することにより、上述の問題点を或る程度解消すること
はできるが、この方法は次のような問題点を有する。

（１）接着力が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多量のイソシアネート
を使用する必要があり、イソシアネートの量を増大させ
ると液と安定性が悪化し、オーバーコート液を使用の都
度少量づつ調合する必要がある。

（３）RFL層（第１層）とオーバーコート液層（第２
層）の間の界面接着性が悪く、第１、２層間に剥離が生
じ易い。

Ｈ−NBRラテックスを含むRFL液を使用する方法は、マト
リックスゴムがＨ−NBRの場合特に有効な方法である
が、この方法も次のような離点を有する。

即ち、RFL液中に含有せしむべきゴムラテックスとして
は、水性エマルジョンを使用する必要がある。Ｈ−NBR
を含む水性エマルジョンの製造は技術的には可能である
が、その製造工程が複雑であるためコストが大幅に上昇
する。

更に又、自動車エンジンの高性能化に伴い、高速、高温
の状態で、長時間使用しても、歯付ベルトの歯元に剥
離、亀裂の発生することのないような、歯元強度の大き
いベルトの開発が強く要望されるようになったが、この
ような要望を満足させる製品は知られていなかった。

本発明は、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高温の条件下で使用していても、
時間の経過とともに接着力が低下することなく、耐熱性
も大きく、しかも製造コストも低く、Ｈ−NBR補強用と
して好適なゴムの補強用繊維、特に歯元強度の大きい歯
付ベルトを得るのに好適な、ゴムの補強用繊維を提供す
ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明においては、ガラス
繊維よりなる芯線上に、レゾルシンホルムアルデヒドの
水溶性縮合物、ビニールピリジン−スチレン−ブタジエ
ン共重合体ラテックス及びアクリロニトリル−ブタジエ
ン共重合体ラテックスを含む第１層を、好ましくは第１
層上にアクリロニトリル基含有量30〜50wt％、ヨウ素価
２〜40水素添加ニトリルゴム、及び架橋剤望ましくは更
にシリカ、カーホンブラック等の補強剤を含む第２層を
形成させたゴムの補強用繊維を使用し、又、好ましくは
第２層に更に不飽和カルボン酸金属塩を含有せしめる
が、この場合には架橋剤としては有機過酸化物を使用す
る。次に、本発明を更に具体的に説明する。

まず第１層を形成させるためのに芯線上に塗布すべき液
（第１液）について説明する。

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、レゾルシンホルムアルデヒド
を水酸化アルカリ、アンモニア、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）が好適に使用できる。特にレゾ
ルシンとホルムアルデヒドをモル比で1:0.3〜2.5の割合
で反応させたものが好ましい。

ビニルピリジン−スチレン−ブタジエンのターポリマー
ラテックス（ターポリマーラテックスと略称）として
は、ビニルピリジン、スチレン、ブタジエンの重量割合
が10〜20:10〜20:60〜80のものが特に適当であり、Pyra
tex（商品名、住友ノーガタック社製）、0650（商品
名、日本合成ゴム社製）、Nipol 2518FS（商品名、日本
ゼオン社製）等が好適に使用できる。

又アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ラテックスと
しては、例えば、Nipol 1562、又は1572（商品名、日本
ゼオン社製）が好適に使用できる。

なお、第１液にクロロスルフォン化ポリエチレン（CS
M）ラテックスを加えることにより一層好適な結果をう
ることができる。

クロロスルフォン化ポリエチレンラテックスとしては、
塩素含有量が20〜40wt％好ましくは25〜35wt％，スルフ
ォン基中のＳ含有量が0.5〜2.0wt％好ましくは1.1〜1.4
wt％のものが適当であり、生ゴムのムーニー粘度が30〜
95のものが好適に使用できる。

又、CSMラテックスの一部（50wt％以下、好ましくは25w
t％以下）をクロロプレン（CR）又は水素添化ニトリル
ゴム（Ｈ−NBR）のラテックスで置換することもでき
る。

又、Ｈ−NBRとしては、ヨウ素価及び、アクリロニトリ
ル含有量が夫々２〜40、30〜50wt％望ましくは３〜30、
35〜45wt％のものが好適に使用でき、公知の方法でラテ
ックスを製造することができる。

縮合物、及び上述したラテックスを混合して第１液とす
る。

第１液の各成分の重量含有量は固形分として縮合物が、
0.5〜10wt％、望ましくは１〜5wt％、ターポリマーラテ
ックスが５〜25wt％、望ましくは10〜20wt％、アクリロ
ニトリルブタジエンラテックスが５〜25wt％、望ましく
は10〜20wt％の範囲となるように定めるのが適当であ
り、特に好適な結果をうることができる。

又、クロロスルフォン化ポリエチレンラテックスを１〜
10wt％、望ましくは２〜7wt％加えることにより更に好
適な結果をうることができる。

なお、第１液の濃度は、全成分の合計量が固形分として
20〜40wt％、望ましくは25〜35wt％となるよう定めるの
が適当である。

なお又、第１液中に鉱油の乳化物、ワックスのような老
化防止剤を添加することもできる。

老化防止剤の量は固形分として0.1〜2wt％望ましくは0.
3〜1wt％とするのが適当である。

次に第２層を形成せしむべき液（第２液、オーバーコー
ト液）について説明する。

本オーバーコート液は、水素添加ニトリルゴム、及び架
橋剤を予め混練した接着性組成物が未架橋の状態で適宜
の溶剤に溶解されてなる所謂ゴム糊である。

水素添加ニトリルゴムはヨウ素価が２〜40望ましくは３
〜30、アクリロニトリル基含有量が30〜50wt％、望まし
くは35〜45wt％のものを使用する。

架橋剤としては、水素添加ニトリルゴム100重量部に対
して、硫黄、テトラメチルチウラムジスルフィド、4,
4′−ジチオビスジモルホリン等の含硫黄架橋剤の0.5〜
10重量部又は、ジクミルパーオキサイド,1,3−ビス−
（ｔ−ブチルパーオキシ−イソプロピル）ベンゼン、2,
5−ジメチル、2,5−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサ
ン等の有機過酸化物１〜10重量部を使用するが、不飽和
カルボン酸金属塩１〜40重量部、望ましくは５〜20重量
部をあわせて使用することにより特に好適な結果をうる
ことができる。前記不飽和カルボン酸金属塩としてはジ
（メタ）アクリル酸金属塩が好ましく、ジメタタリル酸
亜鉛、ジメタクリル酸アルミニウム等が好適に用いられ
る。

また、接着性組成物には、その強度を増大せしむ目的と
して、補強剤を添加することができる。補強剤として
は、シリカ、カーボンブラック等の一般的に用いられる
もので特に限定されるものではないが、シリカを用いる
ことで一層良好な接着強度をうることができる。

更に接着性組成物は、必要に応じて充填剤、軟化剤、老
化防止剤、加硫促進剤等が適宜に含有されていてもよ
い。

オーバーコート液は前記接着性組成物100重量部を、通
常、600〜800重量部の溶剤に溶解させることにより得る
が、溶剤量は特に限定されるものではなく、塗布作業
性、補強用繊維への付着量等の観点からゴム糊の粘度が
最適になるように適宜に選ばれる。また、溶剤はメチル
エチルケトン、トルエン、キシレン等特に限定されるも
のではないが、メチルエチルケトンが好ましく用いられ
る。

本発明において使用する芯線としては、ガラス繊維を用
いるのが実際的である。例えば、太さ９μのＥ−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
束が好適に使用できる。

又、ガラス繊維としては引張り強度300Kg/mm²以上の高
強度ガラス繊維、特に次の組成を有するガラス繊維を使
用することにより、ガラス繊維で補強されたゴム製品の
性能を向上させることができる。

SiO₂ 55〜65 wt％ Al₂O₃ 20〜26 wt％ CaO 0〜10 wt％ MgO 7〜10 wt％ B₂O₃ 0〜 1 wt％ R₂O 0〜 0.5wt％更に又、ガラス繊維の直径を８μ以下、好ましくは7.5
μ以下と定めることにより、性能を向上させることがで
きる。

なお、ガラス繊維の直径は３μ以上、好ましくは５μ以
上とするのが適当であり、あまり直径を小とすると製造
コストが大となる。

このような補強繊維束を３本引き揃え、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200〜3
50℃で行うのが望ましい。

オーバーコート液の塗布量は補強繊維に対し、0.5〜5wt
％、望ましくは２〜4wt％とするのが適当である。第２
液を塗布した後、好ましくは120〜200℃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0.5〜4.0程度のＳ、又はＺ撚り（下撚り）を
与えたものを更に２〜13本程度引き揃えて2.54cm当り0.
5〜3.0程度の下撚りと逆方向の撚り（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。

本発明ゴム補強用繊維で補強すべきゴムの種類に特に限
定はないが、ハイパロン、ニトリルゴム、水素添加ニト
リルゴム等が例示でき、極めて好適な効果をうることが
でき、耐熱性、耐久性の良好なタイミングベルト等のゴ
ム製品が得られる。

［作用］ガラス繊維よりなる芯線上に、レゾルシンホルムアルデ
ヒドの水溶性縮合物、ビニールピリジン−スチレン−ブ
タジエン共重合体ラテッス、及びアクリロニトリル−ブ
タジエン共集合体ラテックスを含む第１層を、第１層上
にアクリロニトリル基含有量30〜50wt％、ヨウ素価２〜
40の水素添加ニトリルゴム及び架橋剤を含む第２層を形
成させたゴムの補強用繊維を用いることにより、ゴム
（マトリクッスゴム）と補強繊維との接着力が、高温で
繰返し応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、歯元強度を増大させる。

［実施例］ビニルピリジン、スチレン、ブタジエンを15:15:70の割
合で含有するビニルピリジン−スチレン−ブタジエンの
ターポリマーラテックス（2518FS、商品名、日本ゼオン
社製、ターポリマーの含有量40.5wt％）31重量部、レゾ
ルシンとホルムアルデヒドをモル比で1:0.7の割合で、
アルカリ性触媒の存在下に反応させた、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23wt％を含
む水溶液を12重量部、ニトリル−ブタジエンの共重合体
ラテックス（Nipol 1562商品名、日本ゼオン社製、ニト
リル−ブタジエン共重合体の含有量41wt％）を36重量
部、CSMラテックス（450、商品名、住友精化社製、CSM
の含有量40wt％）5.5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55wt％）2.5重量
部、アンモニア水（濃度18wt％）を1.5重量部加えて第
１液を得た。

オーバーコート液は、水素添加ニトリルゴム（ZP2000,
商品名、日本ゼオン社製）100重量部、酸化亜鉛（亜鉛
華１号、堺化学社製）10重量部、ジメタクリル酸亜鉛
（Ｒ−2OS,商品名、浅田化学社製）、15重量部、シリカ
（カープレックス＃67、商品名、塩野義製薬社製）30重
量部、ジクミルパーオキサイド（パークミルＤ、商品
名、日本油脂社製）５重量部からなる接着性組成物100
重量部をメチルエチルケトン750重量部に溶解し調整し
た。

第１液を、９μのガラス繊維を200本集束してなるガラ
ス繊維束３本を引揃え、常法に従って付与した（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11本引き揃えて2.54cm当り2.1
回のＳ撚り（上撚り）を施したものにオーバーコート液
を付与したものを、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30重量部、亜鉛華10重量部、老化防止剤２重量部、架
橋剤６重量部、共架橋剤15重量部、可塑剤５重量部を配
合したもの。

試験片の形成上記組成を有するゴムを使用し、常法に従いタイミング
ベルトを４本作成した。

（ａ）このタイミングベルトを使用し、100℃の雰囲気
において、多屈曲走行試験機（6,000rpm）を使用し、ベ
ルトの屈曲耐久試験を行い、強度低下を測定した。

（ｂ）上記試験機によりベルトの歯元耐久試験を行っ
た。

上記テスト結果（平均値）を別表に示す。

［比較例］実施例の第１液に代え、実施例と同一のビニルピリジ
ン、スチレン及びブタジエンの共重合体ラテックス55重
量部、レゾルシンホルムアルデヒド縮合物7.7重合部、S
BRラテックス（SN534、商品名、住友ノーガタック社
製）16重量部、及び実施例と同一の老化防止剤及びアン
モニア水を同量加えて第１液を調整した。

又、CSM配合物を4wt％、イソシアネート（MR−200、商
品名、日本ポリウレタン社製）を1.1wt％、加硫剤（ア
クターDQ、商品名、川口化学社製）を1.5wt％、カーボ
ンブラックを2.0wt％を含むトルエン溶液を調整し、オ
ーバーコート液として使用した。

上記第１液とオーバーコート液を用い実施例と同一の実
験を行った結果を別表に示す。

［発明の効果］高速、高温の状態で長時間使用しても、剥離、亀裂を生
ずることがなく、歯元強度の大きいベルトをうることが
できる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ３２Ｂ 27/00 １０４ 8413−4ＦＣ０３Ｃ 25/02 ＮＣ０８Ｃ 1/02 Ｄ０６Ｍ 13/203 15/693 // Ｃ０８Ｌ 21:00 Ｄ０６Ｍ 101:00 (72)発明者服部公司茨城県猿島郡総和町大字駒羽根1393

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス繊維よりなる芯線上にレゾルシンホ
ルムアルデヒドの水溶性縮合物、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、及びアクリロニ
トリル−ブタジエン共重合体ラテックスを含む層を形成
させたゴムの補強用繊維。
【請求項２】ガラス繊維よりなる芯線上に、レゾルシン
ホルムアルデヒドの水溶性縮合物、ビニールピリジン−
スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス、及びアクリ
ロニトリル−ブタジエン共重合体ラテックスを含む第１
層を、第１層上にアクリロニトリル基含有量30〜50wt
％、ヨウ素価２〜40の水素添加ニトリルゴム、及び架橋
剤を含む第２層を形成させたゴムの補強用繊維
【請求項３】ガラス繊維よりなる芯線上に、レゾルシン
ホルムアルデヒドの水溶性縮合物、ビニールピリジン−
スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス、及びアクリ
ロニトリル−ブタジエン共重合体ラテックスを含む第１
層を、第１層上にアクリロニトリル基含有量30〜50wt
％、ヨウ素価２〜40の水素添加ニトリルゴム、不飽和カ
ルボン酸金属塩、及び架橋剤を含む第２層を形成させた
ゴムの補強用繊維