JPWO2005061766A1 - Rubber reinforcing cord and rubber product using the same - Google Patents
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Abstract
本発明のゴム補強用コードは、補強用繊維を含む。その補強用繊維は、ポリアリレート繊維１１と、ポリアリレート繊維１１の周囲に配置された複数の外側ストランド１２とを含み、複数の外側ストランド１２がポリアリレート繊維以外の他の繊維を含む。このゴム補強用コードを用いることによって、強度、弾性および耐屈曲疲労性が高いゴム補強用コード、およびそれを用いたゴム製品が得られる。The rubber reinforcing cord of the present invention includes reinforcing fibers. The reinforcing fibers include polyarylate fibers 11 and a plurality of outer strands 12 arranged around the polyarylate fibers 11, and the plurality of outer strands 12 include fibers other than the polyarylate fibers. By using this rubber reinforcing cord, a rubber reinforcing cord having high strength, elasticity and bending fatigue resistance, and a rubber product using the same can be obtained.
Description
本発明は、ゴム補強用コードと、ゴム補強用コードで補強されたゴム製品に関する。 The present invention relates to a rubber reinforcing cord and a rubber product reinforced with the rubber reinforcing cord.
ゴムベルトやタイヤ等のゴム製品の補強材として、ガラス繊維やアラミド繊維等の補強用繊維が用いられてきた。しかし、これらのゴム製品は、屈曲応力を繰り返し受けるため屈曲疲労を生じて性能が低下し、補強用繊維とゴムマトリックスとの間で剥離が生じたり、補強用繊維が摩耗することによって強度低下が生じたりしやすい。一方、自動車の内燃機関のカムシャフト駆動に使われる歯付きゴムベルトでは、適切なタイミングを維持するために高度な寸法安定性が要求されている。また、カムシャフト駆動だけでなく、インジェクションポンプ等の補助駆動や、産業機械の動力伝達に用いられるゴムベルトでは、高負荷に耐える高強力、高弾性力が要求されている。 As reinforcing materials for rubber products such as rubber belts and tires, reinforcing fibers such as glass fibers and aramid fibers have been used. However, these rubber products are repeatedly subjected to bending stress, resulting in bending fatigue and performance degradation, peeling between the reinforcing fiber and the rubber matrix, and deterioration in strength due to wear of the reinforcing fiber. It is easy to occur. On the other hand, in a toothed rubber belt used for driving a camshaft of an internal combustion engine of an automobile, a high degree of dimensional stability is required in order to maintain an appropriate timing. In addition to camshaft drive, auxiliary belts such as injection pumps and rubber belts used for power transmission of industrial machines are required to have high strength and high elasticity to withstand high loads.
このような状況下において、ゴムベルトの補強用繊維として新しい材料が検討されている。たとえば、最近では、ポリアリレート繊維なども提案されている（特開２００３−２９４０８６号公報参照）。 Under such circumstances, new materials have been studied as reinforcing fibers for rubber belts. For example, recently, polyarylate fibers and the like have also been proposed (see JP 2003-294086 A).
ゴム補強用コードには、前述のように高強力、高弾性および曲げに対する柔軟性、耐磨耗性などが要求されるが、従来のコードでは、強力と柔軟性とのバランスを取ることは難しかった。たとえば、ポリアリレート繊維を補強用繊維として用いた場合、高強力で高弾性のコードが得られるが、このコードは、屈曲疲労が生じやすいために強度が低下しやすいという問題があった。 As mentioned above, rubber reinforcing cords are required to have high strength, high elasticity, bending flexibility, wear resistance, etc., but with conventional cords it is difficult to balance strength and flexibility. It was. For example, when a polyarylate fiber is used as a reinforcing fiber, a cord having high strength and high elasticity can be obtained. However, this cord has a problem that the strength tends to decrease because bending fatigue tends to occur.
このような状況に鑑み、本発明は、強度、弾性および耐屈曲疲労性が高いゴム補強用コード、およびそれを用いたゴム製品を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a rubber reinforcing cord having high strength, elasticity, and bending fatigue resistance, and a rubber product using the same.
上記目的を達成するため、本発明者らが検討した結果、ポリアリレート繊維とガラス繊維とを特定の配置で組み合わせることによって、予想される効果よりも顕著な効果が得られることを見出した。そして、この新しい知見に基づいて以下の本発明に至った。 As a result of investigations by the present inventors in order to achieve the above object, it has been found that by combining polyarylate fibers and glass fibers in a specific arrangement, a remarkable effect can be obtained than expected. And based on this new knowledge, it came to the following this invention.
本発明のゴム補強用コードは、補強用繊維を含むゴム補強用コードであって、前記補強用繊維が、ポリアリレート繊維と、前記ポリアリレート繊維の周囲に配置された複数の外側ストランドとを含み、前記外側ストランドがポリアリレート繊維以外の他の繊維を含む。なお、この明細書において、「ストランド」とは、複数のフィラメント繊維を撚りを加えずに束ねたもの、複数のフィラメント繊維を束ねて撚りを加えたもの、複数のストランドを撚りを加えずに束ねたもの、複数のストランドを束ねて撚りを加えたものを含む。 The rubber reinforcing cord of the present invention is a rubber reinforcing cord including a reinforcing fiber, and the reinforcing fiber includes a polyarylate fiber and a plurality of outer strands arranged around the polyarylate fiber. The outer strand includes fibers other than polyarylate fibers. In this specification, “strand” refers to a bundle of a plurality of filament fibers bundled without twisting, a bundle of a plurality of filament fibers bundled with a twist, and a plurality of strands bundled without a twist. And those obtained by bundling a plurality of strands and adding twist.
また、本発明のゴム製品は、上記本発明のゴム補強用コードを含む。 The rubber product of the present invention includes the rubber reinforcing cord of the present invention.
本発明によれば、強度、弾性および耐屈曲疲労性が高く、寸法安定性に優れるゴム補強用コードが得られる。特に、ポリアリレート繊維ストランドとガラス繊維ストランドとを特定の配置で組み合わせることによって、耐屈曲疲労性が顕著に高いゴム補強用コードが得られる。本発明のゴム製品は、該コードを含むため、強度、弾性および耐屈曲疲労性が高く、寸法安定性に優れる。 According to the present invention, it is possible to obtain a rubber-reinforcing cord having high strength, elasticity, and bending fatigue resistance and excellent dimensional stability. In particular, by combining polyarylate fiber strands and glass fiber strands in a specific arrangement, a rubber reinforcing cord having a remarkably high resistance to bending fatigue can be obtained. Since the rubber product of the present invention contains the cord, it has high strength, elasticity and bending fatigue resistance, and is excellent in dimensional stability.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
（実施形態１）
実施形態１では、本発明のゴム補強用コードについて説明する。本発明のゴム補強用コードは、補強用繊維を含む。その補強用繊維は、ポリアリレート繊維と、ポリアリレート繊維の周囲に配置された複数のストランド（外側ストランド）とを含む。その外側ストランドは、ポリアリレート繊維以外の他の繊維（以下、「第２の繊維」という場合がある）を含む。(Embodiment 1)
In Embodiment 1, the rubber reinforcing cord of the present invention will be described. The rubber reinforcing cord of the present invention includes reinforcing fibers. The reinforcing fiber includes a polyarylate fiber and a plurality of strands (outer strands) arranged around the polyarylate fiber. The outer strand includes fibers other than polyarylate fibers (hereinafter sometimes referred to as “second fibers”).
ポリアリレート繊維は、全芳香族ポリエステル繊維であり、二価フェノール（たとえばビスフェノールＡ）と芳香族ジカルボン酸（たとえばフタル酸やイソフタル酸）との重縮合によって得られる。 The polyarylate fiber is a wholly aromatic polyester fiber, and is obtained by polycondensation of a dihydric phenol (for example, bisphenol A) and an aromatic dicarboxylic acid (for example, phthalic acid or isophthalic acid).
第２の繊維は、ポリアリレート繊維よりも耐屈曲性が高い繊維であることが好ましい。たとえば、第２の繊維として、ガラス繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、炭素繊維、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維などのアラミド繊維、またはこれらの混合繊維を用いることができる。外側ストランドは、ガラス繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、炭素繊維およびアラミド繊維（好ましくはポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維。以下、同じである。）から選ばれる少なくとも１つの繊維で構成されることが好ましく、ガラス繊維またはアラミド繊維で構成されることが特に好ましい。 The second fiber is preferably a fiber having higher bending resistance than the polyarylate fiber. For example, glass fibers, polyparaphenylene benzobisoxazole fibers, carbon fibers, aramid fibers such as polyparaphenylene terephthalamide fibers, or mixed fibers thereof can be used as the second fibers. The outer strand may be composed of at least one fiber selected from glass fiber, polyparaphenylene benzobisoxazole fiber, carbon fiber and aramid fiber (preferably polyparaphenylene terephthalamide fiber, hereinafter the same). Preferably, it is particularly preferably composed of glass fiber or aramid fiber.
補強用繊維に占めるポリアリレート繊維の割合が高くなると、弾性率および寸法安定性は向上するが、動的な屈曲性が低下する。逆に、その割合が低くなると弾性率および寸法安定性が低下する。したがって、補強用繊維全体に占めるポリアリレート繊維の割合は、２０体積％〜８０体積％（より好ましくは３０体積％〜７０体積％）の範囲であることが好ましい。 As the proportion of polyarylate fibers in the reinforcing fibers increases, the elastic modulus and dimensional stability are improved, but the dynamic flexibility is lowered. On the contrary, when the ratio becomes low, the elastic modulus and the dimensional stability decrease. Therefore, the ratio of the polyarylate fiber in the entire reinforcing fiber is preferably in the range of 20% by volume to 80% by volume (more preferably 30% by volume to 70% by volume).
本発明のゴム補強用コードでは、上記ポリアリレート繊維が、ポリアリレート繊維のストランドを構成していることが好ましい。この場合、ゴム補強用コードは、ポリアリレート繊維の芯ストランドと、その芯ストランドの周囲に配置された複数の外側ストランドとを含む。芯ストランドは、実質的にポリアリレート繊維によって構成されることが好ましく、典型的にはポリアリレート繊維のみからなる。 In the rubber reinforcing cord of the present invention, the polyarylate fiber preferably constitutes a strand of polyarylate fiber. In this case, the rubber reinforcing cord includes a core strand of polyarylate fiber and a plurality of outer strands arranged around the core strand. The core strand is preferably substantially composed of polyarylate fibers, and typically consists only of polyarylate fibers.
本発明のコードにおいては、弾性率の高いポリアリレート繊維（好ましくはポリアリレート繊維のストランド）をコードの中心近くに配置し、柔軟性や耐磨耗性に優れた外側ストランドをポリアリレート繊維の周りに配置することが特に好ましい。コードの中心近くに配置されたポリアリレート繊維は、その特性によって高い強力と弾性率、優れた寸法安定性をコードに付与する。また、外側ストランドは、ポリアリレート繊維よりも弾性率が小さい繊維（たとえばガラス繊維）で構成されていてもよい。そのような外側ストランドを用いることによって、強度、弾性および耐屈曲疲労性が高いゴム補強用コードが得られる。 In the cord of the present invention, a polyarylate fiber having a high elastic modulus (preferably a strand of polyarylate fiber) is arranged near the center of the cord, and an outer strand excellent in flexibility and wear resistance is disposed around the polyarylate fiber. It is particularly preferable to arrange them in The polyarylate fiber disposed near the center of the cord imparts high strength and elastic modulus and excellent dimensional stability to the cord due to its properties. Moreover, the outer side strand may be comprised with the fiber (for example, glass fiber) whose elastic modulus is smaller than a polyarylate fiber. By using such an outer strand, a rubber reinforcing cord having high strength, elasticity and resistance to bending fatigue can be obtained.
ポリアリレート繊維の直径や弾性率などに特に限定はなく、補強用コードに要求される特性に応じて選択される。たとえば、密度が１．２ｇ／ｃｍ3〜２．０ｇ／ｃｍ3程度のポリアリレート繊維を用いてもよい。また、弾性率（ヤング率）が７０ＧＰａ〜１２０ＧＰａ程度のポリアリレート繊維を用いてもよい。The diameter and elastic modulus of the polyarylate fiber are not particularly limited, and are selected according to the characteristics required for the reinforcing cord. For example, density may be used 1.2g / cm 3 ~2.0g / cm 3 order of polyarylate fibers. Further, polyarylate fibers having an elastic modulus (Young's modulus) of about 70 GPa to 120 GPa may be used.
ポリアリレート繊維は、無撚りで無処理のものでもよいが、接着性の向上やほつれ防止のために、接着剤の塗布や、撚りが施されていてもよい。接着剤は特に限定されないが、レゾルシンとホルムアルデヒドとの初期縮合物およびゴムラテックスを主成分とする処理液（以下、ＲＦＬ処理液という場合がある）や、エポキシ化合物、イソシアネート化合物などを使用できる。ポリアリレート繊維（芯ストランド）の撚り数は、特に限定されず、通常は、８．０回／２５ｍｍ以下が好ましく、たとえば０．５回／２５ｍｍ〜５．０回／２５ｍｍの範囲である。撚りを加える場合には、処理液を塗布してから撚りを加えることが好ましい。撚りを加えてから処理液を塗布すると、ポリアリレート繊維のストランドがほつれ易くなる場合がある。 The polyarylate fibers may be untwisted and untreated, but may be coated with an adhesive or twisted to improve adhesion and prevent fraying. The adhesive is not particularly limited, and a treatment liquid mainly composed of an initial condensate of resorcin and formaldehyde and a rubber latex (hereinafter sometimes referred to as an RFL treatment liquid), an epoxy compound, an isocyanate compound, and the like can be used. The number of twists of the polyarylate fiber (core strand) is not particularly limited, and is usually preferably 8.0 times / 25 mm or less, for example, in the range of 0.5 times / 25 mm to 5.0 times / 25 mm. When adding twist, it is preferable to apply twist after applying the treatment liquid. When the treatment liquid is applied after twisting, the strands of the polyarylate fiber may be easily frayed.
外側ストランドの太さ、外側ストランドを構成する繊維の本数および直径などは特に限定がなく、補強用コードに要求される特性に応じて選択される。また、ポリアリレート繊維の周囲に配置される外側ストランドの数は、通常、３〜２０本程度とされる。 The thickness of the outer strand, the number of fibers constituting the outer strand, the diameter, and the like are not particularly limited, and are selected according to the characteristics required for the reinforcing cord. Moreover, the number of outer strands arrange | positioned around a polyarylate fiber is normally about 3-20.
外側ストランドのように、コードの外周付近に配置されるストランドには、コードが屈曲された場合に生ずる引っ張り応力や圧縮応力を緩和することが求められる。そのような要件を満たすストランドとしては、ガラス繊維ストランドおよびアラミド繊維ストランドが好ましい。ポリアリレート繊維からなる芯ストランドの周囲に、ガラス繊維を主要繊維（５０体積％以上、好ましくは６０体積％以上でたとえば１００体積％）とするガラス繊維ストランドを配置することによって、強度、弾性および耐屈曲疲労性が特に高いゴム補強用コードが得られる。また、外側ストランドとしてガラス繊維ストランドを用いることによって、補強用コードが埋め込まれるゴムと強力に接着する補強用コードが得られる。ガラス繊維としては、たとえば、Ｅガラスフィラメントや高強度ガラスフィラメントが好ましく用いられる。ガラス繊維ストランドとしては、直径が７〜９μｍのガラスフィラメントを、２００〜２４００本程度束ねて下撚りした、太さ２０〜４８０ｔｅｘ程度のストランドが好ましく用いられる。 Like the outer strand, the strand disposed near the outer periphery of the cord is required to relieve the tensile stress and the compressive stress generated when the cord is bent. As the strand satisfying such requirements, glass fiber strand and aramid fiber strand are preferable. Around the core strand made of polyarylate fiber, a glass fiber strand having glass fiber as a main fiber (more than 50% by volume, preferably more than 60% by volume, for example, 100% by volume) is arranged to provide strength, elasticity and resistance. A rubber reinforcing cord having particularly high bending fatigue can be obtained. Further, by using a glass fiber strand as the outer strand, a reinforcing cord that strongly adheres to the rubber in which the reinforcing cord is embedded can be obtained. As the glass fiber, for example, an E glass filament or a high-strength glass filament is preferably used. As the glass fiber strand, a strand having a thickness of about 20 to 480 tex, in which about 200 to 2,400 glass filaments having a diameter of 7 to 9 μm are bundled and twisted, is preferably used.
外側ストランドは下撚りされていてもよい。コードの外周付近に配置される外側ストランドに撚り（下撚り）をかけることによって、コードの耐屈曲疲労性を向上できる。撚り数は、特に限定されないが、０．２５回／２５ｍｍ〜５．０回／２５ｍｍ程度とすることが好ましい。 The outer strand may be twisted. Bending fatigue resistance of the cord can be improved by twisting the outer strand disposed near the outer periphery of the cord (primary twist). The number of twists is not particularly limited, but is preferably about 0.25 times / 25 mm to 5.0 times / 25 mm.
また、複数の外側ストランドは、ポリアリレート繊維を芯として螺旋状に捲回（すなわち上撚り）されていてもよい。上撚りの撚り数は、たとえば、０．５回／２５ｍｍ〜１０回／２５ｍｍ程度とすることができる。外側ストランドを下撚りおよび上撚りする場合、上撚りの方向は、下撚りの方向と同じでもよいし異なってもよい。上撚りの方向と下撚りの方向とを同じ方向とすることによって、特に高い耐屈曲性を有するコードが得られる。また、上撚りの方向と下撚りの方向とを異なる方向とすることによって、高い寸法安定性が得られる。 In addition, the plurality of outer strands may be spirally wound (that is, top twisted) with a polyarylate fiber as a core. The number of twists of the upper twist can be, for example, about 0.5 times / 25 mm to 10 times / 25 mm. When the outer strand is twisted and twisted, the direction of twisting may be the same as or different from the direction of twisting. By setting the direction of the upper twist and the direction of the lower twist to be the same direction, a cord having particularly high bending resistance can be obtained. Moreover, high dimensional stability is obtained by making the direction of the upper twist and the direction of the lower twist different.
本発明のゴム補強用コードは、ゴムを含む被覆膜で表面がコートされていることが好ましい。被覆膜は、通常、コードが埋め込まれるゴム（マトリックスゴム）に応じて選択される。被覆膜の形成方法は、特に限定がなく、公知の方法を適用できる。たとえば、ゴムを含む処理液を塗布したのち、熱処理または乾燥することによって被覆膜を形成できる。処理液には、たとえばＲＦＬ処理液などを用いることができる。ＲＦＬ処理液に用いられるゴムラテックスとしては、たとえば、アクリルゴム系ラテックス、ウレタン系ラテックス、クロロスルホン化ポリエチレン系ラテックス、それらの変性ラテックス、またはそれらの混合物が挙げられる。 The rubber reinforcing cord of the present invention is preferably coated on the surface with a coating film containing rubber. The coating film is usually selected according to the rubber (matrix rubber) in which the cord is embedded. The method for forming the coating film is not particularly limited, and a known method can be applied. For example, the coating film can be formed by applying a treatment liquid containing rubber and then heat-treating or drying. For example, an RFL treatment liquid can be used as the treatment liquid. Examples of the rubber latex used in the RFL treatment liquid include acrylic rubber latex, urethane latex, chlorosulfonated polyethylene latex, modified latex thereof, or a mixture thereof.
なお、被覆膜は、繊維ストランドの周囲とコードの外周部とで異なる材料で形成されてもよい。たとえば、ゴム製品のマトリックスゴムと本発明のコードとの接着性を高めるために、コードの外周部にオーバーコート処理を行ってもよい。オーバーコート処理は、水素添加ニトリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、クロロプレンゴム、天然ゴム、またはウレタンゴムといったゴムと架橋剤とを含む処理液で行うことができる。オーバーコート処理に用いられるゴムは、通常、マトリックスゴムの種類に応じて選択される。オーバーコートの量に特に限定はなく、たとえば、オーバーコート前のコード１００質量部に対して２．０〜１０．０質量部の範囲としてもよい。 The coating film may be formed of different materials around the fiber strand and the outer periphery of the cord. For example, in order to improve the adhesion between the matrix rubber of the rubber product and the cord of the present invention, an overcoat treatment may be performed on the outer peripheral portion of the cord. The overcoat treatment can be performed with a treatment liquid containing a rubber such as hydrogenated nitrile rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber (CSM), chloroprene rubber, natural rubber, or urethane rubber and a crosslinking agent. The rubber used for the overcoat treatment is usually selected according to the type of matrix rubber. There is no limitation in particular in the quantity of overcoat, For example, it is good also as the range of 2.0-10.0 mass parts with respect to 100 mass parts of cords before overcoat.
本発明のゴム補強用コードの好ましい一例の断面図を図１に示す。図１のコード１０は、コード１０の中央部に配置されたポリアリレート繊維（芯ストランド）１１と、ポリアリレート繊維１１の周囲に配置された複数の外側ストランド１２と、ポリアリレート繊維１１および外側ストランド１２をともにコートする被覆膜１３（ハッチングは省略する）とを含む。複数の外側ストランド１２は、ポリアリレート繊維１１を中心として螺旋状に捲回されている。被覆膜１３はゴムを含んでいる。 A cross-sectional view of a preferred example of the rubber reinforcing cord of the present invention is shown in FIG. 1 includes a polyarylate fiber (core strand) 11 disposed in the center of the cord 10, a plurality of outer strands 12 disposed around the polyarylate fiber 11, the polyarylate fiber 11 and the outer strand. 12 and a coating film 13 (hatching is omitted). The plurality of outer strands 12 are spirally wound around the polyarylate fiber 11. The coating film 13 contains rubber.
以下、コード１０の製造方法について説明する。外側ストランド１２は、繊維を束ねることによって形成できる。必要に応じて、ＲＦＬ処理等の処理を行うことによって、ポリアリレート繊維（芯ストランド）および／または外側ストランドに被覆膜を形成してもよい。また、必要に応じて、ポリアリレート繊維（芯ストランド）および／または外側ストランドに撚りをかけてもよい。また、必要に応じて、複数のストランドを撚りあわせて１本のストランドとしてもよい。 Hereinafter, a method for manufacturing the cord 10 will be described. The outer strand 12 can be formed by bundling fibers. If necessary, a coating film may be formed on the polyarylate fiber (core strand) and / or the outer strand by performing treatment such as RFL treatment. If necessary, the polyarylate fiber (core strand) and / or the outer strand may be twisted. If necessary, a plurality of strands may be twisted to form one strand.
次に、ポリアリレート繊維１１の周囲に外側ストランド１２を配置する。この工程は、たとえば、中心部ガイド孔と、その中心部ガイド孔と中心を同じくする円周上に配置された複数の外周部ガイド孔とを有するガイドを用いて行うことができる。無撚りの或いは下撚りされた１本または複数本のポリアリレート繊維１１が中心部ガイド孔に通され、外側ストランド１２が複数の外周部ガイド孔に通される。なお、ガイドを用いずに中心繊維に外周繊維の１．２倍以上の高い張力をかけてもよい。中心繊維に外周繊維よりも高い張力をかけることによって、中心繊維の配置が容易になり、ガイドを用いるのと同じ効果が得られる。外側ストランド１２は必要に応じて下撚りされる。なお、ストランドの合糸および撚糸に用いる装置に特に限定はなく、たとえば、リング撚糸機、フライヤー撚糸機、および撚り線機などが使用できる。 Next, the outer strand 12 is disposed around the polyarylate fiber 11. This step can be performed using, for example, a guide having a central portion guide hole and a plurality of outer peripheral portion guide holes arranged on a circumference having the same center as that of the central portion guide hole. One or a plurality of polyarylate fibers 11 that are untwisted or under-twisted are passed through the center guide hole, and the outer strand 12 is passed through the plurality of outer peripheral guide holes. In addition, you may apply high tension | tensile_strength 1.2 times or more of an outer periphery fiber to center fiber, without using a guide. By applying higher tension to the center fiber than the peripheral fiber, the center fiber can be easily arranged, and the same effect as using the guide can be obtained. The outer strand 12 is twisted as necessary. In addition, there is no limitation in particular in the apparatus used for the stranding and twisting of a strand, For example, a ring twisting machine, a flyer twisting machine, a strand wire machine etc. can be used.
最後に、ポリアリレート繊維１１および外側ストランド１２の全体をコートするように被覆膜１３を形成する。このようにして、コード１０が製造される。 Finally, the coating film 13 is formed so as to coat the entire polyarylate fiber 11 and the outer strand 12. In this way, the cord 10 is manufactured.
本発明のコードは、単独（ロープ構造）で用いてもよい。また、本発明のコードは、簾コード構造、すなわち、複数を面状に配列してお互いをゆるく接着させた構造で用いてもよい。 The cord of the present invention may be used alone (rope structure). In addition, the cord of the present invention may be used in a heel cord structure, that is, a structure in which a plurality of cords are arranged in a plane and loosely adhered to each other.
（実施形態２）
実施形態２では、本発明のゴム製品について説明する。本発明のゴム製品は、実施形態１で説明したゴム補強用コードを少なくとも１本含む。このゴム補強用コードは、ロープ構造であってもよい。また、複数のゴム補強用コードが面状に配列されて埋め込まれていてもよい。(Embodiment 2)
In Embodiment 2, the rubber product of the present invention will be described. The rubber product of the present invention includes at least one rubber reinforcing cord described in the first embodiment. The rubber reinforcing cord may have a rope structure. A plurality of rubber reinforcing cords may be arranged in a plane and embedded.
本発明のゴム製品は、ゴム補強用コードによる補強が効果的なゴム製品であれば特に限定はない。本発明のゴム製品の代表的な例としては、たとえば、歯付きベルトや移動ベルトといったゴムベルトや、ゴムクローラが挙げられる。 The rubber product of the present invention is not particularly limited as long as the rubber product is effectively reinforced with a rubber reinforcing cord. Typical examples of the rubber product of the present invention include a rubber belt such as a toothed belt and a moving belt, and a rubber crawler.
本発明のゴム製品では、ゴム製品に占めるゴム補強用コードの割合が、たとえば１０〜７０質量％程度である。 In the rubber product of the present invention, the ratio of the rubber reinforcing cord to the rubber product is, for example, about 10 to 70% by mass.
以下、本発明について実施例を用いてさらに詳細に説明する。この実施例では、本発明および比較例のゴム補強用コードを作製し、その特性を評価した。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In this example, rubber reinforcing cords of the present invention and comparative examples were produced and their characteristics were evaluated.
（サンプル１）
以下の方法で、本発明のゴム補強用コードを作製した。まず、レゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物（固形分８質量％）と、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエンラテックス（固形分４０質量％）と、ＣＳＭ（固形分４０質量％）とを、固形分質量比が２：１３：６となるように混合してＲＦＬ処理液を作製した。このＲＦＬ処理液を、ポリアリレート繊維（株式会社クラレ製、ベクトラン（商品名）、弾性率１０６ＧＰａ、密度約１．４１ｇ／ｃｍ3）によって構成されたストランド（直径約０．８ｍｍ、無撚品）に塗布したのち、熱処理（１８０℃で１２０秒間）することによって乾燥した。このようにして、ＲＦＬ処理された芯ストランド（ＲＦＬ付着量：２０質量％）を得た。(Sample 1)
The rubber reinforcing cord of the present invention was produced by the following method. First, resorcin / formaldehyde condensate (solid content 8 mass%), vinylpyridine-styrene-butadiene latex (solid content 40 mass%), and CSM (solid content 40 mass%) have a solid mass ratio of 2: An RFL treatment solution was prepared by mixing at 13: 6. A strand (diameter: about 0.8 mm, untwisted product) composed of polyarylate fiber (manufactured by Kuraray Co., Ltd., Vectran (trade name), elastic modulus: 106 GPa, density: about 1.41 g / cm 3 ) Then, the film was dried by heat treatment (120 ° C. for 120 seconds). Thus, the core strand (RFL adhesion amount: 20 mass%) by which RFL processing was carried out was obtained.
一方、ガラス繊維（日本板硝子株式会社製、Ｅガラス、直径９μｍ、弾性率７０ＧＰａ、密度約２．５ｇ／ｃｍ3）を６００本引きそろえた束に、ＲＦＬ処理液を含浸させたのち、熱処理（１８０℃で１２０秒間）することによって乾燥した。その後、Ｓ方向に２．０回／２５ｍｍの割合で下撚りして、約１００ｔｅｘのガラス繊維ストランド（ＲＦＬ付着量：２０質量％）を得た。On the other hand, a bundle of 600 glass fibers (manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd., E glass, diameter 9 μm, elastic modulus 70 GPa, density about 2.5 g / cm 3 ) is impregnated with RFL treatment solution, and then heat treatment ( And dried at 180 ° C. for 120 seconds. Then, the glass fiber strand (RFL adhesion amount: 20 mass%) of about 100 tex was obtained by twisting at a rate of 2.0 times / 25 mm in the S direction.
次に、９本のガラス繊維ストランドを、図１に示す配置となるようにＲＦＬ処理後の芯ストランドの周囲に配置し、さらにＺ方向に２．０回／２５ｍｍの割合で上撚りしてコード１Ａを得た。コード１Ａの直径は約１．２０ｍｍであった。また、繊維全体の断面積に占めるポリアリレート繊維の断面積の割合は４５％であった。 Next, nine glass fiber strands are arranged around the core strand after the RFL treatment so as to have the arrangement shown in FIG. 1, and further twisted at a rate of 2.0 times / 25 mm in the Z direction. 1A was obtained. The diameter of the cord 1A was about 1.20 mm. Moreover, the ratio of the cross-sectional area of the polyarylate fiber to the cross-sectional area of the whole fiber was 45%.
次に、コード１Ａに、以下の表１に示す成分のオーバーコート用処理液を塗布して乾燥させ、コード１Ｂを得た。コード１Ｂに対するオーバーコート用処理液の固形分付着率は５質量％であった。また、コード１Ｂの番手（長さ１０００ｍあたりの重さ（ｇ））は１５８０ｔｅｘ（ｇ／１０００ｍ）であった。得られたコード１Ｂの引張強度および破断時の伸び（％）を測定した。コード１Ｂの１本あたりの引張強度（初期）は１２５０Ｎ／コードであり、破断時の伸びは３．２％であった。 Next, an overcoat treatment liquid having the components shown in Table 1 below was applied to the cord 1A and dried to obtain a cord 1B. The solid content adhesion rate of the overcoat treatment liquid to Code 1B was 5% by mass. The count of the cord 1B (weight per 1000 m (g)) was 1580 tex (g / 1000 m). The tensile strength and elongation (%) at break of the obtained cord 1B were measured. The tensile strength (initial) per cord 1B was 1250 N / cord, and the elongation at break was 3.2%.
また、以下の表２に示す成分のゴムシート（幅１０ｍｍ、長さ３００ｍｍ、厚さ１ｍｍ）を２枚用意した。 In addition, two rubber sheets (width 10 mm, length 300 mm, thickness 1 mm) having the components shown in Table 2 below were prepared.
そして、１枚のゴムシートの上に、長さ３００ｍｍのコード１Ｂを１本配置し、その上にもう１枚のゴムシートを重ねた。そして、これらを上下から１５０℃で２０分間プレス加硫した。このようにして、帯状の試験片を作製した。 Then, one cord 1B having a length of 300 mm was disposed on one rubber sheet, and another rubber sheet was stacked thereon. These were press vulcanized at 150 ° C. for 20 minutes from above and below. In this way, a strip-shaped test piece was produced.
次に、この試験片について、図２に示す屈曲試験機２０で屈曲試験を行った。屈曲試験機２０は、直径２５ｍｍの１個の平プーリ２１と、モータ（図示せず）と、４個のガイドプーリ２２とを備える。まず、作製された試験片２３を、５個のプーリに架けた。そして、試験片２３の一端２３ａにおもりをつけて、試験片２３に９．８Ｎの初期張力を与えた。その状態で、試験片２３の他端２３ｂを図２の矢印の方向に１０ｃｍの移動幅で１万回往復運動させ、平プーリ２１の部分で試験片２３を繰り返し屈曲させた。屈曲試験は室温で行った。このようにして、試験片２３の屈曲試験を行ったのち、屈曲試験後の試験片の引張強度を測定した。そして、屈曲試験前の試験片の引張強度を１００％としたときの、屈曲試験後の試験片の引張強度の保持率（％）を求めた。この引張強度の保持率の値が高いほど耐屈曲疲労性に優れていることを示す。サンプル１の試験片の引張強度保持率は８５％であった。 Next, this test piece was subjected to a bending test using a bending tester 20 shown in FIG. The bending test machine 20 includes one flat pulley 21 having a diameter of 25 mm, a motor (not shown), and four guide pulleys 22. First, the produced test piece 23 was hung on five pulleys. Then, a weight was attached to one end 23a of the test piece 23, and an initial tension of 9.8 N was applied to the test piece 23. In this state, the other end 23b of the test piece 23 was reciprocated 10,000 times in the direction of the arrow in FIG. 2 with a moving width of 10 cm, and the test piece 23 was repeatedly bent at the flat pulley 21 portion. The bending test was performed at room temperature. Thus, after performing the bending test of the test piece 23, the tensile strength of the test piece after a bending test was measured. And the retention rate (%) of the tensile strength of the test piece after a bending test when the tensile strength of the test piece before a bending test was made into 100% was calculated | required. The higher the tensile strength retention value, the better the bending fatigue resistance. The tensile strength retention of the test piece of Sample 1 was 85%.
（サンプル２）
サンプル２は、芯ストランドに下撚りを加えた点でサンプル１とは異なる。ここでは、サンプル１で用いたポリアリレート繊維のストランドにＲＦＬ処理液を塗布したのち、２．０回／２５ｍｍの割合で下撚りを加え、さらに熱処理することによって芯ストランドを作製した。得られた芯ストランドを用いること以外は、サンプル１のコード１Ａと同じ方法でコード２Ａを作製した。(Sample 2)
Sample 2 differs from Sample 1 in that the core strand is added with a lower twist. Here, after applying the RFL treatment liquid to the polyarylate fiber strand used in Sample 1, a core strand was prepared by applying a lower twist at a rate of 2.0 times / 25 mm and further heat-treating. A cord 2A was produced in the same manner as the cord 1A of Sample 1 except that the obtained core strand was used.
得られたコード２Ａに、サンプル１と同じ方法でオーバーコート処理を施し、コード２Ｂを得た。このコード２Ｂの引張強度および破断時の伸び（％）を測定した。コード２Ｂの１本あたりの引張強度（初期）は１２００Ｎ／コードであり、破断時の伸びは３．０％であった。 The obtained cord 2A was overcoated by the same method as Sample 1 to obtain a cord 2B. The tensile strength and elongation at break (%) of the cord 2B were measured. Tensile strength (initial) per cord 2B was 1200 N / cord, and the elongation at break was 3.0%.
また、コード２Ｂを用いて、サンプル１と同様に屈曲試験用の試験片を作製して屈曲試験を行い、屈曲試験後の試験片の引張強度保持率（％）を求めた。 In addition, using the cord 2B, a test piece for a bending test was prepared in the same manner as in the sample 1, and the bending test was performed. The tensile strength retention rate (%) of the test piece after the bending test was obtained.
（比較サンプル１）
サンプル１で作製したガラス繊維ストランドを、１１本束ねて上撚りしたのち、サンプル１と同じ方法でオーバーコート処理を施し、比較サンプル１のコードを作製した。このコードについて、初期引張強度および破断時の伸び（％）を測定した。また、比較サンプル１のコードを用いて、サンプル１と同様に屈曲試験用の試験片を作製して屈曲試験を行い、屈曲試験後の試験片の引張強度保持率（％）を求めた。(Comparative sample 1)
After 11 glass fiber strands prepared in Sample 1 were bundled and twisted, overcoating was performed in the same manner as Sample 1, and a cord of Comparative Sample 1 was prepared. For this cord, the initial tensile strength and elongation at break (%) were measured. In addition, using the cord of Comparative Sample 1, a test piece for a bending test was prepared in the same manner as Sample 1, a bending test was performed, and the tensile strength retention rate (%) of the test piece after the bending test was obtained.
（比較サンプル２）
サンプル１で用いたポリアリレート繊維ストランドを２本用意し、それぞれ、ＲＦＬ処理を行ったのち下撚りを加えた。次に、得られた２本のストランドを束ねて上撚りした。このようにして得られたコードに、サンプル１と同じ方法でオーバーコート処理を施し、比較サンプル２のコードを作製した。このコードについて、初期引張強度および破断時の伸び（％）を測定した。また、比較サンプル２のコードを用いて、サンプル１と同様に屈曲試験用の試験片を作製して屈曲試験を行い、屈曲試験後の試験片の引張強度保持率（％）を求めた。(Comparative sample 2)
Two polyarylate fiber strands used in Sample 1 were prepared, and each was subjected to RFL treatment, and then a lower twist was added. Next, the obtained two strands were bundled and twisted. The cord obtained in this manner was overcoated by the same method as Sample 1, and a cord of Comparative Sample 2 was produced. For this cord, the initial tensile strength and elongation at break (%) were measured. In addition, using the cord of Comparative Sample 2, a test piece for a bending test was prepared and the bending test was performed in the same manner as Sample 1, and the tensile strength retention rate (%) of the test piece after the bending test was obtained.
（比較サンプル３）
サンプル１で使用したポリアリレート繊維とガラス繊維とを、芯ストランドと外側ストランドとに分けずに混合し、撚糸した。撚り数は２．０回／２５ｍｍとした。このようにして得られたコードに、サンプル１と同じ方法でオーバーコート処理を施し、比較サンプル３のコードを作製した。このコードについて、初期引張強度および破断時の伸び（％）を測定した。また、比較サンプル３のコードを用いて、サンプル１と同様に屈曲試験用の試験片を作製して屈曲試験を行い、屈曲試験後の試験片の引張強度保持率（％）を求めた。(Comparative sample 3)
The polyarylate fibers and glass fibers used in Sample 1 were mixed and twisted without being divided into core strands and outer strands. The number of twists was 2.0 times / 25 mm. The cord thus obtained was overcoated by the same method as Sample 1 to produce a cord of Comparative Sample 3. For this cord, the initial tensile strength and elongation at break (%) were measured. In addition, using the cord of Comparative Sample 3, a test piece for a bending test was prepared and the bending test was performed in the same manner as Sample 1, and the tensile strength retention rate (%) of the test piece after the bending test was obtained.
このようにして得られた５種類のサンプルの評価結果を表３に示す。 Table 3 shows the evaluation results of the five types of samples thus obtained.
表３に示すように、ポリアリレート繊維またはガラス繊維のみを補強繊維とするコードでは、初期の強度、および屈曲試験後の強度が低かった。また、ポリアリレート繊維ストランドを囲むようにガラス繊維ストランドを配置しなかった比較サンプル３では、初期の強度、破断時の伸びおよび屈曲試験後の強度が十分ではなかった。特に、比較サンプル３では、破断時の伸びが大きかった。破断時の伸びが大きいコードは、寸法の安定性が低く、歯付ベルトに用いた場合に歯部の破損が発生しやすいという問題がある。そのため、破断時の伸びができるだけ小さいことが好ましい。ポリアリレート繊維ストランドを下撚りしたサンプル２では、破断時の伸びを特に小さくできた。
一方、ポリアリレート繊維ストランドの周囲にガラス繊維ストランドを配置した本発明の補強用コードは、初期の強度が高く、破断時の伸びが小さく、また、屈曲試験後の引張強度保持率が高かった。これらの値は、ポリアリレート繊維とガラス繊維とを単に組み合わせた比較サンプル３よりも顕著に高かった。As shown in Table 3, in the cord using only the polyarylate fiber or glass fiber as the reinforcing fiber, the initial strength and the strength after the bending test were low. Further, in Comparative Sample 3 in which the glass fiber strand was not disposed so as to surround the polyarylate fiber strand, the initial strength, the elongation at break, and the strength after the bending test were not sufficient. In particular, in Comparative Sample 3, the elongation at break was large. A cord having a large elongation at break has a problem that the dimensional stability is low and the tooth portion is easily damaged when used in a toothed belt. Therefore, it is preferable that the elongation at break is as small as possible. In the sample 2 in which the polyarylate fiber strand was twisted, the elongation at break was particularly small.
On the other hand, the reinforcing cord of the present invention in which the glass fiber strand is arranged around the polyarylate fiber strand has high initial strength, small elongation at break, and high tensile strength retention after the bending test. These values were significantly higher than Comparative Sample 3, which simply combined polyarylate fibers and glass fibers.
本発明は、様々なゴム製品の補強に好適なゴム補強用コードに適用できる。また、本発明は、本発明のゴム補強用コードによって補強される様々なゴム製品に適用でき、たとえば、歯付きベルトや移動ベルトといったゴムベルトや、ゴムクローラに適用できる。 The present invention can be applied to a rubber reinforcing cord suitable for reinforcing various rubber products. Further, the present invention can be applied to various rubber products reinforced by the rubber reinforcing cord of the present invention. For example, the present invention can be applied to a rubber belt such as a toothed belt and a moving belt, and a rubber crawler.
Claims (11)
前記補強用繊維が、ポリアリレート繊維と、前記ポリアリレート繊維の周囲に配置された複数の外側ストランドとを含み、
前記外側ストランドがポリアリレート繊維以外の他の繊維を含むゴム補強用コード。A rubber reinforcing cord including reinforcing fibers,
The reinforcing fibers include polyarylate fibers and a plurality of outer strands disposed around the polyarylate fibers;
A rubber reinforcing cord in which the outer strand includes fibers other than polyarylate fibers.
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