WO2004090224A1

WO2004090224A1 - ゴムを補強するための補強用コードおよびそれを用いたゴム製品

Info

Publication number: WO2004090224A1
Application number: PCT/JP2004/005037
Authority: WO
Inventors: Mitsuharu Akiyama; Keisuke Kajihara
Original assignee: Nippon Sheet Glass Company, Limited
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2004-10-21
Also published as: EP1616993A4; CA2519393A1; KR100635355B1; EP1616993B1; US20070098983A1; KR20050121242A; JPWO2004090224A1; CN100582359C; CN1771365A; EP1616993A1; JP4295763B2; US7682274B2

Abstract

本発明の補強用コードは、ゴムを補強するための補強用コードであって、炭素繊維ストランド（１１）と炭素繊維ストランド（１１）の周囲に配置された複数のガラス繊維ストランド（１２）とを含む。本発明によれば、ゴム製品の補強に十分な引張強度を有するとともに、寸法安定性および耐屈曲疲労性が高い補強用コードが得られる。

Description

明細書ゴムを補強するための補強用コードおよびそれを用いたゴム製品技術分野

本発明は、ゴムを補強するための補強用コードおよびそれを用いたゴ厶製品に関する。背景技術

ゴムベル卜やタイヤといったゴム製品の補強材として、ガラス繊維やァラミド繊維といった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、屈曲疲労によって性能が低下しやすい。その結果、補強用繊維とゴムマ卜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つて強度低下が生じたリしゃすい。そのため、これらのゴム製品に用いられる補強用繊維には、高い耐屈曲疲労性が求められる。

一方、自動車の内燃機関のカムシャフト駆動などに用いられる夕イミングベル卜では、適切なタイミングを維持するために高い寸法安定性が要求される。また、インジェクションポンプの補助駆動や、産業機械の動力伝達に用いられるゴムベル卜では、高強度で高弾性であることが要求されている。

上記要求を達成するために、従来から、特定の補強用繊維を含む補強用コードが用いられてきた。補強用繊維としては、たとえば、高強度ガラス繊維や、ポリパラフエ二レンテレフタルアミド繊維（ァラミド繊維 ) が使用されてきた。最近では、炭素繊維やポリパラフエ二レンべンゾビス才キサゾールからなる繊維も用いられている。例えば、特開平 8 — 1 7 4 7 0 8号公報には歯付きベル卜の抗張体として炭素繊維が提案されている。

ゴムを補強するためのコードには、高強度、高弾性、及び曲げに対する柔軟性ゃ耐摩耗性といった様々な特性が要求される。しかし、 1種類の補強用繊維を用いる従来の補強材では、強度と耐屈曲性とのバランスを取ることは難しい。例えば、補強用繊維として炭素繊維を用いた補強用コードは、高強度で高弾性であるが耐屈曲性が低く、屈曲による強度低下が生じやすいという問題があった。発明の開示

このような状況に鑑み、本発明は、ゴム製品の補強に十分な引張強度を有するとともに、寸法安定性および耐屈曲疲労性が高い補強用コードを提供することを目的の 1つとする。また、本発明は、その補強用コードを用いたゴム製品を提供することを目的の 1 つとする。

上記目的を達成するため、本発明の補強用コードは、ゴムを補強するための補強用コードであって、炭素繊維ストランドと前記炭素繊維ス卜ランドの周囲に配置された複数のガラス繊維ス卜ランドとを含む。

また、本発明のゴム製品は、ゴム部と、前記ゴム部に埋め込まれた補強用コードとを含み、前記補強用コードが上記本発明の補強用コードである。

本発明によれば、ゴム製品の補強に十分な引張強度を有するとともに、寸法安定性および耐屈曲疲労性が高い補強用コードが得られる。該コ一ドを用いている本発明のゴ厶製品は、高性能で耐久性に優れる。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明の補強用コードの一例を模式的に示す断面図である。図 2は、本発明の補強用コードの構造の一例を模式的に示す図である図 3は、本発明のゴム製品の一例を示す分解斜視図である。

図 4は、屈曲試験の方法を模式的に示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について説明する。

<補強用コード >

本発明の補強用コードは、炭素繊維ス卜ランドと炭素繊維ス卜ランドの周囲に配置された複数のガラス繊維ス卜ランドとを含む。

炭素繊維ストランドは、典型的には炭素繊維のみからなるが、本発明の効果が得られる限り、他の繊維を含んでもよい。炭素繊維ス卜ランドに占める炭素繊維の割合は、通常 9 9重量％以上であり、典型的には 1 0 0重量％である。

ガラス繊維ストランドは、典型的にはガラス繊維のみからなるが、本発明の効果が得られる限り、他の繊維を含んでもよい。ガラス繊維ストランドに占めるガラス繊維の割合は、通常 9 9重量％以上であり、典型的には 1 0 0重量％である。

本発明の補強用コードの繊維ス卜ランドは、典型的には、炭素繊維ス卜ランドとガラス繊維ストランドのみからなる。ただし、本発明の効果が得られる限り、他の繊維からなるストランドを含んでもよい。炭素繊維ス卜ランドの断面積とガラス繊維ストランドの断面積との合計が、繊維ス卜ランドの全断面積に占める割合は、通常 9 5 %以上で、典型的には 1 0 0 %である。

コードの中心部に配置される炭素繊維ストランドは、その特性によつて、コードに対して高い引張強度と優れた寸法安定性を付与する。耐屈曲疲労性が高い補強用コードを得るには、コード及びコードによって補強されるマ卜リックスゴムが屈曲された場合に、引っ張り応力や圧縮応力を緩和する構造が必要となる。ガラス繊維ス卜ランドは、炭素繊維ス卜ランドに比べて、弾性率が低く耐摩耗性が高い。このようなガラス繊維ス卜ランドで炭素繊維ストランドの周囲を取り巻くことによって、引つ張り応力や圧縮応力を緩和できるため、耐屈曲疲労性が高い補強用コードが得られる。このような効果は、単に炭素繊維とガラス繊維とを混合してス卜ランドを形成しても得られない。本発明の補強用コードは、炭素繊維ストランドとガラス繊維ストランドとを特別な配置で組み合わせたハイブリッドコードであり、強度、寸法安定性および耐屈曲疲労性に優れる。また、ガラス繊維ストランドは、通常、炭素繊維ス卜ランドよりもゴムとの接着性が高いため、本発明の補強用コードはゴムとの接着性に優れる。

炭素繊維ス卜ランドとしては、引張弾性率が 1 55〜650 G P aの範囲のものが好適に用いられる。そのような炭素繊維ス卜ランドの密度は、たとえば 1 . 74〜 1 . 9 7 g/c m³である。特に、直径が 4 μ m〜 8 mの炭素フィラメン卜を 500~2 5000本束ねて形成される、 3 0〜2000 t e xのストランドが好適に使用される。

炭素繊維ス卜ランドの全断面積は、炭素繊維ス卜ランドの全断面積とガラス繊維ス卜ランドの全断面積との合計の 20〜80 %の範囲であることが好ましい。コードの中心側に配置された炭素繊維ス卜ランドは、高い引張強度と優れた寸法安定性とに寄与する。しかし、コード内における炭素繊維ス卜ランドの割合が高すぎると、静的強度は向上するが、屈曲性が低下する場合がある。そのため、炭素繊維ス卜ランドの全断面積は、炭素繊維ス卜ランドの全断面積とガラス繊維ス卜ランドの全断面積との合計の 80 %以下（より好ましくは 70 %以下）であることが好ましい。一方、コード内における炭素繊維ス卜ランドの割合が低すぎると、炭素繊維ス卜ランドによる効果を十分に得ることができない場合がある。そのため、炭素繊維ストランドの全断面積は、炭素繊維ス卜ランドの全断面積とガラス繊維ス卜ランドの全断面積との合計の 20 %以上 (より好ましくは 40 %以上）であることが好ましい。

炭素繊維ス卜ランドは、撚られていてもよいし、撚られていなくてもよい。炭素繊維ス卜ランドの撚リ数は、 5. 0回 Z2 5 mm以下、すなわち、 25 mmあたりの撚リ数が 5. 0回以下であることが好ましい。炭素繊維ストランドの撚リ数は、より好ましくは 2. 5回 /2 5 mm以下である。

また、炭素繊維ストランドの表面には、接着性を向上させるための処理ゃ繊維がほつれるのを防止するための処理をしてもよい。たとえば、炭素繊維ス卜ランドの表面に、ゴムを含む被膜を形成してもよいし接着剤を塗布してもよい。そのような被膜は、たとえば、レゾルシンおよびホルマリンの初期縮合物とゴムラテックスとの混合物を主成分とする処理液（以下、「R F L処理液」という場合がある）を用いて形成できる。レゾルシンおよびホルマリンの初期縮合物には、公知のものを適用できる。たとえば、レゾルシンとホルムアルデヒドをアルカリ性触媒（たとえば水酸化アル力リ）の存在下で反応させて得られるレゾール型の縮合物や、レゾルシンとホルムアルデヒドを酸触媒の存在下で反応させて得られるノポラック型の縮合物を用いることができる。なお、エポキシ化合物やイソシァネー卜化合物などを用いて、ガラス繊維ストランドの表面の接着性を向上させる処理を行ってもよい。

ガラス繊維ス卜ランドとしては、弾性率が 60〜80 G P aのものが好適に用いられる。そのようなガラス繊維ストランドの密度はたとえば約 2. 5 c m ³であり、引張強度はたとえば 2 50〜3 1 0 c NZ d t e x ( s O S S O g f Zd) である。ガラス繊維ス卜ランドに使用されるガラス繊維としては、たとえば、 Eガラス繊維のフィラメン卜や高強度ガラス繊維のフイラメン卜を用いることができる。ガラス繊維ス卜ランドとしては、ガラスフィラメント（直径がたとえば 7〜9 m) を 20 0~ 2400本束ねて下撚リすることによって得られるス卜ランドであって、太さが 20〜480 t e xの範囲であるものが好ましく用いられる。

ガラス繊維ス卜ランドはコードの外周側に配置されるため、コードが埋め込まれるマ卜リックスゴムとの接着性が重要である。ガラス繊維ス卜ランドとマ卜リックスゴムとの接着性は、接着性を向上させるための処理をガラス繊維ス卜ランドに施したり、ガラス繊維ストランドに撚リを加えたリすることによって向上させることができる。

ガラス繊維ス卜ランドの表面は、レゾルシンおよびホルマリンの縮合物とゴムラテックスとの混合物を主成分とする処理液（R F L処理液）で処理されていてもよい。これによつて、ガラス繊維ストランドの耐屈曲疲労性を向上でき、また、ガラス繊維ストランドとゴムとの接着性を向上できる。また、他の方法によってガラス繊維ス卜ランドの表面にゴ厶を含む被膜を形成してもよい。また、ガラス繊維ス卜ランドの表面に接着剤を塗布してもよい。たとえば、エポキシ化合物やイソシァネー卜化合物などを使用して、ガラス繊維ストランドの表面の接着性を向上させる処理を行ってもよい。

ガラス繊維ストランドは、 0. 25〜5. 0回 Z2 5 mmの範囲の撚リ数で下撚リされていてもよい。燃り数をこの範囲とすることによって、耐屈曲疲労性を改善することができる。ガラス繊維ス十ランドに下撚りが施されている場合、補強用コードは、ガラス繊維ストランドの下撚りの方向とは逆の方向に上撚リされていてもよい。この構成によれば、撚リ戻りを減少させることができる。

炭素繊維ストランドとガラス繊維ス卜ランドとが共に下撚りされる場合には、同じ方向に下撚りされていてもよい。

本発明の補強用コードは上撚りされていてもよい。その場合、上撚リ数は 0 . 5〜 1 0回 / 2 5 m mの範囲であることが好ましい。

本発明の補強用コードの表面には、ゴムを含む被膜（オーバーコート層）が形成されていてもよい。この被膜は、コードが埋め込まれるマ卜リックスゴムに応じて選択することが好ましい。たとえば、マ卜リックスゴムが水素化二卜リルゴム系のゴムである場合には、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（C S M ) を含む処理液で被膜を形成することが好ましい。

本発明の補強用コードの一例を図 1 に示す。図 1 のコード 1 0は、中心部に配置された炭素繊維ス卜ランド 1 1 と、炭素繊維ス卜ランド 1 1 の周囲に配置された複数のガラス繊維ストランド 1 2と、すべてのストランドを覆うように形成されたオーバーコート層 1 3 (ハツチングは省略する）とを備える。炭素繊維ス卜ランド 1 1の表面には、被膜 Ί 1 a が形成されており、ガラス繊維ス卜ランド 1 2の表面には被膜 1 2 aが形成されている。なお、被膜 1 1 aおよび 1 2 a、ならびに才ーバーコ一卜層 1 3は省略してもよい。

本発明の補強用コードに上撚リが加えられている場合の炭素繊維ス卜ランド 1 1 およびガラス繊維ス卜ランド 1 2の配置を図 2に模式的に示す。この場合、複数のガラス繊維ス卜ランド 1 2は、炭素繊維ス卜ランド 1 1 を中心として螺旋状に配置される。

炭素繊維ス卜ランド 1 1の数とガラス繊維ストランド 1 2の数とは、コードに要求される特性や、ストランドの特性に応じて選択される。 [ 炭素繊維ストランドの数] / [ガラス繊維ス卜ランドの数] の比の好ましい例としては、たとえば、 [ 1 ] / [ 3〜 3 0 ] 、 [ 2 ] Z [ 6〜 3 0 ] および [ 3 ] / [ 1 0〜4 0 ] が挙げられる。中心部に配置される炭素繊維ス卜ランドが複数である場合には、複数の炭素繊維ス卜ランドを束ねて撚リを加えてもよいし、撚リを加えなくてもよい。

炭素繊維ス卜ランドは、ガラス繊維ストランドに比べてマ卜リックスゴムとの接着性が低いことが多い。従って、炭素繊維ストランドがマトリックスゴムと接触しないように、炭素繊維ス卜ランドの周りを取り囲むように複数のガラス繊維ス卜ランドを配置することが好ましい。

本発明のコードは公知の方法で製造できる。本発明のコードを製造する方法の一例を以下に説明する。

繊維ス卜ランドは、繊維のフィラメントを束ねることによって形成できる。ス卜ランドには、下撚リを加えてもよい。また、複数のス卜ランドを束ねて撚リを加え、 1本のストランドとしてもよい。形成したス卜ランドには、特定の処理、たとえば R F L処理液による処理、を行ってもよい。

なお、 R F L処理液を用いて被膜を形成する場合、 R F L処理液にス卜ランドを浸漬した後に熱処理すればよい。 R F L処理液に用いられるゴムラテックスに特に制限はなく、たとえば、アクリルゴム系ラテックス、ウレタンゴム系ラテックス、スチレン · ブタジエンゴム系ラテックス、二卜リルゴム系ラテックス、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を用いることができる。被膜は、エポキシ化合物やイソシァネー卜化合物などの一般的な接着剤を用いて形成してもよい。

炭素繊維ス卜ランドとガラス繊維ス卜ランドとは、公知の方法で束ねることができる。たとえば、中心部ガイド孔とその周囲に配置された複数の外周部ガイド孔とを備えるガイドを用いて束ねることができる。複数の外周部ガイド孔は、中心部ガイド孔の中心からほぼ等しい距離に配置される。

1本または複数本の炭素繊維ス卜ランドは、中心部ガイド孔に通される。炭素繊維ストランドは、無撚リでも下撚リされていてもよい。ガラス繊維ストランドは、外周部ガイド孔に通される。ガラス繊維ストランドは、下撚リされていることが好ましい。これらのス卜ランドが上撚りされて束ねられる。上撚りの撚リ数は、 0 . 5〜 1 0回 / 2 5 m m程度が好ましく、その撚リの方向はガラス繊維ス卜ランドの下撚リの方向と同じ方向であってもよいし、逆方向であってもよい。上撚リと下撚リとを同じ方向とすることによって、すなわち、いわゆるラング撚リとすることによって、耐屈曲疲労性がより高いコードが得られる。

本発明のコードを製造するための装置に限定はなく、様々な装置、たとえば、リング撚糸機やフライヤ一撚糸機、撚リ線機などを用いることができる。

上述の処理剤のみではマ卜リックスゴムと補強用コードとの接着強度が不十分な場合には、コードの表面に更に別の接着剤を塗布してもよいし、ゴム被膜（オーバーコート層）を形成してもよい。ゴム被膜によつて、コードとマ卜リックスゴムとの親和性を高めることができる。ゴム被膜のゴムとしては、水素添加二卜リルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（C S M ) 、クロロプレンゴム、天然ゴム、ウレタンゴム等を用いることができる。これらのゴムは架橋剤とともに用いられる。ゴ厶被膜のゴムは、通常、マトリックスゴムの種類に応じて公知のゴムから選択される。ゴム被膜の量に特に限定はないが、ゴム被膜形成前のコードの重量に対して、 2 . 0〜 1 0 . 0重量％であることが好ましい。本発明のコードは、様々なゴム製品やゴム部材の補強に用いることができ、特に、歯付きベル卜や移動ベルトといったゴムベル卜やゴムクローラ（r u b b e r c r aw l e r ) の補強に好適である。本発明の補強用コードは、 1本のロープの形態で使用してもよいし、シート状の補強材の形態で使用してもよい。シート状の補強材は、平行に配置された複数の該コードを緩く接着することによって得られる。

<ゴム製品 >

本発明のゴム製品は、ゴム部と、ゴム部に埋め込まれた補強用コードとを含み、その補強用コードが上記本発明の補強用コードである。本発明は、様々なゴム製品やゴム部材に適用され、たとえば、歯付きベル卜や移動ベル卜といったゴムベル卜、ゴ厶クローラ、タイヤコードなどに適用される。

本発明のゴム製品では、本発明の補強用コードの占める割合が 1 0〜 7 0重量％の範囲であることが好ましい。本発明の補強用コードの量や配置は、ゴム製品に求められる特性に応じて決定される。

以下に、本発明のゴム製品の一例について説明する。図 3に、歯付きベル卜 3 0の分解斜視図を示す。歯付きベル卜 3 0は、本体 3 1 と、本体 3 1 に埋め込まれた複数のコード 3 2とを備える。本体 3 1 は、ゴム、またはゴムと他の材料とによって構成される。コード 3 2は、本発明の補強用コードであり、歯付きベルト 3 0の移動方向に平行に配置される。コード 3 2を除く部分については、公知の部材を適用できる。

[実施例]

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。

[実施例 1 ]

炭素繊維ス卜ランドに R F L処理液を含浸させたのち、熱処理（ 1 8 0 °Cで 1 2 0秒間）して乾燥させた。このようにして、被膜が形成された炭素繊維ストランド（被膜 2 0重量％) を作製した。炭素繊維ス卜ランドには、炭素繊維のフィラメント（直径 7 . 0 t m ) を 6 0 0 0本束ねた炭素繊維ス卜ランド（400 t e x、外径約 0. 76 mm, 弾性率 2 3 5 G P a、密度約 1 . 7 6 g_ c m³、無撚品、東邦テナックス株式会社製）を用いた。また、 R F L処理液には、レゾルシンホルマリン縮合物の溶液（固形分 8重量と、ビニルピリジン—スチレン—ブタジェンラテックス（固形分 40重量％) と、クロロスルホン化ポリェチレンゴ厶分散液（固形分 40重量％) とを、固形分重量比で 2 : 1 3 : 6の比で混合した混合物を用いた。

また、被膜が形成されたガラス繊維ス卜ランド（約 1 00 t e x、外径約 0. 35 mm、弾性率 70 G P a、密度約 2. 5 g/c m³、被膜 20重量％) を用意した。このガラス繊維ストランドは、ガラス繊維のフィラメント（Eガラス組成、直径 9 Atm) を 600本束ねたストランドに R F L処理液を含浸させたのち、熱処理（ 1 80°Cで 1 20秒間乾燥）することによって乾燥し、次いで、 S方向に下撚リ（2. 0回 Z2 5 mm) を加えることによって製造された。

次に、図 1 に示すように、 1本の炭素繊維ス卜ランドの周囲に 9本のガラス繊維ストランドを配置し、 Z方向に上撚リ（2. 0回 2 5 mm ) を加えることによって、第 1 のコード（直径約 1 . 1 5 mm) を得た。第 1のコードにおいて、炭素繊維ス卜ランドの断面積は、炭素繊維ス卜ランドの断面積とガラス繊維ス卜ランドの全断面積との合計の 34 % であった。また、第 1のコードの番手（ l i n e a r d e n s i t y ) は 1 6 50 t e x、すなわち、長さ 1 000 mあたりの重量が 1 6 5 0 gであった。

第 1 のコードに、表 1 に示す組成のオーバーコート用処理剤を塗布して乾燥させ、オーバーコート層が形成された第 2のコードを得た。才ーバーコ一卜層の重量は、第 1のコードの 5重量％であった。 [表 1 ]

第 2のコードについて、コード 1本あたりの引張強度、および破断時の伸び（％) を測定した。また、コードに引張荷重を加えてコードの長さの伸びが 0. 4 %になったときのコード 1本あたりの引張荷重を測定した。伸長時の引張荷重が大きいほど、寸法安定性が優れていることを示す。初期の引張強度は 7 1 O N/コードであった。破断時の伸びは 2 . 7 %であった。引張荷重は 1 1 O N/コードであった。

また、 1本の第 2のコードを、 2枚のゴムシート（幅 1 0 mm、長さ 3 0 0 mm、厚さ 1 mm) で挟み、両面から 1 5 0°Cで 2 0分間プレス加硫することによって帯状のサンプルを作製した。ゴムシートは、表 2 で表される成分を配合することによって形成した。

[表 2]

次に、得られたサンプルについて、図 4に示す屈曲試験機 4 0で屈曲試験を行った。屈曲試験機 4 0は、直径 2 5 mmの 1個の平ブーリ 4 1 と、モータ（図示せず）と、 4個のガイドプーリ 4 2とを備える。まず、作製されたサンプル 4 3を、 5個のプーリに架けた。そして、サンプノレ 4 3の一端 4 3 aにおもリをつけて、サンプル 4 3に 9. 8 Nの初期張力を与えた。その状態で、サンプル 4 3の他端 4 3 bを図 4の矢印の方向に 1 0 c mの移動幅で 1万回往復運動させ、平プーリ 4 1 の部分でサンプル 4 3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、サンプル 4 3の屈曲試験を行ったのち、屈曲試験後のサンプルの引張強度を測定した。そして、屈曲試験前のサンプルの引張強度を 1 00 %としたときの、屈曲試験後のサンプル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。実施例 1のサンプルの引張強度の保持率は 8 3 %であった。

[実施例 2]

まず、実施例 1 と同様に、被膜を備える炭素繊維ス卜ランドを作製し、これに S方向に下撚リ（2. 0回 2 5 mm) を加えた。このようにして得られた炭素繊維ス卜ランドを用いることを除いて、実施例 ΐと同様の方法で第 1のコード（直径 1 . 1 8 mm) を作製した。この第 1のコ一ドの番手は、 1 7 7 0 t e X、すなわち、長さ 1 0 0 0 mあたりの重量が 1 7 7 0 gであった。

次に、実施例 1 と同様に、第 1のコードの表面にオーバーコート層を形成した。このようにして、オーバーコート層を備える第 2のコードを得た。才ーバーコ一卜層の重量は、第 1のコードの 5重量％であった。この第 2のコードについて実施例 1 と同様に評価を行った。また、実施例 1 と同様に屈曲試験用のサンプルを作製して屈曲試験を行った。

その結果、コード 1本あたりの初期の引張強度は 1 0 80 N/コードであった。破断時の伸びは 2. 1 %であった。 0. 4 %伸長時のコード 1本あたりの引張荷重は 2 0 0 N/コードであった。屈曲試験後の引張強度保持率は 7 1 %であった。

[比較例 1 ]

比較例 1では、炭素繊維ス卜ランドを用いずにコードを作製した。具体的には、まず、実施例 1 で用いたガラス繊維ストランド、すなわち、 R F L処理して S方向に下撚リしたガラス繊維ス卜ランドを用意した。このガラス繊維ス卜ランドを 1 1本束ねて Z方向に上撚リ（2. 0回 2 5 mm) を加え、炭素繊維を含まない第 1のコード（直径約 1 . 1 3 mm) を得た。この第 1 のコードの番手は 1 44 0 t e x、すなわち、長さ 1 00 0 mあたりの重量が 1 44 0 gであった。

次に、実施例 1 と同様に、第 1 のコードの表面にオーバーコート層を形成した。このようにして、オーバーコート層を備える第 2のコードを得た。オーバーコ一卜層の重量は、コードの 5重量％であった。この第 2のコードについて実施例 1 と同様に評価を行った。また、実施例 1 と同様に屈曲試験用のサンプルを作製して屈曲試験を行った。

その結果、コード 1本あたりの初期の引張強度は 8 9 0 N/コードであった。破断時の伸びは 3. 4 %であった。 0. 4 %伸長時のコード 1 本あたりの引張荷重は 8 0 N/コードであった。また、屈曲試験後の引張強度保持率は 5 1 %であった。

[比較例 2 ]

比較例 2では、ガラス繊維ス卜ランドを用いずにコードを作製した。具体的には、まず、炭素繊維のフィラメント（直径 6. 9 tm) を 1 2 0 0 0本束ねた炭素繊維ス卜ランド（8 0 0 t e x、弾性率 2 4 0 G P a、密度約 1 . 80 gZcm³、無撚品、東邦テナックス株式会社製）に撚リ（2. 0回 Z25 mm) を加え、上記オーバーコート用処理剤を塗布して乾燥させた。このようにして、才ーバーコ一卜層を備えるコード（直径 Ί . 1 0 m m ) を得た。このコードの番手は 1 1 4 0 t e x、すなわち、長さ 1 0 0 0 mあたりの重量が 1 1 4 0 gであった。オーバ一コー卜層の重量は、コードの 5重量％であった。このコードについて実施例 1 と同様に評価を行った。また、実施例 1 と同様に屈曲試験用のサンプルを作製して屈曲試験を行った。

その結果、コード 1本あたりの初期の引張強度は 1 4 4 0 N /コードであった。破断時の伸びは 2 . 1 %であった。 0 . 4 %伸長時のコード 1本あたりの引張荷重は 9 0 N /コードであった。また、屈曲試験後の引張強度保持率は 6 8 %であった。

実施例し 2および比較例 1， 2について、ストランドの種類、番手、 0 . 4 %伸長時の引張荷重、および引張強度保持率を表 3に示す。

[表 3 ]

表 3から明らかなように、実施例 1 および 2のコードは、 0 . 4 %伸長時の引張荷重、および引張強度保持率が高く、寸法安定性および耐屈曲疲労性に優れていた。これに対して、補強用繊維としてガラス繊維ス卜ランドのみを用いた比較例 1のコードは、伸長時の引張荷重および引張強度保持率がともに低く、寸法安定性および耐屈曲疲労性がともに実施例 1 および 2のコードと比べて劣っていた。また、補強用繊維として炭素繊維ス卜ランドのみを用いた比較例 2のコードは、伸長時の引張荷重および引張強度保持率は比較例 1 のコードよりも高かったが、実施例 1 および 2のコードに比べて劣っていた。

実施例 1のコードは、実施例 2のコードに比べて、屈曲試験後の引張強度保持率が高く、伸長時の引張荷重は低かった。従って、実施例 1 のコードは、実施例 2のコードよリも耐屈曲疲労性に優れる。また、実施例 2のコードは、実施例 1 のコードよりも寸法安定性に優れる。

撚リコードは、一般的に、撚リ数が多くなると耐屈曲疲労性が向上し、燃り数が少なくなると寸法安定性が向上する。実施例 1のコードでは、 Z方向に上撚リを加える際に、炭素繊維ス卜ランド（下撚リなし）にも撚リが加わる。その結果、炭素繊維ス卜ランドには、 Z方向に約 2 . 0回 2 5 m mの撚リが加わる。一方、実施例 2のコードでは、 Z方向に上撚リを加える際に、炭素繊維ス卜ランド（S方向に下撚リ）の下撚りが減少し、下撚リがほぼなくなる。これらの撚リの差によって、実施例 1 のコードと実施例 2のコードとの性能差が生じていると考えられる。したがって、上撚リ後の炭素繊維ス卜ランドの実質的な撚リ数は、耐屈曲疲労性が重視される場合には 0 . 5〜5 . 0回/ " 2 5 m mの範囲であることが好ましく、寸法安定性が重視される場合には、 0 . 5回 2 5 m m未満（無撚リの場合を含む）であることが好ましい。

本発明は、その意図および本質的な特徴から逸脱しない限り、他の実施形態に適用しうる。この明細書に開示されている実施形態は、あらゆる点で説明的なものであってこれに限定されない。本発明の範囲は、上記説明ではなく添付したクレームによって示されており、クレームと均等な意味および範囲にあるすベての変更はそれに含まれる。

産業上の利用の可能性 - " 本発明によれば、ゴム製品の補強に十分な引張強度を有するとともに、寸法安定性および耐屈曲疲労性が高い補強用コードが得られる。該コードは、様々なゴム製品に適用でき、特に、高い寸法安定性と高い耐屈曲疲労性とを要求されるようなゴム製品に好適に用いられる。たとえば、該コードは、タイミングベルトなどの歯付きベル卜や、ゴ厶クローラに好適に用いられる。

Claims

請求の範囲

1 . ゴムを補強するための補強用コードであって、炭素繊維ス卜ランドと前記炭素繊維ス卜ランドの周囲に配置された複数のガラス繊維ス卜ランドとを含む補強用コード。

2. 前記炭素繊維ストランドの全断面積が、前記炭素繊維ス卜ランドの全断面積と前記ガラス繊維ス卜ランドの全断面積との合計の 2 0〜8 0 %の範囲である請求項 1 に記載の補強用コード。

3. 前記炭素繊維ストランドの撚リ数が 5. 0回 /2 5 mm以下である請求項 1 に記載の補強用コード。

4. 前記ガラス繊維ス卜ランドの表面が、レゾルシンおよびホルマリンの縮合物とゴムラテックスとを主成分とする処理液によって処理されている請求項 1 に記載の補強用コード。

5. 前記ガラス繊維ス卜ランドが、 0. 2 5〜5. 0回 /2 5 mmの範囲の撚リ数で下撚リされている請求項 1 に記載の補強用コード。

6. 前記ガラス繊維ス卜ランドの下撚りの方向とは逆の方向に上撚リされている請求項 5に記載の補強用コード。

7. 前記炭素繊維ス卜ランドと前記ガラス繊維ス卜ランドとが同じ方向に下撚リされている請求項 1 に記載の補強用コード。

8. 上撚リ数が 0. 5〜 1 0回/ 2 5 mmの範囲である請求項 1 に記載の補強用コード。

9. 表面がゴムで被覆されている請求項 1 に記載の補強用コード。

1 0. ゴム部と、前記ゴム部に埋め込まれた補強用コードとを含み、前記補強用コードが請求項 1 に記載の補強用コードであるゴム製品。

1 1 . 前記補強用コードの占める割合が 1 0〜7 0重量％の範囲である請求項 1 0に記載のゴム製品。