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JP2004003044A - Fiber cord for reinforcing and toothed belt using the same - Google Patents

Fiber cord for reinforcing and toothed belt using the same Download PDF

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JP2004003044A
JP2004003044A JP2002153631A JP2002153631A JP2004003044A JP 2004003044 A JP2004003044 A JP 2004003044A JP 2002153631 A JP2002153631 A JP 2002153631A JP 2002153631 A JP2002153631 A JP 2002153631A JP 2004003044 A JP2004003044 A JP 2004003044A
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JP
Japan
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fiber cord
rubber
rubber latex
cord
hydrogenated nitrile
Prior art date
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Application number
JP2002153631A
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Japanese (ja)
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JP4260420B2 (en
JP2004003044A5 (en
Inventor
Kiichiro Yamashita
山下 喜一郎
Akihiro Ueno
上野 明宏
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Mitsuboshi Belting Ltd
Original Assignee
Mitsuboshi Belting Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fiber cord for reinforcing by improving the heat resistance of the fiber cord bonded and embedded in a rubber compound of a toothed belt and improving the strength retention after flexural fatigue and to provide the toothed belt using the fiber cord. <P>SOLUTION: The fiber cord for reinforcing comprises a cord composed of nontwist or twisted inorganic fibers. The cord is obtained by treatment with an RFL liquid containing a hydrogenated nitrile rubber latex comprising an alkylphenol formaldehyde resin added thereto and a styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer rubber latex and subjecting the treated cord to an overcoating treatment with a rubber cement prepared by dissolving a chlorosulfonated polyethylene formulation with a solution. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用エンジンのカム軸又は、カム軸とインジェクションポンプの駆動用あるいは、一般産業用機械の同期伝動用等に使用される歯付ベルトの補強用として、ゴム配合物中に接着埋設されている補強用繊維コード及びそれを用いた歯付ベルトに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用エンジンのカム軸、インジェクションポンプ、オイルポンプ、ウォータポンプ等を駆動する歯付ベルトは、エンジンの高出力化に伴い、ベルトへの負荷の増大及びエンジンルームのコンパクト化に伴う雰囲気温度の上昇など歯付ベルトの使用環境は近年特に厳しくなってきている為、さらなる耐久性の向上が要求されている。
【0003】
従来の歯付ベルトには、主にクロロプレンゴムが用いられてきたが、高い雰囲気温度下では、背ゴム部分より早期に亀裂の発生が見られた。このため最近では、耐熱性ポリマーとして開発された水素化ニトリルゴムが歯付ベルトに利用されている。また、加硫系に過酸化物を用いたゴムや、水素化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩を使用したゴム配合も歯付ベルトのマトリックスとして使用されている。これに応じて、水素化ニトリルゴムに対する補強用繊維コードの接着処理方法も改善されつつある。
【0004】
例えば、補強用繊維コードと水素化ニトリルゴム組成物の接着方法について、特開2000−212878公報に開示されているものがある。このものは、ニトリルゴム変性エポキシ樹脂とアルキルフェノールフォルムアルデヒド樹脂を含む前処理液で処理し、続いてニトリルゴム配合物もしくは水素化ニトリルゴムラテックスからなるRFL液で処理するものである。又、特公昭60−24131号公報に開示されているカルボキシル基含有アクリロニトリル・ブタジエンゴムラテックスからなるRFL液で処理する方法などもある。また、この他にビニルピリジンゴムラッテクス、クロロスルホン化ポリエチレンゴムラッテクス、スチレン・ブタジエンゴムラッテクスからなるRFL液にて処理する方法なども開示されている。
【0005】
このように前述に示された処理方法により、補強用繊維コードと水素化ニトリルゴム(以下、H−NBRという。)との耐水性は十分改善されたが、これらの処理された補強用繊維コードを心線に用いた歯付ベルトを高い雰囲気温度下で耐熱屈曲走行させた場合、早期にRFL層が劣化し心線が屈曲疲労することが分かっている。また、H−NBRの加硫系に硫黄を用いた水素化ニトリルゴムの場合、過酸化部に比べ早期に背ゴム部にクラックが発生し、ベルト寿命に至ることが指摘されている。この他に、H−NBRのパーオキサイド加硫系では、従来のRFL液の場合、RFLが加硫剤の過酸化物と反応してRFLの劣化が早くなり、心線自体の高雰囲気温度下での耐屈曲疲労性が低く要求寿命に対し満足するものが得られず、また、過酸化物からなる加硫系の水素化ニトリルゴムの場合では、加硫時にラジカルが心線のRFLに移動し、早期に劣化し易い等の問題点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、歯付ベルトのゴム配合物中に接着埋設されている補強用繊維コードの耐熱性を改善し、屈曲疲労後の強力保持率を向上させる補強用繊維コード及びそれを用いた歯付ベルトを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の無撚又は撚りをかけた無機繊維で構成されたコードが、アルキルフェノールフォルムアルデヒド樹脂が添加された水素化ニトリルゴムラテックス及びスチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体ゴムラテックスを含むRFL液にて処理され、さらにクロロスルホン化ポリエチレン配合物を溶液で溶かしたゴム糊でオーバーコート処理されていることを特徴とするものである。
RFL液にてコードを処理することにより、耐熱性が向上し、さらにゴム糊でオーバーコート処理をすることによって成された補強用繊維コードとすることによって、ゴム配合物との接着力を向上させることができる。
【0008】
請求項2に記載の補強用繊維コードは、請求項1において、前記水素化ニトリルゴムラテックスとスチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体ゴムラテックスの重量比が60/40〜90/10であるものである。
RFL液中に含まれる水素化ニトリルゴムラテックスとスチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体ゴムラテックスの重量比が60/40〜90/10であると好ましい。重量比が60/40以下であると、耐熱性が低下する。また、重量比が90/10以上であると耐水性が低下する。
【0009】
請求項3に記載の補強用繊維コードは、無撚又は撚りをかけた無機繊維で構成されたコードが、アルキルフェノールフォルムアルデヒド樹脂が添加されたカルボキシル水素化ニトリルゴムラテックスを単独、又はカルボキシル水素化ニトリルゴムラテックス及びスチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体ゴムラテックスを含むRFL液にて処理され、さらにクロロスルホン化ポリエチレン配合物を溶液で溶かしたゴム糊でオーバーコート処理されていることを特徴とするものである。
RFL液にてコードを処理することにより、耐熱性が向上し、さらにゴム糊でオーバーコート処理をすることによって成された補強用繊維コードとすることによって、ゴム配合物との接着力を向上させることができる。
【0010】
請求項4に記載の補強用繊維コードは、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記無機繊維がガラス繊維であるものである。
コードの材質をガラス繊維にすると、寸法安定性及び接着性が向上し、高雰囲気温度下での耐屈曲疲労性を向上させることができる。
【0011】
請求項5に記載の歯付ベルトは、請求項1〜4のいずれかにおいて、補強用繊維コードを用いたものである。
歯付ベルトのゴム配合物中に接着埋設されている心線に耐熱性を改善したRFL液で処理した補強用繊維コードを用いることによりゴム配合物との接着力を向上させると共に屈曲疲労後の強力保持率を向上させることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を説明する。なお、本発明に係る補強用繊維コード及び歯付ベルトは以下の実施の形態例に限定されるものではない。
【0013】
図1は、本実施形態に係る歯付ベルトAの全体斜視概略図である。図1において、歯付ベルトAは、長手方向に沿って所定間隔で配置したゴム5を基材とした複数の歯部3と、歯部3と連続する背部2と、背部2に埋設された補強用繊維コード1と、歯部3の表面に被覆された歯布4を有する構成である。
【0014】
歯部3及び背部2の基材となるゴム5の材質には特に制限はなく、使用条件に応じて適切なものが適宜選択される。自動車エンジン用及び各種エンジン用歯付ベルトの場合、耐熱性と耐油性を備えたH−NBR、CR、CSM等が使用される。一般産業用機械に用いられる歯付ベルトには、H−NBR、CR、CSM以外に、NBR、EPDM、エチレンプロピレン共重合体(EPR)、SBR、イソプロピレンゴム(IR)、天然ゴム(NR)、フッ素ゴム、シリコンゴム等何れの場合も使用可能である。本実施形態例においては、ゴム5として、H−NBRあるいは、H−NBRに不飽和カルボン酸金属塩を配合した配合ゴムと、有機過酸化物又は硫黄化合物のいずれかを架橋して形成したゴムについて例示する。
【0015】
H−NBRとしては、水素添加率80%以上であり、耐熱性及び耐オゾン性の特性を発揮するためには、水素添加率90%以上が好ましいが、92〜98%が好適である。水素添加率80%以下であるとH−NBRは、耐熱性及び耐オゾン性が極度に低下する。また、耐油性および耐寒性を考慮すると、結合アクリロニトリル量は20〜45%が好ましい。結合アクリロニトリル量が20%以下であると、耐油性が低下し、結合アクリロニトリル量が45%以上であると、耐寒性が低下する。
【0016】
また、このH−NBRに不飽和カルボン酸金属塩を配合することによって、モジュラス(引張弾性率)や硬度を高めるようにしているものであり、モジュラス(引張弾性率)や切断伸度、さらに高い引き裂き強度や硬度を確保する為には、上記のようにH−NBRに不飽和カルボン酸金属塩を総ポリマーに対して15〜40質量部配合することが好ましい。或いは不飽和カルボン酸金属塩5〜15質量部混合し、短繊維をポリマー成分100に対して1〜20質量部配合することもできる。
【0017】
ここで、短繊維には、摩擦時に低温で溶融しにくい高融点、又は融点を持たない綿、ビニロン、アラミド、無機繊維等が好ましい。その長さは5mm以下であることが好ましい。繊維長が5mmを越える場合は、ゴムをカレンダー又は押し出し機等で圧延シート状にする時に、配向し易く、ベルトになった場合に、屈曲により早期にクラックが発生し易い。また、短繊維の配向方向は、ベルト幅方向が好ましいが、ベルト長さ方向の配向であってもよい。短繊維の配合量が1質量部より少ないと、短繊維を配合した効果が現れない。一方、短繊維の量が20質量部より多くなると、ゴムのムーニ粘度が上昇し加工(練り工程で分散不良、シート圧延工程で圧延できない、表面肌が悪く厚みが出ない等)できず、歯を精度良く形成することが困難となる。
【0018】
なお、不飽和カルボン酸金属塩の量が5質量部未満であるとゴム硬度が所定の硬度にならない。一方40質量部を越えるとゴム硬度が大きくなりすぎ、ベルト剛性が高くなり、屈曲疲労性に劣りベルト寿命が短くなる。このように、H−NBRに不飽和カルボン酸金属塩を配合したゴムを使用することによって、背部2の背面硬度が80度(JISA型硬度計)以上とすることができる。背面硬度が80度(JISA型硬度計)以上、好ましくは85度以上とできることから、応力が負荷された場合であっても、ゴムの変形を抑制することができる。
【0019】
不飽和カルボン酸金属塩はカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸と金属とがイオン結合したものであり、不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのジカルボン酸が好ましく、金属としてはベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、クロム、モリブデン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、錫、鉛、アンチモンなどを用いることができる。
【0020】
ゴム5は、以上のようにして、配合された後、有機過酸化物又は硫黄化合物のいずれかと架橋して構成されている。
【0021】
有機過酸化物としては、特に限定されるものではないが、従来よく使用される任意のものであって良い。例えば、t−ブチルヒドロペルオキシド(t−butyl hydroperoxide)、1,1,3,3テトラブチルヒドロペルオキシド(1,1,3,3−tetramethylbutylhydroperoxide)、p−メンタンヒドロペルオキシド(p−menthane hydroperoxide)、クメンヒドロペルオキシド(cumene hydroperoxide)、ジイソピロプルベンゼンヒドロペルオキシド(di−isopiropylbenzene hydroperoxide)、ジテトラブチルペルオキシド(di−tetra−buthyl peroxide)、ジクミルペルオキシド(dicumyl peroxide)、テトラブチクミルペルオキシド(tetra−butyl cumyl peroxid)、1,3ビス(第3ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン(1,3−bis(tert−butylperoxy isopropyl)benzen)、トリアルキルイソシヌレート(trialkyl isocyanurate)等を挙げることが出来る。
【0022】
硫黄化合物としては一般的な硫黄や硫黄化合物、加硫剤としてはチウラム(Thiurams)系、塩化ジチオカルボメート(Salt of Dithiocarbates)系、スルフォンアミド(Sulfenamides)系、チアゾール(Thiazoles)系等を挙げることが出来る。また有機化合物と硫黄化合物、加硫剤を併用しても良い。
【0023】
本実施形態例においては、以上のようにゴム5を基材として構成される背部2に埋設される補強用繊維コード1には、無機繊維であるガラス繊維を使用する。また、無機繊維には、炭素繊維、金属繊維、ガラス繊維等があり、補強用繊維コードとしていずれでも使用できる。ガラス繊維の組成は、Eガラス、Sガラス(高強度ガラス)のいずれでもよく、ガラス繊維のフィラメントを撚り合わせた撚コードであり、無撚りの原糸を3本寄せ集め下撚りを8回/10cm、上撚りを12回/10cmして得たものであり、特にフィラメントの太さ及びフィラメントの集束本数及びストランド本数に制限されない。なお、補強用繊維コード1として前述の撚コードに限定するものでなく、無撚コードでも構わない。
【0024】
この補強用繊維コード1は、未処理無撚コード又は、撚りコードをレゾルシンとホルマリンの初期縮合物とゴムラテックスを混合したRFL液にアルキルフェノールフォルムアルデヒド樹脂を添加した溶液にて処理し、230〜280℃で熱処理を行う。次に、オーバーコート液としてクロロスルホン化ポリエチレン配合物をトルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素などの溶剤に溶かしたゴム糊に浸漬し、処理を行い、130〜180℃前後で熱処理される。
【0025】
RFL液としては、アルキルフェノールフォルムアルデヒド樹脂が添加された水素化ニトリルゴムラテックス及びスチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体ゴムラテックスが75/25の重量比で混合されたゴムラテックスからなるものとする。前記RFL液はレゾルシンとホルマリンの初期縮合物を前記ゴムラテックスと混合したものであり、この場合レゾルシンとホルマリンのモル比は3/1〜1/3にすることが接着力を高める上で望ましい。また、レゾルシンとホルマリンの初期縮合物は、このゴムラテックスのゴム分100重量部に対してその樹脂分が5〜100重量部になるように混合した上、全固形濃度を5〜40%に調整される。
【0026】
また、前記RFL液中のアルキルフェノールフォルムアルデヒド樹脂を添加された水素化ニトリルゴムラテックスは、クロロスルホン化ポリエチレンラテックス及びスチレンブタジエンゴムラテックスに比べ耐熱性に優れ、フィルム状で熱老化させたときの硬度上昇が前記ふたつのラテックスに比べ小さいという利点を有しており、スチレン―ブタジエン―ビニルピリジン三元共重合体ゴムラテックスは、レゾルシン―ホルマリン樹脂との間に著しく強い双極子又は水素結合的な相互作用が見られるのに対し、スチレンブタジエンゴムラテックスでは、RF樹脂との間に相互作用は極めて弱く物理的なものでしかないということが確認されている。
【0027】
前述のRFL液の配合物の他に、アルキルフェノールフォルムアルデヒド樹脂が添加されたカルボキシル水素化ニトリルゴムラテックスを単独、又はカルボキシル水素化ニトリルゴムラテックス及びスチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体ゴムラテックスを含むRFL液にて処理することによって補強用繊維コードである無機繊維及びガラス繊維の耐熱性やフィラメント間の接着性を向上させることができる。また、このRFL液中のアルキルフェノールフォルムアルデヒド樹脂が添加されたカルボキシル水素化ニトリルゴムラテックスは、水素化ニトリルゴムラテックスを添加したものと比較して、より無機繊維及びガラス繊維のフィラメント間の接着性を向上させることができる。
【0028】
歯布4を構成する繊維材料の材質としては、ナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリベンゾオキサゾール、綿等が用いられている。繊維の形態は、フィラメント糸及び紡績糸の何れでも良く、単独組成の撚糸又は混撚糸、混紡糸の何れであっても良い。また、織成構成は綾織り、繻手織り、平織り等何れであっても良い。
【0029】
この歯布4は、RFL液、イソシアネート溶液あるいはエポキシ溶液によって処理されたあと、歯部3に用いたゴム5と同質のゴムを含浸付着させ加硫するゴム糊処理が行われたものである。具体的にはゴム5に使用したポリマー分を溶剤によって溶解したゴム糊を作製した後、これを含浸付着させ、そして乾燥させた後に加硫してゴム付帆布にする。また、必要に応じて老化防止剤を添加することもできる。
【0030】
ゴム5を溶解する溶剤としては、メチルエチルケトン(MEK)、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、クロロホルムなどから選ばれた溶剤を使用することができる。そして、ゴム5を溶解して得られたゴム糊は、この歯布4に塗布、吹き付け等によって含浸付着させ加硫させることが好ましい。
【0031】
以上のようにして歯付ベルトAが構成され、歯付ベルトAのゴム配合物中に耐熱性を改善した前記補強用繊維コードを接着埋設することにより、高雰囲気温度下での屈曲疲労後の強力保持率を向上させることができる。
【0032】
【実施例】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
(実施例)
補強用繊維コードは、表1に示す処理を行いA−1、A−2及びA−3を得た。表1のRFL処理は、表2に示すRFL液B−1、B−2及びB−3にガラス繊維のフィラメント群よりなる3.7dの無撚原糸を3本引き揃えたものを浸漬した後、230〜280℃で熱処理を行った。表1に示すゴム糊によるオーバーコート処理は、表3に示すゴム糊C−1にRFL処理が済んだガラス繊維を撚り数8回/cmでS方向及びZ方向に片撚コードしたものを準備し、これを11〜13本引き揃え、12回/cmで上撚りしたものを浸漬し、130〜180℃前後で熱処理を行った。
【0033】
【表1】

Figure 2004003044
【0034】
【表2】
Figure 2004003044
【0035】
【表3】
Figure 2004003044
【0036】
次に、ベルト作製用のSTPD歯形105歯数の金型に表4に示す2/2折りの歯布D−1を接着処理し、この歯布を金型に巻き付けた後、表1に示すガラス繊維コードを歯布が巻き付けられた金型の歯布の上から巻き付けを行い、さらに、表−5のH−NBRゴム配合からなるゴムシートE−1を巻き付けた後、加硫缶に投入して通常の圧力方式により歯形を形成させた後、109℃にて20分加圧加硫して、ベルト背面を一定厚さに研磨し一定幅に切断して走行用歯付ベルトを得た。
【0037】
【表4】
Figure 2004003044
【0038】
【表5】
Figure 2004003044
【0039】
作製したベルトのサイズは、ベルト幅19.1mm、ベルト歯形STPD、歯数105歯、歯ピッチ8.000mmであり、通常S8Mと表示される。次に得られた歯付ベルトを用いて走行試験を行った。走行試験装置として、図2に示す21歯の駆動プーリ10、42歯の従動プーリ11に歯付ベルトを取り付け、背面に直径52mmの平プーリ12を当接させてなる試験装置を使用する。雰囲気温度130℃、負荷3.67kw、初張力147N、駆動側回転数7200rpmの条件下で1000時間の走行試験を行った。試験終了後、取り外した歯付ベルトを長さ250〜300mmに切り取って短冊状にしたものを引張試験片とした。次に引張速度50mm/minで前記引張試験片のベルト強力を測定し、引張速度50mm/minで走行試験前のベルト強力を測定した値で除して強力保持率を求めた。これを屈曲疲労後の強力保持率とした。表6に各ベルトの屈曲疲労後の強力保持率の結果をまとめて示す。
【0040】
【表6】
Figure 2004003044
【0041】
表6から通常のRFL処理液で処理された比較例1より、アルキルフェノールフォルムアルデヒド樹脂が添加された水素化ニトリルゴムラテックス及びスチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体ゴムラテックスを含むRFL液にて処理された実施例1や実施例1で処理したRFL処理液の水素化ニトリルゴムからカルボキシル水素化ニトリルゴムに換わった実施例2の屈曲疲労後の強力保持率が向上していることがことがわかる。また、強力保持率が向上することにより高負荷下で発生するベルト損傷によるベルト寿命も長寿命化することが考えられる。
【0042】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、補強用繊維コードの耐熱性を改善し、ゴム配合物との接着力を向上させ、高雰囲気温度下での屈曲疲労後の強力保持率を向上させ、高負荷下で発生するベルト損傷によるベルト寿命を長寿命化することができ、ベルトの耐久性を大幅に向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る歯付ベルトの概略斜視図である。
【図2】歯付ベルトの走行試験装置の概略図である。
【符号の説明】
A 歯付ベルト
1 補強用繊維コード
2 背部
3 歯部
4 歯布
5 ゴム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a camshaft of an automobile engine, or a camshaft and an injection pump, or an adhesive embedded in a rubber compound for reinforcing a toothed belt used for synchronous transmission of a general industrial machine. The present invention relates to a reinforcing fiber cord and a toothed belt using the same.
[0002]
[Prior art]
Toothed belts that drive camshafts, injection pumps, oil pumps, water pumps, etc. of automobile engines increase the load on the belts due to the higher output of the engine and increase the ambient temperature due to the compact engine room. In recent years, the use environment of the toothed belt has become particularly severe, and further improvement in durability is required.
[0003]
Although chloroprene rubber has been mainly used for conventional toothed belts, cracks were found to occur earlier than the back rubber portion under a high ambient temperature. For this reason, hydrogenated nitrile rubber developed as a heat-resistant polymer has recently been used for toothed belts. Further, rubbers using a peroxide as a vulcanization system and rubber compounds using an unsaturated metal carboxylate as a hydrogenated nitrile rubber are also used as a matrix of the toothed belt. Accordingly, the method of bonding the reinforcing fiber cord to the hydrogenated nitrile rubber has been improved.
[0004]
For example, there is a method for bonding a reinforcing fiber cord and a hydrogenated nitrile rubber composition disclosed in JP-A-2000-212878. This is a treatment with a pretreatment liquid containing a nitrile rubber-modified epoxy resin and an alkylphenol formaldehyde resin, followed by a treatment with an RFL liquid comprising a nitrile rubber compound or a hydrogenated nitrile rubber latex. Further, there is a method of treating with an RFL solution composed of acrylonitrile-butadiene rubber latex containing a carboxyl group, which is disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-24131. In addition, there is disclosed a method of treating with an RFL solution comprising vinylpyridine rubber latex, chlorosulfonated polyethylene rubber latex, and styrene-butadiene rubber latex.
[0005]
As described above, although the water resistance of the reinforcing fiber cord and the hydrogenated nitrile rubber (hereinafter, referred to as H-NBR) was sufficiently improved by the treatment method described above, these treated reinforcing fiber cords were used. It has been found that when the toothed belt using the core wire is subjected to heat-resistant bending under a high ambient temperature, the RFL layer is deteriorated early and the core wire is subjected to bending fatigue. Further, it has been pointed out that in the case of hydrogenated nitrile rubber using sulfur for the vulcanization system of H-NBR, cracks occur in the back rubber portion earlier than in the peroxide portion, leading to a belt life. In addition, in the peroxide vulcanization system of H-NBR, in the case of the conventional RFL liquid, the RFL reacts with the peroxide of the vulcanizing agent to accelerate the deterioration of the RFL, and the high temperature of the core itself under the high ambient temperature. Fatigue resistance at low temperature cannot be satisfied with the required life, and in the case of vulcanized hydrogenated nitrile rubber composed of peroxide, radicals move to the RFL of the core wire during vulcanization. However, there is a problem that it is easily deteriorated at an early stage.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to a reinforcing fiber cord which improves the heat resistance of a reinforcing fiber cord embedded and embedded in a rubber compound of a toothed belt and improves the strength retention after bending fatigue, and a toothed belt using the same. The purpose is to provide a belt.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The cord composed of the untwisted or twisted inorganic fibers according to claim 1 of the present invention is a hydrogenated nitrile rubber latex to which an alkylphenol formaldehyde resin is added, and a styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer. It is characterized by being treated with an RFL solution containing rubber latex and overcoated with a rubber paste obtained by dissolving a chlorosulfonated polyethylene compound in a solution.
The heat resistance is improved by treating the cord with the RFL solution, and the reinforcing fiber cord formed by overcoating with rubber paste improves the adhesive strength with the rubber compound. be able to.
[0008]
In the reinforcing fiber cord according to claim 2, in claim 1, the weight ratio of the hydrogenated nitrile rubber latex to the styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer rubber latex is 60/40 to 90/10. Things.
The weight ratio of the hydrogenated nitrile rubber latex to the styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer rubber latex contained in the RFL solution is preferably 60/40 to 90/10. When the weight ratio is 60/40 or less, the heat resistance decreases. When the weight ratio is 90/10 or more, the water resistance decreases.
[0009]
The reinforcing fiber cord according to claim 3, wherein the cord composed of non-twisted or twisted inorganic fiber is a carboxyl hydrogenated nitrile rubber latex to which an alkylphenol formaldehyde resin is added alone or a carboxyl hydrogenated nitrile. It is treated with an RFL solution containing a rubber latex and a styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer rubber latex, and further overcoated with a rubber paste obtained by dissolving a chlorosulfonated polyethylene compound in a solution. Is what you do.
The heat resistance is improved by treating the cord with the RFL solution, and the reinforcing fiber cord formed by overcoating with rubber paste improves the adhesive strength with the rubber compound. be able to.
[0010]
A reinforcing fiber cord according to a fourth aspect is the reinforcing fiber cord according to any one of the first to third aspects, wherein the inorganic fibers are glass fibers.
When the material of the cord is glass fiber, the dimensional stability and the adhesiveness are improved, and the bending fatigue resistance under a high ambient temperature can be improved.
[0011]
A toothed belt according to a fifth aspect uses the reinforcing fiber cord according to any one of the first to fourth aspects.
By using a reinforcing fiber cord treated with an RFL solution with improved heat resistance for the core wire bonded and embedded in the rubber compound of the toothed belt, the adhesive force with the rubber compound is improved, and after bending fatigue. Strong retention can be improved.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described. The reinforcing fiber cord and the toothed belt according to the present invention are not limited to the following embodiments.
[0013]
FIG. 1 is an overall perspective schematic view of a toothed belt A according to the present embodiment. In FIG. 1, a toothed belt A is embedded in a plurality of teeth 3 made of rubber 5 as a base material arranged at predetermined intervals along a longitudinal direction, a back 2 continuous with the teeth 3, and a back 2. It is a configuration having a reinforcing fiber cord 1 and a tooth cloth 4 coated on the surface of the tooth portion 3.
[0014]
The material of the rubber 5 serving as the base material of the tooth portion 3 and the back portion 2 is not particularly limited, and an appropriate material is appropriately selected according to use conditions. In the case of toothed belts for automobile engines and various engines, H-NBR, CR, CSM, etc. having heat resistance and oil resistance are used. Toothed belts used in general industrial machines include NBR, EPDM, ethylene propylene copolymer (EPR), SBR, isopropylene rubber (IR), and natural rubber (NR) in addition to H-NBR, CR, and CSM. Fluoro rubber, silicon rubber and the like can be used. In this embodiment, the rubber 5 is formed by crosslinking H-NBR or a compounded rubber obtained by compounding an unsaturated carboxylic acid metal salt with H-NBR, and either an organic peroxide or a sulfur compound. Will be exemplified.
[0015]
The H-NBR has a hydrogenation rate of 80% or more, and preferably has a hydrogenation rate of 90% or more, and more preferably 92 to 98% in order to exhibit heat resistance and ozone resistance characteristics. When the hydrogenation rate is 80% or less, H-NBR extremely deteriorates in heat resistance and ozone resistance. In consideration of oil resistance and cold resistance, the amount of bound acrylonitrile is preferably 20 to 45%. When the amount of bound acrylonitrile is 20% or less, oil resistance decreases, and when the amount of bound acrylonitrile is 45% or more, cold resistance decreases.
[0016]
Further, by adding a metal salt of an unsaturated carboxylic acid to the H-NBR, the modulus (tensile modulus) and hardness are increased, and the modulus (tensile modulus), elongation at break, and higher modulus are increased. In order to secure the tear strength and the hardness, it is preferable to mix 15 to 40 parts by mass of the unsaturated carboxylic acid metal salt with H-NBR based on the total polymer as described above. Alternatively, 5 to 15 parts by mass of an unsaturated carboxylic acid metal salt may be mixed, and 1 to 20 parts by mass of the short fiber may be blended with respect to the polymer component 100.
[0017]
Here, as the short fibers, cotton, vinylon, aramid, inorganic fibers, and the like that do not have a high melting point or a melting point that is difficult to melt at a low temperature during friction are preferable. Its length is preferably 5 mm or less. If the fiber length exceeds 5 mm, the rubber tends to be oriented when it is rolled into a rolled sheet by a calender or an extruder or the like, and when it becomes a belt, cracks tend to occur early due to bending. The orientation of the short fibers is preferably the belt width direction, but may be the belt length direction. If the blending amount of the short fibers is less than 1 part by mass, the effect of blending the short fibers will not be exhibited. On the other hand, if the amount of the short fiber is more than 20 parts by mass, the Mooney viscosity of the rubber increases, and processing (poor dispersion in the kneading process, unrollable in the sheet rolling process, poor surface texture, lack of thickness, etc.) cannot be performed, and tooth It is difficult to form a high precision.
[0018]
If the amount of the unsaturated carboxylic acid metal salt is less than 5 parts by mass, the rubber hardness does not reach the predetermined hardness. On the other hand, if it exceeds 40 parts by mass, the rubber hardness becomes too large, the belt rigidity becomes high, and the fatigue life becomes short due to poor bending fatigue. As described above, by using the rubber in which the unsaturated carboxylic acid metal salt is blended with H-NBR, the back surface hardness of the back portion 2 can be 80 degrees or more (JISA type hardness meter). Since the back surface hardness can be 80 degrees (JISA type hardness meter) or more, preferably 85 degrees or more, deformation of rubber can be suppressed even when stress is applied.
[0019]
Unsaturated carboxylic acid metal salts are those in which an unsaturated carboxylic acid having a carboxyl group and a metal are ion-bonded. Examples of the unsaturated carboxylic acid include monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, and itacone. Dicarboxylic acids such as acids are preferred, and metals such as beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, titanium, chromium, molybdenum, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, silver, zinc, cadmium, aluminum, tin, lead, and antimony Etc. can be used.
[0020]
After being compounded as described above, the rubber 5 is formed by crosslinking with either an organic peroxide or a sulfur compound.
[0021]
The organic peroxide is not particularly limited, but may be any conventionally used organic peroxide. For example, t-butyl hydroperoxide, 1,1,3,3-tetrabutyl hydroperoxide, p-menthane hydroperoxide, cumene hydroperoxide, p-menthane hydroperoxide, cumene hydroperoxide, cumene hydroperoxide and cumene hydroperoxide. Hydroperoxide, di-isopropylpropylbenzene hydroperoxide, di-tetra-butyl peroxide, dicumyl peroxide, dicumyl peroxide, dicumyl peroxide, dicumyl peroxide, dicumyl peroxide butyl cumy l-peroxyd), 1,3-bis (tert-butylperoxyisopropyl) benzene (1,3-bis (tert-butylperoxyisopropyl) benzene), and trialkyl isocyanurate.
[0022]
Examples of the sulfur compound include common sulfur and sulfur compounds, and examples of the vulcanizing agent include thiurams, dithiocarbamate (Salt of Dithiocarbates), sulfonamides, and thiazoles. Can be done. Further, an organic compound, a sulfur compound and a vulcanizing agent may be used in combination.
[0023]
In the present embodiment, glass fibers, which are inorganic fibers, are used for the reinforcing fiber cord 1 embedded in the back portion 2 composed of the rubber 5 as a base material as described above. The inorganic fibers include carbon fibers, metal fibers, glass fibers, and the like, and any of them can be used as a reinforcing fiber cord. The composition of the glass fiber may be either E glass or S glass (high-strength glass), and is a twisted cord obtained by twisting glass fiber filaments. 10 cm, obtained by twisting 12 times / 10 cm, and is not particularly limited by the thickness of the filament, the number of bundled filaments and the number of strands. The reinforcing fiber cord 1 is not limited to the above-described twisted cord, but may be a non-twisted cord.
[0024]
This reinforcing fiber cord 1 is obtained by treating an untreated untwisted cord or a twisted cord with a solution obtained by adding an alkylphenol formaldehyde resin to an RFL solution obtained by mixing a resorcinol and an initial condensate of formalin and rubber latex. Heat treatment at ℃. Next, a chlorosulfonated polyethylene compound as an overcoat solution is immersed in a rubber paste dissolved in a solvent such as an aromatic hydrocarbon such as toluene or xylene, treated, and heat-treated at about 130 to 180 ° C.
[0025]
The RFL liquid is composed of a rubber latex in which a hydrogenated nitrile rubber latex to which an alkylphenol formaldehyde resin is added and a styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer rubber latex mixed at a weight ratio of 75/25. . The RFL solution is obtained by mixing an initial condensate of resorcinol and formalin with the rubber latex. In this case, the molar ratio of resorcinol to formalin is desirably 3/1 to 1/3 in order to enhance the adhesive strength. The initial condensate of resorcinol and formalin is mixed so that the resin content is 5 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber latex, and the total solid concentration is adjusted to 5 to 40%. Is done.
[0026]
Further, the hydrogenated nitrile rubber latex to which the alkylphenol formaldehyde resin is added in the RFL liquid has excellent heat resistance as compared with chlorosulfonated polyethylene latex and styrene butadiene rubber latex, and increases in hardness when thermally aged in a film form. Styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer rubber latex has a remarkably strong dipole or hydrogen bonding interaction with resorcinol-formalin resin. On the other hand, it has been confirmed that the interaction between the styrene-butadiene rubber latex and the RF resin is extremely weak and only physical.
[0027]
In addition to the above-described RFL liquid composition, a carboxyl hydrogenated nitrile rubber latex to which an alkylphenol formaldehyde resin is added alone, or a carboxyl hydrogenated nitrile rubber latex and a styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer rubber latex are used. By treating with the RFL solution containing, it is possible to improve the heat resistance and the adhesiveness between the filaments of the inorganic fiber and the glass fiber as the reinforcing fiber cord. Further, the carboxyl hydrogenated nitrile rubber latex to which the alkylphenol formaldehyde resin is added in the RFL solution has a higher adhesiveness between the inorganic fiber and glass fiber filaments than the one to which the hydrogenated nitrile rubber latex is added. Can be improved.
[0028]
Nylon, aramid, polyester, polybenzoxazole, cotton, or the like is used as a material of the fiber material constituting the tooth cloth 4. The form of the fiber may be any of a filament yarn and a spun yarn, and may be a twisted yarn of a single composition, a mixed twisted yarn, or a mixed spun yarn. Further, the weaving structure may be any of twill weave, satin weave, plain weave and the like.
[0029]
After being treated with an RFL solution, an isocyanate solution or an epoxy solution, the tooth cloth 4 is subjected to a rubber paste treatment of impregnating and adhering a rubber of the same quality as the rubber 5 used for the tooth portion 3 and vulcanizing the same. Specifically, after preparing a rubber paste in which a polymer component used for the rubber 5 is dissolved by a solvent, this is impregnated and adhered, dried, and then vulcanized to obtain a canvas with rubber. Further, an antioxidant can be added as needed.
[0030]
As a solvent for dissolving the rubber 5, a solvent selected from methyl ethyl ketone (MEK), dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, chloroform and the like can be used. The rubber paste obtained by dissolving the rubber 5 is preferably impregnated and adhered to the tooth cloth 4 by coating, spraying, or the like, and vulcanized.
[0031]
The toothed belt A is configured as described above, and the reinforcing fiber cord having improved heat resistance is bonded and embedded in the rubber compound of the toothed belt A, so that the belt after bending fatigue under a high ambient temperature is obtained. Strong retention can be improved.
[0032]
【Example】
Next, the present invention will be described specifically with reference to examples.
(Example)
The processing shown in Table 1 was performed on the reinforcing fiber cord to obtain A-1, A-2, and A-3. In the RFL treatment in Table 1, three 3.7d non-twisted yarns composed of a glass fiber filament group were immersed in RFL solutions B-1, B-2, and B-3 shown in Table 2. Thereafter, heat treatment was performed at 230 to 280 ° C. The overcoating treatment with the rubber glue shown in Table 1 is performed by preparing a single twisted cord in the S direction and the Z direction at a twist of 8 times / cm with the glass fiber which has been RFL-treated on the rubber glue C-1 shown in Table 3. Then, 11 to 13 of them were aligned and twisted at 12 times / cm, and immersed, and heat-treated at about 130 to 180 ° C.
[0033]
[Table 1]
Figure 2004003044
[0034]
[Table 2]
Figure 2004003044
[0035]
[Table 3]
Figure 2004003044
[0036]
Next, a 2 / 2-fold tooth cloth D-1 shown in Table 4 was bonded to a mold having 105 teeth of an STPD tooth form for producing a belt, and the tooth cloth was wound around the mold. A glass fiber cord is wrapped over a tooth cloth of a mold around which a tooth cloth is wrapped, and further, a rubber sheet E-1 made of H-NBR rubber compound shown in Table-5 is wrapped and then put into a vulcanizing can. After a tooth profile was formed by a normal pressure method, pressure vulcanization was performed at 109 ° C. for 20 minutes, and the back surface of the belt was polished to a certain thickness and cut to a certain width to obtain a toothed belt for traveling. .
[0037]
[Table 4]
Figure 2004003044
[0038]
[Table 5]
Figure 2004003044
[0039]
The size of the produced belt is a belt width of 19.1 mm, a belt tooth shape STPD, 105 teeth, and a tooth pitch of 8.000 mm, and is usually indicated as S8M. Next, a running test was performed using the obtained toothed belt. As the running test device, a test device is used in which a toothed belt is attached to a 21-tooth drive pulley 10 and a 42-tooth driven pulley 11 shown in FIG. 2, and a flat pulley 12 having a diameter of 52 mm is brought into contact with the back surface. A running test was performed for 1000 hours under the conditions of an atmosphere temperature of 130 ° C., a load of 3.67 kW, an initial tension of 147 N, and a driving side rotation speed of 7,200 rpm. After the test was completed, the toothed belt that had been removed was cut into a length of 250 to 300 mm and cut into strips, which were used as tensile test pieces. Next, the belt strength of the tensile test piece was measured at a tensile speed of 50 mm / min, and the belt strength before the running test was measured at a tensile speed of 50 mm / min to obtain a strength retention. This was defined as the strength retention after bending fatigue. Table 6 summarizes the results of the strength retention after bending fatigue of each belt.
[0040]
[Table 6]
Figure 2004003044
[0041]
From Comparative Example 1 treated with a normal RFL treatment liquid from Table 6, an RFL liquid containing a hydrogenated nitrile rubber latex to which an alkylphenol formaldehyde resin was added and a styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer rubber latex was used. The strength retention after bending fatigue of Example 1 in which the hydrogenated nitrile rubber of the treated Example 1 or the RFL treatment solution treated in Example 1 was replaced with the carboxyl hydrogenated nitrile rubber was improved. Understand. Further, it is conceivable that the belt life due to belt damage generated under a high load is prolonged due to the improvement in the strength retention rate.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, the present invention improves the heat resistance of the reinforcing fiber cord, improves the adhesive force with the rubber compound, improves the strength retention after bending fatigue under a high ambient temperature, and increases the high load. There is an effect that the belt life due to belt damage generated below can be extended, and the durability of the belt can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a toothed belt according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a running test device for a toothed belt.
[Explanation of symbols]
A Toothed belt 1 Reinforcing fiber cord 2 Back 3 Tooth 4 Tooth cloth 5 Rubber

Claims (5)

無撚又は撚りをかけた無機繊維で構成されたコードが、アルキルフェノールフォルムアルデヒド樹脂が添加された水素化ニトリルゴムラテックス及びスチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体ゴムラテックスを含むRFL液にて処理され、さらにクロロスルホン化ポリエチレン配合物を溶液で溶かしたゴム糊でオーバーコート処理されていることを特徴とする補強用繊維コード。A cord composed of untwisted or twisted inorganic fibers is treated with an RFL solution containing a hydrogenated nitrile rubber latex to which an alkylphenol formaldehyde resin is added and a styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer rubber latex And a fiber cord for reinforcement, which is overcoated with a rubber paste obtained by dissolving a chlorosulfonated polyethylene compound in a solution. 前記水素化ニトリルゴムラテックスとスチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体ゴムラテックスの重量比が60/40〜90/10である請求項1に記載の補強用繊維コード。The reinforcing fiber cord according to claim 1, wherein a weight ratio of the hydrogenated nitrile rubber latex to a styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer rubber latex is 60/40 to 90/10. 無撚又は撚りをかけた無機繊維で構成されたコードが、アルキルフェノールフォルムアルデヒド樹脂が添加されたカルボキシル水素化ニトリルゴムラテックスを単独、又はカルボキシル水素化ニトリルゴムラテックス及びスチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体ゴムラテックスを含むRFL液にて処理され、さらにクロロスルホン化ポリエチレン配合物を溶液で溶かしたゴム糊でオーバーコート処理されていることを特徴とする補強用繊維コード。The cord composed of untwisted or twisted inorganic fibers may be a carboxyl hydrogenated nitrile rubber latex to which an alkylphenol formaldehyde resin is added alone or a carboxyl hydrogenated nitrile rubber latex and a styrene-butadiene-vinylpyridine ternary. A reinforcing fiber cord which is treated with an RFL solution containing a polymer rubber latex, and further overcoated with a rubber paste obtained by dissolving a chlorosulfonated polyethylene compound in a solution. 前記無機繊維がガラス繊維である請求項1〜3のいずれかに記載の補強用繊維コード。The reinforcing fiber cord according to any one of claims 1 to 3, wherein the inorganic fibers are glass fibers. 請求項1〜4のいずれかに記載の補強用繊維コードを用いた歯付ベルト。A toothed belt using the reinforcing fiber cord according to claim 1.
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