(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスフィラメントを束ねたストランドを備えたゴム補強用コードであって、
前記フィラメントを構成するガラス組成物が、重量％で表示して、
ＳｉＯ2           １０〜４０％
Ａｌ2Ｏ3          １０〜３０％
ＭｇＯ              ０〜  ５％
ＣａＯ              ０〜  ５％
ＳｒＯ              ０〜  ５％
ＢａＯ              ０〜  ５％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ        ０〜  ５％
ＺｎＯ              ０〜  ５％
Ｂ2Ｏ3              ０〜  ５％
Ｙ2Ｏ3              ０〜５０％
Ｌａ2Ｏ3            ０〜６０％
Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3  ２０〜６０％
ＴｉＯ2            ０〜１０％
ＺｒＯ2             ０〜１０％
を含む、ゴム補強用コード。
【請求項２】
前記フィラメントの引張弾性率が、９８ＧＰａ以上である請求項１に記載のゴム補強用コード。
【請求項３】
前記ガラス組成物が、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない請求項１に記載のゴム補強用コード。
【請求項４】
前記ガラス組成物が、重量％で示して、実質的に、
ＳｉＯ2           １０〜４０％
Ａｌ2Ｏ3          １０〜３０％
ＭｇＯ              ０〜  ５％
ＣａＯ              ０〜  ５％
ＳｒＯ              ０〜  ５％
ＢａＯ              ０〜  ５％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ        ０〜  ５％
ＺｎＯ              ０〜  ５％
Ｂ2Ｏ3              ０〜  ５％
Ｙ2Ｏ3              ０〜５０％
Ｌａ2Ｏ3            ０〜６０％
Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3  ２０〜６０％
ＴｉＯ2            ０〜１０％
ＺｒＯ2             ０〜１０％
からなる請求項１に記載のゴム補強用コード。
【請求項５】
前記ガラス組成物が、ＺｎＯを含む請求項１に記載のゴム補強用コード。
【請求項６】
前記ガラス組成物が、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる少なくとも１種を含む請求項１に記載のゴム補強用コード。
【請求項７】
前記ガラス組成物が、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる少なくとも２種を含む請求項６に記載のゴム補強用コード。
【請求項８】
前記ガラス組成物が、Ｂ2Ｏ3を含む請求項１に記載のゴム補強用コード。
【請求項９】
前記ガラス組成物におけるＹ2Ｏ3およびＬａ2Ｏ3の含有率の合計が、３６重量％以下である請求項１に記載のゴム補強用コード。
【請求項１０】
前記フィラメントの直径が、３〜１１μｍの範囲である請求項１に記載のゴム補強用コード。
【請求項１１】
前記ストランドが、１００〜２０００本の前記フィラメントを含む請求項１に記載のゴム補強用コード。
【請求項１２】
２以上の前記ストランドが束ねられた構造を有する請求項１１に記載のゴム補強用コード。
【請求項１３】
前記束ねられた２以上のストランドが、総計２００〜５０００本の前記フィラメントを含み、
前記束ねられた状態における線径が、５０〜１５０テックスである請求項１２に記載のゴム補強用コード。
【請求項１４】
前記ストランドが第１の被覆層により被覆されており、
前記第１の被覆層が、レゾルシン−ホルムアルデヒド縮合物および加硫剤から選ばれる少なくとも１種と、ラテックスとを含む処理液を、前記ストランドに塗布して形成された層である請求項１に記載のゴム補強用コード。
【請求項１５】
前記ラテックスが、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエンターポリマーラテックス、クロロスルホン化ポリエチレンラテックス、アクリロニトリル−ブタジエンコポリマーラテックス、および、ニトリル基含有高飽和重合体ラテックスから選ばれる少なくとも１種である請求項１４に記載のゴム補強用コード。
【請求項１６】
前記加硫剤が、マレイミド化合物および有機ジイソシアネート化合物から選ばれる少なくとも１種である請求項１４に記載のゴム補強用コード。
【請求項１７】
前記第１の被覆層により被覆されたストランドを下撚りして形成した糸を、２以上束ねて、さらに上撚りした構造を有する請求項１４に記載のゴム補強用コード。
【請求項１８】
ゴムを含む第２の被覆層により被覆されている請求項１に記載のゴム補強用コード。
【請求項１９】
請求項１に記載のゴム補強用コードを備え、
前記ゴム補強用コードが、所定の形状を有するマトリクスゴムに埋め込まれた構造を有するゴムベルト。
【請求項２０】
タイミングベルトである請求項１９に記載のゴムベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムベルト、タイヤなどのゴム製品の補強に用いられ、当該ゴム製品の耐屈曲性などを向上させるゴム補強用コードと、それを用いたゴムベルトとに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴムベルト、タイヤなど、屈曲応力を繰り返し受けるゴム製品の補強材として、ガラス繊維などの補強用繊維を備えたゴム補強用コードが広く用いられている。補強用コードには、弾性率および強度が高く、伸びや屈曲疲労が生じにくいことが求められる。また補強用コードは、所定の形状を有するマトリクスゴムに埋め込まれた状態で使用されるため、マトリクスゴムに対する接着性に優れ、使用中にマトリクスゴムから剥離しにくいことが求められる。【０００３】
ゴムベルトの１種に、自動車用エンジンなど、内燃機関のカムシャフト駆動に用いられる歯付きベルトがある。歯付きベルトはタイミングベルトとも呼ばれ、カムとクランクとの間のタイミングを正確に同期させるために、その寸法安定性が特に重要となる。歯付きベルトは、近年、カムシャフトの駆動だけではなくインジェクションポンプなどの補機類の駆動に用いられたり、エンジンの小型化に伴う細幅化が要求されたりしてきており、従来よりも負荷が大きくなることによるベルトの強度低下や伸びなどの問題が指摘されている。【０００４】
このような状況において、補強用コードに用いられるガラス繊維として、従来多く用いられている無アルカリガラス、例えばＥガラス、の繊維以外にも、いわゆる「高強度ガラス」の繊維の使用が進められている。【０００５】
実公平5(1993)-44607号公報には、直径６〜８μｍの高強度ガラスフィラメントを束ねてストランドを形成し、所定本数の上記ストランドを下撚りして５００〜８００本のフィラメントを含むロープを形成し、９〜１２本の当該ロープを上記下撚りとは逆方向に上撚りした補強用コードを備える歯付きベルトが開示されている。【０００６】
特公平5(1993)-67651号公報には、直径８μｍ以下の高強度ガラス繊維からなる心線の表面に、レゾルシン−ホルムアルデヒド縮合物およびゴムラテックスを含む第１層と、イソシアネート、ハロゲン含有ポリマー、加硫剤、および、メタクリル酸塩またはアクリル酸塩を含む第２層とが順に形成された補強用コードが開示されている。【０００７】
特開平11(1999)-158744号公報には、直径が３〜６μｍの高強度ガラスフィラメント２００〜２０００本を集束剤により束ねたストランドを形成し、１〜１０本の上記ストランドから、５００〜５０００本のフィラメントを含む線径５０〜１５０テックスの糸を形成し、当該糸の表面に所定の材料を含む被覆層を形成した後に、下撚り、合糸、上撚りの各工程を経た補強用コードが開示されている。所定の材料としては、レゾルシン−ホルムアルデヒド縮合物、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエンターポリマーラテックス、クロロスルホン化ポリエチレンラテックス、ニトリル基含有高飽和重合体ラテックスなどが示されている。【０００８】
特開平11(1999)-217739号公報には、直径が８〜１０μｍの高強度ガラスフィラメントを束ねたストランドの表面にレゾルシン−ホルムアルデヒド縮合物およびゴムラテックスを含む被覆層を形成した糸を２以上撚り合わせた、直径０．８〜１．１ｍｍの補強用コードが開示されている。当該補強用コードでは、上記糸を２以上撚り合わせた後に、上記被覆層とは異なる被覆層がさらに形成されていてもよい。【０００９】
特開平11(1999)-241275号公報には、繊維に、レゾルシン−ホルムアルデヒド縮合物およびゴムラテックスを含む処理剤を塗布した後に乾燥、硬化させて第１被覆層を形成し、当該第１被覆層の表面に、ゴム前駆体、加硫剤およびマレイミド系加硫助剤を含む処理剤を塗布し、乾燥および硬化させて第２の被覆層をさらに形成した補強用コードが開示されている。【００１０】
しかしながら、高強度ガラスフィラメントを用いた場合においても、近年求められているような高負荷での使用時に、ベルトの伸びが生じたり、ベルトの強度が低下するなどの問題が発生している。【００１１】
そこで本発明は、Ｅガラス繊維や高強度ガラス繊維を備える従来のゴム補強用コードに比べて、高負荷での使用により耐えうるゴム補強用コードと、それを用いたゴムベルトとを提供することを目的とする。
【発明の開示】
【００１２】
本発明のゴム補強用コードは、ガラスフィラメントを束ねたストランドを備えたゴム補強用コードであって、前記フィラメントを構成するガラス組成物が、重量％で表示して、
ＳｉＯ2           １０〜４０％
Ａｌ2Ｏ3          １０〜３０％
ＭｇＯ              ０〜  ５％
ＣａＯ              ０〜  ５％
ＳｒＯ              ０〜  ５％
ＢａＯ              ０〜  ５％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ        ０〜  ５％
ＺｎＯ              ０〜  ５％
Ｂ2Ｏ3              ０〜  ５％
Ｙ2Ｏ3              ０〜５０％
Ｌａ2Ｏ3            ０〜６０％
Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3  ２０〜６０％
ＴｉＯ2            ０〜１０％
ＺｒＯ2             ０〜１０％
を含んでいる。
【００１３】
本発明のゴムベルトは、上記本発明のゴム補強用コードを備え、前記ゴム補強用コードが、所定の形状を有するマトリクスゴムに埋め込まれた構造を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明のゴムベルトの一例を模式的に示す分解斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のゴム補強用コード（以下、単に「コード」ともいう）では、ガラスフィラメントを構成するガラス組成物の組成を上記のように規定することにより、従来のコードに比べて、引張強度を同等以上に保持しながら伸びを低減できるなど、高負荷での使用により耐えうるコードとすることができる。このため、本発明のコードを備えるゴムベルトは、従来のコードを備えるゴムベルトに比べて強度に優れており、使用時のベルトの伸びや強度の低下が抑制された、耐屈曲疲労特性に優れるゴムベルトとすることができる。【００１６】
本発明のコードが備えるガラスフィラメントの引張弾性率（以下、単に「弾性率」）は、通常９８ＧＰａ（10000kgf/mm2）以上であり、ガラス組成物の組成を最適化することにより１０９ＧＰａ以上とすることができる。弾性率の上限は特に限定されないが、およそ１２３ＧＰａ（12500kgf/mm2）程度にまですることができる。一般的な高強度ガラスフィラメントの弾性率は約９２ＧＰａ程度であり、Ｅガラスからなるフィラメント（Ｅガラスフィラメント）の弾性率は約８６ＧＰａ程度である。本発明のコードでは、このような従来より高い弾性率を有するガラスフィラメントを備えることにより、高負荷での使用に対する耐性をより向上できると考えられる。【００１７】
以下の表１に、上記ガラス組成物（ガラス組成物Ａ）の組成を、一般的な高強度ガラスおよびＥガラスの組成と共に示す。【００１８】
【表１】
0004755994.tif 000002
【００１９】
ガラス組成物Ａは、ガラスフィラメントとしての弾性率が著しく低下しない限り、表１に示した成分以外の各種成分、例えば、工業ガラス起源の不純物、熔解時の脱泡を目的とした清澄剤などを含んでいてもよい。工業ガラス起源の不純物としては、例えば、酸化鉄などが挙げられる。ガラス組成物Ａにおけるこれら成分の含有率は、各々０．５重量％未満であることが好ましく、この場合、フィラメントを構成するガラス組成物Ａは、実質的に表１に示した成分からなるといえる。即ち、「実質的に」という表記は、０．５重量％未満の範囲で含まれる微量成分を許容する趣旨である。【００２０】
ガラス組成物Ａは、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない、即ち、アルカリ金属酸化物の含有率が０．５重量％未満であることが好ましい。【００２１】
ガラス組成物Ａにおける組成の限定理由を説明する。以下の記述において、組成を示す％表示は、すべて重量％である。【００２２】
（ＳｉＯ2）
ＳｉＯ2（二酸化ケイ素）は、ガラス骨格を形成するための必須成分であり、フィラメントとしての化学的耐久性を向上させる作用も有する。ＳｉＯ2の含有率が１０％未満になると、ガラスの化学的耐久性が低下する。ＳｉＯ2の含有率が４０％を超えると、ガラスの熔解温度が高くなり、ガラス原料を均一に熔解することが困難となる。ＳｉＯ2の含有率は、２５％〜３５％の範囲が好ましい。【００２３】
（Ａｌ2Ｏ3）
Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）は、ガラス形成時の失透温度および熔融粘度を調整する作用を有する必須成分である。Ａｌ2Ｏ3は、また、フィラメントの耐水性を向上させる作用を有する。Ａｌ2Ｏ3の含有率が１０％未満になると、これらの効果を十分に得ることが難しくなる。Ａｌ2Ｏ3の含有率が３０％を超えると、ガラスの熔解温度が高くなり、ガラス原料を均一に熔解することが困難となる。Ａｌ2Ｏ3の含有率は、１５％〜２５％の範囲が好ましい。【００２４】
（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）
これらの成分は、ガラス形成時の失透温度および熔融粘度を調整する作用を有し、ガラス組成物Ａでは５％以下含まれていてもよい。各々の成分の含有率の合計（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が５％を超えると、失透温度が上昇してガラスフィラメントの紡糸が難しくなるため、当該合計は５％以下とする。【００２５】
これらの成分の含有率は、各々、１％〜４％の範囲が好ましい。また、上記含有率の合計は、１％〜４％の範囲が好ましい。【００２６】
ガラス組成物Ａがこれらの成分を含む場合、ガラスフィラメントの紡糸性を向上できる。即ち、ガラス組成物Ａが、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。また、この効果は、ガラス組成物Ａがこれらの成分のいずれか１種を単独で含むよりも、２以上の種類含むことでより向上できる。上記含有率の合計が大きくなることによる失透温度の上昇を抑制するためにも、ガラス組成物Ａがこれらの成分を含む場合、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる少なくとも２種を含むことが好ましい。【００２７】
（ＺｎＯ）
ＺｎＯ（酸化亜鉛）は、ガラスの熔解性および化学的耐久性を向上させる作用を有し、ガラス組成物Ａでは５％以下含まれていてもよい。ＺｎＯの含有率が５％を超えると、ガラスが失透しやすくなったり、ガラスの熔解性が低下したりする。ＺｎＯの含有率は、１％〜４％の範囲が好ましい。【００２８】
ガラス組成物ＡがＺｎＯを含む場合、ガラスフィラメントの紡糸性を向上できる。即ち、ガラス組成物Ａが、ＺｎＯを含むことが好ましい。【００２９】
（Ｂ2Ｏ3）
Ｂ2Ｏ3（三酸化二ホウ素）は、ガラスの熔解性を向上させる作用を有し、ガラス組成物Ａでは５％以下含まれていてもよい。Ｂ2Ｏ3の含有率が５％を超えると、ガラスの耐アルカリ性が低下する。Ｂ2Ｏ3の含有率は、２％〜５％の範囲が好ましい。【００３０】
ガラス組成物ＡがＢ2Ｏ3を含む場合、ガラスフィラメントの紡糸性を向上できる。即ち、ガラス組成物Ａが、Ｂ2Ｏ3を含むことが好ましい。【００３１】
（Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3）
Ｙ2Ｏ3（酸化イットリウム）およびＬａ2Ｏ3（酸化ランタン）は、ガラスの弾性率を高める作用を有する成分であり、ガラス組成物Ａでは、両者から選ばれる少なくとも１種を含ませることとする。また、Ｙ2Ｏ3およびＬａ2Ｏ3は、ガラスの耐アルカリ性を向上させる作用も有する。【００３２】
Ｙ2Ｏ3の含有率は、０％〜５０％の範囲であり、１５％〜４０％の範囲が好ましい。Ｌａ2Ｏ3の含有率は、０％〜６０％の範囲であり、１０％〜５０％の範囲が好ましい。Ｙ2Ｏ3およびＬａ2Ｏ3の含有率の合計（Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3）が２０％未満になると、十分な弾性率を有するフィラメントを得ることが困難となる。Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3が６０％を超えると、ガラスの熔解温度が高くなり、ガラス原料を均一に熔解することが困難となる。Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3は、３６重量％以下であることが好ましい。【００３３】
ガラス組成物ＡがＹ2Ｏ3およびＬａ2Ｏ3の双方を含む場合、ガラスの熔解温度の上昇を抑制しながら、フィラメントの弾性率をより向上できることから、単位体積あたりの解離エネルギーが相対的に大きいＹ2Ｏ3の含有率が、当該エネルギーが相対的に小さいＬａ2Ｏ3の含有率に比べて大きいことが好ましい。【００３４】
（ＴｉＯ2、ＺｒＯ2）
ＴｉＯ2（酸化チタン）およびＺｒＯ2（酸化ジルコニウム）は、ガラスの熔解性および化学的耐久性を向上させる作用を有する成分であり、ガラス組成物Ａでは、各々１０％以下含まれていてもよい。ＴｉＯ2およびＺｒＯ2の各々の含有率が１０％を超えると、ガラスの熔解性が逆に悪化する他、ガラスが失透しやすくなりフィラメントの紡糸が困難となる。【００３５】
本発明のコードが備えるガラスフィラメントの直径（フィラメント径）は、３μｍ〜１１μｍの範囲であればよい。フィラメント径が３μｍ未満になると、コードとして十分な初期強度を得るために、より多くのフィラメントを束ねて１本のストランドとしたり、より多くのストランドを束ねる、あるいは、撚り合わせて糸を形成したりする必要が生じる。このとき、フィラメントあるいはストランドの配列にムラが生じやすくなるため、コードとしての耐屈曲疲労特性が低下したり、場合によっては、十分な初期強度が得られないことがある。逆にフィラメント径が１１μｍを超えると、コードが曲がりにくくなり、十分な耐屈曲疲労特性の確保が困難となる。【００３６】
本発明のコードでは、１本のストランドが、上述したガラスフィラメントを１００本〜２０００本、好ましくは２００本〜６００本含んでもよい。このようなストランドは、上記フィラメントを紡糸する際に、ストランドの形成に一般的に用いられる集束剤、例えば、エラストマー系集束剤により、紡糸した所定数のフィラメントを束ねることにより形成できる。形成したストランドは、コレットなどに巻き取り、乾燥などの所定の処理を行えばよい。【００３７】
本発明のコードでは、２以上のこのようなストランドが束ねられて、ストランド集合体が形成されていてもよい。この場合、当該集合体が２００本〜５０００本の上記ガラスフィラメントを含むことが好ましく、８００本〜２０００本の上記ガラスフィラメントを含むことがより好ましい。また、当該集合体の線径が５０テックス（tex）〜１５０テックスの範囲が好ましく、５０テックス〜１００テックスの範囲がより好ましい。集合体を形成するために束ねられるストランドの数は特に限定されないが、束ねるストランドの数が多くなると集合体におけるフィラメントの配列が不均一になりやすく、コードとした場合の強度などが低下する傾向にあるため、当該数は１０本以下とすることが好ましく、６本以下がより好ましい。【００３８】
本発明のコードでは、ストランドが、レゾルシン−ホルムアルデヒド縮合物および加硫剤から選ばれる少なくとも１種と、ラテックスとを含む処理液Ａの塗布により形成された第１の被覆層により被覆されていてもよい。ストランドを第１の被覆層で被覆することにより、本発明のコードと、コードを埋め込むマトリクスゴムとの接着性を向上できる。第１の被覆層は、１本のストランドを被覆していてもよいし、２以上のストランドが束ねられたストランド集合体を被覆していてもよい。【００３９】
ラテックスの種類は特に限定されないが、例えば、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエンターポリマー（ＶＰ）ラテックス、クロロスルホン化ポリスチレン（ＣＳＭ）ラテックス、アクリロニトリル−ブタジエンコポリマー（ＮＢＲ）ラテックス、および、ニトリル基含有高飽和重合体ラテックスから選ばれる少なくとも１種であればよい。これらの材料を用いることにより、コードとしての耐熱性や耐水性を向上できる。なお、ニトリル基含有高飽和重合体としては、ＮＢＲを水素化した材料（Ｈ−ＮＢＲ）など、アクリロニトリルを構成単位として含むコポリマーやターポリマーを水素化した材料、あるいは、ブタジエン−エチレン−アクリロニトリルターポリマーなど、アクリロニトリルと飽和炭化水素とを構成単位として含む材料などが挙げられる。【００４０】
レゾルシン−ホルムアルデヒド縮合物（ＲＦ）は特に限定されず、ノボラックタイプ、レゾールタイプ、あるいは、これらの混合タイプなどを用いればよい。ＲＦにおけるレゾルシノール（Ｒ）とホルムアルデヒド（Ｆ）とのモル比は、Ｒ：Ｆ＝１：１〜３が好ましい。ＲＦは一般に固形分を含む液体として市販されているが、固形分の含有率が５重量％〜１０重量％程度の範囲のものを好適に使用できる。【００４１】
加硫剤は特に限定されず、例えば、マレイミド化合物および有機ジイソシアネート化合物から選ばれる少なくとも１種であればよい。処理液Ａが加硫剤を含む場合、処理液Ａにおける加硫剤の含有量は、ラテックスの固形分１００重量部に対して、５〜１００重量部の範囲であればよく、好ましくは２０〜７５重量部の範囲である。この場合、コードの屈曲性と、マトリクスゴムに対する接着性とのバランスをより良好にできる。【００４２】
有機ジイソシアネート化合物としては特に限定されないが、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス（４−シクロヘキシルイソシアネート)、トルエンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、メチレンビス（フェニルイソシアネート）などを用いればよい。【００４３】
処理液Ａは、これら有機ジイソシアネート化合物を１または２以上の種類含んでいてもよく、トルエンジイソシアネートやメチレンビス（フェニルイソシアネート）のように、置換基に関する異性体が存在する物質については、当該異性体同士の混合物であってもよい。また、有機ジイソシアネート化合物は、そのイソシアネート基をフェノール類あるいはラクタム類により保護した状態で用いてもよい。【００４４】
マレイミド化合物としては特に限定されないが、例えば、ビスマレイミド、フェニルマレイミド、ジフェニルメタン−４，４’−ビスマレイミドなどを用いればよい。【００４５】
処理液Ａにおける固形分の含有率（濃度）は、１０重量％〜４０重量％の範囲が好ましく、２５重量％〜３５重量％の範囲がより好ましい。当該含有率が過小になると、第１の被覆層の形成が難しくなり、過大になると、処理液Ａのストランドへの塗布量の制御が難しく、第１の被覆層の厚さが不均一になりやすくなる。【００４６】
処理液Ａは、必要に応じ、ｐＨを調整するための塩基類、例えばアンモニアなどを含んでいてもよく、その他、安定剤、老化防止剤などを含んでいてもよい。処理液Ａはカーボンブラックなどの充填剤を含んでいてもよく、この場合、マトリクスゴムへの接着性により優れるコードとすることができる。【００４７】
ストランドへの第１の被覆の形成には、コードの製造に一般的に用いられる方法を応用すればよい。例えば、ストランド（集合体を含む）を、処理液Ａが収容された被覆浴に連続的に浸漬させ、被覆浴からストランドを引き上げた後に過剰な処理液を除去し、必要により乾燥すればよい。第１の被覆が形成されたストランドは、そのままコードとしてもよいし、必要に応じて、後述する撚り、第２の被覆層形成などの各処理を加えてもよい。【００４８】
第１の被覆層は、ストランドの重量に対して、１０重量％〜３０重量％程度に相当する量形成されていればよい。【００４９】
本発明のコードは、第１の被覆層により被覆されたストランドを下撚りして形成した糸を、２以上束ねて、さらに上撚りした構造を有していてもよい。この場合、強度がより向上し、耐屈曲疲労特性により優れるコードとすることができる。下撚りの回数は、長さ方向に２．５４ｃｍ（１インチ）あたり０．５回〜４回程度、好ましくは１．２回〜３回程度であればよい。下撚りにより形成した糸は、２本〜２０本程度、好ましくは６本〜１５本程度束ねた後に、長さ方向に２．５４ｃｍあたり０．５回〜３回、好ましくは１回〜２．８回程度上撚りされていればよい。【００５０】
本発明のコードは、ゴムを含む第２の被覆層により被覆されていてもよい。この場合、マトリクスゴムとの接着性がより向上したコードとすることができる。【００５１】
ゴムの種類は特に限定されず、マトリクスゴムの種類などに応じて適宜選択すればよく、例えば、マトリクスゴムがニトリル基含有高飽和重合体である場合、接着性により優れることから、第２の被覆層が上記ゴムとしてＣＳＭを含むことが好ましい。また例えば、マトリクスゴムがニトリル基含有高飽和重合体にポリメタクリル酸亜鉛（ＺＤＭＡ）を分散させた混合ゴムである場合、接着性により優れることから、第２の被覆層が上記ゴムとして、ニトリル基含有高飽和共重合体、あるいは、マトリクスゴムと同じ組成の混合ゴムを含むことが好ましい。【００５２】
第２の被覆層は、例えば、ストランド（集合体を含む）、第１の被覆層により被覆されたストランド（集合体を含む）、あるいは、ストランドにさらに撚りが加えられた糸を、ゴムあるいはゴム前駆体が溶解した処理液Ｂに含浸した後、乾燥して形成すればよい。ＣＳＭやニトリル基含有高飽和重合体は、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、トリクロロエチレンなどのハロゲン化炭化水素、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類に溶解するため、処理液Ｂはこれらの有機物質を溶媒として含めばよい。【００５３】
処理液Ｂは加硫剤を含んでいてもよく、加硫剤としては、例えば、上述したマレイミド化合物、有機ジイソシアネート化合物の他に、硫黄、あるいは、ジクミルペルオキシド、1,3−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−イソプロピル)ベンゼンなどの有機過酸化物、ｐ−ジニトロナフタレン、ｐ−ジニトロソベンゼンなどの芳香族ニトロソ化合物などを用いればよい。処理液Ｂは、必要に応じて、無機充填剤、老化防止剤、加硫助剤、可塑剤などを含んでいてもよい。【００５４】
処理液Ｂにおける溶媒以外の物質の含有率（ゴム、加硫剤など）は、当該物質の種類により適宜設定すればよいが、３重量％〜２５重量％程度の範囲、好ましくは５重量％〜１５重量％程度の範囲であれば、第２の被覆層の形成が良好となる。上記溶媒以外の物質におけるゴムまたはゴム前駆体の含有率は２０重量％〜６０重量％程度が好ましく、処理液Ｂが加硫剤を含む場合、上記溶媒以外の物質における加硫剤の含有率は０．５重量％〜３０重量％程度の範囲が好ましい。【００５５】
第２の被覆層を形成する際には、例えば、ストランド（集合体を含む）あるいは撚りが加えられた糸の表面に、ストランドの重量に対して、溶媒以外の物質の量に換算して１重量％〜１５重量％程度、好ましくは２重量％〜６重量％程度、処理液Ｂを付着させればよい。【００５６】
本発明のコードの線径は、コードの用途により適宜設定すればよい。例えば、本発明のコードを自動車用エンジンのタイミングベルトに用いる場合、コードの線径は、通常、０．８ｍｍ〜１．４５ｍｍの範囲であり、ストランドが含むフィラメントの本数、あるいは、糸が含むストランドの本数を調節することによりコードの線径を設定できる。自動車用エンジンのタイミングベルトの場合、コードの線径が０．８ｍｍ未満になると、高負荷での使用時に、その強度、代表的には引張強度、が不十分となることがある。一方、コードの線径が１．４５ｍｍを超えると、コードの強度は十分となるものの、屈曲応力に対する耐性（耐屈曲疲労特性）が逆に低下することがある。【００５７】
本発明のコードは、これら内燃機関のタイミングベルトの他、例えば、プリンター用タイミングベルトなどにも用いることができる。【００５８】
本発明のコードの構造および構成は、上記ガラスフィラメントを束ねたストランドを備える限り特に限定されない。【００５９】
図１に、本発明のゴムベルトの一例を示す。図１に示すゴムベルト１は、本発明のゴム補強用コード２を備え、コード２が、歯付きベルトの形状を有するマトリクスゴム３に埋め込まれた構造を有している。図１に示すベルト１では、各コード２の伸張方向がベルト１の周方向と一致し、各コード２がベルト１の幅方向に互いに平行になるように配置されている。マトリクスゴム３における歯４が形成されている面には、当該面の摩耗を抑制するなどの目的で、ゴムを含浸させた歯布５が配置されている。【００６０】
本発明のゴムベルトの構造および構成は、本発明のゴム補強用コードを備え、かつ、当該コードが所定の形状を有するマトリクスゴムに埋め込まれている限り特に限定されない。マトリクスゴムの形状は、ゴムベルトとして必要な用途および特性に応じて適宜設定すればよい。【００６１】
本発明のゴムベルトの製造方法は、補強用コードを備える一般的なゴムベルトの製造方法を応用すればよい。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例により、本発明をより詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。【００６３】
（実施例１）
最初に、以下の表２に示す組成（重量％）となるようにガラス原料を熔解して融液を形成し、ブッシングのノズル穴より紡糸して、ガラスフィラメント（直径７μｍ）を形成した。このとき、従来の高強度ガラス用の紡糸装置に比べてさらなる高温熔融が可能なように、白金（Ｐｔ）８０−ロジウム（Ｒｈ）２０合金からなるブッシングを用いた。【００６４】
【表２】
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【００６５】
形成したフィラメントの引張弾性率を測定したところ、１０９．８ＧＰａであった。弾性率の測定は、オートグラフ（島津製作所製、ＡＧＳ−５００Ｇ型）を用いて行った。具体的には、当該オートグラフに上記形成したフィラメントをセットして、引張速度２５０ｍｍ／分で引っ張り、その際にフィラメントに加えた荷重と、フィラメントの伸びとの関係から算出した。【００６６】
次に、形成したフィラメントを、エラストマー系集束剤により２００本集束させて乾燥させ、線径２２．５テックスのストランドを形成した。続いて、このストランドを３本合糸し、６００本のフィラメントを含む７０テックスのストランド集合体とした。この集合体に、以下の表３に示す組成を有する処理液Ａ−１を塗布した後に乾燥させ、第１の被覆層により被覆されたストランド集合体を得た。処理液Ａ−１の塗布は、集合体１００重量部に対して、処理液Ａにおける固形分が２０重量部となるように行い、乾燥は２８０℃の雰囲気下において２分間保持することにより行った。【００６７】
【表３】
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【００６８】
次に、第１の被覆層が形成された集合体を、長さ方向に２．５４ｃｍあたり２．１回下撚りして糸を形成し、形成した糸を１１本合糸して、長さ方向に２．５４ｃｍあたり２．１回さらに上撚りした。なお、下撚りと上撚りの方向は互いに逆方向とした。【００６９】
次に、撚りを加えた糸に、以下の表４に示す組成を有する処理液Ｂ−１を塗布した後に乾燥させて、第２の被覆層により被覆された線径０．９５ｍｍのゴム補強用コード（サンプル１）を作製した。処理液Ｂ−１の塗布にあたっては、処理液Ｂ−１における溶媒以外の物質の量が上記糸の重量の３重量％となるように行った。乾燥は、自然乾燥とした。【００７０】
【表４】
0004755994.tif 000005
【００７１】
このように作製したサンプル１の引張強度および破断伸びを測定したところ、それぞれ１０７８Ｎおよび３．６％であった。なお、サンプル１に対する引張強度および破断伸びの測定は、それぞれ、オートグラフ（島津製作所製、ＡＧ−１０ＫＮＩ型）にサンプル１をセットして引張速度２５０ｍｍ／分で引っ張り、サンプル１が破断した時の荷重および伸びを測定することにより求めた。上記荷重が引張強度に、上記伸びが破断伸びに対応する。引張強度および破断伸びの測定方法は、以降の実施例、比較例においても同様である。【００７２】
（実施例２）
第１の被覆層を形成するための処理液Ａとして表３に示す処理液Ａ−２を用い、第２の被覆層を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして、第１の被覆層により被覆された線径０．９ｍｍのゴム補強用コード（サンプル２）を作製した。【００７３】
このように作製したサンプル２の引張強度および破断伸びを測定したところ、それぞれ１０００Ｎおよび３．８％であった。【００７４】
（実施例３）
第１の被覆層を形成するための処理液Ａとして表３に示す処理液Ａ−２を用い、第２の被覆層を形成するための処理液Ｂとして以下の表５に示す処理液Ｂ−２を用いた以外は、実施例１と同様にして、第２の被覆層により被覆された線径０．９５ｍｍのゴム補強用コード（サンプル３）を作製した。【００７５】
【表５】
0004755994.tif 000006
【００７６】
このように作製したサンプル３の引張強度および破断伸びを測定したところ、それぞれ１０２９Ｎおよび３．７％であった。【００７７】
（比較例１）
ガラス原料としてＵガラス（日本板硝子社製）を用い、実施例１と同様にして、高強度ガラスフィラメント（直径７μｍ）を形成した。形成したフィラメントの弾性率を実施例１と同様に測定したところ、９１．８ＧＰａであった。【００７８】
次に、形成した高強度ガラスフィラメントを用いた以外は、実施例１と同様にして、線径０．９５ｍｍのゴム補強用コード（サンプルＡ）を作製した。【００７９】
このように作製したサンプルＡの引張強度および破断伸びを測定したところ、それぞれ１０２９Ｎおよび４．４％であった。【００８０】
（比較例２）
比較例１で形成した高強度ガラスフィラメントを用いた以外は、実施例２と同様にして、線径０．９ｍｍのゴム補強用コード（サンプルＢ）を作製した。【００８１】
このように作製したサンプルＢの引張強度および破断伸びを測定したところ、それぞれ９６０Ｎおよび４．４％であった。【００８２】
（比較例３）
比較例１で形成した高強度ガラスフィラメントを用いた以外は、実施例３と同様にして、線径０．９５ｍｍのゴム補強用コード（サンプルＣ）を作製した。【００８３】
このように作製したサンプルＣの引張強度および破断伸びを測定したところ、それぞれ９８０Ｎおよび４．３％であった。【００８４】
（比較例４）
ガラス原料としてＵガラス（日本板硝子社製）を用い、実施例１と同様にして、高強度ガラスフィラメント（直径６．５μｍ）を形成した。形成したフィラメントの弾性率を実施例１と同様に測定したところ、９１．８ＧＰａであった。【００８５】
次に、形成した高強度ガラスフィラメントを用い、第１の被覆剤を形成する処理液Ａとして表３に示す処理液Ａ−３を用いた以外は、実施例１と同様にして、線径０．９５ｍｍのゴム補強用コード（サンプルＤ）を作製した。【００８６】
このように作製したサンプルＤの引張強度および破断伸びを測定したところ、それぞれ１０３９Ｎおよび４．４％であった。【００８７】
（比較例５）
ガラス原料として汎用の無アルカリガラスであるＥガラスを用い、実施例１と同様にして、Ｅガラスフィラメント（直径７μｍ）を形成した。形成したフィラメントの弾性率を実施例１と同様に測定したところ、８６．１ＧＰａであった。【００８８】
次に、形成したＥガラスフィラメントを用いた以外は、実施例１と同様にして、線径０．９５ｍｍのゴム補強用コード（サンプルＥ）を作製した。【００８９】
このように作製したサンプルＥの引張強度および破断伸びを測定したところ、それぞれ６６６Ｎおよび３．９％であった。【００９０】
サンプル１〜３およびサンプルＡ〜Ｅにおける引張強度および破断伸びの測定結果を、以下の表６にまとめて示す。【００９１】
【表６】
0004755994.tif 000007
【００９２】
表６に示すように、サンプル１〜３の引張強度は、Ｅガラスフィラメントを用いたサンプルＥに比べて大幅に大きくなり、高強度ガラスフィラメントを用いたサンプルＡ〜Ｄと同程度以上となった。また、サンプル１〜３の破断伸びは、サンプルＡ〜Ｅ、特に高強度ガラスフィラメントを用いたサンプルＡ〜Ｄ、に比べて大きく低減できた。【００９３】
（実施例４）
実施例１〜３において作製したサンプル１〜３を、それぞれ長さ４０ｍｍに切断した後、以下の表７に示す組成を有するシート状（サイズ３０ｍｍ×４０ｍｍ、厚さ１ｍｍ）のマトリクスゴム前駆体Ｃ−１の表面に、各サンプルの長さ方向と前駆体の長辺方向とが一致するように、それぞれ配置した。各サンプルは、前駆体の表面における短辺方向の幅２５ｍｍの範囲に、隣り合うサンプルが互いに平行になるように隙間なく配置した。【００９４】
【表７】
0004755994.tif 000008
【００９５】
次に、各サンプルを表面に配置した前駆体Ｃ−１を、その両面から１５０℃で３０分間熱プレスした。前駆体Ｃ−１は、その成分として加硫剤を含むため、熱プレスにより加硫されたマトリクスゴムとなり、補強用コードが埋め込まれたゴムサンプルを作製できた。【００９６】
次に、上記のように作製したゴムサンプルについて、マトリクスゴムの端部と、マトリクスゴムにおける当該端部とは反対側の端部から露出しているコードの端部とを、それぞれ別個のクリップに固定し、当該クリップを互いに逆方向に引っ張ることで、コードとマトリクスゴムとを機械的に分離させ、破壊する試験（破壊試験）を行った。破壊試験の結果を以下の表８に示す。【００９７】
なお、この試験における破壊形態の評価は、以下の３つのカテゴリーに分類することにより行った。カテゴリー３からカテゴリー１の順に、補強用コードとマトリクスゴムとの接着性がより良好であることを示す。【００９８】
カテゴリー１「ゴム破壊」−補強用コードとマトリクスゴムとの接着界面に変化がなく、マトリクスゴムの内部で破壊が生じている。補強用コードとマトリクスゴムとの接着性が良好であることを示す。【００９９】
カテゴリー２「部分ゴム破壊」−補強用コードとマトリクスゴムとの接着界面部分で剥離が生じており、マトリクスゴムの内部にも破壊が見られる。補強用コードとマトリクスゴムとの接着性が、上記「ゴム破壊」と以下の「界面剥離」との中間であることを示す。【０１００】
カテゴリー３「界面剥離」−補強用コードとマトリクスゴムとの接着界面部分で剥離が生じているが、マトリクスゴムの内部に目立った破壊は見られない。補強用コードとマトリクスゴムとの接着性が劣ることを示す。【０１０１】
破壊形態の評価は、以降の実施例および比較例においても同様に行った。【０１０２】
（実施例５）
マトリクスゴム前駆体として、表７に示す組成を有する前駆体Ｃ−２を用い、熱プレスの条件を１６０℃、３０分間とした以外は、実施例４と同様にして、補強用コードが埋め込まれたゴムサンプルを作製した。【０１０３】
上記のように作製したゴムサンプルについて、実施例４と同様に破壊試験を行った。その結果を以下の表８に示す。【０１０４】
（比較例６）
補強用コードとして、サンプルＡ〜Ｅを用いた以外は、実施例４と同様にして、補強用コードが埋め込まれたゴムサンプルを作製した。【０１０５】
上記のように作製したゴムサンプルについて、実施例４と同様に、破壊試験を行った。結果を以下の表８に示す。【０１０６】
（比較例７）
補強用コードとして、サンプルＡ〜Ｅを用いた以外は、実施例５と同様にして、補強用コードが埋め込まれたゴムサンプルを作製した。【０１０７】
上記のように作製したゴムサンプルについて、実施例４と同様に、破壊試験を行った。結果を以下の表８に示す。【０１０８】
（実施例６）
実施例１〜３において作製したサンプル１〜３を、それぞれ長さ２００ｍｍに切断した後、表７に示す組成を有するシート状（サイズ２００ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ１ｍｍ）のマトリクスゴム前駆体Ｃ−１の表面に、各サンプルの長さ方向と前駆体の長辺方向とが一致するように、それぞれ配置した。各サンプルは、前駆体の表面における短辺方向の幅１０ｍｍの範囲に、隣り合うサンプルが互いに平行になるように２本配置した
次に、実施例４と同様に熱プレスを行い、補強用コードが埋め込まれたゴムサンプルを作製した。【０１０９】
上記のように作製したゴムサンプルについて、負荷を５ｋｇとした屈曲試験を実施し、試験の前後における各ゴムサンプルの強度を各々測定して、ゴムサンプルの強度保持率を評価した。強度保持率は、ゴムサンプルの耐屈曲疲労特性を反映すると考えられる。屈曲試験は、直径１０ｍｍのローラーを移動距離１００ｍｍおよび周期２０Ｈｚで往復運動させることによりゴムサンプルを屈曲させて行い、試験条件は、１２０℃環境下２４時間とした。強度保持率は、試験前の各ゴムサンプルの強度をＳａ、試験後の各ゴムサンプルの強度をＳｂとして、強度保持率＝（Ｓａ−Ｓｂ）／Ｓａ×１００（％）の式により求めた。【０１１０】
強度保持率の結果を以下の表８に示す。【０１１１】
（実施例７）
マトリクスゴム前駆体として、表７に示す組成を有する前駆体Ｃ−２を用い、熱プレスの条件を１６０℃、３０分間とした以外は、実施例６と同様にして、補強用コードが埋め込まれたゴムサンプルを作製した。【０１１２】
上記のように作製したゴムサンプルについて、実施例６と同様に、強度保持率を求めることにより耐屈曲疲労特性を評価した。結果を以下の表８に示す。【０１１３】
（比較例８）
補強用コードとして、サンプルＡ〜Ｅを用いた以外は、実施例６と同様にして、補強用コードが埋め込まれたゴムサンプルを作製した。【０１１４】
上記のように作製したゴムサンプルについて、実施例６と同様に、強度保持率を求めることにより耐屈曲疲労特性を評価した。結果を以下の表８に示す。【０１１５】
（比較例９）
補強用コードとして、サンプルＡ〜Ｅを用いた以外は、実施例７と同様にして、補強用コードが埋め込まれたゴムサンプルを作製した。【０１１６】
上記のように作製したゴムサンプルについて、実施例６と同様に、強度保持率を求めることにより耐屈曲疲労特性を評価した。結果を以下の表８に示す。【０１１７】
【表８】
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【０１１８】
表８に示すように、サンプル１とマトリクスゴムＣ−２との組み合わせでは、破壊試験において界面剥離が確認された。しかし、この組み合わせと同様の被覆層を有するサンプルＡとマトリクスゴムＣ−２との組み合わせに比べると、その強度保持率を向上できた。【０１１９】
同様に全ての組み合わせにおいて、サンプルＡ〜Ｅを用いた場合に比べて、サンプル１〜３を用いたゴムサンプルの強度保持率を向上できた。【０１２０】
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べての変更はそれに含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明によれば、Ｅガラス繊維や高強度ガラス繊維を備える従来のゴム補強用コードに比べて、高負荷での使用により耐えうるゴム補強用コードと、それを用いたゴムベルトとを提供できる。
【図１】
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