專利名稱：復(fù)合簾線及橡膠制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于橡膠帶(rubber belt)、輪胎等橡膠制品補強用的耐彎曲性(耐撓曲性；flexing resistance)及尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良的復(fù)合簾線(混和型線；hybrid cord)和用該復(fù)合簾線補強的橡膠制品。
背景技術(shù)：
為了提高橡膠帶、橡膠輪胎等橡膠制品的強度、耐久性，要在橡膠制品內(nèi)埋置補強用纖維。
作為該補強用纖維，可以舉出玻璃纖維、以維尼綸纖維為代表的聚乙烯醇纖維、聚酯纖維、尼龍、芳族聚酰胺(芳香族聚酰胺)等聚酰胺纖維、碳纖維、聚對亞苯基苯并惡唑纖維等。其中，以玻璃纖維和芳族聚酰胺纖維為佳，被廣泛使用。
作為橡膠補強用簾線，玻璃纖維簾線雖然尺寸穩(wěn)定性高，但在用小徑皮帶輪等長時間賦予彎曲時，其強度保持率比芳族聚酰胺纖維簾線差。另一方面，芳族聚酰胺纖維簾線雖然彎曲特性良好，但尺寸穩(wěn)定性比玻璃纖維簾線差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的復(fù)合簾線是具有被捻合的至少1根玻璃纖維線股(單紗；Strand)和數(shù)根芳族聚酰胺纖維線股的復(fù)合簾線，該玻璃纖維線股被配置在該復(fù)合簾線的中央側(cè)，芳族聚酰胺纖維線股被配置在該玻璃纖維線股的周圍。
本發(fā)明提供尺寸穩(wěn)定性和彎曲性能優(yōu)良的復(fù)合簾線，以及用該復(fù)合簾線補強的橡膠制品。
如上所述，芳族聚酰胺纖維簾線在制帶的場合，雖然彎曲疲勞性能比玻璃纖維簾線優(yōu)良，但尺寸穩(wěn)定性比玻璃纖維簾線差。另一方面，玻璃纖維簾線的尺寸穩(wěn)定性良好，但彎曲疲勞性能比芳族聚酰胺纖維簾線差。本發(fā)明的復(fù)合簾線同時具有玻璃纖維簾線所具有的尺寸穩(wěn)定性和芳族聚酰胺纖維簾線所具有的彎曲疲勞性能。
為了提高橡膠補強用簾線的耐彎曲性，該簾線的線股被加捻。
用橡膠補強用簾線補強的膠帶在彎曲的場合下，隨著簾線直徑變粗，簾線的接觸皮帶輪的那一側(cè)更強地受到壓縮，其相反側(cè)更強地受到拉伸。因此，對于玻璃纖維簾線而言，如果使簾線直徑變細，就可以減小壓縮-拉伸之差，從而提高彎曲性能。
由于芳族聚酰胺纖維簾線的纖維伸長率比玻璃纖維簾線的大，因此尺寸穩(wěn)定性比玻璃纖維簾線的差。
本發(fā)明的復(fù)合簾線具有由尺寸穩(wěn)定性良好的玻璃纖維線股構(gòu)成的芯材和配置在該芯材周圍的芳族聚酰胺纖維線股。由于用玻璃纖維線股制的芯材來防止芳族聚酰胺纖維線股的伸長，因此，本發(fā)明的復(fù)合簾線具有良好的尺寸穩(wěn)定性。配置在芯材周圍的芳族聚酰胺纖維線股將其所具有的優(yōu)良的彎曲性能賦予簾線。
對于本發(fā)明的復(fù)合簾線，玻璃纖維線股僅處于簾線的中央部位。玻璃纖維線股也可以數(shù)根合并在一起。為了提高簾線的彎曲特性，該玻璃纖維簾線優(yōu)選具有小直徑。
本發(fā)明的橡膠制品具有橡膠和配置在該橡膠內(nèi)的上述復(fù)合簾線。該橡膠制品優(yōu)選含有10～70重量％的復(fù)合簾線。
附圖的簡單說明圖1為實施方案中所說的復(fù)合簾線的截面圖。
圖2為示出復(fù)合簾線制造方法的示意性的斜視圖。
圖3為實施例和比較例中的彎曲特性試驗法的說明圖。
發(fā)明的優(yōu)選方案以下，參照


優(yōu)選的方案。圖1是實施方案中所說的復(fù)合簾線的截面圖，圖2是示出復(fù)合簾線制造方法的示意性的斜視圖。
如圖1所示，該復(fù)合簾線1具有在與長度方向垂直的截面中央配置的至少1根玻璃纖維線股2和在其周圍配置的數(shù)根芳族聚酰胺纖維線股3。
用于玻璃纖維線股的玻璃纖維的單絲(單纖維；filament)，可以是E玻璃纖維單絲、高強度玻璃纖維單絲。
用于芳族聚酰胺纖維線股的芳族聚酰胺纖維，可以是對位芳族聚酰胺纖維或間位芳族聚酰胺纖維。對位芳族聚酰胺纖維的單絲可以以注冊商標(biāo)テクノ一ラ(TECHNORORA)(共聚對亞苯基-3，4′-氧基二亞苯基·對苯二酰胺帝人株式會社)、注冊商標(biāo)トワロン(Twaron)(聚對亞苯基對苯二酰胺帝人トワロン株式會社)的形式獲得。間位芳族聚酰胺纖維的單絲可以以注冊商標(biāo)コ一ネックス(CONEX)(聚間亞苯基間苯二酰胺帝人株式會社)的形式獲得。但是，芳族聚酰胺并不限于這些。
如圖2所示，為了制造復(fù)合簾線1，使用具有中心部導(dǎo)向孔4和外周部導(dǎo)向孔5的導(dǎo)向器6。外周部導(dǎo)向孔5被配置在距離中心部導(dǎo)向孔4的中心大致等半徑的位置上。
各孔4、5的內(nèi)周面和邊緣部由高滑動性的陶瓷構(gòu)成。使初捻的數(shù)根玻璃纖維線股2通過中心部導(dǎo)向孔4，使初捻的芳族聚酰胺纖維線股3通過多個外周部導(dǎo)向孔5。對這些線股2、3進行終捻，形成復(fù)合簾線1。該終捻的捻數(shù)優(yōu)選為1～10turns/25mm左右。
本發(fā)明中，優(yōu)選是將經(jīng)過RFL處理的玻璃纖維單絲集束在一起，形成線股，將所定根數(shù)的線股以1～10turns/25mm的捻數(shù)進行初捻。另外，優(yōu)選將同樣經(jīng)過RFL處理的芳族聚酰胺纖維單絲按所定根數(shù)集束起來，以1～10turns/25mm的捻數(shù)進行初捻。
該RFL處理是將單絲浸漬在以間苯二酚和福爾馬林的初期縮合物與膠乳的混合物為主要成分的處理液(以下稱為RFL)中后，施行熱處理(加熱處理)的處理。作為該RFL處理中使用的膠乳，可以舉出丙烯酸橡膠系膠乳、聚氨酯系膠乳、苯乙烯·丁二烯橡膠系膠乳、腈橡膠(nitrilerubber)系膠乳、氯磺化聚乙烯系膠乳、以及它們的改性膠乳、和其混合體系等，對此沒有特別的限制。
本發(fā)明中，也可以在如圖2制造的復(fù)合簾線的表面上形成橡膠覆膜，施行提高與橡膠的親合性的外涂膜處理。作為該外涂膜處理用的橡膠，可以使用氫化腈橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氯丁二烯橡膠、天然橡膠、聚氨酯橡膠等。多數(shù)場合下，使用與成型橡膠相同的配合的橡膠，但對此沒有特別的限制。
本發(fā)明的復(fù)合簾線，適用于移動帶等帶和履帶等的補強，但也適用于其他橡膠構(gòu)件的補強。該橡膠制品中，優(yōu)選含有占橡膠制品重量10～70重量％左右的復(fù)合簾線。
實施例以下說明本發(fā)明的實施例。
實施例1將3條由纖維直徑7μ的單絲200根構(gòu)成的高強度玻璃纖維線股不加捻地合并在一起，用含有氯磺化聚乙烯系膠乳的RFL進行RFL處理，并使RFL附著率按固形物量計達到約25重量％。
另外，與玻璃纖維單絲同樣，將纖維直徑12μ、400旦的芳族聚酰胺纖維單絲(株式會社帝人制TECHNORA)進行RFL處理，并使附著率按固形物量計達到約25重量％。
分別對進行了RFL處理的玻璃纖維單絲和芳族聚酰胺纖維單絲以2turns/25mm的捻數(shù)進行初捻，制成玻璃纖維線股和芳族聚酰胺纖維線股。
接著，將玻璃纖維線股3根穿過圖2所示的導(dǎo)向器6的中心部導(dǎo)向孔4，將芳族聚酰胺纖維線股8根每孔1根地同樣分別穿過圖2的導(dǎo)向器6的外周側(cè)的8個導(dǎo)向孔5，在與初捻相反的加捻方向，以2turns/25mm的捻數(shù)進行終捻。由此獲得3根玻璃纖維線股配置在中央側(cè)、8根芳族聚酰胺纖維線股配置在其周圍的玻璃纖維-芳族聚酰胺纖維復(fù)合的終捻簾線。
為了進一步提高與基質(zhì)樹脂的粘接性，使用配合了氯磺化聚乙烯橡膠和氯丁二烯橡膠的外涂膜處理液對獲得的終捻簾線進行外涂膜處理，制成玻璃纖維-芳族聚酰胺纖維復(fù)合簾線。
這樣獲得的玻璃纖維-芳族聚酰胺纖維復(fù)合簾線的斷裂時的伸長率為4.60％。
其次，將該玻璃纖維-芳族聚酰胺纖維復(fù)合簾線與氫化腈橡膠(以下稱為HSN)一起進行加壓加熱處理，成型為埋置1根玻璃纖維-芳族聚酰胺纖維復(fù)合簾線的HSN橡膠成型物。
以10mm的帶寬切斷該HSN橡膠成型物，并使玻璃纖維-芳族聚酰胺纖維復(fù)合簾線處于橡膠成型物的中心，制造帶成型物。
如圖3所示，將該帶成型物10安裝到由1個直徑φ25mm的平皮帶輪11、馬達12、4個導(dǎo)向輪13構(gòu)成的試驗裝置的該皮帶輪11、13上。然后，用馬達12使帶成型物往復(fù)運動，使其在沿著平皮帶輪11的地方反復(fù)彎曲。在初期張力20N下，在室溫中彎曲100000次，為了評價彎曲疲勞特性，求出彎曲之后的強度和保持率。
其結(jié)果，該帶成型物彎曲后的強度為880N，強度保持率為87％實施例2與實施例1同樣地進行RFL處理，以使RFL對玻璃纖維單絲和芳族聚酰胺纖維單絲的附著率按固形物量計達到約20重量％。與實施例1同樣地分別對各纖維單絲進行初捻、終捻和外涂膜處理。使用4根該玻璃纖維線股和7根芳族聚酰胺纖維線股，與實施例1同樣地制造玻璃纖維-芳族聚酰胺纖維復(fù)合簾線。接著，使用該復(fù)合簾線，與實施例1同樣地制造膠帶。
獲得的復(fù)合簾線的斷裂時的伸長率為4.52％。另外，膠帶的彎曲試驗結(jié)果，彎曲后的強度為845N，強度保持率為83％。
實施例3使用RFL附著率按固形物量計為約15重量％的玻璃纖維單絲和芳族聚酰胺纖維單絲，進行與實施例1、2同樣的操作。使用5根該玻璃纖維線股和6根芳族聚酰胺纖維線股，與實施例1同樣地制造復(fù)合簾線，并使用該復(fù)合簾線，與實施例1同樣地制造膠帶。
獲得的復(fù)合簾線的斷裂時的伸長率為4.56％，所制造的膠帶的彎曲試驗結(jié)果，彎曲后的強度為820N，強度保持率為80％。
比較例1～3比較例1中，將與上述實施例1相同的玻璃纖維線股3根和芳族聚酰胺纖維8根無規(guī)地進行混捻形成簾線，比較例2中，只由玻璃纖維線股11根構(gòu)成簾線，而比較例3中，只由芳族聚酰胺纖維線股11根構(gòu)成簾線，分別測定這些簾線的斷裂時的伸長率。另外，求出使用各自的簾線成型的帶的彎曲后的強度和強度保持率。這些結(jié)果皆示于表1中。
表1

由表1看出，本發(fā)明的玻璃纖維-芳族聚酰胺纖維復(fù)合簾線，在具有與比較例2的玻璃纖維簾線同等的優(yōu)良的斷裂伸長率的同時，具有與比較例3的芳族聚酰胺纖維同等的優(yōu)良的彎曲性能。另外，使用該玻璃纖維-芳族聚酰胺纖維復(fù)合簾線成型的帶，在彎曲后的強度和保持率方面，具有與芳族聚酰胺纖維簾線同等的優(yōu)良的特性。比較例1的伸長率、強度和強度保持率皆比實施例1～3的差。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性如以上所述，根據(jù)本發(fā)明，提供一種作為橡膠補強用簾線其尺寸穩(wěn)定性、彎曲性能兩方面皆優(yōu)良的復(fù)合簾線、以及用該復(fù)合簾線補強的橡膠制品。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合簾線，它是具有被捻合的至少1根玻璃纖維線股和數(shù)根芳族聚酰胺纖維線股的復(fù)合簾線，該玻璃纖維的線股被配置在該復(fù)合簾線的中央側(cè)，芳族聚酰胺纖維的線股被配置在該玻璃纖維的線股的周圍。
2.權(quán)利要求1所述的復(fù)合簾線，其特征在于，上述玻璃纖維線股和芳族聚酰胺纖維線股是分別以1～10turns/25mm的捻數(shù)被初捻的線股。
3.權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合簾線，其特征在于，經(jīng)過初捻的玻璃纖維線股與經(jīng)過初捻的芳族聚酰胺纖維線股以1～10turns/25mm的捻數(shù)進行終捻。
4.權(quán)利要求1～3中的任一項所述的復(fù)合簾線，其特征在于，上述玻璃纖維與芳族聚酰胺纖維是分別進行了RFL處理的。
5.權(quán)利要求4所述的復(fù)合簾線，其中，RFL處理是將單絲浸漬在以間苯二酚和福爾馬林的初期縮合物與膠乳的混合物為主成分的處理液中后，施行加熱處理的處理。
6.權(quán)利要求5所述的復(fù)合簾線，其特征在于，膠乳為丙烯酸橡膠系膠乳、聚氨酯系膠乳、苯乙烯·丁二烯橡膠系膠乳、腈橡膠系膠乳、氯磺化聚乙烯系膠乳、以及它們的改性膠乳中的至少1種。
7.權(quán)利要求4～6中的任一項所述的復(fù)合簾線，其特征在于，RFL處理液，相對于復(fù)合簾線，按固形物量計以5～30重量％的量附著。
8.權(quán)利要求1～7中的任一項所述的復(fù)合簾線，其特征在于，還具有保護復(fù)合簾線的橡膠覆膜。
9.權(quán)利要求8所述的復(fù)合簾線，其特征在于，橡膠覆膜為由從氫化腈橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氯丁二烯橡膠、天然橡膠和聚氨酯橡膠中選出的至少1種構(gòu)成。
10.權(quán)利要求8或9所述的復(fù)合簾線，其特征在于，相對于復(fù)合簾線，橡膠覆膜以2～10重量％的量附著。
11.一種橡膠制品，其特征在于，在具有橡膠和該橡膠內(nèi)的補強用簾線的被補強的橡膠制品中，該簾線為權(quán)利要求1～10中的任一項所述的復(fù)合簾線。
12.權(quán)利要求11所述的橡膠制品，其特征在于，含有復(fù)合簾線10～70重量％。
全文摘要
提供一種作為橡膠補強用簾線其尺寸穩(wěn)定性、彎曲性能兩方面皆優(yōu)良的復(fù)合簾線、以及用該復(fù)合簾線補強的橡膠制品。復(fù)合簾線1具有在中央配置的玻璃纖維線股2和在其周圍配置的芳族聚酰胺纖維線股3。將經(jīng)過RFL處理的玻璃纖維單絲集束，形成線股，將多根的線股以1～10turns/25mm的捻數(shù)進行初捻。將經(jīng)過RFL處理的芳族聚酰胺纖維單絲多根集束起來，以1～10turns/25mm的捻數(shù)進行初捻。將初捻的玻璃纖維線股2配置在中央，將芳族聚酰胺纖維線股3在與初捻相反的方向上終捻在其周圍。進而進行外涂膜處理，形成橡膠覆膜。
文檔編號D02G3/18GK1476498SQ02803006
公開日2004年2月18日 申請日期2002年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月24日
發(fā)明者古川雅嗣, 中村賢一, 前田健, 一 申請人:日本板硝子株式會社