JP2006103883A - 有機繊維コードの連結方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 連結部におけるコード直径の増大を抑制することにより、インサータを通過させる際における連結部での引っ掛かり等を防止して、連結部に起因する断線を防止することができる有機繊維コードの連結方法を提供する。
【解決手段】 少なくとも２本のマルチフィラメント糸を同一方向に撚ることで形成される２本の有機繊維コードの端部同士を連結する有機繊維コードの連結方法である。連結すべき２本の有機繊維コードの端部同士を溶着して連結部を形成する工程（イ）と、溶着された連結部を仕上げ加工する工程（ロ）と、を含む。前記工程（イ）における溶着を行う前に、連結すべき２本の有機繊維コードの端部同士を空気継ぎによって連結させて連結部を形成してもよい。
【選択図】 なし

Description

本発明は、有機繊維コードの連結方法に関し、詳しくは、ベルト、ホース、タイヤ等のプラスチック、ゴム製品の補強材として用いられる有機繊維コードの連結方法に関する。本発明は、インシュレーション製法において有機繊維コードを一定間隔に整列させてゴムで被覆するにあたり、該有機繊維コードを穴の開いた治工具（以下「インサータ」と称する）へ通しゴムを被覆する工程において、特に有効なものである。

空気入りタイヤやコンベアベルト、ホース等の各種ゴム製品においては、補強材として、有機繊維（テキスタイル）や金属繊維を用いた補強コードが使用されている。このうち、有機繊維コードとしては、一般に、複数本のモノフィラメントの集合体であるマルチフィラメントに撚りをかけ、これを２本または３本で撚り合わせてなる撚りコードが用いられるが、かかる有機繊維コードを製造する際には長さにバラツキを生ずる場合があり、また、用途によっては極めて長尺の撚りコードを必要とする場合もある。従って、このような場合には、有機繊維コード同士を端部で連結させることが必要となる。

従来、手作業で有機繊維コードを連結する一般的な方法として、電動ミシンによる縫い合わせ連結が行われていたが、この方法では、縫い合わせ部の両端に終端糸が生じ、装置停止やコード切れなどの問題を生ずる場合があった。また、ノッターと呼ばれる装置を用いたコード連結方法も知られているが、作業に長時間を要し、連結後にさらに撚り戻し作業が必要であるなど、作業性に劣るものであった。

このような問題点を改善する既知の方法として、２本の有機繊維コードの端部同士を空気スプライシング法と呼ばれる繊維の絡み合いにより連結させる手法が知られている。

また、特許文献１には、マルチフィラメント糸を撚ることで形成される２本の線材組立体の端部同士を連結するにあたり、その端部を糸が互いに分離するように撚り戻して自由端部を形成する段階と、各線材組立体の自由端部に同数の糸接合対を形成する段階と、各接合対における少なくとも一部のフィラメントを撚り戻す段階と、撚り戻した部分を接合対において並置し軸方向に位置が偏った接合区域を形成する段階と、２本の糸のフィラメントを各接合区域において組合わせる段階と、すべての糸を線材組立体の撚り方向と同じ方向に撚ることで組合わせる段階と、を有する連結方法が記載されている。この連結方法によれば、終端糸の発生はなく、連結時間も短縮可能であるとともに、連結部となる接合区域が２箇所に分散されているため、連結部の膨らみを小さくできるという利点も得られる。
特許３２４１３７７号公報（特許請求の範囲等）

ところで、インシュレーション製法において有機繊維コードに対し押出機を用いてゴムのコーティングを行う場合、有機繊維コードは、通常、接着剤へのディップ工程を経た後、インサータを介して配列されて、ゴムコーティングを行うための押出機内に導入される。この際、通常、有機繊維コードの直径に対して１２０〜１３０％の穴径を有するインサータが使用されるが、上述の上記空気スプライシング法や、特許文献１記載の連結方法では、有機繊維コードの連結部の直径が該コードの直径の１４０〜１６０％の径となり、インサータでの詰まりや、コード連結部での引掛りによりコード切れが発生し、ゴムを被覆する工程の生産性が低下するという問題点があった。一方、有機繊維コードの連結部のインサータ通過を可能とする治工具の穴径を大きくすると（例えば、コード直径に対して１３０％以上）、コードの間隔が不均一となり、該コードを補強材として使用する製品の性能および耐久性に影響を及ぼすことになる。

また、インシュレーション製法において、連結部がある有機繊維コードを使用しない場合には、有機繊維コードを生産する前工程、あるいは、インシュレーション工程においてスクラップ量が増大するという問題があり、スクラップ量増大の結果、生産コストの増大を招くという問題がある。

そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題を解消して、連結部におけるコード直径の増大を抑制することにより、インサータを通過させる際における連結部での引っ掛かり等を防止して、連結部に起因する断線を防止することができる有機繊維コードの連結方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明者は鋭意検討した結果、所定の条件下で有機繊維コードの端部同士を溶着して連結部を形成する手法を採用することで、上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明に有機繊維コードの連結方法は、少なくとも２本のマルチフィラメント糸を同一方向に撚ることで形成される２本の有機繊維コードの端部同士を連結する有機繊維コードの連結方法において、
連結すべき２本の有機繊維コードの端部同士を溶着して連結部を形成する工程（イ）と、
溶着された連結部を仕上げ加工する工程（ロ）と、
を含むことを特徴とするものである。

本発明の連結方法においては、前記工程（イ）における溶着を行う前に、連結すべき２本の有機繊維コードの端部同士を空気継ぎによって連結させて連結部を形成する工程（ハ）を好適に含めることができる。また、前記工程（イ）における溶着は、好ましくは所定温度に加熱した金型による溶融圧着、または超音波発熱による溶着である。さらに、前記有機繊維コードの融点は、好ましくは３００℃以下である。

本発明によれば、連結部におけるコード直径の増大を抑制することができ、これにより、インサータ通過時における連結部での引っ掛かりや連結部の抵抗の増大に起因するフィラメントの断線を防止することが可能となる。従って、本発明によれば、連結部を有する有機繊維コードを用いても、歩留良くゴムコーティング等の工程を行うことが可能となる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、詳細に説明する。
先ず、連結すべき２本の有機繊維コードの端部同士を溶着して連結部を形成する工程（イ）における溶着の前処理について説明する。なお、連結すべき２本の有機繊維コードの端部同士についての前処理は特に制限されるべきものではないが、以下の前処理を施すことが好ましい。

図１は、相互に接合すべき有機繊維コード１０、２０を示す図であり、各有機繊維コード１０、２０を構成する２本のマルチフィラメントが撚り合わされた状態にある。なお、図１では２本のマルチフィラメントからなる有機繊維コード１０、２０を示すが、マルチフィラメントの本数は２本に限定されず、３本以上であってもよい。

図２は、有機繊維コード１０、２０の撚り戻し操作を実施する前で、互いに分離されたマルチフィラメントの自由部分１１、２１で２つの対を示している。

図３は、マルチフィラメントの自由部分１１、２１を撚り戻すことで、自由部分１１、２１に形成された各接合区域３０を示している。図４は、マルチフィラメントの自由部分１１、２１を一対の接合区域３０において相互に接合するために、空気乱流を使用することなくこれらの自由端をからませた状態を示している。

一方、図５は、連結すべき２本の有機繊維コードの端部同士を空気継ぎによって連結させて連結部を形成する工程（ハ）を示しており、各接合区域３０において空気乱流を使用してマルチフィラメントの自由部分１１、２１の連結を実施して、各螺旋構造を生ぜしめている。

図６は、次の溶着に供する有機繊維コード４０を示している。このコード４０は、図５に示す各コード１０、２０に別々に作用する回転手段を反対方向に回転させるとともに、撚り戻し操作の間互いに離れる方向に動かし、撚り操作の間互いに近づく方向に動かすことで構成される。なお、溶着の前処理である上述の処理はいずれも既知であり、例えば、特許３２４１３７７号公報記載の方法により行うことができる。

上述の有機繊維コード４０の接合区域３０に対して行う溶着方法は、特に制限されるべきものではなく、例えば、溶融圧着、超音波、高周波、振動、レーザー等を用いた溶着方法を好適に用いることができる。好ましくは、使用する有機繊維コードの材質に応じて適宜所定温度に加熱した金型による溶融圧着、または超音波振動によるフィラメント自身の発熱による溶着である。図７は、有機繊維コード４０の接合区域３０に対し溶融圧着を施す際に使用する金型５０を示す。

本発明で使用する有機繊維コードは、良好に溶着を行わしめるという観点から融点３００℃以下であるマルチフィラメントから構成されていることが好ましい。かかる有機繊維コードとしては、所定デニールの有機繊維のマルチフィラメント原糸、例えば、９４０ｄｔｅｘ、１１００ｄｔｅｘ、１４００ｄｔｅｘ、２１００ｄｔｅｘの原糸を用いることができ、有機繊維コードとしては、これらマルチフィラメントに下撚を施してから２本合わせてさらに上撚を施してなる、例えば、９４０ｄｔｅｘ／２、１１００ｄｔｅｘ／２、１４００ｄｔｅｘ／２、２１００ｄｔｅｘ／２のコードが使用可能である。マルチフィラメント原糸としては、例えば、ナイロン６やナイロン６６、芳香族ポリアミド等のポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル繊維の原糸などを挙げることができる。

次に、溶着された連結部を仕上げ加工する工程（ロ）においては、連結部が所定の直径となるようにバリ取りの仕上げ加工を行う。溶着後、図８に示すように、コード４０の連結部４１にバリ４２が生ずるので、そのバリをハサミ、カッター等で削除して、所定の連結部径、好ましくはコード径に対し１２０％以下の連結部径とする。

また、本発明の補強用コードは、ディップ処理を経て、ゴムをコーティングすることにより、例えば、空気入りタイヤの補強部材としてのカーカスに好適に適用することができる。これらディップ工程およびゴムコーティング工程については、常法に従い行えばよく、本発明により特に制限されるものではないが、本発明は特に、ゴムコーティング工程において、インサータを用いて補強用コードを整列させ、押出機に導入してゴムで被覆する手法を用いる場合に、より効果的である。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１
各２本のマルチフィラメントがそれぞれ撚り合わされてなる有機繊維コード１０および２０（材質：ポリエチレンテレフタレート、１１００ｄｔｅｘ／２）を、図１〜３および図５に示すようにして端部同士を空気継ぎによって互いに連結させて、螺旋構造の連結部３０を有するコード４０（図６）を作製した。

次いで、図７に示すタイプの金型５０を使用し、これを２５０℃に加熱して連結部３０を溶融圧着した。しかる後、図８に示す連結部４１に生じたバリ４２をカッターで削除した。連結部４１の直径は、コード径を１００としたとき１１８であった。

実施例２
各２本のマルチフィラメントがそれぞれ撚り合わされてなる有機繊維コード１０および２０（材質：ポリエチレンテレフタレート、１１００ｄｔｅｘ／２）を、図１〜４に示すようにして端部同士を空気乱流を使用することなくからませて互いに連結させて、連結部３０を有するコード４０（図６）を作製した。

次いで、図７に示すタイプの金型５０を使用し、これを２５０℃に加熱して連結部３０を溶融圧着した。しかる後、図８に示す連結部４１に生じたバリ４２をカッターで削除した。連結部４１の直径は、コード径を１００としたとき１１４であった。

従来例
各２本のマルチフィラメントがそれぞれ撚り合わされてなる有機繊維コード１０および２０（材質：ポリエチレンテレフタレート、１１００ｄｔｅｘ／２）を、図１〜３および図５に示すようにして端部同士を空気継ぎによって互いに連結させて、螺旋構造の連結部３０を有するコード４０を作製した。連結部３０の直径は、コード径を１００としたとき１５０であった。

実施例１、２および従来例で得られた連結部を有する有機繊維コードを、ディップ工程後、インサータ（コードの１３０％の穴径を有する）を介して整列させてゴムコーティングを行うための押出機内に導入し、コード切れ性および生産性を評価した。得られた結果を下記の表１に示す。なお、コード切れ性は連結部なしのコードに対する通過抵抗の倍率を示す。また、生産性は従来例を１００として指数表示したものであり、数値が大なる程結果が良好である。

インサータでのコードの切れ発生率が従来例では５〜１０％であったのに対し、実施例１および実施例２では０％に改善された。尚、インサータの穴径をコード径の１６０％まで高めた場合には、コードの間隔が一定とならず、コードの間隔は平均値±３０％で変動した。これに対し本発明によれば、インサータの穴径をコード径の１２０％以下とすることができるため、コードの間隔の変動は平均値±５％以内に抑えることができた。

相互に接合すべき有機繊維コードを並べて示す平面図である。 有機繊維コードの、互いに分離されたマルチフィラメントの自由部分を示す平面図である。 マルチフィラメントの自由部分を撚り戻して形成された自由部分を示す平面図である。 マルチフィラメントの自由部分を、空気乱流を使用することなくからませた状態を示す平面図である。 マルチフィラメントの自由部分を空気乱流を使用して連結させて螺旋構造を生ぜしめている状態を示す平面図である。 溶着に供する有機繊維コードを示す平面図である。 有機繊維コードの接合区域に対し溶融圧着を施す際に使用する金型を示す斜視図である。 コードの連結部に生じたバリを示す平面図である。

符号の説明

１０、２０ 有機繊維コード
１１、２１ マルチフィラメントの自由部分
３０ 接合区域（連結部）
４０ 溶着に供する有機繊維コード
４１ 連結部
４２ バリ
５０ 金型

Claims (5)

1. 少なくとも２本のマルチフィラメント糸を同一方向に撚ることで形成される２本の有機繊維コードの端部同士を連結する有機繊維コードの連結方法において、 連結すべき２本の有機繊維コードの端部同士を溶着して連結部を形成する工程（イ）と、
   溶着された連結部を仕上げ加工する工程（ロ）と、
   を含むことを特徴とする有機繊維コードの連結方法。
2. 前記工程（イ）における溶着を行う前に、連結すべき２本の有機繊維コードの端部同士を空気継ぎによって連結させて連結部を形成する工程（ハ）を含む請求項１記載の連結方法。
3. 前記工程（イ）における溶着が、所定温度に加熱した金型による溶融圧着である請求項１または２記載の連結方法。
4. 前記工程（イ）における溶着が、超音波発熱による溶着である請求項１または２記載の連結方法。
5. 前記有機繊維コードの融点が３００℃以下である請求項１〜４のうちいずれか一項記載の連結方法。

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