JP2006162073A - 特に自動車用途のためのポリアミド６．６コードを示す伸縮性ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】ポリアミド６．６を用いて、自動車用途に適し、ＰＡ４６の性能に可能な限り近い性能を有する伸縮性ベルトを利用可能にすること。
【解決手段】７０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％〜１０，０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％の範囲にある１２０℃及び２ｈにおける動的弾性率Ｍ２を示すことにおいて特徴づけられる、ポリアミド６．６コードによって構成される強化構造を示す、伸張Ｖリブドベルトを提供すること。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に自動車用途においての使用のための、ポリアミド６．６コードを示す伸縮性Ｖ−リブドベルト（V-ribbed belt）に関する。

“スナップオン（snap-on）”ベルトとしても知られるこのようなベルトの利点は、それらは単に引き伸ばされることによって設置され得ることである。いわゆる“標準（standard）”ベルトと異なり、設置された後、それらは固定テンショナーの存在の如何なる必要性を回避するために十分な使用テンション（working tension）を保持することができる。

ポリアミド６．６コードを有する伸縮性ベルトは、例えば、駆動力（≦１キロワット（ｋｗ））及びアサイクリズム（acyclism）が小さい、洗濯機等の家電製品においてパワーを伝達するために既に使用されている。

このようなベルトは低い動的弾性率（dynamic modulus）を示し、従って、パワーがより高くアサイクリズム現象（この現象はディーゼルエンジンについて特に激しい）に遭遇する自動車用途とそれらを不適合にする。

低動的弾性率は、ポリアミド６．６が、自動車用途のための伸縮性ベルトのコードを作製するために使用されるポリアミド４．６よりも良くない性能を示す事実に起因する。

しかし、ポリアミド６．６（ＰＡ６６）は、ポリアミド４．６（ＰＡ４６）よりも安価である。従って、ポリアミド６．６を用いて、自動車用途に適し、ＰＡ４６の性能に可能な限り近い性質を有する伸縮性ベルトを利用可能にすることは、望ましいであろう。

ポリアミド６．６コードを用いたオートモーティブベルトは、市場に既に存在するが、それらは、本明細書において以下の比較例によって実証されるように、ポリアミド４．６コードを有するベルトのものを十分に低い動的弾性率を示す。

さらに、それらのベルトはネガティブなホット・エクストラ・テンション（hot extra tension）ＳＴの特徴を示し、その作動時間の非常に大部分の間、ベルトが熱を発して作動し、このようにして休止時のその公称テンションよりも低いテンションを有するため、これは好ましくない。

本発明の基づく考えは、その製糸（thread-manufacturing）パラメーターを修正することによって、改良された、ポリアミド６．６コードから伸縮性ベルトを作製することである。

本発明は、従って、ポリアミド６．６コードによって構成される強化構造を示すＶ−リブド伸縮性ベルトを提供し、該ベルトは、それが７０００ニュートン／歯／ストランド／伸び百分率（Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％）〜１０，０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％の範囲にある１２０℃における２時間（ｈ）後の動的弾性率Ｍ_２（例えば、７２００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％よりも大きい）を示すことにおいて特徴付けられる。

２４時間における動的弾性率Ｍ_２４は、有利には、８０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％〜１１，０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％の範囲、より詳細には、８０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％〜１０，０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％の範囲（又は実際８０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％〜９５００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％の範囲）にある。ポジションによって、それは、８５００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％よりも大きくなり得る。

該ベルトは、有利なことに、以下に定義される条件下で測定されると、ポジティブである、エキストラ・テンション(extra tension)ＳＴを示す。非制限例によって、このエキストラ・テンションＳＴは、５％以上と等しく、特に５％〜２０％の範囲にある。

該ベルトは、有利には、以下に定義される条件下で測定されるテンションリリーフＤＴを示し、すなわち−２５％より大きく、特に−２５％〜−１０％の範囲にある。

コードのための糸を製造する従来の方法は、一般的に２つの連続的な延伸ステップを実施する。

本発明において、コードは、例えば、１８０℃〜２２０℃の範囲、より詳細には、１８０℃〜２００℃の範囲にある温度において、コードを１００ミリニュートン／デシテックス（ｍＮ／ｄｔｅｘ）〜１６０ｍＮ／ｄｔｅｘの範囲にあるテンションに伸張する少なくとも１つのステップを含む方法によって得られる、０．９ミリメートル（ｍｍ）〜１．２ｍｍの範囲にある直径を有するポリアミド６．６糸で作製され得る。

本発明は、添付の図面を参照して、以下の説明を読むことでより良く理解され、ここにおいて：
図１は、本発明のベルトの断面図であり；そして
図２及び３は、如何に動的弾性率、エキストラ・テンション、及びテンションリリーフが測定されるのかを示す。

タイプＫのベルト１は、慣用的に、エラストマーの外層２、エラストマーのクッション層３、及び３．５６ｍｍの標準化されたピッチｐにおけるＶリブ６を示すエラストマーの内層４を示す。レファレンス５は、ピッチｐにおいてらせん状に巻回された直径ｄの組糸（braided thread）によって構成される強化コードを示す。このワインディングは、端から端まで実施され、或いはスペーシングを伴う。

コード５は、ポリアミド６．６の糸から得られる。該コードの動的特性は、その製造プロセス時の延伸および熱固定によって増加される。

該コードを製造するプロセス中、該コード（例えば９４０×２×３コード）を延伸する少なくとも１つのステップは、高温及び高い延伸テンション（stretching tension）において実施され、温度は、１８０℃〜２２０℃の範囲、より詳細には１８０℃〜２００℃の範囲にあり、延伸テンションは、１００ｍＮ／ｄｔｅｘ〜１６０ｍＮ／ｄｔｅｘの範囲にある。

例えば、洗濯機のための“適合した弾性率（adapted modulus）”の伸縮性ベルトのために既に使用されているのと同一のタイプのポリアミド６．６コードについて、該ベルトの動的弾性率において、相当の増加が得られ、先行技術のポリアミド６．６コードを用いて作られる類似のベルトについての３０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％の値と比較して、１２０℃及び２時間における動的弾性率は、７０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％より大きく、２４時間において、それは７７００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％より大きい。

１２０℃における動的弾性率は、例えば２つのプーリ１２及び１４（その１つは、定置であり、そのもう一方は、可動である）を示すインストロンダイナミックパルサー（Instron dynamic pulser）１０などの伸び測定ベンチ上のホットダイナミックリラクゼーションテスト（hot dynamic relaxation test）によって測定される。インストロンダイナミックベンチは、エキサイテーションをプーリ１４に接続される移動部分（クロス−メンバー１５）に適用するために働き、ここで、エキサイテーションは、力に関してか、又は変位（displacement）に関して動的である。ベルト１及びベンチ１０は、温度を変化させることができるオーブン１１中に含まれる。

この動的試験は、ホットが少なくとも２時間持続されながら実施されるが、該ベルトが完全に安定化するように、それは２４時間まで有利に延長され、このようにして、例えば、第一伸張力曲線又は第五伸張力曲線を用いて実施される、従来型の静的試験よりも、ベルトの作動を特徴付けるために、より適切に、動的弾性率が測定されることを可能にする。

テストの手順
１２５ニュートン／歯／ストランド（Ｎ／ｔ／ｓｔｒ）の初期ストランドテンションＴ_０が、１５分（ｍｉｎ）間、周囲温度（２０℃±５℃）においてかけられ、このテンションは、５０Ｎ／ｔ／ｓｔｒのピークピーク振幅Ｅ_０を有する３７ヘルツ（Ｈｚ）の周波数において、シヌソイド的に変化する動的テンションによって調節される。１５分後且つ動的力を中断する前、ダイナミックベンチのクロスメンバーの平均ポジションＰ１が観察される（即ち、瞬間ｔ＝１５分において、±２５Ｎ／ｔ／ｓｔｒ（５０Ｎ／ｔ／ｓｔｒの振幅Ｅ_０）の動的テンションによって発生されるクロスメンバーの動的変位振幅Ｄ１（ピークピーク振幅Ｄ１）を伴う、瞬間ｔ＝１５分における前記動的テンションに起因した、クロス−メンバの最大及び最小ポジションＰｍａｘ及びＰｍｉｎの合計の半分）。

クロス−メンバの動的変位振幅Ｄ１に対応するベルトの伸張百分率Ｄ２は、以下の値を有する：
Ｄ２ ＝ ２（Ｄ１／Ｌ）× １００
ここで、Ｌは、ベルトの有効長を示す。

２） 該ベルトを安定化するために働くステップ１の終わりにおいて、クロス−メンバーは上記に定義されたポジションＰ１に置かれ、そして上記に定義された動的変位振幅Ｄ１は、クロス−メンバーに適用される。該ベンチの温度は、ステップ２の初めから上がるようにされる。それは、最長１５分続く。

動的試験は、１２０℃において２４時間継続される。１つのストランドにおける動的テンションＥ_Ｍｔの振幅は、１つ以上の瞬間ｔにおいて観測され、ここで前記振幅は、最大動的テンションＥ_ｍａｘおよび最小動的テンションＥ_ｍｉｎ間の差である。Ｅ_Ｍｔは、動的弾性率を計算するために使用される。

瞬間ｔにおける動的弾性率Ｍは、Ｎ／ｔ／ｓｔｒにおいて表されるＥ_Ｍｔ及び％伸張において表されるＤ２の比率から導き出され、ここで動的弾性率はＮ／ｔ／ｓｔｒ／％伸張において表現される（即ち、Ｍ＝Ｅ_Ｍｔ／Ｄ２）。

動的弾性率Ｍ_２は、時間ｔ＝２時間において、弾性率Ｍ_２４は、時間ｔ＝２４時間において、各々Ｅ_Ｍ２及びＥ_Ｍ２４と書かれる、２時間及び２４時間におけるテンションの動的振幅に基づいて測定される。

３） 該ベルトのエキストラ・テンション特性ＳＴ及びテンションリリーフ特性ＤＴはまた、試験時に測定される。

該ベルトのストランドの平均動的テンションＴ_２４は、ステップ２の最後において、２４時間において、１２０℃の温度で測定される。

詳細には：
Ｔ２４ ＝ （Ｅ_ｍａｘ ＋ Ｅ_ｍｉｎ）／２
％で表されるエキストラ・テンションＳＴは、以下の値を有する：
ＳＴ ＝ １００（Ｔ_２４−Ｔ_０）／Ｔ_０
４） 該ベルトは、２時間静的に冷却され、クロス−メンバーは、ポジションＰ１において維持され（ステップ３）、そしてストランドにおけるテンションＴ_２６が、時間ｔ＝２６時間において測定される（Ｎ／ｔ／ｓｔｒにおいて）。

テンションリリーフＤＴ（Ｎ／ｔ／ｓｔｒにおける）は、以下によって与えられる：
ＤＴ＝１００（Ｔ_２６−Ｔ_０）／Ｔ_０
一般に、ＳＴは、正の数であり、ＤＴは常に負の数である。

本発明のベルトは、そのテンションリリーフＤＴが−２５％（例えば、それは−２０％Ｃと等しい）より大きい一方で、正であるエキストラ・テンションＳＴを示す。

実施例１
１８０℃〜２００℃の範囲にある温度において、１００ｍＮ／ｄｔｅｘ〜１６０ｍＮ／ｄｔｅｘの範囲における、２つの延伸ステップに供された１ｍｍの直径を有するポリアミド６．６（ＰＡ６６）の９４０×２×３コードを示す、長さＬ＝１２００ｍｍを有するＫ６タイプのベルトが、上記に明記される試験に供された。振幅Ｅ_０（ステップ１）が５０Ｎ／ｔ／ｓｔｒであることがここにおいて思い出される。

観測されたデータは以下であった：

Ｎ／ｔ／ｓｔｒにおけるテンションは、歯の数によって割られ、そして２で割られる（なぜなら、２つの同一直径プーリ間に２つのストランドが存在する）クロス−メンバー上の力に等しいことが思い出される。

Ｋ６ベルトについて、Ｔ_０＝１２５Ｎ／ｔ／ｓｔｒ＝１５００Ｎ（クロスバー力（crossbar-force）／６（歯の数）及び／２ストランド。

瞬間ｔにおける熱(hot)動的弾性率、Ｍ_ｔ＝ＥＭ_ｔ／Ｄ２，ここでＥＭ_ｔは、Ｎ／ｔ／ｓｔｒにおける１つのストランドにおける動的テンションの振幅を示し、Ｄ２は、％におけるベルトの動的伸張を示す。

上の表の例において、これは、以下を与える：
Ｅ_Ｍ２＝２７．２Ｎ／ｔ／ｓｔｒ； Ｅ_Ｍ２４＝３３．４Ｎ／ｔ／ｓｔｒ
Ｄ１＝２．２４７ｍｍ
Ｌ＝１２００ｍｍ
Ｄ_２＝２Ｄ１／Ｌ×１００＝２００×２．２４７／１２００＝０．３７４％
Ｍ_２＝Ｅ_Ｍ２／Ｄ２＝２７．２／０．３７４＝Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％における７２７０
Ｍ_２４＝Ｅ_Ｍ２４／Ｄ２＝３３．４／０．３７４＝Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％における８９３０
熱い時のエキストラ・テンションＳＴ（％）＝１００（Ｔ_２４−Ｔ_０）／Ｔ_０さらにＴ_０＝１２５Ｎ／ｔ／ｓｔｒ及びＴ_２４＝１３７．５Ｎ／ｔ／ｓｔｒ
ＳＴ＝１００（１３７．５−１２５）／１２５＝１０％
周囲温度におけるテンション又はテンションリリーフにおけるストランドにおけるテンションのバリエーション
ＤＴ（％）＝１００（Ｔ_２６−Ｔ_０）／Ｔ_０ここで
Ｔ_０＝１２５Ｎ／ｔ／ｓｔｒ及びＴ_２５＝１００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ
ＤＴ＝１００×（１００−１２５）／１２５＝−２０％
比較例

図１は、本発明のベルトの断面図であり；そして 図２及び３は、如何に動的弾性率、エキストラ・テンション、及びテンションリリーフが測定されるかを示す。 図２及び３は、如何に動的弾性率、エキストラ・テンション、及びテンションリリーフが測定されるかを示す。

Claims (9)

1. ポリアミド６．６コードによって構成される強化構造を示す、伸縮性Ｖリブドベルトであり、１２０℃及び２時間における、７０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％〜１０，０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％の範囲にある動的弾性率Ｍ_２を示すことにおいて特徴付けられる、ベルト。
2. ２時間における前記動的弾性率Ｍ_２が、７２００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％より大きいことにおいて特徴付けられる、請求項１に記載のベルト。
3. ８０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％〜１１，０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％の範囲、特に８０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％〜１０，０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％の範囲にある、２４時間における動的弾性率Ｍ_２４を示すことにおいて特徴付けられる、請求項１又は２に記載のベルト。
4. ２４時間における該動的弾性率Ｍ_２４が、８０００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％〜９５００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％の範囲にあることにおいて特徴付けられる、請求項３に記載のベルト。
5. 該動的弾性率Ｍ_２４が、８５００Ｎ／ｔ／ｓｔｒ／％よりも大きいことにおいて特徴付けられる、請求項３又は４に記載のベルト。
6. それが、ポジティブであるエキストラ・テンション(extra tension)ＳＴを示すことにおいて特徴付けられる前記請求項のいずれかに記載のベルト。
7. それが、−２５％より大きい、特に−２５％〜−１０％の範囲にあるテンション・リリーフ(tension relief)ＤＴを示すことにおいて特徴付けられる、前記請求項のいずれかに記載のベルト。
8. １００ｍＮ／ｄｔｅｘ〜１６０ｍＮ／ｄｔｅｘの範囲にあるテンション、及び１８０℃〜２２０℃の範囲にある温度において、該コードを伸張する少なくとも１つのステップが存在する方法において得られるポリアミド６．６糸で該コードが作られることにおいて特徴付けられる、前記請求項のいずれかに記載のベルト。
9. 該コードが０．９ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲にある直径を示すことにおいて特徴付けられる、前記請求項のいずれかに記載のベルト。
   
   
   

Images