JP2016513189A - アンバランスハイブリッドコードおよびそのようなコードのケーブルコーディングマシンによる製造方法 - Google Patents

Abstract

複数本の構成プライから形成され、それらプライの少なくとも１本がその他のプライよりも１〜５０％長い長さを有するハイブリッドコード、ならびにコードに所定の撚り数および構成プライの長さを与える方法。

Description

本発明は、撚り合せハイブリッドコードの生産に関する。

タイヤ補強材などの用途に対して様々な種類の材料、例えばより高い弾性率を有する材料およびより低い弾性率を有する材料が、しばしばハイブリッドコードの形で併せて使用される。撚り合せコードを形成する場合、それら２種類の材料間の弾性率の差を構成するには、または所望のコード応答を得るにはその高弾性プライおよび低弾性プライに異なる撚りレベルを使用するのが一般的である。ケーブルコーダーはリング撚糸機と同じ方法ではコードを形成しないので、現在ではこれをケーブルコーダー上で得ることができない。ケーブルコーダー上でハイブリッドコードを作ることができたとしても、得ることができるそのコードの挙動は、バランス撚りコード、すなわち高弾性プライおよび低弾性プライの長さが同一であるコードの挙動に限定され、その場合、任意の所与の撚りレベルに対して唯一の応答が存在する。アンバランスハイブリッドコードが必要な場合、現在ではそれはリング撚糸機上で作られる。

ケーブルコーダーは、驚異的な生産性の利点をもたらす。したがって、アンバランスハイブリッドが完全バランス撚りハイブリッドよりも一般的であることを考えると、そのような設備上でバランスハイブリッドおよびアンバランスハイブリッドの両方を作ることが望ましいはずである。

本発明は、複数本のプライを含むハイブリッドコードに関し、それらプライの少なくとも２本がプライの撚り数に関係なく不同のプライ長さであり、それらプライの少なくとも１本がその他のプライよりも１〜５０％長い。

従来技術のケーブルコーダーを描いた図である。 本発明のケーブルコーダーの正面図である。 本発明のケーブルコーダーの側面図である。 荷重対破断時の伸びを示すグラフである。

ハイブリッドコードとは、本明細書において、少なくとも１本のプライが、その他のプライと異なる弾性率を有する、少なくとも２本のプライからなるコードを意味する。例として１本のプライはパラ−アラミドであることができ、その他のプライはナイロンであることができる。これらプライはまた、同一組成であるが、異なる弾性率のものであってもよい。

プライの無撚りとは、本明細書において、コードの撚りを戻すことなくコードからプライを取り出した場合、そのプライで測定することができる撚りの量を意味する。プライ長さとは、本明細書において、コードの撚りを戻すことなくコードからプライを取り出した場合のそのプライの長さを意味する。

２本の糸プライをケーブルコード化工程で組み合わせる場合、それらプライは調節装置を通過する。調節装置は、一方の側の２個のプーリーに中実軸によって連結された他方の側の２個のプーリーからなっていてもよい。調節装置は、それらプライが同一速度でコード撚り機に入るのを確実にするのに役立つ。図１は、軸１２によって連結されたプーリー１１を含む従来技術の調節装置を全体として１０で示す。これらプーリーの直径はすべて同じである。図２は、軸１５によってプーリー１４ｂに連結されたプーリー１４ａを含む調節装置を全体として２０で示す。１側の２個のプーリー１４ａは、２側のプーリー１４ｂよりも直径が大きく、したがって１側を通って移動するプライは、２側からのプライよりも速くコードに入ることになる。これは、両側のプーリーが中実軸によって連結され、同一速度で回転しなければならないためである。１側のプーリーの外周が大きいほど（２側のプーリーに対して）、そのプライが包み込む長い経路を作り出し、したがってプーリーの回転ごとにより多くのプライを運ぶ。図３は図２の側面図であり、より直径の大きいプーリー１４ａの周囲にプライ１３の経路を示す。第二の構成プライは、より直径の小さいプーリー１４ｂの周囲の同様の経路をたどる（図示せず）。したがってそれらプライの少なくとも２本は、それらプライの撚り数に関係なく不同のプライ長さである。一実施形態では本発明は、一連のプーリーサイズを使用してアンバランスハイブリッドコードを作り出す。大きい方のプーリーの上に高弾性プライを送り、小さい方のプーリーの上に低弾性プライを送ることによって、コード構造において高弾性プライは、もう一方のプライよりも長いことになる。プーリーサイズの比が、プライ長さの比を決定することになる。高弾性プライ用のプーリーが、低弾性プライ用のプーリーよりも直径が２５％大きい場合、高弾性プライは低弾性プライよりも約２５％長いことになる。

ケーブルコーダーの生産性レベルにリング撚糸アンバランスハイブリッドコードの挙動を適合させることに加えて、コードの品質もまた向上させることができる。高弾性プライと低弾性プライの撚り数の大きな違いをリング撚糸機上で作り出す場合、その高度に撚られる低弾性プライは、コード中に膨大な量の残留トルクをもたらす。異なるサイズのプーリーを使用してケーブルコーダー上で長さの差を得る場合、低弾性プライ中のそのような残留トルクは最小限に抑えられ、または存在しないことになる。これは、より中立のコード、および製造の際により制御しやすいコードを可能にする。

ハイブリッドコードは、プライの中に無撚りが存在し、かつプライの少なくとも１本の長さが、その他のプライよりも１〜５０％長いか、あるいは１〜３５％または１〜２５％長いこともある複数本のプライから作ることができる。プライ間の長さの差の量は、特定の性能要件に適合するように選択される。幾つかの実施形態ではハイブリッドコードは、５００〜５０００デニールの線密度を有する。幾つかの他の実施形態ではハイブリッドコードは、１０００〜３５００デニールの線密度を有する。ハイブリッドコードは、メタ−アラミド、パラ−アラミド、ポリアゾール、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、レーヨン、ポリプロピレン、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）、または炭素などの高分子のプライから作られていてもよい。好適なポリアゾールは、ポリオキサジアゾールであり、例えばＯＪＳＣ Ｓｖｅｔｌｏｇｏｒｓｋ Ｋｈｉｍｖｏｌｏｋｎｏ，スヴェトロゴルスク（Ｓｖｅｔｌｏｇｏｒｓｋ），ベラルーシから商品名Ａｒｓｅｌｏｎ（商標）で入手できる。ハイブリッドコードはまた、金属のプライから作られていてもよい。

ハイブリッドコードは、ただ１本の高弾性率材料のプライとただ１本の低弾性率材料のプライ、例えば少なくとも１本のｐ−アラミドプライと少なくとも１本のナイロンプライを含んでいてもよく、その最短長さのプライはナイロンである。ハイブリッドコードは、少なくとも１本のｐ−アラミドプライと少なくとも１本のｍ−アラミドプライを含んでいてもよく、その短い方の長さのプライはｍ−アラミドである。

好ましい実施形態ではプライは、連続、部分的不連続、または不連続（このような用語は繊維業界で周知である）であることができるフィラメント状の糸を含む。部分的不連続糸の例は、牽切加工糸である。不連続糸の例は、紡績糸である。

本発明の一実施形態ではｐ−アラミドプライは、ｍ−アラミドプライよりも２〜７％長く、好ましくは３〜６％長く、またはより好ましくは４〜５％長い。織布または編布を形成するこの構造のハイブリッドコードは、低温、例えば室温での破裂圧力試験、および高温、例えば１７５℃での疲労試験にかけられる部品に使用するのに特に適している。このような部品の例は、それらコードがエラストマー材料に構造補強を与えるターボチャージャーホースである。同様の用途は、他の機械的ゴム製品（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｒｕｂｂｅｒ ｇｏｏｄｓ）用途、例えばコンベヤーベルトおよびタイヤなどに見出されてもよい。他の実施形態においてｐ−アラミドプライが、ポリオキサジアゾールプライよりも３〜５％長くてもよく、またはポリオキサジアゾールプライが、ｍ−アラミドプライよりも１〜１０％長くてもよい。

これらプライは、同一または異なる撚り数を有していてもよい。幾つかの実施形態ではこれらプライは無撚りである。

プーリーは、任意のケーブリングマシン、例えばＯｅｒｌｉｋｏｎ Ｓａｕｒｅｒ，シャーロット（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ），ノースカロライナ、またはＶｅｒｄｏｌ，ヴァランス（Ｖａｌｅｎｃｅ），フランス、またはＡａｌｉｄｈｒａ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ Ｌｔｄ．，スーラト（Ｓｕｒａｔ），インドから入手できるものに適合するようにされていてもよい。

一実施形態において本発明はまた、コードに所定の撚り数および構成プライの長さを与える方法を対象とし、この方法は、
（ｉ）所望のコード撚り係数および構成プライの長さを特定するステップ、
（ｉｉ）構成プライの本数および各プライの組成を特定するステップ、
（ｉｉｉ）ケーブリングマシンを準備するステップ、
（ｉｖ）コード中の所望の構成プライの長さを得るために１側のプーリーが２側のプーリーよりも大きいようなケーブリングマシンの調節器の適切なサイズのプーリーを選択するステップ、
（ｖ）ハイブリッドコードの所望の撚りレベルをケーブリングマシンに設定するステップ、
（ｖｉ）それらプライをケーブリングマシンに供給するステップ、および
（ｖｉｉ）所望の撚り係数および構成プライの長さを有するケーブルコードを生産するステップ
を有する。

別の実施形態は、プーリーのサイズを増大させる上記で概要を示した目的を達成させる長さの差を強制的に引き起こす張力リードの調整によって所定の撚り数および構成プライの長さを有するハイブリッドコードを提供する方法に関する。この実施形態は、
（ｉ）所望のコード撚り係数および構成プライの長さを特定するステップ、
（ｉｉ）構成プライの本数および各プライの組成を特定するステップ、
（ｉｉｉ）ケーブリングマシンを準備するステップ、
（ｉｖ）ハイブリッドコードの所望の撚りレベルをケーブリングマシンに設定するステップ、
（ｖ）構成プライの所望の張力レベルを設定するステップ、
（ｖｉ）それらプライをケーブリングマシンに供給するステップ、および
（ｖｉｉ）所望の撚り係数および構成プライの長さを有するケーブルコードを生産するステップ
を含む。

この実施形態において図１のケーブリングマシンは、それぞれの糸送りプーリーの前に位置する糸張力装置（図示せず）と併せて使用されていてもよい。数種類の張力装置が市場で入手可能であり、使用に適している。

上記方法の両方において、それら構成プライは様々な撚り数の組合せを有することができる。例えば、それらプライは無撚りであることもでき、またその構成プライは同一の撚り数を有することもでき、また構成プライの少なくとも２本が異なる撚り数を有することもできる。

下記の実施例は本発明を例示するために与えられ、決してそれを限定するものと解釈されるべきではない。

試料の調製
使用したパラ−アラミド糸は、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ），デラウェアから入手できるＫｅｖｌａｒ（登録商標）Ｋ２９ １１００ｄｔｅｘであった。

使用したナイロン糸は、Ｉｎｖｉｓｔａ，ウィルミントン，デラウェアから入手できるＰＡ６６ １４００ｄｔｅｘであった。

コードは、Ｏｅｒｌｉｋｏｎ Ａｌｌｍａ ＣＣ３ケーブルコーディングマシン上で形成され、各コードは１本のｐ−アラミド糸および１本のナイロン糸を含んだ。すべてのコードは６．５の撚り係数を有した。一つのコードは、両構成糸が等しい直径のプーリーを通過することにより両方の糸が等しい長さを有した。他のコードは、ｐ−アラミド糸が通過するプーリーの直径が、ナイロン糸が通過するプーリーの直径よりもそれぞれ５％、１０％、および２０％大きい直径のプーリーを使用することにより、ナイロン糸よりも５％、１０％、および２０％長い長さのｐ−アラミド糸を有した。次に、これらコードをＩｎｓｔｒｏｎ（登録商標）万能試験機モデル５５００上で機械的性能について試験した。この試験法は、ＡＳＴＭ Ｄ８８５−０７であった。各実施例に対する荷重対破断時伸びのグラフを図４に示す。

図４中の曲線は、ハイブリッドコードの挙動が、コードの撚りレベルを変えることなく異なるプーリー比によりどのように改変できるかを実例で明らかにする。Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）／ナイロンハイブリッドの例の場合、１００／１００は、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）糸が供給されるプーリーの直径が、ナイロン糸が供給されるプーリーの直径と同じであることを示している。Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）／ナイロンハイブリッド １０５／１００は、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）糸が供給されるプーリーの直径が、ナイロン糸が供給されるプーリーの直径よりも５％大きいことを示しており、図４中のその他の曲線についても同様である。ある種のタイヤ用途では、より高い伸び及びより低い初期弾性率が望ましく、それはＫｅｖｌａｒ（登録商標）プライに対してより大きなプーリーを使用することによって達成することができる。

Claims (19)

1. ハイブリッドコードであって、複数本のプライを含み、前記プライの少なくとも２本が前記プライの撚り数に関係なく不同のプライ長さであり、前記プライの少なくとも１本がその他のプライよりも１〜５０％長い長さを有し、かつ前記プライが、連続フィラメント、紡績糸、および牽切加工糸からなる群から選択される糸を含む、コード。
2. 前記構成プライが高分子または金属である、請求項１に記載のコード。
3. 前記プライの少なくとも１本が、その他のプライよりも１〜３５％長い長さを有する、請求項１に記載のコード。
4. 前記プライの少なくとも１本が、その他のプライよりも１〜２５％長い長さを有する、請求項１に記載のコード。
5. 前記高分子プライが、ｍ−アラミド、ｐ−アラミド、ポリアゾール、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレンナフタレート、レーヨン、ＵＨＭＷ−ＰＥ、および炭素からなる群から選択される、請求項２に記載のコード。
6. 前記ポリアゾールがポリオキサジアゾールである、請求項５に記載のコード。
7. 少なくとも１本のｐ−アラミドプライおよび少なくとも１本のナイロンプライを含む、請求項５に記載のコード。
8. 少なくとも１本のｐ−アラミドプライおよび少なくとも１本のｍ−アラミドプライを含む、請求項５に記載のコード。
9. 最短長さのプライがナイロンである、請求項７に記載のコード。
10. 最短長さのプライがｍ−アラミドである、請求項８に記載のコード。
11. 前記ｐ−アラミドプライが、前記ｍ−アラミドプライよりも４〜５％長い、請求項８に記載のコード。
12. ハイブリッドコードに所定の撚り数および構成プライの長さを与える方法であって、
    （ｉ）所望のコード撚り係数および各構成プライの長さを特定するステップ、
    （ｉｉ）構成プライの本数および各プライの組成を特定するステップ、
    （ｉｉｉ）ケーブリングマシンを準備するステップ、
    （ｉｖ）前記ハイブリッドコードの所望の撚りレベルを前記ケーブリングマシンに設定するステップ、
    （ｖ）前記各構成プライの所望の張力レベルを設定するステップ、
    （ｖｉ）前記プライを前記ケーブリングマシンに供給するステップ、および
    （ｖｉｉ）前記所望の撚り係数および構成プライの長さを有するケーブルコードを生産するステップ
    を含む、方法。
13. 前記構成プライが無撚りである、請求項１２に記載の方法。
14. 前記構成プライすべてが同一の撚り数である、請求項１２に記載の方法。
15. 前記構成プライの少なくとも２本が異なる撚り数を有する、請求項１２に記載の方法。
16. 前記構成プライが無撚りである、請求項１２に記載の方法によって作られる製品。
17. 前記構成プライすべてが同一の撚り数である、請求項１２に記載の方法によって作られる製品。
18. 前記構成プライの少なくとも２本が異なる撚り数を有する、請求項１２に記載の方法によって作られる製品。
19. 請求項１に記載のハイブリッドコードを含む、エラストマー補強ホース。