JP3708993B2 - 動力伝達ベルト用アラミド繊維コード - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力伝達ベルト補強用コードとして適用されるアラミド繊維コードに関するものである。特に、本発明は、タイミングベルト、ローエッジＶベルトなど、ベルトの側面からベルト補強用アラミド繊維コードが露出した形態を有するベルトにおいて、筒状で成形され、加硫されたアラミド繊維コード補強ゴム複合体から輪切り状にカットしてベルトを成形する際、繊維軸方向にカットされたベルト端面に露出したアラミド繊維コードからアラミド繊維単糸がホツレず、マトリックスゴムとの接着性が良好で、且つ、耐疲労性が優れたアラミド繊維コードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
アラミド繊維コードは一般に優れた強力、弾性率、寸法安定性、耐熱性等の特性を有するために、苛酷な条件下で使用されるタイヤ、ベルト、ホース等のゴム複合体の優れた補強用繊維として有用である。特に、比強度、比弾性率が高いために、スチールやワイヤ代替の軽量化補強繊維として、アラミド繊維コードはますます需要拡大が期待されている。
【０００３】
一般に、タイヤ、ベルト及びホースなどの複合体用補強繊維は撚糸コード状で接着処理され使用される。この接着処理コードは水系接着剤、溶剤系接着剤のいずれであってもコード中への含浸が不十分であるのが通常である。特に、水系処理剤の含浸性が不良である。接着処理アラミド繊維コードをタイミングベルトやローエッジＶベルト用補強繊維として用いる場合、予め筒状に成形され、加硫される。引続き、筒状に成形されたアラミド繊維コード補強ゴム複合体からカッターで輪状にカットすることによりベルトが作られるが、その際に、カット面に露出したアラミド繊維コードから接着剤の含浸が不充分な各単糸がホツレ、ベルトの側面から突出することがあり、その場合、ベルトとしての品質が著しく低下する。そのまま、ベルトとしてプーリーにかけて運転すると、この単糸ホツレ部分がプーリーにこすられ、ホツレた単糸が飛び散ったり、あるいは、このホツレが原因となって、ベルトの耐久性が低下する。
【０００４】
これらの欠点は、ベルトを生産する行程において、前記のホツレた各単糸を機械的に取り除いたり、切断する作業によって防止されているが、このような作業が加わることによって、ベルトの生産性は著しく低下し、アラミド繊維コードをこの分野に適応していくための大きな障害となっていた。一方、このようなアラミド繊維コードの欠点を改良するために、予めアラミド繊維をゴムラテックスなどの処理剤で処理し、カット時の単糸のホツレを防ぐことが試みられたが（特開平１−２０７４８０号公報、特開平４−２９６４４号公報）、ゴムラテックス処理によりアラミド繊維の撚糸性が不良となったり、本来有する強力を低下させたり、接着性や耐久性を損なうなど、別の欠点を生じることもあり満足な動力伝達ベルト用アラミド繊維コードが得られなかった。本発明者らも、アラミド繊維を予めポリエポキシド化合物で処理し、次いでＲＦＬを含む処理剤で処理後、加撚し、さらにＲＦＬ系処理で処理する方法（特開平６−２５９７７号公報、特開平６−２５９７８号公報、特開平６−２０７３８０号公報）を先に提案している。しかしながら、これらの方法では、ホツレ性及び接着性は著しく改良されるものの、単糸同志が接着剤で固定されているために加撚時に単糸が十分にマイグレーションしないためと推定され、撚糸強力がやや低めになったり、耐疲労性の低下が見られ、改良の余地が残されていることが判明した。
【０００５】
この様に、アラミド繊維コードにＲＦＬを含む処理剤を含浸させ、ホツレ性、強力、耐疲労性をバランスさせたアラミド繊維コードは、未だ提案されていないのが実情である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的は、従来の技術における課題を解消した動力伝達ベルト用アラミド繊維コード、すなわち、ベルト成形時にベルト端面に露出したアラミド繊維の単糸のホツレを防止し、且つ、マトリックスゴムとの接着性を向上させ、強力、疲労性が良好なアラミド繊維コードを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、以下の構成により達成することができる。すなわち、本発明は、「レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）を含む処理剤が、予めポリエポキシ化合物で処理されたアラミド繊維より構成されるコードに付与されたＲＦＬ処理コードであって、該処理コードは、ＲＦＬを含む処理剤付着量が５〜３５重量％（未処理コード重量基準）、強力利用率が９５％以上、ゴムに埋没後のエアウィッキング性が０．０３ｍｌ／分以下、モデルベルト疲労テスト後のコード強力保持率が７０％以上であることを特徴とする動力伝達ベルト用アラミド繊維コード。」である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明におけるアラミド繊維とは、芳香族環がアミド結合で結合された繰り返し単位が全体の少なくとも８０％以上を占める重合体からなる繊維を意味する。これらの重合体、または、共重合体からなる繊維の代表例として、ポリパラフェニレンテレフタラミド、ポリメタフェニレンイソフタラミド、ポリパラフェニレン・３，４’−ジフェニルエーテル・テレフタラミド等、従来公知のアラミドからなる繊維を挙げることができる。
【０００９】
本発明においては、上記のアラミド繊維は予めポリエポキシド化合物で処理されたもの、好ましくはアラミド繊維が無撚の状態で処理されたものを用いる。好ましく用いられるポリエポキシド化合物としては、一分子中に少なくとも２個以上のエポキシ基を、該化合物１００ｇあたり０．２ｇ当量以上含有する化合物を挙げることができ、具体的にはエチレングリコール、グリセロール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、ポリエチレングリコールなどの多価アルコール類とエピクロルヒドリンの如きハロゲン含有エポキシド類との反応生成物、レゾルシン・ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルメタン、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂などの多価フェノール類と前記ハロゲン含有エポキシド類との反応生成物、過酢酸または過酸化水素などで不飽和化合物を酸化して得られるポリエポキシド化合物、即ち、３，４−エポキシシクロヘキセンエポキシド、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、ビス（３，４−エポキシ−６−メチル−シクロヘキシルメチル）アジペートなどを挙げることができる。これらの中、特に、多価アルコールとエピクロルヒドリンとの反応生成物、即ち、多価アルコールのポリグリシジルエーテル化合物が優れた性能を示すので好ましい。
【００１０】
かかるポリエポキシド化合物は、通常少量の溶媒に溶解したものを公知の乳化剤、例えば、アルキルベンゼンスルフォン酸ソーダ、ジオクチルスルフォサクシネートＮａ塩などを用いて乳化液または溶液として使用される。またポリエポキシド化合物は、アミン系もしくはイミダゾール系硬化剤、ポリイソシアネートと公知のオキシム、フェノール、カプロラクタムなどのブロック化剤との付加化合物であるブロックドイソシアネート、後述のポリイソシアネートとエチレンイミンとの反応生成物であるエチレン尿素化合物などを混合使用してもよい。
【００１１】
例えば、ポリエポキシド化合物（Ａ）及び硬化剤、ブロックドイソシアネートもしくはエチレン尿素化合物（Ｂ）との混合比は０．０５≦（Ａ）／〔（Ａ）＋（Ｂ）〕≦０．９（重量比）の範囲が好ましい。ポリエポキシド化合物の濃度としては０．１〜５．０重量％が使用される。総固形分濃度は１〜３０重量％、好ましくは３〜２０重量％になるようにして使用する。
【００１２】
上記、ポリエポキシド化合物を含む処理剤は、アラミド繊維の製造時に油剤と混合して付着させても、あるいは、アラミド繊維製糸後、独立に付着させてもよいが、アラミド繊維に対する処理剤固形分付着量は０．０５〜５．０重量％が適当である。なお、ポリエポキシド化合物を含む処理剤で処理したアラミド繊維は、１００〜１５０℃で６０〜１８０秒乾燥され、ついで、１５０〜２５０℃で３０〜２１０秒、好ましくは６０〜１８０秒間熱処理されていることが、最終的に得られる処理コードの接着性の観点から好ましい。
【００１３】
本発明のアラミド繊維コードは、上記のようにポリエポキシド化合物を含む処理剤で処理されたアラミド繊維を、必要に応じて複数本合わせて加撚処理したコードに、レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）を含む処理剤が付与されたＲＦＬ処理コードである。
【００１４】
ここで使用されるＲＦＬは、レゾルシンとホルムアルデヒドのモル比が１：０．１〜１：８、好ましくは１：０．５〜１：５、更に好ましくは１：１〜１：４の範囲であることが望ましい。また、レゾルシン・ホルマリンとゴムラテックスとの配合比率は、固形分重量比で１：１〜１：１５、好ましくは１：３〜１：１２の範囲にあるのが好ましい。ゴムラテックスの配合比率が高すぎると、処理剤の粘着性が著しく高くなり、また凝集力も低くなって、含浸性や接着性が低下する。一方ゴムラテックスの配合比率が低すぎると、処理コードが硬くなる原因となり、処理コードの強力利用率や疲労性（強力保持率）を満足させることが困難となる。ゴムラテックスの種類としては、被着体のゴム種によって選択される。例えば、被着体のゴムがクロロプレンゴム（ＣＲ）であればＣＲラテックスが、また、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）や水素添加アクリロニトリル・ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）であれば、ＮＢＲラテックス及び／又は水添ＮＢＲラテックスが使用される。クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）であれば、ＣＳＭラテックスが用いられることが多い。もちろん、これらのゴムラテテックスを主体とする混合配合であっても構わない。
【００１５】
また、酸化防止剤もしくは老化防止剤を、上記ＲＦＬに対して固形分で５．０〜１５．０重量％添加すると、ベルト走行中にＲＦＬ処理コードが硬くなるのを抑制することができ、疲労テスト後のコード強力保持率が向上しやすくなるので好ましい。酸化防止剤の種類としてはヒンダードフェノール系、アミン系、リン系及び硫黄系化合物をあげることができる。代表的な例としては、ヒンダードフェノール化合物系では、トリエチレングリコールビス［３−（３−ｔ−ブチル−６−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、１，６−ヘキサンジオール−ビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、２，４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリ−１，３，５−トリアジン、ペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、２，２−チオ−−ジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロキシシンナマミド）、１．３．５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼンなどがある。また、分子中に硫黄や燐を含んだヒンダード系フェノール化合物としては２，２−チオビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）や３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジルフォスフォネート−ジエチルエステルなどがある。アミン系酸化防止剤の代表的な例は、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、アルキル化ジフェニルアミンなどがある。
【００１６】
老化防止剤としては、アルデヒド・アミン反応生成物があげられるが、その代表例としてはアルドールと１ナフチルアミンの縮合体物をあげることができるし、ケトン・アミン反応生成物として２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合物がある。また、アミン系化合物としてはＮ，Ｎ’−ジナフチル−ｐ−フェニレンジアミンが代表例である。フェノール系化合物としては、スチレン化フェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチルメチルフェノール、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）などがある。
【００１７】
さらに上記ＲＦＬ中には、特公昭５７−２１５８７号公報に示されるような下記一般式（化１）で表されるエチレン尿素化合物や、芳香族もしくは脂肪族イソシアネートとオキシム、フェノール、カプロラクタム等と反応させて得られるブロックドイソシアネートを加えてもよい。これらエチレン尿素化合物及びブロックドイソシアネートは、通常水分散液の形で、ＲＦＬに対して０．５〜３０重量％添加される。
【００１８】
【化１】
【００１９】
式中Ｒ’は、芳香族または脂肪族の炭化水素残基を表し、ｎは０，１又は２である。
【００２０】
また、通常の方法で調整されたカーボンブラックの水分散液をＲＦＬに対して０．５〜５重量％、あるいは、ジメチルポリシロキサンのごときシリコン系処理剤の水分散液をＲＦＬに対して０．５〜５．０重量％添加してもよい。なおＲＦＬで処理されたコードには、更に、被着体のゴムマトリックスと同種類のゴムを含むゴム糊が付与されることもある。
【００２１】
本発明のＲＦＬ処理コードにおいては、上記のＲＦＬを含有する処理剤が、未処理のアラミド繊維コードの重量を基準として５〜３５重量％、好ましくは１０〜３０重量％付着していることが大切である。付着量が５重量％より低い場合には、該アラミド繊維コードを動力伝達ベルトの補強繊維として使用した場合にベルト端面から露出した単糸がホツレやすくなり、またゴムとの接着性も不十分となるので好ましくない。一方、３５重量％を越える場合には、ＲＦＬ処理コードの強力利用率が９５％以上のものを得ることが困難となり、またゴムとの接着性も逆に低下したり耐疲労性も低下しやすくなるので好ましくない。
【００２２】
またＲＦＬ処理コードの強力利用率は、９５％以上であることが必要であり、９５％未満の場合では、動力伝達ベルトの補強用として同一のコード強力を得るためにはコードを太くしなければならず、また処理コード中のアラミド繊維の引き揃えが不十分となっているために、疲労テスト時の伸長・圧縮歪が各アラミド単繊維に均一にかかにくくなって応力集中が発生し、疲労テスト後のコード強力保持率が低下するので好ましくない。
【００２３】
またモデルベルト疲労テスト後のコード強力保持率は７５％以上であることが必要であり、この値が７５％未満の場合には、動力伝達ベルトの補強用繊維コードとしては不十分で、ベルトの寿命が低下するので好ましくない。なお先に述べた強力利用率とは、ＲＦＬ処理コードのコード強力を、ＲＦＬ処理前のコード強力で徐した値（％）であり、アラミド繊維をＲＦＬ処理した後に撚糸してコードとなした場合については、該コード強力を、ＲＦＬ処理せずに撚糸したＲＦＬ未処理コードの強力で徐した値（％）とした。
【００２４】
本発明のアラミド繊維コードは、以上に述べた特性に加えて、ゴムに埋没後のエアウィッキング性が０．０３ｍｌ／分以下の特性を有していることが肝要である。かかる特性を満足するＲＦＬ処理コードは、アラミド繊維の単糸表面がほぼＲＦＬ処理剤で被覆され、且つこのＲＦＬ被覆単糸が密に引き揃えられて配列されているためと推定され、単糸間の摩耗疲労性が良好となるだけでなく、疲労時の伸長・圧縮歪みが均一にかかって応力分散しやすくなるため耐疲労性が向上する。
【００２５】
以上に述べた本発明の動力伝達ベルト用アラミド繊維コードの製造方法は特に限定されるものではないが、例えば以下のごとくして製造することができる。すなわち、前述の実施的に無撚の状態で予めポリエポキシド化合物を含む処理剤で処理されたアラミド繊維を、必要ならば所望の太さのコードが得られるように複数本合わせ、１≦Ｋ≦５、好ましくは２≦Ｋ≦４の範囲内で加撚処理し、先ずＲＦＬ未処理のアラミド繊維コードを得る。ここでＫは撚係数であり、撚数をＴ（回／ｍ）、Ｄを繊維コードの繊度とするとき、Ｋ＝（Ｔ×Ｄ1/2 ）／２８７４で算出される値である。この撚係数Ｋが１未満の場合には疲労性が不十分となり、一方５を越える場合にはコード強力が低くなって、本発明の目的とする動力伝達ベルト用アラミド繊維コードは得られなくなる。なお、アラミド繊維を複数本合わせる場合には、夫々のアラミド繊維を予め０．２≦Ｋ≦１．０の範囲内で加撚処理してもよいが、その撚糸方向は合糸後の加撚方向と同一方向である方が好ましい。
【００２６】
ポリエポキシド化合物で処理されたアラミド繊維より構成される上記コードは、引続き、前述したＲＦＬ（レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス）、シリコン系処理剤及び酸化防止剤もしくは老化防止剤などを含む処理剤で、減圧条件下もしくは加圧条件下含浸加工処理されるか、又は減圧条件下含浸処理後にさらに加圧条件下で再含浸加工処理される。
【００２７】
減圧条件下の場合には、例えば金属性穴空きボビンに卷いた一定量のアラミド繊維コードを、真空ポンプに接続された減圧可能な金属製含浸加工装置の中に入れ、まず減圧にしてコード中に含まれる空気を除去し、ついで前記ＲＦＬを含む処理剤を容器の中に導入し、アラミド繊維コードに減圧下含浸させる。所定の条件で５分間以上含浸加工処理をした後に常圧にもどし、過剰の処理剤を取出した後にこれを加圧処理して過剰に付着した処理剤を除去する。通常の減圧含浸条件は、容器中の減圧度１０torrで、減圧開始から常圧に戻すまでの時間は約４５分間である。また、過剰の処理剤を除去する圧脱条件は５ｋｇ／ｃｍ2 とするが、減圧度に制約はない。
【００２８】
一方、加圧条件下の場合には、例えば金属性穴空きボビンに卷いた一定量のアラミド繊維コード及びＲＦＬを含む処理剤を、エアコンプレッサーに接続された加圧可能な金属製含浸加工装置の中に入れ、アラミド繊維コードに加圧下含浸させる。所定の条件で５０分間以上含浸加工処理をした後に常圧にもどし、過剰の処理剤を取出した後にこれを加圧処理して過剰に付着した処理剤を除去する。通常の加圧含浸条件は、容器中の圧力２０ｋｇ／ｃｍ2 で５０分間である。また、過剰の処理剤を除去する圧脱条件は５ｋｇ／ｃｍ2 とするが、加圧度に制約はない。
【００２９】
ＲＦＬを含む処理剤で減圧条件下、あるいは加圧条件下で含浸加工処理した後、金属製容器から取り出されたアラミド繊維コードは、８０〜１５０℃で０．５〜５分間乾燥後、１５０〜２６０℃で０．５〜５分間熱処理して硬化させる。この際の、アラミド繊維コードに対するＲＦＬを含む処理剤のの付着量は１〜２５重量％、特に５〜２０重量％に調節することが好ましい。この付着量が１重量％より低い場合には、エアウィッキング性が十分には低下せず、アラミド繊維コードを動力伝達ベルトの補強繊維として使用した場合にベルト端面から露出した単糸がホツレやすくなる。逆に２５重量％を越える場合には、得られるＲＦＬ処理コードの強力利用率が低下しやすく、またゴム接着性も逆に低くなることがあるので好ましくない。
【００３０】
本発明においては、上述のＲＦＬを含む処理剤で含浸処理したコードを、さらに、常法にしたがってＲＦＬを含む第２の処理剤で処理することが好ましい。ここで使用される第２の処理剤には、先に述べた含浸処理で使用される処理剤に配合すると同様の各種配合剤を添加してもよい。また、先の処理剤と第２の処理剤は同一でも異なっていてもよい。通常第２の処理剤としては、被着体のゴムと同一のゴムラテックスを用いたＲＦＬ単独が用いられる。
【００３１】
上記、第２の処理剤を常圧下に処理後、８０〜１５０℃で０．５〜５分間乾燥後、１５０〜２６０℃で０．５〜５分間熱処理して硬化させる。撚糸コードに対する第２の処理剤の付着量は、先の含浸処理で付着させた処理剤との合計の付着量が５〜３５重量％となる範囲内で１〜１０重量％に調整される。
【００３２】
このように予めポリエポキシド化合物で処理したアラミド繊維に特定の撚数をかけたコードを、ＲＦＬを含む処理剤で減圧条件下又は加圧条件下で、含浸加工処理して所定量付着させ、乾燥、熱硬化させたコードは、コード中へ処理剤が十分に含浸し、予めアラミド繊維に処理されたエポキシド化合物とこの含浸された処理剤とがそれぞれ相互に反応し、凝集力が高い、比較的柔軟な皮膜を形成すると同時に、アラミド繊維の単糸を１本１本処理剤が強固に被覆しており、且つ単糸の引き揃えが良好となっているので、エアーウィッキング性が低下してホツレ性が良好になると共に強力利用率が高くなるものと推定される。さらに、耐疲労性も、撚糸後にコード状態で処理剤を減圧下あるいは加圧条件下で含浸加工処理するため、単糸の引き揃え性が保持されるために、疲労テスト時の伸長・圧縮歪が均一にかかって応力分散するので強力保持率が向上するものと考えられる。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、実施例において、コード強力、ホツレ性、コード剥離接着力、引抜接着力、疲労時強力保持率、エアウイッキング性は次のようにして求めた値である。
【００３４】
＜コード強力＞
インテスコ２００５型引張試験（インテスコ社製）を用いて、４Ｄエアーチャックを使用してチャック間２５０ｍｍにコード長をとり、引張速度１００ｍｍ／分でコード強力を測定した。５回測定し、その平均値をコード強力とした。
ＲＦＬ処理後のコード強力／ＲＦＬ処理前のコード強力×１００を強力利用率とした。なお、無撚状態で処理剤を付着させた後に加撚したコードについては、撚糸後のコード強力／処理剤未付与の繊維を同様に撚糸したコード強力×１００を強力利用率とした。
【００３５】
＜ホツレ性＞
厚さ約２ｍｍのゴムシート２枚の間に前記のホツレ処理を行い、次いでＲＦＬを含む処理剤で処理したアラミド繊維コードを平行に並べて挟み、１５０℃で３０分間、５０ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧力で加硫し、ゴムシートを得た。このシートをカッターナイフを用いてゴム中に配列したコードの長さ方向に切断し、切断面にコード端面が現れるようにした。そして、端面からのアラミド単繊維の飛び出し状態を目視判定した。また、この端面をサンドペーパー（＃ＡＡ−１５０）で摩擦し、単糸のホツレ状態を観察した。評価は良好◎→○→△→×（不良）で判定した。
【００３６】
＜コード剥離接着力＞
処理コードとゴムとの剥離接着力を示すものである。ゴムシート表層近くに７本のコードを埋め、加圧下１５０℃、３０分間、５０ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧力で加硫し次いで両端の２本のコードを取り除き残りの５本のコードをゴムシートから２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で剥離に要した力をｋｇ／５本で表示したものである。
【００３７】
＜引抜接着力＞
処理コードとゴムとのせん断接着力を示すものである。コードをゴムブロック中に埋め込み、加圧下で１５０℃、３０分間、５０ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧力で加硫し、次いでコードをゴムブロックから２００ｍｍ／分の速度で引き抜き、引抜きに要した力をｋｇ／ｃｍで表示したものである。
【００３８】
＜疲労時強力保持率＞
耐疲労性をあらわす尺度でベルト式疲労テスターを用い、厚さ２ｍｍのゴムシート２枚の間に、コードを挟み、１５０℃で３０分間、５０ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧力で加硫して得られたシートを５０ｍｍ幅×５００ｍｍ長ベルト形状に切断し荷重２５ｋｇをかけ、直径２０ｍｍのローラーに取り付け、１２０℃の雰囲気下で、１２０ｒｐｍで往復運動させ、５０万回繰り返したのち、コードを取り出し残強力を測定し、疲労時の強力保持率を求めた。
【００３９】
＜エアウイッキング＞
ＲＦＬ含有処理剤のアラミド繊維コード被覆の状態を表す尺度であり、厚さ１２ｍｍ、長さ５０ｍｍ、幅３０ｍｍのゴム片２枚の中央に長さ方向にコードをはさみ、１５０℃で３０分間、９０ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧力で得られた加硫片を作成し、このコード中を、２Ｋｇ／ｃｍ2 の圧力をかけたときに通過する１分間の空気量をｍｌ単位で測定する。この空気量をエアウイッキングと定義する。
【００４０】
［実施例１］
まず、接着処理剤を次のように調整した。即ち、デナコールＥＸ−３１３（グリセリンジグリシジルエーテル；ナガセ化成株式会社製）１７．５ｇに界面活性剤としてネオコールＳＷ−３０（ジオクチルスルフォサクシネートナトリウム塩；第一工業製薬株式会社製）１４．５ｇを加えよくかき混ぜ、溶解させる。ついで、水６５６．２ｇを高速にかき混ぜながら、上記エポキシ溶液をゆっくり加えて分散させる。得られた配合液を処理剤Ａとする。
【００４１】
また、２０２．２ｇの水に１０％水酸化ナトリウム水溶液６．４ｇ、２８％アンモニア水溶液１８．８ｇを加え、十分撹拌し、更に、酸性触媒で反応させて得られたレゾルシン・ホルマリン初期縮合体物（４０％アセトン溶液）３９．５ｇを添加して十分に撹拌し分散させる。
【００４２】
次に、水２７８．０にニッポールＬＸ−１５６２（アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムラテックス４１％水乳化物；日本ゼオン株式会社製）４００．７ｇをゆっくり撹拌、混合する。この混合液に上記のレゾルシン・ホルマリン初期縮合物分散液をゆっくり撹拌しながら混合し、更に、ホルマリン（３７％）１６．４ｇを添加して混合する。ジメチルポリシロキサン水分散液（２０％濃度）３０ｇ及びヒンダードフェノール系酸化防止剤（イルガノックス１０１０：チバガイギー株式会社製）の２５％水分散液８ｇを添加する。得られた２０％濃度の配合液を処理剤Ｂとする。
【００４３】
アラミド繊維（テクノーラ、帝人株式会社製）１５００デニール／１０００フィラメントをコンピュートリーター処理機（ＣＡリッツラー株式会社製タイヤコード処理機）を用いて、前記処理剤Ａ中に浸漬した後、１３０℃で２分間乾燥し、引続き２３５℃で１分間熱処理をした。
【００４４】
次に、この処理原糸をＳ方向に撚係数０．４（３回／１０ｃｍ）で加撚し、さらにこれを２本あわせて、Ｓ方向に撚係数２（１０．５回／１０ｃｍ）で加撚し、撚糸コードを作成した。
【００４５】
ついで、この加撚コード２０００ｍ（重量６６７ｇ）を金属製の穴空きボビンに巻直し、容量４０リットルの真空、加圧含浸加工機の中に入れ、蓋を締め、１５分間で１０ｔｏｒｒ. の減圧にし、次いで、２０分間かけて、上記処理剤Ｂを容器中にいれ、更に、２０分間保持してコード中に含浸させる。その後、減圧を５分間かけて徐々に常圧に戻し、エアコンプレッサーを用いて、２０ｋｇ／ｃｍ2 に加圧し、５０分間保った後、常圧に戻す。この後、金属製含浸加工容器から過剰の処理剤を取り出し、再び５ｋｇ／ｃｍ2 まで加圧して金属ボビンに卷かれたコードから、過剰に付着した処理剤を除去する。処理剤含浸コードを取り出し、処理剤Ａと同様の条件で乾燥、熱処理を行った。このときの処理剤の付着量は２０重量％であった。
【００４６】
ついで、該含浸コードをＲＦＬ（Ｒ／Ｆ＝１／２．５モル比、ＲＦ／Ｌ＝１／５重量比、Ｌ＝アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムラテックス；日本ゼオン株式会社製、ニポールＬＸ１５６２）で処理し、撚糸コードに対する付着率が５重量％になるように調整し、１３０℃で２分間乾燥し、２４０℃で２分間、緊張下で硬化加熱処理してＲＦＬ処理コードを得た。
【００４７】
［実施例２〜５、比較例１〜４］
実施例１において、処理剤Ｂの付着量及び付着条件、並びに含浸コードに付着させるＲＦＬの付着量を表１記載のごとく変更する以外は実施例１と同様にして処理コードを得た。これらの評価結果を表１にまとめて示す。なお実施例４では撚係数を３に変更した。
【００４８】
処理剤Ｂを通常の常圧処理（真空・加圧含浸加工無し）で処理する以外は全て実施例と同様にして得られたコードを比較例３、処理剤Ｂを撚糸する前に処理し、ついで撚糸する以外は実施例と同様にして得られたコード（真空・加圧含浸加工無し）を比較例４として、併せて、その結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
［実施例６、比較例５〜６］
処理剤の中、処理剤Ａは実施例１と同様に調整した。また、処理剤ＢのＲＦＬは実施例１の調整法に従い、ＮＢＲラテックスをニポール２５１８ＦＳ（ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンラテックス４１％水乳化液；日本ゼオン株式会社製）に替えて調整した。また、実施例１と同様に、含浸処理後のコードは、処理剤Ｂで使用したと同一のラテックスを用いた、ニポール２５１８ＦＳ配合のＲＦＬでさらに処理した。
【００５１】
ここで処理剤Ｂを通常の常圧処理する以外は全て実施例６と同様にして得られたコード（比較例５）、および処理剤Ｂを無撚の繊維に処理した後に撚糸する以外はすべて実施例６と同様にして得られた処理コード（比較例６）を前述の方法により、ＣＲ配合ゴムを使用して、ホツレ性、剥離接着力、引抜接着力、疲労性を測定した。得られた結果を表２に示す。
【００５２】
【表２】
【００５３】
［実施例７、比較例７〜８］
実施例１と同様の処理剤Ａで処理した原糸を加撚することなく２本あわせ、これをＳ方向に撚係数２（１０．５回／１０ｃｍ）で加撚し、この加撚コード２０００ｍ（重量６６７ｇ）を実施例１と同様に減圧下で含浸処理して処理剤Ｂをコード中に含浸させ、次いで２０Ｋｇ／ｃｍの2 加圧処理を施すことなく金属製含浸加工容器から取り出す以外は実施例１と同様にして処理コードを得た。結果を表３に示す。
【００５４】
ここで処理剤Ｂを通常の常圧処理する以外は全て実施例７と同様にして得られたコード（比較例７）、および処理剤Ｂを無撚の繊維に処理した後に撚糸する以外はすべて実施例７と同様にして得られた処理コード（比較例８）の結果を、表３に合わせて示す。
【００５５】
［実施例８］
実施例７の加撚コード２０００ｍ（重量６６７ｇ）を金属製の穴空きボビンに巻直し、容量４０リットルの真空・加圧含浸加工機の中に入れ、次いで、上記処理剤Ｂを容器中にいれ、蓋を締め、エアコンプレッサーで２０ｋｇ／ｃｍ2 に加圧し、５０分間保持してコード中に含浸させる。その後、徐々に常圧に戻に戻す。この後、金属製含浸加工容器から過剰の処理剤を取り出し、再び５ｋｇ／ｃｍ2 に加圧して金属ボビンに卷かれたコードから、過剰に付着した処理剤を除去する。接着剤含浸コードを取り出し、処理剤Ａと同様の条件で乾燥、熱処理を行った。このときの処理剤の付着量は２０重量％であった。得られた処理コードの評価結果は表３にまとめて示す。
【００５６】
【表３】
【００５７】
【発明の効果】
予めポリエポキシド化合物で処理されたアラミド繊維を加撚した後に、例えば減圧下又は加圧下でＲＦＬを含有する処理剤を含浸処理して製造される本発明のアラミド繊維コードは、強力利用率や疲労時の強力保持率が良好で、また、成形後の動力伝達ベルトのベルト端面からアラミド繊維単糸のホツレを生じることがなく、ゴムマトリックスに対する接着性及び疲労性も良好である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力伝達ベルト補強用コードとして適用されるアラミド繊維コードに関するものである。特に、本発明は、タイミングベルト、ローエッジＶベルトなど、ベルトの側面からベルト補強用アラミド繊維コードが露出した形態を有するベルトにおいて、筒状で成形され、加硫されたアラミド繊維コード補強ゴム複合体から輪切り状にカットしてベルトを成形する際、繊維軸方向にカットされたベルト端面に露出したアラミド繊維コードからアラミド繊維単糸がホツレず、マトリックスゴムとの接着性が良好で、且つ、耐疲労性が優れたアラミド繊維コードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
アラミド繊維コードは一般に優れた強力、弾性率、寸法安定性、耐熱性等の特性を有するために、苛酷な条件下で使用されるタイヤ、ベルト、ホース等のゴム複合体の優れた補強用繊維として有用である。特に、比強度、比弾性率が高いために、スチールやワイヤ代替の軽量化補強繊維として、アラミド繊維コードはますます需要拡大が期待されている。
【０００３】
一般に、タイヤ、ベルト及びホースなどの複合体用補強繊維は撚糸コード状で接着処理され使用される。この接着処理コードは水系接着剤、溶剤系接着剤のいずれであってもコード中への含浸が不十分であるのが通常である。特に、水系処理剤の含浸性が不良である。接着処理アラミド繊維コードをタイミングベルトやローエッジＶベルト用補強繊維として用いる場合、予め筒状に成形され、加硫される。引続き、筒状に成形されたアラミド繊維コード補強ゴム複合体からカッターで輪状にカットすることによりベルトが作られるが、その際に、カット面に露出したアラミド繊維コードから接着剤の含浸が不充分な各単糸がホツレ、ベルトの側面から突出することがあり、その場合、ベルトとしての品質が著しく低下する。そのまま、ベルトとしてプーリーにかけて運転すると、この単糸ホツレ部分がプーリーにこすられ、ホツレた単糸が飛び散ったり、あるいは、このホツレが原因となって、ベルトの耐久性が低下する。
【０００４】
これらの欠点は、ベルトを生産する行程において、前記のホツレた各単糸を機械的に取り除いたり、切断する作業によって防止されているが、このような作業が加わることによって、ベルトの生産性は著しく低下し、アラミド繊維コードをこの分野に適応していくための大きな障害となっていた。一方、このようなアラミド繊維コードの欠点を改良するために、予めアラミド繊維をゴムラテックスなどの処理剤で処理し、カット時の単糸のホツレを防ぐことが試みられたが（特開平１−２０７４８０号公報、特開平４−２９６４４号公報）、ゴムラテックス処理によりアラミド繊維の撚糸性が不良となったり、本来有する強力を低下させたり、接着性や耐久性を損なうなど、別の欠点を生じることもあり満足な動力伝達ベルト用アラミド繊維コードが得られなかった。本発明者らも、アラミド繊維を予めポリエポキシド化合物で処理し、次いでＲＦＬを含む処理剤で処理後、加撚し、さらにＲＦＬ系処理で処理する方法（特開平６−２５９７７号公報、特開平６−２５９７８号公報、特開平６−２０７３８０号公報）を先に提案している。しかしながら、これらの方法では、ホツレ性及び接着性は著しく改良されるものの、単糸同志が接着剤で固定されているために加撚時に単糸が十分にマイグレーションしないためと推定され、撚糸強力がやや低めになったり、耐疲労性の低下が見られ、改良の余地が残されていることが判明した。
【０００５】
この様に、アラミド繊維コードにＲＦＬを含む処理剤を含浸させ、ホツレ性、強力、耐疲労性をバランスさせたアラミド繊維コードは、未だ提案されていないのが実情である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的は、従来の技術における課題を解消した動力伝達ベルト用アラミド繊維コード、すなわち、ベルト成形時にベルト端面に露出したアラミド繊維の単糸のホツレを防止し、且つ、マトリックスゴムとの接着性を向上させ、強力、疲労性が良好なアラミド繊維コードを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、以下の構成により達成することができる。すなわち、本発明は、「レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）を含む処理剤が、予めポリエポキシ化合物で処理されたアラミド繊維より構成されるコードに付与されたＲＦＬ処理コードであって、該処理コードは、ＲＦＬを含む処理剤付着量が５〜３５重量％（未処理コード重量基準）、強力利用率が９５％以上、ゴムに埋没後のエアウィッキング性が０．０３ｍｌ／分以下、モデルベルト疲労テスト後のコード強力保持率が７０％以上であることを特徴とする動力伝達ベルト用アラミド繊維コード。」である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明におけるアラミド繊維とは、芳香族環がアミド結合で結合された繰り返し単位が全体の少なくとも８０％以上を占める重合体からなる繊維を意味する。これらの重合体、または、共重合体からなる繊維の代表例として、ポリパラフェニレンテレフタラミド、ポリメタフェニレンイソフタラミド、ポリパラフェニレン・３，４’−ジフェニルエーテル・テレフタラミド等、従来公知のアラミドからなる繊維を挙げることができる。
【０００９】
本発明においては、上記のアラミド繊維は予めポリエポキシド化合物で処理されたもの、好ましくはアラミド繊維が無撚の状態で処理されたものを用いる。好ましく用いられるポリエポキシド化合物としては、一分子中に少なくとも２個以上のエポキシ基を、該化合物１００ｇあたり０．２ｇ当量以上含有する化合物を挙げることができ、具体的にはエチレングリコール、グリセロール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、ポリエチレングリコールなどの多価アルコール類とエピクロルヒドリンの如きハロゲン含有エポキシド類との反応生成物、レゾルシン・ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルメタン、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂などの多価フェノール類と前記ハロゲン含有エポキシド類との反応生成物、過酢酸または過酸化水素などで不飽和化合物を酸化して得られるポリエポキシド化合物、即ち、３，４−エポキシシクロヘキセンエポキシド、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、ビス（３，４−エポキシ−６−メチル−シクロヘキシルメチル）アジペートなどを挙げることができる。これらの中、特に、多価アルコールとエピクロルヒドリンとの反応生成物、即ち、多価アルコールのポリグリシジルエーテル化合物が優れた性能を示すので好ましい。
【００１０】
かかるポリエポキシド化合物は、通常少量の溶媒に溶解したものを公知の乳化剤、例えば、アルキルベンゼンスルフォン酸ソーダ、ジオクチルスルフォサクシネートＮａ塩などを用いて乳化液または溶液として使用される。またポリエポキシド化合物は、アミン系もしくはイミダゾール系硬化剤、ポリイソシアネートと公知のオキシム、フェノール、カプロラクタムなどのブロック化剤との付加化合物であるブロックドイソシアネート、後述のポリイソシアネートとエチレンイミンとの反応生成物であるエチレン尿素化合物などを混合使用してもよい。
【００１１】
例えば、ポリエポキシド化合物（Ａ）及び硬化剤、ブロックドイソシアネートもしくはエチレン尿素化合物（Ｂ）との混合比は０．０５≦（Ａ）／〔（Ａ）＋（Ｂ）〕≦０．９（重量比）の範囲が好ましい。ポリエポキシド化合物の濃度としては０．１〜５．０重量％が使用される。総固形分濃度は１〜３０重量％、好ましくは３〜２０重量％になるようにして使用する。
【００１２】
上記、ポリエポキシド化合物を含む処理剤は、アラミド繊維の製造時に油剤と混合して付着させても、あるいは、アラミド繊維製糸後、独立に付着させてもよいが、アラミド繊維に対する処理剤固形分付着量は０．０５〜５．０重量％が適当である。なお、ポリエポキシド化合物を含む処理剤で処理したアラミド繊維は、１００〜１５０℃で６０〜１８０秒乾燥され、ついで、１５０〜２５０℃で３０〜２１０秒、好ましくは６０〜１８０秒間熱処理されていることが、最終的に得られる処理コードの接着性の観点から好ましい。
【００１３】
本発明のアラミド繊維コードは、上記のようにポリエポキシド化合物を含む処理剤で処理されたアラミド繊維を、必要に応じて複数本合わせて加撚処理したコードに、レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）を含む処理剤が付与されたＲＦＬ処理コードである。
【００１４】
ここで使用されるＲＦＬは、レゾルシンとホルムアルデヒドのモル比が１：０．１〜１：８、好ましくは１：０．５〜１：５、更に好ましくは１：１〜１：４の範囲であることが望ましい。また、レゾルシン・ホルマリンとゴムラテックスとの配合比率は、固形分重量比で１：１〜１：１５、好ましくは１：３〜１：１２の範囲にあるのが好ましい。ゴムラテックスの配合比率が高すぎると、処理剤の粘着性が著しく高くなり、また凝集力も低くなって、含浸性や接着性が低下する。一方ゴムラテックスの配合比率が低すぎると、処理コードが硬くなる原因となり、処理コードの強力利用率や疲労性（強力保持率）を満足させることが困難となる。ゴムラテックスの種類としては、被着体のゴム種によって選択される。例えば、被着体のゴムがクロロプレンゴム（ＣＲ）であればＣＲラテックスが、また、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）や水素添加アクリロニトリル・ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）であれば、ＮＢＲラテックス及び／又は水添ＮＢＲラテックスが使用される。クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）であれば、ＣＳＭラテックスが用いられることが多い。もちろん、これらのゴムラテテックスを主体とする混合配合であっても構わない。
【００１５】
また、酸化防止剤もしくは老化防止剤を、上記ＲＦＬに対して固形分で５．０〜１５．０重量％添加すると、ベルト走行中にＲＦＬ処理コードが硬くなるのを抑制することができ、疲労テスト後のコード強力保持率が向上しやすくなるので好ましい。酸化防止剤の種類としてはヒンダードフェノール系、アミン系、リン系及び硫黄系化合物をあげることができる。代表的な例としては、ヒンダードフェノール化合物系では、トリエチレングリコールビス［３−（３−ｔ−ブチル−６−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、１，６−ヘキサンジオール−ビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、２，４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリ−１，３，５−トリアジン、ペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、２，２−チオ−−ジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロキシシンナマミド）、１．３．５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼンなどがある。また、分子中に硫黄や燐を含んだヒンダード系フェノール化合物としては２，２−チオビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）や３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジルフォスフォネート−ジエチルエステルなどがある。アミン系酸化防止剤の代表的な例は、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、アルキル化ジフェニルアミンなどがある。
【００１６】
老化防止剤としては、アルデヒド・アミン反応生成物があげられるが、その代表例としてはアルドールと１ナフチルアミンの縮合体物をあげることができるし、ケトン・アミン反応生成物として２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合物がある。また、アミン系化合物としてはＮ，Ｎ’−ジナフチル−ｐ−フェニレンジアミンが代表例である。フェノール系化合物としては、スチレン化フェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチルメチルフェノール、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）などがある。
【００１７】
さらに上記ＲＦＬ中には、特公昭５７−２１５８７号公報に示されるような下記一般式（化１）で表されるエチレン尿素化合物や、芳香族もしくは脂肪族イソシアネートとオキシム、フェノール、カプロラクタム等と反応させて得られるブロックドイソシアネートを加えてもよい。これらエチレン尿素化合物及びブロックドイソシアネートは、通常水分散液の形で、ＲＦＬに対して０．５〜３０重量％添加される。
【００１８】
【化１】
式中Ｒ’は、芳香族または脂肪族の炭化水素残基を表し、ｎは０，１又は２である。
【００２０】
また、通常の方法で調整されたカーボンブラックの水分散液をＲＦＬに対して０．５〜５重量％、あるいは、ジメチルポリシロキサンのごときシリコン系処理剤の水分散液をＲＦＬに対して０．５〜５．０重量％添加してもよい。なおＲＦＬで処理されたコードには、更に、被着体のゴムマトリックスと同種類のゴムを含むゴム糊が付与されることもある。
【００２１】
本発明のＲＦＬ処理コードにおいては、上記のＲＦＬを含有する処理剤が、未処理のアラミド繊維コードの重量を基準として５〜３５重量％、好ましくは１０〜３０重量％付着していることが大切である。付着量が５重量％より低い場合には、該アラミド繊維コードを動力伝達ベルトの補強繊維として使用した場合にベルト端面から露出した単糸がホツレやすくなり、またゴムとの接着性も不十分となるので好ましくない。一方、３５重量％を越える場合には、ＲＦＬ処理コードの強力利用率が９５％以上のものを得ることが困難となり、またゴムとの接着性も逆に低下したり耐疲労性も低下しやすくなるので好ましくない。
【００２２】
またＲＦＬ処理コードの強力利用率は、９５％以上であることが必要であり、９５％未満の場合では、動力伝達ベルトの補強用として同一のコード強力を得るためにはコードを太くしなければならず、また処理コード中のアラミド繊維の引き揃えが不十分となっているために、疲労テスト時の伸長・圧縮歪が各アラミド単繊維に均一にかかにくくなって応力集中が発生し、疲労テスト後のコード強力保持率が低下するので好ましくない。
【００２３】
またモデルベルト疲労テスト後のコード強力保持率は７５％以上であることが必要であり、この値が７５％未満の場合には、動力伝達ベルトの補強用繊維コードとしては不十分で、ベルトの寿命が低下するので好ましくない。なお先に述べた強力利用率とは、ＲＦＬ処理コードのコード強力を、ＲＦＬ処理前のコード強力で徐した値（％）であり、アラミド繊維をＲＦＬ処理した後に撚糸してコードとなした場合については、該コード強力を、ＲＦＬ処理せずに撚糸したＲＦＬ未処理コードの強力で徐した値（％）とした。
【００２４】
本発明のアラミド繊維コードは、以上に述べた特性に加えて、ゴムに埋没後のエアウィッキング性が０．０３ｍｌ／分以下の特性を有していることが肝要である。かかる特性を満足するＲＦＬ処理コードは、アラミド繊維の単糸表面がほぼＲＦＬ処理剤で被覆され、且つこのＲＦＬ被覆単糸が密に引き揃えられて配列されているためと推定され、単糸間の摩耗疲労性が良好となるだけでなく、疲労時の伸長・圧縮歪みが均一にかかって応力分散しやすくなるため耐疲労性が向上する。
【００２５】
以上に述べた本発明の動力伝達ベルト用アラミド繊維コードの製造方法は特に限定されるものではないが、例えば以下のごとくして製造することができる。すなわち、前述の実施的に無撚の状態で予めポリエポキシド化合物を含む処理剤で処理されたアラミド繊維を、必要ならば所望の太さのコードが得られるように複数本合わせ、１≦Ｋ≦５、好ましくは２≦Ｋ≦４の範囲内で加撚処理し、先ずＲＦＬ未処理のアラミド繊維コードを得る。ここでＫは撚係数であり、撚数をＴ（回／ｍ）、Ｄを繊維コードの繊度とするとき、Ｋ＝（Ｔ×Ｄ1/2 ）／２８７４で算出される値である。この撚係数Ｋが１未満の場合には疲労性が不十分となり、一方５を越える場合にはコード強力が低くなって、本発明の目的とする動力伝達ベルト用アラミド繊維コードは得られなくなる。なお、アラミド繊維を複数本合わせる場合には、夫々のアラミド繊維を予め０．２≦Ｋ≦１．０の範囲内で加撚処理してもよいが、その撚糸方向は合糸後の加撚方向と同一方向である方が好ましい。
【００２６】
ポリエポキシド化合物で処理されたアラミド繊維より構成される上記コードは、引続き、前述したＲＦＬ（レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス）、シリコン系処理剤及び酸化防止剤もしくは老化防止剤などを含む処理剤で、減圧条件下もしくは加圧条件下含浸加工処理されるか、又は減圧条件下含浸処理後にさらに加圧条件下で再含浸加工処理される。
【００２７】
減圧条件下の場合には、例えば金属性穴空きボビンに卷いた一定量のアラミド繊維コードを、真空ポンプに接続された減圧可能な金属製含浸加工装置の中に入れ、まず減圧にしてコード中に含まれる空気を除去し、ついで前記ＲＦＬを含む処理剤を容器の中に導入し、アラミド繊維コードに減圧下含浸させる。所定の条件で５分間以上含浸加工処理をした後に常圧にもどし、過剰の処理剤を取出した後にこれを加圧処理して過剰に付着した処理剤を除去する。通常の減圧含浸条件は、容器中の減圧度１０torrで、減圧開始から常圧に戻すまでの時間は約４５分間である。また、過剰の処理剤を除去する圧脱条件は５ｋｇ／ｃｍ2 とするが、減圧度に制約はない。
【００２８】
一方、加圧条件下の場合には、例えば金属性穴空きボビンに卷いた一定量のアラミド繊維コード及びＲＦＬを含む処理剤を、エアコンプレッサーに接続された加圧可能な金属製含浸加工装置の中に入れ、アラミド繊維コードに加圧下含浸させる。所定の条件で５０分間以上含浸加工処理をした後に常圧にもどし、過剰の処理剤を取出した後にこれを加圧処理して過剰に付着した処理剤を除去する。通常の加圧含浸条件は、容器中の圧力２０ｋｇ／ｃｍ2 で５０分間である。また、過剰の処理剤を除去する圧脱条件は５ｋｇ／ｃｍ2 とするが、加圧度に制約はない。
【００２９】
ＲＦＬを含む処理剤で減圧条件下、あるいは加圧条件下で含浸加工処理した後、金属製容器から取り出されたアラミド繊維コードは、８０〜１５０℃で０．５〜５分間乾燥後、１５０〜２６０℃で０．５〜５分間熱処理して硬化させる。この際の、アラミド繊維コードに対するＲＦＬを含む処理剤のの付着量は１〜２５重量％、特に５〜２０重量％に調節することが好ましい。この付着量が１重量％より低い場合には、エアウィッキング性が十分には低下せず、アラミド繊維コードを動力伝達ベルトの補強繊維として使用した場合にベルト端面から露出した単糸がホツレやすくなる。逆に２５重量％を越える場合には、得られるＲＦＬ処理コードの強力利用率が低下しやすく、またゴム接着性も逆に低くなることがあるので好ましくない。
【００３０】
本発明においては、上述のＲＦＬを含む処理剤で含浸処理したコードを、さらに、常法にしたがってＲＦＬを含む第２の処理剤で処理することが好ましい。ここで使用される第２の処理剤には、先に述べた含浸処理で使用される処理剤に配合すると同様の各種配合剤を添加してもよい。また、先の処理剤と第２の処理剤は同一でも異なっていてもよい。通常第２の処理剤としては、被着体のゴムと同一のゴムラテックスを用いたＲＦＬ単独が用いられる。
【００３１】
上記、第２の処理剤を常圧下に処理後、８０〜１５０℃で０．５〜５分間乾燥後、１５０〜２６０℃で０．５〜５分間熱処理して硬化させる。撚糸コードに対する第２の処理剤の付着量は、先の含浸処理で付着させた処理剤との合計の付着量が５〜３５重量％となる範囲内で１〜１０重量％に調整される。
【００３２】
このように予めポリエポキシド化合物で処理したアラミド繊維に特定の撚数をかけたコードを、ＲＦＬを含む処理剤で減圧条件下又は加圧条件下で、含浸加工処理して所定量付着させ、乾燥、熱硬化させたコードは、コード中へ処理剤が十分に含浸し、予めアラミド繊維に処理されたエポキシド化合物とこの含浸された処理剤とがそれぞれ相互に反応し、凝集力が高い、比較的柔軟な皮膜を形成すると同時に、アラミド繊維の単糸を１本１本処理剤が強固に被覆しており、且つ単糸の引き揃えが良好となっているので、エアーウィッキング性が低下してホツレ性が良好になると共に強力利用率が高くなるものと推定される。さらに、耐疲労性も、撚糸後にコード状態で処理剤を減圧下あるいは加圧条件下で含浸加工処理するため、単糸の引き揃え性が保持されるために、疲労テスト時の伸長・圧縮歪が均一にかかって応力分散するので強力保持率が向上するものと考えられる。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、実施例において、コード強力、ホツレ性、コード剥離接着力、引抜接着力、疲労時強力保持率、エアウイッキング性は次のようにして求めた値である。
【００３４】
＜コード強力＞
インテスコ２００５型引張試験（インテスコ社製）を用いて、４Ｄエアーチャックを使用してチャック間２５０ｍｍにコード長をとり、引張速度１００ｍｍ／分でコード強力を測定した。５回測定し、その平均値をコード強力とした。
ＲＦＬ処理後のコード強力／ＲＦＬ処理前のコード強力×１００を強力利用率とした。なお、無撚状態で処理剤を付着させた後に加撚したコードについては、撚糸後のコード強力／処理剤未付与の繊維を同様に撚糸したコード強力×１００を強力利用率とした。
【００３５】
＜ホツレ性＞
厚さ約２ｍｍのゴムシート２枚の間に前記のホツレ処理を行い、次いでＲＦＬを含む処理剤で処理したアラミド繊維コードを平行に並べて挟み、１５０℃で３０分間、５０ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧力で加硫し、ゴムシートを得た。このシートをカッターナイフを用いてゴム中に配列したコードの長さ方向に切断し、切断面にコード端面が現れるようにした。そして、端面からのアラミド単繊維の飛び出し状態を目視判定した。また、この端面をサンドペーパー（＃ＡＡ−１５０）で摩擦し、単糸のホツレ状態を観察した。評価は良好◎→○→△→×（不良）で判定した。
【００３６】
＜コード剥離接着力＞
処理コードとゴムとの剥離接着力を示すものである。ゴムシート表層近くに７本のコードを埋め、加圧下１５０℃、３０分間、５０ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧力で加硫し次いで両端の２本のコードを取り除き残りの５本のコードをゴムシートから２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で剥離に要した力をｋｇ／５本で表示したものである。
【００３７】
＜引抜接着力＞
処理コードとゴムとのせん断接着力を示すものである。コードをゴムブロック中に埋め込み、加圧下で１５０℃、３０分間、５０ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧力で加硫し、次いでコードをゴムブロックから２００ｍｍ／分の速度で引き抜き、引抜きに要した力をｋｇ／ｃｍで表示したものである。
【００３８】
＜疲労時強力保持率＞
耐疲労性をあらわす尺度でベルト式疲労テスターを用い、厚さ２ｍｍのゴムシート２枚の間に、コードを挟み、１５０℃で３０分間、５０ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧力で加硫して得られたシートを５０ｍｍ幅×５００ｍｍ長ベルト形状に切断し荷重２５ｋｇをかけ、直径２０ｍｍのローラーに取り付け、１２０℃の雰囲気下で、１２０ｒｐｍで往復運動させ、５０万回繰り返したのち、コードを取り出し残強力を測定し、疲労時の強力保持率を求めた。
【００３９】
＜エアウイッキング＞
ＲＦＬ含有処理剤のアラミド繊維コード被覆の状態を表す尺度であり、厚さ１２ｍｍ、長さ５０ｍｍ、幅３０ｍｍのゴム片２枚の中央に長さ方向にコードをはさみ、１５０℃で３０分間、９０ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧力で得られた加硫片を作成し、このコード中を、２Ｋｇ／ｃｍ2 の圧力をかけたときに通過する１分間の空気量をｍｌ単位で測定する。この空気量をエアウイッキングと定義する。
【００４０】
［実施例１］
まず、接着処理剤を次のように調整した。即ち、デナコールＥＸ−３１３（グリセリンジグリシジルエーテル；ナガセ化成株式会社製）１７．５ｇに界面活性剤としてネオコールＳＷ−３０（ジオクチルスルフォサクシネートナトリウム塩；第一工業製薬株式会社製）１４．５ｇを加えよくかき混ぜ、溶解させる。ついで、水６５６．２ｇを高速にかき混ぜながら、上記エポキシ溶液をゆっくり加えて分散させる。得られた配合液を処理剤Ａとする。
【００４１】
また、２０２．２ｇの水に１０％水酸化ナトリウム水溶液６．４ｇ、２８％アンモニア水溶液１８．８ｇを加え、十分撹拌し、更に、酸性触媒で反応させて得られたレゾルシン・ホルマリン初期縮合体物（４０％アセトン溶液）３９．５ｇを添加して十分に撹拌し分散させる。
【００４２】
次に、水２７８．０にニッポールＬＸ−１５６２（アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムラテックス４１％水乳化物；日本ゼオン株式会社製）４００．７ｇをゆっくり撹拌、混合する。この混合液に上記のレゾルシン・ホルマリン初期縮合物分散液をゆっくり撹拌しながら混合し、更に、ホルマリン（３７％）１６．４ｇを添加して混合する。ジメチルポリシロキサン水分散液（２０％濃度）３０ｇ及びヒンダードフェノール系酸化防止剤（イルガノックス１０１０：チバガイギー株式会社製）の２５％水分散液８ｇを添加する。得られた２０％濃度の配合液を処理剤Ｂとする。
【００４３】
アラミド繊維（テクノーラ、帝人株式会社製）１５００デニール／１０００フィラメントをコンピュートリーター処理機（ＣＡリッツラー株式会社製タイヤコード処理機）を用いて、前記処理剤Ａ中に浸漬した後、１３０℃で２分間乾燥し、引続き２３５℃で１分間熱処理をした。
【００４４】
次に、この処理原糸をＳ方向に撚係数０．４（３回／１０ｃｍ）で加撚し、さらにこれを２本あわせて、Ｓ方向に撚係数２（１０．５回／１０ｃｍ）で加撚し、撚糸コードを作成した。
【００４５】
ついで、この加撚コード２０００ｍ（重量６６７ｇ）を金属製の穴空きボビンに巻直し、容量４０リットルの真空、加圧含浸加工機の中に入れ、蓋を締め、１５分間で１０ｔｏｒｒ. の減圧にし、次いで、２０分間かけて、上記処理剤Ｂを容器中にいれ、更に、２０分間保持してコード中に含浸させる。その後、減圧を５分間かけて徐々に常圧に戻し、エアコンプレッサーを用いて、２０ｋｇ／ｃｍ2 に加圧し、５０分間保った後、常圧に戻す。この後、金属製含浸加工容器から過剰の処理剤を取り出し、再び５ｋｇ／ｃｍ2 まで加圧して金属ボビンに卷かれたコードから、過剰に付着した処理剤を除去する。処理剤含浸コードを取り出し、処理剤Ａと同様の条件で乾燥、熱処理を行った。このときの処理剤の付着量は２０重量％であった。
【００４６】
ついで、該含浸コードをＲＦＬ（Ｒ／Ｆ＝１／２．５モル比、ＲＦ／Ｌ＝１／５重量比、Ｌ＝アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムラテックス；日本ゼオン株式会社製、ニポールＬＸ１５６２）で処理し、撚糸コードに対する付着率が５重量％になるように調整し、１３０℃で２分間乾燥し、２４０℃で２分間、緊張下で硬化加熱処理してＲＦＬ処理コードを得た。
【００４７】
［実施例２〜５、比較例１〜４］
実施例１において、処理剤Ｂの付着量及び付着条件、並びに含浸コードに付着させるＲＦＬの付着量を表１記載のごとく変更する以外は実施例１と同様にして処理コードを得た。これらの評価結果を表１にまとめて示す。なお実施例４では撚係数を３に変更した。
【００４８】
処理剤Ｂを通常の常圧処理（真空・加圧含浸加工無し）で処理する以外は全て実施例と同様にして得られたコードを比較例３、処理剤Ｂを撚糸する前に処理し、ついで撚糸する以外は実施例と同様にして得られたコード（真空・加圧含浸加工無し）を比較例４として、併せて、その結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
［実施例６、比較例５〜６］
処理剤の中、処理剤Ａは実施例１と同様に調整した。また、処理剤ＢのＲＦＬは実施例１の調整法に従い、ＮＢＲラテックスをニポール２５１８ＦＳ（ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンラテックス４１％水乳化液；日本ゼオン株式会社製）に替えて調整した。また、実施例１と同様に、含浸処理後のコードは、処理剤Ｂで使用したと同一のラテックスを用いた、ニポール２５１８ＦＳ配合のＲＦＬでさらに処理した。
【００５１】
ここで処理剤Ｂを通常の常圧処理する以外は全て実施例６と同様にして得られたコード（比較例５）、および処理剤Ｂを無撚の繊維に処理した後に撚糸する以外はすべて実施例６と同様にして得られた処理コード（比較例６）を前述の方法により、ＣＲ配合ゴムを使用して、ホツレ性、剥離接着力、引抜接着力、疲労性を測定した。得られた結果を表２に示す。
【００５２】
【表２】
［実施例７、比較例７〜８］
実施例１と同様の処理剤Ａで処理した原糸を加撚することなく２本あわせ、これをＳ方向に撚係数２（１０．５回／１０ｃｍ）で加撚し、この加撚コード２０００ｍ（重量６６７ｇ）を実施例１と同様に減圧下で含浸処理して処理剤Ｂをコード中に含浸させ、次いで２０Ｋｇ／ｃｍの2 加圧処理を施すことなく金属製含浸加工容器から取り出す以外は実施例１と同様にして処理コードを得た。結果を表３に示す。
【００５４】
ここで処理剤Ｂを通常の常圧処理する以外は全て実施例７と同様にして得られたコード（比較例７）、および処理剤Ｂを無撚の繊維に処理した後に撚糸する以外はすべて実施例７と同様にして得られた処理コード（比較例８）の結果を、表３に合わせて示す。
【００５５】
［実施例８］
実施例７の加撚コード２０００ｍ（重量６６７ｇ）を金属製の穴空きボビンに巻直し、容量４０リットルの真空・加圧含浸加工機の中に入れ、次いで、上記処理剤Ｂを容器中にいれ、蓋を締め、エアコンプレッサーで２０ｋｇ／ｃｍ2 に加圧し、５０分間保持してコード中に含浸させる。その後、徐々に常圧に戻に戻す。この後、金属製含浸加工容器から過剰の処理剤を取り出し、再び５ｋｇ／ｃｍ2 に加圧して金属ボビンに卷かれたコードから、過剰に付着した処理剤を除去する。接着剤含浸コードを取り出し、処理剤Ａと同様の条件で乾燥、熱処理を行った。このときの処理剤の付着量は２０重量％であった。得られた処理コードの評価結果は表３にまとめて示す。
【００５６】
【表３】
【発明の効果】
予めポリエポキシド化合物で処理されたアラミド繊維を加撚した後に、例えば減圧下又は加圧下でＲＦＬを含有する処理剤を含浸処理して製造される本発明のアラミド繊維コードは、強力利用率や疲労時の強力保持率が良好で、また、成形後の動力伝達ベルトのベルト端面からアラミド繊維単糸のホツレを生じることがなく、ゴムマトリックスに対する接着性及び疲労性も良好である。
Claims (1)
- レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）を含む処理剤が、予めポリエポキシ化合物で処理されたアラミド繊維より構成されるコードに付与されたＲＦＬ処理コードであって、該処理コードは、ＲＦＬを含む処理剤付着量が５〜３５重量％（未処理コード重量基準）、強力利用率が９５％以上、ゴムに埋没後のエアウィッキング性が０．０３ｍｌ／分以下、モデルベルト疲労テスト後のコード強力保持率が７５％以上であることを特徴とする動力伝達ベルト用アラミド繊維コード。
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