JPH0321773B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、動力伝達用の歯付きベルトの、噛合
面に貼着される、伸縮性の基布に関するものであ
る。 現在、各種機械の駆動、自動車の伝導部、事務
機器等において、駆動側と従動側とのタイミング
を合わせるために、歯付きベルトが使用されてい
る。これらの歯付きベルトは、補強のために、噛
合面に沿つて、基布が貼着されている。この基布
における歯付きベルトの長さ方向に延びるたて糸
として、通常、合成繊維の捲縮加工糸が使用され
ている。 歯付きベルトを成型する場合、第１図に示すよ
うに、外周に凹凸を有する金型１の上に、基布
２、抗張体３、及び未加流ゴムシート４を置き、
これを加圧、加熱して、第２図に示す如く歯付き
ベルト５を成型加流するのである。この過程にお
いて、基布２は第１図のようなほゞ平面の状態か
ら、第２図のように屈曲した状態に変化せしめら
れるため、基布２は小さい応力で、数十％伸長し
得るものでなければならない。それ故、基布のた
て糸には捲縮加工糸を使用し、該捲縮が伸ばされ
ることにより、小さい応力で容易に伸長し得るよ
うにしているのである。 なおこの明細書において、基布のたて糸及びよ
こ糸は、歯付きベルトの長さ方向に延びる糸をた
て糸と言い、これに交差する糸をよこ糸と言う。
従つて、基布を織成するときの織物組織上のたて
糸、よこ糸の関係とは、必ずしも一致するもので
はなく、逆の関係になることもある。 ところで、この種の歯付きベルトにおいては、
噛合面において、駆動側及び従動側のプーリーと
接触しながら、回転するものであるから、この噛
合面には、大きな摩擦力が働く。また歯付きベル
トの噛合面の歯には、プーリーの歯によつて、歯
付きベルトの長さ方向に沿つた剪断力が作用し、
特に歯の付け根の部分には、極めて大きい力が作
用する。そのため、従来の歯付きベルトにおいて
は、前記基布が急速に摩耗され、また歯の付け根
の部分の基布が裂けて、歯付きベルトの歯が欠落
するようなことも多く、耐久性に問題があつたの
である。 本発明は、かかる事情に鑑がみなされたもので
あつて、前記基布のたて糸として、強度及び耐摩
耗性に優れ、且つ収縮率も大きな、特別のナイロ
ン捲縮加工糸を使用することにより、基布の耐摩
耗性や強度を大幅に向上せしめ、前述のような諸
問題を、一挙に解決することに成功したものであ
る。 従来ウーリーナイロン等を製造する場合に、ナ
イロン原糸に仮撚り法により捲縮加工を施して、
捲縮加工糸とすることが行なわれている。この捲
縮加工の条件は、通常次のようなものであつた。
すなわち、加工温度は、ナイロン原糸の軟化温度
と同程度ないしそれよりもやゝ低い温度であつ
て、ナイロン６（軟化温度180℃）にあつては、
約160〜195℃、ナイロン６６（軟化温度235℃）
にあつては、約200〜235℃の温度で行われる。 またこの加熱時間は、繊度100d（デニール）当
り0.45〜0.60秒を目安とし、糸の太さが変る場合
には、前記時間を約√（ｄ／100）倍して決定して
いる。 また、糸の仮撚り数は、次の数式により算出し
た値（Ｔ）を適正撚り数とし、これを基準とし
て、必要に応じて若干増減して、決定される。 Ｔ＝275000／（ｄ＋60）＋800 なお、この撚り数は、収縮率の高い捲縮糸を得
るような場合には、前記適正撚り数よりも、若干
上乗せして行われる。さらに、加工時には加撚部
に、0.1〜0.3g／ｄ程度のテンシヨンが加えられ、
０〜−１のフイード率の下で、加工される。 ところでこのような捲縮加工糸は、従来衣料用
のナイロン原糸に限つて製造されていた。ナイロ
ン原糸には、衣料用のものと、産業資材用のもの
と、さらにタイヤコード用のものとがあり、これ
らが区別して供給されている。衣料用原糸は、そ
のポリマーの重合度が最も小さく（硫酸相対粘度
が2.50前後）、又単繊維の繊度も小さい（通常約
3d）のであつて、強度や耐摩耗性は、他のもの
に比べて劣るが、しなやかで且つ安価であつて、
衣料用として適している。 これに対し、タイヤコード用原糸は、そのポリ
マーの重合度が最も大きく（硫酸相対粘度が3.0
〜3.2）、又単繊維の繊度は衣料用に比べてやや大
きい（約6d）ので、特にその強度は、他のもの
に比べて格段に大きい。又、耐熱性も良好であ
る。 一方産業資材用原糸は、そのポリマーの重合度
が衣料用に比べてやや大きく（硫酸相対粘度2.65
〜2.80）、又単繊維の繊度が最も大きい（約６〜
10d）ので、強度はタイヤコード用のものに比べ
て劣るものの、衣料用のものよりも優れ、また耐
摩耗性にも優れている。又耐熱性も良い。 而して、、前述の従来の歯付きベルトの基布の
たて糸として使用されていた捲縮加工糸は、衣料
用のものであつた。 発明者は、前記歯付きベルトの基布のたて糸と
して使用するため、強度及び耐摩耗性に優れ、且
つ収縮率の大きな捲縮加工糸を得るべく、先ず市
販の捲縮加工糸を種々検討したのであるが、市販
の糸は全て衣料用原糸よりなるものであつて、特
に強度及び耐摩耗性が不十分であり、所望の性能
を有するものが得られなかつた。 そこで発明者は、市販の産業資材用ナイロン原
糸を使用して、これに衣料用原糸と同様の条件下
で捲縮加工を施し、強度が大きく、且つ耐摩耗性
に優れた捲縮加工糸を得ようとしたのであるが、
所望の性能の糸を得ることができなかつたのであ
る。すなわち、産業資材用のナイロン原糸は、ポ
リマーの重合度が大きく配向度も高いため、衣料
用原糸と同様の条件で捲縮しても、熱セツト効果
が少なく、収縮率の極めて劣るものしか得られな
かつたのである。 従つて、歯付きベルトの基布として使用して
も、基布の伸び率が低いため、歯付きベルトの成
型時に基布が噛合面に沿つて充分に伸長せず、正
規の歯形を有する歯付きベルトが得られなかつ
た。また熱セツト効果を高め、収縮率を向上させ
るために、加工温度を高くて試みたが、強度が大
幅に低下すると共に繊維が熱融着を起し、解撚す
ることができず、捲縮加工糸を得ることすらでき
なかつた。 そこで発明者はさらに鋭意検討を重ねた結果、
本発明を完成するに至つたものであつて、前記産
業資材用原糸を、特殊な条件下で加工することに
より、強度及び耐摩耗性に優れ、且つ収縮率の大
きい、従来の衣料用原糸の捲縮加工糸に比べて、
大幅に性能の向上した、優れたナイロン捲縮加工
糸を得ることに、成功したものである。さらにこ
のナイロン捲縮加工糸を、たて糸として使用する
ことにより、耐摩耗性及び強度が大幅に向上し、
歯付きベルトの耐久性を格段に向上させた、歯付
きベルト用基布を得ることに、成功したものであ
る。 なお本明細書において収縮率というのは、次に
示す方法で測定したものである。 すなわち、パーン状またはコーン状に巻かれた
捲縮加工糸を、一定の張力の下でかせに10回巻
き、これに0.002g／ｄの初荷重をかけて、かせの
原長（L1）を測定する。次にこのかせを水温20
±２℃の水中に入れて、水中で0.002g／ｄの荷重
をかけて３分間浸漬し、水中から取りだしたの
ち、荷重を除いて20±２℃で12〜24時間風乾し、
再度0.002g／ｄの荷重を加えて、収縮後のかせ長
（L2）を測定する。而して収縮率は次の式で求め
る。 収縮率＝（L1−L2）／L1×100（％） この方法で求めた収縮率は、JIS−Ｌ−1090に
より測定した、捲縮加工糸の伸縮復元率（CR値）
に比べて、捲縮加工糸を織物にしたときの収縮の
状態に、より強く対応しており、歯付きベルトの
基布の性能としては、より実際的である。 而して本発明は、歯付きベルトの噛合面に貼着
される基布において、該基布の前記ベルトの長さ
方向に延びるたて糸が、硫酸相対粘度2.65〜2.80
で単繊維の繊度が５〜10dの産業資材用ナイロン
原糸を、該ナイロン原糸の軟化温度よりやゝ低い
温度において原糸繊度100d当り1.2〜2.0秒間加熱
しながら仮撚り加工してなり、強度が5g／ｄ以
上で収縮率が50％以上の性能を有するナイロン巻
縮加工糸であることを特徴とするものである。 本発明の、前記性能の捲縮加工糸を得るための
加工条件は、大略、次に示すような加工条件であ
る。 先ず加工温度は、衣料用ナイロン原糸の場合と
ほゞ同程度であつて、ナイロン原糸の軟化温度よ
りもやゝ低い温度において行う。すなわち、ナイ
ロン６の場合には、160〜180℃、ナイロン６６の
場合には、205〜225℃程度が適当である。ナイロ
ン６の場合は、軟化温度が約180℃であり、加工
温度は、この軟化温度とほゞ同温度まで適用でき
るが、ナイロン６６の場合には、軟化温度（235
℃）よりも幾分低い温度で行うのがよい。加工温
度があまりに低いと、充分な収縮率が得られず、
また高すぎると強度の低下をきたすので、好まし
くない。 また加熱時間は、繊度100d当り、1.2〜2.0秒間
加工する。繊度が変れば、前述の計算式に基づい
て、繊度に応じた加熱時間を算出する。産業資材
用ナイロン原糸として広く用いられている、
210dの糸であれば、1.8〜3.0秒程度が適当であ
る。なお、この加熱時間は、従来の衣料用の加工
条件と比べると、２〜３倍と相当に長い時間であ
る。 さらに糸の仮撚り数は、先に衣料用について述
べた計算式を適用することができ、この式で算出
した適正撚り数（Ｔ）を基準として決定する。収
縮率を向上させるためには、前記適正撚り数
（Ｔ）よりも、若干大きくするがよい。210dの糸
であれば、前記適正撚り数（Ｔ）は1819回となる
が、1800〜2100回とするのが適当である。またフ
イード率は、０〜−１％が適当である。 本発明において使用するたて糸の、捲縮加工糸
の加工条件は、従来の衣料用原糸の、捲縮加工の
条件に比べて、加工時の加熱時間が、大幅に長く
なつており、衣料用ナイロンの場合の、約２〜３
倍の時間をかけて加工することに、特徴を有して
いる。而してこの加工条件は、産業資材用ナイロ
ン糸、すなわち硫酸相対粘度が2.65〜2.80で、単
繊維の繊度が、５〜10dの糸についてのみ、適用
できる。衣料用の原糸について、前述の加工条件
を適用すると、繊維が部分的に溶着し、解撚でき
ない部分が生じて、適正な捲縮加工糸が得られな
い。なお、産業資材用の原糸であれば、ナイロン
６でもナイロン６６でも適用可能である。 上記方法によれば、重合度が高く且つ単繊維の
繊度が大きい産業資材用ナイロン原糸を、捲縮加
工することができ、しかも初めて、収縮率が50％
以上と大きく、且つ強度が5g／ｄ以上と大きな、
ナイロン捲縮加工糸が得られるのである。また単
繊維の繊度が大きいので、耐摩耗性の優れたもの
が得られる。 以下、種々の加工条件において加工した捲縮糸
の性能を比較して表−１に示す。なお試験に供し
たナイロン原糸は、硫酸相対粘度が2.70で、単繊
維の繊度が6dの、産業資材用ナイロン６６原糸
（210d／35f）である。

【表】 表１から明らかな如く、前述の範囲内の条件に
おいて加工した捲縮加工糸は、強度が5g／ｄ以
上、収縮率が50％以上と、共に優れた値を示して
おり、歯付きベルト用基布のたて糸として優れ
た、ナイロン捲縮加工糸となることが、理解でき
る。 而して、本発明の基布は、前記性能を有するナ
イロン捲縮加工糸をたて糸とし、これとよこ糸と
を、織成してなるものである。基布のよこ糸は、
ナイロン、ポリエステル等の、通常の合成繊維の
フイラメント糸、又は紡績糸を使用することがで
きる。基布としての、歯付きベルトのゴムに対す
る接着性や、耐摩耗性を考慮すれば、たて糸と同
種の、産業資材用ナイロン糸（フラツトヤーン）
を使用するのがよい。 次に本発明の実施例を示し、従来例と比較す
る。 実施例 たて糸：ナイロン６６（産業資材用ナイロン６
６原糸、硫酸相対粘度2.70、単繊維繊度６ｄ）
の、210d／35fフイラメント糸を、220℃で２秒間
加熱しつつ、1930回／ｍの仮撚りを加えて加工し
た、強度5.9g／ｄ、収縮率61％の捲縮加工糸 よこ糸：ナイロン６６（同上）の、210dフイ
ラメント糸（但し、加撚糸） 織物組織：たて糸密度＝88本／inch、 よこ糸密度＝90本／inch、 組織＝２／２綾織り 従来例 たて糸：ナイロン６６（衣料用ナイロン６６原
糸、硫酸相対粘度2.47、単繊維繊度3d）の100d／
34fフイラメント糸を、215℃で0.54秒間加熱しつ
つ、2850回／ｍの仮撚りを加えて加工した、強度
4.8g／ｄ、収縮率58％の捲縮加工糸を、２本引き
揃え よこ糸：実施例に同じ（但し、無撚糸） 織物組織：たて糸密度＝71本／inch、 よこ糸密度＝108本／inch、 組織＝２／２綾織り 試験項目 引張に強度：基布の縦方向の引張り強度を測定 低荷重時伸度：基布の縦方向に２Kg／５cmの荷
重をかけ、そのときの伸び率を測定 耐熱試験：基布をギヤーオーブン中にて、150
℃で、24時間、72時間、及び180時間それぞれ加
熱し、縦方向の強力及び破断時伸度の変化率を測
定 摩耗試験：基布を約50％伸長した状態で、未加
流のゴムシートに貼り付け、該ゴムシートを４
Kg／cm²の圧力で、150℃×30分間加流し、200mm
（長）×30mm（幅）×３mm（厚）の試験片を成型す
る。該試験片を前記基布がローラーに接触するよ
うに、45mmφの鋼鉄製ローラーに掛け、一方の端
を水平に固定し、他端に１Kgの重りを吊下げる。
而してローラーを1210rpmで回転させ、５時間摩
耗した後、摩耗面の状態を顕微鏡で観察する。 走行耐久性試験（促進試験）：前記実施例及び従
来例の基布を使用して、該基布を噛合面に貼着し
た歯ピツチ9.525mm、歯数92歯、幅19.1mmの歯付
きベルトを成型し、この歯付きベルトを第５図に
示す試験機に装着して駆動し、その噛合面の表面
状態を観察して歯付きベルトの耐久時間を測定し
た。 なお第５図の試験機は、歯数20の原動プーリー
８と、歯数40の従動プーリー９とが285mmの間隔
を隔てて配置されており、その両プーリー８，９
間に歯付きベルト１０を掛渡し、その歯付きベル
ト１０の背面にアイドラープーリー１１によりテ
ンシヨンを加えつつ、前記原動プーリー７を
6000rpmの回転で駆動するものである。そしてこ
の試験機はボツクス１２内に収納され、熱風によ
り100℃の加熱雰囲気中において駆動され、促進
試験を行うようになつている。 試験の結果を表−２及び表−３に示す。

【表】

【表】 表−２によれば、本発明の基布は従来例に比較
して、低荷重時伸度が同程度であつて、歯付きベ
ルトの成型時にも、問題なく歯付きベルトの噛合
面に、貼りつけることができる。また、基布の強
力、特に縦方向の強力がたて糸密度が異なるもの
の大きく、さらにまた耐熱試験においてもその強
力の低下及び破断時伸度の低下が少なく、耐熱性
にも優れていることが理解できる。従つて、歯付
きベルトの駆動時の剪断力によつて、歯の付け根
の部分が裂けるようなことがなく、また駆動時の
プーリーとの摩擦熱にも、充分に耐えることがで
きる。 そして表−３に示される走行耐久性試験の結果
によれば、本発明の基布を貼着した歯付きベルト
は、耐久性が大巾に向上しており、従来の衣料用
ナイロン原糸の巻縮加工糸を使用した基布を貼着
したものに比べて、約30％耐久性が向上している
ことが理解できる。従つて本発明の基布を使用し
た歯付きベルトは耐久性に優れ、長期間に亙つて
安定して使用することができるのである。 第３図及び第４図は、従来例及び本発明の実施
例の基布の、摩耗試験前後の顕微鏡写真である。
なおこの写真は、上下方向をたて糸方向、左右方
向をよこ糸方向を表わすように撮られている。従
来例のものは、摩耗試験前（第３図ａ）に比べ
て、摩耗試験後（第３図ｂ）には、基布のたて糸
６が大幅に摩耗して擦り減つており、糸量は明ら
かに減少し、残つた糸にも単繊維が切断された端
部が目立つている。またたて糸６が減つているた
めに、よこ糸７が激しく露出して、よこ糸７まで
も摩耗を受けており、部分的に単繊維が切れかか
つているのが分る。 これに対して、実施例の基布においては、摩耗
前（第４図ａ）に比べて、摩耗後（第４図ｂ）に
は、たて糸６が擦られた形跡は見られるものの、
その糸量はほとんど変化しておらず、単繊維にも
切断された部分は見られない。またよこ糸７の状
態も、摩耗前とほとんど変らず、摩耗されていな
い。なお、この実施例の写真においては、よこ糸
が従来例のものよりも細く、また密度が相当に多
く見えるが、これはよこ糸に加撚糸を使用してい
るためであり、また従来例のものはよこ糸が拡が
つて隣合う糸が相互に重なり合つて判別しにくい
ためである。 このように、本発明の歯付きベルト用基布は、
強力が大きく、耐熱性に優れ、耐摩耗性にも優れ
たものであつて、しかも伸縮性は、従来の衣料用
ナイロンを使用したものと同等であり、従来の歯
付きベルト用基布に比べて何等遜色ないものであ
る。それ故、本発明の基布を歯付きベルトの噛合
面に貼着するのは従来の基布と同様に行うことが
でき、また本発明の基布を噛合面に貼着した歯付
きベルトは、耐摩耗性に優れ、また噛合面におけ
る歯の付け根で裂けるようなことがなく、極めて
大きな耐久性を有し、長期に亘つて安定して使用
することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、歯付きベルトの製造過程
を示す断面図である。第３図は、従来の歯付きベ
ルト用基布の、摩耗試験前後の顕微鏡写真であ
り、第４図は、本発明の歯付きベルト用基布の、
摩耗試験前後の顕微鏡写真である。第５図は、歯
付きベルトの走行耐久性試験に使用した試験機を
示す視斜図である。 ２……基布、６……たて糸、７……よこ糸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 歯付きベルトの噛合面に貼着される基布にお
   いて、該基布の前記ベルトの長さ方向に延びるた
   て糸が、硫酸相対粘度2.65〜2.80で単繊維の繊度
   が５〜10dの産業資材用ナイロン原糸を、該ナイ
   ロン原糸の軟化温度よりやゝ低い温度において原
   糸繊度100d当り1.2〜2.0秒間加熱しながら仮撚り
   加工してなり、強度が5g／ｄ以上で収縮率が50
   ％以上の性能を有するナイロン巻縮加工糸である
   ことを特徴とする、歯付きベルト用基布。