JPH0771535A - 補強用繊維コードおよびそれを用いたゴム−コード複合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テープ状の繊維束を構成するフィラメント群
の引き揃え状態を改善し、補強用繊維コードのコード強
力維持率、寸法安定性および耐屈曲疲労性等の物性を良
くする。それを心線として用いたゴム−コード複合体の
耐久性を良くする。 【構成】 テープ状の繊維束を構成するフィラメント群
に上撚りの撚り係数Ｋの１／３（又は１／４）以下でか
つＫ＝１００以上の撚り回数の下撚りを施した後、上撚
りを下撚りと反対方向（又は同方向）に施して補強用繊
維コードを構成する。また、このアラミド繊維コードを
心線３として歯付ベルト１（ゴム−コード複合体）を製
造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コード強力維持率、寸
法安定性および耐屈曲疲労性等の物性に優れた補強用繊
維コードおよびそれを心線として用いた耐久性に優れた
伝動ベルト等のゴム−コード複合体の改良に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えばゴム−コード複合体としての伝動
ベルトは、補強用繊維コードがベルト本体を構成するゴ
ム層に埋設されている。この補強用繊維コードとして
は、強力が大きくかつ伸びが小さい特性を有するアラミ
ド繊維コードが広く知られており、例えば特開昭５４−
１３５９５４号公報に記載されているように、アラミド
繊維を撚り係数１．４〜２．６で太さ３０００〜５００
０ｄ（デニール）に仕上げた繊維コードを歯付ベルトの
補強コードとして用いる技術はその一例である。

【０００３】近時、このようなアラミド繊維コードとし
て、原糸を複数本引き揃えて撚糸とし、これに樹脂処理
及びレゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス（以下、
ＲＦＬという）溶液によるディップ処理を加えることに
よって接着性を付与し、さらにゴム糊を付着してオーバ
ーコートしたものが実用化されている。このアラミド繊
維コードを補強コードとして用いたベルトでは、コード
のほつれ性とベルトの耐屈曲疲労性とが改善されること
が報告されている。

【０００４】しかし、上記のような心線とゴムの接着性
やほつれ性を改善するには、これだけでは不十分であ
り、無撚りのテープ状のフィラメント群に何らかの接着
剤処理を施す必要がある。この処理の必要性は、特にゴ
ムとの接着性の悪いアラミド繊維は勿論のこと、他種の
有機繊維、無機繊維にも共通にいえることである。

【０００５】特開昭６１−１６６８３８号公報に記載さ
れている技術はその一例であって、この技術は、予めゴ
ム糊又はＲＦＬ溶液により接着処理されたアラミド繊維
を集めて撚りを加え、さらに接着処理を加えることによ
り屈曲疲労安定性及びほつれ性を改善するとともに接着
力をも向上させ、これにより伝動ベルト等に好適なアラ
ミド繊維とゴム配合物との複合体を得ようとするもので
ある。

【０００６】また、特開平１−２０７４８０号公報に記
載されている技術は、無撚りのアラミド繊維にエポキシ
化合物とゴムラテックスとを含む処理剤を付与した後、
加熱処理し、次いで、加撚りし接着剤を付与することに
よってベルトカット面における単糸のほつれを防止可能
なアラミド繊維コードとなし、これにより伝動ベルトの
耐久性等を向上させようとするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、未処理ある
いは処理された繊維束は、実質的に無撚りと考えられる
状態ではボビンやチーズ、ケーキ巻きと呼ばれる形状に
なっており、この状態で繊維束はテープ状になってい
る。

【０００８】また、歯付ベルトをはじめとする伝動ベル
ト、特に寸法安定性および耐屈曲疲労性を必要とする伝
動ベルトにおいては、片撚りコードの方が双撚りコード
に比べてコード引張り弾性率が高くかつ耐屈曲疲労性が
良いことから有利である。

【０００９】しかし、上記テープ状の繊維束を複数本引
き揃えてから片撚りすると、引き揃える前の繊維束同士
が撚糸工程で合糸する際に面接触するために滑らず、引
き揃え状態が非常に悪くなり、そのためにコードの撚糸
後の強力維持率が高くならず、また、屈曲や伸長に対す
る疲労性も良いものとはならない。

【００１０】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、テープ状の繊維束を構
成するフィラメント群の上撚りと下撚りとの撚り係数Ｋ
の関係を適正に設定することにより、フィラメント群の
引き揃え状態を改善し、補強用繊維コードのコード強力
利用率、寸法安定性および耐屈曲疲労性等の物性を良く
せんとすることにある。さらには、それを心線として用
いることにより伝動ベルト等のゴム−コード複合体の耐
久性を良くせんとすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の第１の解決手段は、テープ状の繊維束を構
成するフィラメント群に上撚りの撚り係数Ｋ

【数３】 Ｔ：１０cm当たりの撚り回数 Ｄ：繊維束のデニール数 の１／３以下でかつＫ＝１００以上の撚り回数の下撚り
を施した後、上撚りを下撚りと反対方向に施して補強用
繊維コードを構成したことを特徴とする。

【００１２】本発明の第２の解決手段は、テープ状の繊
維束を構成するフィラメント群に上撚りの撚り係数Ｋの
１／４以下でかつＫ＝１００以上の撚り回数の下撚りを
施した後、上撚りを下撚りと同方向に施して補強用繊維
コードを構成したことを特徴とする。

【００１３】本発明の第３の解決手段は、第１，２の解
決手段において、テープ状の繊維束を構成するフィラメ
ント群をシランカップリング剤、エポキシ樹脂、イソシ
アネート樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ＲＦ
Ｌ溶液およびゴム糊等からなる接着剤の少なくとも１種
以上の接着剤で１段階もしくは多段階処理したことを特
徴とする。

【００１４】本発明の第４の解決手段は、第１〜３の解
決手段において、上撚り後のコード素材をシランカップ
リング剤、エポキシ樹脂、イソシアネート樹脂、ポリウ
レタン樹脂、アクリル樹脂、ＲＦＬ溶液およびゴム糊等
からなる接着剤の少なくとも１種以上の接着剤で１段階
もしくは多段階処理したことを特徴とする。

【００１５】本発明の第５の解決手段は、ゴム層と、こ
のゴム層に埋設され複合体長手方向に延びる心線とでゴ
ム−コード複合体を構成する。この際、上記心線として
第１〜４の解決手段の補強用繊維コードを用いたことを
特徴とする。

【００１６】本発明に係る補強用繊維コードを心線とす
るゴム−コード複合体の一例として、図１に歯付ベルト
１を示す。この歯付ベルト１は、歯付ベルト１の長手方
向に延びる背ゴム２と、背ゴム２に埋設され歯付ベルト
１の長手方向に延びる複数の心線３と、上記背ゴム２上
において歯付ベルト１の長手方向に沿って適宜ピッチで
配設される複数の歯ゴム４とからなっており、背ゴム２
及び歯ゴム４の表面にはカバー帆布５が接着されてい
る。

【００１７】背ゴム２及び歯ゴム４の材質は、周知のク
ロロスルフォン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、アルキ
ル化クロロスルフォン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、又
はアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）の二重
結合部分に８０重量％以上の水素添加した水素化アクリ
ロニトリル−ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等の耐熱劣
化性の向上した材料が用いられ、さらに、上記Ｈ−ＮＢ
Ｒと不飽和カルボン酸金属塩とを混合した材料が好まし
く用いられる。なお、ベルト性能に応じて上記以外の適
当な材料を用いても良いことはいうまでもない。

【００１８】カバー帆布５は歯付ベルト１の長手方向に
伸縮性を有する織物を用いるのが好ましく、この織物を
構成する織物は、シランカップリング剤、エポキシ樹脂
溶液、イソシアネート樹脂溶液、ポリウレタン樹脂溶
液、アクリル樹脂溶液、ＲＦＬ溶液及びゴム糊等から選
ばれたものの組合わせで段階的に処理されることが望ま
しい。また、ゴム糊ディップ処理の代わりにゴムのコー
ティングやトッピング等の塗込みを用いるのもよい。こ
のような織物は、上記のような接着剤又はゴムによって
処理された後、ベルト成形時にベルトを構成するゴムや
繊維コード等と接着される。カバー帆布５の材質は、ポ
リアミド繊維、ポリエステル繊維及び芳香族ポリアミド
繊維等から選ばれた組合わせからの構成が好ましく用い
られる。

【００１９】心線３としての補強用繊維コードは、例え
ばアラミド繊維、ポリアリレート繊維及びポリパラフェ
ニレンベンズビスオキサゾール繊維等の有機繊維が好ま
しいが、これに限らず、無機繊維であってもよい。心線
３としてアラミド繊維を用いた場合を例に挙げて説明す
ると、アラミド繊維コードは、０．７５〜６ｄのアラミ
ド繊維のフィラメントを２００〜２０００本集束させた
繊維束（フィラメント群）が、無撚又はあま撚りの状態
下において、シランカップリング剤、エポキシ樹脂、イ
ソシアネート樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、
ＲＦＬ溶液およびゴム糊等からなる接着剤の少なくとも
１種以上の接着剤で１段階もしくは多段階処理され、し
かる後に約２５０℃で１〜２分間熱処理されることによ
ってアラミド繊維コード素材が形成される。

【００２０】かかるアラミド繊維コード素材において
は、樹脂成分の固化体は繊維束を構成するフィラメント
群の間に均一にかつ十分に分布介在し、上記アラミド繊
維コード素材におけるフィラメントの擦れ合いによる毛
羽立ちを防止する機能を果たすとともにフィラメント同
士を十分に接着して結束効果を奏している。この樹脂成
分の固化体が含浸されたアラミド繊維コード素材は、無
撚又はあま撚りのフィラメント群を構成するアラミド繊
維集束体の前処理時にターンプーリの通過や、ボビンや
紙管への巻取り等の加工工程上、真円とはなり得ず、テ
ープ状になっている。

【００２１】そして、このテープ状の繊維束を構成する
フィラメント群（アラミド繊維コード素材）に下撚りを
施した後、上撚りを施することによりアラミド繊維コー
ドが形成される。上撚りと下撚りとの関係は、両者が互
いに逆方向に撚られている場合には、下撚りの撚り係数
Ｋが上撚りの撚り係数Ｋの１／３以下でかつＫ＝１００
以上になるような撚り回数で下撚りを施す。

【００２２】一方、上撚りと下撚りとが互いに同方向に
撚られている場合には、下撚りの撚り係数Ｋが上撚りの
撚り係数Ｋの１／４以下でかつＫ＝１００以上になるよ
うな撚り回数で下撚りを施す。

【００２３】なお、必要により、上撚り後のアラミド繊
維コード素材を、シランカップリング剤、エポキシ樹
脂、イソシアネート樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル
樹脂、ＲＦＬ溶液およびゴム糊等からなる接着剤の少な
くとも１種以上の接着剤で１段階もしくは多段階処理す
ることが望ましい。

【００２４】アラミド繊維コード素材の製品化に用いら
れる材料は下記のものが好ましく使用される。

【００２５】ＲＦＬ溶液は、レゾルシンとホルマリンと
の初期縮合物をラテックスと混合したもので、レゾルシ
ンとホルマリンとのモル比は１：０．５〜３の範囲にお
いて高い接着力が得られる。上記レゾルシンとホルマリ
ンとの初期重合物は、ラテックスのゴム分１００重量部
に対しその樹脂分が２〜３０重量部となるようにラテッ
クスと混合されたもので、全固形濃度が５〜４０％の濃
度となるように調整されている。

【００２６】上記ラテッックスは、スチレン−ブタジエ
ン−ビニルピリジン三元共重合体、クロロスルフォン化
ポリエチレン、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、エ
ピクロルヒドリン、ＳＢＲ、クロロプレンゴム、塩素化
ブタジエン、オレフィン−ビニルエステル共重合体及び
天然ゴム等のラテックス又はそれらの混合体である。

【００２７】

【作用】上記の構成により、本発明の第１，２の解決手
段では、上撚り前にテープ状の繊維束を構成するフィラ
メント群に所定の下撚りが施されていることから、フィ
ラメント群の引き揃え状態が良くなり、補強用繊維コー
ドのコード強力維持率が向上し、寸法安定性および耐屈
曲疲労性等の物性が良くなる。

【００２８】本発明の第３，４の解決手段では、テープ
状の繊維束を構成するフィラメント群に接着剤のディッ
プ処理が施されていることから、繊維束の集束性、フィ
ラメント同士やゴムとの接着性およびカット面での繊維
コードのほつれ性が向上する。

【００２９】本発明の第５の解決手段では、第１〜４の
解決手段の補強用繊維コードが心線として用いられてい
ることから、その特性によって強力が高く、寸法安定性
も良く、さらには接着性および耐屈曲疲労性が優れ、し
かもカット面での心線ほつれのないゴム−コード複合体
が得られる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明に係る実施例を詳細に説明す
る。

【００３１】実験例１，２では、アラミド繊維からなる
補強用繊維コードをゴム−コード複合体としての歯付ベ
ルト１の心線３に用いた場合を示す。

【００３２】（実験例１）アラミド繊維のフィラメント
群よりなる１５００ｄの原糸（商品名Kevlar １１９〜
デュポン社製、以下同じ）を、エポキシ樹脂（商品名デ
ナコールＥＸ５２１〜ナガセ化成工業株式会社製、以下
同じ）に少量のＮＢＲラテックス（商品名Ｎｉｐｐｏｌ
１５６２ 日本ゼオン株式会社製、以下同じ）と架橋
剤とを配合して水に１５重量％濃度とした前処理液に含
浸した。

【００３３】引き揚げて２５０℃で１分間ベーキングす
ることによりエポキシ樹脂を主とする成分の固化体がフ
ィラメントに付着してなるアラミド繊維コード素材を調
製した。

【００３４】次に、ＮＢＲラテックスを用いて濃度３０
重量％のＲＦＬ溶液をつくり、このＲＦＬ溶液を上記ア
ラミド繊維コード素材に含浸した後２５０℃で１分間熱
処理し、テープ状の繊維束を作成した。そして、このテ
ープ状繊維束に撚り係数Ｋ＝８００以下の下撚りを施し
た。

【００３５】その後、上記のように処理された下撚りア
ラミド繊維コード素材を３本引き揃え、下撚りと反対方
向に撚り係数Ｋ＝８００で撚り合わせて上撚りを施した
後、クロロスルフォン化ポリエチレンを主成分としたゴ
ム糊の２０重量％溶液にディッピングし、引き揚げた
後、１００℃で１分間乾燥させることによりゴム層を被
覆した。上記の各処理及び加工を経てアラミド繊維コー
ドが製造される。

【００３６】そして、図１に示すように、上記のように
して得られたアラミド繊維コードを心線３として用いる
ことによって、実験例１に係るゴム−コード複合体とし
ての伝動ベルトの一例である歯付ベルト１が製造され
る。カバー帆布５としては、ベルト幅方向に延びる糸に
６，６ナイロン糸を使用し、ベルト長手方向に延びる糸
に工業用６，６ナイロンのウーリー加工を使用する。ま
た、背ゴム２と歯ゴム４としては水素化ニトリルゴムを
主原料とするゴム組成物を用いる。

【００３７】なお、上記歯付ベルト１は上記各材料を用
い通常の圧入法によって製造され、歯ピッチは８ｍｍの
ＳＴＳ歯型であり、歯数１１３，ベルト幅１９ｍｍのも
のである。

【００３８】上記した実験例１における各歯付ベルトを
図２に示すような屈曲試験機にセットして７４０時間走
行させた。そして走行後における供試各ベルトのベルト
強力維持率および寸法変化率を測定し、その実験データ
を図３に示す。

【００３９】なお、図２において１は歯付ベルト、６は
ドライブプーリ、７はドリブンプーリ、８はアイドラー
プーリ、９はウエイト、９ａは支点であり、テスト時の
歯付ベルト１の周長は９０４ｍｍでドライブプーリ６の
回転数は５５００ｒｐｍであった。

【００４０】（実験例２）上撚り係数Ｋ＝８００、下撚
り係数Ｋ＝６００以下とするとともに、両者を同方向に
撚って実験例１と同様の実験を行った。その結果により
得た実験データを図４に示す。

【００４１】（実験例３）上撚り係数Ｋ＝１２００、下
撚り係数Ｋ＝６００以下とするとともに、両者を逆方向
に撚って実験例１と同様の実験を行った。その結果によ
り得た実験データを図５に示す。

【００４２】図３〜図５中、×印はベルト走行後の寸法
変化率を、△印はベルト走行後の強力維持率を、○印は
コード強力をそれぞれ示す。

【００４３】図３の実験データによれば、下撚り係数Ｋ
＝１００以上でコード強力が高くなっている。また、下
撚り係数Ｋ＝１００〜３００でベルト強力維持率が高く
なっている。さらに、下撚り係数Ｋ＝２５０以下でベル
ト寸法変化率が小さくなっていることが判る。したがっ
て、実験例１では、下撚り係数Ｋ＝１００〜２５０の範
囲が最も好ましい値であり、この範囲で耐久性に優れた
歯付ベルト１が得られる。

【００４４】図４の実験データによれば、下撚り係数Ｋ
＝１００以上でコード強力が高くなっている。また、下
撚り係数Ｋ＝１００〜３００でベルト強力維持率が高く
なっている。さらに、下撚り係数Ｋ＝２００以下でベル
ト寸法変化率が小さくなっていることが判る。したがっ
て、実験例２では、下撚り係数Ｋ＝１００〜２００の範
囲が最も好ましい値であり、この範囲で耐久性に優れた
歯付ベルト１が得られる。

【００４５】図５の実験データによれば、下撚り係数Ｋ
＝１００以上でコード強力が高くなっている。また、下
撚り係数Ｋ＝１００〜３００でベルト強力維持率が高く
なっている。さらに、下撚り係数Ｋ＝２５０以下でベル
ト寸法変化率が小さくなっていることが判る。したがっ
て、実験例３では、下撚り係数Ｋ＝１００〜２５０の範
囲が最も好ましい値であり、この範囲で耐久性に優れた
歯付ベルト１が得られる。

【００４６】なお、上記各実験例では、歯付ベルトにつ
いてのものであるが、他の伝動ベルトや搬送用ベルトに
ついても同様の特性が得られることはいうまでもなく、
さらには、補強用繊維コードを心線として用いるゴム−
コード複合体であればベルトに限らない。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１，２に係
る本発明によれば、上撚り前にテープ状の繊維束を構成
するフィラメント群に所定の撚り係数で下撚りを施した
ので、フィラメント群の引き揃え状態を良くすることが
でき、補強用繊維コードのコード強力維持率の向上、寸
法安定性および耐屈曲疲労性等の物性を良くすることが
できる。

【００４８】請求項３，４に係る本発明によれば、テー
プ状の繊維束を構成するフィラメント群に接着剤のディ
ップ処理を施したので、繊維束の集束性、フィラメント
同士やゴムとの接着性およびカット面での繊維コードの
ほつれ性を向上させることができる。

【００４９】請求項５に係る本発明によれば、請求項１
〜４の補強用繊維コードを心線として用いたので、その
特性によって強力、寸法安定性、接着性、耐屈曲疲労性
およびカット面での心線ほつれ等の面においてゴム−コ
ード複合体に著効を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】歯付ベルトの斜視図である。

【図２】屈曲走行試験の説明図である。

【図３】撚り係数とベルト走行後の寸法変化率、強力維
持率およびコード強力との関係を示す実験例１の実験デ
ータである。

【図４】撚り係数とベルト走行後の寸法変化率、強力維
持率およびコード強力との関係を示す実験例２の実験デ
ータである。

【図５】撚り係数とベルト走行後の寸法変化率、強力維
持率およびコード強力との関係を示す実験例３の実験デ
ータである。

【符号の説明】

１ 歯付ベルト（ゴム−コード複合体） ２ 背ゴム ３ 心線 ４ 歯ゴム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テープ状の繊維束を構成するフィラメン
   ト群に上撚りの撚り係数Ｋ 【数１】 Ｔ：１０cm当たりの撚り回数 Ｄ：繊維束のデニール数 の１／３以下でかつＫ＝１００以上の撚り回数の下撚り
   を施した後、上撚りを下撚りと反対方向に施してなるこ
   とを特徴とする補強用繊維コード。
2. 【請求項２】 テープ状の繊維束を構成するフィラメン
   ト群に上撚りの撚り係数Ｋ 【数２】 Ｔ：１０cm当たりの撚り回数 Ｄ：繊維束のデニール数 の１／４以下でかつＫ＝１００以上の撚り回数の下撚り
   を施した後、上撚りを下撚りと同方向に施してなること
   を特徴とする補強用繊維コード。
3. 【請求項３】 テープ状の繊維束を構成するフィラメン
   ト群が、シランカップリング剤、エポキシ樹脂、イソシ
   アネート樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、レゾ
   ルシン−ホルマリン−ゴムラテックス溶液およびゴム糊
   等からなる接着剤の少なくとも１種以上の接着剤で１段
   階もしくは多段階処理されていることを特徴とする請求
   項１，２記載の補強用繊維コード。
4. 【請求項４】 上撚り後のコード素材が、シランカップ
   リング剤、エポキシ樹脂、イソシアネート樹脂、ポリウ
   レタン樹脂、アクリル樹脂、レゾルシン−ホルマリン−
   ゴムラテックス溶液およびゴム糊等からなる接着剤の少
   なくとも１種以上の接着剤で１段階もしくは多段階処理
   されていることを特徴とする請求項１〜３記載の補強用
   繊維コード。
5. 【請求項５】 ゴム層と、このゴム層に埋設され複合体
   長手方向に延びる心線とを備え、上記心線は請求項１〜
   ４に記載された補強用繊維コードであることを特徴とす
   る補強用繊維コードを用いたゴム−コード複合体。