JPH09250041A - 有機繊維双撚りコ─ド - Google Patents

有機繊維双撚りコ─ド

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JPH09250041A
JPH09250041A JP8059253A JP5925396A JPH09250041A JP H09250041 A JPH09250041 A JP H09250041A JP 8059253 A JP8059253 A JP 8059253A JP 5925396 A JP5925396 A JP 5925396A JP H09250041 A JPH09250041 A JP H09250041A
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JP
Japan
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fiber
cord
elastic modulus
twisted
fibers
Prior art date
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JP8059253A
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English (en)
Inventor
Norio Inada
則夫 稲田
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高弾性率有機繊維の加撚前後における強力保
持率を大幅に向上させた有機繊維双撚りコ─ドを提供す
る。 【解決手段】 2束以上の有機繊維原糸束を有し、該原
糸束の少なくとも1束は弾性率が400gf/D以上の高
弾性率繊維からなる有機繊維双撚りコードにおける高弾
性率繊維は、繊維1本毎につき、長さ1cm当りの平均
キンクバンド個数が5個以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、2束以上の有機
繊維原糸束を有し、該原糸束の少なくとも1束は弾性率
が400gr/D以上の高弾性率繊維からなる有機繊維双
撚りコードに関し、特に、ゴムタイヤやゴム製コンベヤ
ベルトなどの産業資材の補強部材として有用な有機繊維
双撚りコ─ドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より今日に至るまで、有機繊維双撚
りコ─ドの撚糸には通常、リング撚糸機が用いられてい
る。リング撚糸機ではトラベラと呼ばれる小型のガイド
が高速回転するボビンの一端側に設けたリング上を摺動
することにより、トラベラが案内する一束の繊維を一方
向に規定回数だけ加撚し、繊維束にまず下撚り加工を施
して下撚り糸を得る。その後、下撚り糸を複数本束ねな
がら、下撚りのときとは反対の方向に規定回数だけ加撚
して上撚り加工を施し、双撚り糸(以下双撚りコードと
いう)を完成させる。
【0003】また時には、下撚りと上撚りとを同時に施
し、一工程にて双撚りコードを仕上げる直撚方式を採用
するが、この方式においても上撚り時にトラベラなどの
微小屈曲部を有するガイドを通過させる点、又はテンサ
などにより同様微小屈曲部を通過させる点、もしくはリ
ングを擦過させるという点ではリング撚糸機と共通する
点を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで有機繊維コ─
ドは、有利な補強部材としてゴムタイヤを主とし、その
他のゴムベルトコンベヤなどの産業資材に広く用いられ
ているのは良く知られているところである。一方今日的
課題として何れの上記物品でも一層の軽量化、高性能化
を目指し、有機繊維コ─ドのなかでもデニール(D)当
り強度(kgf)及び弾性率の点で顕著な優位性をもつ高弾
性率のアラミド(芳香族ポリアミド)繊維コードの適用
が拡大傾向にある。
【0005】しかしアラミド繊維コードは、他の有機繊
維コ─ドとの混撚りコードも含めて、撚糸前後におけ
る、(撚糸後コード強力/撚糸前繊維束総強力)×10
0(%)であらわされる強力利用率が、ナイロン繊維コ
ード又はポリエステル繊維コード等従来の一般有機繊維
コ─ドの強力利用率に比し著しく低い値を示す。このこ
とはとりもなおさずアラミド繊維が本来具備している筈
の超高強力ポテンシャルの優位性を十分に活用していな
いことに帰す。またアラミド繊維コ−ドはゴム中での耐
屈曲疲労性も従来のナイロン、ポリエステル繊維コ−ド
に比し劣っている。
【0006】従ってこの発明の目的は、強度利用率及び
耐屈曲疲労性を大幅に向上させたアラミド繊維などの高
弾性率有機繊維双撚り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】上記目的を達成するた
め、この発明による有機繊維双撚りコ─ドは、冒頭に記
載した双撚りコードにおいて、該双撚りコードにおける
高弾性率繊維は、繊維のフィラメント1本毎につき、長
さ1cm当りの平均キンクバンド個数が5個以下である
ことを特徴とする。
【0008】この発明の実施上、好適には高弾性率繊維
が芳香族ポリアミド繊維である。
【0009】
【発明の実施の形態】この発明が対象とする高弾性率繊
維は、弾性率が400gf/D以上、望ましくは500gf
/D以上であり、より具体的にはポリパラフェニレンテ
レフタルアミド繊維、ポリパラフェニレン3,4′ジフ
ェニルエーテルテレフタルアミド共重合繊維などの芳香
族ポリアミド繊維、ポリパラフェニレン共重合繊維、ベ
ンゾビスオキサゾール繊維、ポリパラフェニレンベンゾ
ビスチアゾール繊維及びゲル紡糸ポリエチレン繊維など
である。
【0010】上記の高弾性率繊維は、双撚りコード状態
から繊維を1本宛取り出して、これを倍率400〜60
0倍、分解能0.5μm以下の光学顕微鏡下で観察した
とき、目視で確認できるか又は顕微鏡写真に写しだすこ
とが可能なキンクバンド個数が、繊維の長さ1cm当り
平均して5個以下、望ましくは2個以下、より望ましく
は1個以下であることを要する。
【0011】ここにキンクバンド(Kink Band)とは、Po
lymer Vol.22(1981)P960〜、JOURNAL OF MATERIAL SCIE
NCE No.9(1974)P1809 〜に記載されているように、1本
の繊維のなかの高配向(結晶化)部分に繊維軸線方向の
圧縮変形や曲げ変形が加えられたとき、変形度合いが大
きい場合は直ちに、小さい場合でも多数回の繰り返しで
発生する結晶面間のずれ、又はすべりによる局所的欠陥
現象を指し、このキンクバンドは繊維側面の縞模様線と
して観察することができ、この模様線は通常繊維軸線に
対し30〜60°の傾斜角度をもつ。そしてキンクバン
ドが発生した繊維のフィラメントは強力低下を伴い、キ
ンクバンド個数の増加とともに欠陥のシビリティも著し
くなる。
【0012】従来キンクバンドはタイヤなどの物品の使
用過程での圧縮、曲げ変形で生じることが分かっている
が、それは弾性率が比較的小さいナイロン繊維やポリエ
ステル繊維の双撚りコードの場合であって、発明者は弾
性率が400gf/D以上の高弾性率繊維の場合、通常の
リング加撚時にすでに多数個のキンクバンドが発生して
いることを突き止めた。すなわち通常のリング撚糸によ
る従来のアラミド双撚りコ−ドには1cm当り10個程
度以上のキンクバンドが既に存在しているということで
ある。このことを表1に示す。
【0013】
【表1】
【0014】表1は、Du Pont 社製ポリパラフェニレン
テレフタルアミド繊維(Kevlar)3000Dの原糸を使
用し、原糸、双撚り生コ−ド、ディップコ−ド、ディッ
プコ−ドをゴム中に埋設しての加硫後及びこの加硫後ゴ
ムの疲労テスト後それぞれの段階でのフィラメント平均
強力(gr) 及び1cm当りのキンクバンド個数を示す。
なお疲労テストについては後述する。
【0015】すなわち繊維束がトラベラなどの案内部材
を通過する際、巻き取りボビンとトラベラとの間で張力
の作用下にある繊維束が、一般に数mm以下(2mm以
下)の小さな曲率半径をもつトラベラ表面にて大きな曲
げ変形を余儀なくされた結果キンクバンドが生じるもの
であり、またキンクバンド発生度合いは下撚り時よりむ
しろ双撚りの上撚り時に著しく大きいことも併せて見出
している。このことが先に述べた強力利用率を大幅に引
き下げている原因であるとの結論を導きだした。
【0016】そこでリング撚糸機にて、各種形状のトラ
ベラを用い、繊維束に加わる張力を加減したり、ボビン
回転数を低下させてみるなど、種々の試みを実施した
が、どのようにしてもキンクバンド発生のダメージを十
分なまで低減させることは不可能であることがわかっ
た。
【0017】よって図1の簡略図解した斜視図に示すよ
うに、この発明による双撚りコード1は、加撚前の繊維
原糸束2、3を巻き取った原糸ボビン4、5を、それら
の軸心周りに矢印Aの向きに自転させて巻き出すと共
に、ボビン4、5それぞれの軸心から等距離にある公転
軸心Xの周りを矢印Bの向きに公転させることにより、
トラベラのような小さい曲率半径をもつ案内部材表面を
接触通過させることなく、矢印Yの方向で繊維原糸束
2、3に下撚りをかけると同時に上撚りをかけて得るこ
とができる。得た双撚りコード1を図1の下に部分拡大
図として示す。なお図示例の2束の繊維原糸束の他、3
束以上とすることができるのは勿論である。
【0018】このようにして得られる有機繊維双撚りコ
ード1は、その繊維全体がいかに高弾性率であっても、
またコード中の繊維が高弾性率と比較的低弾性率との混
在であっても加撚工程内に大変形を受ける箇所は全く存
在しないのでキンクバンドは殆ど発生することはなく、
よって強力利用率を大幅に向上させることができる。ま
たこのようにして得られるキンクバンドの殆どない双撚
りコード1はさらにその後のゴム中での耐屈曲疲労性も
向上することがわかった。
【0019】
【実施例】Du Pont 社製の商品名Kevlar(化学名、ポリ
パラフェニレンテレフタルアミド)繊維原糸3000D
を用い、図1に示す手段に従い、1工程の加撚工程にて
3000D/3(上撚数×下撚数=20回×20回/1
0cm)の双撚りコード1とした。
【0020】従来例の双撚りコードは、実施例と同じ繊
維原糸3000Dを用い、通常のリング撚糸機により、
スピンドル回転数3000rpm、トラベラ(下撚り1
000mg)にて下撚り加撚を施し、次いで3束の下撚
り糸を束ねて上撚り加撚(トラベラ2600mg)を施
し、実施例と同じ3000D/3(上撚数×下撚数=2
0回×20回/10cm)の双撚りコードとした。この
ときのトラベラの最小曲率半径は1.2mmであった。
実施例及び従来例の原糸束3000Dの物性と、双撚り
生コード(双撚り後の未加工コード)の物性と、コード
から撚りをほぐして取り出した1本の繊維の強力(gf)
とを表2に示す。
【0021】
【表2】
【0022】表2に記載した物性は以下に述べる方法に
て測定した。強力(kgf)、切断時伸び(%)及び弾性率
(gf/D) はJIS L1017に従い、島津製作所製オ
ートグラフ試験機により、試験試料の長さを25cmと
し、引張り速度は300mm/分とし、ただし1本の繊
維のフィラメント強力(gf)は試料を紙枠に張付けたも
の(試料長25mm)を用いて引張り速度100mm/
分とした。
【0023】また表2のキンクバンド平均個数NAVE
次の測定方法によった。すなわち双撚り生コードからラ
ンダムにサンプリングした試料コードの端部をピンセッ
トで把持し、測定に供する中央部付近には手又はピンセ
ットが触れないよう、また折り曲げたりしないよう十分
に注意を払い、2本撚りなら2本の、3本撚りなら3本
の下撚り束にほぐす。
【0024】次いで、1本の繊維の端部を把持してゆっ
くり時間をかけ、成るべく力が作用しない状態で抜き出
し、図2に平面図として示すスライドグラス6表面上に
抜き出した複数本(図示例は4本)の繊維7を図示のよ
うにほぼ平行に並べ置き、流動パラフィンを滴下し、そ
の上にカバーグラス8を載せる。
【0025】最後に、光学顕微鏡(NIKON 社製、倍率4
00倍、対物レンズ×40、接眼レンズ×10)にてカ
バーグラス8下の1本毎の試料繊維7につき、試料台を
移動させながら左端から右端までの間にわたり全キンク
バンド個数Kn を計数する。キンクバンドは繊維軸線に
対し30〜60°程度傾斜した黒線として観測できるの
で、約20°以下、80°以上は計数対象から除外し
た。
【0026】また図3の拡大図に示すように、計数対象
には繊維7を完全に横断していない短いキンクバンド、
観察し得る限度で線がうすいキンクバンドを含め、交差
したキンクバンドは別個のものとして計数した。その
他、焦点深度の関係で繊維7上部と下部との同時焦点合
せができないため、常に焦点を繊維7の上部、下部に合
せながらキンクバンドの有無を十分に確認して計数もれ
がないよう留意した。
【0027】1束の下撚糸につき、ランダムに抜き取っ
た30本の繊維7のキンクバンド個数K1 、K2 、・・
・・・、K29、K30を足し合せた数値を総繊総本数30
で除した平均値をさらに試料測定幅(カバーグラスの
幅)2cmで除し、繊維1cm当りの平均キンクバンド
個数NAVE とした。これをあらためて数式化すれば、N
AVE =(K1 +K2 +・・・・・+K29+K30)×(1
/30)×(1/2)(個/cm)となる。
【0028】表2の下段に強力利用率(%)の値を示し
たように、実施例の双撚りコードの強力利用率(%)は
従来例のそれに対し約1.2倍にまで改善されているこ
とがわかる。
【0029】さらに実施例及び従来例のコードにディッ
プ処理を施したディップコード3000D/3につき、
物性としての強力(kgf)及び切断伸び(%)とキンクバ
ンド個数NAVE とを測定した。これらの値を表2の中段
に示す。これから明らかなように、実施例のディップコ
ードは比較例のそれ対比、キンクバンド個数NAVE の激
減につれ大幅に高い強力の下で切断伸び(%)も顕著に
増加している。次いで耐圧縮疲労性を確かめるため、実
施例及び従来例の上記ディップコードを未加硫ゴム中に
埋設して後述する条件で加硫を施して疲労テストに供す
るテストピースを製作した。
【0030】テストピースは図4に示すように長さa=
50cm、幅w=5cm、高さh=1cmの短冊形状を
もつ。このテストピース9は以下のようにして製作し
た。まず5cm当り32本の打込数のディップコード1
0、11(図4参照)をそれぞれ両側から厚さが0.5
mmの未加硫配合ゴムシートで被覆して、ゴムトッピン
グコードシートを作製した。次いで、厚さが2mmで5
cm(幅)×50cm(長さ)の未加硫配合ゴム板の上
下面にそれぞれ上記ゴムトッピングコードシートを張合
せ、さらにその上下面それぞれにテストピース9となっ
たとき全体厚さが10mmとなる厚さをもつ未加硫配合
ゴムを張合せて、145℃×30分、20kgf/cm2 の加
圧下で加硫した。
【0031】疲労テストは、図5に要部を簡略図解して
示す屈曲テスト法を採用した。この方法は、テストピー
ス9を直径D=50mmのプーリ12に掛けて屈曲さ
せ、テストピース9の両端に図の矢印の向きに荷重L=
50kgf 各々を負荷させつつ両端矢印Nの向きに交互に
移動を繰り返させる方法である。これによりテストピー
ス9のプーリ12との接触面(内側面)Pi側のコード
10には圧縮歪、外側面Po側のコード11には引張歪
が作用する。このようにして50000回の屈曲を繰り
返した後、テストピース9を取り外し、内側面Pi側
(圧縮疲労側)のコード10を取り出して残存強力(kg
f)を測定し、併せて元のディップコードの破断強力(kg
f)に対する強力保持率(%)を算出して、コードの耐疲
労性を評価した。これらの疲労後における残存強力及び
強力保持率(%)を、キンクバンド個数NAVE と共に表
2の下段に示し、この結果から実施例の実際の耐疲労性
は従来の比較例の耐疲労性に比し格段に優れていること
がわかる。
【0032】
【発明の効果】この発明によれば、加撚の過程で繊維束
に大きな曲げ変形や圧縮歪を作用させることがないの
で、高弾性率有機繊維のみ、又は高弾性率有機繊維を一
部に含む有機繊維の下撚り及び上撚りからなる双撚りコ
ードの強度利用率を大幅に向上させることができ、かつ
実際の使用に際しても耐疲労性を顕著に向上させ得る有
機繊維双撚りコードを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による双撚りコードの加撚工程の説明
図である。
【図2】繊維のキンクバンドを観測する際の器具及び繊
維配置の説明図である。
【図3】繊維のキンクバンドを観測する説明図である。
【図4】ディップコードを埋設したテストピースの斜視
図である。
【図5】テストピースの屈曲テストの説明図である。
【符号の説明】
1 双撚りコード 2、3 加撚前繊維原糸束 4、5 ボビン 6 スライドグラス 7 繊維 8 カバーグラス 9 テストピース 10、11 ディップコード 12 プーリ A ボビン自転方向 B ボビン公転方向 X 公転軸心

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2束以上の有機繊維原糸束を有し、該原
    糸束の少なくとも1束は弾性率が400gf/D以上の高
    弾性率繊維からなる有機繊維双撚りコードにおいて、 上記双撚りコードにおける高弾性率繊維は、繊維のフィ
    ラメント1本毎につき、長さ1cm当りの平均キンクバ
    ンド個数が5個以下であることを特徴とする有機繊維双
    撚りコード。
  2. 【請求項2】 上記高弾性率繊維が芳香族ポリアミド繊
    維である請求項1に記載したコード。
JP8059253A 1996-03-15 1996-03-15 有機繊維双撚りコ─ド Pending JPH09250041A (ja)

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JP8059253A JPH09250041A (ja) 1996-03-15 1996-03-15 有機繊維双撚りコ─ド

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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