JPS5847491B2 - 補強用織物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、スチールコードの縦糸と、スチールの横糸
とを備えたゴム又は弾性合成樹脂補強用織物に関する。

ゴム等から成るコンベアーベルトを補族するために、ベ
ルトの長手方向（以下縦方向という）にスチールワイヤ
ーを配して第１の層とし、さらに縦方向の耐剪断性（裂
け目が縦方向にはいることを妨げる性質）を高めるため
に、長手方向に直交する方向（以下横方向という）にス
チールコードを配した第２及び第３の層をそれぞれ前記
第１の層の上下に形戒することはすでに知られており、
例えば英国特許第９１５１５９号に記載されている。

しかしながら、複数の異なる層を採用すると、ベルトの
製造が困難になる。

また、ベルトの剛性が高くなる結果、使用の際に、運搬
物がこぼれないようにするためにベルトをとい状にして
用いることが困難になる。

従って、この発明の目的は、ただ一層から戒る補強用構
造物、すなわち縦方向の強度、耐ショック性、耐衝撃荷
重性及び縦方向の耐剪断性を増大させることができるス
チール織物を提供することである。

すなわち、この発明は、スチール製コードから成る縦糸
と、スチール製横糸とを備え、前記縦糸を構成するコー
ドは実質的に波状に屈曲するよう配設され、かつ破断荷
重の１０％の荷重下で１〜２％の伸びを有し、一方前記
横糸は実質的に直線状に配設され、さらに前記縦糸と前
記織物の中間面とがそれらの交差点で形或する角度が６
．５度〜１２．５度である、ゴム又は弾性合或樹脂補強
用織物を提供する。

この明細書において、「ワイヤ」とは素線を意味し、
「コード」とはワイヤを束ねて撚ったものを意味する。

もつとも、コードとワイヤの中間に位置する構成単位が
あるときは、これを「ストランド」と呼んでいる。

例えばワイヤを複数本よったものをさらに複数本よって
コードとした場合に、最初にワイヤを複数本よってでき
た構或単位をストランドと言う。

コードとワイヤの間に位置する構或単位が存在しないと
きには、そのコードについてストランドという概念は存
在しない。

また、 「織物の中間面」とは、織物を平面上に載置し
た場合に、この平面と平行であって、実質的に直線上に
配設されたそれぞれの横糸の任意の横断面の中心を通る
平面をいう。

従って、中間面の端面ば、第１図において、３本の横糸
２の断面の中心を通る一点鎖線によって表わされる。

ここで、縦糸コードの伸びを上述のように限定した意義
について説明する。

第４図には、ゴム等を補強するために従来から用いられ
ているスチール織物の縦糸コードの伸び率と、この発明
の織物の縦糸コードの伸び率とが示されている。

図中Ａは前者を、Ｂは後者を示す。

この図からわかるように、この発明の織物の縦糸コード
の、その破断荷重の１０％の荷重における伸び率は、従
来のものに比べて５倍ないし１０倍も大きくなっている
。

このような大きな伸び率を有する縦糸コードがもたらす
特有の効果を次に説明する。

縦糸及び横糸にスチールを用いた従来の織物における極
めて重大な問題として、縦糸及び横糸の交差点でのこれ
らの相互摩擦による損傷ということがある。

このような損傷がある箇所では、ゴムとコードとの接着
が悪くなり、しばしばゴムと織物とがはがれやすくなる
ことがある。

驚くべきことに、縦糸コードの伸び率がこの発明におけ
るような値、すなわち破断荷重の１０％の荷重において
１％〜２％、を有する場合には、このような相互摩擦に
による損傷が大きく減少されることがわかった。

従って、この縦糸コードの伸び率を上記のように範囲内
に設定することによって、縦糸と横糸との相互摩擦によ
る損傷がなく、その結果ゴムとの接着が非常に良好な織
物を提供することができる。

さらにこの織物をコンベアベルトに用いた場合の、この
数値限定によってもたらされる特有の効果として、（１
）ベルトの伸び率が理想的なものとなり、（２）ベルト
の縦方向の可撓性が大きく、小さな直径の駆動ドラムを
用いることができ、（３）クリープ伸びがなく、（４）
ベルトが局部的な衝撃をよく吸収し、衝撃を受けた部分
の引っ張り強さが減少しない、等があげられる。

これらの効果については後に述べる。

また、縦糸と織物の中間面とがそれらの交差点で形成す
る角度を小さ＜６．５〜１２．５度に限定したのは次の
理由による。

縦糸の波状屈曲は純粋に弾性変形によるものである。

そのため、縦糸は、横糸との接触点において横糸に圧力
を及ぼしている。

従って、上述の角度が１２．５°よりも大きな場合には
、その圧力が大きくなり、糸が接触点において摩耗した
り、互いに食い込んだりする。

また、隣接する横糸間の距離が小さくなりすぎるため、
織成作業が困難となり、その能率が低下する。

さらに、織物が不必要に重くなり、横方向の剛度が不必
要に大きくなり、一方、縦方向の剪断強度はほとんど改
善されない。

また、縦方向の引っ張り強度は減少する。

この角度が６．５°よりも小さい場合には隣り合う横糸
間の距離が大きくなって所期の縦方向の切断強度が得ら
れなくなる。

さらに、横糸間の距離が大きいために、横糸の位置がず
れてしまう。

従って、この角度は６，５〜１２．５度であり、好まし
くは８〜１０度である。

次に、図面に基づいてこの発明の実施態様を説明する。

第１図は、この発明の織物の縦断面図を示す。

１はスチール製コードの縦糸であり、２はスチール製の
横糸である。

横糸はスチール製のワイヤー又はコードを用いることが
できる。

もつとも、コードの方が可撓性に富むので好ましい。

０． ３ ０ ＋６Ｘ０．２５構造のスチール製コード
を横糸として用いると、鋭い切断要素、及び特に比較的
鈍い切断要素による切断試験において、高い縦方向の剪
断強度を示すので好ましい（ここで、０．３０＋６Ｘ０
．２５構造とは、直径０．３０ｍｍのワイヤをコアとし
、これを直径０． ２ ５ ｍｍのワイヤ６本が取り囲
んで束ねられ、これら７本のワイヤが一緒に撚られてコ
ードを形威していることを意味する。

以下、ａ＋ｎＸｂという表示は、直径ａ１ｎ７ＩＬのワ
イヤを中心とし、これを直径ｂｍｒｎのワイヤｎ本が取
り囲んで、合計（ｎ＋１）本のワイヤが一緒に撚られて
コードを形成していることを示す。

）また、高い伸び率を有するコードを横糸として用いる
ことも好ましい。

例えば、破断荷重の１０％の荷重で２．５％の伸びを示
す３Ｘ７Ｘ０．１５構造のコードである（ここで、３
Ｘ ７ Ｘ ０． １ ５構造とは、直径Ｑ，１５ｍｍ
のワイヤが７本束ねられ、撚られてストランドとなり、
このストランドが３本束ねられ、撚られてコードを形成
していることを意味する。

以下、ｍＸｎＸａという表示は、直径ａｉｍのワイヤが
ｎ本よられ、さらにこのようによられたものがｍ本よら
れてコードを形成していることを示す。

］もつとも、破断荷重の１０％の荷重における伸びが３
％を超えるものは、織成作業を困難にする。

３Ｘ７Ｘ０．１５構造のコードは、一般的に０． ３
０＋６ Ｘ Ｏ． ２ ５構造のものよりも耐衝撃性に
優れ、縦方向の耐剪断性も良い。

さらに、織物は一般に、カレンダ工程においてゴム内に
埋め込まれる際に、いく分圧縮されてその厚みを減ずる
が、伸び性が大きな横糸は、小さなものよりも、多少波
形（隣り合う縦糸の上および下を通る）になりやすい。

また、上述のように、縦糸と織物の中間面とがそれらの
交差点で形戒する角度α（以下、角度αという）は６．
５〜１２．５度である。

織物の厚みを最小に保つために、断面が長方形（例えば
幅１Ｍ！ｉ！、厚み０．２５關）の、平たいワイヤを用
いることが好ましい。

この場合、長方形の長辺を織物の中間面に平行となるよ
うに配設する。

適当な伸び性を有する縦糸コードは、一般に中心となる
コアワイヤを有しておらず、好ましくは、３Ｘｎ，４Ｘ
ｎ，５Ｘｎタイプである（ここで、３Ｘｎタイプとは、
ｎ本のワイヤがよられてストランドとなり、このストラ
ンドが３本よられてコードを形或していることを意味す
る。

以下、ａ×ｎタイプのコードとは、ｎ本のワイヤがよら
れたものがさらにａ本よられて形成されたコードを指す
。

もつとも、ｎが１の場合にはストランドは存在しなくな
る。

）。ｎは１ないし７が好ましいが、７より大きくしても
かまわない。

ｎ本のワイヤからなる構成単位ストランドの撚り方向は
コードの撚り方向と同じであり、その撚り長さは比較的
長く、例えば９ないし２０ｍｍである。

束ね撚り工程において、コードは、その構造があまり密
にならないように撚られているので、織或後においても
、コード内にわずかな空隙が存在している。

そのため、コード内へのゴムの侵入が大幅に改善され、
ゴムと補強織物との固着性及びゴム内にある織物の耐蝕
性が向上する。

ワイヤを束ねて撚ってつくられるこれらのコードの引っ
張り強さは、もとのワイヤのそれよりも一般に小さくな
る。

従って、重量をなるべく軽くするという観点から、可能
な限り細い縦糸コードで十分ｋ引っ張り強さを得るため
に、もともと引っ張り強さの大きなワイヤを用いること
が好ましい。

種々の織或パターンが可能である。

もつとも、隣り合うコードの撚り方向は、交互にＳ字撚
り及び２字撚りであることが好ましい。

また、隣り合う縦糸コードは、同一の横糸のそれぞれ上
および下を通っていることが好ましい。

しかしながら第２図に示すように、縦糸コードを群ごと
に配設することもできる。

すなわち、第２図は織物の横断面図であるが、この図に
示すように、数本の隣接する縦糸コードをもって１つの
群（図中３〜５）となし、これらの縦糸コード群がそれ
ぞれ交互に１本の横糸の上下を走っているようにしても
よい。

すなわち、１つのコード群内のコードを同一位相の波形
を描くように互いに平行に配設し、一方、相隣り合うコ
ート゛群のコードは互いに逆位相の波形を描くように配
設してもよい。

１つのコード群を構或するコードの数は最大４本である
ことが好ましい。

また、横糸も、例えば隣接する２本をもって１つの群と
してもよい。

織物の端部において織物がほどけることを防止するため
に、縦糸と横糸を、端部領域のこれらの接触点において
は、例えば接着剤によって結合することができる。

また、織物の縦方向の端部領域の縦糸コードをポリエチ
レンワイヤに代え、これを局部的な加熱によって、多数
の接触点で横糸に接着することもできる。

あるいは、第３図に示すように、織或作業中に、結束糸
６を縦方向の端部領域に挿入することもできる。

大きな引っ張り強度と適当な伸び特性とを有し、クリー
プを生じない薄い一層の補強層をゴム内に埋め込むこと
は容易に行なうことができ、これによって縦方向の可撓
性を有しかつ最適の横方向の剛度及び縦方向の切断強度
を与えることができるので、この発明の織物はゴム製の
コンベアベルトを補強するために特に適している。

従って、ベルトを駆動するためのドラムとして、直径の
小さなものを用いることができる。

織物は、多少とも空隙を含んだ構造をしているので、製
造工程中（カレンダ工程，加硫工程）又は使用中（例え
ばベルト上に物体が落下するなどの衝撃荷重による）に
おける、縦糸の軸方向の圧縮応力や、引っ張り応力を縦
糸コードが容易に吸収する。

縦糸コードの破断荷重の約１０％の引っ張り荷重をベル
トに加えた場合でも、一般にベルトはなお約０．５％の
伸び率を有している。

ＳＴ５００ないしＳＴ２０００クラスの強度（ＳＴ５０
０とは、幅ＩＣｒｒＬのベルトの縦方向の弓つ張り（破
断）強さが５００ｋｊ９であることを示す。

以下、ＳＴいくらという表示は、幅１ｃ１ｒＬのベルト
の縦方向の引っ張り強度をｋｇ単位で示している。

）を有するコンベアベルトの製造において、必要とされ
る強度な達或できる縦糸コードの直径は１．２５ないし
３．８關である。

幅１ｃＩｒＬあたりのＫ糸コードの数は２．５ないし５
本程度である。

実施例 １ 幅９０ｙｎｒｎのゴム製コンベアベルトを補強し、ＳＴ
６３０クラスの強度を有するベルトにするために、次の
特性を有するスチールコード織物をつくった。

（イ）縦糸の構造：（ａ）構造；４Ｘ４Ｘ０．２２（ス
トランドとコードの撚り方向は同じ）（ｂ）撚り長さ；
ストランド９，５間、コード１２關（Ｃ）コードの直径
； １．３ ３ｍｍ （ｄ）１ ４ ６Ｎ （破断荷重
の１０％）の負荷の下での伸び率；１．３％ （ｅ）ワ
イヤは真ちゅうによって被覆されている。

（口）横糸：７Ｘ０．２５構造（直径０．２５ｍｍのワ
イヤを７本束ねて撚ったもの）の真ちゅう被覆スチール
コード ←→ 織物の構造：（ａ）幅８７５ｍｍ（ｂ）幅ＩＣｒ
Ｉ′Ｌあたりの縦糸コード数；４．６本 （Ｃ）隣り合
う縦糸コードは交互にＳ字撚り及びＺ字撚りであり、そ
れぞれ一本の横糸の上下を交互に通っている。

（ｄ）ヘルトの長さ１ｍあたりの横糸コード数；７３本
（その結果角度αは９．５°になる）（ｅ）織物の厚さ
；２．６７闘 織物の縦方向の端面ば、織物がほどけることを防止する
ために、最も外側の縦糸を横糸に、それらの接触点の８
箇所に１箇所ごとで接着剤（ロクタイト・ＩＳ・４１５
−アクチベーターＩＳ７１（米国ロクタイト社の登録商
標））によって接着した。

この補強用織物は、既知のカレンダ工程によってゴム製
コンベアベルト内に組み込んだ。

加硫後、全長にわたってなめらかでまっすぐなベルトが
得られた。

縦糸コードの破断荷重の１０％の縦方向の引っ張り荷重
の下で、ベルトの縦方向の伸び率は０．５％であった。

これは、コンベアの理想的な作動条件である。

ベルトの厚さは１０關であった。

補強された中心層の厚さは約３ｍｍであり、ゴム組成物
を、スチールコードによく接着した状態で含んでいた。

この中心層の上を覆っている、ベルトの上層は、耐摩耗
性の高い、厚さ５關のゴムから成り、一方、中心層の下
面を覆う下層の厚さは２間であった。

スチールコード織物自体の引っ張り強さの２％ないし１
０％の荷重を、３０分間に渡ってベルトに周期的に加え
た（４Ｑ周期）。

この試験後、クリープ伸びはみもれなかった。

すなわち、上述の２％の荷重の下でのベルトの長さは、
試験前に同じ負荷をかげたときの長さと同じであった。

一方、繊維織物によって補強された。

同程度の引っ張り強さを有するベル｝（４ＥＰ１６０）
に同じ試験を行なったところ、Ｏ、３％のクリープ伸び
が記録された。

この実施例のベルトに、また、衝撃試験を行なった。

ベルトにその引っ張り強さの１０％の負荷をかげながら
、これを支持面上に載置した。

そして球状（半径５０ｍｒＩＬ′）の下部を有する１０
ｋｇの衝撃物体を、２．５ｍの高さから５回、ベルト上
の同じ部位に落下させた。

この衝撃部位を含むベルト片（幅２ｃｒｒＬ）の、縦方
向の引っ張り強さを側定したところ、もとのべクトノレ
の少なくとも９５％の弓つ張り強さを保持していること
がわかった。

この結果は、上述の、繊維織物で補強されたベルト（４
ＥＰ１６０）について行なった同じ衝撃試験の結果（観
察された引っ張り強さの減少は１８％ないし５７％であ
った）に比べて非常に好ましいものである。

ベルトの横糸はスチールであるので、クランプ又はフッ
クによるベルトの機械的な結合が容易になる。

ミネット（ゼネラル・スプライス社の登録商標）（ Ｍ
ｉｎｅｔ ）クランプのような、従来からの機械的結合
部材を用いてベルトを結合したところ、結合部分の引っ
張り強さは、ベルトの引っ張り強さの６０％以上であっ
た。

実施例 ２ ゴム製のコンベアベルトを補強してＳＴＩＯＯＯクラス
のベルトにするために、次のような特性を有するスチー
ルコード織物をつくった。

（イ）縦糸の構造：（ａ）構造；４×７×０．２２（ス
トランドとコードの撚り方向は同じ （ｂ）撚り長さ；
ストランド１２．５ｍｍ、コード１６ｍｍ（ｃ）コード
の直径： １．８ｍｍ （ｄ）真ちゅうによって被覆さ
れている。

（ｅ）破断荷重の１０％の負荷の下での伸び率；１３％ （口）横糸コードの構造： ０．３０＋６Ｘ０．２５
（真ちゅうによって被覆されている） （ノう スチールコード織物の構造：（ａ）：１１７５
間（ｂ）幅ＩＣｒｒＬあたりの縦糸数；４．５本 （ｃ
）隣り合う縦糸コードは交互にＳ字撚り及びＺ字撚りで
あり、それぞれ一本の横糸の上下を交互に通っている。

（ｄ）横糸同志の間隔；ｌ８ｍｍ（それで、また角度
αは９．５°になる）（ｅ）織物の厚さ；３．５ｍｍ 織物がほどけるのを防ぐために、縦方向の端部に、第３
図に示すような結束糸を織戒作業中に挿入した。

ベルトの厚さは１１．５ｍｍであった。

中心の補強層の上を覆う上層の厚さは６間であり、下を
覆う下層の厚さは２ｍｍであった。

このベルトに、織物自体の引っ張り強さの１０％の負荷
をかげたときの伸びは０．６％であった。

実施例１と同じクリープ試験を行なったところ、クリー
プ伸びは認められなかった。

衝撃試験の後、強度は全く減少していなかった。

この発明の織物は明らかに、他の弾性物品、例えば駆動
ベルト、車のタイヤ、ホースなどに用いることができる
。

また、この発明のスチールコード織物を、ポリ塩化ビニ
ル（ＰＶＣ）製コンベアベルトにも都合よく用いること
ができる。

スチールコード織物と接触すべきＰＶＣ組成物には、真
ちゅう被覆コード又は亜鉛被覆コードとの接着性を高め
るために、既知の処理を行なうか添加剤を加えなげれば
ならない。

このＰＶＣ組戒物は、例えばエポキシ樹脂成分を含んで
いてもよい。

スチール織物をゴム層内に埋め込んで補強用中心層とし
、これを該ゴム層との接着性が良好なＰＶＣ層ではさむ
ことももちろん可能である。

あるいは、ゴム層とＰｖＣ層との間に固着層を設けても
よい。

スチール織物によってＰｖＣベルトを補強した際の最も
大きな利点は、スチール織物は非可燃性であるというこ
とである。

ＰＣ■ベルトは特にその自己消火性の故に用いられてお
り、これは鉱抗内での火災安全の要件を満たしている。

この補強用織物はまた、所望により、さらに剪断強度又
は剛性を高めるための繊維状充填材を含むプラスチック
材に埋め込むことも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の織物の一実施例の縦断面図、第２図
は同じく横断面図、第３図は結束糸によって端部領域が
結束された一実施例を示す平面図、第４図は従来の縦糸
コードの伸び率とこの発明の縦糸コードの伸び率を示す
図である。 １・・・・・・縦糸コード、２・・・・・・横糸、３〜
５・・・・・・コード群、６・・・・・・結束糸、Ａ・
・・・・・従来の縦糸コード、Ｂ・・・・・・この発明
の縦糸コード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スチール製コードから成る縦糸と、スチール製横糸
   とを備えたゴム又は弾性合成樹脂補強用織物であって、
   前記縦糸を構成するコードは実質的に波状に屈曲するよ
   うに配設され、かつ該縦糸コードはその破断荷重の１０
   ％の荷重下で１〜２％の伸びを有し、一方、前記横糸は
   実質的に直線状に配設され、さらに前記縦糸と、該織物
   の中間面とがそれらの交差点で形成する角度が６，５度
   ないし１２．５度であることを特徴とするゴム又は弾性
   合成樹脂補強用織物。 ２ 前記角度は８度ないし１０度である特許請求の範囲
   第１項記載の織物。 ３ 前記横糸は、その破断荷重の１０％の荷重下で３％
   以下の伸びを有する特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の織物。 ４ 前記横糸は、長方形の断面を有するスチールワイヤ
   であり、該長方形の長辺側が織物の中間面に平行に配設
   された特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
   記載の織物。 ５ 前記縦糸コードは、交互にそれぞれＳ字及びＺ字の
   撚りを有する特許請求の範囲第１項ないし第４項のいず
   れかに記載の織物。 ６ 前記縦糸コードを数本ずつのコードから或るコード
   群に分け、１つのコード群内のコードは同一位相の波形
   を描くように互いに平行に配設され、一方、相隣り合う
   コード群のコードは互いに逆位相の波形を描くように配
   設されている特許請求の範囲第１項ないし第５項のいず
   れかに記載の織物。 ７ 前記コート゛群を構成するコードの数は最大４本で
   ある特許請求の範囲第６項記載の織物。