JP7448342B2 - ゴム補強用複合コードおよびそれを用いた伝動ベルト - Google Patents
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- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
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繊維束(A)の高強度高弾性率繊維として、強度が10cN/dtex以上、かつ、初期引張抵抗度が300cN/dtex以上の繊維を用いる。この条件を満足する高強度高弾性率繊維として、例えば、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、カーボン繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキザール繊維、芳香族ポリエステル繊維、超高分子量ポリエチレン繊維が挙げることができる。中でも、芳香族ポリアミド繊維が好ましい。
低弾性率繊維として、強度が9cN/dtex以下で、初期引張抵抗度が100cN/dtex以下の繊維を用いる。この条件を満足する低弾性率繊維として、例えば、ポリウレタン繊維、ナイロン6やナイロン66、ナイロン46等で知られる脂肪族ポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレートやポリトリメチレンテレフタレート等で知られるポリエステル繊維、ビニロンとして知られるポリビニリアルコール繊維、レーヨン繊維を挙げることができる。なかでも、より低弾性率で破断伸度が30%以上となるポリウレタン繊維や重合度の低いポリエチレンテレフタレート繊維が撚糸工程での取り扱い性や、容易に低負荷時の伸張性を得られる点で好ましい。さらに好ましくは破断伸度が100%以上となる繊維を用いる。
本発明において、高強度高弾性率繊維を、繊維束(A)として用いる。そして、低弾性率繊維を、好ましくは繊維束(B)および/またはモノフィラメント(C)として用いる。すなわち、低弾性率繊維は、好ましくは低弾性率繊維の繊維束(B)または低弾性率繊維のモノフィラメント(C)として含まれる。
良好な引張強度、低負荷時の伸長性、高付加時の高弾性率、耐疲労性を得る観点から、高強度高弾性率繊維の繊維束は、撚り糸として用いることが好ましい。撚りを掛けるほど単繊維の配向が傾くため、初期の引張強度は低下するが、他方で、屈曲時に単繊維に加わる応力が分散され耐屈曲疲労性が向上する。
2.0≦TM1≦6.0 (1)
1.0≦TM2≦5.0 (2)
1.0≦|TM2-TM1|≦5.0 (3)
低弾性率繊維の繊維束(B)は下撚りの撚り係数は2.0未満であることが好ましい。
TM=T×√D/1055
上記の式は、一般的に綿の紡績糸に使用される計算式である、K=t/√N (Kは撚係数、tは撚数t/inch、Nは綿番手)において、綿の比重を芳香族ポリアミド繊維の比重に変更し、綿番手を繊度(tex)に変換したものである。
パラ型芳香族ポリアミド繊維を始めとする高強度高弾性率繊維は、一般的に表面が不活性であるため他の物質と接着しづらい。そこで本発明では、高強度高弾性率繊維として芳香族ポリアミド樹脂を用いる場合に、十分な接着性を得るために芳香族ポリアミド繊維の単繊維をエポキシ化合物で表面処理して用いることが好ましい。エポキシ化合物による表面処理は、繊維束に撚りを施した後に実施してもよいし、エポキシ化合物による表面処理後に、繊維束に撚りを施してもよい。この表面処理で、芳香族ポリアミド繊維とレゾルシン・ホルマリン・ラテックス樹脂との化学的親和性を向上させることができる。
本発明のゴム補強用複合コードは、好ましくはラテックスを含む樹脂接着剤を含有する。該樹脂接着剤の重量は、優れた接着力を得るために、繊維の総重量に対して好ましくは5~25重量%、さらに好ましくは5~15重量%である。ゴム補強用複合コードが、繊維束(A)ならびに繊維束(B)および/またはモノフィラメント(C)からなる場合は、これらのの合計の重量に対して5~25重量%、さらに好ましくは5~15重量%である。
本発明のゴム補強用複合コードは、破断時の強度が10.0cN/dtex以上、破断時の伸度が5~8%、2%伸長時の荷重が4cN/dtex以下、かつ5%伸長時の荷重が6cN/dtex以上を示す。この範囲の物性であることで高強力の繊維コードであるにも関わらず、2.0%までの低伸長時の荷重や弾性率を低く抑えることにより、加工性、特に低弾性率のゴムとの加工性を良くすることでき、また2.0~5.0%までの実用的な伸長時の弾性率を高くすることにより、本発明の複合繊維コードによって補強されたゴム製品は、優れた寸法安定性を確保することができる。本発明の複合繊維コードは、成型加工時の伸張によるゴム組成物成形性と、その後のゴム成形物使用時の剛性を、同時に満たすことができる。
本発明のゴム補強用複合コードはゴム補強の用途で用い、ゴムとともにゴム製品を構成することになる。使用されるゴムとしては、アクリルゴム、アクリロニトリル-ブタジエンゴム、水素化アクリロニトリルーブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、エチレン-プロピレンゴム、エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、スチレン-ブタジエンゴム、多硫化ゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴムを例示することができる。特に、エチレン-プロピレンゴム、エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)、水素化アクリロニトリルーブタジエン(H-NBR)ゴムが好ましい。
本発明のゴム補強用複合コードは、S方向またはZ方向に下撚りされた高強度高弾性率繊維の撚り糸と、低弾性率繊維の繊維束或いはモノフィラメントとを、高強度高弾性率繊維の下撚り方向と逆方向で上撚りして撚糸コードとすることで製造することができる。
(1)初期引張抵抗度
コポリパラフェニレン・3、4’-オキシジフェニレン・テレフタルアミド繊維およびポリエチレンテレフタレート繊維については、JIS L1017に準じて測定した。ポリウレタン繊維については、つかみ間隔5cmおよび引張速度6cm/分とする他はJIS L1017同様の条件で測定した。
(2)コード繊度
JIS L1017に準じてコード繊度(重量)を測定した。
(3)コード強力およびコード強度
JIS L1017に準じてコードの強力を測定した。強度は、樹脂付着量を含めたコード重量をJIS L1017に準じて測定し、強力とコード重量から算出した。
(4)破断伸度(切断伸度)、2.0%伸長時の荷重、5.0%伸長時の荷重
接着処理剤を含む複合コードについて、JIS L1017に準じて引張試験を実施して測定および算出した。複合コードの破断伸度は、高強度高弾性率繊維の破断時の伸度とし、高強度高弾性率繊維の破断後に、破断せずに残る低弾性率繊維の伸度は考慮しないこととした。
(5)屈曲疲労後強度、屈曲疲労後強力保持率
レゾルシン・ホルマリン・ラテックス樹脂を含む複合コードに1.6cN/dtexの荷重をかけて直径10mmφのローラーに取り付け、100rpmの往復運動をさせ、100,000回の繰返し屈曲を行ったのち、複合コードを取り出して残強力を測定し、屈曲疲労後強度と強力保持率を求めた。
レゾルシン/ホルマリン(R/F)のモル比が1/0.6であるレゾルシン-ホルマリン初期縮合物(スミカノール700S、住友化学株式会社製、濃度65重量%)19.8gを、水154.5gに10%苛性ソーダ水5.0gと20%アンモニア水19.9gを加えたアルカリ水溶液に溶解し、これにビニルピリジン-スチレン-ブタジエンゴムラテックス(ニポール2518FS,日本ゼオン(株)製、濃度40重量%)415gと水368.9gを添加した。この液に、37%ホルマリン水16.8g、およびメチルエチルケトンオキシムブロックジフェニルメタンジイソシアネート(DM6400,明成化学工業株式会社製、濃度42重量%)を添加し、20℃で48時間熟成して、固形分濃度20重量%のレゾルシン・ホルマリン・ラテックス樹脂を含む水分散体(レゾルシン・ホルマリン・ラテックス樹脂処理剤(RFL剤))を調製した。
グリセロールポリグリシジルエーテル(ナガセケムテックス株式会社製「デナコールEX-313」)17.5gに界面活性剤として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「ネオコールSW-30」)14.5g、ピペラジン4g、水656.2gから成る固形分濃度3.7重量%のエポキシ溶液で表面処理し、乾燥後、巻き取りを実施することにより、エポキシ処理を実施した。
高強度高弾性率繊維として、予めエポキシ処理されたコポリパラフェニレン・3、4’-オキシジフェニレン・テレフタルアミド繊維(帝人株式会社製 テクノーラ T202 1670dtex, 1000フィラメント、初期引張抵抗度630cN/dtex)について、コンピュートリーター処理機(CAリッツラー社製ディップコード処理機)を用いて、上記のレゾルシン・ホルマリン・ラテックス樹脂に浸漬した後、130℃で2分間乾燥し、引き続き235℃で1分間熱処理をし、RFL剤が塗布されたコポリパラフェニレン・3、4’-オキシジフェニレン・テレフタルアミド繊維を得た。次いで、S方向に撚り係数2.4(200回/m)の撚りを掛け、コポリパラフェニレン・3、4’-オキシジフェニレン・テレフタルアミド繊維の下撚り糸からなる繊維束(A)を得た。
得られた複合コードの評価結果を表1にまとめて示す。
低弾性率繊維として、ポリウレタン繊維のモノフィラメント8本の代わりに、ポリエチレンテレフタレート繊維(帝人株式会社製 テトロン T300SB SD 84dtex、36フィラメント、初期引張抵抗度74cN/dtex)を3本引き揃えて、上述のエポキシ処理とレゾルシン・ホルマリン・ラテックス樹脂処理を施した後に、S方向に撚り係数1.4(300回/m)の下撚りを施し、繊維束(B)として用いた。また、実施例1と同じコポリパラフェニレン・3、4’-オキシジフェニレン・テレフタルアミド繊維の下撚り糸からなる繊維束(A)を2本と、上記のポリエチレンテレフタレート繊維の繊維束(B)の1本とを併せて、Z方向に撚り係数4.6(255回/m)の上撚り糸を施した以外は実施例1と同様に複合コードを得た。
得られた複合コードの評価結果を表1にまとめて示す。
低弾性率繊維として、ポリウレタン繊維のモノフィラメント8本の代わりに、ポリエチレンテレフタレート繊維(帝人株式会社製 テトロン P903BZ 560dtex, 96フィラメント、初期引張抵抗度83cN/dtex)1本を用いて、上述のエポキシ処理とレゾルシン・ホルマリン・ラテックス樹脂処理を施した後に、Z方向に撚り係数1.8(250回/m)の下撚りを施し、繊維束(B)として用いた。また、実施例1と同じコポリパラフェニレン・3、4’-オキシジフェニレン・テレフタルアミド繊維の下撚り糸からなる繊維束(A)を2本と、上記のポリエチレンテレフタレート繊維の繊維束(B)の1本とを併せて、Z方向に撚り係数4.6(245回/m)の上撚り糸を施した以外は実施例1と同様に複合コードを得た。
得られた複合コードの評価結果を表1にまとめて示す。
Claims (3)
- 高強度高弾性率繊維と低弾性率繊維とを含む複合コードであって、
高強度高弾性率繊維は高強度高弾性率繊維の繊維束(A)として含まれ、
高強度高弾性率繊維の強度が10cN/dtex以上かつ初期引張抵抗度が300cN/dtex以上であり、低弾性率繊維は、ポリエチレンテレフタレート繊維またはポリウレタン繊維の繊維束であり、その強度が9cN/dtex以下かつ初期引張抵抗度が100cN/dtex以下であり、複合コードに含まれる高強度高弾性率繊維と低弾性率繊維との重量比率が99:1~88:12であり、前記ゴム補強用複合コードは、ラテックスを含む樹脂接着剤を含有し、該樹脂接着剤の重量は繊維の総重量に対して5~25重量%であり、Vリブドベルトに用いられることを特徴とする、ゴム補強用複合コード。 - 低弾性率繊維は、低弾性率繊維の繊維束(B)または低弾性率繊維のモノフィラメント(C)として含まれる、請求項1記載のゴム補強用複合コード。
- 繊維束(A)がS方向またはZ方向に下撚りされた高強度高弾性率繊維の撚り糸であり、この繊維束(A)と、低弾性率繊維の繊維束(B)とを、高強度高弾性率繊維の下撚り方向と逆方向に上撚りした、請求項2に記載のゴム補強用複合コード。
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