JPS6369626A - ベルト及びその製造方法 - Google Patents

ベルト及びその製造方法

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JPS6369626A
JPS6369626A JP61212780A JP21278086A JPS6369626A JP S6369626 A JPS6369626 A JP S6369626A JP 61212780 A JP61212780 A JP 61212780A JP 21278086 A JP21278086 A JP 21278086A JP S6369626 A JPS6369626 A JP S6369626A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は従来にない薄型で高強力を有するベルト状構造
物に関するものである。
（従来技術） 従来より、補強材料や梱包材料どして一般にスチールベ
ルトが広く使われているが、近年、軽薄短少化の要求が
強くなりスチールベルトに代る軽い代替素材が求められ
ている。例えば、織物を芯とし、これに樹脂を含浸した
軽量化ベル１〜が開発されている。しかしこれでは強度
がスチールベルトに比べて遥かに弱く、しかも厚みもス
チールベルトより厚いので充分な代替素材たり得ない。
このほか、デュラルミンなどの軽量金属や、合成樹脂の
フィルムによるベルトもあるが、いずれもスチールの薄
さや強さに比べてかなり劣ったものである。
（発明の目的） 本発明の目的は、スチールに化べて遥かに軽くスチール
より薄く、かつスチールより強いベルトを提供すること
にある。
（発明の構成） すなわら、本発明は ［ゴム、プラスチックス等を！ＩＮ補強してなるベルト
において、高度に配向された合成高分子モノフィラメン
トが長さ方向にほぼ直線かつほぼ平行状態を保ちながら
配置され、側断面からみたモノフィラメント群はその厚
みに対し巾が少くとも４０倍以上、その厚みの変動係数
が３０％以下、モノフィラメント間の平均距離はモノフ
ィラメントの平均直径以下であって、実質的にモノフィ
ラメント間にゴム、プラスチック等が充填されて成り、
かつベルトの厚みは０．２５　ｍ以下、その単位当りの
比強度が３，４Ｘ　１０’α以上であることを特徴とす
るベルトＪである。
高配向マルチフィラメント糸条としては、ポリパラフェ
ニレンテレフタルアミド及びその変成物等の全芳香族ポ
リアミド繊維、或いは全芳香族ポリエステル繊維、或い
高配向ポリエチレン繊維など高度に結晶配向されたもの
が好ましく用いられる。この結晶配向が十分でないと、
スチールよりも薄くてしかも比強度が高いという卓越し
た物性は得られず、その為には高分子の結晶配向度は９
０％以上、結晶化度は６５％以上のものが望ましい。
またこの様に高結晶配向したものは、実施例で後述する
ように曲率の異なる歯先で曲げた時に受ける歪の差が大
きく、よく開繊するという効果もあり、この面からも適
している。
また、多少これより性能が性っても経済性を重視したい
場合には高度に配向されたポリエステルやポリアミド等
も用いられるが、その場合には、通常に比べて特に多段
で例えば５倍以上の高倍率の延伸を施すことが望ましい
。糸条の繊度としては特に制限はないが、一般に１００
０〜３０００００　ｅぐらいが適当である。勿論、これ
らは必ずしも一本の糸条で供給する必要はなく、むしろ
複数本の糸条を同時供給する方が横に広がり易い。フィ
ラメント繊度も細い方が広がり易（、例えば０．８〜６
ｄぐらいが一般に好ましい。
これらの供給マルチフィラメト糸条は、少くともその厚
さに対し４０倍以上、出来れば１００倍以上に極り薄り
バラバラに＃Ｉｍされなければならない。
この様に構成単位が相互にバラバラに、且つ長さ方向に
ほぼ直線状態を保って開繊し、その間に樹脂が十分浸透
してこそ、スチールに優るすぐれたベルトが得られる。
１１１ｍが集団で集合していたり、長さ方向に直線性が
保たれていない場合は、本発明の目的は十分達せられな
い。
この様なｍＭの開繊方法としては、その目的を達成出来
ればどの様な方法でも良いが、実施例で例示する方法な
どはその最も好適な方法の一つである。この場合、供給
糸条に対して歯車の歯先の速度は２倍以上の速い速度に
して抜くのが一般に好ましい。５倍以上にすれば更に開
繊が安定する。
また両方の歯先の曲率は少くとも３倍以上、出来れば１
０倍以上異なっていることが好ましい。またその表面は
滑かに仕上げて単ｍＨが引掛ったりしない様にしておく
必要がある。歯車を出た後の繊維は十分弛緩状態を保た
せ、両刃の曲率の差で受けた歪によりカールを発生する
ことが出来る様にしなければならない。弛緩率として１
〜１０％ぐらいが適当である。なお開繊した後は、Ｉ帷
を引張ってそのカールを消し、ストレートな開繊状態に
する必要がある。勿論この様なＲ繊手段のほか例えば静
電気で開繊するなど、単！ｌ雑がバラバラ且つストレー
トで、その厚みに対し少くとも４０倍以上、好ましくは
１００倍以上に開繊出来る様なものならば良い。
また、その時の開繊は極めて均一でなければならない。
即ち、その厚さの変動Ｃｖ（％）は、０．１１ＭＲ間隔
て測定して、少くとも３０％以下、更に望ましくは１８
％以下でなければならない。且つそのｌ！雑はお互い完
全にバラバラとなり、しかもお互い同志の間隔はその平
均間隔がｍＨ直径の平均以下となる程度に接近していな
くてはならない。
従って、単に糸条を横に並べたもの、織物にしたものな
どは、到底この構成から程遠いものである。
次に、この様に開繊された繊維に樹脂を付着させるが、
この樹脂は接着性、固化後の寸法安定性。
形態保持性、必要に応じ耐熱性、耐薬品性２電気絶縁性
等目的に応じ適宜その物性を考慮すれば良い。特に本発
明の大きな特色として、単ｍｔｓ、間がバラバラに開繊
されているので樹脂が浸透し易く、従って性能は良いが
繊維間に浸透し難いものも容易に使用出来るという特長
がある。その意味で前記の様なエポキシ樹脂などが適し
ているが、このほか例えばフェノール樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ヒスマレイミ
ド樹脂、　ｌ−リアジン樹脂、ケイ素樹脂などの熱硬化
性樹脂などを用いても良い。或いは、ポリブチレンチレ
フタレ−１−、ｔ１１和ポリニスデル、ポリアセタール
、ポリカーボネート、ナイロン、変成ポリフェニレンオ
キシド、ポルスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポ
リフェニレンスルフフィト。
ボリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミ
ド、ポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂は、
一般に溶融粘度が＾く繊維間に樹脂が浸透し難いが、本
発明の場合には十分浸透するので用いることができる。
そのほか非熱可塑型のポリイミド、ポリオキシベンゾエ
ート、フッ素樹脂などを用いても良い。
また、Ｉ！雑と樹脂との割合であるが、これはその目的
・要求特性に応じて適当に選べば良く、例えば繊Ｎ／樹
脂として７０／　３０〜２０／　８０などが用いられる
。特に本発明では繊維がバラバラにｆＷＩｍしているの
で樹脂がよく浸透し、従って少い樹脂で均一に！ＩＮ問
接着が出来るので、相対的に繊維比率を高めることが出
来る。特にｌｌＨの含有比率が４０％以上の場合従来に
ない高い強力特性を引出すことが可能となる。この様に
繊維の含有率を高く、しかもｌｌＨ間に均一に樹脂を浸
透するには、ｍ雑を十分開繊したのら、樹脂を繊維一本
一本に充分含有せしめた後、ドクターナイフ等の鋭いエ
ッチでこれを扱いて余分の樹脂を取り去るなどの方法を
とれば繊維比率を上げ、しかもｍＨと樹脂とが完全に一
体化された複合構造体を作ることができる。
実質的に、モノフィラメント間にゴム、プラスチック等
が充填されて成るとは、モノフィラメント間の空隙の約
６０％以上、好ましくは８０〜９０％以上がゴム、プラ
スチック等で充填されて成ることを意味する。この充填
率が低いと本発明の目的を達成することができない。
次に樹脂の同化であるが、熱硬化性樹脂の場合には加熱
する必要がある。これには、本例の様に連続して熱風或
いは赤外線ヒーターなどで加熱して捲取るのが最も効率
的であるが、硬化させず離型紙等で挾んで捲取ったのち
バッチ式で熱硬化せしめても良い。或いは、連続的に加
熱して半硬化までさせておき、これを冷凍庫で保存して
おいて、使用時に更に加熱して完全に硬化さＵる方法も
適宜用いて良い。そのほかその上から更に表面にフィル
ムを貼付けたり、粘着材を付与したり、絶縁処理加工を
したり、フロック加工したり、着色したり、印刷したり
、細く裁断したりするなどの処理を行うこともできる。
（発明の効果） この様にして得られたベルトは従来のスチールベルトに
比べて遥かに軽く、薄く、しかも重聞当りの強力が強く
、且つ錆びず、加工も容易であるので、従来のスチール
ベルトの代替として大きな利点を発揮するばかりでなく
、航空機や宇宙開発など従来のスチールベルトでは不可
能な産業分野で大いにその性能を発揮することが可能で
ある。
（実施例） 具体的な実施例をあげて、更に詳しく説明する。
第１図に於いて、（１）はポリバラフェニレン・３．４
ジフエニルエーテル・テレフタルアミドの高配向糸条１
５０００８　／１００ＯＦを５水引揃エテナル７５００
Ｄ　ｅ　／　５０００Ｆであって、ローラー（２）　ｆ
３）を経て１０７７Ｌ／ｗｉｎの速度で歯車（４）　（
５）の間を通過する。歯車［４）　＋５１は９０ｍ　／
　ｓｉｎの外周速度で糸（１）の進行方向に回転してお
り、従って糸（１）この歯車［２１（３１で進行方向に
何回も抜かれる。しかもこの歯車（４）の歯先は第二図
（４′）に示す様に鋭く仕上げられており、歯車（５）
の歯先は第二図（５′　）に示す様丸く仕上げられてい
る。従ってこれ等の歯先の闇を糸条（１）が通過する際
するどい歯車（４）の歯先に於いてはｔｊＡＨは急角度
で曲げられるため第二図（ωの様に繊維の片面は常に弾
性限界を越えて大きく伸ばされ、一方先端の丸い歯車（
（ト）の歯先に於いては繊維は徐々に曲げられるため、
第二図中）の様に１ａｌＩＩＩにはあまり歪が与えられ
ない。その結果、これらの歯車（４１（５１の間を通過
してこすられた繊維は、常に片面のみ強く病伸ばされた
事による歪が残るので、この繊維の張力を弛めると第三
図の如くこの歪の差により繊維はカールする。即ち、第
一図の工程ではローラー（２）　（３１とローラー（６
）　（７）の間が３％のオーバーフィード状態になって
いるので、歯車（４）　（５）で抜かれた糸は歯車（４
１＋５１とローラー＋６］　（７１の間で張力が弛緩さ
れることにより、第四図（イ）の如く糸条を構成する各
単繊維にはそれぞれカールが発生し、そのカールが発生
する力で他を押しやり、その結果糸条は厚さに対し横方
向に約２００倍くらいに薄く広がる。但しこのままでは
繊維はカール状で糸長方向に伸縮性があるので、この広
がった状態を保ったまま第一図のローラー［６）　（７
）とローラー（８１［９１の間でこれを再び３％引伸ば
すと、第四図＋ｂ＋の如くストレートな状態で横に広が
った非常に薄い開繊シート（１′）になる。次いでこの
開繊シート（１′）を樹脂含浸装置□□□に通してエポ
キシ樹脂ａ９をたっぷり付着させた後、ドクターナイフ
（！６）でこれをしごいて余分な樹脂を除去する事によ
りほぼｍＨと等量の樹脂ｍまで減らした後、熱風ヒータ
ーＯｖに通す事により樹脂を加熱硬化せしめ、繊維と樹
脂が一体化された極薄状ベルトにして捲取装置側にて捲
１取る。
この様にして出来たベルトは、その幅１５ｍｇに対し厚
さ０．０８＃ＩＩｌという　１８８倍も横に薄くなった
極薄型のものが得られた。またその断面を見てみると、
第五図の如く厚さ方向に繊維が非常に均一に並んでおり
、その厚さＸの変動係数ＣＶ（％）は僅か１３％という
均整なものであった。尚、この厚さの変動係数ＣＶとい
うのは、ｍｍの厚さく１　）を幅方向に０．１ｍ毎にｎ
　−１００個測定し、その値の標準偏差値σを繊維の平
均値−×−で割って１００を掛けたものである。
ＣＶ（％）−１（−Ｘ）２／（ｎ−１）／Ｙ　　Ｘ　１
００％　・、 また、各単ｍ維の集合の緊密度状態を調べて見た。第六
図の＋ｃｂで示す構成繊維２０本の断面直径の平均値は
本実施例の場合、１．２４　Ｘ　１０’　ｓであるが、
これに対し単繊維間を隔てる距１１１８　（ｎ　＝２０
０）の平均値は本実施例の場合０．５６　ｘｌＯ−２曙
であり、単繊維の直径よりも狭い平均間隔で、繊維が極
めてコンパクトに密集されていた。
この様に従来見られない様な非常に均整且つ緊密に繊維
が集合される様に工夫した結果、幅１５゜に対しその厚
みは０．０８　ｔｍと信じられない様な薄さで均整な繊
維樹脂複合ベルトとなり、しかもその強力は１２７Ｋｇ
／−と非常に大きなものであった。
且つ、その比重は１，２５９／ｃａｌと軽く、従ってそ
の比強度Ｐは Ｐ＝強力（Ｎｙ／ａｊ）／比重＜ｇ／ｃｄ＞　Ｘ１０５
ｅｒａ＝　（１２７／　１．２５　）　Ｘ　１０５ａｘ
＝　１０．ＩＸ　１０’　ｃｍと従来にない素晴らしい
高強度のものとなった。
これを市販の最も薄くて強いスチールベルト及び超ジュ
ラルミンベルトと比べると、次の第−表の様になる。
第−表 即ち、同じ目方当りの強力即ち比強度は第七図に示す通
り、従来のスチールベルトを遥かに１廻るものであり、
且つその厚みも、第八図に示す如く、従来のスチールベ
ルトでは全く考えられなかった様な薄いものが可能で、
今迄のベルトの常識を遥かに越えた、かつてない薄く軽
く強いベルトが実現した。
【図面の簡単な説明】
第一図は本発明の一実施態様を示す工程側面図、第二図
は繊維の受ける歪力をモデル的に示す側面図、第三図は
繊維のカール発生形状を示す斜視図。 第四図は繊維の開繊状態を示す正面図、第五図は得られ
たベルトの断面図、第六図はその一部拡大断面図、第七
図は及び第八図は、得られたベルトの物性の一例を示す
グラフである。 １：糸条　　２，３：Ｏ−ラー　　４，５：歯車６．７
，８，９　：ローラー　　１０゛：樹脂含浸装置１１：
熱風ヒーター　　　１２，１３　：ローラー１４：捲取
装置　　１５：エボキシ樹脂１６：ドクターナイフ　　
１′　二開繊シート４′　：歯車４の歯先　　５′　：
歯車５の歯先ａ’ｂ’：繊維の片面 イ２ロ：開繊された繊維 ｔ　：単繊維群の厚さ　　ｓ：！１１繊帷開田離ｄ：単
ｍ雑直径 特許出願人　　帝　　人　　株　　式　　会　　社第１
図 第２図　　第３図 第４図 第５図 を 第６図 第７図 第８図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ゴム、プラスチックス等を繊維補強してなるベル
    トにおいて、高度に配向された合成高分子モノフィラメ
    ントが長さ方向にほぼ直線かつほぼ平行状態を保ちなが
    ら配置され、側断面からみたモノフィラメント群はその
    厚みに対し巾が少くとも４０倍以上、その厚みの変動係
    数が３０％以下、モノフィラメント間の平均距離はモノ
    フィラメントの平均直径以下であって、実質的にモノフ
    ィラメント間にゴム、プラスチック等が充填されて成り
    、かつベルトの厚みは０．２５ｍｍ以下、その単位当り
    の比強度が３．４×１０＾６ｃｍ以上であることを特徴
    とするベルト。
  2. （２）該合成高分子の結晶配向度が９０％以上、結晶化
    度が６５％以上である事を特徴とする特許請求の範囲第
    （１）項に記載のベルト。
  3. （３）該合成高分子が全芳香族ポリアミド或いはその変
    成物である特許請求の範囲第（１）項に記載のベルト。
  4. （４）該合成高分子がポリパラフェニレンテレフタルア
    ミド又はその変成物である特許請求の範囲第（３）項に
    記載のベルト。
  5. （５）該合成樹脂がエポキシ樹脂である特許請求の範囲
    第（１）項〜第（４）項のいずれかに記載のベルト。
  6. （６）高度に配向された合成繊維マルチフィラメント糸
    条を一方が鋭く他方が鈍い先端を有する一組の歯車の間
    に抜く様にして通して開繊せしめ、その開繊状態を保ち
    ながら引伸して繊維間に液状樹脂を含浸せしめたのち、
    固化することを特徴とするベルトの製造方法。
JP61212780A 1986-09-11 1986-09-11 ベルト及びその製造方法 Granted JPS6369626A (ja)

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US07/095,342 US4874658A (en) 1986-09-11 1987-09-10 Synthetic filament-reinforced polymer material sheet and process for producing the same
DE8787113223T DE3774220D1 (de) 1986-09-11 1987-09-10 Mittels synthetischen filamenten verstaerkte polymere materialbahn und verfahren zur herstellung derselben.
EP19870113223 EP0259870B1 (en) 1986-09-11 1987-09-10 Synthetic filament-reinforced polymer material sheet and process for producing the same

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JPH047990B2 JPH047990B2 (ja) 1992-02-13

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