JPH02150528A - 動力伝達ベルト補強用コードおよび動力伝達ベルト - Google Patents

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１ 本発明は動力伝達ベルト補強用コードに関するものであ
り、詳しくは芯成分にポリエステル、鞘成分にポリアミ
ドを主成分となした複合繊維からなる動力伝達ベルト補
強用コードに関するもので、特に前記複合繊維の特性に
特徴を有するものである。

また、本発明は前記の動力伝達ベルト補強用コードを抗
張体としてゴム中に埋設したタイミングベルト、■ベル
トなどの動力伝達ベルトに関するものである。

［従来の技術］ ポリエチレンテレフタレート繊維を代表とするポリエス
テル繊維は高強力、高弾性率の特徴を有し、動力伝達用
ベルトの補強用コードとして用いられている。しかし、
該動力伝達ベルトの場合、駆動時の蓄積された熱によっ
て、前記ポリエステル繊維からなるコードは熱劣化して
強力低下し、ゴムとの接着性を失い剥離するという欠点
を有していた。このポリエステル繊維とゴムとの接着性
を改良する手段として、ポリエステルを芯成分としポリ
アミドを鞘成分となした複合繊維について、例えば特開
昭４９−８５３１５号公報及び特公昭６２−４２０６１
号公報に記載されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記特開昭４９−８５３１５号公報及び特公昭６２−４
２０６１号公報の方法で提案されている芯鞘複合構造の
繊維は鞘のポリアミド成分により改良されたゴムとの接
着性をもたせ、芯のポリエステル成分によってモジュラ
スや寸法安定性を保持しようとしたものであった。該方
法によって確かに接着性は十分に改良されるものの、モ
ジュラス、寸法安定性は鞘のナイロン成分を多くするに
従い、低下してしまい、ポリエステル繊維の有するモジ
ュラスと寸法安定性を十分保持することはできなかった
し、一方ナイロンの有するゴム中耐熱性や耐疲労性等を
十分生かすことができなかった。

またポリエチレンテレフタレートのような通常のポリエ
ステルとナイロン６やナイロン６６のような通常のポリ
アミドとはポリマ同志の相溶性が悪いため、通常の製造
方法で製造した場合は芯鞘複合構造の両ポリマ界面で剥
離破壊しやすく実用しうる十分な耐久性を有するものを
得ることはできなかった。

また、ポリエステル繊維は一般にゴム中での耐熱性が劣
る。即ち、高温下ではゴム中の水分やアミン化合物の作
用によって、ポリエステル繊維のエステル結合部が切断
し、強力低下を引き起こす。またゴムとの接着性も劣り
、特に高温雰囲気下に長時間繰り返し曝されるとゴムと
の接着力が著しく低下し、このようなポリエステル繊維
からなる動力伝達ベルト補強用コードを動力伝達ベルト
に用いた場合、ポリエステル繊維の特徴である高強度、
ハイモジュラス性能は効力を発揮するものの、動力伝達
ベルトを駆動じた場合には、該動力伝達ベルトが高熱と
なす、ポリエステル繊維は熱劣化して強力低下し、ゴム
との接着力が低下するという欠点を有していた。通常の
製糸方法で製造した場合は芯鞘複合構造の両ポリマ界面
で剥離破壊しやすく実用できる十分な耐久性をもたなか
った。特に延伸工程、撚糸、ディッピング等の動力伝達
ベルト加工工程、ベルト加硫工程、及びベルト駆動時に
受ける繰り返し伸長圧縮疲労によってポリマ界面が破壊
され、本来の芯鞘複合繊維に期待する性能が得られなか
った。

本発明は上記問題点を克服することにより、ゴムとの接
着性に優れ、ポリエステルに近いハイモジュラスと寸法
安定性を有し、ゴム中耐熱性及び耐疲労性の改良された
動力伝達ベルトの補強用に好適な動力伝達ベルト補強用
コード及び該コードで補強された動力伝達ベルトを提供
することにある。特に従来技術では達せられなかったハ
イモジュラス、改良された寸法安定性、改良されたゴム
中における耐熱性（以下ゴム中耐熱性という）を有し、
かつ芯鞘複合界面のボリマの剥離に対して十分な耐久性
を有する動力伝達ベルト補強用コード及び該コードで補
強された動力伝達ベルトを提供することにある。

し課題を解決するための手段および作用］本発明の構成
は、 （１）動力伝達ベルト補強用コードにおいて、該コード
を形成する繊維がエヂレンテレフタレートを主成分とす
るポリエステルを芯成分と、該芯成分の周囲にポリアミ
ドを主成分とする鞘成分とからなる芯鞘型複合繊維であ
り、該複合繊維における前記ポリエステルからなる芯成
分の割合が３０〜９０重量％であり、前記複合繊維の強
度が７゜５０／ｄ以上、伸度が２０％以下、初期引張り
抵抗度が６００／ｄ以上、乾熱収縮率が７％以下である
ことを特徴とする動力伝達ベルト補強用コード。

（２）前記（１）の動力伝達ベルト補強用コードにおい
て、複合繊維のターミナルモジュラスが２０　ｇ／ｄ以
下、初期引張り抵抗度が９Ｃ１／ｄ以上であることを特
徴とする動力伝達ベルト補強用コード。

（３）前記（１）の動力伝達ベルト補強用コードにおい
て、複合繊維の芯成分を形成するポリエステルの極限粘
度（η）が０．８以上、複屈折が１６０Ｘ１０’〜１９
０Ｘ１０−３、密度が１．３９５ｇ／ｃａ＋”以上、Ｄ
ＳＣで測定した融解曲線のピーク温度が２４７℃以上で
あり、鞘成分を形成するポリアミドの硫酸相対粘度（η
ｒ）が２．８以上、複屈折が５０Ｘ１０−３以上、密度
が１゜１４０ｑ／ｃＩ１１３以上であり、前記芯成分お
よび鞘成分ともに高配向、高結晶繊維構造を有すること
を特徴とする動力伝達ベルト補強用コード。

（４）動力伝達ベルトにおいて、前記（１）に記載の動
力伝達ベルト補強用コードをデイツプ処理して得られた
表面にレゾルシン、ホルマリン、ラテックス層が形成さ
れた処理コードを抗張体としてゴム中に埋設されてなる
ことを特徴とする動力伝達ベル１〜にある。

本発明に係る動力伝達ベルト補強用のコードとして適用
される複合繊維は、従来技術では達せられなかった、ポ
リエステルに近いハイモジュラスとゴム中耐熱性、およ
び芯鞘複合界面のポリマの剥離耐久性は芯及び鞘をそれ
ぞれ形成するポリエステル及びポリアミド繊維部分の特
定された複屈折、密度、及びＤＳＣ融解ピーク温度、及
びポリエステル芯成分繊維の高い初期引張り抵抗度と低
いターミナルモジュラスの組合せからなるパラメーター
によって示ずことができる。

複合繊維の強度７．５ｃｘ／ｄ以上を得るために芯成分
のポリエチレンテレフタレート繊維は極限粘度（η）は
０．７以上、好ましくは０゜８以上と高粘痕である。

ポリエステル芯成分と同様ポリアミド鞘成分ポリマも高
強度複合繊維をえるために高重合度が必要であり、硫酸
相対粘度で２．８以上、好ましくは３．０以上である。

ポリアミド鞘成分には熱酸化劣化防止剤として銅塩、及
びその他の有機、無機化合物が添加されている。特に沃
化鋼、酢酸銅、塩化銅、ステアリン酸銅等の銅塩を銅と
して３０〜５ｏｏｐｐｍと沃化カリウム、沃化ナトリウ
ム、臭化カリウム等のハロゲン化アルカリ金属を０．０
１〜０．５重量％、及び／或は有機、無機の燐化合物を
０．０１〜０．１重量％含有させることが好ましい。

前記複合Ｉｌ雑のポリエステル芯成分の割合は３０〜９
０重量％である。ポリエステル成分が３０重壷％未満で
はポリエステル成分が有するモジュラス及び寸法安定性
を有効に利用しつる複合繊維とすることができなく、好
ましい動力伝達ベルト補強用コードを得ることができな
い。

一方、９０重量％以上をポリエステル芯成分が占めると
、複合ｍ＊を動力伝達ベルト補強用コードとなし、該コ
ードを動力伝達ベルトの抗張体として用いた際に、ゴム
との接着性が悪く、ゴム中における動力伝達ベルト補強
用コードの耐熱性等の改良が達せられない。

前記複合繊維はポリエステル芯成分、及びポリアミド鞘
成分いずれも高度に配向、結晶化しており、ポリエステ
ル芯成分の複屈折は１６０Ｘ　１０−３〜１９０Ｘ１０
−”の範囲内に保つようにするのが望ましく、１６０Ｘ
１０’未満では複合繊維の強度を７．５ＣＩ／ｄ以上、
初期引張り抵抗度を６０ｇ／ｄ以上にならないことがあ
る。また、１９０Ｘ１０’を越えていると寸法安定性及
び耐疲労性の改良がなされないことがある。

一方、ポリアミド鞘成分の複屈折は５０×１（）−３以
上、通常は５５ｘ１０−３以上と高配向である。複屈折
が５０Ｘ１０’未満では高強度で高い初期引張り抵抗度
を有する複合繊維を得るのが困難である。

芯鞘複合繊維の複屈折の測定は次のＪ：うにして行うこ
とができる。即ち、鞘部はそのまま透過干渉顕微鏡で測
定し、芯部はポリアミド鞘成分を蟻酸、硫酸、弗素化ア
ルコール等で溶解し１ま た後透過干渉顕微鏡で測定する。

密度はポリエステル芯成分が１．３９５０／ｃｍ３以上
、ポリアミド鞘成分が１．１４０ｑ／ｃｍ３以上であり
、高度に結晶化していることが望ましく、密度がそれぞ
れ上記特定の値以上布することによって複合ＩＩ雑の寸
法安定性、耐疲労性に優れるとともに、動力伝達ベルト
補強用コードとなし、該コードを動力伝達ベルトの抗張
体として用いた場合、該抗張体のゴム中の耐熱性が著し
く改良される。

ポリエステル芯成分の密度の測定は、ポリアミド鞘成分
を劃り硫酸、弗素化アルコール等で溶解除去して求め、
ポリアミド鞘成分の密度は複合繊維の密度とポリエステ
ル芯部の密度から計算で求めることができる。

前記複合繊維におけるポリエステル芯成分の結晶構造の
特徴を示すＤＳＣの融解曲線のピーク温度は２４７℃、
好ましくは２４８℃以上と高温である。該ピーク温度が
高温であるほど結晶が大きく、および／あるいは結晶の
完全性が良く、繊維構造が安定であることと対応してい
る。ポリエステル芯成分繊維の融解ピーク温度が２４７
℃未満の場合は目的とするモジュラス、寸法安定性、及
び耐疲労性が得られないことがある。

前記複合繊維の繊維構造を反映する別の特徴はポリエス
テル芯成分繊維が９０Ｃ］／ｄ以上の高い初期引張り抵
抗度と２０ｇ／ｄ以下の低いターミナルモジュラスを有
することである。高い初期引張り抵抗面を有し、かつ低
いターミナルモジュラスを有するポリエステル繊維の特
徴は、動力伝達ベルト加工工程での強力低下が少なく、
耐疲労性が改良される。ターミナルモジュラスは繊維の
引張り試験に於いて、ＳＳ曲線上で切断伸度より２．４
％引いた曲線上の点と切断点までの応力増分を２．４Ｘ
１０’で除した値（ｇ／ｄ）であり、引張り試験の条件
は、ＪＩＳ−Ｌ１０１７による。

上記によって特徴づけられる複合繊維は７゜５　ｇ／ｄ
以上の高強度、６０ｏ／ｄ以上の初期引張り抵抗度を有
し、伸度は２０％以下である。

より好ましい複合繊維特性は強度８　ｇ／ｄ以上、初期
引張り抵抗型７０ａ／ｄ以上、伸度は８〜１６％であり
、これは前記条件を適正に組合わせることによって達せ
られる。

前記複合繊維は以下に示す新規な方法によって製造され
る。

前記したポリエステル芯成分のポリマ物性を得るために
は、極限粘度（η）が０．７５以上、通常は０．８５以
上の実質的にポリエチレンテレフタレートからなるポリ
マを用いる。また耐熱性の優れた繊維を得るためには、
低カルボキシル末端基濃度のポリマを紡糸することが重
要である。例えば低温重合法を採用したり、重合工程、
または紡糸工程で封鎖剤を添加するなどの技術が適用さ
れ、封鎖剤としては例えばオキサゾリン類、エポキシ類
、カルボジイミド類、エチレンカーボネート、シュウ酸
エステル、マロン酸エステル類等である。

ポリアミド鞘成分ポリマは硫酸相対粘度で２゜８以上、
通常は３．０以上の高重合疫ポリマを用いる。

該ポリマの溶融紡糸には２基のエクストルーダー型紡糸
機を用いることが好ましい。それぞれのエクストルーダ
ーで溶融されたポリエステル及びポリアミドポリマを複
合紡糸パックに導き、複合紡糸用口金を通して芯部にポ
リエステル、鞘部にポリアミドを配した複合繊維として
紡糸する。

紡糸速度は１５００ｍ／分以上、好ましくは２０００ｍ
／分以上の高速とする。紡糸口金直下には１０ｃｍ以上
、１ｍ以内にわたって２００℃以上、好ましくは２６０
℃以上の加熱雰囲気を保温筒、加熱筒等を設けることに
よってつくる。紡出糸条は上記加熱雰囲気中を通過した
のち冷風で急冷固化され、次いで油剤を付与された後紡
糸速度を制御する引取りロールで引取られる。前記口金
直下の加熱雰囲気の制御は高速紡糸時の曳糸性を保持す
るため重要である。弓取られた未延伸糸は通常−旦巻取
ることなく連続して延伸する。延伸前の未延伸糸の物性
を把握する目的で引取りロール上でサンプリングした未
延伸糸の複屈折はポリアミド鞘部が２０Ｘ１０−３以上
、好ましくは３０×１０−３以上、ポリエステル芯部も
２０Ｘ１０−３以上、好ましくは３０Ｘ１０−３以上と
高度に配向している。

高速紡糸の採用は複合繊維のモジュラス、寸法安定性、
及び耐疲労性の改良効果をもたらすが、驚くべきことに
芯鞘複合界面の耐久性が著しく向上することである。お
そら〈従来の低速紡糸法のように、吸湿結晶化の進んだ
ポリアミド成分と非晶状態のポリエステル成分が組合わ
される場合と異なり、高速紡糸法ではポリアミド成分、
ポリエステル成分ともに配向結晶化が進む状態にあるこ
と、紡糸後の延伸倍率が少なくて済むことなどが複合界
面耐久性に寄与しているものと考えられる。

次に該未延伸糸は連続して１８０℃以上、好ましくは２
００℃以上の温度で熱延伸される。

延伸は２段以上、通常は３段以上の多段で行い、延伸倍
率は１．４〜３．５倍の範囲である。本発明のかかる高
温熱延伸の採用も複合界面耐久性の改良に寄与している
。該延伸による３段めの延伸温度が低く、例えば１６０
℃未満ではしばしば延伸によって、また１８０℃未満で
延伸した場合は、動力伝達ベルト・加工時及び動力伝達
ベルトを高速で使用した場合にポリエステル芯成分とポ
リアミド鞘成分との界面剥離が生じることがある。

［実施例］ 実施例−１及び２）比較例１乃至４ 極限粘度（η）１．０５、カルボキシル末端基濃度１０
．５ｅｑ／１０６ｏのボＩＪ　エチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）及び沃化鋼０．０２重量％と沃化カリウム０
．１重量％を含む６６／６Ｔ　（８０：　２０重量比）
コポリアミド（硫酸相対粘度ηｒ３．２）、またはヘキ
サメチレンアジパミド（Ｎ６６：硫酸相対粘度ηｒ３゜
３）をそれぞれ４０φ工クストルーダー型紡糸機で溶融
し、複合紡糸パックに導き、芯鞘複合紡糸口金より芯部
にポリエチレンテレフタレート、鞘部にポリアミドの複
合糸として紡出した。

芯成分及び鞘成分の割合は第１表のよう変化させた。口
金は孔径０．４＃φ、孔数９０ホールを用いた。ポリマ
ー温度はポリエチレンテレフタレートを２９５℃、ポリ
アミドを２９０℃でそれぞれ溶融し、紡糸パック湿度を
３００℃として紡出した。口金直下には１５ｃｍの加熱
筒を取り付け、筒内雰囲気温度を２９０℃となるように
加熱した。雰囲気温度とは口金面より１０ｃｍ下の位置
で、且つ最外周糸条より１　ｃｍ離れた位置で測定した
雰囲気温度である。加熱筒の下には長さ４００Ｍの環状
型チムニ−を取り付け、糸条の周囲より２５℃で４０ｍ
／分の冷風を糸条に直角に吹き付け、冷却した。ついで
油剤を付与した後、第１表に示した速度で回転する弓取
りロールで糸条速度を制御した後−旦巻取ることなく連
続して延伸した。延伸は５対のネルソン型ロールによっ
て３段延伸した後３％のリラックスを与えて弛緩熱処理
して巻き取った。

延伸条件は、引取りロール温度を６０℃、第１延伸ロー
ル温度を１２０℃、第２延伸ロール温度を１９０℃、第
３延伸ロール温度を２２５℃、延伸後の張力調整ロール
は非加熱とし、１段延伸倍率は全延伸倍率の７０％、残
りを２段階に分けて配分し延伸した。紡糸速度、全延伸
倍率等を変化させて製糸したが、延伸糸の繊度が約５０
０デニールとなるよう紡糸速度、延伸倍率に対応させて
吐出量を変化させた（実施例１゜２）比較例１．２）。

得られた延伸糸は２本合糸して１０００デニールとした
。

製糸条件、得られた延伸糸特性、及び繊維構造パラメー
ターをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維（１
０００−１９２−７０２Ｇ）（比較例３）及びナイロン
６６１１ｉ維（８４０１３６−１７８１）（比較例４）
について比較試験を行った。各条件及び繊維特性第１表
に示すとおりである。

（以下余白） 前記第１表に示した各繊維を用いてこれらの繊維に上撚
及び下撚をそれぞれ反対方向に２５Ｔ／１０ｃａｌづつ
かけて２０００／２の生コードとした。この生コードを
リツラー社製ディッピング機を用いて常法によって接着
剤付与及び熱処理をしてディップコードとした。

ディップ液は２０％のレゾルシン、ホルマリン、ラテッ
クスからなる接着剤成分を含み、接着剤成分がコードに
約３％付着するよう調整した。熱処理は２２５℃で８０
秒、ディップコードの中間伸度が約５％となるようスト
レッチをかけながら処理した。比較例４におけるナイロ
ン６６は同様熱処理条件で、中間伸度が約９％となるよ
うストレッチして処理した。また比較例３におけるＰＥ
Ｔは常法により２浴接着処理を行い、熱処理は２４０℃
、１２０秒行い、中間伸度が約５％となるようストレッ
チして処理した。

かくして得られたディップコードを動力伝達ベルトの抗
張体として用いる場合と同様にゴム中に埋設した試験片
を作り、ゴム中耐熱性、接着性、耐疲労性等を評価した
。結果は第２表に示すとおりであった。

本発明に係る動力伝達ベルト補強用コードは、従来のポ
リエステル繊維コードと同等あるいはそれ以上のモジュ
ラス、及び寸法安定性を有し、また従来のポリエステル
繊維コードに比して、ゴム中耐熱性、耐熱接着性、及び
耐疲労性が著しく改良された高強力コードであることを
示している。

さらに、本発明に係る動力伝達ベルト補強用コードは、
従来のナイロン繊維コードに比して、モジュラス、及び
寸法安定性が著しく改良された動力伝達ベルト補強用コ
ードである。

（以下余白） ［発明の効果］ 本発明に係る動力伝達ベルト補強用コードは、従来のポ
リエステルと同等あるいはそれ以上のモジュラス、改良
された寸法安定性を有し、かつ従来のポリエステルから
なる補強用コードを埋設した動力伝達ベルトに比べ、本
発明に係る動力伝達ベルトは、該ベルト中に埋設された
コードのゴム耐熱性、接着性、特に高温履歴を受けた後
の耐熱接着性、及び耐疲労性が著しく改良され、そのた
め動力伝達ベルトの繰返し疲労に対する耐久性が極めて
良好となる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）動力伝達ベルト補強用コードにおいて、該コード
   を形成する繊維がエチレンテレフタレートを主成分とす
   るポリエステルを芯成分と、該芯成分の周囲にポリアミ
   ドを主成分とする鞘成分とからなる芯鞘型複合繊維であ
   り、該複合繊維における前記ポリエステルからなる芯成
   分の割合が３０〜９０重量％であり、前記複合繊維の強
   度が７．５ｇ／ｄ以上、伸度が２０％以下、初期引張り
   抵抗度が６０ｇ／ｄ以上、乾熱収縮率が７％以下である
   ことを特徴とする動力伝達ベルト補強用コード。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項の動力伝達ベルト補強
   用コードにおいて、複合繊維のターミナルモジュラスが
   ２０ｇ／ｄ以下、初期引張り抵抗度が９０ｇ／ｄ以上で
   あることを特徴とする動力伝達ベルト補強用コード。
3. （３）特許請求の範囲第（１）項の動力伝達ベルト補強
   用コードにおいて、複合繊維の芯成分を形成するポリエ
   ステルの極限粘度（η）が０．８以上、複屈折が１６０
   ×１０＾−＾３〜１９０×１０＾−＾３、密度が１．３
   ９５ｇ／ｃｍ＾３以上、ＤＳＣで測定した融解曲線のピ
   ーク温度が２４７℃以上であり、鞘成分を形成するポリ
   アミドの硫酸相対粘度（ηｒ）が２．８以上、複屈折が
   ５０×１０＾−＾３以上、密度が１．１４０ｇ／ｃｍ＾
   ３以上であり、前記芯成分および鞘成分ともに高配向、
   高結晶繊維構造を有することを特徴とする動力伝達ベル
   ト補強用コード。
4. （４）動力伝達ベルトにおいて、特許請求の範囲第（１
   ）項に記載の動力伝達ベルト補強用コードをディップ処
   理して得られた表面にレゾルシン・ホルマリン・ラテッ
   クス層が形成された処理コードを抗張体としてゴム中に
   埋設されてなることを特徴とする動力伝達ベルト。