JPH02210018A - Ｖベルト補強用ポリアミド繊維 - 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） 本発明は、高強度、低乾熱収縮率及び高熱収縮応力を有
する耐疲労性に優れたナイロン４６系のＶベルト補強用
ポリアミド繊維に関するものである。

（従来の技術） ゴム資材用途におけるＶベルト補強用繊維は。

負荷の伝動効率及び高負荷下における耐疲労性等から高
強度、高モジュラス、低乾熱収縮率、高熱収縮応力、耐
熱性及びゴムとの接着性等の多くの特性と高度な物性が
要求される。これらの多くの要求物性の中でも特に高強
度、低乾熱収縮率及び高熱収縮応力特性が重要視される
。

すなわち、高強度であることは耐高負荷性能と耐疲労性
に関与する要因であり、低乾熱収縮率はＶベルト作製時
の寸法安定性とベルト稼働中に発生する摩擦熱でベルト
の収縮に起因するプーリ軸及び軸受への過大荷重による
軸曲がりや軸受の損傷を防ぐために必要である。一方、
高収縮応力特性は一定の張り張力を保持して所定の負荷
を効率よく伝達するために重要である。

一般に、繊維素材がＶベルト補強材として使用される場
合、コード化され１次いでゴムとの接着性を付与するた
めの処理工程（デイツプ工程）を経る。すなわち、補強
材の性能としてはデイツプコードの物性が重要である。

従来より、■ベルト製品の補強用繊維としては。

レーヨン、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエステル等
の繊維がコード化され使用されてきた。しかしながら、
レーヨンコードは強力が低く、ナイロン６及びナイロン
６６コードは乾熱収縮率が高く寸法安定性に劣る。ポリ
エステル（ポリエチレンテレフタレート）コードは比較
的硬れた性能を有するため汎用的に使用されているが、
デイツプコード化されたときの乾熱収縮率を低減させる
と収縮応力が低下し、収縮応力を高（するため処理工程
で緊張度を高めると乾熱収縮率も大となる。近年３、こ
の特性を改良する方法が数多く提案されている。

特開昭５８−１３６８５２号公報及び特開昭６２−６２
９１０号公報には、高速紡糸下における急冷によって未
延伸糸複屈折率を高めることにより乾熱収縮と収縮応力
を改良する方法が開示されている。また、特開昭６３−
１５２４３７号公報には２特定の延伸条件で延伸し収縮
応力を改良する方法が開示されている。

しかし、いずれの方法も乾熱収縮率を低下させ収縮応力
をアップするには不満足であり、得られた繊維は高性能
なＶベルト補強用繊維としては不適当である。

一方、ポリテトラメチレンアジパミドを主体とするナイ
ロン４６系繊維のゴム補強材への展開に関し、特開昭５
９−７６９１４号公報には、ナイロン４６繊維の原糸物
性と製造方法が開示されており、詳述されていないが、
動力伝達用ベルトへ適用できる可能性が示唆されている
。しかし、Ｖベルト補強材においては原糸性能だけでな
くデイツプコード性能が重要であり、原糸性能だけで実
用面での性能に直結するデイツプコード性能を評価する
ことは不可能である。特に原糸の乾熱収縮率とデイツプ
コードの乾熱収縮率や熱収縮応力特性との関係は製造法
に基づく微細構造に起因し、必ずしも相関しない、また
、特開昭５９−８８９４２号公報には、タイヤコード用
途への展開が可能なナイロン４６繊維が開示されている
。クィヤコードの場合、デイツプコードの熱収縮応力が
低いほど良好な性能とされる。しかしながら、この繊維
はＶベルト補強用繊維に要求される高収縮応力特性を満
足せず、不適当なものである。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、高強度であり、かつ寸法安定性と高収縮応力
特性及び耐疲労性等の基本的要求物性を満足したナイロ
ン４６系のＶベルト補強用ポリアミド繊維を提供しよう
とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討の
結果１本発明に到達した。

すなわち１本発明は、ナイロン４６又はこれを主成分と
するポリアミドからなる繊維であって、下記（ａ）〜（
勾の特性を同時に満足することを特徴とするＶベルト補
強用ポリアミド繊維を要旨とするものである。

（ａｌ固　有　粘　度Ｃｄｌ／ｇ）　：　１．４０以上
（ｂ）強　　　　　度（ｇ／ｄ）　：　８．０以上（ｃ
１切　断　伸　度（％）：１２　　以上（ｄ）中　間　
伸　度（％）：９．５以下（ｅ）乾熱収縮率（％）：５
．０以下 （ｆ）熱収縮応力（ｇ／ｄ）　：　０．０８以上（ｇ）
デイツプコードの特性 （ｇ−１）強　　　　−度（ｇ／ｄ）　：　７．５以上
（ｇ−２）切断伸度（％）＝１０以上 （ｇ−３）乾熱収縮率（％）：２．５以下（ｇ−４）熱
収縮応力（ｇ／ｄ）　：　０．２０以上本発明の繊維を
構成するポリアミドは、構成成分の９０重景％以上がナ
イロン４６からなるものであり、ナイロン４６ホモボリ
マの他、他の成分９例えば、ナイロン６、ナイロン６６
、ナイロン６１０．ナイロン６１２等の成分が共重合あ
るいはブレンドされていてもよい、共重合成分あるいは
ブレンドの割合は１０重量％未満とすることが必要で、
１０重量％以上になると１本発明の目的が達せられない
。

また２本発明の繊維には、耐熱性を向上させる目的で耐
熱剤を含有させることが好ましい、耐熱剤としては１例
えば、銅化合物、アルカリ又はアルカリ土類金属のハロ
ゲン化物、アミン化合物。

フェノール化合物、含硫黄化合物及びこれらの混合物等
を使用することができる。

次に１本発明の繊維の特性値について、それらの測定法
とともに説明する。

本発明の繊維は、固有粘度（９６重量％硫酸を溶媒とし
て、温度２５℃で測定）が１．４０ｄｌ／ｇ以上、好ま
し′くは１４５ｄ１７ｇ以上であることが必要である。

これは、繊維が高強度を示すとともに耐疲労性にも関与
する要件である。

強度は、　ＪＩＳ　Ｌ−１０１７の方法にしたがって測
定した値、すなわち引張試験における切断時の荷重を測
定前の実測繊度で除した値であり、　８．０ｇ／ｄ以上
。

好ましくは８．５８／ｄ以上であることが必要である。

切断伸度は、前記強度測定時の切断点における伸度であ
り、１２％以上、好ましくは１４％以上であることが必
要である。この値が１２％より小さいと。

デイツプコードの伸度が小さくなり、耐疲労性が低下す
る。

中間伸度は、引張試験における荷重−伸長曲線において
荷重が３．５ｇ／ｄかかったときの伸度であり。

９．５％以下であることが必要である。この値が９．５
％より大きいと、デイツプ時の伸びが大きくなり。

所定の中間伸度を設定することが困難となるのみならず
、■ベルトの変形及び張り張力の低下原因にもなる。

乾熱収縮率は、試料をループ状に採取し、２０℃。

６５％ＲＨの雰囲気下に２４時間放置した後、０．０５
ｇ／ｄの荷重を印加して試料長（１０）を測定し１次い
で無緊張状態で１８０℃のオーブン中で１５分間熱処理
した後再び上記雰囲気下に４時間放置し、前記と同様の
操作で試料長（ｌ、）を測定し、下記の式により算出す
る。

乾熱収縮率（％）＝　（（ｚｏ−ｚ＋）／ｘｏ）ｘｌＯ
Ｏこの乾熱収縮率は５．０％以下、好ましくは４．５％
以下であることが必要である。この値はデイツプコード
となったときの乾熱収縮率に関係し、■ベルトの寸法安
定性を満足させるためのデイツプコード乾熱収縮率を２
．５％以下にするために必要である。前記値が５％より
大きいと、デイツプコードの乾熱収縮率を増大させるの
で不適当である。

熱収縮応力は、サーマルストレステスタ（鐘紡エンジニ
アリング社製ＫＥ−ｎ型）を使用し、試料長を８ｃｎと
し、０．０５８／ｄの荷重を印加して、昇温速度３００
℃／１８０秒の条件下で測定した熱収縮応力曲線におい
て１５０℃時点の熱収縮応力を繊度で除して得られる値
であり、　０．０８ｇ／ｄ以上、好ましくは０．１０ｇ
／　ｄ以上であることが必要である。この値が０．０８
ｇ／　ｄより小さいと、デイツプコードでの目標の熱収
縮応力値を得ることができない。

次に、これらの原糸を用い、撚係数を下！２！！５８０
．上撚６１５として、２本合わせの生コードを作製する
。

次いで、前記生コードに下記組成のデイツプ液（ＲＦＬ
液）を５重量％（固形分重量）付与し。

デイツプコードを作製する。

デイツプコードは、リツツラ社製シングルデイツプマシ
ンを使用し、温度１６０℃に設定されたドライゾーンで
走行コードの張力を０．５±０．２ｇ／ｄとして７２秒
間処理し、引き続き温度２３０℃に設定されたベーキン
グゾーンで走行コードの張力を１．０±０．２ｇ／ｄと
して６０秒間緊張熱処理した後、温度２３０℃に設定さ
れたノルマライジングゾーンで６０秒間弛緩熱処理を施
すことにより作製される。ノルマライジングゾーンにお
ける走行コードの張力は、得られたデイツプコードの中
間伸度が５％になるように調整する。前記中間伸度を設
定するに際し、前記各ゾーンにおける走行コードの張力
を一定に設定することもできるが、ドライゾーンでの張
力をやや低目、ベーキングゾーンでの張力を高目に設定
し、ノルマライジングゾーンでの張力を調整する方法が
、コード性能面、特に強度の向上及び作業性の点から好
ましい。通常、、ノルマライジングゾーンでの張力は、
約０．５〜１．５ｇノｄの範囲のものである。なお、デ
イツプコードの中間伸度とは、引張試験における荷重−
伸長曲線において荷重が２．０ｇ／ｄかかったときの伸
度である。

〔デイツプ液（ＲＦＬ液）組成〕

レゾルシン１ｍｏｌに対しホルマリン（３７％溶液）２
．５ｍｏｌ及び苛性ソーダ０．０３ｍｏｌを加え、６時
間室温下で撹拌しながら反応させる（ＲＦ液）。

モル比１５　：　１５　：　７０のビニルピリジン−ス
チレン−ブタジェン系ターポリマーラテックス（商品名
ビラテックス、住友ノーガタツタ社製、ターポリマの含
有量４１重量％）５．９部（固形分重量）に対しＲＦＩ
部（固形分重量）を混合し、２０時間熟成して固形分重
量濃度２０％のＲＦＬ液を調製する。

このようにして処理されたデイツプコードについて、２
０℃、６５％ＲＨ雰囲気下に２４時間放置後。

下記の方法にしたがって特性を測定する。

強度は、　ＪＩＳ　Ｌ−１０１７の方法にしたがって測
定した値、すなわち引張試験における切断時の荷重を実
測生コード繊度で除した値であり、７．５ｇ／ｄ以上。

好ましくは８．０ｇ／ｄ以上であることが必要である。

この強度は、■ベルトにおける耐高負荷性能と苛酷な条
件下で稼働される実用面での耐疲労性に対して要求され
る物性である。

切断伸度は、前記強度測定時の切断点における伸度であ
り、１０％以上、好ましくは１３％以上であることが必
要である。この伸度も９強度と同様。

デイツプコードの高タフネス性を維持し、■ベルトの耐
疲労性を向上させるのに必要な物性であり。

この値が著しく大きい場合は、■ベルトの伸びが大きく
なり変形の原因となるが、原糸物性の中間伸度が９．５
％以下であるならば、前記値は２３％以下となり、実用
面で問題が生じることはない。

乾熱収縮率は、試料をループ状に採取し、２０”０゜６
５％ＲＨの雰囲気下に２４時間放置した後、０．０５ｇ
／ｄの荷重を印加して試料長（Ｌ、）を測定し１次いで
無緊張状態で１５０℃のオーブン中で３０分間熱処理し
た後再び上記雰囲気下に４時間放置し、前記と同様の操
作で試料長（Ｌｌ）を測定し、下記の式により算出する
。

乾熱収縮率（％）＝　（（Ｌｌｌ−Ｌυ／　Ｌ　ｏ）　
Ｘ　１００この乾熱収縮率は２．５％以下、好ましくは
２．０％以下であることが必要である。この値が２．５
％より大の場合はＶベルト作製時の寸法安定性が悪く。

所定のサイズに対して不安定になり、また、■ベルト稼
働時の摩擦熱による収縮で必要以上の負荷がかかり、摩
耗現象を早めたりあるいはプーリ軸の曲がりや軸受損傷
等の好ましくないトラブルを誘発する。

熱収縮応力は、引張試験機（インストロン１１２２型）
にセットされ、予め温度１５０℃に設定された高温引張
試験用オーブン（インストロンＦＴ型）中で、試料長２
５ｃ１ｍのデイツプコードを迅速にツヵミ具に取付け１
０分間放置し１発男する熱収縮応力をチャート上に記録
して求めた最高の応力を実測生コード繊度で除して得ら
れる値であり、０．２０８／ｄ以上、好ましくは０．２
５ｇ／ｄ以上であることが必要である。この値が０．２
０ｇ／ｄより小さいと、■ベルト稼働中にプーリ上にお
ける張り張力が減少してスリップ現象が起こり、自動緊
張伝動性を損ない、所定の負荷を伝動することが不可能
となる。

以上のごとく、■ベルト補強用繊維に要求される特性ど
しては、補強材が接着処理された後、ゴムに埋め込まれ
て使用されることから、デイツプコード性能が特に重要
である。

本発明の繊維は１次のようにして製造することができる
。

まず、高粘度のナイロン４６系チップを通常の溶融押出
機を使用して溶融し、紡糸口金より紡出する。この際、
溶融押出機での溶融滞留時間は、粘度低下を防ぐため、
できるだけ短時間になるようにするのが好ましい。

紡出された糸条は、紡糸口金面直下に配設された加熱筒
を通過した後、冷却され、２ｏＯ〜１０００ｍ／分程度
の速度で引取られる。

紡糸に際しては、冷却を均一にして糸条の均斉度を高め
るため、糸条のフィラメント数、単糸繊度、紡糸口金の
吐出孔の孔径及び配列、紡糸温度。

紡糸口金面直下に配設された加熱筒の長さ及び加熱筒内
の雰囲気温度、冷却ゾーンの長さ、冷却風の温度、速度
、吹付は方法等をポリマの固有粘度や紡糸速度との関連
において最適化する必要がある。

引取られた糸条は、−旦未延伸糸として巻取られた後あ
るいは一旦巻取られることなく連続して熱延伸される。

延伸は、加熱ローラ、加熱プレートあるいはスチ−ムジ
ェット等により走行糸条を加熱しながら。

２段以上の多段で行うのが望ましい。なお、延伸倍率は
、延伸温度及び走行糸条の加熱時間の組合わせにより最
適な条件が選ばれる。

延伸に引き続いて、弛緩熱処理を施してもよい。

以上のようにして得られる繊維は、高強度で耐疲労性に
優れているとともに、低乾熱収縮率かつ高熱収縮応力の
特性を有し、■ベルト補強用素材として好適である。

（実施例） 次に１本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例Ｉ ナイロン４６成分に５重量％のナイロン６成分を共重合
した固有粘度１．２Ｂ、　１．３８．１．５８及び１．
８０のチップに、熱安定剤として沃化第一銅０．０１５
重量％及び沃化カリウム０．２０重量％を添加し、直径
４０寵φの溶融押出機に供給して温度３１０℃で溶融後
、孔径０．４ｎφ、孔長１．６ｆｌの吐出孔を１４４孔
有する紡糸口金より吐出量約１３５ｇ／分で紡出した。

紡出糸条を、紡糸口金面直下に配設した内径１５ｃｍφ
、長さ２０ｃｍ、雰囲気温度２５０℃の加熱筒を通し、
加熱筒の直下に配設した長さ８０ｃｌｌの冷却装置から
温度１８℃。

風速０．６ｍ／ｓｅｃ、流量３．５Ｎｍ３の冷風を直交
流として走行糸条に吹付けて冷却固化し、給油ロールで
非水系油剤を約１％付与した後、　３００　ｍ　／分の
表面速度で回転する温度８０℃の引取ローラで引取った
。

なお、ここでいう加熱筒の雰囲気温度とは、紡糸口金面
より５ｃｎＴ方、紡糸口金の最外周吐出孔から紡出され
た糸から２ｃｍ離れた位置における空気温度である。

引き続き、引取り糸条を一旦巻取ることなく連続して、
第１延伸ローラ温度３０℃、延伸倍率ｌ、１０で第１段
の延伸をし２次いで第２延伸ローラ温度２１０〜２６０
℃、全延伸倍率が４．５１〜５．３３となるように第２
段の延伸をした後、弛緩ローラ温度１６０〜２３０℃、
弛緩率０〜６．０％で弛緩熱処理をして繊度８４０ｄの
延伸糸を得た。なお、延伸倍率、特に弛緩率等による繊
度の変化は吐出量により調整した。

次に、前記延伸糸（原糸）にリング撚糸機を用いて下撚
（Ｚ方向）２０回／　１０　ｃｍをかけ、この２本を合
糸しながら上撚（Ｓ方向）１５回／１０ｃ１１をかけて
生コードを作製し、前記条件にしたがってリツッラ社製
シングルディッピングマシンを用いてデイツプ処理をし
、デイツプコードの性能評価を行った。また、デイツプ
コードの伸長・圧縮疲労試験を行い、耐疲労性を評価し
た。伸長・圧縮疲労試験は、デイツプコードを軸と平行
に埋めたゴム製チューブ状試料を作製し、角度７５度に
折り曲げて伸長・圧縮疲労試験機に取付け、圧搾空気で
３．５ｋｇ／ｃｍ”の内圧をかけ９回転数８５Ｏｒｐｍ
で回転させ。

伸長・圧縮疲労によりチューブが破壊するまでの時間（
分）を記録することにより行った。

これらの原糸、デイツプコードの性能及び耐疲労性の結
果を第１表に示す。なお、第１表において、Ｏ印を付し
た実験患のものは実施例、それ他の実験隘のものは比較
実施例である。

第１表の結果から明らかなように１本発明で規定する各
特性を同時に満足するポリアミド繊維は。

■ベルト補強用素材としての性能を直接表すデイツプコ
ード性能において、高強度で低乾熱収縮率かつ高熱収縮
応力の特性を有し、■ベルト補強用素材として好適であ
る。

（発明の効果） 本発明によれば、高強度で耐疲労性に優れているととも
に、低乾熱収縮率で高熱収縮応力特性を有するＶベルト
補強用繊維として好適な素材であるポリアミド繊維を得
ることができる。

特許出願人　　ユニチカ株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ナイロン４６又はこれを主成分とするポリアミド
   からなる繊維であって、下記（ａ）〜（ｇ）の特性を同
   時に満足することを特徴とするＶベルト補強用ポリアミ
   ド繊維。 （ａ）固有粘度（ｄｌ／ｇ）：１．４０以上 （ｂ）強度（ｇ／ｄ）：８．０以上 （ｃ）切断伸度（％）：１２以上 （ｄ）中間伸度（％）：９．５以下 （ｅ）乾熱収縮率（％）：５．０以下 （ｆ）熱収縮応力（ｇ／ｄ）：０．０８以上 （ｇ）ディップコードの特性 （ｇ−１）強　度（ｇ／ｄ）：７．５以上 （ｇ−２）切断伸度（％）：１０以上 （ｇ−３）乾熱収縮率（％）：２．５以下 （ｇ−４）熱収縮応力（ｇ／ｄ）：０．２０以上