JPH0441A - 歯付きベルト - 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］ 本発明は歯付きベルトに関するものであり、詳しくは歯
付きベルトの歯面を補強する被覆布帛を形成する繊維を
特殊繊維となすことによって耐久性、耐疲労性などの特
性を向上させた歯付きベルトに関するものである。

［従来の技術］ 各種の機械、自動車、事務用機器などの動力伝達用歯付
きベルトとして、従来、歯面の最外層に補強用繊維織物
を設けたものとして、例えば特開昭６２−１４７１４２
号公報に記載されたものが知られており、カバー層とし
て少なくともセラミックウィスカーを分散配合したゴム
部材を繊維部材に含浸付着させ、このカバー層を前記ゴ
ム部材が露出する状態でベルトの表面に粘着しており、
前記繊維部材としてはポリアミド繊維が用いられている
。

［発明が解決しようとする課題］ 前記の従来技術の場合、ポリアミド繊維からなるカバー
布帛にセラミックウィスカーを配合したゴム部材が付着
されており、このゴム部材を用いることによる布帛の残
存率が向上するものの、自動車のタイミングベルトのよ
うな高温、高速回転をする歯付きベルトの場合には、モ
ジュラス、及び寸法安定性が悪く、歯付きベルトか伸び
切ってしまい歯付プーリーとの噛み合せか不安定になる
という課題を有し、実用化に至っていない。

本発明の目的は、前記歯付きベルトの歯面を補強する被
覆布帛を改良し、被覆布帛のモジュラス及び寸法安定性
を向上させ、歯付きベルトの耐久性、耐疲労性を向上さ
せることにある。

また、一般に歯付きベルトの歯面を補強する被覆布帛と
して、ポリエステル繊維からなる布帛が用いられている
が、該ポリエステル繊維布帛の場合、高強力、高弾性率
に優れるものの駆動時の蓄積された熱によって、熱劣化
し強力が低下するとともに、ゴムとの接着性を失い剥離
しやすいという課題を有していた。

［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）抗張体を埋設したゴムあるいは弾性体樹脂からな
るベルト本体と、該ベルト本体の一方の面に歯面を有し
、該歯面の表面が布帛で被覆された歯付きベルトにおい
て、前記歯面の表面に被覆された布帛のベルトの長さ方
向に略平行な緯糸及び／または該緯糸と直角方向に織成
される経糸がエチレンナフタレン−２，６−ジカルボキ
シレートを主成分とするポリエチレン−２，６−ナフタ
レートを芯成分とし、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の複合繊維であり、
該芯鞘型複合繊維を形成する芯成分の割合が３０〜９０
重量％であり、前記複合繊維の強度が７０ｇ／ｄ以上、
伸度が２０％以下、初期弓張り抵抗度が９０　ｇ／ｄ以
上、乾熱収縮率が５％以下である繊維で形成されてなる
ことを特徴とする歯付きベルト。

（２）前記（１）において、ポリエチレン−２６−ナフ
タレート及びポリアミドからなる芯鞘複合繊維が仮撚加
工された芯鞘複合繊維板撚加工糸を緯糸として用い、布
帛を形成してなることを特徴とする歯付きベルト。

（３）前記（１）において、ポリエチレン−２゜６−ナ
フタレート及びポリアミドからなる芯鞘複合繊維が弾性
糸の周囲にカバリングされた芯鞘複合繊維被覆弾性糸が
緯糸として用いられ、布帛を形成してなることを特徴と
する歯付きベルト。

にある。

本発明に係る歯付きベルトの補強用コードとして適用さ
れる複合繊維は、芯成分がポリエチレン−２，６−ナフ
タレート（以下２．６−ＰＥＮという）、鞘成分がポリ
アミドからなる複合繊維であり、該複合繊維は従来技術
では得られなかったものであり、ポリエステル以上のハ
イモジュラスとゴム中耐熱性、耐熱接着性、および芯鞘
複合界面のポリマの剥離耐久性を有し、これらの特性は
、芯及び鞘をそれぞれ形成する２）６−ＰＥＮ及びポリ
アミド繊維部分の特定された複屈折、密度の組合せから
なるパラメーターによって示される。

複合繊維の強度７．０ｇ／ｄ以上を得るために芯成分の
２．６−ＰＥＮ繊維は極限粘度〔η〕は０．５以上、好
ましくは０．６以上と高粘度である。

２．６−ＰＥＮ芯成分と同様ポリアミド鞘成分ポリマも
高強度複合繊維を得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３０〜５００ｐｐｍ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．
０１〜０．５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。

前記複合繊維の２．６−ＰＥＮ芯成分の割合は３０〜９
０重量％である。２．６−ＰＥＮ成分が３０重量％未満
では２．６−ＰＥＮ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うる複合繊維とすることができなく
、好ましい歯付きベルトの補強用コードを得ることがで
きない。一方、９０重量％以上を２．６−ＰＥＮ芯成分
が占めると、複合繊維を歯付きベルトの補強用コードと
なし、該コードを歯付き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、ゴム中における歯付きベル
トの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２．６−ＰＥＮ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、２．６−
ＰＥＮ芯成分の複屈折は２３０Ｘ１０−”〜３５０Ｘ１
０−”の範囲内に保つようにするのが望ましく、２３０
Ｘ１０−”未満では複合繊維の強度を７．０ｇ／ｄ以上
、初期引張り抵抗度を９０　ｇ／ｄ以上にならないこと
がある。また、３５０Ｘ１０−”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４５Ｘ１０−３以上
、通常は５０Ｘ１０−”以上と高配向である。複屈折が
４５Ｘ１０−”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ようにして行うこと
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
コール等で溶解した後透過干渉顕微鏡で測定する。

密度は２．６−ＰＥＮ芯成分が１．３４０ｇ／　ｃｍ　
”以上、ポリアミド鞘成分が１．１３５ｇ／ｃＩＴＩｓ
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有することによって複合
繊維の寸法安定性、耐疲労性に優れるとともに、歯付き
ベルトの補強用コードとなし、該コードを歯付きベルト
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。

２．６−ＰＥＮ芯成分の密度の測定は、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２．６
−ＰＥＮ芯部の密度から計算で求めることができる。

上記によって特徴づけられる複合繊維は７゜０ｇ／ｄ以
上の高強度、９０　ｇ／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７．３ｇ／ｄ以上、初
期引張り抵抗度１００　ｇ／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２）６−ＰＥＮ芯成分のポリマ物性を得るため
には、極限粘度〔η〕が０．５以上、通常は０．６以上
の実質的に２．６−ＰＥＮからなるポリマを用いる。

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以上の高重合度ポリマを用いる。

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２）６−ＰＥＮ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
２．６ＰＥＮ、鞘部にポリアミドを配した複合繊維とし
て紡糸し、紡出糸条となす。

紡糸速度は３００ｍ／分以上とする。紡糸口金直下には
１０Ｃｒ１１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。前記紡出糸条は上記加
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曳糸性
を保持するため重要である。引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。

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２．０〜６．５倍の範囲である。本発明のかかる高
温熱延伸の採用は複合界面耐久性の改良に寄与している
。該延伸による３段目の延伸温度が低く、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、歯付きベルト加工時及び歯付きベルト
を高速で使用した場合に２．６−ＰＥＮ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。また延伸
倍率が６．５倍以上になると延伸時の変形が大きく界面
剥離が生じることがあり、また耐疲労性が低下すること
があり好ましくない。

前記芯鞘型複合繊維における２　　６−ＰＥＮ芯成分の
割合が３０〜９０重量％、強度が７０ｇ／ｄ以上、伸度
が２０％以下、初期引張り抵抗度が９０　ｇ／ｄ以上、
乾熱収縮率が５％以下である複合繊維で形成されてなる
布帛を歯付きベルトの歯面の表面に被覆するにあたって
、該複合繊維は、ポリウレタン繊維などの弾性糸を引張
った状態にしておき、該弾性糸の周囲に巻付けて複合繊
維被覆弾性糸となし、該複合繊維被覆弾性糸すなわち伸
縮糸を歯付きベルトの長さ方向、すなわち緯糸として製
織し布帛を得る。該布帛は緯糸としてナイロン６６フィ
ラメントなどの従来公知の繊維を用いてもよいが、前記
の緯糸に用いた複合繊維を用いるのが好ましい。前記の
布帛を製織するに当って、複合繊維を弾性糸の周囲に巻
付けることなく、仮撚加工して伸長可能な状態として用
いてもよい。

前記の伸縮糸を用いた布帛は、例えばレゾルシン、ホル
マリン、ラテックスなとの接着剤か付与され加熱処理さ
れる。この加熱処理を施すに当っては緯糸である伸縮糸
が伸びないように緯糸に一定の張力をかけながら行われ
る。

前記の伸縮糸を用い接着剤処理された布帛を外周面に歯
形を有する円筒モールド上に伸縮方向を円周面に沿わせ
て巻きつけ、その上に抗張体のコードを螺旋状に巻き、
さらにその上に一定厚さの未加硫ゴムシートを巻きつけ
たのち、正大成型法によって外部から加圧、加熱して円
筒モールドの歯形にゴムを圧入するとともに、伸縮糸を
用いた布帛をモールドの歯形に添った形状に成形され加
硫処理される。

［実施例コ 実施例１及び２）比較例１乃至３ 極限粘度〔η：］０，８０のポリエチレン〜２゜６−ナ
フタレート（２，６−ＰＥＮ）及び沃化鋼０．０２重量
％と沃化カリウム０．１重量％を含むヘキサメチレンア
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
バックに導き、芯鞘複合紡糸口金より芯部に２，６−Ｐ
ＥＮ、鞘部にポリアミドの複合糸として紡出し紡出糸条
とした。芯成分及び鞘成分の割合は第１表のように変化
させた。口金は孔径０゜４　ｍｍφ、孔数４５ホールを
用いた。ポリマー温度は２．６−ＰＥＮを３００°Ｃ１
ポリアミドを２９０℃でそれぞれ溶融し、紡糸パック温
度を３００℃として紡出した。口金直下には３０Ｃｒｒ
ｌ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下の位置で前記紡出
糸における最外周を走行する単糸から１ｃＴｒｌ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４００　ｍｍ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
に直角に吹き付は冷却した。

ついで油剤を付与した後、第１表に示した速度で回転す
る引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２５０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）。得られた延伸糸は２本合糸して５０
０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（５
００−９６−７０２Ｃ）（比較例３）及びナイロン６６
繊維（４２０６８）（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加熱した後、オペロン糸（
東しデュポン社製ポリウレタン弾性糸）１４０Ｄを３．
５倍に伸ばした状態で巻付けて伸縮糸を得た。巻付は数
はオペロン糸を伸ばした状態を解舒した際に、２００回
／ｍとなるように設置した。

前記の伸縮糸を経糸として用い、経糸としてナイロン６
６の２１０Ｄフイラメントを用いて製織した。織組織は
２／２の綾織とし、リラックス状態の織密度は経が１５
０本／　５　ｃＴｒｌ、緯が１５０本１５ｃｍの布帛と
した。該布帛にレゾルシン、ホルマリン、ラテックスを
付与し加熱処理した。デイツプ液は２０％のレゾルシン
、ホルマリン、ラテックスよりなる接着剤成分を含み、
接着剤成分かコードに約４％付着するよう調整した。熱
処理は２２５℃で８０秒間処理した。次いで得られた布
帛を円筒モールドの歯面の方向に緯糸が配列されるよう
に巻付け、その上に未加硫ゴムシートを巻き、（通常は
布帛と未加硫ゴムシートとの間に高強力ナイロンコード
なとの抗張体が配列されるが、布帛そのものの評価をす
るために、該抗張体は除外した）外部から加圧加熱して
円筒モールドの歯形にゴムを圧入し、加硫した。得られ
た歯付き円筒体を緯方向に４ｃｍ幅に切断して、歯付き
ベルトを作成した。得られた歯付ベルトにおける緯糸つ
いて、その物理特性を測定した。結果は第２表に示すと
おりであった。

（以下余白） 本発明に係る歯付きベルトは、歯面の表面が被覆される
布帛の経糸として用いられる補強繊維が、ポリエチレン
−２，６−ナフタレートを主成分とする芯成分と、ポリ
アミドを主成分とする鞘成分とからなる特殊な特性を有
する新規な補強材が用いられており、ポリエステル繊維
（比較例２）からなる補強材に比して、それ以上のモジ
ュラス、及び寸法安定性を有するとともに、ゴム中耐熱
性、耐接着性、及び耐疲労性が著しく改良された高強力
補強材であることを示しており、さらにナイロン繊維（
比較例３）からなる補強材に比して、モジュラス、及び
寸法安定性が著しく改良されている。

［発明の効果］ 本発明に係る歯付きベルトは、歯面に被覆された布帛の
経糸が、ポリエステルに比して、それ以上のモジュラス
、寸法安定性を有し、ゴム中耐熱性、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向
上される。

従って、本発明に係る歯付きベルトは、耐久性に極めて
優れるとともに苛酷な条件にも耐え得るものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）抗張体を埋設したゴムあるいは弾性体樹脂からな
   るベルト本体と、該ベルト本体の一方の面に歯面を有し
   、該歯面の表面が布帛で被覆された歯付きベルトにおい
   て、前記歯面の表面に被覆された布帛のベルトの長さ方
   向に略平行な緯糸及び／または該緯糸と直角方向に織成
   される経糸がエチレンナフタレン−２，６−ジカルボキ
   シレートを主成分とするポリエチレン−２，６−ナフタ
   レートを芯成分とし、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の複合繊維であり、
   該芯鞘型複合繊維を形成する芯成分の割合が３０〜９０
   重量％であり、前記複合繊維の強度が７．０ｇ／ｄ以上
   、伸度が２０％以下、初期引張り抵抗度が９０ｇ／ｄ以
   上、乾熱収縮率が５％以下である繊維で形成されてなる
   ことを特徴とする歯付きベルト。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項において、ポリエチレ
   ン−２，６−ナフタレート及びポリアミドからなる芯鞘
   複合繊維が仮撚加工された芯鞘複合繊維板撚加工糸を緯
   糸として用い、布帛を形成してなることを特徴とする歯
   付きベルト。
3. （３）特許請求の範囲第（１）項において、ポリエチレ
   ン−２，６−ナフタレート及びポリアミドからなる芯鞘
   複合繊維が弾性糸の周囲にカバリングされた芯鞘複合繊
   維被覆弾性糸が緯糸として用いられ、布帛を形成してな
   ることを特徴とする歯付きベルト。