JPH047990B2 - - Google Patents

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JPH047990B2
JPH047990B2 JP21278086A JP21278086A JPH047990B2 JP H047990 B2 JPH047990 B2 JP H047990B2 JP 21278086 A JP21278086 A JP 21278086A JP 21278086 A JP21278086 A JP 21278086A JP H047990 B2 JPH047990 B2 JP H047990B2
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belt
fibers
resin
monofilaments
thickness
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JP21278086A
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Yoshuki Sasaki
Tetsuo Okamoto
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Teijin Ltd
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Publication date
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Priority to DE8787113223T priority patent/DE3774220D1/de
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Publication of JPH047990B2 publication Critical patent/JPH047990B2/ja
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    • B29C70/56—Tensioning reinforcements before or during shaping
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    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/10—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using knife edges, e.g. heated knife edges, for edge crimping
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳现な説明】
産業䞊の利甚分野 本発明は埓来にない薄型で高匷力を有するベル
ト状構造物に関するものである。 埓来技術 埓来より、補匷材料や梱包材料ずしお䞀般にス
チヌルベルトが広く䜿われおいるが、近幎、軜薄
短少化の芁求が匷くなりスチヌルベルトに代る軜
い代替玠材が求められおいる。䟋えば、織物を芯
ずし、これに暹脂を含浞した軜量化ベルトが開発
されおいる。しかしこれでは匷床がスチヌルベル
トに比べお遥かに匱く、しかも厚みもスチヌルベ
ルトより厚いので充分な代替玠材たり埗ない。こ
のほか、デナラルミンなどの軜量金属や、合成暹
脂のフむルムによるベルトもあるが、いずれもス
チヌルの薄さや匷さに比べおかなり劣぀たもので
ある。 発明の目的 本発明の目的は、スチヌルに比べお遥かに軜く
スチヌルより薄く、か぀スチヌルより匷いベルト
を提䟛するこずにある。 発明の構成 すなわち、本発明は 「ゎムプラスチツク等を繊維補匷しおなるベル
トにおいお、高床に配向された合成高分子モノフ
むラメントが長さ方向にほが盎線か぀ほが平行状
態を保ちながら配眮され、偎断面からみたモノフ
むラメント矀はその厚みに察し巟が少くずも40倍
以䞊、その厚みの倉動係数が30以䞋、モノフむ
ラメント間の平均距離はモノフむラメントの平均
盎埄以䞋であ぀お、実質的にモノフむラメント間
にゎムプラスチツク等が充填されお成り、か぀
ベルトの厚みは0.25mm以䞋、その単䜍圓りの比匷
床が3.4×106cm以䞊であるこずを特城ずするベル
ト」である。 高配向マルチフむラメント糞条ずしおは、ポリ
パラプニレンテレフタルアミド及びその倉成物
等の党芳銙族ポリアミド繊維、或いは党芳銙族ポ
リ゚ステル繊維、或い高配向ポリ゚チレン繊維な
ど高床に結晶配向されたものが奜たしく甚いられ
る。この結晶配向が十分でないず、スチヌルより
も薄くしおしかも比匷床が高いずいう卓越した物
性は埗られず、その為には高分子の結晶配向床は
90以䞊、結晶化床は65以䞊のものが望たし
い。たたこの様に高結晶配向したものは、実斜䟋
で埌述するように曲率の異なる歯先で曲げた時に
受ける歪の差が倧きく、よく開繊するずいう効果
もあり、この面からも適しおいる。 たた倚少これより性胜が性぀おも経枈性を重芖
したい堎合には高床に配向されたポリ゚ステルや
ポリアミド等も甚いられるが、その堎合には、通
垞に比べお特に倚段で䟋えば倍以䞊の高倍率の
延䌞を斜すこずが望たしい。糞条の繊床ずしおは
特に制限はないが、䞀般に1000〜30000Deぐらい
が適圓である。勿論、これらは必ずしも䞀本の糞
条で䟛絊する必芁はなく、むしろ耇数本の糞条を
同時䟛絊する方が暪に広がり易い。フむラメント
繊床も现い方が広がり易く、䟋えば0.8〜6dぐら
いが䞀般に奜たしい。 これらの䟛絊マルチフむラメント糞条は、少く
ずもその厚さに察し40倍以䞊、出来れば100倍以
䞊に極く薄くバラバラに開繊させなければならな
い。この様に構成単䜍が盞互にバラバラに、䞔぀
長さ方向にほが盎線状態を保぀お開繊し、その間
に暹脂が十分浞透しおこそ、スチヌルに優るすぐ
れたベルトが埗られる。繊維が集団で集合しおい
たり、長さ方向に盎線性が保たれおいない堎合
は、本発明の目的は十分達せられない。 この様な繊維の開繊方法ずしおは、その目的を
達成出来ればどの様な方法でも良いが、実斜䟋で
䟋瀺する方法などはその最も奜適な方法の䞀぀で
ある。この堎合、䟛絊糞条に察しお歯車の歯先の
速床は倍以䞊の速い速床にしお抜くのが䞀般に
奜たしい。倍以䞊にすれば曎に開繊が安定す
る。たた䞡方の歯先の曲率は少くずも倍以䞊、
出来れば10倍以䞊異な぀おいるこずが奜たしい。
たた衚面は滑かに仕䞊げお単繊維が匕掛぀たりし
ない様にしおおく必芁がある。歯車を出た埌の繊
維は十分匛緩状態を保たせ、䞡刃の曲率の差で受
けた歪によりカヌルを発生するこずが出来る様に
しなければならない。匛緩率ずしお〜10ぐら
いが適圓である。なお開繊した埌は、繊維を匕匵
぀おそのカヌルを消し、ストレヌトな開繊状態に
する必芁がある。勿論この様な開繊手段のほか䟋
えば静電気で開繊するなど、単繊維がバラバラ䞔
぀ストレヌトで、その厚みに察し少くずも40倍以
䞊、奜たしくは100倍以䞊に開繊出来る様なもの
ならば良い。 たた、その時の開繊は極めお均䞀でなければな
らない。即ち、その厚さの倉動CVは、0.1
mm間隔で枬定しお、少くずも30以䞋、曎に望た
しくは18以䞋でなければならない。䞔぀その繊
維はお互い完党にバラバラずなり、しかもお互い
同志の間隔はその平均間隔が繊維盎埄の平均以䞋
ずなる皋床に接近しおいなくおはならない。埓぀
お、単に糞条を暪に䞊べたもの、織物にしたもの
などは、到底この構成から皋遠いものである。 次に、この様に開繊された繊維に暹脂を付着さ
せるが、この暹脂は接着性固化埌の寞法安定
性圢態保持性必芁に応じ耐熱性、耐薬品性
電気絶瞁性等目的に応じ適宜その物性を考慮すれ
ば良い。特に本発明の倧きな特色ずしお、単繊維
間がバラバラに開繊されおいるので暹脂が浞透し
易く、埓぀お性胜は良いが繊維間に浞透し難いも
のも容易に䜿甚出来るずいう特長がある。その意
味で前蚘の様な゚ポキシ暹脂などが適しおいる
が、このほか䟋えばプノヌル暹脂䞍飜和ポリ
゚ステル暹脂、ゞアリルフタレヌト暹脂ビスマ
レむミド暹脂トリアゞン暹脂ケむ玠暹脂など
の熱硬化性暹脂などを甚いおも良い。或いは、ポ
リブチレンテレフタレヌト飜和ポリ゚ステル
ポリアセタヌルポリカヌボネヌトナむロン
倉成ポリプニレンオキシドポリスルフオン
ポリ゚ヌテルスルフオンポリプニレンスルフ
アむドポリアリレヌトポリアミドむミドポ
リ゚ヌテルむミドポリ゚ヌテル゚ヌテルケトン
等の熱可塑性暹脂は、䞀般に溶融粘床が高く繊維
間に暹脂が浞透し難いが、本発明の堎合には十分
浞透するので甚いるこずができる。そのほか非熱
可塑型のポリむミドポリオキシベンゟ゚ヌト
フツ玠暹脂などを甚いおも良い。 たた、繊維ず暹脂ずの割合であるが、これはそ
の目的・芁求特性に応じお適圓に遞べば良く、䟋
えば繊維暹脂ずしお7030〜2080などが甚い
られる。特に本発明では繊維がバラバラに開繊し
おいるので暹脂がよく浞透し、埓぀お少い暹脂で
均䞀に繊維間接着が出来るので、盞察的に繊維比
率を高めるこずが出来る。特に繊維の含有比率が
40以䞊の堎合埓来にない高い匷力特性を匕出す
こずが可胜ずなる。この様に繊維の含有率を高
く、しかも繊維間に均䞀に暹脂を浞透するには、
繊維を十分開繊したのち、暹脂を繊維䞀本䞀本に
充分含有せしめた埌、ドクタヌナむフ等の鋭い゚
ツゞでこれを抜いお䜙分の暹脂を取り去るなどの
方法をずれば繊維比率を䞊げ、しかも繊維ず暹脂
ずが完党に䞀䜓化された耇合構造䜓を䜜るこずが
できる。 実質的に、モノフむラメント間にゎムプラス
チツク等が充填されお成るずは、モノフむラメン
ト間の空隙の玄60以䞊、、奜たしくは80〜90
以䞊がゎムプラスチツク等で充填されお成るこ
ずを意味する。この充填率が䜎いず本発明の目的
を達成するこずができない。 次に暹脂の固化であるが、熱硬化性暹脂の堎合
には加熱する必芁がある。これには、本䟋の様に
連続しお熱颚或いは赀倖線ヒヌタヌなどで加熱し
お捲取るのが最も効率的であるが、硬化させず離
型玙等で挟んで捲取぀たのちバツチ匏で熱硬化せ
しめおも良い。或いは、連続的に加熱しお半硬化
たでさせおおき、これを冷凍庫で保存しおおい
お、䜿甚時に曎に加熱しお完党に硬化させる方法
も適宜甚いお良い。そのほかその䞊から曎に衚面
にフむルムを貌付けたり、粘着材を付䞎したり、
絶瞁凊理加工をしたり、フロツク加工したり、着
色したり、印刷したり、现く裁断したりするなど
の凊理を行うこずもできる。 発明の効果 この様にしお埗られたベルトは埓来のスチヌル
ベルトに比べお遥かに軜く、薄く、しかも重量圓
りの匷力が匷く、䞔぀錆びず、加工も容易である
ので、埓来のスチヌルベルトの代替ずしお倧きな
利点を発揮するばかりでなく、航空機や宇宙開発
などの埓来のスチヌルベルトでは䞍可胜な産業分
野で倧いにその性胜を発揮するこずが可胜であ
る。 実斜䟋 具䜓的な実斜䟋をあげお、曎に詳しく説明す
る。 第図に斌いお、はポリパラプニレン・
ゞプニル゚ヌテル・テレフタルアミドの
高配向糞条1500De1000Fを本匕揃えおなる
7500De5000Fであ぀お、ロヌラを経お10
minの速床で歯車の間を通過する。歯
車は90minの倖呚速床で糞の進行方
向に回転しおおり、埓぀お糞この歯車で
進行方向に䜕回も抜かれる。しかもこの歯車の
歯先は第図′に瀺す様に鋭く仕䞊げられおお
り、歯車の歯先は第図′に瀺す様䞞く仕䞊
げられおいる。埓぀おこれ等の歯先の間を糞条
が通過する際するどい歯車の歯先に斌いおは繊
維は急角床で曲げられるため第図の様に繊維
の片面は垞に匟性限界を越えお倧きく䌞ばされ、
䞀方先端の䞞い歯車の歯先に斌いおは繊維は
埐々に曲げられるため、第図の様に繊維には
あたり歪が䞎えられない。その結果、これらの歯
車の間を通過しおこすられた繊維は、垞に
片面のみ匷く匕䌞ばされた事による歪が残るの
で、この繊維の匵力を匛めるず第図の劂くこの
歪の差により繊維はカヌルする。即ち、第図の
工皋ではロヌラずロヌラの間が
のオヌバヌフむヌド状態にな぀おいるので、歯車
で抜かれた糞は歯車ずロヌラヌ
の間で匵力が匛緩されるこずにより、第図む
の劂く糞条を構成する各単繊維にはそれぞれカヌ
ルが発生し、そのカヌルが発生する力で他を抌し
やり、その結果糞条は厚さに察し暪方向に玄200
倍くらいに薄く広がる。䜆しこのたたでは繊維は
カヌル状で糞長方向に䌞瞮性があるので、この広
が぀た状態を保぀たたた第図のロヌラヌ
ずロヌラの間でこれを再び匕䌞ばす
ず、第図の劂くストレヌトな状態で暪に広が
぀た非垞に薄い開繊シヌト′になる。次いでこ
の開繊シヌト′を暹脂含浞装眮に通しお゚
ポキシ暹脂をた぀ぷり付着させた埌、ドクタ
ヌナむフでこれをしごいお䜙分な暹脂を陀去
する事によりほが繊維ず等量の暹脂量たで枛らし
た埌、熱颚ヒヌタヌに通す事により暹脂を加
熱硬化せしめ、繊維ず暹脂が䞀䜓化された極薄状
ベルトにしお捲取装眮にお捲取る。 この様にしお出来たベルトは、その幅15mmに察
し厚さ0.08mmずいう188倍も暪に薄くな぀た極薄
型のものが埗られた。たたその断面を芋おみる
ず、第図の劂く厚さ方向に繊維が非垞に均䞀に
䞊んでおり、その厚さの倉動係数CVは僅
か13ずいう均敎なものであ぀た。尚、この厚さ
の倉動係数CVずいうのは、繊維の厚さを
幅方向に0.1mm毎に100個枬定し、その倀の暙
準偏差倀σを繊維の平均倀で割぀お100を掛け
たものである。 CV√−2− ×100 たた、各単繊維の集合の緊密床状態を調べお芋
た。第図ので瀺す構成繊維20本の断面盎埄の
平均倀は本実斜䟋の堎合、1.24×10-2mmである
が、これに察し単繊維間を隔おる距離
200の平均倀は本実斜䟋の堎合0.56×10-2mmで
あり、単繊維の盎埄よりも狭い平均間隔で、繊維
が極めおコンパクトに密集されおいた。 この様に埓来芋られない様な非垞に均敎䞔぀緊
密に繊維が集合される様に工倫した結果、幅15mm
に察しその厚みは0.08mmず信じられない様な薄さ
で均敎な繊維暹脂耇合ベルトずなり、しかもその
匷力は127Kgmm2ず非垞に倧きなものであ぀た。
䞔぀、その比重は1.25cm2ず軜く、埓぀おその
比匷床は 匷力Kgmm2比重cm3×105cm 127〜1.25×105cm10.1×106cm ず埓来にない玠晎らしい高匷床のものずな぀た。 これを垂販の最も薄くお匷いスチヌルベルト及
び超ゞナラルミンベルトず比べるず、次の第䞀衚
の様になる。
【衚】 即ち、同じ目方圓りの匷床即ち比匷床は第図
に瀺す通り、埓来のスチヌルベルトを遥かに䞊廻
るものであり、䞔぀その厚みも、第八図に瀺す劂
く、埓来のスチヌルベルトでは党く考えられなか
぀た様な薄いものが可胜で、今迄のベルトの垞識
を遥かに越えた、か぀おない薄く軜く匷いベルト
が実珟した。
【図面の簡単な説明】
第図は本発明の䞀実斜態様を瀺す工皋偎面
図、第図は繊維の受ける歪力をモデル的に瀺す
偎面図、第図は繊維のカヌル発生圢状を瀺す斜
芖図、第図は繊維の開繊状態を瀺す正面図、第
図は埗られたベルトの断面図、第図はその䞀
郚拡倧断面図、第図は及び第図は、埗られた
ベルトの物性の䞀䟋を瀺すグラフである。   糞条、  ロヌラヌ、  
歯車、  ロヌラヌ、  暹
脂含浞装眮、  熱颚ヒヌタヌ、
  ロヌラヌ、  捲取装眮、  ゚ポ
キシ暹脂、  ドクタヌナむフ、′  開
繊シヌト、′  歯車の歯先、′  歯車
の歯先、a′b′  繊維の片面、むロ  開繊
された繊維、  単繊維矀の厚さ、  単繊
維間距離、  単繊維盎埄。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  ゎムプラスチツク等を繊維補匷しおなるベ
    ルトにおいお、高床に配向された合成高分子モノ
    フむラメントが長さ方向にほが盎線か぀ほが平行
    状態を保ちながら配眮され、偎断面からみたモノ
    フむラメント矀はその厚みに察し巟が少くずも40
    倍以䞊、その厚みの倉動係数が30以䞋、モノフ
    むラメント間の平均距離はモノフむラメントの平
    均盎埄以䞋であ぀お、実質的にモノフむラメント
    間にゎムプラスチツク等が充填されお成り、か
    ぀ベルトの厚みは0.25mm以䞋、その単䜍圓りの比
    匷床が3.4×106cm以䞊であるこずを特城ずするベ
    ルト。  該合成高分子の結晶配向床が90以䞊、結晶
    化床が65以䞊である事を特城ずする特蚱請求の
    範囲第項に蚘茉のベルト。  該合成高分子が党芳銙族ポリアミド或いはそ
    の倉成物である特蚱請求の範囲第項に蚘茉のベ
    ルト。  該合成高分子がポリパラプニレンテレフタ
    ルアミド又はその倉成物である特蚱請求の範囲第
    項に蚘茉のベルト。  該合成暹脂が゚ポキシ暹脂である特蚱請求の
    範囲第項〜第項のいずれかに蚘茉のベルト。  高床に配向された合成繊維マルチフむラメン
    ト糞条を䞀方が鋭く他方が鈍い先端を有する䞀組
    の歯車の間に抜く様にしお通しお開繊せしめ、そ
    の開繊状態を保ちながら匕䌞しお繊維間に液状暹
    脂を含浞せしめたのち、固化するこずを特城ずす
    るベルトの補造方法。
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