(57)【要約】  摩擦伝動挙動が安定化され、走行寿命を一段と向上させた伝動ベルト用の、短繊維含有ゴム組成物用の、ゴム補強用短繊維の提供。接着剤処理された合成長繊維マルチフィラメント糸の切断物である、ゴム組成物中に分散させて用いる短繊維であって、単糸の接着剤未処理本数の比率が0〜5％であることを特徴とする前記短繊維、並びに以下の工程：合成長繊維マルチフィラメント糸を簾織した簾織物を接着剤処理液に浸漬した後、ニップロールで1.2〜5.0MPaのニップ圧で加圧する工程、及び得られた簾織物の束を所定長に切断する工程、を含む、前記短繊維の製造方法。
2015159795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤処理された合成長繊維マルチフィラメント糸の切断物である、ゴム組成物中に分散させて用いる短繊維であって、単糸の接着剤未処理本数の比率が0〜5％であることを特徴とする前記短繊維。
【請求項２】
前記短繊維に対し接着剤が1.0〜5.0質量％付着している、請求項１に記載の短繊維。
【請求項３】
単糸繊度が1〜8dtexである、請求項１又は２に記載の短繊維。
【請求項４】
短繊維長が0.5〜8mmである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の短繊維。
【請求項５】
短繊維長が0.5〜5mmである、請求項４項に記載の短繊維。
【請求項６】
前記合成長繊維マルチフィラメント糸の切断面の形状の扁平率が2.0〜4.0である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の短繊維。
【請求項７】
前記合成長繊維マルチフィラメント糸の切断面の繊度が４００ｄｔｅｘから８，０００ｄｔｅｘである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の短繊維。
【請求項８】
合成長繊維マルチフィラメント糸の複屈折率が0.050以上である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の短繊維。
【請求項９】
以下の工程：
合成長繊維マルチフィラメント糸を簾織した簾織物を接着剤処理液に浸漬した後、ニップロールで1.2〜5.0MPaのニップ圧で加圧する工程、及び
得られた簾織物の束を所定長に切断する工程、
を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の短繊維の製造方法。
【請求項１０】
前記簾織物の合成長繊維マルチフィラメント糸の撚りが9回/10cm以下である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記簾織物の経糸カバーファクター（√（経糸総繊度（dtex））×経糸密度（本／cm））が150〜2000である、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記簾織物の経糸カバーファクター（√（経糸総繊度（dtex））×経糸密度（本／cm））が500〜2000である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記簾織物の織組織はn/1（n＝1〜3の整数）である、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記簾織物の緯糸密度が0.5〜5本／5cmである、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１〜８のいずれかに記載の短繊維、又は請求項９〜１４のいずれか１項に記載の方法により製造された短繊維を含有するゴム組成物。
【請求項１６】
請求項１５に記載のゴム組成物からなる伝動ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝動ベルト補強用短繊維及びその製造方法、並びに該短繊維を含有するゴム組成物及び動力伝動ベルトに関する。より詳しくは、本発明は、Ｖリブドベルトやローエッジベルトなどの動力伝動ベルトのゴム製摩擦伝動部内に添加される補強用短繊維であってゴム中への分散性に優れ、しかもベルトの摩擦伝動挙動が安定化され、走行寿命を一段と向上させた動力伝動ベルト用の補強用短繊維及びその製造方法、並びに該短繊維を含有するゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ゴム工業分野、なかでも自動車用部品の高機能、高性能化に伴って、厳しい使用環境にも耐えうるゴム製品が望まれている。ゴム製品は、原料ゴムの選定、配合剤等の組み合わせによりその特性が定まるが、近年では補強性、耐摩耗等を改善する目的で短繊維を配合することが一般に行われている。【０００３】
図６に示すように、動力伝動ベルトのうちＶリブドベルト１０は、クッションゴム層１４中に芯線１２を埋設し、該クッションゴム層の上部には必要に応じてカバー帆布１５を積層し、そして該クッションゴム層１４の下部に摩擦伝動部となる複数のリブ部１７、１８を具備し、他のＶベルトに比べＶ形のリブ部の存在によるプーリとの接触面積の増加分だけ優れた動力伝達力を有している。Ｖリブドベルトは、Ｖベルトに代わって自動車のエアーコンプレッサーやオルタネータ等の補機駆動の動力伝動用として広く使用されてきており、また最近ではエンジンルームのコンパクト化やエンジンの軽量化に伴ってプーリ径が小さくなるとともに、複数のプーリの間に曲がりくねった状態で懸架して駆動されるサーペンタイン駆動化が図られている。【０００４】
また、Ｖリブドベルトは、その形状からして屈曲疲労性に富み、高出力が得られるため、小プーリ径での使用や高速回転に用いられるため、初期設定張力を高くして使用されている。最近では、環境破壊の問題からエアーコンプレッサーに従来から使用されているフロンが、代替フロンの使用に変更されてきている。このため、旧来のフロンに比べて、同じ温度だけ冷却するためには圧縮力を高める必要があり、このためエアーコンプレッサーを稼動させる時のトルクが大きくなり、Ｖリブドベルトはより高負荷に耐えなければならなくなっている。【０００５】
この種のベルトでは、リブ部に短繊維群をベルト幅方向への配向性を保って埋設することにより、ベルトの摩擦伝動部の耐側圧性を高め、更に埋設した短繊維の一部をベルト側面より意図的に露出させることによって、リブ部の摩擦性能および粘着性を制御し、また、すべり発音の抑止効果を狙った動力伝動用ベルトも提案されている。
しかしながら、繰り返し圧縮力を受ける動力伝動用ベルトに短繊維を分散させたゴム組成物を使用した場合、短繊維の分散が悪く塊として存在し、その部分が亀裂の核となってベルト故障の原因、更にはベルト走行寿命の短命化の原因になっていた。
さらに、すべり異音の発生を抑えるために、ベルト側面の露出短繊維の数を増やして、リブゴム及びプーリＶ溝間の見かけの動摩擦係数を低く設定した場合、ベルトスリップ後に摩耗、抜け、又は切断により露出短繊維の数が減少してゆくため、該短繊維の影響がなくなるまでに時間を要するという問題もあった。つまり、ゴムリブ及びプーリＶ溝表面間の見かけの動摩擦係数が上昇し安定化するまでの時間が長く、場合によっては、スリップが継続しスリップ面の発熱によりベルトが破断するという問題があった。【０００６】
以下の特許文献１と２には、ゴム中の短繊維の分散を改良するために、ゴムに短繊維を分散させたマスターバッチを作り、次いで最終的なゴム組成に練り込む方法が開示されている。しかしながら、マスターバッチの作製時に、分散促進のための軟化剤や可塑剤が必要であり、手間が増えるばかりか、基本的機能に対するゴム組成と直接関係しない添加物が必要となるという問題があった。【０００７】
また、以下の特許文献３には、使用する短繊維は、接着剤処理（ＲＦＬ（レゾルシン−ホルマリン−ラテックス）処理など）を経た後、ゴム組成物に練り込まれるが、かかる接着剤の処方を変え、ゴムに親和性の高いラテックス成分を増やす接着剤処理方法が開示されている。しかしながら、接着剤の処方は、接着性を主眼に設計されるため、ゴム分散性の改良には限界があった。【０００８】
また、以下の特許文献４には、綿繊維等を無撚のスライバー状にし、ＲＦＬ処理した後に切断して短繊維を得る方法が開示されている。ゴム分散性が改良された短繊維が得られるが、長繊維を切断したものではないため、繊維長や繊維径が不揃いの短繊維となる。この場合には、短繊維の配合によるゴムの配向性や耐摩耗性の特性制御の効果が低下してしまうという問題がある。【０００９】
さらに、以下の特許文献５には、マルチフィラメントヤーンを甘撚にし、すだれ織物にして接着剤処理し、切断して短繊維にする方法が開示されている。しかしながら、接着剤の付着均一性はいまだ完全ではなく、接着剤が付着した短繊維塊が、接着剤が付着していない短繊維で包まれた塊の発生（ダマ）が解消しきれなかった。このダマによって、ゴム配合時の混練りが阻害され、短繊維の配合ムラになるという問題があった。また、ダマがゴムに練り込まれた場合に、ゴム部の短繊維塊になり、応力集中部となる問題がある。さらには、接着剤が付着していない短繊維が、ゴムとの接着不完全の短繊維としてベルト表面に露出するという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−２３９４８４号公報
【特許文献２】国際公開公報ＷＯ２００５／０９２９７１号
【特許文献３】特開平１１−１５７７号公報
【特許文献４】特開２０００−１９９１８１号公報
【特許文献５】特開平８−５３５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記した従来技術の問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、摩擦伝動挙動が安定化され、走行寿命を一段と向上させた伝動ベルト用の、短繊維含有ゴム組成物用の、ゴム補強用短繊維を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究し実験を重ねた結果、接着剤が均一に付着した短繊維をゴム組成物に配合することにより、摩擦伝動挙動が安定化され、走行寿命を一段と向上させる動力伝動ベルトが得られることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は、以下のとおりのものである。【００１３】
［１］接着剤処理された合成長繊維マルチフィラメント糸の切断物である、ゴム組成物中に分散させて用いる短繊維であって、単糸の接着剤未処理本数の比率が0〜5％であることを特徴とする前記短繊維。
［２］前記短繊維に対し接着剤が1.0〜5.0質量％付着している、前記［１］に記載の短繊維。
［３］単糸繊度が1〜8dtexである、前記［１］又は［２］に記載の短繊維。
［４］短繊維長が0.5〜8mmである、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の短繊維。
［５］短繊維長が0.5〜5mmである、前記［４］に記載の短繊維。
［６］前記合成長繊維マルチフィラメント糸の切断面の形状の扁平率が2.0〜4.0である、前記［１］〜［５］のいずれかに記載の短繊維。
[７]前記合成長繊維マルチフィラメント糸の切断面の繊度が４００ｄｔｅｘから８，０００ｄｔｅｘである、前記［１］〜［６］のいずれかに記載の短繊維。
[８]合成長繊維マルチフィラメント糸の複屈折率が0.050以上である、前記［１］〜［７］のいずれかに記載の短繊維。
［９］以下の工程：
合成長繊維マルチフィラメント糸を簾織した簾織物を接着剤処理液に浸漬した後、ニップロールで1.2〜5.0MPaのニップ圧で加圧する工程、及び
得られた簾織物の束を所定長に切断する工程、
を含む、前記［１］〜［８］のいずれかに記載の短繊維の製造方法。
［１０］前記簾織物の合成長繊維マルチフィラメント糸の撚りが9回/10cm以下である、前記［９］に記載の方法。
［１１］前記簾織物の経糸カバーファクター（√（経糸総繊度（dtex））×経糸密度（本／cm））が150〜2000である、前記［９］は［１０］に記載の方法。
［１２］前記簾織物の経糸カバーファクター（√（経糸総繊度（dtex））×経糸密度（本／cm））が500〜2000である、前記［１１］に記載の方法。
［１３］前記簾織物の織組織はn/1（n＝1〜3の整数）である、前記［９］〜［１２］のいずれかに記載の方法。
［１４］前記簾織物の緯糸密度が0.5〜5本／5cmである、前記［9］〜［１３］のいずれかに記載の方法。
［１５］前記［１］〜［8］のいずれかに記載の短繊維、又は前記［9］〜［１４］のいずれかに記載の方法により製造された短繊維を含有するゴム組成物。
［１６］前記［１５］に記載のゴム組成物からなる伝動ベルト。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るゴム補強用短繊維は、接着剤が均一に付着しており、ゴムに配合すると均一分散し、伝動ベルトを構成した場合に、摩擦伝動挙動が安定化され、走行寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る短繊維を有するマルチフィラメントの切断面の写真である。
【図２】従来技術の短繊維を有するマルチフィラメントの切断面の写真である。カット面の中央部に接着剤が浸透していない部分が白糸として観察される。
【図３】本発明に係る短繊維の製造方法における接着剤処理工程の概略図である。
【図４】簾織の概略図である。
【図５】短繊維に切断する前の簾織物の束の概略図である。
【図６】本発明に係る短繊維を用いたＶリブドベルトの断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施態様を詳細に説明する。
本実施形態のゴム補強用短繊維は、ゴム組成中に練り込んで配合し、ゴムの特性を補強制御するものであり、合成長繊維のマルチフィラメントが接着剤処理され、切断された短繊維である。
本実施形態の合成長繊維の材質は特に制限されない。好ましくは、ポリアミド系合成繊維またはポリエステル系合成繊維であり、より好ましくはポリアミド系合成繊維である。ポリアミド系合成繊維としては、脂肪族ポリアミド繊維とパラ系アラミド繊維（ポリパラフェニレンテレフタルアミド）等が挙げられる。脂肪族ポリアミドとしては、ポリアミド６６、ポリアミド６、ポリアミド６・１０、ポリアミド６・４、ポリアミド１１、さらに、脂肪族ポリアミドの範疇である脂環式ポリアミドが好ましい。とりわけ、接着剤を介したゴムとの接着性から、脂環式ポリアミドを含む脂肪族ポリアミド繊維が好ましい。アミド結合が接着剤と水素結合でよく相互作用し、脂肪族の柔軟な分子骨格が非晶領域で相互作用するため、強い接着力が期待できる。
【００１７】
本実施形態の合成長繊維マルチフィラメントは、連続紡糸工程で製造された長繊維であり、単糸（フィラメント）の束からなる。長繊維を定長でカットすることにより、短繊維の繊維長を一定にすることができる。短繊維の繊維長や繊維径が一定であることにより、ゴムに配向配合した際にゴム特性の異方性形成によく活かされる。
【００１８】
本実施形態の合成長繊維マルチフィラメントは、複屈折率（Δｎ）が０．０５０以上であることが好ましい。複屈折率が０.０５０以上であれば、フィラメントを構成する高分子鎖の高配向性により、ゴムに配合し成型した摺動面において、ゴムとともに摩耗にさらされた際、耐摩耗性が良く、ゴムから表出した短繊維断面が変形しにくく、ベルトのスリップ特性の変動が抑制される。複屈折率が低く、フィラメントを構成する高分子鎖の配向が低い場合は、繊維断面が摺動される際に変形し、摺動部に接触する面積を拡大するため、スリップ率が増大してしまう。とりわけ、高負荷駆動の使用環境下において変化が大きく表れる。伝動ベルトを用いるシステムでは、伝動性が自動的に張力制御などにて補正されることもあるが、それにしても、エネルギーロスが増大し、ひいては、負荷が高まってベルト寿命を短くすることになる。より好ましくは、複屈折率が０．０５５以上である。他方、複屈折率は、０．１８０以下が好ましい。配向度が高すぎる繊維のポリマー中には接着剤が分子浸透せず、化学接着力を損なう恐れがあり、これを避けることができる。より好ましくは、複屈折率が０．０８０以下である。
【００１９】
本実施形態の接着剤処理は、前記合成繊維とゴムとが接着するための樹脂を含浸させる処理であり、例えば、ＲＦＬ（レゾルシン−ホルマリン−ラテックス）処理が挙げられる。接着剤処理工程では熱が加えられ、繊維と接着剤との間の接着力が発達するとともに、繊維自身も熱安定化される。
本実施形態のゴム補強用短繊維は、合成長繊維のマルチフィラメントが接着剤処理された後に、切断されて短繊維とされたものが好ましい。
本実施形態の短繊維は、単糸の接着未処理本数の比率が0〜5％であることを特徴とする。従来技術においては、マルチフィラメントを接着剤処理しても、フィラメント群の内部に接着剤が浸透しない部分が残存しており、切断された短繊維においては、接着剤が付着した単糸と、接着剤が付着していない単糸とが混在していた。本実施形態では、得られる全体の短繊維のうち、接着剤が付着していない接着剤未処理単糸の本数の比率（白糸率）が5％以下、好ましくは3％以下、より好ましくは2.5％以下である。
【００２０】
接着未処理単糸の本数の比率（白糸率）は、マルチフィラメントをカットした断面で確認することができる。切断後の短繊維は、接着剤によりマルチフィラメントの切断面を維持して固まっているものが多いため、接着剤の含浸の程度が容易に観察され、接着剤未処理単糸の本数の比率（白糸率）を知ることができる。マルチフィラメント切断面の外周部には接着剤が浸透した部分が着色部、すなわち、黒糸として観察され、切断面の中央部には接着剤が浸透していない部分が白糸として観察され、概ね２種に分離される。完全に含浸していれば、切断面は着色部として黒糸のみが観察され、接着剤未処理単糸の本数の比率（白糸率）は0％となる。
【００２１】
顕微鏡写真では、マルチフィラメント切断面の単糸断面を粒子解析の手法で個々の単糸断面に分離し、それぞれの単糸断面の明度を割出し、明度の分布を得る。切断面の単糸数のなかで明度が大きく白糸に分類される単糸数の比率を接着剤未処理単糸の本数の比率（白糸率）として得ることができる。尚、白糸分類においては、明度が最大から最小までのうち、最大から２５％までを有する単糸断面が白糸である。
【００２２】
輸送過程などにおいて、上記のマルチフィラメントのカット塊は、はじめにその塊の形態を維持して固まっているが、徐々に割れて単糸にバラけて行く。さらに、接着剤が付着した短繊維塊が、接着剤が付着していない短繊維で包まれた塊（ダマ）が発生する。このダマの発生は、ダマがゴムの混練り配合場所からはじかれて短繊維の輸送混合を阻害し、ゴムへの短繊維配合比が変動する原因となるだけでなく、最終的には混合され、配合後のゴム表面での短繊維塊による亀裂の原因になる。さらに、ダマのゴムへの混合は、ゴムを研磨して短繊維露出させた表面においては、負荷時の摩擦係数が安定せず、非接着性の短繊維の脱落によって経時変動が大きくなることに繋がる。しかし、白糸率が低いことにより、これらの悪影響を避けることができるようになる。マルチフィラメント中の接着剤未処理単糸の本数の比率（白糸率）が5％以下であれば、ダマの発生が抑えられる。
【００２３】
本実施形態の短繊維への接着剤付着量は1〜5質量％であることが好ましく、より好ましくは1.5〜4.5質量％、さらに好ましくは、2〜4質量％である。接着剤付着量が1質量％以上であれば、短繊維のゴムへの接着が均一で良好であることに寄与し、接着剤付着量が5質量％以下であれば、短繊維が接着剤で固まった塊にならずゴム中に単糸にバラけて分散することに寄与する。
２段階以上で接着剤付与する際は、初段の接着剤が、引き続く段階での接着剤の浸透を妨げてしまうことに注意する必要がある。また、それを補うために前段または後段を通じて接着剤を過剰付着させるようになることは避けた方が良い。
【００２４】
本実施形態の短繊維の単糸繊度は1〜8dtexであることが好ましく、より好ましくは2〜6.5dtexである。単糸繊度が1dtex以上であれば、短繊維の腰の強さでゴム中の良好な分散に寄与し、単糸繊度が8dtex以下であれば、ゴムの柔軟性を阻害しにくい。
短繊維の単糸そのものは、その断面形状が丸断面が好ましい。単糸の断面形状が丸断面であれば、ベルトの摺動面に直角に配向した単糸がその断面において自身の変形によって摩擦係数が変動することが抑制される。単糸の断面形状は、外形の外接長方形の長径（最長間隔）の短径（最短間隔）に対する比からなる扁平度で１．００から１．０５が好ましい。
【００２５】
本実施形態の短繊維の繊維長は0.5〜8mmであることが好ましく、より好ましくは0.5〜5mm、さらに好ましくは1〜5mm、より一層好ましくは1〜4mmである。短繊維の切断長さは、8mm以下であれば、繊維同志が絡み合ったり、ゴム中での良好な配向性が困難になり、動力伝動ベルトの可撓性を損なうことにはならない。他方、0.5mm以上では、動力伝動ベルトのゴム製摩擦伝動部の補強効果が有効となり、プーリのＶ形溝との嵌合時、繊維自体がベルト側面から脱落する危惧がなくなる。
【００２６】
本実施形態のマルチフィラメントのカット面は、外形の外接長方形の長径（最長間隔）の短径（最短間隔）に対する比からなる扁平率が2.0〜4.0であることが好ましく、より好ましくは2.5〜4.0である。扁平率が2.0以上であれば、マルチフィラメントが平たく潰れており、接着剤が中心部まで浸透している。扁平率が4.0以下であれば、ゴム配合前の取り扱い時に単糸にばらけすぎて嵩高となり、かえってゴム配合性を損なうというようなことがない。
【００２７】
本実施形態のマルチフィラメントのカット面は、使用するマルチフィラメント繊維の断面であり単糸の束であるが、そのマルチフィラメントのカット面の繊度が４００ｄｔｅｘから８，０００ｄｔｅｘであることが好ましい。繊度が４００ｄｔｅｘ以上であれば、接着剤付着したマルチフィラメントの剛性により短繊維へのミスカットが防げる。繊度が８，０００ｄｔｅｘ以下であれば、接着剤を過剰に用いずとも適正量で中心まで浸透させやすい。より好ましくは、６，０００ｄｔｅｘ以下である。
【００２８】
本実施形態の短繊維は、マルチフィラメント糸を簾織した後に接着剤処理し、短繊維にカットすることで製造することができる。
図４は、本発明における簾織の概略図である。また、図５は、接着剤処理した後の簾織物を束にしたものを短繊維に切断る工程を示す概略図である。
本実施形態で使用する簾織１は、経糸のマルチフィラメントを所定間隔で配列してあり、経糸カバーファクターが150〜2000であることが好ましい。ここで、経糸カバーファクターは（√（経糸総繊度（dtex））×経糸密度（本／cm））である。
【００２９】
図３に示すように、経糸カバーファクターが2000以下で小さければ、マルチフィラメントが接着剤浸漬液に浸漬された後、ニップロールで押しつぶされた際によくつぶれて、マルチフィラメントの中心部への接着剤浸透を充分に行うことができる。より好ましくは1800以下であり、さらに好ましくは1000以下である。経糸カバーファクターが150以上であれば、経糸蛇行がなく簾を安定して取り扱うことができ、より好ましくは500以上である。カバーファクターが大きければ、接着剤処理やカット加工が一斉に行えるため経済的にも有利である。
【００３０】
経糸２の並びを安定化させる繋ぎ糸である緯糸３は、緯糸密度が0.5〜5本／5cmであることが好ましく、より好ましくは0.5〜1.0本／5cm未満である。緯糸密度が5本／5ｃｍ以下であれば、緯糸による接着剤が浸透するのを緯糸によって妨害することがなく、緯糸密度が0.5本／5cm以上であれば、簾織物の経糸蛇行を防いで安定して取り扱うことができる。
また、緯糸３は、簾織物１を短繊維に切断した後に、切断長の長い異物としてふるい分けするなどして取除くことができる。
【００３１】
簾織物１の織組織はn/1であり、緯糸がｎ本の経糸を束ねるものが好ましい。ｎは1〜3の整数であることが好ましい。
また、経糸２は、マルチフィラメントを撚り数0〜9回／10cmで下撚りし、2〜4本集めて撚り数0〜9回／10cmで上撚りすることが好ましい。撚り数9回／10cm以下とすれば、マルチフィラメントが接着剤浸漬液に浸漬された後にニップロールで挟まれる際に、マルチフィラメントの単糸群が丸形状から扁平形状へとよく潰れて、中心部まで接着液が浸透して、接着剤が単糸に均一に付着することに寄与する。より好ましくは、撚り数5回／10cm以下である。下撚、上撚とも、実質無撚りで解舒撚りのみの0.5回／10cm未満であることがさらに好ましい。原糸パッケージから解舒引き出したマルチフィラメントを、そのままあるいは数本引き揃えて経糸とすることによっても、実質無撚経糸による簾織物とすることができる。
【００３２】
簾織物１は、接着剤であるＲＦＬ（レゾルシン−ホルマリン−ラテックス）液によって処理される。ＲＦＬ液はレゾルシンとホルマリンとの初期縮合体をラテックスに混合したものであり、この場合レゾルシンとホルマリンのモル比は１：０．５〜３である。また、レゾルシンとホルマリンとの初期縮合体は、これをラテックスのゴム分１００重量部に対してその樹脂分が２〜３０重量部になるようにラテックスと混合したうえ、全固形濃度を５〜４０％濃度に調整される。ここで使用するラテックスとしてはクロロプレン、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリル、クロロスルフォン化ポリエチレン、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＨＮＢＲ等であることができる。
【００３３】
図３に示すように、本実施形態では、ＲＦＬ液槽４を出てから、上下のニップロール５で簾織物を挟んで加圧することが好ましい。ニップ圧は、上下ともに1.2〜5.0MPaが好ましい。ニップ圧が1.2MPa以上であれば、マルチフィラメントを潰してカット面を扁平にし、単糸がずれて移動することによって、接着液をマルチフィラメント断面の中央まで浸透させることができる。一方、ニップ圧が5.0MPa以下で、簾織物を安定して走行させることができる。ニップロール処理は、タイヤコードの接着剤加工において、余剰の接着剤付与を除去する方法として知られる。特に、タイヤコードの中心部まで接着剤浸透させてしまうと、耐疲労性などの特性低下があるため、接着剤浸透防止の意味でニップロール処理が用いられる。本実施形態においては、簾織物の経糸を潰すようにしてマルチフィラメント糸の単糸束を偏平に変形させ、接着剤をマルチフィラメント糸の中心まで浸透させることに意義がある。
【００３４】
図３に示すように、簾織物への接着剤付着量は、ニップロール５の前後いずれか又は双方に設けるバキューム口で余剰液を吸引し、真空圧を変えて制御することができる。
【００３５】
図５に示すように、接着処理された簾織物１を緯糸３の方向（図中矢印方向）に沿って巻くか、あるいは複数枚重ねることによって束にした後、これをカッターにより緯糸３の方向にカット線６で所定間隔に切断して短繊維を作製する。
【００３６】
上記カットされた短繊維群は、動力伝動ベルトのゴム製摩擦伝動部を作製するために、クロロプレンゴム、水素化ニトリルゴム、天然ゴム、ＣＳＭ、ＡＣＳＭ、ＳＢＲ、ＥＰＤＭなどのゴム中に添加される。この添加方法は、通常、ロール混練りやスクリュー押出しにより行われ、短繊維群中に異物が存在しないため、ゴム中での分散は均一になる。また、ロール押出しなどの方法によって、短繊維を一定方向に配列することができる。
【００３７】
図６は、短繊維を用いたＶリブドベルトの断面斜視図である。Ｖリブドベルト１０では、クロロプレンゴム、水素化ニトリルゴム、天然ゴム、ＣＳＭ、ＡＣＳＭ、ＳＢＲなどからなる接着ゴム層１１内にベルト長さ方向に沿ってポリエステル、ナイロン、アラミド繊維等を素材とするコードからなる芯線１２を埋設した抗張体層１４（接着ゴム層）が形成され、この抗張体層１４の上面には綿糸又は綿と合成繊維との混紡糸で織成された少なくとも一層のゴム付帆布１５を積層し、伸張層１６を形成している。
他方、抗張体層１４の下面には、摩擦伝動部１７（圧縮ゴム層）が形成され、具体的にはベルト長さ方向に延びる複数本のＶ形のリブ部１８によって形成されている。
【００３８】
このリブ部１８内には、本実施形態に係る短繊維１９がベルト幅方向へ配向性を保って埋設されている。即ち、カットした短繊維が、ゴム100重量部に対して5〜25重量部、好ましくは8〜15重量部混入されている。尚、短繊維としては、アラミド繊維（ポリパラフェニレンテレフタルアミドなど）を混合するものであることが好ましい。アラミド繊維の混合割合は、15〜50質量％の範囲内が好ましく、混合短繊維を埋設して、ベルトの幅方向に配列するのが好ましい。
【００３９】
リブ部１８を研磨する方法においては、80〜200メッシュのダイヤモンドを表面に装着した研磨ホイールを回転させ、これを回転している加硫スリーブに当接してリブ形状に形成する。
また、摩擦伝動部１７のゴム組成物には、この他にカーボンブラックがゴム100重量部に対して30〜70重量部含まれ、耐磨耗性を向上させるとともに、粘着を阻止している。また、該ゴム組成物には、これ以外に加硫促進剤、老化防止剤、加硫剤等が含まれる。前記各成分を混合する方法としては特に制限はなく、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー等を用い、適宜公知の手段、方法によって混練することができる。
【００４０】
Ｖリブドベルト１０の製造方法の一例は以下の通りである。まず、円筒状の成形ドラムの周面に１〜複数枚のカバー帆布とクッションゴム層とを巻き付けた後、この上にロープからなる芯線を螺旋状にスピニングし、更に摩擦伝動部に相当するゴム層を順次巻き付けて積層体を得た後、これを加硫して加硫スリーブを得る。次に、加硫スリーブを駆動ロールと従動ロールに掛架させ所定の張力下で走行させ、更に回転させた研削ホイールを走行中の加硫スリーブに当接するように移動して加硫スリーブの圧縮ゴム層表面に3〜100個の複数の溝状部を一度に研磨する。
本発明に係る短繊維入りのゴムシートは、Ｖリブドベルト、ダブルＶリブドベルト、ローエッジＶベルト等の動力伝動ベルトに適用できる。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例等により本発明を具体的に説明する。
（短繊維の調製）
合成繊維からなる製織コードで経糸ビームを作り、簾織を織った。簾織物を下記ＲＦＬ液に浸漬し、220℃で１分間加熱しＤＩＰ（浸漬）処理織物とした。このＤＩＰ処理織物を切断して短繊維とした。
ＲＦＬ組成：レゾルシン／ホルマリン／ビニルピリジンラテックスを水酸化ナトリウムで熟成し、ＲＦ／Ｌ＝1/2の固形重量比となる組成液とした。【００４２】
（ゴム組成物の調製）
下記に示す配合に従いゴム組成物を調製し、バンバリーミキサーで混練後、カレンダーロールにてロール温度30°Ｃ、シート厚み1.0mmで圧延した。
ゴム組成：（質量部）
ＥＰＤＭ（エチレン／プロピレン／エチリデンノルボルネン）：（100）
短繊維（各繊維長）：（30）
ステアリン酸：（1）
酸化亜鉛：（5）
カーボンブラック：（50）
パラフィニックオイル：（10）
老化防止剤：（2）
フェニレンジマレイミド：（2）
有機過酸化物(ビス(t-Buペルオキシイソプロピル)ベンゼン)40／炭カル60）：（8）
硫黄：（0.3）【００４３】
（単糸凝集数（ゴム面塊））
圧延シートを観察し、短繊維が分散せず凝集している塊の数を求めた。
圧延シートの９０×９０ｍｍ範囲の表面で、凝集塊を観測し、５個以下を◎とし、１０個以下から６個までを○とし、１００個以下から１１個までを△とし、そして１００個を超えるものを×とした。【００４４】
（短繊維分散性）
圧延シートにおける短繊維の含有率と配向性を合わせて総合的に分散性として評価した。
圧延シートを圧延幅方向に２ｃｍ幅ほどに切取り、幅寸法を計測した。次に、常温で５０時間トルエン中に浸漬した。先に計測した幅寸法部位で膨潤幅寸法を計測し、膨潤倍率を評価し、この膨潤ばらつき（標準偏差／平均値）を、短繊維分散性の評価とした。膨潤ばらつきが５％以下を◎とし、１０％以下から５％超までを○とし、３０％以下から１０％超までを△とし、そして３０％を超えるものを×とした。【００４５】
（屈曲試験（クラック寿命））
加硫ゴムシートサンプルを用いて、ＪＩＳ Ｋ６２６０に準じて、デマッチャ試験を実施した。サンプルに切り込みを入れずに、１３０℃環境下、曲げ角度１８０°で１００万回屈曲を繰り返し、屈曲亀裂発生耐久性について、下記基準で評価した：
◎：亀裂が全く発生しておらず、屈曲亀裂発生耐久性に優れていた；
○：亀裂が殆ど発生しておらず、屈曲亀裂発生耐久性に優れていた；
△：明確な亀裂の発生が認められた；
×：明確な亀裂が発生、発達し、屈曲亀裂発生耐久性が十分ではなかった。【００４６】
（Ｖリブドベルト製造方法）
ベルトの製造においては、フラットな円筒モールドに２プライのゴム付綿帆布を巻いた後、接着層を構成する接着ゴムシートを巻き付けて芯線を配列した。そして圧縮部を構成する圧延ゴムシートを配置した後、該接着ゴムシートの上に加硫用ジャケットを被せた。この成形モールドを加硫缶内に入れ、加硫した後、該成形モールドから筒状の加硫スリーブを取り出し、該加硫スリーブの圧縮部をグラインダーによってリブに成形し、成形体から個々のベルトに切断し、Ｖリブドベルトを得た。【００４７】
（ベルト摩擦変化）
Ｖリブドベルトの摩擦係数の測定については、Ｖリブドベルトを、案内ローラ（直径６０ｍｍ）にＶリブドベルトの巻付け角度が９０°となるように掛け、Ｖリブドベルトの片一端を固定し、他方一端に１．７５ｋｇｆ／３リブのウェイトを垂下させ、案内ローラを４３ｒｐｍで回転させたときの、ロードセルの値を検出することによって張り側の張力Ｔ１と緩み側の張力Ｔ２を検出し、張力比（Ｔ１／Ｔ２）から、摩擦係数μ＝（１／２π）ｌｎ（Ｔ１／Ｔ２）を計測した。２時間の回転における、初期と経時後の摩擦係数の変化を評価し、変化率が１５％以下を◎とし、４０％以下から１５％超えまでを○とし、１００％以下から４０％超えまでを△とし、１００％超えを×とした。【００４８】
（スリップ率変化）
Ｖリブドベルトとして、３ＰＫ１１００サイズのものを用いて評価した。各Ｖリブドベルトを室温下で駆動プーリ（直径１２０ｍｍ）、従動プーリ（直径１２０ｍｍ）に巻き掛けし、ベルト張力が１５０Ｎ／３リブになるように駆動プーリに荷重をかけた。そして、駆動プーリの回転数２０００ｒｐｍにて走行させ、従動プーリの負荷を０から増加させてベルトが２％スリップする設定とした。駆動１時間後にスリップ率を、再度、２％スリップする設定に調整した。引き続き駆動させ、合計２０時間後にスリップ率の平均値を計測して、下記基準で評価した：
◎：スリップ率２．２以下
○：スリップ率３以下から２．２未満
△：スリップ率４以下から３未満【００４９】
（繊維の複屈折率）
合成長繊維マルチフィラメント糸を屈折率が略同等の液に浸して単糸を観測し、偏光顕微鏡でベレックコンペンセーターによる干渉縞から複屈折率を得て、単糸の複屈折率の平均値からマルチフィラメント糸の複屈折率を得た。【００５０】
（接着剤未処理単糸率：白糸率％）
マルチフィラメント切断面を、落射照明を用いた光学顕微鏡で観察し、単糸繊維の外周にＲＦＬ樹脂が存在して着色している単糸と、ＲＦＬ樹脂が存在せず着色がみられない白糸単糸とを区別し、単糸全体数に対する白糸単糸数の比率（％）を白糸率（％）とした。【００５１】
（短繊維のマルチフィラメント断面の扁平率評価）
マルチフィラメント切断面を、落射照明を用いた光学顕微鏡で観察し、処理コードがＲＦＬ樹脂で固められ、単糸数が全数揃っている処理コード切断片を探し、処理コードの切断面外形を観察した。外接長方形の長径（最長間隔）の短径（最短間隔）に対する比を扁平率とした。【００５２】
（ＤＰＵ重量％）
ＲＦＬ処理短繊維を試料に、ギ酸でポリヘキサメチレンアジパミドを溶解し、残渣として得たＲＦＬ樹脂重量の比率をＤＰＵ（重量％）とした。ＤＰＵ（重量％）＝溶解後ＲＦＬ樹脂重量／溶解前のＲＦＬ処理短繊維試料の重量×１００【００５３】
[実施例１]
ポリヘキサメチレンアジパミド繊維は、繊度2100dtex、単糸350本で、延伸比５．９０倍で複屈折率０．０５９０のものを用いた。単糸の断面形状は丸断面である。この繊維を２本無撚で引き揃えて製織コードとし、製織コードで経糸ビームを作り、簾織を織った。１５５ｃｍの織幅で経製織コードを1500本とした。緯糸は綿の20番手を5本／5cmで打ち込んだ。簾織組織は１／１であった。得られた簾織物を前述のＲＦＬ液に浸漬し、ニップロールで2.7MPaの圧力で押さえ、さらに、付着したＲＦＬ液量をバキュームで制御（余剰液を吸引）し、220℃で1分間加熱した。ＲＦＬ付着量は3.0％であった。この処理織物の束を長さ1mmの間隔で切断して短繊維とした。前述のゴム配合を用いて短繊維補強ゴム組成シートを成型した。
短繊維のマルチフィラメント糸切断面を観察すると、白糸は観察されず、ＲＦＬが繊維束の芯まで浸透していることが判った。また、短繊維の切断面の外形は扁平率2.9であり、潰れた形状であった。成型ゴム表面に短繊維塊は観察されなかった。成形品中の切断ファイバー分散性の評価はバラツキが無く良好であった。成型ベルトの摩耗による経時変化は少なく安定していた。成型ベルト表面の経時によるクラック発生は少なかった。以下の表１に、諸条件や評価結果をまとめて示す。【００５４】
[実施例２]
簾織物をＲＦＬ液浸漬後にニップロールで2.3MPaの圧力で加圧したことを除き実施例１と同様に実施した。【００５５】
[実施例３]
簾織物をＲＦＬ液浸漬後にニップロールで2.0MPaの圧力で加圧したことを除き実施例１と同様に実施した。【００５６】
[実施例４]
簾織物をＲＦＬ液浸漬後にニップロールで1.6MPaの圧力で加圧したことを除き実施例１と同様に実施した。【００５７】
[実施例５]
繊度2100dtex／700本のポリヘキサメチレンアジパミド繊維を用いたことを除き実施例１と同様に実施した。【００５８】
[実施例６]
処理織物を長さ3mmに切断して短繊維としたことを除き実施例１と同様に実施した。【００５９】
[実施例７]
ポリヘキサメチレンアジパミド繊維2本を3.5回／10cmで撚り合わせして製織コードとしたことを除き実施例１と同様に実施した。【００６０】
[実施例８]
ポリヘキサメチレンアジパミド繊維2本を6回／10cmで撚り合わせして製織コードとしたことを除き実施例１と同様に実施した。【００６１】
[実施例９]
簾織を155cmの織幅で2000本としたことを除き実施例１と同様に実施した。【００６２】
[実施例１０]
処理織物の束を長さ６mmの間隔で切断して短繊維としたことを除いて、実施例１と同様に実施した。
分散性がやや低下しており、単糸同士の絡み合いの影響がみられた。【００６３】
[実施例１１]
繊度2100dtex／350本のポリヘキサメチレンアジパミド繊維を４本無撚で引き揃えて製織コードとしたことを除いて、実施例１と同じように実施した。
接着剤が浸透しにくく、白糸が観察され、分散性がやや低下した。【００６４】
[実施例１２]
簾織物を前述のＲＦＬ液に浸漬して３％の固形分付与した後、さらに、同様にＲＦＬ液に浸漬したことを除いて、実施例１と同じように実施した。ＲＦＫ固形分の付着量は７．５重量％であった。
クラック寿命がやや悪く、クラック部の中には、接着剤の塊と思われるものがあった。【００６５】
[実施例１３]
ポリヘキサメチレンアジパミド繊維として、延伸比が５．４５倍で複屈折率が０．０５７３のものを用いて、他は実施例１と同様に実施した。
スリップ率変化がやや大きかった。【００６６】
[実施例１４]
ポリヘキサメチレンアジパミド繊維として、延伸比が６．２０倍で、複屈折率が０．０６１５のものを用いて、他は実施例１と同様に実施した。
ゴム分散性が良く、高負荷駆動後のスリップ率変化も非常に抑制されていた。【００６７】
[比較例１]
ポリヘキサメチレンアジパミド繊維2本を36回／10cmで撚り合わせして製織コードとしたことを除き実施例１と同様に実施した。【００６８】
[比較例２]
簾織物をＲＦＬ液浸漬後にニップロールで1.0MPaの圧力で加圧したことを除き実施例１と同様に実施した。【００６９】
[比較例３]
簾織物をＲＦＬ液浸漬後にニップロールで0.7MPaの圧力で加圧したことを除き実施例１と同様に実施した。【００７０】
[比較例４]
ポリヘキサメチレンアジパミド繊維2本を10回／10cmで撚り合わせして製織コードとし、ニップロールを用いなかったことを除き実施例１と同様に実施した。【００７１】
[比較例５]
ＲＦＬ液浸漬後のニップロールを用いなかったことを除き実施例１と同様に実施した。【００７２】
【表１】
2015159795.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明に係る短繊維は、ゴム補強用短繊維として好適であり、該短繊維をゴム中に含有する伝動ベルトに好適に利用可能であり、耐久性に優れ、特性の安定した伝動ベルトが提供される。
【符号の説明】
【００７４】
１    簾織（物）
２    経糸
３    緯糸
４    接着剤（ＲＦＬ浸漬）液
５    ニップロール
６    カット線
１０    Ｖリブドベルト
１２    芯線
１４    抗張体層（接着ゴム層）
１５    ゴム付帆布
１６    伸張層
１７    摩擦伝動部（圧縮ゴム層）
１８    リブ部
１９    短繊維
【図３】
2015159795.tif 000004
【図４】
2015159795.tif 000005
【図５】
2015159795.tif 000006
【図６】
2015159795.tif 000007
【図１】
2015159795.tif 000008
【図２】
2015159795.tif 000009
【国際調査報告】
2015159795.tif 000010
2015159795.tif 000011
2015159795.tif 000012
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