(57)【要約】      （修正有）【課題】マトリックスとなるゴムや樹脂との接着性に優れたベルト用補強繊維およびベルトを提供する。【解決手段】ベルトの補強に用いる補強繊維において、該繊維の横断面が３個以上の凸部を有する異型断面で、該横断面の下記式で定義する異型断面係数が０．３〜０．８であり、かつ、該繊維の熱収縮応力の最大値が０．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である繊維とする。また、上記ベルト用補強用繊維によって補強されているベルトとする。異型断面係数＝（異型単糸の内接円の直径）／（異型単糸の外接円の直径）【選択図】図１
2008214792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトの補強に用いる補強繊維であって、該繊維の横断面が３個以上の凸部を有する異型断面であり、該横断面の下記式で定義する異型断面係数が０．３〜０．８であり、かつ、該繊維の熱収縮応力の最大値が０．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることを特徴とするベルト用補強繊維。
異型断面係数＝（異型単糸の内接円の直径）／（異型単糸の外接円の直径）
【請求項２】
請求項１記載のベルト用補強繊維によって補強されているベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム及び樹脂などをマトリックスとしたベルト用補強繊維に関するものである。また、該ベルト用補強繊維によって補強されたベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベルトは一般的に、ゴム及び樹脂層内部に、強度を確保するために補強層が埋設されて構成されている。この補強層としては、ベルトの用途に応じ、綿、麻といった天然繊維、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリフロルエチレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリエステル、そしてアラミドといった有機合成繊維の撚糸からなる織物やコードが利用されている。これらの織物やコードは、張力を要求される用途においては、一般的に織物の経方向、あるいはコード軸方向に緊張させると同時に高温熱処理を施し、所望の物性を得た後、マトリックスゴムあるいはマトリックス樹脂とを接着せしめる接着剤を織物あるいはコードに付着させ、その上にマトリックスゴムやマトリックス樹脂を付与しベルトを製造する。これら織物やコードとマトリックスとなるゴムや樹脂とを接着せしめることは容易ではなく、接着に関しては種々の検討がなされている（例えば、特許文献１、２など）。しかしながら、ベルトが使用される環境に応じてマトリックスとなるゴムや樹脂の種類が異なるため、それらに適した接着剤を用いなければならないといった問題がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１３８８８０号公報
【特許文献２】特開平１０−２８０２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、マトリックスとなるゴムや樹脂との接着性に優れたベルト用補強繊維およびベルトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決するため検討した結果、かかる課題は、ベルトの補強に用いる補強繊維であって、該繊維の横断面が３個以上の凸部を有する異型断面であり、該横断面の下記式で定義する異型断面係数が０．３〜０．８であり、かつ、該繊維の熱収縮応力の最大値が０．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることを特徴とするベルト用補強繊維により達成できることを見出した。
異型断面係数＝（異型単糸の内接円の直径）／（異型単糸の外接円の直径）
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ベルトが使用される環境に応じてマトリックスとなるゴムや樹脂に適した接着剤を用いるといった煩雑な処理が不要となる、接着性に極めて優れたベルト用補強繊維を提供することができる。また、該補強繊維によって補強されたベルトを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のベルト用補強繊維はベルトの補強に用いる補強繊維である。かかる強繊維としては、ナイロン６、ナイロン６６などからなるポリアミド繊維、ポリエチレンなどからなるポリオレフィン繊維でも良いが、特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのからなるポリエステル繊維が望ましい。なお、上記ポリエチレンテレフタレートは、ポリエチレンテレフタレート単位を９０モル％以上含むものであればよく、１０モル％未満の範囲で適当な第３成分を含む共重合体であってもよい。また、ポリエチレンナフタレートは、エチレン−２，６−ナフタレート単位を９０モル％以上含むものであればよく、１０モル％未満の範囲で適当な第３成分を含む共重合体であってもよい。
【０００８】
本発明の補強繊維は、その横断面が凸部を有する異型断面であり、図１の概略図に示すような中心部から外側に延びた凸部を有する異型断面を例示することができる。図１は３個の凸部を有する異型断面であり、図２は４個の凸部を有する異型断面である。
【０００９】
本発明においては、上記繊維の横断面が３個以上の凸部を有する異型断面であり、該横断面の下記式で定義する異型断面係数が０．３〜０．８であり、かつ、熱収縮応力の最大値が０．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが肝要である。これにより、接着性に極めて優れた補強繊維とすることができる。
異型断面係数＝（異型断面の内接円の直径）／（異型断面の外接円の直径）
【００１０】
なお、異型断面の内接円の直径及び外接円の直径は、単繊維の断面写真に図１に示すように内接円及び外接円を描きａ及びｂで示す直径を測定することにより求めることができる。
【００１１】
すなわち、繊維の横断面における凸部の数が３個未満では、十分な接着性を得ることができない。一方、凸の数があまり多くても、マトリックスであるゴムや樹脂が凸部間に形成される凹部に入り込み難くなるため、凸部の数は、好ましくは３〜８個であり、より好ましくは３〜６個である。
【００１２】
また、上記異型断面係数が０．３未満ではマトリックスに対するアンカー効果が十分とならず本発明の目的とする高い接着性が得られない。一方、上記異型断面係数が０．８を超えるとマトリックスにアンカーとして突き出す凸部の強度が十分でなくなり、しいては繊維の強度が低下する傾向にあり好ましくない。
【００１３】
さらに、本発明の補強繊維は、熱収縮応力の最大値が０．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である必要があり、これにより熱接着性をより向上させることができる。特に、本発明においては、前述した異型断面による効果と上記の熱収縮応力を低く設定する効果との相乗効果によりさらに高い接着性を実現できることがわかった。
上記補強繊維の繊度は特に制限されないが、取扱い性や繊維の成形性などの観点から、１〜１０ｄｔｅｘが好ましく、３〜６ｄｔｅｘがより好ましい。
【００１４】
補強繊維の形態としては、特に制限はなく、長繊維、一定長あるいはランダム長に切断したカットファイバー、紡績糸などのいずれでも良い。さらに、該補強繊維をコード、織物、編物、不織布などの形態としてゴム補強材に用いても良い。コードの撚数や織編物の目付などにも特に制限はなく、要求物性に応じて適宜決定すればよい。
【００１５】
なお、本発明の補強繊維をコードや織物としてゴム補強材として用いる場合、該コードや織物は全てが本発明の補強繊維で構成されている必要はないが、該コードや該織物の、好ましく３０％重量以上、より好ましくは５０重量％以上が本発明の補強繊維で構成されていることが望ましい。
【００１６】
本発明の補強繊維は、例えば下記の方法で製造することができる。すなわち、エチレンテレフタレートを主たる繰返し単位とする固有粘度が０．８以上、好ましくは１．０以上、より好ましくは１．１以上のポリエステルを、常法にしたがって、紡糸口金より吐出後、引取速度１０００ｍ／分以下、好ましくは７００〜９００ｍ／分で溶融紡糸する。引取速度が１０００ｍ／分を超える場合には、得られる未延伸糸の結晶化度が高くなるため、前述の熱応力に関する要件を満足する延伸糸を得ることが困難になるだけでなく、タフネスの高いものも得難くなる。なお、紡糸口金より溶融吐出した糸条は、紡糸口金直下に設けた融点以上に加熱された領域を通過させて遅延冷却することが好ましい。
【００１７】
得られた未延伸糸は、一旦巻き取ることなく連続して延伸ローラ群にて多段延伸し、次いで弛緩ローラを介して巻取る。このとき、本発明においては、最終段の延伸で、その延伸張力を０．２０〜０．２５ｃＮ／ｄＴｅｘとする必要がある。また、最終延伸ローラの表面温度は２５０℃〜２５７℃の高温度で０．０２〜０．０７ｃＮ／ｄｔｅｘの張力下弛緩熱処理する必要がある。ここで最終延伸ローラの表面温度が２５０℃以下では、熱収縮応力の最大値が０．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の繊維を得ることができなくなる。一方、２５７℃を超える場合には、ポリエステルの融点近傍であるため、最終延伸ローラへの捲付きが発生した場合に融着を引き起こして生産性が低下するので好ましくない。また、弛緩張力が０．０２ｃＮ／ｄＴｅｘ未満では低すぎ、ローラ上をターンさせている糸条同士が接触して捲付きを発生しやすくなり、逆に０．０７ｃＮ／ｄｔｅｘを超える場合では高すぎ、熱収縮応力の最大値が０．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の繊維を得ることができなくなる。得られた延伸糸は、通常３０００〜５０００ｍ／分の速度で巻き取るのが好ましい。
【００１８】
なお、本発明に係る補強層の緊張及び熱処理は、一般に次のように行われる。補強層を１８０〜２４０℃の高温処理槽に０．５〜４分程度入れると同時に１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の張力で緊張せしめる。その後、マトリックスであるゴムあるいは樹脂とを接着せしめる接着剤を補強層にコーティングあるいは浸漬し、必要に応じて１００〜２５０℃の熱処理を施す。
【００１９】
接着剤としては、特に限定はされないが、マトリックスがゴムの場合には、一般にＲＦＬ（レゾノレシン・ホルマリン・ラテックス）液にイソシアネート系接着剤を添加した処理液を使用する。
【００２０】
ここで、ＲＦＬのラテックスとしては、ビニノレピリジン、ＳＢＲ、ＮＲ、ＣＲ、ＮＢＲ，ＥＰＤＭ等のいずれでも良くベルトの使用ゴムに応じて適宜決定される。また、イソシアネート系接着剤としては、特に限定はされないが、カプロラクタム系ブロックドイソシアネート、フェノール系ブロックドイソシアネート、トルエンジイソシアネート系などを使用することができ、通常の場合は、ＲＦＬ液に１〜１０重量％程度の割合で添加される。さらに、イソシアネートの代わりに、又はイソシアネートと併用して、エポキシ系接着剤を使用することも可能である。
【００２１】
本発明の補強ベルトは、このような補強繊維を用いること以外は、従来の補強ベルトと同様の構成とされており、例えば、上下１層ずつの２層の未加硫カバーゴム間に、接着ゴムをコートした補強層を必要量介在させて、加圧加熱して加硫一体化するなどの方法で製造することができる。
【実施例】
【００２２】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
（１）固有粘度
オルソクロロフェノールにより常法により測定した。
（２）異型断面係数
顕微鏡により繊維横断面を１０００倍で観察し下記式により求めた。
異型断面係数＝（異型断面の内接円の直径）／（異型断面の外接円の直径）
（３）熱収縮応力の最大値
熱応力試料の一端を上部つかみに取り付け、初荷重０．０４ｃＮ／ｄｔｅｘをかけて固定する。次にこれを恒温槽に入れて室温から昇温速度４℃／分で２５０℃まで昇温し、生じた力をチャートに記録して読み取った。
熱応力（Ｎ／ｄｔｅｘ）＝（Ｆ−Ｆ’）／Ｄここで、Ｆは試料に生じた力（Ｎ）、Ｆ’は初荷重（Ｎ）、Ｄは試料繊度（ｄｔｅｘ）を表す。
（４）接着力
ＪＩＳ Ｋ６４０４−５に準じて測定した。
ベルトの補強布とマトリックスゴムとの接着力を、比較例１を比較とした指数にて表１に示した。指数の数値が大きい程、接着性に優れている。
【００２３】
［実施例１］
固有粘度０．９５のポリエチレンテレフタレートのチップを、３つの凸部が形成される異型断面紡糸口金（吐出孔数１９２個）を用いて２９５℃で溶融吐出し、８００ｍ／分の引取速度で引き取る。これを、引き続き、０．２５ｃＮ／ｄｔｅｘの張力で、２段延伸し、次いで最終の弛緩ローラで０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘの張力、及び２５５℃で熱セットして、１１００ｄｔｅｘ／２４９フィラメントのマルチフィラメントを得た。得られたマルチフィラメントの単フィラメントの凸部数および異型断面係数、マルチフィラメントの熱収縮応力の最大値を表１に示す。
【００２４】
また、このマルチフィラメントを２本、５０回／１０ｃｍの撚数で撚糸し経糸とした。一方、上記の同じ１１００デシテックス／１９２フィラメントのマルチフィラメントを１２回／１０ｃｍの撚数で撚糸し緯糸とし、これらを製織することでベルト用補強布を得た。
【００２５】
得られた補強布を、ＰＲＬ液にカプロラクタム系イソシアネートを４重量％添加した処理液に浸漬し、１２０〜１６０℃で徐々に昇温して合計５分間乾燥した後、２２０℃で１．５分間熱処理した。また、２枚の未加硫ＳＢＲ系ゴム間にＳＢＲゴム系接着ゴムをコートした補強布を１５ｋｇ／ｃｍ２、１５０℃、３０分間加熱加圧することにより、加硫接着一体化して、ベルトを成形した。結果を表１に示す。
【００２６】
［実施例２〜３、比較例１〜２］
紡糸口金を変更し、凸部数、異型断面係数の異なるマルチフィラメントを製糸し、これを経糸と緯糸に用いた以外は実施例１と同様にした。結果を表１に示す。
【００２７】
［比較例３］
弛緩ローラで０．０７ｃＮ／ｄｔｅｘの張力、及び温度を２４５℃に変更してマルチフィラメントを製糸し、これを経糸と緯糸に用いた以外は、実施例１と同様にした。結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明のベルト用補強繊維は、ゴムや樹脂との接着性に極めて優れており、例えば、マトリックスとなるゴムや樹脂にあわせて接着剤を選択するといった煩雑な処理を行わなくても、十分な接着性を発揮し該補強繊維からは高性能のベルトを製造することができる。このため、各種ベルトに幅広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のベルト用補強繊維の凸部数が３個および４個の横断面の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
ａ：異型断面の内接円の直径
ｂ：異型断面の外接円の直径
【図１】
2008214792.tif 000004