JP3231644B2 - ポリエステル繊維の接着処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動力伝達ベルト補
強用コードとして好適に使用することのできるポリエス
テル繊維の接着処理方法に関するものである。さらに詳
しくは、本発明は、ラップドＶベルトの芯線コードに適
し、マトリックスゴムとの接着性が良好で且つ耐久性に
も優れたポリエステル繊維の接着処理方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維は優れた強力、弾性
率、寸法安定性、耐熱性などの特性を有するために、苛
酷な条件下で使用されるタイヤ、ベルト、ホースなどの
ゴム複合体の優れた補強用繊維として有用であり、用途
の拡大が期待されている。

【０００３】一般に、ベルトなどの複合体用補強繊維
は、撚糸を施され、接着処理された、いわゆる撚糸コー
ド状で使用される。このコードにとって重要な特性は、
マトリックスゴムとの接着性能、コード強力、荷重伸度
と乾熱収縮率のバランス、熱収縮応力などである。

【０００４】即ち、接着性能及びコード強力は、得られ
るベルトの耐負荷性能や耐久性に大きく関与し、また荷
重伸度と乾熱収縮率のバランスは、ベルト成形時の寸法
安定性（ベルトの長さ）に影響する。さらに熱収縮応力
は、ベルト走行時の寸法変化に影響し、ベルトの伝動効
率と深い関係を有する。

【０００５】このため、これらの特性にバランスが取れ
た接着剤及び接着処理条件の開発が従来から望まれてい
る。

【０００６】ポリエステル繊維コードとゴムマトリック
スとの接着剤としては、これまで多種のレゾルシン、ホ
ルマリン及びゴムラテックス（以下ＲＦＬと称する）接
着剤が提案されている（例えば、特開昭５７ー１８７２
３８号公報、特開昭６０−１１０９８０号公報及び特公
平８ー２９７１号公報など）。

【０００７】しかし、これらの接着剤では、多数のプー
リーで屈曲運動を受ける伝動ベルトの補強繊維コードと
しての接着性能は不十分であり、充分な耐久性能が得ら
れていないのが現実である。

【０００８】このような問題を解決するため、遊離のイ
ソシアネート基を有する化合物を含む溶剤系処理剤を用
い、コード内部へ接着剤を含浸させることも検討されて
いるが、かかる溶剤系処理は、廃液処理のコストや作業
環境などの点で、水系処理に比べて劣っている。

【０００９】さらに、Ｖ字型ベルトを成形するに際して
は、繊維コードで補強した筒状のゴムシート積層体を裏
返す工程があるが、この工程において、繊維コードの粘
着性が不足していると、該積層体が形態を保持できず、
破壊する恐れがある。

【００１０】この欠点を回避するため、繊維コードへの
接着剤の付着量を多くし、粘着性を高めると、繊維コー
ドの糸道に取り付けられた各種ガイド類へ余分の接着剤
が付着し、その結果繊維コードへの付着斑が生じて、接
着性能ひいてはベルトの耐久性を低下させてしまう場合
がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の事情
を背景としてなされたものであり、その目的は、上記従
来技術における課題を改善したポリエステル繊維コード
の製造方法を提供することにあり、特にマトリックスゴ
ムとの接着性に優れ、且つ耐久性も良好な伝動ベルトを
得るに好適なポリエステル繊維コードを提供するもので
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、ポ
リエステル繊維に、エポキシ基を２個以上含むポリエポ
キシド化合物、ブロックドポリイソシアネート化合物、
及びビニルピリジン・スチレン・ブタジエンゴムラテッ
クスを含む第１処理液を付与し、温度１８０〜２４０℃
で６０〜１８０秒間熱処理した後、撚糸コード状態で、
レゾルシン、ホルマリン及びゴムラテックス（ＲＦＬ）
を含む第２処理液を付与し、温度１８０〜２４０℃で６
０〜１８０秒間熱処理した後、更に、ＲＦＬを含む第３
処理液を付与し、温度１４０〜１７０℃で１２０〜２４
０秒間熱処理を行うことを特徴とするポリエステル繊維
の接着処理方法により達成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明で用いられるポリエステル
繊維は、繰り返し単位が実質的にエチレンテレフタレー
トであるポリエステルからなる繊維が好適であるが、少
量の第３成分を共重合したポリエチレンテレフタレート
などの他のポリエステルからなる繊維も使用しうる。

【００１４】本発明においては、このポリエステル繊維
からなる糸条を所望の本数引き揃え、これに少なくとも
下撚をかけて撚糸コード状とする。さらに好ましくは、
下撚のかかった糸条を所望の本数合わせ、下撚とは逆方
向の上撚を与える。この際、下撚の撚数は、次に行う上
撚よりも少ない撚をかけるのが一般的である。

【００１５】次いで 得られた生コードには、後述する
第１接着処理、第２接着処理及び第３接着処理が施され
る。

【００１６】あるいは、無撚の状態のポリエステル繊維
糸条に第１接着処理を施しておき、得られた処理糸を撚
糸してコード状となし、次いで第２接着処理及び第３接
着処理を施してもよい。

【００１７】本発明の第１接着処理で用いられる第１処
理液には、一分子中に少なくとも２個以上のエポキシ基
を有するポリエポキシド化合物が含有されている必要が
ある。特に１００ｇ当たりエポキシ基を０．２ｇ当量以
上含有するポリエポキシド化合物が好ましく、なかでも
多価アルコールのポリグリシジルエーテル化合物が優れ
た性能を示すので好ましい。

【００１８】かかるポリエポキシド化合物は、通常少量
の溶媒に溶解したものを公知の乳化剤、例えばアルキル
ベンゼンスルフォン酸ソーダ、ジオクチルスルフォサク
シネートＮａ塩などを用いて乳化液又は溶液として使用
される。

【００１９】なおこの際エポキシ基の硬化反応触媒、例
えばアミン系硬化剤又はイミダゾール系硬化剤を併用し
てもよい。

【００２０】また第１処理液には、ポリイソシアネート
とオキシム、フェノール、カプロラクタムなどのブロッ
ク化剤との付加化合物であるブロックドポリイソシアネ
ート化合物を含有させる必要がある。

【００２１】上記ポリエポキシド化合物（Ａ）とブロッ
クドポリイソシアネート化合物（Ｂ）との混合重量比
（Ａ／Ｂ）は、０．２５〜１．５の範囲が適当である。

【００２２】さらに第１処理液には、ビニルピリジン・
スチレン・ブタジエンゴムラテックスを含有させる必要
がある。

【００２３】該ラテックスを含有しない場合、あるいは
該ラテックスとは異なるラテックスを含有する場合に
は、得られるポリエステル繊維コードが硬くなりすぎて
耐久性が低下したり、接着性能が不充分となったりする
ので好ましくない。

【００２４】この際、ビニルピリジン・スチレン・ブタ
ジエンゴムラテックスとして、２０℃におけるムーニー
粘度が３０〜４０ｃｐｓのものを使用すると、本発明の
効果が顕著に発現するので好ましい。

【００２５】第１処理液中のポリエポキシド化合物の濃
度は、０．１〜５．０重量％が適当である。またビニル
ピリジン・スチレン・ブタジエンゴムラテックスの濃度
は、１．２〜８．５重量％の範囲で、得られるポリエス
テル繊維コードに要求される硬さに応じて適宜選択すれ
ばよい。さらに総固形分濃度は、２〜２０重量％、好ま
しくは３〜１５重量％とするのが適当である。

【００２６】ポリエステル繊維に第１処理液を付与する
方法は従来公知の方法が任意に採用できるが、通常は浸
漬法が採用される。

【００２７】第１処理液の有効成分の繊維コードへの付
着量は、１〜２重量％の範囲にコントロールするのが望
ましい。

【００２８】第１処理液を付着させたポリエステル繊維
は、温度１８０〜２４０℃、好ましくは２１０〜２３５
℃で、６０〜１８０秒間、好ましくは９０〜１５０秒間
熱処理される。この際、ポリエステル繊維には、得られ
るコードの強力を向上させるために、引張応力（ストレ
ッチ率で２〜４．５％、好ましくは約３．５％のストレ
ッチ）を負荷させながら熱処理するのが好ましい。

【００２９】次に、第１接着処理を施したポリエステル
繊維を、無撚糸の場合には所望の撚りを施した後、ＲＦ
Ｌを含む第２処理液で接着処理を施す。

【００３０】ここで使用されるＲＦＬは、レゾルシンと
ホルムアルデヒドのモル比が１：０．１〜１：６、好ま
しくは、１：０．５〜１：４の範囲が適当である。

【００３１】またレゾルシン・ホルマリン（ＲＦ）とゴ
ムラテックス（Ｌ）との配合比率（ＲＦ／Ｌ）は、固形
分重量比で１：１〜１：１５、好ましくは１：３〜１：
１２の範囲が適当である。

【００３２】ゴムラテックスの配合比率が高すぎると、
第２処理液の粘着性が著しく高くなり、また該接着剤膜
の凝集力も低くなりすぎて接着性に悪影響を与え易い。

【００３３】逆にゴムラテックスの配合比率が低すぎる
と、得られるポリエステル繊維コードが硬くなり易く、
強力や疲労性が低下しやすい。

【００３４】ゴムラテックスの種類は特に限定しなくて
もよいが、第１処理液と同じビニルピリジン・スチレン
・ブタジエンラテックスが好ましい。なお第２処理液に
は、このゴムラテックスの固形分重量に対して１／５重
量程度のブロックドポリイソシアネート化合物を架橋剤
として添加すると、接着性能が向上するのでより好まし
い。

【００３５】かかる第２処理液を付与する方法も第１処
理液と同様に特に限定されないが、通常は浸漬法が採用
される。第２処理液の有効成分の付着量は、１〜２重量
％の範囲にコントロールするのが望ましい。

【００３６】第２処理液を付着させたポリエステル繊維
は、温度１５０〜１８０℃で、９０〜１５０秒間、コー
ドがたるまない状態で乾燥させ、次いで温度１８０〜２
４０℃、好ましくは２１０〜２４０℃で、６０〜１８０
秒間、好ましくは９０〜１５０秒間熱処理を施す。

【００３７】この際、該ポリエステル繊維コードは、熱
収縮率を小さくするためにリラックス率で０．５〜１．
５％、好ましくは１．０％程度のリラックスを付与しな
がら弛緩熱処理するのが好ましい。

【００３８】第２接着処理を施したポリエステル繊維に
は、次いで被着ゴムに適したゴムラテックスを用いたＲ
ＦＬを主体成分として含む第３処理液での第３接着処理
を施す。この際の好ましいゴムラテックスとしては、第
１処理剤および第２処理剤に使用したビニルピリジン・
スチレン・ブタジエンラテックスが例示される。

【００３９】ここで使用するレゾルシン・ホルマリン
（ＲＦ）は、Ｒ／Ｆのモル比率が１／０．６〜１／１、
特に１／０．７〜１／０．９の範囲にあることが好まし
い。

【００４０】すなわち、ＲＦ樹脂は、線状のノボラック
型となることが大切であり、ホルマリンの使用量が多く
なると第３接着剤膜は３次元架橋するため、マトリック
スゴムとの相溶性が低下して充分な接着性能は得難くな
る。

【００４１】また、レゾルシン・ホルマリン（ＲＦ）と
ゴムラテックス（Ｌ）との重量比率（ＲＦ／Ｌ）は１／
２〜１／２０、好ましくは１／４〜１／１８の範囲が適
当である。

【００４２】かかる第３処理液を付与する方法も特に限
定されないが、通常は浸漬法が採用される。

【００４３】第３処理液有効成分の付着量は、１〜４重
量％の範囲にコントロールするのが望ましい。

【００４４】第３処理液を付着させたポリエステル繊維
は、第１処理液及び第２処理液付与後の熱処理温度より
も低温度の１４０〜１７０℃で、１２０〜２４０秒間熱
処理を施し、第３接着剤膜を半硬化状態にすることが肝
要である。

【００４５】かくすることにより、第３処理液からなる
接着剤膜は、第２処理液からなる接着剤膜とマトリック
スゴムとの両者に優れた相溶性を示すこととなり、ベル
ト成形時には未加硫ゴムと好ましい粘着性を有している
一方で、加硫時には該第３接着剤膜が充分硬化し、強固
な接着性能を発現することが可能となる。

【００４６】なお、この第３処理液には、通常の方法で
調整されたカーボンブラックの水分散液を、ＲＦＬに対
し０．５〜１０重量％添加することにより、紫外線によ
る光劣化を防ぐのが好ましい。

【００４７】

【実施例】以下、実例をあげて本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例におけるコード強力、コード剥離接着
力、引抜き接着力、疲労性（強力保持率）およびムーニ
ー粘度は以下の方法により測定したものである。

【００４８】（１）コード強力 インストロン５５６５型引張り試験機（インストロン社
製）を用い、４Ｄ型エアーチャックを使用して、試長
（コード長）２５０ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／分でそ
の破断強力を求めた。１０回測定し、その平均値をコー
ド強力とした。

【００４９】（２）コード剥離接着力 ゴムシート表層近くに７本のコードを埋め、５０Ｋｇ／
ｃｍ²のプレス圧力を加えながら温度１５０℃で２０分
間加硫し、次いで両端の２本のコードを取り除き、さら
に残りの５本のコードのうち中央と両端を除く２本を取
り除いた３本のコードを、同時にゴムシートから２００
ｍｍ／分の速度で剥離するのに要した力を測定し、その
値を３で割って剥離接着力の値とした。

【００５０】（３）引抜き接着力 コードをゴムブロック中に所定長埋めこみ、５０Ｋｇ／
ｃｍ²のプレス圧力を加えながら温度１５０℃で２０分
間加硫し、次いでコードをゴムブロックから２００ｍｍ
／分の速度で引抜き、引抜きに要した力を測定し、１ｃ
ｍあたりの引抜き接着力で表示した。

【００５１】（４）疲労性（強力保持率） ベルト式疲労テスターを用い、厚さ２ｍｍのゴムシート
２枚の間にコードをはさみ、５０Ｋｇ／ｃｍ²のプレス
圧力を加えながら温度１５０℃で２０分間加硫する。

【００５２】得られたシートを５０ｍｍ幅×５００ｍｍ
長のベルト形状に切断し、該サンプルに荷重２５Ｋｇを
かけて直径２０ｍｍのローラーに取り付け、１２０℃の
雰囲気下で、１２０ｒｐｍで５０万回の往復運動を繰り
返した後、コードを取り出して残強力を測定し、疲労後
の強力保持率を求めた。

【００５３】（５）ムーニー粘度 ＪＩＳ Ｋ６３００およびＡＳＴＭ Ｄ１６４６に規定
された方法により測定した。尚、測定雰囲気は、２０℃
であった。

【００５４】［実施例１］まず、接着処理剤を次のよう
に調整した。すなわち、デナコールＥＸ−６１１（ソル
ビトールジグリシジルエーテル；ナガセ化成株式会社
製）３５．１ｇに界面活性剤としてネオコールＳＷ−３
０（ジオクチルスルフォサクシネートナトリウム塩；第
一工業製薬株式会社製；濃度３０％）２９ｇを加え、よ
くかき混ぜて溶解させる。

【００５５】ついで、水６９４．７ｇを高速にかき混ぜ
ながら、上記エポキシ溶液をゆっくり加えて分散させ
る。そこにＳ−３（ブロックドイソシアネート水分散
液；明成化学株式会社製；濃度２５％）２１１．２ｇを
ゆっくり加え分散させる。次に、ＰＬＩＯＣＯＲＤ Ｖ
Ｐ−１０６（ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンゴ
ムラテックス；グッドイヤー株式会社製、濃度４０％、
ムーニー粘度６５）３０ｇを加え、よくかき混ぜてこれ
を第１処理液とする。

【００５６】また、スミカノール ７００Ｓ（レゾルシ
ン・ホルマリン初期縮合物、Ｒ／Ｆ＝１／０．６（モル
比）；住友化学株式会社製、濃度６５％）２０．１ｇと
水４２６．７ｇとを撹袢混合し、次いで水酸化ナトリウ
ム水溶液（濃度１０％）５．１ｇ、アンモニア水溶液
（濃度２８％）１４．５ｇ、ホルマリン水溶液（濃度３
７％）１７．１ｇを加え、さらにゆっくり撹袢混合す
る。

【００５７】次にＰＬＩＯＣＯＲＤ ＶＰ−１０６を４
２２．８ｇを加え、最後にＤＭ−６０１１（ブロックド
ポリイソシアネート化合物；明成化学工業株式会社製、
濃度３３％）９３．７ｇを加え、よくかき混ぜて第２処
理液とする。該処理液は、室温雰囲気中で２４時間熟成
した後使用する。

【００５８】次に、スミカノール ７００Ｓを５．５ｇ
と水７５８．７ｇとを撹袢混合し、ホルマリン水溶液
（濃度３７％）０．８ｇ、ＰＬＩＯＣＯＲＤ ＶＰ−１
０６を２７５ｇ加え、よくかき混ぜて第３処理液とす
る。

【００５９】１０００デニール／２５０フィラメントの
ポリエステルヤーン（固有粘度０．８５；帝人株式会社
製）を３本引き揃え、Ｚ方向に１５Ｔ／１０ｃｍの下撚
をかける。ついでこの下撚糸を３本引き揃え、Ｓ方向に
９Ｔ／１０ｃｍの上撚をかけて、生コードを得た。

【００６０】得られた生コードをコンピュートリーター
（ＣＡリッツラー株式会社製タイヤコード処理機）を用
い、前記第１処理液に浸漬した後、２３５℃で１５０秒
間、ストレッチ率を３．５％として熱処理した。

【００６１】次に、前記第２処理液中に浸漬し、定長下
１７０℃で１５０秒間乾燥させ、引き続いて０．５％の
リラックス率下２３０℃で１２０秒間の熱処理を行い、
さらに前記の第３処理液に浸漬した後、１６０℃で１８
０秒間熱処理を行ってプリプレグ状態のコードを得た。
なお、各処理液の付着量は１〜２重量％となるように調
整した。

【００６２】［実施例２］実施例１において、ビニルピ
リジン・スチレン・ブタジエンゴムラテックスを、ニッ
ポール２５１８ＦＳ（日本ゼオン株式会社製ビニルピリ
ジン・スチレン・ブタジエンゴムラテックス；濃度４０
％、ムーニー粘度３５）に変更する以外は実施例１と同
様に行ってコードを得た。

【００６３】［実施例３〜４］実施例２において、第１
処理液のポリエポキシド化合物とブロックドポリイソシ
アネート化合物との重量比率（Ｅｐ／Ｉｓｏ）、第２処
理液のＲＦ／Ｌ及び第３処理液のＲ／Ｆを表１に記載の
如く変更する以外は実施例２と同様に行ってコードを得
た。

【００６４】

【００６５】［比較例１］ 実施例２において、ビニルピリジン・スチレン・ブタジ
エンゴムラテックスに代えてアクリルゴムラテックス
（日本ゼオン株式会社製；ニッポール８５４Ｅ；濃度４
０％）を使用する以外は実施例２と同様に行ってコード
を得た。得られたコードについて、コード強力、剥離接
着力、引抜き接着力、疲労後コード強力保持率を測定し
た結果を表１に示す。

【００６６】

【表１】

【００６７】

【発明の効果】本発明の方法により得られるポリエステ
ル繊維コードは、強力などのポリエステル繊維が有する
優れた力学的特性を維持すると共に、ゴム複合体のマト
リックスゴムとの接着性に優れ、しかも該繊維コードで
補強されたベルト成形時、内外層を逆転させる工程での
コードの剥離もなく、またコード物性、ゴムとの接着性
能の低下も見られず、得られたゴム複合体は寸法安定性
に優れ、優れた動力伝達性、耐疲労性を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ // Ｄ０６Ｍ 101:32 Ｄ０６Ｍ 101:32

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステル繊維に、エポキシ基を２個
   以上含むポリエポキシド化合物、ブロックドポリイソシ
   アネート化合物、及びビニルピリジン・スチレン・ブタ
   ジエンゴムラテックスを含む第１処理液を付与し、温度
   １８０〜２４０℃で６０〜１８０秒間熱処理した後、撚
   糸コード状態で、レゾルシン、ホルマリン及びゴムラテ
   ックス（ＲＦＬ）を含む第２処理液を付与し、温度１８
   ０〜２４０℃で６０〜１８０秒間熱処理した後、更に、
   ＲＦＬを含む第３処理液を付与し、温度１４０〜１７０
   ℃で１２０〜２４０秒間熱処理を行うことを特徴とする
   ポリエステル繊維の接着処理方法。
2. 【請求項２】 ビニルピリジン・スチレン・ブタジエン
   ゴムラテックスの２０℃におけるムーニー粘度が３０〜
   ４０ｃｐｓである請求項１記載のポリエステル繊維の接
   着処理方法。
3. 【請求項３】 第３処理液のＲＦＬが、レゾルシン／ホ
   ルマリンのモル比率（Ｒ／Ｆ）が１／０．７〜１／０．
   ９であるノボラック型の縮合体（ＲＦ）と、ゴムラテッ
   クス（Ｌ）との重量比率（ＲＦ／Ｌ）が１／４〜１／１
   ８である請求項１記載のポリエステル繊維の接着処理方
   法。