TWI575008B - 橡膠補強用短纖維、含有該短纖維之橡膠組成物及動力傳動帶 - Google Patents

Description

橡膠補強用短纖維、含有該短纖維之橡膠組成物及動力傳動帶

本發明係關於一種動力傳動帶補強用短纖維及其製造方法、以及含有該短纖維之橡膠組成物及動力傳動帶。更詳細而言，本發明係關於如下之動力傳動帶用之補強用短纖維及其製造方法、以及含有該短纖維之橡膠組成物，該動力傳動帶用之補強用短纖維係V形肋狀帶(Vribbed belt)或切邊帶(raw edge belt)等動力傳動帶之橡膠製摩擦傳動部內所添加之補強用短纖維，且於橡膠中之分散性優異，而且使帶之摩擦傳動行為穩定化而使行走壽命得到進一步提高。

近年來，伴隨橡膠工業領域中尤其是汽車用零件之高功能、高性能化，期望亦可耐受嚴酷之使用環境之橡膠製品。橡膠製品藉由選定原料橡膠、組合調配劑等而使其特性穩定，近年來，一般進行於改善補強性、耐磨耗等之目的下調配短纖維之操作。

如圖6所示，動力傳動帶中，V形肋狀帶10於緩衝橡膠層14中埋設芯線12，於該緩衝橡膠層之上部視需要積層覆蓋帆布15，並且於該緩衝橡膠層14之下部具備成為摩擦傳動部之複數個肋部17、18，與其他V形帶相比，正因由V形之肋部之存在造成之與滑輪之接觸面積之增加而具有優異之動力傳遞力。V形肋狀帶代替V形帶被作為汽車之空氣壓縮機或交流發電機等之輔機驅動之動力傳動用而廣泛使用，且最近伴隨發動機室之小型化或發動機之輕量化，滑輪直徑變小，並且謀求在彎曲之狀態下懸架於複數個滑輪之間而驅動之蛇管式驅動化。

又，V形肋狀帶單從其形狀來看，便富有抗彎曲疲勞性(bending fatigue resistance)，可獲得高輸出，故而於小滑輪直徑中使用或用於高速旋轉，因此提高初始設定張力而使用。最近，因環境破壞之問題，將先前以來空氣壓縮機所使用之氟利昂變更為使用氟利昂替代物。因此，與以往之氟利昂相比，為了以相同溫度進行冷卻而必須提高壓縮力，因此使空氣壓縮機運轉時之扭矩變大，而V形肋狀帶必須耐受更高負荷。

對於此種帶，亦提出有如下動力傳動用帶：藉由在肋部保持於帶寬方向之配向性而埋設短纖維群，而提高帶之摩擦傳動部之耐側壓性，進而藉由刻意地使所埋設之短纖維之一部分自帶側面露出，而控制肋部之摩擦性能及黏著性，且以滑動發聲之抑止效果為目標。

然而，於對接受反覆壓縮力之動力傳動用帶使用分散有短纖維之橡膠組成物之情形時，短纖維之分散較差而以塊之形式存在，該部分成為龜裂之核心，從而成為帶故障之原因，進而成為帶行走壽命之短命化之原因。

進而，於為了抑制滑動雜音之產生，而增加帶側面之露出短纖維之數量，將肋橡膠及滑輪V溝間之表觀之動摩擦係數設定得較低之情形時，於帶滑移後，藉由磨耗、脫落、或切斷而使露出短纖維之數量減少，故而亦存在直至該短纖維之影響消失為止需要時間之問題。即，直至橡膠肋及滑輪V溝表面間之表觀之動摩擦係數上升而穩定化為止之時間較長，根據情形，亦存在滑移繼續而帶因滑移面之發熱破斷之問題。

於以下之專利文獻1與2中，揭示有為了改良橡膠中之短纖維之分散，而製作橡膠中分散有短纖維之母料，繼而練入至最終之橡膠組成之方法。然而，製作母料時，需要用以促進分散之軟化劑或塑化劑，而存在不僅勞力與時間增加，而且需要與對應於基本功能之橡膠組成 並無直接關係之添加物之問題。

又，於以下之專利文獻3中，揭示有如下之接著劑處理方法：所使用之短纖維經過接著劑處理(RFL(間苯二酚-福馬林-乳膠)處理等)之後被練入至橡膠組成物中，改變該接著劑之配方，於橡膠中增加親和性較高之乳膠成分。然而，接著劑之配方主要設計接著性，故而於橡膠分散性之改良方面存在極限。

又，於以下之專利文獻4中，揭示有使棉纖維等形成為無撚之纖維束狀，經RFL處理之後進行切斷獲得短纖維之方法。該方法雖可獲得橡膠分散性得以改良之短纖維，但並非為對長纖維進行切斷而得者，因此成為纖維長度或纖維直徑不一致之短纖維。於此情形時，存在由調配短纖維所獲得之橡膠之配向性或耐磨耗性之特性控制之效果降低之問題。

進而，於以下之專利文獻5中，揭示有對複絲紗進行弱撚(slight twist)，製成簾織物進行接著劑處理，並切斷而製成短纖維之方法。然而，接著劑之附著均勻性尚不完全，無法完全消除附著有接著劑之短纖維塊被未附著接著劑之短纖維包圍而成之塊之產生(結塊)。存在因該結塊，妨礙橡膠調配時之混練，而造成短纖維之調配不均之問題。又，於結塊被練入至橡膠中之情形時，存在成為橡膠部之短纖維塊，而成為應力集中部之問題。進而，亦存在未附著接著劑之短纖維以與橡膠之接著不完全之短纖維之形式露出至帶表面之問題。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平8-239484號公報

[專利文獻2]國際公開公報WO2005/092971號

[專利文獻3]日本專利特開平11-1577號公報

[專利文獻4]日本專利特開2000-199181號公報

[專利文獻5]日本專利特開平8-53552號公報

鑒於上述之先前技術之問題，本發明所欲解決之課題在於提供一種使摩擦傳動行為穩定化而使行走壽命得到進一步提高之傳動帶用之含有短纖維之橡膠組成物用之橡膠補強用短纖維。

本發明者等人為了解決上述課題而努力研究，並反覆進行實驗，結果發現，藉由將均勻地附著有接著劑之短纖維調配於橡膠組成物中，可獲得使摩擦傳動行為穩定化而使行走壽命進一步提高之動力傳動帶，從而完成本發明。

即，本發明如下所述。

[1]一種短纖維，其特徵在於：其係作為經接著劑處理之合成長纖維複絲紗之切斷物之分散於橡膠組成物中而使用之短纖維，且單紗之接著劑未處理支數之比率為0~5%。

[2]如上述[1]之短纖維，其中相對於上述短纖維，接著劑附著1.0~5.0質量%。

[3]如上述[1]或[2]之短纖維，其中單紗纖度為1~8dtex。

[4]如上述[1]~[3]中任一項之短纖維，其中短纖維長度為0.5~8mm。

[5]如上述[4]之短纖維，其中短纖維長度為0.5~5mm。

[6]如上述[1]~[5]中任一項之短纖維，其中上述合成長纖維複絲紗之切斷面之形狀之扁平率為2.0~4.0。

[7]如上述[1]~[6]中任一項之短纖維，其中上述合成長纖維複絲紗之切斷面之纖度為400dtex至8,000dtex。

[8]如上述[1]~[7]中任一項之短纖維，其中合成長纖維複絲紗之 雙折射率為0.050以上。

[9]一種如上述[1]~[8]中任一項之短纖維之製造方法，其包含以下之步驟：將對合成長纖維複絲紗進行簾織而得之簾織物浸漬於接著劑處理液中之後，利用夾持輥(nip roller)以1.2~5.0MPa之夾持壓(nip pressure)進行加壓之步驟；以及將所得之簾織物之束切斷為特定長度之步驟。

[10]如上述[9]之方法，其中上述簾織物之合成長纖維複絲紗之撚數為9次/10cm以下。

[11]如上述[9]或[10]之方法，其中上述簾織物之經紗覆蓋率(√(經紗總纖度(dtex))×經紗密度(支/cm))為150~2000。

[12]如上述[11]之方法，其中上述簾織物之經紗覆蓋率(√(經紗總纖度(dtex))×經紗密度(支/cm))為500~2000。

[13]如上述[9]~[12]中任一項之方法，其中上述簾織物之織物組織為n/1(n=1~3之整數)。

[14]如上述[9]~[13]中任一項之方法，其中上述簾織物之緯紗密度為0.5~5支/5cm。

[15]一種橡膠組成物，其含有如上述[1]~[8]中任一項之短纖維、或藉由如上述[9]~[14]中任一項之方法製造而成之短纖維。

[16]一種傳動帶，其包含如上述[15]之橡膠組成物。

本發明之橡膠補強用短纖維均勻地附著有接著劑，調配至橡膠中後均勻分散，且於構成傳動帶之情形時，可使摩擦傳動行為穩定化，而使行走壽命提高。

1‧‧‧簾織(物)

2‧‧‧經紗

3‧‧‧緯紗

4‧‧‧接著劑(RFL浸漬)液

5‧‧‧夾持輥

6‧‧‧切斷線

10‧‧‧V形肋狀帶

12‧‧‧芯線

14‧‧‧抗張體層(接著橡膠層)

15‧‧‧附有橡膠之帆布

16‧‧‧擴展層

17‧‧‧摩擦傳動部(壓縮橡膠層)

18‧‧‧肋部

19‧‧‧短纖維

圖1係具有本發明之短纖維的複絲之切斷面之照片。

圖2係具有先前技術之短纖維的複絲之切斷面之照片。於切斷面之中央部以白紗之形式觀察到接著劑未浸透之部分。

圖3係本發明之短纖維之製造方法中的接著劑處理步驟之概略圖。

圖4係簾織之概略圖。

圖5係切斷為短纖維之前的簾織物之束之概略圖。

圖6係使用了本發明之短纖維之V形肋狀帶之剖面立體圖。

以下，對本發明之實施態樣詳細地進行說明。

本實施形態之橡膠補強用短纖維係練入於橡膠組成中而調配，補強控制橡膠之特性者，且係對合成長纖維之複絲進行接著劑處理並進行切斷而得之短纖維。

本實施形態之合成長纖維之材質並無特別限制。較佳為聚醯胺系合成纖維或聚酯系合成纖維，更佳為聚醯胺系合成纖維。作為聚醯胺系合成纖維，可列舉脂肪族聚醯胺纖維與對位系芳族聚醯胺纖維(聚對苯二甲醯對苯二胺)等。作為脂肪族聚醯胺，較佳為聚醯胺66、聚醯胺6、聚醯胺6‧10、聚醯胺6‧4、聚醯胺11，進而較佳為屬於脂肪族聚醯胺之範疇之脂環式聚醯胺。尤其是就經由接著劑之與橡膠之接著性而言，較佳為包含脂環式聚醯胺之脂肪族聚醯胺纖維。醯胺鍵藉由氫鍵與接著劑良好地相互作用，脂肪族之柔軟之分子骨架於非晶區域相互作用，故而可期待較強之接著力。

本實施形態之合成長纖維複絲係利用連續紡紗步驟製造而成之長纖維，包含單紗(長絲)之束。藉由將長纖維以定長進行切斷，而可使短纖維之纖維長度為固定。藉由使短纖維之纖維長度或纖維直徑為固定，而於配向調配於橡膠中時良好地用於橡膠特性之各向異性形成。

本實施形態之合成長纖維複絲較佳為雙折射率(△n)為0.050以 上。若雙折射率為0.050以上，則藉由構成長絲之高分子鏈之高配向性，於調配於橡膠而成型之滑動面中與橡膠一起被磨耗時，耐磨耗性良好，自橡膠露出之短纖維剖面難以變形，帶之滑移特性之變動得以抑制。於雙折射率較低而構成長絲之高分子鏈之配向較低之情形時，纖維剖面於滑動時變形，擴大與滑動部接觸之面積，故而滑移率增大。尤其是於高負荷驅動之使用環境下，變化大幅顯現。於使用傳動帶之系統中，亦存在傳動性自動地利用張力控制等進行修正之情況，但即便如此，能量損失亦增大，甚至負荷提高而縮短帶壽命。更佳為雙折射率為0.055以上。另一方面，雙折射率較佳為0.180以下。於配向度過高之纖維之聚合物中，接著劑不會進行分子浸透，而有損害化學接著力之虞，可避免此情況。更佳為雙折射率為0.080以下。

本實施形態之接著劑處理係含浸用以將上述合成纖維與橡膠接著之樹脂之處理，例如可列舉RFL(間苯二酚-福馬林-乳膠)處理。於接著劑處理步驟中，施加熱，而使纖維與接著劑之間之接著力增大，並且亦使纖維自身熱穩定化。

本實施形態之橡膠補強用短纖維較佳為對合成長纖維之複絲進行接著劑處理之後，將其切斷而製成短纖維者。

本實施形態之短纖維之特徵在於：單紗之接著劑未處理支數之比率為0~5%。於先前技術中，即便對複絲進行接著劑處理，亦殘存接著劑未浸透至長絲群之內部之部分，而於經切斷而得之短纖維中，附著有接著劑之單紗、與未附著接著劑之單紗混合存在。於本實施形態中，所得之所有短纖維中，未附著接著劑之接著劑未處理單紗之支數之比率(白紗率)為5%以下，較佳為3%以下，更佳為2.5%以下。

接著劑未處理單紗之支數之比率(白紗率)可於將複絲切斷而得之剖面中確認。切斷後之短纖維藉由接著劑維持複絲之切斷面而凝結者較多，故而可容易地觀察出接著劑之含浸之程度，而得知接著劑未處 理單紗之支數之比率(白紗率)。於複絲切斷面之外周部以著色部、即黑紗之形式觀察到接著劑浸透之部分，於切斷面之中央部以白紗之形式觀察到接著劑未浸透之部分，大致分離成2種。若完全含浸，則於切斷面中僅觀察到作為著色部之黑紗，接著劑未處理單紗之支數之比率(白紗率)為0%。

於顯微鏡照片中，利用粒子解析之手法將複絲切斷面之單紗剖面分離成各個單紗剖面，計算出各個單紗剖面之明度，而獲得明度之分佈。可將切斷面之單紗數中明度較大且分類為白紗之單紗數之比率作為接著劑未處理單紗之支數之比率(白紗率)獲得。再者，於白紗分類中，具有自最大至最小之明度中之自最大至25%之明度之單紗剖面為白紗。

於輸送過程等中，上述複絲之切斷塊最初維持其塊之形態而凝結，但漸漸裂開而散開成單紗。進而，產生附著有接著劑之短纖維塊被未附著接著劑之短纖維包圍而成之塊(結塊)。關於該結塊之產生，結塊自橡膠之混練調配場所被彈開而妨礙短纖維之輸送混合，不僅成為橡膠中之短纖維調配比發生變動之原因，而且由於最終被混合，故而成為調配後之橡膠表面上之由短纖維塊造成之龜裂之原因。進而，結塊混合於橡膠中造成於對橡膠研磨而使短纖維露出之表面中，負荷時之摩擦係數不穩定，且因非接著性之短纖維之脫落而經時變動變大。然而，藉由使白紗率較低，可避免該等不良影響。若複絲中之接著劑未處理單紗之支數之比率(白紗率)為5%以下，則結塊之產生得以抑制。

本實施形態之短纖維上之接著劑附著量較佳為1~5質量%，更佳為1.5~4.5質量%，進而較佳為2~4質量%。若接著劑附著量為1質量%以上，則有助於使短纖維對橡膠之接著均勻且良好，若接著劑附著量為5質量%以下，則有助於使短纖維不成為因接著劑凝結而成之塊，而 於橡膠中散開成單紗而分散。

於以2階段以上賦予接著劑時，必須注意初段之接著劑會妨礙後續之階段中之接著劑之浸透。又，為了彌補上述情況，較佳為避免藉由前段或後段使接著劑過量附著。

本實施形態之短纖維之單紗纖度較佳為1~8dtex，更佳為2~6.5dtex。若單紗纖度為1dtex以上，則因短纖維之韌性之強度，有助於橡膠中之良好之分散，若單紗纖度為8dtex以下，則不易妨礙橡膠之柔軟性。

短纖維之單紗本身較佳為其剖面形狀為圓剖面。若單紗之剖面形狀為圓剖面，則抑制與帶之滑動面直角地配向之單紗於其剖面中因自身之變形導致之摩擦係數變動。關於單紗之剖面形狀，以外形之由外接長方形之長徑(最長間隔)相對於短徑(最短間隔)之比構成的扁平度計，較佳為1.00至1.05。

本實施形態之短纖維之纖維長度較佳為0.5~8mm，更佳為0.5~5mm，進而較佳為1~5mm，進一步較佳為1~4mm。若短纖維之纖維長度為8mm以下，則不會造成纖維彼此糾結，或難以實現橡膠中之良好之配向性，而損害動力傳動帶之可撓性。另一方面，若為0.5mm以上，則動力傳動帶之橡膠製摩擦傳動部之補強效果為有效，與滑輪之V形溝嵌合時，不用擔心纖維自身自帶側面脫落。

本實施形態之複絲之切斷面較佳為外形之由外接長方形之長徑(最長間隔)相對於短徑(最短間隔)之比構成的扁平率為2.0~4.0，更佳為2.5~4.0。若扁平率為2.0以上，則複絲被平坦地壓扁，接著劑浸透至中心部。若扁平率為4.0以下，則不會於橡膠調配前之操作時過度散開成單紗而蓬鬆，反而損害橡膠調配性。

本實施形態之複絲之切斷面係所使用之複絲纖維之剖面，為單紗之束，該複絲之切斷面之纖度較佳為400dtex至8,000dtex。若纖度為 400dtex以上，則藉由附著有接著劑之複絲之剛性，防止向短纖維之錯誤切斷。若纖度為8,000dtex以下，則即便不過量地使用接著劑亦容易以精確量浸透至中心。更佳為6,000dtex以下。

本實施形態之短纖維可藉由於將複絲紗簾織之後進行接著劑處理並切斷為短纖維而製造。

圖4係本發明中之簾織之概略圖。又，圖5係表示將使經接著劑處理之後之簾織物成束而得者切斷為短纖維之步驟的概略圖。

本實施形態中使用之簾織1較佳為將經紗之複絲以特定間隔排列，且經紗覆蓋率為150~2000。此處，經紗覆蓋率為(√(經紗總纖度(dtex))×經紗密度(支/cm))。

如圖3所示，若經紗覆蓋率為2000以下，則將複絲浸漬於接著劑浸漬液之後，利用夾持輥壓扁時，良好地將其壓扁，而可充分地進行接著劑向複絲之中心部之浸透。更佳為1800以下，進而較佳為1000以下。若經紗覆蓋率為150以上，則無經紗蜿蜒，而穩定地對簾進行操作，更佳為500以上。若覆蓋率較大，則可同時進行接著劑處理及切斷加工，故而於經濟性方面亦有利。

使經紗2之排列穩定化之接紗即緯紗3較佳為緯紗密度為0.5~5支/5cm，更佳為0.5~未達1.0支/5cm。若緯紗密度為5支/5cm以下，則不會因緯紗而妨礙經由緯紗浸透接著劑，若緯紗密度為0.5支/5cm以上，則可防止簾織物之經紗蜿蜒而穩定地進行操作。

又，緯紗3於將簾織物1切斷為短纖維之後，可作為切斷長度較長之異物進行篩分等而除掉。

簾織物1之織物組織為n/1，較佳為緯紗捆束n支經紗者。n較佳為1~3之整數。

又，經紗2較佳為以撚數0~9次/10cm對複絲進行初撚，彙集2~4支以撚數0~9次/10cm進行複撚。若將撚數設為9次/10cm以下，則於 複絲浸漬於接著劑浸漬液中之後被夾持輥夾持時，有助於複絲之單紗群自圓形狀良好地壓扁成扁平形狀，使接著液浸透至中心部，而使接著劑均勻地附著於單紗。更佳為撚數為5次/10cm以下。初撚、複撚均進而較佳為實質上無撚而僅為退繞撚度之未達0.5次/10cm。藉由將自原紗封裝體退繞拉出之複絲直接製成經紗、或數支併紗而製成經紗，亦可製成利用實質上無撚之經紗獲得之簾織物。

簾織物1係藉由作為接著劑之RFL(間苯二酚-福馬林-乳膠)液進行處理。RFL液係將間苯二酚與福馬林之初始縮合體混合於乳膠中而得者，於此情形時，間苯二酚與福馬林之莫耳比為1：0.5~3。又，間苯二酚與福馬林之初始縮合體以相對於乳膠之橡膠量100重量份，其樹脂量成為2~30重量份之方式與乳膠混合，其後將總固形物濃度調整為5~40%濃度。作為此處所使用之乳膠，可為氯丁二烯、苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物、氫化腈、氯磺化聚乙烯、SBR(styrene-butadiene rubber，苯乙烯-丁二烯橡膠)、NBR(nitrile-butadiene rubber，腈-丁二烯橡膠)、HNBR(Hydrogenated nitrile butadiene rubber，氫化腈-丁二烯橡膠)等。

如圖3所示，於本實施形態中，較佳為於RFL液槽4取出後，利用上下之夾持輥5夾著簾織物進行加壓。關於夾持壓，上下均較佳為1.2~5.0MPa。若夾持壓為1.2MPa以上，則將複絲壓扁使切斷面為扁平，單紗錯位移動，藉此可使接著液浸透至複絲剖面之中央。另一方面，若夾持壓為5.0MPa以下，則可使簾織物穩定地行走。夾持輥處理作為於輪胎簾布股線(tire cord)之接著劑加工中，去除剩餘之接著劑賦予之方法而被知曉。尤其是若使接著劑浸透至輪胎簾布股線之中心部，則耐疲勞性等特性會降低，故而以防止接著劑浸透之意圖使用夾持輥處理。於本實施形態中，對將簾織物之經紗壓扁使複絲紗之單紗束變形為扁平，而使接著劑浸透至複絲紗之中心而言有意義。

如圖3所示，簾織物上之接著劑附著量可利用設置於夾持輥5之前後任一者或兩者之真空口抽吸剩餘液，改變真空壓力而控制。

如圖5所示，將經接著劑處理之簾織物1沿緯紗3之方向(圖中箭頭方向)捲繞或藉由重疊複數片而成束之後，利用切割機將其於緯紗3之方向上沿切斷線6特定間隔地切斷而製作短纖維。

為了製作動力傳動帶之橡膠製摩擦傳動部，而將上述經切斷之短纖維群添加至氯丁二烯橡膠、氫化腈橡膠、天然橡膠、CSM(Chlorosulphonated Polyethylene，氯磺化聚乙烯)、ACSM(Alkylated Chlorosulphonated Polyethylene，烷化氯磺化聚乙烯)、SBR、EPDM(Ethylene-Propylene-Diene Monomer，乙烯-丙烯-二烯單體)等橡膠中。該添加方法通常係藉由輥混練或螺桿擠出而進行，由於短纖維群中不存在異物，故而於橡膠中之分散變得均勻。又，藉由輥擠出等方法，可將短纖維排列於固定方向上。

圖6係使用了短纖維之V形肋狀帶之剖面立體圖。於V形肋狀帶10中，形成有抗張體層14(接著橡膠層)，該抗張體層14係於包含氯丁二烯橡膠、氫化腈橡膠、天然橡膠、CSM、ACSM、SBR等之接著橡膠層11內沿帶長方向埋設有包含以聚酯、尼龍、芳族聚醯胺纖維等為原料之簾布股線之芯線12，且於該抗張體層14之上表面積層利用棉紗或棉與合成纖維之混紡紗織成之至少一層之附有橡膠之帆布15，而形成擴展層16。

另一方面，於抗張體層14之下表面形成摩擦傳動部17(壓縮橡膠層)，具體而言，藉由於帶長方向延伸之複數支V形之肋部18而形成。

於該肋部18內，於帶寬方向上保持配向性而埋設有本實施形態之短纖維19。即，經切斷之短纖維相對於橡膠100重量份，混入5~25重量份，較佳為混入8~15重量份。再者，作為短纖維，較佳為混合芳族聚醯胺纖維(聚對苯二甲醯對苯二胺等)者。芳族聚醯胺纖維之混合比 率較佳為處於15~50質量%之範圍內，較佳為埋設混合短纖維，並排列於帶寬方向上。

於對肋部18進行研磨之方法中，使表面安裝有80~200目數之金剛石之研磨輪旋轉，並使其抵接於旋轉中之硫化套筒，而形成肋形狀。

又，於摩擦傳動部17之橡膠組成物中，除上述以外，相對於橡膠100重量份，包含30~70重量份之碳黑，而提高耐磨耗性，並且阻止黏著。又，於該橡膠組成物中，除此以外，包含硫化促進劑、抗老化劑、硫化劑等。作為將上述各成分混合之方法，並無特別限制，例如可使用班布里混合機、捏合機等，適當藉由公知之手段、方法進行混練。

V形肋狀帶10之製造方法之一例如下所述。首先，於圓筒狀之成形滾筒之周面捲繞1~複數片之覆蓋帆布與緩衝橡膠層之後，於其上將包含線繩(rope)之芯線紡紗成螺旋狀，進而依序捲繞相當於摩擦傳動部之橡膠層獲得積層體之後，將其硫化獲得硫化套筒。繼而，將硫化套筒掛架於驅動輥與從動輥上，於特定之張力下使其行走，進而以將旋轉之研削輪抵接於行走中之硫化套筒之方式移動，於硫化套筒之壓縮橡膠層表面一次性研磨出3~100個之複數個溝狀部。

加入有本發明之短纖維之橡膠片材可應用於V形肋狀帶、雙V形肋狀帶、切邊V形帶等動力傳動帶。

[實施例]

以下，藉由實施例等對本發明具體地進行說明。

(短纖維之製備)

利用包含合成纖維之織造簾布股線製作經紗束，編織簾織。將簾織物浸漬於下述RFL液，在220℃下加熱1分鐘，製成DIP(浸漬)處理織物。將該DIP處理織物切斷製成短纖維。

RFL組成：利用氫氧化鈉使間苯二酚/福馬林/乙烯基吡啶乳膠熟化，製成固形物重量比成為RF/L=1/2之組成液。

(橡膠組成物之製備)

按照下述所示之組成，製備橡膠組成物，利用班布里混合機進行混練後，利用砑光輥於輥溫度30℃下壓延成片材厚度1.0mm。

橡膠組成：(質量份)

EPDM(乙烯/丙烯/亞乙基降莰烯)：(100)

短纖維(各纖維長度)：(30)

硬脂酸：(1)

氧化鋅：(5)

碳黑：(50)

石蠟油(paraffinic oil)：(10)

抗老化劑：(2)

伸苯基雙馬來醯亞胺：(2)

有機過氧化物(雙(過氧化第三丁基異丙基)苯)40/碳酸鈣60)：(8)

硫：(0.3)

(單紗凝聚數(橡膠面塊))

觀察壓延片材，求出短纖維未分散而凝聚之塊之數量。

於壓延片材之90×90mm範圍之表面觀測凝聚塊，將5個以下者設為◎，將10個以下至6個者設為○，將100個以下至11個者設為△，然後將超過100個者設為×。

(短纖維分散性)

將壓延片材中之短纖維之含有率與配向性合併，綜合地作為分散性進行評價。

於壓延寬度方向上將壓延片材切下約2cm寬，並測量寬度尺寸。繼而，於常溫下浸漬於甲苯中50小時。於之前所測量之寬度尺寸部位，測量膨脹寬度尺寸，評價膨脹倍率，將該膨脹偏差(標準偏差/平均值)作為短纖維分散性進行評價。將膨脹偏差為5%以下者設為◎，將10% 以下至超過5%者設為○，將30%以下至超過10%者設為△，然後將超過30%者設為×。

(彎曲試驗(裂痕壽命))

使用硫化橡膠片材樣品，基於JIS K6260，實施De Mattie試驗。於樣品未生切口之情況下，在130℃之環境下，以彎曲角度180°反覆進行100萬次彎曲，在下述基準下對彎曲龜裂產生耐久性進行評價：

◎：完全不產生龜裂，彎曲龜裂產生耐久性優異； ○：幾乎不產生龜裂，彎曲龜裂產生耐久性優異； △：看到產生明確之龜裂； X：產生明確之龜裂且增大，彎曲龜裂產生耐久性並不充分。

(V形肋狀帶製造方法)

於帶之製造中，在平坦之圓筒模具上捲繞2層附有橡膠之棉帆布之後，捲繞構成接著層之接著橡膠片材並排列芯線。然後，於配置構成壓縮部之壓延橡膠片材之後，在該接著橡膠片材上套上硫化用套管。將該成形模具裝入硫化罐內，硫化之後，自該成形模具取出筒狀之硫化套筒，藉由研磨器使該硫化套筒之壓縮部成形為肋，自成形體切斷成各個帶，獲得V形肋狀帶。

(帶摩擦變化)

於V形肋狀帶之摩擦係數之測定中，將V形肋狀帶以V形肋狀帶之捲繞角度成為90°之方式掛在引導輥(直徑60mm)上，固定V形肋狀帶之一端，以1.75kgf/3肋之配重使另一端下垂，檢測使引導輥以43rpm旋轉時之荷重元之值，藉此檢測拉伸側之張力T1與鬆弛側之張力T2，並根據張力比(T1/T2)測量摩擦係數μ=(1/2π)ln(T1/T2)。對2小時之旋轉中之初始與經時後之摩擦係數之變化進行評價，將變化率為15%以下者設為◎，將40%以下至超過15%者設為○，將100%以下至超過40%者設為△，將超過100%者設為×。

(滑移率變化)

使用3PK1100尺寸之帶作為V形肋狀帶進行評價。於室溫下將各V形肋狀帶捲繞於驅動滑輪(直徑120mm)、從動滑輪(直徑120mm)，以帶張力成為150N/3肋之方式對驅動滑輪施加荷重。然後，設定為以驅動滑輪之轉數2000rpm使其行走，並使從動滑輪之負荷自0增加而使帶滑移2%。驅動1小時後，將滑移率再次調整為滑移2%之設定。繼續驅動，合計20小時後測量滑移率之平均值，於下述基準下進行評價：

◎：滑移率為2.2以下； ○：滑移率為3以下至超過2.2； △：滑移率為4以下至超過3。

(纖維之雙折射率)

將合成長纖維複絲紗浸於折射率大致同等之液中，觀測單紗，利用偏光顯微鏡根據由貝瑞克消色器(berek compensator)造成之干涉條紋獲得雙折射率，並根據單紗之雙折射率之平均值獲得複絲紗之雙折射率。

(接著劑未處理單紗率：白紗率%)

藉由使用落射照明之光學顯微鏡觀察複絲切斷面，將單紗纖維之外周存在RFL樹脂而著色之單紗、與不存在RFL樹脂而看不到著色之白紗單紗區分開來，將白紗單紗數相對於單紗整體數之比率(%)設為白紗率(%)。

(短纖維之複絲剖面之扁平率評價)

藉由使用落射照明之光學顯微鏡觀察複絲切斷面，查找處理簾布股線藉由RFL而凝結，且單紗數全數一致之處理簾布股線切斷片，觀察處理簾布股線之切斷面外形。將外接長方形之長徑(最長間隔)相對於短徑(最短間隔)之比設為扁平率。

(DPU重量%)

以RFL處理短纖維為試樣，用甲酸將聚己二醯己二胺溶解，將作為殘渣獲得之RFL樹脂重量之比率設為DPU(重量%)。DPU(重量%)=溶解後RFL樹脂重量/溶解前之RFL處理短纖維試樣之重量×100

[實施例1]

聚己二醯己二胺纖維使用纖度為2100dtex、單紗為350支、延伸比為5.90倍且雙折射率為0.0590者。單紗之剖面形狀為圓剖面。將2支該纖維於無撚下併紗而製成織造簾布股線，用織造簾布股線製作經紗束，編織簾織。於155cm之織幅內將經紗束用織造簾布股線設為1500支。緯紗係將棉紗之20支數以5支/5cm編入。簾織組織為1/1。將所得之簾織物浸漬於上述之RFL液中，利用夾持輥以2.7MPa之壓力按壓，進而，於真空下控制所附著之RFL液量(抽吸剩餘液)，在220℃下加熱1分鐘。RFL附著量為3.0%。將該處理織物之束以長度1mm之間隔進行切斷而製成短纖維。使用上述之橡膠調配將短纖維補強橡膠組成片材成型。

對短纖維之複絲紗切斷面進行觀察後，未觀察到白紗，而判斷RFL浸透至纖維束之芯。又，短纖維之切斷面之外形之扁平率為2.9，為壓扁之形狀。於成型橡膠表面未觀察到短纖維塊。關於成形品中之切斷纖維分散性之評價，無不均，為良好。成型帶之由磨耗導致之經時變化較少而較為穩定。成型帶表面較少因經時產生裂痕。於以下之表1中，彙總表示諸條件及評價結果。

[實施例2]

除將簾織物浸漬於RFL液之後利用夾持輥以2.3MPa之壓力進行加壓以外，與實施例1同樣地實施。

[實施例3]

除將簾織物浸漬於RFL液之後利用夾持輥以2.0MPa之壓力進行加壓以外，與實施例1同樣地實施。

[實施例4]

除將簾織物浸漬於RFL液之後利用夾持輥以1.6MPa之壓力進行加壓以外，與實施例1同樣地實施。

[實施例5]

除使用纖度為2100dtex/700支之聚己二醯己二胺纖維以外，與實施例1同樣地實施。

[實施例6]

除將處理織物切斷為長度3mm而製成短纖維以外，與實施例1同樣地實施。

[實施例7]

除將2支聚己二醯己二胺纖維以3.5次/10cm進行撚合而製成織造簾布股線以外，與實施例1同樣地實施。

[實施例8]

除將2支聚己二醯己二胺纖維以6次/10cm進行撚合而製成織造簾布股線以外，與實施例1同樣地實施。

[實施例9]

除於155cm之織幅內將經紗束用織造簾布股線設為2000支以外，與實施例1同樣地實施。

[實施例10]

除將處理織物之束以長度6mm之間隔進行切斷而製成短纖維以外，與實施例1同樣地實施。

分散性稍微降低，看到單紗彼此糾結之影響。

[實施例11]

除將4支纖度為2100dtex/350支之聚己二醯己二胺纖維於無撚下併紗而製成織造簾布股線以外，以與實施例1相同之方式實施。

接著劑難以浸透，觀察到白紗，分散性稍微降低。

[實施例12]

除將簾織物浸漬於上述之RFL液中而賦予3%之固形物成分之後，進而同樣地浸漬於RFL液中以外，以與實施例1相同之方式實施。RFL固形物成分之附著量為7.5重量%。

裂痕壽命稍差，於裂痕部中，存在被認為是接著劑之塊者。

[實施例13]

除作為聚己二醯己二胺纖維，使用延伸比為5.45倍且雙折射率為0.0573者以外，與實施例1同樣地實施。

滑移率變化稍大。

[實施例14]

除作為聚己二醯己二胺纖維，使用延伸比為6.20倍且雙折射率為0.0615者以外，與實施例1同樣地實施。

橡膠分散性良好，高負荷驅動後之滑移率變化亦得到充分抑制。

[比較例1]

除將2支聚己二醯己二胺纖維以36次/10cm進行撚合而製成織造簾布股線以外，與實施例1同樣地實施。

[比較例2]

除將簾織物浸漬於RFL液之後利用夾持輥以1.0MPa之壓力進行加壓以外，與實施例1同樣地實施。

[比較例3]

除將簾織物浸漬於RFL液之後利用夾持輥以0.7MPa之壓力進行加壓以外，與實施例1同樣地實施。

[比較例4]

除將2支聚己二醯己二胺纖維以10次/10cm進行撚合而製成織造簾布股線，且不使用夾持輥以外，與實施例1同樣地實施。

[比較例5]

除不使用RFL液浸漬後之夾持輥以外，與實施例1同樣地實施。

[產業上之可利用性]

本發明之短纖維較佳為作為橡膠補強用短纖維，可較佳地用於橡膠中含有該短纖維之傳動帶，提供一種耐久性優異、特性穩定之傳動帶。

Claims (16)

1. 一種短纖維，其特徵在於：其係作為經接著劑處理之合成長纖維複絲紗之切斷物之分散於橡膠組成物中而使用之短纖維，且單紗之接著劑未處理支數之比率為0~5%。
2. 如請求項1之短纖維，其中相對於上述短纖維，接著劑附著1.0~5.0質量%。
3. 如請求項1或2之短纖維，其中單紗纖度為1~8dtex。
4. 如請求項1或2之短纖維，其中短纖維長度為0.5~8mm。
5. 如請求項4之短纖維，其中短纖維長度為0.5~5mm。
6. 如請求項1或2之短纖維，其中上述合成長纖維複絲紗之切斷面之形狀之扁平率為2.0~4.0。
7. 如請求項1或2之短纖維，其中上述合成長纖維複絲紗之切斷面之纖度為400dtex至8,000dtex。
8. 如請求項1或2之短纖維，其中合成長纖維複絲紗之雙折射率為0.050以上。
9. 一種如請求項1至8中任一項之短纖維之製造方法，其包含以下之步驟：將對合成長纖維複絲紗進行簾織而得之簾織物浸漬於接著劑處理液中之後，利用夾持輥以1.2~5.0MPa之夾持壓進行加壓之步驟；以及將所得之簾織物之束切斷為特定長度之步驟。
10. 如請求項9之方法，其中上述簾織物之合成長纖維複絲紗之撚數為9次/10cm以下。
11. 如請求項9或10之方法，其中上述簾織物之經紗覆蓋率(√(經紗總纖度(dtex))×經紗密度(支/cm))為150~2000。
12. 如請求項11之方法，其中上述簾織物之經紗覆蓋率(√(經紗總纖度(dtex))×經紗密度(支/cm))為500~2000。
13. 如請求項9或10之方法，其中上述簾織物之織物組織為n/1(n=1~3之整數)。
14. 如請求項9或10之方法，其中上述簾織物之緯紗密度為0.5~5支/5cm。
15. 一種橡膠組成物，其含有如請求項1至8中任一項之短纖維、或藉由如請求項9至14中任一項之方法製造而成之短纖維。
16. 一種傳動帶，其包含如請求項15之橡膠組成物。