伝動ベルト補強用ポリエステルコード
【課題】ベルト装着性、張力および寸法の安定性、伸縮性に優れるとともに、エネルギーロスを低減でき、伝動ベルト、とりわけスナップオンベルトに好適に用いられる伝動ベルト補強用ポリエステルコードを提供する。
【解決手段】主たる繰返し単位が９０モル％以上のエチレンテレフタレートからなるポリエチレンテレフタレート繊維によって構成されたポリエステルコードであって、該ポリエステルコードが以下（Ａ）〜（Ｅ）を同時に満足することを特徴とする伝動ベルト補強用ポリエステルコードとする。
（Ａ）強度：４．０〜８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｂ）切断伸度：１５〜５０％
（Ｃ）２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度：５．０〜１０．０％
（Ｄ）初期弾性率：５０〜７０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｅ）１５０℃乾熱収縮率：０．１〜３．０％
【解決手段】主たる繰返し単位が９０モル％以上のエチレンテレフタレートからなるポリエチレンテレフタレート繊維によって構成されたポリエステルコードであって、該ポリエステルコードが以下（Ａ）〜（Ｅ）を同時に満足することを特徴とする伝動ベルト補強用ポリエステルコードとする。
（Ａ）強度：４．０〜８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｂ）切断伸度：１５〜５０％
（Ｃ）２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度：５．０〜１０．０％
（Ｄ）初期弾性率：５０〜７０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｅ）１５０℃乾熱収縮率：０．１〜３．０％
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は伝動ベルト補強用ポリエステルコードに関し、さらに詳しくはベルト張力および寸法の安定性、伸縮性に優れるとともに、エネルギーロスを低減でき、伝動ベルト、とりわけスナップオンベルトに好適に用いられる伝動ベルト補強用ポリエステルコードに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境破壊、石油資源枯渇といった課題に対し、自動車、電機機器をはじめ省エネルギー化、エネルギー代替化が非常に注目され、特に燃費向上のための自動車の軽量化に伴う、タイヤ、ベルト、ホースなど自動車ゴム部材の軽量化、コンパクト化のニーズが急速に高まっている。こういったゴム部材はポリエステルをはじめとする有機繊維で補強されているのが一般的であり、その中でも補強繊維としてはもっとも汎用性のあるポリエチレンテレフタレート及びその誘導体に代表されるポリエステル繊維が多く用いられている。自動車の動力伝動に用いられる伝動ベルトにおいても、ベルト長手方向に抗張力を付与すべく、心線と呼ばれる抗張体がベルト本体に埋設されたものが広く用いられており、その心線としてポリアミド繊維やポリエステル繊維が広く適用されている。
【０００３】
このような伝動ベルトは、通常、オルタネータープーリー、エアコンプーリー、パワーステアリングプーリー等の複数のプーリー間に掛け渡されて用いられており、掛け渡す区間よりも長いベルト周長を有する伝動ベルトを軸間に掛け渡した後にオートテンショナーにて張力を付与することが一般的である。
【０００４】
近年、このようなオートテンショナーを用いる伝動ベルトのドライブシステムに代えて、掛け渡す区間よりも僅かに短いベルト周長を有する伸縮性に優れた伝動ベルトを治具によって伸長させてプーリー間に掛け渡すスナップオンなどと呼ばれる方法も採用されてきており、オートテンショナーを省くことによる車両軽量化が図られている。
【０００５】
例えば、特開２００６−１６２０７３号公報（特許文献１）には、１２０℃、２時間における動的弾性率を規定したポリアミド（ナイロン６６）を心線に用いた伸張Ｖリブドベルトが開示されている。ナイロンコードを用いた伝動ベルトは確かに伸縮性が優れ、ドライブシステムへのベルト取付が可能となるものの、モジュラスが低いために走行後の張力低下が大きく、ベルトスリップが発生して早期に使用不可能となるといった実用上の課題がある。
【０００６】
また、特開２００３−１９４１５２号公報（特許文献２）には心線としてポリエステル繊維とポリアミド繊維を混撚したものを用い、装着性、寸法安定性、ベルト張力保持率に優れたＶリブドベルトが開示されている。さらに、特開２００９−１２７６９１号公報（特許文献３）には、ベルト幅１ｃｍあたりの引張弾性率が２００Ｎ／％から３５０Ｎ／％未満である装着性、ミスアライメント異音の発生を抑制したＶリブドベルトが開示されている。しかしながら、いずれの技術においても、ベルトの寸法安定性が不充分であるために実用上の課題があるとともに、ベルト心線のエネルギーロスが大きく、オートテンショナーを省略するという軽量化のみでは省エネルギーの効果が充分に得られなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１６２０７３号公報
【特許文献２】特開２００３−１９４１５２号公報
【特許文献３】特開２００９−１２７６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ベルト装着性、張力および寸法の安定性、伸縮性に優れるとともに、エネルギーロスを低減でき、伝動ベルト、とりわけスナップオンベルトに好適に用いられる伝動ベルト補強用ポリエステルコードを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決すべく本発明者が鋭意検討した結果、以下のような伝動ベルト補強用ポリエステルコードにより課題を解決するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、主たる繰返し単位が９０モル％以上のエチレンテレフタレートからなるポリエチレンテレフタレート繊維によって構成されたポリエステルコードであって、該ポリエステルコードが以下（Ａ）〜（Ｅ）を同時に満足することを特徴とする伝動ベルト補強用ポリエステルコードである。
（Ａ）強度：４．０〜８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｂ）切断伸度：１５〜５０％
（Ｃ）２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度：５．０〜１０．０％
（Ｄ）初期弾性率：５０〜７０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｅ）１５０℃乾熱収縮率：０．１〜３．０％
【００１１】
また、上記伝動ベルト補強用ポリエステルコードに撚りが施されており、下記式で表される撚係数が５００〜３，０００であり、かつ総繊度が２，０００〜５０，０００ｄｔｅｘである伝動ベルト補強用ポリエステルコードである。
撚係数Ｋ＝Ｔ・Ｄ１／２
［ただし、Ｔは１０ｃｍ当たりの撚数（回）、Ｄは撚糸後のコードの繊度（ｄｔｅｘ）を表す］
さらに、上記のいずれかの伝動ベルト補強用ポリエステルコードにより補強された伝動ベルトである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の伝動ベルト補強用ポリエステルコードは、ベルト張力および寸法の安定性、伸縮性に優れるとともに、エネルギーロスを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の伝動ベルト補強用ポリエステルコードの応力−歪み曲線の一例を示す概略図である。
【図２】コードの応力−ひずみ曲線とヒステリシス・ロスを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の伝動ベルト補強用ポリエステルコード（以下、単にポリエステルコード、または、コードと称することがある）を構成するポリエステルとしては、主たる繰返し単位が９０モル％以上のエチレンテレフタレートからなるポリエチレンテレフタレート繊維であり、物性にポリエステルの繊度、微細構造、添加剤含有の有無、末端カルボキシル基濃度等のポリマー性状は何等限定されるものではない。またポリエステルポリマー中に少量であれば、適当な第３成分を含む共重合体であっても差し支えない。
【００１５】
また、本発明においては、上記ポリエステルコードが、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の物性を同時に満足することが肝要である。
（Ａ）強度：４．０〜８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｂ）切断伸度：１５〜５０％
（Ｃ）２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度：５．０〜１０．０％
（Ｄ）初期弾性率：５０〜７０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｅ）１５０℃乾熱収縮率：０．１〜３．０％
【００１６】
すなわち、従来、伝動ベルト補強用コードに用いられているポリアミドは伸縮性に優れるが、ベルト心線としての抗張力特性、寸法安定性を得るには弾性率が低く、熱収縮が大きく、ヒステリシス・ロスが大きいため、省エネ効果が得られ難くいといった欠点があり、また、ポリエステル／ポリアミド混撚糸であっても低応力−歪み領域におけるヒステリシス・ロスは弾性率の低いポリアミドの特性が支配的であるため前記課題を解決するには至らなかった。一方でポリエチレンテレフタレートをはじめとするポリエステル心線はベルト張力および寸法の安定性、低エネルギーロスには優れた特性を発揮するが弾性率が高い、伸縮性が低いことによってベルト装着性の課題が解決できずスナップオンベルトへの適用は実用上困難であった。
【００１７】
これに対して、本発明には、上記（Ａ）〜（Ｅ）の物性を満足するポリエステルコードとすることによって、従来のポリアミド繊維あるいはポリエステル／ポリアミド混撚糸では達成できなかったベルト張力および寸法の安定性、伸縮性、エネルギーロスの低減、ベルト装着性を同時に満たすことを見出したものである。
【００１８】
本発明のポリエステルコードにおいては、強度が４．０〜８．０ｃＮ／ｄｔｅｘであることが必要である。強度が４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満ではベルト心線として耐久性が実用上不充分であり、一方、強度が８．０ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると工業生産性が低くなり品位を損なうだけでなく、本発明において重要である伸縮性、寸法安定性を両立することが困難である。該ポリエステルコードの強度は５．０〜７．０ｃＮ／ｄｔｅｘであることがさらに好ましい。
【００１９】
つぎに、本発明のポリエステルコードにおいては切断伸度が１５〜５０％であることが必要である。切断伸度が１５％未満ではベルト心線として耐久性が不充分であり、一方、５０％を越えるとコードが伸びやすくなり、ベルトに張力負荷をかけた場合に充分な抗張力を発揮できず実用性がない。該ポリエステルコードの切断伸度は２０〜４０％であることがより好ましい。
【００２０】
また、本発明のポリエステルコードにおいては２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度が５．０〜１０．０％であることが必要である。２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度が５．０％未満ではベルト装着時に伸び難く、過度な負荷をかけることが必要となるため、ベルト装着の作業性が非常に悪く、ベルト損傷の可能性がありベルトの耐久性が著しく低下する恐れがある。一方、２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度が１０．０％を越えると、充分な抗張力を発揮できず実用性がない。該ポリエステルコードの２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度は６．０〜９．０％であることがさらに好ましい。
【００２１】
さらに、本発明のポリエステルコードにおいては初期弾性率が５０〜７０ｃＮ／ｄｔｅｘであることが必要である。初期弾性率が５０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満ではベルトとして充分な抗張力を発揮できず実用性がないばかりでなく、コードを構成するポリエステルの非晶分子の配向が緩和しているためにベルト運転に伴う応力・歪み入力に対するエネルギーロスも大きくなる。一方、初期弾性率が７０ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると、スナップオンベルトとしてベルト装着したとき伸び難く、過度な負荷をかけることが必要となるためベルト装着の作業性が悪くなり、ベルトが損傷する可能性がある。該ポリエステルコードの初期弾性率としては５５〜６５ｃＮ／ｄｔｅｘであることがさらに好ましい。
【００２２】
さらに、本発明のポリエステルコードにおいては１５０℃乾熱収縮率が０．１〜３．０％であることが必要である。１５０℃乾熱収縮率が０．１％未満ではベルト運転時の発熱に対して収縮応力が極めて低く充分な抗張力を発揮できないため実用性がない。一方、１５０℃乾熱収縮率が３．０％を超えると、ベルトの寸法安定性が低く長期使用に耐えられないだけでなく、ベルトの寸法変化に伴ってベルト振動が増大するためエネルギーロスも大きくなる。該ポリエステルコードの１５０℃乾熱収縮率は０．２〜２．５％であることがより好ましい。
【００２３】
また、本発明のポリエステルコードは、撚係数Ｋ＝Ｔ・Ｄ１／２［ただし、Ｔは１０ｃｍ当たりの撚数（回）、Ｄは撚糸コードの繊度（ｄｔｅｘ）を表す］が５００〜３，０００の範囲で撚糸された繊維コードであることが好ましい。例えばマルチフィラメントのポリエステル繊維を１本あるいは複数本同時に下撚りを掛けて、次いで下撚りのかかった繊維を所望の本数合わせ、下撚りとは逆方向の上撚りを与えて撚糸コードとする。下撚と上撚の撚数は任意であるが、撚り係数５００〜３，０００の範囲であれば特に問題はない。
【００２４】
本発明のポリエステルコードの総繊度は２，０００〜５０，０００ｄｔｅｘであることが好ましい。総繊度が小さすぎる場合にはベルトを補強するのに強力が不足する傾向にある。逆に総繊度が大きすぎる場合には柔軟性が得られない。
【００２５】
上記のごとき該ポリエステルコードを得るためには、以下の物性を有するポリエステル繊維を用いることが好ましい。
（ａ）強度：５．０〜１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（ｂ）切断伸度：１０〜３０％
（ｃ）極限粘度ＩＶ：０．８５〜１．０５
（ｄ）複屈折率：０．１９０未満
（ｅ）１５０℃乾熱収縮率：１．０〜１５．０％
【００２６】
各物性について説明する。ポリエステル繊維の強度としては、５．０〜１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、さらには５．０〜９．５ｃＮ／ｄｔｅｘであることがより好ましい。強度が低すぎる場合にはもちろん、高すぎる場合にも耐久性が劣る傾向にある。また、ぎりぎりの高強度で生産を行うと製糸工程での断糸が発生し易い傾向にあり工業繊維としての品質安定性に問題がある傾向にある。
【００２７】
また、ポリエステル繊維の切断伸度は１０〜３０％であることが好ましく、さらには１２〜２５％であることが好ましい。切断伸度が低すぎる場合には伸縮性が劣り、高すぎる場合は強度が低くなるために前述の強度を維持できない。
【００２８】
また、ポリエステル繊維の極限粘度ＩＶは０．８５〜１．０５であることが好ましい。ＩＶが低すぎる場合には強度、切断伸度、疲労性が低くなるため耐久性に劣る傾向にある。また、ＩＶが高すぎる場合には溶融紡糸時の安定性が悪く製糸工程での断糸が発生し易い傾向にあり工業繊維としての品質安定性が低下する傾向にある。
【００２９】
ポリエステル繊維の複屈折率は０．１９０未満であることが好ましく、さらには０．１５０〜０．１８０であることが好ましい。複屈折率が０．１９０以上ではポリエステル繊維の分子配向が非常に高く、弾性率が高くなるために本発明の目的である伸縮性、ベルト装着性に優れたポリエステルコードが得られない傾向がある。
【００３０】
また、ポリエステル繊維の１５０℃乾熱収縮率は、１．０〜１５．０％であることが好ましい。該乾熱収縮率が低すぎる場合、ベルト運転時の発熱に対して収縮応力が極めて低く充分な抗張力を発揮できない傾向にある。該乾熱収縮率が高すぎる場合、加工時の寸法変化が大きくなる傾向にあり、繊維を用いた成形品の寸法安定性が劣るものとなりやすい。
【００３１】
上記ポリエステル繊維は、ゴム接着性を向上させるため前処理剤としてエポキシ化合物、イソシアネート化合物、ウレタン化合物やポリイミン化合物等をポリエステル繊維の製糸工程で付与しても差し支えない。
【００３２】
上記ポリエステル繊維及び本発明のポリエステルコードは、例えば以下の方法により製造することができる。
例えば、極限粘度０．９０〜１．２０のポリエチレンテレフタレートポリマーを２８０〜３３０℃の温度範囲で溶融して紡糸口金より吐出し、冷却しながら紡糸し、油剤を付与し、紡糸速度３００〜７００ｍ／分で引き取り、１段目の延伸温度８０〜１００℃、２段目の延伸温度１００〜１３０℃として総延伸倍率４〜７倍で延伸し、熱セット温度２００〜２５５℃で、５〜１５％の弛緩熱処理を行うことで、前記の物性（ａ）〜（ｅ）を有するポリエステル繊維を製造することができる。また、得られたポリエステル繊維に撚糸を施しコードとした後、接着剤処理等において、処理温度を１８０〜２５０℃、好ましくは２００〜２４０℃にて、処理時間を６０〜６００秒間、好ましくは９０〜３００秒間、ストレッチ率を−２〜１０％、好ましくは１〜６％として熱処理を行うことにより本発明のポリエステルコードを製造することができる。
【００３３】
また、他の方法としては、前記ポリエチレンテレフタレートポリマーを２８０〜３３０℃の温度範囲で溶融して紡糸口金より吐出し、冷却しながら紡糸し、油剤を付与し、紡糸速度２０００〜４０００ｍ／分で引き取り、１段目の延伸温度５０〜９０℃、２段目の延伸温度７０〜１３０℃として総延伸倍率１．５〜３倍で延伸し、熱セット温度１８０〜２４０℃で、０〜５％の弛緩熱処理を行うことで、前記の物性（ａ）〜（ｅ）を有するポリエステル繊維を製造することができる。また、得られたポリエステル繊維に撚糸を施しコードとした後、接着剤処理等において、処理温度を１８０〜２５０℃、好ましくは２００〜２４０℃にて、処理時間を６０〜６００秒間、好ましくは９０〜３００秒間、ストレッチ率を−１０〜０％、好ましくは−８〜−１％として熱処理を行うことにより本発明のポリエステルコードを製造することができる。
【００３４】
以上の方法により得られる本発明のポリエステルコードは、ゴムとの接着性、コードの集束性、耐熱性を付与するために、例えば特許第３７３２６７７号公報のようにブロックドイソシアネート誘導体−ＲＦＬ系接着剤などを従来公知の方法により接着処理することができる。
また、本発明のポリエステルコードは、公知の方法により伝動ベルトに成形して用いることができる。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例をあげて本発明を説明するが、実施例は説明のためのものであって、本発明はこれに限定されるものではない。なお、本発明の実施例における評価は下記の測定法で行った。
【００３６】
（１）コードの繊度、強力、強度、切断伸度、２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度、初期弾性率、１５０℃乾熱収縮率
ＪＩＳ Ｌ１０１７に準じて測定を行い、それぞれ求めた。
【００３７】
（２）極限粘度（ＩＶ）
ポリエステルチップ、ポリエステル繊維を１００℃、６０分間でオルトクロロフェノールに溶解した希薄溶液を、３５℃でウベローデ粘度計を用いて測定した値から求めた。ＩＶと表記した。
【００３８】
（３）繊維の繊度、引張強伸度、１５０℃乾熱収縮率
ＪＩＳ Ｌ１０１３に準じて測定を行い、それぞれ求めた。
【００３９】
（４）繊維の複屈折率
偏光顕微鏡を用い、ブロムナフタレンを浸漬液としペレックコンペンセンターを用いたリターデーション法により測定した。（共立出版社発行：高分子実験化学講座 高分子物性１１参照）
【００４０】
（５）ヒステリシス・ロス、寸法変化率
インストロン社製５５６５引張試験機を用いてコード試長２５０ｍｍ、速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、荷重１５０Ｎで２０回繰返し引張−弛緩試験を行い、２０回目に得られた応力−歪み曲線の面積（図２）からヒステリシス・ロス（ｍＪ）を求め、コード繊度を除してコード単位重量あたりのヒステリシス・ロス（ｍＪ／ｄｔｅｘ）を求めた。また、２０回目に得られた応力−歪み曲線の歪み変位差をコードの寸法変化率として求めた。
【００４１】
（６）ベルト装着性
コードを１６本／ｉｎｃｈ、荷重５Ｎで引き揃えて、０．５ｍｍ厚の天然ゴムを主成分とする未加硫ゴムシートで挟みつけ、２ｍｍ厚の同じ組成の未加硫ゴムシートの上に載せた。これらのシートを１５０℃の温度で３０分間、９０Ｋｇ／ｃｍ２のプレス圧力（初期値）で加硫したのち、長さ３００ｍｍ、幅２．５４ｍｍ、厚み３ｍｍのベルトとした。インストロン社製５５６５引張試験機を用いて、チャック間距離２５０ｍｍ（サンプル取付部分含めて総試料長３００ｍｍ）に設定し、ベルトサンプルを取り付けたのちに荷重５００Ｎで引っ張ったのちにチャック位置を固定してベルトサンプルを取外した。次いで、上記の位置にチャックを固定した状態で、手作業にてベルトサンプルを該チャック間に取り付けることができるかどうか評価した。評価は、ベルトの装着が容易で作業性に優れている場合を“○”、やや硬さを感じるものの取り付け作業できる場合を“△”、ベルトを取り付けることが出来なかった場合を“×”として判定した。
【００４２】
（７）接着処理剤の調整
接着処理剤を次のように調整した。すなわち、ポリグリシジルエーテル化合物（デナコールＥＸ６１１、ナガセケムテックス（株）製、濃度１００％）を１．６重量部とり、これを水１５５．５重量部に界面活性剤としてネオコールＳＷ（ジアルキルスルホコハク酸エステルナトリウム塩：第一工業製薬（株）製、濃度３０％）１．５重量部を含む液中に分散させる。ここに、ブロックドポリイソシアネート化合物（グリルボンド：スイス・エムス化学社製、ε−カプロラクタムブロックドジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の水分散液、固形分濃度５０％）１３．０重量部、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンゴムラテックス（ＪＳＲ０６５２：武田薬品工業（株）製、濃度４０％）２８．３重量部を混合し、固形分濃度１０％の第１処理液とする。
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）製、濃度６５％）２０．１重量部と水４２６．７重量部とを撹祥混合し、次いで水酸化ナトリウム水溶液（濃度１０％）５．１重量部、アンモニア水溶液（濃度２８％）１４．５重量部、ホルマリン水溶液（濃度３７％）１７．１重量部を加え、さらにゆっくり攪拌混合する。次にビニルピリジン・スチレン・ブタジエンゴムラテックス（ＪＳＲ０６５２：武田薬品工業（株）製、濃度４０％）４２２．８重量部を加え、最後にε−カプロラクタムでブロックされたジフェニルメタンジイソシアネートの水分散液（商品名Ｇｒｉｌｂｏｎｄ：ＥＭＳ社製、濃度５０％）６１．８重量部を加え、よくかき混ぜて第２処理液とする。調整後、室温雰囲気中で２４時間熟成した後に使用する。
【００４３】
［実施例１］
ＩＶ１．０４のポリエチレンテレフタレートチップをポリマー溶融温度３００℃にて口径直径１．２ｍｍ、３８４孔数の紡糸口金より紡出し、冷却風を紡出糸条に吹き付けて冷却し、さらに脂肪族エステル化合物を主体成分とする油剤を、繊維の油剤付着量が０．５％となるように油剤付与したのち、表面温度５０℃のローラーにて３５００ｍ／ｍｉｎの速度で引き取った。紡糸した吐出糸条を一旦巻き取ることなく引き続いて６０℃、７５℃の加熱延伸ローラーにより総延伸倍率１．５倍の２段延伸ののち、１９０℃で熱セットして巻き取り、繊度１１００ｄｔｅｘのポリエステル繊維を得た。このポリエステル繊維はＩＶ０．９４、強度５．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度２０．０％、１５０℃乾熱収縮率３．５％、複屈折率０．１５８であった。次いで、この繊維を２本引き揃えて、Ｓ方向に２０Ｔ／１０ｃｍの下撚をかけ、さらにこの下撚糸を３本引き揃えてＺ方向に１２Ｔ／１０ｃｍの上撚をかけて撚糸コードとした。得られた撚糸コードをコンピュートリーター（ＣＡリッツラ（株）製 コード処理機）を用い、前記第１処理液に浸漬した後、１３０℃で１２０秒間、２４０℃で６０秒間の定長熱処理を行った。次に第２処理液に浸漬した後、定長下１７０℃で１２０秒間乾燥させ、２４０℃で６０秒間、ストレッチ率−５．０％で熱処理を行い、ポリエステル処理コードを得た。なお、処理液の付着量は第１処理剤は１．０重量％となるように、第２処理剤は２．０重量％となるように処理条件を調整した。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示したが、ヒステリシス・ロス、寸法変化率が低く、ベルト装着性も良好で優れていた。
【００４４】
［実施例２］
ＩＶ１．０４のポリエチレンテレフタレートチップをポリマー溶融温度３００℃にて口径直径１．０ｍｍ、３８４孔数の紡糸口金より紡出し、冷却風を紡出糸条に吹き付けて冷却し、さらに脂肪族エステル化合物を主体成分とする油剤を、繊維の油剤付着量が０．５％となるように油剤付与したのち、表面温度５０℃のローラーにて２６００ｍ／ｍｉｎの速度で引き取った。紡糸した吐出糸条を一旦巻き取ることなく引き続いて６０℃、７５℃の加熱延伸ローラーにより総延伸倍率２．０倍の２段延伸ののち、２００℃で熱セットして巻き取り、繊度１１００ｄｔｅｘのポリエステル繊維を得た。このポリエステル繊維はＩＶ０．９３、強度７．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度１３．５％、１５０℃乾熱収縮率６．５％、複屈折率０．１７８であった。次いで、第２処理液浸漬後の２４０℃熱処理時のストレッチ率を−５．２％とした以外は実施例１と同様にして撚糸コード、次いで処理を行い、処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示す。
【００４５】
［実施例３］
ＩＶ１．０４のポリエチレンテレフタレートチップをポリマー溶融温度３００℃にて口径直径１．０ｍｍ、２４９孔数の紡糸口金より紡出し、冷却風を紡出糸条に吹き付けて冷却し、さらに脂肪族エステル化合物を主体成分とする油剤を、繊維の油剤付着量が０．５％となるように油剤付与したのち、表面温度５０℃のローラーにて２４００ｍ／ｍｉｎの速度で引き取った。紡糸した吐出糸条を一旦巻き取ることなく引き続いて６０℃、７５℃の加熱延伸ローラーにより総延伸倍率２．１倍の２段延伸ののち、１９０℃で熱セットして巻き取り、繊度１１００ｄｔｅｘのポリエステル繊維を得た。このポリエステル繊維はＩＶ０．９３、強度７．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度１４．５％、１５０℃乾熱収縮率８．０％、複屈折率０．１８２であった。次いで、第２処理液浸漬後の２４０℃熱処理時のストレッチ率を−５．９％とした以外は実施例１と同様にして撚糸コード、次いで処理を行い、処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示す。
【００４６】
［実施例４］
ＩＶ０．９８のポリエチレンテレフタレートチップをポリマー溶融温度３００℃にて口径直径０．６ｍｍ、１９２孔数の紡糸口金より紡出し、冷却風を紡出糸条に吹き付けて冷却し、さらに脂肪族エステル化合物を主体成分とする油剤を、繊維の油剤付着量が０．５％となるように油剤付与したのち、表面温度５０℃のローラーにて６００ｍ／ｍｉｎの速度で引き取った。紡糸した吐出糸条を一旦巻き取ることなく引き続いて９０℃、１１０℃の加熱延伸ローラーにより総延伸倍率５．６倍の２段延伸ののち、２４０℃で熱セットし、次いで８％の弛緩処理を行って巻き取り、繊度１１００ｄｔｅｘのポリエステル繊維を得た。このポリエステル繊維はＩＶ０．８８、強度７．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度２１．０％、１５０℃乾熱収縮率２．５％、複屈折率０．１７４であった。次いで、第２処理液浸漬後の２４０℃熱処理時のストレッチ率を−１．０％とした以外は実施例１と同様にして撚糸コード、次いで処理を行い、処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示す。
【００４７】
［実施例５］
熱セット温度を２５０℃に、熱セット後に１２％の弛緩処理をした点を変更した以外は実施例３と同様にして繊度１１００ｄｔｅｘのポリエステル繊維を得た。このポリエステル繊維はＩＶ０．８８、強度７．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度２８．５％、１５０℃乾熱収縮率１．３％、複屈折率０．１６５であった。次いで、第２処理液浸漬後の２４０℃熱処理時のストレッチ率を４．０％とした以外は実施例１と同様にして撚糸コード、次いで処理を行い、処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示す。
【００４８】
［比較例１］
実施例３で得られたポリエステル繊維を用い、第２処理液浸漬後の２４０℃熱処理時のストレッチ率を−１．０％とした以外は実施例３と同様にして撚糸コード、次いで処理を行い、処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示す。得られた処理コードは切断伸度、２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時伸度が低く、また初期弾性率が高いため、ヒステリシス・ロスおよび寸法変化率は低いものの、ベルト装着性が困難であった。
【００４９】
［比較例２］
ＩＶ０．９８のポリエチレンテレフタレートチップをポリマー溶融温度３００℃にて口径直径０．４ｍｍ、１９２孔数の紡糸口金より紡出し、冷却風を紡出糸条に吹き付けて冷却し、さらに脂肪族エステル化合物を主体成分とする油剤を、繊維の油剤付着量が０．５％となるように油剤付与したのち、表面温度５０℃のローラーにて６００ｍ／ｍｉｎの速度で引き取った。紡糸した吐出糸条を一旦巻き取ることなく引き続いて９０℃、１２０℃の加熱延伸ローラーにより総延伸倍率６．２倍の２段延伸ののち、２２０℃で熱セットし、次いで３％の弛緩処理を行って巻き取り、繊度１１００ｄｔｅｘのポリエステル繊維を得た。このポリエステル繊維はＩＶ０．８８、強度８．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度１３．５％、１５０℃乾熱収縮率１２．０％、複屈折率０．２０１であった。次いで、第２処理液浸漬後の２４０℃熱処理時のストレッチ率を−６．７％とした以外は実施例１と同様にして撚糸コード、次いで処理を行い、処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示す。得られた処理コードは乾熱収縮率が高く、ベルト装着性はやや硬いものの取り付け可能であったが、ヒステリシス・ロスおよび寸法変化率が劣るものであった。
【００５０】
［比較例３］
実施例５で得られたポリエステル繊維を２本引き揃えてＳ方向に２０Ｔ／１０ｃｍの下撚をかけ、さらに、ナイロン６６繊維（旭化成せんい（株）製レオナ６６、繊度９４０ｄｔｅｘ）を２本引き揃えてＳ方向に２０Ｔ／１０ｃｍの下撚をかけた下撚コードを作成した。次いで、このポリエステル下撚糸を２本、ナイロン６６下撚糸１本を同時に引き揃えてＺ方向に１２Ｔ／１０ｃｍの上撚をかけてＰＥＴ／Ｎｙ６６混撚コードとした。得られた撚糸コードをコンピュートリーター（ＣＡリッツラ（株）製 コード処理機）を用い、前記第１処理液に浸漬した後、１３０℃で１２０秒間、２２０℃で６０秒間の定長熱処理を行った。次に第２処理液に浸漬した後、定長下１７０℃で１２０秒間乾燥させ、２２０℃で６０秒間、ストレッチ率２．５％で熱処理を行い、ＰＥＴ／Ｎｙ６６混撚処理コードを得た。なお、処理液の付着量は第１処理剤は１．０重量％となるように、第２処理剤は２．０重量％となるように処理条件を調整した。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示したが、初期弾性率が低く本発明の範囲外であり、ベルト装着性は問題ないもののヒステリシス・ロス、寸法変化率が劣るものであった。
【００５１】
［比較例４］
ポリエステル下撚糸１本とナイロン６６下撚糸２本を同時に引き揃えてＺ方向に１２Ｔ／１０ｃｍの上撚をかけたこと以外は比較例３と同様にしてＰＥＴ／Ｎｙ６６混撚コードとした。さらに、第２処理液浸漬後の２２０℃熱処理時のストレッチ率を１．５％とした以外は比較例３と同様にして処理を行い、ＰＥＴ／Ｎｙ６６混撚処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示したが、初期弾性率が低く本発明の範囲外であり、ベルト装着性は問題ないもののヒステリシス・ロス、寸法変化率が劣るものであった。
【００５２】
［比較例５］
ナイロン６６繊維（旭化成せんい（株）製レオナ６６、繊度９４０ｄｔｅｘ）を２本引き揃えてＳ方向に２０Ｔ／１０ｃｍの下撚をかけた下撚コードを作成した。次いで、このナイロン６６下撚糸を３本引き揃えてＺ方向に１２Ｔ／１０ｃｍの上撚をかけてＮｙ６６撚糸コードとした。さらに、第２処理液浸漬後の２２０℃熱処理時のストレッチ率を２．５％とした以外は比較例３と同様にして処理を行い、Ｎｙ６６処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示したが、初期弾性率が低く本発明の範囲外であり、ベルト装着性は問題ないもののヒステリシス・ロス、寸法変化率が劣るものであった。
【００５３】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の伝動ベルト補強用ポリエステルコードは、ヒステリシス・ロスが低く伝動効率向上による省エネルギー効果を発揮するだけでなく、寸法安定性およびベルト装着性にも優れており、ベルト長寿命化、スナップオンベルトのような取り付け簡易化、オートテンショナー省略によるドライブシステム軽量化等、伝動ベルト補強材料では従来両立が困難であった環境性能特性を同時に実現し、その性能を大いに発揮できるものである。
【符号の説明】
【００５５】
１ 引張
２ 切断伸度
３ ２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時伸度
４ ヒステリシス・ロス
５ 寸法変化率
【技術分野】
【０００１】
本発明は伝動ベルト補強用ポリエステルコードに関し、さらに詳しくはベルト張力および寸法の安定性、伸縮性に優れるとともに、エネルギーロスを低減でき、伝動ベルト、とりわけスナップオンベルトに好適に用いられる伝動ベルト補強用ポリエステルコードに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境破壊、石油資源枯渇といった課題に対し、自動車、電機機器をはじめ省エネルギー化、エネルギー代替化が非常に注目され、特に燃費向上のための自動車の軽量化に伴う、タイヤ、ベルト、ホースなど自動車ゴム部材の軽量化、コンパクト化のニーズが急速に高まっている。こういったゴム部材はポリエステルをはじめとする有機繊維で補強されているのが一般的であり、その中でも補強繊維としてはもっとも汎用性のあるポリエチレンテレフタレート及びその誘導体に代表されるポリエステル繊維が多く用いられている。自動車の動力伝動に用いられる伝動ベルトにおいても、ベルト長手方向に抗張力を付与すべく、心線と呼ばれる抗張体がベルト本体に埋設されたものが広く用いられており、その心線としてポリアミド繊維やポリエステル繊維が広く適用されている。
【０００３】
このような伝動ベルトは、通常、オルタネータープーリー、エアコンプーリー、パワーステアリングプーリー等の複数のプーリー間に掛け渡されて用いられており、掛け渡す区間よりも長いベルト周長を有する伝動ベルトを軸間に掛け渡した後にオートテンショナーにて張力を付与することが一般的である。
【０００４】
近年、このようなオートテンショナーを用いる伝動ベルトのドライブシステムに代えて、掛け渡す区間よりも僅かに短いベルト周長を有する伸縮性に優れた伝動ベルトを治具によって伸長させてプーリー間に掛け渡すスナップオンなどと呼ばれる方法も採用されてきており、オートテンショナーを省くことによる車両軽量化が図られている。
【０００５】
例えば、特開２００６−１６２０７３号公報（特許文献１）には、１２０℃、２時間における動的弾性率を規定したポリアミド（ナイロン６６）を心線に用いた伸張Ｖリブドベルトが開示されている。ナイロンコードを用いた伝動ベルトは確かに伸縮性が優れ、ドライブシステムへのベルト取付が可能となるものの、モジュラスが低いために走行後の張力低下が大きく、ベルトスリップが発生して早期に使用不可能となるといった実用上の課題がある。
【０００６】
また、特開２００３−１９４１５２号公報（特許文献２）には心線としてポリエステル繊維とポリアミド繊維を混撚したものを用い、装着性、寸法安定性、ベルト張力保持率に優れたＶリブドベルトが開示されている。さらに、特開２００９−１２７６９１号公報（特許文献３）には、ベルト幅１ｃｍあたりの引張弾性率が２００Ｎ／％から３５０Ｎ／％未満である装着性、ミスアライメント異音の発生を抑制したＶリブドベルトが開示されている。しかしながら、いずれの技術においても、ベルトの寸法安定性が不充分であるために実用上の課題があるとともに、ベルト心線のエネルギーロスが大きく、オートテンショナーを省略するという軽量化のみでは省エネルギーの効果が充分に得られなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１６２０７３号公報
【特許文献２】特開２００３−１９４１５２号公報
【特許文献３】特開２００９−１２７６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ベルト装着性、張力および寸法の安定性、伸縮性に優れるとともに、エネルギーロスを低減でき、伝動ベルト、とりわけスナップオンベルトに好適に用いられる伝動ベルト補強用ポリエステルコードを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決すべく本発明者が鋭意検討した結果、以下のような伝動ベルト補強用ポリエステルコードにより課題を解決するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、主たる繰返し単位が９０モル％以上のエチレンテレフタレートからなるポリエチレンテレフタレート繊維によって構成されたポリエステルコードであって、該ポリエステルコードが以下（Ａ）〜（Ｅ）を同時に満足することを特徴とする伝動ベルト補強用ポリエステルコードである。
（Ａ）強度：４．０〜８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｂ）切断伸度：１５〜５０％
（Ｃ）２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度：５．０〜１０．０％
（Ｄ）初期弾性率：５０〜７０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｅ）１５０℃乾熱収縮率：０．１〜３．０％
【００１１】
また、上記伝動ベルト補強用ポリエステルコードに撚りが施されており、下記式で表される撚係数が５００〜３，０００であり、かつ総繊度が２，０００〜５０，０００ｄｔｅｘである伝動ベルト補強用ポリエステルコードである。
撚係数Ｋ＝Ｔ・Ｄ１／２
［ただし、Ｔは１０ｃｍ当たりの撚数（回）、Ｄは撚糸後のコードの繊度（ｄｔｅｘ）を表す］
さらに、上記のいずれかの伝動ベルト補強用ポリエステルコードにより補強された伝動ベルトである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の伝動ベルト補強用ポリエステルコードは、ベルト張力および寸法の安定性、伸縮性に優れるとともに、エネルギーロスを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の伝動ベルト補強用ポリエステルコードの応力−歪み曲線の一例を示す概略図である。
【図２】コードの応力−ひずみ曲線とヒステリシス・ロスを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の伝動ベルト補強用ポリエステルコード（以下、単にポリエステルコード、または、コードと称することがある）を構成するポリエステルとしては、主たる繰返し単位が９０モル％以上のエチレンテレフタレートからなるポリエチレンテレフタレート繊維であり、物性にポリエステルの繊度、微細構造、添加剤含有の有無、末端カルボキシル基濃度等のポリマー性状は何等限定されるものではない。またポリエステルポリマー中に少量であれば、適当な第３成分を含む共重合体であっても差し支えない。
【００１５】
また、本発明においては、上記ポリエステルコードが、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の物性を同時に満足することが肝要である。
（Ａ）強度：４．０〜８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｂ）切断伸度：１５〜５０％
（Ｃ）２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度：５．０〜１０．０％
（Ｄ）初期弾性率：５０〜７０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｅ）１５０℃乾熱収縮率：０．１〜３．０％
【００１６】
すなわち、従来、伝動ベルト補強用コードに用いられているポリアミドは伸縮性に優れるが、ベルト心線としての抗張力特性、寸法安定性を得るには弾性率が低く、熱収縮が大きく、ヒステリシス・ロスが大きいため、省エネ効果が得られ難くいといった欠点があり、また、ポリエステル／ポリアミド混撚糸であっても低応力−歪み領域におけるヒステリシス・ロスは弾性率の低いポリアミドの特性が支配的であるため前記課題を解決するには至らなかった。一方でポリエチレンテレフタレートをはじめとするポリエステル心線はベルト張力および寸法の安定性、低エネルギーロスには優れた特性を発揮するが弾性率が高い、伸縮性が低いことによってベルト装着性の課題が解決できずスナップオンベルトへの適用は実用上困難であった。
【００１７】
これに対して、本発明には、上記（Ａ）〜（Ｅ）の物性を満足するポリエステルコードとすることによって、従来のポリアミド繊維あるいはポリエステル／ポリアミド混撚糸では達成できなかったベルト張力および寸法の安定性、伸縮性、エネルギーロスの低減、ベルト装着性を同時に満たすことを見出したものである。
【００１８】
本発明のポリエステルコードにおいては、強度が４．０〜８．０ｃＮ／ｄｔｅｘであることが必要である。強度が４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満ではベルト心線として耐久性が実用上不充分であり、一方、強度が８．０ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると工業生産性が低くなり品位を損なうだけでなく、本発明において重要である伸縮性、寸法安定性を両立することが困難である。該ポリエステルコードの強度は５．０〜７．０ｃＮ／ｄｔｅｘであることがさらに好ましい。
【００１９】
つぎに、本発明のポリエステルコードにおいては切断伸度が１５〜５０％であることが必要である。切断伸度が１５％未満ではベルト心線として耐久性が不充分であり、一方、５０％を越えるとコードが伸びやすくなり、ベルトに張力負荷をかけた場合に充分な抗張力を発揮できず実用性がない。該ポリエステルコードの切断伸度は２０〜４０％であることがより好ましい。
【００２０】
また、本発明のポリエステルコードにおいては２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度が５．０〜１０．０％であることが必要である。２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度が５．０％未満ではベルト装着時に伸び難く、過度な負荷をかけることが必要となるため、ベルト装着の作業性が非常に悪く、ベルト損傷の可能性がありベルトの耐久性が著しく低下する恐れがある。一方、２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度が１０．０％を越えると、充分な抗張力を発揮できず実用性がない。該ポリエステルコードの２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度は６．０〜９．０％であることがさらに好ましい。
【００２１】
さらに、本発明のポリエステルコードにおいては初期弾性率が５０〜７０ｃＮ／ｄｔｅｘであることが必要である。初期弾性率が５０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満ではベルトとして充分な抗張力を発揮できず実用性がないばかりでなく、コードを構成するポリエステルの非晶分子の配向が緩和しているためにベルト運転に伴う応力・歪み入力に対するエネルギーロスも大きくなる。一方、初期弾性率が７０ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると、スナップオンベルトとしてベルト装着したとき伸び難く、過度な負荷をかけることが必要となるためベルト装着の作業性が悪くなり、ベルトが損傷する可能性がある。該ポリエステルコードの初期弾性率としては５５〜６５ｃＮ／ｄｔｅｘであることがさらに好ましい。
【００２２】
さらに、本発明のポリエステルコードにおいては１５０℃乾熱収縮率が０．１〜３．０％であることが必要である。１５０℃乾熱収縮率が０．１％未満ではベルト運転時の発熱に対して収縮応力が極めて低く充分な抗張力を発揮できないため実用性がない。一方、１５０℃乾熱収縮率が３．０％を超えると、ベルトの寸法安定性が低く長期使用に耐えられないだけでなく、ベルトの寸法変化に伴ってベルト振動が増大するためエネルギーロスも大きくなる。該ポリエステルコードの１５０℃乾熱収縮率は０．２〜２．５％であることがより好ましい。
【００２３】
また、本発明のポリエステルコードは、撚係数Ｋ＝Ｔ・Ｄ１／２［ただし、Ｔは１０ｃｍ当たりの撚数（回）、Ｄは撚糸コードの繊度（ｄｔｅｘ）を表す］が５００〜３，０００の範囲で撚糸された繊維コードであることが好ましい。例えばマルチフィラメントのポリエステル繊維を１本あるいは複数本同時に下撚りを掛けて、次いで下撚りのかかった繊維を所望の本数合わせ、下撚りとは逆方向の上撚りを与えて撚糸コードとする。下撚と上撚の撚数は任意であるが、撚り係数５００〜３，０００の範囲であれば特に問題はない。
【００２４】
本発明のポリエステルコードの総繊度は２，０００〜５０，０００ｄｔｅｘであることが好ましい。総繊度が小さすぎる場合にはベルトを補強するのに強力が不足する傾向にある。逆に総繊度が大きすぎる場合には柔軟性が得られない。
【００２５】
上記のごとき該ポリエステルコードを得るためには、以下の物性を有するポリエステル繊維を用いることが好ましい。
（ａ）強度：５．０〜１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（ｂ）切断伸度：１０〜３０％
（ｃ）極限粘度ＩＶ：０．８５〜１．０５
（ｄ）複屈折率：０．１９０未満
（ｅ）１５０℃乾熱収縮率：１．０〜１５．０％
【００２６】
各物性について説明する。ポリエステル繊維の強度としては、５．０〜１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、さらには５．０〜９．５ｃＮ／ｄｔｅｘであることがより好ましい。強度が低すぎる場合にはもちろん、高すぎる場合にも耐久性が劣る傾向にある。また、ぎりぎりの高強度で生産を行うと製糸工程での断糸が発生し易い傾向にあり工業繊維としての品質安定性に問題がある傾向にある。
【００２７】
また、ポリエステル繊維の切断伸度は１０〜３０％であることが好ましく、さらには１２〜２５％であることが好ましい。切断伸度が低すぎる場合には伸縮性が劣り、高すぎる場合は強度が低くなるために前述の強度を維持できない。
【００２８】
また、ポリエステル繊維の極限粘度ＩＶは０．８５〜１．０５であることが好ましい。ＩＶが低すぎる場合には強度、切断伸度、疲労性が低くなるため耐久性に劣る傾向にある。また、ＩＶが高すぎる場合には溶融紡糸時の安定性が悪く製糸工程での断糸が発生し易い傾向にあり工業繊維としての品質安定性が低下する傾向にある。
【００２９】
ポリエステル繊維の複屈折率は０．１９０未満であることが好ましく、さらには０．１５０〜０．１８０であることが好ましい。複屈折率が０．１９０以上ではポリエステル繊維の分子配向が非常に高く、弾性率が高くなるために本発明の目的である伸縮性、ベルト装着性に優れたポリエステルコードが得られない傾向がある。
【００３０】
また、ポリエステル繊維の１５０℃乾熱収縮率は、１．０〜１５．０％であることが好ましい。該乾熱収縮率が低すぎる場合、ベルト運転時の発熱に対して収縮応力が極めて低く充分な抗張力を発揮できない傾向にある。該乾熱収縮率が高すぎる場合、加工時の寸法変化が大きくなる傾向にあり、繊維を用いた成形品の寸法安定性が劣るものとなりやすい。
【００３１】
上記ポリエステル繊維は、ゴム接着性を向上させるため前処理剤としてエポキシ化合物、イソシアネート化合物、ウレタン化合物やポリイミン化合物等をポリエステル繊維の製糸工程で付与しても差し支えない。
【００３２】
上記ポリエステル繊維及び本発明のポリエステルコードは、例えば以下の方法により製造することができる。
例えば、極限粘度０．９０〜１．２０のポリエチレンテレフタレートポリマーを２８０〜３３０℃の温度範囲で溶融して紡糸口金より吐出し、冷却しながら紡糸し、油剤を付与し、紡糸速度３００〜７００ｍ／分で引き取り、１段目の延伸温度８０〜１００℃、２段目の延伸温度１００〜１３０℃として総延伸倍率４〜７倍で延伸し、熱セット温度２００〜２５５℃で、５〜１５％の弛緩熱処理を行うことで、前記の物性（ａ）〜（ｅ）を有するポリエステル繊維を製造することができる。また、得られたポリエステル繊維に撚糸を施しコードとした後、接着剤処理等において、処理温度を１８０〜２５０℃、好ましくは２００〜２４０℃にて、処理時間を６０〜６００秒間、好ましくは９０〜３００秒間、ストレッチ率を−２〜１０％、好ましくは１〜６％として熱処理を行うことにより本発明のポリエステルコードを製造することができる。
【００３３】
また、他の方法としては、前記ポリエチレンテレフタレートポリマーを２８０〜３３０℃の温度範囲で溶融して紡糸口金より吐出し、冷却しながら紡糸し、油剤を付与し、紡糸速度２０００〜４０００ｍ／分で引き取り、１段目の延伸温度５０〜９０℃、２段目の延伸温度７０〜１３０℃として総延伸倍率１．５〜３倍で延伸し、熱セット温度１８０〜２４０℃で、０〜５％の弛緩熱処理を行うことで、前記の物性（ａ）〜（ｅ）を有するポリエステル繊維を製造することができる。また、得られたポリエステル繊維に撚糸を施しコードとした後、接着剤処理等において、処理温度を１８０〜２５０℃、好ましくは２００〜２４０℃にて、処理時間を６０〜６００秒間、好ましくは９０〜３００秒間、ストレッチ率を−１０〜０％、好ましくは−８〜−１％として熱処理を行うことにより本発明のポリエステルコードを製造することができる。
【００３４】
以上の方法により得られる本発明のポリエステルコードは、ゴムとの接着性、コードの集束性、耐熱性を付与するために、例えば特許第３７３２６７７号公報のようにブロックドイソシアネート誘導体−ＲＦＬ系接着剤などを従来公知の方法により接着処理することができる。
また、本発明のポリエステルコードは、公知の方法により伝動ベルトに成形して用いることができる。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例をあげて本発明を説明するが、実施例は説明のためのものであって、本発明はこれに限定されるものではない。なお、本発明の実施例における評価は下記の測定法で行った。
【００３６】
（１）コードの繊度、強力、強度、切断伸度、２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度、初期弾性率、１５０℃乾熱収縮率
ＪＩＳ Ｌ１０１７に準じて測定を行い、それぞれ求めた。
【００３７】
（２）極限粘度（ＩＶ）
ポリエステルチップ、ポリエステル繊維を１００℃、６０分間でオルトクロロフェノールに溶解した希薄溶液を、３５℃でウベローデ粘度計を用いて測定した値から求めた。ＩＶと表記した。
【００３８】
（３）繊維の繊度、引張強伸度、１５０℃乾熱収縮率
ＪＩＳ Ｌ１０１３に準じて測定を行い、それぞれ求めた。
【００３９】
（４）繊維の複屈折率
偏光顕微鏡を用い、ブロムナフタレンを浸漬液としペレックコンペンセンターを用いたリターデーション法により測定した。（共立出版社発行：高分子実験化学講座 高分子物性１１参照）
【００４０】
（５）ヒステリシス・ロス、寸法変化率
インストロン社製５５６５引張試験機を用いてコード試長２５０ｍｍ、速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、荷重１５０Ｎで２０回繰返し引張−弛緩試験を行い、２０回目に得られた応力−歪み曲線の面積（図２）からヒステリシス・ロス（ｍＪ）を求め、コード繊度を除してコード単位重量あたりのヒステリシス・ロス（ｍＪ／ｄｔｅｘ）を求めた。また、２０回目に得られた応力−歪み曲線の歪み変位差をコードの寸法変化率として求めた。
【００４１】
（６）ベルト装着性
コードを１６本／ｉｎｃｈ、荷重５Ｎで引き揃えて、０．５ｍｍ厚の天然ゴムを主成分とする未加硫ゴムシートで挟みつけ、２ｍｍ厚の同じ組成の未加硫ゴムシートの上に載せた。これらのシートを１５０℃の温度で３０分間、９０Ｋｇ／ｃｍ２のプレス圧力（初期値）で加硫したのち、長さ３００ｍｍ、幅２．５４ｍｍ、厚み３ｍｍのベルトとした。インストロン社製５５６５引張試験機を用いて、チャック間距離２５０ｍｍ（サンプル取付部分含めて総試料長３００ｍｍ）に設定し、ベルトサンプルを取り付けたのちに荷重５００Ｎで引っ張ったのちにチャック位置を固定してベルトサンプルを取外した。次いで、上記の位置にチャックを固定した状態で、手作業にてベルトサンプルを該チャック間に取り付けることができるかどうか評価した。評価は、ベルトの装着が容易で作業性に優れている場合を“○”、やや硬さを感じるものの取り付け作業できる場合を“△”、ベルトを取り付けることが出来なかった場合を“×”として判定した。
【００４２】
（７）接着処理剤の調整
接着処理剤を次のように調整した。すなわち、ポリグリシジルエーテル化合物（デナコールＥＸ６１１、ナガセケムテックス（株）製、濃度１００％）を１．６重量部とり、これを水１５５．５重量部に界面活性剤としてネオコールＳＷ（ジアルキルスルホコハク酸エステルナトリウム塩：第一工業製薬（株）製、濃度３０％）１．５重量部を含む液中に分散させる。ここに、ブロックドポリイソシアネート化合物（グリルボンド：スイス・エムス化学社製、ε−カプロラクタムブロックドジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の水分散液、固形分濃度５０％）１３．０重量部、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンゴムラテックス（ＪＳＲ０６５２：武田薬品工業（株）製、濃度４０％）２８．３重量部を混合し、固形分濃度１０％の第１処理液とする。
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）製、濃度６５％）２０．１重量部と水４２６．７重量部とを撹祥混合し、次いで水酸化ナトリウム水溶液（濃度１０％）５．１重量部、アンモニア水溶液（濃度２８％）１４．５重量部、ホルマリン水溶液（濃度３７％）１７．１重量部を加え、さらにゆっくり攪拌混合する。次にビニルピリジン・スチレン・ブタジエンゴムラテックス（ＪＳＲ０６５２：武田薬品工業（株）製、濃度４０％）４２２．８重量部を加え、最後にε−カプロラクタムでブロックされたジフェニルメタンジイソシアネートの水分散液（商品名Ｇｒｉｌｂｏｎｄ：ＥＭＳ社製、濃度５０％）６１．８重量部を加え、よくかき混ぜて第２処理液とする。調整後、室温雰囲気中で２４時間熟成した後に使用する。
【００４３】
［実施例１］
ＩＶ１．０４のポリエチレンテレフタレートチップをポリマー溶融温度３００℃にて口径直径１．２ｍｍ、３８４孔数の紡糸口金より紡出し、冷却風を紡出糸条に吹き付けて冷却し、さらに脂肪族エステル化合物を主体成分とする油剤を、繊維の油剤付着量が０．５％となるように油剤付与したのち、表面温度５０℃のローラーにて３５００ｍ／ｍｉｎの速度で引き取った。紡糸した吐出糸条を一旦巻き取ることなく引き続いて６０℃、７５℃の加熱延伸ローラーにより総延伸倍率１．５倍の２段延伸ののち、１９０℃で熱セットして巻き取り、繊度１１００ｄｔｅｘのポリエステル繊維を得た。このポリエステル繊維はＩＶ０．９４、強度５．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度２０．０％、１５０℃乾熱収縮率３．５％、複屈折率０．１５８であった。次いで、この繊維を２本引き揃えて、Ｓ方向に２０Ｔ／１０ｃｍの下撚をかけ、さらにこの下撚糸を３本引き揃えてＺ方向に１２Ｔ／１０ｃｍの上撚をかけて撚糸コードとした。得られた撚糸コードをコンピュートリーター（ＣＡリッツラ（株）製 コード処理機）を用い、前記第１処理液に浸漬した後、１３０℃で１２０秒間、２４０℃で６０秒間の定長熱処理を行った。次に第２処理液に浸漬した後、定長下１７０℃で１２０秒間乾燥させ、２４０℃で６０秒間、ストレッチ率−５．０％で熱処理を行い、ポリエステル処理コードを得た。なお、処理液の付着量は第１処理剤は１．０重量％となるように、第２処理剤は２．０重量％となるように処理条件を調整した。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示したが、ヒステリシス・ロス、寸法変化率が低く、ベルト装着性も良好で優れていた。
【００４４】
［実施例２］
ＩＶ１．０４のポリエチレンテレフタレートチップをポリマー溶融温度３００℃にて口径直径１．０ｍｍ、３８４孔数の紡糸口金より紡出し、冷却風を紡出糸条に吹き付けて冷却し、さらに脂肪族エステル化合物を主体成分とする油剤を、繊維の油剤付着量が０．５％となるように油剤付与したのち、表面温度５０℃のローラーにて２６００ｍ／ｍｉｎの速度で引き取った。紡糸した吐出糸条を一旦巻き取ることなく引き続いて６０℃、７５℃の加熱延伸ローラーにより総延伸倍率２．０倍の２段延伸ののち、２００℃で熱セットして巻き取り、繊度１１００ｄｔｅｘのポリエステル繊維を得た。このポリエステル繊維はＩＶ０．９３、強度７．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度１３．５％、１５０℃乾熱収縮率６．５％、複屈折率０．１７８であった。次いで、第２処理液浸漬後の２４０℃熱処理時のストレッチ率を−５．２％とした以外は実施例１と同様にして撚糸コード、次いで処理を行い、処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示す。
【００４５】
［実施例３］
ＩＶ１．０４のポリエチレンテレフタレートチップをポリマー溶融温度３００℃にて口径直径１．０ｍｍ、２４９孔数の紡糸口金より紡出し、冷却風を紡出糸条に吹き付けて冷却し、さらに脂肪族エステル化合物を主体成分とする油剤を、繊維の油剤付着量が０．５％となるように油剤付与したのち、表面温度５０℃のローラーにて２４００ｍ／ｍｉｎの速度で引き取った。紡糸した吐出糸条を一旦巻き取ることなく引き続いて６０℃、７５℃の加熱延伸ローラーにより総延伸倍率２．１倍の２段延伸ののち、１９０℃で熱セットして巻き取り、繊度１１００ｄｔｅｘのポリエステル繊維を得た。このポリエステル繊維はＩＶ０．９３、強度７．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度１４．５％、１５０℃乾熱収縮率８．０％、複屈折率０．１８２であった。次いで、第２処理液浸漬後の２４０℃熱処理時のストレッチ率を−５．９％とした以外は実施例１と同様にして撚糸コード、次いで処理を行い、処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示す。
【００４６】
［実施例４］
ＩＶ０．９８のポリエチレンテレフタレートチップをポリマー溶融温度３００℃にて口径直径０．６ｍｍ、１９２孔数の紡糸口金より紡出し、冷却風を紡出糸条に吹き付けて冷却し、さらに脂肪族エステル化合物を主体成分とする油剤を、繊維の油剤付着量が０．５％となるように油剤付与したのち、表面温度５０℃のローラーにて６００ｍ／ｍｉｎの速度で引き取った。紡糸した吐出糸条を一旦巻き取ることなく引き続いて９０℃、１１０℃の加熱延伸ローラーにより総延伸倍率５．６倍の２段延伸ののち、２４０℃で熱セットし、次いで８％の弛緩処理を行って巻き取り、繊度１１００ｄｔｅｘのポリエステル繊維を得た。このポリエステル繊維はＩＶ０．８８、強度７．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度２１．０％、１５０℃乾熱収縮率２．５％、複屈折率０．１７４であった。次いで、第２処理液浸漬後の２４０℃熱処理時のストレッチ率を−１．０％とした以外は実施例１と同様にして撚糸コード、次いで処理を行い、処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示す。
【００４７】
［実施例５］
熱セット温度を２５０℃に、熱セット後に１２％の弛緩処理をした点を変更した以外は実施例３と同様にして繊度１１００ｄｔｅｘのポリエステル繊維を得た。このポリエステル繊維はＩＶ０．８８、強度７．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度２８．５％、１５０℃乾熱収縮率１．３％、複屈折率０．１６５であった。次いで、第２処理液浸漬後の２４０℃熱処理時のストレッチ率を４．０％とした以外は実施例１と同様にして撚糸コード、次いで処理を行い、処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示す。
【００４８】
［比較例１］
実施例３で得られたポリエステル繊維を用い、第２処理液浸漬後の２４０℃熱処理時のストレッチ率を−１．０％とした以外は実施例３と同様にして撚糸コード、次いで処理を行い、処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示す。得られた処理コードは切断伸度、２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時伸度が低く、また初期弾性率が高いため、ヒステリシス・ロスおよび寸法変化率は低いものの、ベルト装着性が困難であった。
【００４９】
［比較例２］
ＩＶ０．９８のポリエチレンテレフタレートチップをポリマー溶融温度３００℃にて口径直径０．４ｍｍ、１９２孔数の紡糸口金より紡出し、冷却風を紡出糸条に吹き付けて冷却し、さらに脂肪族エステル化合物を主体成分とする油剤を、繊維の油剤付着量が０．５％となるように油剤付与したのち、表面温度５０℃のローラーにて６００ｍ／ｍｉｎの速度で引き取った。紡糸した吐出糸条を一旦巻き取ることなく引き続いて９０℃、１２０℃の加熱延伸ローラーにより総延伸倍率６．２倍の２段延伸ののち、２２０℃で熱セットし、次いで３％の弛緩処理を行って巻き取り、繊度１１００ｄｔｅｘのポリエステル繊維を得た。このポリエステル繊維はＩＶ０．８８、強度８．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度１３．５％、１５０℃乾熱収縮率１２．０％、複屈折率０．２０１であった。次いで、第２処理液浸漬後の２４０℃熱処理時のストレッチ率を−６．７％とした以外は実施例１と同様にして撚糸コード、次いで処理を行い、処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示す。得られた処理コードは乾熱収縮率が高く、ベルト装着性はやや硬いものの取り付け可能であったが、ヒステリシス・ロスおよび寸法変化率が劣るものであった。
【００５０】
［比較例３］
実施例５で得られたポリエステル繊維を２本引き揃えてＳ方向に２０Ｔ／１０ｃｍの下撚をかけ、さらに、ナイロン６６繊維（旭化成せんい（株）製レオナ６６、繊度９４０ｄｔｅｘ）を２本引き揃えてＳ方向に２０Ｔ／１０ｃｍの下撚をかけた下撚コードを作成した。次いで、このポリエステル下撚糸を２本、ナイロン６６下撚糸１本を同時に引き揃えてＺ方向に１２Ｔ／１０ｃｍの上撚をかけてＰＥＴ／Ｎｙ６６混撚コードとした。得られた撚糸コードをコンピュートリーター（ＣＡリッツラ（株）製 コード処理機）を用い、前記第１処理液に浸漬した後、１３０℃で１２０秒間、２２０℃で６０秒間の定長熱処理を行った。次に第２処理液に浸漬した後、定長下１７０℃で１２０秒間乾燥させ、２２０℃で６０秒間、ストレッチ率２．５％で熱処理を行い、ＰＥＴ／Ｎｙ６６混撚処理コードを得た。なお、処理液の付着量は第１処理剤は１．０重量％となるように、第２処理剤は２．０重量％となるように処理条件を調整した。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示したが、初期弾性率が低く本発明の範囲外であり、ベルト装着性は問題ないもののヒステリシス・ロス、寸法変化率が劣るものであった。
【００５１】
［比較例４］
ポリエステル下撚糸１本とナイロン６６下撚糸２本を同時に引き揃えてＺ方向に１２Ｔ／１０ｃｍの上撚をかけたこと以外は比較例３と同様にしてＰＥＴ／Ｎｙ６６混撚コードとした。さらに、第２処理液浸漬後の２２０℃熱処理時のストレッチ率を１．５％とした以外は比較例３と同様にして処理を行い、ＰＥＴ／Ｎｙ６６混撚処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示したが、初期弾性率が低く本発明の範囲外であり、ベルト装着性は問題ないもののヒステリシス・ロス、寸法変化率が劣るものであった。
【００５２】
［比較例５］
ナイロン６６繊維（旭化成せんい（株）製レオナ６６、繊度９４０ｄｔｅｘ）を２本引き揃えてＳ方向に２０Ｔ／１０ｃｍの下撚をかけた下撚コードを作成した。次いで、このナイロン６６下撚糸を３本引き揃えてＺ方向に１２Ｔ／１０ｃｍの上撚をかけてＮｙ６６撚糸コードとした。さらに、第２処理液浸漬後の２２０℃熱処理時のストレッチ率を２．５％とした以外は比較例３と同様にして処理を行い、Ｎｙ６６処理コードを得た。得られた処理コードの物性はまとめて表１に示したが、初期弾性率が低く本発明の範囲外であり、ベルト装着性は問題ないもののヒステリシス・ロス、寸法変化率が劣るものであった。
【００５３】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の伝動ベルト補強用ポリエステルコードは、ヒステリシス・ロスが低く伝動効率向上による省エネルギー効果を発揮するだけでなく、寸法安定性およびベルト装着性にも優れており、ベルト長寿命化、スナップオンベルトのような取り付け簡易化、オートテンショナー省略によるドライブシステム軽量化等、伝動ベルト補強材料では従来両立が困難であった環境性能特性を同時に実現し、その性能を大いに発揮できるものである。
【符号の説明】
【００５５】
１ 引張
２ 切断伸度
３ ２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時伸度
４ ヒステリシス・ロス
５ 寸法変化率
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主たる繰返し単位が９０モル％以上のエチレンテレフタレートからなるポリエチレンテレフタレート繊維によって構成されたポリエステルコードであって、該ポリエステルコードが以下（Ａ）〜（Ｅ）を同時に満足することを特徴とする伝動ベルト補強用ポリエステルコード。
（Ａ）強度：４．０〜８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｂ）切断伸度：１５〜５０％
（Ｃ）２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度：５．０〜１０．０％
（Ｄ）初期弾性率：５０〜７０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｅ）１５０℃乾熱収縮率：０．１〜３．０％
【請求項２】
請求項１記載の伝動ベルト補強用ポリエステルコードに撚りが施されており、下記式で表される撚係数が５００〜３，０００であり、かつ総繊度が２，０００〜５０，０００ｄｔｅｘである伝動ベルト補強用ポリエステルコード。
撚係数Ｋ＝Ｔ・Ｄ１／２
［ただし、Ｔは１０ｃｍ当たりの撚数（回）、Ｄは撚糸後のコードの繊度（ｄｔｅｘ）を表す］
【請求項３】
請求項１または２に記載の伝動ベルト補強用ポリエステルコードにより補強された伝動ベルト。
【請求項１】
主たる繰返し単位が９０モル％以上のエチレンテレフタレートからなるポリエチレンテレフタレート繊維によって構成されたポリエステルコードであって、該ポリエステルコードが以下（Ａ）〜（Ｅ）を同時に満足することを特徴とする伝動ベルト補強用ポリエステルコード。
（Ａ）強度：４．０〜８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｂ）切断伸度：１５〜５０％
（Ｃ）２ｃＮ／ｄｔｅｘ応力時の伸度：５．０〜１０．０％
（Ｄ）初期弾性率：５０〜７０ｃＮ／ｄｔｅｘ
（Ｅ）１５０℃乾熱収縮率：０．１〜３．０％
【請求項２】
請求項１記載の伝動ベルト補強用ポリエステルコードに撚りが施されており、下記式で表される撚係数が５００〜３，０００であり、かつ総繊度が２，０００〜５０，０００ｄｔｅｘである伝動ベルト補強用ポリエステルコード。
撚係数Ｋ＝Ｔ・Ｄ１／２
［ただし、Ｔは１０ｃｍ当たりの撚数（回）、Ｄは撚糸後のコードの繊度（ｄｔｅｘ）を表す］
【請求項３】
請求項１または２に記載の伝動ベルト補強用ポリエステルコードにより補強された伝動ベルト。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−３６５２１（Ｐ２０１２−３６５２１Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７６２００（Ｐ２０１０−１７６２００）
【出願日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
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