JP2004251402A - 伝動ベルトとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】正確に成形したリブ部の伝動面に付着した不織布の短繊維を起毛させてベルト走行時の騒音を軽減した伝動ベルトとその製造方法を提供する。
【解決手段】ベルト長手方向に沿って心線１０２を埋設した接着ゴム層１０３と、該ゴム層１０３に隣接してベルト長手方向に延びるリブ部１０６を有するＶリブドベルト１００であり、リブ部表面１１１を研磨して不織布１０７の短繊維１０９を起毛させてベルト走行時の騒音を軽減した構成からなる。
【選択図】 図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伝動ベルトとその製造方法に係り、詳しくは正確に成形したリブ部の伝動面に付着した不織布の短繊維を起毛させてベルト走行時の騒音を軽減した伝動ベルトとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から未加硫ゴム中に短繊維を一定方向へ配向させる方法としては、圧延シート作製工程において回転速度を変えた一対のカレンダーロールに短繊維を含んだ未加硫ゴムを投入し、圧延されたゴムシート中の短繊維をシートの圧延方向へ配向させ、そして成形するベルト幅に応じて切断していた。その後、積層工程においてカットした圧延シートを数枚重ね合わせて所定厚みに積層し、続いて巻付け工程において短繊維が幅方向に配向した積層物を成形ドラムに巻き付けて得られたベルト成形体を加硫し、そしてグライダーホイールによってベルトスリーブ表面に複数のリブ部を研削し、リブ部表面に短繊維を突出させて走行時の騒音を軽減したベルトを製造していた。しかし、圧延シートは、厚みを薄くしなければ、短繊維をシート圧延方向に充分に配向させることができないために、やむを得ずシートを重ねていたためにベルト成形用シートを得るには多大の工数を要していた。
【０００３】
これを改善する方法として、短繊維含有ゴム組成物を拡張ダイによってシート化したものを伝動ベルトに使用することも提案されている。例えば、特許文献１には、Ｖリブ部成形溝を有する拡張ダイを出口部分に備えた押出機によって円筒状リブゴムチューブを押出し、このリブゴムチューブを切開したシート用いて金型上でＶリブドベルト成形体を成形して、加硫し、そしてベルト成形体のＶリブ部のリブ表面を研削して短繊維をリブ部表面に露出させ、走行時の騒音を軽減したＶリブドベルトを作製することが開示されている。
【０００４】
一方、このような研削方法によって短繊維をリブ部表面に露出させる以外に、特許文献２には静電植毛によって動力伝動側及び被伝達面の少なくとも一方の伝達部接触表面に立毛を設け、走行時の騒音を軽減した動力伝動用部材が記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、ベルト表面にフロック加工されたファブリックを装着し、摩擦係数を増加させた駆動面を設けた伝動ベルトが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−７４９３６号公報
【特許文献２】
特開平９−１４３６１号公報
【特許文献３】
特開２００１−８２５４９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リブ部を有する伝動ベルトの製造方法では、静電植毛によって直接リブ部の表面に立毛すると、Ｖ形状のリブ溝の入口付近では充分な植毛が出来ても、リブ溝に奥深い個所では植毛しにくいといった問題があり、新たな製造方法の開発が望まれていた。一方、フロック加工されたファブリックを用いる場合には、不織布のようなファブリック（基体）に接着剤を塗布し、この上に短繊維フロックを機械的に、また静電気的に付着したものをベルトの製造に使用するものであり、フロック加工されたファブリックの端部をラップ接合し、あるいは突合せ接合するために、ベルト成形後にはファブリックの接合部から剥離が起こる可能性があった。
【０００８】
本発明はかかる問題に着目し、鋭意研究した結果、正確に成形したリブ部の伝動面に付着した不織布の短繊維を起毛させてベルト走行時の騒音を軽減した伝動ベルトとその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成すべく本願請求項１記載の発明は、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルト長手方向に延びるリブ部を有する伝動ベルトにおいて、リブ部表面に設けた不織布の短繊維を起毛させた伝動ベルトにあり、不織布から起毛した短繊維がベルト走行時の騒音を軽減する。
【００１０】
本願請求項２記載の発明は、リブ部のゴム中には、短繊維がベルト幅方向に配向している伝動ベルトにあり、配向した短繊維がベルトの耐側圧性を向上させる。
【００１１】
本願請求項３記載の発明は、リブ部のゴム中には、短繊維が存在しない伝動ベルトであり、安価なベルトを提供することができる。
【００１２】
本願請求項４記載の発明は、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部を有する伝動ベルトの製造方法において、
外周面に可撓性ジャケットを装着した内型と、内周面にリブ型を刻印した外型との間に、ゴムシートと不織布の積層物を介在させ、
上記可撓性ジャケットを膨張させて上記積層物の不織布が外型の刻印したリブ型に密着するように未加硫の予備成型体を作製し、
外型から離脱した内型の可撓性ジャケット面に少なくとも心線を巻き付け、
再度、上記内型を外型内に設置し、可撓性ジャケットを膨張させて心線を外型に装着した予備成型体と一体的に加硫し、
脱型してリブ部を有する加硫ベルトスリーブを作製し、
上記加硫ベルトスリーブのリブ部表面を研磨して不織布の短繊維を起毛させた、伝動ベルトの製造方法にある。
【００１３】
この製造方法では、ゴムシートと不織布の積層物を用いて加硫ベルトスリーブのリブ部を正確に型付けすることが可能になり、またリブ部表面を研磨することで不織布の短繊維を一部起毛させることができ、これによってベルト走行時の騒音を軽減した伝動ベルトの製造方法にある。
【００１４】
本願請求項５記載の発明は、ゴムシートと不織布の積層物において、該ゴムシートが配向した短繊維を含有している伝動ベルトの製造方法にある。
【００１５】
本願請求項６記載の発明は、ゴムシートと不織布の積層物において、該ゴムシートが短繊維を含有していない伝動ベルトの製造方法にある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施例を説明する。
本発明では、短繊維を幅方向に配向させたゴムシートを作製するが、その製造方法として押出方法やカレンダーによる圧延方法がある。無論、短繊維を含有させないゴムシートも使用することができる。繊維を幅方向に配向させたゴムシートを押出方法で作製する場合には、予めオープンロールによってポリマー１００質量部に１０〜４０質量部の短繊維を投入して混練した後、混練したマスターバッチをいったん放出し、これを２０〜５０°Ｃまで冷却してゴムのスコーチを防止する。
【００１７】
１〜１０質量部の軟化剤を投入すると、短繊維とゴムのなじみが良くなり、ゴム中への分散が良くなるばかりか、短繊維自体が絡み合って綿状になるのを防ぐ効果がある。即ち、軟化剤が短繊維に浸透し、素繊維同士の絡み合いがほぐれるための潤滑剤としての役割をはたし、短繊維が綿状になるのを阻止し、かつ短繊維とゴムのなじみが良くなって短繊維の分散が良くなる
【００１８】
続いて、押出機に拡張ダイを取り付けた押出装置を用いて短繊維を幅方向に配向させた一枚のゴムシートに仕上ることができる。ここでは図示していないが、マスターバッチを押出機におけるシリンダーの押出スクリューで混練りした後、短繊維混入ゴムをシリンダーと相対向した位置にあって同一の中心軸線上に配置した内ダイ間のゴム通路で流動阻害を受けず、かつ流れ方向を変えることなくスムーズに拡張ダイのゴム通路へ流し、そして該ゴム通路の中を通過させながら短繊維を円周方向に配向させた筒状成形体に押出成形する。
【００１９】
その後、連続して押出成形されたウェルドラインのない筒状成形体は、短繊維が内層から外層にかけて円周方向に均一に配向した厚さ１〜１０ｍｍのものであり、切断手段によって１個所切開しながら一枚の短繊維配向ゴムシートにし、続いて該ゴムシートを所定間隔で切断する。
【００２０】
ここで使用するゴムとしては、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレン−プロピレン−ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）からなるエチレン−α−オレフィンエラストマー等のゴム材の単独、またはこれらの混合物が使用される。ジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどが挙げることができる。
【００２１】
上記ゴムには、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の繊維からなり繊維の長さは種類によって異なるが、１〜１０ｍｍ程度の短繊維が用いられ、例えばアラミド繊維であると３〜５ｍｍ程度、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿であると５〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。その添加量はゴム１００質量部に対して１０〜４０質量部である。
【００２２】
更に、上記ゴムには、軟化剤、カーボンブラックからなる補強剤、充填剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫剤等が添加される。
【００２３】
上記軟化剤としては、一般的なゴム用の可塑剤、例えばジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）等のフタレート系、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）等のアジペート系、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）等のセバケート系、トリクレジルホスフェート等のホスフェートなど、あるいは一般的な石油系の軟化剤が含まれる。
【００２４】
次いで、図１に示すように上記短繊維配向ゴムシート２０と不織布１６を捲き付けた積層物１４をベルト加硫機４０の内型４１を外型４６の内側に一定の空隙部を形成するよう基台上に載置する。内型４１は別の成形工程より移動してくる関係上、媒体流通口Ａと媒体送入排出路Ｂとは分離しており、内型４１を基台に載置後、媒体流通口ＡをジョイントＪでパイプと連結する。
【００２５】
ここで使用する不織布１６は、長さ５〜６０ｍｍのポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、ガラス繊等の繊維を素材とし、例えばウエブ中の繊維を機械的な作用により絡み合わせ、交絡させて強力を生じさせるニードルパンチ等によって形成され、バインダ−処理していない。不織布の目付量は２０〜１００ｇ／ｍ^２が好ましい。
【００２６】
媒体送入機を作動して高圧空気等の媒体送入排出路Ｂ、媒体流通口Ａを経て、可撓性ジャケット４２の内部に送入する。可撓性ジャケット４２は、その上下部が内型４１上に密閉固定されているため、可撓性ジャケット４２の内面と内型４１の外面の間に空気が充満し、可撓性ジャケット４２は次第に膨張する。そして、その外周面に装着されている短繊維配向ゴムシート２０を半径方向に均一に膨張させ、加熱ヒーター若しくは高温蒸気で１００〜１６０℃に加熱した外型４６のリブ型４５と３０〜１２０秒間接触せしめる。
【００２７】
このとき、可撓性ジャケット４２の膨張押圧力により、上記短繊維配向ゴムシート２０が外型４６のリブ型４５に押圧され、図２のような表面に複数のＶ型突起を有する未加硫の予備成型体２１を形成するに至る。
【００２８】
その後は、バルブを真空ポンプの方へ切替えて、可撓性ジャケット４２内に充満している空気を排気し、次いで吸引作用で可撓性ジャケット４２を図１に示す元の位置に収縮復帰せしめる。
【００２９】
そして、内型４１を外型４６から抜き取り、内型４１の可撓性ジャケット４２の外周面に補強布４７およびコードからなる心線４８を順次に捲き付ける。その後、図３に示すようにこの内型４１を外型４６内へ設置した後、図４に示すように可撓性ジャケット４２を膨張させ、補強布４７と心線４８を半径方向に均一に膨張させ、加熱ヒーター若しくは高温蒸気で１００〜１８０℃に加熱した外型４６のリブ型４５に装着した予備成型体２１に密着して一体的に加硫し、ベルトスリーブ５１を作製する。上記製造方法のように未加硫の予備成型体２１を成型することにより、成形時に可撓性ジャケット４２の膨張による心線４８の伸張量を抑え、また心線４８を平坦に配置でき、寸法安定性に優れたＶリブドベルトを作製することができる。
【００３０】
加硫後は、図５に示すように可撓性ジャケット４２を収縮させ、内型４１を外型４６から抜き取った後、外型４６に装着した加硫済みベルトスリーブ５１を抜き取る。
【００３１】
上記加硫済みベルトスリーブ５１のリブ部表面を研磨して表面加工するために、図６に示すように該ベルトスリーブ５１を主軸５５と従動軸５６の２軸に掛張して走行させながら、ダイヤモンドを電着した研磨ホイール５７を当接しながら回転してリブ部表面６２を０．０５〜０．１ｍｍ程度に研磨し、これによって、リブ部表面６２に付着した不織布の短繊維は起毛する。
【００３２】
そして、加硫済みベルトスリーブ５１を別の１軸もしくは２軸のドラムに挿入して回転させながら円周方向に所定幅に切断し、ドラムより取出し反転することにより、周長が一定で、Ｖ形リブが正確に型付形成されたＶリブドベルト１が複数本得られる。
【００３３】
図７は得られたＶリブドベルトの断面斜視図である。Ｖリブドベルト１００は、高強度で低伸度のコードよりなる心線１０２を接着ゴム層１０３中に埋設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層１０４を有している。この圧縮ゴム層１０４にはベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブ部１０６が設けれ、リブ部の内層１１０に短繊維１０９が波状に配置してベルトの耐側圧性を向上させ、更にリブ部の表面層１１１に付着した不織布１０７からランダムに起毛した短繊維１０８が分散し、短繊維１０８がリブ部表面を被覆した状態になっている。
【００３４】
接着ゴム層１０３に使用されるゴムとしては、短繊維を除いた圧縮ゴム層１０４のゴム配合物に類似している。無論、短繊維を含めてもよい。
【００３５】
心線１０２としては、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維が使用され、中でもエチレン−２，６−ナフタレートを主たる構成単位とするポリエステル繊維フィラメント群を撚り合わせた総デニール数が４，０００〜８，０００の接着処理したコードが、ベルトスリップ率を低く抑えることができ、ベルト寿命を延長させるために好ましい。また、心線１０２にはゴムとの接着性を改善する目的で接着処理が施される。このような接着処理としては繊維をレゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）液に浸漬後、加熱乾燥して表面に均一に接着層を形成するのが一般的である。しかし、これに限ることなくエポキシ又はイソシアネート化合物で前処理を行なった後に、ＲＦＬ液で処理する方法等もある。
【００３６】
心線１０２は、スピニングピッチ、即ち心線の巻き付けピッチを０．９〜１．３ｍｍにすることで、モジュラスの高いベルトに仕上げることができる。０．９ｍｍ未満になると、コードが隣接するコードに乗り上げて巻き付けができず、一方１．３ｍｍを越えると、ベルトのモジュラスが徐々に低くなる。
【００３７】
背面補強材１０５は、織物、編物、不織布の繊維材料あるいはゴム材料から選択されるが、より好ましいものは不織布である。構成する繊維素材としては、例えば綿、麻、レーヨン等の天然繊維や、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、アラミド等の有機繊維が挙げられる。上記帆布は公知技術に従ってレゾルシン−ホルマリン−ラテックス液（ＲＦＬ液）に浸漬後、未加硫ゴムを背面補強材１０５に擦り込むフリクションを行ったり、またＲＦＬ液に浸漬後にゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理する。
【００３８】
このように得られたＶリブドベルトは、リブ部表面１１１の不織布１０７から起毛した短繊維１０８がベルト走行時の騒音を軽減し、更にリブ部表面からの亀裂の発生も阻止することになる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本願請求項に係る伝動ベルトとその製造方法では、ゴムシートと不織布の積層物を用いて加硫ベルトスリーブのリブ部を正確に型付けすることが可能になり、またリブ部表面を研磨することで付着した不織布の短繊維を一部起毛させることができ、これによってベルト走行時の騒音を軽減した伝動ベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】予備成型体を成形している状態の縦断図である。
【図２】予備成型体を作製した後状態の断面図である。
【図３】未加硫のベルトスリーブを作製する前状態の断面図である。
【図４】ベルトスリーブを加硫している状態の断面図である。
【図５】ベルトスリーブを加硫した後状態の断面図である。
【図６】ベルトスリーブのリブ表面を研磨している状態を示す図である。
【図７】本発明の製造方法で得られたＶリブドベルトの断面斜視図である。
【符号の説明】
１４ 積層物
１６ 不織布
２０ ゴムシート
２１ 予備成型体
４１ 内型
４２ 可撓性ジャケット
４６ 外型
４８ 心線
１００ Ｖリブドベルト
１０２ 心線
１０３ 接着ゴム層
１０４ 圧縮ゴム層
１０６ リブ部
１０７ 不織布
１０８ 起毛した短繊維
１１１ リブ部表面

Claims (6)

1. ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルト長手方向に延びるリブ部を有する伝動ベルトにおいて、リブ部表面に設けた不織布の短繊維を起毛させたことを特徴とする伝動ベルト。
2. リブ部のゴム中には、短繊維がベルト幅方向に配向している請求項１記載の伝動ベルト。
3. リブ部のゴム中には、短繊維が存在しない請求項１記載の伝動ベルト。
4. ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部を有する伝動ベルトの製造方法において、
   外周面に可撓性ジャケットを装着した内型と、内周面にリブ型を刻印した外型との間に、ゴムシートと不織布の積層物を介在させ、
   上記可撓性ジャケットを膨張させて上記積層物の不織布が外型の刻印したリブ型に密着するように未加硫の予備成型体を作製し、
   外型から離脱した内型の可撓性ジャケット面に少なくとも心線を巻き付け、
   再度、上記内型を外型内に設置し、可撓性ジャケットを膨張させて心線を外型に装着した予備成型体と一体的に加硫し、
   脱型してリブ部を有する加硫ベルトスリーブを作製し、
   上記加硫ベルトスリーブのリブ部表面を研磨して不織布の短繊維を起毛させたことを特徴とする伝動ベルトの製造方法。
5. ゴムシートと不織布の積層物において、該ゴムシートが配向した短繊維を含有している請求項４記載の伝動ベルトの製造方法。
6. ゴムシートと不織布の積層物において、該ゴムシートが短繊維を含有していない請求項４記載の伝動ベルトの製造方法。

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