JP2002310240A

JP2002310240A - 歯付ベルト

Info

Publication number: JP2002310240A
Application number: JP2001116316A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Jonen; 博志常念; Toshimichi Takada; 俊道高田
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2001-04-16
Filing date: 2001-04-16
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】歯部を補強して高負荷下での走行においても
ジャンピングしにくくし、また耐歯欠け性を維持して耐
久性を向上させた歯付ベルトを提供する。【解決手段】長さ方向に沿って所定間隔で配置した複
数の歯部２と、心線３を埋設した背部４とを有し、この
歯部２の表面に歯布５を貼着した歯付ベルト１であり、
前記歯部２が、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸
金属塩とを質量比４０：６０〜５０：５０で配合された
ポリマー複合体と水素化ニトリルゴムとを７０：３０〜
２０：８０で配合したポリマー分１００質量部に対し
て、シリカ１０〜３０質量部を配合して有機過酸化物で
架橋したゴム組成物からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は歯付ベルトに係り、
詳しくは歯部を補強して高負荷下での走行においてもジ
ャンピングしにくくし、また耐久性を向上させた歯付ベ
ルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】歯付ベルトは、ベルト長手方向に沿って
複数設けられた歯部と、歯部の背面側の心線が埋設され
た背面部とからなっているが、このような歯付ベルトに
対する要求品質は、歯部の高負荷に対する耐久性、背面
部の耐クラック性やベルト長手方向の屈曲性に優れるこ
となどが挙げられる。そして歯付ベルトを構成するゴム
としては、使用環境によってクロロプレンゴムからクロ
ロスルフォン化ポリエチレンへと変化し、さらに現在で
は水素化ニトリルゴムが主流となっている。

【０００３】例えば、射出成形機等のような高負荷伝動
用の歯付ベルトでは、高負荷でもジャンピングしないこ
とが求められており、歯部に用いられるゴム組成物の硬
度、モジュラスを高く設定する必要があり、このために
歯部のゴム組成物にはカーボンブラックを増量してい
た。

【０００４】また、最近では水素化ニトリルゴムに不飽
和カルボン酸金属塩を含有させ過酸化物により架橋させ
ることによって高硬度、高モジュラスが得られることか
ら、このゴム組成物を歯付ベルトの歯部及び背部に使用
することが、例えば特公平５−６４２５２号公報、特公
平６−３７５７６号公報、特公平５−２６２９１４号公
報等に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、高負荷の伝動
を目的とする歯付ベルトの場合、上記のようにカーボン
を増量すると、硬度、モジュラスは高くなるが、コンパ
ウンドの粘度が上昇して加工性が低下したり、加硫した
ゴム組成物の伸びが低下して耐屈曲性が低下するといっ
た問題があった。

【０００６】また、水素化ニトリルゴムに不飽和カルボ
ン酸金属塩を含有させたゴムでは確かに、高硬度、高モ
ジュラスで大きな伸びの加硫ゴム組成物が得られ屈曲性
を犠牲にすることなくジャンピング性は向上するが、そ
の反面心線との接着が充分でないという問題があった。

【０００７】本発明はこのような問題点を改善するもの
であり、歯部を補強して高負荷下での走行においてもジ
ャンピングしにくくし、また耐歯欠け性を維持して耐久
性を向上させた歯付ベルトを提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本願の請求項１記
載の発明では、長さ方向に沿って所定間隔で配置した複
数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、上記歯部の
表面に歯布を貼着した歯付ベルトであり、前記歯部が、
水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを質量
比４０：６０〜５０：５０で配合されたポリマー複合体
と水素化ニトリルゴムとを７０：３０〜２０：８０で配
合したポリマー分１００質量部に対して、シリカ１０〜
３０質量部を配合して有機過酸化物で架橋したゴム組成
物からなり、歯部の硬度が８０〜９０である歯付ベルト
にある。即ち、ポリマー分として、水素添加ニトリルゴ
ムと不飽和カルボン酸金属塩とを質量比４０：６０〜５
０：５０で配合されたポリマー複合体と水素化ニトリル
ゴムの質量比が７０：３０〜２０：８０で配合し、適量
のシリカを添加すると、心線との接着力が良好で、硬
度、モジュラスも上昇し、かつ歯付きベルトを成形加硫
したときにゴムが圧入されて充分な歯部を形成する。そ
して、歯部硬度が８０〜９０になると、耐ジャンピング
性も向上する。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る歯付ベルトの
正面図であり、歯付ベルト１はベルト長手方向（図中矢
印）に沿って複数の歯部２と、ガラス繊維コードあるい
はアラミド繊維コードからなる心線３を埋設した背部４
からなり、上記歯部２の表面には歯布５が貼着されてい
る。

【００１０】上記歯部２及び背部４に使用されるゴム組
成物には、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属
塩とを質量比４０：６０〜５０：５０で配合されたポリ
マー複合体と水素化ニトリルゴムとを７０：３０〜２
０：８０でブレンドしたポリマーが使用される。

【００１１】水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金
属塩とを適量に配合し重合したポリマー複合体は、耐熱
性に優れるとともに強度、耐摩耗性にも優れたゴム組成
物とすることができ、この水素化ニトリルゴムとして
は、特に限定されるものではないがムーニー粘度（ＭＬ
_１＋４（１００℃））が５０〜９０のものであること
が、機械的強度や側圧剛性を良好にすること、また、屈
曲性や加工性を良好にする上で好ましい。

【００１２】不飽和カルボン酸金属塩はカルボキシル基
を有する不飽和カルボン酸と金属とがイオン結合したも
のであり、不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタ
クリル酸などのモノカルボン酸、マレイン酸、フマル
酸、イタコン酸などのジカルボン酸が好ましく、金属と
してはベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロ
ンチウム、バリウム、チタン、クロム、モリブデン、マ
ンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛、カド
ミウム、アルミニウム、錫、鉛、アンチモンなどを用い
ることができる。

【００１３】水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金
属塩の質量比は、４０：６０〜５０：５０とする。理由
は明確ではないが、不飽和カルボン酸金属塩はポリマー
複合体を高次構造にし、不飽和カルボン酸金属塩がポリ
マー複合体中で微細に分散したフィラーを形成するとも
思われ、当初から水素化ニトリルゴムに不飽和カルボン
酸金属塩を配合するよりも大きな引張り強さを有する。

【００１４】上記ゴム組成物中には、ブレンドしたポリ
マー１００質量部に対して、シリカ１０〜３０質量部が
添加される。シリカ量は１０質量部未満であると心線と
の接着力が低下する。３０質量部を超えるとコンパウン
ドの粘度が上昇しすぎて、加工性が悪くなったり、歯付
ベルトを成形加硫したときに歯部に充分にゴムが圧入さ
れなくなる。

【００１５】上記ゴム組成物には、その他にカーボンブ
ラック、ナイロン、綿、メタ系アラミド繊維、パラ系ア
ラミド繊維、無機繊維等の短繊維などの補強剤、有機過
酸化物、加硫促進剤などを配合する。

【００１６】上記有機過酸化物としては、通常、ゴム、
樹脂の架橋に使用されているジ−ｔ−ブチルパーオキサ
イド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパー
オキサイド、１．１−ｔ−ブチルペロキシ−３．３．５
−トリメチルシクロヘキサン、２．５−ジ−メチル−
２．５−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）ヘキサン、２．５−
ジ−メチル−２．５−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）ヘキサ
ン−３、ビス（ｔ−ブチルペロキシジ−イソプロピ
ル））ベンゼン、２．５−ジ−メチル−２．５−ジ（ベ
ンゾイルペロキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルペロキシベン
ゾアート、ｔ−ブチルペロキシ−２−エチル−ヘキシル
カーボネートなどが用いられる。そして、その配合量と
してはポリマー成分１００重量部に対して０．２〜１０
重量部とする。０．２重量部未満であると架橋が十分に
行われず、１０重量部を超えると十分な弾性が得られな
くなるからである。

【００１７】負荷とともに張力の大きい条件下で歯付ベ
ルト１を使用すると、従来の歯付ベルトの歯布が異常に
摩耗を起こし、比較的早く歯元部にクラックが生じて歯
欠けによる寿命となるため、さらに歯部２の補強が必要
である。

【００１８】ここで使用する歯布５はＲＦＬ液、イソシ
アネート溶液あるいはエポキシ溶液によって処理され
る。ＲＦＬ液はレゾルシンとホルマリンとの初期縮合物
をラテックスに混合したものであり、ここで使用するラ
テックスとしてはスチレン．ブタジエン．ビニルピリジ
ン三元共重合体、水素化ニトリルゴム、クロロスルフォ
ン化ポリエチレン、エピクロルヒドリンなどから選ばれ
る。

【００１９】上記ＲＦＬ処理した歯布は、歯部に用いた
ゴム組成物を含浸付着させ加硫したゴム付き帆布であ
る。具体的には歯部に使用したポリマー分にカーボンブ
ラック、シリカなどの補強剤、有機過酸化物、加硫促進
剤などを配合したゴム組成物を溶剤によって溶解したゴ
ム糊を作製した後、これを含浸付着させ、そして乾燥さ
せた後に加硫してゴム付き帆布にする。また、必要に応
じてニッケルジブチル−ジチオカルバメイト（ＮｉＤＢ
Ｃ）を添加することもできる。

【００２０】むろん、歯部に用いたポリマー成分にカー
ボンブラック、シリカなどの補強剤、有機過酸化物、加
硫促進剤などを同時に混合配合したゴム組成物とを溶剤
によって溶解したゴム糊を使用することもできる。

【００２１】得られたゴム組成物はメチルエチルケト
ン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ク
ロロホルムなどから選ばれた溶剤に溶解してゴム糊にし
た後、該ゴム糊を歯布に塗布、吹き付け等によって含浸
付着させ加硫したものである。

【００２２】歯布５として用いられる帆布は平織物、綾
織物、朱子織物などからなる。これらの織物のベルト長
手方向に配置される緯糸としては、例えば少なくとも
０．３〜１．２デニールのパラ系アラミド繊維のフィラ
メント原糸を収束したマルチフィラメント糸をベルト長
手方向の緯糸全量の２０〜８０重量％含んだものが好ま
しい。

【００２３】即ち、緯糸は少なくともパラ系アラミド繊
維のマルチフィラメント糸を含んだ糸であり、このパラ
系アラミド繊維のマルチフィラメント糸にメタ系アラミ
ド繊維からなる糸とを含めることができる。具体的な緯
糸の構成は、パラ系アラミド繊維のマルチフィラメント
糸、メタ系アラミド繊維からなる紡績糸、そしてウレタ
ン弾性糸の３種の糸を合撚したものである。また、他の
具体的な緯糸の構成は、パラ系アラミド繊維のマルチフ
ィラメント糸、脂肪族繊維糸（６ナイロン、６６ナイロ
ン、ポリエステル、ポリビニルアルコール等）、そして
ウレタン弾性糸の３種の糸を合撚したものであってもよ
い。

【００２４】また、ベルト長手方向に配置する緯糸全量
の２０〜８０重量％がパラ系アラミド繊維のマルチフィ
ラメント糸である。この理由として、２０重量％未満で
はベルト長手方向の歯布の引張強さが低下し、高負荷で
のベルト走行時に歯欠けが発生しやすくなり、また一方
８０重量％を越えると、パラ系アラミド繊維のマルチフ
ィラメント糸の打込み方向の剛性が前記理由と同じく過
大になるため、均一な厚みの帆布を得ることできなくな
るためである。

【００２５】歯布５の経糸としては、パラ系アラミド繊
維、メタ系アラミド繊維からなるアラミド繊維のフィラ
メント糸、６ナイロン、６．６ナイロン、１２ナイロン
等のポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル
等のフィラメント糸からなる。好ましくは、アラミド繊
維のフィラメント糸が緯糸５にパラ系アラミド繊維のフ
ィラメント原糸を収束したマルチフィラメント糸を使用
すれば、剛性のバランスが取れ、均一な厚みの歯布にな
る。しかし、上記経糸と緯糸の材質はこれらに限定され
るものではない。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例にて詳細に説明する。実施例１〜４、比較例１〜８歯部に用いるゴム組成物として表１に示す配合を使用し
て混練し、その後カレンダーロールで厚さ３．０ｍｍの
ゴムシートに圧延した。

【００２７】

【表１】

【００２８】経糸に１４０ｄ／２本ナイロンフィラメン
ト糸と、そして緯糸に１４０ｄ／２本ナイロンフィラメ
ント糸、スパンデックス１１０Ｄ／１本からなる合撚糸
を使用し、織時組織（経１４０本／３ｃｍ、緯１００本
／３ｃｍ）からなる２／２綾織帆布を製織した。製織
後、帆布を水中にて振動を与えて製織時の幅の約１／２
幅まで収縮させた後、表１のポリマーを用いたゴム組成
物を所定比率でメチルエチルケトン中に溶解して得たゴ
ム糊に浸漬、乾燥した後、１５３°Cで３０分間加硫し
て０．９ｍｍの処理帆布を歯布として用いた。この場
合、上記帆布は緯糸方向をベルトの長手方向に使用し
た。

【００２９】また、心線として溶融紡糸され、シランカ
ップリング剤で表面処理された素線径約９μｍのガラス
繊維フィラメント約１５０本を束ねてストランドとし、
３本のストランドを引き揃えて表２の各ＲＦＬ液中に浸
漬し、１３０℃で２分間乾燥、２５０〜３００℃で２分
間ベーキング後、下撚りを約１２回／１０ｃｍにてＳ方
向に撚った下撚り糸と、同回数Ｚ方向に撚った下撚り糸
を準備した。

【００３０】

【表２】

【００３１】次にＳ方向の下撚り糸を１３本引き揃え、
上撚りを約８回／１０ｃｍの割合でＺ方向に撚られたガ
ラス繊維コードとし、また同様にＺ撚り下撚り糸を同様
に１３本引き揃え、Ｓ方向に８回／１０ｃｍの撚り数の
ガラス繊維コードとし、各ＲＦＬ液に対し、上撚り方向
がＳ、Ｚの各一対のＲＦＬ処理ガラス繊維コードとし
た。そして、各ＲＦＬ処理ガラス繊維コードを背部、歯
部そして歯布に接着させるために、更にゴム組成物を溶
剤に溶解させ、イソシアネートを添加したオーバーコー
ト液に浸漬、乾燥させて心線となるガラス繊維コードを
作製した。

【００３２】次に、歯付ベルトの作製では、Ｓ８Ｍ歯型
１６０歯数の金型に上記の歯布を巻き付け、ＳＺ撚一対
のＲＦＬ及びイシアネートにて接着処理された心線（ガ
ラス繊維、ＥＣＧ１５０−３／１３）を一定ピッチ
（２．６ｍｍ）でスパイラルに一定張力（１００Ｎ／
本）で巻き付けた。この心線の上に、内側ゴム層、外側
ゴム層の順となるように表１のゴムシートを貼り付け
た。更に、加硫缶に投入して通常の圧入方式により加圧
加硫して、ベルト背面を一定厚さに研磨し一定幅（２５
ｍｍ）にカットして走行用歯付きベルトを得たベルトの
サイズは１０５Ｓ８Ｍ１５（ベルトの歯型：ＳＴＰＤタ
イプ、歯数：１０５、ベルト幅：１５ｍｍ、歯ピッチ：
８ｍｍ）であった。

【００３３】そして、加硫後における歯部の成形程度の
状態を肉眼で観測し完全に歯部が成形されている場合を
「○」、また歯部が成形されていない場合を「×」で表
示し、また歯付ベルトのジャンピングトルク試験と耐久
走行試験を行った。その結果を表３に示す。

【００３４】ジャンピングトルク試験では、試験ベルト
を駆動プーリ（２４歯）、従動プーリ（２４歯）に懸架
し、駆動プーリの回転数３，６００ｒｐｍ、軸荷重９０
ｋｇｆで走行させ、ベルトがジャンピングした時のトル
クを測定した。

【００３５】耐久走行試験では、試験ベルトを駆動プー
リ（２４歯）、従動プーリ（２４歯）に懸架し、駆動プ
ーリの回転数３，６００ｒｐｍ、負荷８．５ｋｗで走行
させ、ベルト歯欠けが発生するまでの時間を測定した。

【００３６】更に、表１に示す配合物から得られたゴム
シートの硬度、心線と加硫ゴムシート間の接着力をそれ
ぞれＪＩＳＫ６３０１に準じて測定した。その結果を
表３に示す。

【００３７】

【表３】

【００３８】この結果より、本実施例では比較例に比べ
て、硬度も上昇し、心線との接着力も良好で、ジャンピ
ングトルクも高く、歯欠けまでの耐久性も向上している
ことが判る。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本願請求項記載の発明で
は、前記歯部が水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸
金属塩とを質量比４０：６０〜５０：５０で配合された
ポリマー複合体と水素化ニトリルゴムとを７０：３０〜
２０：８０で配合したポリマー分１００質量部に対し
て、シリカ１０〜３０質量部を配合して有機過酸化物で
架橋したゴム組成物からなり、歯部の硬度が８０〜９０
である歯付ベルトにあり、心線との接着力が良好で、硬
度、モジュラスも上昇し、かつ歯付きベルトを成形加硫
したときにゴムが圧入されて充分な歯部を形成する。そ
して、歯部硬度が８０〜９０になると、耐ジャンピング
性も向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯付ベルトの正面図である。

【符号の説明】

１歯付ベルト２歯部３心線４背部５歯布

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 51/04 Ｃ０８Ｌ 51/04 Ｆ１６Ｇ 1/08 Ｆ１６Ｇ 1/08 Ｚ 5/06 5/06 Ｚ // Ｂ２９Ｋ 19:00 Ｂ２９Ｋ 19:00 Ｆターム(参考） 4F213 AA45 AB03 AB17 AD16 AD18 AG17 WA41 WB01 4J002 AC11X BN14W DJ016 EK017 EK037 EK047 EK057 EK087 FD157 GM01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長さ方向に沿って所定間隔で配置した複
数の歯部と、心線を埋設した背部とを有し、上記歯部の
表面に歯布を貼着した歯付ベルトであり、前記歯部が、
水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを質量
比４０：６０〜５０：５０で配合されたポリマー複合体
と水素化ニトリルゴムとを７０：３０〜２０：８０で配
合したポリマー分１００質量部に対して、シリカ１０〜
３０質量部を配合して有機過酸化物で架橋したゴム組成
物からなり、歯部の硬度が８０〜９０であることを特徴
とする歯付ベルト。