JP2004230679A

JP2004230679A - 伝動ベルトの製造方法

Info

Publication number: JP2004230679A
Application number: JP2003021297A
Authority: JP
Inventors: Takuya Yoshikawa; 琢也吉川; Tetsuji Mori; 哲司森; Akihiro Nagata; 昭裕永田; Hirotaka Hara; 浩孝原
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】リブ部の伝動面に短繊維を均一に付着し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を提供することを目的とする。
【解決手段】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であり、成形モールド５０に少なくとも心線５３および圧縮ゴム用シート５４を積層してベルト成形体５５を作製し、加硫した後、研磨によってリブ部を配したベルトスリーブ５８に仕上げ、加硫したベルトスリーブ５８を２軸に掛張して回転しながらリブ部表面に接着剤を塗布して接着層６６を形成した後、接着層６６の上に短繊維６５を吹き付けて植毛する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伝動ベルトの製造方法に係り、詳しくはリブ部の伝動面に短繊維を均一に植毛し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関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の伝動ベルトの製造方法では、短繊維を含む圧延ゴムシートを、短繊維が幅方向に配向するように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。
【０００３】
一方、このような研削方法により短繊維をリブ部表面に露出させる以外に、特許文献１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。
【０００４】
また、特許文献２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。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１４３６１号公報
【特許文献２】
特開２００１−８２５４９号公報
【０００６】
【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たり、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。
【０００７】
本発明はかかる問題に着目し、鋭意研究した結果、リブ部の伝動面に短繊維を均一に付着し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】
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、
成形モールドに少なくとも心線および圧縮ゴム用シートを積層してベルト成形体を作製し、加硫した後、研磨によってリブ部を配したベルトスリーブに仕上げ、
上記加硫したベルトスリーブを１軸に設置もしくは２軸に掛張して回転しながらリブ部表面に接着剤を塗布して接着層を形成した後、該接着層の上に短繊維を吹き付けて植毛する、伝動ベルトの製造方法にある。
【０００９】
この製造方法では、正確なリブ部を有する研磨工法によって作製することができ、更に研磨したリブ部を有するベルトスリーブを１軸に設置もしくは２軸に掛張して回転しながらリブ部表面に接着剤を付着し、短繊維をリブ部表面の接着層に吹き付けて均一に付着することができ、植毛された短繊維がベルト走行時の騒音を軽減する。
【００１０】
【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一枚の圧縮ゴム用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圧縮ゴム用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圧縮ゴム用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。
【００１１】
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
【００１２】
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圧縮ゴム用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。
【００１３】
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圧縮ゴム用シートにし、続いて該ゴムシートを所定間隔で切断する。
【００１４】
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。
【００１５】
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繊維の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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
次に、図１を参照して上記方法によって得られた圧縮ゴム用シートを用いたＶリブドベルトの製造方法を説明する。
【００１９】
続いて、図１に示すように、成形モールド５０上にベルト構成部材としてポリエステル、ナイロン、アラミド、ビニロンなどの合成繊維あるいは綿などの天然繊維、これらの混妨糸からなる平織り帆布、編物などをミシンジョイントによって筒状にしたカバー布５１、接着ゴムシート５２、繊維コードからなる心線５３、そして所定長さに切断した上記圧縮ゴムシート５４を巻き付けてＶリブドベルト用のベルト成形体５５にする。無論、本発明では、カバー布５１を使用しなくてもよい。
【００２０】
また、ダブルリブドベルト用のベルト成形体を仕上げる場合には、成形モールド上には、ベルト構成部材として圧縮ゴムシート、接着ゴムシート、心線、接着ゴムシート、そして圧縮ゴムシートを巻き付けてベルト成形体にする。
【００２１】
そして、このようにして得られた上記ベルト成形体５５を加硫してベルトスリーブ５８を得る。次に、ベルトスリーブ５８を駆動ロールと従動ロールに掛架し、所定の張力下で走行させ、更に回転させた研削ホイール５７を走行中のベルトスリーブ５８に当接するように移動して圧縮ゴムシート５４表面に複数のＶ溝状部５６を一度に研削する。
【００２２】
ダブルリブドベルトを成形する場合には、他方も面を研削加工してリブ溝を設ける。この方法は、例えば特許登録番号２７６２２３８によって準じて行うことができる。
【００２３】
そして、図２に示すように加硫済みのベルトスリーブ５８を主軸６０と従動軸６１の２軸に掛張して１〜１０ｃｍ／秒で回転しながらリブ部表面６２に接着剤塗布装置６３から接着剤を吹き付けて膜厚５０〜１００μｍに塗布して接着層６６を形成し、続けて短繊維吹き付け装置６４よって短繊維６５を接着層６６に吹き付けて植毛する。尚、接着剤を塗布する前にベルトスリーブ５８のリブ部表面６２をアルコール拭きなどのクリーニング処理、プライマー処理等の前処理を行なうこともできる。また、加硫済みベルトスリーブ５８を１軸に装着して回転させながら、接着層６６を形成し、続けて短繊維６５を接着層６６に吹き付けて植毛することもできる。
【００２４】
接着剤としては、ＲＦＬ（レゾリシン−ホルムアルデド−ラテックス）接着剤、ウレタン系エマルジョン、アクリル系エマルジョン、酢酸ビニル系エマルジョン、スチレン系エマルジョン、未加硫ゴムを溶剤に溶かしたゴム糊、有機溶剤系接着剤等がある。好ましい接着剤としては、ＲＦＬ液やゴム糊が好ましく、ＲＦＬ液はレゾルシンとホルムアルデドとの初期縮合体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クロロプレン、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、ＮＢＲ、エチレン・α−オレフィン−ジエン共重合体である。また、ＲＦＬ液にイソシアネート化合物も添加することができる。
【００２５】
短繊維吹き付け装置６４では、ポリエステル、ナイロン、アラミド、ビニロン、炭素繊維、ポリテトラフルオロエチレン、綿等などからなる短繊維を用い、繊維同士の絡みを解いて、空気流とともに吹付ることによって、加硫済みベルトスリーブ５８の接着層６６に短繊維を植毛する。
【００２６】
上記短繊維の長さは０．１〜５．０ｍｍが好ましく、アスペクト比（長さＬｍｍ／太さ直径Ｄｍｍは３０〜３００である。また、パイルの密度は摩擦係数や走行時の音に寄与するものであり、今日使用されている伝動ベルトに近時するもので、１０，０００〜５００，０００本／ｃｍ^２である。
【００２７】
リブ部表面６２に短繊維６５を植毛した加硫済みベルトスリーブ５８を１軸に装着もしくは主軸と従動軸の２軸に掛張して回転しながら円周方向に所定幅に切断し、軸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複数のＶリブドベルト１を得る。
【００２８】
図４は得られたＶリブドベルトの断面図である。Ｖリブドベルト７０は、高強度で低伸度のコードよりなる心線７１を接着ゴム層７２中に埋設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層７４を有している。この圧縮ゴム層７４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７５が設けれ、リブ部の内層に短繊維７７がベルトの幅方向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７８に設けた接着層７９に植毛短繊維８０が分散し、リブ部表面に対してランダムに傾斜し、あるいは寝かされた状態になっている。
無論、本発明では、リブ部７５に短繊維７７が存在しない場合も含まれる。
【００２９】
接着ゴム層７２に使用されるゴムとしては、短繊維を除いた圧縮ゴム層７４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。
【００３０】
心線７１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７１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。
【００３１】
心線７１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。
【００３２】
背面補強材７６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い、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。
【００３３】
このようなＶリブドベルトは、リブ部表面の接着層７９に均一に植毛された植毛短繊維８０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も発生を阻止する。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本願請求項に係る発明では、正確なリブ部を有する研磨工法によって作製することができ、更に研磨したリブ部を有するベルトスリーブを１軸に設置もしくは２軸に掛張して回転しながらリブ部表面に接着剤を付着し、短繊維をリブ部表面の接着層に吹き付けて均一に付着することができ、植毛された短繊維がベルト走行時の騒音を軽減し、また植毛装置も低コストになる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】成形モールド上に作製したベルトスリーブにＶ溝状部を研削している状態を示す断面図である。
【図２】加硫済みベルトスリーブを回転させながら、短繊維を吹き付けてリブ部表面の接着層に植毛している状態を示す図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】本発明の製造方法で得られたＶリブドベルトの断面図である。
【符号の説明】
５０成形モールド
５３心線
５４圧縮用ゴムシート
５８ベルトスリーブ
６２リブ部表面
６３接着剤塗布装置
６４パイル供給装置
６５短繊維
６６接着層

Claims

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、
成形モールドに少なくとも心線および圧縮ゴム用シートを積層してベルト成形体を作製し、加硫した後、研磨によってリブ部を配したベルトスリーブに仕上げ、
上記加硫したベルトスリーブを１軸に設置もしくは２軸に掛張して回転しながらリブ部表面に接着剤を塗布して接着層を形成した後、該接着層の上に短繊維を吹き付けて植毛する、
ことを特徴とする伝動ベルトの製造方法。