CN109154358B - 附带齿的带及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及附带齿的带，所述附带齿的带(1)具有：带主体(2)，通过利用第一热塑性弹性体组成物将心线列、齿部(2b)、背面部(2a)进行一体成形而形成带主体(2)，所述齿部(2b)形成在所述心线列的下方侧并沿着心线的长度方向以规定间隔配置，所述背面部(2a)形成在所述心线列的上方侧并埋设有心线；及背面片(3)，粘结于所述带主体(2)的背面部侧且由第二热塑性弹性体组成物制成，其中，所述背面片(3)的粘结侧的面具有凹凸形状(6)。
Description
技术领域
本发明涉及热塑性弹性体制的附带齿的带及其制造方法。
背景技术
附带齿的带使用于传递没有滑动的旋转的同步传动方式。因此，橡胶制或热塑性弹性体制的附带齿的带作为一般产业用、精密设备用等的动力传递用带而被广泛使用。其中，长条的附带齿的带在自动门、产业用传送装置、自动仓库等的用途中需求高。
这样的长条的附带齿的带使用热塑性弹性体，通过挤压成形而连续成形。接下来，裁断成所需长度而将两端部接合，形成为环状。作为该挤压成形的热塑性弹性体制附带齿的带的制造方法的例子，存在下述专利文献1、2记载的技术。
专利文献1的成形方法包括使熔融的热塑性弹性体材料从比心线靠齿侧或背侧的一方流入，在心线彼此的间隙中穿过，而向另一方侧填充的工序。
专利文献2的第一实施例的成形方法包括：使熔融的热塑性弹性体流入而形成热塑性弹性体片的第一工序；使熔融的热塑性弹性体向该热塑性弹性体片和心线流入，而形成附带心线的热塑性弹性体片的第二工序；及使熔融的热塑性弹性体向该附带心线的热塑性弹性体片流入而形成齿部的第三工序。
专利文献2的第二实施例的成形方法包括：使熔融的热塑性弹性体向心线流入，而形成利用热塑性弹性体将心线的一面包覆的附带心线的热塑性弹性体片的第一工序；使熔融的热塑性弹性体向该附带心线的热塑性弹性体片的两面流入而形成齿部和背部的第二工序。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开平6-94178号公报
专利文献2：日本国特开平11-70589号公报
发明内容
发明要解决的课题
例如，作为热塑性弹性体制的附带齿的带的使用例，存在图5所示那样的在一定范围内往复运动的升降搬运装置。
在这样的升降搬运装置使用的附带齿的带中，为了将货台与附带齿的带连接/固定而向带背部插入将货台连接的轴构件(固定用具)。在该用途中，需要使带背部增厚。
在专利文献1的成形方法中，使熔融的热塑性弹性体材料从比心线靠齿侧或背侧的一方流入，穿过心线彼此的间隙，而也向另一方侧填充，因此在成形上述那样的背部的厚度大的带时，存在热塑性弹性体材料未能充分地流入(填充)而齿部或背部的成形变得不充分的问题。
在专利文献2的多层方式的成形方法中，确保层间的粘结界面处的粘结性的情况为课题，特别是在将背部增厚的带卷挂于滑轮而弯折时等，可能会发生层间的剥离。
因此，本发明为了解决上述的问题而作出，本发明的目的是在以多层方式成形的附带齿的带中，提供一种即使背部增厚，也能得到可抑制层间的剥离的充分的粘结力的附带齿的带及其制造方法。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的附带齿的带具有：带主体，通过利用第一热塑性弹性体组成物将心线列、齿部、背面部进行一体成形而形成所述带主体，所述齿部形成在所述心线列的下方侧并沿着心线的长度方向以规定间隔配置，所述背面部形成在所述心线列的上方侧并埋设有心线；及背面片，粘结于所述带主体的背面部侧且由第二热塑性弹性体组成物制成，其中，所述背面片的粘结侧的面具有凹凸形状。
根据上述的结构，由于将背面片的粘结面侧的面形成为凹凸形状，因此能够增加与带主体粘结的界面的面积，能够提高粘结力。
在本发明的附带齿的带中，优选的是，所述凹凸形状是沿着心线的长度方向以规定间隔配置有凹凸部的形状，凹凸部的所述规定间隔比齿部的所述规定间隔小。
根据该结构，通过减小凹凸部的规定间隔而能够适当地增加粘结界面的面积。
在本发明的附带齿的带中，形成所述背面片的第二热塑性弹性体组成物也可以与形成所述带主体的第一热塑性弹性体组成物的特性不同。
根据该结构，能够增加粘结界面的面积，因此能够弥补热塑性弹性体的特性的差异引起的粘结力的下降。
另外，本发明的附带齿的带的制造方法包括：
第一工序，成形出附带所述凹凸形状的背面片；及
第二工序，使用带制造装置，该带制造装置具备在外周以规定间隔形成有齿成形槽而形成的成形滚筒、以卷挂于所述成形滚筒的外周侧的方式配置的按压带、及向形成于所述成形滚筒与所述按压带之间的腔室供给热塑性弹性体的挤压头，使所述成形滚筒旋转，向所述成形滚筒的外周供给所述心线列，并向所述按压带的内周侧供给被赋予了所述凹凸形状的背面片，同时从所述挤压头将加热熔融的热塑性弹性体向所述腔室供给，由此一边连续成形所述带主体，一边将附带所述凹凸形状的背面片与所述带主体熔融粘结。
根据上述结构，由于向附带凹凸形状的背面片的粘结与带主体的形成同时进行，因此能够高效地制造。
在本发明的附带齿的带的制造方法中，优选的是，所述挤压头从所述成形滚筒与所述心线列之间朝向所述腔室配置。
根据该结构，能可靠地进行带主体的形成。
在本发明的附带齿的带的制造方法中，优选的是，使用带制造装置，该带制造装置具备在外周以规定间隔形成有凹凸槽而形成的成形滚筒、以卷挂于所述成形滚筒的外周侧的方式配置的按压带、及向形成于所述成形滚筒与所述按压带之间的腔室供给热塑性弹性体的挤压头，从所述挤压头将加热熔融的热塑性弹性体向所述腔室供给，由此连续形成附带所述凹凸形状的背面片。
根据该结构，使用与附带齿的带的制造装置同样的带制造装置，能够制造出附带凹凸形状的背面片。
发明效果
作为抑制背面片与带主体的粘结界面处的剥离的发生的方法，将背面片的粘结侧的面形成为凹凸形状而与附带齿的带主体进行热熔敷。这样，通过将背面片的粘结面形成为凹凸形状，从而与附带齿的带主体的粘结界面的面积增加，由此提高粘结力，得到高强度的带，从而能够抑制剥离的发生。特别是即使背面片增厚，也能够抑制剥离的发生。
附图说明
图1是本发明的附带齿的带的侧视图。
图2是图1的A-A线剖视图。
图3是本发明的附带齿的带的制造装置的概略侧视图。
图4是本发明的背面片的制造装置的概略侧视图。
图5是表示本发明的附带齿的带的适用例的概略主视图。
图6是表示实施例的附带齿的带的形状/尺寸的图。
图7是表示比较例的附带齿的带的形状/尺寸的图。
具体实施方式
接下来，说明本发明的实施方式。本实施方式示出在附带齿的带中适用本发明的一例，该附带齿的带是使用于升降搬运装置的附带齿的带，为了将货台与附带齿的带连接/固定而向带背部插入连接货台的轴构件(固定用具)。在该用途中，需要使带背部较厚。
需要说明的是，在该附带齿的带中，为了简便起见，将带背部侧定义为上侧，将齿部侧定义为下侧。
(附带齿的带的结构)
如图1及图2所示，本实施方式的附带齿的带1具有：由热塑性弹性体进行一体成形而形成的带主体2；及粘结于带主体2的背面侧的热塑性弹性体制的背面片3。
带主体2通过利用热塑性弹性体将心线列(芯体)、齿部2b、背面部2a进行一体成形而形成，该心线列(芯体)将心线4空出间隙地排列，该齿部2b形成在该心线列的下方侧且沿着心线4的长度方向以规定间隔P配置，该背面部2a形成在该心线列的上方侧并埋设有心线4。
背面片3是通过热塑性弹性体预先成形的结构。背面片3的下侧面(粘结面)成为凹凸形状6。带主体2由熔融而供给的热塑性弹性体材料形成。因此，带主体2的背面侧通过热熔敷而粘结于凹凸形状6的面。凹凸形状6优选沿着心线4的长度方向以规定间隔S配置凹凸部的结构。需要说明的是，被热熔敷的是凹凸形状6的表面。
背面片3的凹凸形状6的规定间隔S优选比齿部2b的规定间隔P小。具体而言，P/S优选为2～6。带主体2与背面片3的粘结界面的面积增加，能够提高粘结力。
另外，相对于背面片3的凹凸形状6的厚部分的厚度，凹凸形状6的仅凸部的高度优选具有25％～60％左右的高度。
以规定间隔S配置的凹凸部是例如将基于向上的梯形的凸部与基于向下的梯形的凹部规则正确地交替配置而形成的结构。该凹凸部优选为基于梯形的结构，但也可以是基于矩形的凸部与基于矩形的凹部的组合，或者基于半圆形的凸部与基于半圆形的凹部的组合等。
附带齿的带1的背部5成为带主体2的背面部2a与背面片3的双层结构。而且，带主体2与背面片3的粘结界面成为凹凸形状6。因此，能够确保附带齿的带1的弯折性并增加附带齿的带1的背部5的厚度。
设置齿部2b的规定间隔P为例如8～25mm。相对于此，背面片3的凹凸形状6的厚的部分的厚度使用例如2～5mm的厚度。在增厚了背面片3的量的部分能够安装后述的固定用具。
(背面片及带主体的结构材料)
作为构成背面片及带主体的材料，使用能够将层叠的背面片3与带主体2熔融接合且具有弹性的热塑性弹性体组成物。
作为热塑性弹性体，可列举聚氨酯系热塑性弹性体、聚酯系热塑性弹性体、聚苯乙烯系热塑性弹性体、聚烯烃系热塑性弹性体、聚酰胺系热塑性弹性体、氯乙烯系热塑性弹性体等。
特别优选力学特性、耐久性优异，在传动带或传送带用途中广泛使用的聚氨酯系热塑性弹性体。
作为该聚氨酯系热塑性弹性体，可以使用聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系的弹性体。
另外，热塑性弹性体的硬度可以从80°～95°(遵照JIS K6253，通过A型硬度计来测定)的范围选择。
另外，热塑性弹性体的熔融温度可以从200～230℃的范围选择。
在热塑性弹性体组成物中，根据需要也可以包含惯用的添加剂，例如相溶化剂、老化防止剂、加硫促进剂、增塑剂、填充剂、着色剂、加工助剂、加水分解防止剂等。
层叠的背面片3和带主体2可以分别使用相同材质的结构。由此，能够提高带主体2与背面片3的粘结力。然而，为了使带主体2与背面片3的粘结界面的面积增加，也可以将不同的材质、不同的熔融温度那样特性不同的热塑性弹性体层叠。
作为将特性不同的热塑性弹性体层叠的例子，带主体2由于具有齿部，因此使用耐磨损性、耐弯折性能优异的聚氨酯系热塑性弹性体，在背面片3中，在设想外部气体下的暴露的方面的使用或者担心药品等的附着的情况下，也可以使用耐臭氧性、耐候性优异，而且耐药品性也优异的氯乙烯系热塑性弹性体进行层叠。
(心线的结构材料)
心线4使用由钢纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚酯纤维或玻璃纤维等构成的低伸展度、高强度的线。通常优选具有高强度、耐热性、耐药品性等特性的芳香族聚酰胺纤维。心线直径可使用例如0.6～2.5mm的直径。
(附带齿的带1的制造装置)
图3示出附带齿的带1的制造装置30的一例。制造装置30由成形滚筒(模具)31、按压带32、挤压头33、未图示的心线供给装置、未图示的背面片供给装置构成。
成形滚筒31具备：在筒状的外周以规定间隔P形成的齿形成槽；安装于筒状的轴向两端，防止热塑性弹性体的流出的未图示的凸缘；能够将齿形成槽的附近加热至常温～120℃的加热单元；及驱动成形滚筒31向箭头的方向(逆时针方向)旋转的驱动单元。
按压带32是卷缠于在成形滚筒31的上下接近配置的滑轮32a、32b与在从这些滑轮32a、32b分离的位置配置的滑轮32c之间的环状的金属带。该金属带卷挂在成形滚筒31的两端的未图示的凸缘的外周的一半左右。滑轮32c通过向附图的左方向移动而向按压带32施加规定的张力。在该按压带32与成形滚筒31之间形成有成形腔室。
挤压头33配置在腔室入口的跟前的成形滚筒31的外周附近，使熔融热塑性弹性体朝向腔室流出。该挤压头33优选从成形滚筒与心线列之间朝向腔室配置。这是为了能够向齿形成槽充分地供给熔融热塑性弹性体。
心线供给装置是将心线列向成形滚筒31的外周连续地供给的装置，所述心线列将心线4沿成形滚筒31的轴向设置间隙地排列而形成。
背面片供给装置是将背面片3以其凹凸形状6朝向心线4的方向向按压带32的外周侧连续地供给背面片3的装置。
(背面片3的制造装置)
图4示出附带有凹凸形状6的背面片3的制造装置40的一例。可以将图3的附带齿的带1的制造装置局部性地变更而沿用。对于沿用部分，标注与图3相同的标号而省略其详细说明。
变更部分是成形滚筒41的外周侧形状、没有使用未图示的心线供给装置及背面片供给装置的情况。
成形滚筒41使用了在筒状的外周设有以规定间隔S形成的凹凸形成槽的结构。未图示的凸缘也使用了与背面片的厚度相符的高度的结构。变更也可以是成形滚筒41的仅外周侧和整体中的任一者。
使用该成形滚筒41，没有心线、背面片的供给，在仅熔融的热塑性弹性体材料的供给下，通过连续地固化而能够制造出附带有凹凸形状的背面片。而且，这样，通过沿用装置的大部分，能够简化装置的结构。
(附带齿的带1的制造方法)
说明本发明的双层方式的附带齿的带1的制造方法。
首先，成形出附带有凹凸形状的背面片3(第一工序)。
接下来，一边供给附带有凹凸形状的背面片3，一边从挤压机的挤压头(冲模)33供给成为带主体2的熔融材料，将它们层叠，得到双层方式的附带齿的带1(第二工序)。
以下进行详细说明。
(第一工序)
一边驱动成形滚筒(模具)41向图4的箭头方向旋转一边从挤压机的挤压头33供给加热熔融的热塑性弹性体时，伴随着成形滚筒41的旋转而热塑性弹性体被卷入成形滚筒41与按压带32之间的腔室。
通过基于按压带32的按压将热塑性弹性体向成形滚筒41的凹凸成形槽内填充，成形出背面片3的凹凸形状6，并成形出背面片3的背面。并且，一边这样成形，一边使热塑性弹性体连续地自然冷却固化，由此能够制造出附带有凹凸形状的背面片3。
制造条件为例如热塑性弹性体的熔融温度：200～230℃，成形滚筒的温度：常温～120℃，成形滚筒41的进给速度：0.1～1.0m/min。
(第二工序)
一边驱动成形滚筒(模具)31向图3的箭头方向旋转，一边将对规定的条数的心线4平行地并线而形成的心线列向成形滚筒31的外周供给，并将附带有凹凸形状的背面片3向滑轮32a与成形滚筒31之间且按压带32的外周侧供给。
如果在附带有凹凸的背面片3和心线4被卷入滑轮32a与成形滚筒31之间的同时，从挤压机的挤压头33供给加热熔融的热塑性弹性体，则伴随着成形滚筒31的旋转而附带有凹凸形状的背面片3和心线4及热塑性弹性体被卷入到成形滚筒31与按压带32之间的腔室。
在基于按压带32的按压下将热塑性弹性体向成形滚筒31的齿成形槽内填充，成形出附带齿的带1的齿部2b，并成形出在附带有凹凸形状的背面片3与成形滚筒31的外周之间埋设有心线4的附带齿的带1的带主体2。并且，通过这样成形并使热塑性弹性体连续地自然冷却固化，由此能够制造出附带有凹凸形状的背面片3与附带齿的带的带主体2通过熔融接合而一体化的有端的双层式附带齿的带1。该熔融接合在背面片3的凹凸形状的表面进行，该凹凸形状被保持。
制造条件为例如热塑性弹性体的熔融温度：200～230℃，成形滚筒的温度：常温～120℃，心线、带的进给速度：0.1～1.0m/min。
(适用例)
作为这样的附带齿的带1的使用例，存在图5所示那样的在一定范围中进行往复驱动的升降搬运装置50。
在该升降搬运装置中，使用与配置于上方及下方的附带齿的滑轮51、53和附带齿的滑轮52、54啮合的附带齿的带55、56。作为驱动滑轮的下方左侧的附带齿的滑轮52被进行旋转/反向旋转驱动。其他的附带齿的滑轮51、53、54经由附带齿的带55、56被同步驱动。由此，向带机构传递动力，在固定于2个带机构上的货台57载放的传送物W上下升降。
该附带齿的带55、56将通过上述制造的有端的附带齿的带1裁断成规定宽度、规定长度，将长度方向的两端部接合，形成为环状来使用。
在该附带齿的带55、56安装有用于固定货台57的固定用具58。作为该固定用具58的一例，如日本国特开2015-3821号公报的图1所示，存在如下构件：以夹持齿部与齿部之间的带背部的方式配置轴构件及背板，将两者通过螺钉进行固定。而且，作为固定用具58的另一例，如日本国特开2009-112217号公报的图6所示，存在如下构件：沿齿部的宽度方向设置贯通孔，向该贯通孔插入轴构件，向该轴构件的前端螺纹拧入螺母而进行固定。
无论在哪个例子中，都是附带齿的带1的背部形成得较厚，因此具备充分的安装强度。而且，具有凹凸形状的粘结界面而增加厚度，因此在粘结界面处发生剥离的可能性也少。
需要说明的是，作为进而又一例，也可以是如下构件：在附带齿的带1的背部设置贯通孔，向该贯通孔插入轴构件，向该轴构件的前端螺纹拧入螺母而进行固定。
以上，基于附图而说明了发明的实施方式，但是应考虑为具体的结构没有限定于上述的实施方式及实施例。本发明的范围不是由上述的实施方式及后述的实施例的说明而是由权利要求书公开，还包括与权利要求书等同的意思及范围内的全部变更。
实施例
遵照前述的制造方法，制造了下述的尺寸的实施例/比较例的双层方式的附带齿的带。
(实施例)
是具有图6所示的形状/尺寸的双层方式的附带齿的带。
带宽：25mm，附带有凹凸形状的背面片的厚度：2.5mm，齿间距：25mm，带总厚度：14mm，结构材料：热塑性聚氨酯弹性体(背面片、带主体都是)，心线直径：φ1.9mm(对位芳香族聚酰胺纤维“Twaron(注册商标)”)。
(比较例)
是具有图7所示的形状/尺寸的双层方式的附带齿的带。
带宽：25mm，背面平片厚度：2.0mm，带齿间距：25mm，带总厚度：14mm，结构材料、心线直径：与实施例相同。
(试验方法)
从制造的带选取长度为125mm的试验片，使用拉伸试验机(Autograph)，实施拉伸试验(拉伸速度：100mm/min)，进行了到片剥离为止的粘结力的比较。
其结果如下述的表1所示。
[表1]
通过使背面片附带有凹凸形状，与背面片为平片的情况相比，片粘结力提高了27％。
另外，在完成的双层方式的附带齿的带中，附带凹凸形状的背面片与带主体的界面通过熔敷而以表面看来无法分辨的状态牢牢地粘结。
本申请基于在2016年5月25日提出申请的日本专利申请2016-104344及在2017年5月16日提出申请的日本专利申请2017-097103，并将其内容作为参照而援引于此。
标号说明
1 附带齿的带
2 带主体
2a 齿部
2b 背面部
3 背面片
4 心线
5 背部
6 凹凸形状
31 成形滚筒
32 按压带
33 挤压头。
Claims (5)
1.一种附带齿的带，具有：
带主体，通过利用第一热塑性弹性体组成物将心线列、齿部、背面部进行一体成形而形成所述带主体，所述齿部形成在所述心线列的下方侧并沿着心线的长度方向以规定间隔配置，所述背面部形成在所述心线列的上方侧并埋设有心线；及
背面片，粘结于所述带主体的背面部侧且由第二热塑性弹性体组成物制成，其中，
所述背面片的粘结侧的面具有凹凸形状，
所述凹凸形状是沿着心线的长度方向以规定间隔配置有凹凸部的形状，凹凸部的所述规定间隔比齿部的所述规定间隔小。
2.根据权利要求1所述的附带齿的带，其中，
形成所述背面片的第二热塑性弹性体组成物与形成所述带主体的第一热塑性弹性体组成物的特性不同。
3.一种附带齿的带的制造方法，是权利要求1所述的附带齿的带的制造方法，包括：
第一工序，成形出附带所述凹凸形状的背面片；及
第二工序，使用带制造装置，该带制造装置具备在外周以规定间隔形成有齿成形槽而形成的成形滚筒、以卷挂于所述成形滚筒的外周侧的方式配置的按压带、及向形成于所述成形滚筒与所述按压带之间的腔室供给第一热塑性弹性体组成物的挤压头，
使所述成形滚筒旋转，
向所述成形滚筒的外周供给所述心线列，并向所述按压带的内周侧供给被赋予了所述凹凸形状的背面片，同时从所述挤压头将加热熔融的第一热塑性弹性体组成物向所述腔室供给，
由此一边连续成形所述带主体，一边将附带所述凹凸形状的背面片与所述带主体熔融粘结。
4.根据权利要求3所述的附带齿的带的制造方法，其中，
所述挤压头从所述成形滚筒与所述心线列之间朝向所述腔室配置。
5.根据权利要求3所述的附带齿的带的制造方法，其中，
使用带制造装置，该带制造装置具备在外周以规定间隔形成有凹凸槽而形成的成形滚筒、以卷挂于所述成形滚筒的外周侧的方式配置的按压带、及向形成于所述成形滚筒与所述按压带之间的腔室供给第二热塑性弹性体组成物的挤压头，
从所述挤压头将加热熔融的第二热塑性弹性体组成物向所述腔室供给，由此连续形成附带所述凹凸形状的背面片。
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