JP2001050352A - 歯付ベルト用繊維材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歯付ベルトの歯部表面に被覆する繊維材料を
超音波振動により連続して熱圧着させながらその近傍を
溶融切断してジョントし、ジョイント部の強度を高める
とともにジョイント高さを小さくして歯部にゴムを充填
させるようにした歯付ベルト用繊維材料の製造方法を提
供することを目的とする。 【解決手段】 歯付ベルトの歯部表面に被覆する繊維材
料の製造方法であり、２枚の帆布３を重ね合わせた一方
の端部２９を、超音波装置の工具ホーン４と回転可能な
溶融切断ローラ５との間に設置し、この溶融切断ローラ
５を帆布３に連続的に熱圧着させながらその近傍を溶融
切断し、他方の端部２９も同様に熱圧着させながらその
近傍を溶融切断して所定周長の円筒状帆布に仕上げる。

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用繊維材
料の製造方法に係り、歯付ベルトの歯部表面に被覆する
繊維材料を超音波振動により連続して熱圧着させながら
その近傍を溶融切断してジョントし、ジョイント部の強
度を高めるとともにジョイント高さを小さくして歯部内
にゴムを充分に充填できるようにした歯付ベルト用繊維
材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の歯付ベルトは、クロロプレンを原
料ゴムとするゴム配合物を歯部と背部に、ＳＢＲ系のビ
ニルピリジンラテックスをラテックス成分とするＲＦＬ
（レゾルシン・ホルマリン・ラテックス）液にて接着処
理されたガラス繊維コードもしくはアラミド繊維コード
を心線に、そして捲縮加工されたナイロンを緯糸として
ベルト長手方向に使用したカバー帆布から構成され、事
務機器用駆動用のベルトとして使用されている。

【０００３】そして、上記のカバー帆布は一般に筒状帆
布にするためにジョイント部を有している。このジョイ
ント部は帆布の端部を量ね合わせ、ヒーターにより加熱
した先端鋭角の刃物によってホットメルトジョイント
し、接合端部の突出量を小さくすることが実公告５７−
１１５９号公報に開示され、またジョイント部の強度を
高めるためにミシンによりジョイントする方法も採用さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ホットメルト
ジョイントの場合には、強度を高めるとともに熱溶着さ
れたジョイント部分に繊維の溶融物を残存させるため
に、ジョイント代を幅広くとる必要があった。ジョイン
ト部分を歯付ベルトの歯部に位置させると、接合端部の
突出量であるジョイント高さが大きくなって歯部容積を
大きく占有することになり、とりわけ小ピッチの歯部を
もった小型の歯付ベルトにおいてはこれが顕著に出現し
た。その結果、ベルト成型時に歯部内にゴムが充分に圧
入されず、空洞をもった歯部が成型されるいった異常事
態が発生した。具体的に、歯ピッチが１ｍｍ程度の非常
に小さな歯付ベルトでは、このような問題が起こる可能
性があり、早急に解決する必要があった。

【０００５】また、ホットメルトジョイントの場合に
は、熱源としてヒーターを使用しているために、作業者
に火傷を与える危険性があった。更には、ジョイント高
さが加熱温度のバラツキによってジョイント部の強度が
変化し、歯付ベルトの品質に大きな影響を与えていた。

【０００６】一方、ミシンジョイント部の場合には、ホ
ットメルトジョイントに比べてジョイント部の強度が大
きくなる特長がある。しかし、ミシン縫いの強さは帆布
の剛さや、ミシン縫いする際の帆布表面の状態によって
その送り量に変化（スリップ率の変化）が生じたときな
どに変わりやすく、これらの状態が変わると、同じミシ
ン縫い条件でもミシン縫いの強さにバラツクが起こるこ
とがあった。そして、縫いが強くても、また弱くても、
歯付ベルトが不良になっていた。

【０００７】例えば、縫いが強い円筒状帆布はジョイン
ト部が突き上がった形態になり、これを歯付ベルトの製
造に使用すると、ジョイント部の突き上がり部が歯部内
に埋設し、この部分から早期の亀裂が発生してベルト走
行時における早期のワレ不良の原因になっていた。

【０００８】一方、縫いが弱くなると、モールドの歯部
表面に位置する帆布はコードで押されられているために
動かないが、溝部の帆布はゴムの流れにより局部的にミ
シン糸が伸ばされ、歯付ベルトの製造中の未加硫ゴムが
この部分から溢れ出る、いわゆるパンク不良が発生し
た。これが発生したベルトはゴムがプーリに接するとき
に音が発生した。しかし、ミシンジョイントにより得ら
れた円筒状帆布は、充分な強度を有するためにＯＨＣ駆
動用歯付ベルトに適しているが、小型歯付ベルトの作製
に使用する場合には、ジョイント部が歯部に位置し、歯
部にゴムが圧入しない異常品が発生した。

【０００９】本発明はこのような問題点を改善するもの
であり、歯付ベルトの歯部表面に被覆する繊維材料を超
音波振動により連続して熱圧着させながらその近傍を溶
融切断してジョントし、ジョイント部の強度を高めると
ともにジョイント高さを小さくして歯部にゴムを充填さ
せるようにした歯付ベルト用繊維材料の製造方法を提供
することを目的とする。

【００１０】

【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設けた歯部
とその反対側に設けた背部との間に心線を埋設した歯付
ベルトの歯部表面に被覆する繊維材料の製造方法であ
り、２枚の繊維材料を重ね合わせた一方の端部を、超音
波装置の工具ホーンと回転可能な溶融切断ローラとの間
に設置し、該溶融切断ローラを繊維材料に連続的に熱圧
着させながらその近傍を溶融切断し、他方の端部も同様
に熱圧着させながらその近傍を溶融切断して所定周長の
円筒状繊維材料に仕上げる歯付ベルト用繊維材料の製造
方法にある。これにより、繊維材料を超音波振動により
連続して熱圧着させながらその近傍を溶融切断してジョ
ントするもので、ジョイント部のジョイント高さが非常
に小さくなって歯部にゴムを充分に充填させることがで
き、またジョイント強度も高く、強度を有する歯部を成
型できるようになる。

【００１１】本願の請求項２記載の発明では、溶融切断
ローラが鋭角の先端を有する円盤状のカッターになって
いる歯付ベルト用繊維材料の製造方法にあり、ジョイン
ト部のジョイント高さが非常に小さく、かつまたジョイ
ント強度も高くすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は歯付ベルト用繊維材料のジ
ョント装置の概略平面図、図２は図１の正面図、図３の
Ａ部拡大図、図４は工具ホーンの平面図、図５は歯付ベ
ルト用繊維材料の製造方法の工程であって繊維材料を連
続的に熱圧着させながらその近傍を溶融切断していると
ころを示すものである。

【００１３】これによると、本発明の歯付ベルト用繊維
材料の製造方法に使用するジョント装置１は、予め所定
幅に切断した平面状の繊維材料である帆布３を設置する
原反テーブル２と、回転可能な溶融切断ローラ５を含む
溶融切断装置６と超音波発振器である工具ホーン４によ
り２枚重ねた帆布３の端部を連続的に熱圧着させながら
その近傍を溶融切断する加工部７と、そしてジョントし
た帆布３を引き出して設置する引っ張りテーブル８を備
えている。

【００１４】加工部７の工具ホーン４は棒状体の超音波
発振器で、溶融切断ローラ５の回転につられて回転自在
になり、台車１０に据え付けられ幅方向へ往復動する。
一方、上側に位置している溶融切断ローラ５は昇降シリ
ンダー１１によって上下動し、工具ホーン４に接触して
超音波振動を発生し、これにより繊維材料を溶着し同時
に溶融切断する。

【００１５】また、溶融切断ローラ５は装着された原動
機１２と伝動ベルト（図示せず）によって回転し、鋭角
の先端を有する円盤状のカッターと繊維材料を溶着する
機能を具備している。工具ホーン４も回転する。溶融切
断ローラ５の先端角度は繊維材料の種類により変えるこ
とができ、例えば帆布の場合には４０〜６０°が好まし
く、不織布であれば６０°がよい。

【００１６】台車１０の移動手段は、支柱１５の頂部に
設置した横移動原動機１６に取付けた伝動ベルト１７に
よって支持テーブル１４に装着された軸１８を回転さ
せ、該軸１８に挿入した歯車１９の回転をチェーン２０
へ伝達し、該チェーン２０に固着した台車１０をガイド
レール２１、２１に沿って往復動させる。一方、溶融切
断装置６も台車１０と同時に移動する。溶融切断装置６
は移動支持板２３によって横方向へ配置した一対のガイ
ドレール２４、２４に嵌合し、横方向へ移動可能になっ
ている。即ち、この移動手段としては、横移動原動機１
６の回転が伝動ベルト１７から歯車２６へ、そしてこれ
に装着したチエーンへ伝達し、溶融切断装置６を往復動
させる。

【００１７】まず、原反テーブル２から２枚に重ねた帆
布３を引き出し、その端部２９を加工部７の台車１０に
クリップ手段などによって固定する。この場合、図５お
よび図６に示すように、端部２９は超音波発振器である
工具ホーン４と溶融切断ローラ５との間に置かれ、溶融
切断ローラ５を昇降シリンダー１１の動作によって下降
させ、工具ホーン４に当接させる。超音波発振器を作動
させ、同時に溶融切断ローラ５を回転させ、台車１０を
移動させると、工具ホーン４と溶融切断ローラ５とが同
時に移動し、帆布３が連続的に熱圧着させながらその近
傍が溶融切断される。尚、端部２９はわずかな量だけス
クラップになる。溶融切断ローラ５の移動速度は２〜１
０ｍ／分で、溶融切断ローラ５の振動数は１０〜３０Ｋ
Ｈｚである。

【００１８】これが完了すると、溶融切断ローラ５を上
昇させて帆布３の他方の端部を同様に配置した後、同様
に溶融切断ローラ５を工具ホーン４に回転当接させなが
ら台車１０および移動支持板２３を元の位置へ戻す方向
へ移動させ、他方の端部を熱圧着させながらその近傍を
溶融切断して所定周長の円筒状帆布に仕上げることがで
きる。円筒状帆布のジョイント部はジョイント高さが非
常に小さくなって歯部にゴムを充分に充填させることが
でき、またジョイント強度も高いため、歯付ベルトのカ
バー帆布として好適なものになる。

【００１９】本発明で使用する繊維材料としては、平織
物、綾織物、朱子織物等の帆布あるいは不織布であり、
帆布の場合にはベルト長手方向の緯糸はアラミド繊維、
６ナイロン、６．６ナイロン、１２ナイロン等のポリア
ミド繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊
維等であり特に限定されない。

【００２０】上記繊維材料は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予め処理される。Ｒ
ＦＬ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のラテックスであ
る。

【００２１】上記の円筒状繊維材料を用いた歯付ベルト
の製造方法としては、凹状部と凸状部を交互に有するモ
ールドの上に円筒状繊維材料を装着し、その上に心線を
形成するガラス繊維コードあるいはアラミド繊維コード
をスパイラルに巻き付け、そして歯部及び背部を形成す
る未加硫ゴムシートを積層した後、これにジャケットを
被せて加硫缶中で加硫する。加硫成型中、ゴムの塑性流
動によって円筒状繊維材料とともにモールドの凹状部へ
流し込み、ベルトスリーブを作製する。加硫したベルト
スリーブをモールドから抜き取った後、これを切断機の
２つの軸に取り付け、張力を与えて回転させながら、カ
ッターによって所定幅に切断して歯付ベルトを作製す
る。

【００２２】上記の未加硫ゴムシートのゴムとしては水
素化ニトリルゴムを始めとして、水素化ニトリルゴムに
不飽和カルボン酸の金属塩を添加したもの、クロロスル
ホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アルキル化クロロスル
ホン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、クロロプレンゴムな
どの耐熱老化性の改善されたゴムが好ましい。尚、水素
化ニトリルゴムは水素添加率が８０％以上であり、耐熱
性及び耐オゾン性の特性を発揮するためには９０％以上
が良い。水素添加率８０％未満の水素化ニトリルゴム
は、耐熱性及び耐オゾン性は極度に低下する。

【００２３】図７は上記の円筒状繊維材料を用いて得ら
れた歯付ベルトの側面図であり、歯付ベルト３０はベル
ト長手方向に沿って複数の歯部３１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３２を埋設し
た背部３３とからなり、上記歯部３１の表面には円筒状
帆布３４が貼着され、また歯部３１にある帆布３４のジ
ョイント部３５のジョイント高さが小さくなって歯部内
にもゴムが充分に充填し強度を有する歯部３１を形成
し、またジョント部３５からベルト外部へのゴム漏れも
観測されない。

【００２４】

【実施例】以下、歯付ベルト用繊維材料の製造方法の実
施例にて詳細に説明する。 実施例１ １４０デニールの６６ナイロンからなる経糸と、２８０
デニールの６６ナイロンと１４０デニールのウレタン弾
性糸からなる緯糸で、経糸密度１８０（本／５ｃｍ）で
緯糸密度１６０（本／５ｃｍ）で綾織帆布に製織した
後、織物を水中で振動を与えて製織時の幅の約１／２幅
まで収縮させた後、帆布をＲＦＬ液に浸透し、一対のロ
ールに０．５ｋｇｆ／ｃｍ（ゲージ圧）で絞った後、乾
燥した。得られた帆布を所定長さに切断した後、この帆
布を２枚重ね、その端部をジョント装置の工具ホーンと
溶融切断ローラとの間に設置し、溶融切断ローラを繊維
材料に速度５ｍ／分で連続的に熱圧着させながらその近
傍を溶融切断し、他方の端部も同様に熱圧着させながら
その近傍を溶融切断して周長２００〜６００の円筒状帆
布に仕上げた。得られた円筒状帆布のジョント部に引き
裂き強さを測定した結果を表１に示す。

【００２５】次に、心線として素線径約９μｍのガラス
繊維フィラメントを束ねてストランドを形成し、このス
トランドをＲＦＬ液処理し、上記ストランドを３本寄せ
集め、４．０回／１０ｃｍの撚り数にして撚ったＥＣＧ
−１５０−３／０からなるコードを使用した。

【００２６】上記筒状体帆布をモールドに挿入、その上
からＳ、Ｚ一対のガラス繊維コードを交互に配置するよ
うに巻き付け、その上から圧延したクロロプレンゴム組
成物からなる未加硫ゴムシートを巻き付け、通常の圧入
による加硫方法によって加硫後、加硫スリーブを所定の
幅に切断して個々のベルトを作製した。得られたベルト
はベルトの歯型：ＭＸＬ、歯数：２００、ベルト幅：
６．４ｍｍであり、歯部へのゴム充填度、そしてジョン
ト部からのゴム漏れの有無を調べた結果を表１に併記す
る。

【００２７】実施例２ 実施例１で使用した未処理帆布を、クロロプレンゴム組
成物を溶剤に溶かしたゴム糊を用いてスプレディングし
た糊引き処理帆布を用いる以外は実施例１と同様に超音
波溶着した円筒状帆布に仕上げ、これを用いて歯付ベル
トを作製した。その結果を表１に示す。

【００２８】比較例１ 実施例１で用いたＲＦＬ処理帆布をヒーターにより加熱
したホットメルトジョントして円筒状帆布に仕上げ、こ
れを用いて歯付ベルトを作製した。その結果を表１に示
す。

【００２９】比較例２ 実施例２で用いた糊引き処理帆布帆布を比較例１と同様
にヒーターにより加熱したホットメルトジョントして円
筒状帆布に仕上げ、これを用いて歯付ベルトを作製し
た。その結果を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】このように、本実施例ではジョイント部の
ジョイント高さが小さくなって歯部にゴムを充分に充填
し、またジョイント強度も高くてジョント部からのゴム
漏れも発生していない。一方、比較例では歯部へのゴム
の充填が充分でなく、やや空隙が見られる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本願請求項１記載に発明で
は、２枚の繊維材料を重ね合わせた一方の端部を、超音
波装置の工具ホーンと回転可能な溶融切断ローラとの間
に設置し、該溶融切断ローラを繊維材料に連続的に熱圧
着させながらその近傍を溶融切断し、他方の端部も同様
に熱圧着させながらその近傍を溶融切断して所定周長の
円筒状繊維材料に仕上げるものであり、ジョイント部の
ジョイント高さが非常に小さくなって歯部にゴムを充分
に充填させることができ、またジョイント強度も高く、
強度を有する歯部を成型できるようになる。

【００３３】また、本願の請求項２記載の発明では、溶
融切断ローラが鋭角の先端を有する円盤状のカッターに
なっており、ジョイント部のジョイント高さが非常に小
さく、かつまたジョイント強度も高くすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法で使用する歯付ベルト用繊維材料の
ジョント装置の概略平面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ方向から見た拡大図である。

【図４】工具ホーンの平面図である。

【図５】歯付ベルト用繊維材料の製造方法の工程であっ
て繊維材料を連続的に熱圧着させながらその近傍を溶融
切断しているところを示す図である。

【図６】図５をＢ−Ｂ方向から見た図である。

【図７】円筒状繊維材料を用いて得られた歯付ベルトの
側面図である。

【符号の説明】

３ 帆布 ４ 工具ホーン ５ 溶融切断ローラ １１ 昇降シリンダー ２９ 端部 ３０ 歯付ベルト ３４ 円筒状帆布 ３５ ジョイント部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 祐二 神戸市長田区浜添通４丁目１番21号 三ツ 星ベルト株式会社内 Ｆターム(参考） 3B154 AA07 AA08 AB20 AB22 BA47 BA48 BB02 BB12 BB28 BB55 BB62 BC31 DA06 DA30

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さ方向に沿って所定間隔で設けた歯部
   とその反対側に設けた背部との間に心線を埋設した歯付
   ベルトの歯部表面に被覆する繊維材料の製造方法であ
   り、２枚の繊維材料を重ね合わせた一方の端部を、超音
   波装置の工具ホーンと回転可能な溶融切断ローラとの間
   に設置し、該溶融切断ローラを繊維材料に連続的に熱圧
   着させながらその近傍を溶融切断し、他方の端部も同様
   に熱圧着させながらその近傍を溶融切断して所定周長の
   円筒状繊維材料に仕上げることを特徴とする歯付ベルト
   用繊維材料の製造方法。
2. 【請求項２】 溶融切断ローラが鋭角の先端を有する円
   盤状のカッターになっている請求項１記載の歯付ベルト
   用繊維材料の製造方法。