JP2016037338A - 無端状平ベルトおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】補強布2と、補強布2の表面に積層されたゴム層1と、ゴム層1内に埋設されかつベルト幅方向に所定のピッチで螺旋状に巻回されたコード心線11とを備えた無端状平ベルトであり、前記ゴム層1は、シリコーンゴム以外の過酸化物加硫型ゴムからなる過酸化物加硫型ゴム層21と、この過酸化物加硫型ゴム層21の表面にシランカップリング剤層を介して積層された過酸化物加硫型の熱硬化型シリコーンゴム層22とを含む。
【選択図】図1
Description
従来、搬送用途で使用される平ベルトは、帯状のベルトの両端をスカイバー継手、フィンガー継手等の継手形状に加工した後、接着剤や熱接着を用いて接着して無端状ベルトに成形するのが一般的である。しかし、表面をシリコ―ンゴムで被覆したベルトについては、シリコ―ンゴムが硬化後は接着が難しい為、継手部分からシリコ―ンゴムの剥離が発生しやすい。そのため、ベルト両端面を接合して無端状ベルトとした後に、室温硬化型のシリコーンゴムをコーティングやスプレー処理して、シリコーンゴム被覆ベルトを成形している(特許文献1)。
(1)補強布と、この補強布の表面に積層されたゴム層と、このゴム層内に埋設されかつベルト幅方向に所定のピッチで螺旋状に巻回されたコード心線とを備え、前記ゴム層は、少なくとも、シリコーンゴム以外の過酸化物加硫型ゴムからなる過酸化物加硫型ゴム層と、この過酸化物加硫型ゴム層の表面にシランカップリング剤層を介して積層された過酸化物加硫型の熱硬化型シリコーンゴム層とを含むことを特徴とする無端状平ベルト。
(2)シランカップリング剤層が、シランカップリング剤のコーティング層、またはシランカップリング剤を含浸させた補強布である(1)に記載の無端状平ベルト。
(3)シランカップリング剤を含浸させた補強布が、過酸化物加硫型ゴム層と熱硬化型シリコーンゴム層との間に介在している(2)に記載の無端状平ベルト。
(4)前記ゴム層は、前記補強布の表面に形成されコード心線が埋設される内部ゴム層と、この内部ゴム層の表面に形成された前記過酸化物加硫型ゴム層と、この過酸化物加硫型ゴム層の表面にシランカップリング剤層を介して積層された過酸化物加硫型の熱硬化型シリコーンゴム層とを含む(1)〜(3)のいずれかに記載の無端状平ベルト。
(5)前記熱硬化型シリコーンゴム層の表面は、微細な凹凸を有する粗面状、または鏡面状に形成されている(1)〜(4)のいずれかに記載の無端状平ベルト。
(6)補強布の表面に内部ゴム層を形成する工程と、補強布の長手方向における両端にそれぞれ互いに対応する形状の凸部と凹部とを形成する工程と、補強布の一端の凸部を他端の凹部内に配置し接着して無端状にする工程と、無端状にした補強布の表面にコード心線を補強布の幅方向に所定のピッチで螺旋状に巻回し、前記内部ゴム層内に埋設して、補強布と内部ゴム層との積層体を得る工程と、積層体の表面にシリコーンゴム以外の過酸化物加硫型ゴムからなる過酸化物加硫型ゴム層を積層し、さらにこの過酸化物加硫型ゴム層の表面にシランカップリング剤層を介して過酸化物加硫型の熱硬化型シリコーンゴム層を積層する工程と、過酸化物加硫型ゴム層および熱硬化型シリコーンゴム層を積層した前記積層体を加熱加圧して加硫成形を行う工程とを含むことを特徴とする、無端状平ベルトの製造方法。
(7)無端状に形成した前記補強布を、少なくとも2つの回転ロール間に巻き掛け、この回転ロールを回転させてコード心線を補強布の幅方向に所定のピッチで螺旋状に巻回する(6)に記載の無端状平ベルトの製造方法。
また、ベルトの製造工程において、過酸化物加硫型ゴム層と熱硬化型シリコーンゴム層とを一体に加硫成形して形成することができるので、ベルトの製造工程の他に、シリコーンゴムからなる表面層を形成する工程を設ける必要がなく、従って製造工程を簡略化でき、生産効率が向上し生産コストの削減も可能になる。
さらに、本発明によれば、あらかじめ、補強布の一方の端部に形成した凸部を、他方の端部に形成した凹部の内部に配置して接着することにより、従来のようにベルト同士を接合する場合に発生する継手部の厚さ段差を解消し、且つ高速伝動時のベルトの振動を低減させることができるため、耐久性や耐屈曲性に優れ、さらにベルトの周長の長さを自由に設計でき、周長の長いベルトであっても容易に作製することができるという効果もある。
図3に示す無端状平ベルト17は、コード心線11を埋設した内部ゴム層3と、この内部ゴム層3の表面に形成された過酸化物加硫型ゴム層21と、この過酸化物加硫型ゴム層21の表面にシランカップリング剤を含浸させた補強布2´と、この補強布2´を介して積層された過酸化物加硫型の熱硬化型シリコーンゴム層22とを含むゴム層12を補強布2の表面に形成したものである。その他は、上記無端状平ベルト15と同様の構造を有する。
内部ゴム層3は、補強布2の表面にゴムシートを貼り合わせるか、あるいは液状ゴムを補強布2の面に塗布乾燥させることにより形成され、内部にコード心線11が埋設される。
このような内部ゴム層3の材質としては、例えば、ニトリルゴム、カルボキシル化ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、ポリブタジエンゴム、天然ゴム、EPM、EPDM、ウレタンゴム、アクリルゴムからなる群より選択される少なくとも1種が挙げられる。この内部ゴム層3の厚さは0.1〜2.0mmであるのがよい。
前記内部ゴム層3には、ベルトの長さ方向にコード心線11が埋設される。このコード心線11は、ベルトの幅方向に所定のピッチで螺旋状に巻回される。コード心線11は、ベルト走行時の斜行抑制のために、S撚に撚られたコード心線11aとZ撚に撚られたコード心線11bとを交互に配列するのが好ましい。
コード心線11の材質としては、例えば、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維からなる群より選択される少なくとも1種が挙げられる。コード心線11の太さは、通常110〜11000dtex、好ましくは220〜5500dtexであるのがよい。
補強布2は、ベルトに耐久性を付与するものである。補強布2の材質としては、例えば、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維、綿などの織布や編布が挙げられる。後述するように、補強布2は、両端がフィンガー継手等により接合されている。
図3に示す他の補強布2´は、シランカップリング剤を含浸させた他は補強布2と同じである。補強布2´の材質は、補強布2と同じであってもよく、異なる材質であってもよい。
過酸化物加硫型ゴム層21は、シリコーンゴム以外の他の過酸化物加硫型ゴムからなる。このような過酸化物加硫型ゴムとしては、例えばニトリルゴム、カルボキシル化ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、ポリブタジエンゴム、天然ゴム、EPM、EPDM、ウレタンゴム、アクリルゴムなどが挙げられる。過酸化物加硫型ゴム層21の厚さは0.1〜10mm、好ましくは0.2〜3mmであるのがよい。
熱硬化型シリコーンゴム層22を構成する熱硬化型シリコーンゴムとしては、例えばメチルシリコーンゴム、ビニルメチルシリコーンゴム、フェニルメチルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴムなどが挙げられる。熱硬化型シリコーンゴム層22の厚さは0.1〜10mm、好ましくは0.2〜 3.0mmであるのがよい。熱硬化型シリコーンゴム層22の加硫剤として使用される過酸化物としては、過酸化物加硫型ゴムと同様のものが使用可能である。過酸化物は、過酸化物加硫型ゴムおよびシリコーンゴムのそれぞれに所定量を含有させておき、一体に加硫成形するのがよい。
図1および図2に示す実施形態において、過酸化物加硫型ゴム層21と過酸化物加硫型の熱硬化型シリコーンゴム層22との間には、図示しないシランカップリング剤層が介在される。このシランカップリング剤層は、例えば過酸化物加硫型ゴム層21の表面にシランカップリング剤を液状のまま、または溶剤で希釈して、塗布、スプレー等によりコーティングして形成される。
図3に示す実施形態においては、シランカップリング剤を含浸させた補強布2´をシランカップリング剤層として過酸化物加硫型ゴム層21と熱硬化型シリコーンゴム層22との間に介在させている。補強布2´としては、前記した補強布2と同様のものが使用可能である。
いずれの実施形態においても、過酸化物加硫型ゴム層21と熱硬化型シリコーンゴム層22とを強固に接合することができる。
図4に示す実施形態では、シランカップリング剤層は、内部ゴム層23の表面にシランカップリング剤を塗布、スプレー等によりコーティングして形成されるため、図示していないが、シランカップリング剤を含浸させた補強布を使用してもよい。また、補強布2の反対面には図3に示すような別のゴム層14を設けてもよいことは勿論である。
(I)補強布2にゴムシートを貼付または液状ゴムを塗布乾燥する補強布処理工程
(II)両端部にそれぞれ互いに対応する凸部と凹部とを形成する補強布2の打ち抜き加工工程
(III)補強布2を無端状にする両端接着工程
(IV)無端状にした補強布2の表面にコード心線11を巻き掛けて積層体を得る巻き掛け工程
(V)積層体にゴム層1を形成するためのゴムシートを重ね合わせ、加熱加圧して加硫成形を行う工程
図6(a)に示すように、帯状の補強布2の表面にゴムシートを貼付するか、あるいは液状ゴムを塗布乾燥させた後、所定の長さに切断する。ゴムシートの貼付は、接着剤を使用してもよく、あるいは加熱加圧による接着でもよい。使用するゴムシートの厚さまたは液状ゴムの塗布量は、形成される内部ゴム層3の厚さに応じて調整する。
図6(b)に示すように、補強布2のそれぞれの端面同士の凹凸部が嵌合して接着される、いわゆるフィンガー継手形状の凸部4aと凹部4bを形成するために、補強布打ち抜き加工を行う。フィンガー継手形状では、補強布2の一端にベルトの長手方向に突出する複数の略二等辺三角形の凸部4aが幅方向に連続して鋸刃状に形成され、他端に凸部4aに対応する形状の凹部4bを設けた形状を有する。図7は、このようにして接合された継手形状を示している。
図7に示す凸部4aと凹部4bの幅Wは、通常5〜100mm、好ましくは10〜30mmであり、長さLは、通常10〜200mm、好ましくは50〜150mmであるのがよい。
図6(c)に示すように、フィンガー継手形状4で嵌合された補強布2の継手部をプレス機5にて加熱加圧し、両端を接着させて無端状にする。
図9に示すように、無端状の補強布2を、駆動プーリ7aと受動プーリ7bの少なくとも2軸からなるコード巻き装置7に巻き掛けて適正な張力を与えながら、コード張力制御装置6にて張力を制御したコード心線11を、補強布2の幅方向に所定のピッチで螺旋状に巻き回す(ワインディング加工)。これにより、コード心線11は補強布2に巻き付けられて、補強布2と内部ゴム層3とコード心線11からなる積層体20を得る。
また、無端状の補強布2の周長が長い場合、コード巻き装置7の駆動プーリ7aと受動プーリ7bとの間に1または2以上のガイドローラ(図示せず)を設けて、行程を長くすればよい。
積層体20の表面に、過酸化物加硫型の未加硫ゴムのシートと、過酸化物を加硫剤とした未加硫の熱硬化型シリコーンゴムシートとをこの順に重ね合わせる。その際、過酸化物加硫型の未加硫ゴムシートの表面に所定量のシランカップリング剤をコーティングして、ゴムシートの間にシランカップリング剤層を介在させる。また、積層体20の裏面には、別の未加硫ゴムシートを重ね合わせる。
ついで、加熱加圧して、内部ゴム層3、過酸化物加硫型ゴム層21、熱硬化型シリコーンゴム層22および別のゴム層14の加硫成形を同時に行う。ゴム素材の重ね合わせと、加硫成形とは、連続的に行うようにしてもよい。かくして、図1に示す無端状平ベルト15が得られる。
ポリエステル帆布の両面に厚さが0.5mmと0.2mmのニトリルゴムシートをそれぞれ貼付した後、鋸刃状に打ち抜き加工して、それぞれ凸部と凹部とを形成し(図6(b)参照)、前記凸部を凹部の内部に配置させて100℃でプレス加工を行い(図6(c)参照)、図7に示すような幅Wが15mm、長さLが70mmのフィンガー継手形状で接着された無端状の帆布を形成した。
次に、図9に示すようなコード巻き装置7の駆動プーリ7aと受動プーリ7bに無端状の帆布を巻き掛け、長繊維を引き揃えた550dtexのポリエステルコード心線を、コード心線の張力制御装置6にて張力制御しながら、無端状の帆布の0.2mm厚のニトリルゴムシート中に螺旋状に埋没させ、帆布とゴム層とコード心線からなる無端状の積層体を得た。
次に、積層体の0.2mm厚のニトリルゴムシート外面に過酸化物加硫型のニトリルゴムシートを巻き、その外面にシランカップリング剤を6g/m2で含浸処理したポリアミド帆布を巻き、その上に過酸化物加硫型の熱硬化型シリコーンゴムシートを巻いた後、一体に加硫成形して、図3に示すような構造を有する厚さ2.1mm、周長1500mmの無端状平ベルトを得た。
実施例1と同様にして、ポリエステルコード心線を張力制御装置6にて張力制御しながら、無端状の帆布のニトリルゴムシート中に螺旋状に埋没させた後、その外面に過酸化物加硫型のニトリルゴムシートを巻き、表面にシランカップリング剤を10g/m2の塗布量でコーティングして乾燥させた後、その上に過酸化物加硫型の熱硬化型シリコーンゴムシートを巻き、一体に加硫成形して、図1に示すような構造を有する厚さ2.1mm、周長1500mmの無端状平ベルトを得た。
実施例1と同様にして、ポリエステルコード心線を張力制御装置6にて張力制御しながら、無端状の帆布のニトリルゴムシート中に螺旋状に埋没させた後、その外面に硫黄加硫型のニトリルゴムシートを巻き、その外面にシランカップリング剤処理したポリアミド帆布を巻き、その上に過酸化物加硫型の熱硬化型シリコーンゴムシートを巻いた後、一体に加硫成形して、厚さ2.1mm、周長1500mmの無端状平ベルトを得た。
シランカップリング剤処理しないポリアミド帆布を用いた以外は、実施例1と同様にして無端状平ベルトを得た。
厚さ1.1mmのポリアミドフィルムの両面にそれぞれポリアミド帆布とカルボキシル化ニトリルゴムシートを貼り合せて加硫成形後、実施例1と同様にして両端部を接着剤により接合して、周長1500mmの無端状平ベルトを得た。この無端状平ベルトの表面に室温硬化型のシリコーンゴムをコーティング処理し、硬化させて厚さが2.6mmのシリコーンゴム被覆ベルトを得た。得られたシリコーンゴム被覆ベルトを図10に示す。同図において、符号30はポリアミドフィルムを示しており、両面にそれぞれポリアミド帆布31およびカルボキシル化ニトリルゴムシート32がこの順に積層され、さらに片面にはシリコーンゴム被覆層33が形成されている。
23℃、54%RHの環境下でベルトを25mm幅×200mm長でカットし、シリコーンゴム接着面に対して、引張試験機(島津製作所製のAG-2000B、剥離速度200mm/分)で試験を行い、剥離強度の測定および剥離状態の観察を行った。その結果を表1に示す。
JIS K 6264のピコ摩耗試験に準拠してベルトの耐摩耗性を評価した。その結果を表1に示す。
2、2´ 補強布
3 内部ゴム層
4a 凸部
4b 凹部
15 無端状平ベルト
16 無端状平ベルト
17 無端状平ベルト
18 無端状平ベルト
11 コード心線
20 積層体
21 過酸化物加硫型ゴム層
22 熱硬化型シリコーンゴム層
Claims (7)
- 補強布と、この補強布の表面に積層されたゴム層と、このゴム層内に埋設されかつベルト幅方向に所定のピッチで螺旋状に巻回されたコード心線とを備え、
前記ゴム層は、少なくとも、シリコーンゴム以外の過酸化物加硫型ゴムからなる過酸化物加硫型ゴム層と、この過酸化物加硫型ゴム層の表面にシランカップリング剤層を介して積層された過酸化物加硫型の熱硬化型シリコーンゴム層とを含むことを特徴とする無端状平ベルト。 - シランカップリング剤層が、シランカップリング剤のコーティング層、またはシランカップリング剤を含浸させた補強布である請求項1に記載の無端状平ベルト。
- シランカップリング剤を含浸させた補強布が、過酸化物加硫型ゴム層と熱硬化型シリコーンゴム層との間に介在している請求項2に記載の無端状平ベルト。
- 前記ゴム層は、前記補強布の表面に形成されコード心線が埋設される内部ゴム層と、この内部ゴム層の表面に形成された前記過酸化物加硫型ゴム層と、この過酸化物加硫型ゴム層の表面にシランカップリング剤層を介して積層された過酸化物加硫型の熱硬化型シリコーンゴム層とを含む請求項1〜3のいずれかに記載の無端状平ベルト。
- 前記熱硬化型シリコーンゴム層の表面は、微細な凹凸を有する粗面状、または鏡面状に形成されている請求項1〜4のいずれかに記載の無端状平ベルト。
- 補強布の表面に内部ゴム層を形成する工程と、
補強布の長手方向における両端にそれぞれ互いに対応する形状の凸部と凹部とを形成する工程と、
補強布の一端の凸部を他端の凹部内に配置し接着して無端状にする工程と、
無端状にした補強布の表面にコード心線を補強布の幅方向に所定のピッチで螺旋状に巻回し、前記内部ゴム層内に埋設して、補強布と内部ゴム層との積層体を得る工程と、
積層体の表面に、シリコーンゴム以外の過酸化物加硫型ゴムからなる過酸化物加硫型ゴム層を積層し、さらに、この過酸化物加硫型ゴム層の表面にシランカップリング剤層を介して過酸化物加硫型の熱硬化型シリコーンゴム層を積層する工程と、
過酸化物加硫型ゴム層および熱硬化型シリコーンゴム層を積層した前記積層体を加熱加圧して加硫成形を行う工程と
を含むことを特徴とする、無端状平ベルトの製造方法。 - 無端状に形成した前記補強布を、少なくとも2つの回転ロール間に巻き掛け、この回転ロールを回転させてコード心線を補強布の幅方向に所定のピッチで螺旋状に巻回する請求項6に記載の無端状平ベルトの製造方法。
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