JP2520835B2 - 歯付きベルトおよびその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業の利用分野】本発明は、高温環境下および低温環
境下で使用したり、高負荷伝動に使用するのに適した歯
付きベルト、およびその製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリウレタン等の液状注型エラス
トマー材料を使用し、ベルト本体および歯部を一体形成
した歯付きベルトにおいて、その歯部を覆うように補強
布を装着したものが、特公昭４９−５９１２号公報、特
公昭６０−４２０２２号公報、特開昭６３−２１４５３
７号公報等に提案されている。このように歯部表面に補
強布を一体成形したウレタンベルトは、ベルト使用時に
補強布が歯部を保護し、剪断および摩耗等に対する抵抗
性が増し、補強布を装着していないウレタンベルトに比
べて耐久性が向上する利点がある。

【０００３】また、歯付きベルトは多くの場合、クロロ
プレンゴムから製造されているが、例えば、自動車分野
においては、自動車を使用する地域により気温差が激し
く耐熱性と耐寒性の両方に優れたベルト材料が求められ
ており、クロロプレンゴムからなるベルトよりもさらに
耐熱性・耐寒性に優れたベルトが求められている。そこ
で、耐熱性が優れた歯付きベルトとして、例えば、特開
昭５１−３６２４７号公報や特開昭６０−１２１３４１
号公報等に記載されているように近年、背ゴムや歯ゴム
にクロロスルフォン化ポリエチレンゴムを用いる歯付き
ベルトや、特開昭６０−１７２７４９号公報に記載され
ているように水素化ニトリルゴムの含イオウ架橋系組成
物を用いる歯付きベルトや、特開昭６４−８７９３７号
公報に記載されているように水素化ニトリルゴムのパー
オキサイド架橋系組成物を用いる歯付きベルト等が提案
されている。なお、これらの歯付きベルトは、耐寒性に
ついてはクロロプレンゴムから製造されたものと比較し
ても大差はない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ポ
リウレタン等の液状注型エラストマー材料を使用した歯
付きベルトは、補強布に液状ウレタンエラストマーを含
浸または塗布した後、あらかじめ所定の歯形型で加熱加
圧して硬化または半硬化させ、円筒状内金型に装着した
後、注型法により液状ウレタンエラストマーを注型加熱
して、歯付きベルトを製造している。そのため、補強布
表面にウレタンエラストマーの被覆層が存在することに
なり、補強布表面の摩擦抵抗が高くなり、ベルト使用時
にベルト歯とプーリ歯の接触界面で著しい熱を発生し、
作動温度が高い場合や高負荷伝動に使用する場合、ベル
ト歯底部の補強布の摩耗が著しいという課題を有してい
た。

【０００５】しかも、補強布に液状ウレタンエラストマ
ーを含浸または塗布し、半硬化または硬化された状態で
抗張体が巻着されるため、ベルト歯底部においては、抗
張体と補強布の接触界面に半硬化または硬化したウレタ
ン層が介在した状態でウレタンエラストマーが注型し加
熱硬化されるので、抗張体と歯底部補強布の接着力が充
分ではなく、従来のクロロプレンゴム等を用いた歯付き
ベルトに比べて、短時間で歯底部補強布の剥離が発生
し、歯剪断が発生することがあるという課題を有してい
た。

【０００６】また、各種改良された前記歯付きベルトに
おいても、その耐熱性および耐寒性は、なお、充分であ
るとはいい難く、耐熱性および耐寒性により優れた歯付
きベルトの出現が望まれていた。さらに、前記ウレタン
歯付きベルトでは、ベルトの製造工程において、補強布
を歯付きベルトの歯形表面部に正確に付着させるため
に、補強布を一対の型付盤により挟持し、これを加熱加
圧加工して歯形付き補強布を形成後、型付盤の両端部を
端板などで閉鎖すると共に補強布の各歯形溝の中央部に
歯形棒状体を嵌め込んで、端板と歯形棒状体の端面間に
空隙部を形成し、この空隙部に液状ウレタンエラストマ
ーを注入し、加圧加熱処理してエラストマーを硬化させ
ることにより、補強布の両端部を一体的に保形強化して
いるので、加圧加熱の処理回数が増加する等、製造工程
が複雑化するという課題を有していた。

【０００７】本発明者等は、上記のような状況に鑑みて
鋭意研究を重ねた結果、以下の技術的手段を採用するこ
とにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を
完成するに至った。

【０００８】

【課題を解決するため手段】すなわち、本発明の歯付き
ベルトは、注型エラストマーよりなるベルト本体と、該
ベルト本体内に長さ方向に配置された抗張体と、歯面に
貼着される補強布よりなり、前記補強布が、たて糸をよ
こ糸を織成した帆布と、基材層の片面に前記たて糸の単
繊維直径ｄに対し１／２ｄ〜１ｄの厚みを有する接着剤
層を形成した不浸透性樹脂層とを、その基材層が外側に
位置するように重ね合わせ、これを加熱押圧して接着剤
層を溶融させて帆布に食い込ませたものとしている。そ
して、前記注型エラストマーは、パラフェニレンジイソ
シアネートと、ポリエステル系ポリオール、ポリエーテ
ル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオールの１種
または２種以上からなるプレポリマーに硬化剤を配合し
てなるポリウレタンエラストマーとすることができ、ま
た前記たて糸の単繊維直径は、２０μｍ以下であること
が好ましい。

【０００９】また、本発明の歯付きベルトの製造法は、
エラストマー不浸透性樹脂層をもつ補強布を一対の型付
盤にて挟持し、これを加熱加圧加工して歯形付き補強布
を形成後、可撓性があり且つ硬化時間の短い接着剤を前
記補強布の両端部に固化介在させて補強布の両端部を一
体的に保形強化し、周面軸方向に歯形溝群を設けた円筒
状内金型の回りに前記補強布を巻装し、その表面に抗張
体をスパイラルに巻着後、同心状に外金型を組み合わ
せ、両金型間に注型エラストマーを注入し硬化させたベ
ルト成形体を輪切りにしてなるものである。

【００１０】

【作用】本発明の歯付きベルトは、帆布をなすたて糸の
単繊維直径ｄに対し、不浸透性樹脂層の接着剤層の厚み
が１／２〜１ｄであるため、溶融した接着剤層は帆布表
面のたて糸の単繊維間より少なくとも０．５〜１本分の
直径に相当する深さまで食い込み、また部分的にはそれ
以上の深さまで食い込むことになる。そのため、本発明
の歯付きベルトでは、補強布と不浸透性樹脂層とが食い
込んだ接着剤層の楔効果により強固に接着する。

【００１１】また、たて糸の単繊維直径を２０μｍ以下
と細くすると、接着剤層の食い込み深さを極めて小さく
することができる。そのため、エラストマーが接着剤層
の食い込んだ部分を除き補強布に隈なく充填されること
により、帆布表面までウレタンエラストマーが充填され
ることとなる。しかも、帆布と不浸透性樹脂層との充分
な接着力が確保されるため、エラストマーが帆布と不浸
透性樹脂層の間に入り込むことがなくなる。

【００１２】さらに、本発明の歯付きベルトは、注型エ
ラストマーとして、パラフェニレンジイソシアネート
と、ポリエステル系ポリオール、ポリエーテル系ポリオ
ール、ポリカーボネート系ポリオールの１種または２種
以上からなるプレポリマーに硬化剤を配合してなるポリ
ウレタンエラストマーを選択することにより、耐熱性お
よび耐寒性により優れたものとなる。

【００１３】本発明の歯付きベルトの製造法は、可撓性
があり且つ硬化時間の短い接着剤を前記補強布の両端部
に固化介在せしめて補強布の両端部を一体的に保形強化
するため、歯形付き補強布の内金型への装着が簡易なも
のとなる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の歯付きベルトの構成を実施例
に基づいて詳細に説明する。図１において、１は歯付き
ウレタンベルトで、該ベルト１は一定間隔毎に噛合歯２
を有するウレタンエラストマーよりなるベルト本体３
と、該ベルト本体３内に長さ方向に配置された抗張体４
と、歯面に貼着される補強布５よりなっている。そし
て、前記補強布５は、帆布６と不浸透性樹脂層７よりな
っている。

【００１５】前記ウレタンエラストマーとしては、パラ
フェニレンジイソシアネートと、ポリエステル系ポリオ
ール、ポリエーテル系ポリオール、ポリカーボネート系
ポリオールの１種または２種以上からなるプレポリマー
に硬化剤を配合してなるポリウレタンエラストマーを用
いた。ポリエステル系ポリオールとしては、例えば、ポ
リカルボン酸と低分子ポリオールとの縮合物で、分子量
５００〜１００００のものが挙げられる。具体的には、
ポリ（エチレンアジペート）（以下「ＰＥＡ」と記
す）、ポリ（ジエチレンアジペート）（以下「ＰＤＡ」
と記す）、ポリ（プロピレンアジペート）（以下「ＰＰ
Ａ」と記す）、ポリ（テトラメチレンアジペート）（以
下「ＰＢＡ」と記す）、ポリ（ヘキサメチレンアジペー
ト）（以下「ＰＨＡ」と記す）、ポリ（ネオペンチレン
アジペート）（以下「ＰＮＡ」と記す）、ポリ（ノナン
ジオールアジペート）、ポリ（ノナンジオール／メチル
オクタンジオールアジペート）、３−メチル−１，５−
ペンタンジオールとアジピン酸からなるポリオール、Ｐ
ＥＡとＰＤＡのランダム共重合体、ＰＥＡとＰＰＡのラ
ンダム共重合体、ＰＥＡとＰＢＡのランダム共重合体、
ＰＨＡとＰＮＡのランダム共重合体、または、ε−カプ
ロラクトンを開環重合して得たカプロラクトンポリオー
ル、β−メチル−δ−バレロラクトンをエチレングリコ
ールで開環することにより得られたポリオールなど（こ
れらは、いずれも分子量５００〜１００００であること
が好ましい）が挙げられ、それぞれ、単独で使用された
り、または、複数併用されたりする。さらに、ポリエス
テル系ポリオールとしては、例えば、下記の酸の少なく
とも１つとグリコールの少なくとも１つとの共重合体が
挙げられる。

【００１６】（酸） テレフタル酸、イソフタル酸、無
水フタル酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セ
バシン酸、ドデカン２酸、ダイマー酸（混合物）、パラ
オキシ安息香酸、無水トリメリット酸、ε−カプロラク
トン、β−メチル−δ−バレロラクトン （グリコール） エチレングリコール、プロピレングリ
コール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジ
オール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリ
コール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレン
グリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ペ
ンタエリスリトール、３−メチル−１，５−ペンタンジ
オール ポリエーテル系ポリオールとしては、例えば、アルキレ
ンオキシド（例えば、エチレンオキサイド、プロピレン
オキサイド）を活性水素化合物である多価アルコール
（例えば、ジエチレングリコール）を開始剤として開環
付加重合により与えられるもの、具体的にはポリプロピ
レングリコール（ＰＰＧ）、ポリエチレングリコール
（ＰＥＧ）、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイ
ドとの共重合体などが挙げられる。また、テトラヒドロ
フランのカチオン重合により与えられ、分子量５００〜
５０００のものが挙げられる。具体的には、ポリテトラ
メチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）であり、ま
た、テトラヒドロフランは他のアルキレンオキシドとの
共重合体があり、具体的には、テトラヒドロフランとプ
ロピレンオキサイドとの共重合体、テトラヒドロフラン
とエチレンオキサイドとの共重合体など（これらはいず
れも分子量５００〜１００００であることが好ましい）
が挙げられ、それぞれ単独で使用されたり、または、複
数併用されたりする。

【００１７】ポリカーボネート系ポリオールとしては、
従来公知のポリオール（多価アルコール）とホスゲン、
クロル蟻酸エステル、ジアルキルカーボネートまたはジ
アリルカーボネートとの縮合によって得られ、種々の分
子量のものが知られている。このようなポリカーボネー
ト系ポリオールとして特に好ましいものは、ポリオール
として、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ブタンジ
オール、１，３−ブタンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、または、１，５−ペンタンジオールを使用したも
のであり、その分子量が約５００〜１００００の範囲の
ものである。例えば、下記一般式化１で表されるポリカ
ーボネートジオール

【００１８】

【化１】

【００１９】が挙げられる。本発明で用いられるポリカ
ーボネート系ウレタンプレポリマーのポリオール部分の
構造は、上記のようなポリカーボネート系ポリオールを
はじめ、ポリカーボネート系ポリオールとポリカプロラ
クトン系ポリオールのランダム共重合体、ポリカーボネ
ート系ポリオールとポリエステル系ポリオールのランダ
ム共重合体、あるいは、ポリカーボネート系ポリオール
とポリカプロラクトン系ポリオールとポリエステル系ポ
リオールの混合物などが挙げられ、それぞれ、単独で使
用されたり、または、複数併用されたりする。

【００２０】前記ポリオールの１種または２種以上をパ
ラフェニレンジイソシアネートと反応させて、ウレタン
プレポリマーを製造するための方法としては、特に限定
されず、例えば、反応温度、反応時間、溶媒の有無等を
含めて公知の方法で行うことができる。本発明に用いる
ウレタンエラストマーを得るためには、上述のようにし
て得られたウレタンプレポリマーと、硬化剤とを混合し
て、ウレタンプレポリマーを硬化させればよい。

【００２１】使用できる硬化剤としては、特に限定され
ず、従来、ウレタンプレポリマーを硬化してウレタンエ
ラストマーを生成させる際に一般的に用いられているも
ので構わない。例えば、ポリオール化合物、ポリアミン
化合物等が挙げられる。ポリオール化合物としては、特
に限定されず、１級ポリオール、２級ポリオール、３級
ポリオールのいずれを用いてもよい。具体的には、エチ
レングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−
ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−
ヘキサンジオール、プロピレングリコール、ジプロピレ
ングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタ
ンジオール、２，３−ブタンジオール、１，２−ペンタ
ンジオール、２，３−ペンタンジオール、２，５−ヘキ
サンジオール、２，４−ヘキサンジオール、２−エチル
−１，３−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオー
ル、２−エチル−２−（ヒドロキシメチル）−１，３−
プロパンジオール等が挙げられる。ポリアミン化合物と
しては、ジアミン、トリアミン、テトラアミン等、特に
限定されず、１級アミン、２級アミン、３級アミンのい
ずれも用いることができる。具体的には、ヘキサメチレ
ンジアミン等の脂肪族アミン、３，３’−ジメチル−
４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン等の脂環族
アミン、４，４’−メチレンビス−２−クロロアニリ
ン、２，２’，３，３’−テトラクロロ−４，４’−ジ
アミノフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニル
等の芳香族アミン、２，４，６−トリス（ジメチルアミ
ノメチル）フェノール等が挙げられる。これらの硬化剤
は、１種のみを用いてもよいし、あるいは、複数種を併
用してもよい。

【００２２】上記の硬化剤と、前述のようにして得られ
たウレタンプレポリマーとを混合して、同ウレタンプレ
ポリマーを硬化させるための方法としては、特に限定さ
れず、例えば、ウレタンプレポリマーに対する硬化剤の
混合割合、硬化温度、硬化時間等を含めて、通常の方法
で行うことができる。本発明に用いるポリウレタンエラ
ストマーは、添加剤等を含有するものとしてもよい。本
発明に用いうる添加剤は、可塑剤、難燃剤、充填剤、安
定剤、着色剤等である。

【００２３】可塑剤としては、例えば、フタル酸ジオク
チル（ＤＯＰ）、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）、アジピ
ン酸ジオクチル（ＤＯＡ）、リン酸トリクレジル（ＴＣ
Ｐ）、塩素系パラフィンなどが利用できる。難燃剤とし
ては、トリス−（β−クロロプロピルホスフェート、ト
リス−ジクロロプロピルホスフェート、トリスクロロエ
チルホスフェート等の燐酸エステル類、ジブロムネオペ
ンチルグリコール、トリブロムネオペンチルアルコール
等のブロム化合物等が利用できる。

【００２４】充填剤は、例えば、ガラス繊維、カーボン
ブラック、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、ゼオラ
イト、硅そう土、パーライト、パーミキュライト、二酸
化チタン、シリコンパウダーおよびシリコンオイル、グ
ラファイト、二硫化モリブデン等が使用できる。安定剤
としては、従来より使用されている酸化防止剤、紫外線
吸収剤、光安定剤、加水分解防止剤等が利用できる。

【００２５】酸化防止剤は、ラジカル連鎖禁止剤・過酸
化物分解剤などとして作用し、前者には立体障害を持っ
たフェノール類や芳香族アミン類がある。ラジカル連鎖
禁止剤として、ブチル化ヒドロキシトルエン、テトラキ
ス〔メチレン・３・（３’・５’−ジ・ｔブチル−４ヒ
ドロキシフェニル）プロピオネート〕メタン、ｎ・オク
タデシル−βー（４’・ヒドロキシ−３’−５’・ジ・
ｔブチルフェニル）プロピオネート、１，３，５トリス
（４・ｔブチル・３ヒドロキシ・２，６ジメチルベンジ
ル）イソシアヌル酸、トリエチレングリコールビス３
（２−ｔブチル・４ヒドロキシ５・メチルフェニル）プ
ロピオネート等が使用可能である。

【００２６】過酸化物分解剤として、４，４’チオビス
（６−ｔ−ブチル・ｍ・クレゾール、ジラウリル・チオ
ジプロピオネート、ジステアリルチオ・ジプロピオネー
ト、チオフェニルホスファイト等が使用可能である。紫
外線吸収剤として、サリチル酸系のフェニルサリシレー
ト、Ｐ−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、ベンゾフェ
ノン系の２，４−ジ−ヒドロキシベンゾフェノン、２−
ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロ
キシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、ベンゾトリ
アゾール系の２（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェ
ニル）ベンゾトリアゾール、２（２’−ヒドロキシ−
３’−ｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロ
ルベンゾトリアゾール、２（２’−ヒドロキシ−３’，
５’−ジ−ｔ−アミノフェニル）ベンゾトリアゾール、
シアレアクリレート系のエチル−２−シアノ−３，５−
ジフェニルアクリレート、２（２’−ヒドロキシ−５’
−ｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール等が使用
可能である。

【００２７】ＵＶスクリーンとして、カーボンブラック
・亜鉛華などの顔料等が使用可能である。光安定剤とし
て、ヒンダードアミンがある。ヒンダードアミンとして
は、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベ
ンジル）−２−ｎ−ブチルマロン酸ビス（１，２，２，
６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル、コハク酸ジメ
チル−１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ
−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン重縮合物、
ポリ〔〔６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）
イミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル〕
〔（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）
イミノ〕ヘキサメチレン〔〔２，２，６，６−テトラメ
チル−４−ピペリジル）イミノ〕〕、２−（３，５−ジ
−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブ
チルマロン酸ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル
−４−ピペリジル）などが使用可能である。

【００２８】加水分解防止剤として、カルボジイミド系
のスタバクゾール・１，ＰＣＤ（バイエル社）、ヘキサ
メチレンテトラアミン、アゾジカーボンアミド、４−ｔ
−ブチルカテコール等が使用可能である。前記ヒドロキ
シル基末端ポリオールとパラフェニレンジイソシアネー
トとを反応させてウレタンプレポリマーを製造するため
の方法としては、特に限定されず、例えば、反応温度、
反応時間、溶媒の有無等を含めて公知の方法で行うこと
もできる。

【００２９】このようにして得られるプレポリマーのイ
ソシアネート基含有量は１重量％〜２０重量％になるよ
うに有機ポリイソシアネートと活性水素含有化合物と反
応せしめる必要がある。得られるプレポリマーのイソシ
アネート基含有量が２０重量％を越えて大になると遊離
のパラフェニレンジイソシアネートが多くなり、ウレタ
ンプレポリマーの貯蔵安定性が劣るようになる。また、
１重量％よりも小さくなると、ウレタンプレポリマーと
してはイソシアネート基含有量が低くポットライフが長
くなりすぎるため生産性が悪くなる。

【００３０】本発明の歯付きベルトは、抗張体４として
は、例えばガラス繊維、スチール繊維、アラミド繊維よ
りなるコードが用いられるが、これら例示したものに限
定されるものではない。本実施例では、「ケブラー」
（デュポン社製アラミド繊維）を用いた。帆布６は、ナ
イロン繊維、ポリエステル繊維等の合成繊維のウーリー
加工糸よりなるたて糸８と、通常の合成繊維よりなるよ
こ糸９を織成したものである。なお、たて糸８として
は、その単繊維直径ｄが３０μｍ（ナイロン繊維の場合
で単繊維繊度約６デニール）以下、特に２０μｍ（ナイ
ロン繊維の場合で単繊維繊度約２．５デニール）以下が
望ましい。

【００３１】不浸透性樹脂層７は、基材層１０の片面に
前記たて糸８の単繊維直径ｄに対し、１／２ｄ〜１ｄの
厚みを有する接着剤層１１を形成したものである。すな
わち、たて糸８として単繊維直径ｄが例えば２０μｍの
繊維を使用する場合は、接着剤層１１の厚みは１０〜２
０μｍのものを使用する。また、基材層１０は、プーリ
ーとの係合ですぐに摩耗してしまうものであり、できる
だけ薄いものを使用することが好ましく、その厚さとし
ては１０〜３０μｍが適当である。

【００３２】また、基材層１０および接着剤層１１の素
材としては、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチ
レン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレンメチルメタア
クリレート共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、エ
チレンメタクリル酸共重合体、ポリエステル樹脂、ナイ
ロン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、フッ素樹脂等の
ベルト本体３を構成するウレタンエラストマーより摩擦
係数の低いものが使用される。そして、基材層１０に高
融点の樹脂が使用され、接着剤層１１に低融点の樹脂が
使用される。具体的な不浸透性樹脂層７としては、基材
層１０に高密度ポリエチレン樹脂（融点約１３０°Ｃ）
を、接着剤層１１にエチレンメチルメタアクリレート共
重合体（融点約１１０°Ｃ）を使用し、これらを共押出
しした二層フィルム等がある。しかし、前記二層フィル
ムに限ることなく高融点樹脂フィルムに低融点の接着剤
を塗布したものであってもよい。

【００３３】そして、前記帆布６と不浸透性樹脂層７
を、その基材層１０が外側に位置するように重ね合わ
せ、これを接着剤層１１の融点より高く且つ基材層１０
の融点より低い温度で加熱押圧して、前記接着剤層１１
を溶融させている。たて糸８の単繊維直径ｄに対し、接
着剤層１１の厚みが１／２ｄ〜１ｄであるため、溶融し
た樹脂は図３に示したように帆布６表面のたて糸８の単
繊維間より少なくとも単繊維の０．５〜１本分の直径に
相当する深さまで食い込み、また部分的にはそれ以上の
深さまで食い込むことになる。そのため、溶融した樹脂
は帆布６のたて糸８へ必要以上に食い込むことなく、帆
布６と基材層１０はたて糸８に食い込んだ樹脂を介して
強固に接着した状態となっている。

【００３４】次に、本発明の歯付きベルトの製造法につ
いて詳細に説明する。第１工程として、図４に示すよう
に、内側当接面にそれぞれ入れ子状の複数の歯形１４を
設けた上下一対の型付盤１２、１３の間に、たて糸８方
向を下側型付盤１３の歯形１４と直交状態に配し、且つ
不浸透性樹脂層７を下側型付盤１３に接するようにし
て、補強布５を配置する。この補強布５を接着剤層１１
の樹脂の融点より１０〜５０°Ｃ低い温度で所定時間加
圧加熱後、直ちに冷却すると、不浸透性樹脂層７および
接着剤層１１が軟化した後、硬化して、図５に示すよう
な歯形付き補強布５が得られる。

【００３５】第２工程は、前記歯形付き補強布５の両端
部に、可撓性があり且つ硬化時間の短いホットメルト接
着剤を固化介在させて、この歯形付き補強布５の両端部
を一体的に強化固定させ、歯形付き補強布５の保形性を
強化する。すなわち、上側型付盤１２を外し、歯形付き
補強布５を付着させたまま下側型付盤１３の両端部を一
対の端板１５、１５で閉鎖し、図６に示すように、可撓
性があり且つ硬化時間の短いホットメルト接着剤１６を
アプリケータ１７により注入して、歯形付き補強布５の
両端部に固化介在させ、この両端部を保形強化する。そ
して、この歯形付き補強布５は、下側型付盤１３より取
り外され、図７に示した状態となる。

【００３６】第３工程として、前記歯形付き補強布５を
所定の歯数に裁断し、熱プレスによる接着または融着な
どにより筒状にエンドレス加工し、図８に示すように、
外周面軸方向に歯形溝１８…を設けた円筒状の内金型１
９に歯形付き補強布５を嵌め込んで装着する。本発明で
は、前記第２、３工程で述べたように、ホットメルト接
着剤を固化介在させて両端部を保形強化した歯形付き補
強布５ａを筒状にエンドレス加工し、円筒状の内金型１
９に嵌め込むようにしたため、歯形付き補強布５の内金
型１９への装着は簡易なものとなった。

【００３７】第４工程として、円筒状の内金型１９に装
着された歯形付き補強布５の表面に、抗張体４をスパイ
ラルに巻き付ける。前記内金型１９に歯形付き補強布５
および抗張体４の装着が完了すれば、図９に示すよう
に、内金型１９を円筒状の外金型２０に挿入して、所定
の空間２１ができるように組み合わせ、内金型１９の両
端部は上下蓋２２、２３で封鎖し固定する。そして、内
外金型１９、２０を１００°Ｃに加熱した後、注型用容
器２４内の液状ウレタンエラストマー２５を２Ｋｇｆ／
ｃｍ² 以下の圧力でピストン２６により加圧し、注型用
管２７を経て前記空間２１内に液状ウレタンエラストマ
ー２５を充填する。空間２１内に液状ウレタンエラスト
マー２５が充満すると、上蓋２２の脱気孔２８から液状
ウレタンエラストマー２５が流出するので、流出した時
点で脱気孔２８に開閉ネジ２９を螺着し、脱気孔２８を
密閉して、１１０°Ｃ、１２０分、１０〜３０Ｋｇｆ／
ｃｍ² で加圧成形する。そして成形後、上下蓋２２、２
３を取り外し、内外金型１９、２０を分離した後、成形
品を脱型し、所定幅のベルトに輪切りすることにより、
本発明の歯付きウレタンベルトを作成した。

【００３８】次に、本発明の歯付きベルトの具体例につ
いて、本発明品および比較品の耐熱性を調べるため、以
下に示す条件下で走行試験を行った。本発明品１〜４ 本発明の歯付きベルトを、以下に示すようにして作製し
た。ポリウレタンエラストマーは、次のような手順によ
り得た。

【００３９】先ず、ポリオール成分（以下、(1) に示
す）にポリイソシアネート成分（以下、(2) に示す）を
加え、窒素気流下において８５℃で１時間反応させて末
端イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを得
る。得られたウレタンプレポリマーのイソシアネート基
（ＮＣＯ）含有量（以下、に示す）、および、８０℃
における粘度（以下、に示す）を測定した。プレポリ
マーの粘度は、ハーケ回転粘度計・ロトビスコＲＶ−１
２を用いて求めた。

【００４０】上記のようにして得たウレタンプレポリマ
ー１００重量部を８０℃に保温し、硬化剤（以下、(3)
に示す）を加え、１１０℃で１２０分間、加熱して硬化
反応を完結させた。 （本発明品１） (1) ポリオール成分 平均分子量（数平均分子量を指す。以下同様）が２，０
４４のポリカーボネートとカプロラクトンとの共重合体
ポリオール（日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名
ニッポラン９８２Ｒ）を１００重量部用いた。 (2) ポリイソシアネート成分 パラフェニレンジイソシアネート（＝ＰＰＤＩ、デュポ
ン社製）を１５．６重量部用いた。 (3) 硬化剤 ２，２’，３，３’−テトラクロロ−４，４’−ジアミ
ノジフェニルメタン（＝ＴＣＤＡＭ、イハラケミカル工
業株式会社製）を１２．９重量部用いた。

【００４１】各測定結果 イソシアネート基（ＮＣＯ）含有量…３．５９％（理
論値３．６０％） ８０℃における粘度…１４，６８０ｃｐｓ 上記組成についてシート状成形物を同様の方法で得たと
きの硬さ（ＪＩＳ Ａ）は、８９であった。 （本発明品２） (1) ポリオール成分 平均分子量が１，９０８のポリカーボネートポリオール
（日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名ニッポラン
９８０Ｒ）８０重量部と、平均分子量が２，０８７のポ
リエステル系ポリオール（クラレ株式会社製、商品名ク
ラポールＬ２０１０）２０重量部とをブレンドして用い
た。 (2) ポリイソシアネート成分 ＰＰＤＩを１６．５重量部用いた。 (3) 硬化剤 ＴＣＤＡＭを１２．７重量部用いた。

【００４２】各測定結果 イソシアネート基（ＮＣＯ）含有量…３．５３％（理
論値３．７１％） ８０℃における粘度…２２，９３０ｃｐｓ 上記組成についてシート状成形物を同様の方法で得たと
きの硬さ（ＪＩＳ Ａ）は、９０であった。 （本発明品３） (1) ポリオール成分 平均分子量が１，９０８のポリカーボネートポリオール
（日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名ニッポラン
９８０Ｒ）８０重量部と、平均分子量が１，９５０のポ
リエステル系ポリオール（クラレ株式会社製、商品名ク
ラポールＰ２０１０）２０重量部とをブレンドして用い
た。 (2) ポリイソシアネート成分 ＰＰＤＩを１６．７重量部用いた。 (3) 硬化剤 ＴＣＤＡＭを１３．３重量部用いた。

【００４３】各測定結果 イソシアネート基（ＮＣＯ）含有量…３．６８％（理
論値３．７５％） ８０℃における粘度…１５，０８０ｃｐｓ 上記組成についてシート状成形物を同様の方法で得たと
きの硬さ（ＪＩＳ Ａ）は、８８であった。 （本発明品４） (1) ポリオール成分 平均分子量が１，９９６のポリカーボネートポリオール
（日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名ニッポラン
９８０Ｒ）８０重量部と、平均分子量が１，９８６のポ
リテトラメチレンエーテルグリコール（保土ヶ谷化学工
業株式会社製、商品名ＰＴＧ２０００）２０重量部とを
ブレンドして用いた。 (2) ポリイソシアネート成分 ＰＰＤＩを１６．１重量部用いた。 (3) 硬化剤 ＴＣＤＡＭを１３．０重量部用いた。

【００４４】各測定結果 イソシアネート基（ＮＣＯ）含有量…３．６０％（理
論値３．６３％） ８０℃における粘度…２３，１９０ｃｐｓ 上記組成についてシート状成形物を同様の方法で得たと
きの硬さ（ＪＩＳ Ａ）は、８２であった。

【００４５】前記各ポリウレタンエラストマーを背部お
よび歯形部に用いて、図１に示すような構成の歯付きベ
ルトを作製した。なお、この歯付きベルトは、ＲＵ型
で、歯のピッチ９．５２５mm、歯数９２、長さ３４．５
インチ、幅０．７５インチとした。比較品１ 水素化ニトリルゴムの含イオウ架橋系組成物を用いた歯
付きベルトを、以下に示すようにして作製した。

【００４６】水素化ニトリルゴム組成物は、水素化ニト
リルゴム（ゼットポール：日本ゼオン製）１００重量
部、カーボンブラック４０重量部、可塑剤１０重量部、
亜鉛華５重量部、ステアリン酸１重量部、老化防止剤２
重量部、加硫促進剤２．５重量部、イオウ０．５重量
部、を配合し、バンバリーミキサー、ロール等を用い適
宜、公知の手段、方法により混練しゴムシートとした。

【００４７】補強布は、上記ゴム組成物を、その２〜
３．５倍の溶剤に溶解し、次いでフェノールレジンをゴ
ム組成物の２０〜３０％添加溶解し、ゴム糊を作製し、
ナイロン布を浸漬後乾燥させた、接着処理ナイロン布を
用いた。なお、抗張体には、前記と同様にケブラーを用
いた。前記水素化ニトリルゴム組成物を背部および歯形
部に用いて、従来より知られている通常の方法により、
歯付きベルトを作製した。即ち、前記補強布を歯付円筒
モールドに巻き付けた後、前記抗張体を螺旋状に巻き、
さらに前記ゴムシートを巻き付け、圧力容器内にて加圧
成形加硫を行う。その後、脱型し所定幅に切断し歯付き
ベルトを作製した。

【００４８】そこで、前記本発明品および比較品を、図
１０に示したような装置を用いて、高温環境（１５０
℃）下で走行試験を行った。図１０中、３１はＲＵ型
（歯数＝２０）の駆動プーリ、３２はＲＵ型（歯数＝４
０）の非駆動プーリである。そして、これら駆動プーリ
３１と非駆動プーリ３２の間に掛け渡した歯付きベルト
１の初張力をφ５２mmのテンショナープーリ３３により
１５Kgf に調整し、駆動プーリ３１を回転数６０００rp
m で回転させ、歯付きベルト１を走行させた。走行開始
後、歯付きベルト１の背部にクラックが生ずるまでの走
行時間を測定した。結果を表１に示す。

【００４９】表１から明らかなように、比較品１に示し
た水素化ニトリルゴム組成物を用いた歯付きベルトは、
短時間で背部にクラックが生じ、耐熱性に劣るものとな
っているが、本発明品１〜４に示した前記ポリウレタン
エラストマーを用いた歯付きベルトは、短時間で背部に
クラックが生じることなく、耐熱性に優れたものとな
る。

【００５０】

【表１】

【００５１】次に、前記本発明品および比較品を、図１
０に示したような装置を用いて、新品、熱老化品（１４
０°Ｃで３日間、７日間、１４日間、２８日間それぞれ
熱老化させたもの）について耐寒走行試験を行った。図
１０中、駆動プーリ３１と非駆動プーリ３２の間に掛け
渡した歯付きベルト１の初張力をφ５２mmのテンショナ
ープーリ３３により１５Kgf に調整し、設定温度に３時
間放置後駆動プーリ３１を回転数３００rpm で回転さ
せ、歯付きベルト１を１分間走行させた後１０分間停止
させる。これを５０サイクル繰り返した後背部のクラッ
ク発生の有無を調べ、ベルトの使用限界温度を測定し
た。結果を表２に示す。

【００５２】表２から明らかなように、比較品１に示し
た水素化ニトリルゴム組成物を用いた歯付きベルトは、
１４０°Ｃで１４日間熱老化させたものから低温特性が
急に落ち、耐寒性に劣るものとなっているが、本発明品
１〜４に示した前記ポリウレタンエラストマーを用いた
歯付きベルトは、１４０°Ｃで２８日間熱老化させたも
のも低温特性が落ちず、耐寒保持特性に優れたものとな
る。

【００５３】

【表２】

【００５４】次に、本発明品および比較品の高負荷伝動
性を調べるため、以下に示す条件下で走行試験を行っ
た。本発明品５ 補強布は、次のような手順により得た。先ず、たて糸と
して単繊維繊度が２．０６デニール（直径１６μｍ）の
２８０デニール−ナイロン糸のウーリ加工糸を７８本／
inch使用し、よこ糸として２１０デニール−ナイロン糸
を８５本／inch使用して、２／２綾織組繊で帆布を織成
した。次に、基材層として高密度ポリエチレン樹脂（融
点１３０°Ｃ）を使用し、接着剤層としてエチレンメチ
ルメタアクリレート共重合体（融点１１０°Ｃ）を使用
し、両者の厚みが各々１５μｍとなるように二層押し出
し成形することにより、二層の不浸透性樹脂フィルムを
得た。そして、この不浸透性樹脂フィルムを前記帆布に
接着剤層が接するように重ね合わせ、１２０°Ｃに加熱
して２０Ｋｇ／ｃｍ² の力で押圧し、補強布を得た。

【００５５】ウレタンエラストマーは、本発明品２と同
様のものを使用した。比較品２ 水素添加アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム
（Ｈ−ＮＢＲ）を用いた歯付きベルトを作製した。な
お、帆布は前記本発明品５と同様のものを使用し、ゴム
糊は比較品１のものを使用した。比較品３ 市販のウレタン（アジプレンＬ−１００：ユニロイヤル
社製）を用いた歯付きベルトを作製した。 アジプレン
Ｌ−１００は、８０°Ｃで真空脱泡後、あらかじめ溶融
した硬化剤４，４′−メチレンビス−２−クロロアニリ
ンを１１ｐｈｒ加えて攪拌後、注型した。なお、補強布
は前記本発明品５と同様のものを使用した。比較品４ 前記本発明品５と同様の帆布を用い、厚さ３０μｍの高
密度ポリエチレン樹脂製フィルムを加熱押圧してえられ
た補強布を使用した。なお、ウレタンエラストマーは、
本発明品２と同様のものを使用した。

【００５６】前記本発明品５、比較品２〜４の歯付きベ
ルトを、図１０に示したような装置を用いて、高温環境
（１２０°Ｃ）下で走行試験を行った。図１０中、駆動
プーリ３１と非駆動プーリ３２の間に掛け渡した歯付き
ベルト１の初張力をφ５２mmのテンショナープーリ３３
により１５Kgf に調整し、駆動プーリ３１を回転数６０
００rpm で回転させ、歯付きベルト１を走行させた。走
行開始後、５００時間、１０００時間、２０００時間経
過時の歯底部の補強布の厚さを測定し、新品ベルトと比
較して摩耗量を算出した。結果を表３に示す。

【００５７】表３から明らかなように、本発明品５は、
高温環境下においてのベルト歯底部の補強布の摩耗量が
比較品２〜４の半分以下になる。

【００５８】

【表３】

【００５９】

【発明の効果】本発明は、前述のような技術的手段を講
じたものであり、上記各構成要件を採用したことによ
り、次のような効果を有する。すなわち、本発明の歯付
きベルトは、帆布をなすたて糸の単繊維直径ｄに対し、
不浸透性樹脂層の接着剤層の厚みが１／２〜１ｄである
ため、補強布と不浸透性樹脂層とが食い込んだ接着剤層
の楔効果により強固に接着するので、帆布と不浸透性樹
脂層との充分な接着力が確保され、エラストマーが帆布
と不浸透性樹脂層との間に入り込み難い。 また、帆布を
なすたて糸の単繊維直径ｄに対し、不浸透性樹脂層の接
着剤層の厚みは１／２ｄ以上ではあるものの１ｄ以下で
あるため、作動温度が高い場合や高深伝動に使用する場
合にもベルト歯底部の補強布の摩耗が少ないものであ
り、しかも長時間使用しても歯底部補強布の剥離が発生
し難く、歯剪断も発生し難くなり、耐久性に優れたもの
となる。

【００６０】また、本発明の歯付きベルトの製造法は、
歯形付き補強布の内金型への装着が簡易なものとなるの
で、製造工程が簡略化でき、ベルトの製造コストを低減
することができる。さらに、パラフェニレンジイソシア
ネートを用いて得られるプレポリマーからなるウレタン
エラストマーを用いると、耐熱性および耐寒性により優
れたものとなり、例えば自動車分野におけるタイミング
ベルトとしての使用により適したものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の歯付きベルトの部分破断斜視図であ
る。

【図２】本発明の歯付きベルトの不浸透性樹脂層の部分
斜視図である。。

【図３】本発明の歯付きベルトの部分拡大断面図であ
る。

【図４】本発明の歯付きベルト製造工程において、補強
布を上下一対の型付盤の間に配置した状態を示す斜視図
である。

【図５】本発明の歯付きベルトの製造工程で得られる歯
形付き補強布の斜視図である。

【図６】本発明の歯付きベルトの製造工程において、歯
形付き補強布の両端部に固化介在させるホットメルト接
着剤をアプリケータにより注入している状態を示す説明
図である。

【図７】本発明の歯付きベルトの製造工程で得られる両
端部を保形強化した歯付き補強布の斜視図である。

【図８】本発明の歯付きベルトの製造工程において、円
筒状の内金型に歯形付き補強布を嵌め込んで装着した状
態を示す斜視図である。

【図９】本発明の歯付きベルトの製造工程において、内
外金型間にできる空間内に液状ウレタンエラストマーを
充填している状態を示す断面図である。

【図１０】本発明の歯付きベルトの走行試験を行う装置
の説明図である。

【符号の説明】

３ ベルト本体 ４ 抗張体 ５ 補強布 ６ 帆布 ７ 不浸透性樹脂層 ８ たて糸 ９ よこ糸 １０ 基材層 １１ 接着剤層 １２ 上側型付盤 １３ 下側型付盤 １６ ホットメルト接着剤 １９ 内金型 ２０ 外金型 ２５ 液状ウレタンエラストマー

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ３２Ｂ 7/12 Ｂ３２Ｂ 7/12 Ｂ２９Ｋ 21:00 Ｂ２９Ｋ 21:00 105:06 105:06 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 29:00 29:00 (72)発明者 河原 伸一郎 奈良県大和郡山市池沢町172 ニッタ株 式会社奈良工場内 (72)発明者 横山 伸幸 奈良県大和郡山市池沢町172 ユニッタ 株式会社奈良工場内 (72)発明者 中根 聡司 奈良県大和郡山市池沢町172 ユニッタ 株式会社奈良工場内 (56)参考文献 特開 昭58−33442（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−214538（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 注型エラストマーよりなるベルト本体
   と、該ベルト本体内に長さ方向に配置された抗張体と、
   歯面に貼着される補強布よりなり、前記補強布が、たて
   糸とよこ糸を織成した帆布と、基材層の片面に前記たて
   糸の単繊維直径ｄに対し１／２ｄ〜１ｄの厚みを有する
   接着剤層を形成した不浸透性樹脂層とを、その基材層が
   外側に位置するように重ね合わせ、これを加熱押圧して
   接着剤層を溶融させて帆布に食い込ませたものであるこ
   とを特徴とする歯付きベルト。
2. 【請求項２】 前記注型エラストマーが、パラフェニレ
   ンジイソシアネートと、ポリエステル系ポリオール、ポ
   リエーテル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオー
   ルの１種または２種以上からなるプレポリマーに硬化剤
   を配合してなるポリウレタンエラストマーであることを
   特徴とする請求項１記載の歯付きベルト。
3. 【請求項３】 前記たて糸の単繊維直径が、２０μｍ以
   下であることを特徴とする請求項１記載の歯付きベル
   ト。
4. 【請求項４】 エラストマー不浸透性樹脂層をもつ補強
   布を一対の型付盤にて挟持し、これを加熱加圧加工して
   歯形付き補強布を形成後、可撓性があり且つ硬化時間の
   短い接着剤を前記補強布の両端部に固化介在させて補強
   布の両端部を一体的に保形強化し、周面軸方向に歯形溝
   群を設けた円筒状内金型の回りに前記補強布を巻装し、
   その表面に抗張体をスパイラルに巻着後、同心状に外金
   型を組み合わせ、両金型間に注型エラストマーを注入し
   硬化させたベルト成形体を輪切りにしてなることを特徴
   とする歯付きベルトの製造法。