JP2884055B2 - 歯付ベルト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、歯付ベルトに関
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
マー材料が使用され、ベルト本体および歯部を一体形成
した歯付ベルトに関し、その歯部を覆うように補強布が
装着されたものが提案されている。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
歯部を保護することにより、剪断および摩耗等に対する
抵抗性が増すので、補強布を装着していないベルトに比
べて耐久性が向上するという利点がある。

【０００３】ところで、上記歯付ベルトは次のようにし
て製造していた。先ず、補強布に液状エラストマーを含
浸または塗布し、所定の歯型で加熱加圧して硬化または
半硬化させることにより歯形の型付をする。すなわち補
強布を歯付ベルトの歯形表面部に正確に付着させるた
め、補強布を一対の型付盤により挟持して加熱加圧加工
することにより、予め歯形付き補強布を形成する。そし
てこの歯形付き補強布を円筒状内金型に装着し、注型法
により液状エラストマーを注型加熱することにより歯付
ベルトを得る。

【０００４】しかし、補強布を構成する帆布は通常は軟
化温度が高いので、補強布を型付するためには或る程度
高い温度に加熱する必要があり、これが補強布の型付の
作業性を低下させているという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は、
従来よりも低い温度で補強布の型付作業を行うことがで
きる歯付ベルトを提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するため手段】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、この発明を完成するに至った。

【０００７】すなわちこの発明の歯付ベルトは、基材層
とこの基材層の片面に形成した接着剤層と帆布とから成
る補強布を、基材層が外側に位置する態様でエラストマ
ーから成るベルト本体の歯面に有すると共に、前記基材
層及び接着剤層は前記帆布よりも低い温度で軟化するも
のとされ、前記補強布は、基材層及び接着剤層の融点よ
りも低い温度で加熱加圧され前記基材層及び接着剤層が
軟化せしめられて歯型が型付された後に冷却固化せしめ
られたものであることを特徴とする。

【０００８】この発明の歯付ベルトによると基材層及び
接着剤層は帆布よりも低い温度で軟化するものとされ、
その補強布は、前記基材層及び接着剤層の融点よりも低
い温度で加熱加圧され前記基材層及び接着剤層が軟化せ
しめられて歯型が型付された後に冷却固化せしめられた
ものであるので、軟化せしめられて歯型が型付された後
に冷却固化せしめられた基材層及び接着剤層の存在によ
り、軟化温度が高い帆布自体を軟化させるよりも低い温
度で補強布への歯型の型付を行うことができる。

【０００９】また前記基材層を、接着剤層よりも高融点
とすることもできる。また前記エラストマーが、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とする
こともできる。

【００１０】なおこの歯付ベルトは例えば、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
輪切りにすることにより製造することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下この発明の歯付ベルトの構成
を実施形態に基づいて詳細に説明する。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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「ＰＤ
Ａ」と記す）、ポリ（プロピレンアジペート）（以下
「ＰＰＡ」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、ＰＥＡとＰＤＡのランダム共重合体、ＰＥＡとＰ
ＰＡ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。

【００１５】（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。

【００１６】（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。

【００１７】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。

【００１８】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、

【００１９】

【化１】

【００２０】が挙げられる。この実施形態で用いられる
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。

【００２１】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。

【００２２】この実施形態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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】この実施形態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。この
実施形態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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】この実施形態の歯付ベルトは、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。本実施形態では、「ケブラ
ー」（デュポン社製アラミド繊維）を用いた。

【００４０】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３０
μｍ（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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】次に、この実施形態の歯付ベルトの製造法
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１
４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１
１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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】この実施形態では、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１９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。

【００４８】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。

【００４９】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２
１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１
９、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、２３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、この実
施形態の歯付きウレタンベルトを作成した。

【００５０】次に、この実施形態の歯付ベルトの具体例
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 この実施形態の歯付ベルトを、以下に示すようにして作
製した。

【００５１】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。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。

【００５２】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−１２を用いて求めた。

【００５３】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。

【００５４】

【実施例】

（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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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ベル
トを作製した。なお、この歯付ベルトは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
付ベルトを、以下に示すようにして作製した。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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
付ベルトを作製した。

【００６３】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。

【００６４】図１０中、３１はＲＵ型（歯数＝２０）の
駆動プーリ、３２はＲＵ型（歯数＝４０）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ベルト１の初張力をφ５２
mm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６０００rpm で回転させ、歯付
ベルト１を走行させた。走行開始後、歯付ベルト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。

【００６５】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。

【００６６】

【表１】

【００６７】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。

【００６８】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３００rp
m で回転させ、歯付ベルト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。

【００６９】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ベルトは、１
４０°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。

【００７０】

【表２】

【００７１】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。

【００７２】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１５
μｍ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。

【００７３】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。

【００７４】前記本発明品５、比較品２〜４の歯付ベル
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。

【００７５】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６０００rpm で回転させ、歯付ベ
ルト１を走行させた。走行開始後、５００時間、１００
０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。

【００７６】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。

【００７７】

【表３】

【００７８】本実施形態の歯付ベルトは、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
に接着するので、作動温度が高い場合や高負荷伝動に使
用する場合にもベルト歯底部の補強布の摩耗が少なくな
り、しかも長時間使用しても歯底部補強布の剥離が発生
せず、歯剪断も発生し難くなり、耐久性に優れたものと
なる。

【００７９】また本実施形態の歯付ベルトの製造法は、
余分な加圧加熱処理を必要としないので、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。

【００８０】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
トマーを用いたこの実施形態の歯付ベルトは、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。

【００８１】

【発明の効果】この発明は、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。

【００８２】帆布自体を軟化させるよりも低い温度で補
強布への歯型の型付を行うことができるので、従来より
も低い温度で補強布の型付作業を行うことができる歯付
ベルトを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の歯付ベルトの実施形態を説明する部
分破断斜視図である。

【図２】この発明の歯付ベルトの実施形態を説明する不
浸透性樹脂層の部分斜視図である。

【図３】この発明の歯付ベルトの実施形態の部分拡大断
面図である。

【図４】この発明の歯付ベルト製造工程の実施形態にお
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】この発明の歯付ベルトの実施形態の製造工程で
得られる歯形付き補強布の斜視図である。

【図６】この発明の歯付ベルトの実施形態の製造工程に
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】この発明の歯付ベルトの実施形態の製造工程で
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】この発明の歯付ベルトの実施形態の製造工程に
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】この発明の歯付ベルトの実施形態の製造工程に
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】この発明の歯付ベルトの実施形態の走行試験
を行う装置の説明図である。

【符号の説明】

３ ベルト本体 ５ 補強布 ６ 帆布 １０ 基材層 １１ 接着剤層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ３２Ｂ 7/12 Ｂ３２Ｂ 7/12 Ｂ２９Ｋ 21:00 105:06 (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50−54755（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−33442（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−135631（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−65937（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−66981（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16G 1/00 - 5/20 B29D 29/00 - 29/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材層とこの基材層の片面に形成した接
   着剤層と帆布とから成る補強布を、基材層が外側に位置
   する態様でエラストマーから成るベルト本体の歯面に有
   すると共に、前記基材層及び接着剤層は前記帆布よりも
   低い温度で軟化するものとされ、前記補強布は、基材層
   及び接着剤層の融点よりも低い温度で加熱加圧され前記
   基材層及び接着剤層が軟化せしめられて歯型が型付され
   た後に冷却固化せしめられたものであることを特徴とす
   る歯付ベルト。
2. 【請求項２】 前記基材層を、接着剤層よりも高融点と
   した請求項１記載の歯付ベルト。
3. 【請求項３】 前記エラストマーが、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請求項１又
   は２記載の歯付ベルト。