JP4233924B2 - 伝動ベルトの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伝動ベルトの製造方法に係り、詳しくは製造工数を少なくして低コストで成形できる伝動ベルトの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、未加硫ゴム中に短繊維を一定方向へ配向させる方法としては、圧延シート作製工程のように、回転速度を変えた一対のカレンダーロールに短繊維入り未加硫ゴムを投入し、圧延されたゴムシート中の短繊維をシートの圧延方向に配向させ、そして成形するベルト幅に応じて切断していた。その後、カットした圧延シートを数枚重ね合わせて所定厚みに積層し、続いて巻付け工程のように短繊維が幅方向に配向した積層物を成形ドラムに巻き付けて伝動ベルトの作製に使用してきた。
【０００３】
即ち、ＶリブドベルトやローエッジＶベルトの伝動ベルトの製造方法では、円筒状の成型ドラムの周面に１〜複数枚のカバー帆布と接着ゴム層とを巻き付けた後、この上にコードからなる心線を螺旋状にスピニングし、更に圧縮ゴム層を順次巻き付けて積層体を得た後、これを加硫してベルトスリーブにしていた。ここで使用する圧縮ゴム層は、上記圧延シートを３〜４枚重ね合わせた厚みのもので、シート幅方向に短繊維が配向したものであった。
【０００４】
しかし、圧延シートは、厚みを薄くしなければ、短繊維をシート圧延方向に充分に配向させることができないために、やむを得ずシートを重ねていたためにベルト成形用シートを得るには多大の工数を要していた。
【０００５】
これを改善する方法として、拡張ダイを取付けた押出機を用い、短繊維を押出円筒体の円周方向に配向させるもので、中間空間に、入口空間の所定の流路幅から出口空間の所定の流路幅まで流路幅が変化する拡大空間部を設け、拡張ダイの出口空間の断面積を入口空間の断面積より所定量大きく形成し、さらに入口部分の流路幅が中間部分の流路幅よりも狭く、出口部分の流路幅が中間部分の流路幅以下に設定したものが、提案された。（例えば、特許文献１参照）
【０００６】
更には、短繊維含有ゴム組成物を拡張ダイによってシート化したものを伝動ベルトに使用することも提案されている、例えば、特許文献２には、Ｖリブ部成形溝を有する拡張ダイを出口部分に備えた押出機によって円筒状リブゴムチューブを押出し、このリブゴムチューブを切開したシート用いて金型上でＶリブドベルト成形体を成形して、加硫し、そしてベルト成形体のＶリブ部のリブ表面を研削してＶリブドベルトを作製することが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特公平６−９８４７号公報
【特許文献２】
特開平８−７４９３６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の拡張ダイを使用する方法でも、例えばクロロプレンのような粘着性が強く、せん断応力が大なる材料を用いる場合には、表面層、特に外周層はダイ内周面との間に大きな摩擦力を発生してスムーズに流れないために、ゴム表面に肌荒れが発生した。このため、マトリクスであるゴムと繊維との密着性が悪く、また配向性も悪く、現実には伝動ベルトの圧縮ゴム層に使用することは困難な場合もあった。また、短繊維含有ゴム組成物を拡張ダイによって正確なＶリブ部を型付して押出すことは、極めて困難であった。
【０００９】
本発明は叙上の如き実状に鑑み、これに対処するもので、短繊維を一定方向に配向させた圧縮ゴム層に相当する内層と圧縮ゴム層の表面層に位置する他のゴム層を積層し、スムーズに押出すことによってゴム表面の肌荒れ発生を阻止し、かつ製造工数を少なくして低コストで成形し、しかも走行時の騒音を低減できる伝動ベルト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、本願請求項１記載の発明は、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部を有する伝動ベルトの製造方法において、
拡張ダイを用いて短繊維を配向させた短繊維含有ゴム組成物を内層に他のゴム組成物を表面層に積層した２層の筒状成形体に押出成形し、
外周面に可撓性ジャケットを装着した内型と、内周面にリブ型を刻印した外型との間に、上記２層の筒状成形体を介在させ、
上記可撓性ジャケットを膨張させて、該筒状成形体を表面層が外型の刻印したリブ型に密着するように未加硫の予備成型体を作製し、
外型から離脱した内型の可撓性ジャケット面に少なくとも心線を巻き付け、
再度、上記内型を外型内に設置し、可撓性ジャケットを膨張させて心線を外型に装着した予備成型体と一体的に加硫し、
脱型してリブ部を有する加硫ベルトスリーブを作製する、伝動ベルトの製造方法にある。
【００１１】
本発明方法では、拡張ダイを用いて圧縮ゴム層の内層に短繊維を所定方向へ配向させた短繊維含有ゴム組成物を、圧縮ゴム層の表面層に他のゴム組成物を積層した２層の筒状成形体をスムーズに押出成形してゴム表面の肌荒れ発生を阻止し、また押出した２層の筒状成形体を直接ベルトの構成材料に使用するために、製造工数を少なくして低コストで伝動ベルトを成形できる。更に、ベルト成形工程において、予め未加硫の予備成型体を作製するために、可撓性ジャケットの膨張による心線の伸張量を小さく設定でき、心線を平坦に配置させ、また伸びの少ないベルトに仕上ることができると言った効果がある。
【００１２】
本願請求項２記載の発明は、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部を有する伝動ベルトの製造方法において、
拡張ダイを用いて短繊維を配向させた短繊維含有ゴム組成物を内層に他のゴム組成物を表面層に積層した２層の筒状成形体に押出成形した後、該筒状成形体を直線状に切開して２層のゴムシートにし、
外周面に可撓性ジャケットを装着した内型と、内周面にリブ型を刻印した外型との間に、上記２層のゴムシートを筒状にして介在させ、
上記可撓性ジャケットを膨張させて筒状成形体を表面層が外型の刻印したリブ型に密着するように未加硫の予備成型体を作製し、
外型から離脱した内型の可撓性ジャケット面に少なくとも心線を巻き付け、
再度、上記内型を外型内に設置し、可撓性ジャケットを膨張させて心線を外型に装着した予備成型体と一体的に加硫し、
脱型してリブ部を有する加硫ベルトスリーブを作製する、伝動ベルトの製造方法にある。
【００１３】
本発明方法では、押出成形した２層の筒状成形体を直線状に切開して２層のゴムシートにするところが請求項１と相違しており、２層のゴムシートを接合すれば、周長の大きなベルトでも成形することができる。
【００１４】
本願請求項３記載の発明は、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部を有する伝動ベルトの製造方法において、
拡張ダイを用いて短繊維を配向させた短繊維含有ゴム組成物を内層に他のゴム組成物を表面層に積層した２層の筒状成形体に押出成形した後、該筒状成形体を直線状に切開して２層のゴムシートにし、
内型に装着した伸縮可能な可撓性ジャケット面に、少なくとも心線と上記２層のゴムシートを表面層が最外側に位置するように積層して未加硫ゴムスリーブを形成し、
上記内型を内周面にリブ型を刻印した外型に挿入して、可撓性ジャケットを膨張させて未加硫ゴムスリーブを外型に押圧型付して加硫する、伝動ベルトの製造方法にある。
【００１５】
本発明では、請求項２と相違し、ベルト成形工程において予め未加硫の予備成型体を作製しないために、ベルト工数を削減でき、低コストなベルトを作製することができる。
【００１６】
本願請求項４記載の発明は、２層の筒状成形体を作製する工程において、先に押出した内層の短繊維含有ゴム組成物の外周面に表面層のゴム組成物を被覆したものを、拡張ダイの入口から同時に押出しして２層の筒状成形体に成形する伝動ベルトの製造方法にある。
【００１７】
本願請求項５記載の発明は、２層の筒状成形体を作製する工程において、内層の短繊維含有ゴム組成物を拡張ダイの入口から侵入させ、他方表面層のゴム組成物を拡張ダイの入口と吐出口との間に位置する部位で侵入させて２層の筒状成形体に成形する伝動ベルトの製造方法にある。
【００１８】
本願請求項６記載の発明は、表面層のゴム組成物の侵入位置が拡張ダイの入口と吐出口との間に位置し、表面層のゴム組成物の侵入位置から吐出口へ至るまでゴム通路の間隙が積層する上記表面層のゴム組成物の厚みだけ大きくなっている伝動ベルトの製造方法にあり、表面層のゴム組成物のゴム通路への侵入抵抗が減少してスムーズに内層の外周面に包囲しやすく、また表面層の厚みを均一化することができる。
【００１９】
本願請求項７記載の発明は、２層の筒状成形体が短繊維含有ゴム組成物を内層に、滑材を含有したゴム組成物を表面層に積層したものである伝動ベルトの製造方法にあり、滑材が表面層と拡張ダイとの摩擦抵抗を緩和して、ゴム流れをスムーズにして筒状成形体を押出すことができる。
【００２０】
本願請求項８記載の発明は、２層の筒状成形体が短繊維含有ゴム組成物を内層に、該内層より短繊維の含有量が少ないか、もしくは短繊維を含まない表面層を積層したものである伝動ベルトの製造方法にある。
【００２１】
本願請求項９記載の発明は、２層の筒状成形体が短繊維含有ゴム組成物を内層に、該内層に用いた短繊維と材質、長さの少なくとも一方において相違している短繊維を配向させた短繊維含有ゴム組成物を表面層に積層した伝動ベルトの製造方法にあり、内層に埋設した短繊維によってベルトに耐側圧性を維持させ、また表面層によって摩擦係数の小さいベルト表面を長時間維持してベルト走行時のスリップ音を軽減し、そして低コストなベルトを仕上げることができる。
【００２２】
本願請求項１０記載の発明は、２層の筒状成形体がアラミド短繊維を含有させた短繊維含有ゴム組成物を内層に、ポリアミド繊維、ポリステル繊維、フッ素繊維、天然繊維から選ばれた少なくとも１種を含有させた短繊維含有ゴム組成物を表面層に積層した伝動ベルトの製造方法にある。
【００２３】
本願請求項１１記載の発明は、２層の筒状成形体が内層に使用する短繊維の平均長さが３〜１０ｍｍである短繊維含有ゴム組成物を内層に、短繊維の平均長さが０．５〜３ｍｍである短繊維含有ゴム組成物を表面層に積層したものである伝動ベルトの製造方法にある。
【００２４】
本願請求項１２記載の発明は、脱型した加硫ゴムスリーブのリブ部表面を研削する伝動ベルトの製造方法にある。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施例を説明する。
図１は短繊維含有ゴム組成物を内層に他のゴム組成物を表面層に積層した２層の筒状成形体からゴムシートに成形する工程の概略図である。この工程で使用する装置１では、シリンダー３ａ内の押出スクリュー４ａの回転により筒状成形体の内層を形成する短繊維含有ゴム組成物を混練する第一押出機２ａと、シリンダー３ｂ内の押出スクリュー４ｂの回転により筒状成形体の表面層を形成するゴム組成物（表面層形成用ゴム組成物）を混練する第二押出機２ｂが拡張ダイ５の背部に連結され、第一押出機２ａと第二押出機２ｂで押出されたゴムを軸部６と筒部７で形成されたゴム通路８へと導入する。
【００３３】
上記拡張ダイ５では、軸部６に装着された内ダイ１０が筒部７に連結された外ダイ１３と組み合わせてゴム通路８を形成している。内ダイ１０は入口１１から吐出口１２へ径を拡張させた円錐体である。外ダイ１３の入口１１付近には、調芯用ブロック体１４を組み合わせて押出しゴムの厚みを均一にすることができる。
【００３４】
表面層を形成するゴム組成物（表面層形成用ゴム組成物）１６を混練して押出す第２押出機２ｂは、第一押出機２ａに比べて入口１１に近い側に配置され、先に押出された内層を形成する短繊維含有ゴム組成物（内層形成用ゴム組成物）１５の外周部に表面層形成用ゴム組成物１６を流動させて包囲した２層の筒状成形体１７に押出成形する。表面層形成用ゴム組成物１６はゴムの流動性がよく内層形成用ゴム組成物１５の外周を完全に包囲する。押出された筒状成形体１７は切断手段１９によって切開された後に巻き取られる。
【００３５】
第一押出機２ａ及び第二押出機２ｂでは、シリンダー３ａ，３ｂの中に回転可能に押出スクリュー４ａ，４ｂを収容し、ゴム配合物を原料投入口から入れて押出スクリュー４ａ，４ｂの回転によって混練する。この時にシリンダー３ａ，３ｂ内の空気やゴム配合物から発生したガス等は排気口（図示せず）から排出される。シリンダー３ａ，３ｂの温度はゴム種に応じて変更するが、通常４０〜１００°Ｃに調節され、短繊維とゴムはミキシングしやすい温度に加熱して熱可塑化し、押出成形しやすい状態にする。また、この場合の混練時間はゴムの加硫が進行しない程度に調節する。
【００３６】
拡張ダイ５は吐出口１２に向って径を徐々に拡張させた円錐形の内ダイ１０を外ダイ１３に収容し、内ダイ１０と外ダイ１３の間に所定厚みの間隙をもったゴム通路８を設けている。内層成形用ゴム組成物１５は吐出口１２へ向って徐々に大きな円周方向への引き伸ばされながら短繊維を円周方向に配向させ、同時に表面層形成用ゴム組成物１６を外層に包囲した筒状成形体１７に押出成形する。
【００３７】
拡張ダイ５は、水平に配置された第一押出機２ａと第２押出機２ｂに対して垂直に配置され、そして吐出口１２から筒状成形体１７が重力に抗するように押出されるため、筒状成形体１７が重力により変形せず、比較的寸法変化が少ないという効果があり、また垂直方向に配置した拡張ダイ５は内ダイ１０の自重によって撓みにくく、内ダイ１０と外ダイ１３との間隙が一定に保持され、厚み変形量の小さな筒状成形体１７に仕上げることができる。
【００３８】
また、内ダイ１０と外ダイ１３で形成されたゴム通路８は、入口１１から吐出口１２まで略均一な間隙になり、筒状成形体１７の押出にブレーキをかけることなく長手方向へスムーズに流し、また内部歪みのない均一な厚みの筒状成形体１７に成形する。
【００３９】
内ダイ１０の形状は、せん断力の大きさに影響を与える要因になる。入口１１から吐出口１２へ徐々に径が拡張するテーパー角度が３０°以上で９０°未満であり、入口が直径２０〜６０ｍｍ、吐出口が直径１００〜４４０ｍｍ、そしてその比率である拡張比（吐出口／入口）が１．５〜１２．５に設定される。この設定範囲未満であれば、内ダイ１０の吐出口１２付近での円周方向への引き伸ばしが小さくて、厚みの大きな筒状成形体１７の内表面層では短繊維が円周方向に配向しにくくなり、一方この設定範囲を越えると、円周方向への引き伸ばしが大きくなり過ぎて、押出圧力が劣る場合には、筒状成形体１７が裂けやすい。
【００４０】
内ダイ１０と外ダイ１３間のゴム通路８内に存在するゴムの内部発熱を抑制するために、内ダイ１０の内部に冷却水を循環させる冷却装置（図示せず）を設けることもできる。冷却装置では、冷却水をポンプによって各ダイに設けた通路を通過させて循環させる。
【００４１】
押出された筒状成形体１７は切断手段１９によって押出し方向に沿って切開されてゴムシート２０にされる。ここで使用される切断手段１９は、カッター、ナイフといった刃物、あるいはレーザーナイフ、超音波振動カッターからなる。ゴムシート２０はガイドロールを経由して駆動ロールによって一定速度で送られ、巻き取りロールに帆布のようなライナーとともに巻き取られる。
【００４２】
図２に示す他の装置１では、シリンダー３ａ内の押出スクリュー４ａの回転により内層成形用ゴム組成物１５を混練する第一押出機２ａと、シリンダー３ｂ内の押出スクリュー４ｂの回転により表面層形成用ゴム組成物１６を混練する第二押出機２ｂが、それぞれ押出したゴムを拡張ダイ５の背部に設けられたゴム通路８へと導入する。
【００４３】
第一押出機２ａは押出スクリュー４ａの軸方向に拡張ダイ５を直結し、第二押出機２ｂは第一押出機２ａと直角に配置されている。そして、第二押出機２ｂから押出された表面層形成用ゴム組成物１６は、第一押出機２ａの押出スクリュー４ａの先端部２５から離れた位置に設けた整流用突起に衝突すると内層成形用ゴム組成物１５の外周を包囲しやすくなる。
【００４４】
拡張ダイ５は吐出口１２へ向って径を徐々に拡張させて円錐形とした内ダイ１０を外ダイ１３に収容し、内ダイ１０と外ダイ１３の間に所定厚みの間隙をもつゴム通路８を設けている。内ダイ１０に装着固定した円錐状の分流体２７は、ゴムの流れを３６０度へ均一に分流して、内ダイ１０と外ダイ１３間のゴム通路８へ押出すようになっている。
【００４５】
内層形成用ゴム組成物１５は吐出口１２へ向って徐々に大きな円周方向への引き伸ばしを受けながら短繊維を円周方向に配向させ、同時に図５に示すように表面層形成用ゴム組成物１６を表面層に包囲した筒状成形体１７に押出成形する。そして、図６に示すように押出された直後の筒状成形体１７は、切断手段１９によって押出し方向に沿って切開しながらゴムシート２０する。上記内層形成用ゴム組成物１５の厚みは１．５〜１０ｍｍで、表面層形成用ゴム組成物１６の厚みは０．１〜３．０ｍｍであるが、特に各層の厚みの制限はない。
【００４６】
このように、図２に示す上記装置１は、先に押出した内層形成用ゴム組成物１５の外周面に表面層形成用ゴム組成物１６を被覆したものを、拡張ダイ５の入口１１から同時に押出しして表面層形成用ゴム組成物１６を内層形成用ゴム組成物１５の外周面に包囲した筒状成形体１７に成形するものである。図３に示す装置１は内層形成用ゴム組成物１５を拡張ダイ５の入口１１から侵入させ、他方表面層形成用ゴム組成物１６を拡張ダイ５の入口１１と吐出口１２との間の位置Ｐで侵入させて表面層形成用ゴム組成物１６を内層形成用ゴム組成物１５の外周面に包囲した筒状成形体１７に押出成形するものである。
【００４７】
即ち、図３に示す装置１では、シリンダー３ａ内の押出スクリュー４ａの回転により内層形成用ゴム組成物１５を混練する第一押出機２ａがゴムを拡張ダイ５の入口１１から吐出口１２へ押出す。一方、表面層形成用ゴム組成物１６を混練する第二押出機２ｂが第一押出機２ａと交差する状態で配置され、表面層形成用ゴム組成物１６を円周方向に配したゴム溜め部３５からゴム通路３６を経由して拡張ダイ５の入口１１と吐出口１２との間の位置Ｐで円筒状に侵入させる。
【００４８】
上記侵入位置Ｐでは、図４に示すようにゴム通路８に明確な段差が設けられ、この侵入位置Ｐから吐出口１２へ至るまでのゴム通路８の間隙が積層する表面層形成用ゴム組成物１６の厚み分だけ大きく、該ゴム組成物１６のゴム通路８への侵入抵抗を減少させてスムーズに内層形成用ゴム組成物１５の外周面に包囲し、そして表面層形成用ゴム組成物１６の厚みを均一にしている。上記侵入位置Ｐは、入口１１と吐出口１２との間であれば問題ないが、好ましくは入口１１と吐出口１２との中間付近が好ましい。
【００４９】
また、本発明では、図示しないが、押出された筒状成形体１７は切断手段１９によって切開してゴムシートにせずに、押出し方向に沿って所定長さで切断した筒状成形体１７を直接伝動ベルトの構成材料に使用することができる。
【００５０】
次に、図７〜図１２を参照して上記方法によって得られた短繊維配向ゴムシート２０を用いてＶリブドベルトの製造方法を説明する。
【００５１】
先ず、内型４１に装着された可撓性ジャケット４２の外周面に、表面層形成用ゴム組成物１６が外型４６のリブ型４５に面するように短繊維配向ゴムシート２０を巻き付ける。
【００５２】
次いで、図７に示すように上記短繊維配向ゴムシート２０を捲き付けたベルト加硫機４０の内型４１を外型４６の内側に一定の空隙部を形成するよう基台上に載置する。内型４１は別の成形工程より移動してくる関係上、媒体流通口Ａと媒体送入排出路Ｂとは分離しており、内型４１を基台に載置後、媒体流通口ＡをジョイントＪでパイプと連結する。
【００５３】
媒体送入機を作動して高圧空気もしくは高圧蒸気を媒体送入排出路Ｂ、媒体流通口Ａを経て、可撓性ジャケット４２の内部に送入する。可撓性ジャケット４２は、その上下部が内型４１上に密閉固定されているため、可撓性ジャケット４２の内面と内型４１の外面の間に空気が充満し、可撓性ジャケット４２は次第に膨張する。そして、その外周面に装着されている短繊維配向ゴムシート２０を半径方向に均一に膨張させ、加熱ヒーター若しくは高温蒸気で１００〜１６０℃に加熱した外型４６のリブ型４５と３０〜１２０秒間接触せしめる。
【００５４】
このとき、可撓性ジャケット４２の膨張押圧力により、上記短繊維配向ゴムシート２０が外型４６のリブ型４５に押圧され、図８のような表面に複数のＶ型突起を有する未加硫の予備成型体２１を形成するに至る。
【００５５】
その後は、バルブを真空ポンプの方へ切替えて、可撓性ジャケット４２内に充満している空気を排気し、次いで吸引作用で可撓性ジャケット４２を図７に示す元の位置に収縮復帰せしめる。
【００５６】
そして、内型４１を外型４６から抜き取り、内型４１の可撓性ジャケット４２の外周面に補強布４７、接着ゴムシート、およびコードからなる心線４８を順次に捲き付ける。その後、図９に示すようにこの内型４１を外型４６内へ設置した後、図１０に示すように可撓性ジャケット４２を膨張させ、補強布４７と心線４８を半径方向に均一に膨張させ、加熱ヒーター若しくは高温蒸気で１００〜１８０℃に加熱した外型４６のリブ型４５に装着した予備成型体２１に密着して一体的に加硫し、ベルトスリーブ５１を作製する。上記製造方法のように未加硫の予備成型体２１を成型することにより、成形時に可撓性ジャケット４２の膨張による心線４８の伸張量を抑え、また心線４８を平坦に配置でき、寸法安定性に優れたＶリブドベルトを作製することができる。
【００５７】
本発明方法では、短繊維配向ゴムシート２０の筒状体を、可撓性ジャケット４２を装着した内型４１とリブ型４５を刻印した外型４６との間に介在させることもできる。即ち、短繊維配向ゴムシート２０の筒状体を外型４６のリブ型４５に接した状態で配置し、また内型４１と外型４６との間に間隙をおいて配置し、未加硫の予備成型体２１を形成することもできる。
【００５８】
加硫後は、図１１に示すように可撓性ジャケット４２を収縮させ、図１２に示すように内型４１を外型４６から抜き取った後、外型４６に装着した加硫ベルトスリーブ５１を取り出す。そして、加硫ベルトスリーブ５１を別のドラムに挿入して回転させながら円周方向に所定幅に切断し、ドラムより取出し反転することにより、周長が一定で、Ｖ形リブが正確に型付形成されたＶリブドベルト１が複数本得られる。尚、外型４６を前述のような分割式モールドを使用した場合、未加硫スリーブの挿入ならびに加硫スリーブの取り外しが容易にでき、かつこの分割面が一種の空気抜きの機能を果し、Ｖ型リブをより一層正確に形成することができる。
【００５９】
また、内型４１から抜き取られた加硫済みベルトスリーブ５１は、以後別のドラムに挿入し、加硫済みベルトスリーブ５１のリブ部表面層を公知のグラインダーホイールを用いて研削してもよい。
【００６０】
更に、本実施例では、図１３に示すような方法によって加硫ベルトスリーブ５１を作製することもできる。即ち、内型４１に装着された可撓性ジャケット４２の外周面に、補強布４７、心線４８、予めリブ部２９を設けた短繊維含有ゴムシート２０を順次に捲き付け広幅未加硫のベルトスリーブ５１を配置する。この場合、ゴムシート２０では表面層形成用ゴム組成物１６を最外側に配置する。
【００６１】
次いで、未加硫のベルトスリーブ５１を内型４１に捲き付けた状態のままで、外型４６の内側に一定の空隙部を形成するよう基台上に載置固定する。次いで、図１０に示すように前述と同様に高圧空気もしくは高圧蒸気を可撓性ジャケット４２の内部に送入する。可撓性ジャケット４２は、その上下部が内型４１上に密閉固定されているため、可撓性ジャケット４２の内面と内型４１の外面の間に空気が充満し、可撓性ジャケット４２は次第に膨張する。そして、その外周面に装着されている未加硫のベルトスリーブ５１を半径方向に均一に膨張させ、加熱ヒーター若しくは高温蒸気で加熱した外型４６のリブ型４５と接触せしめる。
【００６２】
このとき、可撓性ジャケット４２の膨張押圧力により、未加硫のベルトスリーブ５１表面の有する短繊維含有ゴムシート２０のリブ部２９が、外型４６のリブ型４５に嵌合し、図１０のような表面に複数のＶ型突起を有する加硫ベルトスリーブ５１を形成するに至る。
【００６３】
そして、図１１に示すように加硫後はバルブを真空ポンプの方へ切替えて、真空ポンプを作動させて可撓性ジャケット４２内に充満している空気を排気し、次いで吸引作用で可撓性ジャケット４２を元の位置に収縮復帰せしめる。内型４１を脱型した後、外型４６に装着した加硫済みのベルトスリーブ５１を離脱する。
【００６４】
上記の内層形成用ゴム組成物１５及び表面層形成用ゴム組成物１６に使用されるゴムとしては、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、ＣＳＭ、ＡＣＳＭ、ＳＢＲ、エチレン−α−オレフィンエラストマーが使用され、中でも、耐油性と耐寒性を有するエチレン−α−オレフィンエラストマーが好ましい。
【００６５】
上記の内層形成用ゴム組成物１５に使用される短繊維は、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエステル、綿、アラミドからなる短繊維を混入して圧縮ゴム層の耐側圧性を向上させるが、中でも剛直で強度を有するアラミド短繊維が好ましい。
【００６６】
表面層形成用ゴム組成物１６に使用される短繊維は、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６.１０等のポリアミド繊維、ポリエステル繊維、フッ素繊維、綿、麻、レートン等の天然繊維等からなり、圧縮ゴムの表面の摩擦係数を低下させる機能を有している。ここで使用する短繊維の平均長さが０．５〜３ｍｍのフロック状であり、０．５ｍｍ未満になると、繊維のカット加工が困難になり、一方３ｍｍを越えると、表面層としてゴムの流動性が悪くなる。
【００６７】
また、表面層形成用ゴム組成物１６には滑材が使用されるが、その代表的なものとして、グラファイト、二硫化モリブデン、雲母、タルク、三酸化アンチモン、２セレン化モリブデン、二硫化タングステン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、およびこれらの混合物であり、ゴム１００質量部に対して１０〜６０質量部の割合で配合されることが好ましい。１０質量部未満では、耐摩耗性の改善効果は低く、またリブ部表面の摩擦係数が大きくなり、粘着摩耗は発生しやすくてベルト走行時のスリップ音も軽減しにくい。一方、６０質量部を超えると、ムーニー粘度が高くなり加工上の問題が生じる。滑材はそのまま混練り時に添加しても差し支えないが、より分散性、補強性を得るために混練り前もしくは混練り時にシランカップリング剤やチタンカップリング剤などの処理剤を使用することも可能である。
【００６８】
図１４は本発明方法によって得られたＶリブドベルトの断面図である。Ｖリブドベルト１００は、高強度で低伸度のコードよりなる心線１０２を接着ゴム層１０３中に埋設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層１０４を有している。この圧縮ゴム層１０４にはベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブ部１０６が設けられ、またベルト背面には補強布１０５が設けられている。
【００６９】
上記リブ部１０６はベルト幅方向を補強する短繊維１０９を含む内層１１０と表面層の表面層１０７で形成されている。表面層１０７は優れた耐摩耗性を有するとともにリブ部１０６表面の摩擦係数を小さい状態で長時間維持してベルト走行時のスリップ音を軽減させるために、ゴム組成物中に滑材１０８が含有している。内層１１０中に含有している短繊維１０９は、無端状未加硫ゴムスリーブを外型の刻印したリブ型に密着して加硫すると、リブ部１０６で波形状に配向してベルトの耐側圧性を維持している。
【００７０】
表面層１０７中に含有した滑材１０８の代表的なものとして、前述の通りのグラファイト、二硫化モリブデン、雲母、タルク、三酸化アンチモン、２セレン化モリブデン、二硫化タングステン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、およびこれらの混合物であり、ゴム１００質量部に対して１０〜６０質量部の割合で配合されることが好ましい。１０質量部未満では、耐摩耗性の改善効果は低く、またリブ部表面の摩擦係数が大きくなり、粘着摩耗は発生しやすくてベルト走行時のスリップ音も軽減しにくい。一方、６０質量部を超えると、ムーニー粘度が高くなり加工上の問題が生じる。滑材はそのまま混練り時に添加しても差し支えないが、より分散性、補強性を得るために混練り前もしくは混練り時にシランカップリング剤やチタンカップリング剤などの処理剤を使用することも可能である。
【００７１】
リブ部１０６における表面層１０７の占める割合は、５〜２０ｖｏｌ％であり、５ｖｏｌ％未満になると、摩耗によって滑材の効果が短時間でなくなり、一方２０ｖｏｌ％を超えると、内層１１０の占める割合が少なく、耐側圧性に欠ける。
【００７２】
上記リブ部１０６中に含有している短繊維１１０は、下記に示すように未加硫ベルトスリーブを外型の刻印したリブ型に密着して加硫すると、リブ部１０６で波形状に配向してベルトの耐側圧性を維持し、また従来のようなスクラップとなる研磨屑の発生が全く無くなる。
【００７３】
リブ部１０６中に含有している短繊維１０９は、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエステル、綿、アラミドからなる短繊維を混入してリブ部６の耐側圧性を向上させるが、中でも剛直で強度を有するアラミド短繊維が好ましい。
【００７４】
上記アラミド短繊維が前述の効果を十分に発揮するためには、アラミド繊維の繊維長さは１〜２０ｍｍで、その添加量はゴム１００質量部に対して１〜３０質量部である。このアラミド繊維は分子構造中に芳香環をもつアラミド、例えば商品名コーネックス、ノーメックス、ケブラー、テクノーラ、トワロン等である。
【００７５】
尚、アラミド短繊維の添加量が１質量部未満の場合には、リブ部１０６の耐側圧性に欠けることがあり、また一方３０質量部を超えると短繊維がゴム中に均一に分散しなくなる。ただし、このアラミド短繊維の添加は必須ではなく、他の素材からなる短繊維を添加したものでも良い
【００７６】
接着ゴム層１０３及び圧縮ゴム層１０４に使用されるゴムとしては、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、ＣＳＭ、ＡＣＳＭ、ＳＢＲ、エチレン−α−オレフィンエラストマーが使用され、水素化ニトリルゴムは水素添加率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、好ましくは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。耐油性及び耐寒性を考慮すると、結合アクリロニトリル量は２０〜４５％の範囲が好ましい。中でも、耐油性と耐寒性を有するエチレン−α−オレフィンエラストマーが好ましい。
【００７７】
上記エチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、その代表的なものとしてＥＰＤＭがあり、これはエチレン−プロピレン−ジエンモノマーをいう。ジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどがあげられる。また、エチレン−プロピレン系ゴム（ＥＰＲ）も使用可能である。
【００７８】
上記ゴムの架橋には、硫黄や有機過酸化物が使用され、有機過酸化物としては例えばジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３，２，５−ジメチル−２，５−（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−モノ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等を挙げることができる。
【００７９】
また、架橋助剤（ｃｏ−ａｇｅｎｔ）を配合することによって、架橋度を上げて粘着摩耗等の問題を防止することができる。架橋助剤として挙げられるものとしては、ＴＩＡＣ、ＴＡＣ、１，２ポリブタジエン、不飽和カルボン酸の金属塩、オキシム類、グアニジン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、Ｎ−Ｎ‘−ｍ−フェニレンビスマレイミド、硫黄など通常パーオキサイド架橋に用いるものである。
【００８０】
そして、それ以外に必要に応じてカーボンブラック、シリカのような補強剤、炭酸カルシウム、タルクのような充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤のような通常のゴム配合物に使用されるものが使用される。
【００８１】
尚、接着ゴム１０３に使用するゴム組成物は、短繊維を除いた圧縮ゴム層１０４のゴム配合物に類似している。無論、短繊維を含めてもよい。
【００８２】
心線１０２としては、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維が使用され、中でもエチレン−２，６−ナフタレートを主たる構成単位とするポリエステル繊維フィラメント群を撚り合わせた総デニール数が４，０００〜８，０００の接着処理したコードが、ベルトスリップ率を低く抑えることができ、ベルト寿命を延長させるために好ましい。また、心線１０２にはゴムとの接着性を改善する目的で接着処理が施される。このような接着処理としては繊維をレゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）液に浸漬後、加熱乾燥して表面に均一に接着層を形成するのが一般的である。しかし、これに限ることなくエポキシ又はイソシアネート化合物で前処理を行なった後に、ＲＦＬ液で処理する方法等もある。
【００８３】
心線１０２は、スピニングピッチ、即ち心線の巻き付けピッチを０．９〜１．３ｍｍにすることで、モジュラスの高いベルトに仕上げることができる。０．９ｍｍ未満になると、コードが隣接するコードに乗り上げて巻き付けができず、一方１．３ｍｍを越えると、ベルトのモジュラスが徐々に低くなる。
【００８４】
背面補強材１０５は、織物、編物、不織布から選択されるが、より好ましいものは不織布である。構成する繊維素材としては、例えば綿、麻、レーヨン等の天然繊維や、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリフロルエチレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリエステル、アラミド等の有機繊維が挙げられる。上記帆布は公知技術に従ってレゾルシン−ホルマリン−ラテックス液（ＲＦＬ液）に浸漬後、未加硫ゴムを基布５に擦り込むフリクションを行ったり、またＲＦＬ液に浸漬後にゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理する。
【００８５】
また、図１５は本発明に係る他のＶリブドベルトの断面図であり、リブ部１０６にはベルト幅方向を補強する短繊維１０９を含むか、もしくは短繊維１０９を含まない内層１１０と該内層１１０よりも短繊維の含有量を多くしてリブ部６表面の摩擦係数が小さくした表面層１０７で形成されている。内層１１０の短繊維１０９の含有量はゴム１００質量部に対して０〜１５質量部と少量にして低コスト化を図り、他方表面層１０７の短繊維１０９の含有量はゴム１００質量部に対して２０〜４０質量部にして摩擦係数を小さくしている。
【００８６】
リブ部１０６における表面層１０７の占める割合は、前述のとおりである。内層１１０の短繊維１０９は波形状に配向し、また表面層１０７はベルト幅方向へ配向している。
【００８７】
このように得られたＶリブドベルトは、押出した２層の筒状成形体を直接ベルト成形に使用するために、製造工数を少なくして低コストで伝動ベルトを成形でき、リブ部表面の摩擦係数が小さくした表面層を設けることによってベルト走行時の騒音を低減することもできる。
【００８８】
更に、他のＶリブドベルトとしては、上記リブ部１０６がベルト幅方向を補強する平均長さ１〜３ｍｍのアラミド短繊維１０９を含む内層１１０と表面層１０７で形成されている。表面層１０７は優れた耐摩耗性を有するとともにリブ部１０６表面の摩擦係数を小さい状態を長時間維持してベルト走行時のスリップ音を軽減させるために、ゴム組成物中には平均長さが０．５〜３ｍｍのポリアミド繊維、綿、フッ素繊維から選ばれた少なくとも１種の短繊維１０８を含有している。内層１１０中に含有しているアラミド短繊維１０９は、無端状未加硫ゴムスリーブを外型の刻印したリブ型に密着して加硫すると、リブ部１０６で波形状に配向してベルトの耐側圧性を維持している。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように本願請求項１〜１２記載の伝動ベルトの製造方法では、圧縮ゴム層の内層になる短繊維含有ゴム組成物を、圧縮ゴム層の表面層になる他のゴム組成物を積層した２層の筒状成形体を拡張ダイによってスムーズに押出成形して短繊維を所定方向へ配向させ、しかもゴム表面の肌荒れ発生を阻止し、また押出した２層の筒状成形体を直接ベルトの構成材料に使用するか、あるいは切開してシートにしたものを使用するために、ベルトの製造工数を少なくして低コストで伝動ベルトを成形でき、更にはベルト成形工程において、予め未加硫の予備成型体を作製した場合には、可撓性ジャケットの膨張による心線の伸張量を小さく設定できることで、心線を平坦に配置させることができると言った効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】押出成形された筒状成形体を直線状に切開しながら短繊維配向ゴムシートにする工程を示す概略図である。
【図２】押出成形された筒状成形体を直線状に切開しながら短繊維配向ゴムシートにする他の工程を示す概略図である。
【図３】押出成形された筒状成形体を直線状に切開しながら短繊維配向ゴムシートにする更に他の工程を示す概略図である。
【図４】図３のＣ部拡大図である。
【図５】図１におけるＡ−Ａ方向の断面図である。
【図６】接着ゴム付き短繊維配向ゴムシートに切開したシートの斜視図である。
【図７】予備成型体を成形している状態の縦断図である。
【図８】予備成型体を作製した後状態の断面図である。
【図９】未加硫のベルトスリーブを作製する前状態の断面図である。
【図１０】ベルトスリーブを加硫している状態の断面図である。
【図１１】ベルトスリーブを加硫した後状態の断面図である。
【図１２】内型を外型から抜いた状態の断面図である。
【図１３】他の方法によって未加硫のベルトスリーブを成形した後状態の縦断図である。
【図１４】本発明にかかるＶリブドベルトの断面図である。
【図１５】本発明方法によって得られた他のＶリブドベルトの断面図である。
【符号の説明】
２ａ 第一押出機
２ｂ 第二押出機
５ 拡張ダイ
８ ゴム通路
１０ 内ダイ
１１ 入口
１２ 吐出口
１３ 外ダイ
１５ 内層形成用ゴム組成物
１６ 表面層形成用ゴム組成物
１７ 筒状成形体
１９ 切断手段
２０ 短繊維配向ゴムシート
２１ 予備成型体
４１ 内型
４２ 可撓性ジャケット
４５ リブ型
４６ 外型
４８ 心線
５１ ベルトスリーブ
１００ Ｖリブドベルト
１０２ 心線
１０６ リブ部
１０７ 表面層
１０９ 短繊維
１１０ 内層
【発明の属する技術分野】
本発明は伝動ベルトの製造方法に係り、詳しくは製造工数を少なくして低コストで成形できる伝動ベルトの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、未加硫ゴム中に短繊維を一定方向へ配向させる方法としては、圧延シート作製工程のように、回転速度を変えた一対のカレンダーロールに短繊維入り未加硫ゴムを投入し、圧延されたゴムシート中の短繊維をシートの圧延方向に配向させ、そして成形するベルト幅に応じて切断していた。その後、カットした圧延シートを数枚重ね合わせて所定厚みに積層し、続いて巻付け工程のように短繊維が幅方向に配向した積層物を成形ドラムに巻き付けて伝動ベルトの作製に使用してきた。
【０００３】
即ち、ＶリブドベルトやローエッジＶベルトの伝動ベルトの製造方法では、円筒状の成型ドラムの周面に１〜複数枚のカバー帆布と接着ゴム層とを巻き付けた後、この上にコードからなる心線を螺旋状にスピニングし、更に圧縮ゴム層を順次巻き付けて積層体を得た後、これを加硫してベルトスリーブにしていた。ここで使用する圧縮ゴム層は、上記圧延シートを３〜４枚重ね合わせた厚みのもので、シート幅方向に短繊維が配向したものであった。
【０００４】
しかし、圧延シートは、厚みを薄くしなければ、短繊維をシート圧延方向に充分に配向させることができないために、やむを得ずシートを重ねていたためにベルト成形用シートを得るには多大の工数を要していた。
【０００５】
これを改善する方法として、拡張ダイを取付けた押出機を用い、短繊維を押出円筒体の円周方向に配向させるもので、中間空間に、入口空間の所定の流路幅から出口空間の所定の流路幅まで流路幅が変化する拡大空間部を設け、拡張ダイの出口空間の断面積を入口空間の断面積より所定量大きく形成し、さらに入口部分の流路幅が中間部分の流路幅よりも狭く、出口部分の流路幅が中間部分の流路幅以下に設定したものが、提案された。（例えば、特許文献１参照）
【０００６】
更には、短繊維含有ゴム組成物を拡張ダイによってシート化したものを伝動ベルトに使用することも提案されている、例えば、特許文献２には、Ｖリブ部成形溝を有する拡張ダイを出口部分に備えた押出機によって円筒状リブゴムチューブを押出し、このリブゴムチューブを切開したシート用いて金型上でＶリブドベルト成形体を成形して、加硫し、そしてベルト成形体のＶリブ部のリブ表面を研削してＶリブドベルトを作製することが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特公平６−９８４７号公報
【特許文献２】
特開平８−７４９３６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の拡張ダイを使用する方法でも、例えばクロロプレンのような粘着性が強く、せん断応力が大なる材料を用いる場合には、表面層、特に外周層はダイ内周面との間に大きな摩擦力を発生してスムーズに流れないために、ゴム表面に肌荒れが発生した。このため、マトリクスであるゴムと繊維との密着性が悪く、また配向性も悪く、現実には伝動ベルトの圧縮ゴム層に使用することは困難な場合もあった。また、短繊維含有ゴム組成物を拡張ダイによって正確なＶリブ部を型付して押出すことは、極めて困難であった。
【０００９】
本発明は叙上の如き実状に鑑み、これに対処するもので、短繊維を一定方向に配向させた圧縮ゴム層に相当する内層と圧縮ゴム層の表面層に位置する他のゴム層を積層し、スムーズに押出すことによってゴム表面の肌荒れ発生を阻止し、かつ製造工数を少なくして低コストで成形し、しかも走行時の騒音を低減できる伝動ベルト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、本願請求項１記載の発明は、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部を有する伝動ベルトの製造方法において、
拡張ダイを用いて短繊維を配向させた短繊維含有ゴム組成物を内層に他のゴム組成物を表面層に積層した２層の筒状成形体に押出成形し、
外周面に可撓性ジャケットを装着した内型と、内周面にリブ型を刻印した外型との間に、上記２層の筒状成形体を介在させ、
上記可撓性ジャケットを膨張させて、該筒状成形体を表面層が外型の刻印したリブ型に密着するように未加硫の予備成型体を作製し、
外型から離脱した内型の可撓性ジャケット面に少なくとも心線を巻き付け、
再度、上記内型を外型内に設置し、可撓性ジャケットを膨張させて心線を外型に装着した予備成型体と一体的に加硫し、
脱型してリブ部を有する加硫ベルトスリーブを作製する、伝動ベルトの製造方法にある。
【００１１】
本発明方法では、拡張ダイを用いて圧縮ゴム層の内層に短繊維を所定方向へ配向させた短繊維含有ゴム組成物を、圧縮ゴム層の表面層に他のゴム組成物を積層した２層の筒状成形体をスムーズに押出成形してゴム表面の肌荒れ発生を阻止し、また押出した２層の筒状成形体を直接ベルトの構成材料に使用するために、製造工数を少なくして低コストで伝動ベルトを成形できる。更に、ベルト成形工程において、予め未加硫の予備成型体を作製するために、可撓性ジャケットの膨張による心線の伸張量を小さく設定でき、心線を平坦に配置させ、また伸びの少ないベルトに仕上ることができると言った効果がある。
【００１２】
本願請求項２記載の発明は、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部を有する伝動ベルトの製造方法において、
拡張ダイを用いて短繊維を配向させた短繊維含有ゴム組成物を内層に他のゴム組成物を表面層に積層した２層の筒状成形体に押出成形した後、該筒状成形体を直線状に切開して２層のゴムシートにし、
外周面に可撓性ジャケットを装着した内型と、内周面にリブ型を刻印した外型との間に、上記２層のゴムシートを筒状にして介在させ、
上記可撓性ジャケットを膨張させて筒状成形体を表面層が外型の刻印したリブ型に密着するように未加硫の予備成型体を作製し、
外型から離脱した内型の可撓性ジャケット面に少なくとも心線を巻き付け、
再度、上記内型を外型内に設置し、可撓性ジャケットを膨張させて心線を外型に装着した予備成型体と一体的に加硫し、
脱型してリブ部を有する加硫ベルトスリーブを作製する、伝動ベルトの製造方法にある。
【００１３】
本発明方法では、押出成形した２層の筒状成形体を直線状に切開して２層のゴムシートにするところが請求項１と相違しており、２層のゴムシートを接合すれば、周長の大きなベルトでも成形することができる。
【００１４】
本願請求項３記載の発明は、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部を有する伝動ベルトの製造方法において、
拡張ダイを用いて短繊維を配向させた短繊維含有ゴム組成物を内層に他のゴム組成物を表面層に積層した２層の筒状成形体に押出成形した後、該筒状成形体を直線状に切開して２層のゴムシートにし、
内型に装着した伸縮可能な可撓性ジャケット面に、少なくとも心線と上記２層のゴムシートを表面層が最外側に位置するように積層して未加硫ゴムスリーブを形成し、
上記内型を内周面にリブ型を刻印した外型に挿入して、可撓性ジャケットを膨張させて未加硫ゴムスリーブを外型に押圧型付して加硫する、伝動ベルトの製造方法にある。
【００１５】
本発明では、請求項２と相違し、ベルト成形工程において予め未加硫の予備成型体を作製しないために、ベルト工数を削減でき、低コストなベルトを作製することができる。
【００１６】
本願請求項４記載の発明は、２層の筒状成形体を作製する工程において、先に押出した内層の短繊維含有ゴム組成物の外周面に表面層のゴム組成物を被覆したものを、拡張ダイの入口から同時に押出しして２層の筒状成形体に成形する伝動ベルトの製造方法にある。
【００１７】
本願請求項５記載の発明は、２層の筒状成形体を作製する工程において、内層の短繊維含有ゴム組成物を拡張ダイの入口から侵入させ、他方表面層のゴム組成物を拡張ダイの入口と吐出口との間に位置する部位で侵入させて２層の筒状成形体に成形する伝動ベルトの製造方法にある。
【００１８】
本願請求項６記載の発明は、表面層のゴム組成物の侵入位置が拡張ダイの入口と吐出口との間に位置し、表面層のゴム組成物の侵入位置から吐出口へ至るまでゴム通路の間隙が積層する上記表面層のゴム組成物の厚みだけ大きくなっている伝動ベルトの製造方法にあり、表面層のゴム組成物のゴム通路への侵入抵抗が減少してスムーズに内層の外周面に包囲しやすく、また表面層の厚みを均一化することができる。
【００１９】
本願請求項７記載の発明は、２層の筒状成形体が短繊維含有ゴム組成物を内層に、滑材を含有したゴム組成物を表面層に積層したものである伝動ベルトの製造方法にあり、滑材が表面層と拡張ダイとの摩擦抵抗を緩和して、ゴム流れをスムーズにして筒状成形体を押出すことができる。
【００２０】
本願請求項８記載の発明は、２層の筒状成形体が短繊維含有ゴム組成物を内層に、該内層より短繊維の含有量が少ないか、もしくは短繊維を含まない表面層を積層したものである伝動ベルトの製造方法にある。
【００２１】
本願請求項９記載の発明は、２層の筒状成形体が短繊維含有ゴム組成物を内層に、該内層に用いた短繊維と材質、長さの少なくとも一方において相違している短繊維を配向させた短繊維含有ゴム組成物を表面層に積層した伝動ベルトの製造方法にあり、内層に埋設した短繊維によってベルトに耐側圧性を維持させ、また表面層によって摩擦係数の小さいベルト表面を長時間維持してベルト走行時のスリップ音を軽減し、そして低コストなベルトを仕上げることができる。
【００２２】
本願請求項１０記載の発明は、２層の筒状成形体がアラミド短繊維を含有させた短繊維含有ゴム組成物を内層に、ポリアミド繊維、ポリステル繊維、フッ素繊維、天然繊維から選ばれた少なくとも１種を含有させた短繊維含有ゴム組成物を表面層に積層した伝動ベルトの製造方法にある。
【００２３】
本願請求項１１記載の発明は、２層の筒状成形体が内層に使用する短繊維の平均長さが３〜１０ｍｍである短繊維含有ゴム組成物を内層に、短繊維の平均長さが０．５〜３ｍｍである短繊維含有ゴム組成物を表面層に積層したものである伝動ベルトの製造方法にある。
【００２４】
本願請求項１２記載の発明は、脱型した加硫ゴムスリーブのリブ部表面を研削する伝動ベルトの製造方法にある。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施例を説明する。
図１は短繊維含有ゴム組成物を内層に他のゴム組成物を表面層に積層した２層の筒状成形体からゴムシートに成形する工程の概略図である。この工程で使用する装置１では、シリンダー３ａ内の押出スクリュー４ａの回転により筒状成形体の内層を形成する短繊維含有ゴム組成物を混練する第一押出機２ａと、シリンダー３ｂ内の押出スクリュー４ｂの回転により筒状成形体の表面層を形成するゴム組成物（表面層形成用ゴム組成物）を混練する第二押出機２ｂが拡張ダイ５の背部に連結され、第一押出機２ａと第二押出機２ｂで押出されたゴムを軸部６と筒部７で形成されたゴム通路８へと導入する。
【００３３】
上記拡張ダイ５では、軸部６に装着された内ダイ１０が筒部７に連結された外ダイ１３と組み合わせてゴム通路８を形成している。内ダイ１０は入口１１から吐出口１２へ径を拡張させた円錐体である。外ダイ１３の入口１１付近には、調芯用ブロック体１４を組み合わせて押出しゴムの厚みを均一にすることができる。
【００３４】
表面層を形成するゴム組成物（表面層形成用ゴム組成物）１６を混練して押出す第２押出機２ｂは、第一押出機２ａに比べて入口１１に近い側に配置され、先に押出された内層を形成する短繊維含有ゴム組成物（内層形成用ゴム組成物）１５の外周部に表面層形成用ゴム組成物１６を流動させて包囲した２層の筒状成形体１７に押出成形する。表面層形成用ゴム組成物１６はゴムの流動性がよく内層形成用ゴム組成物１５の外周を完全に包囲する。押出された筒状成形体１７は切断手段１９によって切開された後に巻き取られる。
【００３５】
第一押出機２ａ及び第二押出機２ｂでは、シリンダー３ａ，３ｂの中に回転可能に押出スクリュー４ａ，４ｂを収容し、ゴム配合物を原料投入口から入れて押出スクリュー４ａ，４ｂの回転によって混練する。この時にシリンダー３ａ，３ｂ内の空気やゴム配合物から発生したガス等は排気口（図示せず）から排出される。シリンダー３ａ，３ｂの温度はゴム種に応じて変更するが、通常４０〜１００°Ｃに調節され、短繊維とゴムはミキシングしやすい温度に加熱して熱可塑化し、押出成形しやすい状態にする。また、この場合の混練時間はゴムの加硫が進行しない程度に調節する。
【００３６】
拡張ダイ５は吐出口１２に向って径を徐々に拡張させた円錐形の内ダイ１０を外ダイ１３に収容し、内ダイ１０と外ダイ１３の間に所定厚みの間隙をもったゴム通路８を設けている。内層成形用ゴム組成物１５は吐出口１２へ向って徐々に大きな円周方向への引き伸ばされながら短繊維を円周方向に配向させ、同時に表面層形成用ゴム組成物１６を外層に包囲した筒状成形体１７に押出成形する。
【００３７】
拡張ダイ５は、水平に配置された第一押出機２ａと第２押出機２ｂに対して垂直に配置され、そして吐出口１２から筒状成形体１７が重力に抗するように押出されるため、筒状成形体１７が重力により変形せず、比較的寸法変化が少ないという効果があり、また垂直方向に配置した拡張ダイ５は内ダイ１０の自重によって撓みにくく、内ダイ１０と外ダイ１３との間隙が一定に保持され、厚み変形量の小さな筒状成形体１７に仕上げることができる。
【００３８】
また、内ダイ１０と外ダイ１３で形成されたゴム通路８は、入口１１から吐出口１２まで略均一な間隙になり、筒状成形体１７の押出にブレーキをかけることなく長手方向へスムーズに流し、また内部歪みのない均一な厚みの筒状成形体１７に成形する。
【００３９】
内ダイ１０の形状は、せん断力の大きさに影響を与える要因になる。入口１１から吐出口１２へ徐々に径が拡張するテーパー角度が３０°以上で９０°未満であり、入口が直径２０〜６０ｍｍ、吐出口が直径１００〜４４０ｍｍ、そしてその比率である拡張比（吐出口／入口）が１．５〜１２．５に設定される。この設定範囲未満であれば、内ダイ１０の吐出口１２付近での円周方向への引き伸ばしが小さくて、厚みの大きな筒状成形体１７の内表面層では短繊維が円周方向に配向しにくくなり、一方この設定範囲を越えると、円周方向への引き伸ばしが大きくなり過ぎて、押出圧力が劣る場合には、筒状成形体１７が裂けやすい。
【００４０】
内ダイ１０と外ダイ１３間のゴム通路８内に存在するゴムの内部発熱を抑制するために、内ダイ１０の内部に冷却水を循環させる冷却装置（図示せず）を設けることもできる。冷却装置では、冷却水をポンプによって各ダイに設けた通路を通過させて循環させる。
【００４１】
押出された筒状成形体１７は切断手段１９によって押出し方向に沿って切開されてゴムシート２０にされる。ここで使用される切断手段１９は、カッター、ナイフといった刃物、あるいはレーザーナイフ、超音波振動カッターからなる。ゴムシート２０はガイドロールを経由して駆動ロールによって一定速度で送られ、巻き取りロールに帆布のようなライナーとともに巻き取られる。
【００４２】
図２に示す他の装置１では、シリンダー３ａ内の押出スクリュー４ａの回転により内層成形用ゴム組成物１５を混練する第一押出機２ａと、シリンダー３ｂ内の押出スクリュー４ｂの回転により表面層形成用ゴム組成物１６を混練する第二押出機２ｂが、それぞれ押出したゴムを拡張ダイ５の背部に設けられたゴム通路８へと導入する。
【００４３】
第一押出機２ａは押出スクリュー４ａの軸方向に拡張ダイ５を直結し、第二押出機２ｂは第一押出機２ａと直角に配置されている。そして、第二押出機２ｂから押出された表面層形成用ゴム組成物１６は、第一押出機２ａの押出スクリュー４ａの先端部２５から離れた位置に設けた整流用突起に衝突すると内層成形用ゴム組成物１５の外周を包囲しやすくなる。
【００４４】
拡張ダイ５は吐出口１２へ向って径を徐々に拡張させて円錐形とした内ダイ１０を外ダイ１３に収容し、内ダイ１０と外ダイ１３の間に所定厚みの間隙をもつゴム通路８を設けている。内ダイ１０に装着固定した円錐状の分流体２７は、ゴムの流れを３６０度へ均一に分流して、内ダイ１０と外ダイ１３間のゴム通路８へ押出すようになっている。
【００４５】
内層形成用ゴム組成物１５は吐出口１２へ向って徐々に大きな円周方向への引き伸ばしを受けながら短繊維を円周方向に配向させ、同時に図５に示すように表面層形成用ゴム組成物１６を表面層に包囲した筒状成形体１７に押出成形する。そして、図６に示すように押出された直後の筒状成形体１７は、切断手段１９によって押出し方向に沿って切開しながらゴムシート２０する。上記内層形成用ゴム組成物１５の厚みは１．５〜１０ｍｍで、表面層形成用ゴム組成物１６の厚みは０．１〜３．０ｍｍであるが、特に各層の厚みの制限はない。
【００４６】
このように、図２に示す上記装置１は、先に押出した内層形成用ゴム組成物１５の外周面に表面層形成用ゴム組成物１６を被覆したものを、拡張ダイ５の入口１１から同時に押出しして表面層形成用ゴム組成物１６を内層形成用ゴム組成物１５の外周面に包囲した筒状成形体１７に成形するものである。図３に示す装置１は内層形成用ゴム組成物１５を拡張ダイ５の入口１１から侵入させ、他方表面層形成用ゴム組成物１６を拡張ダイ５の入口１１と吐出口１２との間の位置Ｐで侵入させて表面層形成用ゴム組成物１６を内層形成用ゴム組成物１５の外周面に包囲した筒状成形体１７に押出成形するものである。
【００４７】
即ち、図３に示す装置１では、シリンダー３ａ内の押出スクリュー４ａの回転により内層形成用ゴム組成物１５を混練する第一押出機２ａがゴムを拡張ダイ５の入口１１から吐出口１２へ押出す。一方、表面層形成用ゴム組成物１６を混練する第二押出機２ｂが第一押出機２ａと交差する状態で配置され、表面層形成用ゴム組成物１６を円周方向に配したゴム溜め部３５からゴム通路３６を経由して拡張ダイ５の入口１１と吐出口１２との間の位置Ｐで円筒状に侵入させる。
【００４８】
上記侵入位置Ｐでは、図４に示すようにゴム通路８に明確な段差が設けられ、この侵入位置Ｐから吐出口１２へ至るまでのゴム通路８の間隙が積層する表面層形成用ゴム組成物１６の厚み分だけ大きく、該ゴム組成物１６のゴム通路８への侵入抵抗を減少させてスムーズに内層形成用ゴム組成物１５の外周面に包囲し、そして表面層形成用ゴム組成物１６の厚みを均一にしている。上記侵入位置Ｐは、入口１１と吐出口１２との間であれば問題ないが、好ましくは入口１１と吐出口１２との中間付近が好ましい。
【００４９】
また、本発明では、図示しないが、押出された筒状成形体１７は切断手段１９によって切開してゴムシートにせずに、押出し方向に沿って所定長さで切断した筒状成形体１７を直接伝動ベルトの構成材料に使用することができる。
【００５０】
次に、図７〜図１２を参照して上記方法によって得られた短繊維配向ゴムシート２０を用いてＶリブドベルトの製造方法を説明する。
【００５１】
先ず、内型４１に装着された可撓性ジャケット４２の外周面に、表面層形成用ゴム組成物１６が外型４６のリブ型４５に面するように短繊維配向ゴムシート２０を巻き付ける。
【００５２】
次いで、図７に示すように上記短繊維配向ゴムシート２０を捲き付けたベルト加硫機４０の内型４１を外型４６の内側に一定の空隙部を形成するよう基台上に載置する。内型４１は別の成形工程より移動してくる関係上、媒体流通口Ａと媒体送入排出路Ｂとは分離しており、内型４１を基台に載置後、媒体流通口ＡをジョイントＪでパイプと連結する。
【００５３】
媒体送入機を作動して高圧空気もしくは高圧蒸気を媒体送入排出路Ｂ、媒体流通口Ａを経て、可撓性ジャケット４２の内部に送入する。可撓性ジャケット４２は、その上下部が内型４１上に密閉固定されているため、可撓性ジャケット４２の内面と内型４１の外面の間に空気が充満し、可撓性ジャケット４２は次第に膨張する。そして、その外周面に装着されている短繊維配向ゴムシート２０を半径方向に均一に膨張させ、加熱ヒーター若しくは高温蒸気で１００〜１６０℃に加熱した外型４６のリブ型４５と３０〜１２０秒間接触せしめる。
【００５４】
このとき、可撓性ジャケット４２の膨張押圧力により、上記短繊維配向ゴムシート２０が外型４６のリブ型４５に押圧され、図８のような表面に複数のＶ型突起を有する未加硫の予備成型体２１を形成するに至る。
【００５５】
その後は、バルブを真空ポンプの方へ切替えて、可撓性ジャケット４２内に充満している空気を排気し、次いで吸引作用で可撓性ジャケット４２を図７に示す元の位置に収縮復帰せしめる。
【００５６】
そして、内型４１を外型４６から抜き取り、内型４１の可撓性ジャケット４２の外周面に補強布４７、接着ゴムシート、およびコードからなる心線４８を順次に捲き付ける。その後、図９に示すようにこの内型４１を外型４６内へ設置した後、図１０に示すように可撓性ジャケット４２を膨張させ、補強布４７と心線４８を半径方向に均一に膨張させ、加熱ヒーター若しくは高温蒸気で１００〜１８０℃に加熱した外型４６のリブ型４５に装着した予備成型体２１に密着して一体的に加硫し、ベルトスリーブ５１を作製する。上記製造方法のように未加硫の予備成型体２１を成型することにより、成形時に可撓性ジャケット４２の膨張による心線４８の伸張量を抑え、また心線４８を平坦に配置でき、寸法安定性に優れたＶリブドベルトを作製することができる。
【００５７】
本発明方法では、短繊維配向ゴムシート２０の筒状体を、可撓性ジャケット４２を装着した内型４１とリブ型４５を刻印した外型４６との間に介在させることもできる。即ち、短繊維配向ゴムシート２０の筒状体を外型４６のリブ型４５に接した状態で配置し、また内型４１と外型４６との間に間隙をおいて配置し、未加硫の予備成型体２１を形成することもできる。
【００５８】
加硫後は、図１１に示すように可撓性ジャケット４２を収縮させ、図１２に示すように内型４１を外型４６から抜き取った後、外型４６に装着した加硫ベルトスリーブ５１を取り出す。そして、加硫ベルトスリーブ５１を別のドラムに挿入して回転させながら円周方向に所定幅に切断し、ドラムより取出し反転することにより、周長が一定で、Ｖ形リブが正確に型付形成されたＶリブドベルト１が複数本得られる。尚、外型４６を前述のような分割式モールドを使用した場合、未加硫スリーブの挿入ならびに加硫スリーブの取り外しが容易にでき、かつこの分割面が一種の空気抜きの機能を果し、Ｖ型リブをより一層正確に形成することができる。
【００５９】
また、内型４１から抜き取られた加硫済みベルトスリーブ５１は、以後別のドラムに挿入し、加硫済みベルトスリーブ５１のリブ部表面層を公知のグラインダーホイールを用いて研削してもよい。
【００６０】
更に、本実施例では、図１３に示すような方法によって加硫ベルトスリーブ５１を作製することもできる。即ち、内型４１に装着された可撓性ジャケット４２の外周面に、補強布４７、心線４８、予めリブ部２９を設けた短繊維含有ゴムシート２０を順次に捲き付け広幅未加硫のベルトスリーブ５１を配置する。この場合、ゴムシート２０では表面層形成用ゴム組成物１６を最外側に配置する。
【００６１】
次いで、未加硫のベルトスリーブ５１を内型４１に捲き付けた状態のままで、外型４６の内側に一定の空隙部を形成するよう基台上に載置固定する。次いで、図１０に示すように前述と同様に高圧空気もしくは高圧蒸気を可撓性ジャケット４２の内部に送入する。可撓性ジャケット４２は、その上下部が内型４１上に密閉固定されているため、可撓性ジャケット４２の内面と内型４１の外面の間に空気が充満し、可撓性ジャケット４２は次第に膨張する。そして、その外周面に装着されている未加硫のベルトスリーブ５１を半径方向に均一に膨張させ、加熱ヒーター若しくは高温蒸気で加熱した外型４６のリブ型４５と接触せしめる。
【００６２】
このとき、可撓性ジャケット４２の膨張押圧力により、未加硫のベルトスリーブ５１表面の有する短繊維含有ゴムシート２０のリブ部２９が、外型４６のリブ型４５に嵌合し、図１０のような表面に複数のＶ型突起を有する加硫ベルトスリーブ５１を形成するに至る。
【００６３】
そして、図１１に示すように加硫後はバルブを真空ポンプの方へ切替えて、真空ポンプを作動させて可撓性ジャケット４２内に充満している空気を排気し、次いで吸引作用で可撓性ジャケット４２を元の位置に収縮復帰せしめる。内型４１を脱型した後、外型４６に装着した加硫済みのベルトスリーブ５１を離脱する。
【００６４】
上記の内層形成用ゴム組成物１５及び表面層形成用ゴム組成物１６に使用されるゴムとしては、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、ＣＳＭ、ＡＣＳＭ、ＳＢＲ、エチレン−α−オレフィンエラストマーが使用され、中でも、耐油性と耐寒性を有するエチレン−α−オレフィンエラストマーが好ましい。
【００６５】
上記の内層形成用ゴム組成物１５に使用される短繊維は、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエステル、綿、アラミドからなる短繊維を混入して圧縮ゴム層の耐側圧性を向上させるが、中でも剛直で強度を有するアラミド短繊維が好ましい。
【００６６】
表面層形成用ゴム組成物１６に使用される短繊維は、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６.１０等のポリアミド繊維、ポリエステル繊維、フッ素繊維、綿、麻、レートン等の天然繊維等からなり、圧縮ゴムの表面の摩擦係数を低下させる機能を有している。ここで使用する短繊維の平均長さが０．５〜３ｍｍのフロック状であり、０．５ｍｍ未満になると、繊維のカット加工が困難になり、一方３ｍｍを越えると、表面層としてゴムの流動性が悪くなる。
【００６７】
また、表面層形成用ゴム組成物１６には滑材が使用されるが、その代表的なものとして、グラファイト、二硫化モリブデン、雲母、タルク、三酸化アンチモン、２セレン化モリブデン、二硫化タングステン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、およびこれらの混合物であり、ゴム１００質量部に対して１０〜６０質量部の割合で配合されることが好ましい。１０質量部未満では、耐摩耗性の改善効果は低く、またリブ部表面の摩擦係数が大きくなり、粘着摩耗は発生しやすくてベルト走行時のスリップ音も軽減しにくい。一方、６０質量部を超えると、ムーニー粘度が高くなり加工上の問題が生じる。滑材はそのまま混練り時に添加しても差し支えないが、より分散性、補強性を得るために混練り前もしくは混練り時にシランカップリング剤やチタンカップリング剤などの処理剤を使用することも可能である。
【００６８】
図１４は本発明方法によって得られたＶリブドベルトの断面図である。Ｖリブドベルト１００は、高強度で低伸度のコードよりなる心線１０２を接着ゴム層１０３中に埋設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層１０４を有している。この圧縮ゴム層１０４にはベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブ部１０６が設けられ、またベルト背面には補強布１０５が設けられている。
【００６９】
上記リブ部１０６はベルト幅方向を補強する短繊維１０９を含む内層１１０と表面層の表面層１０７で形成されている。表面層１０７は優れた耐摩耗性を有するとともにリブ部１０６表面の摩擦係数を小さい状態で長時間維持してベルト走行時のスリップ音を軽減させるために、ゴム組成物中に滑材１０８が含有している。内層１１０中に含有している短繊維１０９は、無端状未加硫ゴムスリーブを外型の刻印したリブ型に密着して加硫すると、リブ部１０６で波形状に配向してベルトの耐側圧性を維持している。
【００７０】
表面層１０７中に含有した滑材１０８の代表的なものとして、前述の通りのグラファイト、二硫化モリブデン、雲母、タルク、三酸化アンチモン、２セレン化モリブデン、二硫化タングステン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、およびこれらの混合物であり、ゴム１００質量部に対して１０〜６０質量部の割合で配合されることが好ましい。１０質量部未満では、耐摩耗性の改善効果は低く、またリブ部表面の摩擦係数が大きくなり、粘着摩耗は発生しやすくてベルト走行時のスリップ音も軽減しにくい。一方、６０質量部を超えると、ムーニー粘度が高くなり加工上の問題が生じる。滑材はそのまま混練り時に添加しても差し支えないが、より分散性、補強性を得るために混練り前もしくは混練り時にシランカップリング剤やチタンカップリング剤などの処理剤を使用することも可能である。
【００７１】
リブ部１０６における表面層１０７の占める割合は、５〜２０ｖｏｌ％であり、５ｖｏｌ％未満になると、摩耗によって滑材の効果が短時間でなくなり、一方２０ｖｏｌ％を超えると、内層１１０の占める割合が少なく、耐側圧性に欠ける。
【００７２】
上記リブ部１０６中に含有している短繊維１１０は、下記に示すように未加硫ベルトスリーブを外型の刻印したリブ型に密着して加硫すると、リブ部１０６で波形状に配向してベルトの耐側圧性を維持し、また従来のようなスクラップとなる研磨屑の発生が全く無くなる。
【００７３】
リブ部１０６中に含有している短繊維１０９は、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエステル、綿、アラミドからなる短繊維を混入してリブ部６の耐側圧性を向上させるが、中でも剛直で強度を有するアラミド短繊維が好ましい。
【００７４】
上記アラミド短繊維が前述の効果を十分に発揮するためには、アラミド繊維の繊維長さは１〜２０ｍｍで、その添加量はゴム１００質量部に対して１〜３０質量部である。このアラミド繊維は分子構造中に芳香環をもつアラミド、例えば商品名コーネックス、ノーメックス、ケブラー、テクノーラ、トワロン等である。
【００７５】
尚、アラミド短繊維の添加量が１質量部未満の場合には、リブ部１０６の耐側圧性に欠けることがあり、また一方３０質量部を超えると短繊維がゴム中に均一に分散しなくなる。ただし、このアラミド短繊維の添加は必須ではなく、他の素材からなる短繊維を添加したものでも良い
【００７６】
接着ゴム層１０３及び圧縮ゴム層１０４に使用されるゴムとしては、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、ＣＳＭ、ＡＣＳＭ、ＳＢＲ、エチレン−α−オレフィンエラストマーが使用され、水素化ニトリルゴムは水素添加率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、好ましくは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。耐油性及び耐寒性を考慮すると、結合アクリロニトリル量は２０〜４５％の範囲が好ましい。中でも、耐油性と耐寒性を有するエチレン−α−オレフィンエラストマーが好ましい。
【００７７】
上記エチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、その代表的なものとしてＥＰＤＭがあり、これはエチレン−プロピレン−ジエンモノマーをいう。ジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどがあげられる。また、エチレン−プロピレン系ゴム（ＥＰＲ）も使用可能である。
【００７８】
上記ゴムの架橋には、硫黄や有機過酸化物が使用され、有機過酸化物としては例えばジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３，２，５−ジメチル−２，５−（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−モノ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等を挙げることができる。
【００７９】
また、架橋助剤（ｃｏ−ａｇｅｎｔ）を配合することによって、架橋度を上げて粘着摩耗等の問題を防止することができる。架橋助剤として挙げられるものとしては、ＴＩＡＣ、ＴＡＣ、１，２ポリブタジエン、不飽和カルボン酸の金属塩、オキシム類、グアニジン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、Ｎ−Ｎ‘−ｍ−フェニレンビスマレイミド、硫黄など通常パーオキサイド架橋に用いるものである。
【００８０】
そして、それ以外に必要に応じてカーボンブラック、シリカのような補強剤、炭酸カルシウム、タルクのような充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤のような通常のゴム配合物に使用されるものが使用される。
【００８１】
尚、接着ゴム１０３に使用するゴム組成物は、短繊維を除いた圧縮ゴム層１０４のゴム配合物に類似している。無論、短繊維を含めてもよい。
【００８２】
心線１０２としては、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維が使用され、中でもエチレン−２，６−ナフタレートを主たる構成単位とするポリエステル繊維フィラメント群を撚り合わせた総デニール数が４，０００〜８，０００の接着処理したコードが、ベルトスリップ率を低く抑えることができ、ベルト寿命を延長させるために好ましい。また、心線１０２にはゴムとの接着性を改善する目的で接着処理が施される。このような接着処理としては繊維をレゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）液に浸漬後、加熱乾燥して表面に均一に接着層を形成するのが一般的である。しかし、これに限ることなくエポキシ又はイソシアネート化合物で前処理を行なった後に、ＲＦＬ液で処理する方法等もある。
【００８３】
心線１０２は、スピニングピッチ、即ち心線の巻き付けピッチを０．９〜１．３ｍｍにすることで、モジュラスの高いベルトに仕上げることができる。０．９ｍｍ未満になると、コードが隣接するコードに乗り上げて巻き付けができず、一方１．３ｍｍを越えると、ベルトのモジュラスが徐々に低くなる。
【００８４】
背面補強材１０５は、織物、編物、不織布から選択されるが、より好ましいものは不織布である。構成する繊維素材としては、例えば綿、麻、レーヨン等の天然繊維や、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリフロルエチレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリエステル、アラミド等の有機繊維が挙げられる。上記帆布は公知技術に従ってレゾルシン−ホルマリン−ラテックス液（ＲＦＬ液）に浸漬後、未加硫ゴムを基布５に擦り込むフリクションを行ったり、またＲＦＬ液に浸漬後にゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理する。
【００８５】
また、図１５は本発明に係る他のＶリブドベルトの断面図であり、リブ部１０６にはベルト幅方向を補強する短繊維１０９を含むか、もしくは短繊維１０９を含まない内層１１０と該内層１１０よりも短繊維の含有量を多くしてリブ部６表面の摩擦係数が小さくした表面層１０７で形成されている。内層１１０の短繊維１０９の含有量はゴム１００質量部に対して０〜１５質量部と少量にして低コスト化を図り、他方表面層１０７の短繊維１０９の含有量はゴム１００質量部に対して２０〜４０質量部にして摩擦係数を小さくしている。
【００８６】
リブ部１０６における表面層１０７の占める割合は、前述のとおりである。内層１１０の短繊維１０９は波形状に配向し、また表面層１０７はベルト幅方向へ配向している。
【００８７】
このように得られたＶリブドベルトは、押出した２層の筒状成形体を直接ベルト成形に使用するために、製造工数を少なくして低コストで伝動ベルトを成形でき、リブ部表面の摩擦係数が小さくした表面層を設けることによってベルト走行時の騒音を低減することもできる。
【００８８】
更に、他のＶリブドベルトとしては、上記リブ部１０６がベルト幅方向を補強する平均長さ１〜３ｍｍのアラミド短繊維１０９を含む内層１１０と表面層１０７で形成されている。表面層１０７は優れた耐摩耗性を有するとともにリブ部１０６表面の摩擦係数を小さい状態を長時間維持してベルト走行時のスリップ音を軽減させるために、ゴム組成物中には平均長さが０．５〜３ｍｍのポリアミド繊維、綿、フッ素繊維から選ばれた少なくとも１種の短繊維１０８を含有している。内層１１０中に含有しているアラミド短繊維１０９は、無端状未加硫ゴムスリーブを外型の刻印したリブ型に密着して加硫すると、リブ部１０６で波形状に配向してベルトの耐側圧性を維持している。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように本願請求項１〜１２記載の伝動ベルトの製造方法では、圧縮ゴム層の内層になる短繊維含有ゴム組成物を、圧縮ゴム層の表面層になる他のゴム組成物を積層した２層の筒状成形体を拡張ダイによってスムーズに押出成形して短繊維を所定方向へ配向させ、しかもゴム表面の肌荒れ発生を阻止し、また押出した２層の筒状成形体を直接ベルトの構成材料に使用するか、あるいは切開してシートにしたものを使用するために、ベルトの製造工数を少なくして低コストで伝動ベルトを成形でき、更にはベルト成形工程において、予め未加硫の予備成型体を作製した場合には、可撓性ジャケットの膨張による心線の伸張量を小さく設定できることで、心線を平坦に配置させることができると言った効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】押出成形された筒状成形体を直線状に切開しながら短繊維配向ゴムシートにする工程を示す概略図である。
【図２】押出成形された筒状成形体を直線状に切開しながら短繊維配向ゴムシートにする他の工程を示す概略図である。
【図３】押出成形された筒状成形体を直線状に切開しながら短繊維配向ゴムシートにする更に他の工程を示す概略図である。
【図４】図３のＣ部拡大図である。
【図５】図１におけるＡ−Ａ方向の断面図である。
【図６】接着ゴム付き短繊維配向ゴムシートに切開したシートの斜視図である。
【図７】予備成型体を成形している状態の縦断図である。
【図８】予備成型体を作製した後状態の断面図である。
【図９】未加硫のベルトスリーブを作製する前状態の断面図である。
【図１０】ベルトスリーブを加硫している状態の断面図である。
【図１１】ベルトスリーブを加硫した後状態の断面図である。
【図１２】内型を外型から抜いた状態の断面図である。
【図１３】他の方法によって未加硫のベルトスリーブを成形した後状態の縦断図である。
【図１４】本発明にかかるＶリブドベルトの断面図である。
【図１５】本発明方法によって得られた他のＶリブドベルトの断面図である。
【符号の説明】
２ａ 第一押出機
２ｂ 第二押出機
５ 拡張ダイ
８ ゴム通路
１０ 内ダイ
１１ 入口
１２ 吐出口
１３ 外ダイ
１５ 内層形成用ゴム組成物
１６ 表面層形成用ゴム組成物
１７ 筒状成形体
１９ 切断手段
２０ 短繊維配向ゴムシート
２１ 予備成型体
４１ 内型
４２ 可撓性ジャケット
４５ リブ型
４６ 外型
４８ 心線
５１ ベルトスリーブ
１００ Ｖリブドベルト
１０２ 心線
１０６ リブ部
１０７ 表面層
１０９ 短繊維
１１０ 内層
Claims (12)
- ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部を有する伝動ベルトの製造方法において、
拡張ダイを用いて短繊維を配向させた短繊維含有ゴム組成物を内層に他のゴム組成物を表面層に積層した２層の筒状成形体に押出成形し、
外周面に可撓性ジャケットを装着した内型と、内周面にリブ型を刻印した外型との間に、上記２層の筒状成形体を介在させ、
上記可撓性ジャケットを膨張させて、該筒状成形体を表面層が外型の刻印したリブ型に密着するように未加硫の予備成型体を作製し、
外型から離脱した内型の可撓性ジャケット面に少なくとも心線を巻き付け、
再度、上記内型を外型内に設置し、可撓性ジャケットを膨張させて心線を外型に装着した予備成型体と一体的に加硫し、
脱型してリブ部を有する加硫ベルトスリーブを作製する、
ことを特徴とする伝動ベルトの製造方法。 - ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部を有する伝動ベルトの製造方法において、
拡張ダイを用いて短繊維を配向させた短繊維含有ゴム組成物を内層に他のゴム組成物を表面層に積層した２層の筒状成形体に押出成形した後、該筒状成形体を直線状に切開して２層のゴムシートにし、
外周面に可撓性ジャケットを装着した内型と、内周面にリブ型を刻印した外型との間に、上記２層のゴムシートを筒状にして介在させ、
上記可撓性ジャケットを膨張させて筒状成形体を表面層が外型の刻印したリブ型に密着するように未加硫の予備成型体を作製し、
外型から離脱した内型の可撓性ジャケット面に少なくとも心線を巻き付け、
再度、上記内型を外型内に設置し、可撓性ジャケットを膨張させて心線を外型に装着した予備成型体と一体的に加硫し、
脱型してリブ部を有する加硫ベルトスリーブを作製する、
ことを特徴とする伝動ベルトの製造方法。 - ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部を有する伝動ベルトの製造方法において、
拡張ダイを用いて短繊維を配向させた短繊維含有ゴム組成物を内層に他のゴム組成物を表面層に積層した２層の筒状成形体に押出成形した後、該筒状成形体を直線状に切開して２層のゴムシートにし、
内型に装着した伸縮可能な可撓性ジャケット面に、少なくとも心線と上記２層のゴムシートを表面層が最外側に位置するように積層して未加硫ゴムスリーブを形成し、
上記内型を内周面にリブ型を刻印した外型に挿入して、可撓性ジャケットを膨張させて未加硫ゴムスリーブを外型に押圧型付して加硫する、
ことを特徴とする伝動ベルトの製造方法。 - ２層の筒状成形体を作製する工程において、先に押出した内層の短繊維含有ゴム組成物の外周面に表面層のゴム組成物を被覆したものを、拡張ダイの入口から同時に押出しして２層の筒状成形体に成形する請求項１〜３の何れかに記載の伝動ベルトの製造方法。
- ２層の筒状成形体を作製する工程において、内層の短繊維含有ゴム組成物を拡張ダイの入口から侵入させ、他方表面層のゴム組成物を拡張ダイの入口と吐出口との間に位置する部位で侵入させて２層の筒状成形体に成形する請求項１〜３の何れかに記載の伝動ベルトの製造方法。
- 表面層のゴム組成物の侵入位置が拡張ダイの入口と吐出口との間に位置し、表面層のゴム組成物の侵入位置から吐出口へ至るまでゴム通路の間隙が積層する上記表面層のゴム組成物の厚みだけ大きくなっている請求項５記載の伝動ベルトの製造方法。
- ２層の筒状成形体が短繊維含有ゴム組成物を内層に、滑材を含有したゴム組成物を表面層に積層したものである請求項１〜６の何れかに記載の伝動ベルトの製造方法。
- ２層の筒状成形体が短繊維含有ゴム組成物を内層に、該内層より短繊維の含有量が少ないか、もしくは短繊維を含まない表面層を積層したものである請求項１〜６の何れかに記載の伝動ベルトの製造方法。
- ２層の筒状成形体が短繊維含有ゴム組成物を内層に、該内層に用いた短繊維と材質、長さの少なくとも一方において相違している短繊維を配向させた短繊維含有ゴム組成物を表面層に積層したものである請求項１〜６の何れかに記載の伝動ベルトの製造方法。
- ２層の筒状成形体がアラミド短繊維を含有させた短繊維含有ゴム組成物を内層に、ポリアミド繊維、ポリステル繊維、フッ素繊維、天然繊維から選ばれた少なくとも１種を含有させた短繊維含有ゴム組成物を表面層に積層したものである請求項９に記載の伝動ベルトの製造方法。
- ２層の筒状成形体が内層に使用する短繊維の平均長さが３〜１０ｍｍである短繊維含有ゴム組成物を内層に、短繊維の平均長さが０．５〜３ｍｍである短繊維含有ゴム組成物を表面層に積層したものである請求項９または１０に記載の伝動ベルトの製造方法。
- 脱型した加硫ゴムスリーブのリブ部表面を研削する請求項１〜１１の何れかに記載の伝動ベルトの製造方法。
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