JP4703035B2 - 歯付きベルト - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯付きベルト用の織物の被覆層に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歯付きベルトは、エラストマーの材料から形成される本体と、被膜織物によって被覆される複数の歯とを有することが既知であり、本体には以下に「コード」と称する複数の長手方向の糸状抵抗インサートが埋め込まれる。
【０００３】
ベルトの各構成成分は、ベルトが破壊するおそれを減少し特定の伝達出力を増加するよう機械抵抗に関しベルトの性能を増加させることに寄与する。
【０００４】
ベルトの被膜織物は磨耗に対する抵抗を増加させ、従って、ベルトの歯とベルトが相互作用するプーリの溝との間の摩擦による摩滅からベルトの作業面を保護する。
【０００５】
更に、被膜織物は作業面上の摩擦係数を減少し、また歯の変形能を減少し、それにより破損を防ぐ。
【０００６】
使用される被膜織物は１つの層、或いは二重の層から構成され、それにより大きい耐性及び剛性が保証される。
【０００７】
織物は通常、例えばリソルシノールホルムアルデヒドラテックス（ＲＦＬ）のような接着剤で処理され、それにより本体と織物自体との間の接着性が増加される。
【０００８】
被膜織物の構造を変更する、又は、織物に異なる処理を行うことによって駆動ベルトの耐磨耗性を増加する多数の方法が既知である。例えば、歯付きベルト用の織物の処理では、織物はハロゲン化された重合体で処理される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような種類の処理では、歯付きベルトの被膜織物は、使用の際にはどのような場合においても作業面を構成するので耐磨耗性の顕著な増加にはつながらない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、明らかに改善された耐磨耗性を有する歯付きベルトと、任意の種類の歯付きベルトに適用され単純に実施され得る対応する製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明では、歯付きベルトは本体と、織物によって被覆される複数の歯とを含むよう形成され、上記織物に対し外側の被膜を与える抵抗層を含み、抵抗層はフッ素処理されたプラストマ、エラストマー材料、及び、加硫剤を含み、フッ素処理されたプラストマはエラストマー材料の量よりも多い量で抵抗層内にあることを特徴とする。
【００１２】
本発明は更に、歯付きベルトを準備するための方法を提供する。本発明の方法は、抵抗層を織物とは別に形成する段階を含む。
【００１３】
本発明をより良好に理解することができるよう添付図面を参照し説明する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は歯付きベルト１を示す。ベルト１は、エラストマー材料から形成され、複数の長手方向の糸状抵抗インサートが埋め込まれる本体２を含む。
【００１５】
本体２は、ベルト１の長手方向に延在する横糸とベルト１を横断するように延在する縦糸とを有する被膜織物５に被覆される歯状突起４を有する。
【００１６】
本体２は、繊維が詰まっているエラストマー材料の混合物を含み、主なエラストマーとして、アクリロニトリル／ブタジエン、水素処理されたアクリロニトリル／ブタジエン、クロロスルホネートポリエチレン、ＥＰＤＥ、及び、クロロプレンから成るグループから好適に選択される。
【００１７】
主なエラストマーとして水素処理されたアクリロニトリル／ブタジエンがより好適である。
【００１８】
エラストマー材料の混合物は、主なエラストマー以外に他のエラストマーと、補強剤、充填剤、顔料、ステアリン酸、促進剤、加硫剤、抗酸化剤、活性剤、開始剤、可塑剤、ワックス、加硫する前の抑止剤等のような従来の添加剤とを含む場合がある。例えば、充填剤としてカーボンブラック又は白色充填剤が使用され、一般的に５乃至２００ｐｈｒの量が添加されるが、約７０ｐｈｒの量が添加されることが好適である。滑石粉、炭酸カルシウム、シリカ等も一般的に５乃至１５０ｐｈｒの量で添加されるか又は充填剤を含む油中に分散される。０．１乃至２０ｐｈｒの量のオルガノシランも使用される場合がある。アミノジスルフィド及び高分子ポリスルフィド、遊離硫黄、又は、有機／無機過酸化物のような硫黄ドナー加硫剤が使用される場合がある。添加される量は、使用されるゴムの種類及び加硫剤の種類に応じて、一般的に０．１乃至１０Ｐｈｒで異なる。混合物の構成に最も広く使用される抗劣化剤には、単結晶ワックス、パラフィンワックス、モノフェノール、ビフェノール、チオフェノール、ポリフェノール、ヒドロキノンの派生物、亜リン酸塩、亜リン酸塩混合物、チオエステル、ナフチルアミン、ジフェノールアミン、置換された又は置換されていないジアリールアミンの派生物、ジアリールフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、キノリン、及び、アミン混合物がある。抗劣化剤は一般的に０．１乃至１０Ｐｈｒの量が使用される。プロセスオイルとして例えば、ジチオビスベンザニルヒド、ポリパラ−ジニトロソベンゼン、キシリル（xilyl）メルカプタン、ポリエチレングリコル、パラフィン油、加硫植物油、フェノール樹脂、合成油、パラフィン樹脂、及び、高分子エステルがある。プロセスオイルは０乃至１４０Ｐｈｒの従来の量で使用される。開始剤のうち、従来ではステアリン酸が１乃至４ｐｈｒの量で使用される。一般的に０．１乃至２５ｐｈｒの量で酸化カルシウム、酸化亜鉛、及び、酸化マグネシウムのような従来の添加剤が更に添加される場合もある。また、アミン、ジスルフィド、グアニジン、チオ尿素、チオアゾール、チオール、スルフェナミド（sulphenamide）、ジチオカルバミン酸塩、及び、キサントゲン酸塩のような従来の促進剤又は促進剤の組合わせが０．１乃至１００ｐｈｒの量で使用される。
【００１９】
抵抗インサート３は例えば高抵抗性ガラス繊維から形成される場合もあるが、例えばＰＢＯのようなアラミド繊維又は高い引張応力を有する繊維である場合もある。
【００２０】
歯付きベルト１の被膜織物５は１つ以上の層から形成され、例えば２×２綾織り（２×２trill）として既知である製織技術によって達成される。
【００２１】
或いは、被膜織物５は機械的接着を改善するよう少なくとも粗い表面が得られるようにする製織モードに従って得られる場合もある。
【００２２】
織物５は高分子材料から構成されることが好適であり、好適には脂肪族ポリアミド又は芳香族ポリアミド、より好適には高い熱抵抗及び高い靭性を有する６／６ポリアミドから構成される。
【００２３】
織物５は、各横糸がコアとしての弾性糸と、弾性糸に巻かれる少なくとも１つの合成糸から構成され、合成糸は高い熱抵抗及び機械抵抗を有する糸と、高い熱抵抗及び機械抵抗を有する糸に巻かれる少なくとも１つの被膜糸とから構成される。
【００２４】
被膜織物５は一般的に、本体２のエラストマー材料への接着を改善するよう織物５自体に対し好適には１０乃至３０重量パーセントの量で、特にＲＦＬのような接着剤で処理される。同じ接着剤が補強インサート３と本体２との間に使用される。
【００２５】
本発明の歯付きベルト１は更に、織物５の外側を被覆する抵抗層８を含み、被膜織物５の上に、エラストマー材料に追加してフッ素処理されたプラストマから構成され、フッ素処理されたプラストマはエラストマー材料の重量よりも大きい重量を有する。
【００２６】
更に、被膜織物５と抵抗層８との間に、例えば、ＣＨＥＭＯＳＩＬ（ＨＥＮＫＥＬに登録された商標）接着剤又はＣＨＥＬＯＫ（ＬＯＲＤに登録された商標）接着剤のような接着材料９が置かれる。
【００２７】
図３に示されるように、織物５と抵抗層８の間の白い部分は接着剤９を表し、これにより抵抗層８は下にある織物５とは明らかに区別されて分けられる。
【００２８】
フッ素処理されたプラストマは、エラストマー材料１００の割合に対し１０１乃至１５０の割合の重量で存在することが好適である。
【００２９】
抵抗層８は更に、加硫剤として過酸化物を含む。過酸化物は通常、エラストマー材料１００の割合に対し１乃至１５の割合の重量で添加される。
【００３０】
フッ素処理されたプラストマは、例えばＺＯＮＹＬ（ＤＵＰＯＮＴに登録された商標）又はＡＲＧＯＦＬＯＮ（ＡＵＳＩＭＯＮＴに登録された商標）のようなポリテトラフルオロエチレンが使用され、エラストマー材料はＨＮＢＲを含むことが好適である。エラストマー材料には、ポリメタクリル酸の亜鉛塩で変更されるＨＮＢＲ、例えばＺＥＯＦＯＲＴＥ ＺＳＣ（ＮＩＰＰＯＮ ＺＥＯＮに登録された商標）が使用されることがより好適である。
【００３１】
抵抗層８は０．０１乃至１．５ｍｍの厚さを有することが好適であり、必要な抵抗を保証するためには０．２ｍｍ乃至０．３ｍｍの厚さがより好適である。
【００３２】
抵抗層８はカレンダによって、また１つの処理工程で織物に接合されることが好適である。この場合、抵抗層８は第１の対のローラの間でカレンダ加工され、第２の対のローラの間で直接的に接続される。或いは、抵抗層８は第１の段階においてローラに予め巻かれ、続いて織物５に接続される場合もある。
【００３３】
次に、歯付きベルト１は一般的に使用され既知であり、従ってここでは詳細に説明しない方法に従って加硫処理される。
【００３４】
本発明の歯付きベルトの特性の検査から、本発明の歯付きベルトが与える利点が明らかとなった。
【００３５】
特に、歯付きベルトの被膜織物５が上述されたような種類の抵抗層８によって被覆されると、特定の適用における歯付きベルトの耐磨耗性は、抵抗層８がない場合よりもかなり大きい。
【００３６】
抵抗層８は同時に、フッ素処理に基づく添加剤に典型的である磨耗に対する最適な抵抗特徴と、エラストマー材料の最適な機械的特徴とを同時に有し、また接着剤９によって織物に接着されることが可能である。
【００３７】
更に、抵抗層８は、抵抗インサート３を損傷するおそれのある例えば水のような汚染物質から歯付きベルト１を保護することが可能である。
【００３８】
本発明の歯付きベルトを制限されない例によって説明する。
【００３９】
例１
表１は本発明の抵抗層８に使用されるフッ素処理されたプラストマの特性を示す。
【００４０】
【表１】

例２
表２は本発明の抵抗層８中のエラストマー材料の特性を示す。
【００４１】
【表２】

例３
表３は本発明に従って形成される抵抗層８の化学組成を表す。抵抗層８は０．２３０ｍｍの厚さを有する。
【００４２】
【表３】

例４
図２に示すグラフはベルト持続時間検査を行うことにより得られた値を表し、耐磨耗性は、時間における２ｐｌｄ（ピッチ線の距離）の変動を測定することにより得られ、時間におけるｐｌｄの小さな変動は、歯付きベルトの大きい耐磨耗性に対応する。
【００４３】
検査は、水素処理されたポリアクリロニトリル／ブタジエンから形成される本体２、ガラスＥ３４ ３×１３から形成される補強インサート３、及び、例３において説明したように同じ組成を有する抵抗層８を含む本発明の歯付きベルトと、抵抗層８を有さない歯付きベルトとを比較することによって行われた。
【００４４】
グラフでは、本発明の歯付きベルト１は実線２１によって示され、一方、破線２２は従来技術の歯付きベルトを示す。
【００４５】
検査は、表４に特定される特徴による電気的に駆動される直接噴射ディーゼル内燃機関のプーリ上にかみ合わされた歯付きベルトに対し行われた。ベルトは全体で１５０時間回転するようにされたが、検査は３０時間毎に中断されて必要な２ｐｌｄの測定を行い、それにより生じた磨耗の度合いを決めた。
【００４６】
実行された検査（図２参照）において、本発明の主題を構成するベルトのみが要求される継続時間を超えることが可能であった。抵抗層８を有さないベルトが１５％の２ｐｌｄの減少を有したのに対し、本発明のベルトの２ｐｌｄの減少は７％に過ぎず、検査の終了時においても以前として良好な取付け状態を示した。上記１５％の２ｐｌｄの減少は、たった１００時間後における被膜織物の喪失、また、被膜織物が喪失することによってかみ合わせ（突合せ）及び機能性の喪失に等しい。
【００４７】
【表４】

【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の歯付きベルトを示す断面及び斜視図である。
【図２】本発明の歯付きベルトと従来技術の歯付きベルトとの時間における２ｐｌｄ（ピッチ線距離）の変動を示し、このパラメータは動作の際の織物の磨耗を強調するグラフである。
【図３】電子顕微鏡下の本発明の歯付きベルトを示す断面図である。
【符号の説明】
１ 歯付きベルト
２ 本体
３ 抵抗インサート
４ 歯状突起
５ 被膜織物
８ 抵抗層
９ 接着剤

Claims (10)

1. 本体と、織物によって被覆される複数の歯とを含む歯付きベルトであって、
   上記織物を外側から被覆する抵抗層を含み、
   上記抵抗層は、フッ素処理されたプラストマ、エラストマー材料、及び、加硫剤を含み、
   上記フッ素処理されたプラストマは、上記エラストマー材料の量よりも多い量で上記抵抗層内に存在し、
   上記抵抗層は、上記織物と明確に区別される、
   ことを特徴とする歯付きベルト。
2. 上記織物と上記抵抗層との間に置かれる接着剤を含むことを特徴とする請求項１記載の歯付きベルト。
3. 上記フッ素処理されたプラストマはポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項１又は２記載の歯付きベルト。
4. 上記エラストマー材料はＨＮＢＲを含むことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の歯付きベルト。
5. 上記エラストマー材料はポリメタクリル酸の亜鉛塩によって変更されるＨＮＢＲを含むことを特徴とする請求項４記載の歯付きベルト。
6. 上記抵抗層は上記フッ素処理されたプラストマを、上記エラストマー材料１００の割合に対し１０１乃至１５０の割合の重量で含むことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の歯付きベルト。
7. 上記抵抗層は０．０１乃至１．５ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の歯付きベルト。
8. 上記抵抗層は０．１乃至０．２８ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の歯付きベルト。
9. 請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の歯付きベルトを製造する方法であって、
   上記抵抗層は上記織物とは別に形成されることを特徴とする方法。
10. 上記抵抗層は第１の対のローラの間でカレンダ加工され、次に第２の対のローラの間で上記織物と直接的に接合されることを特徴とする請求項９記載の方法。

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