JP5926543B2 - 摩擦伝動ベルト及びその製造方法 - Google Patents
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Images
Description
本発明の摩擦伝動ベルトは、少なくとも心線と、プーリに係合又は接触するための摩擦伝動面を有する圧縮ゴム層とを備えた摩擦伝動ベルトであって、前記摩擦伝動面にポリエチレン系樹脂で形成された滑剤が付着し、かつ前記摩擦伝動面に対して前記滑剤の占める面積が20%以上である。前記滑剤は、粒状滑剤及び/又は扁平状滑剤を含み、摩擦伝動面において、適度な面積割合で露出しているため、摩擦係数が低く、走行時の異音や騒音を低減できる。このような特性を有する滑剤は、摩擦伝動ベルトとしての動力伝達機能も損なわれることなく、注水時でもスリップや異音の発生を抑制できる。また、滑剤の摩擦伝動面への付着に加えて、摩擦伝動面の近傍に滑剤を埋設(又は表面が露出した形態で埋設)することにより、ベルト張力が経時と共に低下して安定域に入る「ベルト安定張力時」までに、摩擦伝動面に付着していた滑剤がプーリの壁面との摩擦によって次第に離脱しても、摩擦伝動面の近傍に埋設している滑剤が露出するため、摩擦伝動面の磨耗及び粘着による発音の発生を継続して長期的に抑制できる。
滑剤は、摩擦係数が低く、摩擦伝動面における占有面積を向上させるために、ポリエチレン系樹脂で形成されている。
圧縮ゴム層を形成するゴム組成物は、特に制限されないが、通常、ゴム成分と加硫剤又は架橋剤とを含むゴム組成物が使用される。本発明は、特に、硫黄や有機過酸化物を含むゴム組成物(特に有機過酸化物加硫型ゴム組成物)で未加硫ゴム層を形成し、未加硫ゴム層を加硫又は架橋するのに有用である。
心線は、ベルト本体中において、ベルト長手方向に延びて埋設され、通常、複数本の心線が、ベルトの長手方向に平行に所定のピッチで並列的に埋設されており、隣接する心線の間隔(スピニングピッチ)は、例えば、0.5〜3mm、好ましくは0.8〜1.5mm、さらに好ましくは1〜1.3mm程度である。
伸張ゴム層にも前記圧縮ゴム層と同様のゴム組成物(エチレン−α−オレフィンエラストマーなどのゴム成分を含むゴム組成物)が使用できる。伸張ゴム層のゴム組成物において、ゴム成分としては、前記圧縮ゴム層のゴム組成物のゴム成分と同系統又は同種のゴムを使用する場合が多い。また、加硫剤又は架橋剤、共架橋剤又は架橋助剤、加硫促進剤などの添加剤の割合も、それぞれ、前記圧縮ゴム層のゴム組成物と同様の範囲から選択できる。
本発明の摩擦伝動ベルトは、圧縮ゴム層の摩擦伝動面に滑剤が付着されていればよく、他層の積層構造は、図1に示すVリブドベルトの構造に限定されない。他の慣用のVリブドベルトとしては、例えば、ベルト本体の外周側から内周側に向かって、布帛で形成された伸張層、心線をベルト長手方向に沿って延びる複数の心線を埋設した接着ゴム層、リブ部を有する圧縮ゴム層が順次積層された構造であってもよい。このようなVリブドベルトでは、伸張層は、帆布などの布帛(補強布)で形成されており、外周側の表面(背面)に露出している。
本発明の摩擦伝動ベルトの製造方法は、円筒状ドラムに心線を巻き付ける心線スピニング工程、巻き付けた心線の上に、表面に粒状滑剤が付着し、かつ前記表面の近傍に粒状滑剤が侵入した未加硫ゴムシートを巻き付ける圧縮ゴム層巻付工程、前記心線及び前記未加硫ゴムシートを金型に押し付けて(金型で押圧して)加硫する加硫成形工程を含む製造方法であり、金型で成形する方法であれば、特に限定されず、未加硫ゴムシートの表面に粒状滑剤を付着させ、かつ前記表面の近傍に粒状滑剤を侵入させる工程以外の工程は慣用の方法を利用できる。
作製したVリブドベルトの表面をマイクロスコープによって撮影して固着層の有無を観察した。さらに、滑剤の占める面積の割合もマイクロスコープで表面を観察し、滑剤が島層である海島相分離構造を確認し、滑剤で形成された島相について、計測ソフト(Soft Imaging System社製「analySIS」)により、その占有面積を計算した
(2)摩擦性
摩擦特性試験機を用いて、サイズ6PK1100(リブ数6、ベルト外周長1100mm)のVリブドベルトを所定長さに切断して、案内ローラ(直径60mm)に巻き付け角度が90°になるように、このVリブドベルトを掛け、Vリブドベルトの一端を固定すると共に、他端に34.4Nのウェイトを垂下させ、案内ローラを43rpm、無負荷で回転させることによって行ない、このときのロードセルの値を検出することによって、Vリブドベルトの前記の一端の張り側の張力T1と、前記の他端の緩み側の張力T2とを測定し、張力比(T1/T2)から摩擦係数(μ=(1/2π)ln(T1/T2))を求めた。なお、この摩擦性の試験も、乾燥時(DRY)と、60ml/分で水を注水した注水時(WET)との2種類の条件で行なった。
耐発音性はミスアライメント発音試験で評価した。評価に用いた試験機は、駆動プーリ(直径120mm)、従動プーリ(直径120mm)、テンションプーリ(直径70mm)を配置して構成され、駆動プーリと従動プーリの間で1.86°の角度でミスアライメントを設定した。そして各プーリ間にVリブドベルトを懸架し、室温条件下で、駆動プーリの回転数1000rpmで走行させた。このときベルト張力が6kgf/リブになるように駆動プーリに荷重を付与し、また従動プーリに負荷2.1Nm/リブを加えた。そして、このようにVリブドベルトを走行させたときの発音レベルを下記の5段階で評価した。「5」は、最も発音レベルが低い状態を示し、「3」以上は、発音が気にならないレベルである。なお、この耐発音性の試験は、乾燥時(DRY)と、60ml/分で水を注水した注水時(WET)との2種類の条件で行なった。
4:聴診器で発音が聞こえる
3:僅かに発音が聞こえる
2:発音が聞こえる
1:発音がはっきり聞こえる。
EPDMポリマー:デュポン・ダウエラスマージャパン(株)製「IP3640」、ムーニー粘度40(100℃)
カーボンHAF:東海カーボン(株)製「シースト3」
老化防止剤:精工化学(株)製「ノンフレックスOD3」
ミルドファイバー:ナイロン66繊維、繊維長約0.5mm
有機過酸化物:化薬アクゾ(株)製「パーカドックス14RP」
パラフィン系軟化剤:出光興産(株)製「ダイアナプロセスオイル」
低PE20:低密度ポリエチレン粒子、住友精化(株)製「フローセン」、平均粒径20μm、融点107℃
低PE50:低密度ポリエチレン粒子、住友精化(株)製「フローセン」、平均粒径50μm、融点107℃
低PE250:低密度ポリエチレン粒子、三洋化成(株)製「サンワックス171P」、平均粒径250μm、軟化点107℃
低PE500:低密度ポリエチレン粒子、ペレットサンプル(プライムポリマー(株)製「モアテック」)の冷凍粉砕物、平均粒径250μm、融点119℃
高PE80:高密度ポリエチレン粒子、旭化成(株)製「サンファインLH451」、平均粒径80μm、融点128℃
高PE350:高密度ポリエチレン粒子、旭化成(株)製「サンファインSH821」、平均粒径350μm、融点135℃
超PE80:超高分子量ポリエチレン粒子、ヘキサインダストリー社製「GUR4150」、平均粒径80μm、融点132℃
心線:1,000デニールのPET繊維を2×3の撚り構成で、上撚り係数3.0、下撚り係数3.0で緒撚りしたトータルデニール6,000のコードを接着処理した繊維。
(伸張ゴム層を形成するためのゴムシート)
表1に示すゴム組成物をバンバリーミキサーで混練し、カレンダーロールによって圧延することによって、伸張層を形成するためのゴムシートを0.8mmの厚みで作製した。
表2に示すゴム組成物をバンバリーミキサーで混練し、カレンダーロールによって圧延することによって、圧縮ゴム層を形成するためのゴムシートを2.5mmの厚みで作製した。
図3に示すように、エアー供給口23及び天板22aを備えた金型14のブラダー15の外周に、伸張ゴム層を形成するためのゴムシート16aを巻き付け、このゴムシート16aの外周面に心線4をスパイラル状に巻き付けた後、さらにこの心線4の上に圧縮ゴム層を形成するためのゴムシート16bを、ポリエチレン粒子で形成された固着層16cが外側になるように巻き付け、金型14にベルトスリーブ17を装着した。
作製したVリブドベルトのリブ部表面の固着層の有無、摩擦性、耐発音性の評価を表3に示す。
2…短繊維
3…伸張ゴム層
4…心線
5…リブ部
6…圧縮ゴム層
7…粒状滑剤
Claims (12)
- 少なくとも心線と、プーリに係合又は接触するための摩擦伝動面を有する圧縮ゴム層とを備えた摩擦伝動ベルトであって、
前記摩擦伝動面にポリエチレン系樹脂で形成された滑剤が付着し、
前記滑剤が、アスペクト比1.5以上の扁平状滑剤を含み、
前記滑剤の扁平面の平均径が20〜300μmであり、
かつ前記摩擦伝動面に対して前記滑剤の占める面積が40〜70%である摩擦伝動ベルト。 - 摩擦伝動面の近傍に滑剤又はその一部が埋設されている請求項1記載の摩擦伝動ベルト。
- 圧縮ゴム層がエチレン−α−オレフィンエラストマーを含む請求項1又は2記載の摩擦伝動ベルト。
- バインダー成分を介在させることなく、滑剤が圧縮ゴム層に付着している請求項1〜3のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 扁平状滑剤が低密度ポリエチレンで形成されている請求項1〜4のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 圧縮ゴム層が短繊維を実質的に含有しない請求項1〜5のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 滑剤がさらに粒状滑剤を含む請求項1〜6のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 滑剤が、摩擦伝動面に分散し、かつ前記滑剤の一部が圧縮ゴム層に侵入して固着している請求項1〜7のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 摩擦伝動Vベルト又は摩擦伝動Vリブドベルトである請求項1〜8のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 円筒状ドラムに心線を巻き付ける心線スピニング工程、巻き付けた心線の上に、表面に粒状滑剤が付着し、かつ前記表面の近傍に粒状滑剤が侵入した未加硫ゴムシートを巻き付ける圧縮ゴム層巻付工程、前記心線及び前記未加硫ゴムシートを金型に押し付けて加硫する加硫成形工程を含む請求項1〜9のいずれかに記載の摩擦伝動ベルトの製造方法。
- 圧縮ゴム層巻付工程における未加硫ゴムシートが、熱プレスにより、表面に粒状滑剤が付着し、かつ前記表面の近傍に粒状滑剤が侵入した未加硫ゴムシートであるとともに、かつ前記粒状滑剤の平均粒径が1〜500μmであり、熱プレス温度が60〜90℃である請求項10記載の製造方法。
- 研磨することなく圧縮ゴム層を成形する請求項10又は11記載の製造方法。
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