JP6096239B2 - 歯付ベルト - Google Patents
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Description
これらの可塑剤を添加することで、極低温で長時間放置しても歯付ベルトが硬化せず、常温時と大差の無い程度のしなやかさを有することができる。なかでも、少量の添加で極低温時にも常温時と大差の無い程度のしなやかさをゴム組成物に付与することができるアジピン酸系可塑剤が最も好ましい。
背部を構成するゴム組成物の25℃で測定したゴム硬度が上記範囲内であれば、常温時において、使用可能な歯付ベルトのゴム硬度を確保することができる。尚、ゴム硬度が70°未満であると、歯付ベルトが柔らかすぎるため、巻き掛けるプーリ等に粘着してしまうという問題が生じる。一方、ゴム硬度が80°を超えると、歯付ベルトが硬すぎるため、プーリ等に巻き掛ける際の屈曲性に問題が生じる。ここで、ゴム硬度は、JIS K 6253(2012)に準拠したタイプAデュロメータを用いて測定した硬度で、25℃の雰囲気下で90分間放置した歯付ベルトの背面ゴムの硬度で判定する。
−30℃での起動トルクが上記範囲内であれば、極低温においてもベルト起動時さらにはその後の駆動におけるクラック(亀裂)を抑制することができる。即ち、極低温においても耐クラック性を維持することができる。ここで、起動トルクは、2軸のレイアウトのプーリに巻きかけた状態で、−30℃の雰囲気下に90分間放置した歯付ベルトに対して、プーリを180°回転させて起動させるのに必要なトルクを測定する。
安価であるクロロプレンゴムを用いて歯付ベルトを構成することができる。
安価である無アルカリガラスを用いて歯付ベルトを構成することができる。
図1に示すように、本実施形態の歯付ベルト1は、ベルト長手方向(図中矢印)に沿って所定間隔で配置された複数の歯部2、複数の心線3、及び複数の心線3が埋設された背部4を有するベルト本体10と、複数の歯部2の表面を被覆する歯布5とを有する。
(2)ゴム組成物をメチルエチルケトン、トルエン、キシレン等の有機溶媒に溶解してゴム糊とし、エポキシ又はイソシアネート化合物をこのゴム糊に含めた処理液を調整し、これに歯布5を浸漬させ、前処理を行う。
(3)ゴム組成物をメチルエチルケトン、トルエン、キシレン等の有機溶媒に溶解してゴム糊とし、このゴム糊に歯布5を浸漬処理して、歯布5にゴム組成物を含浸、付着させ、接着処理層を形成する。
本実施形態に係る歯付ベルト1は、例えば、以下の工法で作製される。まず、歯付ベルト1の歯部2に対応する複数の凹条を有する円筒状モールドに、歯布5を形成する帆布を巻き付ける。続いて、帆布が巻き付けられた円筒状モールドに心線3を構成するコードを円筒状モールドの長手方向に所定のピッチを有するように巻き付ける。次に、背部4及び歯部2を形成するゴムシートを巻き付けて未加硫スリーブを形成する。そして前記未加硫スリーブが巻き付けられた円筒状モールドを加硫缶内に移し、加熱・加圧することにより、上記ゴムシートをモールド溝部に圧入させ、歯部2を形成する。得られたスリーブ状の成形体を所定のカット幅に従って切断刃で切断することにより、個々の歯付ベルト1が得られる。
まず、本実施例に係る歯付ベルトの心線1〜3及び比較例に係る歯付ベルトの心線4〜6について、耐水性評価試験を行った。
次に、本実施例に係る歯付ベルトの歯部及び背部を構成するゴム組成物について、物性評価試験を行った。
次に、本実施例に係る歯付ベルトについて、物性評価試験を行った。
歯せん断力測定試験では、可塑剤の添加量の増加に伴い、歯せん断力が低下したことがわかる。具体的には、ゴム組成物の配合が表7に示す配合1〜6と順に可塑剤の添加量が増加する比較例1、比較例2、実施例2、実施例1、実施例3、比較例3の順に、歯せん断力が低下している。ゴム組成物の配合が配合6であり、最も可塑剤の添加量が多かった比較例3の歯付ベルトは、歯せん断力が小さく、実用的なレベルには達していなかった。尚、ゴム組成物の配合が配合4である実施例1の歯付ベルトとゴム組成物の配合が配合7である実施例4の歯付ベルトとを比較しても、可塑剤の種類による違いはほとんど見られなかった。心線が表6に示す心線2を用いた実施例1の歯付ベルトと心線が表6に示す心線5を用いた比較例4の歯付ベルトを比較しても、心線の種類による違いはほとんど見られなかった。
また、可塑剤の添加量が最も多い比較例3の歯付ベルトは、25℃のゴム硬度が、70°未満であり、常温時において、使用可能な歯付ベルトのゴム硬度を確保できていないことが分かる。実施例1〜4及び比較例1,2,4の歯付ベルトは、25℃のゴム硬度が、70〜85°の範囲に含まれ、可塑剤を添加しても、常温での使用可能な歯付ベルトのゴム硬度を確保できていることが確認された。
上述の試験より、以下のことが明らかになった。
ガラス心線をラング撚りとする。即ち、ラング撚り心線は水が浸入し、膨潤したとしても耐摩耗性に優れているため、構造的に表面がこすれにくく接着成分が離脱しにくい。そのため、諸撚り心線に比べると、心線の保護が比較的残っており、耐水性が向上する。表6に示す注水走行試験の心線4及び心線6の結果、心線を諸撚りからラング撚りとすることで(オーバーコート処理なし)、引張強さ保持率が約23%向上していることからも、ラング撚りのガラス心線の優れた耐水性が確認された。
更に、心線の接着処理層に更にオーバーコート処理し、保護層であるオーバーコート処理層を作製し、水分との接触を防ぐ。表6に示す注水走行試験の心線2及び心線4の結果、心線を諸撚りからラング撚りとし、更にオーバーコート処理を行うことで引張強さ保持率が約61%向上していることからも、オーバーコート処理による優れた耐水性が確認された。
心線はラング撚りとすることで、常温だけでなく、−20〜−30℃の極低温でも耐屈曲疲労性は維持できる。また、歯付ベルトの背部を構成するゴム組成物を、極低温でも硬化しない、しなやかな配合とするために、ゴム組成物に可塑剤を添加する。ここで、可塑剤の添加量は、ゴム成分100質量部に対して5〜20質量部とする。また、可塑剤は、アジピン酸系可塑剤が好ましく、その他、エーテルエステル系可塑剤、エーテル系可塑剤、エステル系可塑剤、フタル酸系可塑剤等を用いても良い。
表10に示す歯せん断力測定試験の結果、上記構成の実施例1〜4の歯付ベルトは、歯付ベルトの1つの歯を一定圧力で押え付けた状態で、オートグラフによって50±10mm/minの速度で引っ張り、引張値の最大値である歯せん断力が、800〜1500Nであり、優れた歯の強度や耐歯欠け性が確認された。また、表10に示すゴム硬度測定試験の結果、上記構成の実施例1〜4の歯付ベルトは、JIS K 6253(2012)に準拠したタイプAデュロメータを用いて、−30℃の雰囲気下で90分間放置して測定した歯付ベルトの背部のゴムのゴム硬度が、25℃の雰囲気下で90分間放置して測定した歯付ベルトの背面ゴムのゴム硬度に対して、+0〜+4°しか増大せず、優れた耐寒性が確認された。また、表10に示すゴム硬度測定試験の結果、上記構成の実施例1〜4の歯付ベルトは、JIS K 6253(2012)に準拠したタイプAデュロメータを用いて、25℃の雰囲気下で90分間放置して測定した歯付ベルトの背面ゴムのゴム硬度が、70〜85°の範囲に含まれ、常温での使用可能な歯付ベルトのゴム硬度を確保できていることが確認された。また、表10に示す耐寒耐久走行試験の結果、上記構成の実施例1〜4の歯付ベルトは、2軸のレイアウトのプーリに巻きかけた状態で−30℃の雰囲気下に15時間放置した歯付ベルトを、クラックが発生するまでの走行させた走行時間が30時間以上であり、優れた耐寒性が確認された。更に、表10に示す起動トルク測定試験の結果、上記構成の実施例1〜4の歯付ベルトは、歯付ベルトを2軸のレイアウトのプーリに巻きかけた状態で、−30℃の雰囲気下に90分間放置した歯付ベルトに対して、プーリを180°回転させて起動させるのに必要な起動トルクが、30cN・m未満であり、優れた耐寒性が確認された。
2 歯部
3 心線
4 背部
Claims (7)
- ベルト長手方向に沿って所定間隔で配置される歯部、心線、及び該心線を埋設した背部を有する歯付ベルトであって、
前記心線は、ラング撚りのガラス繊維、接着処理層及びオーバーコート処理層を含み、前記接着処理層の表面に前記オーバーコート処理層が形成され、
前記背部は、ゴム組成物で構成され、該ゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して5〜20質量部の可塑剤を含み、前記背部を構成するゴム組成物の−30℃でのゴム硬度は、25℃でのゴム硬度に比べて+0〜+4°であり、
前記心線が前記ラング撚りからなり、且つ、前記心線に前記オーバーコート処理層が形成されていることにより、耐水性を備え、
前記心線が前記ガラス繊維で構成され、且つ、前記背部を構成する前記ゴム組成物が前記可塑剤を含むことにより、耐寒性を備える、歯付ベルト。 - 前記可塑剤は、エーテル系、エステル系、エーテルエステル系、フタル酸系、及びアジピン酸系からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1に記載の歯付ベルト。
- 前記背部を構成するゴム組成物の25℃で測定したゴム硬度は、70〜85°である、請求項1又は2に記載の歯付ベルト。
- −30℃での起動トルクは、30cN・m未満である、請求項1〜3の何れか一項に記載の歯付ベルト。
- 前記背部を構成するゴム組成物は、少なくともクロロプレンゴムを含む、請求項1〜4の何れか一項に記載の歯付ベルト。
- 前記歯部は、ゴム組成物で構成され、該ゴム組成物は、少なくともクロロプレンゴムを含む、請求項1〜5の何れか一項に記載の歯付ベルト。
- 前記ガラス繊維は、無アルカリガラスである、請求項1に記載の歯付ベルト。
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