JP6224886B2 - 伝動ベルト及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の伝動ベルトは、短繊維を含む伸張ゴム層(ベルト背面部を構成する伸張ゴム層)と、ベルト長手方向に沿って埋設された複数の心線と、伸張ゴム層上に積層された圧縮ゴム層(ベルト腹面部を構成する圧縮ゴム層)とを備えた伝動ベルトであって、伸張ゴム層の表面(伸張ゴム層のベルト背面側の表面)は、熱可塑性樹脂で形成されたフィルム状の(又は平滑な)スキン層で被覆されている。そして、このような伝動ベルトでは、通常、心線が伸張ゴム層に埋設されている。
スキン層は、熱可塑性樹脂で形成され、かつ伸張ゴム層の表面を被覆(略均一な厚みで被覆)している。このようなスキン層により、ベルト背面の摩擦係数を低下させ、効率よく走行時の異音や騒音の発生を抑制できる。また、伸張ゴム層の表面又はベルト背面における溝の発生を抑えることができ、この溝に起因するベルトの亀裂やその伝播や、背面駆動時の異音を抑制できる。しかも、心線を効率よく伸張ゴム層に埋設でき、接着ゴム層を設けることなく、伸張ゴム層と圧縮ゴム層との高い密着性を実現できる。
オレフィン系樹脂は、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、3−メチルペンテン、4−メチルペンテンなどのα−オレフィン(特に、エチレン、プロピレンなどのα−C2−6オレフィン)を主要な重合成分とする重合体であってもよい。
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマーなどが挙げられる。
伸張ゴム層を形成するゴム組成物(伸張ゴム層用ゴム組成物)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ている。心線は、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。
圧縮ゴム層を形成するゴム組成物(圧縮ゴム層用ゴム組成物)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。このようなゴム組成物において、ゴム成分としては、伸張ゴム層の項で例示のゴム成分と同様のゴム成分が使用できる。通常、ゴム成分は、伸張ゴム層を構成するゴム成分と同系統又は同種のゴム成分(例えば、エチレン−α−オレフィンエラストマーなど)を使用する場合が多い。なお、エチレン−α−オレフィンエラストマーの種類やエチレンとα−オレフィンとの割合など、好ましい態様も前記と同様である。
圧縮ゴム層の表面(圧縮ゴム層のベルト腹面側の表面、プーリと接触する面)は、必ずしも必要ではないが、補強層で被覆してもよい。補強層は、圧縮ゴム層又はリブ表面を補強し、圧縮ゴム層とプーリとの摩擦係数を低減することで、走行時の異音や騒音の発生を防止又は抑制するなどの観点から、好適に設けることができる。また、補強層を設けることで、成形時における圧縮ゴム層(又はリブ部)表面と金型面との間に存在するガスを除去して、より正確にリブ表面を形成することができる。
本発明の伝動ベルトは、特に限定されないが、通常、金型を用いる方法、例えば、円筒状ドラム(又は金型又は内型)に、スキン層を形成するための熱可塑性樹脂シート(例えば、熱可塑性樹脂繊維で形成された布帛)、前記伸張ゴム層用ゴム組成物で構成された未加硫ゴムシート(短繊維を含む伸張ゴム層を形成するための未加硫ゴムシート、伸張ゴム層用ゴムシート)、心線、および圧縮ゴム層用ゴム組成物で構成された未加硫ゴムシート(圧縮ゴム層を形成するための未加硫ゴムシート、圧縮ゴム層用ゴムシート)を、順次(この順に)巻き付けて、未加硫(未架橋)のベルトスリーブ(ベルト用積層シート)を作製する巻付工程と、この巻付工程で得られた未加硫のベルトスリーブを金型(又は外型又は加硫型)に押し付けて(金型で押圧して)加硫(又は架橋)成形する加硫成形工程とを含む方法により、製造できる。
作製したVリブドベルトをベルト幅方向に切断し、その断面をマイクロスコープによって撮影して、背面(伸張ゴム層側表面)の外観を観察した。なお、実施例では、フィルム状のスキン層を形成しているものについては、その厚み(平均厚み)を観察した。
耐熱耐久性の試験に用いた走行試験機は、駆動プーリ(直径120mm)、アイドラープーリ(直径85mm)、従動プーリ(直径120mm)、テンションプーリ(直径45mm)を配置して構成される。そして、テンションプーリへの巻き付け角度が90°、アイドラープーリへのベルト背面での巻き付け角度が120°になるように各プーリにVリブドベルトを懸架し、雰囲気温度120℃、駆動プーリの回転数4900rpmの条件でVリブドベルトを走行させた。このとき、ベルト張力40kgf/リブとなるように駆動プーリに荷重を付与し、従動プーリに負荷8.8kWを与えた。そして、このようにVリブドベルトを、400時間を打ち切りとして走行させ、心線に達する亀裂が6個発生するまでの時間を測定した。
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」
ナイロンミルドファイバー:ナイロン66、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」
エーテルエステル系可塑剤:(株)アデカ製「RS−700」、SP値8.5、粘度30cps(20℃)
固体潤滑剤:人造黒鉛粉「ATNo.20」、平均粒径8μm
LDPE繊維:低密度ポリエチレン繊維、出光ユニテック(株)製「ストラテックLL」、融点約110℃
TPO繊維:オレフィンエラストマー繊維、出光ユニテック(株)製「ストラフレックス」、融点約100℃
PP/LDPE繊維:芯部がポリプロピレンで形成され、鞘部が低密度ポリエチレンで形成された芯鞘複合繊維、融点約165℃
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、伸張ゴム層を形成するためのゴムシート(伸張ゴム層用ゴムシート)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(圧縮ゴム層用ゴムシート)を2.5mmの厚みで作製した。
綿帆布(綿糸20s/2、経糸70本/5cm、緯糸70本/5cmの平織)にゴム糊を付着し、ミシンジョイントして筒状にしたものを1プライ使用した。
図2に示すように、エアー供給口23及び天板22aを備えた金型(円筒ドラム又は内型)14のブラダー15の外周に、伸張ゴム層用ゴムシート16aの表面に、表3に示す不織布16dを積層した積層シートを、不織布16dがブラダー15の外周に接するように巻き付けた。
作製したVリブドベルトの表面外観、スキン層厚み、耐熱耐久性の評価を表4に示す。
2…スキン層
3…心線
4…短繊維
5…伸張層
6…圧縮ゴム層
7…リブ部
8…補強布
L…心線3の中心間を結ぶライン
A…溝
Claims (15)
- 短繊維を含む伸張ゴム層と、心線と、伸張ゴム層上に積層された圧縮ゴム層とを備えた伝動ベルトであって、伸張ゴム層の表面が、熱可塑性樹脂で形成されたフィルム状のスキン層で被覆され、かつ心線がベルト長手方向に沿って伸張ゴム層に埋設されており、前記伸張ゴム層のゴム成分が、エチレン−α−オレフィンエラストマーを含み、前記スキン層が単一層で形成され、前記スキン層の熱可塑性樹脂が、オレフィン系樹脂及びオレフィン系エラストマーから選択され、かつ前記伸張ゴム層の加硫温度以下の融点又は軟化点を有する少なくとも1種を含む、伝動ベルト。
- 熱可塑性樹脂が架橋されておらず、伸張ゴム層と圧縮ゴム層との間に接着ゴム層が形成されておらず、かつ請求項1記載のフィルム状のスキン層が直接伸張ゴム層の表面に被覆されている請求項1記載の伝動ベルト。
- 請求項1記載のフィルム状のスキン層の平均厚みが0.01〜0.5mmである請求項1又は2記載の伝動ベルト。
- 請求項1記載のフィルム状のスキン層が、ベルトの幅方向に、ベルト長手方向の所定の平均長さで、伸張ゴム層の一端から他端にわたって伸張ゴム層の表面を被覆しており、前記平均長さが、ベルトの長さの5%以上である請求項1〜3のいずれかに記載の伝動ベルト。
- 伸張ゴム層側のベルト表面に、凹凸又は溝を有していない請求項1〜4のいずれかに記載の伝動ベルト。
- 心線の全体積の半分以上が伸張ゴム層に埋設されている請求項1〜5のいずれかに記載の伝動ベルト。
- さらに、圧縮ゴム層の表面が補強布で被覆されている請求項1〜6のいずれかに記載の伝動ベルト。
- 圧縮ゴム層がベルト長手方向に延びる複数のリブ部を有するVリブドベルトである請求項1〜7のいずれかに記載の伝動ベルト。
- 円筒状ドラムに、スキン層を形成するための熱可塑性樹脂シート、短繊維を含む伸張ゴム層を形成するための未加硫ゴムシート、心線、および圧縮ゴム層を形成するための未加硫ゴムシートを、順次巻き付けて未加硫のベルトスリーブを作製する巻付工程と、この巻付工程で得られた未加硫のベルトスリーブを金型に押し付けて加硫成形する加硫成形工程とを含む請求項1〜8のいずれかに記載の伝動ベルトの製造方法。
- 巻付工程において、伸張ゴム層を形成するための未加硫ゴムシートに熱可塑性樹脂シートを積層した積層シートを、熱可塑性樹脂シート側の面を円筒状ドラム側として、円筒状ドラムに巻き付ける請求項9記載の製造方法。
- 巻付工程において、圧縮ゴム層を形成するための未加硫ゴムシートを巻き付けた後、さらに補強布を巻き付けて未加硫のベルトスリーブを作製する請求項9又は10記載の製造方法。
- 加硫成形工程において、加硫成形とともに、熱可塑性樹脂シートを溶融させてフィルム状のスキン層を形成する請求項9〜11のいずれかに記載の製造方法。
- 熱可塑性樹脂シートが熱可塑性樹脂繊維で形成された布帛である請求項12記載の製造方法。
- 布帛が不織布である請求項13記載の製造方法。
- 熱可塑性樹脂シートが熱可塑性樹脂繊維で形成された布帛であり、加硫成形工程において、加硫成形とともに熱可塑性樹脂シートを溶融させつつ発生するガスを脱気する請求項9〜14のいずれかに記載の製造方法。
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