JP6747945B2 - 摩擦伝動ベルト及びその製造方法 - Google Patents
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Description
放熱層は、熱伝導性金属粒子を含み、摩擦伝動面に熱伝導性金属粒子が存在することにより、放熱効果を発現し、摩擦ベルトの温度上昇を抑制できる。
アンカー層は、前記放熱層と圧縮層との間に介在し、前記放熱層を圧縮層の摩擦伝動面に強固に一体化できる。
圧縮層は、通常、ゴム(又はゴム組成物)で形成できる。ゴム(ゴム組成物を構成するゴム)としては、前記放熱層の項で例示されたゴム成分を例示できる。
芯体としては、特に限定されないが、通常、ベルト幅方向に所定間隔で配列した心線(撚りコード)を使用できる。心線は、特に限定されず、例えば、ポリエステル系繊維(ポリアルキレンアリレート系繊維)、ポリアミド系繊維(アラミド繊維など)などの合成繊維、炭素繊維などの無機繊維などを含んでいてもよい。
伸張層は、圧縮層と同様のゴム組成物で形成してもよく、帆布などの布帛(補強布)で形成してもよい。布帛(補強布)としては、例えば、織布、広角度帆布、編布、不織布などの布材などが挙げられる。これらのうち、平織、綾織、朱子織などの形態で製織した織布や、経糸と緯糸との交差角が90〜120°程度の広角度帆布や編布などが好ましい。補強布を構成する繊維としては、前記繊維部材の項で例示した繊維(吸水性繊維、非吸水性繊維など)などを利用できる。
接着層は、前記の通り、必ずしも必要ではない。接着層(接着ゴム層)は、例えば、前記圧縮層(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)で構成できる。接着層のゴム組成物は、さらに接着性改善剤(レゾルシン−ホルムアルデヒド共縮合物、アミノ樹脂など)を含んでいてもよい。
本発明では、前記摩擦伝動面(圧縮ゴム層)を、熱可塑性樹脂を含むアンカー層前駆体で摩擦伝動面を被覆するアンカー層形成工程、及び熱伝導性金属粒子を含む放熱層前駆体で前記アンカー層前駆体を被覆する放熱層形成工程を経て得られ、特に、放熱層がゴム成分及び熱伝導性金属粒子を含むゴム組成物の加硫物で形成されている場合、摩擦伝動面を被覆した前記ゴム組成物を加硫する加硫工程をさらに経ることにより、圧縮層の摩擦伝動面に放熱層が形成された摩擦伝動ベルトを製造できる。
前記アンカー層形成工程において、アンカー層前駆体で摩擦伝動面を被覆する方法としては、熱可塑性樹脂で形成された粒子を摩擦伝動面に付着させる方法、熱可塑性樹脂で形成されたシートを摩擦伝動面に積層する方法、熱可塑性樹脂で形成された布帛を摩擦伝動面に積層する方法などが挙げられる。
前記放熱層形成工程において、熱伝導性金属粒子を含む放熱層前駆体で前記アンカー層前駆体を被覆する方法としては、静電塗装法などにより熱伝導性金属粒子を前記アンカー層前駆体の表面に付着させる方法、ゴム成分及び熱伝導性金属粒子を含むゴム組成物で摩擦伝動面を被覆する方法などが挙げられる。
加硫工程では、前記放熱層形成工程において、圧縮層を形成するためのゴムシートを、アンカー層前駆体を介して放熱層を形成するためのゴム組成物で被覆した状態で、両層のゴム組成物を加硫するとともに、前記アンカー層前駆体を構成する熱可塑性樹脂の溶融固化によって両層を強固に一体化できればよく、アンカー層形成工程及び放熱層形成工程を経る以外は公知又は慣用の方法で行うことができ、例えば、Vリブドベルトの場合、圧縮層用シート(前記被覆工程の種類に応じて処理されるシート)と、芯体と、伸張層用シートとを積層し、得られた積層体を成形型で筒状に成形し、加硫してスリーブを成形し、この加硫スリーブを所定幅にカッティングすることにより、摩擦伝動面(圧縮ゴム層)が放熱層で被覆されたVリブドベルトを作製できる。
先ず、外周面に可撓性ジャケットを装着した円筒状内型を用い、外周面の可撓性ジャケットに未加硫の伸張層用シートを巻きつけ、このシート上に芯体を形成する心線(撚りコード)を螺旋状にスピニングし、さらに未加硫の圧縮層用シートを巻き付けて積層体を作製する。さらに、前述のように、圧縮層用シートにはさらに前述のアンカー層形成工程及び放熱層形成工程を経てアンカー層及び放熱層を形成するための処理が行われる。次に、前記内型に装着可能な外型として、内周面に複数のリブ型が刻設された筒状外型を用い、この外型内に、前記積層体が巻き付けられた内型を、同心円状に設置する。その後、可撓性ジャケットを外型の内周面(リブ型)に向かって膨張させて積層体(圧縮層)をリブ型に圧入し、加硫する。この場合、前述のように、外型の内周面に、放熱層を形成するための液状ゴム組成物を付着させて加硫してもよい。そして、外型から内型を抜き取り、複数のリブを有する加硫ゴムスリーブを外型から脱型した後、カッターを用いて、加硫ゴムスリーブをベルト長手方向に所定の幅にカットしてVリブドベルトに仕上げる。この第1の製造方法では、伸張層、芯体、圧縮層、放熱層を備えた積層体を一度に膨張させて複数のリブを有するスリーブ(又はVリブドベルト)に仕上げることができる。
第1の製造方法に関連して、例えば、特開2004−82702号公報に開示される方法[放熱層、アンカー層及び圧縮層のみを膨張させて予備成形体(半加硫状態)とし、次いで伸張層と芯体とを膨張させて前記予備成形体に圧着し、加硫一体化してVリブドベルトに仕上げる方法]を採用してもよい。
表1に示すゴム組成物Aをバンバリーミキサーでゴム練りし、この練りゴムをカレンダーロールに通して所定厚みの未加硫圧延ゴムシート(圧縮層用シート)を作製した。また、表1に示すゴム組成物Bを用い、上記と同様にして、伸張層用シートを作製した。なお、表1の成分は下記の通りである。
酸化亜鉛:正同化学工業(株)製、「酸化亜鉛3種」
カーボンブラック:東海カーボン(株)製、「シーストV」、平均粒子径55nm
軟化剤:パラフィン系オイル、出光興産(株)製、「NS−90」
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製、「ノクラックMB」
有機過酸化物:日油(株)製、「パークミルD−40」
共架橋剤:大内新興化学工業(株)製、「バルノックPM」
綿短繊維:デニム、平均繊維径13μm、平均繊維長3mm
表1に示すゴム組成物A8質量部と、アルミニウム粉(東洋アルミニウム(株)製「ALPASTEP0100」、粒度2〜30μm、球状)4質量部と、トルエン88質量部とを混合して放熱層用液状ゴム組成物(ゴム糊)Aを調製した。
アルミニウム粉の代わりに亜鉛粉(ハクスイテック(株)製、銘柄「F末」、粒径3〜5μm、球状)を用いる以外は放熱層用液状ゴム組成物Aと同一の方法で放熱層用液状ゴム組成物Bを調製した。
アルミニウム粉の代わりに銀粉(三井金属(株)製「SPN10JS」、比表面積0.4m2/g、球状)を用いる以外は放熱層用液状ゴム組成物Aと同一の方法で放熱層用液状ゴム組成物Cを調製した。
アルミニウム粉の代わりにチタン粉(トーホーテック(株)製「TS−150」、粒径約150μm)を用いる以外は放熱層用液状ゴム組成物Aと同一の方法で放熱層用液状ゴム組成物Dを調製した。
表1に示すゴム組成物A8質量部と、アルミニウム粉(東洋アルミニウム(株)製「ALPASTEP0100」、粒度2〜30μm、球状)4質量部とをバンバリーミキサーでゴム練りし、この練りゴムをカレンダーロールに通して、厚み0.25mmの放熱層用シート状ゴム組成物を調製した。
熱伝導性金属粒子の面積割合は、マイクロスコープ((株)キーエンス製、型番:VHX−5000)を用いて、摩擦伝動面を撮影し、計測ソフト(オリンパス(株)製、「Stream」)により、熱伝導性金属粒子がアルミニウムの場合は銀、その他(繊維及びゴム)を黒として認識させて測定した。
放熱層の平均厚みは、走査型電子顕微鏡写真(SEM)を用いて、任意の5箇所以上の厚みを測定し、平均した。
図2に示すように、2水準(1650N、1350N)の設定張力下で、走行5分後の、ベルト温度(Vリブドベルトのプーリとの接触側表面)を測定した。
外周面に可撓性ジャケットを装着した円筒状内型を用い、外周面の可撓性ジャケットに未加硫の伸張層用シートを巻きつけ、このシート上に芯体となる心線(撚りコード)を螺旋状にスピニングし、さらに未加硫の圧縮層用シートを巻き付けて積層体を作製した。さらに、圧縮層用シートの表面に、低密度ポリエチレン不織布(出光ユニテック(株)製「ストラテックLL」、融点約110℃)を巻き付け、さらにスプレーガンを用いて、乾燥厚み50μmとなるように、放熱層用液状ゴム組成物Aを塗布した。なお、心線には、1100dtex/2×3構成のポリエステルコードを用いた。ゴムとの接着性を向上させるため、予め心線をレゾルシン−ホルマリン−ラテックス液(RFL液)へ浸漬処理した後、EPDMを含むゴム組成物を有機溶媒(トルエン)に溶解させた処理液でコーティング処理を行った。
放熱層用液状ゴム組成物Aの代わりに放熱層用液状ゴム組成物Bを用いる以外は実施例1と同様にしてVリブドベルトを作製した。
放熱層用液状ゴム組成物Aの代わりに放熱層用液状ゴム組成物Cを用いる以外は実施例1と同様にしてVリブドベルトを作製した。
放熱層用液状ゴム組成物Aの代わりに放熱層用液状ゴム組成物Dを用いる以外は実施例1と同様にしてVリブドベルトを作製した。
放熱層用液状ゴム組成物Aを塗布する代わりに、接着剤(接着剤(スリーエムジャパン(株)製「速乾型水性接着剤FT1000NF」)を塗布し、パイル(短繊維、(株)新ニッセン製「ナイロンパイル(繊維長0.4mm)」)を植毛する以外は、実施例1と同様にしてVリブドベルトを作製した。
放熱層用液状ゴム組成物Aを塗布する代わりに、低密度不織布ポリエチレン不織布の表面に粉体静電塗装機(日本パーカライジング(株)製「GX8500」)を用いて、手動のガンモデルの条件で、アルミニウム粉(東洋アルミニウム(株)製「ALPASTEP0100」、粒度2〜30μm、球状)を静電塗装する以外は実施例1と同様にしてVリブドベルトを作製した。
放熱層用液状ゴム組成物Aを塗布する代わりに放熱層用シート状ゴム組成物を積層する以外は実施例1と同様にしてVリブドベルトを作製した。
2…圧縮層
3…芯体
4…伸張層
5…アンカー層
6…放熱層
Claims (18)
- 摩擦伝動面がアンカー層を介して放熱層で被覆された摩擦伝動ベルトであって、前記アンカー層が熱可塑性樹脂を含み、かつ前記放熱層が熱伝導性金属粒子を含む摩擦伝動ベルト。
- 放熱層の表面に熱伝導性金属粒子が存在する請求項1記載の摩擦伝動ベルト。
- 熱伝導性金属粒子の100℃での熱伝導率が100W/m・K以上である請求項1又は2記載の摩擦伝動ベルト。
- 熱伝導性金属粒子の平均粒径が1〜100μmである請求項1〜3のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 熱伝導性金属粒子の形状が略球状である請求項1〜4のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 摩擦伝動面全体に対して熱伝導性金属粒子が占める面積割合が5〜95%である請求項1〜5のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 放熱層の平均厚みが10〜300μmである請求項1〜6のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 放熱層が、ゴム成分及び熱伝導性金属粒子を含むゴム組成物の加硫物で形成されている請求項1〜7のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 熱伝導性金属粒子の割合が、ゴム成分100質量部に対して10〜2000質量部である請求項8記載の摩擦伝動ベルト。
- ゴム成分を含むゴム組成物の加硫物で形成された圧縮層を備え、この圧縮層に摩擦伝動面が形成された摩擦伝動ベルトであって、熱可塑性樹脂が、前記圧縮層の加硫温度以下の融点又は軟化点を有する請求項1〜9のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 熱可塑性樹脂がポリオレフィンである請求項1〜10のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- アンカー層の平均厚みが0.01〜0.5mmである請求項1〜11のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- ベルト周長方向に延びる複数のV字状リブ部を有するVリブドベルトである請求項1〜12のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
- 熱可塑性樹脂を含むアンカー層前駆体で摩擦伝動面を被覆するアンカー層形成工程、及び熱伝導性金属粒子を含む放熱層前駆体で前記アンカー層前駆体を被覆する放熱層形成工程を含む請求項1〜13のいずれかに記載の摩擦伝動ベルトの製造方法。
- 摩擦伝動面を被覆した前記ゴム組成物を加硫する加硫工程をさらに含み、放熱層形成工程が、ゴム成分及び熱伝導性金属粒子を含むゴム組成物で摩擦伝動面を被覆する工程である請求項14記載の製造方法。
- 放熱層形成工程において、ゴム成分及び熱伝導性金属粒子を含む液状ゴム組成物を摩擦伝動面に付着させる請求項15記載の製造方法。
- 放熱層形成工程において、ゴム成分及び熱伝導性金属粒子を含むゴム組成物で形成されたシートを摩擦伝動面に積層する請求項15記載の製造方法。
- アンカー層形成工程において、アンカー層前駆体が熱可塑性樹脂で形成された布帛である請求項14〜17のいずれかに記載の製造方法。
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