JPH03216329A - 繊維強化複合ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は繊維強化複合ベルトに係り、さらに詳しくは特
に運搬ベルト或いは駆動ベルトに好適なステンレス繊維
強化ベルトに関するものである。

〔従来の技術〕

一般にベルトは金属、プラスチック、ゴム等を基本構成
としている。この３種の中で特にゴムを基本構成とする
ベルトは、使用範囲が広いため、需要も多く、金属、プ
ラスチックに比較し、現在多量に使用されている。なぜ
なら金属は、錆びる、プラスチックはもろい（劣化し易
い）という素材特有の欠点があるからである。この点に
おいては、ゴムは前述した２つの欠点についての問題は
ないが、基本的にゴムは機械的特性か金属、プラスチッ
クに比較して劣るという問題点を持っている。

今日までゴムの基本構造をいろいろ変化させ合成したゴ
ムベルトが使用されて来たか、金属に比較し、強度的に
到底太刀打ちできない。このためゴムベルトの回転方向
に沿って種々の繊維を補強したヘルトが用いられるよう
になっており、そのための繊維としては、スチール繊維
、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維等が知られてい
る。しかしながらスチール繊維は、錆びるという欠点が
ある。これに対して、特公昭６２−３４５４７号公報に
おいて防蝕剤としてパラフィン基又はナフテン基鉱油に
基づいて合成されたものを塗布して埋込まれたベルトが
提案されているが、工程が煩雑であり、またゴムと補強
繊維とのすべりも発生し、満足すべきものではない。ガ
ラス繊維、アラミド繊維についても吸湿性等に問題があ
る。さらに駆動ベルトに使用する時に合成繊維、有機繊
維等は、金属と線膨脹率が違うため回転時異音が発生し
たり、場合によっては回転数がくろい誤動作するという
ことも起こりうる。以上の如く、各種繊維で補強したベ
ルトでは、強度的な向上は見られるものの、他に夫々問
題点かあり、すべての性質を満足するには到っていない
。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようにスチール繊維のような金属繊維、ガラス繊維
、炭素繊維のような無機繊維、アラミド繊維のような有
機繊維には、夫々長所、短所が存在しており、これらの
長所をすべて兼ね備えた複合ベルトの開発が望まれてい
る。

本発明の目的とする所は、ベルトの強度向上をはかりな
がら、一方では耐蝕性、作業性、耐水性等をも比較的簡
易な手段で向上することのできる繊維強化複合ベルトを
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決するためになされたものであっ
て、その要旨とする所は、マトリックス樹脂にて含浸さ
れたステンレス繊維集合体が補強材としてベルト基材内
に埋設されてなる繊維強化複合ベルトにある。以下に本
発明について詳細に説明する。

まず、本発明においてステンレス繊維とは、般の鋼材規
格等にある各種ステンレス鋼を公知の手段により繊維化
したものを指すものである。ステンレス鋼を採用したの
は、これが通常の鋼ロと比較して耐錆性に優れているか
らである。

次にステンレス繊維集合体とは、上記のステンレス繊維
のモノフィラメントを数百〜数千本集束したものを言い
、モノフィラメントの直径としては５〜５０μｍが望ま
しく、さらに好ましくは７〜１５μｍである。その直径
が５０μｍを超えると、ベルトの曲率が小さくなった場
合、繊維自体が屈曲し、折れたり曲ったりしてベルトと
しての機能が発揮されない。一方、５μｍ未満の直径の
モノフィラメントは、そもそもその製造が困難である上
、繊維集合体として集束を行なう際、フィラメントが破
断したりして、補強材としての強度が充分発揮されない
恐れがある。

次に本発明の最大の骨子とする所は、前記ステンレス集
束体又は必要により該集束体を複数本撚り合わせた繊維
集合体についてマトリックス樹脂の含浸が行なわれてい
ることにある。即ち、本発明においては、繊維集自体自
体のみを補強材として使用するものではなく、熱硬化性
樹脂をマトリックス樹脂として含浸したのち、これを加
熱、硬化させて複合化し、ステンレス七ノフィラメント
相互間の接着を行なうものであり、モノフィラメント単
独の集束体の強度ではなく、一体化されたものの強度が
補強材の発揮する強度となる。

このような構成とすることにより、従来のスチール繊維
を補強材とし、またさらにこれに防錆剤を用いたものと
比較して屈曲などに対する強度、防錆性に優れ、しかも
耐久性も極めて優れたものとなる。

この場合用いられるマトリックス樹脂としては熱硬化性
樹脂、特にエポキシ樹脂か望ましく、その他の熱硬化性
樹脂としては、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂等が用いられる。

マトリックス樹脂の付着量としては繊維集合体の含浸後
の重量の１〜１０重１％が望ましく、さらに好ましくは
３〜５重量％である。マトリックス樹脂の付着量が１重
量％未満てあると、繊維集合体が充分複合化されず、充
分な強度が発揮されない。一方、イ」着量が１０重量０
６を超えると、ベル１・基ヰ｛内に埋設されてベルトと
して使用に供される際、樹脂の割れ或いは剥離が生ずる
恐れかある。

このようにして構成される繊維集合体を補強材としてベ
ルト基材てあるゴム中に埋設するわけであるが、この場
合、通常のベルト製造に際し、般に補強材とゴムとの接
合性を向上する目的で使用されるＲＬＦ処理、即ちレゾ
ルシン（Ｒ）／ゴムラテックス（Ｌ）／ホルマリン（Ｆ
）を含む処理浴で処理する公知の手段を用いることがで
きる。

このＲＬＦ処理を施すことにより、補強材とゴムとの接
合性か向上するという本来の効果の他に、補強材自体の
可撓性を向上せしめ、補強材を折損・破断から保護する
という効果も期待される。このＲＬＦ処理剤の付着量は
、補強材の表面に形成される処理剤の膜厚に支配される
ものであり、処理剤膜形成後の体積比で３０〜４０容量
％が望ましい。その量が４０容量％を超えると、ＲＬＦ
処理された補強材のベルトに対する体積比が増加し、一
・ルト自体の強度が低下する。また補強材とゴムとの接
着面積か増加するため剪断力が大きくなり、接着力が低
下する。一方、付着量が３０容量％より少ないと、ＲＬ
Ｆ処理を行なうことに見合う効果が充分発揮されない。

なお、このようにしてＲＬＦ処理を施した補強材表面に
さらに必要により公知の接着剤を塗布しても良い。接着
剤としては、エポキシ系、ウレタン系、インシアネート
系など公知の接着剤を用いることができる。

以上のように構成された補強材を各種ベルトのベルト基
材に埋設するか、この場合、補強材の埋設方向としては
ベルトの摩擦面方向即ち回転方向に対しほほ平行、或い
は３０°程度以内の角度で若干傾斜させてもよい。この
場合ベルト基材としては通常のベルト芯材として用いら
れているゴム或いはゴムに類似する弾性材料を用い、こ
れを帯状に成形したもののほほ中心層付近に公知の手段
で埋設して補強層とする。これを通常そのベルトの用途
に応じて所望の態様を有するゴム材で表裏から扶持し、
さらにその周囲の少なくとも一部をベルト外皮用の布材
で被覆する。この際表裏のゴム材或いは外皮の布材の接
着には公知の接着剤を適宜選択して用いることができる
。なお補強層の形成手段としては、たとえば予めベルト
の周長に相当する帯状ゴム環体を準備し、これに螺旋状
に連続的に捲き付けて広幅の補強層素材を作製したのち
、所望のベルト幅に切断して補強層として使用すること
ができる。

以下、図面に示す実施態様に基いて、本発明をさらに具
体的に説明する。

第１図は本発明複合ベルトの態様例を示すものであって
、（ａ）はＶベルト、（ｂ）は歯付ベルトの夫々の断面
を示した斜視図である。まず（ａ）のＶヘルトにおいて
は、補強材１を埋設した補強層２を」ニゴム３および下
ゴム４を断面形状がほぼｖ型になるよう予め成形したも
ので扶持、接着した上、その全周を、通常のベルトに用
いられる耐久性に優れた布材で被覆して、外被布５とす
るものである。また、（ｂ）の歯付ヘルトにおいては、
補強材］を埋設した補強層２を背ゴム６および歯状に成
１１，ｓされた歯ゴム７で扶持、接着した上、歯ゴム７
の表面に耐久性に優れた布材を歯の形状に沿って貼り付
け、歯布８とするものである。

これらの態様はいずれも代表的な形状のものを示したも
のであって、これら以外にも一般に使用されるベルトに
対して、本発明はすべて適応可能である。

〔実施例〕

以下実施例により本発明をさらに詳細に説明するか、本
発明はこの実施例によって何等限定されるものではない
。

（実施例１） 直径１５μｍ、１５００フィラメントから成るステンレ
ス繊維集合体を３本束ね、撚りを掛けた。

その後マトリックス樹脂として、エポキシ樹脂であるエ
ピコート８２８　（浦化シェル社製）を硬化促進剤と混
合し、その集合体に樹脂を含浸させ、加熱、硬化せしめ
、４重量％の樹脂付着量を持った補強材を得た。さらに
３０容量％の付着量となるように、公知のＲＬＦ処理を
施し、最後にイソシアネート系接着剤を表面に塗布して
ステンレス繊維集合体の補強材を得た。これを第１図（
ａ）のＶ型形状を有する駆動ベルトの中心部に同図の構
成となるように公知の材料を用い常法に従って埋設した
。このようにして得られた駆動ベルトは、強度、耐水性
、耐蝕性に優れ、また環境の温度差による、ベルトの回
転時の異音が無く、非常に満足できるベルトが得られた
。

（比較例１） 直径８０μｍ、５００フィラメントから成るスチール繊
維集合体を３本束ね、撚りを掛けた。その後実施例１と
同様の処理をして、スチール繊維集合体の補強材を得、
実施例１と同様に駆動ベルトの中心部に埋設した。

このようにして得られた駆動ヘルトは、ベルトの曲率が
小さくなると、補強材のスチール繊維に永久ひずみが生
し、また長期的に使用すると、錆びが発生した。

（比較例２） 直径１３μｍ、１　０００フィラメントから成る、アラ
ミド繊維集合体を３本束ね、撚りを掛けた。

その後実施例１と同様の処理をして、アラミド繊維集合
体の補強材を得た。実施例１と同様に駆動ベルトの中心
部に埋設した。

このようにして得られた駆動ベルトは、繊維集合体が有
機繊維であるため、耐水性に問題が生じ、また、環境の
温度差により、金属と熱膨脹率が違うためベルト回転時
異音が発生した。

〔発明の効果〕

上記構成から得られた、ベルトは、従来使用していたゴ
ムベルトと違い、非常に強度にすぐれ、また耐久性、耐
水性もゴム又は、合成樹脂弾性体から構成されたベルト
に比較し、良好であった。

しかも、マトリックス樹脂により含浸処理されたステン
レス繊維集合体を補強材料として、構成されているベル
トは、スチール繊維のような金属繊維を補強材料とする
ベルトと違い、錆が発生せず、また、有機繊維と違い、
耐水性に優れ、しかもステンレス自体、ベルトの回転体
の構成部品である金属と同程度の線膨脹率を有している
。このため、従来から指摘されているベルトの諸問題を
悉く解決することができるものであり、産業上の効果は
極めて著しいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は本発明の態様例を示すものであっ
て、（ａ）は■ベルト、（ｂ）は歯付ベルトの夫々の断
面を示す斜視図である。 １・・・補強材、２・・・補強層、３・・・上ゴム、４
・・・下ゴム、５・・・外被布、６・・・背ゴム、７・
・・歯ゴム、８・・歯布。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、マトリックス樹脂にて含浸されたステンレス繊維集
   合体が補強材としてベルト基材内に埋設されてなる繊維
   強化複合ベルト。 ２、マトリックス樹脂を繊維集合体の含浸後の重量の１
   〜１０重量％付着させた補強材を使用する請求項１記載
   の繊維強化複合ベルト。 ３、マトリックス樹脂がエポキシ樹脂である請求項１記
   載の繊維強化複合ベルト。 ４、ステンレス繊維が直径５〜５０μｍのモノフィラメ
   ントからなる請求項１又は２記載の繊維強化複合ベルト
   。