JPH04269526A - エンドレスベルト - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンドレスベルトに関す
るものであり、更に詳しくは、芳香族ポリアミドフィル
ムおよび／または芳香族ポリイミドフィルムを積層一体
化してなる、ＯＡ機器等に好適な薄肉のエンドレスベル
トに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンドレスベルトは、ゴム状材料
をガラス、ナイロン、ポリエステル等の繊維からなる撚
糸、織物等で補強した物が多く使用され、近年は高強度
・高弾性率のアラミド繊維を補強材とするものも高負荷
の用途で使われ始めている。しかし、これらの繊維状補
強材で補強したエンドレスベルトにおいては、補強材自
体の厚さと凹凸により、薄くて厚さの均一なものを得る
ことが困難であった。一方、近年のＯＡ機器等の普及、
軽薄短小化、高精度化に伴い、これらの機器に用いられ
るエンドレスベルトに対しても、薄さ、走行安定性、回
転精度等の問題の解決が望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
点を解決し、且つ耐久性に優れたエンドレスベルトを提
供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、芳香族ポリア
ミドフィルムおよび／または芳香族ポリイミドフィルム
を積層一体化してなるエンドレスベルトにおいて、該ベ
ルトの長手方向の引張弾性率（ＥＭＤ）と幅方向の引張
弾性率（ＥＴＤ）とが、次の範囲にあることを特徴とす
るエンドレスベルトである。

【０００５】２００（ｋｇ／ｍｍ２　）＜ＥＭＤＥＴＤ
＜５００（ｋｇ／ｍｍ２　） 織物に比較して、面状に成形されるフィルムは一般に薄
く、厚さが均一であり、本発明の薄手ベルトはこの特徴
を活用し、フィルムを積層一体化することによって得ら
れるものである。

【０００６】本発明においては芳香族ポリアミドあるい
は芳香族ポリイミドからなるフィルムが用いられる。こ
れらの高分子素材は他に比較して高強度、高弾性率が得
易く、接着性も良好であり、特に芳香族ポリアミドから
なるフィルムは強度の要求されるベルトの素材として好
適なものである。本発明における芳香族ポリアミドフィ
ルムとは、一般式 −ＮＨ−Ａｒｌ−ＮＨＣＯ−Ａｒ２−ＣＯ−または、 −ＮＨ−Ａｒ３−ＣＯ− で示される繰り返し構成単位を単独または共重合の形で
含む芳香族ポリアミド重合体からなるフィルムであり、
好ましくは上記構成単位を８０モル％以上含む重合体か
らなるフィルムである。

【０００７】ここで、Ａｒｌ，Ａｒ２，Ａｒ３は少なく
とも１個の芳香環を含み、同一でも異なっていてもよく
、これらの代表例としては化１等が挙げられる。

【０００８】

【化１】

【０００９】また、これらの芳香環の環上の水素原子の
一部がハロゲン基、ニトロ基、Ｃ１〜Ｃ３のアルキル基
、Ｃ１〜Ｃ３のアルコキシ基、スルホン基などの置換基
で置換されていてもよい。また化１中Ｘは、化２の中か
ら選ばれる。

【００１０】

【化２】

【００１１】さらに、高強度、高弾性率が望ましいとい
う点から、重合体を構成する全芳香環のうち５０％以上
はパラ位で結合されたベンゼン環であることが望ましく
、中でも、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）は
極めて強度の大きなフィルムが成形できるという点で最
も好ましい。これらの芳香族ポリアミドは、一般には芳
香族二酸クロライドと芳香族ジアミン、あるいは芳香族
ジイソシアネートと芳香族ジカルボン酸という原料モノ
マーの組合せで、極性アミド系溶媒中での溶液重合等の
方法により重合して得ることができる。

【００１２】また、本発明に用いられる芳香族ポリイミ
ドとしては、芳香族テトラカルボン酸無水物と芳香族ジ
アミンを重合して得られる化３等の構造のものがある。

【００１３】

【化３】

【００１４】本発明において用いるフィルムは上記重合
体を適当な溶媒中に溶解させた溶液から溶液製膜法によ
って成形され、例えば、ポリマー溶液をダイを通してキ
ャストした後、熱風等により溶媒を加熱蒸発させる、あ
るいはキャストしたポリマー溶液を凝固浴中へ導き、脱
溶媒することによって溶媒を除去し、必要に応じて乾燥
、延伸熱処理等を施す方法などにより製造される。

【００１５】また、フィルムの接着性、密着性を良くす
るためにコロナ放電処理、プライマー処理等をさらに施
すこともなされてよい。本発明で使用するフィルムの厚
さは、５〜１００μｍであることが望ましい。フィルム
の厚さが１００μｍより大きい場合はフィルムの厚さに
よって生じる積層体の段差が大きくなり均一な伝動ベル
トの走行が損なわれるため好ましくない。一方、フィル
ムの厚さが５μｍより小さい場合は、所定の積層体厚さ
を得るのに要する積層回数が多くなり、ベルトの成形に
要する手間が大きなものとなって加工コストの上昇につ
ながる他、積層の際フィルム間に気泡等の欠陥を生じ易
いため好ましくない。また、フィルムを積層して得られ
るベルトの厚さは０．０５〜１．５ｍｍが好ましい。い
かにフィルムの強度が大きいといってもベルトの厚さが
０．０５ｍｍ未満だとベルトとして使用する上で実用上
充分な強さを得る事は難しい。また、ベルトの厚さが１
．５ｍｍより大きいと、使用時のベルトの変形の内外差
が大きくなり耐久性が劣る。

【００１６】本発明のエンドレスベルトは、上記フィル
ムを積層して製造される。フィルムを積層する方法とし
ては、フィルム自体を溶解する溶媒により、積層面を溶
解あるいは膨潤させ、積層した後溶媒を除去するウェッ
トラミネーション法、適当なゴムあるいはゴム状の樹脂
材料等と交互に積層するドライラミネーション法がある
。ウェットラミネーション法は、フィルムを構成する重
合体のみでベルトが形成されるという点で好ましいが、
基本的にフィルムが溶媒に可溶であることが前提となり
、適用できる素材は限定される。また、そのようなフィ
ルムは耐溶剤性に劣ることが懸念される。また、フィル
ムの溶解あるいは膨潤に利用した溶媒の除去を必要とし
生産性は良くない。

【００１７】一方、ドライラミネーション法においては
、ベルトに可とう性を与え、積層するフィルム同士を接
合するための樹脂フィルムと交互にラミネートする、片
面に樹脂を塗工したフィルムをラミネートする、等の手
段により容易に高生産性で製造することができる。また
、樹脂の物性を変化させることにより、ベルトとして最
適な機械的特性を設計することが可能であり好ましい方
法である。

【００１８】ドライラミネーション法においてフィルム
の積層に用いるバインダーとしては、エポキシ樹脂、ウ
レタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂
等の樹脂や、それらをゴム状物質で変性した樹脂配合物
等が好ましく用いられ、また、ポリウレタンゴム、スチ
レンブタジェンゴム、クロロプレンゴム等のゴム配合物
を用いることも可能である。

【００１９】またベルトが使用される用途に応じて、成
形されたベルトの片面あるいは両面に、ゴム状物のシー
ト等を積層したり、フッソやシリコン等のコーティング
を施す等の加工も都合良く行うことができる。本発明の
ベルトは下記の物性を有することが肝要である。即ち、
ベルトの長手方向の引張弾性率（ＥＭＤ）と幅方向の引
張弾性率（ＥＴＤ）とが、 ２００（ｋｇ／ｍｍ２　）＜ＥＭＤ ＥＴＤ＜５００（ｋｇ／ｍｍ２　） で示される範囲にあることが必要である。

【００２０】長手方向の引張弾性率（ＥＭＤ）が小さい
と、即ちＥＭＤが２００ｋｇ／ｍｍ２　以下の場合、ベ
ルトの実用上必要な硬さ（剛性）を確保するためには厚
さを大きくする必要が生じ、フィルムを利用することに
よる薄手化のメリットが無くなるばかりか、使用する際
ベルトが伸びて張力が低下し易く、走行不良、蛇行等の
原因となる。望ましくは３００ｋｇ／ｍｍ２　以上、更
に望ましくは５００ｋｇ／ｍｍ２以上である。

【００２１】一方、幅方向の引張弾性率（ＥＴＤ）に関
しては、ＥＴＤが５００ｋｇ／ｍｍ２　以上の場合はベ
ルトとプーリーの密着性が悪く、回転むらの増大、蛇行
、プーリーからの脱離等の原因となる他、耐久性も劣る
ため、好ましくない。ベルトの幅方向の変形を考慮する
と、好ましくは１５０ｋｇ／ｍｍ２　≦ＥＴＤ＜５００
ｋｇ／ｍｍ２　であり、さらに好ましくは２５０ｋｇ／
ｍｍ２　≦ＥＴＤ≦４００ｋｇ／ｍｍ２　である。

【００２２】また、本発明において、ベルトの引張弾性
率はドライラミネーション法においては例えばバインダ
ーの厚み、物性等により調整することができる。本発明
のエンドレスベルトは例えば以下の方法によって製造す
ることができる。例えば、予めエポキシ等の樹脂を片面
に塗工したアラミドフィルムを、円筒状の型に巻き重ね
て積層し樹脂を硬化させた後、型を除去する事により製
造することができる。また、予め離型紙等に製膜したエ
ポキシ等の樹脂フィルムとアラミドフィルムを一対の加
圧されたロール間を通してラミネートし、これを上記方
法と同様円筒状の型に巻き重ねて製造することができる
。

【００２３】本発明において引張強度および引張弾性率
は、ＪＩＳ−Ｚ−１７０２に規定された方法にしたがっ
て、インストロンタイプの引張試験機を用いて測定した
。測定は、雰囲気温度２５℃、湿度５５％の条件下に行
った。

【００２４】

【実施例】本発明を実施例を用いて詳細に説明する。

【００２５】

【実施例１】パラフェニレンジアミンとテレフタル酸ジ
クロライドとを、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）中で
塩化カルシウムを溶解助剤とする低温溶液重合法により
、対数粘度（９８％濃硫酸中にポリマー濃度０．５ｇ／
１００ｍｌで溶解し３０℃で測定）が５．５のポリ−ｐ
フェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡと略す）を重合
した。

【００２６】得られた粉末状のＰＰＴＡポリマーを９９
．５％の硫酸にポリマー濃度１２％で溶解し、光学異方
性のあるドープを調製した。このドープを真空下に脱気
し、濾過したのち、ギアポンプを通じてスリットダイか
ら押し出した。鏡面に磨いたタンタル製のベルト上にキ
ャストされたドープを相対湿度約４０％の約９０℃の空
気雰囲気のゾーンを通過させて光学等方化し、ベルトと
共に２０℃の３０％硫酸水溶液中で凝固させた。ついで
、凝固フィルムをベルトからひきはがし、苛性ソーダ水
溶液中で中和し、水洗した。洗浄したフィルムを未乾燥
状態で長さ方向、幅方向にそれぞれ約１．１５倍、約１
．３倍延伸した後、定長下に２００℃で乾燥しさらに３
００℃で定長熱処理して厚さ１５μｍ、淡黄色透明のＰ
ＰＴＡフィルムを製造した。

【００２７】得られたフィルムの片面にマイクログラビ
アコーター（康井精機社製）を用いゴム変性エポキシ樹
脂（スリーボンド社製）を１０μｍの厚さで塗工し、加
熱空気中を通して樹脂中の溶剤を除去した後離型紙を介
して巻き取った。エポキシ樹脂を塗工したＰＰＴＡフィ
ルムを繰り出し、直径３００ｍｍφの円筒状の金型に５
周巻き重ね１３０℃で１時間加熱して樹脂を硬化させた
後金型から外し、幅１５ｍｍにスリットして、周長約１
ｍ、厚さ約１３０μｍのエンドレスベルトを製造した。 ベルトの弾性率は、ＥＭＤ，ＥＴＤそれぞれ３８０ｋｇ
／ｍｍ２　、３２０ｋｇ／ｍｍ２　であった。

【００２８】製造したベルトを１０００ｒｐｍで回転す
るプーリーと自由回転できるプーリー間に張り、走行テ
ストを実施した結果、安定した走行状態をしめした。

【００２９】

【比較例１】フィルムの片面に塗工したゴム変性エポキ
シ樹脂の厚さが５μｍである以外は実施例１と同様の方
法で、幅１５ｍｍ、周長約１ｍ、厚さ約１００μｍのエ
ンドレスベルトを製造した。ベルトの弾性率は、ＥＭＤ
、ＥＴＤそれぞれ６１０ｋｇ／ｍｍ２　、５５０ｋｇ／
ｍｍ２　であった。走行テストの結果、ベルトとプーリ
ーとの密着性が悪く、蛇行が発生した。

【００３０】

【実施例２】実施例１と同様のＰＰＴＡフィルムの製造
において、延伸することなく定長下に乾燥して１５μｍ
厚さのフィルムを得た。このフィルムの片面に厚さ７μ
ｍでゴム変性エポキシ樹脂を塗工し、これを巻回、積層
してエンドレスベルトを製造した。ベルトの弾性率は、
ＥＭＤ，ＥＴＤそれぞれ３６０ｋｇ／ｍｍ２　、２９０
ｋｇ／ｍｍ２　であった。また、安定した走行状態が得
られた。

【００３１】

【比較例２】実施例２で用いた物と同じＰＰＴＡフィル
ムの片面にゴム変性エポキシ樹脂を２０μｍの厚さに塗
工し、これを巻回、積層してエンドレスベルトを製造し
た。弾性率は、ＥＭＤ，ＥＴＤそれぞれ１９０ｋｇ／ｍ
ｍ２　、１６０ｋｇ／ｍｍ２　で、走行テスト中にベル
トの長手方向にしわを生じ、伸びも大きなものであった
。

【００３２】実施例１、２および比較例１、２の物性と
走行テストの結果を表１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】本発明のエンドレスベルトは高強度、高
弾性率のフィルムを積層して一体化することにより、厚
さが小さく、且つ均一に製造でき、耐屈曲疲労性に優れ
、また、物性の等方性、均一性により回転精度にも優れ
るため、近年小型化、自動化の傾向が著しいＯＡ機器や
ヘッドホンステレオに代表される小型電気機器等に好ま
しく用いることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　芳香族ポリアミドフィルムおよび／ま
   たは芳香族ポリイミドフィルムを積層一体化してなるエ
   ンドレスベルトにおいて、該ベルトの長手方向の引張弾
   性率（ＥＭＤ）と幅方向の引張弾性率（ＥＴＤ）とが、
   次の範囲にあることを特徴とするエンドレスベルト。 ２００（ｋｇ／ｍｍ２　）＜ＥＭＤ ＥＴＤ＜５００（ｋｇ／ｍｍ２　）