JPS6319444A - 歯付ベルト - 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〉 本発明は歯面を特殊な複合材で被覆し、寿命を改善した
歯付ベルトに関する。

（従来の技術） 歯付ベルトは平ベルトや■ベルトに比較してスリップが
少ない伝動手段として多くの産業分野に利用されている
。すなわち、歯付ベルトはエンドレスベルトの内側に歯
付プーリの歯と噛み合う歯体を等間隔に設置したもので
、この歯体と歯付ブーりの歯が噛み合って一方の歯付プ
ーリから他方の歯付プーリに動力を伝達するものである
。

歯付ベルトは引張伸長の極めて小さく可撓性のある無機
繊維、有機繊維等を抗張体として、これを包埋する弾性
体からなるエンドレスベルトの内側に歯体を等間隔に突
出させた構造採用されている。更に歯付ベルトの＠体の
配列方向に伸びる内面には歯面を保護するために繊維織
物で被覆されている。この繊維織物に使用される素材は
耐摩耗性繊維が用いられ、歯面に充分に密着させる関係
上、伸縮加工糸が用いられる場合が多い。

かかる歯付ベルトの寿命は歯付ブー１ノと接触する歯面
の耐摩耗性に関連し、歯付プーリと噛合う部分が部分的
に繰返し荷重をうけ、「しご」かれて劣化するものであ
る。

従来、かかる劣化を改善するため、繊維織物の糸但を多
くして織物の強力を大きくすることが試みられている。

一方実公昭４７−１４８１９号公報にみられるように織
物に樹脂含浸加工を施し歯付ベルトの耐久性を向上させ
ることも知られてり、さらに、織物の表面に伸縮斗のお
る樹脂をコーテングする方法もおるが、これらの樹脂は
織物素材との接着性が悪い。そこで接着性をあげるため
に、例えば、樹脂溶融温度をめげ、織物空隙への樹脂の
喰込みをよくするとか、樹脂温度を極力低くしてラミネ
ート圧力を高くして接着力を高めること試みがなされて
い、る。

（発明が解決しようとする問題点） 糸量を多くする方法では、織物の密度を増し糸相互間の
空隙が狭くなり織物の伸びが減少する結果、歯付ベルト
の成型に必要な伸びを与えることができなくなる。更に
織物の厚さも増加するため、歯付ベルトの基体の厚さも
増大し適正な噛み合いを妨げ摩耗が増す結果を招く。

また、織物に樹脂含浸加工を施す方法も、樹脂が織物の
繊維間に入り込み硬化して伸縮性を著しく損なうという
欠陥があるし、さらに、織物が高温樹脂に接するために
織物の強力低下をおこすし、また、樹脂コーティング法
では、織物への樹脂の喰込みが大きくなりすぎる欠点が
おり、樹脂層の厚さのバラツキが発生し易く、歯形成型
時に樹脂層の薄い部分が弁部的に伸長破壊され空気入り
した白化現象が必られれるという欠点がおる。

本発明は上記の如〈従来技術の欠陥を改善し、特定なポ
リエチレン系樹脂を織物にコーテングしたものを歯付ベ
ルトの被覆織物に使用したものでおるために、樹脂と織
物の接着性を高め、白化現象もなく、耐久性にすぐれた
歯付ベルトを提供することができたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するため、次の構成を採用す
るものである。すなわち、 伸縮性布帛の表面にポリエチレン系樹脂をラミネートし
てなるシート状物で歯面が被覆された歯付ベルトにおい
て、該ポリエチレン系樹脂のメルトインデックスが２．
０〜１０．０であり、かつ該ポリエチレン系樹脂と伸縮
性布帛との接着力が１．６〜３．３ｋ（１／３ｃｍ巾で
あることを特徴とする歯付ベルトでおる。

更に本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る歯付ベルトの一例を示す部分断面
図でおる。

第１図において歯付ベルト１は抗張体２を弾性体３で包
埋している。弾性体３は一面に突出した歯体４を等間隔
に配列し、歯体４間に歯溝５を形成している。そして歯
体４と歯溝５の連続した歯面６には伸縮性布帛７の表面
にポリエチレン系樹脂８をラミネートしたシート状物９
が貼着されている。

抗張体２にはガラス、アラミド繊維、ポ１ノアミド繊維
、ポリエステル繊維、炭素繊維、スチールワイヤ等の伸
びの少ない高強度の素材が用いられる。また弾性体３と
しては天然ゴム、合成ゴムなどのエラストマー樹脂また
はポリアミド、ポリエステル、エポキシ、およびウレタ
ンなどの熱可塑性樹脂（実公昭４７−７５３７号記載）
を用いることができる。

また、南面６を保護するために歯面を被ヱしているシー
ト状物９は伸縮性布帛７の一面に自己、潤滑性を有し、
しかも伸縮性布帛７の伸びに十分追従し得る、すなわち
、伸縮性布帛７の伸びに相当する伸びを有する後述の高
伸度のポリエチレン、エチレン共重合体または変性ポリ
エチレン単独で用いるか、これらを混合した樹脂をコー
テングしたものが用いられる。

本発明に用いるシート状物９は次のようにして製造する
ことができる。

第２図は伸縮性布帛７にポリエチレン系樹脂８をラミネ
ートするためのラミネータの概略図である。

第２図において、パッケージ１０より解舒された伸縮性
布帛７はガイドローラ群１１を介して加圧ローラ１２．
１３に導ひかれる。一方エクストルーダ１４にて溶融さ
れたポリエチレン系樹脂はダイを介してフィル状樹脂１
５として押出される。

フィルム状樹脂１５は伸縮性布帛７と共に加圧ローラ１
２．１３に導ひかれ、両者が同時に加圧されて一体状に
熱接着されたのちシート状物９を形成しガイドローラ群
１６を介して移動する過程で冷却され、パッケージ１７
に巻取られる。

本発明に用いる伸縮性布帛は第１図に示した如く、歯付
ベルトの長手方向に７０％以上の伸びを有するのが好ま
しい。したがって伸縮性布帛の経糸には通常の合成繊維
マルチフィラメントが用いられ、緯糸に伸縮加工糸、通
常仮撚加工糸か用いられる。勿論経糸に伸縮加工糸を用
いることもできる。この仮撚糸は通常１５０Ｔ／ｍ捏度
の撚が加えられる。この撚数は好ましくは１００Ｔ／ｍ
以下、特に好ましくは無撚である。撚数は伸縮性布帛の
耐疲労性を向上ざぜ、歯付ベルトの弾性体樹脂との接着
を向上させる効果を有する。

伸縮性布帛７とポリエチレン系樹脂８との接着性は歯付
ベルトの耐久性、特にその寿命に大きく影響する。　本
発明において、かかる樹脂として低密度ポリエチレン系
樹脂が伸度、布帛となじみやすさ、接着性ならびに柔軟
性の点で選択する。

すなわち、かかるポリエチレンとして、メルトインデッ
クス（ＭＩ）が２．０〜１．０．０のもの、好ましくは
２．５〜７．０のものを選択する。

ざらに、かかる樹脂として、該樹脂層と伸縮性布帛との
接着力が１．６〜３．３ｋＣＩ／３ｃｍ巾でおるものを
選択することが重要である。実施例で詳しく述べるがＭ
Ｉが小さく溶融押出温度が高くなると接着力は３００〜
３２０’Ｃにおいてピークを示す。しかしＭＩが大きく
なると溶融押出温度が高くなると接着力は漸減する傾向
を示し、一方伸縮性布帛の強力は溶融押出温度により＋
Ｉｉ減し、３４０″Ｃをこえると急激に減少する挙動を
示すので、これらの知見から適正な樹脂ならびに温度条
件を決定すべきである。

なお、ポリエチレン系樹脂の溶融押出温度が高くなると
、伸縮性布帛への浸透が大きくなり、ざらには該布帛裏
面にはみ出し、シート状物と弾性体との接着性を低下さ
せる原因にもなるので注意すべきである。

ポリエチレン系樹脂のコーティング厚さは特に限定はし
ないが、１００〜１５０μが適当である。

第３図は本発明に用いるシート状物の部分断面の模式図
である。

第３図に示したものはポリエチレン系樹脂８の層が伸縮
性布帛７の厚さのは寸１／２にまで喰い込んでいる状態
を示している。ポリエチレン系樹脂層の浸透がこれより
大きくなるとシート状物自体が柔軟性の点で好ましくな
い。また、これより少ないと剥離しやすく白化を生じや
すくなる傾向を示し始めるので好ましくない。

第４図は本発明に用いるシート状物を製造するためのラ
ミネータの他の態様を示す概略図でおる。

第４図において、１８は予めフィルム化されたポリエチ
レン系樹脂のパッケージである。パッケージ１８より解
舒されたポリエチレンフィルム１９はガイドローラ群２
０を介して加圧ローラ１２゜１３に導かれる。加圧ロー
ラ１２，１３においてエクストルーダ１４より溶融押出
されたフィルム状樹脂１５をバインダとしてパッケージ
１０より解舒された伸縮性布帛７とパッケージ１８から
解舒ポリエチレンフィルムがラミネートされ、ガイドロ
ーラ群］６を経て冷却されたシート状物９がパッケージ
１７に巻き取られる。

この方法は伸縮性布帛の熱による強力低下も少なく、バ
インダーでおる溶融押出樹脂よりも高重合度、高強力、
高伸度ポリエチレン樹脂の適用が可能となり、歯付ベル
トの耐摩耗性、寿命を向上させることができる。

次に、実施例において用いる評価方法について、以下説
明する。

［平面摩耗試験］ カストム式織物摩耗試験機（大栄科学精殿製作所製）を
用い、ユニバーサル型法により、次の測定条件で判定し
た。

（測定条件） （１）、試料：直径約１２ｃｔｎの試験片５枚を作成。

（２〉、往復テーブルストローク：２゜５ＡＣｍ（３）
、往復テーブル速度；１２５回／分±５回。

（４）、平面摩耗台のｍ転速度：テーブル往復１００回
につき１回転。

（５）、ゴム膜の空気圧：　　０．２８１ｋｑ／　ｃｍ
２（６〉、押圧荷重；Ｑ、４５４ｋｇ （７〉、研摩紙：理研ＣＣ・４００（研摩紙は、テ−ブ
ル往復１０００回毎に取替え） 平面摩耗は、試料の破壊回数で表わし、試験片ｎ＝５の
測定値の平均値で示す。

［メルトインデックスと溶融温度による歯付ベルトに及
ぼす性能計画］ 評価の基準は下記の通りである。

（１）布帛との追従性 ポリエチレン樹脂をラミネートしたシート状物を切断す
るまで延伸し、ラミネート樹脂層の追従性を判定した。

◎：切断が全くなく、低荷重で延伸できる。

Ｏ；切断はないが、延伸には◎より荷重負荷を要する。

×；部分的に切断がある。

（２）接着１生 ポリエチレン樹脂をラミネートしたシート状物を引張試
論機で切断するまでの過程で樹脂層と布帛の剥離有無で
判定した。

◎：剥雌は全くない。

Ｑ：シート状物切断時に部分的に剥離する。

Ｘ：シート状物延伸途中で完全に剥離する。

（３）白化防止 歯付ベルト作成時に白化発現の有無を肉眼で判定した。

◎：白化発現は全くみられない。

○：白化発現は僅少で、歯付ベルト性能への影響は殆ん
どない。

△：若干白化が認められる。

×：白化が認められる。

（４）硬さ 歯付ベルトの歯形成型性から硬さを判定した。

◎：両歯形シャープに出ている。

Ｑ：歯形が若干シャープさに欠ける。

Ｘ：歯形のアングルがシャープに出ない。

（５）耐摩耗性 ポリエチレン樹脂、シート状物布帛をカストム式平面摩
耗試験機で測定し判定した。

◎：破壊までの回数６０００以上 ○：破頃までの回数５ｏｏｏ〜６０００△：破壊までの
回数３０００〜５０００×：破壊までの回数３０００以
下 （実施例） 実施例１ 布帛の経糸に゛ナイロン６６フィラメント系、８４０Ｄ
／１ヨリ数１２７／　１０ｃｍを用い、その緯糸にナイ
ロン６６ウーリー加工糸１４０Ｄ／４Ｘ２を無ヨリの状
態で、職密度、経、６０本１５ｃｍ、緯、５０本／　５
　ｃｍにした緯ハーフマットの織組織で製織し、精練お
よびリラックス処理を行ない、緯方向の破断時伸度が１
５０％を有する布帛を得た。この布帛に、ＭＩが１．５
から２２．０にわたる第１表に示すポリエチレン樹脂を
用いて溶融温度を変え、第２図に示すラミネーターによ
り樹脂厚みが１００μになるようダイから溶融押出しを
し加圧ローラー圧２．　Ｏｋｃ＋／ｃｍ２、布帛速度２
０ｍ　、／　ｒｒ＋　ｉ　ｎの条件でシート状物を作製
した。

このシート状物について歯付ベルトに及ぼす性能を調べ
たところ第１表の結果を得た。この結果からポリエチレ
ン樹脂のＭＩは２．○から１０゜０、好ましくは２．５
から７．０が、また溶融温度は、２６０’Ｃから３４０
℃が歯付ベルトへの［生能として適性であることがわか
る。

そこで水準２，４．７に用いたポリエチレン樹脂を用い
、溶融押出温度をかえてシート状物を作成し、シート状
物の強力および接着力をショツパー型引張試験機を用い
て測定し、得られた結果を第５図に示した。

第５図の結果かられかるように、接着力はＭＩが小さい
と成る温度においてピークを示す。ＭＩが２のとき、溶
融押出温度３００〜３２０’Ｃでピークを示している。

Ｍが１０のときピークの値は低温側の２８０〜３００　
’Ｃに移動し、かつピークの値も低下している。

一方ＭＩが２の場合、接着力はＭ　Ｉか１０のものにく
らべ温度２８０°Ｃ以上では大きくなっているが２６０
℃のものはポリエチレン樹脂層が破壊されず、ポリエチ
レン樹脂層と伸縮性布帛とが剥離し接着力は急激に低下
する。しかしＭＩが１０のものは２６０℃でも剥離を生
じない。

ＭＩが７のものはＭＩが１０のものよりも接着力は大き
い。このものは２８０’Ｃでも剥離はない。

一方シート状物（Ｍ＝１０＞の強力は２８０〜３４０°
Ｃの範囲では漸減の傾向にあるが３５０’Ｃになると急
激に減少するので好ましくない。

以上の結果を総合するとシート状物の製造において、接
着力の良好な範囲はＭＩが２から１０の範囲でポリエチ
レン系樹脂の溶融押出温度が２８０〜３４０’Ｃのもの
がよく、その接着力は１．６ないし３．３ｋ（］／３ｃ
ｍ巾となることがわかった。

次に第１表に示した水準３のシート状物を用いその平面
摩耗を測定した結果を第２表に示す。

第２表 第２表かられかるようにラミネートすることにより耐摩
耗性を飛躍的に向上させることかできる。

次に第２表の測定に供した布帛を用いて歯付ベルトを製
作した。

ポリエチレン系樹脂層が歯付き円筒モールドと接するよ
うに巻き付け、その上に″ケブラー゛′（デュポン社製
アラミド繊維）の抗張体コードを螺旋状に巻き鋳型に入
れ、その鋳型部材と円筒モールドの空間部に液状エラス
トマーのポリウレタン樹脂を公知の圧入成型法で圧入充
填し、温度１２０℃で３０分間加熱してウレタン樹脂を
架橋させる。架橋俊、室温に冷却し円筒モールドから歯
型成型品を取りはずし、所定巾のベルト状に切断し歯付
ベルトを製作した。

同様にコーティングしない伸縮性布のみを用いて歯付ベ
ルトを製作した。

このようにして作製した歯付ベルトは歯形の形態保持に
優れ、歯面のポリエチレン樹脂をラミネートしたシート
状物と歯体を構成するポリウレタン樹脂とが布帛層内部
で空隙なく接合しており極めて接着性のよい歯面の被覆
布帛層を形成していた。この歯付ベルトを脈動負荷５０
トン、駆動側回転数１５０Ｏｒｐｍで４００時間走行テ
ストを行ない、歯面のシート状物の状態観察をした。ラ
ミネート樹脂と布帛層とに剥離は全くなく、剥離によっ
て部分的に点在する白化現象も仝くみられなかった。ま
た歯面のポリエチレン樹脂には平滑性がおるため、相手
方の歯付プーリーともなじみがよく噛み合い騒音も低く
第３表に示すとおりベルト走行による歯体剪断力保持率
も伸縮性布帛のみのものにくらべ極めて良好でおり耐寿
命性が浸れていることがわかる。

第３表 実施例２ 実施例１と同じ構成の布帛を用いて、ラミネート時の溶
融樹脂による布帛の熱劣化を防止するため、サンドラミ
ネート方式によりラミネート−′Ｆ帛を作製した。バイ
ンダー樹脂には実施例２と同じポリエチレン樹脂ミラソ
ン・１６　（ＭＩ−３，７、比重＝０．９２Ｌ三井ポリ
ケミカル社製）を用い、貼合せフィルムにはポリエチレ
ン樹脂スミ力センＧ２０１　（ＭＩ−２，０，比重−０
，９２１、住友科学社製）を用いて作製した厚さ４０μ
のインフレーションフィルムを用いてサンドラミネート
した。この時のサンドラミーネート条件は次のとおりで
ある。

バインダー樹脂の溶融押出温度３１０’Ｃ、ダイスから
の樹脂吐出量は、ラミネート厚さを６０μとなるように
し、布帛の速度や加圧ローラ圧力などは、実施例１と同
様として上記の厚さ４０μのポリエチレンフィルムを布
帛上にサンドラミネートした。このようにして作製した
サンドラミネート布帛の熱的影響をみるとラミネート加
工前後の布帛引張強力保持率は第４表のとおりであった
。

また、このサンドラミネート布帛を用いて、実施例−１
と同じ方法で歯付ベルトを作製し、ベルト走行させ、走
行前後の歯体剪断力保持率を測定した結果は第５表のと
おりでおった。この結果から明らかなように、布帛の熱
劣化も少なく、ベルト走行による剪断力保持率も極めて
良好であり耐寿命性も優れていることがわかる。

第４表 第５表 （本発明の効果） 実施例において明らかにしたように本発明に係る歯付ベ
ルトはその歯面を特殊なシート状物で被覆したものであ
り、従来多用されている単なる伸縮性布帛で歯面を被覆
したものに比し歯体剪断力保持率を飛躍的に向上させる
ことができる。

更に被覆布帛の耐摩耗性は第２表からも明らかなように
、高い値を示す。特にこの歯付ベルトは粉塵の多い場所
に使用することによりその効果を発揮する。また歯面を
被覆する布帛はポリエチレン系の非親水系の樹脂がラミ
ネートされているために、防水効果が高いというすぐれ
た作用効果をも奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る歯付ベルトの一例を示す部分断面
図である。 第２図は伸縮性布帛にポリエチレン系樹脂をララミネー
タの他の態様を示す概略図である。 第５図はポリエチレン系樹脂の溶融押出温度とシート状
物の物性の関係を示すグラフでめる。 １：歯付ベルト　　　２：抗張体 ３二弾性体　　　　　４：歯体 ５：歯溝　　　　　　６：南面 ７：伸縮性布帛　　　８：ポリエチレン系樹脂９：シー
ト状物　　　１２．１３：加圧ローラ１４：エクストル
ーダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 伸縮性布帛の表面にポリエチレン系樹脂をラミネートし
   てなるシート状物で歯面が被覆された歯付ベルトにおい
   て、該ポリエチレン系樹脂のメルトインデックスが２．
   ０〜１０．０であり、かつ該ポリエチレン系樹脂層と伸
   縮性布帛との接着力が１．６〜３．３ｋｇ／３ｃｍ巾で
   あることを特徴とする歯付ベルト。