JPWO2010047121A1 - 伝動ベルト - Google Patents

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Abstract

本発明の伝動ベルト(10)は、ゴム組成物で形成されたベルト本体(11)のプーリと接触する部分が補強布(13)で被覆されたものであって、上記補強布(13)は、補強布本体(14)と、該補強布本体(14)の構成糸を表面被覆するように設けられたRFL被膜(15)と、該RFL被膜(15)で表面被覆された該補強布本体(14)の構成糸間に設けられた含浸ゴム層(16)と、該補強布本体(14)のベルト表面露出側を被覆するように設けられた表面ゴム層(18)と、を備えている。上記表面ゴム層(18)は、上記含浸ゴム層(16)よりも原料ゴム100質量部に対する耐摩耗性材料の含有量が多い。

Description

本発明は、伝動ベルトに関する。
ベルト本体の表面に設けられる補強布の接着処理を行うために、フッ素樹脂等の耐摩耗性材料を分散させた接着処理剤が広く用いられる。補強布のプーリ接触部分が耐摩耗性材料が配合された接着処理剤で処理されている場合、プーリ接触部分の摩擦係数が低い状態で維持されて良好な耐摩耗性が得られる一方で、補強布とベルト本体との接着性が劣化してしまう虞がある。
特許文献1には、歯付ベルトにおいて、歯布表面に空隙部分を残しつつRFL接着処理を行い、次いで、歯布の一方の表面に摩擦改質成分を含んだ耐摩耗性複合材料を大量に分散したゴム糊をコーティング処理すると共に、歯布の他方の表面に耐摩耗性複合材料を含まないゴム糊をコーティング処理することが記載されている。
特許文献2には、歯付ベルトについて、歯布中フィラメント表面に、RFL等の接着処理、及び、大量のフッ素樹脂が分散した糊ゴムへの含浸処理を行い、フッ素樹脂をRFL接着成分を介して繊維表面の極近い位置に大量に分散して存在させることが記載されている。
特許文献3及び特許文献4には、伝動ベルトにおいて、伝動ベルト表面を被覆している繊維材料に、フッ素樹脂粉末を含む粉末状減摩材料を分散したRFL処理液に含浸する第1処理、ゴム糊に含浸する第2処理、及び、フッ素樹脂粉末を含む粉末状減摩材料を分散したゴム糊に含浸する第3処理を施し、これによって、多量のフッ素樹脂粉末をRFL成分を介して繊維材料の表面もしくは付近に収束させることが記載されている。
特表2002−542078号公報 特開2000−310293号公報 特開2001−40582号公報 特開2001−38819号公報
本発明は、ベルト本体のプーリと接触する部分に補強布が設けられた伝動ベルトにおいて、長時間のベルト走行に対しても優れた耐摩耗性を維持することができ、しかも、補強布とベルト本体との優れた接着性を得ることを目的とする。
本発明の伝動ベルトは、ゴム組成物で形成されたベルト本体のプーリと接触する部分が補強布で被覆されたものであって、
上記補強布は、補強布本体と、該補強布本体の構成糸を表面被覆するように設けられたRFL被膜と、該RFL被膜で表面被覆された該補強布本体の構成糸間に設けられた含浸ゴム層と、該補強布本体のベルト表面露出側を被覆するように設けられた表面ゴム層と、を備え、
上記表面ゴム層は、上記含浸ゴム層よりも原料ゴム100質量部に対する耐摩耗性材料の含有量が多いことを特徴とする。
上記耐摩耗性材料はポリテトラフルオロエチレン粉末であることが好ましい。
また、上記含浸ゴム層はイソシアネート化合物を含むことが好ましい。
本発明の伝動ベルトは、上記含浸ゴム層は、上記耐摩耗性材料が原料ゴム100質量部に対して5〜100質量部含まれ、且つ上記表面ゴム層は、上記耐摩耗性材料が原料ゴム100質量部に対して20〜230質量部含まれていることが好ましい。
本発明の伝動ベルトは、上記ベルト本体が歯付ベルト本体であってもよい。
以上の構成によれば、ベルト本体表面を被覆するように設けられた補強布は、補強布本体と、その補強布本体の構成糸を表面被覆するように設けられたRFL被膜と、そのRFL被膜で表面被覆された該補強布本体の構成糸間に設けられた含浸ゴム層と、補強布本体のベルト表面露出側を被覆するように設けられた表面ゴム層と、を備えており、しかも、表面ゴム層は、上記含浸ゴム層よりも原料ゴム100質量部に対する耐摩耗性材料の含有量が多いので、長時間のベルト走行に対しても優れた耐摩耗性を維持することができ、しかも、補強布とベルト本体との優れた接着性を得ることができる。
本実施形態の歯付ベルトの斜視図である。 歯付ベルトの断面の要部拡大図である。 試験評価におけるベルト走行試験機のプーリレイアウトである。
以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(歯付ベルト)
図1は、本実施形態にかかる歯付ベルト10を示す。この歯付ベルト10は、例えば自動車のOHC駆動用途等の高負荷用途に好適に用いられるものである。
この歯付ベルト10は、ゴム製の歯付ベルト本体11を有し、そのプーリ接触側表面が補強布13で被覆されている。
歯付ベルト本体11は、原料ゴムに配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物が加熱及び加圧されて架橋剤により架橋したゴム組成物で形成されている。歯付ベルト本体11を構成するゴム組成物の原料ゴムとしては、例えば、エチレン・プロピレンゴム(EPR)やエチレンプロピレンジエンモノマーゴム(EPDM)等のエチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロプレンゴム(CR)、クロロスルホン化ポリエチレンゴム(CSM)、水素添加アクリロニトリルゴム(H−NBR)等が挙げられる。原料ゴムについては、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。配合剤としては、例えば、架橋剤(例えば、硫黄、有機過酸化物)、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、充填材、カーボンブラックやシリカや短繊維等の補強材等が挙げられる。各配合剤については、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。
歯付ベルト本体11は、外周側に背面部11bが設けられていると共に、内周側に背面部11bと一体にベルト長さ方向に一定間隔で歯部11aが設けられている。
背面部11bは、横長平帯状に形成されている。背面部11bの内周側には、心線12がベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように埋設されている。
心線12は、長尺の繊維材料の撚り糸や組紐で構成されている。撚り糸の心線12は、S撚り及びZ撚りの一対が二重螺旋を形成するように設けられていることが好ましい。心線12を構成する繊維材料としては、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)繊維、金属繊維等が挙げられる。心線12は、歯付ベルト本体11に対する接着性付与のために、成形加工前にRFL水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理及び/又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理が施されたものである。
歯部11aは、側面視形状が台形である台形歯に形成されていても、また、半円形である丸歯に形成されていても、さらには、その他の形状に形成されていてもよい。歯部11aは、ベルト幅方向に延びるように設けられた構成のものであってもよく、また、ベルト幅方向に対して傾斜する方向に延びるように設けられたハス歯構成のものであってもよい。
歯付ベルト本体11は、歯部11aの表面が補強布13で被覆されている。図2に、補強布13の断面を示す。
補強布13は、補強布本体14と、その補強布本体14に所定の接着処理が施されることによって設けられたRFL被膜15,含浸ゴム層16、接着ゴム層17,及び表面ゴム層18と、を備えたものである。この補強布13は、例えば、厚さ0.8〜1.8mmである。
補強布本体14は、例えば、6,6−ナイロンや4,6−ナイロンや6−ナイロン等のナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)繊維等からなる構成糸で構成された、平織り、綾織り、朱子織などの織布、編物、或いは、不織布等の布で構成されている。補強布本体14は、歯部形成性の観点からベルト長さ方向に伸性を有することが好ましい。
RFL被膜15は、補強布本体14の構成糸の表面全体を被覆するように設けられている。RFL被膜15は、RFL水溶液に補強布本体14を浸漬した後に加熱して乾燥することにより形成されている。RFL被膜15には、補強布本体14との接着性の観点から、耐摩耗性材料が含まれていないことが好ましい。
含浸ゴム層16は、RFL被膜15で表面被覆された補強布本体14の構成糸と構成糸との間まで浸みこむように設けられたものである。これにより、補強布本体14の構成糸表面がRFL被膜15を介して含浸ゴム層16で覆われた状態となる。含浸ゴム層16は、RFL被膜15が表面被覆された補強布本体14を含浸ゴム層用ゴム糊に浸漬して乾燥することにより形成されている。
含浸ゴム層16を形成するゴム組成物は、例えば、エチレン・プロピレンゴム(EPR)やエチレンプロピレンジエンモノマーゴム(EPDM)等のエチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロプレンゴム(CR)、クロロスルホン化ポリエチレンゴム(CSM)、水素添加アクリロニトリルゴム(H−NBR)等を原料ゴムとして、その原料ゴムに種々の配合剤が配合されたものである。
含浸ゴム層16のゴム組成物に配合されている配合剤としては、少なくとも、耐摩耗性材料Pが含まれる。耐摩耗性材料Pとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロ(アルキル−ビニールエーテル)共重合体(PFA)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等が挙げられる。これらのうち、耐摩耗性の観点から、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であることが好ましい。耐摩耗性材料Pは、ゴム組成物の原料ゴム100質量部に対して5〜100質量部配合されていることが好ましく、40〜80質量部であることがより好ましく、60〜70質量部であることがさらに好ましい。耐摩耗性材料Pは、含浸ゴム層16中における分散性の観点から、粉末状であることが好ましく、例えば粒径0.5〜50μmである。
また、含浸ゴム層16のゴム組成物に配合されている配合剤としては、接着性の観点から、イソシアネート化合物が含まれていることが好ましい。イソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアナート(HDI)等が挙げられる。イソシアネート化合物は、含浸ゴム層用ゴム糊の原料ゴム100質量部に対して5〜40質量部配合されていることが好ましく、10〜20質量部であることがより好ましい。
接着ゴム層17は、RFL被膜15及び含浸ゴム層16が形成された補強布本体14のベルト本体接着側の表面に形成されたものである。接着ゴム層17は、例えば厚さ50〜300μmである。接着ゴム層17は、例えば、接着ゴム層用ゴム糊を補強布本体14に塗布して乾燥することにより形成されたものである。
接着ゴム層17を形成するゴム組成物は、例えば、エチレン・プロピレンゴム(EPR)やエチレンプロピレンジエンモノマーゴム(EPDM)等のエチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロプレンゴム(CR)、クロロスルホン化ポリエチレンゴム(CSM)、水素添加アクリロニトリルゴム(H−NBR)等を原料ゴムとして、その原料ゴムに種々の配合剤が配合されたものである。接着ゴム層17を形成するゴム組成物に配合される配合剤には、耐摩耗性材料が含まれていないことが好ましく、これによって歯付ベルト本体11と補強布13との優れた接着性が得られる。
表面ゴム層18は、RFL被膜15及び含浸ゴム層16が形成された補強布本体14のベルト表面露出側となる表面を被覆するように設けられたものである。表面ゴム層18は、例えば厚さ50〜500μmである。表面ゴム層18は、例えば、表面ゴム層用ゴム糊を補強布本体14に塗布して乾燥することにより形成されたものである。
表面ゴム層18を形成するゴム組成物は、例えば、エチレン・プロピレンゴム(EPR)やエチレンプロピレンジエンモノマーゴム(EPDM)等のエチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロプレンゴム(CR)、クロロスルホン化ポリエチレンゴム(CSM)、水素添加アクリロニトリルゴム(H−NBR)等を原料ゴムとして、その原料ゴムに種々の配合剤が配合されたものである。
表面ゴム層18のゴム組成物に配合されている配合剤としては、少なくとも、耐摩耗性材料Pが含まれる。耐摩耗性材料Pとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロ(アルキル−ビニールエーテル)共重合体(PFA)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等が挙げられる。これらのうち、耐摩耗性の観点から、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であることが好ましい。耐摩耗性材料Pは、ゴム組成物の原料ゴム100質量部に対して20〜230質量部配合されていることが好ましく、70〜120質量部であることがより好ましく、80〜100質量部であることがさらに好ましい。表面ゴム層18を形成しているゴム組成物は、その原料ゴム100質量部に対する耐摩耗性材料Pの含有量が含浸ゴム層16よりも多く、これによって歯付ベルト10の表面露出部分、つまり、プーリ接触部分での耐摩耗性が高められている。耐摩耗性材料Pは、表面ゴム層18中における分散性の観点から、粉末状であることが好ましく、例えば粒径0.5〜50μmである。
以上の構成の補強布13によれば、含浸ゴム層16が耐摩耗性材料Pを含んでおり、且つ、補強布本体14の構成糸の表面がRFL被膜15を介して含浸ゴム層16で被覆されるように、補強布本体14の構成糸と構成糸との間に含浸ゴム層16が形成されているので、補強布本体14の構成糸の表面にはRFL被膜15を介して耐摩耗性材料Pが存在することとなり、補強布本体14表面において優れた耐摩耗性が得られる。換言すると、長時間ベルト走行することによって補強布13のベルト表面露出部分、つまりプーリ接触部分が摩耗しても、耐摩耗性材料Pが補強布本体14の表面に存在している状態が維持され、結果として、長時間に亘って高い耐摩耗性を維持することができる。
また、表面ゴム層18のゴム組成物は、原料ゴム100質量部に対する耐摩耗性材料Pの含有量が含浸ゴム層16よりも多いので、補強布13のプーリ接触部分でさらに優れた耐摩耗性を得ることができる。そして、その一方で補強布本体14のベルト本体11接着側となる表面には耐摩耗性材料を含まない接着ゴム層が設けられているので、ベルト本体11に対する接着性も良好となる。
歯付ベルト本体11の背面部11bの表面には、図示していないが、背面側補強布が設けられていてもよい。背面側補強布は、例えば、6,6−ナイロンや4,6−ナイロンや6−ナイロン等のナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)繊維等の繊維材料で構成された、平織り、綾織り、朱子織などの織布、編物、或いは、不織布等からなる構成糸で構成されている。背面側補強布は、歯付ベルト本体11との接着性付与のために、RFL水溶液に浸漬して加熱する接着処理及び/又は歯付ベルト本体11側となる表面にゴム糊を塗布して乾燥させる接着処理が施されている。
以上の構成の歯付ベルト10によれば、歯付ベルト本体11と補強布13とが良好に接着された状態で、長時間の走行に対しても優れた耐摩耗性を維持することが可能となる。
(歯付ベルトの製造方法)
次に、上記歯付ベルト10の製造方法について説明する。この製造方法は、大別して、補強布の調製工程、未架橋ゴムシート・撚り糸の調製工程、及び歯付ベルトの成形工程からなる。
<補強布の調製>
まず、補強布本体14に、以下に説明する接着処理を行うことによってRFL被膜15、含浸ゴム層16、接着ゴム層17、及び表面ゴム層18を形成して補強布13を調製する。具体的には、RFL水溶液含浸処理、ゴム糊含浸処理、及びゴム糊塗布処理によって接着処理を行う。
−RFL水溶液含浸処理−
RFL水溶液含浸処理は、補強布本体14をRFL水溶液に浸漬した後に加熱して乾燥する処理である。これにより、補強布本体14の構成糸がRFL被膜15で表面被覆される。
RFL水溶液は、レゾルシンとホルマリンとの初期縮合物にクロロプレンゴムラテックス(CR)、水素添加アクリロニトリルゴムラテックス(X−NBR)等のラテックスを混合した混合液である。RFL水溶液の固形分については、例えば、5〜25質量%である。レゾルシン(R)とホルマリン(F)とのモル比については、例えばR/F=1/0.8〜1/2.0である。レゾルシンとホルマリンとの初期縮合物(RF)とラテックス(L)の質量比については、例えば、RF/L=1/5〜1/20である。補強布本体14にRFL水溶液を付着させた後に加熱乾燥させると、RFL水溶液の水分が飛散すると共にレゾルシンとホルマリンとの縮合反応が進行し、補強布本体14の表面にRFL被膜15が形成される。
RFL水溶液に補強布本体14を浸漬した後に絞りロールで絞って補強布本体14にRFL水溶液を含浸させる。補強布本体14の乾燥温度は、例えば140〜180℃であり、乾燥時間は、例えば3〜5分間である。処理回数としては、1回であっても、また、複数回であってもよい。RFL被膜15は、例えば、付着量が補強布本体14の質量100質量部に対して5〜40質量部である。RFL被膜15の付着量は、RFL水溶液への補強布本体14の浸漬処理回数や絞り具合により制御することができる。
−ゴム糊含浸処理−
ゴム糊含浸処理は、表面にRFL被膜15が形成された補強布本体14を含浸ゴム層用ゴム糊に浸漬した後に絞りロールで絞り、そして溶剤を乾燥飛散させて含浸ゴム層16を形成する処理である。
含浸ゴム層用ゴム糊は、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、水素添加アクリロニトリルゴム(H−NBR)、アクリロニトリルゴム(NBR)等の原料ゴムに種々の配合剤を配合して混練したものが、トルエンやメチルエチルケトン(MEK)等の溶剤に溶解されたものである。含浸ゴム層用ゴム糊は、例えば固形分濃度が5〜30質量%である。
補強布本体14の乾燥温度は、例えば、60〜120℃であり、乾燥時間は、例えば3〜10分間である。含浸ゴム層16の付着量は含浸ゴム層16への補強布本体14の浸漬処理回数や絞り具合により制御することができる。
このゴム糊含浸処理によって、補強布本体14の構成糸と構成糸との間に含浸ゴム層16が形成されるので、RFL被膜15を隔てて補強布本体14の構成糸の表面に耐摩耗性材料Pを存在させることができる。
−ゴム糊塗布処理−
ゴム糊塗布処理は、RFL被膜15及び含浸ゴム層16が形成された補強布本体14の一方の面に接着ゴム層用ゴム糊を、及び他方の面に表面ゴム層用ゴム糊を塗布した後に溶剤を乾燥飛散させる処理である。これにより、補強布本体14の一方の面に接着ゴム層17が、及び他方の面に表面ゴム層18が形成される。
このゴム糊塗布処理について、具体的に説明する。まず、トルエンやメチルエチルケトン(MEK)等の溶剤に溶解した接着ゴム層用ゴム糊を補強布本体14の一方の面に塗布し、その後、例えば60〜120℃の雰囲気温度下で3〜10分間乾燥させる。接着ゴム層用ゴム糊の塗布を行う回数は1回でもよく、複数回繰り返して行ってもよい。このようにして形成された接着ゴム層17は、例えば厚さ50〜300μmである。
接着ゴム層用ゴム糊は、原料ゴムに種々の配合剤を配合して混練したものが、トルエンやメチルエチルケトン(MEK)等の溶剤に溶解されたものである。接着ゴム層用ゴム糊は、例えば固形分濃度が20〜45質量%である。
続いて、接着ゴム層用ゴム糊の塗布と同様に、補強布本体14の接着ゴム層用ゴム糊を塗布した面と反対側の面に表面ゴム層用ゴム糊を塗布し、その後、例えば60〜120℃の雰囲気温度下で3〜10分間乾燥させる。形成された表面ゴム層18は、例えば、厚さが50〜500μmである。
表面ゴム層用ゴム糊は、原料ゴムに耐摩耗性材料Pを含む種々の配合剤を配合して混練したものが、トルエンやメチルエチルケトン(MEK)等の溶剤に溶解されたものである。表面ゴム層用ゴム糊は、例えば固形分濃度が20〜45質量%である。
なお、ここでは接着ゴム層17の形成を表面ゴム層18の形成よりも先に行うとして説明したが、表面ゴム層18を形成した後接着ゴム層17を形成してもよく、両者を並行して形成してもよい。
また、接着ゴム層17及び表面ゴム層18の形成は、糊引き加工を行ってもよく、カレンダー加工を行ってもよく、ラッピング加工を行ってもよく、ラミネート加工を行ってもよい。
以上の工程により、補強布本体14に接着処理が行われて補強布13が調製される。
<未架橋ゴムシート・撚り糸の調製>
公知の方法によって、歯付ベルト本体11を形成するための未架橋ゴムシートを作製する。
また、心線12となるための撚り糸にRFL水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理及び/又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理を行う。
<歯付ベルトの成形>
歯付ベルト本体11となる未架橋ゴムシート、心線12となる撚り糸、上記接着処理を行って調製した補強布13を準備し、公知の方法によって歯付ベルト10を成形する。この成形作業では、円筒状金型と、それを嵌合する加硫釜と、が使用される。円筒状金型の外周面には、歯付ベルト10の歯部11aを成形するための凹溝が軸方向に延びると共に周方向に等間隔に並ぶように形成されたものである。
まず、円筒状金型を補強布13で被覆する。このとき、補強布13の表面ゴム層18を塗布した面が金型に接すると共に、補強布13の伸び方向が円筒状金型の周方向(ベルト長さ方向)に一致するように補強布13を巻き付ける。そして、円筒状金型上の補強布13の上に撚り糸を螺旋状に巻き付け、さらにその上に未架橋ゴムシートを巻き付ける。
続いて、補強布13、撚り糸及び未架橋ゴムシートをセットした円筒状金型を加硫釜に入れて加熱及び加圧する。このとき、加熱及び加圧によりゴムが円筒状金型側に流動し、特に凹溝部分では、ゴムの押圧により補強布13が凹溝表面に沿うように伸長されてベルト歯が形成される。また、歯付ベルト本体11が形成されると共に、歯付ベルト本体11と心線12及び補強布13とが一体化した円筒状のスラブが成形される。そして、補強布13の表面に形成された接着ゴム層17及び表面ゴム層18がそれぞれ補強布本体14表面で拡散して、補強布13のベルト本体接着側に接着ゴム層17が、歯付ベルト10のプーリ接触部分に表面ゴム層18が、それぞれ位置付けられる。
次いで、スラブを冷却した後に加硫釜から円筒状金型を取り出し、円筒状金型からスラブを取り外す。
最後に、スラブの背面を研磨して厚さを均等にした後、所定幅に輪切りすることにより歯付ベルト10が得られる。
なお、本実施形態では歯付ベルトについて説明したが、特にこれに限定されるものではなく、ベルト本体表面を補強布13で被覆した伝動ベルトであればよい。
また、本実施形態ではベルト内側に本発明の接着処理を行った補強布13を設けたが、特にこれに限られるものではなく、ベルト外周側に設けられた背面側補強布に、上記の接着処理を行ってもよい。
[試験評価]
歯付ベルトについて行った試験評価について説明する。
(試験評価用ベルト)
実施例1〜5及び比較例1〜5のそれぞれの歯付ベルトを作製した。
<実施例1>
−補強布の調製−
6,6−ナイロン(旭化成社製、商品名:レオナ66)からなる補強布本体に、予め、以下の一連の接着処理を行って補強布を調製した。
まず、ラテックス成分がH−NBRであるRFL水溶液に補強布本体を浸漬して絞りロールにかけた後、加熱乾燥させ、補強布本体の表面にRFL被膜を形成した。このRFL被膜は、付着量が補強布本体100質量部に対して20質量部であった。
次いで、表面にRFL被膜が形成された補強布本体を含浸ゴム層用ゴム糊に浸漬して絞りロールにかけた後乾燥させ、含浸ゴム層を形成した。この含浸ゴム層用ゴム糊は、H−NBR(日本ゼオン社製、商品名:Zetpol2000)に架橋剤等を配合して混練したものをMEK溶剤に溶解して得られたものであり、そのゴム糊の固形成分100質量部に対してPTFE(AGC社製、商品名:L1737、平均粒径7μm)が70質量部、及びイソシアネート化合物(LOAD社製、商品名:ケムロック233X)が20質量部配合されたものであった。
続いて、表面にRFL被膜及び含浸ゴム層を形成した補強布本体の一方の面に接着ゴム層用ゴム糊を塗布すると共に、他方の面に表面ゴム層用ゴム糊を塗布し、接着ゴム層及び表面ゴム層をそれぞれ形成した。
接着ゴム層用ゴム糊は、H−NBRに架橋剤等を配合して混練したものをMEK溶剤に溶解して得られたものであった。接着ゴム層用ゴム糊は、原料ゴムの濃度が35質量%であった。形成された接着ゴム層は、層厚150μmであった。
表面ゴム層用ゴム糊は、H−NBRに架橋剤等を配合して混練したものをMEK溶剤に溶解したものであり、ゴム糊の固形成分100質量部に対して100質量部のPTFEが配合されたものであった。表面ゴム層用ゴム糊は、原料ゴムの濃度が35質量%であった。形成された表面ゴム層は、層厚200μmであった。
−歯付ベルトの成形−
H−NBRを原料ゴムとして架橋剤を配合して混練して形成したゴム組成物で歯付ベルト本体を形成し、高強度ガラスの撚り糸(日本板硝子社製、フィラメント径7μm、ストランド数3,子縄数11)を心線として用い、及び、上記調製した補強布を用いて、歯付ベルトを作製し、実施例1とした。この歯付ベルトは、ベルト幅10mm、ベルト長さ840mm、ベルト歯ピッチ8mm、及び歯数105であった。
<実施例2>
−補強布の調製−
含浸ゴム層用ゴム糊のゴム糊の固形成分100質量部に対するPTFEの配合量を5質量部としたことを除いて、実施例1と同一の接着処理を行って補強布を調製した。
−歯付ベルトの成形−
上記の接着処理を行って調製した補強布を用いたことを除いて実施例1と同一構成の歯付ベルトを作製し、これを実施例2とした。
<実施例3>
−補強布の調製−
表面ゴム層用ゴム糊の原料ゴム100質量部に対するPTFEの配合量を230質量部としたことを除いて、実施例1と同一の接着処理を行って補強布を調製した。
−歯付ベルトの成形−
上記の接着処理を行って調製した補強布を用いたことを除いて実施例1と同一構成の歯付ベルトを作製し、これを実施例3とした。
<実施例4>
−補強布の調整−
含浸ゴム層用ゴム糊のゴム糊の固形成分100質量部に対するPTFEの配合量を50質量部、及び表面ゴム層用ゴム糊の原料ゴム100質量部に対するPTFEの配合量を70質量部としたことを除いて、実施例1と同一の接着処理を行って補強布を調製した。
−歯付ベルトの成形−
上記の接着処理を行って調製した補強布を用いたことを除いて実施例1と同一構成の歯付ベルトを作製し、これを実施例4とした。
<実施例5>
−補強布の調整−
含浸ゴム層用ゴム糊のゴム糊の固形成分100質量部に対するPTFEの配合量を60質量部としたことを除いて、実施例4と同一の接着処理を行って補強布を調製した。
−歯付ベルトの成形−
上記の接着処理を行って調製した補強布を用いたことを除いて実施例1と同一構成の歯付ベルトを作製し、これを実施例5とした。
<比較例1>
−補強布の調製−
6,6−ナイロンからなる補強布本体に、予め、以下の一連の接着処理を行って補強布を調製した。
まず、実施例1と同様に補強布本体の表面にRFL被膜を形成した。
次いで、表面にRFL被膜が形成された補強布本体を含浸ゴム層用ゴム糊に浸漬して乾燥させ、含浸ゴム層を形成した。この含浸ゴム層用ゴム糊は、H−NBRに架橋剤等を配合して混練したものをMEK溶剤に溶解して得られたものであり、そのゴム糊の固形成分100質量部に対するPTFEの配合量が1質量部、及びイソシアネート化合物の配合量が20質量部であった。
続いて、補強布本体の歯部に接着される面にゴム糊を塗布してゴム組成物層を形成した。このゴム組成物層は、本発明でいうところの接着ゴム層に相当するものである。このゴム糊は、実施例1の接着ゴム層用ゴム糊と同一組成のものであった。
−歯付ベルトの成形−
上記の接着処理を行って調製した補強布を用いたことを除いて実施例1と同一構成の歯付ベルトを作製し、これを比較例1とした。
<比較例2>
−補強布の調製−
補強布本体に、含浸ゴム層用ゴム糊にイソシアネート化合物が配合されていないことを除いて比較例1と同一の接着処理を行って補強布を調製した。この含浸ゴム層用ゴム糊は、原料ゴム濃度が15質量%であった。
−歯付ベルトの成形−
上記の接着処理を行って調製した補強布を用いたことを除いて実施例1と同一構成の歯付ベルトを作製し、これを比較例2とした。
<比較例3>
−補強布の調製−
補強布本体に、含浸ゴム層用ゴム糊のゴム糊の固形成分100質量部に対するPTFEの配合量が70質量部、及びイソシアネート化合物の配合量が20質量部であることを除いて比較例1と同一の接着処理を行って補強布を調製した。
−歯付ベルトの成形−
上記の接着処理を行って調製した補強布を用いたことを除いて実施例1と同一構成の歯付ベルトを作製し、これを比較例3とした。
<比較例4>
−補強布の調製−
含浸ゴム層用ゴム糊のゴム糊の固形成分100質量部に対するPTFEの配合量を100質量部、及びイソシアネート化合物の配合量を0質量部としたこと、並びに、表面ゴム層用ゴム糊の原料ゴム100質量部に対するPTFEの配合量を70質量部としたことを除いて、実施例1と同一の接着処理を行って補強布を調製した。
−歯付ベルトの成形−
上記の接着処理を行って調製した補強布を用いたことを除いて実施例1と同一構成の歯付ベルトを作製し、これを比較例4とした。
<比較例5>
−補強布の調製−
含浸ゴム層用ゴム糊のゴム糊の固形成分100質量部に対するPTFEの配合量を80質量部したことを除いて、比較例4と同一の接着処理を行って補強布を調製した。
−歯付ベルトの成形−
上記の接着処理を行って調製した補強布を用いたことを除いて実施例1と同一構成の歯付ベルトを作製し、これを比較例5とした。
(試験評価方法)
<台上負荷耐久試験>
図3は、台上負荷耐久試験におけるベルト走行試験機30のプーリレイアウトを示す。
このベルト走行試験機30は、大径の従動歯付プーリ31(歯数42)と、その右側方に設けられた小径の駆動歯付プーリ32(歯数21)と、従動歯付プーリ31及び駆動歯付プーリ32の中間であって従動歯付プーリ31のやや右斜め下方に設けられたプーリ径52mmの平プーリ(アイドラプーリ)33と、を備えている。そして、従動歯付プーリ31から駆動歯付プーリ32に亘ってベルトが水平になるように、それぞれ位置付けられている。
実施例1〜5及び比較例1〜5の歯付ベルトについて、従動歯付プーリ31及び駆動歯付プーリ32に歯部が歯合すると共に、平プーリ33がベルト背面に当接するように巻き掛けた後、従動歯付プーリ31に29.4Nmの負荷トルクを負荷すると共に216Nのベルト張力が負荷されるように駆動歯付プーリ32にデッドウェイトを負荷し、雰囲気温度100℃の下で駆動歯付プーリ32を6000rpmの回転数で時計回りに回転させてベルト走行させた。
(試験評価結果)
上記試験評価の結果を表1及び2に示す。
Figure 2010047121
Figure 2010047121
これらの結果によれば、含浸ゴム層よりも多くの耐摩耗性材料を含んだ表面ゴム層が設けられている実施例1と、表面ゴム層が設けられていない比較例1〜3と、を比較すると、前者は走行時間が著しく長いことが分かる。
表面ゴム層の耐摩耗性材料の配合量が含浸ゴム層よりも多い実施例1〜5と、表面ゴム層の耐摩耗性材料の配合量が含浸ゴム層よりも少ない比較例4及び5と、を比較すると、後者は歯布剥離が原因でベルト走行時間が短いことから、表面ゴム層の耐摩耗性材料の配合量を含浸ゴム層よりも多くすることによって補強布とベルト本体との接着性がよくなることが分かる。
表面ゴム層が形成されていない比較例1〜3を比較すると、含浸ゴム層に耐摩耗性材料が配合された比較例3は台上負荷耐久試験での走行時間がやや長くなっていることが分かる。
以上説明したように、本発明はベルト本体のプーリと接触する部分が補強布で被覆された伝動ベルトについて有用である。
10 歯付ベルト(伝動ベルト)
11 歯付ベルト本体(ベルト本体)
13 補強布
14 補強布本体
15 RFL被膜
16 含浸ゴム層
18 表面ゴム層

Claims (5)

  1. ゴム組成物で形成されたベルト本体のプーリと接触する部分が補強布で被覆された伝動ベルトであって、
    上記補強布は、補強布本体と、該補強布本体の構成糸を表面被覆するように設けられたRFL被膜と、該RFL被膜で表面被覆された該補強布本体の構成糸間に設けられた含浸ゴム層と、該補強布本体のベルト表面露出側を被覆するように設けられた表面ゴム層と、を備え、
    上記表面ゴム層は、上記含浸ゴム層よりも原料ゴム100質量部に対する耐摩耗性材料の含有量が多いことを特徴とする伝動ベルト。
  2. 請求項1に記載された伝動ベルトにおいて、
    上記耐摩耗性材料がポリテトラフルオロエチレン粉末であることを特徴とする伝動ベルト。
  3. 請求項1又は2に記載された伝動ベルトにおいて、
    上記含浸ゴム層はイソシアネート化合物を含むことを特徴とする伝動ベルト。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載された伝動ベルトにおいて、
    上記含浸ゴム層は、上記耐摩耗性材料が原料ゴム100質量部に対して5〜100質量部含まれ、且つ上記表面ゴム層は、上記耐摩耗性材料が原料ゴム100質量部に対して20〜230質量部含まれていることを特徴とする伝動ベルト。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載された伝動ベルトにおいて、
    上記ベルト本体は歯付ベルト本体であることを特徴とする伝動ベルト。
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