JPWO2012172717A1 - Ｖリブドベルトの製造方法 - Google Patents

Abstract

Ｖリブドベルトの製造方法では、短繊維が配合されていない未架橋ゴム組成物を押出機で押出成形することによりＶリブ形成用の未架橋ゴムシートを作製する。その未架橋ゴムシートにおける少なくともＶリブを形成する側の表面層を、Ｖリブの表面に小孔を形成するための中空粒子及び発泡剤のうち少なくとも一方が配合された未架橋ゴム組成物で形成する。

Description

本発明は、Ｖリブドベルトの製造方法に関する。

Ｖリブドベルトでは、十分な動力伝達能力を確保しつつ動力伝達時の騒音を抑制する観点から、短繊維がベルト幅方向に配向した短繊維配合ゴム組成物によってＶリブが形成され、それによってＶリブ表面の摩擦係数の調整が図られている。そして、Ｖリブドベルトの製造工程において、Ｖリブを形成するための未架橋ゴムシートを押出成形により作製することが知られている。

例えば、特許文献１には、Ｖリブ部成形溝を有する拡張ダイが設けられた押出機により、Ｖリブより若干大きい形状に予備成形されたＶリブ部を外周部又は内周部に有する短繊維配合ゴム組成物からなる円筒状リブゴムチューブを押出成形し、そして、その円筒状リブゴムチューブを用いて加硫金型上にＶリブドベルト成形体を成形して加硫した後、Ｖリブドベルト成形体のＶリブ部の表面を研削してＶリブを形成するＶリブドベルトの製造方法が開示されている。

特許文献２には、拡張ダイが設けられた押出機により、短繊維配合ゴム組成物を内層に他のゴム組成物を表面層に積層した２層の筒状成形体に押出成形し、そして、その２層の筒状成形体を、外周面に可撓性ジャケットを装着した内型と内周面にリブ型を刻印した外型との間に介在させると共に、内型の可撓性ジャケットを膨張させることにより筒状成形体を外型のリブ型に密着させてＶリブ部を有する未加硫の予備成形体を作製するＶリブドベルトの製造方法が開示されている。

特開平０８−０７４９３６号公報 特開２００４−２１６８５７号公報

本発明は、各々、ベルト長さ方向に延び且つ表面に多数の小孔が形成された複数のＶリブがベルト幅方向に並列するように設けられたＶリブドベルトの製造方法であって、
短繊維が配合されていない未架橋ゴム組成物を押出機で押出成形することによりＶリブ形成用の未架橋ゴムシートを作製するゴムシート作製ステップを備え、
上記ゴムシート作製ステップでは、未架橋ゴムシートにおける少なくともＶリブを形成する側の表面層を、Ｖリブの表面に小孔を形成するための中空粒子及び発泡剤のうち少なくとも一方が配合された未架橋ゴム組成物で形成するものである。

実施形態１に係るＶリブドベルトの斜視図である。 押出機の概略構成を示す側面図である。 第１の例のダイの正面図である。 Ｖリブ形成部が形成されていない平板状の圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートの斜視図である。 第２の例のダイの正面図である。 Ｖリブ形成部が形成された平板状の圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートの斜視図である。 第３の例のダイの正面図である。 筒状の圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートの斜視図である。 （ａ）は第３の例のダイの正面図であり、（ｂ）は第４の例のダイの正面図である。 ベルト加硫成形型の縦断面図である。 ベルト加硫成形型の一部分の拡大縦断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は積層体を形成する工程を示す説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は積層体を外型にセットする工程を示す説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は外型を内型の外側に設ける工程を示す説明図である。 ベルトスラブを成型する工程を示す説明図である。 実施形態２に係るＶリブドベルトの斜視図である。 圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートの押出成形の説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートの斜視図である。

以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

［実施形態１］
（ＶリブドベルトＢ）
図１は実施形態１に係るＶリブドベルトＢを示す。実施形態１に係るＶリブドベルトＢは、例えば、自動車のエンジンルーム内に設けられる補機駆動ベルト伝動装置等に用いられるものである。実施形態１に係るＶリブドベルトＢは、例えば、ベルト長さが７００〜３０００ｍｍ、ベルト幅が１０〜３６ｍｍ、及びベルト厚さが４．０〜５．０ｍｍである。

実施形態１に係るＶリブドベルトＢは、ベルト内周側の圧縮ゴム層１１と中間の接着ゴム層１２とベルト外周側の背面ゴム層１３との三重層に構成されたベルト本体１０を備えており、そのベルト本体１０の接着ゴム層１２には、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線１４が埋設されている。

圧縮ゴム層１１は、プーリ接触部分を構成する複数のＶリブ１５がベルト内周側に垂下するように設けられている。複数のＶリブ１５は、各々がベルト長さ方向に延びる断面略逆三角形の突条に形成されていると共にベルト幅方向に並列するように設けられている。各Ｖリブ１５は、例えば、リブ高さが２．０〜３．０ｍｍ、及びリブ基端間の幅が１．０〜３．６ｍｍである。リブ数は例えば３〜６個である（図１ではリブ数が６）。

圧縮ゴム層１１は、原料ゴムに架橋剤を含む種々の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。

圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には短繊維が配合されていない。一方、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には、中空粒子及び発泡剤のうち少なくとも一方が配合されており、それによってＶリブ１５の内部には多数の空孔が形成されると共に表面には多数の小孔１６が形成されている。空孔及び小孔１６の密度は、圧縮ゴム層１１の内部側よりも表面側の方が高いことが好ましい。小孔１６の平均孔径は７０〜１２０μｍであることが好ましく、１００〜１２０μｍであることがより好ましい。小孔１６の平均孔径は、表面画像で測定される５０〜１００個の数平均として求めることができる。

接着ゴム層１２は、断面横長矩形の帯状に構成されており、厚さが例えば１．０〜２．５ｍｍである。背面ゴム層１３も、断面横長矩形の帯状に構成されており、厚さが例えば０．４〜０．８ｍｍである。背面ゴム層１３の表面は、ベルト背面が接触する平プーリとの間で生じる音を抑制する観点から、織布の布目が転写された形態に形成されていることが好ましい。

接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３のそれぞれは、原料ゴムに架橋剤を含む種々の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ことが好ましい。背面ゴム層１３は、ベルト背面が接触する平プーリとの接触で粘着が生じるのを抑制する観点から、接着ゴム層１２よりもやや硬めのゴム組成物で形成されていることが好ましい。

心線１４はゴムとの接着処理が施された撚り糸１４’で構成されている。

（ＶリブドベルトＢの製造方法）
実施形態１に係るＶリブドベルトＢの製造方法は、材料準備工程、材料セット工程、及び加硫成形・仕上げ工程からなる。

＜材料準備工程＞
−圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’−
圧縮ゴム層用、つまり、Ｖリブ形成用の未架橋ゴムシート１１’は、原料ゴム及び配合剤を押出機２０に投入し、混練して押出成形することにより作製する（ゴムシート作製ステップ）。なお、押出機２０には、予め原料ゴム及び配合剤をニーダー、バンバリーミキサー等の混練機に投入して混練して得られた未架橋ゴム組成物を投入してもよい。

圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’の原料ゴムとしては、例えば、エチレン・プロピレンコポリマー（ＥＰＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレン・オクテンコポリマー、エチレン・ブテンコポリマーなどのエチレン−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。原料ゴムは、これらのうちエチレン−α−オレフィンエラストマーであることが好ましい。原料ゴムは、単一種で構成されていてもよく、また、複数種がブレンドされて構成されていてもよい。

配合剤には、Ｖリブ１５の表面に小孔１６を形成するための中空粒子及び発泡剤のうち少なくとも一方が含まれる。従って、中空粒子及び発泡剤のうち一方だけが含まれていてもよく、また、それらの両方が含まれていてもよい。

中空粒子としては、例えば、内部に溶剤が封入された熱膨張性の中空粒子が挙げられる。中空粒子の膨張前の平均粒径は１５〜５０μｍであることが好ましく、２５〜３５μｍであることがより好ましい。中空粒子の膨張開始温度は例えば１４０〜１８０℃であり、１６０〜１８０℃であることが好ましい。中空粒子の膨張倍率は例えば粒径（セル径）の２〜１０倍である。中空粒子は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。中空粒子の配合量は、原料ゴム１００質量部に対して０．５〜１５質量部であることが好ましく、１〜５質量部であることがより好ましい。なお、市販の中空粒子としては、例えば、積水化学工業社製の商品名：アドバンセルＥＨＭ３０３（粒径２９μｍ）、アドバンセルＥＨＭ３０２（粒径２１μｍ）、アドバンセルＥＨＭ２０４（粒径４０μｍ）、及びアドバンセルＥＭ５０１（粒径２７μｍ）等が挙げられる。

発泡剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。発泡剤の発泡開始温度は例えば８０〜１８０℃であり、１４０〜１７０℃であることが好ましい。発泡剤の配合量は、原料ゴム１００質量部に対して１〜２０質量部であることが好ましく、５〜１５質量部であることがより好ましい。なお、市販の発泡剤としては、例えば、永和化成工業社製の商品名：ネオセルボンＮ＃１０００Ｍ等が挙げられる。

配合剤には、耐摩耗性を高める観点から、摩擦係数低減材として、粉状乃至粒状のモンモリロナイトや重量平均分子量が１００万以上である粉状乃至粒状の超高分子量ポリエチレン樹脂が含まれていることが好ましい。摩擦係数低減材の配合量は、原料ゴム１００質量部に対して例えば１０〜４０質量部である。摩擦係数低減材の粒径は例えば１〜１５０μｍである。

配合剤としては、その他に、カーボンブラックなどの補強材、軟化剤、加工助剤、加硫助剤、架橋剤、加硫促進剤、ゴム配合用樹脂等が挙げられる。なお、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には短繊維が配合されていないので、配合剤には短繊維は含まれない。

補強材としては、カーボンブラックでは、例えば、チャネルブラック；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、Ｎ−３３９、ＨＡＦ、Ｎ−３５１、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＥＣＦ、Ｎ−２３４などのファーネスブラック；ＦＴ、ＭＴなどのサーマルブラック；アセチレンブラック等が挙げられる。補強材としてはシリカも挙げられる。補強材は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。補強材の配合量は、耐摩耗性及び耐屈曲疲労性のバランスが良好となるという観点から、原料ゴム１００質量部に対して３０〜８０質量部であることが好ましい。

軟化剤としては、例えば、石油系軟化剤；パラフィンワックスなどの鉱物油系軟化剤；ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落下生油、木ろう、ロジン、パインオイルなどの植物油系軟化剤等が挙げられる。軟化剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。軟化剤の配合量は、原料ゴム１００質量部に対して例えば２〜３０質量部である。

加工助剤としては、例えば、ステアリン酸等が挙げられる。加工助剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。加工助剤の配合量は、原料ゴム１００質量部に対して例えば０．５〜５質量部である。

加硫助剤としては、酸化マグネシウムや酸化亜鉛（亜鉛華）などの金属酸化物等が挙げられる。加硫助剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。加硫助剤の配合量は、原料ゴム１００質量部に対して例えば１〜１０質量部である。

架橋剤としては、例えば、硫黄、有機過酸化物が挙げられる。架橋剤は、硫黄が単独で使用されていてもよく、また、有機過酸化物が単独で使用されていてもよく、さらには、それらの両方が併用されていてもよい。架橋剤の配合量は、硫黄の場合、原料ゴム１００質量部に対して例えば０．５〜４．０質量部であり、有機過酸化物の場合、原料ゴム１００質量部に対して例えば０．５〜８質量部である。

加硫促進剤としては、金属酸化物、金属炭酸塩、脂肪酸及びその誘導体等が挙げられる。加硫促進剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。加硫促進剤の配合量は、原料ゴム１００質量部に対して例えば０．５〜８質量部である。

ゴム配合用樹脂としては、例えば、フェノール樹脂等が挙げられる。ゴム配合用樹脂は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。ゴム配合用樹脂の配合量は、原料ゴム１００質量部に対して例えば０〜２０質量部である。

図２はこの工程で用いる押出機２０を示す。

この押出機２０は、上流側に材料供給用のホッパー２１が設けられていると共に内部にスクリュー２２が挿通されたシリンダ２３を備えており、ホッパー２１から投入された原料ゴム及び配合剤をシリンダ２３内においてスクリュー２２の翼により混練して未加硫ゴム組成物に形成すると共に、それを下流側に送るように構成されている。また、シリンダ２３は、長さ方向に沿って複数のゾーンに分割されており、各ゾーン毎に独立した加工温度の設定ができるように構成されている。シリンダ２３の内径及び内部の長さは特に限定されない。

シリンダ２３の下流端には押出成形用のダイ２４が設けられており、このダイ２４が有する吐出口２４ａから成形体としての圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を押出成形するように構成されている。また、ダイ２４は、シリンダ２３とは独立した加工温度の設定ができるように構成されている。

ダイ２４の吐出口２４ａは、図３に示すように、細長矩形のスリット状に形成されたものであってもよい。この場合、図４に示すように、成形体として長尺の平板状の未架橋ゴムシート１１’が押出成形される。つまり、このゴムシート作製ステップでは、押出機２０に、細長矩形のスリット状に形成された吐出口２４ａを有するダイ２４を設けることにより、押出機２０で、平板状の未架橋ゴムシート１１’を押出成形してもよい。未架橋ゴムシート１１’の幅及び厚さは特に限定されない。

ダイ２４の吐出口２４ａは、図５に示すように、細長のスリット状であって、その一方の長辺に沿ってＶリブ形状の溝が連設して形成されたものであってもよい。この場合、図６に示すように、成形体として、一方の面に、各々、押出方向に延びる複数のＶリブ形成部１５’が並列するように形成された長尺の平板状の未架橋ゴムシート１１’が押出成形される。つまり、このゴムシート作製ステップでは、押出機２０に、細長のスリット状であって、その一方の長辺に沿ってＶリブ形状の溝が連設されて形成された吐出口２４ａを有するダイ２４を設けることにより、押出機２０で、押出方向に延びる複数のＶリブ形成部１５’が並列するように形成された平板状の未架橋ゴムシート１１’を押出成形してもよい。Ｖリブ形成部１５’は、Ｖリブ１５と同一寸法に形成されていてもよく、また、Ｖリブ１５よりも大きめの寸法に形成されていてもよく、さらに、押出成形後に表面に中空粒子及び／又は発泡剤を散布する場合や他の材料を積層する場合には、Ｖリブ１５よりも小さめの寸法に形成されていてもよい。

ダイ２４の吐出口２４ａは、図７に示すように、円周形状に形成されたものであってもよい。この場合、図８に示すように、成形体として長尺の筒状の未架橋ゴムシート１１’が押出成形される。後述の成形加硫時には、円筒状のゴムスリーブ３５上に未架橋ゴムシート１１’を設けるが、図８に示す筒状の未架橋ゴムシート１１’をそのまま被せて使用してもよい。つまり、このゴムシート作製ステップでは、押出機２０に、円周形状に形成された吐出口２４ａを有するダイ２４を設けることにより、押出機２０で、筒状の未架橋ゴムシート１１’を押出成形し、続くＶリブ形成ステップにおいて、後述の通り、このゴムシート作製ステップで作製した筒状の未架橋ゴムシート１１’を、筒状のゴムスリーブ３５に被せて、ベルト加硫成形型３０におけるＶリブ形成溝３３が形成された成形面に当接させると共に加熱及び加圧して架橋させることによりＶリブ１５を形成してもよい。また、この筒状の未架橋ゴムシート１１’を長さ方向に切断し、図４に示すような平板状の未架橋ゴムシート１１’として使用してもよい。つまり、このゴムシート作製ステップでは、押出機２０に、円周形状であって、その内周に沿ってＶリブ形状の溝が連設して形成された吐出口２４ａを有するダイ２４を設けることにより、押出機２０で、内周面に押出方向に延びる複数のＶリブ形成部１５’が並列するように形成された筒状の未架橋ゴムシート１１’を押出成形し、それを長さ方向に切断して平板状に形成してもよい。筒状の未架橋ゴムシート１１’の周長及び厚さは特に限定されない。

ダイ２４の吐出口２４ａは、図９（ａ）に示すように、円周形状であって、その内周に沿ってＶリブ形状の溝が連設して形成されたものであってもよく、また、図９（ｂ）に示すように、円周形状であって、その外周に沿ってＶリブ形状の溝が連設して形成されたものであってもよい。これらの場合、成形体として、内周面又は外周面に、各々、押出方向に延びる複数のＶリブ形成部１５’が並列するように形成された長尺の筒状の未架橋ゴムシート１１’が押出成形される。但し、後述の成形加硫時には、円筒状のゴムスリーブ３５上に、未架橋ゴムシート１１’を、複数のＶリブ形成部１５’が周方向に延びるように設ける必要があるので、押出機２０で押出成形した、これらの筒状の未架橋ゴムシート１１’を長さ方向に切断し、図６に示すような一方の面に複数のＶリブ形成部１５’が並列するように形成された平板状の未架橋ゴムシート１１’として使用する。つまり、このゴムシート作製ステップでは、押出機２０に、円周形状であって、その内周又は外周に沿ってＶリブ形状の溝が連設して形成された吐出口２４ａを有するダイ２４を設けることにより、押出機２０で、内周面又は外周面に押出方向に延びる複数のＶリブ形成部１５’が並列するように形成された筒状の未架橋ゴムシート１１’を押出成形し、それを長さ方向に切断して平板状に形成してもよい。

押出成形時のシリンダ２３及びダイ２４の加工温度は、特に限定されず、中空粒子の膨張開始温度及び／又は発泡剤の発泡開始温度以上であってもよく、また、中空粒子の膨張開始温度よりも低く及び／又は発泡剤の発泡開始温度よりも低くてもよい。前者の場合、押出成形時において中空粒子が加熱されて膨張及び／又は発泡剤が加熱されて発泡することにより未架橋ゴム組成物内に空孔が形成され、そのため押出成形される未架橋ゴムシート１１’の表面に多数の小孔１６が形成される。後者の場合、押出成形時において中空粒子の膨張及び／又は発泡剤の発泡は無く、押出成形される未架橋ゴムシート１１’の表面に小孔１６は形成されない。

押出成形時に未架橋ゴムシート１１’の表面に形成された小孔１６が潰れるのを抑制する観点からは後者が好ましく、その場合、後述の加硫成形時において中空粒子の膨張開始温度及び／又は発泡剤の発泡開始温度以上の加硫成形温度で加熱し、それによって中空粒子を膨張させ及び／又は発泡剤を発泡させることによりゴム組成物内に空孔を生成させると共にＶリブ１５の表面に多数の小孔１６を形成させてもよい。

また、押出成形した未架橋ゴムシート１１’を、加硫成形によりＶリブ１５を形成する前に、中空粒子の膨張開始温度及び／又は発泡剤の発泡開始温度以上で且つ加硫成形温度よりも低い温度で表面を予備加熱し、それによって中空粒子を膨張させ及び／又は発泡剤を発泡させることにより未架橋ゴムシート１１’内に空孔を生成させると共にその表面に多数の小孔１６を形成させ、それを用いて加硫成形を行ってもよい。つまり、ゴムシート作製ステップにおける押出成形後で且つＶリブ形成前の未架橋ゴムシート１１’を、中空粒子の膨張開始温度及び／又は発泡剤の発泡開始温度以上で且つＶリブ形成時の温度よりも低い温度で表面を予備加熱し、それによって中空粒子を膨張させ及び／又は発泡剤を発泡させてもよい。

さらに、Ｖリブ１５の表面に多数の小孔１６を形成させる観点からは、当初に未架橋ゴム組成物に配合する中空粒子及び／又は発泡剤を少量としておき、押出成形した未架橋ゴムシート１１’の表面に中空粒子及び／又は発泡剤を散布または塗布し、加硫成形時における加硫成形温度での加熱によって中空粒子を膨張させ及び／又は発泡剤を発泡させることによりゴム組成物内に空孔を生成させることが好ましい。つまり、ゴムシート作製ステップにおける押出成形後で且つＶリブ形成前の未架橋ゴムシート１１’の表面に中空粒子及び／又は発泡剤を散布又は塗布し、Ｖリブ形成時の加熱によって中空粒子を膨張させ及び／又は発泡剤を発泡させることが好ましい。

ここで、中空粒子による小孔１６の生成メカニズムについて説明すると、押出成型時、加硫成型時、又は、予備加熱時に、ゴム組成物に配合された中空粒子は膨張するが、表面近傍に存在するものの中には膨張して破裂や変形して表面に凹部を形成するものが含まれ、その凹部が小孔１６を構成することとなる。従って、ゴム表層を研磨等して中空粒子の一部を切除することなく、ゴム表面に小孔１６を形成することができる。勿論、ゴム表層を研磨等して中空粒子の一部を切除することによりゴム表面に小孔１６を形成してもよい。なお、中空粒子によって形成された小孔１６の内壁には中空粒子の殻（シェル）が付着する場合がある。

押出成形時のスクリュー２２の回転数及び成形体の時間当たりの吐出量は特に限定されない。

ところで、短繊維が配合された未架橋ゴム組成物を押出成形する場合、短繊維の配向が不十分となるため、得られた未架橋ゴムシートを用いても実使用に耐え得るＶリブドベルトを製造することは困難である。そのため、実際には、短繊維が配合された未架橋ゴム組成物を混練し、次いで、それをカレンダで圧延して短繊維が長さ方向に配向した未架橋ゴムシートに成形し、続いて、その未架橋ゴムシートを一定長さ毎に長さ方向に対して直交する方向に切断してゴム片を形成し、そして、それらのゴム片の側辺同士をジョイントすることにより、短繊維が幅方向に配向したＶリブを形成するための未架橋ゴムシートを作製している。

しかしながら、実施形態１に係るＶリブドベルトＢの製造方法によれば、以上のように、圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を、短繊維が配合されておらず、その代わりに中空粒子及び発泡剤のうち少なくとも一方が配合された未架橋ゴム組成物を用い、しかも押出成形により作製するので、高価な短繊維を使用せず、また、その配向制御を行う必要もなく、従って、低コストで且つ少ない工程でＶリブドベルトＢを製造することができる。

−接着ゴム層用及び背面ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’，１３’−
接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’は、原料ゴム及び配合剤をニーダー、バンバリーミキサー等の混練機に投入して混練し、得られた未架橋ゴム組成物をカレンダ等を用いてシート状に成形して作製する。背面ゴム層用の未架橋ゴムシート１３’も同様にして作製する。なお、接着ゴム層用及び背面ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’，１３’は、圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’と同様に押出成形で作製してもよい。

接着ゴム層用及び背面ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’，１３’の原料ゴムとしては、例えば、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。接着ゴム層用及び背面ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’，１３’は圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’の原料ゴムと同一であることが好ましい。

配合剤としては、圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’と同様のものが挙げられる。但し、接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’の配合剤には中空粒子及び発泡剤が含まれていないことが好ましい。

圧縮ゴム層用、接着ゴム層用、及び背面ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’，１２’，１３’は、別配合のゴム組成物で構成されていてもよく、また、同じ配合のゴム組成物で構成されていてもよい。

−心線用の撚り糸１４’−
心線用の撚り糸１４’には、ＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱する接着処理を行った後、ゴム糊に浸漬して加熱乾燥する接着処理を行う。

心線用の撚り糸１４’の構成繊維としては、例えば、ポリエステル繊維（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）、アラミド繊維、ビニロン繊維等が挙げられる。

＜材料セット工程＞
図１０及び１１はこの工程で用いるベルト加硫成形型３０を示す。

このベルト加硫成形型３０は、同心状に設けられた、各々、円筒状の内型３１及び外型３２からなる。内型３１は、ゴム等の可撓性材料で形成されている。外型３２は、金属等の剛性材料で形成されている。外型３２の内周面は成型面に構成されており、その外型３２の内周面には、Ｖリブ形成溝３３が軸方向に一定ピッチで設けられている。また、外型３２には、水蒸気等の熱媒体や水等の冷媒体を流通させて温調する温調機構が設けられている。そして、このベルト加硫成形型３０では、内型３１を内部から加圧膨張させるための加圧手段が設けられている。

ベルト成形のための材料セットとして、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、まず、表面が平滑な円筒ドラム３４上にゴムスリーブ３５を被せる。なお、ゴムスリーブ３５の外周面は成型面に構成されており、その外周面には、織布の布目形成模様等が設けられている。

次いで、その上に、背面ゴム層用の未架橋ゴムシート１３’、及び接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’を順に巻き付けて積層し、その上から心線用の撚り糸１４’を円筒状のゴムスリーブ３５に対して螺旋状に巻き付け、さらにその上から接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’を順に巻き付ける。

そして、その上から圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を設けて積層体１０’を形成する。このとき、図４に示すようなＶリブ形成部１５’が形成されていない平板状の圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を用いる場合には、図１２（ａ）に示すように、接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’の上から圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を巻き付け、その両端を突き合わせジョイント又はラップジョイント等により接合する。また、図６に示すような一方の面に複数のＶリブ形成部１５’が並列するように形成された圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を用いる場合には、図１２（ｂ）に示すように、接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’の上から圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を、Ｖリブ形成部１５’が周方向に延びるように巻き付け、その両端を突き合わせジョイント又はラップジョイント等により接合する。図８に示すような筒状の圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を用いる場合には、接着ゴム層用の未架橋ゴムシート１２’の上から筒状の圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を被せる。なお、この場合、形態は図１２（ａ）と同様になる。

＜加硫成形・仕上げ工程＞
各材料をセットして形成した積層体１０’を設けたゴムスリーブ３５を円筒ドラム３４から外し、それを外型３２の内周面側に内嵌め状態にセットする。このとき、図４及び図８に示すようなＶリブ形成部１５’が形成されていない圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を用いる場合には、図１３（ａ）に示すように、積層体１０’の最外層の圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を、ベルト加硫成形型３０における外型３２の内周面の成形面に、未架橋ゴムシート１１’にＶリブ形成溝３３の開口端部が接触するように当接させる。図６に示すようなＶリブ形成部１５’が形成された圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を用いる場合には、図１３（ｂ）に示すように、積層体１０’の最外層の圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’を、ベルト加硫成形型３０における外型３２の内周面の成形面に、Ｖリブ形成部１５’をＶリブ形成溝３３に嵌め入れるように当接させる。

次いで、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、内型３１を外型３２にセットされたゴムスリーブ３５内に位置付けて密閉する。なお、図１４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１３（ａ）及び（ｂ）に対応する。

続いて、外型３２を加熱すると共に、内型３１の密封された内部に高圧空気等を注入して加圧する。このとき、図１５に示すように、内型３１が膨張することにより、外型３２の成型面に、積層体１０’を構成する未架橋ゴムシート１１’，１２’，１３’が圧接され、加熱及び加圧によりそれらの架橋が進行して一体化すると共に撚り糸１４’と複合化し、最終的に、外周面に周方向に延びるＶリブ１５が形成された円筒状のベルトスラブＳが加硫成形される（Ｖリブ形成ステップ）。このベルトスラブＳの加硫成形温度は例えば１００〜１８０℃、加硫成形圧力は例えば０．５〜２．０ＭＰａ、加硫成形時間は例えば１０〜６０分である。

そして、内型３１の内部を減圧して密閉を解き、内型３１と外型３２との間でゴムスリーブ３５を介して加硫成形されたベルトスラブＳを取り出し、それを所定幅に輪切りして表裏を裏返すことによりＶリブドベルトＢが得られる。

なお、必要に応じて形成されたＶリブ１５の表面を研削してもよいが、実施形態１に係るＶリブドベルトＢの場合、Ｖリブ１５の表面から短繊維を突出させる必要はないので、かかる研削は基本的に不要である。従って、短繊維配合ゴム組成物で形成されたＶリブを研削する従来のＶリブドベルトの製造方法に比べ、研削工程が不要であることから工程の簡略化を図ることができ、また、研削のための設備が不要であり、さらに、研削により廃棄することによる材料ロスを防止することができる。

［実施形態２］
（ＶリブドベルトＢ）
図１６は実施形態２に係るＶリブドベルトＢを示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は実施形態１と同一符号で示す。

実施形態２に係るＶリブドベルトＢでは、圧縮ゴム層１１は、プーリ接触表面全体に沿うように層状に形成された表面ゴム層１１ａとその内側の内部ゴム層１１ｂとの２層構造を有する。表面ゴム層１１ａは、実施形態１に係るＶリブドベルトＢの圧縮ゴム層１１と同様の構成のゴム組成物で形成されており、それによってＶリブ１５の内部には多数の空孔が形成されると共に表面には多数の小孔１６が形成されている。空孔及び小孔１６の密度は、表面ゴム層１１ａの内部側よりも表面側の方が高いことが好ましい。内部ゴム層１１ｂは、中空粒子及び発泡剤のいずれもが配合されていないことを除いて表面ゴム層１１ａと同様の構成のゴム組成物で形成されている。表面ゴム層１１ａの厚さは例えば０．３〜０．６ｍｍ、及び内部ゴム層１１ｂの厚さは例えば１．６〜２．０ｍｍである。

その他の構成は実施形態１と同一である。

（ＶリブドベルトＢの製造方法）
実施形態２に係るＶリブドベルトＢの製造方法では、圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシート１１’の押出成形において、図１７に示すように、中空粒子及び発泡剤のうち少なくとも一方が配合された第１の未架橋ゴム組成物Ｒ１及び中空粒子及び発泡剤のいずれもが配合されていない第２の未架橋ゴム組成物Ｒ２の２種類の未加硫ゴム組成物をそれぞれシリンダ２３内で混練し、それらをダイ２４内において積層する。

そして、押出成形される未架橋ゴムシート１１’は、第１の未架橋ゴム組成物Ｒ１で形成された第１層１１ａ’とそれに積層されるように設けられた第２の未架橋ゴム組成物Ｒ２で形成された第２層１１ｂ’との２層構造を有することとなる。具体的には、Ｖリブ形成部１５’が形成されていない平板状の未架橋ゴムシート１１’の場合、図１８（ａ）に示すように、ベルト加硫成形型３０に当接させる側の表面層を第１層１１ａ’で構成し、他方側の層を第２層１１ｂ’で構成する。Ｖリブ形成部１５’が形成された平板状の未架橋ゴムシート１１’の場合、図１８（ｂ）に示すように、ベルト加硫成形型３０に当接させるＶリブ形成部１５’が形成された側の層を第１層１１ａ’で構成し、他方側の層を第２層１１ｂ’で構成する。Ｖリブ形成部１５’が形成されていない筒状の未架橋ゴムシート１１’の場合、図１８（ｃ）に示すように、ベルト加硫成形型３０に当接させる側の外側表面層を第１層１１ａ’で構成し、内側層を第２層１１ｂ’で構成する。第１層１１ａ’の厚さは例えば０．０５〜１ｍｍであり、第２層１１ｂ’の厚さは例えば２〜３ｍｍである。

その他の構成、作用効果は実施形態１と同一である。

［その他の実施形態］
上記実施形態１及び２では、圧縮ゴム層１１、接着ゴム層１２、及び背面ゴム層１３によりベルト本体１０が構成されたものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、圧縮ゴム層１１及び接着ゴム層１２によりベルト本体１０が構成され、背面ゴム層１３の代わりに、例えば、綿、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等の糸で形成された織布、編物、不織布等で構成された補強布が設けられたものであってもよい。

上記実施形態１及び２では、ベルト加硫成形型３０を用いて加硫成形を行う構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、積層体１０’をロートキュアにより連続して加硫成形を行ってもよい。

本発明は、Ｖリブドベルトの製造方法について有用である。

Ｂ Ｖリブドベルト
Ｒ１ 第１の未架橋ゴム組成物
Ｒ２ 第２の未架橋ゴム組成物
Ｓ ベルトスラブ
１０ ベルト本体
１０’ 積層体
１１ 圧縮ゴム層
１１’，１２’，１３’ 未架橋ゴムシート
１１ａ 表面ゴム層
１１ａ’ 第１層
１１ｂ 内部ゴム層
１１ｂ’ 第２層
１２ 接着ゴム層
１３ 背面ゴム層
１４ 心線
１４’ 撚り糸
１５ Ｖリブ
１５’ Ｖリブ形成部
１６ 小孔
２０ 押出機
２１ ホッパー
２２ スクリュー
２３ シリンダ
２４ ダイ
２４ａ 吐出口
３０ ベルト加硫成形型
３１ 内型
３２ 外型
３３ Ｖリブ形成溝
３４ 円筒ドラム
３５ ゴムスリーブ

Claims (15)

1. 各々、ベルト長さ方向に延び且つ表面に多数の小孔が形成された複数のＶリブがベルト幅方向に並列するように設けられたＶリブドベルトの製造方法であって、
   短繊維が配合されていない未架橋ゴム組成物を押出機で押出成形することによりＶリブ形成用の未架橋ゴムシートを作製するゴムシート作製ステップを備え、
   上記ゴムシート作製ステップでは、未架橋ゴムシートにおける少なくともＶリブを形成する側の表面層を、Ｖリブの表面に小孔を形成するための中空粒子及び発泡剤のうち少なくとも一方が配合された未架橋ゴム組成物で形成するＶリブドベルトの製造方法。
2. 請求項１に記載されたＶリブドベルトの製造方法において、
   上記ゴムシート作製ステップでは、上記押出機に、Ｖリブ形状が形成された吐出口を有するダイを設けることにより、該押出機で押出成形する未架橋ゴムシートに複数のＶリブ形成部を並列するように形成するＶリブドベルトの製造方法。
3. 請求項２に記載されたＶリブドベルトの製造方法において、
   上記ゴムシート作製ステップでは、上記押出機に、細長のスリット状であって、その一方の長辺に沿ってＶリブ形状の溝が連設されて形成された吐出口を有するダイを設けることにより、該押出機で、押出方向に延びる複数のＶリブ形成部が並列するように形成された平板状の未架橋ゴムシートを押出成形するＶリブドベルトの製造方法。
4. 請求項２に記載されたＶリブドベルトの製造方法において、
   上記ゴムシート作製ステップでは、上記押出機に、円周形状であって、その内周に沿ってＶリブ形状の溝が連設して形成された吐出口を有するダイを設けることにより、該押出機で、内周面に押出方向に延びる複数のＶリブ形成部が並列するように形成された筒状の未架橋ゴムシートを押出成形し、それを長さ方向に切断して平板状に形成するＶリブドベルトの製造方法。
5. 請求項２に記載されたＶリブドベルトの製造方法において、
   上記ゴムシート作製ステップでは、上記押出機に、円周形状であって、その外周に沿ってＶリブ形状の溝が連設して形成された吐出口を有するダイを設けることにより、該押出機で、外周面に押出方向に延びる複数のＶリブ形成部が並列するように形成された筒状の未架橋ゴムシートを押出成形し、それを長さ方向に切断して平板状に形成するＶリブドベルトの製造方法。
6. 請求項２乃至５のいずれかに記載されたＶリブドベルトの製造方法において、
   上記ゴムシート作製ステップで作製した複数のＶリブ形成部が形成された平板状の未架橋ゴムシートを、成形型におけるＶリブ形成溝が形成された成形面に、Ｖリブ形成部をＶリブ形成溝に嵌め入れるように当接させると共に加熱及び加圧して架橋させることによりＶリブを形成するＶリブ形成ステップをさらに備えたＶリブドベルトの製造方法。
7. 請求項１に記載されたＶリブドベルトの製造方法において、
   上記ゴムシート作製ステップでは、上記押出機に、細長矩形のスリット状に形成された吐出口を有するダイを設けることにより、該押出機で、平板状の未架橋ゴムシートを押出成形するＶリブドベルトの製造方法。
8. 請求項１に記載されたＶリブドベルトの製造方法において、
   上記ゴムシート作製ステップでは、上記押出機に、円周形状に形成された吐出口を有するダイを設けることにより、該押出機で、筒状の未架橋ゴムシートを押出成形し、それを長さ方向に切断して平板状に形成するＶリブドベルトの製造方法。
9. 請求項７又は８に記載されたＶリブドベルトの製造方法において、
   上記ゴムシート作製ステップで作製した平板状の未架橋ゴムシートを、成形型におけるＶリブ形成溝が形成された成形面に当接させると共に加熱及び加圧して架橋させることによりＶリブを形成するＶリブ形成ステップをさらに備えたＶリブドベルトの製造方法。
10. 請求項１に記載されたＶリブドベルトの製造方法において、
    上記ゴムシート作製ステップでは、上記押出機に、円周形状に形成された吐出口を有するダイを設けることにより、該押出機で、筒状の未架橋ゴムシートを押出成形し、
    上記ゴムシート作製ステップで作製した筒状の未架橋ゴムシートを、筒状のゴムスリーブに被せて、成形型におけるＶリブ形成溝が形成された成形面に当接させると共に加熱及び加圧して架橋させることによりＶリブを形成するＶリブ形成ステップをさらに備えたＶリブドベルトの製造方法。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載されたＶリブドベルトの製造方法において、
    上記ゴムシート作製ステップでは、上記押出機で押出成形する未架橋ゴムシートを、Ｖリブを形成する側の表面層を構成し且つ中空粒子及び発泡剤のうち少なくとも一方が配合された未架橋ゴム組成物で形成された第１層と、該第１層に積層されるように設けられ且つ中空粒子及び発泡剤のいずれもが配合されていない未架橋ゴム組成物で形成された第２層と、を有するように形成するＶリブドベルトの製造方法。
12. 請求項１乃至１１のいずれかに記載されたＶリブドベルトの製造方法において、
    上記ゴムシート作製ステップでは、上記押出機における加工温度を、中空粒子の膨張開始温度及び／又は発泡剤の発泡開始温度よりも低く設定するＶリブドベルトの製造方法。
13. 請求項１２に記載されたＶリブドベルトの製造方法において、
    上記ゴムシート作製ステップにおける押出成形後で且つＶリブ形成前の未架橋ゴムシートを、中空粒子の膨張開始温度及び／又は発泡剤の発泡開始温度以上で且つＶリブ形成時の温度よりも低い温度で表面を予備加熱し、それによって中空粒子を膨張させ及び／又は発泡剤を発泡させるＶリブドベルトの製造方法。
14. 請求項１２又は１３に記載されたＶリブドベルトの製造方法において、
    上記ゴムシート作製ステップにおける押出成形後で且つＶリブ形成前の未架橋ゴムシートの表面に中空粒子及び／又は発泡剤を散布又は塗布し、Ｖリブ形成時の加熱によって中空粒子を膨張させ及び／又は発泡剤を発泡させるＶリブドベルトの製造方法。
15. 請求項６、９、又は１０に記載されたＶリブドベルトの製造方法において、
    上記Ｖリブ形成ステップの後、形成されたＶリブの表面を研削するステップを有さないＶリブドベルトの製造方法。

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