TWI677426B - 樹脂製帶 - Google Patents

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牛島慎二
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曹志丹
Zhidan CAO
原田大
Masaru Harada
服部恭弘
Yasuhiro Hattori
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Abstract

本發明之課題，係在於提供一種在帶本體與編織物之間之接著強度上為優良、特別是使帶之長邊方向的剝離強度顯著地作了提昇的樹脂製帶，該課題，係藉由下述一般之樹脂製帶而作了解決，該樹脂製帶(1)，係在由熱可塑性樹脂所成之帶本體(2)的行走面上，具備有沿著長邊方向而以特定間隔作配置的複數之齒部(3)，並將該齒部(3)藉由齒布(5)來作被覆所成，該齒布(5)，係為在帶長邊方向上，將熱可塑性合成樹脂纖維作為經絲來使用，並且在帶寬幅方向上，將氟系樹脂纖維作為緯絲來使用，而將該些之經絲和緯絲作編織所成之織布，在前述帶長邊方向上所使用的熱可塑性合成樹脂纖維之編織卷曲(crimp)，係較在前述帶寬幅方向上所使用的氟系樹脂纖維之編織卷曲而更大。

Description

樹脂製帶
本發明，係有關於樹脂製帶，更詳細而言，係有關於帶本體之熱可塑性樹脂與編織物之間的接著強度為優良、特別是使帶長邊方向之剝離強度變高，並使樹脂製帶之耐久性提昇，而使耐磨耗性、滑動性以及成形性作了提昇的樹脂製帶。
於先前技術中，作為防止在工廠之生產、搬送、組裝線等之搬送系中所使用的帶或正時皮帶等之磨耗的手法，係存在有(1)塗布油、蠟等之潤滑劑的手法、(2)在滑動面(齒面、背面)處將由尼龍等之滑動性為佳之材料所成之布作一體成形的手法、(3)作為形成帶本體之材料而此用低摩擦材料的手法等。
(1)之塗布潤滑劑的手法，由於就算是能夠得到初期性的效果，效果也會隨著時間之經過而減少，因此，係有必要進行像是定期性地再度塗布潤滑劑等的維修，而並不理想。進而，依存於帶的使用用途和由帶所搬送之搬送物等，也會有成為無法使用油或蠟的情況，而欠缺泛用性。
又，(2)之張貼尼龍系布的手法和(3)之在帶本體處使用低摩擦材料的手法，在以高速、高負載而進行滑動的情況時，多會有無法期待有太大之效果的情形。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開昭55-115643號公報
因此，係期待開發出一種身為耐磨耗性為優良之帶並且在以高速、高負載來進行滑動的情況時之滑動性亦為優良之帶。
在專利文獻1中，係揭示有由氟系樹脂纖維和熱可塑性合成樹脂纖維所成之正時皮帶用覆蓋交織物、和使用有該覆蓋交織物之帶。在專利文獻1中，係記載有：僅在覆蓋交織物之表面上，使用耐熱性、耐藥品性為良好而摩擦係數為低之聚四氟乙烯纖維，覆蓋交織物與橡膠之間的接著面，係使用有與橡膠間之接著性為良好的如同聚氨酯纖維一般之熱可塑性合成纖維。
若依據此技術，則係對於橡膠帶與編織物之間之接著性有所助益，但是，帶本體與編織物之間之接著強度係並不能夠說是充分，而期待能夠達成剝離強度之提昇。
因此，本發明之課題，係在於提供一種帶本體與編織物之間的接著強度為優良、特別是使帶長邊方向之剝離強度顯著地作了提昇的樹脂製帶。
又，本發明之其他課題，係可基於以下之記載而成為明瞭。
上述課題，係藉由以下之各發明而被解決。
1.一種樹脂製帶，係在由熱可塑性樹脂所成之帶本體的行走面上，具備有沿著長邊方向而以特定間隔作配置的複數之齒部，並將該齒部藉由齒布來作被覆所成，該樹脂製帶，其特徵為：該齒布，係為在帶長邊方向上，將熱可塑性合成樹脂纖維作為經絲來使用，並且在帶寬幅方向上，將氟系樹脂纖維作為緯絲來使用，而將該些之經絲和緯絲作編織所成之織布，在前述帶長邊方向上所使用的熱可塑性合成樹脂纖維之編織卷曲(crimp)，係較在前述帶寬幅方向上所使用的氟系樹脂纖維之編織卷曲而更大。
2.如前述1所記載之樹脂製帶，其中，在前述齒部之齒表面側處所露出的前述氟系樹脂纖維之比例，係為每單位面積50%以上，在與前述帶本體之間之接合面側處所露出的前述氟系樹脂纖維之比例，係為50%以下。
3.如前述1或2所記載之樹脂製帶，其中，前述帶本體，係由聚氨酯所成。
4.如前述1~3中之任一者所記載之樹脂製帶，其中，前述熱可塑性合成樹脂纖維係由尼龍纖維所成，前述氟系樹脂纖維係由四氟乙烯系樹脂纖維所成。
5.如前述1~4中之任一者所記載之樹脂製帶，其中，前述齒布之經方向的拉張伸長率，係為20%以上60%以下。
6.如前述1~5中之任一者所記載之樹脂製帶，其中，前述帶本體與前述齒布，係被一體性地形成。
7.如前述1~6中之任一者所記載之樹脂製帶，其中，係將前述齒布，在規格JIS K6372、規格JIS K6373、規格ISO 5296-1或規格ISO 5296-2中所記載的梯形齒型帶之MXL形態、XL形態、L形態、H形態或XH形態之任一者的齒面部上一體性地形成所成，或者是在規格DIN7721中所記載之梯形齒型帶的T2.5形態、T5形態、T10形態或T20形態之任一者的齒面部上一體性地形成所成。
8.如前述1~6中之任一者所記載之樹脂製帶，其中，係將前述齒布，在特殊梯形齒型帶之AT形態的齒面部上一體性地形成所成。
9.如前述1~6中之任一者所記載之樹脂製帶，其中，係將前述齒布，在規格JIS B1857-1或者是規格ISO 13050中所記載的圓弧齒型帶之H形態、S形態、P形態之任一者的齒面部上一體性地形成所成。
10.如前述1~6中之任一者所記載之樹脂製帶，其中，係將前述齒布，在圓弧齒型帶之MA形態的齒面部上一體性地形成所成。 　　11. 如前述1～10中之任一者所記載之樹脂製帶，其中，係將前述齒布，在帶背面部上一體性地形成所成。 　　12. 如前述1～10中之任一者所記載之樹脂製帶，其中，係將前述齒布，在帶背面部以及齒面部上一體性地形成所成。 　　13. 如前述1～12中之任一者所記載之樹脂製帶，其中，前述帶本體，係將從鋼線、不鏽鋼線、醯胺(aramid)纖維、玻璃纖維、碳纖維、尼龍纖維、聚酯纖維或聚對伸苯苯並噁唑(PBO)纖維中所選擇之至少一種，作為芯線而含有之。
若依據本發明，則係能夠提供一種帶本體與編織物之間的接著強度為優良、特別是使帶長邊方向之剝離強度顯著地作了提昇的樹脂製帶。
又，若依據本發明，則係可提供一種在耐磨耗性上為優良並且在以高速、高負載來進行滑動的情況時之滑動性為優良，而能夠適用在押出成形中之成形性為優良之樹脂製帶。
以下，針對本發明之實施形態，使用圖面而作說明。 　　圖1，係為對於本發明之樹脂製帶的其中一例作展示之重要部分立體圖。 　　在圖1中，樹脂製帶1，係於帶本體2之行走面側處具備有齒部3。在齒部3之兩側處，係被形成有齒底4。在齒部3和齒底4之表面處，係以將該些作被覆的方式而被設置有齒布5。
作為帶本體2，只要是身為在生產、搬送、組裝線等之中作為正時皮帶所使用的工業用帶，則係並未特別作限定，例如，係可使用彎折帶(flex belt)和接合帶(joint belt)等。
齒部3和齒底4係被交互形成，並構成為在行走面側處沿著長邊方向來與附有齒之滑輪相互咬合。由於係與滑輪之齒相咬合並進行傳動，因此，係能夠如同鏈條和齒輪一般地而進行正確的同步傳動。
各齒部3，例如係構成為剖面梯形形狀或剖面圓弧形狀，但是，係並不被限定於此。
剖面梯形形狀之齒部3，例如，係可設為在規格JIS K6372、規格JIS K6373、規格ISO 5296-1或規格ISO 5296-2中所記載的MXL形態、XL形態、L形態、H形態、XH形態之任一者，或者是設為在DIN7721中所記載之T2.5形態、T5形態、T10形態、T20形態之任一者。或者是，係亦可為AT形態之特殊梯形齒型。
剖面圓弧形狀之齒部3，例如，係可設為在規格JIS B1857-1以及ISO 13050中所記載的H形態、S形態、P形態之任一者。或者是，係亦可為MA形態之圓弧齒型。
又，在長邊方向上而相鄰之各齒部3、3、…之間隔(1個的齒部之中心和與其相鄰之齒部之中心的距離)，係並不被作限定，例如係為5～30mm程度。
帶本體2，較理想，係使從背面部(外周面)6起直到行走面側之複數之齒部3藉由壓出成形而被形成並被一體化。
包含齒部3和齒底4之帶本體2，係由熱可塑性樹脂所成。作為熱可塑性樹脂，係並未特別作限定，例如，係可例示有二烯系橡膠、烯烴系橡膠、丙烯酸系橡膠，氟橡膠，矽酮系橡膠，聚氨酯系橡膠等。形成帶本體2之材料，係可因應於使用條件而適宜作選擇，其中，從同時達成與織布間之接著性、耐磨耗性以及成形性的觀點來看，係可合適使用聚氨酯。
在帶本體2之齒部的下方，係可埋設芯線7。作為芯線7，係可使用鋼線和不鏽鋼線等之金屬材料之細線、或醯胺(aramid)纖維、玻璃纖維、碳纖維、聚醯胺纖維、聚酯纖維、PBO(聚對伸苯苯並噁唑)纖維等之纖維材料之細線，此些之纖維，係可單獨作使用，或是將二種以上作組合使用。又，芯線7，係亦可使用將上述金屬材料之細線或纖維材料之細線作任意組合之材料作了絞合的絞合線等。芯線7之埋設根數和埋設方式，係並未特別作限定。
在帶本體2之行走面(與滑輪相咬合之面)處，係被被覆有齒布5。齒布5，係作為經絲而使用有熱可塑性合成樹脂纖維，並作為緯絲而使用有氟系樹脂纖維。
亦即是，在本實施形態中，係在長邊方向(縱方向)上將熱可塑性合成樹脂纖維作為經絲來使用，並在寬幅方向(橫方向)上將氟系樹脂纖維作為緯絲來使用，而進行編織並得到接著性為優良之齒布。
在本發明中，在帶長邊方向上所使用的熱可塑性合成樹脂纖維之編織卷曲(crimp)，係較在帶寬幅方向上所使用的氟系樹脂纖維之編織卷曲而更大。
在本發明中之編織卷曲，係可藉由準據於JIS L1096-2010之方法來進行測定。
在將齒布與帶本體之齒部作接著時，例如在使齒布密著於帶本體上並進行一體成形時，構成帶本體之熱可塑性樹脂係會滲入至齒布之空隙中。藉由此樹脂之滲入，係發揮有定錨效果，樹脂與齒布之間的接著強度係提昇。其結果，帶長邊方向之剝離強度係提昇，帶之耐久性係增加。
當在帶長邊方向上所使用的熱可塑性合成樹脂纖維之編織卷曲為較在帶寬幅方向上所使用的氟系樹脂纖維之編織卷曲而更小的情況時，樹脂與齒布之間的接著強度係降低，其結果，帶長邊方向之剝離強度係降低，帶之耐久性係減少。
作為本發明之理想態樣，齒布5，在被被覆於齒部3處之時，於齒表面側(與滑輪間之滑動面側)處所露出的氟系樹脂纖維之比例，係為每單位面積50%以上，在與齒部3間之接合面側(與齒面間之接合面側)處所露出的氟系樹脂纖維之比例，係為50%以下。
藉由此，係能夠在與齒部間之接合面側處確保相對於齒部之形狀的充分之追隨性(延展特性)，並且能夠使耐磨耗性與滑動性提昇。
若是於齒表面側(與滑輪間之滑動面側)處所露出的氟系樹脂纖維之比例為每單位面積未滿50%，則在耐磨耗性以及滑動性上係為差。又，在與滑輪之間之滑動時係成為容易產生噪音。
若是在與齒部3間之接合面側(與齒面間之接合面側)處所露出的氟系樹脂纖維之比例超過50%，則由於與帶本體之間之接著性係為差，因此在使帶動作時，於帶本體之樹脂與齒布之間係會發生剝離。
在本發明中，所謂氟系樹脂纖維所露出的比例，係指在齒布之完全組織圖中以白色格子所標示的氟系樹脂纖維浮出於表面之部分的面積之比例。於此，所謂編織物的完全組織，係指構成該編織物之最小的反覆單位，並將把經絲浮出於表面上的場所以梨皮紋路來作標示並且把緯絲浮出於表面上的場所以白色的格子來作標示者，稱作完全組織圖。
例如，在平織物的情況時，完全組織圖係如同圖2(b)中所示一般，以經絲、緯絲均為各2根來作表現。實際之平織物，係如同圖2(a)中所示一般，若是將經絲以及緯絲之投影直徑分別設為D1、D2，則雖然在各絲之間係存在有空隙，但是，由於若是齒布進行滑動，則起因於摩擦力和摩擦熱，構成絲的樹脂成分係會皮膜化，並將各絲之空隙作填埋，因此，係將在圖2(b)所示之完全組織圖中的氟系樹脂纖維為浮出於表面之部分的面積之比例，作為露出之比例。
在圖2(b)之完全組織圖中，在將經絲以及緯絲之絲密度設為n1(根/吋(2.54cm))以及n2(根/吋(2.54cm))時，編織物之完全組織圖之縱(經)方向之長度21以及橫(緯)方向之長度22，係分別成為(2.54×2)/n2(cm)以及(2.54×2)/n1(cm)，編織物之完全組織圖之全體的面積S，係成為 。
如同先前所敘述一般，構成編織物之經絲以及緯絲之投影直徑，係分別為D1、D2，雖然在各絲之間係存在有空隙，但是，假設由於藉由滑動而構成各纖維之樹脂係會形成被膜並將各絲間之空隙均等地作填埋，則經絲以及緯絲的在齒布表面所露出之面積S1以及S2，係分別相當於圖2(b)之梨皮花紋部分的面積以及白色部分的面積。亦即是，係成為 。
由於編織物完全組織圖之投影面積係為S，因此，在僅於緯絲處使用有氟系樹脂纖維的情況時之氟系樹脂纖維之在齒布之表面所露出的比例P(%)，係成為 。
在齒布之表面所露出的氟系樹脂纖維之比例，係可藉由對於氟系樹脂纖維以及熱可塑性樹脂纖維之絲密度和編織物組織作變更，來進行調整。
另外，在本發明中之氟系樹脂纖維的比例，係並不會受到構成編織物之絲的密度之影響，但是，由於例如若是構成編織物之絲的纖度越大，則編織物之厚度係會變得越大，在作了滑動時所形成的皮膜之厚度係會變得越厚，因此，耐久性係更加提昇。另一方面，若是將絲的纖度縮小，則齒布係成為容易藉由小的拉張張力而伸長。構成編織物之纖維的纖度，係可對於上述特性作考慮而個別進行設計。
熱可塑性合成樹脂纖維，係並未特別作限定，而可例示有聚乙烯或聚丙烯等之聚烯烴系纖維、或PET等之聚酯系纖維、或尼龍等之聚醯胺系纖維。其中，從耐疲勞性、拉張強度、伸縮性等之觀點來看，係可合適使用尼龍。
進而，對於藉由該方法所得到的熱可塑性合成樹脂纖維進行編織所得到之齒布，較理想，經方向之拉張伸長率係為20%以上60%以下。另外，本發明之所謂齒布之經方向的拉張伸長率，係指準據於JIS1096法(2010)，而在以試料之巾3cm、夾具間距離150mm、拉張速度200mm/分鐘來使齒布於經方向作了伸長時，直到在經方向上施加了5N/3cm之荷重為止時的齒布之對於經方向的延展度(%)，並設為從齒布之相異之場所而採取5個場所的試料所測定之值的平均值。此係因為，齒布，在將齒部3之齒面作被覆時，由於係一直被延展至齒部3之輪廓(稜線)的長度，因此，係需要實現對於達成此事而言所需要的延展率之故。
必要延展率，例如，在上述之梯形齒型的情況時，係為約20～45%，在上述之圓弧齒型的情況時，係為約40～55%程度。
故而，齒布之經方向之拉張伸長率，係以設為上述範圍為理想。
作為氟系樹脂纖維，係可使用三氟化、四氟化、六氟化等之樹脂的任一者，但是，從耐磨耗性、耐熱性、耐藥品性等的觀點來看，係以四氟乙烯系樹脂為理想。
作為四氟乙烯系樹脂，係可列舉出四氟化乙烯之聚合物或四氟化乙烯與其他之單體之間的共聚物，例如，係可列舉有聚四氟乙烯(PTFE)、四氟化乙烯-六氟化丙烯共聚物(FEP)、四氟化乙烯-全氟烷基共聚物(PFA)、四氟化乙烯-烯烴共聚物(ETFE)等，而可將此些作單獨使用或將二種以上作混合使用。 　　特別是，係可合適使用聚四氟乙烯(PTFE)。但是，在PTFE中混合有聚氨酯者係除外。
熱可塑性合成樹脂纖維以及氟系樹脂纖維之纖維形態，係並未特別作限定。係可為纖維構造(filament)絲或紗絲之任一者，亦可為單一組成之纖維之絞合絲，亦可為混絞絲、混紡絲等。又，各纖維之平均纖維直徑，亦並未特別作限定。
齒布之編織構成(編織組織)，只要是能夠將在各面上所露出的氟系樹脂纖維之比例如同上述一般地來構成，則係並未特別作限定，例如，係可從平織、綾織(斜紋織)、朱子織(繻子織、緞織)或該些之變化組織來作選擇。
[形成方法] 　　本發明之樹脂製帶的製造方法，係並未特別作限定。例如，係可在成形模之上，將齒布5、芯線7、形成帶本體2之熱可塑性樹脂依序作重疊，並在加壓下，於150℃以上之濕熱下而對於樹脂進行硫化來形成之。
在以上之說明中，雖係針對使齒布將帶本體之齒部作被覆的其中一個態樣來作了說明，但是，係並不被限定於此，例如係亦可將背面部以及齒部藉由齒布來作被覆。
若依據本發明，則係可提供一種在耐磨耗性上為優良並且在以高速、高負載來進行滑動的情況時之滑動性為優良，而能夠適用在壓出成形中之成形性為優良之樹脂製帶。
進而，藉由本發明，在將帶使用於驅動用、搬送用時，就算是在成為了高負載之狀態的情況時，在與滑輪之間之咬合部或者是與軌道進行了滑動時的滑動性亦為良好，並成為在耐磨耗性上為優良的規格，並且亦成為能夠對於噪音之發生作抑制。
又，在帶背面部(與齒部相反面)處，於先前技術中一般係使用有尼龍系之布，但是，本發明之樹脂製帶，在能夠在背面部(與齒部相反面)處使用與行走面(齒部面)相同之齒布。藉由此，在搬送用途中，在以帶背面部來使搬送物進行堆積(accumulate)的情況時，係能夠對於滑動性之提昇和耐磨耗性有所期待。根據上述構成，藉由提昇使用時之帶耐久性，係成為能夠降低維修成本，而能夠期待使用在各種的用途中。
1‧‧‧樹脂製帶
2‧‧‧帶本體
3‧‧‧齒部
4‧‧‧齒底
5‧‧‧齒布
6‧‧‧背面部
7‧‧‧芯線
21‧‧‧編織物之完全組織圖的縱(經)方向之長度
22‧‧‧編織物之完全組織圖的橫(緯)方向之長度
D1‧‧‧經絲之直徑
D2‧‧‧緯絲之直徑
[圖1] 係為對於本發明之樹脂製帶的其中一例作展示之重要部分立體圖。 　　[圖2] (a)係為對於平織物之纖維的交錯狀態作展示之圖，(b)係為用以對於氟系樹脂纖維之露出比例作說明的平織物之完全組織圖。

Claims (12)

  1. 一種樹脂製帶，係在由熱可塑性樹脂所成之帶本體的行走面上，具備有沿著長邊方向而以特定間隔作配置的複數之齒部，並將該齒部藉由齒布來作被覆所成，該樹脂製帶，其特徵為：該齒布，係為在帶長邊方向上，將熱可塑性合成樹脂纖維作為經絲來使用，並且在帶寬幅方向上，將氟系樹脂纖維作為緯絲來使用，而將該些之經絲和緯絲作編織所成之織布，在前述帶長邊方向上所使用的熱可塑性合成樹脂纖維之編織卷曲(crimp)，係較在前述帶寬幅方向上所使用的氟系樹脂纖維之編織卷曲而更大；前述帶本體，係由聚氨酯所成。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之樹脂製帶，其中，在前述齒部之齒表面側處所露出的前述氟系樹脂纖維之比例，係為每單位面積50%以上，在與前述帶本體之間之接合面側處所露出的前述氟系樹脂纖維之比例，係為50%以下。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之樹脂製帶，其中，前述熱可塑性合成樹脂纖維係由尼龍纖維所成，前述氟系樹脂纖維係由四氟乙烯系樹脂纖維所成。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之樹脂製帶，其中，前述齒布之經方向的拉張伸長率，係為20%以上60%以下。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之樹脂製帶，其中，前述帶本體與前述齒布，係被一體性地形成。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之樹脂製帶，其中，係將前述齒布，在規格JIS K6372、規格JIS K6373、規格ISO 5296-1或規格ISO 5296-2中所記載的梯形齒型帶之MXL形態、XL形態、L形態、H形態或XH形態之任一者的齒面部上一體性地形成所成，或者是在規格DIN7721中所記載之梯形齒型帶的T2.5形態、T5形態、T10形態或T20形態之任一者的齒面部上一體性地形成所成。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之樹脂製帶，其中，係將前述齒布，在特殊梯形齒型帶之AT形態的齒面部上一體性地形成所成。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之樹脂製帶，其中，係將前述齒布，在規格JIS B1857-1或者是規格ISO 13050中所記載的圓弧齒型帶之H形態、S形態、P形態之任一者的齒面部上一體性地形成所成。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之樹脂製帶，其中，係將前述齒布，在圓弧齒型帶之MA形態的齒面部上一體性地形成所成。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之樹脂製帶，其中，係將前述齒布，在帶背面部上一體性地形成所成。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之樹脂製帶，其中，係將前述齒布，在帶背面部以及齒面部上一體性地形成所成。
  12. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之樹脂製帶，其中，前述帶本體，係將從鋼線、不鏽鋼線、醯胺(aramid)纖維、玻璃纖維、碳纖維、尼龍纖維、聚酯纖維或聚對伸苯苯並噁唑(PBO)纖維中所選擇之至少一種，作為芯線而含有之。
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