ゴムベルト成形用ゴム型

【課題】ベルト製造時の加工性及び伝動ベルトに必要な機能を低下させることなく、ベルト製造時に発生する廃棄物をできるだけ多くリサイクルして、廃棄物の低減を図り、ジャケットやゴム型の使用回数を延ばしてコスト低減を図る。
【解決手段】天然ゴム又は合成ゴムからなる１種又は２種以上の混合物よりなる生ゴム中に粉体ゴムが組成物として混合されたゴム組成物を用いたゴムベルト成形用ゴム型。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴムベルトを成形するときに用いるゴム型に係り、詳しくはゴムベルトの製造工程で発生する屑を該ゴム型の組成物として混合するゴムベルト成形用ゴム型に関する。
【背景技術】
【０００２】
ローエッジＶベルトの製造方法の一例として、先ず、円筒状の成形ドラムの周面にカバー帆布を巻き付け、圧縮ゴム層、クッションゴム層複合体を巻き付けた後、この上にロープからなる心線を螺旋状にスピニングし、更にクッションゴム層、カバー帆布を順次巻き付ける。これを加硫缶で加硫して加硫スリーブを得る。このようにして得られた加硫スリーブを回転させながら、２枚のカッターによって所定の幅に切断してローエッジベルトに仕上げている。
【０００３】
一方、Ｖリブドベルトの製造方法の一例としては、先ず、円筒状の成形ドラムの周面にカバー帆布を巻き付け、クッションゴム層を巻き付けた後、この上にロープからなる心線を螺旋状にスピニングし、更にクッションゴム層、圧縮ゴム層を巻き付ける。これを加硫缶で加硫して加硫スリーブを得る。このようにして得られた加硫スリーブを回転させながら、高速で回転させたＶ溝のついた砥石をゆっくりと下降させて研削しリブ溝のついたスリーブを得る。これを回転させながらカッターによって所定の幅に切断してＶリブドベルトを得る。
【０００４】
又、コグ形状のついたローエッジコグＶベルトの製造方法としては、円筒状の成形ドラムの周面にカバー帆布にコグ形状のついた円筒状のコグ成形用ゴム型を被せた後、圧縮ゴム層、クッションゴム層複合体を巻き付けた後、ロープからなる心線を螺旋状にスピニングし、更にクッションゴム層、圧縮ゴム層を巻き付ける。さらに背面にもコグ形状のついたベルトを製造する場合には、円筒状の成形用ゴム型を被せている。
【０００５】
上記のローエッジＶベルトの製造方法では、ローエッジＶベルト間にカッターで切り取られた不要な屑が多量に発生する。又、上記のＶリブドベルトの製造方法においても多量の研削粉が発生する。
【０００６】
発生した屑は産業廃棄物として埋め立て処理されるか燃料として用いられることが一般的であるが、土壌、海洋汚染の恐れから埋め立て処理は好ましくない。又、燃料として用いる場合は二酸化炭素が発生する為温暖化現象の原因となり、圧縮ゴム層がクロロプレンゴムを原料としたゴム組成物である場合は、有毒なガスを発生し環境を汚染する恐れがあり、又炉の劣化を促進するといった問題があった。
【０００７】
このような問題に対し、発生した屑を再生処理した再生ゴムをリサイクル材として伝動用ベルト配合に添加する方法や、ベルト屑を粉砕した粉末ゴムや研削粉をリサイクル材として伝動用ベルト用配合に添加する方法が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特許第３２１２９２８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、粉末ゴムの使用量は限られており、廃棄物量の低減効果が小さい為にさらにリサイクルすることが望まれていた。又、特許文献１においては、粉末ゴムをベルト中に添加することが記載されているが、歯付ベルトを加硫する際のジャケット時や、円筒状のコグ成形用ゴム型は、加硫時の熱によって収縮し寸法が変化する為、短寿命であり、これらのベルト製造時に使用するゴムからなるジャケットやゴム型に粉末ゴムを配合して長寿命化することが検討されてきた。
【０００９】
本発明はこのような問題点を解決するものであり、本発明の目的はベルト製造時の加工性及び伝動ベルトに必要な機能を低下させることなく、ベルト製造時に発生する廃棄物をできるだけ多くリサイクルして、廃棄物の低減を図り、ジャケットやゴム型の使用回数を延ばしてコスト低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願請求項１記載の発明は、天然ゴム又は合成ゴムからなる１種又は２種以上の混合物よりなる生ゴム中に粉体ゴムが組成物として混合されたゴム組成物を用いたゴムベルト成形用ゴム型にある。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記ゴムベルト成形用ゴム型がローエッジコグＶベルト成形用ゴム型である請求項１に記載のゴムベルト成形用ゴム型にある。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記ゴムベルト成形用ゴム型がベルト加硫用のジャケットである請求項１に記載のゴムベルト成形用ゴム型にある。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記粉体ゴムが生ゴム１００質量部に対して５〜３０質量部混合されている請求項１から３のいずれかに記載のゴムベルト成形用ゴム型にある。
【００１４】
請求項５記載の発明は、前記粉体ゴムが架橋されたものである請求項１から４のいずれかに記載のゴムベルト成形用ゴム型にある。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、上記粉体ゴムがゴムベルトの製造工程から発生するゴム屑である請求項１から５のいずれかに記載のゴムベルト成形用ゴム型にある。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、天然ゴム又は合成ゴムからなる１種又は２種以上の混合物よりなる生ゴム中に粉体ゴムが組成物として混合されたゴム組成物を用いたゴムベルト成形用ゴム型であることから、ゴムベルト成形用ゴム型の収縮が抑えられ、前記ゴム型の寿命が延びるという効果がある。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、前記ゴムベルト成形用ゴム型がローエッジコグＶベルト成形用ゴム型である請求項１に記載のゴムベルト成形用ゴム型であることから、ローエッジコグＶベルト成形用ゴム型の寿命が延びコスト低減に繋がるという効果がある。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、前記ゴムベルト成形用ゴム型がベルト加硫用のジャケットである請求項１に記載のゴムベルト成形用ゴム型であることから、各種ベルトのジャケット配合中に粉体ゴムを配合することによって、産業廃棄物として廃棄していた粉体ゴムをリサイクルとして活用でき、環境保護に効果が有る。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、前記粉体ゴムが生ゴム１００質量部に対して５〜３０質量部混合されている請求項１から３のいずれかに記載のゴムベルト成形用ゴム型であることから、ゴムベルト成形用ゴム型の収縮が確実に抑えられ、前記ゴム型の寿命が確実に延びるという効果がある。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、前記粉体ゴムが架橋されたものである請求項１から４のいずれかに記載のゴムベルト成形用ゴム型であることから、加硫済のゴムベルトの余剰となったものを粉砕し、粉体ゴムとして使用することができる効果がある。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、上記粉体ゴムがゴムベルトの製造工程から発生するゴム屑である請求項１から５のいずれかに記載のゴムベルト成形用ゴム型であることから、従来であれば産業廃棄物として廃棄していたものが、リサイクルとして再利用できることで、製造コストが低減できると共に、環境保護の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のゴムベルト成形用ゴム型を使用して製造される歯付ベルトを図１に示し、コグドＶベルト３を図２に示す。
【００２３】
図１の歯付ベルト１は、ベルト長手方向に沿って所定間隔で配置された複数の歯部２、及び、複数の心線３が埋設された背部４とを有するベルト本体と、複数の歯部２の表面を被覆する歯布５とを有する。
【００２４】
複数の歯部２と背部４とを有するベルト本体１０は、ゴムを基材とする。このベルト本体１０に使用される原料ゴムは、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）を始めとして、クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、クロロプレンゴムなどの耐熱老化性の改善されたものが好適である。
【００２５】
ベルト本体１０の背部４には、それぞれベルト長手方向に延在する複数の心線３が、ベルト幅方向に並べて背部４に埋設されている。この心線３は、化学繊維からなる下撚りコードを多数本撚り合わせた太径撚糸心線である。又、心線３を構成する化学繊維としては、例えば、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維、ポリアリレート繊維、アラミド繊維、炭素繊維等を好適に使用できる。
【００２６】
歯布５は、ベルト幅方向に延在する経糸６とベルトの長手方向に延在する緯糸７とを織成してなる繊維織物を基材とする。又、この繊維織物は、平織物や綾織物、朱子織物などからなる。この繊維織物を構成する繊維材料としては、例えば、アラミド繊維、ウレタン弾性糸、脂肪族繊維糸（６ナイロン、６６ナイロン、ポリエステル、ポリビニルアルコール等）等を使用できる。
【００２７】
ローエッジコグＶベルトの製造方法としては、長手方向に多数の溝５１を刻設したゴム型５０に、ゴムシート及び心線を積層し、該各材料を積層したベルトスリーブ成形体を、ジャケット内に挿入する。そして、ジャケットに挿入されたベルトスリーブ成形体を加硫缶に投入し、加熱加圧して加硫されたベルトスリーブが形成される。又、ローエッジコグベルトの背面にもコグを形成する場合は、前記積層したベルトスリーブ成形体に、内周にコグ形状を有するゴム型３０を被せた後、ジャケットに挿入する。
【００２８】
ジャケットを構成するゴムとしては、ブチルゴム、エチレン−α−オレフィンゴム組成物、又は水素添加ニトリルゴム等のゴム組成物を使用することができる。このゴム組成物に粉体ゴムを混合することができる。
【００２９】
前記ゴムベルト成形用ゴム型を構成するゴムとしては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレン−α−オレフィンゴム等のゴム組成物を使用することができる。
【００３０】
上記粉体ゴムは、例えば、ローエッジタイプのＶベルトやＶリブドベルトを研削した屑ゴム、又は、使用済みの各種伝動ベルトを予め細断した後、粗粉砕したものを、さらに粉砕機により細かく粉砕したものである。粉体ゴムの組成物としては、クロロプレンゴム又はエチレン−α−オレフィンゴム等のゴム組成物とすることができる。その際、好ましくは、粉砕ゴムの粒子径が１．６ｍｍ以下で、かつ、該粉体ゴムに含まれる短繊維の平均長さが４ｍｍ以下になるように細かく粉砕するのが好ましい。
【００３１】
そして、上記粉体ゴムを新ゴムに混入して、ニーダーやバンバリーミキサー等により混練して一様に分散させる。その際、粉体ゴムの混合割合は、混入される新ゴムの種類に応じて、質料比で５〜３０％とする。このことで、粉体ゴムの混入過多による分散性の悪化を防止することができる。
【００３２】
又、粉体ゴムの混合割合を質料比で５〜３０％とすることによって、列理方向及び列理と直角方向の収縮が小さくなり、ゴム成形用ゴム型の寿命も長くなる。ここで、粉体ゴムの混合割合を新ゴム１００質量部に対して５質量部より小さくすると、列理平行方向及び列理直角方向の収縮が共に大きくなり、ゴム成形用ゴム型の寿命が短くなる。
【００３３】
一方、粉体ゴムを新ゴム１００質量部に対して３０質量部よりも多く混合すると、列理直角方向、つまり、ゴム成形用ゴム型の長手方向の収縮が大きくなり、ゴム成形用ゴム型の寿命が短くなる。
【００３４】
そして、上記練りゴムをカレンダーによって圧延加工することで、粉体ゴムに含まれている短繊維が圧延方向に略９５％の配向率でもって配向されたゴムシートが得られる。このゴムシートは、上述の如く粉体ゴムの混合割合が所定以下に限定されているため、表面の荒れや粘着性の悪化が抑制されていて、粉体ゴムが混入されていないゴムシートと同様に取り扱うことができるので、製造工程での作業の容易性が確保される。
【００３５】
上記ジャケットの製造方法としては、首記圧延加工したゴムシートを複数回積層し、平板状のゴムシートとし、これをジャケットサイズの長さに切断する。次に加硫温度１５０°Ｃ〜１６０°Ｃで加硫時間１０〜２０分でプレス加硫やロート加硫にて半加硫する。半加硫時間を２０分を越えると、次工程の再加硫によりジョイントした部位の接着が不十分で剥離しやすくなる。逆に１０分未満の半加硫では平板ゴム１１中のエア抜けが不十分で、平板ゴムが柔らかすぎて端面のカットができない不具合が生じる。
【００３６】
そして、半加硫状態の平板ゴム１１は、ベベルカットマシーンによって所定長さにベベルカットし、端面１２をペーパー面にする。
【００３７】
その後、半加硫状態の平板ゴム１は、ベベルカットされた端面１２を突き合わせ、その接合部をプレス上板とプレス下板の間に挟持し、プレスにより加熱加圧して再加硫して明確な段差のない平坦な接合部を形成して円筒状のジャケットにする。再加硫の条件としては、加硫温度を１５０°Ｃ〜１６０°Ｃで加硫時間を３０〜５０分であり、３０分未満では接合部の十分な接着力を得られないし、又接合部の段差が顕著になる。一方、５０分を越えると、接合部の接着力に差がないが、プレスの跡が確認される。
【００３８】
又、コグベルト成形用ゴム型の製造方法としては、金型に被覆した円周面に長手方向に延びる溝状部５１と歯状部５２とを円周方向に沿って交互に設けたゴム型５０に、ジョイント、例えばミシンジョイントやホットメルトジョイントした円筒状の歯部帆布３６を被せ、その上にコグ形成ゴム層３７になる所定厚みの未加硫ゴム層５３を巻き付けた後、更に外覆体３２になる所定厚みの未加硫ゴム５４を巻き付けて成形体５５とし、この成形体５５の少なくとも一方の端縁部に外方へ延びた未加硫ゴムからなるフランジ３８を付着した後、円筒状の他のジャケットを嵌入してこれを加硫缶に入れて加硫した後、ゴム型から成形体５５を抜き取ることができる。尚、加硫時未加硫ゴム層５３がゴム型５０の溝状部５１に流れ込むため、円筒状の歯部帆布は前述のように円周方向に伸縮性に富んだものを使用する。
【実施例】
【００３９】
以下、具体的な実施例を伴って説明する。
【００４０】
表１に示す配合のゴム組成物を密閉式混練機で混練を行った。混練ゴムのムーニー粘度をＪＩＳＫ６３００−１に準じて測定した。また、混練りゴムをカレンダーロールによって所定厚みのシートとし１５３°Ｃで２０分間加硫した。得られた加硫ゴムの硬度を架橋して得た厚み２ｍｍのシートをた架橋ゴム物性を評価した。得られた架橋ゴムの硬度（ＪＩＳ−Ａ）をＪＩＳＫ６２５３に、切断時の伸びＥＢ（短繊維の配向方向に対して直角方向）をＪＩＳＫ６２５１に、１００％伸張時の応力Ｍ１００をＪＩＳＫ６２５１に準じて測定した。又、引き裂き力（ＪＩＳ‐Ａ：Ｎ／ｍｍ）をＪＩＳＫ６２５２に従って測定した。
又、１５３°Ｃで２０分間加硫して得た厚み２ｍｍのシートを１５０°Ｃのオーブンで存置させて５０時間後の長さ変化を測定し収縮率を算出した。
【００４１】
使用回数はローエッジコグＶベルトの製造における加硫時にコグ成形用ゴム型を使用した回数とし、コグ成形用ゴム型が円筒状の成形ドラムに被せることが困難となった場合に寿命とした。
【００４２】
【表１】

【００４３】
実施例１〜３では粉体ゴムを５〜３０質量部配合したが、粉体ゴムを配合しない比較例１と比較して列理平行方向の収縮率は減少しており寸法変化が少ないことがわかる。
【００４４】
比較例２は粉体ゴムを５０質量部配合した場合であるが、列理平行方向の収縮率は減少したが、列理直角方向の収縮率は粉体ゴムを配合しない場合よりも大きくなり、コグ成形用ゴム型の寿命も短くなった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明にかかるゴムベルト成形用ゴム型は全てのゴム製ベルトの製造に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係るジャケットを使用して製造される歯付ベルトの斜視図である。
【図２】本発明に係るゴムベルト成形用ゴム型を使用して製造されるコグドＶベルトの斜視図である。
【図３】ベルト加硫用ジャケットで、半加硫状態の平板ゴムの両端を切断した状態を示す斜視図である。
【図４】ベルト加硫用ジャケットで、半加硫状態の平板ゴムの両端部を突き合わせて加硫によって接合している状態を示している。
【図５】本発明に係るゴムベルト成形用ゴム型の断面図を示す。
【図６】本発明に係るゴムベルト成形用ゴム型の製造工程であって、ゴム型に歯布帆布を被せている状態を示す図である。
【図７】本発明に係るゴムベルト成形用ゴム型の製造工程であって、ゴム型にコグ形成ゴム層になるゴム層と外覆体になるゴム層を巻き付けている状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１歯付ベルト
２歯部
３心線
４背部
５歯布
１０ローエッジコグＶベルト
１１平板ゴム
１２端面
１３圧縮ゴム層
１４コグ谷
１５伸張ゴム層
１６コグ山
１８接着ゴム層
２３補強布
２５短繊維
５０ゴム型

【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴム又は合成ゴムからなる１種又は２種以上の混合物よりなる生ゴム中に粉体ゴムが組成物として混合されたゴム組成物を用いたことを特徴とするゴムベルト成形用ゴム型。
【請求項２】
前記ゴムベルト成形用ゴム型がローエッジコグＶベルト成形用ゴム型である請求項１に記載のゴムベルト成形用ゴム型。
【請求項３】
前記ゴムベルト成形用ゴム型がベルト加硫用のジャケットである請求項１に記載のゴムベルト成形用ゴム型。
【請求項４】
前記粉体ゴムが生ゴム１００質量部に対して５〜３０質量部混合されている請求項１から３のいずれかに記載のゴムベルト成形用ゴム型。
【請求項５】
前記粉体ゴムが架橋されたものである請求項１から４のいずれかに記載のゴムベルト成形用ゴム型。
【請求項６】
上記粉体ゴムがゴムベルトの製造工程から発生するゴム屑である請求項１から５のいずれかに記載のゴムベルト成形用ゴム型。

【図１】