伝動ベルトの製造方法
【課題】 ベルト伝動面に短繊維を均一に付着して表面に露出することでベルト走行時の騒音を軽減し、製造工数を低減した伝動ベルトの製造方法を提供する。
【解決手段】 ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部もしくはベルト長手方向に所定間隔で設けたコグ部からなる型付部を有する圧縮ゴム層とを積層した伝動ベルトの製造方法である。その方法は内型４１の可撓性ジャケット面４２に少なくとも心線４８を巻き付け、その上に焼付け処理した表面層２３に短繊維２６を植毛した未加硫のゴムスリーブ２４を積層してベルト成形体２５に仕上げる工程と、上記内型４１を、内周面に型部４５を刻印した外型４６との間に配置し、可撓性ジャケット４２を膨張させて上記ベルト成形体２５を外型の刻印した型部に密着して加硫したベルトスリーブ５１を作製する工程からなる。
【解決手段】 ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部もしくはベルト長手方向に所定間隔で設けたコグ部からなる型付部を有する圧縮ゴム層とを積層した伝動ベルトの製造方法である。その方法は内型４１の可撓性ジャケット面４２に少なくとも心線４８を巻き付け、その上に焼付け処理した表面層２３に短繊維２６を植毛した未加硫のゴムスリーブ２４を積層してベルト成形体２５に仕上げる工程と、上記内型４１を、内周面に型部４５を刻印した外型４６との間に配置し、可撓性ジャケット４２を膨張させて上記ベルト成形体２５を外型の刻印した型部に密着して加硫したベルトスリーブ５１を作製する工程からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は伝動ベルトの製造方法に係り、詳しくはリブ部の伝動面に短繊維を付着させてベルト走行時の騒音を軽減し、そして製造工数を低減した伝動ベルトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベルト長手方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層と、ベルト長手方向に延びるリブ部を備え、かつ短繊維を幅方向に配向した圧縮ゴム層とを積層した伝動ベルトが知られている。
【０００３】
この伝動ベルトは、一般に、ベルト長手方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層と、接着ゴム層に隣接してリブ部を形成するフラットな圧縮ゴム層とを積層してなるスリーブを加硫缶に装着し、リブ部のない状態のフラットなスリーブを加硫成形し、この圧縮ゴム層を研削してリブ部を削りだし、必要なリブ部の数に合わせて輪切りにすることで製造していた。
【０００４】
しかしながら、スリーブの圧縮ゴム層を研削してリブ部を形成することにより、相当な量の材料ロスが発生していた。そこて、研削しないでリブ部を形成する方法が提案されている。
【０００５】
これを改善する方法として、短繊維含有ゴム組成物を拡張ダイによってシート化したものを伝動ベルトに使用することである。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を出口部分に備えた押出機によって円筒状リブゴムチューブを押出し、このリブゴムチューブを切開したシート用いて金型上でＶリブドベルト成形体を成形して、加硫し、そしてベルト成形体のＶリブ部のリブ表面を研削して短繊維をリブ部表面に露出させ、走行時の騒音を軽減したＶリブドベルトを作製することが開示されている。
【０００６】
一方、このような研削方法によって短繊維をリブ部表面に露出させる以外に、特許文献２には静電植毛によって動力伝動側及び被伝達面の少なくとも一方の伝達部接触表面に立毛を設け、走行時の騒音を軽減した動力伝動用部材が記載されている。
【０００７】
また、特許文献３には、ベルト表面にフロック加工されたファブリックを装着し、摩擦係数を増加させた駆動面を設けた伝動ベルトが開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−７４９３６号公報
【特許文献２】特開平９−１４３６１号公報
【特許文献３】特開２００１−８２５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、リブ部を有する伝動ベルトの製造方法では、静電植毛によって直接リブ部の表面に付着させると、Ｖ形状のリブ溝の入口付近では充分な植毛が出来ても、リブ溝に奥深い個所では植毛しにくいといった問題があり、新たな製造方法の開発が望まれていた。一方、フロック加工されたファブリックを用いる場合には、不織布のようなファブリック（基体）に接着剤を塗布し、この上に短繊維フロックを機械的に、また静電気的に付着したものをベルトの製造に使用するものであり、フロック加工されたファブリックの端部をラップ接合し、あるいは突合せ接合するために、ベルト成形後にはファブリックの接合部から剥離が起こる可能性があった。
【００１０】
本発明はかかる問題に着目し、鋭意研究した結果、ベルト伝動面に短繊維を均一に付着して表面に露出することでベルト走行時の騒音を軽減し、しかも製造工数を低減した伝動ベルトの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成すべく本願請求項記載の発明は、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部もしくはベルト長手方向に所定間隔で設けたコグ部からなる型付部を有する圧縮ゴム層とを積層した伝動ベルトの製造方法において、
内型の可撓性ジャケット面に少なくとも心線を巻き付け、その上に焼付け処理した表面層に短繊維を植毛した未加硫のゴムスリーブを積層してベルト成形体に仕上げ、
上記内型を、内周面にリブ型もしくはコグ型からなる型部を刻印した外型との間に配置して、上記可撓性ジャケットを膨張させて上記ベルト成形体を外型の刻印した型部に密着して加硫したベルトスリーブを作製する、伝動ベルトの製造方法であり、更にゴムスリーブを焼付け処理した表面層に接着剤を塗付する場合、短繊維がパイル糸を静電植毛した場合を含んでいる。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成によると、ゴムスリーブを焼付け処理して得られた表面層に短繊維を植毛し、その後に加硫することで、加硫時における表面層のゴム流れが抑制されるために、短繊維をゴム中へ埋設させることなく常時露出させることができ、ベルト走行時の騒音を軽減することができ、従来の研磨工程もないために製造工数を低減した方法になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施例を説明する。
本発明では、圧縮ゴム層を形成する短繊維を幅方向に配向させたゴム材を作製するが、その製造方法として押出方法やカレンダーによる圧延方法がある。無論、短繊維を含有させないゴム材も使用することができる。
【００１４】
以下では、その一例として、繊維を幅方向に配向させたシート状のゴム材を押出方法で作製する場合には、予めオープンロールによってポリマー１００質量部に１０〜４０質量部の短繊維を投入して混練した後、混練したマスターバッチをいったん放出し、これを２０〜５０°Ｃまで冷却してゴムのスコーチを防止する。
【００１５】
１〜１０質量部の軟化剤を投入すると、短繊維とゴムのなじみが良くなり、ゴム中への分散が良くなるばかりか、短繊維自体が絡み合って綿状になるのを防ぐ効果がある。即ち、軟化剤が短繊維に浸透し、素繊維同士の絡み合いがほぐれるための潤滑剤としての役割をはたし、短繊維が綿状になるのを阻止し、かつ短繊維とゴムのなじみが良くなって短繊維の分散が良くなる
【００１６】
続いて、マスターバッチを押出機におけるシリンダーの押出スクリューで通常４０〜１００℃に温度調節された状態で混練りした後、短繊維混入ゴムをスムーズに環境拡張ダイからなるゴム通路へ流し、そしてゴム通路の中を通過させながら短繊維を円周方向に配向させた筒状成形体に押出成形する。その後、筒状成形体は短繊維が内層から外層にかけて円周方向に均一に配向した厚さ１〜１０ｍｍのものであり、切断手段によって１個所切開しながら一枚のシート状のゴム材にし、続いて該ゴム材を所定間隔で切断する。
【００１７】
ここで使用するゴム材の原料ゴムとしては、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー、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（ＥＰＤＭ）からなるエチレン−α−オレフィンエラストマー等のゴム材の単独、またはこれらの混合物が使用される。ジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどが挙げることができる。
【００１８】
上記ゴム材には、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の繊維からなり繊維の長さは繊維の種類によって異なるが、１〜１０ｍｍ程度の短繊維が用いられ、例えばアラミド繊維であると３〜５ｍｍ程度、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿であると５〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。その添加量はゴム１００質量部に対して１０〜４０質量部である。
【００１９】
更に、上記ゴム材には、軟化剤、カーボンブラックからなる補強剤、充填剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫剤等が添加される。
【００２０】
上記軟化剤としては、一般的なゴム用の可塑剤、例えばジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）等のフタレート系、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）等のアジペート系、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）等のセバケート系、トリクレジルホスフェート等のホスフェートなど、あるいは一般的な石油系の軟化剤が含まれる。
【００２１】
続いて、図１に示すように内型４１に装着された加硫ゴム製の可撓性ジャケット４２の外周面に、補強布４７、接着ゴム４９、コードからなる心線４８を順次巻き付けた後、短繊維を配向させたシート状のゴム材２２を巻き付けて、ラップジョイントして未加硫のゴムスリーブ２４を積層してベルト成形体２５を作製する。
【００２２】
そして、上記内型４１を回転テーブル３０に設置して回転しながら、ヒーター３１によりゴムスリーブ２４を焼付け処理して表面層２３を形成する。表面層２３は３５０〜５００℃で１〜４秒程度加熱し、部分的に加硫したスキン層になり、その後加硫してもゴム流れが抑制され、植毛糸２６がゴム中に埋設することがない。表面層２３の厚みは０．１〜１ｍｍ程度である。
【００２３】
次いで、内型４１を回転させながらゴムスリーブ２４の表面層２３に接着剤をスプレー法、ディップ法等の公知の方法で塗布する。接着剤としては、トルエン、メチルエチルケトン等のゴムシート２２を溶かすことができる有機溶剤、ゴム系接着剤、ＲＦＬ（レゾリシン−ホルムアルデド−ラテックス）接着剤、ウレタン系エマルジョン、アクリル系エマルジョン、酢酸ビニル系エマルジョン、スチレン系エマルジョン等がある。ＲＦＬ液はレゾルシンとホルムアルデドとの初期縮合体をラテックスに混合したものであり、ここで使用するラテックスとしてはクロロプレン、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリル、ＮＢＲ、エチレン・α−オレフィン−ジエン共重合体ゴムラテックスである。また、ＲＦＬ液にイソシアネート化合物も添加することができる。
尚、接着剤を塗布する前に、ゴムスリーブ２４の表面をアルコール拭きなどのクリーニング処理、プライマー処理等の前処理を行うこともできる。
【００２４】
接着剤の厚みは、特に限定されるものではないが、短繊維を良好にさせるためにも約０．０５〜１ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍである。しかし、本発明では、接着剤を必ず塗付する必要はないが、塗付した方が好ましい。
【００２５】
続いて、図２に示すように公知の静電植毛機３２を用いて、ゴムスリーブ２４の表面層２３に静電植毛を行う。植毛処理としては、内型４１をアースとし、静電植毛機の電極に電圧を印加することにより電界を形成し、この電界内にレーヨン、綿、ポリエステル、ナイロン、アラミド、ビニロン、炭素繊維、ポリテトラフルオロエチレン等などからなる表面を電着処理したパイルを供給し、飛翔させてゴムスリーブ２４の表面層２３に向けて突き刺すことにより植毛糸２６を設け、植毛後のゴムスリーブ２４を自然または加熱乾燥する。
【００２６】
上記パイルの長さは０．１〜５．０ｍｍが好ましく、アスペクト比（長さＬｍｍ／太さ直径Ｄｍｍは３０〜３００である。また、植毛糸の密度は摩擦係数や走行時の音に寄与するものであり、今日使用されている伝動ベルトに近時するもので、１０，０００〜５００，０００本／ｃｍ２である。
【００２７】
次いで、図３に示すように上記植毛したゴムスリーブ２４を装着した内型４１を外型４６の内側に一定の空隙を設けて基台上に載置する。内型４１は別の成形工程より移動してくる関係上、媒体流通口Ａと媒体送入排出路Ｂとは分離しており、内型４１を基台に載置後、媒体流通口ＡをジョイントＪでパイプと連結する。
【００２８】
媒体送入機を作動して高圧空気もしくは高圧蒸気を媒体送入排出路Ｂ、媒体流通口Ａを経て、可撓性ジャケット４２の内部に送入する。可撓性ジャケット４２は、その上下部が内型４１上に密閉固定されているため、可撓性ジャケット４２の内面と内型４１の外面の間に空気が充満し、可撓性ジャケット４２は次第に膨張する。そして、ベルト成形体２５を半径方向に均一に膨張させ、加熱ヒーター若しくは高温蒸気で１００〜１８０℃に加熱した外型４６の型部４５に密着して加硫し、ベルトスリーブ５１を作製する。
【００２９】
加硫後は、図４に示すように可撓性ジャケット４２を収縮させ、内型４１を外型４６から脱型した後、外型４６に装着した加硫済みベルトスリーブ５１を抜き取る。加硫済みベルトスリーブ５１の型付部２７の表面では、短繊維（植毛糸２６）が型付部２７の表面層２３に固着して種々の角度で起毛し、露出した状態になっている。
【００３０】
更に、上記加硫済みベルトスリーブ５１を他の１軸もしくは２軸ドラムに挿入して回転させながら、円周方向に所定幅に切断し、ドラムより取出し反転することにより、周長が一定で、Ｖ形リブが正確に型付形成されたＶリブドベルト１を得た。尚、外型４６を分割式モールドにした場合、未加硫スリーブの挿入ならびに加硫スリーブの取り外しが容易になり、かつこの分割面が一種の空気抜きの機能を果し、Ｖ型リブをより一層正確に形成することができる。
【００３１】
図５は得られたＶリブドベルトの断面図である。Ｖリブドベルト１００は、高強度で低伸度のコードよりなる心線１０２を接着ゴム層１０３中に埋設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層１０４を有している。この圧縮ゴム層１０４にはベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブ部１０６（型付部）が設けれ、リブ部の内層１１０に短繊維１０９が波状に配置してベルトの耐側圧性を向上させ、更にリブ部の表面層１１１に植毛短繊維１０８が固着して露出している。尚、表面層１１１は接着層１０７を含んでいる。
【００３２】
接着ゴム層１０３に使用されるゴムとしては、短繊維を除いた圧縮ゴム層１０４のゴム配合物に類似している。無論、短繊維を含めてもよい。
【００３３】
心線１０２としては、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維が使用され、中でもエチレン−２，６−ナフタレートを主たる構成単位とするポリエステル繊維フィラメント群を撚り合わせた総デニール数が４，０００〜８，０００の接着処理したコードが、ベルトスリップ率を低く抑えることができ、ベルト寿命を延長させるために好ましい。また、心線１０２にはゴムとの接着性を改善する目的で接着処理が施される。このような接着処理としては繊維をレゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）液に浸漬後、加熱乾燥して表面に均一に接着層を形成するのが一般的である。しかし、これに限ることなくエポキシ又はイソシアネート化合物で前処理を行なった後に、ＲＦＬ液で処理する方法等もある。
【００３４】
心線１０２は、スピニングピッチ、即ち心線の巻き付けピッチを０．９〜１．３ｍｍにすることで、モジュラスの高いベルトに仕上げることができる。０．９ｍｍ未満になると、コードが隣接するコードに乗り上げて巻き付けができず、一方１．３ｍｍを越えると、ベルトのモジュラスが徐々に低くなる。
【００３５】
背面補強材１０５は、織物、編物、不織布の繊維材料あるいはゴム材料から選択されるが、より好ましいものは不織布である。構成する繊維素材としては、例えば綿、麻、レーヨン等の天然繊維や、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリフロルエチレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリエステル、アラミド等の有機繊維が挙げられる。上記帆布は公知技術に従ってレゾルシン−ホルマリン−ラテックス液（ＲＦＬ液）に浸漬後、未加硫ゴムを背面補強材１０５に擦り込むフリクションを行ない、またＲＦＬ液に浸漬後にゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理する。
【００３６】
このようなＶリブドベルトは、リブ部表面に均一に付着した短繊維１０８がベルト走行時の騒音を軽減し、更にリブ部表面からの亀裂も発生を阻止する。
【００３７】
尚、以上説明した実施形態は、以下のように変更して実施することができる。まず、上記実施形態では、
【００３８】
上記実施形態では、圧縮ゴム層が幅方向に配向した短繊維を含有しているタイプにより説明したが、コスト低減のために短繊維を含ませない圧縮ゴム層であってもよい。短繊維を含まない圧縮ゴム層であっても、リブ部に沿った圧縮ゴム層の流動を確保しつつ、心線の整列状態を良好なものに維持したまま、スリーブを積層して加硫成形をすることができる。
【００３９】
短繊維を入れない代わりに、圧縮ゴム層には固体潤滑材を配合することができる。この固体潤滑材は六方晶系又は鱗片状のグラファイト、二流化モリブデン、そしてポリテトラフルオロエチレンから選ばれたものであり、その添加量は原料ゴム１００質量部に対して１０〜１００質量部、好ましくは１０〜６０質量部であり、１０質量部未満の場合にはベルト質量部を超えると、ゴム物性の伸びがちいさくなり、ベルト寿命が短くなる。
【００４０】
伝動ベルトの背面補強材について、場合により背面補強材を積層しない形式の伝動ベルトとすることもできる。
【００４１】
また、上述した型装置を用いた伝動ベルトの製造方法により、ローエッジコグベルトも成形することができる。このベルトは、接着ゴム層内にベルト長手方向に沿ってスパイラル状に埋設した心線と、該心線の上側（ベルト外周側）に積層した伸張ゴム層と、前記心線の下側（ベルト内周側）に積層した圧縮ゴム層からなり、圧縮ゴム層は所定間隔で設けた凹部と凸部とを交互に有するコグ部を有している。また伸張ゴム層の背面及び圧縮ゴム層のコグ部表面には補強布を設けている。
【００４２】
このベルトを成形する場合には、外型４６は本体内周方向に沿って所定間隔で外型４６の長手方向の延びるコグ型に相当する型部４５を設けたものを使用することができる。その他の型装置の構造は変わらない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の伝動ベルトの製造方法と伝動ベルトは、ベルト走行時の騒音を軽減し、そしてベルトの伸びを小さくしたＶリブドベルト、ローエッジＶベルト等の伝動ベルトに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】内型に装着したベルト成形体のゴムスリーブを焼付け処理している状態を示す断面図である。
【図２】ゴムスリーブの表面層に短繊維を植毛した状態を示す図である。
【図３】ベルト成形体を加硫している状態の断面図である。
【図４】ベルト成形体を加硫した後状態の断面図である。
【図５】本発明の製造方法で得られたＶリブドベルトの断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
２２ ゴム材
２３ 表面層
２４ ゴムスリーブ
２５ ベルト成形体
２６ 植毛糸
２７ 型付部
４１ 内型
４２ 可撓性ジャケット
４５ 型部
４６ 外型
４８ 心線
５１ ベルトスリーブ
１００ Ｖリブドベルト
１０２ 心線１０２
１０３ 接着ゴム層
１０４ 圧縮ゴム層
１０６ リブ部
１０７ 接着層
１０８ 植毛短繊維
１１０ 内層
１１１ 表面層
【技術分野】
【０００１】
本発明は伝動ベルトの製造方法に係り、詳しくはリブ部の伝動面に短繊維を付着させてベルト走行時の騒音を軽減し、そして製造工数を低減した伝動ベルトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベルト長手方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層と、ベルト長手方向に延びるリブ部を備え、かつ短繊維を幅方向に配向した圧縮ゴム層とを積層した伝動ベルトが知られている。
【０００３】
この伝動ベルトは、一般に、ベルト長手方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層と、接着ゴム層に隣接してリブ部を形成するフラットな圧縮ゴム層とを積層してなるスリーブを加硫缶に装着し、リブ部のない状態のフラットなスリーブを加硫成形し、この圧縮ゴム層を研削してリブ部を削りだし、必要なリブ部の数に合わせて輪切りにすることで製造していた。
【０００４】
しかしながら、スリーブの圧縮ゴム層を研削してリブ部を形成することにより、相当な量の材料ロスが発生していた。そこて、研削しないでリブ部を形成する方法が提案されている。
【０００５】
これを改善する方法として、短繊維含有ゴム組成物を拡張ダイによってシート化したものを伝動ベルトに使用することである。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を出口部分に備えた押出機によって円筒状リブゴムチューブを押出し、このリブゴムチューブを切開したシート用いて金型上でＶリブドベルト成形体を成形して、加硫し、そしてベルト成形体のＶリブ部のリブ表面を研削して短繊維をリブ部表面に露出させ、走行時の騒音を軽減したＶリブドベルトを作製することが開示されている。
【０００６】
一方、このような研削方法によって短繊維をリブ部表面に露出させる以外に、特許文献２には静電植毛によって動力伝動側及び被伝達面の少なくとも一方の伝達部接触表面に立毛を設け、走行時の騒音を軽減した動力伝動用部材が記載されている。
【０００７】
また、特許文献３には、ベルト表面にフロック加工されたファブリックを装着し、摩擦係数を増加させた駆動面を設けた伝動ベルトが開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−７４９３６号公報
【特許文献２】特開平９−１４３６１号公報
【特許文献３】特開２００１−８２５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、リブ部を有する伝動ベルトの製造方法では、静電植毛によって直接リブ部の表面に付着させると、Ｖ形状のリブ溝の入口付近では充分な植毛が出来ても、リブ溝に奥深い個所では植毛しにくいといった問題があり、新たな製造方法の開発が望まれていた。一方、フロック加工されたファブリックを用いる場合には、不織布のようなファブリック（基体）に接着剤を塗布し、この上に短繊維フロックを機械的に、また静電気的に付着したものをベルトの製造に使用するものであり、フロック加工されたファブリックの端部をラップ接合し、あるいは突合せ接合するために、ベルト成形後にはファブリックの接合部から剥離が起こる可能性があった。
【００１０】
本発明はかかる問題に着目し、鋭意研究した結果、ベルト伝動面に短繊維を均一に付着して表面に露出することでベルト走行時の騒音を軽減し、しかも製造工数を低減した伝動ベルトの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成すべく本願請求項記載の発明は、ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部もしくはベルト長手方向に所定間隔で設けたコグ部からなる型付部を有する圧縮ゴム層とを積層した伝動ベルトの製造方法において、
内型の可撓性ジャケット面に少なくとも心線を巻き付け、その上に焼付け処理した表面層に短繊維を植毛した未加硫のゴムスリーブを積層してベルト成形体に仕上げ、
上記内型を、内周面にリブ型もしくはコグ型からなる型部を刻印した外型との間に配置して、上記可撓性ジャケットを膨張させて上記ベルト成形体を外型の刻印した型部に密着して加硫したベルトスリーブを作製する、伝動ベルトの製造方法であり、更にゴムスリーブを焼付け処理した表面層に接着剤を塗付する場合、短繊維がパイル糸を静電植毛した場合を含んでいる。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成によると、ゴムスリーブを焼付け処理して得られた表面層に短繊維を植毛し、その後に加硫することで、加硫時における表面層のゴム流れが抑制されるために、短繊維をゴム中へ埋設させることなく常時露出させることができ、ベルト走行時の騒音を軽減することができ、従来の研磨工程もないために製造工数を低減した方法になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施例を説明する。
本発明では、圧縮ゴム層を形成する短繊維を幅方向に配向させたゴム材を作製するが、その製造方法として押出方法やカレンダーによる圧延方法がある。無論、短繊維を含有させないゴム材も使用することができる。
【００１４】
以下では、その一例として、繊維を幅方向に配向させたシート状のゴム材を押出方法で作製する場合には、予めオープンロールによってポリマー１００質量部に１０〜４０質量部の短繊維を投入して混練した後、混練したマスターバッチをいったん放出し、これを２０〜５０°Ｃまで冷却してゴムのスコーチを防止する。
【００１５】
１〜１０質量部の軟化剤を投入すると、短繊維とゴムのなじみが良くなり、ゴム中への分散が良くなるばかりか、短繊維自体が絡み合って綿状になるのを防ぐ効果がある。即ち、軟化剤が短繊維に浸透し、素繊維同士の絡み合いがほぐれるための潤滑剤としての役割をはたし、短繊維が綿状になるのを阻止し、かつ短繊維とゴムのなじみが良くなって短繊維の分散が良くなる
【００１６】
続いて、マスターバッチを押出機におけるシリンダーの押出スクリューで通常４０〜１００℃に温度調節された状態で混練りした後、短繊維混入ゴムをスムーズに環境拡張ダイからなるゴム通路へ流し、そしてゴム通路の中を通過させながら短繊維を円周方向に配向させた筒状成形体に押出成形する。その後、筒状成形体は短繊維が内層から外層にかけて円周方向に均一に配向した厚さ１〜１０ｍｍのものであり、切断手段によって１個所切開しながら一枚のシート状のゴム材にし、続いて該ゴム材を所定間隔で切断する。
【００１７】
ここで使用するゴム材の原料ゴムとしては、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー、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（ＥＰＤＭ）からなるエチレン−α−オレフィンエラストマー等のゴム材の単独、またはこれらの混合物が使用される。ジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどが挙げることができる。
【００１８】
上記ゴム材には、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の繊維からなり繊維の長さは繊維の種類によって異なるが、１〜１０ｍｍ程度の短繊維が用いられ、例えばアラミド繊維であると３〜５ｍｍ程度、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿であると５〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。その添加量はゴム１００質量部に対して１０〜４０質量部である。
【００１９】
更に、上記ゴム材には、軟化剤、カーボンブラックからなる補強剤、充填剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫剤等が添加される。
【００２０】
上記軟化剤としては、一般的なゴム用の可塑剤、例えばジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）等のフタレート系、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）等のアジペート系、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）等のセバケート系、トリクレジルホスフェート等のホスフェートなど、あるいは一般的な石油系の軟化剤が含まれる。
【００２１】
続いて、図１に示すように内型４１に装着された加硫ゴム製の可撓性ジャケット４２の外周面に、補強布４７、接着ゴム４９、コードからなる心線４８を順次巻き付けた後、短繊維を配向させたシート状のゴム材２２を巻き付けて、ラップジョイントして未加硫のゴムスリーブ２４を積層してベルト成形体２５を作製する。
【００２２】
そして、上記内型４１を回転テーブル３０に設置して回転しながら、ヒーター３１によりゴムスリーブ２４を焼付け処理して表面層２３を形成する。表面層２３は３５０〜５００℃で１〜４秒程度加熱し、部分的に加硫したスキン層になり、その後加硫してもゴム流れが抑制され、植毛糸２６がゴム中に埋設することがない。表面層２３の厚みは０．１〜１ｍｍ程度である。
【００２３】
次いで、内型４１を回転させながらゴムスリーブ２４の表面層２３に接着剤をスプレー法、ディップ法等の公知の方法で塗布する。接着剤としては、トルエン、メチルエチルケトン等のゴムシート２２を溶かすことができる有機溶剤、ゴム系接着剤、ＲＦＬ（レゾリシン−ホルムアルデド−ラテックス）接着剤、ウレタン系エマルジョン、アクリル系エマルジョン、酢酸ビニル系エマルジョン、スチレン系エマルジョン等がある。ＲＦＬ液はレゾルシンとホルムアルデドとの初期縮合体をラテックスに混合したものであり、ここで使用するラテックスとしてはクロロプレン、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリル、ＮＢＲ、エチレン・α−オレフィン−ジエン共重合体ゴムラテックスである。また、ＲＦＬ液にイソシアネート化合物も添加することができる。
尚、接着剤を塗布する前に、ゴムスリーブ２４の表面をアルコール拭きなどのクリーニング処理、プライマー処理等の前処理を行うこともできる。
【００２４】
接着剤の厚みは、特に限定されるものではないが、短繊維を良好にさせるためにも約０．０５〜１ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍである。しかし、本発明では、接着剤を必ず塗付する必要はないが、塗付した方が好ましい。
【００２５】
続いて、図２に示すように公知の静電植毛機３２を用いて、ゴムスリーブ２４の表面層２３に静電植毛を行う。植毛処理としては、内型４１をアースとし、静電植毛機の電極に電圧を印加することにより電界を形成し、この電界内にレーヨン、綿、ポリエステル、ナイロン、アラミド、ビニロン、炭素繊維、ポリテトラフルオロエチレン等などからなる表面を電着処理したパイルを供給し、飛翔させてゴムスリーブ２４の表面層２３に向けて突き刺すことにより植毛糸２６を設け、植毛後のゴムスリーブ２４を自然または加熱乾燥する。
【００２６】
上記パイルの長さは０．１〜５．０ｍｍが好ましく、アスペクト比（長さＬｍｍ／太さ直径Ｄｍｍは３０〜３００である。また、植毛糸の密度は摩擦係数や走行時の音に寄与するものであり、今日使用されている伝動ベルトに近時するもので、１０，０００〜５００，０００本／ｃｍ２である。
【００２７】
次いで、図３に示すように上記植毛したゴムスリーブ２４を装着した内型４１を外型４６の内側に一定の空隙を設けて基台上に載置する。内型４１は別の成形工程より移動してくる関係上、媒体流通口Ａと媒体送入排出路Ｂとは分離しており、内型４１を基台に載置後、媒体流通口ＡをジョイントＪでパイプと連結する。
【００２８】
媒体送入機を作動して高圧空気もしくは高圧蒸気を媒体送入排出路Ｂ、媒体流通口Ａを経て、可撓性ジャケット４２の内部に送入する。可撓性ジャケット４２は、その上下部が内型４１上に密閉固定されているため、可撓性ジャケット４２の内面と内型４１の外面の間に空気が充満し、可撓性ジャケット４２は次第に膨張する。そして、ベルト成形体２５を半径方向に均一に膨張させ、加熱ヒーター若しくは高温蒸気で１００〜１８０℃に加熱した外型４６の型部４５に密着して加硫し、ベルトスリーブ５１を作製する。
【００２９】
加硫後は、図４に示すように可撓性ジャケット４２を収縮させ、内型４１を外型４６から脱型した後、外型４６に装着した加硫済みベルトスリーブ５１を抜き取る。加硫済みベルトスリーブ５１の型付部２７の表面では、短繊維（植毛糸２６）が型付部２７の表面層２３に固着して種々の角度で起毛し、露出した状態になっている。
【００３０】
更に、上記加硫済みベルトスリーブ５１を他の１軸もしくは２軸ドラムに挿入して回転させながら、円周方向に所定幅に切断し、ドラムより取出し反転することにより、周長が一定で、Ｖ形リブが正確に型付形成されたＶリブドベルト１を得た。尚、外型４６を分割式モールドにした場合、未加硫スリーブの挿入ならびに加硫スリーブの取り外しが容易になり、かつこの分割面が一種の空気抜きの機能を果し、Ｖ型リブをより一層正確に形成することができる。
【００３１】
図５は得られたＶリブドベルトの断面図である。Ｖリブドベルト１００は、高強度で低伸度のコードよりなる心線１０２を接着ゴム層１０３中に埋設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層１０４を有している。この圧縮ゴム層１０４にはベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブ部１０６（型付部）が設けれ、リブ部の内層１１０に短繊維１０９が波状に配置してベルトの耐側圧性を向上させ、更にリブ部の表面層１１１に植毛短繊維１０８が固着して露出している。尚、表面層１１１は接着層１０７を含んでいる。
【００３２】
接着ゴム層１０３に使用されるゴムとしては、短繊維を除いた圧縮ゴム層１０４のゴム配合物に類似している。無論、短繊維を含めてもよい。
【００３３】
心線１０２としては、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維が使用され、中でもエチレン−２，６−ナフタレートを主たる構成単位とするポリエステル繊維フィラメント群を撚り合わせた総デニール数が４，０００〜８，０００の接着処理したコードが、ベルトスリップ率を低く抑えることができ、ベルト寿命を延長させるために好ましい。また、心線１０２にはゴムとの接着性を改善する目的で接着処理が施される。このような接着処理としては繊維をレゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）液に浸漬後、加熱乾燥して表面に均一に接着層を形成するのが一般的である。しかし、これに限ることなくエポキシ又はイソシアネート化合物で前処理を行なった後に、ＲＦＬ液で処理する方法等もある。
【００３４】
心線１０２は、スピニングピッチ、即ち心線の巻き付けピッチを０．９〜１．３ｍｍにすることで、モジュラスの高いベルトに仕上げることができる。０．９ｍｍ未満になると、コードが隣接するコードに乗り上げて巻き付けができず、一方１．３ｍｍを越えると、ベルトのモジュラスが徐々に低くなる。
【００３５】
背面補強材１０５は、織物、編物、不織布の繊維材料あるいはゴム材料から選択されるが、より好ましいものは不織布である。構成する繊維素材としては、例えば綿、麻、レーヨン等の天然繊維や、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリフロルエチレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリエステル、アラミド等の有機繊維が挙げられる。上記帆布は公知技術に従ってレゾルシン−ホルマリン−ラテックス液（ＲＦＬ液）に浸漬後、未加硫ゴムを背面補強材１０５に擦り込むフリクションを行ない、またＲＦＬ液に浸漬後にゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理する。
【００３６】
このようなＶリブドベルトは、リブ部表面に均一に付着した短繊維１０８がベルト走行時の騒音を軽減し、更にリブ部表面からの亀裂も発生を阻止する。
【００３７】
尚、以上説明した実施形態は、以下のように変更して実施することができる。まず、上記実施形態では、
【００３８】
上記実施形態では、圧縮ゴム層が幅方向に配向した短繊維を含有しているタイプにより説明したが、コスト低減のために短繊維を含ませない圧縮ゴム層であってもよい。短繊維を含まない圧縮ゴム層であっても、リブ部に沿った圧縮ゴム層の流動を確保しつつ、心線の整列状態を良好なものに維持したまま、スリーブを積層して加硫成形をすることができる。
【００３９】
短繊維を入れない代わりに、圧縮ゴム層には固体潤滑材を配合することができる。この固体潤滑材は六方晶系又は鱗片状のグラファイト、二流化モリブデン、そしてポリテトラフルオロエチレンから選ばれたものであり、その添加量は原料ゴム１００質量部に対して１０〜１００質量部、好ましくは１０〜６０質量部であり、１０質量部未満の場合にはベルト質量部を超えると、ゴム物性の伸びがちいさくなり、ベルト寿命が短くなる。
【００４０】
伝動ベルトの背面補強材について、場合により背面補強材を積層しない形式の伝動ベルトとすることもできる。
【００４１】
また、上述した型装置を用いた伝動ベルトの製造方法により、ローエッジコグベルトも成形することができる。このベルトは、接着ゴム層内にベルト長手方向に沿ってスパイラル状に埋設した心線と、該心線の上側（ベルト外周側）に積層した伸張ゴム層と、前記心線の下側（ベルト内周側）に積層した圧縮ゴム層からなり、圧縮ゴム層は所定間隔で設けた凹部と凸部とを交互に有するコグ部を有している。また伸張ゴム層の背面及び圧縮ゴム層のコグ部表面には補強布を設けている。
【００４２】
このベルトを成形する場合には、外型４６は本体内周方向に沿って所定間隔で外型４６の長手方向の延びるコグ型に相当する型部４５を設けたものを使用することができる。その他の型装置の構造は変わらない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の伝動ベルトの製造方法と伝動ベルトは、ベルト走行時の騒音を軽減し、そしてベルトの伸びを小さくしたＶリブドベルト、ローエッジＶベルト等の伝動ベルトに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】内型に装着したベルト成形体のゴムスリーブを焼付け処理している状態を示す断面図である。
【図２】ゴムスリーブの表面層に短繊維を植毛した状態を示す図である。
【図３】ベルト成形体を加硫している状態の断面図である。
【図４】ベルト成形体を加硫した後状態の断面図である。
【図５】本発明の製造方法で得られたＶリブドベルトの断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
２２ ゴム材
２３ 表面層
２４ ゴムスリーブ
２５ ベルト成形体
２６ 植毛糸
２７ 型付部
４１ 内型
４２ 可撓性ジャケット
４５ 型部
４６ 外型
４８ 心線
５１ ベルトスリーブ
１００ Ｖリブドベルト
１０２ 心線１０２
１０３ 接着ゴム層
１０４ 圧縮ゴム層
１０６ リブ部
１０７ 接着層
１０８ 植毛短繊維
１１０ 内層
１１１ 表面層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部もしくはベルト長手方向に所定間隔で設けたコグ部からなる型付部を有する圧縮ゴム層とを積層した伝動ベルトの製造方法において、
内型の可撓性ジャケット面に少なくとも心線を巻き付け、その上に焼付け処理した表面層に短繊維を植毛した未加硫のゴムスリーブを積層してベルト成形体に仕上げ、
上記内型を、内周面にリブ型もしくはコグ型からなる型部を刻印した外型との間に配置して、上記可撓性ジャケットを膨張させて上記ベルト成形体を外型の刻印した型部に密着して加硫したベルトスリーブを作製する、
ことを特徴とする伝動ベルトの製造方法。
【請求項２】
ゴムスリーブを焼付け処理した表面層に接着剤を塗付する請求項１記載の伝動ベルトの製造方法。
【請求項３】
短繊維はパイル糸を静電植毛したものである請求項１または２記載の伝動ベルトの製造方法。
【請求項１】
ベルト長手方向に沿って心線を埋設したゴム層と、該ゴム層に隣接してベルトの長手方向に延びるリブ部もしくはベルト長手方向に所定間隔で設けたコグ部からなる型付部を有する圧縮ゴム層とを積層した伝動ベルトの製造方法において、
内型の可撓性ジャケット面に少なくとも心線を巻き付け、その上に焼付け処理した表面層に短繊維を植毛した未加硫のゴムスリーブを積層してベルト成形体に仕上げ、
上記内型を、内周面にリブ型もしくはコグ型からなる型部を刻印した外型との間に配置して、上記可撓性ジャケットを膨張させて上記ベルト成形体を外型の刻印した型部に密着して加硫したベルトスリーブを作製する、
ことを特徴とする伝動ベルトの製造方法。
【請求項２】
ゴムスリーブを焼付け処理した表面層に接着剤を塗付する請求項１記載の伝動ベルトの製造方法。
【請求項３】
短繊維はパイル糸を静電植毛したものである請求項１または２記載の伝動ベルトの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−９９４６（Ｐ２００６−９９４６Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８７８２５（Ｐ２００４−１８７８２５）
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（０００００６０６８）三ツ星ベルト株式会社 (730)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（０００００６０６８）三ツ星ベルト株式会社 (730)
【Ｆターム（参考）】
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