反りを防止した成型ベルト、及びこの成型ベルトの製造方法
【課題】加硫成型後の加硫ゴム層の収縮に起因する凹反りを低減させる。
【解決手段】成型ベルト７０は、収縮済帆布１８０と、加硫ゴム層１８１とを有する。収縮済帆布１８０は合成樹脂繊維から形成され、ベルト幅方向に熱収縮可能な未収縮帆布が加硫成型工程で所定温度以上に加熱されて収縮されたものである。加硫ゴム層１８１は、未加硫ゴムシートが加硫成型工程で加熱され、加硫されることにより得られたものである。所定温度に加熱されたときの、未収縮帆布の幅方向収縮率と、加硫ゴム層１８１のゴム膨張率との差は２％以内であって、または幅方向収縮率がゴム膨張率より高い。
【解決手段】成型ベルト７０は、収縮済帆布１８０と、加硫ゴム層１８１とを有する。収縮済帆布１８０は合成樹脂繊維から形成され、ベルト幅方向に熱収縮可能な未収縮帆布が加硫成型工程で所定温度以上に加熱されて収縮されたものである。加硫ゴム層１８１は、未加硫ゴムシートが加硫成型工程で加熱され、加硫されることにより得られたものである。所定温度に加熱されたときの、未収縮帆布の幅方向収縮率と、加硫ゴム層１８１のゴム膨張率との差は２％以内であって、または幅方向収縮率がゴム膨張率より高い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、幅方向の反りが低減された成型ベルト、及びこの成型ベルトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加硫ゴム層に帆布が積層されて構成される搬送用平ベルトが広く知られており、このベルトの製造方法としては、いわゆるワンポット式の加硫成型装置を用い、帆布と加硫ゴム層を一体加硫成型することが知られている。この方法で製造された搬送用平ベルトは、一般的にベルトの幅方向において反りが顕著に発生する。
【０００３】
他の平ベルトの製造方法としては、それぞれ別個に加硫成型した複数の長尺のゴム層を、貼り合わせるとともに、その端部同士を継ぎ合わせ、ベルトを成形する方法が知られている。この方法においては、加硫済みのベルトにゴム層が張り合わされている為、一体成型時の様に各材料の収縮と膨張の影響を受けることが無く、ベルトに反りが生じることは無い。しかし、ベルト端部同士は接着剤等で継ぎ合わせられるため、継ぎ目部分の磨耗性や硬度等が他の部分と異なるから、ベルト性能には問題があり、複数の工程を必要とする為、効率性、作業性にも問題がある。
【０００４】
一体加硫成型により製造されるベルトの反り発生を防止する方法としては、特許文献１に記載されるように、搬送ベルトを３層構造にするとともに、３層の両外面を同材料にすることが知られている。また、別の反り発生を防止する方法としては、特許文献２に記載されるように、ポリイミド系樹脂を主体とするとともに導電性物質を含有し、相対的に表面抵抗値が低い外層と、ポリイミド系樹脂を主体とし、相対的に表面抵抗値が高い内層とを有するシームレスベルトにおいて、内層の線膨張係数を外層より大きくすることが知られている。
【特許文献１】特開２００２−１２３３４号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載される方法では、ベルトの層構造が限定されるために、適用できる用途が限定されるという問題がある。また、特許文献２のように、各層の線膨張係数を調整することにより反り量を制御する方法は、帆布とゴム層から構成されるベルトには、帆布とゴム層の線膨張係数が極端に異なるため、適用することはできない。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、ゴム層と帆布が積層されて構成される成型ベルトにおいて、幅方向の反りを抑制することを目的としたものである。
【０００７】
発明者らは、ゴム層と帆布とが積層されて構成される成型ベルトを、一体加硫成型により製造した場合の反りの発生原因について検討したところ、従来の成型ベルトにおいては、加熱時ゴム層は熱膨張するが、帆布の熱収縮はゴム層の熱膨張率より小さいことを発見した。また帆布はゴム層の加硫前に収縮してしまっており、帆布収縮後も更にゴム層が膨張および加硫する為に反りが防止できていないことを発見した。そして、成型後の冷却工程において、ゴム層は熱膨張した分だけ幅方向に収縮しようとするが、帆布はほとんど収縮しないので、この収縮量の違いにより、成型ベルトに反りが発生することを見出した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、発明者らは、成型ベルトにおいて、帆布に熱収縮可能な未収縮帆布を用いるととともに、加硫成型工程において、帆布を積極的に収縮させ、ゴム層の収縮に起因するベルトの反りを低減させた。
【０００９】
すなわち、本発明に係る成型ベルトは、合成樹脂繊維から形成され、ベルト幅方向に熱収縮可能な未収縮帆布と、未加硫ゴムから形成される未加硫ゴム層とが積層された積層体が加熱され、これにより、未収縮帆布がベルト幅方向に熱収縮されて収縮済帆布になるとともに、未加硫ゴム層が加硫されて加硫ゴム層となり、かつこれら収縮済帆布と加硫ゴム層とが一体的に成型されて得られた成型ベルトである。そして、上記積層体が加熱されるとき、少なくとも未収縮帆布が所定温度以上に加熱され、所定温度に加熱したときの、未収縮帆布のベルト幅方向における幅方向収縮率と、加硫ゴム層のゴム膨張率との差が２％以内であり、または幅方向収縮率がゴム膨張率より高いこと特徴とする。
【００１０】
上記幅方向収縮率は、ゴム膨張率より高いことが好ましい。そして、幅方向収縮率は、例えば３〜９％であるとともに、ゴム膨張率は例えば０〜６％である。また、未収縮帆布のベルト長手方向における長手方向収縮率は、幅方向収縮率より低いことが好ましい。
【００１１】
本発明に係るベルトの製造方法は、合成樹脂繊維から形成され、ベルト幅方向に熱収縮可能な未収縮帆布と、未加硫ゴムから形成される未加硫ゴム層とが積層された積層体を加熱し、これにより、未加硫ゴム層を加硫し、膨張させて加硫ゴム層にするとともに、未収縮帆布をベルト幅方向に収縮させ収縮済帆布とし、かつ加硫ゴム層と収縮済帆布とを一体成型し、ベルトスラブを得る加硫成型工程と、ベルトスラブを冷却させるとともに所定幅に切断し、これにより、膨張された加硫ゴム層がベルトの幅方向に収縮された、成型ベルトを得る冷却工程とを備える。そして、上記加硫成型工程では、少なくとも未収縮帆布を所定温度以上に加熱し、ベルト幅方向における未収縮帆布の収縮により、加硫ゴム層の収縮に起因する成型ベルトの幅方向の反りを低減させる。ここで、所定温度に加熱したときの、未収縮帆布のベルト幅方向における幅方向収縮率と、加硫ゴム層のゴム膨張率との差は２％以内、または幅方向収縮率がゴム膨張率より高く設定される。
【００１２】
上記加硫成型工程では、積層体を未収縮帆布側及び未加硫ゴム層側から挟圧することが好ましい。例えば柱状の内型の外周面に少なくとも未収縮帆布、未加硫ゴム層をこの順に巻き付け筒状の積層体を内型に装着するとともに、積層体が装着された内型を囲むように外型を配置し、上記加硫成型工程において、積層体を内型及び外型によって挟圧することが好ましい。
【００１３】
上記加硫成型工程は、積層体を、未収縮帆布側及びゴム層側から第１の温度で加熱する第１加熱工程と、積層体を、未収縮帆布側から第１の温度と異なる第２の温度で加熱する第２加熱工程を含み、上記第２の温度は所定温度より高いことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、ゴム層と帆布を備え一体的に成型された成型ベルトにおいて、加硫成型工程時、帆布を積極的に収縮させ、その収縮率をゴム層の膨張率に近似させることにより、ゴム層の熱膨張に起因する成型ベルトの幅方向の反りを低減させることができるので、反り量の少ない成型ベルトを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る成型ベルト７０を示す。成型ベルト７０は例えば搬送用に使用される無端状の平ベルトである。成型ベルト７０は加硫ゴム層１８１の下面に、収縮済帆布１８０が加硫接着されて構成される。成型ベルト７０は収縮済帆布１８０の下面側がプーリ（不図示）に接するようにプーリに掛け回されて使用され、加硫ゴム層１８１の上面は、被搬送物を搬送するための搬送面と成る。
【００１６】
成型ベルト７０は、後述する未加硫ゴムシート８１（図３参照）と、未収縮帆布８０（図３参照）とが積層された積層体３０（図３参照）が加圧・加熱され、これにより未収縮帆布８０が熱収縮されて収縮済帆布１８０になるとともに、未加硫ゴムシート８１が加硫されて加硫ゴム層１８１となり、かつこれら収縮済帆布１８０と加硫ゴム層１８１とが一体的に成型されて得られたものである。なお、積層体３０が加硫成型により加熱されるとき、収縮済帆布１８０は少なくとも所定温度Ｔ（例えば１６０℃）以上に加熱されることにより、収縮されている。
【００１７】
加硫ゴム層１８１のゴム成分としては、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合体）、水素添加ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、天然ゴム、及びポリウレタンゴムより選択される少なくとも１種のものが使用される。加硫ゴム層１８１は、加熱により膨張し、加硫ゴム層１８１を２５℃から所定温度Ｔ（例えば１６０℃）まで加熱したときの加硫ゴム層１８１の体積膨張率（以下、「ゴム膨張率ＥＴ」という）は、例えば０〜６％である。なお、ゴム膨張率ＥＴとは、加硫ゴム層１８１を２５℃から所定温度Ｔまで加熱したときの、２５℃における加硫ゴム層１８１の体積に対する、所定温度Ｔにおける加硫ゴム層１８１の体積増加率を％で表したものである。なお、ゴム膨張率の測定方法の詳細は実施例で説明する。
【００１８】
次に、図２、３を用いて第１の実施形態に係る成型ベルトの製造方法について説明する。図２は本実施形態に使用される加硫成型装置１０を示す。加硫成型装置１０は、内型２０と、内型２０を内部に収納する外型４０を有する。略円筒形に形成された外型４０は内部に略円筒状のゴムジャケット４３が設けられ、ゴムジャケット４３と外型４０の内周面７２の間には、密閉空間５４が形成される。ゴムジャケット４３の内部は、内型２０を収納するための収納室６７として形成される。収納室６７には、図３に示すように外周面２７に、未収縮帆布８０および未加硫ゴムシート（未加硫ゴム層）８１がこの順に巻き付けられた内型２０が配置される。
【００１９】
本実施形態における未加硫ゴムシート８１は前述するように加硫成型され、成型ベルト７０（図１参照）において、加硫ゴム層１８１と成る。
【００２０】
未収縮帆布８０は、例えば合成樹脂繊維によって織られ又は編まれて形成され、例えば内型２０の軸Ｘ方向（すなわち、ベルトの幅方向）に延在する第１の糸と、内型２０の周方向（すなわち、ベルトの長手方向）に延在する第２の糸とによって織られている。なお、例えば第１の糸には織物構造としての経糸が用いられると共に、第２の糸には緯糸が用いられる。
【００２１】
未収縮帆布８０において、軸方向Ｘに延在する第１の糸は、熱収縮可能なものが使用され、例えば、１２０℃における乾熱収縮率が３〜３５％のものが使用され、好ましくは１５〜２０％のものが使用される。乾熱収縮率はＪＩＳ Ｌ１０４２に基づいて測定されたものである。
【００２２】
従来の成型ベルトの帆布に使用される糸は、予め熱処理が施され、加硫成型工程での加熱による熱収縮は抑えられている。しかし、本実施形態で使用される第１の糸としては、例えば熱処理が施されていない糸が使用され、加硫成型工程における加熱により、比較的大きく熱収縮される。
【００２３】
第２の糸は、例えば予め熱処理が施され、加硫成型工程で実質的に熱収縮されない糸であって、ベルト加硫温度での熱収縮率が第１の糸に比べて低い。第１及び第２の糸に使用される繊維は特に限定されず、例えばＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＴＴである。
【００２４】
以上のような第１の糸が使用されることにより、本実施形態における未収縮帆布８０は、加熱により充分にベルトの幅方向に収縮される帆布であって、２５℃から所定温度Ｔ（例えば１６０℃）に加熱されたときの収縮率（幅方向収縮率ＷＴ）は、３％以上であって、好ましくは３〜９％に設定される。一方、第２の糸には収縮性が低い糸が用いられるため、未収縮帆布８０のベルト長手方向の収縮率（以下、長手方向収縮率ＬＴという）は、上記幅方向収縮率ＷＴより低くなる。なお、幅方向収縮率ＷＴの測定方法は、実施例で詳述すると共に、長手方向収縮率ＬＴは幅方向収縮率ＷＴと同様の条件で測定される。
【００２５】
また、未収縮帆布８０は、高温加熱時、低温加熱時に比べ顕著に収縮し、２５℃から所定温度（１６０℃）に加熱されたときの幅方向収縮率ＷＴは、２５℃から１２０℃に加熱されたときの幅方向収縮率Ｗ１２０の２倍以上となる。
【００２６】
未収縮帆布８０は、幅方向収縮率ＷＴが従来の帆布に比べて高いものが使用され、これにより、加硫ゴム層１８１のゴム膨張率ＥＴとの差が例えば２％以内、または加硫ゴム層１８１のゴム膨張率ＥＴより高く設定される。そして、好ましくは、幅方向収縮率ＷＴがゴム膨張率ＥＴより高い場合、その差は３％以内に設定される。幅方向収縮率ＷＴと、ゴム膨張率ＥＴとがこのように設定されることにより、反りが少ない成型ベルト７０が得られる。反りが少ない成型ベルト７０は、平面性に優れ、搬送機能が良好になる。
【００２７】
次に、本実施形態における積層体３０の加硫成型方法について図２、４を用いて説明する。本実施形態においては、内型２０が外型４０内に収納された状態において、外型４０に設けられた密閉空間５４に初期温度ｔ０に加熱された圧力媒体が供給され、ゴムジャケット４３がその径方向内側に膨張させられ、積層体３０は、ゴムジャケット４３と内型２０とによって挟圧され所定圧力が付勢される。初期温度ｔ０の圧力媒体の供給は、期間ｍ０において継続され、ゴムジャケット４３と内型２０の間に内在する空気は収納室６７の外部に押し出される。また、期間ｍ０では、内型２０内部にも初期温度ｔ０の熱媒体が供給され、すなわち積層体３０は、内型２０の外周面２７と、外型４０の内周面から初期温度ｔ０で加熱される。初期温度ｔ０は未加硫ゴムシート８１が加硫される温度、すなわち加硫温度には到達していないので、期間ｍ０においては、未加硫ゴムシートの加硫度を示すトルクはわずかに上昇するのみである。
【００２８】
なお、加硫度を示すトルクとは各時間におけるゴムシート８１にねじり振動を与えたときに測定されたトルクであって、図４及び後述する図５、６ではそのトルクを結んでキュラストカーブＣとして実線で記載する。一方、温度推移は、点線で記載される。なお、内型２０と外型４０の挟圧により積層体３０には期間ｍ０〜期間ｍ２に亘って、一定圧力が付与され続ける。
【００２９】
期間ｍ０経過後、圧力媒体の温度は期間ｍ１において、初期温度ｔ０から第１の温度ｔ１まで上昇させられる。内型２０内部に供給される熱媒体も同様に期間ｍ１の間に、第１の温度ｔ１まで上昇させられる。第１の温度ｔ１に加熱された圧力媒体及び熱媒体によって、積層体３０は、ゴムジャケット４３の内周面（すなわち未加硫ゴムシート８１側）及び内型２０の外周面２７（すなわち未収縮帆布８０側）から加熱され、この加熱は図４に示すように期間ｍ２の間継続される。
【００３０】
期間ｍ０〜ｍ２における加熱により、未加硫ゴムシート８１は熱膨張すると共に、積層体３０は加硫成型され、未加硫ゴムシート８１のキュラストカーブＣは加熱温度の上昇と共に上昇する。そして、期間ｍ２中の所定時間経過した時点でキュラストカーブＣの上昇は実質的に終了させられる。すなわち、積層体３０は期間ｍ２において、未加硫ゴムシート８１の加硫が終了するとともに、未加硫ゴムシート８１に未収縮帆布８０が加硫接着され、加硫ゴム層１８１（図１参照）と収縮済帆布１８０（図１参照）とが一体的に成型されたベルトスラブが得られる。なお、第１の温度ｔ１は上記した所定温度Ｔ以上の温度である。
【００３１】
期間ｍ２における加熱が終了すると、内型２０及び外型４０への熱媒体及び圧力媒体の供給が停止されるとともに、内型２０が収納室６７から取り出される。取り出された内型２０はベルトスラブと共に例えば室温（２５℃程度）まで冷却され、略円筒形を呈するベルトスラブは内型２０から離脱された後、周方向に沿って切断され、これにより所定幅を有する成型ベルト７０が得られる。成型ベルト７０は上述したように加硫ゴム層１８１の下面に収縮済帆布１８０が密着積層されて構成される無端状の平ベルトである。
【００３２】
本実施形態おいて第２の温度ｔ１は所定温度Ｔより高温に設定されており、加硫ゴム層１８１は、加硫終了時、所定温度Ｔ以上に加熱された状態にあり、加硫ゴム層１８１はゴム膨張率ＥＴと同等、若しくはゴム膨張率ＥＴ以上に膨張させられている。したがって、加硫ゴム層１８１が冷却されると、その膨張させられた分だけその周方向（ベルトの長手方向）、軸方向（ベルトの幅方向）、及び径方向（ベルトの厚さ方向）に収縮しようとする力（収縮力）が作用される。
【００３３】
一方、未収縮帆布８０は、上述したように、軸Ｘ方向に熱収縮する帆布であって、加硫成型工程の期間ｍ０〜ｍ２において、軸Ｘ方向に所定の収縮率で収縮させられ、収縮済帆布１８０となる。しかし、収縮済帆布１８０は、第１の温度ｔ１から室温（２５℃）まで冷却されるとき、実質的に膨張及び収縮させられることはない。したがって、積層体３０の軸Ｘ方向の両端には、加硫成型工程において、未収縮帆布８０の収縮により、径方向内側に反るように未収縮帆布８０から力（収縮力）が作用され、その力は冷却された後においても、継続してベルトスラブに作用される。
【００３４】
一般的に、上記加硫ゴム層１８１の収縮力により、ベルトスラブは、その幅方向（軸方向）の長さが切断されて短くされるとき、幅方向に凹反りが発生する。すなわち、ベルトスラブが切断されて短くされるとき、収縮力は開放されてベルトの幅方向に作用され、これによりベルト幅方向には大きな反り力が作用される。この反り力は、図１において、成型ベルト７０の幅方向における両端部Ｅを上方に反り上げる力である。
【００３５】
しかし、本実施形態では、ゴムシート８１の収縮により発生する反り力は、上述した未収縮帆布８０の収縮により発生した力（収縮力）によって打ち消されているので、幅方向における反りの発生が防止させられる。特に本実施形態では、収縮済帆布１８０の所定温度Ｔ（すなわち、温度ｔ１以下の温度）の収縮率は、ベルト幅方向において高く、未収縮帆布８０の幅方向収縮率ＷＴと加硫ゴム層１８０のゴム膨張率ＥＴとの差が２％以内に設定され、または幅方向収縮率ＷＴがゴム膨張率ＥＴより高く設定され、反りの発生が有効に抑制される。
【００３６】
また、未収縮帆布８０は、低温（例えば１２０℃）における幅方向収縮率Ｅ１２０が低いので、期間ｍ１において低温（第１の温度ｔ１未満）で加熱されるとき、熱収縮量は相対的に小さい。しかし、未収縮帆布８０の所定温度Ｔ（例えば、１６０℃）における熱収縮率ＷＴが高く、未収縮帆布８０は、期間ｍ２において所定温度Ｔより高く加熱されるとき、相対的に大きく収縮させられる。
【００３７】
一方、未加硫ゴムシート８１は、キュラストカーブＣが示すように、期間ｍ１において、未収縮帆布８０に加硫接着される。すなわち、未収縮帆布８０は、ゴムシート８１に加硫接着された後、大きく熱収縮させられるので、未収縮帆布８０の収縮力はベルトスラブに効果的に作用させられる。なお、ベルトの反りを顕著に防止するためには、未収縮帆布の収縮力は高い方が好ましく、未収縮帆布８０の所定温度Ｔにおける幅方向収縮率ＷＴは、ゴム膨張率ＥＴより高い方が良い。
【００３８】
以上説明したように、従来、未加硫ゴム層と帆布が積層された積層体を加硫成型する場合、未加硫ゴム層は加硫成型において膨張した後、冷却するとき収縮させられ、この収縮により成型ベルトには凹反りが生じていた。しかし本実施形態では、ベルトの加硫成型工程において、帆布を積極的に熱収縮させることにより、上記凹反りを減少させることができる。
【００３９】
次に第２の実施形態について説明する。第２の実施形態と第１の実施形態の相違点は、積層体３０の加熱方法である。以下図５を用いて第２の実施形態における加熱方法について説明する。
【００４０】
積層体３０は第１の実施形態と同様に、期間ｍ０において、外型４０及び内型２０に供給される初期温度ｔ０の圧力媒体、熱媒体で加熱される。そして、この期間ｍ０終了後、期間ｍ１において、上記圧力媒体、熱媒体は、第１の温度ｔ１まで上昇させられる。なお、内型２０と外型４０の挟圧により積層体３０には期間ｍ０〜期間ｍ２’に亘って、一定圧力が付与され続ける。
【００４１】
積層体３０は、第１の温度ｔ１に加熱された圧力媒体及び熱媒体によって、ゴムジャケット４３の内周面（すなわちゴムシート８１側）及び内型２０の外周面２７（すなわち未収縮帆布８０側）から加熱され、この加熱は図５に示すように期間ｍ２の間継続される。
【００４２】
期間ｍ１、ｍ２における加熱により、ゴムシート８１の加硫度は加熱温度の上昇と共に上昇し（図５のキュラストカーブ参照）、期間ｍ２中の所定時間経過した時点でその上昇は実質的に終了させられる。すなわち、積層体３０は期間ｍ１、ｍ２において、ゴムシート８１の加硫が終了されるとともに、加硫ゴム層１８１に収縮済帆布１８０が加硫接着してベルトスラブ（不図示）が得られる。
【００４３】
期間ｍ２経過後、内型２０に供給される熱媒体の温度は第２の温度ｔ２に上昇させられ、その熱媒体は期間ｍ２’において第２の温度ｔ２に維持される。一方、期間ｍ２’において、外型４０の密閉空間５４に供給される圧力媒体の温度は第１の温度ｔ１に維持されたままである。すなわち、期間ｍ２’において、積層体３０は内型２０側から第２の温度ｔ２で加熱されるとともに、外型４０側から第１の温度ｔ１で加熱される。ここで、第２の温度は上記した所定温度Ｔよりも高い温度である。
【００４４】
期間ｍ２’経過後、内型２０及び外型４０への熱媒体及び圧力媒体の供給が停止されるとともに、内型２０が収納室６７から取り出される。取り出された内型２０はベルトスラブ（不図示）と共に例えば室温（２５℃程度）まで冷却され、略円筒形を呈するベルトスラブ（不図示）は内型２０から離脱された後、周方向に沿うように切断され、これにより所定幅を有する成型ベルト（平ベルト）７０が成形される。
【００４５】
本実施形態においても、未収縮帆布８０及び未加硫ゴムシート８１は第１の実施形態と同様のものが使用され、すなわち未収縮帆布８０は所定温度Ｔ（例えば１６０℃）において充分に熱収縮される帆布であって、未収縮帆布８０の幅方向収縮率ＷＴと、加硫ゴム層１８１のゴム膨張率ＥＴとの差が２％以内であり、または幅方向収縮率ＷＴがゴム膨張率ＥＴより高く設定される。
【００４６】
本実施形態では、期間ｍ２において、未収縮帆布８０は熱収縮されるが、第１の実施形態と同様に、未収縮帆布８０は低温加熱時、その幅方向収縮率は相対的に低く、期間ｍ２における加熱のみでは未収縮帆布８０を充分に収縮させることができない。
【００４７】
そこで、本実施形態では、未収縮帆布８０を、期間ｍ２終了後、期間ｍ２’において、第１の温度ｔ１より高い第２の温度ｔ２で加熱している。ここで、第２の温度ｔ２は、上記した所定温度Ｔより高く、未収縮帆布８０は、期間ｍ２’において充分に収縮されることになる。すなわち、本実施形態においても、未収縮帆布８０は、少なくとも所定温度Ｔ以上に加熱され、これにより効果的に未収縮帆布は熱収縮される。
【００４８】
期間ｍ２’においてゴムシート８１側の加熱温度は、第１の温度ｔ１に設定されたままなので、ゴムシート８１に余計な熱履歴が加えられることはない。同様に、本実施形態では、期間ｍ２’により帆布８１を積極的に収縮させているので、期間ｍ２において、帆布８１を収縮させる必要はないので、期間ｍ２の温度（第１の温度ｔ１）を低く設定することができる。したがって、期間ｍ２において、未加硫ゴムシート８１に余計な熱履歴が加えられることが回避されるので、加硫ゴム層１８１の加熱による分解及び余計な膨張が抑制される。なお、第１の温度ｔ１は所定温度Ｔより低くても良いが高くても良い。
【００４９】
さらに本実施形態では、加硫成型工程の開始直後において、キュラストカーブＣが示すように、未加硫ゴムシート８１は、加硫され、未収縮帆布８０に加硫接着される一方、加硫成型工程の後半で未収縮帆布８０が大きく収縮させられる。すなわち、本実施形態では、未収縮帆布８０は、ゴムシート８１に加硫接着させられた後に、大きく収縮させられるので、未収縮帆布８０の収縮により積層体３０の反りが効果的に低減される。
【００５０】
未収縮帆布８０は、期間ｍ２’における加熱により、その厚みが薄く熱伝導率が相体的に高いので、短時間の間に第２の温度ｔ２まで上昇する。しかし、ゴムシート８１（加硫ゴム層１８１）は、外型４０から第１の温度ｔ１で加熱されるとともに、内型２０側から第２の温度ｔ２で加熱されるが、熱伝導率が低いので、期間ｍ２’において、一部が第２の温度ｔ２まで加熱されるが、その全体が第２の温度ｔ２まで加熱されることはない。
【００５１】
すなわち、本実施形態では、未収縮帆布８０は所定温度Ｔ以上に加熱されるが、加熱終了時に加硫ゴム層は所定温度Ｔまで加熱されていないこともある。しかし、加硫ゴム層１８１のゴム膨張率は、加硫温度（例えば１００〜１８０℃程度）において、温度変動に依存して大きく変動することはない。したがって、加硫ゴム層１８１の所定温度Ｔにおけるゴム膨張率ＥＴと、未収縮帆布８０の幅方向収縮率ＷＴとの差を２％以内にし、又は幅方向収縮率ＷＴをゴム膨張率ＥＴより大きくすれば、本実施形態においても、成型ベルトの反りを防止することができる。
【００５２】
次に第３の本実施形態について説明する。第３の実施形態と第１の実施形態の相違点は、積層体３０の加熱方法のみであるので以下図６を用いて加熱方法について説明する。
【００５３】
積層体３０は第１の実施形態と同様に、期間ｍ０において、外型４０及び内型２０に供給される初期温度ｔ０の圧力媒体、熱媒体で加熱される。なお、内型２０と外型４０の挟圧により積層体３０には期間ｍ０〜期間ｍ２に亘って、一定圧力が付与され続ける。
【００５４】
期間ｍ０経過後、内型２０に供給される熱媒体の温度は第２の温度ｔ２に上昇させられ、その熱媒体は期間ｍ２’において第２の温度ｔ２に維持される。一方、外型４０に供給される圧力媒体は、期間ｍ１において第１の温度ｔ１まで上昇させられ、期間ｍ２’において、その圧力媒体の温度は第１の温度ｔ１に維持される。すなわち、期間ｍ２’において、積層体３０は内型２０側から第２の温度ｔ２で加熱されるとともに、外型４０側から第１の温度ｔ１で加熱される。第２の実施形態と同様に、第１の温度ｔ１は所定温度Ｔより高くても良いが低くても良い。一方、第２の温度ｔ２は所定温度Ｔより高く設定される。
【００５５】
期間ｍ２’が経過すると、内型２０内部に供給される熱媒体の温度が第１の温度ｔ１まで低下させられ、期間ｍ２では内型２０内部に供給される熱媒体及び外型５４に供給される圧力媒体の温度が共に第１の温度ｔ１に設定される。なお、キュラストカーブＣで確認できるように、加硫度の上昇は、期間ｍ２中の所定時間経過した時点で実質的に終了し、期間ｍ２においてゴムシート８１の加硫が終了し、内型２０の外周面にはベルトスラブが成形される。
【００５６】
期間ｍ２における加熱が終了すると、内型２０及び外型４０への熱媒体及び圧力媒体の供給が停止されるとともに、内型２０が収納室６７から取り出される。取り出された内型２０はベルトスラブと共に例えば室温（２５℃程度）まで冷却され、ベルトスラブは内型２０から離脱された後、周方向に沿うように切断され、これにより所定幅を有する成型ベルト７０が得られる。
【００５７】
本実施形態においても、未収縮帆布８０及び未加硫ゴムシート８１は第１の実施形態と同様のものが使用される。すなわち未収縮帆布８０は所定温度Ｔ（例えば１６０℃）において充分に熱収縮される帆布であって、未収縮帆布８０の幅方向収縮率ＷＴと、加硫ゴム層１８１のゴム膨張率ＥＴとの差が２％以内であり、または幅方向収縮率ＷＴがゴム膨張率ＥＴより高く設定される。このような構成を有する未収縮帆布８０は、第１及び第２の実施形態と同様に、加硫成型工程で所定温度以上に加熱されることにより、充分に熱収縮するので、ベルト幅方向の反りの発生が防止される。
【００５８】
なお、本実施形態でも期間ｍ２’において、内型２０側から未収縮帆布８０を積極的に第２の温度ｔ２に加熱されるので、未収縮帆布８０はその加熱により充分に収縮することができる。一方、期間ｍ２’においては、外型４０側の温度は、第２の温度ｔ１より低い第１の温度ｔ１に設定されているので、ゴムシート８１には余計な熱履歴が加えられない。
【００５９】
第２及び第３の実施形態において、第１の温度（加硫加熱温度）ｔ１は、例えば１２０〜１７０℃、第２の温度（帆布収縮温度）ｔ２は、例えば１５０〜１８０℃に設定され、第２の温度ｔ２は第１の温度ｔ１より高温に設定される。また、期間（加硫期間）ｍ２は例えば２０〜４０分間に設定されると共に、期間（帆布収縮期間）ｍ２’は、例えば３〜１０分間に設定され、期間ｍ２より短い。
【００６０】
成型ベルト７０の構成は上述の構成に限定されず、第１乃至第３の変形例に示す構成を有していても良い。図７は、第１の変形例の成型ベルト７０を示す。図７に示すように、第１の変形例の成型ベルト７０は、第１の帆布１８０Ａと、第１の帆布１８０Ａの上面に積層された第２の帆布１８０Ｂと、第２の帆布１８０Ｂの上面に積層されたゴム層１８１から構成される。
【００６１】
この成型ベルト７０が製造されるとき、内型２０には、第１の帆布、第２の帆布、及び未加硫ゴムシートがこの順で巻き付けられる。ここで、第１及び第２の帆布のうち少なくともいずか一方の帆布は、本実施形態における未収縮帆布８０と同一の構成を有する。
【００６２】
図８は第２の変形例を示す。図８に示すように、第２の変形例の成型ベルト７０は、収縮済帆布１８０と、収縮済帆布１８０の上面に積層された補強層１９０と、補強層１９０の上面に積層されたゴム層１８１から構成される。補強層１９０は、プライマー層１９１内に、長手方向に延在する心線１９２が埋設されて構成される。
【００６３】
この成型ベルト７０が製造されるとき、内型２０には、まず予めプライマーが塗布された未収縮帆布が、プライマーの塗布された面が外周に向くように巻き付けられる。次にそのプライマーの上に心線が螺旋状に巻かれ、その心線の上にはさらに未加硫ゴムシートが巻き付けられる。ここでゴムシート、未収縮帆布の構成は本実施形態における構成と同一である。プライマーは、ゴムまたは合成樹脂から形成され、ゴム成分としてはニトリルゴム、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合体）、水素添加ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、天然ゴム、及びポリウレタンゴムより選択される少なくとも１種のものが使用される。また、合成樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、塩化ビニル、フェノールレジン、ポリイミド、ポリエステル、フッ素樹脂等が使用される。
【００６４】
図９は本実施形態の第３の変形例を示す。図９に示すように、第３の変形例の成型ベルト７０は、第１の帆布１８０Ａと、第１の帆布１８０Ａの上面に積層された補強層１９０と、補強層１９０の上面に積層された第２の帆布１８０Ｂと、第２の帆布１８０Ｂの上面に積層されたゴム層１８１から構成される。なお、第１及び第２の帆布１８０Ａ、１８０Ｂは第１の変形例と同様の構成を有するとともに、補強層１９０は第２の変形例と同様の構成を有するため、これらの説明は省略する。
【００６５】
勿論、成型ベルト７０の層構成は、加硫ゴム層１８１及び帆布（収縮済帆布１８０）が積層されていれば上述の構成に限定されない。ただし、帆布（未収縮帆布）は、内型２０又は外型４０によって加熱されやすいように、内型２０及び外型４０に近接し、又は接するように巻き付けられていたほうが良い。
【００６６】
なお、第１乃至第３の実施形態においては、未収縮帆布８０には、上記プライマーに使用されるゴム、合成樹脂によって含浸処理が施されていても良い。
【実施例】
【００６７】
次に、本発明について実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
【００６８】
［実施例１］
実施例１は、第２の実施形態の加硫成型方法に倣って、収縮済帆布、補強層、加硫ゴム層が積層されて構成される第２の変形例に示す平ベルト（図８参照）を製造した。実施例１では、未収縮帆布の一面に、ゴム成分が天然ゴムであるプライマーゴムが塗布されており、その未収縮帆布が内型に巻き付けられ、その未収縮帆布の上に、心線、及び未加硫ゴムシートが巻き付けられた。ここで、未加硫ゴムシートの厚さは１０ｍｍであり、ゴム成分としては天然ゴムが使用された。
【００６９】
第１の糸に使用される糸は、140dtexの糸であると共に、第２の糸に使用される糸は110dtexの糸であって、第１及び第２の糸に使用される繊維はPETであった。実施例１で使用された帆布は幅方向に高い収縮性を有する帆布であって、表１に示す幅方向収縮率を有していた。
【００７０】
未収縮帆布、心線、及び未加硫ゴムシートから成る積層体を、図５に示すように、３０分間（期間ｍ０＋期間ｍ１）かけて、内型の熱媒体及び外型の圧力媒体の温度を１４５℃（第１の温度ｔ１）まで上昇させた。その後、内型の熱媒体及び外型の圧力媒体の温度を１４５℃（第１の温度ｔ１）で３０分間（期間ｍ２）維持し、積層体を加熱した。次いで、内型の熱媒体の温度のみを、所定温度Ｔ（１６０℃）以上の温度である１６５℃（第２の温度ｔ２）まで上昇させ、内型の熱媒体の温度を１６５℃、外型の熱媒体の温度を１４５℃に維持して、積層体を５分間（期間ｍ２’）加熱した。これら加熱により、積層体は、図８に示すような収縮済帆布、補強層、加硫ゴム層が一体的に積層されたベルトスラブとなった。
【００７１】
期間ｍ２’の加熱が終了すると、内型を外型から取り出すと共に、ベルトスラブを内型と共に室温（２５℃）まで冷却し、幅３５ｍｍに切断して実施例１の平ベルトを得た。
【００７２】
［比較例１］
比較例１は、未収縮帆布の構成、並びに内型及び外型に供給される熱媒体及び圧力媒体の加熱温度と加熱時間以外の条件は実施例１と同様にして実施した。すなわち、比較例１では、第１の糸に使用される糸は、140dtexの糸であり、第２の糸に使用される糸は110dtexの糸であった。比較例１で使用された帆布は幅方向の収縮性が低く、表１に示す幅方向収縮率を有していた。なお、第１及び第２の糸に使用される繊維はＰＥＴであった。未加硫ゴムシートには実施例１と同様の配合を有する天然ゴムを用いると共に、未収縮帆布には実施例１と同様にプライマーゴムを塗付した。
【００７３】
比較例１においては、内型の熱媒体及び外型の圧力媒体の温度を１６５℃まで上昇させた後、１６５℃で３０分間維持し、これにより、未収縮帆布、心線、及びゴムシートから成る積層体を加硫成型し、ベルトスラブを得た。その後、ベルトスラブは室温（２５℃）まで冷却し、幅３５ｍｍに切断して平ベルトを得た。
【００７４】
［収縮済帆布の幅方向収縮率の測定］
実施例１及び比較例１の未収縮帆布と同一の素材から成る帆布サンプルを用意した。実施例１及び比較例１の帆布サンプルは、長さ９００ｍｍ、幅３５ｍｍであって、帆布サンプルにおいて、第１の糸（ベルト幅方向の糸）が長手方向に延在し、第２の糸（ベルト長手方向の糸）が幅方向に延在しており、すなわち、実施例１の帆布サンプルは長手方向に熱収縮可能な未収縮帆布であった。なお、上記帆布サンプルの長さ、幅は室温雰囲気下（２５℃）で測定された。
【００７５】
上記実施例１の帆布サンプルを複数用意し、それぞれ加熱オーブンで１２０℃、１５０℃、１６０℃の雰囲気下で３０分間加熱した。各温度雰囲気下で加熱した各帆布サンプルは、それぞれ加熱オーブンから取り出した後、長さを測定した。そして、加熱前の（２５℃における）帆布サンプルの長さに対する、加熱後の帆布サンプルの長さの増加率を％で表したものを、２５℃から各温度それぞれまで加熱したときの、未収縮帆布の幅方向収縮率とした。同様に、比較例１の帆布サンプルに関しても、２５℃から１６０℃に加熱したときの、未収縮帆布の幅方向収縮率を測定した。
【００７６】
［加硫ゴム層のゴム膨張率］
実施例１の平ベルトの加硫ゴム層から、厚さ１０ｍｍ、幅３５ｍｍ、長さ９００ｍｍの直方体のベルトゴム体を複数採取した。なお、上記厚さ、幅、長さの測定値は、２５℃におけるものであった。上記ベルトゴム体それぞれを、１２０℃、１５０℃、１６０℃の雰囲気下にある加熱オーブン内で３０分間加熱した。３０分間の加熱後、その加熱温度の雰囲気下にある加熱オーブン内において、ベルトゴム体の厚さ、幅、及び長さを測定し、加熱後のベルトゴム体の体積を算出した。なお、各ベルトゴム体について、幅、長さ、厚さを積算したものを、そのベルトゴム体の体積とした。加熱前のベルトゴム体の体積に対する、加熱後のベルトゴム体の体積の増加率を％で表したものを、２５℃から各温度まで加熱したときのゴム膨張率とした。なお、同様の方法により、比較例１についても２５℃から１６０℃まで加熱したときのゴム膨張率Ｅ１６０を測定した。
【００７７】
［ベルトの反り量測定］
実施例１及び比較例１の無端状平ベルトを、帆布側が内周側となるように、２つのプーリに取付伸張率０．５％で取り付け、レーザー変位計を用いて反り量を測定した。すなわち、ベルトの外周面における、ベルト幅方向の両縁部、中央部、並びに各縁部と中央部の中間位置の５点に、レーザー照射を行い、これら５点の位置を測定した。そして、ベルトの厚さ方向における、各点の位置の差を算出し、その最大値をベルトの反り量とした。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１から明らかなように、実施例１の未収縮帆布は、低温（１２０℃）に加熱した場合、収縮率はそれほど高くない。一方、高温（１５０℃以上）に加熱した場合、その幅方向収縮率は高くなり、特に所定温度Ｔ（１６０℃以上）に加熱した場合、低温加熱時の２倍上になることが理解できる。すなわち、本実施例で使用された未収縮帆布は高温下で収縮率が顕著に高いことが理解できる。一方、実施例１に係るゴム膨張率は、低温・高温下いずれにおいてもほぼ一定であることが理解できる。
【００８０】
また、実施例１では、１６０℃（所定温度Ｔ）に加熱したときの未収縮帆布の幅方向収縮率ＷＴが、同温度に加熱したときの加硫ゴム層のゴム膨張率ＥＴより高く、かつゴム膨張率ＥＴとの差が３％以内であった。そして、実施例１では加硫成型工程において、未収縮帆布は所定温度Ｔ（１６０℃）より高温（１６５℃）に加熱されていた。したがって、加硫成型工程において、未収縮帆布は十分に収縮し、加硫ゴム層の収縮に起因するベルト反りを十分に低減することができたので、反り量／ベルト幅は相対的に小さな値になった。一方、比較例１においては、加硫成型工程において、帆布が十分に収縮しなかったため、加硫ゴム層の収縮に起因するベルト反りを十分に低減することができず、反り量／ベルト幅は相対的に大きな値になった。なお、本実施例１では、幅方向収縮率Ｗ１２０とゴム収縮率Ｅ１２０の差、及び幅方向収縮率Ｗ１５０とゴム収縮率Ｅ１５０の差も２％以内となるので、所定温度Ｔは１２０℃、又は１５０℃としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１の実施形態に係る成型ベルトを示すための断面図である。
【図２】加硫成型装置を示す断面図である。
【図３】積層体の模式的な断面図である。
【図４】第１の実施形態における、内型内に供給される熱媒体の温度推移、及び加硫度の推移を模式的に示すグラフである。
【図５】第２の実施形態における、内型内に供給される熱媒体の温度推移、及び加硫度の推移を模式的に示すグラフである。
【図６】第３の実施形態における、内型内に供給される熱媒体の温度推移、及び加硫度の推移を模式的に示すグラフである。
【図７】第１の変形例に係る成型ベルトを示すための断面図である。
【図８】第２の変形例に係る成型ベルトを示すための断面図である。
【図９】第３の変形例に係る成型ベルトを示すための断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 加硫成型装置
２０ 内型
２７ 外周面
３０ 積層体
４０ 外型
７０ 平ベルト（成型ベルト）
８０ 未収縮帆布
８１ 未加硫ゴムシート（未加硫ゴム層）
１８０ 収縮済帆布
１８１ 加硫ゴム層
ｔ０ 初期温度
ｔ１ 第１の温度
ｔ２ 第２の温度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、幅方向の反りが低減された成型ベルト、及びこの成型ベルトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加硫ゴム層に帆布が積層されて構成される搬送用平ベルトが広く知られており、このベルトの製造方法としては、いわゆるワンポット式の加硫成型装置を用い、帆布と加硫ゴム層を一体加硫成型することが知られている。この方法で製造された搬送用平ベルトは、一般的にベルトの幅方向において反りが顕著に発生する。
【０００３】
他の平ベルトの製造方法としては、それぞれ別個に加硫成型した複数の長尺のゴム層を、貼り合わせるとともに、その端部同士を継ぎ合わせ、ベルトを成形する方法が知られている。この方法においては、加硫済みのベルトにゴム層が張り合わされている為、一体成型時の様に各材料の収縮と膨張の影響を受けることが無く、ベルトに反りが生じることは無い。しかし、ベルト端部同士は接着剤等で継ぎ合わせられるため、継ぎ目部分の磨耗性や硬度等が他の部分と異なるから、ベルト性能には問題があり、複数の工程を必要とする為、効率性、作業性にも問題がある。
【０００４】
一体加硫成型により製造されるベルトの反り発生を防止する方法としては、特許文献１に記載されるように、搬送ベルトを３層構造にするとともに、３層の両外面を同材料にすることが知られている。また、別の反り発生を防止する方法としては、特許文献２に記載されるように、ポリイミド系樹脂を主体とするとともに導電性物質を含有し、相対的に表面抵抗値が低い外層と、ポリイミド系樹脂を主体とし、相対的に表面抵抗値が高い内層とを有するシームレスベルトにおいて、内層の線膨張係数を外層より大きくすることが知られている。
【特許文献１】特開２００２−１２３３４号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載される方法では、ベルトの層構造が限定されるために、適用できる用途が限定されるという問題がある。また、特許文献２のように、各層の線膨張係数を調整することにより反り量を制御する方法は、帆布とゴム層から構成されるベルトには、帆布とゴム層の線膨張係数が極端に異なるため、適用することはできない。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、ゴム層と帆布が積層されて構成される成型ベルトにおいて、幅方向の反りを抑制することを目的としたものである。
【０００７】
発明者らは、ゴム層と帆布とが積層されて構成される成型ベルトを、一体加硫成型により製造した場合の反りの発生原因について検討したところ、従来の成型ベルトにおいては、加熱時ゴム層は熱膨張するが、帆布の熱収縮はゴム層の熱膨張率より小さいことを発見した。また帆布はゴム層の加硫前に収縮してしまっており、帆布収縮後も更にゴム層が膨張および加硫する為に反りが防止できていないことを発見した。そして、成型後の冷却工程において、ゴム層は熱膨張した分だけ幅方向に収縮しようとするが、帆布はほとんど収縮しないので、この収縮量の違いにより、成型ベルトに反りが発生することを見出した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、発明者らは、成型ベルトにおいて、帆布に熱収縮可能な未収縮帆布を用いるととともに、加硫成型工程において、帆布を積極的に収縮させ、ゴム層の収縮に起因するベルトの反りを低減させた。
【０００９】
すなわち、本発明に係る成型ベルトは、合成樹脂繊維から形成され、ベルト幅方向に熱収縮可能な未収縮帆布と、未加硫ゴムから形成される未加硫ゴム層とが積層された積層体が加熱され、これにより、未収縮帆布がベルト幅方向に熱収縮されて収縮済帆布になるとともに、未加硫ゴム層が加硫されて加硫ゴム層となり、かつこれら収縮済帆布と加硫ゴム層とが一体的に成型されて得られた成型ベルトである。そして、上記積層体が加熱されるとき、少なくとも未収縮帆布が所定温度以上に加熱され、所定温度に加熱したときの、未収縮帆布のベルト幅方向における幅方向収縮率と、加硫ゴム層のゴム膨張率との差が２％以内であり、または幅方向収縮率がゴム膨張率より高いこと特徴とする。
【００１０】
上記幅方向収縮率は、ゴム膨張率より高いことが好ましい。そして、幅方向収縮率は、例えば３〜９％であるとともに、ゴム膨張率は例えば０〜６％である。また、未収縮帆布のベルト長手方向における長手方向収縮率は、幅方向収縮率より低いことが好ましい。
【００１１】
本発明に係るベルトの製造方法は、合成樹脂繊維から形成され、ベルト幅方向に熱収縮可能な未収縮帆布と、未加硫ゴムから形成される未加硫ゴム層とが積層された積層体を加熱し、これにより、未加硫ゴム層を加硫し、膨張させて加硫ゴム層にするとともに、未収縮帆布をベルト幅方向に収縮させ収縮済帆布とし、かつ加硫ゴム層と収縮済帆布とを一体成型し、ベルトスラブを得る加硫成型工程と、ベルトスラブを冷却させるとともに所定幅に切断し、これにより、膨張された加硫ゴム層がベルトの幅方向に収縮された、成型ベルトを得る冷却工程とを備える。そして、上記加硫成型工程では、少なくとも未収縮帆布を所定温度以上に加熱し、ベルト幅方向における未収縮帆布の収縮により、加硫ゴム層の収縮に起因する成型ベルトの幅方向の反りを低減させる。ここで、所定温度に加熱したときの、未収縮帆布のベルト幅方向における幅方向収縮率と、加硫ゴム層のゴム膨張率との差は２％以内、または幅方向収縮率がゴム膨張率より高く設定される。
【００１２】
上記加硫成型工程では、積層体を未収縮帆布側及び未加硫ゴム層側から挟圧することが好ましい。例えば柱状の内型の外周面に少なくとも未収縮帆布、未加硫ゴム層をこの順に巻き付け筒状の積層体を内型に装着するとともに、積層体が装着された内型を囲むように外型を配置し、上記加硫成型工程において、積層体を内型及び外型によって挟圧することが好ましい。
【００１３】
上記加硫成型工程は、積層体を、未収縮帆布側及びゴム層側から第１の温度で加熱する第１加熱工程と、積層体を、未収縮帆布側から第１の温度と異なる第２の温度で加熱する第２加熱工程を含み、上記第２の温度は所定温度より高いことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、ゴム層と帆布を備え一体的に成型された成型ベルトにおいて、加硫成型工程時、帆布を積極的に収縮させ、その収縮率をゴム層の膨張率に近似させることにより、ゴム層の熱膨張に起因する成型ベルトの幅方向の反りを低減させることができるので、反り量の少ない成型ベルトを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る成型ベルト７０を示す。成型ベルト７０は例えば搬送用に使用される無端状の平ベルトである。成型ベルト７０は加硫ゴム層１８１の下面に、収縮済帆布１８０が加硫接着されて構成される。成型ベルト７０は収縮済帆布１８０の下面側がプーリ（不図示）に接するようにプーリに掛け回されて使用され、加硫ゴム層１８１の上面は、被搬送物を搬送するための搬送面と成る。
【００１６】
成型ベルト７０は、後述する未加硫ゴムシート８１（図３参照）と、未収縮帆布８０（図３参照）とが積層された積層体３０（図３参照）が加圧・加熱され、これにより未収縮帆布８０が熱収縮されて収縮済帆布１８０になるとともに、未加硫ゴムシート８１が加硫されて加硫ゴム層１８１となり、かつこれら収縮済帆布１８０と加硫ゴム層１８１とが一体的に成型されて得られたものである。なお、積層体３０が加硫成型により加熱されるとき、収縮済帆布１８０は少なくとも所定温度Ｔ（例えば１６０℃）以上に加熱されることにより、収縮されている。
【００１７】
加硫ゴム層１８１のゴム成分としては、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合体）、水素添加ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、天然ゴム、及びポリウレタンゴムより選択される少なくとも１種のものが使用される。加硫ゴム層１８１は、加熱により膨張し、加硫ゴム層１８１を２５℃から所定温度Ｔ（例えば１６０℃）まで加熱したときの加硫ゴム層１８１の体積膨張率（以下、「ゴム膨張率ＥＴ」という）は、例えば０〜６％である。なお、ゴム膨張率ＥＴとは、加硫ゴム層１８１を２５℃から所定温度Ｔまで加熱したときの、２５℃における加硫ゴム層１８１の体積に対する、所定温度Ｔにおける加硫ゴム層１８１の体積増加率を％で表したものである。なお、ゴム膨張率の測定方法の詳細は実施例で説明する。
【００１８】
次に、図２、３を用いて第１の実施形態に係る成型ベルトの製造方法について説明する。図２は本実施形態に使用される加硫成型装置１０を示す。加硫成型装置１０は、内型２０と、内型２０を内部に収納する外型４０を有する。略円筒形に形成された外型４０は内部に略円筒状のゴムジャケット４３が設けられ、ゴムジャケット４３と外型４０の内周面７２の間には、密閉空間５４が形成される。ゴムジャケット４３の内部は、内型２０を収納するための収納室６７として形成される。収納室６７には、図３に示すように外周面２７に、未収縮帆布８０および未加硫ゴムシート（未加硫ゴム層）８１がこの順に巻き付けられた内型２０が配置される。
【００１９】
本実施形態における未加硫ゴムシート８１は前述するように加硫成型され、成型ベルト７０（図１参照）において、加硫ゴム層１８１と成る。
【００２０】
未収縮帆布８０は、例えば合成樹脂繊維によって織られ又は編まれて形成され、例えば内型２０の軸Ｘ方向（すなわち、ベルトの幅方向）に延在する第１の糸と、内型２０の周方向（すなわち、ベルトの長手方向）に延在する第２の糸とによって織られている。なお、例えば第１の糸には織物構造としての経糸が用いられると共に、第２の糸には緯糸が用いられる。
【００２１】
未収縮帆布８０において、軸方向Ｘに延在する第１の糸は、熱収縮可能なものが使用され、例えば、１２０℃における乾熱収縮率が３〜３５％のものが使用され、好ましくは１５〜２０％のものが使用される。乾熱収縮率はＪＩＳ Ｌ１０４２に基づいて測定されたものである。
【００２２】
従来の成型ベルトの帆布に使用される糸は、予め熱処理が施され、加硫成型工程での加熱による熱収縮は抑えられている。しかし、本実施形態で使用される第１の糸としては、例えば熱処理が施されていない糸が使用され、加硫成型工程における加熱により、比較的大きく熱収縮される。
【００２３】
第２の糸は、例えば予め熱処理が施され、加硫成型工程で実質的に熱収縮されない糸であって、ベルト加硫温度での熱収縮率が第１の糸に比べて低い。第１及び第２の糸に使用される繊維は特に限定されず、例えばＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＴＴである。
【００２４】
以上のような第１の糸が使用されることにより、本実施形態における未収縮帆布８０は、加熱により充分にベルトの幅方向に収縮される帆布であって、２５℃から所定温度Ｔ（例えば１６０℃）に加熱されたときの収縮率（幅方向収縮率ＷＴ）は、３％以上であって、好ましくは３〜９％に設定される。一方、第２の糸には収縮性が低い糸が用いられるため、未収縮帆布８０のベルト長手方向の収縮率（以下、長手方向収縮率ＬＴという）は、上記幅方向収縮率ＷＴより低くなる。なお、幅方向収縮率ＷＴの測定方法は、実施例で詳述すると共に、長手方向収縮率ＬＴは幅方向収縮率ＷＴと同様の条件で測定される。
【００２５】
また、未収縮帆布８０は、高温加熱時、低温加熱時に比べ顕著に収縮し、２５℃から所定温度（１６０℃）に加熱されたときの幅方向収縮率ＷＴは、２５℃から１２０℃に加熱されたときの幅方向収縮率Ｗ１２０の２倍以上となる。
【００２６】
未収縮帆布８０は、幅方向収縮率ＷＴが従来の帆布に比べて高いものが使用され、これにより、加硫ゴム層１８１のゴム膨張率ＥＴとの差が例えば２％以内、または加硫ゴム層１８１のゴム膨張率ＥＴより高く設定される。そして、好ましくは、幅方向収縮率ＷＴがゴム膨張率ＥＴより高い場合、その差は３％以内に設定される。幅方向収縮率ＷＴと、ゴム膨張率ＥＴとがこのように設定されることにより、反りが少ない成型ベルト７０が得られる。反りが少ない成型ベルト７０は、平面性に優れ、搬送機能が良好になる。
【００２７】
次に、本実施形態における積層体３０の加硫成型方法について図２、４を用いて説明する。本実施形態においては、内型２０が外型４０内に収納された状態において、外型４０に設けられた密閉空間５４に初期温度ｔ０に加熱された圧力媒体が供給され、ゴムジャケット４３がその径方向内側に膨張させられ、積層体３０は、ゴムジャケット４３と内型２０とによって挟圧され所定圧力が付勢される。初期温度ｔ０の圧力媒体の供給は、期間ｍ０において継続され、ゴムジャケット４３と内型２０の間に内在する空気は収納室６７の外部に押し出される。また、期間ｍ０では、内型２０内部にも初期温度ｔ０の熱媒体が供給され、すなわち積層体３０は、内型２０の外周面２７と、外型４０の内周面から初期温度ｔ０で加熱される。初期温度ｔ０は未加硫ゴムシート８１が加硫される温度、すなわち加硫温度には到達していないので、期間ｍ０においては、未加硫ゴムシートの加硫度を示すトルクはわずかに上昇するのみである。
【００２８】
なお、加硫度を示すトルクとは各時間におけるゴムシート８１にねじり振動を与えたときに測定されたトルクであって、図４及び後述する図５、６ではそのトルクを結んでキュラストカーブＣとして実線で記載する。一方、温度推移は、点線で記載される。なお、内型２０と外型４０の挟圧により積層体３０には期間ｍ０〜期間ｍ２に亘って、一定圧力が付与され続ける。
【００２９】
期間ｍ０経過後、圧力媒体の温度は期間ｍ１において、初期温度ｔ０から第１の温度ｔ１まで上昇させられる。内型２０内部に供給される熱媒体も同様に期間ｍ１の間に、第１の温度ｔ１まで上昇させられる。第１の温度ｔ１に加熱された圧力媒体及び熱媒体によって、積層体３０は、ゴムジャケット４３の内周面（すなわち未加硫ゴムシート８１側）及び内型２０の外周面２７（すなわち未収縮帆布８０側）から加熱され、この加熱は図４に示すように期間ｍ２の間継続される。
【００３０】
期間ｍ０〜ｍ２における加熱により、未加硫ゴムシート８１は熱膨張すると共に、積層体３０は加硫成型され、未加硫ゴムシート８１のキュラストカーブＣは加熱温度の上昇と共に上昇する。そして、期間ｍ２中の所定時間経過した時点でキュラストカーブＣの上昇は実質的に終了させられる。すなわち、積層体３０は期間ｍ２において、未加硫ゴムシート８１の加硫が終了するとともに、未加硫ゴムシート８１に未収縮帆布８０が加硫接着され、加硫ゴム層１８１（図１参照）と収縮済帆布１８０（図１参照）とが一体的に成型されたベルトスラブが得られる。なお、第１の温度ｔ１は上記した所定温度Ｔ以上の温度である。
【００３１】
期間ｍ２における加熱が終了すると、内型２０及び外型４０への熱媒体及び圧力媒体の供給が停止されるとともに、内型２０が収納室６７から取り出される。取り出された内型２０はベルトスラブと共に例えば室温（２５℃程度）まで冷却され、略円筒形を呈するベルトスラブは内型２０から離脱された後、周方向に沿って切断され、これにより所定幅を有する成型ベルト７０が得られる。成型ベルト７０は上述したように加硫ゴム層１８１の下面に収縮済帆布１８０が密着積層されて構成される無端状の平ベルトである。
【００３２】
本実施形態おいて第２の温度ｔ１は所定温度Ｔより高温に設定されており、加硫ゴム層１８１は、加硫終了時、所定温度Ｔ以上に加熱された状態にあり、加硫ゴム層１８１はゴム膨張率ＥＴと同等、若しくはゴム膨張率ＥＴ以上に膨張させられている。したがって、加硫ゴム層１８１が冷却されると、その膨張させられた分だけその周方向（ベルトの長手方向）、軸方向（ベルトの幅方向）、及び径方向（ベルトの厚さ方向）に収縮しようとする力（収縮力）が作用される。
【００３３】
一方、未収縮帆布８０は、上述したように、軸Ｘ方向に熱収縮する帆布であって、加硫成型工程の期間ｍ０〜ｍ２において、軸Ｘ方向に所定の収縮率で収縮させられ、収縮済帆布１８０となる。しかし、収縮済帆布１８０は、第１の温度ｔ１から室温（２５℃）まで冷却されるとき、実質的に膨張及び収縮させられることはない。したがって、積層体３０の軸Ｘ方向の両端には、加硫成型工程において、未収縮帆布８０の収縮により、径方向内側に反るように未収縮帆布８０から力（収縮力）が作用され、その力は冷却された後においても、継続してベルトスラブに作用される。
【００３４】
一般的に、上記加硫ゴム層１８１の収縮力により、ベルトスラブは、その幅方向（軸方向）の長さが切断されて短くされるとき、幅方向に凹反りが発生する。すなわち、ベルトスラブが切断されて短くされるとき、収縮力は開放されてベルトの幅方向に作用され、これによりベルト幅方向には大きな反り力が作用される。この反り力は、図１において、成型ベルト７０の幅方向における両端部Ｅを上方に反り上げる力である。
【００３５】
しかし、本実施形態では、ゴムシート８１の収縮により発生する反り力は、上述した未収縮帆布８０の収縮により発生した力（収縮力）によって打ち消されているので、幅方向における反りの発生が防止させられる。特に本実施形態では、収縮済帆布１８０の所定温度Ｔ（すなわち、温度ｔ１以下の温度）の収縮率は、ベルト幅方向において高く、未収縮帆布８０の幅方向収縮率ＷＴと加硫ゴム層１８０のゴム膨張率ＥＴとの差が２％以内に設定され、または幅方向収縮率ＷＴがゴム膨張率ＥＴより高く設定され、反りの発生が有効に抑制される。
【００３６】
また、未収縮帆布８０は、低温（例えば１２０℃）における幅方向収縮率Ｅ１２０が低いので、期間ｍ１において低温（第１の温度ｔ１未満）で加熱されるとき、熱収縮量は相対的に小さい。しかし、未収縮帆布８０の所定温度Ｔ（例えば、１６０℃）における熱収縮率ＷＴが高く、未収縮帆布８０は、期間ｍ２において所定温度Ｔより高く加熱されるとき、相対的に大きく収縮させられる。
【００３７】
一方、未加硫ゴムシート８１は、キュラストカーブＣが示すように、期間ｍ１において、未収縮帆布８０に加硫接着される。すなわち、未収縮帆布８０は、ゴムシート８１に加硫接着された後、大きく熱収縮させられるので、未収縮帆布８０の収縮力はベルトスラブに効果的に作用させられる。なお、ベルトの反りを顕著に防止するためには、未収縮帆布の収縮力は高い方が好ましく、未収縮帆布８０の所定温度Ｔにおける幅方向収縮率ＷＴは、ゴム膨張率ＥＴより高い方が良い。
【００３８】
以上説明したように、従来、未加硫ゴム層と帆布が積層された積層体を加硫成型する場合、未加硫ゴム層は加硫成型において膨張した後、冷却するとき収縮させられ、この収縮により成型ベルトには凹反りが生じていた。しかし本実施形態では、ベルトの加硫成型工程において、帆布を積極的に熱収縮させることにより、上記凹反りを減少させることができる。
【００３９】
次に第２の実施形態について説明する。第２の実施形態と第１の実施形態の相違点は、積層体３０の加熱方法である。以下図５を用いて第２の実施形態における加熱方法について説明する。
【００４０】
積層体３０は第１の実施形態と同様に、期間ｍ０において、外型４０及び内型２０に供給される初期温度ｔ０の圧力媒体、熱媒体で加熱される。そして、この期間ｍ０終了後、期間ｍ１において、上記圧力媒体、熱媒体は、第１の温度ｔ１まで上昇させられる。なお、内型２０と外型４０の挟圧により積層体３０には期間ｍ０〜期間ｍ２’に亘って、一定圧力が付与され続ける。
【００４１】
積層体３０は、第１の温度ｔ１に加熱された圧力媒体及び熱媒体によって、ゴムジャケット４３の内周面（すなわちゴムシート８１側）及び内型２０の外周面２７（すなわち未収縮帆布８０側）から加熱され、この加熱は図５に示すように期間ｍ２の間継続される。
【００４２】
期間ｍ１、ｍ２における加熱により、ゴムシート８１の加硫度は加熱温度の上昇と共に上昇し（図５のキュラストカーブ参照）、期間ｍ２中の所定時間経過した時点でその上昇は実質的に終了させられる。すなわち、積層体３０は期間ｍ１、ｍ２において、ゴムシート８１の加硫が終了されるとともに、加硫ゴム層１８１に収縮済帆布１８０が加硫接着してベルトスラブ（不図示）が得られる。
【００４３】
期間ｍ２経過後、内型２０に供給される熱媒体の温度は第２の温度ｔ２に上昇させられ、その熱媒体は期間ｍ２’において第２の温度ｔ２に維持される。一方、期間ｍ２’において、外型４０の密閉空間５４に供給される圧力媒体の温度は第１の温度ｔ１に維持されたままである。すなわち、期間ｍ２’において、積層体３０は内型２０側から第２の温度ｔ２で加熱されるとともに、外型４０側から第１の温度ｔ１で加熱される。ここで、第２の温度は上記した所定温度Ｔよりも高い温度である。
【００４４】
期間ｍ２’経過後、内型２０及び外型４０への熱媒体及び圧力媒体の供給が停止されるとともに、内型２０が収納室６７から取り出される。取り出された内型２０はベルトスラブ（不図示）と共に例えば室温（２５℃程度）まで冷却され、略円筒形を呈するベルトスラブ（不図示）は内型２０から離脱された後、周方向に沿うように切断され、これにより所定幅を有する成型ベルト（平ベルト）７０が成形される。
【００４５】
本実施形態においても、未収縮帆布８０及び未加硫ゴムシート８１は第１の実施形態と同様のものが使用され、すなわち未収縮帆布８０は所定温度Ｔ（例えば１６０℃）において充分に熱収縮される帆布であって、未収縮帆布８０の幅方向収縮率ＷＴと、加硫ゴム層１８１のゴム膨張率ＥＴとの差が２％以内であり、または幅方向収縮率ＷＴがゴム膨張率ＥＴより高く設定される。
【００４６】
本実施形態では、期間ｍ２において、未収縮帆布８０は熱収縮されるが、第１の実施形態と同様に、未収縮帆布８０は低温加熱時、その幅方向収縮率は相対的に低く、期間ｍ２における加熱のみでは未収縮帆布８０を充分に収縮させることができない。
【００４７】
そこで、本実施形態では、未収縮帆布８０を、期間ｍ２終了後、期間ｍ２’において、第１の温度ｔ１より高い第２の温度ｔ２で加熱している。ここで、第２の温度ｔ２は、上記した所定温度Ｔより高く、未収縮帆布８０は、期間ｍ２’において充分に収縮されることになる。すなわち、本実施形態においても、未収縮帆布８０は、少なくとも所定温度Ｔ以上に加熱され、これにより効果的に未収縮帆布は熱収縮される。
【００４８】
期間ｍ２’においてゴムシート８１側の加熱温度は、第１の温度ｔ１に設定されたままなので、ゴムシート８１に余計な熱履歴が加えられることはない。同様に、本実施形態では、期間ｍ２’により帆布８１を積極的に収縮させているので、期間ｍ２において、帆布８１を収縮させる必要はないので、期間ｍ２の温度（第１の温度ｔ１）を低く設定することができる。したがって、期間ｍ２において、未加硫ゴムシート８１に余計な熱履歴が加えられることが回避されるので、加硫ゴム層１８１の加熱による分解及び余計な膨張が抑制される。なお、第１の温度ｔ１は所定温度Ｔより低くても良いが高くても良い。
【００４９】
さらに本実施形態では、加硫成型工程の開始直後において、キュラストカーブＣが示すように、未加硫ゴムシート８１は、加硫され、未収縮帆布８０に加硫接着される一方、加硫成型工程の後半で未収縮帆布８０が大きく収縮させられる。すなわち、本実施形態では、未収縮帆布８０は、ゴムシート８１に加硫接着させられた後に、大きく収縮させられるので、未収縮帆布８０の収縮により積層体３０の反りが効果的に低減される。
【００５０】
未収縮帆布８０は、期間ｍ２’における加熱により、その厚みが薄く熱伝導率が相体的に高いので、短時間の間に第２の温度ｔ２まで上昇する。しかし、ゴムシート８１（加硫ゴム層１８１）は、外型４０から第１の温度ｔ１で加熱されるとともに、内型２０側から第２の温度ｔ２で加熱されるが、熱伝導率が低いので、期間ｍ２’において、一部が第２の温度ｔ２まで加熱されるが、その全体が第２の温度ｔ２まで加熱されることはない。
【００５１】
すなわち、本実施形態では、未収縮帆布８０は所定温度Ｔ以上に加熱されるが、加熱終了時に加硫ゴム層は所定温度Ｔまで加熱されていないこともある。しかし、加硫ゴム層１８１のゴム膨張率は、加硫温度（例えば１００〜１８０℃程度）において、温度変動に依存して大きく変動することはない。したがって、加硫ゴム層１８１の所定温度Ｔにおけるゴム膨張率ＥＴと、未収縮帆布８０の幅方向収縮率ＷＴとの差を２％以内にし、又は幅方向収縮率ＷＴをゴム膨張率ＥＴより大きくすれば、本実施形態においても、成型ベルトの反りを防止することができる。
【００５２】
次に第３の本実施形態について説明する。第３の実施形態と第１の実施形態の相違点は、積層体３０の加熱方法のみであるので以下図６を用いて加熱方法について説明する。
【００５３】
積層体３０は第１の実施形態と同様に、期間ｍ０において、外型４０及び内型２０に供給される初期温度ｔ０の圧力媒体、熱媒体で加熱される。なお、内型２０と外型４０の挟圧により積層体３０には期間ｍ０〜期間ｍ２に亘って、一定圧力が付与され続ける。
【００５４】
期間ｍ０経過後、内型２０に供給される熱媒体の温度は第２の温度ｔ２に上昇させられ、その熱媒体は期間ｍ２’において第２の温度ｔ２に維持される。一方、外型４０に供給される圧力媒体は、期間ｍ１において第１の温度ｔ１まで上昇させられ、期間ｍ２’において、その圧力媒体の温度は第１の温度ｔ１に維持される。すなわち、期間ｍ２’において、積層体３０は内型２０側から第２の温度ｔ２で加熱されるとともに、外型４０側から第１の温度ｔ１で加熱される。第２の実施形態と同様に、第１の温度ｔ１は所定温度Ｔより高くても良いが低くても良い。一方、第２の温度ｔ２は所定温度Ｔより高く設定される。
【００５５】
期間ｍ２’が経過すると、内型２０内部に供給される熱媒体の温度が第１の温度ｔ１まで低下させられ、期間ｍ２では内型２０内部に供給される熱媒体及び外型５４に供給される圧力媒体の温度が共に第１の温度ｔ１に設定される。なお、キュラストカーブＣで確認できるように、加硫度の上昇は、期間ｍ２中の所定時間経過した時点で実質的に終了し、期間ｍ２においてゴムシート８１の加硫が終了し、内型２０の外周面にはベルトスラブが成形される。
【００５６】
期間ｍ２における加熱が終了すると、内型２０及び外型４０への熱媒体及び圧力媒体の供給が停止されるとともに、内型２０が収納室６７から取り出される。取り出された内型２０はベルトスラブと共に例えば室温（２５℃程度）まで冷却され、ベルトスラブは内型２０から離脱された後、周方向に沿うように切断され、これにより所定幅を有する成型ベルト７０が得られる。
【００５７】
本実施形態においても、未収縮帆布８０及び未加硫ゴムシート８１は第１の実施形態と同様のものが使用される。すなわち未収縮帆布８０は所定温度Ｔ（例えば１６０℃）において充分に熱収縮される帆布であって、未収縮帆布８０の幅方向収縮率ＷＴと、加硫ゴム層１８１のゴム膨張率ＥＴとの差が２％以内であり、または幅方向収縮率ＷＴがゴム膨張率ＥＴより高く設定される。このような構成を有する未収縮帆布８０は、第１及び第２の実施形態と同様に、加硫成型工程で所定温度以上に加熱されることにより、充分に熱収縮するので、ベルト幅方向の反りの発生が防止される。
【００５８】
なお、本実施形態でも期間ｍ２’において、内型２０側から未収縮帆布８０を積極的に第２の温度ｔ２に加熱されるので、未収縮帆布８０はその加熱により充分に収縮することができる。一方、期間ｍ２’においては、外型４０側の温度は、第２の温度ｔ１より低い第１の温度ｔ１に設定されているので、ゴムシート８１には余計な熱履歴が加えられない。
【００５９】
第２及び第３の実施形態において、第１の温度（加硫加熱温度）ｔ１は、例えば１２０〜１７０℃、第２の温度（帆布収縮温度）ｔ２は、例えば１５０〜１８０℃に設定され、第２の温度ｔ２は第１の温度ｔ１より高温に設定される。また、期間（加硫期間）ｍ２は例えば２０〜４０分間に設定されると共に、期間（帆布収縮期間）ｍ２’は、例えば３〜１０分間に設定され、期間ｍ２より短い。
【００６０】
成型ベルト７０の構成は上述の構成に限定されず、第１乃至第３の変形例に示す構成を有していても良い。図７は、第１の変形例の成型ベルト７０を示す。図７に示すように、第１の変形例の成型ベルト７０は、第１の帆布１８０Ａと、第１の帆布１８０Ａの上面に積層された第２の帆布１８０Ｂと、第２の帆布１８０Ｂの上面に積層されたゴム層１８１から構成される。
【００６１】
この成型ベルト７０が製造されるとき、内型２０には、第１の帆布、第２の帆布、及び未加硫ゴムシートがこの順で巻き付けられる。ここで、第１及び第２の帆布のうち少なくともいずか一方の帆布は、本実施形態における未収縮帆布８０と同一の構成を有する。
【００６２】
図８は第２の変形例を示す。図８に示すように、第２の変形例の成型ベルト７０は、収縮済帆布１８０と、収縮済帆布１８０の上面に積層された補強層１９０と、補強層１９０の上面に積層されたゴム層１８１から構成される。補強層１９０は、プライマー層１９１内に、長手方向に延在する心線１９２が埋設されて構成される。
【００６３】
この成型ベルト７０が製造されるとき、内型２０には、まず予めプライマーが塗布された未収縮帆布が、プライマーの塗布された面が外周に向くように巻き付けられる。次にそのプライマーの上に心線が螺旋状に巻かれ、その心線の上にはさらに未加硫ゴムシートが巻き付けられる。ここでゴムシート、未収縮帆布の構成は本実施形態における構成と同一である。プライマーは、ゴムまたは合成樹脂から形成され、ゴム成分としてはニトリルゴム、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合体）、水素添加ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、天然ゴム、及びポリウレタンゴムより選択される少なくとも１種のものが使用される。また、合成樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、塩化ビニル、フェノールレジン、ポリイミド、ポリエステル、フッ素樹脂等が使用される。
【００６４】
図９は本実施形態の第３の変形例を示す。図９に示すように、第３の変形例の成型ベルト７０は、第１の帆布１８０Ａと、第１の帆布１８０Ａの上面に積層された補強層１９０と、補強層１９０の上面に積層された第２の帆布１８０Ｂと、第２の帆布１８０Ｂの上面に積層されたゴム層１８１から構成される。なお、第１及び第２の帆布１８０Ａ、１８０Ｂは第１の変形例と同様の構成を有するとともに、補強層１９０は第２の変形例と同様の構成を有するため、これらの説明は省略する。
【００６５】
勿論、成型ベルト７０の層構成は、加硫ゴム層１８１及び帆布（収縮済帆布１８０）が積層されていれば上述の構成に限定されない。ただし、帆布（未収縮帆布）は、内型２０又は外型４０によって加熱されやすいように、内型２０及び外型４０に近接し、又は接するように巻き付けられていたほうが良い。
【００６６】
なお、第１乃至第３の実施形態においては、未収縮帆布８０には、上記プライマーに使用されるゴム、合成樹脂によって含浸処理が施されていても良い。
【実施例】
【００６７】
次に、本発明について実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
【００６８】
［実施例１］
実施例１は、第２の実施形態の加硫成型方法に倣って、収縮済帆布、補強層、加硫ゴム層が積層されて構成される第２の変形例に示す平ベルト（図８参照）を製造した。実施例１では、未収縮帆布の一面に、ゴム成分が天然ゴムであるプライマーゴムが塗布されており、その未収縮帆布が内型に巻き付けられ、その未収縮帆布の上に、心線、及び未加硫ゴムシートが巻き付けられた。ここで、未加硫ゴムシートの厚さは１０ｍｍであり、ゴム成分としては天然ゴムが使用された。
【００６９】
第１の糸に使用される糸は、140dtexの糸であると共に、第２の糸に使用される糸は110dtexの糸であって、第１及び第２の糸に使用される繊維はPETであった。実施例１で使用された帆布は幅方向に高い収縮性を有する帆布であって、表１に示す幅方向収縮率を有していた。
【００７０】
未収縮帆布、心線、及び未加硫ゴムシートから成る積層体を、図５に示すように、３０分間（期間ｍ０＋期間ｍ１）かけて、内型の熱媒体及び外型の圧力媒体の温度を１４５℃（第１の温度ｔ１）まで上昇させた。その後、内型の熱媒体及び外型の圧力媒体の温度を１４５℃（第１の温度ｔ１）で３０分間（期間ｍ２）維持し、積層体を加熱した。次いで、内型の熱媒体の温度のみを、所定温度Ｔ（１６０℃）以上の温度である１６５℃（第２の温度ｔ２）まで上昇させ、内型の熱媒体の温度を１６５℃、外型の熱媒体の温度を１４５℃に維持して、積層体を５分間（期間ｍ２’）加熱した。これら加熱により、積層体は、図８に示すような収縮済帆布、補強層、加硫ゴム層が一体的に積層されたベルトスラブとなった。
【００７１】
期間ｍ２’の加熱が終了すると、内型を外型から取り出すと共に、ベルトスラブを内型と共に室温（２５℃）まで冷却し、幅３５ｍｍに切断して実施例１の平ベルトを得た。
【００７２】
［比較例１］
比較例１は、未収縮帆布の構成、並びに内型及び外型に供給される熱媒体及び圧力媒体の加熱温度と加熱時間以外の条件は実施例１と同様にして実施した。すなわち、比較例１では、第１の糸に使用される糸は、140dtexの糸であり、第２の糸に使用される糸は110dtexの糸であった。比較例１で使用された帆布は幅方向の収縮性が低く、表１に示す幅方向収縮率を有していた。なお、第１及び第２の糸に使用される繊維はＰＥＴであった。未加硫ゴムシートには実施例１と同様の配合を有する天然ゴムを用いると共に、未収縮帆布には実施例１と同様にプライマーゴムを塗付した。
【００７３】
比較例１においては、内型の熱媒体及び外型の圧力媒体の温度を１６５℃まで上昇させた後、１６５℃で３０分間維持し、これにより、未収縮帆布、心線、及びゴムシートから成る積層体を加硫成型し、ベルトスラブを得た。その後、ベルトスラブは室温（２５℃）まで冷却し、幅３５ｍｍに切断して平ベルトを得た。
【００７４】
［収縮済帆布の幅方向収縮率の測定］
実施例１及び比較例１の未収縮帆布と同一の素材から成る帆布サンプルを用意した。実施例１及び比較例１の帆布サンプルは、長さ９００ｍｍ、幅３５ｍｍであって、帆布サンプルにおいて、第１の糸（ベルト幅方向の糸）が長手方向に延在し、第２の糸（ベルト長手方向の糸）が幅方向に延在しており、すなわち、実施例１の帆布サンプルは長手方向に熱収縮可能な未収縮帆布であった。なお、上記帆布サンプルの長さ、幅は室温雰囲気下（２５℃）で測定された。
【００７５】
上記実施例１の帆布サンプルを複数用意し、それぞれ加熱オーブンで１２０℃、１５０℃、１６０℃の雰囲気下で３０分間加熱した。各温度雰囲気下で加熱した各帆布サンプルは、それぞれ加熱オーブンから取り出した後、長さを測定した。そして、加熱前の（２５℃における）帆布サンプルの長さに対する、加熱後の帆布サンプルの長さの増加率を％で表したものを、２５℃から各温度それぞれまで加熱したときの、未収縮帆布の幅方向収縮率とした。同様に、比較例１の帆布サンプルに関しても、２５℃から１６０℃に加熱したときの、未収縮帆布の幅方向収縮率を測定した。
【００７６】
［加硫ゴム層のゴム膨張率］
実施例１の平ベルトの加硫ゴム層から、厚さ１０ｍｍ、幅３５ｍｍ、長さ９００ｍｍの直方体のベルトゴム体を複数採取した。なお、上記厚さ、幅、長さの測定値は、２５℃におけるものであった。上記ベルトゴム体それぞれを、１２０℃、１５０℃、１６０℃の雰囲気下にある加熱オーブン内で３０分間加熱した。３０分間の加熱後、その加熱温度の雰囲気下にある加熱オーブン内において、ベルトゴム体の厚さ、幅、及び長さを測定し、加熱後のベルトゴム体の体積を算出した。なお、各ベルトゴム体について、幅、長さ、厚さを積算したものを、そのベルトゴム体の体積とした。加熱前のベルトゴム体の体積に対する、加熱後のベルトゴム体の体積の増加率を％で表したものを、２５℃から各温度まで加熱したときのゴム膨張率とした。なお、同様の方法により、比較例１についても２５℃から１６０℃まで加熱したときのゴム膨張率Ｅ１６０を測定した。
【００７７】
［ベルトの反り量測定］
実施例１及び比較例１の無端状平ベルトを、帆布側が内周側となるように、２つのプーリに取付伸張率０．５％で取り付け、レーザー変位計を用いて反り量を測定した。すなわち、ベルトの外周面における、ベルト幅方向の両縁部、中央部、並びに各縁部と中央部の中間位置の５点に、レーザー照射を行い、これら５点の位置を測定した。そして、ベルトの厚さ方向における、各点の位置の差を算出し、その最大値をベルトの反り量とした。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１から明らかなように、実施例１の未収縮帆布は、低温（１２０℃）に加熱した場合、収縮率はそれほど高くない。一方、高温（１５０℃以上）に加熱した場合、その幅方向収縮率は高くなり、特に所定温度Ｔ（１６０℃以上）に加熱した場合、低温加熱時の２倍上になることが理解できる。すなわち、本実施例で使用された未収縮帆布は高温下で収縮率が顕著に高いことが理解できる。一方、実施例１に係るゴム膨張率は、低温・高温下いずれにおいてもほぼ一定であることが理解できる。
【００８０】
また、実施例１では、１６０℃（所定温度Ｔ）に加熱したときの未収縮帆布の幅方向収縮率ＷＴが、同温度に加熱したときの加硫ゴム層のゴム膨張率ＥＴより高く、かつゴム膨張率ＥＴとの差が３％以内であった。そして、実施例１では加硫成型工程において、未収縮帆布は所定温度Ｔ（１６０℃）より高温（１６５℃）に加熱されていた。したがって、加硫成型工程において、未収縮帆布は十分に収縮し、加硫ゴム層の収縮に起因するベルト反りを十分に低減することができたので、反り量／ベルト幅は相対的に小さな値になった。一方、比較例１においては、加硫成型工程において、帆布が十分に収縮しなかったため、加硫ゴム層の収縮に起因するベルト反りを十分に低減することができず、反り量／ベルト幅は相対的に大きな値になった。なお、本実施例１では、幅方向収縮率Ｗ１２０とゴム収縮率Ｅ１２０の差、及び幅方向収縮率Ｗ１５０とゴム収縮率Ｅ１５０の差も２％以内となるので、所定温度Ｔは１２０℃、又は１５０℃としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１の実施形態に係る成型ベルトを示すための断面図である。
【図２】加硫成型装置を示す断面図である。
【図３】積層体の模式的な断面図である。
【図４】第１の実施形態における、内型内に供給される熱媒体の温度推移、及び加硫度の推移を模式的に示すグラフである。
【図５】第２の実施形態における、内型内に供給される熱媒体の温度推移、及び加硫度の推移を模式的に示すグラフである。
【図６】第３の実施形態における、内型内に供給される熱媒体の温度推移、及び加硫度の推移を模式的に示すグラフである。
【図７】第１の変形例に係る成型ベルトを示すための断面図である。
【図８】第２の変形例に係る成型ベルトを示すための断面図である。
【図９】第３の変形例に係る成型ベルトを示すための断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 加硫成型装置
２０ 内型
２７ 外周面
３０ 積層体
４０ 外型
７０ 平ベルト（成型ベルト）
８０ 未収縮帆布
８１ 未加硫ゴムシート（未加硫ゴム層）
１８０ 収縮済帆布
１８１ 加硫ゴム層
ｔ０ 初期温度
ｔ１ 第１の温度
ｔ２ 第２の温度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂繊維から形成され、ベルト幅方向に熱収縮可能な未収縮帆布と、未加硫ゴムから形成される未加硫ゴム層とが積層された積層体が加熱され、
これにより、前記未収縮帆布がベルト幅方向に熱収縮されて収縮済帆布になるとともに、前記未加硫ゴム層が加硫ゴム層となり、かつこれら収縮済帆布と加硫ゴム層とが一体的に成型されて得られた成型ベルトであって、
前記積層体が加熱されるとき、少なくとも前記未収縮帆布が所定温度以上に加熱され、
前記所定温度に加熱したときの、前記未収縮帆布のベルト幅方向における幅方向収縮率と、前記加硫ゴム層のゴム膨張率との差が２％以内であり、または前記幅方向収縮率が前記ゴム膨張率より高いことを特徴とする成型ベルト。
【請求項２】
前記幅方向収縮率は、前記ゴム膨張率より高いことを特徴とする請求項１に記載の成型ベルト。
【請求項３】
前記所定温度に加熱したときの、前記未収縮帆布のベルト長手方向における長手方向収縮率は、前記幅方向収縮率より低いことを特徴とする請求項１に記載の成型ベルト。
【請求項４】
合成樹脂繊維から形成され、ベルト幅方向に熱収縮可能な未収縮帆布と、未加硫ゴムから形成される未加硫ゴム層とが積層された積層体を加熱し、これにより、前記未加硫ゴム層を加硫し、膨張させて加硫ゴム層にするとともに、前記未収縮帆布をベルト幅方向に収縮させ収縮済帆布とし、かつ加硫ゴム層と前記収縮済帆布とを一体成型し、ベルトスラブを得る加硫成型工程と、
前記ベルトスラブを冷却させるとともに所定幅に切断し、これにより、膨張された前記加硫ゴム層がベルトの幅方向に収縮された、成型ベルトを得る冷却工程とを備え、
前記加硫成型工程において、少なくとも前記未収縮帆布を所定温度以上に加熱し、
前記ベルト幅方向における前記未収縮帆布の収縮により、前記加硫ゴム層の収縮に起因する成型ベルトの幅方向の反りを低減させ、
前記所定温度に加熱したときの、前記未収縮帆布のベルト幅方向における幅方向収縮率と、前記加硫ゴム層のゴム膨張率との差が２％以内であり、または前記幅方向収縮率が前記ゴム膨張率より高いことを特徴とするベルトの製造方法。
【請求項５】
柱状の内型の外周面に少なくとも前記未収縮帆布、前記未加硫ゴム層をこの順に巻き付け筒状の前記積層体を内型に装着するとともに、前記積層体が装着された内型を囲むように外型を配置し、前記加硫成型工程において、前記積層体を前記内型及び前記外型によって挟圧すること特徴とする請求項４に記載のベルトの製造方法。
【請求項６】
前記加硫成型工程は、前記積層体を、前記未収縮帆布側及びゴム層側から第１の温度で加熱する第１加熱工程と、
前記積層体を、前記未収縮帆布側から前記第１の温度と異なる第２の温度で加熱する第２加熱工程を含み、
前記第２の温度が前記所定温度より高いこと特徴とする請求項４に記載のベルトの製造方法。
【請求項１】
合成樹脂繊維から形成され、ベルト幅方向に熱収縮可能な未収縮帆布と、未加硫ゴムから形成される未加硫ゴム層とが積層された積層体が加熱され、
これにより、前記未収縮帆布がベルト幅方向に熱収縮されて収縮済帆布になるとともに、前記未加硫ゴム層が加硫ゴム層となり、かつこれら収縮済帆布と加硫ゴム層とが一体的に成型されて得られた成型ベルトであって、
前記積層体が加熱されるとき、少なくとも前記未収縮帆布が所定温度以上に加熱され、
前記所定温度に加熱したときの、前記未収縮帆布のベルト幅方向における幅方向収縮率と、前記加硫ゴム層のゴム膨張率との差が２％以内であり、または前記幅方向収縮率が前記ゴム膨張率より高いことを特徴とする成型ベルト。
【請求項２】
前記幅方向収縮率は、前記ゴム膨張率より高いことを特徴とする請求項１に記載の成型ベルト。
【請求項３】
前記所定温度に加熱したときの、前記未収縮帆布のベルト長手方向における長手方向収縮率は、前記幅方向収縮率より低いことを特徴とする請求項１に記載の成型ベルト。
【請求項４】
合成樹脂繊維から形成され、ベルト幅方向に熱収縮可能な未収縮帆布と、未加硫ゴムから形成される未加硫ゴム層とが積層された積層体を加熱し、これにより、前記未加硫ゴム層を加硫し、膨張させて加硫ゴム層にするとともに、前記未収縮帆布をベルト幅方向に収縮させ収縮済帆布とし、かつ加硫ゴム層と前記収縮済帆布とを一体成型し、ベルトスラブを得る加硫成型工程と、
前記ベルトスラブを冷却させるとともに所定幅に切断し、これにより、膨張された前記加硫ゴム層がベルトの幅方向に収縮された、成型ベルトを得る冷却工程とを備え、
前記加硫成型工程において、少なくとも前記未収縮帆布を所定温度以上に加熱し、
前記ベルト幅方向における前記未収縮帆布の収縮により、前記加硫ゴム層の収縮に起因する成型ベルトの幅方向の反りを低減させ、
前記所定温度に加熱したときの、前記未収縮帆布のベルト幅方向における幅方向収縮率と、前記加硫ゴム層のゴム膨張率との差が２％以内であり、または前記幅方向収縮率が前記ゴム膨張率より高いことを特徴とするベルトの製造方法。
【請求項５】
柱状の内型の外周面に少なくとも前記未収縮帆布、前記未加硫ゴム層をこの順に巻き付け筒状の前記積層体を内型に装着するとともに、前記積層体が装着された内型を囲むように外型を配置し、前記加硫成型工程において、前記積層体を前記内型及び前記外型によって挟圧すること特徴とする請求項４に記載のベルトの製造方法。
【請求項６】
前記加硫成型工程は、前記積層体を、前記未収縮帆布側及びゴム層側から第１の温度で加熱する第１加熱工程と、
前記積層体を、前記未収縮帆布側から前記第１の温度と異なる第２の温度で加熱する第２加熱工程を含み、
前記第２の温度が前記所定温度より高いこと特徴とする請求項４に記載のベルトの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１５６１１１（Ｐ２００８−１５６１１１Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５０３８４（Ｐ２００６−３５０３８４）
【出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（０００１１１０８５）ニッタ株式会社 (588)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（０００１１１０８５）ニッタ株式会社 (588)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]