JPH0722976B2

JPH0722976B2 - 歯付無端ベルトの製造方法

Info

Publication number: JPH0722976B2
Application number: JP63324320A
Authority: JP
Inventors: 孝壽菊田; 康史栗田
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPH02167731A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は注型用エラストマーによって成形され、歯部表
面に補強布が装着されてなる歯付無端ベルトの製造方法
に関する。

（従来の技術）従来、抗張体を芯として注型用ポリウレタン等の注型用
エラストマーによって成形された歯付無端ベルトは、そ
の素材の持つ特性から、ゴム屑等による汚れをきらう動
力伝達系や搬送系におけるタイミングベルト等として使
用されている。

近年、騒音の低下や耐久性の向上のため、注型用エラス
トマーによって形成された歯部表面に補強布を配し、か
つ補強布と歯部との間に不浸透性エラストマーによって
緩衝層を形成した歯付無端ベルトが知られている。この
ベルトは、本出願人が特開昭63−214538号公報によって
提案したものである。

このベルトは、前記緩衝層によって補強布が目止めされ
た状態となるため、成形用金型内に注入充填された液体
注型用エラストマーを加圧することによって、同金型の
歯部成形用凹凸部に装着された補強布の背面（緩衝層側
の面）に圧力を作用させ、補強布を凹凸部表面に沿って
伸長させ、ベルトの成形と同時に補強布を歯形成形する
ことができる利点がある。

前記緩衝層は、通常、補強布に液状エラストマーを数回
塗布することによって補強布を目止めすると共に形成さ
れるが、目止めの完全性に乏しく、また作業が煩雑であ
る。これに対して同エラストマーによって形成されたシ
ート材を補強布にシート材の軟化点以下の温度で熱圧着
することにより、容易かつ完全な緩衝層を形成すること
ができる。

（発明が解決しようとする課題）前記補強布および緩衝層が設けられた歯付ベルトによっ
て、成形の容易化および騒音の低下が図られたものの、
不浸透性エラストマーによって形成されたシート材を補
強布に熱圧着して緩衝層を形成する場合、両者の接着性
が悪く、また補強布の糸状繊維がそのままの状態で表面
に露呈するため、補強布の損傷が著しく、十分な耐久性
が得られていないのが実情である。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、不浸透性
エラストマーによって形成されたシート材を補強布に熱
圧着して緩衝層を形成するに際し、両者の接着力を改善
すると共にベルトの耐久性を飛躍的に向上させることが
できる歯付無端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）上記目的を達成するためになされた本発明の歯付無端ベ
ルトの製造方法は、同心状に配置された内外金型8,9の
内、歯部3,25,29形成用凹凸部が形成された金型に不浸
透性エラストマーにより形成された緩衝層７を有する伸
長可能な補強布4,27,31を装着し、該補強布4,27,31と他
の金型との間に抗張体６を装着した後、内外金型8,9間
の空間10に液状注型用エラストマー16を注入し、該エラ
ストマー16を加圧することにより補強布4,27,31を伸長
させて金型の凹凸部に沿て成形すると共に該エラストマ
ー16を固化する歯付無端ベルトの製造方法において、補強布4,27,31に予め耐久性および接着性向上のための
エラストマーを含浸し、含浸された補強布4,27,31に不
浸透性エラストマーによって形成されたシート材20を熱
圧着して緩衝層７を形成することを発明の構成とするも
のである。

この際、シート材として低軟化点エラストマーで形成さ
れた表面層と高軟化点エラストマーで形成された裏面層
とが接合一体化した２層構造のものを使用し、表面層を
補強布側として低軟化点以上高軟化点未満の温度で熱圧
着すると効果的である。

（作用）本発明に係る補強布は、予め耐久性および接着性向上の
ためのエラストマーが含浸されているので、不浸透性エ
ラストマーによって形成された緩衝層を形成するための
シート材との熱圧着による接着性は良好となり、また、
従来の補強布のように糸状繊維がそのままの状態で表面
に露呈することがないので、本発明に係る補強布は損傷
し難く、ひいてはベルトの耐久性、寿命が向上する。

また、シート材として低軟化点エラストマーで形成され
た表面層と高軟化点エラストマーで形成された裏面層と
が接合一体化したものを使用し、表面層を補強布側とし
て低軟化点以上高軟化点未満の温度で熱圧着すると、表
面層が溶融して補強布の織目に埋入した状態となり、補
強布と緩衝層（すなわち２層シート材の裏面層）との接
合強度の向上および補強布自体の耐久性向上に資するこ
とができる。

（実施例）以下、本発明の歯付無端ベルトの製造方法をその製造対
象と共に説明する。

第１図は、ベルト本体１の内周面側にランド部２を介し
て歯部３が周方向に等間隔おきに一体形成され、その歯
部３及びランド部２の表面に所定のエラストマーが含浸
された補強布４が設けられた無端ベルト５を示す。ベル
ト本体１及び歯部３は注型用ポリウレタン等の注型用エ
ラストマー材料から成り、そのベルト本体１内には抗張
体６が螺旋状に埋込まれている。歯部３と補強布４との
間には、第２図に示すように熱可塑性ポリウレタン等の
不浸透性エラストマー材料から成る緩衝層７が全面にわ
たって略均一な厚さで設けられている。

第３図は無端ベルト５の製造に使用する金型装置を示
す。即ち、第３図において、８は内金型、９は外金型
で、それら内外金型8,9は所定の空間10を形成すべく同
心状に設けられ、かつ分離自在である。内外金型8,9の
上下両端には上蓋11と下蓋12とが着脱自在に設けられて
おり、この上下蓋11,12により内外金型8,9間の空間10を
密閉するようになっている。また上蓋11には空間10に連
通するように脱気孔13が形成され、その脱気孔13には着
脱自在に開閉ネジ14が螺着されている。15は液状注型用
エラストマー材料16を入れた注型用容器で、注入管17を
介して外金型９側に取付けられ、ピストン18を加圧する
ことによりエラストマー材料16を管17から内外金型8,9
の空間10に注型できるようになっている。内金型８の外
周には、第４図及び第５図に示すように、無端ベルト５
の歯部３を成形するための凹凸部19が全周にわたって設
けられている。

前記無端ベルト５を製造するには、まず、補強布に耐久
性向上のためのエラストマーを含浸する。

補強布は、ナイロンやポリエステル等の合成繊維糸、ゴ
ム糸等によって形成された伸縮性の大きい織物、編物お
よび同繊維によって形成された不織布を利用することが
できる。織糸（編糸を含む。）としては単糸、双糸、よ
り糸のほか捲縮加工糸も使用することができる。織物と
しては平織、綾織、朱子織等種々のものが使用される。

前記補強布に含浸するエラストマーとしては、摩擦係数
が低く、耐摩耗性の良好なものほどよい。すなわちモジ
ュラスが大きく硬質のものがよい。しかし、含浸後の補
強布４の成形性を考慮する必要があり、100％モジュラ
スが10〜350kgf/cm²（望ましくは30〜250kgf/cm²）のポ
リウレタン等のエラストマーが使用される。含浸の方法
としては、通常、樹脂を溶剤に溶かして粘度調整（望ま
しくは50000cps以下）した処理液に浸漬することによっ
て行われる。

所定の含浸処理がなされた補強布４は、次に不浸透性エ
ラストマーによって形成されたシート材が熱圧着されて
緩衝層７が形成され、これによって目止め処理（織目の
空間を塞ぐこと）される。シート材の材質としては、製
品にしたときの硬さがデュロメータA20〜D80（好ましく
はJISA40〜デュロメータD60）のポリウレタン等の前記
含浸溶エラストマーと同質のエラストマー（熱可塑性、
熱硬化性のいずれでもよい。）が使用される。

第６図はシート材20の熱圧着作業例を示しており、補強
布４及びシート材20は、ロール22,23に夫々巻取ってお
き、この両ロール22,23から矢印方向に引出した部分を
上下に重ね合わせた状態で順次熱プレス21により積層加
工する。なお、シート材20は厚さ0.01〜2.5mm程度のも
のが使用され、熱圧着温度はシート材が単一材質の場
合、同材質の軟化点以下（好ましくは軟化点以下50〜15
0℃の範囲）とされる。

熱圧着するシート材としては、単一材質のものに限ら
ず、軟化点の異なるエラストマーによって２層に形成さ
れたものを用いることができる。この場合、低軟化点以
上、高軟化点未満の温度で熱圧着する。低軟化点のエラ
ストマーが織目に埋入した状態となり、接着性および耐
久性の向上に資することができるからである。この場
合、軟化温度の差は作業性から５℃以上取るのがよい。

次に、この補強布４を裁断し、ミシンによる縫着、熱プ
レスによる接着や融着等によって筒状にエンドレス加工
した後、金型装置の内金型８に外嵌状に装着し、その補
強布４の外側から内金型８に抗張体６を螺旋状に巻着す
る。抗張体６は、芳香族ポリアミド、ナイロン、ポリエ
ステル等の合成繊維ロープ、スチールワイヤー等が用い
られる。

内金型８に対する補強布４、抗張体６の装着が完了すれ
ば、この内金型８を外金型９内に挿入して内外金型8,9
を所定の空間10ができるように組合わせる。この時、補
強布４の幅方向の両端部を内金型８の上下両端から中心
側に折曲げておき、この内金型８と上下蓋11,12との間
で補強布４の両端部を挟込んで固定する。

そして、内外金型8,9全体をエラストマーの硬化温度に
加熱した後、注型用容器15内の液状エラストマー材料16
をピストン18で圧力Ｐ（2kgf/cm²以下）により加圧し、
注入管17を経て内外金型8,9間の空間10に充填する。液
状エラストマー材料16としては、製品にしたときの硬さ
がデュロメータA20〜D80（好ましくはJISA70〜100）の
ものがよく、例えばポリウレタンポリマーと硬化剤とが
混合されたものが使用される。粘度は2000〜4000cps程
度に調製される。

空間10にエラストマー材料16を充填して行くと、それが
上蓋11と脱気孔13から流出するので、その流出した時点
で脱気孔13に開閉ネジ14を螺着し、脱気孔13を密閉す
る。そして、この密閉後、10〜30kgf/cm²の加圧成形に
よりエラトマー材料16を介して補強布４に圧力を加え
る。補強布４は緩衝層７で目止めされており、エラスト
マー材料16が浸透しないので、圧力によって緩衝層７と
共に伸張しながら内金型８外周の凹凸部19の形状に沿っ
て変形し、内金型８の外周面に間隙なく確実に密着す
る。この加圧時にも、補強布４の両端部を内金型８と上
下蓋11,12との間で固定しているので、加圧によって補
強布４が動いたりずれたりすることはない。

尚、補強布４および緩衝層７は、ベルトの加圧成形の
際、伸び率（伸び／元の長さ）を1.4（好ましくは0.8）
以下に止めるのがよい。変形量が過大になると補強布等
が破損し易くなり、また目止めが取れるおそれがあるか
らである。

エラストマー材料16が硬化すれば、上下蓋11,12を外し
内外金型8,9を分離した後、成形品を脱型し、その成形
品を所定の製品幅に輪切りすることによって、無端ベル
ト５を製造できる。

上記説明で、補強布の含浸処理方法の一例を示したが、
本発明はこれに限るものではなく、第７図に示すよう
に、１次浸漬処理により補強布にモジュラスの小さい軟
質のエラストマーＡ（例えば100％モジュラスが10〜150
kgf/cm²のポリウレタン）を含浸させ、更に２次浸漬処
理により含浸された補強布の織糸4aに硬質のエラストマ
ーＢ（例えば100％モジュラスが100〜350kgf/cm²）を被
覆したものでもよい。また、第８図に示すように、補強
布の表面層に塗布処理により硬質のエラストマーＢを含
浸させ、緩衝層７側の裏面層に塗布処理により軟化のエ
ラストマーＡを含浸させてもよい。かかる含浸処理を施
せば、成形性を損うことなく物性を向上させることがで
きる。更に、第８図の場合、表面層に含浸させるエラス
トマーＢとして、摩擦係数を下げる物質を含有したもの
（例えばフッ素樹脂やケイ素樹脂を含有したポリウレタ
ン）や同物質により変性したもの（例えばシリコーン変
性ポリウレタン）を使用することができる。これらのエ
ラストマーは接着性が悪いが、補強布の繊維中に埋入し
て強固に固定され、摩擦係数の低下ひいてはベルト騒音
の軽減に寄与することができる。尚、フッ素樹脂等を多
量に含有させると耐摩耗性を低下させるため、50重量％
以下に止めておくのがよい。

また、無端ベルトの構造、形状は第１図のものに限定さ
れず、ベルト本体１の側面に補強布４を有するものであ
れば、その製造に広く採用できる。例えば、第９図はベ
ルト本体１の内外周面に対称に歯部3,25を備えた対称
型、第10図は内外の歯部3,25が周方向にずれた非対称型
の無端ベルト26を夫々示す。また、第11図はベルト本体
１の内周面に歯部３、外周面にＶ字状の突条部29を夫々
一体形成した無端ベルト30を示す。これらの場合にも歯
部3,25及び突条部29の表面を補強布4,27,31でおおうよ
うにしている。

補強布4,27,31の表面に薄いシリコン、フッ素等の合成
樹脂又はエラストマーの層を設けることも可能である。
このようにすれば、補強布4,27,31表面の摩擦係数を任
意に変えることができ、ベルトの利用分野が広がる。

次に具体的実施例を掲げて説明する。

（１）ナイロン繊維の織布を補強布として用い、浸漬
処理により100％モジュラス150kgf/cm²のポリウレタン
を含浸させた。浸漬用処理液の粘度は3000cpsとした。

（２）実施例１として、含浸処理した補強布の裏面に
厚さ0.4mmのポリウレタンシート（硬さJISA85）を120℃
で熱圧着し目止め処理を兼ねて緩衝層を形成した。この
とき、従来例として、実施例と同様の補強布で含浸処理
をしていないものに対しても同様にして緩衝層を形成し
た。

また、実施例２として、表面層および裏面層の各厚さ0.
3mmの２層ポリウレタンシート（表面層の軟化温度100
℃、裏面層の軟化温度150℃）の表面層が前記含浸処理
した補強布の裏面に当接するように配して120℃で熱圧
着し、緩衝層を形成した。

（３）実施例1,2および従来例の緩衝層を有する補強
布を筒状にエンドレス加工した後、第３図〜第５図のよ
うに、内金型に装着し、その外側から芳香族ポリアミド
繊維ロープを螺旋状に巻着した後、外金型に挿入して成
形用金型を構成した。

該金型を約110℃に加熱した後、硬化後の硬さがJISA85
となる注型用液状ポリウレタン（硬化剤を含む。粘度20
00〜4000cps）を注型し、密閉後、110℃、20kgf/cm²の
成形条件で加圧成形し、この状態で60分間保持した。

成形完了後、成形品を脱型し、所定幅に裁断し、歯付無
端ベルトを得た。

（４）実施例1,2および従来例のベルトを用いて下記
の領域でベルト性能を調べた。

摩擦係数μの測定ベルトより一定長さの試料片を採取し、鋼板（材質SS 4
1、表面粗さRmax25 S）に歯部表面が接当するように載
置し、ベルト片に一定の荷重Ｗをかけて引張り、1cm/秒
の速度で移動させるときに要する力Ｆを求め、μ＝F/W
を求めた。

耐摩耗性評価一対の駆動側プーリと負荷側プーリとに標準取付張力を
与えてベルトを架け渡し、一定の負荷（ブレーキ）をか
けて駆動プーリを3000rpm（ベルト周速2.6m/秒）で回転
し、一定時間経過後、ベルトの重量を測り、当初との差
（減量）を求め、評価基準とした。以下の試験について
も該ベルト試験機を用いた。

ジャンピングトルクの測定ベルト張力を標準取付張力の1/2としてベルトを走行さ
せ、負荷を変化させてジャンピングする直前の伝達トル
ク（ジャンピングトルク）を測定した。

最大伝達トルクの測定標準取付張力を与えてベルトを走行させ、負荷を変化さ
せて伝達可能な最大トルクを測定した。

耐久性評価標準取付張力を与え、ジャンピングトルク近くの負荷で
ベルトを一定時間走行させた後、ベルト歯部の摩耗によ
る損傷（欠損）状態を調べ、これを評価基準とした。

騒音の測定標準取付張力を与え、一定負荷でベルトを走行させ、ベ
ルト走行面に対向して、該走行面より30cm離した位置に
騒音形を設け、走行時の騒音を測定した。

（５）測定結果を第１表に示す。同表の数字は、実施
例１のベルトを基準（指数100）として、指数表示した
ものである。

第１表により、実施例１および２は従来例に比べて摩擦
係数が上昇し、その結果騒音については２倍程度に増大
したが、耐摩耗性、耐久性については10倍以上と飛躍的
な向上が図られた。また、実施例においても、２層シー
ト材により緩衝層を形成した実施例２は実施例１に比べ
て耐摩耗性および耐久性の向上が顕著である。

（発明の効果）以上説明した通り、本発明の歯付無端ベルトの製造方法
は、補強布に接着性および耐久性向上のためのエラスト
マーを含浸したので、目止め処理と共に緩衝層を形成す
るためのシート材との熱接着性が良好となり、騒音がや
や増大するものの、従来のベルトに比べて耐久性が10倍
以上と飛躍的に向上させることができた。

また、シート材として２層構造のものを使用し、低軟化
点エラストマーで形成した表面層を補強布側として低軟
化点以上高軟化点未満の温度で熱圧着することにより、
シート材表面層を含浸処理された補強布の織目に埋入さ
せることができ、接着性の向上と補強布の含浸率の向上
とが相まって耐久性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すベルト斜視図、第２図は
同ベルトの断面図、第３図は同金型装置の断面図、第４
図は同金型の要部断面図、第５図は同断面平面図、第６
図は補強布とシート材との熱圧着状態を示す説明図、第
７図は１次および２次浸漬処理により含浸処理された補
強布の織糸の拡大横断面図、第８図は表面層および裏面
層に異なった含浸処理がなされた補強布の部分断面図、
第９図〜第11図は他の実施例を示すベルトの斜視図であ
る。１……ベルト本体、２……ランド部、3,25……歯部、4,
27,31……補強布、5,26,30……無端ベルト、６……抗張
体、７……緩衝層、８……内金型、９……外金型、10…
…空間、11……上蓋、12……下蓋、16……液状注型材
料、19……凹凸部、20……シート材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 105:22 Ｂ２９Ｌ 29:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同心状に配置された内外金型（８），
（９）の内、歯部（３），（25），（29）形成用凹凸部
が形成された金型に不浸透性エラストマーにより形成さ
れた緩衝層（７）を有する伸長可能な補強布（４），
（27），（31）を装着し、該補強布（４），（27），
（31）と他の金型との間に抗張体（６）を装着した後、
内外金型（８），（９）間の空間（10）に液状注型用エ
ラストマー（16）を注入し、該エラストマー（16）を加
圧することにより補強布（４），（27），（31）を伸長
させて金型の凹凸部に沿て成形すると共に該エラストマ
ー（16）を固化する歯付無端ベルトの製造方法におい
て、補強布（４），（27），（31）に予め耐久性および接着
性向上のためのエラストマーを含浸し、含浸された補強
布（４），（27），（31）に不浸透性エラストマーによ
って形成されたシート材（20）を熱圧着して緩衝層
（７）を形成することを特徴とする歯付無端ベルトの製
造方法。
【請求項２】シート材（20）は低軟化点エラストマーで
形成された表面層と高軟化点エラストマーで形成された
裏面層とが接合一体化されており、表面層を補強布側と
して低軟化点以上高軟化点未満の温度で熱圧着する請求
項（１）記載の歯付無端ベルトの製造方法。