JPH09210139A - 伝動ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝動ベルトの疲労性及び伸びの性能を損なう
ことなくフレイ対策処理コードの強力を最大限発現させ
る。 【解決手段】 歯付ベルト１の補強用繊維コード３とし
て、アラミド繊維のフィラメント集束糸に無撚又は甘撚
りの状態で接着剤処理を施し、かつこの集束糸を下撚り
したものを複数本引き揃えて上撚りし、この際、上撚り
係数Ｋを７３０＜Ｋ＜９２０に設定するとともに、下撚
り係数Ｋ´と上撚り係数Ｋの比率をＫ´／Ｋ＝１／７〜
１／５に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伝動ベルトの改良
に関し、特に心線の強力対策に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、伝動ベルトは、補強用繊維コ
ードが心線としてベルト本体を構成するゴム層にベルト
長手方向に沿って埋設されている。この補強用繊維コー
ドとしては、強力が大きくかつ伸びが小さい特性を有す
るアラミド繊維コードが広く知られており、例えば特開
昭５４−１３５９５４号公報に記載されているように、
アラミド繊維コードを伝動ベルトとしての歯付ベルトの
心線に用いる技術はその一例である。

【０００３】近年、このようなアラミド繊維コードとし
て、原糸を複数本引き揃えて撚糸とし、これに樹脂処理
及びレゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス（以下、
ＲＦＬという）溶液による浸漬処理を加えることによっ
て接着性と柔軟性とを付与し、さらにゴム糊を付着して
オーバーコートしたものが実用化されている。このアラ
ミド繊維コードを補強コード（心線）として用いたベル
トでは、コードのほつれ性とベルトの耐屈曲疲労性とが
改善されることが報告されている。そして、コードのほ
つれ性が改善されるのは、コード表面をＲＦＬ層とゴム
糊のオーバーコート層とが覆っているからである。

【０００４】しかし、上記のアラミド繊維コードを補強
コードとして用いた歯付ベルトでは、高温かつ高負荷条
件下で長時間走行させると、アラミド繊維のフィラメン
ト同士が擦れ合って傷つけ合うことによって上記フィラ
メントの毛羽立ち（フレイ）が発生する現象がみられ
る。このようなフィラメントの毛羽立ちは、歯付ベルト
の強力維持率を低下させるとともに屈曲疲労を促進す
る。また、ベルトカット面においては、アラミド繊維コ
ードは毛羽立ちからコードほつれに成長し、最終的には
ポップアウト（引抜き）を引き起こし、このポップアウ
トしたアラミド繊維コードがプーリに噛み込んでベルト
が破壊するという危険性がある。

【０００５】そこで、上記の悪影響を解消するととも
に、アラミド繊維コードが有する上記の優れた特性を効
果的に発現させるための手段や、アラミド繊維コードの
優れた特性をベルトの性能向上に有利に活用するための
方策が種々提案されている（特開昭６１−１６６８３８
号公報、特開平１−２０７４８０号公報、特開平４−２
９６４４号公報及び特開平６−５７５６８号公報等参
照）。

【０００６】一方、伝動ベルトとしての歯付ベルトは、
噛合精度の確保からコード構造として伸びの少ない片撚
糸が一般に用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなフレイ対策の処理を施した集束糸を片撚糸コード
とした場合、フィラメントの引き揃え状態が悪くなる等
の理由からコード強力が処理を施さなかった場合に比較
して２割程度低くなる。

【０００８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、伝動ベルトの疲労性及
び伸びの性能を損なうことなくフレイ対策処理コードの
強力を最大限発現させることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、集束糸に対し無撚又は甘撚り段階で前処
理及び接着剤処理を施すとともに、下撚りと上撚りとの
関係を工夫したことを特徴とする。

【００１０】具体的には、本発明は、アラミド繊維から
なる補強用繊維コードがベルト本体を構成するゴム層に
ベルト長手方向に沿って埋設された伝動ベルトを対象と
し、次のような解決手段を講じた。

【００１１】すなわち、本発明の解決手段は、上記補強
用繊維コードとして、アラミド繊維のフィラメントを集
束した集束糸に無撚又は甘撚りの状態でエポキシ樹脂又
はイソシアネート樹脂を主成分とする前処理剤を含浸さ
せ、さらに、レゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス
溶液を含浸させる。そして、この２工程の含浸処理が施
された集束糸に下撚りをかけたものを複数本引き揃えて
上記下撚りとは逆方向に上撚りをかけたものを採用す
る。この場合、上撚り係数Ｋを７３０＜Ｋ＜９２０

【数２】 に設定し、下撚り係数Ｋ´を上撚り係数Ｋの１／７〜１
／５に設定したことを特徴とする。

【００１２】本発明の伝動ベルトとしての一例を図１に
示す。本例では伝動ベルトが歯付ベルト１であり、以
下、歯付ベルト１について説明するが、これに限らず、
ＶベルトやＶリブドベルト等の他の伝動ベルトにも適用
できるものである。

【００１３】この歯付ベルト１は、ベルト長手方向に延
びる背ゴム２を備えてなり、この背ゴム２には、心線と
しての補強用繊維コード３がベルト長手方向に沿ってス
パイラル状に埋設されているとともに、複数の歯ゴム４
が上記背ゴム２の片面にベルト長手方向に沿って適宜ピ
ッチで一体に形成され、この背ゴム２と歯ゴム４との両
ゴム層でもってベルト本体５を構成している。また、上
記ベルト本体５の歯ゴム４側の表面にはカバー帆布６が
被着されている。

【００１４】上記ベルト本体５を構成する背ゴム２及び
歯ゴム４の材質は、周知のクロロスルフォン化ポリエチ
レンゴム（ＣＳＭ）、アルキル化クロロスルフォン化ポ
リエチレン（ＡＣＳＭ）、又はニトリルゴム（ＮＢＲ）
の二重結合部分に８０重量％以上の水素添加した水素化
ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等の耐熱劣化性の向上した
材料が用いられ、さらに、上記水素化ニトリルゴム（Ｈ
−ＮＢＲ）と不飽和カルボン酸金属塩とを混合した材料
が好ましく用いられる。なお、ベルト性能に応じて上記
以外の適当な材料を用いてもよいことはいうまでもな
い。

【００１５】上記補強用繊維コード３を構成するアラミ
ド繊維コードは、次の２工程からなる処理が施されてい
るものである。その第１工程としては、０．７５〜６ｄ
のアラミド繊維のフィラメントを２００〜２０００本集
束させた集束糸（フィラメント群）に、無撚又は甘撚り
の状態下において、例えばエポキシ樹脂を主成分とする
水溶液やメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶液あるいはイ
ソシアネート樹脂を主成分とする樹脂のトルエン溶液を
含浸させ、その後、約２５０℃で１〜２分間熱処理する
工程である。それに続く第２工程は、ＲＦＬ溶液を含浸
させ、その後、約２５０℃で１〜２分間熱処理する工程
である。

【００１６】このように、集束糸に撚りをかける前の無
撚り又は甘撚り段階で前処理及びＲＦＬ処理を施すの
は、処理剤をフィラメント間に十分に含浸させてフィラ
メント同士の結束を図り、フィラメントの毛羽立ちやコ
ードのほつれを防止するためである。

【００１７】上記ＲＦＬ溶液は、レゾルシンとホルマリ
ンとの初期縮合物をラテックスと混合したもので、レゾ
ルシンとホルマリンとのモル比は１：０．５〜３の範囲
において高い接着力が得られる。上記レゾルシンとホル
マリンとの初期重合物は、ラテックスのゴム分１００重
量部に対しその樹脂分が２〜３０重量部となるようにラ
テックスと混合されたもので、全固形濃度が５〜４０％
の濃度となるように調整されている。

【００１８】上記ラテッックスは、スチレン−ブタジエ
ン−ビニルピリジン三元共重合体、クロロスルフォン化
ポリエチレン（ＣＳＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水
素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、エピクロルヒドリ
ン、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレン
ゴム（ＣＲ）、塩素化ブタジエン、オレフィン−ビニル
エステル共重合体及び天然ゴム（ＮＲ）等のラテックス
又はそれらの混合体である。

【００１９】さらに、上記２工程の含浸処理が施された
集束糸に下撚りをかけたものを複数本引き揃えて上記下
撚りとは逆方向に上撚りをかけ、上撚り係数Ｋを７３０
＜Ｋ＜９２０

【数３】 に設定し、下撚り係数Ｋ´を上撚り係数Ｋの１／７〜１
／５に設定しているのは、以下の通りである。

【００２０】すなわち、上撚り係数Ｋが７３０未満であ
ると、集束糸の引き揃え状態が悪くなってコード強力を
確保できず、一方、上撚り係数Ｋが９２０を超えると、
ベルトの走行中における経時伸びが大きくなって噛合不
良を引き起こしベルト破損の原因となるからである。

【００２１】下撚り係数Ｋ´が上撚り係数Ｋの１／７未
満であると、フィラメントの引き揃え状態が悪くなって
コード強力を確保できず、一方、下撚り係数Ｋ´が上撚
り係数Ｋの１／５を超えると、ベルトの走行中における
経時伸びが大きくなって噛合不良を引き起こしベルト破
損の原因となるからである。

【００２２】また、下撚りと上撚りとの撚り方向を逆に
したのは、補強用繊維コード３の形状安定性を確保する
ためである。

【００２３】さらに、補強用繊維コード３はゴム糊に浸
漬されてオーバーコート処理が施されている。このオー
バーコート処理に用いられるゴム糊の材料は、背ゴム及
び帆布との接着性に優れたゴム組成物である。接着する
相手部材の材質にもよるが、例えば、クロロプレン（Ｃ
Ｒ）、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レン（ＡＣＳＭ）、
水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）及び水素化ニトリル
ゴム（Ｈ−ＮＢＲ）と不飽和カルボン酸金属塩との混合
ポリマー等のうちから選ばれる一種以上のゴム組成物を
主とし、その中に樹脂成分や添加剤を混入させた溶剤系
の溶液からなるものが好ましい。

【００２４】上記カバー帆布６は歯付ベルト１の長手方
向に伸縮性を有する織物を用いるのが好ましく、この織
物を構成する織物は、エポキシ樹脂溶液、イソシアネー
ト樹脂溶液、ＲＦＬ溶液及びゴム糊等から選ばれたもの
の組合わせで段階的に処理されることが望ましい。ま
た、ゴム糊処理の代わりにゴムのコーティングやトッピ
ング等の塗込みを用いるのもよい。このような織物は、
上記のような接着剤又はゴムによって処理された後、ベ
ルト成形時にベルト本体５を構成するゴムや補強用繊維
コード３等と接着される。カバー帆布６の材質は、ポリ
アミド繊維、ポリエステル繊維及び芳香族ポリアミド繊
維等から選ばれた組合わせからの構成が好ましく用いら
れる。

【００２５】上記の構成により、本発明の解決手段で
は、上撚りと下撚りとの撚りの関係により、フィラメン
ト及び集束糸の引き揃え状態が良くなり、コード強力が
確保される。しかも、伝動ベルトの疲労性及び伸びの性
能を損なうことがない。

【００２６】なお、集束糸は、撚りをかける前の無撚り
又は甘撚り段階で前処理及びＲＦＬ処理が施されること
により、フィラメント間に処理剤が十分に含浸してフィ
ラメント同士が結束し、フィラメントが毛羽立ったりコ
ードがほつれたりしない。

【００２７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の具体例を詳細に説
明する。

【００２８】（実施例１）アラミド繊維のフィラメント
群（集束糸）よりなる１５００ｄの原糸（商品名Kevlar
１１９〜デュポン社製）を、エポキシ樹脂（商品名デ
ナコールＥＸ５２１〜ナガセ化成工業社製）に少量の液
状ゴムと架橋剤とを配合してメチルエチルケトン（ＭＥ
Ｋ）に溶解させて１５重量％濃度とした前処理液に浸漬
した。

【００２９】引き揚げて２５０℃で１分間熱処理するこ
とによりエポキシ樹脂を主成分とする固形分がフィラメ
ントに付着してなるアラミド繊維コード素材を調製し
た。

【００３０】次いで、ＮＢＲラテックス（商品名Ｎｉｐ
ｏｌ １５６２〜日本ゼオン社製）を用いて濃度３０重
量％のＲＦＬ溶液をつくり、このＲＦＬ溶液に上記アラ
ミド繊維コード素材を浸漬した後２５０℃で１分間熱処
理した。

【００３１】その後、上記のように処理された処理済ア
ラミド繊維コード素材を一方向に撚り係数Ｋ´＝１１５
で下撚りし、これを３本引き揃えて撚り係数Ｋ＝８００
で上撚りした後、クロロスルフォン化ポリエチレンを主
成分としたゴム糊の２０重量％溶液に浸漬した。

【００３２】引き揚げた後、１００℃で１分間乾燥させ
ることによりゴム層の被覆をした。上記の各処理及び加
工を経てアラミド繊維コードが製造される。

【００３３】そして、図１に示すように、上記のように
して得られたアラミド繊維コード３を心線として用いる
ことによって、実施例１の伝動ベルトの一例である歯付
ベルト１が製造される。カバー帆布６としては、ベルト
幅方向に延びる糸に６，６ナイロン糸を使用し、ベルト
長手方向に延びる糸に工業用６，６ナイロンのウーリー
加工を使用する。また、背ゴム２と歯ゴム４としては水
素化ニトリルゴムを主原料とするゴム組成物を用る。

【００３４】なお、上記歯付ベルト１は上記各材料を用
い通常の圧入法によって製造され、歯ピッチは８ｍｍの
ＳＴＳ歯型であり、歯数１１３，ベルト幅１９ｍｍのも
のである。

【００３５】（実施例２〜５、比較例１〜６）アラミド
繊維コードとして、実施例１の処理と同じ処理を施し、
かつコード構成、上撚り係数及び下撚りをそれぞれ表１
に示す通りとしたものを用いた。そして、実施例１と同
様とした各例の歯付ベルトを作製した。

【００３６】上記した実施例１〜５及び比較例１〜６に
おける各歯付ベルトを図２に示すような屈曲走行試験機
に装着して７００時間走行させた。そして走行前後にお
ける各供試ベルトの伸び率を評価するとともに、ベルト
初期強力及びベルト強力率を測定し、その結果を表１に
示した。

【００３７】なお、図２において、１は歯付ベルト、７
はドライブプーリ、８はアイドラープーリ、９はテンシ
ョンプーリ、１０は荷重、１１は支点であり、テスト時
の歯付ベルト１の周長は９０４ｍｍでドライブプーリ７
の回転数は５５００ｒｐｍである。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１のデータから明らかなように、実施例
１〜５では、３つの評価項目の全てにおいて良好な結果
が得られたが、下撚りのかかっていない比較例１，５、
下撚り係数Ｋ´と上撚り係数Ｋの比率がＫ´／Ｋ＝１／
７〜１／５の範囲にない比較例２，３，６、上撚り係数
Ｋが７３０未満である比較例４では、３つの評価項目の
いずれかで悪かった。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
伝動ベルトの補強用繊維コードとして、アラミド繊維の
フィラメント集束糸に無撚又は甘撚りの状態で接着剤処
理を施し、かつこの集束糸を下撚りしたものを複数本引
き揃えて上撚りし、この際、上撚り係数Ｋを７３０＜Ｋ
＜９２０に設定するとともに、下撚り係数Ｋ´と上撚り
係数Ｋの比率をＫ´／Ｋ＝１／７〜１／５に設定したの
で、フィラメント及び集束糸を整然と引き揃えてコード
強力を確保することができ、伝動ベルトの疲労性及び伸
びの性能をも確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】歯付ベルトの斜視図である。

【図２】屈曲走行試験の説明図である。

【符号の説明】

１ 歯付ベルト（伝動ベルト） ３ 補強用繊維コード ５ ベルト本体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アラミド繊維からなる補強用繊維コード
   がベルト本体を構成するゴム層にベルト長手方向に沿っ
   て埋設された伝動ベルトであって、 上記補強用繊維コードは、アラミド繊維のフィラメント
   を集束した集束糸に無撚又は甘撚りの状態でエポキシ樹
   脂又はイソシアネート樹脂を主成分とする前処理剤を含
   浸し、さらに、レゾルシン−ホルマリン−ゴムラテック
   ス溶液を含浸しており、 この２工程の含浸処理が施された集束糸に下撚りをかけ
   たものを複数本引き揃えて上記下撚りとは逆方向に上撚
   りをかけてなり、 上撚り係数Ｋは、７３０＜Ｋ＜９２０ 【数１】 に設定され、 下撚り係数Ｋ´は、上撚り係数Ｋの１／７〜１／５に設
   定されていることを特徴とする伝動ベルト。