(57)【要約】【課題】短繊維を円周方向へ配向させたウェルドラインのない筒状成形体を押出成形し、これを切開した広幅のシートを圧縮ゴムシートに適用した伝動ベルトの製造方法を提供する。【解決手段】（１）押出スクリューで混練した短繊維混入ゴム１５を、流動阻害させずに、かつ流れ方向を変えることなく移動させ、環状拡張ダイ５のゴム通路１８の中を通過させながら短繊維を円周方向に配向させたウェルドラインのない筒状成形体１０に押出成形し、（２）上記筒状成形体１０を押出方向に沿って切開しながら短繊維を幅方向に配向させた一枚のゴムシート２２にした後、このゴムシート２２を長さ方向に沿って所定長さだけ切断して圧縮ゴム用シート５４にし、（３）成形モールド５０にベルト成形体５５を作製し、加硫した後、研磨によってリブ部を有するベルトスリーブに仕上る工程を含む伝動ベルトの製造方法にある。【選択図】      図１
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【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を有する伝動ベルトの製造方法において、
押出スクリューで混練した短繊維混入ゴムを、流動阻害させずに、かつ流れ方向を変えることなく移動させ、環状拡張ダイの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ウェルドラインのない筒状成形体に押出成形し、
上記筒状成形体を押出方向に沿って切開しながら短繊維を幅方向に配向させた一枚のゴムシートにした後、該ゴムシートを長さ方向に沿って所定長さだけ切断して圧縮ゴム用シートにし、
成形モールドに少なくとも心線および上記圧縮ゴム用シートを巻き付けてベルト成形体を作製し、加硫した後、研磨によってリブ部を有するベルトスリーブに仕上る、
ことを伝動ベルトの製造方法。
【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製造方法に係り、詳しくは拡張ダイのゴム通路の中を通過させながら短繊維を円周方向へ配向させたウェルドラインのない筒状成形体を押出成形し、これを切開した広幅のシートを圧縮ゴムシートに適用した伝動ベルトの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から未加硫ゴム中に短繊維を一定方向へ配向させる方法としては、圧延シート作製工程において回転速度を変えた一対のカレンダーロールに短繊維を含んだ未加硫ゴムを投入し、圧延されたゴムシート中の短繊維をシートの圧延方向へ配向させ、そして成形するベルト幅に応じて切断していた。その後、積層工程においてカットした圧延シートを数枚重ね合わせて所定厚みに積層し、続いて巻付け工程において短繊維が幅方向に配向した積層物を成形ドラムに巻き付けて伝動ベルトの製造に使用していた。
【０００３】
即ち、ＶリブドベルトやローエッジＶベルトの伝動ベルトの製造方法では、円筒状の成型ドラムの周面に１〜複数枚のカバー帆布と接着ゴム層とを巻き付けた後、この上にコードからなる心線を螺旋状にスピニングし、更に圧縮ゴム層を順次巻き付けて積層体を得た後、これを加硫してベルトスリーブにしていた。ここで使用する圧縮ゴム層は、３〜４枚重ね合わせた厚みのもので、シート幅方向に短繊維が配向したものを成型ドラムに巻き付けていた。
【０００４】
しかし、圧延シートは、厚みを薄くしなければ、短繊維をシート圧延方向に充分に配向させることができないために、やむを得ずシートを重ねていたためにベルト成形用シートを得るには多大の工数を要していた。
【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も提案されている、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Ｖリブドベルトを作製することが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−７４９３６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の拡張ダイを使用する方法でも、例えばクロロプレンのような粘着性が強く、せん断応力が大なる材料を用いる場合には、表面層、特に外周層はダイ内周面との間に大きな摩擦力を発生してスムーズに流れないために、ゴム表面に肌荒れが発生した。このため、マトリクスであるゴムと繊維との密着性が悪く、また配向性も悪く、現実には伝動ベルトの圧縮ゴム層に使用することは困難な場合もあった。また、短繊維含有ゴム組成物を拡張ダイによって正確なＶリブ部を型付して押出すためには、配合を改善する必要があった。
【０００８】
しかも、上記拡張ダイは外ダイと内ダイとセンターブロックからなり、押出機に取付けたスパイダー軸にこれらの部材を機械的に固定した構造になっているため、ゴムの流れがスパイダー軸によって阻害され、内圧を減じて筒状成形体の吐出量を多することが困難であった。しかも、２つのゴム通路内の流動ゴムがダイの入口付近でスパイダー軸に巻き込んで当接し、この部分でウェルドラインが発生した。即ち、右回りと左回り方向へ塑性流動中の短繊維混入ゴムが衝突する領域あるいは流れ難い領域になり、短繊維がランダム配向して配向性も悪く、また厚みも他の領域に比べて薄くなり、品質的に不具合のある領域となっていた。
【０００９】
本発明はかかる問題に着目し、鋭意研究した結果、短繊維を円周方向へ配向させたウェルドラインのない筒状成形体を押出成形し、これを切開した広幅のシートを圧縮ゴムシートに適用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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成すべく本願請求項１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を有する伝動ベルトの製造方法において、
押出スクリューで混練した短繊維混入ゴムを、流動阻害させずに、かつ流れ方向を変えることなく移動させ、環状拡張ダイの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ウェルドラインのない筒状成形体に押出成形し、
上記筒状成形体を押出方向に沿って切開しながら短繊維を幅方向に配向させた一枚のゴムシートにした後、該ゴムシートを長さ方向に沿って所定長さだけ切断して圧縮ゴム用シートにし、
成形モールドに少なくとも心線および上記圧縮ゴム用シートを巻き付けてベルト成形体を作製し、加硫した後、研磨によってリブ部を有するベルトスリーブに仕上る、伝動ベルトの製造方法にある。
【００１１】
この製造方法では、押出スクリューで混練した短繊維混入ゴムがシリンダー内で流動阻害を受けずに、かつ流れ方向を変えることなく移動するために、筒状成形体にはウェルドラインが発生せず、そのため切開したシートの全幅を伝動ベルトの圧縮ゴムシートに使用することができるため、低コストな伝動ベルトの製造方法になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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、まず短繊維を幅方向に配向させた一枚のゴムシートを作製するが、その一例として押出方法、カレンダーによる圧延方法があるが、ここでは押出方法を説明する。この押出方法では、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。
【００１３】
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
【００１４】
続いて、図１に短繊維入りゴムシートの押出装置の概略図に示すように、マスターバッチを押出機２におけるシリンダー３の押出スクリュー４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１５をシリンダー４と相対向した位置にあって同一の中心軸線上に配置した内ダイ７間のゴム通路１８で流動阻害を受けず、かつ流れ方向を変えることなくスムーズに環境拡張ダイ５のゴム通路８へ流し、そして該ゴム通路８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１０に押出成形する。このため、ゴム通路１８には、スパイダーのような阻害物がなく、筒状成形体にはウェルドラインの発生がなく、かつシリンダーの内圧を減じて筒状成形体の吐出量を多くし、短繊維の配向性を向上させることができる。
【００１５】
内ダイ７は押出装置１の外側に配置された支持部材１７に機械的に固定され、内ダイ７と押出スクリュー４間のゴム通路１８は短繊維混入ゴムのみが存在する空間になり、また内ダイ７と押出スクリュー４の先端部とは、相対向した位置にあって同一の中心軸線上に配置されている。このため、押出スクリュー４によって混練された短繊維混入ゴム１５はゴム通路１８内で流動阻害を受けず、かつ流れ方向を変えることなくスムーズに移動し、そして環境拡張ダイ５のゴム通路８の中を通過しながら短繊維を円周方向に配向させた筒状成形体１０に押出成形する。
【００１６】
内ダイ７の形状は、先端部２０から吐出口９へ向かって徐々に径が拡張し、そのテーパー角度θが３０°≦θ≦８０°である。ゴム流路入口径が２０〜１２０ｍｍ、ゴム流路出口径が１００〜４４０ｍｍ、そしてその比率である拡張比（ゴム流路出口径／ゴム流路入口径）が１．５〜１２．５に設定される。この設定範囲未満であれば、内ダイ７の吐出口９付近での円周方向への引き伸ばしが小さくて、厚みの大きな筒状成形体１０の内外層では短繊維が円周方向に配向しにくくなり、一方この設定範囲を越えると、円周方向への引き伸ばしが大きくなり過ぎて、押出圧力が劣る場合には、筒状成形体１０が裂けやすい。
【００１７】
その後、連続して押出成形されたウェルドラインのない筒状成形体１０は、図２に示すように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１２によって１個所切開しながら一枚のゴムシート２２にし、続いて該ゴムシート２２を所定間隔で切断する。
【００１８】
ここで使用するゴムとしては、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ァン化ポリエチレン、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。
【００１９】
上記ゴムには、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重量部に対して１０〜４０重量部である。
【００２０】
更に、本発明のゴムには、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。
【００２１】
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。
【００２２】
続いて、図３に示すように、成形モールド５０上にベルト構成部材としてポリエステル、ナイロン、アラミド、ビニロンなどの合成繊維あるいは綿などの天然繊維、これらの混妨糸からなる平織り帆布、編物などをミシンジョイントによって筒状にしたカバー布５１、接着ゴムシート５２、繊維コードからなる心線５３、そして該ゴムシート２２を所定長さに切断した圧縮ゴムシート５４を巻き付けてＶリブドベルト用のベルト成形体５５にする。無論、本発明では、カバー布５１を使用しなくてもよい。
【００２３】
また、ダブルリブドベルト用のベルト成形体を仕上げる場合には、成形モールド上には、ベルト構成部材として圧縮ゴムシート、接着ゴムシート、心線、接着ゴムシート、そして圧縮ゴムシートを巻き付けてベルト成形体にする。
【００２４】
そして、このようにして得られた上記ベルト成形体５５を加硫してベルトスリーブを得る。次に、ベルトスリーブを駆動ロールと従動ロールに掛架し、所定の張力下で走行させ、更に回転させた研削ホイール５７を走行中のベルトスリーブ５４に当接するように移動して圧縮ゴムシート５４表面に複数のＶ溝状部５６を一度に研削する。このようにして得られたベルトスリーブ５４を駆動ロールと従動ロールから取り外し、該ベルトスリーブを他の駆動ロールと従動ロールに掛架して走行させ、カッターによって所定に幅に切断して個々のＶリブドベルトに仕上げる。
【００２５】
ダブルリブドベルトを成形する場合には、他方も面を研削加工してリブ溝を設ける。この方法は、例えば特許登録番号２７６２２３８によって準じて行うことができる。
【００２６】
上記心線５３としては、ポリエチレンテレフタレート繊維、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、ポリアミド繊維からなるロープが使用され、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。
【００２７】
接着ゴムシート５２は圧縮ゴムシート５４のゴム配合物に短繊維を除去したものである。
【００２８】
得られたＶリブドベルト７０は、図４に示すように、心線７１を接着ゴム７２中に埋設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層７５にベルト長手方向にのびる断面略三角形の複数のリブ部７４を有し、ベルト背面にはカバー布７６を有している。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本願請求項に係る発明では、押出スクリューで混練した短繊維混入ゴムを、流動阻害させずに、かつ流れ方向を変えることなく移動させ、環状拡張ダイの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し、上記筒状成形体を押出方向に沿って切開しながら短繊維を幅方向に配向させた一枚のゴムシートにした後、該ゴムシートを長さ方向に沿って所定長さだけ切断して圧縮ゴム用シートにし、成形モールドに少なくとも心線および上記圧縮ゴム用シートを巻き付けてベルト成形体を作製し、加硫した後、研磨によってリブ部を有するベルトスリーブに仕上る、伝動ベルトの製造方法にあり、この製造方法では、押出スクリューで混練した短繊維混入ゴムがシリンダー内で流動阻害を受けずに、かつ流れ方向を変えることなく移動するために、筒状成形体にはウェルドラインが発生せず、そのため切開したシートの全幅を伝動ベルトの圧縮ゴムシートに使用することができる大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る短繊維入りゴムシートの製造方法に使用する押出装置の概略図である。
【図２】押出成形された円筒状成形体を直線状に切開しながら短繊維入りゴムシートにした後、圧縮ゴムシートする状態の概略図である。
【図３】成形モールド上に作製したベルトスリーブにＶ溝状部を研削している状態を示す断面図である。
【図４】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】
１    押出装置
２    押出機
３    シリンダー
４    押出スクリュー
５    環状拡張ダイ
６    外ダイ
７    内ダイ
８    ゴム通路
１０    筒状成形体
１２    切断手段
１５    短繊維混入ゴム
１８    ゴム通路
２２    ゴムシート
５０    成形モールド
５１    カバー布
５２    接着ゴムシート
５３    心線
５４    圧縮ゴムシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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