(57)【要約】【課題】未加硫ゴムを外型とコア型の間隙に沿って圧入する際に、心線の偏倚や歯部表面に貼着する補強部材のずれをなくした歯付ベルトの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】長さ方向に沿って所定間隔で歯部と溝部を交互に配置し、心線を背部に埋設し、上記歯部の表面に補強部材を貼着した歯付ベルトの製造方法において、歯型成形モールドをコア型３としてこの型の外周に筒状の補強部材２３を装着し、心線２５を補強部材２３上にスピニングし、コア型３を外型２内に入れ、予熱リング２８をコア型３の端面２０に設置してコア型３を加熱しながら、未加硫ゴムを外型２とコア型３のキャビティ１０へ圧入して加熱加硫し、外型２から取出したコア型３からベルトスリーブ２９を取出す、歯付ベルトの製造方法にある。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向に沿って所定間隔で歯部と溝部を交互に配置し、心線を背部に埋設し、上記歯部の表面に補強部材を貼着した歯付ベルトの製造方法において、
歯型成形モールドをコア型としてこの型の外周に筒状の補強部材を装着し、
心線を補強部材上にスピニングし、
コア型を外型内に入れ、予熱リングをコア型の端面に設置してコア型を加熱しながら、未加硫ゴムを外型とコア型のキャビティへ圧入して加熱加硫し、
外型から取出したコア型からベルトスリーブを取出す、
ことを特徴とする歯付ベルトの製造方法。
【請求項２】
予熱リングの温度は１００〜２５０℃である請求項１記載の歯付ベルトの製造方法。
【請求項３】
嵌着部材を上記コア型の端面に設けた溝部に嵌合して上記補強部材の末端部を係止する請求項１記載の歯付ベルトの製造方法。
【請求項４】
嵌着部材をコア型の端面に設けた溝部に嵌合して補強部材の末端部を係止し、上記コア型の端面を平面状にする請求項３記載の歯付ベルトの製造方法。
【請求項５】
補強部材が編物あるいは織物である請求項１記載の歯付ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は歯付ベルトの製造方法に係り、詳しくは未加硫ゴムを外型とコア型の間隙に沿って圧入する際に、心線の偏倚や歯部表面に貼着する補強部材のずれをなくした歯付ベルトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯付ベルトは長手方向に沿って設けられる複数の歯部と、心線を埋設した背部からなり、歯部表面及び隣り合う歯部間の歯底部の表面に沿って補強部材が貼着してある。この補強部材は歯付ベルトの長手方向と平行な緯糸と、これと交差するように織った織布が用いられる。
【０００３】
このような歯付ベルトを製造するにあたっては、従来から圧入法が行われていた。すなわち、外周に歯部形成用の凹部を複数設けて形成した円筒状の加硫用金型を用い、この加硫用金型の外周に筒状の補強部材を被せた後、その外側に心線を螺旋状に巻き付け、さらにその外側に未加硫のゴムシートを巻き、これを高圧蒸気で加硫する方法である。このように高圧蒸気で加熱すると、その際の蒸気圧でゴムシートの未加硫ゴムを心線の間隙から加硫用金型の凹部に圧入させて、歯部を成形することができ、歯付ベルトを製造することができるのである。
【０００４】
また、このようにゴムシートの未加硫ゴムが円筒状金型の凹部に圧入されて歯部が成形される際に、歯部の表面及び歯部間の歯底部の表面に補強部材が貼着される。
【０００５】
しかし、上記圧入法による製造方法では、ゴムシートを使用するために、ロールを使用してシートを所定厚さに圧延する必要があり、材料コスト等の面で問題が生じるものであった。これを解決するために、本出願人は未加硫ゴムを金型のキャビティ内に圧入するトランスファー成型において、特にゴム圧入時に発生するゴム流れによって歯部表面に貼着した補強部材のずれをなくすために、コア型の外周に装着した筒状の補強部材の末端部を係止する方法を提案した。（特許文献１）
【特許文献１】特開２００３−３３４８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この成型法では、補強部材の末端部を係止しているために、ゴム圧入時における補強部材のずれの発生は避けることができたが、補強部材上にスピニングされた心線がゴム流れの方向にずれ落ちることがあった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、未加硫ゴムを外型とコア型の間隙に沿って圧入する際に、心線の偏倚や歯部表面に貼着する補強部材のずれをなくした歯付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】
【０００８】
本願請求項記載１の発明では、長さ方向に沿って所定間隔で歯部と溝部を交互に配置し、心線を背部に埋設し、上記歯部の表面に補強部材を貼着した歯付ベルトの製造方法において、歯型成形モールドをコア型としてこの型の外周に筒状の補強部材を装着し、
心線を補強部材上にスピニングし、コア型を外型内に入れ、予熱リングをコア型の端面に設置してコア型を加熱しながら、未加硫ゴムを外型とコア型のキャビティへ圧入して加熱加硫し、外型から取出したコア型からベルトスリーブを取出す、歯付ベルトの製造方法にある。
即ち、本発明では、予熱リングをコア型の端面に設置して外型とコア型間のキャビティの入口付近を加熱しながら、未加硫ゴムを該キャビティへ圧入するために、圧入中のゴムの流れが良好になって心線のずれ落ちによる偏倚や補強部材のずれを阻止することができる。
【０００９】
本願請求項記載２〜５の発明では、予熱リングの温度が１００〜２５０℃である場合、嵌着部材を上記コア型の端面に設けた溝部に嵌合して上記補強部材の末端部を係止する場合、嵌着部材をコア型の端面に設けた溝部に嵌合して補強部材の末端部を係止し、上記コア型の端面を平面状にする場合、補強部材が編物あるいは織物である場合を含んでいる。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように本願請求項に係る歯付ベルトの製造方法では、予熱リングをコア型の端面に設置して外型とコア型間のキャビティの入口付近を加熱しながら、未加硫ゴムを該キャビティへ圧入するために、圧入中のゴムの流れが良好になって心線のずれ落ちによる偏倚や補強部材のずれを阻止することができ、しかも補強部材の末端部をコア型の端面に機械的に固定すれば、未加硫ゴムを外型とコア型の間隙に圧入しても、補強部材のずれを起こすことなく、また正確な歯部を成型することができる。
【００１１】
更に、嵌着部材をコア型の端面に設けた溝部に嵌合して補強部材の末端部を係止し、上記コア型の端面を平面状にすることにより、予熱リングを平面状の端面で設置することができ、コア型の端面の加熱を良好に行うことができ、未加硫ゴムをコア型の端面からスムーズに外型とコア型のキャビティに圧入することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は歯付ベルトの製造装置の概略図であり、図２は歯付ベルトの製造装置においてゴムを圧入している状態の概略図であり、図３はコア型に補強部材の末端部を設置固定する前の状態の概略図であり、図４はコア型に補強部材の末端部を設置固定した後に予熱リングをコア型の端面に設置した状態の概略図であり、そして図５は図４に示すコア型を用いて歯付ベルトを製造している状態の概略図である
【００１４】
これによると、本発明で使用する歯付ベルトの製造装置１は、中央部にコア型３の収容部４を設けた外型２を配置し、該外型２の下部にコア型３を設置する受台５を組み合わせている。外型２は内部型２ａと外部型２ｂを組み合わせた構造になり、内部型２ａはコア型３とともに成形する歯付ベルトの外周長や厚みを変えるときに取り替えするようになっている。また外型２の外周部には、蒸気、オイル等の熱媒体を入れる加熱部７が設けられている。
【００１５】
収容部４に嵌入したコア型３は、下突起部８が受台５の凹部９に挿入して安定的に設置し、内部型２ａとの間にキャビティ１０を形成する。一方、コア型３の上突起部１１は加熱した未加硫ゴム６を収容する溜め部１２に位置させる。そして、圧入ピストン１４を装着した平板状の上型１５が外型２の上側に載置され、上型１５をプレス機によって移動させると、溜め部１２に収容した未加硫ゴム６が加圧されて流動しながらキャビティ１０を充満する。この場合、キャビティ１０内を真空引きすれば、未加硫ゴム６の流れが良好になり、またボイドの発生を防止することができる。
【００１６】
図３に示す上記コア型３は、凹条部１７と凸条部１８を交互に配置したベルト成型部１９と、その両端部にそれぞれ上突起部１１と下突起部８を有し、両端面２０、２０には上下突起部１１、８の外側にリング状の溝部２１を設けている。そして、図４に示すように上下一対のリング状の嵌着部材２２が該溝部２１に嵌合して補強部材２３の末端部２４を位置固定し、補強部材２３の皺の発生を阻止している。上記補強部材２３を装着したコア型３はスピニング装置に装着され、繊維コードからなる心線２５を螺旋状に巻き付ける。
【００１７】
本発明の歯付ベルトの製造方法では、まず図３に示すようにコア型３のベルト成型部１９に筒状の補強部材２３を密着するように被せて、上記補強部材の末端部２４を折り曲げて溝部２１に入れ後、嵌着部材２２を溝部２１に嵌め込んで末端部２４を係止する。嵌着部材２２を嵌入した端面２０は、平坦面であり、補強部材２３には皺の発生も生じにくい。また上端面２０には、コーナー部２７が設けられて未加硫ゴム６をキャビティ１０へ流れやすくしている。
【００１８】
そして、コア型３をスピニング装置に装着し、コア型３を回転させながら、心線２５を補強部材２３の上に巻き付ける。
【００１９】
続いて、金属製の予熱リング２８をオーブン等で１００〜２５０℃に加熱し、これを直ちに上突起部１１から嵌め込んでコア型３の端面２０に接触してこの付近を加熱する。
【００２０】
そして、図５に示すように、上記予熱リング２８を取付けたコア型３を受台５に設置固定した後、予熱リング２８が５０〜８０℃になると、８０〜１３０℃に加熱した所定量の未加硫ゴム６を溜め部１２に収容し、そしてプレス機に固定した平板状の上型１５を下降して圧入ピストン１４をコア型３の上突起部１１に挿入しながら未加硫ゴム６をキャビティ１０へ充満させる。このとき、未加硫ゴム６は予熱リング２８によって加熱された端面２０や内部型２ａとコア型３間のキャビティの入口付近をスムーズに流動して心線の間隙から凹状部１７へ流れ込み、心線２５のずれ落ちによる偏倚や補強部材２３のずれを阻止する。同時に、補強部材２３を凹状部１７の側壁へ押し付けて密着させることもできる。
【００２１】
無論、コア型３を受台５に設置固定した後、予熱リング２８を上突起部１１から嵌め込んでコア型３の端面２０に接触して加熱することできる。
【００２２】
その後、外型２の外周部に設けた加熱部７へ熱媒体を流し込み、外型２を１５０〜１７０℃で１５〜２５分間加熱して未加硫ゴム６を加硫する。この場合、コア型３の内部にヒータ−を挿入して加熱することもできる。
【００２３】
加硫が終了すると、上型１５を上昇させ、コア型３を受台５から取出し、予熱リング――を上突起部１１から抜き取り、そして嵌着部材２２を溝部２１から除去した後、図７に示すベルトスリーブ２９をコア型２から抜き取る。上記ベルトスリーブ２９を冷却した後に所定幅に輪切りするようにカットすることによって歯付ベルトを得ることができる。
【００２４】
また、本発明では、図６に示すようなコア型３を使用することもできる。このコア型３は、凹条部１７と凸条部１８を交互に配置したベルト成型部１９と、その両端部にそれぞれ上突起部１１と下突起部８を有している。両端面２０、２０にはリング状の溝部２１がなく平坦である。コア型３のベルト成型部１９に筒状の補強部材２３を密着するように被せると、同様に心線２５を補強部材２３の上に巻き付ける。そして、予め１００〜２５０℃に加熱した予熱リング２８を、上突起部１１から嵌め込んでコア型３の端面２０に接触してこの付近を加熱する。その後は、同様にしてコア型３を外型に設置した後、未加硫ゴムを圧入して成形する。未加硫ゴム６は予熱リング２８によって加熱された端面２０や内部型２ａとコア型３間のキャビティの入口付近をスムーズに流動して心線の間隙から凹状部１７へ流れ込み、心線２５のずれ落ちによる偏倚や補強部材２３のずれを阻止する。
【００２５】
補強部材２３は、織物、編物、不織布等から選択される基布である。基布を構成する繊維素材としては、公知のものが使用できるが、例えば綿、麻等の天然繊維や、金属繊維、ガラス繊維等の無機繊維、そしてポリアミド、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、それらを平織、綾織、朱子織等に織成した織物を用いることが好ましい。
【００２６】
繊維の形態としては、紡績糸、マルチフィラメント糸、モノフィラメント糸等限定するものではないが、構成糸にモノフィラメント糸を用いて経糸と緯糸の交差による凹凸を大きくし、表面摩擦係数を低下させると、良好な耐摩耗性、耐歯欠け性を示す。それ以外にも、織密度を低くしたり、径が太い繊維を用いるのも表面摩擦係数を低下させるのには有効な手段である。
【００２７】
また、本発明の場合には圧入方式のために基布の緯糸方向に収縮性が要求される。このため、ベルト本体の長手方向に沿う緯糸には捲縮加工された６ナイロン、６６ナイロン、またウレタン系弾性糸と撚り合わせた複合糸を用いることが好ましい。また基布にモノフィラメント糸を使用する場合は、緯糸方向の収縮性に影響を与えない為にも経糸に用いることが望ましい。
【００２８】
基布は、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、未加硫ゴムを基布に擦り込むフリクションを行ったり、またＲＦＬ液に浸漬後、ゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理する。またＲＦＬ液のみで接着処理を行なってもよい。
【００２９】
ＲＦＬ液はレゾルシンとホルマリンの初期縮合物とゴムラテックスとを混合したものであり、レゾルシンとホルマリンのモル比は１：０．５〜３にすることが接着力を高める上で好適である。また、レゾルシンとホルマリンの初期縮合物は、これをラテックスのゴム分１００重量部に対してその樹脂分が１０〜１００重量部になるようにラテックスと混合した上、全固形分濃度が５〜４０％濃度になるように調節される。尚、ＲＦＬ液には適宜カーボンブラック液を混合して処理反を黒染めにし、また公知の界面活性剤を０．１〜５．０重量％加えてもよい。
【００３０】
また、上記ラテックスとしては、スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、エピクロルヒドリン、天然ゴム、ＳＢＲ、クロロプレンゴム、オレフィン−ビニルエステル共重合体、ＥＰＤＭ等のラテックスが挙げられる。
【００３１】
ここで使用する未加硫ゴム６は、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴムに不飽和カルボン酸金属塩を配合したもの、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などから選ばれるゴムを単独で或いはブレンドして用いることができる。或いはこれらのゴムの他にポリウレタンゴムを用いて形成することも可能である。なかでも、歯付ベルトの場合は、耐熱老化性の改善されたゴムを用いることが望ましく、水素化ニトリルゴムの場合は水素添加率が８０％以上、耐熱性及び耐オゾン性の特性を発揮するためには更に好ましくは９０％以上が良い。水素添加率８０％未満の水素化ニトリルゴムは耐熱性や耐オゾン性が極度に低下する。
【００３２】
そして、上記未加硫ゴム６中には、カーボンブラックのような補強剤、充填剤、軟化剤、老化防止剤、加硫助剤、硫黄あるいは有機過酸化物のような加硫剤等が添加混合される。架橋剤として有機化酸化物を配合した場合、所定のモジュラス（引張弾性率）や切断伸度を確保するためには、ポリマー成分１００質量部に対して有機過酸化物を０．２〜１０質量部配合して架橋することが必要である。有機過酸化物は特に制限されるものではない。またこのような有機過酸化物の他に、金属酸化物、硫黄化合物、オキシムニトロソ化合物や、モノマー類、ポリマー類で共架橋剤として一般に使用されるものを適量添加してもよい。
【００３３】
心線２５としては、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（ＰＢＯ繊維）、アラミド繊維、ガラス繊維からなるコードであり、ガラス心線の組成はＥガラス、Ｓガラス（高強度ガラス）何れでも良く、フィラメントの太さ及びフィラメントの収束本数及びストランド本数に制限されない。また、接着処理剤及び屈曲時のガラスフィラメントの保護材として使用されるサイジング剤、ＲＦＬ、オーバーコート剤等にも制限されない。
【００３４】
尚、心線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。
【実施例】
【００３５】
次に本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００３６】
実施例１〜３
未加硫ゴムとしてクロロプレンゴム組成物（クロロプレン１００質量部、マグネシア４質量部、亜鉛華１５質量部、加硫促進剤２質量部、硫黄０．５質量部、老化防止剤２質量部、カーボンブラック６５質量部、オイル８質量部）を用いた。基布としては、経糸に２１０ｄ／１本ナイロンフィラメント糸と、そして緯糸に４０ｄ／５本ウーリーナイロン糸からなる合撚糸を使用し、織時組織（経１４０本／３ｃｍ、緯１００本／３ｃｍ）からなる２／２綾織帆布を製織した。製織後、帆布を水中にて振動を与えて製織時の幅の約１／２幅まで収縮させた後、上記未加硫ゴムを用いたゴム組成物を所定比率でメチルエチルケトン中に溶解して得たゴム糊に浸漬、乾燥した後、１５３℃で３０分間加硫して０．９ｍｍの処理帆布を歯布として用いた。この場合、上記帆布は緯糸方向をベルトの長手方向に使用した。
【００３７】
また、心線として素線径約９μｍのガラス繊維フィラメントを約６００本束ねてストランドに形成し、このストランドをＲＦＬ液（レゾルシン１１０質量部、ホルマリン（３７％）質量部、苛性ソーダ１質量部、ＶＰラッテクス４，０００質量部、ＳＢＲラテックス１，１００質量部、水５，５００質量部に浸漬して２００°Ｃで２分間乾燥した後に、１６．０回／１０ｃｍの撚り数で撚った直径約０．３ｍｍのコードを用いた。
【００３８】
そして、経糸がベルトの幅方向に沿う為に緯糸を周方向としたエンドレスの筒状の基布を、コア型に装着し、上記基布の末端部をコア型の端面で折り曲げてリング状の溝部に入れた後、リング状の嵌着部材を溝部に嵌合して固定した。そして、コア型をスピニング装置に設置して、基布上から上記心線を巻き付けた。
【００３９】
続いて、所定高さをもつ鉄製の予熱リングをオーブンで所定温度に加熱した後、直ちに上突起部から嵌め込んでコア型の端面に接触させ、この付近を加熱した。
【００４０】
このコア型を外型に挿入して設置した後、予熱リングが所定温度まで低下すると、１３０℃で加熱した未加硫ゴムを溜め部に収容すると、プレスに固定した平板状の上型を下降して圧入ピストンで未加硫ゴムを加圧しながらキャビティへ充満させた。その後、外型の加熱部に加圧した蒸気を入れて、外型を１６５℃で２０分間加熱して加硫工程を終えた。そして、コア型を外型から脱型した後、コア型から取出し、歯数が７０歯、ピッチが３ｍｍ、周長２１０ｍｍの歯形Ｓ３Ｍのベルトスリーブを得た。
【００４１】
上記ベルトスリーブにおける心線のずれ落ちと基布の乱れを観測した結果を表１に示す。
【００４２】
比較例１
予熱リングを使用しない以外は、実施例と同様の方法でベルトスリーブを作製し、ベルトスリーブにおける心線のずれ落ちによる偏倚と基布の乱れ（皺発生）を観測した。その結果を表１に併記する。
【００４３】
【表１】
2005271329.tif 000003
【００４４】
この結果、本実施例では、予熱リングを使用したことにより、心線がかたまってずれ落ちることや基布の乱れ等の発生はなかったが、比較例では基布の皺の発生はなかったが、心線のずれ落ちによる偏倚が見られた。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係る歯付ベルトの製造方法は、比較的小型の歯付ベルトを効率よく製造することができ、事務機器用の歯付ベルトとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明で使用する歯付ベルトの製造装置の断面図である。
【図２】図１に示す歯付ベルトの製造装置においてゴムを圧入している状態の断面図である。
【図３】コア型に補強部材を設置固定する前の状態の概略図である。
【図４】コア型に補強部材を設置固定した後の状態の概略図である。
【図５】図４に示すコア型を用いて歯付ベルトを製造している状態の概略図である。
【図６】他のコア型に補強部材を設置固定した後の状態の概略図である。
【図７】得られたベルトスリーブの斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    歯付ベルトの製造装置
２    外型
２ａ  内部型
２ｂ  外部型
３    コア型
４    収容部
５    受台
６    未加硫ゴム
７    加熱部
１０  キャビティ
１２  溜め部
２０  端面
２１  溝部
２２  嵌着部材
２３  補強部材
２４  末端部
２５  心線
２８  予熱リング
２９  ベルトスリーブ
【図１】
2005271329.tif 000004
【図２】
2005271329.tif 000005
【図３】
2005271329.tif 000006
【図４】
2005271329.tif 000007
【図５】
2005271329.tif 000008
【図６】
2005271329.tif 000009
【図７】
2005271329.tif 000010