JP2007071228A - 伝動ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】接着性、耐引き裂き性を改善し、高い耐久性を備えた伝動ベルトを提供する。
【解決手段】歯付ベルト１は、ベルト長手方向に沿って複数の歯部２と、心線３を埋設した背部４から構成されるベルト本体を有し、前記歯部２の表面には必要に応じて歯布５が貼着されている。ここで歯部２及び背部４は、水素化ニトリルゴムを含有するゴム成分１００重量部に対して、シリカを５〜６０重量部、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール短繊維を１〜４０重量部、及びメタクリル酸エステル及び／又はアクリル酸エステルを０．１〜１０重量部配合したゴム組成物の有機過酸化物系架橋物で構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は駆動装置などの動力伝動に用いられる伝動ベルトに関する。

近年、伝動ベルトに求められる品質が年々過酷なものとなっている。中でも自動車エンジンに使用される伝動ベルトは、エンジンルーム内の温度に耐えられるものでなければならず元々環境温度としては厳しいものであったが、エンジンルーム内の温度は更に上昇する傾向にあって、伝動ベルトにとっても極高温に耐えうるものが求められている。また、省スペース化、エンジンのコンパクト化に伴って、エンジンルームもかなり狭くなってきており、ベルトの細幅化の要求もある。

耐熱性の改善の要求に対しては、歯付ベルトの歯ゴム、背ゴムを構成するゴム組成物として水素化ニトリルゴムを有機過酸化物架橋させたものを用いることが提案されている。（例えば特許文献１参照）そして細幅化の要求については、カーボンブラックや短繊維などの補強材や、有機過酸化物や加硫促進剤、共架橋剤を増量することによってゴム物性を向上させ、幅狭化に対応しようという検討がなされている。
特開昭６４−８７９３７

しかし、繰り返し圧縮力を受ける伝動ベルトに補強材を高充填したゴム組成物を使用した場合には、該補強材の大きな凝集塊が発生して補強性、耐摩耗性、引張り強さ、ヒステリシスが発揮されず、しかも屈曲疲労性に劣り、早期ベルト寿命の原因になっていた。また、心線となる繊維コードとの接着に劣るため良複合化せず、ベルト寿命が短くなるといった不具合もあった。

本発明はこのような問題点を解決するものであり、耐引き裂き性、接着性を改善し、高負荷の使用においても高い耐久性を備えた伝動ベルトを提供することを目的とする。

本願請求項１記載の発明は、本体の少なくとも一部が、水素化ニトリルゴムを含有するゴム成分１００重量部に対して、シリカを５〜６０重量部、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール短繊維を１〜４０重量部、及びメタクリル酸エステル及び／又はアクリル酸エステルを０．１〜１０重量部配合したゴム組成物の有機過酸化物系架橋物で構成されることを特徴とする伝動ベルトである。

本願請求項２記載の発明は、請求項１記載の伝動ベルトであって、ゴム成分が、（イ）水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを配合した複合ポリマー体と（ロ）水素化ニトリルゴムを配合したものであることを特徴とする。

本願請求項３記載の発明は、請求項２記載の伝動ベルトであって、ゴム成分が、（イ）水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを重量比３０：７０〜７０：３０で配合した複合ポリマー体と（ロ）水素化ニトリルゴムとを重量比が１０：９０〜７０：３０となるよう配合したものであることを特徴とする。

本願請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の伝動ベルトであって、メタクリル酸エステル及び／又はアクリル酸エステルが、トリメチロールプロパントリメタクリレートであることを特徴とする。

本願請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝動ベルトであって、伝動ベルトが、歯付ベルトであることを特徴とする。

本願請求項６記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝動ベルトであって、伝動ベルトが、コグドＶベルトであることを特徴とする。

本発明では、本体の一部を特定のゴム組成物で構成することで、耐引き裂き性、接着性を改善し、高い耐久性を備えた伝動ベルトが得られる。またゴム成分を複合ポリマー体と水素化ニトリルゴムとのブレンド物とすることで、引張弾性率、硬度、切断伸度、そして引裂強度などの諸物性を高めることができる。更に、そのブレンド割合を特定範囲とすることで、引張弾性率や切断伸度、さらに高い引き裂き強度や硬度などを確保することができる。

そして、メタクリル酸エステル及び／又はアクリル酸エステルとして特定の化合物を選択することで、より耐引き裂き性に優れ、高モジュラスな構成とすることができる。また本発明を歯付ベルトに適用した場合、耐歯欠け性、心線との接着性に優れ、ベルトを高寿命化することができる。更にコグドＶベルトに適用した場合、耐側圧性、耐磨耗性に優れ、コグ谷での亀裂などを抑制することができる。

本発明の伝動ベルトは、本体の少なくとも一部が、水素化ニトリルゴムを含有するゴム成分１００重量部に対して、シリカを５〜６０重量部、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール短繊維を１〜４０重量部、及びメタクリル酸エステル及び／又はアクリル酸エステルを０．１〜１０重量部配合したゴム組成物の有機過酸化物系架橋物で構成されることを特徴とする。

本発明で用いる水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）は、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどの不飽和ニトリルからなるアクリロニトリル結合量が１０〜４０重量％と、１，３−ブタジエン、２，３−ジメチルブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエンなどの共役ジエン９０〜６０重量％とからなる共重合体、および更にこれらのモノマーに加えて共重合可能なエチレン性不飽和モノマーを共重合させた多元共重合体が挙げられる。ニトリルゴム中の不飽和ニトリルの量が過少であると硬度、モジュラス、耐油性が低下して伝動ベルトとしての機能を満足できず、また、逆に過多であると耐寒性の低下や硬度、モジュラスなの一般的物性に劣るなどの問題がある。

上記エチレン性不飽和モノマーとしては、スチレン、クロロメチルスチレン、α−メチルスチレンなどのビニル芳香族化合物、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、エトキシエチルアクリレート、マレイン酸、イタコン酸、モノメチルマレイン酸エステル、ジメチルマレイン酸エステルなどの不飽和ジカルボン酸、これらの不飽和ジカルボン酸のモノエステルおよびジエステルなどが挙げられる。

Ｈ−ＮＢＲは単独で用いることもできるが、例えば（イ）Ｈ−ＮＢＲと不飽和カルボン酸金属塩とを配合した複合ポリマー体と（ロ）Ｈ−ＮＢＲとを配合したものを用いることが、引張弾性率、硬度、切断伸度、そして引裂強度などの諸物性を高める上で好ましい。このように構成することで、不飽和カルボン酸金属塩がポリマー分を高次構造にし、不飽和カルボン酸金属塩がポリマー分で微細に分散したフィラーを形成すると考えられ、当初からＨ−ＮＢＲ全量分に不飽和カルボン酸金属塩を配合するよりも大きな引張り強さを有することができる。

より望ましくは、ゴム成分は（イ）Ｈ−ＮＢＲと不飽和カルボン酸金属塩とを重量比３０：７０〜７０：３０で配合された複合ポリマー体と（ロ）Ｈ−ＮＢＲとを重量比１０：９０〜３０：７０で配合したゴム成分を用いることが、引張弾性率や切断伸度、さらに高い引き裂き強度や硬度などを確保する為に好ましい。

不飽和カルボン酸金属塩は、カルボキシル基を有する不飽和カルボン酸と金属とがイオン結合したものであり、不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのジカルボン酸が好ましく、金属としてはベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、クロム、モリブデン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、錫、鉛、アンチモンなどを好ましく用いることができる。

シリカは、乾式シリカ、湿式シリカなど限定されるものではない。シリカの配合量はＨ−ＮＢＲを含有するゴム成分１００重量部に対して５〜６０重量部である。しりかは凝集力が高いため、カーボンブラック配合系に比べて高モジュラスなゴム組成物を得ることができる。配合量が５重量部未満の場合、モジュラス、強度が低く、一方６０重量部を超えると、接着力の低下を引き起こすと共にゴムの剛性が高くなるためにベルトの屈曲性に問題がある。

更に、前記ゴム組成物は、メタクリル酸エステル及び／又はアクリル酸エステルがゴム１００重量部に対して０．１〜１０重量部配合されている。メタクリル酸エステル及び／又はアクリル酸エステルは有機過酸化物系架橋において共架橋剤として作用し、耐引き裂き性を向上させると共に、未加硫粘度を低下させることができる。即ち、ゴムにＰＢＯ短繊維やシリカを配合すると粘度が上昇して加工性が低下し、歯付ベルトにおいては歯部、コグドＶベルトにおいてはコグの形状不良を引き起こす恐れがあるが、メタクリル酸エステル及び／又はアクリル酸エステルを特定量配合することで、未加硫粘度の上昇を抑制し、加工性を損なうことがない。０．１重量部未満では添加による効果が顕著でなく、１０重量部を超えると引裂き力並びに接着力が急激に低下する。

メタクリル酸エステル及び／又はアクリル酸エステルとして具体的には、エチレンジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、またこれらに対応したアクリレートなどが挙げられる。これらは単独あるいは二種類以上混合して使用することができる。なかでも好ましくは、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴ）である。

そして、前記ゴム組成物には、ゴム１００重量部に対して、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール短繊維（ＰＢＯ短繊維）を１〜４０重量部配合されている。ＰＢＯ短繊維は、繊維長１〜２０ｍｍ、繊維径が１〜３デニールのものが好ましく用いられる。

尚、ＰＢＯ短繊維を単独に添加することは必須ではなく、他の素材からなる短繊維を添加することも可能である。ＰＢＯ短繊維以外に配合できる短繊維としては、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の短繊維を挙げることができる。繊維長は繊維種によって異なるが、１〜１０ｍｍの短繊維が適当であり、具体的にはアラミド繊維では３〜５ｍｍ、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維または綿では５〜１０ｍｍのものを使用することができる。なかでも、耐摩耗性、補強性などを考慮するとアラミド繊維を選択することが好ましい。アラミド短繊維は、例えば商品名コーネックス、ノーメックス、ケブラー、テクノーラ、トワロン等である。

尚、ＰＢＯ繊維は、他の繊維と比べてゴムとの接着が困難であることから、接着処理を施すことが望ましい。接着処理としては公知の処理方法が適用できるが、例えばニトリルゴム変性エポキシ樹脂及びアルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂を含む接着処理液で処理した後、レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス（ＲＦＬ）液で処理する方法がある。またアラミド短繊維も、ＲＦＬ液などを用いた公知の方法で接着処理を施されることが好ましい。

ここで用いるＲＦＬ液は、レゾルシン・ホルムアルデヒド初期縮合物とゴムラテックスを混合した処理液である。この場合、レゾルシンとホルムアルデヒドのモル比は３／１〜１／３にすることが接着力を高める上で好適である。また、ＲＦＬ液の固形分付着量が３〜１０重量％であることがＲＦＬ液による接着力の効果を高める上で好ましい。１／１を超えると、短繊維の凝集力が大きくなって分散性が悪くなり、逆に１／５未満になると、ゴムと短繊維との接着力が低下し、引張強さも低下する恐れがある。更に、ＲＦＬ液の固形分付着量が１０重量％を超えると、処理液が固まって短繊維のフィラメント同士が分割しにくくなり、逆に３重量％未満の場合にはＲＦＬ液による分散性及び引張強さの向上効果が顕著ではない。また、ゴム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、クロロスルフォン化ポリエチレン、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。尚、接着処理を施す際の処理液の温度は５〜４０°Ｃに調節し、また浸漬時間は０．５〜３０秒であり、２００〜２５０°Ｃに調節したオーブンに１〜３分間通して熱処理されることが望ましい。また、ＲＦＬ処理の前にプレディップ処理を施したり、ＲＦＬ処理の後にオーバーコート処理することも可能である。

前記ゴム組成物には架橋剤として有機過酸化物が配合される。有機過酸化物としては、例えばジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、２，５−ジメチル−２，５−（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−モノ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等を挙げることができる。この有機過酸化物は、単独もしくは混合物として、ゴム成分１００重量部に対して１〜８重量部であり、更に好ましくは１．５〜４重量部である。

そして該ゴム組成物には、必要に応じてカーボンブラックのような増強剤、炭酸カルシウム、タルクのような充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤のような通常のゴム配合に用いるものを配合することができる。

本発明に係る伝動ベルトの一例として、噛合伝動するベルトと摩擦伝動するベルトを例示し、具体的には歯付ベルト１の断面斜視図を図１に、コグドＶベルト１０の断面斜視図を図２示す。

図１の歯付ベルト１は、ベルト長手方向（図中矢印）に沿って複数の歯部２と、心線３を埋設した背部４から構成されるベルト本体を有し、前記歯部２の表面には必要に応じて歯布５が貼着されている。

尚、歯付ベルト１が圧入成形方法によって作製される場合、歯部２および背部４は同一のゴム組成物シートから形成されるため、背部４もまた歯部２と同一のゴム層となる。

図２のコグドＶベルト１０は、内周側の圧縮部１２と、外周側の伸張部５と、両ゴム層１２，１５間に接着部１８を積層した構成を有し、該接着部１８にはベルト長手方向に伸延した心線１９が埋設されている。また、圧縮部１２および伸張部１５には、ベルト幅方向に伸延したコグ山１３、１６とコグ谷１４、１７とがベルト長手方向に沿って交互に形成されている。

本発明で使用する心線３，１９は、例えばポリアリレート繊維、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維などのポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、カーボン繊維などのコードを用いることができる。ガラス繊維の組成は、Ｅガラス、Ｓガラス（高強度ガラス）のいずれでもよく、フィラメントの太さ及びフィラメントの集束本数及びストランド本数に制限されない。

心線３，１９にはゴムとの接着性を向上させるべく接着処理を施すのが好ましい。例えば（１）未処理コードをエポキシ化合物やイソシアネート化合物などを含有する前処理液を入れたタンクに含浸してプレディップした後、（２）１６０〜２００°Ｃに温度設定した乾燥炉に３０〜６００秒間通して乾燥し、（３）続いてＲＦＬ溶液からなる接着液を入れたタンクに浸漬し、（４）２１０〜３５０°Ｃに温度設定した延伸熱固定処理機に３０〜６００秒間通して−１〜３％延伸して延伸処理コードとし、（５）更にゴム糊を入れたタンクに浸漬し、（６）１３０〜１７０°Ｃに温度設定した乾燥炉に１２０〜３００秒間通して乾燥する、方法などがある。尚、（１）〜（６）の全工程を行う必要はなく、所望に応じて（１）〜（４）のみ行うことなども可能である。

この前処理液で使用するイソシアネート化合物としては、例えば４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレン２，４−ジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポリアリールポリイソシアネート（例えば商品名としてＰＡＰＩがある）等がある。このイソシアネート化合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。

また、上記イソシアネート化合物にフェノール類、第３級アルコール類、第２級アルコール類等のブロック化剤を反応させてポリイソシアネートのイソシアネート基をブロック化したブロック化ポリイソシアネートも使用可能である。

エポキシ化合物としては、例えばエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールや、ポリエチレングリコール等のポリアルキレングリコールとエピクロルヒドリンのようなハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物や、レゾルシン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルメタン、フェノール．ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン．ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類やハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物などである。上記エポキシ化合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。

ＲＦＬ処理液はレゾルシンとホルムアルデヒドの初期縮合物をゴムラテックスと混合したものであり、この場合レゾルシンとホルムアルデヒドのモル比は１：２〜２：１にすることが接着力を高める上で好適である。モル比が１／２未満では、レゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂の三次元化反応が進み過ぎてゲル化し、一方２／１を超えると、逆にレゾルシンとホルムアルデヒドの反応があまり進まないため、接着力が低下する。またゴム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、Ｈ−ＮＢＲ、クロロプレンゴム、ニトリルゴムなどがあげられる。

尚、レゾルシン−ホルムアルデヒドの初期縮合物と上記ゴムラテックスの固形分重量比は１：２〜１：８が好ましく、この範囲を維持すれば接着力を高める上で好適である。上記の比が１／２未満の場合には、レゾルシン−ホルムアルデヒドの樹脂分が多くなり、ＲＦＬ皮膜が固くなり動的な接着が悪くなり、他方１／８を超えると、レゾルシン−ホルムアルデヒドの樹脂分が少なくなるため、ＲＦＬ皮膜が柔らかくなり、接着力が低下する。

更に、上記ＲＦＬ液には架橋促進剤や架橋剤を添加してもよく、添加する架橋促進剤は、含硫黄架橋促進剤であり、具体的には２−メルカプトベンゾチアゾール（Ｍ）やその塩類（例えば、亜鉛塩、ナトリウム塩、シクロヘキシルアミン塩等）ジベンゾチアジルジスルフィド（ＤＭ）等のチアゾール類、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＣＺ）等のスルフェンアミド類、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＳ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＴ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＴＲＡ）等のチウラム類、ジ−ｎ−ブチルジチオカルバミン酸ナトリウム（ＴＰ）、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＰＺ）ジエチルジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＥＺ）等のジチオカルバミン酸塩類等がある。また、架橋剤としては、硫黄、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化鉛）、過酸化物等があり、上記架橋促進剤と併用する。

本発明においては、本体の少なくとも一部が、前記ゴム組成物の有機過酸化物系架橋物にて構成されることを特徴とするが、好ましくは伝動部を該有機過酸化物系架橋物で形成することが望ましい。尚、いうまでもなく伝動ベルト本体を構成するゴム全てを該有機過酸化物系架橋物で構成することが可能である。

図１で示す歯付ベルト１においては、伝動部となるゴム層は歯部２であるが、背部４も該ゴム組成物で構成することができる。

図２に示すコグドＶベルト１０においては、伝動部となるゴム層は圧縮部１２であるが、伸張部１５，接着部１８も該ゴム組成物で構成することができる。

ベルト本体に上記ゴム組成物以外のゴム組成物を使用する場合は、例えばゴム成分としてＨ−ＮＢＲ単独またはその他の種類ゴムからなる相手ゴムを混ぜ合わせたブレンドゴムなどが挙げられる。Ｈ−ＮＢＲにブレンドする相手ゴムとしては、エチレン・α−オレフィンエラストマー、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）のゴムを挙げることができる。

歯付ベルト１の歯部表面を被覆する歯布５としては、平織物、綾織物、朱子織物などからなる帆布が用いられる。これらの織物のベルト長手方向に配置される緯糸としては、例えば０．３〜１．２デニールのパラ系アラミド繊維のフィラメント原糸を収束したマルチフィラメント糸をベルト長手方向の緯糸全量の２０〜８０重量％含んだものが好ましい。

即ち、緯糸はパラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸を含んだ糸であり、このパラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸にメタ系アラミド繊維からなる糸とを含めることができる。具体的な緯糸の構成は、パラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸、メタ系アラミド繊維からなる紡績糸、そしてウレタン弾性糸の３種の糸を合撚したものである。

また、他の具体的な緯糸の構成は、パラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸、脂肪族繊維糸（６ナイロン、６６ナイロン、ポリエステル、ポリビニルアルコール等）、そしてウレタン弾性糸の３種の糸を合撚したものであってもよい。

歯布５の経糸としては、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維からなるアラミド繊維のフィラメント糸、６ナイロン、６．６ナイロン、１２ナイロン等のポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル等のフィラメント糸からなる。好ましくは、アラミド繊維のフィラメント糸が緯糸５にパラ系アラミド繊維のフィラメント原糸を収束したマルチフィラメント糸を使用すれば、剛性のバランスが取れ、均一な厚みの歯布になる。

しかし、上記経糸と緯糸の材質はこれらに限定されるものではなく、またその他の形態としてはコード、不織布、編布などが挙げられ特に限定されるものではない。また歯布はソーキング、スプレディング、コーチングなどにより接着ゴムを付着することが望ましい。

またコグドＶベルト１０は、必要に応じて、圧縮部１２の表面や伸張部１５の表面に補強布を積層することができる。この補強布としては、織物、編物、不織布などから選択される帆布が挙げられる。構成する繊維素材としては、公知公用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る。該帆布は、公知技術に従ってＲＦＬ液に浸漬後、未加硫ゴムを擦り込むフリクションを行ったり、またＲＦＬ溶液に浸漬後にゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理することができる。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したり、公知の界面活性剤を０．１〜５．０重量％加えてもよい。

尚、伝動ベルトは上述した歯付ベルト、コグドＶベルトに限定されるものではなく、Ｖリブドベルト、平ベルトなども本発明の技術範囲に属するものである。またコグドＶベルトとしては上述した構成に限定されるものではなく、圧縮部、伸張部のどちらか一方にのみコグを設けたコグドＶベルトなども挙げることができる。

本発明で用いるゴム組成物を作製する方法としては、まず第１ステップのマスターバッチ練りとして、バンバリーミキサーのような密閉式混練機にＨ−ＮＢＲと短繊維と軟化剤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まで冷却する。これはゴムのスコーチを防止するためである。次いで、得られたマスターバッチに所定量の補強剤、充填剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫剤等をバンバリーミキサー、オープンロールを用いて仕上げ練りする。また、ゴム種によっては混練したマスターバッチをいったん放出し、冷却する必要はなく、連続して仕上げ練りを行うことも可能である。

尚、混練り方法としては、上記方法に限るものでなく、また混練り手段も例えばバンバリーミキサー、ロール、ニーダー、そして押出機等限定するものでなく、適宜公知の手段、方法によって混練することができる。また加硫方法も限定されるものでなく、モールド加熱、熱空気加熱、回転ドラム式加硫機、射出成形機等の加硫装置を用いた公知の手段で加硫される。

以下、具体的な実施例を伴って説明する。
表１に示す配合にて調製したゴム組成物のムーニー粘度（１２５°Ｃ）をＪＩＳ Ｋ６３００−１に従って測定した。尚、ＰＢＯ短繊維は接着処理を施したものを用いた。また該ゴム組成物を１６５°Ｃで３０分間加硫し、得られた加硫ゴム（有機化酸化物系架橋物）の硬度（ＪＩＳ−Ａ）をＪＩＳ Ｋ６２５３、引き裂き力（ＪＩＳ−Ａ：Ｎ／ｍｍ）をＪＩＳ Ｋ６２５２に従って測定した。また接着処理されたガラス繊維コードを表１に示す配合をもつ厚さ４ｍｍのゴムシートの上に２５ｍｍ幅に並べ、プレス板で２．０ＭＰａの圧力をかけて１６５°Ｃで３０分間加硫し、接着試験用の試料を作製した。各試料についてＪＩＳ Ｋ６２５６に従い接着力を測定した。各測定結果を表１に併記する。

＜歯付ベルト＞
実施例１〜３，５〜７、比較例２，３
表１に示すゴム配合のゴムシートを用いて歯付ベルトを作製した。本実施例で作製した歯付ベルトでは、この歯付ベルトは、歯部をナイロン歯布で被覆され、本体にガラス心線を埋設してなり、ベルトサイズは、歯型：ＭＹ、歯数：１０５、ベルト幅：６０ｍｍのサイズである。

ここで歯部、背部を表１に示すゴム組成物から調製し、バンバリーミキサーで混練後、カレンダーロールで圧延したものを用いた。

ベルト作製用の歯形付き金型にナイロン歯布を巻き付けた後、接着処理を施したガラス心線を所定のピッチにてスパイラルに所定の張力で巻き付けた。この心線の上に、表１のゴムシートを貼り付けた後、架橋缶に投入して通常の圧入方式により１６５°Ｃにて３０分加圧架橋して、ベルト背面を一定厚さに研磨し一定幅にカットして歯付ベルトを得た。

このようにして得られた歯付ベルトについて、図３に示すレイアウトによって、雰囲気温度２３°Ｃで、ベルト１ｍｍ幅あたり１５ｋｇｆという高負荷での走行試験を実施した。結果を表２に併記する。

＜コグドＶベルト＞
実施例４、比較例１，４
表１に示すゴム配合のゴムシートを用いてカットエッジタイプのコグドＶベルトを作製した。本実施例で作製したコグドＶベルトは、表面に１プライの帆布を積層した圧縮部と、表面に１プライの帆布を積層した伸張部と、両ゴム層間にポリエステル繊維ロープからなる心線を埋設した接着部を配置した構成からなる。そしてベルト内周面、外周面にはコグが形成されている。また圧縮部、伸張部には短繊維が含有されてなり、ベルト幅方向に配向している。

ここで伸張部、圧縮部を形成するゴムシートを、表１に示すゴム配合にて調製し、バンバリーミキサーで混練後、カレンダーロールで圧延したものを用いた。また接着部を形成するゴムシートを、表１に示すゴム配合から短繊維をのぞいたゴム配合にて調整し、バンバリーミキサーで混練後、カレンダーロールで圧延したものを用いた。

ベルトの製造方法は公知の方法であり、まず、所定の間隔で溝部を設けた円筒状ドラムの周面に１プライの補強布、未加硫圧縮ゴムシート、未加硫接着ゴムシートを巻き付けた後、この上に心線となるロープを螺旋状にスピニングし、更に未加硫伸張ゴムシート、１プライの補強布を巻き付けて積層体（未加硫ベルトスリーブ）を得た後、これを加硫して加硫ベルトスリーブを得る。このようにして得られた加硫ベルトスリーブをカッターによって所定に幅に切断し、個々のコグドＶベルトに仕上げた。

このようにして得られるコグドＶベルトの耐久性を評価した。ベルト耐久試験では、上記ベルトを図４に示すレイアウトからなる２軸の横型走行試験機に懸架し、８５°Ｃの雰囲気温度下、従動プーリに６．７７ｋｗの負荷をかけ、駆動プーリを７，０００ｒｐｍで回転させて、ベルトの走行寿命を測定した。尚、打切り時間は２４０時間とし、寿命に達した場合はその故障原因を確認した。結果を表２に併記する。

結果、実施例のベルトは、接着性が高く、耐引き裂き性が改善していると共に、モジュラスが高く、耐久性に優れ、走行寿命が長いベルトとすることができた。また歯付ベルトにおいては歯部形状、コグドＶベルトにおいてはコグ形状が、良好に形成されていた。しかし、シリカを配合していない比較例１では、カーボンブラックを配合したものの硬度が上がらず、引き裂き力及び接着性に乏しかった。また走行試験においても、走行早期に圧縮部に亀裂が発生し、ベルト寿命が極めて短いという不具合があった。またシリカを過剰に配合した比較例２では、接着性が低く、心線−ゴムの複合化が良好ではないため、走行試験において、心線とゴムとの境界で亀裂が生じ、早期に寿命となった。比較例３では、共架橋剤として汎用的なＴＡＩＣを用いた例であるが、耐引き裂き性に乏しく、歯部に亀裂が生じて寿命となった。またＰＢＯ短繊維を配合しせず、ポリアミド短繊維を配合した比較例４では、強度に劣り、ベルト寿命が充分とは言えない。

本発明にかかる伝動ベルトは自動車用あるいは一般産業用の駆動装置などに装着することができる。

本発明に係る伝動ベルトである歯付ベルトの断面斜視図である。 本発明に係る伝動ベルトであるコグドＶベルトの断面斜視図である。 歯付ベルト耐久試験にて用いた試験機のレイアウトを示す図である。 コグドＶベルト耐久試験にて用いた試験機のレイアウトを示す図である。

符号の説明

１ 歯付ベルト
２ 歯部
３ 心線
４ 背部
５ 歯布
１０ コグドＶベルト
１２ 圧縮ゴム層
１３，１６ コグ山
１４，１７ コグ谷
１５ 伸張ゴム層
１８ 接着ゴム層
１９ 心線

Claims (6)

1. 本体の少なくとも一部が、水素化ニトリルゴムを含有するゴム成分１００重量部に対して、シリカを５〜６０重量部、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール短繊維を１〜４０重量部、及びメタクリル酸エステル及び／又はアクリル酸エステルを０．１〜１０重量部配合したゴム組成物の有機過酸化物系架橋物で構成されることを特徴とする伝動ベルト。
2. ゴム成分が、（イ）水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを配合した複合ポリマー体と（ロ）水素化ニトリルゴムを配合したものである請求項１記載の伝動ベルト。
3. ゴム成分が、（イ）水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを重量比３０：７０〜７０：３０で配合した複合ポリマー体と（ロ）水素化ニトリルゴムとを重量比が１０：９０〜７０：３０となるよう配合したものである請求項２記載の伝動ベルト。
4. メタクリル酸エステル及び／又はアクリル酸エステルが、トリメチロールプロパントリメタクリレートである請求項１〜３のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
5. 伝動ベルトが、歯付ベルトである請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
6. 伝動ベルトが、コグドＶベルトである請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
   

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