JP2008291205A - ベルト用ゴム組成物及びゴムベルト及び自動二輪車駆動用歯付ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】圧延性などの加工性を低下させることなく、硬度を高くすることのできるベルト用ゴム組成物及びゴムベルトの提供を行う。
【解決手段】不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムを主成分とした伝動若しくは搬送に用いられるベルト用ゴム組成物において、不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムをマトリックスゴムとし、該マトリックスゴム１００質量部に対してシリカを２０〜８０質量部添加し、有機過酸化物を０．２〜１０質量部添加し、さらに耐熱性短繊維を添加したベルト用ゴム組成物及びゴムベルトである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベルト用ゴム組成物及びゴムベルトに係り、詳しくは不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムを用いたベルトにおいて硬度を上げると共に圧延等の加工性に優れたベルト用ゴム組成物及びゴムベルトに関する。

近年、エンジンの高出力化、高回転化に伴い動力を伝達するベルトの使用環境温度が上昇し、ベルトに求められる負荷も大きくなっている。従来のベルトとしては主としてクロロプレンゴムを素材としていたが、クロロプレンゴムでは高雰囲気下で硬化しやすく早期に硬化によるクラックを生じたり、また、高温雰囲気下での側圧剛性不足によりベルトがプーリ内へ落ち込むように変形しディッシングと呼ばれる座屈変形を起こしてしまい動力の伝達ができなくなったり、心線と接着ゴムとの剥離が発生することによって心線が飛び出すポップアウトなどの故障を引き起こしベルト寿命に至ることがあった。

そこで特許文献１に開示されているように、耐摩耗性及び耐熱性に優れたベルトとして水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）にメタクリル酸亜鉛などの不飽和カルボン酸金属塩を分散させたゴムを使用したベルトが提案されている。

又、特許文献２には水素化ニトリルゴムにメタクリル酸亜鉛などの不飽和カルボン酸金属塩を分散させて強度を向上させたゴムに、シリカとトリアリルイソシアヌレートを配合しても良いということが開示されている。

特開平５−２７１４７２号 特開平５−３９３６４号

しかし、高負荷伝動の要求は更に高まっている。又、単に不飽和カルボン酸金属塩を含んだ水素化ニトリルゴムを用いるだけでは、未加硫ゴムの粘度が高くなってしまって加工性に劣るなどの不具合もあることから、ゴムの硬度は今までのものよりも高く、しかも圧延性などの加工性を低下させることなく、硬度を高くすることのできるベルト用ゴム組成物が特許文献３に開示している。

特開２００５−１９４３６８号

しかし、高負荷伝動の要求は更に高まっている。又、単に不飽和カルボン酸金属塩を含んだ水素化ニトリルゴムを用いるだけでは、未加硫ゴムの粘度が高くなってしまって加工性に劣るなどの不具合もある。

又、自動二輪車に使用される歯付ベルトは、さらに高負荷のより厳しい条件で使用され、高硬度でかつモジュラスの高い歯部を有するベルトが要求されてきた。

そこで、これらのゴムを用いるとともに、配合内に短繊維、例えば耐熱性繊維等を含有するゴム組成物及びゴムベルトの提供を行う。

本発明は、不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムをマトリックスゴムとし、該マトリックスゴム１００質量部に対してシリカを２０〜８０質量部添加し、有機過酸化物を０.２〜１０質量部添加し、さらに耐熱性短繊維を添加したベルト用ゴム組成物にある。

請求項２に記載の発明は、前記耐熱性短繊維が、アクリル酸化繊維、アラミド繊維、フェノール繊維、フッ素系繊維、ＰＰＳ繊維、ＰＢＩ繊維の中から、少なくとも一つ選ばれてなる請求項１に記載のベルト用ゴム組成物にある。

請求項３に記載の発明は、前記アラミド繊維がメタ系アラミド繊維である請求項２に記載のベルト用ゴム組成物にある。

請求項４に記載の発明は、前記耐熱性短繊維を１．０質量部〜１０質量部添加する請求項１から３のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物にある。

請求項５に記載の発明は、マトリックスゴムは不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムと水素化ニトリルゴムを７：３〜１：９の割合で混合したものである請求項１から４のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物にある。

請求項６に記載の発明は、シリカの配合量が３０〜６０質量部である請求項１から５のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物にある。

請求項７に記載の発明は、前記ゴム組成物にフェノール樹脂を配合した請求項１から６のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物にある。

請求項８に記載の発明は、前記ベルト用ゴム組成物が歯付ベルトの歯ゴムに使用される請求項１から７のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物にある。

請求項９に記載の発明は、前記水素化ニトリルゴムのアクリロニトリル含有量が分布の中心値で水素化ニトリルゴム１００質量部のうち４０〜５０質量部含まれる請求項１から８のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物にある。

請求項１０に記載の発明は、不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムを主成分とした伝動若しくは搬送用途に用いられるベルトにおいて、不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムをマトリックスゴムとし、該マトリックスゴム１００質量部に対してシリカを２０〜８０質量部添加し、さらに耐熱性短繊維を含み、有機過酸化物により架橋したゴムからなるゴムベルトにある。

請求項１１に記載の発明は、前記耐熱性短繊維が、アクリル酸化繊維、アラミド繊維、フェノール繊維、フッ素系繊維、ＰＰＳ繊維、ＰＢＩ繊維の中から、少なくとも一つ選ばれてなる請求項１０に記載のゴムベルトにある。

請求項１２に記載の発明は、前記アラミド繊維がメタ系アラミド繊維である請求項１１に記載のゴムベルトにある。

請求項１３に記載の発明は、前記耐熱性短繊維１．０質量部〜１０質量部添加する請求項１０から１２のいずれかに記載のゴムベルトにある。

請求項１４に記載の発明は、マトリックスゴムは不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリゴムと水素化ニトリルゴムとを７：３〜１：９の割合で混合したものである請求項１０から１３のいずれかに記載のゴムベルトにある。

請求項１５に記載の発明は、シリカの添加量が３０〜６０質量部である請求項１０から１４のいずれかに記載のゴムベルトにある。

請求項１６に記載の発明は、前記マトリックスゴムにフェノール樹脂を添加した請求項１０から１５のいずれかに記載のゴムベルトにある。

請求項１７に記載の発明は、前記ゴムベルトが歯付ベルトである請求項１０から１６のいずれかに記載のゴムベルトにある。

請求項１８に記載の発明は、前記水素化ニトリルゴムのアクリロニトリル含有量が分布の中心値で水素化ニトリルゴム１００質量部のうち４０〜５０質量部含まれる請求項１０から１７に記載のゴムベルトにある。

請求項１９に記載の発明は、ベルト長手方向に沿って所定間隔で配置された複数の歯部と、心線が埋設された背部と、前記歯部と前記背部との間に設けられた接着層と、前記複数の歯部を被覆する歯布と、を備え、少なくとも前記歯部が不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムをマトリックスゴムとし、該マトリックスゴム１００質量部に対して補強材としてシリカを３０〜６０質量部、着色材としてのカーボンブラックを０〜５質量部添加したゴム組成物からなる自動二輪車駆動用歯付ベルトである。

請求項２０に記載の発明は、前記ゴム組成物にさらに有機過酸化物を０．２〜１０質量部、耐熱性短繊維を１．０質量部〜１０質量部添加した請求項１９に記載の自動二輪車駆動用歯付ベルトにある。

請求項２１に記載の発明は、前記耐熱性短繊維がメタ系アラミド繊維である請求項２０に記載の自動二輪車駆動用歯付ベルトにある。

請求項２２に記載の発明は、前記マトリックスゴムは不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムと水素化ニトリルゴムを７：３〜１：９の割合で混合したものである請求項１９から２１のいずれかに記載の自動二輪車駆動用歯付ベルトにある。

請求項２３に記載の発明は、ベルト長手方向に沿って所定間隔で配置された複数の歯部と、心線が埋設された背部と、前記複数の歯部を被覆する歯布と、を備え、少なくとも前記歯部を構成するゴムが、１ｍｍせん断変形させるのに２０ｍｍ幅当たり５００Ｎから１０００Ｎの力が必要である自動二輪車駆動用歯付ベルトにある。

請求項２４に記載の発明は、前記心線と前記接着層との接着力が１５０Ｎ／２５ｍｍ〜 Ｎ／２５ｍｍである請求項２３に記載の自動二輪車駆動用歯付ベルトにある。

本発明によると、不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムをマトリックスゴムとし、該マトリックスゴム１００質量部に対してシリカを１０〜６０質量部添加し、有機過酸化物を０.２〜１０質量部添加し、さらに耐熱性短繊維を添加したベルト用ゴム組成物であることから、不飽和カルボン酸金属塩を含有したＨ−ＮＢＲにシリカを配合する、未架橋時には粘度が上がることが無く圧延や成形などの加工が容易であり、架橋後は非常に高硬度で強度の高いベルトを得ることができると共に、接着性及び耐屈曲性に優れるという効果がある。

請求項２に記載の発明によると、前記耐熱性短繊維が、アクリル酸化繊維、アラミド繊維、フェノール繊維、フッ素系繊維、ＰＰＳ繊維、ＰＢＩ繊維の中から、少なくとも一つ選ばれてなる請求項１に記載のベルト用ゴム組成物であることから、高温雰囲気下での強度維持に優れるという効果がある。

請求項３に記載の発明によると、前記アラミド繊維がメタ系アラミド繊維である請求項２に記載のベルト用ゴム組成物にあることから、耐摩耗性に優れるという効果がある。

請求項４に記載の発明によると、前記耐熱性短繊維を１．０質量部〜１０質量部添加する請求項１から３のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物にあることから、耐屈曲性を損なうことなく、高硬度の配合物が得られるという効果がある。

請求項５に記載の発明によると、マトリックスゴムは不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムと水素化ニトリルゴムを１：１〜１：９の割合で混合したものである請求項１から４のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物にあることから、必要に応じて不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩を含んでいない水素化ニトリルゴムをブレンドして用いることが可能となる効果がある。

請求項６に記載の発明によると、シリカの配合量が３０〜６０質量部である請求項１から５のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物にあることから、シリカの配合量をより多い範囲に限定することによって、より高硬度なベルトを得ることができる。

請求項７に記載の発明によると、前記ゴム組成物にフェノール樹脂を配合した請求項１から６のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物であることから、ゴム組成物と心線との接着性が向上するという効果がある。

請求項８に記載の発明によると、前記ベルト用ゴム組成物が歯付ベルトの歯ゴムに使用される請求項１から７のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物であることから、強度の大きさが要求される歯付ベルトの歯ゴムへの使用用途としては最適となる。

請求項９に記載の発明によると、前記水素化ニトリルゴムのアクリロニトリル含有量が分布の中心値で水素化ニトリルゴム１００質量部のうち４０〜５０質量部含まれる請求項１から８のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物であることから、耐油性のあるアクリロニトリル含有量を増加させることにより、耐油性を増加させ、油中で使用してもベルトが膨潤しないという効果がある。

請求項１０に記載の発明によると、不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムをマトリックスゴムとし、該マトリックスゴム１００質量部に対してシリカを１０〜６０質量部添加し、さらに耐熱性短繊維を含み、有機過酸化物により架橋したゴムからなるゴムベルトにあることから、心線との接着性、耐屈曲性に優れるという効果がある。

請求項１１に記載の発明は、前記耐熱性短繊維が、アクリル酸化繊維、アラミド繊維、フェノール繊維、フッ素系繊維、ＰＰＳ繊維、ＰＢＩ繊維の中から、少なくとも一つ選ばれてなる請求項１０に記載のゴムベルトであることから高温雰囲気下での走行においても耐久性が優れるという効果がある。

請求項１２に記載の発明は、前記アラミド繊維がメタ系アラミド繊維である請求項１１に記載のゴムベルトであることから耐摩耗性に優れるという効果がある。

請求項１３に記載の発明は、前記耐熱性短繊維１．０質量部〜１０質量部添加する請求項１０から１２のいずれかに記載のゴムベルトであることから、耐屈曲性を損なうことなく、高硬度のベルトが得られるという効果がある。

請求項１４に記載の発明は、マトリックスゴムは不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリゴムと水素化ニトリルゴムとを７：３〜１：９の割合で混合したものである請求項１０から１３のいずれかに記載のゴムベルトであることから、必要に応じて不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩を含んでいない水素化ニトリルゴムをブレンドして用いることが可能となる効果がある。

請求項１５に記載の発明は、シリカの添加量が３０〜６０質量部である請求項１０から１４のいずれかに記載のゴムベルトであることから、シリカの配合量をより多い範囲に限定することによって、より高硬度のベルトを得ることができる。

請求項１６に記載の発明は、前記マトリックスゴムにフェノール樹脂を添加した請求項１０から１５のいずれかに記載のゴムベルトであることから、ゴム組成物と心線との接着性が向上するという効果がある。

請求項１７に記載の発明は、前記ゴムベルトが歯付ベルトである請求項１０から１６のいずれかに記載のゴムベルトであることから、強度の大きさが要求される歯付ベルトの歯ゴムへの使用用途としては最適となる。

請求項１８に記載の発明は、前記水素化ニトリルゴムのアクリロニトリル含有量が分布の中心値で水素化ニトリルゴム１００質量部のうち４０〜５０質量部含まれる請求項１０から１７に記載のゴムベルトであることから、耐油性のあるアクリロニトリル含有量を増加させることにより、耐油性を増加させ、油中で使用してもベルトが膨潤しないという効果がある。

請求項１９に記載の発明は、ベルト長手方向に沿って所定間隔で配置された複数の歯部と、心線が埋設された背部と、前記歯部と前記背部との間に設けられた接着層と、前記複数の歯部を被覆する歯布と、を備え、少なくとも前記歯部が不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムをマトリックスゴムとし、該マトリックスゴム１００質量部に対して補強材としてシリカを３０〜６０質量部、着色材としてのカーボンブラックを０〜５質量部添加したゴム組成物からなる自動二輪車駆動用歯付ベルトであることから、自動二輪車駆動用歯付ベルトとして、歯部のゴムが強化されるとともに、補強材としてシリカを使用することでカーボンブラックの使用を着色剤としてのみの使用にとどめることができ、歯付ベルトの成形加工性が改良されるという効果がある。

請求項２０に記載の発明は、前記ゴム組成物にさらに有機過酸化物を０．２〜１０質量部、耐熱性短繊維を１．０質量部〜１０質量部添加する請求項１９に記載の自動二輪車駆動用歯付ベルトであることから、請求項１９の効果に加えてさらに歯部の強度が上がり、より自動二輪車駆動用歯付ベルトとしての機能を備える効果がある。

請求項２１に記載の発明は、前記耐熱性短繊維がメタ系アラミド繊維である請求項２０に記載の自動二輪車駆動用歯付ベルトであることから、少なくとも歯部のゴムが耐摩耗性に優れるという効果がある。

請求項２２に記載の発明は、前記マトリックスゴムは不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムと水素化ニトリルゴムを７：３〜１：９の割合で混合したものである請求項１９から２１のいずれかに記載の自動二輪車駆動用歯付ベルトであることから、必要に応じて不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩を含んでいない水素化ニトリルゴムをブレンドして用いることが可能となる効果がある。

請求項２３に記載の発明は、ベルト長手方向に沿って所定間隔で配置された複数の歯部と、心線が埋設された背部と、前記複数の歯部を被覆する歯布と、を備え、少なくとも前記歯部を構成するゴムが、１ｍｍせん断変形させるのに２０ｍｍ幅当たり５００Ｎから１０００Ｎの力が必要である自動二輪車駆動用歯付ベルトであることから、ゴムのせん断変形力を限定することによって、高負荷が掛かる自動二輪車を駆動させた場合に、ベルト歯がせん断変形せずに長寿命とすることができる。

請求項２４に記載の発明は、前記心線と前記接着層との接着力が１５０Ｎ／２５ｍｍ〜 Ｎ／２５ｍｍである請求項２３に記載の自動二輪車駆動用歯付ベルトであることから、請求項２３の効果に加えて、心線と接着層との接着力が大きくなり、心線と接着層との剥離が発生せず自動二輪車駆動用歯付ベルトを長寿命とすることができる。

図１は本発明のベルトの一例を示す歯付ベルトの一例であり、本発明歯付ベルト１はベルト長手方向に沿ってガラス繊維コード又はアラミドコードなど、低伸度、高強力のロープからなる心線４を埋設した接着ゴム３の下部に歯布５を外表面に積層した歯ゴム６を配置すると共に、接着ゴム３の上部に背ゴム２を配層することによって構成されている。

ここで、上記の歯付ベルト１は接着ゴム層３、歯ゴム層６及び背ゴム層２の原料ゴムとして少なくとも歯ゴムについては、不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムをマトリックスゴムとし、該マトリックスゴム１００質量部に対してシリカを２０〜８０質量部、より好ましくは３０〜６０質量部添加し、有機過酸化物を０.２〜１０質量部添加し、さらに耐熱性短繊維を配合したゴムの架橋物からなっている。

又、歯付ベルト１が自動二輪車駆動用に使用される場合は、少なくとも歯ゴムとして前記マトリックスゴム１００質量部に対してシリカを３０〜６０質量部、着色剤としてカーボンブラックを０〜５質量部添加するのが好ましい。

この原料ゴムに用いられる水素化ニトリルゴムは特に限定されるものではないが水素添加率が８０％以上であり、特に耐熱性、耐オゾン性の特性を発揮するためには９０％以上が好ましい。水素添加率８０％未満の水素化ニトリルゴムは耐熱性、耐オゾン性が極度に低下するので好ましくなく、耐熱性を考慮すればヨウ素価は５〜３５であることが好ましい。更に耐油性の観点から、結合アクリロニトリル量は分布の中心値で４０〜５０％の範囲が好ましい。又、ムーニー粘度（ＭＬ１＋４（１００°Ｃ））が７０〜８５のものであることが機械的強度や側圧剛性を良好にすること、また、屈曲性や加工性を良好にする上で好ましい。

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、イタコン酸等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、アンチモン等を用いることができる。

そして水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との組成比は９８：２〜５５：４５とする。水素化ニトリルゴムが９８より大きい割合になると耐摩耗性が不足することになり、５５より小さい割合になると耐摩耗性は良いが、ベルトの屈曲性が悪くなるので好ましくない。又、この組成比を調整する為に不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムと通常の水素化ニトリルゴムとをブレンドしてマトリックスゴムとすることも可能である。

有機過酸化物は架橋剤として用いられるものであって、ジ−ｔ−ブチルパオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、１，１−ｔ−ブチルぺロキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ベンゾイルぺロキシ）へキサン、ｔ−ブチルぺロキシベンゾアート、ｔ−ブチルぺロキシ−２−エチル−ヘキシルカーボネートなどを挙げることができる。その配合量としてはマトリックスゴム１００質量部に対して０.２〜１０質量部とする。０.２質量部未満であると架橋が十分に行われず、１０質量部を超えると十分な弾性が得られなくなる。

シリカはマトリックスゴム１００質量部に対して２０〜８０質量部、より好ましく、特に自動二輪車駆動用に使用される歯付ベルトの場合は、３０〜６０質量部の範囲で配合するものとする。１０質量部未満であるとゴムと心線との間の接着力が乏しくなって心線の剥離による飛び出しなどの故障につながり、６０質量部を超えると未加硫での粘度が大きくなりベルトが成形できなくなるので好ましくない。又、３０質量部以上であることがより高硬度なベルトを得ることができることから好ましい。

耐熱性短繊維としては、アクリル酸化繊維、アラミド繊維、フェノール繊維、フッ素系繊維、ＰＰＳ繊維、ＰＢＩ繊維等が使用できる。好ましくはアラミド繊維、その中でもメタ系アラミド繊維であることが好ましい。短繊維の添加量は該マトリックスゴム１００質量部に対して１．０質量部〜１０質量部であることが好ましい。１．０質量部未満の場合は、短繊維の補強効果が不十分で、当該ゴムを使用してベルトを作製した際、高負荷での使用に耐えられない可能性が有り、１０質量部を越えると短繊維の列理方向の伸びが低下し、当該ゴムを使用してベルトを作製した際、屈曲性が低下し、早期にクラックが発生する可能性がある。

又、前記ゴム組成物にフェノール樹脂を配合すると、心線との接着力が向上し好ましい。より好ましくは熱硬化性フェノール樹脂を配合すると良い。

又、上記以外にも通常ゴムに配合されるカーボンブラック、炭酸カルシウム、タルクなどの耐摩耗性を向上させる充填財、架橋補助剤、可塑剤、安定剤、加工補助剤、老化防止剤、着色剤などの添加剤を使用目的に応じて配合することは可能である。これらの配合剤を混合する方法も通常用いられる手段、例えばバンバリーミキサやニーダー等を用いて混練する方法が挙げられる。

又、シリカを３０〜６０質量部配合することによって、前記カーボンブラックは補強剤として配合しなくても十分にシリカが補強剤として機能するので、カーボンブラックは着色剤としてのみ配合することができる。添加量をゴムマトリックス１００質量部に対して０〜５質量部添加することで、ベルトを着色でき、さらに、ベルトの加工性も損なわない。

心線４としては、低伸度高強力のロープが用いられ、アラミド繊維、ポリアミド繊維、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などの有機繊維や、ガラス繊維などの無機繊維や金属繊維からなる撚成したロープが挙げられる。この心線４は一般にレゾルシン−ホルマリン−ラテックス処理した表面に更にゴム糊などをコーティングしたものも用いられる。

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った後に、ＲＦＬ液で処理する方法等もある。

ＲＦＬ液はレゾルシンとホルマリンとの初期縮合体をラテックスに混合したものであり、ここで使用するラテックスとしてはクロロプレン、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリル、ＮＢＲ等が挙げられるが、接着ゴム層、背ゴム層の構成原料より水素化ニトリルゴムが好適である。

歯布５は、綿、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、アラミド繊維からなるフィラメント状又は紡績糸を用いて、平織、綾織、朱子織等に製織又は製編みした布を使用する。これらはその後、ＲＦＬ処理にて接着処理して厚みを硬くし、スピニング工程での筒状のベルト帆布のしわの発生を阻止する。ＲＦＬ処理はＲＦＬ液に０.１〜２０秒間浸漬した後、１００〜２００°Ｃで３０〜６００秒にて乾燥させる。

このＲＦＬ処理で使用するＲＦＬ液は、前記心線のそれと同じく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るが、この場合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質量部に対してその樹脂分が１０〜１００質量部になるようにラテックスと混合した上、全固形物濃度が５〜４０％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する場合もある。綿織物の場合には、ＲＦＬ液に公知の界面活性剤を０.１〜１３.０質量％加えると良い。

上記ラテックスはスチレン−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、水素化ニトリルゴム、エビクロルヒドリン、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等のラテックスであり、先と同じく接着ゴム層、背ゴム層の構成原料との関係で水素化ニトリルゴムが好適である。

又、二輪車駆動用歯付ベルトとしては、図４に示すように前記歯部と背部との間に接着層３を設ける。前記接着層３と心線との接着力としては、１５０Ｎ／２５ｍｍ〜４００Ｎ／２５ｍｍが好ましい。
接着力が１５０Ｎ／２５ｍｍより小さければ高負荷が掛かる二輪車を駆動した場合に心線と接着層とが剥離し、ベルトが早期に破損する。一方、接着力が４００Ｎ／２５ｍｍより小さくなると、ゴムの硬度が高くなり、屈曲性が低下するという問題がある。

接着ゴム層３のゴム組成物については、耐熱性と耐油性を備えた水素化ニトリルゴムや、クロロプレンゴム、ＣＳＭ、不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴム等を使用することができる。この場合、上記の心線との接着力を満たすゴム配合が選択される。

又、二輪車駆動用歯付ベルトとして使用する歯布５は、前記繊維織物として、少なくとも２種類の緯糸と１種類の経糸とが織成された多重織（２重織）構造のものを採用することもできる。この場合、経糸をナイロン繊維とし、緯糸にはフッ素系繊維、ナイロン繊維、及びウレタン弾性糸を使用することが好ましい。又、緯糸のうちの、少なくとも歯布５の表面側（歯付プーリとのかみ合い側）に位置する（露出する）緯糸としては、歯布５と歯付プーリとの間の摩擦を低減するために、摩擦係数が低いフッ素系繊維（例えばＰＴＦＥ繊維）を使用することが好ましい。一方、歯布５の歯部６との接着側に位置する緯糸には、フッ素系繊維以外の繊維（ナイロン繊維やウレタン弾性糸）を使用することで、歯布５と歯部６を構成するゴムの接着力を高めることが可能となる。

この歯布５は、以下のような工程を含む一連の接着処理を経て、歯部６を構成するゴムに接着される。

（１)歯布５を構成する繊維織物を、レゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス処理液（以下、ＲＦＬ処理液という）に含浸し、乾燥させる。

ここで、前記ＲＦＬ処理液には、硫黄化合物の水分散物、キノンオキシム系化合物、メタアクリレート系化合物、マレイミド系化合物、のうち少なくとも一つの加硫助剤も又は、これらの加硫助剤を水に分散させたものを添加することが好ましい。

硫黄化合物の水分散物としては、例えば、硫黄の水分散物やテトラメチルチウラムジスルフィドなどが採用され得る。キノンオキシム系化合物としては、例えば、ｐ−キノンジオキシムなどが採用され得る。メタアクリレート系化合物としては、例えば、エチレングリコールジメタクリレートやトリメチロールプロパントリメタクリレートなどが採用され得る。マレイミド系化合物としては、例えばＮ，Ｎ´−ｍ−フェニレンビスマレイミドやＮ，Ｎ´−（４，４´−ジフェニルメタンビスマレイミド）などが採用され得る。

尚、上述した「当該加硫助剤を水に分散させたもの」における「水」は、例えばアルコールなどのメタノールを若干程度含むものであってもよい。これによれば、「当該加硫助剤が水に対して不溶性の場合であっても、「当該加硫助剤」の水に対する親和性が向上して「当該加硫助剤」が分散し易くなる。

このように、ＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加することで以下の効果が期待される。即ち、ＲＦＬ処理液中に含まれるゴムラテックス成分と外層ゴム（後記（２）のゴム糊処理や（３）のＣｏａｔ処理で形成されるゴム糊又は圧延ゴムを意味する。Ｃｏａｔ処理が省略される場合は歯部２を構成するゴムを意味する。）との層間の化学的結合力が強化されることで、接着性が向上し、歯布５の剥離が抑制される。更に期待される効果として、ＲＦＬ処理液中に含まれるゴムラテックス成分自身の化学的結合力（架橋の力）が強化され、その結果、接着層の凝集破壊による剥離（即ち、層間剥離）よりも、接着対象である上記外層ゴムの破壊による剥離が先行すると考えられる。

又、ＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加することで以下の効果が期待される。即ち、ＲＦＬ処理液中に含まれるゴムラテックス成分と外層ゴム（後記(２)のゴム糊処理や（３）のＣｏａｔ処理で形成されるゴム糊又は圧延ゴムを意味する。Ｃｏａｔ処理が省略される場合は歯部６を構成するゴムを意味する。）との層間の化学的結合力が強化されることで、接着性が向上し、歯布５の剥離が抑制される。更に期待される効果として、ＲＦＬ処理液中に含まれるゴムラテックス成分自身の化学的結合力（架橋の力）が強化され、その結果、接着層の凝集破壊による剥離(即ち、層間剥離)よりも、接着対象である上記外層ゴムの破壊による剥離が先行すると考えられる。

又、ＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加する場合、繊維織物の含浸処理を２回に分けて実行してもよい。この場合、まず、１回目のＲＦＬ含浸処理においては、ＲＦＬ処理液には、前述した何れの加硫助剤も添加しないこととする。これは、１回目の処理工程においては、ゴムラテックス成分の架橋よりもＲＦの熱硬化を優先するためである。

一方、２回目のＲＦＬ含浸処理においては、１回目のＲＦＬ処理液と比較してゴムラテックス成分を多く含み、硫黄化合物の水分散物、キノンオキシム系化合物、メタアクリレート系化合物、マレイミド系化合物、のうち少なくとも一つの加硫助剤、又は、加硫助剤を水に分散させたものを添加したＲＦＬ処理液を使用する。尚、１回目の含浸処理と２回目の含浸処理とで、ＲＦＬ処理液のゴムラテックス成分の割合に差を設けるのは、親和性の異なる繊維とゴムの両方に対する、ＲＦＬ層の接着性を高める為である。

（２）繊維織物に、ゴム組成物を溶剤に溶かしたゴム糊からなる接着処理剤を付着させた後にベーキング処理する、２種類のゴム糊処理（Ｐ１処理、Ｓ１処理）を行う。

(３)繊維織物の表面に、ゴム糊と圧延ゴムとをこの順にコーティングする。本工程は、Ｃｏａｔ処理とも称される。「この順に」とあるのは、詳細には「繊維織物から歯部６へ向かって、この順に」を意味する。ここで、ＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加した場合には、このＣｏａｔ処理で使用するゴム糊と圧延ゴムにも、ＲＦＬ処理液に添加した加硫助剤と同一の加硫助剤を添加することが好ましい。これにより、（ａ）ＲＦＬ処理液で処理された繊維織物とゴム糊の間の接着力、（ｂ）ＲＦＬ処理液で処理された繊維織物と圧延ゴムの間の接着力、（ｃ）ＲＦＬ処理液で処理された繊維織物と圧延ゴムの間の接着力、（ｃ）ＲＦＬ処理液で処理された繊維織物とゴム糊と圧延ゴムの間の接着力、の著しい改善が期待される。

尚、上記（１）〜（３）の処理は、全てを行う必要は無く、必要に応じて、いずれか一つ、或いは、２以上の複数を組み合わせて行う。例えば、（１）の処理においてＲＦＬ処理液に加硫助剤を添加する場合には、この処理のみで繊維織物とゴム間の接着力がかなり高められることから、（２）のゴム糊処理を省略しても良い。

以上の説明では歯付ベルトに本発明を適用した例を説明したが、ベルトの種類は歯付ベルトに限られるものではなく図２に示すような心線２３を埋設した接着ゴム層２４と圧縮ゴム２６とから構成され、更に上記接着ゴム層２４及び圧縮ゴム層２６の各表面層にゴム付帆布２２を積層したカットエッジタイプのＶベルト２１や図示はしないがＶリブドベルト等のベルト、又ベルトの用途についても動力伝動用、搬送用と様々なベルトに適用することができるものである。もちろん強度の大きさが要求される歯付ベルトの歯ゴムに使用することがより好ましい。

次に表１に示す配合でゴムを混練りして各ゴムシートを作成し、その物性を測定した。その結果を表２に示す。

次に、自動二輪車用ベルトの配合として表３に示す配合でゴムを混練りして各ゴムシートを作成し、その物性を作成した。その結果を表４に示す。

又、歯数１３２歯、歯ピッチ１３ｍｍ、ベルト幅２０ｍｍの歯付ベルトを作成し、図３に示すようなレイアウトにて第一走行試験を行った。第一走行試験の結果を表４に示す。
さらに、ＪＩＳＫ６２５８に従って、実施例１から３のベルト、及び実施例１０〜１３のベルト、比較例２のベルトを１００°ＣのＩＲＭ＃９０３浸漬液に７日間浸漬し、体積変化率を測定した。その結果を表３に示す。さらに浸漬後のこれらのベルトを図３に示すレイアウトによって、雰囲気温度２３°Ｃにて、ベルト幅１ｍｍ幅当たり１５ｋｇｆという高負荷での第二走行試験を実施した。その結果を表３に示す。

表２の結果からわかるように、実施例は比較例と比べて引裂き強さは大きくなっている。又、熱可塑性フェノール樹脂を配合した実施例２、実施例４、及び実施例６は比較例と比べてアラミド心線との接着力が大きく向上している。又、表３から、実施例１、実施例３、及び実施例４と比較例を比べると長寿命であることがわかる。とりわけ実施例１及び実施例４は５００時間走行可能となった。
さらに、アクリロニトリル含有量が水素化ニトリルゴム１００質量部に対して４０質量部以上である実施例１０、１１、１３は、アクリロニトリル含有量が４０未満のベルトに比べて、油中での膨潤後に第二走行試験をすると、長時間の寿命を維持していた。

次に、自動二輪車用ベルトの配合として表４に示す配合でゴムを混練りしてＨ１４Ｍ１３０歯２０ｍｍ幅の歯付ベルトを作製し、歯ゴムの物性を測定した。その結果を表５に示す。
又、歯ゴムのせん断変形を変形が１ｍｍのときの応力を調べた。測定方法は、ＪＡＳＯＥ１１０：２０００に準じた。そのときの結果は、表７に示す。

次に、自動二輪車駆動用エンジンに対応した第三走行試験を行った。歯付ベルトは、ベルト歯がＨ１４Ｍの丸歯タイプの歯で、ベルト歯数１３０歯、ベルト幅２０ｍｍのベルトを使用した。このとき、歯部及び背部は、表４に示すベルト内で同じゴム配合を用い、接着層としては表６に示す配合のゴムを使用した。ベルト走行試験を行った雰囲気温度は室温で、図５に示すようなレイアウトにて走行試験を行った。その結果を表７に示す。又、図５の駆動側プーリから従動側プーリへ３０ｃｍ離れ、駆動側プーリから軸方向へ３０ｃｍ離れた位置で音圧の測定を行った。その結果も表７に示す。

実施例１４から２６は、第三走行試験では全て５００時間走行可能となった。実施例２７及び２８は実施例１４〜２６と比べてやや寿命が短くなったが、４８０時間は走行した。
一方、比較例２、４、５のベルトは２４時間で歯欠けが発生し、短寿命となった。

本発明は、Ｖベルト、Ｖリブドベルト、歯付ベルト等の伝達力向上及び伝達力を向上させたときの加工性の維持等に利用可能である。

本発明のベルトの一例を示す歯付ベルトの斜視図である。 本発明の別の例であるカットエッジタイプのベルトの断面図である。 第一及び第二走行試験のレイアウトを示す概念図である。 本発明の二輪車駆動用歯付ベルトの一例を示す斜視図である。 第三走行試験のレイアウトを示す概念図である。

符号の説明

１ 歯付ベルト
２ 背ゴム
３ 接着ゴム
４ 心線
５ 歯布
６ 歯ゴム
２１ Ｖベルト
３１ ベルト
３２ 駆動側プーリ（Ｄｒプーリ）
３３ 従動側プーリ（Ｄｎプーリ）

Claims (24)

1. 不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムを主成分とした伝動若しくは搬送に用いられるベルト用ゴム組成物において、不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムをマトリックスゴムとし、該マトリックスゴム１００質量部に対してシリカを２０〜８０質量部添加し、有機過酸化物を０.２〜１０質量部添加し、さらに耐熱性短繊維を添加したことを特徴とするベルト用ゴム組成物。
2. 前記耐熱性短繊維が、アクリル酸化繊維、アラミド繊維、フェノール繊維、フッ素系繊維、ＰＰＳ繊維、ＰＢＩ繊維の中から、少なくとも一つ選ばれてなる請求項１に記載のベルト用ゴム組成物。
3. 前記アラミド繊維がメタ系アラミド繊維である請求項２に記載のベルト用ゴム組成物。
4. 前記耐熱性短繊維を１．０質量部〜１０質量部添加する請求項１から３のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物。
5. マトリックスゴムは不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムと水素化ニトリルゴムを７：３〜１：９の割合で混合したものである請求項１から４のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物。
6. シリカの配合量が３０〜６０質量部である請求項１から５のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物。
7. 前記ゴム組成物にフェノール樹脂を配合した請求項１から６のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物。
8. 前記ベルト用ゴム組成物が歯付ベルトの歯ゴムに使用される請求項１から７のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物。
9. 前記水素化ニトリルゴムのアクリロニトリル含有量が分布の中心値で水素化ニトリルゴム１００質量部のうち４０〜５０質量部含まれる請求項１から８のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物。
10. 不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムを主成分とした伝動若しくは搬送用途に用いられるベルトにおいて、不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムをマトリックスゴムとし、該マトリックスゴム１００質量部に対してシリカを２０〜８０質量部添加し、さらに耐熱性短繊維を含み、有機過酸化物により架橋したゴムからなることを特徴とするゴムベルト。
11. 前記耐熱性短繊維が、アクリル酸化繊維、アラミド繊維、フェノール繊維、フッ素系繊維、ＰＰＳ繊維、ＰＢＩ繊維の中から、少なくとも一つ選ばれてなる請求項１０に記載のゴムベルト。
12. 前記アラミド繊維がメタ系アラミド繊維である請求項１１に記載のゴムベルト。
13. 前記耐熱性短繊維１．０質量部〜１０質量部添加する請求項１０から１２のいずれかに記載のゴムベルト。
14. マトリックスゴムは不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリゴムと水素化ニトリルゴムとを７：３〜１：９の割合で混合したものである請求項１０から１３のいずれかに記載のゴムベルト。
15. シリカの添加量が３０〜６０質量部である請求項１０から１４のいずれかに記載のゴムベルト。
16. 前記マトリックスゴムにフェノール樹脂を添加した請求項１０から１５のいずれかに記載のゴムベルト。
17. 前記ゴムベルトが歯付ベルトである請求項１０から１６のいずれかに記載のゴムベルト。
18. 前記水素化ニトリルゴムのアクリロニトリル含有量が分布の中心値で水素化ニトリルゴム１００質量部のうち４０〜５０質量部含まれる請求項１０から１７に記載のゴムベルト。
19. ベルト長手方向に沿って所定間隔で配置された複数の歯部と、心線が埋設された背部と、前記歯部と前記背部との間に設けられた接着層と、前記複数の歯部を被覆する歯布と、を備え、少なくとも前記歯部が不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムをマトリックスゴムとし、該マトリックスゴム１００質量部に対して補強材としてシリカを３０〜６０質量部、着色材としてのカーボンブラックを０〜５質量部添加したゴム組成物からなることを特徴とする自動二輪車駆動用歯付ベルト。
20. 前記ゴム組成物にさらに有機過酸化物を０．２〜１０質量部、耐熱性短繊維を１．０質量部〜１０質量部添加する請求項１９に記載の自動二輪車駆動用歯付ベルト。
21. 前記耐熱性短繊維がメタ系アラミド繊維である請求項２０に記載の自動二輪車駆動用歯付ベルト。
22. 前記マトリックスゴムは不飽和カルボン酸金属塩を含有した水素化ニトリルゴムと水素化ニトリルゴムを７：３〜１：９の割合で混合したものである請求項１９から２１のいずれかに記載の自動二輪車駆動用歯付ベルト。
23. ベルト長手方向に沿って所定間隔で配置された複数の歯部と、心線が埋設された背部と、前記複数の歯部を被覆する歯布と、を備え、少なくとも前記歯部を構成するゴムが、１ｍｍせん断変形させるのに２０ｍｍ幅当たり５００Ｎから１０００Ｎの力が必要であることを特徴とする自動二輪車駆動用歯付ベルト。
24. 前記心線と前記接着層との接着力が１５０Ｎ／２５ｍｍ〜４００Ｎ／２５ｍｍである請求項２３に記載の自動二輪車駆動用歯付ベルト。

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