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JPH05271480A - ゴム組成物およびそれを用いた伝動ベルト - Google Patents

ゴム組成物およびそれを用いた伝動ベルト

Info

Publication number
JPH05271480A
JPH05271480A JP4071085A JP7108592A JPH05271480A JP H05271480 A JPH05271480 A JP H05271480A JP 4071085 A JP4071085 A JP 4071085A JP 7108592 A JP7108592 A JP 7108592A JP H05271480 A JPH05271480 A JP H05271480A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rubber
continuous phase
crosslinking
forming
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP4071085A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Shioyama
務 塩山
Naoki Hamano
直樹 浜野
Masaaki Ogino
雅章 荻野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bando Chemical Industries Ltd filed Critical Bando Chemical Industries Ltd
Priority to JP4071085A priority Critical patent/JPH05271480A/ja
Priority to EP93105158A priority patent/EP0562642A1/en
Publication of JPH05271480A publication Critical patent/JPH05271480A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 連続相を形成するゴム；１００重量部と、こ
のゴムと共架橋可能なゴムの分子をグラフトした微細径
ナイロン繊維；繊維分として１〜１５重量部と、短繊
維；１〜３０重量部とを含有するゴム組成物をベルト構
成ゴム部の少なくとも一部に用いる。 【効果】 伝動ベルトの弾性率に高度の異方性を保ち、
しかも繊維とゴムとの界面への応力集中を分散して、強
度、弾性および耐屈曲疲労性を高める。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度、高弾性および
優れた耐屈曲疲労性等の特性を付与できるゴム組成物お
よびそれを用いた伝動ベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば補機駆動用伝動ベルト
では、上ゴム、下ゴムあるいはリブゴムに短繊維を混入
して補強することが行われている。
【０００３】一方、例えば自動車用伝動ベルトでは、い
わゆるメンテナンス・フリーの要求から、従来にも増し
て一層の高寿命化を達成することが要求されるようにな
っているのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
のように単にゴムに短繊維を混入しただけの伝動ベルト
では、短繊維によりその配向方向の剛性（耐変形性）を
高めることができるものの、短繊維とゴムとの弾性率が
極端に違うため、屈曲疲労を受けたときに短繊維とゴム
との界面に応力が集中して亀裂開始点となり、早期に亀
裂が成長して高寿命化を達成することができなくなる。
【０００５】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、ゴムに混入する繊維を
改良することにより、高強度、高弾性および優れた耐屈
曲疲労性等の特性を備えたゴム組成物およびそれを用い
た伝動ベルトを提供せんとすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の第１の解決手段は、ゴム組成物を、連続相
を形成するゴム；１００重量部と、このゴムと共架橋可
能なゴムの分子をグラフトした微細径ナイロン繊維；繊
維分として１〜１５重量部と、短繊維；１〜３０重量部
とを含有せしめて構成したことである。
【０００７】本発明の第２の解決手段は、連続相を形成
するゴム；１００重量部と、このゴムと共架橋可能なゴ
ムの分子をグラフトした微細径ナイロン繊維；繊維分と
して１〜１５重量部と、短繊維；１〜３０重量部とを含
有するゴム組成物を伝動ベルトのベルト構成ゴム部の少
なくとも一部に用いたことである。
【０００８】本発明の第３の解決手段は、第１の解決手
段において、連続相を形成するゴムを水素添加アクリロ
ニトリルブタジエンゴムで、これと共架橋可能なゴムを
アクリロニトリルブタジエン系ゴムおよびその水素添加
物でそれぞれ構成したことである。
【０００９】本発明の第４の解決手段は、第１の解決手
段において、連続相を形成するゴムおよびこれと共架橋
可能なゴムを共にクロロスルホン化ポリエチレンゴムで
構成したことである。
【００１０】本発明の第５の解決手段は、第１の解決手
段において、連続相を形成するゴムおよびこれと共架橋
可能なゴムを共にアルキル化クロロスルホン化ポリエチ
レンゴムで構成したことである。
【００１１】本発明の第６の解決手段は、第１の解決手
段において、連続相を形成するゴムおよびこれと共架橋
可能なゴムを共にクロロプレンゴムで構成したことであ
る。
【００１２】本発明の第７の解決手段は、第１の解決手
段において、連続相を形成するゴムをクロロプレンゴム
で、これと共架橋可能なゴムをクロロスルホン化ポリエ
チレンゴムまたはアルキル化クロロスルホン化ポリエチ
レンゴムでそれぞれ構成したことである。
【００１３】本発明の第８の解決手段は、第２の解決手
段において、連続相を形成するゴムを水素添加アクリロ
ニトリルブタジエンゴムで、これと共架橋可能なゴムを
アクリロニトリルブタジエン系ゴムおよびその水素添加
物でそれぞれ構成したことである。
【００１４】本発明の第９の解決手段は、第２の解決手
段において、連続相を形成するゴムおよびこれと共架橋
可能なゴムを共にクロロスルホン化ポリエチレンゴムで
構成したことである。
【００１５】本発明の第１０の解決手段は、第２の解決
手段において、連続相を形成するゴムおよびこれと共架
橋可能なゴムを共にアルキル化クロロスルホン化ポリエ
チレンゴムで構成したことである。
【００１６】本発明の第１１の解決手段は、第２の解決
手段において、連続相を形成するゴムおよびこれと共架
橋可能なゴムを共にクロロプレンゴムで構成したことで
ある。
【００１７】本発明の第１２の解決手段は、第２の解決
手段において、連続相を形成するゴムをクロロプレンゴ
ムで、これと共架橋可能なゴムをクロロスルホン化ポリ
エチレンゴムまたはアルキル化クロロスルホン化ポリエ
チレンゴムでそれぞれ構成したことである。
【００１８】
【作用】上記の構成により、本発明の第１〜１２の解決
手段では、ゴム組成物が連続相を形成するゴム；１００
重量部と、このゴムと共架橋可能なゴムの分子をグラフ
トした微細径ナイロン繊維；繊維分として１〜１５重量
部と、短繊維；１〜３０重量部とを含有せしめて構成さ
れ、このゴム組成物によって伝動ベルトのベルト構成ゴ
ム部の少なくとも一部が構成されることから、弾性率に
高度の異方性が保たれ、しかも繊維とゴムとの界面への
応力集中が分散され、高強度、高弾性および優れた耐屈
曲疲労性を備えた伝動ベルトが得られる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例に係るゴム組成物およ
びそれを用いた伝動ベルトを説明する。
【００２０】まず、本発明のゴム組成物について説明す
るに、このゴム組成物は、連続相を形成するゴム；１０
０重量部と、このゴムと共架橋可能なゴムの分子をグラ
フトした微細径ナイロン繊維；繊維分として１〜１５重
量部と、短繊維；１〜３０重量部とを含有して構成され
ている。
【００２１】連続相を形成するゴムつまりベースポリマ
ーとしては、水素添加アクリロニトリルブタジエンゴ
ム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アルキル化ク
ロロスルホン化ポリエチレンゴムおよびクロロプレンゴ
ム等が挙げられる。
【００２２】水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム
とは、アクリロニトリルと１，３−ブタジエンとを共重
合させたものに水素を添加し、共役ジエン単量体単位に
存在する二重結合を飽和させて得たゴムのことである。
この水素添加アクリロニトリルブタジエンゴムに占める
アクリロニトリルゴム単量体単位の割合は１０〜６０重
量％、共役ジエン単量体単位の割合は部分水素化等の手
段により３０重量％以下としている。また、水素添加ア
クリロニトリルブタジエンゴムの分子量、ガラス転移温
度および水素化率等は特に限定されないが、通常、共役
ジエン単量体単位の二重結合の水素化率としては１０〜
９９％、好ましくは８０〜９５％がよい。
【００２３】クロロスルホン化ポリエチレンゴムとは、
ポリエチレンに塩素と亜硫酸ガスとを反応させてクロロ
スルホン化したものであり、ポリエチレン単量体に対す
る塩素化率は２５〜４３％、好ましくは２５〜３５％が
よい。また、クロロスルホン化率は０．９〜１．５％、
好ましくは０．９〜１．３％がよい。
【００２４】上記ベースポリマーと共架橋可能なゴムと
しては、ベースポリマーと同様のものが用いられる。そ
して、その組合せは、ベースポリマーが水素添加アクリ
ロニトリルブタジエンゴムである場合はアクリロニトリ
ルブタジエン系ゴムおよびその水素添加物を、ベースポ
リマーがクロロスルホン化ポリエチレンゴムである場合
は同じくクロロスルホン化ポリエチレンゴムを、ベース
ポリマーがアルキル化クロロスルホン化ポリエチレンゴ
ムである場合は同じくアルキル化クロロスルホン化ポリ
エチレンゴムを、ベースポリマーがクロロプレンゴムで
ある場合はクロロプレンゴムあるいはクロロスルホン化
ポリエチレンゴムもしくはアルキル化クロロスルホン化
ポリエチレンゴムを用いることが好ましい。
【００２５】ベースポリマーと共架橋可能なゴムの分子
をグラフトした微細径ナイロン繊維は、例えば加硫可能
な合成ゴム：１００重量部と、熱可塑性ポリアミド粒
子；５０重量部と、粘着付与剤；０．５〜２０重量部
と、この合成ゴムと熱可塑性ポリアミド粒子との合計
量；１００重量部当たり０．２〜５重量部のノボラック
型フェノール樹脂と、ノボラック型フェノール樹脂；１
００重量部当たり１〜５０重量部の加熱時にホルムアル
デヒドを発生し得る化合物とを熱可塑性ポリアミドの融
点以上の温度で混練し、この混練物を押し出しして巻き
取ることによって製造される。
【００２６】また、ベースポリマーと共架橋可能なゴム
の分子をグラフトした微細径ナイロン繊維の割合は、繊
維分として１〜１５重量部に設定するのが好ましい。１
〜１５重量部の範囲に設定したのは、１重量部未満では
添加する効果が十分に得られなくなる一方、１５重量部
を超えると弾性率の列理／反列理方向の異方性を十分に
発揮できなくなるからである。
【００２７】短繊維としては、例えばポリエステル短繊
維、ナイロン短繊維およびアラミド短繊維等であり、そ
の割合を１〜３０重量部に設定したのは、この範囲が弾
性率の異方性を効果的に得ることができるからである。
【００２８】そして、このようにして得られた微細径ナ
イロン繊維では、ナイロンにグラフトされたゴム分子が
ベースポリマーの架橋反応と共に共架橋されてベースポ
リマーに完全接着した状態になる。これにより、単に短
繊維のみを添加した場合では列理方向の歪応力を高める
とともに弾性率に高度の異方性を持つ一方で、繊維とゴ
ムとの界面に応力が集中して亀裂の開始点となり疲労性
を低下させるが、本発明の場合には短繊維とゴム分子を
グラフトした微細径ナイロン繊維との両者を添加するこ
とにより、ゴム製品の弾性率に高度の異方性を保つこと
ができ、しかも繊維とゴムとの界面への応力集中を分散
させ、強度、弾性および耐屈曲疲労性を高めることがで
きる。
【００２９】また、本発明のゴム組成物は上記以外に加
硫剤（架橋剤）を含有し、この加硫剤（架橋剤）として
は、ベースポリマーが水素添加アクリロニトリルブタジ
エンゴムの場合には硫黄又は有機過酸化物が用いられ
る。有機過酸化物としては、例えば過酸化ベンゾイル、
過酸化ラウロイル、過酸化ジターシャリーブチル、過酸
化アセチル、ターシャリーブチルペルオキシ安息香酸、
過酸化ジクミル、ペルオキシ安息香酸、ターシャリーブ
チルペルオキシピバレートおよびアゾビスイソブチロニ
トリル等のジアゾ化合物類が好ましい。これらの有機過
酸化物は単独にて用いられたりあるいは併用され、通
常、ゴム；１００重量部に対して０．２〜１０重量部の
範囲で用いられる。
【００３０】クロロスルホン化ポリエチレンゴムやアル
キル化クロロスルホン化ポリエチレンゴムの場合は、マ
グネシア、リサージ、多価アルコールおよび促進剤の組
み合わせが好ましい。
【００３１】さらに、本発明のゴム組成物においては、
前記各成分と共にカーボンブラック、シリカ等の補強
剤、炭酸カルシウム、タルク等の充填剤、架橋助剤、加
硫促進剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、老化防止剤及び
着色剤等、ゴム工業で通常使用される種々の薬剤等が使
用目的に応じて適宜配合される。
【００３２】次に、上述の如きゴム組成物を用いた伝動
ベルトとしてのＶリブドベルトＡを図１に基づき説明す
る。
【００３３】該ＶリブドベルトＡは、複数本の抗張体
１，１，…が埋設された接着ゴム層２を備えてなり、該
接着ゴム層２の上面にはゴムコート帆布３が、下面には
３つのリブ４，４，４を有するリブゴム層５がそれぞれ
一体に形成されている。そして、上記リブゴム層５は上
述の如きゴム組成物によって構成されているものであ
る。
【００３４】さらに、本発明の実施例を具体的に説明す
る。
【００３５】（実施例１）表１に示す水素添加アクリロ
ニトリルブタジエンゴム組成物をバンバリーミキサーに
て混練した後、カレンダーロールにて圧延し、ナイロン
-6,6からなる短繊維（長さ３mm）をベルト幅方向に配向
させて未加硫ゴムシートとした。なお、この添加した短
繊維の量は、ゴム分子をグラフトした微細径ナイロン繊
維と併せて１０ｗｔ％になるようにした。この未加硫シ
ートを１６０℃で３０分間加硫して加硫ゴムシートを得
た。この加硫ゴムシートの性質を表１に示す。
【００３６】また、上記未加硫ゴムシートをリブゴム層
５に用いてＶリブドベルトＡを作製した。つまり、図１
に示すように、複数本の抗張体１，１，…が埋設された
接着ゴム層２の上面にゴムコート帆布３を、下面に３つ
のリブ４，４，４を有するリブゴム層５をそれぞれ形成
した三リブ、長さ９７５mmのＶリブドベルトＡを作製
し、走行試験を行って動的疲労による寿命を調べた。そ
の結果を表１に示す。
【００３７】なお、ベルトの走行試験は、ベルトを径；
１２０mmの駆動プーリ、径；１２０mmの従動プーリ、
径；７０mmのアイドラープーリに巻き掛け、従動プーリ
負荷；１６馬力、アイドラープーリへのセットウエイト
（張力）；８５kgf 、駆動プーリ回転数；４９００rpm
として、８５℃の雰囲気下でベルトを走行させた。
【００３８】
【表１】
【００３９】（実施例２）表２に示すクロロスルホン化
ポリエチレンゴム組成物をバンバリーミキサーにて混練
した後、カレンダーロールにて圧延し、ナイロン-6,6か
らなる短繊維（長さ３mm）をベルト幅方向に配向させて
未加硫ゴムシートとした。なお、この添加した短繊維の
量は、実施例１と同様にゴム分子をグラフトした微細径
ナイロン繊維と併せて１０ｗｔ％になるようにした。こ
の未加硫シートを１６０℃で３０分間加硫して加硫ゴム
シートを得た。この加硫ゴムシートの性質を表２に示
す。
【００４０】また、上記未加硫ゴムシートをリブゴム層
５に用いて実施例１と同様のＶリブドベルトＡを作製
し、実施例１と同様の走行試験によって動的疲労による
寿命を調べた。その結果を表２に示す。
【００４１】
【表２】
【００４２】（実施例３）表３に示すアルキル化クロロ
スルホン化ポリエチレンゴム組成物をバンバリーミキサ
ーにて混練した後、カレンダーロールにて圧延し、ナイ
ロン-6,6からなる短繊維（長さ３mm）をベルト幅方向に
配向させて未加硫ゴムシートとした。なお、この添加し
た短繊維の量は、実施例１と同様にゴム分子をグラフト
した微細径ナイロン繊維と併せて１０ｗｔ％になるよう
にした。この未加硫シートを１６０℃で３０分間加硫し
て加硫ゴムシートを得た。この加硫ゴムシートの性質を
表３に示す。
【００４３】また、上記未加硫ゴムシートをリブゴム層
５に用いて実施例１と同様のＶリブドベルトＡを作製
し、実施例１と同様の走行試験によって動的疲労による
寿命を調べた。その結果を表３に示す。
【００４４】
【表３】
【００４５】（実施例４）表４に示すクロロプレンゴム
組成物をバンバリーミキサーにて混練した後、カレンダ
ーロールにて圧延し、ナイロン-6,6からなる短繊維（長
さ３mm）をベルト幅方向に配向させて未加硫ゴムシート
とした。なお、この添加した短繊維の量は、実施例１と
同様にゴム分子をグラフトした微細径ナイロン繊維と併
せて１０ｗｔ％になるようにした。この未加硫シートを
１６０℃で３０分間加硫して加硫ゴムシートを得た。こ
の加硫ゴムシートの性質を表４に示す。
【００４６】また、上記未加硫ゴムシートをリブゴム層
５に用いて実施例１と同様のＶリブドベルトＡを作製
し、実施例１と同様の走行試験によって動的疲労による
寿命を調べた。その結果を表４に示す。
【００４７】
【表４】
【００４８】そして、上記各実施例においては、本発明
例の方が比較例に比べてデマッチャ屈曲疲労およびベル
ト走行寿命の点で特に優れていた。
【００４９】なお、上記各実施例では、本発明に係るゴ
ム組成物をＶリブドベルトＡのリブゴム層５に適用した
場合を示したが、ベルトの種類によっては上ゴムや下ゴ
ム等にも適用可能である。
【００５０】また、上記各実施例では、伝動ベルトがＶ
リブドベルトＡである場合を示したが、これに限らず、
歯付ベルトおよびＶベルト等であってもよい。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜１２に
係る本発明によれば、ゴム組成物を連続相を形成するゴ
ム；１００重量部と、このゴムと共架橋可能なゴムの分
子をグラフトした微細径ナイロン繊維；繊維分として１
〜１５重量部と、短繊維；１〜３０重量部とを含有させ
て構成し、このゴム組成物によって伝動ベルトのベルト
構成ゴム部の少なくとも一部を構成するので、弾性率に
高度の異方性を保ち、しかも繊維とゴムとの界面への応
力集中を分散して、高強度、高弾性および優れた耐屈曲
疲労性を備えた伝動ベルトを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｖリブドベルトの縦断面図である。
【符号の説明】
なし

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 連続相を形成するゴム；１００重量部
    と、このゴムと共架橋可能なゴムの分子をグラフトした
    微細径ナイロン繊維；繊維分として１〜１５重量部と、
    短繊維；１〜３０重量部とを含有することを特徴とする
    ゴム組成物。
  2. 【請求項２】 連続相を形成するゴム；１００重量部
    と、このゴムと共架橋可能なゴムの分子をグラフトした
    微細径ナイロン繊維；繊維分として１〜１５重量部と、
    短繊維；１〜３０重量部とを含有するゴム組成物をベル
    ト構成ゴム部の少なくとも一部に用いたことを特徴とす
    る伝動ベルト。
  3. 【請求項３】 連続相を形成するゴムが水素添加アクリ
    ロニトリルブタジエンゴムであり、これと共架橋可能な
    ゴムがアクリロニトリルブタジエン系ゴムおよびその水
    素添加物であることを特徴とする請求項１記載のゴム組
    成物。
  4. 【請求項４】 連続相を形成するゴムおよびこれと共架
    橋可能なゴムが共にクロロスルホン化ポリエチレンゴム
    であることを特徴とする請求項１記載のゴム組成物。
  5. 【請求項５】 連続相を形成するゴムおよびこれと共架
    橋可能なゴムが共にアルキル化クロロスルホン化ポリエ
    チレンゴムであることを特徴とする請求項１記載のゴム
    組成物。
  6. 【請求項６】 連続相を形成するゴムおよびこれと共架
    橋可能なゴムが共にクロロプレンゴムであることを特徴
    とする請求項１記載のゴム組成物。
  7. 【請求項７】 連続相を形成するゴムがクロロプレンゴ
    ムであり、これと共架橋可能なゴムがクロロスルホン化
    ポリエチレンゴムまたはアルキル化クロロスルホン化ポ
    リエチレンゴムであることを特徴とする請求項１記載の
    ゴム組成物。
  8. 【請求項８】 連続相を形成するゴムが水素添加アクリ
    ロニトリルブタジエンゴムであり、これと共架橋可能な
    ゴムがアクリロニトリルブタジエン系ゴムおよびその水
    素添加物であることを特徴とする請求項２記載の伝動ベ
    ルト。
  9. 【請求項９】 連続相を形成するゴムおよびこれと共架
    橋可能なゴムが共にクロロスルホン化ポリエチレンゴム
    であることを特徴とする請求項２記載の伝動ベルト。
  10. 【請求項１０】 連続相を形成するゴムおよびこれと共
    架橋可能なゴムが共にアルキル化クロロスルホン化ポリ
    エチレンゴムであることを特徴とする請求項２記載の伝
    動ベルト。
  11. 【請求項１１】 連続相を形成するゴムおよびこれと共
    架橋可能なゴムが共にクロロプレンゴムであることを特
    徴とする請求項２記載の伝動ベルト。
  12. 【請求項１２】 連続相を形成するゴムがクロロプレン
    ゴムであり、これと共架橋可能なゴムがクロロスルホン
    化ポリエチレンゴムまたはアルキル化クロロスルホン化
    ポリエチレンゴムであることを特徴とする請求項２記載
    の伝動ベルト。
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