WO2024257823A1 - 摩擦伝動ベルト - Google Patents

Abstract

摩擦伝動ベルト２は、プーリとの接触部分を構成する圧縮ゴム層１０を備える。圧縮ゴム層１０は、ゴム組成物の架橋物からなるゴム層本体１２を備える。ＪＩＳ　Ｋ６２２９：２０１５に準拠したアセトン抽出で求められる、ゴム層本体１２のアセトン抽出分が、５．０質量％以下である。

Description

摩擦伝動ベルト

　本発明は、摩擦伝動ベルトに関する。
　本出願は、２０２３年６月１４日出願の日本出願第２０２３－０９７４２０号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

　従来、エンジン、モーター等の回転動力を伝達する手段として、駆動側及び従動側のそれぞれの回転軸にプーリを固定させて設けると共に、それぞれのプーリにＶリブドベルト等の摩擦伝動ベルトを掛け渡す方法が広く用いられている。

　摩擦伝動ベルト（以下、伝動ベルト）では、プーリとの接触部分の摩擦係数を制御するために、プーリ接触面を被覆布で被覆することが知られている（例えば、下記の特許文献１）。

国際公開第２０１９／１９３８８１号

　例えば自動車の補機駆動ベルト伝動装置として、クランクシャフトプーリ（駆動リブプーリ）、パワーステアリングプーリ及びエアコンプーリ（従動リブプーリ）を含む３つ以上のプーリに、１本のＶリブドベルトが巻き掛けられたサーペンタインドライブ方式の装置が広く普及している。
　自動車の高性能化が進み、Ｖリブドベルトにおいては耐摩擦摩耗特性の更なる改善が求められている。

　本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、これまでとは異なる着想に基づいて耐摩擦摩耗特性の向上を達成できる、摩擦伝動ベルトの提供を目的とする。

（１）本発明の摩擦伝動ベルトは、プーリとの接触部分を構成する圧縮ゴム層を備える摩擦伝動ベルトであって、前記圧縮ゴム層が、ゴム組成物の架橋物からなるゴム層本体を備え、ＪＩＳ　Ｋ６２２９：２０１５に準拠したアセトン抽出で求められる、前記ゴム層本体のアセトン抽出分が、５．０質量％以下である。

　上記摩擦伝動ベルトでは、ゴム層本体に含まれる、溶剤で抽出可能な成分の量が適切に維持される。ゴム層本体は、溶剤で抽出可能な成分を起因とする粘着摩耗の発生を効果的に抑制できる。ゴム層本体の耐摩耗性が向上する。そのため、ゴム層本体を含む圧縮ゴム層とプーリとの接触状態が安定に保持される。摩擦伝動ベルトは、安定した、耐摩擦摩耗特性を発揮できる。摩擦伝動ベルトは、耐摩擦摩耗特性の向上を達成できる。

（２）好ましくは、上記摩擦伝動ベルトにおいて、前記圧縮ゴム層が、前記ゴム層本体に積層される繊維部材層をさらに備え、前記繊維部材層が、布帛で構成された繊維部材を含み、前記繊維部材が前記プーリと接触する。この場合、耐摩擦摩耗特性のさらなる向上が図られる。

（３）好ましくは、上記摩擦伝動ベルトにおいて、前記繊維部材層が、前記繊維部材の隙間に存在するゴム部材をさらに含み、前記ゴム部材が、前記隙間に染み込んだ前記ゴム組成物の架橋物からなる。この場合、耐摩擦摩耗特性のさらなる向上が図られる。

（４）好ましくは、上記摩擦伝動ベルトにおいて、前記ゴム部材が前記プーリと接触する。この場合、耐摩擦摩耗特性のさらなる向上が図られる。

（５）好ましくは、上記摩擦伝動ベルトにおいて、前記ゴム組成物が原料ゴム成分を含み、前記原料ゴム成分の主成分が、エチレン－α－オレフィンエラストマーである。この場合、耐摩擦摩耗特性のさらなる向上が図られる。

（６）好ましくは、上記摩擦伝動ベルトはＶリブドベルトである。上述の圧縮ゴム層を備えるＶリブドベルトでは、耐摩擦摩耗特性のさらなる向上が図られる。

　本発明よれば、耐摩擦摩耗特性の向上を達成できる、摩擦伝動ベルトを提供できる。

本発明の一実施形態に係る摩擦伝動ベルトの一部を模式的に示す図である。 架橋装置の一例を示す断面図である。 図１に示した摩擦伝動ベルトの製造方法を説明するための図である。 図１に示した摩擦伝動ベルトの製造方法を説明するための図である。 繊維部材層を構成する繊維部材の一例を示す図である。 繊維部材層の表面状態を説明する概念図である。 注水伝動能力の評価のためのベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。 耐久試験のためのベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。

　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明は、以下に説明される実施形態に限定されるものではない。

（摩擦伝動ベルト）
　図１は、本発明の一実施形態に係る摩擦伝動ベルト２の一例を示す。この摩擦伝動ベルト２はＶリブドベルトである。このＶリブドベルト２は、例えば、自動車のエンジンルーム内に設けられる補機駆動ベルト伝動装置等に用いられる。

　Ｖリブドベルト２は無端帯状である。Ｖリブドベルト２のベルト周長は、例えば、７００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下である。ベルト幅は、例えば、１０ｍｍ以上３６ｍｍ以下である。ベルト厚さは、例えば、３．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。

　Ｖリブドベルト２は、ベルト本体４と、ベルト本体４の内周側に位置する複数のリブ６とを備える。
　ベルト本体４はベルト長さ方向にのびる。複数のリブ６はベルト幅方向に並ぶ。各リブ６はベルト本体４の内周面から内向きに垂下する突条である。リブ６は内向きに先細りである。リブ６は略逆三角形の断面形状を有する。リブ６はＶリブとも呼ばれる。

　リブ６のリブ高さは、例えば、２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。基端間の幅は、例えば、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。リブ６の個数は、例えば、３個以上１０個以下である。図１に示されたＶリブドベルト２のリブ６の個数は６個である。
　Ｖリブドベルト２の内周側が、駆動プーリや従動プーリのようなプーリと接触する。Ｖリブドベルト２の内周側にはリブ６が設けられる。リブ６がプーリと接触する。
　以下に、このＶリブドベルト２を例にして、本発明の一実施形態に係る摩擦伝動ベルト２の具体的構成が説明される。

　摩擦伝動ベルト２は、圧縮ゴム層１０と接着ゴム層２０と背面補強布３０とを備える。摩擦伝動ベルト２は、圧縮ゴム層１０、接着ゴム層２０及び背面補強布３０を組み合わせて構成される。

　圧縮ゴム層１０はベルト内周側に位置する。背面補強布３０はベルト外周側に位置する。接着ゴム層２０は圧縮ゴム層１０と背面補強布３０との間に位置する。圧縮ゴム層１０、接着ゴム層２０及び背面補強布３０は、この順でベルト厚さ方向に並ぶ。

　圧縮ゴム層１０はベルト長さ方向にのびる。圧縮ゴム層１０は、プーリと接触する。圧縮ゴム層１０はプーリとの接触部分を構成する。
　摩擦伝動ベルト２がＶリブドベルトである場合、Ｖリブドベルト２の内周側にリブ６が設けられる。Ｖリブドベルト２では、圧縮ゴム層１０にリブ６が構成される。

　圧縮ゴム層１０はゴム層本体１２を備える。ゴム層本体１２は、ゴム組成物を用いて形成される。圧縮ゴム層１０のゴム層本体１２は、圧縮ゴム層本体とも呼ばれる。

　ゴム組成物は、原料ゴム成分に種々の配合剤を混ぜて作製される。ゴム組成物は、原料ゴム成分と、種々の配合剤とを含む。

　ゴム組成物が含むことができる配合剤としては、硫黄、有機過酸化物等の架橋剤、酸化亜鉛等の加硫促進剤、共架橋剤、老化防止剤、ステアリン酸等の加工助剤、プロセスオイル等の軟化剤、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）等の可塑剤、カーボンブラック等の補強剤、充填剤、等が挙げられる。

　ゴム層本体１２はゴム組成物の架橋物からなる。言い換えれば、ゴム層本体１２はゴム組成物を用いて作製される架橋ゴムである。架橋ゴムは、ゴム組成物をモールド内で加圧及び加熱し、配合剤としての架橋剤によって原料ゴム成分を架橋することで得られる。

　ゴム層本体１２のためのゴム組成物に含まれる原料ゴム成分としては、例えば、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、エチレン－プロピレンコポリマー（ＥＰＭ）、エチレン－ブテンコポリマー（ＥＢＭ）、エチレン－オクテンコポリマー（ＥＯＭ）等のエチレン－α－オレフィンエラストマー；クロロプレンゴム（ＣＲ）；クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）；水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）等が挙げられる。ゴム組成物は、これらのうちの１種又は２種以上を原料ゴム成分として用いることが好ましく、エチレン－α－オレフィンエラストマーを含むことがより好ましい。この場合、原料ゴム成分の主成分がエチレン－α－オレフィンエラストマーであることが好ましい。

　原料ゴム成分の主成分がエチレン－α－オレフィンエラストマーであるとは、原料ゴム成分に含まれるエチレン－α－オレフィンエラストマーの量が、原料ゴム成分全量の５０質量％以上であることを意味する。

　原料ゴム成分の主成分がエチレン－α－オレフィンエラストマーである場合、原料ゴム成分に含まれるエチレン－α－オレフィンエラストマーの量は、原料ゴム成分全量の７０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることがさらに好ましい。原料ゴム成分がエチレン－α－オレフィンエラストマーであることが特に好ましい。エチレン－α－オレフィンエラストマーとしてはＥＰＤＭを用いることが好ましい。

　原料ゴム成分の主成分がエチレン－α－オレフィンエラストマーである場合、ゴム組成物はプロセスオイルを含むのが好ましい。この場合、プロセスオイルの配合量は、原料ゴム成分１００質量部に対して０．１質量部以上４０質量部以下であるのが好ましく、０．１質量部以上２０質量部以下であるのがより好ましい。

　プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル及び芳香族オイルが挙げられる。ゴム組成物は、プロセスオイルとして、これらのうちの１種又は２種以上を含むことができる。
　エチレン－α－オレフィンエラストマーとしてＥＰＤＭを用いる場合、プロセスオイルとしては、パラフィン系オイルが好ましい。

　架橋剤としては、硫黄、ジクミルパーオキサイド等の有機過酸化物、等が挙げられる。原料ゴム成分の主成分がエチレン－α－オレフィンエラストマーである場合、ゴム組成物は、架橋剤として少なくとも硫黄を含有することが好ましい。この場合、硫黄の配合量は、原料ゴム成分１００質量部に対して０．５質量部以上５質量部以下であるのが好ましい。

　図１に示されるように、ゴム層本体１２の内周面には繊維部材層１４が構成される。図１に示された圧縮ゴム層１０は、ゴム層本体１２と繊維部材層１４とで構成される。摩擦伝動ベルト２の圧縮ゴム層１０は繊維部材層１４をさらに備えることができる。

　繊維部材層１４は摩擦伝動ベルト２の内周面を構成する。繊維部材層１４の厚さは、例えば、０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。

　図１に示された繊維部材層１４は、ゴム層本体１２の内周面全体を覆う。繊維部材層１４はゴム層本体１２の内周面に積層される。繊維部材層１４がゴム層本体１２の内周面の一部を覆うように、圧縮ゴム層１０が構成されてもよい。

　繊維部材層１４は圧縮ゴム層１０の表面を構成する。摩擦伝動ベルト２では、繊維部材層１４がプーリと接触する。繊維部材層１４の表面はプーリと接触する接触面１４ａである。繊維部材層１４はプーリと接触する接触面１４ａを有する。
　前述したように、Ｖリブドベルト２では、圧縮ゴム層１０にリブ６が構成され、リブ６がプーリと接触する。リブ６の表面は繊維部材層１４で構成される。

　繊維部材層１４は繊維部材を含む。繊維部材は布帛で構成される。布帛としては、例えば、織布及び編布が挙げられる。
　織布の織物組織としては、例えば、平織、斜文織、朱子織及びこれらの変化組織が挙げられる。編布の編物組織としては、例えば、よこ編みでは、平編、ゴム編、パール編及びその他の変化組織が挙げられ、たて編みでは、シングルデンビー編、シングルバンダイク編及びその他の変化組織が挙げられる。
　ゴム層本体１２を均一に被覆できる観点から、繊維部材は、伸縮性に富んだ編布であるのが好ましい。

　繊維部材が織布で構成される場合、繊維部材の形成には経糸及び緯糸が用いられる。繊維部材が編布で構成される場合、繊維部材の形成には編糸が用いられる。
　織布又は編布の形成に用いられる糸を構成する繊維としては、例えば、セルロース系繊維、羊毛、絹などの天然繊維；ポリウレタン繊維、脂肪族ポリアミド繊維（ナイロン６６繊維）、芳香族ポリアミド繊維（パラ系、メタ系）、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリビニルアルコール繊維などの合成繊維が挙げられる。織布又は編布は、これらのうちの１種の繊維で形成されてもよく、２種以上の繊維で形成されてもよい。
　良好な吸水性能を有する観点から、繊維部材を構成する繊維としては、セルロース系繊維が好ましい。

　繊維部材層１４を形成する場合、接着処理が施された繊維部材が用いられてもよく、接着処理が施されていない繊維部材が用いられてもよい。接着処理としては、エポキシ樹脂溶液又はイソシアネート樹脂溶液に繊維部材を浸漬して加熱する処理、ＲＦＬ水溶液に繊維部材を浸漬して加熱する処理、繊維部材をゴム糊に浸漬して乾燥させる処理等が挙げられる。

　接着ゴム層２０はベルト長さ方向に延びる。接着ゴム層２０は横長矩形状の断面形状を有する。接着ゴム層２０の厚さは、例えば、１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。

　接着ゴム層２０はゴム層本体２２と心線２４とを備える。この摩擦伝動ベルト２の接着ゴム層２０はゴム層本体２２と心線２４とで構成される。

　接着ゴム層２０のゴム層本体２２は、接着ゴム層本体とも呼ばれる。接着ゴム層本体２２はゴム組成物を用いて作製される。接着ゴム層本体２２はゴム組成物の架橋物からなる。この摩擦伝動ベルト２では、接着ゴム層本体２２が、圧縮ゴム層本体１２のゴム組成物と同じゴム組成物で作製されてもよく、圧縮ゴム層本体１２のゴム組成物と異なるゴム組成物で作製されてもよい。

　心線２４は、ベルト厚さ方向において接着ゴム層２０の中間部に位置する。心線２４はゴム層本体２２で覆われる。心線２４はベルト長さ方向にのびる。図１に示されるように、接着ゴム層２０の断面には、複数の心線２４の断面（以下、心線断面）がベルト幅方向に並ぶ。接着ゴム層２０では、１本又は複数本の心線２４が、ベルト幅方向に一定の間隔をあけてらせん状に巻かれる。

　心線２４は、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリアミド繊維等の撚り糸で構成される。心線２４の直径は、例えば、０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。接着ゴム層２０の断面において隣接する心線断面間の距離は、例えば、０．０５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下である。

　心線２４には接着処理を施すことができる。接着処理としては、エポキシ樹脂溶液又はイソシアネート樹脂溶液に浸漬して加熱する接着処理、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理、及びゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理が挙げられる。これらのうちの１種又は２種以上の接着処理が心線２４に施されるのが好ましい。

　背面補強布３０は、例えば、綿、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等の糸を用い、平織、綾織、朱子織等に製織した布材料、編布、不織布等により構成される。背面補強布３０の厚さは、例えば０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である。
　背面補強布３０には、接着ゴム層２０に対する接着性を付与するために、成形加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱する接着処理、及び／又は、接着ゴム層２０の外周面にゴム糊をコーティングして乾燥させる接着処理、が施されていてもよい。背面補強布３０がゴム層（図示されず）を介して接着ゴム層２０に貼り付けられてもよい。

　この摩擦伝動ベルト２では、背面補強布３０に代えて、厚さが例えば０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の背面ゴム層（図示されず）が用いられてもよい。この場合、背面ゴム層の表面には、背面駆動時の音発生を抑制する観点から、織布の布目が転写されるのが好ましい。ベルト背面と平プーリとの接触により粘着が生じるのを抑制する観点から、背面ゴム層は接着ゴム層本体２２よりもやや硬めのゴム組成物で構成されるのが好ましい。
　背面ゴム層を設ける場合、この背面ゴム層は、圧縮ゴム層本体１２及び接着ゴム層本体２２の一方又は両方と同一のゴム組成物で構成されてもよいし、圧縮ゴム層本体１２及び接着ゴム層本体２２のいずれとも異なるゴム組成物で構成されてもよい。
　背面ゴム層が接着ゴム層本体２２と異なるゴム組成物で構成される場合は、ベルト背面と平プーリとの接触により粘着が生じるのを抑制する観点から、背面ゴム層は接着ゴム層本体２２よりもやや硬めのゴム組成物で構成されるのが好ましい。

（摩擦伝動ベルトの製造方法）
　次に、摩擦伝動ベルト２の製造方法が図面を参照しながら説明される。本発明の一実施形態に係る摩擦伝動ベルト２は従来公知の方法で製造される。
　図２は、摩擦伝動ベルト２としてのＶリブドベルトの製造で用いる架橋装置４０を説明するための図である。

　架橋装置４０は、基台４２と膨張ドラム４４と金型４６とを備える。膨張ドラム４４は円柱状である。膨張ドラム４４は基台４２の上に立設される。金型４６は円筒状である。金型４６は膨張ドラム４４の外側に設けられる。

　膨張ドラム４４は、ドラム本体４８と膨張スリーブ５０とを有する。ドラム本体４８及び膨張スリーブ５０は共に円筒状である。膨張スリーブ５０はドラム本体４８の外側に位置する。膨張スリーブ５０はゴム製である。膨張スリーブ５０はドラム本体４８の外周に嵌め合わされる。
　ドラム本体４８は多数の通気孔４８ａを有する。各通気孔４８ａは、ドラム本体４８の内部と外部とを連通する。膨張スリーブ５０の両端部はそれぞれ、固定リング５２によって固定される。固定リング５２は、ドラム本体４８と膨張スリーブ５０の端部との間の隙間を密封する。

　図示されないが、架橋装置４０は加圧手段を有する。加圧手段は、ドラム本体４８の内部に、圧力を調整した空気を導入する。空気は、通気孔４８ａを通り、ドラム本体４８と膨張スリーブ５０との間に導入される。膨張スリーブ５０が径方向外向きに膨張する。これにより、後述する、未架橋スラブが加圧される。

　金型４６は基台４２に対して脱着可能である。基台４２に取り付けられた金型４６は、膨張ドラム４４の外側に同心状に設けられる。
　金型４６は、Ｖリブドベルト２の製造に用いられる金型である。金型４６の内周面には、Ｖリブドベルト２のリブ６を形づけるために、周方向にのびる複数のリブ形成溝４６ａが設けられる。複数のリブ形成溝４６ａは軸方向（溝幅方向）に並列する。各リブ形成溝４６ａは、溝口から溝底に向かって幅狭になるように形成される。リブ形成溝４６ａの形状はリブ６の形状に対応する。

　図示されないが、架橋装置４０は、金型４６の加熱手段及び冷却手段を備える。加熱手段及び冷却手段により金型４６の温度が制御される。

　図３Ａ及び図３Ｂは、摩擦伝動ベルト２としてのＶリブドベルトの製造方法を説明するための図である。

　実施形態に係るＶリブドベルト２の製造方法では、まず、原料ゴム成分に各配合剤を配合し、これらを、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機で混練し、ゴム組成物が得られる。ゴム組成物をカレンダー成形等によってシート状に成形して、圧縮ゴム層１０のゴム層本体１２用の未架橋ゴムシート１２’が作製される。同様に、接着ゴム層２０のゴム層本体２２用の未架橋ゴムシート２２’も作製される。繊維部材層１４のための繊維部材６０と、背面補強布３０とが準備され、必要に応じて繊維部材６０又は背面補強布３０に接着処理が施される。この製造方法では、繊維部材６０は予め筒状に形成される。背面補強布３０も、予め筒状に形成されていてもよい。心線２４が準備され、必要に応じて心線２４に接着処理が施される。

　次いで、ゴムスリーブを被せた円筒ドラム（図示されず）に、背面補強布３０と、接着ゴム層本体２２用の未架橋ゴムシート２２’とが順に巻き付けられる。未架橋ゴムシート２２’の上から心線２４を螺旋状に巻き付けた後、さらに接着ゴム層本体２２用の未架橋ゴムシート２２’と圧縮ゴム層本体１２用の未架橋ゴムシート１２’とが順に巻き付けられる。未架橋ゴムシート１２’の上に筒状の繊維部材６０を被せて、未架橋スラブＳ’が得られる。

　次いで、ゴムスリーブ５４とともに未架橋スラブＳ’が円筒ドラムから外される。図３Ａに示されるように、ゴムスリーブ５４とともに未架橋スラブＳ’が金型４６の内周面側に配置される。これにより、金型４６と膨張ドラム４４との間に未架橋スラブＳ’がセットされる。

　次いで、金型４６を加熱すると共に、図３Ｂに示すように、膨張ドラム４４のドラム本体４８と膨張スリーブ５０との間に通気孔４８ａを通じて空気が導入される。膨張スリーブ５０を膨張させて、未架橋スラブＳ’が金型４６に対して押し付けられる。未架橋ゴムシート１２’は、繊維部材６０を伸張させながらリブ形成溝４６ａに流入する。繊維部材６０、未架橋ゴムシート１２’、未架橋ゴムシート２２’、心線２４、及び背面補強布３０が一体化するとともに、未架橋ゴムシート１２’，２２’の原料ゴム成分の架橋が進行する。これにより、円筒状のベルトスラブＳが形成される。ベルトスラブＳは、未架橋スラブＳ’の架橋物である。
　ベルトスラブＳの成形温度は、例えば、１００℃以上１８０℃以下である。ベルトスラブＳの成形圧力は、例えば、０．５ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下である。ベルトスラブＳの成形時間は、例えば、１０分以上６０分以下である。

　そして、架橋装置４０からベルトスラブＳを取り出し、ベルトスラブＳを所定のリブ６の個数毎に輪切りし表裏を裏返すことで、Ｖリブドベルト２が得られる。

　以上説明した、摩擦伝動ベルト２の耐摩擦摩耗特性を向上させるために、本発明者は、プーリに接触する圧縮ゴム層１０のゴム層本体１２の摩耗特性に着目した。ゴム層本体１２の耐摩耗性が向上すれば、圧縮ゴム層１０とプーリとの接触状態が安定に保持され、このことが、摩擦伝動ベルト２の耐摩擦摩耗特性の向上に貢献するからである。

　前述したようにゴム層本体１２は、ゴム組成物の架橋物からなる。架橋物は、架橋反応の未反応成分をはじめ、様々な成分を含む。これらの成分には、溶剤で抽出可能な成分が含まれる。ゴム組成物は、可塑剤や軟化剤のような液状配合剤を含む。例えば、液状配合剤の量を増やすと、架橋物の溶剤抽出分は増加する。原料ゴム成分が低分子量成分を多く含む場合も、架橋物の溶剤抽出分は増加する。

　溶剤で抽出可能な成分は架橋物のマトリクス内を移動できる。溶剤で抽出可能な成分は粘着摩耗の発生と深く関わっている可能性がある。溶剤で抽出可能な成分が粘着摩耗の発生と深く関わっていれば、ゴム層本体１２が溶剤で抽出可能な成分を多く含むと、ゴム層本体１２の耐摩耗性が低下することが考えられる。

　そこで、本発明者は、前述の考えに基づいて、ゴム層本体１２の耐摩耗性を向上させるために、溶剤で抽出可能な成分が耐摩耗性に与える影響について鋭意検討を行ったところ、液状配合剤の配合量というよりむしろ、ゴム層本体１２の溶剤抽出分の調整が、ゴム層本体１２の耐摩耗性のコントロールに有効であることを見出し、本発明を完成するに至っている。

　本発明の一実施形態に係る摩擦伝動ベルト２では、ゴム層本体１２に含まれる、溶剤で抽出可能な成分の量の把握のために、溶剤抽出分として、ＪＩＳ　Ｋ６２２９：２０１５に準拠したアセトン抽出で求められる、ゴム層本体１２のアセトン抽出分が用いられる。
　アセトン抽出分の測定では、摩擦伝動ベルト２の圧縮ゴム層１０からゴム層本体１２の一部（約３ｇ）が、試験片としてサンプリングされる。抽出溶剤としてアセトンを用い、抽出時間を８時間とし、試験片に対してソックスレー抽出が行われる。ＪＩＳ　Ｋ６２２９：２０１５に規定されるＡ法にしたがって、アセトン抽出分が求められる。

　この摩擦伝動ベルト２では、ＪＩＳ　Ｋ６２２９：２０１５に準拠したアセトン抽出で求められる、ゴム層本体１２のアセトン抽出分は、５．０質量％以下である。これにより、ゴム層本体１２に含まれる、溶剤で抽出可能な成分の量が適切に維持される。ゴム層本体１２は、溶剤で抽出可能な成分を起因とする粘着摩耗の発生を効果的に抑制できる。ゴム層本体１２の耐摩耗性が向上する。そのため、ゴム層本体１２を含む圧縮ゴム層１０と、プーリとの接触状態が安定に保持される。摩擦伝動ベルト２は、安定した、耐摩擦摩耗特性を発揮できる。摩擦伝動ベルト２は、耐摩擦摩耗特性の向上を達成できる。

　この摩擦伝動ベルト２では、ゴム層本体１２の耐摩耗性をより効果的に高めることができる観点から、ゴム層本体１２のアセトン抽出分は４．９質量％以下であるのが好ましく、４．１質量％以下であるのがより好ましい。耐摩耗性の向上の観点では、アセトン抽出分は少ないほど好ましいので、好ましい下限は設定されない。

　アセトン抽出分は、原料ゴム成分の選定をはじめとする、ゴム組成物の組成の調整によりコントロールされる。対象となるゴム組成物において、液状配合剤を含まない場合のアセトン抽出分が、そのゴム組成物の組成における、アセトン抽出分の下限値に相当する。

　前述したように繊維部材層１４は繊維部材６０を含む。図４は、繊維部材層１４を構成する繊維部材６０の一例を示す。図４が示す繊維部材６０は平編又は天竺編と呼ばれる編布である。編布は糸６２（編糸）を編んで作られる。これにより編目が構成される。編目は、糸６２を編んだときにできる隙間である。
　図示されないが、織布は糸（経糸）と糸（緯糸）とを組み合わせて作られる。これにより織目が構成される。織目は織布の隙間である。
　このように繊維部材６０は多数の隙間を有する。

　繊維部材６０の表面には、多数の隙間の開口部が存在する。図４において符号Ｓで示される部分が、この図４に示された繊維部材６０の隙間である。
　隙間Ｓは繊維部材６０を貫通する。以降の説明では、説明の便宜のために、隙間Ｓは繊維部材６０を貫通する円筒状の孔として表される。

　前述したように、圧縮ゴム層１０は繊維部材層１４を備え、この繊維部材層１４は繊維部材６０を含む。繊維部材６０は、プーリと接触する繊維部材層１４の骨格をなす。繊維部材６０はプーリと接触する。
　前述したように、繊維部材６０には多数の隙間Ｓが存在する。圧縮ゴム層１０とプーリとの間に水分等の液体が存在している場合、繊維部材６０に存在する多数の隙間Ｓがこの液体を捕捉する。これにより、圧縮ゴム層１０とプーリとの接触状態が安定に保持される。この摩擦伝動ベルト２は高い注水伝動能力を発揮できる。この摩擦伝動ベルト２は、圧縮ゴム層１０が繊維部材６０を含む繊維部材層１４をさらに備えることで、耐摩擦摩耗特性の向上を図ることができる。

　前述したように、摩擦伝動ベルト２の製造方法では、未架橋スラブＳ’が金型４６に対して押し付けられ、未架橋ゴムシート１２’が繊維部材６０を伸張させながらリブ形成溝４６ａに流入する。
　例えば図３Ｂに示されるように、繊維部材６０は未架橋ゴムシート１２’、すなわち、ゴム層本体１２のゴム組成物に積層される。ゴム組成物は流動性を有する。ゴム組成物が繊維部材６０を押圧することで、ゴム組成物の一部が繊維部材６０の隙間Ｓに染み込む。その後、ゴム組成物の原料ゴム成分が架橋するので、繊維部材６０の隙間Ｓには、図３Ｂに示されるように、隙間Ｓに染み込んだゴム組成物の架橋物からなるゴム部材６４が形成される。ゴム部材６４は繊維部材６０の隙間Ｓを縫ってのびる。
　繊維部材層１４は、繊維部材６０と、この繊維部材６０の隙間Ｓに存在するゴム部材６４とで構成される。繊維部材層１４は、繊維部材６０以外に、ゴム部材６４を含む。

　ゴム部材６４がアンカーとして機能する。繊維部材６０はゴム層本体１２に強固に接合される。繊維部材６０は、摩擦伝動ベルト２の注水伝動能力の発揮に貢献し続けることができる。この摩擦伝動ベルト２は、繊維部材層１４が繊維部材６０の隙間Ｓに存在するゴム部材６４をさらに含むことで、耐摩擦摩耗特性のさらなる向上を図ることができる。

　図５は、繊維部材層１４の表面状態を模式的に表す。
　前述したように、繊維部材６０の表面には、多数の隙間Ｓの開口部が存在する。摩擦伝動ベルト２の製造方法では、ゴム組成物が繊維部材６０を押圧するので、隙間Ｓに染み込んだゴム組成物の一部が繊維部材６０の表面に染み出す。繊維部材層１４の表面には、繊維部材６０からなる繊維部６０ａと、上記ゴム部材６４からなるゴム部６４ａとが構成される。繊維部材層１４の表面、すなわちプーリと接触する接触面１４ａは、繊維部６０ａとゴム部６４ａとを備える。ゴム部材６４は接触面１４ａの一部をなす。

　ゴム部材６４はプーリと接触する。この接触によりゴム部材６４において粘着摩耗が生じると、粘着性の摩耗屑が発生する。摩耗屑は繊維部材６０に付着する。特に、摩耗屑が繊維部材６０の隙間Ｓに付着し、隙間Ｓが閉塞されると、繊維部材６０の液体捕捉機能が低下する。摩耗は徐々に進行していく。摩擦伝動ベルト２の注水伝動能力は徐々に低下していくことが予想される。

　しかし、ゴム部材６４は、繊維部材６０の隙間Ｓに染み込んだ、ゴム層本体１２のゴム組成物の架橋物である。前述したように、ゴム層本体１２のアセトン抽出分は、５．０質量％以下である。ゴム部材６４は耐摩耗性に優れる。ゴム部材６４がプーリと接触しても、粘着摩耗は生じにくい。摩耗屑が隙間Ｓを閉塞することが効果的に防止される。繊維部材６０は、その液体捕捉機能を発揮し続けることができる。この摩擦伝動ベルト２では、使用による、注水伝動能力の低下が顕著に抑制される。
　繊維部材６０の隙間Ｓに存在するゴム部材６４がゴム層本体１２のゴム組成物の架橋物であるので、このゴム部材６４がプーリと接触しても、この摩擦伝動ベルト２は、良好な注水伝動能力を保持し続けることができる。
　この摩擦伝動ベルト２は、耐摩擦摩耗特性のさらなる向上を図ることができる。

　前述したように、摩擦伝動ベルト２の製造方法では、ゴム組成物が繊維部材６０を押圧することで、ゴム組成物の一部が繊維部材６０の隙間Ｓに染み込む。
　ゴム組成物が所定の流動性を有している間は、ゴム組成物が繊維部材６０を押圧する力が強いほど、ゴム組成物が繊維部材６０を押圧する時間が長いほど、ゴム組成物の流動性が高いほど、そして繊維部材６０の隙間Ｓの大きさが大きいほど、表面に染み出すゴム組成物の量は増加する。表面に染み出したゴム組成物の量が多い場合は、ゴム部６４ａは隙間Ｓを覆う。ゴム組成物の量が少ない場合は、ゴム部６４ａが隙間Ｓの内側に構成される。ゴム組成物が開口部にまで到達しなければ、接触面１４ａにゴム部６４ａは形成されない。成形条件、ゴム組成物の流動性、繊維部材６０の仕様等によって、接触面１４ａを占めるゴム部６４ａの割合は変化する。接触面１４ａを占めるゴム部６４ａの割合は、摩擦伝動ベルトの仕様に応じて適宜設定される。

　図５に示された繊維部材層１４の表面状態は、図４に示された繊維部材６０の隙間Ｓの一部にゴム部６４ａが形成された状態である。図５においては、ゴム組成物が開口部にまで到達せず、ゴム部６４ａが形成されなかった隙間Ｓは、繊維部６０ａの一部とし図示していない。

　接触面１４ａを占めるゴム部６４ａの割合（以下、ゴム占有面積比率）は、例えば、次のようにして得られる。
　Ｖリブドベルト２の繊維部材層１４から表面の一部を含む観察サンプルがサンプリングされる。サンプリングされる表面の大きさに特に制限はないが、例えば、ベルト長手方向に５ｍｍ、ベルト幅方向に２ｍｍの大きさを有する四角形状の表面を含む観察サンプルが準備される。
　マイクロスコープ（例えば、キーエンス社製のデジタルマイクロスコープ「ＶＨＸ－６０００」）のステージに観察サンプルがセットされ、表面に焦点が合わせられる。
　観察サンプルの上部からスライドガラスを押し当て、繊維部材層１４の表面が撮影される。撮影された表面画像に基づいて、観察対象領域に含まれる各ゴム部６４ａの面積が、マイクロスコープに内蔵されたソフトによって計測される。これにより、ゴム部６４ａの総面積の、観察対象領域全体の面積に対する比率が、ゴム占有面積比率として得られる。
　このゴム占有面積比率の測定においては、スライドガラスによって表面サンプルを押し当てる荷重は、５ｍｍ×２ｍｍの表面の大きさに対して、１ｋｇを超えないように適宜設定される。この荷重は５００ｇ程度（詳細には４５０ｇ以上５５０ｇ以下）に設定されるのが好ましい。
　このようにして得られるゴム占有面積比率は、良好な耐摩擦摩耗特性が得られる観点から、３％以上５０％以下であるのが好ましい。

　ここまで、本発明の実施形態にかかる摩擦伝動ベルトとしてＶリブドベルトの実施形態を説明したが、本発明の実施形態にかかる摩擦伝動ベルトは、これに限られず、Ｖベルト、平ベルト等であっても良い。

　以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
　ここでは、実施例１～６及び比較例１～４のＶリブドベルトを作製し、評価した。

＜繊維部材層のための材料＞
　繊維部材層の形成のために、繊維部材として編布を用意した。
　使用した編布は、ウレタン弾性糸を６－ナイロン糸にてカバリングした糸を用いた平編（天竺編）の編布である。ウレタン弾性糸の繊度は２２デニール（２４．４ｄｔｅｘ）であり、６－ナイロン糸は繊度が７８デニール（８６．７ｄｔｅｘ）で且つフィラメント数が５２本である。また、ニット布の編みの密度は、ウェールが６６本／２．５４ｃｍ、コースが７０本／２．５４ｃｍである。ニット布の厚さは０．５２ｍｍである。
　この編布に対して接着処理として、ＲＦＬ水溶液に編布を浸漬して加熱乾燥する処理を行うことにより、編布の表面にＲＦＬ被膜を形成した。
　ＲＦＬ水溶液は次のようにして調整した。
　レゾルシン（Ｒ）とホルマリン（Ｆ）とを混合し、水酸化ナトリウム水溶液を加えて攪拌し、ＲＦ初期縮合物（Ｒ／Ｆモル比＝１／１．５）を得た。そして、ＲＦ初期縮合物にＶＰラテックス（Ｌ）をＲＦ／Ｌ質量比＝１／８となるよう混合し、更に、水を加えて固形分濃度２０％となるよう調整した後、２４時間攪拌を行ってＲＦＬ水溶液を得た。

＜圧縮ゴム層本体のための材料＞
　原料ゴム成分として以下に示す２種類のＥＰＤＭを準備した。
　・ＥＰＤＭ１（ＪＳＲ社製の商品名「ＥＰ　１２３」）
　・ＥＰＤＭ２（ＤＯＷ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ社製の商品名「Ｎｏｒｄｅｌ　４６４０」）
　配合剤として、カーボンブラック（旭カーボン社製の商品名「旭＃６０」）、プロセスオイル（日本サン石油社製の商品名「サンフレックス２２８０」）、酸化亜鉛（堺化学工業社製の商品名「酸化亜鉛二種」）、ステアリン酸（花王社製の商品名「ステアリン酸」又は日油社製の商品名「ビーズ　ステアリン酸　ツバキ」）、加硫促進剤Ａ（大内新興化学社製の商品名「ノクセラーＭＳＡ－Ｇ」）、加硫促進剤Ｂ（三新化学工業社製の商品名「サンセラーＥＭ２」）及び硫黄（細井化学工業社製の商品名「オイルサルファ」）を準備した。
　下記の表１に示した配合量で各材料を配合し混練して、ゴム組成物を調製した。ゴム組成物はロールを用いて厚さ０．７ｍｍのシート状に成形した。

＜接着ゴム層本体のための材料＞
　ＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製の商品名「ＥＰ１２３」）を原料ゴム成分とし、この原料ゴム成分１００質量部に対して、カーボンブラック（旭カーボン社製の商品名「旭＃６０」）５０質量部、プロセスオイル（日本サン石油社製の商品名「サンフレックス２２８０」）８質量部、ステアリン酸（花王社製の商品名「ステアリン酸」又は日油社製の商品名「ビーズ　ステアリン酸　ツバキ」）１質量部、酸化亜鉛（堺化学工業社製の商品名「酸化亜鉛二種」）５質量部、メタクリル酸亜鉛（川口化学工業社製の商品名「アクターＺＭＡ」）５質量部、加硫促進剤（大内新興化学社製の商品名「ノクセラーＭＳＡ－Ｇ」）１質量部、加硫促進剤（三新化学工業社製の商品名「サンセラーＥＭ２」）３質量部、そして、硫黄（細井化学工業　社製の商品名「オイルサルファ」）１．５質量部を、配合して混練したゴム組成物を調製した。ゴム組成物はロールを用いて厚さ０．４５ｍｍのシート状に成形した。

＜心線のための材料＞
　心線のための材料として、ポリエステル繊維の撚り糸を準備し、これをＲＦＬ水溶液に浸漬し、その後、加熱乾燥する接着処理を行ったものを用意した。

＜背面補強布のための材料＞
　背面補強布として、綿ポリエステル混紡糸を用いた織布をＲＦＬ水溶液に浸漬し、その後、加熱乾燥する接着処理を行ったものを用意した。

　［実施例１］
　上記実施形態と同様の構成を有し、圧縮ゴム層本体材料として、表１に示した実施例１のゴム組成物を使用し、繊維部材、圧縮ゴム層本体材料、接着ゴム層本体材料、心線及び背面補強布として上述したものを使用し、図２～図３Ｂを参照しながら説明した製造方法で、幅２１．３６ｍｍ（Ｖリブの個数が６個）、周長１２１０ｍｍのＶリブドベルトを作製し、これを実施例１のＶリブドベルトとした。

　［実施例２～６及び比較例１～４］
　圧縮ゴム層本体材料を上述の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２～６及び比較例１～４のＶリブドベルト（幅＝２１．３６ｍｍ（Ｖリブの個数が６個）、周長＝１２１０ｍｍ）を作製した。

＜アセトン抽出分の測定＞
　前述した通り、ＪＩＳ　Ｋ６２２９：２０１５に準拠して、アセトン抽出分を測定した。この測定では、摩擦伝動ベルトの圧縮ゴム層からゴム層本体の一部（約３ｇ）が、試験片としてサンプリングされた。抽出溶剤としてアセトンを用い、抽出時間を８時間とし、試験片に対してソックスレー抽出を行った。Ａ法にしたがって、アセトン抽出分を測定した。その結果が、下記の表２及び３における「アセトン抽出分」の欄に示されている。

＜耐摩耗性の評価＞
　ＪＩＳ　Ｋ６２６４－２に準拠して、荷重を９．８Ｎ、回転速度を４８ｒｐｍ、回転時間を３０分とし、室温下でテーバー摩耗試験を行い、摩耗量を求めた。表１に示された組成のゴム組成物を用いて、テーバー摩耗試験のための試験片を作製した。摩耗量に基づいて、質量減少率を算出した。その結果が、下記の表２及び３に示されている。数値が小さいほど耐摩耗性に優れる。

＜注水伝動能力の評価＞
　図６は、注水伝動能力評価用ベルト走行試験機７０のプーリレイアウトを示す。図７中、符号ＶはＶリブドベルトである。

　このベルト走行試験機７０は、向かって左下にプーリ径が１２１．６ｍｍのリブプーリの第一駆動プーリ７１が設けられ、その右方にプーリ径が１４１．５ｍｍのリブプーリの第二駆動プーリ７２が設けられている。第二駆動プーリ７２の右斜め上方にはプーリ径が７７．０ｍｍのリブプーリの第一従動プーリ７３が設けられ、第二駆動プーリ７２の上方にはプーリ径が６１．０ｍｍのリブプーリの第二従動プーリ７４が設けられている。第一駆動プーリ７１と第二従動プーリ７４との間にはプーリ径が７６．２ｍｍの平プーリの第一アイドラプーリ７５が設けられ、第一従動プーリ７３と第二従動プーリ７４との間にはプーリ径が７６．２ｍｍの平プーリの第二アイドラプーリ７６が設けられている。第二従動プーリ７４は、上下に可動に設けられており、軸荷重を負荷できるように構成されている。

　実施例及び比較例で作製したＶリブドベルトのそれぞれについて、Ｖリブ側が接触するように、第一及び第二駆動プーリ７１，７２並びに第二及び第二従動プーリ７３，７４に巻き掛けるとともに、伸張ゴム層側が接触するように、第一及び第二アイドラプーリ７５，７６に巻き掛け、上方に７０６Ｎの軸荷重（デッドウェイト（ＤＷ））を第二従動プーリ７４にかけてベルト張力を与えた。Ｖリブドベルトの第二駆動プーリ７２への巻き掛かり角度は３９°であった。次いで、２１℃の温度雰囲気下、第一駆動プーリ７１を８００ｒｐｍ及び第二駆動プーリ７２を９３１ｒｐｍのそれぞれの回転数で同一方向に回転させ、それにより第二駆動プーリ７２上においてＶリブドベルトを強制的にスリップさせた。また、第一駆動プーリ７１の右側のＶリブドベルトの巻き掛かり始めの部分のＶリブ表面には１分間に３００ｍｌの割合で水滴を滴下した。そして、第二駆動プーリ７２に設けたトルクメータにより、発生トルクの最大値（最大トルク）を計測した。この計測を、次に示す耐久試験の前後で行った。耐久試験前の最大トルクと耐久試験後の最大トルクの差との絶対値を算出し、最大トルクの変化を確認した。その結果が下記の表２及び３に示されている。その結果が、最大トルクの変化が小さいほど、注水伝動能力が安定に保持され、耐摩擦摩耗特性に優れる。

＜耐久試験＞
　図７は、耐久試験のためのベルト走行試験機８０のプーリレイアウトを示す。
　このベルト走行試験機８０は、左右に配されたプーリ径６０ｍｍの一対の駆動リブプーリ８１及び従動リブプーリ８２からなる。

　実施例及び比較例で作製したＶリブドベルトのそれぞれについて、Ｖリブ側が接触するように駆動リブプーリ８１と従動リブプーリ８２とにＶリブドベルトを巻き掛け、１１７７Ｎのデッドウェイト（ＤＷ）が負荷されるように駆動リブプーリ８１を側方に引っ張るとともに、３．８ｋＷの回転負荷を従動リブプーリ８２にかけた。
　室温環境下（２３±５℃）で駆動リブプーリ８１を３５００ｒｐｍの回転速度で９６時間回転させるベルト走行試験を実施した。

　表２及び３に示した通り、本発明の実施形態に係る摩擦伝動ベルトは、耐摩擦摩耗特性の向上を達成できることは明らかである。

　２　摩擦伝動ベルト（リブドベルト）
　４　ベルト本体
　６　リブ
　１０　圧縮ゴム層
　１２　圧縮ゴム層本体（ゴム層本体）
　１４　繊維部材層
　１４ａ　接触面
　２０　接着ゴム層
　２２　接着ゴム層本体（ゴム層本体）
　２４　心線
　３０　背面補強布
　４０　架橋装置
　４６　金型
　４６ａ　リブ形成溝
　６０　繊維部材
　６４　ゴム部材
　７０、８０　走行試験機
　Ｂ　摩擦伝動ベルト（Ｖリブドベルト）
　Ｓ　隙間
 
 

Claims (6)

1. 　プーリとの接触部分を構成する圧縮ゴム層を備える摩擦伝動ベルトであって、
   　前記圧縮ゴム層が、ゴム組成物の架橋物からなるゴム層本体を備え、
   　ＪＩＳ　Ｋ６２２９：２０１５に準拠したアセトン抽出で求められる、前記ゴム層本体のアセトン抽出分が、５．０質量％以下である、
   　摩擦伝動ベルト。
2. 　前記圧縮ゴム層が、前記ゴム層本体に積層される繊維部材層をさらに備え、
   　前記繊維部材層が、布帛で構成された繊維部材を含み、
   　前記繊維部材が前記プーリと接触する、
   　請求項１に記載の摩擦伝動ベルト。
3. 　前記繊維部材層が、前記繊維部材の隙間に存在するゴム部材をさらに含み、
   　前記ゴム部材が、前記隙間に染み込んだ前記ゴム組成物の架橋物からなる、
   　請求項２に記載の摩擦伝動ベルト。
4. 　前記ゴム部材が前記プーリと接触する、
   　請求項３に記載の摩擦伝動ベルト。
5. 　前記ゴム組成物が原料ゴム成分を含み、
   　前記原料ゴム成分の主成分が、エチレン－α－オレフィンエラストマーである、
   　請求項１から４のいずれか一項に記載の摩擦伝動ベルト。
6. 　Ｖリブドベルトである、
   　請求項１から５のいずれか一項に記載の摩擦伝動ベルト。
    
    

Images