説明

ベルト及びその心線と心線の処理液

【課題】長期間に渡って耐油性に優れたベルト、及びその心線と心線の処理液を実現する。
【解決手段】ラテックスの含有率が比較例1、2よりも低い実施例1および2のRFL処理液から生成されたシートは、比較例1、2のシートに比べ体積変化が少ない。従って、実施例1および2のRFL処理液によって形成されるRFL層は、油に浸漬された状態中において、比較例1および2のRFL処理液によるRFL層よりも体積変化が少ない。このため、実施例1および2のRFL処理液を用いて心線にRFL処理を施すことにより、タイミングベルトの収縮を防止することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ベルト及びその心線と心線の処理液に関し、特に、油が付着する状態で使用されるベルトおよびその心線等に関する。
【背景技術】
【0002】
タイミングベルト等のベルトにおいては、一般に、伸びを抑制し、強度を高めるために心線が埋設されている。そして心線に、周囲のゴム層との接着性、耐屈曲疲労性を向上させる目的で、レゾルシン・ホルマリン・ラテックスによる処理(以下RFL処理という)を施すことが知られている(例えば特許文献1)。
【特許文献1】特開2003−268678号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
油が付着する状態でベルトが使用される場合、油が付着しない状態で使用される場合に比べ、引張強度が大きく低下する傾向にある。この原因の一つとして、ベルトの心線へのRFL処理によって形成された層(以下RFL層という)が、油膨潤により劣化してしまうことが考えられる。
【0004】
そこで本発明は、長期間に渡って耐油性に優れたベルト、及びその心線と心線の処理液を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明のベルトは、心線を備えており、油が付着する状態で使用される。そして、心線が、ゴムラテックスとレゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物とを含むRFL処理液により処理されており、RFL処理液において、ゴムラテックスのレゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物に対する固形分の重量比が1.4以上2.0以下であることを特徴とする。
【0006】
RFL処理液の全固形分に対して、ゴムラテックスの固形分が56〜64重量%含まれ、レゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物の固形分が32〜40重量%含まれることが好ましい。
【0007】
ゴムラテックスは、例えばアクリロニトリル・ブタジエンゴムラテックスを含む。
【0008】
本発明の心線は、油が付着する状態で使用されるベルトに用いられる。そして心線は、ゴムラテックスとレゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物とを含むRFL処理液により処理されており、ゴムラテックスのレゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物に対する固形分の重量比が1.4以上2.0以下であることを特徴とする。
【0009】
本発明のRFL処理液は、油が付着する状態で使用されるベルトが備える心線の処理に用いられる。RFL処理液は、ゴムラテックスとレゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物とを含み、ゴムラテックスのレゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物に対する固形分の重量比が1.4以上2.0以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、長期間に渡って耐油性に優れたベルト、及びその心線と心線の処理液を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明におけるタイミングベルトの実施形態を、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態のタイミングベルトの一部を破断して示す斜視図である。図2は、タイミングベルトに含まれる心線の内部を拡大して示す斜視図である。
【0012】
タイミングベルト10(ベルト)は歯ゴム層12、帆布18、背ゴム層20を有する。歯ゴム層12の歯部14および歯底部16の外表面は、帆布18によって覆われている。帆布18は、例えばナイロン繊維から成る織布で形成されている。歯ゴム層12と背ゴム層20とは、例えば水素化ニトリルゴムにより形成されている。
【0013】
歯ゴム層12と背ゴム層20との間には、複数の心線30が埋設されている。心線30はタイミングベルト10の長手方向に平行である。心線30の周囲、すなわち歯ゴム層12と背ゴム層20との間には、心線30との接着性が良好な接着ゴム層22が設けられている。
【0014】
心線30は、例えばガラス繊維を用いて、以下のように製造される。すなわち、図2に示すように、ガラス繊維であるフィラメント32を、例えば200本ずつ収束して1本の糸34とする。フィラメント32の直径は、例えば7〜10μmほどである。糸34を、RFL(レゾルシン−ホルマリン−ラテックス)処理液に浸漬させ、乾燥させる。さらにその後、糸34を3本束ねてZ方向に下撚りをかけ、1本のストランド36を形成する。
【0015】
こうして形成された3本のストランド36を上撚りすることにより、心線30を形成する。この上撚り工程においては、ストランド36に張力をかけながら、下撚りとは反対方向に、すなわちS方向に撚りがかけられる。
【0016】
以下、RFL処理液の組成につき説明する。表1は、比較例1、2および実施例1〜3のRFL処理液の組成を示す表である。
【0017】
【表1】

【0018】
タイミングベルト10を油が付着する状態で使用する場合、長時間走行した際の強度が、油が付着しない状態で使用する場合よりも大きく低下する傾向にある。この原因の一つとして、RFL処理液の固形分により形成されるRFL層(図示せず)が、油を吸収して膨潤し、劣化することが考えられる。特に、RFL層がラテックス成分を多く含む場合、油の吸収による膨潤の影響が大きいといえる。
【0019】
そこで本実施形態では、表1に示すように、比較例1および2のRFL処理液に含まれるアクリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR)ラテックスの含有量を減らした実施例1〜3のRFL処理液を調整した。そして後述するように、これらのRFL処理液を評価するとともに、これらのRFL処理液で心線30(図1および2参照)を処理した複数のタイミングベルト10を製造し、これらのタイミングベルト10の比較試験を実施した。
【0020】
比較例1、2および実施例1〜3のRFL処理液は、いずれも、NBRラテックスとともにレゾルシン・ホルムアルデヒド水溶性縮合物(以下、RFという)を主な成分としており、NBRラテックスの含有量を変更した以外、同じ組成である。各RFL処理液の調整に用いられたレゾルシン・ホルムアルデヒド水溶性縮合物の溶液は8重量%、NBRラテックスは40重量%の固形分をそれぞれ有することから、RFおよびNBRラテックスの固形分(A)、(B)は、それぞれ表1に示された値となる。
【0021】
なお表1においては、最下段に示された、RFの固形分(A)とNBRラテックスの固形分(B)との重量比B/A、すなわち、ゴムラテックスの固形分(B)のRFの固形分(A)に対する重量比B/Aを除き、単位はいずれも重量部である。
【0022】
表2は、比較例1、2および実施例1〜3における、RFL処理液の固形分の合計に対するRFの固形分(A)およびNBRラテックスの固形分(B)の含有率(%)を示す表である。
【0023】
【表2】

【0024】
表1に示された比較例1、2および実施例1〜3のRFL処理液の組成から、各RFL処理液の固形分の合計における、RFの固形分(A)およびNBRラテックスの固形分(B)の含有率が、それぞれ表2に示すように算出された。これらの表1および2から明らかであるように、比較例1、比較例2、実施例1、実施例2、実施例3の順に、NBRラテックスの含有率が低く、RFの含有率が高い。
【0025】
そして実施例1〜3においては、NBRラテックスの固形分(B)の、RFの固形分(A)に対する重量比は、1.4以上2.0以下の範囲にあり(表1参照)、RFL処理液の全固形分に対してNBRラテックスの固形分が56〜64重量%、RFの固形分が32〜40重量%含まれている(表2参照)。
【0026】
以下、これらの比較例および実施例のRFL処理液の評価試験結果につき説明する。図3は、比較例1、2および実施例1、2のRFL処理液を用いて形成されたシートの硬さ変化試験の結果を示す図である。図4は、比較例1、2および実施例1、2のRFL処理液を用いて形成されたシートの体積変化試験の結果を示す図である。
【0027】
比較例1、2、および実施例1、2のRFL処理液を乾燥させて、それらの固形分をさらに150℃で20分間、硬化させて成型した同一形状(縦20mm、横40mm、厚さ2mm)のシートを、それぞれ2枚ずつ用意した。そして、各RFL処理液から生成したシートの一方を140℃で保温された油にそれぞれ浸漬させ、他方を140℃で油が付着しない状態に静置し、硬さおよび体積の変化を比較する試験を行った。
【0028】
硬さ変化試験(図3参照)は、以下のように行った。まず、JIS−A硬度と同様の測定原理によるデュロメータであるマイクロゴム硬度計MD−1(高分子計器株式会社製)を用いて、全てのシートの硬度の初期値を測定した。そして、各シートの硬さの初期値を基準、すなわち硬さ変化率0%として、それぞれ24時間、72時間後の硬さ変化を測定した。
【0029】
この硬さ変化試験の結果より、油が付着しない状態および油が付着する状態のいずれにおいても、実施例2のシートにおける硬さ変化率(%)が最も小さく、次いで実施例1のシートの硬さ変化率(%)が小さいことが明らかである。そして、比較例1および2のシートは、油が付着しない状態および油が付着する状態のいずれについても、実施例1、2のシートより大きく硬化していた。
【0030】
以上のことから、実施例1および2は、比較例1および2よりも高温下での硬度安定性に優れており、特に実施例2のRFL処理液から生成されたシートが最も硬化しにくいといえる。これは、熱硬化の主な原因となるNBRラテックスの含有率が、実施例2、実施例1の順に低い(表2参照)ことによるものと考えられる。
【0031】
なお、いずれの比較例および実施例においても、油が付着しない状態よりも、油が付着する状態でシートの硬化が抑制されている。これは、油が付着する状態では、シートは硬化されるとともに油によって膨潤されることによる。
【0032】
一方、体積変化の試験は、以下のように行った。すなわち、各シートの比重の初期値を測定し、さらに24時間、72時間後の比重をそれぞれ測定した。そして、各シートの比重の初期値を基準(体積変化率0%)とし、比重の変化から体積変化を算出した。なおシートの比重は、JIS K6268に基づき測定した。
【0033】
この体積変化の試験結果(図4参照)より、140℃の油に浸漬されたシートのうち、実施例1および2が、比較例1および2よりも体積変化が少なく、特に実施例2のRFL処理液から生成されたシートが最も体積変化しにくいことが明らかである。すなわち、油に浸漬された実施例1のシートの体積変化率は約3%、同じ条件下で実施例2のシートの体積変化率は約2%であり、10%前後である比較例1および2に比べ良好な結果を示している。
【0034】
これは、油膨潤の原因となるNBRラテックスの含有率が、実施例2、実施例1、比較例2、比較例1の順に低い(表2参照)ことによるものと考えられる。
【0035】
この試験において体積変化が大きかったシートのRFL処理液を用いて心線30(図2参照)を処理すると、タイミングベルト10の使用に伴ってRFL層が膨潤し、心線30とタイミングベルト10(図1参照)の歯底との距離が大きくなってしまう。このため、プーリ(図示せず)に掛け回されるタイミングベルト10の歯部14がプーリの歯底から離れるように、タイミングベルト10が収縮してしまい、タイミングベルト10とプーリとの噛み合い不良を生じ得る。
【0036】
以上のことから明らかであるように、油に浸漬された状態における体積変化が比較例1および2のRFL処理液によるRFL層よりも大幅に少ない、実施例1および2のRFL処理液によってRFL層を形成すると、タイミングベルト10の収縮、およびプーリとの噛み合い不良を防止することができる。特に、実施例2のRFL処理液においてこの傾向が顕著であるといえる。なお、油が付着する状態で使用されるタイミングベルト10の心線30のRFL処理のための処理液には、本試験における体積変化率が概ね5%以下であることが必要である。
【0037】
また、実施例3のRFL処理液については、シートによる評価試験を行っていないものの、実施例3に類似する組成を有し、実施例3よりもわずかにNBRラテックスの含有率の高い実施例2(表1および2参照)ですら実施例1よりも良好な結果を示していることから、実施例3のRFL処理液も、硬度安定性および収縮防止性に優れているものと考えられる。
【0038】
そして、NBRラテックスの含有率(表2参照)を実施例3よりも低下させ、RFの固形分(A)に対するNBRラテックスの固形分(B)の量(表1参照)をさらに減らすと、RF溶液とNBRラテックスとを均一に混合することができなかった。このことは、RFの固形分(A)に対するNBRラテックスの固形分(B)を実施例3よりも減らした組成では、RFとNBRラテックスとの相溶性が低下してしまい、RFL処理液として使用できないことを意味する。従って、NBRラテックスの固形分(B)のRFの固形分(A)に対する重量比を1.4よりも小さくすることはできない。
【0039】
以上のことから、実施例1〜3の組成の範囲で調整されたRFL処理液が、油が付着する状態で使用されるタイミングベルト10の心線30(図1および2参照)のRFL処理に適しているといえる。
【0040】
タイミングベルト10(図1参照)は、例えば、伝動装置(図示せず)の内部において油が付着する状態で使用される。このため、所定時間使用後のタイミングベルト10の引張強度は、実際の使用状態を模した試験機(図示せず)により、以下のように評価される。なお、引張強度試験の対象となったタイミングベルト10は、複数の心線30(図1参照)が一定の間隔で離間するように埋設されている。
【0041】
試験機には、いずれも小径の駆動プーリおよび従動プーリ(いずれも図示せず・プーリ)が設けられている。タイミングベルト10は、駆動および従動プーリに掛け回されて走行する。この試験機においては、それぞれ直径の異なる駆動、従動プーリを選択して使用可能である。
【0042】
試験機には油(図示せず)が供給されている。そして駆動プーリが下側に、従動プーリが上側に配置されている。タイミングベルト10には、試験機の駆動プーリ上を走行するときに油が付着する。この結果、タイミングベルト10は、表面に油が付着した状態で走行する。なお、油の温度は、ヒータ(図示せず)によって適温、例えば100℃前後に保たれる。
【0043】
以下、タイミングベルト10のベルト強度試験の結果につき、説明する。図5は、100時間走行後のタイミングベルト10の相対ベルト強度比を示す図である。図6は、100時間走行後のタイミングベルト10の走行前に対するベルト強度の残存率を示す図である。
【0044】
図5および6より明らかであるように、ベルト強度試験は、比較例1、実施例1〜3のRFL処理液のいずれかで処理された心線30における3本のストランド36(図2参照)の上撚り回数を、2.0回(/inch)に調整した複数のタイミングベルト10について、上述の試験機(段落[0040]〜[0042]参照)により実施された。そして、図5および6は、いずれも100時間走行した状態のタイミングベルト10の試験結果であり、図5は、比較例1のベルト強度を100とした場合の各実施例のタイミングベルトとの相対的なベルト強度比を表すのに対し、図6は、実施例および比較例それぞれの走行前のベルト強度を基準とした走行後のベルト強度の残存率を表している。
【0045】
実施例2、実施例1、実施例3、比較例1の順に、ベルト強度が高くなっており(図5参照)、さらにこれらの実施例及び比較例それぞれの走行前のベルト強度に対する強度残存率(%)も、比較例1が約50(%)であるのに対し、実施例1および2では約65(%)、実施例3では約63(%)と向上している(図6参照)。これは、上述のように、実施例1、2および3のRFL処理液が、耐油性、すなわち、その処理液によるRFL層が油中におかれた場合の硬度安定性および収縮防止性に優れていることによるものと考えられる。
【0046】
以上のように本実施形態によれば、RFL処理に用いられる処理液の組成を調整することにより、油が付着する状態で使用されるタイミングベルト10の収縮を防止し、かつ強度を長期間に渡って維持できる。
【0047】
本実施形態のRFL処理液は、タイミングベルト10の心線30のみならず、Vベルト、Vリブドベルト等の心線に用いても良い。また、ラテックス成分としては、耐油性に優れたNBRラテックスを用いることが好ましいが、これには限定されない。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】本実施形態のタイミングベルトの一部を破断して示す斜視図である。
【図2】タイミングベルトに含まれる心線の内部を拡大して示す斜視図である。
【図3】比較例および実施例のRFL処理液を用いて形成されたシートの硬さ変化試験の結果を示す図である。
【図4】比較例および実施例のRFL処理液を用いて形成されたシートの体積変化試験の結果を示す図である。
【図5】走行後のタイミングベルトの相対ベルト強度比を示す図である。
【図6】走行後のタイミングベルトの走行前に対するベルト強度の残存率を示す図である。
【符号の説明】
【0049】
10 タイミングベルト(ベルト)
30 心線
36 ストランド

【特許請求の範囲】
【請求項1】
心線を備え、油が付着する状態で使用されるベルトであって、
前記心線が、ゴムラテックスとレゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物とを含むRFL処理液により処理されており、前記RFL処理液において、前記ゴムラテックスの前記レゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物に対する固形分の重量比が1.4以上2.0以下であることを特徴とするベルト。
【請求項2】
前記RFL処理液の全固形分に対して、前記ゴムラテックスの固形分が56〜64重量%含まれ、前記レゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物の固形分が32〜40重量%含まれることを特徴とする請求項1に記載のベルト。
【請求項3】
前記ゴムラテックスが、アクリロニトリル・ブタジエンゴムラテックスを含むことを特徴とする請求項1に記載のベルト。
【請求項4】
油が付着する状態で使用されるベルトに用いられる心線であって、
ゴムラテックスとレゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物とを含むRFL処理液により処理されており、前記ゴムラテックスの前記レゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物に対する固形分の重量比が1.4以上2.0以下であることを特徴とする心線。
【請求項5】
油が付着する状態で使用されるベルトが備える心線の処理に用いられるRFL処理液であって、
ゴムラテックスとレゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物とを含み、前記ゴムラテックスの前記レゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物に対する固形分の重量比が1.4以上2.0以下であることを特徴とするRFL処理液。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2010−71333(P2010−71333A)
【公開日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−236932(P2008−236932)
【出願日】平成20年9月16日(2008.9.16)
【出願人】(000115245)ゲイツ・ユニッタ・アジア株式会社 (101)
【Fターム(参考)】