伝動ベルトおよびその製造方法
【課題】耐久性が著しく向上した伝動ベルトを提供する、また、樹脂とゴムとを強固に固着し上記特性を十分に発揮できる伝送ベルトを容易に製造することが可能な伝送ベルトの製造方法を提供する。
【解決手段】ゴムからなる伝動ベルトであり、該伝動ベルトの少なくともプーリと接触する部分のゴムの表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂が固着されていることを特徴とする伝動ベルトとする。また、ゴムからなる伝動ベルトの製造方法において、少なくともプーリと接触する部分のゴム表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂を配する工程を含み、該工程において、未加硫ゴム表面に、アミド系溶剤を該樹脂重量に対して０．０１〜６重量％含有する該樹脂を配し、これを加硫することによって該樹脂を該ゴム表面に固着する。
【解決手段】ゴムからなる伝動ベルトであり、該伝動ベルトの少なくともプーリと接触する部分のゴムの表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂が固着されていることを特徴とする伝動ベルトとする。また、ゴムからなる伝動ベルトの製造方法において、少なくともプーリと接触する部分のゴム表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂を配する工程を含み、該工程において、未加硫ゴム表面に、アミド系溶剤を該樹脂重量に対して０．０１〜６重量％含有する該樹脂を配し、これを加硫することによって該樹脂を該ゴム表面に固着する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は伝動ベルトおよびその製造方法に関し、さらにはＶベルト、平ベルト等の摩擦伝動ベルトや歯付きベルト等の噛合わせ伝動ベルトとして使用することができる伝動ベルトおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用、一般産業用等に幅広く使用される伝動ベルトとしては、Ｖベルト、平ベルト等の摩擦伝動ベルトや歯付きベルト等の噛合わせ伝動ベルトが知られている。例えば、歯付きベルトは、その耐久性を向上させるため、通常歯部と歯底部が設けられた歯ゴム層の表面に帆布が被覆されている。自動車用歯付ベルトは、エンジンの高出力化に伴い、ベルトへの負荷の増大及びエンジンルームのコンパクト化に伴う雰囲気温度の上昇など歯付ベルトの使用環境は近年特に厳しくなってきている為、さらなる耐久性の向上が要求されている。また、一般産業用に使用される伝動ベルトについても、射出成形機等の高負荷駆動用等取替え周期の延長を要求されている。
【０００３】
特に、ベルトに高負荷が掛かるエンジン、又は産業用駆動装置を駆動する歯付ベルトは、高負荷の為、負荷を受ける歯底部の摩耗が大きく、その歯底部の摩耗から歯欠けが発生しやすい。また、高負荷によりプーリ軸が撓んだり、ベルトの片寄り走行が発生し、プーリフランジ等との摩擦によるベルト側面の異常摩耗及び側面の損傷による切断、歯欠けについても懸念される。
また、高負荷によりベルトが伸びて、オートテンショナーが作動せず、ベルトに適正な負荷が掛からなくなり、エンジンの正常な動作を妨げる現象が生じる。
【０００４】
歯欠けの発生を改善するために、高強力タイプのナイロン６−６、アラミド繊維を素材した歯布の使用などの対策が施されているものの未だ十分ではない。そこで、特許文献１には歯布の一方の面にカットした短繊維を付着させ、摩擦係数を低下させ、耐久性を向上させる方法が提案されている。しかしながらこの方法では布と短繊維の接着が難しく、また接着作業も煩雑になり、さらに短繊維が脱落するといった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３１９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記背景技術を鑑みたものであり、耐久性が著しく向上した伝動ベルトを提供すること、また、樹脂とゴムとを強固に固着し上記特性を十分に発揮できる伝送ベルトを容易に得ることが可能な伝送ベルトの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らが鋭意検討した結果、プーリ接触部に特定の樹脂を付与したところ、伝動ベルトの耐久性が格段に向上することを見出した。
かくして、本発明によれば、ゴムからなる伝動ベルトにおいて、該伝動ベルトの少なくともプーリと接触する部分のゴムの表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂が固着されていることを特徴とする伝動ベルトが提供される。
【０００８】
また、ゴムからなる伝動ベルトの製造方法であって、少なくともプーリと接触する部分のゴム表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂を配する工程を含み、該工程において、未加硫ゴム表面に、アミド系溶剤を該樹脂重量に対して０．０１〜６重量％含有する該樹脂を配し、これを加硫することによって該樹脂を該ゴム表面に固着することを特徴とする伝動ベルトの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、摩擦係数を下げることにより、耐久性を向上させた伝動ベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の伝動ベルトの評価に用いる耐久試験装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の伝動ベルトはゴムからなるものであり、該ゴムとしては、例えば、アクリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、多硫化ゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴムなどが挙げられ、これらを単独で用いても良いし、ブレンドして用いても良い。
【００１２】
なお、これらのゴムには、カーボンブラック、シリカ等の無機充填剤、クマロン樹脂、フェノール樹脂等の有機充填剤、ナフテン系オイル等の軟化剤、老化防止剤、加硫助剤、加工助剤等を必要に応じて含まれていてもよい。特に無機充填剤を添加したゴムマトリックスを用いることが本発明の効果をより顕著に発揮することができる。
【００１３】
本発明においては、上記伝動ベルトの少なくともプーリと接触する部分のゴムの表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂が固着されていることが肝要である。上記樹脂がゴムの表面に固着していることにより、プーリとベルト表面との摩擦を低減することができ、耐久性が格段に向上した伝動ベルトを得ることができることを見出した。
【００１４】
ゴム表面に固着される上記樹脂の厚みは、０．０１〜１．５ｍｍが好ましく、０．０５〜１．０ｍｍがより好ましい。該厚みが０．０１未満では十分な耐久性を得難くなり、１．５ｍｍを超えるとベルトが固くなりやすく好ましくない。
【００１５】
本発明においては、上記コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂に、該樹脂重量に対してアミド系溶剤が１０〜９９９９ｐｐｍ含まれていてもよく、該アミド系溶剤が１０以上含まれていることによって、樹脂の平滑性が向上する傾向にある。また、あまり溶剤の量が多くても好ましくなく９９９９ｐｐｍ以下とすることが望ましい。
【００１６】
アミド系溶剤としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン等を例示することができるが、取り扱い性や安定性等の点から、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが最も優れている。
【００１７】
本発明の伝動ベルトは、次の方法によって製造することができる。すなわち、少なくともプーリと接触する部分のゴム表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂を配する工程を含み、該工程において、未加硫ゴム表面に、アミド系溶剤を該樹脂重量に対して０．０１〜６重量％含有する該樹脂を配し、これを加硫することによって該樹脂を該ゴム表面に固着する製造方法である。
【００１８】
上記製造に用いるコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂を製造する方法の一例を説明する。
上記樹脂をアミド系溶剤に溶解したドープを半乾半湿式紡糸法により凝固液中に押し出し、凝固液から凝固糸として引き取り、これを水洗し、乾燥した後、所望の長さにカットする。カット方法は特に規定されるものではなく、ギロチンカットでも、粉砕カットでも良いが、低コストで製造される粉砕カットが好ましい。カット長は０．１〜５０ｍｍが好ましく、ベルト製造時に加工し易い点から０．１〜８ｍｍがより好ましい。
【００１９】
上記凝固糸の水洗工程では、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドの凝固糸にアミド系溶剤を０．０１〜６％の範囲で残留させる必要があるが、均一に水洗する方法としては０．１〜１％のアミド系溶剤の凝固液に浸漬し引き上げる方法や、ウォータージェットで凝固糸に水を吹き付ける方法が例示される。
【００２０】
アミド系溶剤はコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド重量に対し０．０１〜６％の範囲で含まれるが、好ましくは０．０５〜３％、より好ましくは０．１〜２％の範囲である。アミド系溶剤が少なすぎると、ベルト製造工程で、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂がベルトに固着し難くなり成型にバラツキが出やすいる。逆にアミド系溶剤が多すぎると、ベルト成型後のアミド系溶剤の量が９９９９ｐｐｍを越えてしまう場合があり、好ましくない。
【００２１】
以上のようにして得られたアミド系溶剤を特定量含むコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂は、未加硫ゴムの表面上にこれを添加付与し、例えば、温度を１４０〜２００℃、時間を５〜３０分、圧力１〜１０ＭＰａでプレス加圧することによって、該樹脂をプーリ部に接触する部分のベルト表面に固着させることができる。なお、加硫条件は、ベルトメーカの設備やベルトの種類によっても異なり、上記の条件には特に限定されない。
【００２２】
ベルト成型後、アミド系溶剤残存量はコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂に対して１０〜９９９９ｐｐｍであることが好ましい。１０ｐｐｍ以下であると、表面の平滑性が失われ、１００００ｐｐｍ（１％）以上残存すると、環境への放出が懸念され、好ましくない。
【００２３】
また、本発明においては、ゴム表面に、アミド系溶剤を該樹脂重量に対して０．０１〜６重量％含有する該樹脂を配し、架橋剤を含むレゾルシンホルマリンラテックス液を付与し、これを熱処理することによって該樹脂をゴム表面に固着させてもよい。該架橋剤としては、イソシアネートを好ましく例示することができる。
【００２４】
本発明においては、帆布をゴム表面上に貼付け、さらに該帆布上にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂を固着させることによって、より低摩擦で耐久性に優れた伝動ベルトを得ることができる。
【００２５】
このとき使用する帆布の材質、構造は特に規定されないが、歯付きベルトの場合は、好ましくはベルトの長手方向に沿って延びる第１の糸と、ベルトの幅方向に沿って延びる第２の糸とが織られて構成された織物であり、例えば、平織、綾織、朱子織等により織られる。第１の糸は、伸縮性を有する複合糸であって、好ましくはナイロンまたは芳香族アラミド繊維糸を一方または両方含む複合糸である。第２の糸は、特にその材質が限定されるわけではないが、例えばポリウレタン、ナイロン、カーボン、ポリエステル、ポリエチレン、アラミド繊維等の合成繊維、または綿等の天然繊維から構成され、好ましくはナイロンで構成される。また、第２の糸は、フィラメント糸である。
【００２６】
特に、帆布として材質にポリアミド系繊維であるナイロン、アラミド繊維を用いた場合、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂をこの上から固着させと高い接着・密着性を得られ、特に好ましい。
また、帆布はゴムに加硫接着することが好ましく、帆布にＲＦＬ（レゾルシンホルマリンラテックス）やゴム糊等の配合物を付与した後、ゴムと接合し加熱処理することが好ましい。
【００２７】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明する。なお、実施例中の各評価項目の測定値は下記の測定方法にしたがって求めた。
（１）ベルト成形後のアミド系溶剤の付着量
熱分解ＧＣＭＳでアミド系溶剤（ＮＭＰ）を定量し、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂重量に対する付着量として示した。
（２）耐久性
図１に示す耐久試験装置を用いて測定した。歯付きベルトを、従動プーリ１〜３、駆動プーリ４及びオートテンショナー５に図１に示すように掛けわたし、１００℃の環境下で駆動プーリ４を４０００（回／分）の速度で回転させた。耐久時間は、歯元のクラックや、歯欠けなどベルト機能が果たせなくなった時点とした。
【００２９】
［実施例１〜４］
水分率が１００ｐｐｍ以下のＮ−メチル−２−ピロリドン（以下ＮＭＰ）１１２．９部、パラフェニレンジアミン１．５０６部、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル２．７８９部を常温下で反応容器に入れ、窒素中で溶解した後、攪拌しながらテレフタル酸クロリド５．６５８部を添加した。最終的に８５℃で６０分間反応せしめ、透明の粘稠なポリマー溶液を得た。次いで２２．５重量％の水酸化カルシウムを含有するＮＭＰスラリー９．１７４部を添加し、中和反応を行った。得られたポリマーの極限粘度は３．３３であった。得られたポリマー溶液（ドープ）を用い、孔径０．１５ｍｍ、孔数２５ホールの紡糸口金から毎分２．５ｃｃの割合で吐出し、エアーギャップと呼ばれる短い空隙部分を通した後、ＮＭＰ濃度３０重量％、温度５０℃の水溶液中に紡出し、６ｍ／分の速度で引き取って、凝固糸を得た。さらに、該凝固糸を０〜１％のＮＭＰ水溶液中を通過させ、その際、該凝固糸のＮＭＰ水溶液の浸漬時間を１秒〜１０分の間で５段階で変更することによりＮＭＰ（アミド系溶剤）の付着量の異なるコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド糸条を作成した。これをメッシュミル（株式会社ホーライ製）で粉砕し、それぞれ表１に示す量のＮＭＰが付着したカット長が０．５〜３ｍｍのチップ状の樹脂とした。なお、表１には該樹脂重量に対するＭＮＰ付着量を歯付きベルト成形前のアミド系溶剤の付着量として示した。次に、得られたチップ状の樹脂を厚さ０．５ｍｍの水添加ＮＢＲゴムシートの上にのせ、８０℃のカレンダーロールにかけ、厚さ０．８ｍｍのゴムシートを作成した。このゴムシートの片面にはＮＭＰが付着したコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂の層が形成され、その厚みは０．２〜０．４ｍｍであった。
【００３０】
次に、得られたゴムシートを、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂が付着した側が、ベルト作製用金型に面するように巻き付けた。そして、その上から、ＳＺ撚りの一対のコードをレゾルシンホルマリンラテックス及びイソシアネートにて接着処理された心線（ガラス繊維、直径１．２ｍｍ）を一定ピッチ（１．４ｍｍ）でスパイラルに一定張力で巻き付け、その上に、厚さ２．０ｍｍの水添加ＮＢＲのゴムシートを貼り付けた。これを、加硫缶に投入して通常の圧入方式により１６０℃にて３０分加圧加硫してベルト表面に歯形を形成させた後、ベルト背面を一定厚さに研磨し、ベルトを一定幅にカットして、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂がベルト表面に固着した歯付きベルトを得た。結果を表１に示す。
【００３１】
［実施例５］
緯糸に、芯糸、芯糸の周囲に巻き付いている中間糸、およびこの中間糸のさらに外側に巻き付いている被覆糸から成る複合糸を用い、経糸にナイロン６６糸を用いた。緯糸の複合糸において、芯糸に繊度が４６２ｄｔｅｘのポリウレタン弾性糸、中間糸に繊度が２４２ｄｔｅｘである芳香族ポリアミド繊維からなる牽切加工糸、被覆糸に繊度が１１０ｄｔｅｘである捲縮加工されたナイロン６６糸を用いた。中間糸はＳ方向に、被覆糸はＺ方向にそれぞれ巻かれ、それぞれの巻回数を４５０回／ｍとした。経糸には、繊度が２３１ｄｔｅｘのナイロン６６のフィラメント糸を用いた。緯糸と経糸とは２／２綾織りで織り、緯糸が幅方向になるように織物を織成した。
【００３２】
この織物を、ベルト作製用金型に面するように巻き付けた。そして、その上からＳＺ撚りの一対のコードをレゾルシンホルマリンラテックス及びイソシアネートにて接着処理された心線（ガラス繊維、直径１．２ｍｍ）を一定ピッチ（１．４ｍｍ）でスパイラルに一定張力で巻き付け、その上に、厚さ２．０ｍｍの水添加ＮＢＲのゴムシートを貼り付けた。これを、加硫缶に投入して通常の圧入方式により１６０℃にて３０分加圧加硫してベルト表面（プーリと接触する面）に歯形を形成させた後、ベルト背面を一定厚さに研磨し、ベルトを一定幅にカットして織物を含む歯付きベルトを得た。
【００３３】
得られた歯付きベルトの表面（プーリと接触する面）に、実施例２で製造したＮＭＰが１重量％付着したコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドのチップ状の樹脂をのせ、１５０℃のニップロールで該樹脂と織物を圧着させた。これにイソシアネートを含むレゾルシンホルマリンラテックス液を浸漬し、１５０℃、３分乾燥後、２３０℃１分キュアーし、織物を含み、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂がベルト表面に固着した歯付きベルトを得た。レゾルシンホルマリンラテックスの付着量は歯付きベルト重量に対して８重量％であった。結果を表１に示す。
【００３４】
［比較例１］
コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂を含有させなかった以外は実施例１と同様にして歯付きベルトを得た。結果を表１に示す。
【００３５】
［比較例２］
ＮＭＰが付着するカット長が０．５〜３ｍｍのチップ状の樹脂に代えて、ＮＭＰが付着していない直径１２μｍφ、繊維長１ｍｍのテクノーラ繊維（帝人テクノプロダクツ製）のカット繊維を用いた以外は実施例１と同様にして歯付きベルトを得た。結果を表１に示す。
【００３６】
［比較例３］
ＮＭＰが付着するカット長が０．５〜３ｍｍのチップ状の樹脂に代えて、ＮＭＰが付着していない直径１２μｍφ、繊維長１ｍｍのテクノーラ繊維（帝人テクノプロダクツ製）のカット繊維を用いた以外は実施例５と同様にして歯付きベルトを得た。結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の伝動ベルトは、自動車用、一般産業用等に幅広く使用される高耐久性の伝動ベルトとして用いることができ、その産業上の利用価値が極めて高いものである。
【符号の説明】
【００３９】
１〜３ 従動プーリ
４ 駆動プーリ
５ オートテンショナー
【技術分野】
【０００１】
本発明は伝動ベルトおよびその製造方法に関し、さらにはＶベルト、平ベルト等の摩擦伝動ベルトや歯付きベルト等の噛合わせ伝動ベルトとして使用することができる伝動ベルトおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用、一般産業用等に幅広く使用される伝動ベルトとしては、Ｖベルト、平ベルト等の摩擦伝動ベルトや歯付きベルト等の噛合わせ伝動ベルトが知られている。例えば、歯付きベルトは、その耐久性を向上させるため、通常歯部と歯底部が設けられた歯ゴム層の表面に帆布が被覆されている。自動車用歯付ベルトは、エンジンの高出力化に伴い、ベルトへの負荷の増大及びエンジンルームのコンパクト化に伴う雰囲気温度の上昇など歯付ベルトの使用環境は近年特に厳しくなってきている為、さらなる耐久性の向上が要求されている。また、一般産業用に使用される伝動ベルトについても、射出成形機等の高負荷駆動用等取替え周期の延長を要求されている。
【０００３】
特に、ベルトに高負荷が掛かるエンジン、又は産業用駆動装置を駆動する歯付ベルトは、高負荷の為、負荷を受ける歯底部の摩耗が大きく、その歯底部の摩耗から歯欠けが発生しやすい。また、高負荷によりプーリ軸が撓んだり、ベルトの片寄り走行が発生し、プーリフランジ等との摩擦によるベルト側面の異常摩耗及び側面の損傷による切断、歯欠けについても懸念される。
また、高負荷によりベルトが伸びて、オートテンショナーが作動せず、ベルトに適正な負荷が掛からなくなり、エンジンの正常な動作を妨げる現象が生じる。
【０００４】
歯欠けの発生を改善するために、高強力タイプのナイロン６−６、アラミド繊維を素材した歯布の使用などの対策が施されているものの未だ十分ではない。そこで、特許文献１には歯布の一方の面にカットした短繊維を付着させ、摩擦係数を低下させ、耐久性を向上させる方法が提案されている。しかしながらこの方法では布と短繊維の接着が難しく、また接着作業も煩雑になり、さらに短繊維が脱落するといった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３１９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記背景技術を鑑みたものであり、耐久性が著しく向上した伝動ベルトを提供すること、また、樹脂とゴムとを強固に固着し上記特性を十分に発揮できる伝送ベルトを容易に得ることが可能な伝送ベルトの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らが鋭意検討した結果、プーリ接触部に特定の樹脂を付与したところ、伝動ベルトの耐久性が格段に向上することを見出した。
かくして、本発明によれば、ゴムからなる伝動ベルトにおいて、該伝動ベルトの少なくともプーリと接触する部分のゴムの表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂が固着されていることを特徴とする伝動ベルトが提供される。
【０００８】
また、ゴムからなる伝動ベルトの製造方法であって、少なくともプーリと接触する部分のゴム表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂を配する工程を含み、該工程において、未加硫ゴム表面に、アミド系溶剤を該樹脂重量に対して０．０１〜６重量％含有する該樹脂を配し、これを加硫することによって該樹脂を該ゴム表面に固着することを特徴とする伝動ベルトの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、摩擦係数を下げることにより、耐久性を向上させた伝動ベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の伝動ベルトの評価に用いる耐久試験装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の伝動ベルトはゴムからなるものであり、該ゴムとしては、例えば、アクリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、多硫化ゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴムなどが挙げられ、これらを単独で用いても良いし、ブレンドして用いても良い。
【００１２】
なお、これらのゴムには、カーボンブラック、シリカ等の無機充填剤、クマロン樹脂、フェノール樹脂等の有機充填剤、ナフテン系オイル等の軟化剤、老化防止剤、加硫助剤、加工助剤等を必要に応じて含まれていてもよい。特に無機充填剤を添加したゴムマトリックスを用いることが本発明の効果をより顕著に発揮することができる。
【００１３】
本発明においては、上記伝動ベルトの少なくともプーリと接触する部分のゴムの表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂が固着されていることが肝要である。上記樹脂がゴムの表面に固着していることにより、プーリとベルト表面との摩擦を低減することができ、耐久性が格段に向上した伝動ベルトを得ることができることを見出した。
【００１４】
ゴム表面に固着される上記樹脂の厚みは、０．０１〜１．５ｍｍが好ましく、０．０５〜１．０ｍｍがより好ましい。該厚みが０．０１未満では十分な耐久性を得難くなり、１．５ｍｍを超えるとベルトが固くなりやすく好ましくない。
【００１５】
本発明においては、上記コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂に、該樹脂重量に対してアミド系溶剤が１０〜９９９９ｐｐｍ含まれていてもよく、該アミド系溶剤が１０以上含まれていることによって、樹脂の平滑性が向上する傾向にある。また、あまり溶剤の量が多くても好ましくなく９９９９ｐｐｍ以下とすることが望ましい。
【００１６】
アミド系溶剤としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン等を例示することができるが、取り扱い性や安定性等の点から、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが最も優れている。
【００１７】
本発明の伝動ベルトは、次の方法によって製造することができる。すなわち、少なくともプーリと接触する部分のゴム表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂を配する工程を含み、該工程において、未加硫ゴム表面に、アミド系溶剤を該樹脂重量に対して０．０１〜６重量％含有する該樹脂を配し、これを加硫することによって該樹脂を該ゴム表面に固着する製造方法である。
【００１８】
上記製造に用いるコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂を製造する方法の一例を説明する。
上記樹脂をアミド系溶剤に溶解したドープを半乾半湿式紡糸法により凝固液中に押し出し、凝固液から凝固糸として引き取り、これを水洗し、乾燥した後、所望の長さにカットする。カット方法は特に規定されるものではなく、ギロチンカットでも、粉砕カットでも良いが、低コストで製造される粉砕カットが好ましい。カット長は０．１〜５０ｍｍが好ましく、ベルト製造時に加工し易い点から０．１〜８ｍｍがより好ましい。
【００１９】
上記凝固糸の水洗工程では、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドの凝固糸にアミド系溶剤を０．０１〜６％の範囲で残留させる必要があるが、均一に水洗する方法としては０．１〜１％のアミド系溶剤の凝固液に浸漬し引き上げる方法や、ウォータージェットで凝固糸に水を吹き付ける方法が例示される。
【００２０】
アミド系溶剤はコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド重量に対し０．０１〜６％の範囲で含まれるが、好ましくは０．０５〜３％、より好ましくは０．１〜２％の範囲である。アミド系溶剤が少なすぎると、ベルト製造工程で、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂がベルトに固着し難くなり成型にバラツキが出やすいる。逆にアミド系溶剤が多すぎると、ベルト成型後のアミド系溶剤の量が９９９９ｐｐｍを越えてしまう場合があり、好ましくない。
【００２１】
以上のようにして得られたアミド系溶剤を特定量含むコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂は、未加硫ゴムの表面上にこれを添加付与し、例えば、温度を１４０〜２００℃、時間を５〜３０分、圧力１〜１０ＭＰａでプレス加圧することによって、該樹脂をプーリ部に接触する部分のベルト表面に固着させることができる。なお、加硫条件は、ベルトメーカの設備やベルトの種類によっても異なり、上記の条件には特に限定されない。
【００２２】
ベルト成型後、アミド系溶剤残存量はコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂に対して１０〜９９９９ｐｐｍであることが好ましい。１０ｐｐｍ以下であると、表面の平滑性が失われ、１００００ｐｐｍ（１％）以上残存すると、環境への放出が懸念され、好ましくない。
【００２３】
また、本発明においては、ゴム表面に、アミド系溶剤を該樹脂重量に対して０．０１〜６重量％含有する該樹脂を配し、架橋剤を含むレゾルシンホルマリンラテックス液を付与し、これを熱処理することによって該樹脂をゴム表面に固着させてもよい。該架橋剤としては、イソシアネートを好ましく例示することができる。
【００２４】
本発明においては、帆布をゴム表面上に貼付け、さらに該帆布上にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂を固着させることによって、より低摩擦で耐久性に優れた伝動ベルトを得ることができる。
【００２５】
このとき使用する帆布の材質、構造は特に規定されないが、歯付きベルトの場合は、好ましくはベルトの長手方向に沿って延びる第１の糸と、ベルトの幅方向に沿って延びる第２の糸とが織られて構成された織物であり、例えば、平織、綾織、朱子織等により織られる。第１の糸は、伸縮性を有する複合糸であって、好ましくはナイロンまたは芳香族アラミド繊維糸を一方または両方含む複合糸である。第２の糸は、特にその材質が限定されるわけではないが、例えばポリウレタン、ナイロン、カーボン、ポリエステル、ポリエチレン、アラミド繊維等の合成繊維、または綿等の天然繊維から構成され、好ましくはナイロンで構成される。また、第２の糸は、フィラメント糸である。
【００２６】
特に、帆布として材質にポリアミド系繊維であるナイロン、アラミド繊維を用いた場合、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂をこの上から固着させと高い接着・密着性を得られ、特に好ましい。
また、帆布はゴムに加硫接着することが好ましく、帆布にＲＦＬ（レゾルシンホルマリンラテックス）やゴム糊等の配合物を付与した後、ゴムと接合し加熱処理することが好ましい。
【００２７】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明する。なお、実施例中の各評価項目の測定値は下記の測定方法にしたがって求めた。
（１）ベルト成形後のアミド系溶剤の付着量
熱分解ＧＣＭＳでアミド系溶剤（ＮＭＰ）を定量し、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂重量に対する付着量として示した。
（２）耐久性
図１に示す耐久試験装置を用いて測定した。歯付きベルトを、従動プーリ１〜３、駆動プーリ４及びオートテンショナー５に図１に示すように掛けわたし、１００℃の環境下で駆動プーリ４を４０００（回／分）の速度で回転させた。耐久時間は、歯元のクラックや、歯欠けなどベルト機能が果たせなくなった時点とした。
【００２９】
［実施例１〜４］
水分率が１００ｐｐｍ以下のＮ−メチル−２−ピロリドン（以下ＮＭＰ）１１２．９部、パラフェニレンジアミン１．５０６部、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル２．７８９部を常温下で反応容器に入れ、窒素中で溶解した後、攪拌しながらテレフタル酸クロリド５．６５８部を添加した。最終的に８５℃で６０分間反応せしめ、透明の粘稠なポリマー溶液を得た。次いで２２．５重量％の水酸化カルシウムを含有するＮＭＰスラリー９．１７４部を添加し、中和反応を行った。得られたポリマーの極限粘度は３．３３であった。得られたポリマー溶液（ドープ）を用い、孔径０．１５ｍｍ、孔数２５ホールの紡糸口金から毎分２．５ｃｃの割合で吐出し、エアーギャップと呼ばれる短い空隙部分を通した後、ＮＭＰ濃度３０重量％、温度５０℃の水溶液中に紡出し、６ｍ／分の速度で引き取って、凝固糸を得た。さらに、該凝固糸を０〜１％のＮＭＰ水溶液中を通過させ、その際、該凝固糸のＮＭＰ水溶液の浸漬時間を１秒〜１０分の間で５段階で変更することによりＮＭＰ（アミド系溶剤）の付着量の異なるコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド糸条を作成した。これをメッシュミル（株式会社ホーライ製）で粉砕し、それぞれ表１に示す量のＮＭＰが付着したカット長が０．５〜３ｍｍのチップ状の樹脂とした。なお、表１には該樹脂重量に対するＭＮＰ付着量を歯付きベルト成形前のアミド系溶剤の付着量として示した。次に、得られたチップ状の樹脂を厚さ０．５ｍｍの水添加ＮＢＲゴムシートの上にのせ、８０℃のカレンダーロールにかけ、厚さ０．８ｍｍのゴムシートを作成した。このゴムシートの片面にはＮＭＰが付着したコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂の層が形成され、その厚みは０．２〜０．４ｍｍであった。
【００３０】
次に、得られたゴムシートを、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂が付着した側が、ベルト作製用金型に面するように巻き付けた。そして、その上から、ＳＺ撚りの一対のコードをレゾルシンホルマリンラテックス及びイソシアネートにて接着処理された心線（ガラス繊維、直径１．２ｍｍ）を一定ピッチ（１．４ｍｍ）でスパイラルに一定張力で巻き付け、その上に、厚さ２．０ｍｍの水添加ＮＢＲのゴムシートを貼り付けた。これを、加硫缶に投入して通常の圧入方式により１６０℃にて３０分加圧加硫してベルト表面に歯形を形成させた後、ベルト背面を一定厚さに研磨し、ベルトを一定幅にカットして、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂がベルト表面に固着した歯付きベルトを得た。結果を表１に示す。
【００３１】
［実施例５］
緯糸に、芯糸、芯糸の周囲に巻き付いている中間糸、およびこの中間糸のさらに外側に巻き付いている被覆糸から成る複合糸を用い、経糸にナイロン６６糸を用いた。緯糸の複合糸において、芯糸に繊度が４６２ｄｔｅｘのポリウレタン弾性糸、中間糸に繊度が２４２ｄｔｅｘである芳香族ポリアミド繊維からなる牽切加工糸、被覆糸に繊度が１１０ｄｔｅｘである捲縮加工されたナイロン６６糸を用いた。中間糸はＳ方向に、被覆糸はＺ方向にそれぞれ巻かれ、それぞれの巻回数を４５０回／ｍとした。経糸には、繊度が２３１ｄｔｅｘのナイロン６６のフィラメント糸を用いた。緯糸と経糸とは２／２綾織りで織り、緯糸が幅方向になるように織物を織成した。
【００３２】
この織物を、ベルト作製用金型に面するように巻き付けた。そして、その上からＳＺ撚りの一対のコードをレゾルシンホルマリンラテックス及びイソシアネートにて接着処理された心線（ガラス繊維、直径１．２ｍｍ）を一定ピッチ（１．４ｍｍ）でスパイラルに一定張力で巻き付け、その上に、厚さ２．０ｍｍの水添加ＮＢＲのゴムシートを貼り付けた。これを、加硫缶に投入して通常の圧入方式により１６０℃にて３０分加圧加硫してベルト表面（プーリと接触する面）に歯形を形成させた後、ベルト背面を一定厚さに研磨し、ベルトを一定幅にカットして織物を含む歯付きベルトを得た。
【００３３】
得られた歯付きベルトの表面（プーリと接触する面）に、実施例２で製造したＮＭＰが１重量％付着したコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドのチップ状の樹脂をのせ、１５０℃のニップロールで該樹脂と織物を圧着させた。これにイソシアネートを含むレゾルシンホルマリンラテックス液を浸漬し、１５０℃、３分乾燥後、２３０℃１分キュアーし、織物を含み、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂がベルト表面に固着した歯付きベルトを得た。レゾルシンホルマリンラテックスの付着量は歯付きベルト重量に対して８重量％であった。結果を表１に示す。
【００３４】
［比較例１］
コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂を含有させなかった以外は実施例１と同様にして歯付きベルトを得た。結果を表１に示す。
【００３５】
［比較例２］
ＮＭＰが付着するカット長が０．５〜３ｍｍのチップ状の樹脂に代えて、ＮＭＰが付着していない直径１２μｍφ、繊維長１ｍｍのテクノーラ繊維（帝人テクノプロダクツ製）のカット繊維を用いた以外は実施例１と同様にして歯付きベルトを得た。結果を表１に示す。
【００３６】
［比較例３］
ＮＭＰが付着するカット長が０．５〜３ｍｍのチップ状の樹脂に代えて、ＮＭＰが付着していない直径１２μｍφ、繊維長１ｍｍのテクノーラ繊維（帝人テクノプロダクツ製）のカット繊維を用いた以外は実施例５と同様にして歯付きベルトを得た。結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の伝動ベルトは、自動車用、一般産業用等に幅広く使用される高耐久性の伝動ベルトとして用いることができ、その産業上の利用価値が極めて高いものである。
【符号の説明】
【００３９】
１〜３ 従動プーリ
４ 駆動プーリ
５ オートテンショナー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムからなる伝動ベルトにおいて、該伝動ベルトの少なくともプーリと接触する部分のゴムの表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂が固着されていることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項２】
コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂が、該樹脂重量に対してアミド系溶剤を１０〜９９９９ｐｐｍ含む請求項１記載の伝動ベルト。
【請求項３】
アミド系溶剤がＮ−メチル−２−ピロリドンである請求項１または２記載の伝動ベルト。
【請求項４】
ゴムからなる伝動ベルトの製造方法であって、少なくともプーリと接触する部分のゴム表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂を配する工程を含み、該工程において、未加硫ゴム表面に、アミド系溶剤を該樹脂重量に対して０．０１〜６重量％含有する該樹脂を配し、これを加硫することによって該樹脂を該ゴム表面に固着することを特徴とする伝動ベルトの製造方法。
【請求項５】
ゴム表面に樹脂が固着した後の、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂に含まれるアミド系溶剤の量が、該樹脂重量に対して１０〜９９９９ｐｐｍである請求項４記載の伝動ベルトの製造方法。
【請求項６】
アミド系溶剤がＮ−メチル−２−ピロリドンである請求項４または５記載の伝動ベルトの製造方法。
【請求項１】
ゴムからなる伝動ベルトにおいて、該伝動ベルトの少なくともプーリと接触する部分のゴムの表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂が固着されていることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項２】
コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂が、該樹脂重量に対してアミド系溶剤を１０〜９９９９ｐｐｍ含む請求項１記載の伝動ベルト。
【請求項３】
アミド系溶剤がＮ−メチル−２−ピロリドンである請求項１または２記載の伝動ベルト。
【請求項４】
ゴムからなる伝動ベルトの製造方法であって、少なくともプーリと接触する部分のゴム表面にコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂を配する工程を含み、該工程において、未加硫ゴム表面に、アミド系溶剤を該樹脂重量に対して０．０１〜６重量％含有する該樹脂を配し、これを加硫することによって該樹脂を該ゴム表面に固着することを特徴とする伝動ベルトの製造方法。
【請求項５】
ゴム表面に樹脂が固着した後の、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂に含まれるアミド系溶剤の量が、該樹脂重量に対して１０〜９９９９ｐｐｍである請求項４記載の伝動ベルトの製造方法。
【請求項６】
アミド系溶剤がＮ−メチル−２−ピロリドンである請求項４または５記載の伝動ベルトの製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−１２７９８（Ｐ２０１１−１２７９８Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５９７４０（Ｐ２００９−１５９７４０）
【出願日】平成２１年７月６日（２００９．７．６）
【出願人】（３０３０１３２６８）帝人テクノプロダクツ株式会社 (504)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月６日（２００９．７．６）
【出願人】（３０３０１３２６８）帝人テクノプロダクツ株式会社 (504)
【Ｆターム（参考）】
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