平ベルト
【課題】高負荷伝動用途においても優れた耐久性を発現する平ベルトを提供する。
【解決手段】ベルト長さ方向に延びると共にベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線１４が埋設された心線保持層１１と、そのベルト内周側に設けられたプーリ接触部たる内側ゴム層１２と、を有する平ベルトであって、心線保持層１１は、ベースゴム１００質量部に対する含有量が１〜２０質量部であり且つベルト幅方向に配向するように分散して配された短繊維１５を含むゴム組成物で形成されている一方、内側ゴム層１２は、短繊維１５を含まないゴム組成物で形成される。
【解決手段】ベルト長さ方向に延びると共にベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線１４が埋設された心線保持層１１と、そのベルト内周側に設けられたプーリ接触部たる内側ゴム層１２と、を有する平ベルトであって、心線保持層１１は、ベースゴム１００質量部に対する含有量が１〜２０質量部であり且つベルト幅方向に配向するように分散して配された短繊維１５を含むゴム組成物で形成されている一方、内側ゴム層１２は、短繊維１５を含まないゴム組成物で形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト長さ方向に延びると共にベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線が埋設された心線保持層とそのベルト内周側に設けられたプーリ接触部たる内側ゴム層とを有する平ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
伝動ベルトの耐久性の向上を目的として、心線が埋設された心線保持層とその内側或いは外側のゴム層とを弾性率の互いに異なるゴム組成物で形成することが行われている。
【０００３】
特許文献１には、心線保持層の外側には心線保持層よりも弾性率の高いゴム層を設ける一方、心線保持層の内側には心線保持層よりも弾性率の低いゴム層を設けたＶベルトが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、心線保持層がベルト厚さ方向に配向した短繊維が分散して配されたゴム組成物で形成され、その内側の歯ゴム層が短繊維を含まないゴム組成物で形成された歯付ベルトが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、心線保持層とそのベルト内周側に設けられたプーリ接触部たる内側ゴム層との間に、短繊維混合ゴム層が設けられた平ベルトが開示されている。
【０００６】
特許文献４には、熱可塑性樹脂の心線保持層とその両側の表面層のそれぞれとの間に、補強布が設けられた平ベルトが開示されている。
【特許文献１】特開昭６１−２８６６３７号公報
【特許文献２】特開２００５−１８０４８６号公報
【特許文献３】実公平６−４７１５５号公報
【特許文献４】特開２００１−１５３１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
平ベルトは、Ｖベルトのようにプーリに対するくさび効果を発現せず、プーリとの間の摩擦のみにより走行するものであるため、蛇行しやすく走行安定性が低い。そのため、平ベルト用のプーリとしては、両側にフランジが設けられたものや中心部から端部にいくに従って小径に形成されたクラウン形状のものが用いられ、それによって平ベルトの蛇行を抑制している。このような事情から、平ベルトは、主として低負荷の搬送用途や伝動用途等に用いられてきた。
【０００８】
ところで、近年、平ベルトの蛇行を制御することができるプーリが技術開発されており、それによって平ベルトの高負荷伝動用途への適用が期待されている。
【０００９】
しかしながら、従来の平ベルトをそのまま高負荷伝動用途に適用したのでは、耐久性の面で問題がある。
【００１０】
本発明は、高負荷伝動用途においても優れた耐久性を発現する平ベルト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】
【００１１】
上記の目的を達成する本発明の平ベルトは、ベルト長さ方向に延びると共にベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線が埋設された心線保持層と、該心線保持層のベルト内周側に設けられたプーリ接触部たる内側ゴム層と、を有するものであって、
上記心線保持層は、ベースゴム１００質量部に対する含有量が１〜２０質量部であり且つベルト幅方向に配向するように分散して配された短繊維を含むゴム組成物で形成されている一方、
上記内側ゴム層は、短繊維を含まないゴム組成物で形成されることを特徴とする。
【００１２】
本発明の平ベルトは、上記心線保持層を形成するゴム組成物のベースゴムがエチレン−α−オレフィンエラストマー又は水素添加ニトリルゴムであってもよい。
【００１３】
本発明の平ベルトは、送風機、コンプレッサー若しくは発電機の駆動伝達用途又は搬送用途に好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、心線保持層がベルト幅方向に配向した短繊維を含むので、ベルト走行時の摩擦熱による心線保持層のベルト幅方向の収縮変形が抑制されることとなり、それによって心線が均一に負荷分担し、また、ベルト長さ方向に対する曲げ剛性が高められること無く、ベルト幅方向の剛性が高められ、結果として、高負荷伝動用途においても優れた耐久性を得ることができる。しかも、プーリ接触部たる内側ゴム層には短繊維が含まれていないので、その表面の摩擦係数が低減されることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、実施形態にかかる平ベルトＢを示す。この平ベルトＢは、高負荷伝動用途に好適に用いられるものであり、具体的用途としては、例えば、送風機やコンプレッサーや発電機の駆動伝達用途や搬送用途等が挙げられる。また、この平ベルトＢは、ＪＩＳ Ｋ６３２３に規定されているＡ型、Ｂ型、Ｃ型のＶベルトの用途にも用いることができる。さらに、自動車の補機駆動用途等のＶリブドベルト等の摩擦伝動ベルト用途にも用いることができる。この平ベルトＢは、例えば、ベルト周長６００〜３０００ｍｍ、ベルト幅１０〜２０ｍｍ及びベルト厚さ２〜３．５ｍｍに形成されている。
【００１７】
平ベルトＢは、ベルト中間層を構成する心線保持層１１と、ベルト内周側の内側ゴム層１２と、ベルト外周側の外側ゴム層１３と、を備えた３層積層構造に構成されている。また、心線保持層１１には、ベルト長さ方向に延びると共にベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように心線１４が埋設されている。
【００１８】
心線保持層１１は、断面横長矩形の帯状に構成され、例えば、厚さ０．３〜１．０ｍｍに形成されている。心線保持層１１は、ベースゴムに配合剤が配合されて混練された未加硫ゴム組成物が加熱及び加圧されて架橋剤により架橋したゴム組成物で形成されている。
【００１９】
心線保持層１１を形成するゴム組成物のベースゴムとしては、例えば、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）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）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等が挙げられる。これらのうち、ゴムの耐熱性の点から、ベースゴムはエチレン−α−オレフィンエラストマー又は水素添加ニトリルゴムであることが好ましい。
【００２０】
心線保持層１１を形成するゴム組成物に配合される配合剤としては、例えば、架橋剤、架橋助剤、加硫促進剤、老化防止剤、補強剤、充填剤、増強剤、可塑剤、加工助剤、安定剤、着色剤等が挙げられる。なお、各配合剤については、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。
【００２１】
架橋剤としては、例えば、有機過酸化物、硫黄等が挙げられる。
【００２２】
有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド類、ｔ−ブチルパーオキシアセテート等のパーオキシエステル類、ジシクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類等が挙げられる。有機過酸化物の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して０．５〜３０質量部であることが好ましく、１〜１５質量部であることがより好ましい。架橋剤として有機過酸化物を用いる場合、さらに、架橋助剤が配合されていてもよい。架橋助剤としては、例えば、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）等が挙げられる。架橋助剤については、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。
【００２３】
硫黄の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して０．２〜３．５質量部であることが好ましく、１〜３質量部であることがより好ましい。架橋剤として硫黄を用いる場合、さらに、架橋促進剤を配合されていてもよい。架橋促進剤としては、例えば、Ｎ−オキシジエチレンベンゾチアゾール−２−スルフェンアミド（ＯＢＳ）等が挙げられる。架橋促進剤については、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。
【００２４】
老化防止剤としては、例えば、アミン系老化防止剤、フェノール系老化防止剤等が挙げられる。老化防止剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して０．１〜５質量部であることが好ましく、０．５〜３質量部であることがより好ましい。
【００２５】
補強剤としては、例えば、ファーネスブラックやサーマルブラック等のカーボンブラック等が挙げられる。補強剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して２０〜１００質量部であることが好ましく、４０〜８０質量部であることがより好ましい。
【００２６】
充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、タルク、珪藻土等が挙げられる。充填剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して５〜５０質量部であることが好ましく、５〜３０質量部であることがより好ましい。
【００２７】
増強剤としては、シリカ等が挙げられる。増強剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して５〜８０質量部であることが好ましく、５〜６０質量部であることがより好ましい。
【００２８】
可塑剤としては、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）やジオクチルフタレート（ＤＯＰ）等のジアルキルフタレート、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）等のジアルキルアジペート、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）等のジアルキルセバケート等が挙げられる。可塑剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して０．１〜４０質量部であることが好ましく、０．１〜２０質量部であることがより好ましい。
【００２９】
加工助剤としては、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族系オイル等が挙げられる。加工助剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して０．１〜４０質量部であることが好ましく、０．１〜２０質量部であることがより好ましい。
【００３０】
心線保持層１１を形成するゴム組成物にはベルト幅方向に配向するように分散して配された短繊維１５が含まれている。
【００３１】
短繊維１５としては、例えば、ナイロン６短繊維、ナイロン６６短繊維、ポリエステル短繊維、綿短繊維、アラミド短繊維等が挙げられる。短繊維１５については、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。
【００３２】
短繊維１５の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して１〜２０質量部であり、１〜１０質量部であることがより好ましい。
【００３３】
短繊維１５の繊維長は、０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．５〜３ｍｍであることがより好ましい。
【００３４】
短繊維１５の引張弾性率は、１〜８００ＣＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、２０〜６００ＣＮ／ｄｔｅｘであることがより好ましい。なお、この引張弾性率は、カット前のフィラメント糸について、ＪＩＳ Ｌ １０１３に準じて測定することができる。
【００３５】
短繊維１５には、表面にいわゆる接着処理が施されていても、また、施されていなくても、いずれでもよい。かかる接着処理としては、例えば、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液（以下「ＲＦＬ水溶液」という。）等に浸漬した後に加熱する処理やゴム糊に浸漬した後に乾燥させる処理等が挙げられる。
【００３６】
内側ゴム層１２は、断面横長矩形の帯状に構成され、例えば、厚さ０．５〜１．５ｍｍに形成されている。内側ゴム層１２は、ベースゴムに配合剤が配合されて混練された未加硫ゴム組成物が加熱及び加圧されて架橋剤により架橋したゴム組成物で形成されている。この内側ゴム層１２がプーリ接触部を構成している。
【００３７】
内側ゴム層１２を形成するゴム組成物のベースゴムとしては、上記心線保持層１１を形成するものと同一のものが挙げられる。
【００３８】
内側ゴム層１２を形成するゴム組成物に配合される配合剤としては、上記心線保持層１１を形成するものと同一のものが挙げられる。
【００３９】
内側ゴム層１２を形成するゴム組成物には、短繊維１５が含まれていない。
【００４０】
外側ゴム層１３は、断面横長矩形の帯状に構成され、例えば、厚さ０．５〜１．５ｍｍに形成されている。外側ゴム層１３は、ベースゴムに配合剤が配合されて混練された未加硫ゴム組成物が加熱及び加圧されて架橋剤により架橋したゴム組成物で形成されている。この外側ゴム層１３がベルト背面部を構成している。
【００４１】
外側ゴム層１３を形成するゴム組成物のベースゴムとしては、上記心線保持層１１を形成するものと同一のものが挙げられる。
【００４２】
外側ゴム層１３を形成するゴム組成物に配合される配合剤としては、上記心線保持層１１を形成するものと同一のものが挙げられる。
【００４３】
外側ゴム層１３を形成するゴム組成物には、短繊維が含まれていても、また、短繊維が含まれていなくても、いずれでもよい。
【００４４】
外側ゴム層１３を形成するゴム組成物に短繊維が含まれている場合、繊維種としては、心線保持層１１に含まれたものと同一のものが挙げられる。短繊維の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して１〜２０質量部であることが好ましく、１〜１０質量部であることがより好ましい。短繊維の繊維長は、０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．５〜３ｍｍであることがより好ましい。短繊維の引張弾性率は、１〜８００ＣＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、２０〜６００ＣＮ／ｄｔｅｘであることがより好ましい。短繊維は、ベルト幅方向、ベルト長さ方向、及びベルト厚さ方向のいずれに配向するように設けられていてもよく、また、無配向に設けられていてもよい。短繊維には、表面にいわゆる接着処理が施されていても、また、施されていなくても、いずれでもよい。
【００４５】
心線保持層１１、内側ゴム層１２及び外側ゴム層１３は、ベースゴムが同一種であっても、また、相互に異なっていても、いずれでもよい。
【００４６】
心線１４は、例えば、ポリエチレンテレフタラート繊維（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）等のポリエステル繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維等の撚り糸で構成されている。心線１４は、例えば、外径が０．１〜２．０ｍｍに形成されている。心線１４の心線保持層１１における埋設位置は、ベルト厚さ方向の中央であっても、また、ベルト厚さ方向の内側ゴム層１２に近い側であっても、さらに、ベルト厚さ方向の外ゴム層１３に近い側であっても、いずれでもよい。
【００４７】
心線１４は、心線保持層１１に対する接着性付与のために、成型加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理及び／又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理が施されたものであることが好ましい。
【００４８】
以上の構成の平ベルトＢによれば、心線保持層１１はベルト幅方向に配向した短繊維１５を含むので、ベルト走行時の摩擦熱による心線保持層１１のベルト幅方向の収縮変形が抑制されることとなり、それによって心線１５が均一に負荷分担し、また、ベルト長さ方向に対する曲げ剛性が高められることなく、ベルト幅方向の剛性が高められ、結果として、小径プーリに巻き掛けられる用途においても、また、高負荷伝動用途においても、高い走行安定性及び優れた耐久性を得ることができる。しかも、プーリ接触部たる内側ゴム層１２には短繊維が含まれていないので、その表面の摩擦係数が低減されることがない。
【００４９】
次に、上記平ベルトＢの製造方法を図２に基づいて説明する。
【００５０】
平ベルトＢの製造では、円筒形金型と、ゴムスリーブ（いずれも図示せず）を用いる。
【００５１】
まず、円筒形金型の外周に、外側ゴム層１３を形成するための未加硫ゴムシート１３’を巻き付けた後、その上に、心線保持層１１の外周部分を形成するためのシート面内で一方向に配向した短繊維１５を含む未加硫ゴムシート１１ａ’を巻き付ける。このとき、短繊維１５の配向方向を円筒状金型の軸方向に一致させる。
【００５２】
次いで、その上に、心線１４となる撚り糸１４’を螺旋状に巻き付けた後、その上に、心線保持層１１の内周部分を形成するためのシート面内で一方向に配向した短繊維１５を含む未加硫ゴムシート１１ｂ’を巻き付ける。このとき、短繊維１５の配向方向を円筒状金型の周方向に一致させる。また、さらにその上に、内側ゴム層１２を形成するための未架橋ゴムシート１２’を巻き付ける。
【００５３】
しかる後、円筒状金型の成形体にゴムスリーブを被せてそれを成形釜にセットし、円筒状金型を高熱の水蒸気などにより加熱すると共に、高圧をかけてゴムスリーブを半径方向内方に押圧する。このとき、未加硫ゴム組成物が流動すると共に架橋反応が進行し、加えて、撚り糸１４’のゴムへの接着反応も進行し、これによって筒状のベルトスラブが形成される。
【００５４】
続いて、成型釜から円筒状金型を取り出した後、円筒状金型上に形成されたベルトスラブを脱型する。
【００５５】
最後に、ベルトスラブの外周面及び内周面を研磨することにより内側及び外側の厚さを均一化させた後に所定幅に幅切りし、それぞれの表裏を反対にすることにより、平ベルトＢを得る。
【００５６】
なお、本実施形態では、心線保持層１１，内側ゴム層１２及び外側ゴム層１３の３層構造の平ベルトＢとしたが、特にこれに限定されるものではなく、本実施形態の心線保持層１１及び内側ゴム層１２と同様の構成を有するものであれば、２層構造のものであっても、また、４層以上の構造のものであってもよい。
【実施例】
【００５７】
平ベルトについて行った評価試験について説明する。
【００５８】
（ゴム組成物の構成）
＜心線保持層用のゴム組成物＞
心線保持層用のゴム組成物として、以下のゴム組成物１〜１４を混練調整した。詳細は表１にも示す。
【００５９】
−ゴム組成物１−
ベースゴムであるＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマーゴム）（The Dow Chemical Company製 商品名：Ｎｏｒｄｅｌ ＩＰ ４６４０）と、このベースゴム１００質量部に対して、カーボンブラックＦＥＦ（東海カーボン社製 商品名：シーストＳＯ）７０質量部、パラフィン系オイル（日本サン石油製 商品名：サンパー２２８０）１０質量部、ステアリン酸（新日本理化社製 商品名：ステアリン酸５０S）１質量部、酸化亜鉛（堺化学工業社製 商品名：酸化亜鉛３種）５質量部、架橋助剤（精工化学社製 商品名：ハイクロスM）２質量部及び有機過酸化物（日本油脂社製 商品名：パークミルD）５質量部からなる配合剤と、ベースゴム１００質量部に対してパラアラミド短繊維（帝人製 商品名：テクノーラカットファイバーＣＦＨ３０５０、繊維長３ｍｍ）１０質量部と、からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物１とした。
【００６０】
このゴム組成物１をロールで圧延して未加硫ゴムシートとしたものを、１６０℃で３０分間プレス架橋することによりシート状の架橋ゴム組成物とし、この架橋ゴム組成物について、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準じタイプＡデュロメータを用いてデュロメータ硬さ試験を行ったところ、硬度は８８であった。
【００６１】
−ゴム組成物２−
パラアラミド短繊維の配合量を１質量部としたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物２とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８１であった。
【００６２】
−ゴム組成物３−
パラアラミド短繊維の配合量を２質量部としたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物３とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８２であった。
【００６３】
−ゴム組成物４−
パラアラミド短繊維の配合量を５質量部としたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物４とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８４であった。
【００６４】
−ゴム組成物５−
パラアラミド短繊維の配合量を２０質量部としたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物５とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ９４であった。
【００６５】
−ゴム組成物６−
パラアラミド短繊維の代わりにメタアラミド短繊維（帝人製 商品名：コーネックスカットファイバーＣＦＡ３０００、繊維長３ｍｍ）１０質量部を配合したことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物６とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８６であった。
【００６６】
−ゴム組成物７−
パラアラミド短繊維の代わりにビニロン短繊維（ユニチカ製 商品名：ＣＦＶ３０１０、繊維長３ｍｍ）１０質量部を配合したことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物７とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８５であった。
【００６７】
−ゴム組成物８−
パラアラミド短繊維の代わりに綿短繊維（橋本株式会社製 商品名：デニムチッパー５、繊維長５ｍｍ）１０質量部を配合したことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物８とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８２であった。
【００６８】
−ゴム組成物９−
パラアラミド短繊維の代わりにナイロン短繊維（旭化成社製 商品名：ナイロン６，６、繊維長３ｍｍ）１０質量部を配合したことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物９とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８４であった。
【００６９】
−ゴム組成物１０−
ベースゴムとしてＥＰＤＭの代わりにＥＢＭ（エチレンブテンモノマーゴム）（The Dow Chemical Company製 商品名：Ｅｎｇａｇｅ ＥＮＲ７３８０）を用いたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物１０とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ９０であった。
【００７０】
−ゴム組成物１１−
ベースゴムとしてＥＰＤＭの代わりにＥＯＭ（エチレンオクテンモノマーゴム）（The Dow Chemical Company製 商品名：Ｅｎｇａｇｅ ８１８０）を用いたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物１１とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ９２であった。
【００７１】
−ゴム組成物１２−
ベースゴムとしてＥＰＤＭの代わりにＨ−ＮＢＲ（水素添加ニトリルゴム）（日本ゼオン製 商品名：Ｚｅｔｐｏｌ ２０１０Ｈ）を用いたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物１２とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８６であった。
【００７２】
−ゴム組成物１３−
パラアラミド短繊維を配合しないことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物１３とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ７９であった。
【００７３】
−ゴム組成物１４−
パラアラミド短繊維の配合量を２５質量部としたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物１４とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ９６であった。
【００７４】
＜内側及び外側ゴム層用のゴム組成物＞
内側ゴム層及び外側ゴム層用のゴムとして、以下のゴム組成物１５〜１６を混練調整した。詳細は表１に示す。
【００７５】
−ゴム組成物１５−
内側及び外側ゴム層用のゴム組成物１５として、パラアラミド短繊維を配合しないことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練した。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ７９であった。なお、このゴム組成物１５は、心線保持層用の上記ゴム組成物１３と同一構成である。
【００７６】
−ゴム組成物１６−
内側及び外側ゴム層用のゴム組成物１６として、パラアラミド短繊維の配合量を１５質量部としたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練した。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ９０であった。
【００７７】
【表１】
【００７８】
（試験評価用の平ベルト）
以下の実施例１〜１２及び比較例１〜４のそれぞれの平ベルトを作製した。各構成は表２にも示す。
【００７９】
＜実施例１＞
ゴム組成物１で心線保持層を形成し且つゴム組成物１５で内側ゴム層及び外側ゴム層を形成した平ベルトを作製し、これを実施例１とした。
【００８０】
なお、心線保持層は、短繊維がベルト幅方向に配向するように形成した。また、心線をアラミド繊維（１１００ｄｔｅｘ）の撚り糸で構成し、ベルト周長を１１００ｍｍ、ベルト幅を１５ｍｍ及びベルト厚さを２．６ｍｍとした。
【００８１】
＜実施例２＞
ゴム組成物２で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例２とした。
【００８２】
＜実施例３＞
ゴム組成物３で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例３とした。
【００８３】
＜実施例４＞
ゴム組成物４で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例４とした。
【００８４】
＜実施例５＞
ゴム組成物５で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例５とした。
【００８５】
＜実施例６＞
ゴム組成物６で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例６とした。
【００８６】
＜実施例７＞
ゴム組成物７で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例７とした。
【００８７】
＜実施例８＞
ゴム組成物８で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例８とした。
【００８８】
＜実施例９＞
ゴム組成物９で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例９とした。
【００８９】
＜実施例１０＞
ゴム組成物１０で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例１０とした。
【００９０】
＜実施例１１＞
ゴム組成物１１で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例１１とした。
【００９１】
＜実施例１２＞
ゴム組成物１２で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例１２とした。
【００９２】
＜比較例１＞
ゴム組成物１３で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例１とした。これは、心線保持層、内側ゴム層及び外側ゴム層の全体が同一ゴム組成物で形成されたものである。
【００９３】
＜比較例２＞
心線保持層の短繊維の配向方向をベルト長さ方向としたことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例２とした。
【００９４】
＜比較例３＞
ゴム組成物１４で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例３とした。
【００９５】
＜比較例４＞
ゴム組成物１５で内側ゴム層及び外側ゴム層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例４とした。
【００９６】
内側ゴム層及び外側ゴム層は、短繊維がベルト幅方向に配向するように形成した。
【００９７】
（試験評価方法）
図３は、試験評価に用いたベルト走行試験機３０のプーリレイアウトを示す。
【００９８】
このベルト走行試験機３０は、上下に配設されたプーリ径１２０ミリの大径の平プーリ（上側が従動プーリ、下側が駆動プーリ）３１，３２と、それらの上下方向中間の右方に配されたプーリ径７５ミリの小径の平プーリ３３と、からなる。小径の平プーリ３３は、ベルト内側にベルト巻き付け角度が９０度となるように、それぞれ位置付けられている。
【００９９】
実施例１〜１２及び比較例１〜４のそれぞれについて、３つの平プーリ３１，３２，３３に巻き掛けると共に、３９２Ｎのデッドウェイトが負荷されるように小径の平プーリ３３を側方に引っ張り、雰囲気温度１２０℃の下で、駆動プーリである下側の平プーリ３２を回転数４９００ｒｐｍで時計回りに回転させ、ベルト走行不可となるまでの時間をベルト耐久走行時間として測定した。
【０１００】
そして、比較例１のベルト耐久走行時間に対する走行時間の割合をベルト耐久性の指標とした。また、ベルト走行不可となった故障原因を観察した。
【０１０１】
（試験評価結果）
表２は、実施例１〜１２及び比較例１〜４の試験評価の結果を表す。また、短繊維の含有量のみが異なる実施例１〜５、比較例１及び比較例３の結果を、別途まとめて表３に示す。
【０１０２】
【表２】
【０１０３】
【表３】
【０１０４】
表２によれば、短繊維を含むゴム組成物で心線保持層が形成された実施例１〜１２と、短繊維を含まないゴム組成物で心線保持層が形成された比較例１とを比較すると、前者の方が後者よりも耐久性が優れることが分かる。
【０１０５】
ベルト幅方向に配向するように分散して配された短繊維を含むゴム組成物で心線保持層が形成された実施例１と、ベルト長さ方向に配向するように分散して配された短繊維を含むゴム組成物で心線保持層が形成された比較例２とを比較すると、前者の方が後者よりも耐久性が優れることが分かる。
【０１０６】
短繊維のベースゴム１００質量部に対する含有量が１〜２０質量部であるゴム組成物で心線保持層が形成された実施例１〜１２と、短繊維のベースゴム１００質量部に対する含有量が２５質量部であるゴム組成物で心線保持層が形成された比較例３とを比較すると、前者の方が後者より耐久性が優れることが分かる。
【０１０７】
短繊維を含まないゴム組成物で内側及び外側ゴム層が形成された実施例１と、短繊維を含むゴム組成物で内側及び外側ゴム層が形成された比較例４とを比較すると、前者の方が後者よりも耐久性が優れることが分かる。
【０１０８】
従って、心線保持層が、短繊維をベースゴム１００質量部に対して１〜２０質量部含有し、その配向方向がベルト幅方向であるゴム組成物で形成され、且つ、内側ゴム層及び外側ゴム層が、短繊維を含まないゴム組成物で形成されることにより、優れた耐久性を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
以上説明したように、本発明は、平ベルトについて有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】実施形態にかかる平ベルトの構成を示す斜視図である。
【図２】平ベルトの製造方法を示す説明図である。
【図３】ベルト試験走行機のプーリレイアウトを示す図である。
【符号の説明】
【０１１１】
Ｂ 平ベルト
１１ 心線保持層
１２ 内側ゴム層
１３ 外側ゴム層
１４ 心線
１５ 短繊維
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト長さ方向に延びると共にベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線が埋設された心線保持層とそのベルト内周側に設けられたプーリ接触部たる内側ゴム層とを有する平ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
伝動ベルトの耐久性の向上を目的として、心線が埋設された心線保持層とその内側或いは外側のゴム層とを弾性率の互いに異なるゴム組成物で形成することが行われている。
【０００３】
特許文献１には、心線保持層の外側には心線保持層よりも弾性率の高いゴム層を設ける一方、心線保持層の内側には心線保持層よりも弾性率の低いゴム層を設けたＶベルトが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、心線保持層がベルト厚さ方向に配向した短繊維が分散して配されたゴム組成物で形成され、その内側の歯ゴム層が短繊維を含まないゴム組成物で形成された歯付ベルトが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、心線保持層とそのベルト内周側に設けられたプーリ接触部たる内側ゴム層との間に、短繊維混合ゴム層が設けられた平ベルトが開示されている。
【０００６】
特許文献４には、熱可塑性樹脂の心線保持層とその両側の表面層のそれぞれとの間に、補強布が設けられた平ベルトが開示されている。
【特許文献１】特開昭６１−２８６６３７号公報
【特許文献２】特開２００５−１８０４８６号公報
【特許文献３】実公平６−４７１５５号公報
【特許文献４】特開２００１−１５３１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
平ベルトは、Ｖベルトのようにプーリに対するくさび効果を発現せず、プーリとの間の摩擦のみにより走行するものであるため、蛇行しやすく走行安定性が低い。そのため、平ベルト用のプーリとしては、両側にフランジが設けられたものや中心部から端部にいくに従って小径に形成されたクラウン形状のものが用いられ、それによって平ベルトの蛇行を抑制している。このような事情から、平ベルトは、主として低負荷の搬送用途や伝動用途等に用いられてきた。
【０００８】
ところで、近年、平ベルトの蛇行を制御することができるプーリが技術開発されており、それによって平ベルトの高負荷伝動用途への適用が期待されている。
【０００９】
しかしながら、従来の平ベルトをそのまま高負荷伝動用途に適用したのでは、耐久性の面で問題がある。
【００１０】
本発明は、高負荷伝動用途においても優れた耐久性を発現する平ベルト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】
【００１１】
上記の目的を達成する本発明の平ベルトは、ベルト長さ方向に延びると共にベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線が埋設された心線保持層と、該心線保持層のベルト内周側に設けられたプーリ接触部たる内側ゴム層と、を有するものであって、
上記心線保持層は、ベースゴム１００質量部に対する含有量が１〜２０質量部であり且つベルト幅方向に配向するように分散して配された短繊維を含むゴム組成物で形成されている一方、
上記内側ゴム層は、短繊維を含まないゴム組成物で形成されることを特徴とする。
【００１２】
本発明の平ベルトは、上記心線保持層を形成するゴム組成物のベースゴムがエチレン−α−オレフィンエラストマー又は水素添加ニトリルゴムであってもよい。
【００１３】
本発明の平ベルトは、送風機、コンプレッサー若しくは発電機の駆動伝達用途又は搬送用途に好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、心線保持層がベルト幅方向に配向した短繊維を含むので、ベルト走行時の摩擦熱による心線保持層のベルト幅方向の収縮変形が抑制されることとなり、それによって心線が均一に負荷分担し、また、ベルト長さ方向に対する曲げ剛性が高められること無く、ベルト幅方向の剛性が高められ、結果として、高負荷伝動用途においても優れた耐久性を得ることができる。しかも、プーリ接触部たる内側ゴム層には短繊維が含まれていないので、その表面の摩擦係数が低減されることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、実施形態にかかる平ベルトＢを示す。この平ベルトＢは、高負荷伝動用途に好適に用いられるものであり、具体的用途としては、例えば、送風機やコンプレッサーや発電機の駆動伝達用途や搬送用途等が挙げられる。また、この平ベルトＢは、ＪＩＳ Ｋ６３２３に規定されているＡ型、Ｂ型、Ｃ型のＶベルトの用途にも用いることができる。さらに、自動車の補機駆動用途等のＶリブドベルト等の摩擦伝動ベルト用途にも用いることができる。この平ベルトＢは、例えば、ベルト周長６００〜３０００ｍｍ、ベルト幅１０〜２０ｍｍ及びベルト厚さ２〜３．５ｍｍに形成されている。
【００１７】
平ベルトＢは、ベルト中間層を構成する心線保持層１１と、ベルト内周側の内側ゴム層１２と、ベルト外周側の外側ゴム層１３と、を備えた３層積層構造に構成されている。また、心線保持層１１には、ベルト長さ方向に延びると共にベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように心線１４が埋設されている。
【００１８】
心線保持層１１は、断面横長矩形の帯状に構成され、例えば、厚さ０．３〜１．０ｍｍに形成されている。心線保持層１１は、ベースゴムに配合剤が配合されて混練された未加硫ゴム組成物が加熱及び加圧されて架橋剤により架橋したゴム組成物で形成されている。
【００１９】
心線保持層１１を形成するゴム組成物のベースゴムとしては、例えば、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）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）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等が挙げられる。これらのうち、ゴムの耐熱性の点から、ベースゴムはエチレン−α−オレフィンエラストマー又は水素添加ニトリルゴムであることが好ましい。
【００２０】
心線保持層１１を形成するゴム組成物に配合される配合剤としては、例えば、架橋剤、架橋助剤、加硫促進剤、老化防止剤、補強剤、充填剤、増強剤、可塑剤、加工助剤、安定剤、着色剤等が挙げられる。なお、各配合剤については、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。
【００２１】
架橋剤としては、例えば、有機過酸化物、硫黄等が挙げられる。
【００２２】
有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド類、ｔ−ブチルパーオキシアセテート等のパーオキシエステル類、ジシクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類等が挙げられる。有機過酸化物の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して０．５〜３０質量部であることが好ましく、１〜１５質量部であることがより好ましい。架橋剤として有機過酸化物を用いる場合、さらに、架橋助剤が配合されていてもよい。架橋助剤としては、例えば、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）等が挙げられる。架橋助剤については、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。
【００２３】
硫黄の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して０．２〜３．５質量部であることが好ましく、１〜３質量部であることがより好ましい。架橋剤として硫黄を用いる場合、さらに、架橋促進剤を配合されていてもよい。架橋促進剤としては、例えば、Ｎ−オキシジエチレンベンゾチアゾール−２−スルフェンアミド（ＯＢＳ）等が挙げられる。架橋促進剤については、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。
【００２４】
老化防止剤としては、例えば、アミン系老化防止剤、フェノール系老化防止剤等が挙げられる。老化防止剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して０．１〜５質量部であることが好ましく、０．５〜３質量部であることがより好ましい。
【００２５】
補強剤としては、例えば、ファーネスブラックやサーマルブラック等のカーボンブラック等が挙げられる。補強剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して２０〜１００質量部であることが好ましく、４０〜８０質量部であることがより好ましい。
【００２６】
充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、タルク、珪藻土等が挙げられる。充填剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して５〜５０質量部であることが好ましく、５〜３０質量部であることがより好ましい。
【００２７】
増強剤としては、シリカ等が挙げられる。増強剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して５〜８０質量部であることが好ましく、５〜６０質量部であることがより好ましい。
【００２８】
可塑剤としては、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）やジオクチルフタレート（ＤＯＰ）等のジアルキルフタレート、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）等のジアルキルアジペート、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）等のジアルキルセバケート等が挙げられる。可塑剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して０．１〜４０質量部であることが好ましく、０．１〜２０質量部であることがより好ましい。
【００２９】
加工助剤としては、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族系オイル等が挙げられる。加工助剤の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して０．１〜４０質量部であることが好ましく、０．１〜２０質量部であることがより好ましい。
【００３０】
心線保持層１１を形成するゴム組成物にはベルト幅方向に配向するように分散して配された短繊維１５が含まれている。
【００３１】
短繊維１５としては、例えば、ナイロン６短繊維、ナイロン６６短繊維、ポリエステル短繊維、綿短繊維、アラミド短繊維等が挙げられる。短繊維１５については、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。
【００３２】
短繊維１５の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して１〜２０質量部であり、１〜１０質量部であることがより好ましい。
【００３３】
短繊維１５の繊維長は、０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．５〜３ｍｍであることがより好ましい。
【００３４】
短繊維１５の引張弾性率は、１〜８００ＣＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、２０〜６００ＣＮ／ｄｔｅｘであることがより好ましい。なお、この引張弾性率は、カット前のフィラメント糸について、ＪＩＳ Ｌ １０１３に準じて測定することができる。
【００３５】
短繊維１５には、表面にいわゆる接着処理が施されていても、また、施されていなくても、いずれでもよい。かかる接着処理としては、例えば、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス水溶液（以下「ＲＦＬ水溶液」という。）等に浸漬した後に加熱する処理やゴム糊に浸漬した後に乾燥させる処理等が挙げられる。
【００３６】
内側ゴム層１２は、断面横長矩形の帯状に構成され、例えば、厚さ０．５〜１．５ｍｍに形成されている。内側ゴム層１２は、ベースゴムに配合剤が配合されて混練された未加硫ゴム組成物が加熱及び加圧されて架橋剤により架橋したゴム組成物で形成されている。この内側ゴム層１２がプーリ接触部を構成している。
【００３７】
内側ゴム層１２を形成するゴム組成物のベースゴムとしては、上記心線保持層１１を形成するものと同一のものが挙げられる。
【００３８】
内側ゴム層１２を形成するゴム組成物に配合される配合剤としては、上記心線保持層１１を形成するものと同一のものが挙げられる。
【００３９】
内側ゴム層１２を形成するゴム組成物には、短繊維１５が含まれていない。
【００４０】
外側ゴム層１３は、断面横長矩形の帯状に構成され、例えば、厚さ０．５〜１．５ｍｍに形成されている。外側ゴム層１３は、ベースゴムに配合剤が配合されて混練された未加硫ゴム組成物が加熱及び加圧されて架橋剤により架橋したゴム組成物で形成されている。この外側ゴム層１３がベルト背面部を構成している。
【００４１】
外側ゴム層１３を形成するゴム組成物のベースゴムとしては、上記心線保持層１１を形成するものと同一のものが挙げられる。
【００４２】
外側ゴム層１３を形成するゴム組成物に配合される配合剤としては、上記心線保持層１１を形成するものと同一のものが挙げられる。
【００４３】
外側ゴム層１３を形成するゴム組成物には、短繊維が含まれていても、また、短繊維が含まれていなくても、いずれでもよい。
【００４４】
外側ゴム層１３を形成するゴム組成物に短繊維が含まれている場合、繊維種としては、心線保持層１１に含まれたものと同一のものが挙げられる。短繊維の含有量は、ベースゴム１００質量部に対して１〜２０質量部であることが好ましく、１〜１０質量部であることがより好ましい。短繊維の繊維長は、０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．５〜３ｍｍであることがより好ましい。短繊維の引張弾性率は、１〜８００ＣＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、２０〜６００ＣＮ／ｄｔｅｘであることがより好ましい。短繊維は、ベルト幅方向、ベルト長さ方向、及びベルト厚さ方向のいずれに配向するように設けられていてもよく、また、無配向に設けられていてもよい。短繊維には、表面にいわゆる接着処理が施されていても、また、施されていなくても、いずれでもよい。
【００４５】
心線保持層１１、内側ゴム層１２及び外側ゴム層１３は、ベースゴムが同一種であっても、また、相互に異なっていても、いずれでもよい。
【００４６】
心線１４は、例えば、ポリエチレンテレフタラート繊維（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）等のポリエステル繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維等の撚り糸で構成されている。心線１４は、例えば、外径が０．１〜２．０ｍｍに形成されている。心線１４の心線保持層１１における埋設位置は、ベルト厚さ方向の中央であっても、また、ベルト厚さ方向の内側ゴム層１２に近い側であっても、さらに、ベルト厚さ方向の外ゴム層１３に近い側であっても、いずれでもよい。
【００４７】
心線１４は、心線保持層１１に対する接着性付与のために、成型加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理及び／又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理が施されたものであることが好ましい。
【００４８】
以上の構成の平ベルトＢによれば、心線保持層１１はベルト幅方向に配向した短繊維１５を含むので、ベルト走行時の摩擦熱による心線保持層１１のベルト幅方向の収縮変形が抑制されることとなり、それによって心線１５が均一に負荷分担し、また、ベルト長さ方向に対する曲げ剛性が高められることなく、ベルト幅方向の剛性が高められ、結果として、小径プーリに巻き掛けられる用途においても、また、高負荷伝動用途においても、高い走行安定性及び優れた耐久性を得ることができる。しかも、プーリ接触部たる内側ゴム層１２には短繊維が含まれていないので、その表面の摩擦係数が低減されることがない。
【００４９】
次に、上記平ベルトＢの製造方法を図２に基づいて説明する。
【００５０】
平ベルトＢの製造では、円筒形金型と、ゴムスリーブ（いずれも図示せず）を用いる。
【００５１】
まず、円筒形金型の外周に、外側ゴム層１３を形成するための未加硫ゴムシート１３’を巻き付けた後、その上に、心線保持層１１の外周部分を形成するためのシート面内で一方向に配向した短繊維１５を含む未加硫ゴムシート１１ａ’を巻き付ける。このとき、短繊維１５の配向方向を円筒状金型の軸方向に一致させる。
【００５２】
次いで、その上に、心線１４となる撚り糸１４’を螺旋状に巻き付けた後、その上に、心線保持層１１の内周部分を形成するためのシート面内で一方向に配向した短繊維１５を含む未加硫ゴムシート１１ｂ’を巻き付ける。このとき、短繊維１５の配向方向を円筒状金型の周方向に一致させる。また、さらにその上に、内側ゴム層１２を形成するための未架橋ゴムシート１２’を巻き付ける。
【００５３】
しかる後、円筒状金型の成形体にゴムスリーブを被せてそれを成形釜にセットし、円筒状金型を高熱の水蒸気などにより加熱すると共に、高圧をかけてゴムスリーブを半径方向内方に押圧する。このとき、未加硫ゴム組成物が流動すると共に架橋反応が進行し、加えて、撚り糸１４’のゴムへの接着反応も進行し、これによって筒状のベルトスラブが形成される。
【００５４】
続いて、成型釜から円筒状金型を取り出した後、円筒状金型上に形成されたベルトスラブを脱型する。
【００５５】
最後に、ベルトスラブの外周面及び内周面を研磨することにより内側及び外側の厚さを均一化させた後に所定幅に幅切りし、それぞれの表裏を反対にすることにより、平ベルトＢを得る。
【００５６】
なお、本実施形態では、心線保持層１１，内側ゴム層１２及び外側ゴム層１３の３層構造の平ベルトＢとしたが、特にこれに限定されるものではなく、本実施形態の心線保持層１１及び内側ゴム層１２と同様の構成を有するものであれば、２層構造のものであっても、また、４層以上の構造のものであってもよい。
【実施例】
【００５７】
平ベルトについて行った評価試験について説明する。
【００５８】
（ゴム組成物の構成）
＜心線保持層用のゴム組成物＞
心線保持層用のゴム組成物として、以下のゴム組成物１〜１４を混練調整した。詳細は表１にも示す。
【００５９】
−ゴム組成物１−
ベースゴムであるＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマーゴム）（The Dow Chemical Company製 商品名：Ｎｏｒｄｅｌ ＩＰ ４６４０）と、このベースゴム１００質量部に対して、カーボンブラックＦＥＦ（東海カーボン社製 商品名：シーストＳＯ）７０質量部、パラフィン系オイル（日本サン石油製 商品名：サンパー２２８０）１０質量部、ステアリン酸（新日本理化社製 商品名：ステアリン酸５０S）１質量部、酸化亜鉛（堺化学工業社製 商品名：酸化亜鉛３種）５質量部、架橋助剤（精工化学社製 商品名：ハイクロスM）２質量部及び有機過酸化物（日本油脂社製 商品名：パークミルD）５質量部からなる配合剤と、ベースゴム１００質量部に対してパラアラミド短繊維（帝人製 商品名：テクノーラカットファイバーＣＦＨ３０５０、繊維長３ｍｍ）１０質量部と、からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物１とした。
【００６０】
このゴム組成物１をロールで圧延して未加硫ゴムシートとしたものを、１６０℃で３０分間プレス架橋することによりシート状の架橋ゴム組成物とし、この架橋ゴム組成物について、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準じタイプＡデュロメータを用いてデュロメータ硬さ試験を行ったところ、硬度は８８であった。
【００６１】
−ゴム組成物２−
パラアラミド短繊維の配合量を１質量部としたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物２とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８１であった。
【００６２】
−ゴム組成物３−
パラアラミド短繊維の配合量を２質量部としたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物３とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８２であった。
【００６３】
−ゴム組成物４−
パラアラミド短繊維の配合量を５質量部としたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物４とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８４であった。
【００６４】
−ゴム組成物５−
パラアラミド短繊維の配合量を２０質量部としたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物５とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ９４であった。
【００６５】
−ゴム組成物６−
パラアラミド短繊維の代わりにメタアラミド短繊維（帝人製 商品名：コーネックスカットファイバーＣＦＡ３０００、繊維長３ｍｍ）１０質量部を配合したことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物６とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８６であった。
【００６６】
−ゴム組成物７−
パラアラミド短繊維の代わりにビニロン短繊維（ユニチカ製 商品名：ＣＦＶ３０１０、繊維長３ｍｍ）１０質量部を配合したことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物７とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８５であった。
【００６７】
−ゴム組成物８−
パラアラミド短繊維の代わりに綿短繊維（橋本株式会社製 商品名：デニムチッパー５、繊維長５ｍｍ）１０質量部を配合したことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物８とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８２であった。
【００６８】
−ゴム組成物９−
パラアラミド短繊維の代わりにナイロン短繊維（旭化成社製 商品名：ナイロン６，６、繊維長３ｍｍ）１０質量部を配合したことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物９とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８４であった。
【００６９】
−ゴム組成物１０−
ベースゴムとしてＥＰＤＭの代わりにＥＢＭ（エチレンブテンモノマーゴム）（The Dow Chemical Company製 商品名：Ｅｎｇａｇｅ ＥＮＲ７３８０）を用いたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物１０とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ９０であった。
【００７０】
−ゴム組成物１１−
ベースゴムとしてＥＰＤＭの代わりにＥＯＭ（エチレンオクテンモノマーゴム）（The Dow Chemical Company製 商品名：Ｅｎｇａｇｅ ８１８０）を用いたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物１１とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ９２であった。
【００７１】
−ゴム組成物１２−
ベースゴムとしてＥＰＤＭの代わりにＨ−ＮＢＲ（水素添加ニトリルゴム）（日本ゼオン製 商品名：Ｚｅｔｐｏｌ ２０１０Ｈ）を用いたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物１２とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ８６であった。
【００７２】
−ゴム組成物１３−
パラアラミド短繊維を配合しないことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物１３とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ７９であった。
【００７３】
−ゴム組成物１４−
パラアラミド短繊維の配合量を２５質量部としたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練し、得られたゴム組成物をゴム組成物１４とした。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ９６であった。
【００７４】
＜内側及び外側ゴム層用のゴム組成物＞
内側ゴム層及び外側ゴム層用のゴムとして、以下のゴム組成物１５〜１６を混練調整した。詳細は表１に示す。
【００７５】
−ゴム組成物１５−
内側及び外側ゴム層用のゴム組成物１５として、パラアラミド短繊維を配合しないことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練した。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ７９であった。なお、このゴム組成物１５は、心線保持層用の上記ゴム組成物１３と同一構成である。
【００７６】
−ゴム組成物１６−
内側及び外側ゴム層用のゴム組成物１６として、パラアラミド短繊維の配合量を１５質量部としたことを除いてゴム組成物１と同一構成からなる混練材料を密閉式混練機に投入して混練した。ゴム組成物１と同様に硬度を測定したところ９０であった。
【００７７】
【表１】
【００７８】
（試験評価用の平ベルト）
以下の実施例１〜１２及び比較例１〜４のそれぞれの平ベルトを作製した。各構成は表２にも示す。
【００７９】
＜実施例１＞
ゴム組成物１で心線保持層を形成し且つゴム組成物１５で内側ゴム層及び外側ゴム層を形成した平ベルトを作製し、これを実施例１とした。
【００８０】
なお、心線保持層は、短繊維がベルト幅方向に配向するように形成した。また、心線をアラミド繊維（１１００ｄｔｅｘ）の撚り糸で構成し、ベルト周長を１１００ｍｍ、ベルト幅を１５ｍｍ及びベルト厚さを２．６ｍｍとした。
【００８１】
＜実施例２＞
ゴム組成物２で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例２とした。
【００８２】
＜実施例３＞
ゴム組成物３で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例３とした。
【００８３】
＜実施例４＞
ゴム組成物４で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例４とした。
【００８４】
＜実施例５＞
ゴム組成物５で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例５とした。
【００８５】
＜実施例６＞
ゴム組成物６で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例６とした。
【００８６】
＜実施例７＞
ゴム組成物７で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例７とした。
【００８７】
＜実施例８＞
ゴム組成物８で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例８とした。
【００８８】
＜実施例９＞
ゴム組成物９で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例９とした。
【００８９】
＜実施例１０＞
ゴム組成物１０で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例１０とした。
【００９０】
＜実施例１１＞
ゴム組成物１１で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例１１とした。
【００９１】
＜実施例１２＞
ゴム組成物１２で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例１２とした。
【００９２】
＜比較例１＞
ゴム組成物１３で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例１とした。これは、心線保持層、内側ゴム層及び外側ゴム層の全体が同一ゴム組成物で形成されたものである。
【００９３】
＜比較例２＞
心線保持層の短繊維の配向方向をベルト長さ方向としたことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例２とした。
【００９４】
＜比較例３＞
ゴム組成物１４で心線保持層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例３とした。
【００９５】
＜比較例４＞
ゴム組成物１５で内側ゴム層及び外側ゴム層を形成したことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例４とした。
【００９６】
内側ゴム層及び外側ゴム層は、短繊維がベルト幅方向に配向するように形成した。
【００９７】
（試験評価方法）
図３は、試験評価に用いたベルト走行試験機３０のプーリレイアウトを示す。
【００９８】
このベルト走行試験機３０は、上下に配設されたプーリ径１２０ミリの大径の平プーリ（上側が従動プーリ、下側が駆動プーリ）３１，３２と、それらの上下方向中間の右方に配されたプーリ径７５ミリの小径の平プーリ３３と、からなる。小径の平プーリ３３は、ベルト内側にベルト巻き付け角度が９０度となるように、それぞれ位置付けられている。
【００９９】
実施例１〜１２及び比較例１〜４のそれぞれについて、３つの平プーリ３１，３２，３３に巻き掛けると共に、３９２Ｎのデッドウェイトが負荷されるように小径の平プーリ３３を側方に引っ張り、雰囲気温度１２０℃の下で、駆動プーリである下側の平プーリ３２を回転数４９００ｒｐｍで時計回りに回転させ、ベルト走行不可となるまでの時間をベルト耐久走行時間として測定した。
【０１００】
そして、比較例１のベルト耐久走行時間に対する走行時間の割合をベルト耐久性の指標とした。また、ベルト走行不可となった故障原因を観察した。
【０１０１】
（試験評価結果）
表２は、実施例１〜１２及び比較例１〜４の試験評価の結果を表す。また、短繊維の含有量のみが異なる実施例１〜５、比較例１及び比較例３の結果を、別途まとめて表３に示す。
【０１０２】
【表２】
【０１０３】
【表３】
【０１０４】
表２によれば、短繊維を含むゴム組成物で心線保持層が形成された実施例１〜１２と、短繊維を含まないゴム組成物で心線保持層が形成された比較例１とを比較すると、前者の方が後者よりも耐久性が優れることが分かる。
【０１０５】
ベルト幅方向に配向するように分散して配された短繊維を含むゴム組成物で心線保持層が形成された実施例１と、ベルト長さ方向に配向するように分散して配された短繊維を含むゴム組成物で心線保持層が形成された比較例２とを比較すると、前者の方が後者よりも耐久性が優れることが分かる。
【０１０６】
短繊維のベースゴム１００質量部に対する含有量が１〜２０質量部であるゴム組成物で心線保持層が形成された実施例１〜１２と、短繊維のベースゴム１００質量部に対する含有量が２５質量部であるゴム組成物で心線保持層が形成された比較例３とを比較すると、前者の方が後者より耐久性が優れることが分かる。
【０１０７】
短繊維を含まないゴム組成物で内側及び外側ゴム層が形成された実施例１と、短繊維を含むゴム組成物で内側及び外側ゴム層が形成された比較例４とを比較すると、前者の方が後者よりも耐久性が優れることが分かる。
【０１０８】
従って、心線保持層が、短繊維をベースゴム１００質量部に対して１〜２０質量部含有し、その配向方向がベルト幅方向であるゴム組成物で形成され、且つ、内側ゴム層及び外側ゴム層が、短繊維を含まないゴム組成物で形成されることにより、優れた耐久性を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
以上説明したように、本発明は、平ベルトについて有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】実施形態にかかる平ベルトの構成を示す斜視図である。
【図２】平ベルトの製造方法を示す説明図である。
【図３】ベルト試験走行機のプーリレイアウトを示す図である。
【符号の説明】
【０１１１】
Ｂ 平ベルト
１１ 心線保持層
１２ 内側ゴム層
１３ 外側ゴム層
１４ 心線
１５ 短繊維
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト長さ方向に延びると共にベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線が埋設された心線保持層と、該心線保持層のベルト内周側に設けられたプーリ接触部たる内側ゴム層と、を有する平ベルトであって、
上記心線保持層は、ベースゴム１００質量部に対する含有量が１〜２０質量部であり且つベルト幅方向に配向するように分散して配された短繊維を含むゴム組成物で形成されている一方、
上記内側ゴム層は、短繊維を含まないゴム組成物で形成されることを特徴とする平ベルト。
【請求項２】
請求項１に記載された平ベルトにおいて、
上記心線保持層を形成するゴム組成物は、ベースゴムがエチレン−α−オレフィンエラストマー又は水素添加ニトリルゴムであることを特徴とする平ベルト。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された平ベルトにおいて、
送風機、コンプレッサー若しくは発電機の駆動伝達用途又は搬送用途に用いられることを特徴とする平ベルト。
【請求項１】
ベルト長さ方向に延びると共にベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線が埋設された心線保持層と、該心線保持層のベルト内周側に設けられたプーリ接触部たる内側ゴム層と、を有する平ベルトであって、
上記心線保持層は、ベースゴム１００質量部に対する含有量が１〜２０質量部であり且つベルト幅方向に配向するように分散して配された短繊維を含むゴム組成物で形成されている一方、
上記内側ゴム層は、短繊維を含まないゴム組成物で形成されることを特徴とする平ベルト。
【請求項２】
請求項１に記載された平ベルトにおいて、
上記心線保持層を形成するゴム組成物は、ベースゴムがエチレン−α−オレフィンエラストマー又は水素添加ニトリルゴムであることを特徴とする平ベルト。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された平ベルトにおいて、
送風機、コンプレッサー若しくは発電機の駆動伝達用途又は搬送用途に用いられることを特徴とする平ベルト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１１５２０７（Ｐ２００９−１１５２０７Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８８８０９（Ｐ２００７−２８８８０９）
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
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