摩擦伝動ベルト
【課題】エチレン・α−オレフィンエラストマーの加硫が過剰に促進されることを防いで、心線と心線支持層との接着性が経時劣化することを防止し、ポップアウト現象を抑制して長寿命を達成することができる摩擦伝動ベルトを提供する。
【解決手段】ベルト長手方向に沿って心線１を埋設した心線支持層２と、心線支持層２に積層される圧縮層３とを備えた摩擦伝動ベルトに関する。心線支持層２が、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、アミン系老化防止剤を０．７〜２．０質量部、加硫促進剤として、スルフェンアミド系加硫促進剤と、チウラム系加硫促進剤と、チアゾール系加硫促進剤をそれぞれ０．５〜１．０質量部含有するゴム組成物を硫黄加硫して形成されたものであることを特徴とする。
【解決手段】ベルト長手方向に沿って心線１を埋設した心線支持層２と、心線支持層２に積層される圧縮層３とを備えた摩擦伝動ベルトに関する。心線支持層２が、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、アミン系老化防止剤を０．７〜２．０質量部、加硫促進剤として、スルフェンアミド系加硫促進剤と、チウラム系加硫促進剤と、チアゾール系加硫促進剤をそれぞれ０．５〜１．０質量部含有するゴム組成物を硫黄加硫して形成されたものであることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝動に用いられる摩擦伝動ベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車用などに使用される摩擦伝動ベルトとしては、クロロプレンゴム、ＮＢＲ等のゴムが一般に使用されているが、自動車のエンジンルーム内で部品が密集して配置される傾向があり、それに起因してエンジンルーム内の雰囲気温度が上昇してきている。そしてこのような高温雰囲気では、これらのゴムでは硬化して劣化し易く、クラックが生じ易いという問題がある。
【０００３】
これに対して、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー等のエチレン・α−オレフィンエラストマーは、優れた耐熱性や耐寒性を発揮することが知られており、そこで高温雰囲気で使用される摩擦伝動ベルトをこのようなエチレン・α−オレフィンエラストマーで作製することが行なわれている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
一方、近年ではエンジンの小型化に起因する多軸にわたった複雑なレイアウトや伝達効率の向上を目的として小型プーリが使用されており、摩擦伝動ベルトに耐屈曲疲労性能の向上が要求されている。しかし、エチレン・α−オレフィンエラストマーは、クロロプレンゴムやＡＣＳＭ、ＮＢＲ等に比べてポリマー自体の物理的性質では耐引裂き抵抗力や耐屈曲亀裂性が劣っている。このため、小型プーリに使用する摩擦伝動ベルトにおいて、心線を埋設した心線支持層をエチレン・α−オレフィンエラストマーを配合したゴム組成物で形成すると、ベルト側端面から心線が飛び出す、いわゆる心線ポップアウトが発生するという問題が生じるものであった。
【０００５】
この心線ポップアウトの現象は、心線支持層を形成するエチレン・α−オレフィンエラストマーの物理的性質に起因する他に、心線支持層と心線との接着力の低下（心線支持層や心線の物理的な疲労、又は熱劣化による接着力低下）、更にはエチレン・α−オレフィンエラストマー自体のラジカル反応が活発であること、つまり加硫後においても加硫促進剤の反応が停止し難く、経時的に加硫が促進される傾向があることにも起因し、さらに未加硫状態で起こる現象であるが加硫促進剤がゴム表面付近に移行して、空気中の酸素で分解され、これによっても加硫が促進されることにも起因すると考えられる。すなわちこのようにエチレン・α−オレフィンエラストマーの加硫が経時的に過剰に促進されると、経時劣化により、エチレン・α−オレフィンエラストマーと心線との共架橋が損なわれて接着性が低下し、心線ポップアウト現象が生じ易くなるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３１４５２０号公報
【特許文献２】特開２００８−３０４０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、エチレン・α−オレフィンエラストマーの加硫が過剰に促進されることを防いで、心線と心線支持層との接着性が経時劣化することを防止し、ポップアウト現象を抑制して長寿命を達成することができる摩擦伝動ベルトを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る摩擦伝動ベルトは、ベルト長手方向に沿って心線１を埋設した心線支持層２と、心線支持層２に積層される圧縮層３とを備えた摩擦伝動ベルトにおいて、心線支持層２が、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、アミン系老化防止剤を０．７〜２．０質量部、加硫促進剤として、スルフェンアミド系加硫促進剤と、チウラム系加硫促進剤と、チアゾール系加硫促進剤をそれぞれ０．５〜１．０質量部含有するゴム組成物を硫黄加硫して形成されたものであることを特徴とするものである。
【０００９】
この発明によれば、老化防止剤としてアミン系老化防止剤を用い、またその配合量を適量に設定することによって、心線支持層２を形成するゴム組成物中の加硫促進剤の分解を未加硫時や加硫後を問わず抑制することができるものであり、また加硫促進剤として、スルフェンアミド系、チウラム系、チアゾール系のものを組み合わせると共にその配合量を制限することによって、過剰な加硫促進反応を抑制することができるものであり、心線１と心線支持層２との共架橋を継続して保持して、心線１と心線支持層２との接着性が経時劣化することを防止することができ、ポップアウト現象を抑制してベルトの長寿命を達成することができるものである。
【００１０】
また本発明において、上記ゴム組成物には、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、カーボンブラックを３０〜７０質量部、シリカを１０〜５０質量部含有することを特徴とするものである。
【００１１】
心線支持層２を形成するゴム組成物にこのようなカーボンブラックやシリカを配合することによって、心線支持層２の圧縮弾性率を高めることができ、ポップアウト現象をより効果的に抑制することができるものである。
【００１２】
また本発明において、上記心線支持層２は、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が７０〜８５であることを特徴とするものである。
【００１３】
心線支持層２の硬度がこの範囲であることによって、ポップアウト現象をより効果的に抑制することができるものである。
【００１４】
また本発明において、上記圧縮層３が、エチレン・α−オレフィンエラストマーを含有するゴム組成物からなることを特徴とするものである。
【００１５】
このように圧縮層３のゴムが心線支持層２と同種であることによって、心線支持層２と圧縮層３の層間密着性を高く得ることができるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、老化防止剤としてアミン系老化防止剤を用い、またその配合量を最適に規定するようにしているので、心線支持層２を形成するゴム組成物中の加硫促進剤の分解を抑制することができるものであり、また加硫促進剤として、スルフェンアミド系、チウラム系、チアゾール系のものを組み合わせると共にその配合量を制限するようにしているので、心線１と心線支持層２との接着力低下の原因となる加硫促進反応を抑制することができるものであり、この結果、心線１と心線支持層２との共架橋を継続して保持して、心線１と心線支持層２との接着性が経時劣化することを防ぐことができ、ポップアウト現象を抑制してベルトの長寿命を達成することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るＶリブドベルトの実施の形態の一例を示す一部破断した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は本発明の摩擦伝動ベルトの一例を示すものであり、心線１をベルト長手方向に沿って埋設した心線支持層２と、この心線支持層２の内周側に積層される圧縮層３と、心線支持層２の外周側の面に積層される伸張層４とからなるものである。摩擦伝動ベルトにはＶリブドベルト、Ｖベルト、平ベルトなどがあるが、図１の実施の形態では、圧縮層３にベルト長手方向に沿って断面略Ｖ字形の複数のリブ５を設けて、Ｖリブドベルトとして形成するようにしてある。
【００２０】
そして本発明では、心線支持層２を形成するゴム組成物として、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、アミン系老化防止剤を０．７〜２．０質量部、加硫促進剤として、スルフェンアミド系加硫促進剤と、チウラム系加硫促進剤と、チアゾール系加硫促進剤をそれぞれ０．５〜１．０質量部含有して調製されたものを用いるものである。
【００２１】
心線支持層２を形成するゴム組成物のゴム成分として、上記のようにエチレン・α−オレフィンエラストマーを用いるが、エチレン・α−オレフィンゴムとしては、エチレンとα−オレフィン（プロピレン、ブテン、ヘキセン、あるいはオクテンなど）の共重合体、あるいは、エチレンと上記α−オレフィンと非共役ジエンの共重合体などを用いることができる。このジエン成分としては、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネンなどの炭素原子数５〜１５の非共役ジエンが挙げられる。具体的にはＥＰＭやＥＰＤＭなどのゴムを代表例として挙げることができる。
【００２２】
心線支持層２を形成するゴム組成物の老化防止剤として、本発明では上記のようにアミン系老化防止剤を用いる。このアミン系老化防止剤としては、特に限定されるものではないが、オクチル化ジフェニルアミン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、アルキル化ジフェニルアミン、４，４’−(α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミンなどを挙げることでき、例えば、精工化学社製の「ノンフレックスＯＤ−３」、「オゾノン６Ｃ」、大内新興化学社製の「クラックＯＤＡ」、「ノクラックＣＤ」等が挙げられる。
【００２３】
アミン系老化防止剤の配合量は、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して０．７〜２．０質量部の範囲に設定されるものである。アミン系老化防止剤は、硬化促進剤の分解を抑制して過剰な架橋による接着破壊を防ぐことができるものであり、アミン系老化防止剤の配合量が０．７質量部未満であると、アミン系老化防止剤の配合によって加硫促進剤の分解を抑制する効果を十分に得ることができず、ポップアウト現象を十分に防ぐことができない。アミン系老化防止剤を２．０質量部を超えて配合しても、加硫促進剤の分解を抑制する効果に向上はみられないので、経済的に不利になる。
【００２４】
また加硫促進剤として本発明では、上記のようにスルフェンアミド系加硫促進剤と、チウラム系加硫促進剤と、チアゾール系加硫促進剤を併用し、これらを組み合わせて用いるものである。
【００２５】
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＢＳ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）、ＴＢＢＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなどのスルフェンアミド系化合物などが挙げられる。
【００２６】
チウラム系加硫促進剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＴＭＴＤ（テトラメチルチウラムジスルフィド）、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド、ジペンタメチレンチウラムヘキサスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ペンタメチレンチウラムテトラスルフィドなどのチウラム系化合物を使用することができる。
【００２７】
チアゾール系加硫促進剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＭＢＴ（２−メルカプトベンゾチアゾール）、ＭＢＴＳ（ジベンゾチアジルジスルフィド）、２−メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム塩、シクロヘキシルアミン塩、２−（２，４−ジニトロフェニル）メルカプトベンゾチアゾール、２−（２，６−ジエチル−４−モルホリノチオ）ベンゾチアゾールなどのチアゾール系化合物などを使用することができる。
【００２８】
このように加硫促進剤として、スルフェンアミド系と、チウラム系と、チアゾール系の各加硫促進剤を併用することによって、加硫状態では加硫促進剤のブルームを抑制して接着力を保持し、一方、加硫後においては未反応物を減らして過剰な加硫促進を抑制することができるものである。
【００２９】
これらスルフェンアミド系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤の配合量は、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、それぞれ０．５〜１．０質量部の範囲に設定されるものである。各加硫促進剤の配合量が１．０質量部を超えると、過剰な加硫促進で接着破壊が起こるおそれがあり、ポップアウト現象を抑制することが難しくなる。逆に各加硫促進剤の配合量が０．５質量部未満であると、加硫による架橋密度が不十分になり、ゴム物性を十分に得ることができなくなるおそれがある。
【００３０】
またこれらの加硫促進剤を合計した配合量の範囲は、特に限定されるものではないが、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、１．５〜３．０質量部の範囲が好ましい。
【００３１】
加硫促進剤としては、上記のスルフェンアミド系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤の他に、架橋度を上昇させるために、チオウレア系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、マレイミド系加硫促進剤などを配合することもできる。チオウレア系加硫促進剤としては、チアカルバミド、ジエチルチオ尿素、ジブチルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、ジオルトトリルチオ尿素などのチオ尿素化合物等を、グアニジン系加硫促進剤としては、ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、トリフェニルグアニジン等を挙げることができる。これらの加硫促進剤の配合量は、特に限定されるものではないが、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して０．５〜１．０質量部の範囲が好ましい。
【００３２】
心線支持層２を形成するゴム組成物には、上記の成分の他に、カーボンブラックやシリカを配合することができる。
【００３３】
カーボンブラックとしては、ヨウ素吸着量が７０〜１２５ｇ/ｋｇで、ＤＢＰ吸油量が８０〜１３５ｍｌ/１００ｇであるものが好ましく、特に限定されるものではないが、例えばＨＡＦ、ＭＡＦ、ＧＰＦ、ＩＳＡＦ、ＦＥＦ、ＥＰＣなどを用いることができる。カーボンブラックの配合量は、エチレン・α−オレフィンゴム１００質量部に対して３０〜７０質量部の範囲が好ましく、より好ましくは４０〜６０質量部である。カーボンブラックの配合量が３０質量部未満であると、カーボンブラックの量が不十分であって心線支持層２の圧縮弾性率が低下し、心線１から応力集中を受けたときの歪の抑制効果が働かず、心線１にポップアウトが発生し易くなる。ポップアウト現象を防ぐにはカーボンブラックの配合量を多くする必要があるが、配合量が７０質量部を超えると、カーボンブラックの量が多くなり過ぎて圧縮弾性率が上昇し過ぎ、混練りが困難になる。
【００３４】
シリカの配合量は、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して１０〜５０質量部の範囲が好ましく、より好ましくは１５〜４０質量部である。配合量が１０質量部未満であると心線支持層２の圧縮弾性率が低下し、心線１から応力集中を受けたときの歪の抑制効果が働かず、心線１にポップアウトが発生し易くなる。ポップアウト現象を防ぐにはシリカの配合量を多くする必要があるが、配合量が５０質量部を超えると、シリカの量が多くなり過ぎて圧縮弾性率が上昇し過ぎ、混練りが困難になる。
【００３５】
カーボンブラックとシリカの合計の配合量は、エチレン・α−オレフィンゴム１００質量部に対して５５〜８０質量部が好ましく、より好ましくは６０〜８０質量部である。５５質量部未満であると心線支持層２の圧縮弾性率が低下して１０％未満になり、心線１のポップアウトが短時間で起こるおそれがある。一方、８０質量部を超えるとゴム組成物のムーニー粘度が高くなって心線１の周りへの心線支持層２の流れが不十分になって、極微小な空隙が生じ、これが起点となってポップアウト現象が発生し易くなる。
【００３６】
また上記のゴム組成物には、加硫のための架橋剤として、硫黄が配合される。硫黄の配合量は、特に限定されるものではないが、エチレン・α−オレフィンゴム１００質量部に対して０．５〜２質量部の範囲が好ましい。
【００３７】
心線支持層２を形成するゴム組成物には、さらに必要に応じて、共架橋剤、補強剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤、短繊維等を配合するようにしてもよく、そして上記の各成分をバンバリーミキサー、ニーダー等の通常用いられる手段を用いて混練りすることができる。
【００３８】
一方、心線１としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ繊維）、ポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ繊維）、ポリトリメチレンテレフタレート繊維（ＰＴＴ繊維）等のポリエステル繊維や、アラミド繊維等を材料として、撚り合わされた繊維コ−ドを用いることができる。特に、ポリエステル繊維又はアラミド繊維を用いることが好ましい。ポリエステル繊維は、熱による収縮があるため、ベルトの張力維持性に優れている。一方、アラミド繊維は、ポリエステル繊維よりも引張強度が高いため、高張力、高負荷の要求に対して、ポリエステル繊維では実現できない部分を補うことができる。
【００３９】
心線１は接着処理を施した状態で使用することが望ましい。例えば（１）未処理コードをエポキシ化合物やイソシアネート化合物から選ばれた処理液を入れたタンクに含浸してプレディップした後、（２）１６０〜２００°Ｃに温度設定した乾燥炉に３０〜６００秒間通して乾燥し、（３）続いてＲＦＬ液（レゾルシンとホルムアルデヒドの初期縮合物をゴムラテックスと混合したもの）からなる接着液を入れたタンクに浸漬し、（４）２１０〜２６０°Ｃに温度設定した延伸熱固定処理器に３０〜６００秒間通し、−１〜３％延伸して延伸処理コードとする、という各工程で接着処理することができる。
【００４０】
また、圧縮層３はゴム組成物を加硫して形成されるものであるが、このゴム組成物において、ゴム成分としてエチレン・α−オレフィンゴムを用いるのが好ましい。例えば、エチレン・α−オレフィンゴム単独、又は、エチレン・α−オレフィンゴムとその他の種類のゴムを混ぜ合わせたブレンドゴムなどを用いることができる。エチレン・α−オレフィンゴムにブレンドするゴムの種類としては、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）の少なくとも一種のゴムを挙げることができる。尚、本発明の摩擦伝動ベルトを構成するゴム組成物の全てを、エチレン−α−オレフィンゴム組成物で構成することにより、耐熱性に優れた摩擦伝動ベルトを得ることができるものである。そして必要に応じて、加硫剤、加硫促進剤、共架橋剤、補強剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤、短繊維等を配合して、バンバリーミキサー、ニーダー等の通常用いられる手段を用いて混練りすることによって、圧縮層３を形成するためのゴム組成物を調製することができる。
【００４１】
ここで、圧縮層３のリブ５の表面には綿、ナイロン（登録商標）、ｐ−アラミド、ｍ−アラミドなどの短繊維を突出させるようにしてあり、耐摩耗性やベルト走行時の静粛性を確保できるようにしてある。このようにリブ５の表面に短繊維を突出させて設けるには、圧縮層３を形成するゴム組成物に短繊維を含有させ、圧縮層３を切削してリブ５を形成する際に、リブ５の表面に短繊維の一部を突出させるようにして行なうことができる。また圧縮層３の表面である摩擦伝動面には、綿、４６ナイロン、６ナイロン，６６ナイロンなどのポリアミド短繊維、レーヨン短繊維、ｐ−アラミド，ｍ−アラミドなどのアラミド短繊維等の短繊維を含有する複数の素材の短繊維を固着した植毛層を設けるようにしてもよい。
【００４２】
また伸張層４は、帆布を用いないゴム組成物からなる場合と、帆布からなる場合がある。ゴム組成物の場合には、圧縮層３を構成するゴム組成物と同じもので形成することができるが、短繊維が含まれない場合もある。伸張層４をゴム組成物で形成する場合、伸張層４の背面には、綿、４６ナイロン、６ナイロン，６６ナイロンなどのポリアミド短繊維、レーヨン短繊維、ｐ−アラミド，ｍ−アラミドなどのアラミド短繊維等の短繊維を含有する複数の素材の短繊維を固着した植毛層を設けるようにしてもよい。
【００４３】
伸張層４を帆布で形成する場合、帆布としては、織物、編物、不織布などから選択される繊維基材を用いることができる。この繊維素材としては、公知公用のものが使用できるが、例えば綿、麻等の天然繊維や、金属繊維、ガラス繊維等の無機繊維、そしてポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリフロルエチレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリエステル、アラミド等の有機繊維が挙げられる。織物の場合は、これらの糸を平織、綾織、朱子織等することにより製織される。この帆布は、公知技術に従ってＲＦＬ液に浸漬して使用することが好ましい。またＲＦＬ液に浸漬した後、未加硫ゴムを帆布に擦り込むフリクションを行ない、さらにゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理することもできる。尚、ＲＦＬ液には適宜カーボンブラック液を混合して処理帆布を黒染めし、また公知の界面活性剤を０．１〜５．０質量％加えてもよい。
【００４４】
次に、図１に示すＶリブドベルトの製造方法の一例を説明する。第１の方法としては、まず、円筒状の成形ドラムの周面に伸張層４を構成する部材と、心線支持層２を形成するゴム組成物からなるゴムシートとを巻き付けた後、このゴムシートの上にコードからなる心線１を螺旋状にスピニングし、更に圧縮層３を形成するゴムシートを巻き付け、未加硫スリーブを作製する。次にこの未加硫スリーブを加硫して加硫スリーブを得る。この後、加硫スリーブを駆動ロールと従動ロールに所定の張力下で掛架して走行させながら、回転させた研削ホイールをこの走行させた加硫スリーブに当接するように移動させ、加硫スリーブの圧縮層３の表面に３〜１００本の複数の溝を切ることによってリブ５を形成する。このようにリブ５を形成したスリーブを駆動ロールと従動ロールから取り外し、スリーブを他の駆動ロールと従動ロールの間に掛架して走行させながら、カッターによって所定幅に輪切りするように切断することによって、個々のＶリブドベルトに仕上げることができる。
【００４５】
第２の方法としては、周面にリブ溝状刻印を設けた円筒状の成形ドラムに、圧縮層３を形成するゴムシート、心線支持層２を形成するゴムシートを巻き付けた後、その上に心線１をスピニングし、さらにその上から伸張層４を形成する部材を巻き付けて未加硫スリーブを作製する。この後、この未加硫スリーブを成形ドラムに押圧しながら加硫することによって、圧縮層３にリブ５を型付けした加硫スリーブを得る。次に、必要に応じてリブ５の表面を研磨した後、加硫スリーブを所定幅に輪切りするように切断することによって、個々のＶリブドベルトに仕上げることができる。
【００４６】
第３の方法としては、円筒状の成形ドラムに装着された可撓性ジャケットの上に、伸張層４を構成する部材、心線支持層２を形成するゴムシートを巻き、その上に心線１をスピニングした後、さらに圧縮層３を形成するゴムシートを巻き付けて未加硫スリーブを作製する。そして、可撓性ジャケットを膨張させて、未加硫スリーブをリブ５に対応した溝状刻印を有する外型に押圧しながら、加硫成形する。このようにしてリブ５を成形した加硫スリーブを作製することができるものであり、必要に応じてリブ５の表面を研磨した後、加硫スリーブを所定幅に輪切りするように切断することによって、個々のＶリブドベルトに仕上げることができる。
【００４７】
上記のように作製したＶリブドベルトにあって、心線支持層２の硬度（ＪＩＳ−Ａ）は７０〜８５の範囲であることが望ましい。心線支持層２の硬度が７０未満であると、ベルトが屈曲したときに心線支持層２にかかる歪が大きくなり、ポップアウト現象が発生し易くなる。心線支持層２の硬度は７０より大きいほうが好ましいが、硬度が８５を超えると、ベルトの屈曲疲労性が低下して、ベルト寿命が短くなるおそれがある。
【実施例】
【００４８】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００４９】
エチレン・α−オレフィンエラストマーとして、ＥＰＤＭ（ジエン成分がエチリデンノルボルネンであり、エチレン含量５５質量％、ジエン成分含量２．９質量％、残がプロピレンのエチレン−プロピレン−ジエン・ターポリマー）を用い、表１（心線支持層）の配合量で各材料を配合し、これをバンバリーにより混練することによって、実施例１〜７及び比較例１〜５のゴム組成物を得た。そしてこのゴム組成物をカレンダーロールで圧延することによって、心線支持層形成用の未加硫ゴムシートを得た。
【００５０】
一方、上記のＥＰＤＭ１００質量部、亜鉛華５質量部、ステアリン酸１質量部、ＨＡＦカーボンブラック６５質量部、老化防止剤２質量部、共架橋剤（Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミド）、有機過酸化物８質量部、硫黄０．３質量部、そして短繊維、ポリエーテルエステル系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、パラフィン系オイル、界面活性剤からゴム組成物を調製し、バンバリーミキサーで混練した後、カレンダーロールで圧延することによって、圧縮層形成用の未加硫ゴムシートを得た。
【００５１】
そしてまず、表面が平滑な円筒状の成形モールドに、２プライのゴム付綿帆布と、心線支持層用のゴムシートを巻き付け、その上にＰＥＴ心線をスピニングし、更にその上に圧縮層用のゴムシートを巻き付けた。次に圧縮層用のゴムシートの上に加硫用ジャケットを挿入し、成形モールドを加硫缶内に入れて加硫した。そして、このように加硫した筒状の加硫スリーブを成形モールドから取り出し、加硫スリーブの圧縮層をグラインダーにより研削して複数のリブを形成した後、カッターで輪切りするように所定幅で切断することによって、Ｖリブドベルトに仕上げた。ここで、圧縮層には短繊維が含まれており、短繊維はベルト幅方向に配向していた。
【００５２】
【表１】
上記の心線支持層形成用のゴム組成物についてムーニー粘度、ＰＥＴ心線の平剥離力を測定した。またＶリブドベルトについての高温低張力逆曲げ試験を行ない、心線ポップアウト時間（ただし４００時間で打ち切り）を測定した。結果を表２に示す。
【００５３】
◎ムーニー粘度
混練した心線支持層用の混練りゴムについて、ムーニー粘度をＪＩＳ Ｋ６３００−１に準拠して測定した。
【００５４】
◎平剥離力測定
表１のゴム配合の厚さ４ｍｍのゴムシートの上に、ＰＥＴ心線を２５ｍｍ幅に並べ、プレス板で２．０ＭＰａの圧力をかけ、１６３°Ｃで３０分間加硫することによって、剥離試験用の試料を作製した。そして、この試料を１２０℃で５日熱老化した後、１２０℃の雰囲気温度でＪＩＳ Ｋ６２５６に準じて平剥離力を測定した。
【００５５】
◎硬度（ＪＩＳ−Ａ）
表１のゴム配合の厚さ４ｍｍのゴムシートにプレス板で２．０ＭＰａの圧力をかけ、１６３°Ｃで３０分間加硫した。この加硫ゴムについて、ＪＩＳ Ｋ６２５３に従って硬度（ＪＩＳ−Ａ）を測定した。
【００５６】
◎高温低張力逆曲げ試験
駆動プーリ（直径１２０ｍｍ）、アイドラープーリ（直径８５ｍｍ）、従動プーリ（直径１２０ｍｍ）、テンションプーリ（直径４５ｍｍ）を順に配置して構成した走行試験機を用いた。そして、試験機の各プーリにＶリブドベルトを掛架し、Ｖリブドベルトのテンションプーリへの巻き付け角度を９０°、アイドラープーリへの巻き付け角度を１２０°にして、雰囲気温度１２０°Ｃ、駆動プーリの回転数４９００ｒｐｍ、ベルト張力５５ｋｇｆ／３リブ、７５ｋｇｆ／３リブの試験条件で駆動プーリに荷重を付与し、従動プーリに負荷１２ＰＳを与えてＶリブドベルトを走行させる耐熱耐久試験を行なった。試験は、走行４００時間を打ち切りとし、心線に達する亀裂が６個発生するまでの時間を調べた。
【００５７】
【表２】
表２にみられるように、実施例１〜５では心線の平剥離力が高く、高温低張力逆曲げ試験においても４００時間、ポップアウトが発生することなく走行させることができるものであった。
【００５８】
実施例６，７は、カーボンブラックとシリカの配合量が規定範囲から外れており、硬度も規定範囲から外れているので、心線の平剥離力には特に問題がないが、耐久性では劣る結果になった。
【００５９】
これに対して、比較例１，２ではアミン系老化防止剤が配合されず、あるいは配合量が過少であるため、心線の平剥離力が低く、早期にポップアウト現象が発生するものであった。また比較例３〜５では、加硫促進剤の配合量が過多であるため、心線の平剥離力が低目であって、早期にポップアウト現象が発生するものであった。
【符号の説明】
【００６０】
１ 心線
２ 心線支持層
３ 圧縮層
４ 伸張層
５ リブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝動に用いられる摩擦伝動ベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車用などに使用される摩擦伝動ベルトとしては、クロロプレンゴム、ＮＢＲ等のゴムが一般に使用されているが、自動車のエンジンルーム内で部品が密集して配置される傾向があり、それに起因してエンジンルーム内の雰囲気温度が上昇してきている。そしてこのような高温雰囲気では、これらのゴムでは硬化して劣化し易く、クラックが生じ易いという問題がある。
【０００３】
これに対して、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー等のエチレン・α−オレフィンエラストマーは、優れた耐熱性や耐寒性を発揮することが知られており、そこで高温雰囲気で使用される摩擦伝動ベルトをこのようなエチレン・α−オレフィンエラストマーで作製することが行なわれている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
一方、近年ではエンジンの小型化に起因する多軸にわたった複雑なレイアウトや伝達効率の向上を目的として小型プーリが使用されており、摩擦伝動ベルトに耐屈曲疲労性能の向上が要求されている。しかし、エチレン・α−オレフィンエラストマーは、クロロプレンゴムやＡＣＳＭ、ＮＢＲ等に比べてポリマー自体の物理的性質では耐引裂き抵抗力や耐屈曲亀裂性が劣っている。このため、小型プーリに使用する摩擦伝動ベルトにおいて、心線を埋設した心線支持層をエチレン・α−オレフィンエラストマーを配合したゴム組成物で形成すると、ベルト側端面から心線が飛び出す、いわゆる心線ポップアウトが発生するという問題が生じるものであった。
【０００５】
この心線ポップアウトの現象は、心線支持層を形成するエチレン・α−オレフィンエラストマーの物理的性質に起因する他に、心線支持層と心線との接着力の低下（心線支持層や心線の物理的な疲労、又は熱劣化による接着力低下）、更にはエチレン・α−オレフィンエラストマー自体のラジカル反応が活発であること、つまり加硫後においても加硫促進剤の反応が停止し難く、経時的に加硫が促進される傾向があることにも起因し、さらに未加硫状態で起こる現象であるが加硫促進剤がゴム表面付近に移行して、空気中の酸素で分解され、これによっても加硫が促進されることにも起因すると考えられる。すなわちこのようにエチレン・α−オレフィンエラストマーの加硫が経時的に過剰に促進されると、経時劣化により、エチレン・α−オレフィンエラストマーと心線との共架橋が損なわれて接着性が低下し、心線ポップアウト現象が生じ易くなるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３１４５２０号公報
【特許文献２】特開２００８−３０４０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、エチレン・α−オレフィンエラストマーの加硫が過剰に促進されることを防いで、心線と心線支持層との接着性が経時劣化することを防止し、ポップアウト現象を抑制して長寿命を達成することができる摩擦伝動ベルトを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る摩擦伝動ベルトは、ベルト長手方向に沿って心線１を埋設した心線支持層２と、心線支持層２に積層される圧縮層３とを備えた摩擦伝動ベルトにおいて、心線支持層２が、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、アミン系老化防止剤を０．７〜２．０質量部、加硫促進剤として、スルフェンアミド系加硫促進剤と、チウラム系加硫促進剤と、チアゾール系加硫促進剤をそれぞれ０．５〜１．０質量部含有するゴム組成物を硫黄加硫して形成されたものであることを特徴とするものである。
【０００９】
この発明によれば、老化防止剤としてアミン系老化防止剤を用い、またその配合量を適量に設定することによって、心線支持層２を形成するゴム組成物中の加硫促進剤の分解を未加硫時や加硫後を問わず抑制することができるものであり、また加硫促進剤として、スルフェンアミド系、チウラム系、チアゾール系のものを組み合わせると共にその配合量を制限することによって、過剰な加硫促進反応を抑制することができるものであり、心線１と心線支持層２との共架橋を継続して保持して、心線１と心線支持層２との接着性が経時劣化することを防止することができ、ポップアウト現象を抑制してベルトの長寿命を達成することができるものである。
【００１０】
また本発明において、上記ゴム組成物には、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、カーボンブラックを３０〜７０質量部、シリカを１０〜５０質量部含有することを特徴とするものである。
【００１１】
心線支持層２を形成するゴム組成物にこのようなカーボンブラックやシリカを配合することによって、心線支持層２の圧縮弾性率を高めることができ、ポップアウト現象をより効果的に抑制することができるものである。
【００１２】
また本発明において、上記心線支持層２は、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が７０〜８５であることを特徴とするものである。
【００１３】
心線支持層２の硬度がこの範囲であることによって、ポップアウト現象をより効果的に抑制することができるものである。
【００１４】
また本発明において、上記圧縮層３が、エチレン・α−オレフィンエラストマーを含有するゴム組成物からなることを特徴とするものである。
【００１５】
このように圧縮層３のゴムが心線支持層２と同種であることによって、心線支持層２と圧縮層３の層間密着性を高く得ることができるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、老化防止剤としてアミン系老化防止剤を用い、またその配合量を最適に規定するようにしているので、心線支持層２を形成するゴム組成物中の加硫促進剤の分解を抑制することができるものであり、また加硫促進剤として、スルフェンアミド系、チウラム系、チアゾール系のものを組み合わせると共にその配合量を制限するようにしているので、心線１と心線支持層２との接着力低下の原因となる加硫促進反応を抑制することができるものであり、この結果、心線１と心線支持層２との共架橋を継続して保持して、心線１と心線支持層２との接着性が経時劣化することを防ぐことができ、ポップアウト現象を抑制してベルトの長寿命を達成することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るＶリブドベルトの実施の形態の一例を示す一部破断した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は本発明の摩擦伝動ベルトの一例を示すものであり、心線１をベルト長手方向に沿って埋設した心線支持層２と、この心線支持層２の内周側に積層される圧縮層３と、心線支持層２の外周側の面に積層される伸張層４とからなるものである。摩擦伝動ベルトにはＶリブドベルト、Ｖベルト、平ベルトなどがあるが、図１の実施の形態では、圧縮層３にベルト長手方向に沿って断面略Ｖ字形の複数のリブ５を設けて、Ｖリブドベルトとして形成するようにしてある。
【００２０】
そして本発明では、心線支持層２を形成するゴム組成物として、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、アミン系老化防止剤を０．７〜２．０質量部、加硫促進剤として、スルフェンアミド系加硫促進剤と、チウラム系加硫促進剤と、チアゾール系加硫促進剤をそれぞれ０．５〜１．０質量部含有して調製されたものを用いるものである。
【００２１】
心線支持層２を形成するゴム組成物のゴム成分として、上記のようにエチレン・α−オレフィンエラストマーを用いるが、エチレン・α−オレフィンゴムとしては、エチレンとα−オレフィン（プロピレン、ブテン、ヘキセン、あるいはオクテンなど）の共重合体、あるいは、エチレンと上記α−オレフィンと非共役ジエンの共重合体などを用いることができる。このジエン成分としては、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネンなどの炭素原子数５〜１５の非共役ジエンが挙げられる。具体的にはＥＰＭやＥＰＤＭなどのゴムを代表例として挙げることができる。
【００２２】
心線支持層２を形成するゴム組成物の老化防止剤として、本発明では上記のようにアミン系老化防止剤を用いる。このアミン系老化防止剤としては、特に限定されるものではないが、オクチル化ジフェニルアミン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、アルキル化ジフェニルアミン、４，４’−(α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミンなどを挙げることでき、例えば、精工化学社製の「ノンフレックスＯＤ−３」、「オゾノン６Ｃ」、大内新興化学社製の「クラックＯＤＡ」、「ノクラックＣＤ」等が挙げられる。
【００２３】
アミン系老化防止剤の配合量は、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して０．７〜２．０質量部の範囲に設定されるものである。アミン系老化防止剤は、硬化促進剤の分解を抑制して過剰な架橋による接着破壊を防ぐことができるものであり、アミン系老化防止剤の配合量が０．７質量部未満であると、アミン系老化防止剤の配合によって加硫促進剤の分解を抑制する効果を十分に得ることができず、ポップアウト現象を十分に防ぐことができない。アミン系老化防止剤を２．０質量部を超えて配合しても、加硫促進剤の分解を抑制する効果に向上はみられないので、経済的に不利になる。
【００２４】
また加硫促進剤として本発明では、上記のようにスルフェンアミド系加硫促進剤と、チウラム系加硫促進剤と、チアゾール系加硫促進剤を併用し、これらを組み合わせて用いるものである。
【００２５】
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＢＳ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）、ＴＢＢＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなどのスルフェンアミド系化合物などが挙げられる。
【００２６】
チウラム系加硫促進剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＴＭＴＤ（テトラメチルチウラムジスルフィド）、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド、ジペンタメチレンチウラムヘキサスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ペンタメチレンチウラムテトラスルフィドなどのチウラム系化合物を使用することができる。
【００２７】
チアゾール系加硫促進剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＭＢＴ（２−メルカプトベンゾチアゾール）、ＭＢＴＳ（ジベンゾチアジルジスルフィド）、２−メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム塩、シクロヘキシルアミン塩、２−（２，４−ジニトロフェニル）メルカプトベンゾチアゾール、２−（２，６−ジエチル−４−モルホリノチオ）ベンゾチアゾールなどのチアゾール系化合物などを使用することができる。
【００２８】
このように加硫促進剤として、スルフェンアミド系と、チウラム系と、チアゾール系の各加硫促進剤を併用することによって、加硫状態では加硫促進剤のブルームを抑制して接着力を保持し、一方、加硫後においては未反応物を減らして過剰な加硫促進を抑制することができるものである。
【００２９】
これらスルフェンアミド系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤の配合量は、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、それぞれ０．５〜１．０質量部の範囲に設定されるものである。各加硫促進剤の配合量が１．０質量部を超えると、過剰な加硫促進で接着破壊が起こるおそれがあり、ポップアウト現象を抑制することが難しくなる。逆に各加硫促進剤の配合量が０．５質量部未満であると、加硫による架橋密度が不十分になり、ゴム物性を十分に得ることができなくなるおそれがある。
【００３０】
またこれらの加硫促進剤を合計した配合量の範囲は、特に限定されるものではないが、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、１．５〜３．０質量部の範囲が好ましい。
【００３１】
加硫促進剤としては、上記のスルフェンアミド系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤の他に、架橋度を上昇させるために、チオウレア系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、マレイミド系加硫促進剤などを配合することもできる。チオウレア系加硫促進剤としては、チアカルバミド、ジエチルチオ尿素、ジブチルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、ジオルトトリルチオ尿素などのチオ尿素化合物等を、グアニジン系加硫促進剤としては、ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、トリフェニルグアニジン等を挙げることができる。これらの加硫促進剤の配合量は、特に限定されるものではないが、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して０．５〜１．０質量部の範囲が好ましい。
【００３２】
心線支持層２を形成するゴム組成物には、上記の成分の他に、カーボンブラックやシリカを配合することができる。
【００３３】
カーボンブラックとしては、ヨウ素吸着量が７０〜１２５ｇ/ｋｇで、ＤＢＰ吸油量が８０〜１３５ｍｌ/１００ｇであるものが好ましく、特に限定されるものではないが、例えばＨＡＦ、ＭＡＦ、ＧＰＦ、ＩＳＡＦ、ＦＥＦ、ＥＰＣなどを用いることができる。カーボンブラックの配合量は、エチレン・α−オレフィンゴム１００質量部に対して３０〜７０質量部の範囲が好ましく、より好ましくは４０〜６０質量部である。カーボンブラックの配合量が３０質量部未満であると、カーボンブラックの量が不十分であって心線支持層２の圧縮弾性率が低下し、心線１から応力集中を受けたときの歪の抑制効果が働かず、心線１にポップアウトが発生し易くなる。ポップアウト現象を防ぐにはカーボンブラックの配合量を多くする必要があるが、配合量が７０質量部を超えると、カーボンブラックの量が多くなり過ぎて圧縮弾性率が上昇し過ぎ、混練りが困難になる。
【００３４】
シリカの配合量は、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して１０〜５０質量部の範囲が好ましく、より好ましくは１５〜４０質量部である。配合量が１０質量部未満であると心線支持層２の圧縮弾性率が低下し、心線１から応力集中を受けたときの歪の抑制効果が働かず、心線１にポップアウトが発生し易くなる。ポップアウト現象を防ぐにはシリカの配合量を多くする必要があるが、配合量が５０質量部を超えると、シリカの量が多くなり過ぎて圧縮弾性率が上昇し過ぎ、混練りが困難になる。
【００３５】
カーボンブラックとシリカの合計の配合量は、エチレン・α−オレフィンゴム１００質量部に対して５５〜８０質量部が好ましく、より好ましくは６０〜８０質量部である。５５質量部未満であると心線支持層２の圧縮弾性率が低下して１０％未満になり、心線１のポップアウトが短時間で起こるおそれがある。一方、８０質量部を超えるとゴム組成物のムーニー粘度が高くなって心線１の周りへの心線支持層２の流れが不十分になって、極微小な空隙が生じ、これが起点となってポップアウト現象が発生し易くなる。
【００３６】
また上記のゴム組成物には、加硫のための架橋剤として、硫黄が配合される。硫黄の配合量は、特に限定されるものではないが、エチレン・α−オレフィンゴム１００質量部に対して０．５〜２質量部の範囲が好ましい。
【００３７】
心線支持層２を形成するゴム組成物には、さらに必要に応じて、共架橋剤、補強剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤、短繊維等を配合するようにしてもよく、そして上記の各成分をバンバリーミキサー、ニーダー等の通常用いられる手段を用いて混練りすることができる。
【００３８】
一方、心線１としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ繊維）、ポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ繊維）、ポリトリメチレンテレフタレート繊維（ＰＴＴ繊維）等のポリエステル繊維や、アラミド繊維等を材料として、撚り合わされた繊維コ−ドを用いることができる。特に、ポリエステル繊維又はアラミド繊維を用いることが好ましい。ポリエステル繊維は、熱による収縮があるため、ベルトの張力維持性に優れている。一方、アラミド繊維は、ポリエステル繊維よりも引張強度が高いため、高張力、高負荷の要求に対して、ポリエステル繊維では実現できない部分を補うことができる。
【００３９】
心線１は接着処理を施した状態で使用することが望ましい。例えば（１）未処理コードをエポキシ化合物やイソシアネート化合物から選ばれた処理液を入れたタンクに含浸してプレディップした後、（２）１６０〜２００°Ｃに温度設定した乾燥炉に３０〜６００秒間通して乾燥し、（３）続いてＲＦＬ液（レゾルシンとホルムアルデヒドの初期縮合物をゴムラテックスと混合したもの）からなる接着液を入れたタンクに浸漬し、（４）２１０〜２６０°Ｃに温度設定した延伸熱固定処理器に３０〜６００秒間通し、−１〜３％延伸して延伸処理コードとする、という各工程で接着処理することができる。
【００４０】
また、圧縮層３はゴム組成物を加硫して形成されるものであるが、このゴム組成物において、ゴム成分としてエチレン・α−オレフィンゴムを用いるのが好ましい。例えば、エチレン・α−オレフィンゴム単独、又は、エチレン・α−オレフィンゴムとその他の種類のゴムを混ぜ合わせたブレンドゴムなどを用いることができる。エチレン・α−オレフィンゴムにブレンドするゴムの種類としては、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）の少なくとも一種のゴムを挙げることができる。尚、本発明の摩擦伝動ベルトを構成するゴム組成物の全てを、エチレン−α−オレフィンゴム組成物で構成することにより、耐熱性に優れた摩擦伝動ベルトを得ることができるものである。そして必要に応じて、加硫剤、加硫促進剤、共架橋剤、補強剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤、短繊維等を配合して、バンバリーミキサー、ニーダー等の通常用いられる手段を用いて混練りすることによって、圧縮層３を形成するためのゴム組成物を調製することができる。
【００４１】
ここで、圧縮層３のリブ５の表面には綿、ナイロン（登録商標）、ｐ−アラミド、ｍ−アラミドなどの短繊維を突出させるようにしてあり、耐摩耗性やベルト走行時の静粛性を確保できるようにしてある。このようにリブ５の表面に短繊維を突出させて設けるには、圧縮層３を形成するゴム組成物に短繊維を含有させ、圧縮層３を切削してリブ５を形成する際に、リブ５の表面に短繊維の一部を突出させるようにして行なうことができる。また圧縮層３の表面である摩擦伝動面には、綿、４６ナイロン、６ナイロン，６６ナイロンなどのポリアミド短繊維、レーヨン短繊維、ｐ−アラミド，ｍ−アラミドなどのアラミド短繊維等の短繊維を含有する複数の素材の短繊維を固着した植毛層を設けるようにしてもよい。
【００４２】
また伸張層４は、帆布を用いないゴム組成物からなる場合と、帆布からなる場合がある。ゴム組成物の場合には、圧縮層３を構成するゴム組成物と同じもので形成することができるが、短繊維が含まれない場合もある。伸張層４をゴム組成物で形成する場合、伸張層４の背面には、綿、４６ナイロン、６ナイロン，６６ナイロンなどのポリアミド短繊維、レーヨン短繊維、ｐ−アラミド，ｍ−アラミドなどのアラミド短繊維等の短繊維を含有する複数の素材の短繊維を固着した植毛層を設けるようにしてもよい。
【００４３】
伸張層４を帆布で形成する場合、帆布としては、織物、編物、不織布などから選択される繊維基材を用いることができる。この繊維素材としては、公知公用のものが使用できるが、例えば綿、麻等の天然繊維や、金属繊維、ガラス繊維等の無機繊維、そしてポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリフロルエチレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリエステル、アラミド等の有機繊維が挙げられる。織物の場合は、これらの糸を平織、綾織、朱子織等することにより製織される。この帆布は、公知技術に従ってＲＦＬ液に浸漬して使用することが好ましい。またＲＦＬ液に浸漬した後、未加硫ゴムを帆布に擦り込むフリクションを行ない、さらにゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理することもできる。尚、ＲＦＬ液には適宜カーボンブラック液を混合して処理帆布を黒染めし、また公知の界面活性剤を０．１〜５．０質量％加えてもよい。
【００４４】
次に、図１に示すＶリブドベルトの製造方法の一例を説明する。第１の方法としては、まず、円筒状の成形ドラムの周面に伸張層４を構成する部材と、心線支持層２を形成するゴム組成物からなるゴムシートとを巻き付けた後、このゴムシートの上にコードからなる心線１を螺旋状にスピニングし、更に圧縮層３を形成するゴムシートを巻き付け、未加硫スリーブを作製する。次にこの未加硫スリーブを加硫して加硫スリーブを得る。この後、加硫スリーブを駆動ロールと従動ロールに所定の張力下で掛架して走行させながら、回転させた研削ホイールをこの走行させた加硫スリーブに当接するように移動させ、加硫スリーブの圧縮層３の表面に３〜１００本の複数の溝を切ることによってリブ５を形成する。このようにリブ５を形成したスリーブを駆動ロールと従動ロールから取り外し、スリーブを他の駆動ロールと従動ロールの間に掛架して走行させながら、カッターによって所定幅に輪切りするように切断することによって、個々のＶリブドベルトに仕上げることができる。
【００４５】
第２の方法としては、周面にリブ溝状刻印を設けた円筒状の成形ドラムに、圧縮層３を形成するゴムシート、心線支持層２を形成するゴムシートを巻き付けた後、その上に心線１をスピニングし、さらにその上から伸張層４を形成する部材を巻き付けて未加硫スリーブを作製する。この後、この未加硫スリーブを成形ドラムに押圧しながら加硫することによって、圧縮層３にリブ５を型付けした加硫スリーブを得る。次に、必要に応じてリブ５の表面を研磨した後、加硫スリーブを所定幅に輪切りするように切断することによって、個々のＶリブドベルトに仕上げることができる。
【００４６】
第３の方法としては、円筒状の成形ドラムに装着された可撓性ジャケットの上に、伸張層４を構成する部材、心線支持層２を形成するゴムシートを巻き、その上に心線１をスピニングした後、さらに圧縮層３を形成するゴムシートを巻き付けて未加硫スリーブを作製する。そして、可撓性ジャケットを膨張させて、未加硫スリーブをリブ５に対応した溝状刻印を有する外型に押圧しながら、加硫成形する。このようにしてリブ５を成形した加硫スリーブを作製することができるものであり、必要に応じてリブ５の表面を研磨した後、加硫スリーブを所定幅に輪切りするように切断することによって、個々のＶリブドベルトに仕上げることができる。
【００４７】
上記のように作製したＶリブドベルトにあって、心線支持層２の硬度（ＪＩＳ−Ａ）は７０〜８５の範囲であることが望ましい。心線支持層２の硬度が７０未満であると、ベルトが屈曲したときに心線支持層２にかかる歪が大きくなり、ポップアウト現象が発生し易くなる。心線支持層２の硬度は７０より大きいほうが好ましいが、硬度が８５を超えると、ベルトの屈曲疲労性が低下して、ベルト寿命が短くなるおそれがある。
【実施例】
【００４８】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００４９】
エチレン・α−オレフィンエラストマーとして、ＥＰＤＭ（ジエン成分がエチリデンノルボルネンであり、エチレン含量５５質量％、ジエン成分含量２．９質量％、残がプロピレンのエチレン−プロピレン−ジエン・ターポリマー）を用い、表１（心線支持層）の配合量で各材料を配合し、これをバンバリーにより混練することによって、実施例１〜７及び比較例１〜５のゴム組成物を得た。そしてこのゴム組成物をカレンダーロールで圧延することによって、心線支持層形成用の未加硫ゴムシートを得た。
【００５０】
一方、上記のＥＰＤＭ１００質量部、亜鉛華５質量部、ステアリン酸１質量部、ＨＡＦカーボンブラック６５質量部、老化防止剤２質量部、共架橋剤（Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミド）、有機過酸化物８質量部、硫黄０．３質量部、そして短繊維、ポリエーテルエステル系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、パラフィン系オイル、界面活性剤からゴム組成物を調製し、バンバリーミキサーで混練した後、カレンダーロールで圧延することによって、圧縮層形成用の未加硫ゴムシートを得た。
【００５１】
そしてまず、表面が平滑な円筒状の成形モールドに、２プライのゴム付綿帆布と、心線支持層用のゴムシートを巻き付け、その上にＰＥＴ心線をスピニングし、更にその上に圧縮層用のゴムシートを巻き付けた。次に圧縮層用のゴムシートの上に加硫用ジャケットを挿入し、成形モールドを加硫缶内に入れて加硫した。そして、このように加硫した筒状の加硫スリーブを成形モールドから取り出し、加硫スリーブの圧縮層をグラインダーにより研削して複数のリブを形成した後、カッターで輪切りするように所定幅で切断することによって、Ｖリブドベルトに仕上げた。ここで、圧縮層には短繊維が含まれており、短繊維はベルト幅方向に配向していた。
【００５２】
【表１】
上記の心線支持層形成用のゴム組成物についてムーニー粘度、ＰＥＴ心線の平剥離力を測定した。またＶリブドベルトについての高温低張力逆曲げ試験を行ない、心線ポップアウト時間（ただし４００時間で打ち切り）を測定した。結果を表２に示す。
【００５３】
◎ムーニー粘度
混練した心線支持層用の混練りゴムについて、ムーニー粘度をＪＩＳ Ｋ６３００−１に準拠して測定した。
【００５４】
◎平剥離力測定
表１のゴム配合の厚さ４ｍｍのゴムシートの上に、ＰＥＴ心線を２５ｍｍ幅に並べ、プレス板で２．０ＭＰａの圧力をかけ、１６３°Ｃで３０分間加硫することによって、剥離試験用の試料を作製した。そして、この試料を１２０℃で５日熱老化した後、１２０℃の雰囲気温度でＪＩＳ Ｋ６２５６に準じて平剥離力を測定した。
【００５５】
◎硬度（ＪＩＳ−Ａ）
表１のゴム配合の厚さ４ｍｍのゴムシートにプレス板で２．０ＭＰａの圧力をかけ、１６３°Ｃで３０分間加硫した。この加硫ゴムについて、ＪＩＳ Ｋ６２５３に従って硬度（ＪＩＳ−Ａ）を測定した。
【００５６】
◎高温低張力逆曲げ試験
駆動プーリ（直径１２０ｍｍ）、アイドラープーリ（直径８５ｍｍ）、従動プーリ（直径１２０ｍｍ）、テンションプーリ（直径４５ｍｍ）を順に配置して構成した走行試験機を用いた。そして、試験機の各プーリにＶリブドベルトを掛架し、Ｖリブドベルトのテンションプーリへの巻き付け角度を９０°、アイドラープーリへの巻き付け角度を１２０°にして、雰囲気温度１２０°Ｃ、駆動プーリの回転数４９００ｒｐｍ、ベルト張力５５ｋｇｆ／３リブ、７５ｋｇｆ／３リブの試験条件で駆動プーリに荷重を付与し、従動プーリに負荷１２ＰＳを与えてＶリブドベルトを走行させる耐熱耐久試験を行なった。試験は、走行４００時間を打ち切りとし、心線に達する亀裂が６個発生するまでの時間を調べた。
【００５７】
【表２】
表２にみられるように、実施例１〜５では心線の平剥離力が高く、高温低張力逆曲げ試験においても４００時間、ポップアウトが発生することなく走行させることができるものであった。
【００５８】
実施例６，７は、カーボンブラックとシリカの配合量が規定範囲から外れており、硬度も規定範囲から外れているので、心線の平剥離力には特に問題がないが、耐久性では劣る結果になった。
【００５９】
これに対して、比較例１，２ではアミン系老化防止剤が配合されず、あるいは配合量が過少であるため、心線の平剥離力が低く、早期にポップアウト現象が発生するものであった。また比較例３〜５では、加硫促進剤の配合量が過多であるため、心線の平剥離力が低目であって、早期にポップアウト現象が発生するものであった。
【符号の説明】
【００６０】
１ 心線
２ 心線支持層
３ 圧縮層
４ 伸張層
５ リブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト長手方向に沿って心線を埋設した心線支持層と、心線支持層に積層される圧縮層とを備えた摩擦伝動ベルトにおいて、心線支持層が、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、アミン系老化防止剤を０．７〜２．０質量部、加硫促進剤として、スルフェンアミド系加硫促進剤と、チウラム系加硫促進剤と、チアゾール系加硫促進剤をそれぞれ０．５〜１．０質量部含有するゴム組成物を硫黄加硫して形成されたものであることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
【請求項２】
上記ゴム組成物には、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、カーボンブラックを３０〜７０質量部、シリカを１０〜５０質量部含有することを特徴とする請求項１に記載の摩擦伝動ベルト。
【請求項３】
上記心線支持層は、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が７０〜８５であることを特徴とする請求項１又は２に記載の摩擦伝動ベルト。
【請求項４】
上記圧縮層が、エチレン・α−オレフィンエラストマーを含有するゴム組成物からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
【請求項５】
Ｖリブドベルトであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
【請求項１】
ベルト長手方向に沿って心線を埋設した心線支持層と、心線支持層に積層される圧縮層とを備えた摩擦伝動ベルトにおいて、心線支持層が、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、アミン系老化防止剤を０．７〜２．０質量部、加硫促進剤として、スルフェンアミド系加硫促進剤と、チウラム系加硫促進剤と、チアゾール系加硫促進剤をそれぞれ０．５〜１．０質量部含有するゴム組成物を硫黄加硫して形成されたものであることを特徴とする摩擦伝動ベルト。
【請求項２】
上記ゴム組成物には、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、カーボンブラックを３０〜７０質量部、シリカを１０〜５０質量部含有することを特徴とする請求項１に記載の摩擦伝動ベルト。
【請求項３】
上記心線支持層は、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が７０〜８５であることを特徴とする請求項１又は２に記載の摩擦伝動ベルト。
【請求項４】
上記圧縮層が、エチレン・α−オレフィンエラストマーを含有するゴム組成物からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
【請求項５】
Ｖリブドベルトであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の摩擦伝動ベルト。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−１１７５７６（Ｐ２０１１−１１７５７６Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７７５９６（Ｐ２００９−２７７５９６）
【出願日】平成２１年１２月７日（２００９．１２．７）
【出願人】（０００００６０６８）三ツ星ベルト株式会社 (730)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月７日（２００９．１２．７）
【出願人】（０００００６０６８）三ツ星ベルト株式会社 (730)
【Ｆターム（参考）】
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