JP2007092991A - 伝動ベルト及び伝動ベルトの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 加工性、並びに耐磨耗性、耐久性に優れた伝動ベルト及び伝動ベルトの製造方法を提供する。
【解決手段】 歯付ベルト１は、ベルト長手方向に沿って複数の歯部２と、心線３を埋設した背部４から構成されるベルト本体を有し、前記歯部２の表面には必要に応じて歯布５が貼着されている。前記歯部２は、水素化ニトリルゴムを含有するゴム成分１００重量部に対してシリカが１０〜１００重量部、有機過酸化物が１〜８重量部配合されてなり、かつ、ビニルトリエトキシシランオリゴマーが配合されたゴム組成物の有機過酸化物架橋物で構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は駆動装置などの動力伝動に用いられる伝動ベルト及び伝動ベルトの製造方法に関する。

近年、伝動ベルトに求められる品質が年々過酷なものとなっている。中でも自動車エンジンに使用される伝動ベルトは、エンジンルーム内の温度に耐えられるものでなければならず元々環境温度としては厳しいものであったが、エンジンルーム内の温度は更に上昇する傾向にあって、伝動ベルトにとっても極高温に耐えうるものが求められている。また、省スペース化、エンジンのコンパクト化に伴って、エンジンルームもかなり狭くなってきており、ベルトの細幅化の要求もある。

耐熱性の改善の要求に対しては、歯付ベルトの歯ゴム、背ゴムを構成するゴム組成物として水素化ニトリルゴムを有機過酸化物架橋させたものを用いることが提案されている。（例えば特許文献１参照）そして細幅化の要求については、カーボンブラックシリカなどの補強材や、有機過酸化物や加硫促進剤、共架橋剤を増量することによってゴム物性を向上させ、幅狭化に対応しようという検討がなされている。
特開昭６４−８７９３７

しかし、繰り返し圧縮力を受ける伝動ベルトにカーボンブラックを高充填したゴム組成物を使用した場合には、カーボンブラックの大きな凝集塊が発生して補強性、耐摩耗性、引張り強さ、ヒステリシスが発揮されず、しかも屈曲疲労性に劣り、早期ベルト寿命の原因になっていた。また、心線となる繊維コードとの接着に劣るため良複合化せず、ベルト寿命が短くなるといった問題もあった。接着性を改善するためには、補強材としてシリカを配合することも検討されたが、多量に配合しなければその効果はなく、また多量に配合した場合はゴム粘度が著しく上昇し、加工性が不良となる不具合があった。

この不具合に際し、シランカップリング剤を配合して加工性の改善を図ることが考えられたが、混練や架橋などの成形加工時にシランカップリング剤が蒸発逸散してしまうことにより、加工不良や架橋物の物性低下などの不具合を引き起こすことがあった。

本発明はこのような問題に対処するものであり、加工性が良好で、硬度、モジュラスなどの優れた物性を保持しつつ、接着性、耐摩耗性を向上させた伝動ベルト及び伝動ベルトの製造方法を提供することを目的とする。

即ち、本願請求項１の発明は、伝動面が、水素化ニトリルゴムを含有するゴム成分１００重量部に対してシリカが１０〜１００重量部、有機過酸化物が１〜８重量部配合されてなり、かつ、ビニルトリエトキシシランオリゴマーが配合されたゴム組成物の有機過酸化物架橋物で構成されることを特徴とする伝動ベルトである。

本願請求項２の発明は、請求項１記載の伝動ベルトであって、ゴム成分が、（イ）水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを配合した複合ポリマー体と（ロ）水素化ニトリルゴムを配合したものであることを特徴とする。

本願請求項３の発明は、請求項２記載の伝動ベルトであって、ゴム成分が、（イ）水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを重量比３０：７０〜７０：３０で配合した複合ポリマー体と（ロ）水素化ニトリルゴムとを重量比が１０：９０〜６０：４０となるよう配合したものであることを特徴とする。

本願請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の伝動ベルトであって、シリカ１００重量部に対して、ビニルトリエトキシシランオリゴマーが１〜２０重量部配合されることを特徴とする。

本願請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝動ベルトであって、前記ゴム組成物に金属水酸化物が配合されてなることを特徴とする。

本願請求項６の発明は、請求項５記載の伝動ベルトであって、ゴム成分１００重量部に対して金属水酸化物が１〜１００重量部配合されることを特徴とする。

本願請求項７の発明は、請求項５又は６記載の伝動ベルトであって、金属水酸化物が水酸化アルミニウムであることを特徴とする。

本願請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の伝動ベルトであって、伝動ベルトが、歯付ベルトであることを特徴とする。

本願請求項９の発明は、伝動ベルトの伝動面を、水素化ニトリルゴムを含有するゴム成分１００重量部に対してシリカが１０〜１００重量部、有機過酸化物が１〜８重量部配合されてなり、かつ、ビニルトリエトキシシランオリゴマーが配合されたゴム組成物を架橋反応させることにより形成したことを特徴とする伝動ベルトの製造方法である。

本願請求項１０の発明は、請求項９記載の伝動ベルトの製造方法であって、ゴム成分が、（イ）水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを配合した複合ポリマー体と（ロ）水素化ニトリルゴムを配合したものであることを特徴とする。

本願請求項１１の発明は、請求項１０記載の伝動ベルトの製造方法であって、ゴム成分が、（イ）水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを重量比３０：７０〜７０：３０で配合した複合ポリマー体と（ロ）水素化ニトリルゴムとを重量比が１０：９０〜６０：４０となるよう配合したものであることを特徴とする。

本願請求項１２の発明は、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の伝動ベルトの製造方法であって、シリカ１００重量部に対してビニルトリエトキシシランオリゴマーが１〜２０重量部配合されることを特徴とする。

本願請求項１３の発明は、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の伝動ベルトの製造方法であって、前記ゴム組成物に金属水酸化物が配合されてなることを特徴とする。

本願請求項１４の発明は、請求項１３記載の伝動ベルトの製造方法であって、ゴム成分１００重量部に対して金属水酸化物が１〜１００重量部配合されることを特徴とする。

本願請求項１５の発明は、請求項１３又は１４記載の伝動ベルトの製造方法であって、金属水酸化物が水酸化アルミニウムであることを特徴とする。

本願請求項１６の発明は、請求項９〜１５のいずれか１項に記載の伝動ベルトの製造方法であって、伝動ベルトが、歯付ベルトであることを特徴とする。

本発明の伝動ベルトは、伝動面を特定のゴム組成物で構成することで、硬度が高く、高い耐磨耗性、耐久性を備えた伝動ベルトとすることができる。またゴム成分を複合ポリマー体と水素化ニトリルゴムとのブレンド物とすることで、引張弾性率、硬度、切断伸度、そして引裂強度などの諸物性を高めることができる。更に、そのブレンド割合を特定範囲とすることで、引張弾性率や切断伸度、さらに高い引き裂き強度や硬度などを確保することができる。そして、ビニルトリエトキシシランオリゴマーの配合量を特定範囲とすることで、加工成形性や架橋物の強度に優れた構成とすることができる。またゴム組成物に金属水酸化物を配合することで、接着性を改善し、高い耐久性を備えた伝動ベルトとすることができる。更に、そのブレンド割合を特定範囲とすることで、硬度や接着性、モジュラスなどのバランスに優れた構成とすることができる。また歯付ベルトに適用することで、歯部の損傷を抑制すると共に、心線とゴムとが良複合化し、ベルトを長寿命化することができる。

そしてまた本発明は、伝動面を、特定のゴム組成物を架橋反応させることにより形成することで、加工性が良好で、硬度が高く、高い耐磨耗性、耐久性を備えた伝動ベルトを製造することができる。またゴム成分を複合ポリマー体と水素化ニトリルゴムとのブレンド物とすることで、引張弾性率、硬度、切断伸度、そして引裂強度などの諸物性を高めることができる。更に、そのブレンド割合を特定範囲とすることで、引張弾性率や切断伸度、さらに高い引き裂き強度や硬度などを確保することができる。そして、ビニルトリエトキシシランオリゴマーの配合量を特定範囲とすることで、加工性や架橋物の強度が優れた伝動ベルトを製造することができる。またゴム組成物に金属水酸化物を配合することで、更に加工性、接着性を改善し、高い耐久性を付与することができる。更に、そのブレンド割合を特定範囲とすることで、加工性、並びに硬度や接着性、モジュラスなどのバランスに優れたベルト構成となる。また歯付ベルトに適用することで、歯部の損傷を抑制し、ベルトを長寿命化した歯付ベルトの製造方法を提供できる。

本発明の伝動ベルトは、伝動面が、水素化ニトリルゴムを含有するゴム成分１００重量部に対してシリカが１０〜１００重量部、有機過酸化物が１〜８重量部配合されてなり、かつ、ビニルトリエトキシシランオリゴマーが配合されたゴム組成物の有機過酸化物架橋物で構成されることを特徴とする。

本発明で用いる水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）は、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどの不飽和ニトリルからなるアクリロニトリル結合量が１０〜４０重量％と、１，３−ブタジエン、２，３−ジメチルブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエンなどの共役ジエン９０〜６０重量％とからなる共重合体、および更にこれらのモノマーに加えて共重合可能なエチレン性不飽和モノマーを共重合させた多元共重合体が挙げられる。ニトリルゴム中の不飽和ニトリルの量が過少であると硬度、モジュラス、耐油性が低下して伝動ベルトとしての機能を満足できず、また、逆に過多であると耐寒性の低下や硬度、モジュラスなの一般的物性に劣るなどの問題がある。

上記エチレン性不飽和モノマーとしては、スチレン、クロロメチルスチレン、α−メチルスチレンなどのビニル芳香族化合物、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、エトキシエチルアクリレート、マレイン酸、イタコン酸、モノメチルマレイン酸エステル、ジメチルマレイン酸エステルなどの不飽和ジカルボン酸、これらの不飽和ジカルボン酸のモノエステルおよびジエステルなどが挙げられる。

Ｈ−ＮＢＲは単独で用いることもできるが、例えば（イ）Ｈ−ＮＢＲと不飽和カルボン酸金属塩とを配合した複合ポリマー体と（ロ）Ｈ−ＮＢＲとを配合したものを用いることが、引張弾性率、硬度、切断伸度、そして引裂強度などの諸物性を高める上で好ましい。このように構成することで、不飽和カルボン酸金属塩がポリマー分を高次構造にし、不飽和カルボン酸金属塩がポリマー分で微細に分散したフィラーを形成すると考えられ、当初からＨ−ＮＢＲ全量分に不飽和カルボン酸金属塩を配合するよりも大きな引張り強さを有することができる。

より望ましくは、ゴム成分は（イ）Ｈ−ＮＢＲと不飽和カルボン酸金属塩とを重量比３０：７０〜７０：３０で配合された複合ポリマー体と（ロ）Ｈ−ＮＢＲとを重量比１０：９０〜４０：６０で配合したゴム成分を用いることが、引張弾性率や切断伸度、さらに高い引き裂き強度や硬度などを確保する為に好ましい。

不飽和カルボン酸金属塩は、カルボキシル基を有する不飽和カルボン酸と金属とがイオン結合したものであり、不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのジカルボン酸が好ましく、金属としてはベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、クロム、モリブデン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、錫、鉛、アンチモンなどを好ましく用いることができる。

シリカは、乾式シリカ、湿式シリカなど限定されるものではない。シリカの配合量はＨ−ＮＢＲを含有するゴム成分１００重量部に対して１０〜１００重量部である。配合量が１０重量部未満の場合、耐磨耗性の改善効果がなく、一方１００重量部を超えると、ゴム層の剛性が高くなるためにベルトの屈曲性に問題がある。

ビニルトリエトキシシランオリゴマーは、耐熱性に優れるとともに、分子中にビニル基を含有するため、有機過酸化物架橋によりＨ−ＮＢＲとシリカが強接着できるといった効果がある。また他のシランカップリング剤に比べて格段に高い沸点を有する（ビニルトリエトキシシランモノマーの沸点は約１５０°Ｃ）ため、混合などの加工成形時に蒸発逸散してしまったり、また架橋反応前に揮発してしまったりせず、結果、本発明で所望するベルト物性を得ることができる。以下に、ビニルトリエトキシシランオリゴマーの一般式を示す。

（式中、Ｒはエチル基を表し、そしてＲ’はビニル基を表す）

前記ビニルトリエトキシシランオリゴマーの配合量は、シリカ１００重量部に対してビニルトリエトキシシランオリゴマーが１〜２０重量部であることが望ましい。１重量部未満であると粘度低下の効果に乏しく、一方、２０重量部を超えると、加硫ゴムが硬くなり伸びが急激に減少するため、強度が低下するなどの不具合がある。

前記ゴム組成物には架橋剤として有機過酸化物が配合される。有機過酸化物としては、例えばジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、２，５−ジメチル−２，５−（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−モノ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等を挙げることができる。この有機過酸化物は、単独もしくは混合物として、ゴム成分１００重量部に対して１〜８重量部であり、更に好ましくは１．５〜４重量部である。

更に、前記ゴム組成物に、金属水酸化物を配合することができる。その配合量はゴム成分１００重量部に対して１〜１００重量部、より好ましくは１０〜６０重量部、配合されることが望ましい。１重量部未満の場合は接着性の改善効果に乏しく、耐久性に問題がある。一方、１００重量部を超えると粘度が極端に高くなり、流れ不良となりモールドの形状が出ない、具体的には歯付ベルトである場合は歯部形状が欠損するという不具合がある。金属水酸化物としては、例えば水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどをあげることができ、これらは単独もしくは併用して用いることができる。なかでも水酸化アルミニウムが、吸水性が比較的低く、安定性が高いため、加工性や接着性、耐久性など物性などに悪影響を与えないことから望ましい。尚、金属水酸化物の形態は、限定されるものではないが粉末状のものが好ましく用いられ、加工性等を考慮すると、粒径０．５〜６０μｍの金属水酸化物が望ましい。

また前記ゴム組成物は、ポリマー成分１００重量部に対して、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミドが０．５〜１０重量部配合されることが望ましい。Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミドは共架橋剤として作用し、０．５重量部未満では添加による効果が顕著でなく、１０重量部を超えると引裂き力や接着力が急激に低下する。

前記ゴム組成物には、上記のシリカ、ビニルトリエトキシシランオリゴマー、有機過酸化物、金属水酸化物など以外にも必要に応じて種々の添加剤を配合する。例えば、カーボンブラック、可塑剤、短繊維、架橋剤、老化防止剤、耐熱剤、粘着付与剤、スコーチ防止剤、架橋促進剤、促進助剤、架橋遅延剤、着色剤、紫外線吸収剤、難燃剤、耐油性向上剤、その他充填剤等が挙げられる。

カーボンブラックは、ベルトの硬度やモジュラスといった物性を高く保つために配合するものであり、例えばＨＡＦ、ＭＡＦ、ＥＰＣ、ＳＡＦ、ＩＳＡＦなどが挙げられる。なかでも窒素吸着比表面積４０〜１２０ｍ^２／ｇ、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量８０〜１３０ｍｌ／１００ｇのものが好ましく用いられる。

短繊維は、綿、ポリエステル、ポリアミド、アラミド、ＰＢＯなどの繊維からなる長さが１〜１０ｍｍ程度の短繊維を用いることができる。また短繊維として径が０．１〜２．０μｍであり、長さが１０μｍ〜１．０ｍの範囲である特殊なサイズの極短繊維を用いると、分散性や均質性をよりレベルの高いものにすることができる。短繊維の混入量は、ゴム１００重量部に対して１〜３０重量部の範囲で混入するのが好ましい。１重量部未満であると短繊維でのモジュラスを向上させる効果が十分に得られず、３０重量部を越えると硬度が高くなりすぎるために好ましくない。

可塑剤は、配合することによって加工性を改善せしめ、ベルトに柔軟性を付与するものである。例えば、ポリジメチルシロキサンオイル、ジフェニルシランジオール、トリメチルシラノール、フタル酸誘導体フタレート系、アジピン酸誘導体アジペート系、トリメリット酸誘導体、セバケート系、フォスフェート系、ポリエーテル系などがある。可塑剤の配合量は３〜２５重量部、好ましくは５〜１５重量部の範囲とする。３重量部未満であると加工性が十分に改善できず、一方２５重量部を超えて配合すると強度が低下し、可塑剤がブリードするといった問題が起こるので好ましくない。

老化防止剤としては、フェニレンジアミン類、フォスフェート類、キノリン類、クレゾール類、フェノール類、ジチオカルバメート金属塩類を挙げることができる。

本発明に係る伝動ベルトの一例として、噛合伝動するベルトと摩擦伝動するベルトを例示し、具体的には歯付ベルト１の断面斜視図を図１に、Ｖリブドベルト１０の断面斜視図を図２示す。

図１の歯付ベルト１は、ベルト長手方向（図中矢印）に沿って複数の歯部２と、心線３を埋設した背部４から構成されるベルト本体を有し、前記歯部２の表面には必要に応じて歯布５が貼着されている。ここで、伝動面とは歯部２を構成するゴム層をいう。

尚、歯付ベルト１が圧入成形方法によって作製される場合、歯部２および背部４は同一のゴム組成物シートから形成されるため、背部４もまた歯部２と同一のゴム層となる。

図２のＶリブドベルト１０は、カバー帆布１５からなる伸張部１２と、心線１３を埋設した接着部１４、その下側に弾性体層である圧縮部１６からなっている。この圧縮部１６は、ベルト長手方向に延びる断面略三角形である台形の複数のリブを有している。ここで、伝動面は圧縮部１６を構成するゴム層をいう。

本発明で使用する心線３，１３は、例えばポリアリレート繊維、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維などのポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、カーボン繊維などのコードを用いることができる。ガラス繊維の組成は、Ｅガラス、Ｓガラス（高強度ガラス）のいずれでもよく、フィラメントの太さ及びフィラメントの集束本数及びストランド本数に制限されない。

心線３，１３にはゴムとの接着性を向上させるべく接着処理を施すのが好ましい。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などを含有する前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溶液からなる接着液を入れたタンクに浸漬し、（４）２１０〜３５０°Ｃに温度設定した延伸熱固定処理機に３０〜６００秒間通して−１〜３％延伸して延伸処理コードとし、（５）更にゴム糊を入れたタンクに浸漬し、（６）１３０〜１７０°Ｃに温度設定した乾燥炉に１２０〜３００秒間通して乾燥する、方法などがある。尚、（１）〜（６）の全工程を行う必要はなく、所望に応じて（１）〜（４）のみ行うことなども可能である。

この前処理液で使用するイソシアネート化合物としては、例えば４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレン２，４−ジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポリアリールポリイソシアネート（例えば商品名としてＰＡＰＩがある）等がある。このイソシアネート化合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。

また、上記イソシアネート化合物にフェノール類、第３級アルコール類、第２級アルコール類等のブロック化剤を反応させてポリイソシアネートのイソシアネート基をブロック化したブロック化ポリイソシアネートも使用可能である。

エポキシ化合物としては、例えばエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールや、ポリエチレングリコール等のポリアルキレングリコールとエピクロルヒドリンのようなハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物や、レゾルシン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルメタン、フェノール．ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン．ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類やハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物などである。上記エポキシ化合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。

ＲＦＬ処理液は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であり、この場合レゾルシンとホルムアルデヒドのモル比は１：２〜２：１にすることが接着力を高める上で好適である。モル比が１／２未満では、レゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂の三次元化反応が進み過ぎてゲル化し、一方２／１を超えると、逆にレゾルシンとホルムアルデヒドの反応があまり進まないため、接着力が低下する。またゴムラテックスとしては、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、Ｈ−ＮＢＲ、クロロプレンゴム、ニトリルゴムなどがあげられる。

尚、レゾルシン−ホルムアルデヒドの初期縮合物と上記ゴムラテックスの固形分重量比は１：２〜１：８が好ましく、この範囲を維持すれば接着力を高める上で好適である。上記の比が１／２未満の場合には、レゾルシン−ホルムアルデヒドの樹脂分が多くなり、ＲＦＬ皮膜が固くなり動的な接着が悪くなり、他方１／８を超えると、レゾルシン−ホルムアルデヒドの樹脂分が少なくなるため、ＲＦＬ皮膜が柔らかくなり、接着力が低下する。

更に、上記ＲＦＬ液には架橋促進剤や架橋剤を添加してもよく、添加する架橋促進剤は、含硫黄架橋促進剤であり、具体的には２−メルカプトベンゾチアゾール（Ｍ）やその塩類（例えば、亜鉛塩、ナトリウム塩、シクロヘキシルアミン塩等）ジベンゾチアジルジスルフィド（ＤＭ）等のチアゾール類、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＣＺ）等のスルフェンアミド類、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＳ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＴ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＴＲＡ）等のチウラム類、ジ−ｎ−ブチルジチオカルバミン酸ナトリウム（ＴＰ）、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＰＺ）ジエチルジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＥＺ）等のジチオカルバミン酸塩類等がある。また、架橋剤としては、硫黄、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化鉛）、過酸化物等があり、上記架橋促進剤と併用する。

尚、伝動ベルトの伝動面となるゴム層を該ゴム組成物で構成することについて述べたが、いうまでもなく伝動ベルト本体を構成するゴム組成物全てを該ゴム組成物で構成することが可能である。

図１で示す歯付ベルト１においては、伝動面となるゴム層は歯部２であるが、背部４も該ゴム組成物で構成することができる。また、歯部２を該ゴム組成物、背部４を別のゴム組成物で構成することも可能である。また例えば、歯部２を複層構成とし、表面層を該ゴム組成物で構成することも可能である。

図２に示すＶリブドベルト１０においては、伝動面となるゴム層は圧縮部１６であるが、接着部１２も該ゴム組成物で構成することができる。また、圧縮部１６を該ゴム組成物、接着部１２を別のゴム組成物で構成することも可能である。また例えば、圧縮部１６を複層構成とし、表面層を該ゴム組成物で構成することも可能である。

ベルト本体に上記ゴム組成物以外のゴム組成物を使用する場合は、例えばゴム成分としてＨ−ＮＢＲとその他の種類ゴムからなる相手ゴムを混ぜ合わせたブレンドゴムなどが挙げられる。Ｈ−ＮＢＲにブレンドする相手ゴムとしては、エチレン・α−オレフィンエラストマー、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）のゴムを挙げることができる。

歯付ベルト１の歯部表面を被覆する歯布５としては、平織物、綾織物、朱子織物などからなる帆布が用いられる。これらの織物のベルト長手方向に配置される緯糸としては、例えば０．３〜１．２デニールのパラ系アラミド繊維のフィラメント原糸を収束したマルチフィラメント糸をベルト長手方向の緯糸全量の２０〜８０重量％含んだものが好ましい。

即ち、緯糸はパラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸を含んだ糸であり、このパラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸にメタ系アラミド繊維からなる糸とを含めることができる。具体的な緯糸の構成は、パラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸、メタ系アラミド繊維からなる紡績糸、そしてウレタン弾性糸の３種の糸を合撚したものである。

また、他の具体的な緯糸の構成は、パラ系アラミド繊維のマルチフィラメント糸、脂肪族繊維糸（６ナイロン、６６ナイロン、ポリエステル、ポリビニルアルコール等）、そしてウレタン弾性糸の３種の糸を合撚したものであってもよい。

歯布５の経糸としては、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維からなるアラミド繊維のフィラメント糸、６ナイロン、６．６ナイロン、１２ナイロン等のポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル等のフィラメント糸からなる。好ましくは、アラミド繊維のフィラメント糸が緯糸５にパラ系アラミド繊維のフィラメント原糸を収束したマルチフィラメント糸を使用すれば、剛性のバランスが取れ、均一な厚みの歯布になる。

しかし、上記経糸と緯糸の材質はこれらに限定されるものではなく、またその他の形態としてはコード、不織布、編布などが挙げられ特に限定されるものではない。また歯布はソーキング、スプレディング、コーチングなどにより接着ゴムを付着することが望ましい。

Ｖリブドベルト１０に用いるカバー帆布１５は、織物、編物、不織布などから選択される繊維基材である。構成する繊維素材としては、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。

上記カバー帆布１５は、公知技術に従ってＲＦＬ液に浸漬することが好ましい。またＲＦＬ液に浸漬後、未架橋ゴムをカバー帆布１５に擦り込むフリクションを行ったり、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ができる。尚、ＲＦＬ液には適宜カーボンブラック液を混合して処理反を黒染めしたり、公知の界面活性剤を０．１〜５．０重量％加えてもよい。

尚、伝動ベルトは上述した歯付ベルト、Ｖリブドベルトに限定されるものではなく、Ｖベルト、平ベルトなども本発明の技術範囲に属するものである。

また、Ｖリブドベルトは、図２のような構成に限定されず、例えば接着部を配置しないＶリブドベルトや、圧縮部を２層構成にしたＶリブドベルト、背面にカバー帆布を貼着せずゴム層を設けたＶリブドベルトなども本発明の技術範囲に属する。

次に、本発明の伝動ベルトの製造方法として歯付ベルトの製造方法を説明する。尚、歯付ベルトの製造方法は以下に限定されるものではない。

まず歯付ベルトの歯部に対応する複数の凹条を有する円筒状モールドに、歯布を形成する帆布を巻き付ける。続いて、帆布が巻き付けられた円筒状モールドに心線を構成する抗張体を円筒状モールドの長手方向に所定のピッチを有するように巻き付ける。次に、背部及び歯部を形成するゴムシートを巻き付けて未架橋スリーブを形成する。そして前記未架橋スリーブが巻き付けられた円筒状モールドを架橋缶内に移し、加熱・加圧することにより、上記ゴムシートをモールド溝部に圧入させ、歯部を形成する。得られたスリーブ状の成形体を所定のカット幅に従ってカッターで輪切りにすることにより個々の歯付ベルトが得られる。

上記方法において、Ｈ−ＮＢＲを含有するゴム成分１００重量部に対してシリカが１０〜１００重量部、有機過酸化物が１〜８重量部配合されてなり、かつ、ビニルトリエトキシシランオリゴマーが配合されたゴム組成物を架橋反応させることにより、伝動面（ここでは歯部）を該ゴム組成物の有機過酸化物架橋物で形成することができる。

以下、具体的な実施例を伴って説明する。

表１に示す配合のゴム組成物のムーニー粘度をＪＩＳ Ｋ６３００−１に準じて測定した。また１６５℃で３０分間プレス架橋した架橋ゴム物性を評価した。得られた架橋ゴムの硬度（ＪＩＳ−Ａ）をＪＩＳ Ｋ６２５３に、切断時の伸びＥＢ（短繊維の配向方向に対して直角方向）をＪＩＳ Ｋ６２５１に、１００％伸張時の応力Ｍ１００をＪＩＳ Ｋ６２５１に準じて測定した。ＤＩＮ摩耗試験はＪＩＳ Ｋ ６２６４により試験し、短繊維を含有するサンプルは摩耗面に対し垂直に短繊維が配向するよう作製した。またガラス繊維コードを表１に示す配合をもつ厚さ４ｍｍのゴムシートの上に２５ｍｍ幅に並べ、プレス板で２．０ＭＰａの圧力をかけて１６５°Ｃで３０分間加硫し、接着試験用の試料を作製した。各試料についてＪＩＳ Ｋ６２５６に従い接着力を測定すると共に剥離状態を目視にて確認した。これらの結果を表２に記す。

比較例１，２，４は未架橋ゴムの粘度が高く、ゴムシート粘着性、表面状態ともに悪く、加工性に問題があった。また満足な耐磨耗性が得られなかった。比較例３では、シート粘着性、シート表面状態、加工性、および耐摩耗性は若干改善されたものの、本発明にかかるシランカップリング剤を同量（３重量部）配合した実施例１と比べるとその効果の違いが明らかであり不十分であった。一方、実施例では粘度が適度に低く、加工性には問題がなく、また耐磨耗性についても優れていることが判る。更に、実施例４及び５は接着力に優れていることが判明した。

次に、表１に示すゴム配合のゴムシートを用いて歯付ベルトを作製した。本実施例で作製した歯付ベルトでは、この歯付ベルトは、歯部をナイロン歯布で被覆され、本体にガラス心線を埋設してなり、ベルトサイズは、歯型：ＭＹ、歯数：１０５、ベルト幅：６０ｍｍのサイズである。

ここで歯部、背部を表１に示すゴム組成物から調製し、バンバリーミキサーで混練後、カレンダーロールで圧延したものを用いた。

ベルト作製用の歯形付き金型にナイロン歯布を巻き付けた後、接着処理を施したガラス心線を所定のピッチにてスパイラルに所定の張力で巻き付けた。この心線の上に、表１のゴムシートを貼り付けた後、架橋缶に投入して通常の圧入方式により１６５°Ｃにて３０分加圧架橋して、ベルト背面を一定厚さに研磨し一定幅にカットして歯付ベルトを得た。

このようにして得られた歯付ベルトについて、図３に示すレイアウトによって、雰囲気温度２３°Ｃで、ベルト１ｍｍ幅あたり１５ｋｇｆという高負荷での走行試験を実施した。結果を表２に併記する。

結果、比較例では、歯部の摩耗が激しく、ベルト耐久性が不十分であったが、実施例では歯部の損傷が少なく、ベルト寿命が長くなっていることが判る。

本発明にかかる伝動ベルトは自動車用あるいは一般産業用の駆動装置などに装着できる。

本発明に係る伝動ベルトである歯付ベルトの断面斜視図である。 本発明に係る伝動ベルトであるＶリブドベルトの断面斜視図である。 歯付ベルトの耐久試験の評価に用いた試験機のレイアウトである。

符号の説明

１ 歯付ベルト
２ 歯部
３ 心線
４ 背部
５ 歯布
１０ Ｖリブドベルト
１２ 伸張部
１３ 心線
１４ 接着部
１５ カバー帆布
１６ 圧縮部

Claims (16)

1. 伝動面が、水素化ニトリルゴムを含有するゴム成分１００重量部に対してシリカが１０〜１００重量部、有機過酸化物が１〜８重量部配合されてなり、かつ、ビニルトリエトキシシランオリゴマーが配合されたゴム組成物の有機過酸化物架橋物で構成されることを特徴とする伝動ベルト。
2. ゴム成分が、（イ）水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを配合した複合ポリマー体と（ロ）水素化ニトリルゴムを配合したものである請求項１記載の伝動ベルト。
3. ゴム成分が、（イ）水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを重量比３０：７０〜７０：３０で配合した複合ポリマー体と（ロ）水素化ニトリルゴムとを重量比が１０：９０〜６０：４０となるよう配合したものである請求項２記載の伝動ベルト。
4. シリカ１００重量部に対して、ビニルトリエトキシシランオリゴマーが１〜２０重量部配合される請求項１〜３のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
5. 前記ゴム組成物に金属水酸化物が配合されてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
6. ゴム成分１００重量部に対して金属水酸化物が１〜１００重量部配合される請求項５記載の伝動ベルト。
7. 金属水酸化物が水酸化アルミニウムである請求項５又は６記載の伝動ベルト。
8. 伝動ベルトが、歯付ベルトである請求項１〜７のいずれか１項に記載の伝動ベルト。
9. 伝動ベルトの伝動面を、水素化ニトリルゴムを含有するゴム成分１００重量部に対してシリカが１０〜１００重量部、有機過酸化物が１〜８重量部配合されてなり、かつ、ビニルトリエトキシシランオリゴマーが配合されたゴム組成物を架橋反応させることにより形成したことを特徴とする伝動ベルトの製造方法。
10. ゴム成分が、（イ）水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを配合した複合ポリマー体と（ロ）水素化ニトリルゴムを配合したものである請求項９記載の伝動ベルトの製造方法。
11. ゴム成分が、（イ）水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩とを重量比３０：７０〜７０：３０で配合した複合ポリマー体と（ロ）水素化ニトリルゴムとを重量比が１０：９０〜６０：４０となるよう配合したものである請求項１０記載の伝動ベルトの製造方法。
12. シリカ１００重量部に対してビニルトリエトキシシランオリゴマーが１〜２０重量部配合される請求項９〜１１のいずれか１項に記載の伝動ベルトの製造方法。
13. 前記ゴム組成物に金属水酸化物が配合されてなる請求項９〜１２のいずれか１項に記載の伝動ベルトの製造方法。
14. ゴム成分１００重量部に対して金属水酸化物が１〜１００重量部配合される請求項１３記載の伝動ベルトの製造方法。
15. 金属水酸化物が水酸化アルミニウムである請求項１３又は１４記載の伝動ベルトの製造方法。
16. 伝動ベルトが、歯付ベルトである請求項９〜１５のいずれか１項に記載の伝動ベルトの製造方法。
    

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