JPH0720679B2 - 歯付きゴムベルト - Google Patents

歯付きゴムベルト

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は歯付きゴムベルトに関するものである。
［従来の技術］ 歯付きゴムベルトは別名タイミングベルトとも呼ばれる
伝動ベルトである。
一般のＶベルトと異なり、ベルト自身が歯形を有し、歯
車と直接かみ合わせることから動力を伝達する。
このため、歯に直接かかって来る応力に耐え得る機械特
性が要求される点一般のゴムベルトよりもより苛酷な状
況に耐え得ることが要求される製品である。
歯付きゴムベルトは従来の金属チェーンに変わるものと
して、自動車，オートバイ，自転車等の動力伝達システ
ムに用いられている。
従来、自動車用の歯付きゴムベルトとしてはクロロプレ
ンゴムをゴム材料とした歯付きゴムベルトが広く利用さ
れている。
ところが近年自動車のエンジンルームの温度上昇やメン
テナンスフリーに併う使用寿命の長期化に対応して、ク
ロロプレンゴムよりもさらに耐熱性，耐久性の優れたゴ
ム材料を使用した歯付きゴムベルトが求められている。
一方、クロロスルホン化ポリエチレンは耐熱性，耐候
性，耐オゾン性がクロロプレンゴムよりさらに１ランク
上のゴム材料であり、歯付きゴムベルトの耐熱性，耐久
性の向上には好ましい材料である。
しかしクロロスルホン化ポリエチレンはクロロプレンゴ
ムと比べて耐寒性が大きく劣るために、歯付きゴムベル
トに要求される耐寒性をクリアーする事が難しい場合が
ある。
このため、自動車のような耐熱性と耐寒性の両方を要求
する苛酷な条件にも耐え得る歯付きゴムベルト用のゴム
材料が求められている。
［発明が解決しようとする問題点］ 即ち、本発明の目的とするところは耐熱性と耐寒性の兼
ね備えた歯付きゴムベルト用のゴム材料を提供すること
である。
［問題を解決するための手段］ 本発明者らは、かかるゴム材料の開発について鋭意検討
を行った結果、クロロスルホン化エチレン・α−オレフ
ィン共重合体が上記の目的を達する材料であることを見
出し本発明をなすに至ったものである。
即ち本発明は、ゴム材料にクロロスルホン化エチレン・
α−オレフィン共重合体を用いることを特徴とする歯付
きゴムベルトである。
［作用］ 歯付きゴムベルトは一般に外側より背面ゴム，抗張体，
歯ゴムおよび被覆体と重なる構造をしている。
図−１に概略図を示す。
本発明者らの提案する歯付きゴムベルトとはこの構造の
うち背面ゴムおよび（又は）歯ゴムに用いられるゴム材
料がクロロスルホン化エチレン・α−オレフィン共重合
体からなるものである。
抗張体は一般にガラス繊維，アラミド繊維が用いられる
被覆面はナイロン布に代表されるものが用いられる。
本発明の目的とする耐熱性と耐寒性の兼ね備えた歯付き
ゴムベルト用のゴム材料に必要な要求値は以下のもので
ある。
１ 流動性，加工性について ムーニー粘度:30〜80 ２ 引張特性について 硬さ:60〜90 引張り強さ:200kg/cm2以上 伸び:250％以上 100％引張り応力:30〜70kg/cm2 ３ 耐熱老化性による耐熱性について △Hs（差）：＋３以下 △ＴＢ，△ＥＢ，△M100:20％以下 （変化率） ４ ゲーマンねじり試験による耐寒性について T2:−15℃以下 T5:−20℃以下 T10:−25℃以下 かかる条件を満たすものが、より優れた耐熱性，耐寒性
による耐久性の向上を保証する。
クロロスルホン化エチレン・α−オレフィン共重合体は
エチレン・α−オレフィン共重合体を原料として塩素化
およびクロロスルホン化して得られるものの総称であ
る。
エチレン・α−オレフィン共重合体にはたとえばエチレ
ン・ブテン−１共重合体，エチレン・プロピレン共重合
体，エチレン・ヘキセン−１共重合体，エチレン・オク
テン−１共重合体，エチレン・４−メチル−ペンテン−
１共重合体などがある。
エチレンとα−オレフィンの比は98/2〜60/40であるも
のが望ましい。
但しＡ〜Ｂなる記号はＡ以上Ｂ以下であることをあらわ
すものとする。
両者の比がこの範囲をはずれると、望むべき耐寒性を得
ることが難しくなる。
特に好ましくは、エチレンとブテン−１の共重合体でか
つエチレンとブテン−１の比が95〜５〜70/30の範囲に
入るものである。
原料のエチレン・α−オレフィンの組成が決まれば、こ
れを塩素化およびクロロスルホン化して得られるクロロ
スルホン化エチレン・α−オレフィン共重合体のエチレ
ン・α−オレフィンの組成比はそのまま保持される。
一方、エチレンとブテン−１のモル比は1000C当りのエ
チル基の数としても表わされてもよい。
即ち、エチレンとブテン−１の比が98/2〜60/40のもの
は1000C当りのエチル基数が10〜200個と表示しても良
い。
クロロスルホン化エチレン・α−オレフィン共重合体に
含まれる塩素量は25〜3wt％であるものが好ましい。
塩素量が25wt％未満のものあるいは塩素量が32wt％を越
えるものでは有用な耐寒性を得ることは難しい。
特に好ましくは28〜31wt％である。
クロロスルホン化エチレン・α−オレフィン共重合体に
含まれるイオウ量は架橋点として働く−SO2Cl基の量を
示す尺度であるが、0.3〜2.5wt％のものが好ましい。
特に好ましくは0.5〜1.5wt％である。
クロロスルホン化エチレン・α−オレフィン共重合体を
合成する方法にはエチレン・α−オレフィン共重合体を
原料としラジカル発生剤を触媒として、塩素と亜硫酸ガ
ス，塩素と塩化スルフリルあるいは塩化スルフリルを単
独で反応させる方法が一般的合成法である。
反応は溶液に溶解させた均一系で行うもの、溶液に懸濁
させた不均一系で行うものあるいは気相に浮遊させた不
均一系で行うものなどがある。
但し原料となるエチレン・α−オレフィン共重合体を溶
媒に溶解させて行う均一系のものが、耐熱性と耐寒性が
ともに優れたクロロスルホン化エチレン・α−オレフィ
ン共重合体を得る方法としてはより優れた方法で、望ま
しい。
この際、溶媒としては四塩化炭素，クロロホルム，モノ
クロルベンゼン，テトラクロルエタン等のハロゲン化反
応に不活性な溶媒が用いられる。
クロロスルホン化エチレン・ブテン−１共重合体は他の
配合剤、たとえば補強剤，充填剤，加硫剤，加硫促進
剤，加工助剤，軟化剤，可塑剤，老化防止剤とともに、
加硫されて用いられる。
補強剤，充填剤としては、たとえばカーボンブラック，
ホワイトカーボン，炭酸カルシウム，クレー，タルク，
酸化チタンなどがある。
加硫剤，加硫促進剤としてはマグネシア，酸化カルシウ
ム，水酸化カルシウム，ジペンタメチレンチウラムテト
ラスルフィド（TRA），テトラメチルチウラムジスルフ
ィド（TT），エチレンチオ尿素（＃22），マレイミド
類，過酸化物などがある。
加工助剤には低分子量ポリエチレン，金属せっけんなど
がある。
軟化剤，可塑剤としては各種オイル，エステル類，塩素
化パラフィンなどがある。
老化防止剤としては、ジブチルジチオカルバミン酸ニッ
ケル（NBC），アミン系老防，フェノール系老防などが
ある。
［発明の効果］ 本発明により得られる歯付きゴムベルトは耐熱性と耐寒
性とが兼ね備わった物質を有している。
このため、自動車やオートバイのように耐熱性と耐寒性
をともに要求する分野における歯付きゴムベルトとして
好適である。
［実施例］ 次に実施例にもとづき本発明をさらに詳しく説明する
が、これらは本発明の理解を助けるための例であって本
発明はこれらの実施例により何らの制限を受けるもので
はない。
なおこれらの実施例で用いた値は以下の測定法に準拠し
て得られたものである。
エチレンとブテン−１のモル比:13C−NMRによる分析 メルトインデックス:JIS K 7210 密度:JIS K 7112 塩素，イオウ量：燃焼フラスコ法 ムーニー粘度:JIS K 6300 加硫ゴム物性:JIS K 6301 なお、本実施例で用いられたクロロスルホン化エチレン
・ブテン−１共重合体は以下のようにして合成されたも
のである。
［実施例−１で用いたもの］ エチレン91.7モル％，ブテン−1 8.3モル％の組成から
なるエチレン・ブテン−１共重合体（メルトインデック
ス4g/10分，密度0.89g/cc）3360gを四塩化炭素に溶解の
後、ラジカル発生剤としてのα，α′−アゾビスイソブ
チロニトリル12g助触媒としてのピリジン0.25gとともに
塩化スルフリル5620gと反応させる。
反応の終了後、液中に残存する酸分を除いたのち、安定
剤としての2,2′−ビス（４−グリシジルオキシフェニ
ル）プロパン17gを添加した。常法によりドラムドライ
ヤーに溶液をフィードして、生成物を溶媒と分離した。
分析の結果、このクロロスルホン化エチレン・ブテン−
１共重合体は、30.1wt％の塩素量と1.02wt％のイオウ量
を含むことが判った。ムーニー粘度（ML1+4,100℃）は5
8であった。
［実施例−２で用いたもの］ 原料となるエチレン・ブテン−１共重合体を次のように
変えた以外は実施例−１で用いた方法に準じて生成物を
得た。
エチレンとブテン−１の比:92.3/7.7メルトインデック
ス:3g/10分 密度:0.89g/cc 分析の結果このクロロスルホン化エチレン・ブテン−１
共重合体は30.0wt％の塩素量と0.99wt％のイオウ量を含
むことが判った。ムーニー粘度は65であった。
［実施例−３で用いたもの］ 原料となるエチレン・ブテン−１共重合体を次のように
変えた以外は実施例−１で用いた方法に準じて生成物を
得た。
エチレンとブテン−１の比:92.3/7.7メルトインデック
ス:8g/10分 密度:0.89g/cc 分析の結果このクロロスルホン化エチレン・ブテン−１
共重合体は30.0wt％の塩素量と1.01w％のイオウ量を含
むことが判った。ムーニー粘度（ML1+4,100℃）は44で
あった。
［実施例−１］ 前に示したクロロスルホン化エチレン・ブテン−１共重
合体を10インチオープンロールにより表−１に示す配合
系において混練した。
引き続き150℃×40分間プレス加硫し引張特性，耐熱老
化性および耐寒性の指標としてのゲーマンねじり試験を
行った。
結果をまとめて表−２に示す。
［実施例−２］ クロロスルホン化エチレン・ブテン−１共重合体を前に
示したものに変えた以外は実施例−１に準拠して混練加
硫および試験を行った。
これらの結果をまとめて表−２に示す。
［実施例−３］ クロロスルホン化エチレン・ブテン−１共重合体を前に
示したものに変えた以外は実施例−１に準拠して混練加
硫および試験を行った。
これらの結果をまとめて表−２に示す。
［比較例−１］ クロロスルホン化ポリエチレンとして東洋曹達工業
（株）製のTOSO−CSM TS−530を用いた以外は実施例−
１に準拠して混練，加硫および試験を行った。
これらの結果をまとめて表−２に示す。
［比較例−２］ クロロスルホン化ポリエチレンとして米国デユポン社製
のハイパロン＃40を用いた以外は実施例−１に準拠して
混練，加硫および試験を行った。
これらの結果をまとめて表−２に示す。
［比較例−３］ ゴム材料としてクロロプレンゴム（東洋曹達工業（株）
製品のTN−504）を用い表−１に示す配合を行った以外
は実施例−１に準拠して混練，加硫および試験を行っ
た。
ただ加硫は150℃×30分プレス加硫である。これらの結
果をまとめて表−２に示す。
以上の実施例および比較例より、本発明により得られる
クロロスルホン化エチレン・α−オレフィン共重合体が
耐熱性と耐寒性とがともに優れた歯付きゴムベルトのゴ
ム材料として好適な材料であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】 図−１は歯付きゴムベルトに関する概略図である。 １……背面ゴム ２……抗張体 ３……歯ゴム ４……被覆体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ゴム材料にクロロスルホン化エチレン・α
    オレフィン共重合体を用いることを特徴とする歯付きゴ
    ムベルト。
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