(57)【要約】【課題】特に優れた引裂き強度を呈するゴム組成物及びそれを用いてなるＶリブドベルトを提供する。【解決手段】ゴム１００質量部に対してカーボンブラックを４５〜５０質量部、短繊維２０〜４０質量部、軟化剤又は可塑剤を５〜１０質量部混合したことを特徴とするベルト用ゴム組成物及びそれを用いたＶリブドベルト１である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム１００質量部に対してカーボンブラックを４５〜５０質量部、短繊維２０〜４０質量部、軟化剤又は可塑剤を５〜１０質量部混合したことを特徴とするベルト用ゴム組成物。
【請求項２】
前記ゴム組成物の加硫後の硬度がＪＩＳＫ６３０１のスプリング式硬さ試験のＡ形の光度計で測定したときに、７５〜８２度である請求項１に記載のベルト用ゴム組成物。
【請求項３】
前記軟化剤又は可塑剤がパラフィニックオイル又はナフテンの少なくとも一つである請求項１又は２に記載のベルト用ゴム組成物。
【請求項４】
引裂力が５０〜７０Ｎ／ｍｍである請求項１から３のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物。
【請求項５】
ベルト長さ方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層と、ベルト長さ方向に延びる少なくとも２つのリブ部を有する圧縮ゴム層とからなるＶリブドベルトにおいて、少なくとも前記圧縮ゴムが請求項１から４のいずれかに記載のゴム組成物からなるＶリブドベルト。
【請求項６】
前記心線径が１．０〜１．２ｍｍである請求項５に記載のＶリブドベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト用ゴム組成物及びＶリブドベルトに係り、詳しくはゴム組成物の硬度を下げることによってゴムの耐引裂性を向上させたゴム組成物及びそれを使用したＶリブドベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高度な力学的刺激を受けるゴム製品において、その耐力学疲労性の向上が要求されており、例えば自動車用伝動ベルトでは、エンジンの高出力化に伴って細幅化、静粛化及び高寿命化が要求され、これらを実現する為には、伝動ベルトの素材の高性能化及び高寿命化が不可欠である。
【０００３】
従来、高性能化が図られたベルトの素材としては、たとえばエチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合体からなる水素化ゴムにメタクリル酸亜鉛及び有機過酸化物を混合して得られた引張り強さが向上したゴム組成物（特許文献１）や、固形ゴム及び末端に水酸基を有する液状ジエン系重合体とアルケニル無水コハク酸とのエステル化物からなり、優れた引張り強さを呈するゴム組成物（特許文献２）などが知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−３１１１５８号公報
【特許文献２】特公平４−５５４５３号公報
【０００５】
又、高寿命化が図られたベルトの素材としては、一般的なゴム組成物を有機過酸化物で架橋する際に、イオウ成分を共架橋剤として作用させることにより、屈曲疲労特性や引き裂き強度がある程度向上したゴム組成物が提案されている（特許文献３）。さらに、高寿命化が図られたベルトとしては、ベルトゴム部材にフッ素樹脂の短繊維を添加したものが知られている（特許文献４）。
【０００６】
【特許文献３】特許第２６３７８７６号公報
【特許文献４】特公平４‐５５４５３号公報
【０００７】
しかしながら、前記従来のゴム組成物からなるゴムは、いずれも引張り強さには優れているものの、屈曲疲労性や引裂き強度などの物性は必ずしも満足しうるものではなく、例えば自動車用伝動ベルトなどのエンジンの高出力化などに伴って高度に力学的刺激を受ける製品に用いることが困難であるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、特に優れた引裂き強度を呈するゴム組成物及びそれを用いてなるＶリブド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】
【０００９】
本発明は、ゴム１００質量部に対してカーボンブラックを４５〜５０質量部、短繊維２０〜４０質量部、軟化剤又は可塑剤を５〜１０質量部混合したべルト用ゴム組成物にある。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記ゴム組成物の加硫後の硬度がＪＩＳＫ６３０１のスプリング式硬さ試験のＡ形の硬度計で測定したときに、７５〜８２度である請求項１に記載のベルト用ゴム組成物にある。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記軟化剤又は可塑剤がパラフィニックオイル又はナフテンの少なくとも一つである請求項１又は２に記載のベルト用ゴム組成物にある。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、引裂力が５０〜７０Ｎ／ｍｍである請求項１から３のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物にある。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、ベルト長さ方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層と、ベルト長さ方向に延びる少なくとも２つのリブ部を有する圧縮ゴム層とからなるＶリブドベルトにおいて、少なくとも前記圧縮ゴムが請求項１から４のいずれかに記載のゴム組成物からなるＶリブドベルトにある。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記心線径が１．０〜１．２ｍｍである請求項５に記載のＶリブドベルトにある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、ゴム１００質量部に対してカーボンブラックを４５〜５０質量部、短繊維２０〜４０質量部、軟化剤又は可塑剤を５〜１０質量部混合したベルト用ゴム組成物であることから、ベルト用ゴム組成物の硬度が所定の範囲に入り、摩擦伝動ベルトの場合、ベルトがプーリに追従しやすくなる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によると、前記ゴム組成物の加硫後の硬度がＪＩＳＫ６３０１のスプリング式硬さ試験のＡ形の硬度計で測定したときに、７５〜８２度である請求項１に記載のベルト用ゴム組成物にあることから、摩擦伝動においてはよりベルトのプーリへの追従性が良くなる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によると、前記軟化剤又は可塑剤がパラフィニックオイル又はナフテンの少なくとも一つである請求項１又は２に記載のベルト用ゴム組成物であることから、ゴム組成物の耐引裂性がより改善される。
【００１８】
請求項４に記載の発明によると、引裂力が５０〜７０Ｎ／ｍｍである請求項１から３のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物であることから、Ｖリブドベルトとして使用した場合に、ベルトが走行中にリブが欠けることがない。
【００１９】
請求項５に記載の発明によると、ベルト長さ方向に沿って心線を埋設した接着ゴム層と、ベルト長さ方向に延びる少なくとも２つのリブ部を有する圧縮ゴム層とからなるＶリブドベルトにおいて、少なくとも前記圧縮ゴムが請求項１から４のいずれかに記載のゴム組成物からなるＶリブドベルトであることから、ベルトが走行時にプーリに追従し易くなると共に、ゴムの耐引裂性が向上し、リブ欠けが発生することがない。
【００２０】
請求項６に記載の発明によると、前記心線径が１．０〜１．２ｍｍである請求項５に記載のＶリブドベルトであることから、ベルトの張力変動が少なくなり、よりベルトがプーリに追従し易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明のベルト用ゴム組成物を少なくとも圧縮ゴムに使用するものの一例を示すＶリブドベルトの一例であり、本Ｖリブドベルト１はベルト長手方向に沿ってポリエステル繊維コード、エチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）を主たる構成単位とするポリエステルフィラメント群を撚り合わせた繊維コード、アラミドコード、又はナイロンコードからなる心線３を埋設した接着ゴム層４、その下側に弾性体層である圧縮部６からなっている。この圧縮部６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。
【００２２】
心線３としては、例えば、ポリエステル繊維コード、エチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）を主たる構成単位とするポリエステルフィラメント群を撚り合わせた繊維コード、アラミドコード、又はナイロンコードを使用できる。本発明で使用されるエチレン−２，６−ナフタレートは、通常、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体を触媒の存在下に適当な条件のもとにエチレングリコールと縮重合させることにより生成される。このとき、エチレン−２，６−ナフタレートの重合完結前に適当な１種又は２種以上の第３成分を添加すれば、共重合体ポリエステルが合成される。
心線径としては、１．０〜１．２ｍｍのものが好適に使用される。心線径が１．０ｍｍより小さくなるとベルト走行時の張力変動が大きく、ベルトがスリップし易くなり、さらにベルト振動も大きくなり、発音し易くなる。一方、心線径が１．２ｍｍより大きくなるとベルト剛性が大きくなり、ベルトがプーリへ追従しにくくなり、リブ欠けの発生が起こり易くなる。
【００２３】
本発明のベルト用ゴム組成物に用いられるゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン‐プロピレン‐ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）が用いられるが、水素化ニトリルゴムは特に限定されるものではないが水素添加率が８０％以上であり、特に耐熱性、耐オゾン性の特性を発揮するためには９０％以上が好ましい。
【００２４】
本発明のベルト用ゴム組成物中のゴムに混合される充填剤としては、カーボンブラックが用いられる。又、混合される軟化剤又は可塑剤としては、パラフィニックオイル又はナフテンが用いられる。ゴムに混合されるカーボンブラックの量としては、ゴム１００質量部に対してカーボンブラックを４０〜５０質量部混合され、好適にはカーボンブラックが４５〜５０質量部混合される。充填剤が４０質量部より少なくなると、ゴム組成物の強度が低下し、一方５０質量部よりも多くなると、ゴム組成物の硬度が高くなりすぎ、Ｖリブドベルトの圧縮ゴムとして使用した場合にリブ欠けが発生し易くなる。
【００２５】
又、ゴムに混合される軟化剤又は可塑剤の量としては、ゴム１００質量部に対して軟化剤又は可塑剤が５〜１０質量部混合されることが好ましい。軟化剤又は可塑剤が５質量部よりも少なくなるとゴム組成物の硬度が高くなりすぎ、Ｖリブドベルトの圧縮ゴムとして使用した場合にリブ欠けが発生し易くなる。一方、１０質量部を越えるとゴム組成物の硬度が低くなりすぎ、Ｖリブドベルトの圧縮ゴムとして使用した場合にプーリとの間で粘着摩耗が発生し易くなる。
【００２６】
又、ゴムに混合される短繊維は、綿、ポリエステル、ポリアミド、アラミド等の繊維からなる長さが１〜１０ｍｍ程度の通常よく用いられる短繊維を用いることができる。混合される短繊維の量としては、ゴム１００質量部に対して短繊維２０〜４０質量部混合されることが好ましい。
【００２７】
上記混合して得られたベルト用ゴム組成物を１２０°Ｃ〜１３０°Ｃの加硫温度にて        分間加硫して厚み２ｍｍのシートを作製し、ＪＩＳＫ６３０１のスプリング式硬さ試験のＡ形の硬度計で測定したときに、硬度が７５〜８２度となることが好ましい。硬度が７５度を下回ると、Ｖリブドベルトの圧縮ゴムとして使用した場合にプーリとの間で粘着摩耗が発生し易くなり、一方硬度が８２度を越えるとこのゴム組成物Ｖリブドベルトの圧縮ゴムとして使用した場合にリブ欠けが発生し易くなる。
【００２８】
又、本発明のベルト用ゴム組成物の引裂力が５０Ｎ／ｍｍ〜７０Ｎ／ｍｍとなることが好ましい。前記ベルト用ゴム組成物の引裂力が５０Ｎ／ｍｍより小さくなるとＶリブドベルトの圧縮ゴムとして使用した場合にリブ欠けが発生し易くなる。一方、前記ベルト用ゴム組成物の引裂力が７０Ｎ／ｍｍより大きくなるとＶリブドベルトの圧縮ゴムとして使用した場合に、早期に圧縮ゴムにクラックが発生し易くなる。
【００２９】
又本発明のＶリブドベルトの接着ゴム層４には、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−α−オレフィンエラストマー（ＥＰＤＭ）が使用され、水素化ニトリルゴムは水素添加率が８０％以上であり、耐熱性及び耐オゾン性の特性を発揮するために、好ましくは９０％以上が良い。水素添加率８０％未満の水素化ニトリルゴムは、耐熱性及び耐オゾン性は極度に低下する。耐油性及び耐寒性を考慮すると、結合アクリロニトリル量は２０〜４５％の範囲が好ましい。中でも、耐油性と耐寒性を有するエチレン−α−オレフィンエラストマーが好ましい。
【００３０】
次に、本発明のＶリブドベルトの製造方法を説明する。製造方法としては限定されるものではないが例えば以下のような方法がある。
【００３１】
まず、円筒状の成形ドラムの周面に伸張部を構成する部材と接着層を構成する接着ゴムシートとを巻き付けた後、この上にコードからなる心線を螺旋状にスピニングし、更に圧縮部（動力伝動部）を構成する圧縮ゴムシートを順次巻き付けて未加硫スリーブを形成した後、加硫して加硫スリーブを得る。次に、加硫スリーブを駆動ロールと従動ロールに掛架され所定の張力下で走行させ、更に回転させた研削ホイールを走行中の該加硫スリーブに当接するように移動してスリーブの圧縮部表面に３〜１００個の複数の溝状部を一度に研磨して摩擦伝動面を形成する。このようにして得られたスリーブを駆動ロールと従動ロールから取り外し、該スリーブを他の駆動ロールと従動ロールに掛架して走行させ、カッターによって所定の幅に切断して個々のＶリブドベルトに仕上げる。
【実施例】
【００３２】
次に表１に示す配合でゴムを混練りして厚さ２．０ｍｍのゴムシートを作成し、１２０°Ｃの加硫温度で１５分間加硫を行い、ＪＩＳＫ６３０１のスプリング式硬さ試験のＡ形の硬度計で硬度と、ＪＩＳＫ６３０１の方法で引裂き試験を行った。その結果を表２に示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
【表２】
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【００３５】
つぎに、本発明のＶリブドベルトを製造した。本実施例で製造したＶリブドベルトでは、ポリエステル繊維のロープからなる直径１．１ｍｍの心線を接着層内に埋設し、その上側に伸張部としてゴム付綿帆布を２プライ積層し、他方接着層の下側に設けた圧縮部に３個のリブをベルト長手方向に配したものである。
【００３６】
ここで圧縮部を表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。圧縮部には短繊維が含まれ、ベルト幅方向に配向している。接着層は表１に示すゴム組成物から短繊維を除去したゴム配合で調製したゴム組成物である。
【００３７】
ベルトの製造方法は公知の方法であり、まずフラットな円筒モールドに２プライのゴム付綿帆布を巻いた後、接着層を構成する接着ゴムシートを巻き付けて心線をスピニングする。そして圧縮ゴム層を構成する圧縮ゴムシートを配置した後、該圧縮ゴムシートの上に加硫用ジャケットを挿入する。次いで、成形モールドを加硫缶内に入れ、図２に示す圧力で４０分間１５０°Ｃにて加硫した後、筒状の加硫スリーブをモールドから取り出し、該スリーブの圧縮ゴム層をグラインダーによってリブに成形し、成形体から個々のベルトに切断する工程からなっている。
【００３８】
このようにして得られたＶリブドベルトの硬度を図３に示すように、リブ底中央にＪＩＳＫ６３０１のスプリング式硬さ試験のＡ型の硬度計を５ｋｇｆの荷重にて押し付け、ベルトの圧縮ゴムの硬度を測定した。その結果を表３に示す。
【００３９】
そして、このベルトの耐熱屈曲性試験を行った。その結果を表３に示す。耐熱屈曲性試験の評価に用いた走行試験機は、駆動プーリ（直径６０ｍｍ）、アイドラープーリ（直径８９ｍｍ）、従動プーリ（直径１２１ｍｍ）、及びテンショナープーリ（直径７０ｍｍ）とを順に配置して構成したものである。そして、試験機の各プーリにＶリブドベルト１を掛架し、雰囲気温度を１１０°Ｃ、駆動プーリの回転数１，５００ｒｐｍ、ベルト張力１，５００Ｎ／リブの試験条件で走行させ、リブ欠け迄の時間を測定した。その結果を表３に示す。
【００４０】
【表３】
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【００４１】
表３の結果から、実施例に比較してカーボンブラックが多く、パラフィンオイルが少ない比較例２及び３は、リブ欠け迄の時間がかなり短くなった。又、カーボンブラックの量がわずかに多くパラフィンオイルが少ない比較例１は、リブ欠け迄の時間が実施例よりも５０時間程短くなった。さらに、カーボンブラックが多く、パラフィンオイルの量も多い比較例４も実施例よりもリブ欠け迄の時間が５０時間程短くなった。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、Ｖベルト、Ｖリブドベルト等のプーリと接するゴムの伝達力向上及びゴムの引裂力向上に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るＶリブドベルトの断面斜視図である。
【図２】本発明に係るＶリブドベルトの加硫条件を示したグラフである。
【図３】本発明に係るＶリブドベルトの硬度測定方法を示した概略図である。
【図４】走行試験のレイアウトを示す概念図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    Ｖリブドベルト
２    伸張部
３    心線
４    接着層
５    カバー帆布
６    圧縮部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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