(57)【要約】ベルト（１０）は、プーリに係合する表面に、不織領域（５）である領域を有する。不織領域は、エラストマー化合物で満たされる。所定量のカルボン酸金属塩が、混合するとき、エラストマー化合物に含有される。カルボン酸金属塩は、スリップ音を、充分に減少または取り除く。
2005532513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマー物質を備え、長手方向に延びる抗張部材を有する本体と、
前記抗張部材に隣接して配置される実質的に非孔性の心線クロス層とを備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域は前記エラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
前記エラストマー物質は混入される繊維を有し、
かつ前記エラストマー物質は所定量のカルボン酸金属塩を有するベルト。
【請求項２】
前記カルボン酸金属塩は、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、またはステアリン酸マグネシウムから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項１に記載のベルト。
【請求項３】
前記カルボン酸金属塩の量は、ゴム１００部当たり、およそ２〜１５部の範囲である請求項２に記載のベルト。
【請求項４】
前記カルボン酸は、ラウリン、ミリスチン、オレイン、リノール、パルミチン、マルガリン、ステアリン、アラキジン、ベヘン、またはリグノセリン酸から選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項１に記載のベルト。
【請求項５】
前記金属は、ベリリウム、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、カドミウム、スズ、鉛、アンチモン、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、リチウム、カリウム、またはアルミニウムから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項４に記載のベルト。
【請求項６】
前記カルボン酸は、炭素原子数約１２〜炭素原子数約２４である請求項１に記載のベルト。
【請求項７】
前記エラストマー物質は、ＥＰＤＭ、ＨＮＢＲ、ＳＢＲ、またはクロロプレンから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項３に記載のベルト。
【請求項８】
前記不織物質は、軟材パルプと、硬材パルプの組み合わせを備える請求項３に記載のベルト。
【請求項９】
前記不織物質は、軟材パルプを備える請求項３に記載のベルト。
【請求項１０】
前記軟材パルプは綿を含む請求項９に記載のベルト。
【請求項１１】
前記不織物質は、軟材パルプと、軟材パルプおよび合成物質の混合繊維の組み合わせを備える請求項３に記載のベルト。
【請求項１２】
前記不織物質は、０から７０％の軟材パルプを備える請求項１１に記載のベルト。
【請求項１３】
前記合成物質は、アラミド、カーボン、ポリエステル、ポリエチレン、ガラス繊維、およびナイロンから選択され、またはこれらの２またはそれ以上の組み合わせである請求項１２に記載のベルト。
【請求項１４】
前記不織物質は、硬材パルプと、軟材パルプおよび合成物質の混合物の組み合わせを備える請求項３に記載のベルト。
【請求項１５】
前記不織物質は、硬材パルプを備える請求項３に記載のベルト。
【請求項１６】
前記混入される繊維は、ゴム成分１００部当たり、およそ０．０１から５部の範囲である請求項３に記載のベルト。
【請求項１７】
前記領域は、複数のリブがある外形部を有する請求項３に記載のベルト。
【請求項１８】
前記領域は、Ｖ−ベルトの外形部を有する請求項３に記載のベルト。
【請求項１９】
前記心線クロス層は、織物物質を備える請求項３に記載のベルト。
【請求項２０】
前記心線クロス層は、タイヤコードを備える請求項１９に記載のベルト。
【請求項２１】
前記プーリ係合領域は、摩擦緩和材を備える請求項１に記載のベルト。
【請求項２２】
前記摩擦緩和材は、ワックス、オイル、グラファイト、２硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、雲母、タルクから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項２１に記載のベルト。
【請求項２３】
前記カルボン酸金属塩の量は、ゴム成分１００部当たり、およそ２から１５部の範囲である請求項５に記載のベルト。
【請求項２４】
エラストマー物質を備え、長手方向に延びる抗張部材を有する本体と、
前記抗張部材に隣接して配置される実質的に非孔性の心線クロス層とを備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域は前記エラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
前記エラストマー物質は混入される繊維を有し、
かつ前記エラストマー物質は所定量のステアリン酸亜鉛を有するベルト。
【請求項２５】
前記ステアリン酸亜鉛の量は、ゴム成分１００部あたりおよそ２から１５部の範囲である請求項２に記載のベルト。
【請求項２６】
エラストマー物質を備え、長手方向に延びる抗張部材を有する本体と、
前記抗張部材に隣接して配置される実質的に非孔性の心線クロス層とを備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域は前記エラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
前記エラストマー物質は混入される繊維を有し、
かつ前記プーリ係合領域は、プーリに係合する表面に摩擦緩和材を有するベルト。
【請求項２７】
前記摩擦緩和材は、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、またはステアリン酸マグネシウムから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項２６に記載のベルト。
【請求項２８】
前記摩擦緩和材は、ゴム成分１００部当たりおよそ２から１５部の量前記エラストマー物質中にある請求項２７に記載のベルト。
【請求項２９】
エラストマー物質を備え、長手方向に延びる抗張部材を有する本体と、
前記抗張部材に隣接して配置される実質的に非孔性の心線クロス層とを備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域は前記エラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
前記エラストマー物質は混入される繊維を有し、
かつ前記エラストマー物質は所定量のステアリン酸亜鉛を有するベルト。
【請求項３０】
前記ステアリン酸亜鉛の量は、ゴム成分１００部あたりおよそ２から１５部の範囲である請求項２に記載のベルト。
【請求項３１】
エラストマー物質を備え、長手方向に延びる抗張部材を有する本体と、
前記抗張部材に隣接して配置される実質的に非孔性の心線クロス層とを備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域は前記エラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
かつ前記エラストマー物質は所定量のステアリン酸亜鉛を有するベルト。
【請求項３２】
前記ステアリン酸亜鉛の量は、ゴム成分１００部あたりおよそ２から１５部の範囲である請求項３１に記載のベルト。
【請求項３３】
エラストマー物質を備えかつ長手方向に延びる抗張部材を有する本体を備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域は前記エラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
前記エラストマー物質は混入される繊維を有し、
かつ前記エラストマー物質は所定量のカルボン酸金属塩を有するベルト。
【請求項３４】
前記カルボン酸金属塩の量は、ゴム成分１００部当たりおよそ２から１５部の範囲である請求項３３に記載のベルト。
【請求項３５】
前記カルボン酸金属塩は、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、またはステアリン酸マグネシウムから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項３４に記載のベルト。
【請求項３６】
前記カルボン酸は、ラウリン、ミリスチン、オレイン、リノール、パルミチン、マルガリン、ステアリン、アラキジン、ベヘン、またはリグノセリン酸、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項３３に記載のベルト。
【請求項３７】
前記金属は、ベリリウム、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、カドミウム、スズ、鉛、アンチモン、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、リチウム、カリウム、またはアルミニウムから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項３６に記載のベルト。
【請求項３８】
前記抗張部材に隣接して配置される実質的に非孔性の心線クロス層をさらに備える請求項３５に記載のベルト。
【請求項３９】
前記非孔性の心線クロス層は、タイヤコードを備える請求項３８に記載のベルト。
【請求項４０】
前記カルボン酸は、炭素原子数１２から炭素原子数２４であるカルボン酸から成るグループから少なくとも１つ選択される請求項３５に記載のベルト。
【請求項４１】
エラストマー物質を備えかつ長手方向に延びる抗張部材を有する本体を備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域は前記エラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
前記エラストマー物質は所定量のカルボン酸金属塩を有するベルト。
【請求項４２】
カルボン酸金属塩の量は、ゴム成分１００部当たりおよそ２から１５部の範囲である請求項４１に記載のベルト。
【請求項４３】
前記カルボン酸金属塩は、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、またはステアリン酸マグネシウムから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項４２に記載のベルト。
【請求項４４】
前記カルボン酸は、ラウリン、ミリスチン、オレイン、リノール、パルミチン、マルガリン、ステアリン、アラキジン、ベヘン、またはリグノセリン酸、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項４１に記載のベルト。
【請求項４５】
前記金属は、ベリリウム、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、カドミウム、スズ、鉛、アンチモン、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、リチウム、カリウム、またはアルミニウムから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項４４に記載のベルト。
【請求項４６】
前記抗張部材に隣接して配置される実質的に非孔性の心線クロス層をさらに備える請求項４３に記載のベルト。
【請求項４７】
前記非孔性の心線クロス層は、タイヤコードを備える請求項４６に記載のベルト。
【請求項４８】
前記カルボン酸は、炭素原子数１２から炭素原子数２４であるカルボン酸から成るグループから少なくとも１つ選択される請求項４３に記載のベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カルボン酸金属塩を有するエラストマーで満たされる不織領域を備えるプーリ係合表面を有する動力伝達ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、埋設された心線を有するエラストマー物質から動力伝達ベルトを製造することが知られている。そのベルトは、複数のリブ、歯、Ｖ−ベルトまたは平の外形を有する。ベルトは、マッチする外形を有するプーリ上を駆動する。
【０００３】
ＶおよびマルチＶリブベルトのリブ側面は、ベルト音、リブ表面の剥げ落ち、およびガタガタ音の原因となる滑り磨耗、過酷な温度、法線・接線方向、および摩擦による力を受ける。動力伝達能力およびベルト寿命は、プーリ表面に接触する物質の種類を含め、いくつもの要因が作用する。これらは、従来、心線下部層の物質へ様々な繊維を多く混入することにより解決している。これらの繊維またはこれらの一部は、加硫ベルトスラブからベルトを形成するためにＶ形に切断され、または研削されるとき、露出する。この結果、表面は、ベースポリマーと露出される繊維との組み合わせとなる。この技術は、複合的デザイン、および／または摩擦、騒音、および滑り制御のための工学的アプローチに関しては限定的である。それは、曲げに対して抗する硬い構造を作り出し、この構造はベルトリブのクラックおよびベルトの短寿命化に寄与する。
【０００４】
代表的な技術は、松岡（Matsuoka）による米国特許第４，８９２，５１０号（１９９０年）であり、単にゴムから作られたリブに加硫接合する最外表面に設けられた不織布を備えた表面層を有するＶリブドベルトを開示する。
【０００５】
代表的な技術は、ジョネン（Jonen）その他による米国特許第５，８６０，８８３号（１９９９年）であり、水素化ニトリルゴム、不飽和カルボン酸金属塩、および無機過酸化物を含むゴム成分を有する圧縮ゴム層を備える動力伝達ベルトを開示する。
【０００６】
また、参考文献として、共に係属中の米国出願番号１０／１２０６２６号（２００２年４月１０日出願）、および米国出願番号０９／９０８２３５号（２００１年７月１８日出願）がある。
【０００７】
要求されるのは、所定量のカルボン酸金属塩を有するエラストマー化合物で満たされる不織物質を備える表面を有する動力伝達ベルトである。要求されるのは、スリップ音を減少させるために、所定量のカルボン酸金属塩を有するエラストマー化合物で満たされる不織物質を備える表面を有する動力伝達ベルトである。必要とされるのは、スリップ音を減少させるために、所定量のステアリン酸亜鉛を有するエラストマー物質で満たされる不織物質を備える表面を有する動力伝達ベルトである。本発明は、これら要求に合致する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の主たる目的は、所定量のカルボン酸金属塩を有するエラストマー化合物で満たされる不織物質を備える表面を有する動力伝達ベルトを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、スリップ音を減少させるために所定量のカルボン酸金属塩を有するエラストマー化合物で満たされる不織物質を備える表面を有する動力伝達ベルトを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、スリップ音を減少させるために所定量のステアリン酸亜鉛を有するエラストマー化合物で満たされる不織物質を備える表面を有する動力伝達ベルトを提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、以下の発明の明細書と添付図面によって指摘され、または明らかにされるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、プーリとの係合表面上に不織領域を備える領域を有するベルトである。不織領域は、エラストマー化合物で満たされる。そのエラストマー化合物には、所定量のカルボン酸金属塩が、配合するとき、含有させられる。エラストマー化合物中のカルボン酸金属塩は、顕著に、スリップ音を減少させ、取り除く。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明のベルトの横断面図である。ベルト１０は本体３と、長手方向に延びるプーリ係合リブ４を備える。また、ベルト１０は荷重を支え、ベルトの長手軸に沿って延びる抗張部材２を備える。抗張部材２は、アラミド、ポリエステルを備えるであろう。
【００１４】
リブ４は、エラストマー物質全体に分散する繊維６を備える。エラストマー物質は、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＨＮＢＲ、ポリクロロプレン、およびこれらの混合物、およびこれらの等価物を含むであろう。ベルト１０は、心線上部層８に接合されるジャケット１を備えるであろう。ジャケット１は、ナイロン、綿の織地物質、またはその他の適切な等価の織地を備えるであろう。さらにジャケット１は、ナイロン、ポリウレタン、ポリエチレン、およびこれらの等価物のような熱可塑性または熱硬化性の物質を備えても良い。
【００１５】
心線クロス層７は、ベルト幅の端から端にわたって、抗張部材２に隣接する。心線クロス層７は、実質的に非孔性であるので、成型工程において、エラストマー物質は心線クロス層７を本質的に通らず、これによりベルト内における適切な抗張部材の位置を保つことができる。心線クロス層７は、例えば非孔性のタイヤコードのような、織物または不織物質を備えるであろう。ガム薄層１１は、抗張部材２を緩衝保護し、抗張部材が磨耗するのを避けるために、心線クロス層７と抗張部材２の間に配置されるであろう。
【００１６】
リブ４は、いかなる数のリブを有していても良いし、ユーザーが求めるいかなる外形を有していても良い。図１は、複数リブの外形を示す。ベルトは、単一リブのＶベルトの外形を有していても良い。
【００１７】
プーリに係合する不織物質領域５は、本体３およびリブ４のエラストマーと混和し、そしてそのエラストマーで満たされ、ランダムに配列する不織物質を有し、これにより領域５を形成する。領域５は、不織の範囲と本体３との間を分離する境界線を有しない。混和により、不織物質とエラストマーの両方が、プーリ係合面９に存在する。
【００１８】
不織領域５は、エラストマー物質で満たされる不織物質の単一層または複数の重ね合わせられた層を備えても良い。さらに、不織領域は、織物布や布地中のように、均等に配置され整列された繊維の特質を有しない。不織領域にある繊維は、ランダムに配向され、これは、さらに均一物質である場合、すなわち繊維がより配向されたときに予想される、自然発生的な周波数の調波振動の維持および創出を減少させる。これらの調和振動は、プーリ間のベルト振動に起因する低周波数振動に加えて可聴周波の振動（騒音）を含む。ランダムに配向される繊維を備える不織領域は、実質的にこれらの振動を抑制する傾向にある。
【００１９】
また、不織物質は、要求される摩擦特性、浸透、耐熱性、および耐摩耗性を与えるために選ばれるであろう。摩擦緩和材は、不織領域に満ちる摩擦係数を制御するために不織領域内に使用され得る。その摩擦緩和材は、不織領域を構成するゴムの一部であっても良いし、ベルト組み立て前に不織物質に接合されても良い。
【００２０】
限定されるわけではないが例えば、摩擦緩和材は、ワックス、オイル、グラファイト、２硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、雲母、タルク、および様々な混合物、さらにこれらの等価物を含んでいても良い。摩擦緩和材は、ここでさらに述べるカルボン酸金属塩を含んでいても良い。
【００２１】
不織物質は、セルロースがベースとされ、そのベースの重量は、16 m-2kgK-1〜73 m-2kgK-1(10 lbs./3K sq.ft.〜45 lbs./3K sq.ft.)である。不織物質の透過度(porosity)は、1.27 cmH20ΔPにおいて0.093 m2あたり、2.83〜10.5 m3/分(100〜370 CFM per ft.2 per 1/2" H2O ΔP)である。機械方向における引張強度は90.6〜399.6 g/cm(230〜1015 g/inch)の範囲である。横断方向における引張強度は26〜98.4 g/cm(66〜250 g/inch)である。
【００２２】
好適な実施形態は、主成分の重量が16 m-2kgK-1(10 lbs./3K sq.ft.)で、透過度(porosity)が、1.27 cmH20ΔPにおいて0.093 m2あたり、2.83 m3/分(100 CFM per ft.2 per 1/2" H2O ΔP)であり、機械方向における引張強度は217 g/cm(550 g/inch)であり、横断方向における引張強度は98.4 g/cm(250 g/inch)である。不織物は、50%の軟材と、50%の硬材を有する。
【００２３】
繊維６は、それぞれ不織領域５と独立に設けられるエラストマー本体３と心線上部層８のマトリックス中に含まれる。繊維６は、さらにリブ表面の剥げ落ち、およびガタガタ音を減少させる。繊維は、アラミド、カーボン、ポリエステル、ポリエチレン、ガラス繊維、ナイロン、および混合物、およびこれらの等価物を含んでいても良い。他の有機繊維は、ウール、シルク、大麻、綿、および混合物、およびこれらの等価物を含んでいても良い。リブのエラストマー中に使用される繊維の量は、ゴム成分100部あたり0.01〜20部(PHR)の範囲であっても良い。好適な実施形態は、ゴム成分100部あたり0.01〜5部の繊維を利用する。不織領域は、心線下部のリブ物質において、必要とされ混入される繊維や繊維くずの割合を劇的に減少させることを可能にする。これは、心線下部構造の曲げや弾性を強化するため、ベルト性能の改善という結果をもたらす。
【００２４】
カルボン酸金属塩（ＭＣＡ）は、スリップ音を制御するために、エラストマー化合物に含まれる。ＭＣＡとして使用される脂肪酸は、直鎖または分枝、飽和または不飽和脂肪酸を特徴とするグループから選択されるであろう。特に、ＭＣＡとして使用される脂肪酸は、炭素原子数１２から炭素原子数２４のカルボン酸であることを特徴とするグループから選択されるであろう。脂肪酸は、ラウリン、ミリスチン、オレイン、リノール、パルミチン、マルガリン、ステアリン、アラキジン、ベヘン、またはリグノセリン（lingoceric）酸、および混合物、およびこれらの等価物を含む飽和脂肪酸を有するグループから選択されるであろう。これら脂肪酸のそれぞれの融点は、およそ44.2℃（ラウリン）から84.2℃（リグノセリン）の範囲である。これら温度は、一般的に本発明ベルトの使用範囲にある。同じ数の炭素原子数１２〜２４であるカルボン酸であるが、例えばエルカ酸のように、１またはそれ以上の炭素−炭素二重結合を持つ、すなわち不飽和のカルボン酸を特徴とするグループから、脂肪酸は選択されても良い。
【００２５】
ＭＣＡにおいて脂肪酸に結合する金属は、これらに限定されるわけではないがベリリウム、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、カドミウム、スズ、鉛、アンチモン、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、リチウム、カリウム、またはアルミニウムを含む、周期表のＩＡ、IIＡ、IIIＡ、IＢ、IIＢ、IVＢ、VIＢ、VIIＢ、またはVIII族から選択されるであろう。
【００２６】
脂肪酸はエラストマーの過酸化物による加硫を抑制し得るので、金属原子を持たない脂肪酸の代わりにＭＣＡが発明ベルトに使用される。酸基にある金属原子は、エラストマーの過酸化物加硫への悪影響を抑制する。しかしながら、製造工程または製品において、過酸化物加硫への酸基の悪影響が重要でないならば、金属原子を持たない脂肪酸は、使用されても良いであろう。
【００２７】
ＭＣＡは、エラストマー物質の配合物中に、およそ2〜15PHRの範囲で存在する。例えばおよそ2PHR〜およそ10PHRの範囲にある場合、溶解限度を超えるＭＣＡ濃度のために、望まれるようにＭＣＡの一部は不織領域５の表面９に存在する。ベルト表面９における過剰のＭＣＡは、金属のプーリ溝に作用する。
【００２８】
不織表面９における、摩擦緩和材として意義深く働く過剰のＭＣＡの存在は、本発明ベルトのスリップ音性能を改善する。これは、金属原子が相対的に弱く脂肪酸に結合することに起因すると確信される。金属原子−脂肪酸の結合が簡単に壊れる結果として、脂肪酸が、例えば金属であるプーリ表面上のように他の金属原子に結合、または再形成することを可能にし、これにより摩擦特性を改質する。この方法による摩擦特性の改質は、ベルトとプーリ間で生じるスリップ音を減少し、削徐することができる。
【００２９】
10PHRを超えるＭＣＡ濃度の場合、使用温度にかかわらず、あまりに過剰のＭＣＡがベルト表面９上に存在し、これはトルクの伝達能力の損失により、プーリとベルトにおいて不利な作用効果をもたらす。
【００３０】
一方、2PHR未満の脂肪酸の濃度は、エラストマー物質に対するＭＣＡの溶解限界以下であり、したがって不織ベルト表面におけるＭＣＡの利用は限定的なものになる。
【００３１】
脂肪酸における炭素原子数が２４を超えて増加すると、エラストマーに対するカルボン酸の溶解性が著しく低下する。例えば、ベンゼンおよびシクロヘキサンは、エラストマー物質であるＥＰＤＭと似通った溶解特性を有する。炭素数が１０であるカルボン酸は、ベンゼン１リッターに対して3980g溶解する。リッター当たりのベンゼンの質量は、およそ876gである。ステアリン酸（炭素数１６）の場合、ベンゼン１リッターに対して73gしか溶解しない。溶媒において物質の溶解限度を超えると、その物質は溶液から出現し、結晶を形成する場合もある。ゴムまたはエラストマーにおいても、ゴム表面における過剰物質により、これは明らかに起こる。低炭素数の脂肪酸の高い溶解性は、不織領域の表面９において、非常に少ない過剰物質を出現させる。高炭素数（炭素数２４を超える場合）の酸の低い溶解度は、温度にかかわらず、ベルト表面におけるあまりに過剰のＭＣＡの存在をもたらし、これにより性能に対して悪い影響を及ぼす。
【００３２】
ベルトのエラストマー物質の配合物は、以下の通りである。この配合物は、好適であるが、他の可能な配合を限定するためのものではない。
物質 PHR（エラストマー１００部に対する部数）
EPDM                                                100.0
N330 カーボンブラック                               62
ステアリン酸亜鉛                                    5.7
酸化亜鉛                                            2.9
プロセスオイル                                      10.0
TMQ 酸化防止剤                                      0.96
ジメチルアクリル酸亜鉛(W/遅延剤(W/Retarder))        15.0
ナイロンフロック                                    4.8
バル−カップ(Vul-Cup)（60%活性）過酸化物            3.43
【００３３】
ＭＣＡは、エラストマー物質に直接加えられ、またはそこで形成されるであろう。さらに、特に、ステアリン酸亜鉛は、ゴム配合物に直接加えられることも可能であるし、化合物に酸化亜鉛とステアリン酸を使用しそこで形成されても良く、酸化亜鉛とステアリン酸は公知の方法により加硫中に反応しステアリン酸亜鉛を形成してもよい。
【００３４】
また、本発明ベルトの化合物は粘度を減少させ、これにより優れたトルク伝達を提供し、Ｖ形の楔止め力を向上する一方、スリップ音の発生を減少させまたはなくすとともに、カレンダーおよび混練工程を改善し、金型表面からの離型性を改善し、かつベルト耐久性を改善する。
【００３５】
エラストマー物質の配合物に関して言えば、他の従来知られているエラストマー添加物、プロセスおよびエキステンダーオイル、酸化防止剤、ワックス、顔料、可塑剤、軟化剤、および、これらの同等物は、本発明の趣旨から離れずに一般的なゴム製造方法にしたがって加えられても良い。例えば、本発明に係る好ましい実施形態では、エラストマー物質は、カーボンブラック、可塑剤、酸化防止剤、加硫促進剤、および加硫遅延剤も含有する。
【００３６】
本発明に係る実施形態において利用されることに、エラストマー配合物は、選択的にしかしながら好ましくは、１またはそれ以上の付加的な従来知られている、例えば充填剤（filler）、オイル、加硫剤、加硫活性剤、加硫促進剤、スコーチ防止剤、粘着付与剤、加工助剤等のような、ゴム配合添加剤を、本発明の実施においてエラストマー物質の形成のために有効に使用される従来知られている量、含有する。例えば好適な充填剤は、補強、非補強、セミ補強タイプまたはこれらの組み合わせであって、カーボンブラック、シリカ、クレー、タルク、その他を含むであろう。特に、このような充填剤は、約0〜約200PHR、さらに好ましくは約10〜約150PHR、そして最も好ましくは約25〜100PHRの量、本発明の実施にあたり使用されるであろう。これらの適用にあたり、種々の振動ダンパー構造のように、静的な導電率を望むのであるならば、好適な導電カーボンブラックの組み合わせが特に有効であろう。可塑剤、およびまたはエキステンダーオイル、または他の加工助剤は、選択的に、例えば300PHRまで、さらに好ましくは10PHRまでで、いかなる好適な量でも使用可能であり、加硫促進剤、およびまたは加硫遅延剤は、選択的に、例えば10PHRまでで、いかなる好適な量でも使用可能であり、そして酸化防止剤系は、選択的にいかなる好適な量でも使用され、例えば、選択的に約5PHRまで使用されるであろう。
【００３７】
［製造方法］
本発明ベルトは、複数の層がマンドレル上に積み重ねられている。まず、ベルトのエラストマー心線上部層８が積層される。それぞれの次のエラストマー層は、すでに積層されている層の上に積層される。心線クロス層７は、心線上部層８上に宛って設けられる。抗張心線２は、心線クロス層８上に宛って設けられる。ガム層１１が、抗張心線２のための緩衝材を提供するために、抗張心線２と心線クロス層７との間に、配設されても良い。そして、エラストマー心線下部層、すなわち本体３は、抗張心線２を覆って配設される。積層された心線下部層３上に宛って設けられる最後の層は、領域５を有する不織物質である。
【００３８】
不織物質領域は、１またはそれ以上の不織物質層を有するであろう。不織層は、加硫工程において、生成したガスが金型の端から排出しまたは逃げることができるという追加的な優位点を有する。金型からのガスの排出は、エラストマー物質の不織物質への適切な充満を促進し、それにより領域５を形成する。
【００３９】
そして、ベルトビルドは、ベルトを加硫成型するために、加硫に充分な温度と圧力が加えられる。例えば、ベルトビルドが金型内に配置された後、製造工程は、以下の工程を含むであろう。
１）金型内部から空気が排出され、１から５分間その状態を保持する
２）型の外側への蒸気圧を12.3〜16.5kg/m2（175〜235psig）の範囲内に上昇させる
３）２から１０分後、金型の内側への蒸気圧を6.0〜14.8 kg/m2（85〜210psig）の範囲内に上昇させる
４）１０から２０分の間加硫する
５）金型の内側の蒸気圧を大気圧に下降させる
６）金型の外側の蒸気圧を大気圧に下降させる
７）マンドレルを例えば水のような冷たい液体で冷却する
８）マンドレルから加硫ベルトブランクを取り出す
【００４０】
冷却後、マンドレルから加硫ベルトビルドが分離され、適切なベルト幅に切断される。最適なリブ形状は、加圧工程における圧力範囲の上限において達成される。
【００４１】
液圧、および従来知られている他の方法（空圧、機械圧）は、蒸気加硫の代わりに、加硫のための電気的な加熱とともに、ベルトに圧力を付与するために使用され得る。液圧加硫のときの圧力の範囲は、6.0から35.2kg/m2（85〜500psig）である。温度範囲は、121から260℃（250〜500°F）である。この加硫方法は、ゴム原料の選択を広げる。
【００４２】
加硫前の圧力の付与は、不織物質の中をエラストマー物質で満たす。そして、エラストマー物質は、不織物質を構成する各繊維の間の間隙を占有する。これは、不織物質が、エラストマー物質とともに混和し、かつエラストマー物質で満たされるということを、不織物質の領域５に結果としてたらす。
【００４３】
［テスト］
騒音テストは、不織物であるプーリ係合面にステアリン酸亜鉛が配合されないベルトを発明ベルトに比較するために、先述した配合を使用して製造された好適なベルトを用いて実施された。その結果は、発明ベルトによって発生するスリップ音が顕著に減少するということを示した。
【００４４】
テストベルトは、図１に示すように、心線上部層８、心線クロス７、ガム層１１、抗張心線２、圧縮部分すなわち本体３、および不織領域５を有していた。
【００４５】
乾式のスリップ音テストは、２プーリシステムで実施される。原動プーリは、139.7mmの直径を有する。従動プーリは60mmの直径を有する。原動プーリは、400RPMで駆動する。周囲の温度は２３℃である。従動プーリには、467Nの張力が作用される。ベルトとプーリ間においてスリップを引き起こすために、従動プーリにブレーキがかけられる。ベルトと従動プーリ間のスリップ速度が測定される。プーリ間の中心線から横方向に12.7cm（5inch）離れた中間点において、マイクロフォンを使用してスリップ音が測定される。
【００４６】
テスト結果は以下の通りである。
ベルト                                                スリップ音
ステアリン酸亜鉛が配合されない不織領域              113dB
ステアリン酸亜鉛が配合された不織領域                83dB
【００４７】
プーリ係合不織領域５のエラストマー化合物に配合される所定量のステアリン酸亜鉛を有するベルトは、ステアリン酸亜鉛が配合されないベルトに比べ、顕著に音を出さないことが理解できる。
【００４８】
図２は、スリップ音−スリップ速度のテスト結果を示す。テストは、図４に示すプーリ配置で実施する。従動プーリ＃２の周りを９０°巻きつけ、図４に示すプーリ＃５に180Nの力を作用するとともに600RPMで回転させる条件で使用されると、優れたトルク伝達能力を保持する一方、スリップ速度が4m/sを越えるまでの間中、曲線Ａに示すように本発明ベルトは82dBを超えるスリップ音を発生しなかった。
【００４９】
図３は、ステアリン酸亜鉛を有しないベルトにおけるスリップ音−スリップ速度を示すチャートである。このテストも、図４に示すプーリ配置で、図２のために述べた条件下で実施される。曲線Ａが示すように、スリップ音は、スリップが0m/sを超えて生じ始めるとすぐに、82dBからおよそ95dBまで直ちに増加する。曲線Ａが示すように、スリップ速度がおよそ1.5m/sからおよそ6m/sまでの間、騒音は顕著におよそ123dBまで増加する。曲線Ｂは、スリップ速度の作用として、摩擦係数を示す。
【００５０】
トルク伝達能力テストは、図４に示す６プーリシステムにおいて実施される。プーリは１〜６までナンバーリングされる。テスト条件は、周辺温度32℃（90°F）で、プーリ＃５におけるベルト張力180N、トルク0-20Nm、プーリ＃２のプーリ速度は時計回りに400RPM、そしてプーリ＃２の巻きつけ角を２０°であった。プーリ＃２の巻きつけ角は、必要に応じて変更することができる。テストが実施される前に、プーリはイソプロピルアルコールで洗浄され、さらにベルトはデータを取る前に、２分間走行させられる。
【００５１】
図２、３は、トルク伝達能力テストの結果を示す。図２、３の曲線Ｂから理解できるように、同等の速度範囲において、本発明ベルトにおける有効な摩擦係数（COF）は、ステアリン酸亜鉛を添加しないベルトに一致する。これは、本発明ベルトのトルク伝達能力が損失されていないことを示している。したがって、本発明ベルトは、動力伝達能力を落とすことなく、音が発生しない動作を実現することができる。
【００５２】
いつくかの不織物とＭＣＡの組み合わせは、スリップ音を減少することに関して効果的である。不織領域５に使用される不織物質の成分は、100％の軟材、硬材と軟材の混合物、軟材と硬材の混合物、100%の硬材であっても良い。以下に好適な不織成分の割合を示すが、これに限定されるわけではない。
【００５３】
軟材 硬材 軟材／合成
Ａ          100%          0％                      0%
Ｂ          50%           50％                     0%
Ｃ          75%           25％                     0%
Ｄ          70%           0％                      30%
Ｅ          85%           0％                      15%
Ｆ          0%            100％                    0%
【００５４】
これらの割合は、不織層の成分の割合の範囲を実例として提供するものであり、範囲を限定するためのものではない。
【００５５】
不織物の合成・軟材の混合繊維（Ｄ、Ｅ）において、軟材に組み合わせられた合成繊維は、アラミド、カーボン、ポリエステル、ポリエチレン、ガラス繊維、およびナイロン、および混合物、およびこれらの等価物を含む。軟材とともに使用されるであろう他の有機繊維は、ウール、大麻、綿、および混合物、およびこれらの等価物を含むであろう。100%硬材成分（Ｆ）は、木粉または高加工パルプを使用して達成される。
【００５６】
ここでは、発明の一態様が述べられたが、一部の構成及び連関における変形が、本発明の精神あるいは範囲から逸脱することなく、当業者によって作られるであろうことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明のベルトの横断面図である。
【図２】スリップ音−スリップ速度のテスト結果を示す。
【図３】ステアリン酸亜鉛を有しないベルトにおけるスリップ音−スリップ速度を示すチャートである。
【図４】テストプーリの配置を示す。
【図１】
2005532513.tif 000003
【図２】
2005532513.tif 000004
【図３】
2005532513.tif 000005
【図４】
2005532513.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月17日(2005.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマー物質を備え、長手方向に延びる抗張部材を有する本体と、
前記抗張部材に隣接して配置される心線クロス層とを備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域は前記エラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
前記エラストマー物質は混入される繊維を有し、
かつ前記エラストマー物質は所定量のカルボン酸金属塩を有し、
さらに、前記カルボン酸は、ラウリン、ミリスチン、オレイン、リノール、パルミチン、マルガリン、ステアリン、アラキジン、ベヘン、またはリグノセリン酸から選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせであるベルト。
【請求項２】
前記カルボン酸金属塩は、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、またはステアリン酸マグネシウムから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項１に記載のベルト。
【請求項３】
前記カルボン酸金属塩の量は、ゴム１００部当たり、およそ２〜１５部の範囲である請求項２に記載のベルト。
【請求項４】
前記金属は、ベリリウム、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、カドミウム、スズ、鉛、アンチモン、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、リチウム、カリウム、またはアルミニウムから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項１に記載のベルト。
【請求項５】
前記カルボン酸は、炭素原子数約１２〜炭素原子数約２４である請求項１に記載のベルト。
【請求項６】
前記エラストマー物質は、ＥＰＤＭ、ＨＮＢＲ、ＳＢＲ、またはクロロプレンから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項３に記載のベルト。
【請求項７】
前記不織物質は、軟材パルプと、硬材パルプの組み合わせを備える請求項３に記載のベルト。
【請求項８】
前記不織物質は、軟材パルプを備える請求項３に記載のベルト。
【請求項９】
前記軟材パルプは綿を含む請求項８に記載のベルト。
【請求項１０】
前記不織物質は、軟材パルプと、軟材パルプおよび合成物質の混合繊維の組み合わせを備える請求項３に記載のベルト。
【請求項１１】
前記不織物質は、０から７０％の軟材パルプを備える請求項１０に記載のベルト。
【請求項１２】
前記合成物質は、アラミド、カーボン、ポリエステル、ポリエチレン、ガラス繊維、およびナイロンから選択され、またはこれらの２またはそれ以上の組み合わせである請求項１１に記載のベルト。
【請求項１３】
前記不織物質は、硬材パルプと、軟材パルプおよび合成物質の混合物の組み合わせを備える請求項３に記載のベルト。
【請求項１４】
前記不織物質は、硬材パルプを備える請求項３に記載のベルト。
【請求項１５】
前記混入される繊維は、ゴム成分１００部当たり、およそ０．０１から５部の範囲である請求項３に記載のベルト。
【請求項１６】
前記領域は、複数のリブがある外形部を有する請求項３に記載のベルト。
【請求項１７】
前記領域は、Ｖ−ベルトの外形部を有する請求項３に記載のベルト。
【請求項１８】
前記心線クロス層は、織物物質を備える請求項３に記載のベルト。
【請求項１９】
前記心線クロス層は、タイヤコードを備える請求項３に記載のベルト。
【請求項２０】
前記プーリ係合領域は、摩擦緩和材を備える請求項１に記載のベルト。
【請求項２１】
前記摩擦緩和材は、ワックス、オイル、グラファイト、２硫化モリブデン、ＰＴＦＥ、雲母、タルクから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項２０に記載のベルト。
【請求項２２】
前記カルボン酸金属塩の量は、ゴム成分１００部当たり、およそ２から１５部の範囲である請求項４に記載のベルト。
【請求項２３】
エラストマー物質を備え、長手方向に延びる抗張部材を有する本体と、
前記抗張部材に隣接して配置される実質的に非孔性の心線クロス層とを備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域は前記エラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
前記エラストマー物質は混入される繊維を有し、
かつ前記エラストマー物質は所定量のステアリン酸亜鉛を有するベルト。
【請求項２４】
前記ステアリン酸亜鉛の量は、ゴム成分１００部あたりおよそ２から１５部の範囲である請求項２３に記載のベルト。
【請求項２５】
エラストマー物質を備え、長手方向に延びる抗張部材を有する本体と、
前記抗張部材に隣接して配置される心線クロス層とを備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域は前記エラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
前記エラストマー物質は混入される繊維を有し、
かつ前記プーリ係合領域は、プーリに係合する表面に摩擦緩和材を有し、
さらに、前記摩擦緩和材は、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、またはステアリン酸マグネシウムから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせであるベルト。
【請求項２６】
前記摩擦緩和材は、ゴム成分１００部当たりおよそ２から１５部の量前記エラストマー物質中にある請求項２５に記載のベルト。
【請求項２７】
エラストマー物質を備え、長手方向に延びる抗張部材を有する本体と、
前記抗張部材に隣接して配置される心線クロス層とを備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域は前記エラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
前記エラストマー物質は、エラストマー物質のおよそ０．０１PHRからおよそ２０PHRの範囲で、混入される繊維を有し、
かつ前記エラストマー物質は所定量のステアリン酸亜鉛を有するベルト。
【請求項２８】
前記ステアリン酸亜鉛の量は、ゴム成分１００部あたりおよそ２から１５部の範囲である請求項２７に記載のベルト。
【請求項２９】
エラストマー物質を備え、長手方向に延びる抗張部材を有する本体と、
前記抗張部材に隣接して配置される実質的に非孔性の心線クロス層とを備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域は前記エラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
かつ前記エラストマー物質は所定量のステアリン酸亜鉛を有するベルト。
【請求項３０】
前記ステアリン酸亜鉛の量は、ゴム成分１００部あたりおよそ２から１５部の範囲である請求項２９に記載のベルト。
【請求項３１】
エラストマー物質を備えかつ長手方向に延びる抗張部材を有する本体を備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域は前記エラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
前記エラストマー物質は混入される繊維を有し、
かつ前記エラストマー物質は所定量のカルボン酸金属塩を有し、
さらに、前記カルボン酸は、炭素原子数１２から炭素原子数２４であるカルボン酸から成るグループから少なくとも１つ選択されるベルト。
【請求項３２】
前記カルボン酸金属塩の量は、ゴム成分１００部当たりおよそ２から１５部の範囲である請求項３１に記載のベルト。
【請求項３３】
前記カルボン酸金属塩は、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、またはステアリン酸マグネシウムから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項３２に記載のベルト。
【請求項３４】
前記カルボン酸は、ラウリン、ミリスチン、オレイン、リノール、パルミチン、マルガリン、ステアリン、アラキジン、ベヘン、またはリグノセリン酸、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項３１に記載のベルト。
【請求項３５】
前記金属は、ベリリウム、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、カドミウム、スズ、鉛、アンチモン、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、リチウム、カリウム、またはアルミニウムから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項３４に記載のベルト。
【請求項３６】
前記抗張部材に隣接して配置される実質的に非孔性の心線クロス層をさらに備える請求項３１に記載のベルト。
【請求項３７】
前記非孔性の心線クロス層は、タイヤコードを備える請求項３６に記載のベルト。
【請求項３８】
エラストマー物質を備えかつ長手方向に延びる抗張部材を有する本体を備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域は前記エラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
前記エラストマー物質は所定量のカルボン酸金属塩を有し、
前記カルボン酸は、炭素原子数１２から炭素原子数２４であるカルボン酸から成るグループから少なくとも１つ選択されるベルト。
【請求項３９】
カルボン酸金属塩の量は、ゴム成分１００部当たりおよそ２から１５部の範囲である請求項３８に記載のベルト。
【請求項４０】
前記カルボン酸金属塩は、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、またはステアリン酸マグネシウムから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項３９に記載のベルト。
【請求項４１】
前記カルボン酸は、ラウリン、ミリスチン、オレイン、リノール、パルミチン、マルガリン、ステアリン、アラキジン、ベヘン、またはリグノセリン酸、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項３８に記載のベルト。
【請求項４２】
前記金属は、ベリリウム、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、カドミウム、スズ、鉛、アンチモン、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、リチウム、カリウム、またはアルミニウムから選択され、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせである請求項３８に記載のベルト。
【請求項４３】
前記抗張部材に隣接して配置される実質的に非孔性の心線クロス層をさらに備える請求項４０に記載のベルト。
【請求項４４】
前記非孔性の心線クロス層は、タイヤコードを備える請求項４３に記載のベルト。
【請求項４５】
エラストマー物質を備えかつ長手方向に延びる抗張部材を有するベルト本体を備え、
前記エラストマー物質は混入される繊維を有し、
かつ前記エラストマー物質は、５．０PHR以上の量のステアリン酸亜鉛を有するベルト。
【請求項４６】
前記混入される繊維は、エラストマー物質のおよそ０．０１PHRからおよそ２０PHRの範囲である請求項４５に記載のベルト。
【請求項４７】
前記ステアリン酸亜鉛の量は、およそ５．７PHRである請求項４５に記載のベルト。
【請求項４８】
前記エラストマー物質は、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＨＮＢＲ、クロロプレン、およびこれら２またはそれ以上の組み合わせを備える請求項４５に記載のベルト。
【請求項４９】
エラストマー物質を備えかつ長手方向に延びる抗張部材を有する本体を備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域はエラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
かつ前記エラストマー物質は、所定量のカルボン酸金属塩を有し、
さらに前記カルボン酸は、ラウリン、ミリスチン、オレイン、リノール、パルミチン、マルガリン、ステアリン、アラキジン、ベヘン、またはリグノセリン酸、またはこれら２またはそれ以上の組み合わせであるベルト。
【請求項５０】
前記エラストマー物質は、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＨＮＢＲ、クロロプレン、およびこれら２またはそれ以上の組み合わせを備える請求項４９に記載のベルト。
【請求項５１】
エラストマー物質を備えかつ長手方向に延びる抗張部材を有する本体を備え、
前記本体は外形部を有するプーリ係合領域を有し、前記プーリ係合領域はエラストマー物質で満たされる不織物質を備え、
前記エラストマー物質は、５．０PHR以上の量のステアリン酸亜鉛を有するベルト。
【請求項５２】
前記ステアリン酸亜鉛の量は、およそ５．７PHRである請求項５１に記載のベルト。
【請求項５３】
前記エラストマー物質は、さらにおよそ０．０１PHRからおよそ２０PHRの範囲で混入される繊維をさらに備える請求項５１に記載のベルト。
【国際調査報告】
2005532513.tif 000007
2005532513.tif 000008
2005532513.tif 000009