(57)【要約】【課題】リブ部を構成するゴムに特殊な配合物を添加することなく、屈曲性を維持しつつ、リブ部表面の耐摩耗性、耐粘着性が改善されたＶリブドベルト及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】心線３を埋設した接着ゴム層２とベルト長手方向に延在する複数のリブ部５からなる圧縮ゴム層４を有するＶリブドベルト１において、リブ部５表面に電子線照射処理によって形成される表面硬化層７を有すること特徴とする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】
心線を埋設した接着ゴム層とベルト長手方向に延在する複数のリブ部からなる圧縮ゴム層を有するＶリブドベルトにおいて、リブ部表面に電子線照射処理によって形成される表面硬化層を有すること特徴とするＶリブドベルト。
【請求項２】
表面硬化層の表面の硬度がリブ部内部の硬度に比較して１．５°〜１０°高い請求項１記載のＶリブドベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＶリブドベルトに係り、詳しくは耐摩耗性、耐粘着性を改善したＶリブドベルトに関わる。
【０００２】
【従来の技術】
Ｖリブドベルトは、ベルトリブ部とプーリ間に発生する摩擦力により動力伝達を行う。このようなＶリブドベルトに要求される品質としては、リブ部表面での耐摩耗性、耐粘着性、ベルト長手方向の屈曲性に優れること、異音の発生しないことが挙げられる。
【０００３】
前記要求を満たすため、従来種々のＶリブドベルトが提案されてきている。特開平１−１６４８３９号公報には、リブ部表面よりアラミド繊維からなる短繊維の一部を意図的に突出させたＶリブドベルトが開示されている。また、特開昭６１−３６５３４号公報には、セラミック粉で補強した特殊なゴム組成物を用いたＶリブドベルトが、また特開平７−２９３６４１号公報には、ワックスを添加したゴム組成物からなるＶリブドベルトが開示されている。
【０００４】
一方、ベルト成形後のリブ部表面に表面処理を施す例として、特許第３０９１７０４号公報、実用新案第２６０６１５５号公報には、リブ部表面に塩素化処理あるいは紫外線照射処理を施したＶリブドベルトが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ゴム配合物に各種添加剤を配合する方法では、コストの問題に加えて、各種添加剤がゴム配合物全体に悪影響を与える問題もある。
【０００６】
また、リブ部表面から短繊維を突出させる方法では、短繊維の露出状態がリブ部の研削条件に影響を受けやすく、さらに、多量の短繊維を混入させることによるリブ部の屈曲性悪化の問題がある。
【０００７】
ベルト成形後のリブ部表面に各種表面処理を施す方法は、リブ部表面を硬化することができるため、耐摩耗性、耐粘着性の改善には有効ではあるが、表面処理によるリブ部表面の硬化が表面下数十μｍの深さまでに限定されるため、十分な耐摩耗性、耐粘着性改善効果が発揮されない問題がある。
【０００８】
さらに、架橋剤量を変量した未加硫シートを積層することにより、表面硬化を図る方法も考えられるが、架橋密度の異なる層間の著しい硬度差により、応力集中が発生し、その部分からクラックが発生する問題がある。
【０００９】
本発明は前記のような問題点に注目し、屈曲性を維持しつつ、リブ部表面の耐摩耗性、耐粘着性が改善されたＶリブドベルトを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち本願請求項１記載の発明は、心線を埋設した接着ゴム層とベルト長手方向に延在する複数のリブ部からなる圧縮ゴム層を有するＶリブドベルトにおいて、リブ部表面に電子線照射処理によって形成される表面硬化層を有すること特徴とするＶリブドベルトである。
【００１１】
請求項２記載の発明は、表面硬化層の表面の硬度がリブ部内部の硬度に比較して１．５°〜１０°高い請求項１記載のＶリブドベルトである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＶリブドベルトについて詳細に説明する。
図１は、本発明のＶリブドベルトの断面斜視図を示す。Ｖリブドベルト１は、ポリエステル繊維、アラミド繊維あるいはガラス繊維を素材とする高強度で低伸度のコードからなる心線３を接着ゴム層２中に埋設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層４を有している。この圧縮ゴム層４はベルト長手方向に延びる断面略三角形の複数のリブ部５からなり、またベルト上面には補強布６が貼着されている。本発明のＶリブドベルト１は、リブ部５表面に表面硬化層７を有する。
【００１３】
本発明のＶリブドベルトは、公知のＶリブドベルトを成形した後、リブ部に電子線を照射することによって得られる。
【００１４】
公知のＶリブドベルトの製造方法の一例を以下に示す。
（１）円筒状の成形ドラムの周面に補強布と接着ゴム層を構成する未加硫ゴムシートを巻き付ける。補強布は、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン等の有機繊維からなる織物、編物、不織布等選択される帆布であり、公知技術に従ってレゾルシン−ホルマリン−ラテックス液（ＲＦＬ液）に浸漬後、未加硫ゴムを擦り込むフリクションを行ったり、ＲＦＬ液に浸漬後にゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理する。接着ゴム層を構成する未加硫ゴムシートには、後述する圧縮ゴム層を構成する未加硫ゴムシートと同様のゴム配合物が用いられる。
【００１５】
（２）心線を構成するロープを螺旋状にスピニングする。ロープは、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等からなり、ゴムとの接着性を付与する目的で接着処理が施される。接着処理としては、繊維をエポキシ又はイソシアネート化合物で前処理を行なった後に、ＲＦＬ液に浸漬し、加熱乾燥して表面に均一に接着層を形成する。
【００１６】
（３）圧縮ゴム層を構成する未加硫ゴムシートを巻き付けて積層体を作製する。圧縮ゴム層を構成する未加硫ゴム配合物としては、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＢＲ）等のポリマーを主成分とした配合物が好適に用いられる。ゴム配合物は、架橋剤として硫黄あるいは有機過酸化物を含み、その他、共架橋剤、カーボンブラック、可塑剤、安定剤、加工助剤等の通常のゴム配合物に使用される配合物を含む。さらに、リブ部の耐側圧性を高めるためには、ナイロン、ポリエステル、綿、アラミド等からなる短繊維が混入される。なお、ゴム配合物の混練り方法としては、例えばバンバリーミキサー、ロール、ニーダー、そして押出機等限定するものでなく、適宜公知の手段、方法によって混練することができる。
【００１７】
（４）前記積層体を加硫して加硫スリーブを作製し、（５）前記加硫スリーブを駆動ロールと従動ロールに掛架して所定の張力下で走行させ、複数のリブに対応するＶ字形砥石を外周面に有した研削ホイールを回転させながら走行中の加硫スリーブに当接させて加硫スリーブの圧縮ゴム層表面に複数個のリブ部を作製し、（６）前記加硫スリーブを所定の幅にカットして個々のＶリブドベルトを得る。
【００１８】
得られたＶリブドベルトを電子線照射装置に設置して、リブ部に電子線を照射する。電子線照射装置は、真空に維持された容器に収められた電子線管から電子線を特殊な薄膜を通して大気中に取出す装置であって、大気中に存在する任意の被照射物体に対して電子線を照射することができる。電子線照射装置の種類としては、走査型、非走査型（エリアビーム型）を問わない。
【００１９】
本発明のＶリブドベルトの製造方法においては、公知の方法で作製されたＶリブドベルトのリブ部が外周部に露出するように電子線照射装置に設置される。ここで、電子線がリブ部全体に均一に照射されるようにするために、図２に示すように、Ｖリブドベルトのリブ部のＶ角度θに対してθ／２及び−θ／２の照射角度で電子線１０が照射されることが望ましい。このような照射条件は、Ｖリブドベルトを電子線照射装置内で、例えば図３に示すような状態でＶリブドベルト１をリブ部を外側に向けて掛架することによって達成される。図３において、Ｖリブドベルト１は、θ／２の傾きを有するプーリ２１と、−θ／２の傾きを有するプーリ２２との間に、ねじられた状態で掛架される。
【００２０】
図示しない駆動源を用いてプーリ２１あるいはプーリ２２の少なくともいずれか一方を駆動することによってＶリブドベルト１を任意の速度で回転させながら、図３に矢印で示す二本の電子線１０を照射することができれば、電子線をリブ部全体に均一に照射することができる。
【００２１】
なお、実用的には、θ／２の傾きを有するプーリでねじらなくとも、リブ部を外周部に露出するように設置し、外周部に直角方向から電子線を照射する単純なレイアウト（図示せず）でも、所望のリブ部表面の硬化が得られれば何ら問題ない。
【００２２】
リブ部に電子線を照射することにより、電子エネルギーによりゴムの化学結合が分解され遊離基が発生する。この遊離基の連鎖反応により架橋反応が進行し、リブ部表面のゴムが硬化する。照射する電子の加速電圧により、ゴム中を電子が透過する距離を任意に調整でき、リブ部表面のみを架橋し硬化させることが可能である。また、硬化の程度も電子線の照射線量により任意に調整可能である。また、電子線照射は、ポリマー種や加硫系を選ぶことなくゴムを架橋することができるメリットもある。
【００２３】
リブ部表面に表面硬化層が形成されることにより、耐摩耗性が上昇する。また表面近傍のゴムのモジュラスが大きくなり、せん断変形が小さくなるため、接触面での耐粘着性が上昇する。加えて、静的摩擦係数と動的摩擦係数の差が、硬化する前と比べて小さくなり、ベルト走行中の滑りが少なくなるため、スリップ音が発生しにくくなる。これにより、ベルト長手方向の屈曲性を失うことなく耐摩耗性、耐粘着性を改善することができる。
【００２４】
前記効果を発揮するためには、リブ部表面の硬度は、リブ部内部のゴム硬度より１．５°〜１０°高いことが望ましい。リブ部表面のゴム硬度とリブ部内部のゴム硬度の差が１．５°未満では、耐摩耗性及び耐粘着性の十分な改善が得られず、一方前記硬度差が１０°を越えると、ベルト長手方向の屈曲疲労性が著しく悪化し、早期のクラック発生がもたらされる。
【００２５】
前記ゴム硬度を得るためには、加速電圧２５０ｋＶ〜８００ｋＶ、照射線量２５ｋＧｙ〜２５０ｋＧｙの電子線をリブ部全体に均一に照射することが望ましい。ここで、電子線に照射線量を測定する方法としては、リブ部近傍において公知のフィルム状線量計を用いて測定する方法の他、特開２００１−１７４５５９号公報に開示されている方法がある。前記公報には、被照射物の特定箇所に白色系硬化樹脂を塗布する方法が開示されており、リブ部の局所的照射線量を精密に測定することが可能である。
【００２６】
なお、Ｖリブドベルトの製造方法としては、前記の方法に限定されることはなく、圧縮ゴム層の研削を伴わない、いわゆるモールド工法を採用してもよい。その場合は、あらかじめ電子線を照射した未加硫ゴムシートを用意し、加硫を行うことにより同様の効果が得られる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明のＶリブドベルトについて、実施例を示しながらさらに詳細に説明する。
実施例１〜３
表１に各質量部を示す配合物からなる圧縮ゴム層を形成するゴムシートを用いて公知の方法でＶ角度４０度の３リブのＶリブドベルトを作製した。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
非走査型電子線照射装置である日新ハイボルテージ社製ＥＰＳ−８００を用いて、角度２０度で傾斜させたプーリと、角度−２０度で傾斜させたプーリとの間にＶリブドベルトを掛架し、表２に示す条件でリブ部全体に電子線を照射した。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
各Ｖリブドベルトについて、リブ部断面の硬度を、表面から１００μｍごとに、硬度計（ＡＳＫＥＲ社製ＭＩＣＲＯ　ＤＵＲＯＭＥＴＥＲ　ＭＤ−１）を用いて測定した。得られた結果を図４に示す。
【００３２】
各Ｖリブドベルトについて、図５にレイアウトを示す室温６％強制スリップ試験を行い、測定前後のベルト重量を比較することによって摩耗減率を測定し、耐摩耗性を評価した。結果を表３に示す。
【００３３】
各Ｖリブドベルトについて、図６にレイアウトを示す室温ＤＷ粘着試験を行い、粘着指数を測定し、耐粘着性を評価した。結果を表３に併記する。ここで、粘着指数は、粘着物が多くなるほど大きな値を示し、ゼロであれば耐粘着性がよいことを示す。
【００３４】
各Ｖリブドベルトについて、図７にレイアウトを示す１３０℃ヒートフレックス走行試験を行い、リブ部に最初にクラックが発生する時間を測定し、屈曲疲労性を評価した。結果を表３に併記する。
【００３５】
比較例１
リブ部への電子線照射を行わないＶリブドベルトについて、実施例と同様の評価を行った。結果を図４と表３に併記する。
【００３６】
【表３】
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【００３７】
図４から、リブ部表面とリブ部内部との間で実質的な硬度差がない比較例１に比較して、いずれの実施例においても、リブ部内部に比較してゴム硬度が高いリブ部表面が得られた。また、表３から、非硬化の比較例１に比較して、良好な屈曲疲労性を維持したまま、耐摩耗性及び耐粘着性が改善されていることが分かる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、屈曲性を維持しつつ、リブ部表面の耐摩耗性、耐粘着性が改善されたＶリブドベルトが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｖリブドベルトの断面図である。
【図２】リブ部への電子線照射角度を示す模式図である。
【図３】電子線照射時のＶリブドベルトのプーリへの掛架状態を示す模式図である。
【図４】リブ部表面からの距離に対するリブ部断面の各位置の硬度の測定結果を示す図である。
【図５】室温６％強制スリップ試験のレイアウトを示す概略図である。
【図６】室温ＤＷ粘着試験のレイアウトを示す概略図である。
【図７】１３０℃ヒートフレックス走行試験のレイアウトを示す概略図である。
【符号の説明】
１　Ｖリブドベルト
２　接着ゴム層
３　心線
４　圧縮ゴム層
５　リブ部
６　補強布
７　表面硬化層
１０　電子線
２１、２２　プーリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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