(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムで構成された本体にベルト長手方向に沿って心線を埋設した動力伝動ベルトであって、少なくとも心線を埋設するゴム層が、ゴム成分としてビニルエステル含有量が３０〜７０重量％であるエチレン−ビニルエステル共重合体とエチレン・α−オレフィンゴムを重量割合で５／９５〜１００／０含有し、架橋剤として有機過酸化物が配合されると共に、ゴム成分１００重量部に対してＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミド及び／又はキノンジオキシム類が０．５〜１３重量部配合されたゴム組成物で構成されることを特徴とした動力伝動ベルト。
【請求項２】
ゴム成分として前記エチレン−ビニルエステル共重合体とエチレン・α−オレフィンゴムを重量割合で１０／９０〜６０／４０含有する請求項１記載の動力伝動ベルト。
【請求項３】
エチレン−ビニルエステル共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である請求項１又は２記載の動力伝動ベルト。
【請求項４】
キノンジオキシム類がベンゾキノンジオキシム類である請求項１〜３のいずれか１項に記載の動力伝動ベルト。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動力伝動に用いられる動力伝動ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
動力伝動に用いられるベルトにおいて、オゾン雰囲気下でのゴムの劣化が問題視されており、従来の天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどから構成されているベルトではこのゴム劣化によって早期にクラックを生じるという問題が指摘されている。また、クロロプレンなどのハロゲンを含んだゴムはダイオキシンの発生につながることから、環境負荷物質であるハロゲンを含有しないゴムで製造されたベルトが近年求められている。
【０００３】
このような要求に対して、最近ではエチレン−プロピレン系ゴム（ＥＰＲ）あるいはエチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）等のエチレン・α−オレフィンゴムが、優れた耐オゾン性、耐熱性、耐寒性を有しているとともに比較的に安価なポリマーであり、脱ハロゲンという要求を満たしていることからも有望視されている。（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開平６−３４５９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、エチレン−プロピレン系ゴムをはじめとするエチレン・α−オレフィンゴムの接着性は低く、特に心線などの繊維基材との接着性に関して問題となっていた。また、接着性に乏しいことと併せて引き裂き力が低く、パーオキサイド架橋系を用いると、更に引き裂き力が低下することから、走行時に心線がポップアウトしやすいという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するものであり、心線との接着性並びに耐引裂き性に優れた動力伝動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】
【０００６】
本発明は、ゴムで構成された本体にベルト長手方向に沿って心線を埋設した動力伝動ベルトであって、少なくとも心線を埋設するゴム層が、ゴム成分としてビニルエステル含有量が３０〜７０重量％であるエチレン−ビニルエステル共重合体とエチレン・α−オレフィンゴムを重量割合で５／９５〜１００／０含有し、架橋剤として有機過酸化物が配合されると共に、ゴム成分１００重量部に対してＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミド及び／又はキノンジオキシム類が０．５〜１３重量部配合されたゴム組成物で構成されることを特徴とした動力伝動ベルトである。
【０００７】
また本発明は、ゴム成分として前記エチレン−ビニルエステル共重合体とエチレン・α−オレフィンゴムを重量割合で１０／９０〜６０／４０含有する；エチレン−ビニルエステル共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である；キノンジオキシム類がベンゾキノンジオキシム類である発明である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、心線を埋設するゴム層に特定組成を有するゴム組成物を用いることで、心線との接着性が良好であると共に耐引裂き性に優れ、心線のポップアウトを抑制することが可能な動力伝動ベルトを提供できる。またエチレン−ビニルエステル共重合体、そしてエチレン・α−オレフィンゴムはハロゲンを含有しないため環境に負荷を与えない。
【０００９】
そして、エチレン−ビニルエステル共重合体とエチレン・α−オレフィンゴムの割合を特定範囲とすることで、モジュラス、耐引き裂き性、そして接着性にバランスのとれた動力伝動ベルトが得られる。またビニルエステル含有量が特定範囲にあるエチレン−ビニルエステル共重合体を選択することで、耐引き裂き性、接着性がより優れた構成とすることができる。更にオキシム類としてベンゾキノンジオキシム類を選択することで、硬度が高く、強固に心線と接着した動力伝動ベルトとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係る動力伝動ベルトの一例として、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。
【００１１】
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、心線３を埋設するゴム層は背部４を構成するゴム層をいう。
【００１２】
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、歯部２もまた背部４と同一のゴム層となる。
【００１３】
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を埋設した接着層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、心線１３を埋設するゴム層は接着層１４を構成するゴム層をいう。
【００１４】
尚、Ｖリブドベルトは上記構成以外にも、例えば接着層１４を配置せず、また背面にカバー帆布１５を貼着しないで伸張部１２をゴム組成物で構成したＶリブドベルトがある。このとき、心線１３は伸張部１２と圧縮部１６の境界領域でベルト本体に埋設されることになる。Ｖリブドベルトがこのような構成を有する場合、心線１３を埋設するゴム層とは伸張部１２と圧縮部１６を各々構成するゴム層をさすことになる。この時、心線１３とベルト本体との接着性を考慮すると、圧縮部１６は短繊維を含有しないゴム組成物で構成することが望ましい。また伸張部１２は短繊維を含有するゴム組成物で形成することが望ましい。
【００１５】
本発明で使用する心線３，１３は、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ガラス繊維、またはアラミド繊維などから構成されるコードが使用できる。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。
【００１６】
前記心線は接着処理を施されることが望ましく、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から選ばれた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℃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液からなる接着液を入れたタンクに浸漬し、（４）２１０〜２６０℃に温度設定した延伸熱固定処理器に３０〜６００秒間通し−１〜３％延伸して延伸処理コードとする、ことができる。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴムなどがあげられる。
【００２２】
また、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質量比は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。
【００２３】
更に、上記ＲＦＬ液には加硫促進剤や加硫剤を添加してもよく、添加する加硫促進剤は、含硫黄加硫促進剤であり、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。
【００２４】
また、加硫剤としては、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、上記加硫促進剤と併用する。
【００２５】
上記ベルト本体の少なくとも心線３，１３を埋設したゴム層は、ゴム成分としてエチレン−ビニルエステル共重合体とエチレン・α−オレフィンゴムを重量割合で５／９５〜１００／０、モジュラス、耐引き裂き性、そして接着性にバランスを考慮すると更に好ましくは１０／９０〜６０／４０含有するゴム組成物で構成される。前記構成とすることで心線３，１３との接着性に優れると共に耐引き裂き性に優れた動力伝動ベルトが得られる。尚、ゴム成分としてエチレン−ビニルエステル共重合体とエチレン・α−オレフィンゴムを１００／０含有するとは、エチレン−ビニルエステル共重合体を含有し、エチレン・α−オレフィンゴムを含有しない状態を示す。
【００２６】
エチレン・α−オレフィンゴムとしては、エチレンとα−オレフィン（プロピレン、ブテン、ヘキセン、あるいはオクテン）の共重合体、あるいは、エチレンと上記α−オレフィンと非共役ジエンの共重合体であり、具体的にはエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）やエチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）からなるゴムをいう。上記ジエン成分としては、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネンなどの炭素原子数５〜１５の非共役ジエンが挙げられる。
【００２７】
エチレン−ビニルエステル共重合体において、エステルの炭化水素が長くなると、エステル結合の相対量が下がり、極性が低くなるため、できるだけ短い炭化水素であることが望ましい。エチレン−ビニルエステル共重合体のビニルエステルとしては、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリル酸ビニル、そしてステアリン酸ビニルなどが挙げられるが、なかでも酢酸ビニル、すなわちエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が好ましい。またビニルエステル含有量が３０〜７０重量％であるエチレン−ビニルエステル共重合体を選択すると、耐引き裂き性、接着性がより優れた構成とすることができる。３０重量％未満では、耐引き裂き性、接着性が充分ではなく、７０重量％を超えるとゴムとしての弾性が損なわれ、ベルト変形が大きくなり、寸法変化が大きくなり、ベルト寿命が低下する。
【００２８】
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１００重量部に対して０．５〜８重量部の範囲で好ましく使用される。
【００２９】
また前記ゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対して、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミド及び／又はキノンジオキシム類が０．５〜１３重量部配合される。Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミドやキノンジオキシム類は共架橋剤として作用し、０．５質量部未満では添加による効果が顕著でなく、１３質量部を超えると引裂き力および接着力が急激に低下する。このとき、共架橋剤としてＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミドを選択した場合、架橋密度が高くなり、キノンジオキシムを選択した場合は、耐引き裂き性に優れるといった特徴がある。
【００３０】
キノンジオキシム類としては、ｐ−ベンゾキノンジオキシム、ｐ，ｐ’−ジベンゾキノンジオキシム、テトラクロロベンゾキノンポリ（Ｐ−ジニトロベンゾキノン）等が挙げられる。なかでも、接着性や架橋密度を考慮すると、ｐ−ベンゾキノンジオキシムやｐ，ｐ’−ジベンゾキノンジオキシムなどのベンゾキノンジオキシム類が好ましい。
【００３１】
そして、それ以外に必要に応じてカーボンブラック、シリカのような増強剤、炭酸カルシウム、タルクのような充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤のような通常のゴム配合物に使用されるものが使用される。
【００３２】
尚、動力伝動ベルト本体の少なくとも心線を埋設するゴム層を該ゴム組成物で構成することを本発明の必須条件としてあげているが、いうまでもなく動力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。
【００３３】
図１で示す歯付ベルト１においては、心線３が埋設されるゴム層は背部４であるが、歯部２も該ゴム組成物で構成することができる。また例えば、心線が埋設される背部４を該ゴム組成物、歯部２を別のゴム組成物で構成することも可能である。
【００３４】
図２に示すＶリブドベルト１０においては、心線１３を埋設するゴム層は接着層１４であるが、圧縮層１６も該ゴム組成物で構成することができる。また例えば、心線が埋設される接着層１４を該ゴム組成物、圧縮部１６を別のゴム組成物で構成することも可能である。
【００３５】
尚、該ゴム組成物は繊維との接着性に優れることから、心線以外の繊維部材と接するゴム層をも該ゴム組成物で構成することで、ベルト本体と繊維部材とが良接着する効果が得られる。例えば、歯付ベルト１においては、歯布５と接するゴム層、すなわち歯部２を該ゴム組成物で構成すると、歯布５の剥離を抑制することができる。
【００３６】
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エチレン・α−オレフィンゴム単独または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。エチレン・α−オレフィンゴムにブレンドする相手ゴムとしては、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）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）の少なくとも一種のゴムを挙げることができる。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
上記カバー帆布１５は、公知技術に従ってレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス液（ＲＦＬ液）に浸漬することが好ましい。またＲＦＬ液に浸漬後、未加硫ゴムをカバー帆布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質量％加えてもよい。
【００４４】
尚、動力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。
【実施例】
【００４５】
以下、具体的な実施例を伴って説明する。
【００４６】
表１に示す配合のゴム組成物の未加硫ゴム物性、ならびに１６５℃で３０分間プレス加硫した加硫ゴム物性を測定した。粘度はＪＩＳＫ６３００、硬度はＪＩＳＫ６２５３、１００％モジュラス，破断強度，破断伸度はＪＩＳＫ６２５１、引き裂きはＪＩＳＫ６２５２に従い評価した。尚、試験片はＪＩＳＫ６２５０に従い作製した。また接着処理され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℃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ＪＩＳＫ６２５６に従い接着力を測定した。その結果を表２に記す。
【００４７】
【表１】
0004624747.tif 000002
【００４８】
【表２】
0004624747.tif 000003
【００４９】
共架橋剤としてＴＡＩＣを使用した比較例１は、加硫ゴムの伸度、引裂き力が低く、心線との接着性にも乏しい。また共架橋剤として適量以上のマレイミドを配合した比較例２では、引裂き力、接着性が著しく低下し、実使用上不可能であった。更にゴム成分としてエチレン・α−オレフィンであるＥＰＤＭを単独で用いた比較例３，４は、心線との接着性が極端に低かった。一方、実施例は比較例に対して、耐引裂き性、接着力が向上しているのがわかり、ＥＶＡとＥＰＤＭを特定割合で配合することで、モジュラスと接着性及び耐引き裂き性のバランスに優れていることが判明した。更に、エチレン含有量が特定範囲のＥＶＡを選択することで、接着性、耐引き裂き性がより向上することが判った。またキノンジオキシム配合系のうちベンゾキノンジオキシムを選択した実施例は、ゴム硬度が高く、接着性に優れることが知見できた。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明にかかる動力伝動用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。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る動力伝動ベルトである歯付ベルトの断面斜視図である。
【図２】本発明に係る動力伝動ベルトであるＶリブドベルトの断面斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
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  接着層
１５  カバー帆布
１６  圧縮部
【図１】
0004624747.tif 000004
【図２】
0004624747.tif 000005