(57)【要約】【課題】耐摩耗性及び耐熱性を有するポリウレタン組成物と該ポリウレタン組成物から形成されたポリウレタン製ベルトを提供する。【解決手段】ウレタンプレポリマー及びアミン系硬化剤又はポリオール系硬化剤を配合してなるポリウレタン組成物において、前記ウレタンプレポリマーの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．６〜２．８であることを特徴とするポリウレタン組成物。【選択図】無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウレタンプレポリマー及びアミン系硬化剤又はポリオール系硬化剤を配合してなるポリウレタン組成物において、前記ウレタンプレポリマーの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．６〜２．８であることを特徴とするポリウレタン組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のポリウレタン樹脂組成物を成形して形成されてなるポリウレタン製ベルト。
【請求項３】
前記ポリウレタン製ベルトがポリウレタン製Ｖリブドベルト又はポリウレタン製Ｖベルトのいずれかである請求項２に記載のポリウレタン製ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト用のポリウレタン樹脂組成物及び、このポリウレタン樹脂組成物から形成されたポリウレタン製ベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動力伝動用等に用いられるベルトとしてＶベルトや歯付ベルトなどが従来から提供されているが、ベルトの材料にゴムよりも強度の高いポリウレタンエラストマーを用いたポリウレタン製ベルトがある。
【０００３】
このようなポリウレタン製ベルトにおいて、一般的なポリウレタン組成物はゴムに比べると耐熱性に劣り、高温雰囲気下での動力伝達用ベルトとしての使用は短寿命であることから、ほとんど使用されなかった。特に、ＶベルトやＶリブドベルトのような摩擦伝動ベルトは、カバーケース内での閉め切った状態で高負荷条件下で使用されると、雰囲気温度が８０°Ｃに達するときもあり、ポリウレタン製ベルトの短寿命が問題となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、耐摩耗性及び耐熱性を有するポリウレタン組成物と該ポリウレタン組成物から形成されたポリウレタン製ベルトを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願請求項１に記載の発明は、ウレタンプレポリマー及びアミン系硬化剤又はポリオール系硬化剤を配合してなるポリウレタン組成物において、前記ウレタンプレポリマーの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．６〜２．８であるポリウレタン組成物にある。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のポリウレタン樹脂組成物を成形して形成されてなるポリウレタン製ベルトにある。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、前記ポリウレタン製ベルトがポリウレタン製Ｖリブドベルト又はポリウレタン製Ｖベルトのいずれかである請求項２に記載のポリウレタン製ベルトにある。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によると、ウレタンプレポリマー及びアミン系硬化剤又はポリオール系硬化剤を配合してなるポリウレタン組成物において、前記ウレタンプレポリマーの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．６〜２．８であるポリウレタン組成物であることから、請求項１に記載の発明のポリウレタン組成物は耐摩耗性及び耐熱性に優れたものとなる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によると、請求項１に記載のポリウレタン樹脂組成物を成形して形成されてなるポリウレタン製ベルトであることから、プーリに嵌合させてベルトを駆動するときに、ポリウレタン製ベルトが耐摩耗性及び耐熱性に優れたものとなり、長時間の寿命となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明によると、前記ポリウレタン製ベルトがポリウレタン製Ｖリブドベルト又はポリウレタン製Ｖベルトのいずれかである請求項２に記載のポリウレタン製ベルトであることから、摩擦伝動による熱の発生に加えて、雰囲気温度が高温環境下で使用される場合が多いポリウレタン製Ｖリブドベルト又はポリウレタン製Ｖベルトに本発明のポリウレタン樹脂組成物を使用することによって、耐熱性が向上し、ベルト寿命が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
ポリウレタン硬化物は液状のポリウレタン樹脂組成物を注型して加熱・硬化させることによって得られるが、一般に成形法としては、ポリオール、触媒、鎖延長剤、顔料等を混合したプレミックス液と、イソシアネート成分を含有する溶液とを混合し、これを注型して硬化反応させるワンショット法と、予めイソシアネートとポリオールを反応させ、イソシアネートの一部をポリオールで変性したプレポリマーを用い、これに触媒を加えて注型し、硬化反応させるプレポリマー法とがある。本発明では、プレポリマー法が採用される。
【００１３】
プレポリマーとしては、従来から提供されているものを使用することができるものであるが、イソシアネートとしてはトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）やジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）などを好適に用いることができ、ポリオールとしては耐湿性や耐水性に優れると共に強靭な物性とヒステリシスロスの小さい特性を有する成形品が得られるポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）を好適に用いることができる。
【００１４】
また本発明においてアミン系硬化剤としては、特に限定されるものではないが、１，４−フェニレンジアミン、２，６−ジアミノトルエン、１，５−ナフタレンジアミン、４，４´−ジアミノジフェニルメタン、３，３´−ジクロロ−４，４´−ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ）、３，３´−ジメチル−４，４´−ジアミノジフェニルメタン、１−メチル−３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−ジアミノベンゼン、１−メチル−３，５´−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼン４，４´−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）、４，４´−メチレン−ビス−（オルト−クロロアニリン）、４，４´−メチレン−ビス−（２，３−ジクロロアニリン）、トリメチレングリコール−ジ−パラ−アミノベンゾエート、４，４´−メチレン−ビス−（２，６−ジエチルアニリン）、４，４´−メチレン−ビス−（２，６−ジイソプロピルアニリン）、４，４´−メチレン−ビス−（２−メチル−６−ジイソプロピルアニリン）、４，４´−ジアミノジフェニルスルホンなど、１級アミン、２級アミン、３級アミンのアミン化合物を例示することができる。アミン系硬化剤の配合量は、アミン系硬化剤中のＮＨ2のモル数とイソシアネート中のＮＣＯのモル数の比であるα値（ＮＨ2／ＮＣＯ）が１付近になるように、好ましくは０．９０〜１．１０の範囲になるように設定するのがよい。一般にα値は０．９５付近が硬化物の物性が最も良好であり、α値が上記の範囲から外れると、硬化物の物性が低下する傾向がみられる。
【００１５】
ここで、前記ウレタンプレポリマーの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を２．６〜２．８の範囲とする。
分子量分布を２．６〜２．８の範囲に限定することにより、ウレタンエラストマーとなった場合の摩擦係数が低下し、耐摩耗性が良くなる。分子量分布を狭くすることによって、生成ウレタンのハードセグメントの凝集がより均一及び強固となり、耐摩耗性及び耐熱性が向上する。
【００１６】
ウレタンプレポリマーの分子量分布を２．６より小さくすると、ウレタンエラストマーの引き裂き力が劣り、一方ウレタンプレポリマーの分子量分布を２．８より大きくすると生成ウレタンのハードセグメントの凝集が不均一となり、耐摩耗性、耐熱性に劣るようになる。
【００１７】
上記の各成分の他に、添加剤として、可塑剤、顔料、消泡剤、触媒等を配合することができるものである。可塑剤としては、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）、アジピン酸ジオクチル（ＤＯＡ）、リン酸トリクレジル（ＴＣＰ）、塩素系パラフィン、フタル酸ジアルキル等を用いることができる。
【００１８】
触媒としては、有機カルボン酸化合物を用いる。有機カルボン酸化合物としては、アゼライン酸、オレイン酸、セバシン酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸、安息香酸、トルイル酸などの芳香族カルボン酸を挙げることができるが、これらのなかでも、アゼライン酸、オレイン酸、アジピン酸がより好ましい。これらは一種を単独で用いる他、二種以上を併用することもできる。有機カルボン酸化合物の配合量は、プレポリマー１００質量部に対して、０．０１〜１０．０質量部の範囲が好ましく、さらに好ましくは０．０１〜３．０質量部である。有機カルボン酸化合物の０．０１質量部未満であると、反応促進効果を十分に得ることが難しくなり、また１０．０質量部を越えると、ポットライフが短くなり、各添加剤の混合不足による配合不良を生じ易くなる等の不具合が生じる。
【００１９】
ここで、ポリウレタン樹脂組成物は、ウレタンプレポリマーに必要に応じて消泡剤と可塑剤を配合したＡ液、アミン系硬化剤と有機カルボン酸化合物を配合したＢ液から調整し、成形を行う際に、Ａ液及びＢ液を混合して、ポリウレタンを硬化させるようにすることができる。
【００２０】
これらのＡ液及びＢ液を混合攪拌したものを外金型と内金型とで形成するキャビティに注型後架橋することによって、上記ポリウレタン組成物からなるポリウレタン製ベルトのスリーブを形成するものである。
【００２１】
そして、上記ベルトスリーブを金型から取り出し、所定の幅にカットし、求めるポリウレタン製ベルトを得るものである。
【００２２】
このとき得られるベルトとして本発明のポリウレタン組成物を好適に使用するものは、図１で示されるポリウレタン製Ｖリブドベルト１或いは図２で示されるポリウレタン製Ｖベルト５となる。ポリウレタン製Ｖリブドベルトは、背部に心線３を埋設し、ベルトの長手方向に沿って所定本のリブ２が延設された構造を有するものである。又、ポリウレタン製Ｖベルト５は、同じく背部に心線３を埋設し、背面にはコグ４が突設されており、突状部２を有するものである。図２では突状部２がひとつのものを示しているが、複数の突状を幅方向に連ねたマルチタイプのものもある。
【実施例】
【００２３】
以下、具体的な実施例を伴って説明する。
【００２４】
（実施例）
実施例として分子量分布が２．６であるポリエーテル系ウレタンプレポリマー１００質量部に硬化剤として３，３´−ジクロロ−４，４´−ジアミノジフェニルメタンと導電剤としてケッチェンブラックを３０質量部添加し、さらに可塑剤としてＤＯＰを１０質量部添加した配合を用いた。
【００２５】
このとき、ＤＯＰとケッチェンブラックとは前もってハンドミキサーを用いて５分以上攪拌することによって、十分混合させケッチェンブラックがＤＯＰ中で十分に分散するように導電剤液とした。その後前記導電剤液を６０°Ｃの温度条件下で保管後さらに前記導電剤液と前記ポリウレタンプレポリマーとを６０°Ｃ温度条件下でハンドミキサーを用い５分以上攪拌し、ポリウレタンプレポリマー中に前記導電剤液を十分に分散させてＡ液とし、６０°Ｃ温度条件下で保管した。このとき、導電剤を混合したＡ液はウレタンエラストマーに成形した場合に、電気抵抗値のバラツキが発生するのを防ぐ為に十分攪拌混合しておいたものであった。
【００２６】
さらに、Ｂ液として3，３´−ジクロロ−４，４´−ジアミノジフェニルメタン１２．５質量部と有機カルボン酸化合物として、アゼライン酸を０．５質量部混合して１２０°Ｃ温度条件下で保管した。
【００２７】
また、実施例としてポリウレタン製Ｖリブドベルト成形する為の金型として、内金型とその内周にリブ部となる溝が刻設されている外金型を準備した。この内金型と外金型との間で形成されるキャビティにポリウレタン原料を注型し、硬化することによってポリウレタン製Ｖリブドベルトが形成されるものである。
【００２８】
次に、上記内金型に抗張体として、ナイロン６を材質とする心線を所定の張力下でスピニングした後、外金型内に内金型を挿入した。そして、上記保管していたＡ液及びＢ液を混合攪拌し、前記キャビティに注型した。このとき、内金型及び外金型を真空室内にいれ、真空条件下で前記ウレタン原料を注型することによって、気泡の存在がないベルトが成形できる。
【００２９】
そして、前記金型組立て体をオーブン内に挿入し１２０°Ｃ温度条件下で３０分架橋を行い、目的のベルトスリーブを得た。
【００３０】
作製したＶリブドベルトは、２１２ＪＢＴ３であった。
（従来例）
従来例として、の分子量分布が２．９であるウレタンプレポリマーを用いてＶリブドベルトを作製した。他の配合物は実施例と同じで、製造方法も実施例と同じであった。
【００３１】
上記Ｖリブドベルトを用いて、走行試験を行い、室温時での摩耗量と熱時での摩耗量を測定した。
走行試験条件としては、駆動プーリ径がφ３１．５ｍｍ、従動プーリ径がφ３１．５ｍｍ、駆動プーリの回転数を３６００ｒｐｍ、軸荷重を１．８Ｎ、負荷を０．３９ｋＷとした。
そして、雰囲気温度としては、室温、６０°Ｃ、７０°Ｃ、８０°Ｃの温度条件下で行った。その結果を図３及び図４に示す。
【００３２】
また、室温で５００時間走行させた後、走行前と走行後のベルト質量を測定し、摩耗率を算出した。その結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
2007246922.tif 000002
【００３４】
また、前記Ｖリブドベルトを下記条件にて熱分析（以下ＤＳＣ分析と記す。）した。
（条件）
フローガス（Ｎ2）流量：３０ｍｌ/ｍｉｎ
リファレンス（Ａｌ2Ｏ3）重量：１０．６７ｍｇ
サンプル重量：実施例１０.０ｍｇ  従来例９．９ｍｇ
温度範囲：２５°Ｃ〜２５０°Ｃ
昇温速度：１０°Ｃ
測定した結果は、図５及び図６に示す。
【００３５】
表１及び、図３、図４、図５及び図６の結果から、実施例は従来例に比べて室温及び熱時での摩耗量は小さく、特に雰囲気温度が高くなるほど、実施例のベルトの耐摩耗性が向上しているのがわかり、また、ＤＳＣ分析からも実施例のウレタンのハードセグメントの凝集が従来例と比べてより均一となっていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のポリウレタン製Ｖリブドベルトの斜視図である。
【図２】本発明のポリウレタン製Ｖベルトの斜視図である。
【図３】雰囲気温度８０°Ｃ下でのＶリブドベルトの走行時間と摩耗率との関係である。
【図４】各雰囲気温度条件下でのＶリブドベルトの走行時間と摩耗率との関係である。
【図５】実施例のＤＳＣ分析の結果チャート図である。
【図６】従来例のＤＳＣ分析の結果チャート図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ポリウレタン製Ｖリブドベルト
２  Ｖ形状突部
３  心線
４  背面コグ
５  ポリウレタン製Ｖベルト
【図１】
2007246922.tif 000003
【図２】
2007246922.tif 000004
【図３】
2007246922.tif 000005
【図４】
2007246922.tif 000006
【図５】
2007246922.tif 000007
【図６】
2007246922.tif 000008