(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン−α−オレフィンエラストマーを含むエラストマー成分、ポリビニルピロリドン系樹脂および非吸水性短繊維を含み、かつ吸水性繊維を実質的に含まないゴム組成物であって、
前記ポリビニルピロリドン系樹脂の割合が前記エラストマー成分１００質量部に対して１〜２０質量部であり、かつ
前記ポリビニルピロリドン系樹脂の割合が前記非吸水性短繊維１００質量部に対して３〜１００質量部であるゴム組成物。
【請求項２】
前記ポリビニルピロリドン系樹脂のＫ値が１０〜１００である請求項１記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記非吸水性短繊維が脂肪族ポリアミド短繊維を含む請求項１または２記載のゴム組成物。
【請求項４】
前記非吸水性短繊維の割合が、前記エラストマー成分１００質量部に対して１５〜５０質量部である請求項１〜３のいずれか一項に記載のゴム組成物。
【請求項５】
セルロース系繊維を含まない請求項１〜４のいずれか一項に記載のゴム組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のゴム組成物の硬化物で形成された摩擦伝動面を有する摩擦伝動ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車エンジン補機駆動などに用いられる摩擦伝動ベルト（特に、Ｖリブドベルト）の伝動面を形成するためのゴム組成物および摩擦伝動ベルトに関し、詳しくは、伝達能力や省燃費性などのベルト性能を維持しつつ、摩擦伝動面の摩擦状態を安定化して耐発音性を向上できる摩擦伝動ベルトの伝動面を形成するためのゴム組成物および摩擦伝動ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム工業分野のなかでも、特に自動車用部品においては高機能、高性能化が望まれている。このような自動車用部品に用いられるゴム製品の一つとして摩擦伝動ベルトがあり、この摩擦伝動ベルトは、例えば、自動車のエアーコンプレッサーやオルタネータなどの補機駆動の動力伝達に広く用いられている。この種のベルトとしては、リブをベルト長手方向に沿って設けたＶリブドベルトが知られているが、Ｖリブドベルトには、伝達能力や省燃費性などのベルト性能に加えて、耐発音性が要求される。
【０００３】
自動車エンジン等の補機駆動システムにおける耐発音性に関しては、プーリに接するベルト表面（プーリ係合面）の摩擦係数を小さくして、プーリのミスアライメント（軸ずれ）発生時に生じ易い騒音や、スティック−スリップ現象による騒音の改善が課題となっている。
【０００４】
スティック−スリップ現象とは、摩擦面間に生ずる微視的な摩擦面の付着や、滑りの繰り返しによって引き起こされる自励振動のことで、摩擦係数が滑り速度の増加とともに低下する場合や、静摩擦から動摩擦に移るときの不連続な摩擦低下が生ずる場合などに発生するものである。摩擦伝動ベルトにおいても、プーリと摩擦する伝動面の摩擦係数が高い（特に粘着性が高い）場合は、ベルトとプーリとの摩擦間にて、付着（スティック）と滑り（スリップ）とを繰り返すスティック−スリップ現象（振動）が生じ、付着から滑りへ移行する段階で異音（鳴き音）が生じる。
【０００５】
さらに、被水時での走行における、スティック−スリップ音の発生も問題となっている。詳しくは、摩擦伝動面の濡れ性が低く、ベルトとプーリ間の水の浸入状態が均一でないと、水が浸入していない箇所（乾燥状態）では摩擦係数が高く、水が浸入した箇所（被水状態）では、部分的に摩擦係数が著しく低下して、摩擦状態が不安定になり、スティック−スリップ音が発生する。
【０００６】
これまでに、摩擦伝動面を形成するゴム組成物の配合設計の観点で、被水時の耐発音性を向上（スティック−スリップによる異音を低減）させる処方が提案されている。
【０００７】
特開２００８−１８５１６２号公報（特許文献１）には、少なくとも摩擦伝動面が、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して、界面活性剤を１〜２５質量部配合したゴム組成物で構成された摩擦伝動ベルトが開示されている。
【０００８】
特開２００７−２３２２０５号公報（特許文献２）には、少なくとも摩擦伝動面が、エチレン・α−オレフィンエラストマー１００重量部に対して、溶解度指数が８．３〜１０．７（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２の可塑剤を１０〜２５重量部配合したゴム組成物で構成された摩擦伝動ベルトが開示されている。
【０００９】
特開２００８−１５７４４５号公報（特許文献３）には、少なくとも摩擦伝動面の一部が、ゴム１００質量部に対して、融点または軟化点が８０℃以下の水溶性高分子を５〜５０質量部含有するゴム組成物で構成される摩擦伝動ベルトが開示されている。前記水溶性高分子としては、ポリエチレンオキサイドが使用されている。
【００１０】
特開２０１６−０９００５１号公報（特許文献４）には、ポリマー成分およびポリビニルアルコール系樹脂粒子を含有するゴム組成物で形成された圧縮層を含む摩擦伝動ベルトが開示されている。特開２０１６−１２１８０６号公報（特許文献５）には、伝動面の表面にポリビニルアルコール系樹脂粒子およびポリマー成分を含むゴム組成物で形成された表層が積層されている摩擦伝動ベルトが開示されている。
【００１１】
特表２０１８−５２７４３０号公報（特許文献６）には、エチレン−α−オレフィンエラストマー、ポリビニルピロリドン、セルロース系繊維、加硫剤から成るゴム組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−１８５１６２号公報
【特許文献２】特開２００７−２３２２０５号公報
【特許文献３】特開２００８−１５７４４５号公報
【特許文献４】特開２０１６−０９００５１号公報
【特許文献５】特開２０１６−１２１８０６号公報
【特許文献６】特表２０１８−５２７４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１および２の界面活性剤や可塑剤を配合した摩擦伝動ベルトにおいては、摩擦伝動面に滲出した界面活性剤や可塑剤によって、摩擦伝動面を形成するゴム（エチレン−α−オレフィンエラストマー）と水との親和性を高めることができ、ベルトとプーリ間の摩擦状態を安定化させ、被水時の耐発音性を向上（スティック−スリップによる異音を低減）できる。
【００１４】
しかし、その一方で、ゴム中の界面活性剤や可塑剤の挙動が不安定であるためか、内部発熱によるエネルギー損失（ｔａｎδ）が増大して伝達ロス（トルクロス）が大きくなる欠点がある。さらに、界面活性剤や可塑剤は耐熱性に欠けるため、走行中に摩擦伝動面から消失しやすく、持続的な効果は望めない。特に、親水性に富む界面活性剤を用いると、被水時には界面活性剤が溶解して流失しやすいことでも、持続的な効果が望めない。
【００１５】
また、特許文献３の水溶性高分子でも、ベルトの加硫時に溶融するため、圧縮ゴム層全体に分散するものの、溶融した水溶性高分子がゴムの架橋を阻害するためか、内部発熱によるエネルギー損失（ｔａｎδ）が増大して伝達ロス（トルクロス）が大きくなる。
【００１６】
特許文献４および５のポリビニルアルコール系樹脂粒子の場合は、内部発熱によるエネルギー損失（ｔａｎδ）が増大せず伝達ロス（トルクロス）が大きくならないまま、被水時の耐発音性を向上できる。しかし、ポリビニルアルコール系樹脂粒子は、他の配合剤と比べて、粒子径が大きい（小さいものでも平均粒径４１μｍ）ため、耐亀裂性が低下する。
【００１７】
特許文献６では、環境にやさしいセルロース系繊維とポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）の配合系において、極性を有するＰＶＰがセルロース系繊維と無極性ゴム間の適合性を向上するため、弾性率、引張強さが向上することが示されている。しかし、特許文献６には、ベルトの耐発音性への効果や、伝達効率や耐久性などのベルト性能については言及されていない。
【００１８】
従って、本発明の目的は、摩擦伝動ベルトの伝達効率や耐久性などのベルト性能を維持しつつ、耐発音性を向上できるゴム組成物およびゴム組成物で形成された摩擦伝動面を有する摩擦伝動ベルトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討の結果、吸水性繊維を実質的に含むことなく、エラストマー成分とポリビニルピロリドン系樹脂と非吸水性短繊維とを組み合わせることにより、摩擦伝動ベルトの伝達効率や耐久性などのベルト性能を維持しつつ、耐発音性を向上できることを見出し、本発明を完成した。
【００２０】
すなわち、本発明のゴム組成物は、エラストマー成分、ポリビニルピロリドン系樹脂および非吸水性短繊維を含み、かつ吸水性繊維を実質的に含まない。前記エラストマー成分はエチレン−α−オレフィンエラストマーを含んでもよい。前記ポリビニルピロリドン系樹脂のＫ値は１０〜１００であってもよい。前記非吸水性短繊維は脂肪族ポリアミド短繊維を含んでもよい。前記ポリビニルピロリドン系樹脂の割合は前記エラストマー成分１００質量部に対して１〜２０質量部であってもよい。前記ポリビニルピロリドン系樹脂の割合は前記非吸水性短繊維１００質量部に対して３〜１００質量部であってもよい。前記非吸水性短繊維の割合は、前記エラストマー成分１００質量部に対して１５〜５０質量部であってもよい。前記ゴム組成物は、セルロース系繊維を含まないのが好ましい。
【００２１】
本発明には、前記ゴム組成物の硬化物で形成された摩擦伝動面を有する摩擦伝動ベルトも含まれる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、エラストマー成分とポリビニルピロリドン系樹脂と非吸水性短繊維とを組み合わせているため、摩擦伝動ベルトの伝達効率や耐久性などのベルト性能を維持しつつ、耐発音性を向上できる。特に、ポリビニルピロリドン系樹脂に対して、短繊維として非吸水性短繊維を組み合わせることにより、被水時の耐発音性も向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、実施例で得られたベルトのミスアライメント発音試験のレイアウトを示す概略図である。
【図２】図２は、図１の試験機での走行後のベルトについてのミスアライメント発音試験のレイアウトを示す概略図である。
【図３】図３は、実施例で得られたベルトの伝達性能試験のレイアウトを示す概略図である。
【図４】図４は、実施例で得られたベルトの耐久走行試験のレイアウトを示す概略図である。
【図５】図５は、実施例で得られたＶリブドベルトの伝達ロスを測定するための二軸走行試験のレイアウトを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［ゴム組成物の特性］
本発明のゴム組成物は、エラストマー成分に対して、ポリビニルピロリドン系樹脂と非吸水性短繊維との組み合わせを配合することによって前述のような効果を奏する。特に、ポリビニルピロリドン系樹脂に対して、短繊維として非吸水性短繊維を組み合わせているにも拘わらず、被水時の耐発音性も向上できた効果は、本発明者等にとって意外な効果であり、そのメカニズムの詳細は不明であるものの、事後的に分析すると以下のように推定できる。
【００２５】
まず、被水時の発音は、ベルトとプーリとの間に水が浸入した場合に、プーリとの接触面において、水が浸入していない箇所（乾燥状態）では摩擦係数が高いままで、水が浸入した箇所（被水状態）だけ部分的に摩擦係数が著しく低下すること、すなわち、プーリとの接触面に乾燥状態と被水状態とが混在することが原因で生じる。この現象は、従来から、被水走行における滑り速度（Ｖ）と摩擦係数（μ）との関係（μ−Ｖ特性）の測定が指標とされており、滑り速度の増加とともに摩擦係数が低下する場合に、スティック−スリップ音が生じる。
【００２６】
そのため、当業者の間では、耐発音性として、被水時でもプーリとの接触面に乾燥状態と被水状態とが混在しない状態にすることを目指し、プーリとの接触面全体に対して、親水性を高めて濡れ性を向上させる（全体を濡れた状態にする）という方法が用いられている。接触面全体を被水状態にすることで表面の摩擦状態が安定し、μ−Ｖ特性（摩擦係数−滑り速度曲線の傾きであり、被水時の滑り速度Ｖに対する摩擦係数μの変化）において、滑り速度を増加しても摩擦係数が低下しない状態になり、発音を抑制することが目的である。従来の耐発音性向上剤（可塑剤、界面活性剤、水溶性高分子など）は、このような思想に基づき、プーリとの接触面全体の親水性を高めて濡れ性（全体を濡れた状態にする）を向上することで、滑り速度の変化に対する摩擦係数μの変化を小さくするための処方といえる。
【００２７】
例えば、液状の可塑剤や界面活性剤の場合は、ゴム層の内部からプーリとの接触面にブリードして存在し、被水すると接触面全体に均一な水膜を形成し、滑り速度が増加しても摩擦係数μの低下が抑制され、耐発音性向上の効果が得られる。しかし、この状態は、下記（１）〜（３）の欠点を有している。
【００２８】
（１）摩擦係数μ自体が下がることでグリップ力が低下し、伝達性能が低下（スリップロス増加）する
（２）液状であるため、接触面への供給や放散の影響で、接触面での機能の持続性に限りがある
（３）可塑剤や界面活性剤の添加は、ゴムの物性（弾性率）の低下、内部発熱の増加（トルクロスの増加）が生じる。
【００２９】
一方、固体の水溶性高分子の場合は、粒子として接触面に存在し、被水して少しずつ溶解することで均一な水膜を形成する。そのため、可塑剤や界面活性剤のような上記欠点は生じない。
【００３０】
しかし、固体の水溶性高分子の中では、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂は、粒子径が大きいため、長期的に使用すると、溶出したＰＶＡ部分が窪みとなって欠陥が生じたり、ゴム層とＰＶＡ粒子との界面から亀裂が発生しやすくなるという欠点を有している。
【００３１】
これに対して、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）系樹脂は、ＰＶＡよりも粒子径が小さいため、上記（１）〜（３）の欠点の改善に加えて、さらに耐亀裂性も改善できる。
【００３２】
さらに、プーリとの接触面を形成するゴム層において、被水時の耐発音性の観点からこのようなＰＶＰなどの水溶性高分子と組み合わせる短繊維としては、従来は、特許文献６のように、綿（セルロース系）などの吸水性繊維（短繊維や布）と組み合わせるのが技術常識であった。その理由は、被水した際に、上述の耐発音性向上剤で親水化した接触面に形成した水膜から、水を吸収して除去する機能を付与するという思想に拠っていた。しかし、本発明者等が検証したところ、ＰＶＰ系樹脂に対して、吸水性繊維ではなく、非吸水性短繊維を組み合わせた方が、伝達効率や耐久性などのベルト性能と耐発音性とを両立でき、特に、非吸水性短繊維として、脂肪族ポリアミド短繊維やポリアルキレンアリレート短繊維などの機械的強度と耐発音性とのバランスに優れた短繊維を選択することにより、ベルト性能と耐発音性とを高度に両立できることが判明した。例えば、後述する実施例にも記載したように、綿短繊維を用いた比較例８〜９と、綿短繊維を用いずに、ナイロン短繊維またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維を用いた実施例１〜２および７とでは、耐発音性に大差がないことが判明した。その理由としては、実施例１〜２および７ではＰＶＰと非吸水性短繊維との組み合わせによって十分な吸水効果が発揮されているためであると推定できる。これに対して、比較例８〜９では吸水性短繊維によって耐久寿命（耐亀裂）が短くなっており、吸水性短繊維が耐亀裂性を阻害していると推定できる。この原因は、セルロース系繊維自体の機械的強度が不足するうえに、吸水することでより機械的強度の不足が助長されると推定できる。これに対して、本発明では、ＰＶＰ系樹脂に対して、非吸水性短繊維（特に、機械的特性と耐発音性とのバランスに優れるナイロン短繊維）を組み合わせることによって、前記効果、すなわち詳細には下記（１）〜（５）の効果を発現できる。
【００３３】
（１）被水時の耐発音性（滑り速度が増加しても摩擦係数が低下しにくい）
（２）耐発音効果の持続性（効果が長時間持続される）
（３）高いグリップ性、すなわち高い伝達性能を維持できる（スリップロスが少ない）
（４）ゴムの物性（弾性率）低下、内部発熱の増加（トルクロスの増加）が生じない
（５）耐亀裂性に優れ、耐久寿命が長い。
【００３４】
［エラストマー成分］
本発明のゴム組成物（硬化性ゴム組成物）は、エラストマー成分を含む。エラストマー成分としては、加硫または架橋可能なゴムを用いてもよく、例えば、ジエン系ゴム［天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ニトリルゴム）、水素化ニトリルゴムなど］、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。これらのエラストマー成分は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、耐オゾン性、耐熱性、耐寒性、耐候性に優れ、ベルト重量を低減できる点から、エチレン−α−オレフィンエラストマーが好ましい。
【００３５】
エチレン−α−オレフィンエラストマーは、構成単位として、エチレン単位、α−オレフィン単位を含んでいればよく、ジエン単位をさらに含んでいてもよい。そのため、エチレン−α−オレフィンエラストマーには、エチレン−α−オレフィン共重合体ゴム、エチレン−α−オレフィン−ジエン三元共重合体ゴムなどが含まれる。
【００３６】
α−オレフィン単位を形成するためのα−オレフィンとしては、例えば、プロピレン、ブテン、ペンテン、メチルペンテン、ヘキセン、オクテンなどの鎖状α−Ｃ３−１２オレフィンなどが挙げられる。これらのα−オレフィンのうち、プロピレンなどのα−Ｃ３−４オレフィン（特にプロピレン）が好ましい。
【００３７】
ジエン単位を形成するためのジエンモノマーとしては、通常、非共役ジエン系単量体が利用される。非共役ジエン系単量体としては、例えば、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどが例示できる。これらのジエンモノマーのうち、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン（特に、エチリデンノルボルネン）が好ましい。
【００３８】
代表的なエチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、例えば、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）などが挙げられる。
【００３９】
これらのエチレン−α−オレフィンエラストマーは、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、ジエン単位による架橋効率に優れる点から、エチレン−α−オレフィン−ジエン三元共重合体ゴムが好ましく、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）が特に好ましい。
【００４０】
エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体において、エチレンとプロピレンとの割合（質量比）は、前者／後者＝３５／６５〜９０／１０、好ましくは４０／６０〜８０／２０、さらに好ましくは４５／５５〜７０／３０、最も好ましくは５０／５０〜６０／４０であってもよい。
【００４１】
エチレン−α−オレフィンエラストマー（特に、ＥＰＤＭなどのエチレン−α−オレフィン−ジエン三元共重合体ゴム）のジエン含量は１０質量％以下（例えば０．１〜１０質量％）であってもよく、好ましくは７質量％以下（例えば０．３〜７質量％）、さらに好ましくは５質量％以下（例えば０．５〜５質量％）、最も好ましくは３質量％以下（例えば１〜３質量％）である。本発明では、主鎖に二重結合を有していないエラストマー成分を用いることにより耐熱性を向上させているが、側鎖として導入するジエン単位による二重結合も少量に抑制することにより、高度な耐熱性を担保できる。ジエン含量が多すぎると、高度な耐熱性が担保できない虞がある。
【００４２】
なお、本願において、ジエン含量は、エチレン−α−オレフィンエラストマーを構成する全単位中のジエンモノマー単位の質量割合を意味し、慣用の方法により測定できるが、モノマー比であってもよい。
【００４３】
未架橋のエチレン−α−オレフィンエラストマーのムーニー粘度［ＭＬ（１＋４）１２５℃］は８０以下であってもよく、ゴム組成物のＶｍを調整し、カーボンブラックの分散性を向上できる点から、例えば１０〜８０、好ましくは２０〜７０、さらに好ましくは３０〜５０、最も好ましくは３５〜４５である。ムーニー粘度が高すぎると、ゴム組成物の流動性が低下して、混練りにおける加工性が低下する虞がある。
【００４４】
なお、本願において、ムーニー粘度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６３００−１（２０１３）に準じた方法で測定でき、試験条件は、Ｌ形ロータを使用し、試験温度１２５℃、予熱１分、ロータ作動時間４分である。
【００４５】
エラストマー成分中のエチレン−α−オレフィンエラストマーの割合は５０質量％以上であればよく、好ましくは８０質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上であり、最も好ましくは１００質量％（エチレン−α−オレフィンエラストマーのみ）である。エラストマー成分中のエチレン−α−オレフィンエラストマーの割合が少なすぎると、耐熱性および耐寒性が低下する虞がある。
【００４６】
［ポリビニルピロリドン系樹脂］
本発明のゴム組成物は、エラストマー成分に加えて、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）系樹脂をさらに含む。
【００４７】
ＰＶＰ系樹脂は、主要な構成単位としてＮ−ビニル−２−ピロリドン単位を含んでいればよく、他の共重合性単位をさらに含んでいてもよい。
【００４８】
他の共重合性単位を形成するための単量体としては、例えば、オレフィン類（エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテン、１−ヘキセンなどのα−Ｃ２−１０オレフィンなど）、不飽和カルボン酸類［（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチルなどの（メタ）アクリル酸Ｃ１−６アルキルエステル、（無水）マレイン酸など］、脂肪酸ビニルエステル類（酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、クロトン酸ビニルなど）、ビニルエーテル類（メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテルなどのＣ１−６アルキルビニルエーテル類、エチレングリコールビニルエーテル、１，３−プロパンジオールビニルエーテル、１，４−ブタンジオールビニルエーテルなどのＣ２−６アルカンジオール−ビニルエーテルなど）、不飽和スルホン酸類（エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸など）などが挙げられる。これらの単量体は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸メチルなどの不飽和カルボン酸類、酢酸ビニルなどの脂肪酸ビニルエステル類が好ましい。
【００４９】
ＰＶＰ系樹脂において、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン単位の割合は、例えば、樹脂中５０質量％以上（例えば５０〜９８質量％）、好ましくは８０質量％以上（例えば８０〜９５質量％）、さらに好ましくは９０質量％以上であり、最も好ましくは１００質量％である。
【００５０】
ＰＶＰ系樹脂は、慣用の変性体や誘導体であってもよい。また、ＰＶＰ系樹脂の形態は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
【００５１】
ＰＶＰ系樹脂のＫ値は、特に限定されないが、ベルトの耐久性や耐発音性を向上できる点から、例えば１０〜１００、好ましくは１５〜９９、さらに好ましくは１７〜９８、より好ましくは２０〜９７、最も好ましくは２２．５〜９６である。Ｋ値が小さすぎると、ベルトの耐久性や動力伝達性が低下する虞があり、逆に大きすぎると、耐発音性が低下する虞がある。
【００５２】
なお、本願において、Ｋ値は、分子量と相関する粘性特性値であり、毛細管粘度計により測定される相対粘度値（２５℃）を下記のＦｉｋｅｎｔｓｃｈｅｒの式に適用して計算できる。
【００５３】
Ｋ＝（１．５ｌｏｇηｒｅｌ−１）／（０．１５＋０．００３ｃ）＋［３００ｃｌｏｇηｒｅｌ＋（ｃ＋１．５ｃｌｏｇηｒｅｌ）２］１／２／（０．１５ｃ＋０．００３ｃ２）
［式中、ηｒｅｌ：ＰＶＰ系樹脂水溶液の水に対する相対粘度、ｃ：ＰＶＰ系樹脂水溶液中のＰＶＰ系樹脂濃度（質量％）］
【００５４】
ＰＶＰ系樹脂の割合は、エラストマー成分１００質量部に対して０．１〜２５質量部程度の範囲から選択でき、例えば０．１〜２０質量部、好ましくは０．５〜１５質量部、さらに好ましくは１〜１０質量部、より好ましくは２〜８質量部、最も好ましくは３〜７質量部である。特に、高度な伝達効率などのベルト性能と耐発音性とを両立できる観点から、ＰＶＰ系樹脂の割合は、エラストマー成分１００質量部に対して１〜２０質量部が好ましく、さらに好ましくは２〜１５質量部、より好ましくは３〜１０質量部である。ＰＶＰ系樹脂の割合は、非吸水性短繊維１００質量部に対して、例えば３〜１００質量部、好ましくは５〜７０質量部、さらに好ましくは１０〜５０質量部、より好ましくは１２〜３０質量部、最も好ましくは１５〜２０質量部である。ＰＶＰ系樹脂の割合が少なすぎると、被水時の耐発音性が低下する虞があり、逆に多すぎると、ゴム組成物の機械的強度が低下する虞がある。
【００５５】
［非吸水性短繊維］
本発明のゴム組成物は、エラストマー成分およびＰＶＰ系樹脂に加えて、非吸水性短繊維（非セルロース系短繊維）をさらに含む。
【００５６】
非吸水性短繊維としては、例えば、ポリオレフィン短繊維（ポリエチレン短繊維、ポリプロピレン短繊維など）、アクリル短繊維（ポリアクリロニトリル短繊維など）、ポリアミド短繊維（６ナイロン短繊維、６６ナイロン短繊維、６１０ナイロン短繊維、４６ナイロン短繊維などの脂肪族ポリアミド短繊維；アラミドなどの芳香族ポリアミド繊維など）、ポリエステル短繊維［ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維、ポリプロピレンテレフタレート（ＰＰＴ）短繊維、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）短繊維、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）短繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）短繊維などのポリアルキレンアリレート短繊維など］、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリウレタン繊維などの合成繊維；炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維などの無機繊維などが挙げられる。
【００５７】
これらの非吸水性短繊維は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、伝達効率、耐久性、耐発音性（特に、被水時の耐発音性）に優れる点から、脂肪族ポリアミド短繊維、ポリアルキレンアリレート短繊維が好ましく、ベルト性能と被水時の耐発音性とを高度に両立できる点から、６６ナイロン短繊維などの脂肪族ポリアミド短繊維が特に好ましい。
【００５８】
非吸水性短繊維の平均繊維径は、例えば５〜１００μｍ、好ましくは１０〜８０μｍ、さらに好ましくは１５〜５０μｍ、より好ましくは２０〜４０μｍ、最も好ましくは２５〜３０μｍである。繊維径が小さすぎると、均一に分散するのが困難となる虞があり、逆に大きすぎると、ゴム組成物の機械的特性が低下する虞がある。
【００５９】
非吸水性短繊維の平均繊維長は、例えば０．３〜３０ｍｍ、好ましくは０．５〜１０ｍｍ、さらに好ましくは１〜８ｍｍ、より好ましくは１．５〜５ｍｍ、最も好ましくは２〜４ｍｍである。繊維長が短すぎると、ゴム組成物の機械的強度が低下する虞があり、逆に長すぎると、均一に分散させるのが困難となる虞がある。
【００６０】
なお、本願において、短繊維の平均繊維径および平均繊維長は、慣用の方法で測定でき、例えば、透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡を含む電子顕微鏡写真の画像解析により適当なサンプル数（例えば５０サンプル）を測定して算出できる。
【００６１】
非吸水性短繊維の配向方向は、ランダムであってもよく、所定の方向に配向していてもよいが、ベルトの耐久性を向上できる点から、ベルト幅方向に配向するのが好ましい。
【００６２】
なお、本願において「短繊維がベルト幅方向に配向する」とは、短繊維とベルト幅方向とが略平行であることを意味し、「略平行」とは、短繊維とベルト幅方向との角度が３０°以内、好ましくは２０°以内、さらに好ましくは１０°以内（特に５°以内）の角度であることを意味する。
【００６３】
非吸水性短繊維を所定の方向に配向させる方法としては、バンバリーミキサーなどで混練したゴム組成物を、ロールまたはカレンダーなどで圧延して未架橋ゴムシートを調製する過程で、所定の方向に配向させる方法などを利用できる。
【００６４】
非吸水性短繊維は、エラストマー成分（特に、エチレン−α−オレフィンエラストマー）との接着性を向上させるため、必要に応じて、接着処理を施してもよい。接着処理としては、慣用の接着処理を利用でき、例えば、接着性成分（例えば、エポキシ化合物、イソシアネート化合物）を有機溶媒（トルエン、キシレン、メチルエチルケトンなど）に溶解させた樹脂系処理液などへの浸漬処理、レゾルシン−ホルマリン−ラテックス液（ＲＦＬ液）への浸漬処理、ゴム組成物を有機溶媒に溶解させたゴム糊への浸漬処理が挙げられる。
【００６５】
非吸水性短繊維の割合は、エラストマー成分１００質量部に対して５〜５０質量部程度の範囲から選択でき、例えば１０〜５０質量部であり、伝達効率などのベルト性能と耐発音性とを両立できる点から、好ましくは１５〜５０質量部であり、さらに好ましくは２０〜４０質量部、より好ましくは２５〜３５質量部、最も好ましくは２８〜３２質量部である。非吸水性短繊維の割合が少なすぎると、伝達効率、耐発音性および補強効果が低下する虞があり、逆に多すぎると、グリップ性による伝達性能、および加工性が低下するとともに、ベルトに亀裂が入り易くなって耐久性が低下する虞がある。
【００６６】
［吸水性繊維］
本発明のゴム組成物は、ベルトの伝達効率、耐久性および耐発音性を向上させるために、吸水性繊維を実質的に含んでいない。
【００６７】
吸水性繊維としては、例えば、ビニルアルコール系繊維（ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体の繊維、ビニロンなど）、セルロース系繊維［セルロース繊維（パルプ、綿繊維などの植物、動物またはバクテリアなどに由来するセルロース繊維）、セルロース誘導体の繊維（セルロースエステル繊維、レーヨンなどの再生セルロース繊維など）など］などが挙げられる。
【００６８】
本発明のゴム組成物は、吸水性繊維（特に、セルロース系繊維）を実質的に含んでいないことが好ましいが、ベルトの伝達効率、耐久性および耐発音性を高度に向上させる観点から、吸水性繊維（特に、セルロース系繊維）を含んでいないのが特に好ましい。
【００６９】
［架橋剤］
本発明のゴム組成物は、エラストマー成分、ＰＶＰ系樹脂および非吸水性短繊維に加えて、慣用の架橋剤（または加硫剤）をさらに含んでいてもよい。エラストマー成分がエチレン−α−オレフィンエラストマーである場合、架橋剤は、有機過酸化物、硫黄系加硫剤であってもよい。
【００７０】
有機過酸化物としては、例えば、ジアシルパーオキサイド（ジラウロイルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイドなど）、パーオキシケタール［１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタンなど］、アルキルパーオキシエステル（ｔ−ブチルパーオキシベンゾエートなど）、ジアルキルパーオキサイド［ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，３−ビス（２−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（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサンなど］、パーオキシカーボネート（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチル−ヘキシルカーボネート、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチル−ヘキシルカーボネートなど）などが挙げられる。これらの有機過酸化物は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、１，３−ビス（２−ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンなどのジアルキルパーオキサイドが好ましい。
【００７１】
硫黄系加硫剤としては、例えば、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、塩化硫黄（一塩化硫黄、二塩化硫黄など）などが挙げられる。
【００７２】
これらの架橋剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、有機過酸化物を含む架橋剤が好ましい。
【００７３】
加硫剤または架橋剤（特に、有機過酸化物）の割合は、エラストマー成分１００質量部に対して、例えば０．１〜３０質量部、好ましくは１〜２０質量部、さらに好ましくは３〜１０質量部、最も好ましくは４〜６質量部である。
【００７４】
［補強剤］
本発明のゴム組成物は、エラストマー成分、ＰＶＰ系樹脂および非吸水性短繊維に加えて、補強剤をさらに含んでいてもよい。補強剤としては、例えば、カーボンブラック、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカなどが挙げられる。これらの補強剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、カーボンブラック、シリカが好ましく、カーボンブラックが特に好ましい。
【００７５】
補強剤の割合は、エラストマー成分１００質量部に対して、例えば１０〜２００質量部、好ましくは２０〜１５０質量部、さらに好ましくは３０〜１００質量部、最も好ましくは５０〜８０質量部である。
【００７６】
［他の成分］
本発明のゴム組成物は、ゴムの配合剤として利用される慣用の添加剤をさらに含んでいてもよい。慣用の添加剤としては、例えば、共架橋剤（ビスマレイミド類など）、加硫助剤または加硫促進剤（チウラム系促進剤など）、加硫遅延剤、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウムなど）、軟化剤（パラフィンオイルや、ナフテン系オイル等のオイル類など）、加工剤または加工助剤（ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、ワックス、パラフィン、脂肪酸アマイドなど）、シランカップリング剤、老化防止剤（酸化防止剤、熱老化防止剤、屈曲き裂防止剤、オゾン劣化防止剤など）、着色剤、粘着付与剤、安定剤（紫外線吸収剤、熱安定剤など）、難燃剤、帯電防止剤などが挙げられる。これらの添加剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。なお、金属酸化物は架橋剤として作用してもよい。
【００７７】
慣用の添加剤の合計割合は、エラストマー成分１００質量部に対して、例えば５〜５０質量部、好ましくは１０〜３０質量部、さらに好ましくは１５〜２５質量部である。
【００７８】
［ゴム組成物の調製方法］
本発明のゴム組成物の調製方法は、慣用の方法によって各成分を混合（または混練）することにより調製できるが、均一に混合するためには、エラストマー成分、ＰＶＰ系樹脂、非吸水性短繊維などを加熱下で混練するのが好ましい。加熱温度は、例えば１２０℃以下、好ましくは５０〜１２０℃、さらに好ましくは６０〜１００℃、より好ましくは７０〜９０℃である。加熱温度が高すぎると、エラストマー成分が架橋する虞がある。
【００７９】
［硬化物の特性］
本発明のゴム組成物の硬化物（架橋体）は、熱老化後のμ−Ｖ特性（摩擦係数−滑り速度曲線の傾き）に優れており、１５０℃、７２０時間の熱老化後の硬化物のμ−Ｖ特性は、例えば０〜−０．１、好ましくは−０．０１〜−０．０９５、さらに好ましくは−０．０３〜−０．０９、最も好ましくは−０．０５〜−０．０８５である。μ−Ｖ特性が小さすぎると（グラフの傾きが大きすぎると）、ベルトの耐発音性が低下する虞がある。
【００８０】
本願において、μ−Ｖ特性は、後述する実施例に記載の方法で測定できる。
【００８１】
本発明のゴム組成物の硬化物（架橋体）は、内部の損失正接（ｔａｎδ）が低く、例えば０．０８〜０．１７、好ましくは０．０９〜０．１６５、さらに好ましくは０．１〜０．１６、より好ましくは０．１１〜０．１５、最も好ましくは０．１２〜０．１４である。ｔａｎδが高すぎると、内部発熱が大きくなり、エネルギーロス（伝達ロス）が多くなる虞がある。
【００８２】
なお、本願において、損失正接（ｔａｎδ）は、後述する実施例に記載の方法で測定でき、短繊維が所定の方向に配列した硬化物では、短繊維の配列方向（列理方向）と垂直な方向（反列理方向）の損失正接を測定する。
【００８３】
［成形体］
本発明のゴム組成物の硬化物は、耐グリップ性や耐久性などに優れるため、各種成形体として利用できるが、摩擦伝動ベルトの伝達効率や耐久性などのベルト性能を維持しつつ、耐発音性を向上できるため、摩擦伝動ベルトの摩擦伝動面（プーリとの接触面）を形成するゴム層として利用するのが好ましい。
【００８４】
摩擦伝動ベルトとしては、例えば、平ベルト；ラップドＶベルト、ローエッジＶベルト、ローエッジコグドＶベルト、ＶリブドベルトなどのＶベルトなどが挙げられる。これらのうち、省燃費化が要求される用途、例えば、自動車エンジンの補機駆動システムなどに用いるＶリブドベルト、自動二輪車の無段変速装置などに用いるローエッジＶベルト（ローエッジコグドＶベルトも含む）がさらに好ましく、高度な耐久性および耐発音性を要求される点から、自動車エンジンの補機駆動システムに用いられるＶリブドベルトが特に好ましい。
【００８５】
ＶリブドベルトやローエッジＶベルトなどの摩擦伝動ベルトにおいて、本発明のゴム組成物は、圧縮ゴム層（内面ゴム層）および／または伸張層（背面ゴム層）を形成していてもよい。伸張層が背面ゴム層である摩擦伝動ベルトとしては、例えば、ベルト背面がプーリと接触する背面駆動レイアウトで走行するＶリブドベルトなどが挙げられる。これらのうち、少なくとも圧縮ゴム層が本発明のゴム組成物で形成された摩擦伝動ベルトが好ましい。
【００８６】
摩擦伝動ベルトの製造方法は、ベルトの種類に応じて慣用の方法によって製造できる。
【実施例】
【００８７】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、実施例で使用した原料の詳細を以下に示す。
【００８８】
［原料］
ＥＰＤＭ１：Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ製「Ｎｏｒｄｅｌ（登録商標）ＩＰ３６４０」、ムーニー粘度（１２５℃）≒４０、エチレン含有量５５質量％、ジエン含有量１．８質量％
ＥＰＤＭ２：三井化学（株）製「ＥＰＴ４０４５Ｍ」、ムーニー粘度（１２５℃）≒４５、エチレン含量５１質量％、ジエン含量７．６質量％
ナイロン短繊維：平均繊維径２７μｍ、平均繊維長３ｍｍ（ナイロン６６短繊維）
ポリエステル短繊維：平均繊維径２５μｍ、平均繊維長３ｍｍ（ＰＥＴ短繊維）
アラミド短繊維：平均繊維径１５μｍ、平均繊維長８ｍｍ（メタ系アラミド短繊維）
綿短繊維：平均繊維長６ｍｍ
ポリビニルピロリドン１：日本触媒（株）製「ポリビニルピロリドンＫ−３０」、Ｋ値２７．０〜３３．０
ポリビニルピロリドン２：日本触媒（株）製「ポリビニルピロリドンＫ−９０」、Ｋ値８８．０〜９６．０
ポリビニルピロリドン３：富士フィルム和光純薬（株）製「ポリビニルピロリドンＫ−２５」、Ｋ値２２．５〜２７．０
界面活性剤：花王（株）製「エマルゲンＬＳ−１０６」、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル
ポリビニルアルコール：電気化学工業（株）製「デンカポバールＦ−３００Ｓ」、ポリビニルアルコール疎水基変性品、ケン化度９３．０〜９７．０モル、粘度平均重合度１７００、融点２０６℃、疎水基の種類：アルキル基
カーボンブラック：東海カーボン（株）製「シースト３」
シリカ：エボニックインダストリーズ  ＡＧ社製「Ｕｌｔｒａｓｉｌ  ＶＮ３」ＢＥＴ比表面積１８０ｍ２／ｇ
パラフィンオイル：出光興産（株）製「ダイアナ（登録商標）ＰＷ−９０」（パラフィン系プロセスオイル）
酸化亜鉛：ハクスイテック（株）製、「酸化亜鉛２種」
ステアリン酸：日油（株）製、「ステアリン酸つばき」
老化防止剤１：ベンズイミダゾール系老化防止剤、大内新興化学工業（株）製「ノクラックＭＢ」
老化防止剤２：ジフェニルアミン系老化防止剤、大内新興化学工業（株）製「ノクラックＡＤ−Ｆ」
共架橋剤：大内新興化学工業（株）製「バルノックＰＭ」
有機過酸化物：日油（株）製「パーブチルＰ−４０ＭＢ」
硫黄：美源化学社製
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製「ノクセラー（登録商標）ＤＭ」
カーボンブラック分散液：東海カーボン（株）製「Ａｑｕａ−Ｂｌａｃｋ１６２」固形分１９．２質量％
綿織布：綿糸２０ｓ／２、経糸７０本／５ｃｍ、緯糸７０本／５ｃｍの平織織布
心線：１，０００デニールのＰＥＴ繊維を２×３の撚り構成で、上撚り係数３．０、下撚り係数３．０で諸撚りしたトータルデニール６，０００のコードを接着処理した撚糸コード、心線径１．０ｍｍ。
【００８９】
実施例１〜１１および比較例１〜１３
［圧縮ゴム層］
ベルトの伝動面（プーリとの接触面）を形成する圧縮ゴム層には、表３〜６に示す配合の圧縮ゴム層用ゴム組成物をバンバリーミキサーを用いて１４０℃で混練し、カレンダーロールで所定の厚みに圧延したシートを用いた。
【００９０】
［接着ゴム層］
接着ゴム層用シートは、表１に示す配合の接着ゴム層用ゴム組成物をバンバリーミキサーを用いて混練し、カレンダーロールで、所定の厚みに圧延した。
【００９１】
【表１】
0006849850.tif 000002
【００９２】
［伸張層］
伸張層を形成するための綿織布には、未処理の綿織布（綿糸２０ｓ／２、経糸７０本／５ｃｍ、緯糸７０本／５ｃｍの平織）を、カーボンブラック分散液およびＲＦＬ液（ラテックス、レゾルシンおよびホルマリン）を含む表２に示す伸張層用組成物（黒染め液）に１０秒間浸漬し、テンターにより１２０°の広角度処理を行い、１５０℃で４分間熱処理した綿織布を用いた。
【００９３】
【表２】
0006849850.tif 000003
【００９４】
［圧縮ゴム層用組成物の架橋ゴム物性］
圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートを、プレス機を用いて３０分間の加圧および加熱（温度１７０℃、面圧力２．０ＭＰａ）して架橋ゴムシートを作製した。
【００９５】
１）μ−Ｖ特性の測定
架橋ゴムシートから直径８ｍｍ×厚さ２ｍｍの円板状試験片を採取し、ピンオンディスク摩擦係数測定装置を用いて、摩擦力を測定し、摩擦係数を算出した。詳しくは、表面粗さＲａが０．８μｍである相手材（ＳＵＳ３０４）により荷重２．１９２ｋｇｆ／ｃｍ２で試験片を押し付けて、３０ｍｌ／分の水量で、測定するときのみ試験片に水をかけながら、摩擦速度０〜２．０ｍ／秒で摩擦力を測定し、摩擦速度（相手材に対する滑り速度）に対する摩擦係数の曲線の傾きを最小二乗法により算出した。なお、この傾きは、滑り速度に対する摩擦係数の変化を表す。
【００９６】
さらに、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５７（２０１０）に準じた促進老化試験を行い、１５０℃で７２０時間の熱老化をさせた後の試験片に対しても、摩擦力を測定し、摩擦速度（相手材に対する滑り速度）に対する摩擦係数の曲線の傾きを最小二乗法により算出した。
【００９７】
なお、ピンオンディスク摩擦係数測定装置としては、（株）米倉製作所製「ピンオンディスク摩擦試験機」を用いた。また、促進老化試験では、Ａ法ＡＡ−２強制循環型熱老化試験機（横風式）を用いた。
【００９８】
２）動的粘弾性（Ｅ’、ｔａｎδ）の測定
架橋ゴムシートから、断面形状が長方形（厚さ２．０ｍｍ、幅４．０ｍｍ）で、長さが４０ｍｍの試験片を採取した。このとき、圧延の反列理方向を長さ方向として採取した。そして、粘弾性測定装置（上島製作所製「ＶＲ−７１２１」）のチャックに、チャック間距離１５ｍｍで試験片をチャックして固定し、初期歪（静的歪）１．０％を与え、周波数１０Ｈｚ、動的歪０．２％（すなわち、前記初期歪１．０％を中心位置または基準位置として長手方向に±０．２％の歪みを付与しつつ）、昇温速度１℃／分で７０℃での弾性率（Ｅ’）および損失正接（ｔａｎδ）を求めた。
【００９９】
［Ｖリブドベルトの製造］
表面が平滑な円筒状の成形モールドの外周に、伸張層を形成するための綿織布を巻き付け、この綿織布の外周に、心線となる撚糸コードを所定間隔で螺旋状にスピニングし、さらにその外周に、未架橋の接着ゴム層用シート、圧縮ゴム層用シートを順に巻き付けて、未架橋成形体を形成した。そして、未架橋成形体の外周に加硫用ジャケットを被せた状態で、未架橋成形体を装着した成形モールドを架橋装置（所謂、加硫缶）内に収容し、所定の加熱・加圧条件（１８０℃、０．９ＭＰａ）で架橋を行った後、成形モールドから脱型して筒状の架橋スリーブを得た。そして、この架橋スリーブの外表面を研削ホイールにより研削して所定のＶリブ部を形成した後、カッター刃を用いて架橋スリーブをベルト長手方向に所定の幅で切断して、３ＰＫ１１００のＶリブドベルト（リブ数：３個、周長：１１００ｍｍ、ベルト形：Ｋ形、ベルト厚み：４．３ｍｍ、リブ高さ：約２ｍｍ、リブピッチ：３．５６ｍｍ）、６ＰＫ１１００のＶリブドベルト（リブ数：６個、周長：１１００ｍｍ、ベルト形：Ｋ形、ベルト厚み：４．３ｍｍ、リブ高さ：約２ｍｍ、リブピッチ：３．５６ｍｍ）に仕上げた。なお、切断したベルトの内周側と外周側とを反転させることにより、内周側にＶリブ部を有する圧縮ゴム層を備えたＶリブドベルトが得られた。
【０１００】
［Ｖリブドベルトの性能評価］
１）発音限界角度試験（ミスアライメント発音評価試験）
発音限界角度試験（ミスアライメント発音評価試験）は、直径１０１ｍｍの駆動プーリ（Ｄｒ．）、直径７０ｍｍのアイドラープーリ（ＩＤＬ１）、直径１２０ｍｍのミスアライメントプーリ（Ｗ／Ｐ）、直径７０ｍｍのアイドラープーリ（ＩＤＬ２）、直径６１ｍｍのテンションプーリ（Ｔｅｎ）、直径７０ｍｍのアイドラープーリ（ＩＤＬ３）を順に配置した図１に示すレイアウトの試験機を用いて行った。アイドラープーリ（ＩＤＬ１）とミスアライメントプーリの軸離（スパン長）を１３５ｍｍに設定し、全てのプーリが同一平面上（ミスアライメントの角度０°）に位置するように調整した。
【０１０１】
すなわち、試験機の各プーリに６ＰＫ１１００のＶリブドベルトを懸架し、室温条件下で、駆動プーリの回転数が１０００ｒｐｍ、ベルト張力が５０Ｎ／Ｒｉｂ（リブ）となるように張力を付与し、駆動プーリの出口付近においてＶリブドベルトの摩擦伝動面に定期的（約３０秒間隔）に５ｍｌの水を注水して、ミスアライメント（ミスアライメントプーリを各プーリに対し手前側にずらす）でベルトを走行させた時の発音（ミスアライメントプーリの入口付近）が発生するときの角度（発音限界角度）を求めた。発音限界角度が大きいほど耐発音性に優れている。なお、通常、３°付近でベルトがプーリからはずれて（すなわち、リブずれとなり）正常に動力伝達しない状態になる。
【０１０２】
走行後のベルトの評価は、外径１２０ｍｍの駆動プーリ（Ｄｒ.）、外径８５ｍｍのアイドラプーリ（ＩＤＬ）、外径１２０ｍｍの従動プーリ（Ｄｎ．）、外径４５ｍｍのテンションプーリ（Ｔｅｎ．）を順に配置した図２に示すレイアウトの走行試験機にて走行させた後のベルトを用いた。試験機の各プーリに６ＰＫ１１００のＶリブドベルトを掛架し、アイドラプーリへのベルトの巻き付け角度が１２０°、テンションプーリへのベルトの巻き付け角度が９０°、ベルト張力が３９５Ｎとなるように調整した。駆動プーリの回転数を４９００ｒｐｍ（回転方向は図の矢印の方向）、従動プーリの負荷を８．８ｋＷ、雰囲気温度を１４０℃とし、２００時間走行させたベルトについて、発音限界角度試験を行った。
【０１０３】
２）伝達性能試験
伝達性能試験は、直径１２０ｍｍの駆動プーリ（Ｄｒ．）、直径１２０ｍｍの従動プーリ（Ｄｎ．）を順に配置した図３に示すレイアウトの試験機を用いた。そして、試験機の両プーリに３ＰＫ１１００のＶリブドベルトを掛架し、駆動プーリの回転数２０００ｒｐｍ、ベルト張力１５．３ｋｇｆ／３リブの試験条件で走行させ、従動プーリに徐々に負荷を与え、駆動プーリの入口付近においてＶリブドベルトの摩擦伝動面に定期的（約６０秒間隔）に３００ｍｌの水を注水して、ベルトのスリップ率が２％になったときの伝達動力（ｋｗ）を計測した。
【０１０４】
３）耐久走行試験（高温低張力屈曲疲労試験）
外径１２０ｍｍの駆動プーリ（Ｄｒ．）、外径８５ｍｍのアイドラプーリ（ＩＤＬ）、外径１２０ｍｍの従動プーリ（Ｄｎ．）、外径４５ｍｍのテンションプーリ（Ｔｅｎ．）を順に配置した図４に示すレイアウトの試験機を用いた。試験機の各プーリに３ＰＫ１１００のＶリブドベルトを掛架し、Ｖリブドベルトのテンションプーリへの巻き付け角度が９０°、アイドラプーリへの巻き付け角度が１２０°になるように調整した。駆動プーリの回転数を４９００ｒｐｍ（回転方向は図の矢印の方向）、ベルト張力４０ｋｇｆ／３リブ、雰囲気温度１２０℃とし、また従動プーリには負荷１２ＰＳを与えて、４００時間を上限として走行させた。４００時間に到達する前にベルトのゴム層に亀裂などの異常が発生した場合は、その時間を寿命と判断し走行を打ち切った。４００時間を完走しても寿命となるような故障や異常が生じなかった場合は、４００時間以上の走行寿命を有するベルトと判断して、耐亀裂性に優れるベルトと判定した。
【０１０５】
４）伝達ロス（トルクロス）の測定
直径５５ｍｍの駆動プーリ（Ｄｒ.）と、直径５５ｍｍの従動プーリ（Ｄｎ.）とで構成される図５に示すレイアウトの二軸走行試験機を用いた。試験機に６ＰＫ１１００のＶリブドベルトを掛架し、５００Ｎ／ベルト１本の張力でＶリブドベルトに所定の初張力を付与し、従動プーリ無負荷で駆動プーリを２０００ｒｐｍで回転させたときの、駆動トルクと従動トルクとの差をトルクロスとして算出した。なお、この測定で求まるトルクロスは、Ｖリブドベルトに起因するトルクロス以外に、試験機の軸受けに起因するトルクロスも含まれている。そのため、ベルトとしてのトルクロスが実質０と考えられる金属ベルト（材質：マルエージング鋼）を予め走行させ、その駆動トルクと従動トルクとの差を軸受けに起因するトルクロス（軸受け損失）として求めた。そしてＶリブドベルトを走行させて算出したトルクロス（ベルトと軸受けの二つに起因するトルクロス）から、軸受けに起因するトルクロス（軸受け損失）を差し引いた値を、ベルト単体に起因するトルクロスとして求めた。なお、上記トルクロス（軸受け損失）は所定の初張力で金属ベルトを走行させたときのトルクロス（例えば、初張力５００Ｎ／ベルト１本でＶリブドベルトを走行させた場合、この初張力で金属ベルトを走行させたときのトルクロスが軸受け損失となる）である。
【０１０６】
なお、動力を伝達する際には、エネルギー的な損失（伝達ロス）が生じる。このエネルギー損失は、例えば、ベルトを構成するゴム組成物の自己発熱による内部損失や、ベルトの曲げ変形に起因する屈曲損失などが挙げられる。通常、駆動軸における駆動トルク値と、従動軸における従動トルク値との差で算出される「トルクロス」値が、エネルギー損失の指標として用いられ、トルクロスが小さいほど伝達効率が良い（伝達ロスが少ない）と判断でき、自動車エンジン等では省燃費性の指標としても活用されている。本試験でも、トルクロスの測定結果から、省燃費性に影響する伝達効率の比較を行った。
【０１０７】
実施例および比較例の評価結果を表３〜６に示す。
【０１０８】
【表３】
0006849850.tif 000004
【０１０９】
【表４】
0006849850.tif 000005
【０１１０】
【表５】
0006849850.tif 000006
【０１１１】
【表６】
0006849850.tif 000007
【０１１２】
表３および５〜６に示すように、耐発音性向上剤としてポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、短繊維として非吸水性のナイロン短繊維、ポリエステル（ＰＥＴ）短繊維、またはアラミド短繊維を用いた例を実施例１〜１１とした。ゴム組成物単体での物性として、グリップ力（摩擦係数の大きさ）、μ−Ｖ特性（滑り速度の増加に伴うμの変化）、内部発熱、弾性特性、の全てに優れ、その結果、ベルト性能としても、被水時の耐発音性や伝達性能、伝達効率（トルクロス）、耐久寿命（耐亀裂性）の全てにおいて、高い水準が確保できていた。
【０１１３】
表３の結果から明らかなように、実施例１〜３の構成で、耐発音性向上剤を添加しない比較例１、５および６では、ゴム組成物単体での物性として、μ−Ｖ特性において、滑り速度の増加に伴いμが大きく低下し、ベルト性能としても、発音限界角度試験で、耐発音性に劣る結果となった。
【０１１４】
実施例１の構成で、耐発音性向上剤として界面活性剤を添加した比較例２〜３では、ゴム組成物単体での物性として、グリップ力（摩擦係数）が低下し、内部発熱、弾性特性も低下した。その結果、被水時の伝達性能や伝達効率（トルクロス）が劣る結果となった。なお、耐発音性としては、μ−Ｖ特性や発音限界角度試験の結果から、それなりの効果が得られているが、実施例１と比べると、以下の優劣が見られた。
【０１１５】
（１）実施例１では耐発音性向上剤が少量（５質量部）でも効果が得られるのに、比較例２、３においては耐発音性向上剤が少量（５質量部）の比較例２では効果が小さいという点で劣る。
【０１１６】
（２）実施例１では、走行して熱老化した状態でも、耐発音効果が持続されているが、比較例２〜３では、走行して熱老化した状態では効果が大きく減衰しており、持続性に欠ける。
【０１１７】
実施例１の構成で、耐発音性向上剤としてポリビニルアルコール粒子を添加した比較例４では、実施例１と似た傾向が見られたが、耐久走行試験において、ベルトのゴム層に亀裂が生じて４００時間に到達する前に寿命となった点で、実施例１に対し耐亀裂性が劣った結果となった。
【０１１８】
ＰＶＰとナイロン短繊維とを組み合わせた実施例１と、ＰＶＰとアラミド短繊維とを組み合わせた実施例３とを比べると、機械的強度の指標となる弾性特性は実施例３の方が大きかったが、その反面、ベルトの耐発音性は、乾燥時でも被水時でも実施例１の方が優れていた。また、ＰＶＰを含まない組成物にて、ナイロン短繊維を用いた比較例１と、アラミド短繊維を用いた比較例６とを比べると、耐発音性は比較例１よりも比較例６の方が劣っており、短繊維自体の影響と云える。これらの結果から、耐発音性の面でアラミド短繊維よりもナイロン短繊維の方が優位であることが判明した。さらに、ＰＶＰの添加効果の面で見ると、比較例１の組成にＰＶＰを加えた実施例１では、耐発音性が高度な水準にまで向上したのに対して、比較例６の組成にＰＶＰを加えた実施例３では、耐発音性が高度な水準にまで向上しなかった。そのため、アラミド短繊維では、ナイロン短繊維ほどのＰＶＰとの併用効果が得られず、ＰＶＰとナイロン短繊維とを組み合わせることにより、ベルト性能と耐発音性とを高度に両立できると云える。
【０１１９】
表４の結果から明らかなように、比較例７〜１２は短繊維として、従来から被水時の耐発音対策として常識的に用いられてきた綿短繊維（吸水性短繊維）を用いた例である。
【０１２０】
実施例１および後述する実施例７（実施例１に対してＰＶＰを増量した例）の構成で、短繊維を綿短繊維とした比較例８、９では、殆どの項目で実施例１および７と似た傾向が見られたが、耐久走行試験において、ベルトのゴム層に亀裂が生じて４００時間に到達する前に寿命となった点で、実施例１および７に対し耐亀裂性が劣った結果となった。
【０１２１】
この綿短繊維の使用に関する比較データとして、比較例７では耐発音性向上剤を添加しない例、比較例１０〜１１は耐発音性向上剤として界面活性剤を用いた例を示した。綿短繊維を用いた比較例７〜１１は、いずれも高い水準で被水時の耐発音性の効果を発揮している。その一方で、ＰＶＰを用いた実施例１〜２では、添加量が少量（５質量部）であっても、同様の高い水準で耐発音性の効果を発揮している。すなわち、ＰＶＰと特定の非吸水性繊維とを組み合わせて用いれば、綿短繊維による吸水は不要といえる。むしろ、実施例１〜２に対して、比較例７〜１１では綿短繊維によって耐久寿命（耐亀裂性）が阻害されている点で、綿は用いない方が好ましいと云える。
【０１２２】
さらに、比較例１２では、ナイロン短繊維１０質量部と綿短繊維１５質量部を併用している。特許文献６の実施例では、ＥＰＤＭに対して、セルロース系繊維とともにアラミド繊維を配合しているため、吸水性繊維と非吸水性繊維とを組み合わせている比較例１２は、特許文献６の実施例に相当する。比較例１２は、殆どの項目で実施例１と類似の傾向が見られるが、耐久走行試験において、ベルトのゴム層に亀裂が生じて４００時間に到達する前に寿命となった。そのため、セルロース系繊維とアラミド短繊維との組み合わせでは、綿短繊維によって耐久寿命（耐亀裂性）が阻害され、吸水性繊維を含まない方が好ましいと云える。
【０１２３】
表５の結果から明らかなように、実施例１のポリビニルピロリドン１（Ｋ値２７．０〜３３．０）に対して、Ｋ値８８．０〜９６．０のポリビニルピロリドン２（実施例４）、Ｋ値２２．５〜２７．０のポリビニルピロリドン３（実施例５）を用いた場合も、実施例１と同等の効果が得られた。
【０１２４】
また、表５では、実施例１の組成に対して、ナイロン短繊維の割合を一定（３０質量部）として、ＰＶＰの割合を１質量部から２５質量部まで変量し、実施例１（５質量部）に対して、ＰＶＰの割合を減量した実施例６（１質量部）、ＰＶＰの割合を増量した実施例７（１５質量部）、実施例８（２０質量部）、実施例９（２５質量部）を比較した。
【０１２５】
実施例１では、耐発音性向上剤としてＰＶＰ、短繊維として非吸水性短繊維を組み合わせて用いる効果として、グリップ力（摩擦係数の大きさ）による伝達性能、μ−Ｖ特性（滑り速度の増加に伴うμの変化）、内部発熱および弾性特性のバランスに優れ、その結果、ベルト性能としても、被水時の耐発音性や伝達性能、伝達効率（トルクロス）、耐久寿命（耐亀裂性）の全てにおいて、高い水準を確保している。
【０１２６】
これに対して、ＰＶＰを減量した実施例６では、μ−Ｖ特性が低下した影響で、耐発音性が低下したが、各特性のバランスには優れており、実用的には問題のないレベルであった。一方、ＰＶＰを増量した実施例７（１５質量部）、実施例８（２０質量部）では、実施例１に対して、グリップ力が若干低下し、内部発熱が若干大きくなる傾向が見られたが、実施例１と同等に各特性のバランスに優れた結果であった。さらに増量した実施例９（２５質量部）では、耐発音性には優れるものの、内部発熱が若干大きくなり伝達効率（トルクロス）が他の実施例に比べて若干低下した。これらの結果から、各特性のバランスの観点で、ＰＶＰの割合は１〜２０質量部が好ましいと云える。
【０１２７】
表６の結果から明らかなように、ナイロン短繊維を１０質量部に減量した場合であっても、ＰＶＰを用いない比較例１３に対し、ＰＶＰを用いる実施例１０（５質量部）、実施例１１（１０質量部）では、高いグリップ性（摩擦係数）による高い伝達性能、弾性特性、伝達効率（トルクロス）、耐久性の面においては低下が生じることなく、ＰＶＰの効果としてμ―Ｖ特性、耐発音性が向上した。
【０１２８】
また、ナイロン短繊維の減量の影響を見ると、ナイロン短繊維を３０質量部添加した場合（実施例１、比較例１など）に対して、ナイロン短繊維を１０質量部に減量した場合には、グリップ性（摩擦係数）とそれに伴う伝達性能が高くなった反面、耐発音性や伝達効率（トルクロス）は低下した。
【０１２９】
さらに、ＰＶＰとナイロン短繊維との比率については、ＰＶＰの割合が少ない実施例６、ＰＶＰの割合が多い実施例１１のいずれにおいても、各特性のバランスに優れていた。
【０１３０】
本発明の構成では、耐久寿命（耐亀裂性）を阻害することなく、被水時の耐発音性の効果が得られることが検証できた。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明のゴム組成物は、各種の成形体として利用でき、特に、平ベルト；ラップドＶベルト、ローエッジＶベルト、ローエッジコグドＶベルト、Ｖリブドベルトなどの摩擦伝動ベルトとして好ましく利用できる。
【要約】
【課題】摩擦伝動ベルトの伝達効率や耐久性などのベルト性能を維持しつつ、耐発音性を向上できるゴム組成物を提供する。
【解決手段】吸水性繊維を実質的に含むことなく、エラストマー成分とポリビニルピロリドン系樹脂と非吸水性短繊維とを組み合わせてゴム組成物を調製する。前記エラストマー成分はエチレン−α−オレフィンエラストマーを含んでもよい。前記ポリビニルピロリドン系樹脂のＫ値は１０〜１００であってもよい。前記非吸水性短繊維は脂肪族ポリアミド短繊維を含んでもよい。前記ポリビニルピロリドン系樹脂の割合は前記エラストマー成分１００質量部に対して１〜２０質量部であってもよい。前記ポリビニルピロリドン系樹脂の割合は前記非吸水性短繊維１００質量部に対して３〜１００質量部であってもよい。前記非吸水性短繊維の割合は、前記エラストマー成分１００質量部に対して１５〜５０質量部であってもよい。前記ゴム組成物の硬化物で摩擦伝動面を形成して摩擦伝動摩擦伝動ベルトを作製してもよい。
【選択図】なし【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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