(57)【要約】【課題】特に耐磨耗性に優れた伝動ベルトを提供する。【解決手段】短繊維とゴム組成物とが複合されたゴム複合材料を用いて得られた伝動ベルトであって、該短繊維が、繰り返し単位の９５モル％以上が下記式（１）で示されるポリケトンで構成される繊維であり、かつ繊維長が０．５〜１０ｍｍであり、繊維長Ｌと繊維径Ｄの比Ｌ／Ｄが３０〜１６７０であることを特徴とする伝動ベルト。【化１】2009058026.tif 000006【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
短繊維とゴム組成物とが複合されたゴム複合材料を用いて得られた伝動ベルトであって、該短繊維が、繰り返し単位の９５モル％以上が下記式（１）で示されるポリケトンで構成される繊維であり、かつ繊維長が０．５〜１０ｍｍであり、繊維長Ｌと繊維径Ｄの比Ｌ／Ｄが３０〜１６７０であることを特徴とする伝動ベルト。
【化１】
2009058026.tif 000005
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は伝動ベルトに関し、特に耐磨耗性に優れた伝動ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、先に特許文献１において、ポリケトンで構成される繊維（以下「ポリケトン繊維」という。）の短繊維や長繊維がベルト等のゴム補強材として有用であることを提案したが、特に伝動ベルトにおける耐磨耗性向上という要求については、何ら検討されてなかった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０５４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、かかる要求に応えた伝動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】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達したものである。
即ち、本発明は、短繊維とゴム組成物とが複合されたゴム複合材料を用いて得られた伝動ベルトであって、該短繊維が、繰り返し単位の９５モル％以上が下記式（１）で示されるポリケトンで構成される繊維であり、かつ繊維長が０．５〜１０ｍｍであり、繊維長Ｌと繊維径Ｄの比Ｌ／Ｄが３０〜１６７０であることを特徴とする伝動ベルト、である。
【化１】
2009058026.tif 000002
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、特に耐磨耗性に優れた伝動ベルトを提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明について以下に具体的に説明する。
本発明のポリケトン繊維を構成するポリケトンは、繰り返し単位の９５モル％以上、好ましくは９８モル％以上、特に９９．６モル％以上が、上記式（１）で示されるものであり、５モル％未満の範囲で、上記式（１）以外の繰り返し単位、例えば、下記式（２）に示すもの等を含有していても良い。
【化２】
2009058026.tif 000003
但し、Ｒは、エチレン以外の炭素数１〜３０の有機基であり、例えば、プロピレン、ブチレン、１−フェニルエチレン等の基であり、Ｒの水素原子の一部または全部が、ハロゲン基、エステル基、アミド基、水酸基、エーテル基で置換されていてもよい。もちろん、Ｒは二種以上であってもよく、例えば、プロピレン基と１−フェニルエチレン基が混在していてもよい。
【０００８】
ポリケトンの固有粘度［η］は、好ましくは１ｄｌ／ｇ以上、より好ましくは２ｄｌ／ｇ以上、特に好ましくは４ｄｌ／ｇ以上であり、好ましくは２０ｄｌ／ｇ以下、より好ましくは１５ｄｌ／ｇ以下、特に好ましくは１０ｄｌ／ｇ以下である。
尚、固有粘度［η］は次の定義式に基づいて求められる値である。
【数１】
2009058026.tif 000004
式中のｔ及びＴは、それぞれヘキサフルオロイソプロパノール（セントラル硝子（株）社製）及び該ヘキサフルオロイソプロパノールに溶解したポリケトンの希釈溶液の２５℃での粘度管の流過時間である。Ｃは、上記希釈溶液の濃度であり、ヘキサフルオロイソプロパノール１００ｍｌ中のポリケトンの質量（ｇ）である。
ポリケトンには必要に応じて、酸化防止剤、ラジカル抑制剤、他のポリマー、艶消し剤、紫外線吸収剤、難燃剤、金属石鹸等の添加剤を含有させてもよい。
【０００９】
次に、ポリケトン繊維の好ましい特性としては、引張強度は１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、特に好ましくは１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であり、引張伸度は３％以上、より好ましくは３．５％以上、特に好ましくは４％以上であり、１５％以下、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは８％以下、特に好ましくは６％以下であり、引張弾性率は１００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より好ましくは２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、特に好ましくは３００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、１０００ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。
ポリケトン繊維の形態は、短繊維であり、長さ方向に均一なものや太細のあるものでもよく、繊維の断面形状は、丸型、三角、Ｌ型、Ｔ型、Ｙ型、Ｗ型、八葉型、扁平型（扁平度１．３〜４程度のもので、Ｗ型、Ｉ型、ブーメラン型、波型、串団子型、まゆ型、直方体型等がある。）、ドッグボーン型等の多角形型、多葉型、中空型や不定形なものでもよい。
【００１０】
本発明は、かかるポリケトン繊維の短繊維とゴム組成物とが複合されたゴム複合材料を用いて得られた伝動ベルトであって、該短繊維が、繊維長が０．５〜１０ｍｍ、繊維長Ｌと繊維径Ｄの比Ｌ／Ｄが３０〜１６７０であることを特徴とするものである。
好ましい繊維長は１ｍｍ以上、より好ましくは１．５ｍｍ以上、特に２ｍｍ以上であり、９ｍｍ以下、より好ましくは８ｍｍ以下、特に７ｍｍ以下である。繊維長が、０．５ｍｍ未満や１０ｍｍ超では、充分な耐磨耗性が得られない。
又、好ましい繊維長Ｌと繊維径Ｄの比Ｌ／Ｄは、５０以上、特に１００以上であり、１５００以下、特に１０００以下である。３０未満や１６７０超では、充分な耐磨耗性が得られない。
好ましい単糸繊度は、０．０１〜１０ｄｔｅｘ、より好ましくは０．１〜１０ｄｔｅｘ、特に好ましくは０．５〜５ｄｔｅｘの範囲である。
【００１１】
ゴム複合材料におけるポリケトン短繊維の好ましい含有量は、ゴム１００質量部あたり、３〜５０質量部、より好ましくは５〜４０質量部、特に好ましくは５〜３０質量部の範囲であり、３質量部未満では、充分な耐磨耗性が得られないことがあり、５０質量部超ではゴムの加工性が困難となることがある。
尚、本発明でおいては、ゴム組成物に複合する繊維は、ポリケトン短繊維１００％が好ましいが、必要に応じて、７０％以下（複合する繊維全量に対しての割合）、より好ましくは５０％以下、特に３０％以下の範囲内でポリケトン短繊維以外の繊維を用いても良く、ポリエステル繊維やポリアミド繊維、アクリル繊維、ガラス繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリイミド繊維、アラミド繊維（パラ系、メタ系）、ポリビニルアルコール繊維、ポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維、超高分子量ポリオレフィン繊維等公知の繊維を混用してもよい。
【００１２】
尚、ゴム組成物と複合する繊維に、予めレゾルシンとホルマリンとラテックスを含む混合液で処理（いわゆるＲＦＬ処理）を施した繊維を用いてもよく、好ましいホルマリン（Ｆ）とレゾルシン（Ｒ）とのモル比（Ｆ／Ｒ）は１．０〜２．２、特に好ましくは１．０〜１．９、全ラテックスの固形分質量（Ｌ）に対するレゾルシンおよびホルマリン総質量（ＲＦ）の割合（ＲＦ／Ｌ）は５〜２５質量％、特に５〜１７質量％が好ましく、さらに、水酸化ナトリウムおよび水酸化アンモニウムの総量とレゾルシン（Ｒ）とのモル比（ＮａＯＨ＋ＮＨ4 ＯＨ／Ｒ）は、０．２１以下が好ましい。尚、ラテックスの種類は複合するゴム組成物に対応したラテックスが好ましい。又、ＲＦＬ処理に先立って、ポリエポキシ樹脂溶液で処理してもよい。
【００１３】
次に、短繊維と複合されるゴム組成物としては、例えば、クロロプレンゴム、天然ゴム、ニトリルゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロルスルホン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、水素添加アクリロニトリルゴム、エチレン−α−オレフィンエラストマーを主体とする組成物、例えば、エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）、エチレン−プロピレンコポリマー（ＥＰＭ）、エチレン−ブテンコポリマー（ＥＢＭ）、エチレン−オクテンコポリマー（ＥＯＭ）、これらのハロゲン置換物（特に塩素置換物）、これらの２種以上の混合物等が挙げられる。エチレン−α−オレフィンエラストマーを主体とする組成物は、水素添加アクリロニトリルゴム（ＨＮＢＲ）を含んでも良く、又、必要に応じて、カーボンブラック、シリカ等の増強剤、炭酸カルシウム、タルク等の充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤等を含有してもよい。
【００１４】
本発明において、伝動ベルトとしては、Ｖベルト、平ベルト、歯付ベルトなどが好適であり、Ｖベルトは、Ｖリブドベルト、ローエッジタイプＶベルト、ラップドタイプＶベルト、が好ましい。又、本発明のゴム複合材料を用いた圧縮ゴム層を有する摩擦伝動ベルトでもよく、さらに、摩擦伝動ベルトは、接着ゴム層を有するものでもよい。例えば、圧縮ゴム層と、圧縮ゴム層に接する接着ゴム層と、接着ゴム層に接する上帆布層とから構成され、さらに、接着ゴム層中にベルト長手方向に沿って芯線が埋設されたベルトが挙げられる。
ここで、圧縮ゴム層を形成するためのゴム組成物と、接着ゴム層を形成するためのゴム組成物は同様のものを用いてもよく、又、接着ゴム層にもポリケトン短繊維を含有させてもよく、カレンダー列理方向をベルトの長さ方向とする場合やベルトの幅方向とする場合があり、その方向に応じて、ゴム１００質量部あたりの含有量を適宜選定すればよい。
【００１５】
上帆布層としては、例えば、綿、ポリアミド、ポリエステル、アラミド繊維に加えてポリケトン繊維を用いた織物を用いることができる。芯線としては、例えば、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリアミド（ナイロン６、６６等）、ポリビニルアルコール、アラミドなどの芯線に加えてポリケトン芯線を用いることができる。
本発明の伝動ベルトは、従来公知の製法により製造が可能であり、例えば、Ｖリブドベルトの場合、成形ドラムの周面にゴムコート帆布と、接着ゴム層用のゴム組成物の未加硫シートを巻きつけ、その上に芯線をスピニングし、さらに、その上に、接着ゴム層用のゴム組成物の未加硫シートを巻きつけた後、圧縮ゴム層用のゴム組成物の未加硫シートを巻きつけて積層体とする。ついで、この積層体を加硫して得られた環状物を切削砥石にて表面にリブを形成し、所定幅に裁断すればよい。
【００１６】
例えば、屋外で強い紫外線を受けることによってポリケトン繊維の引張強度等の低下が懸念される時は、繊維の形態で紫外線吸収剤（例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系の一種又は二種以上の組み合わせがある。）及び／又は紫外線遮蔽剤（例えば、酸化チタン、酸化鉄、酸化セリウム等の微粒子があり、平均粒径は０．０１〜０．６μｍが好ましい。）を含有させてもよい。含有させる方法としては、例えば、繊維に紫外線吸収剤及び／又は紫外線遮蔽剤を含有した樹脂やフィルムを付与又は被覆する方法が挙げられ、紫外線吸収剤及び／又は紫外線遮蔽剤の含有量は、樹脂やフィルムの質量に対して０．００１〜１０質量％の範囲が好ましい。
【実施例】
【００１７】
本発明を実施例などに基づいて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例などにより何ら限定されるものではない。
本発明における測定方法及び評価方法は以下の通りである。
（１）引張強度、引張伸度、引張弾性率
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準じて測定する。
サンプル長：２０ｃｍ、引張速度：２０ｃｍ／分で測定し、２０回測定した時の平均値を求める。
【００１８】
（２）耐摩耗性および耐熱耐久性
（耐摩耗性）
下記の配合割合にて、バンバリーミキサーを用いて、ゴム組成物を作製し、カレンダーにより圧延して、１．１ｍｍ厚の未加硫ゴムシートを得た。得られた未加硫ゴムシートを５枚重ねて、１７０℃、２０分間、プレス加硫して、５ｍｍ×５ｍｍの摩耗面を有する直方体の加硫ゴムを作成した。
ピンオンディスク摩耗試験により、表面粗さ（Ｒｚ）９．６μｍのＦＣ材を相手材とし、面圧１．２ＭＰａ、すべり速度０．１５ｍ／ｓ、雰囲気温度１００℃で、２４時間摩耗試験を行い、下記式により１０〜２０時間の区間での比摩耗量を求めた。
比摩耗量（１０-6ｍｍ3 ／Ｎｍ）＝単位時間当たりの摩耗体積／（単位時間当たりの摩耗距離×荷重）
【００１９】
（耐熱耐久性）
常法に従い、下記配合割合にて、ベルト幅１０ｍｍ、厚さ５ｍｍの平ベルトを作製し、一対の回転するプーリー間を走行させてクラック発生時間を測定した。尚、雰囲気温度９０℃、プーリー回転数５５００ｒｐｍ、８５ｋｇｆの張力付与下で平ベルトを走行させた。
＜配合割合＞
ＥＰＤＭ          ５５質量部
ＨＮＢＲ          ４５質量部
酸化亜鉛          １０質量部
シリカ            １５質量部
炭酸カルシウム    １０質量部
パーオキサイド      ７質量部
老化防止剤          １質量部
実施例の短繊維    １０質量部
【００２０】
［実施例１］
配合する短繊維として、１６７０ｄｔｅｘ／１２５０ｆのポリケトン繊維マルチフィラメント糸（旭化成せんい（株）社製；商標サイバロン；引張強度１８ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度５％、引張弾性率３５０ｃＮ／ｄｔｅｘ）を３．５ｍｍ長さにカットしたポリケトン短繊維を用いた（Ｌ／Ｄ＝３１８）。
耐磨耗性および耐熱耐久性を評価した結果は、比摩耗量５．１、クラック発生時間３６０時間と、耐磨耗性および耐熱耐久性ともに優れたものであった。
【００２１】
［実施例２〜５、比較例１〜２］
実施例１において、Ｌ／Ｄを変化させたポリケトン短繊維を用いた以外は、実施例１と同様にして耐磨耗性および耐熱耐久性を評価した。その結果は、Ｌ／Ｄ＝３０は、比摩耗量５．５、クラック発生時間３４０時間（実施例２）、Ｌ／Ｄ＝２０８は、比摩耗量５．２、クラック発生時間３６０時間（実施例３）、Ｌ／Ｄ＝６１１は、比摩耗量５．２、クラック発生時間３６０時間（実施例４）、Ｌ／Ｄ＝１６７０は、比摩耗量５．５、クラック発生時間３５０時間（実施例５）であり、耐磨耗性および耐熱耐久性ともに優れたものであった。
一方、Ｌ／Ｄ＝１８は、比摩耗量５．８、クラック発生時間３４０時間（比較例１）、Ｌ／Ｄ＝２０００は、比摩耗量５．９、クラック発生時間３４０時間（比較例２）と、特に耐磨耗性が実施例に対比して劣ったものであった。
【００２２】
［比較例３］
実施例１において、ポリケトン繊維に代えて１６７０ｄｔｅｘ／９６４ｆのパラ系アラミド繊維マルチフィラメント糸（引張強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度４．５％、引張弾性率５００ｃＮ／ｄｔｅｘ）を３．５ｍｍ長さにカットしたアラミド短繊維を用いた（Ｌ／Ｄ＝２９２）以外は、実施例１と同様に耐磨耗性および耐熱耐久性を評価した結果は、比摩耗量６．２、クラック発生時間２４０時間と、耐磨耗性および耐熱耐久性ともに実施例に対比して劣ったものであった。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、特に耐磨耗性に優れた伝動ベルトに関するものであり、特に、Ｖベルト、平ベルト、歯付ベルトなどが好適であり、Ｖベルトは、Ｖリブドベルト、ローエッジタイプＶベルト、ラップドタイプＶベルト、が好ましい。