CN103547829A - 传动用带 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种传动用带，其具备在带的长度方向埋设了芯线的粘接橡胶层、形成于该粘接橡胶层一面的压缩橡胶层和形成于上述粘接橡胶层的另一面的拉伸橡胶层，其中，至少上述压缩橡胶层含有脂肪酸酰胺和短纤维。

Description

传动用带
技术领域
本发明涉及一种V带、V形多楔带等传动用带，详细而言，涉及一种耐久性能及传输效率优异的传动用带。
背景技术
目前，为了提高V带、V形多楔带等传动用带的耐侧压性，而在压缩橡胶层中混合短纤维作为强化剂。例如，在专利文献1中公开有一种橡胶V带，其具备埋设有软线的粘接弹性体层和位于该粘接弹性体层的上下侧的保持弹性体层(压缩橡胶层)，其中，保持弹性体层含有氯丁二烯橡胶、强化性填充剂、金属氧化硫化剂、双马来酰亚胺及芳族聚酰胺短纤维，芳族聚酰胺短纤维排列在带的宽度方向。在该文献中，通过排列芳族聚酰胺纤维，提高纹理方向(短纤维的取向方向)的弹性模量，维持耐侧压性，提高耐久性。
在专利文献2中，公开有一种齿形V带，其具有压缩橡胶层及拉伸橡胶层，且沿长度方向埋设了芯线，其中，拉伸橡胶层的橡胶硬度(JIS-A)为85～92，压缩橡胶层的橡胶硬度(JIS-A)在90～98的范围内，设定压缩橡胶层的橡胶硬度比拉伸橡胶层的橡胶硬度高3～10(JIS-A)以上，记载有在拉伸橡胶层及压缩橡胶层中含有炭黑及芳族聚酰胺短纤维。
在专利文献3中，公开有一种传动用V带，其中，将拉伸及压缩橡胶层中的至少一方的橡胶硬度设定为90～96°，粘接橡胶层的橡胶硬度设定为83～89°的范围，且拉伸及压缩橡胶层中在带宽度方向上排列有芳族聚酰胺短纤维。在该文献中，防止在早期产生裂纹及各橡胶层及软线的分离(剥离)，提高耐侧压性从而提高高负荷传动能力。
但是，近年来，对于传动用带除要求上述耐侧压性及耐久性以外，为了降低带的传动损失、改善燃耗性，要求提高省燃耗性。例如，在专利文献3的段落[0005]中，记载有若提高带的橡胶硬度，则弯曲刚性变高，在小带轮直径时会产生传动损失。因此，尝试在V带的内周侧或内周侧和外周侧(背面侧)两侧设置嵌齿来降低带的弯曲刚性而抑制传动损失。作为这种带，一般已知有齿形V带。
对于耐侧压性及耐久性的提高，如上述专利文献1～3中记载那样，增加芳族聚酰胺纤维等高弹性模量的短纤维及炭黑等强化剂的量来提高橡胶硬度是有效的手段。但是，若提高橡胶硬度，则导致带的弯曲刚性上升，耐弯曲疲劳性降低及小带轮直径时带的传动损失变大，从而降低省燃耗性。另一方面，若为了提高耐弯曲疲劳性及省燃耗性而降低橡胶硬度，则担心耐侧压性降低而导致带寿命变短。即，耐侧压性、耐久性这一系列特性与耐弯曲疲劳性、省燃耗性这一系列特性为相互矛盾的关系。另外，可以通过在V带的内周侧或内周侧和外周侧两侧设置嵌齿来提高耐弯曲疲劳性、省燃耗性。但是，现状是为了维持耐侧压性和耐久性而提高橡胶硬度，因此省燃耗性仍不充分。因此，期待优选的橡胶组合物(特别是压缩橡胶层的橡胶组合物)。
另外，作为这种V带，有用于无级变速器的变速带。在该变速带中，为了改变变速比(驱动带轮和从动带轮的转速比)，带在该带轮上沿带轮半径方向上下运动(或进退运动)。若该移动未顺利进行，则来自带轮的剪切力较强地作用，在橡胶层间(粘接橡胶层和压缩橡胶层)或粘接橡胶层与芯线间产生剥离，或省燃耗性(不是起因于弯曲刚性的省燃耗性而是基于滑动性降低的省燃耗性)降低。对于这一点，可以通过大量混合短纤维或炭黑等强化剂来提高橡胶硬度或使短纤维从摩擦传动面突出来降低摩擦系数，但若大量混合强化剂，则产生上述问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公平5-63656号公报
专利文献2：日本特开2009-150538号公报
专利文献3：日本特开平10-238596号公报
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种能够降低传动损失的传动用带。
本发明的其它目的在于，提供一种传动用带，所述传动用带即使过度提高橡胶硬度也能够维持耐侧压性、耐久性，并且提高耐弯曲疲劳性、省燃耗性(弯曲刚性和滑动性两者)。
本发明人等为了实现上述课题进行了潜心研讨，结果发现若用含有橡胶成分、脂肪酸酰胺和短纤维的橡胶组合物形成传动用带的压缩橡胶层，脂肪酸酰胺提高短纤维的分散性及取向性，并且改善橡胶成分和短纤维的密合性，脂肪酸酰胺在压缩橡胶层的表面(与带轮接触的摩擦传动面)喷霜(bloom)(析出)或渗出，降低橡胶层表面的摩擦系数，提高传动性(传输效率)，从而完成了本发明。
即，本发明的传动用带具备在带的长度方向埋设了芯线的粘接橡胶层、形成于该粘接橡胶层的一面的压缩橡胶层及形成于所述粘接橡胶层的另一面的拉伸橡胶层。在这样的结构的传动用带中，至少所述压缩橡胶层含有脂肪酸酰胺和短纤维。
在这样的传动用带中，脂肪酸酰胺作为短纤维的分散剂起作用，可以提高短纤维在橡胶组合物中的分散性及短纤维的取向性(与带宽度方向平行的方向)，可以提高压缩橡胶层的耐侧压性及耐磨性。另外，可以利用脂肪酸酰胺来提高短纤维与构成压缩橡胶层的橡胶组合物(基体橡胶：除去短纤维的橡胶组合物)的粘接性。特别是若使用进行了粘接处理的短纤维，则其表面(外层)的粘接成分与脂肪酸酰胺化学性相互作用，可以提高短纤维与构成压缩橡胶层的橡胶组合物(橡胶基体)的粘接性。因此，可以形成模量或拉伸强度、撕裂强度优异的压缩橡胶层。进而，脂肪酸酰胺也作为降低基体橡胶的模量(或柔软化)的内部润滑剂起作用，通过与所述短纤维并用，可以抑制该模量的降低。即，若并用脂肪酸酰胺和短纤维，则可以使压缩橡胶层的基体成分柔软，并且形成力学特性优异的压缩橡胶层，不增加压缩橡胶层的硬度就可以提高带的耐弯曲疲劳性及省燃耗性。进而，脂肪酸酰胺在压缩橡胶层的表面(与带轮接触的摩擦传动面)喷霜(bloom)(析出)或渗出作为外部润滑剂起作用，降低橡胶层表面的摩擦系数，使橡胶层表面和带轮的摩擦光滑，提高带的耐久性、省燃耗性(特别是变速带的省燃耗性)。因此，在本发明中，可以兼备耐侧压性及耐久性的特性和耐弯曲疲劳性及省燃耗性的特性。
脂肪酸酰胺可以含有选自饱和或不饱和长链脂肪酸酰胺及饱和或不饱和长链脂肪酸酯酰胺中的至少一种。另外，短纤维优选至少含有进行了粘接处理的短纤维，短纤维可以至少含有芳族聚酰胺纤维。更具体而言，压缩橡胶层的橡胶成分可以含有氯丁二烯橡胶，脂肪酸酰胺可以至少含有碳原子数10～26的饱和或不饱和脂肪酸单酰胺，在短纤维(例如，短纤维周围(外层或表面)的至少一部分)上可以附着有至少含有间苯二酚和甲醛的初始缩合物及胶乳的粘接成分。进而，在短纤维上也可以附着有含有苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物的粘接成分。
脂肪酸酰胺及短纤维的使用量可以从如下范围中选择，在该范围中，能够在提高压缩橡胶层的力学特性的同时适度地降低其表面的摩擦系数，并且不过度提高压缩橡胶层的硬度就能够降低弯曲应力，可以提高耐弯曲疲劳性及省燃耗性。在构成压缩橡胶层的橡胶组合物中，脂肪酸酰胺的比例例如可以相对于原料橡胶成分100质量份为0.5～10质量份左右，短纤维的比例例如可以相对于原料橡胶成分100质量份为10～40质量份左右。
本发明也包含一种橡胶组合物，其用于形成选自传动用带的压缩橡胶层及拉伸橡胶层中的至少一个橡胶层，其中，所述橡胶组合物含有橡胶成分、脂肪酸酰胺和短纤维。在该组合物中，短纤维优选至少含有进行了粘接处理的短纤维。进而，本发明也包含一种方法(提高传动性或传输效率的方法)，其用所述橡胶组合物形成传动用带的压缩橡胶层，减小传动损失。
发明效果
在本发明中，由于压缩橡胶层含有脂肪酸酰胺和短纤维，因此，可以降低传动用带产生的传动损失，可以提高传输效率。另外，即使不过度提高橡胶硬度也能够保持耐侧压性及耐久性，并且能够提高耐弯曲疲劳性、省燃耗性(弯曲刚性和滑动性两者)。特别是，可以兼备相反的特性，即，耐侧压性及耐久性的特性和耐弯曲疲劳性及省燃耗性的特性。
附图说明
图1为表示传动用带的一个例子的概略剖面图；
图2为用于说明传输效率的测定方法的概略图；
图3为用于说明实施例中的弯曲应力的测定方法的概略图；
图4为用于说明实施例中的摩擦系数的测定方法的概略图；
图5为用于说明实施例中的高负荷运转试验的概略图；
图6为用于说明实施例中的高速运转试验的概略图；
图7为用于说明实施例中的耐久运转试验的概略图。
具体实施方式
本发明的橡胶组合物对于提高传输效率很有用，对于形成选自带的压缩橡胶层及拉伸橡胶层中的至少一个橡胶层(特别是至少压缩橡胶层)很有用。该橡胶组合物含有橡胶成分、脂肪酸酰胺和短纤维。
(橡胶成分)
作为橡胶组合物的橡胶成分，可以例示可硫化或交联的橡胶，例如二烯系橡胶(天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、丙烯腈丁二烯橡胶(丁腈橡胶)、氢化丁腈橡胶等)、乙烯-α-烯烃弹性体、氯磺化聚乙烯橡胶、烷基化氯磺化聚乙烯橡胶、环氧氯丙烷橡胶、丙烯酸系橡胶、硅酮橡胶、氨酯橡胶、氟橡胶等。这些橡胶成分可以单独使用或组合使用两种以上。
优选的橡胶成分为乙烯-α-烯烃弹性体(乙烯-丙烯橡胶(EPR)、乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM等)等乙烯-α-烯烃系橡胶)、氯丁二烯橡胶。特别优选的橡胶成分为氯丁二烯橡胶。氯丁二烯橡胶可以为硫改性型，也可以为非硫改性型。
(脂肪酸酰胺)
脂肪酸酰胺为其分子内具有长链脂肪酸基团(例如，碳原子数为10～40左右的脂肪酸基团)和酰胺基，且热及化学性稳定的固体表面活性剂。作为脂肪酸酰胺，可以例示饱和或不饱和高级脂肪酸单酰胺，例如山嵛酸酰胺、花生酸酰胺、硬脂酸酰胺、羟基硬脂酸酰胺、棕榈酸酰胺、肉豆蔻酸酰胺、月桂酸酰胺、芥酸酰胺、油酸酰胺、蓖麻油酸酰胺等饱和或不饱和高级脂肪酸酰胺；及饱和或不饱和高级脂肪酸双酰胺，例如亚烷基双饱和或不饱和高级脂肪酸酰胺(例如亚甲基双硬脂酸酰胺、亚甲基双月桂酸酰胺、亚甲基双羟基硬脂酸酰胺、亚甲基双油酸酰胺、亚乙基双山嵛酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双辛酸酸酰胺、亚乙基双癸酸酰胺、亚乙基双月桂酸酰胺、异硬脂酸酰胺、亚乙基双芥酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺、四亚甲基双硬脂酸酰胺、六亚甲基双山嵛酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺、六亚甲基双羟基硬脂酸酰胺、六亚甲基双油酸酰胺等C1-10亚烷基双饱和或不饱和高级脂肪酸酰胺等)、二羧酸和饱和或不饱和高级胺的双酰胺(例如：由N,N’-双十八烷基己二酸酰胺、N,N’-双十八烷基癸二酸酰胺、N,N’-二油酰基己二酸酰胺、N,N’-二油酰基癸二酸酰胺等通过C6-12链烷二羧酸和饱和或不饱和高级胺的反应而生成的双酰胺等)等。
另外，对脂肪酸酰胺而言，除芳香族双酰胺(亚二甲苯基双硬脂酸酰胺等芳香族二胺和饱和或不饱和高级脂肪酸的双酰胺、N,N’-双十八烷基邻苯二甲酸酰胺等芳香族二羧酸和饱和或不饱和高级胺的双酰胺等)以外，可以例示：取代酰胺(N-十二烷基月桂酸酰胺，N-十六烷基棕榈酸酰胺，N-十八烷基硬脂酸酰胺，N-十八烷基油酸酰胺，N-十四烷基硬脂酸酰胺，N-十八烷基芥酸酰胺，N-十八烷基羟基硬脂酸酰胺等在酰胺基的氮原子上酰胺键合了饱和或不饱和高级脂肪酸残基而成的高级脂肪酸酰胺)、酯酰胺(乙醇胺二山嵛酸酯，乙醇胺二硬脂酸酯，乙醇胺二棕榈酸酯，丙醇胺二硬脂酸酯，丙醇胺二棕榈酸酯等烷醇胺的羟基和高级脂肪酸进行酯键合、烷醇胺的氨基和高级脂肪酸进行酰胺键合而成的酯酰胺)、烷醇酰胺(羟甲基硬脂酸酰胺，羟甲基山嵛酸酰胺等羟甲基高级脂肪酸单酰胺等羟甲基酰胺类；硬脂酸单乙醇酰胺，芥酸单乙醇酰胺等N-羟基C2-4烷基高级脂肪酸单酰胺)、取代脲(N-丁基-N’-十八烷基脲，N-苯基-N’-十八烷基脲，N-十八烷基-N’-十八烷基脲，亚二甲苯基双十八烷基脲，亚苄基双十八烷基脲，六亚甲基双十八烷基脲，二苯基甲烷双十八烷基脲等在脲的氮原子上酰胺键合了高级脂肪酸而成的取代脲)等。作为脂肪酸酰胺，优选含有选自饱和或不饱和长链脂肪酸酰胺及饱和或不饱和长链脂肪酸酯酰胺中的至少一种。另外，在这些脂肪酸酰胺中，高级脂肪酸及高级胺的碳原子数可以为10～34(例如为10～30，优选为10～28，更优选为10～26，进一步优选为12～24)左右。这些脂肪酸酰胺可以单独使用或组合使用两种以上。
脂肪酸酰胺的熔点可以从50～200℃左右的范围选择，通常可以为65～150℃，优选为75～130℃(例如，80～120℃)，进一步优选为90～110℃(例如，95～105℃)左右。
脂肪酸酰胺作为短纤维的分散剂起作用，有利于提高短纤维在橡胶组合物中的分散性及取向性(带宽度方向的取向性)，提高压缩橡胶层的耐侧压性及耐磨性。进而，脂肪酸酰胺除作为分散剂的功能以外，在橡胶组合物中也作为内部润滑剂起作用，存在降低橡胶基体成分的模量使基体成分柔软的倾向，但通过与短纤维组合，可以抑制上述模量的降低。即，通过组合脂肪酸酰胺和短纤维，可以使压缩橡胶层的基体成分柔软，并且可以形成力学特性优异的压缩橡胶层。特别是通过组合脂肪酸酰胺和短纤维，不需要大量混合短纤维或炭黑等强化剂而提高压缩橡胶层的硬度，就可以提高带的耐弯曲疲劳性及省燃耗性(特别是带卷绕在小带轮上运转时的省燃耗性)。
进而，脂肪酸酰胺从压缩橡胶层的内部向其表面(与带轮接触的摩擦传动面)喷霜(bloom)(析出)或渗出，作为外部润滑剂起作用，降低橡胶层表面的摩擦系数。而且，脂肪酸酰胺由于在压缩橡胶层的表面长时间喷霜(bloom)或渗出，因此能够长时间维持低摩擦系数。因此，橡胶层表面和带轮平滑地摩擦，能够防止带运转时因带轮而对橡胶层作用过剩的剪切力，提高带的耐久性。进而，若带用作沿带轮的半径方向在带轮上上下移动的变速带，则可以进一步有效地提高省燃耗性。另外，若摩擦系数高，则从带轮受到的剪切力提高，由于压缩橡胶层的较大的变形等而产生剥离或裂纹，导致带的寿命变短。另外，例如在橡胶层表面涂布润滑剂的方式中，带运转初期可以确认到润滑剂带来的降低摩擦的效果，但若长时间使带运转，则润滑剂发生飞散或磨损而失去降低摩擦的效果。
在脂肪酸酰胺中，与亚烷基双酰胺相比，优选脂肪酸单酰胺，例如构成长链脂肪酸残基的碳原子数较少，例如为10～26(特别是12～24)且在末端具有酰胺基的饱和或不饱和脂肪酸单酰胺。其理由尚未明确，但推测这是因为：若长链脂肪酸残基为较长的结构，即碳原子数变多，则分子内的酰胺基浓度相对降低，脂肪酸酰胺的酰胺基与短纤维的粘接成分间的化学相互作用降低，另外，若如亚烷基双酰胺那样在两侧存在长链脂肪酸基(例如总碳原子数较多，超过40)，则脂肪酸酰胺的酰胺基和短纤维的粘接成分间的化学相互作用变小，短纤维和橡胶组合物的粘接性降低。另外，在脂肪酸酰胺中，也优选酯酰胺。从这一点考虑，脂肪酸酰胺的熔点及热特性也有可能与短纤维和橡胶组合物的粘接性等相关。
脂肪酸酰胺的比例相对于橡胶成分100质量份为0.5～10质量份，优选为1～8质量份，进一步优选为1.5～7.5质量份(例如为2～7质量份)左右，通常为1～6质量份左右。若脂肪酸酰胺的使用量过少，则向橡胶层表面的喷霜(bloom)变少，降低摩擦系数的效果减小，若过多，则有可能未参与与短纤维(经粘接处理后的短纤维)的相互作用的剩余的脂肪酸酰胺作为内部润滑剂起作用，而基体成分的模量(特别是压缩方向的模量)大幅降低。另外，即使脂肪酸酰胺的使用量过多，也无法得到相称的降低摩擦的效果，在经济方面不利。
(短纤维)
作为短纤维的种类，通用聚烯烃系纤维(聚乙烯纤维、聚丙烯纤维等)、聚酰胺纤维(聚酰胺6纤维、聚酰胺66纤维、聚酰胺46纤维、芳族聚酰胺纤维等)、聚亚烷基芳酯系纤维(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚对苯二甲酸乙二酯(PEN)纤维等C2-4亚烷基C6-14芳酯系纤维等)、维尼纶纤维、聚乙烯基醇系纤维、聚对亚苯基苯并二噁唑(PBO)纤维等合成纤维；棉、麻、羊毛等天然纤维；碳纤维等无机纤维。这些短纤维可以单独使用或组合使用两种以上。在这些短纤维中，优选含有合成纤维或天然纤维的短纤维，特别优选含有合成纤维(聚酰胺纤维、聚亚烷基芳酯系纤维等)的短纤维，其中，从刚直且具有较高的强度、模量的方面考虑，优选至少含有芳族聚酰胺纤维的短纤维。芳族聚酰胺短纤维也具有高耐磨性。芳族聚酰胺纤维例如以商品名“CONEX”、“NOMEX”、“Kevlar”、“Technora”、“Twaron”等形式进行市售。
为了抑制带因来自带轮的挤压而压缩变形，优选短纤维在带宽度方向取向并埋设在压缩橡胶层中。另外，通过使短纤维从压缩橡胶层的表面突出，可以降低表面的摩擦系数从而抑制噪音(发音)，或降低因与带轮的摩擦而产生的磨损。短纤维的平均长度例如为1～20mm，优选为2～15mm，更优选为3～10mm，也可以为1～5mm(例如，2～4mm)左右。若短纤维的平均长度低于1mm，则无法充分地提高纹理方向的力学特性(例如模量等)，另一方面，若超过20mm，则存在产生短纤维在橡胶组合物中的分散不良，在橡胶上产生裂纹而导致带可能提前受损。
相对于橡胶成分100质量份，短纤维的比例可以从5～50质量份左右的范围中选择，通常为10～40质量份，优选为15～35质量份，进一步优选为20～30质量份左右，特别是也可以为15～30质量份(15～25质量份)左右。若短纤维的使用量过少，则压缩橡胶层的力学特性不充分，若过多，则压缩橡胶层的耐弯曲疲劳性降低(压缩橡胶层变硬，弯曲应力变大)，因此，在带卷绕直径小的状态下，存在弯曲产生的损失变大，省燃耗性降低这样的问题。另外，若短纤维的使用量过多，则有可能短纤维在橡胶组合物中的分散性降低而产生分散不良，以该处为起点在压缩橡胶层上提前产生裂纹。
另外，可能是由于上述脂肪酸酰胺具有酰胺键和长链脂肪酸残基，因此，可以提高短纤维和构成压缩橡胶层的橡胶组合物(基体橡胶：除短纤维以外的橡胶组合物)的粘接性。特别是若使用进行了粘接处理的短纤维作为短纤维，则其表面(外层)的粘接成分与脂肪酸酰胺化学性相互作用，可以提高短纤维和构成压缩橡胶层的橡胶组合物(橡胶基体)的粘接性。因此，可以进一步提高压缩橡胶层的模量及拉伸强度、撕裂强度。
从短纤维在橡胶组合物中的分散性及粘接性的观点考虑，优选对短纤维的至少一部分进行粘接处理(或表面处理)。另外，不需要对全部短纤维进行粘接处理，进行了粘接处理的短纤维和未进行粘接处理的短纤维(未处理短纤维)可以混合存在或并用。
在短纤维的粘接处理中，各种粘接处理例如可以用含有酚类和甲醛的初始缩合物(酚醛清漆或甲阶酚醛型酚醛树脂的预聚物等)的处理液、含有橡胶成分(或胶乳)的处理液、含有上述初始缩合物和橡胶成分(胶乳)的处理液、含有硅烷偶联剂、环氧化合物(环氧树脂等)、异氰酸酯化合物等反应性化合物(粘接性化合物)的处理液等进行处理。在优选的粘接处理中，短纤维用含有上述初始缩合物和橡胶成分(胶乳)的处理液进行处理，特别是至少用间苯二酚-甲醛-胶乳(RFL)液进行处理。这样的处理液也可以组合使用，例如也可以用惯用的粘接性成分，例如环氧化合物(环氧基树脂等)、异氰酸酯化合物等反应性化合物(粘接性化合物)对短纤维进行预处理之后，用RFL液进行处理。
若用这样的处理液、特别是RFL液进行处理，则能够较强地粘接短纤维和橡胶组合物。RFL液为间苯二酚和甲醛的初始缩合物与橡胶胶乳的混合物。间苯二酚和甲醛的摩尔比设定为能够提高橡胶和短纤维的粘接性的范围，例如前者/后者=1/0.5～1/3，优选为1/0.6～1/2.5，进一步优选为1/0.7～1/1.5左右，也可以为1/0.5～1/1(例如，1/0.6～1/0.8)左右。胶乳的种类没有特别限定，可以根据粘接对象即橡胶成分的种类从上述橡胶成分适宜选择。例如在作为粘接对象的橡胶组合物以氯丁二烯橡胶为主要成分的情况下，胶乳可以为二烯系橡胶(天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物、丙烯腈丁二烯橡胶(丁腈橡胶)、氢化丁腈橡胶等)、乙烯-α-烯烃弹性体、氯磺化聚乙烯橡胶、烷基化氯磺化聚乙烯橡胶等。这些胶乳可以单独使用或组合两种以上使用。优选的胶乳为二烯系橡胶(苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物、氯丁二烯橡胶、丁二烯橡胶等)、氯磺化聚乙烯橡胶，从进一步提高粘接性的方面考虑，优选苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物。若用至少含有苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物的处理液(RFL液等)对短纤维进行粘接处理，则可以提高橡胶组合物(氯丁二烯橡胶组合物等)和短纤维的粘接性，同时通过与脂肪酸酰胺组合，可以进一步提高橡胶组合物和短纤维的粘接性。
相对于胶乳的橡胶成分100质量份，间苯二酚和甲醛的初始缩合物的比例可以为10～100质量份(例如为12～50质量份、优选为15～30质量份)左右。另外，RFL液的总固体成分浓度可以在5～40质量%的范围内调整。
粘接成分(固体成分)相对于短纤维的附着率例如为1～25质量%，优选为3～20质量%，更优选为5～15质量%，也可以为3～10质量%(例如，4～8质量%)左右。若粘接成分的附着率低于1质量%，则短纤维在橡胶组合物中的分散性及短纤维和橡胶组合物的粘接性不充分，另一方面，若粘接成分的附着率较高，超过25质量%，则存在粘接成分将纤维长丝彼此牢固地固着，反而导致分散性降低的可能。
进行了粘接处理的短纤维的制备方法没有特别限定，例如可以利用如下方法：将复丝的长纤维含浸在粘接处理液中并使其干燥后切断为规定长度的方法、将未处理短纤维在粘接处理液中浸渍规定时间，接着通过离心分离等方法除去剩余的粘接处理液之后使其干燥的方法等。
(硫化剂等添加剂)
橡胶组合物中可以根据需要含有硫化剂或交联剂(或交联剂系)、共交联剂、硫化助剂、硫化促进剂、硫化延迟剂、金属氧化物(例如氧化锌、氧化镁、氧化钙、氧化钡、氧化铁、氧化铜、氧化钛、氧化铝等)、增强剂(炭黑、含水二氧化硅等氧化硅等)、填充剂(粘土、碳酸钙、滑石、云母等)、软化剂(石蜡油、环烷系油等油类等)、加工剂或加工助剂(硬脂酸、硬脂酸金属盐、蜡、石蜡等)、抗老化剂(抗氧化剂、抗热老化剂、防弯曲开裂剂、臭氧劣化防止剂等)、着色剂、增粘剂、增塑剂、偶联剂(硅烷偶联剂等)、稳定剂(紫外线吸收剂、热稳定剂等)、阻燃剂、抗静电剂等。另外，金属氧化物也可以作为交联剂起作用。
作为硫化剂或交联剂，可以根据橡胶成分的种类使用惯用的成分，例如可以例示上述金属氧化物(氧化镁、氧化锌等)、有机过氧化物(二酰基过氧化物、过氧化酯、二烷基过氧化物等)、硫系硫化剂等。作为硫系硫化剂，例如可以举出：粉末硫、沉降硫、胶体硫、不溶性硫、高分散性硫、氯化硫(一氯化硫、二氯化硫等)等。这些交联剂或硫化剂可以单独使用或组合两种以上使用。在橡胶成分为氯丁二烯橡胶的情况下，可以使用金属氧化物(氧化镁、氧化锌等)作为硫化剂或交联剂。另外，金属氧化物可以与其它的硫化剂(硫系硫化剂等)组合使用，金属氧化物及/或硫系硫化剂可以单独使用或与硫化促进剂组合使用。
硫化剂的使用量根据硫化剂及橡胶成分的种类从相对于橡胶成分100质量份为1～20质量份左右的范围内选择。例如，作为硫化剂的有机过氧化物的使用量可以从相对于橡胶成分100质量份为1～8质量份、优选为1.5～5质量份、进一步优选为2～4.5质量份左右的范围内选择，金属氧化物的使用量可以从相对于橡胶成分100质量份为1～20质量份、优选为3～17质量份、进一步优选为5～15质量份(例如为7～13质量份)左右的范围内选择。
作为共交联剂(交联助剂、或共硫化剂co-agent)，可以举出公知的交联助剂，例如多官能(异)氰脲酸酯(例如三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、三烯丙基氰脲酸酯(TAC)等)、聚二烯(例如1,2-聚丁二烯等)、不饱和羧酸的金属盐(例如(甲基)丙烯酸锌、(甲基)丙烯酸镁等)、肟类(例如醌二肟等)、胍类(例如二苯基胍等)、多官能(甲基)丙烯酸酯(例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等)、双马来酰亚胺类(脂肪族双马来酰亚胺、例如N,N’-1,2-乙烯双马来酰亚胺、1,6’-双马来酰亚胺-(2,2,4-三甲基)环己烷等；芳烃双马来酰亚胺或芳香族双马来酰亚胺、例如N-N’-间亚苯基双马来酰亚胺、4-甲基-1,3-亚苯基双马来酰亚胺、4,4’-二苯基甲烷双马来酰亚胺、2,2-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷、4,4’-二苯基醚双马来酰亚胺、4,4’-二苯砜双马来酰亚胺、1,3-双(3-马来酰亚胺苯氧基)苯等)等。这些交联助剂可以单独使用或组合两种以上使用。在这些交联助剂中，优选双马来酰亚胺类(N,N’-间苯双马来酰亚胺等芳烃双马来酰亚胺或芳香族双马来酰亚胺)。通过添加双马来酰亚胺类，可以提高交联度，防止粘合磨损等。
共交联剂(交联助剂)的比例可以从以固体成分换算计相对于橡胶成分100质量份为例如0.01～10质量份左右的范围内选择，也可以为0.1～5质量份(例如0.3～4质量份)、优选为0.5～3质量份(例如：0.5～2质量份)左右。
作为硫化促进剂，例如可以举出：秋兰姆系促进剂(例如四甲基秋兰姆·一硫化物(TMTM)、四甲基秋兰姆·二硫化物(TMTD)、四乙基秋兰姆·二硫化物(TETD)、四丁基秋兰姆·二硫化物(T BTD)、四硫化双五亚甲基秋兰姆(DPTT)、N,N’-二甲基-N,N’-二苯基秋兰姆·二硫化物等)、噻唑系促进剂(例如2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑的锌盐、2-巯基噻唑啉、二苯并噻唑·二硫化物、2-(4’-吗啉基二硫代)苯并噻唑等)等)、次磺酰胺系促进剂(例如N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(CBS)、N,N’-二环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺等)、双马来酰亚胺系促进剂(例如N,N’-间亚苯基双马来酰亚胺、N,N’-1,2-亚乙基双马来酰亚胺等)、胍类(二苯基胍、二邻甲苯基胍等)、脲系或硫脲系促进剂(例如亚乙基硫脲等)、二硫代氨基甲酸盐类、黄原酸盐类等。这些硫化促进剂可以单独使用或组合两种以上使用。在这些硫化促进剂中，通用TMTD、DPTT、CBS等。
硫化促进剂的比例可以以固体成分换算计相对于橡胶成分100质量份为例如0.1～15质量份，优选为0.3～10质量份，进一步优选为0.5～5质量份左右。
增强剂(炭黑、二氧化硅等)的使用量可以相对于橡胶成分的总量100质量份为10～100质量份(优选20～80质量份，进一步优选30～70质量份)左右。另外，软化剂(环烷系油等油类)的使用量可以相对于橡胶成分的总量100质量份为例如1～30质量份，优选为3～20质量份(例如为5～10质量份)左右。抗老化剂的使用量可以相对于橡胶成分的总量100质量份为例如0.5～15质量份，优选为1～10质量份，进一步优选为2.5～7.5质量份(例如为3～7质量份)左右。
(带的结构)
传动用带的结构没有特别限制，只要为具有能够与带轮接触的上述压缩橡胶层的带即可。传动用带多具备在带的长度方向埋设了芯线的粘接橡胶层、形成于该粘接橡胶层一面的压缩橡胶层，进而，也可以具备形成于上述粘接橡胶层的另一面的拉伸橡胶层。另外，上述压缩橡胶层及拉伸橡胶层可以由上述橡胶组合物形成。
图1为表示传动用带的一个例子的概略剖面图。在该例子中，在粘接橡胶层1内埋设有芯线2，在粘接橡胶层1的一个表面上层叠有压缩橡胶层3，在粘接橡胶层1的另一个表面上层叠有拉伸橡胶层4。另外，芯线2以夹持于一对粘接橡胶片材的形态一体埋设。进而，在压缩橡胶层3上层叠有强化布5，通过带有嵌齿的成形模形成嵌齿部6。压缩橡胶层3和强化布5的层叠体通过对强化布和压缩橡胶层用片材(未硫化橡胶片材)的层叠体进行硫化来一体形成。
另外，在上述例子中，虽然图示有齿形V带的例子，但并不限于上述结构，可以应用于具有上述压缩橡胶层的各种带(例如，切边带(rawedge belt)、V形多楔带等)。
(粘接橡胶层)
用于形成粘接橡胶层的橡胶组合物可以与上述橡胶组合物同样地含有橡胶成分(氯丁二烯橡胶等)、硫化剂或交联剂(氧化镁、氧化锌等金属氧化物、硫等硫系硫化剂等)、共交联剂或交联助剂(N,N’-间亚苯基双马来酰亚胺等马来酰亚胺系交联剂等)、硫化促进剂(TMTD、DPTT、CBS等)、增强剂(炭黑、二氧化硅等)、软化剂(环烷系油等油类)、加工剂或加工助剂(硬脂酸、硬脂酸金属盐、蜡、石蜡等)、抗老化剂、粘接性改善剂(间苯二酚-甲醛共缩合物、氨基树脂(含氮环状化合物和甲醛的缩合物，例如：六羟甲基三聚氰胺、六烷氧基甲基三聚氰胺(六甲氧基甲基三聚氰胺、六丁氧基甲基三聚氰胺等)等三聚氰胺树脂、羟甲基脲等尿素树脂、羟甲基苯并胍胺树脂等苯并胍胺树脂等)、它们的共缩合物(间苯二酚-三聚氰胺-甲醛共缩合物等)等)、填充剂(粘土、碳酸钙、滑石、云母等)、着色剂、增粘剂、增塑剂、偶联剂(硅烷偶联剂等)、稳定剂(紫外线吸收剂、热稳定剂等)、阻燃剂、抗静电剂等。另外，在粘接性改善剂中，间苯二酚-甲醛共缩合物及氨基树脂可以为间苯二酚及/或三聚氰胺等含氮环状化合物和甲醛的初始缩合物(预聚物)。
另外，在该橡胶组合物中，作为橡胶成分，多使用与上述压缩橡胶层的橡胶组合物的橡胶成分为同系统(二烯系橡胶等)或同种(氯丁二烯橡胶等)的橡胶。另外，硫化剂或交联剂、共交联剂或交联助剂、硫化促进剂、增强剂、软化剂及抗老化剂的使用量可以分别从与上述压缩橡胶层的橡胶组合物同样的范围内选择。另外，在粘接橡胶层的橡胶组合物中，加工剂或加工助剂(硬脂酸等)的使用量可以相对于橡胶成分100质量份为0.1～10质量份，优选为0.5～5质量份，进一步优选为1～3质量份左右。另外，粘接性改善剂(间苯二酚-甲醛共缩合物、六甲氧基甲基三聚氰胺等)的使用量可以相对于橡胶成分100质量份为0.1～20质量份，优选为1～10质量份，进一步优选为2～8质量份左右。
作为构成芯线的纤维，可以例示与作为上述短纤维例示的纤维同样的纤维。在上述纤维中，从高模量的方面考虑，通用以对苯二甲酸乙二醇酯、2,6-萘二甲酸乙二醇酯等C2-4亚烷基芳酯为主要构成单元的聚酯纤维(聚亚烷基芳酯系纤维)、芳族聚酰胺纤维等合成纤维、碳纤维等无机纤维等，优选聚酯纤维(聚对苯二甲酸乙二醇酯系纤维、萘二甲酸乙二醇酯系纤维)、聚酰胺纤维。纤维也可以为复丝线。复丝线的细度例如可以为2000～10000旦(特别是4000～8000旦)左右。
作为芯线，通常可以使用利用复丝线而成的绞合软线(例如并捻、单捻、同向捻等)。芯线的平均线径(绞合软线的纤维直径)例如可以为0.5～3mm，优选为0.6～2mm，进一步优选为0.7～1.5mm左右。芯线埋设于带的长度方向，也可以与带的长度方向平行地以规定间隔并列埋设。
为了改善与橡胶成分的粘接性，芯线也可以供于与上述短纤维同样的各种粘接处理，例如利用间苯二酚-甲醛-胶乳液(RFL液)的粘接处理。粘接处理一般而言可以通过将纤维浸渍于RFL液后，进行加热干燥而在表面均匀地形成粘接层来进行。作为RFL液的胶乳，例如可以例示与上述RFL液的胶乳同样的橡胶成分，优选氯丁二烯、苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物等。芯线可以在RFL处理前利用环氧化合物、异氰酸酯化合物等反应性化合物进行预处理(预浸)，或在RFL处理之后进行橡胶糊处理(外涂)等粘接处理之后，埋设入橡胶层。
另外，在传动用带中，也可以在上述压缩橡胶层及/或上述拉伸橡胶层的表面层叠强化布。强化布例如可以通过将织布、广角帆布、编织布、无纺布等布料(优选织布)层叠于压缩橡胶层及/或拉伸橡胶层的表面来形成，也可以根据需要进行上述粘接处理，例如用RFL液进行处理(浸渍处理等)、或将粘接橡胶揉入上述布料的摩擦或将上述粘接橡胶和上述布料层叠(涂敷)之后，层叠于压缩橡胶层及/或拉伸橡胶层的表面。
(传输效率)
若使用备有上述压缩橡胶层的传动用带，则可以大幅提高传输效率。传输效率为带将来自驱动带轮的旋转力矩传输至从动带轮的指标，该传输效率越高则表示带的传动损失越小，省燃耗性越优异。在图2所示的将带11架设于驱动带轮(Dr.)12和从动带轮(Dn.)13这两个带轮上而成的双轴布局中，传输效率可以如下求得。
将驱动带轮的转速设为ρ1、带轮半径设为r1时，驱动带轮的旋转力矩T1可以以ρ1×Te×r1表示。Te为由张紧侧张力(带面向驱动带轮一侧的张力Ta)减去松弛侧张力(带面向从动带轮一侧的张力Tb)得到的有效张力。同样，将从动带轮的转速设为ρ2、带轮半径设为r2时，从动带轮的旋转力矩T2由ρ2×Te×r2表示。而且，传输效率T2/T1通过从动带轮的旋转力矩T2除以驱动带轮的旋转力矩T1算出，可以由下式(1)表示。
[式1]
T2/T1=(ρ2×Te×r2)/(ρ1×Te×r1)=(ρ2×r2)/(ρ1×r1)(1)
需要说明的是，实际上传输效率不会为1以上的值，其越接近1，表示带的传动损失越小，省燃耗性越优异。
带的制造方法没有特别限制，可以采用惯用的方法。例如，上述图1所示的带可以通过如下步骤形成：埋设芯线，且用成形模形成上述形态的未硫化橡胶层的层叠体，进行硫化形成带套，将该硫化带套切割成规定尺寸。
实施例
下面，基于实施例对本发明更详细地进行说明，但本发明并不受这些实施例限定。
实施例1～7及比较例1～2
(橡胶层的形成)
表1(压缩橡胶层、拉伸橡胶层)及表2(粘接橡胶层)中的橡胶组合物分别使用班伯里混炼机(Banbury mixer)等公知的方法进行炼胶，使该混炼橡胶通入压延辊制成压延橡胶片材(压缩橡胶层用片材、拉伸橡胶层用片材、粘接橡胶层用片材)。实施例1和实施例3表示芳族聚酰胺短纤维含量不同的例子，实施例2～6表示脂肪酸酰胺含量不同的例子(0.5～10质量份)，实施例7和实施例4表示芳族聚酰胺短纤维和炭黑含量不同的例子。另外，比较例1表示在实施例3的处方中使用硬脂酸代替脂肪酸酰胺的例子，比较例2表示使用一半量的硬脂酸代替实施例7的脂肪酸酰胺的例子。
另外，在实施例及比较例中，作为脂肪酸酰胺，使用硬脂酸酰胺(结构式C18H37NO)(日本化成(株)制“酰胺AP-1”、熔点101℃)，作为短纤维，使用芳族聚酰胺短纤维(平均纤维长度3mm、帝人TechnoProducts(株)制“CONEX短纤维”)。另外，作为短纤维，使用用RFL液(含有间苯二酚及甲醛及作为胶乳的苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶橡胶胶乳)进行了粘接处理且固体成分的附着率为6质量%的短纤维。作为RFL液，使用间苯二酚2.6质量份，37%甲醛1.4质量份，苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶共聚物胶乳(日本瑞翁(株)制)17.2质量份，水78.8质量份。进而，作为增塑剂，使用癸二酸酯系油即DOS(DIC(株)制)，作为炭黑，使用SEAST3(东海CARBON(株)制)，作为抗老化剂，使用NONFLEXOD3(精工化学(株)制)。另外，作为二氧化硅，使用NipsilVN3(东曹SILICA(株)制)。
[表1]
Figure BDA0000418587420000201
[表2]
表2(单位：质量份)
氯丁二烯 100
增塑剂 5
氧化镁 4
二氧化硅 30
炭黑 20
间苯二酚甲醛共聚物 2
抗氧化剂 4
氧化锌 5
硫化促进剂TMTD 1
硬脂酸 2
六甲氧基甲基三聚氰胺 2
合计(质量份) 175
(带的制造)
将强化布和压缩橡胶层用片材(未硫化橡胶)的层叠体以强化布向下的方式设置在交替配置了齿部和槽部的平坦的带有嵌齿的模上，在75℃下进行压制加压，从而制作印有嵌齿部的嵌齿垫(未完全硫化，处于半硫化状态)。接着，自嵌齿山部的顶部垂直切断该嵌齿垫的两端。
在圆筒状的模具上覆盖交替配置了齿部和槽部的内部阴模，使槽部与齿部卡合并卷绕嵌齿垫，在嵌齿山部的顶部接合，在该卷绕的嵌齿垫上层叠粘接橡胶层用片材(未硫化橡胶)后，将芯线旋压为螺旋状，在其上依次卷绕粘接橡胶层用片材(与上述粘接橡胶层用片材相同)和拉伸橡胶层用片材(未硫化橡胶)，制作成形体。然后，覆盖套管并将模具设置于硫化槽中，在温度160℃下硫化20分钟，得到带套。用切割机将该套筒切断为V状，制作图1所示的结构的带，即，在带内周侧具有嵌齿的变速带即切边齿形V带(尺寸：上宽22.0mm、厚度11.0mm、外周长800mm)。
(硫化橡胶物理性能的测定)
1)硬度、拉伸试验、撕裂试验
在温度160℃下将压缩橡胶层用片材压制硫化20分钟，制作硫化橡胶片材(长度100mm、宽度100mm、厚度2mm)。硬度依据JISK6253(2006年)，以重叠三片硫化橡胶片材而成的层叠物为试样，使用A型硬度计硬度试验机测定硬度。
拉伸试验依据JIS K6251(2010年)进行，将硫化橡胶片材冲切为哑铃形而制备试样，利用拉伸试验机拉伸试样，测定其拉伸100%时的应力(100%拉伸应力)、断裂时的强度(断裂强度)及伸长率(断裂伸长率)。在该测定中，对短纤维相对于拉伸方向平行地取向的试样和短纤维相对于拉伸方向垂直地取向的试样进行拉伸试验，对短纤维在平行方向取向的试样，测定断裂强度，对短纤维在垂直方向上取向的试样测定100%拉伸应力、断裂强度以及断裂伸长率。
撕裂试验依据JIS K6252(2007年)进行，将硫化橡胶片材冲切为角形后，使用拉伸试验机对得到的试样进行拉伸，测定撕裂力。在该测定中，在短纤维相对于拉伸方向在垂直方向(即，与撕裂方向平行的方向)取向的状态下进行测定。
2)压缩应力
在温度160℃下将压缩橡胶层用片材压制硫化20分钟，制作硫化橡胶成形体(长度25mm、宽度25mm、厚度12.5mm)。短纤维在相对于压缩面垂直的方向(厚度方向)取向。用两片金属制的压缩板上下夹持该硫化橡胶成形体(在硫化成形体未被压缩板挤压的夹持状态下，以上侧压缩板的位置为初始位置)并以10mm/分钟的速度将上侧压缩板向硫化橡胶成形体挤压(挤压面25mm×25mm)，使硫化橡胶成形体变形20%，在该状态下保持1秒钟之后，将压缩板向上方恢复至初始位置(预压缩)。重复三次该预压缩之后，由第四次压缩试验(条件与预压缩相同)中测得的应力-应变曲线测定硫化橡胶成形体在厚度方向的变形为10%时的应力作为压缩应力。另外，为了减小测定数据的误差，进行三次预压缩。
3)弯曲应力
在温度160℃下将压缩橡胶层用片材压制硫化20分钟，制作硫化橡胶成形体(长度60mm、宽度25mm、厚度6.5mm)。短纤维在与硫化橡胶成形体的宽度平行的方向取向。如图3所示，空开20mm的间隔将该硫化橡胶成形体21置于可转动的一对辊(直径6mm)22a、22b上并支承，在硫化橡胶成形体的上表面中央部在宽度方向(短纤维的取向方向)载置金属制的按压部件23。按压部件23的前端部具有直径10mm的半圆形状，可以在该前端部顺畅地挤压硫化橡胶成形体21。另外，挤压时伴随硫化橡胶成形体21的压缩变形，摩擦力在硫化橡胶成形体21的下表面和辊22a、22b之间起作用，但通过使辊22a、22b能够旋转，可以减小摩擦造成的影响。将按压部件23的前端部与硫化橡胶成形体21的上表面接触且未挤压的状态设为“0”，由该状态以100mm/分钟的速度将按压部件23向下方挤压硫化橡胶成形体21的上表面，测定硫化橡胶成形体21厚度方向的变形为10%时的应力作为弯曲应力。
(带物理性能的测定)
1)摩擦系数测定
对带的摩擦系数而言，如图4所示，将切断的带31的一端部固定于测力传感器32，在另一端部载置3kgf的负载33，将带向带轮34的卷绕角度设为45°，将带31卷绕在带轮34上。然后，以30mm/分钟的速度将测力传感器32侧的带31拉伸15秒左右，测定摩擦传动面的平均摩擦系数。另外，测定时，带轮34以不旋转的方式固定。
2)高负荷运转试验
在该运转试验中，对带在大幅弯曲状态(卷绕于小带轮的状态)下运转时的带的传输效率进行评价。
如图5所示，使用由直径50mm的驱动(Dr.)带轮42和直径125mm的从动(Dn.)带轮43构成的双轴运转试验机进行高负荷运转试验。在各带轮42、43上架设切边齿形V带41，在驱动带轮42的转速为3000rpm下对从动带轮43赋予3N·m的负荷，在室温气氛下使带41运转。然后，运转后立刻从检测器读取从动带轮43的转速，由上述计算式求出传输效率。在表3中，将比较例1的传输效率设为“1”，用相对值表示各实施例及比较例的传输效率，若该值大于1，则判断为带41的传输效率，即省燃耗性高。
3)高速运转试验
在该运转试验中，对带在带轮上向带轮半径方向外侧滑动的状态下移动时带的传输效率进行评价。特别是，若驱动带轮的转速变大，则离心力较强地作用于带。另外，在驱动带轮的松弛侧(图6中的X区域附近)的位置，带张力较弱地起作用，通过与上述离心力的复合作用，在该位置，带即将向带轮半径方向的外侧飞出。若该飞出未顺畅地进行，即摩擦力较强地作用于带的摩擦传动面和带轮之间，则由于该摩擦力而产生带的传动损失，传输效率降低。
如图6所示，使用由直径95mm的驱动(Dr.)带轮52和直径85mm的从动(Dn.)带轮53构成的双轴运转试验机进行高速运转试验。在各带轮52、53上架设切边齿形V带51，在驱动带轮52的转速为5000rpm下对从动带轮53赋予3N·m的负荷，在室温气氛下使带51运转。然后，运转后立刻从检测器读取从动带轮52的转速，由上述计算式求出传输效率。在表3中，将比较例1的传输效率设为“1”，以相对值表示各实施例及比较例的传输效率，若该值大于1，则判断为传输效率，即省燃耗性高。
4)耐久运转试验
如图7所示，使用由直径50mm的驱动(Dr.)带轮62和直径125mm的从动(Dn.)带轮63构成的双轴运转试验机进行耐久运转试验。接着，在各带轮62、63上架设切边齿形V带61，在驱动带轮62的转速为5000rpm下对从动带轮63赋予10N·m的负荷，在80℃的气氛温度下使带61最多运转60小时。若带61运转60小时，则判断为耐久性没有问题。另外，目视观察运转后的压缩橡胶侧面(与带轮相接的面)，判断有无裂纹。
结果
将硫化橡胶物理性能和带物理性能示于表3。
[表3]
由表3明确，在实施例中，即使不增加硬度，断裂强度(短纤维平行方向)、100%拉伸应力、撕裂力及断裂伸长率也高，传输效率(高负荷移动、高速移动)及耐久性也高，省燃耗性优异。另外，即使硬度高，断裂强度、撕裂力也高，传输效率(高负荷移动、高速移动)及耐久性也高。更详细的情况如下所述。
1)硫化橡胶物理性能
根据实施例2～6，若脂肪酸酰胺的含量变多，则虽然稍微确认到硬度降低，但并无显著差别。在短纤维及炭黑含量多的实施例7及比较例2中，硬度非常高，达到94°。根据实施例3和比较例1的对比，即使将脂肪酸酰胺变更为硬脂酸，硬度也未发生变化。
根据实施例2～6，伴随脂肪酸酰胺量的增加，存在断裂强度(短纤维平行方向)、100%拉伸应力、撕裂力变高的倾向。认为其理由是因为脂肪酸酰胺和短纤维的粘接成分化学性相互作用，短纤维和橡胶组合物的粘接性提高。认为特别是由于不易反映短纤维弹性模量的短纤维垂直方向的100%拉伸应力增大，因此，上述相互作用得到证实。另外，根据实施例3和比较例1的对比，脂肪酸酰胺与硬脂酸相比，断裂强度(短纤维平行、垂直方向)、100%拉伸应力、撕裂力均显示较高的值。断裂伸长率存在伴随脂肪酸酰胺的混合量增加而降低的倾向。认为其理由是因为短纤维和橡胶组合物的粘接性提高从而使模量变高。
可能是由于脂肪酸酰胺作为内部润滑剂起作用，基体橡胶变得柔软，确认到压缩应力和弯曲应力存在伴随脂肪酸酰胺量的增加而降低的倾向。在短纤维及炭黑含量多的实施例7及比较例2中，压缩应力和弯曲应力变得非常高。
2)带物理性能
由于脂肪酸酰胺在压缩橡胶层的表面喷霜(bloom)，因此，存在摩擦系数伴随脂肪酸酰胺量的增加而降低的倾向，若超过规定量(实施例4的4质量份左右)，则发现摩擦系数存在较大的差异。
与比较例1相比，实施例1～6的传输效率(高负荷移动、高速移动)高，省燃耗性优异。另外，脂肪酸酰胺的混合量越多，传输效率越高。
在短纤维及炭黑含量多的实施例7及比较例2中，虽然均显示非常高的弯曲应力，但比较例2的传输效率最低，与此相对，实施例7显示较高的传输效率。
在实施例1～7中，可能是由于脂肪酸酰胺在压缩橡胶层的表面喷霜(bloom)，高速移动性提高，带顺畅地向带轮半径方向外侧飞出，带的传动损失变小。
关于耐久运转，实施例1～7运转60小时，压缩橡胶层上未产生裂纹，显示较高的耐久性。与此相对，在比较例1中，在压缩橡胶层和粘接橡胶层间产生剥离，寿命为25小时，在比较例2中，运转了60小时，但由于短纤维及炭黑的含量多，硬度大且撕裂力低，因此，在压缩橡胶层上产生裂纹。
实施例8及比较例3
为了对脂肪酸酰胺及硬脂酸和短纤维种类的关系进行研究，评价硫化橡胶物理性能。将牛仔布未处理品(长度6mm左右的短纤维)在上述实施例1中使用的RFL液中进行浸渍处理(胶乳为苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物)10分钟后，离心分离除去剩余的RFL液，在160℃、1小时的条件下在干燥烤箱中干燥，制作牛仔布处理品。得到的牛仔布处理品的RFL成分的附着率为13质量%。
使用上述牛仔布处理品(下面称为处理牛仔布)，并且在实施例8中使用脂肪酸酰胺，在比较例3中使用硬脂酸代替脂肪酸酰胺，与实施例3同样地制作压延橡胶片材。在温度160℃下将该压延橡胶片材压制硫化20分钟，制作硫化橡胶片材(长度100mm、宽度100mm、厚度2mm)。
与上述同样地测定作为硫化橡胶物理性能的硬度、100%拉伸应力、断裂强度、断裂伸长率、撕裂力。将结果示于表4。
[表4]
Figure BDA0000418587420000291
根据表，若使用处理牛仔布(实施例8)，则短纤维平行方向的断裂强度、短纤维垂直方向的100%拉伸应力、断裂强度、撕裂力均显示较高的值，断裂伸长率降低。另外，与硬脂酸(比较例3)相比，脂肪酸酰胺(实施例8)的短纤维平行方向的断裂强度、短纤维垂直方向的100%拉伸应力、断裂强度、撕裂力均较高，断裂伸长率低。另外，在上述芳族聚酰胺短纤维(实施例3和比较例1的比较)中也确认到这样的倾向，判明与纤维种类没有关系。
实施例9～10
作为脂肪酸酰胺，使用双酰胺(乙烯双油酸酰胺(结构式C38H72N2O2)、日本化成(株)制“Slipacks O”、熔点119℃)、酯酰胺(乙醇胺二硬脂酸酯、日本化成(株)制“Sliaid S”、熔点100℃)，除此以外，与实施例3同样地制作硫化橡胶片材。将硫化橡胶物理性能的结果示于表5。另外，为了参考，也一并记载实施例3及比较例1的数据。
[表5]
Figure BDA0000418587420000301
与使用硬脂酸的比较例1相比，使用脂肪酸酰胺的实施例3、9、10的短纤维平行方向的断裂强度、短纤维垂直方向的100%拉伸应力、断裂强度、撕裂力均显示较高的值，断裂伸长率降低。
另外，参照特定的实施方式对本发明详细地进行了说明，可以在不脱离本发明的精神及范围的情况下添加各种修正及变更对于本领域从业人员而言是显而易见的。
本申请基于2011年5月20日申请的日本专利申请2011-113777，其内容在其中作为参考被引用。
工业上的可利用性
本发明的传动用带可以用作要求降低传动损失的各种带，优选为摩擦传动用带。作为摩擦传动用带，例如可以例示：剖面为V字形的切边带、切边带的内周侧或内周侧及外周侧两侧设有嵌齿的切边齿形V带、V形多楔带等。特别优选应用于带运转中变速比无级变化的变速机中所使用的带(变速带)。
标号说明
1...粘接橡胶层
2...芯线
3...压缩橡胶层
4...拉伸橡胶层

Claims (10)

1.一种传动用带，其具备在带的长度方向埋设了芯线的粘接橡胶层、形成于该粘接橡胶层的一面上的压缩橡胶层和形成于上述粘接橡胶层的另一面的拉伸橡胶层，其中，至少上述压缩橡胶层含有脂肪酸酰胺和短纤维。
2.根据权利要求1所述的传动用带，其中，短纤维至少含有进行了粘接处理的短纤维。
3.根据权利要求1或2所述的传动用带，其中，脂肪酸酰胺含有选自饱和或不饱和长链脂肪酸酰胺及饱和或不饱和长链脂肪酸酯酰胺中的至少一种。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的传动用带，其中，短纤维至少含有芳族聚酰胺纤维。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的传动用带，其中，压缩橡胶层的橡胶成分含有氯丁二烯橡胶，脂肪酸酰胺至少含有碳原子数10～26的饱和或不饱和脂肪酸单酰胺，在短纤维上附着有至少含有间苯二酚和甲醛的初始缩合物及胶乳的粘接成分。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的传动用带，其中，在短纤维上附着有含有苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物的粘接成分。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的传动用带，其中，相对于原料橡胶成分100质量份，构成压缩橡胶层的橡胶组合物以脂肪酸酰胺0.5～10质量份、短纤维10～40质量份的比例含有脂肪酸酰胺和短纤维。
8.一种橡胶组合物，其用于形成选自传动用带的压缩橡胶层及拉伸橡胶层中的至少一个橡胶层，其中，所述组合物含有橡胶成分、脂肪酸酰胺和短纤维。
9.根据权利要求8所述的橡胶组合物，其中，短纤维至少含有进行了粘接处理的短纤维。
10.一种方法，其用权利要求8或9所述的橡胶组合物形成传动用带的压缩橡胶层，以减少传动损失。
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