CN108884907B - 摩擦传动带 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种摩擦传动带，其是具备与沿着带长度方向延伸的芯体的至少一部分接触的胶粘橡胶层的摩擦传动带，其中，上述胶粘橡胶层由含有橡胶成分和填料的第一硫化橡胶组合物形成，上述填料相对于橡胶成分100质量份含有30质量份以上的炭黑和0.1～15质量份的二氧化硅，并且上述芯体在表面具有由含有橡胶成分和二氧化硅的第二硫化橡胶组合物形成的外敷层。

Description

摩擦传动带
技术领域
本发明涉及V型带、多楔带等摩擦传动面倾斜形成为V字形的摩擦传动带，详细而言，涉及耐界面剥离、耐磨损性和低摩擦系数等力学特性优良的摩擦传动带。
背景技术
以往，作为传递动力的传动带，已知V型带、多楔带、平带等摩擦传动带。以V形角度形成摩擦传动面(V字形侧面)的V型带、多楔带在驱动带轮与从动带轮之间施加张力并挂设，以V字形侧面与带轮的V形槽接触的状态在两轴间旋转行走。在该过程中，利用由V字形侧面与带轮V形槽之间的推力产生的摩擦所伴随的能量，来进行动力的传递。这些摩擦传动带在橡胶主体中(压缩橡胶层与延伸橡胶层之间)沿着带长度方向埋设有芯体，该芯体承担着将来自驱动带轮的动力向着从动带轮传递的作用。另外，为了提高芯线与橡胶的胶粘性，通常设置有胶粘橡胶层。
V型带有摩擦传动面(V字形侧面)为露出状态的橡胶层的切边(Raw-Edge)型(切边V型带)和摩擦传动面(V字形侧面)被包覆布覆盖的包布(Wrapped)型(包布V型带)，根据摩擦传动面的表面性状(橡胶层与包覆布的摩擦系数)的差异并根据用途区分使用。另外，切边型的带有切边齿形V型带，其仅在带的下表面(内周面)或在带的下表面(内周面)及上表面(外周面)这两面设置嵌齿来改善弯曲性。
切边V型带、切边齿形V型带主要用于一般产业机械、农业机械的驱动、汽车发动机中的辅机驱动等。另外，作为其它用途，有自动两轮车等带式无级变速装置中使用的被称为变速带的切边齿形V型带。
如图1所示，带式无级变速装置30是在驱动带轮31与从动带轮32上挂设摩擦传动带1、使变速比无级变化的装置。各带轮31、32由沿轴向固定的固定带轮片31a、32a和沿轴向可动的可动带轮片31b、32b构成，并且具有能够连续改变由这些固定带轮片31a、32a和可动带轮片31b、32b形成的带轮31、32的V形槽的宽度的结构。上述传动带1的宽度方向的两端面以坡度与各带轮31、32的V形槽的对向面一致的锥形面形成，与变更后的V形槽的宽度相应地嵌入到V形槽的对向面的上下方向的任意位置。例如，通过缩窄驱动带轮31的V形槽的宽度、加宽从动带轮32的V形槽的宽度而从图1的(a)所示的状态变更为图1的(b)所示的状态时，传动带1在驱动带轮31侧向着V形槽的上方移动、在从动带轮32侧向着V形槽的下方移动，在各带轮31、32上的挂设半径连续地改变，从而能够使变速比无级改变。这种用途中所使用的变速带在带大幅弯曲且高负荷的严苛配置中使用。即，为了不仅耐受驱动带轮与从动带轮的两轴间的挂设旋转行走、而且耐受向着带轮半径方向的移动、因挂设半径的连续变化而反复进行的弯曲动作等高负荷环境下的严苛动作而进行了特别设计。
因此，承担着这种变速带等摩擦传动带的耐久性的重要因素之一是由带轮受到的耐侧压性。以往，作为提高耐侧压性的对策，在压缩橡胶层、延伸橡胶层中使用通过配合短纤维等而增强后的力学特性大的橡胶组合物。另一方面，过度提高胶粘橡胶层的力学特性时，耐弯曲疲劳性降低，因此，作为胶粘橡胶层，使用力学特性较小的橡胶组合物。
例如，在专利文献1中公开了一种传动用V型带，其中，将延伸橡胶层和压缩橡胶层中的至少一者的橡胶硬度设定为90～96°、将胶粘橡胶层的橡胶硬度设定为83～89°的范围，在延伸橡胶层和压缩橡胶层中使芳族聚酰胺短纤维沿着带宽度方向进行取向。该文献中，防止过早产生裂纹、各橡胶层和软线的分离(剥离)，提高耐侧压性，从而提高高负荷传动能力。此外，作为胶粘橡胶层，记载了含有氯丁橡胶100质量份、增强性填充剂(炭黑)40～60质量份和二氧化硅5～30质量份的橡胶组合物，记载了二氧化硅配合量少于5质量份时胶粘力增强效果几乎消失。需要说明的是，实施例中的胶粘橡胶层的详细不清楚。
但是，在这样的橡胶组合物的配方设计的观点之下，担心会随着高负荷环境下的带行走而发生、导致耐久性(寿命)降低的以下(1)～(4)的不良情况。
(1)芯线与胶粘橡胶层的胶粘性低时，在芯线与胶粘橡胶层之间发生剥离。
(2)带的与带轮的接触面(传动面)的摩擦系数高时，带无法顺利地移动，因此，带容易变形(特别是被称为凹陷的压曲)。
(3)随着带向带轮半径方向的移动、变形(压曲)，在带内部产生剪切应力，特别是在力学特性存在差异的界面(此时为压缩橡胶层或延伸橡胶层与胶粘橡胶层的界面)处，剪切应力容易集中，从而发生界面剥离(龟裂)。
(4)带的与带轮的接触面(传动面)由于与带轮的滑动而发生磨损。
即，为了得到用于耐受带在高负荷环境下的严苛动作的高度的耐久性(高寿命)，需要不仅满足耐侧压性、而且满足全部上述特性的特别设计。特别是对于胶粘橡胶层而言，对用于解决芯线与胶粘橡胶层的胶粘性、因剪切应力集中引起的界面剥离等问题的配方对策进行了研究。
关于芯线与胶粘橡胶层的胶粘性，有配合胶粘性高的二氧化硅作为增强材料的现有技术。例如，在专利文献2中公开了一种动力传动带，其由橡胶组合物的有机过氧化物交联物构成，所述橡胶组合物是相对于含有乙烯-α-烯烃弹性体的橡胶成分100质量份配合二氧化硅20～70质量份和炭黑1～10质量份而成。
此外，在专利文献3中，作为用于包覆构成动力传动用带的芯线的纤维的橡胶组合物，公开了相对于乙烯-α-烯烃-二烯共聚物100质量份含有二氧化硅1～100质量份、硅烷偶联剂0.01～15质量份和炭黑等填充剂0.1～30质量份的第一橡胶组合物，作为用于包覆或埋设被该第一橡胶组合物包覆的纤维的橡胶组合物，公开了相对于乙烯-α-烯烃-二烯共聚物100质量份含有二氧化硅1～100质量份和炭黑等填充剂1～100质量份的第二橡胶组合物。在该文献的实施例中，作为第一橡胶组合物，制备了相对于EPDM 100质量份含有炭黑5质量份和含水二氧化硅20质量份的组合物，作为第二橡胶组合物，制备了相对于EPDM 100质量份含有炭黑35质量份和含水二氧化硅20质量份的组合物。
但是，在配合二氧化硅作为增强材料的这些方法中，虽然胶粘性提高，但是，与炭黑等其它增强材料相比，对于耐界面剥离、耐磨损性和低摩擦系数等力学特性变得不利。其理由是因为：配合大量二氧化硅时，混炼等加工变得困难，因此，配合量存在限度，不能充分地提高胶粘橡胶层的力学特性。即，不能将胶粘橡胶层的力学特性提高至缩小压缩橡胶层或延伸橡胶层与胶粘橡胶层的力学特性的差异从而能够防止界面剥离的水平。另外，对于二氧化硅而言，不能增量至能够充分降低摩擦系数的程度。另外，与其它增强材料相比，配合有二氧化硅的橡胶组合物的耐磨损性降低。此外，配合大量二氧化硅时，在带行走中带轮发生磨损，特别是在带轮由铝等软质材料形成的情况下明显。
另一方面，在专利文献4中，作为橡胶V型带的胶粘橡胶层，公开了相对于氯丁橡胶100质量份含有金属氧化物硫化剂1～20质量份、二氧化硅5～30质量份、增强性填充剂15～50质量份和双马来酰亚胺2～10质量份的橡胶组合物。在该文献的实施例中，记载了：制备相对于氯丁橡胶100质量份含有炭黑35质量份、二氧化硅25质量份和双马来酰亚胺2～8质量份的胶粘橡胶组合物，通过在胶粘橡胶层中配合双马来酰亚胺，利用交联密度的增加效果使得弹性模量升高，压缩永久变形也小，耐疲劳性优良。
但是，即使利用该胶粘橡胶层，对于近年来高负荷环境的进一步要求也不充分，而且，增加双马来酰亚胺的配合量而过度提高硬度时，耐弯曲疲劳性降低。
即，在现有技术中，如专利文献1～4的带那样，虽然提出了解决各个问题的方法，但无法说能够全部满足耐受变速带那样的高负荷环境下的严苛动作所需的特性。详细而言，在现有技术中，还没有能够实现在维持胶粘橡胶层与芯线的胶粘性的同时也确保力学特性(满足耐界面剥离(剪切应力的分散)、耐磨损性)、进而也能够抑制带轮的磨损的特殊产品设计。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-238596号公报
专利文献2：日本特开2008-261473号公报
专利文献3：日本特开2012-177068号公报
专利文献4：日本特开昭61-290255号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于，提供即使在变速带等高负荷环境下的严苛状况下也能够抑制层间或芯体的剥离或龟裂、并且能够抑制带和带轮的磨损的摩擦传动带。
本发明的另一目的在于提供能够提高耐弯曲疲劳性的摩擦传动带。
用于解决问题的方法
本发明人为了解决上述问题而进行了深入研究，结果发现，通过由含有橡胶成分和规定比例的炭黑和二氧化硅的硫化橡胶组合物形成摩擦传动带的胶粘橡胶层，并且利用由含有橡胶成分和二氧化硅的硫化橡胶组合物形成的外敷层包覆芯体的表面，由此，即使在变速带等高负荷环境下的严苛状况下，也能够抑制层间或芯线的剥离或龟裂，并且能够抑制带和带轮的磨损，从而完成了本发明。
即，本发明的摩擦传动带为具备与沿着带长度方向延伸的芯体的至少一部分接触的胶粘橡胶层的摩擦传动带，其中，上述胶粘橡胶层由含有橡胶成分和填料的第一硫化橡胶组合物形成，上述填料相对于橡胶成分100质量份含有30质量份以上的炭黑和0.1～15质量份的二氧化硅，并且上述芯体在表面具有由含有橡胶成分和二氧化硅的第二硫化橡胶组合物形成的外敷层。上述第一硫化橡胶组合物中，上述炭黑的比例可以是相对于上述橡胶成分100质量份为30～60质量份。上述第一硫化橡胶组合物的二氧化硅的比例可以是相对于上述炭黑100质量份为10～30质量份。上述第二硫化橡胶组合物的二氧化硅的比例可以是相对于橡胶成分100质量份为10质量份以上(特别是15～50质量份)。上述外敷层的平均厚度可以为5～30μm。上述第一硫化橡胶组合物和/或第二硫化橡胶组合物的橡胶成分可以为氯丁橡胶。上述芯体可以包含含有聚酯纤维和/或聚酰胺纤维的绞合软线。
发明效果
在本发明中，摩擦传动带的胶粘橡胶层由含有橡胶成分和规定比例的炭黑和二氧化硅的硫化橡胶组合物形成，并且芯体的表面利用由含有橡胶成分和二氧化硅的硫化橡胶组合物形成的外敷层包覆。因此，胶粘橡胶层专用于高的力学特性(高弹性模量化)所带来的应力分散功能，并且芯体的外敷层专用于胶粘功能。其结果是，即使在变速带等高负荷环境下的严苛状况下，也能够抑制层间或芯体的剥离或龟裂，并且能够抑制带和带轮的磨损。此外，通过将胶粘橡胶层中的炭黑的比例调整至相对于橡胶成分100质量份为60质量份以下，还能够提高耐弯曲疲劳性。
附图说明
图1是用于说明带式无级变速装置的变速机制的概略图。
图2是示出本发明的摩擦传动带的一例的概略透视图。
图3是将图2的摩擦传动带沿着带长度方向切断的概略截面图。
图4是用于说明实施例中的摩擦传动带的耐久行走试验的概略图。
具体实施方式
[摩擦传动带的结构]
本发明的摩擦传动带只要是胶粘橡胶层由含有橡胶成分和含有炭黑和比较少量的二氧化硅的填料的第一硫化橡胶组合物形成、并且芯体的表面被由含有橡胶成分和二氧化硅的第二硫化橡胶组合物形成的外敷层包覆即可。通常，本发明的摩擦传动带具备沿着带的长度方向延伸的芯体、埋设有该芯体的胶粘橡胶层、形成于该胶粘橡胶层的一面的压缩橡胶层和形成于上述胶粘橡胶层的另一面的延伸橡胶层。
作为本发明的摩擦传动带，可以例示例如V型带[包布V型带、切边V型带、切边齿形V型带(在切边V型带的内周侧形成有嵌齿的切边齿形V型带、在切边V型带的内周侧和外周侧这两侧形成有嵌齿的切边双面齿形V型带)]、多楔带、平带等。这些摩擦传动带中，从大幅受到来自带轮的侧压的观点出发，优选摩擦传动面倾斜为V字形(以V形角度)而形成的V型带或多楔带，从用于要求高度兼顾耐侧压性和省燃料性的带式无级变速装置的观点出发，特别优选切边齿形V型带。
图2是示出本发明的摩擦传动带(切边齿形V型带)的一例的概略透视图，图3是将图2的摩擦传动带沿着带长度方向切断的概略截面图。
在该例中，摩擦传动带1在带主体的内周面具有沿着带的长度方向(图中的A方向)隔着规定间隔形成的多个嵌齿部1a，该嵌齿部1a的长度方向上的截面形状为大致半圆状(弯曲状或波形)，在与长度方向正交的方向(宽度方向或图中的B方向)的截面形状为梯形。即，各嵌齿部1a在带厚度方向上、在A方向的截面(图3)中从嵌齿底部1b呈大致半圆状地突出。摩擦传动带1具有层叠结构，从带外周侧向着内周侧(形成有嵌齿部1a的一侧)依次层叠有增强布2、延伸橡胶层3、胶粘橡胶层4、压缩橡胶层5、增强布6。带宽度方向上的截面形状为带宽度从带外周侧向着内周侧变小的梯形。进而，在胶粘橡胶层4内埋设有芯体4a，上述嵌齿部1a利用带嵌齿的成形模具形成于压缩橡胶层5。
[胶粘橡胶层]
出于使芯体与用于形成带的橡胶材料胶粘的目的，胶粘橡胶层(胶粘层)与芯体的至少一部分接触地设置。在本发明中，该胶粘橡胶层由含有橡胶成分和填料的硫化橡胶组合物形成。
(橡胶成分)
作为橡胶成分，可以例示出公知的可硫化或交联的橡胶成分和/或弹性体，例如二烯类橡胶[例如，天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁橡胶(CR)、丁苯橡胶(SBR)、乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶(丁腈橡胶)；氢化丁腈橡胶(包含氢化丁腈橡胶与不饱和羧酸金属盐的混合聚合物)等上述二烯类橡胶的氢化物等]、烯烃类橡胶[例如，乙烯-α-烯烃类橡胶(乙烯-α-烯烃弹性体)、聚辛烯橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、烷基化氯磺化聚乙烯橡胶等]、表氯醇橡胶、丙烯酸类橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、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。
这些橡胶成分中，从硫化剂和硫化促进剂容易扩散的观点出发，广泛使用乙烯-α-烯烃弹性体(乙烯-丙烯共聚物(EPM)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)等乙烯-α-烯烃类橡胶)、氯丁橡胶，特别是在变速带等高负荷环境下使用的情况下，从机械强度、耐候性、耐热性、耐寒性、耐油性、胶粘性等的平衡优良的观点出发，优选氯丁橡胶、EPDM。进一步，从在上述特性的基础上耐磨损性也优良的观点出发，特别优选氯丁橡胶。氯丁橡胶既可以是硫改性型，也可以是非硫改性型。
在橡胶成分含有氯丁橡胶的情况下，橡胶成分中的氯丁橡胶的比例可以为约50质量％以上(特别是约80质量％～约100质量％)，特别优选为100质量％(只有氯丁橡胶)。
(填料)
在本发明中，为了飞跃性地提高耐疲劳破坏性和耐磨损性，含有炭黑作为填料。炭黑的平均粒径例如为约5nm～约200nm、优选为约10nm～约150nm、进一步优选为约15nm～约100nm，从增强效果高的观点出发，可以为小粒径的炭黑，例如为约5nm～约38nm、优选为约10nm～约35nm、进一步优选为约15nm～约30nm。作为小粒径的炭黑，例如可以例示出SAF、ISAF-HM、ISAF-LM、HAF-LS、HAF、HAF-HS等。这些炭黑可以单独或组合使用。
在本发明中，上述炭黑的比例是相对于上述橡胶成分100质量份为30质量份以上。炭黑与二氧化硅相比，即使大量配合也能够抑制加工性的降低。因此，与配合大量二氧化硅的现有的胶粘橡胶层相比，能够提高胶粘橡胶层的力学特性(弹性模量)，因此能够降低胶粘橡胶层的摩擦系数。此外，含有比较大量的炭黑的胶粘橡胶层与压缩橡胶层(或延伸橡胶层)的力学特性的差异减小，即使在高负荷环境下的带行走中的严苛动作下带受到剪切应力，胶粘橡胶层与压缩橡胶层(或延伸橡胶层)的界面也不会形成剪切应力的集中点，不易发生界面剥离(龟裂)。此外，与二氧化硅相比，含有炭黑的橡胶组合物的耐磨损性优良，因此，能够提高胶粘橡胶层的耐磨损性。
另外，从能够抑制耐弯曲疲劳性的降低的观点出发，上述炭黑的比例可以是相对于上述橡胶成分为100质量份以下。进一步，炭黑的比例是相对于橡胶成分100质量份优选为30～80质量份(特别是30～60质量份)，特别优选为40～60质量份(特别是45～60质量份)，例如可以为约50质量份～约70质量份(特别是约55质量份～约65质量份)。炭黑的比例过少时，有可能弹性模量不足而耐疲劳破坏性、耐磨损性降低，过多时，有可能弹性模量变得过高而耐弯曲疲劳性降低。
在本发明中，从不使胶粘橡胶层的力学特性降低、能够提高胶粘橡胶层的胶粘性的观点出发，进一步含有比较少量的二氧化硅作为填料。二氧化硅是由硅酸和/或硅酸盐形成的微细的蓬松的白色粉末，在其表面存在有多个硅烷醇基，因此，能够与橡胶成分化学性胶粘。
二氧化硅包含干式二氧化硅、湿式二氧化硅、表面处理后的二氧化硅等。另外，二氧化硅也可以通过依据制法的分类而分类为例如干法白炭黑、湿法白炭黑、胶态二氧化硅、沉淀二氧化硅等。这些二氧化硅可以单独使用或组合使用两种以上。其中，从表面硅烷醇基多、与橡胶的化学结合力强的观点出发，优选以含水硅酸作为主要成分的湿法白炭黑。
二氧化硅的平均粒径例如为约1nm～约1000nm、优选为约3nm～约300nm、进一步优选为约5nm～约100nm(特别是约10nm～约50nm)。二氧化硅的粒径过大时，有可能胶粘橡胶层的机械特性降低，过小时，有可能难以均匀地分散。
另外，二氧化硅可以为非多孔质或多孔质中的任一者，基于BET法的氮吸附比表面积例如可以为约50m2/g～约400m2/g、优选为约70m2/g～约350m2/g、进一步优选为约100m2/g～约300m2/g(特别是约150m2/g～约250m2/g)。比表面积过大时，有可能难以均匀地分散，比表面积过小时，有可能胶粘橡胶层的机械特性降低。
二氧化硅的比例与为了提高胶粘性而配合在现有的胶粘橡胶层中的比例相比为少量。即，在本发明中，芯体的外敷层含有二氧化硅，因此，在胶粘橡胶层中无需大量的二氧化硅。在本发明中，外敷层含有二氧化硅，胶粘橡胶层以较少的比例含有二氧化硅，由此，能够兼顾作为相反特性的胶粘橡胶层的力学特性和胶粘性(例如，与芯体的胶粘性)，特别是能够高度地提高胶粘性。
具体的二氧化硅的比例是相对于橡胶成分100质量份例如为约0.1质量份～约15质量份(例如约0.1质量份～约10质量份)、优选为约1质量份～约14质量份、进一步优选为约3质量份～约13质量份(特别是约5质量份～约12质量份)。二氧化硅的比例过少时，有可能表现不出胶粘性的提高效果。二氧化硅的比例过多时，有可能耐界面剥离性、耐磨损性和低摩擦系数等力学特性降低。
此外，二氧化硅的比例是相对于炭黑100质量份为约40质量份以下，例如为约5质量份～约35质量份、优选为约10质量份～约30质量份、进一步优选为约15质量份～约25质量份。
填料可以进一步含有惯用的填料。作为惯用的填料，可以列举例如：粘土、碳酸钙、滑石、云母等。这些惯用的填料可以单独使用或组合使用两种以上。
相对于填料整体，炭黑的比例可以为50质量％以上，优选可以为60质量％以上、进一步优选可以为70质量％以上(特别是80质量％以上)，也可以为90质量％以上(特别是99.9质量％以上)。炭黑的比例过少时，有可能胶粘橡胶层的力学特性降低。
填料的比例(合计比例)是相对于橡胶成分100质量份例如为约30质量份～约100质量份、优选为约40质量份～约80质量份、进一步优选为约50质量份～约70质量份(特别是约55质量份～约65质量份)。填料的比例过少时，有可能因弹性模量的降低而耐磨损性降低，相反过多时，弹性模量变得过高，发热也多，有可能在延伸橡胶层和压缩橡胶层中过早产生龟裂。
(添加剂)
在用于形成胶粘橡胶层的橡胶组合物中，可以根据需要含有硫化剂或交联剂(或交联剂类)、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)、软化剂(石蜡油、环烷烃类油等油类等)、加工剂或加工助剂(硬脂酸等脂肪酸、硬脂酸金属盐等脂肪酸金属盐、硬脂酸酰胺等脂肪酸酰胺、蜡、石蜡等)、胶粘性改善剂[间苯二酚-甲醛共缩合物(RF缩合物)、氨基树脂(含氮环状化合物与甲醛的缩合物，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、羟甲基脲等脲树脂、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]、短纤维(聚酯短纤维、芳族聚酰胺短纤维等)、抗老化剂(抗氧化剂、抗热老化剂、抗弯曲龟裂剂、抗臭氧劣化剂等)、着色剂、增粘剂、增塑剂、润滑剂、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。需要说明的是，金属氧化物可以作为交联剂发挥作用。另外，胶粘性改善剂中，间苯二酚-甲醛共缩合物和氨基树脂可以为间苯二酚和/或三聚氰胺等含氮环状化合物与甲醛的初期缩合物(预聚物)。
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)、硫类硫化剂等。作为硫类硫化剂，可以列举例如粉末硫、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使用两种以上。橡胶成分为氯丁橡胶时，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。需要说明的是，金属氧化物可以与其它硫化剂(硫类硫化剂等)组合使用，金属氧化物和/或硫类硫化剂可以单独使用或者与硫化促进剂组合使用。
硫化剂的比例可以根据硫化剂和橡胶成分的种类从相对于橡胶成分100质量份为约1质量份～约20质量份的范围内选择。例如，作为硫化剂的有机过氧化物的比例可以从相对于橡胶成分100质量份为约1质量份～约8质量份、优选为约1.5质量份～约5质量份、进一步优选为约2质量份～约4.5质量份的范围内选择，金属氧化物的比例可以从相对于橡胶成分100质量份为约1质量份～约20质量份、优选为约3质量份～约17质量份、进一步优选为约5质量份～约15质量份(特别是约7质量份～约13质量份)的范围内选择。
作为共交联剂(交联助剂、或共硫化剂co-agent)，可以列举公知的交联助剂，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-亚乙基双马来酰亚胺、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’-二苯基砜双马来酰亚胺、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使用两种以上。这些交联助剂中，优选双马来酰亚胺类(N,N’-间亚苯基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，能够提高交联度，防止粘附磨损等。
共交联剂(交联助剂)的比例以固体成分换算计可以从相对于橡胶成分100质量份为约0.01质量份～约10质量份的范围内选择，例如可以为约0.1质量份～约10质量份(例如约0.3质量份～约8质量份)、优选为约0.5质量份～约6质量份(特别是约1质量份～约5质量份)。
作为硫化促进剂，可以列举例如秋兰姆类促进剂[例如，四甲基秋兰姆单硫化物(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(TBTD)、双五亚甲基秋兰姆四硫化物(DPTT)、N,N’-二甲基-N,N’-二苯基秋兰姆二硫化物等]、噻唑类促进剂[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、二苯并噻唑基二硫化物、2-(4’-吗啉基二硫代)苯并噻唑等)等]、次磺酰胺类促进剂[例如，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS)、N,N’-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺等]、胍类(二苯基胍、二邻甲苯基胍等)、脲类或硫脲类促进剂(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使用两种以上。这些硫化促进剂中，广泛使用TMTD、DPTT、CBS等。
硫化促进剂的比例可以是以固体成分换算计相对于橡胶成分100质量份例如为约0.1质量份～约15质量份、优选为约0.3质量份～约10质量份、进一步优选为约0.5质量份～约5质量份。
软化剂(环烷烃类油等油类)的比例可以是相对于橡胶成分的总量100质量份例如为约1质量份～约30质量份、优选为约3质量份～约20质量份(例如约5质量份～约10质量份)。另外，加工剂或加工助剂(硬脂酸等)的比例可以是相对于橡胶成分100质量份为约10质量份以下(例如，约0质量份～约10质量份)、优选为约0.1质量份～约5质量份、进一步优选为约0.3质量份～约3质量份(特别是约0.5质量份～约2质量份)。
胶粘性改善剂(间苯二酚-甲醛共缩合物、六甲氧基甲基三聚氰胺等)的比例可以是相对于橡胶成分100质量份为约0.1质量份～约20质量份、优选为约0.3质量份～约10质量份、进一步优选为约0.5质量份～约5质量份(约1质量份～约3质量份)。
抗老化剂的比例可以是相对于橡胶成分的总量100质量份例如为约0.5质量份～约15质量份、优选为约1质量份～约10质量份、进一步优选为约2.5质量份～约7.5质量份(特别是约3质量份～约7质量份)。
(胶粘橡胶层的特性)
胶粘橡胶层的力学特性可以根据要求性能适当选择，例如，在基于JIS K6253(2012)的方法中，橡胶硬度例如可以为约75°～约90°、优选为约80°～约88°、进一步优选为约82°～约86°。此外，可以形成高橡胶硬度的胶粘橡胶层，例如，可以通过配合大量填料，将橡胶硬度调节至约84°～约90°。
胶粘橡胶层的平均厚度可以根据带的种类适当选择，例如可以为约0.4mm～约3mm、优选为约0.6mm～约2.2mm、进一步优选为约0.8mm～约1.4mm。
[芯体]
在本发明中，从能够提高与上述胶粘橡胶层的胶粘性的观点出发，芯体的表面被由含有橡胶成分和二氧化硅的硫化橡胶组合物形成的外敷层包覆。
(外敷层)
在本发明中，层叠于芯体的最表面的外敷层含有二氧化硅，因此，能够提高胶粘橡胶层与芯体的胶粘性。作为二氧化硅，可以利用作为上述胶粘橡胶层的二氧化硅所例示的二氧化硅。上述二氧化硅可以单独使用或组合使用两种以上。关于二氧化硅的优选种类、平均粒径、比表面积，也与上述胶粘橡胶层的二氧化硅相同。
二氧化硅的比例可以是相对于橡胶成分100质量份为10质量份以上(例如10质量份～50质量份)，例如为约15质量份～约50质量份、优选为约25质量份～约50质量份、进一步优选为约30质量份～约45质量份(特别是约35质量份～约45质量份)。二氧化硅的比例过少时，有可能不能充分地确保芯体与胶粘橡胶层的胶粘性，过多时，有可能加工性降低而难以添加到橡胶组合物中。
作为橡胶成分，可以利用作为上述胶粘橡胶层的橡胶成分所例示的橡胶成分。上述橡胶成分可以单独使用或组合使用两种以上。上述橡胶成分中，广泛使用二烯类橡胶(例如，氯丁橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶等)、烯烃类橡胶(例如，EPM、EPDM、氯磺化聚乙烯橡胶、烷基化氯磺化聚乙烯橡胶等)等。需要说明的是，作为橡胶成分，可以适当使用与埋设芯体的胶粘橡胶层相同或同系统的橡胶成分(特别是氯丁橡胶)。
形成外敷层的硫化橡胶组合物可以根据需要进一步含有炭黑。作为炭黑，可以利用作为上述胶粘橡胶层的炭黑所例示的炭黑。上述炭黑可以单独使用或组合使用两种以上。关于炭黑的优选种类、平均粒径，也与上述胶粘橡胶层的炭黑相同。
炭黑的比例可以是相对于橡胶成分100质量份为50质量份以下，例如为35质量份以下(例如5～35质量份)、优选为30质量份以下(例如20质量份以下)、进一步优选为10质量份以下(特别是5质量份以下)。另外，硫化橡胶组合物也可以不含炭黑。炭黑的比例过多时，有可能加工性降低，而且难以以高浓度配合二氧化硅。
形成外敷层的硫化橡胶组合物可以进一步含有异氰酸酯化合物和/或环氧化合物作为固化剂。
作为异氰酸酯化合物，可以列举例如4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲代亚苯基2,4-二异氰酸酯、聚亚甲基聚苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、聚芳基聚异氰酸酯、(例如，商品名“PAPI”)等。这些异氰酸酯化合物可以是使酚类、叔醇类、仲醇类等封端剂反应而将聚异氰酸酯的异氰酸酯基封端而得到的封端聚异氰酸酯。
作为环氧化合物，可以列举例如：乙二醇、甘油、季戊四醇等多元醇或聚乙二醇等聚亚烷基二醇与表氯醇等含卤素的环氧化合物的反应产物；间苯二酚、双(4-羟苯基)二甲基甲烷、苯酚-甲醛树脂、间苯二酚-甲醛树脂等多元酚类与含卤素的环氧化合物的反应产物等。
这些固化剂可以单独使用或组合使用两种以上。其中，优选异氰酸酯化合物。
固化剂的比例是相对于上述橡胶成分100质量份例如为约10质量份～约200质量份、优选为约30质量份～约150质量份、进一步优选为约50质量份～约100质量份。
在形成外敷层的硫化橡胶组合物中，可以根据需要利用作为胶粘橡胶层的填料(二氧化硅和炭黑以外的填料)所例示的填料、作为添加剂所例示的添加剂。上述添加剂可以单独使用或组合使用两种以上。关于上述添加剂的比例，与胶粘橡胶层的添加剂相同。其中，广泛使用填料、硫化剂、共硫化剂、硫化促进剂、胶粘性改善剂、抗老化剂、润滑剂等。代表性的组合物为与橡胶成分、二氧化硅、RF缩合物和添加剂(例如，硫化剂、共硫化剂、硫化促进剂、胶粘性改善剂、填料、抗老化剂、润滑剂)的组合。
外敷层的平均厚度例如为约5μm～约30μm、优选为约8μm～约25μm、进一步优选为约10μm～约20μm。在本发明中，外敷层被调整成这样的薄壁，因此，能够推断即使将外敷层专用于胶粘功能也容易使剪切应力分散，能够抑制力学特性的降低。外敷层的厚度过薄时，有可能不能充分地确保芯体与胶粘橡胶层的胶粘性，过厚时有可能耐弯曲疲劳性差。
(锚固涂层)
为了提高外敷层与芯体的胶粘性，可以在外敷层与芯体之间进一步夹设锚固涂层。
锚固涂层由惯用的胶粘成分形成即可，没有特别限定，既可以为单层，也可以为层叠有多个层的层。其中，从能够提高外敷层与芯体的胶粘性的观点出发，优选包覆芯体的表面的第一锚固涂层与夹设于第一锚固涂层与外敷层之间的第二锚固涂层的组合。
作为第一锚固涂层，可以为由上述外敷层的项中所例示的固化剂形成的层。作为固化剂，可以适当使用与上述外敷层中所含的固化剂相同或同系统的固化剂(特别是异氰酸酯化合物)。
第一锚固涂层的平均厚度例如为约0.001μm～约5μm、优选为约0.01μm～约3μm、进一步优选为约0.05μm～约2μm。
作为第二锚固涂层，可以由RFL液的固化物形成。RFL液含有间苯二酚(R)和甲醛(F)和橡胶或胶乳(L)。间苯二酚(R)和甲醛(F)可以以它们的缩合物(RF缩合物)的形态含有。特别是在被第一锚固涂层包覆的芯体为绞合软线的情况下，第二锚固涂层在第一锚固涂层之上形成覆膜，提高绞合软线的集束性。此外，第二锚固涂层与外敷层也牢固地胶粘，能够使从第一锚固涂层到外敷层牢固地一体化。
间苯二酚与甲醛的比例(使用比例)例如可以从前者/后者(摩尔比)＝约1/0.1～约1/5的范围内选择，在生成甲阶酚醛型和酚醛清漆型的混合物的情况下，两者的摩尔比例如可以为前者/后者＝约1/0.3～约1/1、优选为约1/0.4～约1/0.95、进一步优选为约1/0.5～约1/0.9。甲醛的比例过多时，有可能存在因残留甲醛导致的污染，相反过少时，有可能甲阶酚醛型RF缩合物的含量不足而固化物的机械特性降低。
作为构成胶乳的橡胶成分，只要能够对芯体赋予柔软性就没有特别限制，例如可以利用作为上述胶粘橡胶层的橡胶成分所例示的橡胶成分。上述橡胶成分可以单独使用或组合使用两种以上。上述橡胶成分中，广泛使用乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶等。
第二锚固涂层的平均厚度例如为约1μm～约30μm、优选为约2μm～约25μm、进一步优选为约5μm～约20μm。
(芯体)
作为芯体，只要在表面具有含有橡胶成分和二氧化硅的外敷层就没有特别限定，通常可以使用沿着带宽度方向以规定间隔排列的芯线(绞合软线)。芯线沿着带的长度方向延伸配设，通常与带的长度方向平行地以规定的间距并列地延伸配设。芯线的至少一部分经由上述外敷层而与胶粘橡胶层接触即可，可以为胶粘橡胶层埋设芯线的方式、在胶粘橡胶层与延伸橡胶层之间埋设芯线的方式、在胶粘橡胶层与压缩橡胶层之间埋设芯线的方式中的任意一种方式。其中，从能够提高耐久性的观点出发，优选胶粘橡胶层埋设芯线的方式。
作为构成芯线的纤维，例如广泛使用聚烯烃类纤维(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)、聚亚烷基芳酯类纤维[聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纤维等聚C2-4亚烷基C6-14芳酯类纤维等]、维纶纤维、聚乙烯醇类纤维、聚对亚苯基苯并双
Figure BDA0001822763290000191
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。这些纤维可以单独使用或组合使用两种以上。
上述纤维中，从高模量的观点出发，广泛使用以对苯二甲酸乙二醇酯、2,6-萘二甲酸乙二醇酯等C2-4亚烷基芳酯作为主要构成单元的聚酯纤维(聚亚烷基芳酯类纤维)、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(特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯类纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯类纤维)、聚酰胺纤维(特别是芳族聚酰胺纤维)。纤维可以为多股长丝。多股长丝的纤度例如可以为约2000旦尼尔～约10000旦尼尔(特别是约4000旦尼尔～约8000旦尼尔)。多股长丝例如可以含有约100根～约5000根、优选约500根～约4000根、进一步优选约1000根～约3000根的单股长丝。
作为芯线，可以通常使用利用多股长丝的绞合软线(例如，双股线、强捻线、顺捻线等)。芯线的平均线径(绞合软线的纤维直径)例如可以为约0.5mm～约3mm、优选为约0.6mm～约2mm、进一步优选为约0.7mm～约1.5mm。
(芯体的制造方法)
芯体的制造方法没有特别限定，通过惯用的方法利用外敷层包覆形成芯体的未处理丝(芯线主体)的表面即可。在芯体具有第一锚固涂层、第二锚固涂层和外敷层的情况下，芯体可以经过将芯线的未处理丝利用用于形成第一锚固涂层的第一处理剂进行处理的第一处理工序、利用用于形成第二锚固涂层的第二处理剂进行处理的第二处理工序、利用用于形成外敷层的第三处理剂进行处理的第三处理工序来制造。
第一处理工序中，第一处理剂的制备方法没有特别限定，通常使固化剂溶解于甲苯、甲乙酮等溶剂中。
作为利用第一处理剂对未处理丝进行处理的方法，没有特别限制，例如可以例示喷雾、涂布、浸渍等。这些处理方法中，广泛使用浸渍。浸渍时间例如可以为约1秒～约20秒、优选为约2秒～约15秒。
利用第一处理剂对未处理丝进行处理后，可以根据需要进行干燥。干燥温度例如可以为约100℃～约250℃、优选为约110℃～约220℃、进一步优选为约120℃～约200℃(特别是约150℃～约190℃)。干燥时间例如可以为约10秒～约30分钟、优选为约30秒～约10分钟、进一步优选为约1分钟～约5分钟。
在第二处理工序中，第二处理剂通常多数情况下含有水。利用第二处理剂的处理方法与利用第一处理剂的处理方法同样。优选的干燥温度可以为约150℃～约250℃(特别是约200℃～约240℃)。
在第三处理工序中，第三处理剂的制备方法没有特别限定，通常将未硫化橡胶组合物溶解于甲苯或甲乙酮等溶剂中，将总固体成分浓度调整至例如约1质量％～约20质量％、优选为约2质量％～约15质量％、进一步优选为约3质量％～约10质量％。利用第三处理剂的处理方法也与利用第一处理剂的处理方法同样。优选的干燥温度可以为约120℃～约200℃(特别是约150℃～约180℃)。
[压缩橡胶层和延伸橡胶层]
用于形成压缩橡胶层(内面橡胶层或内部层)和延伸橡胶层(背面橡胶层或背面层)的硫化橡胶组合物与上述胶粘橡胶层的硫化橡胶组合物同样，可以含有橡胶成分(氯丁橡胶等)、硫化剂或交联剂(氧化镁、氧化锌等金属氧化物、硫等硫类硫化剂等)、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类交联剂等)、硫化促进剂(TMTD、DPTT、CBS等)、填料(炭黑、二氧化硅等)、软化剂(环烷烃类油等油类)、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、胶粘性改善剂、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。
此外，用于形成压缩橡胶层和延伸橡胶层的硫化橡胶组合物可以含有短纤维。
作为短纤维，可以利用作为构成上述芯体的纤维所例示的纤维。由上述纤维形成的短纤维可以单独使用或组合使用两种以上。这些短纤维中，合成纤维、天然纤维、特别是合成纤维(聚酰胺纤维、聚亚烷基芳酯类纤维等)中，从刚直且具有高的强度和模量、容易在压缩橡胶层表面突出的观点出发，优选至少含有芳族聚酰胺纤维的短纤维。芳族聚酰胺短纤维具有高的耐磨损性。芳族聚酰胺纤维例如以商品名“Conex”、“Nomex”、“Kevlar”、“Technora”、“Twaron”等市售。
短纤维的平均纤维直径为约2μm以上，例如为约2μm～约100μm、优选为约3μm～约50μm(例如约5μm～约50μm)、进一步优选为约7μm～约40μm(特别是约10μm～约30μm)。短纤维的平均长度例如为约1mm～约20mm(例如约1.2mm～约20mm)、优选为约1.3mm～约15mm(例如约1.5mm～约10mm)、进一步优选为约2mm～约5mm(特别是约2.5mm～约4mm)。
为了抑制来自带轮的挤压所导致的带的压缩变形，短纤维可以沿着带宽度方向取向并埋设在胶粘橡胶层中。
从橡胶组合物中的短纤维的分散性、胶粘性的观点出发，短纤维可以利用惯用的方法进行胶粘处理(或表面处理)。
此外，可以通过对表面(摩擦传动面)进行研磨，使短纤维从表面突出。短纤维的平均突出高度可以为约50μm以上(例如约50μm～约200μm)。
需要说明的是，在该橡胶组合物中，作为橡胶成分，多数情况下使用与上述胶粘橡胶层的橡胶组合物的橡胶成分为同系统(二烯类橡胶等)或同种(氯丁橡胶等)的橡胶。
硫化剂或交联剂、共交联剂或交联助剂、硫化促进剂、软化剂、加工剂或加工助剂、抗老化剂的比例分别可以从与上述胶粘橡胶层的橡胶组合物同样的范围内选择。另外，短纤维的比例可以从相对于橡胶成分100质量份为约5质量份～约50质量份的范围内选择，通常可以为约10质量份～约40质量份、优选为约15质量份～约35质量份、进一步优选为约20质量份～约30质量份。此外，填料的比例是相对于橡胶成分100质量份为约1质量份～约100质量份、优选为约3质量份～约50质量份、进一步优选为约5质量份～约40质量份。
压缩橡胶层的平均厚度可以根据带的种类适当选择，例如为约2mm～约25mm、优选为约3mm～约16mm、进一步优选为约4mm～约12mm。延伸橡胶层的厚度也可以根据带的种类适当选择，例如为约0.8mm～约10.0mm、优选为约1.2mm～约6.5mm、进一步优选为约1.6mm～约5.2mm。
[增强布]
在摩擦传动带中使用增强布的情况下，不限于在压缩橡胶层的表面层叠增强布的方式，例如，可以在延伸橡胶层的表面(与胶粘橡胶层相反一侧的表面)上层叠增强布，也可以是在压缩橡胶层和/或延伸橡胶层中埋设增强层的方式(例如，日本特开2010-230146号公报中所记载的方式等)。增强布例如可以由机织布、广角帆布、针织布、无纺布等布材(优选为机织布)等形成，必要时，可以进行胶粘处理、例如利用RFL液进行处理(浸渍处理等)或将胶粘橡胶与上述布材磨蹭的摩擦、将上述胶粘橡胶与上述布材层叠(涂布)后层叠于压缩橡胶层和/或延伸橡胶层的表面。
[摩擦传动带的制造方法]
本发明的摩擦传动带的制造方法没有特别限定，关于各层的层叠工序(带套筒的制造方法)，可以利用惯用的方法。
例如，在齿形V型带的情况下，可以将由增强布(下布)和压缩橡胶层用片(未硫化橡胶)构成的层叠体以使上述增强布在下的方式设置在交替配置有齿部和槽部的平坦的带嵌齿的模具中，在温度约60℃～约100℃(特别是约70℃～约80℃)下进行压制加压，由此制作压印有嵌齿部的嵌齿垫(未完全硫化、呈半硫化状态的垫)，然后，将该嵌齿垫的两端从嵌齿凸部的顶部起垂直切断。进而，可以在圆筒状的模具上覆盖交替配置有齿部和槽部的内母模，使该齿部与槽部啮合，卷绕嵌齿垫并在嵌齿凸部的顶部连接，在该卷绕后的嵌齿垫上层叠第一胶粘橡胶层用片(下胶粘橡胶：未硫化橡胶)后，以螺旋状缠绕芯体，在其上依次卷绕第二胶粘橡胶层用片(上胶粘橡胶：与上述胶粘橡胶层用片相同)、延伸橡胶层用片(未硫化橡胶)、增强布(上布)而制作成形体。然后，可以覆盖夹套并将模具设置到硫化罐中，在温度约120℃～约200℃(特别是约150℃～约180℃)下进行硫化而制备带套筒后，利用切割机等切割加工为V形。
实施例
以下，基于实施例对本发明更详细地进行说明，但本发明不受这些实施例的限定。在以下的例子中，实施例中所使用的原料、各物性中的测定方法或评价方法如下所述。需要说明的是，只要没有特别说明，则“份”及“％”为质量基准。
[原料]
氯丁橡胶：东曹株式会社制造的“R22”
炭黑：东海碳素株式会社制造的“シースト3”
二氧化硅：赢创德固赛日本株式会社制造的“ウルトラジルVN-3”、比表面积155～195m2/g
环烷烃类油：出光兴产株式会社制造的“NS-900”
间苯二酚-福尔马林共聚物(间苯二酚树脂)：间苯二酚低于20％、福尔马林低于0.1％的间苯二酚-福尔马林共聚物
抗老化剂：精工化学株式会社制造的“ノンフレックスOD3”
硫化促进剂TMTD：四甲基秋兰姆二硫化物
芳族聚酰胺短纤维：帝人高科技产品株式会社制造的“コーネックス短纤维”、平均纤维长度3mm、平均纤维直径14μm、用RFL液(间苯二酚2.6份、37％福尔马林1.4份、乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳(日本瑞翁株式会社制)17.2份、水78.8份)进行胶粘处理后的固体成分的附着率为6质量％的短纤维
聚合MDI：聚异氰酸酯、东曹株式会社制造的“MR-200”
VP胶乳：乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳、日本瑞翁株式会社制
芯线：将1000旦尼尔的PET纤维以2×3的捻线构成以终捻系数3.0、初捻系数3.0进行复捻而得到的总旦尼尔6000的绞合软线。
[硫化橡胶物性的测定]
(1)硬度
将胶粘橡胶层用片以温度160℃、时间30分钟进行压制硫化，制作出硫化橡胶片(100mm×100mm×2mm厚度)。关于硬度，依据JISK6253(2012)，以将三张硫化橡胶片重合的层叠物作为试样，利用硬度计A型硬度试验机测定硬度。
(2)磨损量
将胶粘橡胶层用片以温度160℃、时间30分钟进行压制硫化而制作硫化橡胶片(50mm×50mm×8mm厚度)，从该硫化橡胶片利用内径16.2±0.05mm的中空钻头挖出，制作出直径16.2±0.2mm、厚度6～8mm的圆筒状的试样。依据JIS K6264(2005)，利用卷绕有研磨布的旋转圆筒滚筒装置(DIN磨损试验机)测定硫化橡胶的磨损量。
(3)剥离力(与芯线的胶粘力)
在厚度4mm的未硫化的胶粘橡胶层用片的一面上以使宽度为25mm的方式平行排列多根芯线，在另一面上层叠帆布，将该层叠体(芯线、胶粘橡胶层用片、帆布)进行压制硫化(温度160℃、时间30分钟、压力2.0MPa)而制作出剥离试验用的长条形试样(25mm×150mm×4mm厚度)。然后，依照JIS K6256(2013)，以50mm/分钟的拉伸速度进行剥离试验，在室温气氛下测定芯线与胶粘橡胶层用片之间的剥离力(硫化胶粘力)。该剥离试验的胶粘橡胶层用片使用表1的配合X(不含有二氧化硅的配合)。进一步，对于剥离的状态，进行目视观察，按照以下基准进行评价。
A：在胶粘橡胶层与芯线的界面接合的状态下橡胶层发生破坏。
B：在胶粘橡胶层与芯线的界面处发生部分剥离。
C：在胶粘橡胶层与芯线的界面处发生完全剥离。
[带的耐久行走试验]
如图4所示，耐久行走试验使用由直径50mm的驱动(Dr.)带轮22和直径125mm的从动(Dn.)带轮23构成的双轴行走试验机来进行。在各带轮22、23上挂设切边齿形V型带21、在驱动带轮22的转速为5000rpm、对从动带轮23施加10N·m的负荷、气氛温度为80℃的条件下使带21最多行走24小时。此时，在驱动带轮与从动带轮之间设定0.5°的偏移。若带21行走24小时，则判断为耐久性没有问题。另外，对行走后的带侧面(与带轮接触的面)利用显微镜进行观察来考察芯线的剥离的有无，按照以下基准进行评价。
A：完全没有观察到芯线的剥离。
B：观察到芯线的剥离、但实用上没有问题的程度。
C：芯线以不能实用的程度发生了剥离。
另外，分别利用电子天平测定行走前的带重量和行走后的带重量，算出其重量差作为耐久行走中的带的磨损量。进一步，对行走后的带轮进行目视观察，考察带轮磨损的有无。最后，按照以下基准判定耐久行走试验的综合评价。
A：带轮的磨损、芯线的剥离都没有被观察到。
B：产生带轮的磨损或芯线的剥离，但实用上没有问题。
C：带轮的磨损、芯线的剥离中的某一者以无法实用的程度产生。
实施例1～8和比较例1～4
(橡胶层的形成)
将表1(胶粘橡胶层)和表2(压缩橡胶层和延伸橡胶层)的橡胶组合物分别使用班伯里混炼机等公知的方法进行橡胶混炼，将该混炼橡胶从轧光辊通过而制作压延橡胶片(胶粘橡胶层用片、压缩橡胶层用片、延伸橡胶层用片)。另外，对于胶粘橡胶层中所使用的橡胶组合物，在表1中示出硫化橡胶物性。
[表1]
表1(胶粘橡胶层)
Figure BDA0001822763290000271
[表2]
表2(压缩橡胶层和延伸橡胶层)
Figure BDA0001822763290000281
(芯线的胶粘处理)
将芯线浸渍于表3所示的第一处理剂(预处理液)中后，在180℃进行4分钟热处理。接着，浸渍于表4所示的第二处理剂(RFL液)中，在230℃进行2分钟热处理。进一步使用表5所示的含有橡胶组合物A或B的第三处理剂，进行表6所示的第三处理(外涂处理)。利用这些处理，制作出第一处理剂、第二处理剂、第三处理剂中所含的固体成分分别作为第一锚固涂层、第二锚固涂层、外敷层的覆膜(3层的覆膜)附着的芯线。即，在胶粘处理后的芯线中，第三处理剂中所含的固体成分以最外层(外敷层)的覆膜的形式配置。外敷层的覆膜的厚度为10～20μm。
另外，表5中，针对这些利用胶粘处理而附着有覆膜的芯线，还示出了剥离力(硫化胶粘力)的测定值和剥离的状态作为与胶粘橡胶层用橡胶组合物的剥离试验的结果。
[表3]
表3(第一处理剂：预处理液)
组成(份)
聚合MDI 10
甲苯 90
合计 100
[表4]
表4(第二处理剂：RFL液)
组成(份)
VP胶乳(固体成分40％) 250.0
间苯二酚 37.4
37％福尔马林 20.7
氢氧化钠 0.1
水 1142.0
合计 1450.2
[表5]
表5(第三处理剂：外敷层用橡胶组合物)
Figure BDA0001822763290000291
[表6]
表6(第三处理：处理条件)
Figure BDA0001822763290000301
(摩擦传动带的制造)
将作为下布的增强布与压缩橡胶层用片(未硫化橡胶)的层叠体以使增强布在下的方式设置到交替配置有齿部和槽部的平坦的带嵌齿的模具中，在75℃进行压制加压，由此制作出压印有嵌齿部的嵌齿垫(未完全硫化、呈半硫化状态)。接着，将该嵌齿垫的两端从嵌齿凸部的顶部起垂直切断。
在圆筒状的模具上覆盖交替配置有齿部和槽部的内母模，使该齿部与槽部啮合，卷绕上述嵌齿垫并在嵌齿凸部的顶部连接，在该卷绕后的嵌齿垫上层叠胶粘橡胶层用片(下胶粘橡胶：未硫化橡胶)后，以螺旋状缠绕芯线，在其上依次卷绕胶粘橡胶层用片(上胶粘橡胶：与上述胶粘橡胶层用片相同)、延伸橡胶层用片(未硫化橡胶)、作为上布的增强布而制作出成形体。然后，覆盖夹套并将模具设置到硫化罐中，在温度160℃、时间20分钟的条件下进行硫化而得到带套筒。利用切割机将该套筒沿着带长度方向以规定宽度切割成V状截面形状，精加工成图2所示的结构的带、即在带内周侧具有嵌齿的作为变速带的切边齿形V型带(尺寸：上宽度22.0mm、厚度11.0mm、外周长800mm)。
将实施例和比较例中得到的摩擦传动带(切边齿形V型带)中的胶粘橡胶层用橡胶组合物与芯线的第三处理剂(外敷层)用的橡胶组合物的组合示于表7中。进一步，在表7中也示出带耐久行走试验的结果。
[表7]
Figure BDA0001822763290000311
由表1中的胶粘橡胶层用橡胶组合物的硫化橡胶物性的结果可知，相对于含有10质量份的二氧化硅的橡胶组合物Y，对于含有20质量份的二氧化硅的橡胶组合物Z而言，随着二氧化硅的含量增加，硫化橡胶的磨损量增加。另外可知，相对于含有50质量份的炭黑的橡胶组合物Y，对于将炭黑减量至30～20质量份的橡胶组合物S和W而言，随着炭黑的含量的减少，磨损量增加。
根据表5中的实施了胶粘处理的芯线与不含二氧化硅的胶粘橡胶层用橡胶组合物X的剥离试验的结果，对于在第三处理剂(外敷层)用橡胶组合物中含有40质量份的二氧化硅的橡胶组合物A而言，胶粘橡胶层与芯线的胶粘力良好，并且在它们的界面接合的状态下橡胶层发生了破坏。另一方面，对于不含二氧化硅的橡胶组合物B而言，在胶粘橡胶层与芯线的界面发生了完全剥离。另外，对于相对于橡胶组合物A将二氧化硅减量至10质量份的橡胶组合物C而言，在胶粘橡胶层与芯线的界面发生了部分剥离。
根据使这些胶粘橡胶层用橡胶组合物与第三处理剂用橡胶组合物(外敷层)组合而制造的摩擦传动带的耐久行走试验的结果(表7)，即使是在胶粘橡胶层中含有比较少量的二氧化硅的摩擦传动带(实施例1～3)，如果与含有40质量份的二氧化硅的外敷层(覆膜)组合，则在行走24小时后，芯线与胶粘橡胶层的胶粘也良好，没有观察到剥离。此外，带的磨损量少，也没有观察到带轮的磨损。其中，实施例2是胶粘橡胶层中的二氧化硅的比例是相对于炭黑100质量份多达33质量份的摩擦传动带，虽然在24小时行走中没有观察到剥离，但带的磨损量略多。
实施例4是胶粘橡胶层的炭黑量多达70质量份的摩擦传动带，在24小时行走后的带侧面稍微观察到芯线的剥离，但为实用上没有问题的程度。实施例5是胶粘橡胶层中的二氧化硅的比例是相对于炭黑100质量份少至4质量份的摩擦传动带，在24小时行走后的带侧面稍微观察到芯线的剥离，但为实用上没有问题的程度。
实施例6是在外敷层中含有10质量份的二氧化硅的摩擦传动带，在24小时行走后的带侧面稍微观察到芯线的剥离，但为实用上没有问题的程度。实施例8是在外敷层中含有60质量份的二氧化硅的摩擦传动带，在24小时行走后的带侧面稍微观察到芯线的剥离，但为实用上没有问题的程度。如果考虑实施例6～8的结果，则结果是，外敷层的二氧化硅配合量无论过少还是过多都会发生芯线的剥离。
比较例1是在胶粘橡胶层中含有20质量份的二氧化硅的摩擦传动带，24小时行走中的带的磨损量多，此外还观察到带轮的磨损。比较例2是胶粘橡胶层、外敷层(覆膜)中的任一者均不含二氧化硅的摩擦传动带，在24小时行走后的带侧面芯线发生了剥离(实用上有问题的程度)。比较例3是在胶粘橡胶层中含有10质量份的二氧化硅、在外敷层(覆膜)中不含二氧化硅的摩擦传动带，在24小时行走后的带侧面芯线发生了剥离(实用上有问题的程度)。比较例4是胶粘橡胶层的炭黑量少至20质量份的摩擦传动带，24小时行走中的带的磨损量多。
参考特定的实施方式对本发明详细地进行了说明，但对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种修正和变更。
本申请基于2016年4月15日提出的日本专利申请2016-082465和2017年4月12日提出的日本专利申请2017-078980，其内容作为参考并入本说明书中。
产业上的可利用性
本发明的摩擦传动带能够应用于例如V型带(包布V型带、切边V型带、切边齿形V型带)、多楔带、平带等。特别是优选应用于带行走中变速比无级改变的变速器(无级变速装置)中所使用的V型带(变速带)、例如自动两轮车、ATV(四轮摩托车)、雪地车等无级变速装置中所使用的切边齿形V型带、切边双面齿形V型带。
符号说明
1…摩擦传动带
2、6…增强布
3…延伸橡胶层
4…胶粘橡胶层
4a…芯体
5…压缩橡胶层

Claims (9)

1.一种摩擦传动带，其是具备与沿着带长度方向延伸的芯体的至少一部分接触的胶粘橡胶层的摩擦传动带，其中，
所述胶粘橡胶层由含有橡胶成分和填料的第一硫化橡胶组合物形成，
所述填料相对于橡胶成分100质量份含有30质量份以上的炭黑和0.1～15质量份的二氧化硅，并且
所述芯体在表面具有由含有橡胶成分和二氧化硅的第二硫化橡胶组合物形成的外敷层。
2.如权利要求1所述的摩擦传动带，其中，第一硫化橡胶组合物的炭黑的比例是相对于橡胶成分100质量份为30～60质量份。
3.如权利要求1所述的摩擦传动带，其中，第一硫化橡胶组合物的二氧化硅的比例是相对于炭黑100质量份为10～30质量份。
4.如权利要求1所述的摩擦传动带，其中，第二硫化橡胶组合物的二氧化硅的比例是相对于橡胶成分100质量份为10质量份以上。
5.如权利要求4所述的摩擦传动带，其中，第二硫化橡胶组合物的二氧化硅的比例是相对于橡胶成分100质量份为15～50质量份。
6.如权利要求1所述的摩擦传动带，其中，外敷层的平均厚度为5～30μm。
7.如权利要求1所述的摩擦传动带，其中，第一硫化橡胶组合物的橡胶成分为氯丁橡胶。
8.如权利要求1所述的摩擦传动带，其中，第二硫化橡胶组合物的橡胶成分为氯丁橡胶。
9.如权利要求1～8中任一项所述的摩擦传动带，其中，芯体包含含有聚酯纤维和/或聚酰胺纤维的绞合软线。
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