JP2002321228A - ベルトスリーブの加硫用ジャケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特にエチレン−α−オレフィンエラストマー
組成物からなるゴム層とジャケット間で離型を繰り返し
ても、破損しにくいベルトスリーブの加硫用ジャケット
を提供することを目的とする。 【解決手段】 エチレン−α−オレフィンエラストマー
からなる圧縮ゴム層６を有するベルトスリーブ７を加硫
するときに使用するジャケット１０であり、エチレン−
α−オレフィンエラストマーからなるゴム層１３に繊維
材料からなる補強材１４を積層した構成からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はベルトスリーブの加
硫用ジャケットに係り、エチレン−α−オレフィンエラ
ストマーをゴム層に有するＶリブドベルト、ローエッジ
シングルコグベルト、ローエッジダブルコグベルトのよ
うな動力伝動用ベルト、搬送用ベルトのような筒状のベ
ルトスリーブを加硫する際に使用するもので、繰り返し
使用しても破損しにくいベルトスリーブの加硫用ジャケ
ットに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、省エネルギー化、コンパクト化の
社会的要請を背景に、自動車のエンジンルーム周辺の雰
囲気温度は従来に比べて上昇し、これにともない動力伝
動用ベルトの使用環境温度も高くなってきた。従来、動
力伝動用ベルトは天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム
が主流であったが、高温雰囲気下では、熱により硬化し
た圧縮ゴム層で早期にクラックを生じるという問題が発
生した。

【０００３】このようなベルトの早期破壊現象に対し、
従来からクロロプレンゴムの耐熱性の改善が検討されて
きたが、これに代わり最近では、環境問題の重要性が増
すに連れて、環境負荷物質を含まない又は、含有量が少
ないポリマーとして、エチレン・α-オレフィンエラス
トマー注目されている。このエチレン−α−オレフィン
エラストマーはエチレン−プロピレン系ゴム（ＥＰＲ）
やエチレン−プロピレン−ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）等
があり、優れた耐熱性、耐寒性を有し、比較的に安価な
ポリマーであり、伝動ベルトへの使用も検討されつつあ
る。

【０００４】しかしながら、心線をエチレン−α−オレ
フィンエラストマー組成物からなるゴム層中に埋設した
筒状体の未加硫ベルトスリーブを金型上に成形し、該未
加硫ベルトスリーブの外側に、主鎖が飽和して耐熱性に
優れ、ガス透過性が低いブチルゴムを素材とするジャケ
ットを挿入した後、該ベルトスリーブを加硫した場合に
は、加硫後にジャケットを抜き取る作業が大変な重労働
であり、とりわけジャケットの離型性が悪い場合には、
自動化された製造ラインでは問題の一つになっていた。
このために、ベルトスリーブ外面もしくはジャケット内
面にフッ素系離型剤やシリコン系離型剤を塗付して離型
性を改善していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ベルトスリー
ブの圧縮ゴム層としてエチレン−α−オレフィンエラス
トマー組成物を使用し、この材質からなるゴム層が特に
直接ブチルゴムを素材とするジャケットに密着する場合
には、ジャケットが早期に老化し硬化する現象が起り、
従来に比べてジャケットの使用回数が大きく減少してい
た。この原因は明らかでないが、エチレン−α−オレフ
ィンエラストマー組成物の配合剤、加硫条件（温度、時
間）、ジャケットの材質等に起因すると考えられてい
る。特に、加硫剤としてジクミルパーオキサイド等の有
機過酸化物を使用した場合には、この傾向が顕著であっ
た。

【０００６】しかも、加硫後、ジャケットがエチレン−
α−オレフィンエラストマー組成物の加硫ゴム層に粘着
するために、その剥離が困難であった。

【０００７】本発明はこのような背景から生まれたもの
であり、特にエチレン−α−オレフィンエラストマー組
成物からなるゴム層とジャケット間で離型を繰り返して
も、破損しにくいベルトスリーブの加硫用ジャケットを
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本願の請求項１記
載の発明では、エチレン−α−オレフィンエラストマー
からなるゴム層を有するベルトスリーブを加硫するとき
に使用するジャケットであり、エチレン−α−オレフィ
ンエラストマーからなるゴム層に繊維材料からなる補強
材を積層したベルトスリーブの加硫用ジャケットにあ
り、エチレン−α−オレフィンエラストマー組成物から
なるゴム層とジャケット間で離型を繰り返しても、破損
しにくくすることができる。

【０００９】本願の請求項２記載の発明では、補強材が
織物、編み布、そして不織布から選ばれた少なくとも１
種の繊維材料であるベルトスリーブの加硫用ジャケット
にある。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は金型面上にベルトスリーブ
を成形している状態を示す概略図、そして図２は本発明
に係るジャケットを金型面上に成形したベルトスリーブ
に被せた状態の断面図である。

【００１１】これによると、金型１を成形機（図示せ
ず）に取付け、成形面２に水系離型剤を塗布し乾燥し、
この上にゴム付き帆布３を巻き付けた後、心線４をスパ
イラルにスピニングし、エチレン−α−オレフィンエラ
ストマー組成物からなるシート状の接着ゴム層５とエチ
レン−α−オレフィンエラストマー組成物からなるシー
ト状の圧縮ゴム層６を予め積層したシートを巻き付けて
ベルトスリーブ７を得る。

【００１２】圧縮ゴム層６に用いるエチレン−α−オレ
フィンエラストマーは、エチレン−プロピレンゴム（Ｅ
ＰＲ）やエチレン−プロピレン−ジエンモノマー（ＥＰ
ＤＭ）からなるゴムをいう。ジエンモノマーの例として
は、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あげられる。

【００１３】上記圧縮ゴム層６には、エチレン−α−オ
レフィンエラストマーの加硫剤としてパーオキサイドを
添加する。また、共架橋剤（ｃｏ−ａｇｅｎｔ）としＴ
ＩＡＣ、ＴＡＣ、１，２ポリブタジエン、不飽和カルボ
ン酸の金属塩、オキシム類、グアニジン、トリメチロー
ルプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジ
メタクリレート、Ｎ−Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイ
ミド、硫黄など通常パーオキサイド架橋に用いるもので
ある。

【００１４】この中でもＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマ
レイミドが好ましく、これを添加することによって架橋
度を上げて粘着摩耗等を防止することができる。Ｎ，
Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミドの添加量はエチレン
−α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して
０．２〜１０質量部であり、０．２質量部未満の場合に
は、架橋密度が小さくなり耐摩耗性、耐粘着摩耗性の改
善効果が小さく、一方１０質量部を越えると加硫ゴムの
伸びの低下が著しく、耐屈曲性に問題が生じる。

【００１５】更に、上記ゴム層６には、硫黄をエチレン
−α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して
０．０１〜１質量部添加することにより、加硫ゴムの伸
びの低下を制御することができる。１質量部を越える
と、架橋度が期待できる程に向上しないため、加硫ゴム
の未耐摩耗性、耐粘着摩耗性も向上しなくなる。

【００１６】上記有機過酸化物としては、通常、ゴム、
樹脂の架橋に使用されているジアシルパーオキサイド、
パーオキシエステル、ジアリルパーオキサイド、ジ−ｔ
−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサ
イド、ジ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−３，１
・３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−イソプロピル）ベ
ンゼン、１・１−ジ−ブチルパーオキシ−３，３，５−
トリメチルシクロヘキサン等があり、熱分解による１分
間の半減期が１５０〜２５０°Ｃのものが好ましい。

【００１７】その添加量はエチレン−α−オレフィンエ
ラストマー１００質量部に対して約１〜８質量部であ
り、好ましくは１．５〜４質量部である。

【００１８】また、圧縮ゴム層６には、ナイロン６、ナ
イロン６６、ポリエステル、綿、アラミドからなる短繊
維を混入して伝動ベルトの圧縮ゴム層の耐側圧性を向上
させるとともに、プーリと接する面になる圧縮ゴム層の
表面をグラインダーによって研磨加工して該短繊維を突
出させる。圧縮ゴム層の表面の摩擦係数は低下して、ベ
ルト走行時の騒音を軽減する。これらの短繊維のうち、
剛直で強度を有し、しかも耐磨耗性を有するアラミド短
繊維が最も効果がある。

【００１９】上記アラミド短繊維が前述の効果を充分に
発揮するためには、アラミド繊維の繊維長さは１〜２０
ｍｍで、その添加量はエチレン−α−オレフィンエラス
トマー１００質量部に対して１〜３０質量部である。こ
のアラミド繊維は分子構造中に芳香環をもつアラミド、
例えば商品名コーネックス、ノーネックス、ケブラー、
テクノーラ、トワロン等である。

【００２０】更に、圧縮ゴム層６には、必要に応じてカ
ーボンブラック、シリカなどの補強剤、クレー、炭酸カ
ルシウムなどの充填剤、軟化剤、加工助剤、老化防止
剤、ＴＡＩＣなどの共架橋剤などの各種薬剤を添加して
もよい。

【００２１】前記接着ゴム層５にも圧縮ゴム層６と同様
のエチレン−α−オレフィンエラストマー組成物が使用
される。しかし、心線４であるポリエステル繊維、アラ
ミド繊維、ガラス繊維等と良好に接着するために、パー
オキサイドを含まない硫黄加硫によるエチレン−α−オ
レフィンエラストマー組成物や、クロロスルフォン化ポ
リエチレン組成物もしくは水素化ニトリルゴム組成物を
使用することもできる。尚、この層５には、短繊維を含
めない方がよい。

【００２２】心線４にはポリエチレンテレフタレート繊
維、エチレン−２，６−ナフタレートを主たる構成単位
とするポリエステル繊維、ポリアミド繊維からなるコー
ドが使用され、ゴムとの接着性を改善する目的で接着処
理が施される。このような接着処理としては繊維をレゾ
ルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ液）に浸漬
後、加熱乾燥して表面に均一に接着層を形成するのが一
般的である。しかし、これに限ることなくエポキシ又は
イソシアネート化合物で前処理を行なった後に、ＲＦＬ
液で処理する方法等もある。

【００２３】本発明で使用するエチレン−２，６−ナフ
タレートは、通常ナフタレン−２，６−ジカルボン酸ま
たはそのエステル形成性誘導体を触媒の存在下に適当な
条件のもとにエチレングリコールと縮重合させることに
よって合成させる。このとき、エチレン−２，６−ナフ
タレートの重合完結前に適当な１種または２種以上の第
３成分を添加すれば、共重合体ポリエステルが合成され
る。

【００２４】成形機から金型１を取り出した後、ベルト
スリーブ７のエチレン−α−オレフィンエラストマー組
成物からなる圧縮ゴム層６の表面に、水素化ニトリルゴ
ム単体もしくはこれにエチレン−α−オレフィンエラス
トマーを混合したゴム組成物を架橋した筒状体であるジ
ャケット１０を被せる。そして、これらを加硫缶に入れ
て、通常の条件で加硫する。ここで使用するジャケット
１０の両端縁部には、加硫時に内部を密閉するためのフ
ランジ１１が設けられている。しかし、フランジ１１を
特に設ける必要はない。

【００２５】上記ジャケット１０は、エチレン−α−オ
レフィンエラストマーからなるゴム層１３に織物、編み
布、そして不織布から選ばれた少なくとも１種の繊維材
料からなる補強材１４を積層したものであり、上記エチ
レン−α−オレフィンエラストマーとしては、圧縮ゴム
層６と同様のエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエ
チレン−プロピレン−ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）から
なり、ジエンモノマーの例としては、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
あげられる。

【００２６】ゴム層１３には、可塑剤とカーボンブラッ
ク以外にも必要に応じて種々の添加剤を配合する。例え
ば、架橋剤、老化防止剤、耐熱剤、粘着付与剤、スコー
チ防止剤、架橋促進剤、促進助剤、架橋遅延剤、着色
剤、紫外線吸収剤、難燃剤、耐油性向上剤、その他充填
剤等が挙げられる。

【００２７】カーボンブラックは、可塑剤のブリードを
抑制するとともに、硬度やモジュラスといった物性を高
く保つために配合するものであり、その配合量は特に制
限がないが、３０〜１００質量部、好ましくは４０〜８
０質量部配合される。カーボンブラックの配合量が３０
質量部未満であると、可塑剤のブリードが顕在化すると
共に硬度やモジュラスなどの物性が低下する。

【００２８】ゴム層１３に積層した補強材１４として
は、綿、ポリエステル繊維、ナイロン等を素材とした平
織、綾織、朱子織等に製織した織布で、経糸と緯糸との
交差角が９０〜１２０°程度の広角度帆布、あるいは編
み布でもよい。織布はＲＦＬ処理した後、ゴム組成物を
フィリクション・コーチングしてゴム付帆布とする。Ｒ
ＦＬ液はレゾルシンとホルマリンとの初期縮合物をラテ
ックスに混合したものであり、ここで使用するラテック
スとしてはクロロプレン、スチレン・ブタジエン・ビニ
ルピリジン三元共重合体、水素化ニトリルゴム（Ｈ−Ｎ
ＢＲ）、ＮＢＲなどである。

【００２９】また、他の繊維材料である不織布として
は、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンなど
の素材からなる長繊維、あるいは短繊維からなってい
る。

【００３０】上記ジャケット１０の製造方法としては、
円筒状ドラムに所定厚みの未加硫のゴム層１３間に補強
材料１４を介在させるように、未加硫のゴム層１３と補
強材１４を順次複数層巻き付け、あるいは未加硫のゴム
層１３と補強材１４を積層し、補強材１４が外側に位置
するような成形体とし、そしてフランジ１１をこの成形
体の両端縁部の外方へ延びるように付着し、円筒状の他
のジャケットを嵌入してこれを加硫缶に入れて加硫した
後、円筒状ドラムから成形体を抜き取り得ることができ
る。

【００３１】

【実施例】以下、更に具体的な実験例により本発明の効
果を確認する。 実施例１、比較例１ （ジャケットの作製）表１に示すゴム配合物をそれぞれ
バンバリーによって練り、これをカレンダーで厚さ０．
５ｍｍの圧延シートにした。この圧延シートを複数枚重
ねて所定厚みした後、ＲＦＬ処理した編み布（７５ｄの
ウーリーポリエステル製）を積層し、これを外径１，２
８０ｍｍの円筒状ドラムに複数回巻き付けて、厚さ５ｍ
ｍの未加硫成形体とし、この成形体の両端縁部の外方へ
延びた同ゴム配合物のフランジを付着した後、円筒状の
他のジャケットを嵌入してこれを加硫缶に入れて加硫し
た後、円筒状ドラムから加硫成形体を抜き取りジャケッ
トを作製した。加硫条件は１７０°Ｃ×２０分、圧力
１．０ＭＰａであった。

【００３２】

【表１】

【００３３】（ベルトスリーブの作製）金型の成形面
に、ＲＦＬ液（スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン
三元共重合体１００質量部、レゾルシン１４．６質量
部、ホルマリン９．２質量部、苛性ソーダ１．５質量
部、水２６２．５質量部）のみで処理した綿帆布を１プ
ライ積層し、ポリエステル繊維のロープからなる心線を
巻付け、表２に示すＥＰＤＭのゴム組成物から調製し、
バンバリーミキサーで混練後、カレンダーロールで厚さ
１ｍｍに圧延した圧縮ゴム層用シートを３プライ、また
表２に示す厚さ０．５ｍｍに圧延した接着ゴム層用シー
トとの積層物を巻き付けてベルトスリーブを作製した。

【００３４】

【表２】

【００３５】得られたベルトスリーブの外表面に離型剤
（カリ石鹸、脂肪酸グリコール）を塗付した場合と離型
剤を使用しない場合において、上記種々のジャケットを
嵌め込んで加硫（１７０°Ｃ×４０分、圧力１．０ＭＰ
ａ）した後のジャケットの離型性を評価した。その結果
を表１に併記する。

【００３６】この結果、実施例では、ジャケットを３０
０回使用しても異常が発生しなかったが、比較例のジャ
ケットでは、抜け難い状態であり、また使用５回目で抜
くときに割れが発生した。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本願の請求項記載の発明で
は、エチレン−α−オレフィンエラストマーからなるゴ
ム組成物層に繊維材料からなる補強材を積層したベルト
スリーブの加硫用ジャケットにあり、繰り返し使用して
も破損しにく効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】金型面上にベルトスリーブを成形している状態
を示す概略図である。

【図２】本発明に係るジャケットを金型面上に成形した
ベルトスリーブに被せた状態の断面図である。

【符号の説明】

１ 金型 ３ ゴム付き帆布 ４ 心線 ５ 接着ゴム層 ６ 圧縮ゴム層 ７ ベルトスリーブ １０ ジャケット １３ ゴム層 １４ 補強材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AA09 AD15 AD16 AG16 AJ05 CA27 CD01 CD30 4F203 AA09 AD15 AD16 AG16 DA11 DB01 DL10 DL14

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エチレン−α−オレフィンエラストマー
   からなるゴム層を有するベルトスリーブを加硫するとき
   に使用するジャケットであり、エチレン−α−オレフィ
   ンエラストマーからなるゴム層に繊維材料からなる補強
   材を積層したことを特徴するベルトスリーブの加硫用ジ
   ャケット。
2. 【請求項２】 補強材が織物、編み布、そして不織布か
   ら選ばれた少なくとも１種の繊維材料である請求項１記
   載のベルトスリーブの加硫用ジャケット。