JP2009052740A - V-belt - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は主にCVT等の変速装置の動力伝動に用いられるVベルトに関する。 The present invention mainly relates to a V-belt used for power transmission of a transmission such as a CVT.
近年、2輪自動車の大排気量化に伴って、CVTに使用される変速ベルトの環境温度が高くなっている。従来、動力伝動に用いられるベルトは、主として天然ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどが使用されてきたが、高温雰囲気下では、硬化した圧縮ゴム層で早期にクラックが生じるという問題が発生した。また、クロロプレンなどのハロゲンを含んだゴムはダイオキシンの発生につながることから、環境負荷物質であるハロゲンを含有しないゴムで製造されたベルトが近年求められている。 In recent years, the environmental temperature of transmission belts used in CVTs has increased as the displacement of motorcycles has increased. Conventionally, natural rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, and the like have been mainly used for power transmission belts, but there was a problem that cracks occurred early in the cured compressed rubber layer under a high temperature atmosphere. . Further, since rubber containing halogen such as chloroprene leads to generation of dioxins, a belt made of rubber not containing halogen which is an environmental load substance has been demanded in recent years.
このような要求に対して、最近ではエチレン・プロピレンゴム(EPM)あるいはエチレン・プロピレン・ジエン共重合体(EPDM)等のエチレン・α−オレフィンゴムが、優れた耐オゾン性、耐熱性、耐寒性を有しているとともに比較的に安価なポリマーであり、脱ハロゲンという要求を満たしていることからも有望視されている。 Recently, ethylene / α-olefin rubber such as ethylene / propylene rubber (EPM) or ethylene / propylene / diene copolymer (EPDM) has excellent ozone resistance, heat resistance and cold resistance. It is a promising material because it is a relatively inexpensive polymer and satisfies the requirement of dehalogenation.
例えば特許文献1では、エチレン・α−オレフィンゴムに対してポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール短繊維およびメタクリル酸エステルやアクリル酸エステルを配合したゴム組成物を有機化酸化物で架橋したゴム組成物を伝動ベルトに用いることが開示されている。 For example, in Patent Document 1, a rubber composition obtained by crosslinking a rubber composition in which polyparaphenylene benzobisoxazole short fibers and methacrylic acid ester or acrylic acid ester are blended with ethylene / α-olefin rubber with an organic oxide is transmitted. It is disclosed for use in a belt.
また、特許文献2には、エチレン・α−オレフィンゴムに対して共架橋剤としてマレイミド系加硫剤を用いること、またポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール短繊維を配合したゴム組成物をもちいた動力伝動ベルトが開示されている。 Patent Document 2 discloses a power transmission using a rubber composition in which a maleimide vulcanizing agent is used as a co-crosslinking agent for ethylene / α-olefin rubber and a polyparaphenylene benzobisoxazole short fiber is blended. A belt is disclosed.
しかしながらエチレン・α−オレフィンゴムは引き裂き力に乏しく、有機過酸化物架橋系を用いると、更に引き裂き力が低下するという問題があった。一方、硫黄架橋系を用いたものは、加硫度を十分に上げるのが困難であるため、走行時に摩耗が多くなるという不具合があった。尚、加硫度を上げるために、分子内の二重結合量の極めて多いEPDMを用いると、粘着摩耗はある程度改善できるが、耐熱性が低下するという不具合が発生した。 However, ethylene / α-olefin rubber has a poor tearing force, and when an organic peroxide crosslinking system is used, the tearing force is further reduced. On the other hand, those using a sulfur cross-linking system have a problem that wear during running increases because it is difficult to sufficiently increase the degree of vulcanization. In addition, when EPDM having an extremely large amount of double bonds in the molecule was used to increase the degree of vulcanization, adhesive wear could be improved to some extent, but a problem that heat resistance was reduced occurred.
また、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)短繊維はエチレン・α−オレフィンゴムとの接着性に乏しく、両者を配合することによって耐摩耗性といった物性は向上するもののゴムの硬度が低すぎると耐摩耗性の面で悪くなってしまい、逆に硬度が高くなりすぎて特に接着性に乏しいPBO短繊維をきっかけとして亀裂を発生してしまうといった問題があった。 In addition, polyparaphenylene benzobisoxazole (PBO) short fibers have poor adhesion to ethylene / α-olefin rubber, and by combining them, physical properties such as wear resistance are improved, but if the rubber hardness is too low, There is a problem that the wearability is deteriorated, and conversely, the hardness becomes too high and cracks are caused by the PBO short fibers having particularly poor adhesion.
本発明はこのような問題点を解決するものであり、耐引き裂き性を改善し、高い耐久性、耐熱性及び耐寒性を備えると共に、耐摩耗性に優れたVベルトを提供することを目的とする。 The present invention solves such problems, and has an object to provide a V-belt that improves tear resistance, has high durability, heat resistance, and cold resistance, and is excellent in wear resistance. To do.
本発明の請求項1に関わる発明では、圧縮ゴム層および伸張ゴム層を有しベルト長手方向に沿って心線を埋設してなるVベルトにおいて、圧縮ゴム層はエチレン含量が40〜70質量%のエチレン・α−オレフィンゴム100質量部に対して、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール短繊維を5〜40質量部含む短繊維が5〜50質量部配合されたゴム組成物の有機過酸化物系架橋物で構成され、圧縮ゴム層のベルト長手方向破断伸度が70%以上であることを特徴とする。 In the invention according to claim 1 of the present invention, in a V-belt having a compression rubber layer and an extension rubber layer and having a core wire embedded along the belt longitudinal direction, the compression rubber layer has an ethylene content of 40 to 70% by mass. Organic peroxide cross-linking of a rubber composition in which 5 to 50 parts by mass of short fibers containing 5 to 40 parts by mass of polyparaphenylenebenzobisoxazole short fibers are added to 100 parts by mass of ethylene / α-olefin rubber The compression rubber layer is characterized in that the elongation at break in the longitudinal direction of the belt is 70% or more.
請求項2では、圧縮ゴム層のベルト長手方向破断伸度が200%以上である請求項1記載のVベルトとしている。 According to a second aspect of the present invention, the V-belt according to the first aspect of the present invention is such that the compression rubber layer has a longitudinal elongation at break of 200% or more.
請求項3では、圧縮ゴム層の硬度を85〜93JIS−Aの範囲に設定した請求項1〜2のいずれかに記載のVベルトとしている。
In
請求項4では、短繊維はアラミド短繊維を含む請求項1〜3のいずれかに記載のVベルトとしている。
In
請求項5では、エチレン・α−オレフィンゴム100質量部に対してN,N’−m−フェニレンジマレイミドを0.5〜10質量部配合してなる請求項1〜4記載のVベルトとしている。 In Claim 5, it is set as V belt of Claims 1-4 formed by mix | blending 0.5-10 mass parts of N, N'-m-phenylene dimaleimide with respect to 100 mass parts of ethylene and alpha-olefin rubber. .
本発明の請求項1では、Vベルトの一部である圧縮ゴム層を特定のゴム組成物で構成することで、耐引き裂き性を改善し、高い耐久性、耐熱性及び耐寒性を備えると共に、耐摩耗性に優れたVベルトが得られる。 In claim 1 of the present invention, the compression rubber layer, which is a part of the V-belt, is made of a specific rubber composition, thereby improving tear resistance and providing high durability, heat resistance and cold resistance. A V-belt having excellent wear resistance can be obtained.
請求項2では、圧縮ゴム層のベルト長手方向の破断伸度が所定以上の数値であると規定しており、圧縮ゴム層において亀裂が発生しにくくすることができるので、より寿命の長いベルトを得ることができる。 In claim 2, it is specified that the breaking elongation in the longitudinal direction of the belt of the compressed rubber layer is a numerical value greater than or equal to a predetermined value, and it is possible to prevent cracks from occurring in the compressed rubber layer. Obtainable.
また、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)短繊維を配合することでゴム層に亀裂を発生しやすくなるが、請求項3では、圧縮ゴム層の硬度を85JIS−A以上に設定することによって、プーリからの大きな側圧を受けても大きく変形することがなく、摩耗の発生を抑えることができ、PBO繊維を配合することによる耐摩耗性を向上させる効果を十分に享受することができる。
Moreover, although it becomes easy to generate | occur | produce a crack in a rubber layer by mix | blending a polyparaphenylene benzobisoxazole (PBO) short fiber, in
また請求項4では、アラミド短繊維を併用すると、耐摩耗性を高水準に維持しつつ、コスト高なポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール短繊維の配合量を減じることが可能となり、より耐引き裂き性に優れ、高モジュラスな構成とすることができる。
Further, in
請求項5では、マレイミドを共架橋剤として用いており、高モジュラスで耐熱性および耐引き裂き性をよりすぐれたものとすることができる。 In claim 5, maleimide is used as a co-crosslinking agent, and it can have high modulus and excellent heat resistance and tear resistance.
以下、図面を参照しつつ本発明を説明する。
本発明に係るVベルトの一例として変速ベルトとして使用するコグドVベルト1を図1に示す。
The present invention will be described below with reference to the drawings.
A cogged V-belt 1 used as a transmission belt as an example of the V-belt according to the present invention is shown in FIG.
コグドVベルト1は、内周側の圧縮ゴム層2と、外周側の伸張ゴム層5と、両ゴム層2,5間に接着ゴム層8を積層した構成を有し、該接着ゴム層8にはベルト長手方向に伸延した心線9が埋設されている。また、圧縮ゴム層2および伸張ゴム層5には、ベルト幅方向に伸延したコグ山3、6とコグ谷4、7とがベルト長手方向に沿って交互に形成されている。
The cogged V-belt 1 has a configuration in which an inner peripheral compression rubber layer 2, an outer peripheral extension rubber layer 5, and an
そして、圧縮ゴム層2、伸張ゴム層5および接着ゴム層8はゴム組成物で構成されている。本発明においては、本体の少なくとも一部が、エチレン含量が40〜70重量%のエチレン・α−オレフィンゴム100重量部に対して、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール短繊維を5〜40重量部含む短繊維が5〜50重量部配合されたゴム組成物の有機過酸化物系架橋物で構成されることを特徴とする。コグドVベルト1を例にとると、圧縮ゴム層2、伸張ゴム層5および接着ゴム層8のうち、いずれか1層または2層もしくは3層全てを該ゴム組成物の有機過酸化物系架橋物で構成することができるが、少なくとも圧縮ゴム層2が前記構成を有することが望ましい。
The compressed rubber layer 2, the stretch rubber layer 5, and the
上記の圧縮ゴム層2は、ベルト長手方向破断伸度が70以上、更には200%以上であることが好ましく、このような物性を有することでベルトの亀裂が発生しにくくなり、より寿命の長いベルトとすることができる。 The compressed rubber layer 2 preferably has a breaking elongation in the longitudinal direction of the belt of 70 or more, more preferably 200% or more. By having such physical properties, the belt is less likely to crack and has a longer life. It can be a belt.
エチレン・α−オレフィンゴムとしては、エチレンとα−オレフィン(プロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテンなど)の共重合体、あるいは、エチレンと上記α−オレフィンと非共役ジエンの共重合体などがあり、具体的にはエチレン・プロピレンゴム(EPM)やエチレン・プロピレン・ジエン共重合体(EPDM)などのゴムをいう。上記ジエン成分としては、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネンなどの炭素原子数5〜15の非共役ジエンが挙げられる。 Examples of ethylene / α-olefin rubbers include copolymers of ethylene and α-olefins (propylene, butene, hexene, octene, etc.) or copolymers of ethylene, the above α-olefins, and non-conjugated dienes. Specifically, it refers to rubbers such as ethylene / propylene rubber (EPM) and ethylene / propylene / diene copolymer (EPDM). Examples of the diene component include non-conjugated dienes having 5 to 15 carbon atoms such as ethylidene norbornene, dicyclopentadiene, 1,4-hexadiene, cyclooctadiene, and methylene norbornene.
そして、本発明において使用するエチレン・α−オレフィンゴムのエチレン含量は40〜70重量%である。40重量%未満ではベルト走行時の摩耗が激しくなり、また70重量%を超えるとゴムシートのシーティング性が低下すると共に、ベルト成形体では走行初期に亀裂が発生する恐れがある。また125°Cにおけるムーニー粘度(JIS K6300−1)が20〜75であるエチレン・α−オレフィンゴムを用いると、コグ形成不良を抑制することができ、ひいてはコグ形状が良好なコグドベルトを得ることができる。 The ethylene / α-olefin rubber used in the present invention has an ethylene content of 40 to 70% by weight. If it is less than 40% by weight, the wear during belt running becomes severe, and if it exceeds 70% by weight, the sheeting property of the rubber sheet is lowered and the belt molded body may be cracked at the beginning of running. In addition, when an ethylene / α-olefin rubber having a Mooney viscosity (JIS K6300-1) at 125 ° C. of 20 to 75 is used, poor cog formation can be suppressed, and as a result, a cog belt having a good cog shape can be obtained. it can.
また、上記ゴム組成物には、架橋剤として有機過酸化物が配合されている。有機過酸化物としては、例えばジクミルパーオキサイド、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、ベンゾイルパーオキサイド、1,3−ビス(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(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−2,5−(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−モノ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン等を挙げることができる。この有機過酸化物は、単独もしくは混合物として、ゴム100重量部に対して0.5〜8重量部の範囲で好ましく使用される。 The rubber composition contains an organic peroxide as a crosslinking agent. Examples of the organic peroxide include dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, benzoyl peroxide, 1,3-bis (t-butylperoxyisopropyl) benzene, 2,5 -Dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexyne-3,2,5-dimethyl-2,5- (benzoylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-mono (t- Butyl peroxy) hexane and the like. This organic peroxide is preferably used alone or as a mixture in the range of 0.5 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of rubber.
また、このゴム組成物を架橋したものの硬度が85〜93JIS−Aの範囲であるものを用いている。硬度を85JIS−A以上とすることによってPBO短繊維を配合することと相まってベルトの耐摩耗性を大きく向上させることができベルトの寿命を延ばすことができる。一方で硬度が93JIS−Aを超えると硬くなりすぎてベルトの繰り返し屈曲で亀裂を発生しやすくなるので好ましくない。 Moreover, the thing which the hardness of the thing which bridge | crosslinked this rubber composition is the range of 85-93JIS-A is used. By setting the hardness to 85 JIS-A or higher, the wear resistance of the belt can be greatly improved in combination with the blending of PBO short fibers, and the life of the belt can be extended. On the other hand, when the hardness exceeds 93 JIS-A, it becomes too hard, and cracks are likely to occur due to repeated bending of the belt, which is not preferable.
それから、前記ゴム組成物は、マレイミド系架橋剤をエチレン・α−オレフィンゴム100質量部に対して0.1〜10質量部の範囲で配合することが好ましい。マレイミド系架橋剤を所定量配合することによって、耐熱性、耐寒性および耐引き裂き性といった物性を改善することができ、例えばエンジンルーム内といった温度環境の厳しいところでの使用でも十分な耐用期間をもたせることができる。マレイミド系架橋剤としてはN,N’−m−フェニレンジマレイミドを挙げることができる。 And it is preferable that the said rubber composition mix | blends a maleimide type crosslinking agent in 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of ethylene * alpha-olefin rubber. By blending a certain amount of maleimide-based crosslinking agent, physical properties such as heat resistance, cold resistance and tear resistance can be improved. For example, it should have a sufficient lifetime even when used in a severe temperature environment such as in an engine room. Can do. As the maleimide-based crosslinking agent, N, N′-m-phenylene dimaleimide can be exemplified.
更に、前記ゴム組成物は、メタクリル酸エステル及び/又はアクリル酸エステルがエチレン・α−オレフィンゴム100重量部に対して0.1〜10重量部配合されていてもよい。メタクリル酸エステル及び/又はアクリル酸エステルは有機過酸化物系架橋において共架橋剤として作用し、0.1重量部未満では添加による効果が顕著でなく、10重量部を超えると引裂き力並びに接着力が急激に低下する。 Furthermore, 0.1-10 weight part of methacrylic acid ester and / or acrylic acid ester may be mix | blended with the said rubber composition with respect to 100 weight part of ethylene * alpha-olefin rubber. Methacrylic acid ester and / or acrylic acid ester acts as a co-crosslinking agent in organic peroxide crosslinking, and if less than 0.1 part by weight, the effect by addition is not remarkable, and if it exceeds 10 parts by weight, tearing force and adhesive strength Decreases rapidly.
メタクリル酸エステル及び/又はアクリル酸エステルとして具体的には、エチレンジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、またこれらに対応したアクリレートなどが挙げられる。これらは単独あるいは二種類以上混合して使用することができる。なかでも好ましくは、トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPT)である。 Specific examples of the methacrylic acid ester and / or acrylic acid ester include ethylene dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, propylene glycol dimethacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, tripropylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol tetra Examples thereof include methacrylates and acrylates corresponding to these. These can be used alone or in admixture of two or more. Of these, trimethylolpropane trimethacrylate (TMPT) is preferable.
そして、前記ゴム組成物には、エチレン・α−オレフィンゴム100重量部に対して、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール短繊維(PBO短繊維)を5〜40重量部含む短繊維が5〜50重量部配合されている。本発明において、PBO短繊維は、繊維長1〜20mm、繊維径が1〜3デニールのものが好ましく用いられる。 The rubber composition contains 5 to 50 parts by weight of short fibers containing 5 to 40 parts by weight of polyparaphenylene benzobisoxazole short fibers (PBO short fibers) with respect to 100 parts by weight of the ethylene / α-olefin rubber. It is blended. In the present invention, PBO short fibers having a fiber length of 1 to 20 mm and a fiber diameter of 1 to 3 denier are preferably used.
また、PBO短繊維を単独に添加することは必須ではなく、他の素材からなる短繊維を添加することも可能である。PBO短繊維以外に配合できる短繊維としては、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の短繊維を挙げることができる。繊維長は繊維種によって異なるが、1〜10mmの短繊維が適当であり、具体的にはアラミド繊維では3〜5mm、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維または綿では5〜10mmのものを使用することができる。なかでも、耐摩耗性、補強性などを考慮するとアラミド繊維を選択することが好ましい。アラミド短繊維は、例えば商品名コーネックス、ノーメックス、ケブラー、テクノーラ、トワロン等である。アラミド短繊維を配合する場合、PBO繊維とアラミド繊維は、PBO繊維100重量部に対してアラミド繊維が200重量部以下となるような割合で配合すると良い。また両者のブレンド比によって、摩擦係数を制御することも可能である。 Moreover, it is not essential to add the PBO short fibers alone, and it is also possible to add short fibers made of other materials. Examples of short fibers that can be blended in addition to PBO short fibers include short fibers such as aramid fibers, polyamide fibers, polyester fibers, and cotton. The fiber length varies depending on the fiber type, but a short fiber of 1 to 10 mm is suitable. Specifically, an aramid fiber having a length of 3 to 5 mm, a polyamide fiber, a polyester fiber or cotton having a length of 5 to 10 mm can be used. . Among these, it is preferable to select an aramid fiber in consideration of wear resistance, reinforcement, and the like. Aramid short fibers are, for example, trade names Conex, Nomex, Kevlar, Technora, Twaron and the like. When the aramid short fibers are blended, the PBO fibers and the aramid fibers are preferably blended at a ratio such that the aramid fibers are 200 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the PBO fibers. It is also possible to control the friction coefficient by the blend ratio of both.
尚、PBO繊維は、他の繊維と比べてゴムとの接着が困難であることから、接着処理を施すことが望ましい。接着処理としては公知の処理方法が適用できるが、例えばニトリルゴム変性エポキシ樹脂及びアルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂を含む接着処理液で処理した後、レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス(RFL)液で処理する方法がある。またアラミド短繊維も、RFL液などを用いた公知の方法で接着処理を施されることが好ましい。 In addition, since it is difficult to adhere | attach PBO fiber with rubber | gum compared with another fiber, it is desirable to give an adhesion | attachment process. As the adhesion treatment, a known treatment method can be applied. For example, there is a method of treating with a resorcin / formaldehyde / latex (RFL) solution after treatment with an adhesion treatment solution containing a nitrile rubber-modified epoxy resin and an alkylphenol / formaldehyde resin. The aramid short fibers are also preferably subjected to adhesion treatment by a known method using an RFL solution or the like.
ここで用いるRFL液は、レゾルシン・ホルムアルデヒド初期縮合物とゴムラテックスを混合した処理液である。この場合、レゾルシンとホルムアルデヒドのモル比は3/1〜1/3にすることが接着力を高める上で好適である。また、RFL液の固形分付着量が3〜10重量%であることがRFL液による接着力の効果を高める上で好ましい。1/1を超えると、短繊維の凝集力が大きくなって分散性が悪くなり、逆に1/5未満になると、ゴムと短繊維との接着力が低下し、引張強さも低下する恐れがある。更に、RFL液の固形分付着量が10重量%を超えると、処理液が固まって短繊維のフィラメント同士が分割しにくくなり、逆に3重量%未満の場合にはRFL液による分散性及び引張強さの向上効果が顕著ではない。また、ゴムラテックスとしては、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、クロロスルフォン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、エピクロルヒドリン、天然ゴム、SBR、クロロプレンゴム、オレフィン−ビニルエステル共重合体、EPDM等のラテックスが挙げられる。尚、接着処理を施す際の処理液の温度は5〜40°Cに調節し、また浸漬時間は0.5〜30秒であり、200〜250°Cに調節したオーブンに1〜3分間通して熱処理されることが望ましい。また、RFL処理の前にプレディップ処理を施したり、RFL処理の後にオーバーコート処理することも可能である。 The RFL liquid used here is a treatment liquid in which a resorcin / formaldehyde initial condensate and a rubber latex are mixed. In this case, the molar ratio of resorcin to formaldehyde is preferably 3/1 to 1/3 in order to increase the adhesive force. Moreover, it is preferable when the solid content adhesion amount of RFL liquid is 3-10 weight%, when raising the effect of the adhesive force by RFL liquid. If it exceeds 1/1, the cohesive force of the short fibers becomes large and the dispersibility becomes worse. Conversely, if it becomes less than 1/5, the adhesive strength between the rubber and the short fibers may decrease, and the tensile strength may also decrease. is there. Further, when the solid content adhesion amount of the RFL liquid exceeds 10% by weight, the treatment liquid is hardened and it becomes difficult to split filaments of short fibers. Conversely, when the amount is less than 3% by weight, the dispersibility and tension by the RFL liquid are reduced. Strength improvement effect is not remarkable. Examples of rubber latex include styrene / butadiene / vinylpyridine terpolymer, chlorosulfonated polyethylene, hydrogenated nitrile rubber, epichlorohydrin, natural rubber, SBR, chloroprene rubber, olefin-vinyl ester copolymer, EPDM, and the like. Latex. In addition, the temperature of the process liquid at the time of performing an adhesion process is adjusted to 5 to 40 ° C., and the immersion time is 0.5 to 30 seconds, and it is passed through an oven adjusted to 200 to 250 ° C. for 1 to 3 minutes. It is desirable to be heat treated. In addition, a pre-dip process can be performed before the RFL process, or an overcoat process can be performed after the RFL process.
そして該ゴム組成物には、必要に応じてカーボンブラック、シリカのような増強剤、炭酸カルシウム、タルクのような充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤のような通常のゴム配合に用いるものを配合することができる。尚、カーボンブラックをゴム100重量部に対して20〜70重量部配合することが望ましい。 The rubber composition may include conventional rubbers such as carbon black and silica, reinforcing agents such as silica, fillers such as calcium carbonate and talc, plasticizers, stabilizers, processing aids, and coloring agents. What is used for blending can be blended. Carbon black is preferably blended in an amount of 20 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of rubber.
尚、圧縮ゴム層2および伸張ゴム層5は繊維を含有することが好ましいが、接着ゴム層8は、心線との接着性などを考慮すると繊維を含有しないほうが好ましい。
The compressed rubber layer 2 and the stretched rubber layer 5 preferably contain fibers, but the
心線9としては、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維等などから選ばれた撚糸コードをRFL液などで処理したものを使用することができる。 As the core 9, a twisted cord selected from an aramid fiber, a polyester fiber, a glass fiber or the like and treated with an RFL liquid or the like can be used.
また、必要に応じて、圧縮ゴム層2の表面や伸張ゴム層5の表面に補強布を積層することができる。この補強布としては、織物、編物、不織布などから選択される帆布が挙げられる。構成する繊維素材としては、公知公用のものが使用できるが、例えば綿、麻等の天然繊維や、金属繊維、ガラス繊維等の無機繊維、そしてポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリフロルエチレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリエステル、アラミド等の有機繊維が挙げられる。該帆布は、公知技術に従ってRFL液に浸漬後、未加硫ゴムを擦り込むフリクションを行ったり、またRFL溶液に浸漬後にゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理することができる。尚、RFL液には適宜カーボンブラック液を混合して処理反を黒染めしたり、公知の界面活性剤を0.1〜5.0重量%加えてもよい。 If necessary, a reinforcing cloth can be laminated on the surface of the compressed rubber layer 2 or the surface of the stretched rubber layer 5. Examples of the reinforcing fabric include canvas selected from woven fabrics, knitted fabrics, nonwoven fabrics, and the like. Known and publicly used fiber materials can be used. For example, natural fibers such as cotton and hemp, inorganic fibers such as metal fibers and glass fibers, and polyamide, polyester, polyethylene, polyurethane, polystyrene, and polyfluoroethylene. , Organic fibers such as polyacryl, polyvinyl alcohol, wholly aromatic polyester, and aramid. The canvas can be immersed in an RFL solution and then rubbed with an unvulcanized rubber after immersion in a known technique, or can be immersed in a soaking solution in which the rubber is dissolved in a solvent after being immersed in the RFL solution. The RFL solution may be appropriately mixed with a carbon black solution to blacken the treatment, or a known surfactant may be added in an amount of 0.1 to 5.0% by weight.
本発明で用いるゴム組成物を作製する方法としては、まず第1ステップのマスターバッチ練りとして、バンバリミキサーのような密閉式混練機に、エチレン・α−オレフィンゴムに短繊維と軟化剤を投入して混練した後、混練したマスターバッチをいったん放出し、これを20〜50°Cまで冷却する。これはゴムのスコーチを防止するためである。次いで、得られたマスターバッチに所定量の補強剤、充填剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫剤等をバンバリミキサー、オープンロールを用いて仕上げ練りする。また、ゴム種によっては混練したマスターバッチをいったん放出し、冷却する必要はなく、連続して仕上げ練りを行うことも可能である。 As a method for preparing the rubber composition used in the present invention, first, as a masterbatch kneading in the first step, short fibers and a softening agent are added to an ethylene / α-olefin rubber in a closed kneader such as a Banbury mixer. After kneading, the kneaded master batch is discharged once and cooled to 20-50 ° C. This is to prevent rubber scorching. Next, a predetermined amount of reinforcing agent, filler, anti-aging agent, vulcanization accelerator, vulcanizing agent and the like are finished and kneaded into the obtained master batch using a Banbury mixer and an open roll. Further, depending on the type of rubber, it is not necessary to once discharge the kneaded master batch and cool it down, and it is possible to carry out finish kneading continuously.
尚、混練り方法としては、上記方法に限るものでなく、また混練り手段も例えばバンバリミキサー、ロール、ニーダー、そして押出機等限定するものでなく、適宜公知の手段、方法によって混練することができる。また加硫方法も限定されるものでなく、モールド加熱、熱空気加熱、回転ドラム式加硫機、射出成形機等の加硫装置を用いた公知の手段で加硫される。 The kneading method is not limited to the above method, and the kneading means is not limited to, for example, a Banbury mixer, a roll, a kneader, or an extruder, and may be appropriately kneaded by known means and methods. it can. Further, the vulcanization method is not limited, and vulcanization is performed by a known means using a vulcanization apparatus such as mold heating, hot air heating, a rotating drum vulcanizer, an injection molding machine or the like.
前記の如く配合剤を添加したゴム組成物の有機過酸化物系架橋物で圧縮ゴム層2を構成することにより、耐引き裂き性、耐側圧性が向上し、また耐摩耗効果がある高寿命な伝動ベルトを提供することができる。更に、低温下においても、良好な耐久性を呈する。 By constituting the compressed rubber layer 2 with the organic peroxide-based crosslinked product of the rubber composition to which the compounding agent has been added as described above, the tear resistance and the side pressure resistance are improved, and a long life with a wear resistance effect is achieved. A transmission belt can be provided. Furthermore, it exhibits good durability even at low temperatures.
尚、CVT(無段変速機)用Vベルトは上述した構成に限定されるものではなく、圧縮ゴム層、伸張ゴム層のどちらか一方にのみコグを設けたコグドVベルトなども挙げることができる。 Note that the CVT (continuously variable transmission) V-belt is not limited to the above-described configuration, and examples thereof include a cogged V-belt in which a cog is provided only on one of the compression rubber layer and the stretch rubber layer. .
以下、具体的な実施例を伴って説明する。
表1に示す配合にて調製したゴム組成物のムーニー粘度(125°C)をJIS K6300−1に従って測定した。尚、PBO短繊維は接着処理を施したものを用いた。また該ゴム組成物を165°Cで30分間加硫し、得られた加硫ゴム(有機化酸化物系架橋体)の硬度(JIS−A)をJIS K6253、引き裂き力(JIS−A:N/mm)をJIS K6252に従って測定した。また、圧縮ゴム層の破断伸度はベルトより長手方向に厚み1mm、幅5mm、長さ100mmのゴム短冊を5本切り出し、中央部に20mmの標線をつけ、500±50m/minの速度で引っ張り、平均値を記録した。各測定結果を表2に示す。
Hereinafter, a description will be given with specific examples.
The Mooney viscosity (125 ° C.) of the rubber composition prepared by blending shown in Table 1 was measured according to JIS K6300-1. In addition, the PBO short fiber used what gave the adhesion process. Further, the rubber composition was vulcanized at 165 ° C. for 30 minutes, and the hardness (JIS-A) of the obtained vulcanized rubber (organized oxide-based crosslinked product) was JIS K6253, and tear strength (JIS-A: N). / Mm) was measured according to JIS K6252. In addition, the breaking elongation of the compressed rubber layer was cut out from a belt with five rubber strips having a thickness of 1 mm, a width of 5 mm, and a length of 100 mm in the longitudinal direction, with a 20 mm mark at the center, and a speed of 500 ± 50 m / min. The average value was recorded by pulling. Table 2 shows the measurement results.
また該ゴム組成物を用いてカットエッジタイプのコグドVベルトを作製した。本実施例で作製したコグドVベルトは、表面に1プライの帆布を積層した圧縮ゴム層と、表面に1プライの帆布を積層した伸張ゴム層と、両ゴム層間にポリエステル繊維ロープからなる心線を埋設した接着ゴム層を配置した構成からなる。そしてベルト内周面、外周面にはコグが形成されている。また圧縮ゴム層、伸張ゴム層には短繊維が含有されてなり、ベルト幅方向に配向している。 A cut edge type cogged V-belt was prepared using the rubber composition. The cogged V-belt produced in this example has a compression rubber layer in which one ply canvas is laminated on the surface, a stretch rubber layer in which one ply canvas is laminated on the surface, and a cord made of polyester fiber rope between both rubber layers. It has a configuration in which an adhesive rubber layer in which is embedded is disposed. Cogs are formed on the inner and outer peripheral surfaces of the belt. The compressed rubber layer and the stretched rubber layer contain short fibers and are oriented in the belt width direction.
ここで伸張ゴム層、圧縮ゴム層を形成するゴムシートを、表1に示すゴム配合にて調製し、バンバリミキサーで混練後、カレンダーロールで圧延したものを用いた。また接着ゴム層を形成するゴムシートを、表1に示すゴム配合から短繊維をのぞいたゴム配合にて調整し、バンバリミキサーで混練後、カレンダーロールで圧延したものを用いた。 Here, the rubber sheet forming the stretched rubber layer and the compressed rubber layer was prepared with the rubber composition shown in Table 1, kneaded with a Banbury mixer, and then rolled with a calendar roll. The rubber sheet forming the adhesive rubber layer was prepared by adjusting the rubber composition shown in Table 1 with a rubber composition excluding short fibers, kneaded with a Banbury mixer, and then rolled with a calender roll.
ベルトの製造方法は公知の方法であり、まず、所定の間隔で溝部を設けた円筒状ドラムの周面に1プライの補強布、未加硫圧縮ゴムシート、未加硫接着ゴムシートを巻き付けた後、この上に心線となるロープを螺旋状にスピニングし、更に未加硫伸張ゴムシート、1プライの補強布を巻き付けて積層体(未加硫ベルトスリーブ)を得た後、これを加硫して加硫ベルトスリーブを得る。このようにして得られた加硫ベルトスリーブをカッターによって所定に幅に切断し、個々のコグドVベルトに仕上げた。 The belt manufacturing method is a known method. First, a one-ply reinforcing cloth, an unvulcanized compressed rubber sheet, and an unvulcanized adhesive rubber sheet are wound around the circumferential surface of a cylindrical drum provided with grooves at predetermined intervals. After that, a core rope was spun into a spiral shape, and an unvulcanized stretched rubber sheet and a 1-ply reinforcing cloth were wound to obtain a laminate (unvulcanized belt sleeve). Sulfurize to obtain a vulcanized belt sleeve. The vulcanized belt sleeve thus obtained was cut into a predetermined width by a cutter and finished into individual cogged V-belts.
このようにして得られるコグドVベルトの耐久性を評価した。ベルト耐久試験では、上記ベルトを図2に示すレイアウトからなる2軸の横型走行試験機に懸架し、85°Cの雰囲気温度下、従動プーリに6.77kwの負荷をかけ、駆動プーリを7,000rpmで回転させて、ベルトの走行寿命を測定した。尚、打切り時間は240時間とし、寿命に達した場合はその故障原因を確認した。 The durability of the cogged V belt thus obtained was evaluated. In the belt endurance test, the belt is suspended on a biaxial horizontal running tester having the layout shown in FIG. 2, and the driven pulley is loaded with a load of 6.77 kw under an ambient temperature of 85 ° C. The running life of the belt was measured by rotating at 000 rpm. The cut-off time was 240 hours, and when it reached the end of its life, the cause of the failure was confirmed.
結果、実施例のベルトは、耐寒性及び耐熱性が高く、耐引き裂き性が改善していると共に、耐摩耗性、耐側圧性に優れ走行寿命が長いベルトとすることができた。比較例1はクロロプレンゴムを用いたベルトであり、実施例1〜6までのベルトは塩素を含まないエチレン・α−オレフィンゴムを用いて比較例1と同等の耐久性を有するベルトとすることができた。実施例7は、短繊維の配合量が少なくISAFカーボンの配合量も少なく硬度が低いので寿命は、他の実施例と比べると低い結果となっている。実施例8は圧縮ゴム層の破断伸度が小さく、他の実施例と比べると短い時間で亀裂が発生している。 As a result, the belts of the examples were high in cold resistance and heat resistance, improved in tear resistance, excellent in wear resistance and side pressure resistance, and were able to be a long running life. Comparative Example 1 is a belt using chloroprene rubber, and the belts of Examples 1 to 6 are made of ethylene / α-olefin rubber not containing chlorine and have a durability equivalent to that of Comparative Example 1. did it. In Example 7, since the blending amount of short fibers is small and the blending amount of ISAF carbon is small and the hardness is low, the lifetime is lower than that of the other examples. In Example 8, the elongation at break of the compressed rubber layer is small, and cracks are generated in a shorter time compared to other examples.
比較例2はPBO短繊維の配合量が所定の範囲を超えた例であり、そのことにより分散不良が生じて亀裂を発生し、短期間で故障する結果となった。比較例3ではPBO繊維をまったく配合しておらず、そのために耐摩耗性が劣っており摩耗大による故障となった。比較例4はマレイミド系架橋剤の配合量が多く硬度が93JIS−Aを超えているとともに圧縮ゴム層の破断伸度も低い数値なっており、短時間にて亀裂の発生で寿命となった。 Comparative Example 2 is an example in which the blending amount of the PBO short fibers exceeded a predetermined range, and as a result, poor dispersion occurred and cracks occurred, resulting in failure in a short period of time. In Comparative Example 3, no PBO fiber was blended, so that the wear resistance was inferior, resulting in a failure due to large wear. In Comparative Example 4, the maleimide crosslinking agent was added in a large amount and the hardness exceeded 93 JIS-A, and the fracture elongation of the compressed rubber layer was low.
このように、エチレン・α−オレフィンゴムに対してポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)短繊維を所定の範囲内で配合し、有機化酸化物で架橋した85〜93 JIS Aの範囲内のゴム組成物で少なくとも圧縮ゴム層を構成したVベルトとすることで、亀裂の発生を増加させることなくPBO短繊維を配合することによる耐摩耗性を向上させる効果を効率的に付与することができる。更には短繊維としてアラミド繊維を所定の割合で含めることで耐摩耗性の効果を損なうことなくベルトのコストを下げることができ、またN,N’−m−フェニレンジマレイミドを配合することによってモジュラスを高めるとともに耐熱性、耐寒性を高めてより長寿命のベルトとすることができる。 Thus, the rubber in the range of 85 to 93 JIS A, in which polyparaphenylene benzobisoxazole (PBO) short fibers are blended with ethylene / α-olefin rubber within a predetermined range and crosslinked with an organic oxide. By using a V-belt having at least a compressed rubber layer made of the composition, it is possible to efficiently impart the effect of improving the wear resistance by blending PBO short fibers without increasing the occurrence of cracks. Furthermore, by including aramid fibers in a predetermined ratio as short fibers, the cost of the belt can be reduced without impairing the effect of wear resistance, and by adding N, N′-m-phenylene dimaleimide, the modulus can be reduced. As well as improving heat resistance and cold resistance, the belt can have a longer life.
本発明にかかる伝動ベルトは自動車用あるいは一般産業用の駆動装置などに装着することができる。 The transmission belt according to the present invention can be attached to a drive device for automobiles or general industries.
1 コグドVベルト
2 圧縮ゴム層
3,6 コグ山
4,7 コグ谷
5 伸張ゴム層
8 接着ゴム層
9 心線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cogged V belt 2
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