JP2010539408A - 歯布をコーティング処理した伝動ベルトおよびそのコーティング処理 - Google Patents

Abstract

エラストマー材料からなり、複数の糸状抵抗インサート（３）が長手方向に埋め込まれた本体（２）と、被覆歯布（５）で被覆された作用面（４）とを備えたベルト（１）を提供する。作用面（４）は、歯部により構成されることが好ましい。被覆歯布（５）は、コーティング処理により処理される。コーティング処理は、フッ化エラストマーを含む。コーティング処理は、減摩剤と、ジエンモノマーおよびニトリル基を含むモノマーを出発原料として得られる少なくとも１つの共重合体により形成されるエラストマーとをさらに含むことが好ましい。エラストマーは、不飽和カルボン酸塩で修飾されることがより好ましい。

Description

本発明は、歯布をコーティングまたは保護処理したベルトおよびそれに対応する処理に関する。

ベルトの各構成部品は、機械抵抗の性能向上に寄与し、ベルトの破損の可能性を低減するとともに比伝達力を向上させる。

撚り糸は、特にベルトに必要な機械的特性の確保やベルト自体の弾性率に寄与し、したがって特にベルトの経時的な性能維持の確保に寄与する。

被覆歯布は、作用面の摩擦係数を低減し、また歯付きベルトの場合には、歯の変形を低減し、特に歯の根元を補強してその破損を防止する。

使用する被覆歯布は、単層、あるいはより高い頑強性と剛性を保証するために二重層で構成することができる。

歯布は、本体と歯布自体との接着性を高めるため、ＲＦＬ（レゾルシノール‐ホルムアルデヒドラテックス）などの接着剤で通常処理される。

さらに、駆動ベルトの耐摩耗性を向上させるため、被覆歯布の組織を修飾したり、また異なる処理、たとえばＰＴＦＥをベースとした処理などのハロゲン化ポリマーを用いた処理を被覆歯布に施したりするなど、多くの方法が用いられる。

あるいは、硫化モリブデンおよびグラファイトからなる群より選ばれる減摩材を含む歯付きベルトの歯布に対する処理または接着組成物が特許文献１および特許文献２からも知られている。

上記の処理はいずれも、より磨耗を受けやすい作用面の摩擦係数を変えることにより作用する。しかしこのような減摩材を用いた処理では、いずれも最適な耐摩耗性を得ることはできない。

実際、後者の処理では耐磨耗性はわずかにしか向上せず、特にプーリと噛み合う際のベルトの騒音レベルは依然として高い。

上記の問題を克服するため、本出願人はベルト構造の抜本的な変更を提案しており、それは特許文献３に記載されているように、フッ化プラストマー、エラストマー材料、および加硫剤を含む抵抗層で被覆歯布をコーティングすることからなり、フッ化プラストマーはエラストマーより多く含まれる。この層は歯布とは別個であり、歯布には浸透せず、またカレンダ工程により歯布に被覆することが好ましい。歯布と抵抗層との間には、接着層が存在すると好ましい。

この場合、ベルトの作用面が歯布でなく抵抗層自体で構成される点に限って言えば、抵抗層を用いることにより、耐摩耗性の向上に関して良好な結果が得られ、ベルトの歯がプーリと噛み合う際の抵抗層の騒音レベルが低下する。

しかし前記処理は、オイルの存在下でベルトを使用する場合、すなわち、ベルトがエンジンブロック内に配置され、オイルの飛沫に直接接触する、また場合によってはオイルに部分的に浸漬した状態で稼働するシステムの場合、必ずしも十分な効果が得られない。このような場合、減摩材を含む既知の処理は、プーリとの噛み合い時に歯付きベルトによる摩擦を低減するように検討されたものであるため適切でないと思われる。

実際、良好な耐磨耗性を維持することは必要であるが、同時に高い耐オイル性を確保することも必要であり、それにより歯付きベルトの膨潤およびその結果としての歯布の磨耗、ならびに歯の破損が防止され、したがってベルトの寿命低下が防止される。

さらに、オイルに直接接触または部分的に浸漬した状態でベルトを用いるシステムでは、さまざまな不純物、特にガソリンがエンジンオイルに混入することが多い。

既知の処理では、ガソリンがオイルに混入する環境において十分な耐性が得られず、オイルの浸透に対する十分なバリアを形成できない。

また既知の処理は、高温のオイルに接触すると経時変化が進みやすく、これにより保護層が剥離したり歯布のコーティングが早く失われたりすることが多い。コーティングが失われると、コーティング自体によるオイルに対するバリア能力は失われてしまう。

したがって、特にオイルの接触下でベルトを使用する際に、ベルトの使用温度範囲全体にわたる高い耐摩耗性と、低速および高速回転での低い騒音レベルとを同時に確保できる歯付きベルトを得るための解決策の検討が続けられている。

特に、ガソリンの存在下で高温のオイル飛沫に絶え間なく晒されたりオイルに部分的に浸かったりした状態で使用される場合にもベルトの膨潤を防止することのできるベルトが研究されている。

特開２００１−３０４３４３号公報 特開２００１−２０８１３７号公報 欧州特許第１１５７８１３号明細書

したがって本発明の目的は、摩擦つまり磨耗に対する高い耐性と、低速および高速回転での稼動における低い騒音レベルとが同時に得られるとともに、使用温度範囲全体にわたる最適な耐性、特にガソリンの混入したオイルに対するバリア能力が得られる歯付きベルト用歯布のコーティング処理およびそれに対応する歯付きベルトを提供することにある。

本発明によれば、前記目的は請求項１に記載のベルトにより達成される。

さらに本発明によれば、請求項３０に記載のコーティング処理方法が想定される。

さらに本発明によれば、請求項３３に記載の歯付きベルトの製造方法が提供される。

本発明の一実施形態に係る歯付きベルトの部分斜視図である。 本発明の一実施形態に係る第１の歯付きベルトを用いた第１の配分制御システムの図である。 本発明の一実施形態に係る第２の歯付きベルトを用いた第２の配分制御システムの図である。 本発明の一実施形態に係る第３の歯付きベルトを用いた第３の配分制御システムの図である。 既知の技術と発明の一実施形態に係る処理に対して行った試験の結果を示す表である。 既知のベルトと本発明の一実施形態に係るベルトの幅の変化を示すグラフである。 既知のベルトと本発明の一実施形態に係るベルトの幅の変化を示す別のグラフである。 既知のベルトと本発明の一実施形態に係るベルトの幅の変化を示す別のグラフである。 既知のベルトと本発明の一実施形態に係るベルトの幅の変化を示すグラフである。

本発明のさらなる理解のため、添付の図面を参照して以下に説明する。

以下において「エラストマー材料は主に構成される」という表現は、エラストマー材料が他の重合体または共重合体を少量含んでもよいことを意味し、そのような重合体または共重合体は、混合物の化学的・物理的性質を変えない限りにおいて、つまり、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、エラストマー材料に添加することができる。

図１において全体として１で示されるのは、本発明の一例としての歯付きベルトである。ベルト１は、エラストマー材料からなる本体２を備え、その中に複数の糸状抵抗インサート３が長手方向に埋め込まれている。

本体２は、被覆歯布５で被覆された歯部４を有する。

本体２は、１つ以上のエラストマーで構成される混合物からなることが好ましく、それらを全体として「第１のエラストマー材料」と称する。

第１のエラストマー材料の混合物は、フッ化エラストマーを含むことが好ましい。

本体に含まれるフッ化エラストマーの量は、９５ｐｈｒを超えることがより好ましい。

ガソリン存在下でのオイルによるベルトの膨潤を低減する上で、主にフッ化エラストマーにより構成される本体混合物を用いることが特に好ましいことが判明している。

フッ化エラストマーは、フッ化−ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ペルフルオロビニルエーテル、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロビニルエーテル、テトラフルオロエチレン−プロピレン、テトラフルオロエチレン−プロピレン−フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ブロモ−、ヨード−、またはクロロ−オレフィンフッ化４元重合体、およびこれらの重合体の混合物からなる群より選ばれる共重合体であることが好ましい。

フッ化エラストマーは、ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン／モノクロロ−トリフルオロエチレン三元重合体、ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン三元重合体、ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ブロモ−、ヨード−、またはクロロ−オレフィンフッ化４元重合体からなる群より選ばれることがより好ましい。

フッ化エラストマーは、ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン／モノクロロ−トリフルオロエチレンまたはテトラフルオロエチレン三元重合体であることがさらに好ましい。

フッ化エラストマー中のフッ素含有量は、６４重量％から７１重量％の間であることが好ましい。

フッ素含有量は、６６重量％から６９重量％の間であることがさらに好ましい。

フッ化エラストマーとしては、さまざまなタイプのものを用いることができ、たとえばＤｕｐｏｎｔｄｏｗ ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ社より販売される商品名ＶｌＴＯＮ、旭硝子社より販売される商品名ＡＦＬＡＳ、Ａｕｓｉｍｏｎｔ−Ｓｏｌｖａｙ社より販売される商品名ＴＥＣＨＮＯＦＬＯＮ ＦＫＭ、Ｄｙｎｅｏｎ社より販売される商品名ＤＹＮＥＯＮ、ダイキン工業社より販売される商品名ＤＡＩ−ＥＬとして知られるものが挙げられる。

特にＤＡＩ−ＥＬ、たとえばフッ素含有量が６６重量％のＤＡＩ−ＥＬ Ｇ−８０１などの加硫性過酸化フッ素エラストマーを用いることがより好ましい。

または、フッ化エラストマーを別のエラストマー材料との混合物として用いてもよい。

本体に含まれるフッ化エラストマーの量は、経時変化に対する耐性について必要な性能を確保する上で、混合物の他のエラストマー成分に対して７０重量％を超えることが好ましい。

このような場合、フッ化エラストマーは、ジエンモノマーおよびニトリル基を含むモノマーを出発原料として得られる１つ以上の共重合体と混合することが好ましい。

第１のエラストマー材料は、ニトリル基を含むモノマーおよびジエンを出発原料として形成される１つ以上の共重合体を含むことがより好ましい。

ニトリル基を含むモノマーは、最終的な共重合体の総量に対して重量パーセントで３４重量％から４９重量％の間であることが好ましい。

ニトリル基を含むモノマーは、３９重量％から４３重量％の間であることがより好ましい。

１つ以上の共重合体としては、水素化アクリロニトリルブタジエン（ＨＮＢＲ）を用いることがより好ましい。

ＨＮＢＲとしては、水素化度の高いものを用いることが好ましく、たとえば残留二重結合が重量パーセントで多くても０．９重量％のいわゆる完全飽和ＨＮＢＲを用いることができるが、たとえば飽和度が４重量％または５．５重量％のＨＮＢＲ、いわゆる部分飽和ＨＮＢＲなどの、より不飽和度が低いＨＮＢＲを用いることもできる。

本体混合物、また他にも歯付きベルトを構成するさまざまな構成要素の異なる処理に使用できるＨＮＢＲ共重合体の例として、Ｌａｎｘｅｓｓ社製のＴｈｅｒｂａｎｓファミリーに属する共重合体、たとえば、ニトリル基の含有量が３４重量％で水素化度が多くても０．９重量％のＴｈｅｒｂａｎ３４０７、ニトリル基の含有量が３４重量％で不飽和度が多くても０．９重量％のＴｈｅｒｂａｎ３４０６、ニトリル基の含有量が３６重量％で不飽和度が多くても０．９重量％のＴｈｅｒｂａｎ３６０７、ニトリル基の含有量が３４重量％で不飽和度が多くても４重量％のＴｈｅｒｂａｎ３４４６、ニトリル基の含有量が３４重量％で不飽和度が多くても５．５重量％のＴｈｅｒｂａｎ３４４７、ニトリル基の含有量が３６重量％で不飽和度が多くても２重量％のＴｈｅｒｂａｎ３６２７、ニトリル基の含有量が３６重量％で不飽和度が多くても２重量％のＴｈｅｒｂａｎ３６２９、ニトリル基の含有量が３９重量％で不飽和度が多くても０．９重量％のＴｈｅｒｂａｎ３９０７が挙げられる。

または、日本ゼオン社製の商品名ＺＥＴＰＯＬのＨＮＢＲを用いることも可能である。特に、ニトリル基の含有量が３６重量％で不飽和度が多くても０．９重量％のＺＥＴＰＯＬ２０００、ニトリル基の含有量が３６重量％で不飽和度が多くても０．９重量％のＺＥＴＰＯＬ２０００Ｌ、ニトリル基の含有量が３６重量％で不飽和度が多くても４重量％のＺＥＴＰＯＬ２０１０、ニトリル基の含有量が３６重量％で不飽和度が多くても４重量％のＺＥＴＰＯＬ２０１０Ｌ、ニトリル基の含有量が３６重量％で不飽和度が多くても４重量％のＺＥＴＰＯＬ２０１０Ｈ、ニトリル基の含有量が３６重量％で不飽和度が多くても５．５重量％のＺＥＴＰＯＬ２０２０、ニトリル基の含有量が３６重量％で不飽和度が多くても５．５重量％のＺＥＴＰＯＬ２０２０Ｌが挙げられる。

重合体としては、ジエンモノマーおよびニトリル基を含むモノマーを出発原料として得られ不飽和カルボン酸塩で修飾された１つ以上の共重合体の混合物で構成されるものを用いることがさらに好ましい。

共重合体は、その少なくとも１つが不飽和カルボン酸塩で修飾される。ポリメタクリル酸の亜鉛塩を用いることが好ましい。

第２のエラストマー材料は、ポリメタクリル酸の亜鉛塩とも称するメタクリル酸亜鉛で修飾されたＨＮＢＲであることが好ましい。ポリメタクリル酸の亜鉛塩の添加量は、１０重量％から６０重量％の間であることが好ましい。

亜鉛塩で修飾されたＨＮＢＲの不飽和度は、１５重量％未満、より好ましくは５重量％から１０重量％の間であることが好ましい。

たとえば、商品名ＺＳＣ１２９５、ＺＳＣ２０９５、ＺＳＣ２１９５、ＺＳＣ２２９５、ＺＳＣ２２９５Ｌ、ＺＳＣ２２９５Ｒ、およびＺＳＣ２３９５としてゼオン社より販売されるエラストマーを用いることが好ましい。

ＺＳＣ２０９５を用いることがより好ましい。

第１のエラストマー材料中の混合物は、たとえば強化剤、充填材、顔料、ステアリン酸、促進剤、加硫剤、酸化防止剤、活性剤、開始剤、可塑剤、ワックス、早期加硫防止剤、劣化防止剤、プロセスオイルなどの従来の添加物をさらに含むことができる。

充填材としては、カーボンブラックを用いること好ましく、その添加量は０ｐｈｒから８０ｐｈｒであることが好ましく、４０ｐｈｒ程度であることがより好ましい。タルカム、炭酸カルシウム、シリカ、珪化物などの軽量の強化充填材を添加することが好ましく、その添加量は０ｐｈｒから８０ｐｈｒであることが好ましく、４０ｐｈｒ程度であることが好ましい。さらに、０ｐｈｒから５ｐｈｒのシランを用いることが好ましい。

０ｐｈｒから１５ｐｈｒの酸化亜鉛および酸化マグネシウムを添加することが好ましい。

トリメリット酸またはエーテルエステルなどのエステル可塑剤を加えることが好ましく、その量は０ｐｈｒから２０ｐｈｒの間であることが好ましい。

加硫助剤として、たとえばシアン化トリアリルを加えることが好ましく、また金属塩などの有機もしくは無機メタクリル酸塩を加えることも好ましく、その量は０ｐｈｒから２０ｐｈｒの間であることが好ましく、またイソプロピルベンゼンペルオキシドなどの有機過酸化物を加えることも好ましく、その量は０ｐｈｒから１５ｐｈｒの間であることが好ましい。

エラストマー材料中の混合物は、さらに強化繊維を含むことが好ましく、その量は２ｐｈｒから４０ｐｈｒの間であることがより好ましく、２０ｐｈｒであることがさらに好ましい。強化繊維の長さは０．１ｍｍから１０ｍｍの間であることが好ましい。

繊維を用いることで、本体を構成する混合物の機械的特性がさらに向上する。

強化繊維は、芳香族ポリアミドを含むことが好ましく、パラアミドを含むことがより好ましく、たとえばテクノーラ繊維を用いることが好ましく、ＲＦＬベースの処理により混合物に接着することができる。ラティスとしては、たとえばＶＰ‐ＳＢＲ、すなわちビニルピリジンとスチレン‐ブタジエンとの共重合体をベースとしたものを用いることができる。

長さが１ｍｍの帝人のテクノーラ繊維などのアラミド繊維は特に効果的であることが判明している。

歯部４の被覆歯布５または背部６の被覆歯布７は、１つ以上の層で構成することができ、２ｘ２ツイルとして知られる製織技術などの異なる製織技術により得ることができる。

または、少なくとも１つの粗面を形成し機械的接着性を向上させる製織様式により被覆歯布５を得ることもできる。

歯の被覆歯布５は、脂肪族または芳香族ポリアミドを含むことが好ましく、芳香族ポリアミド（アラミド）を含むことがより好ましい。

使用する歯布は、横糸と縦糸で構成される複合構造を有し、横糸が複数の横糸で構成され、各横糸が、芯となる弾性糸およびその弾性糸の周りに巻かれた一対の複合糸で構成されることが好ましい。各複合糸は、高耐熱性および高機械耐性の糸と、その高耐熱性および高機械耐性の糸の周りに巻かれた少なくとも１本の被覆糸とを備える。各複合糸は、高耐熱性および高機械耐性の糸と、その高耐熱性および高機械耐性の糸の周りに巻かれた１対の被覆糸とを備えることが好ましい。弾性糸は、ポリウレタンからなることが好ましい。高耐熱性および高機械耐性の糸は、パラ型芳香族ポリアミドからなることが好ましい。

歯布は、通常ＲＦＬ処理が施される。

本発明によれば、歯布５はさらに、第１のエラストマーをベースとした処理および／または第２のエラストマーをベースとした処理が施される。本発明によれば、上記処理の少なくとも１つにフッ化エラストマーが含まれる。

実際驚くべきことに、フッ化エラストマーをベースとした処理により、エンジンブロック内でオイルに直接接触または部分的に浸漬した状態でベルトを用いるシステムにおいて、オイルの浸透に対する効果的なバリアを形成できることがわかっている。

第１の処理と、適宜実施可能な第２の処理の双方により、歯布の保護コーティングが被覆形成され、驚くべきことに、従来のベルトのあらゆる欠点が克服されるとともに、ベルトの寿命を延ばし、耐摩耗性を向上させることができる。

第１の処理は、たとえば有機溶媒の水溶液に浸漬することにより行われ、歯布に延ばして塗布することが好ましい。第１の処理は、水と、フッ化エラストマーを含む組成物を含む溶媒との混合物中で行われる。

フッ化エラストマーは、フッ化−ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ペルフルオロビニルエーテル、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロビニルエーテル、テトラフルオロエチレン−プロピレン、テトラフルオロエチレン−プロピレン−フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ブロモ−、ヨード−、またはクロロ−オレフィンフッ化４元重合体、およびこれらの重合体の混合物からなる群より選ばれる共重合体であることが好ましい。

フッ化エラストマーは、ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン／モノクロロ−トリフルオロエチレン三元重合体、ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン三元重合体、ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ブロモ−、ヨード−、またはクロロ−オレフィンフッ化４元重合体からなる群より選ばれることがより好ましい。

フッ化エラストマーは、ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン／モノクロロ−トリフルオロエチレンまたはテトラフルオロエチレン三元重合体であることがさらに好ましい。

また、５１重量％のフッ化ビニリデン、３３重量％のヘキサフルオロプロピレン、および１７重量％のテトラフルオロエチレンの共重合体を用いることが特に好ましい。

フッ化エラストマー中のフッ素含有量は、６４重量％から７１重量％の間であることが好ましい。

フッ素含有量は、６６重量％から６９重量％の間であることがさらに好ましい。

フッ化エラストマーとしては、さまざまなタイプのものを用いることができ、たとえばＤｕｐｏｎｔｄｏｗ ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ社より販売される商品名ＶｌＴＯＮ、旭硝子社より販売される商品名ＡＦＬＡＳ、Ａｕｓｉｍｏｎｔ−Ｓｏｌｖａｙ社より販売される商品名ＴＥＣＨＮＯＦＬＯＮ ＦＫＭ、Ｄｙｎｅｏｎ社より販売される商品名ＤＹＮＥＯＮ、ダイキン工業社より販売される商品名ＤＡＩ−ＥＬとして知られるものが挙げられる。

過酸化物加硫性フッ素エラストマー、特に、欧州特許第９６７２４８明細書、欧州特許出願公開１０３１６０６号明細書、または欧州特許第１２６２４９７号明細書に記載されている種類のＴＥＣＨＮＯＦＬＯＮ ＦＫＭを用いることがより好ましい。

特にＴＥＣＨＮＯＦＬＯＮ Ｐ７５７を材料として用いるのが好ましいことが判明している。

第１の処理は、第２の処理の代わりとなるか、それを統合するものである。

第２の処理は、適宜選択された１つ以上の重合体材料の組み合わせを含む混合物を用いて行うことが好ましい。

第２の処理は、ａ）ジエンモノマーおよびニトリル基を含むモノマーを出発原料として得られる１つ以上の共重合体の混合物により形成される０ｐｈｒから１００ｐｈｒの第２のエラストマー材料、ｂ）０ｐｈｒから１００ｐｈｒのフッ化エラストマー、およびｃ）減摩剤の混合物を含むことが好ましい。

減摩剤は、フッ化プラストマー、グラファイト、硫化モリブデン、および銅粉からなる群より選ばれることが好ましい。

第２の処理にフッ化エラストマーが含まれない場合、膨潤の低減について必要な改善を得るため、第２の処理を第１の処理と統合する必要がある。

第２のエラストマー材料の含有量は、５ｐｈｒから１００ｐｈｒの間であることが好ましい。

フッ化エラストマーの含有量は、５ｐｈｒから１００ｐｈｒの間であることが好ましい。

第２のエラストマー材料とフッ化エラストマーとの比は、１：３から３：１の間であることがより好ましい。

第２のエラストマー材料とフッ化エラストマーとの比は、１：１．５から１：２．５の間であることがさらに好ましい。

第２のエラストマー材料は、不飽和カルボン酸塩で修飾されることが好ましい。

第２のエラストマー材料は、ニトリル基を含むモノマーおよびジエンを出発原料として形成される１つ以上の共重合体からなることが好ましく、ニトリル基を含むモノマーは、最終的な共重合体の総量に対して重量パーセントで３０重量％から３９重量％の間であることが好ましい。ニトリル基は、最終的な共重合体の総量に対して重量パーセントで３４重量％から４３重量％の間であることがより好ましい。

共重合体のうち１つを不飽和カルボン酸塩で修飾した場合、耐摩耗性に関して良好な結果が得られている。ポリメタクリル酸の亜鉛塩を用いることがより好ましい。

第２のエラストマー材料は、ＨＮＢＲおよびＸＨＮＢＲからなる群より選ばれることが好ましい。

第２のエラストマー材料は、ポリメタクリル酸の亜鉛塩で修飾されたＨＮＢＲであることが好ましい。ポリメタクリル酸の亜鉛塩の添加量は、ＨＮＢＲに対して１０重量％から６０重量％の間であることが好ましい。

亜鉛塩で修飾されたＨＮＢＲの不飽和度は、１５重量％未満、より好ましくは０．１重量％から１０重量％の間であることが好ましい。

たとえば、商品名ＺＳＣ１２９５、ＺＳＣ２０９５、ＺＳＣ２１９５、ＺＳＣ２２９５、ＺＳＣ２２９５Ｌ、ＺＳＣ２２９５Ｒ、およびＺＳＣ２３９５としてゼオン社より販売されるエラストマーを用いることが好ましく、その他にも、Ｌａｎｘｅｓｓ社のＴｈｅｒｂａｎＡＲＴ１７２５という製品や、Ｔｈｅｒｂａｎ３４０７、３９０７、４３０７、３４４６、または３４６７と、アクリル酸の二官能塩である７６ｐｈｒのＳａｒｔｏｍｅｒＳＲ７０６との混合物が挙げられる。アクリル酸塩の含有量は、１０重量％から６０重量％の間であることが好ましい。

フッ化エラストマーは、フッ化−ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ペルフルオロビニルエーテル、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロビニルエーテル、テトラフルオロエチレン−プロピレン、テトラフルオロエチレン−プロピレン−フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ブロモ−、ヨード−、またはクロロ−オレフィンフッ化４元重合体、およびこれらの重合体の混合物からなる群より選ばれる共重合体であることが好ましい。

フッ化エラストマーは、ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン／モノクロロ−トリフルオロエチレン三元重合体、ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ブロモ−、ヨード−、またはクロロ−オレフィンフッ化４元重合体からなる群より選ばれることがより好ましい。

フッ化エラストマーは、ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン／モノクロロ−トリフルオロエチレンまたはモノクロロ−テトラフルオロエチレン三元重合体であることがさらに好ましい。

また、５１重量％のフッ化ビニリデン、３３重量％のヘキサフルオロプロピレン、および１７重量％のテトラフルオロエチレンの共重合体を用いることが特に好ましい。

フッ化エラストマー中のフッ素含有量は、６４重量％から７１重量％の間であることが好ましい。

フッ素含有量は、６６重量％から６９重量％の間であることがさらに好ましい。

フッ化エラストマーとしては、さまざまなタイプのものを用いることができ、たとえばＤｕｐｏｎｔｄｏｗ ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ社より販売される商品名ＶｌＴＯＮ、旭硝子社より販売される商品名ＡＦＬＡＳ、Ａｕｓｉｍｏｎｔ−Ｓｏｌｖａｙ社より販売される商品名ＴＥＣＨＮＯＦＬＯＮ ＦＫＭ、Ｄｙｎｅｏｎ社より販売される商品名ＤＹＮＥＯＮ、ダイキン工業社より販売される商品名ＤＡＩ−ＥＬとして知られるものが挙げられる。

過酸化物加硫性フッ素エラストマー、特に、欧州特許第９６７２４８号明細書、欧州特許出願公開１０３１６０６号明細書、または欧州特許第１２６２４９７号明細書に記載されている種類のＴＥＣＨＮＯＦＬＯＮ ＦＫＭを用いることがより好ましい。

特にＴＥＣＨＮＯＦＬＯＮ Ｐ７５７を材料として用いるのが好ましいことが判明している。

フッ化プラストマーの含有量は１００ｐｈｒを超えることがより好ましく、１００ｐｈｒから１５０ｐｈｒの間であることがさらに好ましい。

フッ化プラストマーは、ＰＴＦＥ、すなわちポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。

フッ化プラストマーは、ＦＬＵＯＮ社より販売されるＰＴＦＥ、たとえばＦＬＵＯＮ１７００であることがより好ましい。

または、フッ化プラストマーをフッ化エラストマーとあらかじめ混合してもよい。たとえば、フッ化エラストマーをフッ化エラストマー中で微凝集させてもよい。

たとえば、１０重量％から４０重量％、好ましくは３０重量％のＰＴＦＥを含む６０重量％から９０重量％、好ましくは７０重量％のフッ化エラストマーを含む混合物を用いることが特に好ましいことが判明している。

また、第２の処理は加硫剤を含むことが好ましく、過酸化物を含むことがより好ましい。

過酸化物をベースとした加硫方法を用いることができる過酸化物加硫性フッ化エラストマーは、ベルトの製造方法を容易にする上で特に好ましい。

過酸化物の添加量は、エラストマー材料の重量に対して通常１重量％から１５重量％の間である。過酸化物の添加量は、エラストマー材料の重量に対して１．５重量％から５重量％の間であることがより好ましい。

第２の処理により、欧州特許第１１５７８１３号明細書に記載のタイプのコーティング層が歯布自体とは別個に形成され、以下にこれを抵抗層８と称する。

抵抗層８は、ベルトの作用面を構成し、耐摩耗性をさらに向上させる。

抵抗層に含まれるフッ化プラストマーの量は、ｐｈｒでフッ化エラストマーと第２のエラストマー材料の合計より多いことが好ましい。

抵抗層８の厚さは、０．０３ｍｍから０．２ｍｍの間であることが好ましい。

抵抗層８は、異なる方法で歯布５に被覆することができる。抵抗層８は、カレンダ工程により被覆することが好ましい。

歯布５に対する抵抗層８の接着性を向上させるため、フッ化エラストマーに適した接着材料を歯布５と抵抗層８との間に設けることができる。

必要な耐性を確保するため、抵抗層８の単位面積あたりの重量を５０ｇ／ｍ^２から１２０ｇ／ｍ^２の間とすることが好ましい。

本発明に係るベルトは、オイルに直接接触または部分的に浸漬するシステムでの使用に特に適している。特に、エンジンブロック内、すなわちベルトがその使用期間を通してオイルの飛沫に絶えず晒される、また場合によってはオイルバス中に部分的に浸漬されるシステムにおいて、従来のギアまたはチェーンシステムの代わりに用いた場合に良好な結果が得られている。

この場合、被覆歯布７が背部にあれば、第１および／または第２の処理を背部６にも施すことが好ましい。この場合、歯付きベルト１の背部６においても抵抗層８によりオイルの浸透が防止され、歯付きベルト１の背部６がガイドブロックまたはテンショナと接触する制御システムで用いる場合に特に好ましい。実際、前記システムでは、ガイドブロックまたはテンショナのベルトとの接触面とベルト自体の背部との間にオイルが残り、本体自体を構成する混合物中に浸透しやすい。

歯付きベルト１は、その外面全体、特にオイルが本体混合物に侵入しやすい側面１０を、ＥＮＤＵＲＬＡＳＴ（Ｌｏｒｄ社の登録商標）などの耐膨潤性を有するゴムで処理することが好ましい。

本発明に係るベルト１は、たとえば図２に示されるタイプの自動車の配分制御システムに用いることができる。配分制御システムは同図において全体として参照符号１１で示され、エンジンシャフト（図示省略）に強固に固定された駆動プーリ１２、第１の従動プーリ１３ａ、第２の従動プーリ１３ｂ、および歯付きベルトに張力を与えるテンショナ１４を備えている。

第２の別の実施形態によれば、図３に示されるように、本発明に係る歯付きベルトが符号２０で示され、その両面に歯部を有し、したがってその両方の歯部を被覆する抵抗歯布を有する。

歯付きベルト２０は、たとえば図３に示されるタイプの自動車の配分制御システムに用いることができる。配分制御システムは同図において全体として参照符号２１で示され、エンジンシャフト（図示省略）に強固に固定された駆動プーリ２２、第１の従動プーリ２３ａ、第２の従動プーリ２３ｂ、および第３の従動プーリ２４を備えている。

本発明の第３の実施形態によれば、図４に示されるように、本発明に係る歯付きベルト３０は、同図において全体として参照符号３１で示される配分制御システムに有利に用いることができ、配分制御システムは、エンジンシャフト（図示省略）に強固に固定された駆動プーリ３２、第１の従動プーリ３３ａ、第２の従動プーリ３３ｂ、ブロックテンショナ３４、およびガイドブロック３５を備えている。

各制御システム１１、２１、３１の歯付きベルト１、２０、３０は、使用時にオイルと直接接触する。

図２から図４は平衡カウンタシャフト動作用の制御システムを示しているが、いわゆる「カム間」システムやオイルポンプ動作用に本発明に係る歯付きベルトを用いてもよいことは明らかである。このような場合、稼動中にベルトがオイルバスに部分的に浸漬される。

さらに、カム動作用のメイントランスミッションやディーゼルエンジンの注入ポンプ動作用に本発明のベルトを用いてもよい。

本発明に係る歯布の保護処理によりオイルに対する効果的なバリアが得られ、それにより自動車用の歯付きベルトが受ける耐久性試験に合格することができ、したがって使用時にオイルに接触するベルトのすべての問題、特に機械的特性の劣化、接着性の低下、噛み合い効率の低下、および耐摩耗性の低下を回避できることが実験によりわかっている。

本発明に係る歯付きベルトの特性試験より、その利点が明らかとなる。

特に驚くべきことに、本発明に係る処理をベルトの被覆歯布５に施した場合、ベルトの耐摩耗性がさらに向上し、またオイルに直接接触または部分的に浸漬されて高温となるシステムにベルトを用いた場合でも耐久性試験に耐えられることがわかっている。また同時に、ベルトの動作中の騒音レベルは、高速および低速回転時、ならびに動作温度範囲全体にわたり低い。

さらに本発明に係るベルトは、特にガソリンが混入したオイルに用いた場合でもほとんど膨潤しない。

実施形態の例をいくつか説明して本発明を例示したが、ここで説明した処理に対する変更が本発明の範囲を逸脱しない範囲で可能であることは当業者にとって明らかである。以下、実施例を通して本発明に係る歯付きベルトを説明するが、それらは何ら限定を含意するものでない。

実施例１〜６
本発明および既知の技術により得られるベルトの歯布に対する処理の特性が表１に示されている。

表中、ＺＳＣは第２のエラストマー材料を構成しポリメタクリル酸の亜鉛塩で修飾されたＨＮＢＲ、ＤＡＩ−ＥＬはダイキン社製のフッ化エラストマー、Ｐ７５７／３０Ｍは３０重量％の微凝集ＰＴＦＥと混合したフッ化エラストマー、ＴＲＩＧＯＮＯＸは加硫剤として用いた過酸化物、ＴＡＩＣはイソシアン化トリアリル、ＰＥＲＫＡＤＯＸは加硫剤として用いた過酸化物である。

実施例６〜１２
本発明に係る処理を施したベルトに対して行った試験の結果が図５の表２に示されており、その組成は表１の実施例２〜８に示されるもの、また比較組成物（実施例１）は既知の技術により得られるものである。

すべてのベルトは、欧州特許第１１５７８１３号明細書に示される組成を有するＨＮＢＲからなり、そこに示される方法および原料を用いて作製される本体混合物を含む。

実施した試験によれば、本発明により得られる処理により、特にガソリン、ディーゼル油、モータ油、酸などの化学薬品に対する熱耐性がより良好なベルトが得られることがわかった。

驚くべきことに、本発明に係る処理によれば、オイルバス中またはオイルと直接接触させてベルトを使用する際、ガソリンの吸収による膨潤を低減し、オイルの吸収によりベルトの拡張を制限することができ、また一方で、本来の機械的特性を良好に維持し、空気中で熱劣化を受けた後でもそれを良好に保つことができる。

また、膨潤すなわちオイルの吸収によるベルト幅の変化が図６のグラフに示されている。欧州特許第１７３５５４３号明細書に記載のように、ガソリンを２５％混合した高温（１４０℃）のオイル中でベルトに対して標準耐久性試験を行う。

前記試験を行うため、自動車に使用される標準幅のベルトを、駆動プーリ、従動プーリ、およびテンショナを備え、チューブを介してベルトに直接オイルが噴霧される制御システムに設置した。

試験の実施条件を表３に示す。

異なる処理の挙動を比較するため、５千万サイクル後に試験を終了した。

既知の技術により得られた比較処理をＢＩＡＮＣＡ ＳＴＤと称する。この処理では、ガソリンと混合したオイルの侵入に対する保護が弱いため、ベルトの膨潤、すなわち１４．５％の幅増加が発生し、結果としてベルト自体の寿命が短くなる。

一方、本発明により得られたフッ化エラストマーを含む表１に記載の処理では、いずれも９．５％以下という上記パラメータの明らかな向上が見られる。前記の値によれば、ベルトの寿命は著しく増加する。

実施例１３〜１５
続いて、ベルト用被覆歯布の処理に用いる混合物の膨潤の程度を直接検証した。

ＨＮＢＲのみからなる、歯付きベルト用被覆歯布の処理に用いる既知の混合物を、フッ化エラストマーからなる歯布処理混合物と比較した。表４に示されるように、ＦＫＭと称されるベルトには１００ｐｈｒのフッ化エラストマーを用い、ＦＫＭ／ＨＮＢＲと称されるベルトには７０ｐｈｒのフッ化エラストマーおよび３０ｐｈｒのＺＳＣを用いた。

３つすべての混合物に対して純ガソリン中で経時変化試験を行い、２４、７２、１６８時間後の混合物の膨潤を体積パーセントで測定し、表５および図７のグラフ２に示される値が得られた。

注目される点は、本発明により作製され、したがって異なる割合のフッ化エラストマーを含む歯付きベルト用被覆歯布処理用混合物の膨潤の値が、比較混合物のそれよりはるかに低いことである。

実施例１６〜１８
次の工程として、ベルト用本体混合物として用いる混合物の膨潤の程度を直接検証した。

フッ化エラストマーを含むベルト用本体混合物の組成が表６に示され、それらと、ＨＮＢＲのみからなる「ＨＮＢＲ」と称する混合物（表１にもＢＩＡＮＣＡ ＳＴＤとして示されている）とを比較した。

３つすべての混合物に対して純ガソリン中で経時変化試験を行い、１６８、３３０、５００時間後の混合物の膨潤の程度を測定し、表７および図８のグラフ３に体積パーセントで示される値が得られた。

この場合も、注目される点はフッ化エラストマーを含む本体混合物の膨潤の値が比較混合物のそれよりはるかに低いことである。

実施例１８〜２１
ついで、エンジンブロック内でオイルと直接接触または部分的に浸漬した状態でベルトが機能するシステムにおいて、ベルトの膨潤の程度に対する効果を評価した。

表６のベルト、すなわち、ＨＮＢＲのみからなる本体混合物を含むベルト（ＨＮＢＲが１００ｐｈｒの「比較ＨＮＢＲ」と称する）、７０ｐｈｒのＦＫＭおよび３０ｐｈｒのＨＮＢＲからなる本体混合物を含むベルト、および最後に１００ｐｈｒのＦＫＭからなる本体混合物を含むベルトに対して、ガソリンを２５重量％混合した高温（１４０℃）のオイル中で耐久性試験を行ったところ、図６のグラフのように、ベルト幅に変化が見られる。これらの実施例においてより明確な比較を行うため、欧州特許第１１５７８１３号明細書に記載の既知の技術によるフッ化エラストマーを含まないコーティング処理を１回のみベルトに施した。

試験の実施条件は、実施例６〜１２のベルトの膨潤の程度を評価した前試験と同様とした。この場合も、異なる処理の挙動を比較するため、５千万サイクル後に試験を終了した。

フッ化エラストマーを含む本体混合物を有するベルトでは、より膨潤の程度が低く４．５％以下であるという点で明らかな向上が見られた。前記の値によれば、それに対応してベルトの寿命は著しく増加する。

図９は試験結果のグラフを示しており、それによれば、フッ化エラストマーを含む本体混合物を有するベルトでは、ベルトの拡張がより小さく、したがってオイル中での膨潤の程度がより低いことが明らかである。したがって前記ベルトは、ベルトがオイルと直接接触または部分的に浸漬するシステムに用いた場合にもはるかに長い寿命が得られる。

Claims (33)

1. 第１の処理が施された歯布（５）で被覆された作用面（４）を有し、第１のエラストマー材料からなる本体（２）を備えた駆動ベルトであって、
   前記第１の処理により少なくとも１つのフッ化エラストマーを含むコーティングが形成されることを特徴とする駆動ベルト。
2. 前記第１の処理は、
   ａ）ニトリル基を含むモノマーおよびジエンモノマーを出発原料として得られる、処理中のエラストマーの総重量に対して０重量％から９５重量％の第２のエラストマー材料、および
   ｂ）前記処理中のエラストマーの総重量に対して５重量％から１００重量％のフッ化エラストマーを含むことを特徴とする請求項１に記載のベルト。
3. 前記処理は減摩剤を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のベルト。
4. 前記フッ化エラストマーの含有量は１００重量％であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のベルト。
5. 前記第２のエラストマー材料の含有量は５重量％から９５重量％の間であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のベルト。
6. 前記第２のエラストマー材料の含有重量比は、前記フッ化エラストマーに対して１：３から３：１の間であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のベルト。
7. 前記減摩剤は、フッ化プラストマー、硫化モリブデン、グラファイト、および銅粉からなる群より選ばれることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のベルト。
8. 前記減摩剤の添加量は、前記フッ化エラストマーと前記第２のエラストマー材料の重量の合計に対して５重量％から２００重量％の間であることを特徴とする請求項７に記載のベルト。
9. 前記減摩剤の含有量は、前記フッ化エラストマーと前記第２のエラストマー材料の重量の合計に対して７０重量％から１５０重量％の間であることを特徴とする請求項７または８に記載のベルト。
10. 前記第２のエラストマー材料は、ＨＮＢＲ、ＸＨＮＢＲ、またはそれらの混合物からなる群より選ばれることを特徴とする請求項２から９のいずれかに記載のベルト。
11. 前記第２のエラストマー材料は、不飽和カルボン酸塩とともに添加されることを特徴とする請求項２から９のいずれかに記載の歯付きベルト。
12. 前記不飽和カルボン酸塩は、ポリメタクリルまたはポリアクリル酸の亜鉛塩であることを特徴とする請求項１１に記載のベルト。
13. 加硫剤を含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載のベルト。
14. 前記加硫剤は過酸化物であることを特徴とする請求項１３に記載のベルト。
15. 第１の処理および第２の処理が施されることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載のベルト。
16. 前記第１の処理はフッ化エラストマーを含む組成物を用いて行われ、前記第２の処理はフッ化プラストマーを含む組成物を用いて行われることを特徴とする請求項１５に記載のベルト。
17. 前記第２の処理は、ジエンモノマーおよびニトリル基を含むモノマーを出発原料とし、メタクリル酸亜鉛を用いて得られる第２のエラストマー材料を含むことを特徴とする請求項１６に記載のベルト。
18. 前記第２の処理はフッ化エラストマーを用いないことを特徴とする請求項１７に記載のベルト。
19. 前記第１のエラストマー材料は繊維を含むことを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載のベルト。
20. 前記第１のエラストマー材料中の前記繊維の含有量は、重量パーセントで１重量％から２０重量％の間であることを特徴とする請求項１９に記載のベルト。
21. 前記第１のエラストマー材料中の前記繊維の含有量は、重量パーセントで５重量％から１５重量％の間であることを特徴とする請求項２０に記載のベルト。
22. 前記第１のエラストマー材料はフッ化エラストマーを含むことを特徴とする請求項１から２１のいずれかに記載のベルト。
23. 前記第１のエラストマー材料は、前記フッ化エラストマーを９５重量％より多く含むことを特徴とする請求項２２に記載のベルト。
24. 前記本体中の前記フッ化エラストマーの含有量は５ｐｈｒから９５ｐｈｒの間であることを特徴とする請求項２２または２３に記載のベルト。
25. 前記第１のエラストマー材料は、ジエンモノマーおよびニトリル基を含むモノマーを出発原料として得られる１つ以上の共重合体の混合物を含み、ニトリル基を含む前記モノマーは、最終的な共重合体の総量に対して重量パーセントで３３重量％から４９重量％の間であることを特徴とする請求項２２から２４のいずれかに記載のベルト。
26. 前記本体中の前記フッ化エラストマーの含有重量比は、ジエンモノマーおよびニトリル基を含むモノマーを出発原料として得られる１つ以上の共重合体の前記混合物に対して１：３から３：１の間であることを特徴とする請求項２５に記載のベルト。
27. 歯付きベルトであることを特徴とする請求項１から２６のいずれかに記載のベルト。
28. フッ化エラストマーを含む、駆動ベルトの歯布を保護するための処理コーティング。
29. 少なくとも１つの駆動プーリと、
    従動プーリと、
    歯付きベルト（１）と、
    前記ベルトをオイルと連続的に接触した状態に保つように構成された手段とを備えた自動車用配分制御システムであって、
    前記ベルトは、本体（２）と、処理が施された歯布で被覆された作用面（４）とを備え、
    前記処理がフッ化エラストマーを含む組成物を用いて行われることを特徴とする自動車用配分制御システム。
30. フッ化エラストマーを用いたベルト用歯布のコーティング処理方法。
31. ベルトがオイルに連続的に接触または部分的に浸漬するシステムにおける歯付きベルト（１）のためのフッ化エラストマーを用いた本体混合物の製造方法。
32. 請求項１から２７のいずれかに記載のベルトを用いた、歯付きベルトがオイルに直接接触または部分的に浸漬するシステム。
33. 少なくとも１のフッ化エラストマーを含む処理で前記作用面を被覆した前記歯布を処理する工程を備えることを特徴とする請求項１から２７のいずれかに記載のベルトの製造方法。
    

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