JP2014141990A - 歯付ベルト - Google Patents
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Abstract
【課題】良好な耐熱性及び耐寒性等の耐環境性能、耐高負荷性、並びに高剛性を有し、高精度化、軽量化、コンパクト化、及び低騒音化が図られた歯付ベルトを提供する。
【解決手段】歯付ベルト1は、ゴム層3の短手方向に複数の心線2を並設してなるベルト本体4と、該ベルト本体4の一方の表面に形成された複数の歯ゴム部5と、歯ゴム部5の表面を被覆する歯布6とを備える。ゴム層は、ジオクチルセバケートとトリメリット酸エステルとを質量部比率で1:19以上1:1以下含み、かつ前記ジオクチルセバケートの前記ゴム層全量に対する質量比率が4質量%未満であり、前記ジオクチルセバケートと前記トリメリット酸エステルとの合計量の前記ゴム層全量に対する質量比率が4質量%以上8質量%以下である。
【選択図】図1
【解決手段】歯付ベルト1は、ゴム層3の短手方向に複数の心線2を並設してなるベルト本体4と、該ベルト本体4の一方の表面に形成された複数の歯ゴム部5と、歯ゴム部5の表面を被覆する歯布6とを備える。ゴム層は、ジオクチルセバケートとトリメリット酸エステルとを質量部比率で1:19以上1:1以下含み、かつ前記ジオクチルセバケートの前記ゴム層全量に対する質量比率が4質量%未満であり、前記ジオクチルセバケートと前記トリメリット酸エステルとの合計量の前記ゴム層全量に対する質量比率が4質量%以上8質量%以下である。
【選択図】図1
Description
本発明は、高剛性、良好な耐高負荷性、並びに耐熱性及び耐寒性等の耐環境性能を有し、高精度化、コンパクト化、及び低騒音化が図られた歯付ベルトに関する。
歯付ベルトは、駆動側歯付プーリと従動側歯付プーリとの間に掛け渡されて、一般産業機器及びOA機器の動力伝達ベルト、自動車内燃機関のタイミングベルト、自転車の駆動ベルト等として用いられている。歯付ベルトは通常、長手方向に複数の心線が埋設された、カーボンブラックを含有する黒色のゴム層からなるベルト本体と、ベルト本体の表面に形成された複数の歯ゴム部と、歯ゴム部の表面を被覆する歯布とから構成される。歯付ベルトは、主に歯布の摩耗により歯欠けが生じた場合、心線が切断した場合等に使用できなくなる。
歯付ベルトの伝動能力、停止精度、減衰特性を向上させるために、前記ゴム層の強度、剛性、耐摩耗性、耐屈曲疲労性、他の材料への接着性を高めることは必須の条件である。特許文献1には、ゴム層の組成物として、水素化ニトリルゴム(HNBR)にメタクリル酸亜鉛を微分散させたポリマーアロイを配合することにより、ゴム層の強度、剛性、耐摩耗性を高めた歯付ベルトの発明が開示されている。
また、歯付ベルトの伝動能力の向上のために、ベルト歯布用帆布の耐摩耗性、ゴム層、心線への接着性を向上させることは必須の条件である。
さらに、歯付ベルトの伝動能力、停止精度、減衰特性を向上させるために、心線の強度、剛性、耐屈曲疲労性、他の材料への接着性を高めることも必須の条件である。
また、歯付ベルトの伝動能力の向上のために、ベルト歯布用帆布の耐摩耗性、ゴム層、心線への接着性を向上させることは必須の条件である。
さらに、歯付ベルトの伝動能力、停止精度、減衰特性を向上させるために、心線の強度、剛性、耐屈曲疲労性、他の材料への接着性を高めることも必須の条件である。
特許文献2には、前記ゴム層にムーニー粘度(1+4)100℃が100以上160以下である水素化ニトリルゴムを含むことにより、高剛性及び高強度を有し、しかも良好な耐屈曲疲労性を有する歯付ベルトの発明が開示されている。
上述の特許文献1及び2の歯付ベルトは主に一般産業用である。例えばエンジンルーム内等で用いられ、歯ピッチ3mm以下の小ピッチ歯付ベルトであり、耐環境性能、耐高負荷性能(コンパクト化)、高精度化、軽量化、及び低騒音化が要求される車載用には向かない。
小ピッチ歯付ベルトは、ゴム層のゴム成分としてCR(クロロプレン)又はEPDM(エチレン−プロピレン−ジエンゴム)等がよく用いられており、軽負荷用途の場合、ゴム層のゴム硬度Hsは72〜83、加硫ゴム試験における100%モジュラスは3〜6MPaであり、コンパクト化を図るには剛性が不足するという問題がある。
小ピッチ歯付ベルトの使用温度は、上限が通常80℃、特にEPDMの場合は120℃であり、下限は通常−15℃〜20℃、特にEPDMの場合、−40℃である。従来の小ピッチ歯付ベルトは、耐熱性及び耐油性を満たす場合、耐寒性が不足し、耐寒性を満たす場合、耐油性又は耐熱性が不足し、耐水性を満たす場合、耐久性及び寸法安定性が不足するという問題がある。耐環境性能について、従来、要求物性に特化したベルトは存在したが、特化性能以外の性能が低下する場合が多い。特にEPDMの場合、耐油性が不足する。EPS(電動パワーステアリング)の場合、ボールネジからのグリス飛散が生じる。
また、ゴム層がCR及びEPDMを含む場合、強度、加工性、及び成形性の観点から、コンパクト化に繋がる高剛性化を実現するのは困難である。
そして、従来の小ピッチ歯付ベルトは、屈曲疲労性及び耐摩耗性が不足し、永久ひずみが大きく、背ゴム及び歯部にクラックが入り易く、歯欠けし易いという問題がある。
また、ゴム層がCR及びEPDMを含む場合、強度、加工性、及び成形性の観点から、コンパクト化に繋がる高剛性化を実現するのは困難である。
そして、従来の小ピッチ歯付ベルトは、屈曲疲労性及び耐摩耗性が不足し、永久ひずみが大きく、背ゴム及び歯部にクラックが入り易く、歯欠けし易いという問題がある。
また、従来の小ピッチ歯付ベルトは細径で弾性率が小さいガラス心線を用い、ゴム剛性が低いのでベルト幅が大きくなり、このため、低騒音化が困難である。例えばEPS用途のタイミングベルトの場合、低騒音化を図るために歯のピッチを2〜3mmにしているが、ベルト幅を25〜34mmにし、かなりのスペースを要すると共に、結果的に騒音が生じることが問題となっている。ハス歯にした場合、低騒音化は図られるが、動的歯飛びトルクの大幅な低下、サイドスラスト力の増大でベルト側面が削られる、歯布の偏摩耗等の発生により耐久性能が著しく低下する等の問題がある。
心線の原糸に関しては、主にEガラス製の細い心線が使用されており、強度、屈曲疲労性、剛性が不足し、高度のコンパクト化が難しい。高強度ガラスを用いることも考えられるが、強度は30%アップが限界である。また、RFL処理を行っていたため、永久伸び、耐熱性及び耐水性が不十分であり、耐環境性能が不十分である。
心線の原糸に関しては、主にEガラス製の細い心線が使用されており、強度、屈曲疲労性、剛性が不足し、高度のコンパクト化が難しい。高強度ガラスを用いることも考えられるが、強度は30%アップが限界である。また、RFL処理を行っていたため、永久伸び、耐熱性及び耐水性が不十分であり、耐環境性能が不十分である。
小ピッチ歯付ベルトの場合、歯布の原帆布に関しては、歯部が小さいため薄手となり、強度が不足する(特に緯糸)。厚手にして強度を確保した場合、成形性が悪くなり(ベルト歯部が殆ど布になり)、耐久性が不足する。
歯布の処理をRFL処理又はカーボンを配合したゴム糊処理で行う場合、高摩擦、及び飛散したカーボンのカスにより削られて耐摩耗性が低下する。なお、RFL処理とは、レゾルシノールとホルムアルデヒドとをアルカリ性下で縮合反応させ、これにホルマリン・ラテックス等を加え反応させてなるRFL液を用いて行う処理をいう。
歯布の処理をRFL処理又はカーボンを配合したゴム糊処理で行う場合、高摩擦、及び飛散したカーボンのカスにより削られて耐摩耗性が低下する。なお、RFL処理とは、レゾルシノールとホルムアルデヒドとをアルカリ性下で縮合反応させ、これにホルマリン・ラテックス等を加え反応させてなるRFL液を用いて行う処理をいう。
そして、ベルトの歯部を歯布で覆うときに、歯先に接合部(継ぎ目、合わせ目)が来るのが好ましいが、歯ピッチが3mm以下の場合、歯が小さ過ぎるため、布の接合部を歯先に持って来るのは困難である。歯布の接合部の直線性の度合い、及び心線巻き時のよれ等によりずれる。従って、現状ではミシン及び溶着により繋ぎ合わせ、合わせ目の位置を特に考慮することなくベルト化していた(軽負荷で使用していたため、特に問題化することが少なかった)。しかし、ミシンによる接合の場合、針穴より背ゴムが歯側面に染み出し、異音が発生することがあり、溶着の場合、繋ぎ目に成形不良(溶着接合部が巻き込まれ、ベルト歯の全面が布となる)が生じることがあった。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、良好な耐熱性及び耐寒性等の耐環境性能、耐高負荷性、並びに高剛性を有し、高精度化、軽量化、コンパクト化、及び低騒音化が図られた歯付ベルトを提供することを目的とする。
本発明に係る歯付ベルトは、水素化ニトリルゴム、及び水素化ニトリルゴムにメタクリル酸亜鉛を微分散させてなるポリマーアロイを含むゴム層からなり、心線が複数埋設されたベルト本体と、該ベルト本体の少なくとも一面に複数並設された歯ゴム部と、帆布に水素化ニトリルゴムを含むゴム組成物を含浸してなり、前記歯ゴム部を覆う歯布とを備える歯付ベルトにおいて、前記ゴム層は、ジオクチルセバケートとトリメリット酸エステルとを質量部比率で1:19以上1:1以下含み、かつ前記ジオクチルセバケートの前記ゴム層全量に対する質量比率が4質量%未満であり、前記ジオクチルセバケートと前記トリメリット酸エステルとの合計量の前記ゴム層全量に対する質量比率が4質量%以上8質量%以下であることを特徴とする。
本発明に係る歯付ベルトは、前記ポリマーアロイのベースポリマーとしての水素化ニトリルゴムを含む水素化ニトリルゴムは、結合アクリロニトリル量が19質量%以下、ヨウ素価が15mg/100mg以下、100℃におけるムーニー粘度が60以上であり、前記水素化ニトリルゴムの前記ゴム層全量に対する質量比率が15質量%以上50質量%以下であることを特徴とする。
本発明に係る歯付ベルトは、前記ゴム層は、100℃におけるムーニー粘度が100以上である水素化ニトリルゴムを、前記ゴム層全量に対し3質量%以上20質量%以下含むことを特徴とする。
本発明に係る歯付ベルトは、前記ゴム層は、硫黄とスルフェンアミド系加硫促進剤とを質量部比率で1:10以上1:2以下含み、かつ前記硫黄とスルフェンアミド系加硫促進剤との合計量の前記ゴム層全量に対する質量比率が0.3質量%以上1質量%以下であることを特徴とする。
本発明に係る歯付ベルトは、前記ゴム層は、有機過酸化物と共架橋剤とを質量部比率で4:1以上20:1以下含み、かつ前記有機過酸化物と共架橋剤との合計量の前記ゴム層全量に対する質量比率が4質量%以上8質量%以下であることを特徴とする。
本発明に係る歯付ベルトは、前記ゴム層は、平均粒子径が70nm以下であるカーボンブラックを、前記ゴム層全量に対し0質量%超過20質量%以下含むことを特徴とする。
本発明に係る歯付ベルトは、前記ゴム層は、二酸化珪素を前記ゴム層全量に対し2質量%以上5質量%以下含むことを特徴とする。
本発明に係る歯付ベルトは、前記ゴム層は、ワックスをゴム層用組成物全量に対し0.3質量%以上2質量%以下含むことを特徴とする。
本発明に係る歯付ベルトは、前記帆布は、緯糸指標値が370000以上、合計指標値が930000以下、指標値比が70%以上130%以下であることを特徴とする。
但し、
緯糸指標値=糸の太さ(dtex)×撚り本数(本)×フィラメント本数(本)×布1インチ幅当たりの打込密度(本)
縦糸指標値=糸の太さ(dtex)×撚り本数(本)×フィラメント本数(本)×布1インチ幅当たりの打込密度(本)
指標値比=緯糸指標値/縦糸指標値(%)
合計指標値=緯糸指標値+縦糸指標値。
但し、
緯糸指標値=糸の太さ(dtex)×撚り本数(本)×フィラメント本数(本)×布1インチ幅当たりの打込密度(本)
縦糸指標値=糸の太さ(dtex)×撚り本数(本)×フィラメント本数(本)×布1インチ幅当たりの打込密度(本)
指標値比=緯糸指標値/縦糸指標値(%)
合計指標値=緯糸指標値+縦糸指標値。
本発明に係る歯付ベルトは、前記帆布の緯方向引張強度は500N/3cm以上であり、ベルト幅方向から見た前記歯ゴム部と前記歯布の合計面積に対する前記歯ゴム部の面積の比率は45%以上であることを特徴とする。
本発明に係る歯付ベルトは、前記帆布に含浸させるゴム組成物は、水素化ニトリルゴムと、エピクロルヒドリンとエチレンオキサイドとの共重合体、又は第3成分としてアリルグリシジルエーテルを共重合させ、ポリマー主鎖にアリル基をペンダント状に導入した三元共重合体からなるエピクロルヒドリンゴムと、水素化カルボキシニトリルゴムと、疎水性シリカと、ブロックイソシアネートと、フェノール樹脂とを含むことを特徴とする。
本発明に係る歯付ベルトは、前記心線は、水素化ニトリルゴムと、ジルコニウム系カップリング剤と、疎水性シリカと、フェノール樹脂と、チタン酸カリウムとを含む処理剤に、カーボン繊維を含浸させ、乾燥させてなることを特徴とする。
本発明に係る歯付ベルトは、前記歯布は、接合部が、ベルト幅方向に対し5度以上15度以下の角度をなすように構成されていることを特徴とする。
本発明の歯付ベルトによれば、ベルト本体のゴム層がジオクチルセバケートとトリメリット酸エステルとを質量部比率で1:19以上1:1含み、ジオクチルセバケートのゴム用組成物全量に対する質量%が4質量%未満であり、ジオクチルセバケートとトリメリット酸エステルとの合計量のゴム層全量に対する質量%が4質量%以上8質量%以下であるので、耐熱性、耐油性、耐寒性、及び耐水性等の耐環境性能をバランス良く有し、良好な剛性及び耐高負荷性を有する。従って歯付ベルトの高精度化、軽量化、コンパクト化、及び低騒音化が実現される。
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る歯付ベルト1を示す一部破断斜視図である。
歯付ベルト1は、ベルト本体4と、歯ゴム部5と、歯布6とを備える。ベルト本体4のゴム層3には、該ゴム層3の長手方向に延びる心線2が複数埋設されている。ベルト本体4の心線2が埋設された側の表面には、ベルト本体4の短手方向に延びる前記歯ゴム部5が複数形成されている。歯布6は歯ゴム部5の表面を被覆するように設けられている。歯ゴム部5と歯布6とにより歯部7が構成される。なお、歯付ベルト1は、ベルト本体4の表裏両面に歯ゴム部5を形成したものであってもよい。
歯布6は、後述する歯布用ゴム組成物を原帆布に含浸させてなる。
図1は本発明の実施の形態に係る歯付ベルト1を示す一部破断斜視図である。
歯付ベルト1は、ベルト本体4と、歯ゴム部5と、歯布6とを備える。ベルト本体4のゴム層3には、該ゴム層3の長手方向に延びる心線2が複数埋設されている。ベルト本体4の心線2が埋設された側の表面には、ベルト本体4の短手方向に延びる前記歯ゴム部5が複数形成されている。歯布6は歯ゴム部5の表面を被覆するように設けられている。歯ゴム部5と歯布6とにより歯部7が構成される。なお、歯付ベルト1は、ベルト本体4の表裏両面に歯ゴム部5を形成したものであってもよい。
歯布6は、後述する歯布用ゴム組成物を原帆布に含浸させてなる。
(1)ベルト本体
ベルト本体4のゴム層3を構成するゴム層用組成物は、ゴム成分として水素化NBR(HNBR)、HNBRにメタクリル酸亜鉛を微分散させてなるHNBR・メタクリル酸亜鉛ポリマーアロイ(以下、HNBRポリマーアロイという)を含有する。HNBRポリマーアロイは、予め調製してある製品を使用してもよく、ゴム層用組成物の調製段階で、HNBRにメタクリル酸亜鉛を微分散させて調製することにしてもよい。この製品としては、例えば日本ゼオン株式会社製の「Zeoforte(登録商標) ZSC4195CX」等が挙げられる。
HNBRポリマーアロイは、ゴム層用組成物全量に対する質量比率が30質量%以下50質量%以下であるのが好ましい。この場合、得られる歯付ベルト1は良好な剛性及び接着性を有する。
ベルト本体4のゴム層3を構成するゴム層用組成物は、ゴム成分として水素化NBR(HNBR)、HNBRにメタクリル酸亜鉛を微分散させてなるHNBR・メタクリル酸亜鉛ポリマーアロイ(以下、HNBRポリマーアロイという)を含有する。HNBRポリマーアロイは、予め調製してある製品を使用してもよく、ゴム層用組成物の調製段階で、HNBRにメタクリル酸亜鉛を微分散させて調製することにしてもよい。この製品としては、例えば日本ゼオン株式会社製の「Zeoforte(登録商標) ZSC4195CX」等が挙げられる。
HNBRポリマーアロイは、ゴム層用組成物全量に対する質量比率が30質量%以下50質量%以下であるのが好ましい。この場合、得られる歯付ベルト1は良好な剛性及び接着性を有する。
ゴム層用組成物は可塑剤として、ジオクチルセバケート(DOS)とトリメリット酸エステル(以下、TMLAエステルという)とを質量部比率で1:19以上1:1以下含み、かつDOSのゴム層用組成物全量に対する質量比率が4質量%未満であり、DOSとTMLAエステルとの合計量のゴム層用組成物全量に対する質量比率が4質量%以上8質量%以下である。この場合、得られる歯付ベルト1は、耐熱性、耐寒性、屈曲疲労性等の耐環境性能をバランス良く有し、良好な耐高負荷性及び剛性を有する。TMLAエステルとしては、トリメリット酸トリアルキル(C4〜C11)等が挙げられる。
HNBRポリマーアロイのベースポリマーとしてのHNBRを含み、HNBRは、結合アクリロニトリル量が19質量%以下、ヨウ素価が15mg/100mg以下、100℃におけるムーニー粘度(1+4)100℃が60以上であり、ゴム層用組成物全量に対する質量比率が15質量%以上50質量%以下であるのが好ましい。この場合、歯付ベルト1は耐油性、耐寒性、剛性、及びコストパフォーマンスが良好であり、永久歪みが悪化したり、弾性が不足して歯欠けが生じたりすることがない。ヨウ素価を15mg/100mg以下にすることにより、耐熱性が得られ、結合アクリロニトリル量を19質量%以下にすることにより、耐寒性が得られる。
ゴム層用組成物は、ムーニー粘度(1+4)100℃が100以上であるHNBR(以下、高分子量HNBRという)をゴム層用組成物全量に対し3質量%以上20質量%以下含むのが好ましい。この場合、歯付ベルト1のベルト歯への染み出しが抑制され、良好な剛性、ゴム加工性、及び成形性を有する。
ゴム層用組成物は、さらに、硫黄,有機過酸化物等の架橋剤、加硫促進剤、共架橋剤(架橋助剤)を含む。有機過酸化物としては特に制限されるものではないが、例えば1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジ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、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン、ジ[(t−ブチルパーオキシ)イソプロピル]ベンゼン、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート等を使用することができる。加硫促進剤としては、例えばN−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系の加硫促進剤が挙げられる。共架橋剤としては、例えばフェニレンジマレイミド(N−N′−m−フェニレンジマレイミド)、エチレンジメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。
ゴム層用組成物は、硫黄とスルフェンアミド系加硫促進剤とを質量部比率で1:10以上1:2以下含み、かつ硫黄とスルフェンアミド系加硫促進剤との合計量のゴム層用組成物の全量に対する質量比率が0.3質量%以上1質量%以下であるのが好ましい。この場合、スコーチ時間が調整されて早期加硫が抑制され、歯付ベルト1の耐熱性及び剛性が良好である。
ゴム層用組成物は、有機過酸化物と共架橋剤とを質量部比率で4:1以上20:1以下含み、かつ有機過酸化物と共架橋剤との合計量のゴム層用組成物の全量に対する質量比率が4質量%以上8質量%以下であるのが好ましい。この場合、早期加硫が抑制され、永久歪み及び脆性が大きくなるのが抑制され、剛性が良好である。
ゴム層用組成物は、さらに、二酸化珪素(シリカ)をゴム層用組成物全量に対し2質量%以上5質量%以下含むのが好ましい。シリカは表面に疎水性処理を施したものが好ましい。シリカを上述の範囲で含む場合、早期加硫が抑制され、耐水性及び加工性が良好である。
ゴム層用組成物は、ワックスをゴム層用組成物全量に対し0.3質量%以上2質量%以下含むのが好ましい。この場合、歯付ベルト1の耐水性及び接着性が良好である。
他に、ゴム層用組成物は老化防止剤、顔料、着色剤等の添加剤を含むことができる。
老化防止剤としては、アミン系老化防止剤、及び2−メルカプトベンツイミダゾールの亜鉛塩等が挙げられる。
顔料及び着色剤としては、酸化チタン、カーボン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、カーミンレッド等が挙げられる。
カーボンとしては、平均粒子径が70nm以下であるカーボンブラックをゴム層用組成物全量に対し0質量%超過20質量%以下含むのが好ましい。この場合、歯付ベルト1は良好な強度を有する。また、歯付ベルト1を、紫外線を直接受けるような環境下で使用する場合、物性の低下が抑制される。
老化防止剤としては、アミン系老化防止剤、及び2−メルカプトベンツイミダゾールの亜鉛塩等が挙げられる。
顔料及び着色剤としては、酸化チタン、カーボン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、カーミンレッド等が挙げられる。
カーボンとしては、平均粒子径が70nm以下であるカーボンブラックをゴム層用組成物全量に対し0質量%超過20質量%以下含むのが好ましい。この場合、歯付ベルト1は良好な強度を有する。また、歯付ベルト1を、紫外線を直接受けるような環境下で使用する場合、物性の低下が抑制される。
本発明のゴム用組成物は上述の組成を有し、該ゴム用組成物を架橋して得られるゴム層3は、ゴム硬度Hsが85以上90以下、100%モジュラスが7MPa以上である。
(2)歯布
(i)原帆布
小ピッチの歯付ベルトの場合、従来は上述したように主として低負荷で使用されており、原帆布の強度は、原帆布がナイロン6又は66の場合、原帆布3cm幅当たりの緯方向の引張強度として450N程度であった。歯付ベルトの場合、帆布強度としてベルトの性能に大きく関わるのは、プーリ歯から剪断力を受ける帆布の緯方向の強度である。ここで、緯方向とは、伸びが発生する方向をいう。
車載用途のように厳しい環境下で用いられ、かつコンパクト化が望まれる場合、従来の緯方向の引張強度では、要求されるベルト歯部の耐剪断力及び耐衝撃性を得ることは困難である。
(i)原帆布
小ピッチの歯付ベルトの場合、従来は上述したように主として低負荷で使用されており、原帆布の強度は、原帆布がナイロン6又は66の場合、原帆布3cm幅当たりの緯方向の引張強度として450N程度であった。歯付ベルトの場合、帆布強度としてベルトの性能に大きく関わるのは、プーリ歯から剪断力を受ける帆布の緯方向の強度である。ここで、緯方向とは、伸びが発生する方向をいう。
車載用途のように厳しい環境下で用いられ、かつコンパクト化が望まれる場合、従来の緯方向の引張強度では、要求されるベルト歯部の耐剪断力及び耐衝撃性を得ることは困難である。
原帆布の緯方向の強度を上げるために、緯糸径を太くする、打込密度を上げる、材質を高強度のものに変更する等の方法が考えられる。
単純に糸径、撚り本数、打込密度を上げた場合、ベルトの歯部が小さいので成形不良が生じやすく、歯部における適正な歯ゴム部と歯布との面積比を保持することが難しくなる。そして、アラミド繊維等の強度の高い繊維を使用した場合、他の材料との接着性が低下し、大幅なコストアップが生じるという問題がある。また、縦糸の太さ及び打込密度は、緯方向引張強度と関連性があり、これらを上げすぎた場合、応力集中が生じ、緯方向の強度が緯糸のスペックに比較して低かったり、成形性に問題が生じたりする。この問題を解決するために、本発明においては、材質をナイロン6、又はナイロン66に限定し、成形不良を抑制し、歯ゴム部,歯布の歯部に占める割合を適正化するために、下記の緯糸指標値,縦糸指標値、及び指標値比,合計指標値なる指標を設け、要求性能と製品の成形性とを同時に満たすための要件を求めた。
単純に糸径、撚り本数、打込密度を上げた場合、ベルトの歯部が小さいので成形不良が生じやすく、歯部における適正な歯ゴム部と歯布との面積比を保持することが難しくなる。そして、アラミド繊維等の強度の高い繊維を使用した場合、他の材料との接着性が低下し、大幅なコストアップが生じるという問題がある。また、縦糸の太さ及び打込密度は、緯方向引張強度と関連性があり、これらを上げすぎた場合、応力集中が生じ、緯方向の強度が緯糸のスペックに比較して低かったり、成形性に問題が生じたりする。この問題を解決するために、本発明においては、材質をナイロン6、又はナイロン66に限定し、成形不良を抑制し、歯ゴム部,歯布の歯部に占める割合を適正化するために、下記の緯糸指標値,縦糸指標値、及び指標値比,合計指標値なる指標を設け、要求性能と製品の成形性とを同時に満たすための要件を求めた。
緯糸指標値=糸の太さ(dtex)×撚り本数(本)×フィラメント本数(本)×布1インチ幅当たりの打込密度(本)
縦糸指標値=糸の太さ(dtex)×撚り本数(本)×フィラメント本数(本)×布1インチ幅当たりの打込密度(本)
指標値比=緯糸指標値/縦糸指標値(%)
合計指標値=緯糸指標値+縦糸指標値
縦糸指標値=糸の太さ(dtex)×撚り本数(本)×フィラメント本数(本)×布1インチ幅当たりの打込密度(本)
指標値比=緯糸指標値/縦糸指標値(%)
合計指標値=緯糸指標値+縦糸指標値
例えば緯方向の糸太さ:44dtex、撚り本数:2本、フィラメント本数:34本、緯糸密度:150/インチの場合、
緯糸指標値=44×2×34×150=448800
例えば縦方向の糸太さ:44dtex、撚り本数:1本、フィラメント本数:34本、打込密度:288本/インチの場合、
縦糸指標値=44×1×34×288=430848
指標値比=448800/430848=104(%)
合計指標値=448800+430848=879648となる。
緯糸指標値=44×2×34×150=448800
例えば縦方向の糸太さ:44dtex、撚り本数:1本、フィラメント本数:34本、打込密度:288本/インチの場合、
縦糸指標値=44×1×34×288=430848
指標値比=448800/430848=104(%)
合計指標値=448800+430848=879648となる。
優れた引張強度と、良好な後述する歯ゴム部面積比率とを兼ね備えるという観点から、緯糸指標値は370000以上、合計指標値は930000以下(縦糸指標値560000以下)、指標値比は70%以上130%以下にする。
緯方向引張強度は500N/3cm以上にし、金型の歯丈(後述する規定歯丈)を100%とした場合のベルトの歯丈は90%以上、好ましくは100%にする。
下記式(1)で表される歯ゴム部面積比率は45%以上にするのが好ましい。
歯ゴム部面積比率=(歯ゴム部の短手方向に平行な側面の面積)/(歯部の短手方向に平行な側面の面積)・・・(1)
図2は、歯ゴム部面積比率を説明するための説明図である。
図2に示すように、歯部7の圧力面斜辺を心線2の表面まで延長し、心線2の表面を底辺とした場合の太線部分Mに対する、歯ゴム部5の断面積の比率を45%以上、すなわち歯布6の断面積の比率を55%以下にする。
歯ゴム部面積比率が45%未満となった場合、歯ゴム部5の量の不足により歯部7が弾性不足となり、繰り返して受ける剪断荷重により歯欠けが生じやすくなる。また歯布6の厚みが厚過ぎた場合、歯部7の歯底も同時に厚くなり過ぎ、その分、歯布6の永久歪も大きくなることから適正な噛み合いを保持することが難しくなり、早期に不正噛み合いによる歯欠けが生じる。
歯ゴム部面積比率=(歯ゴム部の短手方向に平行な側面の面積)/(歯部の短手方向に平行な側面の面積)・・・(1)
図2は、歯ゴム部面積比率を説明するための説明図である。
図2に示すように、歯部7の圧力面斜辺を心線2の表面まで延長し、心線2の表面を底辺とした場合の太線部分Mに対する、歯ゴム部5の断面積の比率を45%以上、すなわち歯布6の断面積の比率を55%以下にする。
歯ゴム部面積比率が45%未満となった場合、歯ゴム部5の量の不足により歯部7が弾性不足となり、繰り返して受ける剪断荷重により歯欠けが生じやすくなる。また歯布6の厚みが厚過ぎた場合、歯部7の歯底も同時に厚くなり過ぎ、その分、歯布6の永久歪も大きくなることから適正な噛み合いを保持することが難しくなり、早期に不正噛み合いによる歯欠けが生じる。
緯糸は歯部7を成形するため、ウーリ加工、又はウレタン製糸等を用いた伸びが発生する捲縮加工を施す必要がある。
縦糸は捲縮加工は施さない。
織り方法としては綾織り、平織り、二重織り等が挙げられる。
縦糸は捲縮加工は施さない。
織り方法としては綾織り、平織り、二重織り等が挙げられる。
(ii)歯布処理
歯布処理については、従来、所定のゴム組成物を有機溶剤等に溶かして、これを帆布に含浸させ、ゴム層3及び心線2との接着性、並びにプーリとの摩擦に対する耐摩耗性を得ていた。
また、上述したように、RFL液を用いて歯布に処理を施すこともなされていた。
前者のゴム組成物を用いる場合、ゴム組成物に配合されるカーボンブラック及び金属酸化物等の硬い材料がプーリとの摩擦により紛体となり、この粉体が歯部の表面に付着し、プーリ歯との摩擦により歯布の磨耗を促進させるという問題があった。そして、処理後の歯布の摩擦係数が大きくなるという問題もあった。
後者のRFL処理に関しては、ゴム及び心線等の接着性は十分に確保することができるが、ゴム組成物処理と同様に、ベルトに作製した場合、処理後の歯布の摩擦係数が高くなり、要求される耐摩耗性が得られないという問題があった。RFL処理は硬化させた樹脂を歯部として成形させるため、ベルトに成形不良が生じやすいという問題もある。
歯布処理については、従来、所定のゴム組成物を有機溶剤等に溶かして、これを帆布に含浸させ、ゴム層3及び心線2との接着性、並びにプーリとの摩擦に対する耐摩耗性を得ていた。
また、上述したように、RFL液を用いて歯布に処理を施すこともなされていた。
前者のゴム組成物を用いる場合、ゴム組成物に配合されるカーボンブラック及び金属酸化物等の硬い材料がプーリとの摩擦により紛体となり、この粉体が歯部の表面に付着し、プーリ歯との摩擦により歯布の磨耗を促進させるという問題があった。そして、処理後の歯布の摩擦係数が大きくなるという問題もあった。
後者のRFL処理に関しては、ゴム及び心線等の接着性は十分に確保することができるが、ゴム組成物処理と同様に、ベルトに作製した場合、処理後の歯布の摩擦係数が高くなり、要求される耐摩耗性が得られないという問題があった。RFL処理は硬化させた樹脂を歯部として成形させるため、ベルトに成形不良が生じやすいという問題もある。
この問題を解決するために、上述の特許文献2には、カーボンブラックを含有せずに淡色化させ、PTFE等の潤滑剤を含有して耐磨耗性を向上させ、要求される導電性を充足する歯付ベルトの発明が開示されている。例えばプーリとの接触側に導電性酸化亜鉛及び導電性の可塑剤を、ゴム層との接触面の接着層に導電性カーボンを含み、これらをプーリに接触させ、装置側にアースして静電気の発生の防止を図っている。
しかし、原帆布の両表面及び内部に異種の処理剤を用意する必要があり、処理液に配合する成分の数も多くなり、処理回数も増えて、コスト面、作業性、生産効率の観点から不利であるという問題があった。
しかし、原帆布の両表面及び内部に異種の処理剤を用意する必要があり、処理液に配合する成分の数も多くなり、処理回数も増えて、コスト面、作業性、生産効率の観点から不利であるという問題があった。
本発明は上記帆布の耐摩耗性を確保しつつ、作業性及び生産効率を向上させている。
高負荷環境に対し、耐摩耗性を有し、ベルトの異音発生を防ぐためには、プーリとの接触面側に潤滑剤を要する。しかしながら、潤滑剤の多くは歯布の接着性を低下させ、導電性が小さいものがほとんどであった。
本発明の歯布処理は、1種類の処理液(歯布用ゴム組成物)を用いた1回の処理で済み、処理後の歯布は導電性、耐摩耗性、接着性、耐水性、及び耐高負荷性に優れる。
高負荷環境に対し、耐摩耗性を有し、ベルトの異音発生を防ぐためには、プーリとの接触面側に潤滑剤を要する。しかしながら、潤滑剤の多くは歯布の接着性を低下させ、導電性が小さいものがほとんどであった。
本発明の歯布処理は、1種類の処理液(歯布用ゴム組成物)を用いた1回の処理で済み、処理後の歯布は導電性、耐摩耗性、接着性、耐水性、及び耐高負荷性に優れる。
歯布用ゴム組成物は、HNBRゴム組成物にエピクロルヒドリンゴムを混合させたポリマーアロイである。エピクロルヒドリンゴムは、エピクロルヒドリンとエチレンオキサイドとの共重合体、又は第3成分としてアリルグリシジルエーテルを共重合させ、ポリマー主鎖にアリル基をペンダント状に導入した三元共重合体からなる。そして、水素化カルボキシニトリルゴムと、疎水性シリカと、ブロックイソシアネートと、フェノール樹脂とを含む。さらに、PTFEとグラファイトとを含むのが好ましい。
エピクロルヒドリンゴムは、歯布用ゴム組成物全量に対し3質量%以上18質量%以下含むのが好ましい。この場合、導電性及び耐摩耗性が良好である。
歯布用ゴム組成物は、該歯布用ゴム組成物全量に対しメタクリル酸亜鉛を3質量%以上11質量%以下含むのが好ましい。この場合、接着性及び耐摩耗性が良好である。なお、予めHNBRにメタクリル酸亜鉛を微分散させてなる調整品を使用してもよい。
水素化カルボキシNBRは、接着性、加工性、及びコストの観点から、1質量%以上6質量%以下含有するのが好ましい。水素化カルボキシNBRとして、ムーニー粘度(1+4)100℃が60以上100以下であり、結合アクリロニトリル量が50%以下であり、ヨウ素価が60mg/100mg以下であるものが挙げられる。水素化カルボキシNBRを含むことにより、歯布6と心線2及びゴム層3との接着性が良好になる。また、RFL処理が不要であり、レゾルシンとホルマリンとの縮合物を含まないので、耐摩耗性が良好である。
水素化カルボキシNBRは、接着性、加工性、及びコストの観点から、1質量%以上6質量%以下含有するのが好ましい。水素化カルボキシNBRとして、ムーニー粘度(1+4)100℃が60以上100以下であり、結合アクリロニトリル量が50%以下であり、ヨウ素価が60mg/100mg以下であるものが挙げられる。水素化カルボキシNBRを含むことにより、歯布6と心線2及びゴム層3との接着性が良好になる。また、RFL処理が不要であり、レゾルシンとホルマリンとの縮合物を含まないので、耐摩耗性が良好である。
疎水性シリカは、0.3質量%以上4質量%以下含むのが好ましい。この場合、耐水性及び加工性が良好であり、早期加硫が抑制される。
ブロックイソシアネートは0.15質量%以上2質量%以下含有するのが好ましい。この場合、接着性が良好である。
フェノール樹脂は1質量%以上11質量%以下含有するのが好ましい。この場合、接着性が良好であり、温度依存性が低くなる。
PTFEは、10質量%以上28質量%以下含むのが好ましい。この場合、耐摩耗性及び接着性が良好である。
グラファイトは、1質量%以上7質量%以下含有するのが好ましい。この場合、導電性、耐摩耗性、及び接着性が良好である。
ブロックイソシアネートは0.15質量%以上2質量%以下含有するのが好ましい。この場合、接着性が良好である。
フェノール樹脂は1質量%以上11質量%以下含有するのが好ましい。この場合、接着性が良好であり、温度依存性が低くなる。
PTFEは、10質量%以上28質量%以下含むのが好ましい。この場合、耐摩耗性及び接着性が良好である。
グラファイトは、1質量%以上7質量%以下含有するのが好ましい。この場合、導電性、耐摩耗性、及び接着性が良好である。
また、ジ[(t−ブチルパーオキシ)イソプロピル]ベンゼン等の有機過酸化物架橋剤を1質量%以上5質量%以下含有するのが好ましい。この場合、耐摩耗性及び接着性が良好であり、温度依存性が低い。
そして、N−N′−m−フェニレンジマレイミド等の共架橋剤を0.07質量%以上2質量%以下含有するのが好ましい。この場合、早期加硫が抑制され、温度依存性が低い。
そして、N−N′−m−フェニレンジマレイミド等の共架橋剤を0.07質量%以上2質量%以下含有するのが好ましい。この場合、早期加硫が抑制され、温度依存性が低い。
また、導電性酸化亜鉛を1質量%以上7質量%以下含有するのが好ましい。この場合、導電性、及び耐摩耗性が良好である。
そして、チタン酸カリウムを0.17質量%以上2質量%以下含有するのが好ましい。この場合、耐摩耗性、及び加工性が良好である。
さらに、歯布用ゴム組成物は、硫黄、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリル−スルフェンアミド等の加硫促進剤、ステアリン酸、酸化マグネシウム、エチレンチオウレア等を含有するのが好ましい。
そして、チタン酸カリウムを0.17質量%以上2質量%以下含有するのが好ましい。この場合、耐摩耗性、及び加工性が良好である。
さらに、歯布用ゴム組成物は、硫黄、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリル−スルフェンアミド等の加硫促進剤、ステアリン酸、酸化マグネシウム、エチレンチオウレア等を含有するのが好ましい。
(3)心線
歯付ベルトの細幅化を達成するためには心線の強度、屈曲疲労性、及び剛性の向上が必要である。特に高負荷環境に対し適正な噛み合いを保持させるために、引張剛性が高い材質を使用する必要がある。従来、タイミングベルトの抗張体である心線の材料としてガラス繊維が多く使用されており、優れた強度、剛性、屈曲疲労性を有しているが、車載用途の小歯ピッチベルトの心線用材料としては剛性が不十分である。
剛性を得るために心材をスチール等の金属製ワイヤ等に変えることも考えられるが、金属心線の場合、屈曲疲労性が極端に悪い、曲げ剛性が大きく伝達効率が低くなるという問題がある。最近、これに変わる心材としてカーボン繊維が用いられている。カーボン心線は優れた剛性を有しているが、引張強度としては、心線の径を同径とした場合、ガラス繊維等と比べてそれほど優位性はない。細幅化を可能とするため、繊維量を増やす(径を太くする)ことが考えられるが、タイミングベルトの場合、心線の径と歯布の厚みとがプーリとの噛み合い状態をほぼ決定しており、小歯ピッチベルトの場合、心線の径を太くして小径プーリで運転させたとき、屈曲疲労性が確保できないので、心線の大径化には限度があった。
歯付ベルトの細幅化を達成するためには心線の強度、屈曲疲労性、及び剛性の向上が必要である。特に高負荷環境に対し適正な噛み合いを保持させるために、引張剛性が高い材質を使用する必要がある。従来、タイミングベルトの抗張体である心線の材料としてガラス繊維が多く使用されており、優れた強度、剛性、屈曲疲労性を有しているが、車載用途の小歯ピッチベルトの心線用材料としては剛性が不十分である。
剛性を得るために心材をスチール等の金属製ワイヤ等に変えることも考えられるが、金属心線の場合、屈曲疲労性が極端に悪い、曲げ剛性が大きく伝達効率が低くなるという問題がある。最近、これに変わる心材としてカーボン繊維が用いられている。カーボン心線は優れた剛性を有しているが、引張強度としては、心線の径を同径とした場合、ガラス繊維等と比べてそれほど優位性はない。細幅化を可能とするため、繊維量を増やす(径を太くする)ことが考えられるが、タイミングベルトの場合、心線の径と歯布の厚みとがプーリとの噛み合い状態をほぼ決定しており、小歯ピッチベルトの場合、心線の径を太くして小径プーリで運転させたとき、屈曲疲労性が確保できないので、心線の大径化には限度があった。
そこで、カーボン繊維の周りにガラス繊維を配置し、強度と屈曲疲労性、耐衝撃性、各部との接着性等の向上を図ることも行われている。しかし、製作工数が多くなり、コストが非常に高くなるという問題があった。また、同径のカーボン単体の心線と比較した場合、カーボン繊維量が少ないため、要求の剛性を得るために径を大きくする必要が生じるという問題があった。カーボン繊維単体の心線に、従来、ガラス繊維に使用されてきたRFL(レゾルシンホルマリンラッテクス)処理を行い、カーボン繊維の高剛性化を図ったものもあるが、RFLとカーボン繊維との接着性、RFL中のLの加硫密度が不十分なため、ベルトの永久伸び、屈曲疲労性、及び耐衝撃性をガラス心線程度の物性まで向上させることは困難であった。
本発明の心線は、カーボン繊維単体に後述する処理を行い、剛性を高め、従来のガラス心線以上の耐久性、接着性を得ている。
本発明の心線用処理剤は、HNBRと、ジルコニウム系カップリング剤と、疎水性シリカと、フェノール樹脂と、チタン酸カリウムとを含む。ジルコニウム系カップリング剤により、処理剤と心材及びゴム層との接着性が向上し、疎水性シリカにより耐水性が向上する。耐水性は、水分及び周囲の熱の影響で処理剤自体が膨潤し難いように処理することで向上させる。ベルトの永久伸び及び屈曲疲労性が大きくなり、耐水性が低下する原因となっていた処理剤自体の永久歪を、架橋剤の選択及び量に基づいて小さくする。処理剤自体が強度、剛性、弾性を有し、永久歪が小さいため、ベルトの屈曲及び張力により撚りが入った心線は処理剤の心材保護効果により、互いに接触しないようになる。
心線用処理剤は、メタクリル酸亜鉛を含むのが好ましい。この場合、ベルトの永久伸び特性が良好である。なお、予めHNBRにメタクリル酸亜鉛を微分散させてなる調整品を使用してもよい。
本発明の心線用処理剤は、HNBRと、ジルコニウム系カップリング剤と、疎水性シリカと、フェノール樹脂と、チタン酸カリウムとを含む。ジルコニウム系カップリング剤により、処理剤と心材及びゴム層との接着性が向上し、疎水性シリカにより耐水性が向上する。耐水性は、水分及び周囲の熱の影響で処理剤自体が膨潤し難いように処理することで向上させる。ベルトの永久伸び及び屈曲疲労性が大きくなり、耐水性が低下する原因となっていた処理剤自体の永久歪を、架橋剤の選択及び量に基づいて小さくする。処理剤自体が強度、剛性、弾性を有し、永久歪が小さいため、ベルトの屈曲及び張力により撚りが入った心線は処理剤の心材保護効果により、互いに接触しないようになる。
心線用処理剤は、メタクリル酸亜鉛を含むのが好ましい。この場合、ベルトの永久伸び特性が良好である。なお、予めHNBRにメタクリル酸亜鉛を微分散させてなる調整品を使用してもよい。
ジルコニウム系カップリング剤は、処理剤全量に対し0.1質量%以上4質量%以下含むのが好ましい。この場合、接着性が良好であり、永久伸びが小さい。
疎水性シリカは、処理剤全量に対し0.5質量%以上4質量%以下含むのが好ましい。この場合、耐水性、加工性、及び接着性が良好である。
フェノール樹脂は、処理剤全量に対し3質量%以上27質量%以下含むのが好ましい。この場合、接着性が良好であり、永久伸びが小さい。
チタン酸カリウムは、処理剤全量に対し0.3質量%以上7質量%以下含むのが好ましい。この場合、接着性が良好であり、永久伸びが小さい。
疎水性シリカは、処理剤全量に対し0.5質量%以上4質量%以下含むのが好ましい。この場合、耐水性、加工性、及び接着性が良好である。
フェノール樹脂は、処理剤全量に対し3質量%以上27質量%以下含むのが好ましい。この場合、接着性が良好であり、永久伸びが小さい。
チタン酸カリウムは、処理剤全量に対し0.3質量%以上7質量%以下含むのが好ましい。この場合、接着性が良好であり、永久伸びが小さい。
また、SFRカーボンを、処理剤全量に対し3質量%以上13質量%以下含むのが好ましい。この場合、接着性が良好である。
硫黄を、処理剤全量に対し0.05質量%以上2質量%以下含むのが好ましい。この場合、接着性が良好である。
ジ[(t−ブチルパーオキシ)イソプロピル]ベンゼン等の有機過酸化物架橋剤を、2質量%以上10質量%以下含有するのが好ましい。この場合、接着性が良好であり、永久伸びが小さい。
N−N′−m−フェニレンジマレイミド等の共架橋剤を0.05質量%以上3質量%以下含有するのが好ましい。この場合、接着性が良好であり、永久伸びが小さい。
さらに、心線用処理剤は、水素化カルボキシニトリルゴム、ステアリン酸を含むのが好ましい。
硫黄を、処理剤全量に対し0.05質量%以上2質量%以下含むのが好ましい。この場合、接着性が良好である。
ジ[(t−ブチルパーオキシ)イソプロピル]ベンゼン等の有機過酸化物架橋剤を、2質量%以上10質量%以下含有するのが好ましい。この場合、接着性が良好であり、永久伸びが小さい。
N−N′−m−フェニレンジマレイミド等の共架橋剤を0.05質量%以上3質量%以下含有するのが好ましい。この場合、接着性が良好であり、永久伸びが小さい。
さらに、心線用処理剤は、水素化カルボキシニトリルゴム、ステアリン酸を含むのが好ましい。
上記の心線用処理剤を有機溶剤に溶解し、カーボン繊維からなる心材に含浸させた後、乾燥炉を用いて心材を乾燥させる。
(4)歯付ベルトの製造
以下に、歯付ベルト1の製造方法について説明する。
図3は、歯付ベルト1の製造方法を説明するための模式的断面図である。
まず、ナイロン6又はナイロン66製の原帆布60を、上述の歯布用ゴム組成物を有機溶剤に溶解したものに浸漬して乾燥させる(図3A)。
これにより、歯布用ゴム組成物(図中、・・で示す)が布目60a内に浸透し、原帆布60の表面も覆い、歯布6が得られる(図3B)。
以下に、歯付ベルト1の製造方法について説明する。
図3は、歯付ベルト1の製造方法を説明するための模式的断面図である。
まず、ナイロン6又はナイロン66製の原帆布60を、上述の歯布用ゴム組成物を有機溶剤に溶解したものに浸漬して乾燥させる(図3A)。
これにより、歯布用ゴム組成物(図中、・・で示す)が布目60a内に浸透し、原帆布60の表面も覆い、歯布6が得られる(図3B)。
そして、歯部形成用溝を有する円筒状金型の外表面に、歯布6を巻き付け、その上に心線2を一定張力でスパイラル状に巻き、さらにその上に、ゴム層用ゴム組成物からなる未加硫(未架橋)ゴムシートを巻き付けた後、加硫缶に入れて外周側から加圧し、蒸気で加熱する。成形温度は100℃以上130℃以下、成形圧は6MPa以上10MPa以下である。
歯付ベルト1は、この加圧・加熱によりゴムが軟化して歯ゴム部5が形成され、歯布6が歯ゴム部5の表面側に接着されるとともに、ゴムが加硫し、ゴム層3が形成されることにより得られる(図3C)。
歯付ベルト1は、この加圧・加熱によりゴムが軟化して歯ゴム部5が形成され、歯布6が歯ゴム部5の表面側に接着されるとともに、ゴムが加硫し、ゴム層3が形成されることにより得られる(図3C)。
以上のように、製造時に歯布6を円筒状金型に被せて接合するが、歯付ベルト1を高負荷環境下で使用する場合、接合部(継ぎ目)がベルトの歯先形成部分に来るのが好ましい。継ぎ目は少なくとも歯ゴム部5形成部分の頂きの範囲に入り、中央部分に来るのがより好ましい。プーリ歯と繰り返し擦れ、または剪断力を強く受ける歯部7の側面及び歯元に強度の弱い継ぎ目が来る場合、歯欠けが生じやすくなるからである。柔らかい歯布6の上から張力をかけた硬い心線2を巻くので、この張力により歯布6が変形し、初期に継ぎ目が歯先部に来るように調整していた場合でも、張力で継ぎ目が湾曲し、歯先部からずれ、歯側面上及び歯元に来る可能性がある。
また、歯ピッチが5mm以上の歯付ベルトにおいては、比較的歯部が大きいこともあり、継ぎ目を歯先の頂きの近傍に持ってくることは容易であり、かつ上記のようにずれが発生しても歯側面及び歯元に来ることが少ない。しかし、歯ピッチが3mm以下のものは歯部の表面積が小さいため、上記の理由により継ぎ目を歯先に持ってくることは難しいという問題がある。
接合方法にもよるが、上述したように、歯布6の端部同士を熱溶着させる場合に、歯布6の継ぎ目が熱により溶け、硬化するときに歯布6の塊(溶着コブ)として歯ゴム部5の形成部分に食い込み、この部分にゴム組成物が送られず、歯ゴム部5として成形できなくなることがある。
ミシンを用い、糸で縫い合わせて接合する方法もあるが、縫い合わせるときの針穴が成形時の圧力と熱とにより拡大し、ゴム組成物の流動により歯部7の側面に染み出し、プーリとの接触時に異音が発生したり、ゴム粉が発生したりすることがある。
ミシンを用い、糸で縫い合わせて接合する方法もあるが、縫い合わせるときの針穴が成形時の圧力と熱とにより拡大し、ゴム組成物の流動により歯部7の側面に染み出し、プーリとの接触時に異音が発生したり、ゴム粉が発生したりすることがある。
本発明においては、接合方式を熱溶着とし、継ぎ目が斜めになるように接合する。これによりベルト化するときに、継ぎ目は必ず歯側面及び歯元も通ることになるが、一つの歯部7の側面に継ぎ目が集中し、溶着コブが生じるのを防止することができる。
一本の歯付ベルトに対して溶着箇所(継ぎ目が通る歯部の数)が少ない方が有利であるのは明白である。しかしながら一つの歯部7に対する溶着(継ぎ目)長さ占有率、すなわち溶着角度も問題となる。
図4は、歯布6を円筒状金型に巻いた状態を示す模式図、図5は、その一部拡大図である。
溶着箇所を少なくするという観点から、図4及び図5に示すように、溶着起点とベルト幅方向にベルトを切断するときの基点とをベルトの歯底形成部分の範囲内に収める必要がある。図5より、継ぎ目a、b、eを比較することにより、溶着角度が大きくなるのに従い、溶着箇所の数が多くなることが分かる。また、継ぎ目b、c、dを比較することにより、溶着起点が歯底内にある継ぎ目bは、1本のベルトにおいて溶着箇所数が1であるのに対し、溶着起点が歯部7にある継ぎ目c、dの溶着箇所の数は2であり、増加することが分かる。
図4は、歯布6を円筒状金型に巻いた状態を示す模式図、図5は、その一部拡大図である。
溶着箇所を少なくするという観点から、図4及び図5に示すように、溶着起点とベルト幅方向にベルトを切断するときの基点とをベルトの歯底形成部分の範囲内に収める必要がある。図5より、継ぎ目a、b、eを比較することにより、溶着角度が大きくなるのに従い、溶着箇所の数が多くなることが分かる。また、継ぎ目b、c、dを比較することにより、溶着起点が歯底内にある継ぎ目bは、1本のベルトにおいて溶着箇所数が1であるのに対し、溶着起点が歯部7にある継ぎ目c、dの溶着箇所の数は2であり、増加することが分かる。
図6に示すように、歯部底辺長さAと歯底部長さBとの間に、A:B=1.857:1 が成立する場合(歯のピッチをa(mm)とした場合、A=0.65a、B=0.35aが成立する)、溶着箇所数を最小にすることができる溶着角度x(°)とベルト幅yとの間には以下の式(2)が成立する。
y=58.839×a×x-1.0219・・・(2)
y=58.839×a×x-1.0219・・・(2)
上記式(2)により、歯のピッチが2mm、3mmである場合に、それぞれベルト幅を6mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mmに変えたときに、溶着箇所数を最小にすることができる溶着角度を求めると、下記の表1にようになる。
表1に示すように、ベルト幅の違いに基づいて最小溶着箇所数を達成できる溶着角度にし、図4及び図5に示すように溶着起点をベルト歯底間に設置することで、ベルト一本に対して、継ぎ目が最小数の歯部のみ通るようにすることができることが分かった。しかし、ベルトの歯部に対して働く剪断力及びプーリ歯からの摩擦方向に対する溶着部の角度も考慮する必要がある。
そして、本願のような車載用途でコンパクト化が最優先されるような場合、ベルト幅を31mm以上にすることは要求性能から逸脱する。同様にベルト幅が10mm幅未満では能力が発揮できないため、ベルト幅を10mm〜30mmの範囲にするのが好ましい。
そして、本願のような車載用途でコンパクト化が最優先されるような場合、ベルト幅を31mm以上にすることは要求性能から逸脱する。同様にベルト幅が10mm幅未満では能力が発揮できないため、ベルト幅を10mm〜30mmの範囲にするのが好ましい。
ベルト幅が上述の範囲で歯ピッチが3mm以下の場合、溶着角度は5度以上15度以下にする。5度未満のとき、剪断力及びこすれに対する強度が弱い部分に位置する継ぎ目の長さが長くなり、歯欠け防止効果は弱くなる。溶着角度が15度を超える場合、一本のベルトに対して接合箇所が増え、帆布の歩留が悪くなる等の問題がある。耐久面及びコストの観点から、溶着角度は7度以上10度以下にするのが好ましい。
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
1.歯布の作製
(i)帆布
下記表2に示す緯方向の構成、下記表3に示す縦方向の構成を示す帆布A〜Pを用意した。
1.歯布の作製
(i)帆布
下記表2に示す緯方向の構成、下記表3に示す縦方向の構成を示す帆布A〜Pを用意した。
各帆布A〜Pにつき、緯引張強度、縦引張強度、歯ゴム部面積比率を求めた。歯ゴム部面積比率は歯部の断面を写真撮影し、面積を測定して求めた。下記の表4にその結果を示す。
表4において、以下に示す評価も記載している。
必要緯強度
○・・・緯方向引張強度が500N/3cm以上
×・・・緯方向引張強度が500N/3cm未満
布面積比
○・・・歯ゴム部面積比率が45%以上
×・・・歯ゴム部面積比率が45%未満
成形性
○・・・歯丈が規定歯丈の90%以上
×・・・歯丈が規定歯丈の90%未満
図7Aは歯丈を説明するための説明図、図7Bは規定歯丈(金型の歯丈)を説明するための説明図である。図7Aに示すように、歯底部に相当する歯布6の表面から歯部7の頂部表面までの高さを「歯丈」とし、図7Bに示すように、キャビティタイプの金型の表面から凹部の底部までの深さを「規定歯丈」としている。上述したように、歯丈が規定歯丈の90%以上である場合、成形性を「○」とする。
必要緯強度
○・・・緯方向引張強度が500N/3cm以上
×・・・緯方向引張強度が500N/3cm未満
布面積比
○・・・歯ゴム部面積比率が45%以上
×・・・歯ゴム部面積比率が45%未満
成形性
○・・・歯丈が規定歯丈の90%以上
×・・・歯丈が規定歯丈の90%未満
図7Aは歯丈を説明するための説明図、図7Bは規定歯丈(金型の歯丈)を説明するための説明図である。図7Aに示すように、歯底部に相当する歯布6の表面から歯部7の頂部表面までの高さを「歯丈」とし、図7Bに示すように、キャビティタイプの金型の表面から凹部の底部までの深さを「規定歯丈」としている。上述したように、歯丈が規定歯丈の90%以上である場合、成形性を「○」とする。
図8は緯糸指標値と緯方向引張強度との関係を示すグラフ、図9は指標値比と緯方向引張強度との関係を示すグラフである。
図8より、緯糸指標値を上げることで緯方向引張強度が向上することが分かる。目標の緯方向引張強度(500N/3cm)以上を得るためには、緯糸指標値が370000以上である必要がある。しかし、例えば帆布L等は緯糸指標値が370000以上であるが、緯方向引張強度が低くなっている。これは指標値比が67%と低い(縦糸指標値が大きい)ため、緯方向引張に対し応力が集中し易いためである。
また、帆布B、C等は緯糸指標値に比較して強度が高いが、指標値比が120%以上と高く、緯方向の応力集中が少なく、糸強度の低下が少ないためである。
図8より、緯糸指標値を上げることで緯方向引張強度が向上することが分かる。目標の緯方向引張強度(500N/3cm)以上を得るためには、緯糸指標値が370000以上である必要がある。しかし、例えば帆布L等は緯糸指標値が370000以上であるが、緯方向引張強度が低くなっている。これは指標値比が67%と低い(縦糸指標値が大きい)ため、緯方向引張に対し応力が集中し易いためである。
また、帆布B、C等は緯糸指標値に比較して強度が高いが、指標値比が120%以上と高く、緯方向の応力集中が少なく、糸強度の低下が少ないためである。
図9より、指標値比を130%以上とした場合、緯方向引張強度は低下しているが、これは縦糸指標値を一定として緯糸指標値を上げ過ぎても緯方向の製作時のバラツキ等により各糸長さの引き揃え時に不揃い部分が増加し、成形性が悪く、強度はあまり向上しないためと考えられる。指標値比を70%未満にした場合、強度が不足することも分かる。帆布の緯方向の強度面から考えた場合、緯糸指標値を370000以上、指標値比を70%以上130%以下とすることが必要であることが分かる。
図10は合計指標値と歯ゴム部面積比率との関係を示すグラフである。
図10より、歯ゴム部面積比率を45%以上にするために、合計指標値を930000以下にする必要があることが分かる。
以上より、緯糸指標値が370000以上、合計指標値が930000以下(縦糸指標値560000以下)、指標値比が70%以上130%以下である場合、優れた引張強度と歯ゴム部面積比率とを有し、成形性が良好であることが分かる。指標値は、70%以上120%以下であるのが好ましい。
図10より、歯ゴム部面積比率を45%以上にするために、合計指標値を930000以下にする必要があることが分かる。
以上より、緯糸指標値が370000以上、合計指標値が930000以下(縦糸指標値560000以下)、指標値比が70%以上130%以下である場合、優れた引張強度と歯ゴム部面積比率とを有し、成形性が良好であることが分かる。指標値は、70%以上120%以下であるのが好ましい。
図11は各指標値と指標値比との関係を示すグラフである。上述の要件より近似式を立てそれぞれの指標値比との交点を求めると、
指標値比70%(緯糸指標値=370000、縦糸指標値=555000、合計指標値=925000)から
指標値比130%(緯糸指標値=525000、縦糸指標値=400000、合計指標値=925000)までの範囲が好適であることが分かる。
指標値比70%(緯糸指標値=370000、縦糸指標値=555000、合計指標値=925000)から
指標値比130%(緯糸指標値=525000、縦糸指標値=400000、合計指標値=925000)までの範囲が好適であることが分かる。
(ii)歯布
下記の表5の配合(質量部で示す)に従って、HNBR(日本ゼオン株式会社製「Zetpol(登録商標)2020」)、水素化カルボキシNBR(C−NBR))(ランクセス社製「テルバンXT」)、CHC(エピクロルヒドリンポリマー)(ダイソー株式会社製「エピクロマーC,D,又はCG」)、メタクリル酸亜鉛(浅田化学工業株式会社製「R20S」)、酸化マグネシウム、ETU(エチレンチオウレア)、硫黄、疎水性シリカ(東ソー・シリカ株式会社製「SS10」)、PTFE(テフロン(登録商標)粉末)、フェノール樹脂(住友ベークライト株式会社製「スミライトレジンPR7031A」、ノボラック型フェノール)、ブロックイソシアネート(加熱脱ブロックタイプ)、ジ[(t−ブチルパーオキシ)イソプロピル]ベンゼン(日油株式会社製「パーブチルP−40」の40%希釈品、架橋剤)、N−N′−m−フェニレンジマレイミド(大内新興化学工業株式会社製「バルノックPM」、共架橋剤)、グラファイト、導電性酸化亜鉛(ハクスイテック株式会社製「酸化亜鉛23−K」)、チタン酸カリウムホイスカー(大塚化学株式会社製「ティスモD101」)、加硫促進剤(大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーCZ」)を配合し、歯布用ゴム組成物を調製した。
「Zetpol2020」の物性は、結合アクリロニトリル量36.2質量%、ヨウ素価(中心値)28mg/100mg、ムーニー粘度78である。
下記の表5の配合(質量部で示す)に従って、HNBR(日本ゼオン株式会社製「Zetpol(登録商標)2020」)、水素化カルボキシNBR(C−NBR))(ランクセス社製「テルバンXT」)、CHC(エピクロルヒドリンポリマー)(ダイソー株式会社製「エピクロマーC,D,又はCG」)、メタクリル酸亜鉛(浅田化学工業株式会社製「R20S」)、酸化マグネシウム、ETU(エチレンチオウレア)、硫黄、疎水性シリカ(東ソー・シリカ株式会社製「SS10」)、PTFE(テフロン(登録商標)粉末)、フェノール樹脂(住友ベークライト株式会社製「スミライトレジンPR7031A」、ノボラック型フェノール)、ブロックイソシアネート(加熱脱ブロックタイプ)、ジ[(t−ブチルパーオキシ)イソプロピル]ベンゼン(日油株式会社製「パーブチルP−40」の40%希釈品、架橋剤)、N−N′−m−フェニレンジマレイミド(大内新興化学工業株式会社製「バルノックPM」、共架橋剤)、グラファイト、導電性酸化亜鉛(ハクスイテック株式会社製「酸化亜鉛23−K」)、チタン酸カリウムホイスカー(大塚化学株式会社製「ティスモD101」)、加硫促進剤(大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーCZ」)を配合し、歯布用ゴム組成物を調製した。
「Zetpol2020」の物性は、結合アクリロニトリル量36.2質量%、ヨウ素価(中心値)28mg/100mg、ムーニー粘度78である。
上述の緯糸指標値が370000以上、合計指標値が930000以下、指標値比が70%以上130%以下である帆布に、上述の組成の歯布用ゴム組成物を含浸させて歯布を得た。
得られた歯布は、導電性、耐摩耗性、接着性、耐水性、及び耐高負荷性に優れる。
得られた歯布は、導電性、耐摩耗性、接着性、耐水性、及び耐高負荷性に優れる。
2.心線の処理
下記の表6の配合(質量部で示す)に従って、HNBR(前記「Zetpol2020」)、C−NBR(前記「テルバンXT」)、メタクリル酸亜鉛(前記「R20S」)、ステアリン酸、疎水性シリカ(前記「シリカ SS10」)、SRFカーボン、フェノール樹脂(前記「スミライトレジンPR7031A」)、ジルコニウム系カップリング剤(ジルコネート系カップリング剤:ケンリッチペトロケミカル社製、メルカプト有機ジルコニウム酸塩カップリング剤)、硫黄、チタン酸カリウムホイスカー(前記「ティスモD101」)、ジ[(t−ブチルパーオキシ)イソプロピル]ベンゼン(前記「パーブチルP−40」の40%希釈品、架橋剤)、N−N′−m−フェニレンジマレイミド(前記「バルノックPM」、共架橋剤)を配合し、心線用処理剤(心線用ゴム組成物)を調製した。
下記の表6の配合(質量部で示す)に従って、HNBR(前記「Zetpol2020」)、C−NBR(前記「テルバンXT」)、メタクリル酸亜鉛(前記「R20S」)、ステアリン酸、疎水性シリカ(前記「シリカ SS10」)、SRFカーボン、フェノール樹脂(前記「スミライトレジンPR7031A」)、ジルコニウム系カップリング剤(ジルコネート系カップリング剤:ケンリッチペトロケミカル社製、メルカプト有機ジルコニウム酸塩カップリング剤)、硫黄、チタン酸カリウムホイスカー(前記「ティスモD101」)、ジ[(t−ブチルパーオキシ)イソプロピル]ベンゼン(前記「パーブチルP−40」の40%希釈品、架橋剤)、N−N′−m−フェニレンジマレイミド(前記「バルノックPM」、共架橋剤)を配合し、心線用処理剤(心線用ゴム組成物)を調製した。
上述の組成の心線用ゴム組成物を有機溶剤に溶解し、カーボン繊維からなる心線に含浸させる処理を行った。
得られた心線は、剛性が高く、ガラス心線以上の耐久性、接着性を有する。
得られた心線は、剛性が高く、ガラス心線以上の耐久性、接着性を有する。
3.帆布の接合方法の検討
溶着角度は、上述したように、表1の最小溶着箇所数を達成できる溶着角度を満たし、かつ、ベルトの歯部に対して働く剪断力及びプーリ歯からの摩擦の影響を考慮して決定する必要がある。ベルトの幅、溶着角度、及び溶着箇所数(継ぎ目が通る歯部の数)について検証を行った。
ベルト本体のゴム層成分として、後述の配合例1のゴム層用組成物を用い、上述の処理を行ったナイロン66製の歯布及び心線を用いて、表7に示すベルト幅及び溶着角度を有するベルトを作製した。表7に、歯のピッチが2mmである場合の、各ベルト幅及び溶着角度における溶着箇所数を示す。
溶着角度は、上述したように、表1の最小溶着箇所数を達成できる溶着角度を満たし、かつ、ベルトの歯部に対して働く剪断力及びプーリ歯からの摩擦の影響を考慮して決定する必要がある。ベルトの幅、溶着角度、及び溶着箇所数(継ぎ目が通る歯部の数)について検証を行った。
ベルト本体のゴム層成分として、後述の配合例1のゴム層用組成物を用い、上述の処理を行ったナイロン66製の歯布及び心線を用いて、表7に示すベルト幅及び溶着角度を有するベルトを作製した。表7に、歯のピッチが2mmである場合の、各ベルト幅及び溶着角度における溶着箇所数を示す。
ベルト本体のゴム層成分としてクロロプレンゴムを用い、上述の処理を行ったナイロン66製の歯布及び心線を用いて、表8に示すベルト幅及び溶着角度を有するベルトを作製した。表8に、歯のピッチが3mmである場合の、各ベルト幅及び溶着角度における溶着箇所数を示す。
各ベルトを2つのプーリ間に架け渡し、歯欠けが生じるまでの耐久時間を測定した。
試験条件は以下の通りである。
・ベルト:長さ360mm
・プーリ歯数:30T−30T
・回転速度:3000r/m
各歯ピッチにおける、各ベルト幅の負荷トルク(N・m)、取付張力(N)を下記の表9に示す。
試験条件は以下の通りである。
・ベルト:長さ360mm
・プーリ歯数:30T−30T
・回転速度:3000r/m
各歯ピッチにおける、各ベルト幅の負荷トルク(N・m)、取付張力(N)を下記の表9に示す。
図12は、歯ピッチが3mmである場合の各ベルトにつき、歯欠け時間を示したグラフである。歯欠け時間は、溶着角度が0°で、不良接合部がない場合を100%としたときの相対値で表す。図12において、溶着角度が0°の場合に、ベルトの歯部の歯元に接合部(継ぎ目)がある場合、不良接合部があるとしている。
図13は、歯ピッチが2mmである場合の各ベルトにつき、歯欠け時間を示したグラフである。歯欠け時間は、溶着角度が0°で、不良接合部がない場合を100%としたときの相対値で表す。図13において、溶着角度が0°の場合に、ベルトの歯部の歯元に接合部(継ぎ目)がある場合、不良接合部があるとしている。
図12及び図13より、歯ピッチが3mm以下の場合、溶着角度は5度以上15度以下にするのが好ましいことが分かる。溶着角度を20度以上にした場合、帆布の歩留が悪くなり、コストが向上する。溶着角度は7度以上15度以下にするのがより好ましい。
4.ベルト本体
(1)ゴム層用組成物
[配合例1]
下記の表10の配合(質量部、質量%で示す)に従って、HNBR(日本ゼオン株式会社製「Zetpol(登録商標)4310」)、HNBRポリマーアロイ(日本ゼオン株式会社製「Zeoforte ZSC4195CX」)、TMLAエステル(トリメリット酸トリイソノニル、株式会社ADEKA製「アデカサイダーC9N」)、DOS(大八化学工業株式会社製)、4,4′−ビス(α−α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン(大内新興化学工業株式会社製「ノクラックCD」、老化防止剤)、シリカ(東ソー・シリカ株式会社製「ニップシールss10」、ワックス(精工化学株式会社製「サンタイト」)、硫黄(鶴見化学工業株式会社製「サルファックスPMC」、架橋剤)、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーCZ−G」、加硫促進剤)、高分子量HNBR(日本ゼオン株式会社製「Zetpol2010H」)、ジ[(t−ブチルパーオキシ)イソプロピル]ベンゼン(日油株式会社製「パーブチルP−40」の40%希釈品、架橋剤)、N−N′−m−フェニレンジマレイミド(大内新興化学工業株式会社製「バルノックPM」、共架橋剤)、FEFカーボンを配合し、配合例1のゴム層用組成物を得た。
「Zetpol4310」の物性は、結合アクリロニトリル量18.6質量%、ヨウ素価(中心値)15mg/100mg、ムーニー粘度80であり、「Zetpol2010H」の物性は、結合アクリロニトリル量36.2質量%、ヨウ素価(中心値)11mg/100mg、ムーニー粘度120以上である。「ZSC4195CX」のベースポリマーは「Zetpol4310」である。
(1)ゴム層用組成物
[配合例1]
下記の表10の配合(質量部、質量%で示す)に従って、HNBR(日本ゼオン株式会社製「Zetpol(登録商標)4310」)、HNBRポリマーアロイ(日本ゼオン株式会社製「Zeoforte ZSC4195CX」)、TMLAエステル(トリメリット酸トリイソノニル、株式会社ADEKA製「アデカサイダーC9N」)、DOS(大八化学工業株式会社製)、4,4′−ビス(α−α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン(大内新興化学工業株式会社製「ノクラックCD」、老化防止剤)、シリカ(東ソー・シリカ株式会社製「ニップシールss10」、ワックス(精工化学株式会社製「サンタイト」)、硫黄(鶴見化学工業株式会社製「サルファックスPMC」、架橋剤)、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーCZ−G」、加硫促進剤)、高分子量HNBR(日本ゼオン株式会社製「Zetpol2010H」)、ジ[(t−ブチルパーオキシ)イソプロピル]ベンゼン(日油株式会社製「パーブチルP−40」の40%希釈品、架橋剤)、N−N′−m−フェニレンジマレイミド(大内新興化学工業株式会社製「バルノックPM」、共架橋剤)、FEFカーボンを配合し、配合例1のゴム層用組成物を得た。
「Zetpol4310」の物性は、結合アクリロニトリル量18.6質量%、ヨウ素価(中心値)15mg/100mg、ムーニー粘度80であり、「Zetpol2010H」の物性は、結合アクリロニトリル量36.2質量%、ヨウ素価(中心値)11mg/100mg、ムーニー粘度120以上である。「ZSC4195CX」のベースポリマーは「Zetpol4310」である。
[配合例2〜7]
上記の表10の組成に従って、配合例2〜7のゴム層用組成物を得た。
上記の表10の組成に従って、配合例2〜7のゴム層用組成物を得た。
[配合例8〜11]
下記の表11の組成に従って、配合例8〜11のゴム層用組成物を得た。
下記の表11の組成に従って、配合例8〜11のゴム層用組成物を得た。
(2)耐熱性の評価
配合例1〜11のゴム層用組成物によりゴムシートを油圧プレスにて(160℃×30分)それぞれ作成した。
各ゴムシートをギヤオーブン内に入れ、温度140℃で加熱し、144時間後のゴム物性の評価を行った。耐熱性の評価項目は以下の通りである。
(i)加熱減量
試験(老化)前の質量を100%とした場合の減少率%で示す。
(ii)EB(破断伸び)
試験前の各ゴムのEB[破断伸び:ゴム破断強度(JIS K 6251 (ダンベル3号))]を100%とした場合の減少率%で示す。
(iii )100%モジュラス
試験前の各ゴムの100%モジュラス[JIS K 6254 (短冊状1号形)]を100%とした場合の増加率%で示す。
(iv)ゴム硬度
試験前の各ゴムのゴム硬度[JIS K 6253(デュロメータ硬さ「タイプA」)]からの増加量(ポイント)で示す。
配合例1〜11のゴム層用組成物によりゴムシートを油圧プレスにて(160℃×30分)それぞれ作成した。
各ゴムシートをギヤオーブン内に入れ、温度140℃で加熱し、144時間後のゴム物性の評価を行った。耐熱性の評価項目は以下の通りである。
(i)加熱減量
試験(老化)前の質量を100%とした場合の減少率%で示す。
(ii)EB(破断伸び)
試験前の各ゴムのEB[破断伸び:ゴム破断強度(JIS K 6251 (ダンベル3号))]を100%とした場合の減少率%で示す。
(iii )100%モジュラス
試験前の各ゴムの100%モジュラス[JIS K 6254 (短冊状1号形)]を100%とした場合の増加率%で示す。
(iv)ゴム硬度
試験前の各ゴムのゴム硬度[JIS K 6253(デュロメータ硬さ「タイプA」)]からの増加量(ポイント)で示す。
下記の表12に、配合例1〜11のDOS:TMLAエステル(質量部比率)、可塑剤のゴム層用組成物全量に対する質量%、DOSのゴム層用組成物全量に対する質量%、DOSの可塑剤全量に対する質量%を示す。
試験結果を図14〜18に示す。
図14はDOSの可塑剤総質量に対する質量%(配合例1〜7のゴムシートに対応)と加熱減量(%)との関係を示すグラフ、図15はDOSの可塑剤総質量に対する質量%とEB低下率(%)との関係を示すグラフ、図16はDOSの可塑剤総質量に対する質量%とモジュラス変化率(%)との関係を示すグラフ、図17はDOSの可塑剤総質量に対する質量%と硬度変化量(%)との関係を示すグラフである。
図14はDOSの可塑剤総質量に対する質量%(配合例1〜7のゴムシートに対応)と加熱減量(%)との関係を示すグラフ、図15はDOSの可塑剤総質量に対する質量%とEB低下率(%)との関係を示すグラフ、図16はDOSの可塑剤総質量に対する質量%とモジュラス変化率(%)との関係を示すグラフ、図17はDOSの可塑剤総質量に対する質量%と硬度変化量(%)との関係を示すグラフである。
図14〜図17、並びに表10及び表12より、可塑剤のゴム層用組成物の総質量に対する質量%を5.3質量%と一定にした配合例1〜7のゴムシートの場合、DOSの可塑剤総質量に対する質量%が25質量%以下では加熱減量、EB,100%モジュラス,硬度の変化率は小さいことが分かる。前記質量%が50質量%を超え、DOSのゴム層用組成物全量に対する質量%が2.65質量%を超えた場合、加熱減量、EB,100%モジュラス,硬度の変化率が増加し始める。DOSのゴム用組成物総質量に対する比率が4質量%以上である場合(配合例6,4のゴムシート)、EBは使用できない数値まで低下し、ゴムが脆くなる。DOSが4質量%以上である場合、他の物性の項目においても大きな低下を示している。すなわち、良好な耐熱性を得るために、DOSのゴム用組成物総質量に対する質量%を4質量%未満にする必要があることが分かる。DOSのゴム用組成物総質量に対する質量%は2.65質量%以下にするのが好ましい。
そして、DOSの可塑剤総質量に対する質量%を50質量%以下(DOSのTMLAエステルに対する質量部比率が1:1以下)にする。
そして、DOSの可塑剤総質量に対する質量%を50質量%以下(DOSのTMLAエステルに対する質量部比率が1:1以下)にする。
図18は可塑剤のゴム層用組成物全量に対する質量%(配合例1、8〜11のゴムシートに対応)と加熱減量(%)との関係を示すグラフ、図19は可塑剤のゴム層用組成物全量に対する質量%とEB低下率(%)との関係を示すグラフ、図20は可塑剤のゴム層用組成物全量に対する質量%とモジュラス変化率(%)との関係を示すグラフ、図21は可塑剤のゴム層用組成物全量に対する質量%と硬度変化量(%)との関係を示すグラフである。
図18〜図21、並びに表11及び表12より、可塑剤のゴム層用組成物全量に対する質量%が8質量%を超えている場合、物性の変化率が大きいことが分かる。
従って、可塑剤のゴム層用組成物全量に対する質量%を8質量%以下にする。
図18〜図21、並びに表11及び表12より、可塑剤のゴム層用組成物全量に対する質量%が8質量%を超えている場合、物性の変化率が大きいことが分かる。
従って、可塑剤のゴム層用組成物全量に対する質量%を8質量%以下にする。
(3)耐寒性の評価
[実施例1]
配合例1のゴム層用組成物を用い、歯布はNY66製の帆布について上述の処理を行ったものを用いて上述の接合方法により接合し(溶着角度は10°)、心線はカーボン製で上述の処理を行ったものを用い、実施例1の歯付ベルトを作製した。歯付ベルトは、歯のピッチ3mm、長さ339mm、幅15mmである。
[実施例2〜5]
配合例1のゴム層用組成物に代えて、配合例2、3、8、9のゴム層用組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例2〜5の歯付ベルトを作製した。
[実施例1]
配合例1のゴム層用組成物を用い、歯布はNY66製の帆布について上述の処理を行ったものを用いて上述の接合方法により接合し(溶着角度は10°)、心線はカーボン製で上述の処理を行ったものを用い、実施例1の歯付ベルトを作製した。歯付ベルトは、歯のピッチ3mm、長さ339mm、幅15mmである。
[実施例2〜5]
配合例1のゴム層用組成物に代えて、配合例2、3、8、9のゴム層用組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例2〜5の歯付ベルトを作製した。
[比較例1〜6]
配合例1のゴム層用組成物に代えて、配合例4、5、6、7、10、11のゴム層用組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして比較例1〜6の歯付ベルトを作製した。
配合例1のゴム層用組成物に代えて、配合例4、5、6、7、10、11のゴム層用組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして比較例1〜6の歯付ベルトを作製した。
実施例1〜5及び比較例1〜6と、配合例1〜11との関係を下記の表13に示す。
[耐寒性の評価]
実施例1〜5、及び比較例1〜6の歯付ベルトにつき、耐寒性の評価を行った。
図22は、耐寒性及び耐久性能の評価のための装置11を示す模式図である。
装置11は、発泡スチロール製の冷却槽12と、冷却槽12を載置する秤13と、冷却槽12内で歯付ベルト1を支持する支持枠14と、冷却槽12の上面に、内部に進出自在に設けられた合成樹脂製の押圧棒15とを備える。
各歯付ベルトを支持枠14により支持し、押圧棒15を秤13の目盛がいずれかに動いた点より70mm押し込み、歯付ベルト1を押圧したときの押し荷重(g)を読み取った。この押し荷重(g)を(ベルト)曲げ剛性評価値とする。各歯付ベルトにつき3点の計測を行い、平均値を算出した。
各歯付ベルトにつき、室温の場合、冷却槽12に冷却空気を送って−30℃に保持した場合、及び冷却槽12に冷却空気を送って−40℃に保持した場合、それぞれにつき計測を行った。さらに、温度140℃で720時間熱履歴を与えた後、上述の3通りの場合につき、計測を行った。
実施例1〜5、及び比較例1〜6の歯付ベルトにつき、耐寒性の評価を行った。
図22は、耐寒性及び耐久性能の評価のための装置11を示す模式図である。
装置11は、発泡スチロール製の冷却槽12と、冷却槽12を載置する秤13と、冷却槽12内で歯付ベルト1を支持する支持枠14と、冷却槽12の上面に、内部に進出自在に設けられた合成樹脂製の押圧棒15とを備える。
各歯付ベルトを支持枠14により支持し、押圧棒15を秤13の目盛がいずれかに動いた点より70mm押し込み、歯付ベルト1を押圧したときの押し荷重(g)を読み取った。この押し荷重(g)を(ベルト)曲げ剛性評価値とする。各歯付ベルトにつき3点の計測を行い、平均値を算出した。
各歯付ベルトにつき、室温の場合、冷却槽12に冷却空気を送って−30℃に保持した場合、及び冷却槽12に冷却空気を送って−40℃に保持した場合、それぞれにつき計測を行った。さらに、温度140℃で720時間熱履歴を与えた後、上述の3通りの場合につき、計測を行った。
図23は、熱履歴がない場合の各温度における、DOSの可塑剤総質量に対する質量%(実施例1〜3、比較例1〜4に対応)と押し荷重との関係を示すグラフである。図24は、熱履歴がない場合の各温度における、可塑剤のゴム層用組成物全量に対する質量%(実施例1,4,5、比較例5,6に対応)と押し荷重との関係を示すグラフである。図23及び図24中、aは−40℃、bは−30℃、cは室温に冷却槽12内を保持した場合の押し荷重を示す。
図23及び図24より、DOSの可塑剤総質量に対する割合、及び可塑剤のゴム層用組成物全量に対する割合が大きくなるのに従い、すなわち、DOSの可塑剤総質量に対する質量%を5質量%以上(DOSのTMLAエステルに対する質量部比率が1:19以上)にし、可塑剤のゴム層用組成物全量に対する質量%を4質量%以上にすることにより、低温環境下の柔軟性が良好になることが分かる。そして、室温下のベルトの曲げ剛性についてはDOSの添加量及び可塑剤の総配合量はあまり影響しないことが分かる。
図23及び図24より、DOSの可塑剤総質量に対する割合、及び可塑剤のゴム層用組成物全量に対する割合が大きくなるのに従い、すなわち、DOSの可塑剤総質量に対する質量%を5質量%以上(DOSのTMLAエステルに対する質量部比率が1:19以上)にし、可塑剤のゴム層用組成物全量に対する質量%を4質量%以上にすることにより、低温環境下の柔軟性が良好になることが分かる。そして、室温下のベルトの曲げ剛性についてはDOSの添加量及び可塑剤の総配合量はあまり影響しないことが分かる。
図25は、熱履歴があった場合の各温度における、DOSの可塑剤総質量に対する質量%(実施例1〜3、比較例1〜4に対応)と押し荷重との関係を示すグラフである。図26は、熱履歴があった場合の各温度における、可塑剤のゴム層用組成物全量に対する質量%(実施例1,4,5、比較例5,6に対応)と押し荷重との関係を示すグラフである。図25及び図26中、aは−40℃、bは−30℃、cは室温に冷却槽12内を保持した場合の押し荷重を示す。
図25より、熱履歴があった歯付ベルトにおいてはDOSの可塑剤総質量に対する割合が大きくなるのに従い、低温環境下の柔軟性が悪くなることが分かる。すなわち、DOSの可塑剤総質量に対する質量%が5質量%以下である場合、差はないが、前記質量%が5質量%を超えた場合、柔軟性が徐々に悪くなる。これは、DOSがゴムの熱老化を促進する働きがあり、また、140℃の熱によりDOSが揮発し、DOSによる耐寒性の効果が減じたためと考えられる。
従って、DOSの可塑剤総質量に対する質量%は50質量%以下にする。
図25より、熱履歴があった歯付ベルトにおいてはDOSの可塑剤総質量に対する割合が大きくなるのに従い、低温環境下の柔軟性が悪くなることが分かる。すなわち、DOSの可塑剤総質量に対する質量%が5質量%以下である場合、差はないが、前記質量%が5質量%を超えた場合、柔軟性が徐々に悪くなる。これは、DOSがゴムの熱老化を促進する働きがあり、また、140℃の熱によりDOSが揮発し、DOSによる耐寒性の効果が減じたためと考えられる。
従って、DOSの可塑剤総質量に対する質量%は50質量%以下にする。
図26の場合、図25の場合と異なり、熱履歴後、可塑剤のゴム層用組成物全量に対する質量%の値が大きくなるのに従って、柔軟性が悪くなるということはない。図26の場合、DOSの添加量が0.5〜2.5質量%であり、少ないため、DOSの影響が少ないためと考えられる。図26より、可塑剤のゴム層用組成物全量に対する質量%が4質量%以上である場合、曲げ剛性(柔軟性)が向上し、前記質量%が5.3質量%以上である場合、柔軟性が一定して、より良好であることが分かる。
以上の耐熱性及び耐寒性の評価により、DOSの可塑剤総質量に対する質量%を5質量%以上50質量%以下(DOSのTMLAエステルに対する質量部比率が1:19以上1:1以下)、好ましくは前記質量%を25質量%以上50質量%以下(DOSのTMLAエステルに対する質量部比率が1:3以上1:1以下)にする。
そして、DOSのゴム用組成物全量に対する質量%を4質量%未満にする。前記質量%は2.65質量%以下であるのが好ましい。
さらに、可塑剤のゴム用組成物全量に対する質量%を4質量%以上8質量%以下にする。前記質量%は5.3質量%以上8質量%以下にするのが好ましい。
これにより、冷間時でもベルト硬化が少なく、伝達効率の低下が少ない歯付ベルトが得られ、低燃費化、良好な伝達精度が得られる。
そして、DOSのゴム用組成物全量に対する質量%を4質量%未満にする。前記質量%は2.65質量%以下であるのが好ましい。
さらに、可塑剤のゴム用組成物全量に対する質量%を4質量%以上8質量%以下にする。前記質量%は5.3質量%以上8質量%以下にするのが好ましい。
これにより、冷間時でもベルト硬化が少なく、伝達効率の低下が少ない歯付ベルトが得られ、低燃費化、良好な伝達精度が得られる。
(4)耐久性能(ベルトの屈曲疲労性)の評価
[実施例11〜15]
歯付ベルトの長さを999mmにし、幅を20mmにしたこと以外は、実施例1〜5それぞれと同様にして実施例11〜15の歯付ベルトを作製した。
[比較例11〜16]
歯付ベルトの長さを999mmにしたこと以外は、比較例1〜6それぞれと同様にして比較例11〜16の歯付ベルトを作製した。
実施例11〜15及び比較例11〜16と、配合例1〜11との関係を前記表13に示す。
[実施例11〜15]
歯付ベルトの長さを999mmにし、幅を20mmにしたこと以外は、実施例1〜5それぞれと同様にして実施例11〜15の歯付ベルトを作製した。
[比較例11〜16]
歯付ベルトの長さを999mmにしたこと以外は、比較例1〜6それぞれと同様にして比較例11〜16の歯付ベルトを作製した。
実施例11〜15及び比較例11〜16と、配合例1〜11との関係を前記表13に示す。
以上の実施例11〜15、及び比較例11〜16の歯付ベルトにつき、耐久性能(ベルトの屈曲疲労性)の評価を行った。
図27は、耐久性能の評価のための装置20を示す模式図である。
各歯付ベルトの歯部を4つのプーリ21,21,21,21に架け渡し、4つのアイドラ22,22,22,22によりベルト本体の背部を支持した状態で、恒温槽23内に設置する。熱風発生器24により熱風を恒温槽23内に供給し、恒温槽23内で各歯付ベルトを110℃の温度下で走行させる。
図27は、耐久性能の評価のための装置20を示す模式図である。
各歯付ベルトの歯部を4つのプーリ21,21,21,21に架け渡し、4つのアイドラ22,22,22,22によりベルト本体の背部を支持した状態で、恒温槽23内に設置する。熱風発生器24により熱風を恒温槽23内に供給し、恒温槽23内で各歯付ベルトを110℃の温度下で走行させる。
試験条件は以下の通りである。
・荷重:147N
・回転速度:5500r/m
・プーリ:歯ピッチ3mm、プーリ歯数33
・アイドラ径:直径45mm
・試験時間:500時間
・荷重:147N
・回転速度:5500r/m
・プーリ:歯ピッチ3mm、プーリ歯数33
・アイドラ径:直径45mm
・試験時間:500時間
図28は、500時間経過後の残留強度を比較した結果を示すグラフである(試験前の引張強度を100とした場合の割合として示す)。
ベルト温度自体は110℃程度であるため、ゴムの硬化による影響は少ない。可塑剤のゴム用組成物全量に対する質量%が5.3質量%と等しい場合、可塑剤中のDOSの割合が増加するのに従って強度の低下が大きくなる(比較例12、比較例14、実施例12、実施例11、実施例13、比較例13、比較例11の順に次第に強度が低下する)。すなわち、DOSのゴム用組成物全量に対する質量%が4質量%以上である場合、大幅に低下し、前記質量%が5質量%を超える比較例11の強度が最も低い。DOSは心線の処理剤に影響を及ぼし、処理剤が軟化して、処理剤の心材保護効果が失われるためと考えられる。
以上より、DOSのゴム用組成物全量に対する質量%を4質量%未満にし、DOSの可塑剤総質量に対する質量%を50質量%以下にする。
ベルト温度自体は110℃程度であるため、ゴムの硬化による影響は少ない。可塑剤のゴム用組成物全量に対する質量%が5.3質量%と等しい場合、可塑剤中のDOSの割合が増加するのに従って強度の低下が大きくなる(比較例12、比較例14、実施例12、実施例11、実施例13、比較例13、比較例11の順に次第に強度が低下する)。すなわち、DOSのゴム用組成物全量に対する質量%が4質量%以上である場合、大幅に低下し、前記質量%が5質量%を超える比較例11の強度が最も低い。DOSは心線の処理剤に影響を及ぼし、処理剤が軟化して、処理剤の心材保護効果が失われるためと考えられる。
以上より、DOSのゴム用組成物全量に対する質量%を4質量%未満にし、DOSの可塑剤総質量に対する質量%を50質量%以下にする。
(5)耐高負荷性の評価
上述の実施例11〜15、及び比較例11〜16の歯付ベルトにつき、動的歯飛びトルクの測定を行い、耐高負荷性を評価した。
図29は、各歯付ベルトの動的歯飛びトルクを測定するための装置30を示す模式図である。
各歯付ベルト1をプーリ31,31に架け渡し、従動側のプーリ31にパウダーブレーキ34によりトルクを伝達し、歯付ベルト1がプーリ31を乗り越え、歯飛びを起こす瞬間の従動側のプーリ31のトルク値を比較した。
上述の実施例11〜15、及び比較例11〜16の歯付ベルトにつき、動的歯飛びトルクの測定を行い、耐高負荷性を評価した。
図29は、各歯付ベルトの動的歯飛びトルクを測定するための装置30を示す模式図である。
各歯付ベルト1をプーリ31,31に架け渡し、従動側のプーリ31にパウダーブレーキ34によりトルクを伝達し、歯付ベルト1がプーリ31を乗り越え、歯飛びを起こす瞬間の従動側のプーリ31のトルク値を比較した。
試験条件は以下の通りである。
・回転速度:1000r/m
・プーリ:歯ピッチ3mm、プーリ歯数33
・回転速度:1000r/m
・プーリ:歯ピッチ3mm、プーリ歯数33
図30は、実施例11〜15、及び比較例11〜16の歯付ベルトの動的歯飛びトルクを示すグラフである。図30においては、動的歯飛びトルクを実施例11を100とした場合の相対値で示す。
可塑剤のゴム用組成物全量に対する質量%が最も大きい比較例16が最も数値が低く、前記質量%が最も低い比較例15が最も高い数値を示した。また、前記質量%が等しい比較例11と比較例12とでは、DOSを含有しない比較例12の数値が高い。すなわち、可塑剤のゴム用組成物全量に対する質量%が5.3質量%と等しい場合、可塑剤中のDOSの割合が増加するのに従って、歯飛びを起こす場合のトルク値が小さくなる(比較例2、比較例4、実施例2、実施例1、実施例3、比較例3、比較例1の順に次第にトルク値が小さくなる)。
以上より、可塑剤のゴム用組成物全量に対する質量%を8質量%以下にし、DOSの可塑剤総質量に対する質量%を50質量%以下にする。
可塑剤のゴム用組成物全量に対する質量%が最も大きい比較例16が最も数値が低く、前記質量%が最も低い比較例15が最も高い数値を示した。また、前記質量%が等しい比較例11と比較例12とでは、DOSを含有しない比較例12の数値が高い。すなわち、可塑剤のゴム用組成物全量に対する質量%が5.3質量%と等しい場合、可塑剤中のDOSの割合が増加するのに従って、歯飛びを起こす場合のトルク値が小さくなる(比較例2、比較例4、実施例2、実施例1、実施例3、比較例3、比較例1の順に次第にトルク値が小さくなる)。
以上より、可塑剤のゴム用組成物全量に対する質量%を8質量%以下にし、DOSの可塑剤総質量に対する質量%を50質量%以下にする。
以上の耐熱性、耐寒性、ベルトの屈曲疲労性、耐高負荷性の評価により、DOSとTMLAエステルとの質量部比率を1:19以上1:1以下にし、ゴム用組成物全量に対するDOSの質量%を4%未満にし、DOSとTMLAエステルとを合わせた可塑剤合計量のゴム用組成物全量に対する質量%を4質量%以上8質量%以下の範囲にすることで、耐熱性、耐寒性、屈曲疲労性等の耐環境性能をバランス良く有し、剛性、及び高負荷性が良好である歯付ベルトが得られることが分かる。DOSのTMLAエステルに対する質量部比率は1:3以上1:1以下であるのが好ましい。ゴム用組成物全量に対するDOSの質量%は2.65質量%以下であるのが好ましい。可塑剤合計量のゴム用組成物全量に対する質量%は5.3質量%以上8質量%以下であるのが好ましい。
本発明の歯付ベルトは、車載用の小ピッチ歯付ベルトとして、高剛性(引張剛性)及びベルト歯剛性を有し、高精度化を実現することができるとともに、コンパクト化、軽量化、低騒音化を実現することができる。
1 歯付ベルト
2 心線
3 ゴム層
4 ベルト本体
5 歯ゴム部
6 歯布
60 原帆布
7 歯部
2 心線
3 ゴム層
4 ベルト本体
5 歯ゴム部
6 歯布
60 原帆布
7 歯部
本発明に係る歯付ベルトは、水素化ニトリルゴム、及び水素化ニトリルゴムにメタクリル酸亜鉛を微分散させてなるポリマーアロイを含むゴム層からなり、心線が複数埋設されたベルト本体と、該ベルト本体の少なくとも一面に複数並設された歯ゴム部と、帆布に水素化ニトリルゴムを含むゴム組成物を含浸してなり、前記歯ゴム部を覆う歯布とを備える歯付ベルトにおいて、前記ゴム層は、ジオクチルセバケートとトリメリット酸エステルとを質量部比率で1:19以上1:1以下含み、かつ前記ジオクチルセバケートの前記ゴム層全量に対する質量比率が4質量%未満であり、前記ジオクチルセバケートと前記トリメリット酸エステルとの合計量の前記ゴム層全量に対する質量比率が4質量%以上8質量%以下であり、硫黄とスルフェンアミド系加硫促進剤とを質量部比率で1:10以上1:2以下含み、かつ前記硫黄とスルフェンアミド系加硫促進剤との合計量の前記ゴム層全量に対する質量比率が0.3質量%以上1質量%以下であることを特徴とする。
Claims (13)
- 水素化ニトリルゴム、及び水素化ニトリルゴムにメタクリル酸亜鉛を微分散させてなるポリマーアロイを含むゴム層からなり、心線が複数埋設されたベルト本体と、該ベルト本体の少なくとも一面に複数並設された歯ゴム部と、帆布に水素化ニトリルゴムを含むゴム組成物を含浸してなり、前記歯ゴム部を覆う歯布とを備える歯付ベルトにおいて、
前記ゴム層は、ジオクチルセバケートとトリメリット酸エステルとを質量部比率で1:19以上1:1以下含み、かつ前記ジオクチルセバケートの前記ゴム層全量に対する質量比率が4質量%未満であり、前記ジオクチルセバケートと前記トリメリット酸エステルとの合計量の前記ゴム層全量に対する質量比率が4質量%以上8質量%以下であることを特徴とする歯付ベルト。 - 前記ポリマーアロイのベースポリマーとしての水素化ニトリルゴムを含む水素化ニトリルゴムは、結合アクリロニトリル量が19質量%以下、ヨウ素価が15mg/100mg以下、100℃におけるムーニー粘度が60以上であり、前記水素化ニトリルゴムの前記ゴム層全量に対する質量比率が15質量%以上50質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の歯付ベルト。
- 前記ゴム層は、100℃におけるムーニー粘度が100以上である水素化ニトリルゴムを、前記ゴム層全量に対し3質量%以上20質量%以下含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の歯付ベルト。
- 前記ゴム層は、硫黄とスルフェンアミド系加硫促進剤とを質量部比率で1:10以上1:2以下含み、かつ前記硫黄とスルフェンアミド系加硫促進剤との合計量の前記ゴム層全量に対する質量比率が0.3質量%以上1質量%以下であることを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の歯付ベルト。
- 前記ゴム層は、有機過酸化物と共架橋剤とを質量部比率で4:1以上20:1以下含み、かつ前記有機過酸化物と共架橋剤との合計量の前記ゴム層全量に対する質量比率が4質量%以上8質量%以下であることを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の歯付ベルト。
- 前記ゴム層は、平均粒子径が70nm以下であるカーボンブラックを、前記ゴム層全量に対し0質量%超過20質量%以下含むことを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載の歯付ベルト。
- 前記ゴム層は、二酸化珪素を前記ゴム層全量に対し2質量%以上5質量%以下含むことを特徴とする請求項1から6までのいずれか1項に記載の歯付ベルト。
- 前記ゴム層は、ワックスをゴム層用組成物全量に対し0.3質量%以上2質量%以下含むことを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載の歯付ベルト。
- 前記帆布は、緯糸指標値が370000以上、合計指標値が930000以下、指標値比が70%以上130%以下であることを特徴とする請求項1から8までのいずれか1項に記載の歯付ベルト。
但し、
緯糸指標値=糸の太さ(dtex)×撚り本数(本)×フィラメント本数(本)×布1インチ幅当たりの打込密度(本)
縦糸指標値=糸の太さ(dtex)×撚り本数(本)×フィラメント本数(本)×布1インチ幅当たりの打込密度(本)
指標値比=緯糸指標値/縦糸指標値(%)
合計指標値=緯糸指標値+縦糸指標値。 - 前記帆布の緯方向引張強度は500N/3cm以上であり、
ベルト幅方向から見た前記歯ゴム部と前記歯布の合計面積に対する前記歯ゴム部の面積の比率は45%以上であることを特徴とする請求項9に記載の歯付ベルト。 - 前記帆布に含浸させるゴム組成物は、水素化ニトリルゴムと、エピクロルヒドリンとエチレンオキサイドとの共重合体、又は第3成分としてアリルグリシジルエーテルを共重合させ、ポリマー主鎖にアリル基をペンダント状に導入した三元共重合体からなるエピクロルヒドリンゴムと、水素化カルボキシニトリルゴムと、疎水性シリカと、ブロックイソシアネートと、フェノール樹脂とを含むことを特徴とする請求項1から10までのいずれか1項に記載の歯付ベルト。
- 前記心線は、水素化ニトリルゴムと、ジルコニウム系カップリング剤と、疎水性シリカと、フェノール樹脂と、チタン酸カリウムとを含む処理剤に、カーボン繊維を含浸させ、乾燥させてなることを特徴とする請求項1から11までのいずれか1項に記載の歯付ベルト。
- 前記歯布は、接合部が、ベルト幅方向に対し5度以上15度以下の角度をなすように構成されていることを特徴とする請求項1から12までのいずれか1項に記載の歯付ベルト。
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