JP2021091877A - 成形用部材およびその用途 - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱性に優れ、耐永久変形性などの耐久寿命を向上でき、かつ得られる架橋成形体における心線の位置をベルト厚み方向で安定化できる成形用部材を提供する。【解決手段】未架橋体に接触させた状態で前記未架橋体を架橋して架橋成形体を製造するための成形用部材をゴム成分、カーボンブラックおよび有機過酸化物を含むゴム組成物の架橋体で形成する。前記ゴム成分として、エチレン−α−オレフィンエラストマーを含み、前記カーボンブラックとして、一次粒子径４０ｎｍ未満のハードカーボンおよび一次粒子径４０ｎｍ以上のソフトカーボンを含み、前記ハードカーボンの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して２８〜７０質量部であり、かつ前記ソフトカーボンの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して３５〜９０質量部であるゴム組成物を調製する。前記成形用部材は、伝動ベルトを製造するためのブラダーであってもよい。【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤやベルトなどの架橋成形体を製造するために用いられる成形用部材およびその用途に関する。

近年、省エネルギー化、コンパクト化の社会的要請を背景に、自動車のエンジンルーム周辺の雰囲気温度は従来に比べて上昇し、この雰囲気温度の上昇に伴って動力伝動用ベルトの使用環境温度も高くなってきた。従来、伝動ベルト（特にＶリブドベルト）に用いるポリマーは、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主流であったが、耐熱性の改善や、環境負荷物質を含まない材料の要求が増すにつれて、エチレン−α−オレフィンエラストマーが採用され、このポリマーの架橋剤として有機過酸化物が用いられるようになった。

前記Ｖリブドベルトの製造方法の１つとして、特開２００９−１１９８４６号公報（特許文献１）には、円筒状の成形ドラム（内型）に装着されたブラダー（可撓性ジャケット）の外周面に、ベルトを構成する部材（心線、ゴムシート等）を順に巻きつけて未加硫のベルトスリーブを形成し、このベルトスリーブを装着した内型を外型内に設置し、外型を加熱しつつブラダーを膨張させて、内周面にはリブ部に対応した溝状刻印を有する外型に未加硫スリーブを押圧しながらリブ部を形成する方法が開示されている。

この製造工程において、加硫後にブラダーを収縮させて元の状態に戻すと、ブラダーは外径が小さくなって、加硫されたベルトスリーブの内径よりも小さくなるため、ブラダーと加硫されたベルトスリーブとの離型が可能となる。ブラダーの離型性が低下すると、作業性、特に、自動化された製造ラインの作業性が著しく低下する。また、ブラダーは、ベルトスリーブの加硫に何回も繰り返し使用されるため、繰り返し使用における経時的な劣化による破損や離型性の低下も問題になる。

前記ブラダーに使用するゴム素材としては、従来から、耐熱性に優れ、ガス透過性が低いブチルゴムが使用されており、例えば、特開平１０−１３０４４１号公報（特許文献２）には、メチロール化フェノール樹脂およびブチルゴムを含むゴム成分を含有するゴム組成物を加硫したタイヤ製造用ブラダーが開示されている。

しかし、ベルトスリーブのゴム層に、架橋剤として有機過酸化物を配合したゴム組成物を使用すると、ブチルゴムが、有機過酸化物の分解により生じたラジカルの攻撃を受け、主として分解反応を起こす。特に、有機過酸化物を含むゴム組成物からなるゴム層が、ブチルゴムを素材とするブラダーに直接密着すると、ブラダーのブチルゴムが損傷する。そのため、従来の硫黄架橋系のゴム組成物からなるベルトスリーブに比べて、ブラダーのベルトスリーブのゴム層と密着する面の硬化劣化が著しく、使用可能な繰り返し回数が短くなる。

そこで、ブチルゴムを使用しないブラダーとして、特開２０１０−２２１５０６号公報（特許文献３）および特開２０１１−１６１７６７号公報（特許文献４）には、シリコーンゴムやフッ素ゴムを用いたタイヤ製造用ブラダーが開示されている。

しかし、シリコーンゴムを用いると、離型性には優れるが、耐加水分解性、耐引裂性（耐引裂亀裂性）に劣り寿命が短くなるという問題がある。また、フッ素ゴムを用いると、寿命は長くなるが、高価な材料であるためコスト面で採用が難しい。

そこで、安価な材料であるエチレン−α−オレフィンエラストマーを用いて、従来のブチルゴムを改良した例として、特表２０１８−５１３２４８号公報（特許文献５）には、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）などのエチレンとＣ_３−２３α−オレフィンとポリエンモノマーとのコポリマー２０〜５０質量部およびブチルゴムなどのブチルタイプのゴム５０〜８０質量部を含むゴム組成物で形成されたタイヤ製造用ブラダーが開示されている。さらに、特開２０１２−２３２５１７号公報（特許文献６）には、伝動ベルトの加硫成形用部材（ジャケット）として、ブチルゴムとエチレン−α−オレフィンエラストマーとを、前者／後者＝１０／９０〜６０／４０（質量比）の割合で含むゴム組成物で形成された成形用部材が開示されている。

特開２００９−１１９８４６号公報 特開平１０−１３０４４１号公報 特開２０１０−２２１５０６号公報 特開２０１１−１６１７６７号公報 特表２０１８−５１３２４８号公報 特開２０１２−２３２５１７号公報

しかし、近年では伝動ベルトのゴム成分にエチレン−α−オレフィンエラストマーが採用されて架橋温度が高温化するにつれ、ブラダーなどの成形用部材の耐久寿命を長くするには、ブラダーを構成するゴム成分にも高度な耐熱性が必要になってきた。そのためには、特許文献５および６の成形用部材のように、ブチルゴムを含むと充分な耐熱性が得られないため、耐熱性を考慮したゴム成分が必要になった。

なお、前述のように、ブチルゴムやシリコーンゴムでは、有機過酸化物を含むゴム組成物で形成された未加硫スリーブから伝動ベルトを製造するためのブラダーとして繰り返し用いると、ブラダーの機械的特性（耐引裂性など）が低下して耐久寿命が低下したり、得られたベルトの離型性が低下した。

また、ブラダーの耐久寿命については、耐引裂性が向上しても、永久変形（永久歪み）によって寿命に至ることがある。詳しくは、伝動ベルトの成形においては、ブラダーの外周側に張力を掛けた心線をスピニングして成形体を作製するため、成形体が装着されたブラダーは心線で締め付けられた状態になる。その状態で、架橋工程でブラダーを膨張させると、心線がブラダーに喰い込むため、架橋工程でブラダーを繰り返し使用すると、ブラダー外周面に心線の痕跡が、徐々に転写（心線の形状に沿った凹凸が形成）されて戻らなくなる。外周面に心線の痕跡が形成されたブラダーを用いて架橋成形すると、成形体の内周面（ブラダーとの接触面）にも心線の痕跡が転写される。成形体の内周面は、伝動ベルトの背面になる部分であるため、伝動ベルト背面の外観不良となる。本願では、このような心線の痕跡が形成されて戻らなくなる変形を、永久変形（永久歪み）と称する。すなわち、ブラダーを繰り返し使用して、ブラダーの外周面が、架橋成形する成形体の内周面（伝動ベルトの背面）に心線の痕跡が転写されるほどの状態にまで永久変形した場合も、耐久寿命となる。

さらに、耐引裂性および耐永久変形性が向上しても、架橋成形において伝動ベルトの心線の並び方を乱す場合がある。詳しくは、Ｖリブドベルトは、通常、モールド型付工法（モールデッド製法）により製造される。モールド型付工法では、伸張ゴム、接着ゴム、心線、圧縮ゴム、布帛などを積層した成形体を外金型に向けて押し付ける必要がある。この際、成形体を押し付ける圧力によって、伸張ゴムや接着ゴムが心線の隙間を通って圧縮ゴム側へ流れ出ようとする力が働く。例えば、伸張ゴム、心線、圧縮ゴム、布帛を積層した成形体では、伸張ゴムが圧縮ゴム側に流れ出る力が働き、伸張ゴム、接着ゴム、心線、圧縮ゴムを積層した成形体では、接着ゴム、または接着ゴムおよび伸張ゴムが圧縮ゴム側に流れ出る力が働く。そのため、心線が圧縮ゴム側に向かって押し出されたり、逆に心線が伸張ゴム側に食い込んだりする現象が起こりやすい。その結果、ベルト厚み方向における心線の位置が不揃いとなってしまう。心線の位置が不揃いになるとベルトの耐久性が低下するため、このような心線の並びの乱れを改善する必要がある。

従って、本発明の目的は、耐熱性に優れ、耐永久変形性などの耐久寿命を向上でき、かつ得られる架橋成形体における心線の位置をベルト厚み方向で安定化できる成形用部材およびその用途を提供することにある。

本発明者等は、前記課題を達成するため鋭意検討の結果、架橋成形体を製造するための成形用部材を、エチレン−α−オレフィンエラストマーと、特定割合で組み合わせた一次粒子径４０ｎｍ以上のソフトカーボンおよび一次粒子径４０ｎｍ未満のハードカーボンと、有機過酸化物とを組み合わせたゴム組成物の架橋体で形成することにより、耐熱性に優れ、耐永久変形性などの耐久寿命を向上でき、かつ得られる架橋成形体における心線の位置をベルト厚み方向で安定化できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の成形用部材は、未架橋体に接触させた状態で前記未架橋体を架橋して架橋成形体を製造するための成形用部材であって、ゴム成分、カーボンブラックおよび有機過酸化物を含むゴム組成物の架橋体で形成され、前記ゴム成分が、エチレン−α−オレフィンエラストマーを含み、前記カーボンブラックが、一次粒子径４０ｎｍ未満のハードカーボンおよび一次粒子径４０ｎｍ以上のソフトカーボンを含み、前記ハードカーボンの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して２８〜７０質量部であり、かつ前記ソフトカーボンの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して３５〜９０質量部である。前記ソフトカーボンの割合は、前記ハードカーボン１００質量部に対して８０〜３００質量部であってもよい。前記カーボンブラックの割合は、前記ゴム成分１００質量部に対して７０〜１２０質量部であってもよい。前記ハードカーボンのＢＥＴ比表面積は７０〜１４０ｍ^２／ｇであってもよい。前記ソフトカーボンのＢＥＴ比表面積は２５〜６０ｍ^２／ｇであってもよい。前記エチレン−α−オレフィンエラストマーのエチレン含量は５０〜７０質量％であり、ジエン含量は０．４〜５質量％であってもよい。前記有機過酸化物の割合は、前記ゴム成分１００質量部に対して２〜８質量部であってもよい。前記成形用部材のＪＩＳ Ｋ ６２６２に準拠した圧縮永久歪は５〜２０％であってもよい。前記成形用部材のＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠した破断伸び率は１００〜５００％であってもよい。前記成形用部材は、伝動ベルトを製造するためのブラダーであってもよい。前記伝動ベルトは、５０ＧＰａ以上の弾性率を有する心線を含んでいてもよい。前記未架橋体は有機過酸化物を含んでいてもよい。

本発明には、前記成形用部材を未架橋体に接触させた状態で前記未架橋体を架橋して架橋成形体を製造する方法も含まれる。この方法において、前記成形用部材を変形させて前記未架橋体を架橋してもよい。

本発明では、架橋成形体を製造するための成形用部材が、エチレン−α−オレフィンエラストマーと、特定割合で組み合わせた一次粒子径４０ｎｍ以上のソフトカーボンおよび一次粒子径４０ｎｍ未満のハードカーボンと、有機過酸化物とを組み合わせたゴム組成物の架橋体で形成されているため、耐熱性に優れ、耐永久変形性などの耐久寿命を向上でき、例えば、伝動ベルトを製造するためのブラダーとして利用しても、耐久性を向上できるとともに、得られる架橋成形体における心線の位置をベルト厚み方向で安定化でき、例えば、弾性率が高く伸びが小さいＶリブドベルトの心線の位置をベルト厚み方向で安定化できる。特に、耐久性について、引裂亀裂による耐久寿命を向上でき、かつ永久変形による耐久寿命を向上できる。また、有機過酸化物を含むゴム組成物で形成された未架橋体から架橋成形体を製造するための成形用部材として繰り返し用いても、成形用部材の機械的特性（引裂特性など）が低下したり、得られた架橋成形体との離型性が低下するのを抑制できる。

図１は、Ｖリブドベルトを製造するためのベルト成形装置の内型の一例を示す概略斜視図（ａ）およびその部分拡大概略断面図（ｂ）である。 図２は、図１の内型にベルトスリーブを装着した状態の概略斜視図（ａ）およびその部分拡大概略断面図（ｂ）である。 図３は、図２のベルトスリーブを装着した内型を外型に挿入する工程を示す概略斜視図（ａ）および前記内型を前記外型に挿入した状態を示す部分拡大概略断面図（ｂ）である。 図４は、図３の外型に内型を挿入したベルト成形装置のブラダーを膨張させた状態の概略斜視図（ａ）およびその部分拡大概略断面図（ｂ）である。 図５は、図４のベルト成形装置から内型を抜き取る工程を示す概略斜視図（ａ）および前記ベルト成形装置から前記内型を抜き取った状態を示す部分拡大概略断面図（ｂ）である。 図６は、Ｖリブドベルトの一例を示す概略断面図である。 図７は、実施例において、心線のベルト厚み方向のズレ量を測定するための方法を説明するための概略図である。

［架橋成形体の製造方法］
本発明の成形用部材は、未架橋体に接触させた状態で前記未架橋体を架橋して架橋成形体を製造するために使用される。前記架橋成形体としては、ゴムなどで形成された架橋成形体であればよく、例えば、タイヤ、ベルトなどが例示できる。これらのうち、本発明の成形用部材を利用して製造される架橋成形体としては、ベルトが好ましく、動力伝動用ベルト（伝動ベルト）が特に好ましい。伝動ベルトとしては、例えば、平ベルト；ラップドＶベルト、ローエッジＶベルト、ローエッジコグドＶベルト、Ｖリブドベルトなどの摩擦伝動ベルト；歯付ベルト、両面歯付ベルトなどの噛み合い伝動ベルトなどが挙げられ、ＶリブドベルトなどのＶベルトが汎用される。以下に、Ｖリブドベルトを製造するための可撓性ジャケットであるブラダーとして、本発明の成形用部材を用いたＶリブドベルトの製造方法について説明する。

（ベルト成形装置）
Ｖリブドベルトは、外型と、この外型の中空部に挿入および脱着可能な内型とを備えたベルト成形装置によって製造できる。図１は、Ｖリブドベルトを製造するためのベルト成形装置の内型の一例を示す概略斜視図（ａ）およびその上側部分の拡大概略断面図（ｂ）である。図３は、前記内型に外型を組み合わせたベルト成形装置に関する図面であり、詳しくは、後述する図２のベルトスリーブを装着した内型を外型に挿入する工程を示す概略斜視図（ａ）および前記内型を前記外型に挿入した状態を示す部分拡大概略断面図（ｂ）である。

図１に示されているように、金型である内型１の形状は、円柱状または円筒状である。内型１の長手方向の両端（上下両端）には、外周方向に突出する円板状の上端フランジ２２ａおよび下端フランジ２２ｂが形成されている。この例では、上端フランジ２２ａは、下端フランジ２２ｂよりも径が大きく形成されており、内型１に装着された後述するブラダー５の外径よりも大きな径で形成されている。

内型１の外周面には、本発明の成形用部材である円筒形状のブラダー５が装着されており、詳しくは、可撓性のブラダー５の円筒内部に内型１を嵌め込むことにより、内型１の外周面は円筒形状のブラダー５の内周面と接触している。このブラダー５の材質は、後述するように、伸縮自在でかつ気密性を有するゴム組成物の架橋体で形成されている。このブラダー５は、長手方向の両端面（上端面および下端面）の全周を、それぞれ上端フランジ２２ａおよび下端フランジ２２ｂに密着させて装着されている。そのため、内型１の外周面とブラダー５の内周面との間は上下両端のフランジで密閉されている。

また、内型１は、上端フランジ２２ａおよび内型１を貫通する流体供給路２３を備えている。この流体供給路２３は、上端の開口部が上端フランジ２２ａよりも上方に位置し、上端フランジ２２ａを貫通し、さらに内型１内を湾曲して貫通することにより、ブラダー５の内周面まで延び、内型１の外周面とブラダー５の内周面との境界で開口部を形成している。内型１では、この流体供給路２３を通して内型１の外周面とブラダー５の内周面との間にエアーなどの流体を供給することができる。このように流体供給路２３を通して流体を供給すると、内型１の外周面とブラダー５の内周面との間は上下両端で密閉されているため、ブラダー５は流体の流入に伴って外方へ膨張される。また、流体供給路２３から流体が供給されていないときには、ブラダー５は内型１の外周面に密接した状態になっている。

外型６は、図３に示されるように、前記内型１を挿入可能な円筒形状を有しており、図３（ｂ）に示されるように、外型６の成形面となる内周面に成形用凸部４５が形成されている。成形用凸部４５は、目的とするリブ部に対応した鋳型形状（反転形状）として形成され、かつ外型６の内周面の全周面に亘って突設されており、外型６の内周面の周方向と直交する方向に所定の一定間隔で平行に多数本形成されている。

Ｖリブドベルトは、このベルト成形装置を用いて製造されるが、具体的な工程としては、未架橋ベルト前駆体を成形する成形工程、未架橋ベルト前駆体を架橋する架橋工程、架橋ベルト前駆体（ベルトスリーブ）からＶリブドベルトを製造する仕上げ工程を経て得られる。

（成形工程）
成形工程は、外周面にブラダー５を装着した内型１を用いて未架橋ベルト前駆体４を形成する工程である。

図２は、成形工程におけるベルト成形装置の状態を示しており、詳しくは、図１の内型１にベルトスリーブを装着した状態の概略斜視図（ａ）およびその上側部分の拡大概略断面図（ｂ）である。図２に示すように、未架橋ベルト前駆体４は、ブラダー５の外周面にスパイラル状に巻き付ける心線２と、ブラダー５の外周面に巻き付ける前駆体シート３との積層体として形成される。図２の実施の形態では、前駆体シート３は、少なくとも未架橋ゴムシートを含む２種類のシートが使用されており、ブラダー５の外周面に、内周側から伸張層形成用のシート３ａ、芯体を形成する心線２、圧縮層形成用の未架橋ゴムシート３ｂの積層材料を順に巻き付けて積層し、未架橋ベルト前駆体４を形成する。伸張層形成用のシート３ａは、布帛または未架橋ゴムシートを用いる。なお、芯体（心線）を接着ゴム層に埋設した芯体層とする場合には、シート３ａとシート３ｂとの間には、芯体（心線）を埋設するための接着ゴム層形成用の未架橋ゴムシートを設けてもよく、上記の層構成に限定されない。

（架橋工程）
架橋工程とは、未架橋ベルト前駆体４に対して、金型の形状に対応した所望の形状に圧縮成形（型付け）を行うことで、各ゴム層を構成するゴム成分の架橋反応を行うとともに、未架橋ベルト前駆体４を構成する積層材料を接着して一体化を行って、ベルトスリーブ（架橋ベルト前駆体）４Ａ（後述する図５（ｂ））を形成する工程である。この架橋工程では、未架橋ベルト前駆体４を架橋すると共に、リブ部７を形成してベルトスリーブ４Ａが得られるため、架橋工程では架橋と同時に圧縮ゴム層を成形している。

図３は、架橋工程に未架橋ベルト前駆体を供するための準備段階を示しており、詳しくは、前述の通りである。図４は、架橋工程におけるベルト成形装置の状態を示しており、詳しくは、図３の外型に内型を挿入したベルト成形装置のブラダーを膨張させた状態の概略斜視図（ａ）およびその部分拡大概略断面図（ｂ）である。

詳細には、未架橋ベルト前駆体を架橋工程に供するためには、図３に示されるように、未架橋ベルト前駆体４を装着した内型１は、外型６の円筒内部（中空内部）に挿入される。外型６の内部は全周に亘って密閉された中空部として加熱・冷却ジャケット３５が形成されており、外型６の外周壁６ａの上方には、蒸気などの加熱媒体を供給するための熱媒供給口３６が形成されており、外周壁６ａの下方には、冷却水などの冷却媒体を供給するための冷媒供給口３７が形成されている。

架橋工程では、図４に示されるように、熱媒供給口３６から加熱媒体を供給して加熱・冷却ジャケット３５で外型６を加熱すると共に、流体供給路２３からエアーなどの流体を内型１の外周とブラダー５の内周の間に供給して、図４（ｂ）に示されるように、流体の圧力でブラダー５を外型６の内周面（リブ型）に向かって膨張させて、ブラダー５の外周面に巻き付けて装着されている未架橋ベルト前駆体４を外型６の内周面に押し付け、ブラダー５と外型６との間で未架橋ベルト前駆体４を加熱・加圧する。この際に未架橋ベルト前駆体４が外型６の内周面に押し付けられて加圧されることによって、外型６の成形用凸部４５間の凹部に未架橋ベルト前駆体４の外周面が圧入するため、外周面にリブ部７を形成できる。なお、加熱温度は、例えば１２０〜１８０℃、成形圧力は、例えば０．５〜１．５ＭＰａ、加熱時間は例えば１５〜３０分である。この工程により、未架橋ベルト前駆体４は架橋成形されてベルトスリーブ４Ａが得られる。

（仕上げ工程）
仕上げ工程では、架橋工程で得られたベルトスリーブ４ＡからＶリブドベルトを製造する。図５は、仕上げ工程におけるベルト成形装置を示しており、図４に示す状態のベルト成形装置から内型を抜き取る工程を示す概略斜視図（ａ）および前記ベルト成形装置から前記内型を抜き取った状態を示す部分拡大概略断面図（ｂ）である。

架橋工程において、ベルトスリーブ４Ａが架橋成形し、加熱を停止した後、流体供給路２３からの流体の供給を停止することによって、ブラダー５を収縮させて膨張前の状態に戻し、さらに冷媒供給口３７から冷却媒体を供給して外型６を冷却する。ブラダー５が元の状態にまで収縮すると、ブラダー５は外径が小さくなって、架橋成形されたベルトスリーブ４Ａの内径よりも小さくなるので、図５に示されるように、架橋成形されたベルトスリーブ４Ａを外型６の内周に残したまま内型１を外型６から抜き出すことができる。

外型６より内型１を抜き取り、外周に複数のリブを有するベルトスリーブ４Ａを外型６から脱型した後、カッターを用いて、ベルトスリーブ４Ａを所定の幅でベルト長手方向に輪切りして、ベルトを１本ずつに分離し、内周側と外周側とを裏返す（反転させる）ことによりＶリブドベルトに仕上げる。

このように、Ｖリブドベルトの製造においては、成形用部材としてのブラダーは加熱されるとともに、リブ部を形成するために、膨張および収縮されて変形させて使用する。本発明の成形用部材は、加熱と変形が繰り返される用途であっても耐久性を向上できる。そのため、本発明の成形用部材は、架橋のための加熱とともに、架橋成形において変形して使用される用途（特に、ブラダー）に好ましく利用できる。

［成形用部材］
前述のブラダーに代表される成形用部材は、ゴム成分、カーボンブラックおよび有機過酸化物を含むゴム組成物の架橋体で形成されている。

（ゴム成分）
ゴム成分は、エチレン−α−オレフィンエラストマーを含む。エチレン−α−オレフィンエラストマーは、主鎖に二重結合を含まないため、耐熱性に優れ、繰り返し加熱される成形用部材の材質として好ましい。特に、前記ブラダーなどの成形用部材を用いた架橋工程では、未架橋体と成形用部材とが接触する。未架橋体のゴム組成物が有機過酸化物を含む場合、成形用部材を構成するゴム成分が有機過酸化物の分解により生じたラジカルの攻撃を受けて分解されて軟化劣化すると、成形用部材の機械的強度（特に、引裂特性）が低下したり、前記未架橋体の架橋成形体（ベルトスリーブなど）との離型性が低下する。本発明では、ゴム成分として有機過酸化物の分解により生じたラジカルの攻撃を受けて分解されることのないエチレン−α−オレフィンエラストマーを用いることにより、成形用部材の軟化劣化を抑制できる。

エチレン−α−オレフィンエラストマーは、構成単位として、エチレン単位、α−オレフィン単位を含んでいればよく、ジエン単位をさらに含んでいてもよい。エチレン−α−オレフィンエラストマーには、エチレン−α−オレフィン共重合体ゴム、エチレン−α−オレフィン−ジエン三元共重合体ゴムなどが含まれる。

α−オレフィン単位を形成するためのα−オレフィンとしては、例えば、プロピレン、ブテン、ペンテン、メチルペンテン、ヘキセン、オクテンなどの鎖状α−Ｃ_３−１２オレフィンなどが挙げられる。これらのα−オレフィンのうち、プロピレンなどのα−Ｃ_３−４オレフィン（特に、プロピレン）が好ましい。

ジエン単位を形成するためのジエンモノマーとしては、通常、非共役ジエン系単量体が利用される。非共役ジエン系単量体としては、例えば、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどが例示できる。これらのジエンモノマーのうち、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン（特に、エチリデンノルボルネン）が好ましい。

代表的なエチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、例えば、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）などが挙げられる。

これらのエチレン−α−オレフィンエラストマーは、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、ジエン単位による架橋効率に優れる点から、エチレン−α−オレフィン−ジエン三元共重合体ゴムが好ましく、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）が特に好ましい。

エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体において、エチレンとプロピレンとの割合（質量比）は、前者／後者＝３５／６５〜９０／１０、好ましくは４０／６０〜８０／２０、さらに好ましくは４５／５５〜７０／３０、最も好ましくは５０／５０〜６０／４０であってもよい。

エチレン−α−オレフィンエラストマー（特に、ＥＰＤＭなどのエチレン−α−オレフィン−ジエン三元共重合体ゴム）のエチレン含量は３０質量％以上（例えば３０〜８０質量％）であってもよく、好ましくは５０〜７０質量％、さらに好ましくは５２〜６５質量％、より好ましくは５３〜６０質量％、最も好ましくは５４〜５８質量％である。エチレン含量が少なすぎると、耐熱性が低下する虞がある。

なお、本願において、エチレン含量は、エチレン−α−オレフィンエラストマーを構成する全単位中のエチレン単位の質量割合を意味し、慣用の方法により測定できるが、モノマー比であってもよい。

エチレン−α−オレフィンエラストマー（特に、ＥＰＤＭなどのエチレン−α−オレフィン−ジエン三元共重合体ゴム）のジエン含量は１０質量％以下（例えば０．１〜１０質量％）であってもよく、好ましくは０．３〜８質量％、さらに好ましくは０．４〜７質量％（例えば０．４〜５質量％）、より好ましくは０．５〜６質量％、最も好ましくは１〜５質量％である。本発明では、主鎖に二重結合を有していないゴム成分を用いることにより耐熱性を向上させているが、側鎖として導入するジエン単位による二重結合も少量に抑制することにより、高度な耐熱性を担保できる。ジエン含量が多すぎると、高度な耐熱性が担保できない虞がある。

なお、本願において、ジエン含量は、エチレン−α−オレフィンエラストマーを構成する全単位中のジエンモノマー単位の質量割合を意味し、慣用の方法により測定できるが、モノマー比であってもよい。

未加硫のエチレン−α−オレフィンエラストマーのムーニー粘度［ＭＬ（１＋４）１２５℃］は８０以下であってもよく、ゴム組成物のＶｍを調整し、カーボンブラックの分散性を向上できる点から、例えば１０〜８０、好ましくは２０〜７０、さらに好ましくは３０〜６０、最も好ましくは３５〜５０である。ムーニー粘度が高すぎると、ゴム組成物の流動性が低下して、混練りにおける加工性が低下する虞がある。

なお、本願において、ムーニー粘度は、ＪＩＳ Ｋ ６３００−１（２０１３）に準じた方法で測定でき、試験条件は、Ｌ形ロータを使用し、試験温度１２５℃、予熱１分、ロータ作動時間４分である。

ゴム成分中のエチレン−α−オレフィンエラストマーの割合は５０質量％以上であればよいが、９０質量％を超えるのが好ましく、９５質量％以上がさらに好ましく、９９質量％以上がより好ましく、１００質量％が最も好ましい。ゴム成分中のエチレン−α−オレフィンエラストマーの割合が少なすぎると、耐熱性が低下する虞がある。

ゴム成分は、他のゴム成分をさらに含んでいてもよい。他のゴム成分としては、例えば、ジエン系ゴム［天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ニトリルゴム）、水素化ニトリルゴムなど］、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。

ゴム成分は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、これら他のゴム成分をエチレン−α−オレフィンエラストマーの割合が前記範囲となる割合で含んでいてもよいが、成形用部材としての耐熱性および耐引裂性を向上できる点から、他のゴム成分としてブチルゴムを実質的に含まない。

ブチルゴムの割合は、ゴム成分中１０質量％未満であればよく、好ましくは５質量％以下、さらに好ましくは１質量％以下、より好ましくは０．１質量％以下、最も好ましくは０質量％である。

（カーボンブラック）
成形用部材を形成するゴム組成物は、前記ゴム成分に加えて、カーボンブラックをさらに含むことにより、成形用部材の耐久性を向上できる。

カーボンブラックは、一般的に、一次粒子径、ヨウ素吸着量、ＢＥＴ比表面積などの違いにより、いくつかのグレードに分類されている。一次粒子径の小さいカーボンブラックはゴムに対する補強効果が高い一方で、一次粒子径の大きいカーボンブラックは、ゴムに対する補強効果は低いという特徴を有している。

カーボンブラックの分類について、ＡＳＴＭでは、ヨウ素吸着量に基づいて、Ｎ０＊＊〜Ｎ９＊＊に分類されるが、配合したゴム製品の性能などをベースとした従来の分類（ＳＡＦ、ＨＡＦ、ＧＰＦ等）も利用されている。一次粒子径の小さいＮ１１０（ＳＡＦ）、Ｎ２２０（ＩＳＡＦ）、Ｎ３３０（ＨＡＦ）などはハードカーボンと称され、一次粒子径の大きいＮ５５０（ＦＥＦ）、Ｎ６６０（ＧＰＦ）、Ｎ７６２（ＳＲＦ）などはソフトカーボンと称されることもある。ヨウ素吸着量と一次粒子径には緊密な関係があり、一次粒子径が小さいほど、ヨウ素吸着量が大きくなる。東海カーボン（株）製のシースト（登録商標）シリーズを例に分類、ヨウ素吸着量、平均一次粒子径をまとめると、表１のような関係となる。

本願では、原料での分類ではなく、ゴム組成物中に含まれるカーボンブラックについて、一次粒子径が４０ｎｍ以上のカーボンブラックをソフトカーボンと称し、一次粒子径が４０ｎｍ未満のカーボンブラックをハードカーボンと称する。

なお、本願において、カーボンブラックの一次粒子径の測定方法としては、例えば、透過型電子顕微鏡などを用いて個数基準で測定できる。

本発明では、一次粒子径４０ｎｍ未満のハードカーボンと一次粒子径４０ｎｍ以上のソフトカーボンとを特定の割合で組み合わせることにより、耐永久変形性を向上できる。

ハードカーボンの一次粒子径は、４０ｎｍ未満（例えば１５〜３５ｎｍ）であればよいが、最大一次粒子径は、例えば３８ｎｍ以下、好ましくは３５ｎｍ以下、さらに好ましくは３０ｎｍ以下であってもよい。ハードカーボンの最大一次粒子径が大きすぎると、耐引裂性が低下する虞がある。最小一次粒子径は、例えば５ｎｍ以上、好ましくは８ｎｍ以上、さらに好ましくは１０ｎｍ以上であってもよい。ハードカーボンの最小一次粒子径が小さすぎると、ハードカーボン自体の調製が困難となる虞がある。

ハードカーボンの平均一次粒子径は、例えば１０〜３５ｎｍ、好ましくは１５〜３３ｎｍ、さらに好ましくは２０〜３２ｎｍ（特に２５〜３０ｎｍ）程度である。ハードカーボンの平均一次粒子径が小さすぎると、ハードカーボン自体の調製が困難となる虞があり、逆に大きすぎると、耐引裂性が低下する虞がある。

ハードカーボンのＢＥＴ比表面積は、例えば６０〜１６０ｍ^２／ｇ、好ましくは６５〜１５０ｍ^２／ｇ、さらに好ましくは７０〜１４０ｍ^２／ｇ、より好ましくは７５〜１３０ｍ^２／ｇ、最も好ましくは７５〜１００ｍ^２／ｇである。ＢＥＴ比表面積が小さすぎると、ゴム組成物が伸びにくくなる虞があり、逆に大きすぎると、ゴム組成物の硬度が高くなりすぎる虞がある。

なお、本願において、ＢＥＴ比表面積とは、ＢＥＴ法により窒素ガスを用いて測定した比表面積を意味する。

ハードカーボンのヨウ素吸着量は６０ｇ／ｋｇ以上であってもよく、例えば６０〜１５０ｇ／ｋｇ、好ましくは６５〜１３０ｇ／ｋｇ、さらに好ましくは７０〜１００ｇ／ｋｇ、最も好ましくは７５〜９０ｇ／ｋｇである。ヨウ素吸着量が少なすぎると、耐引裂性が低下する虞があり、逆に多すぎると、ハードカーボン自体の調製が困難となる虞がある。

なお、本願において、カーボンブラックのヨウ素吸着量の測定方法としては、ＡＳＴＭ Ｄ１５１０−１７の標準試験法に準拠して測定できる。

ハードカーボンの割合は、ゴム成分１００質量部に対して２８〜７０質量部であり、好ましくは２９〜６０質量部、さらに好ましくは３０〜５０質量部、より好ましくは３０〜４８質量部（特に３０〜４０質量部）、最も好ましくは３５〜４５質量部である。ハードカーボンの割合が少なすぎると、心線の安定化が低下するとともに、耐引裂性も低下し、逆に多すぎると、耐永久変形性が低下する。

ソフトカーボンの一次粒子径は、４０ｎｍ以上（例えば４０〜１００ｎｍ）であればよいが、最大一次粒子径は、例えば３００ｎｍ以下、好ましくは２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１００ｎｍ以下であってもよい。ソフトカーボンの最大一次粒子径が大きすぎると、カーボンブラックの補強性が低下し、耐引裂性が低下する虞がある。

ソフトカーボンの平均一次粒子径は、例えば４５〜１００ｎｍ、好ましくは５０〜９０ｎｍ、さらに好ましくは５３〜８０ｎｍ、より好ましくは５５〜７０ｎｍ、最も好ましくは６０〜６５ｎｍである。ソフトカーボンの平均一次粒子径が小さすぎると、耐永久変形性が低下する虞があり、逆に大きすぎると、カーボンブラックの補強性が低下し、耐引裂性が低下する虞がある。

ソフトカーボンのＢＥＴ法によるＢＥＴ比表面積は、例えば１０〜６０ｍ^２／ｇ（例えば２５〜６０ｍ^２／ｇ）、好ましくは１５〜５５ｍ^２／ｇ、さらに好ましくは２０〜５０ｍ^２／ｇ、より好ましくは２２〜４０ｍ^２／ｇ、最も好ましくは２３〜３０ｍ^２／ｇである。ＢＥＴ比表面積が小さすぎると、カーボンブラックの補強性が低下し、耐引裂性が低下する虞があり、逆に大きすぎると、耐永久変形性が低下する虞がある。

ソフトカーボンのヨウ素吸着量は６０ｇ／ｋｇ未満であってもよく、例えば１０ｇ／ｋｇ以上６０ｇ／ｋｇ未満、好ましくは１５〜５０ｇ／ｋｇ、さらに好ましくは１８〜４０ｇ／ｋｇ、最も好ましくは２０〜３０ｇ／ｋｇである。ヨウ素吸着量が少なすぎると、カーボンブラックの補強性が低下し、耐引裂性が低下する虞があり、逆に多すぎると、耐永久変形性が低下する虞がある。

ソフトカーボンの割合は、ゴム成分１００質量部に対して３５〜９０質量部であり、好ましくは４０〜８０質量部、さらに好ましくは５０〜７０質量部、最も好ましくは５５〜６５質量部である。ソフトカーボンの割合が少なすぎると、耐永久変形性が低下し、逆に多すぎると、耐引裂性が低下する。

ソフトカーボンの質量割合は、ハードカーボン１００質量部に対して８０〜３００質量部（例えば８０〜２３０質量部）であってもよく、例えば１００〜３００質量部、好ましくは１２０〜２５０質量部、さらに好ましくは１３０〜２３０質量部、より好ましくは１５０〜２２０質量部、最も好ましくは１８０〜２１０質量部である。ソフトカーボンの割合が少なすぎると、耐永久変形性が低下する虞があり、逆に多すぎると、心線の安定化が低下するとともに、耐引裂性が低下する虞がある。

カーボンブラックの合計割合は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば５０〜１５０質量部、好ましくは７０〜１２０質量部、さらに好ましくは７５〜１１０質量部、より好ましくは８０〜１００質量部、最も好ましくは８５〜９５質量部である。カーボンブラックの合計割合が少なすぎると、ゴム組成物が柔らかすぎて耐久性が低下する虞があり、逆に多すぎると、ゴム組成物が硬すぎて耐久性が低下する虞がある。

（有機過酸化物）
成形用部材を形成するゴム組成物は、前記ゴム成分およびカーボンブラックに加えて、有機過酸化物をさらに含むことにより、成形用部材の耐久性を向上できる。

有機過酸化物としては、慣用の成分、例えば、ジアシルパーオキサイド（ジラウロイルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイドなど）、パーオキシケタール［１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタンなど］、アルキルパーオキシエステル（ｔ−ブチルパーオキシベンゾエートなど）、ジアルキルパーオキサイド［ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、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−３、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、１，３−ビス（２−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（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサンなど］、ジアラルキルパーオキサイド（ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイドなど）、パーオキシカーボネート（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチル−ヘキシルカーボネート、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチル−ヘキシルカーボネートなど）などが挙げられる。

これらの有機過酸化物は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、ジアルキル基を有するパーオキサイドが好ましく、ジクミルパーオキサイドなどのジアラルキルパーオキサイドがさらに好ましい。

有機過酸化物の割合は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば０．１〜２０質量部、好ましくは１〜１０質量部、さらに好ましくは２〜８質量部、より好ましくは２．５〜７質量部、最も好ましくは３〜５質量部である。有機過酸化物の割合が少なすぎると、ゴム組成物が柔らかすぎて耐久性が低下する虞があり、逆に多すぎると、ゴム組成物が硬すぎて耐久性が低下する虞がある。

（他の成分）
成形用部材を形成するゴム組成物は、前記ゴム成分、カーボンブラックおよび有機過酸化物に加えて、他の成分として慣用的にゴムに配合される添加剤をさらに含んでいてもよい。

添加剤としては、例えば、他の架橋剤または加硫剤（無機過酸化物、硫黄系加硫剤など）、共架橋剤（ビスマレイミド類など）、加硫助剤または加硫促進剤（チウラム系促進剤など）、加硫遅延剤、補強剤（シリカ、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、短繊維など）、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウムなど）、軟化剤（パラフィンオイルや、ナフテン系オイル等のオイル類など）、加工剤または加工助剤（ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、ワックス、パラフィン、脂肪酸アマイドなど）、シランカップリング剤、老化防止剤（酸化防止剤、熱老化防止剤、屈曲き裂防止剤、オゾン劣化防止剤など）、着色剤、粘着付与剤、安定剤（紫外線吸収剤、熱安定剤など）、難燃剤、帯電防止剤などが挙げられる。これらの添加剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。なお、金属酸化物は架橋剤として作用してもよい。

慣用の添加剤の合計割合は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば５〜５０質量部、好ましくは１０〜３０質量部、さらに好ましくは１５〜２５質量部である。

（成形用部材の特性）
本発明の成形用部材は、耐永久変形性が高い。そのため、本発明の成形用部材の圧縮永久歪は２０％以下であってもよく、例えば５〜２０％、好ましくは８〜１８％、さらに好ましくは９〜１７％、より好ましくは１０〜１６％、最も好ましくは１２〜１５％である。圧縮永久歪が小さすぎると、ゴム組成物が硬すぎて耐久性が低下する虞があり、逆に大きすぎると、耐永久変形性が低下する虞がある。

なお、本願において、圧縮永久歪は、ＪＩＳ Ｋ ６２６２に準拠し、１２０℃、２４時間の条件で圧縮して測定でき、詳細には、後述する実施例に記載の方法で測定できる。

本発明の成形用部材の硬度（ＪＩＳ Ａ）は、例えば７５〜９０°、好ましくは７７〜８８°、さらに好ましくは７８〜８５°、より好ましくは７９〜８３°、最も好ましくは８０〜８２°である。硬度が高すぎると、硬すぎて耐久性が低下する虞があり、逆に低すぎると、柔らかすぎて耐久性が低下する虞がある。

なお、本願において、硬度（ＪＩＳ Ａ）は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３（２０１２）（加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−硬さの求め方−）に規定されているデュロメータ硬さ試験（Ａ形）に準じて測定された値Ｈｓ（ＪＩＳ Ａ）を意味する。

本発明の成形用部材の引張強さは、例えば１０〜３０ＭＰａ、さらに好ましくは１５〜２５ＭＰａ、より好ましくは１６〜２０ＭＰａ、最も好ましくは１７〜１９ＭＰａである。引張強さが小さすぎると、柔らかすぎて耐久性が低下する虞があり、逆に大きすぎると、硬すぎて耐久性が低下する虞がある。

本発明の成形用部材の破断伸び率は、例えば１００〜５００％、好ましくは１２０〜３００％、さらに好ましくは１３０〜２５０％、より好ましくは１５０〜２００％、最も好ましくは１６０〜１８０％である。破断伸び率が小さすぎると、硬すぎて耐久性が低下する虞があり、逆に大きすぎると、柔らかすぎて耐久性が低下する虞がある。

なお、本願において、引張強さおよび破断伸び率は、ＪＩＳ Ｋ ６２５１（２０１０）に準拠して測定でき、詳細には、後述する実施例に記載の方法で測定できる。

［架橋成形体］
本発明の成形用部材を用いて得られる架橋成形体としては、前述のように、タイヤ、ベルトなどが例示できる。架橋成形体としては、前述のように、本発明の成形用部材を加熱して変形させることにより製造される架橋成形体が好ましいが、そのような架橋成形体の一例であるＶリブドベルトの概略断面図（ベルト長手方向に垂直な方向の断面図）を図６に示す。

図６に示すように、Ｖリブドベルト５０は、心線５２を含む芯体層５３と、芯体層５３よりも内周側に設けられ、プーリ接触部分であるＶリブ部５１ａを構成する圧縮ゴム層５１と、芯体層よりも外周側に設けられる伸張層５４とで構成されている。圧縮ゴム層５１には、ベルト長手方向に伸びる複数の断面Ｖ字状の溝が形成され、この溝の間には断面Ｖ字形（逆台形）の複数のリブ（Ｖリブ部５１ａ）が形成されており、このリブの二つの傾斜面（表面）が摩擦伝動面を形成し、プーリと接して動力を伝達（摩擦伝動）する。伸張層はゴム組成物で形成してもよく、織布などの布帛（補強布）で形成してもよい。また、Ｖリブ部の表面には、表面層を設けてもよい。

架橋成形体としては、成形用部材と接触する面が有機過酸化物を含むゴム組成物で形成されている架橋成形体（例えば、Ｖリブドベルトのベルトスリーブなど）が好ましい。成形用部材と接触する面は、Ｖリブドベルトの場合、前記伸張層を形成するゴム組成物または布帛（またはゴム組成物を含む布帛）であってもよい。

有機過酸化物を含むゴム組成物は、エチレン−α−オレフィンエラストマーおよび有機過酸化物を含むゴム組成物であってもよい。エチレン−α−オレフィンエラストマーおよび有機過酸化物としては、成形用部材を形成するための材料として記載されたエチレン−α−オレフィンエラストマーおよび有機過酸化物を利用できる。有機過酸化物のゴム成分に対する割合も、成形用部材を形成するための有機過酸化物と同様である。本発明の成形用部材は、有機過酸化物を含むゴム組成物の架橋体で形成された架橋成形体の製造に使用しても耐久性を向上できる。

心線（または芯体）としては、弾性率が高く伸びが小さい心線が好ましい。このような伝動ベルト中でベルト厚み方向の並びを安定化させるのが困難であるが、本発明の成形用部材を用いることにより心線の安定化を向上できる。

このような心線を形成する繊維としては、弾性率の高い繊維、例えば、高強力ポリエチレン繊維、ＰＢＯ繊維、ポリエステル繊維（ＰＥＴ繊維、ＰＥＮ繊維などのポリアルキレンアリレート系繊維、ポリアリレート繊維など）、ポリアミド繊維（アラミド繊維など）、炭素繊維などの無機繊維などが挙げられる。これらの繊維は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。

心線としては、通常、マルチフィラメント糸を使用した撚りコード（例えば、諸撚り、片撚り、ラング撚りなど）を使用できる。心線の平均線径（撚りコードの繊維径）は、例えば０．５〜３ｍｍ、好ましくは０．６〜２ｍｍ、さらに好ましくは０．７〜１．５ｍｍ程度であってもよい。

心線を形成する繊維の引張弾性率は１〜５００ＧＰａ程度の範囲から選択できるが、本発明の効果が有効に発現する点から、５０ＧＰａ以上の高弾性率が好ましく、例えば５０〜５００ＧＰａ、好ましくは５５〜３００ＧＰａ、さらに好ましくは６０〜２００ＧＰａ（特に６５〜１５０ＧＰａ）程度であってもよい。このような高弾性率繊維には、例えば、アラミド繊維、炭素繊維などが含まれる。本発明では、引張弾性率５０ＧＰａ以上の高弾性率繊維で形成された心線であっても、心線の安定性を向上できる。

繊維（モノフィラメント糸）の平均繊度は、例えば０．１〜５ｄｔｅｘ、好ましくは０．３〜３ｄｔｅｘ、さらに好ましくは０．５〜１ｄｔｅｘ程度であってもよい。繊維は、原糸としてのマルチフィラメント糸（例えば１０００〜５００００本、好ましくは５０００〜２００００本程度のモノフィラメント糸を含むマルチフィラメント糸）の形態で使用できる。

心線は、抗張力を高めるため、通常、マルチフィラメント糸を使用した撚りコード（例えば、諸撚り、片撚り、ラング撚りなど）などの形態で使用できる。心線は、コード、例えば、これらのマルチフィラメント糸を芯糸（無撚糸、好ましくは下撚り糸）とし、所定の方向（例えば、下撚り糸と同じ方向又は逆方向）に上撚りした撚りコード（撚糸）として使用する場合が多い。芯糸の平均直径（平均線径）は、例えば０．２〜１ｍｍ、好ましくは０．３〜０．８ｍｍ、さらに好ましくは０．４〜０．７ｍｍ程度であってもよく、コード（または心線）の平均直径（平均線径）は、例えば０．３〜１．５ｍｍ、好ましくは０．５〜１．３ｍｍ、さらに好ましくは０．７〜１．２ｍｍ程度であってもよい。

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、実施例で使用した原料の詳細を以下に示す。

［原料］
ＥＰＤＭ１：三井化学（株）製「ＥＰＴ３０７０」、ムーニー粘度（１２５℃）≒４７、エチレン含量５８質量％、ジエン含量４．７質量％
ＥＰＤＭ２：三井化学（株）製「ＥＰＴ２０６０Ｍ」、ムーニー粘度（１２５℃）≒４０、エチレン含量５５質量％、ジエン含量２．３質量％
ブチルゴム：ＪＳＲ（株）製「Ｂｕｔｙｌ２６８」、ムーニー粘度（１２５℃）≒５１
ハードカーボン１：東海カーボン（株）製「シースト３」、平均粒子径２８ｎｍ、ＢＥＴ比表面積７９ｍ^２／ｇ
ハードカーボン２：東海カーボン（株）製「シースト６」、平均粒子径２２ｎｍ、ＢＥＴ比表面積１１９ｍ^２／ｇ
ソフトカーボン１：東海カーボン（株）製「シーストＶ」、平均粒子径６２ｎｍ、ＢＥＴ比表面積２７ｍ^２／ｇ
ソフトカーボン２：東海カーボン（株）製「シーストＳ」、平均粒子径６６ｎｍ、ＢＥＴ比表面積２７ｍ^２／ｇ
酸化亜鉛：ハクスイテック（株）製「酸化亜鉛２種」
ステアリン酸：日油（株）製「ビーズステアリン酸つばき」
軟化剤：出光興産（株）製「ＮＳ−９０」（パラフィン系プロセスオイル）
老化防止剤：ジフェニルアミン系老化防止剤、大内新興化学工業（株）製「ノクラックＡＤ−Ｆ」
有機過酸化物：日油（株）製「パークミルＤ」
樹脂架橋剤：Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ Ｃｈｅｍ．社製「ＳＰ−１０５５」（アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂）
架橋助剤：デンカ（株）製「ＰＭ−４０」
ナイロン短繊維：旭化成（株）製「６６ナイロン」
含水シリカ：エボニックインダストリーズ ＡＧ社製「Ｕｌｔｒａｓｉｌ ＶＮ３」、ＢＥＴ比表面積１８０ｍ^２／ｇ
レゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物：レゾルシン２．６質量部、３７％ホルマリン１．４質量部、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス１７．２質量部、水７８．８質量部を含む溶液
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製「ノクセラー（登録商標）ＤＭ」
ヘキサメトキシメチロールメラミン：Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｓｔ社製「ＰＰ−１８９０Ｓ」
硫黄：美源化学社製
心線：１，０００デニールのポリエチレンテレフタレート繊維を２×３の撚り構成で、上撚り係数３．０、下撚り係数３．０で諸撚りしたトータルデニール６，０００のコードを接着処理した撚糸コード、心線径１．０ｍｍ。

［ブラダーの作製］
表２〜３に示す配合のブラダー用ゴム組成物をバンバリーミキサーで混練し、カレンダーロールで所定の厚みに圧延した。円筒状金型に、厚み３ｍｍ、面長６３０ｍｍの圧延シートを巻き付け、ジャケットをかぶせて１７０℃で２０分間加熱を行い、架橋成形した。冷却して、脱型することにより円筒状のブラダーを得た。円筒状のブラダーをベルト成形装置の内型の外周にセットし、ブラダーの開口の両端の全周にフランジを密着させて固定することで、内型の外周とブラダーの内周の間は上下両端で密閉された。

［ブラダー用ゴム組成物の物性］
１）硬度の測定
表２〜３に示すゴム組成物の未架橋ゴムシートを、プレスを用いて３０分間の加圧および加熱（温度１７０℃、面圧力２．０ＭＰａ）を行い、架橋ゴムシート（１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍ厚み）を作製した。ＪＩＳ Ｋ ６２５３（２０１２）に準じ、架橋ゴムシートを３枚重ね合わせた積層物を試料とし、デュロメータＡ型硬さ試験機を用いて硬度を測定した。

２）引張特性（引張強さ、破断伸び率）の測定
ＪＩＳ Ｋ ６２５１（２０１０）に従い、上記の架橋ゴムシートから、反列理方向に採取したダンベル状３号形の試験片を、室温で引張速度５００ｍｍ／分で引張試験を行い、試験片が破断した際の引張強さ（ＭＰａ）および伸び率（％）を算出した。引張試験機としては、（株）島津製作所製「オートグラフＡＧ−５０００Ａ」を用いた。ブラダーとして用いた場合に、架橋成形で拡張しても破断・亀裂が発生しにくくなるためには、ゴム組成物の破断伸び率が１００％以上となることが指標とされている。

３）圧縮永久歪の測定
ＪＩＳ Ｋ ６２６２（２０１３）に準じ、ゴム組成物をシート状に圧延し、型にはめて温度は１６５℃、時間は３０分で架橋し、直径約２９ｍｍ、厚み約１２．５ｍｍの円柱状の試料を作製した。得られた試料について、圧縮率約１０％（スペーサの厚さ１１．２５ｍｍ）、試験温度１２０℃、試験時間２４時間の試験条件で圧縮し、圧縮前後の試料の厚さを測定し、圧縮永久歪を計算した。詳しくは、圧縮前の試料の厚さをｈ０（ｍｍ）、圧縮後の試料の厚さをｈ１（ｍｍ）、スペーサの厚さをｈＳ（ｍｍ）とし、圧縮永久歪：ＣＳ（％）は以下の式で求めた。

ＣＳ＝［（ｈ０−ｈ１）／（ｈ０−ｈＳ）］×１００

４）引裂特性（引裂強度）の測定
ＪＩＳ Ｋ ６２５２（２０１５）に準じたクレセント形で、上記の架橋ゴムシートを打ち抜き、くぼみの中央に１．００±０．０５ｍｍの切れ込みを入れたサンプルを、引張速度５００ｍｍ／分で引裂試験を行い、試験片が破断した際の引裂強度を測定した。引張試験機としては、（株）島津製作所製「オートグラフＡＧ−５０００Ａ」を用いた。また、促進老化試験では、Ａ法ＡＡ−２強制循環型熱老化試験機（横風式）を用いた。

測定結果を表５〜６に示す。

［ブラダーの性能評価］
図１〜５で示した製造装置において、実施例１〜１４および比較例１〜１０のゴム組成物で製作したブラダーを用いて、Ｖリブドベルトの前駆体となるベルトスリーブの作製（架橋成形）を繰り返し、ブラダーの永久変形における耐久寿命を検証した。

（検証に用いたベルトスリーブ）

ブラダーとの接触面を含む伸張層は伸張ゴム層とし、芯体層は心線が接着ゴム層に埋設される形態のベルトスリーブとした。

伸張ゴム層にはゴム組成物１、圧縮ゴム層にはゴム組成物２、接着ゴム層にはゴム組成物３を用い、それぞれのゴム組成物をバンバリーミキサーで混練し、カレンダーロールで所定の厚みに圧延して、伸張ゴム層形成用の未架橋ゴムシート、圧縮ゴム層形成用の未架橋ゴムシート、接着ゴム層用の未架橋ゴムシートを作製した。

次に、ブラダーを装着した円筒状内型の最外周に、伸張ゴム層形成用の未架橋ゴムシートを巻きつけ、その外周に芯体を形成する心線をスパイラル状にスピニングし、さらに接着ゴム層用の未架橋ゴムシート、圧縮ゴム層形成用の未架橋ゴムシートを順に巻き付けて、未架橋成形体を形成した。

さらに、内周面に複数のリブ型が刻設された筒状外型を用い、この外型内に、前記未架橋成形体を形成した内型を、同心円状に設置する。その後、ブラダーを外型の内周面（リブ型）に向かって膨張させて、未架橋成形体の外周側（圧縮ゴム層）をリブ型に圧入し、１８０℃で２０分間加熱し、架橋成形した。そして、外型から内型を抜き取った後、外周に複数のリブを有するベルトスリーブを外型から脱型した。

（ブラダーの耐久寿命）
このベルトスリーブの作製（架橋成形）を繰り返し、架橋成形する成形体の内周面（伝動ベルトの背面）に心線の痕跡が転写されて、伝動ベルト背面が外観不良と判断されるまでを永久変形による耐久寿命とし、耐久寿命となるまでの使用回数を比較検証した。使用回数については、以下の基準で良否を判定した。なお、○および△が実用的な合格のレベルである。

○：１８０回以上
△：１２０回以上、１８０回未満
×：１２０回未満。

（心線のベルト厚み方向のズレ量）
得られたベルトスリーブを、所定幅に輪切りして裏表を裏返すことにより、Ｖリブドベルト（リブ数：３個、周長：１１００ｍｍ、ベルト形：Ｋ形、ベルト厚み：４．３ｍｍ、リブ高さ：約２ｍｍ、リブピッチ：３．５６ｍｍ）に仕上げた。心線のベルト厚み方向のズレ量を測定し、ベルト背面から心線の中心までの距離がどの程度変動しているかを評価した。具体的な測定手順を以下に示す。まず、Ｖリブドベルトを幅方向に平行に切断し、その断面をマイクロスコープで２０倍に拡大して観察する。図７に示すように、ベルト背面から心線の直上までの距離（Ｌ_ｎｔ）と、ベルト背面から心線の直下までの距離（Ｌ_ｎｂ）とを、それぞれの心線について測定する。この際、測定の対象となる心線は、断面の全体が観察できる心線に限るものとし、断面の全体が観察できない（一部がベルト端面にかかっている）心線は測定の対象から除く。測定は、前記の測定の対象となる心線全て（ｎ本：ｎは２以上の整数）について行う。心線のベルト厚み方向のズレ量：Ｘは、以下の式で計算する。

Ｘ_２−１＝｜（Ｌ_２ｔ＋Ｌ_２ｂ）−（Ｌ_１ｔ＋Ｌ_１ｂ）｜／２
Ｘ_３−２＝｜（Ｌ_３ｔ＋Ｌ_３ｂ）−（Ｌ_２ｔ＋Ｌ_２ｂ）｜／２
・・・
Ｘ_{ｎ−（ｎ−１）}＝｜（Ｌ_ｎｔ＋Ｌ_ｎｂ）−（Ｌ_{（ｎ−１）ｔ}＋Ｌ_{（ｎ−１）ｂ}）｜／２
Ｘ＝（Ｘ_２−１＋Ｘ_３−２＋・・・＋Ｘ_{ｎ−（ｎ−１）}）／（ｎ−１）

計算結果を表５〜６に示す。さらに、計算した心線のベルト厚み方向のズレ量Ｘを以下の基準で評価した。〇および△が実用的な合格のレベルである。

〇：０．０６ｍｍ未満
△：０．０６ｍｍ以上０．０８ｍｍ未満
×：０．０８ｍｍ以上。

（総合的な判定）
ブラダーの耐久寿命と、心線並びがいずれも合格レベル（判定○または△）であれば、合格とした。

比較検証した結果を表５〜６に示す。

表５の結果から明らかなように、カーボンブラックを２種類（ハードカーボンおよびソフトカーボン）配合し、かつゴム成分１００質量部に対する配合量が、ハードカーボンが３０〜６０質量部、ソフトカーボンが４０〜８０質量部の範囲にある実施例１〜１４では、ブラダーの耐久寿命（永久変形による寿命となるまでの使用回数）が１２０回以上（判定○または△）を達成した。さらに、心線並び（心線のベルト厚み方向のズレ量）も合格レベル（判定○または△）を達成した。

なかでも、実施例１〜５および９〜１１は、ブラダーの耐久寿命および心線並びのいずれも高い水準であった。実施例１〜５および９〜１１の中では、実施例１が最もバランスに優れていた。すなわち、有機過酸化物の割合を変更した実施例１〜３の中では、ゴム成分１００質量部に対して４質量部の有機過酸化物を配合した実施例１のバランスが優れていた。実施例１に対して、ジエン含量の少ないＥＰＤＭを用いた実施例４は、実施例１と略同等の結果であった。また、実施例１に対して、ハードカーボンおよびソフトカーボンの種類を変更した実施例５は、実施例１と略同等の結果であったが、実施例１の方が若干ブラダーの寿命が長かった。さらに、実施例１に対して、ハードカーボンおよびソフトカーボンの配合量を変更した実施例９〜１１は、実施例１と略同等の結果であったが、実施例１の方が若干ブラダーの寿命が長かった。

一方、実施例６，８，１２〜１４は、ソフトカーボンに対するハードカーボンの配合比率が比較的大きいため、ブラダーの耐久寿命が短くなった（判定△）。また、カーボン総量が最も多い実施例１４では、引張強度および引裂強度も若干低下した。しかし、いずれも、心線並びが高い水準（ズレ量が０．０１〜０．０３ｍｍ）で良好であった。なお、実施例９は、ソフトカーボンに対するハードカーボンの配合比率が大きいが、カーボン総量が好適な量であるため、ブラダーの耐久寿命および心線並びのいずれも高い水準であった。

実施例７は、ソフトカーボンの比率が高くなって、カーボンブラックの総量が多くなりすぎて耐久寿命が短くなった（判定△）。心線並びも、ズレ量が大きくなった（判定△）。

比較例１は、カーボンブラックを１種類（ハードカーボン）しか用いていない例であるが、補強効果によって引張強度が高くなるものの、永久変形（圧縮永久歪）が大きくなった。そのバランスの結果、心線並びは良好（判定○）であったが、ブラダーの耐久寿命が６０回（判定×）と、早期に寿命となった。

比較例２は、カーボンブラックを２種類配合しているが、ソフトカーボンの配合量が少なく、かつハードカーボン配合量が多い上に、ソフトカーボンの割合も、ハードカーボン１００質量部に対して４００質量部と多く、かつカーボン総量も多い例である。カーボンの補強効果によって引張強度が高くなるものの、永久変形（圧縮永久歪）が大きくなった。さらに、ブラダーの耐久寿命は６３回（判定×）で、心線並びでズレ量が大きくなった（判定×；０．０８ｍｍ）。

比較例３は、カーボンブラックを２種類配合しているが、ソフトカーボンの配合量が少ない上に、ソフトカーボンの割合も、ハードカーボン１００質量部に対して７５質量部と少ない例である。ブラダーの耐久寿命は１１０回（判定×）で、心線並びでズレ量が大きくなった（判定△；０．０６ｍｍ）。

比較例４は、カーボンブラックを２種類配合しているが、ソフトカーボンの配合量およびカーボンの総量が少ない例である。ブラダーの耐久寿命は１１８回（判定×）で、心線並びでズレ量が大きくなった（△判定；０．０７ｍｍ）。

比較例５は、カーボンブラックを２種類配合しているが、ハードカーボンの配合量が多い上に、ソフトカーボンの割合が、ハードカーボン１００質量部に対して７５質量部と少なく、かつカーボン総量が多い例である。ハードカーボンの配合量が多く、カーボンブラックの総量も過剰になると、ゴム全体が硬くなるため、心線並びは良好（判定○）になったが、圧縮永久歪が大きく、ブラダーの耐久寿命は８０回（判定×）であった。

比較例６は、カーボンブラックを１種類（ソフトカーボン）しか用いていない例であるが、永久変形（圧縮永久歪）は小さくなるものの、補強効果に欠けるため引張強度および引裂強度が小さくなった。そのバランスの結果、ブラダーの耐久寿命（永久変形による寿命となるまでの使用回数）も１１５回（判定×）と短く、心線並びも合格判定にはならなかった。

比較例７は、ゴム成分としてブチルゴムを用いた例であるが、圧縮永久歪が非常に大きくなり、ブラダーの耐久寿命も６０回（判定×）と短く、心線並びでズレ量が非常に大きくなった（判定×；０．１０ｍｍ）。

比較例８は、カーボンブラックを２種類配合しているが、ハードカーボンの配合量が少ない例である。ブラダーの耐久寿命（永久変形による寿命となるまでの使用回数）は１８０回（判定△）と合格レベルであるが、心線並びでズレ量が大きくなった（判定×；０．０８ｍｍ）。

比較例９,１０は、カーボンブラックを２種類配合しているが、ソフトカーボンの配合量が著しく多い例である。カーボンブラックの総量が１４０質量部以上の過剰になると、ゴム全体が硬くなるため、心線並びは良好（判定○）になったが、圧縮永久歪が大きく、ブラダーの耐久寿命でも早期に寿命（判定×）となった。

本発明の成形用部材は、タイヤやベルトなどの架橋体を製造するための成形用部材として利用でき、特に、Ｖリブドベルトなどの伝動ベルトを製造するためのジャケットやブラダー（可撓性ジャケット）などの成形用部材（特に、ブラダー）として有用である。

１…内型
４…未架橋ベルト前駆体
５…ブラダー
６…外型

Claims (13)

1. 未架橋体に接触させた状態で前記未架橋体を架橋して架橋成形体を製造するための成形用部材であって、
   ゴム成分、カーボンブラックおよび有機過酸化物を含むゴム組成物の架橋体で形成され、
   前記ゴム成分が、エチレン−α−オレフィンエラストマーを含み、
   前記カーボンブラックが、一次粒子径４０ｎｍ未満のハードカーボンおよび一次粒子径４０ｎｍ以上のソフトカーボンを含み、
   前記ハードカーボンの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して２８〜７０質量部であり、かつ前記ソフトカーボンの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して３５〜９０質量部である成形用部材。
2. 前記ソフトカーボンの割合が、前記ハードカーボン１００質量部に対して８０〜３００質量部である請求項１記載の成形用部材。
3. 前記カーボンブラックの割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して７０〜１２０質量部である請求項１または２記載の成形用部材。
4. 前記ハードカーボンのＢＥＴ比表面積が７０〜１４０ｍ^２／ｇであり、かつ前記ソフトカーボンのＢＥＴ比表面積が２５〜６０ｍ^２／ｇである請求項１〜３のいずれか一項に記載の成形用部材。
5. 前記エチレン−α−オレフィンエラストマーのエチレン含量が５０〜７０質量％であり、ジエン含量が０．４〜５質量％である請求項１〜４のいずれか一項に記載の成形用部材。
6. 前記有機過酸化物の割合が、前記ゴム成分１００質量部に対して２〜８質量部である請求項１〜５のいずれか一項に記載の成形用部材。
7. ＪＩＳ Ｋ ６２６２に準拠した圧縮永久歪が５〜２０％である請求項１〜６のいずれか一項に記載の成形用部材。
8. ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠した破断伸び率が１００〜５００％である請求項１〜７のいずれか一項に記載の成形用部材。
9. 伝動ベルトを製造するためのブラダーである請求項１〜８のいずれか一項に記載の成形用部材。
10. 前記伝動ベルトが、５０ＧＰａ以上の弾性率を有する心線を含む請求項９記載の成形用部材。
11. 前記未架橋体が有機過酸化物を含む請求項１〜１０のいずれか一項に記載の成形用部材。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の成形用部材を未架橋体に接触させた状態で前記未架橋体を架橋して架橋成形体を製造する方法。
13. 前記成形用部材を変形させて前記未架橋体を架橋する請求項１２記載の方法。

Images