JP2024502123A - 稼働時に二弾性率挙動を有する動力伝達ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、取り付けが容易であるが、耐久性の面でトルク伝達の観点で良好な性能を呈するベルトを得ることを課題とする。【解決手段】本発明は、ポリマー性組成物（２０）中に埋設された１つ又は複数の補強要素（Ｒ）を含む、動力伝達ベルト（Ｐ）に関する。ベルトは、－ ベルト（Ｐ）によって発現される１～１０％伸びの範囲内の最大接線係数ＭＰ２と、ベルト（Ｐ）によって発現される１％伸びにおける接線係数ＭＰ１との比、ＭＰ２／ＭＰ１が、２．００以上であり、－ ベルト（Ｐ）の幅にわたってベルト（Ｐ）によって発現される２％伸びにおける力が、１２０．０ｄａＮ／ｃｍ以下である。ベルト（Ｐ）は、ポリマー性組成物（２０）中に１つ又は複数の補強要素（Ｒ）を埋設するステップ、続いて硬化させてベルト（Ｐ）を形成するステップを含み、補強要素（Ｒ）が、－ 補強要素（Ｒ）によって発現される１～１０％伸びの範囲内の最大接線係数ＭＲ２と、補強要素（Ｒ）によって発現される１％伸びにおける接線係数ＭＲ１との比、ＭＲ２／ＭＲ１が、２．００以上であり、－ 補強要素の直径にわたって補強要素（Ｒ）によって発現される２％伸びにおける力が、厳密に１１．０ｄａＮ／ｍｍ未満である、方法によって得られる。【選択図】図１

Description

本発明の分野は、動力伝達ベルトの分野、特に摩擦によって駆動される動力伝達ベルトの分野である。

Ｔｗａｒｏｎ ２１００の商品名で公知であるアラミドの３本の１６８ｔｅｘマルチフィラメントストランドと、Ｅｎｋａ Ｎｙｌｏｎの商品名で公知であるナイロン６，６の１本の９４ｔｅｘマルチフィラメントストランドとの集合を含む補強要素を含むベルトプライを含む動力伝達ベルトは、先行技術、特にＷＯ９７／０６２９７号から公知である。この補強要素の直径は０．８５ｍｍであり、補強要素の直径にわたってベルトプライによって発現される２％伸びにおける力は、１２．０ｄａＮ／ｍｍである。
しかしながら、取り付けが容易な、すなわち、低い負荷のもとで十分な伸びを呈するベルトプライを有することは、ベルトに設置できるためには望ましく、プライが稼働中であるときは、滑りが低くクリープが低減した、トルク伝達の観点で良好な性能を呈することが望ましい。
角度を付けたベルトプライのスタックを含む、低い初期弾性率による弾性挙動を有するベルトを記載している米国特許出願公開第２００３０１７１１８１号の出願も、先行技術において公知である。これらは、次の欠点を有する：製造中にベルトプライを切断、配向及びスタックしなければならず、製造されれば、切断された補強要素がベルトの端部と同一平面にあり、ベルトの稼働耐久性という問題が生じている。

本発明の目的は、取り付けが容易であるが、耐久性の面でトルク伝達の観点で良好な性能を呈するベルトを得ることである。
本発明の主題は、ポリマー性組成物中に埋設された１つ又は複数の補強要素を含む、動力伝達ベルトである。ベルトは、
－ ベルトによって発現される１～１０％伸びの範囲内の最大接線係数ＭＰ２と、ベルトによって発現される１％伸びにおける接線係数ＭＰ１との比、ＭＰ２／ＭＰ１が、２．００以上であり、
－ ベルトの幅にわたってベルトによって発現される２％伸びにおける力が、１２０．０ｄａＮ／ｃｍ以下である。

動力伝達ベルトは、閉じたベルト又は開いたベルトとして理解される。ベルトは、好ましくはプーリとともに、ときとして張力調整システム、例えば、テンショナーローラ又はプーリの置換物とともに使用される。閉じた、すなわち連続型ベルトは、実質的に固定のサイズを有するプーリシステムにおいて使用でき、開いたベルト（すなわちエンドレスベルト）は、切断し、システムのサイズに適合させること、並びに熱の効果及び／又はコネクタの付加によって溶接、再付着させることによって使用できる。四角形、台形（「Ｖベルト」）、六角形又は円環状断面の平型摩擦式動力伝達ベルトが存在し、対にし、又は長さ方向に線条を付け、これによってプーリとベルトとの間の接触面積が非常に増大し、歯がプーリをグリップすることによって機能する、台形摩擦式動力伝達ベルト（「リブドＶベルト」）も存在する。横方向に線条を付けた摩擦式動力伝達ベルトも存在し、これによって、ベルトが曲がることによるエネルギーの放散が限定される（「コグドベルト」）。ベルトは、歯付きであってもよい。歯付きベルトとは、グリップによるのではなく、噛み合いによって伝達を確保する、歯のあるベルトである。
好ましくは、動力伝達ベルトは弾性ベルトであり、そのため、低い初期弾性係数を有する。これらのベルトは取り付けが、ときとして手作業でも、容易である。これらのベルトは、しばしば張力調整システムを有せず、そのため、実装が比較的単純である。ベルトの長さ及び張力調整システムの複雑さに応じて、０．５～６％、大多数の場合は１から３％の間だけ、弾性ベルトを伸ばすことが必要である。２％伸びにおいてベルトによって発現される張力は、ベルトをプーリの溝に容易に配置するための能力の代表である。

この使用に限定するものではないが、これらのベルトは、固定の距離に配置されたプーリを有する駆動システムに特に関係する。
補強要素とは、この補強要素を埋設することが意図されるマトリックスを、機械的に補強するための要素であると理解される。
本発明の記載では、別段の明白な指示がない限り、「ａからｂの間」という表現によって表されるあらゆる値の範囲は、「ａ」超から「ｂ」未満の値の範囲を表し（すなわち、極限ａ及びｂは除外される）、一方で、「ａ～ｂ」という表現によって表されるあらゆる値の範囲は、「ａ」から「ｂ」まで値の範囲を意味する（すなわち、厳密な極限ａ及びｂを含む）。
本記載において言及される化合物は、化石由来であっても、バイオベースであってもよい。後者の場合、これらは部分的に又は全体的に、バイオマスから生じてよく、又はバイオマスに由来する再生可能な原材料から得ることができる。同様に、言及される化合物は、既に使用された材料の再利用から生じてもよく、これは、化合物が部分的に又は全体的に、再利用プロセスから生じてもよく、それ自体が再利用プロセスから生じた原材料から得られてもよい。ストランド、フィラメント、ポリマー、可塑剤、充填材等は、特に関係がある。

図５は、２０１６年の標準ＡＳＴＭ Ｄ ３７８を適用した、本発明によるベルトの力／幅－伸び曲線を示す。この標準に、次の修正を適用する：試験機は、試験するベルトに適合する、２５．４ｍｍの直径を有する２つのプーリを備え、ベルトの噛み合い部を差し込まず、使用する引張速度は５０．８ｍｍ／分である。
補強要素によって発現される１～１０％伸びの範囲内の最大接線係数ＭＰ２は、２０１６年の標準ＡＳＴＭ Ｄ ３７８を適用することによって得た力／幅－伸び曲線から得られる、１％～１０％伸びにおける力－伸び曲線の導関数を計算することから得られる、最大接線係数であると理解される。
補強要素によって発現される１％伸びにおける接線係数ＭＰ１は、２０１６年の標準ＡＳＴＭ Ｄ ３７８を適用することによって得た力／幅－伸び曲線の、１％伸びにおける導関数を計算することから得られる、接線係数であると理解される。
ベルトによって発現される２％伸びにおける力は、力／幅－伸び曲線から得られる２％において測定される力であり、この同じ曲線の２％横座標点に、２０１６年の標準ＡＳＴＭ Ｄ ３７８を適用することによって得られる、力であると理解される。

ベルトによって発現される１～１０％伸びの範囲内の最大接線係数ＭＰ２と、ベルトによって発現される１％伸びにおける接線係数ＭＰ１との比の、本発明による範囲は、駆動トルクの伝達を可能にする、ベルトの伸張中の稼働ドメインに対応する。動力伝達の増加時は、ベルトとプーリとの間の滑りによって、伝達効率の低下が生じる。出願人は、この範囲内で規定される二弾性率挙動によって、同じ動力伝達による滑りがより少なかったことを観測した。さらに、経時的に、先行技術の弾性ベルトは、クリープを起こす、すなわち、不可逆的に可塑的に伸びて、稼働可能でなくなる傾向にある。出願人は、上に規定した範囲内の顕著な二弾性率挙動の場合、クリープが非常に限定的となり、これによって、ベルトのより長い稼働寿命が確保されることを観測した。経時的に、このクリープによって、弾性ベルトにおける張力の損失が生じることがある。２．０以上の比ＭＰ２／ＭＰ１によって表される、上に規定した範囲内のこの二弾性率挙動によって、高いトルク伝達を有するベルトプライにおけるクリープを低減することができる。
ベルトの幅にわたってベルトによって発現される２％伸びにおける力は、その良好な取り付け性に必要な力である。
有利には、ベルトの幅にわたってベルトによって発現される２％伸びにおける力は、１００．０ｄａＮ／ｃｍ以下、好ましくは８０．０ｄａＮ／ｃｍ以下である。

本発明によれば、動力伝達ベルトは、ポリマー性組成物中に１つ又は複数の補強要素を埋設するステップ、続いて硬化させてベルトを形成するステップを含み、補強要素が、
－ 補強要素によって発現される１～１０％伸びの範囲内の最大接線係数ＭＲ２と、補強要素によって発現される１％伸びにおける接線係数ＭＲ１との比、ＭＲ２／ＭＲ１が、２．００以上であり、
－ 補強要素の直径にわたって補強要素によって発現される２％伸びにおける力が、厳密に１１．０ｄａＮ／ｍｍ未満である、
方法によって得られる。
図４は、先行技術の補強要素と、本発明による補強要素との力－伸び曲線を示す。この曲線は、取り付け中、わずかに負荷をかけた、すなわち、小さな変形（０から２％の間の伸び）に供した場合と、稼働中の最大負荷、すなわち、１から１０％の間の伸びに供した場合とに、ベルトに起こることを表す。

補強要素によって発現される１～１０％伸びの範囲内の最大接線係数ＭＲ２は、補強要素に対する０．５ｃＮ／ｔｅｘの標準引張予備負荷後、２０１４年の標準ＡＳＴＭ Ｄ ８８５／Ｄ ８８５Ｍ－１０ａを適用することによって得た力－伸び曲線から得られる、１％～１０％伸びにおける力－伸び曲線の導関数を計算することから得られる、最大接線係数であると理解される。
補強要素によって発現される１％伸びにおける接線係数ＭＲ１は、補強要素に対する０．５ｃＮ／ｔｅｘの標準引張予備負荷後、２０１４年の標準ＡＳＴＭ Ｄ ８８５／Ｄ ８８５Ｍ－１０ａを適用することによって得た力－伸び曲線から得られる、１％伸びにおける力－伸び曲線の導関数を計算することから得られる、接線係数であると理解される。
補強要素の場合、接線係数は、ベルトプライに補強要素を埋設するステップの前に直接測定され、すなわち、最終形成ステップ（撚り又は熱処理）と、ポリマー性組成物中に埋設するステップとの間に行われた、接線係数の特性を変化させるあらゆる他のステップを伴わない。
補強要素によって発現される２％伸びにおける力は、２０１４年の標準ＡＳＴＭ Ｄ ８８５／Ｄ ８８５Ｍ－１０ａの条件下で得られる力－伸び曲線から、この同じ曲線の２％横座標点において得られ、補強要素に対する０．５ｃＮ／ｔｅｘの標準引張予備負荷の直後に行う、２％において測定される力であると理解される。

定義により、補強要素の直径とは、内側に補強要素が外接する最小の円の直径である。
補強要素によって発現される１～１０％伸びの範囲内の最大接線係数ＭＲ２と、補強要素によって発現される１％伸びにおける接線係数ＭＲ１との比の、本発明による範囲は、駆動トルクの伝達を可能にする、ベルトのストランドの伸張中の稼働ドメインに対応する。動力伝達の増加時は、ベルトとプーリとの間の滑りによって、伝達効率の低下が生じる。出願人は、この範囲内で規定される二弾性率挙動によって、同じ動力伝達による滑りがより少なかったことを観測した。さらに、経時的に、先行技術の弾性ベルトは、クリープを起こす、すなわち、不可逆的に可塑的に伸びて、稼働可能でなくなる傾向にある。出願人は、上に規定した範囲内の顕著な二弾性率挙動の場合、クリープが非常に限定的となり、これによって、ベルトのより長い稼働寿命が確保されることを観測した。経時的に、このクリープによって、弾性ベルトにおける張力の損失が生じることがある。２以上の比ＭＲ２／ＭＲ１によって表される、上に規定した範囲内のこの二弾性率挙動によって、高いトルク伝達を有するベルトプライにおけるクリープを低減することができる。
補強要素の幅にわたって補強要素によって発現される２％伸びにおける力は、ベルトの良好な取り付け性に必要な力である。

有利には、ベルトは、複数の補強要素を含む重合体２０で構成された、単一のベルトプライを含む。補強要素は、ベルトプライの補強要素が延在する全体的方向Ｙに実質的に垂直な、長手方向Ｘに互いに平行に並んで配列されている。
したがって、ベルトの製造は、単一のベルトプライと、実質的に０度において２通りの弾性挙動を有する補強材とによって、より容易となる。
有利には、各補強要素は、芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドの少なくとも１本のマルチフィラメントストランドと、脂肪族ポリアミド又はポリエステルの少なくとも１本のマルチフィラメントストランドとを含む集合を含む。
芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドの少なくとも１本のマルチフィラメントストランドと、脂肪族ポリアミド又はポリエステルの少なくとも１本のマルチフィラメントストランドとの集合を含む、混成補強要素を使用することの１つの効果は、二弾性率曲線、すなわち、小さな変形においては相対的に低い弾性率と、大きな変形においては相対的に高い弾性率とを有する曲線が得られることである。具体的には、ベルトプライは、小さな変形においては、この例では脂肪族ポリアミドのストランドの弾性率によって制御される、相対的に低い弾性率を有し、良好な取り付け性が可能になる。さらに、ベルトの補強要素は、大きな変形においては、この例では芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドのストランドの弾性率によって制御される、相対的に高い弾性率を呈し、滑りを回避することが可能になり、高負荷のもとでトルクを良好に伝達できる。

芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドのマルチフィラメントストランドに関して、周知の通り、これは、その少なくとも８５％が、２つの芳香環に直接接続しているアミド結合によって繋がった芳香族基で形成される直鎖状高分子の、より特定的にはポリ（ｐ－フェニレンテレフタルアミド）（又はＰＰＴＡ）で構成された繊維のフィラメントであり、非常に長い間、光学的に異方体の紡糸組成物から製造されていることが想起される。芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドの中でも、ポリアリールアミド（若しくはＰＡＡ、Ｓｏｌｖａｙ社の商品名ｌｘｅｆによって特に公知である）、ポリ（メタキシリレンアジポアミド）、ポリフタルアミド（若しくはＰＰＡ、Ｓｏｌｖａｙ社の商品名Ａｍｏｄｅｌによって特に公知である）、又はパラ－アラミド（若しくはポリ（パラフェニレンテレフタルアミド若しくはＰＡ ＰＰＤ－Ｔ、Ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ社の商品名Ｋｅｖｌａｒ若しくは帝人社の商品名Ｔｗａｒｏｎによって特に公知である）を挙げることができる。
脂肪族ポリアミドのマルチフィラメントストランドは、アミド官能基を含有し、芳香環を有せず、カルボン酸とアミンとの間の縮合重合によって合成できるポリマー又はコポリマーの直鎖状高分子のフィラメントであると理解される。脂肪族ポリアミドの中でも、ナイロンＰＡ４．６、ＰＡ６、ＰＡ６．６又はＰＡ６．１０、特にＤｕＰｏｎｔ社製のＺｙｔｅｌ、Ｓｏｌｖａｙ社製のＴｅｃｈｎｙｌ又はＡｒｋｅｍａ社製のＲｉｌｓａｍｉｄを挙げることができる。

ポリエステルのマルチフィラメントストランドに関して、これは、エステル結合によって繋がった基で形成された直鎖状高分子のフィラメントであることが想起される。ポリエステルは、ジカルボン酸又はその誘導体の１種と、ジオールとの間のエステル化による、縮合重合によって製造される。例えば、ポリエチレンテレフタレートは、テレフタル酸とエチレングリコールとの縮合重合によって製造することができる。公知のポリエステルの中でも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリプロピレンテレフタレート（ＰＰＴ）又はポリプロピレンナフタレート（ＰＰＮ）を挙げることができる。
有利には、比ＭＲ２／ＭＲ１は、２．５０以上、好ましくは３．００以上である。
有利には、比ＭＲ２／ＭＲ１は、２０．００以下、好ましくは１５．００以下である。
有利には、補強要素（Ｒ）の直径にわたって補強要素（Ｒ）によって発現される２％伸びにおける力は、８．０ｄａＮ／ｍｍ以下である。

有利には、補強要素（Ｒ）の直径にわたって補強要素（Ｒ）によって発現される２％伸びにおける力は、０．５０ｄａＮ／ｍｍ以上、好ましくは１．００ｄａＮ／ｍｍ以上である。
有利には、ベルトは、摩擦式動力伝達ベルトである。
有利には、補強要素の直径は、２．００ｍｍ以下、好ましくは１．００ｍｍ以下、より好ましくは０．５０ｍｍ以下である。
第１の実施形態では、各補強要素は、芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドの単一のマルチフィラメントストランドと、脂肪族ポリアミド又はポリエステルの単一のマルチフィラメントストランドとで構成された集合を含み、ストランドは、互いの周りにらせん状に一緒に巻きつけられている。
有利には、各カーカス補強要素は撚り平衡である。
芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドのマルチフィラメントストランドと、脂肪族ポリアミド又はポリエステルのマルチフィラメントストランドとは、一緒に集合しており、互いの周りにらせん状に巻きつけられている。

第２の実施形態では、各補強要素は、芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドの２本のマルチフィラメントストランドと、脂肪族ポリアミド又はポリエステルの単一のマルチフィラメントストランドとで構成された集合を含み、ストランドは、層を形成するように、らせん状に一緒に巻きつけられている。
「構成された集合」という表現は、集合が、芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドの２本のマルチフィラメントストランドと、脂肪族ポリアミドのマルチフィラメントストランドと以外のマルチフィラメントストランドを含まないことを意味するものと理解される。
有利には、各カーカス補強要素は撚り平衡である。
以下の特色は、２つの上記実施形態に適用される。
「構成された集合」という表現は、集合が、芳香族ポリアミド若しくは芳香族コポリアミドの２本のマルチフィラメントストランド、又はポリエステルのマルチフィラメントストランド以外のマルチフィラメントストランドを含まないことを意味するものと理解される。

本発明の２つの実施形態における「撚り平衡」という表現は、マルチフィラメントストランドが、実質的に同一の撚りで巻きつけられ、最終的な集合における各マルチフィラメントストランドのモノフィラメントの撚りが、実質的にゼロであることを意味するものとして理解される。具体的には、これらのカーカス補強要素を製造するための方法は、先行技術において周知であり、モノフィラメントの各紡績糸（より適切には「ヤーン」と称する）をまず、所与の方向Ｄ’＝Ｄ１’＝Ｄ２’＝Ｄ３’（認められている術語によれば、それぞれＳ又はＺ方向であり、Ｓ又はＺの横棒と比較した回転の方向を表す）に、個々にそれ自体で撚り（初期撚りＲ１’、Ｒ２’、Ｒ３’を有し、Ｒ１’＝Ｒ２’＝Ｒ３’である）、モノフィラメンが変形して、ストランドの軸の周りにらせん状になった、ストランド又は撚り強（より適切には「ストランド」と称する）を形成する、第１のステップを含む。次に、第２のステップ中、補強要素（より適切には「コード」と称する）を得るために、ストランド同士を続いて一緒に、方向Ｄ’＝Ｄ１’＝Ｄ２’＝Ｄ３’（それぞれＺ又はＳ方向）とは反対である方向Ｄ４に、Ｒ４＝Ｒ１’＝Ｒ２’＝Ｒ３’となるように、最終撚りＲ４に撚る。この補強要素は、このとき、撚り平衡であると言われる。Ｒ４＝Ｒ１’＝Ｒ２’＝Ｒ３’であり、方向Ｄ’＝Ｄ１’＝Ｄ２’＝Ｄ３’は方向Ｄ４と反対であるため、Ｒ１’＝Ｒ２’＝Ｒ３’であり、この残留撚りはゼロ又は実質的にゼロであるため、ストランドのモノフィラメントが、最終的な補強要素において、同じ残留撚りを呈するためである。「実質的にゼロの残留撚り」という表現は、残留撚りが、厳密に撚りＲ４の２．５％未満であることを意味すると理解される。

好ましくは、芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドのマルチフィラメントストランドの番手は、１０ｔｅｘ以上、好ましくは２０ｔｅｘ以上である。
好ましくは、芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドのマルチフィラメントストランドの番手は、１００ｔｅｘ以下、好ましくは８０ｔｅｘ以下、より好ましくは６０ｔｅｘ以下である。
好ましくは、脂肪族ポリアミド又はポリエステルのマルチフィラメントストランドの番手は、１０ｔｅｘ以上、好ましくは２０ｔｅｘ以上である。
好ましくは、脂肪族ポリアミド又はポリエステルのマルチフィラメントストランドの番手は、１００ｔｅｘ以下、好ましくは８０ｔｅｘ以下、より好ましくは６０ｔｅｘ以下である。
各ストランドの番手（又は線密度）は、標準ＡＳＴＭ Ｄ１４２３に準拠して決定される。番手は、ｔｅｘで与えられる（備忘のため記すと、製品の１０００ｍの質量（グラム）：０．１１１ｔｅｘは１デニールに等しい）。
有利には、補強要素の各マルチフィラメントストランドの撚りは、１メートル当たり２００～７００回転、好ましくは１メートル当たり２５０～６５０回転の範囲内である。

補強要素の撚りは、当業者に公知の任意の方法を使用して、例えば、２０１４年の標準ＡＳＴＭ Ｄ ８８５／Ｄ ８８５Ｍ－１０ａに準拠して決定することができる。
有利には、ベルト中の補強要素の密度は、１デシメートルのベルト当たり９６～２５０本の補強要素、好ましくは１デシメートルのベルト当たり１４０～２２０本の補強要素の範囲内である。
ベルトプライ中の補強要素の密度とは、補強要素が互いに平行に延在する方向（Ｙ）に垂直な方向（Ｘ）において、１デシメートルのベルトプライに含まれる補強要素の数である。
ベルトプライの製造を可能にしながら、補強材を効率的に使用するために、補強要素同士の間の端から端の距離は、典型的には、補強要素の直径の１０～５０％の値を表す。直径の３０％という典型的な値では、補強要素の直径が０．３～０．８ｍｍの範囲内の場合、ベルトプライは、１デシメートル当たり９６～２５０スレッドの密度を有して、製造され、動力伝達ベルトに使用することができる。当業者は、製造上の制約（ポリマー性組成物の粘度）又は使用条件に準拠して、この値を設定することができる。
好ましくは、ポリマー性組成物は、ポリウレタン型組成物である。

当業者には馴染みの通り、ポリウレタン型組成物は、ジアミン又はジオールによって硬化するジイソシアネート末端プレポリマーからなり、他のポリマー性ジオール又はジアミンによって増量することができる。硬化触媒、可塑剤、帯電防止剤、着色剤及び充填材を含めて、様々な特性を与えるために他の添加剤が含まれてもよく、このリストは限定するものではない。
有利には、補強要素は、ベルトの方向（Ｙ）に垂直な方向（Ｘ）に、最終的なＺ撚りとＳ撚りとで交互に配列されている。
第１の代替形態では、ベルトは、台形、長手方向若しくは横方向の線条若しくはリブを有する台形、円形、半円形、長円、四角形型又はその形状の組み合わせの外面の外形を有する、連続型の形状を有する。
第２の代替形態では、ベルトは、四角形、台形、長手方向若しくは横方向の線条若しくはリブを有する台形、円形、半円形、長円又はその形状の組み合わせの外面の外形を有する、溶接されたエンドレス型の形状を有する。
半円形又は四角形の形状を有する本発明による動力伝達ベルトは、特に、図６に図示されるように描かれる。
本発明は、以下の記載を考慮し、図面を参照してより良好に理解されるが、以下の記載は、もっぱら非限定例として与えるものである。

本発明による動力伝達ベルトＰを描写した図である。 図１から重合体２０を図示した図である。 引張試験を図示した図である。 先行技術のベルトの補強要素ＥＣ、並びに本発明によるベルトの補強要素Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５の力－伸び曲線を図示したグラフである。 本発明によるベルトＰ４の力－伸び曲線を図示したグラフである。 本発明による他の動力伝達ベルトを描写した図である。

本発明によるベルトＰ４の実施例
図１は、台形型の外面の外形を有する、連続型の本発明による動力伝達ベルトＰを示す。動力伝達ベルトＰは、回転において任意の部材を駆動することが意図される。動力伝達ベルトＰは、ベルトプライを形成するための、補強要素Ｒが埋設されている、ポリウレタンマトリックスから作製された重合体２０を含む。動力伝達ベルトＰはまた、重合体２０と接触している、同様にポリウレタンで作製された機械的駆動層２２を含む。機械的駆動層２２は複数のリブ２４を備え、その各々は、ベルトＰの長手方向Ｘに実質的に垂直な、全体的方向Ｙに延在する。各リブ２４は、断面に台形の形状を有する。リブ２４の全体的方向は、実質的に互いに平衡である。リブ２４は、ベルトＰの長さ全体にわたって延在する。これらのリブ２４は、例えば、ベルトを取り付けることが意図されるプーリが有する、相補的な形状の溝又はスロットに係合することが意図される。
この場合、ベルトＰは、補強要素Ｒ４を有するベルトＰ４である。
図１からの重合体２０を、ここで、図２を参照して記載する。ベルトＰは、図２に図示される通り、複数の補強要素Ｒ４を含む重合体２０で構成された、単一のベルトプライＮ４を含む。

重合体２０は、複数の補強要素Ｒ４を含む。補強要素は、ベルトプライのこれらの補強要素が延在する全体的方向Ｙに実質的に垂直な、長手方向Ｘに互いに平行に並んで配列されている。
動力伝達ベルトＰ４は、ベルトＰ４によって発現される１～１０％伸びの範囲内の最大接線係数ＭＰ２と、ベルトＰ４によって発現される１％伸びにおける接線係数ＭＰ１との比、ＭＰ２／ＭＰ１が、２．００以上であり、この場合、ＭＰ２／ＭＰ１＝３．５であり、ベルトＰ４の幅にわたってベルトＰ４によって発現される２％伸びにおける力は、１２０．０ｄａＮ／ｃｍ以下、好ましくは１００．０ｄａＮ／ｃｍ以下、よりいっそう好ましくは８０．０ｄａＮ／ｃｍ以下であり、この場合、２％におけるＦ＝７４．７ｄａＮ／ｃｍである。
ベルト補強要素Ｒ４及び対応する集合を、以下に記載する。

補強要素のストランドの性質
図２に模式的に示す通り、補強要素Ｒ４は、芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドのマルチフィラメントストランドと、脂肪族ポリアミドのマルチフィラメントストランドとで構成された集合を含み、２本のストランドは、らせん状に一緒に巻きつけられている。ベルト補強要素Ｐ４は、撚り平衡である。
選択される芳香族ポリアミドは、この場合、好ましくは、帝人社の商品名Ｔｗａｒｏｎ １０００又はＴｗａｒｏｎ ２０４０によって公知であるパラ－アラミドである。
脂肪族ポリアミドは、Ｎｅｘｉｓ社の商品名ＴＹＰ６３２ ４７０ｆ６８によって公知であるナイロンである。

補強要素Ｒ４の番手
補強要素において、芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドのストランドの番手は、１０ｔｅｘ以上、好ましくは２０ｔｅｘ以上であり、１００ｔｅｘ以下、好ましくは８０ｔｅｘ以下、より好ましくは６０ｔｅｘ以下である。この場合、アラミドのストランドの番手は、５５ｔｅｘに等しい。
補強要素において、脂肪族ポリアミドのストランドの番手は、２０ｔｅｘ以上、好ましくは３０ｔｅｘ以上、より好ましくは４０ｔｅｘ以上であり、１００ｔｅｘ以下、好ましくは８０ｔｅｘ以下、より好ましくは６０ｔｅｘ以下である。この場合、ナイロンのストランドの番手は、４７ｔｅｘに等しい。
補強要素Ｒ４の撚り
補強要素Ｒ４において、補強要素の各マルチフィラメントストランドの撚りは、１メートル当たり２４０～７００回転、好ましくは１メートル当たり２５０～６５０回転の範囲内である。この例では、補強要素Ｒ４の各マルチフィラメントストランドの撚りは、１メートル当たり３５０回転に等しい。
補強要素Ｒ４の直径は、２．００ｍｍ以下、好ましくは１．００ｍｍ以下、より好ましくは０．６０ｍｍ以下である。この場合、補強要素Ｒ４は、Ｄ＝０．４３ｍｍの直径を有する。

補強材Ｒ４の力－伸び曲線
補強要素Ｒ４によって発現される１～１０％伸びの範囲内の最大接線係数ＭＰ２と、補強要素Ｒ４によって発現される１％伸びにおける接線係数ＭＰ１との比、ＭＰ２／ＭＰ１は、２．００以上、好ましくは２．５０以上、より好ましくは３．００以上であり、この比ＭＰ２／ＭＰ１は、２０．００以下、好ましくは１５．００以下である。この場合、ＭＰ２／ＭＰ１＝９．３である。
補強要素の直径にわたって補強要素Ｒ４によって発現される２％伸びにおける力は、厳密に１１．００ｄａＮ／ｍｍ未満、好ましくは８．００ｄａＮ／ｍｍ以下であり、この力は、０．５０ｄａＮ／ｍｍ以上、好ましくは１．００ｄａＮ／ｍｍ以上である。この場合、補強要素の直径にわたって補強要素Ｒ４によって発現される２％伸びにおける力は、２．３ｄａＮ／ｍｍに等しい。
ベルトプライＮ４の外形の特色
ベルトＰ４中の補強要素Ｒ４の密度は、１デシメートルのベルトＰ４当たり９６～２５０本の補強要素、好ましくは１デシメートルのベルトＰ４当たり１４０～２２０本の補強要素の範囲内である。この場合、補強要素Ｒ４の密度は、１デシメートルのベルトＰ４当たり１７９本の補強要素Ｒ４に等しい。

補強要素Ｒ４を製造するための方法
上記の通り、補強要素Ｒ４は撚り平衡であり、すなわち、２本のマルチフィラメントストランドは、実質的に同一の撚りで巻きつけられており、各マルチフィラメントストランド中のモノフィラメントの撚りは、実質的にゼロである。一実施形態では、第１のステップにおいて、モノフィラメントの各紡績糸（より適切には「ヤーン」と称する）をまず、１メートル当たり３５０回の撚りに等しい初期撚りで、所与の方向に、この場合はＺ方向に、個々にそれ自体で撚って、ストランド又は撚り強（より適切には「ストランド」と称する）を形成する。次に、第２のステップ中、補強要素の集合（より適切には「コード」と称する）を得るために、２本のストランド同士を続いて一緒に、Ｓ方向に１メートル当たり３５０回転に等しい最終撚りに撚る。
別の実施形態では、第１のステップにおいて、モノフィラメントの各紡績糸をまず、１メートル当たり３５０回転に等しい初期撚りで、所与の方向に、この場合はＳ方向に、個々にそれ自体で撚って、ストランド又は撚り強を形成する。次に、第２のステップ中、補強要素の集合を得るために、２本のストランド同士を続いて一緒に、Ｚ方向に１メートル当たり３５０回転に等しい最終撚りに撚る。

本発明によるベルトを製造するための方法
ベルトを製造するための方法は、当業者によって従来使用される方法である。
ベルトＰ４は、型内で、Ｓ及びＺ方向に集合した補強要素の介在を上記の通りにして、複数の補強要素Ｒ４をポリマー性組成物中に埋設することによって製造される。埋設するステップ中、補強要素は、ポリマー性組成物中、例えばポリウレタン中に埋設される。最後に、ベルトＰ４を得るために、このようにして得た未処理形成物を架橋させる。
測定及び比較試験
比較例として、それぞれ、包括参照ＰＥＤＴ及びＰＣと表す、先行技術の２種のベルトを採用した。３種の対照ベルトＣ１、Ｃ２及びＣ３も使用した。
対照ベルトＣ１、Ｃ２及びＣ３、先行技術のベルト（ＰＥＤＴ及びＰＣ）、並びに本発明によるベルトＰ１～Ｐ６の外形の特色を、下の表１及び２にまとめる。

下の表１及び２には、ベルトをプーリに取り付けられるように、ベルトの取り付け性の結果、すなわち、低負荷のもとでの伸びも示す。
ＮＣという用語は、これらの様々なベルトにおいて、測定値が取得されなかったことを意味する。

ベルトの比較
ベルトの比較分析を行うため、図３に図示されるように、機械において引張試験を行う。これらの試験の原理は、２つのプーリを介してベルトを駆動し、一方が駆動トルクを有し、他方が制動トルクを有することである。伝達されるトルクは、これらの２つのトルクの間の差であり、滑りは、これら２つのプーリの回転速度における差である。異なる試験を、１７５０ｒｐｍの回転速度において行った。
引張試験の３種の変形を行った。
－ プーリを互いに対して自由に運動させ、試験中、課された２２．７ｋｇの引張予備負荷ＰＴを固定されたままにする、第１の変形。この場合、１００時間の間、２．７１Ｎ．ｍのトルクを課すことによって、プーリの位置の経時的な変動、したがってベルトの伸び（％）をモニタリングすることができる。
－ 最初に２２．７ｋｇの引張予備負荷ＰＴを課し、プーリを固定して保たれた距離にする、第２の変形。結果として、１００時間の間、ベルトに２．７１Ｎ．ｍの固定トルクを課すことによって、引張予備負荷ＰＴ（％）と比較した、ベルトにおける経時的な張力の減少をモニタリングすることができる。
－ 互いに対して自由に運動するプーリの構成において、第３の変形を最後に行った。２２．７ｋｇの引張予備負荷を課し、２．７１Ｎ．ｍから７．４５Ｎ．ｍの間のトルクの変動を課した。滑り、すなわち、駆動プーリと制動プーリとの間の回転速度における変動を測定した。従来の稼働条件下では、滑りは、５％未満、好ましくは３％未満である。

結果を下の表３に集約する。
固定プーリによる、試験したベルトにおける試験中の張力の減少への耐性を、表３に示す。張力の減少への良好な耐性は、１００秒から４０００００秒の間の張力損失の百分率を測定することにより、ある時点において起こりうる最低値によって示される。１００００秒から４０００００秒の間に課された張力及び可動プーリによる、試験中のクリープ、すなわち伸びへの耐性も、この表において示される。
同様に、５％及び１０％未満の滑りを得るための最大許容トルクがそれぞれ示され、駆動プーリと制動プーリとの間のトルクの良好な伝達は、起こりうる最高値によって示される。

これらの結果は、本発明によるベルトＰ４及びＰ５が、先行技術のベルトＮＣ及び対照ベルトＣ３を超える、張力の減少への耐性と、さらに、先行技術のベルトＮＣと比較して有意に良好なクリープへの耐性との両方を呈することを示している。ベルトＰ４及びＰ５はまた、所与のレベルの滑り（５％又は１０％）について有意なトルクを伝達する、より高い能力を呈する。
そのため、本発明によるベルトは、非常に良好な張力の減少への耐性、改善されたクリープへの耐性、及び改善された機械的トルクを伝達する能力を呈する。

したがって、上の結果が示す通り、本発明は明らかに、ポリマー性組成物中に埋設された１つ又は複数の補強要素を含む、動力伝達ベルトにある。ベルトは、
－ ベルトによって発現される１～１０％伸びの範囲内の最大接線係数ＭＰ２と、ベルトによって発現される１％伸びにおける接線係数ＭＰ１との比、ＭＰ２／ＭＰ１が、２．００以上であり、
－ ベルトの幅にわたってベルト（Ｐ）によって発現される２％伸びにおける力が、１２０．０ｄａＮ／ｃｍ以下である。
本発明は、上記実施形態に限定されない。
異なる実施形態及び上記の又は上で想定される変形の特色は、これらが互いに適合性であり、本発明に準拠している限り、組み合わせることもできる。

Claims (14)

1. ポリマー性組成物（２０）中に埋設された１つ又は複数の補強要素（Ｒ）を含む動力伝達ベルト（Ｐ）において、
   ベルト（Ｐ）によって発現される１～１０％伸びの範囲内の最大接線係数ＭＰ２と、ベルト（Ｐ）によって発現される１％伸びにおける接線係数ＭＰ１との比、ＭＰ２／ＭＰ１が、２．００以上であり、
   ベルト（Ｐ）の幅にわたってベルト（Ｐ）によって発現される２％伸びにおける力が、１２０．０ｄａＮ／ｃｍ以下であり、
   ベルト（Ｐ）が、ポリマー性組成物（２０）中に１つ又は複数の補強要素（Ｒ）を埋設するステップ、続いて硬化させてベルト（Ｐ）を形成するステップを含み、補強要素（Ｒ）が、
   補強要素（Ｒ）によって発現される１～１０％伸びの範囲内の最大接線係数ＭＲ２と、補強要素（Ｒ）によって発現される１％伸びにおける接線係数ＭＲ１との比、ＭＲ２／ＭＲ１が、２．００以上であり、
   補強要素の直径にわたって補強要素（Ｒ）によって発現される２％伸びにおける力が、厳密に１１．０ｄａＮ／ｍｍ未満である、
   方法によって得られることを特徴とする、ベルト（Ｐ）。
2. ベルト（Ｐ）の幅にわたってベルト（Ｐ）によって発現される２％伸びにおける力が、１００．０ｄａＮ／ｃｍ以下、好ましくは８０．０ｄａＮ／ｃｍ以下である、請求項１に記載のベルト（Ｐ）。
3. 各補強要素（Ｒ）が、芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドの少なくとも１本のマルチフィラメントストランドと、脂肪族ポリアミド又はポリエステルの少なくとも１本のマルチフィラメントストランドとを含む集合を含む、請求項１又は２に記載のベルト（Ｐ）。
4. 比ＭＲ２／ＭＲ１が、２．５０以上、好ましくは３．００以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載のベルト（Ｐ）。
5. 比ＭＲ２／ＭＲ１が、２０．００以下、好ましくは１５．００以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載のベルト（Ｐ）。
6. 補強要素（Ｒ）の直径にわたって補強要素（Ｒ）によって発現される２％伸びにおける力が、８．０ｄａＮ／ｍｍ以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載のベルト（Ｐ）。
7. 補強要素（Ｒ）の直径にわたって補強要素（Ｒ）によって発現される２％伸びにおける力が、０．５０ｄａＮ／ｍｍ以上、好ましくは１．００ｄａＮ／ｍｍ以上である、請求項１～６のいずれか１項に記載のベルト（Ｐ）。
8. ベルト（Ｐ）が、摩擦式動力伝達ベルトである，請求項１～７のいずれか１項に記載のベルト（Ｐ）。
9. 補強要素（Ｒ）の直径が、２．００ｍｍ以下、好ましくは１．００ｍｍ以下、より好ましくは０．５０ｍｍ以下である、請求項１～８のいずれか１項に記載のベルト（Ｐ）。
10. 各補強要素（Ｒ）が、芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドの単一のマルチフィラメントストランドと、脂肪族ポリアミド又はポリエステルの単一のマルチフィラメントストランドとで構成された集合を含み、ストランドが、互いの周りにらせん状に一緒に巻きつけられている、請求項１～９のいずれか１項に記載のベルト（Ｐ）。
11. 各補強要素（Ｒ）が、芳香族ポリアミド又は芳香族コポリアミドの２本のマルチフィラメントストランドと、脂肪族ポリアミド又はポリエステルの単一のマルチフィラメントストランドとで構成された集合を含み、ストランドが、層を形成するように、らせん状に一緒に巻きつけられている、請求項１～９のいずれか１項に記載のベルト（Ｐ）。
12. ベルト（Ｐ）中の補強要素（Ｒ）の密度が、１デシメートルのベルト（Ｐ）当たり９６～２５０本の補強要素、好ましくは１デシメートルのベルト（Ｐ）当たり１４０～２２０本の補強要素の範囲内である、請求項１～１１のいずれか１項に記載のベルト（Ｐ）。
13. ポリマー性組成物が、ポリウレタン型組成物である、請求項１～１２のいずれか１項に記載のベルト（Ｐ）。
14. 補強要素（Ｒ）が、ベルト（Ｐ）の方向（Ｙ）に垂直な方向（Ｘ）に、最終的なＺ撚りとＳ撚りとで交互に配列されている、請求項１～１３のいずれか１項に記載のベルト（Ｐ）。

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