JP3129798B2 - 歯付ベルト - Google Patents

歯付ベルト

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JP3129798B2 JP03320231A JP32023191A JP3129798B2 JP 3129798 B2 JP3129798 B2 JP 3129798B2 JP 03320231 A JP03320231 A JP 03320231A JP 32023191 A JP32023191 A JP 32023191A JP 3129798 B2 JP3129798 B2 JP 3129798B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、歯付ベルトに関し、特
に優れた強度特性および疲労特性を有する歯付ベルトに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば自動車用伝動ベルトと
して歯付ベルトが用いられているが、最近のエンジンの
高出力化に伴って歯付ベルトの延命化が要求されるよう
になった。そして、このような要求に対応すべく歯付ベ
ルトの歯ゴム層および背ゴム層を構成する加硫性ゴム組
成物の物性を改質したものとして、例えば特開平1―3
11158号公報に開示されているように、エチレン性
不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合体からなる水素化
ゴムにメタクリル酸亜鉛および有機過酸化物を混合する
ことにより、引張強さの向上を図るようにしたものが提
案されている。なお、この加硫性ゴム組成物には硫黄成
分は含まれていない。
【0003】一方、一般的な加硫性ゴム組成物として
は、有機過酸化物を混合した例えばEPR(エチレンプ
ロピレンゴム)等の既存のゴムに有機過酸化物と等モル
原子の硫黄成分を添加することにより、有機過酸化物で
架橋する際に硫黄成分を共架橋剤として作用させて屈曲
疲労性や引裂強さを向上させるようにしたものが従来よ
り知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の前者
の加硫性ゴム組成物で歯ゴム層および背ゴム層を構成し
た歯付ベルトでは、引張強さは優れているものの、屈曲
疲労性や引裂強さは必ずしも満足のいくものではなく、
歯元や背面にクラック等の破壊が生じてベルト寿命が短
くなる。
【0005】一方、後者の一般的な加硫性ゴム組成物で
歯ゴム層および背ゴム層を構成した歯付ベルトでは、屈
曲疲労性や引裂強さは優れているものの、硫黄成分の添
加量が増えると圧縮永久歪や耐熱性の低下をきたし、か
つ引張強さも悪くなる傾向にあることから、硫黄成分の
添加量には自ずと限界があり、エンジンの高出力化等に
十分に対応すべく屈曲疲労性や引裂強さをさらに向上さ
せようとしても思うに任せないのが現状であり、上記同
様に歯元や背面にクラック等の破壊が生じてベルト寿命
が短くなる。
【0006】また、高負荷や高速での走行時に歯布に張
力が強くかかると、歯布が歯ゴム層から剥離するおそれ
があることから、歯ゴム層と歯布との接着を強固なもの
にすることも歯付ベルトの延命化を図る上で重要な要素
である。
【0007】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、上記の前者の加硫性ゴ
ム組成物において有機過酸化物とは別の架橋剤として
黄成分を適量添加することにより、引張強さ、屈曲疲労
性、引裂強さ、圧縮永久歪および耐熱性を十分に向上さ
せ、歯元や背面にクラック等の破壊が生ずるのをできる
だけ防止して歯付ベルトの延命化を図らんとすることに
ある。さらには、歯布と歯ゴム層との接着を強固にして
歯布の剥離を確実に防止せんとすることにもある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の解決手段は、エチレン性不飽和ニトリル−
共役ジエン系共重合体からなる水素化ゴム;100重量
部、不飽和カルボン酸金属塩;10〜100重量部、
橋剤としての有機過酸化物;0.2〜10重量部および
別の架橋剤としての硫黄成分;0.4〜1.0重量部を
含有し、かつ硫黄成分がモル数に換算して有機過酸化物
よりも多く含有せしめられた加硫性ゴム組成物にて背ゴ
ム層および歯ゴム層を構成する。さらに、歯布を上記加
硫性ゴム組成物と同系統の組成物を含有する接着剤にて
上記歯ゴム層に接着する構成としたことである。
【0009】
【作用】上記の構成により、本発明では、背ゴム層およ
び歯ゴム層を構成する加硫性ゴム組成物には、水素化ゴ
ムに架橋剤として有機過酸化物と硫黄成分とが併用さ
れ、かつ硫黄成分はモル数に換算して有機過酸化物より
も多く添加されていることから、EPR等の一般のゴム
を共架橋した場合に比べて屈曲疲労性が向上し、特に引
裂強さが一段と向上する。また、一般のゴムで背ゴム層
および歯ゴム層を構成した歯付ベルトでは、硫黄成分の
添加によって圧縮永久歪、耐熱性および引張強さが低下
するが、本発明の歯付ベルトでは低下しない。このた
め、歯元や背面へのクラック等の発生ができるだけ防止
されて歯付ベルトの寿命が長くなる。
【0010】また、歯布が上記加硫性ゴム組成物と同系
統の組成物を含有する接着剤にて歯ゴム層に接着されて
いることから、高負荷や高速での走行時に歯布に張力が
強くかかっても、歯布が歯ゴム層に強固に接着して歯布
の剥離が確実になくなる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0012】図1は本発明の実施例に係る歯付ベルトA
を示す。該歯付ベルトAは複数本(図1では1本のみ表
われる)の心糸1,1,…が埋設された背ゴム層2を備
えてなり、該背ゴム層2の下面には複数の歯ゴム層3,
3,…が一体に形成され、かつ該歯ゴム層3,3,…の
歯面には歯布4が接着剤(図示せず)にて一体に接着さ
れている。
【0013】上記背ゴム層2および歯ゴム層3は、エチ
レン性不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合体からなる
水素化ゴム;100重量部、不飽和カルボン酸金属塩;
10〜100重量部、架橋剤としての有機過酸化物;
0.2〜10重量部および別の架橋剤としての硫黄成
分;0.4〜1.0重量部を含有し、かつ硫黄成分がモ
ル数に換算して有機過酸化物よりも多く含有せしめられ
た加硫性ゴム組成物にて構成されている。また、上記歯
布4を歯ゴム層3に接着する接着剤は、歯布4等を構成
する加硫性ゴム組成物と同系統の組成物つまりエチレン
性不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合体からなる水素
化ゴムを含有しているものである。
【0014】エチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン系
共重合体からなる水素化ゴムは、アクリロニトリル、メ
タアクリロニトリル等のエチレン性不飽和ニトリルと、
1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエ
ン等の共役ジエンとを共重合させたものに水素を添加
し、共役ジエン単量体単位に存在する二重結合を飽和さ
せて得たゴムのことである。例えばアクリロニトリルと
1,3−ブタジエンとの共重合体を水素化した水素添加
アクリロニトリルブタジエンゴム(以下、H−NBRと
略称する)が挙げられる。これを例にとると、H−NB
Rに占めるアクリロニトリルゴム単量体単位の割合は1
0〜60重量%、共役ジエン単量体単位の割合は部分水
素化等の手段により30重量%以下とする。また、H−
NBRの分子量、ガラス転移温度および水素化率等は特
に限定されないが、通常、共役ジエン単量体単位の二重
結合の水素化率としては10〜99%、好ましくは80
〜95%がよい。
【0015】不飽和カルボン酸金属塩はカルボキシル基
を有する不飽和カルボン酸と金属とがイオン結合したも
のであり、例えばアクリル酸亜鉛やメタクリル酸亜鉛等
が好ましい。この不飽和カルボン酸金属塩の含有量を水
素化ゴム;100重量部に対して10〜100重量部に
設定したのは、10重量部未満および100重量部を超
えると期待するほどの効果を得ることができなくなるか
らである。また、水素化ゴムと不飽和カルボン酸金属塩
との割合は、100/100≧水素化ゴム/不飽和カル
ボン酸金属塩≧100/25に設定することが好まし
い。このような範囲に設定したのは、100/25未満
では強度特性が劣る一方、100/100を超えると屈
曲疲労性および反発弾性等が劣り、かつ硬度上昇が大き
くなるからである。
【0016】有機過酸化物は水素化ゴムの架橋剤として
用いられるものであり、例えば過酸化ベンゾイル、過酸
化ラウロイル、過酸化ジターシャリーブチル、過酸化ア
セチル、ターシャリーブチルペルオキシ安息香酸、過酸
化ジクミル、ペルオキシ安息香酸、ターシャリーブチル
ペルオキシピバレートおよびアゾビスイソブチロニトリ
ル等のジアゾ化合物類が好ましい。これらの有機過酸化
物は単独にて用いられたりあるいは併用される。この有
機過酸化物の含有量を水素化ゴム;100重量部に対し
て0.2〜10重量部に設定したのは、0.2重量部未
満では架橋が十分に行われなくなる一方、10重量部を
超えると十分なゴム弾性を得ることができなくなるから
である。
【0017】硫黄成分は有機過酸化物加硫に際し併用さ
れる加硫剤いわゆる共架橋剤であり、硫黄、硫黄化合物
および硫黄と硫黄化合物との混合物等の形態として用い
られる。この硫黄成分の含有量を水素化ゴム;100重
量部に対して0.4〜1.0重量部に設定したのは、
0.4重量部未満および1.0重量部を超えると引裂強
さが低下するからである。また、一般には、硫黄成分の
添加は圧縮永久歪の増加を伴ったり、あるいは多量の添
加は架橋効率を低下させて熱老化時に硬度の大幅な上昇
を促進することから、その添加量は有機過酸化物と等モ
ル原子に抑えられているが、本発明では硫黄成分をモル
数に換算して有機過酸化物よりも多く含有せしめてい
る。特に、有機過酸化物の約2.5〜5倍のモル原子を
添加することが架橋効果を十分に発揮させることができ
て好ましい。
【0018】歯布4と歯ゴム層3とを接着する接着剤と
しては、背ゴム層2および歯ゴム層3を構成する加硫性
ゴム組成物と同系統の組成物を含有するものが用いら
れ、例えばH−NBR等のエチレン性不飽和ニトリル−
共役ジエン系共重合体からなる水素化ゴムであるが、歯
ゴム層3等と同一の加硫性ゴム組成物を用いてもよい。
【0019】なお、本発明の加硫性ゴム組成物において
は、前記各成分と共にカーボンブラック、シリカ等の補
強剤、炭酸カルシウム、タルク等の充填剤、架橋助剤、
加硫促進剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、老化防止剤、
着色剤等の通常ゴム工業で使用される種々の薬剤等が使
用目的に応じて適宜配合される。
【0020】次に、本発明の具体例を説明する。
【0021】(実施例1)表1に示すH−NBR組成物
をバンバリーミキサーにて混練した後、カレンダーロー
ルにて圧延して未加硫ゴムシートとし、この未加硫シー
トを170℃で30分間加硫して加硫ゴムシートを得
た。この加硫ゴムシートの性質を表1および図2に示
す。また、この未加硫ゴムを背ゴム層2および歯ゴム層
3に用いて、図1に示すように、複数本の心糸1,1,
…が背ゴム層2に埋設されかつ歯布4がH−NBR組成
物を含有する接着剤によって複数の歯ゴム層3,3,…
に接着された歯付ベルトAを作製し、負荷耐久寿命およ
び耐熱走行寿命を調べた。その結果を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】その結果、EPRを共架橋した場合(図3
のデータ)に比べて屈曲疲労性および引裂強さが向上し
ており、なかでも引裂強さが一段と向上していた。ま
た、EPRでは硫黄成分の添加によって圧縮永久歪、耐
熱性および引張強さが低下したが、本発明例では低下し
なかった。そして、上記のデータより判断するに、硫黄
成分が0.4〜0.7重量部のときに特性が優れている
ことが判る。この範囲は、モル数に換算して有機過酸化
物の約2.5〜5倍のモル数に相当するものである。ま
た、歯付ベルトAの負荷耐久寿命は本実施例の方が比較
例に比べて数段優れており、しかも耐熱走行寿命は本発
明例の方が比較例に比べて硫黄成分が多いにもかかわら
ず低下していなかった。さらには、各試験後であっても
歯布4が歯ゴム層3に強固に接着していて剥離現象が見
られなかった。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン系共重合体から
なる水素化ゴム;100重量部、不飽和カルボン酸金属
塩;10〜100重量部、架橋剤としての有機過酸化
物;0.2〜10重量部および別の架橋剤としての硫黄
成分;0.4〜1.0重量部を含有し、かつ硫黄成分が
モル数に換算して有機過酸化物よりも多く含有せしめら
れた加硫性ゴム組成物にて背ゴム層および歯ゴム層を構
成し、さらに歯布を上記加硫性ゴム組成物と同系統の組
成物を含有する接着剤にて上記歯ゴム層に接着した。し
たがって、引張強さ、屈曲疲労性、引裂強さ、圧縮永久
歪および耐熱性を十分に向上させることができ、歯元や
背面にクラック等の破壊が生ずるのをできるだけ防止し
得て歯付ベルトの延命化を図ることができるとともに、
歯布と歯ゴム層との接着を強固にして歯布の剥離を確実
に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】歯付ベルトの縦断面図である。
【図2】メタクリル酸亜鉛を混合したH−NBRの有機
過酸化物に及ぼす硫黄成分の影響を表わすデータ図であ
る。
【図3】EPRの有機過酸化物に及ぼす硫黄成分の影響
を表わすデータ図である。
【符号の説明】
2…背ゴム層 3…歯ゴム層 4…歯布 A…歯付ベルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F16G 1/10 F16G 1/10 1/28 1/28 D (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 9/02 C08K 3/06 C08K 5/09 C08K 5/14 C08L 33/20 F16G 1/10 F16G 1/28

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン
    系共重合体からなる水素化ゴム;100重量部、不飽和
    カルボン酸金属塩;10〜100重量部、架橋剤として
    有機過酸化物;0.2〜10重量部および別の架橋剤
    としての硫黄成分;0.4〜1.0重量部を含有し、か
    つ硫黄成分がモル数に換算して有機過酸化物よりも多く
    含有せしめられた加硫性ゴム組成物にて背ゴム層および
    歯ゴム層が構成され、かつ歯布が上記加硫性ゴム組成物
    と同系統の組成物を含有する接着剤にて上記歯ゴム層に
    接着されていることを特徴とする歯付ベルト。
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