JP4796937B2 - Toothed belt - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動車用エンジンの内燃機関等に使用される歯付きベルトに関する。 The present invention relates to a toothed belt used in, for example, an internal combustion engine of an automobile engine.
近年、自動車エンジン等の内燃機関は小型化されつつあり、内燃機関において動力を伝達するために使用される歯付きベルトも細幅化されつつある。細幅化された歯付きベルトは、高い負荷が作用されるので、早期に歯欠けを起こすという問題がある。 In recent years, an internal combustion engine such as an automobile engine has been reduced in size, and a toothed belt used for transmitting power in the internal combustion engine has also been reduced in width. Since the narrowed toothed belt is subjected to a high load, there is a problem in that tooth loss occurs early.
従来、歯付きベルトの早期歯欠けを解消するために、歯ゴム層と、歯ゴム層の他方の面に設けられる背ゴム層と、歯ゴム層と背ゴム層との間に設けられ、心線が埋設された接着ゴム層とを備えた歯付きベルトにおいて、接着ゴム層に短繊維を配合することが試みられている(例えば特許文献1)。このような歯付きベルトは、歯元部分の強度が短繊維によって向上させられるので、歯付きベルトの歯欠けが防止される。 Conventionally, in order to eliminate early tooth chipping of a toothed belt, a tooth rubber layer, a back rubber layer provided on the other surface of the tooth rubber layer, and between the tooth rubber layer and the back rubber layer, In a toothed belt provided with an adhesive rubber layer in which wires are embedded, attempts have been made to blend short fibers into the adhesive rubber layer (for example, Patent Document 1). In such a toothed belt, since the strength of the root portion is improved by the short fibers, tooth chipping of the toothed belt is prevented.
また、水素化ニトリルゴムに、トリメチロールプロパンメタクリレート、不飽和カルボン酸金属塩、及びシリカが配合された原料ゴムが加硫成型されて形成された歯付きベルトが知られている(例えば特許文献2)。このような歯付きベルトは、ベルト全体の硬度が高められると共に、ゴム層と心線との接着性も高められ、これにより歯欠けが防止されている。 Further, a toothed belt formed by vulcanizing and molding a raw rubber in which trimethylolpropane methacrylate, an unsaturated carboxylic acid metal salt, and silica are blended with hydrogenated nitrile rubber is known (for example, Patent Document 2). ). In such a toothed belt, the hardness of the entire belt is increased and the adhesion between the rubber layer and the core wire is also improved, thereby preventing tooth chipping.
さらに、特許文献3、4に示すように、近年、ゴム材料の機械的強度、耐摩耗性特性を向上させるために、カルボキシル化ニトリルゴムや水素化カルボキシル化ニトリルゴムをゴム成分とする加硫用ゴム組成物が開発されている。
ところで、歯付きベルトは、内燃機関等において高温雰囲気下に晒されて使用されることがあるが、このような環境下では、歯の変形量が大きくなり、内部発熱量も大きくなるので、熱劣化しやすくなる。しかし、特許文献1に記載されるように、接着ゴム層に短繊維を配合しただけでは、高温雰囲気下における歯の変形量を充分に小さくすることができず、歯付きベルトの寿命を充分に延ばすことができない。 By the way, the toothed belt may be used by being exposed to a high temperature atmosphere in an internal combustion engine or the like, but in such an environment, the amount of tooth deformation becomes large and the internal heat generation amount also becomes large. It becomes easy to deteriorate. However, as described in Patent Document 1, just by adding short fibers to the adhesive rubber layer, the amount of tooth deformation under a high temperature atmosphere cannot be sufficiently reduced, and the life of the toothed belt is sufficiently increased. It cannot be extended.
また、特許文献2に記載されるように、不飽和カルボン酸金属塩、及びシリカが配合された水素化ニトリルゴムは、例えば高負荷・高温雰囲気下で使用した場合、耐久性が充分とはいえない。また、特許文献3、4に記載された加硫用ゴム組成物は、必ずしもベルトゴム材料に使用するのに適したものとは言えない。 In addition, as described in Patent Document 2, hydrogenated nitrile rubber compounded with an unsaturated carboxylic acid metal salt and silica, for example, has sufficient durability when used in a high load / high temperature atmosphere. Absent. Moreover, the rubber composition for vulcanization | cure described in patent document 3, 4 cannot necessarily be said to be suitable for using for a belt rubber material.
そこで、本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、原料ゴムの配合を改良し、高負荷・高温雰囲気下で使用されても、高い耐久性能を有する歯付きベルトを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a toothed belt having improved durability even when used in a high load / high temperature atmosphere by improving the composition of the raw rubber. For the purpose.
本発明に係る歯付きベルトは、水素化カルボキシル化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、及びα,β−エチレン性不飽和カルボン酸の金属塩を含む原料ゴムを加硫成型して得られる加硫ゴムがベルト本体の少なくとも一部を構成することを特徴とする。 The toothed belt according to the present invention is a vulcanized rubber obtained by vulcanizing and molding a raw rubber containing a hydrogenated carboxylated nitrile rubber, a hydrogenated nitrile rubber, and a metal salt of an α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid. Constitutes at least a part of the belt body.
また、本発明に係る歯付きベルトは、例えばベルトの一方の面に長手方向に沿って歯部および歯底部が交互に形成される歯ゴム層と、ベルトの他方の面に設けられる背ゴム層と、歯ゴム層と背ゴム層との間に埋設され、長手方向に延びる心線とを備える。そして、背ゴム層と、歯ゴム層の少なくともいずれかは原料ゴムを加硫成型して得られる。 In addition, the toothed belt according to the present invention includes, for example, a tooth rubber layer in which tooth portions and tooth bottom portions are alternately formed along the longitudinal direction on one surface of the belt, and a back rubber layer provided on the other surface of the belt. And a core wire embedded between the tooth rubber layer and the back rubber layer and extending in the longitudinal direction. Then, at least one of the back rubber layer and the tooth rubber layer is obtained by vulcanization molding of the raw rubber.
本発明に係る歯付きベルトは、例えば、ベルトの一方の面に長手方向に沿って歯部および歯底部が交互に形成される歯ゴム層と、ベルトの他方の面に設けられる背ゴム層と、歯ゴム層と背ゴム層との間に設けられた接着ゴム層と、接着ゴム層の内部に埋設され、長手方向に延びる心線とを備える。この場合、接着ゴム層と歯ゴム層の少なくともいずれかは原料ゴムを加硫成型して得られることが好ましい。 The toothed belt according to the present invention includes, for example, a tooth rubber layer in which a tooth portion and a tooth bottom portion are alternately formed along the longitudinal direction on one surface of the belt, and a back rubber layer provided on the other surface of the belt. And an adhesive rubber layer provided between the tooth rubber layer and the back rubber layer, and a core wire embedded in the adhesive rubber layer and extending in the longitudinal direction. In this case, it is preferable that at least one of the adhesive rubber layer and the tooth rubber layer is obtained by vulcanization molding of raw material rubber.
原料ゴムは、さらにシリカを含んでいたほうが良く、また短繊維を含んでいても良い。 The raw rubber should further contain silica and may contain short fibers.
本発明においては、原料ゴムに、水素化カルボキシル化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、及びα,β−エチレン性不飽和カルボン酸の金属塩を配合することにより、高負荷・高温雰囲気下で使用しても、高い耐久性能を有する歯付きベルトを提供することができる。 In the present invention, the raw rubber is blended with a hydrogenated carboxylated nitrile rubber, a hydrogenated nitrile rubber, and a metal salt of an α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid, so that it can be used in a high load / high temperature atmosphere. However, a toothed belt having high durability can be provided.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の実施形態である歯付ベルト10の一部を破断した斜視図を示す。歯付きベルト10は、後述する原料ゴムを加硫成型して形成された加硫ゴム体から成るベルト本体11を有し、ベルト本体11は、歯付ベルト10の上面側に設けられる歯ゴム層12と、背面側に設けられた背ゴム層13とから構成される。歯ゴム層12は、歯部14と歯底部15がベルト長手方向に交互に繰り返し設けられて構成される。歯ゴム層12と背ゴム層13の間には心線18が埋設されており、心線18はベルト長手方向に螺旋状に延びる。歯ゴム層12の歯部14および歯底部15の外表面12Aは帆布20によって覆われる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view in which a part of a
原料ゴムとしては、未加硫の水素添加ニトリルゴム(以下、HNBRという)及び水素添加カルボキシル化ニトリルゴム(以下、HXNBRという)、並びにα,β−エチレン性不飽和カルボン酸の金属塩の混合物であるマトリックスゴムに、シリカ、加硫剤、カーボンブラック、老化防止剤、可塑剤等を配合したものが使用される。 The raw rubber is a mixture of unvulcanized hydrogenated nitrile rubber (hereinafter referred to as HNBR) and hydrogenated carboxylated nitrile rubber (hereinafter referred to as HXNBR), and a metal salt of an α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid. A matrix rubber containing silica, vulcanizing agent, carbon black, anti-aging agent, plasticizer and the like is used.
シリカはマトリックスゴム100重量部に対して、例えば15〜40重量部、好ましくは25〜35重量部配合される。原料ゴムにシリカが配合されることにより、ベルト本体11の心線18に対する接着強度が高められると共に、ベルト本体11の硬度が向上させられ歯付きベルト10の耐久性を向上させることができる。
Silica is blended, for example, in an amount of 15 to 40 parts by weight, preferably 25 to 35 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the matrix rubber. By blending silica into the raw rubber, the adhesion strength of the
未加硫ゴムである原料ゴムのフローテストにおける流量は、一体成型するための充分な流れ性を確保するために1.0×10−3ml/s以上とすることが好ましい。なお、フローテストは、100℃、荷重40kgf/cm2、ダイス径×深さ:1mm×1mmの測定条件下で行われたものである。このような流れ性を確保するためには、HXNBRとしてムーニー粘度が相対的に低い低ムーニータイプのものが使用されることが好ましく、例えばムーニー粘度(ML1+4、100℃)が60以下のものが用いられる。
The flow rate of the raw rubber, which is an unvulcanized rubber, in the flow test is preferably 1.0 × 10 −3 ml / s or more in order to ensure sufficient flowability for integral molding. The flow test was conducted under measurement conditions of 100 ° C.,
マトリックスゴムにおいて、HXNBRの配合量はHNBRの配合量より少ないことが好ましく、HNBRとXHNBRとα,β−エチレン性不飽和カルボン酸の金属塩との合計重量に対する、HXNBRの重量比率は、例えば0.1〜0.6である。また、HNBRとXHNBRと上記金属塩との合計重量に対する、上記金属塩の重量比率は、例えば0.2〜0.4であることが好ましい。 In the matrix rubber, the blending amount of HXNBR is preferably smaller than the blending amount of HNBR, and the weight ratio of HXNBR to the total weight of HNBR, XHNBR, and metal salt of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid is, for example, 0. .1 to 0.6. Moreover, it is preferable that the weight ratio of the said metal salt with respect to the total weight of HNBR, XHNBR, and the said metal salt is 0.2-0.4, for example.
α,β−エチレン性不飽和カルボン酸金属塩は、α,β−エチレン性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、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸としては例えばアクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等のジカルボン酸が使用され、好ましくはメタクリル酸が使用される。金属としては例えば亜鉛、マグネシウム、カルシウム、バリウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、錫、鉛等が使用され、好ましくは亜鉛が使用される。そして、例えば上記金属塩としてはジメタクリル酸亜鉛が使用される。 The α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid metal salt is obtained by ion-bonding α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid and metal, and examples of the α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid include acrylic acid. , Monocarboxylic acids such as methacrylic acid, and dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid and the like, preferably methacrylic acid is used. As the metal, for example, zinc, magnesium, calcium, barium, titanium, chromium, iron, cobalt, nickel, aluminum, tin, lead and the like are used, and zinc is preferably used. For example, zinc dimethacrylate is used as the metal salt.
図2および図3は、それぞれ歯付きベルト10の製造過程を順に示すもので、図3において対応する部分には、図1と同符号が記されている。図2に示すように、歯付きベルト10の製造方法においては、まず円筒形状を呈し、外表面が歯形に形成され凹部26および凸部27を有する歯付きモールド(金型)28が用意され、歯付きモールド(金型)28には、帆布20’が巻き付けられる。帆布の上には、心線18’が螺旋状に巻き付けられ、心線18’の上には、さらに未加硫ゴムシート11’が巻き付けられる。ゴムシートは、未加硫ゴムである原料ゴムがシート状に形成されたものである。
2 and 3 show the manufacturing process of the
これらのゴムシート等が取り付けられた歯付きモールド28は、加硫釜(図示せず)内に収容される。加硫釜内において、歯付きモールド28は、例えば蒸気により温度が上昇させられるとともに、加硫釜内に設けられた加硫バッグ等によって外側から内側に向けて圧力が付勢される。加熱によりゴムシート11’は流動性が増し、かつ加圧により内側に押圧され、心線18’と心線18’の間から凹部26に流入させられると共に、加硫成型され歯ゴム層と背ゴム層を有するベルトスラブ10’が得られる。このベルトスラブ10’は、歯付きモールド28から取り外され研磨後裁断されることにより、歯付きベルト10(図1参照)となる。
The toothed mold 28 to which these rubber sheets and the like are attached is accommodated in a vulcanizer (not shown). In the vulcanizer, the temperature of the
本実施形態においては、原料ゴムにHXNBR、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸金属塩が配合されることで、加硫剤以外の架橋を形成することができるため、ベルトの負荷性能、特に高温下における負荷性能を高めることが可能になる。また、原料ゴムにシリカが配合されることにより、心線とベルト本体との接着性が増し、さらに高負荷性能が高められる。また、HXNBRに低ムーニー粘度のものを用いることにより、ゴム原料の流動性を増すことができるので、本実施形態のように、一体成型により製造することも可能である。 In the present embodiment, HXNBR, α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid metal salt is blended with the raw rubber so that crosslinking other than the vulcanizing agent can be formed. It becomes possible to improve the load performance under high temperature. In addition, by adding silica to the raw rubber, the adhesion between the core wire and the belt body is increased, and the high load performance is further enhanced. Moreover, since the fluidity | liquidity of a rubber raw material can be increased by using a thing with low Mooney viscosity for HXNBR, it is also possible to manufacture by integral molding like this embodiment.
なお、本実施形態にベルト本体11を構成した原料ゴムは、ベルト全体を構成していなくても良く、例えば歯ゴム層の全体又は一部を構成していても良い。また、歯ゴム層全体と、背ゴム層の一部を構成していても良い。このような場合、製造方法においては、例えばゴムシートの上に、上記原料ゴムとは異なる配合の背ゴムシートがさらに巻き付けられる。なお、背ゴムシートの原料ゴムとしては、水素添加ニトリルゴムに加硫剤、及びその他の各種添加剤が含有されているが、シリカ、短繊維は配合されていない。
In addition, the raw rubber which comprised the belt
また、ベルト本体11の全体、又はベルト本体11の一部には、多数の短繊維が均等に混入されていても良い。短繊維としては、例えばアラミド短繊維、ナイロン短繊維、ポリエステル短繊維等が使用される。
Further, a large number of short fibers may be evenly mixed in the
図4は本発明の第2の実施形態の歯付きベルト30を示す。第2の実施形態では、ベルト本体31は、歯ゴム層32、接着ゴム層33、背ゴム層34により一体的に形成される。歯ゴム層32は、ベルトの一方の面に設けられ、長手方向に沿って歯部35および歯底部36が交互に一体的に形成される。歯ゴム層32の歯部35および歯底部36の外表面32Aは帆布40によって覆われる。
FIG. 4 shows a
背ゴム層34は、ベルトの他方の面に設けられると共に、接着ゴム層33は、歯ゴム層32と背ゴム層34の間に設けられる。接着ゴム層33の内部には、螺旋状に巻き付けられ、ベルトの長手方向に沿って延びる心線41が埋設される。接着ゴム層33の上面33Aは、歯部32の中央部において上側に膨らみ歯部32内に侵入するとともに、その他の部分においては背ゴム層34の背面34Bと略平行に設けられる。
The
歯ゴム層32及び接着ゴム層33は、上述した第1の実施形態と同様の原料ゴムが加硫されて得られるものである。すなわち、本実施形態における原料ゴムは、未加硫のHNBR及びHXNBR、並びにα,β−エチレン性不飽和カルボン酸の金属塩の混合物であるマトリックスゴムに、シリカ、加硫剤、及びその他の各種添加剤が配合されたものが使用される。但し、歯ゴム層32及び接着ゴム層33の原料ゴムは、本実施形態では、流れ性が良くなくても良い。したがって、原料ゴムのフローテストにおける流量を、第1の実施形態のように大きくする必要はなく、原料ゴムに配合されるHXNBRとしてムーニー粘度が相対的に低い低ムーニータイプのものが使用される必要もない。更に歯ゴム層に用いる原料ゴムは、HXNBRやシリカが入っていなくても良い。
The
背ゴム層34の原料ゴムは、HNBRに加硫剤、及びその他の各種添加剤が配合されて構成されるが、シリカ、短繊維等は配合されていない。
The raw rubber for the
図5および図6は、それぞれ歯付きベルト30の製造過程を順に示すもので、それぞれ対応する部分には、図4と同符号が記されている。図5は、歯付きモールド(金型)28に予成型帆布56、心線41’、接着ゴムシート33’、背ゴムシート34’を巻き付ける工程を示す。なお、歯ゴムシート32’、接着ゴムシート33’、及び背ゴムシート34’は、それぞれ歯ゴム層32、接着ゴム層33、背ゴム層34の原料ゴムがシート状に形成されたものである。
FIG. 5 and FIG. 6 show the manufacturing process of the
歯付きベルト30の製造においては、まず予成型帆布56が用意される。予成型帆布56は、帆布40’が歯形に沿うように予め成型され、その後、歯ゴムシート32’が帆布40’に押圧され接着されることにより形成される。
In manufacturing the
歯付きモールド28は円筒形状を有し、その外表面は歯形に形成され凹部26および凸部27を有する。歯付きモールド28の外表面には、予成型帆布56が、その凸部57がモールドの凹部26に合うように巻き付けられる。
The
予成型帆布56が巻き付けられた後、予成型帆布56の歯ゴムシート32’の上面に心線41’が螺旋状に巻き付けられ、その心線41’の上には接着ゴムシート33’、背ゴムシート34’がこの順に巻き付けられる。
After the preformed
これらのゴムシート等が取り付けられた歯付きモールド28は、加硫釜(図示せず)内に収容される。加硫釜内において、歯付きモールド28は、例えば蒸気により温度が上昇させられるとともに、加硫釜内に設けられた加硫バッグ等によって外側から内側に向けて圧力が付勢される。
The
この加熱によりゴムシート32’、33’、34’は流動性を増し、また、ゴムシート33’、34’は加圧により内側に押圧される。これにより、図4に示すように接着ゴムシート33’は、心線41’と心線41’の間から内側に流入させられる。加圧加熱によって、ゴムシート32’、33’、34’は、加硫させられ、ゴムシート32’、33’、34’は互いに接着させられ一体化されると共に、接着ゴムシート33’内に心線41’が完全に埋設される。これにより、加硫ゴムから形成されるベルトスラブ30’が得られ、このベルトスラブ10’は、歯付きモールド28から取り外され研磨後裁断されることにより、歯付きベルト10(図1参照)となる。なお、歯ゴムシート32’、接着ゴムシート33’、背ゴムシート34’は、歯付きベルト30において、それぞれ歯ゴム層32、接着ゴム層33、背ゴム層34となる。
By this heating, the
以上のように本実施形態では、ゴムシートが接着された帆布を予め歯形に予成型しておくことにより、ゴムシートの流動性が良くなくても歯付きベルトを成型性良く製造することができるので、原料ゴムの配合の選択の幅を広げることができる。 As described above, in this embodiment, by pre-molding the canvas to which the rubber sheet is bonded into a tooth shape, a toothed belt can be manufactured with good moldability even if the fluidity of the rubber sheet is not good. Therefore, the range of selection of the raw rubber compounding can be expanded.
図7は、本発明の第3の実施形態の歯付きベルトを示す。以下、第3の実施形態について、第2の実施形態との相違点を説明する。なお、第3の実施形態において、第2の実施形態と同部材には同符号を付す。 FIG. 7 shows a toothed belt according to a third embodiment of the present invention. Hereinafter, a difference between the third embodiment and the second embodiment will be described. In the third embodiment, the same members as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals.
本実施形態の歯付きベルト30は、歯ゴム層32及び接着ゴム層33それぞれに、多数の短繊維50、51が混入されている点を除いて、第2の実施形態の歯付きベルトと同様である。短繊維50は、歯ゴム層32内に規則的に分布させられ、歯ゴム層32の表面32Aに沿って配向される。また、接着ゴム層に混入される短繊維51はベルトの厚さ方向に配向される。なお、歯ゴム層、接着ゴム層に混入される短繊維50、51は他の方向に配向されていても良い。
The
歯ゴム層32及び接着ゴム層33に混入される短繊維50、51は例えば変性ナイロンミクロファイバー、アラミド短繊維、ナイロン短繊維、又はポリエステル短繊維等である。歯ゴム層32に混入される短繊維50は、接着ゴム層33に混入される短繊維51と同一の材質のものであっても良いし、異なるものであっても良い。短繊維50、51は、アラミド短繊維である場合、マトリックスゴム100重量部に対して、例えば1〜10重量部、さらに好ましくは1〜5重量部配合される。なお、短繊維50、51は、ナイロンミクロファイバーである場合、歯ゴム層32、接着ゴム層33において規則的に配向されず、ランダムに分布させられていても良い。
The
以下、比較例と共に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and an Example is given with a comparative example, this invention is not limited at all by these Examples.
[実施例1]
実施例1の歯付きベルトは、第2の実施形態に係る歯付きベルトの実施例であって、背ゴムシート、接着ゴムシート、歯ゴムシートの厚さは、それぞれ1mm,1mm,1.7mmであった。実施例1の歯付きベルトは、実施形態にあるように、歯付きモールドに歯ゴムシートが接合された予成型帆布、心線、接着ゴムシート、背ゴムシートを順に巻き付けてこれらを加硫成型して得た。また、心線及び帆布には、それぞれ材質ガラス、アラミドのものを使用した。また、表1、2に示すように、実施例1では、歯ゴム層、接着ゴム層、背ゴム層の原料ゴムとしては、それぞれ原料ゴムA、原料ゴムA、原料ゴムEを用いた。
[Example 1]
The toothed belt of Example 1 is an example of the toothed belt according to the second embodiment, and the thicknesses of the back rubber sheet, the adhesive rubber sheet, and the tooth rubber sheet are 1 mm, 1 mm, and 1.7 mm, respectively. Met. As in the embodiment, the toothed belt of Example 1 is formed by sequentially winding a pre-formed canvas, a core wire, an adhesive rubber sheet, and a back rubber sheet in which a tooth rubber sheet is joined to a toothed mold, and vulcanizing these. I got it. The core wire and canvas were made of glass and aramid, respectively. Further, as shown in Tables 1 and 2, in Example 1, raw rubber A, raw rubber A, and raw rubber E were used as raw rubbers for the tooth rubber layer, the adhesive rubber layer, and the back rubber layer, respectively.
歯ゴム層、接着ゴム層に使用した原料ゴムAは、HXNBR、HNBR、及びジメタクリル酸亜鉛が配合されたゴムマトリックスに、シリカ等各種添加剤を配合して得られた原料ゴムであった。背ゴム層に使用した原料ゴムEは、ジメタクリル酸亜鉛が配合されたHNBRのゴムマトリックスに、表1に示す各種添加剤を配合して得られた原料ゴムであって、シリカ、短繊維、HXNBRが配合されていなかった。歯付きベルトは、そのベルト幅が19.1mm、周長さが876.3mm、歯数が92であった。 The raw rubber A used for the tooth rubber layer and the adhesive rubber layer was a raw rubber obtained by blending various additives such as silica in a rubber matrix in which HXNBR, HNBR, and zinc dimethacrylate were blended. The raw rubber E used for the back rubber layer is a raw rubber obtained by blending various additives shown in Table 1 with a rubber matrix of HNBR in which zinc dimethacrylate is blended, and silica, short fibers, HXNBR was not blended. The toothed belt had a belt width of 19.1 mm, a circumferential length of 876.3 mm, and a number of teeth of 92.
[実施例2]
実施例2の歯付きベルトは、第3の実施形態に係る歯付きベルトであって、歯ゴム層、接着ゴム層の原料ゴムとして原料ゴムBを用い、それ以外は、実施例1と同様の構成とした。すなわち、実施例2では歯ゴム層、接着ゴム層にアラミド短繊維を配合した以外は実施例1と同様に実施した。
[Example 2]
The toothed belt of Example 2 is a toothed belt according to the third embodiment, and the raw rubber B is used as the raw rubber of the tooth rubber layer and the adhesive rubber layer, and other than that, the same as in Example 1 The configuration. That is, in Example 2, it implemented like Example 1 except having mix | blended the aramid short fiber with the tooth rubber layer and the adhesive rubber layer.
[実施例3]
実施例3の歯付きベルトは、第3の実施形態に係る歯付きベルトであって、歯ゴム層、接着ゴム層の原料ゴムとして原料ゴムCを用い、それ以外は、実施例2と同様の構成とした。すなわち、実施例1、2では、接着ゴム層、歯ゴム層のHXNBRとしてムーニー粘度48の低ムーニータイプを用いたが、実施例3では、HXNBRとして、ムーニー粘度81である標準タイプを用いた。
[Example 3]
The toothed belt of Example 3 is a toothed belt according to the third embodiment, and the raw material rubber C is used as the raw rubber of the tooth rubber layer and the adhesive rubber layer, and the rest is the same as in Example 2. The configuration. That is, in Examples 1 and 2, a low Mooney type having a Mooney viscosity of 48 was used as the HXNBR for the adhesive rubber layer and the tooth rubber layer. In Example 3, a standard type having a Mooney viscosity of 81 was used as the HXNBR.
[実施例4]
実施例4の歯付きベルトでは、接着ゴム層、歯ゴム層の原料ゴムとして原料ゴムDを用い、それ以外は、実施例3と同様の構成を有するベルトとした。すなわち、接着ゴム層、歯ゴム層は、アラミド短繊維の種類が異なる点を除いて実施例3と同一の配合であった。
[Example 4]
In the toothed belt of Example 4, the raw rubber D was used as the raw rubber for the adhesive rubber layer and the tooth rubber layer, and the belt having the same configuration as that of Example 3 was used except that. That is, the adhesive rubber layer and the tooth rubber layer were the same as in Example 3 except that the types of aramid short fibers were different.
[比較例1]
比較例1の歯付きベルトは、歯ゴム層、接着ゴム層の原料ゴムとしてHXNBRが配合されていない原料ゴムFを用い、背ゴム層には実施例1と同様に原料ゴムEを用いた。
[Comparative Example 1]
In the toothed belt of Comparative Example 1, the raw rubber F not containing HXNBR was used as the raw rubber for the tooth rubber layer and the adhesive rubber layer, and the raw rubber E was used for the back rubber layer in the same manner as in Example 1.
なお、表1においける※1〜6は以下の通りである。
※1 HNBRポリマーは水素添加率99%のHNBRであった。
※2 HXNBRポリマー(1)は、ムーニー粘度(ML1+4,100℃)が48の低ムーニータイプであって、水素添加率96%のものを用いた。
※3 HXNBRポリマー(2)は、ムーニー粘度(ML1+4,100℃)が81の標準タイプであって、水素添加率93%のものを用いた。
※4 ZDMAポリマー(1)は、HNBRとジメタクリル酸亜鉛の重量比が83:17であり、HNBRの水素添加率は96%であった。
※5 ZDMAポリマー(2)は、HNBRとジメタクリル酸亜鉛の重量比が55:45であり、HNBRの水素添加率は99%であった。
※6 原料ゴムB、Cにはパラ系のアラミド繊維を用い、原料ゴムDにはメタ系のアラミド繊維を用いた。また、原料ゴムFにもメタ系のアラミド繊維を用いた。
In addition, * 1-6 in Table 1 are as follows.
* 1 HNBR polymer was HNBR with a hydrogenation rate of 99%.
* 2 The HXNBR polymer (1) was a low Mooney type with a Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) of 48 and a hydrogenation rate of 96%.
* 3 The HXNBR polymer (2) was a standard type having a Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C.) of 81 and a hydrogenation rate of 93%.
* 4 In ZDMA polymer (1), the weight ratio of HNBR to zinc dimethacrylate was 83:17, and the hydrogenation rate of HNBR was 96%.
* 5 In ZDMA polymer (2), the weight ratio of HNBR to zinc dimethacrylate was 55:45, and the hydrogenation rate of HNBR was 99%.
* 6 Para-aramid fibers were used for the raw rubbers B and C, and meta-aramid fibers were used for the raw rubber D. Further, a meta-aramid fiber was also used for the raw rubber F.
[原料ゴムの物性評価]
各原料ゴムA〜D、Fについては、加硫温度160℃、圧力150気圧で、20分間プレス加硫してゴムサンプルを形成し、各ゴムサンプルについて、ゴム硬さ及びモジュラスを測定し、原料ゴムの物性評価を行った。なお、ゴム硬さ及びモジュラスの測定は、25℃、120℃の両条件で行った。なお、原料ゴムA〜D、Fから形成されたゴムサンプルでは、アラミド短繊維を所定の方向に配向させた。
[Evaluation of physical properties of raw rubber]
For each of the raw rubbers A to D and F, a rubber sample is formed by press vulcanization at a vulcanization temperature of 160 ° C. and a pressure of 150 atm for 20 minutes, and the rubber hardness and modulus of each rubber sample are measured. The physical properties of the rubber were evaluated. The rubber hardness and modulus were measured under both conditions of 25 ° C. and 120 ° C. In the rubber samples formed from the raw rubbers A to D and F, the aramid short fibers were oriented in a predetermined direction.
モジュラス測定は、各ゴムサンプルを伸び率20%(元のサンプルの長さを100%としたとき)で引っ張ったときの引張力(MPa)を測定することにより行なった。なお、本測定はJIS K6251に基づき行なった。なお、原料ゴムA〜D、Fでは、引っ張り方向が短繊維の配向されている方向と同じであった。また、ゴム硬さは、25℃においてJIS K6253 TypeAによって測定されたデュロメータ硬さ(Hs25)、及び120℃においてJIS K6253 TypeAによって測定されたデュロメータ硬さ(Hs120)である。 The modulus was measured by measuring the tensile force (MPa) when each rubber sample was pulled at an elongation of 20% (when the original sample length was 100%). This measurement was performed based on JIS K6251. In the raw rubbers A to D and F, the pulling direction was the same as the direction in which the short fibers were oriented. The rubber hardness is a durometer hardness (Hs 25 ) measured by JIS K6253 Type A at 25 ° C. and a durometer hardness (Hs 120 ) measured by JIS K6253 Type A at 120 ° C.
また、未加硫の原料ゴムA〜D、Fはフローテストを行い、流量を測定した。流量測定は、径が1mm、深さが1mmのダイスの中に未加硫ゴムを充填し、100℃、5分間で加熱した後、荷重40kgf/cm2で、未加硫ゴムを開口から押し出したときの流量を測定することにより行った。 The unvulcanized raw rubbers A to D and F were subjected to a flow test to measure the flow rate. For flow measurement, unvulcanized rubber is filled in a die with a diameter of 1 mm and a depth of 1 mm, heated at 100 ° C. for 5 minutes, and then unvulcanized rubber is extruded from the opening with a load of 40 kgf / cm 2. The measurement was performed by measuring the flow rate.
表1から明らかなように原料ゴムA〜Dと、原料ゴムFのゴム硬さは、略同一であることが理解できる。一方、アラミド短繊維を配合した原料ゴムB〜Dのモジュラスは、同様にアラミド短繊維を配合した原料ゴムFより高いことが理解できる。すなわち、原料ゴムA〜Dは、HXNBRを原料ゴムに配合することにより、高硬度で高い強度を有することが理解できる。また、低ムーニーポリマーのHXNBRを用い、かつ短繊維が配合されない原料ゴムAは、フローテストにおける流量が高くなり、充分な流れ性を確保することができた。 As is clear from Table 1, it can be understood that the rubber hardness of the raw rubbers A to D and the raw rubber F is substantially the same. On the other hand, it can be understood that the modulus of the raw rubbers B to D blended with the aramid short fibers is higher than that of the raw rubber F blended with the aramid short fibers. That is, it can be understood that the raw rubbers A to D have high hardness and high strength by blending HXNBR into the raw rubber. In addition, the raw rubber A using the low Mooney polymer HXNBR and containing no short fibers has a high flow rate in the flow test, and has sufficient flowability.
[サーボパルサー試験]
実施例1〜4、比較例1について、サーボパルサー試験を行い、歯付きベルトの耐久性評価を実施した。サーボパルサー試験は、図8に示すサーボパルサー試験機74を用いて行なった。サーボパルサー試験機74は、歯付きベルトの歯形に対応する凹凸形状を有する金属製チップ75と、クランプ77を備える。評価試験には歯付きベルトの10歯を部分的に採取した試験片76を用いる。なお、試験片76は上下方向に延び、上端を固定させるとともに、試験片76の下端の1歯76aを金属製チップ75に噛み合わせる。金属製チップ75と試験片76の下端は、クランプ77によって左右から動かないように挟み込まれる。なお、試験は200℃の雰囲気下で行われた。
[Servo pulser test]
About Examples 1-4 and the comparative example 1, the servo pulsar test was done and durability evaluation of the toothed belt was implemented. The servo pulser test was performed using a
金属製チップ75と試験片76を挟み込んだクランプ77には、下方向に周期的に0から0.4kNまで正弦波の荷重が負荷され、正弦波の周波数は、1Hzであった。本試験においては、1歯76aの破断までの正弦波の周期回数(サイクル数)が測定された。1歯76aの破断までの荷重のサイクル数を図9の横軸に示す。
A
図9から明らかなように、比較例1に比べ、実施例1〜4は破断までのサイクル数が多く、耐久性に優れていることが理解できる。これは、実施例1〜4は、ベルト本体に、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸、シリカ及びHNBRに加えHXNBRを加えたため、高負荷・高温条件下における耐久性能が上昇したものと理解できる。 As can be seen from FIG. 9, compared with Comparative Example 1, it can be understood that Examples 1 to 4 have a large number of cycles to break and are excellent in durability. It is understood that in Examples 1 to 4, the durability performance under high load / high temperature conditions was increased because HXNBR was added to the belt body in addition to α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid, silica and HNBR. it can.
10、30 歯付きベルト
11、31 ベルト本体
12、32 歯ゴム層
13、34 背ゴム層
18、41 心線
20、40 帆布
33 接着ゴム層
10, 30
Claims (9)
前記原料ゴムには、短繊維が混入されており、
水素化カルボキシル化ニトリルゴムの配合量は、水素化ニトリルゴムの配合量より少なく、かつ、水素化カルボキシル化ニトリルゴムと水素化ニトリルゴムとα,β−エチレン性不飽和カルボン酸の金属塩との合計重量に対する、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸の金属塩の重量比率は、0.2〜0.4であることを特徴とする歯付きベルト。 Vulcanized rubber obtained by vulcanization molding of raw rubber containing hydrogenated carboxylated nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, and metal salt of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid constitutes at least a part of the belt body as well as,
The raw rubber is mixed with short fibers,
The blending amount of the hydrogenated carboxylated nitrile rubber is less than the blending amount of the hydrogenated nitrile rubber, and the hydrogenated carboxylated nitrile rubber, the hydrogenated nitrile rubber, and the metal salt of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid. A toothed belt , wherein the weight ratio of the metal salt of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid to the total weight is 0.2 to 0.4 .
前記原料ゴムは、水素化カルボキシル化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、及びα,β−エチレン性不飽和カルボン酸の金属塩を含み、かつ短繊維が混入されており、The raw rubber contains a hydrogenated carboxylated nitrile rubber, a hydrogenated nitrile rubber, and a metal salt of an α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid, and is mixed with short fibers,
水素化カルボキシル化ニトリルゴムの配合量は、水素化ニトリルゴムの配合量より少なく、かつ、水素化カルボキシル化ニトリルゴムと水素化ニトリルゴムとα,β−エチレン性不飽和カルボン酸の金属塩との合計重量に対する、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸の金属塩の重量比率は、0.2〜0.4であること特徴とする歯付きベルトの製造方法。The blending amount of the hydrogenated carboxylated nitrile rubber is less than the blending amount of the hydrogenated nitrile rubber, and the hydrogenated carboxylated nitrile rubber, the hydrogenated nitrile rubber, and the metal salt of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid. The method for producing a toothed belt, wherein the weight ratio of the metal salt of the α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid to the total weight is 0.2 to 0.4.
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