JP5315355B2

JP5315355B2 - 伝動ベルト用ゴム組成物及びそれを用いた伝動ベルト

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Application number: JP2010534660A
Authority: JP
Inventors: 茂樹奥野
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Description

本発明は、伝動ベルト用ゴム組成物及びそれを用いた伝動ベルトに関する。

近年、伝動ベルトは高負荷伝動が可能であることが要求されている。

高負荷伝動を行う伝動ベルトとして、エチレン−α−オレフィンエラストマーを原料ゴムとしてこれに不飽和カルボン酸金属塩が配合されたゴム組成物でベルト本体を形成することが行われている。

特許文献１には、主鎖が完全飽和ゴムである合成ゴムを原料ゴムとして、この原料ゴムに有機過酸化物及びエチレン性不飽和カルボン酸金属塩を配合した伝動ベルト用ゴム組成物が開示されている。

特許文献２には、エチレン含量が５０〜６５質量％のＥＰＤＭを原料ゴムとして、この原料ゴム１００質量部に対して不飽和カルボン酸金属塩を３２〜１００質量部が配合された伝動ベルト用ゴム組成物が開示されている。

特許文献３には、エチレン−α−オレフィンエラストマーを原料ゴムとして、この原料ゴム１００質量部に対して不飽和カルボン酸金属塩が１〜３０質量部配合された伝動ベルト用ゴム組成物が開示されている。

特開平４−３３９８４３号公報国際公開第９７／２２６６２号パンフレット国際公開第９６／１３５４４号パンフレット

本発明は、ベルト走行による摩擦係数の経時変化の小さいゴム組成物で伝動ベルトのプーリ接触部分を形成することにより、長期に亘って安定して高負荷伝動を行うことを目的とする。

本発明の伝動ベルト用ゴム組成物は、エチレン含量が６６〜８５質量％のエチレンプロピレンジエンモノマーゴム（以下、「ＥＰＤＭ」という）、エチレンブテンコポリマー（以下、「ＥＢＭ」という）、及びエチレンオクテンコポリマー（以下、「ＥＯＭ」という）の少なくとも１種類を合計で５質量％以上４０質量％未満含むエチレン−α−オレフィンエラストマー１００質量部に対し、α，β−不飽和カルボン酸金属塩３２〜１００質量部が配合され、エチレン−α−オレフィンエラストマー以外のエラストマーが配合されていない又は１０質量部未満が配合され、上記エチレン−α−オレフィンエラストマーに含まれるＥＰＤＭの平均エチレン含量が６６〜８５質量％であることを特徴とする。

また、本発明の伝動ベルト用ゴム組成物は、上記エチレン−α−オレフィンエラストマーはエチレンプロピレンゴム（以下、「ＥＰＭ」という）を５〜９５質量％含むことが好ましい。

本発明の伝動ベルトは、上記伝動ベルト用ゴム組成物でプーリ接触部分が形成されたものである。

本発明によれば、伝動ベルト用ゴム組成物は、エチレン含量が６６〜８５質量％のＥＰＤＭ、ＥＢＭ、及びＥＯＭの少なくとも１種類を合計で５質量％以上４０質量％未満含むエチレン−α−オレフィンエラストマー１００質量部に対し、α，β−不飽和カルボン酸金属塩３２〜１００質量部が配合されている一方で、エチレン−α−オレフィンエラストマー以外のエラストマーが配合されていない又はその配合量が１０質量部未満と少ないので、ベルト走行による摩擦係数の経時変化が小さくなる。また、本発明の伝動ベルトは係る伝動ベルト用ゴム組成物でプーリ接触部分が形成されているので、長期に亘って安定して高負荷伝動を行うことができる。

実施形態に係る平ベルトの斜視図である。他の実施形態に係る平ベルトの斜視図である。耐熱走行試験及び耐寒走行試験のベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。摩擦係数測定装置を示す図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、実施形態に係る平ベルトＢを示す。この平ベルトＢは、高負荷伝動用途に好適に用いられるものであり、具体的用途としては、例えば、送風機やコンプレッサーや発電機の駆動伝達用途等が挙げられる。この平ベルトＢは、例えば、ベルト周長６０〜４０００ｍｍ、ベルト幅３〜１００ｍｍ及びベルト厚さ０．３〜１０ｍｍに形成されている。

まず、平ベルトＢを形成している伝動ベルト用ゴム組成物について詳細に説明する。

＜伝動ベルト用ゴム組成物＞
ベルト本体ゴム層１１を形成する伝動ベルト用ゴム組成物（以下、伝動ベルト用ゴム組成物Ｒとする。）は、原料ゴムがエチレン−α−オレフィンエラストマーであり、そのエチレン−α−オレフィンエラストマーはエチレン含量が６６〜８５質量％のＥＰＤＭ、ＥＢＭ、及びＥＯＭの少なくとも１種類を合計で５質量％以上４０質量％未満含んでいる。伝動ベルト用ゴム組成物Ｒは、エチレン−α−オレフィンエラストマー中のエチレン含量が６６〜８５質量％のＥＰＤＭ、ＥＢＭ、及びＥＯＭの合計量が５質量％よりも小さいときはベルト走行による摩擦係数の経時安定性が悪くなり、一方、４０質量％以上であるときは耐寒性が悪くなる。

エチレン含量が６６〜８５質量％のＥＰＤＭとしては、例えば、ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ社製のＮｏｒｄｅｌＩＰ４７７０Ｒ（エチレン含量７０質量％）、Ｎｏｒｄｅｌ４８２０Ｐ（エチレン含量８５質量％）、ＪＳＲ社製のＥＰ５７Ｆ（エチレン含量６６質量％）、ＥＰ５１（エチレン含量６７質量％）、Ｌａｎｘｅｓｓ社製のＢｕｎａＥＰＧ６４７０（エチレン含量７０質量％）等が挙げられる。

ＥＢＭとしては、例えば、ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ社製のエンゲージ７４４７、エンゲージ７２７０等が挙げられる。

ＥＯＭとしては、例えば、ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ社製のエンゲージ８１３０、エンゲージ８００３等が挙げられる。

エチレン−α−オレフィンエラストマーに含まれるエラストマーのうち、エチレン含量が６６〜８５質量％のＥＰＤＭ、ＥＢＭ、及びＥＯＭ以外のエラストマーとしては、例えば、エチレン含量が６６質量％未満のＥＰＤＭ、ＥＰＭ等が挙げられる。これらのうち、エチレン−α−オレフィンエラストマーには、ＥＰＭを５〜９５質量％含まれていることが好ましく、５〜９０質量％であることがより好ましく、５〜７０質量％であることがさらに好ましい。伝動ベルト用ゴム組成物Ｒは、ＥＰＭを５〜９５質量％含んだエチレン−α−オレフィンエラストマーで原料ゴムが形成されているので、より優れた経時安定性を得ることができる。

ＥＰＭとしては、例えば、ＪＳＲ社製のＥＰ１１、住友化学社製のエスプレン２０１等が挙げられる。

エチレン−α−オレフィンエラストマーに含まれているＥＰＤＭは、平均エチレン含量は６６〜８５質量％であることが好ましい。ここで、ＥＰＤＭの平均エチレン含量とは、各ＥＰＤＭのエチレン含量にそのＥＰＤＭの質量百分率を乗じたものの総和を意味する。

伝動ベルト用ゴム組成物Ｒは、エチレン−α−オレフィンエラストマーのみで構成されていてもよいが、親水性その他の性質を付与する目的でエチレン−α−オレフィンエラストマー以外のエラストマーを含んでいてもよい。伝動ベルト用ゴム組成物Ｒがエチレン−α−オレフィンエラストマー以外のエラストマーを含んでいる場合、その配合量はエチレン−α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して１０質量部未満である。エチレン−α−オレフィンエラストマー以外のエラストマーの配合量が多いとエチレン−α−オレフィンエラストマーが本来有する機械特性や耐久性に悪影響を及ぼす虞があるが、伝動ベルト用ゴム組成物Ｒではその配合量がエチレン−α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して１０質量部未満であるので、そのような悪影響は生じない。

エチレン−α−オレフィンエラストマー以外のエラストマーとしては、例えば、水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ），クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）、エピクロロヒドリン（ＥＣＯ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）等が挙げられる。

伝動ベルト用ゴム組成物Ｒには、共架橋剤として、α，β−不飽和カルボン酸金属塩が配合されている。α，β−不飽和カルボン酸金属塩の配合量は、エチレン−α−オレフィンエラストマー１００質量部に対して３２〜１００質量部であり、３２〜８０質量部であることが好ましく、３２〜７０質量部であることがより好ましい。α，β−不飽和カルボン酸金属塩の配合量が３２質量部よりも少ないと弾性率が十分に得られず、高負荷伝動が不安定となる。一方、１００質量部よりも多いと耐曲疲労性が悪くなってクラックが発生し、ベルトが分解する虞がある。

α，β−不飽和カルボン酸金属塩としては、例えば、ジメタクリル酸亜鉛、ジメタクリル酸マグネシウム、ジアクリル酸亜鉛等が挙げられる。α，β−不飽和カルボン酸金属塩は、例えば、精工化学社製のハイクロスＺＴ、Ｓａｒｔｏｍｅｒ社製のＳＲ６３６等に含まれている。

伝動ベルト用ゴム組成物Ｒに配合される配合剤のうち、α，β−不飽和カルボン酸金属塩以外の配合剤としては、例えば、架橋剤、架橋助剤、架橋促進剤、老化防止剤、補強材、充填材、増強剤、可塑剤、加工助剤、安定剤、着色剤等が挙げられる。なお、各配合剤については、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。

また、伝動ベルト用ゴム組成物Ｒには、短繊維が含まれていてもよい。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、綿短繊維、カーボン短繊維等が挙げられる。短繊維については、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、いずれでもよい。短繊維の含有量は、例えば、原料ゴム１００質量部に対して１〜１０質量部であり、２〜５質量部であることが好ましい。また、短繊維は、例えば繊維長が１〜５ｍｍである。この短繊維は、ベルト幅方向に配向するように配されていることが好ましい。これによりベルト成形時にゴムが過剰に流動して心線１２の配置が乱れるのを抑止することができる。短繊維は、例えば、ＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する処理やゴム糊に浸漬した後に乾燥させる処理等の接着処理が行われていてもよい。なお、心線１２の配置の乱れを防ぐために短繊維を配合する観点からは、心線１２を保持しているゴム層以外のゴム層には、短繊維は配合されていなくてもよく、被水時のスリップや異音の発生を抑制する観点からは、短繊維が配合されていてもよい。

以上の構成の伝動ベルト用ゴム組成物Ｒによれば、エチレン−α−オレフィンエラストマー１００質量部に対してα，β−不飽和カルボン酸金属塩３２〜１００質量部が配合され、エチレン−α−オレフィンエラストマー以外のエラストマーが配合されていない又は１０質量部未満が配合されているので、十分な高弾性率が得られると共にベルト走行による摩擦係数の経時変化が小さくなり、高負荷伝動が可能となる。

なお、この伝動ベルト用ゴム組成物Ｒは、従来公知の方法によって未架橋ゴム組成物を調製した後に成形加工することができる。具体的には、例えば密閉式混練機に、材料のエラストマー及び配合剤を投入して混練して未架橋ゴム組成物を得る。そして、調製された未架橋ゴム組成物をベルト成形すると同時に加熱及び加圧することによって架橋し、架橋済みゴム組成物とする。

＜平ベルト＞
次に、平ベルトＢの具体的な構成について説明する。平ベルトＢは、ベルト本体ゴム層１１に、ベルト長さ方向に延びると共にベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように心線１２が埋設された構成のものである。

ベルト本体ゴム層１１は、断面横長矩形の帯状に構成されている。ベルト本体ゴム層１１は、上述の伝動ベルト用ゴム組成物Ｒで形成されている。

心線１２は、例えば、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリケトン繊維、カーボン繊維、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ガラス繊維等の撚り糸で構成されている。心線１２は、例えば、心線径が０．１〜３ｍｍである。心線１２には、例えば、予めＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する処理やゴム糊に浸漬した後に乾燥させる処理等の接着処理が行われていてもよい。

以上の構成の平ベルトＢによれば、ベルト走行による摩擦係数の経時変化が小さい伝動ベルト用ゴム組成物でプーリ接触部分が形成されているので、長期に亘って安定して高負荷伝動を行うことができる。

この平ベルトＢは、従来公知の方法によって製造することができる。

なお、本実施形態ではベルト本体ゴム層１１の１層構造の平ベルトＢとしたが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、図２に示すように、ベルト内周側の内側ゴム層２１、心線２２が埋設された心線保持層２３、及びベルト外周側の外側ゴム層２４の３層の積層体であってもよい。この場合、少なくともプーリ接触部分となる内側ゴム層２１が本発明のゴム組成物を用いて構成されていればよい。この場合、上述の通り、心線保持層２３には短繊維が配合されていることが好ましい。内側ゴム層２１及び外側ゴム層２４には、高い摩擦係数を得るために短繊維を配合しなくてもよいし、被水時のスリップや異音発生を抑制するために短繊維を配合してもよい。また、平ベルトＢのベルト外周側が補強布で被覆されていてもよい。

また、本実施形態では伝動ベルトを平ベルトとして説明したが、ＶベルトやＶリブドベルト等の摩擦伝動ベルトであっても、歯付ベルト等の噛み合い伝動ベルトであっても、いずれでもよい。例えば、伝動ベルトがＶリブドベルトの場合、少なくともＶリブのリブプーリ接触部分が伝動ベルト用ゴム組成物Ｒで形成されている。また、例えば、伝動ベルトが歯付ベルトの場合、少なくとも歯部の歯付プーリ接触部分が伝動ベルト用ゴム組成物Ｒで形成されている。
［試験評価］
平ベルトについて行った試験評価について説明する。

（試験評価用ベルト）
以下の参考例１〜７，１４，１５，１９及び２０、実施例８〜１３及び１６〜１８、並びに比較例１〜８の平ベルトを作製した。それぞれの構成は表１〜４にも示す。

＜参考例１＞
まず、ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を調製した。ＥＰＤＭ（１）（住友化学社製、商品名：エスプレン３０１、エチレン含量６２質量％）７０質量％及びＥＰＤＭ（２）（ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ社製、商品名：ＮｏｒｄｅｌＩＰ４７７０Ｒ、エチレン含量７０質量％）３０質量％の割合で混練したものを原料ゴムとして、この原料ゴム１００質量部に対し、カーボンブラック（東海カーボン社製、商品名：シーストＳＯ）５０質量部、プロセスオイル（日本サン石油社製、商品名：サンパー２２８０）５質量部、酸化亜鉛（堺化学工業社製、商品名：酸化亜鉛３種）５質量部、ステアリン酸（新日本理化社製、商品名：ステアリン酸５０Ｓ）０．５質量部、老化防止剤（大内新興化学工業社製、商品名：ノクラックＭＢ）２質量部、共架橋剤（川口化学工業社製、商品名：アクターＺＭＡ、ジメタクリル酸亜鉛を７０質量％含有）４６質量部、有機過酸化物（日本油脂社製、商品名：ペロキシモンＦ４０）６質量部、及び、アラミド短繊維（帝人社製、商品名：テクノーラ３ｍｍカットファイバー）３質量部を配合して混練機で混練し、未架橋ゴム組成物を得た。この未架橋ゴム組成物は、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が６４．４質量％であった。また、ジメタクリル酸亜鉛の含有量は３２．２質量部であった。

この未架橋ゴム組成物をベルト本体ゴムとして平ベルトを作製し、これを参考例１とした。平ベルトは、ベルト幅１０ｍｍ、ベルト厚さ１．０ｍｍであり、短繊維はベルト幅方向に配向するように設けた。なお、心線をアラミド繊維（帝人社製、商品名：テクノーラ）の撚り糸（８９０ｄｔｅｘ／１×３、心線径０．５８ｍｍ、心線巻きピッチ０．６５ｍｍ）で構成し、ベルト厚さ方向のちょうど中央に配置した。

＜参考例２＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＤＭ（１）９５質量％及びＥＰＤＭ（２）５質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを参考例２とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が６２．４質量％であった。

＜参考例３＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＤＭ（１）９５質量％及びＥＰＤＭ（３）（ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ社製、商品名：Ｎｏｒｄｅｌ４８２０Ｐ、エチレン含量８５質量％）５質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを参考例３とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が６３．２質量％であった。

＜参考例４＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＤＭ（１）９５質量％及びＥＢＭ（ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ社製、商品名：エンゲージ７４６７）５質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを参考例４とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が６２質量％であった。

＜参考例５＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＤＭ（１）９５質量％及びＥＯＭ（ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ社製、商品名：エンゲージ８００３）５質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを参考例５とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が６２質量％であった。

＜参考例６＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＭ（ＪＳＲ社製、商品名：ＥＰ１１、エチレン含量５２質量％）５質量％、ＥＰＤＭ（１）６５質量％及びＥＰＤＭ（２）３０質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを参考例６とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が６４．５質量％であった。

＜参考例７＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＭ１０質量％、ＥＰＤＭ（１）６０質量％及びＥＰＤＭ（２）３０質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを参考例７とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が６４．７質量％であった。

＜実施例８＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＭ３０質量％、ＥＰＤＭ（１）３５質量％及びＥＰＤＭ（２）３５質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例８とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が６６質量％であった。

＜実施例９＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＭ５０質量％、ＥＰＤＭ（１）２５質量％及びＥＰＤＭ（２）２５質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例９とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が６６質量％であった。

＜実施例１０＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＭ７０質量％及びＥＰＤＭ（２）３０質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例１０とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が７０質量％であった。

＜実施例１１＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＭ９０質量％及びＥＰＤＭ（２）１０質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例１１とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が７０質量％であった。

＜実施例１２＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＭ９５質量％及びＥＰＤＭ（２）５質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例１２とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が７０質量％であった。

＜実施例１３＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＭ９５質量％及びＥＰＤＭ（３）５質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例１３とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が８５質量％であった。

＜参考例１４＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＭ９５質量％及びＥＢＭ５質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを参考例１４とした。

＜参考例１５＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＭ９５質量％及びＥＯＭ５質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを参考例１５とした。

＜実施例１６＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物の共架橋剤の配合量を７０質量部としたことを除いて実施例８と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例１６とした。このゴム組成物は、ジメタクリル酸亜鉛の含有量が４９質量部であった。

＜実施例１７＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物の共架橋剤の配合量を１４２．９質量部としたことを除いて実施例８と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例１７とした。このゴム組成物は、ジメタクリル酸亜鉛の含有量が１００質量部であった。

＜実施例１８＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物にさらにＨ−ＮＢＲ（日本ゼオン社製、商品名：Ｚｅｔｐｏｌ２０２０）を８質量部配合したことを除いて実施例１６と同一構成の平ベルトを作製し、これを実施例１８とした。

＜参考例１９＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物に、ジメタクリル酸亜鉛を含有する共架橋剤の代わりにジアクリル酸亜鉛（川口化学工業社製、商品名：アクターＺＡ）を３２．２質量部配合したことを除いて参考例６と同一構成の平ベルトを作製し、これを参考例１９とした。

＜参考例２０＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物に、ジメタクリル酸亜鉛を含有する共架橋剤の代わりにジメタクリル酸マグネシウム（精工化学社製、商品名：ハイクロスＧＴ）を３２．２質量部配合したことを除いて参考例６と同一構成の平ベルトを作製し、これを参考例２０とした。

＜比較例１＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＤＭ（２）を原料ゴムとしたことを除いて参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例１とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が７０質量％であった。

＜比較例２＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＤＭ（１）５０質量％及びＥＰＤＭ（２）５０質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例２とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が６６質量％であった。

＜比較例３＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＭ５０質量％及びＥＰＤＭ（２）５０質量％の割合で混練したものを原料ゴムとしたことを除いて、参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例３とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が７０質量％であった。

＜比較例４＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＤＭ（１）を原料ゴムとしたことを除いて参考例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例４とした。このゴム組成物の原料ゴムは、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が６２質量％であった。

＜比較例５＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物を、ＥＰＭを原料ゴムとしたことを除いて実施例１と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例５とした。

＜比較例６＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物の共架橋剤の配合量を４４質量部としたことを除いて実施例８と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例６とした。このゴム組成物は、ジメタクリル酸亜鉛の含有量が３０．８質量部であった。

＜比較例７＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物の共架橋剤の配合量を１５０質量部としたことを除いて実施例８と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例７とした。このゴム組成物は、ジメタクリル酸亜鉛の含有量が１０５質量部であった。

＜比較例８＞
ベルト本体ゴム層を形成するゴム組成物のＨ−ＮＢＲの配合量を１５質量部としたことを除いて実施例１８と同一構成の平ベルトを作製し、これを比較例８とした。

（試験評価方法）
＜耐熱走行試験＞
図３は、耐熱走行試験に用いたベルト走行試験機３０のプーリレイアウトを示す。なお、このベルト走行試験機３０は、後述の耐寒走行試験においても使用されるものである。

ベルト走行試験機３０は、上下に並ぶように配されたプーリ径１２０ｍｍの大径の平プーリ３１，３２（上側が従動プーリ、下側が駆動プーリ）と、それらの上下方向中間の右方に設けられたプーリ径５０ｍｍの小径の従動平プーリ３３と、からなり、従動平プーリ３３へのベルトの巻き付け角度が９０°となるように配されている。

このベルト走行試験機３０に参考例１〜７，１４，１５，１９及び２０、実施例８〜１３及び１６〜１８、並びに比較例１〜８の平ベルト（ベルト幅１０ｍｍ）のそれぞれを巻き掛けた。そして、大径平プーリ３１に８．８ｋＷの負荷トルクを付与すると共に小径平プーリ３３に側方に９８Ｎのデッドウェイトを付与し、雰囲気温度１２０℃の下で駆動平プーリ３２を４８００ｒｐｍで時計回りに回転させて、平ベルトが分解して走行不可となるまでの時間を測定した。なお、ベルト走行開始から５００時間経過した時点でベルト走行を打ち切った。

また、ベルト走行中は、大径平プーリ３１から上方に５０ｍｍ離れた位置に騒音計を設置して、ベルト走行開始から１分後の騒音レベルに対して５ｄＢ以上大きな騒音が観測されたものについて、「異音発生」と評価した。

＜摩擦係数測定試験＞
図４は、摩擦係数測定装置４０を示す。この摩擦係数測定装置４０は、プーリ径６０ｍｍの平プーリ４２とその側方に設けられたロードセル４１とからなる。平プーリ４２は、鉄系の材料Ｓ４５Ｃで構成されている。なお、後述の試験片は、ロードセル４１から平プーリ４２に向かって水平に延びた後に平プーリ４２に巻き掛けられる、つまり、平プーリ４２への巻き付け角度が９０°となるように設けられている。

このロードセル４１に、各試験片（平ベルト）の一端をロードセル４１に固定して平プーリ４２に巻き掛け、他端に１．７５ｋｇの分銅４３を取り付けて吊した。それに続いて、分銅４３を引き下げようとする方向に平プーリ４２を４３ｒｐｍの回転速度で回転させ、回転開始後６０秒の時点で、ロードセル４１で試験片のロードセル４１と平プーリ４２との間の水平部分に負荷される張力Ｔｔを計測した。なお、試験片の平プーリ４２と分銅４３との垂直部分に負荷される張力Ｔｓは、分銅４３の重さ分の１７．１５Ｎであった。

試験片としては、参考例１〜７，１４，１５，１９及び２０、実施例８〜１３及び１６〜１８、並びに比較例１〜８の平ベルトのそれぞれについて、耐熱走行試験で２４時間、１００時間、５００時間走行させた後のものの３種を用いた。そして、摩擦係数測定装置４０を用いて、雰囲気温度２５℃においてこれらの摩擦係数μ’を測定した。なお、摩擦係数μ’は数１に基づいて算出した。数１中のθは試験片の平プーリ４２への巻き付け角であり、ここでは、θ＝π／２である。

２４時間後、１００時間後、及び５００時間後のそれぞれにおける摩擦係数の値から、摩擦係数の経時変化を計算して、摩擦係数の安定性を評価した。

＜耐寒走行試験＞
ベルト走行試験機３０に参考例１〜７，１４，１５，１９及び２０、実施例８〜１３及び１６〜１８、並びに比較例１〜８の平ベルト（ベルト幅１０ｍｍ）のそれぞれを巻き掛けた。そして、小径平プーリ３３に側方に９８Ｎのデッドウェイトを付与し、雰囲気温度−４５℃の下で耐寒走行試験を行った。耐寒走行試験では、５秒間走行させて２秒間走行停止させる計７秒間を１サイクルとして、ベルトのゴム表面にクラックが発生するまでこのサイクルをくり返し行った。なお、１０００サイクルくり返した時点でベルト走行を打ち切った。

（試験評価結果）
評価試験の結果を、表５〜７に示す。

表５〜７の結果から、原料ゴムがＥＰＤＭ（１）及びＥＰＤＭ（２）の混合物であり、それらの混合割合を変量した比較例１，２，参考例１，２及び比較例４の比較、並びに、原料ゴムがＥＰＭ及びＥＰＤＭ（２）の混合物であり、それらの混合割合を変量した比較例１，３，実施例１０〜１２及び比較例５の比較を行った結果を表８に示す。

表８によれば、エチレン含量が７０質量％であるＥＰＤＭ（２）の割合が原料ゴムのうち４０質量％よりも多いと耐寒性が悪くなることが分かる。一方、５質量％よりも少ないと、摩擦係数の経時変化が大きくなり、異音発生や心線セパレーション等を起こす原因となる傾向が伺われる。

次に、表５〜７の結果から、ジメタクリル酸亜鉛の含有量を変量させた実施例８，１６，１７，比較例６，７の比較を行った結果を表９に示す。

表９によれば、ジメタクリル酸亜鉛が３２〜１００質量部であれば優れた耐久性が得られることが分かる。

また、表５〜７の結果から、エチレン−α−オレフィンエラストマー以外のゴム成分（つまり、Ｈ−ＮＢＲ）の配合量を変量した実施例１６，１８，比較例８の比較を行った結果を表１０に示す。

表１０によれば、Ｈ−ＮＢＲの配合量が１０質量部以下であれば優れた耐久性が得られることが分かる。

さらに、表５及び６によれば、ＥＰＤＭの平均エチレン含量が６６〜８５質量％である実施例８〜１３，１６，１７と、平均エチレン含量が６６質量％よりも小さい参考例１〜７，１４，１５と、を比較すると、前者は後者よりも摩擦係数の経時変化が小さいことが分かる。

そして、同じく表５及び６によれば、エチレン−α−オレフィンエラストマーにＥＰＭが５質量％以上含まれている参考例６，７，１４，１５及び実施例８〜１３、１６〜１８と、ＥＰＭが含まれていない参考例１〜５と、を比較すると、前者は後者よりも摩擦係数の経時変化が小さいことが分かる。

さらに、表５及び６によれば、参考例６，１９及び２０の結果から、ジカルボン酸金属塩としてジメタクリル酸亜鉛、ジアクリル酸亜鉛、ジメタクリル酸マグネシウムのいずれを用いた場合でも、良好な耐久性が得られることが分かる。

以上説明したように、本発明はゴム組成物及びそれを用いた伝動ベルトについて有用である。

Ｂ平ベルト（伝動ベルト）
１１ベルト本体ゴム層
１２心線

Claims

エチレン含量が６６〜８５質量％のエチレンプロピレンジエンモノマーゴム、エチレンブテンコポリマー、及びエチレンオクテンコポリマーの少なくとも１種類を合計で５質量％以上４０質量％未満含むエチレン−α−オレフィンエラストマー１００質量部に対し、α，β−不飽和カルボン酸金属塩３２〜１００質量部が配合され、エチレン−α−オレフィンエラストマー以外のエラストマーが配合されていない又は１０質量部未満が配合され、
上記エチレン−α−オレフィンエラストマーに含まれるエチレンプロピレンジエンモノマーゴムの平均エチレン含量が６６〜８５質量％である伝動ベルト用ゴム組成物。
請求項１に記載された伝動ベルト用ゴム組成物において、
上記エチレン−α−オレフィンエラストマーはエチレンプロピレンゴムを５〜９５質量％含むことを特徴とする伝動ベルト用ゴム組成物。
請求項１または２に記載された伝動ベルト用ゴム組成物でプーリ接触部分が形成された伝動ベルト。