JPH04339843A

JPH04339843A - ゴム組成物及びそれよりなる加硫ゴムを構成部材とする伝動ベルト

Info

Publication number: JPH04339843A
Application number: JP984491A
Authority: JP
Inventors: Katsuyoshi Fujiwara; 藤原勝良; Masaaki Ogino; 荻野雅章; Tsutomu Shioyama; 務塩山
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1991-01-30
Filing date: 1991-01-30
Publication date: 1992-11-26
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: JP2981575B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ゴム組成物及びそれよ
り製造される耐動的疲労にすぐれるゴム製品、特に、伝
動ベルトに関し、詳しくは、高弾性、高強度及び高屈曲
性をすべて有する加硫ゴムを与える未加硫ゴム組成物及
びそのような加硫ゴムを構成部材とする耐久性にすぐれ
る伝動ベルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車用伝動ベルトは、所謂メ
ンテナンス・フリーの要求から、従来にも増して、一層
の高寿命化を達成することが課題とされている。しかし
ながら、従来のように、カーボンブラツクをゴムに配合
する補強では、伝動ベルトの高寿命化に限界がある。即
ち、一般に、カーボンブラツクのような粉末補強剤をゴ
ムに配合して得られるゴム製品は、カーボンブラツクが
補強剤として機能する一方で、ゴムに対して異物として
も機能するので、屈曲疲労を受けたときにカーボンブラ
ツクとゴムとの界面が亀裂開始点となつて、速やかに亀
裂が成長して、ゴム製品は高寿命をもち得ない。

【０００３】理論上は、ゴムに対するカーボンブラツク
の配合量を増加すれば、加硫ゴムを高弾性とすることが
できるが、実際上は、そのような多量のカーボンブラツ
クをゴム中に均一に分散させることは、技術的に困難で
あつて、むしろ、カーボンブラツクの不均一な分散によ
る不利益の方が大きい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のゴム
の補強における上記した問題を解決するためになされた
ものであつて、高弾性、高強度及び高屈曲性をすべて有
する加硫ゴムを与える未加硫ゴム組成物を提供すること
を目的とする。更に、本発明は、耐動的疲労性にすぐれ
るかかるゴム組成物の用途、特に、かかるゴム組成物の
加硫物を構成部材とする伝動ベルトを提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるゴム組成物
は、主鎖が完全飽和ゴムである合成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てなる
ことを特徴とする。本発明において、主鎖が完全飽和ゴ
ムである合成ゴムとは、分子主鎖に不飽和結合をもたな
い重合体よりなる合成ゴムをいい、好ましくは、分子全
体が完全飽和であるゴムをいう。かかるゴムの具体例と
しては、例えば、アクリルゴム、エチレン−プロピレン
ゴム、エチレン−１−ブテンゴム、エチレン−プロピレ
ンゴムの一部ハロゲン置換物、エチレン−１−ブテンゴ
ムの一部ハロゲン置換物、シリコーン−アクリル共重合
ゴム、シリコーン−エチレン−プロピレン共重合ゴム、
シリコーン−エチレン−１−ブテン共重合ゴム、エピク
ロルヒドリン基を主鎖中に有する飽和ゴム、フツ素ゴム
、シリコーンゴム等を挙げることができる。

【０００６】これらのなかでは、本発明によるゴム組成
物の前述した利点を十分に活かす観点から、伝動ベルト
の分野においては、特に、アクリルゴム、エチレン−プ
ロピレンゴム、その一部ハロゲン置換物、エチレン−１
−ブテンゴム又はその一部ハロゲン置換物を完全飽和ゴ
ムとして用いることが好ましい。本発明において用いる
有機過酸化物は、一般に、ゴムの過酸化物加硫に用いる
ものであればよく、特に限定されるものではないが、例
えば、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオ
キサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイ
ルパーオキサイド、１，３−ビス（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（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、２，５−
ジメチル−２，５−（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン
、２，５−ジメチル−２，５−モノ（ｔ−ブチルパーオ
キシ）ヘキサン等を挙げることができる。これらの有機
過酸化物は、単独にて又は混合物として、通常、ゴム１
００重量部に対して、０．２〜１０重量部の範囲で用い
られる。

【０００７】また、本発明において用いるエチレン性不
飽和カルボン酸金属塩は、（メタ）アクリル酸、クロト
ン酸、３−ブテン酸等のような不飽和モノカルボン酸、
マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、イタコ
ン酸モノエチル等のような不飽和ジカルボン酸モノエス
テル等の金属塩を挙げることができる。カルボン酸塩を
形成する金属は、特に限定されるものではないが、通常
、亜鉛、マグネシウム、カルシウム又はアルミニウムが
好適に用いられる。特に、本発明においては、（メタ）
アクリル酸亜鉛や（メタ）アクリル酸マグネシウムが好
ましく用いられる。

【０００８】これらのエチレン性不飽和カルボン酸金属
塩は、金属塩自体としてゴムに配合して、本発明にるゴ
ム組成物を製造してもよいが、また、ゴムに不飽和カル
ボン酸及び所要の添加剤と共に、その金属の炭酸塩のよ
うな種々の塩、酸化物、水酸化物等を配合し、混練し、
ゴム中での反応によつて、金属塩を生成させて、本発明
によるゴム組成物を製造してもよい。

【０００９】かかるエチレン性不飽和カルボン酸金属塩
は、本発明によるゴム組成物において、ゴム１００重量
部に対して、通常、３〜１００重量部、好ましくは５〜
６０重量部の範囲で配合される。本発明によるゴム組成
物は、上記したそれぞれの成分と共に、必要に応じて、
カーボンブラツク、シリカ等の増強剤、炭酸カルシウム
、タルク等の充填剤、トリアリルイソシアヌレート、ト
リメチロールプロパン等の共架橋剤、可塑剤、安定剤、
加工助剤、着色剤等の通常のゴム工業で用いられる種々
の薬剤を含有していてもよい。

【００１０】本発明によるゴム組成物は、前記主鎖が完
全飽和ゴムである合成ゴム、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必要に応じて上述したよう
な薬剤と共にロール、バンバリー等、通常の混合手段を
用いて均一に混合することによつて得ることができる。前記したエチレン性不飽和カルボン酸金属塩は、前記主
鎖が完全飽和ゴムである合成ゴム中に容易に均一に分散
され、しかも、有機過酸化物から生成するラジカルに対
して、ゴム重合体分子よりも反応性が高い。従つて、本
発明によるゴム組成物を有機過酸化物加硫するとき、ゴ
ム重合体分子間の架橋反応やゴム重合体分子とエチレン
性不飽和カルボン酸金属塩との反応よりも、エチレン性
不飽和カルボン酸金属塩がゴム中で速やかに重合し、か
くして、ゴム重合体分子とエチレン性不飽和カルボン酸
金属塩の重合体とが相互に侵入しあい、更に、ゴム重合
体分子とエチレン性不飽和カルボン酸金属塩の重合体と
が架橋し、また、ゴム重合体分子も架橋するので、ゴム
構造中に３次元網目構造が形成されて、高強度、高弾性
及び高屈曲疲労性を有する加硫ゴムを得ることができる
。

【００１１】従つて、本発明によるゴム組成物は、特に
、動的疲労が加わる伝動ベルト、特に、その底ゴム層と
して好適に用いることができる。図１は、伝動ベルトの
１種であるポリリブドベルトの横断面図を示し、ベルト
表面層は、単層又は複数層のゴムコート帆布１にて形成
されており、これに隣接して、例えば、ポリエステル繊
維、ポリアミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、スチール
等からなるコードのように低伸度の抗張体２が埋設され
た接着ゴム層３が積層され、更に、これに隣接して、リ
ブ４を備えた底ゴム層５が積層されている。多くの場合
、底ゴム層５には、その耐側圧性を高めるために、ベル
トの幅方向に短繊維６が配向して分散せしめられる。

【００１２】本発明によれば、前述したような主鎖が完
全飽和ゴムである合成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てなるゴム組成物の
加硫物を構成部材として用いることによつて、耐動的疲
労性にすぐれる伝動ベルトを得ることができる。特に、
本発明によれば、前述したように、抗張体が埋設された
接着ゴム層に隣接して底ゴム層を有する伝動ベルトにお
いて、動的疲労を受けやすい上記底ゴム層に上記ゴム組
成物の加硫物を有利に用いることができる。かかる本発
明による伝動ベルトは、従来のカーボンブラツク補強に
よる底ゴム層を備えた伝動ベルトに比べて、高い耐動的
疲労性を有し、格段に長寿命を有する。

【００１３】しかしながら、本発明においては、伝動ベ
ルトの構成部材とは、上記底ゴム層のみならず、上記接
着ゴム層や、また、ベルトの表面及び／又は裏面を被覆
する帆布のコートゴムも、本発明におけるベルトの構成
部材である。更に、本発明においては、ベルトの構成部
材は、上記に限定されるものではなく、例えば、歯付き
ベルトにおいて、抗張体が埋設されたゴム層、ベルトの
歯を被覆する帆布のコートゴム、平ベルトにおいて、抗
張体が埋設されたゴム層、ベルトの表面及び／又は裏面
を被覆する帆布のコートゴム等も、ベルトの構成部材と
して含まれる。

【００１４】

【発明の効果】以上のように、本発明によるゴム組成物
は、高強度、高弾性及び高屈曲疲労性を有する加硫ゴム
を与えるので、特に、ベルト、なかでも、伝動ベルトや
運搬ベルトのほか、高圧ホース、ロール、防振ゴム、ブ
ーツ、その他工業用品、工業部品として、好適に用いる
ことができる。

【００１５】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。実施例１表１に示すアクリルゴム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、６／６ナ
イロンからなる短繊維（長さ６ｍｍ）１０容量％をベル
ト幅方向に配向させて、未加硫ゴムシートとした。この
シートを１７０℃で２０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に示す。

【００１６】また、上記未加硫ゴムを底ゴム層に用いて
、３リブ、長さ９７５ｍｍのポリリブドベルトを作製し
、走行試験によつて、動的疲労による寿命を調べた。ベルトの走行試験は、ベルトを径１２０ｍｍの駆動プー
リー、径１２０ｍｍの従動プーリー、径７０ｍｍのアイ
ドラープーリー及び径４５ｍｍのアイドラープーリーに
巻き掛け、従動プーリー負荷１６馬力、アイドラープー
リーへのセツトウエイト（張力）８５　Ｋｇｆ、駆動プ
ーリー回転数４９００ｒｐｍ　として、８５℃の雰囲気
下にベルトを走行させた。

【００１７】ベルト寿命は、底ゴムにクラツクが発生す
るまでのベルト走行時間によつて評価した。結果を表１
に示す。同様に、表１に示すアクリルゴム組成物をバン
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た。金型上にゴム付き
帆布、芯体及び上記ゴムシートを重ね、加圧加熱して歯
付きベルトに成形し、約１７０℃の温度で加硫して、歯
付きベルトを作製し、走行試験によつて、動的疲労によ
る寿命を調べた。

【００１８】ベルトの走行試験は、ベルトを４２Ｓ８Ｍ
の駆動プーリー、２１Ｓ８Ｍの従動プーリー及び径６０
ｍｍのアイドラープーリーに巻き掛け、従動プーリー負
荷０馬力、セツトウエイト（張力）２０　Ｋｇｆ、駆動
プーリー回転数３０００ｒｐｍ　として、１２０℃の雰
囲気下にベルトを走行させた。ベルト寿命は、ゴム層に
クラツクが発生するまでのベルト走行時間によつて評価
した。結果を表１に示す。実施例２表２に示すエチレン−プロピレンゴム組成物をバンバリ
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、６／６ナイロンからなる短繊維（長さ６ｍｍ）１０
容量％をベルト幅方向に配向させて、未加硫ゴムシート
とした。このシートを１６０℃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２
に示す。

【００１９】また、上記未加硫ゴムを用いて、実施例１
と同様のポリリブドベルトと歯付きベルトを作製し、実
施例１と同様に走行試験によつて、動的疲労による寿命
を調べた。結果を表２に示す。実施例３表３に示すエチレン−１−ブテンゴムの一部塩素置換物
の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、６／６ナイロンからなる短繊維
（長さ６ｍｍ）１０容量％をベルト幅方向に配向させて
、未加硫ゴムシートとした。このシートを１７０℃で２
０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３に示す。

【００２０】また、上記未加硫ゴムを用いて、実施例１
と同様のポリリブドベルトと歯付きベルトを作製し、実
施例１と同様に走行試験によつて、動的疲労による寿命
を調べた。結果を表３に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【図面の簡単な説明】

【図１】はポリリブドベルトの一例を示す横断面図であ
る。

【符号の説明】

１…ゴムコート帆布、２…抗張体、３…接着ゴム層、４
…リブ、５…底ゴム層、６…短繊維。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主鎖が完全飽和ゴムである合成ゴムに有機
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
してなることを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】エチレン性不飽和カルボン酸金属塩が不飽
和モノカルボン酸若しくは不飽和ジカルボン酸モノエス
テルの亜鉛塩、マグネシウム塩、カルシウム塩又はアル
ミニウム塩であることを特徴とする請求項１記載のゴム
組成物。
【請求項３】主鎖が完全飽和ゴムである合成ゴムに有機
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
してなるゴム組成物の加硫物を構成部材とすることを特
徴とする伝動ベルト。
【請求項４】エチレン性不飽和カルボン酸金属塩が不飽
和モノカルボン酸若しくは不飽和ジカルボン酸モノエス
テルの亜鉛塩、マグネシウム塩、カルシウム塩又はアル
ミニウム塩であることを特徴とする請求項３記載の伝動
ベルト。
【請求項５】抗張体が埋設された接着ゴム層に隣接して
底ゴム層を有する伝動ベルトにおいて、主鎖が完全飽和
ゴムである合成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てなるゴム組成物の加硫物
から上記底ゴム層を構成したことを特徴とする伝動ベル
ト。
【請求項６】主鎖が完全飽和ゴムである合成ゴムがアク
リルゴム、エチレン−プロピレンゴム、その一部ハロゲ
ン置換物、エチレン−１−ブテンゴム又はその一部ハロ
ゲン置換物であることを特徴とする請求項５記載の伝動
ベルト。