JPH0563656B2 - - Google Patents

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JPH0563656B2
JPH0563656B2 JP13350985A JP13350985A JPH0563656B2 JP H0563656 B2 JPH0563656 B2 JP H0563656B2 JP 13350985 A JP13350985 A JP 13350985A JP 13350985 A JP13350985 A JP 13350985A JP H0563656 B2 JPH0563656 B2 JP H0563656B2
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JP
Japan
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rubber
belt
weight
parts
short fibers
Prior art date
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JP13350985A
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Japanese (ja)
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JPS61290256A (en
Inventor
Sadao Inoe
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Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は、ゴムVベルト、特に高負荷伝動に適
するゴムVベルトに関するものである。 (従来の技術) Vベルトは広範な分野で使用されているが、近
年自動車用無段変速機に使用できるVベルトが強
く望まれている。かかるVベルトとしては金属V
ベルトが知られているが、金属Vベルトは潤滑油
の中で使用しなければならないが、ゴムVベルト
はその必要がなく、コストやメンテナンス面で有
利である。 自動車用無段変速機は極めて高トルクの伝達能
力が要求され、例えば1000c.c.エンジンの最大トル
クを伝達する場合にはVベルトは20Kg/cm2前後の
側圧力に耐えなければならない。 現在実用化されている標準的なゴムVベルトは
通常4〜5Kg/cm2以下の側圧条件下で使用され、
高負荷用のゴムVベルトにおいても10Kg/cm2程度
が限界である。これは、ゴムVベルトが高側圧に
おいては座屈変形し、Vベルトの発熱を伴つて破
壊されるためである。 ところで、従来、変速機用ゴムVベルトは側圧
に耐え屈曲し易いことが要求されることから、コ
ード(抗張体)が埋設された接着弾性体層の上下
に位置する保持弾性体層(伸長層、圧縮層)は短
繊維入ゴムによつて構成されている。その短繊維
配向方向(列理方向)はベルト幅方向である。 従来のゴムVベルトに使用される短繊維入ゴム
の列理方向の弾性率(たて弾性率)は、例えば粘
弾性試験における動的弾性率E′D(Dは配向方向を
示す添字)で示すと、100℃で1〜2×109
dynes/cm2が一般的で、高いものでも3〜4×109
dynes/cm2であつた。 自動車用変速機ベルトとしてゴムVベルトを考
えた場合、上記側圧力に耐えるためには、100℃
の高温において、6×109dynes/cm2以上のたて弾
性率の短繊維入ゴムで保持弾性体層を構成する必
要がある。 短繊維入ゴムに用いる短繊維としては、カーボ
ン、ガラス、金属(スチール)、ナイロン、ポリ
エステル、ビニロン、アラミド等が考えられる。 カーボン、ガラス繊維はゴム中への短繊維の分
散、混練り過程で切断し(例えば初期長さ6mm→
0.2mm)、複合後のアスペクト比(短繊維の長さL
を外径Dで除した値L/D)が著しく低下し、全
く補強機能を失う。 金属繊維(スチール)は、混練過程で、バンバ
リー、ロール等の加工機を損傷するし、又たとえ
その短繊維入ゴムでもつてVベルトを形成できた
としても金属繊維によりプーリが損傷されるので
問題がある。 又、ナイロン、ポリエステル、ビニロン等の合
成有機繊維は外径、長さを自由に選択でき、加工
時の切断を小さくすることができるが、繊維自体
の弾性率がそれほど大きくなく、補強性かつ耐熱
性に劣り、プーリ面との摩擦により溶融すること
も考えられる。 アラミド繊維(例えばデユポン社のケブラー、
帝人社のHM−50)は繊維自体の弾性率も高く、
強度が高く加工時の切断もしにくく耐熱性に優れ
る。 以上より6×109dynes/cm2以上のたて弾性率を
得るための短繊維として、アラミド繊維が選択さ
れる。 短繊維複合体のたて弾性率を示す式として、例
えば修正Halpin−Tsai式がある。 M=M1・(1+ABφ2)/(1−Bφφ2) A=2・L/D B=(M2/M1−1)/(M2/M1+A) φ=1+φ2(1−φm)/φm2 M:複合体弾性率 M1:短繊維が混入されていないマトリツク
スゴムの弾性率 M2:短繊維の弾性率 L:短繊維長 D:短繊維の外径 φm:短繊維の最大容積分率 φ2:短繊維の実容積分率 上式より複合体弾性率を上げるためには (1) アスペクト比L/Dを大きくすなわちLを大
きく、 (2) 容積分率φ2を大きくすなわち短繊維配合量
を大きく、 (3) マトリツクスゴムの弾性率M1を大きく、 (4) 短繊維の弾性率を大きく することが必要である。 (発明が解決しようとする問題点) ゴムVベルトには通常ゴムマトリツクスポリマ
ーとしてクロロプレンゴムが使用される。クロロ
プレンゴムマトリツクスへのアラミド短繊維の複
合およびそれを用いたベルトの性能につき種々検
討した結果、下記の問題があつた。 通常クロロプレンゴムマトリツクス配合はイオ
ウ変性クロロプレンゴム100重量部に対し、補強
充填剤としてカーボンブラツク40〜60重量部、プ
ロセスオイル、可塑剤等の油3〜10重量部、架橋
剤として酸化マグネシウム3〜5重量部、酸化亜
鉛3〜20重量部、その他加工助剤及び老化防止剤
数重量部からなる。かかる通常配合で、マトリツ
クスゴムの弾性率を上げるべく補強性カーボンブ
ラツクを多量、油を少量配合すると、未加硫ゴム
の粘度が上昇し短繊維混練時の繊維の切断を大と
し、スコーチタイムが減少し、混練時又はシーテ
イング時の短繊維入ゴムの焼け(スコーチ)を引
起こす。 一方、アラミド短繊維を多量複合すると、たて
弾性率は大きくなるものの横弾性率も大となり、
横方向の引張破断伸びが低下し、かかる短繊維多
量配合の短繊維入ゴムでコグつきVベルトを構成
すると、ベルト走行早期においてコグ底より亀裂
を生じベルトが早期に破損する。又、この短繊維
入ゴムを反列理方向に繰返し伸長させる定歪伸長
疲労試験をすると、早期に切断する。 本発明は側圧性を維持し、ベルト寿命に優れる
高負荷伝動用ゴムVベルトを提供することを目的
とするものである。 (問題点を解決するための手段) 本発明は、上記目的を達成するために、ゴムV
ベルトにおいて、クロロプレンゴム100重量部に
対し、補強性充填剤を40〜60重量部、酸化亜鉛、
酸化マグネシウム及び酸化鉛の少なくとも1種類
からなる金属酸化物加硫剤を1〜20重量部(望ま
しくは2〜15重量部、ビスマレイミドを2〜10重
量部、アラミド短繊維を適量(望ましくは13容量
%以下)配合してなる短繊維入ゴムを保持弾性体
層に使用し、アラミド短繊維がベルト幅方向に配
列されていることを特徴とする。 クロロプレンゴムは硫黄変性又は非硫黄変性の
いずれのタイプであつても良いが、特に硫黄変性
タイプはビスマレイミドの架橋密度を上げる効果
が顕著であり望ましい。 金属酸化物加硫剤は1重量部よりも少ない場合
には、クロロプレンゴムの架橋が十分に行なわれ
ず、マトリツクスゴム加硫物が耐熱性だけでな
く、加硫物性にも劣る。一方、20重量部より多い
場合は、金属酸化物が酸化亜鉛のときは配合生地
の腰が落ちて軟らかくなると同時に貯蔵安定性も
悪くなり、また酸化マグネシウムのときは加硫速
度が非常に遅くなる問題が生じ、さらに酸化鉛の
ときは加工安全性、貯蔵安定性が損なわれる問題
が生ずる。尚、本発明においては、得に好ましく
は酸化亜鉛と酸化マグネシウムが併用され、その
配合量はクロロプレンゴム100重量部についてそ
れぞれ3〜8重量部である。 また、本発明において用いるビスマレイミド
は、2つの窒素原子が直接に結合されたN,
N′−連結ビスマレイミド及び2つの窒素がアル
キレン基、シクロアルキレン基、オキシジメチレ
ン基、フエニレン基、スルホン基、その他の2価
の有機基で結合されているビスマレイミドを含
み、これらの具体例としては、N,N′−エチレ
ンビスマレイミド、N,N′−ヘキサメチレンビ
スマレイミド、N,N′−(1.4−フエニレン)ジマ
レイミド、N,N′−(O−フエニレン)ジマレイ
ミド、N,N′−(O−フエニレン)ジマレイミ
ド、N,N′−(m−フエニレン)ジマレイミド、
N,N′−(2.4−トリレン)ジマレイミド、N,
N′−デユリレンジマレイミド、N,N′−
〔4.4′(2.2′−ジクロロビフエニレン)〕ジマレイミ
ド、N,N′−〔4.4′(2.2′−ジクロロビフエニレ
ン)〕ジマレイミド、N,N′−〔4.4′−メチレンジ
フエニル〕ジマレイミド、N,N′−(1.4−デユリ
レンジエチレン)ジマレイミド、N,N′−
〔4.4′−スルホニルジフエニル〕ジマレイミド、
2.6・ビス(マレイミドメチル)−4−t−ブチル
フエノール、N,N′−オキシジメチレンジマレ
イミド等を挙げることができる。 ビスマレイミドはクロロプレンゴム100重量部
について2〜10重量部用いられる。2重量部以下
では金属酸化物加硫剤と併用しても未加硫物の加
工安全性を確保しつつその加硫物における架橋度
を高める効果に欠ける一方、10重量部よりも多く
配合するときはビスマレイミドのブルームが認め
られるようになるからである。 油はマトリツクスゴムの耐寒性の付与、又は混
練加工性の付与のために添加されるが、15重量部
以上の添加はマトリツクスゴムの弾性率を低下さ
せ、これを補うべくカーボンブラツクを増量する
と、加硫ゴムの耐熱老化性、動的特性を悪化せし
める。 補強性充填剤としてのカーボンブラツクの量は
ビスマレイミドを添加しないマトリツクス加硫ゴ
ムの弾性率を適度とし、マトリツクス未加硫ゴム
の粘度が大きすぎず、スコーチタイムが加工安全
性を保持しうる程度になるよう決められる。 短繊維長は短かすぎると、アスペクト比が小さ
いために補強性に劣り、一方長すぎると繊維同士
のからみ合いが生じてゴム中への分散不良が生じ
たり、混練過程での切断が生ずるため問題があ
る。短繊維長としては2〜10mm、望ましくは3〜
6mmが良い。 短繊維とクロロプレンゴムとの接着性付与のた
めに短繊維は通常接着処理される。短繊維の接着
処理として、まずアラミド長繊維をイソシアネー
ト化合物やエポキシ化合物によるデイツプ処理
(浸漬→加熱乾燥)後、レゾルシン−ホルマリン
−ラテツクス(RFL液)にてデイツプ処理し、
その後カツトすることによつてなされる。又、イ
ソシアネート系接着剤(例えばロード社のケムロ
ツク402)でデイツプ処理(1回のみ)しても良
い。又未処理繊維をまず所定長さにカツト後接着
処理液に浸漬し、遠心分離で余分の液を除き、そ
の後、加熱乾燥することによつてもよい。 アラミド短繊維の配合量は多すぎると、反列理
方向(ベルトにしたときのベルト進行方向)の屈
曲疲労性(伸長疲労性)を著しく悪化せしめる。
そのため、アラミド短繊維配合量は13容量%以下
が良い。 (実施例) 以下、本発明の実施例について説明する。 本発明の実施例(1),(2)と比較例(1)〜(4)の保持弾
性体層のゴム配合を表1に、マトリツクスゴム特
性等を表2に、短繊維入りゴム特性を表3に、そ
してベルト性能を表4に示す。 尚、表2及び表3において、tanδとは加硫ゴム
のような粘弾性固体における損失弾性率E″と貯
蔵弾性率E′との比E″/E′を言う。このtanδは、
振動体の振動エネルギーが内部摩擦によつて熱と
して失われる部分を、回復し得るエネルギーと比
較して表わした尺度であり、tanδが大きいという
ことは動的な刺激に対する熱としての損失が大き
くなることを示すものであり、ゴムベルトにおい
ては発熱が大きくなりベルトの不具合につなが
る。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a rubber V-belt, particularly a rubber V-belt suitable for high-load transmission. (Prior Art) V-belts are used in a wide range of fields, and in recent years there has been a strong desire for V-belts that can be used in continuously variable transmissions for automobiles. Such a V-belt is made of metal V
Although metal V-belts have to be used in lubricating oil, rubber V-belts do not require this and are advantageous in terms of cost and maintenance. Continuously variable transmissions for automobiles are required to have an extremely high torque transmission capability. For example, when transmitting the maximum torque of a 1000 c.c. engine, the V-belt must withstand a side pressure of around 20 kg/cm 2 . Standard rubber V-belts currently in practical use are usually used under lateral pressure conditions of 4 to 5 kg/ cm2 or less.
Even for high-load rubber V-belts, the limit is about 10 kg/cm 2 . This is because the rubber V-belt undergoes buckling deformation under high lateral pressure and is destroyed as the V-belt generates heat. By the way, conventional rubber V-belts for transmissions are required to withstand lateral pressure and be easily bent. layer, compressed layer) is composed of rubber containing short fibers. The short fiber orientation direction (grain direction) is the belt width direction. The elastic modulus in the grain direction (vertical elastic modulus) of short fiber-containing rubber used in conventional rubber V-belts is, for example, the dynamic elastic modulus E′ D (D is a subscript indicating the orientation direction) in a viscoelasticity test. As shown, 1~2× 109 at 100℃
dynes/cm 2 is common, and even high ones are 3 to 4×10 9
It was dynes/ cm2 . When considering a rubber V-belt as an automobile transmission belt, it must be heated to 100°C in order to withstand the above side pressure.
The holding elastic layer must be made of short fiber-containing rubber having a warp modulus of elasticity of 6×10 9 dynes/cm 2 or more at high temperatures. Examples of the short fibers used in the short fiber-containing rubber include carbon, glass, metal (steel), nylon, polyester, vinylon, aramid, and the like. Carbon and glass fibers are cut during the dispersion and kneading process of short fibers into rubber (for example, initial length of 6 mm→
0.2mm), aspect ratio after composite (short fiber length L
The value (L/D) divided by the outer diameter D) decreases significantly, and the reinforcing function is completely lost. Metal fibers (steel) can damage processing machines such as banburys and rolls during the kneading process, and even if a V-belt can be formed using rubber containing short fibers, the metal fibers will damage the pulleys, which is a problem. There is. In addition, the outer diameter and length of synthetic organic fibers such as nylon, polyester, and vinylon can be freely selected, making it possible to reduce the amount of cutting during processing. It is also considered to have inferior properties and may melt due to friction with the pulley surface. Aramid fibers (e.g. Dupont Kevlar,
Teijinsha's HM-50) has a high elastic modulus of the fiber itself,
It has high strength, is difficult to cut during processing, and has excellent heat resistance. From the above, aramid fibers are selected as short fibers to obtain a warp elastic modulus of 6×10 9 dynes/cm 2 or more. For example, there is a modified Halpin-Tsai equation as an equation indicating the warp modulus of a short fiber composite. M=M 1・(1+ABφ 2 )/(1−Bφφ 2 ) A=2・L/D B=(M 2 /M 1 −1)/(M 2 /M 1 +A) φ=1+φ 2 (1− φm)/φm 2 M: Composite elastic modulus M 1 : Elastic modulus of matrix rubber without short fibers mixed in M 2 : Elastic modulus of short fibers L: Short fiber length D: Outer diameter of short fibers φm: Short Maximum volume fraction of fibers φ 2 : Actual volume fraction of short fibers From the above formula, in order to increase the composite elastic modulus, (1) increase the aspect ratio L/D, that is, increase L, (2) increase the volume fraction φ 2 , that is, the blended amount of short fibers should be increased, (3) the elastic modulus M 1 of the matrix rubber should be large, and (4) the elastic modulus of the short fibers should be large. (Problems to be Solved by the Invention) Chloroprene rubber is usually used as a rubber matrix polymer for rubber V-belts. As a result of various studies on the composite of short aramid fibers in a chloroprene rubber matrix and the performance of belts using the same, the following problems were found. Normally, a chloroprene rubber matrix is formulated with 100 parts by weight of sulfur-modified chloroprene rubber, 40 to 60 parts by weight of carbon black as a reinforcing filler, 3 to 10 parts by weight of oil such as process oil or plasticizer, and 3 to 3 parts of magnesium oxide as a crosslinking agent. 5 parts by weight, 3 to 20 parts by weight of zinc oxide, and several parts by weight of other processing aids and anti-aging agents. If a large amount of reinforcing carbon black and a small amount of oil are added to the matrix rubber in order to increase the elastic modulus of the matrix rubber, the viscosity of the unvulcanized rubber will increase, increasing the cutting of fibers during short fiber kneading, and increasing the scorch time. This causes scorching of rubber containing short fibers during kneading or sheeting. On the other hand, when a large amount of short aramid fibers are combined, the longitudinal elastic modulus increases, but the transverse elastic modulus also increases.
If a V-belt with cogs is constructed with a short fiber-containing rubber containing a large amount of such short fibers, the tensile elongation at break in the transverse direction decreases, and cracks occur from the bottom of the cogs in the early stages of belt running, resulting in early breakage of the belt. Furthermore, when this short fiber-containing rubber is subjected to a constant strain elongation fatigue test in which it is repeatedly elongated in the anti-grain direction, it breaks early. An object of the present invention is to provide a rubber V-belt for high-load power transmission that maintains lateral pressure properties and has an excellent belt life. (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides rubber V
In the belt, 40 to 60 parts by weight of reinforcing filler, zinc oxide,
1 to 20 parts by weight (preferably 2 to 15 parts by weight) of a metal oxide vulcanizing agent consisting of at least one of magnesium oxide and lead oxide, 2 to 10 parts by weight of bismaleimide, and an appropriate amount (preferably 13 parts by weight) of aramid short fibers. It is characterized by using short fiber-containing rubber for the retention elastic layer, and having aramid short fibers arranged in the width direction of the belt.Chloroprene rubber can be either sulfur-modified or non-sulfur-modified. The sulfur-modified type is particularly desirable because it has a remarkable effect of increasing the crosslinking density of bismaleimide.If the amount of the metal oxide vulcanizing agent is less than 1 part by weight, the crosslinking of the chloroprene rubber will be reduced. If this is not done sufficiently, the matrix rubber vulcanizate will be inferior not only in heat resistance but also in vulcanized physical properties.On the other hand, if the amount is more than 20 parts by weight, when the metal oxide is zinc oxide, the stiffness of the compounded fabric will deteriorate. When using magnesium oxide, the vulcanization rate is extremely slow, and when using lead oxide, processing safety and storage stability are compromised. In the present invention, it is particularly preferable to use zinc oxide and magnesium oxide in combination, and the amount thereof is 3 to 8 parts by weight per 100 parts by weight of chloroprene rubber. N with nitrogen atoms directly bonded,
N'-linked bismaleimides and bismaleimides in which two nitrogens are bonded via an alkylene group, cycloalkylene group, oxydimethylene group, phenylene group, sulfone group, or other divalent organic group; specific examples thereof Examples include N,N'-ethylene bismaleimide, N,N'-hexamethylene bismaleimide, N,N'-(1,4-phenylene) dimaleimide, N,N'-(O-phenylene) dimaleimide, N,N' -(O-phenylene) dimaleimide, N,N'-(m-phenylene) dimaleimide,
N,N'-(2,4-tolylene)dimaleimide, N,
N'-dulylene dimaleimide, N,N'-
[4.4'(2.2'-dichlorobiphenylene)] dimaleimide, N,N'-[4.4'(2.2'-dichlorobiphenylene)] dimaleimide, N,N'-[4.4'-methylenediphenyl] dimaleimide, N,N'-(1.4-dulylene diethylene) dimaleimide, N,N'-
[4.4′-sulfonyldiphenyl]dimaleimide,
Examples include 2.6.bis(maleimidomethyl)-4-t-butylphenol and N,N'-oxydimethylene dimaleimide. Bismaleimide is used in an amount of 2 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of chloroprene rubber. If it is less than 2 parts by weight, even if it is used in combination with a metal oxide vulcanizing agent, it will lack the effect of increasing the degree of crosslinking in the vulcanized product while ensuring the processing safety of the unvulcanized product. This is because the bloom of bismaleimide will be recognized at some point. Oil is added to impart cold resistance or kneading processability to the matrix rubber, but addition of 15 parts by weight or more lowers the elastic modulus of the matrix rubber, and the amount of carbon black must be increased to compensate for this. This deteriorates the heat aging resistance and dynamic properties of the vulcanized rubber. The amount of carbon black as a reinforcing filler is such that the elastic modulus of the matrix vulcanized rubber without adding bismaleimide is appropriate, the viscosity of the matrix unvulcanized rubber is not too high, and the scorch time is such that processing safety can be maintained. It can be decided to become If the short fiber length is too short, the aspect ratio will be low, resulting in poor reinforcing properties, while if it is too long, the fibers will become entangled with each other, resulting in poor dispersion in the rubber or breakage during the kneading process. There's a problem. The short fiber length is 2 to 10 mm, preferably 3 to 10 mm.
6mm is good. The short fibers are usually subjected to an adhesive treatment in order to impart adhesion between the short fibers and the chloroprene rubber. As an adhesive treatment for short fibers, first, aramid long fibers are deep-treated with an isocyanate compound or an epoxy compound (immersion → heat-dried), and then deep-treated with resorcinol-formalin-latex (RFL liquid).
This is then done by cutting. Alternatively, dip treatment (once only) may be performed with an isocyanate adhesive (for example, Chemlock 402 manufactured by Lord Co.). Alternatively, the untreated fibers may be first cut into a predetermined length, immersed in an adhesive treatment solution, centrifuged to remove excess solution, and then heated and dried. If the amount of aramid short fibers is too large, the bending fatigue resistance (stretching fatigue resistance) in the anti-grain direction (the direction in which the belt travels when formed into a belt) is significantly deteriorated.
Therefore, the blended amount of aramid short fibers is preferably 13% by volume or less. (Example) Examples of the present invention will be described below. Table 1 shows the rubber composition of the holding elastic layer of Examples (1) and (2) of the present invention and Comparative Examples (1) to (4), and Table 2 shows the characteristics of the matrix rubber. are shown in Table 3, and belt performance is shown in Table 4. In Tables 2 and 3, tan δ refers to the ratio E''/E' of the loss modulus E'' to the storage modulus E' in a viscoelastic solid such as vulcanized rubber. This tanδ is
It is a measure that expresses the amount of vibrational energy of a vibrating body lost as heat due to internal friction compared to the energy that can be recovered, and the larger tanδ is, the greater the loss as heat in response to dynamic stimulation. This indicates that the rubber belt generates more heat, leading to belt failure.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 表1に示すように、比較例(1),(2)は補強性充填
剤としてのカーボンブラツクを多量配合すること
によつてマトリツクスゴムの弾性率を高め、それ
によつて短繊維入ゴムの弾性率を高めるようにし
たものである。又、比較例(3),(4)は通常のマトリ
ツクスゴムに対し短繊維を多量配合することによ
つて短繊維入ゴムの弾性率を高めるようにしたも
のである。 マトリツクスゴム特性を比較すると、表2に示
すように、比較例(1),(2)のマトリツクスゴムは実
施例(1),(2)のマトリツクスゴムに比較してほぼ同
等の弾性率(100%モジユラス、硬さ、E′(100
℃))を示すが、ムーニー粘度が高く、スコーチ
タイムが短かく加工安全性に問題がある。又、
tanδも著しく大きく、動的発熱も大きいと考えら
れる。比較例(3),(4)は、加工安全性は一応満足さ
れるものの、弾性率が低く、tanδが大きい。 次に、短繊維入ゴムについて述べる。短繊維を
混入した未加硫ゴムをトルエンに溶解後、溶出し
た繊維の長さを顕微鏡で測定したn=60本の平均
値を表3に示した。比較例(1),(2)はマトリツクス
ゴムが高ムーニー粘度のために、混練後の繊維長
は他と比較してかなり短かくなつている。その結
果、列理方向の弾性率が実施例より小さくなつて
いる。比較例(3),(4)は繊維量が多いために反列理
方向の伸びが小さい。 又、実施例(1),(2)は短繊維量が少なく、マトリ
ツクスゴムのtanδが小さいために短繊維入ゴムの
反列理方向のE′(100℃)が小、tanδが小、
E″(100℃)が小であり、屈曲発熱性の小さい繊
維入ゴムである。さらに反列理方向の伸長疲労寿
命にも著しく優れる。 次に各短繊維入ゴムをコグつきゴムVベルトに
構成し、ベルト性能を比較した結果を述べる。 試験ベルトは、第1図に示すように、コグつき
ゴムVベルト1で、コード2が埋設された接着弾
性体層3の上下に保持弾性体層4,5が配設さ
れ、下側の保持弾性体層5の下面に帆布6が付設
されており、ベルト幅35mm、ベルト角度26度、ベ
ルト長さ780mmである。
[Table] As shown in Table 1, in Comparative Examples (1) and (2), the elastic modulus of the matrix rubber was increased by incorporating a large amount of carbon black as a reinforcing filler, thereby increasing the elasticity of the short fibers. The elastic modulus of the filled rubber is increased. Furthermore, in Comparative Examples (3) and (4), the elastic modulus of the rubber containing short fibers was increased by blending a large amount of short fibers with respect to ordinary matrix rubber. Comparing the matrix rubber properties, as shown in Table 2, the matrix rubbers of Comparative Examples (1) and (2) have almost the same elasticity as the matrix rubbers of Examples (1) and (2). rate (100% modulus, hardness, E′(100
℃)), but the Mooney viscosity is high, the scorch time is short, and there are problems with processing safety. or,
The tan δ is also significantly large, and it is thought that the dynamic heat generation is also large. Comparative Examples (3) and (4) are satisfactory in processing safety, but have low elastic modulus and large tan δ. Next, rubber containing short fibers will be described. After dissolving the unvulcanized rubber mixed with short fibers in toluene, the lengths of the eluted fibers were measured using a microscope, and the average value of n=60 fibers is shown in Table 3. In Comparative Examples (1) and (2), the matrix rubber had a high Mooney viscosity, so the fiber length after kneading was considerably shorter than in the other examples. As a result, the elastic modulus in the grain direction is smaller than in the example. Comparative Examples (3) and (4) have a large amount of fiber, so the elongation in the antigrain direction is small. In addition, in Examples (1) and (2), the amount of short fibers is small and the tan δ of the matrix rubber is small, so E′ (100°C) in the anti-grain direction of the rubber containing short fibers is small, tan δ is small,
E" (100℃) is small, making it a fiber-filled rubber with low bending heat generation. Furthermore, it also has a remarkable elongation fatigue life in the anti-grain direction. Next, each short fiber-filled rubber is attached to a rubber V-belt with cogs. As shown in Figure 1, the test belt was a rubber V-belt 1 with cogs, and a holding elastic layer was placed above and below an adhesive elastic layer 3 in which a cord 2 was embedded. A canvas 6 is attached to the lower surface of the lower holding elastic layer 5, and the belt width is 35 mm, the belt angle is 26 degrees, and the belt length is 780 mm.

【表】 なお、ベルト走行寿命は、直径172mmの駆動プ
ーリ(回転数3200rpm、トルク3.2Kgm)と直径
86mmの従動プーリとの間に試験ベルトを巻回し、
80℃の雰囲気で走行させ、クラツク発生までの時
間を測定し、それをベルト走行寿命とした。ただ
し、比較例(1)を100として基準とし、指数表示し
た。 伝動可能トルクは、直径86mmの駆動プーリ(回
転数2600rpm)と直径172mmの従動プーリとの間
に試験ベルトを巻回して測定した。 また、低速時伝達可能トルク(3%スリツプ以
下で伝達可能なベルトの最大伝達トルク)と高速
時寿命指数をそれぞれ第2図および第3図に示
す。 低速時伝達可能トルクは短繊維入ゴムの列理方
向E′100℃と相関関係を示し、実施例(1),(2)と比
較例(3),(4)とはほぼ同じ伝達能力を示す。比較例
(1),(2)は伝達能力に劣る。 一方、高速時寿命指数は同一伝達可能トルクの
ところで比較して本発明の実施例は比較例に比較
して著しく優れることが明らかである。 なお、接着弾性体層には5×108dynes/cm2の動
的弾性率、JISA硬さ89°の硬度のゴムを使用して
いる。 したがつて、クロロプレンゴムのマトリツクス
ゴム配合にビスマレイミドを添加することにより
マトリツクスゴムの架橋密度が高められ、弾性率
を大きくすることができ、この際マトリツクス未
加硫ゴムの粘度、スコーチタイムは、ビスマレイ
ミド無添加時と比較して悪化せず、したがつて加
工安全性に優れかつ弾性率が高くかつ動特性に優
れるマトリツクスゴムが得られる。また、上記マ
トリツクスゴムに短繊維を混入する際、マトリツ
クスゴムのムーニー粘度を低く設定でき、短繊維
の切断が少ない。列理方向において同一弾性率の
短繊維入ゴムを得るための短繊維複合量が少なく
て済み短繊維入ゴムの反列理方向の伸び、伸長疲
労寿命が優れる。また、tanδの小さな短繊維入ゴ
ムが得られ、E″≒E′×tanδを小とすることがで
き、屈曲発熱が小さい。アラミド短繊維の複合に
よつて6×109dynes/cm2以上のたて弾性率(100
℃)の短繊維入ゴムが得られる。 (発明の効果) 本発明は、列理方向の弾性率が大きく、反列理
方向の特性に優れる短繊維入ゴムを用いて保持弾
性体層を形成したので、高トルク伝達が可能でか
つ高寿命で、自動車用変速機に適用することがで
きる。
[Table] The belt running life is based on the drive pulley with a diameter of 172 mm (rotation speed 3200 rpm, torque 3.2 Kgm) and the diameter
Wrap the test belt between the 86mm driven pulley and
The belt was run in an atmosphere of 80°C, the time until cracking was measured, and this was taken as the belt running life. However, Comparative Example (1) was set as 100 and expressed as an index. Transmissible torque was measured by winding a test belt between a driving pulley (rotation speed: 2600 rpm) with a diameter of 86 mm and a driven pulley with a diameter of 172 mm. Furthermore, the transmittable torque at low speeds (the maximum transmittable torque of the belt that can be transmitted with a slip of 3% or less) and the life index at high speeds are shown in FIGS. 2 and 3, respectively. The transmittable torque at low speed shows a correlation with the grain direction E′100°C of the rubber containing short fibers, and Examples (1) and (2) and Comparative Examples (3) and (4) have almost the same transmission ability. show. Comparative example
(1) and (2) have poor communication ability. On the other hand, when comparing the life index at high speed at the same transmittable torque, it is clear that the embodiment of the present invention is significantly superior to the comparative example. The adhesive elastic layer is made of rubber having a dynamic elastic modulus of 5×10 8 dynes/cm 2 and a JISA hardness of 89°. Therefore, by adding bismaleimide to the matrix rubber formulation of chloroprene rubber, the crosslinking density of the matrix rubber can be increased and the elastic modulus can be increased. is not worse than when no bismaleimide is added, and therefore a matrix rubber with excellent processing safety, high modulus of elasticity, and excellent dynamic properties can be obtained. Furthermore, when short fibers are mixed into the matrix rubber, the Mooney viscosity of the matrix rubber can be set low, and the short fibers are less likely to be cut. In order to obtain short fiber-containing rubber with the same elastic modulus in the grain direction, the amount of short fibers combined is small, and the short fiber-containing rubber has excellent elongation and elongation fatigue life in the anti-grain direction. In addition, a short fiber-containing rubber with a small tan δ can be obtained, allowing E″≒E′×tan δ to be small, and bending heat generation is small.By combining aramid short fibers, a rubber with short fibers of 6×10 9 dynes/cm 2 or more can be obtained. Vertical elastic modulus (100
℃) short fiber-containing rubber is obtained. (Effects of the Invention) In the present invention, the holding elastic layer is formed using short fiber-containing rubber that has a large elastic modulus in the grain direction and excellent properties in the anti-grain direction, so high torque transmission is possible and high With a long service life, it can be applied to automobile transmissions.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例であるゴムVベルト
の斜視図、第2図および第3図は試験結果の説明
図である。 1……ゴムVベルト、2……コード、3……接
着弾性体層、4,5……保持弾性体層。
FIG. 1 is a perspective view of a rubber V-belt according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are illustrations of test results. 1... Rubber V-belt, 2... Cord, 3... Adhesive elastic layer, 4, 5... Holding elastic layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 コードが埋設された接着弾性体層の上下側に
保持弾性体層が位置するベルトであつて、上記保
持弾性体層がクロロプレンゴム100重量部、補強
性充填剤40〜60重量部、酸化亜鉛、酸化マグネシ
ウム及び酸化鉛の少なくとも1種類からなる金属
酸化物加硫剤1〜20重量部、ビスマレイミド2〜
10重量部及びアラミド短繊維適量を配合した短繊
維入ゴムで構成され、該アラミド短繊維がベルト
幅方向に配列されていることを特徴とするゴムV
ベルト。
1 A belt in which a holding elastic layer is located above and below an adhesive elastic layer in which a cord is embedded, and the holding elastic layer is made of 100 parts by weight of chloroprene rubber, 40 to 60 parts by weight of reinforcing filler, and zinc oxide. , 1 to 20 parts by weight of a metal oxide vulcanizing agent consisting of at least one of magnesium oxide and lead oxide, and 2 to 20 parts by weight of bismaleimide.
A rubber V comprising short fiber-containing rubber containing 10 parts by weight and an appropriate amount of aramid short fibers, and characterized in that the aramid short fibers are arranged in the width direction of the belt.
belt.
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