JPH06500622A - 高温用ポリウレタンベルト及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 高温用ポリウレタンベルト 技術分野 本発明は一般的にエンドレスなポ１功しタンベルト書こ関し、より詳細（こ番よ 、改良されたエラストマー組成及び構成によって得られる改良されたベルト］こ 関する。

特に本発明は運転中に動的負荷を受ける間、高められた高温抵抗性を有する動力 伝導ベルト、■−ベルト、ミクローリブドベルトなどの形態の、改良されたエン ドレスベルトに関する。

背景技術 ポリウレタンエラストマーから構成された動力伝導べＪレト、■−ベルト、ミク ロ−■ベルトまたはミクローリブドベルトのようなエンドレスベルトＧ′１、あ りきたりのラバーベルトに勝る多くの重要な利益を提供することが認められてき た。

これらの利益の中でも、屈曲疲労を受けにくいエラストマーベルトＣよよりｌＪ ＼さな滑車の周りで動かされることができ、改善された負荷寿命を示す。これら のベルトは、ありきたりのラバー歯型ベルトを造るのに要する多くの工程ｌこ比 べて、単一操作での真空スピンキャスティング、射出成型、またはツイツチキャ スティングされることができる。しかしながら、キャスティング可能なタイミン グベＪレトの多く、特にウレタンで構成されたベルトは、材料の摩擦係数の相異 に一部ｉｔ基因して、比肩し得るラバーベルトよりもしばしば一層騒々しし）。

ウレタンベルトはより一層高いモジュラスを有し、またこのウレタンベルトがス プロケットまたｉｔ滑車に入りまたは離れるときに一般により一層活動的であり 、その界面にお（、Ｎで可成りの熱を蓄積する。この熱の蓄積はベルトの効率を 低下させ、高０操作温度はモジュラスを変化させることができ、また歯の引裂ぎ 強度を低下させること１こより、或いはエラストマ一本体とその中にはめ込まれ た引張りコート′との間の結合を攻撃することにより、ベルトの寿命を可成り減 する。

動力伝導ベルト、■−ベルト及びミクローリブドベルトの側番よ米国特許第３、 １３８．９６２号、第３．２００．１８０号、第４．３３０．２８７号及び第４ ，３３乙５７６号１こ開示されてＧ）る。このようなベルトの形成の例は上に述 べた米国特許第３．２００．１８０号および第３、７７２．９２８号及びＩＣ４ ，０６６、７３２号に開示されている。これらの特許文書（まベルトの型の例及 びベルトの形成の技術の状態を示すにすぎない。

このようなベルトにおける騒音及び熱蓄積に対する一つの解決法は、スプロケッ ト歯またはフランジと接触するようになるベルトの表面近くから、できるだけ多 くのエラストマーを分離または除去することにより、ベルトのふおいのついた表 面の摩擦係数を減することであった。このような解決法は米国特許第３．７７２ ．９２９号で取り上げられている。騒音及び熱蓄積の問題を扱う他の方法が米国 特許第３、９６４．３２８号に開示されている。この特定の特許文書においては 、キャスティング操作の間にエラストマーの不浸透性物質の層が利用さね、耐摩 耗性織物の一方の側に結合される。

上に述べた特許文書は主としてスピンキャスティングおよび射出成型されたポリ ウレタン基材エラストマーを取扱っている。このようなポリウレタン基材エラス トマーは、しばしばポリオールのような比較的高い当量重量の活性水素含有物質 及び連鎖延長剤のような比較的低い当量重量の活性水素含有物質をポリイソシア ナートと反応させることによってつくられる。このエラストマーを造るには、反 応成分及び触媒または他の任意的な添加物が普通には混合さね、−緒に反応さね 、ついで適当な形の型に移され、そこでこの処方物は硬化される。典型的な射出 成型法にふいては、混合された物質が反応され、加熱され、ついで生成物を固化 し、かつ硬化するために冷たい型の中に注入される。ベルトを補強するための任 意の伸張材が予め型の中に配置される。エラストマーが成型された形状を保持し 得るようになるまで型中で硬化させ、ついでこのエラストマーを脱型し、重合が 完結するまでこれを後硬化させるのが典型的な実施法である。このやり方では、 型は非常にしばしば使用されることができ、これによって高い生産性をあげるこ とが可能になる。

一定の与えられた時間内に出来るだけ多くの成形部品、つまり出来るだけ多くの ベルトを生産することが普通には望ましいので、型中での滞留時間は出来るだけ 短かいということは重要である。したがって、エラストマーを脱型して後硬化さ せることができるような状態までエラストマー処方物が型中で比較的速かに硬化 することが望ましい。しかしながら、バッチ法においては処方物のバッチの成分 を混合し、ついでその混合物を型に移すのに若干の時間を要するので、処方物を 余りにも早く硬化させないことが必要である。エラストマーのさやが脱型さｉＬ 後硬化されたら、つぎに切断してベルトにする。

バッチ法及び標準的な熱可塑性射出成形法に加えて、反応射出成型法（ＲＩＭ） は迅速混合、反応及び大きな、急速硬化ウレタン部品の或至のための技術である 。

ＲＩＭポリウレタン部品はその軽い重喰がエネルギーの維持に寄与するような、 自動車のいろいろな外部本体への応用に伝統的に使用されてきたが、ＲＩＭポリ ポリウレタンはベルトの形成におけるような、動力〜の応用には普通は使用され なかった。ＲＩＭ部品は一般に活性水素含有物質きポリイソシアネートとを速か に混合し、同時にこの混合物を型の中に注入し、そこで反応を進行させることに よってつくられる。これらの活性水（含４物質は、典型的には高分子量の多価ポ リエーテル及び（または）低分子東の活性水素含有化合物、例えば連鎖延長剤を 含む。さらに、自動車に応用するためのＲＩＭ部品は典型的には極めて急速に反 応され、１〜２分の間に脱型される。反応及び脱型後１．−の部品はこれを、２ ５０″Ｆまたはそれ以」−の周囲温度において、４−２．４時間にわたー、て置 いており、二とにより、追加の硬化に程にかけられろこきができろ。あいにく、 極端に早い反応時間は形態学上のｗｌ造に関して制御不能の原因となり得る。

典型的なＲＩＭエラストマー及びその製造は米国特許第４．８０６．６１５号、 第４、７４２．０９０号、第４．４０４．３５３号、第４．７３２．９１９号、 第４．５３０．９４１号及び第４．６０７．０９０号に記載されている。認めら れているＲＩＭの代表的な実施法は、反応に先ヴっ一緒に混合することである。

米国特許第４．２９７．４４４号はこの伝統的な方法の変法を開示している。こ の変法においては、高分子量のポリエーテルの一部分とイソシアナートの一部分 との反応が行なわわ〜その一方、連鎖延長剤及び残余のポリエーテルがＲＩＭ法 におけるプレポリマーと一緒に混合され〜諸成分の反応が行なわれて、ＲＩＭポ リウレタンエラストマーを生成する。

混合、反応及び成型射出のすべてが同時に起こるので型中での滞留時間の量が減 少するということである。こうして、ＲＩＭエラエラストマーろいろな消費者の ）　広い容認と工業上の応用を見出した。

しかしながら、上に示したように、エンドレスベルトの使用を必要とする成る種 の製品への適用は、そのベルトが静的な、及び（または）非負荷の適用とは反対 に、外部の、動的負荷にかけられることを要する。さらに、自動車のタイミング 及びパワートランスミッションベルト、■−ベルト、ミクローリブドベルトナど のような成る種の応用において、このようなベルトは動的負荷条件において極端 な高温及び低温にさらされなければならない。このような事情において、ポリウ レタンエラストマーベルトは、これが高温及び低温における動的負荷のもきで降 伏及び（または）ひび割れする傾向があるために、長期間の使用に対しては今日 まで受けいれられなかった。すなわち、ポリウレタンエラストマーベルトに対し ては、そのようなべＪｌｚ）がパワートランスミッションベルト、■−ベルト、 ミクローリブドベルトなどの形状の如何を問わず、すぐれた耐負荷性能ならびに 高温及び低温条件のもとでの動的負荷に耐えるのに必要な特性を有する必要性が 残る。

発明の開示 したがって、改良されたエラストマーのベルトを提供することが本発明の一つの 目的である。

動的負荷のもとで使用される場合の、高温及び低温抵抗性を有するポリウレタン ベルトを提供することが本発明の他の目的である。

特に高温における応用、すなわち２７０”Ｆおよびそれ以上、ならびに約−７５ °Ｆという低温における応用において使用するための、改善された性能特性をも った、長い寿命を有するＲＩＭ−成形エンドレスベルトを提供することが本発明 のさらに他の目的である。

上記の目的及びその他の目的を達成するために、また本発明の目的に従って本文 に具体的に表現さね、かつ広く記載されているように、高温及び低温抵抗性のエ ンドレスベルトが開示されている。このベルトはエラストマー物質からつくられ た主たるベルト本体部を含む。伸長構造は本体部に配置さむ、滑車接触部は主た る本体部さ一体にな、ているつこのエラストマー物質は高温及び低温抵抗性を有 し、アミンまたはヒドロキシ末端ポリオール、ヒトＤキシルまたはｒミン末端連 鎖延長剤右よび型中でこれらき混合される場合に、ベルトの加熱時にわたってそ の柔軟性または屈曲性を保持し、延長剤と急速に反応させるために採用されるポ リイソンアナート含有組成物の反応生成物から生成される。本発明の好ましい形 態においては、このエラストマーを主体とするベルト本体部分および滑車接触部 は反応射出成型によって形成される。

の好ましい態様を説明し、また明細書の記載と共に本発明の詳細な説明するのに 役立つ。図面に於て、 箪１図は本発明にしたがって構成されたポジティブドライブトランスミッション ベルトの一部断面を有する斜視図である。

第２図は本発明にしたがって構成されたＶ−ベルトの一部断面を有する斜視図で ある。

７３図は本発明にしたがって構成されたミクロ−Ｖベルトまたはミクローリブド ベルトの一部断面を有する斜視図である。

第４図は第１図に示されるベルトを製造するための型の一部断面を有する斜視図 である。

第５図は引張り強さと時間との関係を説明し、それによって本発明の数個のベル トの態様と１個の従来技術によるベルト構造の屈曲疲労を示すグラフである。

第６図は２７０’Ｆにおいて、本発明の２個のベルトの態様と２個の従来技術に よるベルト構造が破損するまでの時間を例証する棒グラフである。

第７図は数個の従来技術によるベルトと２個の本発明のベルトの態様との、試験 期間にわたる慣性負荷の結果を例証するグラフである。

本発明の最良の実施態様 図１を参照して、典型的なポジティブドライブバヮートランスミツンヨンベル目 ０を説明する。ベル）１０はエラストマ一本体部１２及びその本体部４２の内部 〜Ｒ囲に沿って位置した滑車接触部１４を含む。この特定の滑車接触Ｒ１４は、 歯１６とランド部１８が交互になった形態である。引張層２ｏはベルト１゜に支 んど強度を提供するために本体部１２内に位置する。この説明される形態におい Ｃは、引張層２ｏは本体部】２の長さに沿って縦に配列された複数のコード２２ の形態である。しかしながら、この分野で公知のいかなる型の引張層が使用され てもよいと解されるべきである。さらに、任意の所望する材料が引張部材として 、例えば、綿、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、アラミド、スチールのよう な材料、さらには低運搬性能に向いた不連続繊維でさえ、使用されてもよい。図 １の好ましい実施態様では、引張層２ｏは商標ケヴラー（Ｋｅｙｌａｒ）として 入手可能なアラミド繊維から形成される例示されたコード２２の形態である。他 の好ましいコードは、図１のパワートランスミッションベルト１ｏにはガラスＵ 及びカーボンフィラメントを、下記図２のＶベルトにはポリエステルコードを包 含する。

補強生地２４が使用されてもよく、それはべＪ叶１ｏの交互歯１６と交互ランド 部１８に沿って親密に適合し、それらのためのフェースカバーを形ａする。この 生地は、例えば、任意の所望する角度での経糸の並びと緯糸の並びからなる慣用 の織物、または間隔を置いたピケットコードで互いに維持された経糸の並びの編 まれているか又は組まれている形態からなる等、いずれかの所望する形態であっ てもよい。−重よりも多い生地が使用されてもよい。もし所望すれば、生地２４ がバイアスにカットされて、その繊維がベノ叶の進行方向と角度を形成してもよ い。例えば綿、ポリエステル、ポリアミド、大麻、ジュート、ガラス繊維及び多 様な他の天然及び合成繊維のような材料を使った慣用の生地が使用されてもよい 。本発明の好ましい実施態様において、生地層２４は、経糸または緯糸の並びの 少なくとも１つがナイロンで作られている伸張性で耐摩耗性の生地からなる。

その好まし、い形態においては、生地層２４はナイロン６６ストレッチ生地から 形成されている。

図２を参照して、この技術のある状態または標準のＶベルト２６をここで説明す る。Ｖベルト２６は図１にあるのき同様のエラストマ一本体部１２及び図１に説 明されているものとまた同様のコード２２の形態である引張強化部材２ｏを含む 。Ｖベルト２６のこのエラスト７一本体部１２及びコード２２は図１で上述され たのと同じ材料から構成される。

■ベルト２６はまた、図１のパワートランスミッションベルトにあるような滑車 接触部１４を含む。しかしながら、この実施態様においては、滑車接触部１４は 交互にあるノツチ付くぼみ表面またはトラフ２８と歯状突起３０の形態である。

これらの交互にあるノツチ付くぼみ表面２８と歯状突起３０は好ましくは、図示 されるように一般的な正弦波路に続き、滑車接触部Ｉ４がプーリ及び溝車の回り を通過する時に曲げ応力を分配し最小化することに役立つ。

図３を参照して、ミクロＶベルトまたはミクロ−リブ付ベルト３２を説明する。

ミクロＶベルト３２は図１及び図２のベルトにあるようなエラストマ一本体部１ ２を含み、好ましくはコード２２の形態であって先に記載された引張強化部材２ ０をまた含む。滑車接触部１４は、ベルト３２の伝動表面を規定する対面する側 面を有する複数のトラフ領域３８によって、交互になっている複数の盛り上がっ た領域または頂点３６を含む、複数の縦に配列したリブ３４の形態である。図１ から図３のこれらの例の各々において、滑車接触部」４は本体部１２と一体化し ていて、下記にさらに詳細に記載されるのと同一のエラストマー材料から形成さ れる。本発明は図１から図３に示される実施態様に関して説明され、とりわけ図 １に示されるポジティブパワートランスミッションベルトに関して説明されるが 、本発明はこれらの説明される特定の実施態様、あるいは形態に限定されず、む しろ下記の請求の範囲の範囲内にあるいかなるエンドレスベルト構造にも適用で きることが理解されるべきである。

ベルト機能の幾つかの重要な要素は、ベルトの熱老化に関係する高温抵抗性及び 低温抵抗性の両者、屈曲老化及び温度に関係する弾性または伸縮性、及び熱老化 に関する脆性を含む。ポリウレタンベルトの高温寸法安定度には２つの重要な局 面がある。その第１の局面は高温にさらされた時のベルトの垂れまたは弛みであ り、第２の局面は、動荷重条件での使用において高温または低温のどちらかにさ らされた結果としてのベルトの寸法の永久収縮または膨張である。先行技術のベ ルトでは、動荷重下でのこのような要素の高温または低温極値への予測ははっき りとはしなかった。しかしながら、本発明はこのような垂れまたは弛みを回避し 、２８５°Ｆまでの高温及びそれ以上の温度での動荷重操業下で弾性率を維持す る。加えて、本発明のベルトはまた約−７５°Ｆはどの低温を含めて低温状況下 で十分に良好に機能することができる。

本発明にふいて有用なポリオール、ポリイソシアネート及び連鎖延長剤は、先に 参照した米国特許出願Ｓ、　Ｎ、　０７／６３３．５２０にかなり詳細に記載さ れているようなものであり、その内容は既に詳しく本明細書中に参照として織り 込まれている。従って、かなりの詳細についてはここで繰り返さない。しかしな がら、必要な説明をすると、本発明において有用なポリオールはポリエーテルポ リオール、ポリエステルポリオールなどを含む。好ましいポリオールはプロピレ ンオキシド、エチレンオキシドまたはポリテトラメチレンオキシドのようなアル キレンオキシドを含む。より好ましいポリオールは約５５００〜６０００の範囲 の分子量を有するポリプロピレンオキシドである。

本発明の好ましいエラストマーの態様において重要な要素は、非常に低い不飽和 レベル、すなわち単一の反応部位を有する分子の数を有するポリオールの使用を 含む。その不飽和レベルが大きくなるほど、ポリオールの一官能価種の数が大き くなる。従って、不飽和レベルが低いほど、ポリオールの分子量たりの官能性ま たは反応部位の数が高くなる。本発明のベルトの開発の過程中に、初期に開発さ れたＲＩＭエラストマーから構成されたパワートランスミッションベルトが高温 で予期せず亀裂することを発見した。それからさらに、不飽和レベルを減するこ とによって早期亀裂の問題が軽減することが見出された。０．０３〜０．０４ｍ ｇ当量への不飽和レベルを有するベルトの試験では、２７５°Ｆでベルトの寿命 期間が１１５７時間及び１２５９時間、及び室温で２３３５時間という結果であ った。しかしながら、０．０７町当」ｇより大きい不飽和レベルを有するベルト は、２７５°Ｆで４７８時間、及び室温で９２１時間という破損する前の試験寿 命期間を提供した。従って、好ましいポリオール不飽和レベルは、試料１ｇ当た り甘めてｏ、　０６ｍｇ当量はど低く、好ましくは０．０３ａ＋ｇ当量７ｇより も低い値である。

ポリイソシアネート含有組底物は、ポリイソシアネートのみから構成されていて もよく、又、ポリオールの一部又は全部とポリイソシアネートのブレポリ７−混 合物であってもよい。しかしながら、本発明の真のポリイソシアネートプレポリ マー（つまり、ＮＧＯ約１５重量％以下）の使用が非常に重要であることを見出 した。先行技術に記載の、非動的用途のＲ１エラスト７−は、原（ｂａｓｉｃ） イソシアネートエラストマー（ＮＧＯ約３２重量％以上）又は準（ｑｕａｓｉ） プレポリ？−（ＮＧＯ約１６〜２５重量％）を一般的に使用していた。しかしな がら、このようなエラストマーを動荷重下で使用すると上述したように不満足な ものであった。

本発明のエラストマー材料を形成するのに用いるプレポリマーをつくるのに、広 範囲のポリイソシアネートを利用することができる。好ましいポリイソシアネー トは、１分子当たり２以上の−ＮＧＯ基を有する芳香族ポリイソシアネートであ る。参照した特許出願においてＩ１１要を述べたように、広範囲の芳香族ポリイ ソシアネートを使用することができるが、好ましいポリイソシアネートは４．４ ′−ジフェニルメタンジイソシアネート　（ＭＤＩ）である。好ましいプレポリ マーは、ポリイソシアネートが少なくとも多少過剰であるようなポリイソシアネ ートとポリオールとの反応生成物である。本発明で使用するのにどのような芳香 族ポリイソシアネートを選ぼうとも、選択した連鎖延長剤と混合したときに早い 反応時間とすることができることが肝要である。このような態様において、上記 組み合わせは、少なくとも約５分のポットライフを存するキャストシステムとは 反対に、反応時間が５秒程度であるＲＩＭプロセスにおいて使用することができ る。

特定の選択したポリイソシアネートに係わらず、好ましいプレポリマーは、−Ｎ ＣＯ約３〜２５重量％、より好ましくは−ＮＧＯ約７〜１２重量％のイソシアネ ート組成物を含む。又、ＮＧＯｌｏＨの反応比率として表されるポリイソシアネ ートとポリオールとの好ましい化学量論的混合比率は約０．９０〜１．２０であ り、さらに好ましくは約１．０１〜１．０３である。

本発明において有益な連鎖延長剤は、プレポリマーと早い反応時間を達成できる ように選ばれる。連鎖延長剤は、脂肪族ヒドロキシ化合物を含んでもよく、脂肪 族又は芳香族のアミン末端化合物であってもよい。本発明の耐高温実施態様にお いて、連鎖延長剤は、ヒドロキシ又はアミンを末端に有するものであってもよい 。本発明の他の好ましい実施態様において、特に本発明のベルトが以下に詳細に 述べる反応射出成形（ＲＩＭ）方法の結果物である場合には、好ましい連鎖延長 剤は芳香族アミンである。このより好ましい態様における芳香族アミン連鎖延長 剤は、ＭＯＣＡ又はＭＢＯＣＡとしてよく知られている４、４′−メチレンビス （オルソクロロアニリン）でアル。

ベルトが反応射出成形から形成される本発明の好ましい実施ＨＩＩにおいて、好 ましい連鎖延長剤は、連鎖延長剤とポリオールの合計量に対して約２０−１００ 重量％の量の芳香族アミンＭＯＣＡである。より好ましくは、この組成物は、連 鎖延長剤とポリオールの合計量に対してＭＯＣＡが約３５〜４０重量％の量で存 在するように選ばれる。ＲＩＭ反応生成物の別の態様にふいて、イソシアネート 反応ポリオールは、ＲＩＭ法のＡ−サイド成分を形成するので、Ｂ−サイド成分 は、ポリオールに対して１００％の連鎖延長剤、好ましくはＭＯＣＡからなる。

この場合、エラストマー中のハードセグメントの形成速度及びそれに続く相分離 を良好に制御できるが、これは本件におけるイソシアネートが、以下に述べるよ うにＲＩＭ射出成形の間の２つの競合反応に関与しないからである。

本発明のより好ましい態様は、ＭＯＣＡ組成物を有するエラストマーベルトであ って、ポリオールが５５００〜６０００の分子量のポリプロピレンオキシド、キ ャップしたエチレンオキシドであり、連鎖延長剤がＭＯＣＡとポリオールの合計 に対して約３５〜４０重量％のＭＯＣＡであり、プレポリマーがポリオールとＭ ＯＣＡの反応物であって８〜９％のＮＧＯを含む。

他の添加剤は、本発明のベルト中のエラストマー組成物の一部として有効であろ う。これらの添加剤には、成分の反応時間を減少するための触媒が含まれる。

触媒は、当業界で公知の所望の化合物から選ぶことができ、好ましくは有機金属 化合物、第３級アミン及びアルキル金属アルコキシドから選ばれる。しかしなが ら、ポリ尿素−ウレタンは、触媒を用いて、又は用いずに製造することができる 。

アミン末端基を含まないこれらのポリオールは、最も典型的には、上記触媒を用 いて製造される。触媒として有用な好適な有機金属化合物としては、スズ、水銀 、鉄、亜鉛、ビスマス、アンチモン、コバルト、マンガン、バナジウム、！！４ ナト（Ｄ脂肪族石鹸があげられるが、これらに限定されない。例えば、炭素数２ 〜２ｏのカルボン酸である有機リガンドを含み、ジブチルスズ　ジラウレート、 ジメチルスズ　ジラウレート、フェニル水銀プロピオネート、ナフテン酸銅など があげられる。本発明の組成物についての特に好ましい触媒は、ネオドデカン酸 ビス７スである。金属触媒は、又、熱老化や屈曲寿命を越えて、本発明のベルト のフレクシビリティ−やレジリエンスを保持するのに役立つと信じられている。

この場合、本発明のベルトは、先行技術のゴムベルトのように硬くなるよりはむ しろ熱老化による柔らかさを保持する傾向があり、金属触媒は、この特性に寄与 １゛ると信じりれている。

本発明により形成されるベルトの加工性や機能を補足するために、本発明は、又 、種々の他の添加剤を利用できる。例えば、本発明のエラスト７−ベルトがパワ ートランスミッションベルトの形態にある場合には、酸化防止剤が特に有効であ る。好ましい酸化防止剤としては、２．６−ジ−トープチルフェノール、及び置 換アルカン酸のヒンダードフェノールのポリアルキレングリコールエステル類が あげられる。このような例としては、エナレング１１コールの；３−メチル−５ を−ブチル−・トーヒドロキシベンゾイックアシッド　エステル及びトリメチ１ ７ンクリコールのビス［３−（３−メチル−５ｔ−ブチル−４−ヒドロ牛ジフェ ニル）プロピオネート］がある。最後に例示した酸化防止剤は、イルガノックス ２４５（商標）、！：してチバがイギーにより市販されている好ま（７いもので ある。

ベルトエラストマー組成物への他の添加剤としては、スリップ剤、好ましくはシ リコーン潤滑剤の形態にあるもの、特にボリシロキ→Ｊンがあげられる。ポリシ ロキサンの好ましい分子−量範囲は、添加重量％に依存して約１０００〜３００ ０であり、又以下に述べる粘度であるが、最も好ましい態様において、ポリシロ キサンは、２０センチストークスの粘度及び２０００の分子量を有する。滑車を 通ってベルトが動くときのノイズを低下するのに、本発明においてポリシロキサ ンが有効である。ポリシロキサンの利点は、ベルトエラストマーのウレタン分子 構造に影響せず、硬質のセグメントを妨害するよりもむしろウレタンの軟質のセ グメント中のボイドフリー容積（ｖｏｉｄ　ｆｒｅｅ　ｖｏｌｕｍｅ）を優先的 に占めると考えられる点にあることが見いだされた。従って、エラストマー組成 物からエラストマー表面に容易に移動できる特異な能力を持っているようであり 、かつ動きの自由度がポリシロキサンの分子量と粘度に直接依存する。

滑車接触部分１４と滑車との界面であるベルトの表面において、ポリシロキサン は、滑車を通るベルトの動きによって生じるノイズの低減を補助する。ポリシロ キサンの分子量があまりに小さいと、ポリシロキシン分子は、非常に速やかにべ Ｊ叶から拡散する傾向がある。これにより、ベルトの耐余年数の間、ベルトの耐 ノイズ性が早期に失われる。一方、分子量があまりに大きいと、ポリシロキサン 分子は大きすぎてエラストマーからその表面に容易に移動できなくなる。表面の 最初のポリシロキサン層が一旦なくなると、ベルト表面への拡散が遅いので、ベ ルトの残りの部分にあるポリシロキサンのノイズ減少能力が低下する。

本発明におけるスリップ剤の操作パラメーターを決定するために、一連のテスト を行った。最初のテストにおいて、−組のベルトを市販のポリジメチルシロキサ ン（ＰＤＭＳ）１重量％を用いて製造した。ＰＤＭＳ添加剤は、最初のテストに おいて広い範囲の分子量を示した。ＰＤＭＳの分子量を変えた以外は、ポリウレ タンベルトを本発明と同様にしで製造し、次いで異なったベルトについてのノイ ズのレベルを１９８７Ｃｅｌｅｂｒｉｔｙ　５ｅｒｐｅｎｔｉｎｅ　ｄｒｉｖｅ 及びＭｅｒｃｅｄｅｓ　１９叩エンジンの両方についてテストした。結果を以下 の表１に示す。

表１ ＦＤＭＳ分子量　ノイズの評価 ２．０００　静か＊ １３．０５０　２〜３時間後にノイズあり１３９．０００　２〜３時間後にノイ ズあり＊Ｃｅ１ｅｂｒｉｔｙ　４０９２時間及びＭｅｒｃｅｄｅｓ　７５０時間 −最大テスト期間表１のデータから明らかなように、適当な分子量を持ったポリ シロキサン添加剤の選択の重要性が具体的に示されている。同様に、低い分子量 のものは、Ｃｅ１ｅｂｒｉｔｙ　４０９２時間及びＭｅｒｃｅｄｅｓ　７５０時 間両方のテスト期間を通して静かなベルトを提供した。しかしながら、分子量が 実質的に増加すると、ベルトは比較的短期間でノイズを発するようになった。高 分子量のポリシロキサンは、軟質のセグメントを通ってゆっくりと拡散するので 、潤滑剤として有効に作用することができず、一旦ベルト表面上の潤滑剤が消費 されてしまうと、結局ベルトは短期間でノイズを発するようになる。しかしなが ら、１重量％添加した分子量２０００のＰＤＭＳは、明らかに好適な分子量を持 っているので、シロキサンはベルト表面上で潤滑剤とｊ７て連続して作用し適正 な速度でベルト表面に拡散でき、ベルトのノイズを低減できる。

表１から明らかなように、１３０５０程度の低い分子量では、２．３時間以上の 間ベルトのノイズを防止１．なかった。分子量２０００のＰＤＭＳ、！：同様に 働くであろう好ましいＰＤＭＳの分子量の狭い範囲をさらに決定するために、市 販のシロキサンを分子！１２００−１３６５０の範囲のものから選び、表１のテ ストと同様にベルトに含有させた。このスリップ剤試験の結果を以下の表２に示 す。

表２ ベル）Ｎｏ、　ＰＤＭＳ分子看　ＰＤＭＳ粘度　ノイズ開始（センチストークス ）　（時間） ベルトｌ　１２５０　１０　＜１４４ ベルト２　２０００　２０　＞７５０ ペルトコう　３７８０　５０　＜２４ ベルト１０　１６５０　（分岐）　５０　＜２４ベルト４　５９７０　１００　 ＜２４ ベルト５　９４３０　２００　＜２４ ベルト６　１３６５０　３５０　＜２４表２に示したものは、種々の分子量のＰ ＤＭＳ液状物に対応した粘度である。

ベルト１０は、同じ粘度である５０センチストークスの分岐の無いものとの比較 のために、分岐シロキサンを添加したものである。表２の最後の欄に示したテス ト結果は、約７５０ｒＰＩＩのアイドリングスピードで連続して作動させたとき のＭｅｒｃｅｄｅｓエンジンのノイズについてテストしたポリウレタンベルトに 基づくものである。

前述したように、シロキサンを含まないコントロールのベルトは、Ｍｅｒｃｅｄ ｅｓエンジンで約３時間以内に極めて大きなノイズを発生した。分子量２０００ のＰＤＭＳ　１重量％を添加したベルト（ベルト２）は、ノイズなしに７５０時 間まで継続使用できた。表２に示されるように、分子量２０００よりも大きい分 子量のＰＤＭＳ　１重量％を添加した全てのベルトは２４時間以内にノイズを発 生した。

より低い分子量のＦＤＭＳ　１重量％を用いて形成した１つのベルト（ベルト１ ）は、約１４４時間静かであったが、その後がん高い音を発した。この低い分子 量の添加剤は、軟質のセグメントを通してより早く拡散すると信じられており、 この試験期間内の１重量％添加においては素早く消費される。分岐ＰＤＭＳを用 いてつくったベルト１０は、スリップ添加剤が分子量よりもその粘度によって作 用することを示している。５０センチストークスで分子量１６５０のものを用い た上記例（ベル）１０）は、直鎖５０センチストークスのＰＤＭＳを用いたもの （ベルト３）のように、２４時間よりも短い期間ノイズを低減した。直鎖で分子 ｆ１１１６５０のものは、分子量が１２５０〜２０００の範囲にあり、分子量１ ２５０と２０００のものは共に２４時間以上ノイズを低減するので、該分子量１ ６５０のものは有効にノイズを低減するはずである。このように、粘度は主要な 作用パラメーターであると慣じられている。

以下の表３に、当モル量添加した種々の添加剤を用いた場合、つまり、ＰＤＭＳ 添加剤を分子量２０００の添加剤１重量％添加したのと同じモル量で添加した場 合の結果を示す。

表３ ベル）Ｎｏ、　ＰＤＭＳ分子量　ＰＤＭＳ粘度　ノイズ開始（センチストークス ）　（時間） ベルト２　２０００　２０　＞７５０ ベルト７　３７８０　５０　＜４８ ベルト８　５９７０　１００　＜５６ ベルト９　１３６５０　３００　＜３６表ＩＩＩから読み取ることができるよう に、２０００よりも高い分子量を用いたベルトは、表１１に示したような１重量 ％添加した対応するベルトよりも、長い間、より静かである。このことは、分子 量が増加するにつれて、当モル添加に関連して配合中にシロキサンが徐々に多く なるからと考えることができる。しかし、再び、表１１に示すように、１重量％ の添加にすると、これらの高分子量ＰＤＭＳ材料は、軟質のセグメントを介して 容易かつ明瞭に移動してベルト表面をノイズが減少するように補充することはな くなり、したがって、ベルト２のような有効な時間の水準でのノイズの減少がみ られなくなる。

有効なノイズ減少を達成するために、分子１１２０００のＰＤＭＳ添加剤に関す る追加の試験を行った。これらの試験は、分子９１２０００のＰＤＭＳ添加剤を １重量％で添加し、又はしないで、手作業で流延成形したブラックの引張り及び 引裂き特性に関するものであった。これらの試験において標準偏差を考慮した場 合、これらのスリップ剤添加剤は、ポリウレタン材料の引張り及び引裂き特性に 有害な効果を及ぼさないことが判った。さらに、テーパー磨耗試験をこのポリウ レタン材料について行ったが、分子１２０００のＰＤＭＳ添加剤を１重量％添加 することにより、ポリウレタン材料の磨耗耐久性が改善されることが示された。

最後に、分子量２０００のＰＤＭＳ添加剤を１重量％含むポリウレタン材料に関 し、レオメ）ＩＪ−動的分光計（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ　Ｄｙｎａｍｉｃ　５ ｐｅｃｔｒｏ＋ｎｅｔｅｒ）を使用して試験を行い、ＰＤＭＳ添加剤の添加がポ リウレタン材料の粘弾性に関し実質的に何らかの効果を与えないことを確かめた 。

本発明のエラストマーベルトを製造する場合に、注入成形、射出成形及び反応型 射出成形などの公知の成形工程を用いることができる。好ましい態様は、ＲＩＭ を用いることであり、本発明のエラストマーベルトが、後に詳細に述べるような ＲＩＭ反応型製品であることである。この好ましいＲＩＭ実施態様において、２ 種の流体供給流を形成する。Ａ（ｉｌ１５３Ｚ分流は、ポリイソシアネート含有 プレポリマーを含み、一方、Ｂ測成分流は、連鎖延長剤、過剰量のボ１７オール 、及び触媒、スリップ剤、抗酸化剤、着色剤などのその他の添加剤を含んでいる 。Ａ側は、先に述べたものから選ばれたポリイソシアネートを含むことができ、 すなわち、過剰の−Ｎ（：Ｏを含み又は含まないエラストマー組成物に用いられ ているポリオールの１００％以下のポリオールを含む予備反応させたポリイソシ アネートプレポリマーを含んでもよい。ポリオール１００％がＡ側プレポリマー に混合されていない限り、先に述べたように、Ｂ鋼成分は、残りの過剰ポリオー ルを含む。先に示したように、Ａ側のイソシアネート含有プレポリマーを、適当 な温度で予備反応させ、Ａ側の流れ成分を形成する。

図４について述べると、本発明のベルトを形成する反応型射出工程を説明する目 的で、通常の型４０を図示しである。型４０は、スペース領域４６を挟んで、内 側マンドレル４２及び外殻４４からなる。ノツチ４８は内側マンドレル４２で形 成さゎ、開部分５０が外殻４４で形成される。ケブラーコード２２の形態の引張 り層２ｏは、内側マンドレル４２の外側表面に巻付けられている。コード２２が 一旦、正しい位置に置かれると、外殻４４が内側マンドレル４２の回りに位置す るようになり、ベルトの形態が整えられる。

一旦、Ａ側とＢ側を構成する流れが前記のように構成されると、これらはＲＩＭ 混合ヘッド（図示せず）を介して、内側マンドレル４２と外殻４４の間にあるス ペース４６から型４０に射出される。この混合ヘッドは、Ａ側とＢ鋼成分を共に 混合し、同時にこれらを型４０に射出し、これによりＲＩＭ工程の射出中にＡ側 とＢ鋼成分を反応させるように設計されている。ＡとＢの混合組成物を型４ｏに 射出し、所望の形態のベルト、例えば、図１に示されているパワートランスミッ ションベルトを製造する。図４から読み取ることができるように、射出されたエ ラストマーは、開部分５０を満たし、主要部１２を形成し、ノツチ４８を満たし て歯１６を形成し、かつコード２２の間の隙間を満たす。次いで、この射出され た混合組成物を、成形品を取り出す時まで、型４０において、ゲル化、かつ硬化 させ、型からの分離体を後硬化させる。

Ａ側とＢ側の双方の処理温度は、一般に４０〜１２０℃であり、好ましくは６５ 〜７５℃である。型における材料のゲル化時間は、それを構成する成分により変 化する。

一般に、そのゲル化時間は０〜１５分間である。特に触媒を使用しない場合、硬 ゲル化は、一般に約１．５〜２分間で起こり、また活性アミンを使用する場合は 、約１５秒である。触媒を使用する場合、最初に軟質ゲルが得られ、続いて、は ぼ０．５〜２．５分間でガラス化する。型から取り出すまでの時間は、一般に１ 〜６０分間であり、後硬化時間は、約９３．３〜２３２．７℃（２００〜４５０ °Ｆ）テＯ〜２４時間である。

もちろん、これらの範囲は、ポリイソシアネート、連鎖延長剤及びポリオールの 組合わせの寅際の選択によるものである。注意すべきことは、Ａ側とＢ鋼成分反 応物は、一般にほぼ１００〜８００１秒の割合で型に射出することである。

本発明のベルトの得られたエラストマ一部分は、前記の反応した成分によって形 成された硬質及び軟質セグメントの組合わせである。本発明の重要な側面は、硬 質セグメントの平均長さはかなり均一であり、硬質セグメントはお互いに緊密に 重なりあっているこ出である。したがって、本発明のエラストマー組成物は、良 好で柔軟な疲労特性を有し、先行技術の材料よりもひび割れに対し、より抵抗性 がある。さらに、ポリオールの末端にある酸化エチレン基は、硬質及び軟質セグ メントの相凝離を助ける。その結果、その組成物の性質により熱硬化又は結晶化 する傾向があった先行技術のゴム組成物における硬化よりも、本発明のエラスト マーベルトは使用中の熱劣化に対して可撓性とレジリエンスを維持する。この特 徴は、また、先に述べたように、金属触媒の使用により部分的に強化される。

本発明の有効な利点は、高温及び低温ともに利用できることであり、したがって 、高温と低温に耐久性がある本発明のエラストマーベルトを提供することである 。特に本発明は、従来技術の組成物のひび割れ又は溶融を引き起こすような、高 温の環境における負荷をかける場合における、動的な応用に有用である。このよ うな条件に曝され、かつ本発明が高度に有用である環境の例には、自動車エンジ ン用のパワートランスミッションシンクロタイミングベルトがある。また、本発 明には、長期耐熱老化性及び曲げ亀裂寿命を伴う優れた負荷運搬能力がある。

本発明は、また良好な低温抵抗性をも有する。これは、ベルトエラストマー中の 改良された相合、ＭＩＪれ（ｐｈａｓｅ　ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏ口）のほか、ポ リエチレンオキシドポリオールの低いガラス転移温度によるものと考えられる。

本発明のベルトの多様な性能特性及び性状を技術の現状を使用する先行の構造物 と比較しながら、種々の試験を行った。一般に、本発明のベルトは、ゴムベルト と比較して、熱老化で硬くなるというよりむしろ柔らかくなる傾向にある。しか し、ゴムベルトでは熱老化と共に高弾性率をもたらす架橋密度が高くなる。

弾性、張力損失、クリープ、圧縮永久歪、耐熱性、屈曲症れへヒステリシス、耐 油及び耐水性、及び熱老化を含む幾らかの特性を吟味し比較した。以下に検討す る試験結果の目的のために、以下にベルトに関する術語を定義した。Ｘベルトは 、事実、本発明の好ましい態様であり、引張部材としてケブラーコード（Ｋｅｖ 　１ａｒ　ｃｏｒｄｓ）を有する伝動ベルトを含む。それは、イソシアネートＭ ＤＩからの８％ＮＧＯ含有量と、６０７４０重量％のＭＯＣＡ連鎖延長剤に対す るポリプロピレンポリオールの比率とを有するエラストマー配合物を提供するた めに、Ａ及びＢ５３Ｅ分の反応射出成形によって作られる。Ｙベルトも、伝動ベ ルトの形で本発明の一態様であり、８重量％ＮＧＯ含有量をもたらすためにＭＤ Ｉと混合されたポリプロピレンオキシドからなるプレポリマーを有するＡ鋼成分 と、連鎖延長剤１゜４−ブチレングリコールからなるＢ成分のＲＩＭ射出成形に よって形成されたエラストマーとともにケブラーコード構造を含む。

上記したＸ及びＹベルトの試験の対照である先行技術の伝動ベルトは、■で示さ れたベルトを含む。これは、アジプレン（Ａｄ　１ｐｒｅｎｅ）ベースエラスト マー配合物であって、アジプレンとはジイソシアネートとポリアルキレンエーテ ルグリコールの反応生成物であるポリウレタンエラストマーのＢ−１，デュポン ・デ・ネモールス・カンパニー　（Ｂ、　Ｉ、　Ｄｕ　Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍ ｏｕｒｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ）の商標である。使用したもう一つの先行技術のベル トは、エラストマーとして、ポリクロロプレンゴムであるネオプレンを含む。こ のベルトは■で示した。いま一つの先行技術のベルトは、ゴムベルト及びホース 産業に普通に用いられる水素化ニトリルゴムエラストマー材料である、■で示さ れるベルトである。

実施例■ Ｘベルトのエラストマー材料について圧縮永久歪試験を行い、■ベルトのものと 比較した。この試験のデータを表■にまとめ、１０％及び２５％の両方の圧縮レ ベルでのこれら圧縮試験の結果を示す。表から、圧縮永久歪値の温度依存性は、 ■ベルトについては、温度と圧縮永久歪との間で比較的−次間数的である。一方 、低温域において、Ｘベルトポリウレタンは■ベルトよりも良好な又は低い永久 歪値を有しているが、高温域においては、Ｘポリウレタンは完全な圧縮永久歪を 起こした。この情報だけに基づけば、Ｘベルト配合物が高温糞境中でのベルトの 使用に特に良好な配合物であると通常は結論しないであろう。しかしながら、先 に検討し、かつ、以下の追加の試験結果によって明確に示唆されるように、該ベ ルトは、動荷重の下で高温環境中で非常に性能が良いという驚くべき結果をもた らす。

表■ ７０ｈ、７０℃（１５８’Ｆ）　２０％　１９％　２６％　２３％７０ｈ、８５ ℃（１８５°Ｐ）３０％　２９％　４０％　３５％７０ｈ、１００℃（２１２° Ｆ）６４％　５６％　５３％　４７％７０ｈ、１２１℃（２５０°Ｐ）１．２７ ％１０７％　６８％　６３％７０ｈ、１２１℃（２５０”Ｆ）　Ｊ、１１％　６ ８％７０ｈ、１３５℃（２７５°Ｐ）１１１％　７２％実施例■ この特有の試験プログラムにおいて、本発明のＸベルトを、軟質及び硬質の両方 の■ネオブレンベルト、■ベルト、及びＥ、１．デュポン・デ・ネモールス・カ ンパニーから商標ハイパロンで入手できるクロロスルホン化されたポリエチレン 合成ゴムである■で示されるもう一つのベルトを含む幾つかの参考ベルトと対照 して試験した。この実施例■のこれら全ての試験において、ベルトを９７歯ベル ト、１インチ幅として作成し、１５０１ｂｓ、の死重が加わっている死重ブー９ −上に配置することによって試験を行った。次いで、該ベルトを１２５℃（２５ ７゜Ｐ）に加熱し、バックゴムを横切る亀裂及び布状亀裂（ｆａｂｒｉｃ　ｃｒ ａｃｋ）のみならず−火手亀裂（ｆｉｒｓｔ　ｓｍａｌｌ　ｃｒａｃｋ）の外観 を観察した。これら試験において、ネオブレン■ベルトは、亀裂を現すという意 味において最初に失格し、該温度で１００時間よりもやや長く持ち堪えただけで あった。■ベルトは、ネオブレン■コントロールベルトの２．２〜４倍持ち堪え た。ハイパロンエラストマーを有するＸベルトは、平均で、約３倍の長さ持ち堪 え、■コントロールベルトの耐熱性の約３倍であった。最終的には、Ｘベルトは 、この実施例■で説明した他のいかなるエラストマー構造物よりもかなり良好な 耐熱性を有していた。試験したＸベルトは、平均で６９０時間以上または■コン トロールベルトの約６．６倍持ち堪えた。

この特有の試験のもう一つの結果は、全てのゴムベルトの脆性はＸベルトを除い て熱老化時間とともに増加したことである。しかし、Ｘベルトは、その柔軟性ま たはレジリエンスを保持し、事実、時間とともに僅かに軟化しさえし九この特徴 は、先により詳細に検討し、事実、この試験運転の間に観察されたのである。

実施例■ 一連の性状特性試験をＸ、■、■及びＸベルトについて行った。荷重容量または 搬送試験において、Ｘエラストマー化合物は、試験した他の全てのエラストマー 材料の３倍の静的弾性率を有し、かつ、４倍の動的弾性率を有した。Ｘベルトが 明らかに最も高い荷重搬送能力を有する一方、■化合物は確かに最も柔らかい材 料であった。先の実施例Ｉにおけるように、試験した全てのベルト化合物は高い 圧縮永久歪を示し、Ｘベルト化合物は１２５℃（２５７°Ｆ）以上の総永久歪を 有した。Ｘ化合物も驚くほど良好であ、だが、■化合物の弾性率特性は最も少な い温度感受性を示した。

更に、Ｘウレタン組成物は、試験した全てのこれらの組成物の中で最良のヒステ リシスを示した。■ベルトは最悪の抵抗を示した。しかしながら、Ｘベルトのヒ ステリシスは、１３５〜１４９℃（２７５〜３００°Ｆ）においてゴムベルトよ りも低かった。最後に、Ｘベルトの引張強さは、室温においてはゴムベルトとほ ぼ同様であったが、熱老化（ｈｅａｔ　ａｇｅ）ではかなり良かった。

Ｘベルトウレタン組成物は、大変に良好な耐油性と、優れた耐水性とを示した。

■ベルトは最良の耐油性を示したが、Ｘベルトは最悪の耐油性を示した。更に、 ■ベルト組成物は、大変に良好な耐水性を示したが、Ｘベルト材料は大変に劣っ た耐水性を示した。

低温特性についても試験を行った。低温クランク試験の結果、Ｘベルト組成物は 、顕著な低温特性を示し、特に、−５１℃（−６０°Ｆ）より低い低温抵抗性を 示した。ゴムベルトは約−３４〜−３７℃（−３０〜−３５°Ｆ）の低温抵抗性 で試験した。更に、熱老化後の低温特性は、全ての組成物に関して良好であり、 Ｘベルトで最良であった。

更に、屈曲疲れについて試験を行った。Ｘベルトウレタン組成物の高配合モジュ ラスによって、この試験では比較的劣った屈曲疲れの結果が得られたが、■及び ｍベルト材料は、中程度の屈曲疲れ抵抗を示した。Ｘベルトは、この特定の試験 手順において最良の屈曲疲れ抵抗を示した。

ベルト材料の試験によって、Ｘベルトの生地ピーク接着は、■ベルトよりも低か ったが、ランド接着は■ベルトと同程度であった。しかし、コード接着は、ゴム ｍベルトよりもＸベルトにおいて遥に高かったが、コード接着は、油及び水に晒 すことにより低下した。更に、Ｘベルトに対する歯剪断は、ゴムｍベルトに対す るものに比べてほぼ半分であった。

最後に、この特定の実施例の熱老化試験により、ネオブレン■ベルトは、１２１ ℃（２５０°Ｆ）において非常に限定された寿命を有することが分かった。

詳細に説明すると、その■ベルトは、それが破損する時点で１４日の最大寿命を 有していた。この結果とは逆に、Ｘベルト組成物は、１３５℃（２７５’Ｆ）に おいて優れた特性の保持示し、この実施例■で試験した他の組成物の何れのもの よりも遥に良好であった。

実施例■ この試験手順では、異なる引張り部材材料を存する種々のベルト組成物を、本発 明に従って構成し、それぞれに対して及びゴムベルトに対して試験した。この特 定の試験を行って、経時的な引張強さ又は引張り部材の屈曲疲れを測定した。

この特定の実施例にふいて、表■及び図５の参照では、Ａは、ケブラーコード引 張強り部材ををするＸベルトであり、Ｂは、１４２５ブライコードを有するＹベ ルトであり、Ｃは、軽量ケブラーコードと８０／２０の比のポリオール対連鎖延 長剤とを使用して修正したＸベルトであり、モしてＤは、ガラス繊維コードを有 する■ベルトである。この特定の引張強ざ試験を１２５℃（２５７°Ｆ）で行い 、指定時間（表Ｖ）経過後に長さ方向に引き離して、特定時間におけるそのベル トの引張強さを測定した。表■及び図５から、ゴム■の従来ベルトの引張強さは 、高温において急速にかつ連続的に低下することが分かる。Ｙベルトの引張強さ は経時的に低下するが、■ベルトよりも実質的に急速な速度ではなかった。Ｘベ ルト及び８０／２０修飾Ｘベル）　（Ａ及びＣ）は、それぞれ初めに引張強さが 低下し、次いで試験の少なくとも５００時間にわたってかなり一定の引張強さで 保持される。従って、所定の引張強り部材を含む本発明のベルト構成物は、高温 におが分かる。

表Ｖ 試験寿命　引張強さ く時間）　Ｂ　Ｄ　Ａ　Ｃ ０，５４６００ 実施例■ この特定の試験においては、種々の異なる温度におけるベルトの破損（ｆａｉｌ ｕｒｅ）について試験した。試験したベルトはＸベルト、Ｖベルト及びＸベルト であった。

これらの３種のベルトのそれぞれを負荷馬力試験にかけた。この試験においては 、各ベルトをそれぞれ１９の歯を有し２インチの裏側アイドラーを有する２つの スプロケット上に配置した。試験されるベルトは３７４インチの幅を有し、全て の温度において３２０Ｏｒ−で運転された。試験の間、９４インチｌｂｓ、のト ルクまたは張力をかけ、試験において約５馬力を発生させて、自動車エンジンに おけるオーバーヘッドカムシャフト駆動の馬力要求をシミュレートした。

これらのベルトは、室温、２４０″Ｆ及び２７５°Ｆの温度で破損について試験 した。室温試験においては、６０００時間以」ユの運転後に破損したベルトはな かった。

）−）１種度の温度の２４０　’　Ｆにおける試験においても同様であった。し かし２７５　’　Ｆの高温においては、Ｘベルトは５７００時間以上運転を継続 したが、Ｘベルト及びＶベルトはいずれも破損した。具体的には、２７５°Ｆに おいてはｌベルトはＹベル１−と比較して破損するまでに約２倍の期間作動した ことが判った。しかＬ、ＸベルトはＶベルトの６倍以上、Ｘベルトの３倍以上作 動し、この出願を準備し出願１−る時点でもなお運転中であった。従って、本発 明に従って製造されたベルトは、室温から高温環境の全てに渡る広範な温度範囲 において長寿命の性質を有することは明らかである。

実施例■ 図６は、異なる２種の幅についてＸベルトをやはり異なる２種の幅の■ゴムペル ｉ・と比較した別の一連の試験を示すものである。これらの４種のベルトを２７ ０°Ｆで破損するまで運転した。Ｘベルトは両方共、ゴム■ベルトのいずれより も長持ちした。実際、５／８”Ｘベルトでさえ、ｒ幅のゴムベルトよりも１０％ 以上員持ぢした。、明らかに本発明のＸベルトは高温環境において比較のゴムベ ルトよりも有意に長い寿命を有している。

実施例■ この実施例においては、いくつかのベルトについて慣性負荷能力（ｉｎｅｒｔｉ ａ　１ｏａｄｃａｐａｂｉ　ｌ１ｔｙ）を試験し経時的に比較した１、試験の結 果は図７に示したが、この試験においてはＸベルト及びＸベルトの８Ｏ／２０ソ フトバージ１ン（ｘｌと相称する）を試験し、２種の■ベルト（■＾及びＴＩＢ ）、■ベルト及びＸベルトと比較した。

それぞれの場合において、試験するベルトは９７歯ベルト、同様の歯プロフィー ルを有する３７４インチ幅の形態であった。各ベルトは−２６６、９ニユートン の装着張力で約１ラジアンを介してプーリー上で繰り返し運動された。図７の結 果が示すように、Ｘ及びｘ１ベルトの両方が、Ｉ’ＪＡ、ｎＢ、ＩＩＩ及びＸベ ルトと比較して同じ試験期間において有意に大きい慣性負荷能力を有していた。

産茎上の利用性 上記から判るように、本発明は改良されたエラストマーベルト構造を提供する。

このエラストマーベルトは反応射出成形法を用いてＩｌ造し、成形時間を短くし 、硬化速度を速くすることが好ましく、これにより製造能力が有意に高められる 。

しかし、キャスティング及び射出成形法並びにスピンキャスティングも使用する ことができる。さらに本発明のエラストマーベルトは顕著に増強された特性を有 しており、その形状及び強度を連続的な動力学的負荷条件下で維持し、また分解 に対する抵抗、高温及び低温の両方の条件下での伸びを維持する。さらに、この ベルト組成物の性質により、本発明のベルトは高圧及び高材料速度でモールド中 に移動コード及び繊維なしで反応射出成形することができ、従って上記したよう な望ましい特性を示しながらＲＩＭ法の高い生産経済性を提供することができる 。

結果として本発明のベルト構造は、今日の自動車におけるような非常に高い温度 にさらされる自動車エンジン用のシンクロタイミング及びパワートランスミッシ ョンベルト並びにＶベルト、マイクロＶベルト、工業用フラットベルト及びその 他のベルトの用途における使用を含む広範なベルトの用途に有用である。

上記の本発明についての記載及びその具体的な実施態様は、種々の改変及び代替 的ないくつかの態様において詳細に記載した。しかしながら１．上記の本発明の 記載は例示的な意味のみを有するものであり、本発明の範囲は従来技術に基づい て解釈される特許請求の範囲によってのみ限定されるものと解されなければなら ない。

ＦＩＧ、　Ｉ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４ 試験期間（分） 手続補正書（方式） ％式％ Ｚ発明の名称　高温用ポリウレタンベルト３、補正をする者 事件との関係　出　願　人 名　称　ザ　ゲイッ　ラバー　カンパニー　−４、代理人 ７、補正の内容　別紙のとおり 図面の翻訳文の浄書（内容に変更なし）、　、・ＰＣＴＡＩＳ　９１１０９３３ ６フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，’　識別記号　庁内整理番号／／Ｂ２９Ｌ　３１： １６　４Ｆ （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、　ＳＥ）、　ＡＴ、 　ＢＲ，ＣＡ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＲ，ＰＬ、ＳＵ Ｉ

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. （１）エラストマー材料から製造されるベルト本体部、前記本体部に配置された 引張手段、及び前記本体部と一体化された滑車接触部を含む高温抵抗性及び低温 抵抗性のエンドレスベルトであって、前記エラストマー材料が高温抵抗性及び低 温抵抗性を有し、前記ベルトの熱老化に対して柔軟性及びレジリエンスを保持す るために、アミン又はヒドロキシ末端ポリオール、ヒドロキシ又はアミン末端連 鎖延長剤、及び型内で混合したときの前記延長剤との急速な反応に適合するポリ イソシアネート含有組成物の反応生成物から形成されることを特徴とする前記エ ンドレスベルト。
2. （２）前記エラストマー材料が、２７５°Ｆ以上の耐熱性を提供するために、前 記ポリオール、ヒドロキシ又はアミン末端連鎖延長剤、及びプレポリマーの形態 の前記ポリイソシアネート含有組成物の反応射出成形生成物である請求の範囲第 １項記載のベルト。
3. （３）前記エラストマー材料が硬質のセグメントと、前記ポリイソシアネート含 有ブレポリマーを含むＡ側成分と前記ポリオール及び前記連鎖延長剤を含むＢ側 成分とにより形成される軟質のセグメントを有する請求の範囲第２項記載のベル ト。
4. （４）前記連鎖延長剤が前記Ｂ側成分の２０〜１００重量％を含む請求の範囲第 ３項記載のベルト。
5. （５）前記連鎖延長剤が前記Ｂ側成分の約３５〜４０重量％を含む請求の範囲第 ４項記載のベルト。
6. （６）前記連鎖延長剤が前記Ｂ側成分であり、前記ポリオールの全てが前記Ａ側 成分プレポリマー内に配される請求の範囲第４項記載のベルト。
7. （７）前記連鎖延長剤が芳香族アミンを含む請求の範囲第１項記載のベルト。
8. （８）前記連鎖延長剤がＭＯＣＡを含む請求の範囲第７項記載のベルト。
9. （９）前記エラストマー材料が、約０．０９〜１，２０のＮＣＤ／ＯＨ比を有す る請求の範囲第１項記載のベルト。
10. （１０）前記ポリイソシアネートがジフェニルメタンジイソシアネート又はそれ らの誘導体を含む請求の範囲第１項記載のベル。
11. （１１）前記ポリイソシアネートがＭＤＩを含む請求の範囲第１項記載のベルト 。
12. （１２）前記ポリオールが１０，０００以下の分子量を有する請求の範囲第１項 記載のベルト。
13. （１３）前記ポリオールがポリプロピレンオキシドを含む請求の範囲第１２項記 載のベルト。
14. （１４）前記エラストマー材料及び前記引張手段が、動荷重下で連続的に使用し た場合に３００°Ｆ以下の高温抵抗性を有し、動荷重下で使用した場合に−７５ °Ｆの低温抵抗性を有する前記ベルトを提供する請求の範囲第２項記載のベルト 。
15. （１５）前記エラストマー材料が、さらに、操作中に前記ベルトの摩擦係数を調 整する手段を含む請求の範囲第１項記載のベルト。
16. （１６）前記調整手段が潤滑剤の形態のスリップ剤を含む請求の範囲第１項記載 のベルト。
17. （１７）前記調整手段が、かなりの期間のベルトノイズの抑制を与えるために、 ベルトを通しての移行率を提供するのに有効な粘度を有するポリシロキサンを含 む請求の範囲第１６項記載のベルト。
18. （１８）前記エラストマー材料が、硬質及び軟質のセグメントを有するセグメン ト化されたポリ尿素−ウレタンエラストマーを含む請求の範囲第２項記載のベル ト。
19. （１９）前記ポリオール不飽和化レベルが、ポリオール１ｇ当たり約０．０６ミ リ当量未滿である請求の範囲第１項記載のベルト。
20. （２０）前記ポリオール不飽和化レベルがポリオールｌｇ当たり約０．０３ミリ 当量未滿である請求の範囲第１９項記載のベルト。
21. （２１）前記ポリオールがポリプロピレンポリオールを含み、前記連鎖延長剤が ＭＤＣＡとポリオールの組合せに対して約３５〜４０重量％の量で存在するＭＤ ＣＡを含み、そして前記ブレポリマーがＭＤＩを含む請求の範囲第２項記載のベ ルト。
22. （２２）前記エラストマーが、前記ポリオールのかなりの部分を含む前記プレポ リマーを含むＡ側の成分と、前記連鎖延長剤及び前記ポリオールの残りの部分を 含むＢ側の成分との反応射出成形により形成される請求の範囲第１項記載のベル ト。