JPH071053B2 - ベルト用帆布の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ベルトの一部を構成し、ベルトを補強する
ために用いられる帆布の処理方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、歯付ベルト、Ｖベルト、平ベルトなどのベルトに
はクロロプレンゴムが主に用いられていたが、近年様々
な分野においてベルトに要求される性能、例えば、機械
的特性、耐熱性等が高まってきている。そこで、従来の
クロロプレンゴムのベルトに換えて、上記要求に答えう
るような素材、例えば水素化ニトリルゴム（H-NBR）が
実用化されてきており、この水素化ニトリルゴムを用い
たベルト用帆布の処理には以前と同様、ゴム糊を用いて
いた。

しかし、上記従来の技術で処理した帆布を有するベルト
（11）は（第１図参照）、水素化ニトリルゴム（12）
や、ガラス繊維コード（13）が新たな要求性能を満たし
てもベルト用帆布（14）がその性能を満たしえず、ベル
ト（11）の使用中、前記帆布（14）に亀裂等が生じベル
ト（11）の破損に到るという問題があった。

即ち、ベルト（11）の破損状況を、自動車のエンジンに
タイミングベルトとして用いられる歯付ベルトについて
分析すると、まず、ベルト（11）の表面を覆っている
帆布（14）の歯元部（15）から亀裂が生じ、次いで、
ベルト（11）の歯（16）自体が欠損しついに、ベルト
（11）の破損に到る場合が最も多く、よって、ベルト
（11）の一番の弱点はその帆布（14）にあると考えら
れ、Ｖベルト、平ベルトについてもやはり同様に帆布
（14）が弱点であると考えられる。即ち、帆布（14）の
熱環境下における諸特性（接着性、摩耗性、屈曲疲労
性、帆布強度等の機械的特性）が重要であると考えられ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、この発明は以上のような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、水素化ニトリル
ゴムを用いたベルトの一番の弱点である帆布の機械的特
性、耐熱性、また、帆布と水素化ニトリルゴムとの接着
性を向上させることができるベルト用帆布の処理方法を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

以上の目的を達成するために、機械的特性、耐熱性、接
着性がバランス良く満たされた帆布を得るための、ベル
ト用帆布の処理方法を提供すべく次のような技術的手段
を講じた。

すなわち、この発明は、水素化ニトリルゴムを主体とす
るベルト用の帆布の処理方法であって、そのラテックス
成分（以下適宜、Ｌ成分と略称する）に水素化ニトリル
ゴム（以下適宜、H-NBRと略称する）を含有するレゾル
シン・ホルマリン・ラテックス（以下適宜、RFLと略称
する）組成物を用い、ベルト用帆布を被覆することを特
徴とするものである。

Ｌ成分としては、カルボキシル化NBRラテックス、クロ
ロスルホン化ポリエチレンラテックス、H-NBRラテック
ス、ビニルピリジン−スチレンブタジエンラテックスな
どが考えられるが、この中でH-NBRが後に詳述するよう
に最も良好な結果が得られた。

このＬ成分にH-NBRを有するRFL組成物で基布を被覆す
る。この基布への前記組成物の付着量は、基布の重量に
対して10〜50重量％が好ましく、さらに好ましくは20〜
30重量％である。ここで、基布をRFL処理したものが、
帆布であり、基布とはRFL処理する以前の布をいう。

前記付着量の制御は、RFL処理液の固形分の比率及びデ
ィップ処理時の絞りロールの間隙量で行う。ここで、付
着量を10重量％未満とすると、帆布とゴムとの接着性、
或いは帆布の耐摩耗性が低下し、50重量％以上とする
と、逆に帆布の機械的特性、屈曲性が低下する。

〔実施例〕 以下に、この発明の実施例を示す。

なお、以下の記載において、指定のない限り、数値は重
量基準による。

（１）先ず、RF液を作成し、Ｌ（ラテックス）成分にH-
NBR（水素化ニトリルゴム）を含有するラテックスによ
りRFL組成物を調整する。

（ａ）RF液の作成 R/Fモル比は、1:1〜５が好ましく、さらに好ましくは1:
1〜２であり、以下に示す割合で、RF液を作成した。

レゾルシン …17.3g ホルマリン（35％） …13.2g 水 …340.5g NaOH水溶液（10％） …3.7g （合計 …374.7g） （ｂ）RFL組成物の調整 RF/L固形分重量比は、1:4〜20が好ましく、さらに好ま
しくは1:5〜10であり、以下に示す割合で、pH10〜11に
なるようにしてRFL組成物を調整した。

前記RF液 …374.7g ＊ラテックス（Ｌ） …556.0g アンモニア水（28％） …10.0g 水 …282.6g （合計 …1223.2g） 前記＊ラテックス（Ｌ）として、日本ゼオン（株）のZe
tpol 2020ラテックスを用いた。

（ｃ）基布へのRFL組成物による被覆 前記RFL組成物を用いて、ナイロン６、若しくはナイロ
ン66等から成る基布を、RFL処理液の固形分の比率及び
ディップ処理時の絞りロールの間隙量で、付着量を基布
の重量に対して30重量％になるように制御してディップ
処理を行い、次いで、110℃にて乾燥し、さらに220℃に
て熱処理を行い、処理した帆布を得た。

（２）評価試験 上述のようにして作製した帆布、若しくはこの帆布を用
い次に示す方法で作成したベルトを用いて下記のような
各種試験を実施した。結果を示す表、及び図において実
施例の結果は（１）で示す。

〔ベルトの作成〕

下記のゴム配合物を使用し公知の方法によりタイミング
ベルトを作成した。

（水素化ニトリルゴムの配合比率） ＊水素化ニトリルゴム …100 部 ZnO …5.0部 カーボンブラック …40.0部 ステアリン酸 …1.0部 可塑剤 …10 部 老化防止剤 …2.0部 硫黄 …0.5部 促進剤（TT） …2.0部 促進剤（Ｍ） …0.5部 （合計 …161.0部） 前記＊水素化ニトリルゴムとして日本ゼオン（株）のZe
tpol 2020を用いた。

なお、比較例（２）〜（４）として、Ｌ（ラテックス）
成分としてカルボキシル化NBRラテックス（２）、クロ
ロスルホン化ポリエチレンラテックス（３）、ビニルピ
リジン−スチレンブタジエンラテックス（４）を用いて
RFL組成物を調整した。配合例を次頁の表に示す（以
下、余白）。

また、他の比較例（５）として次に示す比率で配合した
ゴム混合物をその2.0〜3.5倍の溶剤に溶解し、次いでフ
ェノールレジンをゴム混合物の20〜35％添加溶解しゴム
糊としたものを処理剤として調整した。

（ゴム混合物の配合比率） ＊水素化ニトリルゴム …100 部 ZnO …5.0部 カーボンブラック …40.0部 ステアリン酸 …1.0部 老化防止剤 …2.0部 硫黄 …0.5部 促進剤（TT） …2.0部 促進剤（CZ） …1.0部 （合計 ……151.5部） 前記＊水素化ニトリルゴムとして、日本ゼオン（株）の
Zetpol 2020を用いた。

帆布と前記ゴムの接着強度に関する剥離試験 イ．常温における剥離試験 帆布を水素化ニトリルゴムに圧着加硫した試料を作成
し、常温で帆布と水素化ニトリルゴムとの剥離試験を行
い接着強度を測定した（試験条件；引張速度 50mm/mi
n）。

後記の表に示した結果より明らかなように、この実施例
に係る帆布と水素化ニトリルゴムとの接着力は従来のRF
L組成物を用いたものに較べて非常に強固なものであ
る。

ロ． 120℃で一定時間毎の経時熱劣化を調べる剥離試
験 前記ベルトの巾を19.1mmに揃え、120℃のギヤオーブン
中に所定時間ずつ放置し、経時熱劣化後のベルト歯底部
の剥離試験を常温で行い、接着強度を測定した。結果を
第２図に示す（試験条件；引張速度 50mm/min）。

ハ． 100℃で油雰囲気下における一定時間毎の経時熱
劣化を調べる剥離試験 前記ベルトの巾を19.1mmに揃え、約100℃の油にベルト
を浸漬し、一定時間経過毎にベルト歯底部の帆布の剥離
試験を常温で行い、接着強度を測定した。結果を第３図
に示す。

ニ． 100℃で沸水雰囲気下における、一定時間毎の経
時熱劣化を調べる剥離試験 前記ベルトの巾を19.1mmに揃え、約100℃の水にベルト
を浸漬し、一定時間経過毎にベルト歯底部の剥離試験を
常温で行い、接着強度を測定した。結果を第４図に示
す。

この第２図乃至第４図から、上記接着強度の120℃にお
ける経時熱劣化、100℃における経時耐油熱劣化、経時
沸水熱劣化による接着強度は、従来のものより高い値を
維持していることが明らかである。即ち、高温下でオイ
ルや蒸気に晒される状況下においても、この実施例に係
る帆布は好適であると言える。

更に、上記いずれのグラフについても、初期の接着強度
が特に優れている。この様に、未だベルトとこのベルト
が係合する部材との馴染みが少なくて無理な力がかかり
がちは初期運転（所謂、慣らし運転）時にベルトの接着
強度が優れていると、この時期の劣化が最小限で済み、
この後のベルトの耐久性に殊の外好影響を及ぼす。

120℃で一定時間毎の帆布の機械的強度の経時熱劣化
を調べる引っ張り試験 帆布の幅を25mmに揃え、帆布単体で150℃×20分間プレ
ス加硫処理を施し、120℃のオーブン中に所定時間ずつ
放置し、経時熱劣化後の帆布の伸縮方向の引っ張り試験
を常温で行い、その破断強度を測定し、初期値との比較
により経時熱劣化の割合を算出した（試験条件；引張強
度 200mm/min）。

第５図に示した結果より、高温（120℃）下における機
械的強度の熱劣化の割合も従来の帆布に較べて優秀であ
ることがわかる。

耐摩耗性に関する試験 イ．常温下におけるテーバ式の耐摩耗試験 帆布単体で150℃×20分間プレス加硫処理を施した試料
を用い、テーバ社の摩耗試験機（モデル5150）を使用し
摩耗試験を行った。なお、評価は摩耗重量（損失重量）
によった（試験条件；荷重 500g、摩耗論H-18、回転数
4,000回転）。結果を、第６図に示す。

ロ． 100℃の湿熱雰囲気下の一定時間毎の厚みの変化
による耐摩耗試験 ベルトを一対のプーリに架け渡し、下部で水を沸騰させ
ている槽内で走行試験を行った。評価は、走行後のベル
ト歯底部の帆布の厚みの減少度合いによった。結果を、
第７図に示す。

この第６図と第７図の結果より、常温での耐摩耗性、10
0℃湿熱雰囲気下での摩耗特性の経時劣化が共に従来の
帆布を用いたベルトより優れていることがわかる。

140℃屈曲疲労による耐久試験 ベルトを用い、140℃の雰囲気温度下でデマッチャ屈曲
試験機（形式;FT-202〔特〕：（株）上島製作所製）を
使用し、ベルトの歯元部帆布の屈曲試験を行った。な
お、評価はベルトの歯元部の帆布に、布全厚に及ぶ亀裂
が発生した回数によった。

（試験条件；屈曲回数 毎分300回〔１往復運動を１回
とする〕 ；サンプルの掴みチャック間距離、最大75mm、最小19m
m） 結果は第８図に示したように、この実施例に係る帆布を
用いたベルトの耐久性は従来のベルトより明らかに優れ
ている。

走行試験 前記タイミングベルトで、下記２種の走行試験を行っ
た。走行寿命は、ベルト歯元部の帆布に布全厚に及ぶ亀
裂発生時間によった。

イ.110℃における耐熱走行試験 ベルトを110℃の雰囲気温度下で、一対のプーリ間に架
け渡しベルト歯元帆布の亀裂寿命を亀裂発生時間により
評価した。

ロ． 80℃における歯元耐久試験 ベルトを80℃の雰囲気温度下で、３個のプーリ間に架け
渡しベルト歯元部の帆布の亀裂寿命を亀裂発生時間によ
り評価した。

次記の表に示した結果から、高温運転下における耐久性
は従来のベルトより非常にすぐれたものであることがわ
かる。

上述の、−イ、−イ、ロの試験結果を次表に示す。

＊−イ…常温における剥離試験、単位；（kgf/25mm） ＊−イ…110℃における耐熱走行試験、走行寿命；
（時間〔Ｈ〕） ＊−ロ…80℃における歯元耐久試験、走行寿命；（時
間〔Ｈ〕） 〔発明の効果〕 この発明のベルト用帆布の処理方法により処理した帆布
を用いたベルトは、表及び図に表した試験結果からも明
らかなようにベルトの一番の弱点である帆布の機械的特
性、耐熱性及び、帆布と水素化ニトリルゴムとの接着性
を向上させることが出来るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係るベルト用帆布の処理方法によ
り処理した帆布を有する歯付ベルトの断面状態を示す斜
視図である。第２図は、120℃における接着強度の熱老
化に関する剥離試験の結果を示すグラフ、第３図は、10
0℃における油雰囲気下の接着強度の熱老化に関する剥
離試験の結果を示すグラフ、第４図は、100℃における
沸水雰囲気下の接着強度の熱老化に関する剥離試験の結
果を示すグラフ、第５図は、120℃における機械的特性
の熱老化に関する引っ張り試験の結果を示すグラフ、第
６図は、常温下における耐摩耗性に関する試験の結果を
示すグラフである。第７図は、100℃の沸水雰囲気下に
おける耐摩耗性に関する耐久試験の結果を示すグラフ、
第８図は、140℃における屈曲疲労に関する耐久試験の
結果を示すグラフである。 （11）……ベルト、（14）……帆布

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水素化ニトリルゴムを主体とするベルト用
   の帆布の処理方法であって、そのラテックス成分に水素
   化ニトリルゴムを含有するレゾルシン・ホルマリン・ラ
   テックス組成物を用い、ベルト用帆布を被覆することを
   特徴とするベルト用帆布の処理方法。
2. 【請求項２】前記レゾルシン・ホルマリン・ラテックス
   組成物のR/Fモル比が1:1〜５、RF/L固形分重量比が1:4
   〜20である請求項１記載のベルト用帆布の処理方法。
3. 【請求項３】前記帆布への前記レゾルシン・ホルマリン
   ・ラテックス組成物の付着量が、基布の重量に対して約
   10〜50重量％である請求項１又は２記載のベルト用帆布
   の処理方法。