JPH07224907A - ゴム組成物およびそれを用いた伝動ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゴム層に埋設する短繊維を特定することによ
り、伝動ベルトの耐熱性および耐屈曲疲労性をより一層
向上させる。 【構成】 水素添加率８０％以上のＨ−ＮＢＲ；１００
重量部、不飽和カルボン酸金属塩；１０〜１００重量部
および有機過酸化物；０．２〜１０重量部を主成分とす
るマトリックスゴムに対し、Ｌ成分としてＮＢＲラテッ
クスもしくは水素添加率８０％以上のＨ−ＮＢＲラテッ
クスを含有するＲＦＬで処理された脂肪族ポリアミド短
繊維４を添加したゴム組成物でＶリブドベルトＡのリブ
ゴム層６を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ゴム組成物およびそれ
を用いた伝動ベルトの改良に関し、特に耐屈曲疲労性お
よび耐摩耗性等の物性向上対策に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】伝動ベルトとしてのＶリブドベルトは、
Ｖベルトに比べると厚みが薄いため、曲げ応力が少な
く、小プーリに対する使用可能域が広くなるとともに、
コンパクトな設計が可能であり、また、省エネルギー効
果も顕著である。また、Ｖリブドベルトは、Ｖベルトに
比べ駆動時のプーリ溝への沈み込みに起因するベルト張
力の低下も少なく、このためベルト寿命が長くなるな
ど、多くの長所を備えており、その用途も自動車、農
機、家庭用電化機器等広大の一途を辿っている。

【０００３】ところが、Ｖリブドベルトは、以上その一
例を示す如く多数の長所を有しているものの、過大な張
力や回転変動が加わる滑り易くなり、その結果、リブゴ
ム層の摩耗、クラック、脱落等が発生し、ベルト寿命を
短縮させる原因も種々内在している。

【０００４】そこで、リブゴム層に短繊維を混入して該
リブゴム層を短繊維で補強するとともに、リブゴム層の
ゴムとして、従来より一般によく用いられているクロロ
プレンゴム（ＣＲ）に替えてエピクロルヒドリンゴム
（ＣＨＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）および
エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ，ＥＰＤＭ）等、耐熱
性に優れたゴムを採用することが試みられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＣＨＲは熱軟
化性および耐寒性に問題があり、Ｈ−ＮＢＲは耐屈曲疲
労性に問題があり、ＥＰＲ，ＥＰＤＭは耐油性に問題が
ある。

【０００６】また、例えば特開平４−４６３号公報に開
示されているように、ゴム層のマトリックスゴムとして
高水素化率のニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）を採用すると
ともに、ゴム層に補強材として埋設する短繊維として芳
香族ポリアミド短繊維を採用し、かつこの芳香族ポリア
ミド短繊維をレゾルシン−ホルマリン−ニトリルゴムラ
テックスやレゾルシン−ホルマリン−水素添加率８０％
以上の水素化ニトリルゴムラテックスで処理することに
より、耐熱性および耐屈曲疲労性を向上させるようにし
た伝動ベルトが提案されているが、エンジンの高速化に
伴う高温雰囲気等、過酷な使用条件下に晒されることを
鑑みれば、より一層の耐久性を付与することが望まし
い。

【０００７】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、ゴム層を構成するマト
リックスゴムに添加する短繊維として上記の公報例とは
異なる短繊維を採用することにより、このゴム組成物で
作製したＶリブドベルト等の伝動ベルトの耐熱性および
耐屈曲疲労性をより一層向上させんとすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の第１の解決手段は、水素添加率８０％以上
の水素化ニトリルゴム；１００重量部、不飽和カルボン
酸金属塩；１０〜１００重量部および有機過酸化物；
０．２〜１０重量部を主成分とするマトリックスゴムに
対し、レゾルシン−ホルマリン−ニトリルゴムラテック
スで処理された脂肪族ポリアミド短繊維を添加してゴム
組成物を構成したことを特徴とする。

【０００９】本発明の第２の解決手段は、水素添加率８
０％以上の水素化ニトリルゴム；１００重量部、不飽和
カルボン酸金属塩；１０〜１００重量部および有機過酸
化物；０．２〜１０重量部を主成分とするマトリックス
ゴムに対し、レゾルシン−ホルマリン−水素添加率８０
％以上の水素化ニトリルゴムラテックスで処理された脂
肪族ポリアミド短繊維を添加してゴム組成物を構成した
ことを特徴とする。

【００１０】本発明の第３の解決手段は、第１又は第２
の解決手段のゴム組成物でベルト構成ゴム部の少なくと
も一部を構成したことを特徴とする。

【００１１】本発明のゴム組成物を構成する水素添加率
８０％以上の水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）は、例
えばアクリロニトリルと１，３−ブタジエンとを共重合
させたものに水素を添加し、共役ジエン単量体単位に存
在する二重結合を飽和させて得たゴムのことである。

【００１２】上記Ｈ−ＮＢＲに添加する不飽和カルボン
酸金属塩とは、カルボキシル基を有する不飽和カルボン
酸と金属とがイオン結合したものであり、例えばアクリ
ル酸亜鉛やメタクリル酸亜鉛等が好ましい。この不飽和
カルボン酸金属塩の含有量をＨ−ＮＢＲ；１００重量部
に対して１０〜１００重量部に設定したのは、１０重量
部未満および１００重量部を超えると期待するほどの効
果を得ることができなくなるからである。また、Ｈ−Ｎ
ＢＲと不飽和カルボン酸金属塩との割合は、１００／１
００≧Ｈ−ＮＢＲ／不飽和カルボン酸金属塩≧１００／
１５に設定することが好ましい。このような範囲に設定
したのは、１００／１５未満では強度特性が劣る一方、
１００／１００を超えると耐屈曲疲労性および反発弾性
等が劣り、かつ硬度上昇が大きくなるからである。

【００１３】上記Ｈ−ＮＢＲに添加する有機過酸化物は
架橋剤として用いられるものであり、この有機過酸化物
としては、例えば過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイ
ル、過酸化ジターシャリーブチル、過酸化アセチル、タ
ーシャリーブチルペルオキシ安息香酸、過酸化ジクミ
ル、ペルオキシ安息香酸、ターシャリーブチルペルオキ
シピバレートおよびアゾビスイソブチロニトリル等のジ
アゾ化合物類が好ましい。これらの有機過酸化物は単独
にて用いられたりあるいは併用される。この有機過酸化
物の含有量は、Ｈ−ＮＢＲ；１００重量部に対して０．
２〜１０重量部に設定することが好ましく、このような
範囲に設定したのは、０．２重量部未満では架橋が十分
に行われなくなる一方、１０重量部を超えると十分なゴ
ム弾性を得ることができなくなるからである。

【００１４】本発明の特徴として、上記Ｈ−ＮＢＲ、不
飽和カルボン酸金属塩および有機過酸化物を主成分とす
るマトリックスゴムに添加される脂肪族ポリアミド短繊
維としては、ナイロン６、ナイロン６，６およびナイロ
ン１２等であり、この脂肪族ポリアミド短繊維の添加割
合は、上記マトリックスゴムに対し５〜３０重量部に設
定することが望ましい。このように設定したのは、５重
量部未満では添加量が少な過ぎてベルトとして用いた場
合に期待した耐摩耗性を得ることができなくなるおそれ
がある一方、３０重量部を超えると耐屈曲疲労性が悪く
なりゴム層にクラックが発生し易いためベルト走行寿命
が短くなるおそれがあるからである。

【００１５】上記脂肪族ポリアミド短繊維を処理するレ
ゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス（ＲＦＬ）は、
ラテックス（Ｌ）成分としてはＮＢＲラテックスや水素
添加率８０％以上のＨ−ＮＢＲラテックスが用いられ、
処理された脂肪族ポリアミド短繊維は乾燥後、熱処理さ
れてＲＦＬ膜で覆われている。なお、レゾルシン−ホル
マリン（ＲＦ）縮合物におけるレゾルシンとホルマリン
との重合割合は１：０．５〜１：３mol 比に設定するの
が好ましく、さらに好ましくは１：１〜１：２mol 比で
ある。また、このＲＦ樹脂とＮＢＲラテックスやＨ−Ｎ
ＢＲラテックスの混合割合は固形分で１：５〜１：２０
wt比に設定するのが好ましい。なお、上記脂肪族ポリア
ミド短繊維の処理方法としては、ディップ処理、コーテ
ィング処理、ソーキング処理等、従来より広く採用され
ている公知の処理方法があり、いずれの処理方法を採用
してもよい。

【００１６】上述の如く構成されたゴム組成物は伝動ベ
ルトの成形に用いられ、ベルト構成ゴム部の少なくとも
一部がこのゴム組成物で構成される。その一例としてＶ
リブドベルトを例に挙げて説明するに、図１に示すよう
に、ＶリブドベルトＡは接着ゴム層１を備えてなり、該
接着ゴム層１のマトリックスゴムは、水素添加率８０％
以上の水素化ニトリルゴム；１００重量部、不飽和カル
ボン酸金属塩；１０〜１００重量部および有機過酸化
物；０．２〜１０重量部を主成分とするものである。

【００１７】また、上記接着ゴム層１にはベルト長手方
向に延びる複数本の心線２，２，…が埋設され、上記接
着ゴム層１の上側には帆布３が貼り合わされているとと
もに、接着ゴム層１の下側には、脂肪族ポリアミド短繊
維４，４，…が混入された３つのリブ５，５，５からな
るベルト構成ゴム部としてのリブゴム層６が一体に成形
されている。このリブゴム層６のマトリックスゴムも上
記接着ゴム層１と同様に、水素添加率８０％以上の水素
化ニトリルゴム；１００重量部、不飽和カルボン酸金属
塩；１０〜１００重量部および有機過酸化物；０．２〜
１０重量部を主成分とするものであり、上記脂肪族ポリ
アミド短繊維４は、例えばこのマトリックスゴムに対し
５〜３０重量部の割合で混入されている。そして、この
脂肪族ポリアミド短繊維は、Ｌ成分としてＮＢＲラテッ
クスや水素添加率８０％以上のＨ−ＮＢＲラテックスを
用いたＲＦＬでディップ処理等の処理が施され、表面が
ＲＦＬ膜で覆われている。

【００１８】なお、上記心線２としては、綿、ポリビニ
ルアルコール繊維、脂肪族および芳香族ポリアミド繊
維、ポリエステル繊維、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊
維等を挙げることができるが、特に制限されるものでは
なく、使用目的に応じて適宜選定される。また、帆布３
も同様に従来より一般に用いられているものが適用され
る。

【００１９】また、上記各成分と共に加硫剤、補強剤
（カーボンブラック、シリカ等）、充填剤（炭酸カルシ
ウム、タルク等）、架橋助剤、加硫促進剤、可塑剤、安
定剤、加工助剤、老化防止剤および着色剤等、ゴム工業
で通常使用される種々の薬剤等が使用目的に応じて適宜
配合される。

【００２０】なお、伝動ベルトがＶリブドベルトＡであ
る場合を示したが、Ｖベルト等他のベルトにも適用する
ことができるものであり、また、脂肪族ポリアミド短繊
維４を混入する部位もベルト構成ゴム部の一部に限ら
ず、ベルトの種類によってはベルト構成ゴム部の全体で
あってもよい。

【００２１】

【作用】上記の構成により、本発明の第１〜３の解決手
段では、水素添加率８０％以上のＨ−ＮＢＲ、不飽和カ
ルボン酸金属塩および有機過酸化物を主成分とするゴム
層と、該ゴム層に埋設されＮＢＲラテックスもしくは水
素添加率８０％以上のＨ−ＮＢＲラテックスを用いたＲ
ＦＬで処理された脂肪族ポリアミド短繊維とのゴム複合
体により、伝動ベルトの耐熱性および耐屈曲疲労性がよ
り一層向上する。

【００２２】

【実施例】次に、本発明の具体例を詳しく説明する。

【００２３】表２に示すような４種類の配合からなるゴ
ム組成物を接着ゴム層１およびリブゴム層６に用い、か
つリブゴム層６に脂肪族ポリアミド短繊維４を混入し
て、図１に示すような短繊維入りＶリブドベルトＡを作
製し、耐屈曲疲労試験および耐摩耗試験を行った。その
結果を表１および図２に示すとともに、各試験の要領を
以下に説明する。

【００２４】＜耐屈曲疲労試験の要領＞図３に示すよう
に、駆動プーリ１１（直径１２０mm、４９００rpm ）、
従動プーリ１２（直径１２０mm、負荷１１．７７ｋ
Ｗ）、テンションプーリ１３（直径７０mm）およびテン
ションプーリ１４（直径５５mm）にＶリブドベルトＡを
巻き掛け、テンションプーリ１４に矢印Ｆ1 方向に８３
３Ｎのセットウエイトを加えた。

【００２５】＜耐摩耗試験の要領＞図４に示すように、
駆動プーリ１５（直径６０mm、３５００rpm ）と従動プ
ーリ１６（直径６０mm、負荷３．８ｋＷ）との間にＶリ
ブドベルトＡを巻き掛け、従動プーリ１６に矢印Ｆ2 方
向に１．２ｋＮのデッドウエイトを加え、２４時間後の
重量摩耗率を調べた。

【００２６】その結果、本実施例１，２は、比較例１〜
６に比べて耐屈曲疲労性および耐摩耗性が優れていた。
特に、脂肪族ポリアミド短繊維をディップ処理していな
い比較例５では、ディップ処理をしているか否かの点だ
けが異なる本実施例２に比べて耐屈曲疲労性が一段と劣
っており、ディップ処理の有無が耐屈曲疲労性に及ぼす
影響が大であることが判る。また、比較例１〜６は表１
から明らかなように部材の引張り強度が弱く、亀裂も総
じて長かった。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜３に係
る本発明によれば、水素添加率８０％以上の水素化ニト
リルゴム；１００重量部、不飽和カルボン酸金属塩；１
０〜１００重量部および有機過酸化物；０．２〜１０重
量部を主成分とするマトリックスゴムに対し、レゾルシ
ン−ホルマリン−ニトリルゴムラテックスもしくはレゾ
ルシン−ホルマリン−水素添加率８０％以上の水素化ニ
トリルゴムラテックスで処理された脂肪族ポリアミド短
繊維が添加されているゴム組成物でベルト構成ゴム部の
少なくとも一部を構成したので、耐熱性および耐屈曲疲
労性に一段と優れた伝動ベルトを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｖリブドベルトの断面図である。

【図２】表１のデータから耐屈曲疲労試験のデータを抜
粋して示す棒グラフである。

【図３】耐屈曲疲労試験に用いた試験機の概略構成図で
ある。

【図４】耐摩耗試験に用いた試験機の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

４ 脂肪族ポリアミド短繊維 ６ リブゴム層（ベルト構成ゴム部） Ａ Ｖリブドベルト（伝動ベルト）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水素添加率８０％以上の水素化ニトリル
   ゴム；１００重量部、不飽和カルボン酸金属塩；１０〜
   １００重量部および有機過酸化物；０．２〜１０重量部
   を主成分とするマトリックスゴムに対し、レゾルシン−
   ホルマリン−ニトリルゴムラテックスで処理された脂肪
   族ポリアミド短繊維が添加されていることを特徴とする
   ゴム組成物。
2. 【請求項２】 水素添加率８０％以上の水素化ニトリル
   ゴム；１００重量部、不飽和カルボン酸金属塩；１０〜
   １００重量部および有機過酸化物；０．２〜１０重量部
   を主成分とするマトリックスゴムに対し、レゾルシン−
   ホルマリン−水素添加率８０％以上の水素化ニトリルゴ
   ムラテックスで処理された脂肪族ポリアミド短繊維が添
   加されていることを特徴とするゴム組成物。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のゴム組成物でベル
   ト構成ゴム部の少なくとも一部が構成されていることを
   特徴とする伝動ベルト。