JPH09329198A

JPH09329198A - 伝動ベルト

Info

Publication number: JPH09329198A
Application number: JP8143889A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Miura; 勤三浦
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】耐屈曲疲労性、寸法安定性などに優れた伝動
ベルトを提供する。【解決手段】伸長層と、圧縮層と、該両層の間に配設
された心体層からなる伝動ベルトにおいて、該心体層を
構成する抗張体が下記一般式（１）で示される繰り返し
単位から実質的になり、強度が６ｇ／デニール以上、２
ｇ／デニールの荷重時の伸度が４％以下であるフィラメ
ントからなることを特徴とする伝動ベルト。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は新規な伝動ベルトに
関する。より詳細には、抗張体が新規なポリマーフィラ
メントにより構成され、耐屈曲疲労性、寸法安定性など
をはじめとする長期物性に優れた新規な伝動ベルトに関
する。

【０００２】

【従来の技術】伝動ベルト用抗張体としては、これまで
にガラス、ナイロン、ポリエステル、アラミド、ビニロ
ンなど種々の繊維材料が提案されてきたが、現在は高モ
ジュラス、低収縮性かつ耐屈曲疲労性に優れるとされる
ポリエチレンテレフタレート繊維が主として用いられて
いる。

【０００３】ところが近年、過酷な条件下での使用が増
す傾向にあり、特に耐屈曲疲労性に一層優れる伝動ベル
トの開発が望まれている。例えば自動車分野では、軽量
化および省スペース化が進められており、エンジン重量
の軽量化のため駆動軸から負荷機への動力伝達手段であ
る伝動ベルトを駆動するプーリーも小型化される傾向に
あるが、これに伴い伝動ベルトの屈曲率が高められて、
抗張体の屈曲疲労が増す傾向にある。

【０００４】また複数の負荷機に動力を伝動する場合、
従来は負荷機ごとに伝動ベルトが架設されていたが、近
年は省スペース化のため単一のベルトにて複数の負荷機
を駆動するいわゆる多軸伝動方式が採用されつつあり、
ここでもプーリーの小型化が進められて、伝動ベルトの
屈曲率が高められて、抗張体の屈曲疲労が増す傾向にあ
る。

【０００５】従来、ポリエチレンテレフタレート繊維か
らなるコードを抗張体とする伝動ベルトの耐屈曲疲労性
を高める方法として、例えば（ｉ）コードの撚り回数を
多くする、（ｉｉ）コード径を細くする、（ｉｉｉ）ポ
リマーの重合度を高めるなどの方策が提案されている。

【０００６】しかしながら、（ｉ）の方法ではベルトの
モジュラスが低く、クリープ率が増大し、使用時にベル
トが伸びてスリップを生じ、伝動能力の低下が生じる問
題がある。（ｉｉ）の方法では所要の強度が得られない
問題がある。さらに（ｉｉｉ）の方法では、一般に乾熱
収縮率が高くなり、ベルトとしての寸法安定性が不十分
となる問題がある。また、重合度が大きくかつ乾熱収縮
率の小さいポリエチレンテレフタレート繊維も提案され
ているが、かかる繊維からなる抗張体は一般にモジュラ
スが低く、スリップが増大するという問題点を有する。
また、該ポリエチレンテレフタレート繊維は、伝動ベル
ト製造時の加硫工程で水分により容易に加水分解され、
強度低下する傾向がある。さらにポリエチレンテレフタ
レート繊維は、ベルトの基体をなすゴム成分との接着性
に乏しいため、あらかじめ例えばエポキシ系やイソシア
ネート系の接着剤を塗布するが、その接着性は必ずしも
十分ではなく、より高い接着性が望まれている。

【０００７】このように従来の伝動ベルトは、抗張体と
して主として使用されているポリエチレンテレフタレー
ト繊維の特性に起因して多くの問題点を抱えており、そ
の改善が望まれている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
公知のものに比較して耐屈曲疲労性、寸法安定性などに
優れた伝動ベルトを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定の物
性を有する特定の熱可塑性ポリマーからなる繊維で抗張
体を構成した伝動ベルトが上記問題点を解決しうること
を見出し、さらに鋭意検討を継続した結果、本発明を完
成するに至った。

【００１０】すなわち本発明は、伸長層と、圧縮層と、
該両層の間に配設された心体層からなる伝動ベルトにお
いて、該心体層を構成する抗張体が下記一般式（１）で
示される繰り返し単位から実質的になり、強度が６ｇ／
デニール以上、２ｇ／デニールの荷重時の伸度が４％以
下であるフィラメントからなることを特徴とする伝動ベ
ルトである。

【化２】

【００１１】本発明の伝動ベルトで抗張体を構成するポ
リマーフィラメント素材とは、上述の一般式（１）で示
される繰り返し単位からなり、実質的に高分子中のＣＯ
単位がオレフィン由来の単位と交互に配列されているコ
ポリマーのことである。すなわち、高分子鎖中で各ＣＯ
単位の隣に、例えばエチレンのようなオレフィンの単位
が一つずつ位置する構造をとる。該コポリマーは、一酸
化炭素と特定の１種のオレフィンとの真のコポリマーで
あっても、あるいはまた一酸化炭素と２種以上のオレフ
ィンとのコポリマーであっても良い。

【００１２】一般式（１）で示されるポリマーに使用す
ることが可能なオレフィン系モノマーとしては、エチレ
ン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテ
ン、オクテン、ノネン、デセン、ドデセン、スチレン、
メチルアクリレート、メチルメタクリレート、ビニルア
セテート、ウンデセン酸、ウンデセノール、６−クロロ
ヘキセン、Ｎ−ビニルピロリドン、およびスルニルホス
ホン酸のジエチルエステルなどが挙げられるが、力学特
性、耐熱性などの点からエチレンを主体としたポリマー
が好ましい。

【００１３】エチレンとエチレン以外のオレフィンとを
併用する場合、エチレンとエチレン以外のオレフィンと
のモル比は４／１以上であることが好ましい。４／１未
満の場合、ポリマーの融点が２００℃以下となり、耐熱
性が不十分となるおそれがある。ポリマーの結晶性、耐
熱性および該ポリマーより得られるポリマーフィラメン
トの力学的性能の点から、エチレンと他のオレフィン系
モノマーのモル比は８／１以上であることがより好まし
い。

【００１４】本発明で使用するコポリマーの重合度は、
ｍ−クレゾール中６０℃で測定した溶液粘度（ＬＶＮ）
が０．５〜１０ｄｌ／ｇ範囲内であることが好ましい。
ＬＶＮが０．５ｄｌ／ｇ未満の場合、得られるフィラメ
ントおよびベルトの力学強度が不十分となるおそれがあ
り、０．７ｄｌ／ｇ以上であることがより好ましい。ま
た１０ｄｌ／ｇ以上の場合、繊維化時の溶融粘度、溶液
粘度が高くなりすぎて紡糸性が不良となるおそれがあ
り、５ｄｌ／ｇ未満であることがより好ましい。繊維化
工程性および得られるベルトの力学的性質の点から、Ｌ
ＶＮは０．８〜４ｄｌ／ｇの範囲内であることがより好
ましい。

【００１５】上記したコポリマーよりなる繊維の繊維化
方法、特に限定されないが、一般的には溶融紡糸法また
は溶液紡糸法が採用される。溶融紡糸法を採用する場
合、例えば特開平１−１２４６１７号公報に記載の方法
に従って、ポリマーを最低（Ｔ＋２０）℃、好ましくは
（Ｔ＋４０）℃の温度で溶融紡糸し、次いで最高（Ｔ−
１０）℃、好ましくは（Ｔ−４０）℃の温度で好ましく
は３倍以上、より好ましくは７倍以上の延伸比で延伸す
る方法により、容易に所望する繊維が製造可能である
（ただしＴは上記ポリマーの結晶融点である）。

【００１６】また溶液紡糸法を採用する場合、例えば特
開平２−１１２４１３号公報に記載の方法に従って、ポ
リマーを例えばヘキサフルオロイソプロパノール、ｍ−
クレゾールなどに０．２５〜２０％、好ましくは０．５
〜１０％の濃度で溶解させ、紡糸ノズルより押し出して
繊維化し、次いでトルエン、エタノール、イソプロパノ
ール、ｎ−ヘキサン、イソオクタン、アセトン、メチル
エチルケトンなどの非溶剤浴、好ましくはアセトン浴中
で溶剤を除去、洗浄して紡糸原糸を得、さらに（Ｔ−１
００）〜（Ｔ＋１０）℃、好ましくは（Ｔ−５０）〜Ｔ
℃で延伸して最終的に所望の繊維を得ることができる
（ただしＴは上記ポリマーの結晶融点である）。

【００１７】本発明においては、上記コポリマーフィラ
メントの強度が６ｇ／デニール以上であることが必要で
ある。伝動ベルトが高負荷伝動する際、ベルト張り側張
力が大きくなるため、伝動ベルトの張力を担う抗張体を
構成する上記コポリマー繊維の強度が６ｇ／デニール未
満の場合、伝動ベルトとしての強度が不足し、ベルト破
断に至るまでの寿命が短くなる。

【００１８】また伝動ベルトの走行時のスリップ率は、
次式により表すことができる。ＳＰ＝（（Ｔ１−Ｔ２）／Ｋ）×１００［式中、ＳＰはスリップ率（％）、Ｔ１は張り側張力
（ｋｇ）、Ｔ２は緩み側張力（ｋｇ）、Ｋはベルトのバ
ネ定数を表す。］上記バネ定数Ｋの低下はスリップ率を増大させ、ベルト
の早期磨耗および発熱増大につながることから、Ｋは大
きいことが好ましい。ここでＫは、ベルトの中間時荷重
伸度が小さいほど大きくなるので、中間時荷重伸度は小
さいほど好ましい。したがって、本発明の伝動ベルトの
抗張体を構成するポリマーフィラメントは、２ｇ／デニ
ール荷重時の伸度が４％以下であることが必要である。
２ｇ／デニール荷重時の伸度が４％を越える場合、ベル
ト稼働時の伸度が大きくなり、短時間の使用でスリップ
を生じるおそれがある。

【００１９】本発明において、上記繊維からなる抗張体
は、コード状であっても織物状であってもよいが、例え
ばコード状で使用する場合、コードの撚り係数は６００
〜２５００の範囲内であることが好ましい。コードの撚
り係数とは、Ｔを複数本のフィラメントをヤーンとする
ときの下撚りおよびこのヤーンの複数本をコードとする
ときの上撚りの各々のコード１０ｃｍあたりの撚り数、
Ｄをコードのデニール数としたとき、Ｔ×√Ｄで表すこ
とができる。撚り係数が６００未満の場合、得られる伝
動ベルトの耐屈曲疲労性が不十分となるおそれがあり、
一方、２５００よりも大きい場合、荷重伸度が過大とな
ってスリップ率が過大となるおそれがある。最終的に得
られる伝動ベルトの耐屈曲疲労性およびスリップ率の観
点から、撚り係数は７００〜１５００の範囲内に設定す
ることがより好ましい。

【００２０】以上のように、本発明により得られる伝動
ベルトは耐屈曲疲労性に優れ、特に小型のプーリーによ
る駆動時に卓越した耐屈曲疲労性を有し、摩擦伝動ベル
ト、タイミングベルト、運搬ベルトをはじめとして種々
の用途に使用することが可能である。

【００２１】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳述するが、本
発明はこれら実施例により限定されるものではない。な
お、実施例中の各測定値は以下の方法により測定した値
である。

【００２２】（１）ポリマーの溶液粘度（ＬＶＮ，ｄｌ
／ｇ）ポリマーをｍ−クレゾールに０．５ｇ／ｄｌの濃度で溶
解させ、ウベローデ型粘度計を使用して６０℃で測定し
た。（２）強度（ｇ／デニ−ル）および伸度（％）ＪＩＳＬ１０１７に準拠して測定した値である。

【００２３】（３）ベルト走行前後のコード強度（ｇ／
デニ−ル）直径１４５ｍｍと１３１ｍｍのプーリー間にＶベルトを
架設し、直径１４５ｍｍのプーリーを４馬力にて駆動
し、１３１ｍｍのプーリーの回転数を２０００ｒｐｍと
した。さらに前記２つのプーリー間でベルト中央の外側
表面に直径４２ｍｍのアイドラープーリーを荷重１５ｋ
ｇで押圧することにより、Ｖベルトを１２０度の角度で
リバースベントさせながら２４時間走行させた。その後
Ｖベルトからコードを取り出し、強度を測定した。（４）ベルト寿命（時間）（３）と同条件でベルトを走行させ、ベルトが破断する
までの時間を測定し、ベルト寿命とした。ただし、２０
００時間の連続走行で破断しないものは、ベルト寿命は
２０００時間以上とした。

【００２４】（５）ベルトの寸法安定性（３）と同条件で２４時間の走行試験を行い、試験前後
のベルト長さを測定して寸法変化率を算出した。

【００２５】実施例１ＬＶＮ１．６ｄｌ／ｇのプロピレンを７モル％共重合し
たエチレン／プロピレン／一酸化炭素ポリマーを紡糸温
度２７５℃で紡糸し、次いでプレート温度２００℃で６
倍延伸した後熱固定してフィラメントを得た。次いでこ
のフィラメントを上撚り、下撚りともに撚り係数１００
０で３×５の構成の生コードとし、エポキシ接着剤処理
した後２００℃で１分間０．５ｇ／デニールの張力加熱
処理して処理コードを得た。次に、常法に従って上側か
ら順に上帆布、クロロプレンゴムからなる伸長ゴム層、
心体層、単繊維補強クロロプレンゴムからなる圧縮ゴム
層および下帆布の構成からなる長さ１０１６ｍｍのＢ型
コグつきＶベルト（上幅１１ｍｍ、高さ１１ｍｍおよび
角度３５度）を作成した。得られたＶベルトの評価結果
を表１に示す。

【００２６】実施例２ＬＶＮ２．５ｄｌ／ｇのエチレン／一酸化炭素ポリマー
をヘキサフルオロイソプロパノールに１％濃度で溶解
し、２０℃で直径１．７５ｍｍのノズルより押し出して
繊維化し、アセトン浴を通過させてヘキサフルオロイソ
プロパノールを除去し、次いでプレート温度２６５℃で
２６倍に延伸してフィラメントを得た。次いでこのフィ
ラメントを上撚り、下撚りともに撚り係数１０００で３
×５の構成の生コードとし、エポキシ接着剤処理した後
２３０℃で１分間０．５ｇ／デニールの張力加熱処理し
て処理コードを得た。以降の操作は実施例１と同様にし
て対応するＶベルトを得た。得られたＶベルトの評価結
果を表１に示す

【００２７】比較例１実施例１において、抗張体として極限粘度０．８６ｄｌ
／ｇのポリエチレンテレフタレートフィラメントを使用
した以外は同様にして、対応するＶベルトを得た。得ら
れたＶベルトの評価結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、耐屈曲疲労性に優れ、
特に小型のプーリーによる駆動時に卓越した耐屈曲疲労
性を有し、摩擦伝動ベルト、タイミングベルト、運搬ベ
ルトをはじめとして種々の用途に使用することが可能な
伝動ベルトを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の伝動ベルトの一種であるＶベルトの断
面図である。

【符号の説明】

１：外被帆布２：伸長ゴム層３：心体層４：抗張体５：圧縮ゴム層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｄ０２Ｇ 3/44 Ｄ０２Ｇ 3/44 Ｂ２９Ｋ 105:08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】伸長層と、圧縮層と、該両層の間に配設さ
れた心体層からなる伝動ベルトにおいて、該心体層を構
成する抗張体が下記一般式（１）で示される繰り返し単
位から実質的になり、強度が６ｇ／デニール以上、２ｇ
／デニールの荷重時の伸度が４％以下であるフィラメン
トからなることを特徴とする伝動ベルト。【化１】