JPH10103417A

JPH10103417A - Ｖリブドベルト

Info

Publication number: JPH10103417A
Application number: JP27709196A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Ishida; 和利石田; Toshimichi Takada; 俊通高田
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 1998-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ベルトの走行時に圧縮変形を繰り返し受けて
いる圧縮ゴム層にＥＰＤＭゴム組成物を使用し、そして
接着層を改善して、耐熱性、耐寒性を向上させ高温雰囲
気下及び低温雰囲気下での走行時におけるベルトの耐久
性を向上せしめたＶリブドベルトを提供することを目的
としている。【解決手段】ベルト長手方向にそって心線２を埋設し
た接着ゴム３と、ベルト長手方向に沿って少なくとも１
つのリブ部７をもつ圧縮ゴム層４からなるＶリブドベル
ト１であり、該圧縮ゴム層４としてエチレン−プロピレ
ンゴムのゴム組成物を用い、また接着ゴム層３にはクロ
ロスルフォン化ポリエチレンのゴム組成物もしくは水素
化ニトリルゴム組成物を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＶリブドベルトに係
り、詳しくは高温雰囲気下及び低温雰囲気下でのベルト
走行寿命が著しく向上するＶリブドベルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、省エネルギー化、コンパクト化の
社会的要請を背景に、自動車のエンジンルーム周辺の雰
囲気温度は従来に比べて上昇して来ている。これにとも
ない動力伝動用ベルトの使用環境温度も高くなってき
た。従来、動力伝動用ベルトは主として天然ゴム、スチ
レン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴムが使用されて
きたが、高温雰囲気下では、硬化した圧縮ゴム層で早期
にクラックを生じるという問題が発生した。

【０００３】このようなベルトの早期破損現象に対し、
従来よりクロロプレンゴムの耐熱性の改善が検討され、
ある程度の改良が行なわれてきたもののクロロプレンゴ
ムを使用している限り限界があり、現在のところ充分な
効果を得るには至っていない。

【０００４】このため、耐熱性に優れるクロロスルフォ
ン化ポリエチレンゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴ
ム等のように主鎖が高度に飽和され、又は完全に飽和さ
れているゴムの使用が検討されている。このうち、一般
にクロロスルフォン化ポリエチレンは動的疲労性、耐摩
耗性、耐油性においてはクロロプレンゴムと同等である
が、耐水性においては加硫系、特に受酸剤の影響が大き
いことが知られている。通常、クロロスルフォン化ポリ
エチレンの受酸剤としてはＭｇＯ、ＰｂＯ等の酸化物が
使用されていた。

【０００５】しかし、ＰｂＯ、Ｐｂ₃Ｏ₄等の鉛化合物
の受酸剤を使用すれば、耐水性の良好なベルトが得られ
るが、公害、衛生上の問題から鉛化合物の使用は好まし
くない。又、ＭｇＯを受酸剤として使用した場合には、
架橋反応中に生成するＭｇＣｌ₂により耐水性は著しく
損なわれ、ベルトへの適応は不適当であった。一方、金
属酸化物以外の受酸剤としてエポキシ系の受酸剤を使用
すれば、耐水性の良好な組成物を得ることは可能である
が、臭気の問題等が生じて人体に不快感を与える問題が
あった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この動力伝動
用ベルトは、クロロプレンゴムを用いたベルトに比べる
と高温雰囲気下でのベルト走行寿命が大きく向上し優れ
た耐熱性を有しているが、−３０℃以下の低温雰囲気下
でのベルト走行寿命が著しく劣ることが明らかになっ
た。この理由として、従来のクロロスルフォン化ポリエ
チレンゴムは、ポリエチレンをクロロスルフォン化した
もので、塩素を含有しているため低温下では塩素の凝集
エネルギ−が大きくなって低温領域でゴムの硬化が起こ
ってゴム弾性を欠き、割れ易くなるためと推定される。

【０００７】これに対して、エチレン−プロピレン−ジ
エン系ゴム（ＥＰＤＭ）は、優れた耐熱性、耐寒性を有
し、比較的に安価なポリマーであるが、耐油性を有して
いないため、油がかかる用途には積極的に使用されてい
ない。Ｖリブドベルトのような乾式の摩擦伝動では多量
の油がかかるとスリップし、伝達機能が損なわれること
から、摩擦伝動では本来耐油性はさほど重視されていな
いため、最近では検討されつつあり、例えば特開平６−
３４６９４８号公報に開示されている。しかしながら、
ＥＰＤＭが引き裂き力が低いため、心線との十分な接着
力を得られないだけでなく、少量の油が接着層に付着し
ても、接着層が油により膨潤して心線との接着力が低下
し、ベルトそのものがダメージを受けることがあった。

【０００８】本発明はこのような問題に対処するもので
あり、ベルトの走行時に圧縮変形を繰り返し受けている
圧縮ゴム層にＥＰＤＭゴム組成物を使用し、そして接着
層を改善して、耐熱性、耐寒性を向上させ高温雰囲気下
及び低温雰囲気下での走行時におけるベルトの耐久性を
向上せしめたＶリブドベルトを提供することを目的とし
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、本願の請求項１の
発明では、ベルト長手方向にそって心線を埋設した接着
ゴムと、ベルト長手方向に沿って少なくとも１つのリブ
部をもつ圧縮ゴム層からなるＶリブドベルトにおいて、
該圧縮ゴム層としてエチレン−プロピレンゴムのゴム組
成物を用い、また接着ゴム層にはクロロスルフォン化ポ
リエチレンのゴム組成物もしくは水素化ニトリルゴム組
成物を用いたＶリブドベルトにある。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に示すＶリブドベルト１は、
ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維を素材と
する高強度で低伸度のコードよりなる心線２を接着ゴム
層３中に埋設し、その下側に弾性体層である圧縮ゴム層
４を有している。この圧縮ゴム層４にはベルト長手方向
にのびる断面略三角形の複数のリブ部７が設けられ、ま
たベルト表面には付着したゴム付帆布５が設けられてい
る。

【００１１】前記圧縮ゴム層４に使用されるＥＰＤＭ
は、エチレン−プロピレン−ジエンモノマーよりなるゴ
ムをいう。ジエンモノマーの例としては、ジシクロペン
タジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボル
ネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなど
があげられる。このＥＰＤＭはヨウ素価が４以上で４０
未満であり、４未満であるとゴム組成物の加硫が充分で
なく、摩耗、粘着の問題が発生する。一方、４０を越え
ると、ゴム組成物のスコーチが短くなって取扱にくくな
り、また耐熱性が悪くなる。

【００１２】また、圧縮ゴム層４には、ナイロン６、ナ
イロン６６、ポリエステル、綿、アラミドからなる短繊
維を混入して圧縮ゴム層４の耐側圧性を向上させるとと
もに、プーリと接する面になる圧縮ゴム層４の表面に該
短繊維を突出させ、圧縮ゴム層４の摩擦係数を低下させ
て、ベルト走行時の騒音を軽減する。これらの短繊維の
うち、剛直で強度を有し、しかも耐磨耗性を有するアラ
ミド短繊維が最も効果がある。

【００１３】上記アラミド短繊維が前述の効果を充分に
発揮するためには、アラミド繊維の繊維長さは１〜２０
ｍｍで、その添加量は水素化ニトリルゴム１００重量部
に対して１〜３０重量部である。このアラミド繊維は分
子構造中に芳香環をもつアラミド、例えば商品名コーネ
ックス、ノーネックス、ケブラー、テクノーラ、トワロ
ン等である。尚、アラミド短繊維の添加量が１重量部未
満の場合には、圧縮ゴム層４のゴムが粘着しやすくなっ
て磨耗する欠点があり、また一方３０重量部を越えると
短繊維がゴム中に均一に分散しなくなる。

【００１４】また、この圧縮ゴム層４には、マトリック
スゴムであるＥＰＤＭ１００重量部に対して、ＥＰＤＭ
と繊維径１．０μｍ以下、好ましくは０．０５〜０．８
μｍの微小短繊維とがグラフト結合した微小短繊維強化
ゴムを繊維分で１〜５０重量部、好ましくは５〜２５重
量部含有してもよい。上記微小短繊維強化ゴムの配合量
が１重量部未満では耐摩耗性が充分でなく、また５０重
量部を越えるとゴム組成物の伸びが低下し、耐熱性、耐
屈曲性が低下する。この微小短繊維強化ゴムは、これを
構成しているＥＰＤＭが圧縮ゴム層４のマトリックスゴ
ムのＥＰＤＭと全く同質かもしくは類似しているため、
マトリックスゴムと良好に接合する。このため、微小短
繊維強化ゴムとマトリックスゴムとの間、あるいは微小
短繊維強化ゴム中でもＥＰＤＭと微小短繊維とが化学結
合しているため、圧縮ゴム層４では亀裂が入りにくく、
たとえ亀裂が発生しても伝播しにくい。

【００１５】前記微小短繊維強化ゴムにおいて、この微
小短繊維とＥＰＤＭとの界面はカップリング剤、例えば
ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニル
トリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン等のシランカップリング剤、イソプロピ
ルトリイソステアロイルチタネートを始めとするチタネ
ート系カップリング剤、アクリル酸、メタアクリル酸、
マレイン酸等の不飽和カルボン酸、あるいはノボラック
型フェノール樹脂等の接着剤を介してグラフトしている
ものであり、ＥＰＤＭと微小短繊維、そしてカップリン
グ剤等の接着剤を上記短繊維が溶融する温度以上で混練
し押出して得たものである。

【００１６】この微小短繊維強化ゴムはゴム成分を連続
相とし、その中に微小短繊維が微細な形態で分散し、微
小短繊維はその界面でゴム成分と強固な化学結合、ある
いは相互作用している。このため、これを含んだゴム層
には亀裂が入りにくく、しかも亀裂が入っても伝播しに
くい。しかも、これを使用したベルトも耐熱性、耐寒
性、耐屈曲性、耐摩耗性に優れる。

【００１７】また、前記接着ゴム層３には耐熱性を有
し、そして心線であるポリエステル繊維、芳香族ポリア
ミド繊維、ガラス繊維等と良好に接着するクロロスルフ
ォン化ポリエチレンのゴム組成物もしくは水素化ニトリ
ルゴム組成物が用いられる。クロロスルフォン化ポリエ
チレンは塩素含有量１５〜３５重量％、好ましくは２５
〜３２重量％で、かつ硫黄含有量が０．５〜２．５重量
％の範囲になるようにクロロスルフォン化した直鎖状低
密度ポリエチレンである。水素化ニトリルゴムは、アク
リロニトリル−ブタジエン共重合体を水素添加して得ら
れるゴムで、水素添加率８０％以上であり、耐熱性及び
耐オゾン性の特性を発揮するために好ましくは９０％以
上が良い。水素添加率８０％未満の水素化ニトリルゴム
は、耐熱性及び耐オゾン性は極度に低下する。耐油性及
び耐寒性を考慮すると、結合アクリロニトリル量は２０
〜４５％の範囲が好ましい。また、ヨウ素価は１０〜４
０ｇ／１００ｇである。

【００１８】心線にはゴムとの接着性を改善する目的で
接着処理が施される。このような接着処理としては繊維
をレゾルシン−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ液）に
浸漬後、加熱乾燥して表面に均一に接着層を形成するの
が一般的である。しかし、これに限ることなくエポキシ
又はイソシアネート化合物で前処理を行なった後に、Ｒ
ＦＬ液で処理する方法等もある。

【００１９】また、Ｖリブドベルトに使用する圧縮ゴム
層４のゴム組成物には、通常使用されるカーボンブラッ
ク、可塑剤、老化防止剤、加工助剤、加硫剤を配合する
ことができる。前記各成分を混合する方法としては特に
制限はなく、例えばバンバリーミキサー、ニーダー等を
用い、適宜公知の手段、方法によって混練することがで
きる。

【００２０】Ｖリブドベルトの製造方法の一例は以下の
通りである。まず、円筒状の成形ドラムの周面に１〜複
数枚のカバー帆布とクッションゴム層とを巻き付けた
後、この上にロープからなる心線を螺旋状にスピニング
し、更に圧縮ゴム層を順次巻き付けて積層体を得た後、
これを加硫して加硫スリーブを得る。次に、加硫スリー
ブを駆動ロールと従動ロールに掛架され所定の張力下で
走行させ、更に回転させた研削ホイールを走行中の加硫
スリーブに当接するように移動して加硫スリーブの圧縮
ゴム層表面に３〜１００個の複数の溝状部を一度に研磨
する。このようにして得られた加硫スリーブを駆動ロー
ルと従動ロールから取り外し、該加硫スリーブを他の駆
動ロールと従動ロールに掛架して走行させ、カッターに
よって所定に幅に切断して個々のＶリブドベルトに仕上
げる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。本実施例で製造したＶリブドベルトでは、ポリエ
ステル繊維のロープからなる心線が接着ゴム層内に埋設
され、その上側にゴム付綿帆布を２プライ積層され、他
方接着ゴム層の下側には圧縮ゴム層があって３個のリブ
がベルト長手方向に有している。得られたＶリブドベル
トはＲＭＡ規格による長さ９７５ｍｍのＫ型３リブドベ
ルトであり、リブピッチ３．５６ｍｍ、リブ高さ２．９
ｍｍ、ベルト厚さ５．３ｍｍ、リブ角度４０°である。

【００２２】ここで圧縮ゴム層及び接着ゴム層を，それ
ぞれ表１及び表２に示すゴム組成物から調製し、バンバ
リーミキサーで混練後、カレンダーロールで圧延したも
のを用いた。圧縮ゴム層には短繊維が含まれベルト巾方
向に配向している。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】ベルトの製造方法は従来より知られている
通常の方法であり、まずフラットな円筒モールドに２プ
ライのゴム付綿帆布を巻いた後、接着ゴム層を巻き付け
て、心線をスピニングし、圧縮ゴム層を設置した後、圧
縮ゴム層の上に加硫用ジャケットを挿入する。次いで、
成形モールドを加硫缶内に入れ、加硫した後、筒状の加
硫スリーブをモールドから取り出し、該スリーブの圧縮
ゴム層をグラインダーによってリブに成形し、成形体か
ら個々のベルトに切断する工程からなっている。

【００２６】このようにして得られたＶリブドベルトの
耐熱走行試験及び耐寒走行試験の結果は表３に示され
る。耐熱走行試験の評価に用いた走行試験機は、駆動プ
ーリ（直径１２０ｍｍ）、従動プーリ（直径１２０ｍ
ｍ）、これにアイドラープーリ（直径８５ｍｍ）とテン
ションプーリ（直径４５ｍｍ）とを組み合わせて配置し
たものである。試験機の各プーリにベルトを掛架し、雰
囲気温度１２０℃、駆動プーリの回転数４９００ｒｐ
ｍ、従動プーリの負荷１２馬力とし、テンションプーリ
に５７ｋｇｆの初張力をかけて走行させた。また、アイ
ドラープーリはＶリブドベルト１の背面で係合し、その
巻き付き角度は約１２０度である。この走行試験方法に
よって、ベルトのリブ部に亀裂が発生するまでの時間を
測定し、耐熱性能を比較した。

【００２７】更に、耐寒走行試験の評価方法は、駆動プ
ーリ（直径４５ｍｍ）と従動プーリ（直径４５ｍｍ）に
ベルトを掛架し、従動プーリに６０ｋｇｆの荷重を与
て、−３５°Ｃの雰囲気下で１５時間放置後、５分間走
行させ、その後２５分間停止し、これを繰り返してベル
トに亀裂が入るまでの時間を測定した。

【００２８】

【表３】

【００２９】表３の走行試験の結果から明らかなよう
に、リブ部としてエチレン−プロピレンゴムのゴム組成
物を用い、また接着ゴム層にクロロスルフォン化ポリエ
チレンのゴム組成物もしくは水素化ニトリルゴム組成物
を用いた本発明のベルトは、従来のベルトに比べ高温雰
囲気下及び低温雰囲気下でのベルト寿命が向上している
ことが判る。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、リブ部と
してエチレン−プロピレンゴムのゴム組成物を用い、ま
た接着ゴム層にはクロロスルフォン化ポリエチレンのゴ
ム組成物もしくは水素化ニトリルゴム組成物を用いるこ
とにより、耐熱性、耐寒性を向上させ高温雰囲気下及び
低温雰囲気下での走行時におけるベルトの耐久性を向上
せしめたＶリブドベルトを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＶリブドベルトの縦断面図

【符号の説明】

１Ｖリブドベルト２心線３接着ゴム層４圧縮ゴム層５ゴム付帆布７リブ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベルト長手方向にそって心線を埋設した
接着ゴムと、ベルト長手方向に沿って少なくとも１つの
リブ部をもつ圧縮ゴム層からなるＶリブドベルトにおい
て、該圧縮ゴム層としてエチレン−プロピレンゴムのゴ
ム組成物を用い、また接着ゴム層にはクロロスルフォン
化ポリエチレンのゴム組成物もしくは水素化ニトリルゴ
ム組成物を用いることを特徴とするＶリブドベルト。