JPS6048658B2 - 歯付ベルト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は歯付ベルト、特にカーボンブラックならびに高
結晶性、低不飽和性熱可塑性ポリマーまたはカーボンブ
ラック、天然繊維または合成繊維の短繊維ならびに高結
晶性、低不飽和性熱可塑性ポリマーで補強し、かつ成型
時の加熱流動性を改良せしめた高硬度高弾性ゴム組成物
をベルトの歯型部、背面部に使用した、従来の歯付ベノ
、レトに比し、歯元クラックの発生を阻止し、高負荷に
おいても、十分、耐える圧入方式による歯付ベルトに関
するものである。

従来の歯付ベルトの破損現象は、第１図に示すベルト背
面１に主に背ゴムの耐熱性、耐屈曲性に起因してクラッ
クが発生し（以下背面クラックと・いう）寿命に至るか
、または、歯元５において主に心線２と歯ゴム３との接
着性及び底ゴムの強度並びにゴム付帆布からなる下布４
の強度、伸びに起因してクラックが発生し（以下歯元ク
ラックという）寿命に至る場合が大部分を占めている。

特に、低負荷高温走行条件下では背面クラックが起りや
すく、高負荷走行条件下では歯の変形による歯元クラッ
クを生じる場合が多い。このような歯付ベルトの破損現
象に対し、従来より、ベルトライフの向上の方策として
、背ゴムの耐熱性の改良，下布の改良、心線と底ゴムの
接着力を上げること、底ゴムの強度を上げることが行な
われているが、何れも、現在のところ充分な効果を得る
には至つていない。

特に底ゴムの強度を上げるための方策として行なわれて
いる補強性の強いＩＳＡＦ，ＳＡＦ，ＨＡＦなどの如き
カーボンブラックを使用するか、またはカーボンブラッ
クを増量するなどの従来の方法では、ゴム組成物の粘度
が上昇し、加熱成型の時の流れが悪くなつて、圧入方式
で歯付ベルトの製造が困難である。

ここで言う圧入方式歯付ベルトの製造法とは、溝付金型
にゴム帆布を巻装し、ゴム付帆布の上に一定のテンショ
ンをかけて、心線をベルト長手方向に螺施状に並例に巻
き付け、その心線を被つて一定厚みのゴム層を巻装し、
該ゴム層の一部を心線の間を通して金型の溝内へ圧入さ
せて、ベルトの歯部を成型した後、加硫する方法である
。

そこで、前述のような問題点を解決すべく本発明者等は
鋭意研究を重ね、その結果、カーボンブラックならびに
高結晶性，低不飽和性熱可塑性ポリマーでまたはカーボ
ンブラック、短繊維ならびに高結晶性，低不飽和性熱可
塑性ポリマーで補強したゴム組成物を歯付ベルトの背ゴ
ム及び歯ゴムに使用することにより、背ゴム及び歯ゴム
の強度を著しく向上せしめると共に、加熱成型時の流動
性を著しく向上させることができ、これによつて．従来
の圧入方式による歯付ベルトの製造を容易かっ可能なら
しめ、また該ゴム組成物を使うことによつて歯付ベルト
の歯部の剛性が増大し、高負荷使用条件下においても歯
部の変形を少なくし、高ベルト寿命を従来に比し著しく
向上せしめること−を知見するに至つた。この場合、高
結晶性，低不飽和性熱可塑性ポリマーを使つた該ゴム組
成物の耐熱性は、従来に比し低下することはもちろん、
該組成物を使つた歯付ベルトの低負荷高温の使用条件下
においても、従来に比しベルト寿命の低下１を来たすも
のではないことも分つた。即ち、本発明は、上記知見に
もとづき発明されたもので、特に高負荷使用条件下にお
いても顕著にベルトライフを向上せしめ、走行時歯型部
の変形の少ない高強度を有する歯付ベルトを提供するこ
とを目的とし、カーボンブラックならびに高結晶性，低
不飽和性熱可塑性ポリマーで、またはカーボンブラック
、短繊維ならびに高結晶性，低不飽和性熱可塑性ポリマ
ーで補強し成型加硫後の硬度が７０〜９０度（ＪＩＳ−
Ａ）を有し、加熱成型時の流動性を著しく改良せしめた
特殊なコム組成物を歯付ベルトの背ゴム、歯ゴムなどに
使用することを特徴とする。

ここで云う高結晶性，低不飽和性熱可塑性ポリマーとは
炭素数８に対し１ケの二重結合を有するポリマーであり
、ＣルーＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−ＣＨ２
一Ｃルー（ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ
２−ＣＨ２一ＣＨ２）ｎ一ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ
Ｈ＝ＣＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ーＣＨ３但し、ｎ ＝４０
０〜８００て表される分子量４４０００〜８８０００で
あるトランスポリオクテネマー（ＴｒａｎＯｐｃｌｙＯ
ｃｔｅｎａｍｅｒ，シクロオクテン開環重合体）である
。

これは通常、ブタジエン→シクロオクタジエン→シクロ
オクテン→上記ポリオクテネマーの過程によつて作られ
、ムーニー粘度（ＭＬ−４）は常温では固いが６０℃か
ら低下し、６０℃における同粘度は１２．０である。

一方、他の熱可塑性ポリマー、例えば低分子量ポリエチ
レン，低分子量ポリプロピレン等を使用した楊合は公知
の如く熱時の物性低下が大きく、高負荷走行時の発熱に
よつて歯付ベルトの歯が変形し、早期破損を起す傾向を
有する。

またここで使用する前記短繊維は、ポリアミド，ポリエ
ステル，カーボンファイバー，人絹，綿等すべての天然
繊維または合成繊維の短繊維を含む。

しかして前記本発明歯付ベルトに使用するゴム組成物の
配合は、ゴム１００重量部に対し、高結晶性，低不飽和
性熱可塑性ポリマー５ 〜５０重量部、カーボンブラッ
クは必要硬度、弾性に応じ適宜添加補強または、ゴム１
０喧量部に対し高結晶性，低不飽和性熱可塑性ポリマー
５ 〜５喧量部、アスペクト比（長さ／直径）１０〜１
，０００の短繊維２〜３喧量部およびカーボンブラック
を必要硬度、弾性に応じ適宜添加補強したものであり、
就中、高結晶性，低不飽和性熱可塑性ポリマー８〜４腫
量部および短繊維５ 〜２腫量部は最も好ましい範囲て
ある。

また、前記各種短繊維のうち二種以上の短繊維を添加混
入することも可能てある。

ここで、高結晶性，低不飽和性熱可塑性ポリマーの添加
量が５重量部より下では、粘度を下げる効果が弱く、加
熱流動性を改良することができなく、又、印重量部をこ
えると、物性低下を起す。

又、天然または合成繊維の場合は、アスペクト比が１０
より小さいと、補強効果が弱く、１０００より大きいと
、ゴム組成物の加熱流動性が悪くなる。同様に、添加量
が２重量部より少ないと補強効果が弱く、３喧量部を超
えると、ゴム組成物の加熱流動性が悪くなり、圧入方式
で歯付ベルトを製造することが困難になり、本発明の意
図するライフを向上せしめた歯付ベルトを得ることはで
きない。従つて、本発明の歯付ベルトに使用するゴム組
Ｊ成物は、そのライフを充分改良せしめ、圧入方式でベ
ルトを製造するためには、高結晶性，低不飽和性熱可塑
性ポリマーおよびアスペクト比が１０〜１０００の短繊
維を前記の範囲内において添加するのが最も好適であり
、かつ必要である。

ク前記高結晶性，低不飽和性熱可塑性ポリマーまたは
高結晶性，低不飽和性熱可塑性ポリマーならびに短繊維
を添加する特殊ゴム組成物のゴムとしては、ＣＲ（クロ
ロプレンゴム），ＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム）
ＮＲ（天然ゴム）などが使用され、これには通常用いら
れるカーボンブラックなどの補強剤，充填剤，軟化剤，
粘着剤，加硫促進剤，硫黄などを配合することができる
。

次に前記ゴム組成物を混合する方法としては、特に制限
はなく、例えばパンバリーミキサー，ニーダー，カレン
ダーロールなどを用い、適宜公知の手段，方法によつて
混練することができる。以下、本発明を実施例により更
に説明を加えるが、本発明はかかる実施例に限定される
ものではないことは云う迄もない。（実施例） 背ゴム及び歯ゴムを下記第１表の如き配合ゴムを使用し
て歯付ベルトを作成した。

表中、比較例は従来のゴム組成物の例であり、本発明に
係るＴ−１は、高結晶性，低不飽和性熱可塑性ポリマー
で、流動特性を改良した本発明歯付ベルト用高硬度，高
弾性コム組成物、Ｔ−２は高結晶性，低不飽和性熱可塑
性ポリマーで流動特性を改良し、ならびに芳香族ポリア
ミド短繊維て補強した本発明’歯付ベルト用高硬度，高
弾性ゴム組成物である。そして、上記配合にもとづき、
パンバリーミキサーで混練し、そのゴム組成物を通常の
加硫条件１５０℃×３紛で加硫した。未加硫物のムーニ
ー粘度、加硫物の物性は第２表に示す如くであつた。

第２表より明らかな如く、本発明歯付ベルト用ゴム組成
物は、高硬度，高弾性を有するにも拘らず、低いムーニ
ー粘度を示し、加熱時の流動特性が著しく良くなつてい
ることがわかる。

次に前記第１表に示す各配合ゴムを使用した歯付ベルト
Ｌ型（歯のピッチ９．５２５Ｔｎ！Ｎ，長さ３１．５イ
ンチ，巾０．７５インチ芳香族ポリアミドローブ心線使
用）を圧入方式て作成したが、第１表比較例２のゴム組
成物を使用した場合は、歯型が十分に出ず、歯ゴム３は
第３図に示す如くゴムが金型歯部に十分充填せず、歯先
が丸味を帯びた形状にな６り、走行試験を実施するに値
いしないものしか得ることができなかつた。

一方、高硬度，高弾性を有する本発明歯付ベルト用ゴム
組成物は、従来の比較例１のゴム組成物と同程度の良好
な歯型をもつ第１図，第２図の如きベルトを作成できた
。

そこで、引続き比較例２のゴム組成物を使つた歯付ベル
トを除く他の３種の歯付ベルトの走行試験を行ない、そ
の結果を調べたところ、第３表の通りであつた。

第３表中、脈動試験は平均軸荷重５０ｋ９にてサインカ
ーブで脈動させて歯元クラック発生までの峙間を測定し
、高負荷低速試験はプーリ一歯数２６で１７５０ｒ′Ｐ
ｍ，トルク４．５ｋ９．ｍにおいて歯元クラツク発生ま
での時間を測定し、７２００ｒｐｍ走行試験は１１０℃
で駆動プーリ一（歯数１８，７２００ｒｐｍ），従動プ
ーリ一（歯数３６）アイドラ−プーリー６２φ−で負荷
５馬力で行なつた。

上記第３表から明らかな如く、本発明歯付ベルトは、１
１０゜Ｃの熱時走行試験において、従来の歯付ベルトと
ほぼ同等の性能を有し、脈動試験及び低負荷走行試験に
おいては、従来の歯付ベルトに比し、歯元クラック発生
までの時間が４倍〜８倍と著しく向上しており、本発明
歯付ベルトが顕著な効果を奏することが窺知される。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は本発明に係る歯付ベルトの部分断面図
、第３図は歯型が完全でない歯付ベルトの部分断面図で
ある。 １ ・・・・・・ベルト背面（背面ゴム層）、２ ・・
・・・・心線、３・・・・・・歯ゴム（歯型部ゴム層）
、４・・・・・・ゴム付帆布、５ ・・・・・・歯元、
６・・・・・・短繊維。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ゴム１００重量部に対し、式 ＣＨ＿３−ＣＨ＿２−ＣＨ＿２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＿２
   −ＣＨ＿２−ＣＨ＿２−（ＣＨ＿２−ＣＨ＿２−ＣＨ＿
   ２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＿２−ＣＨ＿２−ＣＨ＿２）＿ｎ
   −ＣＨ＿２−ＣＨ＿２−ＣＨ＿２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＿
   ２−ＣＨ＿２−ＣＨ＿３（但しｎ＝４００〜８００）で
   表される分子量４４０００〜８８０００のトランスポリ
   オクテネマーからなる高結晶性低不飽和性熱可塑性ポリ
   マー５〜５０重量部を添加混入し、成型加硫後において
   ＪＩＳ−Ａによる硬度で７０〜９０度を有する高硬度高
   弾性ゴム組成物をベルト歯型部ならびにベルト背面部に
   使用してなることを特徴とする歯付ベルト。 ２ ゴム１００重量部に対し、式 ＣＨ＿３−ＣＨ＿２−ＣＨ＿２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＿２
   −ＣＨ＿２−ＣＨ＿２（ＣＨ＿２−ＣＨ＿２−ＣＨ＿２
   −ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＿２−ＣＨ＿２−ＣＨ＿２）＿ｎ−
   ＣＨ＿２−ＣＨ＿２−ＣＨ＿２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＿２
   −ＣＨ＿２−ＣＨ＿３（但しｎ＝４００〜８００）で表
   される分子量４４０００〜８８０００のトランスポリオ
   クテネマーからなる高結晶性低不飽和性熱可塑性ポリマ
   ー５〜５０重量部と、アスベクト比（長さ／直径）１０
   〜１，０００の天然繊維または合成繊維の短繊維２〜３
   ０重量部を添加混入し成型加硫後のＪＩＳ−Ａによる硬
   度で７０〜９０度を有する高硬度、高弾性ゴム組成物を
   ベルト歯型部ならびにベルト背面部に使用してなること
   を特徴とする歯付ベルト。