JPWO2008078700A1 - 伝動ベルト用ゴム組成物及び伝動ベルト - Google Patents

Abstract

導電性のみならず走行後の導電維持特性にも優れ、かつ優れた耐屈曲疲労性及び耐摩耗性を有する伝動ベルトを製造することができる伝動ベルト用ゴム組成物を提供する。ゴム、ファーネスカーボンブラック、酸化亜鉛、及び、ステアリン酸を含有し、上記ファーネスカーボンブラックは、窒素吸着比表面積７５ｍ２／ｇ以上、ＤＢＰ吸油量１００ｃｍ３／１００ｇ以上のもので、含有量が上記ゴム１００質量部に対して５０〜１００質量部であり、上記酸化亜鉛の含有量は、上記ゴム１００質量部に対して６質量部以上であり、上記ステアリン酸の含有量は、上記ゴム１００質量部に対して１質量部以上である伝動ベルト用ゴム組成物。

Description

本発明は伝動ベルト用ゴム組成物及び伝動ベルトに関する。

従来から、Ｖベルト、Ｖリブドベルト等の伝動ベルトが広く使用されており、このような伝動ベルトは、例えば、自動車用補機を運転する場合の補機駆動用伝動ベルト等として広く用いられている。この補機駆動用伝動ベルトは、プーリ（樹脂、アルミニウム等の絶縁物）の間で静電気が発生することにより、電子機器へ悪影響を及ぼしたり、漏電による感電事故を引き起こすおそれがある。

このため、近年、補機駆動用伝動ベルトの電気抵抗を低下させる要求があり、具体的には、５００Ｖの電圧を印加して１００ｍｍの距離間で電気抵抗を測定した時に、その値が５０ＭΩ以下であること等の性質を有するものを提供することが望まれている。また、ベルトをエンジンに取り付け、ある程度走行してもその電気抵抗が維持されていることも望まれている。従って、伝動ベルトに導電性を付与する技術が種々開発されている。

特許文献１には、繊維又は金属の補強体を埋設した、ゴム又はゴムに類似のプラスチックからなる伝動ベルトにおいて、導電性カーボンブラックを含む導電性の表面被膜を有する伝動ベルトが開示されている。特許文献２には、ＣＲポリマー、ハードカーボン、電導性カーボン、酸化亜鉛及びステアリン酸を含むゴム組成物で形成された背面ゴム層からなる外被帆布ゴム複合体が被覆されたＶリブドベルトが開示されている。特許文献３には、カーボンファイバーが混入・混紡されている伝動ベルト用帆布がベルト本体の表面に接着されてなる伝動ベルトが開示されている。

また、特許文献４には、長手方向に沿って心線を埋設した接着ゴムと、長手方向に沿ってリブ部を持つ圧縮ゴム層を有するとともに、背面に帆布を設けたＶリブドベルトであって、背面に位置する帆布層において、ゴム中に導電性のカーボンブラック、ケッチェンブラック、金属粉末又は炭素繊維等の導電材料を分散させることによって導電性を付与するとともに、更に酸化亜鉛、ステアリン酸を添加し、圧縮ゴム層を電気的に絶縁性にしたＶリブドベルトが開示されている。

更に、特許文献５には、ゴム、特定の窒素吸着比表面積及びＤＢＰ吸油量を有するカーボンブラック、酸化亜鉛及びステアリン酸を含むゴム組成物を用いたＶリブドベルトで、耐磨耗性、耐久性、静音性を備えたものが開示されている。

しかしながら、このような構成からなる伝動ベルトは、新品のベルトに導電性を付与することができても、エンジンに取り付け、走行させることによってベルトの導電性が失われてしまうといった、走行後のベルトの導電維持特性が不充分であった。また、底ゴム層（圧縮ゴム層）面にも導電性を付与することも求められている。更にこのように、ベルト走行による電気抵抗の上昇が少なく、かつ、ベルトに必要とされる耐摩耗性等の特性を有するためのゴム配合技術については未だ充分に検討されていないし、ファーネスカーボンブラックの窒素吸着比表面積やＤＢＰ吸油量についても充分に検討されていない。

特開昭６０−２２２６３５号公報 特開平６−３２３３６８号公報 特開平１０−３８０３３号公報 特開平１０−１８４８１２号公報 特開２００６−１８３８０５号公報

本発明は、上記現状に鑑み、導電性のみならず走行後の導電維持特性にも優れ、かつ優れた耐屈曲疲労性及び耐摩耗性を有する伝動ベルトを製造することができる伝動ベルト用ゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明は、ゴム、ファーネスカーボンブラック、酸化亜鉛、及び、ステアリン酸を含有し、上記ファーネスカーボンブラックは、窒素吸着比表面積７５ｍ^２／ｇ以上、ＤＢＰ吸油量１００ｃｍ^３／１００ｇ以上のもので、含有量が上記ゴム１００質量部に対して５０〜１００質量部であり、上記酸化亜鉛の含有量は、上記ゴム１００質量部に対して６質量部以上であり、上記ステアリン酸の含有量は、上記ゴム１００質量部に対して１質量部以上であることを特徴とする伝動ベルト用ゴム組成物である。

上記ゴムは、エチレン−α−オレフィンエラストマーであることが好ましい。
本発明は、上述の伝動ベルト用ゴム組成物を用いて得られることを特徴とする伝動ベルトでもある。

本発明はまた、ＰＫ形で６山のＶリブドベルトで測定したときの電気抵抗が１ＭΩ以下で、伝動ベルトを構成する加硫ゴムのカーボンブラックの含有量がＪＩＳ Ｋ６２２７のＡ法に準じた条件において２５〜４０質量％であり、かつ、酸化亜鉛がゴム１００質量部に対して６質量部以上配合され、ステアリン酸がゴム１００質量部に対して１質量部以上配合された伝動ベルト用ゴム組成物を用いて得られることを特徴とする伝動ベルトでもある。
以下に、本発明を詳細に説明する。

本発明の伝動ベルト用ゴム組成物は、伝動ベルトを製造するために使用されるゴム組成物であって、ゴム、特定の窒素吸着比表面積及びＤＢＰ吸油量を有するファーネスカーボンブラック、酸化亜鉛及びステアリン酸を、特定配合で含有するものである。このため、上記伝動ベルト用ゴム組成物を使用することにより、導電性のみならず、走行後の導電維持特性にも優れ、かつ耐屈曲疲労性及び耐摩耗性にも優れた伝動ベルトを得ることができる。

ベルトに導電性を付与する方法として、ケッチェンブラックに代表される導電性カーボンを使用することが従来より知られている。しかし、導電性カーボンを使用するとコストが高くなり、また加工による導電性のばらつきが大きくなり、所望の導電性や走行後の導電維持特性をベルトに好適に付与することができないといった問題があった。更に、伝動ベルトとして実用的な弾性率のゴムを設計する場合、ケッチェンブラックは補強性が高いため添加量が少量となり、その結果、ゴムの体積比率が多くなり、異音が発生するという不具合があった。

一方、導電性を付与するためにファーネスカーボンブラックを使用した場合、コストを低減することが可能であるが、ベルト走行による電気抵抗の上昇を抑制すると同時に、優れた耐屈曲疲労性及び耐摩耗性も得ることは極めて困難であった。

本発明では、ゴムに対して、ファーネスカーボンブラックとして特定の窒素吸着比表面積及びＤＢＰ吸油量を有するものを配合するとともに、酸化亜鉛及びステアリン酸を配合し、かつ、これらの成分を特定配合としている。よって、このような伝動ベルト用ゴム未加硫組成物を使用してベルトを製造した場合、伝動ベルトに所望の導電性を付与した上で、ベルト走行による電気抵抗の上昇を抑えることができる。また、導電性カーボンを使用する場合に比べて、加工による導電性のばらつきをより少なくすることができる。更に、優れた耐屈曲疲労性及び耐摩耗性も得ることができる。従って、本発明のゴム未加硫組成物を加硫することにより、導電性、走行後の導電維持特性、耐屈曲疲労性及び耐摩耗性のすべての性能に優れた伝動ベルトを得ることができ、従来では困難であった課題を解決することが可能となる。

上記ファーネスカーボンブラックは、窒素吸着比表面積７５ｍ^２／ｇ以上のものである。上記窒素吸着比表面積が７５ｍ^２／ｇ未満であると、所望の導電性を得ようとすると多くの添加量が必要となり、その結果ゴム硬度や弾性率が高くなりすぎて耐屈曲疲労性が悪化する。上記窒素吸着比表面積は、７５〜２５０ｍ^２／ｇであることが好ましく、７５〜１５０ｍ^２／ｇであることがより好ましい。

なお、上記窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８８ “Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ−ＳｕｒｆａｃｅＡｒｅａ ｂｙ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ”ＭｅｔｈｏｄＢによって測定される値である。

上記ファーネスカーボンブラックは、ＤＢＰ吸油量１００ｃｍ^３／１００ｇ以上のものである。１００ｃｍ^３／１００ｇ未満であると、優れた導電性、走行後の導電維持特性、耐屈曲疲労性及び耐摩耗性を有する伝動ベルトを得ることができないおそれがある。上記ＤＢＰ吸油量は、１００〜３００ｃｍ^３／１００ｇであることが好ましく、１００〜１９０ｃｍ^３／１００ｇであることがより好ましい。

なお、本明細書において、ＤＢＰ吸油量とは、カーボンブラック１００ｇあたりのＤＢＰ（フタル酸ジブチル）の吸収量であり、ＪＩＳ Ｋ６２１７に準拠して測定されるものである。上記ＤＢＰ吸油量の値は、カーボンブラックの空隙率と正の相関があり、カーボンブラックの比表面積を間接的に定量するものである。

上記ファーネスカーボンブラックは、平均一次粒子径１０〜５０ｎｍであることが好ましい。上記範囲の平均一次粒子を有することにより、本発明の効果をより効果的に得ることができる。

上記ファーネスカーボンブラックは、炭化水素油や天然ガスの不完全燃焼により得られるフィラーであって、上記特定の窒素吸着比表面積及びＤＢＰ吸油量を有するものであれば、特に限定されず、例えば、粒径に応じて、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＩＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＦ、ＦＥＦ、ＭＡＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＣＦ等を挙げることができる。上記ファーネスカーボンブラックのなかでも、優れた導電性、走行後の導電維持特性、耐屈曲疲労性及び耐摩耗性を有する伝動ベルトが得られる点から、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦが好ましく、ＩＳＡＦが特に好ましい。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

上記ファーネスカーボンブラックの市販品としては、例えば、ダイアブラックＨ（商品名、ＨＡＦ、三菱化学社製）、ダイアブラックＩ（商品名、ＩＳＡＦ、三菱化学社製）等を挙げることができる。

上記ファーネスカーボンブラックは、上記伝動ベルト用ゴム組成物において、ゴム１００質量部に対して５０〜１００質量部含有されるものである。５０質量部未満であると、所望の導電性及び走行後の導電維持特性を充分付与することができない。１００質量部を超えると、ベルトの耐屈曲疲労性が悪化する。

上記伝動ベルト用ゴム組成物は、ゴムを含むものである。ゴム成分に、上記ファーネスカーボンブラック、酸化亜鉛、ステアリン酸を特定量配合することにより、良好な導電性、走行後の導電維持特性、耐屈曲疲労性、耐摩耗性を有する伝動ベルトを得ることができる。

上記伝動ベルト用ゴム組成物に含まれるゴムとしては、例えば、クロロプレンゴム、天然ゴム、ニトリルゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−α−オレフィンエラストマー、エチレン・プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、水素添加アクリロニトリルゴム等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

なかでも、エチレン−α−オレフィンエラストマーが好ましい。ゴムとしてエチレン−α−オレフィンエラストマーを使用し、かつ、上記ファーネスカーボンブラック、酸化亜鉛、ステアリン酸を特定量配合することによって、より良好な導電性、走行後の導電維持特性、耐屈曲疲労性、耐摩耗性を有する伝動ベルトを得ることができる。また、環境面からも好ましい。

上記エチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、例えば、エチレンを除くα−オレフィンとエチレンとジエン（非共役ジエン）との共重合体からなるゴム、エチレンを除くα−オレフィンとエチレンとの共重合体からなるゴム、それらの一部ハロゲン置換物、又は、これらの２種以上の混合物が用いられる。上記エチレンを除くα−オレフィンとしては、好ましくは、プロピレン、ブテン、ヘキセン及びオクテンからなる群より選択される少なくとも１種が用いられる。なかでも、エチレン−α−オレフィンエラストマーとしては、エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム（以下、ＥＰＤＭともいう）、エチレン−プロピレンコポリマー（ＥＰＭ）、エチレン−ブテンコポリマー（ＥＢＭ）、エチレン−オクテンコポリマー（ＥＯＭ）、これらのハロゲン置換物（特に、塩素置換物）、これらの２種以上の混合物が好ましく用いられる。特に、安価で汎用的に用いられている点で、ＥＰＤＭを用いることがより好ましい。

上記エチレン−α−オレフィンエラストマーにおいて、上記エチレンの含量は、上記エチレン−α−オレフィンエラストマーを構成するエチレン、α−オレフィン及びジエンの合計量１００質量％中に、５０〜７０質量％であることが好ましい。これにより、良好な導電性、走行後の導電維持特性、耐屈曲疲労性、耐摩耗性を有する伝動ベルトを得ることができる。

上記ジエン成分としては、通常、１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン又はエチリデンノルボルネン等の非共役ジエンが適宜に用いられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

上記エチレン−α−オレフィンエラストマーの市販品としては、例えば、エスプレン３０１（商品名、住友化学社製）、Ｘ−３０１２Ｐ、３０８５（商品名、三井化学社製）、ＥＰ２１、ＥＰ６５（商品名、ＪＳＲ社製）、５７５４、５８２Ｆ（商品名、住友化学社製）等を挙げることができる。

上記伝動ベルト用ゴム組成物は、上記ゴム及び特定のファーネスカーボンブラックを配合した組成物に、更に酸化亜鉛及びステアリン酸という特定の両成分を特定量配合したものである。
通常、大きい値の窒素吸着比表面積やＤＢＰ吸油量を有するファーネスカーボンブラック（７５ｍ^２／ｇ以上、１００ｃｍ^３／１００ｇ以上）を伝動ベルトに使用した場合、走行時においてベルトの劣化が激しく進行してしまう。このため、このようなファーネスカーボンブラックを使用した場合、ベルトの耐屈曲疲労性及び耐磨耗性が低くなるとともに、走行後において導電性が低下してしまう。

ところが、上記特定のファーネスカーボンブラックを含むゴム組成物に対して、更に上記特定の両成分（酸化亜鉛及びステアリン酸）を特定量配合すると、ベルトに優れた耐屈曲疲労性及び耐磨耗性を付与できるとともに、走行後において導電性を維持することも可能となる。ゴム組成物に酸化亜鉛やステアリン酸を配合すること自体は知られている。しかしながら、上記特定のファーネスカーボンブラックを含むゴム組成物に、上記両成分を特定配合で配合した場合に、このような優れた効果を奏することは全く知られていない。よって、本発明において、上述したような予想外に優れた効果が得られていることが明らかである。

上記伝動ベルト用ゴム組成物は、上記ゴム１００質量部に対して、６質量部以上の酸化亜鉛と、１質量部以上のステアリン酸とを含有するものである。上記特定のファーネスカーボンブラック及びゴムに加え、酸化亜鉛及びステアリン酸の両成分を特定量含有することにより、ベルト走行後でも優れた導電性を有しつつ、耐屈曲疲労性にも優れる伝動ベルトを製造することができる。

上記酸化亜鉛は、含有量が大きくなると、混練り時の分散性が低下して所望の効果を有する伝動ベルトを得られなくなるおそれがある点から、上記含有量は６〜５０質量部であることが好ましく、６〜２０質量部であることがより好ましい。上記ステアリン酸は、含有量が大きくなると、混練り時の分散性が低下して所望の効果を有する伝動ベルトを得られなくなるおそれがある点から、上記含有量は１〜５質量部であることが好ましく、１〜２質量部であることがより好ましい。

上記伝動ベルト用ゴム組成物は、上述した成分の他に、上記ゴム１００質量部に対して、プロセスオイルが３５質量部以下の含有量で配合されたものであることが好ましい。上記伝動ベルト用ゴム組成物にプロセスオイルを配合することにより、伝動ベルトの製造の際の加工性を向上させることが可能となる。しかし、例えば、ベルトの背面ゴム層をプロセスオイルを含有するゴム組成物を用いて製造した場合、プーリとベルト背面との接触時に、ベルト背面での背面ゴム層の摩耗が生じ、平プーリからの離間時におけるベルトの剥離音や平プーリとの接触時にベルトがプーリをたたく音が発生する場合がある。
本発明の伝動ベルト用ゴム組成物は、プロセスオイルの添加量が少ない場合であっても加工性を向上させることができ、また、上記問題が生じることを抑制することができる。上記配合量が３５質量部を超えると、加工性が低下したり、耐粘着性、耐摩耗性が低下するおそれがある。５〜２５質量部であることがより好ましい。

上記プロセスオイルとしては、一般にゴムに使用されるものであれば特に限定されず、例えば、パラフィン系、ナフテン系、芳香族系等のプロセスオイル等を挙げることができる。なかでも、良好な音特性、耐屈曲疲労性、耐摩耗性を有する伝動ベルトを得ることができる点から、パラフィン系プロセスオイルを使用することが好ましい。また、パラフィン系プロセスオイルは、エチレン−α−オレフィンエラストマーとのなじみが良好である点からも好ましい。

上記伝動ベルト用ゴム組成物は、硫黄又は有機過酸化物によって架橋することができるものである。
上記有機過酸化物としては特に限定されず、例えば、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジ−ｔ−アミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、１，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルベンゼン、１，３−ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルベンゼン、２，２−ジ−ｔ−ブチルパーオキシブタン、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ｎ−ブチル−４，４−ジ−ｔ−ブチルバレレート、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキサン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン等のジアルキルパーオキサイド類；ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシマレート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシフタレート、ｔ−ブチルパーオキシジラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ベンゾイルパーオキシ）へキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート等のパーオキシエステル類；ジシクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類；これらの混合物等を挙げることができる。なかでも、半減期１分を与える温度が１３０〜２００℃の範囲にある有機過酸化物が好ましく、特に、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジ−ｔ−アミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンを好適に用いることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

上記伝動ベルト用ゴム組成物において、上記有機過酸化物の配合量は、上記ゴム１００質量部（固形分）に対して、０．００１〜０．１モルであることが好ましい。０．００１モル未満であると、架橋が充分進行せず、機械的強度を発現しないおそれがある。０．１モルを超えると、加硫物のスコーチ安全性又は加硫物の伸びが実用的な範囲を逸脱するおそれがある。より好ましくは、０．００５〜０．０５モルである。

上記過酸化物架橋の場合はまた、架橋助剤を配合してもよい。架橋助剤を配合することによって、架橋度を上げて接着力を更に安定させ、粘着摩耗性等の問題を防止することができる。上記架橋助剤としては、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、トリアリルシアヌレート（ＴＡＣ）、１，２ポリブタジエン、不飽和カルボン酸の金属塩、オキシム類、グアニジン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、Ｎ，Ｎ′−ｍ−フェニレンビスマレイミド、硫黄等通常パーオキサイド架橋に用いるものを挙げることができる。

上記硫黄加硫の場合、硫黄の添加量は、上記ゴム１００質量部に対して１〜３質量部であることが好ましい。
硫黄加硫の場合はまた、加硫促進剤を配合してもよい。加硫促進剤を配合することによって、加硫度を上げて粘着摩耗等の問題を防止することができる。上記加硫促進剤としては、一般的に加硫促進剤として使用されるものであればよく、例えば、Ｎ−オキシジエチレンベンゾチアゾール−２−スルフェンアミド（ＯＢＳ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラムジスルフィド（ＴＥＴＤ）、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＭＤＣ）、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＥＤＣ）、Ｎ−シクロヘキシルベンゾチアゾール−２−スルフェンアミド、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアゾリルジスルフィド等を挙げることができる。

上記伝動ベルト用ゴム組成物は、短繊維を含むものであってもよい。上記短繊維としては特に限定されず、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエステル、綿、アラミド等からなる短繊維を挙げることができる。上記短繊維を適宜選択することによって、耐摩耗性、異音防止性、耐屈曲疲労性等の性能を向上させることができる。上記短繊維の長さ又は形状等を適宜調整することにより、耐摩耗性、異音防止性等の性能を向上させることができるが、通常、上記短繊維の長さは、０．１〜３．０ｍｍであることが好ましい。

上記伝動ベルト用ゴム組成物は、上述した成分と共に、必要に応じて、シリカ等の増強剤、炭酸カルシウム、タルク等の充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤等の通常のゴム工業で用いられる種々の薬剤を含有するものであってもよい。

上記伝動ベルト用ゴム組成物は、上記エチレン−α−オレフィンエラストマー、ファーネスカーボンブラック、酸化亜鉛、ステアリン酸と、必要に応じて、上述したような成分と共に、ロール、バンバリー等、通常の混合手段を用いて均一に混合することによって製造することができる。

本発明の伝動ベルトは、上述した伝動ベルト用ゴム組成物を用いて得られるものである。従って、上記伝動ベルトは、優れた導電性、走行後の導電維持特性、耐屈曲疲労性及び耐摩耗性を有するものであり、好適に使用することができる。

上記伝動ベルトとしては、ベルトを構成する少なくとも一部のゴム要素が上述した伝動ベルト用ゴム組成物を用いて得られるもの等を挙げることができる。上記伝動ベルトとして、例えば、Ｖリブドベルト、ダブルリブドベルト又は平ベルト等を挙げることができる。

図１に、Ｖリブドベルトの一例を示す。図１は、Ｖリブドベルトの一例の横断面図（ベルト長手方向に直角な面）を示した概略図である。
図１のＶリブドベルト１は、背面ゴム層２及び底ゴム層３と、上記背面ゴム層２及び底ゴム層３の間に接着ゴム層４とを備えたものであり、ベルト長手方向に配設された心線５が上記接着ゴム層４によって固定されている。更に、上記底ゴム層３には、複数の断面Ｖ形溝（リブ）がベルト長手方向に連続して形成されている。多くの場合、底ゴム層３には、その耐側圧性を高めるために、ベルトの幅方向に配向して短繊維（図示せず）が分散されている。

上記Ｖリブドベルト１は、ベルトを構成する少なくとも一部のゴム要素が上述した伝動ベルト用ゴム組成物を用いて得られるものであるが、ここで、上記ゴム要素は、背面ゴム層２、底ゴム層３、接着ゴム層４である。上記ゴム要素のうち、背面ゴム層２又は底ゴム層３が上述した伝動ベルト用ゴム組成物を用いて得られるものであることが好ましく、背面ゴム層２及び底ゴム層３の両方が上述した伝動ベルト用ゴム組成物を用いて得られるものであることがより好ましい。この場合、上記Ｖリブドベルト１は、優れた導電性、走行後の導電維持特性、耐屈曲疲労性及び耐摩耗性を有するものとなる。なお、背面ゴム層２又は底ゴム層３が上述した伝動ベルト用ゴム組成物を用いて得られるものでない場合は、そのゴム層は、例えば、上述したゴム、必要に応じて従来公知の他の成分を含む組成物を使用することにより得ることができる。

上記接着ゴム層４は、従来公知の組成物により得ることができ、例えば、上述したゴムを含むゴム組成物を用いて得ることができる。上記接着ゴム層４を得るためのゴム組成物は、ゴムとしてエチレン−α−オレフィンエラストマーを使用するものであることが好ましい。これにより、本発明の効果を得ることができる。また、ゴム組成物は、従来公知の他の成分を含むものであってもよい。

上記心線５としては、ポリエステル心線、ナイロン心線、ビニロン心線、アラミド心線等が好適に用いられる。上記ポリエステル心線としてはポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等が、上記ナイロン心線としては６，６−ナイロン（ポリヘキサメチレンアジパミド）、６ナイロン、４，６−ナイロンが好適に用いられる。上記アラミド心線としてはコポリパラフェニレン・３，４′オキシジフェニレン・テレフタルアミドやポリパラフェニレンテレフタルアミドやポリメタフェニレンイソフタルアミド等が好適に用いられる。これらの心線は、一般に、レゾルシン−ホルマリン−ラテックス接着剤組成物（ＲＦＬ接着剤）等で接着処理されて、上記接着ゴム層４内に埋設されている。
また、上記Ｖリブドベルトとしては、接着ゴム層を有さないものであってもよい。

図２に、平ベルトの一例を示す。図２は、平ベルトの一例の横断面図（ベルト長手方向に直角な面）を示した概略図である。
図２の平ベルト６は、背面ゴム層２及び底ゴム層３と、上記背面ゴム層２及び底ゴム層３の間に接着ゴム層４とを備えたものであり、ベルト長手方向に配設された心線５が上記接着ゴム層４によって固定されている。多くの場合、底ゴム層３には、その耐側圧性を高めるために、ベルトの幅方向に配向して短繊維（図示せず）が分散されている。

上記平ベルト６は、ベルトを構成する少なくとも一部のゴム要素が上述した伝動ベルト用ゴム組成物を用いて得られるものである。上記平ベルト６における背面ゴム層２、底ゴム層３、接着ゴム層４、心線５は、上記Ｖリブドベルト１と同様のものを使用することができる。また、背面ゴム層２、底ゴム層３が上述した伝動ベルト用ゴム組成物を用いて得られる形態が好ましい点も同様であり、この場合、上記平ベルト６は、優れた導電性、走行後の導電維持特性、耐屈曲疲労性及び耐摩耗性を有するものとなる。

図３に、ダブルリブドベルトの一例を示す。図３は、ダブルリブドベルトの一例の横断面図（ベルト長手方向に直角な面）を示した概略図である。
図３のダブルリブドベルト７は、底ゴム層３と、上記底ゴム層３の間に接着ゴム層４とを備えたものであり、ベルト長手方向に配設された心線５が上記接着ゴム層４によって固定されている。更に、上記底ゴム層３には、複数の断面Ｖ形溝（リブ）がベルト長手方向に連続して形成されている。多くの場合、底ゴム層３には、その耐側圧性を高めるために、ベルトの幅方向に配向して短繊維（図示せず）が分散されている。

上記ダブルリブドベルト７は、ベルトを構成する少なくとも一部のゴム要素が上述した伝動ベルト用ゴム組成物を用いて得られるものである。上記ダブルリブドベルト７における底ゴム層３、接着ゴム層４、心線５は、上記Ｖリブドベルト１と同様のものを使用することができる。また、底ゴム層３が上述した伝動ベルト用ゴム組成物を用いて得られる形態が好ましい点も同様であり、この場合、上記ダブルリブドベルト７は、優れた導電性、走行後の導電維持特性、耐屈曲疲労性及び耐摩耗性を有するものとなる。

上記伝動ベルトは、上記伝動ベルトを構成する加硫ゴムが、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準ずるタイプＡデュロメーターによる硬度が７５〜９０のものであることが好ましい。上記伝動ベルトを構成する加硫ゴムが上記硬度を有する場合、導電性、走行後の導電維持特性、耐屈曲疲労性及び耐摩耗性のすべてにおいて優れたものとなる。上記硬度は、８０〜９０であることがより好ましい。
上記硬度の加硫ゴム特性を有する伝動ベルトは、上述した伝動ベルト用ゴム組成物において、上述した成分を適当に選択して用いることによって得ることができる。

本発明の伝動ベルトは、ＰＫ形で６山のＶリブドベルトで測定したときの電気抵抗が１ＭΩ以下で、伝動ベルトを構成する加硫ゴムのカーボンブラックの含有量がＪＩＳ Ｋ６２２７のＡ法に準じた条件において２５〜４０質量％であり、かつ、酸化亜鉛がゴム１００質量部に対して６質量部以上配合され、ステアリン酸がゴム１００質量部に対して１質量部以上配合された伝動ベルト用ゴム組成物を用いて得られるものでもある。上記伝動ベルトは、導電性、走行後の導電維持特性、耐屈曲疲労性及び耐摩耗性に優れたものである。

上記伝動ベルトにおいて、ＰＫ形で６山のＶリブドベルトで測定したときの電気抵抗が１ＭΩ以下であると、優れた導電性が得られる。上記電気抵抗は、後述する「ベルト走行による電気抵抗特性」に記載されている方法による測定値である。

上記伝動ベルトにおいて、使用されるカーボンブラックとしては特に限定されないが、なかでも、上述した特定のファーネスカーボンブラックが特に好ましい。この場合、上述した効果を良好に得ることができる。

本発明の伝動ベルトにおいて、伝動ベルトを構成する加硫ゴムのカーボンブラックの含有量が２５〜４０質量％の範囲内であると、ベルト走行後でも優れた導電性を有しつつ、耐屈曲疲労性にも優れる加硫ゴムを得ることができる。また、酸化亜鉛及びステアリン酸の両成分を特定量使用することにより、ベルト走行後でも優れた導電性を有しつつ、耐屈曲疲労性にも優れる伝動ベルトを製造することができる。

本発明の伝動ベルトにおいて、伝動ベルトを構成する加硫ゴムが、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準ずるタイプＡデュロメーターによる硬度が７５〜９０のものであることが好ましい。この場合、導電性、走行後の導電維持特性、耐屈曲疲労性及び耐摩耗性のすべてにおいて優れたものとなる。上記硬度は、８０〜９０であることがより好ましい。上記硬度を有する伝動ベルトは、上述した伝動ベルト用ゴム組成物において、上述した成分を適当に選択して用いることによって得ることができる。

本発明の伝動ベルトは、従来より知られている通常の方法によって製造することができる。例えば、Ｖリブドベルトは、以下の製造方法により製造することができる。ゴム等の成分を含む組成物を、密閉式混練機を用いて混練し、得られたゴム組成物をオープンロールにて圧延し、未加硫シートを製造する。得られた未加硫シートを底ゴム層や背面ゴム層に用い、ポリエステル心線等の心線が埋設された接着ゴム層と、底ゴム層とを積層させた後、背面ゴム層を接着させることにより、Ｖリブドベルトを得ることができる。

本発明の伝動ベルト用ゴム組成物は、上記構成からなるものであるため、導電性、走行後の導電維持特性、耐屈曲疲労性及び耐摩耗性のすべての特性に優れた伝動ベルトを得ることができる。すなわち、所望の導電性を付与するとともに、ベルト走行後においても良好な導電性を維持することができる。また、非導電性配合に劣らない耐屈曲疲労性及び耐磨耗性を付与することも可能となる。従って、本発明の伝動用ゴム組成物は、Ｖリブドベルト、ダブルリブドベルト、平ベルト等として好適に使用することができる伝動ベルトを提供することができる。また、その他の用途のベルトで導電性が必要とされるものへの適用も期待できるものである。

以下に本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。また実施例中、「部」、「％」は特に断りのない限り「質量部」、「質量％」を意味する。

実施例１〜１９及び比較例１〜１３
伝動ベルトの底ゴム層、背面ゴム層の形成に使用したゴム組成物の配合を表１に示した。使用した市販品については表２に示した。また、接着ゴム層の形成に使用したゴム組成物の配合を表３に示した。

使用した市販品のエチレン−α−オレフィンエラストマーは、以下のものである。
（１）「エスプレン３０１」：エチレン含量６３質量％、プロピレン含量３４質量％、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）含量３質量％、ムーニー粘度ＭＬ_１＋４（１２５℃）３７
（２）「ノーデル４６４０」：エチレン含量５５質量％、プロピレン含量４０質量％、エチリデンノルボルネン（ＥＮＢ）含量４．９質量％、ムーニー粘度ＭＬ_１＋４（１２５℃）４０
（３）「ＥＰ１１」：エチレン含量５１質量％、プロピレン含量４９質量％、ジエン含量０質量％、ムーニー粘度ＭＬ_１＋４（１００℃）４０
（４）「ＥｎｇａｇｅＥＮＲ７３８０」：ＥＢＭ
（５）「Ｅｎｇａｇｅ８１８０」：ＥＯＭ
老化防止剤「ノクラック２２４」と「ノクラックＭＢ」の配合比は、０．５：２．０〔ｐｈｒ〕
である。

（伝動ベルトの製造）
底ゴム層、背面ゴム層の形成に使用したゴム組成物は、密閉式混練機を用いて混練し、得られたゴム組成物をオープンロールにて圧延し、未加硫シートとした。この未加硫シートを底ゴム層、背面ゴム層に用いた。また、接着ゴム層の形成に使用したゴム組成物を用いて同様に未加硫シートを作成し、接着ゴム層に用いた。ポリエステル心線が埋設された接着ゴム層と底ゴム層を積層させた後、背面ゴム層を接着させてＶリブドベルト（ＰＫ形で６山）を得た。

なお、得られたＶリブドベルトにおいて、Ｖリブドベルトを構成する加硫ゴムのカーボンブラックの含有量（ＪＩＳ Ｋ６２２７ Ａ法に準じて測定した値）を後述する表４に示した。

得られたＶリブドベルトについて、以下に述べるベルト台上試験を行い、それぞれ、電気抵抗特性、耐屈曲走行寿命、２４時間ベルト走行による摩耗量について調べた。その結果を表４に示した。電気抵抗測定の方法については、真鍮製ベースの上に、測定面を下にしてベルトを置き、その上に１ｋｇの重りを載せ、電気抵抗計の端子を真鍮製ベースに当てて５００Ｖの電圧をかけ、電気抵抗値の測定を行った（図４に、電気抵抗測定の概略図を示した）。
使用した電気抵抗測定装置は、「３１５４絶縁抵抗試験器」（日置電機社製）であり、試験電圧：５００Ｖ、抵抗値読取時間：５秒後の条件にて測定した。

（ベルト走行による電気抵抗特性）
図５に示すような９軸のレイアウトにベルトを設置し、走行前の電気抵抗と１００時間走行後の電気抵抗の測定を行った。電気抵抗の測定可能範囲は０．０１ＭΩ〜１０００ＭΩまでである。

（耐屈曲走行試験）
図５に示すような９軸のレイアウトにベルトを設置し、走行開始時からＶリブドベルトにクラックが発生するまでの時間にて評価した。表４に示した結果は、クラック発生に至るまでの時間を、比較例１を１００とした相対値を示したものである。

（耐摩耗試験）
図６に示すような２軸のレイアウトにベルト設置し、ベルト走行前と２４時間走行後のベルト重量の差から重量摩耗率を評価した。表４に示した結果は、重量摩耗率を、比較例１を１００として指数換算することによって求めたものである。
また、粘着の有無についても評価した。摩耗試験を行ったベルトにおける粘着物の発生の有無を目視によって判定した。

比較例１及び３は、ファーネスカーボンブラック量が規定する範囲より少ないため、１００時間走行後の電気抵抗が目標の５０ＭΩ以下ではなかった。比較例２及び４は、上記カーボンブラック量が規定する範囲よりも多く配合されており、耐屈曲走行寿命が悪かった。比較例５及び６は、初期の電気抵抗が１ＭΩ以上であり、また窒素吸着比表面積が規定範囲よりも小さいカーボンブラックを用いたため、１００時間走行後の電気抵抗が高かった。比較例７〜９は、酸化亜鉛が規定の範囲よりも少ないため、耐屈曲疲労性が悪かった。比較例１０〜１１は、ステアリン酸が規定の範囲よりも少ないため、耐屈曲疲労性が悪かった。比較例１２〜１３は、窒素吸着比表面積及びＤＢＰ吸油量が規定範囲よりも小さいカーボンブラックを用いたため、初期の電気抵抗、１００時間走行後の電気抵抗が高かった。このように比較例においては、すべての性能に優れたものは得られなかった。これらの比較例の結果に対し、実施例では、耐屈曲疲労性、耐摩耗性が比較例１とほぼ同等で、電気抵抗特性が格段に良くなっていた。

図７は実施例３、７、１５、比較例６、１３に配合されているカーボンの特性である窒素吸着比表面積とＤＢＰ吸油量の関係を示したものである。本発明で規定された値を有するカーボンを用いることで電気抵抗を満足できることがわかる。また、図８はカーボン量と１００時間走行後電気抵抗の関係を示したものである〔実施例１〜３及び比較例１〜２（ＨＡＦ）、実施例４〜７及び比較例３〜４（ＩＳＡＦ）、実施例１４〜１５（ＳＡＦ）、比較例５〜６（ＦＥＦ）、比較例１２〜１３（ＧＰＦ）〕。この図から明らかなように、本発明の規定範囲外のＦＥＦ、ＧＰＦは電気抵抗が高いのがわかる。本発明の規定量よりもカーボン量が少ないと目標の５０ＭΩよりも電気低抗が高くなってしまい、逆に多すぎると電気抵抗は良くなるが、耐屈曲寿命が悪化する。図９は酸化亜鉛量及びステアリン酸量と耐屈曲寿命との関係をグラフ化したものである〔実施例５、８、９及び比較例７〜９（ステアリン酸１．０質量部）、比較例１０〜１１（ステアリン酸０．５質量部）、実施例１０（ステアリン酸１．５質量部）、実施例１１（ステアリン酸２質量部）〕。ステアリン酸１質量部の場合、酸化亜鉛６質量部以上添加することで飛躍的に耐屈曲寿命が良くなっているが、ステアリン酸０．５質量部では酸化亜鉛を６質量部以上添加しても耐屈曲寿命の向上はみられない。

以上の結果から、本発明で規定の窒素吸着量及びＤＢＰ吸油量を有するカーボンを用い、かつ、酸化亜鉛及びステアリン酸を特定量配合したゴム組成物を用いてベルトを製造することによって、ベルトの基本性能を満足させつつ、電気抵抗として目標の５０ＭΩ以下を達成することができることが明らかとなった。

本発明の伝動ベルト用ゴム組成物は、Ｖリブドベルト、ダブルリブドベルト、平ベルト等として好適に使用することができる伝動ベルトの製造に適用することができる。また、その他用途のベルトで導電性が必要とされるものへの適用も期待できるものである。

Ｖリブドベルトの横断面図（ベルト長手方向に直角な面）の一例である。 平ベルトの横断面図の一例である。 ダブルリブドベルトの横断面図の一例である。 電気抵抗測定の概略図である。 ベルト走行による電気抵抗特性、耐屈曲走行試験に使用する走行試験装置の概略図である。 摩耗試験を行う装置の概略図である。 カーボンブラック特性（窒素吸着比表面積、ＤＢＰ吸油量）と１００時間走行後の電気抵抗の関係を示した図である。 カーボン量と１００時間走行後の電気抵抗の関係を示した図である。 酸化亜鉛量及びステアリン酸量と耐屈曲寿命との関係を示した図である。

符号の説明

１、１１、２１、３１ Ｖリブドベルト
２ 背面ゴム層
３ 底ゴム層
４ 接着ゴム層
５ 心線
６ 平ベルト
７ ダブルリブドベルト
１２ 電気抵抗計
１３ 端子（測定部）
１４ 真鍮製ベース
１５ 重り（１ｋｇ）
２２、３２ 駆動プーリ
２３、３３ 従動プーリ

従来から、Ｖベルト、Ｖリブドベルト等の伝動ベルトが広く使用されており、このような伝動ベルトは、例えば、自動車用補機を運転する場合の補機駆動用伝動ベルト等として広く用いられている。この補機駆動用伝動ベルトは、プーリの間で静電気が発生することにより、電子機器へ悪影響を及ぼしたり、漏電による感電事故を引き起こすおそれがある。

上記ファーネスカーボンブラックは、平均一次粒子径１０〜５０ｎｍであることが好ましい。上記範囲の平均一次粒子径を有することにより、本発明の効果をより効果的に得ることができる。

上記伝動ベルト用ゴム組成物は、硫黄又は有機過酸化物によって架橋することができるものである。
上記有機過酸化物としては特に限定されず、例えば、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジ−ｔ−アミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、１，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルベンゼン、１，３−ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルベンゼン、２，２−ジ−ｔ−ブチルパーオキシブタン、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ｎ−ブチル−４，４−ジ−ｔ−ブチルバレレート、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキサン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン等のジアルキルパーオキサイド類；ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシマレート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシフタレート、ｔ−ブチルパーオキシジラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ベンゾイルパーオキシ）へキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート等のパーオキシエステル類；ジシクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類；これらの混合物等を挙げることができる。なかでも、半減期１分を与える温度が１３０〜２００℃の範囲にある有機過酸化物が好ましく、特に、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジ−ｔ−アミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンを好適に用いることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明の伝動ベルト用ゴム組成物は、上記構成からなるものであるため、導電性、走行後の導電維持特性、耐屈曲疲労性及び耐摩耗性のすべての特性に優れた伝動ベルトを得ることができる。すなわち、所望の導電性を付与するとともに、ベルト走行後においても良好な導電性を維持することができる。また、非導電性配合に劣らない耐屈曲疲労性及び耐磨耗性を付与することも可能となる。従って、本発明の伝動ベルト用ゴム組成物は、Ｖリブドベルト、ダブルリブドベルト、平ベルト等として好適に使用することができる伝動ベルトを提供することができる。また、その他の用途のベルトで導電性が必要とされるものへの適用も期待できるものである。

Claims (4)

1. ゴム、ファーネスカーボンブラック、酸化亜鉛、及び、ステアリン酸を含有し、
   前記ファーネスカーボンブラックは、窒素吸着比表面積７５ｍ^２／ｇ以上、ＤＢＰ吸油量１００ｃｍ^３／１００ｇ以上のもので、含有量が前記ゴム１００質量部に対して５０〜１００質量部であり、
   前記酸化亜鉛の含有量は、前記ゴム１００質量部に対して６質量部以上であり、
   前記ステアリン酸の含有量は、前記ゴム１００質量部に対して１質量部以上である
   ことを特徴とする伝動ベルト用ゴム組成物。
2. ゴムは、エチレン−α−オレフィンエラストマーである請求項１記載の伝動ベルト用ゴム組成物。
3. 請求項１又は２記載の伝動ベルト用ゴム組成物を用いて得られることを特徴とする伝動ベルト。
4. ＰＫ形で６山のＶリブドベルトで測定したときの電気抵抗が１ＭΩ以下で、
   伝動ベルトを構成する加硫ゴムのカーボンブラックの含有量がＪＩＳ Ｋ６２２７のＡ法に準じた条件において２５〜４０質量％であり、かつ、
   酸化亜鉛がゴム１００質量部に対して６質量部以上配合され、ステアリン酸がゴム１００質量部に対して１質量部以上配合された伝動ベルト用ゴム組成物を用いて得られる
   ことを特徴とする伝動ベルト。

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