JPWO2015194116A1 - 伝動ベルト - Google Patents

Abstract

ラップドＶベルトＢは、ベルト本体（１０）と、ベルト本体を被覆する補強布（１５）とを備え、プーリに巻き掛けられて動力を伝達する。ベルト本体（１０）の少なくとも一部は、ポリマー成分としてエチレン−α−オレフィンエラストマーを含むゴム組成物からなる。ポリマー成分は、エチレン含量が４０質量％以上で且つ５６質量％以下のエチレン−α−オレフィンエラストマーを、３０質量％以上で且つ１００質量％以下の範囲で含んでいる。

Description

本開示は、農機、一般産業機械等に用いられる伝動ベルトに関する。

農機、一般産業機械等において、動力を伝達するために広く伝動ベルトが用いられている。伝動ベルトには様々な性能が要求される。例えば、文献１には、エチレン含量、ジエン含量等を規定し、優れた屈曲疲労性及び耐熱性を実現したとする伝動ベルトが開示されている。

また、ゴム成形品の廃棄物、ゴム成形品の製造工程にて生じる端材等の廃棄加硫ゴムを脱硫し、再生脱硫ゴムとして用いることが行われており、伝動ベルトの材料として用いられる場合もある。

特開２００１−８２５４８号公報

製造された伝動ベルトに様々な性能が要求されることに加えて、伝動ベルト製造するためには材料の加工性が要求される。これに関し、特許文献１の伝動ベルトは、加工性（タック性等）が悪く、ベルト成形に際してシートゴムのプライアップ時に過分な空気が入り込みやすい。入り込んだ空気は、加硫後にも残る危険性があり、その結果として品質の安定が保たれない可能性、更にはラップドＶベルトの場合にはベルトの製造自体ができない可能性がある。

以上に鑑み、耐摩耗性及び加工性に優れた伝動ベルトを実現する技術について説明する。

本願発明者らは、タック性を得る手段として流動性の高いゴム組成物を用いること、そのためにエチレン連鎖による結晶性を抑制することを発想した。

具体的には、ベルト本体と、前記ベルト本体を被覆する補強布とを備え、プーリに巻き掛けられて動力を伝達する本開示のラップドＶベルトにおいて、ベルト本体の少なくとも一部は、ポリマー成分としてエチレン−α−オレフィンエラストマーを含むゴム組成物からなり、ポリマー成分は、エチレン含量が４０質量％以上で且つ５６質量％以下のエチレン−α−オレフィンエラストマーを、３０質量％以上で且つ１００質量％以下の範囲で含んでいる。

尚、補強布の少なくとも一方の面は、樹脂成分を１質量％以上で且つ２０質量％以下含むと共にオイルを３質量％以上で且つ２４質量％以下含むゴム組成物に被覆されていても良い。

前記のようなポリマー成分を含むゴム組成物は、エチレン連鎖による結晶性が抑制されており、流動性が高く、タック性に優れる。従って、このようなゴム組成物を用いてベルトを形成すること、例えば底部ゴム層及び／又は接着ゴム層の形成又は補強布のゴム処理等に用いることにより、十分な加工性を得ることができ、安定した品質のラップドＶベルトを実現できる。

また、ベルト本体は、プーリ接触側に配置された底部ゴム層を備え、底部ゴム層は、脱硫再生したエチレンプロピレンジエンゴムを含むゴム組成物からなっていても良い。

脱硫再生したエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を用いることによりゴム組成物は低tanδとなるので、ベルト屈曲時の発熱を抑えることができ、屈曲疲労性に優れたベルトとすることができる。

また、脱硫再生したエチレンプロピレンジエンゴムは、繊維成分を含有する加硫ゴムを脱硫することにより前記繊維成分が溶融し、ゴム組成物の補強材となっていても良い。

また、ベルト本体は、プーリ接触側に配置された底部ゴム層を備え、底部ゴム層は、加硫済ゴム粉末が混練されたゴム組成物からなっていても良い。

これにより、低コストに低tanδ化することができる。

また、補強布における少なくともベルト外側面は、ゴム処理がされていない構成であっても良い。

このようにすると、ベルトを取り付けた機械及びその周辺を汚すことの無いクリーンなベルトとなる。

本開示のラップドＶベルトは、安定した品質を提供できると共に、性能面においてもより向上することができる。また、廃棄加硫ゴムを再利用してベルトを実現することができる。

図１は、本開示の一実施形態における伝動ベルトの一例を示す図である。 図２は、図１の伝動ベルトの製造方法を示す図である。 図３は、本開示の実施例におけるベルトの試験方法を説明する図である。

以下、本開示の一実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態の例示的ＶベルトＢ（伝動ベルト）を示す図である。当該ＶベルトＢは、例えば、農業機械や産業機械に使用されるものである。また、ＶベルトＢの寸法は、特に限定されるものではないが、例えば、ベルト周長７００〜５０００ｍｍ、ベルト幅１６〜１７ｍｍ、及びベルト厚さ８〜１０ｍｍである。

ＶベルトＢは、ベルト内周側（プーリ接触側）の底部ゴム層１１と、中間の接着ゴム層１２と、ベルト外周側の背面ゴム層１３との三重の層に構成されたベルト本体１０を備える。接着ゴム層１２には、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線１４が埋設されている。

また、ベルト本体１０の全体が補強布１５によって覆われ、ＶベルトＢはラップドベルトとなっている。

底部ゴム層１１を構成するゴム組成物のポリマー成分は、エチレン−α−オレフィンエラストマーを含む。また、当該ポリマー成分は、エチレン含量が４０質量％以上で且つ５６質量％以下であるポリマーを、３０質量％以上で且つ１００質量％以下の範囲で含んでいる。このようなゴム組成物は、エチレン連鎖による結晶性が低く抑えられており、流動性が高いので、良好なタック性を実現できる。尚、ポリマー成分の残りの部分（０〜７０質量％）は、例えば、エチレン含量が４０質量％以上で且つ５６質量％以下ではないエチレン−α−オレフィンエラストマーである。

ここで、底部ゴム層１１を構成するゴム組成物は、脱硫再生したＥＰＤＭを含んでいても良い。このようなＥＰＤＭは、低tanδであり、ベルト屈曲時の発熱を抑制できるので屈曲疲労性に優れたベルトとなる。更に、繊維成分を含有する加硫ゴムを脱硫して得られる脱硫ゴムを用いると、繊維成分が溶融してゴムの補強材となるので、耐久性等が更に向上する。

尚、脱硫再生ゴムは、使用済みのゴム製品から架橋ゴム（架橋済ゴム組成物）を取り出し、その架橋ゴムを所定の方法により脱硫処理することにより得られる。具体的には、硫黄架橋されたＥＰＤＭを含む架橋ゴムを予め粉砕して粉状又は粒状とし、その後、粉状又は粒状とした架橋ゴムに所定の処理温度下で剪断応力を加えて脱硫処理することにより得られる。このように脱硫再生して得られる再生ゴムは、架橋点の一部及びＥＰＤＭの主鎖が切断されることにより、架橋可能なＥＰＤＭと、残留した硫黄架橋部によるゲル分の弾性ゴムのＥＰＤＭとを含む。この結果、これを用いたゴム組成物は、バージンゴムのみを用いた場合と比較して、ゴム弾性が高いと共にtanδが低くなる。ここで、使用済みのゴム製品としては、例えば、伝動ベルト、コンベヤベルト、タイヤ、ホース等が挙げられる。

粉状又は粒状の架橋ゴムの平均粒径は、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１００μｍ以上であり、また、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以下である。尚、架橋ゴムの粒径については、マイクロスコープ（例えば、キーエンス社、型番ＶＨＸ２０００の計測モード）等により計測できる。

脱硫処理の処理温度は、脱硫と残留するゲル分とのバランスの観点から、好ましくは１５０℃以上、より好ましくは１８０℃以上であり、また、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは２３０℃以下である。脱硫処理の際の剪断応力は、脱硫と残留するゲル分とのバランスの観点から、好ましくは０．９８１ＭＰａ以上、より好ましくは４ＭＰａ以上であり、また、好ましくは２０ＭＰａ以下、より好ましくは１５ＭＰａ以下である。脱硫処理の処理時間は、脱硫と残留するゲル分とのバランスと、処理装置の規模に依存する。

以上のような脱硫処理は、単軸又は二軸の押出成形機等の公知の加工設備を用いて行うことができる。

また、底部ゴム層１１を構成するゴム組成物は、バージンのゴムに対して混練時に加硫済ゴム粉末が混合されたものであっても良い。

加硫済ゴム粉末は、例えば硫黄架橋されたＥＰＤＭの粉末であり、その直径は好ましくは１μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上であり、且つ、好ましくは１０００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下である。

ここで、加硫済ゴム粉末は凝集しており、混合前には凝集体として上記の寸法を有する。しかし、バージンのゴムに混合して混練することにより凝集体が小さくなり、例えばその直径が直径は０．１μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上となり、且つ、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下となる。

また、加硫済ゴム粉末は、例えば、硫黄架橋されたＥＰＤＭを含む架橋ゴムを粉砕等により粉末状にしたものである。また、伝動ベルト等の製造工程中において架橋ゴムを切削する際に生じたゴム粉末を利用することもできる。この場合、廃棄物となるゴム粉末を再利用することができ、コストの低減にも繋がる。

また、接着ゴム層１２についても、前記のゴム組成物からなるものとすることができる。

更に、補強布１５の少なくとも一方の面が、前記のゴム組成物により被覆されていても良い。この場合、補強布１５を被覆するゴム組成物の含有量は、好ましくは１質量％以上、より好ましくは５質量％以上であり、また、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下であるのが良い。これと共に、当該ゴム組成物のオイルの含有量は、好ましくは３質量％以上、より好ましくは５質量％以上であり、また、好ましくは２４質量％以下、より好ましくは１２質量％以下であるのが良い。これにより、良好な加工性及び耐摩耗性を実現できる。

ここで、補強布１５におけるベルト外面側については、ゴム組成物による被覆を行わないようにしても良い。このようにすると、補強布１５の両面に被覆を行った場合に比べて大きく性能を落とすこと無しに、ベルトを取り付けた機械及びその周辺を汚すことの無いクリーンなベルトとなる。

前記のゴム組成物は、ポリマー成分と、これに配合されたカーボンブラックなどの補強材、加硫促進剤、加硫促進助剤、架橋剤、老化防止剤、軟化剤等からなる。

補強材としては、カーボンブラックでは、例えば、チャネルブラック；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、Ｎ−３３９、ＨＡＦ、Ｎ−３５１、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＥＣＦ、Ｎ−２３４などのファーネスブラック；ＦＴ、ＭＴなどのサーマルブラック；アセチレンブラックが挙げられる。補強剤としてはシリカも挙げられる。補強剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。補強材は、耐摩耗性及び耐屈曲性のバランスが良好となるという観点から、ゴム成分１００質量部に対する配合量が３０〜８０質量部であることが好ましい。

加硫促進剤としては、例えば、チアゾール系（例えばＭＢＴ、ＭＢＴＳなど）、チウラム系（例えばＴＴ、ＴＲＡなど）、スルフェンアミド系（例えばＣＺなど）、ジチオカルバミン酸塩系（例えばＢＺ−Ｐなど）のもの等が挙げられる。加硫促進剤は、単一種で構成されていても、また、複数種で構成されていても、どちらでもよい。特に架橋剤として硫黄が用いられる場合には、加硫促進剤が配合されることが好ましく、その場合、チアゾール系加硫促進剤及びチウラム系加硫促進剤を併用することが好ましい。加硫促進剤の含有量は、ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対して例えば０．５〜１０質量部である。

加硫促進助剤としては、酸化マグネシウムや酸化亜鉛（亜鉛華）などの金属酸化物、金属炭酸塩、ステアリン酸などの脂肪酸及びその誘導体等が挙げられる。加硫促進助剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。加硫促進助剤は、ゴム成分１００質量部に対する配合量が例えば０．５〜８質量部である。

架橋剤としては、例えば、硫黄、有機過酸化物が挙げられる。架橋剤として、硫黄を用いたものでもよく、また、有機過酸化物を用いたものでもよく、更には、それらの両方を併用したものでもよい。架橋剤は、硫黄の場合、ゴム成分１００質量部に対する配合量が０．５〜４．０質量部であることが好ましく、有機過酸化物の場合、ゴム成分１００質量部に対する配合量が例えば０．５〜８質量部である。

有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイドなど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など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などのケトンパーオキサイド類等が挙げられる。有機過酸化物は、単一種が配合されていても、また、複数種が配合されていても、どちらでもよい。

老化防止剤としては、アミン系、キノリン系、ヒドロキノン誘導体、フェノール系、亜リン酸エステル系のものが挙げられる。老化防止剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。老化防止剤は、ゴム成分１００質量部に対する配合量が例えば０〜８質量部である。

軟化剤としては、例えば、石油系軟化剤、パラフィンワックスなどの鉱物油系軟化剤、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落下生油、木ろう、ロジン、パインオイルなどの植物油系軟化剤が挙げられる。軟化剤は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。石油系軟化剤以外の軟化剤は、ゴム成分１００質量部に対する配合量が例えば２〜３０質量部である。

尚、配合剤として、スメクタイト族、バーミキュライト族、カオリン族等の層状珪酸塩が含まれていてもよい。

また、補強布１５を被覆するゴムは、摩擦係数低減材を含有していても良い。摩擦係数低減材としては、例えば、ナイロン短繊維、ビニロン短繊維、アラミド短繊維、ポリエステル短繊維、綿短繊維などの短繊維や超高分子量ポリエチレン樹脂等が挙げられる。

次に、接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３は、断面横長矩形の帯状に構成されている。接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３は、ゴム成分に種々の配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物を加熱及び加圧して架橋剤により架橋させたゴム組成物で形成されている。

接着ゴム層１２及び背面ゴム層１３を形成するゴム組成物のゴム成分は、底部ゴム層１１と同じＥＰＤＭであるのが良い。ただし、他のゴム組成物を用いることは可能であり、例えば、エチレン−α−オレフィンエラストマー、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等が挙げられる。

配合剤としては、底部ゴム層１１と同様、例えば、カーボンブラックなどの補強材、加硫促進剤、架橋剤、老化防止剤、軟化剤等が挙げられる。

また、心線１４は、ポリエステル繊維（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）、アラミド繊維、ビニロン繊維等の撚り糸で構成されている。心線１４は、ベルト本体１０に対する接着性を付与するために、成形加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理及び／又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理が施されている。

また、補強布１５は、例えば、綿、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等の糸で形成された織布、編物、不織布等によって構成されている。補強布１５は、ベルト本体１０に対する接着性を付与するために、成形加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱する接着処理、及び／又は、ベルト本体１０側となる表面にゴム糊をコーティングして乾燥させる接着処理が施されても良い。

（伝動ベルトの製造方法）
以下、ラップドＶベルトであるＶベルトＢの製造方法について、図２（ａ）〜（ｇ）を参照して説明する。

まず、圧縮ゴム層用、接着ゴム層用及び伸張ゴム層用の各ゴムシート２２を準備する。これは、実施形態にて説明した未架橋ゴム組成物を、カレンダロール等を用いてシート状に加工することにより得る。また心線用の撚り糸１４及び補強布用の布１５には接着処理を施す。

次に、図２（ａ）に示すように、マントル２１に、圧縮ゴム層用のクロロプレンゴム組成物等のゴムシート２２を複数回巻き付け、その上に、接着ゴム層用のゴムシート２２を巻き付ける。更にその上に、図２（ｂ）に示すように、接着剤を付着させたポリエステルコード等の心線１４を螺旋状に巻き付ける。その上に、図２（ｃ）に示すように、接着ゴム層用及び背面ゴム層用のゴムシート２２を巻き付けて、円筒状の積層構造体２０を作製する。

次いで、図２（ｄ）に示すように、円筒状の積層構造体２０をマントル２１上で所定幅に輪切りにした後、それらをマントル２１から取り外す。

次いで、図２（ｅ）に示すように、環状の積層構造体２０を、ゴム層の厚い側を外側にして一対のプーリ間に巻き掛け、回転させながら両エッジを斜めにカットしてＶ形状にスカイビング加工する。これにより体積を調整する。

続いて、図２（ｆ）に示すように、Ｖ形状にスカイビング加工した環状の積層構造体２０の外周を包むように、補強布１５となるベルト形成用布２５によりラッピングする。

そして、図２（ｇ）に示すように、ラッピングした環状の積層構造体２０を円筒金型２３に外嵌めし、円筒金型２３ごと加硫缶に入れて加熱及び加圧する。このとき、環状の積層構造体２０のゴム成分が架橋して一体化することによりベルト形成用布２５が補強布１５となってラップドＶベルトであるＶベルトＢが製造される。

――第１の実施例――
以下に、第１の実施例について説明する。ここでは、底部ゴム層１１、接着ゴム層１２、及びフリクションゴム（補強布１５を被覆するゴム）として用いるゴム組成物Ａ〜Ｌを調整した。また、これらのゴム組成物を用いて、実施例１〜８及び比較例１〜５のラップドＶベルトを作成した。更に、比較例６として、クロロプレン製の従来のラップドＶベルトを準備した。

（ゴム組成物）
表１に、接着ゴム層１２及びフリクションゴムに用いるゴム組成物Ａ〜Ｅ及びＨ〜Ｌの配合を示す。また、表２に、底部ゴム層１１に用いるゴム組成物Ａ、Ｈ、Ｆ及びＧの配合を示す。表１及び表２のゴム組成物Ａは同じ配合である。いずれも、配合から計算される樹脂分率及びオイル分率も示している。以下に、それぞれ説明する。

＜ゴム組成物Ａ＞
ゴム成分として、エチレン含量（Ｃ２含量）が５２質量％であるＥＰＤＭ（ＪＳＲ株式会社製、ＥＰ３３）を用いた。当該ＥＰＤＭ１００質量部に対し、配合剤として、ＨＡＦカーボンブラック（東海カーボン社製、商品名：シースト３）を５０質量部、ステアリン酸（日油社製、ビーズステアリン酸つばき）を１質量部、酸化亜鉛（堺化学工業社製、酸化亜鉛３種）を５質量部、樹脂成分（日本ゼオン社製、クイントンＡ１００）を１０質量部、オイル（出光興産社製、ダイアナプロセスＰＷ−９０）を２０質量部、硫黄（軽井沢精錬所社製、油処理硫黄）を３質量部、チウラム系加硫促進剤である促進剤１（大内新興社製、ノクセラーＴＥＴ）を２質量部、及び、チアゾール系加硫促進剤である促進剤２（大内新興社製、ノクセラーＤＭ−Ｐ）を１質量部、配合した。これを混練して、表１及び表２のゴム組成物Ａを得た。

＜ゴム組成物Ｂ＞
ゴム組成物Ａの配合において、樹脂の含量のみを（ゴム組成物Ａにおける１０質量部に対して）２質量部に減らした配合とし、これを混練して表１のゴム組成物Ｂを得た。

＜ゴム組成物Ｃ＞
ゴム組成物Ａの配合において、樹脂の含量のみを（ゴム組成物Ａにおける１０質量部に対して）４２質量部に増やした配合とし、これを混練して表１のゴム組成物Ｃを得た。

＜ゴム組成物Ｄ＞
ゴム組成物Ａの配合において、オイルの含量のみを（ゴム組成物Ａにおける２０質量部に対して）６質量部に減らした配合とし、これを混練して表１のゴム組成物Ｄを得た。

＜ゴム組成物Ｅ＞
ゴム組成物Ａの配合において、オイルの含量のみを（ゴム組成物Ａにおける２０質量部に対して）５０質量部に増やした配合とし、これを混練して表１のゴム組成物Ｅを得た。

＜ゴム組成物Ｆ＞
ゴム組成物Ａの配合において、ゴム成分として、１００質量部のＥＰ３３に代えて、脱硫ゴム（繊維を含有していない加硫ＥＰ３３を脱硫再生したもの）２００質量部を用いた。後述の通り、当該脱硫ゴムにおけるＥＰＤＭの含有量は５０質量％であり、ＥＰＤＭとしては１００質量部となる。また、ＨＡＦカーボンは配合しないものとした。その他の配合についてはゴム組成物Ａと同じとし、混練して表２のゴム組成物Ｆを得た。

＜ゴム組成物Ｇ＞
ゴム組成物Ａの配合において、ゴム成分として、１００質量部のＥＰ３３に代えて、脱硫ゴム（繊維を含有する加硫ＥＰ３３を脱硫再生したもの）２００質量部を用いた。ここでも、ＥＰＤＭの含有量は５０質量％であり、ＥＰＤＭとしては１００質量部となる。また、ＨＡＦカーボンは配合しないものとした。その他の配合についてはゴム組成物Ａと同じとし、混練して表２のゴム組成物Ｆを得た。言い換えると、ゴム組成物Ｆの配合において、繊維を含有する加硫ＥＰＤＭを脱硫再生した脱硫ゴムを用いる配合である。

＜ゴム組成物Ｈ＞
ゴム組成物Ａの配合において、ゴム成分として、エチレン含量が５２質量％であるＥＰＤＭ（ＥＰ３３）１００質量部に代えて、エチレン含量が６７質量％であるＥＰＤＭ（ＪＳＲ株式会社製、ＥＰ５１）１００質量部を用いた。その他の配合についてはゴム組成物Ａと同じとし、混練して表２のゴム組成物Ｇを得た。

＜ゴム組成物Ｉ＞
ゴム組成物Ａの配合において、樹脂の含量のみを（ゴム組成物Ａにおける１０質量部に対して）１．５質量部に減らした配合とし、これを混練して表１のゴム組成物Ｉを得た。

＜ゴム組成物Ｊ＞
ゴム組成物Ａの配合において、樹脂の含量のみを（ゴム組成物Ａにおける１０質量部に対して）４７質量部に増やした配合とし、これを混練して表１のゴム組成物Ｊを得た。

＜ゴム組成物Ｋ＞
ゴム組成物Ａの配合において、オイルの含量のみを（ゴム組成物Ａにおける２０質量部に対して）４質量部に減らした配合とし、これを混練して表１のゴム組成物Ｋを得た。

＜ゴム組成物Ｌ＞
ゴム組成物Ａの配合において、オイルの含量のみを（ゴム組成物Ａにおける２０質量部に対して）５５質量部に増やした配合とし、これを混練して表１のゴム組成物Ｌを得た。

（脱硫ゴム）
ゴム組成物Ｆ及びＧに用いる脱硫ゴムは、次のようにして得た。

つまり、硫黄架橋したＥＰＤＭ組成物（ゴム成分であるＥＰＤＭの含有量５０質量％、繊維を含むもの及び含まないものの２種）を準備した。そして、その架橋ゴムを平均粒径１５０μｍに粉砕して粉状乃至粒状にした後、二軸押出機（日本製鋼所社製 型番：ＴＥＸ３０α，スクリュー径：３０ｍｍ，スクリュー長さ：１７８５ｍｍ）に投入し、粉状乃至粒状の架橋ゴムに剪断応力を加えて脱硫処理を施し、冷却して再生ゴムを調整した。

（損失係数ｔａｎδ）
各実施例及び比較例の未架橋ゴム組成物について、シート状のゴムシートを成形加硫し、ＪＩＳ Ｋ６３９４に基づいて、振動周波数１０Ｈｚ及び動歪１．０％とし、その列理方向の１００℃における損失係数ｔａｎδを求めた。

（ラップドＶベルトの作製）
底部ゴム層１１、接着ゴム層１２及びフリクションゴムとして、表３に示すとおりゴム組成物Ａ〜Ｌのいずれかを用い、図２（ａ）〜（ｆ）に示したようにして、実施例１〜８及び比較例１〜５のラップドＶベルトを作成した。前記の通り、比較例６については、クロロプレンゴムを用いた従来のラップドＶベルトを準備したものである。

底部ゴム層１１について、実施例１〜５、実施例８及び比較例２〜５においていずれも組成物Ａを用いた。実施例６、実施例７及び比較例１の底部ゴム層１１においては、順に、ゴム組成物Ｆ、ゴム組成物Ｇ及びゴム組成物Ｈを用いた。

接着ゴム層１２について、比較例１ではゴム組成物Ｈを用い、実施例１〜８及び比較例２〜５ではゴム組成物Ａを用いた。

フリクションゴムについて、実施例１〜５では順にゴム組成物Ａ〜Ｅを用い、実施例６〜８ではいずれもゴム組成物Ａを用い、比較例１〜５では順にゴム組成物Ｈ〜Ｌを用いた。

また、表３における処理面とは、補強布１５においてゴムによる被覆を行った面を示す。つまり、実施例８のラップドＶベルトについては、補強布１５の内面のみにフリクションゴムによる被覆を行い、補強布１５の外面には被覆を行っていない。他のベルト、つまり実施例１〜７及び比較例１〜６については、補強布１５の両面にフリクションゴムによる被覆を行っている。

（ベルト試験評価）
図３に、プーリ径８０mmの駆動プーリ３１と、その下方に設けられたプーリ径８０ｍｍの従動プーリ３２とを有するベルトの試験評価用のプーリレイアウトを示す。これらのプーリに評価対象のベルトを巻き掛け、従動プーリ３２に８０ｋｇのデッドウェイトを与え、無負荷にて３５００ｒｐｍで回転させた。

実施例１〜８及び比較例１〜６のラップドＶベルトについて、上記の通りベルトを走行させて、底部ゴム層１１にクラックが生じる（故障モード「底ゴムクラック」）か又は一定量の摩耗を生じる（故障モード「摩耗大」）までの時間を寿命として測定し、比較例６（クロロプレン製のベルト）の寿命を１００として表３に示す。また、耐久試験初期摩耗量についても、比較例６の場合を１００として示す。尚、耐久試験初期摩耗量とは、ベルトを走行させ始めてから４８時間後のベルト質量の減少量を百分率によって表したものである。

また、フリクションゴムについてのフリクション加工性、ラップジョイント加工性及びカバーリング加工性と、接着ゴムについての芯線との密着性と、底部ゴムについてのプライアップ性及びtanδ（１００℃における値）とについても、それぞれ表３に示す。

尚、カレンダーにてフリクション加工をする場合、一本のロールにゴムを巻き付かせた状態で帆布を通し、巻き付かせたゴムの一部をすり込むように帆布に付着させる。これに関する加工性をフリクション加工性と呼び、当該フリクション加工性が悪い場合、巻き付かせたゴムが全て帆布に乗り移り、トップ加工状態になる。

また、バイアスカットした帆布同士をジョイントする際、数ｍｍラップさせて、フリクションゴムの粘着力によってジョイントして巻き取る。これに関する加工性をラップジョイント加工性と呼び、当該ラップジョイント加工性が悪い場合、ジョイントができない、又は、一旦はジョイントできたとしても、巻き取りまでの間に一部が剥がれる等の不具合を生じる。

また、図２（ｆ）に示したラッピングの際に、ラップした帆布は、帆布自体の粘着力で剥がれ無いようにする。これに関する加工性をカバーリング加工性と呼び、当該カバーリング加工性が悪い場合、帆布が剥がれる等の不具合が生じる。

また、図２（ａ）の巻き付け持の粘着性をプライアップ性と呼ぶ。当該プライアップ性が悪いと、図２（ａ）の時点で剥がれるか、図２（ａ）の時点では問題が無かったとしても、図２（ｄ）、図２（ｅ）等の後の工程にて剥がれる等の不具合が生じる。

（評価結果）
実施例１〜８のラップドＶベルトについて、フリクションゴムの各種加工性、接着ゴムにおける芯線との接着性、底部ゴムのプライアップ性のいずれも良好である（表３では○と記載）。

これに対し、エチレン含量が６７％であるＥＰＤＭ（ＥＰ５１）を用いた比較例１の場合、いずれの加工性も悪く、ベルトとしての量産性が無い。これは、エチレン含量が多いことから結晶性が高いことに起因すると考えられる。

また、樹脂含量の少ない（０．８質量％）比較例２についても、加工性が悪くベルトとして成立しなかった。尚、樹脂含量が１．１％の実施例２の場合には加工性は良く、ベルトとして成立した。

また、樹脂含量の多い（２０．５質量％）比較例３の場合、加工性は良いが、耐摩耗性が悪い。例えば、樹脂含量が５．２質量％及び１８．８質量％である実施例１及び３の耐久試験寿命が３２０及び２８７に対して比較例３では２２８、耐久試験初期摩耗量についても９８及び１０５に対して１３１である。

また、オイル含量が少ない（２．３質量％）比較例４の場合にも、加工性が悪くベルトとして成立しない。尚、オイル量が３．４質量％である実施例４の場合にはベルトとして成立し、耐久試験寿命３１１、耐久試験初期摩耗量８８であって耐摩耗性も良い。

また、オイル含量が多い（２４．２質量％）比較例５の場合、加工性は良いが、耐摩耗性が悪い。例えば、オイル含量が１０．４質量％及び２２．５質量％である実施例１及び５の耐久試験寿命が３２０及び２８２に対して比較例５では２４５、耐久試験初期摩耗量についても９８及び１１２に対して１４７である。

また、ゴム成分として脱硫ゴムを用いた実施例６及び７について、加工性は良好であり、且つ、耐摩耗性も優れている。特に耐久試験寿命については、ゴム組成物としてＥＰ３３を用いた実施例１〜５及び８では実施例１の３２０が最高であるのに対し、実施例６及び７では順に４１４及び４２５であって、大幅に優れている。耐久試験初期摩耗量についても順に１０１及び９６であり、ゴム成分がＥＰ３３の場合と同等である。

尚、繊維成分を含む加硫ゴムを脱硫して用いた場合である実施例７について、繊維成分を含まない実施例６よりも更に耐摩耗性は優れている。これは、材料とした加硫ゴムに含まれていた繊維成分が溶融し、ゴムの補強材として機能していることによると考えられる。

また、底部ゴムのプライアップ性に関しても、ゴム組成物Ａを用いる実施例１〜５では０．１８６であるのに対し、脱硫再生ゴムを配合したゴム組成物Ｆ及びＧを用いる実施例６及び７について順に０．１０７及び０．０９６であって、顕著に小さくなっている。これは、クロロプレンを用いた比較例６の０．１３２と比べても小さい値である。

実施例８は、使用したゴム組成物については実施例１と全く同じであるが、補強布の内面のみをフリクションゴムにより処理した場合である。耐久試験寿命は実施例１に比べて僅かに低い（３０９）が、耐久試験初期摩耗量は大幅に小さく（６７）、補強布の外面にはゴム処理をしないことによって耐摩耗性を更に向上できることが分かる。

以上の通り、ベルトの形成に用いるゴム組成物のポリマー成分について、エチレン含量を設定して結晶性を抑制することにより、ベルトとしての加工性を改善できる。また、特にベルト表面の補強布を被覆するフリクションゴムについて、オイル含量及び樹脂含量を設定することにより、加工性及び耐摩耗性を両立することができる。

また、加硫ゴム（特に、繊維成分を含む加硫ゴム）を脱硫再生した脱硫ゴムを用いることにより耐摩耗性を更に向上できる。

更に、補強布の内面のみにゴム処理を行うことにより、耐摩耗性を更に向上できる。

――第２の実施例――
以下に、第２の実施例について説明する。ここでは、底部ゴム層１１として用いるために、加硫済ゴム粉を含有するゴム組成物Ｍ〜Ｓを調整した。これらのゴム組成物を用いて、実施例９〜１１及び比較例６〜９のラップドＶベルトを作製した。更に、比較例１１として、クロロプレン製の従来のラップドＶベルトを準備した。

（ゴム組成物）
表４に、底部ゴム層１１に用いるゴム組成物Ｍ〜Ｓの配合を示す。

＜ゴム組成物Ｍ＞
ゴム成分として、ゴム組成物Ａと同じＥＰ３３（エチレン含量が５２質量％）を１００質量部と、ＥＰＤＭが５０質量％含まれる加硫済ゴム粉末６０質量部とを用いる。これに対し、配合剤として、ＨＡＦカーボンブラック（東海カーボン社製、商品名：シースト３）を５０質量部、ステアリン酸（日油社製、ビーズステアリン酸つばき）を１質量部、酸化亜鉛（堺化学工業社製、酸化亜鉛３種）を５質量部、樹脂成分（日本ゼオン社製、クイントンＡ１００）を１０質量部、オイル（出光興産社製、ダイアナプロセスＰＷ−９０）を２０質量部、架橋剤である有機過酸化物（（日油社製 商品名：パーブチルＰ−４０ 純度４０質量％）５質量部（有効成分２質量部）、共架橋剤（三新化学工業株式会社製 商品名：サンエステルＴＭＰ）を５質量部、配合した。これを混練して、表４のゴム組成物Ｍを得た。

尚、ここで用いた有機過酸化物は常温において液体である。

また、本実施例の加硫済ゴム粉末は、伝動ベルトの製造工程中において架橋ゴムを切削する際に生じたゴム粉末であり、その粒径は１０μｍ〜５００μｍ程度である。混練後には、凝集体がより細かくなり、粒径は１μｍ〜２００μｍ程度となる。

＜ゴム組成物Ｎ＞
ゴム組成物Ｍの配合において、共架橋剤のみを（ゴム組成物Ｍにおける５質量部に対して）２質量部に減らした配合とし、これを混練して表４のゴム組成物Ｎを得た。

＜ゴム組成物Ｏ＞
ゴム組成物Ｍの配合において、共架橋剤のみを（ゴム組成物Ｍにおける５質量部に対して）２０質量部に増やした配合とし、これを混練して表４のゴム組成物Ｏを得た。

＜ゴム組成物Ｐ＞
ゴム組成物Ｍの配合において、共架橋剤を配合量０質量部に減らした（つまり、配合しない）配合とし、これを混練して表４のゴム組成物Ｐを得た。

＜ゴム組成物Ｑ＞
ゴム組成物Ｍの配合において、共架橋剤のみを（ゴム組成物Ｍにおける５質量部に対して）２５質量部に増やした配合とし、これを混練して表４のゴム組成物Ｑを得た。

＜ゴム組成物Ｒ＞
ゴム組成物Ｍの配合において、共架橋剤として、サンエステルＴＭＰに代えてジメタクリル酸亜鉛（川口化学工業株式会社製、商品名：アクターＺＭＡ）５質量部を配合した。これを混練して表４のゴム組成物Ｒを得た。

尚、ジメタクリル酸亜鉛は常温において固体（粉末状）である。

＜ゴム組成物Ｓ＞
ゴム組成物Ｍの配合において、架橋系を硫黄に変更した配合とした。具体的には、有機過酸化物及び共架橋剤に代えて、ゴム組成物Ａと同様に、硫黄（軽井沢精錬所社製、油処理硫黄）を３質量部、チウラム系加硫促進剤である促進剤１（大内新興社製、ノクセラーＴＥＴ）を２質量部、及び、チアゾール系加硫促進剤である促進剤２（大内新興社製、ＤＭ−Ｐ）を１質量部、配合した。これを混練して表４のゴム組成物Ｓを得た。

（ラップドＶベルトの作製）
底部ゴム層１１として、表５に示すようにゴム組成物Ｍ〜Ｓのいずれかを用い、図２（ａ）〜（ｆ）に示したようにして、実施例９〜１１及び比較例７〜１０のラップドＶベルトを作成した。接着ゴム層１２及びフリクションゴムとしては、それぞれのベルトについて、加硫済ゴム粉を配合しないことを除いて底部ゴム層１２のゴム組成物と同様に作製したゴム組成物を用いた。比較例１１については、クロロプレンゴムを用いた従来のラップドＶベルトを準備したものである。フリクションゴムによる補強布１５に対する被覆は、いずれの場合も両面に行っている。

（試験評価）
底部ゴム及びベルトの評価結果を表５に示す。

損失係数tanδ、プライアップ性、ベルトの耐久試験寿命については、第１の実施例と同様に評価を行った。ベルトの伝動能力については、基準伝動容量時のＣＲスリップ率を１とした相対値により示す。

（評価結果）
底部ゴム及びベルトの評価結果を表５に示す。

架橋系が有機過酸化物であり、共架橋剤が常温で液体のＴＭＰ（配合量は順に５、２及び２０質量部）である実施例９〜１０のラップドＶベルトについて、いずれもプライアップ性は良好である。これに対し、架橋系が硫黄である比較例４と、架橋系は有機過酸化物であるが、共架橋剤が常温で固体のジメタクリル酸亜鉛である比較例３とについて、プライアップ性が悪い。また、架橋系は有機過酸化物であるが、共架橋剤を用いない比較例１の場合もプライアップ性は悪い。

更に、架橋系が有機過酸化物であり、共架橋剤がＴＭＰである比較例２についてもプライアップ性は悪い。比較例２の場合、共架橋剤の配合量の２５質量部であり、これが多過ぎるのでブリードが多くなり過ぎて粘着性が低下したと考えられる。従って、共架橋剤の配合量に適切な範囲が存在する。例えば、ゴム成分１００質量部に対して１質量部以上で且つ２３質量部以下とするのが良い。

次に、損失係数tanδについては、架橋済ゴム粉末を用いないゴム組成物Ａ（表３参照）の場合に０．１８６であるのに対し、実施例９〜１１では順に０．１７９、０．１８２及び０．１７２であって、いずれも小さくなっている。また、共架橋剤を用いない比較例７及び架橋系が硫黄である比較例１０ではそれぞれ０．２０１及び０．２１５であり、これらに比べて実施例９〜１１の方がtanδは小さくなっている。

また、ベルトの伝動能力（基準伝動容量時におけるクロロプレンゴムを用いた比較例１１のスリップ率を１とした評価）について、実施例９〜１１は順に０．９１、０．９９及び０．９６であって、クロロプレンの場合よりも優れる。また、共架橋剤を用いない比較例７及び架橋系が硫黄である比較例１０の１．０５及び１．３８に比べても明らかに優れている。

ベルトの耐久性について、実施例１〜３の耐久寿命は順に３３１、３５９及び２２３であり、基準としたクロロプレンゴムを用いる比較例１１に比べて顕著に優れる。ＥＰＤＭを用いており、共架橋剤を用いない比較例７、共架橋剤が２５質量部である比較例８、架橋系が硫黄である比較例１０の耐久寿命は順に２０５、２１４及び２１０であり、これらに対しても実施例９及び１０は明らかに優れている。

以上の通り、比較例１〜４は、tanδ、伝動能力及び耐久試験寿命に関しては優れている部分もあるが、いずれもプライアップ性が悪いので量産性が低い。これに対し、実施例１〜３は、tanδ、伝動能力及び耐久試験寿命に関して各比較例と同等又はより優れた性能を備え、且つ、プラアップ性が良好である。クロロプレンゴムを用いる比較例５については、tanδ及び伝動能力とプライアップ性とについて良好であるが、耐久試験寿命は基準とした１００であり、実施例１〜３はこれに対して２倍から３倍以上の性能を有している。

このように、架橋系を有機過酸化物とし、常温において液体である共架橋剤を適量用いることにより、tanδ、伝動能力及び耐久試験寿命と、プライアップ性とについて、総合的に優れたゴム組成物を得ることができる。また、脱硫処理を行うこと無しに加硫済ゴム粉末を再利用することができるので、より低コストに伝動ベルトを製造することができる。

本開示のラップドＶベルトは、耐摩耗性及び加工性が高いので、各種の一般産業機械等に用いる伝動ベルトとして有用である。

１０ ベルト本体
１１ 底部ゴム層
１２ 接着ゴム層
１３ 背面ゴム層
１４ 心線
１５ 補強布
２０ 積層構造体
２１ マントル
２２ ゴムシート
２３ 円筒金型
２５ ベルト形成用布
３１ 駆動プーリ
３２ 従動プーリ

Claims (6)

1. ベルト本体と、前記ベルト本体を被覆する補強布とを備え、プーリに巻き掛けられて動力を伝達するラップドＶベルトにおいて、
   前記ベルト本体の少なくとも一部は、ポリマー成分としてエチレン−α−オレフィンエラストマーを含むゴム組成物からなり、
   前記ポリマー成分は、エチレン含量が４０質量％以上で且つ５６質量％以下のエチレン−α−オレフィンエラストマーを、３０質量％以上で且つ１００質量％以下の範囲で含んでいることを特徴とするラップドＶベルト。
2. 請求項１のラップドＶベルトにおいて、
   前記補強布の少なくとも一方の面は、樹脂成分を１質量％以上で且つ２０質量％以下含むと共にオイルを３質量％以上で且つ２４質量％以下含む前記ゴム組成物に被覆されていることを特徴とするラップドＶベルト。
3. 請求項１又は２のラップドＶベルトにおいて、
   前記ベルト本体は、プーリ接触側に配置された底部ゴム層を備え、
   前記底部ゴム層は、脱硫再生したエチレンプロピレンジエンゴムを含む前記ゴム組成物からなることを特徴とするラップドＶベルト。
4. 請求項３のラップドＶベルトにおいて、
   前記脱硫再生したエチレンプロピレンジエンゴムは、繊維成分を含有する加硫ゴムを脱硫することにより前記繊維成分が溶融し、前記ゴム組成物の補強材となっていることを特徴とするラップドＶベルト。
5. 請求項１又は２のラップドＶベルトにおいて、
   前記ベルト本体は、プーリ接触側に配置された底部ゴム層を備え、
   前記底部ゴム層は、加硫済ゴム粉末が混練された前記ゴム組成物からなることを特徴とするラップドＶベルト。
6. 請求項１〜５のいずれか１つにおいて、
   前記補強布における少なくともベルト外側面は、ゴム処理がされていないことを特徴とするラップドＶベルト。

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