WO2016021096A1 - 摩擦伝動ベルト及びその製造方法、並びにベルト伝動装置 - Google Patents

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WO2016021096A1
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尚 松田
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Definitions

  • the present invention relates to a friction transmission belt, a manufacturing method thereof, and a belt transmission device.
  • Patent Document 1 discloses that a compression rubber layer of a friction transmission belt is made of EPDM, 100 parts by mass of sulfur, 1 part by mass of sulfur as a crosslinking agent, 1 part by mass of a thiuram vulcanization accelerator, and a thiazole series. It is disclosed that a rubber composition containing 1 part by mass of a vulcanization accelerator is formed.
  • the present invention relates to a friction transmission belt having a rubber layer constituting a pulley contact portion on the inner peripheral side of the belt, wherein the rubber layer has a thiocarbonyl group in a rubber component mainly composed of an ethylene- ⁇ -olefin elastomer. It is formed of a rubber composition blended with a vulcanization accelerator and crosslinked with an organic peroxide.
  • FIG. 1 shows a V-ribbed belt B (friction transmission belt) according to the embodiment.
  • the V-ribbed belt B according to the embodiment is, for example, an endless belt used for an auxiliary machine driving belt transmission provided in an engine room of an automobile.
  • the V-ribbed belt B according to the embodiment has a belt length of 700 to 3000 mm, a belt width of 10 to 36 mm, and a belt thickness of 4.0 to 5.0 mm, for example.
  • the V-ribbed belt B includes a rubber V-ribbed belt main body 10 configured as a double layer of a compression rubber layer 11 constituting a pulley contact portion on the belt inner peripheral side and an adhesive rubber layer 12 on the belt outer peripheral side. ing.
  • a back reinforcing cloth 13 is attached to the belt outer peripheral side of the adhesive rubber layer 12 in the V-ribbed belt main body 10.
  • a core wire 14 is embedded in an intermediate portion in the thickness direction of the adhesive rubber layer 12 so as to form a spiral having a pitch in the belt width direction. Note that a configuration in which a back rubber layer is provided instead of the back reinforcing cloth 13 may be employed.
  • the compression rubber layer 11 is provided so that a plurality of V ribs 15 hang down to the inner peripheral side of the belt.
  • the plurality of V ribs 15 are each formed in a ridge having a substantially inverted triangular cross section extending in the belt length direction, and arranged in parallel in the belt width direction.
  • Each V-rib 15 has, for example, a rib height of 2.0 to 3.0 mm and a width between base ends of 1.0 to 3.6 mm.
  • the number of V ribs is, for example, 3 to 6 (6 in FIG. 1).
  • the compressed rubber layer 11 is formed of a rubber composition obtained by crosslinking an uncrosslinked rubber composition obtained by mixing and kneading various rubber compounding ingredients with a rubber component by heating and pressing.
  • the rubber component of the rubber composition forming the compressed rubber layer 11 is mainly composed of an ethylene- ⁇ -olefin elastomer.
  • the content of the ethylene- ⁇ -olefin elastomer in the rubber component is 50% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and further preferably 100% by mass.
  • the rubber component may contain, for example, chloroprene rubber or hydrogenated nitrile rubber in addition to the ethylene- ⁇ -olefin elastomer.
  • ethylene- ⁇ -olefin elastomers examples include ethylene-propylene-diene terpolymer (hereinafter referred to as “EPDM”), ethylene-propylene copolymer (EPM), ethylene-butene copolymer (EDM), and ethylene-octene copolymer (EOM). Etc. Of these, EPDM is preferred.
  • the rubber component may contain only one kind of ethylene- ⁇ -olefin elastomer among the above or may contain two or more kinds of ethylene- ⁇ -olefin elastomers.
  • the ethylene content of the ethylene- ⁇ -olefin elastomer is preferably 48% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 52% by mass or more, and preferably 70% by mass or less, more preferably 65% by mass. % Or less, more preferably 62% by mass or less.
  • examples of the diene component include ethylidene nobornene, dicyclopentadiene, 1,4-hexadiene, and the like. Of these, ethylidene nobornene is preferred.
  • the diene component content is preferably 1.5% by mass or more, more preferably 2.5% by mass or more, still more preferably 3.0% by mass or more, and preferably 10.0% by mass or less, more preferably It is 9.0 mass% or less, More preferably, it is 8.0 mass% or less.
  • the Mooney viscosity of the ethylene- ⁇ -olefin elastomer is preferably 10 ML 1 + 4 (125 ° C.) or more, more preferably 15 ML 1 + 4 (125 ° C.) or more, and preferably 100 ML 1 + 4 (125 ° C.) or less, more preferably 80 ML. 1 + 4 (125 ° C.) or less.
  • Mooney viscosity is measured based on JISK6300.
  • the rubber composition forming the compressed rubber layer 11 is crosslinked with an organic peroxide. That is, an organic peroxide is blended in the uncrosslinked rubber composition before the formation of the compressed rubber layer 11 as a crosslinking agent.
  • organic peroxide examples include dicumyl peroxide, 1,3-bis (t-butylperoxyisopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, and the like. .
  • the organic peroxide either one of the above may be blended or two or more may be blended.
  • the content of the organic peroxide in the uncrosslinked rubber composition before the formation of the compressed rubber layer 11 is preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and further preferably 0.7% by mass. Further, it is preferably 6.5% by mass or less, more preferably 5.5% by mass or less, and further preferably 5.0% by mass or less.
  • the rubber composition forming the compressed rubber layer 11 may be cross-linked with sulfur. That is, in addition to the organic peroxide, sulfur may be blended in the uncrosslinked rubber composition before the formation of the compressed rubber layer 11 as a crosslinking agent.
  • the sulfur content in the uncrosslinked rubber composition before the formation of the compressed rubber layer 11 is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and further preferably 0.4% by mass or more. Moreover, it is preferably 1.7% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or less, and still more preferably 1.2% by mass or less.
  • the ratio of sulfur content to organic peroxide content in the uncrosslinked rubber composition before formation of the compressed rubber layer 11 is preferably 0.1 or more. More preferably, it is 0.2 or more, More preferably, it is 0.25 or more, Preferably it is 2.0 or less, More preferably, it is 1.5 or less, More preferably, it is 1.3 or less.
  • the content of sulfur in the uncrosslinked rubber composition before the formation of the compressed rubber layer 11 is preferably larger than the content of organic peroxide.
  • the rubber composition forming the compressed rubber layer 11 is blended with a vulcanization accelerator having a thiocarbonyl group.
  • vulcanization accelerator having a thiocarbonyl group examples include thiourea vulcanization accelerators such as N, N′-diphenylthiourea, trimethylthiourea (TMU) and N, N′-diethylthiourea (DEU); Thiuram disulfide (TMTD), tetraethylthiuram disulfide (TETD), tetrabutylthiuram disulfide (TBTD), tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide, tetramethylthiuram monosulfide (TMTM), dipentamethylenethiuram tetrasulfide (DPTT), etc.
  • thiourea vulcanization accelerators such as N, N′-diphenylthiourea, trimethylthiourea (TMU) and N, N′-diethylthiourea (DEU); Thiuram disulfide (TMTD), t
  • Thiuram-based vulcanization accelerators piperidinium pentamethylene dithiocarbamate (PPDC), zinc dimethyldithiocarbamate (ZnMDC), zinc diethyldithiocarbamate (ZnEDC), dibutyldithiocarbami Zinc oxide (ZnBDC), zinc ethylphenyldithiocarbamate (ZnEPDC), zinc N-pentamethylenedithiocarbamate (ZnPDC), zinc dibenzyldithiocarbamate, sodium dibutyldithiocarbamate (NaBDC), copper dimethyldithiocarbamate (CuMDC), dimethyldithiocarbamine Examples thereof include dithiocarbamate vulcanization accelerators such as ferric acid (FeMDC) and tellurium diethyldithiocarbamate (TeEDC); xanthate vulcanization accelerators such as zinc isopropyl xanthate.
  • thiuram vulcanization accelerators and dithiocarbamate vulcanization accelerators are preferred, and thiuram vulcanization accelerators are more preferred.
  • One of the vulcanization accelerators having a thiocarbonyl group may be blended, or two or more may be blended.
  • the blending amount of the vulcanization accelerator having a thiocarbonyl group with respect to 100 parts by mass of the rubber component is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.3 parts by mass or more, and further preferably 0.8 parts by mass or more. Moreover, it is preferably 3.0 parts by mass or less, more preferably 2.5 parts by mass or less, and still more preferably 2.0 parts by mass or less.
  • the content of the vulcanization accelerator having a thiocarbonyl group in the uncrosslinked rubber composition before the formation of the compressed rubber layer 11 is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, and still more preferably.
  • Ratio of content of vulcanization accelerator having thiocarbonyl group to content of organic peroxide in uncrosslinked rubber composition before formation of compressed rubber layer 11 is preferably 0.1 or more, more preferably 0.3 or more, still more preferably 0.5 or more, and preferably 1.0 or less, more preferably 0.8. Hereinafter, more preferably 0.7 or less.
  • the content of the vulcanization accelerator having a thiocarbonyl group in the uncrosslinked rubber composition before the formation of the compressed rubber layer 11 is preferably smaller than the content of the organic peroxide.
  • the ratio of the content of the vulcanization accelerator having a thiocarbonyl group to the content of sulfur in the uncrosslinked rubber composition before the formation of the compressed rubber layer 11 is preferably 0.1 or more, more preferably 0.3 or more, still more preferably 0.5 or more, and preferably 6.0 or less, more preferably Is 3.0 or less, more preferably 2.0 or less.
  • the content of the vulcanization accelerator having a thiocarbonyl group in the uncrosslinked rubber composition before the formation of the compressed rubber layer 11 is preferably the same as the sulfur content or less than the sulfur content.
  • the rubber composition forming the compressed rubber layer 11 may contain only a vulcanization accelerator having a thiocarbonyl group, and a vulcanization accelerator other than the vulcanization accelerator having a thiocarbonyl group is used in combination. And may be blended.
  • vulcanization accelerators other than those having a thiocarbonyl group include aldehyde-ammonia vulcanization accelerators, aldehyde-amine vulcanization accelerators, thiourea vulcanization accelerators, and guanidine vulcanization accelerators.
  • the rubber composition forming the compressed rubber layer 11 may contain short fibers 16.
  • the short fibers 16 are preferably included in the compressed rubber layer 11 so as to be oriented in the belt width direction, and the short fibers 16 exposed on the surface of the V ribs 15 of the compressed rubber layer 11 are partially Preferably protrudes from the surface.
  • blended with the rubber composition may be sufficient.
  • Examples of the short fibers 16 include nylon short fibers, vinylon short fibers, aramid short fibers, polyester short fibers, and cotton short fibers.
  • the short fiber 16 is manufactured by, for example, cutting a long fiber that has been subjected to an adhesion treatment to be heated after being immersed in an RFL aqueous solution or the like into a predetermined length.
  • the short fibers 16 have, for example, a length of 0.2 to 5.0 mm and a fiber diameter of 10 to 50 ⁇ m.
  • the blending amount of the short fibers 16 with respect to 100 parts by mass of the rubber component is, for example, 3 to 50 parts by mass.
  • Examples of other rubber compounding agents blended in the rubber composition forming the compressed rubber layer 11 include, for example, reinforcing materials such as carbon black, softening agents, vulcanization accelerating aids, processing aids, anti-aging agents, and co-crosslinking. Agents and the like.
  • the adhesive rubber layer 12 is formed in a strip shape having a horizontally long cross section, and has a thickness of, for example, 1.0 to 2.5 mm.
  • the adhesive rubber layer 12 is formed of a rubber composition in which an uncrosslinked rubber composition obtained by blending various rubber compounding ingredients with a rubber component and kneaded is heated and pressurized to be crosslinked with a crosslinking agent.
  • the rubber composition for forming the adhesive rubber layer 12 may be one obtained by crosslinking an organic peroxide as a crosslinking agent, or one obtained by crosslinking sulfur as a crosslinking agent. Either a sulfur crosslinking agent may be used as a crosslinking agent and the crosslinking may be used.
  • Examples of the rubber component of the rubber composition forming the adhesive rubber layer 12 include ethylene- ⁇ -olefin elastomer (EPDM, EPR, etc.), chloroprene rubber (CR), chlorosulfonated polyethylene rubber (CSM), hydrogenated acrylonitrile rubber. (H-NBR) and the like.
  • the rubber component of the rubber composition forming the adhesive rubber layer 12 is preferably the same as the rubber component of the rubber composition forming the compressed rubber layer 11.
  • the ethylene content is preferably 48% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and further preferably 52% by mass or more. Moreover, it is preferably 70% by mass or less, more preferably 65% by mass or less, and still more preferably 62% by mass or less. This ethylene content is preferably higher than the ethylene content when the rubber component of the rubber composition forming the compressed rubber layer 11 is an ethylene- ⁇ -olefin elastomer.
  • examples of the diene component include ethylidene nobornene, dicyclopentadiene, 1,4-hexadiene, and the like. Of these, ethylidene nobornene is preferred.
  • the diene component content is preferably 1.5% by mass or more, more preferably 2.5% by mass or more, still more preferably 3.0% by mass or more, and preferably 10.0% by mass or less, more preferably It is 9.0 mass% or less, More preferably, it is 8.0 mass% or less.
  • This diene content is preferably higher than the diene content when the rubber component of the rubber composition forming the compressed rubber layer 11 is EPDM.
  • the rubber component of the rubber composition forming the adhesive rubber layer 12 is an ethylene- ⁇ -olefin elastomer
  • its Mooney viscosity is preferably 10 ML 1 + 4 (125 ° C.) or more, more preferably 15 ML 1 + 4 (125 ° C.) or more.
  • it is 100ML1 + 4 (125 degreeC) or less, More preferably, it is 80ML1 + 4 (125 degreeC) or less.
  • This Mooney viscosity is preferably higher than the Mooney viscosity when the rubber component of the rubber composition forming the compressed rubber layer 11 is an ethylene- ⁇ -olefin elastomer.
  • Examples of the rubber compounding agent blended in the rubber composition forming the adhesive rubber layer 12 include a reinforcing material such as carbon black, a softening agent, a vulcanization accelerating aid, a processing aid, an anti-aging agent, a co-crosslinking agent, Examples thereof include a crosslinking agent and a vulcanization accelerator.
  • the back reinforcing cloth 13 is made of a cloth material such as a woven fabric, a knitted fabric, or a non-woven fabric formed of yarns such as cotton, polyamide fiber, polyester fiber, and aramid fiber.
  • the thickness of the back reinforcing cloth 13 is, for example, 0.4 to 1.5 mm.
  • the back reinforcing cloth 13 is subjected to a bonding process for bonding to the V-ribbed belt main body 10.
  • the core wire 14 is composed of a twisted yarn formed of polyamide fiber, polyester fiber, aramid fiber, polyamide fiber or the like.
  • the diameter of the core wire is, for example, 0.5 to 2.5 mm, and the dimension between the centers of adjacent core wires 14 in the cross section is, for example, 0.05 to 0.20 mm.
  • the core wire 14 is also subjected to a bonding process for bonding to the V-ribbed belt body 10.
  • the rubber composition that forms the compressed rubber layer 11 constituting the pulley contact portion on the inner peripheral side of the belt is a rubber component mainly composed of an ethylene- ⁇ -olefin elastomer.
  • a high durability of the V-ribbed belt B can be obtained by forming a rubber composition blended with a vulcanization accelerator having a thiocarbonyl group and crosslinked with an organic peroxide.
  • FIG. 2 shows a pulley layout of an auxiliary drive belt transmission device 20 for an automobile using the V-ribbed belt B according to the embodiment.
  • the accessory drive belt transmission device 20 is of a serpentine drive type in which a V-ribbed belt B is wound around six pulleys of four rib pulleys and two flat pulleys to transmit power.
  • a power steering pulley 21 of a rib pulley is provided at the uppermost position, and an AC generator pulley 22 of a rib pulley is provided diagonally to the right of the power steering pulley 21. Further, a flat pulley tensioner pulley 23 is provided diagonally to the left of the power steering pulley 21, and a flat pulley water pump pulley 24 is provided below the tensioner pulley 23.
  • a rib pulley crankshaft pulley 25 is provided diagonally to the left of the tensioner pulley 23 and the water pump pulley 24, and a rib pulley air conditioner pulley 26 is provided diagonally to the right of the water pump pulley 24 and the crankshaft pulley 25. It has been.
  • These pulleys are made of, for example, a metal stamped product, a molded product such as a casting, nylon resin, or phenol resin, and have a pulley diameter of 50 to 150 mm.
  • the V-ribbed belt B is wound around the power steering pulley 21 so that the V-rib 15 side comes into contact, and then around the tensioner pulley 23 so that the back surface of the belt comes into contact. After that, it is wound around the crankshaft pulley 25 and the air conditioner pulley 26 in order so that the V-rib 15 side comes into contact, and is further wound around the water pump pulley 24 so that the back surface of the belt comes into contact. Thus, it is wound around the AC generator pulley 22 and finally returned to the power steering pulley 21.
  • the belt span length which is the length of the V-ribbed belt B spanned between the pulleys, is, for example, 50 to 300 mm. Misalignment that can occur between pulleys is 0-2 °.
  • the manufacturing method of the V-ribbed belt B according to the embodiment includes a preparation process, a molding process, a bridging process, a grinding process, and a width cutting process, and the V-rib 15 of the V-ribbed belt B is formed by grinding in the grinding process.
  • each rubber compounding agent is blended with a rubber component and kneaded with a kneader such as a kneader or a Banbury mixer, and the resulting uncrosslinked rubber composition is molded into a sheet shape by calendering or the like and used for the compressed rubber layer 11.
  • a kneader such as a kneader or a Banbury mixer
  • An uncrosslinked rubber sheet 11 ′ is produced.
  • a rubber component mainly composed of an ethylene- ⁇ -olefin elastomer is used, a vulcanization accelerator having a thiocarbonyl group is used, and an organic peroxide is used as a crosslinking agent.
  • the rubber composition forming the compressed rubber layer 11 is also crosslinked with sulfur
  • sulfur may be further added to the uncrosslinked rubber sheet 12 ′ as a crosslinking agent.
  • the short fiber 16 may be blended with the uncrosslinked rubber sheet 12 ′.
  • an uncrosslinked rubber sheet 12 ′ for the adhesive rubber layer 12 is also produced.
  • an adhesive treatment is applied to the cloth material 13 ′ constituting the back reinforcing cloth 13.
  • an adhesive treatment in which it is immersed in a primer solution and heated an adhesive treatment in which it is immersed in an RFL aqueous solution and heated;
  • One or two or more types of adhesive treatments are applied among the adhesive treatments in which the surface on the 10 side is coated with rubber paste and dried.
  • an adhesive treatment is applied to the twisted yarn 14 ′ constituting the core wire 14.
  • the twisted yarn 14 ′ is subjected to an adhesive treatment in which it is immersed in a primer solution and heated, an adhesive treatment in which it is immersed in an RFL aqueous solution and heated, and an adhesive treatment in which it is immersed in rubber paste and dried.
  • the uncrosslinked rubber sheet 12 ′ for the adhesive rubber layer 12 is wound so that the drawing direction which is the drawing direction corresponds to the belt length direction, and the uncrosslinked rubber sheet 11 ′ for the compressed rubber layer 11 is wound. Is wound so that the reverse direction perpendicular to the direction of the line corresponds to the belt length direction.
  • the single-layered compression rubber layer 11 constituting the pulley contact portion on the inner peripheral side of the belt is provided.
  • the layer 11 may be configured to include a surface rubber layer 11a constituting a pulley contact portion on the belt inner peripheral side and an internal rubber layer 11b inside the surface rubber layer 11a.
  • the V-ribbed belt B is used as an example.
  • the transmission belt is not particularly limited as long as it is a transmission belt having the adhesive rubber layer 12 in which the core wire 14 is embedded.
  • the transmission belt is not particularly limited as long as it is a transmission belt having the adhesive rubber layer 12 in which the core wire 14 is embedded.
  • FIG. A low edge type V-belt B or a flat belt B as shown in FIG. 9B may be used.
  • V-ribbed belt V-ribbed belts of the following Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were produced by the same method as in the above embodiment.
  • the blending of the uncrosslinked rubber sheet for each compressed rubber layer is also shown in Table 1.
  • EPDM (trade name: EP22, manufactured by JSR Corporation, ethylene content: 54 mass%, ethylidene nobornene (diene component) content: 4.5 mass%, Mooney viscosity: 27 ML 1 + 4 (125 ° C.
  • a rubber component As a rubber component, with respect to 100 parts by mass of the rubber component, 65 parts by mass of carbon black as a reinforcing material (trade name: Diamond Black H) manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., process oil as a softener (trade name manufactured by Nippon Sun Oil Co., Ltd.) : Samper 2280) 10 parts by mass, zinc oxide (3 types of zinc oxide manufactured by Hakusui Chemical Co., Ltd.) as a vulcanization accelerator, 1 part by mass of processing aid stearic acid (Stearic acid S50 manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.), 2 parts by mass of a benzimidazole anti-aging agent (trade name: NOCRACK MB, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.), 2 parts by mass of a co-crosslinking agent (trade name: High Cross M, manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.) , Organic peroxide of cross-linking agent (trade name: Peroximon F40, purity 40% by mass
  • EPDM (trade name: EP33, manufactured by JSR Co., Ltd., ethylene content: 52 mass%, ethylidene nobornene (diene component) content: 8.1 mass%, Mooney viscosity: 28 ML 1 + 4 (125 ° C.
  • the uncrosslinked rubber sheet for the adhesive rubber layer has a lower ethylene content of EPDM as the rubber component and higher ethylidene nobornene (diene component) content and Mooney viscosity than the uncrosslinked rubber sheet for the compressed rubber layer. Also, unlike the uncrosslinked rubber sheet for the compressed rubber layer, only sulfur as a crosslinking agent is blended and no organic peroxide is blended. On the other hand, the same thiocarbonyl as the uncrosslinked rubber sheet for the adhesive rubber layer A thiuram vulcanization accelerator having a group is blended.
  • a fabric material for the back reinforcing fabric a woven fabric made of cotton / polyester blended fiber was used.
  • a polyester fiber twisted yarn subjected to adhesion treatment was used.
  • the V-ribbed belt of Example 1 had a belt length of 1115 mm, a belt width of 10.68 mm (three ribs), a belt thickness of 4.3 mm, and a V-rib height of 2.0 mm.
  • Example 2 For the uncrosslinked rubber sheet for the compression rubber layer, a dithiocarbamate vulcanization accelerator having a thiocarbonyl group (trade name: Noxeller EZ, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) was blended in place of the thiuram vulcanization accelerator. A V-ribbed belt having the same configuration as that of Example 1 was used as Example 2 except for the above.
  • the organic peroxide content is 0.81% by mass
  • the sulfur content is 0.94% by mass
  • the thiuram vulcanization accelerator content is 0.00. 47% by mass, sulfur content / organic peroxide content 1.16, thiuram vulcanization accelerator content / organic peroxide content 0.58, and thiuram type
  • the content of the vulcanization accelerator / the content of sulfur is 0.5.
  • Example 3 A V-ribbed belt having the same configuration as in Example 1 was used in Example 3 except that the uncrosslinked rubber sheet for the compression rubber layer was 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the content of the organic peroxide is 0.81% by mass
  • the content of sulfur is 0.47% by mass
  • the content of the thiuram vulcanization accelerator is 0.00. 47 mass%
  • sulfur content / organic peroxide content is 0.58
  • thiuram vulcanization accelerator content / organic peroxide content is 0.58
  • thiuram type The content of vulcanization accelerator / the content of sulfur is 1.
  • Example 4 A V-ribbed belt having the same configuration as that of Example 1 was used as Example 4 except that sulfur was not added to the uncrosslinked rubber sheet for the compressed rubber layer.
  • the content of the organic peroxide is 0.82% by mass
  • the content of the thiuram vulcanization accelerator is 0.48% by mass
  • the content of the sulfur accelerator / the content of the organic peroxide is 0.59.
  • Comparative Example 1 A V-ribbed belt having the same configuration as that of Example 1 was used as Comparative Example 1 except that sulfur and a thiuram vulcanization accelerator were not blended in the uncrosslinked rubber sheet for the compression rubber layer.
  • ⁇ Loss factor> A crosslinked rubber composition sheet obtained by press-molding the uncrosslinked rubber sheet for the compressed rubber layer used in each of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 under the conditions of 170 ° C. and 20 minutes is based on JISK6394.
  • the loss factor (tan ⁇ ) in the reverse direction corresponding to the belt length direction was measured at a test temperature of 100 ° C., a test frequency of 10 Hz, an average strain of 1.5%, and a strain amplitude of 1.0%.
  • FIG. 10 shows a pulley layout of a belt running test machine 40 for evaluating heat resistance and bending resistance.
  • This belt running test machine 40 includes four driven rib pulleys 41 each having a pulley diameter of 50 mm and four driven flat pulleys each having a pulley diameter of 50 mm and arranged in a square shape on the top and bottom and left and right sides. 42 and a drive rib pulley 43 having a pulley diameter of 60 mm.
  • the upper two driven flat pulleys 42 are provided at the intermediate positions in the vertical direction of the upper and lower driven rib pulleys 41 in a region surrounded by four rectangular driven rib pulleys 41 arranged in a rectangular shape.
  • the pulley 42 is provided below the lower driven rib pulley 41.
  • the drive rib pulley 43 is provided below the lower driven flat pulley 42 at the intermediate position in the left-right direction of the driven rib pulley 41 and the driven flat pulley 42. No rotational load is applied to the driven rib pulley 41 and the driven flat pulley 42.
  • the drive rib pulley 43 is configured to be movable in the vertical direction so that belt tension can be applied to the V-ribbed belt B.
  • the V-ribbed belt B is wound around the belt running test machine 40 having the above configuration so that the V-rib side is in contact with the driven rib pulley 41 and the driving rib pulley 43 and the back side is in contact with the driven flat pulley 42.
  • the V-ribbed belt B of each of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 is set in the belt running test machine 40, and a downward load is applied to the drive rib pulley 43 so that a belt tension of 800 N is applied. Then, the drive rib pulley 43 was rotated at a rotational speed of 3300 rpm to run the belt. At this time, the temperature of the atmosphere is increased to 100 ° C., the state is maintained for 50 hours, the temperature is increased to 105 ° C., and the state is maintained for 50 hours. The operation of holding for 50 hours was repeated until the atmospheric temperature reached 130 ° C., and temperature control for holding 130 ° C. was performed after 300 hours when the atmospheric temperature reached 130 ° C.
  • the belt running is periodically stopped, the V-ribbed belt B is visually inspected, and the belt running time until a crack is generated in the compressed rubber layer is recorded as the heat-resistant / flexible running life.
  • the relative value was calculated with the flexural running life as 100.
  • FIG. 11 shows a pulley layout of the belt running test machine 50 for wear resistance evaluation.
  • the belt running test machine 50 includes a drive rib pulley 51 and a driven rib pulley 52 each having a pulley diameter of 60 mm, which are provided on the left and right sides. A rotational load corresponding to 3.8 kW is applied to the driven rib pulley 52.
  • the V-ribbed belt B is wound around the belt running test machine 50 having the above configuration so that the V-rib side is in contact with the drive rib pulley 51 and the back side is in contact with the driven rib pulley 52.
  • the wear rate was calculated by dividing the weight loss before and after the belt travel by the mass before the belt travel, and the relative value was calculated as the wear resistance with the wear rate of Comparative Example 1 being 100. Further, the presence or absence of adhesion on the surface of the compressed rubber layer after running the belt was visually confirmed.
  • Tables 2 to 4 show the test results.
  • the rubber composition forming the compressed rubber layer has a large elongation at break and a loss factor, and the V-ribbed belt may be inferior in heat resistance and bending resistance compared to Examples 1 to 4. I understand. This is presumably because the rubber composition forming the compressed rubber layer has a large loss factor, and cracks are likely to occur there.
  • the present invention is useful for a friction transmission belt, a manufacturing method thereof, and a belt transmission device.
  • V belt V belt, flat belt
  • Compressed rubber layer 11a Surface rubber layer

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Abstract

摩擦伝動ベルト（Ｂ）は、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成するゴム層（１１）を有する。ゴム層（１１）は、エチレン－α－オレフィンエラストマーを主体とするゴム成分に、チオカルボニル基を有する加硫促進剤が配合され、且つ有機過酸化物により架橋されたゴム組成物で形成されている。

Description

摩擦伝動ベルト及びその製造方法、並びにベルト伝動装置
　本願発明は、摩擦伝動ベルト及びその製造方法、並びにベルト伝動装置に関する。
　摩擦伝動ベルトのベルト内周側の圧縮ゴム層を、ＥＰＤＭに架橋剤としての硫黄に加えて加硫促進剤を配合したゴム組成物で形成することは公知である。例えば、特許文献１には、摩擦伝動ベルトの圧縮ゴム層を、ＥＰＤＭに、その１００質量部に対して、架橋剤としての硫黄１質量部、チウラム系加硫促進剤１質量部、及びチアゾール系加硫促進剤１質量部を配合したゴム組成物で形成することが開示されている。
特開２００６－１３８３５５号公報
　本発明は、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成するゴム層を有する摩擦伝動ベルトであって、前記ゴム層は、エチレン－α－オレフィンエラストマーを主体とするゴム成分に、チオカルボニル基を有する加硫促進剤が配合され、且つ有機過酸化物により架橋されたゴム組成物で形成されている。
実施形態に係るＶリブドベルトの斜視図である。 実施形態に係るＶリブドベルトを用いた自動車の補機駆動ベルト伝動装置のプーリレイアウトを示す図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法を示す第１の説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法を示す第２の説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法を示す第３の説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法を示す第４の説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの製造方法を示す第５の説明図である。 実施形態に係るＶリブドベルトの変形例の斜視図である。 その他の実施形態に係るローエッジ型Ｖベルトの斜視図である。 その他の実施形態に係る平ベルトの斜視図である。 耐熱・耐屈曲性評価用のベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。 耐摩耗性評価用のベルト走行試験機のプーリレイアウトを示す図である。
　以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
　（Ｖリブドベルト）
　図１は、実施形態に係るＶリブドベルトＢ（摩擦伝動ベルト）を示す。実施形態に係るＶリブドベルトＢは、例えば、自動車のエンジンルーム内に設けられる補機駆動用のベルト伝動装置等に用いられるエンドレスのものである。実施形態に係るＶリブドベルトＢは、例えば、ベルト長さが７００～３０００ｍｍ、ベルト幅が１０～３６ｍｍ、及びベルト厚さが４．０～５．０ｍｍである。
　実施形態に係るＶリブドベルトＢは、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成する圧縮ゴム層１１とベルト外周側の接着ゴム層１２との二重層に構成されたゴム製のＶリブドベルト本体１０を備えている。Ｖリブドベルト本体１０における接着ゴム層１２のベルト外周側には背面補強布１３が貼設されている。また、接着ゴム層１２の厚さ方向の中間部には、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。なお、背面補強布１３の代わりに背面ゴム層が設けられた構成であってもよい。
　圧縮ゴム層１１は、複数のＶリブ１５がベルト内周側に垂下するように設けられている。複数のＶリブ１５は、各々がベルト長さ方向に延びる断面略逆三角形の突条に形成されていると共に、ベルト幅方向に並設されている。各Ｖリブ１５は、例えば、リブ高さが２．０～３．０ｍｍ、基端間の幅が１．０～３．６ｍｍである。Ｖリブ数は例えば３～６個である（図１では６個）。
　圧縮ゴム層１１は、ゴム成分に種々のゴム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させたゴム組成物で形成されている。
　圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分は、エチレン－α－オレフィンエラストマーを主体とする。ゴム成分におけるエチレン－α－オレフィンエラストマーの含有量は５０質量％以上であって、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、更に好ましくは１００質量％である。なお、ゴム成分は、エチレン－α－オレフィンエラストマー以外に、例えば、クロロプレンゴムや水素化ニトリルゴム等を含んでいてもよい。
　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－プロピレン－ジエンターポリマー（以下「ＥＰＤＭ」という。）、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（ＥＤＭ）、エチレン－オクテンコポリマー（ＥＯＭ）等が挙げられる。これらのうちＥＰＤＭが好ましい。ゴム成分は、上記のうち１種のエチレン－α－オレフィンエラストマーのみが含まれていても、また、２種以上のエチレン－α－オレフィンエラストマーが含まれていても、どちらでもよい。
　エチレン－α－オレフィンエラストマーのエチレン含量は、好ましくは４８質量％以上、より好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは５２質量％以上であり、また、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６５質量％以下、更に好ましくは６２質量％以下である。
　ＥＰＤＭの場合、ジエン成分としては、例えば、エチリデンノボルネン、ジシクロペンタジエン、１，４－ヘキサジエン等が挙げられる。これらのうちエチリデンノボルネンが好ましい。ジエン成分含量は、好ましくは１．５質量％以上、より好ましくは２．５質量％以上、更に好ましくは３．０質量％以上であり、また、好ましくは１０．０質量％以下、より好ましくは９．０質量％以下、更に好ましくは８．０質量％以下である。
　エチレン－α－オレフィンエラストマーのムーニー粘度は、好ましくは１０ＭＬ１＋４（１２５℃）以上、より好ましくは１５ＭＬ１＋４（１２５℃）以上であり、また、好ましくは１００ＭＬ１＋４（１２５℃）以下、より好ましくは８０ＭＬ１＋４（１２５℃）以下である。ムーニー粘度は、ＪＩＳＫ６３００に基づいて測定される。
　圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物は、有機過酸化物により架橋されている。つまり、圧縮ゴム層１１の形成前の未架橋ゴム組成物には、架橋剤として有機過酸化物が配合されている。
　有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、１，３－ビス（ｔ－ブチルペロキシイソプロピル）ベンゼン、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルペロキシ）ヘキサン等が挙げられる。有機過酸化物は、上記のうち１種が配合されていても、また、２種以上が配合されていても、どちらでもよい。圧縮ゴム層１１の形成前の未架橋ゴム組成物における有機過酸化物の含有量は、好ましくは０．２質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上、更に好ましくは０．７質量％以上であり、また、好ましくは６．５質量％以下、より好ましくは５．５質量％以下、更に好ましくは５．０質量％以下である。
　圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物は、硫黄によっても架橋されていてもよい。つまり、圧縮ゴム層１１の形成前の未架橋ゴム組成物には、架橋剤として有機過酸化物に加えて硫黄が配合されていてもよい。
　圧縮ゴム層１１の形成前の未架橋ゴム組成物における硫黄の含有量は、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．３質量％以上、更に好ましくは０．４質量％以上であり、また、好ましくは１．７質量％以下、より好ましくは１．５質量％以下、更に好ましくは１．２質量％以下である。圧縮ゴム層１１の形成前の未架橋ゴム組成物における硫黄の含有量の有機過酸化物の含有量に対する比（硫黄の含有量／有機過酸化物の含有量）は、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．２以上、更に好ましくは０．２５以上であり、また、好ましくは２．０以下、より好ましくは１．５以下、更に好ましくは１．３以下である。圧縮ゴム層１１の形成前の未架橋ゴム組成物における硫黄の含有量は、有機過酸化物の含有量よりも多いことが好ましい。
　圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には、チオカルボニル基を有する加硫促進剤が配合されている。
　チオカルボニル基を有する加硫促進剤としては、Ｎ，Ｎ’－ジフェニルチオ尿素、トリメチルチオ尿素（ＴＭＵ）、Ｎ，Ｎ’－-ジエチルチオ尿素（ＤＥＵ）などのチオウレア系加硫促進剤；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）、テトラブチルチウラムジスルフィド（ＴＢＴＤ）、テトラキス（２-エチルヘキシル）チウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＤＰＴＴ）などのチウラム系加硫促進剤；ピペリジニウムペンタメチレンジチオカルバメート（ＰＰＤＣ）、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）、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＢＤＣ）、エチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＥＰＤＣ）、Ｎ－ペンタメチレンジチオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＰＤＣ）、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチルジチオカルバミン酸ナトリウム（ＮａＢＤＣ）、ジメチルジチオカルバミン酸銅（ＣｕＭＤＣ）、ジメチルジチオカルバミン酸第二鉄（ＦｅＭＤＣ）、ジエチルジチオカルバミン酸テルル（ＴｅＥＤＣ）などのジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤；イソプロピルキサントゲン酸亜鉛などのキサントゲン酸塩系加硫促進剤等が挙げられる。これらのうちチウラム系加硫促進剤及びジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤が好ましく、チウラム系加硫促進剤がより好ましい。チオカルボニル基を有する加硫促進剤は、上記のうち１種が配合されていても、また、２種以上が配合されていても、どちらでもよい。
　チオカルボニル基を有する加硫促進剤のゴム成分１００質量部に対する配合量は、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．３質量部以上、更に好ましくは０．８質量部以上であり、また、好ましくは３．０質量部以下、より好ましくは２．５質量部以下、更に好ましくは２．０質量部以下である。圧縮ゴム層１１の形成前の未架橋ゴム組成物におけるチオカルボニル基を有する加硫促進剤の含有量は、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．２質量％以上、更に好ましくは０．３質量％以上であり、また、好ましくは２．２質量％以下、より好ましくは１．９質量％以下、更に好ましくは１．７質量％以下である。圧縮ゴム層１１の形成前の未架橋ゴム組成物におけるチオカルボニル基を有する加硫促進剤の含有量の有機過酸化物の含有量に対する比（チオカルボニル基を有する加硫促進剤の含有量／有機過酸化物の含有量）は、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．３以上、更に好ましくは０．５以上であり、また、好ましくは１．０以下、より好ましくは０．８以下、更に好ましくは０．７以下である。圧縮ゴム層１１の形成前の未架橋ゴム組成物におけるチオカルボニル基を有する加硫促進剤の含有量は、有機過酸化物の含有量よりも少ないことが好ましい。架橋剤として硫黄が配合される場合、圧縮ゴム層１１の形成前の未架橋ゴム組成物におけるチオカルボニル基を有する加硫促進剤の含有量の硫黄の含有量に対する比（チオカルボニル基を有する加硫促進剤の含有量／硫黄の含有量）は、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．３以上、更に好ましくは０．５以上であり、また、好ましくは６．０以下、より好ましくは３．０以下、更に好ましくは２．０以下である。圧縮ゴム層１１の形成前の未架橋ゴム組成物におけるチオカルボニル基を有する加硫促進剤の含有量は、硫黄の含有量と同一又は硫黄の含有量よりも少ないことが好ましい。
　圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には、チオカルボニル基を有する加硫促進剤のみが配合されていてもよく、また、チオカルボニル基を有する加硫促進剤以外の加硫促進剤が併用して配合されていてもよい。チオカルボニル基を有する加硫促進剤以外の加硫促進剤としては、例えば、アルデヒド-アンモニア系加硫促進剤、アルデヒド-アミン系加硫促進剤、チオウレア系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤等が挙げられる。
　圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物には、短繊維１６が配合されていてもよい。その場合、短繊維１６は、圧縮ゴム層１１にベルト幅方向に配向するように含まれていることが好ましく、また、圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面に露出する短繊維１６は、一部が表面から突出していることが好ましい。なお、短繊維１６がゴム組成物に配合された構成ではなく、圧縮ゴム層１１のＶリブ１５表面に短繊維が植毛された構成であってもよい。
　短繊維１６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、綿短繊維が挙げられる。短繊維１６は、例えばＲＦＬ水溶液等に浸漬した後に加熱する接着処理が施された長繊維を所定長に切断して製造される。短繊維１６は、例えば、長さが０．２～５．０ｍｍ、繊維径が１０～５０μｍである。短繊維１６のゴム成分１００質量部に対する配合量は例えば３～５０質量部である。
　圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物に配合されるその他のゴム配合剤としては、例えば、カーボンブラックなどの補強材、軟化剤、加硫促進助剤、加工助剤、老化防止剤、共架橋剤等が挙げられる。
　接着ゴム層１２は、断面横長矩形の帯状に構成されており、その厚さが例えば１．０～２．５ｍｍである。接着ゴム層１２は、ゴム成分に種々のゴム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を形成するゴム組成物は、有機過酸化物を架橋剤として架橋したものであっても、また、硫黄を架橋剤として架橋したものであっても、更に、有機過酸化物及び硫黄架橋剤を架橋剤として併用して架橋したものであっても、いずれでもよい。
　接着ゴム層１２を形成するゴム組成物のゴム成分としては、例えば、エチレン－α－オレフィンエラストマー（ＥＰＤＭ、ＥＰＲなど）、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。接着ゴム層１２を形成するゴム組成物のゴム成分は圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分と同一であることが好ましい。
　接着ゴム層１２を形成するゴム組成物のゴム成分がエチレン－α－オレフィンエラストマーの場合、そのエチレン含量は、好ましくは４８質量％以上、より好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは５２質量％以上であり、また、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６５質量％以下、更に好ましくは６２質量％以下である。このエチレン含量は、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分がエチレン－α－オレフィンエラストマーの場合におけるそのエチレン含量よりも高いことが好ましい。
　接着ゴム層１２を形成するゴム組成物のゴム成分がＥＰＤＭの場合、そのジエン成分としては、例えば、エチリデンノボルネン、ジシクロペンタジエン、１，４－ヘキサジエン等が挙げられる。これらのうちエチリデンノボルネンが好ましい。ジエン成分含量は、好ましくは１．５質量％以上、より好ましくは２．５質量％以上、更に好ましくは３．０質量％以上であり、また、好ましくは１０．０質量％以下、より好ましくは９．０質量％以下、更に好ましくは８．０質量％以下である。このジエン含量は、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分がＥＰＤＭの場合におけるそのジエン含量よりも高いことが好ましい。
　接着ゴム層１２を形成するゴム組成物のゴム成分がエチレン－α－オレフィンエラストマーの場合、そのムーニー粘度は、好ましくは１０ＭＬ１＋４（１２５℃）以上、より好ましくは１５ＭＬ１＋４（１２５℃）以上であり、また、好ましくは１００ＭＬ１＋４（１２５℃）以下、より好ましくは８０ＭＬ１＋４（１２５℃）以下である。このムーニー粘度は、圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物のゴム成分がエチレン－α－オレフィンエラストマーの場合におけるそのムーニー粘度よりも高いことが好ましい。
　接着ゴム層１２を形成するゴム組成物に配合されるゴム配合剤としては、例えば、カーボンブラックなどの補強材、軟化剤、加硫促進助剤、加工助剤、老化防止剤、共架橋剤、架橋剤、加硫促進剤等が挙げられる。
　背面補強布１３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、不織布等の布材で構成されている。背面補強布１３の厚さは例えば０．４～１．５ｍｍである。背面補強布１３には、Ｖリブドベルト本体１０との接着のための接着処理が施されている。
　心線１４は、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリアミド繊維等で形成された撚り糸で構成されている。心線の直径は例えば０．５～２．５ｍｍであり、断面における相互に隣接する心線１４中心間の寸法は例えば０．０５～０．２０ｍｍである。心線１４にも、Ｖリブドベルト本体１０との接着のための接着処理が施されている。
　以上の構成の実施形態に係るＶリブドベルトＢによれば、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成する圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物が、エチレン－α－オレフィンエラストマーを主体とするゴム成分に、チオカルボニル基を有する加硫促進剤が配合され、且つ有機過酸化物により架橋されたゴム組成物で形成されていることにより、ＶリブドベルトＢの高い耐久性を得ることができる。
　（自動車の補機駆動ベルト伝動装置）
　図２は、実施形態に係るＶリブドベルトＢを用いた自動車の補機駆動ベルト伝動装置２０のプーリレイアウトを示す。この補機駆動ベルト伝動装置２０は、ＶリブドベルトＢが４つのリブプーリ及び２つの平プーリの６つのプーリに巻き掛けられて動力を伝達するサーペンタインドライブ方式のものである。
　この補機駆動ベルト伝動装置２０では、最上位置にリブプーリのパワーステアリングプーリ２１が設けられ、そのパワーステアリングプーリ２１の右斜め下方にはリブプーリのＡＣジェネレータプーリ２２が設けられている。また、パワーステアリングプーリ２１の左斜め下方には平プーリのテンショナプーリ２３が設けられており、そのテンショナプーリ２３の下方には平プーリのウォーターポンププーリ２４が設けられている。更に、テンショナプーリ２３及びウォーターポンププーリ２４の左斜め下方にはリブプーリのクランクシャフトプーリ２５が設けられており、ウォーターポンププーリ２４及びクランクシャフトプーリ２５の右斜め下方にはリブプーリのエアコンプーリ２６が設けられている。これらのプーリは、例えば、金属のプレス加工品や鋳物、ナイロン樹脂、フェノール樹脂などの樹脂成形品で構成されており、また、プーリ径がφ５０～１５０ｍｍである。
　そして、この補機駆動ベルト伝動装置２０では、ＶリブドベルトＢは、Ｖリブ１５側が接触するようにパワーステアリングプーリ２１に巻き掛けられ、次いで、ベルト背面が接触するようにテンショナプーリ２３に巻き掛けられた後、Ｖリブ１５側が接触するようにクランクシャフトプーリ２５及びエアコンプーリ２６に順に巻き掛けられ、更に、ベルト背面が接触するようにウォーターポンププーリ２４に巻き掛けられ、そして、Ｖリブ１５側が接触するようにＡＣジェネレータプーリ２２に巻き掛けられ、最後にパワーステアリングプーリ２１に戻るように設けられている。プーリ間で掛け渡されるＶリブドベルトＢの長さであるベルトスパン長は例えば５０～３００ｍｍである。プーリ間で生じ得るミスアライメントは０～２°である。
　（ＶリブドベルトＢの製造方法）
　実施形態に係るＶリブドベルトＢの製造方法について図３～７に基づいて説明する。
　実施形態に係るＶリブドベルトＢの製造方法は、準備工程、成形工程、架橋工程、研削工程、及び幅切工程を有し、ＶリブドベルトＢのＶリブ１５を研削工程における研削により形成する。
　＜準備工程＞
　まず、ゴム成分に各ゴム配合剤を配合し、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機で混練し、得られた未架橋ゴム組成物をカレンダー成形等によってシート状に成形して圧縮ゴム層１１用の未架橋ゴムシート１１’を作製する。このとき、ゴム成分としてエチレン－α－オレフィンエラストマーを主体としたものを用い、また、チオカルボニル基を有する加硫促進剤を用いると共に、架橋剤として有機過酸化物を用いる。圧縮ゴム層１１を形成するゴム組成物を硫黄でも架橋する場合には、この未架橋ゴムシート１２’に架橋剤として更に硫黄を配合すればよい。圧縮ゴム層１１に短繊維１６を含める場合には、この未架橋ゴムシート１２’に短繊維１６を配合すればよい。同様に、接着ゴム層１２用の未架橋ゴムシート１２’も作製する。
　また、背面補強布１３を構成する布材１３’に対して接着処理を施す。具体的には、布材１３’に対して、プライマー溶液に浸漬して加熱する接着処理、ＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱する接着処理、ゴム糊に浸漬して乾燥させる接着処理、及びＶリブドベルト本体１０側となる面にゴム糊をコーティングして乾燥させる接着処理のうち１種又は２種以上の接着処理を施す。
　更に、心線１４を構成する撚り糸１４’に対して接着処理を施す。具体的には、撚り糸１４’に対して、プライマー溶液に浸漬して加熱する接着処理、ＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱する接着処理、及びゴム糊に浸漬して乾燥させる接着処理を施す。
　＜成形工程＞
　次いで、図３に示すように、円筒型３１の外周上に、背面補強布１３を構成する接着処理を施した布材１３’、及び接着ゴム層１２用の未架橋ゴムシート１２’を順に巻き付けて積層し、その上に心線１４を構成する接着処理を施した撚り糸１４’を円筒型３１に対して螺旋状に一定の張力を付与して巻き付け、更にその上に接着ゴム層１２用の未架橋ゴムシート１２’及び圧縮ゴム層１１用の未架橋ゴムシート１１’を順に巻き付けて積層することによりベルト形成用成形体Ｂ’を成形する。このとき、接着ゴム層１２用の未架橋ゴムシート１２’については、その引出方向である列理方向がベルト長さ方向に対応するように巻き付け、圧縮ゴム層１１用の未架橋ゴムシート１１’については、その列理方向に直交する反列理方向がベルト長さ方向に対応するように巻き付ける。
　＜架橋工程＞
　次いで、図４に示すように、ベルト形成用成形体Ｂ’にゴムスリーブ３２を被せ、それを加硫缶内に配置して密閉すると共に、加硫缶内に高温及び高圧の蒸気を充填して所定時間だけ保持する。このとき、未架橋ゴムシート１１’，１２’の架橋が進行して一体化すると共に布材１３’及び撚り糸１４’と複合化し、図５に示すように、最終的に、円筒状のベルトスラブＳが成型される。
　＜研削工程＞
　続いて、加硫缶内から蒸気を排出して密閉を解き、円筒型３１上に成型されたベルトスラブＳを型抜きし、図６に示すように、ベルトスラブＳを一対のスラブ掛け渡し軸３３間に掛け渡すと共に、ベルトスラブＳの外周面に対し、周方向に延びるＶリブ形状溝が外周面の軸方向に連設された研削砥石３４を回転させながら当接させ、また、ベルトスラブＳも一対のスラブ掛け渡し軸３３間で回転させることにより、その外周面を全周に渡って研削する。このとき、図７に示すように、ベルトスラブＳの外周面にはＶリブ１５が形成される。なお、ベルトスラブＳは、必要に応じて長さ方向に分割して研削を行ってもよい。
　＜幅切工程＞
　そして、研削によりＶリブ１５を形成したベルトスラブＳを所定幅に幅切りして表裏を裏返すことによりＶリブドベルトＢが得られる。
　（その他の実施形態）
　上記実施形態では、ベルト内周側のプーリ接触部分を構成する単一層の圧縮ゴム層１１を備えた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、図８に示すように、圧縮ゴム層１１がベルト内周側のプーリ接触部分を構成する表面ゴム層１１ａとその内部の内部ゴム層１１ｂとを備えた構成であってもよい。
　上記実施形態では、ＶリブドベルトＢを事例としたが、心線１４が埋設された接着ゴム層１２を有する伝動ベルトであれば、特にこれに限定されるものではなく、例えば、図９Ａに示すようなローエッジ型のＶベルトＢであってもよく、図９Ｂに示すような平ベルトＢであってもよい。
　（Ｖリブドベルト）
　上記実施形態と同様の方法により次の実施例１～４及び比較例１～４のＶリブドベルトを作製した。なお、それぞれの圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートの配合については表１にも示す。
　＜実施例１＞
　圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートとして、ＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製　商品名：ＥＰ２２　エチレン含量：５４質量％、エチリデンノボルネン（ジエン成分）含量：４．５質量％、ムーニー粘度：２７ＭＬ１＋４（１２５℃））をゴム成分とし、このゴム成分１００質量部に対し、補強材のカーボンブラック（三菱化学社製　商品名：ダイヤブラックＨ）６５質量部、軟化剤のプロセスオイル（日本サン石油社製　商品名：サンパー２２８０）１０質量部、加硫促進助剤の酸化亜鉛（白水化学社製　酸化亜鉛３種）５質量部、加工助剤のステアリン酸（新日本理化社製　ステアリン酸Ｓ５０）１質量部、ベンズイミダゾール系老化防止剤（大内新興化学社製　商品名：ノクラックＭＢ）２質量部、共架橋剤（精工化学社製　商品名：ハイクロスＭ）２質量部、架橋剤の有機過酸化物（日油社製　商品名：ペロキシモンＦ４０、純度４０質量％）４．３質量部（有機過酸化物１．７２質量部）、架橋剤の硫黄（日本乾溜工業社製　商品名：セイミＯＴ）２質量部、チオカルボニル基を有するチウラム系加硫促進剤（大内新興化学社製　商品名：ノクセラーＴＥＴ）１質量部、及びナイロン短繊維（旭化成社製　ナイロン６，６　タイプＴ－５　繊維長：１．０ｍｍ　繊維径：２６μｍ）を配合してバンバリーミキサーで混練後、カレンダロールで圧延したものを用いた。この圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートにおいて、有機過酸化物の含有量は０．８１質量％、硫黄の含有量は０．９４質量％、及びチウラム系加硫促進剤の含有量は０．４７質量％であり、また、硫黄の含有量／有機過酸化物の含有量は１．１６、チウラム系加硫促進剤の含有量／有機過酸化物の含有量は０．５８、及びチウラム系加硫促進剤の含有量／硫黄の含有量は０．５である。
　接着ゴム層用の未架橋ゴムシートとして、ＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製　商品名：ＥＰ３３　エチレン含量：５２質量％、エチリデンノボルネン（ジエン成分）含量：８．１質量％、ムーニー粘度：２８ＭＬ１＋４（１２５℃））をゴム成分とし、このゴム成分１００質量部に対し、補強材のカーボンブラック（東海カーボン社製　商品名：シーストＳＯ）４０質量部、補強材のシリカ（エボニック社製　商品名：ウルトラジルＶＮ３）４０質量部、軟化剤のプロセスオイル（日本サン石油社製　商品名：サンパー２２８０）１５質量部、加硫促進助剤の酸化亜鉛（白水化学社製　酸化亜鉛３種）５質量部、加工助剤のステアリン酸（新日本理化社製　ステアリン酸Ｓ５０）１質量部、ベンズイミダゾール系老化防止剤（大内新興化学社製　商品名：ノクラックＭＢ）２質量部、共架橋剤（精工化学社製　商品名：ハイクロスＭ）２質量部、架橋剤の硫黄（日本乾溜工業社製　商品名：セイミＯＴ）２質量部、及びチオカルボニル基を有するチウラム系加硫促進剤（大内新興化学社製　商品名：ノクセラーＴＥＴ）１質量部を配合してバンバリーミキサーで混練後、カレンダロールで圧延したものを用いた。なお、接着ゴム層用の未架橋ゴムシートでは、圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートよりも、ゴム成分のＥＰＤＭのエチレン含量が低く、且つそのエチリデンノボルネン（ジエン成分）含量及びムーニー粘度が高く、また、圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートとは異なり、架橋剤として硫黄のみが配合され、有機過酸化物が配合されていない一方、接着ゴム層用の未架橋ゴムシートと同様のチオカルボニル基を有するチウラム系加硫促進剤が配合されている。
　背面補強布用の布材として、綿／ポリエステルの混紡繊維製の織布に接着処理を施したものを用いた。心線用の撚り糸として、ポリエステル繊維製の撚り糸に接着処理を施したものを用いた。
　実施例１のＶリブドベルトは、ベルト長さが１１１５ｍｍ、ベルト幅が１０．６８ｍｍ（リブ数３個）、ベルト厚さが４．３ｍｍ、及びＶリブ高さが２．０ｍｍであった。
　＜実施例２＞
　圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートについて、チウラム系加硫促進剤の代わりに、チオカルボニル基を有するジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤（大内新興化学社製　商品名：ノクセラーＥＺ）を配合した以外は実施例１と同一構成のＶリブドベルトを実施例２とした。
　この圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートにおいて、有機過酸化物の含有量は０．８１質量％、硫黄の含有量は０．９４質量％、及びチウラム系加硫促進剤の含有量は０．４７質量％であり、また、硫黄の含有量／有機過酸化物の含有量は１．１６、チウラム系加硫促進剤の含有量／有機過酸化物の含有量は０．５８、及びチウラム系加硫促進剤の含有量／硫黄の含有量は０．５である。
　＜実施例３＞
　圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートについて、硫黄の配合量をゴム成分１００質量部に対して１質量部とした以外は実施例１と同一構成のＶリブドベルトを実施例３とした。
　この圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートにおいて、有機過酸化物の含有量は０．８１質量％、硫黄の含有量は０．４７質量％、及びチウラム系加硫促進剤の含有量は０．４７質量％であり、また、硫黄の含有量／有機過酸化物の含有量は０．５８、チウラム系加硫促進剤の含有量／有機過酸化物の含有量は０．５８、及びチウラム系加硫促進剤の含有量／硫黄の含有量は１である。
　＜実施例４＞
　圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートについて、硫黄を配合していない以外は実施例１と同一構成のＶリブドベルトを実施例４とした。
　この圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートにおいて、有機過酸化物の含有量は０．８２質量％、及びチウラム系加硫促進剤の含有量は０．４８質量％であり、また、チウラム系加硫促進剤の含有量／有機過酸化物の含有量は０．５９である。
　＜比較例１＞
　圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートについて、硫黄及びチウラム系加硫促進剤を配合していない以外は実施例１と同一構成のＶリブドベルトを比較例１とした。
　＜比較例２＞
　圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートについて、有機過酸化物を配合していない以外は実施例１と同一構成のＶリブドベルトを比較例２とした。
　＜比較例３＞
　圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートについて、チウラム系加硫促進剤の代わりに、チオカルボニル基を有さないグアニジン系加硫促進剤（大内新興化学社製　商品名：ノクセラーＤＴ）を配合した以外は実施例１と同一構成のＶリブドベルトを比較例３とした。
　＜比較例４＞
　圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートについて、チウラム系加硫促進剤の代わりに、チオカルボニル基を有さないスルフェンアミド系加硫促進剤（大内新興化学社製　商品名：ノクセラーＣＺ－Ｇ）を配合した以外は実施例１と同一構成のＶリブドベルトを比較例４とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（試験評価方法）
　＜切断時伸び＞
　実施例１～４及び比較例１～４のそれぞれで用いた圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートを、１７０℃及び２０分の条件でプレス成型した架橋済ゴム組成物シートについて、ＪＩＳＫ６２５１に基づいて、ベルト長さ方向に対応する反列理方向の切断時伸びを測定した。なお、測定には、ダンベル状３号形の試験片を用いた。
　＜損失係数＞
　実施例１～４及び比較例１～４のそれぞれで用いた圧縮ゴム層用の未架橋ゴムシートを、１７０℃及び２０分の条件でプレス成型した架橋済ゴム組成物シートについて、ＪＩＳＫ６３９４に基づいて、試験温度１００℃、試験周波数１０Ｈｚ、平均ひずみ１．５％、及びひずみ振幅１．０％として、ベルト長さ方向に対応する反列理方向の損失係数（ｔａｎδ）を測定した。
　＜耐熱・耐屈曲性＞
　図１０は、耐熱・耐屈曲性評価用のベルト走行試験機４０のプーリレイアウトを示す。
　このベルト走行試験機４０は、上下及び左右に長方形配置された、各々、プーリ径５０ｍｍの４つの従動リブプーリ４１と、上下及び左右の正方配置された、各々、プーリ径５０ｍｍの４つの従動平プーリ４２と、プーリ径６０ｍｍの駆動リブプーリ４３とを備えている。上側の２つの従動平プーリ４２は、長方形配置された４つ従動リブプーリ４１で囲われた領域における上側及び下側の従動リブプーリ４１の上下方向の中間位置に設けられ、下側の２つの従動平プーリ４２は、下側の従動リブプーリ４１の下方に設けられている。駆動リブプーリ４３は、従動リブプーリ４１及び従動平プーリ４２の左右方向の中間位置における下側の従動平プーリ４２の下方に設けられている。従動リブプーリ４１及び従動平プーリ４２にはいずれも回転負荷が付与されていない。駆動リブプーリ４３は、ＶリブドベルトＢにベルト張力を負荷できるように上下方向に可動に構成されている。そして、以上の構成のベルト走行試験機４０には、ＶリブドベルトＢは、Ｖリブ側が従動リブプーリ４１及び駆動リブプーリ４３に接触し、且つ背面側が従動平プーリ４２に接触するように巻き掛けられる。
　実施例１～４及び比較例１～４のそれぞれのＶリブドベルトＢについて、上記ベルト走行試験機４０にセットし、また、８００Ｎのベルト張力が負荷されるように駆動リブプーリ４３に下方に荷重を負荷し、そして、駆動リブプーリ４３を３３００ｒｐｍの回転数で回転させてベルト走行させた。このとき、雰囲気温度を１００℃まで上昇させて、その状態を５０時間保持した後、１０５℃まで昇温して、その状態を５０時間保持するといった、５℃刻みで昇温し、その温度を５０時間保持する操作を雰囲気温度が１３０℃になるまで繰り返し、雰囲気温度が１３０℃に達した３００時間以降は１３０℃を保持する温度制御を行った。
　定期的にベルト走行を停止して、目視にてＶリブドベルトＢを検査し、圧縮ゴム層にクラックが発生するまでのベルト走行時間を耐熱・耐屈曲走行寿命として記録し、比較例１の耐熱・耐屈曲走行寿命を１００として相対値を算出した。
　＜耐摩耗性・耐粘着性＞
　図１１は、耐摩耗性評価用のベルト走行試験機５０のプーリレイアウトを示す。
　このベルト走行試験機５０は、左右に設けられた、各々、プーリ径６０ｍｍの駆動リブプーリ５１及び従動リブプーリ５２を備えている。従動リブプーリ５２には３．８ｋＷに相当する回転負荷が付与されている。そして、以上の構成のベルト走行試験機５０には、ＶリブドベルトＢは、Ｖリブ側が駆動リブプーリ５１に接触し、且つ背面側が従動リブプーリ５２に接触するように巻き掛けられる。
　実施例１～４及び比較例１～４のそれぞれのＶリブドベルトＢについて、質量を測定した後、上記ベルト走行試験機５０にセットし、また、ベルト張力が負荷されるように従動リブプーリ５２に側方に１１７７Ｎのデッドウェイトを負荷し、そして、駆動リブプーリ５１を３５００ｒｐｍの回転数で回転させて２４時間ベルト走行させた後に再度質量を測定した。
　ベルト走行前後の質量減量をベルト走行前の質量で除して摩耗率を算出し、比較例１の摩耗率を１００として相対値を耐摩耗性として算出した。また、ベルト走行後の圧縮ゴム層表面における粘着の有無を目視にて確認した。
　（試験評価結果）
　表２～４は試験結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　以上の結果によれば、ＥＰＤＭに、チオカルボニル基を有する加硫促進剤が配合され、且つ有機過酸化物により架橋されたゴム組成物で圧縮ゴム層が形成された実施例１～４では、圧縮ゴム層を形成するゴム組成物の切断時伸び及び損失係数のバランスが優れ、そのため、Ｖリブドベルトにおいて、高い耐摩耗性及び耐粘着性を維持しつつ、優れた耐熱・耐屈曲性を有することが分かる。
　一方、チオカルボニル基を有する加硫促進剤が配合されていない比較例１では、圧縮ゴム層を形成するゴム組成物の切断時伸び及び損失係数が小さく、Ｖリブドベルトにおいて、実施例１～４に比べて耐熱・耐屈曲性が劣ることが分かる。これは、圧縮ゴム層を形成するゴム組成物の切断時伸びが小さいので、そこにクラックが発生しやすいためであると考えられる。
　硫黄により架橋された比較例２では、圧縮ゴム層を形成するゴム組成物の切断時伸び及び損失係数が大きく、Ｖリブドベルトにおいて、実施例１～４に比べて耐熱・耐屈曲性が劣ることが分かる。これは、圧縮ゴム層を形成するゴム組成物の損失係数が大きいので、そこにクラックが発生しやすいためであると考えられる。
　チオカルボニル基を有する加硫促進剤以外の加硫促進剤が配合された比較例３及び４では、圧縮ゴム層を形成するゴム組成物の損失係数が比較例２よりも低く、Ｖリブドベルトにおいて、比較例２に比べると耐熱・耐屈曲性が改善されていることが分かる。しかしながら、耐摩耗性及び耐粘着性が劣るため、Ｖリブドベルトとしての実用性に乏しい。
　本発明は、摩擦伝動ベルト及びその製造方法、並びにベルト伝動装置について有用である。
Ｂ　Ｖリブドベルト（Ｖベルト、平ベルト）
１１　圧縮ゴム層
１１ａ　表面ゴム層

Claims (15)

  1. 　ベルト内周側のプーリ接触部分を構成するゴム層を有する摩擦伝動ベルトであって、
    　前記ゴム層は、エチレン－α－オレフィンエラストマーを主体とするゴム成分に、チオカルボニル基を有する加硫促進剤が配合され、且つ有機過酸化物により架橋されたゴム組成物で形成された摩擦伝動ベルト。
  2. 　請求項１に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　前記チオカルボニル基を有する加硫促進剤がチウラム系加硫促進剤又はジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤を含む摩擦伝動ベルト。
  3. 　請求項１又は２に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　前記ゴム層の形成前の未架橋ゴム組成物における前記チオカルボニル基を有する加硫促進剤の含有量が０．１～２．２質量％である摩擦伝動ベルト。
  4. 　請求項１乃至３のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　前記ゴム層の形成前の未架橋ゴム組成物における前記有機過酸化物の含有量が０．２～６．５質量％である摩擦伝動ベルト。
  5. 　請求項１乃至４のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　前記ゴム層の形成前の未架橋ゴム組成物における前記チオカルボニル基を有する加硫促進剤の含有量の前記有機過酸化物の含有量に対する比（チオカルボニル基を有する加硫促進剤の含有量／有機過酸化物の含有量）が０．１～１．０である摩擦伝動ベルト。
  6. 　請求項５のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　前記ゴム層の形成前の未架橋ゴム組成物における前記チオカルボニル基を有する加硫促進剤の含有量が前記有機過酸化物の含有量よりも少ない摩擦伝動ベルト。
  7. 　請求項１乃至６のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　前記ゴム層を形成するゴム組成物が硫黄によっても架橋されている摩擦伝動ベルト。
  8. 　請求項７に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　前記ゴム層の形成前の未架橋ゴム組成物における前記硫黄の含有量が０．１～１．７質量％である摩擦伝動ベルト。
  9. 　請求項７又は８に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　前記ゴム層の形成前の未架橋ゴム組成物における前記チオカルボニル基を有する加硫促進剤の含有量の前記硫黄の含有量に対する比（チオカルボニル基を有する加硫促進剤の含有量／硫黄の含有量）が０．１～６．０である摩擦伝動ベルト。
  10. 　請求項９に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　圧縮ゴム層１１の形成前の未架橋ゴム組成物における前記チオカルボニル基を有する加硫促進剤の含有量が前記硫黄の含有量と同一又は前記硫黄の含有量よりも少ない摩擦伝動ベルト。
  11. 　請求項７乃至１０のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　前記ゴム層の形成前の未架橋ゴム組成物における前記硫黄の含有量の前記有機過酸化物の含有量に対する比（硫黄の含有量／有機過酸化物の含有量）が０．１～２．０である摩擦伝動ベルト。
  12. 　請求項１１に記載された摩擦伝動ベルトにおいて、
    　前記ゴム層の形成前の未架橋ゴム組成物における前記硫黄の含有量が前記有機過酸化物の含有量よりも多い摩擦伝動ベルト。
  13. 　請求項１乃至１２のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトが複数のプーリに巻き掛けられたベルト伝動装置。
  14. 　請求項１乃至１２のいずれかに記載された摩擦伝動ベルトの製造方法において、エチレン－α－オレフィンエラストマーを主体とするゴム成分に、チオカルボニル基を有する加硫促進剤を配合すると共に、架橋剤として有機過酸化物を配合して前記ゴム層用の未架橋ゴムを作製する摩擦伝動ベルトの製造方法。
  15. 　請求項１４に記載された摩擦伝動ベルトの製造方法において、
    　前記ゴム成分に、架橋剤として更に硫黄を配合する摩擦伝動ベルトの製造方法。
     
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