WO2021060536A1 - 摩擦伝動ベルト - Google Patents

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WO2021060536A1
WO2021060536A1 PCT/JP2020/036442 JP2020036442W WO2021060536A1 WO 2021060536 A1 WO2021060536 A1 WO 2021060536A1 JP 2020036442 W JP2020036442 W JP 2020036442W WO 2021060536 A1 WO2021060536 A1 WO 2021060536A1
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belt
layer
rubber
mass
rubber composition
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麻優 江坂
祐介 逸見
イヨブアシェナフィ テセマ
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三ツ星ベルト株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a friction transmission belt (particularly, a V-ribbed belt) used for driving an automobile engine auxiliary machine or the like. Specifically, the present invention stabilizes the friction state of the friction transmission surface while maintaining transmission ability and fuel efficiency, and is sound resistant. Regarding friction transmission belts that can improve fuel efficiency.
  • a friction transmission belt In the rubber industry, high functionality and high performance are desired, especially in automobile parts.
  • One of the rubber products used for such automobile parts is a friction transmission belt, and this friction transmission belt is widely used for power transmission for driving auxiliary equipment such as an automobile air compressor and an alternator, for example.
  • a belt of this type a V-ribbed belt in which ribs are provided along the longitudinal direction of the belt is known, but the V-ribbed belt is required to have sound resistance in addition to belt performance such as transmission ability and fuel efficiency. Will be done.
  • the friction coefficient of the belt surface (pulley engaging surface) in contact with the pulley is reduced to reduce the noise that tends to occur when the pulley is misaligned (axis misalignment) and the stick. -Improving noise due to the slip phenomenon has become an issue.
  • the stick-slip phenomenon is a self-excited vibration caused by the adhesion of microscopic friction surfaces between the friction surfaces and repeated sliding, and when the coefficient of friction decreases as the sliding speed increases, or from static friction. It occurs when discontinuous friction reduction occurs when shifting to dynamic friction. Even in a friction transmission belt, if the friction coefficient of the transmission surface that rubs against the pulley is high (especially high adhesiveness), a stick that repeats adhesion (stick) and slip (slip) between the friction between the belt and the pulley. -A slip phenomenon (vibration) occurs, and an abnormal noise (squeal) occurs at the stage of transition from adhesion to slip.
  • the generation of stick-slip noise during running under water is also a problem. Specifically, if the wettability of the friction transmission surface is low and the water infiltration state between the belt and pulley is not uniform, the friction coefficient is high in the place where water does not infiltrate (dry state), and the water infiltrate part (covered). In the water state), the coefficient of friction is partially significantly reduced, the friction state becomes unstable, and a stick-slip sound is generated.
  • Patent Document 1 discloses a friction transmission belt in which a surface rubber layer having a relatively large content of a plasticizer is formed on the surface of the compressed rubber layer.
  • Patent Document 2 discloses a friction transmission belt in which a surface layer formed of a rubber composition containing polyvinyl alcohol-based resin particles and a polymer component is laminated on the surface of the transmission surface.
  • Patent Document 3 discloses a friction transmission belt in which the friction transmission surface is coated with a surface layer containing a hydrophilic resin such as a polyvinyl alcohol resin and a binder resin.
  • the sound resistance when exposed to water can be improved by containing a sound resistance improving agent in the surface layer. Further, by including the sound resistance improving agent only in the surface layer, it is possible to suppress the transmission loss (torcross) caused by the energy loss (tan ⁇ ) due to the internal heat generation.
  • the affinity between the rubber (ethylene- ⁇ -olefin elastomer) forming the friction transmission surface and water is enhanced by the plasticizer exuded on the friction transmission surface. It is possible to stabilize the frictional state between the belt and the pulley and improve the sound resistance when exposed to water (reduce abnormal noise due to stick-slip).
  • the plasticizer lacks heat resistance, it easily disappears from the friction transmission surface during running, and a long-lasting effect cannot be expected.
  • the polyvinyl alcohol-based resins of Patent Documents 2 and 3 have a large particle size, so that the crack resistance is lowered.
  • an object of the present invention is to provide a friction transmission belt capable of improving sound resistance while maintaining transmission efficiency and durability.
  • the present inventors have found that at least a part of the friction transmission surface has a friction transmission surface that can come into contact with the pulley, and friction including a compressed rubber layer formed of a cured product of the rubber composition.
  • the transmission belt by laminating a surface layer containing a cured product of a rubber composition containing a polyvinylpyrrolidone resin and an elastomer component on the surface of the friction transmission surface, sound resistance is maintained while maintaining transmission efficiency and durability. We have found that it can be improved and completed the present invention.
  • the friction transmission belt of the present invention is a friction transmission belt that has at least a part of the friction transmission surface that can come into contact with the pulley and includes a compressed rubber layer formed of a cured product of the rubber composition.
  • a surface layer containing a cured product of a rubber composition containing a polyvinylpyrrolidone-based resin and an elastomer component is laminated on the surface of the friction transmission surface.
  • the surface layer may be formed of a cured product of the rubber composition containing the polyvinylpyrrolidone-based resin and the elastomer component. Further, the surface layer may be a layer further containing a cloth.
  • the elastomer component may include an ethylene- ⁇ -olefin elastomer.
  • the K value of the polyvinylpyrrolidone-based resin may be 10 to 100.
  • the ratio of the polyvinylpyrrolidone-based resin may be 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the elastomer component.
  • the rubber composition for forming the surface layer preferably does not contain a binder resin.
  • the rubber composition for forming the compressed rubber layer does not have to contain a polyvinylpyrrolidone-based resin.
  • the friction transmission belt may be a V-ribbed belt or a low-edge V-belt.
  • a friction transmission belt having a friction transmission surface at least partially in contact with a pulley and containing a compression rubber layer formed of a cured product of a rubber composition
  • polyvinyl is applied to the surface of the friction transmission surface. Since the surface layer containing the cured product of the rubber composition containing the pyrrolidone resin and the elastomer component is laminated, it is possible to improve the sound resistance while maintaining the belt performance such as the transmission efficiency and durability of the friction transmission belt.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the friction transmission belt of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing the behavior of Mooney viscosity for explaining a method for measuring Mooney scorch minimum viscosity (Vm).
  • FIG. 3 is a schematic view showing the layout of the belt misalignment pronunciation test obtained in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4 and 8.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a layout of a running test for performing a misalignment sounding test after running of the belts obtained in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4 and 8.
  • FIG. 5 is a schematic view showing the layout of the water injection resistance sounding test of the belts obtained in Examples 10 to 17 and Comparative Examples 5 to 7.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the friction transmission belt of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing the behavior of Mooney viscosity for explaining a method for measuring Mooney scorch minimum viscosity (V
  • FIG. 6 is a schematic view showing a layout of a running test for performing a water injection resistance sound resistance test after running of the belts obtained in Examples 10 to 17 and Comparative Examples 5 to 7.
  • FIG. 7 is a schematic view showing the layout of the transmission performance test of the belts obtained in the examples and the comparative examples.
  • FIG. 8 is a schematic view showing the layout of the endurance running test of the belts obtained in the examples and the comparative examples.
  • FIG. 9 is a schematic view showing the layout of a biaxial running test for measuring the transmission loss of the V-ribbed belt obtained in Examples and Comparative Examples.
  • the friction transmission belt of the present invention contains a compressed rubber layer having a friction transmission surface at least partially in contact with the pulley, and a cured product of a rubber composition containing a polyvinylpyrrolidone resin and an elastomer component on the surface of the friction transmission surface.
  • the surface layer containing is laminated.
  • the friction transmission surface can come into contact with the pulley via the surface layer.
  • This surface layer exhibits the above-mentioned effects by containing a combination of a polyvinylpyrrolidone-based resin and an elastomer component.
  • the sound when water is received is that when water enters between the belt and the pulley, the coefficient of friction remains high at the point where water does not enter (dry state) on the contact surface with the pulley. This is caused by the fact that the coefficient of friction is significantly reduced only at the place where the water has infiltrated (water-covered state), that is, the dry state and the water-covered state are mixed on the contact surface with the pulley. Conventionally, this phenomenon has been measured by measuring the relationship ( ⁇ -V characteristic) between the slip speed (V) and the friction coefficient ( ⁇ ) during running under water, and the friction coefficient decreases as the slip speed increases. In some cases, a stick-slip sound is produced.
  • polyvinyl alcohol (PVA) -based resin has a large particle size, so when used for a long period of time, the eluted PVA portion becomes dents and defects occur, or it becomes a rubber layer. It has the disadvantage that cracks are likely to occur from the interface with the PVA particles.
  • the polyvinylpyrrolidone (PVP) resin has a smaller particle size than PVA, so that the crack resistance can be further improved. Therefore, in the present invention, by using the PVP-based resin, the above-mentioned effect, that is, in detail, the following effects (1) to (5) can be exhibited.
  • the surface layer may be laminated on the friction transmission surface that can come into contact with the pulley, but may be laminated on the entire surface of the compressed rubber layer (the entire exposed surface) from the viewpoint of productivity and the like.
  • the rubber composition for forming the surface layer contains an elastomer component.
  • vulverable or crosslinkable rubber may be used, for example, diene rubber [natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, styrene butadiene rubber (SBR), acrylonitrile butadiene rubber (nitrile rubber).
  • ethylene- ⁇ -olefin elastomer chlorosulfonated polyethylene rubber, alkylated chlorosulfonated polyethylene rubber, epichlorohydrin rubber, acrylic rubber, silicone rubber, urethane rubber, fluororubber, etc. ..
  • ethylene- ⁇ -olefin elastomers are preferable because they are excellent in ozone resistance, heat resistance, cold resistance, and weather resistance, and the weight of the belt can be reduced.
  • the ethylene- ⁇ -olefin elastomer may contain an ethylene unit and an ⁇ -olefin unit as constituent units, and may further contain a diene unit. Therefore, the ethylene- ⁇ -olefin elastomer includes ethylene- ⁇ -olefin copolymer rubber, ethylene- ⁇ -olefin-diene ternary copolymer rubber and the like.
  • Examples of the ⁇ -olefin for forming an ⁇ -olefin unit include chain ⁇ -C 3-12 olefins such as propylene, butene, pentene, methylpentene, hexene, and octene. Of these ⁇ -olefins, ⁇ -C 3-4 olefins such as propylene (particularly propylene) are preferable.
  • a non-conjugated diene-based monomer is usually used as the diene monomer for forming a diene unit.
  • the non-conjugated diene-based monomer include dicyclopentadiene, methylenenorbornene, ethylylidene norbornene, 1,4-hexadiene, cyclooctadiene and the like.
  • diene monomers etylidene norbornene and 1,4-hexadiene (particularly etylidene norbornene) are preferable.
  • ethylene- ⁇ -olefin elastomers examples include ethylene-propylene copolymer (EPM) and ethylene-propylene-diene ternary copolymer (EPDM).
  • EPM ethylene-propylene copolymer
  • EPDM ethylene-propylene-diene ternary copolymer
  • ethylene- ⁇ -olefin elastomers can be used alone or in combination of two or more.
  • ethylene- ⁇ -olefin-diene ternary copolymer rubber is preferable, and ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM) is particularly preferable, because the cross-linking efficiency by the diene unit is excellent.
  • the diene content of ethylene- ⁇ -olefin elastomer may be 10% by mass or less (for example, 0.1 to 10% by mass). It is preferably 7% by mass or less (for example, 0.3 to 7% by mass), more preferably 5% by mass or less (for example, 0.5 to 5% by mass), and most preferably 3% by mass or less (for example, 1 to 3% by mass). Is.
  • the heat resistance is improved by using an elastomer component that does not have a double bond in the main chain, but it is highly advanced by suppressing the double bond due to the diene unit introduced as the side chain to a small amount. Heat resistance can be guaranteed. If the diene content is too high, high heat resistance may not be guaranteed.
  • the diene content means the mass ratio of the diene monomer unit in all the units constituting the ethylene- ⁇ -olefin elastomer, and it can be measured by a conventional method, but it may be a monomer ratio.
  • the Mooney viscosity [ML (1 + 4) 125 ° C.] of the unvulcanized ethylene- ⁇ -olefin elastomer may be 80 or less, and the Vm of the rubber composition can be adjusted to improve the dispersibility of carbon black. For example, it is 10 to 80, preferably 20 to 70, more preferably 30 to 50, and most preferably 35 to 45. If the Mooney viscosity is too high, the fluidity of the rubber composition may decrease, and the processability in kneading may decrease.
  • the Mooney viscosity can be measured by a method according to JIS K 63001 (2013), and the test conditions are an L-shaped rotor, a test temperature of 125 ° C., preheating of 1 minute, and a rotor operating time of 4 minutes. Is.
  • the proportion of the ethylene- ⁇ -olefin elastomer in the elastomer component may be 50% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and most preferably 100% by mass (ethylene- ⁇ -). Olefin elastomer only). If the proportion of ethylene- ⁇ -olefin elastomer in the elastomer component is too small, heat resistance and cold resistance may decrease.
  • the rubber composition further contains a polyvinylpyrrolidone (PVP) -based resin in addition to the elastomer component.
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • the PVP-based resin may contain N-vinyl-2-pyrrolidone unit as a main constituent unit, and may further contain other copolymerizable units.
  • Examples of the monomer for forming other copolymerizable units include olefins (such as ⁇ -C 2-10 olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, isobutene and 1-hexene) and unsaturated carboxylic acids.
  • olefins such as ⁇ -C 2-10 olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, isobutene and 1-hexene
  • unsaturated carboxylic acids unsaturated carboxylic acids
  • (meth) acrylic acid C 1-6 alkyl esters such as (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylic acid, ethyl (meth) acrylic acid, (anhydrous) maleic acid, etc.] fatty acid vinyl esters (vinyl acetate) , Vinyl propionate, vinyl crotonate, etc.), Vinyl ethers (C 1-6 alkyl vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, ethylene glycol vinyl ether, 1,3-propanediol vinyl ether, 1,4-butanediol Examples thereof include C 2-6 alkanediol-vinyl ether such as vinyl ether) and unsaturated sulfonic acids (ethylene sulfonic acid, allyl sulfonic acid, etc.). These monomers can be used alone or in combination of two or more. Of these, unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid and methyl (meth
  • the ratio of N-vinyl-2-pyrrolidone units is, for example, 50% by mass or more (for example, 70 to 98% by mass), preferably 80% by mass or more (for example, 80 to 95% by mass), and further. It is preferably 90% by mass or more, and most preferably 100% by mass.
  • the PVP-based resin may be a conventional modified product or derivative. Further, the form of the PVP-based resin may be linear or branched.
  • the K value of the PVP resin is not particularly limited, but is 10 to 100, preferably 15 to 99, more preferably 17 to 98, and more preferably 20 to, for example, from the viewpoint of improving the durability and sound resistance of the belt. 97, most preferably 22.5 to 96. If the K value is too small, the durability and power transmission of the belt may decrease, and if it is too large, the sound resistance may decrease.
  • the K value is a viscosity characteristic value that correlates with the molecular weight, and can be calculated by applying the relative viscosity value (25 ° C.) measured by the capillary viscometer to the following Fikenscher's formula.
  • the ratio of the PVP-based resin can be selected from the range of about 0.1 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the elastomer component, for example, 0.1 to 20 parts by mass, preferably 0.5 to 15 parts by mass, more preferably. Is 1 to 10 parts by mass, more preferably 2 to 8 parts by mass, and most preferably 3 to 7 parts by mass.
  • the ratio of the PVP resin is preferably 1 to 20 parts by mass, more preferably 2 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the elastomer component. It is by mass, more preferably 3 to 10 parts by mass. If the proportion of the PVP resin is too small, the sound resistance when exposed to water may decrease, and if it is too large, the mechanical strength of the surface layer may decrease.
  • the rubber composition may further contain a conventional cross-linking agent (or vulcanizing agent) in addition to the elastomer component and the PVP-based resin.
  • a conventional cross-linking agent or vulcanizing agent
  • the cross-linking agent may be an organic peroxide or a sulfur-based vulcanizing agent.
  • organic peroxide examples include diacyl peroxide (dilauroyl peroxide, dibenzoyl peroxide, etc.), peroxyketal [1,1-di (t-butylperoxy) cyclohexane, and 2,2-di (t).
  • sulfur-based sulfurizing agent examples include powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur, and sulfur chloride (sulfur monochloride, sulfur dichloride, etc.).
  • cross-linking agents can be used alone or in combination of two or more. Of these, a cross-linking agent containing an organic peroxide is preferable.
  • the ratio of the vulcanizing agent or the cross-linking agent is, for example, 0.1 to 30 parts by mass, preferably 1 to 20 parts by mass, and more preferably 3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the elastomer component. It is by mass, most preferably 4 to 6 parts by mass.
  • the composition may further contain a reinforcing agent in addition to the elastomeric component and the PVP-based resin.
  • a reinforcing agent examples include carbon black, silica, clay, calcium carbonate, talc, mica, short fibers and the like. These reinforcing agents can be used alone or in combination of two or more. Of these, carbon black and silica are preferable, and carbon black is particularly preferable.
  • the ratio of the reinforcing agent is, for example, 10 to 200 parts by mass, preferably 20 to 150 parts by mass, more preferably 30 to 100 parts by mass, and most preferably 50 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the elastomer component.
  • the rubber composition may further contain a conventional additive used as a rubber compounding agent.
  • Conventional additives include, for example, co-crosslinking agents (such as bismaleimides), vulcanization aids or vulcanization accelerators (such as thiuram-based accelerators), vulcanization retarders, and metal oxides (zinc oxide, magnesium oxide).
  • Calcium oxide calcium oxide, barium oxide, iron oxide, copper oxide, titanium oxide, aluminum oxide, etc.
  • softeners such as paraffin oil and oils such as naphthenic oil
  • processing agents or processing aids stearic acid, stearic acid, etc.
  • Metal salts waxes, paraffins, fatty acid amides, etc.
  • silane coupling agents anti-aging agents (antioxidants, heat anti-aging agents, bending crack inhibitors, ozone deterioration inhibitors, etc.), coloring agents, tackifiers, Examples include stabilizers (ultraviolet absorbers, heat stabilizers, etc.), flame retardants, antistatic agents, and the like. These additives can be used alone or in combination of two or more.
  • the metal oxide may act as a cross-linking agent.
  • the total ratio of the conventional additives is, for example, 5 to 50 parts by mass, preferably 10 to 30 parts by mass, and more preferably 15 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the elastomer component.
  • the rubber composition for forming the surface layer preferably contains substantially no binder resin, and particularly preferably does not contain a binder resin.
  • the binder resin may be, for example, at least one thermoplastic resin selected from the group consisting of polyolefins, styrene resins, polyester resins, polycarbonate resins, polyamide resins and polyurethane resins.
  • the binder resin may be a polyolefin such as polyethylene or polypropylene.
  • the surface layer may have a single structure (homogeneous structure formed by the cured rubber composition alone) formed of the cured product (cured rubber composition) of the rubber composition, and may be a cloth in addition to the cured rubber composition. It may be a composite structure further containing (a composite structure containing a cured rubber composition and a cloth).
  • a single structure is preferable for applications that require high transmission efficiency (fuel efficiency), and a composite structure is preferable for applications that require high sound resistance.
  • the composite structure consists of a rubber layer formed of a cured rubber composition laminated on the compressed rubber layer and a cured rubber composition laminated on the rubber layer and on the cloth. It may have a two-layer structure of a permeated rubber fiber mixed layer (the outermost surface layer formed of the cloth and the rubber composition permeated between the fibers constituting the cloth).
  • the rubber composition permeates (penetrates) into the structure of the fabric (between the fibers) and between the fibers. The fabric is firmly fixed or bonded with.
  • the rubber composition permeated between the fibers of the fabric exhibits the effect of the combination of the polyvinylpyrrolidone-based resin and the elastomer component, as in the surface layer having a single structure. Further, in the surface layer having such a two-layer structure, not only the sound resistance but also the abrasion resistance of the fabric can be improved, and as a result, the effect (pronunciation resistance) of the surface layer can be maintained for a long period of time. That is, probably because the rubber composition penetrates between the fibers of the fabric (knitted fabric, etc.) and holds (or binds to) the fibers of the fabric to firmly fix or bond the fabric, or the fabric (knitted fabric, etc.). ) Fibers are suppressed from falling off from the friction transmission surface, and it can be inferred that the wear resistance is improved.
  • the rubber composition permeates substantially evenly into the structure of the fabric constituting the rubber fiber mixed layer, and the rubber composition is formed on the surface of the rubber fiber mixed layer from the viewpoint of improving the sound resistance. It is preferable that the material does not exude substantially, the rubber composition permeates evenly into the structure of the fabric constituting the rubber fiber mixed layer, and the rubber composition does not exude on the surface of the rubber fiber mixed layer. Is particularly preferable. That is, it is preferable that a layer formed by the cured rubber composition alone (a thin-walled layer formed of the exuded rubber composition) is not substantially formed on the surface of the rubber fiber mixed layer, and the thin-walled layer is formed. It is particularly preferable that it is not formed.
  • the average thickness of the rubber fiber mixed layer is, for example, 0.25 to 4 times, preferably 0.5 to 2 times, more preferably 0.8 times, the average thickness of the rubber layer. It is ⁇ 1.2 times.
  • a fiber member such as a woven fabric (woven fabric), a knitted fabric (knitted fabric), or a non-woven fabric can be used as the fabric (fabric layer), and a knitted fabric (or canvas) is often used.
  • the knitted fabric is formed of water-absorbent fibers (or hydrophilic fibers) and non-water-absorbent fibers because it can be formed of water-absorbent fibers and / or non-water-absorbent fibers and can improve sound resistance when exposed to water. It may be a knitted fabric (for example, the knitted fabric described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-70494).
  • water-absorbent fiber or hydrophilic fiber examples include vinyl alcohol-based fiber (polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer fiber, vinylon, etc.), polyamide fiber (polyamide 6 fiber, etc.).
  • Polyamide 66 fiber aliphatic polyamide fiber such as polyamide 46 fiber
  • cellulose fiber [cellulose fiber (cellulose fiber derived from plants such as cotton and hemp, animals or bacteria), fiber of cellulose derivative such as rayon and acetate]
  • Animal-derived fibers wool, silk, etc.
  • These water-absorbent fibers can be used alone or in combination of two or more. Of these water-absorbent fibers, cellulose fibers (particularly cotton fibers) are preferable.
  • the cellulosic fiber may be a spun yarn.
  • the thickness (count) of the cellulosic fiber is, for example, 5 to 100 counts, preferably 10 to 80 counts, and more preferably 20 to 70 counts (particularly 30 to 50 counts). If the thickness is too small, the mechanical properties of the knitted fabric may deteriorate, and if it is too large, the water absorption may decrease.
  • a preferred cellulosic fiber is a cellulosic fiber.
  • non-water-absorbent fiber examples include polyolefin fiber (polyethylene fiber (including high-strength polyethylene fiber), polypropylene fiber, etc.), non-water-absorbent polyamide fiber (aromatic polyamide fiber such as aramid fiber, etc.), acrylic fiber, polyester fiber.
  • polyolefin fiber polyethylene fiber (including high-strength polyethylene fiber), polypropylene fiber, etc.
  • non-water-absorbent polyamide fiber aromatic polyamide fiber such as aramid fiber, etc.
  • acrylic fiber polyester fiber.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PPT polypropylene terephthalate
  • PTT polytrimethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • C 2-4 alkylene C 6-14 such as polyethylene naphthalate (PEN) fibers
  • PBO polyparaphenylene benzobisoxazole
  • synthetic fibers such as polyurethane fibers
  • inorganic fibers such as carbon fibers can be mentioned.
  • These non-absorbent fibers can be used alone or in combination of two or more.
  • composite fibers for example, composite fibers of synthetic fibers (composite yarns of synthetic fibers) may be used to improve the wear resistance of the knitted fabric and to transmit friction.
  • bulky processed yarns or bulky composite yarns such as polyester composite yarns such as PTT / PET conjugate yarns
  • polyester composite yarns such as PTT / PET conjugate yarns
  • the fineness of the non-water-absorbent fiber may be, for example, about 20 to 600 dtex, preferably 50 to 300 dtex, and more preferably 60 to 200 dtex (particularly 70 to 100 dtex).
  • the fabric preferably contains at least water-absorbent fibers (particularly cellulosic fibers).
  • the ratio of the non-water-absorbent fiber may be selected from the range of, for example, 200 parts by mass or less (for example, 0 to 200 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the water-absorbent fiber, for example, 1 to 100 parts by mass, preferably 3. It may be about 80 parts by mass (for example, 5 to 50 parts by mass), more preferably about 10 to 40 parts by mass (particularly 20 to 30 parts by mass). If the proportion of non-water-absorbent fibers is too large, the water absorption of the knitted fabric may decrease, and the sound resistance when exposed to water may decrease.
  • the structure of the knitted fabric is not particularly limited, and a conventional structure can be used.
  • Single-layer weft knitting for example, weft knitting with a flat knitting (Tenjiku knitting) as the knitting structure
  • multi-layer knitting fabric for example, Kanoko knitting (for example, Kanoko knitting) Weft knitting with Kanoko knitting as the knitting structure)
  • the number of layers of the knitted fabric may be, for example, 2 to 5, preferably 2 to 4, and more preferably 2 or 3 layers.
  • the density of fibers or threads of the knitted fabric is, for example, 30 fibers / inch or more (for example, 32 to 70 fibers / inch, preferably 34 to 60 fibers / inch, more preferably 35 to inches) in the wale direction and the course direction, respectively. 55 lines / inch) may be used. Further, the total number may be 60 lines / inch or more (for example, 62 to 120 lines / inch, preferably 70 to 115 lines / inch, more preferably 80 to 110 lines / inch, particularly 90 to 105 lines / inch). ..
  • the bulkiness range of the fabric or the fiber member can be selected within a range in which the exudation of rubber can be suppressed, for example, 2 to 4.5 cm 3 / G (eg 2.2-4 cm 3 / g), preferably 2.3-3.8 cm 3 / g (eg 2.4-3.5 cm 3 / g), more preferably 2.5-3.3 cm It may be about 3 / g.
  • the bulkiness (cm 3 / g) can be calculated by dividing the thickness (cm) of the knitted fabric by the mass (g / cm 2) per unit area.
  • the basis weight of the fabric may be, for example, 50 to 500 g / m 2 , preferably 80 to 400 g / m 2 , and more preferably about 100 to 350 g / m 2.
  • the thickness (average thickness) of the fabric can be selected from the range of about 0.1 to 5 mm, for example, 0.3 to 3 mm (for example, 0.4 to 2 mm), preferably 0.5 to 1.5 mm (preferably 0.5 to 1.5 mm). In particular, it may be about 0.7 to 1.2 mm).
  • the fabric may be subjected to an adhesive treatment, if necessary.
  • the adhesive treatment can also improve the wear resistance of the friction transmission surface (power transmission surface).
  • the adhesive treatment includes, for example, a method in which an adhesive component [for example, an epoxy compound or an isocyanate compound] is immersed in a treatment solution dissolved in an organic solvent (toluene, xylene, methyl ethyl ketone, etc.) and then heat-dried; resorcin-formaline-latex. Examples thereof include a method of immersing in a liquid (RFL treatment liquid) and then heating and drying.
  • RTL treatment liquid a liquid
  • the adhesiveness to the rubber composition and the abrasion resistance of the fabric are improved, and the sound resistance can be maintained for a long period of time.
  • the rubber component on the surface layer and / or the fibers of the fabric are active hydrogen atoms such as reactive functional groups (for example, hydroxyl groups, carboxyl groups, amino groups, etc.) with respect to isocyanate compounds.
  • the mechanical properties of the fabric itself, the adhesiveness with the rubber component, the abrasion resistance and the durability of the friction transmission belt can be further improved.
  • Sound resistance can be maintained for a long period of time.
  • the fabric may be treated with an isocyanate compound in combination with resorcin-formalin-latex liquid (RFL liquid) and / or epoxy resin, which are widely used as canvas treatment agents, but the RFL liquid and / or epoxy resin may be used.
  • RFL liquid resorcin-formalin-latex liquid
  • epoxy resin which are widely used as canvas treatment agents, but the RFL liquid and / or epoxy resin may be used.
  • the adhesiveness and mechanical properties can be improved without treatment.
  • the isocyanate compound may have a reactive isocyanate group, and usually, a polyisocyanate having a plurality of isocyanate groups in one molecule (for example, diisocyanate) is often used.
  • a polyisocyanate having a plurality of isocyanate groups in one molecule for example, diisocyanate
  • the polyisocyanate include aliphatic polyisocyanates [diisocyanates such as propylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMDI), and lysine diisocyanate (LDI); 1,6 , 11-Undecantryisocyanate Methyloctane, 1,3,6-hexamethylenetriisocyanate and other tri- or polyisocyanates], alicyclic polyisocyanates [cyclohexane 1,4-d
  • Polyisocyanates include derivatives such as multimers (dimers, trimers, tetramers, etc.), adducts, modified products (biuret modified products, alohanate modified products, urea modified products, etc.), and multiple isocyanate groups. It may be a urethane oligomer or the like.
  • modified or derivative of polyisocyanate include an adduct of polyisocyanate (such as aliphatic polyisocyanate such as hexamethylene diisocyanate) and polyhydric alcohol (such as trimethylolpropane and pentaerythritol), and a biuret of the polyisocyanate.
  • a multimer of the polyisocyanate for example, an aliphatic polyisocyanate
  • a polyisocyanate having an isocyanurate ring such as a trimer of hexamethylene diisocyanate can be exemplified.
  • isocyanate compounds can be used alone or in combination of two or more.
  • isocyanate compounds particularly polyisocyanates
  • aliphatic polyisocyanates or derivatives thereof for example, HDI or its trimer
  • aromatic polyisocyanates TDI, MDI, etc.
  • the isocyanate compound may be a general-purpose isocyanate compound having a free isocyanate group (isocyanate compound not protected by a blocking agent), but a heat-reactive isocyanate compound (or an isocyanate compound in which the isocyanate group is protected by a blocking agent). Blocked polyisocyanate) is preferably used.
  • a heat-reactive isocyanate compound is used, the isocyanate group is protected by a blocking agent in the process of forming the belt, so that it is inactive and does not participate in curing, so that the elasticity (formability) of the fabric is not impaired.
  • the blocking agent is dissociated, the isocyanate group is activated and reacts with the reactive group of the fabric to harden, and the abrasion resistance can be improved. Therefore, when a heat-reactive isocyanate compound is used, the adhesiveness of the fabric, the abrasion resistance and the durability of the friction transmission belt can be improved without lowering the productivity of the belt, and the sound resistance when exposed to water can be extended for a long period of time. Sustainable throughout. Further, the aqueous immersion liquid containing the isocyanate compound is easier to prepare and has a smaller environmental load than the RFL liquid.
  • the heat-reactive isocyanate compound a conventional heat-reaction type polyisocyanate can be used.
  • the blocking agent protective agent
  • examples of the blocking agent include C 1-24 monoalcohols such as methanol, ethanol and isopropanol or alkylene oxide adducts thereof (for example, C 2-4 alkylene oxide adducts such as ethylene oxide); phenol. , Phenols such as cresol and resorcin; oximes such as acetoxime, methylethylketooxime and cyclohexaneoxime; lactams such as ⁇ -caprolactam and valerolactam; secondary amines such as dibutylamine and ethyleneimine.
  • the form of the heat-reactive isocyanate compound is not particularly limited, and may be in the form of a liquid or powder, and may be in the form of an aqueous solution or an organic solvent (an aqueous solution or a dispersion, an organic solvent solution, etc.). May be good.
  • the content of the isocyanate group of the isocyanate compound is not particularly limited, and is, for example, 1 to 50% by mass, preferably 3 to 40% by mass, and more preferably about 5 to 30% by mass. May be good.
  • the dissociation temperature of the heat-reactive isocyanate compound (the temperature at which the blocking agent dissociates and the active isocyanate group regenerates) is equal to or higher than the heating temperature in the belt forming step before the vulcanization step of the rubber component (usually, the liquid composition by immersion). It may be above the drying temperature of the cloth impregnated with the substance) and below the vulcanization temperature of the rubber component. When the dissociation temperature is high, the drying temperature can be raised, so that the productivity can be improved.
  • the dissociation temperature may be, for example, 120 ° C. or higher (preferably 150 ° C. or higher, more preferably 180 ° C. or higher), for example 120 to 250 ° C.
  • the present form of the isocyanate compound may be any form in which at least a part of the fibers forming the fabric is coated or adhered.
  • the distribution region of the isocyanate compound may be either the surface of the fabric or the fibers inside the fabric, but in order to improve the abrasion resistance, the fibers inside the fabric (entangled porous structure) are also distributed. It is preferable that the fabric is distributed substantially uniformly (particularly uniformly) over the entire fabric including the fabric. By immersing the cloth in the liquid composition containing the isocyanate compound, the isocyanate compound can be easily and uniformly distributed over the entire cloth.
  • the proportion of the isocyanate compound may be about 1 to 30% by mass in the fabric, and while maintaining the flexibility of the fabric, the adhesiveness and abrasion resistance are enhanced to improve the sound resistance when exposed to water for a long period of time. From the viewpoint of sustainability, it may be, for example, about 3 to 20% by mass, preferably about 5 to 18% by mass (for example, 7 to 15% by mass), and more preferably about 10 to 15% by mass (for example, 11 to 13% by mass). .. If the proportion of the isocyanate compound is too small, the adhesiveness and abrasion resistance are not improved so much, and the sound resistance when exposed to water may be lowered. On the contrary, if the proportion of the isocyanate compound is too large, the flexibility of the fabric or the belt is lowered. There is a risk.
  • the fabric contains conventional additives such as a surfactant, a dispersant, a filler, a colorant, a stabilizer, a surface treatment agent, and a leveling agent on the fiber surface or inside the fiber. May be good. These additives can also be used alone or in combination of two or more.
  • the ratio of the additive is 10% by mass or less, for example, 0.01 to 5% by mass, preferably 0.1 to 3% by mass, and more preferably 0.5 to 2% by mass with respect to the entire fabric (knitted fabric, etc.). It may be about.
  • the treated amount (content) of the surfactant may be about 0.1 to 200 g (for example, 1 to 150 g), preferably about 3 to 100 g (for example, 5 to 60 g) per 1 m 2 of the cloth.
  • the rubber composition contained in the surface layer is a rubber composition having a Mooney Scorch minimum viscosity Vm adjusted to a range of 50 to 110 (a rubber composition having a Vm adjusted to a predetermined range when measured at a temperature of 125 ° C.). It may be formed. Specifically, the Vm can be selected from the range of 50 to 130 (for example, 55 to 120), and may be, for example, 57 to 115 (for example, 60 to 110), preferably about 65 to 100.
  • the surface layer has a composite structure
  • the surface layer contains such a rubber composition
  • the inside of the structure of the fabric (fibers and fibers) to the extent that the rubber composition does not completely permeate the fabric (does not exude to the surface).
  • the effect (sound resistance) of the surface layer can be maintained for a long period of time.
  • the rubber composition containing the polyvinylpyrrolidone-based resin evenly in the structure of the fabric (between the fibers) on the friction transmission surface, the sound resistance when exposed to water can be maintained. ..
  • Vm of the rubber composition In the case of a surface layer having a composite structure, if the Vm of the rubber composition is too high, the fluidity of the rubber composition is lowered, the permeability to the fabric is lowered, the above effect is lowered, and the surface layer is molded. There is a risk that the sex will deteriorate. If Vm is too low, the fluidity of the rubber composition is high, so that the rubber composition permeates the structure of the fabric (knitted fabric, etc.) and easily exudes to the friction transmission surface, and is sound resistant (adhesion of exuded rubber). (Pronunciation due to wear) may deteriorate.
  • the Mooneys coach minimum viscosity Vm can be measured according to the Mooneys coach test of JIS K6300-1 (2013), and in detail, it can be measured by the method described in Examples described later.
  • the cured product (crosslinked product) of the rubber composition has a low internal loss tangent (tan ⁇ ), for example, 0.08 to 0.17, preferably 0.09 to 0.165, and more preferably 0.1 to 0. It is .16, more preferably 0.11 to 0.15, and most preferably 0.12 to 0.15. If tan ⁇ is too high, internal heat generation becomes large, and energy loss (transmission loss) may increase.
  • tan ⁇ internal loss tangent
  • the loss tangent (tan ⁇ ) can be measured by the method described in Examples described later, and the loss tangent in the direction perpendicular to the rolling direction (reverse tangent direction) is measured. Further, in the cured product in which the short fibers are arranged in a predetermined direction, the loss tangent in the direction perpendicular to the arrangement direction (columnar direction) of the short fibers (reverse columnar direction) is measured.
  • the thickness (average thickness) of the surface layer having a single structure is, for example, 100 to 1500 ⁇ m, preferably 150 to 800 ⁇ m, and more preferably about 200 to 600 ⁇ m.
  • the thickness (average thickness) of the surface layer having a single structure can be selected from the range of about 1 to 50% with respect to the average thickness of the entire compressed rubber layer (average thickness at the apex of the rib portion), for example, 2 to 40%. It is preferably about 3 to 35% (for example, 4 to 30%), more preferably about 5 to 25% (particularly 10 to 20%). If the thickness of the surface layer is too thin, the effect of improving the pronunciation resistance may be reduced, and the durability of the sound resistance may also be reduced. On the other hand, if the surface layer is too thick, the mechanical properties of the compressed rubber layer may deteriorate.
  • the thickness (average thickness) of the surface layer having the composite structure is, for example, 150 to 1500 ⁇ m, preferably 200 to 1000 ⁇ m, and more preferably about 300 to 700 ⁇ m.
  • the thickness (average thickness) of the surface layer having the composite structure can be selected from the range of about 1 to 50% with respect to the average thickness of the entire compressed rubber layer (average thickness at the apex of the rib portion), and is preferably 5 to 45%, for example. Is about 10 to 40% (for example, 15 to 35%), more preferably about 20 to 30% (particularly 22 to 28%). If the thickness of the surface layer is too thin, the effect of improving the pronunciation resistance may be reduced, and the durability of the sound resistance may also be reduced. On the other hand, if the surface layer is too thick, the mechanical properties of the compressed rubber layer may deteriorate.
  • the average thickness of the surface layer is measured by observing the cross section of the compressed rubber layer portion of the friction transmission belt using a scanning electron microscope, and the average value of 10 points is calculated for the surface layer containing the PVP-based resin. Demanded by.
  • the compressed rubber layer is formed of a rubber composition containing an elastomer component.
  • the elastomer component the elastomer component exemplified in the section of the surface layer can be used, and the preferable elastomer component is the same as that of the surface layer. From the viewpoint of interlayer adhesion, the same polymer component as the elastomer component constituting the surface layer is preferable.
  • the rubber composition for forming the compressed rubber layer may contain a PVP-based resin, but from the viewpoint of physical properties and economy of the compressed rubber layer, it is preferable that the rubber composition does not substantially contain the PVP-based resin, and PVP. It is preferable that it does not contain a system resin. In the present invention, the above effect can be exhibited by including the PVP-based resin in the rubber composition for forming the surface layer.
  • the rubber composition for forming the compressed rubber layer may further contain the cross-linking agent, the reinforcing agent, and other components exemplified in the section of the surface layer in addition to the elastomer component, and the preferred embodiment and proportion are also the same as that of the surface layer.
  • the rubber composition may be the same as that of the surface layer except that it does not contain a PVP-based resin.
  • the minimum viscosity Vm of the Mooney scorch of the rubber composition forming the compressed rubber layer is not particularly limited, but is preferably Vm or more of the rubber composition contained in the surface layer from the viewpoint of improving the durability of the belt.
  • the Vm of the rubber composition forming the compressed rubber layer may be, for example, 50 to 150, preferably 70 to 130, more preferably 80 to 120, and even more preferably 90 to 110 (particularly 95 to 105).
  • the difference between the two Vm is that the Vm of the rubber composition contained in the surface layer is, for example, 0 to 40, preferably 0 to 30, and more preferably 0 to 25 lower than the Vm of the rubber composition forming the compressed rubber layer. It may be.
  • the Vm of the compressed rubber layer is increased to increase the strength of the belt, and the Vm of the surface layer (rubber completely penetrates the fabric). Can be lowered (to the extent that it is not). Therefore, in the case of a surface layer having a composite structure, the rubber composition can easily penetrate into the structure of the fabric without lowering the durability of the belt, and the adhesive force between the fabric and the rubber component and the abrasion resistance of the fabric can be easily obtained. You can improve your sex. If the Vm of the rubber composition is too low, the belt strength may decrease, and conversely, if it is too high, the rib shape may be defective.
  • the friction transmission belt of the present invention usually includes an extension layer, a compression rubber layer laminated on one surface of the extension layer, a surface layer laminated on the transmission surface of the compression rubber layer, and the extension layer and the compression. It is provided with a core body (core wire) embedded along the longitudinal direction of the belt between the rubber layer and the rubber layer.
  • the friction transmission belt of the present invention has an extension layer forming an outer peripheral surface, a compression rubber layer laminated on one surface of the extension layer to form an inner peripheral surface, and a transmission surface of the compression rubber layer.
  • a laminated surface layer and a core body extending in the longitudinal direction and interposing between the stretched layer and the compressed rubber layer may be provided.
  • the friction transmission belt of the present invention may further have an adhesive rubber layer (adhesive layer) interposed between the stretch layer and the compression rubber layer, and the core body is embedded in the adhesive rubber layer. You may.
  • the type of friction transmission belt is not particularly limited, and V-belts [low-edge belts (low-edge belts in the form of a V-shaped cross section) and low-edge cogged belts (cogs are formed on both the inner peripheral side or the inner peripheral side and the outer peripheral side of the low edge belt). (Formed low-edge cogged belt)], V-ribbed belt, flat belt and the like can be exemplified.
  • V-ribbed belts and low-edge V-belts having high transmission efficiency are preferable, and V-ribbed belts are particularly preferable.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the friction transmission belt of the present invention.
  • the V-ribbed belt 1 has a surface layer 6, a compressed rubber layer 5, and an adhesive rubber layer 3 in which a core body 4 is embedded in the longitudinal direction of the belt, in this order from the lower surface (inner peripheral surface) of the belt to the upper surface (back surface) of the belt.
  • an extension layer 2 composed of a cover canvas (woven fabric, knitted fabric, non-woven fabric, etc.) is laminated.
  • the compression rubber layer 5 is formed with a plurality of V-shaped grooves extending in the longitudinal direction of the belt, and a plurality of ribs having a V-shaped cross section (inverted trapezoidal shape) are formed between the grooves.
  • the two inclined surfaces (surfaces) form a friction transmission surface, which is in contact with the pulley to transmit power (friction transmission).
  • the friction transmission belt of the present invention is not limited to this form, and may include an stretch layer, a compressed rubber layer, and a core body embedded along the longitudinal direction of the belt between them.
  • the stretch layer 2 is stretched. It may be formed of a conventional cover canvas or a rubber composition used as a layer, or the core body 4 may be embedded between the stretch layer 2 and the compressed rubber layer 5 without providing the adhesive rubber layer 3.
  • the adhesive rubber layer 3 is provided on either the compressed rubber layer 5 or the stretchable layer 2, and the core body 4 is provided between the adhesive rubber layer 3 (compressed rubber layer 5 side) and the stretchable layer 2, or the adhesive rubber layer 3. It may be embedded between (extension layer 2 side) and the compression rubber layer 5.
  • the surface of the surface layer 6 may be in the form of flocked powder fibers (for example, cotton, nylon, aramid, etc.), or may be spray-coated with a lubricant or the like.
  • the surface layer contains the rubber composition and the compressed rubber layer is formed of the rubber composition, and the adhesive rubber layer is not formed of the rubber composition of the surface layer and the compressed rubber layer. May be good.
  • the rubber composition forming the adhesive rubber layer is usually formed of the rubber composition forming the compressed rubber layer.
  • the stretch layer may be formed of a rubber composition that forms a compressed rubber layer.
  • the core body is not particularly limited, but usually, core wires (twisted cords) arranged at predetermined intervals in the belt width direction can be used.
  • Highly modulus fibers such as polyester fibers (polyalkylene allylate fibers), synthetic fibers such as aramid fibers, and inorganic fibers such as carbon fibers are widely used as core wires, and polyester fibers (polyester terephthalate fibers, polyethylene naphthalate) are used. Fibers) and aramid fibers are preferable.
  • the fiber may be a multifilament yarn, for example, a multifilament yarn having a fineness of about 2000 to 10000 denier (particularly 4000 to 8000 denier).
  • the core wire a twisted cord using a multifilament yarn (for example, various twists, single twist, rung twist, etc.) can be used.
  • the average wire diameter of the core wire (fiber diameter of the twisted cord) may be, for example, 0.5 to 3 mm, preferably 0.6 to 2 mm, and more preferably about 0.7 to 1.5 mm.
  • the core wires are arranged so as to extend in the longitudinal direction of the belt, and a plurality of core wires parallel to the longitudinal direction may be arranged, but from the viewpoint of productivity, they are usually arranged substantially parallel to the longitudinal direction of the belt. It extends in parallel at a predetermined pitch and is arranged in a spiral shape.
  • the angle of the core line with respect to the longitudinal direction of the belt may be, for example, 5 ° or less, and is preferably closer to 0 ° from the viewpoint of belt travelability.
  • the core wire is embedded between the stretchable layer and the compressed rubber layer (particularly the adhesive rubber layer) after undergoing various adhesive treatments with an epoxy compound, an isocyanate compound, or the like. May be good.
  • the stretch layer may have a reinforcing cloth, for example, a cloth material (preferably a woven cloth) such as a woven cloth, a wide-angle canvas, a knitted cloth, or a non-woven fabric. If necessary, the reinforcing cloth may be subjected to the above-mentioned adhesive treatment and laminated on the surface of the stretchable layer.
  • a cloth material preferably a woven cloth
  • the reinforcing cloth may be subjected to the above-mentioned adhesive treatment and laminated on the surface of the stretchable layer.
  • the friction transmission belt is manufactured by a compression rubber layer winding step of winding an unvulcanized (unbridged) rubber sheet around a cylindrical drum, and a vulcanization molding step of pressing the unvulcanized rubber sheet against a mold to vulcanize.
  • a method including the above can be adopted, and the surface layer is formed by any of the steps of the compression rubber layer winding step and the vulcanization molding step.
  • the method is not particularly limited as long as it is a method of molding with a mold, and a conventional method can be used.
  • Conventional methods include, for example, a core wire spinning step of winding a core wire forming a core body on a cylindrical drum, a compression rubber layer winding step of winding an unvulcanized rubber sheet on the wound core wire, and the core.
  • a method can be used that includes a vulcanization molding step in which the wire and the unvulcanized rubber sheet are pressed against the mold (pressed by the mold) to vulcanize, and the core wire is used when forming an stretch layer or an adhesive rubber layer.
  • a member constituting an extension layer (rubber sheet or reinforcing cloth) and, if necessary, an adhesive rubber layer are formed on a flexible jacket (bladder) mounted on a cylindrical molded drum.
  • the step of winding the rubber sheet to be wound may be included, and the core wire may be further spirally spun on the wound member.
  • a cylindrical inner mold having a flexible jacket attached to the outer peripheral surface is used as the inner mold, and an unvulcanized stretch layer sheet is wound around the flexible jacket on the outer peripheral surface.
  • the core wire forming the core is spirally spun on the sheet, and the unvulcanized compressed rubber layer sheet is wound around the sheet to prepare a laminated body.
  • a tubular outer mold having a plurality of rib molds engraved on the inner peripheral surface is used, and the inner mold in which the laminated body is wound is formed in the outer mold. , Install concentrically.
  • the flexible jacket is expanded toward the inner peripheral surface (rib mold) of the outer mold, and the laminate (compressed rubber layer) is press-fitted into the rib mold and vulcanized.
  • the inner mold is removed from the outer mold, the vulcanized (crosslinked) rubber sleeve having a plurality of ribs is removed from the outer mold, and then the vulcanized rubber sleeve is cut to a predetermined width in the longitudinal direction of the belt using a cutter. And finish it as a V-ribbed belt.
  • the laminate provided with the stretch layer, the core body, and the compressed rubber layer can be expanded at once to finish a sleeve (or V-ribbed belt) having a plurality of ribs.
  • the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-82702 (only the compressed rubber layer is expanded to obtain a preformed body (semi-vulcanized state), and then the stretch layer and the core body are used. (A method of expanding and crimping to the preformed body and integrating with vulcanization to finish a V-ribbed belt) may be adopted.
  • the method of forming the surface layer can be incorporated into either the compression rubber layer winding step or the vulcanization molding step in such a conventional method.
  • unvulcanized in the compression rubber layer winding step, unvulcanized.
  • a rubber sheet a laminated sheet of a precursor (unvulcanized rubber sheet (rubber composition) or cloth and rubber composition) for forming a surface layer and an unvulcanized rubber sheet for forming a compressed rubber layer is provided. Examples include the method used. In this method, the method for preparing the laminated sheet is not particularly limited, and a conventional method can be used.
  • each unvulcanized rubber sheet separately produced by rolling or the like is used.
  • the surface layer may be laminated, or it may be a laminated sheet formed by coextrusion.
  • the unvulcanized rubber sheet and the cloth are sequentially wound and laminated on the unvulcanized rubber sheet for forming the compressed rubber layer as a precursor for forming the surface layer. May be good.
  • the cloth is arranged on the outermost surface, and in the process of manufacturing the belt, a part of the unvulcanized rubber sheet is permeated into the entire cloth to be formed by the rubber layer and the rubber fiber mixed layer.
  • the surface layer may be manufactured.
  • the method for preparing the rubber composition for forming the surface layer and the compressed rubber layer can be prepared by mixing (or kneading) each component by a conventional method, but in order to mix uniformly, an elastomer component and a PVP system can be used. It is preferable to knead the resin or the like under heating.
  • the heating temperature is, for example, 120 ° C. or lower, preferably 50 to 120 ° C., more preferably 60 to 100 ° C., still more preferably 70 to 90 ° C. If the heating temperature is too high, the elastomeric components may crosslink.
  • EPDM1 "Nordel® IP3640” manufactured by The Dow Chemical Company, Mooney viscosity (125 ° C.) ⁇ 40, ethylene content 55% by mass, diene content 1.8% by mass
  • EPDM2 "EPT4045M” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., Mooney viscosity (125 ° C) ⁇ 45, ethylene content 51% by mass, diene content 7.6% by mass
  • Polyvinylpyrrolidone 1 "Polyvinylpyrrolidone K-30" manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., K value 27.0 to 33.0
  • Polyvinylpyrrolidone 2 “Polyvinylpyrrolidone K-90” manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., K value 88.0-96.0
  • Polyvinylpyrrolidone 3 "Polyvinylpyrrolidone K-25” manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., K value 22.5 to
  • Surfactant "Emargen LS-106" manufactured by Kao Co., Ltd., Polyoxyalkylene alkyl ether
  • Polyvinyl alcohol “Dencapovar F-300S” manufactured by Electrochemical Industry Co., Ltd., Polyvinyl alcohol hydrophobic group modified product, degree of polymerization 93 .0-97.0 mol, viscosity average degree of polymerization 1700, melting point 206 ° C, type of hydrophobic group: alkyl group Carbon black: "Seast 3" manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.
  • Silica "Ultrasil VN3" manufactured by Evonik Industries AG, BET specific surface area 180m 2 / g
  • Paraffin oil "Diana (registered trademark) PW-90" manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. (paraffin-based process oil)
  • Zinc oxide “2 types of zinc oxide” manufactured by HakusuiTech Co., Ltd.
  • Stearic acid “Tsubaki stearic acid” manufactured by NOF CORPORATION
  • Anti-aging agent 1 Benzimidazole-based anti-aging agent, "Nocrack MB” manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
  • Anti-aging agent 2 Diphenylamine-based anti-aging agent, "Nocrack AD-F” manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
  • Co-crosslinking agent "Barnock PM” manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
  • Organic peroxide "Perbutyl P-40MB” manufactured by NOF CORPORATION Sulfur: Manufactured by Bigen Kagaku Co., Ltd.
  • Vulcanization accelerator Manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
  • Carbon black dispersion "Aqua-Black162" manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. Solid content 19.2% by mass
  • the knitted fabric base material is a heat-reactive isocyanate (“Elastron BN-27” manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., an aqueous isocyanate-based cross-linking agent having a dissociation temperature of 180 ° C. and a solid content concentration of 30% by mass) and a solid content concentration of 5 mass.
  • a heat-reactive isocyanate (“Elastron BN-27” manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., an aqueous isocyanate-based cross-linking agent having a dissociation temperature of 180 ° C. and a solid content concentration of 30% by mass) and a solid content concentration of 5 mass.
  • Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 8 [Surface layer and compressed rubber layer]
  • the surface layer and the compressed rubber layer forming the transmission surface (contact surface with the pulley) of the belt the surface layer and the rubber composition for the compressed rubber layer having the formulation shown in Table 1 are kneaded at 140 ° C. using a Banbury mixer, and a calendar is used. A sheet rolled to a predetermined thickness with a roll was used. The thickness of the surface layer sheet was adjusted so that the thickness of the surface layer was 500 ⁇ m. In Comparative Examples 1 and 5, the surface layer was not formed, and in Comparative Example 8, the surface layer described later was formed.
  • a disk-shaped test piece having a diameter of 8 mm and a thickness of 2 mm was collected from a crosslinked rubber sheet, and the friction force was measured using a pin-on-disk friction coefficient measuring device to calculate the friction coefficient. .. Specifically, the test piece is pressed against a mating material (SUS304) having a surface roughness Ra of 0.8 ⁇ m at a load of 2.192 kgf / cm 2 , and the test piece is sprinkled with water only when measuring at a water volume of 30 ml / min.
  • SUS304 mating material
  • the frictional force was measured at a frictional speed of 0 to 2.0 m / sec, and the slope of the curve of the friction coefficient with respect to the frictional speed (sliding speed with respect to the mating material) was calculated by the least squares method.
  • this inclination represents the change of the friction coefficient with respect to the slip speed.
  • pin-on disc friction coefficient measuring device a "pin-on disc friction tester” manufactured by Yonekura Seisakusho Co., Ltd. was used.
  • a method AA-2 forced circulation type heat aging tester crosswind type was used.
  • Dynamic strain 0.2% that is, while applying ⁇ 0.2% strain in the longitudinal direction with the initial strain 1.0% as the center position or the reference position, 70 at a heating rate of 1 ° C./min.
  • the elastic modulus (E') and loss tangent (tan ⁇ ) at ° C. were determined.
  • Mooney scorch minimum viscosity (Vm) The minimum viscosity of Mooney scorch was measured according to the Mooney scorch test of JIS K6300-1 (2013). The rotor was L-shaped and the test temperature was 125 ° C. A polyester film having a thickness of about 0.04 mm (“Lumilar” manufactured by Toray Industries, Inc.) was placed between the surfaces of the test piece (uncrosslinked rubber composition) and the die. After closing the die, it was preheated for 1 minute, after which the rotor was rotated and the transition of Mooney viscosity was recorded. The recorded Mooney viscosity generally showed the behavior as shown in FIG. 2, and the value when the Mooney viscosity became the lowest was adopted as the Mooney Scorch minimum viscosity (Vm).
  • Vm Mooney Scorch minimum viscosity
  • the adhesive rubber layer sheet was obtained by kneading the adhesive rubber layer rubber composition having the composition shown in Table 2 using a Banbury mixer and rolling it to a predetermined thickness with a calendar roll.
  • untreated cotton woven fabric plain weave of cotton yarn 20s / 2, warp yarn 70 yarns / 5 cm, weft yarn 70 yarns / 5 cm
  • RFL liquid latex
  • Resolsin and formalin soaked in the stretch layer composition (black dyeing solution) shown in Table 3 for 10 seconds, treated with a tenter at a wide angle of 120 °, and heat-treated at 150 ° C for 4 minutes. There was.
  • Examples 10 to 17 and Comparative Examples 5 to 7 for a cotton woven fabric and an adhesive rubber layer for forming an stretch layer on the outer periphery of a bladder of a mold (inner mold) provided with an air supply port and a top plate.
  • the sheets are wound in sequence, and the core wire to be the core is spirally wound around the outer peripheral surface of the adhesive rubber layer sheet, and then the compressed rubber layer sheet, the surface layer sheet, and the surface layer knitted fabric are further wound on the core body.
  • the uncrosslinked belt sleeve was formed by sequentially winding (Comparative Example 5 did not wind the surface layer sheet).
  • a cotton woven cloth for forming an extension layer and a sheet for an adhesive rubber layer are sequentially wound around the outer periphery of a bladder of a mold (inner mold) provided with an air supply port and a top plate, and the adhesive rubber layer is formed. After spirally winding the core wire as the core body on the outer peripheral surface of the sheet, the sheet for the compressed rubber layer was further wound on the core body.
  • the mold (inner mold) around which the uncrosslinked belt sleeve is wound by each method is set in the vulcanization mold (outer mold), and while heating with a heating / cooling jacket equipped with a heating / cooling medium introduction port.
  • the bladder was expanded, and the uncrosslinked belt sleeve was pressed against the inner peripheral surface of the vulcanization die to pressurize the vulcanization.
  • the vulcanization conditions were set at 180 ° C., 0.9 MPa, and 30 minutes. At this time, a groove (rib shape) was formed on the outer circumference of the belt sleeve by the vulcanization type uneven portion for molding biting into the belt sleeve from the outer circumference.
  • 6PK980 V-ribbed belt (number of ribs: 6, circumference: 980 mm, belt type: K type, belt thickness: 4.3 mm, rib height: approximately 2 mm, rib pitch: 3 .56 mm), 6 PK1100 V-ribbed belt (number of ribs: 6, circumference: 1100 mm, belt type: K type, belt thickness: 4.3 mm, rib height: about 2 mm, rib pitch: 3.56 mm) was obtained.
  • the 6PK980 V-ribbed belt was manufactured only in Examples 10 to 17 and Comparative Examples 5 to 7.
  • the sound limit angle test includes a drive pulley (Dr.) with a diameter of 101 mm, an idler pulley (IDL1) with a diameter of 70 mm, a misalignment pulley (W / P) with a diameter of 120 mm, and an idler pulley with a diameter of 70 mm (Dr.).
  • IDL2 a tension pulley (Ten) having a diameter of 61 mm, and an idler pulley (IDL3) having a diameter of 70 mm were arranged in this order using a testing machine having a layout shown in FIG.
  • the axis separation (span length) of the idler pulley (IDL1) and the misalignment pulley was set to 135 mm, and all the pulleys were adjusted to be located on the same plane (misalignment angle 0 °).
  • the 6PK1100 V-ribbed belts obtained in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4 and 8 were suspended on each pulley of the testing machine, and the rotation speed of the drive pulley was 1000 rpm and the belt tension was increased under room temperature conditions.
  • Tension is applied so as to be 50 N / Rib, and 5 ml of water is periodically (at intervals of about 30 seconds) injects 5 ml of water onto the friction transmission surface of the V-ribbed belt near the outlet of the drive pulley to perform misalignment (misalignment).
  • the angle (sound limit angle) when the sound (near the entrance of the misalignment pulley) occurs when the belt is run with the pulleys shifted toward each pulley was obtained.
  • the larger the pronunciation limit angle the better the pronunciation resistance.
  • the belt comes off the pulley at around 3 ° (that is, the ribs are displaced), and the power is not transmitted normally.
  • the evaluation of the belt after running is as follows: a drive pulley (Dr.) with an outer diameter of 120 mm, an idler pulley (IDL) with an outer diameter of 85 mm, a driven pulley (Dn.) With an outer diameter of 120 mm, and a tension pulley (Ten.) With an outer diameter of 45 mm.
  • the belt was used after being run by the running tester having the layout shown in FIG. A 6PK1100 V-ribbed belt was hung on each pulley of the testing machine, and the belt was adjusted so that the winding angle of the belt around the idler pulley was 120 °, the winding angle of the belt around the tension pulley was 90 °, and the belt tension was 395N.
  • a sound limit angle test was performed on a belt that had been run for 200 hours with the rotation speed of the drive pulley set to 4900 rpm (the direction of rotation is the direction of the arrow in the figure), the load of the driven pulley set to 8.8 kW, and the atmospheric temperature set to 140 ° C.
  • the water injection resistance sound resistance test was evaluated by running the 6PK980 V-ribbed belts obtained in Examples 10 to 17 and Comparative Examples 5 to 7 with the testing machine shown in the layout shown in FIG.
  • the testing machine includes a drive pulley (Dr.) with a diameter of 140 mm, a tension pulley 1 (Ten. 1) with a diameter of 60 mm, a driven pulley 1 (Dn. 1) with a diameter of 50 mm, and a tension pulley 2 (Ten. 2) with a diameter of 60 mm. And a driven pulley 2 (Dn.2) having a diameter of 111 mm was provided.
  • the rotation speed of the drive pulley was varied at 800 ⁇ 160 rpm.
  • the load of the driven pulley 1 was 16 N ⁇ m, and the load of the driven pulley 2 was no load.
  • the belt tension was 200 N / 6 ribs.
  • Water was intermittently injected from the compression rubber layer side of the belt at the center positions of the drive pulley and the driven pulley 2. Water injection was performed once every 60 seconds (5 seconds). The amount of water injected was 100 cc / sec (500 cc / 5 sec).
  • the test temperature atmospheric temperature
  • was 25 ° C. and the test time was 60 minutes. The presence or absence of abnormal noise during the test was confirmed by hearing.
  • the evaluation of the belt after running is as follows: a drive pulley (Dr.) having a diameter of 55 mm, an idler pulley 1 (Id.1) having a diameter of 65 mm, an idler pulley 2 (Id.2) having a diameter of 55 mm, and a driven pulley (Dn. 2) having a diameter of 55 mm. ) Are arranged in order, and the belt after running on the 4-axis running tester having the layout shown in FIG. 6 was used.
  • a 6PK980 V-ribbed belt is hung on each pulley of the 4-axis running tester, the ambient temperature is 60 ° C, the rotation speed of the drive pulley is 2000 rpm, the idler pulley and driven pulley are unloaded, and the belt tension is 300 N / rib.
  • a water injection resistance sound resistance test was conducted on the belt that had been run for a long time.
  • FIG. 8 shows a drive pulley (Dr.) having an outer diameter of 120 mm, an idler pulley (IDL) having an outer diameter of 85 mm, a driven pulley (Dn.) With an outer diameter of 120 mm, and a tension pulley (Ten.) With an outer diameter of 45 mm arranged in this order.
  • Dr. drive pulley
  • IDL idler pulley
  • Dn. driven pulley
  • Ten. tension pulley
  • the rotation speed of the drive pulley was 4900 rpm (the direction of rotation is the direction of the arrow in the figure), the belt tension was 40 kgf / 3 ribs, the atmosphere temperature was 120 ° C., and the driven pulley was given a load of 12 PS to run for up to 600 hours. .. If an abnormality such as a crack occurred in the rubber layer of the belt before reaching 600 hours, the running was stopped by judging that time as the life. When no failure or abnormality occurred that would reach the end of the running life even after completing 600 hours, the belt was judged to have a running life of 600 hours or more, and was judged to be a belt having excellent crack resistance.
  • the torque cloth obtained by this measurement includes not only the torque cloth caused by the V-ribbed belt but also the torque cloth caused by the bearing of the testing machine. Therefore, a metal belt (material: maraging steel) in which the torque cloth as a belt is considered to be substantially 0 is run in advance, and the difference between the driving torque and the driven torque is obtained as the torque cloth (bearing loss) caused by the bearing. Then, the value obtained by subtracting the torcross (bearing loss) caused by the bearing from the torcross (torcross caused by the belt and the bearing) calculated by running the V-ribbed belt was obtained as the torcross caused by the belt alone.
  • a metal belt material: maraging steel
  • the above-mentioned torcross (bearing loss) is the torcross when the metal belt is run at a predetermined initial tension (for example, when the V-ribbed belt is run at an initial tension of 500 N / one belt, the metal belt is run at this initial tension.
  • the bearing loss will be the bearing loss when it is made to work).
  • Tables 4 to 6 show the evaluation results of Examples and Comparative Examples.
  • Examples 1 to 9 used polyvinylpyrrolidone (PVP) as a pronunciation resistance improving agent.
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • the physical characteristics of the rubber composition alone are grip force (magnitude of friction coefficient), ⁇ -V characteristics (change in ⁇ with increasing sliding speed), internal heat generation, and elastic characteristics. As a result, a high level of sound resistance, transmission performance, transmission efficiency (torcross), and durable life (crack resistance) when exposed to water was secured.
  • the surface layer rubber composition As a rubber composition in which the type of PVP-based resin is changed, with respect to the rubber composition B (Example 1) containing polyvinylpyrrolidone 1 (K value 27.0 to 33.0).
  • Example 2 and 3 using Example 3 the results were the same as those in Example 1.
  • the ratio of PVP to the rubber composition B was varied from 1 part by mass to 25 parts by mass, and the ratio of PVP to the rubber composition B (5 parts by mass; Example 1) was adjusted.
  • Weight-reduced rubber composition E (1 part by mass; Example 4), rubber composition F with increased proportion of PVP (7 parts by mass; Example 5), rubber composition G (10 parts by mass; Example 6), The following tendencies are observed for the rubber composition H (15 parts by mass; Example 7), the rubber composition I (20 parts by mass; Example 8), and the rubber composition J (25 parts by mass; Example 9). It was.
  • Example 1 the effects of the sound resistance improver (PVP) include grip force (magnitude of friction coefficient), ⁇ -V characteristics (change in ⁇ with increasing sliding speed), internal heat generation, and so on. It has an excellent balance of elastic properties, and as a result, a high level of belt performance can be ensured in terms of sound resistance and transmission performance when exposed to water, transmission efficiency (torcross), and durable life (crack resistance).
  • Example 4 (1 part by mass) in which the amount of PVP was reduced, the result was that the balance of each characteristic was excellent as in Example 1.
  • Example 5 (7 parts by mass), Example 6 (10 parts by mass), Example 7 (15 parts by mass), Example 8 (20 parts by mass) in which the amount of PVP was increased with respect to Example 1 (5 parts by mass).
  • Example 9 25 parts by mass
  • the internal heat generation tended to increase as the proportion of PVP increased, but the result was that the balance of each characteristic was excellent as in Example 1. Since the change is slight between Example 8 (20 parts by mass) and Example 9 (25 parts by mass), it can be said that the effect of PVP is saturated at 20 parts by mass (addition of more than that reduces economic efficiency). It can be said). From the above results, it was found that the ratio of PVP is preferably 1 to 20 parts by mass from the viewpoint of the balance of each characteristic and economic efficiency.
  • Comparative Example 4 in which polyvinyl alcohol particles were added as a sound resistance improving agent in the configurations of Examples 1 to 9, a crack occurred in the rubber layer of the belt in the durability running test.
  • Example 17 is an example in which the compressed rubber layer also contains PVP, but the result was the same as that of Example 15. As a result, it was found that even if the compressed rubber layer contains PVP, if it is in a small amount, it does not affect the physical properties of the compressed rubber layer. However, considering economic efficiency, a technique for blending PVP in the compressed rubber layer. It can be said that the significance is small.
  • Comparative Example 5 in which the surface layer does not contain PVP, no abnormal noise was generated during the 60-minute water injection test on the belt before running, but abnormal noise was generated in 45 minutes on the belt after running. did. Further, also in Comparative Example 6 in which a surfactant was used as the sound resistance improving agent and Comparative Example 7 in which polyvinyl alcohol (PVA) was used, no abnormal noise was generated on the belt before running, but after running. Abnormal noise was generated on the belt in a short time.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • a belt having a knitted fabric as the surface layer is more suitable for applications where sound resistance is important, and a surface layer is suitable for applications where fuel efficiency (reduction of torque cross) is important.
  • a belt that does not include knitted fabric is more suitable.
  • Comparative Example 8 shown in Table 6 is an example corresponding to the aspect of Patent Document 3 [a binder resin (polypropylene) is used instead of an elastomer].
  • a binder resin polypropylene
  • Comparative Example 8 since the grip property is inferior to that of Examples 1 to 9 in which the rubber composition for the surface layer contains PVP, it is easy to slip during running and the transmission performance (transmission power at the time of water reception) is improved. It decreased, and even in the endurance running for 600 hours, the life was reached early (280 hours) due to the influence of slip. It has been clarified that the form contained in the rubber composition for the surface layer is superior in gripability to the form in which PVP is fixed with a binder resin, and thus is superior in terms of transmission performance and durability.
  • the friction transmission belt of the present invention can be preferably used as a friction transmission belt such as a flat belt; a wrapped V belt, a low edge V belt, a low edge cogged V belt, and a V ribbed belt.

Abstract

本発明は、少なくとも一部がプーリと接触可能な摩擦伝動面を有し、かつゴム組成物の硬化物で形成された圧縮ゴム層を含む摩擦伝動ベルトであって、前記摩擦伝動面の表面に、ポリビニルピロリドン系樹脂およびエラストマー成分を含むゴム組成物の硬化物を含む表層が積層されている摩擦伝動ベルトに関する。

Description

摩擦伝動ベルト
 本発明は、自動車エンジン補機駆動などに用いられる摩擦伝動ベルト(特に、Vリブドベルト)に関し、詳しくは、伝達能力や省燃費性を維持しつつ、摩擦伝動面の摩擦状態を安定化して耐発音性を向上できる摩擦伝動ベルトに関する。
 ゴム工業分野のなかでも、特に自動車用部品においては高機能、高性能化が望まれている。このような自動車用部品に用いられるゴム製品の一つとして摩擦伝動ベルトがあり、この摩擦伝動ベルトは、例えば、自動車のエアーコンプレッサーやオルタネータなどの補機駆動の動力伝達に広く用いられている。この種のベルトとしては、リブをベルト長手方向に沿って設けたVリブドベルトが知られているが、Vリブドベルトには、伝達能力や省燃費性などのベルト性能に加えて、耐発音性が要求される。
 自動車エンジン等の補機駆動システムにおける耐発音性に関しては、プーリに接するベルト表面(プーリ係合面)の摩擦係数を小さくして、プーリのミスアライメント(軸ずれ)発生時に生じ易い騒音や、スティック-スリップ現象による騒音の改善が課題となっている。
 スティック-スリップ現象とは、摩擦面間に生ずる微視的な摩擦面の付着や、滑りの繰り返しによって引き起こされる自励振動のことで、摩擦係数が滑り速度の増加とともに低下する場合や、静摩擦から動摩擦に移るときの不連続な摩擦低下が生ずる場合などに発生するものである。摩擦伝動ベルトにおいても、プーリと摩擦する伝動面の摩擦係数が高い(特に粘着性が高い)場合は、ベルトとプーリとの摩擦間にて、付着(スティック)と滑り(スリップ)とを繰り返すスティック-スリップ現象(振動)が生じ、付着から滑りへ移行する段階で異音(鳴き音)が生じる。
 さらに、被水時での走行における、スティック-スリップ音の発生も問題となっている。詳しくは、摩擦伝動面の濡れ性が低く、ベルトとプーリ間の水の浸入状態が均一でないと、水が浸入していない箇所(乾燥状態)では摩擦係数が高く、水が浸入した箇所(被水状態)では、部分的に摩擦係数が著しく低下して、摩擦状態が不安定になり、スティック-スリップ音が発生する。
 これまでに、摩擦伝動面に耐発音性を改良するための表層を形成する観点で、被水時の耐発音性を向上(スティック-スリップによる異音を低減)させるベルトが提案されている。
 特許文献1には、圧縮ゴム層の表面に、可塑剤の含有量が相対的に多い表面ゴム層を形成した摩擦伝動ベルトが開示されている。
 また、特許文献2には、伝動面の表面にポリビニルアルコール系樹脂粒子およびポリマー成分を含むゴム組成物で形成された表層が積層された摩擦伝動ベルトが開示されている。
 さらに、特許文献3には、摩擦伝動面に、ポリビニルアルコール系樹脂などの親水性樹脂およびバインダー樹脂を含む表層が被覆された摩擦伝動ベルトが開示されている。
日本国特開2011-190916号公報 日本国特開2016-121806号公報 日本国特開2017-150662号公報
 特許文献1~3では、表層に耐発音性向上剤を含有させることにより、被水時の耐発音性を改良できる。さらに、表層のみに耐発音性向上剤を含有させることで、内部発熱によるエネルギー損失(tanδ)に伴い生じる伝達ロス(トルクロス)を抑制できる。
 また、特許文献1の可塑剤を配合した摩擦伝動ベルトにおいては、摩擦伝動面に滲出した可塑剤によって、摩擦伝動面を形成するゴム(エチレン-α-オレフィンエラストマー)と水との親和性を高めることができ、ベルトとプーリ間の摩擦状態を安定化させ、被水時の耐発音性を向上(スティック-スリップによる異音を低減)できる。
 しかし、その一方で、可塑剤は耐熱性に欠けるため、走行中に摩擦伝動面から消失しやすく、持続的な効果は望めない。
 また、特許文献2および3のポリビニルアルコール系樹脂では、粒径が大きいため、耐亀裂性が低下する。
 従って、本発明の目的は、伝達効率や耐久性を維持しつつ、耐発音性を向上できる摩擦伝動ベルトを提供することにある。
 本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討の結果、少なくとも一部がプーリと接触可能な摩擦伝動面を有し、かつゴム組成物の硬化物で形成された圧縮ゴム層を含む摩擦伝動ベルトにおいて、前記摩擦伝動面の表面に、ポリビニルピロリドン系樹脂およびエラストマー成分を含むゴム組成物の硬化物を含む表層を積層することにより、伝達効率や耐久性を維持しつつ、耐発音性を向上できることを見出し、本発明を完成した。
 すなわち、本発明の摩擦伝動ベルトは、少なくとも一部がプーリと接触可能な摩擦伝動面を有し、かつゴム組成物の硬化物で形成された圧縮ゴム層を含む摩擦伝動ベルトであって、前記摩擦伝動面の表面に、ポリビニルピロリドン系樹脂およびエラストマー成分を含むゴム組成物の硬化物を含む表層が積層されている。前記表層は、前記ポリビニルピロリドン系樹脂および前記エラストマー成分を含む前記ゴム組成物の硬化物で形成されていてもよい。また、前記表層は布帛をさらに含む層であってもよい。前記エラストマー成分はエチレン-α-オレフィンエラストマーを含んでもよい。前記ポリビニルピロリドン系樹脂のK値は10~100であってもよい。前記ポリビニルピロリドン系樹脂の割合は前記エラストマー成分100質量部に対して1~20質量部であってもよい。前記表層を形成するための前記ゴム組成物はバインダー樹脂を含まないのが好ましい。前記圧縮ゴム層を形成するための前記ゴム組成物は、ポリビニルピロリドン系樹脂を含んでいなくてもよい。前記摩擦伝動ベルトは、VリブドベルトまたはローエッジVベルトであってもよい。
 本発明では、少なくとも一部がプーリと接触可能な摩擦伝動面を有し、かつゴム組成物の硬化物で形成された圧縮ゴム層を含む摩擦伝動ベルトにおいて、前記摩擦伝動面の表面に、ポリビニルピロリドン系樹脂およびエラストマー成分を含むゴム組成物の硬化物を含む表層が積層されているため、摩擦伝動ベルトの伝達効率や耐久性などのベルト性能を維持しつつ、耐発音性を向上できる。
図1は、本発明の摩擦伝動ベルトの一例を示す概略断面図である。 図2は、ムーニースコーチ最低粘度(Vm)の測定方法を説明するためのムーニー粘度の挙動を示すグラフである。 図3は、実施例1~9、比較例1~4および8で得られたベルトのミスアライメント発音試験のレイアウトを示す概略図である。 図4は、実施例1~9、比較例1~4および8で得られたベルトの走行後のミスアライメント発音試験をするための走行試験のレイアウトを示す概略図である。 図5は、実施例10~17および比較例5~7で得られたベルトの耐注水発音性試験のレイアウトを示す概略図である。 図6は、実施例10~17および比較例5~7で得られたベルトの走行後の耐注水発音性試験をするための走行試験のレイアウトを示す概略図である。 図7は、実施例および比較例で得られたベルトの伝達性能試験のレイアウトを示す概略図である。 図8は、実施例および比較例で得られたベルトの耐久走行試験のレイアウトを示す概略図である。 図9は、実施例および比較例で得られたVリブドベルトの伝達ロスを測定するための二軸走行試験のレイアウトを示す概略図である。
 [表層]
 本発明の摩擦伝動ベルトは、少なくとも一部がプーリと接触可能な摩擦伝動面を有する圧縮ゴム層を含み、前記摩擦伝動面の表面にポリビニルピロリドン系樹脂およびエラストマー成分を含むゴム組成物の硬化物を含む表層が積層されている。前記摩擦伝動面は、表層を介してプーリと接触可能である。この表層は、ポリピロリドン系樹脂とエラストマー成分との組み合わせを含むことにより前述のような効果を奏する。効果が発現するメカニズムの詳細は不明であるものの、事後的に分析すると以下のように推定できる。
 まず、被水時の発音は、ベルトとプーリとの間に水が浸入した場合に、プーリとの接触面において、水が浸入していない箇所(乾燥状態)では摩擦係数が高いままで、水が浸入した箇所(被水状態)だけ部分的に摩擦係数が著しく低下すること、すなわち、プーリとの接触面に乾燥状態と被水状態とが混在することが原因で生じる。この現象は、従来から、被水走行における滑り速度(V)と摩擦係数(μ)との関係(μ-V特性)の測定が指標とされており、滑り速度の増加とともに摩擦係数が低下する場合に、スティック-スリップ音が生じる。
 そのため、当業者の間では、耐発音性として、被水時でもプーリとの接触面に乾燥状態と被水状態とが混在しない状態にすることを目指し、プーリとの接触面全体に対して、親水性を高めて濡れ性を向上させる(全体を濡れた状態にする)という方法が用いられている。接触面全体を被水状態にすることで表面の摩擦状態が安定し、μ-V特性(摩擦係数-滑り速度曲線の傾きであり、被水時の滑り速度Vに対する摩擦係数μの変化)において、滑り速度を増加しても摩擦係数が低下しない状態になり、発音を抑制することが目的である。従来の耐発音性向上剤(可塑剤、界面活性剤、水溶性高分子など)は、このような思想に基づき、プーリとの接触面全体の親水性を高めて濡れ性(全体を濡れた状態にする)を向上することで、滑り速度の変化に対する摩擦係数μの変化を小さくするための処方といえる。
 例えば、液状の可塑剤の場合は、ゴム層の内部からプーリとの接触面にブリードして存在し、被水すると接触面全体に均一な水膜を形成し、滑り速度が増加しても摩擦係数μの低下が抑制され、耐発音性向上の効果が得られる。しかし、この状態は、下記(1)~(3)の欠点を有している。
 (1)摩擦係数μ自体が下がることでグリップ力が低下し、伝達性能が低下(スリップロス増加)する
 (2)液状であるため、接触面への供給や放散の影響で、接触面での機能の持続性に限りがある
 (3)可塑剤や界面活性剤の添加は、ゴムの物性(弾性率)の低下、内部発熱の増加(トルクロスの増加)が生じる。
 一方、固体の水溶性高分子の場合は、粒子として接触面に存在し、被水して少しずつ溶解することで均一な水膜を形成する。そのため、可塑剤のような上記欠点は生じない。
 しかし、固体の水溶性高分子の中では、ポリビニルアルコール(PVA)系樹脂は、粒子径が大きいため、長期的に使用すると、溶出したPVA部分が窪みとなって欠陥が生じたり、ゴム層とPVA粒子と界面から亀裂が発生しやすくなるという欠点を有している。
 これに対して、ポリビニルピロリドン(PVP)系樹脂は、PVAよりも粒子径が小さいため、さらに耐亀裂性も改善できる。そのため、本発明では、PVP系樹脂を用いることによって、前記効果、すなわち詳細には下記(1)~(5)の効果を発現できる。
 (1)被水時の耐発音性(滑り速度が増加しても摩擦係数が低下しにくい)
 (2)耐発音効果の持続性(効果が長時間持続される)
 (3)高いグリップ性、すなわち高い伝達性能を維持できる(スリップロスが少ない)
 (4)ゴムの物性(弾性率)低下、内部発熱の増加(トルクロスの増加)が生じない
 (5)耐亀裂性に優れ、耐久寿命が長い。
 表層は、プーリと接触可能な摩擦伝動面に積層されていればよいが、生産性などの点から、圧縮ゴム層の表面全体(露出した表面全体)に積層されていてもよい。
 (エラストマー成分)
 表層を形成するためのゴム組成物(硬化性ゴム組成物)は、エラストマー成分を含む。エラストマー成分としては、加硫または架橋可能なゴムを用いてもよく、例えば、ジエン系ゴム[天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(ニトリルゴム)、水素化ニトリルゴムなど]、エチレン-α-オレフィンエラストマー、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。これらのエラストマー成分は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、耐オゾン性、耐熱性、耐寒性、耐候性に優れ、ベルト重量を低減できる点から、エチレン-α-オレフィンエラストマーが好ましい。
 エチレン-α-オレフィンエラストマーは、構成単位として、エチレン単位、α-オレフィン単位を含んでいればよく、ジエン単位をさらに含んでいてもよい。そのため、エチレン-α-オレフィンエラストマーには、エチレン-α-オレフィン共重合体ゴム、エチレン-α-オレフィン-ジエン三元共重合体ゴムなどが含まれる。
 α-オレフィン単位を形成するためのα-オレフィンとしては、例えば、プロピレン、ブテン、ペンテン、メチルペンテン、ヘキセン、オクテンなどの鎖状α-C3-12オレフィンなどが挙げられる。これらのα-オレフィンのうち、プロピレンなどのα-C3-4オレフィン(特にプロピレン)が好ましい。
 ジエン単位を形成するためのジエンモノマーとしては、通常、非共役ジエン系単量体が利用される。非共役ジエン系単量体としては、例えば、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例示できる。これらのジエンモノマーのうち、エチリデンノルボルネン、1,4-ヘキサジエン(特に、エチリデンノルボルネン)が好ましい。
 代表的なエチレン-α-オレフィンエラストマーとしては、例えば、エチレン-プロピレン共重合体(EPM)、エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体(EPDM)などが挙げられる。
 これらのエチレン-α-オレフィンエラストマーは、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、ジエン単位による架橋効率に優れる点から、エチレン-α-オレフィン-ジエン三元共重合体ゴムが好ましく、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体(EPDM)が特に好ましい。
 エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体において、エチレンとプロピレンとの割合(質量比)は、前者/後者=35/65~90/10、好ましくは40/60~80/20、さらに好ましくは45/55~70/30、最も好ましくは50/50~60/40であってもよい。
 エチレン-α-オレフィンエラストマー(特に、EPDMなどのエチレン-α-オレフィン-ジエン三元共重合体ゴム)のジエン含量は10質量%以下(例えば0.1~10質量%)であってもよく、好ましくは7質量%以下(例えば0.3~7質量%)、さらに好ましくは5質量%以下(例えば0.5~5質量%)、最も好ましくは3質量%以下(例えば1~3質量%)である。本発明では、主鎖に二重結合を有していないエラストマー成分を用いることにより耐熱性を向上させているが、側鎖として導入するジエン単位による二重結合も少量に抑制することにより、高度な耐熱性を担保できる。ジエン含量が多すぎると、高度な耐熱性が担保できない虞がある。
 なお、本願において、ジエン含量は、エチレン-α-オレフィンエラストマーを構成する全単位中のジエンモノマー単位の質量割合を意味し、慣用の方法により測定できるが、モノマー比であってもよい。
 未加硫のエチレン-α-オレフィンエラストマーのムーニー粘度[ML(1+4)125℃]は80以下であってもよく、ゴム組成物のVmを調整し、カーボンブラックの分散性を向上できる点から、例えば10~80、好ましくは20~70、さらに好ましくは30~50、最も好ましくは35~45である。ムーニー粘度が高すぎると、ゴム組成物の流動性が低下して、混練りにおける加工性が低下する虞がある。
 なお、本願において、ムーニー粘度は、JIS K 6300-1(2013)に準じた方法で測定でき、試験条件は、L形ロータを使用し、試験温度125℃、予熱1分、ロータ作動時間4分である。
 エラストマー成分中のエチレン-α-オレフィンエラストマーの割合は50質量%以上であればよく、好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上であり、最も好ましくは100質量%(エチレン-α-オレフィンエラストマーのみ)である。エラストマー成分中のエチレン-α-オレフィンエラストマーの割合が少なすぎると、耐熱性および耐寒性が低下する虞がある。
 (ポリビニルピロリドン系樹脂)
 前記ゴム組成物は、エラストマー成分に加えて、ポリビニルピロリドン(PVP)系樹脂をさらに含む。
 PVP系樹脂は、主要な構成単位としてN-ビニル-2-ピロリドン単位を含んでいればよく、他の共重合性単位をさらに含んでいてもよい。
 他の共重合性単位を形成するための単量体としては、例えば、オレフィン類(エチレン、プロピレン、1-ブテン、イソブテン、1-ヘキセンなどのα-C2-10オレフィンなど)、不飽和カルボン酸類[(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチルなどの(メタ)アクリル酸C1-6アルキルエステル、(無水)マレイン酸など]、脂肪酸ビニルエステル類(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、クロトン酸ビニルなど)、ビニルエーテル類(メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテルなどのC1-6アルキルビニルエーテル類、エチレングリコールビニルエーテル、1,3-プロパンジオールビニルエーテル、1,4-ブタンジオールビニルエーテルなどのC2-6アルカンジオール-ビニルエーテルなど)、不飽和スルホン酸類(エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸など)などが挙げられる。これらの単量体は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチルなどの不飽和カルボン酸類、酢酸ビニルなどの脂肪酸ビニルエステル類が好ましい。
 PVP系樹脂において、N-ビニル-2-ピロリドン単位の割合は、例えば、樹脂中50質量%以上(例えば70~98質量%)、好ましくは80質量%以上(例えば80~95質量%)、さらに好ましくは90質量%以上であり、最も好ましくは100質量%である。
 PVP系樹脂は、慣用の変性体や誘導体であってもよい。また、PVP系樹脂の形態は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
 PVP系樹脂のK値は、特に限定されないが、ベルトの耐久性や耐発音性を向上できる点から、例えば10~100、好ましくは15~99、さらに好ましくは17~98、より好ましくは20~97、最も好ましくは22.5~96である。K値が小さすぎると、ベルトの耐久性や動力伝達性が低下する虞があり、逆に大きすぎると、耐発音性が低下する虞がある。
 なお、本願において、K値は、分子量と相関する粘性特性値であり、毛細管粘度計により測定される相対粘度値(25℃)を下記のFikentscherの式に適用して計算できる。
 K=(1.5logηrel-1)/(0.15+0.003c)+[300clogηrel+(c+1.5clogηrel1/2/(0.15c+0.003c
[式中、ηrel:PVP系樹脂水溶液の水に対する相対粘度、c:PVP系樹脂水溶液中のPVP系樹脂濃度(質量%)]
 PVP系樹脂の割合は、エラストマー成分100質量部に対して0.1~25質量部程度の範囲から選択でき、例えば0.1~20質量部、好ましくは0.5~15質量部、さらに好ましくは1~10質量部、より好ましくは2~8質量部、最も好ましくは3~7質量部である。特に、高度な伝達効率などのベルト性能と耐発音性とを両立できる観点から、PVP系樹脂の割合は、エラストマー成分100質量部に対して1~20質量部が好ましく、さらに好ましくは2~15質量部、より好ましくは3~10質量部である。PVP系樹脂の割合が少なすぎると、被水時の耐発音性が低下する虞があり、逆に多すぎると、表層の機械的強度が低下する虞がある。
 (架橋剤)
 前記ゴム組成物は、エラストマー成分およびPVP系樹脂に加えて、慣用の架橋剤(または加硫剤)をさらに含んでいてもよい。エラストマー成分がエチレン-α-オレフィンエラストマーである場合、架橋剤は、有機過酸化物、硫黄系加硫剤であってもよい。
 有機過酸化物としては、例えば、ジアシルパーオキサイド(ジラウロイルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイドなど)、パーオキシケタール[1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2-ジ(t-ブチルパーオキシ)ブタンなど]、アルキルパーオキシエステル(t-ブチルパーオキシベンゾエートなど)、ジアルキルパーオキサイド[ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t-ブチル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、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3、1,1-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、1,3-ビス(2-t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5-ジ-メチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサンなど]、パーオキシカーボネート(t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t-ブチルパーオキシ-2-エチル-ヘキシルカーボネート、t-アミルパーオキシ-2-エチル-ヘキシルカーボネートなど)などが挙げられる。これらの有機過酸化物は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、1,3-ビス(2-t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンなどのジアルキルパーオキサイドが好ましい。
 硫黄系加硫剤としては、例えば、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、塩化硫黄(一塩化硫黄、二塩化硫黄など)などが挙げられる。
 これらの架橋剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、有機過酸化物を含む架橋剤が好ましい。
 加硫剤または架橋剤(特に、有機過酸化物)の割合は、エラストマー成分100質量部に対して、例えば0.1~30質量部、好ましくは1~20質量部、さらに好ましくは3~10質量部、最も好ましくは4~6質量部である。
 (補強剤)
 前記組成物は、エラストマー成分およびPVP系樹脂に加えて、補強剤をさらに含んでいてもよい。補強剤としては、例えば、カーボンブラック、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、短繊維などが挙げられる。これらの補強剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、カーボンブラック、シリカが好ましく、カーボンブラックが特に好ましい。
 補強剤の割合は、エラストマー成分100質量部に対して、例えば10~200質量部、好ましくは20~150質量部、さらに好ましくは30~100質量部、最も好ましくは50~80質量部である。
 (他の成分)
 前記ゴム組成物は、ゴムの配合剤として利用される慣用の添加剤をさらに含んでいてもよい。慣用の添加剤としては、例えば、共架橋剤(ビスマレイミド類など)、加硫助剤または加硫促進剤(チウラム系促進剤など)、加硫遅延剤、金属酸化物(酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウムなど)、軟化剤(パラフィンオイルや、ナフテン系オイル等のオイル類など)、加工剤または加工助剤(ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、ワックス、パラフィン、脂肪酸アマイドなど)、シランカップリング剤、老化防止剤(酸化防止剤、熱老化防止剤、屈曲き裂防止剤、オゾン劣化防止剤など)、着色剤、粘着付与剤、安定剤(紫外線吸収剤、熱安定剤など)、難燃剤、帯電防止剤などが挙げられる。これらの添加剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。なお、金属酸化物は架橋剤として作用してもよい。
 慣用の添加剤の合計割合は、エラストマー成分100質量部に対して、例えば5~50質量部、好ましくは10~30質量部、さらに好ましくは15~25質量部である。
 なお、表層を形成するための前記ゴム組成物は、バインダー樹脂を実質的に含まないのが好ましく、バインダー樹脂を含まないのが特に好ましい。前記バインダー樹脂は、例えば、ポリオレフィン、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂およびポリウレタン系樹脂からなる群より選択された少なくとも1種の熱可塑性樹脂であってもよい。特に、前記バインダー樹脂は、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンであってもよい。
 (表層の構造)
 表層は、前記ゴム組成物の硬化物(硬化ゴム組成物)で形成された単一構造(硬化ゴム組成物単独で形成された均質構造)であってもよく、硬化ゴム組成物に加えて布帛をさらに含む複合構造(硬化ゴム組成物と布帛とを含む複合構造)であってもよい。表層の構造としては、高度な伝達効率(省燃費性)が要求される用途では単一構造が好ましく、高度な耐発音性が要求される用途では複合構造が好ましい。
 (複合構造を有する表層)
 表層が複合構造を有する場合、複合構造は、圧縮ゴム層の上に積層された硬化ゴム組成物で形成されたゴム層と、このゴム層の上に積層され、かつ布帛に硬化ゴム組成物が浸透したゴム繊維混合層(布帛と、この布帛を構成する繊維間に浸透したゴム組成物とで形成された最表面層)との二層構造であってもよい。このような二層構造を有する表層では、表層の表面側にあるゴム繊維混合層において、布帛の組織内(繊維と繊維との間)にゴム組成物が浸透(浸入)して、繊維の間で布帛を強固に固定または結合している。そのため、布帛の繊維間に浸透したゴム組成物によって、単一構造を有する表層と同様に、ポリビニルピロリドン系樹脂とエラストマー成分との組み合わせによる効果が発現する。さらに、このような二層構造を有する表層では、耐発音性だけでなく、布帛の耐摩耗性を向上でき、その結果、表層が担う効果(耐発音性)を長期に亘って持続できる。すなわち、ゴム組成物が布帛(編布など)の繊維間に侵入して布帛の繊維を保持(または繊維と結合)して布帛を強固に固定または結合しているためか、布帛(編布など)の繊維が摩擦伝動面から脱落するのを抑制し、耐摩耗性を向上させていると推測できる。
 前記二層構造を有する表層は、耐発音性を向上できる点から、ゴム繊維混合層を構成する布帛の組織内にゴム組成物が略均等に浸透し、かつゴム繊維混合層の表面にゴム組成物が実質的に滲出していないのが好ましく、ゴム繊維混合層を構成する布帛の組織内にゴム組成物が均等に浸透し、かつゴム繊維混合層の表面にゴム組成物が滲出していないのが特に好ましい。すなわち、ゴム繊維混合層の表面には、硬化ゴム組成物単独で形成された層(滲出したゴム組成物で形成された薄肉層)が実質的に形成されていないのが好ましく、前記薄肉層が形成されていないのが特に好ましい。
 前記二層構造を有する表層において、ゴム繊維混合層の平均厚みは、ゴム層の平均厚みに対して、例えば0.25~4倍、好ましくは0.5~2倍、さらに好ましくは0.8~1.2倍である。
 (布帛)
 複合構造を有する表層において、布帛(布帛層)としては、織物(織布)、編物(編布)、不織布などの繊維部材が利用でき、編布(または帆布)を使用する場合が多い。編布は、吸水性繊維および/または非吸水性繊維で形成でき、被水時の耐発音性を向上できる点から、吸水性繊維(または親水性繊維)と非吸水性繊維とで形成された編布(例えば、日本国特開2016-70494号公報に記載の編布)であってもよい。
 吸水性繊維もしくは親水性繊維(または吸水性糸を含む繊維)としては、例えば、ビニルアルコール系繊維(ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体の繊維、ビニロンなど)、ポリアミド繊維(ポリアミド6繊維、ポリアミド66繊維、ポリアミド46繊維などの脂肪族ポリアミド繊維など)、セルロース系繊維[セルロース繊維(綿、麻などの植物、動物又はバクテリアなどに由来するセルロース繊維)、レーヨン、アセテートなどセルロース誘導体の繊維]、動物由来の繊維(羊毛、絹など)などが挙げられる。これらの吸水性繊維は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらの吸水性繊維のうち、セルロース繊維(特に、綿繊維)が好ましい。
 セルロース系繊維はスパン糸であってもよい。セルロース系繊維の太さ(番手)は、例えば5~100番手、好ましくは10~80番手、さらに好ましくは20~70番手(特に30~50番手)程度である。太さが小さすぎると、編布の機械的特性が低下する虞があり、大きすぎると、吸水性が低下する虞がある。好ましいセルロース系繊維はセルロース繊維である。
 非吸水性繊維としては、例えば、ポリオレフィン繊維(ポリエチレン繊維(高強力ポリエチレン繊維を含む)、ポリプロピレン繊維など)、非吸水性ポリアミド繊維(アラミド繊維などの芳香族ポリアミド繊維など)、アクリル繊維、ポリエステル繊維[ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、ポリプロピレンテレフタレート(PPT)繊維、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)繊維、ポリブチレンテレフタレート(PBT)繊維、ポリエチレンナフタレート(PEN)繊維などのC2-4アルキレンC6-14アリレート系繊維、ポリアリレート系繊維など]、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)繊維、ポリウレタン繊維などの合成繊維;炭素繊維などの無機繊維が挙げられる。これらの非吸水性繊維は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらの非吸水性繊維のうち、複合繊維(複合糸)、例えば、合成繊維同士の複合繊維(合成繊維の複合糸)であってもよく、編布の耐摩耗性を向上させるとともに、摩擦伝動面(または編布の表面)にゴムが滲出するのを抑制するためには、断面の嵩を大きくした嵩高加工糸又は嵩高複合糸(PTT/PETコンジュゲート糸などのポリエステル系複合糸など)が好ましい。
 非吸水性繊維の繊度は、例えば、20~600dtex、好ましくは50~300dtex、さらに好ましくは60~200dtex(特に70~100dtex)程度であってもよい。
 布帛(編布など)は、少なくとも吸水性繊維(特に、セルロース系繊維)を含むのが好ましい。非吸水性繊維の割合は、吸水性繊維100質量部に対して、例えば200質量部以下(例えば0~200質量部)の範囲から選択してもよく、例えば1~100質量部、好ましくは3~80質量部(例えば5~50質量部)、さらに好ましくは10~40質量部(特に20~30質量部)程度であってもよい。非吸水性繊維の割合が多すぎると、編布の吸水性が低下し、被水時の耐発音性が低下する虞がある。
 編布の構造は、特に限定されず、慣用の構造を利用でき、単層の緯編[例えば、平編(天竺編)を編組織とする緯編]、多層編布[例えば、鹿の子編(鹿の子編を編組織とする緯編)など]が好ましく、多層編布が特に好ましい。多層編布において、編布の層の数は、例えば、2~5層、好ましくは2~4層、さらに好ましくは2層または3層であってもよい。
 なお、編布の繊維または糸の密度は、例えば、ウェール方向およびコース方向で、それぞれ30本/インチ以上(例えば32~70本/インチ、好ましくは34~60本/インチ、さらに好ましくは35~55本/インチ)であってもよい。また、合計で60本/インチ以上(例えば62~120本/インチ、好ましくは70~115本/インチ、さらに好ましくは80~110本/インチ、特に90~105本/インチ)であってもよい。
 さらに、布帛または繊維部材(例えば、合成繊維として嵩高加工糸などの複合糸を編成した編布)の嵩高さの範囲は、ゴムの滲出を抑制できる範囲で選択でき、例えば2~4.5cm/g(例えば2.2~4cm/g)、好ましくは2.3~3.8cm/g(例えば2.4~3.5cm/g)、さらに好ましくは2.5~3.3cm/g程度であってもよい。なお、嵩高さ(cm/g)は、編布の厚み(cm)を単位面積当たりの質量(g/cm)で除算することにより算出できる。
 布帛(編布など)の目付は、例えば50~500g/m、好ましくは80~400g/m、さらに好ましくは100~350g/m程度であってもよい。
 布帛(編布など)の厚み(平均厚み)は0.1~5mm程度の範囲から選択でき、例えば0.3~3mm(例えば0.4~2mm)、好ましくは0.5~1.5mm(特に0.7~1.2mm)程度であってもよい。
 摩擦伝動面に対する接着性を向上させるため、布帛(編布など)には、必要に応じて、接着処理を施してもよい。接着処理により、摩擦伝動面(動力伝達面)の耐摩耗性を向上させることもできる。接着処理としては、例えば、接着性成分[例えば、エポキシ化合物、イソシアネート化合物]を有機溶媒(トルエン、キシレン、メチルエチルケトンなど)に溶解した処理液に浸漬した後、加熱乾燥する方法;レゾルシン-ホルマリン-ラテックス液(RFL処理液)に浸漬した後、加熱乾燥する方法などが挙げられる。これらの方法は、単独でまたは組み合わせて行うことができ、処理順序や処理回数も限定されない。例えば、エポキシ化合物および/またはイソシアネート化合物で前処理した後、RFL処理液に浸漬した後、加熱乾燥してもよい。
 (イソシアネート化合物)
 少なくともイソシアネート化合物(ポリイソシアネート化合物)で布帛を処理(含浸又は付着処理)すると、ゴム組成物との接着性、布帛の耐摩耗性が向上し、耐発音性を長期に亘って持続させることができる。特に、表層のゴム成分および/または布帛の繊維(セルロース系繊維などの吸水性または親水性繊維)が、イソシアネート化合物に対する反応性官能基(例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基などの活性水素原子を有する有機基)を有していると、布帛をイソシアネート化合物で処理することにより、布帛自体の機械的特性およびゴム成分との接着性、摩擦伝動ベルトの耐摩耗性および耐久性をさらに向上でき、長期に亘り耐発音性を持続できる。なお、帆布処理剤として汎用されているレゾルシン-ホルマリン-ラテックス液(RFL液)および/またはエポキシ樹脂と組み合わせて、イソシアネート化合物で布帛を処理してもよいが、前記RFL液および/またはエポキシ樹脂で処理しなくても、前記接着性や機械的特性を向上できる。
 イソシアネート化合物は、反応性のイソシアネート基を有していればよく、通常、1分子中に複数のイソシアネート基を有するポリイソシアネート(例えば、ジイソシアネート)を用いる場合が多い。ポリイソシアネートとしては、例えば、脂肪族ポリイソシアネート[プロピレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、リジンジイソシアネート(LDI)などのジイソシアネート;1,6,11-ウンデカントリイソシアネートメチルオクタン、1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネートなどのトリ又はポリイソシアネート]、脂環族ポリイソシアネート[シクロヘキサン1,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水添キシリレンジイソシアネート、水添ビス(イソシアナトフェニル)メタンなどのジイソシアネート;ビシクロヘプタントリイソシアネートなどのトリ又はポリイソシアネートなど]、芳香族ポリイソシアネート[フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ビス(イソシアナトフェニル)メタン(MDI)、トルイジンジイソシアネート(TODI)、1,3-ビス(イソシアナトフェニル)プロパンなどのジイソシアネート;トリ又はポリイソシアネート]などが挙げられる。
 ポリイソシアネートは、多量体(二量体や三量体、四量体など)、アダクト体、変性体(ビウレット変性体、アロハネート変性体、ウレア変性体など)などの誘導体や、複数のイソシアネート基を有するウレタンオリゴマーなどであってもよい。ポリイソシアネートの変性体又は誘導体としては、例えば、ポリイソシアネート(ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネートなど)と多価アルコール(トリメチロールプロパンやペンタエリスリトールなど)とのアダクト体、前記ポリイソシアネートのビウレット体、前記ポリイソシアネート(例えば、脂肪族ポリイソシアネート)の多量体(例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体などのイソシアヌレート環を有するポリイソシアネートなど)などが例示できる。
 これらのイソシアネート化合物は単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのイソシアネート化合物(特に、ポリイソシアネート)のうち、脂肪族ポリイソシアネート又はその誘導体(例えば、HDIまたはその三量体など)、芳香族ポリイソシアネート(TDI、MDIなど)などが汎用される。
 さらに、イソシアネート化合物は、遊離のイソシアネート基を有する汎用のイソシアネート化合物(ブロック剤で保護されていないイソシアネート化合物)であってもよいが、イソシアネート基がブロック剤で保護された熱反応型イソシアネート化合物(またはブロックドポリイソシアネート)を用いるのが好ましい。熱反応型イソシアネート化合物を用いると、ベルトの成形過程では、イソシアネート基がブロック剤で保護されているため、不活性であり、硬化に関与しないため、布帛の伸縮性(成形性)を阻害せず、ベルトの加硫過程では、ブロック剤が解離し、イソシアネート基が活性化して布帛の反応基と反応して硬化し、耐摩耗性を高めることができる。そのため、熱反応型イソシアネート化合物を用いると、ベルトの生産性を低下させることなく、布帛の接着性、摩擦伝動ベルトの耐摩耗性および耐久性を向上でき、被水時の耐発音性を長期に亘って持続できる。さらに、イソシアネート化合物を含む水系の浸漬液は、前記RFL液と比較して調液が簡単であり、環境負荷も小さい。
 熱反応型イソシアネート化合物としては、慣用の熱反応型ポリイソシアネートが利用できる。前記ブロック剤(保護剤)としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのC1-24モノアルコール類またはそのアルキレンオキサイド付加物(例えば、エチレンオキサイドなどのC2-4アルキレンオキサイド付加物);フェノール、クレゾール、レゾルシンなどのフェノール類;アセトキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサンオキシムなどのオキシム類;ε-カプロラクタム、バレロラクタムなどのラクタム類;ジブチルアミン、エチレンイミンなどの第2級アミン類などが挙げられる。これらのブロック剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、オキシム類やラクタム類などが汎用される。熱反応型イソシアネート化合物の形態は特に制限されず、液体状、粉末状の形態であってもよく、水性または有機溶媒を含む形態(水性溶液または分散液,有機溶媒溶液などの形態)であってもよい。
 イソシアネート化合物(熱反応型イソシアネート化合物など)のイソシアネート基の含有率は、特に限定されず、例えば1~50質量%、好ましくは3~40質量%、さらに好ましくは5~30質量%程度であってもよい。
 熱反応型イソシアネート化合物の解離温度(ブロック剤が解離して、活性イソシアネート基が再生する温度)は、ゴム成分の加硫工程の前のベルト成形工程での加熱温度以上(通常、浸漬によって液状組成物が含浸した布帛の乾燥温度以上)であり、ゴム成分の加硫温度以下であればよい。解離温度が高いと、乾燥温度を高くできるため、生産性を向上できる。前記解離温度は、例えば120℃以上(好ましくは150℃以上、さらに好ましくは180℃以上)であってもよく、例えば120~250℃(例えば150~240℃)、好ましくは160~230℃(例えば170~220℃)、さらに好ましくは175~210℃(特に180~200℃)程度であってもよい。解離温度が低すぎると、乾燥温度を高くできないため、乾燥に時間がかかり、生産性が低下する虞がある。
 イソシアネート化合物の存在形態は、布帛を形成する繊維の少なくとも一部を被覆または付着する形態であればよい。イソシアネート化合物の分布領域は、布帛の表面、布帛の内部の繊維間のいずれであってもよいが、耐摩耗性を向上させるためには、布帛の内部の繊維間(絡み合った多孔質構造)も含めて布帛全体に亘って略均一(特に、均一)に分布して存在するのが好ましい。なお、イソシアネート化合物を含む液状組成物中に布帛を浸漬することにより、布帛の全体に亘りイソシアネート化合物を容易かつ均一に分布させることができる。
 イソシアネート化合物の割合は、布帛中1~30質量%程度であってもよく、布帛の柔軟性を維持しつつ、接着性および耐摩耗性を高めて被水時の耐発音性を長期に亘って持続する観点から、例えば3~20質量%、好ましくは5~18質量%(例えば7~15質量%)、さらに好ましくは10~15質量%(例えば11~13質量%)程度であってもよい。イソシアネート化合物の割合が少なすぎると、接着性および耐摩耗性がさほど改善されず、被水時の耐発音性が低下する虞があり、逆に多すぎると、布帛やベルトの柔軟性が低下する虞がある。
 なお、布帛(編布など)は、繊維表面または繊維内部に、慣用の添加剤、例えば、界面活性剤、分散剤、フィラー、着色剤、安定剤、表面処理剤、レベリング剤などを含んでいてもよい。これらの添加剤も単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。添加剤の割合は、布帛(編布など)全体に対して10質量%以下、例えば0.01~5質量%、好ましくは0.1~3質量%、さらに好ましくは0.5~2質量%程度であってもよい。また、界面活性剤の処理量(含有量)は、布帛1mあたり、0.1~200g(例えば1~150g)、好ましくは3~100g(例えば、5~60g)程度であってもよい。
 (表層の特性)
 表層に含まれるゴム組成物は、ムーニースコーチ最低粘度Vmが50~110の範囲に調整されたゴム組成物(温度125℃で測定したときのVmが所定の範囲に調整されたゴム組成物)で形成されていてもよい。具体的には、前記Vmは50~130(例えば55~120)の範囲から選択でき、例えば57~115(例えば60~110)、好ましくは65~100程度であってもよい。特に、表層が複合構造を有する場合、表層がこのようなゴム組成物を含むと、ゴム組成物が布帛を完全に透過しない(表面に滲出しない)程度に、布帛の組織内(繊維と繊維との間)に浸透して布帛を強固に固定または結合することで、表層が担う効果(耐発音性)を長期に亘って持続できる。また、布帛の組織内(繊維と繊維との間)に均等に浸透してポリビニルピロリドン系樹脂を含むゴム組成物が摩擦伝動面に配置されることにより、被水時の耐発音性が持続できる。
 なお、複合構造を有する表層の場合、ゴム組成物のVmが高すぎると、ゴム組成物の流動性が低下し、布帛への浸透性が低下して上記の効果が低下するとともに、表層の成形性が低下する虞がある。Vmが低すぎると、ゴム組成物の流動性が高いため、ゴム組成物が布帛(編布など)の組織を透過して摩擦伝動面に滲出し易くなり、耐発音(滲み出たゴムの粘着摩耗による発音)性が低下する虞がある。
 本願において、ムーニースコーチ最低粘度Vmは、JIS K6300-1(2013)のムーニースコーチ試験に準じて測定でき、詳細には、後述する実施例に記載の方法で測定できる。
 前記ゴム組成物の硬化物(架橋体)は、内部の損失正接(tanδ)が低く、例えば0.08~0.17、好ましくは0.09~0.165、さらに好ましくは0.1~0.16、より好ましくは0.11~0.15、最も好ましくは0.12~0.15である。tanδが高すぎると、内部発熱が大きくなり、エネルギーロス(伝達ロス)が多くなる虞がある。
 なお、本願において、損失正接(tanδ)は、後述する実施例に記載の方法で測定でき、圧延方向と垂直な方向(反列理方向)の損失正接を測定する。また、短繊維が所定の方向に配列した硬化物では、短繊維の配列方向(列理方向)と垂直な方向(反列理方向)の損失正接を測定する。
 単一構造を有する表層の厚み(平均厚み)は、例えば100~1500μm、好ましくは150~800μm、さらに好ましくは200~600μm程度である。単一構造を有する表層の厚み(平均厚み)は、圧縮ゴム層全体の平均厚み(リブ部頂点での平均厚み)に対して1~50%程度の範囲から選択でき、例えば2~40%、好ましくは3~35%(例えば4~30%)、さらに好ましくは5~25%(特に10~20%)程度である。表層の厚みが薄すぎると、耐発音性を向上する効果が低下する虞があり、耐発音性の耐久性も低下する虞がある。一方、表層の厚みが厚すぎると、圧縮ゴム層の力学特性が低下する虞がある。
 複合構造を有する表層の厚み(平均厚み)は、例えば150~1500μm、好ましくは200~1000μm、さらに好ましくは300~700μm程度である。複合構造を有する表層の厚み(平均厚み)は、圧縮ゴム層全体の平均厚み(リブ部頂点での平均厚み)に対して1~50%程度の範囲から選択でき、例えば5~45%、好ましくは10~40%(例えば15~35%)、さらに好ましくは20~30%(特に22~28%)程度である。表層の厚みが薄すぎると、耐発音性を向上する効果が低下する虞があり、耐発音性の耐久性も低下する虞がある。一方、表層の厚みが厚すぎると、圧縮ゴム層の力学特性が低下する虞がある。
 本願において、表層の平均厚みは、走査型電子顕微鏡を用いて、摩擦伝動ベルトの圧縮ゴム層部分の断面を観察して測定し、PVP系樹脂を含む表層について10箇所の平均値を算出することにより求められる。
 [圧縮ゴム層]
 圧縮ゴム層は、エラストマー成分を含むゴム組成物で形成されている。エラストマー成分は、前記表層の項で例示されたエラストマー成分を利用でき、好ましいエラストマー成分も表層と同様である。層間密着性の点から、表層を構成するエラストマー成分と同一のポリマー成分が好ましい。
 圧縮ゴム層を形成するためのゴム組成物は、PVP系樹脂を含んでいてもよいが、圧縮ゴム層の物性や経済性の点から、PVP系樹脂を実質的に含まないのが好ましく、PVP系樹脂を含まないのが好ましい。本発明では、表層を形成するためのゴム組成物がPVP系樹脂を含むことにより、前記効果を発現できる。
 圧縮ゴム層を形成するためのゴム組成物は、エラストマー成分に加えて、表層の項で例示された架橋剤、補強剤、他の成分をさらに含んでいてもよく、好ましい態様および割合も表層と同様であり、PVP系樹脂を含まないこと以外は表層と同一のゴム組成物であってもよい。
 圧縮ゴム層を形成するゴム組成物のムーニースコーチ最低粘度Vmは、特に限定されないが、ベルトの耐久性を向上できる点から、表層に含まれるゴム組成物のVm以上であるのが好ましい。圧縮ゴム層を形成するゴム組成物のVmは、例えば50~150、好ましくは70~130、より好ましくは80~120、さらに好ましくは90~110(特に95~105)程度であってもよい。両Vmの差は、表層に含まれるゴム組成物のVmが、圧縮ゴム層を形成するゴム組成物のVmよりも、例えば0~40、好ましくは0~30、さらに好ましくは0~25低いVmであってもよい。このような粘度に調整されていると、複合構造を有する表層の場合、圧縮ゴム層のVmを高くしてベルトの強度を高めつつ、表層のVmを(ゴムが布帛を完全に透過してしまわない程度に)低くできる。そのため、複合構造を有する表層の場合、ベルトの耐久性を低下させることなく、ゴム組成物が布帛の組織内に浸透し易くすることができ、布帛とゴム成分との接着力および布帛の耐摩耗性を向上できる。ゴム組成物のVmが低すぎると、ベルト強度が低下する虞があり、逆に高すぎるとリブ形状不良が発生する虞がある。
 [摩擦伝動ベルトの構造]
 本発明の摩擦伝動ベルトは、通常、伸張層と、この伸張層の一方の面に積層された圧縮ゴム層と、この圧縮ゴム層の伝動面に積層された表層と、前記伸張層と前記圧縮ゴム層との間にベルト長手方向に沿って埋設される芯体(心線)とを備えている。詳しくは、本発明の摩擦伝動ベルトは、外周面を形成する伸張層と、この伸張層の一方の面に積層され、内周面を形成する圧縮ゴム層と、この圧縮ゴム層の伝動面に積層された表層と、前記伸張層と圧縮ゴム層との間に長手方向に延びて介在する芯体とを備えていてもよい。また、本発明の摩擦伝動ベルトは、伸張層と圧縮ゴム層との間に介在する接着ゴム層(接着層)をさらに有していてもよく、前記芯体は、前記接着ゴム層内に埋設してもよい。
 摩擦伝動ベルトの種類は特に限定されず、Vベルト[ローエッジベルト(断面V字形状などの形態のローエッジベルト)、ローエッジコグドベルト(ローエッジベルトの内周側又は内周側及び外周側の双方にコグが形成されたローエッジコグドベルト)]、Vリブドベルト、平ベルトなどが例示できる。これらのベルトのうち、伝動効率の高いVリブドベルト、ローエッジVベルトが好ましく、Vリブドベルトが特に好ましい。
 Vリブドベルトの形態は、特に制限されず、例えば、図1に示す形態が例示される。図1は本発明の摩擦伝動ベルトの一例を示す概略断面図である。この形態では、Vリブドベルト1は、ベルト下面(内周面)からベルト上面(背面)に向かって順に、表層6、圧縮ゴム層5、ベルト長手方向に芯体4を埋設した接着ゴム層3、カバー帆布(織物、編物、不織布など)で構成された伸張層2を積層した形態を有している。圧縮ゴム層5には、ベルト長手方向に伸びる複数の断面V字状の溝が形成され、この溝の間には断面V字形(逆台形)の複数のリブが形成されおり、このリブの二つの傾斜面(表面)が摩擦伝動面を形成し、プーリと接して動力を伝達(摩擦伝動)する。
 本発明の摩擦伝動ベルトはこの形態に限定されず、伸張層と圧縮ゴム層と、その間にベルト長手方向に沿って埋設される芯体とを備えていればよく、例えば、伸張層2を伸張層として利用される慣用のカバー帆布またはゴム組成物で形成してもよく、接着ゴム層3を設けることなく伸張層2と圧縮ゴム層5との間に芯体4を埋設してもよい。さらに、接着ゴム層3を圧縮ゴム層5または伸張層2のいずれか一方に設け、芯体4を接着ゴム層3(圧縮ゴム層5側)と伸張層2との間、もしくは接着ゴム層3(伸張層2側)と圧縮ゴム層5との間に埋設する形態であってもよい。また、表層6の表面(特に、摩擦伝動面)にパウダー状繊維(例えば、綿、ナイロン、アラミドなど)を植毛した形態でもよく、潤滑剤などをスプレー塗布する形態であってもよい。
 なお、少なくとも表層が前記ゴム組成物を含み、圧縮ゴム層が前記ゴム組成物で形成されていればよく、接着ゴム層は、前記表層および圧縮ゴム層の前記ゴム組成物で形成されていなくてもよい。接着ゴム層を形成するゴム組成物は、通常、圧縮ゴム層を形成するゴム組成物で形成されている。伸張層がゴム組成物で形成されている場合、伸張層は、圧縮ゴム層を形成するゴム組成物で形成されていてもよい。
 芯体としては、特に限定されないが、通常、ベルト幅方向に所定の間隔で配列した心線(撚りコード)を使用できる。心線は、高モジュラスな繊維、例えば、ポリエステル繊維(ポリアルキレンアリレート系繊維)、アラミド繊維などの合成繊維、炭素繊維などの無機繊維などが汎用され、ポリエステル繊維(ポリエチレンテレフタレート系繊維、ポリエチレンナフタレート系繊維)、アラミド繊維が好ましい。繊維はマルチフィラメント糸、例えば、繊度2000~10000デニール(特に4000~8000デニール)程度のマルチフィラメント糸であってもよい。
 心線としては、通常、マルチフィラメント糸を使用した撚りコード(例えば、諸撚り、片撚り、ラング撚りなど)を使用できる。心線の平均線径(撚りコードの繊維径)は、例えば、0.5~3mm、好ましくは0.6~2mm、さらに好ましくは0.7~1.5mm程度であってもよい。心線は、ベルトの長手方向に延びて配設され、長手方向に平行な複数本の心線が配設されていてもよいが、生産性の点から、通常、ベルトの略長手方向に平行に所定のピッチで並列的に延びて螺旋状に配設されている。螺旋状に配設する場合、ベルト長手方向に対する心線の角度は、例えば5°以下であってもよく、ベルト走行性の点から、0°に近いほど好ましい。
 エラストマー成分との接着性を改善するため、心線は、エポキシ化合物、イソシアネート化合物などによる種々の接着処理を施した後に、伸張層と圧縮ゴム層との間(特に接着ゴム層)に埋設してもよい。
 さらに、伸張層は補強布、例えば、織布、広角度帆布、編布、不織布などの布材(好ましくは織布)を有していてもよい。補強布は、必要であれば、前記接着処理を施し、伸張層の表面に積層してもよい。
 [ベルトの製造方法]
 摩擦伝動ベルトの製造方法は、円筒状ドラムに未加硫(未架橋)ゴムシートを巻き付ける圧縮ゴム層巻付工程、前記未加硫ゴムシートを金型に押し付けて加硫する加硫成形工程を含む方法を採用でき、前記圧縮ゴム層巻付工程および前記加硫成形工程のいずれかの工程で表層を形成する。
 表層を形成する方法以外は、金型で成形する方法であれば、特に限定されず、慣用の方法を利用できる。慣用の方法としては、例えば、円筒状ドラムに芯体を形成する心線を巻き付ける心線スピニング工程、巻き付けた心線の上に、未加硫ゴムシートを巻き付ける圧縮ゴム層巻付工程、前記心線および前記未加硫ゴムシートを金型に押し付けて(金型で押圧して)加硫する加硫成形工程を含む方法を利用でき、伸張層や接着ゴム層を形成する場合は、心線スピニング工程の前工程として、円筒状の成形ドラムに装着された可撓性ジャケット(ブラダー)の上に、伸張層(ゴムシート又は補強布)を構成する部材、必要に応じて接着ゴム層を形成するゴムシートを巻き付ける工程を含んでいてもよく、巻き付けた部材の上にさらに心線を螺旋状にスピニングしてもよい。
 具体的には、慣用の方法では、先ず、内型として外周面に可撓性ジャケットを装着した円筒状内型を用い、外周面の可撓性ジャケットに未加硫の伸張層用シートを巻きつけ、このシート上に芯体を形成する心線を螺旋状にスピニングし、さらに未加硫の圧縮ゴム層用シートを巻き付けて積層体を作製する。次に、前記内型に装着可能な外型として、内周面に複数のリブ型が刻設された筒状外型を用い、この外型内に、前記積層体が巻き付けられた内型を、同心円状に設置する。その後、可撓性ジャケットを外型の内周面(リブ型)に向かって膨張させて積層体(圧縮ゴム層)をリブ型に圧入し、加硫する。そして、外型より内型を抜き取り、複数のリブを有する加硫(架橋)ゴムスリーブを外型から脱型した後、カッターを用いて、加硫ゴムスリーブをベルト長手方向に所定の幅にカットしてVリブドベルトに仕上げる。この方法では、伸張層、芯体、圧縮ゴム層を備えた積層体を一度に膨張させて複数のリブを有するスリーブ(又はVリブドベルト)に仕上げることができる。
 一方、他の方法として、例えば、日本国特開2004-82702号公報に開示される方法(圧縮ゴム層のみを膨張させて予備成形体(半加硫状態)とし、次いで伸張層と芯体とを膨張させて前記予備成形体に圧着し、加硫一体化してVリブドベルトに仕上げる方法)を採用してもよい。
 表層を形成する方法は、このような慣用の方法において、圧縮ゴム層巻付工程および加硫成形工程のいずれかの工程に組み込むことができ、例えば、圧縮ゴム層巻付工程において、未加硫ゴムシートとして、表層を形成するための前駆体(未加硫ゴムシート(ゴム組成物)、または布帛およびゴム組成物)と圧縮ゴム層を形成するための未加硫ゴムシートとの積層シートを用いる方法などが挙げられる。この方法において、積層シートの調製方法は、特に限定されず、慣用の方法を利用でき、表層が単一構造である場合は、例えば、圧延などにより別個に作製した各々の未加硫ゴムシートを積層してもよく、共押出で成形した積層シートであってもよい。表層が複合構造である場合は、表層を形成するための前駆体として、未加硫ゴムシートおよび布帛を、圧縮ゴム層を形成するための未加硫ゴムシートの上に順次巻き付けて積層してもよい。特に、複合構造を有する表層では、布帛を最表面に配置し、ベルトの製造過程において、未加硫ゴムシートの一部を布帛全体に浸透させて、ゴム層とゴム繊維混合層とで形成された表層を製造してもよい。
 表層や圧縮ゴム層を形成するためのゴム組成物の調製方法は、慣用の方法によって各成分を混合(または混練)することにより調製できるが、均一に混合するためには、エラストマー成分、PVP系樹脂などを加熱下で混練するのが好ましい。加熱温度は、例えば120℃以下、好ましくは50~120℃、さらに好ましくは60~100℃、さらに好ましくは70~90℃である。加熱温度が高すぎると、エラストマー成分が架橋する虞がある。
 以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、実施例で使用した原料の詳細を以下に示す。
 [原料]
 (ゴム組成物)
 EPDM1:The Dow Chemical Company製「Nordel(登録商標)IP3640」、ムーニー粘度(125℃)≒40、エチレン含有量55質量%、ジエン含有量1.8質量%
 EPDM2:三井化学(株)製「EPT4045M」、ムーニー粘度(125℃)≒45、エチレン含量51質量%、ジエン含量7.6質量%
 ポリビニルピロリドン1:日本触媒(株)製「ポリビニルピロリドンK-30」、K値27.0~33.0
 ポリビニルピロリドン2:日本触媒(株)製「ポリビニルピロリドンK-90」、K値88.0~96.0
 ポリビニルピロリドン3:富士フイルム和光純薬(株)製「ポリビニルピロリドンK-25」、K値22.5~27.0
 ポリプロピレン:(株)セイシン企業製「PPW-5」、平均粒径約5μm、融点165℃
 界面活性剤:花王(株)製「エマルゲンLS-106」、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル
 ポリビニルアルコール:電気化学工業(株)製「デンカポバールF-300S」、ポリビニルアルコール疎水基変性品、ケン化度93.0~97.0モル、粘度平均重合度1700、融点206℃、疎水基の種類:アルキル基
 カーボンブラック:東海カーボン(株)製「シースト3」
 シリカ:エボニックインダストリーズ AG社製「Ultrasil VN3」BET比表面積180m/g
 パラフィンオイル:出光興産(株)製「ダイアナ(登録商標)PW-90」(パラフィン系プロセスオイル)
 酸化亜鉛:ハクスイテック(株)製、「酸化亜鉛2種」
 ステアリン酸:日油(株)製、「ステアリン酸つばき」
 老化防止剤1:ベンズイミダゾール系老化防止剤、大内新興化学工業(株)製「ノクラックMB」
 老化防止剤2:ジフェニルアミン系老化防止剤、大内新興化学工業(株)製「ノクラックAD-F」
 共架橋剤:大内新興化学工業(株)製「バルノックPM」
 有機過酸化物:日油(株)製「パーブチルP-40MB」
 硫黄:美源化学社製
 加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製「ノクセラー(登録商標)DM」
 カーボンブラック分散液:東海カーボン(株)製「Aqua-Black162」固形分19.2質量%
 (綿織布)
 綿糸20s/2、経糸70本/5cm、緯糸70本/5cmの平織織布
 (表層用編布)
 吸水性繊維としての綿紡績糸(40番手、1本)と、第2の繊維としてのPPT/PETコンジュゲート糸(繊度84dtex)とを編成し、編組織が緯編(鹿の子、2層)の編布基材を、熱反応型イソシアネート(第一工業製薬(株)製「エラストロンBN-27」、解離温度180℃、固形分濃度30質量%の水性イソシアネート系架橋剤)を固形分濃度5質量%に水で希釈した水溶液に浸漬後、乾燥させた処理編布
 (心線)
 1,000デニールのPET繊維を2×3の撚り構成で、上撚り係数3.0、下撚り係数3.0で諸撚りしたトータルデニール6,000のコードを接着処理した撚糸コード、心線径1.0mm。
 実施例1~17および比較例1~8
 [表層および圧縮ゴム層]
 ベルトの伝動面(プーリとの接触面)を形成する表層および圧縮ゴム層には、表1に示す配合の表層および圧縮ゴム層用ゴム組成物をバンバリーミキサーを用いて140℃で混練し、カレンダーロールで所定の厚みに圧延したシートを用いた。表層用シートの厚みは、表層の厚みが500μmとなる厚みに調整した。なお、比較例1および5は、表層は形成せず、比較例8は、後述する表層を形成した。
 [表層および圧縮ゴム層用組成物の架橋ゴム物性]
 表層および圧縮ゴム層用の未架橋(未加硫)ゴムシートを、プレス機を用いて30分間の加圧および加熱(温度180℃、面圧力0.9MPa)して架橋ゴムシートを作製した。
 1)μ-V特性の測定
 架橋ゴムシートから直径8mm×厚さ2mmの円板状試験片を採取し、ピンオンディスク摩擦係数測定装置を用いて、摩擦力を測定し、摩擦係数を算出した。詳しくは、表面粗さRaが0.8μmである相手材(SUS304)により荷重2.192kgf/cmで試験片を押し付けて、30ml/分の水量で、測定するときのみ試験片に水をかけながら、摩擦速度0~2.0m/秒で摩擦力を測定し、摩擦速度(相手材に対する滑り速度)に対する摩擦係数の曲線の傾きを最小二乗法により算出した。なお、この傾きは、滑り速度に対する摩擦係数の変化を表す。
 さらに、JIS K 6257(2010)に準じた促進老化試験を行い、150℃で720時間の熱老化をさせた後の試験片に対しても、摩擦力を測定し、摩擦速度(相手材に対する滑り速度)に対する摩擦係数の曲線の傾きを最小二乗法により算出した。
 なお、ピンオンディスク摩擦係数測定装置としては、(株)米倉製作所製「ピンオンディスク摩擦試験機」を用いた。また、促進老化試験では、A法AA-2強制循環型熱老化試験機(横風式)を用いた。
 2)動的粘弾性(E’、tanδ)の測定
 架橋ゴムシートから、断面形状が長方形(厚さ2.0mm、幅4.0mm)で、長さが40mmの試験片を採取した。このとき、圧延の反列理方向を長さ方向として採取した。そして、粘弾性測定装置(上島製作所製「VR-7121」)のチャックに、チャック間距離15mmで試験片をチャックして固定し、初期歪(静的歪)1.0%を与え、周波数10Hz、動的歪0.2%(すなわち、前記初期歪1.0%を中心位置または基準位置として長手方向に±0.2%の歪みを付与しつつ)、昇温速度1℃/分で70℃での弾性率(E’)および損失正接(tanδ)を求めた。
 3)ムーニースコーチ最低粘度(Vm)
 ムーニースコーチ最低粘度は、JIS K6300-1(2013)のムーニースコーチ試験に準じて測定した。ロータはL形を用い、試験温度は125℃とした。なお、試験片(未架橋ゴム組成物)とダイとが接する面の間に、厚さ約0.04mmのポリエステルフィルム(東レ(株)製「ルミラー」)を配置した。ダイを閉じた後1分間予熱し、その後ロータを回転し、ムーニー粘度の推移を記録した。記録したムーニー粘度は、概ね、図2に示すような挙動を示し、ムーニー粘度が最低となった時の値をムーニースコーチ最低粘度(Vm)として採用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 [接着ゴム層]
 接着ゴム層用シートは、表2に示す配合の接着ゴム層用ゴム組成物をバンバリーミキサーを用いて混練し、カレンダーロールで、所定の厚みに圧延した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 [伸張層]
 伸張層を形成するための綿織布には、未処理の綿織布(綿糸20s/2、経糸70本/5cm、緯糸70本/5cmの平織)を、カーボンブラック分散液およびRFL液(ラテックス、レゾルシンおよびホルマリン)を含む表3に示す伸張層用組成物(黒染め液)に10秒間浸漬し、テンターにより120°の広角度処理を行い、150℃で4分間熱処理した綿織布を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 [Vリブドベルトの製造]
 実施例1~9および比較例1~4については、エアー供給口および天板を備えた金型のブラダーの外周に、伸張層を形成するための綿織布および接着ゴム層用シートを順次巻き付け、接着ゴム層用シートの外周面に芯体となる心線をスパイラル状に巻き付けた後、さらにこの芯体の上に圧縮ゴム層用シートおよび表層用シートを順次巻き付け(比較例1は表層用シートを巻き付けず)、未架橋ベルトスリーブを形成した。
 実施例10~17および比較例5~7については、エアー供給口および天板を備えた金型(内型)のブラダーの外周に、伸張層を形成するための綿織布および接着ゴム層用シートを順次巻き付け、接着ゴム層用シートの外周面に芯体となる心線をスパイラル状に巻き付けた後、さらにこの芯体の上に圧縮ゴム層用シート、表層用シートおよび表層用編布を順次巻き付け(比較例5は表層用シートを巻き付けず)、未架橋ベルトスリーブを形成した。得られた表層は、ゴム層と、編布にゴム組成物が浸透したゴム繊維混合層との二層構造であり、両層の平均厚み比は、ゴム層/ゴム繊維混合層=1/1であった。
 比較例8については、エアー供給口および天板を備えた金型(内型)のブラダーの外周に、伸張層を形成するための綿織布および接着ゴム層用シートを順次巻き付け、接着ゴム層用シートの外周面に芯体となる心線をスパイラル状に巻き付けた後、さらにこの芯体の上に圧縮ゴム層用シートを巻き付けた。ベルトスリーブの摩擦伝動面に粉体塗装装置(ノードン(株)製「アンコールXT ハンドガン」)を用いて、吹き付け量50g/mの条件でポリビニルピロリドン1とポリプロピレンを、前者:後者=25:75の質量割合で配合した混合粉末を吹き付け、未架橋ベルトスリーブを形成した。
 さらに、それぞれの方法で未架橋ベルトスリーブを巻き付けた前記金型(内型)を加硫型(外型)内にセットし、加熱・冷却媒体導入口を備えた加熱・冷却ジャケットで加熱しながら、ブラダーを膨張させ、未架橋ベルトスリーブを加硫型の内周面に押し付けて加圧することによって加硫した。加硫の条件は180℃、0.9MPa、30分間に設定した。このとき、加硫型の成形用凹凸部がベルトスリーブに外周から食い込むことによって、ベルトスリーブの外周に溝(リブ形状)が成形された。
 次に、加硫型から金型を抜き出し、加硫型内に残る架橋ベルトスリーブを加熱・冷却ジャケットで冷却した後、架橋ベルトスリーブを加硫型から取り出した。そして、この架橋ベルトスリーブをカッターにより輪切りするように切断することによって、3PK1100のVリブドベルト(リブ数:3個、周長:1100mm、ベルト形:K形、ベルト厚み:4.3mm、リブ高さ:約2mm、リブピッチ:3.56mm)、6PK980のVリブドベルト(リブ数:6個、周長:980mm、ベルト形:K形、ベルト厚み:4.3mm、リブ高さ:約2mm、リブピッチ:3.56mm)、6PK1100のVリブドベルト(リブ数:6個、周長:1100mm、ベルト形:K形、ベルト厚み:4.3mm、リブ高さ:約2mm、リブピッチ:3.56mm)を得た。なお、6PK980のVリブドベルトは、実施例10~17および比較例5~7のみ製造した。
 [Vリブドベルトの性能評価]
 1)発音限界角度試験(ミスアライメント発音評価試験)
 発音限界角度試験(ミスアライメント発音評価試験)は、直径101mmの駆動プーリ(Dr.)、直径70mmのアイドラープーリ(IDL1)、直径120mmのミスアライメントプーリ(W/P)、直径70mmのアイドラープーリ(IDL2)、直径61mmのテンションプーリ(Ten)、直径70mmのアイドラープーリ(IDL3)を順に配置した図3に示すレイアウトの試験機を用いて行った。アイドラープーリ(IDL1)とミスアライメントプーリの軸離(スパン長)を135mmに設定し、全てのプーリが同一平面上(ミスアライメントの角度0°)に位置するように調整した。
 すなわち、試験機の各プーリに、実施例1~9、比較例1~4および8で得られた6PK1100のVリブドベルトを懸架し、室温条件下で、駆動プーリの回転数が1000rpm、ベルト張力が50N/Rib(リブ)となるように張力を付与し、駆動プーリの出口付近においてVリブドベルトの摩擦伝動面に定期的(約30秒間隔)に5mlの水を注水して、ミスアライメント(ミスアライメントプーリを各プーリに対し手前側にずらす)でベルトを走行させた時の発音(ミスアライメントプーリの入口付近)が発生するときの角度(発音限界角度)を求めた。発音限界角度が大きいほど耐発音性に優れている。なお、通常、3°付近でベルトがプーリからはずれて(すなわち、リブずれとなり)正常に動力伝達しない状態になる。
 走行後のベルトの評価は、外径120mmの駆動プーリ(Dr.)、外径85mmのアイドラープーリ(IDL)、外径120mmの従動プーリ(Dn.)、外径45mmのテンションプーリ(Ten.)を順に配置した図4に示すレイアウトの走行試験機にて走行させた後のベルトを用いた。試験機の各プーリに6PK1100のVリブドベルトを掛架し、アイドラープーリへのベルトの巻き付け角度が120°、テンションプーリへのベルトの巻き付け角度が90°、ベルト張力が395Nとなるように調整した。駆動プーリの回転数を4900rpm(回転方向は図の矢印の方向)、従動プーリの負荷を8.8kW、雰囲気温度を140℃とし、200時間走行させたベルトについて、発音限界角度試験を行った。
 2)耐注水発音性試験
 図5にレイアウトを示す試験機で実施例10~17および比較例5~7で得られた6PK980のVリブドベルトを走行させ、耐注水発音性を評価した。試験機は、直径140mmの駆動プーリ(Dr.)、直径60mmのテンションプーリ1(Ten.1)、直径50mmの従動プーリ1(Dn.1)、直径60mmのテンションプーリ2(Ten.2)、および直径111mmの従動プーリ2(Dn.2)を備えていた。駆動プーリの回転数は800±160rpmで変動させた。従動プーリ1の負荷は16N・mとし、従動プーリ2は無負荷とした。ベルト張力は200N/6リブとした。駆動プーリと従動プーリ2の中心の位置で、ベルトの圧縮ゴム層側から断続的に注水を行った。注水は60秒に1回(5秒間)行った。注水量は100cc/秒(500cc/5秒)とした。試験温度(雰囲気温度)は25℃、試験時間は60分とした。試験中の異音の発生の有無を聴覚で確認した。
 走行後のベルトの評価は、直径55mmの駆動プーリ(Dr.)、直径65mmのアイドラープーリ1(Id.1)、直径55mmのアイドラープーリ2(Id.2)、直径55mmの従動プーリ(Dn.)を順に配した図6に示すレイアウトの4軸走行試験機にて走行させた後のベルトを用いた。4軸走行試験機の各プーリに6PK980のVリブドベルトを掛架し、雰囲気温度を60℃、駆動プーリの回転数を2000rpm、アイドラープーリおよび従動プーリは無負荷とし、ベルト張力を80N/リブとして300時間走行させたベルトについて、耐注水発音性試験を行った。
 3)伝達性能試験
 伝達性能試験は、直径120mmの駆動プーリ(Dr.)、直径120mmの従動プーリ(Dn.)を順に配置した図7に示すレイアウトの試験機を用いた。そして、試験機の両プーリに3PK1100のVリブドベルトを掛架し、駆動プーリの回転数2000rpm、ベルト張力15.3kgf/3リブの試験条件で走行させ、従動プーリに徐々に負荷を与え、駆動プーリの入口付近においてVリブドベルトの摩擦伝動面に定期的(約60秒間隔)に300mlの水を注水して、ベルトのスリップ率が2%になったときの伝達動力(kw)を計測した。
 4)耐久走行試験(高温低張力屈曲疲労試験)
 外径120mmの駆動プーリ(Dr.)、外径85mmのアイドラープーリ(IDL)、外径120mmの従動プーリ(Dn.)、外径45mmのテンションプーリ(Ten.)を順に配置した図8に示すレイアウトの試験機を用いた。試験機の各プーリに3PK1100のVリブドベルトを掛架し、Vリブドベルトのテンションプーリへの巻き付け角度が90°、アイドラープーリへの巻き付け角度が120°になるように調整した。駆動プーリの回転数を4900rpm(回転方向は図の矢印の方向)、ベルト張力40kgf/3リブ、雰囲気温度120℃とし、また従動プーリには負荷12PSを与えて、600時間を上限として走行させた。600時間に到達する前にベルトのゴム層に亀裂などの異常が発生した場合は、その時間を寿命と判断し走行を打ち切った。600時間を完走しても寿命となるような故障や異常が生じなかった場合は、600時間以上の走行寿命を有するベルトと判断して、耐亀裂性に優れるベルトと判定した。
 5)伝達ロス(トルクロス)の測定
 直径55mmの駆動プーリ(Dr.)と、直径55mmの従動プーリ(Dn.)とで構成される図9に示すレイアウトの二軸走行試験機を用いた。試験機に6PK1100のVリブドベルトを掛架し、500N/ベルト1本の張力でVリブドベルトに所定の初張力を付与し、従動プーリ無負荷で駆動プーリを2000rpmで回転させたときの、駆動トルクと従動トルクとの差をトルクロスとして算出した。なお、この測定で求まるトルクロスは、Vリブドベルトに起因するトルクロス以外に、試験機の軸受けに起因するトルクロスも含まれている。そのため、ベルトとしてのトルクロスが実質0と考えられる金属ベルト(材質:マルエージング鋼)を予め走行させ、その駆動トルクと従動トルクとの差を軸受けに起因するトルクロス(軸受け損失)として求めた。そしてVリブドベルトを走行させて算出したトルクロス(ベルトと軸受けの二つに起因するトルクロス)から、軸受けに起因するトルクロス(軸受け損失)を差し引いた値を、ベルト単体に起因するトルクロスとして求めた。なお、上記トルクロス(軸受け損失)は所定の初張力で金属ベルトを走行させたときのトルクロス(例えば、初張力500N/ベルト1本でVリブドベルトを走行させた場合、この初張力で金属ベルトを走行させたときのトルクロスが軸受け損失となる)である。
 なお、動力を伝達する際には、エネルギー的な損失(伝達ロス)が生じる。このエネルギー損失は、例えば、ベルトを構成するゴム組成物の自己発熱による内部損失や、ベルトの曲げ変形に起因する屈曲損失などが挙げられる。通常、駆動軸における駆動トルク値と、従動軸における従動トルク値との差で算出される「トルクロス」値が、エネルギー損失の指標として用いられ、トルクロスが小さいほど伝達効率が良い(伝達ロスが少ない)と判断でき、自動車エンジン等では省燃費性の指標としても活用されている。本試験でも、トルクロスの測定結果から、省燃費性に影響する伝達効率の比較を行った。
 実施例および比較例の評価結果を表4~6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表4に示すように、耐発音性向上剤としてポリビニルピロリドン(PVP)を用いた例を実施例1~9とした。表1および4から明らかなように、ゴム組成物単体での物性として、グリップ力(摩擦係数の大きさ)、μ-V特性(滑り速度の増加に伴うμの変化)、内部発熱、弾性特性の全てに優れ、その結果、ベルト性能としても、被水時の耐発音性や伝達性能、伝達効率(トルクロス)、耐久寿命(耐亀裂性)の全てにおいて、高い水準が確保できていた。
 詳しくは、表層用ゴム組成物について、PVP系樹脂の種類を変えたゴム組成物として、ポリビニルピロリドン1(K値27.0~33.0)を含むゴム組成物B(実施例1)に対して、K値88.0~96.0のポリビニルピロリドン2を用いたゴム組成物C(実施例2)、K値22.5~27.0のポリビニルピロリドン3を用いたゴム組成物D(実施例3)を用いた実施例2および3においても、実施例1と同等の結果であった。
 また、ゴム組成物B(実施例1)に対して、PVPの割合を1質量部から25質量部まで変量し、ゴム組成物B(5質量部;実施例1)に対してPVPの割合を減量したゴム組成物E(1質量部;実施例4)、PVPの割合を増量したゴム組成物F(7質量部;実施例5)、ゴム組成物G(10質量部;実施例6)、ゴム組成物H(15質量部;実施例7)、ゴム組成物I(20質量部;実施例8)、ゴム組成物J(25質量部;実施例9)について、以下に示す傾向が見られた。
 実施例1(5質量部)では、耐発音性向上剤(PVP)の効果としてグリップ力(摩擦係数の大きさ)、μ-V特性(滑り速度の増加に伴うμの変化)、内部発熱、弾性特性、のバランスに優れ、その結果、ベルト性能としても、被水時の耐発音性や伝達性能、伝達効率(トルクロス)、耐久寿命(耐亀裂性)の全てにおいて、高い水準が確保できていたのに対して、PVPを減量した実施例4(1質量部)では、実施例1と同等に各特性のバランスに優れた結果となった。
 実施例1(5質量部)に対して、PVPを増量した実施例5(7質量部)、実施例6(10質量部)、実施例7(15質量部)、実施例8(20質量部)、実施例9(25質量部)では、PVPの割合が高くなるにつれて内部発熱が大きくなる傾向が見られたが、実施例1と同等に各特性のバランスに優れた結果となった。実施例8(20質量部)と実施例9(25質量部)とでは、変化が僅かであるため、PVPの効果は20質量部で飽和すると云える(それ以上追加しても経済性が低下すると云える)。以上の結果から、各特性のバランスと経済性との観点で、PVPの割合は1~20質量部が好ましいことが判明した。
 実施例1~9の構成で、表層を形成しない比較例1では、ベルト性能として耐発音性に劣る結果となった。
 実施例1~9の構成で、耐発音性向上剤として界面活性剤を添加した比較例2~3では、被水時の伝達性能や伝達効率(トルクロス)が劣る結果となった。
 実施例1~9の構成で、耐発音性向上剤としてポリビニルアルコール粒子を添加した比較例4では、耐久走行試験において、ベルトのゴム層に亀裂が生じた。
 表5では、表層に編布を含むベルトについて評価したが、表4の試験と比べて、被水時の耐発音性として、より過酷な条件の試験で評価した。表層用ゴム組成物にPVPを含む実施例10~16は、編布を含む表層のゴム組成物として、PVPの種類または割合を変更した例であるが、いずれも走行前のベルトだけでなく、300時間走行した後のベルトでも異音は発生しなかった。PVPを用いることで、高い水準での耐注水発音に対する効果が、長時間に亘って持続できると云える。
 実施例17は、圧縮ゴム層にもPVPを含む例であるが、実施例15と同等の結果であった。この結果、圧縮ゴム層がPVPを含んでいても、少量であれば、圧縮ゴム層の物性に影響を与えないことが判明したが、経済性を考慮すると、圧縮ゴム層にPVPを配合する技術的意義は小さいと云える。
 これに対して、表層にPVPを含まない比較例5では、走行前のベルトでは60分の注水試験の間に異音は発生しなかったが、走行後のベルトでは45分で異音が発生した。また、耐発音性向上剤に界面活性剤を用いた比較例6、およびポリビニルアルコール(PVA)を用いた比較例7においても、走行前のベルトでは異音は発生しなかったが、走行後のベルトでは短時間で異音が発生した。
 表5の結果から、伝達性能(被水時の伝達動力)や伝達効率(トルクロス)については、表層に編布を含むベルトである実施例10~16および比較例5~7の中では、比較例6(界面活性剤)でトルクロスが大きいことを除くと、大きな差異はなかった。ただし、表層に編布のないベルトに比べると、表層に編布を含むベルトは、編布被覆ベルト特有の性質として、伝達性能(被水時の伝達動力)が大きくなる一方で、伝達効率は小さくなる(トルクロスは大きくなる)傾向があった。
 このような表4および5の結果を考慮すると、耐発音性を重視する用途では、表層が編布を含むベルトの方が適しており、省燃費性(トルクロス低減)を重視する用途では、表層が編布を含まないベルトの方が適していると云える。
 表6に示す比較例8は、特許文献3の態様[エラストマーの代わりにバインダー樹脂(ポリプロピレン)を使用]に相当する例である。比較例8では、表層用ゴム組成物にPVPを含む態様の実施例1~9に対して、グリップ性に劣るため、走行中にスリップし易くなり、伝達性能(被水時の伝達動力)が低下し、600時間耐久走行においてもスリップの影響で早期(280時間)に寿命となった。PVPをバインダー樹脂で固着させる形態よりも、表層用ゴム組成物に含有する形態の方が、グリップ性に優れるため、伝達性能や耐久性の面で優位な態様であることが明確になった。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
 本出願は、2019年9月25日出願の日本特許出願2019-174610および2020年9月14日出願の日本特許出願2020-154074に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 本発明の摩擦伝動ベルトは、例えば、平ベルト;ラップドVベルト、ローエッジVベルト、ローエッジコグドVベルト、Vリブドベルトなどの摩擦伝動ベルトとして好ましく利用できる。
 1…Vリブドベルト
 2…伸張層
 3…接着ゴム層
 4…芯体
 5…圧縮ゴム層
 6…表層

Claims (9)

  1.  少なくとも一部がプーリと接触可能な摩擦伝動面を有し、かつゴム組成物の硬化物で形成された圧縮ゴム層を含む摩擦伝動ベルトであって、前記摩擦伝動面の表面に、ポリビニルピロリドン系樹脂およびエラストマー成分を含むゴム組成物の硬化物を含む表層が積層されている摩擦伝動ベルト。
  2.  前記表層が、前記ポリビニルピロリドン系樹脂および前記エラストマー成分を含む前記ゴム組成物の硬化物で形成されている請求項1記載の摩擦伝動ベルト。
  3.  前記表層が布帛をさらに含む請求項1記載の摩擦伝動ベルト。
  4.  前記エラストマー成分がエチレン-α-オレフィンエラストマーを含む請求項1~3のいずれか一項に記載の摩擦伝動ベルト。
  5.  前記ポリビニルピロリドン系樹脂のK値が10~100である請求項1~4のいずれか一項に記載の摩擦伝動ベルト。
  6.  前記ポリビニルピロリドン系樹脂の割合が前記エラストマー成分100質量部に対して1~20質量部である請求項1~5のいずれか一項に記載の摩擦伝動ベルト。
  7.  前記表層を形成するための前記ゴム組成物が、バインダー樹脂を含まない請求項1~6のいずれか一項に記載の摩擦伝動ベルト。
  8.  前記圧縮ゴム層を形成するための前記ゴム組成物が、ポリビニルピロリドン系樹脂を含まない請求項1~7のいずれか一項に記載の摩擦伝動ベルト。
  9.  VリブドベルトまたはローエッジVベルトである請求項1~8のいずれか一項に記載の摩擦伝動ベルト。
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