WO2021085054A1 - 伝動ベルト及びその製造方法 - Google Patents

伝動ベルト及びその製造方法 Download PDF

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WO2021085054A1
WO2021085054A1 PCT/JP2020/037879 JP2020037879W WO2021085054A1 WO 2021085054 A1 WO2021085054 A1 WO 2021085054A1 JP 2020037879 W JP2020037879 W JP 2020037879W WO 2021085054 A1 WO2021085054 A1 WO 2021085054A1
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transmission belt
mass
rubber composition
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crosslinked rubber
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PCT/JP2020/037879
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French (fr)
Inventor
大樹 土屋
Original Assignee
バンドー化学株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G1/00—Driving-belts
    • F16G1/06—Driving-belts made of rubber
    • F16G1/08—Driving-belts made of rubber with reinforcement bonded by the rubber

Definitions

  • the present invention relates to a transmission belt and a method for manufacturing the same.
  • a transmission belt in which a belt body is formed of a crosslinked rubber composition containing cellulosic fine fibers is known (for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the present invention is a transmission belt in which at least a part of a belt body is formed of a crosslinked rubber composition, wherein the crosslinked rubber composition contains a rubber component and mechanically defibrated cellulosic fine fibers.
  • the mechanically defibrated cellulosic fine fibers include a range in which the content of lignin is 10% by mass or more and the fiber diameter distribution is 50 nm or more and 300 nm or less.
  • the present invention is a method for producing a transmission belt in which at least a part of a belt body is formed of a crosslinked rubber composition, and when the uncrosslinked rubber composition of the crosslinked rubber composition is prepared, the rubber component is used.
  • a dispersion liquid in which mechanically defibrated cellulose-based fine fibers having a lignin content of 10% by mass or more and a fiber diameter distribution of 50 nm or more and 300 nm or less dispersed in an organic solvent are kneaded. It removes organic solvents.
  • FIGS. 1A to 1C show the double cogged V-belt B (transmission belt) according to the embodiment.
  • the double cogged V-belt B according to the embodiment is a power transmission member used as a speed change belt in, for example, a speed change device of a two-wheeled vehicle.
  • the double cogged V-belt B according to the embodiment has, for example, a belt length of 700 mm or more and 1400 mm or less, a maximum belt width of 16 mm or more and 40 mm or less, and a maximum belt thickness of 8.0 mm or more and 18.0 mm or less.
  • the double cogged V-belt B includes an endless rubber belt body 11.
  • the belt main body 11 is formed so that the cross-sectional shape along the belt width direction is a combination of an isosceles trapezoid on the inner peripheral side of the belt and a horizontally long rectangle on the outer peripheral side of the belt.
  • the inclined surfaces on both sides of the belt body 11 are formed in pulley contact portions.
  • the belt main body 11 is composed of three layers: a compression rubber layer 111 on the inner peripheral side of the belt, an adhesive rubber layer 112 in the middle portion in the belt thickness direction, and an extension rubber layer 113 on the outer peripheral side of the belt.
  • the pulley contact portions on the inclined surfaces on both sides of the belt body 11 are composed of both side surfaces of the compression rubber layer 111 and the adhesive rubber layer 112 and a part of the inner peripheral side of the belt on both side surfaces of the stretch rubber layer 113.
  • the double cogged V-belt B includes a covering cloth 12 provided so as to cover the surface of the compressed rubber layer 111 on the inner peripheral side of the belt.
  • lower cog forming portions 111a having a sine-curved cross-sectional shape along the belt length direction are arranged at a constant pitch.
  • the lower cog forming portion 111a is covered with the covering cloth 12 to form the lower cog 13.
  • the double cogged V-belt B according to the embodiment includes a core wire 14 embedded in an intermediate portion of the adhesive rubber layer 112 in the belt thickness direction.
  • the core wire 14 is provided so as to form a spiral having a pitch in the belt width direction along the circumferential direction.
  • upper cogs 15 having a rectangular cross-sectional shape along the belt length direction are arranged at a constant pitch.
  • the compressed rubber layer 111 is a mechanically defibrated cellulosic fine fiber containing a rubber component and a lignin content of 10% by mass or more and a fiber diameter distribution of 50 nm or more and 300 nm or less (hereinafter, “cellulose-based”). It is formed of a crosslinked rubber composition (hereinafter, referred to as “crosslinked rubber composition A”) containing “fine fibers X”).
  • the crosslinked rubber composition A is a crosslinked rubber composition obtained by heating and pressurizing an uncrosslinked rubber composition in which various rubber compounding agents are blended with a rubber component in addition to cellulosic fine fibers X and kneaded. From the viewpoint of obtaining high elasticity in the belt width direction, the crosslinked rubber composition A is preferably provided so that the columnar direction corresponds to the belt width direction and the anti-stratification direction correspond to the belt length direction, respectively.
  • Examples of the rubber component of the crosslinked rubber composition A include ethylene- ⁇ -olefin elastomers such as ethylene-propylene copolymer (EPR), ethylene-propylene-dienter polymer (EPDM), ethylene-octene copolymer, and ethylene-butene copolymer; Examples thereof include chloroprene rubber (CR); chlorosulfonated polyethylene rubber (CSM); hydrogenated acrylonitrile rubber (H-NBR).
  • the rubber component is preferably one of these rubbers or a blended rubber of two or more, and more preferably contains an ethylene- ⁇ -olefin elastomer from the viewpoint of obtaining high elasticity of the crosslinked rubber composition A.
  • EPDM is more preferably included.
  • the ethylene content is preferably 50% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 53% by mass or more and 55, from the viewpoint of obtaining high elasticity of the crosslinked rubber composition A. It is less than or equal to mass%.
  • the diene component is preferably ethylidene norbornene from the viewpoint of obtaining high elasticity of the crosslinked rubber composition A, and from the same viewpoint, its ENB content is preferably 4.0 mass by mass. % Or more and 6.0% by mass or less, more preferably 4.4% by mass or more and 4.6% by mass or less.
  • Cellulose-based fine fiber X is dispersed and contained in the rubber component.
  • Cellulose-based fine fibers X are fiber materials derived from cellulosic fine fibers composed of skeletal components of plant cell walls obtained by finely loosening plant fibers by mechanical defibration means.
  • Examples of the raw material plant of the cellulosic fine fiber X include wood, bamboo, rice (rice straw), potato, sugar cane (bagasse), aquatic plants, seaweed and the like. Of these, wood is preferred.
  • the cellulosic fine fiber X has a lignin content of 10% by mass or more, which is much higher than that of the cellulosic fine fiber (hereinafter referred to as "cellulose fine fiber Y") in which lignin is generally removed and mechanically defibrated. Is expensive.
  • the content of lignin in the cellulosic fine fiber X is preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less, and more preferably 12% by mass or more and 20% by mass or less from the viewpoint of obtaining high elasticity of the crosslinked rubber composition A.
  • Cellulose-based fine fiber X may contain hemicellulose.
  • the content of hemicellulose in the cellulosic fine fiber X is preferably smaller than the content of lignin from the viewpoint of obtaining high elasticity of the crosslinked rubber composition A. From the same viewpoint, the content of hemicellulose in the cellulosic fine fiber X is preferably 5% by mass or more and 25% by mass or less, and more preferably 8% by mass or more and 15% by mass or less.
  • Cellulose-based fine fiber X has a high lignin content and a low degree of defibration, so that the fiber diameter distribution is wide.
  • the distribution of the fiber diameter of the cellulosic fine fiber X includes a range of 50 nm or more and 300 nm or less, and preferably includes a range of 40 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 30 nm or more, from the viewpoint of obtaining high elasticity of the crosslinked rubber composition A. Includes a range of 5000 nm or less.
  • the distribution of the fiber diameter of the cellulosic fine fiber X is obtained by laser diffraction / scattering type particle size distribution measurement.
  • the cellulosic fine fiber X is relatively thick for the same reason.
  • the average fiber diameter of the cellulosic fine fibers X is preferably 50 nm or more and 300 nm or less from the viewpoint of obtaining high elasticity of the crosslinked rubber composition A.
  • the average fiber diameter of the cellulosic fine fiber X is determined by laser diffraction / scattering particle size distribution measurement.
  • the average fiber length of the cellulosic fine fibers X is preferably 800 ⁇ m or less, more preferably 500 ⁇ m or less, from the viewpoint of obtaining high elasticity of the crosslinked rubber composition A.
  • the average fiber length of the cellulosic fine fiber X is determined by laser diffraction / scattering particle size distribution measurement.
  • Cellulose-based fine fibers X include mechanically defibrated cellulose fine fibers themselves and those obtained by chemically modifying them.
  • the cellulosic fine fiber X preferably contains one or both of these.
  • the content of the cellulose-based fine fibers X in the crosslinked rubber composition A is preferably 1 part by mass or more and 60 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component from the viewpoint of obtaining high elasticity of the crosslinked rubber composition A. It is preferably 5 parts by mass or more and 40 parts by mass or less, and more preferably 7 parts by mass or more and 15 parts by mass or less.
  • the crosslinked rubber composition A is a cellulosic fine fiber defibrated by a TEMPO oxidation treatment, which is a chemical defibration means, in addition to the cellulosic fine fiber X (hereinafter, referred to as "cellulose fine fiber Z"). May be contained.
  • the crosslinked rubber composition A may contain carbon black dispersed in the rubber component.
  • carbon black include channel black; furnace black such as SAF, ISAF, N-339, HAF, N-351, MAF, FEF, SRF, GPF, ECF, and N-234; thermal black such as FT and MT; Examples include acetylene black.
  • the carbon black preferably contains one or more of these, more preferably contains furnace black, and further preferably contains HAF, from the viewpoint of obtaining high elasticity of the crosslinked rubber composition A.
  • the content of carbon black in the crosslinked rubber composition A is preferably 40 parts by mass or more and 80 parts by mass or less, and more preferably 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component from the viewpoint of obtaining excellent high load durability. It is 70 parts by mass or less.
  • the content of carbon black in the crosslinked rubber composition A is larger than the content of the cellulosic fine fibers X from the viewpoint of obtaining high elasticity of the crosslinked rubber composition A. Is preferable.
  • the ratio of the carbon black content in the crosslinked rubber composition A to the content of the cellulosic fine fibers X is preferably 2.0 from the same viewpoint. It is 10 or more, more preferably 5.0 or more and 7.0 or less.
  • the crosslinked rubber composition A may contain silica dispersed in the rubber component.
  • the silica preferably contains wet sedimentation silica produced by the wet sedimentation method.
  • the content of silica in the crosslinked rubber composition A is preferably 20 parts by mass or more and 60 parts by mass or less, and more preferably 30 parts by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the content of silica in the crosslinked rubber composition A may be higher than the content of the cellulosic fine fibers X from the viewpoint of obtaining high elasticity of the crosslinked rubber composition A.
  • the ratio of the silica content in the crosslinked rubber composition A to the content of the cellulosic fine fibers X is preferably 1.0 or more 7 from the same viewpoint. It is 0.0 or less, more preferably 3.0 or more and 5.0 or less.
  • the crosslinked rubber composition A may contain short fibers dispersed in a rubber component.
  • the short fibers are preferably oriented in the belt width direction from the viewpoint of obtaining high elasticity in the belt width direction. It is preferable that the short fibers are subjected to an adhesive treatment such as an RFL treatment for imparting adhesiveness to the compressed rubber layer 111 of the belt body 11.
  • the short fibers include para-aramid short fibers (polyparaphenylene terephthalamide short fibers, copolyparaphenylene-3,4'-oxydiphenylene terephthalamide short fibers), meta-aramid short fibers, nylon 66 short fibers, and the like.
  • para-aramid short fibers polyparaphenylene terephthalamide short fibers, copolyparaphenylene-3,4'-oxydiphenylene terephthalamide short fibers
  • meta-aramid short fibers nylon 66 short fibers, and the like.
  • polyester short fibers include polyester short fibers, ultrahigh molecular weight polyolefin short fibers, polyparaphenylene benzobisoxazole short fibers, polyarylate short fibers, cotton, glass short fibers, carbon short fibers and the like.
  • the short fibers preferably contain one or more of these.
  • the fiber length of the short fiber is, for example, 1 mm or more and 5 mm or less.
  • the fiber diameter of the short fiber is, for example, 5 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • the content of the short fibers in the crosslinked rubber composition A is, for example, 25 parts by mass or more and 45 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the crosslinked rubber composition A may contain a plasticizer, a processing aid, an antiaging agent, a crosslinking agent, a co-crosslinking agent, a vulcanization accelerator, a vulcanization accelerator, and the like as other rubber compounding agents. ..
  • the adhesive rubber layer 112 and the stretched rubber layer 113 are also crosslinked rubbers in which an uncrosslinked rubber composition obtained by blending various rubber compounding agents with rubber components and kneading is heated and pressed to crosslink. It is made of a composition.
  • the crosslinked rubber composition forming the adhesive rubber layer 112 and / or the stretched rubber layer 113 may be the same as the crosslinked rubber composition A forming the compressed rubber layer 111.
  • the covering cloth 12 is made of, for example, a woven cloth, a knitted fabric, a non-woven fabric, etc. formed of threads such as cotton, polyamide fiber, polyester fiber, and aramid fiber. It is preferable that the covering cloth 12 is subjected to an adhesive treatment such as an RFL treatment for imparting adhesiveness to the compressed rubber layer 111 of the belt body 11.
  • the core wire 14 is composed of twisted yarns such as polyester fiber, polyethylene naphthalate fiber, aramid fiber, and vinylon fiber. It is preferable that the core wire 14 is subjected to an adhesive treatment such as an RFL treatment for imparting adhesiveness to the adhesive rubber layer 112 of the belt body 11.
  • the cellulosic fine fiber X contained in the crosslinked rubber composition A forming the compressed rubber layer 111 constituting the belt body 11 has a lignin content of 10.
  • High elasticity of the compressed rubber layer 111 can be obtained by including the range of mass% or more and the fiber diameter distribution of 50 nm or more and 300 nm or less.
  • the content of the rubber component and the lignin is 10.
  • the dispersion liquid in which the cellulosic fine fibers X having a mass% or more and having a fiber diameter distribution of 50 nm or more and 300 nm or less dispersed in an organic solvent are kneaded.
  • Cellulose-based fine fibers X can be highly dispersed in the rubber component.
  • organic solvent used at this time examples include ester-based organic solvents such as propylene glycol monomethyl ether; aliphatic saturated alcohol-based organic solvents such as ethanol and isopropyl alcohol; aromatic hydrocarbon-based organic solvents such as toluene and xylene; pentane, Aliphatic hydrocarbon-based organic solvents such as hexane; alicyclic hydrocarbon-based organic solvents such as cyclohexane and methylcyclohexane; ketone-based organic solvents such as acetone and methylethylketone can be mentioned.
  • ester-based organic solvents such as propylene glycol monomethyl ether
  • aliphatic saturated alcohol-based organic solvents such as ethanol and isopropyl alcohol
  • aromatic hydrocarbon-based organic solvents such as toluene and xylene
  • pentane Aliphatic hydrocarbon-based organic solvents such as hexane
  • alicyclic hydrocarbon-based organic solvents such as
  • the organic solvent preferably contains one or more of these, and from the viewpoint of enhancing the dispersibility of the cellulosic fine fibers X in the rubber component, an ester-based organic solvent and an aliphatic saturated alcohol-based organic solvent are used. It is preferably contained, and more preferably it contains propylene glycol monomethyl ether.
  • the chemically defibrated cellulosic fine fibers Z can be dispersed in an organic solvent by being hydrophobized. Then, a dispersion liquid in which the cellulosic fine fibers Z subjected to the hydrophobization treatment are dispersed in an organic solvent is added to the rubber component and kneaded, and the organic solvent is removed to add the cellulosic fine fibers Z to the rubber component. Can be dispersed. However, at this time, it is necessary to add a compatibilizer and knead the mixture, and if the amount added is large, the physical characteristics of the rubber may be adversely affected.
  • the double cogged V-belt B is used, but the present invention is not particularly limited to this, and a single cogged V-belt having a lower cog provided only on the inner peripheral side of the belt may be used. It may be a low-edge V-belt that is not provided, and may be a wrapped V-belt, a V-ribbed belt, a flat belt, or a toothed belt.
  • the configuration is provided with the covering cloth 12 that covers the surface on the inner peripheral side of the belt, but the present invention is not particularly limited to this, and in addition to the covering cloth 12 that covers the surface on the inner peripheral side of the belt.
  • a covering cloth that covers the surface on the outer peripheral side of the belt may be provided, or on the inner peripheral side of the belt and the outer peripheral side of the belt.
  • the configuration may not have a covering cloth for covering the surface.
  • Crosslinked rubber composition The following crosslinked rubber compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 were prepared. Each configuration is also shown in Table 1.
  • EPDM EP24 JSR, ethylene content: 54% by mass, ENB content: 4.5% by mass
  • cellulose-based fine fibers in the chamber of a small tangential sealed kneader (Laboplast Mill manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.)
  • Dispersion liquid in which X is dispersed in propylene glycol monomethyl ether lignocellulose nanofiber UC500 manufactured by Mori Machinery Co., Ltd.
  • Lignin content 12% by mass, hemicellulose content: 8% by mass, fiber diameter distribution: 30 nm or more and 5000 nm or less , Average fiber diameter: 200 nm, average fiber length: 300 ⁇ m), and the temperature in the chamber was set to 100 ° C., and propylene glycol monomethyl ether was removed while kneading them. The dispersion was charged so that the content of the cellulosic fine fibers X was 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of EPDM.
  • the kneaded product is taken out from the small tangential closed type kneader, seated once with an open roll, and then put into the small tangential closed type kneader again, and there is 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of EPDM.
  • the uncrosslinked rubber composition kneaded was taken out from a small tangential closed type kneader, seated with an open roll, and then press-molded to prepare a sheet-shaped crosslinked rubber composition.
  • This crosslinked rubber composition was designated as Example 1.
  • Example 2 was a crosslinked rubber composition prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersion was charged so that the content of the cellulosic fine fibers X was 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of EPDM. ..
  • Example 3 was a crosslinked rubber composition prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersion was charged so that the content of the cellulosic fine fibers X was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of EPDM. ..
  • Example 4 was a crosslinked rubber composition prepared in the same manner as in Example 2 except that 60 parts by mass of carbon black HAF was further added to 100 parts by mass of EPDM.
  • Example 5 was a crosslinked rubber composition prepared in the same manner as in Example 2 except that 40 parts by mass of wet sedimentation silica was further added to 100 parts by mass of EPDM.
  • Dispersant for cellulosic fine fibers Y that have been mechanically defibrated by removing lignin instead of the dispersion of cellulosic fine fibers X (lignin content: 1% by mass or less, hemicellulose content: 1 by Binfis Sugino Machine Limited)
  • a crosslinked rubber composition produced in the same manner as in Example 1 except that mass% or less and average fiber diameter: 10 nm or more and 50 nm or less) was used as Comparative Example 2.
  • ⁇ Comparative example 3> It was produced in the same manner as in Example 1 except that a chemically defibrated dispersion of cellulose-based fine fibers Z (manufactured by Leocrysta Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was used instead of the dispersion of cellulose-based fine fibers X.
  • the crosslinked rubber composition was designated as Comparative Example 3.
  • Test results The test results are shown in Table 1. According to Table 1, Examples 1 to 5 containing the cellulosic fine fibers X have significantly higher elasticity than Comparative Examples 1 to 5, and the loss tangent tan ⁇ becomes higher and worsened is suppressed. You can see that there is.
  • the present invention is useful in the technical field of transmission belts and methods for manufacturing them.

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Abstract

伝動ベルト（Ｂ）は、ベルト本体（１１）の少なくとも一部分が架橋ゴム組成物で形成されている。架橋ゴム組成物は、ゴム成分と、機械解繊されたセルロース系微細繊維とを含有する。機械解繊されたセルロース系微細繊維は、リグニンの含有量が１０質量％以上であり且つ繊維径の分布が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲を含む。

Description

伝動ベルト及びその製造方法
　本発明は、伝動ベルト及びその製造方法に関する。
　セルロース系微細繊維を含有する架橋ゴム組成物でベルト本体が形成された伝動ベルトが知られている（例えば特許文献１及び２）。
特開２０１９－１４３８１３号公報 特許第６４２７３０２号公報
　本発明は、ベルト本体の少なくとも一部分が架橋ゴム組成物で形成された伝動ベルトであって、前記架橋ゴム組成物は、ゴム成分と、機械解繊されたセルロース系微細繊維とを含有し、前記機械解繊されたセルロース系微細繊維は、リグニンの含有量が１０質量％以上であり且つ繊維径の分布が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲を含む。
　本発明は、ベルト本体の少なくとも一部分が架橋ゴム組成物で形成された伝動ベルトの製造方法であって、前記架橋ゴム組成物の架橋前の未架橋ゴム組成物を調製する際に、ゴム成分と、リグニンの含有量が１０質量％以上であり且つ繊維径の分布が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲を含む機械解繊されたセルロース系微細繊維が有機溶剤に分散した分散液とを混練しながら、前記有機溶剤を除去するものである。
実施形態に係るダブルコグドＶベルトの一片の斜視図である。 実施形態に係るダブルコグドＶベルトのベルト幅方向に沿った断面図である。 実施形態に係るダブルコグドＶベルトのベルト長さ方向に沿った断面図である。
　以下、実施形態について詳細に説明する。
　図１Ａ～Ｃは、実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢ（伝動ベルト）を示す。実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢは、例えば２輪車の変速装置における変速ベルトとして用いられる動力伝達部材である。実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢは、例えば、ベルト長さが７００ｍｍ以上１４００ｍｍ以下、ベルト最大幅が１６ｍｍ以上４０ｍｍ以下、及びベルト最大厚さが８．０ｍｍ以上１８．０ｍｍ以下である。
　実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢは、エンドレスのゴム製のベルト本体１１を備える。ベルト本体１１は、ベルト幅方向に沿った断面形状が、ベルト内周側の等脚台形とベルト外周側の横長矩形とが積層されるように組み合わされた形状に形成されている。ベルト本体１１の両側の傾斜面は、プーリ接触部に構成されている。ベルト本体１１は、ベルト内周側の圧縮ゴム層１１１と、ベルト厚さ方向の中間部の接着ゴム層１１２と、ベルト外周側の伸張ゴム層１１３との３層で構成されている。ベルト本体１１の両側の傾斜面のプーリ接触部は、圧縮ゴム層１１１及び接着ゴム層１１２の両側面並びに伸張ゴム層１１３の両側面のベルト内周側の一部分で構成されている。
　実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢは、圧縮ゴム層１１１のベルト内周側の表面を被覆するように設けられた被覆布１２を備える。圧縮ゴム層１１１の内周には、ベルト長さ方向に沿った断面形状がサインカーブ状に形成された下コグ形成部１１１ａが一定ピッチで配設されている。そして、この下コグ形成部１１１ａが被覆布１２で被覆されて下コグ１３が構成されている。実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢは、接着ゴム層１１２のベルト厚さ方向の中間部に埋設された心線１４を備える。心線１４は、周方向に沿ってベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成して延びるように設けられている。伸張ゴム層１１３の外周には、ベルト長さ方向に沿った断面形状が矩形状に形成された上コグ１５が一定ピッチで配設されている。
　圧縮ゴム層１１１は、ゴム成分と、リグニンの含有量が１０質量％以上であり且つ繊維径の分布が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲を含む機械解繊されたセルロース系微細繊維（以下、「セルロース系微細繊維Ｘ」という。）とを含有する架橋ゴム組成物（以下、「架橋ゴム組成物Ａ」という。）で形成されている。架橋ゴム組成物Ａは、ゴム成分に、セルロース系微細繊維Ｘに加えて、各種のゴム配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物が加熱及び加圧されて架橋したものである。架橋ゴム組成物Ａは、ベルト幅方向の高弾性を得る観点から、列理方向がベルト幅方向及び反列理方向がベルト長さ方向にそれぞれ対応するように設けられていることが好ましい。
　架橋ゴム組成物Ａのゴム成分としては、例えば、エチレン・プロピレンコポリマー（ＥＰＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレン・オクテンコポリマー、エチレン・ブテンコポリマーなどのエチレン－α－オレフィンエラストマー；クロロプレンゴム（ＣＲ）；クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）；水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）等が挙げられる。ゴム成分は、これらのうちの１種のゴム又は２種以上のブレンドゴムであることが好ましく、架橋ゴム組成物Ａの高弾性を得る観点から、エチレン－α－オレフィンエラストマーを含むことがより好ましく、ＥＰＤＭを含むことが更に好ましい。
　ゴム成分がエチレン－α－オレフィンエラストマーを含む場合、そのエチレン含量は、架橋ゴム組成物Ａの高弾性を得る観点から、好ましくは５０質量％以上６０質量％以下、より好ましくは５３質量％以上５５質量％以下である。ゴム成分がＥＰＤＭを含む場合、そのジエン成分は、架橋ゴム組成物Ａの高弾性を得る観点から、エチリデンノルボルネンであることが好ましく、同様の観点から、そのＥＮＢ含量は、好ましくは４．０質量％以上６．０質量％以下、より好ましくは４．４質量％以上４．６質量％以下である。
　セルロース系微細繊維Ｘは、ゴム成分に分散して含有されている。セルロース系微細繊維Ｘは、機械的解繊手段により植物繊維を細かくほぐすことで得られる植物細胞壁の骨格成分で構成されたセルロース微細繊維を由来とする繊維材料である。セルロース系微細繊維Ｘの原料植物としては、例えば、木、竹、稲（稲わら）、じゃがいも、サトウキビ（バガス）、水草、海藻等が挙げられる。これらのうち木が好ましい。
　セルロース系微細繊維Ｘは、リグニンが概ね除去されて機械解繊されたセルロース系微細繊維（以下、「セルロース系微細繊維Ｙ」という。）と比べると、リグニンの含有量が１０質量％以上と非常に高い。セルロース系微細繊維Ｘにおけるリグニンの含有量は、架橋ゴム組成物Ａの高弾性を得る観点から、好ましくは１０質量％以上４０質量％以下、より好ましくは１２質量％以上２０質量％以下である。
　セルロース系微細繊維Ｘは、ヘミセルロースを含んでいてもよい。セルロース系微細繊維Ｘにおけるヘミセルロースの含有量は、架橋ゴム組成物Ａの高弾性を得る観点から、リグニンの含有量よりも少ないことが好ましい。セルロース系微細繊維Ｘにおけるヘミセルロースの含有量は、同様の観点から、好ましくは５質量％以上２５質量％以下、より好ましくは８質量％以上１５質量％以下である。
　セルロース系微細繊維Ｘは、リグニンの含有量が高く、解繊度が低いため、繊維径の分布が広い。セルロース系微細繊維Ｘの繊維径の分布は、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲を含み、架橋ゴム組成物Ａの高弾性を得る観点から、好ましくは４０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲を含み、より好ましくは３０ｎｍ以上５０００ｎｍ以下の範囲を含む。セルロース系微細繊維Ｘの繊維径の分布は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定により求められる。
　また、セルロース系微細繊維Ｘは、同様の理由のために比較的太い。セルロース系微細繊維Ｘの平均繊維径は、架橋ゴム組成物Ａの高弾性を得る観点から、好ましくは５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。セルロース系微細繊維Ｘの平均繊維径は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定により求められる。
　セルロース系微細繊維Ｘの平均繊維長は、架橋ゴム組成物Ａの高弾性を得る観点から、好ましくは８００μｍ以下、より好ましくは５００μｍ以下である。セルロース系微細繊維Ｘの平均繊維長は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定により求められる。
　セルロース系微細繊維Ｘには、機械解繊されたセルロース微細繊維自体、及びそれを化学修飾したものがある。セルロース系微細繊維Ｘは、これらのうちの一方又は両方を含むことが好ましい。
　架橋ゴム組成物Ａにおけるセルロース系微細繊維Ｘの含有量は、架橋ゴム組成物Ａの高弾性を得る観点から、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上６０質量部以下、より好ましくは５質量部以上４０質量部以下、更に好ましくは７質量部以上１５質量部以下である。
　なお、架橋ゴム組成物Ａは、セルロース系微細繊維Ｘに加えて、化学的解繊手段であるＴＥＭＰＯ酸化処理により解繊されたセルロース系微細繊維（以下、「セルロース系微細繊維Ｚ」という。）を含有していてもよい。
　架橋ゴム組成物Ａは、ゴム成分に分散したカーボンブラックを含有していてもよい。カーボンブラックとしては、例えば、チャネルブラック；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、Ｎ－３３９、ＨＡＦ、Ｎ－３５１、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＥＣＦ、Ｎ－２３４などのファーネスブラック；ＦＴ、ＭＴなどのサーマルブラック；アセチレンブラック等が挙げられる。カーボンブラックは、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましく、架橋ゴム組成物Ａの高弾性を得る観点から、ファーネスブラックを含むことがより好ましく、ＨＡＦを含むことが更に好ましい。
　架橋ゴム組成物Ａにおけるカーボンブラックの含有量は、優れた高負荷耐久性を得る観点から、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは４０質量部以上８０質量部以下、より好ましくは５０質量部以上７０質量部以下である。
　架橋ゴム組成物Ａがカーボンブラックを含有する場合、架橋ゴム組成物Ａにおけるカーボンブラックの含有量は、架橋ゴム組成物Ａの高弾性を得る観点から、セルロース系微細繊維Ｘの含有量よりも多いことが好ましい。架橋ゴム組成物Ａにおけるカーボンブラックの含有量のセルロース系微細繊維Ｘの含有量に対する比（カーボンブラックの含有量／セルロース系微細繊維Ｘの含有量）は、同様の観点から、好ましくは２．０以上１０以下、より好ましくは５．０以上７．０以下である。
　架橋ゴム組成物Ａは、ゴム成分に分散したシリカを含有していてもよい。シリカは、湿式沈降法で製造された湿式沈降法シリカを含むことが好ましい。架橋ゴム組成物Ａにおけるシリカの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以上６０質量部以下、より好ましくは３０質量部以上５０質量部以下である。
　架橋ゴム組成物Ａがシリカを含有する場合、架橋ゴム組成物Ａにおけるシリカの含有量は、架橋ゴム組成物Ａの高弾性を得る観点から、セルロース系微細繊維Ｘの含有量よりも多いことが好ましい。架橋ゴム組成物Ａにおけるシリカの含有量のセルロース系微細繊維Ｘの含有量に対する比（シリカの含有量／セルロース系微細繊維Ｘの含有量）は、同様の観点から、好ましくは１．０以上７．０以下、より好ましくは３．０以上５．０以下である。
　架橋ゴム組成物Ａは、ゴム成分に分散した短繊維を含有していてもよい。短繊維は、ベルト幅方向の高弾性を得る観点から、ベルト幅方向に配向していることが好ましい。短繊維には、ベルト本体１１の圧縮ゴム層１１１に対する接着性を付与するためのＲＦＬ処理等の接着処理が施されていることが好ましい。
　短繊維としては、例えば、パラ系アラミド短繊維（ポリパラフェニレンテレフタルアミド短繊維、コポリパラフェニレン-３，４’-オキシジフェニレンテレフタルアミド短繊維）、メタ系アラミド短繊維、ナイロン６６短繊維、ポリエステル短繊維、超高分子量ポリオレフィン短繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール短繊維、ポリアリレート短繊維、綿、ガラス短繊維、炭素短繊維等が挙げられる。短繊維は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましい。
　短繊維の繊維長は、例えば１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。短繊維の繊維径は、例えば５μｍ以上３０μｍ以下である。架橋ゴム組成物Ａにおける短繊維の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば２５質量部以上４５質量部以下である。
　架橋ゴム組成物Ａは、その他のゴム配合剤として、可塑剤、加工助剤、老化防止剤、架橋剤、共架橋剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等を含有していてもよい。
　接着ゴム層１１２及び伸張ゴム層１１３も、圧縮ゴム層１１１と同様に、ゴム成分に各種のゴム配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物が加熱及び加圧されて架橋した架橋ゴム組成物で形成されている。接着ゴム層１１２及び／又は伸張ゴム層１１３を形成する架橋ゴム組成物は、圧縮ゴム層１１１を形成する架橋ゴム組成物Ａと同一であってもよい。
　被覆布１２は、例えば、綿、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等の糸で形成された織布、編物、不織布等で構成されている。被覆布１２には、ベルト本体１１の圧縮ゴム層１１１に対する接着性を付与するためのＲＦＬ処理等の接着処理が施されていることが好ましい。
　心線１４は、ポリエステル繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維等の撚糸で構成されている。心線１４には、ベルト本体１１の接着ゴム層１１２に対する接着性を付与するためのＲＦＬ処理等の接着処理が施されていることが好ましい。
　以上の構成の実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢによれば、ベルト本体１１を構成する圧縮ゴム層１１１を形成する架橋ゴム組成物Ａが含有するセルロース系微細繊維Ｘが、リグニンの含有量が１０質量％以上であり且つ繊維径の分布が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲を含むことにより、圧縮ゴム層１１１の高弾性を得ることができる。
　実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢの製造において、圧縮ゴム層１１１を形成する架橋ゴム組成物Ａの架橋前の未架橋ゴム組成物を調製する際には、ゴム成分と、リグニンの含有量が１０質量％以上であり且つ繊維径の分布が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲を含むセルロース系微細繊維Ｘが有機溶剤に分散した分散液とを混練しながら、加熱等して有機溶剤を除去することにより、ゴム成分にセルロース系微細繊維Ｘを高度に分散させることができる。
　このとき用いる有機溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエステル系有機溶剤；エタノール、イソプロピルアルコールなどの脂肪族飽和アルコール系有機溶剤；トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系有機溶剤；ペンタン、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素系有機溶剤；シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環族炭化水素系有機溶剤；アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系有機溶剤等が挙げられる。有機溶剤は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましく、ゴム成分へのセルロース系微細繊維Ｘの分散性を高める観点から、エステル系有機溶剤、脂肪族飽和アルコール系有機溶剤を含むことが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルを含むことがより好ましい。
　化学解繊されたセルロース系微細繊維Ｚは、疎水化処理が施されることにより有機溶剤に分散可能となる。そして、疎水化処理が施されたセルロース系微細繊維Ｚが有機溶剤に分散した分散液をゴム成分に投入して混練するとともに、有機溶剤を除去することにより、ゴム成分にセルロース系微細繊維Ｚを分散させることができる。ところが、このとき、相溶化剤も添加して混練する必要があり、その添加量が多くなると、ゴム物性に悪影響が及ぶ虞がある。しかしながら、リグニンの含有量が多いセルロース系微細繊維Ｘが有機溶剤に分散した分散液を用いる場合には、かかる相溶化剤の添加が不要であり、そのため相溶化剤の添加によるゴム物性への悪影響を考慮する必要がない。
　実施形態に係るダブルコグドＶベルトＢの製造には、その他について、従来から一般的に行われている公知の方法を適用することができる。
　なお、上記実施形態では、ダブルコグドＶベルトＢとしたが、特にこれに限定されるものではなく、ベルト内周側のみに下コグが設けられたシングルコグドＶベルトであってもよく、また、コグが設けられていないローエッジＶベルトであってもよく、さらに、ラップドＶベルト、Ｖリブドベルト、平ベルト、歯付ベルトであってもよい。
　上記実施形態では、ベルト内周側の表面を被覆する被覆布１２を備えた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、ベルト内周側の表面を被覆する被覆布１２に加えて、又は、ベルト内周側の表面を被覆する被覆布１２に代えて、ベルト外周側の表面を被覆する被覆布を備えた構成であってもよく、また、ベルト内周側及びベルト外周側の表面を被覆する被覆布を有さない構成であってもよい。
　（架橋ゴム組成物）
　以下の実施例１～５及び比較例１～５の架橋ゴム組成物を作製した。それぞれの構成については表１にも示す。
　＜実施例１＞
　小型接線式密閉型混練機（ラボプラストミル　東洋精機社製）のチャンバー内に、ＥＰＤＭ（ＥＰ２４　ＪＳＲ社製、エチレン含量：５４質量％、ＥＮＢ含量：４．５質量％）と、セルロース系微細繊維Ｘがプロピレングリコールモノメチルエーテルに分散した分散液（リグノセルロースナノファイバーＵＣ５００　モリマシナリー社製　リグニン含有量：１２質量％、ヘミセルロース含有量：８質量％、繊維径の分布：３０ｎｍ以上５０００ｎｍ以下の範囲を含む、平均繊維径：２００ｎｍ、平均繊維長：３００μｍ）とを投入し、チャンバー内の温度を１００℃として、それらを混練しながら、プロピレングリコールモノメチルエーテルを除去した。分散液は、セルロース系微細繊維Ｘの含有量がＥＰＤＭ１００質量部に対して２０質量部となるように投入した。
　小型接線式密閉型混練機から混練物を取り出して、一旦オープンロールでシーティングし、その後、それを再び小型接線式密閉型混練機に投入し、そこに、ＥＰＤＭ１００質量部に対して、５質量部の酸化亜鉛、１質量部のステアリン酸、２質量部の老化防止剤ＭＢ、及び３質量部の架橋剤の有機過酸化物であるジクミルパーオキサイドを更に投入して混練した。
　小型接線式密閉型混練機から混練した未架橋ゴム組成物を取り出して、オープンロールでシーティングし、その後、それをプレス成形してシート状の架橋ゴム組成物を作製した。この架橋ゴム組成物を実施例１とした。
　＜実施例２＞
　セルロース系微細繊維Ｘの含有量がＥＰＤＭ１００質量部に対して１０質量部となるように分散液を投入したことを除いて実施例１と同様にして作製した架橋ゴム組成物を実施例２とした。
　＜実施例３＞
　セルロース系微細繊維Ｘの含有量がＥＰＤＭ１００質量部に対して５質量部となるように分散液を投入したことを除いて実施例１と同様にして作製した架橋ゴム組成物を実施例３とした。
　＜実施例４＞
　ＥＰＤＭ１００質量部に対して６０質量部のカーボンブラックＨＡＦを更に投入したことを除いて実施例２と同様にして作製した架橋ゴム組成物を実施例４とした。
　＜実施例５＞
　ＥＰＤＭ１００質量部に対して４０質量部の湿式沈降法シリカを更に投入したことを除いて実施例２と同様にして作製した架橋ゴム組成物を実施例５とした。
　＜比較例１＞
　セルロース系微細繊維Ｘの分散剤を投入していない、したがって、セルロース系微細繊維Ｘを含有させていないことを除いて実施例１と同様にして作製した架橋ゴム組成物を比較例１とした。
　＜比較例２＞
　セルロース系微細繊維Ｘの分散液に代えて、リグニンが除去されて機械解繊されたセルロース系微細繊維Ｙの分散剤（ビンフィス　スギノマシン社製　リグニン含有量：１質量％以下、ヘミセルロース含有量：１質量％以下、平均繊維径：１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下）を用いたことを除いて実施例１と同様にして作製した架橋ゴム組成物を比較例２とした。
　＜比較例３＞
　セルロース系微細繊維Ｘの分散液に代えて、化学解繊されたセルロース系微細繊維Ｚの分散液（レオクリスタ　第１工業製薬社製）を用いたことを除いて実施例１と同様にして作製した架橋ゴム組成物を比較例３とした。
　＜比較例４＞
　セルロース系微細繊維Ｘの分散剤を投入していない、したがって、セルロース系微細繊維Ｘを含有させていないことを除いて実施例４と同様にして作製した架橋ゴム組成物を比較例４とした。
　＜比較例５＞
　セルロース系微細繊維Ｘの分散剤を投入していない、したがって、セルロース系微細繊維Ｘを含有させていないことを除いて実施例５と同様にして作製した架橋ゴム組成物を比較例５とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（試験方法）
　実施例１～５及び比較例１～５のそれぞれについて、ＪＩＳＫ６３９４：２００７に基づいて、動歪１．０％及び周波数１０Ｈｚとして、２５℃での列理方向の貯蔵たて弾性係数Ｅ’（２５℃）、並びに１００℃での列理方向の貯蔵たて弾性係数Ｅ’（１００℃）及び損失正接ｔａｎδ（１００℃）を測定した。そして、各測定値について、比較例１の測定値を１としたときの相対値を求めた。
　（試験結果）
　試験結果を表１に示す。表１によれば、セルロース系微細繊維Ｘを含有する実施例１～５は、比較例１～５よりも、著しく高弾性であり、且つ損失正接ｔａｎδが高くなって悪化するのも抑制されていることがわかる。
　本発明は、伝動ベルト及びその製造方法の技術分野について有用である。
Ｂ　ダブルコグドＶドベルト（ローエッジＶベルト）
１１　ベルト本体
１１１　圧縮ゴム層
１１１ａ　下コグ形成部
１１２　接着ゴム層
１１３　伸張ゴム層
１２　被覆布
１３　下コグ
１４　心線
１５　上コグ

Claims (15)

  1. 　ベルト本体の少なくとも一部分が架橋ゴム組成物で形成された伝動ベルトであって、
    　前記架橋ゴム組成物は、ゴム成分と、機械解繊されたセルロース系微細繊維とを含有し、
    　前記機械解繊されたセルロース系微細繊維は、リグニンの含有量が１０質量％以上であり且つ繊維径の分布が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲を含む伝動ベルト。
  2. 　請求項１に記載された伝動ベルトにおいて、
    　前記機械解繊されたセルロース系微細繊維がヘミセルロースを５質量％以上含む伝動ベルト。
  3. 　請求項２に記載された伝動ベルトにおいて、
    　前記機械解繊されたセルロース系微細繊維におけるヘミセルロースの含有量がリグニンの含有量よりも少ない伝動ベルト。
  4. 　請求項１乃至３のいずれかに記載された伝動ベルトにおいて、
    　前記架橋ゴム組成物における前記機械解繊されたセルロース系微細繊維の含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して１質量部以上６０質量部以下である伝動ベルト。
  5. 　請求項１乃至４のいずれかに記載された伝動ベルトにおいて、
    　前記架橋ゴム組成物がカーボンブラックを更に含有する伝動ベルト。
  6. 　請求項５に記載された伝動ベルトにおいて、
    　前記カーボンブラックがファーネスブラックを含む伝動ベルト。
  7. 　請求項５又は６に記載された伝動ベルトにおいて、
    　前記架橋ゴム組成物における前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して４０質量部以上８０質量部以下である伝動ベルト。
  8. 　請求項５乃至７のいずれかに記載された伝動ベルトにおいて、
    　前記架橋ゴム組成物における前記カーボンブラックの含有量が前記機械解繊されたセルロース系微細繊維の含有量よりも多い伝動ベルト。
  9. 　請求項８に記載された伝動ベルトにおいて、
    　前記架橋ゴム組成物における前記カーボンブラックの含有量の前記機械解繊されたセルロース系微細繊維の含有量に対する比が２．０以上１０以下である伝動ベルト。
  10. 　請求項１乃至９のいずれかに記載された伝動ベルトにおいて、
    　前記架橋ゴム組成物がシリカを更に含有する伝動ベルト。
  11. 　請求項１０に記載された伝動ベルトにおいて、
    　前記シリカが湿式沈降法シリカを含む伝動ベルト。
  12. 　請求項１０又は１１に記載された伝動ベルトにおいて、
    　前記架橋ゴム組成物における前記シリカの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して２０質量部以上６０質量部以下である伝動ベルト。
  13. 　請求項１０乃至１２のいずれかに記載された伝動ベルトにおいて、
    　前記架橋ゴム組成物における前記シリカの含有量が前記機械解繊されたセルロース系微細繊維の含有量よりも多い伝動ベルト。
  14. 　請求項１３に記載された伝動ベルトにおいて、
    　前記架橋ゴム組成物における前記シリカの含有量の前記機械解繊されたセルロース系微細繊維の含有量に対する比が１．０以上７．０以下である伝動ベルト。
  15. 　ベルト本体の少なくとも一部分が架橋ゴム組成物で形成された伝動ベルトの製造方法であって、
    　前記架橋ゴム組成物の架橋前の未架橋ゴム組成物を調製する際に、ゴム成分と、リグニンの含有量が１０質量％以上であり且つ繊維径の分布が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲を含む機械解繊されたセルロース系微細繊維が有機溶剤に分散した分散液と、を混練しながら、前記有機溶剤を除去する伝動ベルトの製造方法。
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