WO2025253763A1 - 伝動ベルト - Google Patents

伝動ベルト

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WO2025253763A1
WO2025253763A1 PCT/JP2025/013982 JP2025013982W WO2025253763A1 WO 2025253763 A1 WO2025253763 A1 WO 2025253763A1 JP 2025013982 W JP2025013982 W JP 2025013982W WO 2025253763 A1 WO2025253763 A1 WO 2025253763A1
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WO
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transmission belt
belt
weight
curing agent
parts
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加津寛 金子
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Bando Chemical Industries Ltd
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Bando Chemical Industries Ltd
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Publication date
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • 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
    • F16G5/00—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/04—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber
    • F16G5/06—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section made of rubber with reinforcement bonded by the rubber
    • 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
    • F16G5/00—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/20—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section with a contact surface of special shape, e.g. toothed

Definitions

  • the present invention relates to a power transmission belt.
  • thermosetting polyurethane Power transmission belts made from thermosetting polyurethane are used in a variety of machines, including office automation equipment and transportation machinery.
  • 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) (hereinafter referred to as MOCA) is commonly used as a curing agent for thermosetting polyurethane.
  • MOCA is listed as a Substance of Very High Concern (SVHC) in the European Union's REACH (Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals) regulation due to its potential for cancer, genetic disorders, and blood disorders, as well as toxicity to aquatic life. It is possible that its use may be banned in the future.
  • SVHC Very High Concern
  • REACH Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals
  • amine-based hardeners such as diethyltoluenediamine or 3,5-diamino-4-chlorobenzoate 2-methylpropyl.
  • diethyltoluenediamine reacts too quickly, causing it to harden before being poured into a mold, while 3,5-diamino-4-chlorobenzoate 2-methylpropyl reacts too slowly, requiring a long time before it can be demolded from the mold; both amine-based hardeners present handling problems.
  • Patent Document 1 proposes a belt-forming material in which a prepolymer having an NCO % of more than 4.7% contains 3,5-dimethylthio-2,4-toluenediamine and 3,5-dimethylthio-2,6-toluenediamine as curing agents.
  • Patent Document 2 proposes a polyurethane composition using only two amine-based curing agents, 2-methylpropyl 3,5-diamino-4-chlorobenzoate and dimethylthiotoluenediamine.
  • the main objective is to provide a new power transmission belt that does not use MOCA.
  • Another objective is to provide a power transmission belt with excellent durability.
  • a power transmission belt comprising a thermoset product of a polyurethane composition containing either 1,4-bishydroxyethoxybenzene or 1,3-bishydroxyethoxybenzene, or both, as a curing agent.
  • 2. Contains a plasticizer, 2.
  • the power transmission belt according to 1. wherein the temperature at which the plasticizer and the curing agent become compatible with each other is equal to or lower than the melting point of the curing agent.
  • 3. The power transmission belt according to 1. or 2., wherein the molar ratio of the active hydrogen groups of the curing agent to the isocyanate groups of the urethane prepolymer (active hydrogen groups/-NCO) is in the range of 0.8 to 0.98.
  • the transmission belt of the present invention has a belt running time seven times longer and is more durable than a transmission belt made of a conventional thermosetting polyurethane using MOCA as a curing agent.
  • the transmission belt of the present invention has mechanical properties equal to or better than those of a transmission belt made of a conventional thermosetting polyurethane using MOCA as a curing agent, and can be used as a replacement for a transmission belt made of a conventional thermosetting polyurethane using MOCA as a curing agent.
  • the polyurethane composition used in the present invention does not contain MOCA, and therefore has little adverse effect on workers and the environment. Furthermore, the polyurethane composition used in the present invention has a good balance between stability, in which the curing reaction does not proceed until casting, and reactivity, in which the curing reaction proceeds quickly after casting, and is therefore easy to handle.
  • V-ribbed belt which is an embodiment of a power transmission belt.
  • the power transmission belt of the present invention comprises a urethane prepolymer made of polyether polyol and diphenylmethane diisocyanate;
  • the polyurethane composition contains either 1,4-bishydroxyethoxybenzene or 1,3-bishydroxyethoxybenzene, or both, as a curing agent.
  • a to B (A and B are numerical values or ratios) means a numerical range including both ends.
  • the polyurethane composition used in the present invention contains either 1,4-bishydroxyethoxybenzene, 1,3-bishydroxyethoxybenzene, or both as a curing agent, and has superior durability compared to conventional polyurethane compositions that use MOCA as a curing agent. Furthermore, the polyurethane composition of the present invention has handleability equivalent to that of currently widely used polyurethane compositions that use MOCA as a curing agent. In other words, the polyurethane composition of the present invention has a good balance between stability, in which the curing reaction does not proceed until casting, and reactivity, in which the curing reaction proceeds rapidly after casting.
  • the power transmission belt of the present invention has mechanical properties such as hardness, tensile strength at break, elongation at break, tear strength, and modulus that are substantially equal to those of a power transmission belt made of a thermosetting polyurethane using MOCA as a curing agent, and therefore can replace a power transmission belt made of a thermosetting polyurethane using MOCA as a curing agent.
  • the urethane prepolymer used in the present invention is obtained by reacting a polyether polyol with diphenylmethane diisocyanate.
  • Suitable polyether polyols include polytetramethylene ether glycol and polypropylene glycol, with polytetramethylene ether glycol being preferred.
  • the number-average molecular weight of the polyol is preferably 500 to 2,500, and more preferably 800 to 1,500. In the present invention, the number-average molecular weight refers to the molecular weight calculated from the hydroxyl value of the polyol measured in accordance with JIS-K1557.
  • Usable urethane prepolymers have an isocyanate group content of 2.0 to 10.0 wt% and a number average molecular weight of 500 to 4000.
  • examples of such urethane prepolymers include Coronate 4362.
  • the isocyanate group content is preferably 2.0 to 10.0 wt%, and more preferably 3.5 to 6.5 wt%.
  • the polyurethane composition used in the present invention contains, as a curing agent, either or both of 1,4-bishydroxyethoxybenzene (hereinafter also referred to as BHEB) and 1,3-bishydroxyethoxybenzene (hereinafter also referred to as DER).
  • BHEB 1,4-bishydroxyethoxybenzene
  • DER 1,3-bishydroxyethoxybenzene
  • BHEB and DER can be used alone or in combination.
  • BHEB has a linear and highly symmetric molecular structure, which gives the resulting transmission belt excellent mechanical properties. Therefore, it is preferable to include BHEB from the viewpoint of the mechanical properties of the transmission belt.
  • DER is a compound with a melting point of approximately 90°C, while BHEB has a melting point of approximately 100°C.
  • DER liquefies at a lower temperature, so polyurethane compositions containing DER can be cast and thermally cured at lower temperatures. Therefore, it is preferable to include DER from the viewpoint of productivity.
  • the mass ratio can be adjusted within a range of, for example, 5:95 to 95:5 (BHEB:DER, total 100) depending on the mechanical properties, productivity, etc.
  • the polyurethane composition of the present invention may also contain other alcohol-based curing agents or amine-based curing agents, but preferably does not contain MOCA.
  • the total proportion of BHEB and DER to all curing agents is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, even more preferably 98% by mass or more, even more preferably 99% by mass or more, even more preferably 99.5% by mass or more, even more preferably 99.9% by mass or more, and most preferably 100% by mass.
  • the polyurethane composition of the present invention may contain additives such as plasticizers, reaction accelerators, surfactants, lubricants, fillers, pigments, dyes, hydrolysis inhibitors, antioxidants, ultraviolet absorbers, conductive agents, etc.
  • additives such as plasticizers, reaction accelerators, surfactants, lubricants, fillers, pigments, dyes, hydrolysis inhibitors, antioxidants, ultraviolet absorbers, conductive agents, etc.
  • the plasticizer is a low-volatility compound that is mixed to lower the softening range and improve processability. It is particularly preferable to use a plasticizer that is compatible with the curing agent (BHEB, DER) used in the present invention at a mass ratio of 50:50 (curing agent:plasticizer) at a temperature equal to or lower than the melting point of the curing agent.
  • plasticizers whose compatible temperature is equal to or lower than the melting point of the curing agent include, in the case of BHEB, polyether ester-based plasticizers (e.g., "ADEKACIZER RS735" manufactured by ADECA Corporation, and "SUNFLEX EB-200" manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), castor oil glycidyl ether-based plasticizers (e.g., "RICCIZER GR-5050" manufactured by Ito Oil Mills, Ltd.), castor oil-based plasticizers (e.g., "URIC Y-3601” manufactured by Ito Oil Mills, Ltd.), acetyl tributyl citrate, ethylene carbonate, propylene carbonate, DPGDB (oxydipropyl dibenzoate)/benzoate ester, and benzoic acid-based plasticizers (e.g., "VELSIFLEX342S” manufactured by Velsicol Chemical Co., Ltd.).
  • polyether ester-based plasticizers and benzoic acid-based plasticizers are preferred.
  • suitable plasticizers include benzoic acid-based plasticizers (for example, "VELSIFLEX342S” manufactured by Velsicol Chemical Co.), acetyl tributyl citrate, and ethylene carbonate, with benzoic acid-based plasticizers being preferred.
  • the hardness (duro-A) of the power transmission belt of the present invention is preferably 60 to 95 degrees, and more preferably 75 to 95 degrees.
  • the power transmission belt of the present invention preferably has a tan ⁇ peak temperature of ⁇ 15° C. or less.
  • tan ⁇ (loss tangent) is the ratio (E"/E') of storage modulus (E') to loss modulus (E").
  • Storage modulus E' corresponds to the amount of elastic components in the polyurethane
  • loss modulus E" corresponds to the amount of viscous components in the polyurethane.
  • the temperature at which this maximum value appears is the tan ⁇ peak temperature.
  • Polyurethanes form a three-dimensional network structure, and when polyurethanes come into contact with each other at temperatures above their tan ⁇ peak temperature, highly mobile molecular chains migrate from one polyurethane to the other, resulting in entanglement of the molecular chains, thereby enabling the polyurethanes to exhibit excellent mechanical properties.
  • polyurethane molded articles having a tan ⁇ peak temperature of ⁇ 15°C or lower can exhibit desired mechanical properties regardless of their intended use, provided that they are used in a normal atmosphere.
  • the tan ⁇ peak temperature of the polyurethane is more preferably ⁇ 18°C or lower, and even more preferably ⁇ 21°C or lower.
  • the polyurethane composition used in the present invention contains a prepolymer and a curing agent, and the molded article is produced by a prepolymer method.
  • the hardness of the polyurethane suitable for the belt can be adjusted to 60 to 95 degrees (duro A) by adjusting the molecular weight of the prepolymer, the isocyanate fraction (NCO %), which is the ratio of the mass of isocyanate groups remaining in the prepolymer to the mass of the prepolymer, the mixing ratio of the curing agent, whether or not a plasticizer is added and the amount of plasticizer added, etc.
  • the molar ratio of the number of moles of active hydrogen groups (-OH, -NH 2 ) contained in the curing agent to the number of moles of isocyanate groups (-NCO) contained in the prepolymer is preferably in the range of 0.8 to 0.98.
  • An ⁇ ratio of less than 1 means that there is an excess of NCO, but the excess NCO will bond with moisture in the air and urethane groups, preventing deterioration of physical properties.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a V-ribbed belt, which is one embodiment of the power transmission belt of the present invention.
  • the V-ribbed belt 1 has a plurality of V-ribs 2 extending parallel to the belt length on its inner circumferential surface.
  • the number of V-ribs is, for example, between three and six.
  • Cogs 3 are formed on the back surface of the V-ribbed belt 1 to facilitate bending.
  • the cogs may have any configuration, and the back surface of the belt may be smooth and cogless.
  • a core wire 4 serving as a tension member is arranged in a periodic spiral pattern extending approximately in the belt length direction and in the belt width direction.
  • the core wire may be made of any material as long as it has sufficient strength to function as a tension member. Examples of the material include glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, and polyester fiber.
  • the V-ribbed belt shown in FIG. 1 is merely one embodiment, and the shape of the power transmission belt of the present invention is not limited thereto.
  • the shape of the belt is not limited to a V-ribbed belt, but may be a V-belt, a toothed belt, a flat belt, a round belt, etc., and the core wire may be exposed in a groove on the surface that comes into contact with the inner mold during belt manufacturing (the outer surface in this embodiment), or a reinforcing cloth may be embedded on the inner surface of the belt.
  • ⁇ Core wire setting process> The cord is wound spirally at a predetermined pitch around the outer surface of a cylindrical inner mold.
  • the inner mold can have grooves with an arc-shaped cross section that extend axially at a predetermined pitch on its outer surface. These grooves are used to form the cogs on the outer surface of the belt.
  • ⁇ Mold setting process> The inner mold is assembled into the center of the cylindrical outer mold so that a cavity for injecting the belt molding material is formed between the outer and inner molds.
  • ⁇ Belt molding material preparation process> A material composition for forming the belt is prepared. ⁇ Belt molding material injection and hardening process> The obtained material composition is poured into the cavity between the outer and inner molds, and heated to thermally cure the belt molding material.
  • ⁇ Demolding process> The inner mold is pulled out in the axial direction, and the cylindrical belt precursor, in which the belt molding material has hardened, is removed from the inner peripheral surface of the outer mold.
  • ⁇ Width cutting process> The belt precursor that has been released from the mold is cut into slices of a predetermined width to obtain strips.
  • ⁇ Grinding process> The outer peripheral surface of the belt is ground so that V-ribs extending in the belt length direction are formed at a predetermined pitch in the width direction, and the belt is then turned over to obtain a V-ribbed belt.
  • the above-described manufacturing method is merely an example, and the power transmission belt of the present invention is not limited to that manufactured by the above-described manufacturing method.
  • Example 1 100 parts by weight of 4,4-diphenylmethane diisocyanate (Millionate MT, manufactured by Tosoh Corporation) and 196 parts by weight of polytetramethylene ether glycol (PTMG1000, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, number average molecular weight 1000) were weighed and mixed under a nitrogen atmosphere at 80°C for 4 hours to obtain a prepolymer. 100 parts by weight of the synthesized MDI-PTMG prepolymer and 13 parts by weight of BHEB were weighed and mixed using a reciprocating rotary mixer Aziter at approximately 115°C for 2 minutes to obtain a material composition.
  • PTMG1000 polytetramethylene ether glycol
  • the material composition was poured between metal plates sandwiching a 2 mm spacer and crosslinked and cured at an oven temperature of 110°C for 120 minutes. It was then post-crosslinked in an oven adjusted to 100°C for 16 hours to obtain a 2 mm thick sheet.
  • Example 2 A sheet-like material was obtained in the same manner as in Example 1, except that DER was used instead of BHEB.
  • Example 3 A homogeneous mixture was obtained by melting 13 parts by weight of BHEB and 10 parts by weight of a polyether ester plasticizer (Sunflex EB-200, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) at 120°C. A sheet-like material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the mixture was added to the prepolymer.
  • a polyether ester plasticizer Sunflex EB-200, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.
  • Example 4" A homogeneous mixture was obtained by melting 13 parts by weight of DER, 10 parts by weight of a benzoic acid-based plasticizer (VELSIFLEX 342S, manufactured by Velsicol Chemical Co.), and 0.02 parts by weight of a catalyst (U-CAT 1102, manufactured by San-Apro Co., Ltd.) at 80°C. A sheet-like material was obtained in the same manner as in Example 2, except that the mixture was added to the prepolymer. In Examples 3 and 4, the temperature at which the plasticizer and the curing agent become compatible with each other is equal to or lower than the melting point of the curing agent.
  • Example 5 100 parts by weight of 4,4-diphenylmethane diisocyanate (Millionate MT, manufactured by Tosoh Corporation) and 80 parts by weight of polytetramethylene glycol (PTMG1000, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) were weighed and mixed under a nitrogen atmosphere at 80°C for 4 hours to obtain a prepolymer.
  • Millionate MT 4,4-diphenylmethane diisocyanate
  • PTMG1000 polytetramethylene glycol
  • Example 6 100 parts by weight of 4,4-diphenylmethane diisocyanate (Millionate MT, manufactured by Tosoh Corporation) and 196 parts by weight of polytetramethylene ether glycol (PTMG1000, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, number average molecular weight 1000) were weighed and mixed under a nitrogen atmosphere at 80°C for 4 hours to obtain a prepolymer. 100 parts by weight of the synthesized MDI-PTMG prepolymer, 6.5 parts by weight of BHEB, and 6.5 parts by weight of DER were weighed and mixed using a reciprocating rotary mixer agitator at approximately 115°C for 2 minutes to obtain a material composition.
  • PTMG1000 polytetramethylene ether glycol
  • the material composition was poured between metal plates sandwiching a 2 mm spacer and crosslinked and cured at an oven temperature of 110°C for 120 minutes. It was then post-crosslinked in an oven adjusted to 100°C for 16 hours to obtain a 2 mm thick sheet.
  • Example 7 100 parts by weight of 4,4-diphenylmethane diisocyanate (Millionate MT, manufactured by Tosoh Corporation) and 196 parts by weight of polytetramethylene ether glycol (PTMG1000, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, number average molecular weight 1000) were weighed and mixed under a nitrogen atmosphere at 80°C for 4 hours to obtain a prepolymer. 100 parts by weight of the synthesized MDI-PTMG prepolymer, 3 parts by weight of BHEB, and 10 parts by weight of DER were weighed and mixed using a reciprocating rotary mixer agitator at approximately 115°C for 2 minutes to obtain a material composition.
  • PTMG1000 polytetramethylene ether glycol
  • the material composition was poured between metal plates sandwiching a 2 mm spacer and crosslinked and cured at an oven temperature of 110°C for 120 minutes. It was then post-crosslinked in an oven adjusted to 100°C for 16 hours to obtain a 2 mm thick sheet.
  • Comparative Example 1 100 parts by weight of a polytetramethylene glycol and tolylene diisocyanate prepolymer (Hyplen L-100, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., polytetramethylene glycol number average molecular weight 1000) with an isocyanate group content of 4.3 wt%, 12.3 parts by weight of MOCA (Kumiai Chemical Industry Co., Ltd., Curamine MT), and 30 parts by weight of dioctyl adipate (CG Ester Corporation, hereinafter referred to as DOA) were weighed and mixed using a reciprocating rotary mixer Aziter at approximately 80°C for 2 minutes to obtain a material composition. The material composition was poured between metal plates sandwiching a 2 mm spacer, cured at an oven temperature of 110°C for 90 minutes, and then post-crosslinked in an oven adjusted to 55°C for 12 hours to obtain a 2 mm thick sheet.
  • Comparative Example 2 100 parts by weight of 4,4-diphenylmethane diisocyanate (Millionate MT, manufactured by Tosoh Corporation) and 80 parts by weight of polytetramethylene glycol (PTMG1000, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) were weighed and mixed under nitrogen atmosphere at 80°C for 4 hours to obtain a prepolymer.
  • Millionate MT 4,4-diphenylmethane diisocyanate
  • PTMG1000 polytetramethylene glycol
  • Comparative Example 3 100 parts by weight of a polytetramethylene glycol and tolylene diisocyanate prepolymer (KC-23-4, manufactured by Kumiai Chemical Industry Co., Ltd., polytetramethylene glycol number average molecular weight approximately 2000) with an isocyanate group content of 4.3 wt % and 15 parts by weight of trimethylene-bis(4-aminobenzoate) (CUA-4, manufactured by Kumiai Chemical Industry Co., Ltd.) were weighed and mixed using a reciprocating rotary mixer Ajiter at approximately 100°C for 2 minutes to obtain a material composition. The material composition was poured between metal plates sandwiching a 2 mm spacer, cured at an oven temperature of 110°C for 120 minutes, and then post-crosslinked in an oven adjusted to 60°C for 12 hours to obtain a 2 mm thick sheet.
  • KC-23-4 polytetramethylene glycol number average molecular weight approximately 2000
  • isocyanate group content 4.3 wt
  • dumbbell shape were prepared from the sheet-like materials obtained in the Examples and Comparative Examples, and the 5% modulus (M5), 100% modulus (M100), tensile stress at break (TB), and elongation at break (EB) were measured in accordance with JIS-K 7312. The measurements were carried out on three samples in an environment of a temperature of 23°C and a humidity of 50% RH, and the values were expressed as the arithmetic mean of the measured values.
  • ⁇ TR-B (tear test) Samples (uncut angle shapes) were prepared from the sheet-like materials obtained in the Examples and Comparative Examples, and the tear strength (TR-B) was measured in accordance with JIS-K 7312. The measurement was carried out on three samples in an environment of a temperature of 23°C and a humidity of 50% RH, and the arithmetic mean value of the measured values was shown.
  • a sample (width 5 mm, length 35 mm) was cut from the prepared sheet-like material, and the sample was attached to a dynamic viscoelasticity measuring device (manufactured by TA Instruments, device name: RSA3) after "Set Gap” and "Offset Force To Zero". The sample was attached so that the force was -1.0 to -3.0 N, and then measurement was performed in accordance with JIS K7244-4.
  • the temperature dependency curves of the storage modulus (E'), loss modulus (E") and loss tangent (tan ⁇ ) under the following set conditions were measured, and the tan ⁇ peak temperature was determined.
  • Geometry type Tension/compression mode Chuck distance: 20 mm Sample width: 5 mm Sample thickness: 150 ⁇ m Frequency: 10Hz Initial temperature: -40°C End temperature: 100°C Temperature rise rate: 2°C/min Distortion: 0.03%
  • Belt running test A polyurethane power transmission belt was wound around a ⁇ 23 drive pulley and a ⁇ 30 driven pulley. The belt was run at room temperature under the following conditions: the drive pulley rotation speed was 10,400 rpm, the driven pulley load was 0.8 N m, and the belt initial tension was 120 N. The belt running time was measured from the start of belt running until it stopped running due to slippage.

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Abstract

ＭＯＣＡを使用しない新規な伝動ベルトを提供することを課題とする。解決手段として、ポリエーテルポリオールとジフェニルメタンジイソシアネートとからなるウレタンプレポリマーと、硬化剤として、１，４－ビスヒドロキシエトキシベンゼン、１，３－ビスヒドロキシエトキシベンゼンのいずれか、または両方を含有するポリウレタン組成物の熱硬化物からなることを特徴とする伝動ベルトを提供する。

Description

伝動ベルト
　本発明は伝動ベルトに関する。
　ＯＡ機器、輸送用機器等の各種機械において、熱硬化性ポリウレタンからなる伝動ベルトが使用されている。熱硬化性ポリウレタンの硬化剤として、４，４’－メチレンビス（２－クロロアニリン）（以下、ＭＯＣＡともいう）が汎用されているが、ＭＯＣＡは、発がんの恐れ、遺伝性疾患の恐れ、血液障害の恐れ、水生生物への毒性等があるとして、欧州連合のＲＥＡＣＨ規制（Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）で高懸念物質（Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ　ｏｆ　Ｖｅｒｙ　Ｈｉｇｈ　Ｃｏｎｃｅｒｎ：ＳＶＨＣ）に挙げられており、将来的には使用禁止対象物質となる可能性もある。
　ＭＯＣＡに代えて、ジエチルトルエンジアミンや３，５－ジアミノ－４－クロロ安息香酸２－メチルプロピル等のアミン系硬化剤を使用することも考えられる。しかし、ジエチルトルエンジアミンは反応が早すぎて金型に注型する前に硬化してしまう、３，５－ジアミノ－４－クロロ安息香酸２－メチルプロピルは反応が遅すぎて金型から脱型するまでに長い時間が必要である、といずれのアミン系硬化剤もハンドリング性に問題がある。反応が遅い硬化剤と反応促進剤を併用することも考えられるが、注型までは硬化反応が進行しない安定性と注型後に硬化反応が速やかに進行する反応性とをバランスよく両立することは困難である。
　ＭＯＣＡを使用しないポリウレタンとしては、例えば、以下のものが提案されている。
　特許文献１には、ＮＣＯ％が４．７％より大きいプレポリマーに、硬化剤として３，５－ジメチルチオ－２，４－トルエンジアミン及び３，５－ジメチルチオ－２，６－トルエンジアミンを含有させたベルト成形用材料が提案されている。
　特許文献２には、３，５－ジアミノ－４－クロロ安息香酸２－メチルプロピルとジメチルチオトルエンジアミンの２種のアミン系硬化剤のみを用いたポリウレタン組成物が提案されている。
特開２００２－２３４９２８号公報 特開２０１７－２５１９１号公報
　ＭＯＣＡを使用しない新規な伝動ベルトを提供することを主たる課題とする。また、耐久性に優れた伝動ベルトを提供することを課題とする。
　上記課題を解決するための、本発明の構成は以下のとおりである。
１．ポリエーテルポリオールとジフェニルメタンジイソシアネートとからなるウレタンプレポリマーと、
　硬化剤として、１，４－ビスヒドロキシエトキシベンゼン、１，３－ビスヒドロキシエトキシベンゼンのいずれか、または両方を含有するポリウレタン組成物の熱硬化物からなることを特徴とする伝動ベルト。
２．可塑剤を含み、
　前記可塑剤と前記硬化剤とが相溶する温度が、前記硬化剤の融点以下であることを特徴とする１．に記載の伝動ベルト。
３．前記硬化剤の活性水素基と前記ウレタンプレポリマーのイソシアネート基とのモル比（活性水素基／－ＮＣＯ）が０．８以上０．９８以下の範囲であることを特徴とする１．にまたは２．に記載の伝動ベルト。
　本発明の伝動ベルトは、ＭＯＣＡを硬化剤とする従来の熱硬化性ポリウレタンからなる伝動ベルトと比較して、ベルト走行時間が７倍以上も長く、耐久性に優れている。本発明の伝動ベルトは、従来のＭＯＣＡを硬化剤とする熱硬化性ポリウレタンからなる伝動ベルトと比較して同等以上の機械的物性を有しており、ＭＯＣＡを硬化剤とする従来の熱硬化性ポリウレタンからなる伝動ベルトの代替として利用することができる。
　本発明で使用するポリウレタン組成物は、ＭＯＣＡを含んでいないため、作業者や環境への悪影響が少ない。また、本発明で使用するポリウレタン組成物は、注型までは硬化反応が進行しない安定性と、注型後に硬化反応が速やかに進行する反応性とがバランスよく両立しており、ハンドリング性に優れている。
伝動ベルトの一実施態様であるＶリブドベルトの概略図。
　本発明の伝動ベルトは、ポリエーテルポリオールとジフェニルメタンジイソシアネートとからなるウレタンプレポリマーと、
　硬化剤として、１，４－ビスヒドロキシエトキシベンゼン、１，３－ビスヒドロキシエトキシベンゼンのいずれか、または両方を含有するポリウレタン組成物の熱硬化物である。
　なお、本明細書において、「Ａ～Ｂ」（Ａ、Ｂは数値や比率）は、その両端を含む数値範囲を意味する。
　本発明で使用するポリウレタン組成物（以下、本発明のポリウレタン組成物ともいう）は、硬化剤として１，４－ビスヒドロキシエトキシベンゼン、１，３－ビスヒドロキシエトキシベンゼンのいずれか、または両方を含有し、ＭＯＣＡを硬化剤とする従来のポリウレタン組成物と比較して、耐久性に優れている。また、本発明のポリウレタン組成物は、現在汎用されているＭＯＣＡを硬化剤とするポリウレタン組成物と同等のハンドリング性を有している。すなわち、本発明のポリウレタン組成物は、注型までは硬化反応が進行しない安定性と、注型後に硬化反応が速やかに進行する反応性とがバランスよく両立している。
　本発明の伝動ベルトは、ＭＯＣＡを硬化剤とする熱硬化性ポリウレタンからなる伝動ベルトと、硬度、引張破断強度、破断伸び、引裂強度、モジュラス等の機械的特性がほぼ等しい。そのため、本発明の伝動ベルトは、ＭＯＣＡを硬化剤とする熱硬化性ポリウレタンからなる伝動ベルトを置き換えることができる。
「ウレタンプレポリマー」
　本発明で使用するウレタンプレポリマーは、ポリエーテルポリオールとジフェニルメタンジイソシアネートとを反応させて得られる。ポリエーテルポリオールとしてはポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリプロピレングリコールなどを好適に利用でき、ポリテトラメチレンエーテルグリコールが好ましい。ポリオールの数平均分子量は、５００～２５００がより好ましく、８００～１５００がさらに好ましい。ここで、本発明において、数平均分子量は、ＪＩＳ－Ｋ１５５７に準じて測定したポリオールの水酸基価より算出した分子量を意味する。
　ウレタンプレポリマーとしては、そのイソシアネート基含有量が２．０～１０．０ｗｔ％、数平均分子量は５００～４０００であるものが使用できる。このようなウレタンプレポリマーとしては、例えば、コロネート４３６２等を利用することができる。イソシアネート基含有量は、２．０～１０．０ｗｔ％であることが好ましく、３．５～６．５ｗｔ％であることがさらに好ましい。
「硬化剤」
　本発明で使用するポリウレタン組成物は、硬化剤として１，４－ビスヒドロキシエトキシベンゼン（以下、ＢＨＥＢともいう）、１，３－ビスヒドロキシエトキシベンゼン（以下、ＤＥＲともいう）のいずれか、または両方を含有する。
　ＢＨＥＢ、ＤＥＲの構造式を下記化学式（１）、（２）に示す。
　ＢＨＥＢとＤＥＲは、単独または混合して用いることができる。ＢＨＥＢは、その分子構造が直線的で対称性が高いため、得られる伝動ベルトの機械的特性に優れている。そのため、伝動ベルトの機械的特性の点からはＢＨＥＢを含むことが好ましい。一方、ＤＥＲは融点約９０℃、ＢＨＥＢは融点約１００℃の化合物であり、ＤＥＲのほうが低温で液化するため、ＤＥＲを含むポリウレタン組成物の方がより低温で注型、熱硬化することができる。そのため、生産性の点からはＤＥＲを含むことが好ましい。
　ＢＨＥＢとＤＥＲの両方を用いる場合は、機械的特性や生産性等に応じて、例えば、５：９５～９５：５の質量比（ＢＨＥＢ：ＤＥＲ、合計で１００）の範囲内でその割合を調整することができる。
　本発明のポリウレタン組成物は、ＢＨＥＢとＤＥＲ以外に、他のアルコール系硬化剤、アミン系硬化剤を含むこともできるが、ＭＯＣＡを含まないことが好ましい。また、全硬化剤に対するＢＨＥＢとＤＥＲの合計の割合が、７０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることがさらに好ましく、９５質量％以上であることがよりさらに好ましく、９８質量％以上であることがよりさらに好ましく、９９質量％以上であることがよりさらに好ましく、９９．５質量％以上であることがよりさらに好ましく、９９．９質量％以上であることがよりさらに好ましく、１００質量％であることが最も好ましい。
　本発明のポリウレタン組成物には、必要に応じて可塑剤、反応促進剤、界面活性剤、滑剤、充填剤、顔料、染料、加水分解抑制剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、導電剤等の添加剤を含有させることができる。これらの中で、可塑剤を含有することが好ましい。
　可塑剤は、軟化領域を下げて加工性を向上させるために混合する、揮発性が低い化合物である。可塑剤としては、特に、本発明で使用する硬化剤（ＢＨＥＢ、ＤＥＲ）と５０：５０の質量比（硬化剤：可塑剤）で相溶する温度が、硬化剤の融点以下であるものを含有することが好ましい。
　相溶する温度が、硬化剤の融点以下である可塑剤としては、ＢＨＥＢの場合は、ポリエーテルエステル系可塑剤（例えば、株式会社ＡＤＥＣＡ製「アデカサイザーＲＳ７３５」、三洋化成工業株式会社製「サンフレックスＥＢ－２００」）、ひまし油グリシジルエーテル系可塑剤（例えば、伊藤製油株式会社製「リックサイザーＧＲ－５０５０」）、ひまし油系可塑剤（例えば、伊藤製油株式会社製「ＵＲＩＣ　Ｙ－３６０１」）、アセチルクエン酸トリブチル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、ＤＰＧＤＢ（オキシジプロピルジベンゾエート）／ベンゾエートエステル、安息香酸系可塑剤（例えば、Ｖｅｌｓｉｃｏｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製「ＶＥＬＳＩＦＬＥＸ３４２Ｓ」）等が挙げられ、これらの中で、ポリエーテルエステル系可塑剤、安息香酸系可塑剤が好ましい。
　ＤＥＲの場合は、安息香酸系可塑剤（例えば、Ｖｅｌｓｉｃｏｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製「ＶＥＬＳＩＦＬＥＸ３４２Ｓ」）、アセチルクエン酸トリブチル、炭酸エチレン等が挙げられ、安息香酸系可塑剤が好ましい。
　本発明の伝動ベルトは、耐久性の点から、硬度（ｄｕｒｏ－Ａ）が６０～９５度であることが好ましく、７５～９５度であることがより好ましい。
　本発明の伝動ベルトは、ｔａｎδピーク温度が、－１５℃以下であることが好ましい。
　ここで、ｔａｎδ（損失正接）とは、貯蔵弾性率（Ｅ'）と損失弾性率（Ｅ"）との比率（Ｅ"／Ｅ'）である。貯蔵弾性率Ｅ'は、ポリウレタン中の弾性成分の量に対応し、損失弾性率Ｅ"は、ポリウレタン中の粘性成分の量に対応する。温度を変化させながらｔａｎδを測定すると、ある温度までは増大し、その温度を超えると減少する。すなわち、温度を変化させながらｔａｎδを測定すると最大値が現れるが、この最大値が現れる温度がｔａｎδピーク温度である。
　ポリウレタンは、３次元網目構造を形成しているが、ｔａｎδピーク温度以上の温度域でポリウレタン同士が接触すると、運動性の高い分子鎖が一方のポリウレタンから他方のポリウレタンへ移行して分子鎖の絡み合いが生じるため、優れた機械的物性を発揮することができる。そして、ｔａｎδピーク温度が－１５℃以下であるポリウレタン成形体は、通常の使用雰囲気下であれば、その用途に依らず、所望の機械的特性を発揮することができる。本発明のポリウレタン成形体において、ポリウレタンのｔａｎδピーク温度は、－１８℃以下がより好ましく、－２１℃以下がさらに好ましい。
　以下、本発明の伝動ベルトの製造方法について説明する。
　本発明で使用するポリウレタン組成物は、プレポリマーと硬化剤とを含み、成形体はプレポリマー法により製造される。
　プレポリマー法では、プレポリマーの分子量、プレポリマーの質量に対するプレポリマー中に残存するイソシアネート基の質量の割合であるイソシアネート分率（ＮＣＯ％）、硬化剤の混合比率、可塑剤添加の有無またその添加量等により、ベルトに適したポリウレタンの硬さである６０～９５度（ｄｕｒｏ　Ａ）に調整することができる。
　本発明のポリウレタン組成物では、硬化剤に含まれる活性水素基（－ＯＨ、－ＮＨ２）のモル数とプレポリマーに含まれるイソシアネート基（－ＮＣＯ）のモル数とのモル比（－活性水素基／－ＮＣＯ：以下、α比という。）を０．８以上０．９８以下の範囲とすることが好ましい。α比が１未満とは、ＮＣＯが過剰であることを意味するが、過剰なＮＣＯは空気中の水分やウレタン基と結合するため、物性悪化を防ぐことができる。
　本発明の伝動ベルトの一実施態様であるＶリブドベルトの概略図を図１に示す。
　Ｖリブドベルト１は、内周面にベルト長さ方向に並行に伸びる複数のＶリブ２を有する。Ｖリブの数は、例えば３山以上６山以下である。また、Ｖリブドベルト１の背面には、屈曲しやすいようにコグ３が形成されている。なお、コグは任意の構成であり、ベルト背面はコグがなく平滑であってもよい。また、Ｖリブドベルト１の内部には、抗張体としての心線４が略ベルト長さ方向で、ベルト幅方向に周期的な螺旋状に設けられている。心線は抗張体として有効な強度を有していればよく、使用される材料は特に限定されないが、例えばグラスファイバー、炭素繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維等を挙げることができる。なお、図１に示すＶリブドベルトは一実施態様にすぎず、本発明の伝動ベルトの形状はこれに限定されない。例えば、ベルトの形状は、Ｖリブドベルトに限定されず、Ｖベルト、歯付きベルト、平ベルト、丸ベルト等であってもよく、また、心線がベルト製造時に内金型と接する面（本実施態様では外周面）の溝の部分等で露出してもよく、ベルトの内周面に補強布を埋設することもできる。
　次に、Ｖリブドベルトの製造方法について説明する。
＜心線セット工程＞
　円筒形の内金型の外周面に心線を所定ピッチで螺旋状に巻き付ける。内金型には、その外周面に軸方向に延びる断面円弧状の溝を所定ピッチで刻むことができる。この溝は、ベルト外周面のコグを形成するためのものである。
＜金型セット工程＞
　円筒状の外金型の中心に、内金型を、外金型と内金型との間にベルト成型用材料を注入するためのキャビティが形成されるように組み込む。
＜ベルト成型用材料準備工程＞
　ベルト成型用の材料組成物を調製する。
＜ベルト成型用材料注入・硬化工程＞
　得られた材料組成物を外金型と内金型との間のキャビティに注入し、これを加熱してベルト成型用材料を熱硬化する。
＜脱型工程＞
　内金型を軸方向に引き抜き、ベルト成型用材料が硬化した円筒状のベルト前駆体を外金型の内周面から脱型する。
＜幅カット工程＞
　脱型したベルト前駆体を所定幅に輪切りにし、帯状体を得る。
＜研削工程＞
　帯状体の外周面を、ベルト長さ方向に延びるＶリブが幅方向に所定ピッチで形成されるように研削する。そして、これを裏返すことによりＶリブドベルトを得る。
　なお、上記製造方法は一例であり、本発明の伝動ベルトは、上記製造方法で製造されたものに限定されるものではない。
　次に、本発明を実施例に基づいて、さらに具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
「実施例１」
　４，４－ジフェニルメタンジイソシアネート（ミリオネートＭＴ、東ソー株式会社製）１００重量部、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ１０００、三菱ケミカル株式会社製、数平均分子量１０００）１９６重量部を計量し、窒素雰囲気下８０℃で４時間撹拌混合し、プレポリマーを得た。合成して得られたＭＤＩ－ＰＴＭＧプレポリマー１００重量部、ＢＨＥＢ１３重量部を計量し、往復回転式撹拌機アジターを用いて約１１５℃で２分間撹拌混合して材料組成物を得た。材料組成物を２ｍｍのスペーサーを挟んだ金属板の間に注入し、炉内温度１１０℃、炉内時間１２０分間の条件で架橋硬化させ、その後、１００℃に調節した炉で１６時間後架橋させ、厚さ２ｍｍのシート状物を得た。
「実施例２」
　ＢＨＥＢに代えてＤＥＲを用いた以外は実施例１と同様にして、シート状物を得た。
「実施例３」
　ＢＨＥＢ１３重量部とポリエーテルエステル系可塑剤（サンフレックスＥＢ－２００、三洋化成工業株式会社製）１０重量部とを１２０℃で溶融させ、均一な混合液を得た。プレポリマーに混合液を加えた以外は実施例１と同様にして、シート状物を得た。
「実施例４」
　ＤＥＲ１３重量部、安息香酸系可塑剤（ＶＥＬＳＩＦＬＥＸ３４２Ｓ、Ｖｅｌｓｉｃｏｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）１０重量部、触媒（Ｕ－ＣＡＴ　１１０２、サンアプロ株式会社製）０．０２重量部とを８０℃で溶融させ、均一な混合液を得た。プレポリマーに混合液を加えた以外は実施例２と同様にして、シート状物を得た。
　なお、実施例３、４において、可塑剤と硬化剤とが相溶する温度は、硬化剤の融点以下である。
「実施例５」
　４，４－ジフェニルメタンジイソシアネート（ミリオネートＭＴ、東ソー株式会社製）１００重量部、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ１０００、三菱ケミカル株式会社製）８０重量部を計量し、窒素雰囲気下８０℃で４時間撹拌混合し、プレポリマーを得た。合成して得られたＭＤＩ－ＰＴＭＧプレポリマー１００重量部、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ１０００、三菱ケミカル株式会社製）６５重量部、ＢＨＥＢ２２重量部、触媒（ＴＥＤＡ－Ｌ３３、東ソー株式会社製）０．０２重量部を計量し、往復回転式撹拌機アジターを用いて約１１５℃で２分間撹拌混合して材料組成物を得た。材料組成物を２ｍｍのスペーサーを挟んだ金属板の間に注入し、炉内温度１４０℃、炉内時間２５分間の条件で架橋硬化させ、その後、１００℃に調節した炉で１６時間後架橋させ、厚さ２ｍｍのシート状物を得た。
「実施例６」
　４，４－ジフェニルメタンジイソシアネート（ミリオネートＭＴ、東ソー株式会社製）１００重量部、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ１０００、三菱ケミカル株式会社製、数平均分子量１０００）１９６重量部を計量し、窒素雰囲気下８０℃で４時間撹拌混合し、プレポリマーを得た。合成して得られたＭＤＩ－ＰＴＭＧプレポリマー１００重量部、ＢＨＥＢ６．５重量部、ＤＥＲ６．５重量部を計量し、往復回転式撹拌機アジターを用いて約１１５℃で２分間撹拌混合して材料組成物を得た。材料組成物を２ｍｍのスペーサーを挟んだ金属板の間に注入し、炉内温度１１０℃、炉内時間１２０分間の条件で架橋硬化させ、その後、１００℃に調節した炉で１６時間後架橋させ、厚さ２ｍｍのシート状物を得た。
「実施例７」
　４，４－ジフェニルメタンジイソシアネート（ミリオネートＭＴ、東ソー株式会社製）１００重量部、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ１０００、三菱ケミカル株式会社製、数平均分子量１０００）１９６重量部を計量し、窒素雰囲気下８０℃で４時間撹拌混合し、プレポリマーを得た。合成して得られたＭＤＩ－ＰＴＭＧプレポリマー１００重量部、ＢＨＥＢ３重量部、ＤＥＲ１０重量部を計量し、往復回転式撹拌機アジターを用いて約１１５℃で２分間撹拌混合して材料組成物を得た。材料組成物を２ｍｍのスペーサーを挟んだ金属板の間に注入し、炉内温度１１０℃、炉内時間１２０分間の条件で架橋硬化させ、その後、１００℃に調節した炉で１６時間後架橋させ、厚さ２ｍｍのシート状物を得た。
「比較例１」
　イソシアネート基含有量４．３ｗｔ％のポリテトラメチレングリコールとトリレンジイソシアネートのプレポリマー（ハイプレンＬ－１００、三井化学株式会社製、ポリテトラメチレングリコールの数平均分子量１０００）１００重量部、ＭＯＣＡ（クミアイ化学工業株式会社製、キュアミンＭＴ）１２．３重量部、ジオクチルアジペート（シージーエスター株式会社製、以下ＤＯＡという）３０重量部を計量し、往復回転式撹拌機アジターを用いて約８０℃で２分間撹拌混合して材料組成物を得た。材料組成物を２ｍｍのスペーサーを挟んだ金属板の間に注入し、炉内温度１１０℃、炉内時間９０分間の条件で硬化させ、その後、５５℃に調節した炉で１２時間後架橋させ、厚さ２ｍｍのシート状物を得た。
「比較例２」
　４，４－ジフェニルメタンジイソシアネート（ミリオネートＭＴ、東ソー株式会社製）１００重量部、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ１０００、三菱ケミカル株式会社製）８０重量部を計量し、窒素雰囲気下８０℃で４時間撹拌混合し、プレポリマーを得た。合成して得られたＭＤＩ－ＰＴＭＧプレポリマー１００重量部、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ１０００、三菱ケミカル株式会社製）２０重量部、１，４－ブタンジオール１３重量部、トリメチロールプロパン０．２７重量部、触媒（ＴＥＤＡ－Ｌ３３、東ソー株式会社製）０．０４重量部を計量し、往復回転式撹拌機アジターを用いて約８０℃で２分間撹拌混合して材料組成物を得た。材料組成物を２ｍｍのスペーサーを挟んだ金属板の間に注入し、炉内温度１４０℃、炉内時間２５分間の条件で架橋硬化させ、その後、１００℃に調節した炉で１６時間後架橋させ、厚さ２ｍｍのシート状物を得た。
「比較例３」
　イソシアネート基含有量４．３ｗｔ％のポリテトラメチレングリコールとトリレンジイソシアネートのプレポリマー（ＫＣ－２３－４、クミアイ化学工業株式会社製、ポリテトラメチレングリコールの数平均分子量約２０００）１００重量部、トリメチレン－ビス（４－アミノベンゾエート）（ＣＵＡ－４、クミアイ化学工業株式会社製）１５重量部を計量し、往復回転式攪拌機アジターを用いて約１００℃で２分間攪拌混合して材料組成物を得た。材料組成物を２ｍｍのスペーサーを挟んだ金属板の間に注入し、炉内温度１１０℃、炉内時間１２０分間の条件で硬化させ、その後、６０℃に調節した炉で１２時間後架橋させ、厚さ２ｍｍのシート状物を得た。
「伝動ベルトの製造」
　実施例１と比較例１に記載のポリウレタン組成物については、上記した伝動ベルトの製造方法に基づき、上記シートと同様の硬化条件で、周長７３．８ｍｍ、ベルト幅１０．４ｍｍ、山数５山でポリエステルコードを心線とするＶリブドベルト形状である摩擦伝動ベルトを作成した。
「試験方法」
　得られたシート状物および伝動ベルトについて、下記試験を行った。結果を表１に示す。
・硬度（ｄｕｒｏ　Ａ）
　実施例、比較例で得られた厚さ２ｍｍのシート状物を６枚重ねて厚みを１２ｍｍとし、ＪＩＳ－Ｋ７３１２に準じて、タイプＡにて硬度（ｄｕｒｏ　Ａ）を測定した。測定は、温度２３℃、湿度５０％ＲＨの環境下で、任意の５箇所で行い、各測定値の相加平均値で示した。
・Ｍ５、１００、ＴＢ、ＥＢ（引張試験）
　実施例、比較例で得られたシート状物から試料（３号ダンベル形状）を作成し、ＪＩＳ－Ｋ７３１２に準じて、５％モジュラス（Ｍ５）、１００％モジュラス（Ｍ１００）、引張破断応力（ＴＢ）、破断伸び（ＥＢ）を測定した。測定は、温度２３℃、湿度５０％ＲＨの環境下で、３個の試料で行い、各測定値の相加平均値で示した。
・ＴＲ－Ｂ（引裂試験）
　実施例、比較例で得られたシート状物から試料（切込みなしアングル形状）を作成し、ＪＩＳ－Ｋ７３１２に準じて、引裂強度（ＴＲ－Ｂ）を測定した。測定は、温度２３℃、湿度５０％ＲＨの環境下で、３個の試料で行い各測定値の相加平均値で示した。
・ｔａｎδピーク温度
　作成したシート状物からサンプル（幅５ｍｍ、長さ３５ｍｍ）を裁断し、動的粘弾性測定装置（ＴＡＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、装置名：ＲＳＡ３）にサンプルを、「Ｓｅｔ　Ｇａｐ」、「Ｏｆｆｓｅｔ　Ｆｏｒｃｅ　Ｔｏ　Ｚｅｒｏ」を行ってから取り付けた。Ｆｏｒｃｅが－１．０～－３．０Ｎになるようサンプルを貼ってから、ＪＩＳＫ７２４４－４に準じて、測定を行った。
　下記設定条件における貯蔵弾性率（Ｅ'）、損失弾性率（Ｅ"）、損失正接（ｔａｎδ）の温度依存性曲線を測定し、ｔａｎδピーク温度を求めた。
（設定条件）
　　ジオメトリータイプ　：引張／圧縮モード
　　チャック間距離　　　：２０ｍｍ
　　試料幅　　　　　　　：５ｍｍ
　　試料厚み　　　　　　：１５０μｍ
　　周波数　　　　　　　：１０Ｈｚ
　　初期温度　　　　　　：－４０℃
　　終了温度　　　　　　：１００℃
　　昇温速度　　　　　　：２℃／ｍｉｎ
　　歪み　　　　　　　　：０．０３％
・ベルト走行試験
　ポリウレタン製伝動ベルトをφ２３の駆動プーリとφ３０の従動プーリに巻き掛けた。駆動プーリの回転数を１０，４００ｒｐｍ、従動プーリの負荷を０．８Ｎ・ｍ、ベルト初張力を１２０Ｎとした条件の室温下でベルトを走行させた。
　ベルトの走行開始からスリップによる走行停止に至るまでのベルト走行時間を計測した。
「結果」
　ＭＯＣＡに代えて、汎用されているアルコール系硬化剤であるＢＤ／ＴＭＰを用いた比較例２、トリメチレン-ビス（４－アミノベンゾエート)を用いた比較例３は、得られたポリウレタン組成物のｔａｎδピーク温度が高く、一般的な温度条件での使用に適さなかった。
　本発明である実施例１～７のポリウレタン組成物は、ＭＯＣＡを用いた比較例１で得られたポリウレタン組成物と同等以上の機械的特性を有していた。また、実施例１のポリウレタン組成物から得られた伝動ベルトの走行時間は、比較例１のポリウレタン組成物から得られた伝動ベルトと比較して７．７倍（１１０２／１４４）であり、耐久性が大幅に向上していた。
１　Ｖリブドベルト
２　Ｖリブ
３　コグ
４　心線

Claims (3)

  1. 　ポリエーテルポリオールとジフェニルメタンジイソシアネートとからなるウレタンプレポリマーと、
    　硬化剤として、１，４－ビスヒドロキシエトキシベンゼン、１，３－ビスヒドロキシエトキシベンゼンのいずれか、または両方を含有するポリウレタン組成物の熱硬化物からなることを特徴とする伝動ベルト。
  2. 　可塑剤を含み、
    　前記可塑剤と前記硬化剤とが相溶する温度が、前記硬化剤の融点以下であることを特徴とする請求項１に記載の伝動ベルト。
  3. 　前記硬化剤の活性水素基と前記ウレタンプレポリマーのイソシアネート基とのモル比（活性水素基／－ＮＣＯ）が０．８以上０．９８以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の伝動ベルト。
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