WO2012132537A1

WO2012132537A1 - 摩擦伝動ベルト

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Publication number: WO2012132537A1
Application number: PCT/JP2012/052207
Authority: WO
Inventors: 古川聡; 山本数磨
Original assignee: ゲイツ・ユニッタ・アジア株式会社
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2012-10-04
Also published as: MX2013011160A; CN103403390B; KR20130138735A; JP2012215212A; US9194458B2; CA2831267C; CA2831267A1; US20140066244A1; RU2013148542A; EP2693078A4; MX342356B; RU2551693C1; AU2012235238A1; BR112013024940A2; EP2693078A1; CN103403390A; JP5367006B2; AU2012235238B2

Abstract

摩擦伝動ベルトの耐久性を向上させる。Ｖリブドベルト（１０）は、接着ゴム部（１２）と、接着ゴム部（１２）の下側に設けられた圧縮ゴム部（１４）とを備える。接着ゴム部（１２）に、ベルトの抗張部材である心線（１１）を埋設する。接着ゴム部（１２）は、心線（１１）を境に上側を構成する上部層（１２Ａ）と、下側を構成する下部層（１２Ｂ）とを備える。上部層（１２Ａ）及び下部層（１２Ｂ）は、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ等の高粘度エラストマー、及び高粘度エラストマーよりムーニー粘度が低い低粘度エラストマーを含むゴム組成物を加硫したものであるとともに、短繊維（２１Ａ）、（２１Ｂ）として変成ナイロンミクロファイバーを含有する。短繊維（２１Ａ）、（２１Ｂ）は、それぞれベルト幅方向、長手方向に配向する。

Description

摩擦伝動ベルト

　本発明は、例えば、高張力・高負荷環境下で使用されるＶリブドベルト等の摩擦伝動ベルトに関する。

　例えば、自動車のエンジン等において、補機に動力を伝達するベルトとしてＶリブドベルト等の摩擦伝動ベルトが広く使用されている。近年、摩擦伝動ベルトは、エンジンの小型化でリブ数やベルト幅が減らされるとともに、補機駆動の負担増により、高張力・高負荷環境下で使用されることが多くなっている。そのため、摩擦伝動ベルトでは、抗張部材である心線周りの接着ゴムに、高モジュラスで高い耐引裂き性能を有するゴムが必要とされてきている。

　従来、特許文献１に開示されるように、高負荷環境下で使用されるＶリブドベルトにおいて、接着ゴムの少なくとも一部に短繊維が混入されて、接着ゴムが高モジュラスにされることが知られている。ここで短繊維としては、通常のナイロン繊維やアラミド繊維、あるいは、ナイロン繊維にポリオレフィンを結合させた変成ナイロンミクロファイバーが使用される。また、接着ゴムのゴム成分としては、耐熱性や耐久性を向上させるために、例えばＥＰＤＭが使用される。
特開２００７－１９８４８５号公報

　しかし、特許文献１のように、接着ゴムに、通常のナイロン繊維やアラミド繊維が混入されると、接着ゴムと心線の接着性を高めにくく、心線とゴムの界面で剥離が生じるコードセパレーションを十分に防止することができない。また、接着ゴムに、モジュラスを高めるために変成ナイロンミクロファイバーを多量に混入した場合、接着ゴムを通常のＥＰＤＭを用いた配合とすると、原料ゴムと変成ナイロンミクロファイバーの混練が十分に行えないという問題がある。

　そこで、本発明は、接着ゴムのモジュラスや耐引裂き性能を高めつつ、コードセパレーションを生じにくくし、さらに、接着ゴムのゴム組成物の混練も適切に行えるようにした摩擦伝動ベルトを提供することを目的とする。

　本発明に係る摩擦伝動ベルトは、ゴムから形成され、ベルトの長手方向に延在する心線が埋設された摩擦伝動ベルトにおいて、心線を取り巻くゴムの少なくとも一部が、高粘度エラストマー（第１成分）及び低粘度エラストマー（第２成分）を含むゴム組成物を加硫したものであるとともに、変成ナイロンミクロファイバーを含有し、高粘度エラストマーが、エチレンプロピレン共重合体及びエチレンプロピレンジエン三元重合体から成る群から選択された少なくとも１種のエラストマーであるとともに、低粘度エラストマーが高粘度エラストマーよりもムーニー粘度が低いことを特徴とする。

　低粘度エラストマーのムーニー粘度は、１０以下であることが好ましく、高粘度エラストマーのムーニー粘度は、５０以上であることが好ましい。また、高粘度エラストマーと低粘度エラストマーの重量比率は、９５：５～５０：５０であることが好ましい。

　上記ゴムの少なくとも一部（ゴム組成物）において、変成ナイロンミクロファイバーのナイロン繊維量は、エラストマー１００重量部に対して、１０重量部以上であることが好ましい。例えば、変成ナイロンミクロファイバーは、少なくともポリオレフィン及びエラストマーによって変成されたものであって、具体的には、ナイロン繊維に少なくともポリオレフィンと第３成分のエラストマーが化学結合されたものである。

　さらに、変成ナイロンミクロンファイバーは、ポリオレフィン、エラストマー、及び、平均粒径１μｍ以下で水分量１０００ｐｐｍ以下の球状シリカによって構成されたマトリックスにナイロン繊維が結合したものであっても良い。

　低粘度エラストマーは、エチレンプロピレン共重合体及びエチレンプロピレンジエン三元重合体から成る群から選択された少なくとも１種のエラストマーであったほうが良い。この場合、高粘度エラストマーと低粘度エラストマーの重量比率は、７０：３０～５０：５０であることが好ましい。

　摩擦伝動ベルトは、変成ナイロンミクロファイバーを含有し、かつ、上記ゴム組成物が加硫されて形成された接着ゴム部を備えていても良く、この場合、心線は接着ゴム部に埋設されていたほうが良い。また、摩擦伝動ベルトは、例えば、接着ゴム部の下側に設けられた圧縮ゴム部を備える。圧縮ゴム部は例えば、ベルト幅方向に配向された短繊維を含有する。

　接着ゴム部は、心線を境に上側を構成する上部層と、下側を構成する下部層から形成されていても良い。この場合、上部層及び下部層のいずれも、変成ナイロンミクロファイバーを含有し、かつ上記ゴム組成物が加硫されて形成されたものであったほうが良い。そして、上部層に含有される変成ナイロンミクロファイバーは、ベルト幅方向に配向されるとともに、下部層に含有される前記変成ナイロンミクロファイバーは、ベルト長手方向に配向されることが好ましい。

　本発明に係る摩擦伝動ベルトの製造方法は、ゴムから形成され、ベルトの長手方向に延在する心線が埋設された摩擦伝動ベルトの製造方法において、変成ナイロンミクロファイバー、高粘度エラストマー及び低粘度エラストマーを混練してゴム組成物を得る第１工程と、ゴム組成物を、心線周りに配置して加硫することにより、心線に接着されるゴムとして成形する第２工程とを備え、高粘度エラストマーが、エチレンプロピレン共重合体及びエチレンプロピレンジエン三元重合体から成る群から選択された少なくとも１種のエラストマーであるとともに、低粘度エラストマーが高粘度エラストマーよりもムーニー粘度が低いことを特徴とする。

　本発明に係る接着ゴムは、ベルトの抗張部材である心線を取り巻くように設けられる接着ゴムにおいて、少なくとも一部が、高粘度エラストマー及び低粘度エラストマーを含むゴム組成物を加硫したものであるとともに、変成ナイロンミクロファイバーを含有し、さらに、高粘度エラストマーが、エチレンプロピレン共重合体及びエチレンプロピレンジエン三元重合体から成る群から選択された少なくとも１種のエラストマーであるとともに、低粘度エラストマーが高粘度エラストマーよりもムーニー粘度が低いことを特徴とする。

　本発明に係るゴム組成物は、変成ナイロンミクロファイバー、高粘度エラストマー及び低粘度エラストマーを含み、高粘度エラストマーが、エチレンプロピレン共重合体及びエチレンプロピレンジエン三元重合体から成る群から選択された少なくとも１種のエラストマーであるとともに、低粘度エラストマーが高粘度エラストマーよりもムーニー粘度が低いことを特徴とする。

　本発明では、接着ゴム部のモジュラスや耐引裂き性能を高めつつコードセパレーションを生じにくくし、さらには、接着ゴムのゴム組成物の混練も適切に行うことができる。

本実施形態におけるＶリブドベルトの断面図である。本実施形態におけるＶリブドベルトの製造方法を示す断面図である。走行試験のレイアウトを示す。

　１０　Ｖリブドベルト（摩擦伝動ベルト）
　１１　心線
　１２　接着ゴム部
　１２Ａ　上部層
　１２Ｂ　下部層
　１４　圧縮ゴム部
　１５　リブ
　２１Ａ、２１Ｂ　短繊維（変成ナイロンミクロファイバー）

　以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
　図１は本発明の一実施形態に係るＶリブドベルトを示す断面図である。Ｖリブドベルト１０はゴムから形成された無端状の摩擦伝動ベルトであって、接着ゴム部１２と、接着ゴム部１２の下面に接着ゴム部１２と一体に形成された圧縮ゴム部１４と、接着ゴム部１２の上面に貼付された帆布１３とを備える。

　接着ゴム部１２には、ベルトの抗張部材である心線１１が埋設され、接着ゴム部１２は、心線１１を取り巻き、かつ心線１１に接着されるゴムである。心線１１は、接着ゴム部１２において、ベルトの長手方向に延在し、かつ螺旋状に巻きつけられたものである。圧縮ゴム部１４には、ベルトの長手方向に延び、かつ下方に向かうに従って幅が小さくなるリブ１５が、複数（本実施形態では４つ）幅方向に並べられる。ベルト１０は、圧縮ゴム部１４をプーリに係合させて、摩擦伝動により原動側の動力を従動側に伝達させるものである。また、帆布１３には、上部層１２Ａとの接着性を良好にするために、ＲＦＬ処理、ゴム糊処理等の各種含浸処理が施されても良い。

　接着ゴム部１２は、心線１１を境に接着ゴム部１２の上側を構成する上部層１２Ａと、下側を構成する下部層１２Ｂから構成される。上部層１２Ａ及び下部層１２Ｂそれぞれには、無数の短繊維２１Ａ、２１Ｂが略均一に混入される。上部層１２Ａでは短繊維２１Ａがベルトの幅方向に配向されるとともに、下部層１２Ｂでは短繊維２１Ｂがベルトの長手方向に配向される。短繊維２１Ａ、２１Ｂは、ナイロン繊維をポリオレフィン及びエラストマーで変成した変成ナイロンミクロファイバーである。具体的には、変成ナイロンミクロファイバーは、後述するように、ナイロン繊維に少なくともポリオレフィン及び第３成分のエラストマーが化学結合されたものである。

　変成ナイロンミクロファイバーに使用されるナイロン繊維としては６－ナイロンが好適に用いられるが、６，６－ナイロンあるいは６，１０－ナイロン等が用いられてもよい。また、ポリオレフィンとしてはポリエチレンが好適に用いられるが、ポリエチレンに限定されず、ポリプロピレン等が用いられてもよい。

　接着ゴム部１２においてナイロン繊維は、その繊維長さＬ_Ｆは約４０００μｍ以下、繊維径Ｄ_Ｆは約１．５μｍ以下とされ、かつ繊維径Ｄ_Ｆに対する繊維長さＬ_Ｆの比の値（Ｌ_F／Ｄ_F）は１０以上とされるが、好ましくは繊維長さＬ_Fが約１０００μｍ以下、繊維径Ｄ_Ｆが約１．０μｍ以下であって、かつ比の値（Ｌ_Ｆ／Ｄ_Ｆ）が５００以上１０００以下の範囲内とされる。繊維径Ｄ_Ｆおよび繊維長さＬ_Ｆが大きいと、亀裂やコードセパレーションの発生の原因となり、ベルトの走行寿命が低下しやすくなる。

　また、上部層１２Ａ及び下部層１２Ｂそれぞれにおいて、変成ナイロンミクロファイバーのナイロン繊維量は、上部層１２Ａ及び下部層１２Ｂそれぞれのエラストマー１００重量部に対して、１０重量部以上であり、好ましくは１０～１５重量部である。ナイロン繊維を１０重量部以上配合することにより、上部層１２Ａ、下部層１２Ｂのモジュラスを高めて、ベルトの走行寿命を顕著に良好にすることができる。また、１５重量部以上配合されると、分散不良が発生するおそれがある。

　接着ゴム部１２（上部層１２Ａ及び下部層１２Ｂ）は、第１成分である高粘度エラストマーと、第２成分である低粘度エラストマーと、変成ナイロンミクロファイバーを含む第３成分のエラストマー（繊維入りエラストマー）とを含有するゴム組成物（接着ゴム部用ゴム組成物）が加硫されて得られたものである。高粘度エラストマーは、ムーニー粘度が５０以上のエラストマーであるとともに、低粘度エラストマーは、ムーニー粘度が１０以下で、高粘度エラストマーよりムーニー粘度が低いエラストマーである。なお、高粘度エラストマーのムーニー粘度は好ましくは５０～１５０である。また、本明細においてムーニー粘度とは、ＪＩＳＫ６３００に従って１２５℃で測定されたムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１２５℃）である。

　上記高粘度エラストマーとしては、ムーニー粘度５０以上のエチレンプロピレン共重合体（以下、ＥＰＭという）若しくはエチレンプロピレンジエン三元共重合体（以下、ＥＰＤＭという）、又はこれらの混合物が使用される。

　一方、低粘度エラストマーとしては、ムーニー粘度が１０以下であるＥＰＭ若しくはＥＰＤＭ、又はこれらの混合物が使用されるが、エチレン－１－オクテン共重合体等の他のエチレン－α－オレフィン共重合体が使用されても良いし、エチレン－α－オレフィン共重合体以外のエラストマーが使用されても良い。本実施形態では、低粘度エラストマーとしてＥＰＭやＥＰＤＭが使用されると、Ｖリブドベルト１０の耐久性がより良好なものとなる。

　本実施形態において、高粘度エラストマー：低粘度エラストマーの重量比率は、９５：５～５０：５０とされる。このような重量比率とすることにより、後述する混練工程、特に混練温度が低い２次練りにおける混合性を良好にし、かつ接着ゴム部１２を高モジュラスとすることができる。また、低粘度エラストマーがＥＰＭ、ＥＰＤＭ、又はこれらの混合物である場合には、高粘度エラストマー：低粘度エラストマーの重量比率が、７０：３０～５０：５０であることが好ましく、特に好ましくは６５：３５～５５：４５である。重量比率をこのような範囲とすることにより、ベルト寿命をさらに向上させることができる。

　繊維入りエラストマーは、（ａ）ポリオレフィン、（ｂ）第３成分のエラストマー、（ｃ）極細のナイロン繊維とを含み、これら（ａ）成分と（ｂ）成分がマトリックスを構成しており、このマトリックス中にナイロン繊維が分散し、かつ、ナイロン繊維が（ａ）成分及び（ｂ）成分に化学結合しているものである。ここで、ナイロン繊維と（ａ）成分や（ｂ）成分との化学結合は、例えばシランカップリング剤によってなされるものである。このような繊維入りエラストマーは、例えば、特開平７－２７８３６０号公報、特開平９－５９４３５号公報に開示される。

　また、繊維入りエラストマーは、上記(ａ)～（ｃ）成分に加えて、（ｄ）平均粒径１μｍ以下で水分量１０００ｐｐｍ以下の球状シリカ（以下、小粒径球状シリカとする）も含み、（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）成分によって構成されるマトリックス中にナイロン繊維が分散し、かつ、ナイロン繊維が当該マトリックスに化学結合しているものであっても良い。このように、ナイロン繊維に結合されるマトリックスに、小粒径球状シリカが含まれることにより、変成ナイロンミクロファイバーをより高強度とすることが可能である。

　接着ゴム部用ゴム組成物において、ポリオレフィンは、エラストマー１００重量部に対して１～４０重量部配合されることが好ましい。また、小粒径球状シリカは、エラストマー１００重量部に対して１～５０重量部配合されることが好ましい。

　本明細書において、平均粒径とは、堀場製作所社製のレーザー回折／散乱式粒度分布測定器ＬＡ－７５０により、レーザー回折・散乱法によって測定したものをいう。具体的には、サンプルを測定器の測定槽に徐々に入れ、光透過度が基準値になるように濃度を調整し、その後測定器の自動計測に従って測定したものである。また、水分量とは、試料１０ｇを坩堝に量り取り、１０５℃に調整された乾燥機にて２時間加熱し、次いで、吸湿しないようにデシケータ中で冷却し、冷却後に試料を秤量したときの重量減少分をいう。

　繊維入りエラストマーに含まれる第３成分のエラストマーは、第２成分よりもさらに配合量（重量）が少なく、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、又はこれらの混合物であることが好ましい。第３成分のエラストマーとしては、例えば、ムーニー粘度が、高粘度エラストマーより低く、かつ低粘度エラストマーより高いものが使用される。

　上部層１２Ａ及び下部層１２Ｂのゴム組成物（接着ゴム部用ゴム組成物）には、高粘度エラストマー、低粘度エラストマー及び繊維入りエラストマー以外にも、上記小粒径球状シリカよりも平均粒径が大きい大粒径シリカや、カーボンブラック等の充填剤、加硫剤、加硫助剤、老化防止剤、遅延剤、金属架橋剤等の各種添加剤が配合される。また、上部層１２Ａ及び下部層１２Ｂを形成するためのゴム組成物は、互いに同一の配合であっても良いが、異なる配合であっても良い。

　圧縮ゴム部１４には、圧縮ゴム部１４を補強するために、無数の短繊維２１Ｃが略均一に混入される。短繊維２１Ｃは、ベルトの幅方向に配向する。短繊維２１Ｃの一部は、圧縮ゴム部１４の表面に露出し又は表面から突出し、これにより、圧縮ゴム部１４表面の摩擦係数を低減させ、ベルト走行時の異音の発生等を抑制することが可能である。短繊維２１Ｃとしては、摩擦係数を十分に低減させるために、変成ナイロンミクロファイバーである短繊維２１Ａ、２１Ｂより径が大きい繊維が使用される。また、短繊維２１Ｃとしては、例えば、ベルトが高負荷環境下で使用される場合にはアラミド短繊維が、ベルト走行時の異音発生を十分に抑制させる必要がある場合にはナイロン短繊維が使用される。また、圧縮ゴム部１４のエラストマーとしてはＥＰＭ、ＥＰＤＭ等が使用されることが好ましい。

　本実施形態に係る接着ゴム部用ゴム組成物は、以下のように作製される。まず、繊維入りエラストマー、並びに未加硫の高粘度エラストマー及び低粘度エラストマーが、所定の添加剤とともに、混練機に投入されて所定の加熱温度（例えば、１５０℃以上）で混練され均一化される（一次練り）。なお、一次練りでは、一次練りの加熱温度まで加熱するとエラストマーを加硫させる加硫剤等の添加剤は投入されない。一次練りで混練された混合物は、次いで、加硫剤の加硫温度未満（例えば、１３０℃以下）まで下げられた後、一次練りで添加されなかった加硫剤等の添加剤が添加され、さらに混練されて均一化され（二次練り）、接着ゴム部用ゴム組成物が得られる。なお、ナイロン繊維は、繊維入りエラストマーにおいて予め細分化されるものであるが、一次練りや二次練りにおいて細分化されて上記した繊維径Ｄ_Ｆ及び繊維長さＬ_Ｆを有しても良い。

　次に、図２を用いて、Ｖリブドベルトの製造方法を説明する。本製造方法においては、まず、不図示のカレンダー装置が用いられて、未加硫ゴム層１２Ａ’が、帆布１３の一方の面に積層されたゴム付き帆布３１が用意される。具体的には、接着ゴム部用ゴム組成物が、カレンダー装置のローラによって圧延されつつ、その圧延方向に一致する方向に沿ってローラによって供給された帆布１３の上にトッピングされ、これにより、ゴム付き帆布３１が得られる。ここで、接着ゴム部用ゴム組成物が圧延されるとき、ゴム組成物に配合された短繊維２１Ａは、圧延方向（すなわち、帆布の供給方向）に配向される。

　次に、円筒状のマンドレル３０の外周に、帆布１３側が内側、ゴム層１２Ａ’側が外側を向くように、ゴム付き帆布３１が巻き付けられる。このとき、ゴム付き帆布３１は、短繊維２１Ａの配向方向が、マンドレル３０の軸方向に一致するように巻きつけられる。すなわち、帆布１３は、カレンダー装置において供給されていた方向が、マンドレル３０において軸方向に沿うように配置される。

　ゴム付き帆布３１の未加硫ゴム層１２Ａ’上には、心線１１が螺旋状に巻かれ、その心線１１の上に、第１のゴムシート１２Ｂ’が巻き付けられる。第１のゴムシート１２Ｂ’は、接着ゴム部用ゴム組成物がカレンダー等によって圧延されて、短繊維２１Ｂ（変成ナイロンミクロファイバー）が圧延方向に配向されたものであって、マンドレル３０上では、短繊維２１Ｂの配向方向がマンドレル３０の周方向に一致させられる。これにより、心線１１は、接着ゴム部用ゴム組成物によって挟み込まれるように配置される。

　第１のゴムシート１２Ｂ’の上には、さらに第２のゴムシート１４’が、巻き付けられる。第２のゴムシート１４’は、圧縮ゴム部１４を形成するためのゴム組成物がカレンダー等によって圧延されて、短繊維２１Ｃが圧延方向に配向されたものであって、マンドレル３０上では、短繊維２１Ｃの配向方向が、マンドレル３０の軸方向に一致させられる。

　次いで、マンドレル３０は、加硫釜（図示せず）内に入れられ、所定の温度・圧力で加圧加熱される。加圧加熱により、心線１１が、一体化されたゴム層１２Ａ’及びゴムシート１２Ｂ’の間で埋設されるように、帆布１３、ゴム層１２Ａ’、心線１１、ゴムシート１２Ｂ’、１４’は加硫成型されて一体化され、平ベルト状の加硫スリーブが得られる。加硫スリーブは所定幅に切断されるとともに、不図示の研磨機により研磨されて、リブ１５が形成されたＶリブドベルト１０（図１参照）が得られる。

　なお、ゴム層１２Ａ’、ゴムシート１２Ｂ’、１４’それぞれは、Ｖリブドベルト１０において、上部層１２Ａ、下部層１２Ｂ及び圧縮ゴム部１４となる。また、ゴム層１２Ａ’及びゴムシート１２Ｂ’、１４’における繊維の配向方向をマンドレル３０の軸方向又は周方向に一致させたことにより、Ｖリブドベルト１０における短繊維２１Ａ～２１Ｃの配向方向は、上記したようにベルトの幅方向又は長手方向に一致することになる。

　以上のように、本実施形態では、接着ゴム部用ゴム組成物に、高粘度エラストマーに加えて、ムーニー粘度が低い低粘度エラストマーが配合されたため、ナイロン繊維を多量に配合しても、接着ゴム部用ゴム組成物を適切に混練させることができる。そして、接着ゴム部１２（上部層１２Ａ、下部層１２Ｂ）は、高粘度エラストマーが多く配合されたことにより、変成ナイロンミクロファイバーが多量に混入されたことと相俟って、接着ゴム部１２のモジュラスや耐引裂き性能を高め、ベルトの耐久性を向上させることができる。

　また、所定の配合を有する接着ゴム部１２において、短繊維として変成ナイロンミクロンファイバーが使用されたことにより、短繊維２１Ａ、２１Ｂとゴムとの接着性や、心線１１と接着ゴム部１２との接着性が高められる。そのため、コードセパレーションや、短繊維を起点とした亀裂等が有効に防止され、ベルトの耐久性をさらに良好なものとすることができる。

　さらに、一般的にＶリブドベルトは、特に高張力・高負荷下で使用される場合、プーリと摩擦することにより、圧縮ゴム部や接着ゴム部の下部層に、ベルト長手方向に沿った大きな応力が作用され、この応力により早期に破損されることがある。一方で、接着ゴム部では、心線が幅方向にずれて、心線がベルト側面から飛び出すポップアウトや、コードセパレーションが発生しやすくなる。本実施形態では、ベルト長手方向に配向した下部層１２Ｂの短繊維２１Ｂによって、上記したベルト長手方向に沿う応力に抵抗し、もってベルト破損を防止する。また、ベルト幅方向に配向した上部層１２Ａの短繊維２１Ａによって心線１１の幅方向へのずれが抑制され、心線のポップアウトやコードセパレーションが防止される。すなわち、本実施形態に係るＶリブドベルト１０は、短繊維２１Ａ、２１Ｂが所定の方向に配向されたことにより、特に高張力・高負荷環境下でその耐久性が向上する。

　なお、Ｖリブドベルト１０は、リブ欠け等によってベルトが破損される場合、その破損前にリブに亀裂等が生じるため、ベルト破損を目視観察により事前に発見することができる。一方、コードセパレーションは、ベルト内部で起こるため、目視観察により事前に発見することが難しく、不測の伝動不良を発生させやすい。したがって、本実施形態のように、コードセパレーションによるベルト破損が防止されると、不測の伝動不良が生じにくくなる。

　なお、接着ゴム部１２における短繊維２１Ａ、２１Ｂの配向方向は、上記の方向に限定されない。例えば、下部層１２Ｂの短繊維２１Ｂの配向方向も、上部層１２Ａと同様に、ベルトの幅方向に沿うようにしても良い。この場合、上記製造方法において、第１のゴムシート１２Ｂ’は、短繊維２１Ｂの配向方向がマンドレル３０の軸方向に一致するようにマンドレル３０に巻き付けられる。

　さらに、本実施形態に係る接着ゴム部用ゴム組成物は、コグドＶベルト等の他の摩擦伝動ベルトの接着ゴムに使用されても良い。

　以下、本発明の具体的な例として実施例を示すが、本発明は以下に示す実施例によって限定されるものではない。

　［実施例１］
　まず、表１に示す配合を有し、ＥＰＤＭ、高密度ポリエチレン及び小粒径球状シリカによって構成されたマトリックス中に、ナイロン繊維が分散され、かつそのナイロン繊維がマトリックスに結合されていたペレット状の繊維入りエラストマー（ナイロン繊維含有量２５重量％）を用意した。

　表１におけるＥＰＤＭは、ムーニー粘度４０、エチレン量５５％、ジエン量４．９％（ジエン種：ＥＮＢ）であるノーデルＩＰ４６４０（商品名．ダウケミカル社製）であった。

　次に、表２に示す繊維入りエラストマー、高粘度エラストマー（ＥＰＭ）、低粘度エラストマー（ＥＰＭ）、並びに、パーオキサイド加硫剤及び遅延剤を除く添加剤を、密閉型混合機で１６０℃前後に加熱して混練し、これらを均一化した（一次練り）。次いで、これら混練されたものをオープンロールに移して、パーオキサイド加硫剤及び遅延剤を加えて温度１２０℃前後で混練してこれらを均一化して、接着ゴム部用ゴム組成物を得た。表１、２から理解できるように、接着ゴム部用ゴム組成物において、高粘度エラストマー：低粘度エラストマー（重量比率）は６０：４０であるとともに、エラストマー１００重量部に対してナイロン繊維は１１．２５重量部配合されていた。

　次いで、実施形態の方法に従って、接着ゴム部用ゴム組成物によって、接着ゴム部の上部層及び下部層を形成したＶリブドベルトを製造した。Ｖリブドベルトは、加硫釜によって１８０℃２５分間加圧下で加硫成型することにより得られたものであり、得られたＶリブドベルトは３ＰＫで長さ１０４０ｍｍ、幅１０．７ｍｍであった。実施例１では、上部層、下部層及び圧縮ゴム部における繊維の配向方向はそれぞれ、図１に示すように、ベルト幅方向、ベルト長手方向及びベルト幅方向とした。なお、圧縮ゴム部を形成するためのゴム組成物としては、ＥＰＤＭをエラストマーとし、エラストマー１００重量部に対して６重量部のアラミド短繊維が配合されたゴム組成物を用いた。また、帆布にはナイロン繊維及び綿によって平織りされた織布を、心線としてはアラミド心線を用いた。

※１：表２における各数値は、ＰＨＲ（エラストマー１００重量部に対する各材料の重量部）を示す。また、“---”は未配合を示す。
※２：高粘度エラストマー（ＥＰＭ）は、ムーニー粘度６３、エチレン量６４％のＥＰＭ（商品名．Ｋｅｌｔａｎ７４０、ＤＳＭ社製）であった。
※３：低粘度エラストマー（ＥＰＭ）は、ムーニー粘度２．５のＥＰＭ（商品名．Ｋｅｌｔａｎ１２００Ａ、ＤＳＭ社製）であった。
※４：低粘度エラストマー（ＥＯＭ）は、融点１１０℃、ムーニー粘度２のエチレン－１－オクテン共重合体（商品名．Ｅｎｇａｇｅ８４０７Ｐ、ダウケミカル社製）であった。
※５：シリコーン変性ＥＰＤＭは、ムーニー粘度２８．８のＳＥＰ－１４１１Ｕ（商品名．信越化学工業社製）であった。

　［実施例２］
　接着ゴム部用ゴム組成物に、低粘度エラストマー（ＥＰＭ）の代わりに、高粘度エラストマー：低粘度エラストマーの重量比率が９０：１０となるように低粘度エラストマー（ＥＯＭ）を配合するとともに、各種添加剤の配合量を表２に示すように調整した点を除いて、実施例１と同様に実施した。

　［実施例３］
　接着ゴム部用ゴム組成物における高粘度エラストマーと低粘度エラストマーの配合量を変更して、高粘度エラストマー：低粘度エラストマーの重量比率が７０：３０となるようにした点を除いて、実施例１と同様に実施した。

　［実施例４］
　接着ゴム部の下部層における短繊維（変成ナイロンミクロファイバー）の配向方向を、ベルト幅方向とした点を除いて実施例２と同様に実施した。

　［実施例５］
　接着ゴム部用ゴム組成物における繊維入りエラストマー、高粘度エラストマー及び低粘度エラストマーの配合量を変更して、高粘度エラストマー：低粘度エラストマーの重量比率が７０：３０となり、かつエラストマー１００重量部に対してナイロン繊維が５．６重量部配合されるようにした点を除いて実施例１と同様に実施した。

　［比較例１］
　低粘度エラストマーを配合せずに、接着ゴム部用ゴム組成物における高粘度エラストマー：低粘度エラストマーの重量比率が１００：０となるようにした点を除いて、実施例１と同様に実施した。本比較例では、混練温度が低い二次練りにおいて配合物を混練りできず、接着ゴム部用ゴム組成物を得ることができなかった。そのため、本比較例では、表２に示す配合の接着ゴム部用ゴム組成物を用いてＶリブドベルトを製造することができなかった。

　［比較例２］
　接着ゴム部用ゴム組成物の配合を表２に示すように変更して、接着ゴム部のエラストマー材料としてシリコーン変性ＥＰＤＭを用い、かつ、変成ナイロンミクロファイバーを配合しなかった点を除いて実施例１と同様に実施した。

　［比較例３］
　接着ゴム部用ゴム組成物に繊維入りエラストマーを配合せず、さらに高粘度エラストマー及び低粘度エラストマーの配合量を変更することにより、接着ゴム部に変成ナイロンミクロファイバーが混入されず、かつ高粘度エラストマー：低粘度エラストマーの重量比率が７０：３０となるようにした点を除いて実施例１と同様に実施した。

　以下のように、各実施例、比較例の接着ゴム部用ゴム組成物について、加硫ゴムサンプルを作製して各種物性を評価するとともに、各実施例、比較例のベルトを用いて走行試験を実施した。ただし、実施例４の接着ゴム部用ゴム組成物は、実施例２と同様であるので、実施例４については物性評価を省略した。また、比較例１は、上記したように、接着ゴム部用ゴム組成物を得ることができなかったので、物性評価及び走行試験を実施しなかった。

　［引張試験］
　ＪＩＳＫ６２５１に準じ、ダンベル状５号形の加硫ゴムサンプルを引っ張って、伸び率１０～２００％のときの応力（Ｍ１０～Ｍ２００）を測定した。短繊維が混入されていた実施例１～３、５では、各ゴムサンプルにおいて短繊維の配向方向を引張方向に一致させた場合（列理）と、短繊維の配向方向を引張方向の垂直方向とした場合（反列理）について実施した。また、試験は、常温環境下（２３℃）と、高温環境下（１２０℃）で行った。その測定結果を表３に示す。

　［引裂試験］
　加硫ゴムサンプルを「切り込みなしアングル形試験片」として、ＪＩＳＫ６２５２に準拠して引裂強さを測定した。なお、引裂試験でも引張試験と同様に、実施例１～３、５では、短繊維が列理に配向される場合と、反列理に配向される場合それぞれについて、常温環境下（２３℃）、高温環境下（１２０℃）で引裂強度を測定した。

　［走行試験］
　図３に示すように、各実施例、比較例のベルト５０を、プーリ径１２０ｍｍの原動プーリ５１、プーリ径１２０ｍｍの従動プーリ５２、及びベルトの張り側に配置されたプーリ径４５ｍｍのテンショナプーリ５３に掛け回した。ベルト５０は、緩み側にてプーリ径８５ｍｍのアイドラプーリ５４によって逆曲げされていた。そして、テンショナプーリ５３によって５５９Ｎの力でベルト５０を張るとともに、従動プーリ５２に８．８ｋＷの荷重を負荷した状態で、最大張力が３５０Ｎ／リブとなるように、４９００ｒｐｍで原動プーリ５１を回転させ、ベルト５０を走行させた。本試験では、環境温度１００℃で、ベルト５０が走行できなくなるまで破損したときの破損時間をベルト寿命とした。また、ベルト５０に最初に破損が見られたときの時間も測定し、その時間を初期破壊時間とした。なお、各実施例、比較例では、ベルト５０がベルト寿命に達したときの破壊モード及び初期破損が発生したときの破壊モードについても観察した。

　［デマッチャ試験］
　実施例１及び比較例２については、接着ゴム部用ゴム組成物から得られた加硫ゴムサンプルを用いて、ＪＩＳＫ６２６０に準じて、デマッチャ試験を実施し、屈曲亀裂成長耐久性を評価した。屈曲亀裂成長耐久性評価では、各サンプルの中央に切り込みを入れて、１２０℃環境下、曲げ角度１８０°で２万５千回屈曲を繰り返して以下の基準で評価した。また、実施例１については、各サンプルに切り込みを入れずに、１３０℃環境下、曲げ角度１８０°で１００万回屈曲を繰り返し、屈曲亀裂発生耐久性についても評価した。なお、実施例１では、繊維がサンプルの長手方向に配向されたサンプル（列理）、幅方向に配向されたサンプル（反列理）それぞれについて評価した。

〈屈曲亀裂成長耐久性〉
　○：切り込みが全く又は殆ど広がらず、屈曲亀裂成長耐久性に非常に優れていた。
　△：切り込みが広がったが、端部までは広がらず、屈曲亀裂成長耐久性に優れていた。
　×：切り込みが両端まで広がり、試験を継続できず、屈曲亀裂成長耐久性が十分ではなかった。なお、括弧内は、試験を停止した回数である。
〈屈曲亀裂発生耐久性〉
　○：亀裂が全く又は殆ど発生しておらず、屈曲亀裂発生耐久性に優れていた。
　×：大きな亀裂が発生し、屈曲亀裂発生耐久性が十分ではなかった。

　表３の結果から明らかなように、本発明の実施例１～４については、列理方向の引張強さ、及び引裂強さが良好で、ベルトの走行寿命も良好なものとなった。また、コードセパレーションが発生せず、不測の伝動不良が生じにくいことが理解できる。さらに、高粘度及び低粘度エラストマーをいずれもＥＰＭとするとともに、下部層の短繊維の配向方向をベルトの長手方向とし、上部層の短繊維の配向方向をベルトの幅方向とした実施例１、３では、初期破壊から最終破壊までの時間が長くなったため、伝動不良をより容易に発見しやすいことが理解できる。

　一方、接着ゴム部に短繊維を配合しなかった比較例２、３では、引張強さ及び引裂強さが良好ではなく、ベルトの耐久性も良好なものとならなかった。また、比較例２、３では、コードセパレーションが発生しており、不測の伝動不良が発生しやすいと考えられる。さらに、短繊維が配合されたもののその配合量が１０重量部未満であった実施例５では、引張強さ及び引裂強さは比較的良好となったが、走行寿命は、短繊維が配合されない比較例３と同程度で、またコードセパレーションも生じていた。このことから、理由は明らかではないが、本発明では接着ゴムにナイロン繊維を多く配合しない場合、物性はある程度改善できるが、ベルト寿命を殆ど伸ばすことができないことが理解できる。

Claims

　ゴムから形成され、ベルトの長手方向に延在する心線が埋設された摩擦伝動ベルトにおいて、
　前記心線を取り巻くゴムの少なくとも一部が、高粘度エラストマー及び低粘度エラストマーを含むゴム組成物を加硫したものであるとともに、変成ナイロンミクロファイバーを含有し、
　前記高粘度エラストマーが、エチレンプロピレン共重合体及びエチレンプロピレンジエン三元重合体から成る群から選択された少なくとも１種のエラストマーであるとともに、前記低粘度エラストマーが前記高粘度エラストマーよりも１２５℃におけるムーニー粘度が低いことを特徴とする摩擦伝動ベルト。
　前記低粘度エラストマーの１２５℃におけるムーニー粘度は、１０以下であることを特徴とする請求項１に記載の摩擦伝動ベルト。
　前記高粘度エラストマーの１２５℃におけるムーニー粘度は、５０以上であることを特徴とする請求項１に記載の摩擦伝動ベルト。
　前記ゴムの少なくとも一部において、前記変成ナイロンミクロファイバーのナイロン繊維量は、エラストマー１００重量部に対して、１０重量部以上であることを特徴とする請求項１に記載の摩擦伝動ベルト。
　前記高粘度エラストマーと低粘度エラストマーの重量比率は、９５：５～５０：５０であることを特徴とする請求項１に記載の摩擦伝動ベルト。
　前記低粘度エラストマーは、エチレンプロピレン共重合体及びエチレンプロピレンジエン三元重合体から成る群から選択された少なくとも１種のエラストマーであることを特徴とする請求項１に記載の摩擦伝動ベルト。
　前記高粘度エラストマーと低粘度エラストマーの重量比率は、７０：３０～５０：５０であることを特徴とする請求項６に記載の摩擦伝動ベルト。
　前記変成ナイロンミクロファイバーを含有し、かつ、前記ゴム組成物が加硫されて形成された接着ゴム部を備え、
　前記心線が接着ゴム部に埋設されることを特徴とする請求項１に記載の摩擦伝動ベルト。
　前記接着ゴム部の下側に設けられた圧縮ゴム部を備えることを特徴とする請求項８に記載の摩擦伝動ベルト。
　前記圧縮ゴム部は、ベルト幅方向に配向された短繊維を含むことを特徴とする請求項９に記載の摩擦伝動ベルト。
　前記接着ゴム部は、前記心線を境に上側を構成する上部層と、下側を構成する下部層から形成され、
　前記上部層及び下部層のいずれも、前記変成ナイロンミクロファイバーを含有し、かつ前記ゴム組成物が加硫されて形成されたものであるとともに、
　前記上部層に含有される前記変成ナイロンミクロファイバーは、ベルト幅方向に配向されるとともに、前記下部層に含有される前記変成ナイロンミクロファイバーは、ベルト長手方向に配向されることを特徴とする請求項９に記載の摩擦伝動ベルト。
　前記変成ナイロンミクロンファイバーは、ポリオレフィン、エラストマー、及び、平均粒径１μｍ以下で水分量１０００ｐｐｍ以下の球状シリカによって構成されたマトリックスにナイロン繊維が結合したものであることを特徴とする請求項１に記載の摩擦伝動ベルト。
　ゴムから形成され、ベルトの長手方向に延在する心線が埋設された摩擦伝動ベルトの製造方法において、
　変成ナイロンミクロファイバー、高粘度エラストマー及び低粘度エラストマーを混練してゴム組成物を得る第１工程と、
　前記ゴム組成物を、前記心線周りに配置して加硫することにより、前記心線に接着されるゴムとして成形する第２工程とを備え、
　前記高粘度エラストマーが、エチレンプロピレン共重合体及びエチレンプロピレンジエン三元重合体から成る群から選択された少なくとも１種のエラストマーであるとともに、前記低粘度エラストマーが前記高粘度エラストマーよりも１２５℃におけるムーニー粘度が低いことを特徴とする摩擦伝動ベルトの製造方法。
　ベルトの抗張部材である心線を取り巻くように設けられる接着ゴムにおいて、
　前記接着ゴムの少なくとも一部が、高粘度エラストマー及び低粘度エラストマーを含むゴム組成物を加硫したものであるとともに、変成ナイロンミクロファイバーを含有し、
　前記高粘度エラストマーが、エチレンプロピレン共重合体及びエチレンプロピレンジエン三元重合体から成る群から選択された少なくとも１種のエラストマーであるとともに、前記低粘度エラストマーが前記高粘度エラストマーよりも１２５℃におけるムーニー粘度が低いことを特徴とする接着ゴム。
　変成ナイロンミクロファイバー、高粘度エラストマー及び低粘度エラストマーを含み、
　前記高粘度エラストマーが、エチレンプロピレン共重合体及びエチレンプロピレンジエン三元重合体から成る群から選択された少なくとも１種のエラストマーであるとともに、前記低粘度エラストマーが前記高粘度エラストマーよりも１２５℃におけるムーニー粘度が低いことを特徴とするゴム組成物。