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JP2981575B2 - ゴム組成物及びそれよりなる加硫ゴムを構成部材とする伝動ベルト - Google Patents

ゴム組成物及びそれよりなる加硫ゴムを構成部材とする伝動ベルト

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JP2981575B2
JP2981575B2 JP984491A JP984491A JP2981575B2 JP 2981575 B2 JP2981575 B2 JP 2981575B2 JP 984491 A JP984491 A JP 984491A JP 984491 A JP984491 A JP 984491A JP 2981575 B2 JP2981575 B2 JP 2981575B2
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JP
Japan
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rubber
power transmission
transmission belt
weight
rubber composition
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藤原勝良
荻野雅章
務 塩山
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Bando Chemical Industries Ltd
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Bando Chemical Industries Ltd
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ゴム組成物及びそれよ
り製造される耐動的疲労にすぐれるゴム製品、特に、伝
動ベルトに関し、詳しくは、高弾性、高強度及び高屈曲
性をすべて有する加硫ゴムを与える未加硫ゴム組成物及
びそのような加硫ゴムを構成部材とする耐久性にすぐれ
る伝動ベルトに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、自動車用伝動ベルトは、所謂メ
ンテナンス・フリーの要求から、従来にも増して、一層
の高寿命化を達成することが課題とされている。しかし
ながら、従来のように、カーボンブラツクをゴムに配合
する補強では、伝動ベルトの高寿命化に限界がある。即
ち、一般に、カーボンブラツクのような粉末補強剤をゴ
ムに配合して得られるゴム製品は、カーボンブラツクが
補強剤として機能する一方で、ゴムに対して異物として
も機能するので、屈曲疲労を受けたときにカーボンブラ
ツクとゴムとの界面が亀裂開始点となつて、速やかに亀
裂が成長して、ゴム製品は高寿命をもち得ない。
【0003】理論上は、ゴムに対するカーボンブラツク
の配合量を増加すれば、加硫ゴムを高弾性とすることが
できるが、実際上は、そのような多量のカーボンブラツ
クをゴム中に均一に分散させることは、技術的に困難で
あつて、むしろ、カーボンブラツクの不均一な分散によ
る不利益の方が大きい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のゴム
の補強における上記した問題を解決するためになされた
ものであつて、高弾性、高強度及び高屈曲性をすべて有
する加硫ゴムを与える未加硫ゴム組成物を提供すること
を目的とする。更に、本発明は、耐動的疲労性にすぐれ
るかかるゴム組成物の用途、特に、かかるゴム組成物の
加硫物を構成部材とする伝動ベルトを提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による伝動ベルト
は、抗張体が埋設された接着ゴム層に隣接して底ゴム層
を有する伝動ベルトにおいて、主鎖が完全飽和ゴムであ
る合成ゴム(エチレン性不飽和ニトリルを成分とするゴ
ム(高飽和ゴムを含む。)を除く。)100重量部に対
して、有機過酸化物0.2〜10重量部とエチレン性不飽
和カルボン酸金属塩3〜100重量部と共に短繊維を配
合してなるゴム組成物の加硫物から上記底ゴム層を構成
したことを特徴とする。本発明において、主鎖が完全飽
和ゴムである合成ゴムとは、分子主鎖に不飽和結合をも
たない重合体よりなる合成ゴム(エチレン性不飽和ニト
リルを成分とするゴム(高飽和ゴムを含む。)を除
く。)をいい、好ましくは、分子全体が完全飽和である
ゴムをいう。かかるゴムの具体例としては、例えば、ア
クリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−1
−ブテンゴム、エチレン−プロピレンゴムの一部ハロゲ
ン置換物、エチレン−1−ブテンゴムの一部ハロゲン置
換物、シリコーン−アクリル共重合ゴム、シリコーン−
エチレン−プロピレン共重合ゴム、シリコーン−エチレ
ン−1−ブテン共重合ゴム、エピクロルヒドリン基を主
鎖中に有する飽和ゴム、フツ素ゴム、シリコーンゴム等
を挙げることができる。
【0006】これらのなかでは、本発明によるゴム組成
物の前述した利点を十分に活かす観点から、伝動ベルト
の分野においては、特に、アクリルゴム、エチレン−プ
ロピレンゴム、その一部ハロゲン置換物、エチレン−1
−ブテンゴム又はその一部ハロゲン置換物を完全飽和ゴ
ムとして用いることが好ましい。本発明において用いる
有機過酸化物は、一般に、ゴムの過酸化物加硫に用いる
ものであればよく、特に限定されるものではないが、例
えば、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオ
キサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイ
ルパーオキサイド、1,3−ビス(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
(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、2,5−ジメチ
ル−2,5−(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−
ジメチル−2,5−モノ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサ
ン等を挙げることができる。これらの有機過酸化物は、
単独にて又は混合物として、通常、ゴム100重量部に
対して、0.2〜10重量部の範囲で用いられる。
【0007】また、本発明において用いるエチレン性不
飽和カルボン酸金属塩は、(メタ)アクリル酸、クロト
ン酸、3−ブテン酸等のような不飽和モノカルボン酸、
マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、イタコ
ン酸モノエチル等のような不飽和ジカルボン酸モノエス
テル等の金属塩を挙げることができる。カルボン酸塩を
形成する金属は、特に限定されるものではないが、通
常、亜鉛、マグネシウム、カルシウム又はアルミニウム
が好適に用いられる。特に、本発明においては、(メ
タ)アクリル酸亜鉛や(メタ)アクリル酸マグネシウム
が好ましく用いられる。
【0008】これらのエチレン性不飽和カルボン酸金属
塩は、金属塩自体としてゴムに配合して、本発明にるゴ
ム組成物を製造してもよいが、また、ゴムに不飽和カル
ボン酸及び所要の添加剤と共に、その金属の炭酸塩のよ
うな種々の塩、酸化物、水酸化物等を配合し、混練し、
ゴム中での反応によつて、金属塩を生成させて、本発明
によるゴム組成物を製造してもよい。
【0009】かかるエチレン性不飽和カルボン酸金属塩
は、本発明によるゴム組成物において、ゴム100重量
部に対して、通常、3〜100重量部、好ましくは5〜
60重量部の範囲で配合される。本発明によるゴム組成
物は、上記したそれぞれの成分と共に、必要に応じて、
カーボンブラツク、シリカ等の増強剤、炭酸カルシウ
ム、タルク等の充填剤、トリアリルイソシアヌレート、
トリメチロールプロパン等の共架橋剤、可塑剤、安定
剤、加工助剤、着色剤等の通常のゴム工業で用いられる
種々の薬剤を含有していてもよい。
【0010】本発明によるゴム組成物は、前記主鎖が完
全飽和ゴムである合成ゴム、有機過酸化物及びエチレン
性不飽和カルボン酸金属塩を必要に応じて上述したよう
な薬剤と共にロール、バンバリー等、通常の混合手段を
用いて均一に混合することによつて得ることができる。
前記したエチレン性不飽和カルボン酸金属塩は、前記主
鎖が完全飽和ゴムである合成ゴム中に容易に均一に分散
され、しかも、有機過酸化物から生成するラジカルに対
して、ゴム重合体分子よりも反応性が高い。従つて、本
発明によるゴム組成物を有機過酸化物加硫するとき、ゴ
ム重合体分子間の架橋反応やゴム重合体分子とエチレン
性不飽和カルボン酸金属塩との反応よりも、エチレン性
不飽和カルボン酸金属塩がゴム中で速やかに重合し、か
くして、ゴム重合体分子とエチレン性不飽和カルボン酸
金属塩の重合体とが相互に侵入しあい、更に、ゴム重合
体分子とエチレン性不飽和カルボン酸金属塩の重合体と
が架橋し、また、ゴム重合体分子も架橋するので、ゴム
構造中に3次元網目構造が形成されて、高強度、高弾性
及び高屈曲疲労性を有する加硫ゴムを得ることができ
る。
【0011】従つて、本発明によるゴム組成物は、特
に、動的疲労が加わる伝動ベルト、特に、その底ゴム層
として好適に用いることができる。図1は、伝動ベルト
の1種であるポリリブドベルトの横断面図を示し、ベル
ト表面層は、単層又は複数層のゴムコート帆布1にて形
成されており、これに隣接して、例えば、ポリエステル
繊維、ポリアミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、スチー
ル等からなるコードのように低伸度の抗張体2が埋設さ
れた接着ゴム層3が積層され、更に、これに隣接して、
リブ4を備えた底ゴム層5が積層されている。本発明に
よれば、底ゴム層5には、その耐側圧性を高めるため
に、ベルトの幅方向に短繊維6が配向して分散せしめら
れる。
【0012】本発明によれば、前述したような主鎖が完
全飽和ゴムである合成ゴムに有機過酸化物及びエチレン
性不飽和カルボン酸金属塩を配合してなるゴム組成物の
加硫物を構成部材として用いることによつて、耐動的疲
労性にすぐれる伝動ベルトを得ることができる。特に、
本発明によれば、前述したように、抗張体が埋設された
接着ゴム層に隣接して底ゴム層を有する伝動ベルトにお
いて、動的疲労を受けやすい上記底ゴム層に上記ゴム組
成物の加硫物を有利に用いることができる。かかる本発
明による伝動ベルトは、従来のカーボンブラツク補強に
よる底ゴム層を備えた伝動ベルトに比べて、高い耐動的
疲労性を有し、格段に長寿命を有する。
【0013】
【0014】
【発明の効果】以上のように、本発明によるゴム組成物
は、高強度、高弾性及び高屈曲疲労性を有する加硫ゴム
を与えるので、ベルト、なかでも、伝動ベルトに好適に
用いることができる。特に、本発明によれば、従来のカ
ーボンブラツク補強による底ゴム層を備えた伝動ベルト
に比べて、高い耐動的疲労性を有せしめて、走行寿命を
格段に改善することができる。
【0015】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。 実施例1 表1に示すアクリルゴム組成物をバンバリーミキサーに
て混練した後、カレンダーロールにて圧延し、6/6ナ
イロンからなる短繊維(長さ6mm)10容量%をベルト
幅方向に配向させて、未加硫ゴムシートとした。このシ
ートを170℃で20分間加硫して、加硫ゴムシートを
得た。この加硫ゴムシートの性質を表1に示す。
【0016】また、上記未加硫ゴムを底ゴム層に用い
て、3リブ、長さ975mmのポリリブドベルトを作製
し、走行試験によつて、動的疲労による寿命を調べた。
ベルトの走行試験は、ベルトを径120mmの駆動プーリ
ー、径120mmの従動プーリー、径70mmのアイドラー
プーリー及び径45mmのアイドラープーリーに巻き掛
け、従動プーリー負荷16馬力、アイドラープーリーへ
のセツトウエイト(張力)85 Kgf、駆動プーリー回転
数4900rpm として、85℃の雰囲気下にベルトを走
行させた。
【0017】ベルト寿命は、底ゴムにクラツクが発生す
るまでのベルト走行時間によつて評価した。結果を表1
に示す。
【0018】実施例2 表2に示すエチレン−プロピレンゴム組成物をバンバリ
ーミキサーにて混練した後、カレンダーロールにて圧延
し、6/6ナイロンからなる短繊維(長さ6mm)10容
量%をベルト幅方向に配向させて、未加硫ゴムシートと
した。このシートを160℃で30分間加硫して、加硫
ゴムシートを得た。この加硫ゴムシートの性質を表2に
示す。
【0019】また、上記未加硫ゴムを用いて、実施例1
と同様のポリリブドベルトを作製し、実施例1と同様に
走行試験によつて、動的疲労による寿命を調べた。結果
を表2に示す。 実施例3 表3に示すエチレン−1−ブテンゴムの一部塩素置換物
の組成物をバンバリーミキサーにて混練した後、カレン
ダーロールにて圧延し、6/6ナイロンからなる短繊維
(長さ6mm)10容量%をベルト幅方向に配向させて、
未加硫ゴムシートとした。このシートを170℃で20
分間加硫して、加硫ゴムシートを得た。この加硫ゴムシ
ートの性質を表3に示す。
【0020】また、上記未加硫ゴムを用いて、実施例1
と同様のポリリブドベルトを作製し、実施例1と同様に
走行試験によつて、動的疲労による寿命を調べた。結果
を表3に示す。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【図面の簡単な説明】
【図1】はポリリブドベルトの一例を示す横断面図であ
る。
【符号の説明】
1…ゴムコート帆布、2…抗張体、3…接着ゴム層、4
…リブ、5…底ゴム層、6…短繊維。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08K 5:14) (56)参考文献 特開 平1−306445(JP,A) 特開 平1−306440(JP,A) 特開 平4−4242(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 7/00 - 21/02 C08K 5/098 C08K 5/14 F16G 1/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】抗張体が埋設された接着ゴム層に隣接して
    底ゴム層を有する伝動ベルトにおいて、主鎖が完全飽和
    ゴムである合成ゴム(エチレン性不飽和ニトリルを成分
    とするゴム(高飽和ゴムを含む。)を除く。)100重
    量部に対して、有機過酸化物0.2〜10重量部とエチレ
    ン性不飽和カルボン酸金属塩3〜100重量部と共に短
    繊維を配合してなるゴム組成物の加硫物から上記底ゴム
    層を構成したことを特徴とする伝動ベルト。
  2. 【請求項2】エチレン性不飽和カルボン酸金属塩が不飽
    和モノカルボン酸若しくは不飽和ジカルボン酸モノエス
    テルの亜鉛塩、マグネシウム塩、カルシウム塩又はアル
    ミニウム塩である請求項1記載の伝動ベルト。
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US6607828B1 (en) 1998-12-16 2003-08-19 Mitsuboshi Belting Ltd. Method of bonding an ethylene-α-olefin rubber composition to a fiber cord and a fiber cord-rubber laminate made according to the method
DE102006018717A1 (de) 2006-04-20 2007-10-25 Contitech Antriebssysteme Gmbh Elastomerprodukt mit radikalisch vernetzter Kautschukmischung
JP5315355B2 (ja) * 2008-10-24 2013-10-16 バンドー化学株式会社 伝動ベルト用ゴム組成物及びそれを用いた伝動ベルト
JP5482389B2 (ja) * 2010-04-02 2014-05-07 豊田合成株式会社 加硫ゴム材
JP7348143B2 (ja) * 2019-07-22 2023-09-20 三ツ星ベルト株式会社 ゴム組成物およびその製造方法ならびに伝動ベルト

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