JPH071052B2

JPH071052B2 - ベルト

Info

Publication number: JPH071052B2
Application number: JP2050534A
Authority: JP
Inventors: 淳二横井
Original assignee: ユニッタ株式会社
Priority date: 1990-03-01
Filing date: 1990-03-01
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPH03255245A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、自動車用のタイミングベルト、或いはコピ
ー機、プリンター等のキャリジー送り用等に用いる歯付
ベルトなどのベルトに関するものである。

〔従来の技術〕従来、第１図乃至第３図に示すように、歯付ベルト（1
1）、Ｖベルト（12）、平ベルトなどのベルト（11）（1
2）にはクロロプレンゴムが主に用いられ、その構成
は、ゴム（13）、ゴム補強用のガラス繊維コード等の抗
張体（14）、ベルトの表面或いは内部などに用いられる
補強用の帆布（15）からなっている。

ところで、近年様々な分野においてベルトに要求される
性能が高まってきている。例えば、自動車産業等の分野
においては、技術の進歩によるエンジンの出力のアップ
に伴いベルトにもこれ迄以上の高負荷がかかるようにな
ってきており、従来より優れた機械的特性が要求される
ようになってきた。さらに、エンジンルーム内のベルト
近傍の温度も上昇してきているので、より高い耐熱性が
要求されてきた。

したがって、従来のクロロプレンゴムのベルトに換えて
上記要求に答えうるような素材、例えば水素化ニトリル
ゴム（H-NBR）等が実用化されてきている。また、OA機
器産業においても前記と同様な状況にある。これら産業
界の動向に対応して、水素化ニトリルゴムの補強用のガ
ラス繊維コード等の抗張体に関して提案がなされている
（特開昭63-270877号）。この公報のガラス繊維コード
等の抗張体は、水素化ニトリルゴムとの間の接着性の向
上をもたらしている。

しかし、上記従来の技術では、水素化ニトリルゴムや前
記公報記載のガラス繊維コードが新たな要求性能を満た
しても、ベルトの補強用帆布がその性能を満たしえず、
ベルトの使用中、前記帆布に亀裂等が生じベルトの破損
に到るという問題があった。

即ち、ベルトの破損状況を、自動車のエンジンにタイミ
ングベルトとして用いられる歯付ベルトについて分析す
ると（第１図及び第２図参照）、まず、ベルト（11）
の表面を覆っている帆布（15）の歯元部（16）から亀裂
が生じ、次いで、ベルト（11）の歯（17）自体が欠損
しついに、ベルト（11）の破損に到る場合が最も多
く、よって、ベルト（11）の一番の弱点はその帆布（1
5）にあると考えられ、Ｖベルト（12）、平ベルトにつ
いてもやはり同様に帆布（15）が弱点であると考えられ
る。即ち、帆布（15）の熱環境下における諸特性（接着
性、摩耗性、屈曲疲労性、帆布強度等の機械的特性）が
重要であると考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、この発明は以上のような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、帆布の処理剤
（RFL組成物）を改質し、ベルトの一番の弱点である帆
布の機械的特性、耐熱性、帆布と水素化ニトリルゴムと
の接着性を向上させたベルトを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

以上の目的を達成するために、機械的特性、耐熱性、接
着性がバランス良く満たされた帆布を得るべく次のよう
な技術的手段を講じた。

すなわち、この発明は、水素化ニトリルゴムを主体とす
るベルトであって、レゾルシン・ホルマリン・ラテック
ス組成物によって被覆された帆布を有し、前記レゾルシ
ン・ホルマリン・ラテックス（以下適宜、RFLと略称す
る）組成物は、そのラテックス成分（以下適宜、Ｌ成分
と略称する）に水素化ニトリルゴム（以下適宜、H-NBR
と略称する）を含有することを特徴とするものである。

Ｌ成分としては、カルボキシル化NBRラテックス、クロ
ロスルホン化ポリエチレンラテックス、H-NBRラテック
ス、ビニルピリジン−スチレンブダジエンラテックスな
どが考えられるが、この中でH-NBRが後に詳述するよう
に最も良好な結果が得られた。

このＬ成分にH-NBRを有するRFL組成物で基布を被覆す
る。この基布への前記組成物の付着量は、基布の重量に
対して10〜50重量％が好ましく、さらに好ましくは20〜
30重量％である。ここで、基布をRFL処理したものが帆
布であり、基布とはRFL処理する以前の布を言う。

前記付着量の制御は、RFL処理液の固形分の比率及びデ
ィップ処理時の絞りロールの間隙量で行う。ここで、付
着量を10％重量未満とすると、帆布とゴムとの接着性、
或いは帆布の耐摩耗性が低下し、50重量％以上とする
と、逆に帆布の機械的特性、屈曲性が低下する。

上記の帆布を用い、公知の方法でベルトを作成する。

〔実施例〕

以下に、この発明の実施例を示す。

なお、以下の記載において、指定のない限り、数値は重
量基準による。

（１）先ず、Ｌ（ラテックス）成分にH-NBR（水素化ニ
トリルゴム）を含有するRFL組成物を調整する。

（ａ）RF液の作成 R/Fモル比は、1:1〜５が好ましく、さらに好ましくは1:
1〜２であり、以下に示す割合で、RF液を作成した。

レゾルシン …17.3g ホルマリン（35％） …13.2g 水 …340.5g NaOH水溶液（10％） …3.7g （合計 …374.7g）（ｂ）RFL組成物の調整 RF/L固形分重量比は、1:4〜20が好ましく、さらに好ま
しくは1:5〜10であり、以下に示す割合で、pH10〜11に
なるようにしてRFL組成物を調整した。

前記RF液 …374.7g ＊ラテックス（Ｌ） …556.0g アンモニア水（28％） …10.0g 水 …282.6g （合計 …1223.3g）前記＊ラテックス（Ｌ）として、日本ゼオン（株）のZe
tpol 2020ラテックスを用いた。

（ｃ）基布へのRFL組成物による被覆前記RFL処理液を用いて、ナイロン６若しくはナイロン6
6等から成る基布を、RFL処理液の固形分の比率及びディ
ップ処理時の絞りロールの間隙量で、付着量を基布の重
量に対して30重量％になるように制御してディップ処理
を行い、次いで、110℃にて乾燥し、さらに220℃にて熱
処理を行い被覆した帆布を得た。

（ｄ）ベルトの作成下記のゴム配合物を使用し公知の方法によりタイミング
ベルトを作成した。

（水素化ニトリルゴムの配合比率）＊水素化ニトリルゴム …100部 ZnO …5.0部カーボンブラック …40.0部ステアリン酸 …1.0部可塑剤 …10部老化防止剤 …2.0部硫黄 …0.5部促進剤（TT） …2.0部促進剤（Ｍ） …0.5部（合計 ……161.0部）前記＊水素化ニトリルゴムとして、日本ゼオン（株）の
Zetpol 2020を用いた。

（２）評価試験上述のようにして作成した帆布、若しくはベルトを用い
て下記のような各種試験を実施した。結果を示す表、及
び図において実施例の結果は（１）で示す。

なお、比較例（２）〜（４）として、Ｌ（ラテックス）
成分としてカルボキシル化NBRラテックス（２）、クロ
ロスルホン化ポリエチレンラテックス（３）、ビニルピ
リジン−スチレンブタジエンラテックス（４）を用いRF
L組成物を調整した。配合例を次頁の表に示す。

また、他の比較例（５）として次に示す比率で配合した
ゴム混合物をその2.0〜3.5倍の溶剤に溶解し、次いでフ
ェノールレジンをゴム混合物の20〜35％添加溶解しゴム
糊としたものを処理剤として調整した。

（ゴム混合物の配合比率）＊水素化ニトリルゴム …100部 ZnO …5.0部カーボンブラック …40.0部ステアリン酸 …1.0部老化防止剤 …2.0部硫黄 …0.5部促進剤（TT） …2.0部促進剤（CZ） …1.0部（合計 ……151.5部）前記＊水素化ニトリルゴムとして、日本ゼオン（株）の
Zetpol 2020を用いた。

帆布と前記水素化ニトリルゴムの接着強度に関する剥
離試験イ．常温における剥離試験帆布を水素化ニトリルゴムに圧着加硫した試料を作成
し、常温で帆布と水素化ニトリルゴムとの剥離試験を行
い接着強度を測定した（試験条件；引張速度 50mm/mi
n）。

後記の表に示した結果より明らかなように、この実施例
に係る帆布と水素化ニトリルゴムとの接着力は従来のRF
L組成物を用いたベルト等に較べて非常に強固なもので
ある。

ロ． 120℃で一定時間毎の経時熱劣化を調べる剥離試
験前記ベルトの巾を19.1mmに揃え、120℃のギヤオープン
中に所定時間ずつ放置し、経時熱劣化後のベルト歯底部
の剥離試験を常温で行い、接着強度を測定した。結果を
第４図に示す（試験条件；引張速度 50mm/min）。

ハ． 100℃で油雰囲気下における一定時間毎の経時熱
劣化を調べる剥離試験前記ベルトの幅を19.1mmに揃え、約100℃の油にベルト
を浸漬し、一定時間経過毎にベルト歯底部の剥離試験を
常温で行い、接着強度を測定した。結果を、第５図に示
す。

ニ． 100℃で沸水雰囲気下における、一定時間毎の経
時熱劣化を調べる剥離試験前記ベルトの巾を19.1mmに揃え、約100℃の水にベルト
を浸漬し、一定時間経過毎にベルト歯底部の剥離試験を
常温で行い、接着強度を測定した。結果を第６図に示
す。

この第４図乃至第６図から、上記接着強度の120℃にお
ける経時熱劣化、100℃における経時耐油熱劣化、経時
沸水熱劣化による接着強度は、従来のものより高い値を
維持していることが明らかである。即ち、高温下でオイ
ルや蒸気に晒される状況下においてもこの実施例に係る
ベルトは好適であると言える。

更に、上記いずれのグラフについても、初期の接着強度
が、特に、優れている。この様に、未だベルトとこのベ
ルトが係合する部材との馴染みが少なくて無理な力がか
かりがちな初期運転（所謂、慣らし運転）時にベルトの
接着強度が優れていると、この時期の劣化が最小限で済
み、その後のベルトの耐久性に、殊の外、好影響を及ぼ
す。

120℃で一定時間毎の帆布の機械的強度の経時熱劣化
の割合を調べる引っ張り試験帆布の幅を25mmに揃え、帆布単体で150℃×20分間プレ
ス加硫処理を施し、120℃のオーブン中に所定時間ずつ
放置し、経時熱劣化後の帆布の伸縮方向の引っ張り試験
を常温で行い、その破断強度を測定し、初期値との比較
により経時熱劣化の割合を算出した（試験条件；引張強
度 200mm/min）。

第７図に示した結果より、高温（120℃）下における機
械的強度の熱劣化の割合も従来の帆布に較べて優秀であ
ることがわかる。

耐摩耗性に関する試験イ．常温下におけるテーバ式の耐摩耗試験帆布単体で150℃×20分間プレス加硫処理を施した試料
を行い、テーバ社の摩耗試験機（モデル5150）を使用し
摩耗試験を行った。なお、評価は摩耗重量（損失重量）
によった（試験条件；荷重 500g、摩耗論H-18、回転数
4,000回転）。結果を、第８図に示す。

ロ． 100℃の湿熱雰囲気下の一定時間毎の厚みの変化
による耐摩耗試験ベルトを一対のプーリに架け渡し、下部で水を沸騰させ
ている槽内で走行試験を行った。評価は、走行後のベル
ト歯底部帆布の厚みの減少度合いによった。結果を、第
９図に示す。

この第８図と第９図の結果より、常温での耐摩耗性、10
0℃湿熱雰囲気下での摩耗特性の経時劣化が共に従来の
ベルトより優れていることがわかる。

140℃屈曲疲労による耐久試験ベルトを用い、140℃の雰囲気温度下でデマッチャ屈曲
試験機（形式;FT-202〔特〕：（株）上島製作所製）を
使用し、ベルトの歯元部帆布の屈曲試験を行った。な
お、評価はベルトの歯元部の帆布に、布全厚に及ぶ亀裂
が発生した回数によった。

（試験条件；屈曲回数毎分300回〔１往復運動を１回
とする。〕；サンプルの掴みチャック間距離、最大75mm、最小19m
m）結果は、第10図に示したように、この実施例に係るベル
トの耐久性は従来のベルトより明らかに優れている。

走行試験前記タイミングベルトで、下記２種の走行試験を行っ
た。走行寿命は、ベルト歯元部の帆布に布全厚に及ぶ亀
裂発生時間によった。

イ.110℃における耐熱走行試験ベルトを110℃の雰囲気温度下で、一対のプーリ間に架
け渡しベルト歯元帆布の亀裂寿命を亀裂発生時間により
評価した。

ロ． 80℃における歯元耐久試験ベルトを80℃の雰囲気温度下で、３個のプーリ間に架け
渡しベルト歯元帆布の亀裂寿命を亀裂発生時間により評
価した。

次記の表に示した結果から、高温運転下における耐久性
は従来のベルトより非常に優れたものであることがわか
る。

上述の、−イ、−イ、ロの試験結果を次表に示す。

＊−イ…常温における剥離試験、単位；（kgf/25mm）＊−イ…110℃における耐熱走行試験、走行寿命；
（時間〔Ｈ〕）＊−ロ…80℃における歯元耐久試験、走行寿命；（時
間〔Ｈ〕）〔発明の効果〕この発明のベルトは、上述の構成により、表及び図に表
した試験結果からも明らかなようにベルトの一番の弱点
である帆布の機械的特性、耐熱性及び、帆布と水素化ニ
トリルゴムとの接着性を向上させた優れたベルトを提供
することが出来るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、この発明に係るベルトの一実施例
を示し、第１図及び第２図は歯付ベルトの断面状態を示
す斜視図、第３図はＶベルトの断面状態を示す斜視図で
ある。第４図は、120℃における接着性の熱老化に関す
る剥離試験の結果を示すグラフ、第５図は、100℃にお
ける油雰囲気下の接着性の熱老化に関する剥離試験の結
果を示すグラフ、第６図は、100℃における沸水雰囲気
下の接着性の熱老化に関する剥離試験の結果を示すグラ
フ、第７図は、120℃における機械的特性の熱劣化の割
合に関する引っ張り試験の結果を示すグラフ、第８図
は、常温下における耐摩耗性に関する試験の結果を示す
グラフである。第９図は、100℃の沸水雰囲気下におけ
る耐摩耗性に関する耐久試験の結果を示すグラフ、第10
図は、140℃における屈曲疲労に関する耐久試験の結果
を示すグラフである。（11）（12）……ベルト、（15）……帆布

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水素化ニトリルゴムを主体とするベルトで
あって、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス組成物に
よって被覆された帆布を有し、前記レゾルシン・ホルマ
リン・ラテックス組成物は、そのラテックス成分に水素
化ニトリルゴムを含有することを特徴とするベルト。
【請求項２】前記帆布への前記レゾルシン・ホルマリン
・ラテックス組成物の付着量が、基布の重量に対して約
10〜50重量％である請求項１記載のベルト。