JP2007118218A - 摩擦伝動ベルトの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐熱屈曲性が高く、しかも優れた耐磨耗性、耐発音性を備えたＶリブドベルトを提供する。
【解決手段】 Ｖリブドベルト１は、短繊維をランダム配向させたゴム層からなる伸張部５と、撚糸コードよりなる心線３を埋設した接着部２、その下側に圧縮部６を配置した構成からなる。前記心線３は、その一部が伸張部５に接し、残部が接着部２に接した状態となっている。そして圧縮部６は、ベルト長手方向に延びる断面略三角形である台形の複数のリブを有しており、該リブ側面９に、固体潤滑剤９ａと短繊維９ｂとを有する植毛層９を配設した構成となっている。ここで該植毛層９は、摩擦伝動面を構成する未加硫ゴムに、平均一次粒径０．１５〜２０μｍの固体潤滑剤を２０〜７０重量％含有する接着剤を用いて接着層を形成し、次いで、該接着層に短繊維を固着させた後、加硫を行うことにより形成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は駆動装置などの動力伝動に用いられる摩擦伝動ベルトの製造方法に関する。

ゴム工業分野、なかでも自動車用部品の高機能、高性能化が望まれている。自動車用部品に用いられるゴム製品のなかに動力伝動ベルトがあり、例えば自動車のエアーコンプレッサーやオルタネータ等の補機駆動の動力伝動に広く利用されている。

近年、静粛化について厳しい要求があり、特に駆動装置においてはエンジン音以外の音は異音とされるため、ベルト発音対策について要請がある。摩擦伝動ベルトにおける異音としては、回転変動の大きな条件や高負荷条件において発生するスリップ音や、圧縮ゴムが粘着摩耗を起こし、その結果リブ間の溝底に付着した粘着ゴムにより発生する騒音などが指摘されている。またプーリレイアウトのミスアライメントによりベルトが偏倚走行し、この偏荷重に基づく異音の発生によって乗客に不快感を与える等の問題もあった。

これらの問題に対して、圧縮ゴムに綿、ナイロン、ビニロン、レーヨン、アラミド繊維などの短繊維群をベルト幅への配向性を保って埋設することにより、ベルトの摩擦伝動部の耐側圧性を高め、更に埋設した短繊維の一部をベルト側面より意図的に突出させることによって、リブ部の摩擦性能や発音の抑制効果を狙うことが一般になされている。しかしながら、前記ベルトにおいてスリップ抑制効果を発揮させるためには、短繊維をリブ表面に意図的に露出させる必要があり、これにはベルト幅方向に配向させる工程並びにリブ表面を研磨する工程が必要になるため、ベルトがコスト高になるといった問題があった。また、配合した短繊維の大部分が圧縮ゴム内に埋設されているため、短繊維の配合量の割にはリブ表面への露出量が少なく、スリップ抑制効果を充分に得ることはできなかった。一方、露出量を多くしようとすると圧縮ゴムに短繊維を多量に配合させる必要があり、屈曲性が低下するといった問題がある。

一方で、リブ表面層にのみ短繊維を固着させたＶリブドベルトも提案されている。具体的には、リブ表面に短繊維、フッ素樹脂パウダー及び／又は非鉄金属パウダーを含有するエラストマー層を設けたＶリブドベルトがある。（例えば特許文献１参照）
米国特許２００４／００４８７０８号

このようなＶリブドベルトは、ゴム、加硫剤、短繊維、フッ素樹脂パウダー及び／又は非鉄金属パウダーを含有するゴム組成物を圧延して形成した０．１５〜０．２５ｍｍのゴムシートを、ベルトスリーブの圧縮層表面に適用し、加硫することにより製造される。しかし、ベルト本体用ゴム組成物に加えて、表面層用ゴム組成物を準備する必要があるため、製造工程が増加すると共にコストが高くなるといった不具合があった。また良好な加工性、成形性を確保するためには、ゴム組成物への繊維やフッ素樹脂パウダー及び／又は非鉄金属パウダーの配合量が制限されるため、多量に含有させることが難しいといった問題もあった。

上記問題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、本発明を提案するものであり、その目的とするところは、静音性及び耐摩耗性が高く、しかも優れた耐熱屈曲性を兼ね備えた摩擦伝動ベルトを簡便に製造する方法を提供することにある。

本願請求項１の発明は、摩擦伝動面を構成する未加硫ゴムに、平均一次粒径０．１５〜２０μｍの固体潤滑剤を２０〜７０重量％含有する接着剤を用いて接着層を形成し、次いで、該接着層に短繊維を固着させた後、加硫を行うことにより、摩擦伝動面に固体潤滑剤と短繊維を固着した植毛層を形成することを特徴とした摩擦伝動ベルトの製造方法である。

本願請求項２の発明は、請求項１記載の摩擦伝動ベルトの製造方法であって、固体潤滑剤がポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする。

本願請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の摩擦伝動ベルトの製造方法であって、摩擦伝動ベルトがＶリブドベルトであることを特徴とする。

摩擦伝動面を構成する未加硫ゴムに、特定粒径を有する固体潤滑剤を特定量含有する接着剤を用いて接着層を形成することで、次工程において短繊維を接着剤層に容易に固着することができ、次いで加硫を行うことで摩擦伝動面に均一な植毛密度の植毛層を形成することができる。また、固体潤滑剤と短繊維を固着した植毛層の形成に際し、固体潤滑剤及び短繊維を接着剤に含有させて用いると、接着剤の粘度が高くなり取り扱い性が悪くなるが、本発明では、接着剤としては固体潤滑剤を含有するものを用い、そして固体潤滑剤を含有する接着剤層に短繊維を固着させることから、接着剤の取り扱い性が良好であるといった効果もある。そして、得られた摩擦伝動ベルトは、低摩擦係数を有し、静音性に優れると共に、耐熱耐久性並びに耐摩耗性が高いといった特徴がある。

また固体潤滑剤としてポリテトラフルオロエチレンを選択することで、より低摩擦特性、耐摩耗性、および静音性が高くなる。そして、Ｖリブドベルトに適用することで、摩擦特性及び耐発音性並びに耐熱耐久性に優れたＶリブドベルトを製造することができる。

図１に本発明に係る摩擦伝動ベルトの一実施例としてＶリブドベルトの断面図を示す。
Ｖリブドベルト１は、短繊維をランダム配向させたゴム層からなる伸張部５と、撚糸コードよりなる心線３を埋設した接着部２、その下側に圧縮部６を配置した構成からなる。前記心線３は、その一部が伸張部５に接し、残部が接着部２に接した状態となっている。そして圧縮部６は、ベルト長手方向に延びる断面略三角形である台形の複数のリブを有しており、該リブが摩擦伝動部、そしてリブ表面が摩擦伝動面となり、該摩擦伝動面に植毛層９を配設した構成となっている。

本発明においては、植毛層９は固体潤滑剤９ａ及び短繊維９ｂを有する。これら固体潤滑剤９ａ及び短繊維９ｂは、接着剤を介して摩擦伝動面に固着されているが、摩擦伝動面を構成するゴムに一部又は大部分が埋設されて固着されていてもかまわない。この構成によって、低摩擦特性、耐摩耗性及び耐発音特性などの効果を奏することができる。

固体潤滑剤９ａは、平均一次粒径０．１５〜２０μｍのものが使用される。０．１５μｍ未満では摩擦係数の低減効果に乏しく、一方、２０μｍを超えると異物となってクラックが生じ易くなり、耐久寿命の低下を招く恐れがある。具体的には、グラファイト、二硫化モリブデン、雲母、タルク、三酸化アンチモン、２セレン化モリブデン、二硫化タングステン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などを単独もしくは併用して用いることができる。なかでも低摩擦特性、耐摩耗性、および静音性などを考慮するとＰＴＦＥが好ましい。

短繊維９ｂとしては、６ナイロン，６６ナイロンなどのポリアミド短繊維、レーヨン短繊維、ｐ−アラミド，ｍ−アラミドなどのアラミド短繊維、綿短繊維、そしてポリエチレン短繊維などを挙げることができる。好ましくは、繊維径が５〜３６μｍ、繊維長が０．２〜２．０ｍｍの短繊維を用いることが望ましい。

植毛層９における短繊維９ｂの密度は摩擦係数や走行時の音に寄与するものであり、具体的には１０，０００〜５００，０００本／ｃｍ^２が望ましいが、限定されるものではない。また植毛層９は、０．０５〜０．５ｍｍの厚みとすることが好ましい。０．０５ｍｍ未満では摩耗により植毛層の効果が薄れてしまうといった不具合がある。一方、０．５ｍｍを超えると圧縮部表面の伸縮性が損なわれる為、耐屈曲疲労性に乏しくなる。

動力伝動面を構成する圧縮部６はゴム組成物で構成され、原料ゴムは、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン、エチレン−・α−オレフィンゴム、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー等のゴム材を単独で、またはこれらを混合して用いることが使用できる。なかでもエチレン・α−オレフィンゴムが、優れた耐オゾン性、耐熱性、耐寒性を有しているとともに比較的に安価で、脱ハロゲンという要求を満たすことから好ましく用いられる。また、エチレン・α−オレフィンゴムは他のゴムに比べて水濡れ性に乏しいことから、本発明の適用によって注水時の動力伝動性及び静音性の向上が顕著である。

エチレン・α−オレフィンゴムとしては、エチレンとα−オレフィン（プロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテンなど）の共重合体、あるいは、エチレンと上記α−オレフィンと非共役ジエンの共重合体であり、具体的にはエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）やエチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）などのゴムをいう。上記ジエン成分としては、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネンなどの炭素原子数５〜１５の非共役ジエンが挙げられる。ＥＰＤＭは耐熱性や耐寒性に優れるという特性を有しており、耐熱・耐寒性能の高い動力伝動ベルトを得ることができる。このＥＰＤＭはヨウ素価が３〜４０のものが好ましく用いられる。ヨウ素価が３未満であると、ゴム組成物の加硫が十分でなく摩耗や粘着の問題が発生し、またヨウ素価が４０を超えると、ゴム組成物のスコーチが短くなって扱い難くなり、耐熱性が悪くなるものである。

上記ゴムの架橋には、硫黄や有機過酸化物が使用される。有機過酸化物としては具体的には、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、１．１−ｔ−ブチルペロキシ−３．３．５−トリメチルシクロヘキサン、２．５−ジ−メチル−２．５−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）ヘキサン、２．５−ジ−メチル−２．５−ジ（ｔ−ブチルペロキシ）ヘキサン−３、ビス（ｔ−ブチルペロキシジ−イソプロピル）ベンゼン、２．５−ジ−メチル−２．５−ジ（ベンゾイルペロキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルペロキシベンゾアート、ｔ−ブチルペロキシ−２−エチル−ヘキシルカーボネートが挙げられる。この有機過酸化物は、単独もしくは混合物として、ゴム１００重量部に対して１〜８重量部の範囲で好ましく使用される。

また加硫促進剤を配合しても良い。加硫促進剤としてはチアゾール系、チウラム系、スルフェンアミド系の加硫促進剤が例示でき、チアゾール系加硫促進剤としては、具体的に２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトチアゾリン、ジベンドチアジル・ジスルフィド、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩等があり、チウラム系加硫促進剤としては、具体的にテトラメチルチウラム・モノスルフィド、テトラメチルチウラム・ジスルフィド、テトラエチルチウラム・ジスルフィド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルチウラム・ジスルフィド等があり、またスルフェンアミド系加硫促進剤としては、具体的にＮ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ’−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等がある。また、他の加硫促進剤としては、ビスマレイミド、エチレンチオウレアなども使用できる。これら加硫促進剤は単独で使用してもよいし、２種以上の組み合わせで使用してもよい。

また、共架橋剤（ｃｏ−ａｇｅｎｔ）を配合することによって、架橋度を上げて粘着摩耗等の問題を防止することができる。共架橋剤として挙げられるものとしては、ＴＡＩＣ、ＴＡＣ、１，２ポリブタジエン、不飽和カルボン酸の金属塩、ｐ−ベンゾキノンジオキシム、ｐ，ｐ’−ジベンゾキノンジオキシム、テトラクロロベンゾキノンポリ（Ｐ−ジニトロベンゾキノン）、グアニジン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、Ｎ−Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、硫黄など通常、有機過酸化物架橋に用いるものであるが、なかでもＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミド及び／又はキノンジオキシム類が好ましい。その配合量はゴム１００重量部に対して、０．５〜１０重量部が望ましく、０．５重量部未満では添加による効果が顕著でなく、１０重量部を超えると引裂き力や接着力が低下するといった不具合がある。このとき、共架橋剤としてＮ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミドを選択した場合、架橋密度が高くなり、耐摩耗性が高く、また注水時と乾燥時の伝達性能の差が少ないといった特徴がある。またキノンジオキシム類を選択した場合は、繊維基材との接着性に優れるといった特徴がある。

更に、上記ゴム組成物に固体潤滑剤を配合することによって、耐発音性を向上せしめることができる。固体潤滑剤としては、上述のものを単独もしくは併用して用いることができる。好ましくはグラファイト、二硫化モリブデン、そしてＰＴＦＥから少なくとも１種選ばれたものである。固体潤滑剤の添加量はゴム１００重量部に対して１０〜１００重量部、更に好ましくは１０〜６０重量部であり、１０重量部未満の場合にはベルト表面の摩擦係数がさほど変化しないため発音抑制効果が顕著でなく、他方１００重量部を越えると、ゴム物性の伸びが小さくなり、ベルト寿命が短くなる。

そして、上記植物性軟質粒以外に必要に応じてカーボンブラック、シリカのような増強剤、充填剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤、短繊維のような通常のゴム配合物に使用されるものを用いることができる。

接着部２は、圧縮部６と同様のゴム組成物を用いることもできるが、別のゴム組成物で構成してもよい。上述の如き原料ゴム、配合剤を用いることができるが、接着性を考慮すると短繊維は混入しないほうが好ましい。

心線３は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）繊維、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリアミド繊維、ガラス繊維、またはアラミド繊維などから構成される撚糸コードが使用できる。

前記心線３は接着処理を施されることが望ましく、例えば（１）未処理コードをエポキシ化合物やイソシアネート化合物から選ばれた処理液を入れたタンクに含浸してプレディップした後、（２）１６０〜２００°Ｃに温度設定した乾燥炉に３０〜６００秒間通して乾燥し、（３）続いてＲＦＬ液からなる接着液を入れたタンクに浸漬し、（４）２１０〜２６０°Ｃに温度設定した延伸熱固定処理器に３０〜６００秒間通し−１〜３％延伸して延伸処理コードとする、ことができる。

この前処理液で使用するイソシアネート化合物としては、例えば４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレン２，４−ジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポリアリールポリイソシアネート（例えば商品名としてＰＡＰＩがある）等がある。このイソシアネート化合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。

また、上記イソシアネート化合物にフェノール類、第３級アルコール類、第２級アルコール類等のブロック化剤を反応させてポリイソシアネートのイソシアネート基をブロック化したブロック化ポリイソシアネートも使用可能である。

エポキシ化合物としては、例えばエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールや、ポリエチレングリコール等のポリアルキレングリコールとエピクロルヒドリンのようなハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物や、レゾルシン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルメタン、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類やハロゲン含有エポキシ化合物との反応生成物などである。上記エポキシ化合物はトルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤に混合して使用される。

ＲＦＬ処理液はレゾルシンとホルムアルデヒドの初期縮合物をゴムラテックスと混合したものであり、この場合レゾルシンとホルムアルデヒドのモル比は１：２〜２：１にすることが接着力を高める上で好適である。モル比が１／２未満では、レゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂の三次元化反応が進み過ぎてゲル化し、一方２／１を超えると、逆にレゾルシンとホルムアルデヒドの反応があまり進まないため、接着力が低下する。

ゴムラテックスとしては、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴムなどがあげられる。

また、レゾルシン・ホルムアルデヒドの初期縮合物と上記ゴムラテックスの固形分重量比は１：２〜１：８が好ましく、この範囲を維持すれば接着力を高める上で好適である。上記の比が１／２未満の場合には、レゾルシン−ホルムアルデヒドの樹脂分が多くなり、ＲＦＬ皮膜が固くなり動的な接着が悪くなり、他方１／８を超えると、レゾルシン・ホルムアルデヒドの樹脂分が少なくなるため、ＲＦＬ皮膜が柔らかくなり、接着力が低下する。

更に、上記ＲＦＬ液には加硫促進剤や加硫剤を添加してもよく、添加する加硫促進剤は、含硫黄加硫促進剤であり、具体的には２−メルカプトベンゾチアゾール（Ｍ）やその塩類（例えば、亜鉛塩、ナトリウム塩、シクロヘキシルアミン塩等）ジベンゾチアジルジスルフィド（ＤＭ）等のチアゾール類、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＣＺ）等のスルフェンアミド類、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＳ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＴ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＴＲＡ）等のチウラム類、ジ−ｎ−ブチルジチオカルバミン酸ナトリウム（ＴＰ）、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＰＺ）ジエチルジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＥＺ）等のジチオカルバミン酸塩類等がある。

また、加硫剤としては、硫黄、金属酸化物（酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化鉛）、有機過酸化物等があり、上記加硫促進剤と併用する。

上記心線３を用いたＶリブドベルト１は、Ｖリブドベルトを２％伸張させるのに必要な引張力が１００〜２５０Ｎ／リブ、更に好ましくは１３０〜２１０Ｎ／リブとすると、たとえリブゴム磨耗等によりベルト伸びが発生した場合でも、急激な張力低下を引き起こすことなく、安定した張力が維持できる。２５０Ｎ／リブを超えるとベルト伸び時に急激な張力低下が見られ、１００Ｎ／リブ未満であると心線伸びによるベルト張力低下が大きくなる。

またベルトに１４７Ｎ／５本コードの初荷重をかけ、１００°Ｃ雰囲気下３０分放置した後に発生したベルト乾熱時収縮力が５０〜１５０Ｎ／５本コードである特性を付与すると、ベルト伸びが発生しても張力を自己調整可能であり、オートテンショナーを設置しなくともベルトスリップ率が小さくてベルト寿命が長いものを得ることができる。ベルト乾熱時収縮力が５０Ｎ未満の場合には、ベルト張力を調整する性能に乏しく、スリップ率が高くなる傾向がある。また、ベルト乾熱時収縮力が１５０Ｎを越える場合には、ベルト長さの経時収縮が大きくなる傾向がある上に、スリップ率が小さくなる効果は小さい。

伸張部５は、圧縮部６と同様のゴム組成物を用いることもできるが別のゴム組成物で構成してもよい。ここで伸張部５は、短繊維を含有するゴム組成物で形成されているが、背面駆動時の異音を抑制すべく、背表面に凹凸パターンを設けることもできる。凹凸パターンとしては、編布パターン、織布パターン、スダレ織布パターンなどを挙げることができるが、最も好ましくは織物パターンである。また短繊維としては、ポリエステル、アラミド、ポリアミド、綿、ＰＢＯなどの短繊維を所望に応じて配合することができる。図１において短繊維はランダム方向に配向しているが、ベルト幅方向に配向させるなど一方向に配向していてもかまわない。尚、ランダム方向に配向させた場合、多方向からの裂きや亀裂の発生を抑制できるといった特徴があるが、このとき短繊維として屈曲部を有する短繊維（例えばミルドファイバー）を選択すると、より多方向から作用する力に対して耐性ができるといった特徴がある。ミルドファイバーは、例えばポリアミド製のものを用いることができ、繊維長が０．１〜３．０ｍｍの範囲であることが望ましい。また、伸張部における短繊維の配合量は、ゴム１００重量部に対して短繊維が３５〜１００の範囲の割合となるように、短繊維が含有されていることが望ましい。

尚、Ｖリブドベルトは、図１のような構成に限定されず、例えば接着部を配置しないＶリブドベルトや、背面に帆布を貼着させたＶリブドベルトなども本発明の技術範囲に属する。以下、これらの実施形態を図面をもとに説明する。

図２に示すＶリブドベルト２１は、背面に植毛層２８を設けたゴム組成物で形成された伸張部２５と、該伸張部２５の下層に圧縮部２６を配置した構成を有する。心線２３は、ベルト長手方向に沿って本体内に埋設されてなり、その一部が伸張部２５に接し、残部が圧縮部２６に接した状態となっている。そして前記圧縮部２６はベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブが設けられている。ここで、圧縮部２６に含有される短繊維はリブ形状に沿った流動状態を呈し、表面近傍の短繊維はリブ形状に沿って配向している。そしてリブ表面に固体潤滑剤２９ａ、短繊維２９ｂを有する植毛層２９を配設した構成となっている。

図３に示すＶリブドベルト３１は、帆布３４を貼着して構成された伸張部３５と、該伸張部３５の下層に接着部３２が配設され、更にその下層に圧縮部３６を配置した構成を有する。心線３３は、ベルト長手方向に沿って接着部３２に埋設されてなる。そして、前記圧縮部３６にはベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブが設けられている。そしてリブ表面に固体潤滑剤３９ａ、短繊維３９ｂを有する植毛層３９を配設した構成となっている。

図２のように接着部を配置しない構成の場合、心線２３は伸張部２５と圧縮部２６の境界領域でベルト本体に埋設されることになる。この時、心線２３とベルト本体との接着性を考慮すると、伸張部２５及び圧縮部２６のどちらか一方のゴム層は、短繊維を含有しないゴム組成物で構成することが望ましい。

また図２では、伸張部２５を短繊維を含有しないゴム組成物表面に植毛層２８を設けた構成としているが、短繊維を含有するゴム組成物表面に植毛層を設けた構成とすることも可能である。

更に図２では、圧縮部２６に含有される短繊維はリブ形状に沿った流動状態を呈しているが、短繊維が幅方向に配向した構成としてもかまわない。

図３の伸張部を構成する帆布３４は、織物、編物、不織布などから選択される繊維基材である。構成する繊維素材としては、公知公用のものが使用できるが、例えば綿、麻等の天然繊維や、金属繊維、ガラス繊維等の無機繊維、そしてポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリフロルエチレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリエステル、アラミド等の有機繊維が挙げられる。織物の場合は、これらの糸を平織、綾織、朱子織等することにより製織される。

上記帆布３４は、公知技術に従ってＲＦＬ液に浸漬することが好ましい。またＲＦＬ液に浸漬後、未加硫ゴムをカバー帆布５に擦り込むフリクションを行ったり、ゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬処理することができる。尚、ＲＦＬ液には適宜カーボンブラック液を混合して処理反を黒染めしたり、公知の界面活性剤を０．１〜５．０重量％加えてもよい。

尚、Ｖリブドベルトが背面伝動を行う場合は、伸張部の表面も摩擦伝動面となりうる。よって、伸張部もまた本発明の植毛層を設けることができる。

次に、これらＶリブドベルトの製造方法を説明する。製造方法としては限定されるものではないが例えば以下のような方法がある。

第１の方法としては、周面にリブ刻印を設けた円筒状の成形ドラムに、圧縮部を構成する圧縮ゴムシート、接着部を構成する接着ゴムシートを巻き付けた後、心線をスピニングし、伸張部を構成する部材を巻き付けて未加硫スリーブを配置する。その後、該未加硫スリーブを成形ドラムに押圧しながら加硫することで、圧縮部にリブを型付けする。得られた加硫スリーブにはリブが形成されてなるが、必要に応じてリブ表面を研磨し、所定幅に切断して個々のＶリブドベルトとする。

第２の方法としては、円筒状の成形ドラムに装着された可撓性ジャケットの上に伸張部を構成する部材、接着部を構成する接着ゴムシートを巻き、その上に心線をスピニングした後、さらに圧縮部を構成する圧縮ゴムシートを順次無端状に捲き付けて未加硫スリーブを形成する。そして、可撓性ジャケットを膨張させて、未加硫スリーブをリブ部に対応した刻印を有する外型に押圧して加硫成形する。得られた加硫スリーブにはリブが形成されてなるが、必要に応じてリブ表面を研磨し、所定幅に切断して個々のＶリブドベルトとする。

第３の方法としては、円筒状の成形ドラムに装着された可撓性ジャケットの上に圧縮部を構成する圧縮ゴムシートを配置した第１未加硫スリーブを形成した後、可撓性ジャケットを膨張させて、該第１未加硫スリーブをリブ部に対応した刻印を有する外型に押圧して、リブ部を有する予備成型体を作製する。そして、前記予備成型体を密着させた外型から、内型を離間させ、次いで、内型に伸張部を構成する部材、接着部を構成する接着ゴムシートを配置し、心線をスピニングして第２未加硫スリーブを形成する。そして、可撓性ジャケットを膨張させて、前記予備成型体を密着させた外型に、該第２未加硫スリーブを内周側から押圧して予備成型体と一体的に加硫する。得られた加硫ベルトスリーブにはリブが形成されてなるが、必要に応じてリブ表面を研磨し、所定幅に切断して個々のＶリブドベルトとする。

尚、図２のような接着部を配置しないＶリブドベルトは、上記方法において接着ゴムシートを配置せずに製造することで得ることができる。更に図２のように圧縮部２６に含有される短繊維はリブ形状に沿った流動状態を呈しているＶリブドベルトは、例えば第１の方法、第２の方法、もしくは第３の方法で製造することで得られる。

ここで、植毛層９，２９，３９を有する圧縮部を形成する手法として、植毛層９’，２９’，３９’を有する圧縮ゴムシートを使用することが挙げられる。植毛層を有する圧縮ゴムシートは、未加硫ゴムシート表面に固体潤滑剤を固着させた接着剤層を形成し、短繊維を接着剤層上に付着させることにより作製できる。

即ち、未加硫ゴムシート表面に、平均一次粒径０．１５〜２０μｍの固体潤滑剤を２０〜７０重量％含有する接着剤を用いて、固体潤滑剤を固着した接着層を形成する。次いで、この接着剤層に短繊維を付着させて、固体潤滑剤及び短繊維を固着させた植毛層９’，２９’，３９’を形成する。

接着剤層を形成する方法としては、例えば接着剤をスプレー法、ディップ法等により塗布する方法が挙げられる。尚、接着剤層を形成する前に、表面をアルコール拭きなどのクリーニング処理、プライマー処理等の前処理を行ってもよい。

接着剤としては、ＲＦＬ液、ウレタン系エマルジョン、アクリル系エマルジョン、酢酸ビニル系エマルジョン、スチレン系エマルジョン、ゴム系接着剤、有機溶剤系接着剤等がある。ＲＦＬ液はレゾルシンとホルムアルデドとの初期縮合体をラテックスに混合したものであり、ここで使用するラテックスとしてはクロロプレン、スチレン・ブタジエン・ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリル、ＮＢＲ、エチレン・α−オレフィン・ジエン共重合体ゴムラテックスなどである。また、ＲＦＬ液にイソシアネート化合物を添加することができる。

前記接着剤には固体潤滑剤が２０〜７０重量％含有されている。２０重量％未満では、充分な摩擦係数低減効果を奏することができず、７０重量％を超えると短繊維を固着させることが困難になり、均一な植毛密度を有する植毛層が得られないといった不具合がある。固体潤滑剤としては、上述で挙げたものを用いることができる。

接着剤層の厚みは、特に限定されるものではないが、０．０５〜０．５ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍである。

短繊維を付着させる方法としては、機械的、静電気的など方法は限定されるものではない。例えば接着剤層を形成したゴムシート上に、短繊維を落下または吹き付けなどにより、ゴム表面に短繊維を付着させ、その後、自然または加熱乾燥を行う。また例えば、接着剤層を形成したゴムシートを配置した金型をアースとし、静電植毛機の電極に電圧を印加することにより電界を形成し、この電界内に表面を電着処理した短繊維を供給し、飛翔させてゴム表面に向けて突き刺すことにより短繊維を付着させ、その後、自然または加熱乾燥を行う。尚、密度や均一性を考慮すると、静電植毛が望ましい。

また植毛層を有する圧縮部を形成する別の手法として、圧縮ゴムシートと接触する金型に短繊維を付着させたものを用いる方法がある。例えば、第１の方法においては、外周面に短繊維を付着させた内型を準備し、固体潤滑剤を固着させた接着剤層を有する未加硫圧縮ゴムシートを該内型に捲き付けることにより達成することができる。また第２，３の方法においては、内周面に短繊維を付着させた外型を準備し、最外層に固体潤滑剤を固着させた接着剤層を有する圧縮ゴム層を配置した未加硫スリーブを、該外型に接触せしめることにより達成することができる。これら金型を準備する具体的な手法は、金型の周面にシリコンオイル等の離型剤を塗布した後、上述の如き方法で接着剤層を形成し、次いで短繊維を落下又は吹き付けることにより付着させたり、金型を電荷させて短繊維を電気力線によって飛ばして付着させたりすることなどによって、周面に短繊維を付着させた金型を準備することができる。

そしてこの植毛層９’，２９’，３９’を配設した未加硫ベルトスリーブを加硫することにより、固体潤滑剤及び短繊維はゴム表面に固着したまま（場合によってはゴムに一部又は大部分が埋設されて固着して）植毛層９，２９，３９を形成し、植毛層９，２９，３９を配設した加硫ベルトスリーブを形成する。

以下、本発明を具体的な実施例を伴って説明する。

＜Ｖリブドベルトの作製＞
本実施例で作製したＶリブドベルトは、ベルト本体にポリエステル繊維のコードからなる心線を埋設し、背面（伸張部）をゴム層で形成し、他方の面側に設けられた圧縮部に３個のリブ部をベルトの長手方向に配したものである。前記伸張部には短繊維が含有されてなり、該短繊維はランダム方向に配向している。

Ｖリブドベルトの製造方法で用いる圧縮ゴムシートは、表１の配合に従いゴム組成物を調製し、バンバリーミキサーで混練後、カレンダーロールにて圧延することにより作製した。圧縮ゴムシートは、接着剤を用いて接着層を形成した後、綿短繊維（繊維長０．５ｍｍ）を静電植毛することにより植毛層を形成してなるものであって、各接着剤のＰＴＦＥ含有量を表２に示す。また表１の配合に、ナイロンミルドファイバー（繊維長２ｍｍ）をゴム１００重量部に対して１０重量部配合したゴム組成物を調整し、バンバリーミキサーで混練後、カレンダーロールにて圧延し、伸張ゴムシートを作製した。

ベルトの製造方法としては、以下のような公知の方法を用いた。まず、円筒状の成形ドラムに装着された可撓性ジャケットの上に伸張ゴムシートを巻きつけ、心線をスピニングし、さらに、圧縮ゴムシートを植毛層が外周面となるよう巻きつけて未加硫ベルトスリーブを形成する。そして、可撓性ジャケットを膨張させて、未加硫スリーブをリブ部に対応した刻印を有する外型に押圧して加硫成形し、得られた加硫ベルトスリーブをカッターにより個々のベルトに切断して、Ｖリブドベルトを得た。

得られたＶリブドベルトを用いて、耐発音性、摩擦性、耐摩耗性、及び耐久性の評価を行った。以下、評価試験方法を示す。

◎摩耗試験
摩耗試験の評価に用いた走行試験機は、駆動プーリ（直径１２０ｍｍ）、アイドラープーリ（直径８５ｍｍ）、従動プーリ（直径１２０ｍｍ）、テンションプーリ（直径４５ｍｍ）とを順に配置して構成したものである。そして、試験機の各プーリにＶリブドベルトを掛架し、Ｖリブドベルトのテンションプーリへの巻き付け角度を９０°に、アイドラープーリへの巻きつけ角度を１２０度にして雰囲気温度１２０°Ｃ、駆動プーリの回転数４９００ｒｐｍ、ベルト張力５７ｋｇｆ／３リブの試験条件で駆動プーリに荷重を付与し、従動プーリに負荷１２ＰＳを与えてＶリブドベルトを１５０時間走行させた後、ベルト磨耗率を測定した。磨耗率は、走行試験前後のベルト重量を測定し、ベルト重量減量（走行前ベルト重量−走行後ベルト重量）を走行前ベルト重量で除したものを、摩耗率として算出した。結果を表２に併記する。

◎高温低張力逆曲げ試験
耐熱耐久試験の評価に用いた走行試験機は、駆動プーリ（直径１２０ｍｍ）、アイドラープーリ（直径８５ｍｍ）、従動プーリ（直径１２０ｍｍ）、テンションプーリ（直径４５ｍｍ）とを順に配置して構成したものである。そして、試験機の各プーリにＶリブドベルトを掛架し、Ｖリブドベルトのテンションプーリへの巻き付け角度を９０°に、アイドラープーリへの巻きつけ角度を１２０度にして雰囲気温度１２０°Ｃ、駆動プーリの回転数４９００ｒｐｍ、ベルト張力５７ｋｇｆ／３リブの試験条件で駆動プーリに荷重を付与し、従動プーリに負荷１２ＰＳを与えてＶリブドベルトを走行させる。走行４００時間を打ち切りとし、心線に達する亀裂が６個発生するまでの時間を調べた。結果を表２に併記する。

◎ミスアライメント発音試験
評価に用いた試験機は、駆動プーリ（直径１２０ｍｍ）、従動プーリ（直径１２０ｍｍ）、そしてテンションプーリ（直径７０ｍｍ）を配置して構成したものである。ここで、駆動プーリと従動プーリ間で１．８６°のミスアライメントを設定した。試験機の各プーリにＶリブドベルトを掛架し、室温条件下で、駆動プーリの回転数が１０００ｒｐｍ、ベルト張力が６ｋｇｆ／リブになるように駆動プーリに荷重を付与し又、従動プーリに負荷２．１Ｎｍ／リブを加えて走行させた時の発音レベルを評価した。発音レベルとしては５段階で評価し、“５”が最も発音レベルが低い状態を示す。尚、“３”以上を発音が気にならないレベルとして定義した。本試験は、摩耗試験前後のベルトにおいて実施し、かつ乾燥時（ＤＲＹ時）と６０ｃｃ／ｍｉｎで注水時（ＷＥＴ時）の評価を行った。結果を表２に示す。
５：全く聞こえない。
４：聴診器で聞こえる。
３：微かに聞こえる。
２：聞こえる。
１：はっきりと聞こえる。

◎摩擦試験
摩擦試験は、Ｖリブドベルトを、案内ローラ（直径６０ｍｍ）にＶリブドベルトの巻き付きけ角度が９０°となるように掛け、Ｖリブドベルトの片一端を固定し、他方一端に１．７５ｋｇｆ／３リブのウェイトを垂下させ、案内ローラを４３ｒｐｍで回転させたときの、ロードセルの値を検出することによって張り側の張力Ｔ１と緩み側の張力Ｔ２を検出し、張力比（Ｔ１／Ｔ２）から、摩擦係数μ＝（１／２π）ｌｎ（Ｔ１／Ｔ２）を求めた。本試験は、摩耗試験前後のベルトにおいて実施し、かつ乾燥時（ＤＲＹ時）と６０ｃｃ／ｍｉｎで注水時（ＷＥＴ時）の評価を行った。結果を表２に示す。

表２の結果より、実施例においては何れも耐摩耗性、耐久性が損なわれておらず、更に、優れた摩擦特性並びに耐発音性を発揮できているのが判った。一方、比較例１は、耐久性は実施例と同様に高いものの、ＤＲＹ時の摩擦係数が高いとともにＷＥＴ時との摩擦係数の差が大きかった。また発音試験において、ＤＲＹ時、ＷＥＴ時ともに異音があり、かつ耐摩耗性が充分とは言えなかった。そして比較例２は摩擦特性並びに耐発音性に関しては問題がなかったが、耐久試験では早期にクラックが発生し、耐久性が満足できなかったと共に耐摩耗性にも難があった。

本発明にかかる摩擦伝動ベルトは自動車用あるいは一般産業用の駆動装置などに装着できる。

本発明の第１の実施形態であるＶリブドベルトの断面図である。 本発明の第２の実施形態であるＶリブドベルトの断面図である。 本発明の第３の実施形態であるＶリブドベルトの断面図である。

符号の説明

１ Ｖリブドベルト（摩擦伝動ベルト）
３ 心線
２ 接着部
５ 伸張部
６ 圧縮部（摩擦伝動部）
９ 植毛層
９ａ 固体潤滑剤
９ｂ 短繊維

Claims (3)

1. 摩擦伝動面を構成する未加硫ゴムに、平均一次粒径０．１５〜２０μｍの固体潤滑剤を２０〜７０重量％含有する接着剤を用いて接着層を形成し、次いで、該接着層に短繊維を固着させた後、加硫を行うことにより、摩擦伝動面に固体潤滑剤と短繊維を固着した植毛層を形成することを特徴とした摩擦伝動ベルトの製造方法。
2. 固体潤滑剤がポリテトラフルオロエチレンである請求項１記載の摩擦伝動ベルトの製造方法。
3. 摩擦伝動ベルトがＶリブドベルトである請求項１又は２に記載の摩擦伝動ベルトの製造方法。
   

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