高负荷传动皮带用橡胶组合物及使用该橡胶组合物的高负荷传动皮带

摘要

本发明的目的在于在不损害高负荷传动用V型皮带的高温耐久性、提高耐寒性的同时，确保皮带传动能力，并且提高耐永久变形性。为了达到该目的，本发明在皮带的橡胶要素中使用下述这样的橡胶组合物，即，在由EPDM和HNBR形成并且EPDM/HNBR比为从55/45到75/25的橡胶成分每100重量份中，配合有机酸金属盐单体为20重量以上40重量份以下，配合短纤维为5重量份以上35重量份以下，利用硬度计D型所测得的橡胶硬度为40以上60以下，吉曼转扭试验的t5为－50℃以上－35℃以下，丙酮提取量为9％以下。

说明书

技术领域

本发明涉及高负荷传动皮带用橡胶组合物及使用该橡胶组合物的高负荷传动皮带。

背景技术

作为汽车或双轮车变速用V型皮带来说，众所周知的有：只在皮带内面侧上设置齿的单齿槽V型皮带；在皮带内面侧及背面侧双方设置齿的双齿槽V型皮带；在左右一对的张力带上沿皮带长度方向以规定间距且隔开规定间隔固定有多个档块的混合(hybrid)V型皮带等。在高负荷传动V型皮带的情况下，由于受到来自皮带轮的侧压变高，所以对于上述各种变速用高负荷传动皮带中所使用的橡胶组合物，要求其交联后的弹性率高，以便可以承受高的侧压。对于该橡胶组合物，除了要求上述高弹性率之外，还要求交联后的耐热老化性、弯曲疲劳的耐裂纹性优良、且由温度或压力引起的永久变形小。

对这样的要求，目前使用下述这样的橡胶，即，用二甲基丙烯酸锌或二丙烯酸锌所代表的不饱和羧酸的金属盐单体增强的过氧化物交联型的氢化丁腈橡胶。在该氢化丁腈橡胶的情况下，金属盐单体的配合量越多，则弹性率越高，对高负荷传动越有利，然而，橡胶的耐热老化性、耐裂纹性变差，存在永久变形变大的倾向。因此，目前采用下述这样的方法，即，根据橡胶的用途，考虑到所要求的传动能力和所要求的耐热性、耐裂纹性及低永久变形性的平衡，决定上述不饱和金属盐单体的最佳配合量。

另一方面，近年来希望开发出除了上述诸要求特性之外、尤其是即使在如北美区或北欧这样的寒冷地区使用也可以满足耐久性要求的从某种意义说可在全世界使用的传动皮带。

可是，如果以上述氢化丁腈橡胶为基础的橡胶组合物满足例如-35℃温度的弯曲柔软性的要求，则需要大量地配合油等可塑剂。这时，所得到的橡胶存在导致弹性率下降、并且永久变形大这样的弊端，难以取得如上所述的诸要求特性的平衡。

近年来，作为兼具耐热性和耐寒性两特性的传动皮带用橡胶材料，乙烯-丙烯共聚物(EPM)、三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物等乙烯-α-烯烃合成橡胶令人注目。

可是，在以该乙烯-α-烯烃合成橡胶作为基础的橡胶组合物的情况下，所得到的橡胶的弹性率低。为了提高该弹性率，也曾考虑增加碳黑等填充剂，然而，在该情况下，橡胶弯曲时的自身发热变得极端大，同时，存在耐裂纹性变差并且不耐实用这样的问题。对于该问题，也研究了通过在乙烯-α-烯烃合成橡胶中添加不饱和羧酸的金属盐单体来提高橡胶弹性率。

例如，在特开平5-17635号公报中，关于皮带用橡胶组合物，记载有：在门尼粘度(ML₁₊₄，100℃)为10～70、含有75摩尔％以上乙烯单元的乙烯-α-烯烃合成橡胶100重量份中配合乙烯性不饱和羧酸的金属盐单体15～80重量份、有机过氧化物0.2～10重量份。

另外，在PCT国际公开97/22662号公报中，关于皮带用橡胶组合物，记载有：在乙烯含量为40～70重量％范围的乙烯-α-烯烃合成橡胶100重量份中配合不饱和羧酸的金属盐32～100重量份。

另外，在特表平9-500930号公报及美国专利第5610217号说明书中，关于皮带用橡胶组合物，也记载有：在乙烯-α-烯烃合成橡胶100重量份中，配合α-β-不饱和有机酸的金属盐1～30重量份、增强填充剂250重量份以下。而且还记载有：在乙烯-α-烯烃合成橡胶中混合氢化丁腈橡胶，直至使每100重量份该合成橡胶中氢化丁腈橡胶定达到25重量份。

在PCT国际公开97/22663号公报中，关于皮带用橡胶组合物，记载有：在由41～49重量份的乙烯-α-烯烃合成橡胶和51～59重量份的氢化丁腈橡胶构成的基础橡胶中配合5～80.5重量份的不饱和羧酸的金属盐。

可是，在乙烯-α-烯烃合成橡胶中添加不饱和羧酸的金属盐单体的情况下，虽然橡胶的弹性率变高，但是耐裂纹性极度变差。在特开平5-17635号公报中，记载有：在乙烯含量为约70摩尔％以下的乙烯-α-烯烃合成橡胶中混合不饱和羧酸的金属盐单体的橡胶组合物，并未得到高强度。推测其理由为金属盐单体的分散性变差。认为上述耐裂纹性变差的问题也起因于该金属盐单体分散性差。另外，上述乙烯单元为75摩尔％以上的情况下，虽然获得了高强度，但由于乙烯含量高，在低温下引起结晶化，不能满足皮带在低温下的耐弯曲性。

另一方面，为了提高耐寒性，混合乙烯-α-烯烃合成橡胶和氢化丁腈橡胶是有效的，然而100重量份橡胶成分中的乙烯-α-烯烃合成橡胶的量为41～49重量份左右，不能得到足够的耐寒性提高的效果。与此相对，若为了提高耐寒性而增加油的配合量，则容易引起橡胶的永久变形。

另外，按照相对于乙烯-α-烯烃合成橡胶100重量份氢化丁腈橡胶为25重量份以下这样比率进行配合时，由于乙烯-α-烯轻合成橡胶的配合量多，所以即使耐寒性变高，但是耐裂纹性变差，从高温耐久性方面来看是不利的。

即，本发明的目的在于使用混合乙烯-α-烯烃合成橡胶和氢化丁腈橡胶而成的橡胶组合物、制作变速皮带等的高负荷传动用皮带时，取得高弹性率、耐热老化性、耐裂纹性、耐永久变形性及耐寒性的平衡。

另外，本发明的目的在于不损伤皮带的高温耐久性、提高耐寒性的同时，确保皮带的传动能力，同时提高耐永久变形性。

发明内容

本发明通过将氢化丁腈橡胶和乙烯-α-烯烃合成橡胶的配合比设为合适的值，适量添加上述金属盐单体，在不损伤皮带的高温耐久性、提高耐寒性的同时，确保皮带的传动能力，而且，利用乙烯-α-烯烃合成橡胶的耐寒性提高效果，可以抑制油等可塑剂的添加量，提高上述耐永久变形性。

即，本发明是一种高负荷传动皮带用橡胶组合物，其特征在于：在由乙烯-α-烯烃合成橡胶和氢化丁腈橡胶构成的橡胶成分每100重量份中，配合有机酸金属盐单体为20重量份以上40重量份以下，配合短纤维为5重量份以上35重量份以下，

上述橡胶成分100重量份中的上述乙烯-α-烯烃合成橡胶的量为55重量份以上75重量份以下，

丙酮提取量为9％以下。

这样，由于将乙烯-α-烯烃合成橡胶和氢化丁腈橡胶构成的橡胶成分100重量份中的上述乙烯-α-烯烃合成橡胶量设为55重量份以上75重量份以下，所以在不损伤皮带高温耐久性、确保耐寒性方面是有利的。在这种情况下，在乙烯-α-烯烃合成橡胶的量不足55重量份时，不能充分得到提高耐寒性的效果，如果其量超过75重量份时，则耐裂纹性低下取代耐寒性良好，在确保高温耐久性这一点上是不利的。上述乙烯-α-烯烃合成橡胶的量更优选的范围是60重量份以上70重量份以下。

另外，由于将有机酸金属盐单体的配合量设为20重量份以上40重量份以下，所以可以增强氢化丁腈橡胶，提高弹性率，换言之，可以提高橡胶硬度，提高皮带的高负荷传动能力。这种情况下，在有机酸金属盐单体的配合量不足20重量份时，不能充分地得到上述增强效果，一旦该配合量超过40重量份，则即使弹性率变高，在耐裂纹性这一点上变得不利。该配合量优选的范围为25重量份以上30重量份以下。

如上所述，将100重量份橡胶成分中的上述乙烯-α-烯烃合成橡胶的量设为55重量份以上75重量份以下，由于提高耐寒性，所以可以减少油等可塑剂的配合量，进而可以使油配合量为零，在提高皮带耐永久变形性方面变得有利。将丙酮提取量设为9％以下，是减少油等可塑剂配合量、提高耐永久变形性的要点。优选为丙酮提取量在6％以下。在配合油的情况下，上述橡胶成分每100重量份的油的配合量优选为5重量份以下。

短纤维的配合是为了抑制皮带弯曲时的发热，并且提高橡胶硬度，增强皮带传动能力。即，通过皮带绕皮带轮走行，反复弯曲。与此相对，若为了提高皮带的传动能力而提高构成皮带的基质橡胶(除了短纤维以外的橡胶部分)的硬度，则皮带弯曲时的橡胶发热量变多，容易热劣化。因此，通过配合短纤维，提高橡胶强度，减少皮带弯曲时的橡胶发热量。

在这种情况下，由于短纤维的配合量不足5重量份时，不能得到充分的增强效果，所以有提高基质橡胶硬度的必要，在抑制上述发热方面变得不利。另一方面，一旦短纤维的配合量超过35重量份，则其分散性变差，导致作为传动皮带用橡胶的诸物性的降低。

作为上述短纤维，优选含有拉伸弹性率为15GPa以上300GPa以下的有机纤维，配合该有机纤维为5重量份以上20重量份以下。即，如果拉伸弹性率不足15GPa，则由于增强效果降低，需要提高基质橡胶的硬度或增加短纤维配合量，产生上述发热或分散性的问题。拉伸弹性率的更优选的范围为15GPa以上100GPa以下，特别优选为60GPa以上100GPa以下。

作为上述乙烯-α-烯烃合成橡胶来说，可以优选地采用乙烯-丙烯共聚物(EPM)、三元乙丙橡胶(EPDM)或乙烯-辛烯共聚物。

上述氢化丁腈橡胶的结合丙烯腈量可以为40％左右，如果在20％以下，则即使在乙烯-α-烯烃合成橡胶量少的情况下也可以谋求兼顾皮带的耐寒性和防止永久变形性。

作为有机酸金属盐单体来说，可以采用丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、3-丁烯酸等不饱和单羧酸、马来酸、富马酸、甲叉丁二酸等不饱和二羧酸、或马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、甲叉丁二酸单乙酯等不饱和羧酸单酯的金属盐。作为金属来说，只要是与上述的乙烯性不饱和羧酸形成盐的金属，则没有特别的限制，但可采用锌、镁、钙及铝。特别优选采用二丙烯酸锌或二甲基丙烯酸锌。

另外，作为上述有机纤维来说，可以采用聚对苯二甲酰对苯二胺、共聚对苯二甲酰对苯二胺-对苯二甲酰3，4’氧联苯二胺(co-poly(paraphenylene-3，4’-oxydiphenylene-terephthalamide))、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯撑苯并双噁唑、聚乙烯醇及全芳香族聚酯纤维等。另外，有机纤维也可以单独使用一种，也可以二种以上配合使用。

在配合上述各成分时，优选为，通过预先混合上述有机酸金属盐单体和上述氢化丁腈橡胶，使有机酸金属盐单体在氢化丁腈橡胶中充分地分散，然后将分散含有该有机酸金属盐单体的氢化丁腈橡胶和上述乙烯-α-烯烃合成橡胶和上述短纤维进行混炼。由此，可以提高有机酸金属盐单体的分散性，可靠地增强氢化丁腈橡胶，对提高耐裂纹性有利。

另外，为了达到提高乙烯-α-烯烃合成橡胶和氢化丁腈橡胶的相容性的目的，根据需要，可以在该两聚合物或任一方聚合物中导入羰基等极性基。

另外，上述高负荷传动皮带用橡胶组合物优选为，利用硬度计D型所测得的橡胶硬度为40以上60以下，吉曼转扭试验的t₅为-50℃以上-35℃以下。

即，优选上述橡胶硬度为40以上的理由是确保皮带在高负荷下的传动能力。为了提高该传动能力，橡胶硬度越高越好，但橡胶硬度超过60时，由于橡胶的耐裂纹性极度变差，高温耐久试验下的寿命变得极短，所以优选为60以下。该橡胶硬度的更优选的范围为45以上58以下。

另外，优选吉曼转扭试验的t₅为-35℃以下的理由是可以得到皮带在低温下的耐久性(耐寒性)。在得到优良的低温耐久性方面，优选t₅为-37℃以下。

本发明是一种高负荷传动皮带用橡胶组合物，其特征在于：在由乙烯-α-烯烃合成橡胶和氢化丁腈橡胶构成的橡胶成分中配合有机酸金属盐单体及短纤维而成，利用硬度计D型所测得的橡胶硬度为40以上60以下，吉曼转扭试验的t₅为-50℃以上-35℃以下，丙酮提取量为9％以下、或6％以下。

因此，根据本发明，可以取得高弹性率、耐热老化性、耐裂纹性、耐永久变形性及耐寒性的平衡，尤其是不损伤皮带的高温耐久性，在提高耐寒性的同时，确保皮带的传动能力，同时可以提高耐永久变形性。

如上述那样的橡胶组合物，可以应用于在皮带内面侧或在皮带内面侧及背面侧双方以一定间距形成多个齿槽的齿槽V型皮带中。即，可以在构成该齿槽V型皮带的至少一部分的橡胶要素中、例如作为与张力带相比处于内侧的皮带内侧面要素的下橡胶中、或者作为皮带背面侧要素的上橡胶中、或者在上橡胶及下橡胶双方中、还有用于适宜地确保张力带的位置的粘接橡胶中使用上述橡胶组合物。

由此，可以取得齿槽V型皮带的高弹性率、耐热老化性、耐裂纹性、耐永久变形性及耐寒性的平衡，尤其是在不损伤皮带的高温耐久性、提高耐寒性的同时，确保皮带的传动能力，同时可以提高耐永久变形性，对提高皮带的耐久性有利。

如上述那样的橡胶组合物，可以应用于具有在保形橡胶层内部埋设芯线而成的张力带和在该张力带长度方向以规定间距且隔开规定间隔固定的多个档块的高负荷传动V皮带的上述保形橡胶层中。由此，可以取得在张力带的高弹性率、耐热老化性、耐裂纹性、耐永久变形性及耐寒性的平衡，尤其是在不损伤皮带的高温耐久性、提高耐寒性的同时，可以确保皮带的传动能力，同时可以提高耐永久变形性，对提高皮带的耐久性有利。

如上所述，根据本发明的橡胶组合物，可以取得构成皮带的橡胶的高弹性率、耐热老化性、耐裂纹性、耐永久变形性及耐寒性的平衡，对提高皮带的耐久性有利。

另外，根据本发明的齿槽V型皮带或在张力带上结合多个档块的高负荷传动皮带，由于在皮带橡胶要素中采用了上述橡胶组合物，所以可以取得在该橡胶要素的高弹性率、耐热老化性、耐裂纹性、耐永久变形性及耐寒性的平衡，对提高皮带的耐久性有利。

附图说明

图1是表示本发明的齿槽V型皮带一部分的立体图。

图2是上述齿槽V型皮带的侧面图。

图3是表示本发明的混合V型皮带一部分的立体图。

图4是沿图3的II-II线放大剖面图。

图5是上述混合V型皮带档块的放大侧面图。

图6是上述混合V型皮带的张力带的放大侧面图。

图7是表示齿槽V型皮带的橡胶硬度和传动扭矩之间关系的图。

图8是表示混合V型皮带的橡胶硬度和传动扭矩之间关系的图。

图9是表示齿槽V型皮带的橡胶硬度和高温耐久时间之间关系的图。

图10是表示混合V型皮带的橡胶硬度和高温耐久时间之间关系的图。

图11是表示齿槽V型皮带的吉曼转扭t₅和低温耐久循环之间关系的图。

图12是表示混合V型皮带的吉曼转扭t₅和低温耐久循环之间关系的图。

图13是表示齿槽V型皮带的丙酮提取量和轴间距离变化量之间关系的图。

图14是表示混合V型皮带的丙酮提取量和走行后过盈量之间关系的图。

图15是表示二甲基丙烯酸锌配合量和橡胶硬度之间关系的图。

图16是表示丙酮提取量和油配合量之间关系的图。

图17是表示油量和吉曼转扭t₅之间关系的图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式加以说明。

<高负荷传动皮带的构成>

齿槽V型皮带

如图1及图2所示，齿槽V型皮带10具备：皮带背面侧的上橡胶层1；皮带内面侧的下橡胶层2；在上橡胶层1与下橡胶层2之间设置的粘接橡胶层3；埋设在该粘接橡胶层3中的芯线4。上橡胶层1的表面形成为波形，多个齿5在皮带长度方向上以一定间距来设置。下橡胶层2的表面形成为波形，多个齿6在皮带长度方向以一定间距来设置。另外，下橡胶层2的表面被下帆布7覆盖。将芯线4沿着皮带长度方向延伸且在宽度方向以一定间距排列地设置成螺旋状。

作为芯线4，使用作为对位型芳族聚酰胺纤维的杜邦公司制的ケブラ一(注册商标)，作为下帆布7，使用尼龙帆布，作为上橡胶层1及下橡胶层2，使用本发明的橡胶组合物。在该橡胶层1、2，沿着皮带宽度方向定向地设置短纤维。

高负荷传动用混合V型皮带

如图3所示，该V型皮带20由左右一对的无接头的张力带30、30和在该张力带30、30上沿着皮带长度方向隔开一定间隔固定的多个档块40、40、…构成。

各张力带30使保形橡胶层31、在其内部沿着皮带长度方向延伸且在宽度方向以一定间距并排地设置成螺旋状的芯线32和覆盖上下表面地设置的上侧及下侧帆布35、36成为一体地构成。在各张力带30的上面，与各档块40相对应地形成沿着皮带宽度方向延伸的槽状的上侧凹部33、33、…，在各张力带30的下面，与各上侧凹部33、33、…相对应地分别以一定间距形成沿皮带宽度方向延伸的下侧凹部34、34、…。

芯线32是通过把高强度高弹性率的芳族聚酰胺纤维的捻线或线带等浸渍于RFL溶液及橡胶糊中以及进行干燥处理而形成的。

上侧及下侧帆布35、36，为了沿着任意皮带长度方向都具有伸缩性，由已进行加工且橡胶拉伸处理的芳族聚酰胺织布形成。

另一方面，各档块40具有用于在左右侧部从侧方向可装卸地嵌装各张力带30的嵌合槽41、41，同时，在该嵌合槽41上下侧面上具有与皮带轮槽面接触的接触部42、42。在各档块40的嵌合槽41、41上分别嵌合张力带30、30。

在各档块40的各嵌合槽41的上壁面形成嵌入张力带30上面的上侧凹部33的沿着皮带宽度方向延伸的上侧凸部43，并且在嵌合槽41的下壁面形成嵌入张力带30下面的下侧凹部34的沿着皮带宽度方向延伸的下侧凸部44。而且，通过分别在张力带30的上侧及下侧凹部33、34嵌入该各档块40的上侧及下侧凸部43、44，进行固定，使得档块40、40相对于张力带30、30不会在皮带长度方向上偏移。

上述各挡块40由混合了芳族聚酰胺短纤维或碾碎的碳纤维等的硬质的热固性酚醛树酯形成，其内部如图4及图5所示，位于档块40的厚度方向的近乎中央处，埋设由轻量的铝合金形成的高强度、高弹性率的增强构件45。

增强构件45由沿着皮带宽度方向(左右方向)延伸的上侧及下侧横梁45a、45b和上下地连接这两个横梁45a、45b的左右中央部的中心柱45c形成，近乎形成为H字状。

而且，设定图6所示的张力带30的上侧凹部33的底面(详细地说，上侧帆布35的上表面)和与上侧凹部33相对应的下侧凹部34的底面(详细地说，下侧帆布36的下表面)之间的距离t2比图4所示的各档块40的上侧凸部43下端和下侧凸部44上端之间的距离t1大一些，例如0.03～0.15mm左右(t2＞t1)。因此，在将各档块40安装到张力带30上时，张力带30通过档块40向厚度方向压缩来进行安装。

如图4所示，张力带侧面30a比由各档块40的树脂构成的接触部42、42的面还向皮带宽度方向外侧突出一些(例如0.03～0.15mm)(伸出Δd)。因此，该张力带侧面30a与档块40侧面的接触部42一起，与皮带轮槽面接触，档块40和张力带30分担并承受来自皮带轮的侧压，各档块40突入皮带轮槽之际的冲击通过张力带30的侧部30a来缓和。

作为保形橡胶层31，使用本发明的橡胶组合物。在该保形橡胶层31中沿着皮带宽度方向定向地设置短纤维。

<橡胶组合物>

表1表示分别在上述齿槽V型皮带的橡胶层1、2及混合V型皮带的张力带30的保形橡胶层31中使用的橡胶组合物的配合药品的明细。

表1

配合剂制造厂商品名EPDMJSREP24EPMJSREP11乙烯-辛烯共聚物デュポン·ダウ·エラストマ一ジャパンEngage 8180氢化丁腈橡胶①日本ゼオンゼットポ一ル2010氢化丁腈橡胶②日本ゼオンゼットポ一ル4110二甲基丙烯酸锌川口化学アクタ一ZMA二丙烯酸锌浅田化学工业丙烯酸锌粉末抗老化剂大内新兴化学工业ノクラック224氧化锌堺化学氧化锌三种二氧化硅トクヤマトクシ一ルU-15油①旭电化工业アデカサイザ一RS107油②出光兴产PW-90过氧化物日本油脂ペルキシモンF40尼龙短纤维旭化成尼龙66，T-5型共聚对苯二甲酰对苯二胺-对苯二甲酰3，4’氧联苯二胺短纤维帝人Technora聚对苯二甲酰对苯二胺短纤维杜邦ケブラ一29聚间苯二甲酰间苯二胺短纤维帝人コ一ネックスHT聚对苯撑苯并双噁唑短纤维东洋纺织Zylon-HM聚乙烯醇短纤维クラレクラロン5501全芳香族聚酯短纤维クラレベクトランHT

表2-1～表2-8及表3表示对橡胶配合进行各种改变、调查其对橡胶物性和齿槽V型皮带及混合V型皮带带来效果的结果。这些表中的“橡胶配合”一栏的数值以重量份为单位。

表2-1

配合No.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15橡胶配合EPDM25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25氢化丁腈橡胶①75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75氧化锌10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10抗老化剂1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1二氧化硅20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20油①10 10 10 10 10 15 15 15 15 15 20 20 20 20 20油②0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0过氧化物7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7二甲基丙烯酸锌10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50尼龙短纤维10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10Technora短纤维10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10橡胶物性橡胶硬度35 41 44 53 68 33 37 42 53 64 31 37 42 50 61吉曼转扭t₅(℃)-30.8 -30.7 -30.3 -30.0 -29.8 -33.6 -33.2 -33.0 -32.8 -32.4 -36.4 -36.1 -35.8 -35.5 -34.9丙酮提取量(％)8.7 8.4 8.1 7.8 7.5 11.2 10.8 10.4 10.0 9.7 13.7 13.1 12.6 12.1 11.7压缩永久变形(％)32.3 39.2 46.2 53.1 60.0 34.2 41.1 48.1 55.0 61.9 36.1 43.0 49.9 56.9 63.8齿槽V型皮带轴间距離变化量(％) 2.5 2.3 2.2传动扭矩(Nm)122 134 136 139 148高温耐久时间(hrs)170 158 152 131 51低温耐久时间(循环数) 11 10 8混合V型皮带走行后过盈量(mm) -0.22 -0.22 -0.21传动扭矩(Nm)380 430 435 446 476高温耐久时间(hrs)495 478 471 436 149低温耐久时间(循环数) 15 13 10

表2-2

配合No. 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30橡胶配合EPDM 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35氢化丁腈橡胶 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65氧化锌 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10抗老化剂 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1二氧化硅 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20油① 10 10 10 10 10 15 15 15 15 15 20 20 20 20 20油② 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0过氧化物 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7二甲基丙烯酸锌 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50尼龙短纤维 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10Technora短纤维 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10橡胶物性橡胶硬度 34 40 44 54 67 32 37 42 54 61 31 36 41 49 61吉曼转扭t₅(℃) -32.5 -32.1 -31.8 -31.6 -31.1 -35.3 -35.0 -34.8 -34.6 -34.4 -38.1 -37.5 -37.3 -37.1 -36.5丙酮提取量(％) 8.7 8.4 8.1 7.8 7.5 11.2 10.8 10.4 10.0 9.7 13.7 13.1 12.6 12.1 11.7压缩永久变形(％) 32.3 39.2 46.2 53.1 60.0 34.2 41.1 48.1 55.0 61.9 36.1 43.0 49.9 56.9 63.8齿槽V型皮带轴间距離变化量(％) 2.4 2.4 2.3传动扭矩(Nm) 122 134 135 140 147高温耐久时间(hrs) 176 162 158 138 59低温耐久时间(循环) 20 18 15混合V型皮带走行后过盈量(mm) -0.25 -0.23 -0.23传动扭矩(Nm) 380 432 436 446 476高温耐久时间(hrs) 513 502 483 446 158低温耐久时间(循环) 25 22 20

表2-3

配合No. 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45橡胶配合EPDM 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45氢化丁腈橡胶 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55氧化锌 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10抗老化剂 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1二氧化硅 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20油① 10 10 10 10 10 15 15 15 15 15 20 20 20 20 20油② 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0过氧化物 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7二甲基丙烯酸锌 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50尼龙短纤维 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10Technora短纤维 10 10 10 10 10 10 1 0 10 10 10 10 10 10 10 10橡胶物性橡胶硬度 35 41 45 53 68 33 37 42 55 63 31 36 42 50 62吉曼转扭t₅(℃) -34.2 -34.1 -33.7 -33.4 -33.2 -37.0 -36.6 -36.4 -36.2 -35.8 -39.8 -39.5 -39.2 -38.9 -38.3丙酮提取量(％) 8.7 8.4 8.1 7.8 7.5 11.2 10.8 10.4 10.0 9.7 13.7 13.1 12.6 12.1 11.7压缩永久变形(％) 32.3 39.2 46.2 53.1 60.0 34.2 41.1 48.1 55.0 61.9 36.1 43.0 49.9 56.9 63.8齿槽V型皮带轴间距離变化量(％) 2.5 2.4 2.4传动扭矩(Nm) 120 134 136 139 148高温耐久时间(hrs) 175 162 154 135 53低温耐久时间(循环) 35 32 28混合V型皮带走行后过盈量(mm) -0.26 -0.25 -0.24传动扭矩(Nm) 380 432 436 446 475高温耐久时间(hrs) 501 489 473 443 155低温耐久时间(循环) 46 44 40

表2-4

配合No. 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60橡胶配合EPDM 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55氢化丁腈橡胶 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45氧化锌 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10抗老化剂 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1二氧化硅 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20油① 10 10 10 10 10 15 15 15 15 15 20 20 20 20 20油② 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0过氧化物 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7二甲基丙烯酸锌 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50尼龙短纤维 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10Technora短纤维 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10橡胶物性橡胶硬度 34 40 45 55 67 32 37 42 53 61 32 37 42 49 61吉曼转扭t₅(℃) -36.0 -35.6 -35.3 -35.1 -34.6 -38.7 -38.4 -38.2 -38.0 -37.8 -41.5 -40.9 -40.7 -40.5 -39.9丙酮提取量(％) 8.7 8.4 8.1 7.8 7.5 11.2 10.8 10.4 10.0 9.7 13.7 13.1 12.6 12.1 11.7压缩永久变形(％) 32.3 39.2 46.2 53.1 60.0 34.2 41.1 48.1 55.0 61.9 36.1 43.0 49.9 56.9 63.8齿槽V型皮带轴间距離变化量(％) 2.5 2.5 2.3 3.5 3.4 4.1 3.9传动扭矩(Nm) 121 134 137 141 148高温耐久时间(hrs) 165 153 139 131 50低温耐久时间(循环) 65 63 60       100以上       100以上混合V型皮带走行后过盈量(mm) -0.25 -0.24 -0.23  -0.35 -0.33 -0.39 -0.37传动扭矩(Nm) 385 432 435 449 470高温耐久时间(hrs) 481 465 452 435 135低温耐久时间(循环) 81 80 78        100以上       100以上

表2-5

配合No. 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75橡胶配合EPDM 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65氢化丁腈橡胶 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35氧化锌 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10抗老化剂 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1二氧化硅 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20油① 5 5 5 5 5 10 10 10 10 10 15 15 15 15 15油② 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0过氧化物 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7二甲基丙烯酸锌 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50尼龙短纤维 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10Technora短纤维 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10橡胶物性橡胶硬度 35 41 47 57 70 33 40 45 53 64 32 35 41 49 62吉曼转扭t₅(℃) -35.9 -35.5 -35.3 -35.1 -34.7 -37.7 -37.4 -37.1 -36.8 -36.2 -40.4 -40.1 -39.8 -39.5 -38.9丙酮提取量(％) 6.0 5.8 5.6 5.5 5.3 8.7 8.4 8.1 7.8 7.5 11.2 10.8 10.4 10.0 9.7压缩永久变形(％) 30.4 37.3 44.3 51.2 58.1 32.3 39.2 46.2 53.1 60.0 34.2 41.1 48.1 55.0 61.9齿槽V型皮带轴间距離变化量(％) 1.9 1.8 1.6 2.4 2.3 2.2 3.4 3.3传动扭矩(Nm) 119 134 137 142 151高温耐久时间(hrs) 150 141 130 124 39低温耐久时间(循环) 55 53 51           100以上      100以上混合V型皮带走行后过盈量(mm) -0.15 -0.14 -0.14 -0.25 -0.24 -0.22 -0.32 -0.31传动扭矩(Nm) 390 432 439 458 482高温耐久时间(hrs) 451 432 406 380 130低温耐久时间(循环) 75 73 72           100以上      100以上

表2-6

配合No. 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90橡胶配合EPDM 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75氢化丁腈橡胶 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25氧化锌 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10抗老化剂 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1二氧化硅 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20油① 5 5 5 5 5 10 10 10 10 10 15 15 15 15 15油② 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0过氧化物 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7二甲基丙烯酸锌 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50尼龙短纤维 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10Technora短纤维 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10橡胶物性橡胶硬度 35 41 45 58 69 34 40 42 54 62 32 35 42 50 62吉曼转扭t₅(℃) -36.6 -36.2 -35.9 -35.7 -35.2 -39.4 -39.1 -38.9 -38.7 -38.5 -42.2 -41.6 -41.4 -41.2 -40.6丙酮提取量(％) 6.0 5.8 5.6 5.5 5.3 8.7 8.4 8.1 7.8 7.5 11.2 10.8 10.4 10.1 9.7压缩永久变形(％) 30.4 37.3 44.3 51.2 58.1 32.3 39.2 46.2 53.1 60.0 34.2 41.1 48.1 55.0 61.9齿槽V型皮带轴间距離变化量(％) 1.9 1.8 1.8 2.6 2.5 2.5 3.5 3.4传动扭矩(Nm) 121 133 134 141 148高温耐久时间(hrs) 140 131 127 116 39低温耐久时间(循环) 71 70 68           100以上      100以上混合V型皮带走行后过盈量(mm) -0.14 -0.13 -0.12 -0.26 -0.24 -0.23 -0.36 -0.34传动扭矩(Nm) 389 431 435 457 479高温耐久时间(hrs) 400 393 375 356 145低温耐久时间(循环) 89 87 85           100以上      100以上

表2-7

配合No. 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105橡胶配合EPDM 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80氢化丁腈橡胶 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20氧化锌 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10抗老化剂 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1二氧化硅 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20油① 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0油② 0 0 0 0 0 5 5 5 5 5 10 10 10 10 10过氧化物 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7二甲基丙烯酸锌 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50尼龙短纤维 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10Technora短纤维 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10橡胶物性橡胶硬度 35 41 48 56 69 34 37 42 55 65 33 37 43 48 63吉曼转扭t₅(℃) -40.0 -39.4 -39.2 -39.1 -38.9 -43.2 -42.8 -42.5 -42.3 -42.1 -46.3 -45.7 -45.5 -45.4 -45.2丙酮提取量(％) 3.1 3.1 3.0 3.0 3.0 6.0 5.8 5.6 5.5 5.3 8.7 8.4 8.1 7.8 7.5压缩永久变形(％) 28.5 35.4 42.4 49.3 56.2 30.4 37.3 44.3 51.2 58.1 32.3 39.2 46.2 53.1 60.0齿槽V型皮带轴间距離变化量(％) 1.5 1.4 1.3传动扭矩(Nm) 115 133 137 141 149高温耐久时间(hrs) 95 90 83 80 25低温耐久时间(循环)            100以上混合V型皮带走行后过盈量(mm) -0.1 -0.09 -0.09传动扭矩(Nm) 386 432 438 452 481高温耐久时间(hrs) 302 293 271 255 75低温耐久时间(循环)            100以上

表2-8

配合No. 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120橡胶配合EPDM 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100氢化丁腈橡胶 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0氧化锌 10 10 10 10 10 10 10 10 10 1 0 10 10 10 10 10抗老化剂 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1二氧化硅 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20油① 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0油② 0 0 0 0 0 5 5 5 5 5 10 10 10 10 10过氧化物 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7二甲基丙烯酸锌 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50尼龙短纤维 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10Technora短纤维 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10橡胶物性橡胶硬度 34 41 47 58 65 33 38 42 54 64 33 37 41 50 62吉曼转扭t₅(℃) -42.7 -42.2 -41.9 -41.7 -41.4 -45.8 -45.5 -45.3 -45.0 -44.5 -49.0 -48.7 -48.3 -48.1 -47.7丙酮提取量(％) 3.1 3.1 3.0 3.0 3.0 6.0 5.8 5.6 5.5 5.3 8.7 8.4 8.1 7.8 7.5压缩永久变形(％) 28.5 35.4 42.4 49.3 56.2 30.4 37.3 44.3 51.2 58.1 32.3 39.2 46.2 53.1 60.0齿槽V型皮带轴间距離变化量(％) 1.6 1.6 1.4传动扭矩(Nm) 110 130 136 142 147高温耐久时间(hrs) 93 90 86 79 33低温耐久时间(循环)           100以上      100以上混合V型皮带走行后过盈量(mm) -0.11 -0.1 -0.1传动扭矩(Nm) 385 432 437 455 471高温耐久时间(hrs) 270 254 235 226 76低温耐久时间(循环)           100以上      100以上

表2-1(配合No.1～15)是将EPDM和氢化丁腈橡胶HNBR①(Zetpol 2010)的比率设为EPDM/HNBR①＝25/75、并且改变油量及二甲基丙烯酸锌量的数据。同样地是，表2-2(配合No.16～30)设EPDM/HNBR①＝35/65，表2-3(配合No.31～45)设EPDM/HNBR①＝45/55，表2-4(配合No.46～60)设EPDM/HNBR①＝55/45，表2-5(配合No.61～75)设EPDM/HNBR①＝65/35，表2-6(配合No.76～90)设EPDM/HNBR①＝75/25，表2-7(配合No.91～105)设EPDM/HNBR①＝80/20，表2-8(配合No.106～120)设EPDM/HNBR①＝100/0，分别改变油量及二甲基丙烯酸锌量的数据。

表2(2-1～2-8)的HNBR①是结合丙烯腈量为36％的氢化丁腈橡胶，而表3(配合No.121～129)是使用结合丙烯腈量为17％的氢化丁腈橡胶HNBR②(Zetpol 4110)的数据。在表3中，分别改变EPDM/HNBR②的比率为55/45、65/35、75/25，在各比率中，改变油量及二甲基丙烯酸锌量。

[表3]

配合No. 121 122  123  124  125  126  127  128  129  橡胶配合EPDM 55 55  55  65  65  65  75  75  75氢化丁腈橡胶② 45 45  45  35  35  35  25  25  25氧化锌 10 10  10  10  10  10  10  10  10抗老化剂 1 1  1  1  1  1  1  1  1二氧化硅 20 20  20  20  20  20  20  20  20油① 0 5  10  0  5  10  0  0  0油② 0 0  0  0  0  0  0  5  10过氧化物 7 7  7  7  7  7  7  7  7二甲基丙烯酸锌 30 30  30  30  30  30  30  30  30尼龙短纤维 10 10  10  10  10  10  10  10  10芳族聚酰胺短纤维 10 10  10  10  10  10  10  10  10  橡胶物性橡胶硬度 46 43  41  46  43  41  46  43  42吉曼转扭t₅(℃) -36.0 -39.0  -42.3  -37.3  -40.3  -43.6  -38.7  -41.7  -44.8丙酮提取量(％) 3.0 5.6  8.1  3.0  5.6  8.1  3.0  5.6  8.1  齿槽V型  皮带轴间距离变化量(％) 1.3 1.7  2.6  1.2  1.7  2.5  1.2  1.8  2.7传动扭矩(Nm) 137 137  135  138  136  135  137  135  134高温耐久时间(hrs) 142 132  125  148  142  138  145  138  131低温耐久时间(循环) 75 100以上  100以上  100以上  100以上  100以上  100以上  100以上  100以上高温耐久时间微分散(hrs) 165  172  161  混合V型  皮带走行后过盈量(mm) -0.09 -0.15  -0.24  -0.09  -0.14  -0.26  -0.08  -0.16  -0.27传动扭矩(Nm) 440 435  430  441  437  432  439  434  429高温耐久时间(hrs) 480 432  422  485  446  436  475  438  431低温耐久时间 92 100以上  100以上  100以上  100以上  100以上  100以上  100以上  100以上高温耐久时间微分散(hrs) 585  602  575

对于表2、3的各配合的橡胶组合物的混炼，使用班伯里混合机。即，在混合机中同时投入EPDM及HNBR的两种橡胶和二甲基丙烯酸锌，在预混炼后，按照抗老化剂、氧化锌、填充剂、油、交联剂(过氧化物)、短纤维的顺序投入并进行混炼。

对于所得到的橡胶组合物，在进行后述说明的橡胶物性评价的同时，用表2、表3的代表性的橡胶组合物制作齿槽V型皮带及混合V型皮带的张力带，利用后述说明的方法进行皮带的评价。

表3中的“高温耐久时间  微分散(hrs)”是采用与先前说明的混炼方法不同的下述混炼方法时的数据。

首先，把二甲基丙烯酸锌粉末粉碎成数μm大小。通过风力分级机分级，除去20μm以上的粗颗粒。其次，在设定表面温度为120℃的辊磨机内卷绕氢化丁腈橡胶之后，添加与各橡胶组合物的配合相对应的量的上述二甲基丙烯酸锌的微粉末，并进行混炼，由此制成二甲基丙烯酸锌分散了的氢化丁腈橡胶。

把含有上述二甲基丙烯酸锌的氢化丁腈橡胶和EPDM投入斑伯里混合机内，进行预混炼后，按照抗老化剂、氧化锌、填充剂、油、交联剂(过氧化物)、短纤维的顺序投入并进行混炼。

<橡胶物性的测定>

a)橡胶硬度的测定

利用辊磨机将已混炼的橡胶组合物作成约2.2mm厚的片，进行170℃、20分钟的压制成型，制作2mm厚的交联片。在将该橡胶片3枚叠合的状态下，以JIS K6253为标准，利用硬度计D型测定橡胶硬度。

b)吉曼转扭t₅的测定

以JIS K6261为标准，测定吉曼转扭试验中的t₅(扭力刚性成为23℃值的5倍的温度)。此时，将样品作成3mm宽的长方形，使短纤维取向方向与长方形长度方向呈直角。

c)丙酮提取量的测定

将上述交联橡胶片切成厚度为0.5mm以下的薄片，以JIS K6229A法为标准，使用类型I的提取装置，测定丙酮提取量。

<皮带的评价>

a)齿槽V型皮带的高温耐久试验

利用双轴布置进行了耐久实验。驱动皮带轮及从动皮带轮的皮带轮直径分别设为128mm、105mm，在从动皮带轮上加上120kg(1176N)的轴负荷(DW)，在从动皮带轮上加上44Nm负荷的状态下，使驱动皮带轮以6000rpm旋转。

首先，走行中的环境温度设为130℃，走行24小时后，把皮带从试验机取下，通过测定轴间距离求出皮带长度的变化。即，通过用走行前的轴间距离除走行前的轴间距离和走行24小时后的轴间距离之差，以百分率的方式求出轴间距离变化量。

其后，将环境温度设为100℃，继续进行走行试验，直到在齿内部产生裂纹为止。使用在100℃下的走行时间，作为高温耐久时间。

另外，关于使用代表性的橡胶组合物的皮带，利用红外线的非接触温度传感器测定了从100℃开始走行到24小时后的走行中的皮带侧面温度。

b)齿槽V型皮带的低温耐久试验

利用双轴布置进行了耐久试验，驱动皮带轮及从动皮带轮直径分别设为68mm、158mm，在从动皮带轮上加上120kg(1176N)的轴负荷(DW)。在从动皮带轮上加上44Nm负荷的状态下，使驱动皮带轮以1000rpm走行。环境温度设定在-30℃，反复进行将试验机和皮带冷却在该温度1小时后、走行5分钟、再冷却1小时这样的循环，利用直到在齿内出现裂纹为止的循环次数评价皮带的低温持久性。

c)齿槽V型皮带的传动能力试验

利用双轴布置进行了传动能力试验。驱动皮带轮及从动皮带轮的皮带轮直径都设为105.8mm，在从皮带轮上加上600N的轴负荷(DW)。使驱动皮带轮以3000rpm旋转。环境温度设为25℃，逐渐加大传动扭矩，利用皮带的滑移率达到2％时的传动扭矩进行皮带的传动能力的评价。

d)混合V型皮带的高温耐久试验

利用双轴布置进行了耐久试验。驱动皮带轮及从动皮带轮的皮带轮直径分别设为126mm、71mm，在从动皮带轮上加上1100N的轴负荷(DW)。驱动皮带设为63Nm，使驱动皮带轮以5300rpm旋转。走行中的环境温度设为110℃，首先，走行24小时后，从试验机取下皮带，利用过盈量(t2-t1)测定了张力带的永久变形性。

其后，使环境温度设定为90℃，继续进行走行试验，直到在张力带的保形橡胶层上产生裂纹为止。使用直到发生裂纹为止的总走行时间作为高温耐久时间。

另外，关于使用代表性的橡胶组合物的皮带，利用红外线的非接触温度传感器测定了从90℃开始走行到50小时后的走行中的皮带侧面温度。

e)混合V型皮带的低温耐久试验

利用双轴布置进行了耐久试验。驱动皮带轮及从动皮带轮的皮带轮直径分别设为68mm、129mm，在从动皮带轮上加上120kg(1176N)的轴负荷(DW)。驱动轴扭矩无负荷，使驱动皮带轮以1000rpm走行。首先，使环境温度设定为-35℃，将使试验机及皮带冷却至该温度2小时后、反复进行三次5秒走行和10秒停止的试验作为一个循环，反复进行该循环，利用直到张力带的保形橡胶层出现裂纹为止的循环数评价低温耐久性。

f)混合V型皮带的传动能力试验

利用双轴布置进行了传动能力试验。驱动皮带轮及从动皮带轮的皮带轮直径都设为98.5mm，在从皮带轮上加上3000N的轴负荷(DW)。使驱动皮带轮以2500rpm旋转。环境温度设为25℃，逐渐增加传动扭矩，利用皮带的滑移率达到2％的传动扭矩进行皮带的传动能力的评价。

<表2数据的考察>

根据表2的数据，将橡胶硬度和作为V皮带基本性能的传动扭矩之间的关系作图。图7表示齿槽V型皮带的该关系。图8表示混合V型皮带的该关系。

根据图7及图8可以看出，即使在齿槽V型皮带及混合V型皮带的任一皮带中，如果橡胶硬度不足40，则传动扭矩急剧降低。因此，为了使齿槽V型皮带及混合V型皮带双方传递充分的扭矩，优选使橡胶硬度为40以上。

根据表2的数据，将橡胶硬度和高温耐久时间之间的关系作图。图9表示齿槽V型皮带的该关系，图10表示混合V型皮带的该关系。

根据图9及图10，即使在齿槽V型皮带及混合V型皮带的任一皮带中，如果橡胶硬度超过60，则高温耐久时间急剧地变短。即，容易产生裂纹。因此，为了提高传动能力，则橡胶硬度越高越好，然而如图9及图10所看到的，如果橡胶硬度过高，则橡胶的耐裂纹性极度变差，高温耐久寿命极短。

据以上所述可以看到，作为高负荷传动用V型皮带的橡胶材料来说，优选为利用硬度计D型所测得的橡胶硬度为40以上60以下。另外，为了既获得高的传动能力又得到高温耐久性，优选该橡胶硬度为45以上58以下。

根据图2的数据，将吉曼转扭t₅和低温耐久性之间的关系作图。图11表示齿槽V型皮带的该关系，图12表示混合V型皮带的该关系。

根据图11及图12可以看出，即使在齿槽V型皮带及混合V型皮带的任一皮带中，如果t₅成为比-35℃高的温度，则低温耐久性变得相当低。通常对齿槽V型皮带求50循环以上的低温耐久性，对混合V型皮带求60循环以上的低温耐久性。为了满足该要求，优选吉曼转扭t₅在-50℃以上-35℃以下。即使任一种皮带，为了得到100循环以上的非常优良的低温耐久性，可以从图读取，吉曼转扭t₅为-37℃以下是必要的。

另外，要求对高负荷传动用V型皮带所用的橡胶构件作用热和应力时的永久变形小。由于上述高温耐久试验是高温下短时间的加速评价，所以可以认为表2的齿槽V型皮带的轴间间距的变化主要是因皮带承受来自皮带轮的高的侧压而产生的变形成为永久变形后残留的结果。若该永久变形较大，则有时会成为芯线附近的切断或分离破坏的原因。

图13是根据表2的数据将齿槽V型皮带的轴间距离变化和丙酮提取量之间关系作图。如果丙酮提取量超过约9％，则上述永久变形导致的轴间距離的变化成为3％以上这样的大的值。换言之，为了使因皮带的侧压导致的永久变形小，橡胶的丙酮提取量为约9％以下是必要的。更优选的丙酮提取量为7％以下，特别优选为6％以下。

混合V型皮带的张力带的永久变形可以用走行后过盈量的值进行评价。如果张力带的永久变形大，过盈量变小，则导致挡块的固定度的降低。除了达到挡块破损的寿命变短之外，还产生所谓皮带走行时的噪音变大、皮带异常发热这样的问题。因此，对混合V型皮带长寿化而言，需要维持张力带的过盈量。

图14是根据表2的数据将混合V型皮带的走行后过盈量和丙酮提取量之间的关系作图。从图14可以看到，为了维持过盈量在-0.26mm以上，橡胶构件的丙酮提取量在9％以下是必要的。更优选的丙酮提取量为7％以下，特别优选为6％以下。

可以认为，橡胶组合物中被丙酮提取的主要成分是油、抗老化剂、低分子量的聚合物成分，如果在交联橡胶中含有较多不参加这些交联的低分子量的有机物，则橡胶构件的缓和时间变短，容易引起永久变形。

<橡胶物性和配合量之间的关系>

据以上所述可以说，作为橡胶物性来说，优选为，利用硬度计D型所测得的橡胶硬度为40以上60以下，吉曼转扭试验的t₅为-50℃以上-35℃以下，丙酮提取量为9％以下。满足这样的橡胶物性的配合例是表2的配合No.47～49、62～64、67～69、77～79、82～84、92～94、107～109、113及114。

首先，如果看EPDM/HNBR之比，由配合No.47～49和配合No.2～4、17～19、32～34的比较可知，如果其比设为55/45以上(提高EPDM比)，则吉曼转扭t₅可以设为较低温度。可是，正如由配合No.77～79和配合No.92～94、107～109的比较可知，如果该比超过75/25，则高温耐久时间变短(耐裂纹性变差)。

因此，可以说，EPDM/HNBR之比优选从55/45到75/25的范围。此外，由于配合No.62～64的吉曼转扭t₅及高温耐久时间的结果是良好的，所以可以说，EPDM/HNBR之比优选在从60/40到70/30的范围。

其次，看二甲基丙烯酸锌的量。图15是根据表2的结果将二甲基丙烯酸锌的配合量和橡胶硬度之间的关系作图。由该图15、配合No.47～49和配合No.46的比较可知，如果二甲基丙烯酸锌的量变少，则橡胶硬度变得过低，传动扭矩变得不充分。另外，正如由配合No.47～49和配合No.50的比较可知，如果其量变得过多，则尽管橡胶硬度变高，但是耐裂纹性变差，对高温耐久性不利。这个事实，即使对配合No.61～65、配合No.76～80也是同样的。

因此，从这些结果可以看出，可以说二甲基丙烯酸锌优选为20～40重量份。此外，由于配合No.48、63、78的传动扭矩及高温耐久时间的结果是良好的，可以说，二甲基丙烯酸锌更优选为25～35重量份。另外，由图15可知，为了使橡胶硬度为40以上60以下，二甲基丙烯酸锌量约为20重量份以上40重量份以下是必要的。

其次，如果看丙酮提取量，例如，配合No.53、54、58、59与配合No.48、49不同，油量多，因此丙酮提取量变多(10％以上)。因此，如果看这些齿槽V型皮带的轴间距离变化量及混合V型皮带的走行后过盈量，则随着丙酮提取量变多，轴间距离变化量变大，走行后过盈量变为负大，橡胶的永久变形性大。这个事实，即使在配合No.62～64、67～69、73、74、配合No.77～79、82～84、88、89中也是同样的。

因此，根据这些结果可以说，丙酮提取量优选为9％以下。此外，由于配合NO.62～64、77～79的轴间距离变化量及走行后过盈量的结果是良好的，所以可以说，丙酮提取量更优选为6％以下。

图16是根据表2的结果将油配合量和丙酮提取量之间关系作图。由该图可知，为了使丙酮提取量为9％以下，橡胶中的油量约在10重量份以下，为了使丙酮提取量为6％以下，橡胶中的油量约在5重量份以下是必要的。

由图13、14、16可以说，为了更加降低并抑制橡胶的永久变形性，希望在橡胶组合物中配合的油量为5重量份以下。

在采用表1的EPM取代EPDM的情况下、及采用乙烯-辛烯共聚物的情况下，也得到与表2同样的结果。但是，把EPDM调换成其它等级的EPDM或其它的乙烯-α-烯烃合成橡胶时，如果为完全相同的配合，则通过聚合物的结晶性不同，成为橡胶硬度有若干差异的结果。因此，需要用碳黑、其它的填充材料量等调整硬度。

为了获得适宜的耐寒性，乙烯-α-烯烃合成橡胶(EPM、EPDM、乙烯-辛烯共聚物)，希望是表1所示那样的非晶级。

可以看到，即使用二丙烯酸锌取代二甲基丙烯锌也得到同样的结果。因此，以二甲基丙烯酸锌或二丙烯酸锌为代表的可聚合的有机酸金属单体是有效的。

<表3的数据考察>

即使将油量设为5重量份以下(丙酮提取量设为6％以下)，作为得到充分耐寒性的有效手段，列举出使用如表3的配合那样地结合丙烯腈量为17％的氢化丁腈橡胶HNBR②(Zetpol 4110)取代使用表2的结合丙烯腈量为36％的氢化丁腈橡胶(Zetpol 2010)。

首先，表3表示将二甲基丙烯酸锌设为30重量份、使100重量份橡胶成分中的EPDM量在55重量份以上75重量份以下的范围(将HNBR②设为25重量份以上45重量份以下)的范围内变化的同时、使油量在0重量份以上10重量份以下的范围内变化的各配合例的结果。就橡胶物性来说，利用硬度计D型所测得的橡胶硬度为40以上60以下，吉曼转扭试验的t₅为-50℃以上-35℃以下，此外，丙酮提取量为9％以下。

因此，对表3的配合No.121～129和、与它们相同的EPDM/HNBR比在从55/45到75/25的范围且二甲基丙烯酸锌为30重量份的表2的配合No.48、53、59、63、68、73、78、83、88的吉曼转扭t₅进行比较。

如表2的例子那样，如果使用结合丙烯腈量为36％的HNBR①(Zetpol 2010)，则在油量5重量份以下，为了使吉曼转扭t₅为-35℃以下的低温，需要使EPDM/HNBR比提高到所谓65/35、75/25那样。与此相对，如果使用结合丙烯腈量为17％的HNBR②(Zetpol 4110)，则即使油量比表2的例子少约10重量份，也可以达到同等的吉曼转扭t₅值。即，可以看到，EPDM/HNBR比在55/45～75/25这样宽广的范围内，即使油量为0～5重量份，也可以得到目标的耐寒性。

因此，为了达到更加优良的兼具耐寒性和皮带的低永久变形性，可以说希望所用的氢化丁腈橡胶的结合丁腈量为20％以下。

另外，在表3中，对于代表性的配合No.121、124、127，表示将上述的二甲基丙烯酸锌分散于氢化丁腈橡胶中之后、采用与EPDM混合的混炼法时的高温耐久试验结果“高温耐久时间  微分散(hrs)”。

使二甲基丙烯酸锌微分散于氢化丁腈橡胶中，显然比通常的耐久时间长。可以认为，这是由于通过使二甲基丙烯酸锌微分散于氢化丁腈橡胶中从而提高了橡胶组合物的耐裂纹性的缘故。

作为使这样的二甲基丙烯酸锌微分散于氢化丁腈橡胶中来说，也可以使用例如日本ゼオン社制的ゼオフォルテZSC。该ゼオフォルテZSC是，利用公知的方法，通过将进行分级除去了20μm以上的粗颗粒的氧化锌和甲基丙烯酸添加在氢化丁腈橡胶中、并进行混炼从而在橡胶中进行原位(in situ)反应生成金属盐来制作的。

<关于短纤维>

表4表示对于将EPDM/HNBR①比设为65/35、将二甲基丙烯酸锌设为30重量份的过氧化物交联橡胶，改变各种短纤维的配合量，制作上述混合V型皮带及齿槽V型皮带，测定高温耐久实验中的皮带侧面温度的结果。在各配合中，调整二氧化硅量，使得橡胶硬度为50。

[表四]

因混合V型皮带中的短纤维的种类和量所产生的皮带发热温度                    配合量(重量)短纤维种类(长度3mm) 纤维拉伸弹性率(GPa)    3    5    10    20    25尼龙短纤维 5    140    136    135    133    133共聚对苯二甲酰对苯二胺-对苯二甲酰3，4’氧联苯二胺短纤维 70    135    125    122    121    121聚对苯二甲酰对苯二胺短纤维 72    134    123    121    120    120聚间苯二甲酰间苯二胺短纤维 17    138    127    124    122    122聚对苯撑苯并双噁唑短纤维 270    133    121    120    120    120聚乙烯醇短纤维 26    137    126    123    122    122全芳香族聚酯短纤维 83    135    124    122    121    121

                                                                                                    (℃)

由齿槽V型皮带中的短纤维的种类和量所产生的发热温度                    配合量(重量)短纤维种类(长度3mm) 纤维拉伸弹性率(GPa)    3    5    10    20    25尼龙短纤维 5    141    138    137    136    136共聚对苯二甲酰对苯二胺-对苯二甲酰3，4’氧联苯二胺短纤维 70    138    128    125    124    124聚对苯二甲酰对苯二胺短纤维 72    135    125    124    122    122聚间苯二甲酰间苯二胺短纤维 17    1 39    129    126    124    124聚对苯撑苯并双噁唑短纤维 270    135    125    123    121    121聚乙烯醇短纤维 26    139    128    125    123    123全芳香族聚酯短纤维 83    137    127    125    123    122

                                                                                                    (℃)

如表4所示可知，在仅使用拉伸弹性率约为5GPa的尼龙短纤维时，为了实现可以达到皮带传动能力的橡胶硬度，需要提高基质橡胶的弹性率，皮带弯曲时的橡胶自身发热相当大。若自身发热大，则存在所谓因橡胶热老化导致裂纹或橡胶的永久变形变大的问题。在短纤维的配合量少至3重量份的情况下，同样地也需要提高基质橡胶的弹性率，皮带发热变大。

根据表4的结果可知，为了保持皮带的传动能力、抑制皮带的发热，需要配合使短纤维的拉伸弹性率为15GPa以上300GPa以下的有机短纤维在5重量份以上。若短纤维量超过20重量份，则降低皮带发热的效果变小的同时，橡胶组合物的加工性非常差，不能得到平滑的橡胶片，橡胶片之间的缝褶也消失，存在所谓皮带的成形变得非常困难的问题。而且，也存在所谓橡胶组合物的配合单价变高的问题。通过以上所述，希望短纤维量在5重量份以上20重量份以下。