JPH03129147A - 熱可塑性エラストマー伝動ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱可塑性エラストマー組成物よりなる伝動ベ
ルトに関するものである。

（従来の技術および背景） 従来より伝動ベルトは、天然ゴム、クロロブレンゴム等
の化学架橋型エラストマーにより製造されているが、こ
の場合、配合、混練、架橋という煩雑な作業工程を必要
とする。

一方、熱可塑性エラストマーはソフトセグメントとハー
ドセグメントとの両成分からなるもので、上記化学架橋
型エラストマーと異なり、ハードセグメントの結晶化ま
たはガラス状化により物理的架橋点が形成されるため、
通常の熱可塑性樹脂用成形機で迅速に成形加工できる長
所を有する。

このような長所を有する熱可塑性エラストマーを伝動ベ
ルト、特にローエツジタイプＶベルト、Ｖリブベルト等
の摩擦伝動ベルトの圧縮ゴム層に用いた場合、熱可塑性
エラストマー単体では、「■弾性率が低いため耐側圧性
に劣る。

■耐摩耗性が劣るためベルト寿命が短い、■耐熱性が劣
るため摩擦熱により部分的に溶融する。

ｊ等の問題が生じる。

これらの問題点を解決するものとして、従来より熱可塑
性エラストマー伝動ベルトの圧縮ゴム層にＷ、機フィラ
ーや炭素繊維を配合することが考えられている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、伝動ベルトの圧縮ゴム層はある程度の厚
みが必要であるため、無機フィラーや炭素繊維等を配合
したものでは、曲げ剛性が大きくなり、耐屈曲疲労性が
低下し、ベルト寿命が短くなるという新たな問題が生じ
る。

本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的は、耐摩耗性、耐熱性お
よび柔軟性を有する熱可塑性エラストマー伝動ベルトを
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の要旨は、熱可塑性エ
ラストマーと液晶ポリマーとからなる樹脂組成物を圧縮
ゴム層として月いたことを特徴とする熱可塑性エラスト
マー伝動ベルトを第一の発明とし、 上記第一の発明において、液晶ポリマーの配向方向が伝
動ベルトの長手方向に対して直角方向であることを特徴
とする熱可塑性エラストマ本発明の熱可塑性エラストマ
ーとしては、特に限定されるものではないが、耐摩耗性
、強度特性に優れるポリエステル系熱可塑性エラストマ
ー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン
系熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。

また、本発明において使用する液晶ポリマーとしては、
配合相手の熱可塑性エラストマーの加工温度に応じて適
宜選択すればよいが、例えば、出光石油化学■製の出光
ＬＣＰ、三菱化成ｆＳ製のツバキュレート、ユニチカ■
製のロッドランなどの中から任意に選択できる。

そして、本発明において、熱可塑性エラストマー（ＴＰ
Ｅともいう）と液晶ポリマー（ＬＣＰともいう）との配
合比（重量比）としては、後記する理由により、ＴＰＥ
　：　ＬＣＰ＝９５〜５０：５〜５０が好ましい。

また、本発明の熱可塑性エラストマー伝動ベルトの成形
方法としては、押出成形、射出成形等の一般の熱可塑性
樹脂と同様の方法によればよい。

さらに、本発明の熱可塑性エラストマー伝動ベルトには
、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維、アラ
ミドフィルム等の張力体を設けることもできる。

（作用） 液晶ポリマーは剛直な分子が整然と並んでいる。そのた
め、粘度が低く流動性に冨むので精密な成形がしやすく
、その状態のまま紡糸すると分子が配向して結晶化する
ため、配向方向には高弾性率・高強度を示す、しかし、
配向方向に対して直角の方向には分子が絡みあっていな
いため強度が低い。

上記特性を有する液晶ポリマーと熱可塑性エラストマー
は基本的には非相溶性であるが、これらを配合して一方
向に剪断力を加えて成形すると、剪断力方向に液晶ポリ
マーが配向し、この方向の引張強度および弾性率が高く
なる。−方、液晶ポリマーの配向方向に対して直角の方
向は、熱可塑性エラストマーのソフトセグメントの作用
により、曲げ剛性が小さく柔軟性を有する。

このような異方性材料を、液晶ポリマーの配向方向を伝
動ベルトの長平方向に対して直角方向とすることにより
、側圧方向が液晶ポリマーの配向方向に一致するので側
圧を受けても変形せず、優れた耐摩耗性ならびに耐熱性
を示す。

そして、ベルトの長手方向は液晶ポリマーの配向方向に
対して直角方向であるから、柔軟で優れた耐屈曲疲労性
を示す。

そして、熱可塑性エラストマーと液晶ポリマーとの配合
比として、液晶ポリマーが５重量％未満では、熱可塑性
エラストマーマトリックス中で液晶ポリマーが繊維状化
しにくいため高弾性率のものが得にくく、一方、熱可塑
性エラストマーが５０重景％未満では、液晶ポリマーの
配向方向に対して直角方向の曲げ剛性の上昇ならびに耐
屈曲疲労性の低下傾向が認められる。

（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等限定されるものではない。

１）実施例１ ９頁の表１に示すようにポリエステル系熱可塑性エラス
トマー（東洋紡績株製ペルプレン）に所定量の液晶ポリ
マー（ユニチカ■製ロッドラン）を配合して混合した後
、射出成形により各種物性測定用試料を作製し、５％変
形時の圧縮応力（ＡＳＴＭ−Ｄ６９５）、曲げ弾性率（
ＡＳＴＭ−Ｄ７９０）　、熔融限界ＰＶ値および比摩耗
量（鉛末式スラスト摩擦試験法）を測定した。これらの
測定結果を表１に示す。なき、曲げ弾性率については、
４晶ポリマーの配向方向およびこれに対して直角方向に
ついて測定したが、他の物性は液晶ポリマーの配向方向
についてのみ測定した。

２）比較例１ 表１に示すように実施例１と同じ熱可塑性エラストマー
に所定量の炭素短繊維を配合して混合したものと熱可塑
性エラストマー単体のものについて実施例１と同様に各
種物性測定用試料を作製し、物性測定に供した。この測
定結果を表１に示す。なお、曲げ弾性率については、射
出成形時の流動方向およびこれに対して直角方向につい
て測定したが、他の物性は流動方向についてのみ測定し
た。

以下の表１において、樹脂組成物の配合を示す数字は重
量比を示す。

表 ■上記表１より、実施例（ａ）　、　（ｂ）ならびに比
較例（Ｃ）　、　（ｄ）は、液晶ポリマーの配向方向ま
たは射出成形時の流動方向の圧縮応力、曲げ弾性率、Ｐ
Ｖ値がすべて高く、一方、比摩耗量はかなり少なく、こ
の方向には高強度で耐熱性、耐摩耗性に優れていること
が分かる。

しかし、比較例（ｃ）　、　（ｄ）は、流動方向に対し
て直角方向の曲げ弾性率も高く、柔軟性を欠く素材であ
ることが分かる。一方、実施例（ａ）　、　（ｂ）は、
配向方向に対して直角方向の曲げ弾性率がかなり低く、
優れた柔軟性を有していることがわかる。

■表１の比較例（ｅ）は熱可塑性エラストマー単体から
なるので、圧縮応力、曲げ弾性率、ＰＶ値がすべて低く
、一方、比摩耗量はかなり多く、強度特性、耐熱性、耐
摩耗性のすべてにおいて劣っていることが分かる。

３）実施例２ 表１の（ｂ）に示した樹脂組酸物を圧縮ゴム層として、
そして、接着処理を施したポリエステル繊維コードを張
力体として用い、液晶ポリマーの配向方向が伝動ベルト
の周長方向に対して直角方向になるように流路設計を行
った金型により、型温５０″Ｃ２樹脂温２４０°Ｃ１射
出圧力３００ｋｇ／ｃｍ”にて、第１図に示すような■
型ベルトを作製した。この■ベルトを、直径が２０閣で
回転数が５０００ｒｐｍの駆動プーリと直径が２０鴫の
従動プーリとの間に掛は渡して、２４時時間前させた。

走行後のベルト摩耗減量およびベルト外観を次頁の表２
に示す。

第１図において、１は圧縮ゴム層、２は張力体である。

４）比較例２ 表１の（ｄ）　、　（ｅ）に示した樹脂組成物を圧縮ゴ
ム層として、そして、実施例２と同一のポリエステル繊
維コードを張力体として用い、実施例２と同一金型・同
−成形条件でＶ型ベルトを作製し、同一走行条件でベル
ト走行試験を行った。この走行後のベルト摩耗減量およ
びベルト外観を以下の表２に示す。

表 （備考） １）比較例（ｅ）は走行開始後１時間でベルト底面が部
分溶融したため、テストを中止した。従って、比較例（
ｅ）の評価は走行１時間の結果である。

２）摩耗減量とは、走行前のベルト重量に対する走行後
のベルト重量の減量を示す。

３）ベルト背面、ベルト底面とは、それぞれ第１図にお
いて３．４で示す面をいう。

表２より、以下の点が明らかである。

■樹脂組成物（ｂ）を用いた実施例に係るベルトは、周
長方向に曲げ剛性が小さく柔軟であるためベルト背面に
異常が生じず、ベルト周長方向に対して直角方向には液
晶ポリマーが配向して強化されているので、摩耗減量が
最も少なく優れた耐摩耗性を示すと共に、耐熱性も優れ
ているからベルト底面の部分溶融は生じなかった。

■樹脂組成物（ｄ）を用いた比較例に係るベルトは、曲
げ剛性が大きいため、ベルト背面に高応力が生じ、多数
のクランクが発生した。

■樹脂組成物（ｅ）を用いた比較例に係るベルトは熱可
塑性エラストマー単体からなるので、耐熱性・耐摩耗性
に劣り、走行開始後僅か１時間でベルト底面が摩擦熱に
より部分熔融し、走行テストが出来なかった。

（発明の効果） １）　本発明に係る伝動ベルトは、熱可塑性エラストマ
ーと液晶ポリマーとからなる樹脂Ｍｉ底物を圧縮ゴム層
として用いているので、液晶ポリマーの配向方向には、
高強度・高弾性率を有すると共に、液晶ポリマーの配向
方向に対して直角方向には熱可塑性エラストマーのソフ
トセグメントの作用により、曲げ剛性が低く、柔軟であ
る。

２）　そして、液晶ポリマーの配向方向を伝動ベルトの
長手方向に対して直角方向とすることにより、液晶ポリ
マーの作用で側圧を受けても変形せず、優れた耐摩耗性
および耐熱性を示す、また、伝動ベルトの長手方向は液
晶ポリマーの配向方向に対して直角方向であるから、曲
げ剛性が低く、柔軟で耐屈曲疲労性に優れ、その結果ベ
ルト寿命が向上する。

【図面の簡単な説明】 第１図はＶ形ベルトの断面を示す斜視図、第２図は第１
図のＶ形ベルトの断面形状を示す図である。 ■・・圧縮ゴム層、２・・張力体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）熱可塑性エラストマーと液晶ポリマーとからなる樹
   脂組成物を圧縮ゴム層として用いたことを特徴とする熱
   可塑性エラストマー伝動ベルト ２）液晶ポリマーの配向方向が伝動ベルトの長手方向に
   対して直角方向であることを特徴とする請求項１記載の
   熱可塑性エラストマー伝動ベルト