DE112006002164B4 - Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen, und Verwendung derselben - Google Patents

Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen, und Verwendung derselben Download PDF

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Abstract

Kautschuk-Zusammensetzung für einen Treibriemen, enthaltend:- Kautschuk, ausgewählt aus der aus Naturkautschuk; Styrol-Butadien-Kautschuk; Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial umfassend ein Copolymerisat aus einem α-Olefin ausgenommen Ethylen, Ethylen und Dien (nicht-konjugiertes Dien), ein Copolymerisat aus einem α-Olefin ausgenommen Ethylen und Ethylen oder eine Mischung zweier oder mehrerer hiervon; und Ethylen-Propylen-Kautschuk bestehenden Gruppe;- elektrisch leitenden Kohlenstoff mit einer DBP-Absorption von 300 cm3/100 g oder größer; und- Furnace-Ruß mit einer spezifischen, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmten Oberfläche von 40 bis 100 m2/g sowie mit einerDBP-Absorption von 100 bis 160 cm3/100 g; wobei der elektrisch leitende Kohlenstoff mit solchen Anteilen Furnace-Ruß vermischt ist, dass auf 100 Gew.-Teile Kautschuk entfallen: X Gew.-Teile elektrisch leitender Kohlenstoff und Y Gew.-Teile Furnace-Ruß; wobei X und Y den nachstehenden Bedingungen genügen;70≤8X+Y≤200,und2≤X≤20 und0<Y≤90.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung für einen Kraftübertragungsriemen bzw. Treibriemen (nachstehend wird hier nur der Ausdruck „Treibriemen“ verwendet). Ferner ist die vorliegende Erfindung auf die Verwendung derselben zur Herstellung von Treibriemen gerichtet.
  • ZUM STAND DER TECHNIK
  • Nach dem Stand der Technik werden Treibriemen, wie etwa Keilriemen und Treibriemen mit V-förmigen Rippen in weitem Umfang eingesetzt. Derartige Treibriemen werden beispielsweise als Kraftübertragungsriemen zum Antrieb von Hilfsaggregaten in Kraftfahrzeugen und dergleichen eingesetzt. Beim Einsatz solcher Treibriemen zum Antrieb von Hilfsaggregaten kann die Erzeugung von statischer Aufladung beim Kontakt zwischen Treibriemen und Riemenscheibe (die typischerweise einen Isolator aus Kunstharz oder Aluminium bildet) nachteilige Auswirkungen auf elektronische Bauteile und Geräte haben, oder kann einen Elektroschock oder Kriechströme verursachen.
  • Aus diesem Grund gibt es in den letzten Jahren eine Forderung nach einer Verminderung des elektrischen Widerstandes von Treibriemen, die zum Antrieb solcher Hilfsaggregate eingesetzt werden; insbesondere ist es wünschenswert, einen Treibriemen bereitzustellen, der nachstehende elektrische Eigenschaften hat; bei Anlegen einer Spannung von 500 V und Messung des elektrischen Widerstandes zwischen zwei, 100 mm voneinander entfernten Punkten, soll der elektrische Widerstand einen Wert von 200 MΩ oder weniger haben. Um dieses Ziel zu erreichen, sind verschiedene Technologien entwickelt worden, um Treibriemen mit einer solchen spezifischen elektrischen Leitfähigkeit bereitzustellen.
  • Das nachstehend angegebene Patentdokument 1 offenbart einen mit V-förmigen Rippen versehenen Treibriemen, der mit einer äußeren Abdeckung versehen ist; hierbei handelt es sich um ein komplexes Material aus Gewebe und Gummi, dessen rückseitige Gummischicht aus einer Kautschukzusammensetzung besteht, die als Hauptkomponenten Chloropren-Kautschuk (CR-Polymerisat), harten Kohlenstoff und elektrisch leitenden Kohlenstoff, enthält.
  • Das nachstehend angegebene Patentdokument 2 offenbart einen Treibriemen mit einem solchen Aufbau, bei dem in das Gewebe für Keilriemen Kohlenstofffasern eingearbeitet sind; dieses Gewebe befindet sich an einer Oberfläche des Riemenkörpers.
  • Zusätzlich offenbart das nachstehend angegebene Patentdokument 3 einen mit V-förmigen Rippen versehenen Treibriemen, der an der Riemenrückseite eine Gewebeschicht aufweist; diese Gewebeschicht enthält das Gewebe und Gummimaterial, das an diesem Gewebe angebracht ist; in dem Gummimaterial sind wiederum Teilchen aus elektrisch leitendem Material dispergiert; zu diesem teilchenförmigen elektrisch leitendem Material gehört elektrisch leitender Ruß, KetjenRuß, Metallpulver oder Kohlenstofffasern; diese elektrisch leitenden Teilchen verleihen der Gewebeschicht eine spezifische elektrische Leitfähigkeit. Mit Hilfe dieser Vorschläge kann das Auftreten der vorstehend genannten Probleme und Schwierigkeiten dadurch verhindert werden, dass der Riemenrückseite eine spezifische elektrische Leitfähigkeit erteilt wird.
  • Mit Hilfe dieser Vorschläge kann einem Treibriemen, der einen solchen Aufbau hat, eine spezifische elektrische Leitfähigkeit erteilt werden, solange der Treibriemen neu ist; jedoch geht diese spezifische elektrische Leitfähigkeit des Treibriemens verloren, nachdem dieser Treibriemen an eine Maschine angeschlossen ist und eine Zeitlang gelaufen ist. Obwohl in den letzten Jahren ein wachsender Bedarf nach solchen Treibriemen besteht, die auch nach einer gewissen Einsatzdauer noch eine ausreichende spezifische elektrische Leitfähigkeit aufweisen, ist es schwierig, diesen Bedarf unter den gegenwärtigen Bedingungen und Umständen zu erfüllen. Darüber hinaus ist es auch erforderlich, dass der Untergurt-Gummischicht des Treibriemens eine spezifische elektrische Leitfähigkeit erteilt wird. Ferner ist es wünschenswert, eine Technologie zum Vermischen der das Kautschukmaterial bildenden Komponenten bereitzustellen, um schließlich eine solche Gummischicht bereitzustellen, an der auch nach einer längeren Einsatzdauer des Treibriemens nur ein geringer Anstieg des elektrischen Widerstandes auftritt.
    • Beim Patentdokument 1 handelt es sich um die nicht geprüfte (Kokai) Japanische Patentveröffentlichung Nr. JP H06-323368 A
    • Beim Patentdokument 2 handelt es sich um die nicht geprüfte (Kokai) Japanische Patentveröffentlichung Nr. JP H10-38033 A
    • Beim Patentdokument 3 handelt es sich um die nicht geprüfte (Kokai) Japanische Patentveröffentlichung Nr. JP H10-184812 A .
  • Weiterhin werden zum Stand der Technik die Dokumente JP 2006-171278 A , JP 2006-171278 A , DE 60013494 T2 , US 4823942 A , EP 0319320 A1 , JP 2000-320618 A genannt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen bereitzustellen, aus der ein Treibriemen erzeugt werden kann, der eine ausgezeichnete spezifische elektrische Leitfähigkeit aufweist, ferner eine ausgezeichnete Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer aufweist, und der ausgezeichnete Dauerbiegefestigkeit und ausgezeichnete Abriebfestigkeit aufweist.
  • Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist
    eine Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen,
    die aufweist:
    • - Kautschuk, ausgewählt aus der aus Naturkautschuk; Styrol-Butadien-Kautschuk; Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial umfassend ein Copolymerisat aus einem α-Olefin ausgenommen Ethylen, Ethylen und Dien (nicht-konjugiertes Dien), ein Copolymerisat aus einem α-Olefin ausgenommen Ethylen und Ethylen oder eine Mischung zweier oder mehrerer hiervon; und Ethylen-Propylen-Kautschuk bestehenden Gruppe;
    • - elektrisch leitenden Kohlenstoff mit einer DBP-Absorption von 300 cm3/100 g oder höher; und
    • - Furnace-Ruß mit einer spezifischen, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmten Oberfläche von 40 bis 100 m2/g sowie mit einer DBP-Absorption von 100 bis 160 cm3/100 g;
    wobei der elektrisch leitende Kohlenstoff mit solchen Anteilen Furnace-Ruß vermischt ist, dass auf 100 Gew.-Teile Kautschuk X Gewichtsteile elektrisch leitender Kohlenstoff und Y Gewichtsteile Furnace-Ruß entfallen;
    wobei X und Y den nachstehenden Bedingungen genügen: 70 8 X + Y 200,
    Figure DE112006002164B4_0004
    und 2 X 20  
    Figure DE112006002164B4_0005
    und 0 < Y 90.
    Figure DE112006002164B4_0006
  • Der Kautschuk ist vorzugsweise ein Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial.
  • Dieses Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial hat vorzugweise eine Mooney-Viskosität ML1+4 (bei 125°C) von 40 bis 70.
  • Dieses Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial hat vorzugsweise einen Ethylenanteil von 50 bis 70 %.
  • Der Kautschuk weist vorzugsweise einen Anteil von Weichmacheröl bzw. Weichmacher von 30 Gew.-Teilen oder weniger auf, bezogen auf 100 Gew.-Teile Kautschuk(material).
  • Die vorliegende Erfindung ist auch gerichtet auf die Verwendung der vorstehend genannten Kautschukzusammensetzung für die Herstellung eines Treibriemens.
  • Nach einer Vulkanisation der Kautschukzusammensetzung wird ein Treibriemen erhalten, dessen vulkanisierte Gummischicht(en) bei der Bestimmung der viskoelastischen Eigenschaften gemessen unter nachstehenden Bedingungen:
    • unter Zugspannung,
    • bei einer Frequenz von 10Hz,
    • unter eine Ruhebelastung von 3 kgf/cm2,
    • unter einer dynamischen Beanspruchung von 0,6 % und bei einer Temperatur von 25° C
    vorzugsweise einen Tangens δ in Riemenlängsrichtung (quer zum Kalandereffekt) von 0,25 oder kleiner aufweist.
  • Bei dem erfindungsgemäß erhaltenen Treibriemen weist das den Treibriemen bildende vulkanisierte Gummimaterial einen nach dem japanischen Industriestandard JIS K 6229 bestimmten, mit Hilfe eines Lösemittels extrahierbaren Anteil von vorzugsweise 14 % oder weniger auf; als Lösemittel zum Extrahieren dient hier n-Hexan; das Prüfverfahren ist das Verfahren A; und als Extraktionsvorrichtung wird eine Vorrichtung vom Typ 1 eingesetzt.
  • Der erfindungsgemäß erhaltene Treibriemen ist vorzugsweise ein mit V-förmigen Rippen versehener Riemen, ein beidseitig gerippter Riemen oder ein Flachriemen.
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung im Einzelnen näher erläutert.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen ist eine Kautschukzusammensetzung, die für die Herstellung eines Treibriemens verwendet wird, und die aufweist:
    • - Kautschuk, ausgewählt aus der aus Naturkautschuk; Styrol-Butadien-Kautschuk; Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial umfassend ein Copolymerisat aus einem α-Olefin ausgenommen Ethylen, Ethylen und Dien (nicht-konjugiertes Dien), ein Copolymerisat aus einem α-Olefin ausgenommen Ethylen und Ethylen oder eine Mischung zweier oder mehrerer hiervon; und Ethylen-Propylen-Kautschuk bestehenden Gruppe;
    • - elektrisch leitenden Kohlenstoff mit einer DBP-Absorption von 300 cm3/100 g oder höher; und
    • - Furnace-Ruß mit einer spezifischen, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmten Oberfläche von 40 bis 100 m2/ g sowie mit einer DBP-Absorption von 100 bis 160 cm3/100 g;
    wobei der elektrisch leitende Kohlenstoff mit solchen Anteilen Furnace-Ruß vermischt ist, dass auf 100 Gew.-Teile Kautschuk X Gew.-Teile elektrisch leitender Kohlenstoff und Y Gew.-Teile Furnace-Ruß entfallen; wobei X und Y den nachfolgenden Bedingungen genügen: 70 8 X + Y 200,
    Figure DE112006002164B4_0007
    und 2 X 20
    Figure DE112006002164B4_0008
    und 0 < Y 90.
    Figure DE112006002164B4_0009
  • Unter Einhaltung dieser Bedingungen ist es möglich, einen Treibriemen bzw. Kraftübertragungsriemen (für Englisch: „power transmission belt“) zu erhalten, der ausgezeichnete Eigenschaften aufweist hinsichtlich spezifischer elektrischer Leitfähigkeit, Aufrechterhaltung der spezifischen elektrische Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer, Biegedauerfestigkeit und Abriebfestigkeit. Im Rahmen der vorliegenden Unterlagen bezieht sich der Begriff „spezifische elektrische Leitfähigkeit“ auf diejenige spezifische elektrische Leitfähigkeit, die dann vorliegt, wenn nach Anlegen einer Spannung von 500 V und Messen des elektrischen Widerstandes zwischen zwei einen Abstand von 100 mm zueinander aufweisenden Messpunkten, der elektrische Widerstand einen Wert von 10 MΩ oder kleiner hat.
  • In dieser Hinsicht besteht im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine wichtige Feststellung darin, dass im Falle eines Treibriemens, der aus einer Kautschukzusammensetzung erzeugt worden ist, bei welcher elektrisch leitender Ruß mit Furnace-Ruß vermischt ist, wobei sowohl der elektrisch leitende Ruß wie der Furnace-Ruß in den oben angegebenen Anteilen vorliegen, es dann ganz besonders möglich ist, einen Treibriemen zu erhalten, der ausgezeichnete spezifische elektrische Leitfähigkeit, Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit, und ferner ausgezeichnete Biegedauerfestigkeit und Abriebfestigkeit aufweist.
  • Weiterhin wurde festgestellt, dass ein Treibriemen, der aus der erfindungsgemäßen Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen erhalten worden ist, beim Einsatz bzw. bei Benutzung dieses Treibriemens eine Zunahme der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit unterdrücken kann, selbst nach längerer Einsatzdauer, so dass insgesamt eine ausgezeichnete spezifische elektrische Leitfähigkeit aufrechterhalten bleibt. Zusätzlich ist es möglich, eine lange Lebensdauer bzw. Einsatzdauer dieses Treibriemens zu erhalten; ferner weist dieser Treibriemen eine ausgezeichnete Biegedauerfestigkeit auf. Weiterhin ist es möglich, einen Verschleiß oder irgendwelche Abriebverluste dieses Treibriemens bei dessen Einsatz und Gebrauch zu unterdrücken. Es ist sehr schwierig, alle diese ausgezeichneten Eigenschaften gleichzeitig zu erreichen; jedoch ist es mit dem erfindungsgemäß erhaltenen Treibriemen möglich, alle diese Eigenschaften gleichzeitig zu erreichen. Die vorliegende Erfindung liefert ausgezeichnete Eigenschaften, insbesondere dahingehend, dass es möglich ist, die spezifische elektrische Leitfähigkeit auch nach dynamischer Belastung aufrechtzuerhalten, wie sie bei Biegebeanspruchung und Abrieb bzw. Verschleiss nach längerer Einsatzdauer des Treibriemens auftritt; gleichzeitig werden ausgezeichnete Biegefestigkeit und ausgezeichnete Abriebfestigkeit erhalten, wie sie für einen Treibriemen gefordert werden; am erfindungsgemäß erhaltenen Treibriemen unterscheiden sich diese Eigenschaften nicht von den entsprechenden Eigenschaften herkömmlicher Treibriemen.
  • Im Allgemeinen kann dann, wenn zur Kautschukzusammensetzung eine große Menge elektrisch leitender Kohlenstoff hinzugefügt wird, eine ausgezeichnete spezifische elektrische Leitfähigkeit erhalten werden; auch die Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit ist gut. Wird jedoch diese Maßnahme bei einer Kautschukzusammensetzung angewandt, aus der die (an einer Riemenscheibe anliegende) Untergurt-Gummischicht erzeugt werden soll, dann werden die Biegefestigkeit und die Abriebfestigkeit merklich verschlechtert. Wird andererseits in einem solchen Falle die zugesetzte Menge an elektrisch leitendem Kohlenstoff auf den gerade erforderlichen Minimalwert festgelegt, dann treten Probleme dahingehend auf, dass eine schlechte Aufrechterhaltung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit erhalten wird; der geringe Teil an elektrisch leitendem Kohlenstoff bzw. Ruß führt andererseits dazu, dass der Anteil an Kautschuk und damit an Gummi erhöht werden muss, was wiederum dazu führt, dass beim Gebrauch des Treibriemens eine unerwünschte, unübliche Geräuschentwicklung auftritt. Im Gegensatz dazu ist es mit Hilfe der vorliegenden Erfindung möglich, einen Treibriemen zu erhalten, der eine gute Aufrechterhaltung der spezifischen elektrischen Eigenschaften aufweist, und der darüber hinaus über zufrieden stellende Eigenschaften verfügt, die für einen Treibriemen erforderlich sind.
  • Sofern der Anteil (X) an elektrisch leitendem Kohlenstoff weniger als 2 Gew.-Teile ausmacht, dann kann die spezifische elektrische Leitfähigkeit des Treibriemens zu niedrig sein. Sofern der Anteil (X) an elektrisch leitendem Kohlenstoff andererseits 20 Gew.-Teile übersteigt, dann können die Dauerbiegefestigkeit und die Abriebfestigkeit vermindert sein. Es ist deshalb vorzugsweise vorgesehen, den Anteil (X) an elektrisch leitendem Kohlenstoff im Bereich von 9 X 20
    Figure DE112006002164B4_0010
    zu halten.
  • Sofern der Anteil (Y) an Furnace-Ruß 90 Gew.-Teile übersteigt, dann kann die Dauerbiegefestigkeit und die Abriebfestigkeit des so erhaltenen Treibriemens zu niedrig sein. Es ist deshalb vorzugsweise vorgesehen, den Anteil (Y) an FurnaceRuß im Bereich von 58 Y 90
    Figure DE112006002164B4_0011
    zu halten.
  • Der Anteil (X) an elektrisch leitendem Kohlenstoff soll vorzugsweise in dem oben angegebenen Bereich gehalten werden, und der Anteil (Y) an Furnace-Ruß soll vorzugsweise in dem oben angegebenen Bereich gehalten werden, und die Summe der Anteile an elektrisch leitendem Kohlenstoff und Furnace-Ruß soll nachstehende Bedingung erfüllen: 70 8 X + Y 200.
    Figure DE112006002164B4_0012
  • In einem solchen Falle, wo diese Bedingung nicht erfüllt ist, kann es unmöglich sein, einen Treibriemen zu erhalten, der gleichzeitig aufweist: Ausgezeichnete spezifische elektrische Leitfähigkeit, ausgezeichnete Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit, ausgezeichnete Dauerbiegefestigkeit und ausgezeichnete Abriebfestigkeit.
  • Der englische Ausdruck „DBP oil absorption“ ist nachstehend im Sinne von DIN 53 601 mit DBP-Absorption wiedergegeben. Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete elektrisch leitende Kohlenstoff weist eine DBP-Absorption von 300 cm3/100 g oder höher auf. Sofern dieser elektrisch leitende Kohlenstoff eine DBP-Absorption kleiner als 300 cm3/100 g aufweist, kann es unmöglich sein, einen Treibriemen zu erhalten, der gleichzeitig aufweist: Ausgezeichnete spezifische elektrische Leitfähigkeit, ausgezeichnete Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer, ausgezeichnete Biegedauerfestigkeit und ausgezeichnete Abriebfestigkeit. Vorzugsweise ist vorgesehen, solchen elektrisch leitenden Kohlenstoff zu verwenden, der eine DBP-Absorption von 350 cm3/100 g oder höher aufweist; noch weiter bevorzugt ist hier ein elektrisch leitender Kohlenstoff mit einer DBP-Absorption von 350 bis 500 cm3/100 g. Jedoch auch in einem solchen Falle, wo die DBP-Absorption des verwendeten elektrisch leitenden Kohlenstoffs einen Wert von 500 cm3/100 g übersteigt, ist es in technischer Hinsicht grundsätzlich möglich, solchen elektrisch leitenden Kohlenstoff zu verwenden.
  • Im Rahmen dieser Unterlagen bezieht sich der Ausdruck „DBP-Absorption“ auf diejenige Menge DBP (Dibutylphthalat), die von 100 g elektrisch leitendem Kohlenstoff bzw. Ruß absorbiert wird; die Messung erfolgt nach dem japanischen Industriestandard JIS K 6217. Der so ermittelte Wert der DBP-Absorption macht eine Aussage über die Porosität des Kohlenstoffs bzw. Rußes. Indirekt wird damit die spezifische Oberfläche des elektrisch leitenden Kohlenstoffs bzw. Rußes ausgedrückt.
  • Die Auswahl des zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Kautschukzusammensetzung verwendeten elektrisch leitenden Kohlenstoffs bzw. Rußes ist nicht besonders beschränkt, solange dieser elektrisch leitender Kohlenstoff bzw. Ruß eine spezifische elektrische Leitfähigkeit aufweist und eine DBP-Absorption bzw. DBP-Absorptionszahl im vorstehend genannten Bereich hat; in diesen Fällen ist es möglich, auch bekannte, handelsüblich zugängliche elektrisch leitende Kohlenstoffsorten bzw. Russsorten zu verwenden.
  • Zu beispielhaften elektrisch leitenden Kohlenstoffsorten bzw. Rußsorten gehören hier elektrisch leitende Rußsorten, wie etwa Thermalruß bzw. Inaktivruß, Ketjen-Ruß, Acetylen-Ruß, Kanalruß und Farbruß; ferner Graphit und weitere Kohlenstoffsorten dieser Art. Hier wird elektrisch leitender Kohlenstoff bzw. Ruß bevorzugt, weil es damit möglich wird, einen Treibriemen zu erzeugen, der ausgezeichnete spezifische elektrische Leitfähigkeit, ausgezeichnete Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer, ferner ausgezeichnete Biegedauerfestigkeit und Abriebfestigkeit aufweist. Es kann eine Ruß- bzw. Kohlenstoffsorte eingesetzt werden, oder es kann eine Kombination aus zwei oder mehr Ruß- bzw. Kohlenstoffsorten eingesetzt werden.
  • Bei Thermalruß handelt es sich um eine Rußsorte mit großem Teilchendurchmesser, der durch thermische Zersetzung von Erdgas erhalten wird; zu beispielhaften Rußsorten gehören hier FT-Ruß, MT-Ruß und dergleichen. Ketjen-Ruß und Acetylen-Ruß werden durch unvollständige Verbrennung von Erdgas und dergleichen erhalten; Acetylen-Ruß wird ferner durch thermische Zersetzung von Acetylen erhalten; alle diese Rußsorten sind als elektrisch hochleitende Füllstoffe entwickelt worden.
  • Unter den elektrisch leitenden Kohlenstoff- bzw. Rußsorten wird Ketjen-Ruß ganz besonders bevorzugt, weil es damit möglich wird, einen Treibriemen zu erzeugen, der ausgezeichnete spezifische elektrische Leitfähigkeit aufweist, ferner ausgezeichnete Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer aufweist, und ferner ausgezeichnete Biegedauerfestigkeit und Abriebfestigkeit aufweist.
  • Der Ketjen-Ruß hat vorzugsweise einen mittleren Primärteilchendurchmesser von 1 bis 50 nm und eine spezifische, nach dem BET-Verfahren bestimmte Oberfläche von 700 bis 1300 m2/g. Mit dem Einsatz von Ketjen-Ruß dieser Art ist es möglich, den mit der vorliegenden Erfindung angestrebten Effekt noch wirksamer zu erzielen.
  • Zu Beispielen für handlungsüblich zugänglichen Ketjen-Ruß gehören „Ketjen EC“ und „Ketjen EC-600JD“; hierbei handelt es sich um Handelsbezeichnungen für Russsorten, von Ketjen Black International Company Ltd. vertrieben werden.
  • Der Furnace-Ruß weist eine spezifische, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmte Oberfläche von 40 bis 100 m2/g auf. Sofern ein Furnace-Ruß eine spezifische, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmte Oberfläche in diesem Bereich hat, dann liefert die Zugabe einer kleinen Menge von solchem Furnace-Ruß die gewünschte spezifische elektrische Leitfähigkeit, und folglich wird es möglich, einen Treibriemen zu erhalten, der ausgezeichnete spezifische elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer aufweist; ferner weist ein solcher Treibriemen ausgezeichnete Biegedauerfestigkeit und ausgezeichnete Abriebfestigkeit auf, sofern hier eine Kautschukzusammensetzung verwendet wird, welche den oben angegebenen Anteilsbedingungen genügt. Sofern der Furnace-Ruß eine spezifische, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmte Oberfläche kleiner 40 m2/g hat, dann kann die spezifische elektrische Leitfähigkeit, die Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer, die Biegedauerfestigkeit und die Abriebfestigkeit vermindert sein.
  • Die spezifische, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmte Oberfläche (N2SA) (von Nitrogen Absorption Specific Area) ist ein Messwert, der nach ASTM D3037-88 „Standard Test Method for Carbon BlackSurface Area by Nitrogen Absorption“, Verfahren B bestimmt wird. Der Ruß IRB#6 hat eine, nach diesem Verfahren bestimmte spezifische Oberfläche von 76 m2/g.
  • Der für die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung vorgesehene Furnace-Ruß hat eine DBP-Absorption von 100 bis 160 cm3/100 g. Sofern der Furnace-Ruß eine DBP-Absorption größer 160 cm3/100 g hat, dann kann es unmöglich sein, einen Treibriemen zu erhalten, der ausgezeichnete Dauerbiegefestigkeit und ausgezeichnete Abriebfestigkeit aufweist.
  • Die Auswahl des Furnace-Ruß ist nicht besonders beschränkt, solange es sich hierbei um einen Füllstoff handelt, der durch unvollständige Verbrennung von Kohlenwasserstofföl oder Erdgas erhalten worden ist und der die vorstehend genannte spezifische mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmte Oberfläche und eine DBP-Absorption im vorstehend genannten Bereich hat; zu Beispielen für hier geeignete Furnace-Ruße gehören SAF, ISAF, IISAF, HAF, FF, FEF, MAF, GPF, SRF, CF und weitere Furnace-Ruße dieser Art, die entsprechende Teilchengröße aufweisen. Aus diesen Furnace-Rußen werden HAF und FEF besonders bevorzugt, weil es mit Hilfe dieser Ruße möglich wird, einen Treibriemen zu erhalten, der ausgezeichnete spezifische elektrische Leitfähigkeit aufweist, ferner eine ausgezeichnete Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer aufweist, und ferner ausgezeichnete Biegedauerfestigkeit und Abriebfestigkeit besitzt. Auch hier kann ein bestimmter Furnace-Ruß ausgewählt und verwendet werden, oder es kann eine Kombination aus zwei oder mehr Furnace-Rußsorten der vorstehend genannten Art verwendet werden.
  • Zu den Kautschuken, die in der erfindungsgemäßen Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen enthalten sind, gehören Naturkautschuk, Styrol–Butadien–Kautschuk, Ethylen–(α–Olefin)–Elastomermaterial, Ethylen–Propylen–Kautschuk. .
  • Unter den vorstehend aufgeführten Kautschuksorten wird Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial bevorzugt eingesetzt. Sofern als Kautschuk Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial verwendet wird und dieses mit elektrisch leitendem Kohlenstoff bzw. Ruß sowie mit Furnace-Ruß vermischt wird, und dabei die vorstehend genannten Anteilsbedingungen eingehalten werden, dann ist es möglich, einen Treibriemen zu erzeugen, der eine noch bessere spezifische elektrische Leitfähigkeit aufweist, ferner eine noch bessere Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer aufweist, sowie noch bessere Biegedauerfestigkeit und Abriebfestigkeit besitzt. Darüber hinaus ist ein solcher Treibriemen aus Gründen des Umweltschutzes bevorzugt.
  • Ethylen(α–Olefin)–Elastomermaterialien umfassen:
    • - ein Kautschuk in Form eines Copolymerisates aus α-Olefin, wobei hier Ethylen ausgenommen ist, Ethylen und Dien (nicht-konkugiertes Dien);
    • - ein Kautschuk in Form eines Copolymerisates aus α-Olefin, wobei Ethylen ausgenommen ist und Ethylen; oder
    • - ein Gemisch aus zwei oder mehr Kautschuksorten der vorstehend genannten Art.
  • Bei einem α-Olefin, wobei Ethylen ausgenommen ist, handelt es sich wenigstens um ein α-Olefin ausgewählt aus einer Gruppe, die umfasst: Propylen, Buten, Hexen und Octen. Solche Elastomermaterialien werden vorzugsweise eingesetzt.
  • Bei dem Ethylen-(α-Olefin)-Elastomer kann es sich beispielsweise handeln um:
    • - Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk bzw. Ethylen-Propylen-TerPolymer, das auch als EPDM bezeichnet wird;
    • - Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM);
    • - Ethylen-Buten-Copolymerisat bzw. Ethylen-Buten-Kautschuk (EBM);
    • - Ethylen-Octen-Copolymerisat bzw. Ethylen-Octen-Kautschuk (EOM);
    • - ein halogensubstituiertes Produkt aus den vorstehend genannten Kautschukarten, hier insbesondere ein Chlor-substituiertes Produkt.
  • Neben anderen Kautschuksorten wird vorzugsweise ein Gemisch aus zwei oder mehr Kautschukarten der vorstehend genannten Art verwendet.
  • Das Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial weist vorzugsweise einen Gehalt an Ethylen von 50 bis 70 Gew.-% auf, bezogen auf den Gesamtgehalt an Ethylen, α-Olefin und Dien, der zu 100 Gew.-% angesetzt wird. Sofern als Kautschuk ein solches Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial verwendet wird, ist es möglich, einen Treibriemen zu erzeugen, der eine vorteilhafte spezifische elektrische Leitfähigkeit aufweist, ferner eine vorteilhafte Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer aufweist, und ferner vorteilhafte Dauerbiegefestigkeit und vorteilhafte Abriebfestigkeit besitzt.
  • Als Dienkomponente kommen typischerweise Kohlenwasserstoffe mit nicht-konjugierten Dienen in Betracht, wie etwa 1,4-Hexadien, Dicyclopentadien, Ethyliden-norbornan und weitere Dien-Verbindungen dieser Art. Auch hier kann ein Kautschuk mit einer dieser Dien-Verbindngen verwendet werden, oder es kann ein Gemisch aus zwei oder mehr Dien-Verbindungen dieser Art vorgesehen werden.
  • In dem Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial verursachen diese nicht-konjugierten Dien-Verbindungen vorzugsweise eine Jodzahl des Elastomermaterials von 50 oder kleiner, weiter bevorzugt eine solche Jodzahl von 40 bis 40. Ferner hat das Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial vorzugsweise eine Mooney-Viskosität ML1+4 (bei 125°C) von 40 bis 70. Sofern als Kautschuk ein solches Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial verwendet wird, ist es möglich, einen Treibriemen zu erzeugen, der eine vorteilhafte spezifische elektrische Leitfähigkeit aufweist, ferner eine vorteilhafte Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer aufweist und ferner vorteilhafte Dauerbiegefestigkeit und vorteilhafte Abriebfestigkeit besitzt.
  • Zu Beispielen für handelsüblich zugängliche Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterialien dieser Art gehören:
    • - Esprene 301, Handelsbezeichnung für ein von Sumitomo Chemical Co., Ltd. vertriebenes Produkt;
    • - X-3012P und 3085, Handelsbezeichnungen für von Mitsui Chemicals, Inc. vertriebene Produkte;
    • - EP21 und EP65, Handelsbezeichnungen für von JSR Corporation vertriebene Produkte;
    • - 5754 und 582F, Handelsbezeichnungen für von Sumitomo Chemical Co., Ltd. vertriebene Produkte; und
    weitere Produkte dieser Art.
  • Die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen weist vorzugsweise einen Anteil an Weichmacher bzw. Weichmacheröl von 30 Gew.-Teilen oder weniger auf, bezogen auf 100 Gew.-Teile Kautschuk. Sofern die Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen mit einer solchen Menge Weichmacheröl vermischt wird, ist es möglich, die Verarbeitbarkeit der Masse zu verbessern. Sofern jedoch die Untergurt-Gummischicht aus einer, Weichmacheröl enthaltenden Kautschukzusammensetzung erzeugt wird, dann kann beispielsweise ein Abrieb dieser Untergurt-Gummischicht beim Kontakt des Treibriemens mit einer Riemenscheibe längs dieser Untergurt-Gummischicht auftreten; ferner kann das typische Ablösegeräusch auftreten, wenn ein solcher Treibriemen von einer ebenen Riemenscheibe getrennt wird; ferner kann ein Kontaktgeräusch auftreten, wenn der Treibriemen eine ebene Riemenscheibe kontaktiert.
  • Wenn der erfindungsgemäßen Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen nur eine kleine Menge Weichmacheröl zugesetzt wird, dann kann trotzdem die Verarbeitbarkeit der Masse verbessert werden, und es können die vorstehend genannten Schwierigkeiten vermieden werden. Sofern mehr als 30 Gew.-Teile Weichmacheröl zugesetzt werden, kann die Verarbeitbarkeit abnehmen, und ferner können die Dauerbiegefestigkeit und die Abriebfestigkeit abnehmen. Noch weiter bevorzugt ist ein Zusatz von 5 bis 25 Gew.-Teilen Weichmacheröl, bezogen auf 100 Gew.-Teile Kautschukzusammensetzung.
  • Die Auswahl des Weichmacheröls ist nicht besonders beschränkt, solange es sich hierbei um ein typisches Weichmacheröl bzw. Prozessöl für Gummi und Kautschuk handelt; zu Beispielen für geeignete Weichmacheröle gehören hier Paraffin-Weichmacheröl, Naphten-Weichmacheröl und (aromatischer Kohlenwasserstoff)-Weichmacheröl. Hier wird Paraffin-Weichmacheröl bevorzugt eingesetzt, weil ein Treibriemen erhalten werden kann, der günstige Eigenschaften hinsichtlich Geräuschentwicklung, Dauerbiegefestigkeit und Abriebfestigkeit aufweist.
  • Die Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen kann mit Schwefel oder mit einem organischen Peroxid vernetzt werden.
  • Die Auswahl des organischen Peroxids ist nicht besonders beschränkt; zu hier geeigneten Beispielen für das organische Peroxid gehören:
    • Dialkylperoxide, wie etwa:
      • Di-t-butylperoxid,
      • Di-t-amylperoxid,
      • t-Butylcumylperoxid,
      • Dicumylperoxid,
      • 1,4-Di-(t-butylperoxyisopropyl)-benzol,
      • 1,3-Di-(t-butylperoxyisopropyl)-benzol,
      • 2,2-Di-t-butylperoxybutan,
      • 2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)-hexan,
      • 2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)-hexin-3,
      • n-Butyl-4,4-di-(t-butyl)-valerat,
      • 1,1-Di-t-butylperoxycyclohexan,
      • Di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexan, und
      • 2,5-Bis-(4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl)-propan; ferner Peroxyester, wie etwa:
        • t-Butylperoxy-acetat,
        • t-Butylperoxy-isobutylat,
        • t-Butylperoxy-pivalat,
        • t-Butylperoxy-maleat,
        • t-Butylperoxy-neodecanoat,
        • t-Butylperoxy-benzoat,
        • t-Butylperoxy-phthalat,
        • t-Butylperoxy-dilaurat,
        • 2,5-Dimethyl-2,5-di-(benzoylperoxy)-hexan, und t-Butylperoxy-isopropylcarbonat;
      • ferner Ketonperoxide, wie etwa:
        • Dicyclohexanonperoxid; ferner Gemische aus den vorstehend genannten Peroxiden; und
        • weitere Peroxide dieser Art.
  • Unter den vorstehend genannten organischen Peroxiden werden solche Peroxide bevorzugt, die im Temperaturbereich von 130°C bis 200°C eine Halbwertszeit von 1 min haben.
  • Besonders bevorzugt sind hier
    Di-t-butylperoxid,
    Di-t-amylperoxid,
    t-Butylcumylperoxid,
    Dicumylperoxid und
    2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)-hexan.
  • Auch diese Peroxide können je einzeln für sich verwendet werden, oder sie können in Form einer Kombination aus zwei oder mehr Peroxiden dieser Art verwendet werden.
  • Bezogen auf 100 Gew.-Teile (des Feststoffgehalts) der Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen werden vorzugsweise 0,001 bis 0,1 Mol organisches Peroxid zugesetzt und mit dieser Kautschukzusammensetzung vermischt. Sofern weniger als 0,001 Mol organisches Peroxid zugesetzt werden, kann die Vernetzung nicht ausreichend weit fortschreiten, und es besteht die Gefahr, dass die angestrebte mechanische Festigkeit nicht erhalten wird. Sofern andererseits mehr als 0,1 Mol organisches Peroxid zugesetzt wird, kann die Beständigkeit des Vulkanisates gegen weiteres Anvulkanisieren sowie die Dehnbarkeit des Vulkanisates den jeweils vorgesehenen praktischen Bereich übersteigen. Vorzugsweise werden 0,005 bis 0,05 Mol organisches Peroxid zugesetzt und mit der Kautschukzusammensetzung vermischt.
  • Im Falle der Vernetzung mit einem organischen Peroxid kann zusätzlich auch ein Vernetzungshilfsmittel zugesetzt werden. Die Zugabe eines solchen Vernetzungshilfsmittels ist wirksam, um das Ausmaß der Vernetzung zu steigern, um dadurch das Haftvermögen zu stabilisieren und um Schwierigkeiten wie etwa Pilling zu verhindern. Es können übliche Vernetzungshilfsmittel zugesetzt werden, wie sie typischerweise und häufig bei der Vernetzung mit Hilfe organischer Peroxide eingesetzt werden;
    zu beispielhaften Vernetzungshilfsmitteln gehören hier:
    • - Triallyl-isocyanurat (TAIC),
    • - Triallyl-cyanurat (TAC),
    • - 1,2-Polybutadien,
    • - Metallsalze ungesättigter Carbonsäuren,
    • - Oxime,
    • - Guanidin,
    • - Trimethylolpropan-trimethacrylat,
    • - Ethylenglycol-dimethacrylat,
    • - N,N'-m-Phenylenbismaleinimid, und
    • - Schwefel.
  • Im Falle einer Vulkanisierung mit Hilfe von Schwefel werden 100 Gew.-Teilen Kautschukmasse, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-Teile Schwefel zugesetzt und damit vermischt.
  • Im Falle der Vulkanisierung mit Hilfe von Schwefel kann ein Vulkanisationsbeschleuniger zugesetzt werden. Die Zugabe des Vulkanisationsbeschleunigers kann verschiedene Probleme verhinden, wie etwa das durch eine Steigerung des Vulkanisationsgrades verursachte Pilling. Es können hier übliche Vulkanisationsbeschleuniger verwendet werden, wie sie typischerweise und häufig als Vulkanisationsbeschleuniger bei Einsatz von Schwefel eingesetzt werden; zu beispielhaften Vulkanisationsbeschleunigern gehören hier:
    • - N-Oxydiethylen-benzothiazol-2-sulfenamid (OBS),
    • - Tetramethylthiuram-disulfid (TMTD),
    • - Tetraethylthiuram-disulfid (TETD),
    • - Zink-dimethyldithiocarbamat (ZnMDC),
    • - Zink-diethyldithiocarbamat (ZnEDC),
    • - N-Cyclohexyl-benzothiazol-2-sulfenamid,
    • - 2-Mercaptobenzothiazol,
    • - Dibenzothiazolyl-disulfid, und
    • - weitere Vulkanisationsbeschleuniger dieser Art.
  • Die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen kann Kurzfasern enthalten. Die Auswahl dieser Kurzfasern ist nicht besonders beschränkt; zu beispielhaften Kurzfasern gehören hier Kurzfasern aus Nylon 6, aus Nylon 66, aus Polyester, aus Baumwolle, aus Aramide, und aus weiteren Kunststoffen dieser Art. Durch passende Auswahl solcher Kurzfasern ist es möglich, bestimmte Eigenschaften des Treibriemens zu verbessern, wie etwa die Abriebfestigkeit und die Dauerbiegefestigkeit, sowie eine Entwicklung unüblicher oder unangenehmer Betriebsgeräusche zu verhindern. Weiterhin ist es möglich, solche Eigenschaften wie die Abriebfestigkeit und die Verhinderung der Entwicklung unangenehmer Betriebsgeräusche dadurch zu verbessern, dass die Länge und die Gestalt der Kurzfasern in passender Weise ausgewählt wird. Typischerweise sind vorzugsweise Kurzfasern mit eine Länge von 0,1 bis 3,0 mm vorgesehen.
  • Die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen kann, soweit erforderlich, zusätzlich verschiedene Arten von chemischen Zusatzmitteln und Additiven enthalten, die typischerweise und häufig in der Kautschukindustrie eingesetzt werden; zu derartigen chemischen Zusatzmitteln und Additiven gehören beispielsweise:
    • - Verstärkungsmittel, wie etwa Siliciumdioxid;
    • - Füllstoffe wie etwa Calciumcarbonat und Talg;
    • - Weichmacher;
    • - Stabilisatoren;
    • - Verarbeitungshilfsmittel;
    • - Färbemittel; und
    • - weitere Additive dieser Art.
  • Diese chemischen Zusatzmittel und Additive können in Kombination mit den oben angegebenen Komponenten verwendet werden.
  • Die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen kann dadurch erzeugt werden, dass der ausgewählte Kautschuk, der elektrisch leitende Kohlenstoff bzw. Ruß und der Furnace-Ruß mit den vorstehend angegebenen Komponenten vermischt wird; zum Vermischen können typische Vermischungsapparate verwendet werden, wie etwa Walzen, oder ein Bunbury-Mischer, soweit erforderlich.
  • Erfindungsgemäß werden Treibriemen bzw. Kraftübertragungsriemen erhalten unter Verwendung der vorstehend genannten Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen. Dieser erfindungsgemäß erhaltene Treibriemen wird vorzugsweise eingesetzt, weil er ausgezeichnete spezifische elektrische Leitfähigkeit, ausgezeichnete Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer aufweist, sowie ausgezeichnete Biegedauerfestigkeit und Abriebfestigkeit besitzt.
  • Zu beispielhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäß hergestellten Treibriemens gehört ein Treibriemen, bei welchem wenigstens eines der Gummielemente aus der vorstehend genannten Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen gebildet ist. Zu beispielhaften Ausführungsformen des Treibriemens gehören ein mit V-förmigen Rippen versehener Treibriemen, ein beidseitig gerippter Treibriemen, ein Flachriemen und dergleichen.
  • Die 1 zeigt ein Beispiel eines mit V-förmigen Rippen versehenen Treibriemens. 1 zeigt hier eine schematische Querschnittsdarstellung (ein Schnitt in einer Ebene senkrecht zur Riemenlängsrichtung) eines mit V-förmigen Rippen versehenen Treibriemens.
  • Zu dem mit 1 dargestellten, mit V-förmigen Rippen versehenen Treibriemen gehört eine rückseitige Gummischicht 2 und eine Untergurt-Gummischicht 3 sowie
    eine Haft-Gummischicht 4, die sich zwischen der rückseitigen Gummischicht 2 und der Untergurt-Gummischicht 3 befindet. In die Haft-Gummischicht 4 sind Kerndrähte bzw. Korde 5 eingebettet, die in der Längsrichtung des Treibriemens verlaufen. Weiterhin sind in der Untergurt-Gummischicht 3 eine Anzahl von Nuten so ausgespart, dass Rippen mit V-förmigem Querschnitt erzeugt werden, die sich fortlaufend in der Längsrichtung des Treibriemens erstrecken. Zwischen diesen Nuten sind Rippen gebildet. In vielen Fällen können in die Untergurt-Gummischicht 3 (nicht dargestellte) Kurzfasern eingearbeitet sein, die typischerweise in der Breitenrichtung des Treibriemens orientiert und ausgerichtet sind, um so die Seitensteifigkeit des Treibriemens zu erhöhen.
  • Bei dem mit V-förmigen Rippen versehenen Treibriemen 1 ist wenigstens eines der Gummielemente des Riemens aus der vorstehend genannten Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen gebildet. Bei diesen Gummielementen handelt es sich hier um die rückseitige Gummischicht 2, um die Untergurt-Gummischicht 3 und um die Haft-Gummischicht 4. Unter diesen Gummielementen ist vorzugsweise die rückseitige Gummischicht 2 oder die Untergurt-Gummischicht 3 aus der obengenannten Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen gebildet; noch weiter bevorzugt sind beide, nämlich die rückseitige Gummischicht 2 und die Untergurt-Gummischicht 3 aus der obengenannten Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen gebildet. In einem solchen Falle weist der mit V-förmigen Rippen versehene Treibriemen 1 ausgezeichnete spezifische elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer auf und besitzt ausgezeichnete Biegedauerfestigkeit und ausgezeichnete Abriebfestigkeit. In einem solchen Falle, wo die rückseitige Gummischicht 2 oder die Untergurt-Gummischicht 3 nicht aus der obengenannten Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen gebildet worden sind, ist es möglich, die jeweilige Gummischicht dadurch zu erhalten, dass beispielsweise die oben genannte Kautschukzusammensetzung verwendet wird und, soweit erforderlich, eine Zusammensetzung verwendet wird, die herkömmliche bekannte andere Komponenten enthält.
  • Die Haft-Gummischicht 4 kann aus herkömmlichen bekannten Zusammensetzungen erhalten werden, und kann weiterhin aus der vorstehend genannten Kautschukzusammensetzung erhalten werden. Die Kautschukzusammensetzung zu Bildung der Haft-Gummischicht 4 ist vorzugsweise eine Kautschukzusammensetzung, die als Kautschuk ein Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial enthält. Auf diese Weise kann der mit der vorliegenden Erfindung angestrebte Effekt realisiert werden. Zusätzlich kann die Kautschukzusammensetzung oder Gummizusammensetzung herkömmliche bekannte andere Komponenten enthalten.
  • Die Kerndrähte bzw. Korde 5 können vorzugsweise aus Polyester, aus Nylon, aus Vinylon, aus Aramide und aus weiteren Kunstsstoffen dieser Art bestehen. Kerndrähte bzw. Korde aus Polyester können vorzugsweise aus Polyethylen-terephthalat, aus Polyethylen-naphthalat und weiteren Kunstharzen dieser Art bestehen. Kerndrähte bzw. Korde aus Nylon können vorzugsweise aus Nylon 6,6[Poly-(hexamethylen-adipinsäureamid)] und aus Nylon 6 bestehen. Kerndrähte bzw. Korde aus Aramide können vorzugsweise aus einem Copolymerisat aus Paraphenylen-3,4'-oxidiphenylen und Terephthalamid bestehen, ferner aus Poly(paraphenylen-terephthalamid), aus Poly(metaphenylen-isophthalamid) und aus weiteren Kunstharzen dieser Art. Typischerweise wird vorab an diesen Kerndrähten bzw. Korden eine Haftmittelbehandlung mit einer (Resorcin-Formalin-Latex)-Haftmittelzusammensetzung (RFL-Haftmittel) oder dergleichen durchgeführt, bevor diese Kerndrähte oder Korde in die Haft-Gummischicht 4 eingebettet werden.
  • Die 2 zeigt ein Beispiel für einen Flachriemen. Bei dieser 2 handelt es sich um eine schematische Querschnittsdarstellung (wobei die Schnittebene senkrecht zur Riemenlängsrichtung ausgerichtet ist) eines Flachriemens.
  • Der Flachriemen 6 nach 2 hat eine rückseitige Gummischicht 2, eine Untergurt-Gummischicht 3 und eine Haft-Gummischicht 4, die zwischen der rückseitigen Gummischicht 2 und der Untergurt-Gummischicht 3 angeordnet ist. In die Haft-Gummischicht 4 sind Kerndrähte bzw. Korde 5 eingebettet, die in der Längsrichtung des Treibriemens verlaufen. In vielen Fällen sind in die Untergurt-Gummischicht 3 (nicht dargestellte) Kurzfasern eingearbeitet, die in der Breitenrichtung des Treibriemens orientiert und ausgerichtet sind, um die Seitensteifigkeit des Treibriemens zu erhöhen.
  • Bei dem Flachriemen 6 ist wenigstens eines der den Treibriemen bildenden Gummielemente aus der vorstehend genannten Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen gebildet worden. Hier ist es bei diesem Flachriemen 6 möglich, die gleiche rückseitige Gummischicht 2, die gleiche Untergurt-Gummischicht 3, die gleiche Haft-Gummischicht 4 und die gleichen Kerndrähte bzw. Korde 5 zu verwenden, wie bei dem vorstehend erläuterten Treibriemen 1 mit V-förmigen Rippen. Eine weitere Ähnlichkeit zwischen diesem Flachriemen 6 und dem vorstehend erläuterten Treibriemen 1 mit V-förmigen Rippen besteht darin, dass vorzugsweise auch beim diesem Flachriemen 6 die rückseitige Gummischicht 2 und die Untergurt-Gummischicht 3 aus der vorstehend erläuterten Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen erhalten worden sind. In diesem Falle weist der Flachriemen 6 ausgezeichnete spezifische elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer auf, sowie besitzt ferner ausgezeichnete Biegedauerfestigkeit und ausgezeichnete Abriebfestigkeit.
  • Die 3 zeigt einen beispielhaften, doppelseitig bzw. beidseitig gerippten Treibriemen 7. Hierbei handelt es sich bei 3 um eine Querschnittsdarstellung (wobei die Schnittebene senkrecht zur Riemenlängsrichtung ausgerichtet ist) eines beispielhaften, doppelseitig gerippten Treibriemens 7.
  • Der doppelseitig gerippte Treibriemen 7 nach 3 weist zwei Untergurt-Gummischichten 3 und ferner eine Haft-Gummischicht 4 auf, die zwischen den beiden Untergurt-Gummischichten 3 angeordnet ist. In die Haft-Gummischicht 4 sind sich in Längsrichtung des Treibriemens erstreckende Kerndrähte bzw. Korde 5 eingebettet und darin fixiert. Weiterhin sind in jeder Untergurt-Gummischicht 3 eine Anzahl Nuten so ausgespart, dass Rippen mit V-förmigem Querschnitt gebildet werden, die sich fortlaufend in der Längsrichtung des Treibriemens erstrecken. In vielen Fällen können in die Untergurt-Gummischicht 3 (nicht dargestellte) Kurzfasern eingearbeitet sein, die in der Breitenrichtung des Treibriemens ausgerichtet sind, um dessen Seitensteifigkeit zu erhöhen.
  • Bei diesem doppelseitig gerippten Treibriemen 7 ist wenigstens eines der den Treibriemen bildenden Gummielemente aus der vorstehend genannten Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen erhalten worden. Es ist möglich, bei diesem doppelseitig gerippten Treibriemen 7 die gleiche Untergurt-Gummischicht 3, die gleiche Haft-Gummischicht 4 und die gleichen Kerndrähte bzw. Korde 5 zu verwendet, wie bei dem vorstehend erläuterten Treibriemen 1 mit V-förmigen Rippen. Weiterhin bestehen Ähnlichkeiten zwischen diesem doppelseitig gerippten Treibriemen 7 und dem vorstehend erläuterten Treibriemen 1 mit V-förmigen Rippen darin, dass diejenige Ausführungsform bevorzugt ist, bei welcher die Untergurt-Gummischicht aus der obengenannten Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen erhalten worden ist. In einem solchen Falle weist der doppelseitig gerippte Treibriemen 7 ausgezeichnete spezifische elektrische Leitfähigkeit und ausgezeichnete Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer auf und besitzt darüber hinaus ausgezeichnete Dauerbiegefestigkeit und ausgezeichnete Abriebfestigkeit.
  • Nach einer Vulkanisation der Kautschukzusammensetzung wird ein Treibriemen erhalten, dessen vulkanisierte Gummischicht(en) bei der Bestimmung der viskoelastischen Eigenschaften gemessen unter nachstehenden Bedingungen:
    • unter Zugspannung,
    • bei einer Frequenz von 10Hz,
    • unter eine Ruhebelastung von 3 kgf/cm2,
    • unter einer dynamischen Beanspruchung von 0,6 % und bei einer Temperatur von 25° C
    vorzugsweise einen Tangens δ in Riemenlängsrichtung (quer zum Kalandereffekt) von 0,25 oder kleiner aufweist. In diesem Falle weist der Treibriemen in allen nachstehenden Eigenschaften ausgezeichnete Qualität auf: spezifische elektrische Leitfähigkeit, Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer, Dauerbiegefestigkeit und Abriebfestigkeit.
  • Noch weiter bevorzugt hat unter diesem Messbedingungen der Tangens δ einen Wert von 0,10 bis 0,20.
  • Zusätzlich wird nach der Vulkanisation der Kautschukzusammensetzung ein Treibriemen erhalten, dessen vulkanisierte Gummischicht(en) hinsichtlich der dynamischen viskoelastischen Eigenschaften unter den vorstehend genannten Messbedingungen einen Elastizitätsmodul E' von vorzugsweise 20 bis 50 MPa aufweist. In diesem Falle weist der Treibriemen in allen nachstehenden Eigenschaften ausgezeichnete Qualität auf: spezifische elektrische Leitfähigkeit, Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer, Dauerbiegefestigkeit und Abriebfestigkeit.
  • Im Rahmen der vorliegenden Unterlagen handelt es sich bei Tangens δ und bei dem Elastizitätsmodul E' um Messwerte, die durch Bestimmung der dynamischen Viskoelastizität erhalten worden sind; zur Messung dient ein RSAII-Gerät von Rheometrics, Inc. ; die Messungen werden unter den vorstehend genannten Bedingungen durchgeführt an einem Prüfstück, das eine Dicke von 1 mm, eine Breite von 5 mm und eine Länge von 60 mm aufweist, und das zwischen Spannklemmen eingeklemmt ist, die 22,7 mm voneinander entfernt sind.
  • Nach der Vulkanisation wird ein Treibriemen erhalten, dessen vulkanisierte Gummischicht(en) hinsichtlich der dynamischen viskoelastischen Eigenschaften einen mit Hilfe eines Lösemittels extrahierbaren Anteil von vorzugsweise 14 % oder weniger aufweist; diese Messung wird nach dem Japanischen Industriestandard JIS K 6229 durchgeführt; als Lösemittel zur Extraktion dient n-Hexan; es wird nach dem Prüfverfahren A gearbeitet mit Hilfe einer Extraktionsvorrichtung vom Typ 1. In diesem Falle weist der Treibriemen hinsichtlich aller nachstehenden Eigenschaften ausgezeichnete Qualität auf: spezifische elektrische Leitfähigkeit, Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer, Dauerbiegefestigkeit und Abriebfestigkeit. Noch weiter bevorzugt beträgt der mit dem Lösemittel extrahierbare Anteil 5 bis 14 %.
  • Nach der Vulkanisation wird ein Treibriemen erhalten, dessen vulkanisierte Gummischicht(en) hinsichtlich der dynamischen viskoelastischen Eigenschaften eine mit dem Durometer-A bestimmte Härte von vorzugsweise 80 bis 95 aufweist; die Bestimmung dieser Durometer-A-Härte erfolgt nach dem Japanischen Industriestandard JIS K 6253.
  • Nach einer Vulkanisation der Kautschukzusammensetzung wird ein Treibriemen erhalten, dessen vulkanisierte Gummischicht(en) hinsichtlich der dynamischen viskoelastischen Eigenschaften bei Bestimmung der Zugfestigkeit nach dem Japanischen Industriestandard JIS K 6251 vorzugsweise aufweist:
    • - eine Zugfestigkeit von 5 bis 20 Mpa,
    • - eine Dehnung von 150 bis 250 %, und
    • - eine Zugspannung bis zu einer Dehnung von 100 % (M100) von 4,0 bis 10,0 MPa.
  • In einem solchen Falle, wo die vulkanisierte(n) Gummischicht(en) des Treibriemens die vorstehend genannten dynamischen viskoelastischen Eigenschaften aufweisen, wird ein ausgezeichneter Treibriemen erhalten. Zusätzlich ist dieser Treibriemen ausgezeichnet hinsichtlich solcher Eigenschaften wie spezifische elektrische Leitfähigkeit, Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer, Dauerbiegefestigkeit und Abriebfestigkeit.
  • Ein solcher Treibriemen, dessen vulkanisierte Gummischicht(en) die vorstehend angegebenen Werte für Tangens δ, für den Elastizitätsmodul E', für den mit Hilfe eines Lösemittels extrahierbaren Anteil, sowie für Härte, Zugfestigkeit, Dehnung und Zuspannung bis zur Dehnung von 100 % (M100) aufweist, kann dadurch erhalten werden, dass die vorstehend genannte Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen in zweckmäßiger Weise ausgewählt und verwendet wird.
  • Ein erfindungsgemäß erhaltener Treibriemen kann nach herkömmlichen bekannten typischen Verfahren hergestellt werden. Zum Beispiel kann ein mit V-förmigen Rippen versehener Treibriemen nach nachstehendem Herstellungsverfahren hergestellt werden: Ein(e) nicht-vulkanisierte(s) Fell, Lage oder Schicht wird dadurch hergestellt, dass eine Zusammensetzung, welche Kautschuk und die weiteren obengenannten Komponenten enthält, unter Verwendung einer Innenmischeinrichtung geknetet wird; die so erhaltene Kautschukzusammensetzung wird in einem offenen Walzenstuhl gewalzt. Ein mit V-förmigen Rippen versehener Treibriemen kann dadurch erhalten werden,
    dass bereitgestellt werden:
    • - eine Haft-Gummischicht, in die Kerndrähte bzw. Korde, beispielsweise aus Polyester eingebettet sind;
    • - eine Untergurt-Gummischicht, die erhalten worden ist unter Verwendung des vorstehend genannten nicht-vulkanisierten Fells- bzw. der vorstehend genannten nicht-vulkanisierten Lage oder Schicht für die Untergurt-Gummischicht;
    • - eine rückseitige Gummischicht, die erhalten worden ist unter Verwendung des vorstehend genannten nicht-vulkanisierten Fells bzw. der vorstehend genannten nicht-vulkanisierten Lage oder Schicht für die Untergurt-Gummischicht für eine rückseitige Gummischicht; und
    diese Untergurt-Gummischicht an die Haft-Gummischicht laminiert wird. Anschließend wird diese rückseitige Gummischicht an die Haft-Gummischicht angeklebt.
  • DER MIT DER ERFINDUNG ERZIELTE EFFEKT
  • Die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung für einen Treibriemen enthält Kautschuk, elektrisch leitenden Ruß mit einer DPB-Absorption von 300 cm3/100g oder größer und ferner Furnace-Ruß mit einer spezifischen, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmten Oberfläche von 40 bis 100 m2/g und einer DBP-Absorption von 100 bis 160 cm3/100g, wobei der elektrisch leitende Ruß und der Furnace-Ruß bezogen auf 100 Gew.-Teile Kautschuk in solchen Anteilen zugesetzt und mit dem Kautschuk vermischt werden, dass die vorstehend angegebenen Anteilsbedingungen erfüllt sind. Wenn diese Anteilsbedingungen erfüllt sind, dann kann aus dieser Kautschukzusammensetzung ein Treibriemen erhalten werden, der hinsichtlich aller nachfolgenden Eigenschaften ausgezeichnete Qualität aufweist: Spezifische elektrische Leitfähigkeit, Aufrechterhaltung dieser spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach längerer Einsatzdauer, Dauerbiegefestigkeit und Abriebfestigkeit.
  • BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung mehr im Einzelnen mit Bezugnahme auf Beispiele erläutert; jedoch ist die vorliegende Erfindung keinesfalls auf diese Beispiele beschränkt. In diesen Beispielen beziehen sich „Teil(e)“ auf „Gewichtsteil(e)“ und „%“ auf „Gewichts-%“, solange keine anderen Angaben gemacht sind.
  • Beispiele 1 bis 11 sowie 16 bis 22; und Vergleichsbeispiele 1 bis 13:
  • In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die Komponenten und deren Anteile aufgeführt, die zur Erzeugung eine Kautschukzusammensetzung miteinander vermischt worden sind. Diese Kautschukzusammensetzung ist ihrerseits verwendet worden zur Bildung der Untergurt-Gummischicht und der rückseitigen Gummischicht des Treibriemens.
  • In gleicher Weise sind in der nachfolgenden Tabelle 2 die Komponenten und deren Anteile aufgeführt, die zur Erzeugung einer Kautschukzusammensetzung miteinander vermischt worden sind, die ihrerseits verwendet worden ist zur Bildung der Haft-Gummischicht. Tabelle 1
    Komponente Beispiel
    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 16 17 18 19 20 21 22
    EPDM 100 100 100 100 100 100 100 100 100 0 100 100 100 100 100 100 100 100 100
    Ketjen EC600JD 2 5 7 10 20 8 12 14 20 4 10 5 16 15 NA 14 14 NA
    Ketjen EC300J NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA 14 NA NA NA
    Ensaco #250 NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA
    FEF 90 80 65 40 0 90 90 40 40 40 0 90 60 0 40 NA NA NA
    EPDM NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA 40 NA NA
    HAF-HS NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA 40 NA
    FEF-HS NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA 40
    Weichmacheröl 17 15 10 7 10 20 24 10 15 5 5 18 20 10 10 10 10 10
    Stearinsäure 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
    ZnO 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
    Alterungsschutzmittel 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
    Nylon-Kurzfasern 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13
    VulkanisationsBeschleuniger 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
    Vernetzungsmittel 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5
    Insgesamt 237 228 210 185 158 246 254 192 203 177 143 241 224 153 192 192 192 192
    NA = nicht vorhanden Tabelle 1':
    Komponente Vergleichsbeispiele
    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
    EPDM 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
    Ketjen EC600JD NA NA 25 5 5 8 16 20 22 12 22 14 NA
    Ketjen EC300J NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA
    Ensaco #250 NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA 14
    FEF 60 120 0 20 120 120 90 60 40 120 NA NA 40
    HAF NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA
    HAF-HS NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA
    ISAF NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA 40 NA
    Weichmacheröl 7 40 15 10 40 45 30 30 17 50 12 10 10
    Stearinsäure 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
    ZnO Alterungs- 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
    schutzmittel 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
    Nylon-Kurzfasern Vulkanisations- 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13
    Beschleuniger 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
    Vernetzungsmittel 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5
    Insgesamt 195 288 168 163 293 301 264 238 207 310 162 192 192
    NA = nicht vorhanden
  • Im einzelnen sind für die in den vorstehenden Tabellen 1 und 1' genannten Komponenten nachstehende, handelsüblich zugängliche Produkte verwendet worden:
  • EPDM
  • Esprene 301 (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.),
  • Elektrisch leitender Kohlenstoff
  • Ketjen EC600JD (hergestellt von Ketjen Black International Company Ltd.), mit
    • - einer DBP-Absorption von 495 cm3/100 g,
    • - einer spezifischen Oberfläche (nach BET) von 1270 m2/g, und mit
    • - einem hauptsächlichen Teilchendurchmesser von 34 nm;
  • Ketjen EC300J (hergestellt von Ketjen Black International Company Ltd.), mit
    • - einer DBP-Absorption von 360 cm3/100 g
    • - einer spezifischen Oberfläche (nach BET) von 800 m2/g, und mit
    • - einem Primärteilchendurchmesser von 39,5 nm;
  • Ensaco#205 (hergestellt von Timcal Graphite und Carbon), mit
    • - einer DBP-Absorption von 190 cm3/100 g
    • - einer spezifischen Oberfläche (nach BET) von 65 m2/g, und mit
    • - einem Primärteilchendurchmesser von 40 nm;
  • Furnace-Russ
  • N550FEF (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd., und vertrieben unter der Handelsbezeichnung: „Seast SO“), mit
    • - einer spezifischen, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmten Oberfläche von 42 m2/g,
    • - einer DBP-Absorption von 121 cm3/100 g und mit
    • - einem Primärteilchendurchmesser von 43 nm;
  • HAF-HS (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation und vertrieben unter der Handelsbezeichnung: „Diablack H“, mit
    • - einer spezifischen, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmten Oberfläche von 79 m2/g,
    • - einer DBP-Absorption von 105 cm3/100 g, und mit
    • - einem Primärteilchendurchmesser von 31 nm.
  • HAF-HS ((hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation und vertrieben unter der Handelsbezeichnung: „Diablack SH“, mit
    • - einer spezifischen, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmten Oberfläche von 78 m2/g,
    • - einer DBP-Absorption von 128 cm3/100 g, und mit
    • - einem Primärteilchendurchmesser von 31 nm;
  • FEF-HS (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd., und vertrieben unter der Handelsbezeichnung: „Seast FM“), mit
    • - einer spezifischen, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmten Oberfläche von 42 m2/g,
    • - einer DBP-Absorption von 160 cm3/100 g, und mit
    • - einem Primärteilchendurchmesser von 50 nm;
  • ISAF (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation und vertrieben unter der Handelsbezeichnung: „Diablack I“, mit
    • - einer spezifischen, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmten Oberfläche von 114 m2/g,
    • - einer DBP-Absorption von 114 cm3/100 g, und mit
    • - einem Primärteilchendurchmesser von 23 nm.
  • Weichmacheröl
  • Paraffinöl (hergestellt von Japan Sun Oil Company, Ltd.)
  • Alterungsschutzmittel

  • Nocrac 224 (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)
    Nocrac MB (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.) Tabelle 2:
    Kautschuk-Zusammensetzung für die Haft-Gummischicht
    Komponente Beispiele und Vergleichsbeispiele
    EPDM 100
    Furnace-Ruß 60
    Weichmacheröl 10
    Stearinsäure 1
    ZnO 5
    Alterungs-Schutzmittel 2,5
    Vulkanisationsbeschleuniger 25
    Vernetzungsmittel 4,5
    Insgesamt 185
  • Bei den in Tabelle 2 genannten Komponenten handelt es sich ebenfalls um handelsüblich zugängliche Produkte; diese sind identisch zu den Materialien, die in Tabelle 1 und 1' verwendet worden sind.
  • Der hier verwendete Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) ist ein handelsüblich zugängliches Produkt mit nachfolgenden Eigenschaften:
    • - einem Ethylengehalt von 63 Gew.-%,
    • - einem Propylengehalt von 34 Gew.-%,
    • - einem Ethyliden-norbornan-Gehalt (ENB) von 3 Gew.-%, und mit
    • - einer Mooney-Viskosität ML1+4 (bei 125° C) von 40.
  • Herstellung eines Treibriemens
  • Ein(e) nicht-vulkanisierte(s) Fell, Lage oder Schicht wird dadurch erzeugt, dass die zur Bildung der Untergurt-Gummischicht und zur rückseitigen Gummischicht vorgesehene Kautschukzusammensetzung mit Hilfe einer Innenmischeinrichtung geknetet wird; anschließend wird die so erhaltene Kautschukzusammensetzung in einem offenen Walzenstuhl gewalzt. Das/die so erzeugte nicht-vulkanisierte Fell, Lage oder Schicht wird zur Erzeugung der Untergurt-Gummischicht und der rückseitigen Gummischicht verwendet.
  • Zusätzlich wird in gleicher Weise ein(e) nicht-vulkanisiertes Fell, Lage oder Schicht erzeugt, wobei die Kautschukzusammensetzung zur Bildung der Haft-Gummischicht verwendet wird. Das/die so erzeugte Fell, Lage oder Schicht wird zur Bildung der Haft-Gummischicht verwendet.
  • Nachdem in die Haft-Gummischicht Kerndrähte bzw. Korde eingebettet worden sind, wird diese Haft-Gummischicht an die Untergurt-Gummischicht laminiert. Ferner wird die rückseitige Gummischicht an die Haft-Gummischicht angeklebt, um einen Treibriemen mit V-förmigem Rippen zu erhalten.
  • Herstellung einer vulkanisierten Gummilage oder -Schicht zur Bestimmung verschiedener Eigenschaften des vulkanisierten Gummi
  • In gleicher Weise, wie vorstehend zur Herstellung des Treibriemens beschrieben, wird ein(e) nicht-vulkanisierte(s) Fell, Lage oder Schicht erzeugt unter Verwendung der Kautschukzusammensetzung für die Bildung der Untergurt-Gummischicht und der rückseitigen Gummischicht. Nach zusätzlicher Vulkanisation (Vulkanisationsbedingungen: 20 min bei 170° C) dieses/dieser nicht-vulkanisierten Fells, Lage oder Schicht wird eine vulkanisierte Gummischicht erhalten zur Messung verschiedener Eigenschaften des vulkanisierten Gummis.
  • In der nachfolgenden Tabelle 3 sind die so erhaltenenen Messwerte für Tangens δ in Riemenlängsrichtung (quer zum Kalandereffekt) der so erhaltenen vulkanisierten Gummischicht, ferner der Elastizitätsmodul E', der mit Hilfe eines Lösemittels extrahierbare Anteil, die Gummihärte, die Zugfestigkeit, die Dehnung und die Zugfestigkeit bei 100%iger Dehnung (M100) aufgeführt. Hierbei handelt es sich in jedem Falle um Messwerte, die mit Hilfe des oben angegebenen Verfahrens gemessen worden sind. Tabelle 3
    Messergebnisse
    Beispiel Gummihärte (JISA) Zugfestigkeit (MPa) Dehnung (%) M100 (MPa) E'(25°C) (MPa) tan δ (25°C) extrahierbarer Anteil (%)
    1 83 11,2 180 5,21 28,55 0,2223 9,7
    2 85 11,8 170 6,30 31,22 0,2068 9,2
    3 84 13,1 170 7,17 33,67 0,2122 7,5
    4 84 12,2 180 6,62 32,19 0,1739 6,6
    5 87 12,8 190 7,03 33,72 0,1592 9,4
    6 85 12,7 180 6,98 33,88 0,2253 10,6
    7 88 13,0 170 7,10 34,21 0,2401 11,9
    8 86 12,2 180 6,52 32,54 0,1864 8,0
    9 88 13,1 170 7,14 32,99 0,1877 10,1
    10 84 12,2 170 5,95 29,81 0,1804 5,7
    11 81 11,2 200 5,01 27,13 0,1485 6,7
    16 88 11,5 170 6,10 32,44 0,2116 9,9
    17 86 12,1 180 6,43 31,12 0,1941 10,4
    18 84 12,0 180 6,93 30,15 0,1523 9,1
    19 85 11,9 180 6,73 33,12 0,1798 8,2
    20 87 12,5 180 6,21 31,78 0,1817 8,1
    21 87 12,7 180 6,24 32,01 0,1913 7,6
    22 87 12,8 180 6,28 32,12 0,1888 8,1
    Tabelle 3'
    Messergebnisse
    Vergleichsbeispiele Gummihärte (JISA) ZugFestigkeit (MPa) Dehnung (%) M100 (MPa) E'(25°C) (MPa) tan δ (25°C) Extrahierbarer Anteil (%)
    1 83 11,9 190 4,8 24,21 0,1773 4,9
    2 85 10,7 180 5,83 31,44 0,2835 14,8
    3 90 14,0 150 8,33 33,72 0,1725 10,4
    4 82 10,8 210 5,66 28,31 0,1586 7,7
    5 88 13,2 180 6,81 33,11 0,2905 14,5
    6 86 13,5 170 6,72 33,96 0,2979 15,8
    7 86 13,2 160 7,22 31,11 0,2651 12,3
    8 87 12,4 170 7,65 35,12 0,2396 13,1
    9 88 13,6 160 8,12 33,21 0,2102 9,4
    10 87 13,1 180 6,64 33,12 0,2991 16,7
    11 89 13,6 160 8,11 33,45 0,1745 10,9
    12 88 12,3 180 6,11 32,67 0,1824 7,9
    13 88 12,4 180 6,51 33,12 0,1792 8,1
  • Mit Hilfe der nachstehend beschriebenen Treibriemen-Laufanordnung wird ein mit V-förmigen Rippen versehener Treibriemen geprüft; hierbei werden der elektrische Widerstand, die Wärmefestigkeit und die Biegefestigkeit nach einer gewissen Einsatzdauer, sowie der Abriebverlust nach einer 24h-langen Einsatzdauer untersucht. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 4 angegeben.
  • Zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes wird der Treibriemen frei nach unten hängend an einem Messinggestell befestigt; am freien Ende des Treibriemens wird ein Gewicht von 1 kg angebracht; mit Hilfe einer Klemme des Messgerätes zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes wird eine Spannung von 500 V an das Messinggestell angelegt; 4 zeigt schematisch die so erhaltene Anordnung zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes; anschließend wird der elektrische Widerstand gemessen.
  • Veränderung des elektrischen Widerstandes des Treibriemens nach einer gewissen Einsatzdauer
  • Ein Treibriemen wird in die mit 5 dargestellte 5-achsige Treibriemen-Laufanordnung eingelegt; an diesem Treibriemen wird der elektrische Widerstand vor dem Einsatz und nach einer 200 h lange Einsatzdauer gemessen.
  • Wärmefestigkeit und Biegefestigkeit nach einer gewissen Einsatzdauer
  • Ein Treibriemen wird in die mit 5 dargestellte 5-achsige Treibriemen-Laufanordnung eingelegt. Der Treibriemen wird so lange in der laufenden Treibriemen-Laufanordnung gehalten, bis an dem mit V-förmigen Rippen versehenen Treibriemen Risse auftreten. Diese Zeitspanne dient als Maß für die Wärmefestigkeit und die Biegefestigkeit unter Einsatzbedingungen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 4 angegeben. Hierbei erfolgte eine Umrechnung der Art, dass die gemessene Einsatzdauer bis zum Auftreten von Rissen an dem Treibriemen nach Vergleichsbeispiel 1 zu 100 festgesetzt wurde, und die anderen Ergebnisse entsprechend proportional angegeben sind.
  • Prüfung der Abriebfestigkeit
  • Ein Treibriemen wird in die mit 6 dargestellte 2-achsige Treibriemen-Laufanordnung eingelegt. Die Abriebfestigkeit wird bestimmt anhand des Gewichtsunterschiedes zwischen dem Gewicht des Treibriemens vor Beginn des Versuches und dem Gewicht des Treibriemens nach einer 24h langen Einsatzdauer. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 4 angegeben. Auch hier erfolgte eine Umrechnung in der Weise, dass die als Gewichtsdifferenz festgestellte Abriebfestigkeit des Treibriemens nach Vergleichsbeispiel 1 zu 100 angesetzt worden ist, und die anderen Messergebnisse proportional dazu angegeben sind.
  • Weiterhin wurde geprüft, in welchem Ausmaß Klebestellen auftreten. Das Vorhandensein von Klebestellen wurde optisch geprüft an demjenigen Treibriemen, an dem die 24 h lange Prüfung der Abriebfestigkeit vorgenommen worden ist.
  • Tabelle 4
    Beispiel Messergebnisse
    Elektrischer Widerstand vor dem Einsatz 6 Peaks (MΩ) Elektrischer Widerstand nach 200 Betriebsstunden 6 Peaks (MΩ) Wärme- und Biegefestigkeit relativ zu Vergleichsbeispiel 1 Abrieb-Verlust nach 200 Betriebsstunden relativ zu Vergleichsbeispiel 1 Klebestellen nach Abriebtest
    1 0,10 1,2 90 130 vorhanden
    2 0,10 1,3 95 120 nicht vorhanden
    3 0,13 2,3 95 130 nicht vorhanden
    4 0,03 0,13 100 100 nicht vorhanden
    5 0,02 0,08 90 90 nicht vorhanden
    6 0,09 1,0 90 125 nicht vorhanden
    7 0,03 0,16 90 125 nicht vorhanden
    8 0,05 0,22 95 130 nicht vorhanden
    9 0,01 0,06 90 100 nicht vorhanden
    10 0,9 6,5 130 90 nicht vorhanden
    11 0,30 4,2 120 85 nicht vorhanden
    16 0,10 1,1 90 130 nicht vorhanden
    17 0,02 0,11 90 110 nicht vorhanden
    18 0,17 2,1 105 90 nicht vorhanden
    19 0,15 0,45 95 120 nicht vorhanden
    20 0,04 0,20 95 120 nicht vorhanden
    21 0,03 0,19 95 120 nicht vorhanden
    22 0,04 0,21 90 120 nicht vorhanden
    Tabelle 4'
    VergleichsBeispiel Vergleichs- Messergebnisse
    Elektrischer Widerstand vor dem Einsatz 6 Peaks (MΩ) Elektrischer WiderStand nach 200 Betriebsstunden 6 Peaks (MΩ) Wärme- und Biegefestigkeit relativ zu Vergleichsbeispiel 1 Abrieb-Verlust nach 200 Betriebsstunden relativ zu Vergleichsbeispiel 1 Klebestellen nach Abriebtest
    1 3,5 1000 oder mehr 100 100 nicht vorhanden
    2 0,09 0,8 80 210 vorhanden
    3 0,01 0,02 40 90 nicht vorhanden
    4 5,2 1000 oder mehr 160 90 nicht vorhanden
    5 0,05 0,2 40 110 vorhanden
    6 0,03 0,15 30 120 vorhanden
    7 0,02 0,1 70 150 nicht vorhanden
    8 0,01 0,05 80 110 nicht vorhanden
    9 0,01 0,03 70 115 nicht vorhanden
    10 0,02 0,12 25 150 vorhanden
    11 0,01 0,03 50 90 nicht vorhanden
    12 0,02 0,17 60 130 nicht vorhanden
    13 2,40 700 90 120 nicht vorhanden
  • Der Treibriemen nach Vergleichsbeispiel 1 wird aus den in Tabelle 1 angegebenen Komponenten in den dort angegebenen Anteilen erhalten. Nach einer 200 h langen Einsatzdauer weist dieser Treibriemen einen elektrischen Widerstand von 1000 MΩ oder größer auf und erreicht somit nicht das erfindungsgemäß vorgesehene Ziel eines elektrischen Widerstandes von höchstens 10 MΩ. Am Treibriemen nach Vergleichsbeispiel 2 (in diesem Falle ist lediglich eine große Menge Furnace-Ruß mit dem Kautschuk vermischt) wird nach 200 h langer Einsatzdauer ein elektrischer Widerstand von 0,8 MΩ gemessen; dies ist deutlich besser als der elektrische Widerstand beim Treibriemen nach Vergleichsbeispiel 1; jedoch wird am Treibriemen nach Vergleichsbeispiel 2 nur 80 % der nach einer gewissen Einsatzdauer auftretenden Wärmefestigkeit und Biegefestigkeit des Treibriemens nach Vergleichsbeispiel 1 gemessen; ferner ist am Treibriemen nach Vergleichsbeispiel 2 der Abriebverlust nach 24 h langer Einsatzdauer um das 2,5-fache größer als beim Treibriemen nach Vergleichsbeispiel 1. Beim Treibriemen nach Vergleichsbeispiel 3 (in diesem Falle ist lediglich ein großer Anteil elektrisch leitender Kohlenstoff mit dem Kautschuk vermischt) werden für den elektrischen Widerstand und die Abriebfestigkeit gute Werte gemessen; jedoch werden am Treibriemen nach Vergleichsbeispiel 3 nur 40 % der nach einer gewissen Einsatzdauer auftretenden Wärmefestigkeit und Biegefestigkeit des Treibriemens nach Vergleichsbeispiel 1 gemessen.
  • Der Treibriemen nach Vergleichsbeispiel 4 (hier werden 5 Teile elektrisch leitender Kohlenstoff und 20 Teile Furnace-Ruß mit dem Kautschuk vermischt) weist eine hervorragende Wärmefestigkeit und Biegefestigkeit sowie Abriebfestigkeit auf, hat jedoch einen schlechteren elektrischen Widerstand. Der Treibriemen nach den Vergleichsbeispielen 5 und 6 (entspricht der Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel 2, enthält jedoch zusätzlich elektrisch leitenden Kohlenstoff) weist eine hervorragende Abriebfestigkeit auf, hat jedoch eine schlechtere Wärmefestigkeit und Biegefestigkeit als der Treibriemen nach Vergleichsbeispiel 2. Der Treibriemen nach Vergleichsbeispiel 7 (hier werden 16 Teile elektrisch leitender Kohlenstoff und 90 Teile Furnace-Ruß mit dem Kautschuk vermischt) weist eine um das 1,5-fache schlechtere Abriebfestigkeit sowie eine um 70 % schlechtere Wärmefestigkeit und Biegefestigkeit auf. Der Treibriemen nach Vergleichsbeispiel 8 (hier werden 20 Teile elektrisch leitender Kohlenstoff und 60 Teile Furnace-Ruß mit dem Kautschuk vermischt) weist nur 80 % der Wärmefestigkeit und der Biegefestigkeit des Treibriemens nach Vergleichsbeispiel 1 auf. Beim Treibriemen nach Vergleichsbeispiel 9 (hier werden 22 Teile elektrisch leitender Kohlenstoff und 40 Teile Furnace-Ruß mit dem Kautschuk vermischt) beträgt die Wärmefestigkeit und die Biegefestigkeit nur 70 %. Bei allen anderen Beispielen mit einer Zusammensetzung außerhalb der vorstehenden Anteilsbedingungen (Vergleichsbeispiele 10 und 11) werden keine Treibriemen erhalten, die in allen Eigenschaften hervorragende Qualität aufweisen.
  • Die Treibriemen nach den erfindungsgemäßen Beispielen haben fast die gleiche Wärmefestigkeit und Biegefestigkeit nach einer gegebenen Einsatzdauer sowie fast die gleiche Abriebfestigkeit und einen recht guten elektrischen Widerstand wie der Treibriemen nach Vergleichsbeispiel 1. Zusätzlich zeigt jedoch ein Vergleich der Vergleichsbeispiele mit den erfindungsgemäßen Beispielen, dass die Abriebfestigkeit verbessert ist, weil der Tangens δ (bei 25° C) herabgesetzt ist. Zusätzlich wird ein recht hoher Anteil des mit Hexan extrahierbaren Materials (14 % oder höher) festgestellt; sofern der Anteil an Weichmacheröl erhöht wird, dann wird die Abriebfestigkeit deutlich verschlechtert. Weiterhin werden Klebestellen erzeugt.
  • Die 7 zeigt anhand einer grafischen Darstellung die Abhängigkeit des Anteils an Furnace-Ruß (Abszisse) vom Anteil an elektrisch leitendem Kohlenstoff (Ordinate) für die Zusammensetzungen nach den erfindungsgemäßen Beispielen 1 bis 11, 16 bis 18 sowie für die Vergleichsbeispiele 1 bis 11. Diese grafische Darstellung nach 7 verdeutlicht, dass es sehr wichtig ist, das Mischungsverhältnis von Furnace-Ruß und elektrisch leitfähigem Kohlenstoff im Bereich der vorstehend genannten Anteilsbedingungen zu halten, um einen Treibriemen zu erhalten, der in allen nachfolgenden Eigenschaften eine ausgezeichnete Qualität aufweist: Wärmefestigkeit und Biegefestigkeit während einer bestimmten Einsatzdauer, Abriebfestigkeit und elektrischer Widerstand.
  • Die 8 zeigt anhand grafischer Darstellungen die Abhängigkeit verschiedener Eigenschaften der Treibriemen von ausgewählten Eigenschaften des Furnace-Ruß. Die 9 zeigt anhand grafischer Darstellungen die Abhängigkeit verschiedener Eigenschaften der Treibriemen von ausgewählten Eigenschaften des elektrisch leitenden Kohlenstoffs. Die mit diesen grafischen Darstellungen wiedergegebenen Ergebnisse bestätigen, dass dann, wenn das Mischungsverhältnis, die DBP-Absorption und die spezifische, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmte Oberfläche Werte innerhalb der erfindungsgemäß vorgesehenen Bereiche haben, dass dann kein Unterschied beim elektrischen Widerstand nach längerer Einsatzdauer und bei anderen physikalischen Eigenschaften auftritt, selbst nach einem Wechsel der Rußsorten; es werden immer die gleichen Ergebnisse erhalten. Im Gegenteil, diese Ergebnisse bestätigen, dass die spezifische elektrische Leitfähigkeit oder andere physikalische Eigenschaften dann nicht erreicht werden können, wenn der elektrisch leitende Kohlenstoff eine DBP-Absorption oder eine spezifische, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmte Oberfläche außerhalb des erfindungsgemäß vorgesehenen Bereichs hat.
  • Die 10 zeigt anhand grafischer Darstellungen die Abhängigkeit verschiedener Eigenschaften vom Anteil an Furnace-Ruß (Abszisse) und vom Anteil an elektrisch leitendem Kohlenstoff (Ordinate). Auch diese Ergebnisse bestätigen die entscheidende Bedeutung der Anteilsbedingungen sowie der erfindungsgemäß vorgesehenen Bereiche für die DBP-Absorption und für die spezifische, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmte Oberfläche.
  • Beispiele 12 bis 15:
  • In gleicher Weise wie vorstehend angegeben, wird je ein Treibriemen sowie je eine vulkanisierte Gummischicht zum Messen der Eigenschaften des vulkanisierten Gummi erzeugt; abweichend dienen zur Bildung der Untergurt-Gummischicht und der rückseitigen Gummischicht je die in der nachfolgenden Tabelle 5 angegebenen Zusammensetzungen. An diesen Treibriemen und an diesen vulkanisierten Gummischichten werden in gleicher Weise die verschiedenen Eigenschaften des vulkanisierten Gummi bestimmt; die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen 6 und 7 angegeben.
  • Bei dem jeweils verwendeten Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) handelt es sich jeweils um die nachstehenden handelsüblichen zugänglichen Produkte:
  • Nordel IP 4640 mit
    • - einem Ethylengehalt von 55 Gew.-%,
    • - einem Propylengehalt von 40,1 Gew.-%,
    • - einem Ethyliden-norbornan-Gehalt (ENB) von 4,0 Gew.-%, und mit
    • - einer Mooney-Viskosität ML1+4 (bei 125° C) von 40.
  • Nordel IP 4570 mit
    • - einem Ethylengehalt von 50 Gew.-%,
    • - einem Propylengehalt von 45,1 Gew.-%,
    • - einem Ethyliden-norbornan-Gehalt (ENB) von 4,9 Gew.-%, und mit
    • - einer Mooney-Viskosität ML1+4 (bei 125° C) von 70.
  • Nordel IP 4770 mit
    • - einem Ethylengehalt von 70 Gew.-%,
    • - einem Propylengehalt von 25,1 Gew.-%,
    • - einem Ethyliden-norbornan-Gehalt (ENB) von 4,9 Gew.-%, und mit
    • - einer Mooney-Viskosität ML1+4 (bei 125° C) von 70.
    Tabelle 5
    Komponenten Beispiele
    12 13 14 15
    Nordel IP 4640 100 NA NA NA
    Nordel IP 4570 NA 70 50 NA
    Nordel IP 4770 NA 30 50 100
    Elektrisch leitender Kohlenstoff 7 7 7 7
    Furnace-Ruß 65 65 65 65
    Weichmacheröl 20 20 20 20
    Stearinsäure 1 1 1 1
    ZnO 5 5 5 5
    Alterungs-Schutzmittel 2,5 2,5 2,5 2,5
    Vulkanisationsbeschleuniger 2 2 2 2
    Vernetzungsmittel 4,5 4,5 4,5 4,5
    Insgesamt 220,0 220,0 220,0 220,0
    NA = nicht vorhanden Tabelle 6
    Beispiel Messergebnisse
    Gummihärte (JISA) ZugFestigkeit (MPa) Dehnung (%) M100 (MPa) E' (25°C) (MPa) tan δ (25°C) Extrahierbarer Anteil (%)
    12 83 10,8 160 6,55 30,66 0,2335 10,5
    13 84 13,6 170 7,55 31,70 0,2011 10,5
    14 85 14,5 170 8,51 38,27 0,1787 10,4
    15 88 16,5 180 9,61 46,54 0,1755 10,6
    Tabelle 7
    Beispiel Messergebnisse
    Elektrischer Widerstand vor dem Einsatz 6 Peaks (MΩ) Elektrischer Widerstand nach 200 Betriebsstunden 6 Peaks (MΩ) Wärme- und Biegefestigkeit relativ zu Vergleichsbeispiel 1 Abrieb-Verlust nach 200 Betriebsstunden relativ zu Vergleichsbeispiel 1 Klebestellen nach Abriebtest
    12 0,09 1,9 90 140 nicht vorhanden
    13 0,13 2,3 95 130 nicht vorhanden
    14 0,10 2,3 110 130 nicht vorhanden
    15 0,11 2,2 130 90 nicht vorhanden
  • Mit den erfindungsgemäßen Beispielen 12 bis 15 wird untersucht, welche Auswirkungen die Verwendung verschiedener Norder-Kautschuksorten hat, die sich hinsichtlich ihrer Mooney-Viskosität und ihres Ethylengehaltes unterscheiden. Hierbei wird deutlich, dass die Abriebfestigkeit sowie die Wärmefestigkeit und die Biegefestigkeit verbessert werden, wenn höhere Werte für die Mooney-Viskosität und den Ethylengehalt vorgesehen werden.
  • GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
  • Ein erfindungsgemäßer Treibriemen kann vorzugsweise in Form eines Treibriemens mit V-förmigen Rippen, in Form eines doppelseitig gerippten Treibriemens, in Form eines Flachriemens oder dergleichen verwendet werden. Weiterhin ist auch die Anwendung solcher Treibriemen in anderen Bereichen zu erwarten, bei welchen auf die spezifische elektrische Leitfähigkeit geachtet werden muss.
  • Figurenliste
  • Die Zeichnungen zeigen mit:
    • 1 anhand einer Querschnittsdarstellung (mit einer Schnittebene senkrecht zur Riemenlängsrichtung) einen beispielhaften Treibriemen mit V-förmigen Rippen;
    • 2 anhand einer Querschnittsdarstellung eine beispielhafte Ausführungsform eines Flachriemens.
    • 3 anhand einer Querschnittsdarstellung eine beispielhafte Ausführungsform eines doppelseitig gerippten Treibriemens;
    • 4 anhand einer schematischen Darstellung eine Anordnung zur Messung des elektrischen Widerstandes;
    • 5 anhand einer schematischen Darstellung eine Treibriemen-Laufanordnung zur Messung des elektrischen Widerstandes vor und nach einer gewissen Einsatzdauer des Treibriemens sowie zur Durchführung der Messung der Wärmefestigkeit und der Biegefestigkeit vor und nach einer gewissen Einsatzdauer;
    • 6 anhand einer schematischen Darstellung eine Versuchsanordnung zur Messung der Abriebfestigkeit;
    • 7 anhand einer grafischen Darstellung die Abhängigkeit des Anteils an Furnace-Ruß (Abszisse) vom Anteil an elektrisch leitendem Ruß (Ordinate) für die Zusammensetzungen gemäß den erfindungsgemäßen Beispielen 1 bis 11 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 9;
    • 8 anhand grafischer Darstellungen die Abhängigkeit verschiedener Eigenschaften der Treibriemen von verschiedenen Eigenschaften des Furnace-Ruß;
    • 9 anhand grafischer Darstellungen die Abhängigkeit verschiedener Eigenschaften der Treibriemen von verschiedenen Eigenschaften des elektrisch leitenden Kohlenstoffs;
    • 10 anhand grafischer Darstellungen die Abhängigkeit verschiedener Eigenschaften der Treibriemen vom Anteil an Furnace-Ruß (Abszisse) sowie vom Anteil an elektrisch leitendem Kohlenstoff (Ordinate).
  • Bezugszeichenliste
  • Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen haben nachstehende Bedeutung:
  • 1, 11, 31
    bezeichnen einen Treibriemen mit V-förmigen Rippen;
    2
    bezeichnet die rückseitige Gummischicht eines Treibriemens;
    3
    bezeichnet die Untergurt-Gummischicht eines Treibriemens;
    4
    bezeichnet die Haft-Gummischicht eines Treibriemens;
    5
    bezeichnet die Kerndrähte bzw. Korde, die in die Haft-Gummischicht eingebettet sind;
    6
    bezeichnet einen Flachriemen;
    7
    bezeichnet einen doppelseitig gerippten Treibriemen;
    12
    bezeichnet ein Messgerät zur Messung des elektrischen Widerstandes;
    13
    bezeichnet eine Anschlussklemme des Messgeräts zur Messung des elektrischen Widerstandes;
    14
    bezeichnet ein Messinggestell;
    15
    bezeichnet ein Gewicht mit einer Masse von 1 kg;
    21, 32
    bezeichnet Antriebs-Riemenscheiben;

Claims (9)

  1. Kautschuk-Zusammensetzung für einen Treibriemen, enthaltend: - Kautschuk, ausgewählt aus der aus Naturkautschuk; Styrol-Butadien-Kautschuk; Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial umfassend ein Copolymerisat aus einem α-Olefin ausgenommen Ethylen, Ethylen und Dien (nicht-konjugiertes Dien), ein Copolymerisat aus einem α-Olefin ausgenommen Ethylen und Ethylen oder eine Mischung zweier oder mehrerer hiervon; und Ethylen-Propylen-Kautschuk bestehenden Gruppe; - elektrisch leitenden Kohlenstoff mit einer DBP-Absorption von 300 cm3/100 g oder größer; und - Furnace-Ruß mit einer spezifischen, mit Hilfe von Stickstoffabsorption bestimmten Oberfläche von 40 bis 100 m2/g sowie mit einer DBP-Absorption von 100 bis 160 cm3/100 g; wobei der elektrisch leitende Kohlenstoff mit solchen Anteilen Furnace-Ruß vermischt ist, dass auf 100 Gew.-Teile Kautschuk entfallen: X Gew.-Teile elektrisch leitender Kohlenstoff und Y Gew.-Teile Furnace-Ruß; wobei X und Y den nachstehenden Bedingungen genügen; 70 8 X + Y 200,
    Figure DE112006002164B4_0013
    und 2 X 20  
    Figure DE112006002164B4_0014
    und 0 < Y 90.
    Figure DE112006002164B4_0015
  2. Kautschuk-Zusammensetzung für einen Treibriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kautschuk um ein Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial handelt.
  3. Kautschuk-Zusammensetzung für einen Treibriemen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial eine Mooney-Viskosität ML1+4 (bei 125°C) von 40 bis 70 aufweist.
  4. Kautschuk-Zusammensetzung für einen Treibriemen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Ethylen-(α-Olefin)-Elastomermaterial einen Ethylengehalt von 50 bis 70 % aufweist.
  5. Kautschuk-Zusammensetzung für einen Treibriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschuk-Zusammensetzung zusätzlich Weichmacheröl in einem Anteil von 30 Gew.-Teilen oder kleiner enthält, bezogen auf 100 Gew.-Teile Kautschuk.
  6. Verwendung einer Kautschuk-Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5 zur Herstellung eines Treibriemens.
  7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine diesen Treibriemen bildende Lage oder Schicht aus vulkanisiertem Gummi bei der Bestimmung der dynamischen viskoelastischen Eigenschaften unter nachstehenden Bedingungen: - unter Zugbelastung; - bei einer Frequenz von 10 Hz; - unter einer Ruhebelastung von 3 kgf/cm2; - unter einer dynamischen Beanspruchung von 0,6 %; und - bei einer Temperatur von 25°C einen Tangens δ in Riemenlängsrichtung von 0,25 oder kleiner aufweist.
  8. Verwendung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Treibriemen bildende Lage oder Schicht aus vulkanisiertem Gummi gebildet wird, welche bei der Bestimmung der dynamischen viskoelastischen Eigenschaften, hier des mit Hilfe eines Lösemittels extrahierbaren Anteils entsprechend dem Japanischen Industriestandard JIS K 6229, wobei als Lösemittel n-Hexan verwendet wird und nach dem Prüfverfahren A mit der Extraktionsvorrichtung nach Typ 1 gearbeitet wird, einen mit Hilfe eines Lösemittels extrahierbaren Anteil von 14 % oder kleiner aufweist.
  9. Verwendung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit V-förmigen Rippen versehener Treibriemen, ein gerippter Keilriemen, ein doppelseitig gerippter Treibriemen oder ein Flachriemen hergestellt wird.
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