DE2506017C2 - Verwendung einer Polyisopren mit hohem cis-1,4-Gehalt enthaltenden Mischung zur Herstellung von hochabriebbeständigen Förderbändern für die Papierzufuhr in xerographischen Vorrichtungen - Google Patents

Verwendung einer Polyisopren mit hohem cis-1,4-Gehalt enthaltenden Mischung zur Herstellung von hochabriebbeständigen Förderbändern für die Papierzufuhr in xerographischen Vorrichtungen

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Description

Die Entwicklung xerographischer Apparate, die mit hoher Geschwindigkeit arbeiten, hat zu einem Bedarf an zuverlässigen Systemen für die Papierzufuhr geführt. Für die Zufuhr von Papier verwendet man flexible endlose Bänder, wie sie beispielsweise in der US-PS 34 69 834 beschrieben werden. Blattzufuhrbänder mit endlosen Schleifen aus einem elastischen Material werden in der US-PS 37 68 803 beschrieben. Während für xerographische Vorrichtungen mit niedrigen Geschwindigkeiten Bänder aus üblichen Kautschuken, wie Naturkautschuk, Neoprenkautschuk, Polyacrylnitril, Butadien/Styrol-Kautschuken oder auch aus Isoprenkautschuk verwendet werden können, sind solche Kautschuke bei einem Betrieb mit hohen Geschwindigkeiten ungeeignet, weil sie einen mechanischen Abbau erleiden und deshalb häufig ersetzt werden müssen. In einigen Fällen tritt auch eine Überhärtung ein und es findet eine Zerstörung bei höheren Betriebstemperaturen statt.
Aufgabe dei Erfindung' ist es, eine Kautschukmasse aufzuzeigen, die zur Herstellung von hochabriebbeständigen Förderbändern für die Papierzufuhr in xerographischen Vorrichtungen geeignet ist.
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Mischung, die auf 100 Gew.-Teilen Polyisopren mit hohem cis-1,4-Gehalt,
6,0 bis 15,0 Gew.-Teile Metalloxid,
1,0 bis 5,0 Gew.-Teile Fettsäure,
0 bis 2,0 Gew.-Teile Antioxidans,
0,5 bis 1,5 Gew.-Teile eines organischen Polysulfide, 0,5 bis 1,5 Gew.-Teile mindestens eines Sulfenamld-Beschleunlgcrs,
0,5 bis 1,0 Gew.-Teile eines ThiuramsulHd-Beschleunigers mit mindestens zwei Sulfidgruppen und
0,1 bis 1,3 Gew.-Teile Schwefel enthält
/ur Herstellung von hochabrlebbeslandigen Förderbändern tür die Papierzufuhr in xerographischen Vorrichtungen.
Die erllndungsgcniiSß verwendeten Mischungen enthalten einen sehr niedrigen Schwefelgehall und weisen zusammen mil den weiteren Bestandteilen eine außerordentlich hohe Beständigkeit gegenüber einem physikalischen Abbau, der durch mechanische und thermische Beanspruchungen hervorgerufen wird, auf.
Der Ausdruck »Förderbänder für die Papierzufuhr« umfaßt alle Arten von flexiblen elastomeren Bändern, die für die Papierzufuhr in xerographischen Vorrichtungen verwendet werden und bei denen Betriebstemperaturen von etwa 65" C nicht überschritten werden.
Kautschukmassen aus Polyisopren mit hohem cis-1,4-Geha!t und Metalloxiden, organischen Polysulfiden und
lu Sulfenaniid-Beschleunigern sowie Ruß sind aus »Soviet Rubber Technology«, 1972, 31 (8), Seiten 7 bis 9, bekannt. Die Verwendung solcher Kautschuk-nassen mit den erfindungsgemäßen Anteilen an Additiven für die Herstellung von hochabriebbeständigen Förderbändern für die Papierzufuhr in xerographischen Vorrichtungen ist dieser Druckschrift jedoch nicht zu entnehmen.
Die Mischungen werden in üblicher Weise auf Vorrichtungen, wie sie für die Verarbeitung von Kautschuk bekannt sind, hergestellt. Dabei kann man die Bestandteile einschließlich der Füllstoffe und Härtungsmittel zuvor abmischen und dem Kautschuk zugeben, oder man kann sie auch einzeln in die Isoprenkautschukmassen einmischen.
Aus den Mischungen können dann in üblicher Weise Förderbänder hergestellt werden. Die Vulkanisation erfolgt vorzugsweise bei 149 bis 1710C.
Kautschuke mit niedrigem Schwefelgehalt aus anderen Kautschukarten, z. B. aus Butylkautschuk, Naturkautschuk, Styrol-Butadienkautschuk, Nitrilkautschuk oder
iü Chloroprenkautschuk ergeben nicht die mechanische Stabilität, wie sie erfindungsgemäß für Hochgeschwindigkeitssysteme gefordert wird.
Geeignete Metalloxide, die in Mengen von 6 bis 15 Gew.-96, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Polyisoprens
)"> verwendet werden, sind Oxide von Calcium, Magnesium, Blei oder Zink, wobei Zinkoxid bevorzugt wird.
Da die meisten organischen Beschleuniger in Gegenwart von Fettsäuren ihre beste Wirkung zeigen, müssen 1,0 bis 5,0 Gew.-Teile einer Fettsäure verwendet werden.
4" Stearinsäure wird als Fettsäure bevorzugt, jedoch kann man auch Ölsäure oder Laurinsäure verwenden.
Antioxydantien sind zwar nicht unbedingt erforderlich, jedoch 1st es vorteilhaft, bis zu 2 Gew.-Teile eines Antioxydans auf 100 Gew.-Teile des Polyisoprens zu ver-
4> wenden. Besonders geeignet ist ein Kautschuk-Antioxydans aus 25% Dl-p-methoxydlphenylamin, 25% Diphenyl-p-phenylen-diamin und 50% Phenyl-ß-naphthylamln. Andere geeignete Antioxydantien sind solche vom Aldehyd-Amlntyp, substituierte Phenole, Bisphenole,
■ϊ° Hydrochinone, Dlarylamine, z. B. 2,2'-Methylen-bls-(4-älhyl-6-tert.-buiylphenol) und 2,2'-Bis-(4-methyl-6-tert.-butylphenol).
Für die Vulkanisation benötigt man elementaren Schwefel zusammen mit einer organischen Schwefelver-
")Γ> bindung. Schwefel wird erfindungsgemäß In einer Menge von 0,1 bis 1,3 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Polyisopren verwendet. Daneben werden 0,5 bis 1,5 Gew.-Teile eines organischen Polysulfide auf 100 Gew.-Teile Polyisopren verwendet. Ein Polysulf'id enthält wenigstens 2
b(1 reaktive oder funktionell Sulfidgruppen pro Molekül. Besonders geeignet sind Dlmorpholln-PolysulÜde, wie 4,4'-D!thlodlmorpholin.
Daneben werden 0.5 bis 1,5 Gew.-Teile eines Sull'enamld-Beschleunlgers verwendet. Beispiele tür diese SuI-
lv> fenamide sind N-tert.-Buiyl^-benzothlazol-sulfcnamid. N-Cydohexyl-2-benzothiazol-suHenamid, N,N-Dllsopropyl-2-bcn7othia7ol-suHenaniid, N-Oxydiälhylen-2-benzothiuzol-sullenamld. N-(2-,6-Dlmethylmorpholln)-2-
benzothiazol-sulfenarnid und N-Diäthyl-2-benzothiazolsulfenatnid. Außerdem werden auch noch 0,5 bis 1 Gew.-Teile eines Thiuramsulfid-Beschleunigers mit mindestens 2 Sulfidgruppen verwendet. Beispiele hierfür sind Tetramelhylthiuramdisulfid, Tetraäthylen-thiuramdisuifid, Dipentamethylen-thiuram-tetrasulfld, Mercaptobenzothiozyl-disulfid und Dimethyldiphenyl-thiuramdisulfid.
Es können selbstverständlich auch zwei oder mehrere der vorerwähnten Bestandteile innerhalb der angegebenen Mengenangaben verwendet werden. Ebenso ist es möglich, Adjuvantien zuzugeben, die die gewünschten Eigenschaften des vulkanisierten Kautschuks nicht nachteilig beeinflussen, wobei diese Mengen auf bis zu 15 Gew.-% beschränkt sind. Solche geeigneten Adjuvantien sind beispielsweise Verstärkungsfüllstoffe wie Ruß oder Weichmacher.
In den folgenden Vergleichsbeispielen und im Beispiel werden Mischungen für die Herstellung von Paplerzufuhrbändern für xerographische Vorrichtungen beschrie- 2d ben. Die Messungen wurden in der nachfolgenden Waise durchgeführt. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Mengen In Gewichtsteilen angegeben.
Vorrichtung für die Prüfung der PapierzufuhrbänckT ,.
Die Testvorrichtung enthält eine modifizierte Paperzufuhrvorrichtung, wie sie In den Fig. 3 und 8 der US-PS 34 69 834 beschrieben wird. Die Drosselwalze (Bezugszeichen 282 in den Flg. 3 und 8 der genannten Patentschrift) ist direkt auf die Durckkraitzelle montiert in (Honeywell Statham UC-3-Energieumwandler mit einem UL 4-10-Kuppler, Bereich 0 bis 4,5 kg). Angebracht zwischen der Drosselwalze und der Druckzelle ist eine Blokklerungsnutzanordnung, so daß die Drosselwalze entsprechend der Bandeinwirkung (Druck) eingestellt werden kann. Statische Walzen werden verwendet, so daß die Anfangsbetrlebsbedingur.gen Bandbelastungen zwischen 0,5 und 0,6 kg entsprechen. Der Bandzufuhrimpuls wurde elektronisch reguliert durch eine einstellbare Schalterelnhelt. Die Pulsraten wurden bei ungefähr 6000/h gehalten.
Testverfahren für die Papierzul'uhrbänder
Die zu prüfenden Zufuhrbänder wurden auf der beschriebenen Vorrichtung bei nominellen Belastungen von 0,5 bis 0,6 kg und einer Pulsrate von 6000/h un:ersucht. Die variablen Parameter sind die Belastungsvariation zwischen den statischen und den dynamischen Bedingungen als Funktion der Zeit (Pulszyklen). Diese Variationen wurden unter Verwendung eines Mlllivolt-Registrierslreifen-Aufzeichnungsgeräts gemessen. Der statische Zustand wird als Belastungsdruck definiert, der bei dem stationären Band (keine Pulse) vorhanden Ist. wohingegen der iynamische Zustand als maximale Beladung definiert wird, die während des Pulszyklus' auftritt.
Die Prüfung von jedem zu prüfenden Band wurde bis zu dem Punkt durchgeführt, wo das Verhältnis von dynamischen zu statischen Belastungen 0,96 erreicht (ungefähr 4% Verminderung vom statischen Zustand)
Die für die Förderbänder untersuchten Mischungen sind In der folgenden Tabelle I angegeben, wo die Gebrauchsdauer des Randes In Stunden angegeben Ist und die Zelt angibt, bis zu dem Zeltpunkt, wo das verhältnis von dynamischer zu statische/ Belastung C.96 erreicht. Sofern nicht anders angegeben, enthalten die Kautschukverbindungen In den folgenden Beispielen und Verglelchsbelspielen 2 Teile Fettsäure und 100 TsIIe Metalloxid (ZnO) für je 100 Teile Kautschuk.
Vergleichsbeispiel 1
Üblicher Isoprenkautschuk wirä in einer Menge von 100 Teilen mit einem hohen Schwefelgehalt von 3,0 Teilen Gesamtschwefel/100 Teile Isopren vulkanisiert. Die Vulkanisationsmittel enthalten Mercaptobenzothiazol, Diphenylguanldin und Schwefel. Ein Papierzuführband wird daraus hergestellt und entsprechend den oben beschriebenen Verfahren geprüft. Die Gebrauchsdauer des Bandes bis zu dem Zeitpunkt, wo das Verhältnis von dynamischer zu statischer Beladung 0,96 erreicht, beträgt 2,3 Stunden.
Vergleichsbeispiel 2
Isoprenkautschuk, wie er im Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurde, wurde in Anwesenheit von 0,0 Teilen Schwefel vulkanisiert. Das entstehende Papierzufuhrband hat eine Gebrauchsdauer von 1,0 Stunden.
Vergleichsbeispiel 3
100 Teile Isoprenkautschuk mit 2,0 Teilen Zinkoxid/100 Teile Isoprenkautschuk, wurde hergestellt. Der Gehalt an elementarem Schwefel betrug 0,3 Teile/100 Teile Isoprenkautschuk. Das Papierzufuhrband hatte eine Gebrauchsdauer von 3,0 Stunden.
Vergleichsbeispiel 4
Der Isoprenkautschuk von Beispiel 1 (100 Teile) wurde unter Verwendung eines niedrigen Schwefelgehalts von i0,3 Teilen Schwefel/100 Teile Isoprenkautschuk vulkanisiert. Sulfenamid-Beschleuniger, zusammen mit 4,4'-Dithiodimorpholin wurden jeweils als Vulkanisationsmittel oder Beschleuniger in Mengen von 1,0 Teilen/100 Teilen Isoprenkautschuk verwendet. Das Polysulfld, tert.-Methylthiuram-dlsulfid, wurde als Vernetzungsmittel, und zwar in einer Menge von 0,7 Teilen/100 Teilen Isoprenkautschuk verwendet. Das Papierzufuhrband hatte eine Gebrauchsdauer von 2,0 Stunden. Die kurze Gebrauchsdauer dieses Papierzufuhrbandes ist dem niedrigen Gehalt an Polysulfid, das in der Masse vorhanden · ist, zuzuschreiben.
Vergleichsbeispiel 5
Eine Isoprenkautschukmasse wurde entsprechend der in Beispiel 4 beschriebenen Welse hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Polysulfidgehalt 0.4 Teile/100 Teile Isoprenkautschuk betrug. Das Polysulfld enthält Tetramethylthiuram-dlsulfld. Das daraus hergestellte Papierzufuhrband besitzt eine Gebrauchsdauer von 1,0 Stunden.
Vergleichsbelsplel 6
100 Teile eines Isopren/Styrol-butadlenkautschuks mit 80 Teilen Isopren und 20 Teilen SBR werden unter Verwendung eines niedrigen Gehalts an elementarem Schwefel von 0,3 Teilen/100 Teile Isopren In Anwesenheit von jeweils 1,0 Teilen/100 Teile Isopren der folgenden Verbindung gehärtet: N-tert.-Butyl-2-benzthiozolsuI-fenamid, 4,4'-Dlthlodlmorpholln, und 1,0 Teile Tetramethylthiuram-dlsulfid. Das Papierzufuhrband besitzt eine Gebrauchsdauer von 3 Stunden.
Beispiel
100 Teile Isoprenkautschuk mit hohem cls-l,4-Gehalt werden mit 10 Teilen Zinkoxid, 2,0 Teilen Stearinsäure
und 1,25 Teilen eines Antioxydans aus gemischten aromatischen Aminen vermischt. Härtungsmittel, die elementaren Schwefel und Beschleuniger enthalten, werden zu dieser Formulierung gegeben. Es werden verwendet: 1,0 Teile 4,4'-Dithiodimorpholin pro 100 Teile Isoprenkautschuk, 1,0 Teile N-tert.-Butyi-2-benzthiozoIsulfenamid pro 100 Teile Isoprenkautschuk, 1,0 Teils Tetramethylthiuram-disulfid pro 100 Teile Isoprenkautschuk und 0,3 Teile Schwefel/100 Teile Isoprenkautschuk. Das Papierzufuhrband hat eine Gebrauchsdauer von über 12 Stunden. In diesem Beispiel werden das erftndungsgemäße Verfahi-en und die erfindungsgemäßen Massen erläutert, und es ist erkennbar, daß die erfindungsgemäßen Isoprenkautschukmassen wesentlich bessere Eigenschaften besitzen als die in den Vergleichsbeispielcn 1 bis 6 beschriebenen Massen.
Vergleichsbeispiel 7
Ein Urethanelastomer, das nach bekannten Verfahren gehärtet wurde, kann als Papierzufuhrbandverbindung nicht eingesetzt werden, da es sich zu schnell zersetzt.
Vergleichsbeispiele 8 und 9
Naturkautschuk, gehärtet gemäß einem Peroxid-Här- ;ungsverfahren, kann für Papierzufuhrbandverbindungen nicht verwendet werden, da er sich zu schnell zersetzt.
In Beispiel 9 ergibt Naturkautschuk, der mit einem niedrigen Schwefelgehalt gehärtet w!rd, ein Papierzufuhrband mit einer Gebrauchsdauer von 8,3 Stunden. Die Naturkautschukverbindung ist im allgemeinen jedoch für Papierzufuhrbänder ungeeignet, da die Ergebnisse nicht konstant reproduziert werden können. Das Molekulargewicht des gehärteten Naturkautschuks mit niedrigem Schwefelgehalt variiert entsprechend den Kautschukcompoundierungsbedingungen zu stark, und die Zersetzung während der Kautschukverarbeitung ist ein Faktor, der die ungleichmäßige Reproduzierbarkeit der Papierzufuhrbänder, die aus solchen Naturkautschukverbindungen hergestellt sind, eglbt.
In Tabelle I wird das erfindungsgemäß hergestellte Papierzufuhrband gemäß dem Beispiel mit ähnlichen Papierzufuhrbändern gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 9 verglichen.
Tabelle I
Beispiel Kautschuk Vulkanisationsmittel Gebrauchs
(Vergleichs dauer (h)
beispiel)
Isopren wenig Schwefel 12,0
1 Isopren MBT/DPG/S 2,3
2 Isopren kein Schwefel 1,0
3 Isopren wenig Schwefel 3,0
(wenig ZnO)
4 Isopren wenig Schwefel 2,0
5 Isopren wenig Schwefel 1,0
6 Isopren (SBR) ... :^ cu f«i 3,0
7 Urethan üblich arbeitet nicht
8 Naturkautschuk Peroxid arbeitet nicht
9 Naturkautschuk *) wenig Schwefel 8,3
*) die Ergebnisse sind nicht konstant reproduzierbar.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verwendung einer Mischung, die auf 100 Gew.-Teilen Polyisopren mit hohem cis-l,4-Gehalt,
    6,0 bis 15,0 Gew.-Teile Metalloxid,
    1,0 bis 5,0 Gew.-Teile Fettsäure,
    0 bis 2,0 Gew.-Teile Antioxidans,
    0,5 bis 1,5 Gew.-Teile eines organischen Polysulfide
    0,5 bis 1,5 Gew.-Teile mindestens eines Sulfenamid-Beschleunigers,
    0,5 bis 1,0 Gew.-Teile eines Thiuramsulfid-Beschleunigers mit mindestens zwei Sulfidgruppen und
    0,1 bis 1,3 Gew.-Teile Schwelet enthält
    zur Herstellung von hochabriebbeständigen Förderbändern für die Papierzufuhr in xerographischen Vorrichtungen.
DE2506017A 1974-04-26 1975-02-13 Verwendung einer Polyisopren mit hohem cis-1,4-Gehalt enthaltenden Mischung zur Herstellung von hochabriebbeständigen Förderbändern für die Papierzufuhr in xerographischen Vorrichtungen Expired DE2506017C2 (de)

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