JP2005281629A - Rubber composition and transmission belt using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゴム組成物及びそれを用いた伝動ベルトに関し、詳しくは耐熱性及び耐磨耗性に優れたゴム組成物及びそれを用いた伝動ベルトに関する。 The present invention relates to a rubber composition and a transmission belt using the same, and more particularly to a rubber composition excellent in heat resistance and wear resistance and a transmission belt using the same.
従来、Vリブドベルト、ラップドVベルト、ローエッジVベルト、変速ベルト、平ベルト等の各種伝動ベルトにおいて、それらの本体を構成するゴムとして、耐熱性、耐候性、耐オゾン性に優れたハロゲン元素含有ポリマーを原料ゴムとするゴム組成物が多用されている。 Conventionally, in various transmission belts such as a V-ribbed belt, a wrapped V-belt, a low-edge V-belt, a transmission belt, and a flat belt, a halogen element-containing polymer having excellent heat resistance, weather resistance, and ozone resistance as a rubber constituting the main body. A rubber composition using as a raw material rubber is frequently used.
前記伝動ベルトの中で、Vリブドベルトについては、近年の自動車のコンパクト化に伴って、耐熱性の一層の向上が求められるようになってきている。Vリブドベルトに用いられるハロゲン元素含有ポリマーを原料ゴムとするゴム組成物としては、最も一般的なものとして、クロロプレンゴム組成物がある。従来、クロロプレンゴム組成物の耐熱性を高めるには、配合する老化防止剤を適切に選択することが有効であることが知られている。具体的には、p−(p−トルエンスルホニルアミド)ジフエニルアミン、ジオクチルジフエニルアミン、ジクミルジフェニルアミン等の老化防止剤である。 Among the transmission belts, the V-ribbed belt has been required to have further improved heat resistance as the automobile becomes more compact in recent years. As a rubber composition using a halogen element-containing polymer used as a raw rubber for the V-ribbed belt, a chloroprene rubber composition is most common. Conventionally, in order to increase the heat resistance of a chloroprene rubber composition, it is known that it is effective to appropriately select an anti-aging agent to be blended. Specifically, it is an anti-aging agent such as p- (p-toluenesulfonylamide) diphenylamine, dioctyldiphenylamine, dicumyldiphenylamine and the like.
特許文献1には、老化防止剤としてフエニル−α−ナフチルアミンを亜鉛粉末と共に配合することによつて、また特許文献2には、老化防止剤として4,4’−(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミンを亜鉛粉末と共に配合することによつて、それぞれクロロプレンゴム組成物の耐熱性を改善することが提案されている。
In
しかし、前記各種老化防止剤を用いたクロロプレンゴム組成物においては、耐熱性の改善は達成されているものの、耐磨耗性が低下するという問題があった。 However, the chloroprene rubber composition using the various anti-aging agents has a problem that although the heat resistance is improved, the wear resistance is lowered.
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、耐磨耗性を維持しつつ、耐熱性を向上させるゴム組成物及びそれを用いた伝動ベルトを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide a rubber composition for improving heat resistance while maintaining wear resistance, and a transmission belt using the same. To do.
すなわち本願請求項1記載の発明は、ハロゲン元素を含む原料ゴム100質量部に対して0.1〜10質量部の炭素数6以上10以下の脂肪酸のアルミニウム塩からなる老化防止剤を含むゴム組成物である。
That is, the invention according to
請求項2記載の発明は、ハロゲン元素を含む原料ゴム100質量部に対して0.1〜10質量部の炭素数6以上10以下の脂肪酸のアルミニウム塩からなる老化防止剤及びジフェニルアミン系の老化防止剤を含むゴム組成物である。
The invention according to
請求項3記載の発明は、前記脂肪酸がオクタノイック酸である請求項1または2に記載のゴム組成物である。
The invention according to
請求項4記載の発明は、ハロゲン元素を含む原料ゴムがクロロプレンである請求項1乃至3のいずれかに記載のゴム組成物である。
The invention according to
請求項5記載の発明は、ベルト長手方向に埋設された心線と圧縮ゴム層を配した伝動ベルトにおいて、少なくとも前記圧縮ゴム層に、ハロゲン元素を含む原料ゴム100質量部に対して0.1〜10質量部の炭素数6以上10以下の脂肪酸のアルミニウム塩からなる老化防止剤を含むゴム組成物を用いることを特徴とする伝動ベルトである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the power transmission belt in which the core wire embedded in the belt longitudinal direction and the compressed rubber layer are arranged, at least the compressed rubber layer has a content of 0.1 with respect to 100 parts by mass of the raw material rubber containing a halogen element. It is a power transmission belt characterized by using a rubber composition containing an anti-aging agent composed of an aluminum salt of 10 to 10 parts by mass of a fatty acid having 6 to 10 carbon atoms.
請求項6記載の発明は、ベルト長手方向に埋設された心線と圧縮ゴム層を配した伝動ベルトにおいて、少なくとも前記圧縮ゴム層に、ハロゲン元素を含む原料ゴム100質量部に対して0.1〜10質量部の炭素数6以上10以下の脂肪酸のアルミニウム塩からなる老化防止剤及びジフェニルアミン系の老化防止剤を含むゴム組成物を用いることを特徴とする伝動ベルトである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the power transmission belt in which the core wire embedded in the belt longitudinal direction and the compressed rubber layer are disposed, at least the compressed rubber layer has a content of 0.1 with respect to 100 parts by mass of the raw material rubber containing a halogen element. It is a power transmission belt characterized by using a rubber composition containing an anti-aging agent composed of an aluminum salt of 10 to 10 parts by mass of a fatty acid having 6 to 10 carbon atoms and a diphenylamine type anti-aging agent.
請求項7記載の発明は、前記脂肪酸がオクタノイック酸である請求項5または6に記載の伝動ベルトである。 The invention according to claim 7 is the power transmission belt according to claim 5 or 6, wherein the fatty acid is octanoic acid.
請求項8記載の発明は、前記ハロゲン元素を含む原料ゴムがクロロプレンである請求項5乃至7のいずれかに記載の伝動ベルトである。
The invention according to claim 8 is the power transmission belt according to any one of
請求項9記載の発明は、前記圧縮ゴム層にベルト長手方向に延在する複数のリブ部を有するVリブドベルトである請求項5乃至8のいずれかに記載の伝動ベルトである。 A ninth aspect of the present invention is the transmission belt according to any one of the fifth to eighth aspects, wherein the compressed rubber layer is a V-ribbed belt having a plurality of rib portions extending in a belt longitudinal direction.
本願請求項1〜4記載の発明によれば、脂肪酸金属塩系の老化防止剤及びジフェニルアミン系の老化防止剤の作用によって、耐磨耗性を低下させることなく耐熱性を向上させたゴム組成物を提供することができる。また請求項5〜9記載の発明によれば、前記ゴム組成物を用いた、耐磨耗性を低下させることなく耐熱性を向上させた伝動ベルトを提供することができる。
According to the invention described in
以下、本発明のゴム組成物及びそれを用いた伝動ベルトについて詳細に説明する。
本発明のゴム組成物は、原料ゴムとしてハロゲン元素を含む原料ゴムを含む。具体的には、クロロプレン、エピクロルヒドリン、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン等が挙げられ、中でもクロロプレンあるいはエピクロルヒドリンが最も好ましい。
Hereinafter, the rubber composition of the present invention and the transmission belt using the same will be described in detail.
The rubber composition of the present invention includes a raw rubber containing a halogen element as a raw rubber. Specific examples include chloroprene, epichlorohydrin, polyvinyl chloride, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, alkylated chlorosulfonated polyethylene, etc. Among them, chloroprene or epichlorohydrin is most preferable.
本発明のゴム組成物には、老化防止剤として、少なくとも脂肪酸金属塩系の老化防止剤が配合される。ここで脂肪酸金属塩系の老化防止剤としては、炭素数が6以上10以下の脂肪酸、すなわちヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタノイック酸、ノナノイック酸、デカノイック酸から選ばれる脂肪酸の金属塩が好適に用いられる。炭素数が5以下の脂肪酸金属塩はブルームしやすく、一方炭素数が11以上の脂肪酸金属塩は官能基の比率が低下するため、十分な老化防止効果が得られない。金属塩の金属の種類としては、原料ゴムの塩素引抜きを防止し、耐熱性を向上させるためには、アルミニウムが最も好ましい。 The rubber composition of the present invention is blended with at least a fatty acid metal salt-based antiaging agent as an antiaging agent. Here, as the fatty acid metal salt-based antioxidant, a fatty acid metal having 6 to 10 carbon atoms, that is, a metal salt of a fatty acid selected from hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, and decanoic acid is preferably used. . A fatty acid metal salt having 5 or less carbon atoms is likely to bloom, whereas a fatty acid metal salt having 11 or more carbon atoms has a reduced ratio of functional groups, so that a sufficient anti-aging effect cannot be obtained. As a metal type of the metal salt, aluminum is most preferable in order to prevent chlorine extraction of the raw rubber and to improve heat resistance.
脂肪酸金属塩系の老化防止剤は、原料ゴム100質量部に対して0.1〜10質量部配合することによって、ゴム組成物の耐磨耗性を維持しつつ、耐熱性を向上させることができる。配合量が0.1質量部未満では、耐熱性向上効果が十分得られず、一方10質量部を超えると、ゴムの加硫に悪影響を与え、伝動ベルトに使用した場合、早期破壊に至るおそれがある。 Fatty acid metal salt-based anti-aging agents can improve the heat resistance while maintaining the wear resistance of the rubber composition by blending 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw rubber. it can. If the blending amount is less than 0.1 parts by mass, the effect of improving the heat resistance cannot be obtained sufficiently. There is.
本発明のゴム組成物に配合される老化防止剤には、脂肪酸金属塩系の老化防止剤の他、脂肪酸金属塩系の老化防止剤と併用されるジフェニルアミン系の老化防止剤がある。ジフェニルアミン系の老化防止剤としては、4,4'−ビス(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、ジクミルジフェニルアミン、スチレン化ジフェニルミアン、p−(p−トルエンスルホニルアミド)ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、p−イソプロポキシジフェニルアミン、p−(p−トルエンスルホニルアミド)−ジフェニルアミン等が用いられる。 Anti-aging agents blended in the rubber composition of the present invention include fatty acid metal salt-based anti-aging agents and diphenylamine-based anti-aging agents used in combination with fatty acid metal salt-based anti-aging agents. Diphenylamine-based anti-aging agents include 4,4′-bis (α, α-dimethylbenzyl) diphenylamine, dicumyldiphenylamine, styrenated diphenylmian, p- (p-toluenesulfonylamido) diphenylamine, octylated diphenylamine, p -Isopropoxydiphenylamine, p- (p-toluenesulfonylamide) -diphenylamine, etc. are used.
ジフェニルアミン系の老化防止剤は、脂肪酸金属塩系の老化防止剤と共に、その合計の配合量が原料ゴム100質量部に対して0.1〜10質量部配合となるように配合することによって、ゴム組成物の耐磨耗性を維持しつつ、耐熱性を向上させることができる。ジフェニルアミン系の老化防止剤は、従来、ゴム組成物の耐熱性向上を目的に配合されていた老化防止剤であり、ジフェニルアミン系の老化防止剤と耐磨耗性の向上に効果がある脂肪酸金属塩系の老化防止剤とを併用することによって、所望の耐磨耗性と耐熱性を有するゴム組成物が得られる。 The diphenylamine-based anti-aging agent is mixed with the fatty acid metal salt-based anti-aging agent so that the total compounding amount is 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw rubber. The heat resistance can be improved while maintaining the wear resistance of the composition. A diphenylamine-based anti-aging agent is an anti-aging agent that has been conventionally formulated for the purpose of improving the heat resistance of rubber compositions, and is a diphenylamine-based anti-aging agent and a fatty acid metal salt that is effective in improving wear resistance. A rubber composition having desired wear resistance and heat resistance can be obtained by using together with a system anti-aging agent.
本発明のゴム組成物には、前記原料ゴム及び老化防止剤に加えて、通常のゴム組成物に配合される配合物、即ち硫黄、金属酸化物等の加硫剤、ビスマレイミド、エチレンチオウレア等の加硫促進剤、各種カーボンブラック、シリカ等の補強剤、炭酸カルシウム等の充填剤、ナフテン系、パラフィン系オイル等の軟化剤、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート等の可塑剤、ポリエステル、ポリアミド、アラミド、ビニロン、綿等の短繊維が配合される。 In the rubber composition of the present invention, in addition to the raw material rubber and the anti-aging agent, a compounded in an ordinary rubber composition, that is, a vulcanizing agent such as sulfur and metal oxide, bismaleimide, ethylenethiourea, etc. Vulcanization accelerators, various carbon blacks, reinforcing agents such as silica, fillers such as calcium carbonate, softeners such as naphthenic and paraffinic oils, plasticizers such as dioctyl phthalate and dioctyl adipate, polyester, polyamide, aramid, Short fibers such as vinylon and cotton are blended.
前記各種配合物を混練する方法は、特に限定されるものではなく、バンバリーミキサー、ニーダー等、適宜公知の方法が用いられる。 The method for kneading the various blends is not particularly limited, and a known method such as a Banbury mixer or a kneader may be used as appropriate.
次に、前記各種配合物からなるゴム組成物を用いた伝動ベルトについて説明する。本発明の伝動ベルトは、Vリブドベルト、Vベルト、変速ベルト、平ベルト等の摩擦伝動のベルトであって、それらのベルトの少なくとも圧縮ゴム層に前記ゴム組成物を用いた伝動ベルトである。以下、Vリブドベルトについて詳細に説明する。 Next, a description will be given of a power transmission belt using a rubber composition composed of the above-described various compounds. The transmission belt of the present invention is a belt for friction transmission such as a V-ribbed belt, a V-belt, a transmission belt, and a flat belt, and is a transmission belt using the rubber composition in at least a compression rubber layer of these belts. Hereinafter, the V-ribbed belt will be described in detail.
図1に本発明のVリブドベルトの断面斜視図を示す。Vリブドベルト1は、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維などを素材とする繊維コードよりなる心線3を接着ゴム層2中に埋設し、その下側に圧縮ゴム層4を有する。この圧縮ゴム層4にはベルト長手方向に伸びる断面略三角形の複数のリブが設けられ、またベルト表面にはカバー帆布5が積層される。本発明のゴム組成物は、少なくとも圧縮ゴム層4に用いられる。接着ゴム層2には特に制限はないが、圧縮ゴム層4と同種のゴム組成物を用いてもよい。
FIG. 1 is a cross-sectional perspective view of the V-ribbed belt of the present invention. The V-ribbed
心線3としては、ゴムとの接着性を付与するために接着処理が施されたポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等からなるコードが使用される。接着処理としては、必要に応じてエポキシ又はイソシアネート化合物で前処理を行なった後に、コードをレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス(RFL)液に浸漬後、加熱乾燥して表面に均一に接着層を形成するのが一般的である。接着処理されたコードは、1.0〜1.3mmの巻き付けピッチで巻き付けられ、心線3が形成される。
As the
カバー帆布5は、織物、編物、不織布から選択される帆布である。繊維素材としては、綿、麻等の天然繊維や、金属繊維、ガラス繊維等の無機繊維、そしてポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリフロルエチレン、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリエステル、アラミド等の有機繊維が挙げられる。カバー帆布5は、RFL液に浸漬後、未加硫ゴムを擦り込むフリクション処理や、ゴムを溶剤に溶かしたソーキング液に浸漬する処理が施される。
The
Vリブドベルトの代表的な製造方法は以下の通りである。まず、円筒状の成形ドラムの周面に帆布と接着ゴム層を巻き付けた後、この上にコードを所定ピッチの螺旋状に巻き付け、更に接着ゴム層、圧縮ゴム層を順次巻き付けて積層体を得た後、これを所定の温度・圧力で加硫し、加硫スリーブを得る。 A typical manufacturing method of the V-ribbed belt is as follows. First, a canvas and an adhesive rubber layer are wound around the circumferential surface of a cylindrical molding drum, and then a cord is wound around the spiral in a predetermined pitch, and then an adhesive rubber layer and a compressed rubber layer are sequentially wound to obtain a laminate. Thereafter, this is vulcanized at a predetermined temperature and pressure to obtain a vulcanized sleeve.
次に、加硫スリーブを駆動ロールと従動ロールに掛架して所定の張力下で走行させ、更に回転させた研削ホイールを走行中の加硫スリーブの圧縮ゴム層表面に当接するように移動させて、加硫スリーブの圧縮ゴム層表面にリブ部となる3〜100個の複数の溝状部を一度に形成する。このようにして得られた加硫スリーブを駆動ロールと従動ロールから取り外し、別の駆動ロールと従動ロールに掛架して走行させ、カッターによって所定の幅に切断して個々のVリブドベルトを得る。 Next, the vulcanization sleeve is hung on the driving roll and the driven roll and travels under a predetermined tension, and the rotated grinding wheel is moved so as to contact the compressed rubber layer surface of the traveling vulcanization sleeve. Then, 3 to 100 plural groove-like portions serving as rib portions are formed at a time on the surface of the compressed rubber layer of the vulcanized sleeve. The vulcanized sleeve thus obtained is removed from the drive roll and the driven roll, is run on another drive roll and the driven roll, and is cut to a predetermined width by a cutter to obtain individual V-ribbed belts.
続いて、本発明のゴム組成物及びそれを用いた伝動ベルトについて、実施例を示しながら詳細に説明する。表1に示す配合物をバンバリ−ミキサーで混練りし、オープンロールで薄通しを行った後、150℃、30分で加硫し、加硫ゴム物性を測定した。用いた老化防止剤は、オクタノイック酸アルミニウム塩(老化防止剤A)、スチレン化ジフェニルアミン(老化防止剤B)、ジクミルジフェニルアミン(老化防止剤C)である。また、綿帆布、接着処理したポリエステル繊維からなるコード、表1の配合物からなる圧縮ゴム層用シート及び接着ゴム層用シートを用いて3PK1100サイズのVリブドベルトを作製し、室温下で図2に示すレイアウトにて24時間の磨耗試験を行った。それぞれの結果を表1に示す。 Next, the rubber composition of the present invention and the transmission belt using the rubber composition will be described in detail with reference to examples. The blends shown in Table 1 were kneaded with a Banbury mixer and passed through an open roll, then vulcanized at 150 ° C. for 30 minutes, and the physical properties of the vulcanized rubber were measured. Anti-aging agents used are aluminum octanoic acid (anti-aging agent A), styrenated diphenylamine (anti-aging agent B), and dicumyl diphenylamine (anti-aging agent C). Further, a 3PK1100 size V-ribbed belt was prepared using cotton canvas, cords made of polyester fibers subjected to adhesion treatment, a sheet for compressed rubber layer and a sheet for adhesive rubber layer made of the composition shown in Table 1, and shown in FIG. 2 at room temperature. A 24 hour wear test was performed with the layout shown. The results are shown in Table 1.
実施例1〜3は、オクタノイック酸アルミニウムからなる老化防止剤及びシフェニルアミン系の老化防止剤の効果で120℃×7日間後の破断伸度の低下は少なく、ベルト走行後の磨耗率も小さくなっている。一方、比較例1は、ジクミルジフェニルアミンの効果で熱老化後の破断伸度の低下は小さいが、モジュラスが低下しており、結果としてベルト走行後の磨耗率が大きくなった。また、比較例2は、老化防止剤が配合されていないため、120℃×7日間後の破断伸度が小さくなった。 In Examples 1 to 3, due to the effects of an anti-aging agent composed of aluminum octanoic acid and an anti-aging agent based on siphenylamine, there was little decrease in elongation at break after 120 ° C. × 7 days, and the wear rate after running the belt was small. It has become. On the other hand, in Comparative Example 1, due to the effect of dicumyldiphenylamine, the decrease in elongation at break after heat aging was small, but the modulus was decreased, and as a result, the wear rate after running the belt was increased. Moreover, since the comparative example 2 was not mix | blended with the antioxidant, the breaking elongation after 120 degreeC x 7 days became small.
耐熱性及び耐磨耗性の両立が要求される用途、特に摩擦伝動ベルトに有効に適用されるゴム組成物及びその摩擦伝動ベルト、特に自動車用Vリブドベルトである。 It is a rubber composition that is effectively applied to an application that requires both heat resistance and wear resistance, particularly a friction transmission belt, and its friction transmission belt, particularly a V-ribbed belt for automobiles.
1 Vリブドベルト
2 接着ゴム層
3 心線
4 圧縮ゴム層
5 カバー帆布
1 V-ribbed
Claims (9)
The power transmission belt according to any one of claims 5 to 8, which is a V-ribbed belt having a plurality of rib portions extending in a belt longitudinal direction on the compressed rubber layer.
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