JP2020200907A - Transmission belt - Google Patents

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JP2020200907A
JP2020200907A JP2019109484A JP2019109484A JP2020200907A JP 2020200907 A JP2020200907 A JP 2020200907A JP 2019109484 A JP2019109484 A JP 2019109484A JP 2019109484 A JP2019109484 A JP 2019109484A JP 2020200907 A JP2020200907 A JP 2020200907A
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齋藤 俊裕
Toshihiro Saito
俊裕 齋藤
直之 石田
Naoyuki Ishida
直之 石田
圭一郎 松尾
Keiichiro Matsuo
圭一郎 松尾
正吾 小林
Shogo Kobayashi
正吾 小林
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Abstract

To provide a transmission belt composed of a rubber composition excellent in elasticity and low loss properties.SOLUTION: A transmission belt is composed of a rubber composition. The rubber composition contains, based on a sulfur-modified chloroprene rubber 100 pts.wt., 1.8-3.0 pts.wt. of a cellulose nanofiber that is fibrillated by mechanical treatment without modifying a hydroxymethyl group of the cellulose nanofiber with carboxylic acid or carboxylate.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、伝動ベルトに関するものである。 The present invention relates to a transmission belt.

クロロプレンゴムは、各種合成ゴムの中でも各物性のバランスが良好であるため幅広い用途に使用されている。なかでも硫黄を共重合した硫黄変性クロロプレンゴムは、その優れた動的特性から伝動ベルトの原材料の1つとして使用されているが、近年の高性能化や燃費向上の要求により、更なる高弾性化、低損失化が要望されている。 Chloroprene rubber is used in a wide range of applications because it has a good balance of physical properties among various synthetic rubbers. Among them, sulfur-modified chloroprene rubber, which is a copolymer of sulfur, is used as one of the raw materials for transmission belts due to its excellent dynamic properties. However, due to the recent demand for higher performance and improved fuel efficiency, it has even higher elasticity. There is a demand for lower loss and lower loss.

弾性の指標としては、試料に一定の振動を与えた場合の応力変化から求める動的粘弾性や、その粘弾性における弾性比率である正接損失が挙げられ、正接損失が小さい程伝動ベルトにした際に伝動効率が高くなる。 Examples of elasticity include dynamic viscoelasticity obtained from the stress change when a constant vibration is applied to the sample, and tangent loss, which is the elastic ratio of the viscoelasticity. The smaller the tangent loss, the more the transmission belt is used. The transmission efficiency becomes high.

加硫ゴムを作製する際には、通常カーボンブラックやシリカなどの補強材を配合することで強度や弾性率を高くすることができるが、これらの粒状補強材の配合による補強では、加硫ゴムの硬さも同時に著しく上昇しゴム製品への加工性低下や、弾性率向上に伴い正接損失も大きくなるため、適切なゴムの硬さを維持するためには、補強効果に限界がある。 When producing vulcanized rubber, it is usually possible to increase the strength and elastic modulus by blending a reinforcing material such as carbon black or silica, but when reinforcing by blending these granular reinforcing materials, the vulcanized rubber is used. At the same time, the hardness of the rubber increases remarkably, the processability of the rubber product decreases, and the vulcanization loss increases as the elastic modulus increases. Therefore, there is a limit to the reinforcing effect in order to maintain an appropriate rubber hardness.

一方で、繊維形状の補強材が提案されており、セルロース繊維を配合したタイヤ等が提案されている。(例えば特許文献1)しかし、疎水性のゴムに対し、親水性のセルロースは分散性が劣るため補強効果が低い。その対策として、ナノオーダーのセルロースと、それを分散するための分散剤や固定するためのシランカップリング剤を天然ゴムラテックスに配合したタイヤが提案されている。(特許文献2〜特許文献3)しかし、これらの方法では分散剤等のゴムとセルロースを分散するための薬剤が別途必要であり、コストが高くなる。また、クロロプレンゴムへの検討はあまりされていないのが実情である。 On the other hand, fiber-shaped reinforcing materials have been proposed, and tires and the like containing cellulose fibers have been proposed. (For example, Patent Document 1) However, hydrophilic cellulose has a lower reinforcing effect than hydrophobic rubber because it has poor dispersibility. As a countermeasure, a tire in which nano-order cellulose and a dispersant for dispersing the cellulose and a silane coupling agent for fixing the cellulose are blended with natural rubber latex has been proposed. (Patent Documents 2 to 3) However, these methods require a separate agent for dispersing rubber and cellulose, such as a dispersant, which increases the cost. In addition, the fact is that chloroprene rubber has not been studied much.

特開2006−206864号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-206864 特開2009−191197号公報JP-A-2009-191197 特開2009−191198号公報JP-A-2009-191198

本発明はこの問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高弾性率で低正接損失を示すゴム組成物からなる伝動ベルトを提供するものである。 The present invention has been made in view of this problem, and an object of the present invention is to provide a transmission belt made of a rubber composition having a high elastic modulus and a low tangent loss.

本発明者は、このような背景の下、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、伝動ベルトに高弾性率でありながら低正接損失を示す硫黄変性クロロプレンゴムとセルロースナノファイバーを含むゴム組成物を用いることで、伝動効率に優れた伝動ベルトとなることを見出した。即ち、本発明は、硫黄変性クロロプレンゴム100重量部に対し、セルロースナノファイバーのヒドロキシメチル基をカルボン酸又はカルボン酸塩で変性せずに、機械的処理により解繊されたセルロースナノファイバー1.8〜3.0重量部を含むことを特徴とするゴム組成物からなる伝動ベルトである。 Against this background, as a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor has made a rubber composition containing sulfur-modified chloroprene rubber and cellulose nanofibers, which show a low tangent loss while having a high elastic modulus in the transmission belt. It was found that the transmission belt with excellent transmission efficiency can be obtained by using. That is, in the present invention, the hydroxymethyl group of the cellulose nanofibers is not modified with a carboxylic acid or a carboxylic acid salt with respect to 100 parts by weight of the sulfur-modified chloroprene rubber, and the cellulose nanofibers are defibrated by mechanical treatment 1.8. A transmission belt made of a rubber composition, which comprises ~ 3.0 parts by weight.

以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の伝動ベルトに用いるゴム組成物は、硫黄変性クロロプレンゴム100重量部に対し、セルロースのヒドロキシメチル基をカルボン酸又はカルボン酸塩で変性せず、機械解繊でのみ解繊されたセルロースナノファイバー1.8〜3.0重量部を含むものである。 In the rubber composition used for the transmission belt of the present invention, the hydroxymethyl group of cellulose is not modified with a carboxylic acid or a carboxylic acid salt with respect to 100 parts by weight of sulfur-modified chloroprene rubber, and the cellulose nano is defibrated only by mechanical defibration. It contains 1.8 to 3.0 parts by weight of fiber.

硫黄変性クロロプレンゴムは、クロロプレン単量体と硫黄を乳化重合することにより得ることができる。 Sulfur-modified chloroprene rubber can be obtained by emulsion polymerization of a chloroprene monomer and sulfur.

硫黄の使用量は特に限定するものでは無いが、過剰に添加すると耐熱性に悪影響するため、通常クロロプレン単量体またはクロロプレン単量体とクロロプレンと共重合可能な単量体の合計100重量部に対し、0.2〜1重量部である。 The amount of sulfur used is not particularly limited, but if it is added in an excessive amount, the heat resistance is adversely affected. Therefore, the total amount of chloroprene monomer or chloroprene monomer and a monomer copolymerizable with chloroprene is 100 parts by weight. On the other hand, it is 0.2 to 1 part by weight.

クロロプレンゴムの乳化重合では、例えば、上記の単量体を乳化剤、水、重合開始剤、連鎖移動剤、その他安定剤等を混合し、所定温度にて重合を行い、所定の重合転化率で重合停止剤を添加し重合を停止する方法があげられる。 In the emulsion polymerization of chloroprene rubber, for example, the above-mentioned monomer is mixed with an emulsifier, water, a polymerization initiator, a chain transfer agent, other stabilizers, etc., polymerized at a predetermined temperature, and polymerized at a predetermined polymerization conversion rate. Examples thereof include a method of adding a terminator to terminate the polymerization.

乳化重合の開始剤としては、公知のフリーラジカル性物質、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過酸化物、過酸化水素、ターシャリーブチルヒドロパーオキサイド等の無機又は有機過酸化物等を用いることができる。また、これらは単独又は還元性物質、例えば、チオ硫酸塩、チオ亜硫酸塩、ハイドロサルファイト、有機アミン等との併用レドックス系で用いても良い。 As the emulsion polymerization initiator, known free radical substances such as peroxides such as potassium persulfate and ammonium persulfate, and inorganic or organic peroxides such as hydrogen peroxide and tertiary butyl hydroperoxide are used. be able to. In addition, these may be used alone or in a combined redox system with a reducing substance such as thiosulfate, thiosulfite, hydrosulfite, or organic amine.

重合温度は特に限定するものではないが、10〜50℃の範囲が好ましい。 The polymerization temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 50 ° C.

クロロプレンゴムの製造方法では、重合終了時期は特に限定するものでは無いが、生産性の面から、単量体の転化率が60%以上95%まで重合を行うことが一般的である。60%以下では生産量が少なくラテックスの固形分が低く、水の乾燥コストが高くなり、95%以上では重合時間が非常に長くなる。 In the method for producing chloroprene rubber, the time at which the polymerization is completed is not particularly limited, but from the viewpoint of productivity, the polymerization is generally carried out so that the conversion rate of the monomer is 60% or more and 95%. If it is 60% or less, the production amount is small and the solid content of latex is low, the drying cost of water is high, and if it is 95% or more, the polymerization time becomes very long.

重合停止剤としては、通常用いられる停止剤であれば特に限定するものでなく、例えば、フェノチアジン、2,6−t−ブチル−4−メチルフェノール、ヒドロキシルアミン等が使用できる。 The polymerization terminator is not particularly limited as long as it is a commonly used terminator, and for example, phenothiazine, 2,6-t-butyl-4-methylphenol, hydroxylamine and the like can be used.

また、重合停止したラテックスに解膠剤及び解膠助剤を添加し適当なムーニー粘度になるようムーニー粘度を調整することが可能である。解膠剤にはテトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラオクチルチウラムジスルフィド等のチウラム化合物が挙げられる。解膠助剤としてはジブチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸アンモニウム等のチオカルバミン酸化合物等が挙げられる。 Further, it is possible to adjust the Mooney viscosity so as to obtain an appropriate Mooney viscosity by adding a defibrating agent and a defibrating aid to the latex having been polymerized. Examples of the glazing agent include thiuram compounds such as tetraethyl thiuram disulfide, tetrabutyl thiuram disulfide, and tetraoctyl thiuram disulfide. Examples of the anti-glutinating agent include thiocarbamic acid compounds such as sodium dibutyldithiocarbamate and ammonium dimethyldithiocarbamate.

解膠反応を終了させるムーニー粘度は、本発明の高弾性応力を満足させるものであれば特に限定はしないが、混練作業性を考慮すると20〜80が好ましい。 The Mooney viscosity for terminating the thawing reaction is not particularly limited as long as it satisfies the high elastic stress of the present invention, but is preferably 20 to 80 in consideration of kneading workability.

セルロースナノファイバーは木材に含まれるセルロースの繊維を平均繊維径数ナノ〜数十ナノレベルまで解繊したものである。セルロースの解繊処理は主に機械的処理によるものと、化学処理により各種官能基を付与し、機械処理を併用することでセルロースナノファイバー同士の凝集を抑制し、より細いシングルナノレベルまで実施するものがあるが、本発明では化学処理をせず機械処理のみにより得たものを用いる。一般的に機械解繊のみでは平均繊維径が10nm以下とすることが困難であるが、本発明では10〜300nmが好ましく、更に好ましくは30〜200nmである。平均繊維径が10nm以上とすることで物性が良好となり、300nm以下では加硫ゴムの成形加工性や物性が良好である。また、繊維長は0.5μmから数μm程度まで様々であるが、平均繊維長が0.5μm以上のセルロースナノファイバーは加硫ゴムの加工性や物性に優れ、平均繊維長が1500μm未満のものは、セルロースナノファイバー含有ゴムの成形加工性が良好となるため、好ましくは10〜1500μmである。また、セルロースナノファイバーがカルボン酸塩又はカルボン酸を有するとゴム中でのセルロースナノファイバーの分散状態が悪化し、凝集するため、得られる加硫ゴムの引張応力の増大効果が低下したり、ハンドリングが低下する。そのため、セルロースにはカルボン酸塩及びカルボン酸を含まないものを用いる。 Cellulose nanofibers are defibrated cellulose fibers contained in wood to an average fiber diameter of several nanometers to several tens of nanometers. Cellulose defibration treatment is mainly performed by mechanical treatment and chemical treatment to add various functional groups, and by using mechanical treatment together, aggregation of cellulose nanofibers is suppressed and it is carried out to a finer single nano level. However, in the present invention, the one obtained only by mechanical treatment without chemical treatment is used. Generally, it is difficult to set the average fiber diameter to 10 nm or less only by mechanical defibration, but in the present invention, it is preferably 10 to 300 nm, and more preferably 30 to 200 nm. When the average fiber diameter is 10 nm or more, the physical properties are good, and when the average fiber diameter is 300 nm or less, the molding processability and physical properties of the vulcanized rubber are good. The fiber length varies from 0.5 μm to several μm, but cellulose nanofibers having an average fiber length of 0.5 μm or more are excellent in processability and physical properties of vulcanized rubber, and have an average fiber length of less than 1500 μm. Is preferably 10 to 1500 μm because the molding processability of the cellulose nanofiber-containing rubber is improved. Further, when the cellulose nanofibers have a carboxylate or a carboxylic acid, the dispersed state of the cellulose nanofibers in the rubber deteriorates and aggregates, so that the effect of increasing the tensile stress of the obtained vulcanized rubber is reduced or handling is performed. Decreases. Therefore, cellulose containing no carboxylate or carboxylic acid is used.

本発明において、セルロースナノファイバーの含有量は、クロロプレンゴム100重量部に対して1.8〜3.0重量部であり、2.0〜2.5重量部が好ましい。セルロースナノファイバー含有量が1.8重量部以上とすることで弾性率に優れセルロースナノファイバー含有量が3.0重量部以下であればセルロースナノファイバー混合時のハンドリング性が良好である。。 In the present invention, the content of the cellulose nanofibers is 1.8 to 3.0 parts by weight, preferably 2.0 to 2.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the chloroprene rubber. When the cellulose nanofiber content is 1.8 parts by weight or more, the elastic modulus is excellent, and when the cellulose nanofiber content is 3.0 parts by weight or less, the handleability when the cellulose nanofibers are mixed is good. ..

ゴム組成物は、硫黄変性クロロプレンゴムのラテックスにセルロースナノファイバーの水分散体を混合し、セルロースナノファイバー分散液を作製し、そこから水を除去することにより得ることができる。 The rubber composition can be obtained by mixing an aqueous dispersion of cellulose nanofibers with a latex of sulfur-modified chloroprene rubber to prepare a cellulose nanofiber dispersion liquid, and removing water from the dispersion.

硫黄変性クロロプレンゴムラテックスは、クロロプレン単量体と硫黄の重合体、又はクロロプレン単量体と硫黄及びこれと共重合可能な単量体が、カルボン酸のアルカリ金属塩で乳化・分散されたもので、その製造方法は特に制限されるものではなく、クロロプレン単量体と硫黄の重合体、又はクロロプレン単量体と硫黄及びこれと共重合可能な単量体を乳化重合した反応液や、硫黄変性クロロプレンゴムを溶剤に溶解後、カルボン酸のアルカリ金属塩で乳化・分散した液を用いることができる。 Sulfur-modified chloroprene rubber latex is a polymer of chloroprene monomer and sulfur, or chloroprene monomer and sulfur and a monomer copolymerizable therewith, emulsified and dispersed with an alkali metal salt of carboxylic acid. The production method thereof is not particularly limited, and a reaction solution obtained by emulsion polymerization of a chloroprene monomer and a polymer of sulfur, a chloroprene monomer and sulfur and a monomer copolymerizable therewith, or sulfur modification. A solution obtained by dissolving chloroprene rubber in a solvent and then emulsifying and dispersing it with an alkali metal salt of a carboxylic acid can be used.

セルロースナノファイバーの水分散体は、木材やパルプ等を機械処理にて所定の繊維径・繊維長に解繊したものである。 An aqueous dispersion of cellulose nanofibers is obtained by defibrating wood, pulp, or the like to a predetermined fiber diameter and fiber length by mechanical treatment.

硫黄変性クロロプレンゴムラテックスとセルロースナノファイバーの水分散体を混合する方法としては、特に制限はなく、プロペラ型の攪拌装置や、ホモミキサー、高圧ホモジナイザーなどを用い、クロロプレンラテックスとセルロースナノファイバーの水分散体が外観上均一(塊等が無いこと)になるまで混合とすることで得ることができる。 The method for mixing the aqueous dispersion of the sulfur-modified chloroprene rubber latex and the cellulose nanofibers is not particularly limited, and the aqueous dispersion of the chloroprene latex and the cellulose nanofibers is performed using a propeller-type stirrer, a homomixer, a high-pressure homogenizer, or the like. It can be obtained by mixing until the body becomes uniform in appearance (no lumps or the like).

セルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液からの水の除去方法(乾燥方法)としては、加熱乾燥や、酸や塩による凝集および凍結乾燥があるが、乳化剤や凝固液および水分がゴムの内部に残存し、乾燥が困難となるため、凍結によりゴムを析出(凍結凝固)させ、余分な乳化剤等を水洗除去してから熱風乾燥する凍結乾燥法が最も効率的で乾燥も容易である。更には、ゴムが析出しやすくなるよう、セルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液のpHを10以下として凍結乾燥することが更に好ましい。 Methods for removing water from the cellulose nanofiber-dispersed rubber latex mixture (drying method) include heat drying, coagulation with acid and salt, and freeze-drying, but emulsifiers, coagulation liquid, and water remain inside the rubber. Since drying becomes difficult, the freeze-drying method in which rubber is precipitated (freeze-solidified) by freezing, excess emulsifiers and the like are washed with water and then dried with hot air is the most efficient and easy to dry. Further, it is more preferable to freeze-dry the cellulose nanofiber-dispersed rubber latex mixed solution at a pH of 10 or less so that the rubber can be easily precipitated.

セルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液から凍結凝固させ乾燥する方法において、セルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液の粘度は1000mPa・s以下であることが好ましい。粘度が1000mPa・s以上とすることで、分散液の取り扱いが容易となる。 In the method of freeze-coagulating and drying from the cellulose nanofiber-dispersed rubber latex mixture, the viscosity of the cellulose nanofiber-dispersed rubber latex mixture is preferably 1000 mPa · s or less. When the viscosity is 1000 mPa · s or more, the dispersion liquid can be easily handled.

得られたセルロースナノファイバー含有ゴム組成物は、通常のクロロプレンゴム同様に各種配合剤を配合混練し、加熱により加硫ゴムとすることができる。 The obtained cellulose nanofiber-containing rubber composition can be made into a vulcanized rubber by blending and kneading various compounding agents in the same manner as ordinary chloroprene rubber and heating.

得られた加硫ゴムは、弾性率が高く、正接損失が低くなる。伝動ベルトには、その伝動効率や耐久性を高めるために、適度摩擦性や耐摩耗性などの種々の特性が要求される。弾性率や正接損失もベルトにおける重要な因子であるが、ある特性を改善すると他の特性が低下するため、両立は困難であったが、弾性率と正接損失の比が大きくなるゴム組成物を用いることにより伝動効率に優れた伝動ベルトとすることができる。 The obtained vulcanized rubber has a high elastic modulus and a low tangent loss. The transmission belt is required to have various characteristics such as appropriate frictional resistance and wear resistance in order to enhance its transmission efficiency and durability. Elastic modulus and tangent loss are also important factors in the belt, but it was difficult to achieve both because improving one property would reduce other properties, but a rubber composition in which the ratio of elastic modulus to tangent loss increases. By using it, a transmission belt having excellent transmission efficiency can be obtained.

本発明は、高弾性率でありながら低正接損失を示す加硫ゴムを用いることにより伝動効率に優れた伝動ベルトを得ることができる。 According to the present invention, a transmission belt having excellent transmission efficiency can be obtained by using a vulcanized rubber having a high elastic modulus and a low tangent loss.

以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

<硫黄変性クロロプレンゴムラテックスの作成>
単量体混合物としてクロロプレン100重量部に対して硫黄0.3重量部を加え、ロジン酸のカリウム塩4.0重量部、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物のナトリウム塩0.5重量部、水酸化ナトリウム0.05重量部及び正燐酸ナトリウム1.0重量部、水100重量部を含む乳化水溶液と混合攪拌し乳化させ、これに過硫酸カリウム1.0重量部、アントラキノン−β−スルホン酸ナトリウム0.01重量部、水30重量部からなる重合触媒をポンプにより一定速度で添加し重合を行なった。重合は重合転化率70%になるまで重合触媒を添加して行ない、ここにチオジフェニルアミン0.01重量部、4−t−ブチルカテコール、2,2’−メチレンビス−4−メチル−6−t−ブチルフェノール0.05重量部、ジエチルヒドロキシルアミン0.1重量部、ラウリル硫酸ナトリウム0.05重量部、クロロプレン5.0重量部、水1.0重量部からなる重合停止剤を添加して重合を停止させた。続いて、これにテトラエチルチウラムジスルフィド2重量部のトルエン溶液をロジン酸カリウムで乳化した物、及びジブチルジチオカルバミン酸ナトリウム0.3重量部を添加し、ムーニー粘度が60になるまで40℃で解膠を行った後、減圧下でスチームストリッピングにより未反応のクロロプレンを除去回収し、硫黄変性クロロプレンゴムラテックスを得た。尚、得られた硫黄変性クロロプレンゴムラテックスのpHは11.3であった。
<Creation of sulfur-modified chloroprene rubber latex>
As a monomer mixture, 0.3 parts by weight of sulfur was added to 100 parts by weight of chloroprene, 4.0 parts by weight of potassium salt of phosphoric acid, 0.5 parts by weight of sodium salt of a condensate of naphthalene sulfonic acid and formaldehyde, It is mixed and stirred with an emulsified aqueous solution containing 0.05 parts by weight of sodium hydroxide, 1.0 part by weight of sodium orthophosphate, and 100 parts by weight of water, and the mixture is emulsified with 1.0 part by weight of potassium persulfate and anthraquinone-β-sulfonic acid. A polymerization catalyst consisting of 0.01 part by weight of sodium and 30 parts by weight of water was added at a constant rate by a pump to carry out the polymerization. The polymerization was carried out by adding a polymerization catalyst until the polymerization conversion rate reached 70%, to which 0.01 part by weight of thiodiphenylamine, 4-t-butylcatechol, 2,2'-methylenebis-4-methyl-6-t-. Polymerization was stopped by adding a polymerization inhibitor consisting of 0.05 parts by weight of butylphenol, 0.1 part by weight of diethylhydroxylamine, 0.05 part by weight of sodium lauryl sulfate, 5.0 parts by weight of chloroprene, and 1.0 part by weight of water. I let you. Subsequently, 2 parts by weight of a toluene solution of tetraethylthiuram disulfide emulsified with potassium loginate and 0.3 part by weight of sodium dibutyldithiocarbamate were added thereto, and the mixture was deflocculated at 40 ° C. until the Mooney viscosity reached 60. After that, unreacted chloroprene was removed and recovered by steam stripping under reduced pressure to obtain a sulfur-modified chloroprene rubber latex. The pH of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber latex was 11.3.

<セルロースナノファイバ分散液およびゴム組成物の作成>
硫黄変性クロロプレンゴムラテックスに、セルロースナノファイバーの水分散体を所定量添加し、オートホモミキサー(プライミックス社製:PRIMIX)にて2,000rpmで10分間混合した。その後、15重量%希酢酸を用いてpHを6.5に調整し、ついで凍結凝固によりポリマーを析出させ、乾燥させることによりゴム組成物を作成した。
<Preparation of cellulose nanofiber dispersion liquid and rubber composition>
A predetermined amount of an aqueous dispersion of cellulose nanofibers was added to the sulfur-modified chloroprene rubber latex, and the mixture was mixed with an autohomo mixer (manufactured by PRIMIX) at 2,000 rpm for 10 minutes. Then, the pH was adjusted to 6.5 with 15 wt% dilute acetic acid, and then the polymer was precipitated by freeze-coagulation and dried to prepare a rubber composition.

<粘度、pH>
粘度は、ビスメトロン粘度計(芝浦セムテック(株)社製:VD2)にて測定した。
<Viscosity, pH>
The viscosity was measured with a Bismetron viscometer (manufactured by Shibaura Semtech Co., Ltd .: VD2).

pHはpHメーター((株)堀場製作所製)により、23℃におけるラテックスのpHを測定した。 The pH of the latex at 23 ° C. was measured with a pH meter (manufactured by HORIBA, Ltd.).

<ゴムコンパウンドの作製> <Making rubber compound>

セルロースナノファイバー(CNF)含有クロロプレンゴムのクロロプレンゴム成分100重量部に対し、表1に示す重量部の酸化マグネシウム、ステアリン酸、カーボンブラック(FEF)、可塑剤(DOA)および酸化亜鉛をオープンロール混練機にて添加し、ゴムコンパウンドを得た。 Open roll kneading of magnesium oxide, stearic acid, carbon black (FEF), plasticizer (DOA) and zinc oxide in parts by weight shown in Table 1 with respect to 100 parts by weight of the chloroprene rubber component of the chloroprene rubber containing cellulose nanofiber (CNF). It was added by machine to obtain a rubber compound.

<加硫物の作成>
得られたゴムコンパウンドを160℃で15分プレス加硫し、加硫シートを作成した。
<Creation of vulcanized product>
The obtained rubber compound was press-vulcanized at 160 ° C. for 15 minutes to prepare a vulcanized sheet.

<加硫物の力学物性測定>
得られた加硫シートの弾性率(動的粘弾性E’)および正接損失(tanδ)は、動的粘弾性試験機VR−7120(上島製作所製)を用い、初期歪5%、動的歪1%、周波数1Hzの条件にて、100℃における値を測定した。
<Measurement of mechanical properties of vulcanized products>
The elastic modulus (dynamic viscoelasticity E') and tangent loss (tan δ) of the obtained vulcanized sheet were determined by using a dynamic viscoelasticity tester VR-7120 (manufactured by Ueshima Seisakusho) with an initial strain of 5% and a dynamic strain. The value at 100 ° C. was measured under the conditions of 1% and a frequency of 1 Hz.

実施例1
硫黄変性クロロプレンゴムラテックスに、機械的解繊手段によって製造されたセルロースナノファイバーの水分散体(モリマシナリー社製 グレード:C−100 繊維径:30〜200nm、平均繊維長:100μm)をセルロースナノファイバーが固形換算した硫黄変性クロロプレンゴム100重量部に対し2.5重量部となるよう混合し、10分間上記の方法で撹拌してセルロースナノファイバー分散液を得た。分散液の粘度は540mPa・sであり、ハンドリングに問題は無く、凍結乾燥によりゴム組成物を得た。
Example 1
An aqueous dispersion of cellulose nanofibers (Mori Machinery grade: C-100, fiber diameter: 30 to 200 nm, average fiber length: 100 μm) produced by mechanical defibration means on a sulfur-modified chloroprene rubber latex. Was mixed so as to be 2.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the sulfur-modified chloroprene rubber converted into solid, and stirred for 10 minutes by the above method to obtain a cellulose nanofiber dispersion liquid. The viscosity of the dispersion was 540 mPa · s, there was no problem in handling, and a rubber composition was obtained by freeze-drying.

このゴム組成物をゴムコンパウンドとし、次いで加硫物を作製し、弾性率および正接損失の測定を実施した。結果を表2に示す。表2から、弾性率は15.7MPa、正接損失(Tanδ)は0.09であり、弾性率は高く、正接損失は低くなり、弾性率と正接損失の比は大きく良好な結果であった。 This rubber composition was used as a rubber compound, then a vulcanized product was prepared, and the elastic modulus and tangent loss were measured. The results are shown in Table 2. From Table 2, the elastic modulus was 15.7 MPa, the tangent loss (Tanδ) was 0.09, the elastic modulus was high, the tangent loss was low, and the ratio of the elastic modulus to the tangent loss was large and good results were obtained.

実施例2
用いるセルロースナノファイバーの水分散体をダイセルファインケム社製KY−100G(繊維径:10〜100nm、平均繊維長:10〜1500μm)に変更した以外は実施例1と同様にセルロースナノファイバー分散液を得て、ゴム組成物および加硫物を作製し、弾性率および正接損失の測定を実施した。弾性率は高く、正接損失は低くなり、弾性率と正接損失の比は大きく良好な結果であった。
Example 2
A cellulose nanofiber dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of cellulose nanofibers used was changed to KY-100G (fiber diameter: 10 to 100 nm, average fiber length: 10 to 1500 μm) manufactured by Daicel Finechem Ltd. A rubber composition and a vulcanized product were prepared, and the elastic modulus and the tangential loss were measured. The elastic modulus was high, the tangent loss was low, and the ratio of the elastic modulus to the tangent loss was large, which was a good result.

比較例1
セルロースナノファイバーを混合しなかった以外は実施例1と同様にゴム組成物および加硫物を作製し、弾性率および正接損失の測定を実施した。弾性率および正接損失とも低くなり、弾性率と正接損失の比は小さい結果であった。
Comparative Example 1
A rubber composition and a vulcanized product were prepared in the same manner as in Example 1 except that the cellulose nanofibers were not mixed, and the elastic modulus and the tangent loss were measured. Both the elastic modulus and the tangent loss were low, and the ratio of the elastic modulus to the tangent loss was small.

比較例2
セルロースナノファイバーの混合量を、1.5%となる量にした以外は実施例1と同様にゴム組成物および加硫物を作製し、弾性率および正接損失の測定を実施した。弾性率および正接損失とも低くなり、弾性率と正接損失の比は小さい結果であった。
Comparative Example 2
A rubber composition and a vulcanized product were prepared in the same manner as in Example 1 except that the mixing amount of the cellulose nanofibers was 1.5%, and the elastic modulus and the tangent loss were measured. Both the elastic modulus and the tangent loss were low, and the ratio of the elastic modulus to the tangent loss was small.

比較例3
セルロースナノファイバーの混合量を、4%となる量にした以外は実施例1と同様にセルロースナノファイバー分散液を得たが、分散液の粘度は1070mPa・sであり、ハンドリング性が劣った。
Comparative Example 3
A cellulose nanofiber dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixing amount of the cellulose nanofibers was 4%, but the viscosity of the dispersion was 1070 mPa · s, and the handleability was poor.

Claims (2)

硫黄変性クロロプレンゴム100重量部に対し、ヒドロキシメチル基をカルボン酸又はカルボン酸塩で変性せずに、機械的処理により解繊されたセルロースナノファイバー1.8〜3.0重量部を含むゴム組成物からなる伝動ベルト。 A rubber composition containing 1.8 to 3.0 parts by weight of cellulose nanofibers defibrated by mechanical treatment without modifying the hydroxymethyl group with a carboxylic acid or a carboxylic acid salt with respect to 100 parts by weight of sulfur-modified chloroprene rubber. Transmission belt made of things. セルロースナノファイバーの平均繊維径が10〜300nmであることを特徴とする請求項1に記載の伝動ベルト。 The transmission belt according to claim 1, wherein the average fiber diameter of the cellulose nanofibers is 10 to 300 nm.
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