JP2020513514A - 動力伝動ベルト - Google Patents
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Abstract
Description
動力伝動ベルトの本体内での使用に適した材料、例えば、水素化ニトリルゴム(HNBR)すなわちHNBRターポリマーはよく知られている。
以下、「エラストマー材料のための添加剤」は、その化学的及び物理的特性を変えるためにエラストマー材料に添加されるある種の材料を意味すると理解される。
a)25質量%〜38質量%、好ましくは27質量%〜37質量%、より好ましくは29質量%〜36質量%の、少なくとも1種のα,β−エチレン性不飽和ニトリル単位、
b)40質量%〜60質量%、好ましくは42質量%〜58質量%、より好ましくは44質量%〜56質量%の、少なくとも1種の共役ジエン単位、及び
c)10質量%〜25質量%、好ましくは11質量%〜22質量%、より好ましくは12質量%〜20質量%の、一般式(I):
Rは、水素、又は分岐状もしくは非分岐状のC1−C20アルキル、好ましくはメチル、エチル、ブチル、又はエチルヘキシルであり、
nは1〜8、好ましくは2〜8、より好ましくは2〜5、最も好ましくは3であり、
R1は、水素、又はCH3−である。)
のPEGアクリレートから誘導された少なくとも1種のPEGアクリレート単位
を含む水素化ニトリル−ブタジエン−PEGアクリレートコポリマーを含み、
ここで、前記水素化ニトリル−ブタジエン−PEGアクリレートコポリマーは、nが1である場合には、遊離のカルボン酸基を有するいかなるさらなる共重合可能なモノマー単位も含まない。
好ましくは、上述したエラストマーは、本体2内に使用されるが、動力伝動ベルトの任意の他の部分、例えば、布地処理組成物中、歯を形成するコンパウンド中、動力伝動ベルトの裏面のみを形成するが本体全部を形成しないさらなるコンパウンド中にも使用することができる。
好ましくは、動力伝動ベルトに含まれる、本体、又は任意のさらなるエラストマー混合物は、主エラストマーとしての1種または複数種のエラストマー材料及び様々な添加剤を含むコンパウンドで作られている。
本発明の1つの実施形態では、共役ジエン単位の少なくとも一部が水素化されている。 好ましくは、水素化度は、50%以上、より好ましくは90%以上、最も好ましくは99%以上である。
α,β−エチレン性不飽和ニトリル単位(a)を形成する、使用するα,β−エチレン性不飽和ニトリルは、公知のいかなるα,β−エチレン性不飽和ニトリルであってもよい。好ましいものは、以下のものである:(C3〜C5)−α,β−エチレン性不飽和ニトリル、例えばアクリロニトリル、α−ハロアクリルニトリル(例えばα−クロロアクリルニトリル及びα−ブロモアクリルニトリル)、α−アルキルアクリロニトリル(例えばメタクリロニトリル、エタクリロニトリル)、又は、2種以上のα,β−エチレン性不飽和ニトリルの混合物。特に好ましいのは、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル又はそれらの混合物である。極めて特に好ましいのは、アクリロニトリルである。
共役ジエン単位(b)を形成する共役ジエンは、いかなるタイプであってもよく、特に共役C4〜C12ジエンである。特に好ましいのは、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチルブタジエン、1,3−ペンタジエン(ピペリレン)、又はそれらの混合物である。特に好ましいのは、1,3−ブタジエン及びイソプレン又はそれらの混合物である。極めて特に好ましいのは1,3−ブタジエンである。
α,β−エチレン性不飽和ニトリル単位及び共役ジエン単位に加えて、水素化ニトリル−ブタジエン−PEGアクリレートコポリマーは、第三の単位として、一般式(I):
Rは、水素、又は分岐状もしくは非分岐状のC1〜C20−アルキル、好ましくはメチル、エチル、ブチル、もしくはエチルヘキシルであり、
nは、1〜8、好ましくは2〜8、より好ましくは2〜5、最も好ましくは3であり、
R1は、水素又はCH3−である)
のPEGアクリレートから誘導される少なくとも1種のPEGアクリレート単位を含む。
「ポリエチレングリコール」又は略して「PEG」という用語は、本発明の文脈において、1個のエチレングリコール繰り返し単位を有するモノエチレングリコール部分(PEG−1;n=1)と、2〜8個のエチレングリコール繰り返し単位を有するポリエチレングリコール部分(PEG−2〜PEG−8;n=2〜8)との両方を表す。
一般式(I)のPEGアクリレートから誘導されるアクリレート単位は、本発明の文脈において、「PEGアクリレート単位」と称される。
・芳香族ビニルモノマー、好ましくはスチレン、α−メチルスチレン、及びビニルピリジン、
・フッ素化ビニルモノマー、好ましくはフルオロエチルビニルエーテル、フルオロプロピルビニルエーテル、o−フルオロメチルスチレン、ビニルペンタフルオロベンゾエート、ジフルオロエチレン、及びテトラフルオロエチレンなど、
・α−オレフィン、好ましくはC2〜C12オレフィン、例えばエチレン、1−ブテン、4−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、又は1−オクテン、
・非共役ジエン、好ましくはC4〜C12ジエン、例えば1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、4−シアノシクロヘキセン、4−ビニルシクロヘキセン、ビニルノルボルネン、ジシクロペンタジエンなど、
・アルキン、例えば1−ブチン又は2−ブチン、
・α,β−エチレン性不飽和モノカルボン酸、好ましくはアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、又はケイ皮酸、
・α,β−エチレン性不飽和モノカルボン酸エステル、好ましくはアクリル酸ブチル、
・α,β−エチレン性不飽和ジカルボン酸、好ましくはマレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、
・α,β−エチレン性不飽和ジカルボン酸モノエステル、例えば:
○アルキル、特にC4〜C18−アルキル、好ましくはn−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル又はn−ヘキシル、より好ましくはマレイン酸モノ−n−ブチル、フマル酸モノ−n−ブチル、シトラコン酸モノ−n−ブチル、イタコン酸モノ−n−ブチル、
○アルコキシアルキル、特にC4〜C18−アルコキシアルキル、好ましくはC4〜C12−アルコキシアルキル、
○ヒドロキシアルキル、特にC4〜C18−ヒドロキシアルキル、好ましくはC4〜C12−ヒドロキシアルキル、
○シクロアルキル、特にC5〜C18−シクロアルキル、好ましくはC6〜C12−シクロアルキル、より好ましくはマレイン酸モノシクロペンチル、マレイン酸モノシクロヘキシル、マレイン酸モノシクロヘプチル、フマル酸モノシクロペンチル、フマル酸モノシクロヘキシル、フマル酸モノシクロヘプチル、シトラコン酸モノシクロペンチル、シトラコン酸モノシクロヘキシル、シトラコン酸モノシクロヘプチル、イタコン酸モノシクロペンチル、イタコン酸モノシクロヘキシル、及びイタコン酸モノシクロヘプチル、
○アルキルシクロアルキル、特にC6〜C12−アルキルシクロアルキル、好ましくはC7〜C10−アルキルシクロアルキル、より好ましくはマレイン酸モノメチルシクロペンチル及びマレイン酸モノエチルシクロヘキシル、フマル酸モノメチルシクロペンチル及びフマル酸モノエチルシクロヘキシル、シトラコン酸モノメチルシクロペンチル及びシトラコン酸モノエチルシクロヘキシル;イタコン酸モノメチルシクロペンチル及びイタコン酸モノエチルシクロヘキシル、
○アリール、特にC6〜C14−アリール、モノエステル、好ましくはマレイン酸モノアリール、フマル酸モノアリール、シトラコン酸モノアリール又はイタコン酸モノアリール、より好ましくはマレイン酸モノフェニルもしくはマレイン酸モノベンジル、フマル酸モノフェニルもしくはフマル酸モノベンジル、シトラコン酸モノフェニルもしくはシトラコン酸モノベンジル、イタコン酸モノフェニルもしくはイタコン酸モノベンジル、又はそれらの混合物、
○不飽和ポリアルキルポリカルボン酸エステル、例えばマレイン酸ジメチル、フマル酸ジメチル、イタコン酸ジメチル、又はイタコン酸ジエチル、あるいは
○アミノ基を有するα,β−エチレン性不飽和カルボン酸エステル、例えばアクリル酸ジメチルアミノメチル又はアクリル酸ジエチルアミノエチル、
・共重合性抗酸化剤、例えばN−(4−アニリノフェニル)アクリルアミド、N−(4−アニリノフェニル)メタクリルアミド、N−(4−アニリノフェニル)シンナミド、N−(4−アニリノフェニル)クロトンアミド、N−フェニル−4−(3−ビニルベンジルオキシ)アニリン、N−フェニル−4−(4−ビニルベンジルオキシ)アニリン、又は
・架橋性モノマー、例えばジビニル成分、例えばジビニルベンゼン;ジ(メタ)アクリル系エステル、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、又はポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、又はトリ(メタ)アクリル系エステル、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;自己架橋性モノマー、例えばN−メチロール(メタ)アクリルアミド又はN,N’−ジメチロール(メタ)アクリルアミド。
好ましくは、動力伝動ベルトは、歯付き動力伝動ベルトである。
4種の歯付きベルトを、様々な試験にかけた。
2つの歯付きベルト(A)及び(B)は、エラストマー材料NHMR テルバン(登録商標)3907を有するコンパウンドを含む完全な本体を含む。
さらなる2つの歯付きベルト(C)及び(D)は、前述した歯付きベルトと同じであるが、本発明のエラストマー材料である水素化ニトリル−ブタジエン−PEGアクリレートコポリマーを含む。
より正確には、水素化ニトリル−ブタジエン−PEGアクリレートコポリマーは、31質量%のアクリロニトリル(ACN)含量を有し、54.9質量%のブタジエン、及び14.1質量%の、n=3であり、R=エチルであり、R1=−CH3であるPEGを含む、水素化ニトリル−ブタジエン−PEGアクリレートコポリマーである。
低温特性の性能は、100時間間隔の時間経過後のTgの変動として測定した。 より高いTgはより低い性能に対応する。
4つの歯付きベルト(ベルト1〜4)を試験した。2つは、実施例1の本発明の歯付きベルトとしての組成を有し(ベルト1及びベルト2)、2つは、比較例2のベルトの組成を有していた(ベルト3及びベルト4)。
違いは、歯付きベルトの寸法のみである:このテストでは、歯付きベルトは10mm幅、RPPプラス形、9.525のピッチ、43の歯数を有している。
得られた結果を、以下のTable 3(表7)にも報告する。
2・・・本体
3・・・糸状耐久性挿入体
4・・・歯部
5・・・作用面
7・・・背面
8・・・被覆布
Claims (12)
- 動力伝動ベルトであって、
a)25質量%〜38質量%、好ましくは27質量%〜37質量%、より好ましくは29質量%〜36質量%の、少なくとも1種のα,β−エチレン性不飽和ニトリル単位、
b)40質量%〜60質量%、好ましくは42質量%〜58質量%、より好ましくは44質量%〜59質量%の、少なくとも1種の共役ジエン単位、及び
c)10質量%〜25質量%、好ましくは11質量%〜22質量%、より好ましくは12質量%〜20質量%の、一般式(I):
Rは、水素、又は分岐状もしくは非分岐状のC1−C20アルキル、好ましくはメチル、エチル、ブチル、又はエチルヘキシルであり、
nは1〜8、好ましくは2〜8、より好ましくは2〜5、最も好ましくは3であり、
R1は、水素、又はCH3−である。)
のPEGアクリレートから誘導された少なくとも1種のPEGアクリレート単位
を含む水素化ニトリル−ブタジエン−PEGアクリレートコポリマーを含み、
ここで、前記水素化ニトリル−ブタジエン−PEGアクリレートコポリマーは、nが1である場合には、遊離のカルボン酸基を有するいかなるさらなる共重合可能なモノマー単位も含まない、動力伝動ベルト。 - 前記α,β−エチレン性不飽和ニトリル単位(a)が、29質量%〜33質量%であることを特徴とする、請求項1に記載の動力伝動ベルト。
- 前記α,β−エチレン性不飽和ニトリル単位(a)が、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、又はそれらの混合であり、好ましくはアクリロニトリルであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の動力伝動ベルト。
- 前記共役ジエン単位(b)が、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチルブタジエン、1,3−ペンタジエン(ピペリレン)、又はそれらの混合であり、好ましくは1,3−ブタジエンであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の動力伝動ベルト。
- 前記PEGアクリレート単位(c)が、2〜8個の繰り返しエチレングリコール単位を有するメトキシ−、エトキシ−、ブトキシ−、又はエチルヘキシルオキシ−ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、より好ましくは2〜5個の繰り返しエチレングリコール単位を有するメトキシ−又はエトキシ−ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、最も好ましくは3個の繰り返しエチレングリコール単位を有するメトキシ−又はエトキシ−ポリエチレングリコール(メタ)アクリレートであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の動力伝動ベルト。
- 前記共役ジエン単位(b)の水素化度が、50%を超える、好ましくは90%以上、さらに好ましくは99%以上であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の動力伝動ベルト。
- 前記水素化ニトリル−ブタジエン−PEGアクリレートコポリマーが、前記動力伝動ベルトの本体を形成する混合物内にあることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の動力伝動ベルト。
- 前記水素化ニトリル−ブタジエン−PEGアクリレートコポリマーが、前記動力伝動ベルトの本体を形成する混合物であるエラストマーの総質量に基づいて計算して、50質量%超を占めることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の動力伝動ベルト。
- 前記エラストマー材料が、非エラストマー材料の総量の1質量%〜50質量%の量の繊維で充填されていることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の動力伝動ベルト。
- 歯付きベルトであることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の動力伝動ベルト。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の動力伝動ベルトと、エンジンを潤滑するオイルであって、前記動力伝動ベルトの使用中に前記動力伝動ベルトに継続的に接触するオイルと、を含む、組み立て物。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の動力伝動ベルトの、その中で前記動力伝動ベルトがオイルと直接接触しているか又はオイルに部分的に浸漬されているシステムにおける使用。
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