JPH09500930A - エチレン−アルファ−オレフィン ベルティング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 α−β−不飽和有機酸の金属塩で補強されたエチレン−アルファ−オレフィンエラストマーを包含する、動荷重を受け易い物品にとり込むためのエラストマー配合物。この配合物はフリーラジカル促進性物質を用いて硬化される。本発明はこれらエラストマー配合物をとり込んだ動荷重を受け易い物品、およびこれらエラストマー配合物をそれらのメインベルトボディ部分としてとり込んだ伝動およびフラットベルティングを含むベルティングを包含する。

Description

【発明の詳細な説明】 エチレン−アルファ−オレフィン ベルティング これは係属中の1994年10月31日出願の米国特許出願番号08/331,825号の一部継 続出願である。 発明の背景 発明の分野 本発明はα−β−不飽和有機酸の金属塩で補強されたエチレン−アルファ−オ レフィンエラストマーを包含するフリーラジカル硬化エラストマー配合物をとり 込んだ、伝動およびフラットベルトおよび動的適用に有用な他の成形物品を含む ベルティング(belting)に関する。より詳しくは、本発明は、ベースエラストマ ー中に付加的な接着促進剤が実質的に存在しなくても織物補強物質に対して優れ た接着を示しそして動荷重条件下に耐摩耗性、ピリング抵抗性、引っ張り強さお よびモジュラスを含む優れた機械的性質を保持するかかる配合物をそれらの主要 エラストマーとしてとり込んだ動的適用に有用なベルティングおよび他の成形物 品に関する。 従来法の記載 エチレン−プロピレンコポリマー（ＥＰＭ）およびエチレン−プロピレン−ジ エンターポリマー（ＥＰＤＭ）を含むエチレン−アルファ−オレフィンエラスト マーは大部分の他のエラストマーより広い使用温度を 有する優れた汎用エラストマーとして認識されている。ＥＰＭおよびＥＰＤＭは 耐酸素性および耐オゾン性を促進する実質的に飽和した主鎖を有する。これらの 物質は他のエラストマーより一般的に高価でなく、そして高濃度の充填剤および 油に耐容する一方良好な物理的性質を維持しており、従ってそれらの経済性を増 大させる。これらの理由で、エチレン−アルファ−オレフィンエラストマーは単 独であるいは他のエラストマーとブレンドしてホース、シール、ガスケット、ル ーフィング材およびウェザーストリップを含む適用に広く用いられている。 しかしながら、これらの物質の知られた欠点は動的適用におけるそれらの性能 が劣ることである。エチレン−アルファ−オレフィンエラストマーは動的適用に おいてほんの中程度の耐疲労性、耐摩耗性、引張り強さおよびモジュラス、なら びに金属および織物補強材に対する不充分な接着性しか示さないことが知られて いるので、それらは伝動ベルティング、フラットベルティング、エアスプリング 、エンジン台等のような動荷重を特徴とする適用に通常主要エラストマーとして 使用されない。この関連で最も普通に使用されるエラストマー物質は、それらの 機械的性質および良好な加工性の組み合わせが好ましいゆえにポリクロロプレン 、スチレン−ブタジエンゴムおよび天然ゴムである。本 明細書中で“主要エラストマー”なる用語が意味するものは、エラストマー配合 物のエラストマー成分の50重量％より多くを構成するエラストマーである。 ＥＰＭおよびＥＰＤＭは動的適用に使用するのにより好ましい機械的性質を示 す他のエラストマーとブレンドされてきた。それらエラストマーにはポリクロロ プレン、ニトリル−ジエンゴムおよびオルガノポリシロキサン樹脂が包含される 。かかる場合、ＥＰＭまたはＥＰＤＭは耐オゾン性または耐酸素性を改善するか または最終配合物の価格を低減させるために添加される。しかしながら、添加さ れるＥＰＭまたはＥＰＤＭの量は満足できる機械的性質を維持するために最終エ ラストマー配合物の約40重量％未満に限定される。加えて、高濃度、すなわち約 80モル％より高い濃度のエチレンを有するＥＰＤＭはベルティングのような製品 における主要エラストマーとしての使用が示唆されている。しかしながらこの物 質はその分子量範囲が狭く結晶性向が高いのでオープンミルおよびカレンダーで の加工が困難である。 エラストマーの機械的性質を改善する幾通りかの方法が知られている。補強充 填剤またはペルオキシド量の増大により、硬化エラストマー配合物の硬度とモジ ュラスが高まる。しかしながら充填剤レベルを高めることはエラストマーの熱発 生に寄与することにより生 成物の屈曲亀裂寿命に不利に影響するという欠点がある。ペルオキシドレベルを 高めることはモジュラス改善の可能性を提供する一方で引裂強度、屈曲疲れおよ ぴ伸びを低下させる。この作用はかなり強くてポリマーを脆化させる可能性があ る。 ペルオキシド硬化またはフリーラジカル硬化は加熱老化性質を改善させ、圧縮 永久歪を減少させ、そして処理および未処理織物への接着を改善するために飽和 および不飽和両方のポリマーに対して硫黄硬化の代わりに通常用いられる。エラ ストマー配合物のペルオキシドによる硬化にとっての協力剤としてある種のアク リレート部分をとり込むことは熱間引裂強さを改善し、そして耐摩耗性、耐油性 および金属への接着を促進することも知られている。従って例えば、アクリル酸 の金属塩がＥＰＤＭおよび他のエラストマーをとり込むブレンドのペルオキシド 硬化に協力剤として使用されて全体的性能を改善している。補強充填剤としての アクリレートも、鎖の分断を最小限に抑え、そして加硫の効率を改善するために 使用されている。 例えば、伝動およびフラットベルティングを含むベルティング、エアスプリン グ、エンジン台等におけるような適用において主要エラストマー配合物として役 立つに充分な物理的性質を動的環境において有するエチレン−アルファ−オレフ ィンエラストマー配合物は 材料価格を低減させ、熱安定性を増大させそしてかかる物品の酸素およびオゾン 分解に対する抵抗性を改善させるために大いに所望される。 発明の要約 現在まで、伝動およびフラットベルティングを含むベルティング、エアスプリ ング、エンジン台等のような適用における主要ベースエラストマー配合物として のその使用を可能にする、容易に加工され、動的適用において充分な機械的性質 を有しそして織物補強材に対して受容できる接着を有するエチレン−アルファ− オレフィンエラストマー配合物は知られていない。 従って、高温および低温動荷重条件下に優れた耐摩耗性、ピリング抵抗性、引 張強さ、切傷生長抵抗性、モジュラスおよび補強材への接着を保持しうるエチレ ン−アルファ−オレフィンエラストマー配合物を包含する。動荷重を受け易い物 品中における主要エラストマー配合物として使用するためのエラストマー材料を 提供することが本発明の目的である。 本発明のもう一つの目的は、改善された機械的性質および織物補強材への優れ た接着を示すエチレン−アルファ−オレフィンエラストマーをそのメインベルト ボディ部分として包含する改善されたベルティングを提供することである。 前記および他の目的を達成するためにおよび本明細 書中に態様化され広く記載された本発明の目的によれば、耐疲労性、耐摩耗性、 高引張強さ、高モジュラスのエラストマー配合物が動荷重を受け易い物品の主要 エラストマー配合物として使用するために提供される。このエラストマー材料は フリーラジカル促進物質を用いて硬化され、そしてエチレン−アルファ−オフレ ンエラストマー 100重量部、α−β−不飽和有機酸の金属塩の、前記エラストマ ー 100重量部当り約１〜約30部(phr)および補強充填剤約０〜約250phrの反応生 成物を包含する。 本発明のもう一つの観点においては、動荷重を受け易くそしてその主要エラス トマー配合物として前記エラストマー配合物をとり込んだ物品が提供される。 本発明のさらにもう一つの観点においては、そのメインベルトボディ部分とし て耐疲労性、耐摩耗性、高引張強さ、高モジュラスのエラストマー配合物をとり 込んだ改善されたベルティングが開示される。このメインベルトボディ部分はフ リーラジカル促進物質を用いて強化されたエチレン−アルファ−オレフィンエラ ストマーから製造される。引張構成員はボディ部分内に配置され、そして溝車接 触部分はメインベルトボディ部分と一体となっている。エラストマー配合物はエ チレン−アルファ−オレフィンエラストマー 100重量部、α−β−不飽和有機酸 の金属塩約１〜約30phr、 および補強充填剤約０〜約250phrを包含する樹脂混合物を慣用のゴム加工法に従 い混合および微粉砕することにより形成される。このエラストマー材料は硬化さ れると付加的な接着促進剤が実質的に存在しなくてもベルト引張構成員に対し優 れた接着性を示す。 本発明で有用なエチレン−アルファ−オレフィンエラストマー配合物はエラス トマー配合物中に通常使用される他の慣用の添加剤を場合により含有できる。か かる添加剤にはプロセス油およびエキステンダー油、酸化防止剤、ワックス、顔 料、可塑剤、軟化剤等が包含されるうる。これら添加剤は標準的なゴム配合物中 に慣用に使用される量で使用できる。 本発明のマルチ−Ｖ−リブ付ベルトが低角度頻度および高角度加速に暴露され た場合に利点が理解される。 本発明は低頻度で横表面のピリングを実質的に抑制する有益な結果を有する。 その結果、ベルト性能がかかる適用で改善される。驚くべきことに、エチレン− アルファ−オレフィンエラストマーのエチレン含量を以下に示す特定の範囲内に 保持する場合にかかるピリング抵抗性が増強されることが見出された。 本発明の他の利点または目的は図面および好ましい態様の記載をよく調べると 明白となろう。本発明は動的適用用途一般に適合できるが、３伝動ベルトを例示 目的で詳細に示す。 図面の簡単な記載 本明細書にとり込まれその一部分を構成する添付図面は本発明の好ましい態様 を示すもので、記載と一緒になって本発明の原理を説明する働きをする。図面中 、 第１図は本発明に従って構築された同期ベルトの一部断面を伴う透視図であり ； 第２図は本発明に従って構築されたＶ−ベルトの一部断面を伴う透視図であり ；そして 第３図は本発明に従って構築されたマルチ−Ｖ−リブ付ベルトの一部断面を伴 う透視図である。 好ましい態様の記載 第１図に言及すると、代表的な同期ベルト10が示される。このベルト10はエラ ストマーメインベルトボディ部分12および該メインベルトボディ部分12の内部周 辺に沿って位置する溝車接触部分14を包含する。本明細書における“溝車”なる 単語は伝動ベルトと共に用いられる通常のプーリーおよびスプロケット、および またコンベヤおよびフラットベルティングと共に用いられるプーリーローラーお よび同様の仕組みをも包含する。溝車およびベルトシステムの一例は米国特許4, 956,036号に示されており、この特許の内容は本明細書に参考文献としてとり込 まれる。第１図の特定の溝車接触部分14は交互にある歯部分16とランド部分18の 形態をしている。引張層20はベルト10に支持と強度 を与えるためにメインベルトボディ部分12内部に位置する。例示された形態にお いては、引張層20はメインボディベルト部分12の長さに沿って長手方向に整列し た複数の歪抵抗性コード22の形態をしている。しかしながら、当業者に知られた 任意の種類の引張層20が利用できることが理解されるべきである。さらに、コッ トン、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、アラミド、鋼およびまた荷重運搬能 を生ずるよう配向された不連続繊維のような任意の所望の材料を引張構成員とし て使用できる。第１図の好ましい態様においては、引張層20は商標Kevlarの下に 入手しうるアラミド（aramid）繊維から作られた示されるコード22の形態をして いる。他の好ましいコードには第１図におけるような伝動ベルトのためのファイ バーグラスおよびコットンフィラメント、および下記第２図におけるようなＶ− ベルト用ポリエステルコードが包含される。 補強用布（fabric）24を使用することができ、そしてベルト10の交互の歯部分 16とランド部分18に沿って緊密に合致してその表面カバーを形成することができ る。この布は任意の所望の角度のたて糸とよこ糸からなる慣用の織物のような任 意の所望の構成であることができるし、または間隔をあけたよこ糸によって相互 に保持されるたて糸からなるかまたはニットまたはブレード形状等からなること もできる。布はボディ12と 同一または異なるエラストマー配合物を用いて摩擦コートまたはスキムコートす ることもできる。一層より多い布を用いることもできる。所望の場合は、布24は バイアスに切断して、ストランドがベルトの走行の方向とある角度を構成するよ うにさせることもできる。コットン、ポリエステル、ポリアミド、大麻、ジュー ト、ファイバーグラス、および種々の他の天然および合成繊維のような材料を用 いて慣用の布を用いることができる。本発明の好ましい態様においては、布層24 はたて糸とよこ糸の少なくも一方がナイロン製である伸張可能な耐候性布からな る。最も好ましい形態においては、布層24はナイロン66延伸布から作られる。 第２図に言及すると、標準的な切込みつきＶ−ベルト26が示される。このＶ− ベルト26には第１図で示されたと同様のメインエラストマーベルトボディ部分12 およびこれも第１図で示されたと同様のコード22の形態の引張補強構成員20が包 含される。メインエラストマーベルトボディ部分12およびＶ−ベルト26のコード 22は前記第１図で記載したと同じ材料から構築される。 Ｖ−ベルト26もまた第１図の同期ベルトにおけるような溝車接触部分14を包含 する。この溝車接触部分14の側表面はＶ−ベルト26の原動表面として働く。この 態様において、溝車接触部分14は交互の切込み陥凹表面またはトラフ28および歯 状突起30の形態をしている。 これらの交互の切込み陥凹表面28と歯状突起30は好ましくは示されているように 一般的に正弦（シヌソイド(sinusoidal)）路を辿り、これは溝車接触部分14がプ ーリーおよび溝車の囲り通過するに際し曲げ応力を分配しそして最小限に抑える 働きをする。 第３図に言及すると、マルチ−Ｖ−リブ付ベルト32が示される。マルチ−Ｖ− リブ付ベルト32は第１図およびこのベルトにおけるようにメインエラストマーベ ルトボディ部分12を包含しそしてまた好ましくはこれも先に述べたコード22の形 態における引張補強構成員20をも包含する。複数のトラフ領域38と交互にある複 数の持ち上げられた領域または頂点36が、その間にベルト32の溝車原動表面14と して働く反対に面する側を限定する。これら第１〜３図の場合それぞれにおいて 、溝車接触部分14はメインベルトボディ部分12と一体でありそして以下により詳 細に記載されると同じエラストマー材料から形成される。 第１〜３図に記載されるように、最も好ましい態様においてはベルティングは 、そのメインベルトボディ部分として、慣用のステープルファイバーまたはパル プファイバー補強材を包含する不連続繊維を装填された下記エラストマー配合物 をとり込む。好適な引張モジュラスおよび耐摩耗性を有する繊維の例は商標KEVL ARの下にE.I．du Pont de Nemours & Compenyか ら販売されるか、商標TECHN0RAの下に日本のTeijinから販売されるか、およびオ ランダのEnkaにより商標TWARONの下に販売されるもののようなアラミド繊維であ る。ステープルファイバーは長さが0.25mmより下から約12mmまで、好ましくは約 0.5mmから約７mmまで、最も好ましくは約１mm〜約３mmまでの範囲である。エラ ストマーボディ部分は好ましくは約0.5〜約20容量％、そしてより好ましくは約 １〜約６容量％の濃度で繊維を装填される。最も好ましくは、繊維装填はボディ 部分の約2.1容量％の濃度である。好ましい態様においては、繊維はベルトの走 行に対して垂直に走る方向で繊維がエラストマーボディから約0.1mm〜約0.3mm突 き出るように配向される。 本発明を第１〜３図に示す態様に関連して説明するが、本発明は例示されたこ れら特定の態様または形態に限定されるべきではなくむしろ以下に記載する請求 の範囲内にある任意の動的適用構築物に適用できることは理解されるべきである 。 本発明で有用なエラストマー配合物は屈曲−疲れ分析結果に反映されるような 改善された耐疲労性、改善された耐摩耗性、ピリング抵抗性、引張強さおよびモ ジュラス、ならびにベースエラストマー中に付加的な接着促進剤が実質的に存在 しなくても引張構成員への改善された接着を示すエチレン−アルファ−オレフィ ンエラストマー配合物を包含する。エチレン−アルファ−オレフィンエラストマ ー配合物は慣用のゴム加工法に従い、エチレン−アルファ−オレフィンエラスト マー 100重量部、α−β−不飽和有機酸の金属塩約１〜約30phr、およびカーボ ンブラックまたは水和シリカのような補強充填剤約０〜約250phrを包含する樹脂 混合物を混合および微粉砕することにより形成される。このエラストマーは、場 合により混合硬化系中における少量の硫黄の存在下に、有機ペルオキシドまたは 他のフリーラジカル促進物質を用いて硬化される。 本発明において有用なエチレン−アルファ−オレフィンエラストマーには、そ れらに限定されるわけではないが、エチレンおよびプロピレン単位（ＥＰＭ）、 エチレンおよびブチレン単位、エチレンおよびペンテン単位、またはエチレンお よびオクテン単位（ＥＯＭ）からなるコポリマー、およびエチレンおよびプロピ レン単位および不飽和成分からなるターポリマー（ＥＰＤＭ）、ならびにそれら の混合物が包含される。ＥＰＤＭの不飽和成分としては、例えば１，４−ヘキサ ジエン、ジシクロペンタジエンまたはエチリデンノルボルネン（ＥＮＢ）を含む 任意の適当な非共役ジエンが使用できる。本発明で好ましいエチレン−アルファ −オレフィンエラストマーはエチレン単位約35〜約80重量％、プロピレンまたは オクテン単位約65〜約25重量 ％、および不飽和成分０−10重量％を含有する。より好ましい態様においては、 エチレン−アルファ−オレフィンエラストマーはエチレン単位約55〜約78重量％ を含有し、そして最も好ましい態様においてはエチレン−アルファ−オレフィン エラストマーは約65〜約75％のエチレン単位を含有する。これらのより好ましい エチレン単位含量レベルで、本発明のこの好ましい態様のエチレン−アルファ− オレフィンエラストマーをそれらのメインベルトボディ部分としてとり込んだエ ンドレスベルトは改善されたピリング抵抗性を示す。最も好ましいエチレン−ア ルファ−オレフィンエラストマーはＥＰＤＭである。 本発明のエラストマーは配合物を形成するには、エチレン−アルファ−オレフ ィンエラストマーは場合により、シリコーンゴム、ポリクロロプレン、エピクロ ロヒドリン、水素化ニトリルブタジエンゴム、天然ゴム、エチレン酢酸ビニル、 コポリマー、エチレンメタクリレートコポリマーおよびターポリマー、スチレン ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロル化ポリエチレン、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、トランスポリオクテナマ ー、ポリアクリルゴム、ブタジエンゴムおよびそれらの混合物を包含するがそれ らに限定されない第２のエラストマー材料を、配合物の総エラストマー含量を基 準として50重量％より下、より好ましくは約25重量％まで、そして最も好ましく は約５〜約10重量％ブレンドして、高温性能および粘着性のようなある種の機械 的性質を微細に調整することができる。 本発明のエラストマー配合物中にα−β−不飽和有機酸の金属塩をとり込むこ とは決定的に重要である。本発明で有用なエチレン−アルファ−オレフィンエラ ストマー配合物の優れた性質はこれら金属塩とペルオキシドとのイオン性架橋に よると考えられる。イオン結合は硫黄硬化系におけるポリスルフィッド架橋の作 用と同様、エラストマー主鎖を応力の下に破壊し改質してエラストマーに引張強 さおよび引裂強さを与えると考えられる。このメカニズムがまたエラストマー配 合物により示される改善されたピリング抵抗性をも招来するのであろう。これら イオン結合は炭素−炭素結合の破壊より優生してこの形成−放出−改質活性を完 成すると考えられる。硫黄硬化系における炭素−炭素結合の破壊で形成されるポ リスルフィッド結合またはフリーラジカルと異なり、これらイオン結合は酸素へ の暴露によって影響されず従って摩耗条件下で付着性残基の形成に陥りやすくな い。この酸素耐容性はまたイオン架橋を慣用の硫黄硬化エラストマーに比較して 熱および酸化に対してはるかにより安定なものとなすと考えられる。 本発明で有用なα−β−不飽和有機酸の金属塩は例えばアクリル酸、メタクリ ル酸、マレイン酸、フマル酸、エタクリル酸、ビニル−アクリル酸、イタコン酸 、メチルイタコン酸、アコニチン酸、メチルアコニチン酸、クロトン酸、アルフ ァ−メチルクロトン酸、桂皮酸および２,４−ジヒドロキシ桂皮酸のような酸の 金属塩である。これらの塩は亜鉛、カドミウム、カルシウム、マグネシウム、ナ トリウムまたはアルミニウム塩であることができ、そして亜鉛塩が好ましい。α −β−不飽和有機酸の好ましい金属塩はジアクリル酸亜鉛およびジメタクリル酸 亜鉛である。最も好ましい不飽和有機酸金属塩はジメタクリル酸亜鉛である。本 発明で有用な金属塩の量は約１〜約30phrの範囲であることができ、そして好ま しくは約５〜約20phrである。最も好ましい態様においては、金属塩はシリコー ンゴム約10までと混合したＥＰＤＭと一緒に使用される場合の約５phrの量にお いて使用されるジメタクリル酸亜鉛であり、そして本発明で有用な他のエチレン −アルファ−オレフィンエラストマーと一緒に使用される場合の約10〜約20phr 、そしてより好ましくは約15phrである。 本発明のエンドレスベルトで有用なエチレン−アルファ−オレフィンエラスト マー配合物は約０〜約250phr、そして好ましくは約25〜約100phrの補強充填剤 例えばカーボンブラック、炭酸カルシウム、タルク、粘度または水和シリカまた はこれらの混合物をもさらに包含する。α−β−不飽和有機酸の金属塩１〜30ph rおよび補強充填剤の約０〜約250phrそして好ましくは約25〜約100phrをペルオ キシド硬化エチレン−アルファ−オレフィンエラストマー配合物中にとり込むこ とは慣用のペルオキシド硬化エラストマーの熱安定性を保持する一方で、硫黄硬 化エラストマーに通常関連する引裂強さおよび動的性質を付与する。 本発明で有用なフリーラジカル産生性硬化剤はエチレン−アルファ−オレフィ ンエラストマーの硬化に好適なものであって、例えば有機ペルオキシドおよび電 離線（iomizing radiation）である。好ましい硬化剤はジクミルペルオキシド、 ビス−（ｔ−ブチルペルオキシドジイソプロピルベンゼン、ｔ−ブチル−パーベ ンゾエート、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、２,５−ジメチル−２,５−ジ−ｔ− ブチルペルオキシヘキサン、α−α−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）ジイソプロ ピルベンゼンを包含するがそれらに限定されない有機ペルオキシドである。好ま しい有機ペルオキシド硬化剤はα−α−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）ジイソプ ロピルベンゼンである。本発明の目的にとって有機ペルオキシドの有効硬化量は 代表的には約２〜約10phrである。有機ペルオキシドの好ましいレベルは約４〜 約 ６phrである。硬化されたエラストマーのヤング率(Young's modulus)をその引き 裂き抵抗性に否定的に影響することなく改善するために、約0.01〜約1.0phrの量 で硫黄を混合硬化系の一部分として有機ペルオキシド硬化剤に場合により添加す ることができる。 他の慣用のエチレン−アルファ−オレフィンエラストマー添加剤、プロセス油 およびエキステンダー油、酸化防止剤、ワックス、顔料、可塑剤、軟化剤等が本 発明から逸脱することなく通常のゴム加工法に従って添加できる。例えば、本発 明の好ましい態様においては、エラストマー配合物または約0.5〜約1.5phr のオ ゾン亀裂防止剤または酸化防止剤および約５〜約15phrのパラフィン系石油可塑 剤／軟化剤をも含有する。 本発明で有用なエチレン−アルファ−オレフィンエラストマー配合物は例えば 構成分を内部ミキサー中でまたはミル上で混合することによるような任意の慣用 の操作により製造できる。 以下の実施例は本発明の本質をさらに説明する目的で提出されるもので本発明 がそれに限定されることを意図するものではない。実施例および明細書全体にお いて言及される部および百分率は別に指示がなければ重量によるものとする。 実施例１，３および５ および比較例２，４および６ 表１は本発明の実施例１，３，５および７および比較例２，４，６および８の テストサンプルのエラストマー配合物の配合表を示す。表２は実施例１，３，５ および７および比較例２，４，６および８の未老化サンプルの分析データを示す 。表３は実施例１，３，５および７比較例２，４，６および８の老化サンプルの 分析データを示す。表４および５は実施例１，３および５および比較例２，４お よび６それぞれの老化および未老化サンプルについての接着分析データを示す。 表６は本発明および前記第３図で示される記載に従って作られたマルチ−Ｖ−リ ブ付ベルトに繊維を装填（load）したものと、そのメインベルトボディ部分およ び溝車接触部分として繊維装填ポリクロロプレンをとり込んだ慣用のマルチ−Ｖ −リブ付ベルトの比較データを示す。 それらの実施例および比較例において、エラストマー加工は下記方法で実施さ れた実施例１および３および比較例２および４の操作は内部容量16,500立方セン チメートルを有する１Ａバンバリーミキサー中で実施された。混練は約30rpmで 行われた。実施例５および７および比較例６および８の操作は内部容量1,570立 方センチメートルを有するＢＲバンバリーミキサー中 で行われ、混練は約77rpmで行われた。バッチは３−パス混合物として処理され た。第１のパスでは、有機ペルオキシドを除く全構成分をバンバリーに加えて約 154℃の温度までまたは最大時間10分まで混合した。第２のパスにおいては、バ ッチを約154℃まで再微粉砕し、次に落下させた。第３のパスにおいては、はじ めに有機ペルオキシドを加え、次にバッチを88℃の温度まで再微粉砕して落下さ せた。 物理試験は別に断りなければ、成形後および125℃で168時間加熱老化後再びす べての成形配合物について実施した。加硫製品の性質は下記試験プロトコルに従 って測定した：ASTM D228-8によるピコ（Pico）耐摩耗性；ASTM D412-87による 引張性質：ASTM D-573-88による老化サンプルの引張性質；ASTM D-624-91による 引裂強さ；ASTM D2240-91による硬度；デマチア法ASTM D813-87による亀裂生長 ；ピリングに関するテーバー(Tabor)法ISO-5470-1980。 マルチ−Ｖ−リブ付ベルトに関連した固有の問題は隣接リブ間でのピリングの 蓄積の問題であり、そこで“ピル(pill)”または摩耗した物質がリブに沿って蓄 積してベルト上に保有される。この理由で、重量損失結果は常にピリング現象の 完全に正確な反映であるわけではない。従って表２において、比較例についての 容量損失に関するテーバー(Tabor)摩耗試験機の値の低い方がジメタクリル酸亜 鉛をとり込んだそれらの対照物より耐摩耗性が大きいことを示しているように見 えるが、これらの人工的に膨らんだ値は分析中に実際に蓄積するがしかし比較試 験サンプルからとり除かれなかった摩耗した物質または“ピル”が原因である。 この蓄積がその物質の粘着性質の指標でありそして恐らくはまた実際の適用にお けるピリング傾向をも指し示すものである。このピリング効果はジメタクリル酸 亜鉛を含有する実施例においてきわ立って存在しない。従って、比較例のテーバ ー摩耗試験機値が低いことは本発明によるジメタクリル酸亜鉛をとり込んだそれ らの対照物に比較して耐摩耗性が低下していることを示している。 全体的に、表２と表３の結果は、エチレン−アルファ−オレフィンエラストマ ー配合物へのジメタクリル酸亜鉛の添加により、モジュラスの劇的改善とピリン グ抵抗性の増大を示す一方で受容できる伸び、破断時引張強さ及び耐摩耗性を保 持する配合物が得られることを示している。特に、ジメタクリル酸亜鉛を添加し た未老化及び老化サンプル両方のデマチア(DeMattia)分析結果において報告され るように、エチレン−アルファ−オレフィンサンプルは一般にモジュラス増大を 示す一方で受容できる屈曲疲れ性質を保持している。 表４および表５に言及すると、接着効力は硬化エラストマー標本を標準“ｔ” −剥離試験方法に従い引張分析することにより測定した。この試験は毎分5.1セ ンチメートルのクロスヘッド速度で操作し、そして室温および125℃での素材(st ock)引裂百分率を測定した。約2.5センチメートルの幅のポリエステル布シート を実施例１，３および５および比較例２，４および６の配分表により製造された エラストマーサンプルに接着した。エラストマーサンプルは厚さ約0.127センチ メートルであった。ポリエステル布シートは溶媒をベースとするイソシアネート プライマーの第１コートおよびビニルピリジン／スチレンブタジエンゴムレゾル シノールホルムアルデヒドラテックスの第２コートによってエラストマーサンプ ルに接着した。 表４および表５において、ゼロ素材引裂はゴム−接着剤界面での破損を示す。 特に、比較例２，４および６の未老化サンプルは室温では何ら素材引裂または凝 集破壊を示さない一方で、これら条件下ですべてが接着破損を示した。しかしな がら実施例１，３および５の未老化サンプルは室温で力を加えた下でそれらの比 較対照物よりずっとはるかに大きい凝集破壊を示し、このことは接着性質が相当 に改善されたことを示している。商標名Nordel 1070の下にE.I.DuPont deNemour sから入手しうるＥＰＤＭをベースとする実施例１および比較例２のいずれも高 められた温度では素材引裂きを示した。老化および未老化サンプルに関する実施 例３および５は、それらの比較対照物が示さなかったのに素材引裂きを示し、従 ってジメタクリル酸亜鉛が用いられた場合のより強壮な接着を証明している。最 も際立つことは、ジメタクリル酸亜鉛を含有するサンプルは老化および未老化状 態の両方において良好な接着性質を示したが、一方ジメタクリル酸亜鉛を含有し ないサンプルは未老化状態において乏しい接着特性しか示さなかった。 表６に示される屈曲−疲れ、耐摩耗性および荷重能力分析に関しては、本発明 の態様に従い作られたベルト（ベルト１、ベルト２、ベルト３）を標準的な商業 的に入手しうるベルト（比較ベルトＡ）と比較した。 ベルト１は第３図の記載に従い作られたマルチ−Ｖ−リブ付ベルトであり、この ものはメインベルトボディ部分および溝車接触部分が前記実施例１の配合表によ るジメタクリル酸亜鉛で補強したＥＰＤＭを用いるが、但しＮ550カーボンブラ ックの代わりにＮ330カーボンブラックを用いて作られ、そしてボディ部分が繊 維装填された。ベルト２はすべての点でベルト１と同様のマルチ−Ｖ−リブ付ベ ルトであるが但しベルト２では、Nordel 1070の代わりにVistalon 606が用いら れ、そして配合表は55phrのＮ330カーボンブラックを包含した。ベルト３はすべ ての点でベルト１と同様のマルチ−Ｖ−リブ付ベルトであるが、但しベルト３で はNordel 1070の代わりにEngage CL 8001が用いられた。加えて、ベルト３は商 品名Naugard 445の下にUniroyal chemicalから入手しうる置換ジフェニルアミン 酸化防止剤0.50phr、ならびに商品名Vanox ZMTIの下にR.T.Vanderbiltから入手 しうる亜鉛−２−メルカプトトリルイミダゾール酸化防止剤をも含有した。ベル ト３についてのペルオキシド硬化剤は5.50phrの量で用いられた。比較ベルトＡ は標準的なポリクロロプレン(“CR”)、繊維装填マルチ−Ｖ−リブ付ベルトであ った。ベルト１、ベルト２およびベルト３の引張手段はポリエステルテレフタレ ートコードにより提供された。コードは、イソシアネートプライマーに続くビニ ルピ リジンスチレンブタジエンゴムラテックスまたはビニルピリジンカルボキシル化 スチレンブタジエンゴムラテックスを包含するコード処理、および The Lord Co rporationから入手しうる商品名Chemlok 238により知られる重合体状接着剤を包 含するコード浸漬によりベルトのエラストマー部分に接着された。加えて、商品 名TECHNORAの下に日本のTeiginから入手できるレゾルシノールホルムアルデヒド ラテックス処理アラミドの３mmステープルファイバーがベルト１、ベルト２およ びベルト３の繊維装填物質を構成し、そして同じ物質が比較ベルトＡの繊維装填 を構成するが、但し比較ベルトＡでは１mmのアラミド繊維が用いられた。測定さ れたベルトは長さ約112センチメートルで幅1.067センチメートルであった。 高張力時の荷重運搬能力を測定するために、マルチ−Ｖ−リブ付ベルトを直径 それぞれ6.1センチメートルの２個のマルチ溝はプーリの周囲でトレーニング(tr ain)したベルトは室温で264ポンド／インチ(229kg／cm)の定張力で3500rpmおよ び7.1馬力で操作した。表６の荷重能力データに関しては、ベルトは、エッジコ ード分離、リブの分離またはより破滅的なベルトの破損により証明される破損時 点まで操作した。 耐摩耗性および屈曲−疲れ分析に関してはベルトを、２個のマルチ溝付主要プ ーリー、内側の引張アイドラ ーおよび裏側アイドラーの周囲でベルトをトレーニングする４ポイント水ブレー キ試験にかけた。２個の主要プーリーは直径12.1センチメートルであり、内側引 張アイドラーに直径4.4センチメートルそして裏側アイドラーは直径7.6センチメ ートルであった。ベルトは110ポンド／インチ（95kg／cm）の定張力で4900rpmお よび11馬力で操作した。耐摩耗性試験には、ベルトをはじめに秤量し、次に溝車 のまわりでトレーニングし室温で96時間操作し、そして再秤量して重量損失を測 定した。最初の屈曲−疲れ分析には、ベルトをプーリーおよびアイドラーの周囲 でトレーニングしそしてベルトリブの数より１つ多いに等しい亀裂の数の生成に より証明される破損まで4900rpmおよび100℃で操作した。第２番目の屈曲−疲れ 分析には、ベルトを同様にプーリーおよびアイドラーの周囲でトレーニングしそ してベルトリブの数より１つ多いには等しい亀裂の数の形成により証明される破 損まで110℃および4900rpmで操作した。 特に、ベルト１はポリクロロプレンベルトに比較して４倍の荷重能力増大を示 し、一方でその耐摩耗性を超えた。さらに、その主要ベルトボディ部分としてジ メタクリル酸亜鉛で補強された繊維装填ＥＰＤＭエラストマーをとり込んだベル ト１は屈曲−疲れ分析により測定した標準的なポリクロロプレンベルトに比較し てベルト寿命の10倍増大を示した。ジメタクリル酸亜鉛で補強したVistalon 606 をベースとするベルト２は標準ポリクロロプレンベルトに比較して荷重能力で５ 倍以上の増大を示しそして100℃および110℃での屈曲−疲れ分析で測定されるよ うに劇的に改善されたベルト寿命を示した。ジメタクリル酸亜鉛で補強されたEn gage CL 8001をベースとするベルト３は標準ポリクロロプレンベースベルトに比 較して同様に荷重能力の劇的増大、ならびに顕著な屈曲疲れを示した。 伝動およびフラットベルティングを含む本発明のベルティングの動的性質の改 善は、そのメインベルトボディ部分または溝車接触部分としてα−β−不飽和有 機酸の金属塩で補強されたペルオキシド硬化エチレン−アルファ−オレフィンエ ラストマー配合物をとり込んだことに帰せられうる。生成するエラストマー配合 物はベースエラストマー中に付加的な接着促進剤が実質的に存在しなくても織物 補強材に対し優れた接着を示す。ベースエラストマー中に付加的な接着促進剤が 実質的に存在しなくても織物補強材にエラストマー配合物が優れた接着を示すに もかかわらず、Ｈ−Ｒ−Ｈ乾燥ゴム接着系におけるメチレンおよびレゾルシノー ルドナーを含めたかかる接着促進剤は本発明から逸脱することなくベルティング の構築に使用できる。 本発明は説明目的で詳細に記載してきたが、かかる詳細はその目的のためのみ であることおよび請求の範囲によって限定されうる以外は本発明の精神または範 囲から逸脱することなく当業者によってその変動を行うことができることは理解 されるべきである。本明細書に開示された本発明はここに詳細に開示されていな い任意の要素の非存在下でも好適に実施されうる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 65/00 ＬＮＹ 8619−4Ｊ Ｃ０８Ｌ 65/00 ＬＮＹ 71/03 ＬＱＦ 8619−4Ｊ 71/03 ＬＱＦ 83/04 ＬＲＹ 7729−4Ｊ 83/04 ＬＲＹ //(Ｃ０８Ｋ 13/02 3:00 5:098） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＰＬ，ＲＵ，ＳＧ，ＵＡ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．フリーラジカル促進物質を用いて硬化された、動荷重を受け易い物質中に とり込むためのエラストマー配合物であって、 (a) 前記配合物の主要エラストマーとして働くエチレンアルファ−オレフ ィンエラストマー100重量部； (b) 前記エラストマー 100重量部当たり約１〜約30重量部の、α−β−不 飽和有機酸の金属塩；および (b) 前記エラストマー 100重量部当たり約０〜約250重量部の補強充填剤、 の反応生成物を包含するエラストマー配合物。 ２．請求の範囲１記載の配合物をその主要エラストマー配合物としてとり込ん だ、動荷重を受け易い物品。 ３．高い耐疲労性、高い耐摩耗性、高い引張り強さおよび高いモジュラスを示 し、フリーラジカル促進物質を用いて硬化されたエラストマー配合物から製造さ れたメインベルト、ボディ部分を包含し、引張り手段が前記ボディ部分中に配置 されており、そして溝車接触部分が前記ボディ部分と一体となった、溝車とかみ 合うのに適合したベルトであって、前記エラストマー配合物が、 (a) 前記ベルトボディの主要エラストマーとして 働くエチレン−アルファ−オレフィンエラストマー100重量部； (b) 前記エラストマー 100重量部当たり約１〜約30重量部の、α−β−不 飽和有機酸の金属塩；および (c) 前記エラストマー 100重量部当たり約０〜約250重量部の補強充填剤、 を包含するものであるベルト。 ４．前記エチレン−アルファ−オレフィンエラストマーが下記： (a) エチレンプロピレンコポリマー； (b) エチレンオクテンコポリマー； (c) エチレンプロピレンジエンターポリマー；および (d) それらの混合物、 からなる群から選択される、請求の範囲３記載のベルト。 ５．前記エチレン−アルファ−オレフィンを、エチレン−アルファ−オレフィ ンエラストマーの重量を基準として25重量％までの下記： (a) シリコーンゴム； (b) ポリクロロプレン； (c) エピクロロヒドリン； (d) 水素化二トリルブタジエンゴム； (e) 天然ゴム； (f) エチレン−酢酸ビニルコポリマー； (g) エチレンメタクリレートコポリマーおよびターポリマー； (h) スチレンブタジエンゴム； (i) ニトリルゴム； (j) クロル化ポリエチレン； (k) クロロスルホン化ポリエチレン； (l) アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン； (m) トランスポリオクテナマー； (n) ポリアクリルゴム； (o) ブタジエンゴム；および (p) 前記の混合物、 からなる群から選択される第２のエラストマー材料とブレンドする請求の範囲３ 記載のベルト。 ６．前記エラストマー配合物が補足的な接着促進剤を実質的に含有しないがそ れでいて前記引張り手段に対して良好な接着を示す請求の範囲３記載のベルト。 ７．前記α−β−不飽和有機酸の金属塩が、アクリル酸、メタクリル酸、マレ イン酸、フマル酸、エタクリル酸、ビニル−アクリル酸、イタコン酸、メチルイ タコン酸、アコニチン酸、メチルアコニチン酸、クロトン酸、アルファ−メチル クロトン酸、桂皮酸および２,４−ジヒドロキシ桂皮酸からなる群から選択され る 酸の金属塩を包含する請求の範囲３記載のベルト。 ８．前記金属塩が (a) ジアクリル酸亜鉛；および (b) ジメタクリル酸亜鉛、 からなる群から選択される請求の範囲７記載のベルト。 ９．前記硬化剤が、 (a) 有機ペルオキシド； (b) 前記エラストマー 100重量部当たり約0.01〜約1.0重量部の硫黄とブレ ンドされた前記有機ペルオキシド；および (c) 電離線、 からなる群から選択される物質の有効硬化量である請求の範囲３記載のベルト。 10．前記ベルトが同期ベルト、Ｖ−ベルトおよびマルチ−Ｖ−リブ付ベルトか らなる群から選択される伝動ベルトの形態である請求の範囲３記載のベルト。 11．前記エチレン−アルファ−オレフィンエラストマーが、前記エラストマー の約55〜約78重量％である特定のエチレン単位含量を特徴とする請求の範囲３記 載のベルト。 12．少なくとも１個の原動溝車および少なくとも１個の駆動溝車について調整 された (trained about)請求の範囲３記載のベルトを包含するベルト原動システ ム。