KR20100095511A

KR20100095511A - 고무 조성물 및 고무 벨트

Info

Publication number: KR20100095511A
Application number: KR1020107007056A
Authority: KR
Inventors: 도모유키 야마다
Original assignee: 반도 카가쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2010-08-31
Also published as: KR101193006B1; WO2009060748A1; JP5415956B2; JPWO2009060748A1; US20100240809A1; CN101855290A; DE112008002997T5

Abstract

본 발명은, 역학적 특성을 현저하게 향상시킬 수 있는 고무 조성물을 제공하는 것을 과제로 하고 있다. 또한, 우수한 역학적 특성을 가지는 고무 벨트를 제공하는 것을 다른 과제로 하고 있다. 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 고무 성분과 유기 암모늄 이온에 의해 유기화된 유기화 점토광물이 배합되어 이루어지고, 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 에틸렌 함량이 60∼85 질량%이며, 상기 고무 성분의 125℃에 있어서의 무니점도가 10∼55이며, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 상기 유기화 점토광물이 6∼30 질량부 배합되어 있는 고무 조성물, 및 상기 고무 조성물을 사용하여 형성된 고무 벨트를 제공한다.

Description

고무 조성물 및 고무 벨트{RUBBER COMPOSITION AND RUBBER BELT}

본 발명은, 고무 조성물 및 이를 사용한 고무 벨트에 관한 것이다.

종래, 내열성 등의 면에서 우수한 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 고무 성분과, 유기화된 점토광물을 포함하는 고무 조성물을 사용하여, 고무 성형체의 파단 강도, 파단 신장도 등의 역학적 특성을 향상시키는 것으로 알려져 있다.

예를 들면, 특허 문헌 1에서는, 고무 성분으로서의 에틸렌·α-올레핀 공중합체와 옥타데실아민으로 유기화된 몬모릴로나이트와 에폭시 화합물을 포함하는 고무 조성물을 사용하여, 이 고무 조성물로 이루어지는 고무 성형체의 역학적 특성을 향상시키는 것이 제안되어 있다. 또한, 특허 문헌 2에서는, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 고무 성분과, 옥타데실아민으로 유기화된 몬모릴로나이트를 포함하는 고무 조성물에, 가황제(加黃劑) 및 가황 촉진제를 더 부가함으로써, 이 고무 조성물로 이루어지는 고무 성형체의 역학적 특성을 향상시키는 것이 제안되어 있다. 또한, 특허 문헌 3에서는, 극성기(極性基)를 가지는 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 고무 성분과, 옥타데실아민으로 유기화된 몬모릴로나이트가 배합된 고무 조성물을 사용하여, 상기 고무 조성물이 가교되어 이루어지는 고무 성형체의 역학적 특성 등을 향상시키는 것이 제안되어 있다.

그러나, 전술한 종류의 고무 조성물은, 이 조성물로 성형된 고무 성형체의 파단 강도, 파단 신장도와 같은 역학적 특성을 향상시킬 수 있지만, 굴곡 내성과 같은 역학적 특성은 아직 충분히 향상시킬 수 있는 것은 아니다. 따라서, 고무 성형체의 파단 강도, 파단 신장도에 더하여, 굴곡 내성과 같은 역학적 특성도 더욱 향상시킬 수 있는 고무 조성물이 요망되고 있다. 또한, 고무 조성물이 사용되어 이루어지는 고무 벨트 등의 성형체에는, 그 굴곡 내성 등의 역학적 특성의 향상이 요망되고 있다.

일본 특허출원 공개번호 2004-256730호 공보 일본 특허출원 공개번호 2000-080207호 공보 일본 특허출원 공개번호 2000-159937호 공보

따라서, 본 발명은, 전술한 문제점 및 요망 사항을 감안하여, 성형체의 역학적 특성을 현저하게 향상시킬 수 있는 고무 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 역학적 특성이 우수한 고무 벨트를 제공하는 것을 다른 과제로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 고무 조성물은, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 고무 성분과 유기 암모늄 이온에 의해 유기화된 유기화 점토광물이 배합되어 있는 고무 조성물로서, 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 에틸렌 함량이 60∼85 질량%이며, 상기 고무 성분의 125℃에 있어서의 무니점도(Mooney viscosity)가 10∼55이며, 상기 고무 성분 100질량부에 대하여 상기 유기화 점토광물이 6∼30 질량부 배합되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 에틸렌 함량이 60 질량% 미만인 경우, 고무 벨트 등의 고무 성형체의 역학적 특성을 현저하게 향상시킬 수 없을 우려가 있다. 또한, 시판품의 입수가 곤란한 점을 고려하여, 85 질량% 이하인 것이 바람직하다.

상기 고무 성분의 125℃에 있어서의 무니점도가 55를 초과하는 경우, 고무 벨트 등의 고무 성형체의 역학적 특성을 현저하게 향상시킬 수 없을 우려가 있다. 또한, 시판품의 고무에 의해 10 미만의 무니점도로 이루어지는 고무 성분을 구성하기가 곤란하다. 따라서, 재료의 입수가 용이한 점에 있어서, 상기 고무 성분의 무니점도의 값이 10 이상인 것이 바람직하다.

상기 고무 성분 100 질량부에 대한 상기 유기화 점토광물의 배합량이 6 질량부 미만인 경우, 고무 벨트 등의 고무 성형체의 역학적 특성을, 종래의 고무 조성물이 사용된 것에 비하여, 현저하게 향상시킬 수 없을 우려가 있다. 또한, 30 질량부를 초과하는 배합량으로 하면, 고무 벨트 등의 고무 성형체의 역학적 특성을 저하시킬 우려가 있다.

본 발명에 따른 고무 조성물은, 가황 성형된 성형체의 파단 강도가 25∼35MPa이며, 파단 신장도가 550∼700%인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 고무 벨트는, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 고무 성분과 유기 암모늄 이온에 의해 유기화된 유기화 점토광물이 배합되어 이루어지고, 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 에틸렌 함량이 60∼85 질량%이며, 상기 고무 성분의 125℃에 있어서의 무니점도가 10∼55이며, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 상기 유기화 점토광물이 6∼30 질량부 배합되어 있는 고무 조성물을 사용하여 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이, 본 발명의 고무 조성물은, 상기 고무 조성물에 의해 형성되는 성형체의 역학적 특성을 종래에 비해 현저하게 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 고무 벨트에는, 우수한 역학적 특성이 부여될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태의 V리브 벨트를 나타내는 단면도이다.
도 2는 벨트 주행 시험기를 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 고무 조성물의 실시형태에 대하여 설명한다.

본 실시형태의 고무 조성물은, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 고무 성분과 유기 암모늄 이온에 의해 유기화된 유기화 점토광물이 배합되어 있다. 또한, 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 에틸렌 함량이 60∼85 질량%이며, 상기 고무의 125℃에 있어서의 무니점도가 10∼55이며, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 상기 유기화 점토광물이 6∼30 질량부 배합되어 있다.

상기 고무 성분에는 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체 외에, 다른 고무 성분이 포함될 수 있다. 상기 고무 성분에 포함되어 있는 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 양은 40∼100 질량%인 것이 바람직하고, 80∼100 질량%인 것이 더욱 바람직하다. 고무 성분에서 차지하는 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 비율이, 40 질량% 이상이면, 낮은 비용으로 내열성 및 내후성(耐候性)이 우수한 고무 성형체가 될 수 있는 이점이 있다. 또한, 100 질량%이면, 낮은 비용으로 내열성 및 내후성이 더욱 우수하여, 연소시 등에 유해 물질을 발생시킬 수 있는 할로겐을 고무 성분 중에 함유시키지 않는 이점이 있다. 따라서, 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 고무 성분은, 에틸렌·α-올레핀 공중합체만으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체는, 적어도 에틸렌 및 α-올레핀이 공중합 된 것이다. 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체로서는, 예를 들면 에틸렌·프로필렌 공중합체, 에틸렌·프로필렌·디엔 공중합체, 에틸렌·옥텐 공중합체, 에틸렌·부텐 공중합체 등이 있다. 그 중에서도, 에틸렌·프로필렌·디엔 공중합체(EPDM)가 저비용이면서 가공성이 우수하고, 가교가 용이하다는 점에서 적합하다. 유황 가황 속도가 빠르고, 가황 후에 양호한 밸런스로 물성을 발휘시킬 수 있는 점에서, 에틸렌·프로필렌·에틸리덴노르보르넨 공중합체가 더욱 적합하다. 그리고, 상기 고무 조성물에 함유되는 에틸렌·α-올레핀 공중합체는, 1종류일 수도 있고, 2종류 이상이 혼합되어 있을 수도 있다.

상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 상기 에틸렌 함량은 60∼85 질량%이다. 상기 에틸렌 함량이 60 질량% 미만인 경우, 고무 벨트 등의 고무 성형체의 역학적 특성을 종래의 고무 성형체에 비해 현저하게 향상시킬 수 없을 우려가 있다. 또한, 에틸렌 함량이 85 질량%를 초과하는 시판품을 입수하기가 곤란하므로, 본 실시형태에 따른 고무 조성물의 배합을, 시판품을 사용하여 용이하게 실시 가능한 점을 고려하면, 상기 에틸렌 함량은 85 질량% 이하인 것이 바람직하다.

그리고, 복수 종류의 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 본 실시형태에 따른 고무 조성물에 배합하는 경우에 있어서는, 각각의 에틸렌 함량을 가중 평균한 값이 60∼85 질량%이면 되고, 예를 들면, 에틸렌 함량 55 질량%의 에틸렌·α-올레핀 공중합체와 에틸렌 함량 85 질량%의 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 같은 양으로 혼합하여, 평균 70 질량%로 만드는 경우도 본 발명의 의도하는 범위 내이다.

그러나, 성형체의 역학적 특성을 더욱 확실하게 향상시킬 수 있는 점에 있어서는, 함유되는 모든 에틸렌·α-올레핀 공중합체가, 에틸렌 함량 60∼85 질량% 범위 내인 것이 바람직하다.

상기 에틸렌 함량은, 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 중합 시의 배합량에 의해 조정할 수 있다.

그리고, 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체는 시판중인 것을 사용할 수 있다.

상기 다른 고무 성분으로서는, 일반적으로 사용되는 고무, 예를 들면, 천연 고무, 폴리이소프렌, 에폭시화 천연 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체, 폴리부타디엔, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 수소화 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 부틸 고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌, 알킬화 클로로술폰화 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌 등이 있으며, 이들은, 단독, 또는 복수로 혼합되어 본 실시형태의 고무 조성물에 사용할 수 있다.

상기 고무 성분은, 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하고, 상기 다른 고무 성분도 포함할 수 있다. 상기 고무 성분의 125℃에 있어서의 무니점도는 10∼55이다. 이 무니점도는, 가교 전의 상기 고무 성분을 사용하여 측정한 것이다. 상기 무니점도가 55를 초과하는 경우, 고무 벨트 등의 고무 성형체의 역학적 특성을 현저하게 향상시킬 수 없을 우려가 있다. 또한, 시판품의 고무에 의해 10 미만의 무니점도로 이루어지는 고무 성분을 구성하기가 곤란하므로, 재료 입수가 용이한 점에 있어서, 상기 고무 성분의 무니점도의 값은 10 이상인 것이 바람직하다.

상기 무니점도는, 예를 들면, 각 고무 성분의 분자량을 조정함으로써 조정할 수 있다. 구체적으로는, 고무 성분을 구성하는 고무의 분자량을 크게 하면 무니점도를 높일 수 있고, 고무 성분을 구성하는 고무의 분자량을 작게 하면 무니점도를 낮출 수 있다.

상기 무니점도는, 점도를 나타내는 지표로서 사용되고, JIS K 6300-1:2001에 규정된 방법에 따라 측정되는 값이다. 보다 구체적으로는, 로터 형상은 L, 예열 시간은 1분, 로터의 회전 시간은 4분으로 측정된다. 여기서, ML₁ ₊₄(125℃)25라는 표기에 있어서는, M은 무니의 M, L은 로터 형상의 L, (1+4)는 예열 시간 1분과 로터의 회전 시간 4분, 25는 무니점도의 값을 나타내고 있다.

상기 유기화 점토광물은 유기 암모늄 이온에 의해 유기화된 점토광물이다. 상기 유기화 점토광물로서는, 상기 점토광물에 상기 유기 암모늄 이온을 반응시켜 얻어진 것을 예로 들 수 있다. 또한, 예를 들면, 시판중인 유기화 점토광물을 사용할 수도 있다.

상기 유기화 점토광물이 상기 고무 조성물에 배합되는 양은, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 6∼30 질량부이다. 상기 유기화 점토광물의 양이 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 6 질량부 미만인 경우, 고무 벨트 등의 고무 성형체의 역학적 특성을 종래에 비해 현저하게 향상시킬 수 없을 우려가 있고, 30 질량부를 초과하는 배합량으로 하면, 고무 벨트 등의 고무 성형체의 역학적 특성을 저하시킬 우려가 있다.

상기 유기화 점토광물이 상기 고무 조성물에 배합되는 양은, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 10∼30 질량부인 것이 바람직하다. 상기 유기화 점토광물의 양이 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 10 질량부 이상이 되면, 고무 벨트 등의 고무 성형체의 역학적 특성이 더욱 현저하게 향상되는 이점이 있다.

그리고, 상기 유기화 점토광물의 질량은, 유기화되기 전의 점토광물의 질량이 아니라, 유기화된 후의 유기화 점토광물의 질량을 나타낸다.

상기 점토광물로서는, 통상적으로, 층상 구조를 가지는 층상 점토광물을 예로 들 수 있다. 상기 층상 점토광물은, 점토의 주성분이며, 상기 층상 점토광물로서는, 층상의 결정 구조를 가진 규산염 광물이 예시된다. 여기서, 층상의 결정 구조로서는, 규산 4면체층-알루미나 8면체층-규산 4면체층의 3층이 중첩되어 있는 구조가 예시된다. 그 단위층은 두께 약 1nm이며, 단위층 간격은 0.1∼1μm이며, 그 구조는 극히 얇은 판형이다.

상기 층상 점토광물은, 통상적으로, 어스펙트비가 높은 판형 구조물이다. 어스펙트비가 높은 판형 구조물을 고분자 조성물에 분산시키면, 고분자 조성물의 내열성·가스배리어성·치수안정성 등의 향상을 기대할 수 있다.

상기 층상 점토광물은, 단위층의 마이너스 전하의 밀도나 분포 등을 다르게 함에 의해 그 특성이 상이하게 된다.

또한, 상기 층상 점토광물로서는, 점토광물의 층간을 크게 하여 점토광물을 팽윤시킬 수 있다는 점에서, 점토광물의 양이온의 교환 용량이 50∼200 밀리당량(meq)/100g인 것이 바람직하다. 50 밀리당량(meq)/100g 이상이면, 암모늄 이온이 교환되기 쉬워서, 점토광물을 용이하게 팽윤시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 200 밀리당량(meq)/100g 이하이면, 점토광물의 층간의 결합력이 쉽게 강하게 되지 않아서, 점토광물을 용이하게 팽윤시킬 수 있는 이점이 있다.

상기 층상 점토광물로서는, 예를 들면, 규산 마그네슘 또는 규산 알루미늄 등으로 구성되는 층상 필로 규산염이며, 가수가 작은 이온으로 동형 치환되어 마이너스로 대전되어 있는 것 등이 있다. 또한, 층 두께가 0.6∼2nm이며, 한 조각(한장)의 길이가 2∼1,000nm의 범위의 것도 예로 들 수 있다.

상기 층상 점토광물로서는, 구체적으로는, 몬모릴로나이트, 사포나이트, 베이델라이트, 논트로나이트, 헥토라이트, 스티븐사이트 등의 스멕타이트계 점토광물이나 질석, 할로이사이트, 팽윤성 마이카, 카올리나이트 등이 예시되며, 이들은 상기 고무 조성물에 단독, 또는 복수로 혼합되어 배합될 수 있다. 이들은 천연물일 수도 있고, 합성물일 수도 있다. 이 중에서도 분산성이 뛰어난 점에서 몬모릴로나이트가 바람직하다.

상기 유기화 점토광물을 유기화시키기 위한 유기 암모늄 이온은, 층상 점토광물의 층간의 알칼리 금속 이온, 알칼리 토류 금속 이온 등으로 치환됨으로써, 전단력(剪斷力)에 의한 층의 박리를 용이하게 하고, 고무 조성물 중에 있는 고무 성분 등의 유기물과의 상용성(相溶性)을 향상시킬 수 있다. 상기 유기 암모늄 이온은, 분자 중에 알킬사슬을 가지거나, 및/또는, 분자 중의 알킬사슬의 일부에 카르복시산이 공유결합하고 있는 구조를 가지며, 암모늄 이온기를 가지는 유기물이다. 그리고, 고무 조성물 중에 있는 고무 성분 등의 유기물과의 상용성을 더욱 향상시키는 점에서, 알킬사슬의 탄소수는 6 이상이 바람직하다.

상기 유기 암모늄 이온으로서는, 예를 들면 포화 유기 암모늄 이온으로서 헥실암모늄 이온, 옥틸암모늄 이온, 2-에틸헥실암모늄 이온, 도데실암모늄 이온, 옥타데실암모늄 이온, 디옥틸디메틸암모늄 이온, 트리옥틸암모늄 이온, 디메틸디옥타데실암모늄 이온, 트리메틸옥타데실암모늄 이온, 디메틸옥타데실암모늄 이온, 메틸옥타데실암모늄 이온, 트리메틸도데실암모늄 이온, 디메틸도데실암모늄 이온, 메틸도데실암모늄 이온, 트리메틸헥사데실암모늄 이온, 디메틸헥사데실암모늄 이온, 메틸헥사데실암모늄 이온, 디메틸스테아릴벤질암모늄 이온 등이 있고, 또한, 불포화 유기 암모늄 이온으로서 1-헥세닐암모늄 이온, 1-도데세닐암모늄 이온, 9-옥타데세닐암모늄 이온(올레일암모늄 이온), 9,12-옥타데카디에닐암모늄 이온(리놀암모늄 이온), 9,12,15-옥타데카트리에닐암모늄 이온(리놀레일암모늄 이온), 올레일비스-(2-하이드록시에틸)메틸암모늄 이온 등을 예로 들 수 있다. 또는, 이들이 복수 혼합된 것을 예로 들 수 있다. 그 중에서도, 고무 벨트 등의 고무 성형체의 역학적 특성을 현저하게 향상시킬 수 있는 점에서, 디메틸디옥타데실암모늄 이온, 트리메틸옥타데실암모늄 이온이 바람직하고, 디메틸디옥타데실암모늄 이온이 더욱 바람직하다.

상기 유기화 점토광물로서는, 유기화 몬모릴로나이트가 바람직하다. 상기 유기화 몬모릴로나이트로서는, 예를 들면 헥실암모늄 처리 몬모릴로나이트, 옥틸암모늄 처리 몬모릴로나이트, 2-에틸헥실암모늄 처리 몬모릴로나이트, 도데실암모늄 처리 몬모릴로나이트, 옥타데실암모늄 처리 몬모릴로나이트, 디옥틸디메틸암모늄 처리 몬모릴로나이트, 트리옥틸암모늄 처리 몬모릴로나이트, 디메틸디옥타데실암모늄 처리 몬모릴로나이트, 트리메틸옥타데실암모늄 처리 몬모릴로나이트, 디메틸옥타데실암모늄 처리 몬모릴로나이트, 메틸옥타데실암모늄 처리 몬모릴로나이트, 트리메틸도데실암모늄 처리 몬모릴로나이트, 디메틸도데실암모늄 처리 몬모릴로나이트, 메틸도데실암모늄 처리 몬모릴로나이트, 트리메틸헥사데실암모늄 처리 몬모릴로나이트, 디메틸헥사데실암모늄 처리 몬모릴로나이트, 메틸헥사데실암모늄 처리 몬모릴로나이트, 디메틸스테아릴벤질암모늄 처리 몬모릴로나이트, 올레일비스-(2-하이드록시에틸)메틸암모늄 처리 몬모릴로나이트 등이 있고, 이들은, 단독, 또는 복수 혼합하여 고무 조성물에 배합시킬 수 있다. 그 중에서도, 고무 벨트 등의 고무 성형체의 역학적 특성을 현저하게 향상시킬 수 있는 점에서, 디메틸디옥타데실암모늄 처리 몬모릴로나이트, 트리메틸옥타데실암모늄 처리 몬모릴로나이트가 바람직하고, 디메틸디옥타데실암모늄 처리 몬모릴로나이트가 더욱 바람직하다.

상기 유기화 점토광물은, 유기물 함량이 25∼42 질량%인 것이 바람직하다. 25 질량% 이상이면, 고무 조성물 중에서 더욱 균일하게 분산되기 쉬워지는 이점이 있으며, 42 질량% 이하이면, 고무 조성물 중에서 더욱 균일하게 분산되기 쉬워지는 이점이 있다. 상기 유기물 함량은, 다음에 나타내는 열중량 측정에 의해 구해지는 값이다. 그리고, 상기 유기물 함량은, 점토광물에 반응시키는 유기 암모늄 이온의 양을 변경함으로써 조정할 수 있다.

상기 유기물 함량은, 열중량 측정에 의해 구해지고, 구체적으로는, 유기화 점토광물에 있어서의 유기물량(나트륨 이온으로 치환된 유기물)을, 열중량 분석 장치(상품명「TG/DTA-110」: 세이코인스투르먼트사 제품)로 측정함으로써 구해진다. 측정 조건은, 기준 물질(대조 물질): 알루미나, 측정 온도 범위: 25∼600℃, 온도 상승 속도: 10℃/분으로 한다. 그리고, 600℃까지 온도 상승 후 10분간 유지한다.

상기 고무 조성물에는, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에 있어서, 일반적인 고무 조성물에 통상적으로 사용되는, 가황제, 가황 촉진제, 가황 조제, 가교 조제, 무기 충전재 등 외에, 카본 블랙, 오일 등의 가소제, 노화 방지제, 가공 조제 등을 함유시킬 수 있다.

상기 가황제로서는, 유황계 가황제나 유기 과산화물계 가황제 등을 사용할 수 있다. 유황계 가황제로서는, 예를 들면 분말 유황, 침강성 유황, 고분산성 유황, 표면 처리 유황, 불용성 유황, 디모르폴린디설파이드, 알킬페놀디설파이드 등이 있다. 유기과산화물계 가황제로서는, 예를 들면, 디-t-부틸퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, 1,1-t-부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 2,5-디메틸-2,5-디-(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디-(t-부틸퍼옥시)헥산, 비스(t-부틸퍼옥시-디이소프로필)벤젠, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, t-부틸퍼옥시벤조에이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸-헥실카르보네이트 등을 들 수 있다.

상기 가황 촉진제로서는, 예를 들면, 디티오카르바민산 아연계 가황 촉진제로서, 펜타메틸렌디티오카르바민산 피페리딘염, 피페콜릴디티오카르바민산 피페콜린염, 디메틸디티오카르바민산 아연, 디에틸디티오카르바민산 아연, 디부틸디티오카르바민산 아연, N-에틸-N-페닐디티오카르바민산 아연, N-펜타메틸렌디티오카르바민산 아연, 디벤질디티오카르바민산 아연, 디에틸디티오카르바민산 나트륨, 디부틸디티오카르바민산 나트륨, 디메틸디티오카르바민산 동, 디메틸디티오카르바민산 제2철, 디에틸디티오카르바민산 텔루르 등을 사용할 수 있다.

또한, 티아졸계, 티우람계, 술펜아미드계의 것을 사용할 수 있고, 티아졸계 가황 촉진제로서는, 2-머캅토벤조티아졸, 2-머캅토티아졸린, 디벤조티아질·디설피드, 2-머캅토벤조티아졸의 아연염 등이 예시되며, 상기 티우람계 가황 촉진제로서는, 테트라메틸티우람·모노설피드, 테트라메틸티우람·디설피드, 테트라에틸티우람·디설피드, N,N'-디메틸-N,N'-디페닐티우람·디설피드 등이 예시되고, 상기 설파미드계 가황 촉진제로서는, N-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드, N,N'-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드 등이 예시된다.

또한, 그 외의 가황 촉진제로서 비스말레이미드, 에틸렌티오우레아 등이 예시된다. 이들 가황 촉진제는, 단독이라도 되고, 2종류 이상 혼합되어 있어도 된다.

상기 가황 조제로서는, 예를 들면 스테아린산 등의 지방산, 산화 아연 등의 금속 산화물 등이 있다.

상기 가교 조제로서는, 트리아릴시아누레이트, 트리아릴이소시아누레이트, 1,2-폴리부타디엔, 불포화 카르복시산의 금속염, 옥심류, 구아니딘, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, N-N'-m-페닐렌비스말레이미드 등이 예시된다.

상기 무기 충전재로서는, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘, 수산화 아연, 하이드로탈사이트 등이 예시된다.

상기 카본 블랙으로서는, 예를 들면, 일반 호칭으로 분류되는 FEF계, ISAF계, HAF계 등의 고무용 카본 블랙이 있다. 상기 카본 블랙의 상기 고무 조성물 중의 배합량으로서는, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 30∼100 질량부인 것이 바람직하다. 30∼100 질량부이면, 가교 후의 성형체의 탄성률이 적당한 정도로 유지되는 이점이 있다.

이와 같이, 상기 카본 블랙을 상기 고무 조성물 중에 배합하는 것은, 본 실시형태의 고무 조성물을 고무 벨트에 적용하는 경우에 유리하게 된다. 카본 블랙의 배합에 의해, 고무 벨트 등의 고무 성형체에 용도에 적합한 적당한 정도의 경도를 부여할 수 있기 때문이다. 다만, 그 배합량이 지나치게 많으면 고무 벨트 등의 고무 성형체가 취약해지는 경향이 있다.

상기 고무 조성물은, 가황 성형된 성형체의 파단 강도가 25∼35MPa이며, 파단 신장도는 550∼700%인 것이 바람직하다. 상기 파단 강도 및 상기 파단 신장도는 실시예에 기재된 방법으로 측정된다.

상기 고무 조성물은, 일반적인 방법에 따라 제조할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 2축 압출기, 니더, 밴버리 믹서(Banbury Mixer) 등을 사용하여, 소정의 배합으로 전술한 성분을 포함하는 고무 조성물을 혼련함으로써 제조할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 제조한 고무 조성물을, 예를 들면 사출 성형, 압출 성형, 압축 성형, 진공 성형, 슬래시 성형 등에 의해 성형하고, 필요에 따라 가황 처리하여, 각종 성형체로 만들어서 사용할 수 있다.

그리고, 상기 유기화 점토광물을 점토광물과 유기 암모늄 이온으로 조제하는 경우에는, 예를 들면 다음과 같이 하여 유기화 점토광물을 조제할 수 있다. 유기 암모늄 이온과 물과 염산이 혼합되어 있는 용액에 유기화되기 전의 점토광물을 부가하여, 가열하면서 소정 시간동안 교반한다. 과잉의 물로 세정하면서, 흡인 여과 등에 의해 수분을 제거하여 괴상물(塊狀物)을 얻고, 이 괴상물을 진공 건조 등에 의해 건조하여, 얻어진 괴상물을 믹서, 볼 밀, 진동 밀, 핀 밀, 제트 밀, 요적기 등에 의해 분쇄 처리하고, 원하는 형상, 크기로 조정하여, 유기화 점토광물을 조제할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 고무 벨트에 대하여 설명한다.

본 발명의 고무 벨트의 종류로서는, 컨베이어 벨트 등의 반송 벨트, V리브 벨트, V벨트, 평벨트, 링벨트 등의 전동(轉動) 벨트를 예로 들 수 있다. 이들 고무 벨트는, 적어도 고무 벨트의 일부에 본 발명의 고무 조성물을 사용하여 형성되어 있다.

여기서, 보다 구체적으로, 본 발명의 고무 벨트의 일실시형태로서, 압축층에 상기 고무 조성물을 사용한 V리브 벨트에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1에는, 고무 벨트의 일실시형태로서 V리브 벨트(1)의 바람직한 태양이 나타나 있다.

본 실시형태의 V리브 벨트(1)는, 무단상(無端狀)으로 형성되어 있고, 벨트 단면은, 도 1에 나타낸 바와 같이 내주측으로 갈수록 폭이 좁아지는 사다리꼴로 형성된 리브(6)가 벨트의 폭 방향으로 복수개(구체적으로는 3개) 내주측으로 연달아서 설치된 형태를 이루고 있다.

이 V리브 벨트(1)의 내주측, 즉 풀리에 감겼을 때 내측이 되는 쪽에는, 내측의 고무층인 압축층(5)이 형성되고, 압축층(5)의 외주측에 접착층(3)이 형성되고, 상기 접착층(3)의 외주측에는 V리브 벨트(1)의 가장 바깥층이 되는 배면층(2)이 형성되어 있다.

압축층(5)은, 에틸렌 함량이 60∼85 질량%인 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는, 125℃에 있어서의 무니점도가 10∼55인 고무 성분과, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 6∼30 질량부의 유기화 점토광물이 배합된 고무 조성물로 형성되어 있다. 또한, 접착층(3)에는, 두께 방향 중앙부에 보강 등의 목적으로, 항장체(抗張體)로서 심선(心線)(4)이 매설되어 있다. 또한, 배면층(2)은, 범포(帆布)를 사용하여 형성되어 있다.

압축층(5)에는, 벨트 길이 방향으로 연속하는 단면이 대략 V자형인 홈이 2조(條) 형성되어 있고, 상기 홈에 의해 서로 분리된 3조의 리브(6)가 벨트 길이 방향으로 연장된 상태가 되도록 형성되어 있다. 이 리브(6)는, 내주측으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되어 있다.

압축층(5)에는, 단섬유가 포함될 수 있지만, 단섬유가 포함되지 않는 경우에 고무 벨트를 제조할 때의 가공 공정을 단축할 수 있다는 점에서, 압축층(5)에는 단섬유가 포함되어 있지 않은 것이 바람직하다. 상기 단섬유로서는, 예를 들면 장축 방향의 길이가 0.1∼8mm, 굵기에 대한 상기 길이의 비(L/D)의 범위가 30∼300인 것 등이 있다. 상기 단섬유의 재질은, 특별히 한정되지 않고, 분자 중에 지방족 골격을 가지는 폴리아미드, 전방향족 폴리아미드계 수지인 아라미드, 아세탈화 폴리비닐알코올, 폴리에스테르 등을 예로 들 수 있다.

접착층(3)은, 통상, 두께 0.1∼10mm로 형성되어 있다. 또한, 접착층(3)을 형성하고 있는 고무 조성물로서는, 예를 들면 일반적으로 V리브 벨트의 접착층에 사용되는 고무 조성물이 있다.

접착층(3)에 사용되고 있는 심선(4)은, 통상적으로, 횡단면의 직경이 0.2∼5mm인 띠형상체이며, 벨트 길이 방향으로 매설되어 사용되고 있다. 그 재질에 따른 종류로서는, 특별히 한정되지 않고, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 분자 중에 지방족 골격을 가지는 폴리아미드, 전방향족 폴리아미드계 수지인 아라미드, 아세탈화 폴리비닐알코올 등의 합성 섬유, 유리 섬유, 스틸 코드 등을 들 수 있다.

심선(4)의 굵기에 대한 접착층(3)의 두께 비율의 범위로서는, 통상적으로, (접착층의 두께/심선의 굵기) = 0.5∼2를 예로 들 수 있다.

심선(4)으로서는, 접착제 처리액에 의해 처리되고, 접착제가 담지된 것을 예로 들 수 있다. 그리고, 반드시 접착제 처리액에 의해 처리될 필요도, 접착제가 담지된 것일 필요는 없지만, 심선(4)과 고무 조성물과의 접착력을 보다 크게 하기 위하여, 심선(4)에는 접착제가 담지되어 있는 것이 바람직하다.

상기 접착제로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 레졸신-포르말린-라텍스 접착제(이하, RFL 접착제라고도 함)가 있다. 상기 RFL 접착제는, 일반적으로 비교적 염가인 점에서 바람직하게 사용될 수 있다.

상기 RFL 접착제는, 통상적으로, 레졸신과 포르말린을 레졸신/포르말린의 몰비 1/3∼3/1로 알칼리성 촉매의 존재 하에서 축합시켜서, 레졸신-포르말린 수지(레졸신-포르말린 초기 축합물, 이하, RF라고 함)의 5∼80 질량% 농도의 수용액을 조제하고, 이것과 고무 라텍스를 혼합함으로써 조제된 것이다. RFL 접착제에 있어서, 고형분 농도는, 특별히 한정되지 않고, 통상적으로는 10∼50 질량%이다. 고무 라텍스로서는, 특별히 한정되지 않고, 비닐피리딘스티렌부타디엔, 부타디엔, 스티렌부타디엔, 2,3-디클로로부타디엔, 클로로술폰화 폴리에틸렌, 알킬클로로술폰화 폴리에틸렌, 이들 공중합체의 혼합물 등이 바람직하다. 또한, 비닐피리딘스티렌부타디엔, 부타디엔, 스티렌부타디엔으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 고무 라텍스가 더욱 바람직하다. 적층하여 복수의 RFL층을 형성한, 2종류 이상의 라텍스를 혼합시킬 수도 있다. 또한, 바람직한 레졸신·포르말린 혼합물과 라텍스와의 질량비율로서는, 레졸신·포르말린 혼합물/라텍스 = 0.5∼0.1/1을 예로 들 수 있다.

또한, 예를 들면, 심선(4)을 RFL 접착제 처리액에 의해 처리하기 전에, 전 처리로서 에폭시 화합물 및/또는 이소시아네이트 화합물을 함유하는 접착제 처리액으로 처리하여, 심선(4)에 2층 구조의 접착제를 담지시킬 수도 있다.

상기 에폭시 화합물로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 글리세린, 펜타에리트리톨 등의 다가 알코올이나 폴리에틸렌글리콜 등의 폴리알킬렌글리콜과, 에피클로로하이드린과 같은 할로겐 함유 에폭시 화합물과의 반응 생성물이 있다. 또한, 레졸신, 비스(4-하이드록시페닐)디메틸메탄, 페놀-포름알데히드 수지, 레졸신-포름알데히드 수지 등의 다가 페놀류와 할로겐 함유 에폭시 화합물과의 반응 생성물 등도 예로 들 수 있다.

상기 이소시아네이트 화합물로서는, 예를 들면, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 톨릴렌2,4-디이소시아네이트, 폴리메틸렌폴리페닐디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 폴리아릴폴리이소시아네이트 등이 있다. 또한, 상기 이소시아네이트에 페놀류, 제3급 알코올류, 제2급 알코올류 등의 블록화제를 반응시켜서 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기를 블록화한 블록화 폴리이소시아네이트도 예로 들 수 있다.

또한, 예를 들면 2층 구조의 접착제가 담지된 심선(4)을, 그 후 접착시킴으로써 이루어지는 접착층(3)의 조성과 동일한 조성을 가지는 조성물의 접착제 처리액으로 후 처리하여, 심선(4)에 3층 구조의 접착제를 담지시킬 수도 있다.

배면층(2)은, 통상적으로 두께 0.1∼ 1mm로 형성되어 있다. 배면층(2)에 사용되고 있는 상기 범포로서는, 예를 들면, 실을 사용하여, 평직, 능직, 주자직 등으로 제직한 천이 있다. 그 재질은, 특별히 한정되지 않고, 폴리에스테르, 면, 분자 중에 지방족 골격을 가지는 폴리아미드, 전방향족 폴리아미드계 수지인 아라미드, 아세탈화 폴리비닐알코올, 폴리에스테르 등을 예로 들 수 있다.

그리고, 배면층(2)은, 상기 범포 만으로 형성되어 있는 것으로 한정되지 않는다. 또한, 배면층(2)으로서는, V리브 벨트에 사용되는 일반적인 고무 조성물을 사용하여 시트형의 미가황(未加黃) 고무 시트를 조제하고, 이 고무 시트를 가황 전의 접착층(3)에 맞닿게 하여, 가황함으로써 형성한 것도 예시된다.

그리고, 본 실시형태의 V리브 벨트 외에도, 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 고무 성분과 유기 암모늄 이온에 의해 유기화된 유기화 점토광물이 배합된 상기 고무 조성물이, 압축층(5) 뿐만 아니라, 접착층(3) 또는 배면층(2)에 사용되어 형성되어 있는 실시형태의 V리브 벨트일 수도 있다. 한편, 접착층(3) 또는 배면층(2)에만 상기 고무 조성물이 사용되어 형성되어 있는 실시형태도 있을 수 있다.

또한, 다른 실시형태로서는, 압축층(5), 접착층(3), 배면층(2)의 구별없이 단일의 상기 고무 조성물로 일체화된 층 중에 심선(4)이 배열되어 있는 V리브 벨트를 예로 들 수 있다.

또한, 심선(2)이 아니라 범포가 접착층(3)에 매설된 V리브 벨트의 실시형태도 예로 들 수 있다.

본 실시형태의 V리브 벨트는, 예를 들면 다음과 같은 방법으로 제조할 수 있다. 먼저, 압축층(5)의 고무 조성물을 구성하는 각종 성분을, 니더, 밴버리 믹서, 롤, 2축 혼련기 등의 일반적인 고무의 혼련 수단에 의해 혼련하여 미가황 고무 조성물로 만든다. 다음으로, 이 미가황 고무 조성물을, 캘린더 롤 등의 시트화 수단에 의해 시트화한다. 또한, 시트화된 미가황 고무 조성물을 원통 금형 상에서, 상기 범포, 마찬가지로 하여 시트화된 상기 접착층의 고무 시트, 및 항장체 등과 함께 적층한다. 이어서, 가황 캔 등을 사용하여 가교 일체화시키고 통형 예비 성형체를 조제한다. 그리고, 통형 예비 성형체에 연삭 숫돌 등을 사용하여 소정의 리브를 형성한 후에, 소정 리브 수로 잘라낸다.

그리고, 여기서는 상세하게 설명하지 않지만, V리브 벨트나, V벨트, 평벨트 등의 고무 벨트에 있어서의 종래 공지의 기술 사항을, 본 발명의 효과가 현저하게 손상되지 않는 범위에 있어서, 본 발명의 고무 벨트에도 채용할 수 있다.

[실시예]

다음으로, 실시예를 예로 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

(고무 조성물의 제조)

<에틸렌·α-올레핀 공중합체>

에틸렌·α-올레핀 공중합체로서는, 에틸렌·프로필렌·디엔 공중합체(이하, EPDM이라고도 함)를 사용하였다. 그리고, 디엔으로서 에틸리덴노르보르넨(이하, ENB라고도 함)을 사용하고 있는 EPDM을 사용하였다. 사용된 에틸렌·α-올레핀 공중합체를 이하에 상세하게 나타낸다.

·EPDM(다우케미컬사 제품, 상품명 「NORDEL IP 4725P」)

: 100 질량부

에틸렌 함량 70 질량%, ENB 함량 5 질량%,

무니점도 ML₁ ₊₄(125℃)25

<유기화 점토광물>

·유기화 몬모릴로나이트: 10 질량부

디메틸디옥타데실암모늄 처리 몬모릴로나이트

(호준사 제품 상품명 「에스벤 NX」), 유기물 함량 41.8 질량%

<고무 조성물 중의 그 외의 성분>

·카본 블랙(도카이카본사 제품, 상품명 「시스트3」): 30 질량부

HAF, 산술 평균 입자 직경 28nm

·오일(선오일사 제품, 상품명 「선파 2280」): 5 질량부

·산화 아연(사카이화학공업사 제품, 상품명 「아연화 3종」): 5 질량부

·스테아린산(일본유지사 제품, 상품명 「비즈스테아린산 동백」): 1 질량부

·가황 촉진제(디메틸디티오카르바민산 아연): 1 질량부

(오우치신코화학사 제품, 상품명 「녹셀러PZ」)

·유황(쓰루미화학공업사 제품, 상품명 「오일 유황」): 2 질량부

상기 EPDM과 유기화 점토광물을 2축 압출기로 혼련하여, 롤러에 의해 시트로 만든 후, 다시 2축 압출기로 혼련을 행하였다. 얻어진 혼합물과 그 외의 성분을 밴버리 믹서를 사용하여 혼련하여 실시예 1의 고무 조성물을 제조했다.

(V리브 벨트의 제조)

<압축층용 고무 조성물의 미가황 시트의 제작>

전술한 바와 같이 하여 얻어진 고무 조성물을 캘린더 롤러에 의해 시트 성형하고, 두께 0.8mm의 압축층용 고무 조성물의 미가황 시트를 조제했다.

<접착층용 고무 조성물의 미가황 시트의 제작>

하기의 배합으로 밴버리 믹서를 사용하여 혼련하여 접착층용 고무 조성물을 제작하고, 또한 제작한 고무 조성물을, 캘린더 롤러에 의해 시트 성형하고, 두께 0.4mm의 접착층용 고무 조성물의 미가황 시트를 조제했다.

·EPDM(미쓰이화학사 제품, 상품명 「3085」, 에틸렌 함량 62 질량%

프로필렌 함량 33.5 질량%, 디엔 함량 4.5 질량%): 100 질량부

·카본 블랙(쇼와카봇사 제품, 상품명 「IP600」): 50 질량부

·실리카(도쿠야마사 제품, 상품명 「도쿠시일Gu」): 20 질량부

·파라핀 오일(일본선사 제품, 상품명 「선플렉스2280」): 10 질량부

·가황제(일본유지사 제품 DCP, 상품명 「파크밀D」): 2.5 질량부

·가황 조제(가오사 제품 스테아린산): 1 질량부

·가황 조제(사카이화학공업사 제품 산화 아연): 5 질량부

·점착 부여제(일본제온사 제품 석유 수지, 상품명 「퀸튼A-100」): 5 질량부

·단섬유(면분(綿粉)): 2 질량부

레졸신 7.31 질량부와 포르말린(37 질량%) 10.77질량부를 혼합하고, 수산화 나트륨 수용액(고형분 0.33질량%)을 첨가하여 교반하고, 그 후, 물 160.91 질량부를 부가하여, 5시간 숙성하여, 레졸신-포르말린 수지(레졸신-포르말린 초기 축합물, 이하 「RF」라고 함, 레졸신/포르말린비 = 0.5) 수용액을 제조하였다.

이어서, RF 수용액에 클로로술폰화 폴리에틸렌라텍스(고형분 40%)를 RF/라텍스비 = 0.25(고형분량 45.2 질량부)가 되도록 혼합하고, 또한 물을 부가하여 고형분 농도 20%로 되도록 조정한 후, 12시간 숙성하면서 교반을 행하여 RFL 접착 조성물의 조제를 행하였다.

<항장체(심선)의 제작>

테이진사 제품인 폴리에스테르 코드[1000 데니어/2×3, 제연(諸撚, upper twist) 9.5T/10cm(Z), 편연(片撚, preliminary twist) 2.19T/10cm]를 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트의 톨루엔 용액(이소시아네이트 고형분 20 질량%)에 침지한 후, 240℃×40초로 열풍 건조하여, 전처리를 행하였다. 이 전처리 후의 심선을 상기 RFL 접착 조성물에 침지한 후, 200℃×80초의 열풍 건조를 행하고, EPDM(미쓰이화학사 제품, 상품명 「3085」, 에틸렌 함량 62 질량%, 프로필렌 함량 33.5 질량%, 디엔 함량 4.5 질량%)의 톨루엔 용액에 침지하고, 60℃×40초의 열풍 건조를 행하였다.

<범포>

범포로서 폴리에스테르 면범포[넓은 각으로 가공한 시점에서의 특성)실의 재질: 폴리에스테르와 면과의 혼방 범포; 폴리에스테르와 면과의 질량비 50:50; 실 구성 날실: 20S/2(20번수를 2개 꼬아서 만든 것을 의미), 씨실:20S/2(20번수를 2개 꼬아서 만든 것의 의미); 꼬은 수:날실 S꼬임(좌연(左撚)) 59회/10cm, 씨실:59회/10cm; 제직 방법: 평직물을, 날실과 씨실과의 교차 각도가, 120°로 되도록 가공; 실밀도 날실: 85개/5cm, 씨실: 85개/5cm]를 사용하였다.

표면이 평활한 원통형의 성형 드럼의 외주에, 상기 범포, 상기 접착층용 고무 조성물의 미가황 시트를 감은 후, 상기 항장체(심선)를 나선형으로 스피닝했다. 또한, 그 위에 상기 접착층용 고무 조성물의 미가황 시트를 적층하고, 마지막으로, 상기 압축층용 고무 조성물의 미가황 시트를 4장 적층하였다. 이어서, 이 적층체를 가황 캔 내에 삽입하고, 내압 0.59MPa, 외압 0.88MPa, 온도 165℃×35분간의 조건으로 증기 가황하고, 환형물을 제작하였다.

이 환형물을 구동 롤러와 종동 롤러로 이루어지는 제1 구동 시스템에 장착하여 주행시키면서, 연삭숫돌로 폭 10mm당 3개의 리브를 주위 방향을 따라 형성하고, 그 후, 이 환형물을 구동 롤러와 종동 롤러로 이루어지는 제2 구동 시스템에 장착하여 주행시키면서 재단하여, 실시예 1의 V리브 벨트(폭 10mm, 둘레 길이 1000mm)를 제조했다.

[실시예 2]

압축층용 고무 조성물의 유기화 몬모릴로나이트의 배합량을 20 질량부로 한 점 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[실시예 3]

압축층용 고무 조성물의 유기화 몬모릴로나이트의 배합량을 30 질량부로 한 점 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 3의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[실시예 4]

압축층용 고무 조성물의 유기화 몬모릴로나이트의 배합량을 6 질량부로 한 점 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 4의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[실시예 5]

압축층용 고무 조성물의 EPDM을 JSR사 제품, 상품명 「EP51」{에틸렌 함량 67 질량%, ENB 함량 5.8 질량%, 무니점도 ML₁ ₊₄(125℃)23}로 하고, 이 EPDM과 유기화 몬모릴로나이트를 밴버리 믹서로 혼련하고, 롤러에 의해 시트를 형성한 후, 2축 압출기로 혼련한 점 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 5의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[실시예 6]

압축층용 고무 조성물의 EPDM을 LANXESS사 제품, 상품명 「BUNA EP G 2470LM」{에틸렌 함량 69 질량%, ENB 함량 4.2 질량%, 무니점도 ML₁ ₊₄(125℃)22}으로 한 점 외에는, 실시예 5와 동일하게 하여, 실시예 6의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[실시예 7]

압축층용 고무 조성물의 EPDM을 DSM사 제품, 상품명 「Kelton 1446A」{에틸렌 함량 60 질량%, ENB 함량 6.6 질량%, 무니점도 ML₁ ₊₄(125℃)10}로 한 점 외에는, 실시예 4와 동일하게 하여, 실시예 7의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[실시예 8]

압축층용 고무 조성물의 EPDM을 DSM사 제품, 상품명 「Kelton 5508」{에틸렌 함량 70 질량%, ENB 함량 4.5 질량%, 무니점도 ML₁ ₊₄(125℃)55}로 한 점 외에는, 실시예 4와 동일하게 하여, 실시예 8의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[실시예 9]

압축층용 고무 조성물의 EPDM을 다우케미컬사 제품, 상품명 「NDR 4820P」{에틸렌 함량 85 질량%, ENB 함량 4.9 질량%, 무니점도 ML₁ ₊₄(125℃)21}로 한 점 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 9의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[실시예 10]

압축층용 고무 조성물의 EPDM을 LANXESS사 제품, 상품명 「BUNA EP G 6250」{에틸렌 함량 62 질량%, ENB 함량 2.3 질량%, 무니점도 ML₁ ₊₄(125℃)55}으로 한 점 외에는, 실시예 4와 동일하게 하여, 실시예 10의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[실시예 11]

압축층용 고무 조성물의 유기화 몬모릴로나이트를 호준사 제품, 상품명 「에스벤 E」{트리메틸옥타데실암모늄처리 몬모릴로나이트, 유기물 함량 25.6 질량%} 10 질량부로 한 점 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 11의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[실시예 12]

압축층용 고무 조성물의 카본 블랙의 배합량을 30 질량부 대신 70 질량부로 한 점 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 12의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[실시예 13]

압축층용 고무 조성물의 카본 블랙의 배합량을 30 질량부 대신 100 질량부로 한 점 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 13의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[실시예 14]

압축층용 고무 조성물의 카본 블랙의 배합량을 30 질량부 대신 10 질량부로 한 점 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 14의 고무 조성물을 제조했다.

[실시예 15]

압축층용 고무 조성물의 카본 블랙의 배합량을 30 질량부 대신 110 질량부로 한 점 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 15의 고무 조성물을 제조했다.

[실시예 16]

압축층용 고무 조성물에 카본 블랙을 배합하지 않은 점 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 16의 고무 조성물을 제조했다.

[비교예 1]

압축층용 고무 조성물의 유기화 몬모릴로나이트를 5 질량부로 한 점 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[비교예 2]

압축층용 고무 조성물의 유기화 몬모릴로나이트를 50 질량부로 한 점 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 2의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[비교예 3]

압축층용 고무 조성물의 유기화 몬모릴로나이트를 배합하지 않고, 카본 블랙을 70 질량부로 한 점 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 3의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[비교예 4]

압축층용 고무 조성물의 EPDM을 다우케미컬사 제품, 상품명 「Nordel IP 4640」{에틸렌 함량 55 질량%, ENB 함량 5 질량%, 무니점도 ML₁ ₊₄(125℃)40} 100 질량부로 한 점 외에는 실시예 4와 마찬가지로 하여, 비교예 4의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[비교예 5]

압축층용 고무 조성물의 EPDM을 JSR사 제품, 상품명 「EP57c」{에틸렌 함량 66 질량%, ENB 함량 4.5 질량%, 무니점도 ML₁ ₊₄(125℃)58} 100 질량부로 한 점 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 5의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[비교예 6]

압축층용 고무 조성물의 EPDM을 다우케미컬사 제품, 상품명 「Nordel IP 4520」{에틸렌 함량 50 질량%, ENB 함량 4.9 질량%, 무니점도 ML₁ ₊₄(125℃)20} 100 질량부로 한 점 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 6의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[비교예 7]

압축층용 고무 조성물의 EPDM을 LANXESS사 제품, 상품명 「BUNA EP T 6861」{에틸렌 함량 60 질량%, ENB 함량 8.0 질량%, 무니점도 ML₁ ₊₄(125℃)60} 100 질량부로 한 점 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 7의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[비교예 8]

압축층용 고무 조성물의 EPDM을 LANXESS사 제품, 상품명 「BUNA EP G 4670」{에틸렌 함량 70 질량%, ENB 함량 4.7 질량%, 무니점도 ML₁ ₊₄(125℃)59} 100 질량부로 한 점 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 8의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

[비교예 9]

압축층용 고무 조성물의 유기화 몬모릴로나이트의 배합량을 10질량부 대신 35 질량부로 한 점 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 9의 고무 조성물 및 V리브 벨트를 제조했다.

(인장 시험에 의한 파단 강도, 파단 신장도)

각 실시예 및 각 비교예에서 제조한 고무 조성물을 사용하여 가황 성형된 시트를 제작하였다.

상기 시트를 사용하여 JIS K6251에 준한 3호 덤벨형 평가용 샘플을 제작하고, 인장 시험에 의한 파단 강도(MPa), 파단 신장도(%)를 평가했다. 또한, 이 파단 강도(MPa)와 파단 신장도(%)와의 곱인 항장적(抗張積)을 산출하였다. 시험기로서는 도요세끼사 제품인 「스트로그래프 AE」를 사용하였다. 그리고, 평가용 샘플의 가황 조건은 실시예 1의 V리브 벨트의 제조 시의 가황 조건과 동일하게 하였다.

또한, 인장 시험은, JIS K6251에 준해 실시하고, 절단시 인장 응력(TS_b)의 값을 파단 강도로 하고, 절단시 신장(E_b)의 값을 파단 신장도로 하여 평가를 행하였다.

평가 결과를 표 1에 나타낸다.

(De Mattia 굴곡 시험에 의한 파단시 굴곡 횟수)

각 실시예 및 각 비교예에서 제조한 고무 조성물을 사용하여 평가용 샘플을 제작하고, JIS K6260에 준하여, 스트로크 60∼80mm, 온도 23℃의 조건하에서 De Mattia 굴곡 시험에 의한 파단시 굴곡 횟수를 평가했다. 시험기로서는 우에시마제작소사 제품 FT-1500 series를 사용하였다. 그리고, 평가용 샘플의 가황 조건은, 실시예 1의 V리브 벨트의 제조시에 있어서의 가황 조건과 동일하게 하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

(벨트 주행 시험에 의한 굴곡 내구 시간의 평가)

도 2는 V리브 벨트의 굴곡 내구성 평가에 있어서의 벨트 주행 시험기를 개략적으로 나타낸 도면이다. 이 벨트 주행 시험기는, 상하에 설치된 풀리 직경 120mm의 큰 직경을 가진 리브 풀리[위쪽이 종동 풀리(51), 아래쪽이 구동 풀리(52)]와, 이들의 상하 방향의 중간 우측으로 배치된 풀리 직경 70mm인 아이들러 풀리(54)와, 그 우측으로 배치된 풀리 직경 55mm의 작은 직경을 가진 리브 풀리(53)로 구성되어 있다. 아이들러 풀리(54)는, 벨트 권취 각도가 90°가 되도록 배치되어 있다.

각 실시예 및 각 비교예에서 제조한 V리브 벨트를, 리브 측이 맞닿도록 3개의 리브 풀리(51∼53)에 걸어서 감고, 벨트 배면이 접촉하도록 아이들러 풀리(54)에 걸어서 감고, 834N의 세트웨이트가 부하로 걸리도록 리브 풀리(53)를 측방으로 잡아당기고, 120℃의 조건 하에서, 아래쪽의 리브 풀리(52)를 4900rpm으로 회전시키는 벨트 주행 시험을 행하였다. 일정 시간마다 주행을 정지시켜서, 벨트의 리브 표면을 육안 관찰에 의해 관찰하고, 분열이 인정될 때까지의 주행 시간을 굴곡 내구 시간으로 하였다. 평가 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

[표 1]

[표 2]

표 1 및 표 2로부터 이하의 사실을 알 수 있다. 즉, 실시예의 고무 조성물로 이루어지는 성형체에서는, 비교예의 고무 조성물의 경우와 비교하여, 파단 강도, 파단 신장도, 파단시 굴곡 횟수와 같은 역학적 특성이 현저하게 향상되어 있다. 또한, 실시예의 V리브 벨트에서는, 비교예의 V리브 벨트와 비교하여, 벨트 굴곡 내구 시간과 같은 역학적 특성이 현저하게 향상되어 있다.

1: V리브 벨트 2: 배면층(범포)
3: 접착층 4: 항장체(심선)
5: 압축층 6: 리브

Claims

에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 고무 성분과 유기 암모늄 이온에 의해 유기화된 유기화 점토광물이 배합되어 있는 고무 조성물로서,
상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 에틸렌 함량이 60∼85 질량%이며, 상기 고무 성분의 125℃에 있어서의 무니점도가 10∼55이며, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 상기 유기화 점토광물이 6∼30 질량부 배합되어 있는,
고무 조성물.
제1항에 있어서,
카본 블랙이 더 배합되어 있고, 상기 카본 블랙이, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 30∼100 질량부 배합되어 있는, 고무 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서,
가황 성형된 성형체의 파단 강도가 25∼35MPa이며, 파단 신장도가 550∼ 700%인, 고무 조성물.
에틸렌·α-올레핀 공중합체를 포함하는 고무 성분과 유기 암모늄 이온에 의해 유기화된 유기화 점토광물이 배합되어 이루어지고, 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체의 에틸렌 함량이 60∼85 질량%이며, 상기 고무 성분의 125℃에 있어서의 무니점도가 10∼55이며, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 상기 유기화 점토광물이 6∼30 질량부 배합되어 있는 고무 조성물이 사용되어 형성되는, 고무 벨트.
제4항에 있어서,
상기 고무 조성물에는, 카본 블랙이 더 배합되어 있고, 상기 카본 블랙이, 상기 고무 성분 100 질량부에 대하여 30∼100 질량부 배합되어 있는, 고무 벨트.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 고무 조성물이 가황된 상태로 사용되고 있고, 상기 고무 조성물로 형성되어 있는 곳의 파단 강도가 25∼35MPa이며, 또한 파단 신장도가 550∼700%인, 고무 벨트.
제6항에 있어서,
상기 고무 벨트가, 상기 고무 조성물이 사용되어 압축층이 형성되어 이루어지는 전동(轉動) 벨트인, 고무 벨트.