JP2002069241A - ベルト用ゴム組成物及びベルト - Google Patents
ベルト用ゴム組成物及びベルトInfo
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Abstract
ベルトに適用した場合に、特に省エネルギー性能に優れ
るゴム組成物、及び該組成物からなるベルトを提供する
こと。 【解決手段】 (A)天然ゴムと末端変性ポリブタジエ
ンゴムとが重量比で20/80〜50/50であるゴム
成分100重量部及び(B)ヨウ素吸着量が117g/
kg以上、DBP吸油量が85cm3 /100g以上、
圧縮DBP吸油量が82cm3 /100g以上、CTA
B吸着比表面積が108m2 /g以上かつ窒素吸着比表
面積が115m2 /g以上のカーボンブラック30〜5
0重量部を含有するベルト用ゴム組成物、及び該組成物
からなるベルトである。
Description
物及びベルトに関し、詳しくは、輸送物を長距離間搬送
するためのコンベヤーベルトに適用した場合に、省エネ
ルギー性能に優れ、この省エネルギー性能により、ベル
ト駆動エネルギーを低減し、ひいては環境問題の改善に
貢献し得るベルトを与えるベルト用ゴム組成物、及び該
組成物からなるベルトに関する。
産業分野においては、コンベヤーベルトにより輸送物を
長距離間搬送している。一般に、このような輸送物の搬
送に用いられるコンベヤーベルトは、帆布又はスチール
コードで補強されたベルトからなるものである。ここ
で、輸送物の長距離搬送を行う場合、ベルトは多数のロ
ーラーと接触し、その際に発生するエネルギーロスが、
コンベヤーベルトを駆動するための電力消費量を増大さ
せる結果となっていた。このため、電力消費量を低減さ
せるべく、省エネルギーベルトが要求されてきた。ベル
トとローラーが接触する際に発生するエネルギーロスの
ほとんどは、ベルトを形成するゴム材料の特性に起因す
ることが知られている。このエネルギーロスの指標とし
て、tanδ/E’0.32がある。ここで、tanδは損
失正接であり、E’は動的弾性率(単位:N/mm)で
ある。損失正接tanδとは、(サンプルに応力を与え
た際の)動的弾性率E’に対する動的損失E”の比をい
う。ゴム材料においては、−5℃におけるtanδ/
E’0.32 を0.110以下とした場合にエネルギーロス
が少ないとされている。従来、低グレードのカーボンブ
ラック(FEF級以下のもの)やシリカを配合したゴム
組成物からなるベルトが使用されているが、低グレード
のカーボンブラックを配合したゴム組成物からなるベル
トは、耐引裂き性が不足し、シリカを配合したゴム組成
物からなるベルトは、伸びが不足するという問題があ
る。また、未変性のポリブタジエンを配合したゴム組成
物からなるベルトは、エネルギーロスが大きいという問
題がある。
みてなされたもので、輸送物を長距離間搬送するための
コンベヤーベルトに適用した場合に、特に省エネルギー
性能に優れるゴム組成物、及び該組成物からなるベルト
を提供することを目的とするものである。
達成するため鋭意検討を行った結果、天然ゴムと末端変
性ポリブタジエンゴムとを特定の重量比にあるゴム成分
と、特定のカーボンブラックを特定量配合したゴム組成
物が、その目的を達成し得ることを見出した。本発明
は、かかる知見に基づいて完成したものである。すなわ
ち、本発明は、(A)天然ゴムと末端変性ポリブタジエ
ンゴムとが重量比で20/80〜50/50であるゴム
成分100重量部及び(B)ヨウ素吸着量が117g/
kg以上、DBP吸油量が85cm3 /100g以上、
圧縮DBP吸油量が82cm3 /100g以上、CTA
B吸着比表面積が108m2 /g以上かつ窒素吸着比表
面積が115m2 /g以上のカーボンブラック30〜5
0重量部を含有することを特徴とするベルト用ゴム組成
物、及び該組成物からなるベルトを提供するものであ
る。
として天然ゴムと末端変性ポリブタジエンゴムを含有す
るものである。本発明で用いる末端変性ポリブタジエン
ゴムは、ポリブタジエンゴムに対して末端変性を行った
全てのポリマーを含む。ポリブタジエンゴムの末端変性
方法としては、変性剤を使用してポリブタジエンゴムの
活性末端を変性する方法を用いることができる。変性剤
としては、例えば、四塩化スズ及び四臭化スズ等のハロ
ゲン化スズ、トリブチルスズクロライド等のハロゲン化
有機スズ化合物、四塩化ケイ素及びクロロトリエチルシ
ラン等のケイ素化合物、フェニルイソシアネート等のイ
ソシアネート基含有化合物、アミド化合物、ラクタム化
合物、尿素化合物並びにイソシアヌル酸誘導体等が挙げ
られる。
は、分子量に関しては特に制限されない。ゴム成分
(A)において、天然ゴムと末端変性ポリブタジエンゴ
ムは重量比で20/80〜50/50(天然ゴム/末端
変性ポリブタジエンゴム)であるが、35/65〜45
/55が好ましい。(A)成分における天然ゴムの含有
量が50重量%を超えると、有効な省エネルギー効果を
得ることができない。一方、ゴム成分における末端変性
ポリブタジエンゴムの含有量が80重量%を超えると、
常態物性(伸び、強度)をベルト用ゴム組成物に要求さ
れるレベルに到達させることができない。ポリマー成分
としては、本発明の目的を損なわない範囲で(A)成分
以外のポリマーを併用してもよく、このようなポリマー
として具体的には、ポリイソプレンゴム、末端変性ポリ
ブタジエンゴム以外のポリブタジエンゴム、スチレン−
ブタジエンゴム、これらの液状ゴム等が挙げられる。こ
れらのポリマーの配合量は、全ポリマー成分100重量
部に対して20重量部(20phr)以下とすることが
好ましい。
着量が117g/kg以上、DBP(ジブチルフタレー
ト)吸油量が85cm3 /100g以上、圧縮DBP吸
油量が82cm3 /100g以上、CTAB(セチルト
リメチルアンモニウムブロマイド)吸着比表面積が10
8m2 /g以上かつ窒素吸着比表面積が115m2 /g
以上のカーボンブラックを充填剤として配合する。これ
らは、JIS K 6217に準拠して測定される値で
ある。なお、圧縮DBP吸油量は、カーボンブラックを
予め圧縮し, ストラクチャーを壊した後に測定したDB
P吸油量である。このような物性を満足するカーボンブ
ラックは、グレードがISAF級以上のものである。
(B)成分の配合量は、(A)成分100重量部に対し
て30〜50重量部であるが、35〜40重量部が好ま
しい。(B)成分の配合量を30〜50重量部とするこ
とにより、トラウザー型試験片を使用する引裂き試験
(DIN 53507に準拠)での耐引裂き性を、コン
ベヤーベルトに要求されるレベルである10N/mm以
上とすることができる。(B)成分の配合量が30重量
部未満であると、−20℃以下の温度におけるエネルギ
ーロスが著しく、上記耐引裂き性が10N/mmに達し
ないこともある。また、(B)成分の配合量が50重量
部を超えると、10℃以上の温度におけるエネルギーロ
スが大きくなる。
(B)成分以外に、通常のゴム組成物に配合する添加剤
を本発明の効果を損なわない範囲で配合することができ
る。例えば、ポリマー100重量部に対して5重量部
(5phr)以下の軟化剤を配合することができる。軟
化剤としては、バラフィン油,ナフテン油,アロマ油及
びスピンドル油等のプロセスオイルなどが挙げられる。
また、硫黄等の加硫剤、チアゾール系加硫促進剤等の加
硫促進剤、酸化亜鉛,ステアリン酸等の加硫促進助剤、
老化防止剤、加工助剤及び加硫遅延剤などの添加剤を適
宜配合することができる。
ロール機や密閉式混合機のバンバリーミキサー等の混練
機を用いて混練りすることにより得ることができる。そ
して、得られたゴム組成物をカレンダーや押出し機など
でシート状に成形し、補強材である帆布又はスチールコ
ードを芯材として、これを覆うようにシート状ゴム成形
物を貼り合わせ、その後、加硫を行うことによりベルト
を得ることができる。このベルトにおいて、少なくとも
使用時にローラーと接する表面を本発明のゴム組成物で
形成することにより、ベルトのエネルギーロスを小さく
することができる。
て、上述したようにtanδ/E’ 0.32がある。ここ
で、tanδは損失正接であり、E’は動的弾性率(単
位:N/mm)である。本発明のベルトにおいて、−5
℃におけるtanδ/E’0.32は0.110以下であり、
ベルトのエネルギーロスは小さい。ベルトにおける省エ
ネルギーの観点から、−5℃におけるtanδ/E’
0.32 はより好ましくは−0.080以下である。なお、
tanδ/E’0.32は、加硫ゴムについての値である。
本発明のベルトは、広範囲の温度領域において省エネル
ギー性能を持たせることを目的としているため、−5℃
におけるtanδ/E’0.32 を0.110以下とすると
共に、低温から常温におけるエネルギーロスの温度依存
性を低減することを設計思想としている。本発明のベル
トは、−30℃(低温)におけるtanδ/E’0.32
を0.200以下、20℃(常温)におけるtanδ/
E’0.32を0.080以下とすることができるものであ
り、エネルギーロスの温度依存性が小さく、かつ−40
℃以上の温度において省エネルギー性の高いものであ
る。
するが、本発明は下記実施例に限定されるものではな
い。なお、ベルト用ゴムの物性評価を下記の方法により
行った。 (1)損失正接(tanδ)及び動的弾性率
(E’0.32) 東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い、
歪率2%、周波数10Hzの条件で、−40℃〜60℃
の範囲におけるtanδ及びE’0.32を測定し、tan
δ/E’0.32を求めた。 (2)耐引裂き性 DIN 53507に準拠した加硫ゴムの引裂き試験方
法のうち、試験サンプルA型(トラウザー型試験片)を
用いた試験を行った。
(BR)(日本ゼオン社製,NIPOL 1250
N)、高シスポリブタジエンゴム(BR)(ジェイエス
アール社製,BR01)、第1表に示す特性を有するカ
ーボンブラックISAF(東海カーボン社製)、第1表
に示す特性を有するカーボンブラックFEF(東海カー
ボン社製)、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤(大
内新興化学工業社製,ノクラック 6C)、硫黄及び加
硫促進剤(大内新興化学工業社製,ノクセラー NS)
を第2表に示す割合で配合して加硫ゴムを製造し、上記
試験を行った。結果を第2表に示す。なお、実施例1に
おいて、−40℃におけるtanδ/E’0.32は0.11
4であった。
が多過ぎると、−30℃におけるエネルギーロスが大き
く(比較例6,7)、天然ゴムの配合量が少な過ぎる
と、耐引裂き性が悪い(比較例1)ことがわかる。カー
ボンブラックFEFを配合すると、耐引裂き性が悪い
(比較例5,6)ことがわかる。カーボンブラックIS
AFを配合した場合でも、その配合量が多過ぎると、−
20℃におけるエネルギーロスが大きい(比較例2)
か、あるいは耐引裂き性が悪く(比較例4)、また、そ
の配合量が少な過ぎると、−30℃におけるエネルギー
ロスが大きい(比較例3)ことがわかる。
間搬送するためのコンベヤーベルトに適用した場合に、
特に省エネルギー性能に優れ、かつ十分な耐引裂き性を
有するベルトを与えるものである。
Claims (7)
- 【請求項1】 (A)天然ゴムと末端変性ポリブタジエ
ンゴムとが重量比で20/80〜50/50であるゴム
成分100重量部及び(B)ヨウ素吸着量が117g/
kg以上、DBP吸油量が85cm3 /100g以上、
圧縮DBP吸油量が82cm3 /100g以上、CTA
B吸着比表面積が108m2 /g以上かつ窒素吸着比表
面積が115m2 /g以上のカーボンブラック30〜5
0重量部を含有することを特徴とするベルト用ゴム組成
物。 - 【請求項2】 天然ゴムと末端変性ポリブタジエンゴム
との重量比が、35/65〜45/55である請求項1
に記載のゴム組成物。 - 【請求項3】 カーボンブラックの含有量が、35〜4
0重量部である請求項1又は2に記載のゴム組成物。 - 【請求項4】 ゴム組成物が、その−5℃におけるta
nδ/E’0.32〔tanδは損失正接、E’は動的弾性
率(N/mm)である。〕が0.110以下のものである
請求項1〜3のいずれかに記載のゴム組成物。 - 【請求項5】 ゴム組成物が、その−30℃におけるt
anδ/E’0.32が0.200以下で、かつ20℃におけ
るtanδ/E’0.32が0.080以下のものである請求
項1〜4のいずれかに記載のゴム組成物。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載のゴム組
成物からなるベルト。 - 【請求項7】 ベルトが、コンベヤーベルトである請求
項6に記載のベルト。
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