JP2004347108A

JP2004347108A - ローエッジｖベルト

Info

Publication number: JP2004347108A
Application number: JP2004051598A
Authority: JP
Inventors: Koji Kobayashi; 広治小林; Takayuki Uchiumi; 隆之内海; Takayuki Tagawa; 孝之田川
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】ローエッジＶベルトとしての本来の機能を問題なく備え、リサイクル性を高めて、廃棄コストを低減するローエッジＶベルトを提供する。
【解決手段】心線４を埋設した接着ゴム層５と圧縮ゴム層３からなるローエッジタイプのＶベルトに１おいて、前記圧縮ゴム層３が、少なくとも未使用のバージンゴムと、加硫ゴムから再生された再生ゴムと、カーボンブラックとを含むゴム配合物からなることを特徴とするローエッジＶベルト１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ローエッジＶベルトに関し、詳しくは再生ゴムを用いたローエッジＶベルトに関する。

従来、ローエッジタイプのＶベルトは、一般に次のような工程を経て製造される。すなわち、未加硫ゴム、コード、帆布等のベルト構成部材を円筒状金型に順次装着し、加硫缶にて加熱・加圧することによって、スリーブ状の成形体を形成し、この成形体を断面Ｖ字形状にカットして、個々のローエッジＶベルトを得る。スリーブ１１から切り出される多数本のローエッジＶベルト１を図２に示す。

しかし、従来の製造方法においては、図３に示すように、各ローエッジＶベルト１の間の黒塗りで示す部分が不要な部分となり、スリーブ全体の容積の３０％にも及ぶ部分が廃棄物として大量に廃棄される問題がある。加硫ゴムの廃棄物を埋立てすると、配合されている化合物等が漏出して海洋を汚染する恐れがある。また燃料として用いると二酸化炭素を発生し、地球温暖化現象等につながる問題があった。

特許文献１には、ベルトのゴム廃棄物から形成された粉体ゴムを圧縮ゴム層に混入した伝動ベルトが開示されているが、該粉体ゴムは脱硫、つまり再生されていないため、未加硫ゴム（これをバージンゴムという）との界面が形成されやすく、その界面を起点にして亀裂が発生し、ベルトの劣化につながる問題があった。

特許第３２１２９２８号

本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、ローエッジＶベルトとしての本来の機能を問題なく備え、リサイクル性を高めて、廃棄コストを低減するローエッジＶベルトを提供することを目的とする。

すなわち本願請求項１記載の発明は、心線を埋設した接着ゴム層と圧縮ゴム層からなるローエッジタイプのＶベルトにおいて、前記圧縮ゴム層が、少なくともバージンゴムと、加硫ゴムから再生された再生ゴムと、カーボンブラックとを含むゴム配合物からなることを特徴とするローエッジＶベルトである。

請求項２記載の発明は、前記再生ゴムの配合量が、前記バージンゴム１００質量部に対して３０質量部以上７０質量部以下である請求項１記載のローエッジＶベルトである。

請求項３記載の発明は、前記カーボンブラックが、第１カーボンブラック及び第２カーボンブラックからなり、前記第２カーボンブラックが前記第１カーボンブラックに比較して一次粒子径が小さく、かつストラクチャーが小さい請求項１記載のローエッジＶベルトである。

本願各請求項記載の発明によれば、ローエッジＶベルトの通常の製造方法において従来廃棄されていた不要部分を再生ゴムとして有効に再利用することにより、ベルトとしての基本性能を十分満足しながら、製造における廃棄物処理コストを低減し、リサイクル性を高めて、環境問題にも配慮したローエッジＶベルトを提供することができる。

以下、本発明のローエッジＶベルトについて詳細に説明する。図１に本発明のローエッジＶベルトの断面図を示す。ローエッジＶベルト１は、外観上は従来のローエッジＶベルトと変わりなく、ベルト下面からベルト上面に向かって順に、補強布２、圧縮ゴム層３からなる圧縮層、心線４を埋設したクッションゴム層５、及び補強布６から構成される。本発明のローエッジＶベルトは、前記圧縮ゴム層３にコグ部を有するいわゆるローエッジコグドベルト及びベルト上面にもコグ部を有するローエッジダブルコグドベルトも含む。また、クッションゴム層の上部に伸張層を配したベルトも含む。

ローエッジＶベルト１の製造は、構成材料を金型に巻き付けて加硫缶を用いて所定の温度・圧力にて加硫し、得られた加硫スリーブを輪切りすることによって得られる。具体的には、補強布２を形成する帆布、圧縮ゴム層３を形成する未加硫ゴムシート、下クッションゴム層を形成する未加硫ゴムシート、心線４を形成するロープ、上クッションゴム層を形成する未加硫ゴムシート、及び補強布６を形成する帆布を順に円筒状金型に巻き付けた後、所定の温度・圧力で加熱・加圧することによって加硫スリーブが得られる。得られた加硫スリーブを所定の幅及びＶ角度にて輪切りすることによって個々のローエッジＶベルトが得られる。

ここで、圧縮ゴム層３を構成するゴム配合物として、未使用のゴム（以下、バージンゴムという）と、加硫後、再生工程を経て再生された再生ゴムとを含むゴム配合物が用いられる。バージンゴムの種類は、特に限定されないが、クロロプレンゴムが最も好ましい。ここで再生ゴムは、上述のローエッジＶベルトの製造における加硫スリーブの輪切り時に発生するリング状屑を原料として再生されるゴムである。

リング状屑を再生する方法としては、特に限定されるものではないが、最も普及している方法として、パン法（オイル法）がある。この方法は、回転刃を備えた汎用粉砕機を用いて加硫ゴムを１０ｍｍ以下の径になるまで粉砕し、これにパインタール等の再生油、ジペンテンを混合し、５〜１５ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力蒸気で４〜５時間処理して、加硫ゴムに可塑性を与える方法である。

また、特開平９−２２７７２４号および特開平１０−１７６００１号公報には、一軸押出機を用いて剪断力と熱により加硫ゴムを再生脱硫するリクラメータ法が開示されている。また、特開平６−２８７５７３号には、粉砕状態の加硫ゴムに水、好ましくは１Ｎ以上の塩基性水溶液と、硫黄吸着剤として金属塩、金属酸化物を添加し水熱条件下で処理する方法が開示され、特開平６−２８７３５２号には、硫黄あるいはパーオキサイドによって加硫されたゴムに、１Ｎ以上の塩基性水溶液を添加し、超臨界域で分解し、加硫ゴムを油化する方法が開示されている。さらに、特公平２−１８６９６号には、鉄の粉末の存在下で加硫ゴムの粉粒体をマイクロ波の照射により加熱する方法が開示されている。その他、超音波脱硫、放射線脱硫等の方法もある。

再生ゴムの原料となる加硫ゴムは、前記リング状屑の他、例えば成形不良で製品化不可能なローエッジＶベルト本体、あるいは加硫スリーブの長手方向両端部に発生する端材からも得られる。再生処理にあたっては、帆布、コード等を除去することがより好ましいが、除去は必ずしも必要ではない。

圧縮ゴム層を形成するゴム配合物の中で、再生ゴムは、バージンゴムと同種のゴムを用いた加硫ゴムから再生されるものであって、バージンゴム１００質量部に対して３０質量部以上７０質量部以下の割合で配合される。配合量が７０質量部を越えると、ゴム配合物の弾性率、伸び等の物性値が著しく低下し、ベルト寿命が短くなる。再生ゴムの配合量７０質量部以下では、再生ゴムの配合量が増えるほどベルト走行時間が改善される傾向にあるが、逆に弾性率は低下する傾向にあるため、両者を勘案して、再生ゴムの配合量は３０質量部以上であることが望ましい。

圧縮ゴム層を形成するゴム配合物は、前記バージンゴム及び再生ゴムの他に通常のゴム配合物に配合される配合剤、すなわち加硫剤、加硫促進剤、カーボンブラック、老化防止剤、補強用短繊維等が適宜配合される。

前記加硫促進剤は、バージンゴムの加硫度を増大させ、再生ゴムによる物性低下を防止する目的で有効に利用される。加硫促進剤の配合量は特に限定されないが、バージンゴム１００質量部に対して０．５質量部以上、３質量部以下が好ましい。加硫促進剤としては、Ｎ,Ｎ'-ｍ-フェニレンジマレイミド、エチレンチオウレア、ジエチルチオウレア、トリメチルチオウレア、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、ジベンゾチアジルジスルフィド等があり、中でもＮ,Ｎ'-ｍ-フェニレンジマレイミドが最も好ましい。

前記カーボンブラックは、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ等の品種の中で、ローエッジＶベルトの使用環境を考慮すると、耐磨耗性に優れたＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ等を採用することが好ましい。しかし、耐磨耗性に優れたカーボンブラックは一次粒子径が小さいため、ゴム内部での発熱が大きくなり、ゴムの早期劣化につながる問題がある。そのため、適度に大きな一次粒子径を有するＦＥＦ、ＧＰＦ等を用いることが好ましい。カーボンブラックの添加量は、バージンゴム１００質量部に対して４０質量部以下が好ましい。添加量が４０質量部を超えると、ゴムの諸物性のバランスがくずれ、特に引裂強さが悪化する。

カーボンブラックは、前記いずれかの単一種類のカーボンブラック（以下、第１カーボンブラックという）のみを用いることに加えて、第１カーボンブラックより一次粒子径が小さく、かつストラクチャーの小さいカーボンブラック（以下、第２カーボンブラックという）を共に用いることによって、ゴムの引裂強さをほとんど低下させることなく、弾性率等を向上させることができる。ここでストラクチャーとは、カーボンブラックのゴムへの分散のしやすさ、未加硫ゴムの加工性、加硫ゴムの耐磨耗性等に相関のあるカーボンブラックの特性である。ストラクチャーは、一般的にはジブチルフタレート（ＤＢＰ）を用いた吸油量（ＤＢＰ吸油量）によって規定され、ＤＢＰ吸油量が少ないほどストラクチャーは小さい。

第１・第２カーボンブラックの一次粒子径及びＤＢＰ吸油量は、第１カーボンブラック、第２カーボンブラックの一次粒子径をそれぞれＤ１、Ｄ２とし、第１カーボンブラック、第２カーボンブラックのＤＢＰ吸油量をそれぞれＤＢＰ１、ＤＢＰ２としたとき、Ｄ２／Ｄ１≦３／４及びＤＢＰ２／ＤＢＰ１≦３／４の関係を満たすことが好ましい。前記関係を満たした上で、具体的には、Ｄ１≧３５ｎｍ、Ｄ２≦３５ｎｍ、ＤＢＰ１≧８０ｃｍ^３／１００ｇ、及びＤＢＰ２≦８０ｃｍ^３／１００ｇであることが好ましい。

第１・第２カーボンブラックの配合量は、２＜（第１カーボンブラックの配合量／第２カーボンブラックの配合量）＜５の関係を満たすことが好ましい。前記関係を満たす第１・第２カーボンブラックを前記配合量比で用いることによって、ゴムの引裂強さをほとんど低下させることなく、弾性率等を向上させることができる。

前記各種配合剤を混練する方法は特に限定されず、バンバリーミキサー、ロール、ニーダーを用いて行われ、再生ゴムも他の配合剤と同様に投入され、混練される。

クロロプレンの加硫ゴムからなるリング状屑を、回転刃を備えた汎用粉砕機を用いて、８ｍｍφのスクリーンを通過するような大きさの小塊に粉砕し、得られた小塊に再生剤を添加し、蒸気圧９ｋｇｆ／ｃｍ^２の蒸気にて５時間加熱し、リファイニングロールにて一体化し、再生ゴムとした。

前記再生ゴムをクロロプレンのバージンゴム及び他の配合剤と共に、表１に質量部で示す割合で配合し、圧縮ゴム層を形成する未加硫ゴム配合物とした。この未加硫ゴム配合物を用いて、公知の方法で周長１，１００ｍｍのローエッジＶベルトを作製し、図４に示すレイアウト・条件にて走行試験を行った。ベルト走行時間は、ベルトのゴム部分が著しく劣化することにより走行不能となった時間を表す。また、得られた加硫ゴムについて、引張試験及び摩耗試験を行い、加硫ゴムの弾性率、伸び、耐摩耗性を評価した。

再生ゴムを配合した実施例１〜３において、弾性率はやや劣化するものの、再生ゴムを配合しない参考例１に匹敵するベルト走行時間が得られた。さらに再生ゴムに加えて、加硫促進剤としてＮ,Ｎ'-ｍ-フェニレンジマレイミドを配合した実施例４においては、加硫促進剤の効果により加硫度が改善され、弾性率、走行時間ともに改善された結果が得られた。

さらに、実施例１〜４で用いた第１カーボンブラックに加えて第２カーボンブラックを用いた実施例５においては、引裂強さ（ＴＲ−Ｂ）をほとんど低下させることなく、弾性率が向上し、その結果ベルト走行時間も長くなった。ここで、第１カーボンブラックは、一次粒子径４３ｎｍ、ＤＢＰ吸油量１１５ｃｍ^３／１００ｇのＦＥＦカーボンブラックであって、第２カーボンブラックは、一次粒子径２３ｎｍ、ＤＢＰ吸油量７５ｃｍ^３／１００ｇのＩＳＡＦ−ＬＳカーボンブラックである。

第１カーボンブラックのみを５０質量部用いた比較例２においては、弾性率は向上するものの、引裂強さが低下し、その結果ベルト寿命も短くなった。

前記ＩＳＡＦ−ＬＳカーボンブラックとは異なり、一時粒子径２７ｎｍ、ＤＢＰ吸油量１２６ｃｍ^３／１００ｇのＨＡＦ−ＨＳカーボンブラックを第２カーボンブラックとして用いた比較例３においても比較例２と同様に、弾性率は向上するものの、引裂強さが低下し、その結果ベルト寿命も短くなった。

再生ゴムを１００質量部配合した比較例１においては、弾性率及びベルト走行時間の低下が著しく、ベルトとして実用的に機能しない。

本発明のローエッジＶベルトの断面図である。ローエッジＶベルトを切り出す加硫スリーブの概略図である。図２の拡大図である。ローエッジＶベルトの走行試験の概略図である。

符号の説明

１ローエッジＶベルト
２、６補強布
３圧縮ゴム層
４心線
５クッションゴム層
１１加硫スリーブ

Claims

心線を埋設した接着ゴム層と圧縮ゴム層からなるローエッジタイプのＶベルトにおいて、前記圧縮ゴム層が、少なくともバージンゴムと、加硫ゴムから再生された再生ゴムと、カーボンブラックとを含むゴム配合物からなることを特徴とするローエッジＶベルト。
前記再生ゴムの配合量が、前記バージンゴム１００質量部に対して３０質量部以上７０質量部以下である請求項１記載のローエッジＶベルト。
前記カーボンブラックが、第１カーボンブラック及び第２カーボンブラックからなり、前記第２カーボンブラックが前記第１カーボンブラックに比較して一次粒子径が小さく、かつストラクチャーが小さい請求項１記載のローエッジＶベルト。