JP2010006859A - コンベヤベルト用ゴム組成物およびコンベヤベルト - Google Patents

Abstract

【課題】硬度、破断強度、破断伸び、引裂き強さ等の基本物性を維持し、消費電力の低減を十分に図ることができるコンベヤベルト用ゴム組成物およびコンベヤベルトの提供。
【解決手段】ジエン系ゴムおよびシリカを含有するコンベヤベルト用ゴム組成物であって、
前記シリカの窒素吸着比表面積が、８０〜３００ｍ²／ｇであり、
前記シリカの含有量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して１５〜６０質量部であり、
カーボンブラックを含有しないコンベヤベルト用ゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、コンベヤベルト用ゴム組成物およびコンベヤベルトに関する。

コンベヤベルトは、資材等の輸送によく用いられているが、輸送量の増大、輸送効率の向上等により、大型化および高強力化が要請され、近年には、全長が数ｋｍにも及ぶものも登場してきている。
このため、設備コスト、消費電力が膨らんでおり、低コストおよび低消費電力のベルトコンべヤシステムが求められており、特に、ベルトを構成するゴム特性の改良により、ベルトコンべヤの低コスト化および低消費電力化が検討されている。

例えば、特許文献１には、「駆動プーリーと遊動プーリー間に巻き掛けされて走行する物品の搬送システムに供されるコンベアベルトにあって、コンベアベルトの前記プーリーに接触するベルト内面ゴムの物性ロスファクタ−（ｔａｎδ）及び動的弾性率（Ｅ′）を、夫々０．０４≦ｔａｎδ≦０．１２、Ｅ′≧２０ｋｇｆ／ｃｍ²、としたことを特徴とするコンベアベルト。」および「駆動プーリーと遊動プーリー間に巻き掛けされて走行する物品の搬送システムに供されるコンベアベルトにあって、コンベアベルトの内面ゴムを、天然ゴム４０〜１００重量部、ＢＲゴム６０〜０重量部からなるポリマーに対して、カーボンブラックを２０〜５５重量部配合したことを特徴とするコンベアベルト。」が記載されている。

また、本出願人により、「ゴム成分１００質量部に対し、以下に示すコロイダル特性を持つカーボンブラックを３０〜６５質量部含有するコンベヤベルト用ゴム組成物。
１）窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が８０（ｍ²／ｇ）以下
２）ヨウ素吸着量（ＩＡ）が７０（ｍｇ／ｇ）以下
３）ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が１００（ｃｍ³／１００ｇ）以上」や、「周波数１０Ｈｚ、動歪み２％、２０℃における損失係数ｔａｎδが、０．１２０超０．２００以下であるコンベヤベルト用ゴム組成物。」などが提案されている（特許文献２参照。）。

しかしながら、特許文献１に記載のコンベヤベルトは、ｔａｎδ値を小さくして低消費電力化を目的としたものであるが、ｔａｎδ値を小さくしすぎると破断強度（Ｔ_B）および破断伸び（Ｅ_B）も低下し、引裂き強さおよび耐疲労性に劣る場合があるため、コンベヤベルトの走行時にカバーゴム等の表面破壊が進行し、コンベヤベルトの表面故障を引き起こし、稼動が安定しない問題があった。
また、特許文献２に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物を用いたコンベヤベルトは、エネルギーロス指数（ΔＨ）が高くなるため、ベルト稼動ラインの相違（例えば、ラインの勾配や曲がり等）によって、消費電力の低減が十分ではない場合があった。

このような問題を解決するために、本出願人により、「天然ゴム（ＮＲ）およびポリブタジエンゴム（ＢＲ）からなるゴム成分と、カーボンブラックと、シリカと、シランカップリング剤と、ジエチレングリコールとを含有し、
前記ゴム成分中の天然ゴムとポリブタジエンゴムとの量比（ＮＲ／ＢＲ）が、８０／２０〜２５／７５であり、
前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して１５〜３５質量部であり、
前記シリカの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して５〜２５質量部であり、
前記シランカップリング剤の含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して０．５〜３質量部であり、
前記ジエチレングリコールの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して０．５〜４．５質量部である、コンベヤベルト用ゴム組成物。」などが提案されている（特許文献３参照。）。

特開平１１−１３９５２３号公報 特開２００４−１８７５２号公報 国際公開第２００８／００７７３３号パンフレット

しかしながら、特許文献３に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物を用いたコンベヤベルトは、損失係数ｔａｎδおよびエネルギーロス指数（ΔＨ）が小さく、消費電力の低減が十分に図れるものの、使用する充填剤（特に、カーボンブラック）によっては引裂き強さに劣る場合があるため、硬く先端の尖った運搬物が搭載される際の衝撃によってはコンベヤベルトのカバーゴム等の表面が破壊したり、エンドレス加工時のカバーゴム層を剥がす際にゴムが引裂かれたりする可能性があることを本発明者は明らかにした。

そこで、本発明は、硬度、破断強度、破断伸び、引裂き強さ等の基本物性を維持し、消費電力の低減を十分に図ることができるコンベヤベルト用ゴム組成物およびコンベヤベルトを提供することを課題とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が８０〜３００ｍ²／ｇのシリカの含有量を特定量とし、カーボンブラックを使用する場合であってもその含有量を特定量以下とすることにより、得られるゴム組成物を用いて裏面表面を形成するコンベヤベルトが硬度、破断強度、破断伸び、引裂き強さ等の基本物性を維持し、消費電力の低減を十分に図ることができることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、下記（１）〜（５）を提供する。

（１）ジエン系ゴムおよびシリカを含有するコンベヤベルト用ゴム組成物であって、
上記シリカの窒素吸着比表面積が、８０〜３００ｍ²／ｇであり、
上記シリカの含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して１５〜６０質量部であり、
カーボンブラックを含有しないコンベヤベルト用ゴム組成物。

（２）ジエン系ゴム、シリカおよびカーボンブラックを含有するコンベヤベルト用ゴム組成物であって、
上記シリカの窒素吸着比表面積が、８０〜３００ｍ²／ｇであり、
上記シリカの含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して１５〜６０質量部であり、
上記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が、２０〜６０ｍ²／ｇであり、
上記カーボンブラックの含有量が、上記シリカおよび上記カーボンブラックの合計質量に対して３５質量％以下であるコンベヤベルト用ゴム組成物。

（３）上記ジエン系ゴムが、天然ゴム（ＮＲ）およびポリブタジエンゴム（ＢＲ）からなり、
上記天然ゴムと上記ポリブタジエンゴムとの量比（ＮＲ／ＢＲ）が、９０／１０〜２５／７５である上記（１）または（２）に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。

（４）更に、シランカップリング剤を含有し、
上記シランカップリング剤の含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して０．１〜１０質量部である上記（１）〜（３）のいずれかに記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。

（５）上面カバーゴム層、補強層および下面カバーゴム層からなるコンベヤベルトであって、
上記下面カバーゴム層の少なくとも裏面表面が、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のコンベヤベルト用ゴム組成物により形成される、コンベヤベルト。

以下に説明するように、本発明によれば、硬度、破断強度、破断伸び、引裂き強さ等の基本物性を維持し、消費電力の低減を十分に図ることができるコンベヤベルトを提供することができるため有用である。

以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の第１の態様に係るコンベヤベルト用ゴム組成物（以下、「本発明の第１ゴム組成物」ともいう。）は、ジエン系ゴムおよびシリカを含有するコンベヤベルト用ゴム組成物であって、
上記シリカの窒素吸着比表面積が、８０〜３００ｍ²／ｇであり、
上記シリカの含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して１５〜６０質量部であり、
カーボンブラックを含有しないコンベヤベルト用ゴム組成物である。
次に、本発明の第１ゴム組成物の各成分について詳述する。

＜ジエン系ゴム＞
本発明の第１ゴム組成物に含有するジエン系ゴムとしては、具体的には、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、１，２−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等が挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明においては、これらのジエン系ゴムのうち、天然ゴム（ＮＲ）およびポリブタジエンゴム（ＢＲ）を併用するのが好ましい。
また、天然ゴムとポリブタジエンゴムとの量比（ＮＲ／ＢＲ）が、９０／１０〜２５／７５であるのが好ましく、８５／１５〜５０／５０であるのがより好ましく、８０／２０〜６０／４０であるのが更に好ましい。
ＮＲおよびＢＲの含有割合が上述の範囲であると、得られる本発明の第１ゴム組成物の加硫後の破断強度、引裂き強さがより向上し、コンベヤベルトとしての基本物性を良好に維持することができる。また、得られる本発明の第１ゴム組成物の加硫後の後述するエネルギーロス指数（ΔＨ）も良好な範囲となるため、消費電力の低減をより十分に図ることができる。

また、本発明においては、ＢＲは、重量平均分子量が４０万以上であるのが好ましく、４５万以上であるのがより好ましい。重量平均分子量がこの範囲であると、得られる本発明の第１ゴム組成物の加硫後の破断強度および引裂き強さが更に向上し、耐摩耗性も良好となる。

更に、本発明においては、ＢＲは、末端変性ポリブタジエンゴムであるのが好ましい。
末端変性ポリブタジエンゴムは、末端が変性されたＢＲであれば特に限定されない。また、ＢＲの末端変性方法としては、例えば、変性剤を使用してＢＲの末端（活性末端）を変性する方法を用いることができる。
このような変性剤としては、具体的には、例えば、四塩化スズ、四臭化スズなどのハロゲン化スズ；トリブチルスズクロライドなどのハロゲン化有機スズ化合物；四塩化ケイ素、クロロトリエチルシランなどのケイ素化合物；フェニルイソシアネートなどのイソシアネート基含有化合物；Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）などのアミド化合物；ラクタム化合物；尿素化合物；イソシアヌル酸誘導体；等が挙げられる。

このような末端変性ポリブタジエンゴムを用いることにより、得られる本発明の第１ゴム組成物の加硫後の後述する損失係数ｔａｎδおよびエネルギーロス指数（ΔＨ）がいずれも良好な範囲となるため、消費電力の低減をより十分に図ることができる。これは、変性した末端部分が充填剤と結合し、ポリマー末端におけるエネルギーロスが低減するためであると考えられる。

重量平均分子量が４０万以上である末端変性ポリブタジエンとしては市販品を用いることができる。
具体的には、例えば、日本ゼオン社製のＮｉｐｏｌ ＢＲ１２５０Ｈ（重量平均分子量：５７万、ＮＭＰ変性）等が挙げられる。

＜シリカ＞
上記シリカとしては、具体的には、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、無水微粉ケイ酸、含水微粉ケイ酸、含水ケイ酸アルミニウム、含水ケイ酸カルシウム等が挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
本発明においては、このようなシリカのうち、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が８０〜３００ｍ²／ｇ、好ましくは１００〜２５０ｍ²／ｇ、より好ましくは１２５〜２２５ｍ²／ｇのものを用いる。
ここで、窒素吸着比表面積は、シリカがゴム分子との吸着に利用できる表面積の代用特性であり、シリカ表面への窒素吸着量をＪＩＳ Ｋ６２１７−２:2001「第２部：比表面積の求め方−窒素吸着法−単点法」に従い測定した値である。

また、本発明においては、このようなシリカとして、ジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が１５０〜３００ｃｍ³／１００ｇのものを用いるのが好ましく、２００〜３００ｃｍ³／１００ｇのものを用いるのがより好ましい。
ここで、ジブチルフタレート吸油量は、シリカがゴム分子を内蔵できるストラクチャーの代用特性であり、ＪＩＳ Ｋ６２１７−４:2001「第４部：ＤＢＰ吸収量の求め方」に従い、アブソープトメーターで測定した値である。この値が上記範囲であると、得られる本発明の第１ゴム組成物の加硫後の後述する損失係数ｔａｎδおよびエネルギーロス指数（ΔＨ）がいずれもより良好な範囲となるため、消費電力の低減をより十分に図ることができる。

このようなシリカとしては、市販品を用いることができる。
具体的には、含水微粉ケイ酸として、ニップシールＡＱ（日本シリカ工業社製）、トクシールＧＵ（トクヤマ社製）、Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ（Ｒｈｏｄｉａ Ｓｉｌｉｃａ ｋｏｒｅａ社製）、Ｚｅｏｓｉｌ １１５ＧＲ（Ｒｈｏｄｉａ Ｓｉｌｉｃａ ｋｏｒｅａ社製）等が例示される。

本発明においては、このようなシリカの含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、１５〜６０質量部であり、１６〜３５質量部であるのが好ましく、１７〜２５質量部であるのがより好ましい。
上記シリカの含有量が上述の範囲であると、得られる本発明の第１ゴム組成物の加硫後の硬度、破断強度、破断伸び、引裂き強さが良好となり、コンベヤベルトとしての基本物性を良好に維持することができ、後述する損失係数ｔａｎδおよびエネルギーロス指数（ΔＨ）もいずれも良好な範囲となるため、消費電力の低減を十分に図ることができる。
これは、窒素吸着比表面積が８０〜３００ｍ²／ｇの範囲という上記シリカによる補強効果と、その補強効果による２５％伸び時における引張応力の向上のためであると考えられる。

本発明の第１ゴム組成物はカーボンブラックは含有しないものであるが、一般的なコンベヤベルトが黒系統の色をしている理由から、以下に示す本発明の第２の態様においては、主に着色する観点からカーボンブラックを含有していてもよい。

本発明の第２の態様に係るコンベヤベルト用ゴム組成物（以下、「本発明の第２ゴム組成物」ともいう。）は、ジエン系ゴム、シリカおよびカーボンブラックを含有するコンベヤベルト用ゴム組成物であって、
上記シリカの窒素吸着比表面積が、８０〜３００ｍ²／ｇであり、
上記シリカの含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して１５〜６０質量部であり、
上記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が、２０〜６０ｍ²／ｇであり、
上記カーボンブラックの含有量が、上記シリカおよび上記カーボンブラックの合計質量に対して３５質量％以下であるコンベヤベルト用ゴム組成物である。
次に、本発明の第２ゴム組成物の各成分について詳述する。なお、ジエン系ゴムおよびシリカについては本発明の第１の態様で用いたものと同様である。

（カーボンブラック）
上記カーボンブラックは、特に限定されないが、着色のみならず、得られる本発明の第２ゴム組成物の加硫後の後述する損失係数ｔａｎδおよびエネルギーロス指数（ΔＨ）をいずれもより良好な範囲とする観点から、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が２０〜６０ｍ²／ｇのものを用いるのが好ましい。
具体的には、ＧＰＦ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｆｕｒｎａｃｅ）を含むものであるのが好ましく、以下に示すその他のカーボンブラックを含むものであってもよい。

その他のカーボンブラックとしては、具体的には、例えば、ＨＡＦ（Ｈｉｇｈ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＳＡＦ（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＩＳＡＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＦＥＦ（Ｆａｓｔ Ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＳＲＦ（Ｓｅｍｉ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＦＴ（Ｆｉｎｅ Ｔｈｅｒｍａｌ）、ＭＴ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｔｈｅｒｍａｌ）等が挙げられる。

このようなカーボンブラックとしては、市販品を用いることができる。
具体的には、ＧＰＦとしては旭＃５５（旭カーボン社製）、シーストＶ（東海カーボン社製）、ダイアブラックＧ（三菱化学社製）等が例示され、ＨＡＦとしてはシースト３（東海カーボン社製）、ショウブラックＮ３３９（昭和キャボット社製）等が例示される。
また、ＩＳＡＦとしてはショウブラックＮ２２０（昭和キャボット社製）、ＳＡＦとしてはシースト９（東海カーボン社製）、ＦＥＦとしてはＨＴＣ＃１００（新日化カーボン社製）、ＳＲＦとしては旭＃５０（旭カーボン社製）や三菱ダイアブラックＲ（三菱化学社製）、ＦＴとしては旭＃１５（旭カーボン社製）やＨＴＣ＃２０（新日化カーボン社製）等が例示される。

本発明においては、このようなカーボンブラックの含有量は、着色のみならず、得られる本発明の第２ゴム組成物の加硫後の後述する損失係数ｔａｎδおよびエネルギーロス指数（ΔＨ）をいずれもより良好な範囲とする観点から、上記シリカおよび上記カーボンブラックの合計質量に対して３５質量％以下であり、１〜１５質量％であるのが好ましく、１〜１０質量％であるのがより好ましい。

（シランカップリング剤）
本発明の第１ゴム組成物および本発明の第２ゴム組成物（以下、これらをまとめて「本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物」という。）は、上述した各成分以外に、シランカップリング剤を含有するのが好ましい態様の１つである。
上記シランカップリング剤は、ゴム用途に使用されるポリスルフィド系シランカップリング剤を用いるのが好ましい。
上記ポリスルフィド系シランカップリング剤としては、具体的には、例えば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド等が挙げられる。
中でも、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドであるのが、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の加硫後の破断強度、引裂き強さがより向上する理由から好ましい。

このようなシランカップリング剤としては、市販品を用いることができる。
具体的には、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（Ｓｉ６９、デグッサ社製）、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド（Ｓｉ７５、デグッサ社製）等が例示される。

本発明においては、このようなシランカップリング剤の含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であるのが好ましく、０．５〜３質量部であるのがより好ましく、１〜２質量部であるのが更に好ましい。
シランカップリング剤の含有量が上述の範囲であると、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の加硫後の破断強度、引裂き強さがより向上する。これは、シランカップリング剤と上記シリカとの化学結合が増大するためであると考えられる。

（ジエチレングリコール）
本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物は、上述した各成分以外に、ジエチレングリコールを含有するのが好ましい態様の１つである。
上記ジエチレングリコールは、（ＣＨ₂ＯＨＣＨ₂）₂Ｏの化学式で表される化合物である。
上記ジエチレングリコールとしては、日本触媒社製の市販品を用いることができる。

本発明においては、上記ジエチレングリコールの含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、０．５〜４．５質量部であるのが好ましく、０．５〜２質量部であるのがより好ましく、０．６〜１．８質量部であるのが更に好ましい。
ジエチレングリコールの含有量が上述の範囲であると、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の後述する損失係数ｔａｎδおよびエネルギーロス指数（ΔＨ）がいずれもより良好な範囲となるため消費電力の低減をより十分に図ることができる。これは、シリカと上記ゴム成分との間の分子間の相互作用を低減することができるためであると考えられる。

本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物は、上述した各成分以外に、１，３−ビス（シトラコンイミドメチル）ベンゼン、および／または、ヘキサメチレン−１，６−ビス（チオサルフェート）二ナトリウム塩ニ水和物を含有するのが好ましい態様の１つである。
ここで、１，３−ビス（シトラコンイミドメチル）ベンゼンは、下記式（１）で表されれる化合物であり、ヘキサメチレン−１，６−ビス（チオサルフェート）二ナトリウム塩ニ水和物は下記式（２）で表される化合物である。

これらの化合物を含有することにより、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の後述するエネルギーロス指数（ΔＨ）がより小さくなり、消費電力の低減をより十分に図ることができる。
これは、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の後述する２５％伸び時における引張応力（Ｍ₂₅）が向上し、損失係数ｔａｎδが小さくなるためであるが、これらの化合物がゴム組成物のリバージョン（加硫戻り）を防止する試薬（リバージョン防止剤）であることを鑑みれば、意外な効果である。

本発明においては、これらの化合物の含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、０．１〜２質量部であるのが好ましく、０．２〜１質量部であるのがより好ましい。
なお、この含有量は、１，３−ビス（シトラコンイミドメチル）ベンゼンおよびヘキサメチレン−１，６−ビス（チオサルフェート）二ナトリウム塩ニ水和物をいずれも含有する場合は、合計の含有量をいう。

また、本発明においては、これらの化合物として市販品を用いることができる。
具体的には、１，３−ビス（シトラコンイミドメチル）ベンゼンとしては、ＦＬＥＸＳＹＳ社製のＰＥＲＫＡＬＩＮＫ ９００を用いることができ、ヘキサメチレン−１，６−ビス（チオサルフェート）二ナトリウム塩ニ水和物としては、ＦＬＥＸＳＹＳ社製のＤＵＲＡＬＩＮＫ ＨＴＳを用いることができる。

本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物は、上述した各成分以外に、加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤等の架橋剤や加硫遅延剤を含有していてもよく、更に、本発明の目的を損わない範囲で、各種配合剤を含有していてもよい。

加硫剤としては、例えば、イオウ系、有機過酸化物系、金属酸化物系、フェノール樹脂、キノンジオキシム等の加硫剤が挙げられる。
イオウ系加硫剤としては、具体的には、例えば、粉末イオウ、沈降性イオウ、高分散性イオウ、表面処理イオウ、不溶性イオウ、ジモルフォリンジサルファイド、アルキルフェノールジサルファイド等が挙げられる。
有機過酸化物系の加硫剤としては、具体的には、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジ（パーオキシルベンゾエート）等が挙げられる。
その他として、酸化マグネシウム、リサージ、ｐ−キノンジオキシム、ｐ−ジベンゾイルキノンジオキシム、ポリ−ｐ−ジニトロソベンゼン、メチレンジアニリン等が挙げられる。

加硫促進剤としては、例えば、アルデヒド・アンモニア系、グアニジン系、チオウレア系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チウラム系、ジチオカルバミン酸塩系等の加硫促進剤が挙げられる。
アルデヒド・アンモニア系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、ヘキサメチレンテトラミン（Ｈ）等が挙げられる。
グアニジン系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、ジフェニルグアニジン等が挙げられる。
チオウレア系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、エチレンチオウレア等が挙げられる。
チアゾール系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、ジベンゾチアジルジスルフィド（ＤＭ）、２−メルカプトベンゾチアゾールおよびそのＺｎ塩等が挙げられる。
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＣＺ）、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＮＳ）等が挙げられる。
チウラム系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等が挙げられる。
ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、Ｎａ−ジメチルジチオカーバメート、Ｚｎ−ジメチルジチオカーバメート、Ｔｅ−ジエチルジチオカーバメート、Ｃｕ−ジメチルジチオカーバメート、Ｆｅ−ジメチルジチオカーバメート、ピペコリンピペコリルジチオカーバメート等が挙げられる。

加硫助剤としては、一般的なゴム用助剤を併せて用いることができ、例えば、亜鉛華、ステアリン酸やオレイン酸およびこれらのＺｎ塩等が挙げられる。

このような加硫剤、加硫促進剤および加硫助剤を含有する場合の合計の含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、０．１〜１５質量部であるのが好ましく、０．５〜１３質量部であるのがより好ましい。含有量の範囲がこの範囲であると、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の加硫後の破断強度がより良好となり、後述する損失係数ｔａｎδおよびエネルギーロス指数（ΔＨ）もより良好となる。

加硫遅延剤としては、具体的には、例えば、無水フタル酸、安息香酸、サリチル酸、アセチルサリチル酸などの有機酸；Ｎ−ニトロソージフェニルアミン、Ｎ−ニトロソーフェニル−β−ナフチルアミン、Ｎ−ニトロソ−トリメチル−ジヒドロキノリンの重合体などのニトロソ化合物；トリクロルメラニンなどのハロゲン化物；２−メルカプトベンツイミダゾール；サントガードＰＶＩ：等が挙げられる。
加硫遅延剤を含有する場合の含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、０．１〜０．５質量部であるのが好ましく、０．１〜０．３質量部であるのがより好ましい。含有量の範囲がこの範囲であると、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物からコンベヤベルトを押出加工する際のスコーチ安定性が向上し、生産性が向上する。

配合剤としては、具体的には、例えば、上述したシリカおよびカーボンブラック以外の充填剤、老化防止剤、酸化防止剤、顔料（染料）、可塑剤、揺変成付与剤、紫外線吸収剤、難燃剤、溶剤、界面活性剤（レベリング剤を含む）、分散剤、脱水剤、防錆剤、接着付与剤、帯電防止剤、加工助剤等が挙げられる。
これらの配合剤は、ゴム用組成物用の一般的なものを用いることができる。それらの配合量も特に制限されず、任意に選択できる。

本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物は、上述したジエン系ゴムおよびシリカならびに所望によりカーボンブラック、シランカップリング剤、ジエチレングリコールおよび各種配合剤を特定量含有することにより、２０℃の測定温度下で、１０％伸張させ、振幅±２％の振動を振動数１０Ｈｚで与えて測定した損失係数ｔａｎδが０．０４〜０．１６となり、
下記式［１］に示すエネルギーロス指数（ΔＨ）が０．２３０以下となる。
ΔＨ＝（ＳｐＧｒ×ｔａｎδ）／Ｍ₂₅ ［１］
ここで、ＳｐＧｒは、２０℃での比重（ｇ／ｃｍ³）、ｔａｎδは、２０℃の測定温度下で、１０％伸張させ、振幅±２％の振動を振動数１０Ｈｚで与えて測定した損失係数、Ｍ₂₅は、２５％伸び時における引張応力（ＭＰａ）である。

（損失係数ｔａｎδ）
損失係数ｔａｎδは、ゴム組成物の動的性質を表す貯蔵弾性率Ｅ′と損失弾性率Ｅ″との比、ｔａｎδ＝Ｅ″／Ｅ′で表され、この値が小さいほどゴム組成物の変形の間に熱として散逸されるエネルギー量（エネルギーロス量）が小さいことを意味し、エネルギーロスの尺度として用いることができる。
一方、ｔａｎδ値が小さいと低消費電力化が可能になると考えられるが、［背景技術］でも述べたように、ｔａｎδ値をあまりに小さくしすぎると破断強度（Ｔ_B）および破断伸び（Ｅ_B）も低下するため、コンベヤベルトの稼動が安定しない。
本発明では、上述したジエン系ゴムおよびシリカならびに所望によりシランカップリング剤等を特定量含有することにより、低消費電力化と破断強度、破断伸び等の基本物性とを両立できるｔａｎδ値の範囲（０．０４〜０．１６）とすることができる。

（エネルギーロス指数（ΔＨ））
エネルギーロス指数（ΔＨ）は、上記式［１］により表される。
上記式［１］は、従来タイヤの分野で用いられている路面との摩擦低減効率の目安となる式であるが、コンベヤベルト用ゴム組成物の消費電力の低減評価においても有効と考えられる。
上記式［１］中のＳｐＧｒは、２０℃での比重（ｇ／ｃｍ³）を示す。この値が小さいと総質量の低減が可能になることから小負荷と同等の低消費電力効果が得られる。
また、上記式［１］中のｔａｎδは、ローラ乗り越え時のゴム組成物の変形によるエネルギーロスに影響する。この値が小さいと低消費電力効果が得られる。
また、上記式［１］中のＭ₂₅は、２５％伸び時における引張応力（ＭＰａ）を示すが、ベルト剛性としての硬度の代用特性と考えることができるため、ゴム組成物の撓みの大小に影響する。この値が大きいと撓みが小さくなり低消費電力効果が得られる。なお、本発明において、Ｍ₂₅は、本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物を１４８℃、３０分の条件で加硫させて得られた加硫物から３号ダンベル状に打ち抜いた試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ６２５１-2004に準じて、引張速度５００ｍｍ／分での引張試験を行い、２５％伸び時における引張応力（Ｍ₂₅）［ＭＰａ］を室温にて測定した値である。
したがって、上記式［１］の技術的な意義は、ＳｐＧｒとｔａｎδの積をＭ₂₅で除することにより、これらの物性に基づいて、ゴム組成物がローラを乗り越える時のエネルギーロスを総合的に判断でき、コンベヤベルト用のゴム組成物が、消費電力の低減を図るコンベヤベルトに適しているか否かの指標となることにある。
本発明では、上述したジエン系ゴムおよびシリカならびに所望によりシランカップリング剤等を特定量含有することにより、消費電力の低減を十分に図ることできるエネルギーロス指数（０．２３以下）とすることができる。

本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の製造は、上述したジエン系ゴムおよびシリカならびに所望により含有するカーボンブラック、シランカップリング剤、ジエチレングリコールおよび各種配合剤を加え、バンバリーミキサー等で混練し、ついで、混練ロール機等で加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤を混練して行うことができる。
また、加硫は、通常行われる条件で行うことができる。具体的には、例えば、温度１４０〜１５０℃程度、０．５時間の条件下、加熱することにより行われる。

本発明のコンベヤベルトは、上面カバーゴム層、補強層および下面カバーゴム層からなるコンベヤベルトであって、該下面カバーゴム層の少なくとも裏面表面が、上述した本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物により形成されるコンベヤベルトである。
以下に、図１を用いて本発明のコンベヤベルトを説明するが、本発明のコンベヤベルトの構造は、下面カバーゴム層の裏面表面に上述した本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物を用いていれば特にこれに限定されない。

図１は、本発明のコンベヤベルトの好適な実施態様の一例を模式的に示した断面図である。図１において、１はコンベヤベルト、２は上面カバーゴム層、３は補強層、４は下面カバーゴム層、５は運搬物搬送面、１１および１６は外層、１２および１５は内層である。
図１に示すように、コンベヤベルト１は、補強層３を中心層とし、その両側に上面カバーゴム層２と下面カバーゴム層４が設けられており、上面カバーゴム層２は外層１１と内層１２の２層から構成され、下面カバーゴム層４は外層１６と内層１５の２層から構成されている。ここで、上面カバーゴム層２および下面カバーゴム層４の外層と内層（外層１１と内層１２、外層１６と内層１５）は、それぞれ互いに異なるゴム組成物を用いて形成されていてもよい。

図１において、上面カバーゴム層２は、外層１１と内層１２の２層から構成されているが、本発明の第１コンベヤベルトにおいては、上面カバーゴム層２を構成する層の数は、２に限定されず、１でもよく、３以上であってもよい。そして、３以上の場合にも、これらの層は、互いに異なるゴム組成物を用いて形成されてもよい。また、下面カバーゴム層４も同様である。
上面カバーゴム層２の運搬物搬送面５を構成する外層１１は、耐熱性、耐摩耗性、耐油性等に優れたゴム組成物から形成されるのが望ましいため、上面カバーゴム層２は２層から構成されていることが好ましい。
下面カバーゴム層４の裏面表面を構成する外層１６は上述した本発明の第１コンベヤベルト用ゴム組成物により形成され、また、下面カバーゴム層４の内層１５は製造コストや補強層３との接着性が重視されることから他のゴム組成物から形成されるのが望ましいため、カバーゴム層４は２層から構成されていることが好ましい。

補強層３の芯体は特に限定されず、通常のコンベヤベルトに用いられるものを適宜選択して用いることができ、その具体例としては、綿布と化学繊維または合成繊維とからなるものにゴム糊を塗布、浸潤させたもの、ＲＦＬ処理したものを折り畳んだもの、特殊織のナイロン帆布、スチールコード等が挙げられ、これらを一種単独で用いてもよく、２種以上のものを積層して用いてもよい。
また、補強層３の形状は特に限定されず、図１に示すようにシート状であってもよく、ワイヤー状の補強線を並列に埋込むものであってもよい。

上面カバーゴム層２の内層１２および下面カバーゴム４の内層１５を形成するゴム組成物は特に限定されず、通常のコンベヤベルトに用いられるゴム組成物を適宜選択して用いることができ、一種単独で用いてもよく、２種以上のものを混合して用いてもよい。

上面カバーゴム層２の外層１１を形成するゴム組成物は特に限定されず、通常のコンベヤベルトに用いられるゴム組成物を、該外層に要求される基本特性（例えば、耐熱性、耐摩耗性、耐油性等）に応じて適宜選択して用いることができる。

本発明のコンベヤベルトは、下面カバーゴム層の少なくとも裏面表面が本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物により形成されるため、硬度、破断強度、破断伸び、引裂き強さ等の基本物性を維持し、消費電力の低減を十分に図ることができる。

本発明のコンベヤベルトにおいては、下面カバーゴム層の厚さが、５〜２０ｍｍであるのが好ましく、６〜１５ｍｍであるのがより好ましい。ここで、下面カバーゴム層の厚さは、下面カバーゴム層が内層および外層で構成されている場合は、これらの層の合計の層厚をいう。
下面カバーゴム層の厚さがこの範囲であると、高温の運搬物を搬送に用いる場合であっても、ゴムの劣化等により生ずるベルトの反り返り（カッピング）を防ぐことができる。

本発明のコンベヤベルトの製造方法は特に限定されず、通常用いられる方法等を採用することができる。
具体的には、まず、ロール、ニーダー、バンバリーミキサー等を用いて原料を混練りした後、カレンダー等を用いて各カバーゴム層用にシート状に成形し、次に、得られた各層を補強層を挟み込むように所定の順序で積層し、１４０〜１７０℃の温度で１０〜６０分間加圧する方法が好適に例示される。

以下に実施例を挙げ、本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物について更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
（実施例１〜１０、比較例１および２）
ゴム成分１００質量部に対して、下記第１表に示す組成成分（質量部）で、各コンベヤベルト用ゴム組成物を調製した。得られた各ゴム組成物について、加硫後の各種物性を以下に示す方法により測定し評価した。その結果を下記第１表に示す。

＜加硫後の物性＞
（１）硬度
得られた未加硫ゴム組成物を１４８℃のプレス成型機を用い、面圧３．０ＭＰａの圧力下で３０分間加硫して、２ｍｍ厚の加硫シートを作製した。このシートからＪＩＳ３号ダンベル状の試験片を打ち抜いた。
この試験片について、ＪＩＳ Ｋ６２５３−１９９７の「タイプＡデュロメータ硬さ試験」に準じて、ショアＡ硬度を測定した。
ショアＡ硬度が５０以上であれば、高硬度を有するものとして評価できる。

（２）破断強度および切断時伸び
得られた各ゴム組成物を、１４８℃、３０分間、加硫し、加硫ゴム組成物を調製した。
調製した各加硫ゴム組成物から３号ダンベル状に打ち抜いた試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ６２５１-2004に準じて、引張速度５００ｍｍ／分での引張試験を行い、破断強度（Ｔ_B）［ＭＰａ］および切断時伸び（Ｅ_B）［％］を室温にて測定した。
破断強度が１４ＭＰａ以上であれば、高破断強度を有するものとして評価できる。
切断時伸びが４５０％以上であれば、高破断伸びを有するものとして評価できる。

（３）引裂き強さ
得られた各ゴム組成物を、１４８℃、３０分間、加硫し、加硫ゴム組成物を調製した。
ＪＩＳ Ｋ６２５２:2001に準じて、調製した各加硫ゴム組成物からクレセント形の試験片を切り抜き、中央くぼみ部に主軸と直角方向に長さ１．０±０．２ｍｍの切り込みを入れた。試験片つかみ具の移動速度５００ｍｍ／分での試験を行い、引裂き強さ（ＴＲ）［ｋＮ／ｍ］を室温にて測定した。

（４）損失係数ｔａｎδ
調製した各加硫ゴム組成物から短冊状（長さ２０ｍｍ×幅５ｍｍ×厚み２ｍｍ）に切り抜いた試験片を用い、東洋精機製作所製粘弾性スペクトロメータを用いて損失係数ｔａｎδを測定した。測定は、２０℃の測定温度下で、１０％伸張させ、振幅±２％の振動を振動数１０Ｈｚで与えて行った。

（５）エネルギーロス指数（ΔＨ）
調製した各加硫ゴム組成物の比重を測定した。
また、調製した各加硫ゴム組成物から３号ダンベル状に打ち抜いた試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ６２５１-2004に準じて、引張速度５００ｍｍ／分での引張試験を行い、２５％伸び時における引張応力（Ｍ₂₅）［ＭＰａ］を室温にて測定した。
次いで、比重、Ｍ₂₅、および上記で測定した損失係数ｔａｎδの値を用い、調製した各加硫ゴム組成物のエネルギーロス指数（ΔＨ）を、上記式［１］から求めた。

上記第１表に示すゴム成分等の各組成成分としては、以下に示すものを用いた。
・天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ＃３
・スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）：Ｎｉｐｏｌ １７２３（日本ゼオン社製）
・ＢＲ１：Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０（重量平均分子量：４６万、末端未変性、日本ゼオン社製）
・ＢＲ２：Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２５０Ｈ（重量平均分子量：５７万、末端ＮＭＰ変性、日本ゼオン社製）
・カーボンブラック１：ＩＳＡＦ（ショウブラックＮ２２０、昭和キャボット社製）
・カーボンブラック２：ＧＰＦ（ダイアブラックＧ、三菱化学社製）
・シリカ１：含水微粉ケイ酸（窒素吸着比表面積：２１５ｍ²／ｇ、ジブチルフタレート吸油量：２８０ｃｍ³／１００ｇ、ニップシールＡＱ、日本シリカ工業社製）
・シリカ２：含水微粉ケイ酸（窒素吸着比表面積：１６０ｍ²／ｇ、ジブチルフタレート吸油量：２６０ｃｍ³／１００ｇ、Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＧＲ、Ｒｈｏｄｉａ Ｓｉｌｉｃａ ｋｏｒｅａ社製）
・シリカ３：含水微粉ケイ酸（窒素吸着比表面積：１１５ｍ²／ｇ、ジブチルフタレート吸油量：１９０ｃｍ³／１００ｇ、Ｚｅｏｓｉｌ １１５ＧＲ、Ｒｈｏｄｉａ Ｓｉｌｉｃａ ｋｏｒｅａ社製）
・酸化亜鉛：酸化亜鉛３種（正同化学工業社製）
・ステアリン酸：ビーズステアリン酸（日本油脂社製）
・老化防止剤：ノクラック６Ｃ（大内新興化学工業社製）
・ジエチレングリコール：日本触媒社製
・シランカップリング剤：ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（Ｓｉ６９、デグッサ社製）
・アロマオイル：Ａ−ＯＭＩＸ（三共油化工業社製）
・加硫剤：硫黄（油処理硫黄、細井化学工業社製）
・加硫促進剤：Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ノクセラーＮＳ、大内新興化学工業社製）

第１表に示す結果より、実施例１〜１０で得られたゴム組成物は、加硫後の各物性から、硬度、破断強度、破断伸び、引裂き強さ等の基本物性を維持し、消費電力の低減を十分に図ることができるコンベヤベルトに適したゴム組成物であることが分かった。
これに対し、シリカを所定の割合で含有しないゴム組成物（比較例１および２）のゴム組成物は、加硫後の各物性から、ｔａｎδおよびエネルギーロス指数（ΔＨ）と、引裂き強さとのバランスに劣るゴム組成物であることが分かった。

図１は、本発明のコンベヤベルトの好適な実施態様の一例を模式的に示した断面図である。

符号の説明

１：コンベヤベルト
２：上面カバーゴム層
３：補強層
４：下面カバーゴム層
５：運搬物搬送面
１１、１６：外層
１２、１５：内層

Claims (5)

1. ジエン系ゴムおよびシリカを含有するコンベヤベルト用ゴム組成物であって、
   前記シリカの窒素吸着比表面積が、８０〜３００ｍ²／ｇであり、
   前記シリカの含有量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して１５〜６０質量部であり、
   カーボンブラックを含有しないコンベヤベルト用ゴム組成物。
2. ジエン系ゴム、シリカおよびカーボンブラックを含有するコンベヤベルト用ゴム組成物であって、
   前記シリカの窒素吸着比表面積が、８０〜３００ｍ²／ｇであり、
   前記シリカの含有量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して１５〜６０質量部であり、
   前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が、２０〜６０ｍ²／ｇであり、
   前記カーボンブラックの含有量が、前記シリカおよび前記カーボンブラックの合計質量に対して３５質量％以下であるコンベヤベルト用ゴム組成物。
3. 前記ジエン系ゴムが、天然ゴム（ＮＲ）およびポリブタジエンゴム（ＢＲ）からなり、
   前記天然ゴムと前記ポリブタジエンゴムとの量比（ＮＲ／ＢＲ）が、９０／１０〜２５／７５である請求項１または２に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
4. 更に、シランカップリング剤を含有し、
   前記シランカップリング剤の含有量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して０．１〜１０質量部である請求項１〜３のいずれかに記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
5. 上面カバーゴム層、補強層および下面カバーゴム層からなるコンベヤベルトであって、
   前記下面カバーゴム層の少なくとも裏面表面が、請求項１〜４のいずれかに記載のコンベヤベルト用ゴム組成物により形成される、コンベヤベルト。

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