JP2021130771A - 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

コンベヤベルト用ゴム組成物およびコンベヤベルト Download PDF

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Abstract

【課題】難燃性および耐熱老化性に優れるコンベヤベルトを構成できるゴム組成物、および、コンベヤベルトの提供。【解決手段】本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物は、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分と、三酸化アンチモンと、臭素系難燃剤とを含有し、三酸化アンチモンの含有量がゴム成分100質量部に対して1〜10質量部であり、臭素系難燃剤の含有量がゴム成分100質量部に対して5〜40質量部である。【選択図】図1

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。
従来、製鉄所又は化学工場などにおいて、原材料等の搬送物を連続搬送するためにベルトコンベヤが使用されている。ベルトコンベヤは、一般的に、ベルト(コンベヤベルト)をローラ等のような駆動装置で移動又は回転させて、搬送物を運搬する装置である。
このようなコンベヤベルトにおけるカバーゴム層の形成に用いられるゴム組成物として、例えば、特許文献1には、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムおよびクロロプレンゴム等のゴム成分を含有し、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウムおよび塩素化パラフィン等の難燃剤または難燃助剤を含有するゴム組成物が開示されている。
特開2017−200990号公報
近年、工場の稼働率向上等の観点から、コンベヤベルトについても一層の性能向上が求められており、例えば、耐熱老化性(高温環境下に曝しても引張特性が低下し難いこと)および難燃性に優れたコンベヤベルトが求められる。
本発明者らが特許文献1を参考にして、ゴム成分としてブタジエンゴムおよびスチレンブタンジエンゴムを含有し、難燃剤または難燃助剤として三酸化アンチモンおよび塩素化パラフィンを含有するゴム組成物を評価したところ、難燃性は良好であるものの、耐熱老化性が不十分になる場合があることを見出した。
そこで、本発明は、難燃性および耐熱老化性に優れるコンベヤベルトを構成できるゴム組成物の提供を課題とする。また、本発明は、難燃性および耐熱老化性に優れるコンベヤベルトを提供することも課題とする。
本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分に対して、三酸化アンチモンと臭素系難燃剤とを所定量配合したゴム組成物を用いれば、難燃性および耐熱老化性に優れるコンベヤベルトを得られることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
[1]
ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分と、
三酸化アンチモンと、
臭素系難燃剤と、を含有し、
上記三酸化アンチモンの含有量が、上記ゴム成分100質量部に対して、1〜10質量部であり、
上記臭素系難燃剤の含有量が、上記ゴム成分100質量部に対して、5〜40質量部である、コンベヤベルト用ゴム組成物。
[2]
上記臭素系難燃剤が、300℃以上の融点の臭素系難燃剤を含む、[1]に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
[3]
上記臭素系難燃剤が、後述の式(1)で表される化合物である、[1]または[2]に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
後述の式(1)中、Rは不飽和結合を含んでもよい脂肪族炭化水素基を表す。
[4]
上記ゴム成分が、上記ブタジエンゴムおよび上記スチレンブタジエンゴムのみからなり、
上記ブタジエンゴムの含有量が、上記ゴム成分の全質量に対して、25質量%以下であり、
上記スチレンブタジエンゴムの含有量が、上記ゴム成分の全質量に対して、75質量%以上である、[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]
さらに、加硫剤を含有する、[1]〜[4]のいずれかに記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
[6]
上記加硫剤が、有機硫黄化合物である、[5]に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
[7]
全硫黄量が、上記ゴム成分100質量部に対して、0.13〜0.54質量部である、[5]または[6]に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
[8]
さらに、シリカを含有する、[1]〜[8]のいずれかに記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
[9]
[1]〜[8]のいずれかに記載のコンベヤベルト用ゴム組成物を用いて作製された、コンベヤベルト。
[10]
上記コンベヤベルト用ゴム組成物を用いて形成されたカバーゴムを有する、[9]に記載のコンベヤベルト。
本発明によれば、難燃性および耐熱老化性に優れるコンベヤベルトを構成できるゴム組成物を提供できる。また、本発明によれば、難燃性および耐熱老化性に優れるコンベヤベルトも提供できる。
本発明のコンベヤベルトの一実施形態の断面図である。 本発明のコンベヤベルトの他の一実施形態の断面図である。
本発明について以下詳細に説明する。
本明細書において、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、特に断りのない限り、各成分はその成分に該当する物質をそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。成分が2種以上の物質を含む場合、成分の含有量は、2種以上の物質の合計の含有量を意味する。
本明細書において、特に断りのない限り、各成分はその製造方法について特に制限されない。例えば従来公知の方法が挙げられる。
本明細書において、難燃性および耐熱老化性のうちの少なくとも1つがより優れることを、本発明の効果がより優れるということがある。
[コンベヤベルト用ゴム組成物]
本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物(以下、単に「本組成物」ともいう。)は、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分と、三酸化アンチモンと、臭素系難燃剤と、を含有する。また、上記三酸化アンチモンの含有量が、上記ゴム成分100質量部に対して、1〜10質量部である。また、上記臭素系難燃剤の含有量が、上記ゴム成分100質量部に対して、5〜40質量部である。
本組成物によれば、難燃性および耐熱老化性に優れたコンベヤベルトを製造できる。この理由の詳細は未だ明らかになっていないが、以下の理由によるものと推測される。
すなわち、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分に対して、難燃助剤として機能しうる三酸化アンチモンと、臭素系難燃剤とを所定量配合することによって、難燃性と耐熱老化性とを高いレベルでバランスできたためと推測される。
また、本組成物を用いて得られたコンベヤベルトは、耐摩耗性にも優れる。
以下、本組成物に含まれる成分および含まれ得る成分について説明する。
〔ゴム成分〕
本組成物におけるゴム成分は、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムを含む。特に、スチレンブタジエンゴムを含むことによって、本組成物を用いて作製されたコンベヤベルトが熱老化後において硬化する傾向にある。そのため、熱老化後の耐摩耗性に優れるという効果を奏する。
ゴム成分の含有量は、本組成物の全質量に対して、30〜60質量%が好ましく、40〜55質量%が特に好ましい。
<ブタジエンゴム>
ブタジエンゴム(以下、「BR」ともいう。)は、ブタジエン単量体の単独重合体である。
ブタジエンゴムの重量平均分子量は、本発明の効果がより優れる点から、30万〜100万が好ましく、40万〜80万がより好ましい。
ブタジエンゴムの重量平均分子量(Mw)は、テトラヒドロフランを溶媒とするゲル・パーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により標準ポリスチレン換算により測定されたものとする。
ブタジエンゴムの含有量の上限値は、本発明の効果がより優れる点、および/または、コンベヤベルトの初期の耐摩耗性がより優れ、かつ、熱老化後の耐摩耗性にも優れることから、ゴム成分の全質量に対して、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、20質量%以下が特に好ましい。
ブタジエンゴムの含有量の下限値は、本発明の効果がより優れる点から、ゴム成分の全質量に対して、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上が特に好ましい。
<スチレンブタジエンゴム>
スチレンブタジエンゴム(以下、「SBR」ともいう。)は、例えば、スチレン単量体(またはその誘導体)およびブタジエン単量体を用いて製造することができる。スチレンブタジエンゴムは、スチレン単量体およびブタジエン単量体に加えて、さらに別の単量体(例えば、イソプレン、アクリロニトリル)を用いて製造されたものであってもよい。
スチレンブタジエンゴムの製造方法(重合方法)としては、特に制限されず、例えば溶液重合や乳化重合等が挙げられる。
スチレンブタジエンゴムのスチレン単量体単位の含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、20〜50質量%が好ましく、35〜50質量%が特に好ましい。
スチレンブタジエンゴムのブタジエン単量体単位の含有量は、本発明の効果がより優れる理由から、20〜80質量%が好ましく、50〜65質量%が特に好ましい。
スチレンブタジエンゴムの重量平均分子量は、本発明の効果がより優れる点から、20万〜100万が好ましく、30万〜80万がより好ましい。
スチレンブタジエンゴムの重量平均分子量(Mw)は、上述のブタジエンゴムと同様の方法で測定できる。
スチレンブタジエンゴムの含有量の上限値は、本発明の効果がより優れる点から、ゴム成分の全質量に対して、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましく、85質量%以下が特に好ましい。
スチレンブタジエンゴムの含有量の下限値は、初期の耐摩耗性がより優れ、かつ、熱老化後の耐摩耗性も優れることから、ゴム成分の全質量に対して、60質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上が特に好ましい。
<その他のゴム成分>
ゴム成分は、本発明の目的を損なわない範囲で、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴム以外のゴム成分(その他のゴム成分)を含有していてもよい。その他のゴム成分としては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(Br−IIR、Cl−IIR)、クロロプレンゴム(CR)などが挙げられる。
その他のゴム成分の含有量は、ゴム成分の全質量に対して、0〜25質量%が好ましく、0〜20質量%がより好ましい。
ゴム成分は、本発明の効果がより優れる点、および/または、コンベヤベルトの熱老化後の耐摩耗性が優れる点から、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムのみからなることが好ましい。この場合、ブタジエンの含有量がゴム成分の全質量に対して25質量%以下(より好ましくは20質量%以下)であり、かつ、スチレンブタジエンゴムの含有量がゴム成分の全質量に対して75質量%以上(より好ましくは80質量%以上)であることが好ましい。
〔三酸化アンチモン〕
本組成物に含まれる三酸化アンチモン(Sb)は、特に制限されない。三酸化アンチモンは、後述の臭素系難燃剤に対して、難燃助剤として機能することができる。
三酸化アンチモンの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、1〜10質量部であり、本発明の効果がより優れる点から、2.0〜9.0質量部が好ましく、3.0〜7.0質量部がより好ましく、5.0〜7.0質量部が特に好ましい。
〔臭素系難燃剤〕
本組成物に含まれる臭素系難燃剤は、臭素原子を含む難燃剤である。
臭素系難燃剤の具体例としては、下記式(1)で表される化合物、デカブロモジフェニルオキサイド、テトラデカブロモ−1,4−ジフェノキシベンゼン、オクタブロモジフェニルオキサイド、テトラブロモジフェニルオキサイド、テトラブロモ無水フタル酸、テトラブロモフタレートエステル、1,2−ビス(2,4,6−トリブロモフェノキシ)エタン、2,4,6−トリス(2,4,6−トリブロモフェノキシ)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジブロモフェノールおよびそのポリマー、2,6−ジブロモフェノールおよびそのポリマー、臭素化ポリスチレンおよびそのポリマー、エチレンビステトラブロモフタルイミド、ヘキサブロモシクロドデカン、ヘキサブロモシクロデカン、ヘキサブロモベンゼン、ならびに、ペンタブロモベンジルアクリレートおよびそのポリマーなどが挙げられる。中でも、本発明の効果がより優れる点から、下記式(1)で表される化合物、デカブロモジフェニルオキサイド、テトラデカブロモ−1,4−ジフェノキシベンゼンが好ましく、下記式(1)で表される化合物が特に好ましい。
臭素系難燃剤は、本発明の効果がより優れる点から、300℃以上の融点の臭素系難燃剤を含むことが好ましく、300℃以上の融点の臭素系難燃剤であることが特に好ましい。
臭素系難燃剤の融点は、本発明の効果がより優れる点から、310℃以上が特に好ましい。
300℃以上の融点の臭素系難燃剤の具体例としては、デカブロモジフェニルオキサイド(融点305℃)、テトラデカブロモ−1,4−ジフェノキシベンゼン(融点:380℃)、下記式(1)で表される化合物のうちビス(ペンタブロモフェニル)エタン(融点350℃)、が挙げられる。
臭素系難燃剤の融点は、示差走査熱量測定(DSC)法で測定した融解による吸熱ピークにおける温度である。
臭素系難燃剤は、本発明の効果がより優れる点から、下記式(1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2021130771
式(1)中、Rは不飽和結合を含んでもよい脂肪族炭化水素基を表す。
上記脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐状、環状、又は、これらの組み合わせのいずれであってもよい。直鎖状であることが好適な態様として挙げられる。
上記脂肪族炭化水素基の炭素数は特に制限されない。例えば、1〜10とすることができる。上記炭素数は2〜8が好ましい。
上記脂肪族炭化水素基は、飽和であっても不飽和であってもよい。不飽和結合としては、ビニル基、ビニレン基、エチニル基、エチニレン基が挙げられる。
上記炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基が挙げられる。
式(1)で表される化合物としては、例えば、ビス(ペンタブロモフェニル)エタンが挙げられる。
式(1)で表される化合物は、難燃性に優れるという観点から、ビス(ペンタブロモフェニル)エタンが好ましい。
臭素系難燃剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、5〜40質量部であり、本発明の効果がより優れる点から、10〜30質量部が好ましく、15〜30質量部が特に好ましい。
〔加硫剤〕
本組成物は、本発明の効果がより優れる点から、加硫剤を含有することが好ましい。
加硫剤の具体例としては、硫黄、有機硫黄化合物が挙げられ、本発明の効果がより優れる点から、有機硫黄化合物であることが好ましい。
有機硫黄化合物の具体例としては、テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラエチルチウラムジスルフィド(TETD)、テトラブチルチウラムジスルフィド(TBTD)、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド(DPTT)等のチウラム系化合物、4,4’−ジチオモルホリン、高分子多硫化物が挙げられ、本発明の効果がより優れる点から、4,4’−ジチオモルホリンが好ましい。
加硫剤は、本発明の効果がより優れる点から、本組成物における全硫黄量がゴム成分100質量部に対して、0.13〜0.54質量部となるように用いることが好ましく、0.19〜0.46質量部になるように用いることがより好ましく、0.22〜0.42質量部になるように用いることが特に好ましい。
ここで、全硫黄量とは、本組成物に含まれる加硫剤中の硫黄原子の総質量を意味する。
全硫黄量の算出方法について、本組成物に含まれる加硫剤が4,4’−ジチオモルホリンのみである場合を例にして説明する。4,4’−ジチオモルホリンは1モル(分子量236.35g)中に64gの硫黄原子を含む。ここで、本組成物がゴム成分100質量部に対して1質量部の4,4’−ジチオモルホリンを含む場合、ゴム成分100質量部に対する全硫黄量は、1×64/236.35=約0.27質量部となる。
なお、テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラエチルチウラムジスルフィド(TETD)、テトラブチルチウラムジスルフィド(TBTD)、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド(DPTT)等のチウラム系化合物を用いた場合については、硫黄原子が放出される際の結合開裂位置の相違から、全硫黄量には、下記式(S1)から算出される「活性硫黄量」の値を採用する。
活性硫黄量=(有機含硫黄化合物の1分子中のポリスルフィドを構成する硫黄原子数−1個の硫黄原子量の和)/(有機含硫黄化合物の分子量)・・・・・・(S1)
具体的には、上記有機含硫黄化合物としてTMTDを用いた場合は、1分子中のポリスルフィドを構成する硫黄原子数−1個の硫黄原子量の和は32となり、分子量は240.43であるため、本組成物がゴム成分100質量部に対して1質量部のTMTDを含む場合、ゴム成分100質量部に対する全硫黄量は、1×32/240.43=約0.13質量部となる。
〔シリカ〕
本組成物は、シリカを含有することが好ましい。これにより、コンベヤベルトの粘着を抑制できるので、コンベヤベルトの取り扱い性が向上する。また、シリカと臭素系難燃剤とが相乗的に作用するので、本発明の効果がより発揮される。
シリカは、特に制限されず、従来公知の任意のシリカを用いることができる。シリカの具体例としては、湿式シリカ、乾式シリカ、ヒュームドシリカ、珪藻土などが挙げられる。
シリカの含有量は、本発明の効果がより優れる点から、ゴム成分100質量部に対して、1〜30質量部が好ましく、5〜25質量部がより好ましく、5〜20質量部が特に好ましい。
臭素系難燃剤の含有量に対する、シリカの含有量の質量比(シリカの含有量/臭素系難燃剤の含有量)は、本発明の効果がより優れる点から、0.10〜2.50が好ましく、0.11〜2.0がより好ましく、0.11〜1.6がさらに好ましく、0.11〜1.11が特に好ましい。
〔任意成分〕
本組成物は、上記各成分のほかに、本発明の目的を損なわない範囲で、カーボンブラック、亜鉛華(酸化亜鉛)、ステアリン酸、ワックス、加工助剤、プロセスオイル、液状ポリマー、加硫促進剤、老化防止剤、上記以外の難燃剤(例えば、塩素化パラフィン、塩素化ポリエチレン、ポリリン酸アンモニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム)、軟化剤等の添加剤をさらに含有していてもよい。これらの添加剤の含有量は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜決めることができる。
〔コンベヤベルト用ゴム組成物の調製方法〕
本組成物の製造方法は特に限定されず、その具体例としては、上述した各成分を、公知の装置(例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなど)を用いて、混練する方法が挙げられる。本組成物が加硫剤を含有する場合は、加硫剤以外の成分を先に高温(好ましくは100〜160℃)で混合し、冷却してから、加硫剤を混合するのが好ましい。
また、本組成物は、従来公知の加硫または架橋条件で加硫または架橋することができる。
[コンベヤベルト]
次に、本発明のコンベヤベルトについて説明する。
本発明のコンベヤベルトは、本組成物を用いて作製されたコンベヤベルトである。その形状、製造方法等は公知のコンベヤベルトと同様である。
本発明のコンベヤベルトにおけるいずれの構成部材に本組成物を適用するかは特に制限されない。本発明のコンベヤベルトを構成するゴムのすべて又は一部が本組成物によって形成されていればよい。
本組成物は、難燃性および耐熱老化性に優れることから、本発明のコンベヤベルトは、本組成物を用いて形成されたカバーゴムを有することが好ましい態様の1つとして挙げられる。
本発明のコンベヤベルトの具体的な構成としては、例えば、下記に示すようなものが挙げられる。なお、本発明のコンベヤベルトは添付の図面に制限されない。
本発明のコンベヤベルトの第1の実施形態を、図1を用いて説明する。
図1は、本発明のコンベヤベルトの一実施形態の断面図である。図1に示すように、本発明のコンベヤベルトの第1の実施形態は、布層1をコートゴム(接着ゴム)2で被覆して芯材層とし、その外周をカバーゴム3でカバーしたコンベヤベルト4である。カバーゴム3は本組成物から形成されることが好ましい。
図1のコンベヤベルト4は、布層1を芯材とするものであり、布層1の積層枚数、カバーゴム3の厚さやベルト幅等は使用目的に応じて適宜決定できる。
布層としては、例えば、ナイロン、ビニロン、ポリエステル等の合成繊維の織布よりなる帆布が挙げられる。
カバーゴム3の厚さT、Tは通常の場合、1.5〜20mm程度とできる。
また、コートゴム2は、公知のコンベヤベルトに用いられているコートゴムを使用でき、例えば、天然ゴム(NR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)等をゴム成分とするゴム組成物が使用できる。
次に、本発明のコンベヤベルトの第2の実施形態を、図2を用いて説明する。
図2は、本発明のコンベヤベルトの他の一実施形態の断面図である。
図2に示すように、本発明のコンベヤベルトの第2の実施形態は、スチールコード5をクッションゴム(接着ゴム)6で被覆して芯材層とし、その外周をカバーゴム7でカバーしたコンベヤベルト8である。カバーゴム7は本組成物から形成されることが好ましい。
コンベヤベルト8は、直径0.2〜0.4mm程度の素線を複数本撚り合わせた直径2.0〜9.5mm程度のスチールコード5を50〜230本程度並列させて芯材とすることができる。一般に、コンベヤベルト8の総厚みTは10〜50mm程度とできる。
また、クッションゴム6は、例えば、公知のスチールコンベヤベルトに用いられている亜鉛メッキスチールコードに接着可能な接着ゴムを使用でき、具体的には例えば、天然ゴム(NR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)等をゴム成分とするゴム組成物が使用できる。
本発明のコンベヤベルトは、例えば、常法に従って、芯材となる布層やスチールコードを本組成物で成形した未加硫のゴムシート間に介在させ、加熱加圧して加硫することにより容易に製造できる。なお、加硫条件は、通常例えば、120〜180℃前後、0.1〜4.9MPa程度で10〜90分程度とできる。
本発明のコンベヤベルトは、上述した本組成物を用いているので、難燃性および耐熱老化性に優れ、また、耐摩耗性にも優れる。
以下、実施例により、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[組成物の製造]
下記表1の各成分を同表に示す組成(質量部)で用いて、これらをバンバリーミキサーで混合し、各組成物を製造した。
[評価試験]
〔耐熱老化性〕
耐熱老化性の評価は、ゴム組成物を用いて得られた試験用サンプルを用いて、熱老化処理前後の破断時伸び(EB、単位%)に基づいて行った。
具体的には、各組成物を160℃のプレス成型機を用い、面圧3.0MPaの圧力下で45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き、試験用サンプルを得た。
得られた試験用サンプル(熱老化処理前)を用いて、室温条件下において、引張速度500mm/分での引張試験をJIS K6251:2017に準拠して行い、破断時伸び(EB、単位%)を測定した。結果を表1の「初期EB」欄に示す。
また、得られた試験用サンプル(熱老化処理前)を125℃の条件下に168時間置く熱老化処理を行い、熱老化処理後の試験サンプルを得た。得られた試験用サンプル(熱老化処理後)を用いて、熱老化処理前の試験用サンプルと同様の条件にて、引張試験を行い、破断時伸び(EB、単位%)を測定した。結果を表1の「熱老化後EB」欄に示す。
このようにして得られた「初期EB」および「熱老化後EB」の値に基づいて、下記式によって、熱老化処理前後の破断時伸びの変化率(%)を算出した。変化率が−45%以上であれば、耐熱老化性に優れていると評価した。なお、上記変化率はその値がプラスであってもマイナスであっても、0%に近いほど耐熱老化性により好ましい。結果を表1の「変化率」の欄に示す。
熱老化処理前後の破断時伸びの変化率(%)=100×{(熱老化後EB)−(初期EB)}/(初期EB)
〔難燃性〕
各組成物を用いて、JIS K6324:2013「難燃性コンベヤベルト−等級及び試験方法」 7.2.1項の布層コンベヤゴムに準じてサンプルを作製し(サンプルの寸法は長辺200mm、短辺25mm。)、これを試験用サンプルとして使用した。各試験用サンプル(難燃性コンベヤベルト)において、上記組成物はカバーゴムを形成し、布層は芯材を形成する。
JIS K6324:2013「難燃性コンベヤベルト−等級及び試験方法」の難燃性評価(炎消失時間、単位:秒)に基づき、試験用サンプルを用いて難燃性を評価した。炎消失時間が60秒未満である場合、難燃性に優れると評価した。結果を表1に示す。
〔耐摩耗性〕
プレス成型機を用い、プレス温度150℃、面圧3.0MPaの圧力下で、組成物を30分間加硫して、直径16mm、厚さ6mmの試験用サンプルを作製した。
JIS K6264−2:2005に準拠して、DIN摩耗試験機を用いて室温下で試験用サンプルの摩耗試験(A法(サンプル回転なし))を行い、摩耗量[mm]を測定した。摩耗量が250mm以下であれば、耐摩耗性に優れると評価した。結果を表1に示す。
Figure 2021130771
上記表1中の各成分の詳細は以下のとおりである。
SBR:スチレンブタジエンゴム、商品名「Nipol SBR1502」(日本ゼオン社製)、Mw50万
BR:ブタジエンゴム、商品名「Nipol BR1220」(日本ゼオン社製)、Mw50万
ISAF級カーボンブラック:商品名「ショウブラックN220」(キャボットジャパン社製)
シリカ:商品名「ニップシールAQ」(東ソー・シリカ社製)
酸化亜鉛:商品名「酸化亜鉛3種」(正同化学工業社製)
ステアリン酸:商品名「ステアリン酸50S」(千葉脂肪酸社製)
老化防止剤:商品名「オゾノン6C」(精工化学社製)
塩素化パラフィンワックス:難燃剤、商品名「エンパラ70S」(味の素ファインテクノ社製)
臭素系難燃剤:ビス(ペンタブロモフェニル)エタン、商品名「SAYTEX 8010」(ALBEMARLE CORPORATION社製)、融点350℃
三酸化アンチモン:商品名「PATOX−M」(日本精鉱社製)
塩素化ポリエチレン:難燃剤、商品名「エラスレン301」(昭和電工社製)
アロマ油:軟化剤、商品名「A−OMIX」(三共油化工業社製)
TS:加硫促進剤、商品名「サンセラーTS」(三新化学工業社製)
CZ:加硫促進剤、商品名「ノクセラーCZ−G」(大内新興化学工業社製)
硫黄:加硫剤、商品名「微粉硫黄」(細井化学工業社製)、硫黄含有量100質量%
4,4’−ジチオモルホリン:加硫剤、商品名「バルノックR」(大内新興化学工業社製)、硫黄含有量27質量%
表1中、「全硫黄量」とは、組成物に含まれる加硫剤中の硫黄原子の総質量を意味する。
表1に示すように、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分100質量部に対して、1〜10質量部の三酸化アンチモンと5〜40質量部の臭素系難燃剤とを配合したゴム組成物を用いれば、難燃性および耐熱老化性に優れるコンベヤベルトが得られることが確認できた(実施例)。また、実施例のゴム組成物を用いた場合、耐摩耗性にも優れることが示された。
また、実施例1と実施例5との対比、および、実施例9と実施例11との対比から、加硫剤として有機硫黄化合物を用いれば(実施例1および実施例11)、難燃性および耐熱老化性により優れるコンベヤベルトが得られることが確認できた。
実施例1〜13の対比から、臭素系難燃剤に対するシリカの含有量の比が0.25〜1.11の範囲内にあれば(実施例1〜5、7〜9および11〜13)、難燃性により優れるコンベヤベルトが得られることが確認できた。
一方、表1に示すように、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分100質量部に対する、酸化アンチモンおよび臭素系難燃剤の少なくとも一方の含有量が上記範囲外である場合(比較例1〜4)、コンベヤベルトの難燃性および耐熱老化性の少なくとも一方が劣ることが確認できた。
1:布層
2:コートゴム
3,7:カバーゴム
4,8:コンベヤベルト
5:スチールコード
6:クッションゴム

Claims (10)

  1. ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分と、
    三酸化アンチモンと、
    臭素系難燃剤と、を含有し、
    前記三酸化アンチモンの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、1〜10質量部であり、
    前記臭素系難燃剤の含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、5〜40質量部である、コンベヤベルト用ゴム組成物。
  2. 前記臭素系難燃剤が、300℃以上の融点の臭素系難燃剤を含む、請求項1に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
  3. 前記臭素系難燃剤が、下記式(1)で表される化合物である、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。
    Figure 2021130771

    式(1)中、Rは不飽和結合を含んでもよい脂肪族炭化水素基を表す。
  4. 前記ゴム成分が、前記ブタジエンゴムおよび前記スチレンブタジエンゴムのみからなり、
    前記ブタジエンゴムの含有量が、前記ゴム成分の全質量に対して、25質量%以下であり、
    前記スチレンブタジエンゴムの含有量が、前記ゴム成分の全質量に対して、75質量%以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
  5. さらに、加硫剤を含有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
  6. 前記加硫剤が、有機硫黄化合物である、請求項5に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
  7. 全硫黄量が、前記ゴム成分100質量部に対して、0.13〜0.54質量部である、請求項5または6に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
  8. さらに、シリカを含有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
  9. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物を用いて作製された、コンベヤベルト。
  10. 前記コンベヤベルト用ゴム組成物を用いて形成されたカバーゴムを有する、請求項9に記載のコンベヤベルト。
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