JP5262312B2

JP5262312B2 - コンベヤベルト用コートゴム組成物

Info

Publication number: JP5262312B2
Application number: JP2008148828A
Authority: JP
Inventors: 淳宮地; 裕子奥野
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-06-06
Also published as: JP2009292960A

Description

本発明は、コンベヤベルト用コートゴム組成物に関する。さらに詳しくは、エンドレスコンベヤベルトのカバーゴムと帆布との間および／または帆布相互間の接着に用いられるコートゴム形成材料等として好適に用いられるコンベヤベルト用コートゴム組成物に関する。

エンドレス状のコンベヤベルトは、ヘッドプーリやテールプーリの部分での屈曲のくり返しにより、接着が不十分であるとカバーゴムの端末部がめくり上がり、エンドレス接合部分で剥離するという現象がみられ、特に上面カバーゴムの厚さが厚い場合には剥離発生の問題が頻繁に発生する。カバーゴム端末部の剥離が芯体帆布に迄達すると、特に芯体がスチールコードの場合には、腐食によりコンベヤベルトが切断する場合がある。

そのため、カバーゴムで芯体帆布を挟んで積層したベルト本体を、その端末部で接合させてエンドレス状に構成するコンベヤベルトの接合構造において、ベルト本体のそれぞれの端末部の上面カバーゴムを、芯体帆布から外側に向かって階段状に切除して接合面を形成し、ベルト本体のそれぞれの端末部を突き合わせた状態で接合する接合方法がとられている。
実用新案第２５６２０６９号公報特開２０００−３４４３１８号公報

ところで、コンベヤベルトを構成する帆布とカバーゴムとを接着させるために、カバーゴムと帆布との間または帆布相互間にコートゴム形成材料が用いられている。あるいは、これらの間の両方にコートゴム形成材料が用いられている。コートゴムと帆布との間の接着性が良好な場合には、コンベヤベルトの耐久性はすぐれている一方、コンベヤベルトのエンドレス作業において、芯体である帆布を出すための剥離作業が困難となる場合が多い。また、帆布相互間についても同様のことがいえる。易エンドレス作業性のため、コートゴム形成材料中に含有させる炭酸カルシウムの量を増量させるなどの手法がとられてはいるが、これは耐久性の悪化を招くといった問題がみられる。

本出願人は先に、帆布とカバーゴムとを接着させて構成させるコンベヤベルトの端末部同士を接合させてエンドレスベルトを作製するに際し、カバーゴムと帆布との間および／または帆布相互間の接着に用いられるコートゴム形成材料として、その接着力を適度に低下させることによりエンドレス作業を容易なものとし、しかしながら炭酸カルシウム増量によって剥離力を低下させた場合と比べて、カバーゴムと帆布間または帆布相互間の接着耐久性を改善せしめたコンベヤベルト用コートゴム組成物として、ジエン系ゴムにカーボンブラックおよび炭酸カルシウムを充填剤として配合したゴム組成物において、ジエン系ゴム82.5〜52.5質量％および再生ゴム中のゴム分17.5〜47.5質量％よりなるブレンドゴムが用いられ、ブレンドゴム100質量部当り10〜85質量部の炭酸カルシウムが用いられたコンベヤベルト用コートゴム組成物を提案している(特開2009-40815号公報)。このコンベヤベルト用コートゴム組成物を、コンベヤベルトのカバーゴムと帆布との間、帆布相互間またはこれらの間の両方向けのコートゴム形成材料として補強層形成のために用いられた場合には、その間の接着力が適度に低下し、剥離を伴うエンドレス作業を容易なものとし、しかもその間の接着耐久性は確保されており、長期間にわたりエンドレスコンベヤベルトとして安定して走行させることを可能とするという所期の目的を十分に達成させる。

ここで、カバーゴムと帆布との間、帆布相互間に用いられるコートゴムには、高い剥離力と共に、耐久性の観点から帆布との良好な接着性が要求される。高い剥離力が要求される場合には、一般にはコートゴムに小粒子径のカーボンブラックを配合して高い剥離力とすることも行われるが、この場合には剥離面のゴム付(剥離試験後、帆布表面に付着しているゴムを目視で観察し、剥離による破壊がコートゴム層の全面で起こっている場合を100％とする割合)が低下してしまう。一方、剥離面のゴム付を良くするためには、大粒子径のカーボンブラックや多量の炭酸カルシウムを配合する方法があるが、この場合には剥離力が低下するようになる。このように、接着面における剥離力とゴム付とは二律背反の関係にあり、これらを同時に満足させることはできないのが現状である。

本発明の目的は、カバーゴムと帆布との間および／または帆布相互間の接着に用いられるコートゴム形成材料として、カバーゴムと帆布間または帆布相互間の剥離力およびゴム付の双方を改善せしめた加硫物を与えうるコンベヤベルト用コートゴム組成物を提供することにある。

かかる本発明の目的は、ジエン系ゴムにカーボンブラックおよび炭酸カルシウムを充填剤として配合したゴム組成物において、ジエン系ゴム83.0〜97.5質量％および再生ゴム中のゴム分2.5〜17.0質量％よりなるブレンドゴムが用いられ、ブレンドゴム100質量部当たり窒素吸着比表面積30〜50m²/g、DBP吸油量95〜125ml/100gのカーボンブラック45〜75質量部および炭酸カルシウム5〜50質量部が用いられたコンベヤベルト用コートゴム組成物によって達成される。

本発明に係るコンベヤベルト用コートゴム組成物を、カバーゴムと帆布との間および／または帆布相互間の接着に用いて形成されるコートゴムは、ジエン系ゴムに対して相対的に少量用いられた再生ゴムと特定のカーボンブラックとの相乗作用により、カバーゴムと帆布間または帆布相互間の剥離力およびゴム付の双方を改善せしめるので、過酷な使用条件下でも長期間コンベヤベルトを安定して走行させることを可能とするといったすぐれた効果を奏する。

ジエン系ゴムとしては、再生ゴムとのブレンドゴム中83.0〜97.5質量％、好ましくは84.0〜93.0質量％を占める割合のジエン系ゴムが用いられる。ジエン系ゴムとしては、ゴムとして少なくとも40〜70質量％、好ましくは45〜65質量％の天然ゴムおよび20〜40質量％、好ましくは25〜35質量％のSBRを有するものが挙げられる。ジエン系ゴムがこれを超える割合で用いられると、過加硫後(例えば、150℃、30分間の通常加硫に対し、150℃、120分間行われた加硫)のゴム付が低下するようになる。また、ジエン系ゴムがこれ未満の割合で用いられあるいは天然ゴムおよびSBRの使用割合がこの範囲外にあると、対帆布接着性の剥離力が小さくなる。なお、SBRは、スチレン含量23.5％の油展グレード(乳化重合SBR)など油展量37.5phrの油展SBRとしても用いられる。

天然ゴムおよびSBR以外のジエン系ゴムとしては、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、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)等が用いられる。

これらのジエン系ゴムとブレンドされて用いられる再生ゴムは、カーボン分、オイル分等を含有する再生ゴム中のゴム分としてジエン系ゴムとのブレンドゴム中2.5〜17.0質量％、好ましくは7.0〜16.0質量％を占める割合で用いられる。再生ゴムがこれ未満の割合で用いられると、過加硫後のゴム付が低下するようになり、一方これを超える割合で用いられると、対帆布接着性の剥離力が小さくなる。

再生ゴムとしては、JIS K6313(1999)に規定される下記各種再生ゴムの少くとも一種が用いられ、好ましくは天然ゴム主体の再生ゴム(ゴム分50質量％)、例えばタイヤ再生ゴム(A級)が用いられ、これ以外にも天然ゴム主体の再生ゴムを任意に用いることができる。
種類略号材料
チューブ再生ゴム
天然ゴム AN 天然ゴムを主とするタイヤ用チューブのゴム
ブチルゴム AI ブチルゴムを主とするタイヤ用チューブのゴム
タイヤ再生ゴム
Ａ級 BT 大型自動車タイヤのゴムまたは同程度のもの
Ｂ級 BP 乗用車タイヤのゴムまたは同程度のもの
その他の再生ゴム
Ａ級 C1 自動車タイヤ、チューブ以外のゴム
Ｂ級 C2 自動車タイヤ、チューブ以外のゴム
注) 再生ゴムに含まれている原料ゴムの同定は、JIS K6230、K6231に規定する方法による

その品質についてもJISで規定されており、再生ゴムは均質で粗粒を含まず、かつ金属片、木片、土砂、繊維等の異物混入は痕跡以下であり、ゴムに混用しまたは単独で用いてもゴム製品の製造材料として適切なものでなければならず、密度、ムーニー粘度ML₁₊₄(100℃)、灰分、アセトン抽出物、引張試験(引張強さ、伸び)、生ゴム混用試験(引張強さの保有率)などについても、それぞれ再生ゴムの種類に応じて規定されている。

このような再生ゴムを所定割合でブレンドさせたジエン系ゴムには、所定のカーボンブラックおよび炭酸カルシウムが充填剤として配合される。

カーボンブラックとしては、窒素吸着比表面積30〜50m²/g、DBP吸油量95〜125ml/100gのカーボンブラックが、ブレンドゴム100質量部当たり45〜75質量部、好ましくは50〜70質量部の割合で用いられる。窒素吸着比表面積およびDBP吸油量が、これ以外のカーボンブラックを用いると、過加硫後のゴム付が悪化するため好ましくない。また、カーボンブラックがこれより少ない割合で用いられると、コンベヤベルト用コートゴムに必要とされる機械的強度を満足できず、一方これより多い割合で用いられると機械的強度が高くなりすぎ、ゴム付が低下するようになる。

炭酸カルシウムはブレンドゴム100質量部当り5〜50質量部、好ましくは8〜45質量部の割合で用いられる。炭酸カルシウムの配合割合がこれよりも少ないと、ゴム付が低下するようになり、一方これより多い割合で用いられると、過加硫時の剥離力が低下してしまうようになる。

なお、下記特許文献３には、SBR 25〜40質量％、鉱油15〜40質量％およびカーボンブラック33〜47質量％よりなるゴム組成物、いわゆるコールドSBRオイルブラックマスターバッチ1800シリーズであるゴム組成物100質量部に対しゴムまたは再生ゴムを100質量部以下、ならびに前記ゴム組成物とゴムまたは再生ゴムとの合算量100質量部に対して比重2.5以上の無機物質(例えば、炭酸カルシウム)100〜600質量部と微粉状石炭10〜100質量部を配合した柔軟性ゴム組成物が記載されているが、その目的とするところは低周波減衰性能を付与することにあって、炭酸カルシウム等と共に微粉状石炭の配合を必須要件としているばかりではなく、無機物質の配合割合も100〜600質量部と著しく多く用いられていて、このような組成物をコンベヤベルトのコートゴム形成材料として用いた場合には、コンベヤベルトの剥離力は著しく低下する。
特開平４−１８０９４３号公報

本発明に係るコンベヤベルト用コートゴム組成物には、以上の各必須成分に加えて、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、加硫遅延剤および本発明の目的を損なわない範囲で、各種配合剤、例えば補強剤(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、フィラー(充填剤)、加工助剤等が適宜配合される。

得られたコンベヤベルト用コートゴム組成物は、ロール、ニーダ、バンバリーミキサ等を用いて混練りされた後、コートゴム形成材料として、コンベヤベルトのカバーゴムと帆布との間または帆布相互間(あるいはこれら両方)の接着に用いられる。具体的には、カレンダロール等を用いてコンベヤベルト用コートゴム組成物を帆布の両面と圧着させてシート状補強層とした後、このシート状補強層を少くとも１層以上積層し、その上下にそれぞれ上面および下面カバーゴムを積層する。その後、例えば150〜170℃の温度で10〜60分間加圧することによりカバーゴムと帆布との間の接着が行われ、コンベヤベルトが作製される。帆布は、ナイロン、ポリエステル、ビニロン、アラミド等の有機繊維を帆布状に織成し、芯体補強層として使用される。

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例１
天然ゴム(RSS#3) 55質量部
油展SBR(日本ゼオン製品Nipol 1723；37.5phr油展) 41.25 〃
(SBR分) (30 〃)
タイヤ再生ゴムA級(村岡ゴム工業製品タイヤリク紫線) 30 〃
(再生ゴム分) (15 〃)
FEFカーボンブラック(窒素吸着比表面積42m²/g、DBP吸油量115ml/100g) 65 〃
炭酸カルシウム 20 〃
酸化亜鉛 3 〃
ステアリン酸 2 〃
アロマオイル(三共油化工業製品A-OMIX) 33 〃
硫黄 2.5 〃
加硫促進剤CZ(大内新興化学工業製品) 1 〃
以上の各成分をバンバリーミキサ等で混練し、コンベヤベルト用コートゴム組成物を調製した。

実施例２
実施例１において、天然ゴム量が58.75質量部に、再生ゴム量が22.5質量部(再生ゴム分11.25質量部)にそれぞれ変更されて用いられた。

実施例３
実施例１において、天然ゴム量が62.50質量部に、再生ゴム量が15.0質量部(再生ゴム分7.5質量部)にそれぞれ変更されて用いられた。

実施例４
実施例１において、炭酸カルシウム量が10.0質量部に変更されて用いられた。

実施例５
実施例１において、炭酸カルシウム量が40.0質量部に変更されて用いられた。

実施例６
実施例１において、FEFカーボンブラック量が55.0質量部に変更されて用いられた。

比較例１
実施例１において、再生ゴムが用いられず、天然ゴム量が70.0質量部に変更され、またFEFカーボンブラックの代わりにHAFカーボンブラック(窒素吸着比表面積77m²/g、DBP吸油量103ml/100g)が同量用いられた。

比較例２
実施例１において、再生ゴムが用いられず、天然ゴム量が70.0質量部に変更されて用いられた。

比較例３
実施例１において、再生ゴムが用いられず、天然ゴム量が70.0質量部に変更され、またFEFカーボンブラックの代わりにGPFカーボンブラック(窒素吸着比表面積29m²/g、DBP吸油量84ml/100g)が同量用いられた。

比較例４
実施例１において、FEFカーボンブラックの代わりにHAFカーボンブラックが同量用いられた。

比較例５
実施例１において、FEFカーボンブラックの代わりにGPFカーボンブラックが同量用いられた。

比較例６
実施例１において、天然ゴム量が40.0質量部に、また再生ゴム量が60質量部(再生ゴム分30質量部)にそれぞれ変更されて用いられた。

比較例７
実施例１において、炭酸カルシウム量が60.0質量部に変更されて用いられた。

以上の各実施例および比較例で得られたコンベヤベルト用コートゴム組成物を用い、次の各項目の測定を行った。
常態物性：この組成物を150℃、30分間プレス加硫した加硫物について、JIS K6251-200
4に準拠して引張強さおよび伸びを、JIS K6253に準拠して室温下での硬さを
測定
対帆布接着性：通常加硫(150℃、30分間)および過加硫(150℃、120分間)した加硫物に
ついて、ポリエステル帆布に対する剥離力(JIS K6256-1：2006「布との
剥離強さ」準拠)およびゴム付(剥離試験後、帆布表面に付着しているゴ
ムを目視にて確認；剥離による破壊がコートゴム層の全面で起こってい
る場合はゴム付が100％となり、接着が最も良好となる)を測定
ここで、剥離力6.0N/mm以上でゴム付80％以上のものが、コンベヤベ
ルト用コートゴムとしての耐久性にすぐれているといえる

得られた結果は、次の表に示される。
表
実施例比較例
測定項目１２３４５６１２３４５６７
〔常態物性〕
引張強さ(MPa) 11.6 12.4 13.6 12.4 10.5 13.8 16.6 14.3 16.7 13.5 13.6 7.6 9.4
伸び (％) 468 475 507 496 439 620 532 476 596 523 586 369 410
硬さ 57 58 58 58 59 54 58 56 53 59 53 56 61
〔対帆布接着性(通常加硫)〕
剥離力(N/mm) 7.1 7.1 8.0 8.2 6.9 7.7 10.4 9.2 8.6 8.0 6.6 5.2 6.6
ゴム付 (％) 95 95 88 93 95 95 83 95 83 83 83 95 93
〔対帆布接着性(過加硫)〕
剥離力(N/mm) 7.6 6.8 7.0 6.7 6.7 7.2 7.4 7.0 6.3 8.1 6.9 5.8 5.8
ゴム付 (％) 95 95 96 95 95 90 10 53 52 18 60 95 100

Claims

ジエン系ゴムにカーボンブラックおよび炭酸カルシウムを充填剤として配合したゴム組成物において、ジエン系ゴム83.0〜97.5質量％および再生ゴム中のゴム分2.5〜17.0質量％よりなるブレンドゴムが用いられ、ブレンドゴム100質量部当たり窒素吸着比表面積30〜50m²/g、DBP吸油量95〜125ml/100gのカーボンブラック45〜75質量部および炭酸カルシウム5〜50質量部が用いられたコンベヤベルト用コートゴム組成物。
ジエン系ゴムが少なくとも天然ゴムおよびSBRを含有し、天然ゴムが40〜70質量％およびSBRが20〜40質量％を占めるジエン系ゴム83.0〜97.5質量％が用いられた請求項１記載のコンベヤベルト用コートゴム組成物。
再生ゴムが天然ゴム主体の再生ゴムである請求項１または２記載のコンベヤベルト用コートゴム組成物。
天然ゴム主体の再生ゴムがJIS K6313(1999)に規定された再生ゴムである請求項３記載のコンベヤベルト用コートゴム組成物。
コンベヤベルトのカバーゴムと帆布との間および／または帆布相互間のコートゴム形成材料として用いられる請求項１記載のコンベヤベルト用コートゴム組成物。
請求項５記載のコンベヤベルト用コートゴム組成物が、上面カバーゴム層、シート状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において、該コートゴム組成物を帆布の両面に圧着させてシート状補強層を形成させる際の補強層コートゴム形成材料として用いられたコンベヤベルト。