JP6073159B2 - コンベアベルト用ゴム組成物、コンベアベルト及びベルトコンベア装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンベアベルト用ゴム組成物、コンベアベルト及びベルトコンベア装置に関する。

鉄鋼、石炭、セメント等の様々な産業分野においては、物品の輸送手段としてベルトコンベア装置が用いられ、特に、例えばクリンカ等のように、１５０〜２５０℃程度の高温物品をベルトコンベア装置で搬送するケースも多い。このような状況を受け、メンテナンス作業の最小限化及び使用寿命の長期化を図るため、耐熱老化性の高いコンベアベルトが求められている。さらに、物品の輸送による摩耗の観点から、高い耐摩耗性をも有するコンベアベルトが求められている。

これらの要求を満たすため、例えば特許文献１には、ポリマーとして、エチレン・１−オクテン共重合体とエチレン・プロピレン共重合体とを含有するゴム組成物を用いることにより、耐熱老化性、耐摩耗性、加工性等の要求性能に優れた耐熱ベルトが得られることが開示されている。

特開平１１−２４６０１７号公報

しかしながら、近年、高温物品用のベルトコンベア装置の需要がますます増大していること、及びベルトコンベア装置の更なる高性能化が求められていること等を背景に、コンベアベルトにおける耐熱老化性、耐摩耗性、及び製造時の加工性の更なる向上が望まれている。

そこで、本発明の目的は、上述の問題を解決するためのものであり、コンベアベルト及びベルトコンベア装置に高い耐熱老化性及び耐摩耗性をもたらすことができる加工性が良好なコンベアベルト用ゴム組成物、並びに、耐熱老化性及び耐摩耗性に優れたコンベアベルト及びベルトコンベア装置を提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、コンベアベルト用ゴム組成物に含まれるゴム成分として、特定の成分を特定の割合で配合することにより、当該ゴム組成物の加工性が高まると同時に、かかるゴム組成物を用いて製造したコンベアベルト及びベルトコンベア装置に高い耐熱老化性及び耐摩耗性をもたらすことができることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明のコンベアベルト用ゴム組成物は、ゴム成分として、エチレン・１−オクテン共重合体と、エチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体と、液状ゴムとを含み、該エチレン・１−オクテン共重合体及びエチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体の総配合量に対するエチレン・１−オクテン共重合体の配合量の割合が６０〜９９質量％であることを特徴とする。上記割合が６０〜９９質量％であるコンベアベルト用ゴム組成物は、加工性が良好な上、これを用いて製造されるコンベアベルト及びベルトコンベア装置に高い耐熱老化性及び耐摩耗性をもたらすことができる。
なお、「液状ゴム」とは、２４℃において液状を呈するゴム成分を指す。

本発明のコンベアベルト用ゴム組成物は、特に、前記エチレン・１−オクテン共重合体及びエチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体の総配合量に対するエチレン・１−オクテン共重合体の配合量の割合が、８５〜９５質量％であるのが好ましい。上記割合が８５〜９５質量％であることにより、コンベアベルト用ゴム組成物の良好な加工性を維持しつつ、これを用いて製造されるコンベアベルト及びベルトコンベア装置により高い耐熱老化性及び耐摩耗性をもたらすことができる。

また、本発明のコンベアベルト用ゴム組成物は、前記液状ゴムの配合量が、該液状ゴムを除くゴム成分の総配合量１００質量部に対し、１０〜１５質量部であるのが好ましい。前記液状ゴムの配合量がかかる範囲であることにより、コンベアベルト用ゴム組成物の良好な加工性を維持することができる。

本発明のコンベアベルトは、前記コンベアベルト用ゴム組成物を用いたことを特徴とし、また、本発明のベルトコンベア装置は、前記コンベアベルトを備えることを特徴とする。かかるコンベアベルト及びベルトコンベア装置は、加工性が良好な本発明のコンベアベルト用ゴム組成物を用いて製造することができる上、耐熱老化性及び耐摩耗性に優れる。

本発明によれば、コンベアベルト及びベルトコンベア装置に高い耐熱老化性及び耐摩耗性をもたらすことができる加工性が良好なコンベアベルト用ゴム組成物を提供することができる。また、本発明によれば、耐熱老化性及び耐摩耗性に優れたコンベアベルト及びベルトコンベア装置を提供することができる。

以下に、本発明を、その一実施形態に基づき詳細に例示説明する。
本発明のコンベアベルト用ゴム組成物は、ゴム成分として、エチレン・１−オクテン共重合体と、エチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体と、液状ゴムとを含み、該エチレン・１−オクテン共重合体及びエチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体の総配合量に対するエチレン・１−オクテン共重合体の配合量の割合が６０〜９９質量％であることを特徴とする。

本発明のコンベアベルト用ゴム組成物は、ゴム成分として、少なくともエチレン・１−オクテン共重合体を含む。エチレン・１−オクテン共重合体は、得られるコンベアベルトの耐熱老化性及び耐摩耗性の向上に寄与するものと考えられる。

本発明に用いるエチレン・１−オクテン共重合体は、１−オクテン含有量が５〜２０モル％であるのが好ましく、５〜１５モル％であるのがより好ましく、５〜１０モル％であるのが最も好ましい。本発明に用いるエチレン・１−オクテン共重合体の１−オクテン含有量が５モル％未満では、得られるコンベアベルトの耐熱老化性及び耐摩耗性を向上させる効果が十分に得られないおそれがあり、一方、２０モル％を超えると、ゴム組成物の加工性が悪化するおそれがある。

前記エチレン・１−オクテン共重合体としては、デュポン・ダウエラストマー社製「Ｅｎｇａｇｅ（登録商標）８１８０」（１−オクテン含有量：９モル％）等の市販品を好適に用いることができる。

また、本発明のコンベアベルト用ゴム組成物は、ゴム成分として、少なくとも、エチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体を含む。前記エチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体は、前記エチレン・１−オクテン共重合体との併用により、得られるコンベアベルトの耐熱老化性及び耐摩耗性を損なわず、ゴム組成物の加工性を向上させる効果を有する。

前記コンベアベルト用ゴム組成物に用いるゴム成分においては、上述のエチレン・１−オクテン共重合体及びエチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体の総配合量に対して、エチレン・１−オクテン共重合体の配合量の割合が６０〜９９質量％であることを要する。上記割合が６０〜９９質量％であることにより、エチレン・１−オクテン共重合体由来の高い耐熱老化性及び耐摩耗性と、エチレン・プロピレン共重合体由来の良好な加工性とが両立したコンベアベルト用ゴム組成物が得られる。特に、上記割合は、８５〜９５質量％であるのが好ましく、上記割合が８５〜９５質量％であることにより、コンベアベルト用ゴム組成物の良好な加工性を維持しつつ、これを用いて製造されるコンベアベルト及びベルトコンベア装置により高い耐熱老化性及び耐摩耗性をもたらすことができる。

上述の通り、本発明のエチレン・プロピレン共重合体は、エチレン含有量が６０モル％未満であるが、好ましくは５８モル％未満であり、より好ましくは５５モル％未満である。通常、耐熱老化性の向上の観点では、配合するエチレン・プロピレン共重合体のエチレン含有率は高い方が好適であると考えられているが、本発明においては、加工性を担保する観点から、エチレン含有率が比較的低いエチレン・プロピレン共重合体を用いることとし、本発明の構成を具備することにより、諸効果を得られることを見出した。なお、エチレン・プロピレン共重合体のエチレン含有量が６０モル％を超えると、ゴム組成物の加工性が悪化するおそれがある。また、特に制限されるものではないが、本発明のエチレン・プロピレン共重合体は、エチレン由来の耐熱老化性及び耐摩耗性並びに入手容易性の観点から、エチレン含有量が４０モル％以上であるのが好ましい。

前記エチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体としては、日本合成ゴム社製「ＥＰ１１」（エチレン含有量：５３モル％）、三井化学社製「ＥＰＴ ００４５」（エチレン含有量：５１モル％）等の市販品を好適に用いることができる。

また、本発明のコンベアベルト用ゴム組成物は、ゴム成分として、上述したエチレン・１−オクテン共重合体及びエチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体以外のものを含んでもよく、特に制限されることなく、ゴム製品に一般に用いられるジエン系重合体及び／又は非ジエン系重合体を用いることができる。ここで、液状ゴムを除くゴム成分総配合量における、上述したエチレン・１−オクテン共重合体及びエチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体の総配合量の割合は、コンベアベルト用ゴム組成物の加工性、並びに、得られるコンベアベルトの耐熱老化性及び耐摩耗性の並立を十分に確保する観点から、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、最も好ましくは１００質量％である。

エチレン・１−オクテン共重合体の１−オクテン含有量、及びエチレン・プロピレン共重合体のエチレン含有量は、^１Ｈ−ＮＭＲスペクトル及び^１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルの積分比より求めることができる。

また、本発明のコンベアベルト用ゴム組成物は、前記液状ゴムの配合量が、該液状ゴムを除くゴム成分の総配合量１００質量部に対し、１０〜１５質量部であるのが好ましい。液状ゴムが上記範囲で存在することにより、コンベアベルト用ゴム組成物の良好な加工性を維持することができる。なお、本明細書で「液状ゴム」とは、上述の通り、２４℃において液状を呈するゴムのことを指す。前記液状ゴムとしては、特に限定されないが、水素添加イソプレンゴム、水素添加ブタジエンゴム、液状エチレン・プロピレン・ジエン共重合体、液状エチレン・プロピレン共重合体等が挙げられる。

本発明のコンベアベルト用ゴム組成物には、上記成分のほか、通常、架橋剤を配合する。前記架橋剤としては、特に限定されないが、通常の有機過酸化物を用いることができる。その配合量は、ゴム成分中のジエン系重合体１００質量部に対し、好ましくは２〜１５質量部、より好ましくは３〜１０質量部である。架橋剤の配合量が２質量部未満であると、十分に架橋しなくなるおそれがあり、一方、１５質量部を超えると、ゴムの老化性能が低下するおそれがある。

さらに、本発明のコンベアベルト用ゴム組成物には、必要に応じて前記成分以外の添加剤等を適宜配合してもよい。かかる添加剤等としては、例えば、架橋助剤、カーボンブラック等の補強性充填剤、老化防止剤、可塑剤、石油樹脂、ワックス類、酸化防止剤、オイル、滑剤、紫外線吸収剤、分散剤、相溶化剤、均質化剤等が挙げられる。本発明のコンベアベルト用ゴム組成物は、これら各成分を、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー等で混練りすることにより製造することができる。

本発明のコンベアベルトは、前記コンベアベルト用ゴム組成物を用いたことを特徴とする。一実施形態においては、前記コンベアベルト用ゴム組成物を、少なくとも、金属コード等からなる補強材の上側の、輸送物品と接触する表層ゴム（上カバーゴム）に用いることが好ましく、さらに、補強材の下側の、ベルトを駆動させるプーリー及びベルトを支持するアイドラーが接触する表層ゴム（下カバーゴム）に用いてもよい。コンベアベルトの具体的な製造例としては、上記コンベアベルト用ゴム組成物からなるシートで補強材を挟み込み、このゴム組成物を加熱圧着して架橋接着することにより、補強材にゴム組成物を接着及び被覆することが挙げられる。これらの場合、架橋条件は適宜選択し得るが、通常１４０〜２００℃で１０〜８０分の条件とすることが好ましい。かかるコンベアベルトは、加工性が良好な本発明のコンベアベルト用ゴム組成物を用いて製造することができる上、耐熱老化性及び耐摩耗性に優れる。

本発明のベルトコンベア装置は、本発明のコンベアベルトを備えることを特徴とする。かかるベルトコンベア装置は、本発明のコンベアベルトを用いる以外特に制限はなく、常法に従って製造することができる。なお、本発明のコンベアベルトは、任意の従来のベルトコンベア装置に適用可能であるが、特に、例えば１５０〜２５０℃程度の高温物品を搬送することを主目的とするベルトコンベア装置に好適である。かかるベルトコンベア装置は、加工性が良好な本発明のコンベアベルト用ゴム組成物を用いて製造することができる上、耐熱老化性及び耐摩耗性に優れる。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は下記の実施例になんら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。

１７００ｍｌのバンバリーミキサーを用いて、ゴム成分及び配合剤を、表１に示す配合処方で混練り混合し、未架橋のコンベアベルト用ゴム組成物を調製した。かかる未架橋のゴム組成物を用い、下記の方法により、耐熱老化性、耐摩耗性及び加工性を評価した。結果を表１に示す。

＊１ エチレン・１−オクテン共重合体、デュポン・ダウエラストマー社製「Ｅｎｇａｇｅ８１８０」、１−オクテン含有量：９モル％
＊２ エチレン・プロピレン共重合体Ａ、日本合成ゴム社製「ＥＰ１１」、エチレン含有量：５３モル％
＊３ エチレン・プロピレン共重合体Ｂ、日本合成ゴム社製「Ｔ７９４２」、エチレン含有量：６２モル％
＊４ 液状ゴム、液状エチレン・プロピレン共重合体、三井化学社製「ルーカントＨＣ３０００Ｘ」
＊５ カーボンブラック、ＩＳＡＦ
＊６ ワックス、大内新興化学社製「サンノックＷ」
＊７ 老化防止剤Ａ、大内新興化学工業社製「ノクラックＣＤ」、４，４’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン
＊８ 老化防止剤Ｂ、大内新興化学工業社製「ノクラックＭＢ」、２−メルカプトベンズイミダゾール
＊９ Ｃ５樹脂、エクソン社製「エスコレッツ１１０２」
＊１０ 有機過酸化物、日油社製「ペロキシモンＦ４０」

＜耐熱老化性＞
得られた各ゴム組成物について、ＪＩＳダンベル状３号形に打ち抜きを行い、１７０℃、２０分の条件で架橋させた。架橋後の各試料について、ＪＩＳ−Ａ硬度（Ｈ_ｄ）を測定し、また、ＪＩＳ Ｋ ６２５１：２００１に準拠して２５℃で引張試験を行い、破断時伸び（Ｅ_ｂ）（％）及び破断強度（Ｔ_ｂ）（ＭＰａ）を測定した。また、上記と同様の条件で架橋させた各試料を、さらに１８０℃に保持した恒温槽内で１４日間放置することにより老化させた後、上記と同様にしてＪＩＳ−Ａ硬度（Ｈ_ｄ）を測定し、また、引張試験を行い、破断時伸び（Ｅ_ｂ）（％）及び破断強度（Ｔ_ｂ）（ＭＰａ）を測定した。前記破断時伸びの値から、保持率（老化後の破断時伸び値／老化前の破断時伸び値）を算出した。保持率が高いほど、高温に晒されることによる破断時伸びの悪化の度合いが小さく、耐熱老化性に優れることを示す。

＜耐摩耗性＞
１７０℃、２０分の条件での架橋後の各試料、及び、さらに１８０℃に保持した恒温槽内で１４日間放置することにより老化させた後の各試料について、ＪＩＳＫ６２６４−２に準拠して、ＤＩＮ摩耗試験機を用いて摩耗量を測定した。この量が小さいほど、耐摩耗性に優れることを示す。

＜ロール加工性＞
５０℃の１０’’ロールに、圧延シート厚さ３ｍｍの条件で巻き付け、その巻き付き状態を目視で観察して、ロール加工性を評価した。なお、加工性が良好である場合には「○」、若干劣る場合には「△」、不良である場合には「×」として評価した。

表１の各実施例の結果から、ゴム成分として、エチレン・１−オクテン共重合体と、エチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体と、液状ゴムとを含み、該エチレン・１−オクテン共重合体及びエチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体の総配合量に対するエチレン・１−オクテン共重合体の配合量の割合が６０〜９９質量％であるゴム組成物は、加工性が良好な上、これを用いて製造されるコンベアベルト及びベルトコンベア装置に高い耐熱老化性及び耐摩耗性をもたらし得ることが分かる。

これに対し、比較例１〜４の結果から、エチレン・１−オクテン共重合体及びエチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体の総配合量に対するエチレン・１−オクテン共重合体の配合量の割合が６０質量％未満の場合や、エチレン・プロピレン共重合体として、エチレン含有量が６０モル％以上のもののみを用いた場合には、少なくとも良好な耐熱老化性及び耐摩耗性が得られないことが分かる。

また、比較例５の結果から、ゴム成分として液状ゴムを含まない場合には、十分な加工性が得られないことが分かる。

Claims (4)

1. ゴム成分として、エチレン・１−オクテン共重合体と、エチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体と、液状ゴムとを含み、
   該エチレン・１−オクテン共重合体及びエチレン含有量が６０モル％未満であるエチレン・プロピレン共重合体の総配合量に対するエチレン・１−オクテン共重合体の配合量の割合が８５〜９５質量％である
   ことを特徴とするコンベアベルト用ゴム組成物。
2. 前記液状ゴムの配合量が、該液状ゴムを除くゴム成分の総配合量１００質量部に対し、１０〜１５質量部である、請求項１に記載のコンベアベルト用ゴム組成物。
3. 請求項１又は２に記載のコンベアベルト用ゴム組成物を用いたことを特徴とするコンベアベルト。
4. 請求項３に記載のコンベアベルトを備えることを特徴とするベルトコンベア装置。