JP6620040B2 - ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト - Google Patents

ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト Download PDF

Info

Publication number
JP6620040B2
JP6620040B2 JP2016041866A JP2016041866A JP6620040B2 JP 6620040 B2 JP6620040 B2 JP 6620040B2 JP 2016041866 A JP2016041866 A JP 2016041866A JP 2016041866 A JP2016041866 A JP 2016041866A JP 6620040 B2 JP6620040 B2 JP 6620040B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rubber
rubber composition
mass
reinforcing material
carbon black
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2016041866A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017155178A (ja
Inventor
元峰 高野
元峰 高野
秀洋 赤間
秀洋 赤間
常西 洋平
洋平 常西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Priority to JP2016041866A priority Critical patent/JP6620040B2/ja
Priority to US16/077,180 priority patent/US20190047790A1/en
Priority to AU2017225952A priority patent/AU2017225952B2/en
Priority to PCT/JP2017/001587 priority patent/WO2017149973A1/ja
Priority to CN201780014967.7A priority patent/CN108699295A/zh
Priority to EP17759445.4A priority patent/EP3424996A4/en
Publication of JP2017155178A publication Critical patent/JP2017155178A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6620040B2 publication Critical patent/JP6620040B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G15/00Conveyors having endless load-conveying surfaces, i.e. belts and like continuous members, to which tractive effort is transmitted by means other than endless driving elements of similar configuration
    • B65G15/30Belts or like endless load-carriers
    • B65G15/32Belts or like endless load-carriers made of rubber or plastics
    • B65G15/34Belts or like endless load-carriers made of rubber or plastics with reinforcing layers, e.g. of fabric
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00Compositions of natural rubber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/02Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber with fibres or particles being present as additives in the layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/10Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber next to a fibrous or filamentary layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/16Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising polydienes homopolymers or poly-halodienes homopolymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/024Woven fabric
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24Acids; Salts thereof
    • C08K3/26Carbonates; Bicarbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06Copolymers with styrene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0223Vinyl resin fibres
    • B32B2262/023Aromatic vinyl resin, e.g. styrenic (co)polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0246Acrylic resin fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0261Polyamide fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0261Polyamide fibres
    • B32B2262/0269Aromatic polyamide fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0276Polyester fibres
    • B32B2262/0284Polyethylene terephthalate [PET] or polybutylene terephthalate [PBT]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/14Mixture of at least two fibres made of different materials
    • B32B2262/148Woven fabric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10Inorganic particles
    • B32B2264/102Oxide or hydroxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10Inorganic particles
    • B32B2264/107Ceramic
    • B32B2264/108Carbon, e.g. graphite particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/748Releasability
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2413/00Belts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2433/00Closed loop articles
    • B32B2433/02Conveyor belts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G15/00Conveyors having endless load-conveying surfaces, i.e. belts and like continuous members, to which tractive effort is transmitted by means other than endless driving elements of similar configuration
    • B65G15/30Belts or like endless load-carriers
    • B65G15/32Belts or like endless load-carriers made of rubber or plastics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24Acids; Salts thereof
    • C08K3/26Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265Calcium, strontium or barium carbonate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/006Additives being defined by their surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/014Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Belt Conveyors (AREA)

Description

本発明は、ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルトに関する。
自動車用タイヤ、コンベアベルト、ホース等、特に強度が要求されるゴム製品には、ゴム部材を補強して強度を向上させる目的で、未処理の又はレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス(RFL)等からなる接着成分を表面にディッピング処理した、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン等の有機繊維、及び/或いは、スチールコードのような無機繊維などの補強材が用いられている。
そして、このようなゴム製品の製造においては、しばしば、この補強材とゴム部材とを、及び/又は、この補強材同士を、ゴム組成物からなる接着剤を介して接着させることがある。例えば、コンベアベルトは、様々な産業分野で物品の輸送手段として多く使用され、被輸送物との摩擦や衝撃等に耐え得る高度な耐久性を有することが要求されることから、通常、1層又は複数層の補強材と、ゴム部材としてのカバーゴムとを用意し、ゴム組成物からなる接着剤を介して、カバーゴムが上下最外層となるようにこれらを積層した後、加硫接着することにより製造される。かかる状況下、高い補強効果を得るため、補強材間の高い接着性や、ゴム部材と補強材との間の高い接着性を発現することが可能なゴム組成物が求められている。
また、例えばコンベアベルトの使用においては、ゴム組成物からなる層及び補強材の層を備える1本の層状ベルトを作製したのち、その両端における層の一部を剥離し、エンドレス用接着剤及び/又はエンドレス用接着ゴム等を介して両端同士を接合して輪状とする加工(いわゆるエンドレス加工)を行うことがある。そして、この接合した両端部分(エンドレス部)には、実使用時において高い耐久性を有することが求められており、エンドレス部における部材同士、とりわけ補強材同士が強固に接合されていることが特に重要である。
ここで、ゴム組成物を用いたゴム部材と補強材との接着性という観点では、例えば、特許文献1は、天然ゴムやスチレンブタジエンゴム等のゴム100重量部に対し、N,N’−m−フェニレンビスマレイミドを0.5〜10重量部、2価以上のカルボン酸又はその無水物を0.3〜3重量部、及び加熱によりホルムアルデヒドを発生する化合物を0.3〜10重量部含有してなるゴム組成物から製造され得るゴム部材が、補強材との加硫接着性能に優れることを開示している。
特開平6−306211号公報
ところで、ゴム組成物を、補強材などとの接着のために用いる場合には、通常は当該ゴム組成物を加硫して、高い接着性を発現させる。また、例えばコンベアベルトの製造においては、ゴム組成物に補強材などとの高い接着性を発現させるに当たり、他工程とのサイクルタイムの兼合い等の為、高温・短時間の条件で加硫するのみならず、低温・長時間の条件で加硫することを余儀なくされる場合がある。
ここで、本発明者らが検討したところ、上記従来のゴム組成物は、例えば、高温・短時間の条件で加硫した場合に比べ、低温・長時間の条件で加硫した場合に、十分な接着性が得られないことがあることが分かった。そのため、上記従来のゴム組成物を加硫する際の条件によっては、コンベアベルト等のゴム製品に高い耐久性をもたらすことができない虞があり、また、コンベアベルト等のゴム製品の耐久性の維持を優先させるためには、加硫の温度や時間等の条件を状況に応じて変更することができない、即ち、ゴム製品の生産条件の最適化が困難である、という問題があった。
そこで、本発明の目的は、加硫する温度に依存することなく、加硫したときに補強材との高い接着性を発現することができるゴム組成物を提供することにある。また、本発明の目的は、生産条件を容易に最適化して製造することが可能な、上述したゴム組成物を用いた耐久性の高い積層体、及び、上述した積層体を用いた耐久性の高いコンベアベルトを提供することにもある。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ジエン系ゴムに、特定の成分を特定量だけ配合してなるゴム組成物が、加硫する温度に依存することなく、加硫したときに補強材との高い接着性を発現することができることを見出した。
すなわち、本発明のゴム組成物は、
(A)ジエン系ゴム100質量部、
(B)窒素吸着によるBET比表面積が50m2/g以上であり且つDBP吸油量が80mL/100g以上130mL/100g以下であるカーボンブラック(b−1)、及び、窒素吸着によるBET比表面積が50m2/g未満であり且つDBP吸油量が60mL/100g以上110mL/100g未満であるカーボンブラック(b−2)を含むカーボンブラック25質量部以上55質量部以下、並びに
(C)湿式シリカ3質量部以上
を含有することを特徴とすることを特徴とする。かかるゴム組成物は、加硫する温度に依存することなく、加硫したときに補強材との高い接着性を発現することができる。
なお、この理由は、明らかではないが、上記の各条件を満たすことが相まって、加硫中、特に低温・長時間の条件での加硫中に、各フィラー(カーボンブラック及び湿式シリカ)の界面への偏在度が最適化されることで、ゴム組成物と補強材の間に強固な二重結合が形成されることに因るものと推察される。
本発明のゴム組成物においては、前記カーボンブラック(b−1)の窒素吸着によるBET比表面積が、100m2/g超であることが好ましい。これにより、より十分に補強性を確保できるとともに、耐屈曲疲労性をより向上させることができる。
本発明のゴム組成物においては、前記カーボンブラック(b−1)及び前記カーボンブラック(b−2)の合計に対する前記カーボンブラック(b−1)の割合が、10質量%以上50質量%以下であることが好ましい。これにより、カーボンブラック(b−1)及びカーボンブラック(b−2)の分散性を十分に保つことができるとともに、湿式シリカ及び任意に含有される炭酸カルシウムの分散性を十分に保つことができる。
本発明のゴム組成物は、(D)炭酸カルシウム10質量部以上120質量部以下を更に含有することが好ましい。これにより、ゴム組成物のコスト増加、作業性の悪化、ゴム組成物と補強材との間における剥離強度の悪化及び生産性の悪化を抑制し、また、ゴム組成物中の分散性を十分に高めることができる。また、これにより、ゴム組成物の接着性の加硫温度依存性をより低減することができ、このゴム組成物からなる層と補強材層との積層体や、当該積層体を含むコンベアベルト等のゴム製品の製造する際の条件を、より容易に最適化することができる。
本発明のゴム組成物は、前記(C)湿式シリカの含有量が、25質量部以下であることが好ましい。これにより、加硫に要する時間が過度に長くなることによる、かかるゴム組成物を用いたゴム製品の生産性の低下を抑制することができる。
本発明のゴム組成物は、前記(C)湿式シリカの窒素吸着によるBET比表面積が、200m2/g超であることが好ましい。これにより、ゴム組成物の極性が高くなって、ゴム組成物と補強材との接着性をより向上させることができる。
また、本発明のゴム組成物は、ゴム部材と補強材との間、又は、補強材同士の間に介在させ、これらを接着するために用いられることが好ましい。これにより、ゴム部材と補強材とを、及び/又は、補強材同士を、強固に接着させることができる。
なお、本発明において「ゴム部材」とは、ゴム製品の製造に用いられ、少なくともゴム成分を含む任意の部材を指す。
本発明の積層体は、本発明のゴム組成物からなる層と補強材層とが、積層及び接着されていることを特徴とする。かかる積層体は、構成材料であるゴム組成物の補強材に対する接着性が、加硫する温度に依存することなく高いため、耐久性や品質を悪化させることなく、生産条件を容易に最適化して製造することが可能である。
そして、本発明のコンベアベルトは、本発明の積層体を含むことを特徴とする。かかるコンベアベルトは、構成材料であるゴム組成物の補強材に対する接着性が、加硫する温度に依存することなく高いため、耐久性や品質を悪化させることなく、生産条件を容易に最適化して製造することが可能である。
本発明によれば、加硫する温度に依存することなく、加硫したときに補強材との高い接着性を発現することができる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、生産条件を容易に最適化して製造することが可能な、上述したゴム組成物を用いた耐久性の高い積層体、及び、上述した積層体を用いた耐久性の高いコンベアベルトを提供することができる。
本発明のゴム組成物からなる層と、補強材層との剥離試験における、剥離面の模式図である。 一比較例のゴム組成物からなる層と、補強材層との剥離試験における、剥離面の模式図である。 別の比較例のゴム組成物からなる層と、補強材層との剥離試験における、剥離面の模式図である。
<ゴム組成物>
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。
本発明のゴム組成物は、少なくとも、ジエン系ゴムと、カーボンブラックと、湿式シリカと、任意に炭酸カルシウムと、更に必要に応じてその他の成分とを配合してなる。
((A)ジエン系ゴム)
本発明のゴム組成物は、(A)成分として、ジエン系ゴムを含有することを要する。ジエン系ゴムは、加硫により高弾性や高い耐熱性等の性能を呈し得る。前記ジエン系ゴムとしては、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、天然ゴム(NR);ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)等のジエン系合成ゴム;などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
特に、本発明のゴム組成物は、補強材との接着性をより向上させる観点から、ジエン系ゴムとして天然ゴム及びスチレン−ブタジエンゴムを含有することが好ましい。
本発明のゴム組成物のゴム成分におけるジエン系ゴムの割合としては、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができるが、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、100質量%が特に好ましい。ゴム成分におけるジエン系ゴムの割合が80質量%以上であることにより、得られるゴム組成物と補強材との接着性が高くなり、当該ゴム組成物からなる層と補強材層との積層体を用いたゴム製品の耐久性を向上させることができる。
なお、ジエン系ゴムとして天然ゴム及びスチレン−ブタジエンゴムを併用する場合、天然ゴム及びスチレン−ブタジエンゴムの総含有量に対する天然ゴムの含有量の割合は、20質量%以上が好ましく、また、60質量%以下が好ましい。上記天然ゴムの含有量の割合が20質量%以上であることにより、得られるゴム組成物を用いたゴム部材又はゴム製品の機械的強度を向上させることができ、一方、60質量%以下であることにより、得られるゴム組成物を用いたゴム部材又はゴム製品の耐摩耗性及び膜厚安定性を向上させることができる。同様の観点から、天然ゴム及びスチレン−ブタジエンゴムの総含有量に対する天然ゴムの含有量の割合は、30質量%以上がより好ましく、また、50質量%以下がより好ましい。
また、ジエン系ゴムとして天然ゴム及びスチレン−ブタジエンゴムを併用する場合、天然ゴム及びスチレン−ブタジエンゴムの総含有量に対するスチレン−ブタジエンゴムの含有量の割合は、40質量%以上が好ましく、また、80質量%以下が好ましい。上記スチレン−ブタジエンゴムの含有量の割合が40質量%以上であることにより、得られるゴム組成物を用いたゴム部材又はゴム製品の耐老化性を向上させることができ、一方、80質量%以下であることにより、得られるゴム組成物を用いたゴム部材又はゴム製品の耐屈曲亀裂性を向上させることができる。同様の観点から、天然ゴム及びスチレン−ブタジエンゴムの総含有量に対するスチレン−ブタジエンゴムの含有量の割合は、50質量%以上がより好ましく、また、70質量%以下がより好ましい。
なお、本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴムの他、ゴム成分として非ジエン系ゴム(ジエン系ゴム以外のゴム成分)を含有していてもよく、特に制限されることなくゴム製品に一般に用いられる非ジエン系ゴムを用いることができる。
また、本発明のゴム組成物には、ジエン系ゴム及び任意に非ジエン系ゴムを含む再生ゴムを用いることもできる。本発明のゴム組成物に再生ゴムを用いる場合、その含有量としては、得られるゴム組成物を用いたゴム製品の品質を十分に確保する観点から、再生ゴム中のポリマー成分が、配合するポリマー総量に対して20質量%以下であることが好ましい。
((B)カーボンブラック)
本発明のゴム組成物は、(B)成分として、カーボンブラックを含有することを要する。カーボンブラックは、補強性充填剤として、ゴム組成物のモジュラスや耐摩耗性を高めるとともに、このゴム組成物と、補強材との接着性を適度に向上させる機能を有し得る。カーボンブラックは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、本発明のゴム組成物に用いるカーボンブラックは、比表面積及び構造の観点で区別された、少なくとも2種類のカーボンブラック(カーボンブラック(b−1)及びカーボンブラック(b−2))を含む。以下、これらのカーボンブラックについて説明する。
−カーボンブラック(b−1)−
まず、カーボンブラック(b−1)は、窒素吸着によるBET比表面積が50m2/g以上であるものである。このカーボンブラック(b−1)は、後述するカーボンブラック(b−2)との併用において、主に、耐屈曲疲労性を向上させて、十分な補強性を確保する役目を担う。そして、カーボンブラック(b−1)は、より十分な補強性の確保の観点及び耐屈曲疲労性をより向上させる観点から、窒素吸着によるBET比表面積が100m2/g超であることが好ましく、105m2/g以上であることがより好ましい。また、カーボンブラック(b−1)は、窒素吸着によるBET比表面積が130m2/g以下であることが好ましい。
なお、カーボンブラックの窒素吸着によるBET比表面積は、例えば、従来公知の方法により測定することができる。
また、このカーボンブラック(b−1)は、DBP吸油量が80mL/100g以上130mL/100g以下である。カーボンブラック(b−1)のDBP吸油量が80mL/100g未満であると、比較的低温である加硫温度の条件でゴム組成物を加硫した場合に、発現される補強材との接着性が低いおそれがあり、一方、130mL/100g超であると、補強効果が高くなりすぎることで、ゴム組成物と補強材とを接着させ、その後に剥離した場合において、補強材上に残るゴム組成物の量(ゴム付き量)が少なくなるおそれがある。また、カーボンブラック(b−1)は、DBP吸油量が90mL/100g以上であることが好ましく、また、DBP吸油量が120mL/100g以下であることが好ましい。カーボンブラック(b−1)のDBP吸油量が90mL/100g以上であることにより、比較的低温である加硫温度の条件でゴム組成物を加硫した場合に、発現される補強材との接着性をより高めることができ、また、120mL/100g以下であることにより、ゴム付き量をより多くすることができる。
カーボンブラック(b−1)は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、カーボンブラックのDBP吸油量は、例えば、ISO 6894に準拠して測定することができる。
−カーボンブラック(b−2)−
次に、カーボンブラック(b−2)は、窒素吸着によるBET比表面積が50m2/g未満であるものである。このカーボンブラック(b−2)は、上述したカーボンブラック(b−1)との併用において、主に、製造時における耐飛散性、圧延性などの生産性の保持や、混練におけるゴム組成物内での高い分散性の確保などの役目を担う。そして、カーボンブラック(b−2)は、生産性及び/又は分散性の更なる確保の観点から、窒素吸着によるBET比表面積が45m2/g以下であることが好ましく、40m2/g以下であることがより好ましい。また、カーボンブラック(b−2)は、窒素吸着によるBET比表面積が20m2/g以上であることが好ましい。
また、このカーボンブラック(b−2)は、DBP吸油量が60mL/100g以上110mL/100g未満である。カーボンブラック(b−2)のDBP吸油量が60mL/100g未満であると、カーボンブラック(b−1)の分散性を十分に向上させることができないおそれがあり、一方、100mL/100g以上であると、ゴム中におけるカーボンブラック(b−2)自体の分散性を十分に確保することができないおそれがある。また、カーボンブラック(b−2)は、DBP吸油量が70mL/100g以上であることが好ましく、また、100mL/100g以下であることが好ましい。カーボンブラック(b−2)のDBP吸油量が70mL/100g以上であることにより、カーボンブラック(b−1)の分散性を一層向上させることができ、また、100mL/100g以下であることにより、ゴム中におけるカーボンブラック(b−2)自体の分散性を一層向上させることができる。
カーボンブラック(b−2)は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
そして、本発明のゴム組成物におけるカーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して25質量部以上であり、また、55質量部以下であることを要する。ゴム組成物におけるカーボンブラックの含有量がジエン系ゴム100質量部に対して25質量部未満であると、このゴム組成物と、補強材との間の剥離強度が悪化してしまう。また、カーボンブラックの含有量がジエン系ゴム100質量部に対して55質量部超であると、例えばコンベアベルトのエンドレス加工時における、このゴム組成物からなる層と補強材層とを剥離する際の作業性が悪化してしまう。そして、ゴム組成物におけるカーボンブラックの含有量は、ゴム組成物と、補強材との間の剥離強度を向上させる観点から、ジエン系ゴム100質量部に対して30質量部以上であることがより好ましく、また、例えばコンベアベルトのエンドレス加工時における、このゴム組成物からなる層と補強材層とを剥離する際の作業性を良好に維持する観点から、ジエン系ゴム100質量部に対して50質量部以下であることがより好ましい。
また、カーボンブラック(b−1)及びカーボンブラック(b−2)の合計に対するカーボンブラック(b−1)の割合としては、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができるが、10質量%以上であることが好ましく、また、50質量%以下であることが好ましい。これにより、カーボンブラック(b−1)及びカーボンブラック(b−2)の分散性を十分に保つことができるとともに、湿式シリカ及び任意に含有される炭酸カルシウムの分散性を十分に保つことができる。また、これにより、ゴム組成物の接着性の加硫温度依存性をより低減することができ、このゴム組成物からなる層と補強材層との積層体や、当該積層体を含むコンベアベルト等のゴム製品の製造する際の条件を、より容易に最適化することができる。
((C)湿式シリカ)
本発明のゴム組成物は、(C)成分として、湿式シリカを含有することを要する。湿式シリカは、例えば、珪酸ソーダを原料とし、その水溶液を中和してシリカを析出させ、ろ過・乾燥して得ることができる。湿式シリカは、沈降法シリカとゲル法シリカに類別されるが、いずれの湿式シリカも用いることができる。湿式シリカをゴム組成物に用いることにより、かかるゴム組成物と、有機繊維などの補強材との接着性を向上させることができる。この理由は明らかではないが、湿式シリカ特有の高い極性が、接着性の向上に寄与しているものと考えられる。湿式シリカは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明のゴム組成物に用いる湿式シリカの窒素吸着によるBET比表面積(N2SA)としては、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができるが、80m2/g以上が好ましい。湿式シリカの窒素吸着によるBET比表面積が80m2/g以上であることにより、ゴム組成物の極性が高くなって、ゴム組成物と補強材との接着性をより向上させることができる。同様の観点から、湿式シリカの窒素吸着によるBET比表面積は、120m2/g以上がより好ましく、200m2/g超が更に好ましい。また、湿式シリカの窒素吸着によるBET比表面積は、このゴム組成物からなる層と補強材層とを剥離する際のゴム付き量の悪化を抑制する観点から、300m2/g以下であることが好ましく、250m2/g以下であることがより好ましい。
なお、湿式シリカの窒素吸着によるBET比表面積は、例えば、ISO5794−1に準拠して測定することができる。
そして、本発明のゴム組成物における湿式シリカの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して3質量部以上であることを要する。ゴム組成物における湿式シリカの含有量がジエン系ゴム100質量部に対して3質量部未満であると、湿式シリカを配合することによる補強材との接着性の向上効果が十分でないおそれや、接着性の加硫温度依存性が大きくなって、このゴム組成物からなる層と補強材層との積層体や、当該積層体を含むコンベアベルト等のゴム製品の製造する際の条件を、容易に最適化することができなくなるおそれがある。また、本発明のゴム組成物における湿式シリカの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して4質量部以上であることが好ましい。ゴム組成物における湿式シリカの含有量がジエン系ゴム100質量部に対して4質量部以上であることにより、補強材との接着性を十分に高めるとともに、コンベアベルト等の耐屈曲疲労性を向上させることができる。一方、本発明のゴム組成物における湿式シリカの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して25質量部以下であることが好ましい。ゴム組成物における湿式シリカの含有量がジエン系ゴム100質量部に対して25質量部以下であることにより、加硫に要する時間が過度に長くなることによる、かかるゴム組成物を用いたゴム製品の生産性の低下を抑制することができる。同様の観点から、ゴム組成物における湿式シリカの含有量は、10質量部未満であることがより好ましく、9質量部以下であることが更に好ましい。
また、本発明のゴム組成物においては、上述したカーボンブラック(B成分)及び湿式シリカ(C成分)の含有量の合計が、ジエン系ゴム100質量部に対して30質量部以上であることが好ましく、80質量部以下であることが好ましい。カーボンブラック及び湿式シリカの含有量の合計がジエン系ゴム100質量部に対して30質量部以上であることにより、補強材との間の剥離強度に優れた、当該補強材との接着性が十分に高いゴム組成物を得ることができるとともに、ゴム組成物の接着性の加硫温度依存性をより低減することができ、このゴム組成物からなる層と補強材層との積層体や、当該積層体を含むコンベアベルト等のゴム製品の製造する際の条件を、より容易に最適化することができる。また、カーボンブラック及び湿式シリカの含有量の合計がジエン系ゴム100質量部に対して80質量部以下であることにより、加硫に要する時間が過度に長くなることによる、かかるゴム組成物を用いたゴム製品の生産性の低下を抑制することができ、例えばコンベアベルトのエンドレス加工時における、このゴム組成物と補強材とを剥離する際の作業性の悪化を抑制することができ、また、ゴム組成物の接着性の加硫温度依存性をより低減することができ、このゴム組成物からなる層と補強材層との積層体や、当該積層体を含むコンベアベルト等のゴム製品の製造する際の条件を、より容易に最適化することができる。同様の観点から、カーボンブラック及び湿式シリカの含有量の合計は、ジエン系ゴム100質量部に対して40質量部以上であることがより好ましく、また、55質量部以下であることがより好ましい。
((D)炭酸カルシウム)
また、本発明のゴム組成物は、更に(D)成分として、炭酸カルシウムを含有することが好ましい。炭酸カルシウムは、ゴム組成物の耐破壊性を低減し、それによって、当該ゴム組成物と、有機繊維などの補強材や、他のゴム部材との接着性を向上させる機能に加え、当該ゴム組成物と補強材との剥離作業性を向上させる機能をも有し得る。炭酸カルシウムは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明のゴム組成物に用い得る炭酸カルシウムの平均一次粒子径としては、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができるが、0.5μm以上が好ましい。炭酸カルシウムの平均一次粒子径が0.5μm以上であることにより、ゴム組成物と、補強材との間の接着性を十分に向上させることができる。
また、炭酸カルシウムの平均一次粒子径は、0.8μm以上がより好ましく、また、13μm以下がより好ましい。炭酸カルシウムの平均一次粒子径が0.8μm以上であることにより、未加硫のゴム組成物の粘度の増加を抑制して、安定した膜厚安定性をもたらすことができるとともに、ゴム組成物の接着性の加硫温度依存性をより低減することができ、このゴム組成物からなる層と補強材層との積層体や、当該積層体を含むコンベアベルト等のゴム製品の製造する際の条件を、より容易に最適化することができる。また、炭酸カルシウムの平均一次粒子径が13μm以下であることにより、加硫後のゴム組成物のモジュラス及び引裂き強さの低下を抑制して、安定した補強効果を得ることができるとともに、ゴム組成物の接着性の加硫温度依存性をより低減することができ、このゴム組成物からなる層と補強材層との積層体や、当該積層体を含むコンベアベルト等のゴム製品の製造する際の条件を、より容易に最適化することができる。同様の観点から、炭酸カルシウムの平均一次粒子径は、1.0μm以上が更に好ましく、2.0μm以上が一層好ましく、また、12.0μm以下が更に好ましい。
なお、炭酸カルシウムの平均一次粒子径は、例えば、走査型電子顕微鏡観察などにより測定することができる。
なお、本発明のゴム組成物に用い得る炭酸カルシウムとしては、ゴム組成物中での分散性を良好なものとするため、必要に応じて、有機物材料を用いて表面処理を施した炭酸カルシウムであってもよい。
そして、本発明のゴム組成物における炭酸カルシウムの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して10質量部以上であることが好ましく、また、120質量部以下であることが好ましい。ゴム組成物における炭酸カルシウムの含有量がジエン系ゴム100質量部に対して10質量部以上であることにより、ゴム組成物のコスト増加を抑制し、また、未加硫のゴム組成物の粘度が適度に保持されることで、バンバリーミキサーやロール等への密着による作業性の悪化を抑制することができる。加えて、ゴム組成物における炭酸カルシウムの含有量がジエン系ゴム100質量部に対して10質量部以上であることにより、ゴム組成物の接着性の加硫温度依存性をより低減することができ、このゴム組成物からなる層と補強材層との積層体や、当該積層体を含むコンベアベルト等のゴム製品の製造する際の条件を、より容易に最適化することができる。また、炭酸カルシウムの含有量がジエン系ゴム100質量部に対して120質量部以下であることにより、ゴム組成物の凝集破壊力が下がり過ぎることによる、ゴム組成物と補強材との間における剥離強度の悪化を抑制することができ、また、ロールを使用した圧延において、未加硫のゴム組成物がロールから浮いてしまい、十分なせん断発熱が与えられない等に因る生産性の悪化を抑制でき、また、バンバリーミキサー、ブラベンダー、ニーダー等を使用した混練において、ゴム組成物中の分散性を十分に高めることができる。加えて、炭酸カルシウムの含有量がジエン系ゴム100質量部に対して120質量部以下であることにより、ゴム組成物の接着性の加硫温度依存性をより低減することができ、このゴム組成物からなる層と補強材層との積層体や、当該積層体を含むコンベアベルト等のゴム製品の製造する際の条件を、より容易に最適化することができる。同様の観点から、ゴム組成物における炭酸カルシウムの含有量は、20質量部以上であることが好ましい。
(その他の成分)
本発明のゴム組成物には、上述のジエン系ゴム、カーボンブラック、湿式シリカ、任意の炭酸カルシウム以外にも、ゴム業界で通常使用される配合剤、例えば、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤、酸化亜鉛などの加硫促進助剤、軟化剤、老化防止剤、スコーチ防止材、加工助剤、潤滑剤、湿式シリカ、カーボンブラック及び炭酸カルシウム以外の充填剤、充填剤改質剤、粘着付与剤、着色剤などを、目的に応じて適宜用いることができる。
なお、本発明のゴム組成物に加硫剤として硫黄を用いる場合、その含有量としては、必要最小限の量で効果的に加硫する観点から、ジエン系ゴム100質量部に対して1.5質量部以上3質量部以下であることが好ましい。
(ゴム組成物の調製)
本発明のゴム組成物は、例えば、上述した成分を、バンバリーミキサー、ブラベンダー、ニーダー等を用いて混練することにより調製することができる。
このようにして調製されたゴム組成物は、以下のような特徴を有する。即ち、かかるゴム組成物と、補強材とを広範囲の加硫温度条件で加硫接着させ、その後に剥離した場合に、加硫温度条件の違いに因らず高い剥離強度が得られる。また、かかるゴム組成物と、補強材とを広範囲の加硫温度条件で加硫接着させ、その後に剥離した場合に、補強材上に残るゴム組成物の量がより多い。そして、本発明のゴム組成物は、これらの特徴を有することから、有機繊維などの補強材との接着性に優れているといえ、例えば、自動車用タイヤ、コンベアベルト、ホース等のゴム製品の製造に好適に用いることができる。具体的には、ゴム製品の製造の際、このゴム組成物を、補強材同士の間に介在させたり、ゴム部材と補強材との間に介在させたりし、これらの部材を強固に接着するのに用いることができる。言い換えれば、本発明のゴム組成物は、接着用ゴム組成物として用いることができる。このゴム組成物は、例えば、層状にして、補強材層と積層することにより、コンベアベルトに用いることができる。そして、かかるコンベアベルトのエンドレス加工時において、上記のゴム組成物により接着した補強材同士を、又はゴム部材と補強材とを剥離した後に、エンドレス接着用ゴムなどを用いてこれらを再接着する際にも、強固に接着することができる。
<積層体>
本発明の積層体は、少なくとも本発明のゴム組成物からなる層(以下、「本ゴム組成物層」と称する場合がある。)と補強材層とを、積層し、接着させてなることを特徴とする。言い換えれば、本発明の積層体は、本ゴム組成物層と補強材層とが、積層及び接着されていることを特徴とする。なお、本発明の積層体は、複数の本ゴム組成物層と、1層又は複数の補強材層とを、それぞれ交互に積層し、接着させてなる積層体を包含するものとし、また、補強材層の両面に本ゴム組成物層を積層し、接着させたものを更に2つ以上積層してなる積層体をも包含するものとする。また、本発明の積層体は、本発明のゴム組成物からなる層に加え、本発明のゴム組成物からなる層以外のゴム層を含んでいてもよい。
(本ゴム組成物層)
本ゴム組成物層としては、上述した本発明のゴム組成物を、圧延ロールや、押出成形機等の装置によりシート状にしたものを用いることができる。
本ゴム組成物層の厚さとしては、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができるが、成型中におけるゴム切れの抑制や、薄膜化の観点から、0.2mm以上2mm以下であることが好ましい。なお、複数の本ゴム組成物層を用いる場合、各本ゴム組成物層の厚さは、同一でも異なっていてもよい。
(補強材層)
補強材層は、自動車用タイヤ、コンベアベルト、ホース等のゴム製品の補強性を向上させる機能を有し得る。ここで、補強材層としては、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができる。なお、本ゴム組成物層の接着の対象となる補強材層としては、特に、有機繊維からなる層(以下、「有機繊維層」と称する場合がある。)が好ましく、また、有機繊維の帆布の層がより好ましい。なお、本明細書において「帆布」とは、繊維と繊維とを織ってなる織物を指す。
有機繊維の材質としては、特に制限はされず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ナイロン等の脂肪族ポリアミド、ケブラー等の芳香族ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリメチルメタクリレート等のポリエステル、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリスチレン、及びこれらの共重合体等からなる繊維などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。例えば、補強材層として有機繊維の帆布を用いる場合、当該帆布の縦糸と横糸とで材質が異なっていてもよい。
なお、補強材層は、未処理の有機繊維層であってもよいが、その表面の少なくとも一部、例えばその表面の全体に、レゾルシノール、ホルムアルデヒド、レゾルシノール及びホルムアルデヒドの縮合体、並びにラテックスを含む膜(以下、「RFL膜」と称することがある。)を備えるものであることが、本ゴム組成物層と補強材層との接着性向上の観点から好ましい。
RFL膜は、例えば、本ゴム組成物層との積層に先立って、有機繊維の少なくとも一部、例えばその全体を、レゾルシノール、ホルムアルデヒド、レゾルシノール及びホルムアルデヒドの一部縮合体、並びにラテックスを含む液(以下、「RFL分散液」と称することがある)に浸漬させ且つ熱処理することで、得ることができる。また、レゾルシノール及びホルムアルデヒドの一部縮合体は、レゾール化反応により得ることができる。RFL分散液に含まれるラテックスとしては、例えば、本ゴム組成物層と補強材層との接着性向上の観点から、ビニルピリジンラテックス、スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス(SBRラテックス)、天然ゴムラテックス、アクリル酸エステル共重合体系ラテックス、ブチルゴムラテックス、ニトリルゴムラテックス、クロロプレンラテックス等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、RFL分散液の調製の際は、必要に応じて酸・アルカリ等の反応触媒を併用してもよい。
なお、RFL分散液における、レゾルシノールと、ホルムアルデヒドと、レゾルシノール及びホルムアルデヒドの一部縮合体と、ラテックスとの質量比は、特に限定されない。
具体的に、RFL膜は、帆布などの有機繊維の一部又は全部を、上記RFL分散液に浸漬し、必要に応じて、ロール間を通す、或いはバキューム吸引するなどで余剰な付着液を除去し、次いで、1段階又は多段階の熱処理を施すことで、得ることができる。
ここで、熱処理における最終処理温度は、反応促進、および実使用時の熱収縮低減の為180℃以上が好ましく、特に200℃以上であることが好ましい。
(本ゴム組成物層以外のゴム層)
また、本発明の積層体は、所望のゴム製品の要求に応じ、少なくとも一方の最外層に、本ゴム組成物層以外のゴム層を備えていてもよい。例えば、本発明の積層体をコンベアベルトに用いる場合、当該積層体は、最外層に、カバーゴムとして機能し得るゴム層を備えていてもよい。ここで、カバーゴムとして機能し得るゴム層としては、特に制限はされず、例えば、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)等、又はこれらの混合物からなるポリマー成分に対して、必要に応じて硫黄などの加硫剤、加硫促進剤、酸化亜鉛などの加硫促進助剤、軟化剤、老化防止剤、スコーチ防止材、加工助剤、潤滑剤、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、充填剤改質剤、粘着付与剤、着色剤などを、目的に応じて適宜混練したものを用いることができる。なお、カバーゴムとしては、上面カバーゴム及び下面カバーゴムが挙げられ、それぞれ同種のゴム部材を用いても良いし、異種のゴム部材を用いても良い。
また、本発明の積層体が最外層に本ゴム組成物層以外のゴム層を備える場合、かかるゴム層は、その内側で本ゴム組成物層と隣接していることが好ましい。
(積層体の調製)
本ゴム組成物層と補強材層と、任意で本ゴム組成物層以外のゴム層とを積層する方法としては、特に限定はされず、常法に従って積層することができる。
ここで、本ゴム組成物層と補強材層とを用い、従来から知られているカレンダー工程を使用して積層する場合、まずゴム組成物層−補強材層−ゴム組成物層からなる積層体Aを作製することができ、この積層体Aのままでも使用できるが、コンベアベルト等のゴム製品の必要特性に応じ、積層体Aを2個以上重ねた積層体Bとして使用することもできる(即ち、積層体Aを2個重ねた場合には、[ゴム組成物層−補強材層−ゴム組成物層−ゴム組成物層−補強材層−ゴム組成物層]の積層体Bが得られる)。そして、例えばコンベアベルトの製造においては、積層体A又は積層体Bの最外面に対し、上述したカバーゴムとして機能し得るゴム層を常法に従って積層することにより、本発明の積層体を調製することができる。なお、コンベアベルトの製造の際に用いられる上記積層体Bとしては、積層体Aを2〜8個重ねたものが挙げられる。
また、積層した本ゴム組成物層と補強材層、及び任意で本ゴム組成物層と本ゴム組成物層以外のゴム層を接着する方法としては、特に限定はされないが、例えば、積層した本ゴム組成物層、補強材層及び任意で本ゴム組成物層以外のゴム層を、所定のモールド内に配置し、加硫することにより接着する方法(いわゆる加硫接着)が挙げられる。
また、加硫の温度としては、加硫対象が本発明のゴム組成物からなる層であるため、極めて広範囲に設定可能である。ただし、本ゴム組成物層と補強材層とを十分に接着させつつ、過加硫を抑制する観点から、130〜170℃であることが好ましい。また、加硫時間としては、特に限定はされないが、本ゴム組成物層と補強材層とを十分に接着させるべく、積層体の中心部付近にも十分に熱が伝達され、加硫されるように適宜設定することが好ましい。
このようにして調製された積層体は、本ゴム組成物層と補強材層、及び任意で本ゴム組成物層と本ゴム組成物層以外のゴム層が強固に接着されているので、高い耐久性が要求される自動車用タイヤ、コンベアベルト、ホース等のゴム製品の部材として、好適に用いることができる。また、このようにして調製された積層体は、構成材料であるゴム組成物の補強材に対する接着性が、加硫する温度に依存することなく高い。そのため、耐久性や品質を悪化させることなく、生産条件を容易に最適化して上記積層体を製造することが可能である。
<コンベアベルト>
本発明のコンベアベルトは、上述した本発明の積層体を含むことを特徴とする。本発明のコンベアベルトは、本発明の積層体を用いる以外、特に制限はされない。
本発明のコンベアベルトは、上述の通り、本ゴム組成物層と補強材層、及び任意で本ゴム組成物層と本ゴム組成物層以外のゴム層が強固に接着されているため、高い耐久性を有する。また、本発明のコンベアベルトは、構成材料であるゴム組成物の補強材に対する接着性が、加硫する温度に依存することなく高い。そのため、耐久性や品質を悪化させることなく、生産条件を容易に最適化して上記コンベアベルトを製造することが可能である。
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。
<ゴム組成物の調製>
バンバリーミキサーを用い、表1〜4に示す配合(単位:質量部)に、常法に従って選択された量の加工助剤、潤滑剤、硫黄、加硫促進剤、及び酸化亜鉛を加えて、未加硫のゴム組成物を調製した。
<補強材層の調製>
ポリエチレンテレフタレート製の縦糸(撚数:16T/10cm、打込み数:83本/5cm)と、ナイロン製の横糸(撚数:12T/10cm、打込み数:32本/5cm)とからなる帆布を準備した。一方で、レゾルシノール、ホルマリン、水、アルカリ系反応触媒を順次混合・撹拌し、レゾルシノールとホルムアルデヒドの縮合反応を一部進行させた後、SBRラテックス、ビニルピリジンラテックス、水を混合・撹拌して、RFL分散液を調製した。そして、上述の帆布の全体を、得られたRFL分散液中に浸漬させた。浸漬後の帆布に対し、最終処理温度が210℃〜240℃の範囲となるように乾燥及び熱処理を行い、表面にRFL膜を備える補強材層を得た。なお、補強材層中のRFL膜の形成にあたっては、RFL膜におけるSBRラテックス及びビニルピリジンラテックスの合計で表されるラテックス濃度が83重量%になるように、RFL分散液を調整した。
<積層体サンプルの調製>
まず、積層体サンプル用とは別に、上述の未加硫のゴム組成物を、8±1gの重量で塊状に切り出し、キュラストメータ(JSR株式会社製、「CURELASTOMETER7」)により、JIS K6300−2及びISO6502に準拠して、当該未加硫のゴム組成物の168℃における90%加硫時間(tc1(90))、及び132℃における90%加硫時間(tc2(90))を求めた。
次に、上述の未加硫のゴム組成物を用い、6インチ径の圧延ロールで、厚さ0.7mmのゴム組成物層を作製した。次いで、このゴム組成物層と上述の補強材層とを用い、[ゴム組成物層A−補強材層−ゴム組成物層B−補強材層−ゴム組成物層C−補強材層−ゴム組成物層D]の7層構造の未加硫の積層体サンプルを調製した。この未加硫の積層体サンプルを、所定のモールド内で、168℃で、上述のようにして求めたtc1(90)の1.5倍の時間だけ加硫し、室温下で一晩放置して、加硫済み積層体サンプルIを得た。また、同様の未加硫の積層体サンプルを、所定のモールド内で、132℃で、上述のようにして求めたtc2(90)の1.5倍の時間だけ加硫し、室温下で一晩放置して、加硫済み積層体サンプルIIを得た。
なお、上記のゴム組成物層A〜Dは、同種のゴム組成物から調製したものである。
これらの加硫済み積層体サンプルI,IIを用い、以下の手順により、ゴム組成物層と補強材層との剥離試験を行った。
(ゴム組成物層と補強材層との剥離試験)
上述の加硫済み積層体サンプルを25mm幅で縦糸方向に切断した後、ゴム組成物層Bの部分に、ナイフで10〜20mmの切り込みを入れ、株式会社ティー・エス・イー製の「オートコム万能試験機AC−10kN」を用い、切り込み部から剥離する試験を行った。ここで、剥離角度は90°、剥離速度は50mm/分とした。そして、この試験後における、補強材層上に残るゴム量(ゴム付き量)を、以下に示す方法で求めた。即ち、剥離後のゴム組成物層Bに隣接する2つの補強材層のうち、目視にてゴム付き量が少ないと判断された補強材層を選択し、そのゴム付き面のサンプル写真を撮影した。次いで、撮影したサンプル写真を用い、画像処理ソフトによりゴム分と補強材層分への2値化処理および面積計算を行い、ゴム付き量(単位:%)を求めた。このときの、加硫済み積層体サンプルIに係るゴム付き量を「ゴム付き量I」とし、加硫済み積層体サンプルIIに係るゴム付き量を「ゴム付き量II」とした。そして、ゴム付き量Iの値から、以下の基準で、高温加硫条件に係るゴム付き量の評価を行い、また、[(ゴム付き量II)÷(ゴム付き量I)]の算出値をゴム付き量変化率として、以下の基準でその評価を行った。ゴム付き量変化率が高いほど、ゴム組成物の補強材に対する接着性が加硫温度に依存していないことを示す。これらの結果を表1〜4に示す。
−高温加硫条件に係るゴム付き量の評価−
ゴム付き量Iが60%超・・・◎
ゴム付き量Iが40%以上60%未満・・・○
ゴム付き量Iが40%未満・・・×
−ゴム付き量変化率の評価−
ゴム付き量変化率が0.9より大きい・・・9
ゴム付き量変化率が0.8より大きく0.9以下・・・8
ゴム付き量変化率が0.7より大きく0.8以下・・・7
ゴム付き量変化率が0.6より大きく0.7以下・・・6
ゴム付き量変化率が0.5より大きく0.6以下・・・5
ゴム付き量変化率が0.4より大きく0.5以下・・・4
ゴム付き量変化率が0.3より大きく0.4以下・・・3
ゴム付き量変化率が0.2より大きく0.3以下・・・2
ゴム付き量変化率が0.2以下・・・1
参考のため、実施例1の加硫済み積層体サンプルIを用いた試験における剥離面の模式図を図1(a)に示し、実施例1の加硫済み積層体サンプルIIを用いた試験における剥離面の模式図を図1(b)に示す。同様に、比較例2の加硫済み積層体サンプルIを用いた試験における剥離面の模式図を図2(a)に示し、比較例2の加硫済み積層体サンプルIIを用いた試験における剥離面の模式図を図2(b)に示す。また同様に、比較例6の加硫済み積層体サンプルIを用いた試験における剥離面の模式図を図3(a)に示し、比較例6の加硫済み積層体サンプルIIを用いた試験における剥離面の模式図を図3(b)に示す。ここで、剥離面の色が濃いほど、より多くのゴム組成物が残留しており、ゴム組成物層−補強材層間での界面剥離が発生しておらず接着性が良好であることを示す。
*1 天然ゴム・・・グレード;RSS−4号
*2 スチレンーブタジエンゴム・・・旭化成ケミカルズ株式会社製「タフデン2000R」
*3 カーボンブラック1・・・東海カーボン株式会社製「シースト600」、窒素吸着によるBET比表面積:106m2/g、DBP給油量:75mL/100g
*4 カーボンブラック2・・・旭カーボン株式会社製「旭#80」、窒素吸着によるBET比表面積:115m2/g、DBP給油量:113mL/100g
*5 カーボンブラック3・・・東海カーボン株式会社製「シースト3」、窒素吸着によるBET比表面積:79m2/g、DBP給油量:101mL/100g
*6 カーボンブラック4・・・旭カーボン株式会社製「AX−015」、窒素吸着によるBET比表面積:145m2/g、DBP給油量:147mL/100g
*7 カーボンブラック5・・・東海カーボン株式会社製「シースト9」、窒素吸着によるBET比表面積:142m2/g、DBP給油量:115mL/100g
*8 カーボンブラック6・・・旭カーボン株式会社製「旭#35」、窒素吸着によるBET比表面積:24m2/g、DBP給油量:50mL/100g
*9 カーボンブラック7・・・東海カーボン株式会社製「シーストSO」、窒素吸着によるBET比表面積:27m2/g、DBP給油量:68mL/100g
*10 カーボンブラック8・・・旭カーボン株式会社製「旭#15HS」、窒素吸着によるBET比表面積:14m2/g、DBP給油量:90mL/100g
*11 カーボンブラック9・・・旭カーボン株式会社製「旭#66」、窒素吸着によるBET比表面積:43m2/g、DBP給油量:137mL/100g
*12 湿式シリカ1・・・東ソー・シリカ株式会社製「Nipsil AQ」、窒素吸着によるBET比表面積:205m2/g
*13 湿式シリカ2・・・東ソー・シリカ株式会社製「Nipsil SS−50F」、窒素吸着によるBET比表面積:82m2/g
*14 湿式シリカ3・・・東ソー・シリカ株式会社製「Nipsil SS−70」、窒素吸着によるBET比表面積:42m2/g
*15 湿式シリカ4・・・エボニックデグサ社製「ウルトラシルVN3」、窒素吸着によるBET比表面積:175m2/g
*16 湿式シリカ5・・・東ソー・シリカ株式会社製「Nipsil NA」、窒素吸着によるBET比表面積:135m2/g
*17 湿式シリカ6・・・東ソー・シリカ株式会社製「Nipsil ER」、窒素吸着によるBET比表面積:95m2/g
*18 乾式シリカ・・・日本アエロジル株式会社性「AEROSIL 130」、窒素吸着によるBET比表面積:130m2/g
*19 炭酸カルシウム・・・日東粉化株式会社製「NS#100」、平均一次粒子径:2.1μm
表1〜4より、ジエン系ゴム100質量部と、カーボンブラック(b−1)及びカーボンブラック(b−2)を含むカーボンブラック25質量部以上55質量部以下と、湿式シリカ3質量部以上とを含有する本発明のゴム組成物は、補強材層と接触させて168℃の加硫条件で加硫した場合に、補強材層との剥離試験後に補強材層上に残るゴム量も多かった。従って、本発明のゴム組成物は、補強材との接着性に優れることが分かる。また、表1〜4より、上記の本発明のゴム組成物は、168℃の加硫条件で加硫した場合と、132℃の加硫条件で加硫した場合とで、補強材層との剥離試験後に補強材層上に残るゴム量に大きな差異が見られなかった。従って、本発明のゴム組成物は、加硫する温度に依存することなく、補強材との接着性が高いことが分かる。これらのことは、図1(a)及び図1(b)の両方において剥離面の色が濃いことからも、明らかである(一方、図2(b)及び図3(b)においては、剥離面の色が薄い)。
本発明によれば、加硫する温度に依存することなく、加硫したときに補強材との高い接着性を発現することができる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、生産条件を容易に最適化して製造することが可能な、上述したゴム組成物を用いた耐久性の高い積層体、及び、上述した積層体を用いた耐久性の高いコンベアベルトを提供することができる。

Claims (10)

  1. (A)ジエン系ゴム100質量部、
    (B)窒素吸着によるBET比表面積が50m2/g以上であり且つDBP吸油量が80mL/100g以上130mL/100g以下であるカーボンブラック(b−1)、及び、窒素吸着によるBET比表面積が50m2/g未満であり且つDBP吸油量が60mL/100g以上110mL/100g未満であるカーボンブラック(b−2)を含むカーボンブラック25質量部以上55質量部以下
    (C)湿式シリカ3質量部以上、並びに
    (D)炭酸カルシウム10質量部以上120質量部以下を含有することを特徴とする、ゴム組成物。
  2. 前記カーボンブラック(b−1)の窒素吸着によるBET比表面積が、100m2/g超である、請求項1に記載のゴム組成物。
  3. 前記カーボンブラック(b−1)及び前記カーボンブラック(b−2)の合計に対する前記カーボンブラック(b−1)の割合が、10質量%以上50質量%以下である、請求項1又は2に記載のゴム組成物。
  4. 前記(D)炭酸カルシウムの平均一次粒子径が0.5μm以上13μm以下である、請求項1〜3のいずれかに記載のゴム組成物。
  5. 前記(C)湿式シリカの含有量が、25質量部以下である、請求項1〜4のいずれかに記載のゴム組成物。
  6. 前記(C)湿式シリカの窒素吸着によるBET比表面積が、200m2/g超である、請求項1〜5のいずれかに記載のゴム組成物。
  7. ゴム部材と補強材との間、又は、補強材同士の間に介在させ、これらを接着するために用いられる、請求項1〜6のいずれかに記載のゴム組成物。
  8. ゴム部材と有機繊維からなる補強材との間、又は、有機繊維からなる補強材同士の間に介在させ、これらを接着するために用いられる、請求項1〜7のいずれかに記載のゴム組成物。
  9. 請求項1〜のいずれかに記載のゴム組成物からなる層と補強材層とが、積層及び接着されていることを特徴とする、積層体。
  10. 請求項に記載の積層体を含むことを特徴とする、コンベアベルト。
JP2016041866A 2016-03-04 2016-03-04 ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト Expired - Fee Related JP6620040B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016041866A JP6620040B2 (ja) 2016-03-04 2016-03-04 ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
US16/077,180 US20190047790A1 (en) 2016-03-04 2017-01-18 Rubber composition, laminated body, and conveyor belt
AU2017225952A AU2017225952B2 (en) 2016-03-04 2017-01-18 Rubber composition, laminate, and conveyor belt
PCT/JP2017/001587 WO2017149973A1 (ja) 2016-03-04 2017-01-18 ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
CN201780014967.7A CN108699295A (zh) 2016-03-04 2017-01-18 橡胶组合物、层叠体和输送带
EP17759445.4A EP3424996A4 (en) 2016-03-04 2017-01-18 RUBBER COMPOSITION, LAMINATE AND CONVEYOR BELT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016041866A JP6620040B2 (ja) 2016-03-04 2016-03-04 ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017155178A JP2017155178A (ja) 2017-09-07
JP6620040B2 true JP6620040B2 (ja) 2019-12-11

Family

ID=59742723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016041866A Expired - Fee Related JP6620040B2 (ja) 2016-03-04 2016-03-04 ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20190047790A1 (ja)
EP (1) EP3424996A4 (ja)
JP (1) JP6620040B2 (ja)
CN (1) CN108699295A (ja)
AU (1) AU2017225952B2 (ja)
WO (1) WO2017149973A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017150643A1 (ja) * 2016-03-04 2018-12-27 株式会社ブリヂストン ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
JP6777603B2 (ja) 2017-08-10 2020-10-28 矢崎総業株式会社 照明装置
JP7429179B2 (ja) 2020-10-14 2024-02-07 株式会社ブリヂストン タイヤトレッド用ゴム組成物、及びタイヤ

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5294253A (en) * 1992-11-06 1994-03-15 Hydril Company Carbon black system and improved rubber stock
CA2198663A1 (en) * 1996-06-21 1997-12-22 Richard Robinson Smith Silica-filled rubber composition containing two different carbon blacks and tire with tread made therefrom
US5798405A (en) * 1997-03-20 1998-08-25 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread of rubber composition containing two different carbon blacks
JP5478809B2 (ja) * 2007-03-20 2014-04-23 東洋ゴム工業株式会社 ゴム組成物及び空気入りタイヤ
CN102367302B (zh) * 2011-09-02 2013-01-23 芜湖禾田汽车工业有限公司 弯管橡胶及其制备方法
EP2792709B1 (en) * 2011-12-12 2020-02-05 Bridgestone Corporation Rubber composition for conveyor belts, conveyor belt, and belt conveyor
JP5961476B2 (ja) * 2012-08-03 2016-08-02 株式会社ブリヂストン 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
JP5715609B2 (ja) * 2012-10-15 2015-05-07 住友ゴム工業株式会社 スチールコード被覆、ブレーカーエッジストリップ、ブレーカークッション又はコード隣接ストリップ用ゴム組成物、及び空気入りタイヤ
JP6149417B2 (ja) * 2013-02-07 2017-06-21 横浜ゴム株式会社 コンベヤベルト用コートゴム組成物
JP5999267B2 (ja) * 2014-04-25 2016-09-28 横浜ゴム株式会社 コンベヤベルト用コートゴム組成物
JP5907211B2 (ja) * 2014-05-26 2016-04-26 横浜ゴム株式会社 ゴム組成物及びこれを用いるコンベヤベルト
JP6370631B2 (ja) * 2014-08-04 2018-08-08 東洋ゴム工業株式会社 ゴム組成物及び空気入りタイヤ

Also Published As

Publication number Publication date
AU2017225952A1 (en) 2018-08-23
WO2017149973A1 (ja) 2017-09-08
US20190047790A1 (en) 2019-02-14
EP3424996A1 (en) 2019-01-09
CN108699295A (zh) 2018-10-23
AU2017225952B2 (en) 2019-12-12
EP3424996A4 (en) 2019-04-03
JP2017155178A (ja) 2017-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016208100A1 (ja) ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
JP6620040B2 (ja) ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
WO2017150643A1 (ja) ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
JP2017008207A (ja) ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
JP6628799B2 (ja) ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
JP6628798B2 (ja) ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
JP6077921B2 (ja) コンベヤベルト用コートゴム組成物、積層体およびコンベヤベルト
JP2017155177A (ja) ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
JP2017155174A (ja) ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
JP6725965B2 (ja) ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
WO2017150719A1 (ja) ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
JP6710207B2 (ja) ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
JP6703902B2 (ja) ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
JP6758027B2 (ja) ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト
JP2017222755A (ja) ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190903

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191029

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191112

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191118

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6620040

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees