JP6904328B2 - Rubber composition for conveyor belts and conveyor belts - Google Patents

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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。 The present invention relates to a rubber composition for a conveyor belt and a conveyor belt.

コンベヤベルトとして用いられるゴムベルトは、帆布やスチールコード等からなる芯体(以下「補強層」という。)と、上記芯体の上面および下面を、上面カバーゴム層および下面カバーゴム層でそれぞれ被覆した積層構造体である。このゴムベルトは、両端部が互いに接合されてループ状のコンベヤベルトに加工され、多数のローラとプーリで形成された搬送経路を循環駆動することにより、被搬送物(例えば、鉱石、土砂、および、穀物などのばら物;箱、袋、パレットなどのかさ物;等)を上記搬送経路に沿って連続搬送するベルトコンベヤを構成する。 The rubber belt used as a conveyor belt has a core made of canvas, steel cord, etc. (hereinafter referred to as "reinforcing layer"), and the upper and lower surfaces of the core are covered with an upper surface cover rubber layer and a lower surface cover rubber layer, respectively. It is a laminated structure. This rubber belt is processed into a loop-shaped conveyor belt by joining both ends to each other, and by circulating driving a transport path formed by a large number of rollers and pulleys, the transported object (for example, ore, earth and sand, and sediment) It constitutes a belt conveyor that continuously conveys loose objects such as grains; bags such as boxes, bags, and pallets; etc.) along the above-mentioned transport path.

ベルトコンベヤは上記プーリを回転さることでコンベヤベルトを駆動する。このときの消費電力は、一般に搬送経路が長く、ベルトコンベヤが長機長となると大きくなることが知られている。これは、長機長になるとコンベヤベルトを支えるローラの数が増えるので、コンベヤベルトの下面カバーゴム層とローラとの接触に起因して生じる動力損失(エネルギーロス)が大きくなるからだと考えられている。 The belt conveyor drives the conveyor belt by rotating the pulley. It is known that the power consumption at this time is generally longer when the transport path is long and increases when the belt conveyor has a long machine length. It is thought that this is because the number of rollers that support the conveyor belt increases as the length of the machine increases, and the power loss (energy loss) caused by the contact between the rubber layer on the underside cover of the conveyor belt and the rollers increases. ..

これに対し、特許文献1には「天然ゴム(NR)とブタジエンゴム(BR)とを含有し、前記天然ゴム(NR)と前記ブタジエンゴム(BR)との質量比(NR/BR)が90/10〜55/45であるゴム成分と、超高分子量ポリエチレンと、カーボンブラックとを含有し、前記超高分子量ポリエチレンの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して5〜22質量部であり、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5〜55質量部であり、脂肪酸アミドの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して5質量部未満である、コンベヤベルト用ゴム組成物」、および、その組成物を「少なくとも下面カバーゴムに用いたコンベヤベルト」が記載されている([請求項1][請求項4])。 On the other hand, Patent Document 1 states that "natural rubber (NR) and butadiene rubber (BR) are contained, and the mass ratio (NR / BR) of the natural rubber (NR) to the butadiene rubber (BR) is 90. It contains a rubber component of / 10 to 55/45, ultra-high molecular weight polyethylene, and carbon black, and the content of the ultra-high molecular weight polyethylene is 5 to 22 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The content of the carbon black is 5 to 55 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and the content of the fatty acid amide is less than 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. "Rubber composition for conveyor belt" and "conveyor belt using at least the composition for the bottom cover rubber" are described ([Claim 1] [Claim 4]).

特開2012−57001号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-57001

ここで、コンベヤベルトのカバーゴム層には、被搬送物との間に繰り返し生ずる摩擦などにより、徐々に微小領域での破壊が起きることが知られている。この現象は摩耗と呼ばれ、カバーゴム層の摩耗に対する強さ(耐摩耗性)はコンベヤベルト自体の耐用期間に直結するため、カバーゴム層には、優れた耐摩耗性が求められている。
そして、本発明者が特許文献1に記載のゴム組成物をカバーゴム層に用いたコンベヤベルトについて検討したところ、カバーゴム層の耐摩耗性が十分とはいえないことを知見した。
Here, it is known that the cover rubber layer of the conveyor belt is gradually broken in a minute region due to repeated friction with the object to be conveyed. This phenomenon is called wear, and the resistance to wear (wear resistance) of the cover rubber layer is directly linked to the service life of the conveyor belt itself, so that the cover rubber layer is required to have excellent wear resistance.
Then, when the present inventor examined a conveyor belt using the rubber composition described in Patent Document 1 for the cover rubber layer, it was found that the wear resistance of the cover rubber layer was not sufficient.

そこで、本発明は、耐摩耗性に優れたカバーゴム層を有するコンベヤベルトを作製することができるコンベヤベルト用ゴム組成物、および、それを用いたコンベヤベルトを提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rubber composition for a conveyor belt capable of producing a conveyor belt having a cover rubber layer having excellent wear resistance, and a conveyor belt using the same.

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、ブタジエンゴムを所定量含有するゴム成分に、超高分子量ポリエチレンと、所定の特性を有するカーボンブラックとを含有させることにより、耐摩耗性に優れたカバーゴム層を有するコンベヤベルトを作製することができるコンベヤベルト用ゴム組成物、および、それを用いたコンベヤベルトを得ることができることを見出した。
すなわち、以下の構成により上記課題を解決することができることを見出した。
As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor has made the rubber component containing a predetermined amount of butadiene rubber contain ultra-high molecular weight polyethylene and carbon black having a predetermined property to resist abrasion. It has been found that a rubber composition for a conveyor belt capable of producing a conveyor belt having a cover rubber layer having excellent properties and a conveyor belt using the same can be obtained.
That is, it was found that the above problem can be solved by the following configuration.

(1)ブタジエンゴムを45〜100質量%含有するゴム成分と、超高分子量ポリエチレンと、カーボンブラックとを含有し、
上記超高分子量ポリエチレンの含有量が、上記ゴム成分100質量部に対して1.0〜15.0質量部であり、
上記カーボンブラックの含有量が、上記ゴム成分100質量部に対して25〜45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85〜160m2/gであり、ジブチルフタレート吸油量が105〜140ml/100gである、コンベヤベルト用ゴム組成物。
(2)上記ブタジエンゴムの重量平均分子量が50万〜100万である、(1)に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
(3)ブタジエンゴムの長鎖分岐指数(LCB値)に対する、ブタジエンゴムの重量平均分子量の比(重量平均分子量/長鎖分岐指数)が、5.5×10〜16.6×10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。
(4)上記超高分子量ポリエチレンの粘度平均分子量が50万〜400万である、(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)上面カバーゴム層と、補強層と、下面カバーゴム層とを有し、少なくとも上記上面カバーゴム層に(1)〜(4)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たコンベヤベルト。
(1) A rubber component containing 45 to 100% by mass of butadiene rubber, ultra-high molecular weight polyethylene, and carbon black are contained.
The content of the ultra-high molecular weight polyethylene is 1.0 to 15.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
The content of the carbon black is 25 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
A rubber composition for a conveyor belt, wherein the carbon black has a nitrogen adsorption specific surface area of 85 to 160 m 2 / g and a dibutylphthalate oil absorption amount of 105 to 140 ml / 100 g.
(2) The rubber composition for a conveyor belt according to (1), wherein the butadiene rubber has a weight average molecular weight of 500,000 to 1,000,000.
(3) The ratio of the weight average molecular weight of the butadiene rubber to the long chain branching index (LCB value) of the butadiene rubber (weight average molecular weight / long chain branching index) is 5.5 × 10 4 to 16.6 × 10 4 . The rubber composition for a conveyor belt according to (1) or (2).
(4) The rubber composition for a conveyor belt according to any one of (1) to (3), wherein the ultra-high molecular weight polyethylene has a viscosity average molecular weight of 500,000 to 4 million.
(5) The rubber composition for a conveyor belt according to any one of (1) to (4) is used for at least the upper surface cover rubber layer having the upper surface cover rubber layer, the reinforcing layer, and the lower surface cover rubber layer. The conveyor belt that was there.

本発明によれば、耐摩耗性に優れたカバーゴム層を有するコンベヤベルトを作製することができるコンベヤベルト用ゴム組成物、および、それを用いたコンベヤベルトを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rubber composition for a conveyor belt capable of producing a conveyor belt having a cover rubber layer having excellent wear resistance, and a conveyor belt using the same.

図1は、本発明のコンベヤベルトの実施態様の一例を模式的に示した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of an embodiment of the conveyor belt of the present invention.

以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物は、ブタジエンゴムを所定量含有するゴム成分に、超高分子量ポリエチレンと、所定の特性を有するカーボンブラックとを含有させたことを特徴のひとつとする。これは、本発明者が、コンベヤベルトのカバーゴム層の耐摩耗性を向上させるためには、加硫後のコンベヤベルト用ゴム組成物(以下、単に「加硫後のゴム組成物」という)について、従来実施されてきた耐摩耗性試験結果に加えて、引張試験において試験片が50%伸長されたときの応力(以下、「M50」という)、および、損失正接(tanδ)を制御することが重要であることを知見したうえで配合設計を行ったことによりはじめてなし得たものである。 One of the features of the rubber composition for a conveyor belt of the present invention is that a rubber component containing a predetermined amount of butadiene rubber contains ultra-high molecular weight polyethylene and carbon black having predetermined characteristics. This is because, in order for the present inventor to improve the wear resistance of the cover rubber layer of the conveyor belt, the rubber composition for the conveyor belt after vulcanization (hereinafter, simply referred to as "rubber composition after vulcanization") In addition to the results of the wear resistance test that has been carried out in the past, the stress when the test piece is stretched by 50% in the tensile test (hereinafter referred to as "M50") and the loss tangent (tan δ) should be controlled. This was only possible by designing the formulation after knowing that is important.

コンベヤベルトのカバーゴム層の摩耗は、たとえば上面カバーゴム層であれば、被搬送物とカバーゴム層の摩擦により生ずる微小領域での加硫後のゴム組成物の破壊現象である。摩耗量は擦れ合う個体間の摩擦力が大きいほど多くなり、摩擦力は荷重、すべり速度、表面粗さ、雰囲気温度等様々な要因により変化する。これは、コンベヤベルトが使用される環境が異なれば、摩耗を生じさる主要因、すなわち摩擦力に影響を与える要因が異なることを示している。したがって、従来のように、加硫後のゴム組成物の耐摩耗性試験結果の数値にのみ着目して配合設計を行っても、耐摩耗性に優れたカバーゴム層を有するコンベヤベルトを作製することができるコンベヤベルト用ゴム組成物、および、それを用いたコンベヤベルトを得ることは困難であった。 The wear of the cover rubber layer of the conveyor belt is, for example, in the case of the upper surface cover rubber layer, a destruction phenomenon of the rubber composition after vulcanization in a minute region caused by friction between the transported object and the cover rubber layer. The amount of wear increases as the frictional force between the rubbing individuals increases, and the frictional force changes depending on various factors such as load, sliding speed, surface roughness, and atmospheric temperature. This indicates that different environments in which the conveyor belt is used have different main factors that cause wear, that is, factors that affect the frictional force. Therefore, a conveyor belt having a cover rubber layer having excellent wear resistance can be produced even if the compounding design is performed by paying attention only to the numerical values of the wear resistance test results of the rubber composition after vulcanization as in the conventional case. It has been difficult to obtain a rubber composition for a conveyor belt that can be used and a conveyor belt using the same.

しかし、本発明者が鋭意検討した結果、加硫後のゴム組成物に対する耐摩耗性試験結果に加えて、加硫後のゴム組成物のM50および損失正接に着目して配合設計を行うことで、耐摩耗性に優れたカバーゴム層を有するコンベヤベルトを作製することができるコンベヤベルト用ゴム組成物、および、それを用いたコンベヤベルトを得ることができることを知見した。
すなわち、本発明者は、個体間に生じる摩擦力Fを凝着項F、ヒステリシス項F、掘り起こし摩擦項Fの和(F=F+F+F)で表す固体摩擦の基本原理をコンベヤベルトの摩耗解析に応用することにより、加硫後のゴム組成物のピコ摩耗、M50および損失正接を制御して耐摩耗性を向上させることができることを知見して配合設計を行い、本発明を完成させたものである。
However, as a result of diligent studies by the present inventor, in addition to the results of the abrasion resistance test on the vulcanized rubber composition, the compounding design was performed by paying attention to the M50 of the vulcanized rubber composition and the loss direct contact. , It has been found that a rubber composition for a conveyor belt capable of producing a conveyor belt having a cover rubber layer having excellent wear resistance, and a conveyor belt using the rubber composition can be obtained.
That is, the present inventor expresses the frictional force F generated between individuals by the sum of the adhesion term F s , the hysteresis term F e , and the digging friction term F p (F = F s + F e + F p ), which is the basic principle of solid friction. By applying the above to the abrasion analysis of the conveyor belt, it was found that the pico wear, M50 and loss tangent of the rubber composition after vulcanization can be controlled to improve the abrasion resistance, and the formulation design was carried out. It is the perfection of the invention.

以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、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。
The description of the constituent elements described below may be based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
In the present specification, the numerical range represented by using "~" means a range including the numerical values before and after "~" as the lower limit value and the upper limit value.

[コンベヤベルト用ゴム組成物]
本発明の実施形態に係るコンベヤベルト用ゴム組成物(以下、「本発明のゴム組成物」という。)は、ブタジエンゴムを45〜100質量%含有するゴム成分と、超高分子量ポリエチレンと、カーボンブラックとを含有し、上記超高分子量ポリエチレンの含有量が、上記ゴム成分100質量部に対して1.0〜15.0質量部であり、上記カーボンブラックの含有量が、上記ゴム成分100質量部に対して25〜45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85〜160m2/gであり、ジブチルフタレート吸油量が105〜140ml/100gである、コンベヤベルト用ゴム組成物である。
以下に、本発明のゴム組成物に含有される各成分について説明する。
[Rubber composition for conveyor belt]
The rubber composition for a conveyor belt according to the embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as "the rubber composition of the present invention") is a rubber component containing 45 to 100% by mass of butadiene rubber, ultra-high molecular weight polyethylene, and carbon. The content of the ultra-high molecular weight polyethylene containing black is 1.0 to 15.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and the content of the carbon black is 100 parts by mass of the rubber component. A rubber composition for a conveyor belt, which is 25 to 45 parts by mass, has a nitrogen adsorption ratio surface area of 85 to 160 m 2 / g, and has a dibutylphthalate oil absorption amount of 105 to 140 ml / 100 g. is there.
Hereinafter, each component contained in the rubber composition of the present invention will be described.

〔ゴム成分〕
本発明のゴム組成物に含有されるゴム成分は、ブタジエンゴム(BR)を45〜100質量%含有する。ブタジエンゴムの含有量が下限値未満であると、M50が小さくなり、損失正接およびピコ摩耗が大きくなってしまい、耐摩耗性に劣る。
また、上記ゴム成分におけるブタジエンゴム(BR)の含有量は、55〜100質量%であるのが好ましく、75〜95質量%であるのがより好ましく、85〜90質量%であるのがさらに好ましい。ブタジエンゴム(BR)の含有量が下限値以上であれば、本発明のゴム組成物の加硫物を大荷重かつ低速稼動のコンベヤベルトのカバーゴム層に用いた場合に、より優れた耐摩耗性を有する。また、ブタジエンゴム(BR)の含有量が上限値以下であれば、ゴム組成物は、優れた加工性を有する。
[Rubber component]
The rubber component contained in the rubber composition of the present invention contains 45 to 100% by mass of butadiene rubber (BR). If the content of the butadiene rubber is less than the lower limit, the M50 becomes small, the loss tangent and the pico wear become large, and the wear resistance is inferior.
The content of butadiene rubber (BR) in the rubber component is preferably 55 to 100% by mass, more preferably 75 to 95% by mass, and even more preferably 85 to 90% by mass. .. When the content of butadiene rubber (BR) is equal to or higher than the lower limit, better wear resistance is obtained when the vulcanized product of the rubber composition of the present invention is used for the cover rubber layer of a conveyor belt operating at a high load and at a low speed. Has sex. Further, when the content of butadiene rubber (BR) is not more than the upper limit value, the rubber composition has excellent processability.

上記ゴム成分は、ブタジエンゴム(BR)以外のゴムを含有していてもよい。ブタジエンゴム(BR)以外のゴムとしては、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、および、エチレン−プロピレン−ジエンゴムなどが挙げられる。なかでも、ブタジエンゴム(BR)との相溶性に優れる点で天然ゴム(NR)が好ましい。
上記ゴム成分中に天然ゴム(NR)を含有する場合、上記ゴム成分中におけるブタジエンゴム(BR)の含有量に対する天然ゴム(NR)との含有量の含有質量比(NR/BR)は10/90〜55/45が好ましく、20/85〜45/55がより好ましく、25/75〜45/55がさらに好ましい。NR/BRがこの範囲であると、加硫後のゴム組成物の損失正接はより小さくなり、本発明のゴム組成物の加硫物を高速稼動のコンベヤベルトのカバーゴム層に用いた場合に、より優れた耐摩耗性を有する。
The rubber component may contain a rubber other than butadiene rubber (BR). Examples of rubbers other than butadiene rubber (BR) include natural rubber (NR), isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, and ethylene-propylene-diene rubber. Of these, natural rubber (NR) is preferable because it has excellent compatibility with butadiene rubber (BR).
When natural rubber (NR) is contained in the rubber component, the content mass ratio (NR / BR) of the content with natural rubber (NR) to the content of butadiene rubber (BR) in the rubber component is 10 /. 90 to 55/45 is preferable, 20/85 to 45/55 is more preferable, and 25/75 to 45/55 is even more preferable. When NR / BR is in this range, the loss tangent of the rubber composition after vulcanization becomes smaller, and when the vulcanized product of the rubber composition of the present invention is used for the cover rubber layer of a high-speed operation conveyor belt. , Has better wear resistance.

<ブタジエンゴム(BR)>
上記ゴム成分中のブタジエンゴム(BR)の重量平均分子量は50万〜100万が好ましく、70万〜100万がより好ましい。重量平均分子量が50万〜100万であると、加硫後のゴム組成物におけるM50がより大きく、損失正接がより小さくなりやすく、本発明のゴム組成物の加硫物を小荷重および/または高速稼動のコンベヤベルトのカバーゴム層に用いた場合に、より優れた耐摩耗性を有する。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエションクロマトグラフィー(Gel permeation chromatography(GPC))により測定した重量平均分子量(ポリスチレン換算)であり、測定にはテトラヒドロフラン(THF)を溶媒として用いるのが好ましい。
<butadiene rubber (BR)>
The weight average molecular weight of the butadiene rubber (BR) in the rubber component is preferably 500,000 to 1,000,000, more preferably 700,000 to 1,000,000. When the weight average molecular weight is 500,000 to 1,000,000, the M50 in the vulcanized rubber composition is larger, the loss tangent is likely to be smaller, and the vulcanized product of the rubber composition of the present invention is subjected to a small load and / or It has better wear resistance when used as a cover rubber layer for high-speed conveyor belts.
The weight average molecular weight is a weight average molecular weight (polystyrene equivalent) measured by gel permeation chromatography (GPC), and tetrahydrofuran (THF) is preferably used as a solvent for the measurement.

上記ブタジエンゴム(BR)の未加硫状態でのムーニー粘度は40〜90が好ましく、50〜80がより好ましい。ブタジエンゴム(BR)のムーニー粘度がこの範囲であると、ゴム組成物の加工性がより優れる。
なお、ムーニー粘度は、JIS K6300に準拠してムーニー粘度計を用いて測定される、100℃におけるムーニー粘度(ML1+4)である。
The Mooney viscosity of the butadiene rubber (BR) in the unvulcanized state is preferably 40 to 90, more preferably 50 to 80. When the Mooney viscosity of the butadiene rubber (BR) is in this range, the processability of the rubber composition is more excellent.
The Mooney viscosity is the Mooney viscosity (ML1 + 4) at 100 ° C. measured using a Mooney viscometer in accordance with JIS K6300.

上記ブタジエンゴム(BR)の長鎖分岐指数(LCB値)に対する、ブタジエンゴムの重量平均分子量の比(重量平均分子量/長鎖分岐指数)は、5.5×10〜16.6×10であることが好ましく、5.8×10〜15.3×10であることがより好ましく、7.5×10〜14.2×10であることがさらに好ましく、8.2×10〜14.2×10であることがとくに好ましい。長鎖分岐指数(LCB値)に対する、重量平均分子量の比が5.5×10〜16.6×10であると、加硫後のゴム組成物におけるM50がより大きく、損失正接がより小さくなりやすく、本発明のゴム組成物の加硫物を小荷重および/または高速稼動のコンベヤベルトのカバーゴム層に用いた場合に、より優れた耐摩耗性を有する。
なお、本明細書において、長鎖分岐指数(LCB値:Long Chain Branch)とは、RPA2000型試験機(アルファテクノロジーズ社製)を用いてLAOS(Large Amplitude Oscillatory Shear)測定方法により測定した値である。長鎖分岐指数は、得られる数値が零に近づくほどリニアリティーの高い分岐度が低いポリマーであることを示す。したがって、長鎖分岐指数(LCB値)に対する、重量平均分子量の比は、ブタジエンゴムの有する単位量あたりの分子鎖末端数と正の相関関係を有するものと考えられ、この値を上述の範囲内とすることで、特に損失正接をより小さくする効果が得られたものと推測される。なお、長鎖分岐指数(LCB値)の詳細については、“FT-Rheology, a Tool to Quantify Long Chain Branching (LCB) in Natural Rubber and its Effect on Mastication, Mixing Behavior and Final Properties.”(Henri G. Burhin, Alpha Technologies, UK 15 Rue du Culot B-1435 Hevillers, Belgium)などを参照することができる。
The ratio of the weight average molecular weight of the butadiene rubber to the long chain branching index (LCB value) of the butadiene rubber (BR) (weight average molecular weight / long chain branching index) is 5.5 × 10 4 to 16.6 × 10 4. is preferably, more preferably from 5.8 × 10 4 ~15.3 × 10 4 , more preferably from 7.5 × 10 4 ~14.2 × 10 4 , 8.2 × It is particularly preferably 10 4 to 14.2 × 10 4. When the ratio of the weight average molecular weight to the long chain branching index (LCB value) is 5.5 × 10 4 to 16.6 × 10 4 , the M50 in the vulcanized rubber composition is larger and the loss tangent is larger. It tends to be small and has better wear resistance when the vulcanized product of the rubber composition of the present invention is used for the cover rubber layer of a conveyor belt with a small load and / or high speed operation.
In the present specification, the long chain branching index (LCB value: Long Chain Branch) is a value measured by a LAOS (Large Amplitude Oscillation Shear) measuring method using an RPA2000 type testing machine (manufactured by Alpha Technologies). .. The long-chain bifurcation index indicates that the closer the obtained value is to zero, the higher the linearity of the polymer and the lower the degree of bifurcation. Therefore, the ratio of the weight average molecular weight to the long chain branching index (LCB value) is considered to have a positive correlation with the number of molecular chain terminals per unit amount of the butadiene rubber, and this value is within the above range. Therefore, it is presumed that the effect of reducing the loss tangent was obtained. For details on the long chain branching index (LCB value), see "FT-Rheology, a Tool to Quantify Long Chain Branching (LCB) in Natural Rubber and its Effect on Mastication, Mixing Behavior and Final Properties." (Henri G. Burhin, Alpha Technologies, UK 15 Rue du Culot B-1435 Hevillers, Belgium) etc. can be referred to.

なお、ゴム組成物が、2種以上のブタジエンゴムを含有する場合、長鎖分岐指数(LCB値)に対する、ブタジエンゴムの重量平均分子量の比(重量平均分子量/長鎖分岐指数)は以下の式により計算することができる。
式:M/L=Σ{(M/L)×a
上記式中、M/Lは、長鎖分岐指数(LCB値)に対する、ブタジエンゴムの重量平均分子量の比を表し、M、L、および、aはそれぞれ、各ブタジエンゴムの重量平均分子量、LCB値、および、ゴム組成物中に含有される全ブタジエンゴムに対する各ブタジエンゴムの質量分率を表し、Σは総和を表す。
When the rubber composition contains two or more types of butadiene rubber, the ratio of the weight average molecular weight of the butadiene rubber to the long chain branching index (LCB value) (weight average molecular weight / long chain branching index) is as follows. Can be calculated by.
Formula: M / L = Σ {(M i / Li i ) × a i }
In the above formula, M / L is for the long chain branching index (LCB value) represents the ratio of the weight average molecular weight of butadiene rubber, M i, L i, and each is a i, a weight average molecular weight of each butadiene rubber , LCB value, and the mass ratio of each butadiene rubber to the total butadiene rubber contained in the rubber composition, and Σ represents the total.

上記ブタジエンゴム(BR)は公知の方法により合成することができ、例えば、不活性有機溶媒中、遷移金属化合物を含む触媒の存在下でブタジエンを重合することにより製造することができる。触媒としては、例えば、コバルト系、バナジウム系、リチウム系、ニッケル系、ネオジウム系などが挙げられる。なかでもコバルト系、ネオジウム系が好ましく、ネオジウム系がより好ましい。ネオジウム系触媒の存在下でブタジエンを重合させて得られたブタジエンゴムは、そのミクロ構造において、分岐が少なく直鎖状となり易く、上述のとおり、加硫後のゴム組成物の損失正接がより小さくなりやすい。 The butadiene rubber (BR) can be synthesized by a known method, and can be produced, for example, by polymerizing butadiene in an inert organic solvent in the presence of a catalyst containing a transition metal compound. Examples of the catalyst include cobalt-based, vanadium-based, lithium-based, nickel-based, and neodymium-based catalysts. Of these, cobalt-based and neodymium-based are preferable, and neodymium-based is more preferable. Butadiene rubber obtained by polymerizing butadiene in the presence of a neodymium-based catalyst has few branches and tends to be linear in its microstructure, and as described above, the loss tangent of the rubber composition after vulcanization is smaller. Prone.

〔超高分子量ポリエチレン〕
本発明のゴム組成物は、超高分子量ポリエチレン(U−PE)を含有する。これにより、加硫後のゴム組成物の損失正接を維持しつつ、M50を大きくすることができる。超高分子量ポリエチレンは上記ゴム成分中のブタジエンゴムと相溶性が悪く、これを配合することによって、ゴム成分自体の損失正接に与える影響が少ない一方で、U−PEがゴム成分中に分散することで、M50の向上に寄与したためと推測される。
[Ultra high molecular weight polyethylene]
The rubber composition of the present invention contains ultra high molecular weight polyethylene (U-PE). As a result, M50 can be increased while maintaining the loss tangent of the rubber composition after vulcanization. Ultra-high molecular weight polyethylene has poor compatibility with butadiene rubber in the above rubber component, and by blending this, U-PE is dispersed in the rubber component while having little effect on the loss tangent of the rubber component itself. It is presumed that this contributed to the improvement of M50.

上記超高分子量ポリエチレン(U−PE)の含有量は、上記ゴム成分100質量部に対して、1.0〜15.0質量部である。超高分子量ポリエチレン(U−PE)の含有量が下限値より小さいと加硫後のゴム組成物のM50が小さく、耐摩耗性が劣る。一方で上限値より大きいと、損失正接およびピコ摩耗が大きくなってしまい、結果として加硫後のゴム組成物の耐摩耗性が劣る。なかでも、加硫後のゴム組成物が優れた耐屈曲性を有する点で、1.0〜12.0質量部がより好ましく、1.0〜10.0質量部がより好ましい。 The content of the ultra-high molecular weight polyethylene (U-PE) is 1.0 to 15.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. When the content of ultra-high molecular weight polyethylene (U-PE) is smaller than the lower limit, the M50 of the vulcanized rubber composition is small and the wear resistance is inferior. On the other hand, if it is larger than the upper limit, the loss tangent and the pico wear become large, and as a result, the wear resistance of the rubber composition after vulcanization is deteriorated. Among them, 1.0 to 12.0 parts by mass is more preferable, and 1.0 to 10.0 parts by mass is more preferable, in that the rubber composition after vulcanization has excellent bending resistance.

上記超高分子量ポリエチレン(U−PE)の分子量としては、粘度平均分子量が50万〜400万が好ましく、100万〜300万がより好ましい。分子量がこの範囲であると、M50がより向上し、かつ加工性も損なわれにくい。
なお、超高分子量ポリエチレン(U−PE)の粘度平均分子量は固有粘度法(ASTM D4020−11 X5.NOMINAL VISCOSITY AVERAGE MOLECULAR WEIGHT OF ULTRA−HIGH MOLECULAR−WEIGHT POLYETHYLENE)により測定された分子量である。
As the molecular weight of the ultra-high molecular weight polyethylene (U-PE), the viscosity average molecular weight is preferably 500,000 to 4 million, more preferably 1 million to 3 million. When the molecular weight is in this range, M50 is further improved and the workability is not easily impaired.
The viscosity average molecular weight of ultra-high molecular weight polyethylene (U-PE) is measured by the intrinsic viscosity method (ASTM D4020-11 X5. NOMINAL VISCOSITY AVERAGE MOLECULAR WEIGHT OF ULTRA-HIGH MOLECULAR-WEIGHT POLYETHYLE).

また、上記超高分子量ポリエチレン(U−PE)の平均粒径は、1〜300μmであるのが好ましく、10〜50μmであるのがより好ましい。平均粒径がこの範囲であれば、ゴム中の分散性が良好となりやすい。
上記超高分子量ポリエチレン(U−PE)は、例えば、ミペロンXM220(三井化学社製)、ハイゼックスミリオン340M(三井化学社製)などとして入手可能である。
The average particle size of the ultra-high molecular weight polyethylene (U-PE) is preferably 1 to 300 μm, more preferably 10 to 50 μm. When the average particle size is in this range, the dispersibility in the rubber tends to be good.
The ultra-high molecular weight polyethylene (U-PE) is available as, for example, Miperon XM220 (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), Hi-Zex Million 340M (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) and the like.

〔カーボンブラック〕
本発明のゴム組成物はカーボンブラック(CB)を含有する。上記カーボンブラック(CB)の含有量は、上記ゴム成分100質量部に対して25〜45質量部であり、30〜40質量部が好ましい。カーボンブラック(CB)の含有量が下限値未満であると加硫後のゴム組成物のM50が小さく、ピコ摩耗も大きくなってしまい、結果として加硫後のゴム組成物の耐摩耗性が劣る。一方で上限値より大きいと、損失正接が大きくなってしまい、結果として加硫後の耐摩耗性が劣る。
〔Carbon black〕
The rubber composition of the present invention contains carbon black (CB). The content of the carbon black (CB) is 25 to 45 parts by mass, preferably 30 to 40 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the content of carbon black (CB) is less than the lower limit, the M50 of the vulcanized rubber composition is small and the pico wear is also large, resulting in inferior wear resistance of the vulcanized rubber composition. .. On the other hand, if it is larger than the upper limit, the loss tangent becomes large, and as a result, the wear resistance after vulcanization is inferior.

本発明のゴム組成物が含有する上記カーボンブラックの、窒素吸着比表面積は85〜160m2/gであり、ジブチルフタレート吸油量は105〜140ml/100gである。上記特性を有するカーボンブラック(CB)を含有しない場合、加硫後のゴム組成物のM50が小さく、ピコ摩耗が大きくなり、結果として加硫後のゴム組成物の耐摩耗性が劣る。
このようなカーボンブラックとしては、例えば、SAF、ISAF−HS、ISAF−LS、HAF−HSグレードが挙げられ、加硫後のゴム組成物のM50がより大きく、損失正接がより小さくなり、結果として加硫後のゴム組成物の耐摩耗性がより優れる点で、HAF−HS、ISAF−HS、および、ISAF−LSグレードがより好ましい。
カーボンブラックの市販品としては、ショウブラックN110、N234、N220、N339(いずれもキャボットジャパン社製)として入手可能である。
また、加硫後のゴム組成物のM50がより大きく、損失正接がより小さくなり、結果として加硫後のゴム組成物の耐摩耗性がより優れる点で、カーボンブラック(CB)の窒素吸着比表面積が85〜125m2/gであり、ジブチルフタレート吸油量が110〜125ml/100gであることがより好ましい。
なお、上記窒素吸着比表面積はASTM D4820−93に準拠して測定される値で、カーボンブラック粒子の粒子径の小ささを表す指標であり、ジブチルフタレート吸油量は、ASTM D2414−93に準拠して測定される値で、カーボンブラック粒子のつながり具合、いわゆるストラクチャの大きさ(形状の複雑さ)を表す指標である。
The carbon black contained in the rubber composition of the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area of 85 to 160 m 2 / g and a dibutyl phthalate oil absorption of 105 to 140 ml / 100 g. When carbon black (CB) having the above characteristics is not contained, the M50 of the vulcanized rubber composition is small, the pico wear is large, and as a result, the wear resistance of the vulcanized rubber composition is inferior.
Examples of such carbon black include SAF, ISAF-HS, ISAF-LS, and HAF-HS grades, in which the rubber composition after vulcanization has a larger M50 and a smaller loss tangent, resulting in a smaller loss tangent. HAF-HS, ISAF-HS, and ISAF-LS grades are more preferred in that the rubber composition after vulcanization has better wear resistance.
As commercially available carbon black products, they are available as Show Black N110, N234, N220, and N339 (all manufactured by Cabot Japan).
In addition, the carbon black (CB) nitrogen adsorption ratio is such that the M50 of the vulcanized rubber composition is larger, the loss tangent is smaller, and as a result, the wear resistance of the vulcanized rubber composition is better. More preferably, the surface area is 85 to 125 m 2 / g and the dibutylphthalate oil absorption is 110 to 125 ml / 100 g.
The nitrogen adsorption specific surface area is a value measured according to ASTM D4820-93, which is an index indicating the small particle size of carbon black particles, and the amount of dibutylphthalate oil absorbed is based on ASTM D2414-93. It is an index showing the degree of connection of carbon black particles, the so-called structure size (complexity of shape).

〔その他〕
本発明のゴム組成物は、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、さらに、本発明の目的を損なわない範囲で、各種配合剤を含有していてもよい。
[Other]
In addition to the above-mentioned components, the rubber composition of the present invention may contain a cross-linking agent such as a vulcanizing agent, a vulcanization aid, a vulcanization accelerator, or a vulcanization retarder, and further, the present invention Various compounding agents may be contained as long as the purpose is not impaired.

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などが挙げられる。
イオウ系加硫剤としては、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などが挙げられる。
Examples of the vulcanizing agent include sulfur-based vulcanizing agents, organic peroxide-based vulcanizing agents, metal oxide-based vulcanizing agents, phenol resins, quinone dioximes and other vulcanizing agents.
Examples of the sulfur-based vulcanizing agent include powdered sulfur, precipitated sulfur, highly dispersible sulfur, surface-treated sulfur, insoluble sulfur, dimorphophosphorindisulfide, and alkylphenol disulfide.

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などが挙げられる。
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)などが挙げられる。
Examples of the vulcanization accelerator include aldehyde / ammonia-based, guanidine-based, thiourea-based, thiazole-based, sulfenamide-based, thiuram-based, and dithiocarbamate-based vulcanization accelerators.
Specific examples of the sulfenamide-based vulcanization accelerator include N-cyclohexyl-2-benzothiazolyl sulfenamide (CZ) and Nt-butyl-2-benzothiazolyl sulfenamide (NS). ) And so on.

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塩などが挙げられる。 As the vulcanization aid, a general rubber aid can be used in combination, and examples thereof include zinc oxide, stearic acid, oleic acid, and Zn salts thereof.

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、上記ゴム成分100質量部に対して、0.1〜10質量部であるのが好ましく、0.5〜5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、本発明の効果により優れる。 When such a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator and a vulcanization aid are contained, the total content is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. More preferably, it is 0.5 to 5 parts by mass. When the content range is in this range, the effect of the present invention is more excellent.

配合剤としては、例えば、上述したカーボンブラック以外の補強剤(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、加工助剤などが挙げられる。
これらの配合剤は、ゴム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。
Examples of the compounding agent include a reinforcing agent (filler) other than the above-mentioned carbon black, an antioxidant, an antioxidant, a pigment (dye), a plasticizer, a rocking modifier, an ultraviolet absorber, a flame retardant, and a solvent. Examples include surfactants (including leveling agents), dispersants, dehydrating agents, rust preventives, adhesion-imparting agents, antistatic agents, processing aids and the like.
As these compounding agents, general ones for rubber compositions can be used. The blending amount thereof is not particularly limited and can be arbitrarily selected.

〔作製方法〕
本発明のゴム組成物は、上述したゴム成分、超高分子量ポリエチレン、カーボンブラック、その他含有する各種配合剤を加え、バンバリミキサー等で混練りし、ついで、ミキシングロール機等で加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤を混練り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148℃程度、30分間の条件下、加熱することにより行われる。
[Manufacturing method]
In the rubber composition of the present invention, the above-mentioned rubber component, ultra-high molecular weight polyethylene, carbon black, and various other compounding agents contained therein are added, kneaded with a Bambari mixer or the like, and then vulcanized and added with a mixing roll machine or the like. It can be carried out by kneading a vulcanization aid and a vulcanization accelerator.
In addition, vulcanization can be carried out under the conditions normally used. Specifically, for example, it is carried out by heating under the conditions of a temperature of about 148 ° C. for 30 minutes.

[コンベヤベルト用ゴム組成物を用いたコンベヤベルト]
〔構成〕
本発明の実施形態に係るコンベヤベルト(以下、「本発明のコンベヤベルト」という。)は、上面カバーゴム層と、補強層と、下面カバーゴム層とを有し、少なくとも上記上面カバーゴム層に本発明のゴム組成物を用いた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、これに限定されない。例えば、本発明のゴム組成物を上面カバーゴム層および下面カバーゴム層に用いてもよい。
[Conveyor belt using rubber composition for conveyor belt]
〔Constitution〕
The conveyor belt according to the embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as “conveyor belt of the present invention”) has an upper surface cover rubber layer, a reinforcing layer, and a lower surface cover rubber layer, and at least the upper surface cover rubber layer It is a conveyor belt using the rubber composition of the present invention.
Hereinafter, the conveyor belt of the present invention will be described with reference to FIG. 1, but the structure of the conveyor belt of the present invention is not limited thereto. For example, the rubber composition of the present invention may be used for the upper surface cover rubber layer and the lower surface cover rubber layer.

図1は、本発明のコンベヤベルトの実施形態の一例を模式的に示した断面図である。コンベヤベルト10は、補強層1と、その上下を上面カバーゴム層2および下面カバーゴム層3で被覆した積層構造体である。
上面カバーゴム層2は、搬送面4側から順に、外層2aと、内層2bとを有している。同様に、下面カバーゴム層3も、図示しないベルトコンベヤの駆動プーリまたはローラに接する面から順に外層3aと、内層3bとを有している。これらの外層(2a、3a)および内層(2b、3b)は、それぞれ同じゴム組成物を用いて形成されていてもよいし、別のゴム組成物を用いて形成されていてもよい。また、外層(2a、3a)および内層(2b、3b)は多層構造であっても良い。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of an embodiment of the conveyor belt of the present invention. The conveyor belt 10 is a laminated structure in which the reinforcing layer 1 and the upper and lower surfaces thereof are covered with the upper surface cover rubber layer 2 and the lower surface cover rubber layer 3.
The upper surface cover rubber layer 2 has an outer layer 2a and an inner layer 2b in this order from the transport surface 4 side. Similarly, the lower surface cover rubber layer 3 also has an outer layer 3a and an inner layer 3b in order from the surface in contact with the drive pulley or roller of the belt conveyor (not shown). These outer layers (2a, 3a) and inner layers (2b, 3b) may be formed by using the same rubber composition, or may be formed by using different rubber compositions. Further, the outer layer (2a, 3a) and the inner layer (2b, 3b) may have a multi-layer structure.

コンベヤベルト10は、少なくとも上面カバーゴム層2に本発明のゴム組成物を用いたコンベヤベルトである。したがって、外層2aおよび内層2bからなる群から選択される少なくとも一層が本発明のゴム組成物を用いて形成されていればよい。本発明のゴム組成物は、被搬送物と直接接触する外層2aに用いるゴム組成物として好ましい。一方、内層2bは製造コストや補強層1との接着性が重視されることから他のゴム組成物を用いて形成されるのが好ましく、以上の理由から、上面カバーゴム層2は複数の層から構成されていることが好ましい。 The conveyor belt 10 is a conveyor belt using at least the rubber composition of the present invention for the upper surface cover rubber layer 2. Therefore, at least one layer selected from the group consisting of the outer layer 2a and the inner layer 2b may be formed by using the rubber composition of the present invention. The rubber composition of the present invention is preferable as the rubber composition used for the outer layer 2a that comes into direct contact with the object to be transported. On the other hand, the inner layer 2b is preferably formed by using another rubber composition because the manufacturing cost and the adhesiveness with the reinforcing layer 1 are emphasized. For the above reasons, the upper surface cover rubber layer 2 is a plurality of layers. It is preferably composed of.

コンベヤベルト10の下面カバーゴム層3についても同様に複数の層から構成されるのが好ましい。このとき、本発明のゴム組成物を外層3a、内層3bのいずれかまたは両方に用いてもよいし、外層3aおよび内層3bに本発明のゴム組成物とは別のゴム組成物を用いても良い。 Similarly, the lower surface cover rubber layer 3 of the conveyor belt 10 is preferably composed of a plurality of layers. At this time, the rubber composition of the present invention may be used for either or both of the outer layer 3a and the inner layer 3b, or a rubber composition different from the rubber composition of the present invention may be used for the outer layer 3a and the inner layer 3b. good.

補強層1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、例えば、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(Resorcin Formalin Latex;レゾルシンフォルマリンラテックス)処理したものを折り畳んだもの、帆布、特殊織のナイロン帆布、スチールコードなどが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、補強層1の形状は特に限定されず、シート状であってもよいし、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。
The core body of the reinforcing layer 1 is not particularly limited, and those used for ordinary conveyor belts can be appropriately selected and used. For example, rubber glue is applied and infiltrated into a material composed of cotton cloth and chemical fibers or synthetic fibers. Examples include those made, those treated with RFL (Resorcin Formalin Latex) and folded, canvas, specially woven nylon canvas, and steel cord. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Further, the shape of the reinforcing layer 1 is not particularly limited, and may be a sheet shape or a wire-shaped reinforcing wire may be embedded in parallel.

コンベヤベルト10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、または、バンバリミキサー等を用いて本発明のゴム組成物、または、他のゴム組成物を混練りした後、カレンダロール等を用いて上面カバーゴム層2および下面カバーゴム層3用にシート状に成形し、次に、得られた各層を、補強層1を挟み込むように所定の順序で積層し、130〜170℃の温度で5〜30分間加圧することにより行われる。 The method for manufacturing the conveyor belt 10 is not particularly limited, and a commonly used method or the like can be adopted. Specifically, first, the rubber composition of the present invention or another rubber composition is kneaded using a roll, a kneader, a Bambari mixer or the like, and then the upper surface cover rubber layer 2 is kneaded using a calendar roll or the like. And the bottom cover rubber layer 3 is formed into a sheet, and then the obtained layers are laminated in a predetermined order so as to sandwich the reinforcing layer 1 and pressed at a temperature of 130 to 170 ° C. for 5 to 30 minutes. It is done by.

本発明のコンベヤベルト10は、上面カバーゴム層2、好ましくはその外層2aが本発明のゴム組成物を用いて形成されているため、耐摩耗性に優れる。 The conveyor belt 10 of the present invention is excellent in abrasion resistance because the upper surface cover rubber layer 2, preferably the outer layer 2a thereof, is formed by using the rubber composition of the present invention.

以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。 The present invention will be described in more detail below based on examples. The materials, amounts used, ratios, treatment contents, treatment procedures, etc. shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limiting by the examples shown below.

〔ゴム組成物および加硫後のゴム組成物の調製〕
表1に示す各成分を、同表に示す配合量(質量部)で配合し、バンバリミキサーを用いてこれらを均一に混練りして表1に示される各々の実施例、比較例のゴム組成物を調製した。得られたゴム組成物を148℃、30分間加硫し、加硫後のゴム組成物を調製した。
[Preparation of rubber composition and rubber composition after vulcanization]
Each component shown in Table 1 is blended in the blending amount (part by mass) shown in the same table, and these are uniformly kneaded using a Bambari mixer to uniformly knead the rubber compositions of the respective Examples and Comparative Examples shown in Table 1. The thing was prepared. The obtained rubber composition was vulcanized at 148 ° C. for 30 minutes to prepare a vulcanized rubber composition.

〔加硫後物性〕
<M50>
調製した各加硫後のゴム組成物から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、M50(MPa)を室温にて測定した。得られた結果は比較例1を100とする指数として、表1に示した。この値が大きいほど、小荷重のコンベヤベルトのカバーゴム層に用いた場合に、耐摩耗性に優れる。
<損失正接(tanδ)>
調製した各加硫後の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正接(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。得られた結果は、比較例1を100とする指数として、表1に示した。この値が小さいほど、高速稼動のコンベヤベルトのカバーゴム層に用いた場合に、耐摩耗性に優れる。
<ピコ摩耗>
加硫後のゴム組成物のピコ摩耗を、JIS K6264に準拠して、FERRY MACHINE CO.社製ピコ摩耗試験機を用いて測定した。測定条件は、荷重44N、ターンテーブルの回転速度を毎分60±2回、ターンテーブルの合計回転数80回(正回転20回と逆回転20回を各々2回交互に行う)とした。得られた結果は、比較例1を100とする指数として、表1に示した。この指数が小さいほど、大荷重かつ低速稼動のコンベヤベルトのカバーゴム層に用いた場合に、耐摩耗性に優れる。
[Physical characteristics after vulcanization]
<M50>
Using a test piece punched into a No. 3 dumbbell shape from each of the prepared rubber compositions after vulcanization, a tensile test was performed at a tensile speed of 500 mm / min according to JIS K6251-2004, and M50 (MPa) was brought to room temperature. Was measured. The obtained results are shown in Table 1 as an index with Comparative Example 1 as 100. The larger this value is, the more excellent the wear resistance is when used for the cover rubber layer of a conveyor belt with a small load.
<Loss tangent (tan δ)>
Using a test piece cut out from each prepared rubber composition after vulcanization into a strip shape (length 20 mm x width 5 mm x thickness 2 mm), measure the loss tangent (tan δ) using a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. did. The measurement was carried out under a measurement temperature of 20 ° C. by stretching by 10% and applying vibration having an amplitude of ± 2% at a frequency of 10 Hz. The obtained results are shown in Table 1 as an index with Comparative Example 1 as 100. The smaller this value is, the more excellent the wear resistance is when used for the cover rubber layer of a conveyor belt operating at high speed.
<Pico wear>
Pico wear of the rubber composition after vulcanization according to JIS K6264, FERRY MACHINE CO. It was measured using a pico wear tester manufactured by the company. The measurement conditions were a load of 44 N, a turntable rotation speed of 60 ± 2 times per minute, and a total turntable rotation speed of 80 times (20 forward rotations and 20 reverse rotations were alternately performed twice each). The obtained results are shown in Table 1 as an index with Comparative Example 1 as 100. The smaller this index is, the more excellent the wear resistance is when used for the cover rubber layer of a conveyor belt that operates at a large load and at a low speed.

Figure 0006904328
Figure 0006904328

Figure 0006904328
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上記表1に示す各組成成分としては、以下に示すものを用いた。
・NR:天然ゴム(RSS#3)
・BR1:ブタジエンゴム(Nipol BR1220、重量平均分子量46万、日本ゼオン社製、長鎖分岐指数9.5、ムーニー粘度44、コバルト系触媒の存在下でブタジエンを重合させて得られたブタジエンゴム)
・BR2:ブタジエンゴム(Ubepol BR−360L、重量平均分子量56万、宇部興産社製、長鎖分岐指数7.3、ムーニー粘度54、コバルト系触媒の存在下でブタジエンを重合させて得られたブタジエンゴム)
・BR3:ブタジエンゴム(Buna CB21、重量平均分子量77万、ランクセス社製、長鎖分岐指数8.5、ムーニー粘度73、ネオジウム系触媒の存在下でブタジエンを重合させて得られたブタジエンゴム)
・CB1:カーボンブラック(ショウブラックN110、窒素吸着比表面積144m2/g、ジブチルフタレート吸油量115ml/100g、SAFグレード、キャボットジャパン社製)
・CB2:カーボンブラック(ショウブラックN234、窒素吸着比表面積123m2/g、ジブチルフタレート吸油量123ml/100g、ISAF−HSグレード、キャボットジャパン社製)
・CB3:カーボンブラック(ショウブラックN326、窒素吸着比表面積81m2/g、ジブチルフタレート吸油量75ml/100g、HAF−LSグレード、キャボットジャパン社製)
・CB4:カーボンブラック(ショウブラックN220、窒素吸着比表面積111m2/g、ジブチルフタレート吸油量115ml/100g、ISAF−LSグレード、キャボットジャパン社製)
・CB5:カーボンブラック(ショウブラックN339、窒素吸着比表面積88m2/g、ジブチルフタレート吸油量121ml/100g、HAF−HSグレード、キャボットジャパン社製)
・U−PE:超高分子量ポリエチレン(ミペロンXM220、粘度平均分子量220万、平均粒径20μm、三井化学社製)
・老化防止剤6C:アンチゲン6C(住友化学社製)
・酸化亜鉛:酸化亜鉛3種(正同化学工業社製)
・ステアリン酸:ステアリン酸YR(日油社製)
・パラフィンワックス:OZOACE−0015(日本精蝋社製)
・アロマオイル:A−OMIX(三共油化工業社製)
・加硫促進剤NS:ノクセラーNS−P(大内新興化学工業社製)
・硫黄:金華印油入微粉硫黄(鶴見化学工業社製)
As each composition component shown in Table 1 above, those shown below were used.
・ NR: Natural rubber (RSS # 3)
BR1: Butadiene rubber (Nipol BR1220, weight average molecular weight 460,000, manufactured by Zeon Corporation, long chain branching index 9.5, Mooney viscosity 44, butadiene rubber obtained by polymerizing butadiene in the presence of a cobalt-based catalyst)
BR2: Butadiene rubber (Ubepol BR-360L, weight average molecular weight 560,000, manufactured by Ube Industries, Ltd., long chain branching index 7.3, Mooney viscosity 54, butadiene obtained by polymerizing butadiene in the presence of a cobalt-based catalyst. Rubber)
BR3: Butadiene rubber (Buna CB21, weight average molecular weight 770,000, manufactured by LANXESS, long chain branching index 8.5, Mooney viscosity 73, butadiene rubber obtained by polymerizing butadiene in the presence of a neodymium catalyst)
CB1: Carbon black (Show Black N110, Nitrogen adsorption specific surface area 144 m 2 / g, Dibutyl phthalate oil absorption 115 ml / 100 g, SAF grade, manufactured by Cabot Japan)
-CB2: Carbon black (Show Black N234, Nitrogen adsorption specific surface area 123 m 2 / g, Dibutylphthalate oil absorption 123 ml / 100 g, ISAF-HS grade, manufactured by Cabot Japan)
-CB3: Carbon black (Show Black N326, nitrogen adsorption specific surface area 81 m 2 / g, dibutyl phthalate oil absorption 75 ml / 100 g, HAF-LS grade, manufactured by Cabot Japan)
-CB4: Carbon black (Show Black N220, Nitrogen adsorption specific surface area 111 m 2 / g, Dibutylphthalate oil absorption 115 ml / 100 g, ISAF-LS grade, manufactured by Cabot Japan)
-CB5: Carbon black (Show Black N339, Nitrogen adsorption specific surface area 88 m 2 / g, Dibutyl phthalate oil absorption 121 ml / 100 g, HAF-HS grade, manufactured by Cabot Japan)
-U-PE: Ultra high molecular weight polyethylene (Miperon XM220, viscosity average molecular weight 2.2 million, average particle size 20 μm, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
・ Anti-aging agent 6C: Antigen 6C (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
・ Zinc oxide: 3 types of zinc oxide (manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.)
-Stearic acid: YR stearic acid (manufactured by NOF CORPORATION)
-Paraffin wax: OZOACE-0015 (manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd.)
・ Aroma oil: A-OMIX (manufactured by Sankyo Yuka Kogyo Co., Ltd.)
-Vulcanization accelerator NS: Noxeller NS-P (manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
・ Sulfur: Fine sulfur powder containing Jinhua stamp oil (manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.)

表1に示す結果から、実施例1は、比較例1と比較して、加硫後のゴム組成物のM50が大きく、損失正接(tanδ)およびピコ摩耗が小さく、耐摩耗性に優れることがわかった。比較例1、および、比較例2〜5では所望の効果は得られなかった。
実施例1、実施例2および実施例3とを比較すると、重量平均分子量が50万〜100万のBRを含有する実施例2よび実施例3は、加硫後のM50および損失正接がより優れ、小荷重および/または高速稼動のコンベヤベルトのカバーゴム層に用いた場合に、より優れた耐摩耗性を有することがわかった。なかでも含有するブタジエンゴムの重量平均分子量と長鎖分岐指数(LCB値)の比(重量平均分子量/長鎖分岐指数)が9.0×10である実施例3は、7.6×10である実施例2と比較して、加硫後のM50および損失正接がさらに優れることがわかった。
また、実施例6、10、および、11と、実施例1とを比較すると、カーボンブラック(CB)の窒素吸着比表面積が85〜125m2/gであり、ジブチルフタレート吸油量が110〜125ml/100gであると、加硫後のゴム組成物のM50がより大きく、損失正接がより小さくなり、結果として加硫後のゴム組成物の耐摩耗性がより優れることがわかった。
From the results shown in Table 1, it can be seen that Example 1 has a larger M50 of the vulcanized rubber composition, less loss tangent (tan δ) and pico wear, and is excellent in wear resistance as compared with Comparative Example 1. all right. The desired effect was not obtained in Comparative Example 1 and Comparative Examples 2 to 5.
Comparing Example 1, Example 2 and Example 3, Example 2 and Example 3 containing BR having a weight average molecular weight of 500,000 to 1,000,000 have better M50 and loss tangent after vulcanization. , It was found to have better wear resistance when used in the cover rubber layer of conveyor belts with small loads and / or high speed operation. The ratio embodiment (weight average molecular weight / the long chain branching index) is 9.0 × 10 4 Examples of weight average molecular weight and long chain branching index of butadiene rubber (LCB value) 3 containing among others is, 7.6 × 10 4 a is compared to example 2, is M50 and loss tangent after vulcanization was found that further excellent.
Comparing Examples 6, 10 and 11 with Example 1, the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black (CB) was 85 to 125 m 2 / g, and the oil absorption of dibutylphthalate was 110 to 125 ml / g. It was found that when the amount was 100 g, the M50 of the vulcanized rubber composition was larger and the loss tangent was smaller, and as a result, the wear resistance of the vulcanized rubber composition was more excellent.

10 コンベヤベルト
1 補強層
2 上面カバーゴム層
3 下面カバーゴム層
2a、3a 外層
2b、3b 内層
4 搬送面
10 Conveyor belt 1 Reinforcing layer 2 Top cover rubber layer 3 Bottom cover rubber layer 2a, 3a Outer layer 2b, 3b Inner layer 4 Conveyor surface

Claims (5)

末端変性されていないブタジエンゴムを75〜100質量%含有するゴム成分と、超高分子量ポリエチレンと、カーボンブラックとを含有し、
前記超高分子量ポリエチレンの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して1.0〜15.0質量部であり、
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25〜45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85〜160m2/gであり、ジブチルフタレート吸油量が105〜140ml/100gである、コンベヤベルト用ゴム組成物。
It contains a rubber component containing 75 to 100% by mass of unmodified butadiene rubber, ultra-high molecular weight polyethylene, and carbon black.
The content of the ultra-high molecular weight polyethylene is 1.0 to 15.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
The content of the carbon black is 25 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
A rubber composition for a conveyor belt, wherein the carbon black has a nitrogen adsorption specific surface area of 85 to 160 m 2 / g and a dibutylphthalate oil absorption amount of 105 to 140 ml / 100 g.
前記ブタジエンゴムの重量平均分子量が50万〜100万である、請求項1に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。 The rubber composition for a conveyor belt according to claim 1, wherein the butadiene rubber has a weight average molecular weight of 500,000 to 1,000,000. 前記ブタジエンゴムの長鎖分岐指数に対する、前記ブタジエンゴムの重量平均分子量の比が、5.5×104〜16.6×104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。 The rubber composition for a conveyor belt according to claim 1 or 2, wherein the ratio of the weight average molecular weight of the butadiene rubber to the long chain branching index of the butadiene rubber is 5.5 × 10 4 to 16.6 × 10 4. .. 前記超高分子量ポリエチレンの粘度平均分子量が50万〜400万である、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。 The rubber composition for a conveyor belt according to any one of claims 1 to 3, wherein the ultra-high molecular weight polyethylene has a viscosity average molecular weight of 500,000 to 4,000,000. 上面カバーゴム層と、補強層と、下面カバーゴム層とを有し、
少なくとも前記上面カバーゴム層に請求項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を用いたコンベヤベルト。
It has an upper surface cover rubber layer, a reinforcing layer, and a lower surface cover rubber layer.
A conveyor belt using at least the rubber composition for a conveyor belt according to any one of claims 1 to 4 on the upper surface cover rubber layer.
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