JPS60177042A - ゴムベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、耐カット性および耐摩耗性に優れるゴム組
′酸物をカバーゴム部に使用するゴムベルトに関するも
のである。

コンベヤゴムベルトなどのゴムベルトハ、カバーゴムと
綿布や化学繊維布などの布層とに分けられる。

コンベヤベルトのカバーゴムにとくに要求される物性は
耐摩耗性、耐カット性であり、これらの物性がベルトの
耐久性を決定するが、測定が簡単なためか引張強さが代
表特性として採用され、ベルトのグレードは引張強さに
よって規定されている。この最高級品は英国規格Ａグレ
ードの２４７＼。

Ｋｆ／−以上である。そのため高級ベルトのカバーゴム
は天然ゴム単独ないしは主体の配合で製造されている。

特に被運搬物が大きくて角が鋭利である場合にはチップ
カットが主体の摩耗が起るので。

合成ゴム系のカバーゴムと比較して耐カット性の良好な
天然ゴム系のカバーゴムが生々して使用されている。し
かし、天然ゴム単独ないしは主体のカバーゴムは、耐摩
耗性が低く耐カット性も充分満足のいく程高くはないと
いう欠点を有している。

そこで、カバーゴムの耐カット性および耐摩耗性を改良
するために種々の試みがなされたが、耐摩耗性の改良が
不充分であったり、かえってゴム組成物のムーニー粘度
が大きくなってカバーゴムの成型性が悪くなったりして
満足のいくものではなかった。

すなわち、カバーゴムの耐カット性および耐摩耗性を改
良するだめに、カーボンブラックの配合量を多くしたゴ
ム組成物を使用しても、削カット性および耐摩耗性は改
良されるが充分ではなくかえって組成物のムーニー粘度
が高くなり製品の重量も増加するという欠点があシ、逆
にカーボンブラックの配合量を少くしたゴム組成物を使
用すると、耐カット性および耐摩耗性が悪化するという
欠点がある。

また、短繊維を単に配合したゴム組成物は、短繊維の径
が太きくしかも短繊維とゴムとの結合が不十分なのでム
ーニー粘度が大きくなったり、耐カット性、耐摩耗性が
低下したりする。

この発明者らは、成型性に優れ、耐久性の良好なゴムベ
ルトを得ることを目的として鋭意研究した結果、この発
明において使用する特定の強化ゴム組成物を配合し、各
成分を特定の割合で配合することによって得られるゴム
組成物をカバーゴム部に使用することによって前記目的
が達成されることを見出しこの発明を完成した。

すなわち、この発明は、加硫可能なゴムが連続相であり
これにポリマー分子中に　１１　基を有−（３ＮＨ− する熱可塑性ポリマーの微細な短繊維状物が分散してお
り、かつ該短繊維状物の界面において前記ポリマーと加
硫可能なゴムとがノボラック型フェノール樹脂を介して
グラフトしている強化ゴム組成エン糸ゴム（Ｂ）、およ
びカーボンブラック（Ｃ）を配合してなシ、かつ下記（
１）乃至（ｉｉｉ）の条件を満足するゴム組成物をカバ
ーゴム部に使用することを特徴とするゴムベルトに関す
るものである。

（１）前記熱可塑性ポリマーの量は全ゴム成分１００重
量部に対して１〜２０重量部であり。

（ｉｉ）　（Ａ）成分及び（Ｂ）成分中の天然ゴム及び
／又はポリインプレン合計の割合が全ゴム成分に対して
４０〜１００重量係であり。

（１ｉｉ）　カーボンブラックの量は全ゴム成分１００
重量部に対して６０〜７０重量部である。

この発明のゴムベルトは、カバーゴムの耐カット性およ
び耐摩耗性が良好で、引張強度も大きく。

しかも成型性が従来のものと比較して同等ないしはむし
ろ優れている。

この発明においては、加硫可能なゴムが連続相であシこ
れにポリマー分子中に　１１　基を有すＣＮＨ− る熱可塑性ポリマーの微細な短繊維状物が分散しており
、かつ該短繊維状物の界面において前記ポリマーと加硫
可能なゴムとがノボラック型フェノール樹脂を介してグ
ラフトしている強化ゴム組成物を配合することが必要で
あり、これによってポリマーの繊維状物を配合するにも
拘らず、成型性に優れるゴム組成物が製造でき、−この
組成物をカバーゴムに使用して引張強度については英国
規格のＡグレードの条件を充分満足し、しかも耐摩耗性
・１ｆｕ−１カツト性の優れたゴムベルトを製造できる
。

前記の加硫可能なゴムとしては、天然ゴム、ポリイソプ
レン、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム。

臭素化ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、これらの
混合物を挙げることができる。これらのゴムの中でも天
然ゴムが好ましい。ゴムとして合成ゴムを使用する場合
には、粘着付与剤を配合したゴムを使用するのが好まし
い。前記の粘着付与剤としては、ゴムとの相浴性に優れ
ており合成ゴムに対して粘着付与の効果を有する非反応
性ないしは極めて反応性の低い（すなわち、加熱によっ
ては合成ゴムと実質的に反応しない）すべての粘着付与
剤を使用することができ２例えば、クマロンインデン樹
脂などのクマロン樹脂、非反応性フェノール樹脂などの
非反応性フェノールホルムアルデヒド樹脂・アルキルフ
ェノールアセチレン系樹脂、テルペン・フェノール樹脂
、ポリテルペン樹脂、炭化水素系粘着化樹脂やポリブテ
ンなどの石油系炭化水素樹脂、樹脂酸亜鉛などのロジン
誘導体、これらの混合物を挙げることができる。粘着付
与剤は、ゴム１００重量部に対して０．５〜２０重量部
、特に０．５〜１０重量部の割合で配合するのが好まし
い。

前記の熱可塑性ポリマーの微細な短繊維状物は。

融点が１９０〜２６５℃、好ましくは１９０〜２２５℃
、特に好ましくは２００〜２２０℃の、ナイロン６、す
（ロン６１０．ナイロン１２．ナイロン６１１、ナイロ
ン６１２などのナイロン、ポリへブタメチレン尿素、ポ
リウンデカメチレン尿素などのポリ尿素やポリウレタン
などのポリマー分子中に　■　基を有する熱可塑性ポリ
マー、好まＯＮＨ− しくはナイロンから形成されておシ、平均径が０．０５
〜０．８μであり９円形状断面で、繊維長が１０μ以上
でかつその９０重量多以上が１０００μ以下の微細な短
繊維状の形態で加硫可能なゴム中に分散している。

しかも、前記の短繊維状物の界面において、ポリマー分
子中に　１１　基を有する熱可塑性ポリ−Ｃ！ＮＨ− マーと加硫可能なゴムとがノボラック型フェノール樹脂
（以下単にノボラックと略記することもある）を介して
グラフトしている。

前記のノボラックとは、それ自体公知の触媒。

例えば硫酸、塩酸、リン酸、シュウ酸などの酸を触媒ト
して、フェノール、ビスフェノール類などのフェノール
類とホルムアルデヒド（パラホルムアルデヒドでもよい
）とを縮合反応させることによって得られる可溶可融の
樹脂およびその変形物（変性物）である。ノボラックと
して１例えば。

ノボラック型フェノールホルムアルデヒド初期縮合物、
ノボラック型ラクタム−ビスフェノールＦ−ホルムアル
テヒド初期縮合物、ノボラック型スチレン化フェノール
−フェノール−ホルムアルデヒド初期縮合物などを好適
に使用できる。

この発明においては、使用する強化ゴム組成物において
加硫可能なゴムに分散されているポリマー分子中に一６
ＮＨ−基を有する熱可塑性ポリマーの微細な短繊維状物
の強度が犬きく、シがも該短繊維状物の界面において前
記熱可塑性ポリマーと加硫可能なゴムとがノボラックを
介してグラフト結合しているため、ムーニー粘度が小き
くて成型性に優れるゴム組成物ができ、この組成物をカ
バーゴムに使用して耐摩耗性、耐カット性の良いゴムベ
ルトを製造できる。

前記の強化ゴム組成物は１例えば、加硫可能なゴム好ま
しくは天然ゴム１００重量部と、前記熱可塑性ポリマー
１〜２００重量部（天然ゴムの場合には１〜１２０重量
部）と、場合により粘着付与剤０．５〜２ｏ：ａＫ４ｉ
；部と、これらゴムと熱ｉ＋Ｊ’塑性ポリマーとの合計
量１００重量部当り０．２〜５重量部のノボラックと、
ノボラック１００重量部当り１〜５０重量部のホルムア
ルデヒド供与体とを熱可塑性ポリマーの融点以上の温度
、特に熱可塑性ポリマーの融点より５℃以上高く２６０
℃以下の温度で、プラベンダープラストグラフ、バンバ
リーεキサ−、ロール、押出機などを用いて１〜３０分
間混練し、混練物を特に熱可塑性ポリマーの融点以上で
かつ２７０℃以下の温度で押出し・ついで巻き取ること
によって、前記ゴムを連続相とし、前記熱可塑性ポリマ
ーを微細な繊維状物としてゴム中に分散せしめ、かつ該
繊維状物の界面において前記熱可塑性ポリマーとゴムと
をノボラックを介してグラフトせしめる方法によって製
造することができる。前記の方法において、押出したス
トランドを巻き取り（引き取り）、ついでこのストラン
ドを熱可塑性ポリマーの融点より低い温度で圧延（延伸
）してもよい。

特に、この発明において、加硫可能なゴムに分散されて
いる熱【ｊ」゛塑性ポリマーの微細な短繊維状物の重量
に対する熱可塑性ポリマーにグラフト結合している加硫
用能なゴムのＭ量の割合（加硫可能なゴム／熱可塑性ポ
リマーの微細な短繊維状物）で示されるグラフト率がろ
〜２５重量％となるように繊維状物を形成する熱可塑性
ポリマーと加硫可能なゴムとがノボラックを介してグラ
フト結合していることが好ましい。

前記のホルムアルデヒド供与体としては、加熱によシホ
ルムアルデヒドを発生する化合物が使用される。例えば
、ホルムアルデヒド供与体として。

ヘキサメチレンテトラミン、アセトアルデヒドアンモニ
ア：　Ｃ０Ｈ３−８Ｒ−ＮＨｚ］ｓ’パラホルムアルデ
ヒド、α−ポリオキシメチレン、多価メチロールメラミ
ン誘導体、オキサゾリジン誘導体、多価メチロール化ア
セチレン尿素などが挙げられる。

前記の方法においては上記のノボラックおよびホルムア
ルデヒド供与体を使用し、加硫可能なゴムとポリマー分
子中に一６ＮＨ−基を有する熱可塑性ポリマーとノボラ
ックとホルムアルデヒド供与体とを前述のように混練す
ることによって、加硫可能なゴムと前記熱可塑性ポリマ
ーとをノボラックを介してグラフト結合させるとともに
、加硫可能なゴム中に前記熱可塑性ポリマーを微細（分
散した熱可塑性ポリマーの粒径は通常１〜２μである。

）に均一に分散させることができる。

また、前記の方法においては押出物を巻き取ることによ
って、得られる強化ゴム組成物の加硫可能なゴム中の熱
可塑性ポリマーは微細な短繊維状物となるのである。

この発明に使用するカバーゴム用ゴム組成物は。

前記の強化ゴム組成物（Ａ）、≠６．ｔ≠デ≠→中≠牟
→−−−→−Ｈ←→ジエン系ゴム（＋３１　、およびカ
ーメリブタジエン、スチレンーブタジェン共重合体ゴム
・イソプレン−イソブチレン共重合体などが挙げられる
。

前記のカーボンブラックとしては９粒子径１５〜５０ｍ
μ、ジブチルフタレー）　（Ｄ　Ｂ　’Ｐ　）吸油量７
０〜１３０ｍ１／１００ｆのものが好適に使用される。

特にカーボンブラックとしてＮ−１００〜Ｎ−５５０が
好適に使用される。

前記各成分を、（ｉ）前記熱可塑性ポリマーの量は全ゴ
ム成分１００重量部に対して１〜２０重量部。

好ましくは２〜１５重量部であり、　１ｉ）（Ａ）成分
及び（Ｂ）成分中の天然ゴム及び／又はポリイソプレン
合計の割合が全ゴム成分に対して４０〜１００重量％、
好ましくは１００〜６０重情チであり、（ロ）カーボン
ブラックの量は全ゴム成分１００重量部に対して３０〜
７０重量部であシ、好ましくは加硫物のかたさがＪＩＳ
、Ａ形かたさ計で５０〜７０°であるとの各条件を満足
すべく配合する。熱可塑性ポリマー（微細な短繊維状物
）のｆｌｌ・が前記下限より少ないと友バーゴムの耐摩
耗性、耐カット性が低下し、前記上限より多いと配合物
のムーニー粘度が大きくなりいずれの場合もゴムホース
成型性が悪化する傾向にある。カーボンブラックの量が
前記下限より少ないと加硫物のかたさ、耐摩耗性。

引張強さが低下し、前記上限より多いと組成物のムーニ
ー粘度が大きくなりすぎてゴムベルト成型性が悪化する
傾向にある。また、ゴムの割合が前記範囲外であると加
硫物の引張強さが低下する。

この発明に使用するゴム組成物は前記各成分をバンバリ
ーミキサ−、ロールなどの混線機を用い５０〜１８０℃
で１〜６０分間程分間線することによって得ることがで
きる。このゴム組成物には。

加硫剤などの添加剤が配合される。

加硫剤としては公知の加硫剤、たとえばイオウ。

有機過酸化剤、含イオウ化合物などを使用するこ。

とができる。加硫剤をゴム組成物に配合する方法につい
ては特に制限はなく、それ自体公知の配合方法を採用す
ることができる。加硫剤と共に、ホワイトカーボン、活
性化炭酸カルシウム、超微粉けい酸マグネシウム、ハイ
スチレン樹脂、クマロンインデン樹脂、フェノール樹脂
、リグニン、変性メラミン樹脂１右油樹脂など補強剤、
各種グレードの炭酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウ
ム。

クレー、亜鉛華、けいそう土、再生ゴム、粉末ゴム、エ
ボナイト粉末などの充填剤、アルデヒド。

アンモニア類、アルデヒド・アミン類、グアニジン類、
チオウレア類、チアゾール類、チウラム類。

ジチオカーバメート類、キサンテート類などの加硫促進
剤、金属酸化物、脂肪酸などの加硫促進助剤、アミン・
アルデヒド類、アミン・ケト／類！アミン類、フェノー
ル類、イミダゾール類、含イオウ系あるいは含すン系老
化防止剤、ナフテン系やアロマティック系のプロセス油
などをこの発明の効果を損わない範囲で配合して組成物
を調製することができる。耐チップカット性の改善のた
めにホワイトカーボンとシランカップリング剤を適当量
カーボンブラックと併用してもよい。プロセスオイルは
加硫物の機械的性能がよいアロマティック系を割合少量
（０〜２０ｐｈｒ）使用するのが好ましい。老化防止済
りは劇オゾン用と耐熱老化用の老化防止剤とパラフィン
ワックスを併用するのが好ましい。その量は合計で２〜
１０ｐｈｒでよい。

加硫系は加硫促進剤（スルフェンアミド系、チアゾール
系が好ましい）とイオウを使用する。加工上の安全のた
めリターダ−を適当量使用してもよい。

以下に実施例および比較例を示す。以下の記載で部は重
量部を示す。

以下の各側において、ゴム組成物のムーニー粘度はＪＩ
ＥｉＫ６３０’Ｄに従い、加硫物のかたさ。

引張強さはＪＩＳＫ６３０１に従い、ピコ摩耗はＡＳＴ
’ＭＤ２２２８に従って測定した。耐カット性は３０Ｘ
５０Ｘ２１ｇの試験片でデュポン衝撃試験機を用いて測
定した。ただし受け台の刃先角度は４５°、直径は１．
２７ｃｍ、落錘重量はろ００２とし、１０個の試験片の
半数に傷が入る点を破壊点とした。

実施例１ ）５０℃のバジバリーミキサーに天然ゴム１００部、老
化防止剤（大向新興製ツクラックＧ−１）１．０部およ
び６−ナイロン５０部を投入し、４分間混練した。この
間にミキサー内の温度は２３０℃まで士別し、６−ナイ
ロンは溶融した。次にノボラック型フェノール−ホルム
アルデヒド初期縮合物２．２５部を添加して７分間混練
後、ヘキサメチレンテトラミン０．２２５部を投入し、
２．５分間混練してグラフト反応させた後ダンプした。

得られた混練物を内径２關のダイを用いて押出機から押
出し後、ドラフト比９で３５ｍ／分の速度で延伸した。

更にこの延伸物をロール間隙０−２１１１１１１で約１
０倍に圧延し・て強化ゴム組成物（試料１）を得た。

９０℃にセットしたバンバリーで第２表に示す配合処方
のうち加硫促進剤、イオウを除く配合剤を混練し、その
後ロールで加硫促進剤、イオウを添加してベルトカバー
ゴム組成物を得た。加硫は１４５℃で行い、結果を１と
めて第１表および第２表に示す。

分別、グラフト率測定 実施例１で得られた強化ゴム組成物２１をベンゼン２０
０罰に室温で添加し１強化ゴム組成物中のゴム分を溶解
させ、得られたスラリーを室温で遠心分離して溶液部分
と沈殿部分とに分けた。沈殿部分について前記の操作を
７回繰りかえし行なった後、沈殿部分を乾燥してナイロ
ン繊維状物を得た。このナイロン繊維状物をフェノール
とオルソジクロルベンゼンの１：３（重量比）の混合溶
媒に溶解させて＋　’Ｈの核磁気共鳴スペクトル（ＮＭ
Ｒ）テ分析（内部標準テトラメチルシラン）　Ｌ、　Ｎ
ＭＲチャートから天然ゴムに起因するメチル基および、
メチレン基、６−ナイロンに起因するＣＯ基に隣、接し
たメチレン基、ＮＨ基に隣接°したメチレン基。

ＮＨ基に隣接したメチレン基および他の６個のメチレン
基の各々のピークについて、切シ取シ面積法により６−
ナイロンと天然ゴムとのモル比をめて、グラフト率を算
出した。

また前記のナイロン繊維状物の形状を、繊維状物約２０
０本についてＩ　ＪＯＯ’０倍の倍率で走査型顕微鏡を
用いて測定した。繊維状物は断面円形の極めて細い短繊
維状物であった。結果を第１表に示す。

実施例２ ノボラック型ラクタム−ビスフェノールＦ−ホルムアル
デヒド初期縮合物を使用した他は実施例１と同様にして
強化ゴム組成物（試料２）を得。

この強化ゴム組成物を使用した他は実施例１と同様にし
てベルトカバーゴム組成物を得た。結果をまとめて第１
表および第２表に示す。

実施例ろ スチレン化フェノール−フェノール−ホルムアルデヒド
初期縮合物を使用した他は実施例１と同様にして強化ゴ
ム組成物（試料３）を得、この強化ゴム組成物を使用し
た他は実施例２と同様にしてベルトカバーゴム組成物を
得た。結果をまとめて第１表および第２表に示す。

実施例４ 天然ゴムに投入する６−ナイロンの量を１００部にかえ
た他は実施例１と同様にして強化ゴム組成物（試料４）
を得、この強化ゴム組成物を使用し、第２表に示す配合
のベルトカバーゴム組成物を得だ。結果をまとめで第１
表および第２表に示す。

実施例５ 天然ゴムに投入する６−ナイロンの量を２０部にかえた
他は実施例１と同様にして強化ゴム組成物（試料５）を
得、この強化ゴム組成物を使用して第２表に示す配合の
ベルトカバーゴム組成物を得た。結果をまとめて第１表
および第２表に示す。

実施例６〜９ 各成分の配合割合を第２表に示すように変えた他は実施
例１と同様にしてベルトカバーゴム組成物を得た。結果
をまとめて第２表に示す。

比較例１ 強化ゴム組成物を使用しないで各成分の割合を第２表に
示すように変えた他は実施例１と同様にしてベルトカバ
ーゴム組成物を得た。結果をまとめて第２表に示す。

第　１　表 なお、試料１〜５の各強化ゴム組成物中に分散されてい
るナイロン繊維状物の繊維長はいずれも約２００μ以下
（ｕ゛１算による）である。

坤 し 古 屓 過 宍 べ ÷　°３ し Ｊ 剪 ：！！！　。

砦　°゛ 起　？ °日 ｆえ 如 冨 蕃 漱古煉 Ｊ煉Ｋ ）　−・ｅ 似○× 藁 （注１）　Ｊ３Ｒ：ポリブタジェンゴム（ｕＢｇｐｏｂ
−ＢＲｌｏｏ、宇部興産■製） （注２）　ＳＢＲ：スチレンブタジェン共重合ゴム（Ｓ
ＢＲ１５００１日本合成ゴム■製）（注３）　他の配合
剤 亜鉛華６部、ステアリン酸２部、老化防止剤Ｎ−フェニ
ル−Ｎ／　、ｒソプロピルーｐ−フェニレンジアミン１
，５部、ポリ（２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒ
ドロキノリン）１部、パラフィンワックス２部、加硫促
進剤Ｎ−オキシジエチレン−２−ペンゾチアゾイルスル
フェンアｉド１部、イオウ２部 特許出願人　宇部興産株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 加硫可能なゴムが連続相でありこれにポリマー分子中に
   　１　基を有する熱可塑性ポリマーの０ＮＨ− 微細な短繊維状物が分散しており、かつ該短繊維状物の
   界面において前記ポリマーと加硫可能なゴ乃至（ｉｉｉ
   ）の条件を満足するゴム組成物をカバーゴム部に使用す
   ることを特徴とするゴムベルト。 （１）前記熱可塑性ポリマーの量は全ゴム成分１００重
   量部に対して１〜２０重量部であり。 （Ｉ＋）　（Ａ）成分及び（Ｂ）成分中の天然ゴム及び
   ／又はポリイソプレン合計の割合が全ゴム成分に対して
   ４０〜１００重量％であり。 （ｉｉｉ）　カーボンブラックの量は全ゴム成分１００
   重量部に対して３０〜７０重量部である。