JPWO2015163168A1 - コンベヤベルト用コートゴム組成物 - Google Patents

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Abstract

天然ゴムとブタジエンゴムおよびSBRの少なくとも一種とのブレンドゴム100質量部当り窒素吸着比表面積50m2/g以下のカーボンブラック15〜75質量部、炭酸カルシウム25〜100質量部およびオイル40質量部以下を配合してなるコンベヤベルト用コートゴム組成物。このコンベヤベルト用コートゴム組成物においては、対帆布接着性の目安となる剥離力を改善させるばかりではなく、コンベヤベルトの耐久性を維持したまま、その省電力性を向上させることができる。さらに、シリカを5〜20質量部配合することで、通常加硫時の剥離力を維持しながら、過加硫時の帆布とのゴム付きを確保することができる。

Description

本発明は、コンベヤベルト用コートゴム組成物に関する。さらに詳しくは、コンベヤベルトのカバーゴムと帆布との間および／または帆布相互間の接着に用いられるコートゴム形成材料等として好適に用いられるコンベヤベルト用コートゴム組成物に関する。
エンドレス状のコンベヤベルトは、ヘッドプーリやテールプーリの部分での屈曲のくり返しにより、接着が不十分であるとカバーゴムの端末部がめくり上がり、エンドレス接合部分で剥離するという現象がみられ、特に上面カバーゴムの厚さが厚い場合には剥離が発生しやすい。カバーゴム端末部の剥離が芯体帆布に迄達すると、摩耗や劣化によりコンベヤベルトが切断する場合がある。
そのため、カバーゴムで芯体帆布を挟んで積層したベルト本体を、その端末部で接合させてエンドレス状に構成するコンベヤベルトの接合構造において、ベルト本体のそれぞれの端末部の上面カバーゴムを、芯体帆布から外側に向かって階段状に切除して接合面を形成し、ベルト本体のそれぞれの端末部を突き合わせた状態で接合する接合方法がとられている(特許文献１、２)。
ところで、コンベヤベルトを構成する帆布とカバーゴムとを接着させるために、カバーゴムと帆布との間または帆布相互間にコートゴム形成材料が用いられている。あるいは、これらの間の両方にコートゴム形成材料が用いられている。コートゴムと帆布との間の接着性が良好な場合には、コンベヤベルトの耐久性はすぐれている一方、コンベヤベルトのエンドレス作業において、芯体である帆布を出すための剥離作業が困難となる場合が多い。また、帆布相互間についても同様のことがいえる。易エンドレス作業性のため、コートゴム形成材料中に含有させる炭酸カルシウムの量を増量させるなどの手法がとられてはいるが、これは耐久性の悪化を招くといった問題がみられる。
本出願人は先に、帆布とカバーゴムとを接着させて構成させるコンベヤベルトの端末部同士を接合させてエンドレスベルトを作製するに際し、カバーゴムと帆布との間および／または帆布相互間の接着に用いられるコートゴム形成材料として、その接着力を適度に低下させることによりエンドレス作業を容易なものとし、しかしながら炭酸カルシウム増量によって剥離力を低下させた場合と比べて、カバーゴムと帆布間または帆布相互間の接着耐久性を改善せしめたコンベヤベルト用コートゴム組成物を提案している。すなわち、ジエン系ゴムにカーボンブラックおよび炭酸カルシウムを充填剤として配合したゴム組成物において、ジエン系ゴム82.5〜52.5質量％および再生ゴム中のゴム分17.5〜47.5質量％よりなるブレンドゴムが用いられ、ブレンドゴム100質量部当り10〜85質量部の炭酸カルシウムが用いられたコンベヤベルト用コートゴム組成物を提案している(特許文献３)。
このコンベヤベルト用コートゴム組成物を、コンベヤベルトのカバーゴムと帆布との間、帆布相互間またはこれらの間の両方向けのコートゴム形成材料として補強層形成のために用いられた場合には、その間の接着力が適度に低下し、剥離を伴うエンドレス作業を容易なものとし、しかもその間の接着耐久性は確保されており、長期間にわたりコンベヤベルトとして安定して走行させることを可能とするという所期の目的を十分に達成させる。
ここで、カバーゴムと帆布との間、帆布相互間に用いられるコートゴムには、高い剥離力と共に、耐久性の観点から帆布との良好な接着性が要求される。高い剥離力が要求される場合には、一般にはコートゴムに小粒子径のカーボンブラックを配合して高い剥離力とすることも行われるが、この場合には剥離面のゴム付き(剥離試験後、帆布表面に付着しているゴムを目視で観察し、剥離による破壊がコートゴム層の全面で起こっている場合を100％とする割合)が低下してしまう。一方、剥離面のゴム付きを良くするためには、大粒子径のカーボンブラックや多量の炭酸カルシウムを配合する方法があるが、この場合には剥離力が低下するようになる。このように、接着面における剥離力とゴム付きとは二律背反の関係にあり、これらを同時に満足させることはできない。
本出願人はさらに、カバーゴムと帆布との間および／または帆布相互間の接着に用いられるコートゴム形成材料として、カバーゴムと帆布間または帆布相互間の剥離力およびゴム付きの双方を改善せしめた加硫物を与えうるコンベヤベルト用コートゴム組成物として、ジエン系ゴムにカーボンブラックおよび炭酸カルシウムを充填剤として配合したゴム組成物において、ジエン系ゴム83.0〜97.5質量％および再生ゴム中のゴム分2.5〜17.0質量％よりなるブレンドゴムが用いられ、ブレンドゴム100質量部当たり窒素吸着比表面積30〜50m2/g、DBP吸油量95〜125ml/100gのカーボンブラック45〜75質量部および炭酸カルシウム5〜50質量部が用いられたコンベヤベルト用コートゴム組成物を提案している(特許文献４)。
また、従来のコートゴムは、帆布との接着性のみを追求していたが、省電力性が要求されるコンベヤベルトにおいては、芯体部のエネルギーロスを低下させる必要がある。コンベヤベルト走行時に積載物によりコンベヤベルトがたわむ際にエネルギーロスが生ずることから、そのエネルギーロスを低下させるコートゴムが求められている。
さらにベルト本体をその端末部同士で接合させたエンドレスベルトとして用いられる場合には、エンドレス部による再加硫などで長時間加硫で過加硫の状態となり、しかるに過加硫でも接着性能を確保する必要性がある。
しかしながら、過加硫時には帆布とのゴム付きの値が低く、良好な接着性を得ることは困難であった。過加硫時のゴム付きを改善するために、接着系配合剤を配合することもできるが、この場合には通常加硫時の剥離力が低下するのを避けることができない。
実用新案第２５６２０６９号公報 特開２０００−３４４３１８号公報 特開２００９−４０８１５号公報 特開２００９−２９２９６０号公報
本発明の主要な目的は、コンベヤベルト用コートゴム組成物において、対帆布接着性の目安となる剥離力を改善させるばかりではなく、コンベヤベルトの耐久性を維持したまま、その省電力性を向上させることにある。
本発明の他の目的は、通常加硫時の剥離力、低エネルギーロスを維持しながら、過加硫時の帆布とのゴム付きを確保でき、良好な接着性を有するコンベヤベルト用コートゴム組成物によって達成される。
本発明の主要な目的は、天然ゴムとブタジエンゴムおよびSBRの少なくとも一種とのブレンドゴム100質量部当り窒素吸着比表面積50m2/g以下のカーボンブラック15〜75質量部、炭酸カルシウム25〜100質量部およびオイル40質量部以下を配合してなるコンベヤベルト用コートゴム組成物によって達成される。
本発明の他の目的は、上記コンベヤベルト用コートゴム組成物において、カーボンブラック量が10〜65質量部、炭酸カルシウム量が20〜100質量部にそれぞれ変更され、さらにシリカを5〜20質量部配合したゴム組成物によって達成される。
本発明に係るコンベヤベルト用コートゴム組成物にあっては、ブレンドゴム100質量部当り特定性状のカーボンブラックを15〜70質量部、炭酸カルシウム25〜100質量部用いると共に、オイルを40質量部以下、好ましくは10〜35質量部配合して用いることにより、コンベヤベルトの対帆布接着性を改善させるばかりではなく、その耐久性を維持したまま、その省電力性を向上させることができる。
さらに、シリカを5〜20質量部配合することで、通常加硫時の剥離力、省電力性を維持しながら、過加硫時の帆布とのゴム付きを確保することができ、良好な接着性が示される。これによって、ベルト本体の端末部同士を良好に加硫接着させたエンドレスベルトを得ることができる。
本発明においては、天然ゴムとブタジエンゴムおよびSBRの少なくとも一種とのブレンドゴムが用いられる。ブレンドゴム中、天然ゴムは15〜65質量％、好ましくは25〜55質量％の割合で、またブタジエンゴム、SBRは85〜35質量％、好ましくは75〜45質量％の割合でそれぞれ用いられる。天然ゴムのブレンド割合がこの範囲外で用いられると、ゴム付きが悪化するようになる。なお、SBRは、乳化重合SBR、溶液重合SBRまたはこれらの油展品のいずれをも用いることができる。
カーボンブラックとしては、その窒素吸着比表面積が50m2/g以下のもの、具体的にはGPFカーボンブラック、FEFカーボンブラック、SRFカーボンブラック等が、ブレンドゴム100質量部当り15〜70質量部、好ましくは20〜65質量部の割合で用いられる。カーボンブラック量がこれよりも少ないとゴム付きが悪くなり、一方これよりも多く用いられるとエネルギーロスが大きくなる。また、これ以上の窒素吸着比表面積を有するもの、例えばHAFカーボンブラックを用いると、エネルギーロスが大きくなる。
炭酸カルシウムは、ブレンドゴム100質量部当り25〜100質量部、好ましくは30〜70質量部の割合で用いられる。炭酸カルシウム量がこれよりも少ないとゴム付きが悪くなり、一方これよりも多く用いられると、剥離力が低く、硬さも大きくなる。
オイルとしては、アロマオイル、パラフィンオイル等が用いられ、油展SBR中のオイル分もこれに換算される。オイルは、ブレンドゴム100質量部当り40質量部以下、好ましくは10〜35質量部の割合で用いられる。オイル量がこれよりも多い割合で用いられると、エネルギーロスが大きくなる。なお、特許文献３〜４の実施例では、これ以上の割合でオイルが用いられている。
本発明のコンベヤベルト用コートゴム組成物において、過加硫時の帆布とのゴム付きを改善するためには、カーボンブラック量が10〜65質量部に、炭酸カルシウム量が20〜100質量部にそれぞれ変更され、さらにシリカを5〜20質量部配合したゴム組成物が用いられる。
シリカをさらに配合することで、硬さ、tanδの値が上昇するので、これらの値を調整するために、カーボンブラック量および炭酸カルシウム量がわずかに変更される。
シリカとしては、補強性および分散性の観点から、BET比表面積(ASTM D1993-03準拠)が70〜200m2/g、好ましくは70〜190m2/gのものが用いられる。これらは、ハロゲン化けい素または有機けい素化合物の熱分解法などで製造される乾式法シリカやけい酸ナトリウムの酸による分解法などで製造される湿式法シリカなどであり、コストおよび性能の面から、湿式法シリカが好んで用いられる。実際には、ゴム工業用として上市されている市販品をそのまま用いることができる。
その配合割合は、一般にブレンドゴム100質量部当り5〜20質量部、好ましくは10〜15質量部であり、シリカの配合は過加硫時の帆布とのゴム付きを改善させる。シリカの配合割合がこれよりも少ないと、所望の帆布とのゴム付きが改善されず、一方これよりも多い配合割合で用いられると、エネルギーロスが大きくなる。
このようにシリカに求められる特性およびジエン系ゴムとの分散性(シリカはゴムポリマーとの親和性に乏しく、またゴム中でシリカ同士がシラノール基を通して水素結合を生成し、シリカのゴム中への分散性を低下させる性質を有する)を高めるために、シランカップリング剤が配合されることが好ましい。シランカップリング剤としては、シリカ表面のシラノール基と反応するアルコキシシリル基とポリマーと反応するイオウ連鎖を有するポリスルフィド系シランカップリング剤、例えばビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド等が好んで用いられる。
コンベヤベルト用コートゴム組成物の加硫は、硫黄およびチアゾール系(MBT、MBTS、ZnMBT等)、スルフェンアミド系(CBS、DCBS、BBS等)、グアニジン系(DPG、DOTG、OTBG等)、チウラム系(TMTD、TMTM、TBzTD、TETD、TBTD等)、ジチオカルバミン酸塩系(ZTC、NaBDC等)、キサントゲン酸塩系(ZnBX等)等の加硫促進剤のいずれか一種類以上を用いて行われる。硫黄または各種加硫促進剤は、ブレンドゴム100質量部当り約1〜5質量部、好ましくは約2〜4質量部の割合で用いられる。過加硫は、用いられた硫黄または各種加硫促進剤の使用量が多くても生ずるが、それよりも加硫時間による影響の方がはるかに大きい。
本発明に係るコンベヤベルト用コートゴム組成物には、以上の各成分に加えて、加硫助剤、加硫遅延剤および本発明の目的を損なわない範囲で、各種配合剤、例えばカーボンブラック、炭酸カルシウム、シリカ以外の各種補強剤(充填剤)、老化防止剤、酸化防止剤、顔料(染料)、可塑剤、難燃剤、溶剤、界面活性剤(レベリング剤を含む)、分散剤、脱水剤、防錆剤、接着付与剤、帯電防止剤、フィラー(充填剤)、加工助剤等が適宜配合される。
得られたコンベヤベルト用コートゴム組成物は、ロール、ニーダ、バンバリーミキサ等を用いて混練りされた後、コートゴム形成材料として、コンベヤベルトのカバーゴムと帆布との間または帆布相互間(あるいはこれら両方)の接着に用いられる。具体的には、カレンダロール等を用いてコンベヤベルト用コートゴム組成物を帆布の両面と圧着させてシート状補強層とした後、このシート状補強層を少なくとも１層以上積層し、その上下にそれぞれ上面および下面カバーゴムを積層する。その後、例えば約140〜170℃の温度で約10〜60分間加圧することによりカバーゴムと帆布との間の接着が行われ、コンベヤベルトが作製される。帆布は、ナイロン、ポリエステル、ビニロン、アラミド等の有機繊維を帆布状に織成し、芯体補強層として使用される。
この際、ベルト本体をその端末部同士で接合させたエンドレスベルトとして用いられる場合には、エンドレス部による再加硫などで長時間加硫で過加硫の状態となるが、過加硫でも接着性を確保する必要があることから、その加硫時間はトータル約90〜150分間程度に延長される。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例１
天然ゴム(RSS#3) 50質量部
ブタジエンゴム 50 〃
GPFカーボンブラック(N2吸着比表面積29m2/g) 37 〃
炭酸カルシウム 30 〃
アロマオイル(三共油化工業製品A-OMIX) 22.50 〃
硫黄 2.5 〃
加硫促進剤CZ(大内新興化学工業製品) 1.0 〃
以上の各成分をバンバリーミキサ等で混練し、コンベヤベルト用コートゴム組成物を調製した。
実施例２
実施例１において、ブタジエンゴムの代わりに、油展SBR(日本ゼオン製品Nipol 1723)68.74質量部(SBRとして50質量部、オイル分18.74質量部)が用いられ、またアロマオイル量が3.80質量部(オイル分合計量22.54質量部)に変更された。
実施例３
実施例１において、ブタジエンゴム量が24.54質量部に変更され、さらに油展SBR(Nipol 1723)が35.00質量部(SBRとして25.46質量部、オイル分9.54質量部)が用いられ、さらにアロマオイル量も13.00質量部(オイル分合計量22.54質量部)に変更された。
実施例４
実施例３において、GPFカーボンブラックの代わりに、同量のFEFカーボンブラック(窒素吸着比表面積42m2/g)が用いられた。
実施例５
実施例３において、GPFカーボンブラックの代わりに、同量のSRFカーボンブラック(窒素吸着比表面積24m2/g)が用いられた。
実施例６
実施例４において、天然ゴム量が19.88質量部に、ブタジエンゴム量が46.96質量部に、油展SBR量が45.60質量部(SBRとして33.16質量部、オイル分として12.44質量部)に、アロマオイル量が20.00質量部(オイル分合計量32.44質量部)にそれぞれ変更され、FEFカーボンブラックが50.0質量部用いられた。
以上の各実施例で得られたコンベヤベルト用コートゴム組成物を用い、次の各項目の測定を行った。
常態物性：この組成物を150℃、30分間プレス加硫した加硫物について、
JIS K6251-2004に準拠して100％モジュラスを、JIS K6253に準
拠して室温条件下での硬さを測定
ここで、硬さは45〜60であることが好ましい
対帆布接着性：通常加硫(150℃、30分間)した加硫物について、ポリエス
テル帆布に対する剥離力(JIS K6256-1：2006「布との剥離
強さ」準拠)およびゴム付き(剥離試験後、帆布表面に付着
しているゴムを目視にて確認；剥離による破壊がコートゴ
ム層の全面で起こっている場合はゴム付きが100％となり
、接着が最も良好となる)を測定
ここで、剥離力6.0N/mm以上でゴム付き60％以上のものが
、コンベヤベルト用コートゴムとしての耐久性にすぐれて
いるといえる
カレンダー加工性(Vm)：未加硫ゴムJIS K6300-1:2013に準拠してムーニー
スコーチを測定し、ビス最小値を計測
ここで、ビス最小値が20〜40であることが好まし
い
tanδ(20℃)：通常加硫(150℃、30分間)した加硫物について、粘弾性ス
ペクトロメータ（東洋精機製作所社製）により20℃での
tanδを測定
なお、tanδの測定は、試験片を10％伸張させ、振幅±2％
の振動を振動数20Hzで与えて行った
ここで、tanδは0.15以下であることがコンベヤベルト走
行時のたわみによるエネルギーロスを低減でき、省電力性
に優れているといえる
測定結果は、次の表１に示される。
表１
測定項目 実1 実2 実3 実4 実5 実6
常態物性
100％モジュラス(MPa) 1.8 1.9 1.8 2.1 1.6 2.1
硬さ 52 51 51 54 50 54
対帆布接着性
剥離力 (N/mm) 7.8 7.5 8.2 7.9 7.3 8.9
ゴム付き (％) 80 65 65 70 60 90
Vm (point) 25.3 31.4 28.9 30.9 27.7 28.3
tanδ(20℃) 0.090 0.117 0.099 0.121 0.088 0.148
比較例１
実施例３において、GPFカーボンブラック量が10.00質量部に変更された。
比較例２
実施例３において、GPFカーボンブラック量が80.00質量部に変更された。
比較例３
実施例３において、炭酸カルシウム量が20.00質量部に変更された。
比較例４
実施例３において、炭酸カルシウム量が105.00質量部に変更された。
比較例５
実施例３において、天然ゴム量が39.77質量部に、ブタジエンゴム量が27.07質量部に、油展SBR量が45.60質量部(SBRとして33.16質量部、オイル分として12.44質量部)に、アロマオイル量が30.00質量部(オイル分合計量42.44質量部)にそれぞれ変更され、GPFカーボンブラックの代わりにFEFカーボンブラックが63.0質量部用いられた。
比較例６
実施例３において、油展SBR量が103.75質量部(SBRとして75.46質量部、オイル分として28.29質量部)に変更され、天然ゴムおよびアロマオイルが用いられなかった。
比較例７
実施例６において、天然ゴム量が66.84質量部に、油展SBR量が45.60質量部(SBRとして33.16質量部、オイル分として12.44質量部＜オイル分合計量32.44質量部＞)に変更された。
比較例８
ブタジエンゴムが用いられなかった実施例２において、天然ゴム量が25.00質量部に、油展SBR量が64.93質量部(SBRとして47.22質量部、オイル分として17.71質量部)に、GPFカーボンブラック量が10.00質量部に、炭酸カルシウム量が80.00質量部に、アロマオイル量が3.00質量部にそれぞれ変更され、さらにタイヤ再生ゴムA級(村岡ゴム工業製品タイヤリク紫線)が55.56質量部(ゴム分27.78質量部、カーボン分16.67質量部＜カーボン分合計量26.67質量部＞、オイル分11.11質量部＜オイル分合計量31.82質量部＞)が用いられた。
比較例９
ブタジエンゴムが用いられなかった実施例２において、天然ゴム量が30.00質量部に、油展SBR量が74.20質量部(SBRとして53.97質量部、オイル分として20.23質量部)に、GPFカーボンブラック量が60.00質量部に、炭酸カルシウム量が61.00質量部に、アロマオイル量が28.00質量部にそれぞれ変更され、さらにタイヤ再生ゴムA級(タイヤリク紫線)が32.00質量部(ゴム分16.00質量部、カーボン分9.60質量部＜カーボン分合計量69.60質量部＞、オイル分6.40質量部＜オイル分合計量54.63質量部＞)が用いられた。
以上の各比較例で得られた結果は、次の表２に示される。
Figure 2015163168
以上の結果から、次のようなことがいえる。
(1) カーボンブラック量が過小の比較例１にあっては、ゴム付きが悪い
。
(2) カーボンブラック量が過剰の比較例２にあっては、エネルギーロス
が大きい。
(3) 炭酸カルシウム量が過小の比較例３にあっては、ゴム付きが悪い。
(4) 炭酸カルシウム量が過剰の比較例４にあっては、剥離力が低く、硬
さも大きい。
(5) オイル量が過剰の比較例５にあっては、エネルギーロスが大きい。
(6) 天然ゴムを用いない比較例６にあっては、ゴム付きが悪い。
(7) 天然ゴムブレンド割合が過剰の比較例７にあっては、ゴム付きが悪
く、エネルギーロスも大きい。
(8) 汎用コートである比較例８にあっては、エンドレス時の作業性は改
善されるが、剥離力が小さい。
(9) 汎用コートである比較例９にあっては、エネルギーロスが大きい。
実施例７
実施例３で調製されたコンベヤベルト用コートゴム組成物について、通常加硫物(150℃で30分間加硫)について諸特性を測定すると共に、過加硫物(150℃で140分間加硫)について対帆布接着性(ポリエステル帆布に対する剥離力およびゴム付き)を測定した。
実施例８
実施例７において、GPFカーボンブラック量を32質量部に、炭酸カルシウム量を25質量部にそれぞれ変更し、さらにシリカ(東ソー・シリカ社製品ニップシールAQ)10質量部を配合し、通常加硫物および過加硫物について同様の測定を行った。
実施例９
実施例８において、GPFカーボンブラック量を29質量部に、炭酸カルシウム量を20質量部に、シリカ量を15質量部にそれぞれ変更し、通常加硫物および過加硫物について同様の測定を行った。
比較例１０
実施例８において、GPFカーボンブラック量を17質量部に、シリカ量を30質量部にそれぞれ変更し、通常加硫物および過加硫物について同様の測定を行った。
比較例１１
実施例３で調製されたコンベヤベルト用コートゴム組成物中に、さらに
接着系配合剤I 2質量部
(INDSPEC Chemical Co.製品 PENACOLITE RESIN B-18-S)
接着系配合剤II (Allnex社製品CYREZ964) 2 〃
が配合され、通常加硫物および過加硫物について同様の測定を行った。
以上の実施例７〜９および比較例１０〜１１で得られた測定結果は、次の表３に示される。
Figure 2015163168
以上の結果から、次のようなことがいえる。
(1) 実施例７にあっては、過加硫物のゴム付きが60％ぎりぎりである。
(2) シリカ10質量部が配合された実施例８では、過加硫物のゴム付きが
大きく改善されている。
(3) 炭酸カルシウム20質量部、シリカ15質量部がそれぞれ配合された実
施例９では、過加硫物のゴム付きが大きく改善されている。
(4) シリカ30質量部が配合された比較例１０では、ビス最小値が高く、
カレンダー作業性が悪化するばかりではなく、tanδ(20℃)の値が
高く、エネルギーロスが大きい。
(5) 接着系配合剤の配合で、過加硫物の対帆布接着性は改善されるが、
通常加硫物の対帆布接着性(剥離力)が低下する。
本発明の他の目的は、通常加硫時の剥離力、低エネルギーロスを維持しながら、過加硫時の帆布とのゴム付きを確保でき、良好な接着性を有するコンベヤベルト用コートゴム組成物を提供することにある。
本発明の目的は、天然ゴムとブタジエンゴムおよびSBRの少なくとも一種とのブレンドゴム100質量部当り窒素吸着比表面積50m2/g以下のカーボンブラック10〜65質量部、炭酸カルシウム20〜100質量部、シリカ5〜20質量部およびオイル40質量部以下を配合してなるコンベヤベルト用コートゴム組成物によって達成される。
本発明に係るコンベヤベルト用コートゴム組成物にあっては、ブレンドゴム100質量部当り特定性状のカーボンブラックを10〜65質量部、炭酸カルシウム20〜100質量部用いると共に、オイルを40質量部以下、好ましくは10〜35質量部配合して用いることにより、コンベヤベルトの対帆布接着性を改善させるばかりではなく、その耐久性を維持したまま、その省電力性を向上させることができる。
カーボンブラックとしては、その窒素吸着比表面積が50m2/g以下のもの、具体的にはGPFカーボンブラック、FEFカーボンブラック、SRFカーボンブラック等が、ブレンドゴム100質量部当り10〜65質量部、好ましくは20〜65質量部の割合で用いられる。カーボンブラック量がこれよりも少ないとゴム付きが悪くなり、一方これよりも多く用いられるとエネルギーロスが大きくなる。また、これ以上の窒素吸着比表面積を有するもの、例えばHAFカーボンブラックを用いると、エネルギーロスが大きくなる。
炭酸カルシウムは、ブレンドゴム100質量部当り20〜100質量部、好ましくは30〜70質量部の割合で用いられる。炭酸カルシウム量がこれよりも少ないとゴム付きが悪くなり、一方これよりも多く用いられると、剥離力が低く、硬さも大きくなる。
本発明のコンベヤベルト用コートゴム組成物において、過加硫時の帆布とのゴム付きを改善するためには、さらにシリカを5〜20質量部配合したゴム組成物が用いられる。
参考例１
天然ゴム(RSS#3) 50質量部
ブタジエンゴム 50 〃
GPFカーボンブラック(N2吸着比表面積29m2/g) 37 〃
炭酸カルシウム 30 〃
アロマオイル(三共油化工業製品A-OMIX) 22.50 〃
硫黄 2.5 〃
加硫促進剤CZ(大内新興化学工業製品) 1.0 〃
以上の各成分をバンバリーミキサ等で混練し、コンベヤベルト用コートゴム組成物を調製した。
参考例２
参考例１において、ブタジエンゴムの代わりに、油展SBR(日本ゼオン製品Nipol 1723)68.74質量部(SBRとして50質量部、オイル分18.74質量部)が用いられ、またアロマオイル量が3.80質量部(オイル分合計量22.54質量部)に変更された。
参考例３
参考例１において、ブタジエンゴム量が24.54質量部に変更され、さらに油展SBR(Nipol 1723)が35.00質量部(SBRとして25.46質量部、オイル分9.54質量部)が用いられ、さらにアロマオイル量も13.00質量部(オイル分合計量22.54質量部)に変更された。
参考例４
参考例３において、GPFカーボンブラックの代わりに、同量のFEFカーボンブラック(窒素吸着比表面積42m2/g)が用いられた。
参考例５
参考例３において、GPFカーボンブラックの代わりに、同量のSRFカーボンブラック(窒素吸着比表面積24m2/g)が用いられた。
参考例６
参考例４において、天然ゴム量が19.88質量部に、ブタジエンゴム量が46.96質量部に、油展SBR量が45.60質量部(SBRとして33.16質量部、オイル分として12.44質量部)に、アロマオイル量が20.00質量部(オイル分合計量32.44質量部)にそれぞれ変更され、FEFカーボンブラックが50.0質量部用いられた。
以上の各参考例で得られたコンベヤベルト用コートゴム組成物を用い、次の各項目の測定を行った。
常態物性：この組成物を150℃、30分間プレス加硫した加硫物について、
JIS K6251-2004に準拠して100％モジュラスを、JIS K6253に準
拠して室温条件下での硬さを測定
ここで、硬さは45〜60であることが好ましい
対帆布接着性：通常加硫(150℃、30分間)した加硫物について、ポリエス
テル帆布に対する剥離力(JIS K6256-1：2006「布との剥離
強さ」準拠)およびゴム付き(剥離試験後、帆布表面に付着
しているゴムを目視にて確認；剥離による破壊がコートゴ
ム層の全面で起こっている場合はゴム付きが100％となり
、接着が最も良好となる)を測定
ここで、剥離力6.0N/mm以上でゴム付き60％以上のものが
、コンベヤベルト用コートゴムとしての耐久性にすぐれて
いるといえる
カレンダー加工性(Vm)：未加硫ゴムJIS K6300-1:2013に準拠してムーニー
スコーチを測定し、ビス最小値を計測
ここで、ビス最小値が20〜40であることが好まし
い
tanδ(20℃)：通常加硫(150℃、30分間)した加硫物について、粘弾性ス
ペクトロメータ（東洋精機製作所社製）により20℃での
tanδを測定
なお、tanδの測定は、試験片を10％伸張させ、振幅±2％
の振動を振動数20Hzで与えて行った
ここで、tanδは0.15以下であることがコンベヤベルト走
行時のたわみによるエネルギーロスを低減でき、省電力性
に優れているといえる
測定結果は、次の表１に示される。
表１
測定項目 参1 参2 参3 参4 参5 参6
常態物性
100％モジュラス(MPa) 1.8 1.9 1.8 2.1 1.6 2.1
硬さ 52 51 51 54 50 54
対帆布接着性
剥離力 (N/mm) 7.8 7.5 8.2 7.9 7.3 8.9
ゴム付き (％) 80 65 65 70 60 90
Vm (point) 25.3 31.4 28.9 30.9 27.7 28.3
tanδ(20℃) 0.090 0.117 0.099 0.121 0.088 0.148
比較例１
参考例３において、GPFカーボンブラック量が10.00質量部に変更された。
比較例２
参考例３において、GPFカーボンブラック量が80.00質量部に変更された。
比較例３
参考例３において、炭酸カルシウム量が20.00質量部に変更された。
比較例４
参考例３において、炭酸カルシウム量が105.00質量部に変更された。
比較例５
参考例３において、天然ゴム量が39.77質量部に、ブタジエンゴム量が27.07質量部に、油展SBR量が45.60質量部(SBRとして33.16質量部、オイル分として12.44質量部)に、アロマオイル量が30.00質量部(オイル分合計量42.44質量部)にそれぞれ変更され、GPFカーボンブラックの代わりにFEFカーボンブラックが63.0質量部用いられた。
比較例６
参考例３において、油展SBR量が103.75質量部(SBRとして75.46質量部、オイル分として28.29質量部)に変更され、天然ゴムおよびアロマオイルが用いられなかった。
比較例７
参考例６において、天然ゴム量が66.84質量部に、油展SBR量が45.60質量部(SBRとして33.16質量部、オイル分として12.44質量部＜オイル分合計量32.44質量部＞)に変更された。
比較例８
ブタジエンゴムが用いられなかった参考例２において、天然ゴム量が25.00質量部に、油展SBR量が64.93質量部(SBRとして47.22質量部、オイル分として17.71質量部)に、GPFカーボンブラック量が10.00質量部に、炭酸カルシウム量が80.00質量部に、アロマオイル量が3.00質量部にそれぞれ変更され、さらにタイヤ再生ゴムA級(村岡ゴム工業製品タイヤリク紫線)が55.56質量部(ゴム分27.78質量部、カーボン分16.67質量部＜カーボン分合計量26.67質量部＞、オイル分11.11質量部＜オイル分合計量31.82質量部＞)が用いられた。
比較例９
ブタジエンゴムが用いられなかった参考例２において、天然ゴム量が30.00質量部に、油展SBR量が74.20質量部(SBRとして53.97質量部、オイル分として20.23質量部)に、GPFカーボンブラック量が60.00質量部に、炭酸カルシウム量が61.00質量部に、アロマオイル量が28.00質量部にそれぞれ変更され、さらにタイヤ再生ゴムA級(タイヤリク紫線)が32.00質量部(ゴム分16.00質量部、カーボン分9.60質量部＜カーボン分合計量69.60質量部＞、オイル分6.40質量部＜オイル分合計量54.63質量部＞)が用いられた。
参考例７
参考例３で調製されたコンベヤベルト用コートゴム組成物について、通常加硫物(150℃で30分間加硫)について諸特性を測定すると共に、過加硫物(150℃で140分間加硫)について対帆布接着性(ポリエステル帆布に対する剥離力およびゴム付き)を測定した。
実施例１
参考例７において、GPFカーボンブラック量を32質量部に、炭酸カルシウム量を25質量部にそれぞれ変更し、さらにシリカ(東ソー・シリカ社製品ニップシールAQ)10質量部を配合し、通常加硫物および過加硫物について同様の測定を行った。
実施例２
実施例１において、GPFカーボンブラック量を29質量部に、炭酸カルシウム量を20質量部に、シリカ量を15質量部にそれぞれ変更し、通常加硫物および過加硫物について同様の測定を行った。
比較例１０
実施例１において、GPFカーボンブラック量を17質量部に、シリカ量を30質量部にそれぞれ変更し、通常加硫物および過加硫物について同様の測定を行った。
比較例１１
参考例３で調製されたコンベヤベルト用コートゴム組成物中に、さらに
接着系配合剤I 2質量部
(INDSPEC Chemical Co.製品 PENACOLITE RESIN B-18-S)
接着系配合剤II (Allnex社製品CYREZ964) 2 〃
が配合され、通常加硫物および過加硫物について同様の測定を行った。
以上の参考例７、実施例１〜２および比較例１０〜１１で得られた測定結果は、次の表３に示される。
表３
測定項目 参考例７ 実施例１ 実施例２ 比較例10 比較例11
〔通常加硫物〕
常態物性
100％モジュラス(MPa) 1.8 1.8 1.7 1.6 1.9
硬さ 51 52 53 54 51
対帆布接着性
剥離力 (N/mm) 9.0 8.9 8.9 9.2 4.2
ゴム付き (％) 85 95 100 100 100
Vm (point) 26.8 35.2 39.4 53.4 29.8
tanδ(20℃) 0.109 0.124 0.132 0.157 0.118
〔過加硫物〕
対帆布接着性
剥離力 (N/mm) 7.56 7.54 7.52 7.50 7.08
ゴム付き (％) 60 90 100 100 90
以上の結果から、次のようなことがいえる。
(1) 参考例７にあっては、過加硫物のゴム付きが60％ぎりぎりである。
(2) シリカ10質量部が配合された実施例１では、過加硫物のゴム付きが
大きく改善されている。
(3) 炭酸カルシウム20質量部、シリカ15質量部がそれぞれ配合された実
施例２では、過加硫物のゴム付きが大きく改善されている。
(4) シリカ30質量部が配合された比較例１０では、ビス最小値が高く、
カレンダー作業性が悪化するばかりではなく、tanδ(20℃)の値が
高く、エネルギーロスが大きい。
(5) 接着系配合剤の配合で、過加硫物の対帆布接着性は改善されるが、
通常加硫物の対帆布接着性(剥離力)が低下する。

Claims (8)

  1. 天然ゴムとブタジエンゴムおよびSBRの少なくとも一種とのブレンドゴム100質量部当り窒素吸着比表面積50m2/g以下のカーボンブラック15〜75質量部、炭酸カルシウム25〜100質量部およびオイル40質量部以下を配合してなるコンベヤベルト用コートゴム組成物。
  2. カーボンブラック量が10〜65質量部に、炭酸カルシウム量が20〜100質量部にそれぞれ変更され、さらにシリカを5〜20質量部配合した請求項１記載のコンベヤベルト用コートゴム組成物。
  3. 天然ゴム15〜65質量％およびブタジエンゴムまたはSBR 85〜35質量％よりなるブレンドゴムが用いられた請求項１または２記載のコンベヤベルト用コートゴム組成物。
  4. オイルが10〜35質量部用いられた請求項１または２記載のコンベヤベルト用コートゴム組成物。
  5. コンベヤベルトのカバーゴムと帆布との間および／または帆布相互間のコートゴム形成材料として用いられる請求項１または２記載のコンベヤベルト用コートゴム組成物。
  6. 請求項５記載のコンベヤベルト用コートゴム組成物が、上面カバーゴム層、シート状補強層および下面カバーゴム層からなるコンベヤベルトにおいて、該コートゴム組成物を帆布の両面に圧着させてシート状補強層を形成させる際の補強層コートゴム形成材料として用いられたコンベヤベルト。
  7. 対帆布接着性を示す剥離力(JIS K6256-1準拠)が6N/mm以上である請求項６記載のコンベヤベルト。
  8. ベルト本体をその端末部同士で接合させたエンドレスベルトとして用いられる請求項６記載のコンベヤベルト。
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