(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４０〜７０質量％の天然ゴムと、１０〜２５質量％のスチレン−ブタジエンゴムと、１５〜３５質量％のブタジエンゴムを含んでなるゴム成分１００質量部に対して、１〜５質量部のジシクロペンタジエン系樹脂を含有することを特徴とするコンベアベルト用ゴム組成物。
【請求項２】
前記スチレン−ブタジエンゴムの１００℃におけるムーニー粘度が４０〜６０であり、前記ブタジエンゴムの１００℃におけるムーニー粘度が４０〜５０であることを特徴とする請求項１に記載のコンベアベルト用ゴム組成物。
【請求項３】
前記スチレン−ブタジエンゴムと前記ブタジエンゴムの１００℃におけるムーニー粘度の差の絶対値が１０以下であることを特徴とする請求項２に記載のコンベアベルト用ゴム組成物。
【請求項４】
前記ジシクロペンタジエン系樹脂を前記ゴム成分１００質量部に対して、１．５〜３質量部含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコンベアベルト用ゴム組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のコンベアベルト用ゴム組成物を用いることを特徴とするコンベアベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベアベルト用ゴム組成物及びコンベアベルト、特には、十分優れた引張強さ、耐引裂き性、耐摩耗性及び耐カット性を兼ね備えたコンベアベルトを提供することを可能とする、コンベアベルト用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼、石炭、セメント等の産業分野において、物品を輸送する手段としてコンベアベルトが多く利用されている。こうしたコンベアベルトは、その用途により、耐油性、耐熱性、耐化学薬品性、無毒性が求められ、さらには被輸送物との摩擦やそれらの重量に耐えうる高度な耐久性が求められる。コンベアベルトは、耐久性を与えるため、一般的に、スチールコード等の金属部材やアラミド繊維等からなる帆布のような補強材を芯材として用い、これにカバーゴムを覆うようにして張り合わせ、加硫することにより製造される。カバーゴムは、ベルトの芯材を保護する目的をもっており、カバーゴムの寿命は、そのままコンベアベルトの寿命ともいえる。近年、コンベアベルトの大型化が進み、コンベアベルトのカバーゴムへの耐久性向上への要望は、当該産業分野においてますます高まっている。【０００３】
このような要望に応えるため、所定の微粒子カーボンブラックを含み、破断強度、伸び、耐摩耗性に優れるコンベアベルトカバーゴム用ゴム組成物（特開２０００−１９８５１８号公報）が提案されており、さらに、カーボンブラックと樹脂を含み、耐摩耗性と耐カット性（耐衝撃性）との両立を達成するコンベアベルトカバー用ゴム（特開２００６−１９９８９２号公報）が提案されている。しかしながら、コンベアベルトの、引張強さ、耐引裂き性、耐摩耗性、耐カット性の全てについて良好な性質を付与するゴム組成物を得ることは、それらが相反する特性であるとの理由から以前から困難であった。【０００４】
そこで、出願人は、７５〜８５質量％の天然ゴムと１５〜２５質量％のブタジエンゴムを含んでなるゴム成分に対して、所定量の樹脂成分と、加硫剤を含有することを特徴とするコンベアベルト用ゴム組成物を提案している（特開２００９−２１５３３９号公報）。しかし、コンベアベルトの引張強さ、耐引裂き性、耐摩耗性、耐カット性をさらに高次元でバランスを取ることを可能とするコンベアベルト用ゴム組成物が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１９８５１８号公報
【特許文献２】特開２００６−１９９８９２号公報
【特許文献３】特開２００９−２１５３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、十分優れた引張強さ、耐引裂き性、耐摩耗性及び耐カット性を兼ね備えたコンベアベルトを提供することを可能とする、コンベアベルト用ゴム組成物、及び、十分優れた引張強さ、耐引裂き性、耐摩耗性及び耐カット性を兼ね備えたコンベアベルトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム及び樹脂成分を、それぞれ特定量配合したゴム組成物をコンベアベルトに使用することで、コンベアベルトの引張強さ、耐引裂き性、耐摩耗性、耐カット性を高次元でバランスを取らせることができることを見出し、本発明を完成するに至った。【０００８】
即ち、本発明のコンベアベルト用ゴム組成物は、４０〜７０質量％の天然ゴムと、１０〜２５質量％のスチレン−ブタジエンゴムと、１５〜３５質量％のブタジエンゴムを含んでなるゴム成分１００質量部に対して、１〜５質量部のジシクロペンタジエン系樹脂を含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、十分優れた引張強さ、耐引裂き性、耐摩耗性及び耐カット性を兼ね備えたコンベアベルトを提供することを可能とする、コンベアベルト用ゴム組成物、及び、十分優れた引張強さ、耐引裂き性、耐摩耗性及び耐カット性を兼ね備えたコンベアベルトを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明について具体的に説明する。本発明のコンベアベルト用ゴム組成物は、４０〜７０質量％の天然ゴムと、１０〜２５質量％のスチレン−ブタジエンゴムと、１５〜３５質量％のブタジエンゴムを含んでなるゴム成分１００質量部に対して、１〜５質量部の樹脂成分を含有することを特徴とする。
【００１１】
（ゴム成分）
本発明のコンベアベルト用ゴム組成物に含まれるゴム成分は、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、を含む。また、上記ゴム成分に加えて、他の合成ゴムを併用してもよい。かかる合成ゴムとしては、一般に用いられるゴムであれば特に制限されず、具体的には、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等が挙げられる。
【００１２】
上記ゴム成分中、天然ゴムの含量は、４０〜７０質量％であり、好ましくは５０〜６５質量％である。天然ゴムの含量が４０質量％未満になると、引張強さと耐引き裂き性が低下し、一方、７０質量％を超えると、耐摩耗性の低下を招く。
【００１３】
スチレン−ブタジエンゴムとしては、乳化重合ＳＢＲ（Ｅ-ＳＢＲ）、溶液重合ＳＢＲ（Ｓ−ＳＢＲ）等を用いることができる。本発明において、ゴム成分中のスチレン−ブタジエンゴムの含量は１０〜２５質量％であり、好ましくは１５〜２５質量％である。スチレン−ブタジエンゴムの含量が１０質量％未満になると耐引裂き性、耐摩耗性及び耐カット性が低下し、一方、２５質量％を超えると引張強さの低下を招く。スチレン−ブタジエンゴム中のスチレン含量は特に限定されないが、引張強さ、耐引裂き性、耐摩耗性及び耐カット性の観点から、好ましくは２０〜４０質量％、より好ましくは２０〜３０質量％である。また、スチレン−ブタジエンゴムの１００℃におけるムーニー粘度は、加工性の観点から４０〜６０の範囲であることが好ましい。
【００１４】
ブタジエンゴムとしては、シス−１，４結合含量に関らず用いることができるが、シス−１，４結合含量は、９０％以上であることが好ましく、さらには９５％以上であることが好ましい。シス−１，４結合含量が９５％以上である場合に、耐摩耗性により優れたコンベアベルトを得ることができる。これらの高シスブタジエンゴムは、チタン系触媒、コバルト系触媒、ニッケル系触媒、ネオジウム系触媒を用いて製造可能である。本発明のゴム組成物は、ゴム成分中に１５〜３５質量％のブタジエンゴムを含み、好ましくは２０〜３０質量％である。ブタジエンゴムの含量が１５質量％未満になると、耐摩耗性が低下し、一方、３５質量％を超えると引張強さ、耐引裂き性、及び耐カット性の低下を招く。また、ブタジエンゴムの１００℃におけるムーニー粘度は、加工性の観点から４０〜５０の範囲であることが好ましい。そして、ブタジエンゴムの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、３．０以下であることが好ましい。ブタジエンゴムの分子量分布が３．０を超えると、ブタジエンゴムを構成するブタジエン分子の分子量が幅広い範囲で分布しているため、低分子量分が増加することで耐摩耗性が低下する恐れがあり、高分子量分が増加することで加工性が低下してしまう恐れがあるからである。
【００１５】
そして、本発明のコンベアベルト用ゴム組成物において、スチレン−ブタジエンゴムとブタジエンゴムの１００℃におけるムーニー粘度の差の絶対値が、加工性の観点から２０以下であることが好ましく、１０以下であることがより好ましい。ムーニー粘度の差の絶対値が２０超となると、加工時に各ゴム成分が均一に分散しなくなる可能性があり、所期の性能が得られない恐れがあるためである。
【００１６】
（樹脂成分）
樹脂成分は、コンベアベルトの物性の向上を目的として配合するものであり、具体的には、ロジン系樹脂、クマロン樹脂、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、石油系炭化水素樹脂（芳香族炭化水素樹脂、脂肪族炭化水素樹脂）、芳香族多価カルボン酸−脂肪族多価アルコール縮合物等を挙げることができ、これらの中でもポリマーとの相溶性や添加した際の物性向上の観点からジシクロペンタジエン系樹脂（ＤＣＰＤ）が好ましい。ジシクロペンタジエン系樹脂は、少量でも効果的にコンベアベルトの耐引裂き性や耐カット性を向上させることができる。ジシクロペンタジエン系樹脂は、ジシクロペンタジエンをＡｌＣｌ3やＢＦ3などのフリーデルクラフト触媒等を用いて重合させた樹脂である。本発明のゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して、１〜５質量部の樹脂成分を含み、好ましくは１．５〜３質量部である。樹脂成分の配合量が、ゴム成分１００質量部に対して１質量部未満になると、引張強さが低下し、一方、５質量部を超えると引張強さ及び耐摩耗性の低下を招く。なお、加工性の観点からは、ゴム組成物にオイルを添加することが好ましいが、オイルを添加すると耐引裂き性が低下するおそれがあるため、本発明では、オイルを添加しないことが好ましい。上記樹脂成分には、オイルに代わり加工性を向上させる役割もある。
【００１７】
本発明のコンベアベルト用ゴム組成物には、必要に応じて上記成分以外の添加剤等を適宜配合してもよい。かかる添加剤等としては、例えば、加硫剤、加硫促進剤或いは加硫促進助剤、カーボンブラック、シリカ等の補強性充填剤、炭酸カルシウム、クレイ等の無機充填剤、老化防止剤、可塑剤、ワックス類、酸化防止剤、滑剤、紫外線吸収剤、分散剤、相溶化剤、均質化剤等が挙げられる。本発明のコンベアベルト用ゴム組成物は、これら各成分を、たとえば、バンバリーミキサー、ニーダー等により混練りすることにより製造することができる。
【００１８】
本発明のコンベアベルトは、上記コンベアベルト用ゴム組成物を補強材に密着させ、加硫することにより製造することができる。例えば、上記コンベア用ゴム組成物を押出成形等することによってシート状のカバーゴム層を製造し、補強材を該カバーゴム層で上下から挟み込み、このベルト成形品を金型にセットして所定温度及び圧力で所定時間加硫する。摩耗等の大きな原因となる鉱石、岩石その他運搬物は、上カバーゴム層と接することとなるため、上カバーゴム層のみに本発明のゴム組成物を使用すれば、本発明のコンベアベルトの耐久性を向上することは十分に可能であるが、下カバー層のみに本発明のゴム組成物を使用してもよいことは勿論である。
【００１９】
上記補強材は、コンベアベルトの用途に応じ、サイズ等を考慮して通常コンベアベルトに用いられるものを適宜選択し得る。具体的には、亜鉛めっきスチールコード、ブラスめっきスチールコードまたはアラミド繊維を用いたアラミド帆布等が挙げられ、本発明によれば、いずれを用いても、十分優れた引張強さ、耐引裂き性、耐摩耗性及び耐カット性を兼ね備えたコンベアベルトを得ることができる。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、スチレン−ブタジエンゴム及びブタジエンゴムの１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ１＋４／１００℃）は、ＲＬＭ−０１型テスター（東洋精機社製）を用いて測定した。ブタジエンゴムの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で、ポリスチレン標準試料を基準として算出した。【００２１】
［実施例１〜９、参考例１０、比較例１〜１１］
表１、表２に示す配合のゴム組成物を常法に従い調製した。得られた未加硫ゴム組成物については、適宜加硫成形を行い、下記に示した方法により、引張強さ、耐引裂き性、耐摩耗性、耐カット性について評価した。
【００２２】
《評価方法》
・引張強さ
ＤＩＮ５３５０４に準拠して測定した。評価結果は、比較例１のゴム組成物の値を１００として、表１、表２に指数表示で併記した。指数値が大きいほど、引張強さが良好であることを表す。【００２３】
・耐引裂き性
ＤＩＮ５３５０７に準拠して測定した。評価結果は、比較例１のゴム組成物の値を１００として、表１、表２に指数表示で併記した。指数値が大きいほど、耐引裂き性が良好であることを表す。【００２４】
・耐摩耗性（ＤＩＮ摩耗試験）
ＤＩＮ５３５１６に準拠し、ＤＩＮ摩耗試験機を用いて測定した。試験は室温で行い、摩耗量（ｍｍ３）を測定した。比較例１のゴム組成物の値の逆数を１００として表１、表２に指数表示で併記した。指数値が大きいほど、耐摩耗性が良好であることを表す。【００２５】
・耐カット性（落錘カット試験）
縦６０ｍｍ×横７０ｍｍ×高さ３０ｍｍのゴムブロックを１５５℃、４５分間の条件で加硫硬化させ、評価体とした。室温でこの評価体に、４０ｃｍの高さから重量１５ｋｇの錘を付けた刃先の角度が６０度の鋭利な刃を落下させ、評価体に生じた亀裂の深さ（ｍｍ）を測定した。比較例１のゴム組成物の値の逆数を１００として表１、表２に指数表示で併記した。指数値が大きいほど、耐カット性が良好であることを表す。【００２６】
【表１】
0005938050.tif 000002
【００２７】
【表２】
0005938050.tif 000003
【００２８】
＊１    天然ゴム、ＲＳＳ  ３号
＊２    ＪＳＲ製、ＳＢＲ１５００、スチレン含量  ２３．５質量％、ムーニー粘度（１００℃）４９
＊３    ＪＳＲ製、ＪＳＲ  Ｔ０７００、触媒  Ｎｄ、助触媒  メチルアルミノキサン、ムーニー粘度（１００℃）４３、Ｍｗ／Ｍｎ２．５
＊４    東海カーボン製、ＩＳＡＦ級カーボンブラック、シースト６
＊５    新日本理化製、ステアリン酸
＊６    東邦亜鉛製、亜鉛華
＊７    大内新興化学工業製、サンノックＷ
＊８    大内新興化学工業製、ノクラック６Ｃ
＊９    新日本石油化学製、日石ネオレジン
＊１０  大社松精油製、ハイロジンS
＊１１  鶴見化学工業製、普通硫黄
＊１２  大内新興化学工業製、ノクセラ−ＮＳ−Ｆ【００２９】
表１、表２の結果から明らかなように、ＮＲを４０〜７０質量％、ＳＢＲを１０〜２５質量％、ＢＲを１５〜３５質量％含むゴム成分１００質量部に対して１〜５質量部の樹脂成分を含む実施例１〜９、参考例１０は、比較例に比して引張強さ、耐引裂き性、耐摩耗性、耐カット性の概ね全ての項目においてバランス良く優位な値を示しており、本発明の効果を確認できた。
【００３０】
一方、比較例１はＮＲが少ないため引張強さと耐引裂き性に劣る。比較例２はＮＲが多いため耐摩耗性と耐カット性に劣る。比較例３はＳＢＲが少ないため、耐引裂き性、耐摩耗性及び耐カット性に劣る。比較例４はＳＢＲが多いため、引張強さに劣る。比較例５はＢＲが少ないため耐摩耗性に劣る。比較例６はＢＲが多いため、引張強さ、耐引裂き性及び耐カット性に劣る。比較例７はＤＣＰＤを含まないため、引張強さに劣る。比較例８はＤＣＰＤが多いため、引張強さと耐摩耗性に劣る。比較例９は、ＳＢＲを配合していないため、耐引裂き製、耐摩耗性、耐カット性に劣る。比較例１０は、ＢＲが少ないため、耐摩耗性に劣る。比較例１１は、ＮＲが多いため耐摩耗性と耐カット性に劣る。