(57)【要約】【課題】ゴム部品の摩擦摩耗特性を改善できるゴム組成物を提供する。【解決手段】ゴム組成物は、ゴム成分と、セルロース系微細繊維と、フィラーとしてのカーボンブラックとを含む。セルロース系微細繊維の繊維径の分布範囲が、５０〜５００ｎｍの範囲を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分と、セルロース系微細繊維と、フィラーとしてのカーボンブラックとを含むゴム組成物において、
前記セルロース系微細繊維の繊維径の分布範囲が、５０〜５００ｎｍの範囲を含むことを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
請求項１のゴム組成物において、
前記カーボンブラックは、水酸基、カルボニル基及びカルボキシル基の少なくとも１つを有することを特徴とするゴム組成物。
【請求項３】
請求項１又は２のゴム組成物において、
フィラーとして、シリカを更に含むことを特徴とするゴム組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つのゴム組成物において、
前記ゴム成分は、エチレン−α−オレフィン系エラストマーであることを特徴とするゴム組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つのゴム組成物において、
前記セルロース系微細繊維の繊維径の分布範囲が、５０〜１０００ｎｍの範囲を含むことを特徴とするゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるセルロースナノファイバーを含有するゴム組成物は公知である。例えば、特許文献１には、天然ゴム等のゴム成分と、化学変成ミクロフィブリルセルロースとを含有する加硫ゴム組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４５８１１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、ゴム部品の摩擦摩耗特性を改善できるゴム組成物を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のゴム組成物は、セルロース系微細繊維と、ゴム成分と、フィラーとしてのカーボンブラックとを含み、セルロース系微細繊維の繊維径の分布範囲が５０〜５００ｎｍの範囲を含む。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のゴム組成物は、繊維径の分布範囲が５０〜５００ｎｍを含むセルロース系微細繊維を含有するので、被水条件下における挙動安定性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態のラップドＶベルトを模式的に示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｇ）はラップドＶベルトの製造方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。
【０００９】
（実施形態１）
＜ゴム組成物＞
実施形態１に係るゴム組成物は、ゴム成分と、セルロース系微細繊維とを含有し、セルロース系微細繊維の繊維径の分布範囲が５０〜５００ｎｍを含む。ゴム組成物は、セルロース系微細繊維に加えて各種のゴム配合剤が配合されていても良い。
【００１０】
（ゴム成分）
ゴム組成物のゴム成分としては、例えば、エチレン−α−オレフィンエラストマー（ＥＰＤＭ、ＥＰＲなど）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、水素添加アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、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）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴム（Ｑ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等が挙げられる。また、これらのうちの１種又は２種以上のブレンドゴムであっても良い。
【００１１】
（セルロース系微細繊維）
セルロース系微細繊維は、植物繊維を細かくほぐすことで得られる植物細胞壁の骨格成分で構成されたセルロース微細繊維を由来とする繊維材料である。セルロース系微細繊維の原料植物としては、例えば、木材、竹、稲（稲わら）、じゃがいも、サトウキビ（バガス）、水草、海藻等が挙げられる。これらのうち木材が好ましい。表面ゴム層１１ａを形成する多孔のゴム組成物がこのようなセルロース系微細繊維を含むことにより、その高補強効果が発現する。
【００１２】
セルロース系微細繊維は、セルロース微細繊維自体であっても、また、疎水化処理された疎水化セルロース微細繊維であっても、どちらでもよい。また、セルロース系微細繊維として、セルロース微細繊維自体と疎水化セルロース微細繊維とを併用してもよい。分散性の観点からは、セルロース系微細繊維は、疎水化セルロース微細繊維を含むことが好ましい。疎水化セルロース微細繊維としては、セルロースの水酸基の一部又は全部が疎水性基に置換されたセルロース微細繊維、及び表面処理剤によって疎水化表面処理されたセルロース微細繊維が挙げられる。
【００１３】
セルロースの水酸基の一部又は全部が疎水性基に置換されたセルロース微細繊維を得るための疎水化としては、例えば、エステル化（アシル化）（アルキルエステル化、複合エステル化、β−ケトエステル化など）、アルキル化、トシル化、エポキシ化、アリール化等が挙げられる。これらのうちエステル化が好ましい。具体的には、エステル化された疎水化セルロース微細繊維は、セルロースの水酸基の一部又は全部が、酢酸、無水酢酸、プロピオン酸、酪酸等のカルボン酸、若しくは、そのハロゲン化物（特に塩化物）によりアシル化されたセルロース微細繊維である。表面処理剤によって疎水化表面処理されたセルロース微細繊維を得るための表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤等が挙げられる。
【００１４】
セルロース系微細繊維は、被水条件下における挙動の安定性を改善する観点から、繊維径の分布が広いことが好ましく、繊維径の分布範囲は５０〜５００ｎｍを含む。その繊維径の分布の下限は、その観点から、好ましくは５０ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以下、更に好ましくは１０ｎｍ以下である。上限は、同じ観点から、好ましくは５００ｎｍ以上、より好ましくは７００ｎｍ以上、更に好ましくは１μｎ以上である。セルロース系微細繊維の繊維径の分布範囲は、表面ゴム層１１ａの補強効果を高める観点から、５０〜５００ｎｍを含むことが好ましく、２０ｎｍ〜７００ｍｍを含むことがより好ましく、１０ｎｍ〜１μｍを含むことが更に好ましい。
【００１５】
また、セルロース系微細繊維の平均繊維径は、被水条件下における挙動の安定性を改善する観点から、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは３０ｎｍ以上であり、また、好ましくは１４００ｎｍ以下、より好ましくは１０００ｎｍ以下、更に好ましくは８００ｎｍ以下である。
【００１６】
セルロース系微細繊維の繊維径の分布は、ゴム組成物の試料を凍結粉砕した後、その断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察すると共に、５０本のセルロース系微細繊維を任意に選択して繊維径を測定し、その測定結果に基づいて求められる。また、セルロース系微細繊維の平均繊維径は、その任意に選択した５０本のセルロース系微細繊維の繊維径の数平均として求められる。
【００１７】
セルロース系微細繊維は、機械的解繊手段によって製造された高アスペクト比のものであっても、また、化学的解繊手段によって製造された針状結晶のものであっても、どちらでもよい。また、セルロース系微細繊維として、機械的解繊手段によって製造されたものと化学的解繊手段によって製造されたものとを併用してもよい。機械的解繊手段に用いる解繊装置としては、例えば、二軸混練機などの混練機、高圧ホモジナイザー、グラインダー、ビーズミル等が挙げられる。化学的解繊手段に用いる処理としては、例えば、酸加水分解処理等が挙げられる。
【００１８】
ゴム組成物におけるセルロース系微細繊維の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは１質量部以上、更に好ましくは５質量部以上であり、また、好ましくは３０質量部以下、より好ましくは２０質量部以下、更に好ましくは１０質量部以下である。
【００１９】
（セルロース系微細繊維以外のゴム配合剤）
セルロース系微細繊維に加えて用いるゴム配合剤としては、補強材、オイル、架橋剤等が挙げられる。
【００２０】
補強材としては、カーボンブラックでは、例えば、チャネルブラック；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、Ｎ−３３９、ＨＡＦ、Ｎ−３５１、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＥＣＦ、Ｎ−２３４などのファーネスブラック；ＦＴ、ＭＴなどのサーマルブラック；アセチレンブラック等が挙げられる。
【００２１】
カーボンブラックの配合量は、ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１５質量部以上、より好ましくは３０質量部以上であり、また、好ましくは１００質量部以下、より好ましくは８０質量部以下である。
【００２２】
尚、カーボンブラックは、水酸基、カルボニル基及びカルボキシル基の少なくとも１つを有していても良い。
【００２３】
補強剤としてはシリカも挙げられる。シリカは、ゾル−ゲル法、湿式法、乾式法等の各種製法により得られたものを用いればよい。特に、補強性、低発熱性の観点から、湿式シリカが好ましい。
【００２４】
シリカの配合量は、ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上であり、また、好ましくは５０質量部以下、より好ましくは３０質量部以下である。
【００２５】
また、シリカを用いる場合には、シランカップリング剤を配合してもよい。シランカップリング剤としては、ビス−（３−（トリエトキシシリル）プロピル）ポリスルフィド（ポリスルフィド部分のＳ数：２〜８）などのスルフィド系、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト系、３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ系、ビニルトリエトキシシラン等のビニル系の通常ゴム用に使用されるシランカップリング剤が挙げられる。シランカップリング剤は、単一種だけを用いてもよく、また、複数種を混合して用いてもよい。シランカップリング剤の添加量は、ゴム成分１００質量部に対して０．５質量部〜１５質量部とすることが好ましい。後で説明する超臨界流体を用いた混練を行う場合には、シランカップリング剤を添加することにより、ポリマーとフィラーとの相互作用をより高めるという効果も得られる。
【００２６】
オイルとしては、例えば、石油系軟化剤、パラフィンワックスなどの鉱物油系オイル、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落下生油、木ろう、ロジン、パインオイルなどの植物油系オイル等が挙げられる。オイルは、これらのうち１種又は２種以上であることが好ましい。オイルの含有量は、ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対して例えば５〜１５質量部である。
【００２７】
架橋剤としては、有機過酸化物及び硫黄が挙げられる。架橋剤として、有機過酸化物が配合されていてもよく、また、硫黄が配合されていてもよく、更には、それらの両方が併用されていてもよい。架橋剤の配合量は、有機過酸化物の場合、ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対して例えば１〜５質量部であり、硫黄の場合、ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対して例えば１〜５質量部である。
【００２８】
（ゴム組成物の製造）
ゴム組成物を製造するにあたっては、まず、素練りしているゴム成分にセルロース系微細繊維を投入して混練することにより分散させる。
【００２９】
ここで、ゴム成分へのセルロース系微細繊維の分散方法としては、例えば、セルロース系微細繊維を水に分散させた分散体（ゲル）を、オープンロールで素練りしているゴム成分に投入し、それらを混練しながら水分を気化させる方法、セルロース系微細繊維を水に分散させた分散体（ゲル）とゴムラテックスとを混合して水分を気化させて得られたセルロース系微細繊維／ゴムのマスターバッチを、素練りしているゴム成分に投入する方法、セルロース系微細繊維を溶剤に分散させた分散液とゴム成分を溶剤に溶解させた溶液とを混合して溶剤を気化させて得られたセルロース系微細繊維／ゴムのマスターバッチを、素練りしているゴム成分に投入する方法、セルロース系微細繊維を水に分散させた分散体（ゲル）を凍結乾燥させて粉砕したものを、素練りしているゴム成分に投入する方法、疎水化したセルロース系微細繊維を素練りしているゴム成分に投入する方法等が挙げられる。
【００３０】
次いで、ゴム成分とセルロース系微細繊維とを混練しながら、前述の各種ゴム配合剤を投入して混練を継続する。このためには、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機を用いることができる。
【００３１】
混練工程により得られた未架橋ゴム組成物を、通常通りの成形架橋工程によって成形及び架橋することにより、架橋済みゴム組成物が得られる。
【００３２】
成形架橋工程については、例えばプレス、加硫缶、連続加硫機等を用いてもよいし、高周波架橋、放射線架橋又は電子線架橋により架橋する特殊架橋基等を用いても良い。
【００３３】
温度、圧力、及び時間等の成形架橋条件については、フィラー含有未架橋ゴムの組成、ゴム成形品の要求品質等に基づいて適宜設定する。成形架橋工程により、未架橋ゴム組成物に含まれるポリマーの分子間が架橋剤により架橋されてネットワーク構造が形成される。これにより、架橋済みゴム組成物が得られる。
【００３４】
具体的な工程は製造するゴム成形品の種類に応じて行えば良いが、例えば、図１に示すようなラップドＶベルトを製造する場合、以下のようにしても良い。
【００３５】
図１に例示するラップドＶベルトＢは、例えば、農業機械や産業機械に使用されるものであり、その寸法は、例えば、ベルト周長７００〜５０００ｍｍ、ベルト幅１６〜１７ｍｍ、及びベルト厚さ８〜１０ｍｍである。
【００３６】
ラップドＶベルトＢは、ベルト内周側（プーリ接触側）の底部ゴム層１１と、中間の接着ゴム層１２と、ベルト外周側の伸張ゴム層１３との三重の層に構成された断面形状が台形のベルト本体１０を備える。接着ゴム層１２には、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するように配された心線１４が埋設されている。ベルト本体１０は、全体が補強布１５によって覆われている。
【００３７】
圧縮ゴム層１１、接着ゴム層１２及び伸張ゴム層１３は、架橋したゴム組成物で構成されている。そして、圧縮ゴム層１１、接着ゴム層１２、及び伸張ゴム層１３のうち少なくとも１つは、ゴム成分に、セルロース系微細繊維と、各種のゴム配合剤が配合されて混練された未架橋ゴム組成物が加熱及び加圧されて架橋剤により架橋したゴム組成物で形成されている。
【００３８】
心線１４は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、パラ系アラミド繊維、ビニロン繊維等の撚り糸や組紐等の線材で構成されている。心線１４は、Ｖリブドベルト本体１０に対する接着性を付与するために、成形前にＲＦＬ水溶液に浸漬した後に加熱する接着処理及び／又はゴム糊に浸漬した後に乾燥させる接着処理が施されている。当該処理の前に、必要に応じてエポキシ樹脂やポリイソシアネート樹脂等の溶液からなる接着剤溶液に浸漬した後に加熱する接着処理が施されていてもよい。心線１４の外径は例えば０．１〜２ｍｍである。
【００３９】
補強布１５は、例えば、綿、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等の糸で形成された織布、編物、不織布等によって構成されている。補強布１５は、ベルト本体１０に対する接着性を付与するために、成形加工前にＲＦＬ水溶液に浸漬して加熱する接着処理、及び／又は、ベルト本体１０側となる表面にゴム糊をコーティングして乾燥させる接着処理が施されている。
【００４０】
次に、図２（ａ）〜図２（ｇ）を参照して、実施形態１に係るラップドＶベルトＢの製造方法を説明する。
【００４１】
まず、圧縮ゴム層用のゴムシート１１’、接着ゴム層用のゴムシート１２’、及び伸張ゴム層用のゴムシート１３’、並びに心線用の撚り糸１４’及び補強布用の布１５’を準備する。このとき、圧縮ゴム層用のゴムシート１１’、接着ゴム層用のゴムシート１２’、及び伸張ゴム層用のゴムシート１３’のうち実施形態１に係る再生ゴムを含めるものは、実施形態１に係る再生ゴムとゴム配合剤とを混練した未架橋ゴム組成物を、カレンダロール等を用いてシート状に加工することにより得る。また心線用の撚り糸１４’及び補強布用の布１５’には接着処理を施す。
【００４２】
次いで、図２（ａ）に示すように、マントル２１に、圧縮ゴム層用のゴムシート１１’を複数回巻き付け、その上に、接着ゴム層用のゴムシート１２’を巻き付ける。その上に、図２（ｂ）に示すように、撚り糸１４’を螺旋状に巻き付ける。更にその上に、図２（ｃ）に示すように、接着ゴム層用のゴムシート１２’及び伸張ゴム層用のゴムシート１３’を順に巻き付けて円筒状の積層構造体１０’を作製する。
【００４３】
次いで、図２（ｄ）に示すように、円筒状の積層構造体１０’をマントル２１上で所定幅に輪切りにした後、それらをマントル２１から取り外す。
【００４４】
次いで、環状の積層構造体１０’を、圧縮ゴム層用のゴムシート１１’側を外側にして一対のプーリ間に巻き掛けて回転させながら、図２（ｅ）に示すように、圧縮ゴム層用のゴムシート１１’の積層部分の両側をＶ型に斜めに切除して体積を調整する。
【００４５】
続いて、図２（ｆ）に示すように、環状の積層構造体１０’の外周を布１５’で被覆する。
【００４６】
そして、図２（ｇ）に示すように、ラッピングした環状の積層構造体１０’を円筒金型２２の溝２３に嵌め入れ、それを加硫缶に入れて加熱及び加圧する。このとき、環状の積層構造体１０’のゴム成分が架橋してベルト本体１０を形成し、且つ撚り糸１４’がベルト本体１０に接着一体化して心線１４となると共に、布１５’がベルト本体１０に接着一体化して補強布１５となって実施形態１に係るラップドＶベルトＢが製造される。
【００４７】
尚、本発明のゴム組成物は、Ｖベルトの他に、Ｖリブドベルト、歯付ベルト、平ベルト等の伝動ベルト、コンベヤベルト、タイヤ等、種々の部品及び製品に用いることができる。
【実施例】
【００４８】
実施例のゴム組成物について、以下に説明する。各実施例については、表１にも記載している。
【００４９】
＜実施例１＞
まず、トルエンに粉末セルロース（日本製紙社製  商品名：ＫＣフロック  Ｗ−ＧＫ）を分散させた分散液を調製し、高圧ホモジナイザーを用い、その分散液同士を衝突させて粉末セルロースをセルロース微細繊維に解繊して、トルエンにセルロース微細繊維が分散した分散液を得た。従って、セルロース微細繊維は、機械的解繊手段によって製造され、また、疎水化処理されていないものである。
【００５０】
次いで、そのトルエンにセルロース微細繊維が分散した分散体と、トルエンにＨ−ＮＢＲ（日本ゼオン社製  商品名：Zetpol 2020）を溶解させると共に可塑剤（ＤＩＣ社製  商品名：Ｗ−２６０）を添加した溶液とを混合し、トルエン及び可塑剤を気化させてセルロース微細繊維／Ｈ−ＮＢＲのマスターバッチを作製した。なお、マスターバッチにおける各成分の含有量は、セルロース系微細繊維が２５質量％、可塑剤が２５質量％、及びＨ−ＮＢＲが５０質量％であった。
【００５１】
続いて、ＥＰＤＭを素練りすると共に、そこにマスターバッチを投入して混練した。マスターバッチの投入量は、トータルのＥＰＤＭ１００質量部に対してセルロース系微細繊維の含有量が５質量部となる量とした。
【００５２】
そして、ＥＰＤＭとセルロース系微細繊維とを混練すると共に、そこに、ＥＰＤＭ１００質量部に対し、補強材のカーボンブラックＦＥＦ（東海カーボン社製、商品名：シーストＳＯ）を３０質量部、オイル（日本サン石油株式会社製、商品名：サンパー2280）を８質量部、架橋剤（日油株式会社製、商品名：ペロキシモンF-40）を５質量部それぞれ投入して混練を続けることにより未架橋ゴム組成物を作製した。
【００５３】
＜実施例２＞
実施例１と同様にして、セルロース系微細繊維／ＥＰＤＭマスターバッチを作製した。続いて、ＥＰＤＭを素練りすると共に、そこにマスターバッチを投入して混練した。マスターバッチの投入量は、トータルのＥＰＤＭ１００質量部に対してセルロース系微細繊維の含有量が５質量部となる量とした。
【００５４】
そして、ＥＰＤＭとセルロース系微細繊維とを混練すると共に、そこに、ＥＰＤＭ１００質量部に対し、補強材のカーボンブラックＦＥＦを３０質量部及びシリカ（デグッサ社製、商品名：ウルトラジルＶＮ３）を１０質量部、オイルを８質量部、架橋剤を５質量部それぞれ投入して混練を続けることにより未架橋ゴム組成物を作製した。つまり、実施例１の配合に対し、シリカ１０質量部を更に配合している。
【００５５】
＜実施例３＞
実施例１と同様にして、セルロース系微細繊維／ＥＰＤＭマスターバッチを作製した。続いて、ＥＰＤＭを素練りすると共に、そこにマスターバッチを投入して混練した。マスターバッチの投入量は、トータルのＥＰＤＭ１００質量部に対してセルロース系微細繊維の含有量が５質量部となる量とした。
【００５６】
そして、ＥＰＤＭとセルロース系微細繊維とを混練すると共に、そこに、ＥＰＤＭ１００質量部に対し、オイルを８質量部、架橋剤を５質量部それぞれ投入して混練を続けることにより未架橋ゴム組成物を作製した。実施例１と比較すると、カーボンブラックを含まない配合となっている。
【００５７】
＜実施例４＞
実施例１と同様にして、セルロース系微細繊維／ＥＰＤＭマスターバッチを作製した。続いて、ＥＰＤＭを素練りすると共に、そこにマスターバッチを投入して混練した。マスターバッチの投入量は、トータルのＥＰＤＭ１００質量部に対してセルロース系微細繊維の含有量が１０質量部となる量とした。
【００５８】
そして、ＥＰＤＭとセルロース系微細繊維とを混練すると共に、そこに、ＥＰＤＭ１００質量部に対し、オイルを８質量部、架橋剤を５質量部それぞれ投入して混練を続けることにより未架橋ゴム組成物を作製した。実施例１と比較すると、セルロース系微細繊維の配合量が５質量部多く、且つ、カーボンブラックを含まない配合となっている。
【００５９】
＜比較例１＞
ＥＰＤＭを素練りすると共に、そこに、ＥＰＤＭ１００質量部に対し、オイルを８質量部、架橋剤を５質量部それぞれ投入して混練を続けることにより未架橋ゴム組成物を作製した。実施例１と比較すると、セルロース系微細繊維及びカーボンブラックを含まない配合となっている。
【００６０】
＜比較例２＞
ＥＰＤＭを素練りすると共に、そこに、ＥＰＤＭ１００質量部に対し、補強材のカーボンブラックＦＥＦを３０質量部、オイルを８質量部、架橋剤を５質量部それぞれ投入して混練を続けることにより未架橋ゴム組成物を作製した。実施例１と比較すると、セルロース系微細繊維を含まない配合となっている。
【００６１】
【表１】
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【００６２】
（試験評価方法）
＜平均繊維径・繊維径分布＞
実施例１〜４のそれぞれのプレス成形により架橋したゴム組成物について採取した試料を凍結粉砕した後、その断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察すると共に、５０本の繊維を任意に選択して繊維径を測定し、その数平均を求めて平均繊維径とした。また、５０本のセルロース微細繊維のうち繊維径の最大値及び最小値を求めた。
【００６３】
＜耐摩耗特性・摩擦係数評価試験＞
実施例１〜４及び比較例１〜２のそれぞれについて、プレス成形により架橋したゴム組成物の試験片を作製した。試験片の寸法は、５ｍｍ角、長さ１０ｍｍである。
【００６４】
まず、試験片の初期の質量を測定した。その後、ピン・オン・ディスク型摩擦摩耗試験機を用い、上記試験片の５ｍｍ角の面を摺動面として、ねずみ鋳鉄（FC200）製のディスク状の相手材の表面に当接させた。試験片に上から０．８ＭＰａの圧力を印加し、すべり速度が０．２５ｍ／秒となるように相手材を回転させて、四時間後の試験片の質量を測定した。初期の質量からの変化を摩耗質量とした。摩耗性の指標として、ｍｇ単位の摩耗質量の十倍の値を表１に示している。
【００６５】
尚、この測定は、乾燥状態にて行った。また、相手材の温度は６０℃に設定した。
【００６６】
また、上記と同様に、試験片の５ｍｍ角の面を摺動面として、ねずみ鋳鉄製の相手材の表面に当接させて、試験片に上から０．８ＭＰａの圧力を印加し、すべり速度が０．２５ｍ／秒となるように相手材を回転させて、力を測定することにより摩擦係数を測定した。
【００６７】
このような摩擦係数の測定を、乾燥時、湿潤時及び乾き際について行った。乾燥時とは、試験片及び相手材が十分に乾燥している状態である。湿潤時とは、ディスク状の相手材表面に水を滴下し、試験片と相手材との間にも水が存在する状態である。また、湿潤な状態から水の滴下を停止した後、乾いていく途中において摩擦係数にピークが発生する。乾き際とは、そのようなピークが生じている時点を意味する。
【００６８】
（試験評価結果）
試験結果を表１に示す。
【００６９】
表１によると、実施例１〜４のセルロース微細繊維は、いずれも繊維径の分布が広いことが分かる。また、セルロース系微細繊維及びカーボンブラックを併用する実施例１及び２の方が、セルロース系微細繊維を用いるがカーボンブラックを用いない実施例３及び４よりも、平均繊維径が小さい。シリカを用いる実施例２は、シリカを用いない実施例１と比べて、平均、最大、最小の繊維径がいずれも小さい。
【００７０】
また、実施例１及び２において、セルロース系微細繊維の径５μｍ以上の凝集物は見られないのに対し、実施例３及び４ではその存在が確認される。つまり、実施例１及び２ではセルロース系微細繊維の分散性が実施例３及び４よりも優れている。
【００７１】
摩耗量について見ると、セルロース系微細繊維及びカーボンブラックを含まない比較例１では７９８である。これに対し、カーボンブラックのみを含む比較例２では１７４、セルロース系微細繊維のみを用いる実施例３及び４では１９８及び１６３である。従って、セルロース系微細繊維により、カーボンブラックと同程度の耐摩耗性は実現できる。補強材としてセルロース系微細繊維及びカーボンブラックを併用する実施例１では８６、更にシリカを用いる実施例２では９４であり、ゴム組成物の耐摩耗性は更に向上している。
【００７２】
摩擦係数について見ると、実施例１及び２の場合、乾燥時、湿潤時及び乾き際の値の変動は０．１である。これに対し、セルロース系微細繊維を用いない比較例１及び２の場合、いずれも湿潤時に摩擦係数は大きく減少し、乾き際には大きく増加しており、変動が大きい（順に１．２及び１．１）。セルロース系微細繊維を用いている実施例３及び４では、変動の幅は０．２であり、実施例１及び２に比べると大きいとしても、比較例１及び２に対しては顕著に改善している。
【００７３】
このように、セルロース系微細繊維及びカーボンブラックを共に配合することにより、被水と乾燥とが起こる条件において、摩擦係数の変動が小さいゴム組成物を得ることができる。従って、このようなゴム組成物からなるゴム部品は、被水条件における挙動が安定する。
【００７４】
以上の通り、ゴム組成物の補強材としてセルロース系微細繊維を用いること、更にカーボンブラックを併用することにより、耐摩耗性が高く且つ被水条件における挙動が安定したゴム部品を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、ゴム組成物の分野において有用である。
【符号の説明】
【００７６】
１０      ベルト本体
１１      底部ゴム層
１２      接着ゴム層
１３      伸張ゴム層
１４      心線
１５      補強布
１０’    積層構造体
１１’    ゴムシート
１２’    ゴムシート
１３’    ゴムシート
１４’    糸
１５’    布
２１      マントル
２２      円筒金型
２３      溝
【図１】
2019143166.tif 000004
【図２】
2019143166.tif 000005