(57)【要約】【課題】省エネ性能および耐久性の双方の特性に優れたコンベヤベルトを提供する。【解決手段】上面カバーゴム層１と、下面カバーゴム層２との間に、芯体帆布層３が介在されてなるコンベヤベルトであって、少なくとも下面カバーゴム層２が、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有し、（Ａ）と（Ｂ）との重量混合比が、（Ａ）／（Ｂ）＝２０／８０〜８０／２０の範囲内に設定されているとともに、（Ｃ）の配合割合が、（Ａ）と（Ｂ）との合計１００重量部に対して、２０〜６０重量部の範囲内に設定され、かつ、全硫黄量が、（Ａ）と（Ｂ）との合計１００重量部に対して、２．１〜５．０重量部の範囲内に設定されているゴム組成物により構成されている。（Ａ）天然ゴム。（Ｂ）１，２−結合含有量が５モル％以下のポリブタジエンゴム。（Ｃ）窒素比表面積が２５〜３５ｍ２  ／ｇのカーボンブラック。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面カバーゴム層と、下面カバーゴム層との間に、芯体帆布層が介在されてなるコンベヤベルトであって、少なくとも下面カバーゴム層が、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有し、（Ａ）と（Ｂ）との重量混合比が、（Ａ）／（Ｂ）＝２０／８０〜８０／２０の範囲内に設定されているとともに、（Ｃ）の配合割合が、（Ａ）と（Ｂ）との合計１００重量部に対して、２０〜６０重量部の範囲内に設定され、かつ、全硫黄量が、（Ａ）と（Ｂ）との合計１００重量部に対して、２．１〜５．０重量部の範囲内に設定されているゴム組成物により構成されていることを特徴とするコンベヤベルト。
（Ａ）天然ゴム。
（Ｂ）１，２−結合含有量が５モル％以下のポリブタジエンゴム。
（Ｃ）窒素比表面積が２５〜３５ｍ２  ／ｇのカーボンブラック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、省エネ性能および耐久性の双方の特性に優れたコンベヤベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鉄鋼、石炭、セメント等の産業分野においては、コンベヤベルトにより、輸送物を長距離搬送している。このコンベヤベルトは、通常、中心層となる芯体層を帆布等で構成し、これを天然ゴム製もしくは合成ゴム製のカバーゴム層で被覆して構成されている。このようなコンベヤベルトを用いて、輸送物を長距離搬送する場合、コンベヤベルトは多数のローラーと接触することになる。そのため、ローラーの乗り越え抵抗が大きいと、運転時に要するモーターの負荷が大きくなり、負荷電流の上昇により、ランニングコストが高くなる。また、容量の大きいモーターを使用する必要があるため、設備投資費が高くなり、非常にコストがかかる。そこで、ベルトとローラーとが接触する際に発生するエネルギーロスを小さくし、省エネルギー化を目的として、天然ゴムと末端変性ポリブタジエンゴムとを所定の割合で併用し、これにＦＥＦグレードのカーボンブラックを所定量配合したゴム組成物を用いてなるコンベヤベルトが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２６６７０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載のコンベヤベルトは、省エネルギー性能の点では、特に問題はないが、耐久性が劣るという難点がある。すなわち、このコンベヤベルトは、輸送物の長距離搬送を目的とする、全長が数キロメートル以上にも及ぶ長距離コンベヤベルトであるため、屈曲頻度が少なく、耐屈曲疲労性等の耐久性については、特に考慮されておらず、耐久性の点では充分に満足できるものではない。一方、長さ数十メートル程度の短距離を搬送する短距離コンベヤベルトは、上記長距離コンベヤベルトに比べて屈曲頻度が多いため、省エネ性能よりも、むしろ高いレベルでの耐久性が要求されている。したがって、上記の長距離コンベヤベルトは、耐久性の点で、屈曲頻度が多い短距離コンベヤベルトに利用することは困難である。このように、上記長距離コンベヤベルトは、屈曲頻度が少ないため、耐久性よりも、むしろ省エネ性能の要求特性が高く、一方、上記短距離コンベヤベルトは、屈曲頻度が多いため、省エネ性能よりも、むしろ耐久性能の要求特性が高く、省エネ性能および耐久性の双方の特性に優れたコンベヤベルトは、未だ得られていないのが実情であり、そのようなコンベヤベルトの開発が待望されている。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、省エネ性能および耐久性の双方の特性に優れたコンベヤベルトの提供をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のコンベヤベルトは、上面カバーゴム層と、下面カバーゴム層との間に、芯体帆布層が介在されてなるコンベヤベルトであって、少なくとも下面カバーゴム層が、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有し、（Ａ）と（Ｂ）との重量混合比が、（Ａ）／（Ｂ）＝２０／８０〜８０／２０の範囲内に設定されているとともに、（Ｃ）の配合割合が、（Ａ）と（Ｂ）との合計１００重量部に対して、２０〜６０重量部の範囲内に設定され、かつ、全硫黄量が、（Ａ）と（Ｂ）との合計１００重量部に対して、２．１〜５．０重量部の範囲内に設定されているゴム組成物により構成されている。
（Ａ）天然ゴム。
（Ｂ）１，２−結合含有量が５モル％以下のポリブタジエンゴム。
（Ｃ）窒素比表面積が２５〜３５ｍ２  ／ｇのカーボンブラック。
【０００７】
本発明者らは、省エネ性能および耐久性の双方の特性に優れたコンベヤベルトを得るべく鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、コンベヤベルトのカバーゴム層を構成するゴム組成物に着目し、そのゴム組成物を中心に研究を続けた。その結果、天然ゴムと、１，２−結合含有量が５モル％以下のポリブタジエンゴムとを特定の割合でブレンドし、カーボンブラックの窒素比表面積を特定の範囲に設定するとともに、カーボンブラックの配合割合および全硫黄量を特定の範囲内に設定した特殊なゴム組成物を用いて、少なくとも下面カバーゴム層を形成すると、所期の目的が達成できることを見いだし、本発明に到達した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【０００９】
本発明のコンベヤベルトは、例えば、図１に示すように、上面カバーゴム層１と、下面カバーゴム層２との間に、芯体帆布層３が介在されて構成されている。なお、図において、Ｔ１  は上面カバーゴム層１の厚み、Ｔ２  は下面カバーゴム層２の厚みである。
【００１０】
本発明においては、上面カバーゴム層１および下面カバーゴム層２の少なくとも下面カバーゴム層２が、特殊なゴム組成物により構成されているのであって、これが最大の特徴である。
【００１１】
なお、本発明において、下面カバーゴム層２とは、コンベヤベルトをローラー等に張架した場合に、ローラー等と接する面側のゴム層（内面ゴム層）をいう。
【００１２】
上記カバーゴム層を形成する特殊なゴム組成物は、天然ゴム（Ａ成分）と、特定のポリブタジエンゴム（Ｂ成分）と、特定のカーボンブラック（Ｃ成分）とを用いて得ることができる。
【００１３】
上記天然ゴム（Ａ成分）とともに用いられる、特定のポリブタジエンゴム（ＢＲ）としては、１，２−結合含有量（以下「１，２−結合量」と略す）が５モル％以下のものを用いる必要がある。すなわち、ＢＲの１，２−結合量が５モル％を超えると、コンベヤベルトの省エネ効果が劣るからである。
【００１４】
なお、ＢＲの１，２−結合量が５モル％以下のものであって、末端が変性されているＢＲは、コンベヤベルトの耐久性に劣る傾向がみられるため、本発明においては、末端を変性していないＢＲを用いることが好ましい。
【００１５】
上記天然ゴム（Ａ成分）と、特定のポリブタジエンゴム（Ｂ成分）との重量混合比は、Ａ成分／Ｂ成分＝２０／８０〜８０／２０の範囲内に設定する必要があり、好ましくはＡ成分／Ｂ成分＝３０／７０〜７０／３０の範囲内である。すなわち、Ａ成分の重量混合比が２０未満である（Ｂ成分の重量混合比が８０を超える）と、コンベヤベルトの耐久性が劣り、逆にＡ成分の重量混合比が８０を超える（Ｂ成分の重量混合比が２０未満である）と、コンベヤベルトの省エネ性能が劣るからである。
【００１６】
つぎに、上記天然ゴム（Ａ成分）および特定のポリブタジエンゴム（Ｂ成分）とともに用いられる、特定のカーボンブラック（Ｃ成分）としては、窒素比表面積が２５〜３５ｍ２  ／ｇの範囲内のものを用いる必要があり、好ましくは窒素比表面積が２６〜３０ｍ２  ／ｇの範囲内のものが使用される。すなわち、カーボンブラックの窒素比表面積が２５ｍ２  ／ｇ未満であると、コンベヤベルトの耐久性が劣り、逆に３５ｍ２  ／ｇを超えると、コンベヤベルトの省エネ性能が劣るからである。
【００１７】
このような特定のカーボンブラック（Ｃ成分）としては、平均粒子径が比較的大きなグレードのものが用いられ、例えば、ＧＰＦグレード、ＳＲＦグレード、ＦＴグレード、ＭＴグレード等が用いられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらのなかでも、省エネ性と耐久性のバランスに優れる点で、ＧＰＦグレードが好適に用いられる。
【００１８】
上記特定のカーボンブラック（Ｃ成分）の配合割合は、Ａ成分とＢ成分との合計１００重量部（以下「部」と略す）に対して、２０〜６０部の範囲内に設定する必要があり、好ましくは３５〜５０部の範囲内である。すなわち、特定のカーボンブラック（Ｃ成分）の配合割合が２０部未満であると、コンベヤベルトの耐久性に劣り、逆に６０部を超えると、コンベヤベルトの省エネ性能が劣るからである。
【００１９】
本発明のコンベヤベルトに用いられる上記特殊なゴム組成物には、上記Ａ〜Ｃ成分以外に、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、マイクロクリスタリンワックス等のワックス類、アロマオイル等のプロセスオイル等の通常使用される配合剤を必要に応じて配合しても差し支えない。
【００２０】
上記加硫剤としては、特に限定はないが、硫黄が好適に用いられる。
【００２１】
上記加硫促進助剤としては、特に限定はないが、例えば、脂肪酸、金属酸化物、チウラム系加硫促進助剤、スルフェンアミド系加硫促進助剤等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００２２】
本発明においては、特殊なゴム組成物中の全硫黄量が、Ａ成分とＢ成分との合計１００部に対して、２．１〜５．０部の範囲内に設定されている必要があり、好ましくは２．２〜３部の範囲内である。すなわち、全硫黄量が２．１部未満であると、コンベヤベルトの省エネ性能が劣り、逆に全硫黄量が５．０部を超えると、コンベヤベルトの耐久性が劣るからである。
【００２３】
なお、本発明において、全硫黄量とは、ゴム組成物中に配合した全配合物中に含まれる硫黄の総量を意味し、加硫剤としての硫黄の配合量のみならず、チウラム系やスルフェンアミド系加硫促進助剤中に含まれる硫黄の配合量も含む意味である。また、硫黄を含有する老化防止剤を用いる場合は、その老化防止剤中に含まれる硫黄の配合量も含める意味である。
【００２４】
つぎに、上記上面カバーゴム層１と、下面カバーゴム層２との間に介在させる芯体帆布層３としては、特に限定するものではなく、例えば、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル等の合成繊維の織布よりなる帆布を積層することに構成される。なお、帆布の積層枚数は、コンベヤベルトの使用目的等に応じて適宜に決定される。
【００２５】
本発明のコンベヤベルトは、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、前記Ａ〜Ｃ成分に加えて、硫黄、加硫促進剤等の添加剤を必要に応じて配合し、これらをロール、バンバリミキサー等を用いて混練し、ゴム組成物を調製する。つぎに、このゴム組成物を押し出し機やカレンダー等を用いて、シート状に成形して、未加硫のゴムシートを２枚作製する。そして、このようにして作製した２枚の未加硫のゴムシート間に、芯材となる帆布を必要枚数積層して介在させ、これを加熱加圧して加硫する。このようにして、上面カバーゴム層１と、下面カバーゴム層２との間に、芯体帆布層３が介在されてなるコンベヤベルト（図１参照）を作製することができる。
【００２６】
本発明コンベヤベルトは、先にも述べたように、上面カバーゴム層１および下面カバーゴム層２の少なくとも下面カバーゴム層２が、前記特殊なゴム組成物を用いて形成されていればよく、例えば、上面カバーゴム層１を上記特殊なゴム組成物以外のゴム組成物を用いて形成しても差し支えない。
【００２７】
このようにして得られる本発明のコンベヤベルトにおいて、各層の厚み、ベルトの幅や全長等は、コンベヤベルトの使用目的等に応じて適宜に決定されるが、上面カバーゴム層１の厚み（Ｔ１  ）は、通常、２．０〜２０．０ｍｍの範囲内であり、好ましくは３．０〜８．０ｍｍの範囲内である。下面カバーゴム層２の厚み（Ｔ２  ）は、通常、１．０〜８．０ｍｍの範囲内であり、好ましくは１．５〜５．０ｍｍの範囲内である。また、芯体帆布層３の厚みは、通常、０．４〜１０．０ｍｍの範囲内であり、好ましくは１．０〜９．０ｍｍの範囲内である。そして、本発明のコンベヤベルトの総厚みは、通常、３．４〜３８．０ｍｍの範囲内であり、好ましくは４．０〜２０．０ｍｍの範囲内である。
【００２８】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００２９】
まず、実施例および比較例に先立ち、下記に示す材料を準備した。
【００３０】
〔ＢＲ▲１▼〕
宇部興産社製、ＢＲ１５０（１，２−結合量：５モル％以下）
【００３１】
〔ＢＲ▲２▼〕
旭化成社製、ジエン５５Ｒ（１，２−結合量：５モル％を超える）
【００３２】
〔末端変性ＢＲ〕
日本ゼオン社製、ニボール１２５０（１，２−結合量：５モル％を超える）
【００３３】
〔ＧＰＦカーボンブラック▲１▼〕
三菱化学社製、ダイアブラックＧ
【００３４】
〔ＧＰＦカーボンブラック▲２▼〕
新日鉄化学社製、ＨＴＣ♯ＧＡ
【００３５】
〔ＧＰＦカーボンブラック▲３▼〕
新日鉄化学社製、ＨＴＣ♯Ｇ
【００３６】
〔ＨＡＦカーボンブラック〕
昭和キャボット社製、ショウブラックＮ３３０
【００３７】
〔ＦＥＦカーボンブラック〕
東海カーボン社製、シーストＳＯ
【００３８】
〔ＦＴカーボンブラック〕
旭カーボン社製、アサヒサーマル
【００３９】
〔チウラム系加硫促進助剤〕
三新化学社製、サンセラーＴＴ−Ｇ
【００４０】
〔スルフェンアミド系加硫促進助剤〕
三新化学社製、サンセラーＣＺ−Ｇ
【００４１】
〔老化防止剤〕
精工化学社製、オゾノン６Ｃ
【００４２】
つぎに、上記材料を用い、つぎのようにしてコンベヤベルトを作製した。
【００４３】
【実施例１】
後記の表１に示す各成分を、同表に示す割合で配合し、ロールを用いて混練して、ゴム組成物を調製した。つぎに、このゴム組成物を押し出し機等を用いて、シート状に成形して、未加硫ゴムシートを２枚作製した。そして、このようにして作製した２枚の未加硫ゴムシート間に、芯材となるポリエステル帆布を３枚積層して介在させ、これを加熱加圧して加硫（条件：１５０℃×２０分）した。このようにして、上面カバーゴム層（厚みＴ１  ：３．０ｍｍ）と、下面カバーゴム層（厚みＴ２  ：３．０ｍｍ）との間に、芯体帆布層（厚み：２．０ｍｍ）が介在されてなるコンベヤベルト（幅：３００ｍｍ）を作製した。
【００４４】
【実施例２〜５、比較例１〜６】
後記の表１および表２に示すように、配合成分の種類および配合割合を変更する以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。そして、このゴム組成物を用いて、実施例１と同様にして、コンベヤベルトを作製した。
【００４５】
【標準品】
後記の表１に示すように、配合成分の種類および配合割合を変更する以外は、実施例１と同様にして、コンベヤベルトを作製した。このようにして得たコンベヤベルトは、ＪＩＳ−Ｇに記載の標準配合に基づく、標準ベルトと同様の組成からなるものである。
【００４６】
このようにして得られた実施例品、比較例品および標準品のコンベヤベルトを用い、下記の基準に従って各特性の評価を行った。これらの結果を、後記の表１および表２に併せて示した。
【００４７】
〔省エネ性能〕
図２および図３に示すように、コンベヤベルト４を、駆動プーリ５と遊動プーリ６との間に、ベルトテンション０．５ＭＰａとなるように巻き掛け、ベルト走行速度５０ｍ／ｍｉｎでベルト走行試験を行った。そして、トルクメータ７およびトルク表示計８を用いて、トルク値を測定した。図２および図３において、９は駆動モータ、１０はＶベルト、１１は電動機、１２は減速機である。省エネ性能の評価は、標準品（標準ベルト）のトルク値と対比して、トルク値の減少が１５％未満のものを△、１５％以上２５％未満のものを○、２５％以上のものを◎とした。
【００４８】
〔耐久性〕
各コンベヤベルトを用い、ＪＩＳ    Ｋ  ６２６０「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムのデマッチャ屈曲亀裂試験方法」に準じて、１万回屈曲後の傷の成長を目視し、傷の成長の程度により、耐久性の評価を行った。評価は、傷の成長が大きいものを×、傷の成長が中くらいのものを△、傷の成長が小さいものを○、傷の成長が極めて小さいものを◎とした。
【００４９】
【表１】
2004284815.tif 000003
【００５０】
【表２】
2004284815.tif 000004
【００５１】
上記結果から、実施例品はいずれも、省エネ性能および耐久性の双方の特性に優れていた。
【００５２】
これに対して、比較例１品は、全硫黄量が少なく、また１，２−結合量が５モル％を超えたＢＲを使用しているため、省エネ性能が劣っていた。比較例２品は、末端変性ＢＲを使用することにより、省エネ効果を得ているが、耐久性が劣っていた。比較例３品は、カーボンブラックの窒素比表面積が大きいため、省エネ性能が劣っていた。比較例４品は、カーボンブラックの窒素比表面積が小さいため、耐久性が劣っていた。比較例５品は、全硫黄量が少なすぎるため、省エネ性能が劣っていた。比較例６品は、全硫黄量が多すぎるため、耐久性が劣っていた。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明のコンベヤベルトは、少なくとも下面カバーゴム層が、天然ゴム（Ａ成分）と、１，２−結合含有量が５モル％以下のポリブタジエンゴム（Ｂ成分）とを特定の割合でブレンドし、カーボンブラック（Ｃ成分）の窒素比表面積を特定の範囲内に設定するとともに、カーボンブラック（Ｃ成分）の配合割合および全硫黄量を特定の範囲内に設定した、特殊なゴム組成物により構成されているため、耐久性を損なうことなく、省エネ性能にも優れている。そのため、省エネ性能が特に要求される長距離コンベヤベルトのみならず、屈曲頻度が多く、耐久性が特に要求される短距離コンベヤベルトにも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンベヤベルトの一実施例を示す断面図である。
【図２】省エネ性能評価を説明する正面図である。
【図３】図２の正面図を上から見た状態を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１  上面カバーゴム層
２  下面カバーゴム層
３  芯体帆布層
【図１】
2004284815.tif 000005
【図２】
2004284815.tif 000006
【図３】
2004284815.tif 000007