(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界を横断する方向に帯電粒子を移動させ、粒子の接触帯電中に摩擦力に暴露され、使用中、時々緊張状態になる輸送ベルトを具備する、表面接触による粒子の帯電に基づいて粒子の混合物の成分を分離するために用いられるベルト分離システムにおいて、ホストポリマーと添加剤との組成物の押出成形体としてのベルトを具備し、該ホストポリマーと該添加剤とはそれぞれ、ベルトの帯電性、ベルトの耐摩耗性、ベルトの摩擦係数及びベルトの耐クリープ性の１つ以上を改良するように選択されたものであることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記ベルトを構成するホストポリマーと添加剤との組成物が、ホストポリマーの摩擦電気系列位置よりも低い摩擦電気系列位置を有する、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記ベルトを構成するホストポリマーと添加剤との組成物が、ホストポリマーの摩擦電気系列位置よりも高い摩擦電気系列位置を有する、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
ホストポリマーが少なくとも１種のオレフィンモノマーの重合生成物を含む、請求項２記載のシステム。
【請求項５】
添加剤がフルオロポリマー、超高分子量ポリエチレン、微細ガラス繊維強化フルオロポリマー及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項２記載のシステム。
【請求項６】
添加剤がフルオロポリマー、超高分子量ポリエチレン、微細ガラス繊維強化フルオロポリマー及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項４記載のシステム。
【請求項７】
ホストポリマーが少なくとも１個のアミド結合を有する重合生成物を含む、請求項２記載のシステム。
【請求項８】
添加剤がメラミンシアヌレート、アミノ含有化合物及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項３記載のシステム。
【請求項９】
添加剤がメラミンシアヌレート、アミノ含有化合物及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項７記載のシステム。
【請求項１０】
ホストポリマーが少なくとも１種のオレフィンモノマーの重合生成物を含む、請求項３記載のシステム。
【請求項１１】
添加剤がアラミド繊維、アミノシラン、表面前処理されないタルク、表面前処理済みタルク、エチレンビス−ステアラミド及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項３記載のシステム。
【請求項１２】
添加剤がアラミド繊維、アミノシラン、表面前処理されないタルク、表面前処理済みタルク、エチレンビス−ステアラミド及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項１０記載のシステム。
【請求項１３】
ホストポリマーが少なくとも１個のアミド結合を有する重合生成物を含む、請求項３記載のシステム。
【請求項１４】
添加剤が、アラミド繊維、エチレンビス−ステアラミド及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項３記載のシステム。
【請求項１５】
添加剤が、アラミド繊維、エチレンビス−ステアラミド及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項１３記載のシステム。
【請求項１６】
ホストポリマーが、線状低密度ポリエチレンホモポリマー、低密度ポリエチレンホモポリマー、オレフィン熱可塑性エラストマー、オレフィンフレキソマー、超高分子量ポリエチレンホモポリマー、高密度ポリエチレンホモポリマー、中密度ポリエチレンホモポリマー、ポリプロピレンホモポリマー、線状低密度ポリエチレンコポリマー、低密度ポリエチレンコポリマー、高密度ポリエチレンコポリマー、中密度ポリエチレンコポリマー、ポリプロピレンコポリマー及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項４記載のシステム。
【請求項１７】
ホストポリマーが、線状低密度ポリエチレンホモポリマー、低密度ポリエチレンホモポリマー、オレフィン熱可塑性エラストマー、オレフィンフレキソマー、超高分子量ポリエチレンホモポリマー、高密度ポリエチレンホモポリマー、中密度ポリエチレンホモポリマー、ポリプロピレンホモポリマー、線状低密度ポリエチレンコポリマー、低密度ポリエチレンコポリマー、超高分子量ポリエチレンコポリマー、高密度ポリエチレンコポリマー、中密度ポリエチレンコポリマー、ポリプロピレンコポリマー及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項６記載のシステム。
【請求項１８】
ホストポリマーが、ナイロン６ホモポリマー、ナイロン６，６ホモポリマー、ナイロン１１ホモポリマー、ナイロン１２ホモポリマー、ナイロン６，１２ホモポリマー、ナイロン６コポリマー、ナイロン６，６コポリマー、ナイロン１１コポリマー、ナイロン１２コポリマー、ナイロン６，１２コポリマー及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項７記載のシステム。
【請求項１９】
ホストポリマーが、ナイロン６ホモポリマー、ナイロン６，６ホモポリマー、ナイロン１１ホモポリマー、ナイロン１２ホモポリマー、ナイロン６，１２ホモポリマー、ナイロン６コポリマー、ナイロン６，６コポリマー、ナイロン１１コポリマー、ナイロン１２コポリマー、ナイロン６，１２コポリマー及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項９記載のシステム。
【請求項２０】
ホストポリマーが、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含み、添加剤がベルトの１重量％〜３０重量％の量でのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む、請求項２記載のシステム。
【請求項２１】
ホストポリマーが、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含み、添加剤がベルトの１重量％〜３０重量％の量での超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）を含む、請求項２記載のシステム。
【請求項２２】
ホストポリマーが高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含み、添加剤がベルトの１重量％〜３０重量％の量での微細ガラス繊維強化ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む、請求項２記載のシステム。
【請求項２３】
ホストポリマーが高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含み、添加剤がベルトの１重量％〜２５重量％の量でのアラミド繊維を含む、請求項１０記載のシステム。
【請求項２４】
ホストポリマーが高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含み、添加剤がベルトの１重量％〜５０重量％の量での表面前処理済みタルクを含む、請求項１０記載のシステム。
【請求項２５】
ホストポリマーが高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含み、添加剤がベルトの０．０５重量％〜１０重量％の量でのエチレンビス−ステアラミドを含む、請求項１０記載のシステム。
【請求項２６】
ホストポリマーが高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含み、添加剤がベルトの０．０５重量％〜１０重量％の量でのアミノシランを含む、請求項１０記載のシステム。
【請求項２７】
ホストポリマーがナイロン６を含み、添加剤がベルトの１重量％〜３０重量％の量でのメラミンシアヌレートを含む、請求項２記載のシステム。
【請求項２８】
ホストポリマーがナイロン６を含み、添加剤がベルトの１重量％〜３０重量％の量でのアミノ含有化合物を含む、請求項２記載のシステム。
【請求項２９】
ホストポリマーがナイロン６を含み、添加剤がベルトの１重量％〜２５重量％の量でのアラミド繊維を含む、請求項１３記載のシステム。
【請求項３０】
ホストポリマーがナイロン６を含み、添加剤がベルトの０．０５重量％〜１０重量％の量でのエチレンビス−ステアラミドを含む、請求項１３記載のシステム。
【請求項３１】
ホストポリマーがナイロン６を含み、添加剤がベルトの１重量％〜３０重量％の量でのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む、請求項１３記載のシステム。
【請求項３２】
ホストポリマーがナイロン６を含み、添加剤がベルトの１重量％〜３０重量％の量での微細ガラス繊維強化ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む、請求項１３記載のシステム。
【請求項３３】
粒子が帯電するようになって混合物の成分の分離が行われるように、粒子−粒子衝突及び粒子−ベルト衝突を粒子に生じさせるべく、反対に帯電した電極の間の電界を通して粒子の混合物を輸送するように配置されたベルトを具備する分離装置であって、該ベルトはホストポリマーと添加剤との組成物の押出成形体であり、該添加剤は該ホストポリマー中に分散されていて該組成物は所望の摩擦電気系列位置を有し、該ベルトが緊張状態に維持され、粒子の接触帯電中に電極と接触することにより電極を掃除する装置。
【請求項３４】
前記ベルトを構成するホストポリマーと添加剤との組成物が、ホストポリマーの摩擦電気系列位置よりも低い摩擦電気系列位置を有する、請求項３３記載の装置。
【請求項３５】
前記ベルトを構成するホストポリマーと添加剤との組成物が、ホストポリマーの摩擦電気系列位置よりも高い摩擦電気系列位置を有する、請求項３３記載の装置。
【請求項３６】
混合物の成分の静電分離に用いられるベルト分離器用のベルトであって、
ホストポリマーと、該ホストポリマー中に分散されている添加剤と、を包含する押出成形材料を含み、該添加剤は、ベルトに所望の帯電性を付与するように選択される、静電分離ベルト分離器用のベルト。
【請求項３７】
前記ベルトの摩擦電気系列位置がホストポリマーの摩擦電気系列位置よりも低くなるように、添加剤が選択される、請求項３６記載のベルト。
【請求項３８】
前記ベルトの摩擦電気系列位置がホストポリマーの摩擦電気系列位置よりも高くなるように、添加剤が選択される、請求項３６記載のベルト。
【請求項３９】
電界を確立する反対極性の電極の間をベルトが移動し、ベルトが電極と接触することにより電極を掃除して、粒子−粒子接触を生じさせ、その結果、接触帯電を生じる、請求項１記載のシステム。
【請求項４０】
ベルトが非電導性の押出成形体である、請求項１記載のシステム。
【請求項４１】
ベルトが粒子−ベルト接触によって帯電するようになり、この電荷が電極間の電界に影響を及ぼすように、ベルトの表面積はベルト上の粒子の総合表面積よりも小さい、請求項４０記載のシステム。
【請求項４２】
ベルトがそのオリジナル長さから５％より大きく伸長しないようにベルトが改良された耐クリープ性を有する、請求項１記載のシステム。
【請求項４３】
ベルトが少なくとも４０％の開口表面積を有する、請求項１記載のシステム。
【請求項４４】
ベルトが少なくとも７０％の開口表面積を有する、請求項４３記載のシステム。
【請求項４５】
添加剤が押出成形体中に均一に分散されて、ベルトの耐用寿命期間中、ベルトに一貫した耐摩耗性と帯電性とを与える、請求項１記載のシステム。
【請求項４６】
ベルトに所望の耐摩耗性と帯電性とを与えるように、添加剤が押出成形体に添加される、請求項１記載のシステム。
【請求項４７】
粒子を輸送するベルトがその間を移動する、反対極性の電極の間に確立されている電界を横断する方向に輸送ベルト上の帯電粒子を移動させることを包含する、表面接触による粒子の帯電に基づく粒子の混合物の成分を分離する方法であって、ベルトの移動が粒子を撹拌して、電極間に高度に撹流の高剪断帯を生じさせ、激しい粒子−粒子接触をもたらし、ベルトと粒子との両方を静電帯電させる方法で、粒子の分離はベルトの帯電特性によって影響され、該ベルトはホストポリマーと添加剤とから形成される押出成形体であり、該ホストポリマーと該添加剤とがベルトの帯電性、ベルトの耐摩耗性及びベルトの耐クリープ性の１種以上を改良するように選択されたものである方法。
【発明の詳細な説明】
背景
１．発明の分野
本発明は一般に、改良された耐摩耗性を有し、摩擦電気系列において望ましい位置を占める改良されたベルトに関し、さらに詳しくは、このようなベルトのベルト分離器系への使用に関する。
２．関連技術分野の考察
ベルト分離器系（ＢＳＳ）は摩擦電気効果（即ち、表面接触による粒子の帯電）に基づいて混合物の粒状成分を分離するために用いられる。帯電（charged）粒子は電界においてそれらの各々の電荷に基づいて分離される。ベルト分離器系の例はＷｈｉｔｌｏｃｋへの米国特許第４，８３９，０３２号及びＷｈｉｔｌｏｃｋへの米国特許第４，８７４，５０７号に開示されており、これらの特許は本発明に援用される。
ＢＳＳは、電界を横断する方向に帯電粒子を移動させることによって分離を補助する輸送ベルトを包含する。このプロセス中に、ベルトはかなりの摩擦力に暴露され、それ故、ベルトは高い耐摩耗性を有するべきである。さらに、ベルトは使用中に時にはかなり緊張する可能性があるので、ベルトは良好な耐クリープ性を与える物質を含むべきである。
ＢＳＳに現在用いられているベルトは主として織られた物質から製造されている。しかし、これらの物質は比較的不良な耐摩耗性を示し、比較的短い耐用寿命を生じる。さらに織られた物質は、比較的限定された範囲の物質の配合によってのみ製造され得る。したがって、これらの物質は比較的限定された範囲の化学的及び物理的性質を示す。
多様な化学的及び物理的性質を与える標準的押出成形プロセスによって多成分材料を製造することが知られている。しかし、これらの材料の多くは不良な耐クリープ性を有するので、ＢＳＳ用ベルトに用いることができない。
それ故、分離すべき物質の成分の改良された分離をより経済的に生じるＢＳＳ系にベルトとして用いることができる、押出成形可能な多成分材料を提供することが、本発明の目的である。
発明の概要
ベルト分離器系において、本発明はベルトとしての押出成形材料を含む。この押出成形材料はＢＳＳに用いるために適当である、望ましい物理的及び化学的性質を有するように選択される。このベルトは押出成形材料（即ち、ホストポリマー）中に分散した添加剤を包含することができる。本明細書で用いる“ホストポリマー（host polymer）”なる用語は、反復化学的単位を組み入れた重合生成物を意味する。ホストポリマーの例は例えばオレフィン又はアミドのようなモノマー単位のホモポリマー及びコポリマーを包含する。ホストポリマーと添加剤とは、最終材料の総合的性質が所望の価値と一致するように選択される。詳しくは、添加剤とホストポリマーとは、摩擦電気系列におけるベルト材料の位置とベルト材料の耐摩耗性とがベルト分離系を用いて可能な分離の範囲と質の両方を改良するように選択される。
本発明は新規な押出成形材料を包含する。この材料はホストポリマーを含み、添加剤を包含することができる。ホストポリマーと添加剤とは、この材料の耐摩耗性と摩擦電気系列の位置とが所望の価値に従ったものであるように選択される。
本発明は、例えばＢＳＳによるような、物質の成分の静電気的分離に用いるための押出成形材料を含む新規なベルトを包含する。このベルトはホストポリマーを含み、添加剤を包含することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明によるベルトを用いることができるベルト分離系の図解説明の例である。
発明の詳細な説明
ベルト分離器系は、摩擦電気プロセスを用いて、粒子の混合物の成分を分離する。これらの操作は、一緒に摩擦されたときに異なる電荷を発生する異なる物質の摩擦帯電性（friction charging properties）を利用する。ＢＳＳ系は分離すべき物質の成分と激しく接触し、次に生じる強い静電効果を用いて、成分の各電荷に基づいて成分（即ち、生成物と無用の粒子（refuse particles））を相互から分離する。
具体的なＢＳＳ系１０を図１に概略的に示す。このようなＢＳＳ系は知られている。ベルト分離器系１０は典型的に平たい、平行な、静止した電極２、４及び６を含む。電極とベルトとの間に電界が存在する。例えば、図１に示すように、電極２は正に帯電されることができ、電極４と６は負に帯電されて、電極２と電極４及び６との間に電界を形成することができる。電極２と電極４及び６との間には、オープンメッシュ（open mesh）輸送ベルト８の２区分７と９が存在する。ベルト８の区分７と９は反対方向に移動し、電極４と６に隣接した供給領域（feed area）１６に供給された粒子を、電極２に隣接し、電極２に沿って移動する粒子の方向とは反対の方向に輸送する。ベルト８の移動は粒子を撹拌し、電極２と４及び６との間に高度撹流の高度剪断帯を生じる。これは激しい粒子対粒子接触を生じ、ベルト８と粒子との高度静電気帯電を生じる。電界は正に帯電した成分を電極４と６の方向に移動させ、負に帯電した成分は電極２の方向に移動する。粒子は実質的にオープンメッシュベルト８の間を移動し、粒子は、ベルト８に接触しているときに、それらの電荷に依存して反対方向に移動する。これは生成物と無用の粒子（即ち、反対電荷の粒子）との向流型の流動を生じる。粒子は輸送されるときに、連続撹拌、粒子接触及び帯電を受ける。この回復された帯電は、粒子がＢＳＳ装置１０の対立端部の生成物取り出し区分１４か又は無用の粒子の取り出し区分１２の方向に輸送されるときに、連続分離を生じる。
粒子が混合物中で発生する電荷の符号は、粒子が引き付けられる電極の極性をそれ故、ベルト８が粒子を輸送する方向を決定する。この電荷の符号は、物質の電荷に対するアフィニティ；即ち、その仕事関数（表面から電子を除去するために必要なエネルギー）と、物質が接触する粒子の仕事関数によって決定される。粒子の仕事関数はそのＦｅｒｍｉエネルギーとしても知られる。２粒子が接触すると、高い仕事関数を有する粒子は電子を得て、負に帯電する。例えば、鉱物酸化物粒子は比較的高い仕事関数を有し、石炭（coal）種は比較的低い仕事関数を有する。したがって、ＢＳＳ系１０を用いた石炭からの鉱物酸化物粒子の分離中に、石炭は正に帯電し、鉱物酸化物粒子は負に帯電する。その結果、石炭粒子は負の電極４と６に引き付けられ、鉱物酸化物粒子は正の電極２に引き付けられる。
図１に関しては、石炭からの鉱物酸化物粒子の分離中のＢＳＳ系１０の通常の作用形式を説明する。ベルトは供給領域１６を有する分離器の側を下方に移動する。隣接する電極４と６は負の極性に維持される。この配置によって、正に帯電した石炭粒子はベルトによって生成物取り出し区分１４にまで下方に運ばれ、負に帯電した鉱物酸化物粒子は無用の粒子の取り出し区分１２にまでベルトによって上方に運ばれる。
ベルト８の移動方向と、電極２、４及び６の極性とを変えることによって、ＢＳＳ装置を他の３形式で操作することも可能である。操作の第２形式では、ベルト８は時計回りに移動し、電極２、４及び６は図１に示すように帯電させておく。作用の第３形式は図１に示した極性とは反対の極性の電極２、４及び６を有し、ベルト８は逆時計回りに移動する、そして作用の第４形式は図１に示したものとは反対に帯電した電極２、４及び６を有することを含み、ベルト８は時計回りに移動する。図１に説明したＢＳＳ系の作用形式は負のバックダウン（negative back-down）と呼ばれ、第２形式、第３形式及び第４形式はそれぞれ負のバックアップ（negative back-up）、正のバックダウン（positive back-down）及び正のバックアップ（positive back-up）と呼ばれる。分離に用いられる特定の配置は生成物粒子と無用の粒子との帯電性（charging properties）（即ち、生成物粒子及び無用の粒子の電荷の符号）に依存する。一般に、正に帯電した生成物粒子のためには、負のバックダウン形式が好ましく、負に帯電した粒子のためには、正のバックダウン形式が好ましい。
輸送ベルト８は分離の達成に用いられる、粒子の向流型流動を生じるので、このベルト８は電界の影響下で粒子を１つの流れから他方の流れに移さなければならない。それ故、ベルト８は粒子の軌道（trajectry）を妨害することが最小であるべきであり、ベルト８がかなりの開口表面積（open area）を有することが望ましい。即ち、粒子はベルト領域を貫通して移動することができるべきである。ベルト８はまた電極２、４及び６をクリーンに接触して掃除し（sweep）、粒子対粒子接触とその結果の接触帯電とを生じるための機械的エネルギーを与える。それ故、長い寿命を有するためには、ベルト８を構成する材料は耐摩耗性であり、高強度を有し、小さい摩擦係数を有するべきである。さらに、ベルト８は電極２、４及び６と接触するので、ベルト８は電極４若しくは６と電極２との短絡を避ける又は電解に不利に影響することを避けるために実質的に非導電性材料から製造されなければならない。さらに、ベルト８は装置の使用中に存在する状態に化学的に耐性であり、最小のコストで比較的容易な製造を可能にする構造を有するべきである。
本発明は、ＢＳＳ装置１０の総合的性能と質が最高になり、しかも良好な耐摩耗性と耐クリープ性の両方が維持されるように、摩擦電気系列において望ましい位置を有することができる押出成形ベルトを含む。摩擦電気系列における物質の位置は、摩擦電気系列中の他の物質に比べて、摩擦電気帯電中に発生する物質の電荷の極性によって定義される。摩擦電気系列における物質の位置は物質の仕事関数に依存する。類種類の物質と摩擦電気系列におけるそれらの相対的な位置は表１に示す。この表に基づくと、第１物質は摩擦電気系列において第２物質に比べて“高い”と表すことができ、これによると、第２物質は第１物質と一緒に摩擦されたときに負に帯電する傾向があることを意味する。或いは、第１物質は摩擦電気系列において第２物質に比べて“低い”と表すことができ、これによると、第２物質は第１物質と一緒に摩擦されたときに正に帯電する傾向があることを意味する。
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ＢＳＳ１０では、各個別粒子の表面積はベルト８の表面積よりも非常に小さいが、ベルト８の表面積は全ての粒子の合計表面積よりも非常に小さい。それ故、ベルト８の帯電性はベルト８との接触からの粒子の帯電に比較的小さい影響を及ぼすにすぎない。しかし、ベルト８の粒子−ベルト接触を介して帯電される可能性があり、この電荷が電極２と電極４及び６との間の電界にかなりの影響を及ぼす可能性がある。例えば、ベルト８が石炭からの鉱物酸化物の分離中に負に帯電するならば、石炭粒子上の正の電荷は生成物−輸送領域１７においてベルト８の負の電荷によって相殺される。これは電界のブレイクダウン（breakdown）前の高い電荷レベルを可能にする。これに反して、ベルト８が無用の粒子輸送領域１４においても負であるならば、高いレベルの負電荷の無用の粒子のコロナ帯電を生じ、これらの無用の粒子が次に生成物を汚染する。したがって、本発明は、特定の分離にその使用を適合させるようにその電気極性の符号を操作されることができる物質を包含するベルト８を提供する。これは、ベルト８の材料特性を広範囲に変化させるプロセスを用いて、ベルト８を製造することを必要とする。
ＢＳＳ系１０のベルト８の製造の際に考慮しなければならない他の問題は、使用中にベルト８の長さが変化する程度である。ＢＳＳ系１０の操作中に、時にはベルト８がかなり緊張することがありうる。ベルト８がそのオリジナル長さから約５％より大きく伸長するならば、ベルトのたるみテークアップ許容度（take-up allowance）、分離の質又は両方が不利に影響される可能性がある。結局、ベルト８の耐クリープ性がベルトの耐用寿命を限定すると考えられる。それ故、ベルト８の長さをあまり変化させることなく、ＢＳＳ系１０を長期間ランさせることができる物質からベルトを製造することが望ましい（即ち、ベルト８は良好な耐クリープ性を有するべきである）。本発明はこのようなベルトを含む。
今までは、ＢＳＳ系１０のような分離系に織物ベルトが用いられていた。織物が機械的用途にしばしば設計されるが、これらのベルトはＢＳＳ用途では比較的低い耐摩耗性を示す。したがって、これらのベルトは使用状態で比較的短い期間耐えるにすぎない。さらに、織物ベルトの製造コストは比較的高く、このようなベルトを製造するには比較的長時間を要する。さらに、織物ベルトは、ベルトの帯電特性（即ち、摩擦電気系列内の範囲）を制限する、比較的限定された範囲の材料配合（material formulation）を有し、比較的不良な質の分離を生じる。さらに、織物ベルトによって与えられる開口表面積は押出成形可能なベルト材料を用いて得られる開口表面積よりも小さい。本発明の好ましい実施態様では、ベルトは少なくとも４０％の開口表面積を含む。最も好ましい実施態様では、ベルトは少なくとも７０％の開口表面積を含む。
本発明は、少なくとも１種の添加剤を包含することができる押出成形ポリマー（即ち、ホストポリマー）を含む。添加剤を有する又は有さないホストポリマーを含む押出成形材料は、本発明の用途以外の用途のために今までに製造されているが、これらの材料の多くは本発明の化学的及び物理的性質を与えていない。先行技術に開示された、ある一定の多成分押出成形材料は不良な耐クリープ性を示している。しかし、本発明によると、標準の押出成形プロセスによって成形されたある一定の材料がＢＳＳにおけるベルトとしての使用に必要な化学的及び物理的性質を与えることを本明細書では開示する。本発明によると、生成物がＢＳＳ装置１０におけるベルト８としての使用に望ましい、耐摩耗性、耐クリープ性及び帯電特性を示す材料てあるように、ホストポリマーと添加剤とを選択する。さらに、このようなベルトは押出成形可能な材料を含むので、織物ベルトに比べて、材料の製造に関連したコストと労力の大きな減少が達成される。
本発明によって用いられるポリマーは一軸延伸されることも、二軸延伸されることも、延伸されないことも可能である。これらのポリマーはホモポリマー又はコポリマーのいずれかを含むことができる。さらに、これらのポリマーは線状、分枝状又は架橋状のいずれでもよい。さらに、これらのポリマーはエラストマーとプラスチックの両方を包含する。本明細書における“プラスチック”なる用語は、応力の負荷時にかなりの伸びを経験した後に、応力の解放後にそのオリジナル形状に実質的に戻らないポリマーを意味する。“エラストマー”なる用語は、応力の負荷時にかなりの伸びを経験した後に、応力の解放後に、例えば熱可塑性エラストマーのように、そのオリジナル形状に実質的に戻るポリマーを意味する。本発明によるポリマーは熱硬化性樹脂をも含みうる。
本発明を構成するポリマーは低コストであることが好ましい。好ましい実施態様では、プラスチックを構成するポリマーは中程度〜高度な結晶性を有する。中程度〜高度な結晶性とは、ポリマーの結晶性が少なくとも約１０％であることを意味する。他の好ましい実施態様では、本発明によるポリマーは例えば２１Ｃ．Ｆ．Ｒ．§§１７５．３００、１７５．３２０、１７９．４５又は１８１．２８に記載されるような少なくとも１つのＦＤＡ規定による食品接触認可を有する。さらに他の好ましい実施態様では、ポリマーは押出成形加工性を有する。本明細書では、押出成形加工性は押出成形プロセスに用いられる商業的に入手可能な装置に適したポリマーを表す意味である。好ましい１実施態様では、ポリマーは高い電気的抵抗率を有し、これはポリマーの抵抗率が少なくとも約１０10Ｏｈｍ−ｃｍであることを意味する。
摩擦電気系列のより電気的陰性部分に見い出されるポリマーの中では、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン熱可塑性エラストマー及びオレフィンフレキソマー（flexomer）を包含するポリオレフィンのホモポリマー又はコポリマーがホストポリマーを構成することができる。好ましくは、これらのポリオレフィンは少なくとも１２，０００の分子量を有する。好ましい実施態様では、ＨＤＰＥがホストポリマーを構成する。本発明のホストポリマーを構成し、摩擦電気系列により電気的陽性部分に位置するポリマーは、例えばナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン１１、ナイロン１２及びナイロン６，１２を包含するポリアミドのホモポリマー又はコポリマーを包含する。好ましい実施態様では、ナイロン６がホストポリマーを構成する。しかし、数種類のホストポリマーをここに挙げたが、上記で挙げた必要な化学的及び物理的性質を有する任意のポリマーが本発明のホストポリマーを構成することができることを理解すべきである。好ましくは、これらのポリアミドは少なくとも５，０００の分子量を有する。
ホストポリマーに添加剤を用いる場合には、添加剤をそれらの物理的及び化学的性質に基づいて選択する。１種以上の添加剤がホストポリマーと相容性であることが好ましく、このことは、ホストポリマー中の添加剤の分散を所定のベルト材料の必要条件に適するように調整することができることを意味する。好ましい１実施態様では、１種以上の添加剤が耐摩耗性に有利に作用する。他の好ましい実施態様では、１種以上の添加剤が帯電性に有利に作用する。さらに他の好ましい実施態様では、１種以上の添加剤が耐クリープ性に有利に作用する。材料の耐クリープ性はしばしば材料の温度に依存するので、添加剤は熱伝導性を強化し、それによってベルトが稼働する温度を下げることによって、耐クリープ性に有利に作用する。さらに他の好ましい実施態様では、１種以上の添加剤がベルト材料の耐摩耗性、耐クリープ性及び帯電性に有利に作用する。添加剤の帯電性は、摩擦電気系列における添加剤の相対的位置によって評価されることができる。ベルトの耐摩耗性と帯電性とが望ましく改良されるように、添加剤は予測可能なやり方でベルト全体に分散されるべきである。例えば、本発明の好ましい１実施態様では、ベルトの耐用寿命にわたってベルトに一貫した耐摩耗性と帯電性とを与えるために、添加剤はホストポリマー全体に均一に分散されるべきである。或いは、本発明の他の好ましい実施態様では、ベルトに望ましい耐摩耗性と帯電性とを最適に与えるために、添加剤はホストポリマーの表面に選択的に偏析すべきである。上記ホストポリマーに使用可能である添加剤には、フルオロポリマー、超高分子量ポリエチレン、芳香族ポリアミド、例えばタルク若しくは表面被覆タルクのような無機充填剤、エチレンビス−ステアラミド、メラミンシアヌレート、微細ガラス繊維強化フルオロポリマー（microreinforced fluoropolymer）及び例えばアミノシランのようなアミノ含有化合物がある。
添加剤はその化学的、物理的及び帯電特性に基づき、またホストポリマーの化学的及び物理的性質とおこなわれるべき分離とを考察して選択される。例えば、石炭からの鉱物酸化物の分離の場合に関して上記で説明したような、かなり電気的陰性である物質からベルトを構成することが望ましいと考えられる。それ故、ＨＤＰＥは、摩擦電気系列により電気的陰性部分に表示されるので、ホストポリマーとして選択することができる。例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフルオロポリマーは、やはり摩擦電気系列のより電気的陰性部分に見い出されるので、充填剤として用いることができる。さらに、ＰＴＦＥ自体が良好な耐摩耗性を有する。したがって、このＰＴＦＥ充填ＨＤＰＥは、摩擦電気系列でＨＤＰＥよりも低い物質を含む。この材料は充填剤なし（unfilled）ＨＤＰＥに比べて増強された耐摩耗性をも有し、改良された分離を生じる長期間耐用（longer lasting）ベルトをもたらす。或いは、炭酸カルシウムは比較的低い仕事関数を有し、それ故、ＢＳＳ上での摩擦帯電及び分離中に正の電荷を帯びることが知られている。それ故、混合物中の不純物から炭酸カルシウムを分離するためには、電気的陽性のベルトを有することが好ましいと考えられる。摩擦電気系列のより電気的陽性端部に位置するナイロン６をホストポリマーとして用い、やはり摩擦電気系列のより電気的陽性部分に位置するメラミンシアヌレートを添加剤として用いることによって、ベルトはナイロン６よりも摩擦電気系列で高く位置する材料を含むことになる。このことは充填剤なしナイロン６ベルトの使用に比べて、炭酸カルシウムの優れた分離を生じる。さらに、メラミンシアヌレートは硬質の結晶質物質であり、ベルトに強化された耐摩耗性を与え、ベルトを長期間の使用に耐えさせる。
各添加剤がそれ自体の帯電特性と耐摩耗性とを有するので、ホストポリマー中に存在する添加剤（単数又は複数種類）を変えることによって、ベルトの総合的な耐摩耗性と帯電性とを広範囲に変えることができ、このようなベルトを有するＢＳＳ装置を用いて広範囲に多様な分離をおこなうことができる。例えば、添加剤をＨＤＰＥ中に分散させて、この添加剤が摩擦電気系列においてＨＤＰＥよりも高いか又は低いかに依存して、充填剤なしＨＤＰＥよりも摩擦電気系列において低く又は高く位置する材料を形成することができる。或いは、添加剤をナイロン６中に分散させて、この添加剤が摩擦電気系列においてナイロン６よりも高いか又は低いかに依存して、充填剤なしナイロン６よりも摩擦電気系列において高く又は低く位置する材料を製造することができる。さらに、ホストポリマーと添加剤とが摩擦電気系列の対立部分に表示される場合には、最終材料が摩擦電気系列においてホストポリマーとは反対部分に表示されるような量で、添加剤を加えることができる。押出成形可能な電気的陽性ポリマーは押出成形可能な電気的陰性ポリマーよりもしばしば高価であるので、本発明は電気的陽性ベルトへの費用効果的ルートを提供する。
ホストポリマーと添加剤とを包含する押出成形材料から構成されたベルトを用いた場合には、ＢＳＳ系を用いて、任意の広範囲な混合物の成分を分離することができる。分離することができる混合物の一部はタルク、穀粉、炭酸カルシウム、フライアッシュ、長石、再生プラスチック、生物学的高分子及びこれらの関連不純物を包含する。分離することができる成分についてのさらなる詳細は、Ｗｈｉｔｌｏｃｋへの米国特許第４，８３９，０３２号及びＷｈｉｔｌｏｃｋへの米国特許第４，８７４，５０７号に開示されている。予想される実施例（prophetic example）として開示した、本発明の好ましい実施態様は次の通りである。本発明の全ての実施態様において、ベルトは延伸されることも延伸されないことも可能であり、ベルトは例えば回転式若しくは固定式ダイに基づくネッティングプロセス（netting process）、一軸若しくは二軸延伸によるシート押出成形後の穿孔、及びベルト材料の延伸に依存する同等な方法によって、ベルトを形成することができる。本発明のベルトを押出成形するために使用可能である、他のこのような押出成形方法はＧａｌｔへの米国特許第３，３８４，６９２号に開示された方法を包含する。押出成形方法の幾つかの例を記載するが、本発明のベルトを押出成形するために任意の既知の押出成形方法が使用可能であることを理解すべきである。
実施例Ｉ
ホストポリマー：Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）から入手可能なＡｌａｔｈｏｎ（登録商標）としてのＨＤＰＥ。Ａｌａｔｈｏｎ（登録商標）はＯｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）の登録商標である。
添加剤：３Ｍ（ミネソタ州，セントポール）から入手可能なＴＨＶ（登録商標）５００フルオロプラスチックペレットとしてのテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデンターポリマー。ＴＨＶ（登録商標）は３Ｍ（ミネソタ州、セントポール）の登録商標である。
混合物として処理し、溶融状態から冷却したときに、ＴＨＶ（登録商標）５００フルオロプラスチック相はＨＤＰＥから分離し、その結果、最終材料はホストポリマーの全体中に均一に分散したＴＨＶ（登録商標）の微細構造を有する。ＴＨＶ（登録商標）の相容性（compatability）、溶融特性及び電気的陰性度はポリマー中に存在するフッ素の相対的量に依存するので、種々な等級のＴＨＶ（登録商標）の選択は、広範囲な、望ましい耐摩耗性をもたらす、普通でない（unusual）形態を可能にする。さらに、ＴＨＶ（登録商標）フルオロプラスチックは電気的陰性であるので、最終材料の総合電気的陰性度はＨＤＰＥのみの電気的陰性度よりも大きい値になる。ＴＨＶ（登録商標）は好ましくは最終材料の約１重量％〜約３０重量％を占め、より好ましくは最終材料の約２重量％〜約２０重量％を占め、最も好ましくは最終材料の約５重量％〜約１５重量％を占める。好ましい１実施態様では、用いる等級のＴＨＶ（登録商標）がＨＤＰＥに対して用いる押出成形温度において部分的に又は完全に溶融して、結晶化前のＨＤＰＥ溶融物中でのＴＨＶ（登録商標）の均一な分散を可能にする。このことは冷却された最終生成物中のＴＨＶ（登録商標）の制御された微細分散（micro-dispersion）を促進する。
実施例ＩＩ
ホストポリマー：Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）から入手可能なＡｌａｔｈｏｎ（登録商標）としてのＨＤＰＥ。Ａｌａｔｈｏｎ（登録商標）はＯｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）の登録商標である。
添加剤：Ｈｏｅｃｈｓｔ（Ｃｅｌａｎｅｓｅ）Ｈｏｓｔａｌｅｎ（登録商標）ＧＵＲ（テキサス州，ヒューストン）から入手可能な超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）粉末。
ＵＨＭＷＰＥは電気的陰性物質であるので、ＨＤＰＥに加えた場合に、最終材料は充填剤なしＨＤＰＥと同様な電気的陰性度を有する。ＵＨＭＷＰＥはふわふわした粉末として又はビーズの形状でＨＤＰＥに加える。ふわふわした粉末の形状のＵＨＭＷＰＥをＨＤＰＥに加える場合には、最終材料はＨＤＰＥ全体に分散したＵＨＭＷＰＥの相容性多成分材料を含む。ＵＨＭＷＰＥをビーズの形状でＨＤＰＥに加える場合には、最終材料はＨＤＰＥ全体に均一に分散したＵＨＭＷＰＥ
のビーズを有する。このようなＵＨＭＷＰＥビーズは、ＵＨＭＷＰＥ粉末を高い界面張力の液体マトリックス中に、ＵＨＭＷＰＥがこの液体と混合することができない高温において、入れることによって形成されることができる。これらの条件下では、ＵＨＭＷＰＥ／液体界面の界面張力がＵＨＭＷＰＥビーズを形成させる。これらのＵＨＭＷＰＥビーズは、後に添加剤として用いた場合に、ＨＤＰＥ全体中に均一に分散して、摩擦電気系列の電気的陰性部分に位置する、耐摩耗性を有する最終材料を生じる。いずれの形においても、ＵＨＭＷＰＥは好ましくは最終材料の約１重量％〜約３０重量％を占め、より好ましくは最終材料の約５重量％〜約２５重量％を占め、最も好ましくは最終材料の約１０重量％〜約２０重量％を占める。
実施例ＩＩＩ
ホストポリマー：Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）から入手可能なＡｌａｔｈｏｎ（登録商標）としてのＨＤＰＥ。Ａｌａｔｈｏｎ（登録商標）はＯｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）の登録商標である。
添加剤：ｄｕＰｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（デラウェア州，ウィルミントン）から入手可能な、１．５ｍｍＫｅｖｌａｒ（登録商標）フロックの形状の芳香族ポリアミド。Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）はｄｕＰｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（デラウェア州，ウィルミントン）の登録商標である。
Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）はポリアミドであるので、摩擦電気系列の電気的陽性端部に表示される。したがって、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）をＨＤＰＥに加えることによって、最終材料は充填剤なしＨＤＰＥよりも摩擦電気系列においてそれを高く位置させる帯電特性を有する。さらに、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）は高温における最終材料の化学的不活性、強度及び耐クリープ性を大きく増強させる。その上、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）は最終材料に非常に良好な耐摩耗性を与える。Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）は好ましくは最終材料の約１重量％〜約２５重量％を占め、より好ましくは最終材料の約５重量％〜約２５重量％を占め、最も好ましくは最終材料の約１０重量％〜約２０重量％を占める。
実施例ＩＶ
ホストポリマー：Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）から入手可能なＡｌａｔｈｏｎ（登録商標）としてのＨＤＰＥ。Ａｌａｔｈｏｎ（登録商標）はＯｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）の登録商標である。
添加剤：Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ（ニューヨーク州，ニューヨーク）から入手可能なＭｉｃｒｏｔｕｆｆ  Ｆ（登録商標）としての表面前処理済みタルク。Ｍｉｃｒｏｔｕｆｆ  Ｆ（登録商標）はＳｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ（ニューヨーク州，ニューヨーク）の登録商標である。
Ｍｉｃｒｏｔｕｆｆ  Ｆ（登録商標）は硬質、滑らかで、つるつるしており、高い表面積対体積比（surface to volume ratio）を有し、押出成形材料用に設計されている。それ故、この添加剤は最終材料の剛性、強度及び総合耐摩耗性を増強する。さらに、Ｍｉｃｒｏｔｕｆｆ  Ｆ（登録商標）は最終材料の耐クリープ性を改良する。その上、Ｍｉｃｒｏｔｕｆｆ  Ｆ（登録商標）は無機充填剤であるので、総合材料の熱伝導性は充填剤なしのＨＤＰＥよりも大きい。Ｍｉｃｒｏｔｕｆｆ  Ｆ（登録商標）は好ましくは最終材料の約１重量％〜約５０重量％を占め、より好ましくは最終材料の約１０重量％〜約４０重量％を占め、最も好ましくは最終材料の約１５重量％〜約３５重量％を占める。
実施例Ｖ
ホストポリマー：Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）から入手可能なＡｌａｔｈｏｎ（登録商標）としてのＨＤＰＥ。Ａｌａｔｈｏｎ（登録商標）はＯｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）の登録商標である。
充填剤：ｄｕＰｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（デラウェア州，ウィルミントン）から入手可能な、等級ＭＰ１６００Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）粉末としてのＰＴＦＥ。Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）はｄｕＰｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（デラウェア州，ウィルミントン）の登録商標である。
ＨＤＰＥとＴｅｆｌｏｎ（登録商標）とは両方とも摩擦電気系列の陰性端部に位置するので、ＨＤＰＥ中に添加剤としてＴｅｆｌｏｎ（登録商標）を用いることは、摩擦電気系列において充填剤なしＨＤＰＥと同様に位置する材料を生成する。さらに、大抵のポリマーとは異なり、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）は低い凝集強さを有し、滑動摩耗プロセス中の接触面（mating surfaces）を被覆し、低い摩擦係数を生じる。したがって、最終材料の耐摩耗性は充填剤としてＴｅｆｌｏｎ（登録商標）を用いることによって増強される。Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）は好ましくは最終材料の約１重量％〜約３０重量％を占め、より好ましくは最終材料の約５重量％〜約２０重量％を占め、最も好ましくは最終材料の約１０重量％〜約２０重量％を占める。
実施例ＶＩ
ホストポリマー：Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）から入手可能なＡｌａｔｈｏｎ（登録商標）としてのＨＤＰＥ。Ａｌａｔｈｏｎ（登録商標）はＯｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）の登録商標である。
添加剤：Ｌｏｎｚａ（ニュージャージー州，フェアローン）から入手可能な、Ａｃｒａｗａｘ  Ｃ（登録商標）としてのエチレンビス−ステアラミド。Ａｃｒａｗａｘ  Ｃ（登録商標）はＬｏｎｚａ（ニュージャージー州，フェアローン）の登録商標である。
アミドとして、Ａｃｒａｗａｘ  Ｃ（登録商標）は摩擦電気系列の電気的陽性部分に位置し、ＨＤＰＥ中に添加剤としてＡｃｒａｗａｘ  Ｃ（登録商標）を充分な量で用いる場合には、最終材料は摩擦電気系列において充填剤なしＨＤＰＥよりも高く現れる。さらに、Ａｃｒａｗａｘ  Ｃ（登録商標）は安価であり、無着色、低毒性、低吸湿性であり、ポリオレフィン中で、他の一般に用いられるアミド型帯電防止性内部潤滑剤よりも、比較的マイグレーションが少なく、又はマイグレーションが遅い。Ａｃｒａｗａｘ  Ｃ（登録商標）はＨＤＰＥ中に均一に分散して、添加剤の表面ブルーミング（blooming）を最小にし、長い使用期間の表面帯電特性を保持するように加工されることができる。Ａｃｒａｗａｘ  Ｃ（登録商標）は好ましくは最終材料の０．０５重量％〜約１０重量％を占め、より好ましくは最終材料の約０．０８重量％〜約８重量％を占め、最も好ましくは最終材料の約０．１重量％〜約３重量％を占める。
実施例ＶＩＩ
ホストポリマー：ＢＡＳＦ（ニュージャージー州、Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ）から入手可能なＵｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）としてのナイロン６。Ｕｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）はＢＡＳＦ（ニュージャージー州、Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ）の登録商標である。
添加剤：ｄｕＰｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（デラウェア州，ウィルミントン）から入手可能な、等級ＭＰ１６００Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）としてのＰＴＦＥ。Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）はｄｕＰｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（デラウェア州，ウィルミントン）の登録商標である。
ナイロン６は摩擦電気系列の電気的陽性部分に位置し、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）は摩擦電気系列の電気的陰性部分に現れる。それ故、ナイロン６中に添加剤としてＴｅｆｌｏｎ（登録商標）を用いることは、摩擦電気系列において充填剤なしナイロン６よりも低く現れる材料を生成する。さらに、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）は最終材料の耐摩耗性を増強する。Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）は好ましくは最終材料の約１重量％〜約３０重量％を占め、より好ましくは最終材料の約５重量％〜約２０重量％を占め、最も好ましくは最終材料の約１０重量％〜約２０重量％を占める。
実施例ＶＩＩＩ
ホストポリマー：ＢＡＳＦ（ニュージャージー州、Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ）から入手可能なＵｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）としてのナイロン６。Ｕｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）はＢＡＳＦ（ニュージャージー州、Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ）の登録商標である。
添加剤：ｄｕＰｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（デラウェア州，ウィルミントン）から入手可能な、１．５ｍｍＫｅｖｌａｒ（登録商標）フロック。Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）はｄｕＰｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（デラウェア州，ウィルミントン）の登録商標である。
Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）を添加剤として用いることは、高温における最終材料の化学的不活性を大きく増強させる。さらに、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）は高温における最終材料の化学的不活性、強度及び耐クリープ性を非常に高める。Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）は摩擦電気系列の電気的陽性部分に位置するので、これをナイロン６中に添加剤として用いると、充填剤なしナイロン６よりも摩擦電気系列において高く現れる最終材料が得られる。Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）は好ましくは最終材料の約１重量％〜約２５重量％を占め、より好ましくは最終材料の約５重量％〜約２５重量％を占め、最も好ましくは最終材料の約１０重量％〜約２０重量％を占める。
実施例ＩＸ
ホストポリマー：ＢＡＳＦ（ニュージャージー州、Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ）から入手可能なＵｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）としてのナイロン６。Ｕｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）はＢＡＳＦ（ニュージャージー州、Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ）の登録商標である。
添加剤：Ｌｏｎｚａ（ニュージャージー州，フェアローン）から入手可能な、Ａｃｒａｗａｘ  Ｃ（登録商標）としてのエチレンビス−ステアラミド（ＥＢＳ）。Ａｃｒａｗａｘ  Ｃ（登録商標）はＬｏｎｚａ（ニュージャージー州，フェアローン）の登録商標である。
Ａｃｒａｗａｘ  Ｃ（登録商標）は摩擦電気系列の電気的陽性部分に表示され、ナイロン６中に添加剤として用いられて、摩擦電気系列において充填剤なしナイロン６よりも高く位置する最終材料を生成する。さらに、Ａｃｒａｗａｘ  Ｃ（登録商標）は安価であり、無着色、低毒性、低吸湿性であり、ポリアミド中でマイグレーションしないか又はマイグレーションが遅い。Ａｃｒａｗａｘ  Ｃ（登録商標）はホスト材料全体中の均一な分散系を形成することができ、ＥＢＳは滑らかな物質であるので、最終材料の耐摩耗性は増強される。Ａｃｒａｗａｘ  Ｃ（登録商標）は好ましくは最終材料の０．０５重量％〜約１０重量％を占め、より好ましくは最終材料の約０．０８重量％〜約８重量％を占め、最も好ましくは最終材料の約０．１重量％〜約３重量％を占める。
実施例Ｘ
ホストポリマー：ＢＡＳＦ（ニュージャージー州、Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ）から入手可能なＵｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）としてのナイロン６。Ｕｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）はＢＡＳＦ（ニュージャージー州、Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ）の登録商標である。
添加剤：Ｃｈｅｍｉｅ  Ｌｉｎｚ（ニュージャージー州、リッジフィールドパーク）から入手可能なメラミンシアヌレート。
メラミンシアヌレートは配合（compounding）に適した超微粉砕粉末として商業的に入手可能な、高温安定性であるアミノ富化化合物であり、他のメラミン誘導体よりも低毒性（less strongly toxic）である。メラミンシアヌレートは他の高度アミノ官能性メラミン化合物よりも低水中透視性（less hydroscopic）であり、低水溶性である。メラミンシアヌレートは硬質結晶質物質であり、それ故、ナイロン６中に添加剤として用いた場合に、最終材料の耐摩耗性は増強される。メラミンシアヌレートは摩擦電気系列の電気的陽性部分に位置するので、ナイロンプラスチック又はエラストマーに添加剤として用いた場合に、最終材料は充填剤なしナイロン６よりも摩擦電気系列において高く位置する。メラミンシアヌレートは好ましくは最終材料の約１重量％〜約３０重量％を占め、より好ましくは最終材料の５重量％〜約２５重量％を占め、最も好ましくは最終材料の約１０重量％〜約２５重量％を占める。
実施例ＸＩ
ホストポリマー：Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）から入手可能なＡｌａｔｈｏｎ（登録商標）としてのＨＤＰＥ。Ａｌａｔｈｏｎ（登録商標）はＯｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）の登録商標である。
添加剤：ｄｕＰｏｎｔ（デラウェア州、ウィルミントン）から入手可能な、等級ＭＰ１６００Ｔｅｆｌｏｎ粉末中に分散したＯｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒｇｌａｓ（オハイオ州、トレド）からのサイズＢ、クラスＥガラスミルドファイバー（glass milled fiber）としての微細ガラス繊維強化ＰＴＦＥ。
微細ガラス繊維強化ＰＴＦＥは、ＨＤＰＥ中に均一に分散した添加剤を得るためのＨＤＰＥ中の摩耗軽減性（wear-reduction）添加剤として用いられる。分散した摩耗軽減性添加剤の機械的強化は、ホストポリマー中の添加剤の耐用寿命を高めることによって、最終材料の耐摩耗性を顕著に増強する。好ましい１実施態様では、微細ガラス繊維強化ＰＴＦＥは、サイズＢ、クラスＥガラスミルドファイバーを配合された、ｄｕＰｏｎｔからの等級ＭＰ１６００Ｔｅｆｌｏｎを含む。微細ガラス繊維強化Ｔｅｆｌｏｎは好ましくは最終材料の約１重量％〜約３０重量％を占め、より好ましくは最終材料の約１０重量％〜約２５重量％を占め、最も好ましくは最終材料の約１０重量％〜約２０重量％を占める。
実施例ＸＩＩ
ホストポリマー：ＢＡＳＦ（ニュージャージー州、Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ）から入手可能なＵｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）としてのナイロン６。Ｕｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）はＢＡＳＦ（ニュージャージー州、Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ）の登録商標である。
添加剤：ｄｕＰｏｎｔ（デラウェア州、ウィルミントン）から入手可能な、等級ＭＰ１６００Ｔｅｆｌｏｎ粉末中に分散したＯｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒｇｌａｓ（オハイオ州、トレド）からのサイズＢ、クラスＥガラスミルドファイバーとしての微細ガラス繊維強化ＰＴＦＥ。
微細ガラス繊維強化ＰＴＦＥは、ナイロン６中に均一に分散した添加剤を得るためのナイロン６中に摩耗軽減性添加剤として用いられる。分散した摩耗軽減性添加剤の機械的強化は最終材料の耐摩耗性を顕著に増強する。好ましい１実施態様では、微細ガラス繊維強化ＰＴＦＥは、サイズＢ、クラスＥガラスミルドファイバーを配合された、ｄｕＰｏｎｔからの等級ＭＰ１６００Ｔｅｆｌｏｎを含む。微細ガラス繊維強化Ｔｅｆｌｏｎは好ましくは最終材料の約１重量％〜約３０重量％を占め、より好ましくは最終材料の約１０重量％〜約２５重量％を占め、最も好ましくは最終材料の約１０重量％〜約２０重量％を占める。
実施例ＸＩＩＩ
ホストポリマー：Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）から入手可能なＡｌａｔｈｏｎ（登録商標）としてのＨＤＰＥ。Ａｌａｔｈｏｎ（登録商標）はＯｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）の登録商標である。
添加剤：Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（ミシガン州、ミッドランド）から入手可能なＺ−６０２０（登録商標）としてのアミノシランカップリング剤。Ｚ−６０２０（登録商標）はＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（ミシガン州、ミッドランド）の登録商標である。
この添加剤は、ベルトが摩耗するときのベルトの分離特性の劣化を避けるための、低い表面ブルーミングを有する低分子量アミノ含有添加剤である。Ｚ−６０２０（登録商標）は摩擦電気系列の電気的陽性端部に位置するので、ＨＤＰＥに添加剤として用いた場合に、摩擦電気系列における最終材料の位置は充填剤なしＨＤＰＥの位置よりも高くなる。この添加剤は好ましくは最終材料の約０．０５重量％〜約１０重量％を占め、より好ましくは最終材料の約０．０８重量％〜約２重量％を占め、最も好ましくは最終材料の約０．１重量％〜約０．５重量％を占める。
実施例ＸＩＶ
ホストポリマー：Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）から入手可能なＡｌａｔｈｏｎ（登録商標）としてのＨＤＰＥ。Ａｌａｔｈｏｎ（登録商標）はＯｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（テキサス州、ダラス）の登録商標である。
ＨＤＰＥは摩擦電気系列のその位置によって分かるように、比較的電気的陰性物質である。本発明のこの実施態様に用いるために選択されるＨＤＰＥは０．４未満の摩擦係数、１００，０００〜１，０００，０００ｐ．ｓ．ｉ．の引張り弾性率、少なくとも２，５００ｐ．ｓ．ｉ．の引張り強さ、少なくとも１，０００ｐ．ｓ．ｉ．ｆｔ／分の極限ＰＶ耐摩耗性値を有するべきである。さらに、ＨＤＰＥは室温における１，０００ｐ．ｓ．ｉ．での１０時間後にせいぜい５％までのクリープと、せいぜい１０、好ましくは０．１〜５のメルトインデックスとを有するべきである。ＨＤＰＥは耐酸性、耐溶剤及び耐アルカリ性である。ＨＤＰＥはまた水分不感受性でもある。さらに、ＨＤＰＥは耐摩耗性であり、低い摩擦係数を有し、容易に押出成形されて、ネットになる。これは滑らかで、つるつるした状態で、丈夫である。ＨＤＰＥは延伸して又は延伸せずに押出成形ネット又はこ穿孔シート（perforated sheet）に成形されることができる。
実施例ＸＶ
ホストポリマー：ＢＡＳＦ（ニュージャージー州、Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ）から入手可能なＵｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）としてのナイロン６。Ｕｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）はＢＡＳＦ（ニュージャージー州、Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ）の登録商標である。
ナイロン６は摩擦電気系列のその位置によって分かるように、固有に電気的陽性物質である。本発明のこの実施態様によって用いられるナイロン６はせいぜい０．５の摩擦係数、１００，０００〜１，０００，０００ｐ．ｓ．ｉ．の引張り弾性率、少なくとも２，５００ｐ．ｓ．ｉ．の引張り強さ、少なくとも１，０００ｐ．ｓ．ｉ．ｆｔ／分の極限ＰＶ耐摩耗性値を有するべきである。さらに、ナイロン６は室温における１，０００ｐ．ｓ．ｉ．での１０時間後にせいぜい５％より大きくクリープすべきではなく、ナイロン６は耐溶剤性である。ナイロン６は周囲温度を越える高温において高強度を有する。
本発明の幾つかの好ましい実施態様を説明したが、種々の変更、修正及び改良は当業者に明らかであろう。このような変更、修正及び改良はこの開示の一部であると意図され、本発明の要旨及び範囲に含まれると意図される。したがって、上記説明は単なる例示のためであり、限定として意図されない。本発明は下記請求の範囲で定義されるものとして及びその同等物としてのみ限定されるにすぎない。
【図１】
0003973683.tif 000003