JP2010013262A - コンベヤベルト用ゴム組成物、コンベヤベルトの製造方法およびコンベヤベルト - Google Patents

Abstract

【課題】加硫後の架橋形態に着目して低消費電力化を図ることができるコンベヤベルト用ゴム組成物、コンベヤベルトの製造方法およびコンベヤベルトの提供。
【解決手段】コンベヤベルト１は搬送面５となる上面カバーゴム層２と、補強層３と、下面カバーゴム層４とからなり、少なくとも前記下面カバーゴム層４の裏面表面を構成する外層１６が、ジエン系ゴム、カーボンブラックおよびイオウ系加硫剤を含有するコンベヤベルト用ゴム組成物であって、前記ジエン系ゴムの含有量が５５〜８０質量％であり、前記カーボンブラックの含有量が前記ジエン系ゴム１００質量部に対して１０〜４０質量部であり、加硫後のポリスルフィド網目鎖密度が４５％超となるものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンベヤベルト用ゴム組成物、コンベヤベルトの製造方法およびコンベヤベルトに関する。

コンベヤベルトは、資材等の輸送によく用いられているが、輸送量の増大、輸送効率の向上等により、大型化および高強力化が要請され、近年には、全長が数ｋｍにも及ぶものも登場してきている。
このため、設備コスト、消費電力が膨らんでおり、低コストおよび低消費電力のベルトコンべヤシステムが求められており、特に、ベルトを構成するゴム特性の改良により、ベルトコンべヤの低コスト化および低消費電力化が検討されている。

例えば、特許文献１には、「駆動プーリーと遊動プーリー間に巻き掛けされて走行する物品の搬送システムに供されるコンベアベルトにあって、コンベアベルトの前記プーリーに接触するベルト内面ゴムの物性ロスファクタ−（ｔａｎδ）及び動的弾性率（Ｅ′）を、夫々０．０４≦ｔａｎδ≦０．１２、Ｅ′≧２０ｋｇｆ／ｃｍ²、としたことを特徴とするコンベアベルト。」および「駆動プーリーと遊動プーリー間に巻き掛けされて走行する物品の搬送システムに供されるコンベアベルトにあって、コンベアベルトの内面ゴムを、天然ゴム４０〜１００重量部、ＢＲゴム６０〜０重量部からなるポリマーに対して、カーボンブラックを２０〜５５重量部配合したことを特徴とするコンベアベルト。」が記載されている。

また、本出願人により、「ゴム成分１００質量部に対し、以下に示すコロイダル特性を持つカーボンブラックを３０〜６５質量部含有するコンベヤベルト用ゴム組成物。
１）窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が８０（ｍ²／ｇ）以下
２）ヨウ素吸着量（ＩＡ）が７０（ｍｇ／ｇ）以下
３）ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が１００（ｃｍ³／１００ｇ）以上」や、「周波数１０Ｈｚ、動歪み２％、２０℃における損失係数ｔａｎδが、０．１２０超０．２００以下であるコンベヤベルト用ゴム組成物。」が提案されている（特許文献２参照。）。

更に、本出願人により、「天然ゴム（ＮＲ）およびポリブタジエンゴム（ＢＲ）からなるゴム成分と、カーボンブラックと、シリカと、シランカップリング剤と、ジエチレングリコールとを含有し、
前記ゴム成分中の天然ゴムとポリブタジエンゴムとの量比（ＮＲ／ＢＲ）が、８０／２０〜２５／７５であり、
前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して１５〜３５質量部であり、
前記シリカの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して５〜２５質量部であり、
前記シランカップリング剤の含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して０．５〜３質量部であり、
前記ジエチレングリコールの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して０．５〜４．５質量部である、コンベヤベルト用ゴム組成物。」が提案されている（特許文献３参照。）。

特開平１１−１３９５２３号公報 特開２００４−１８７５２号公報 特開２００８−３８１３３号公報

しかしながら、特許文献１〜３に記載のコンベヤベルトでは、基本的にはｔａｎδ値を小さくして低消費電力化を図ることを目的としているが、加硫後の架橋形態には何ら検討がなされていなかった。

そこで、本発明は、加硫後の架橋形態に着目して低消費電力化を図ることができるコンベヤベルト用ゴム組成物、コンベヤベルトの製造方法およびコンベヤベルトを提供することを課題とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリスルフィド網目鎖密度に着目し、これを所定の値とすることで、消費電力の低減を十分に図ることができることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、下記（１）〜（４）を提供する。

（１）ジエン系ゴム、カーボンブラックおよびイオウ系加硫剤を含有するコンベヤベルト用ゴム組成物であって、
上記ジエン系ゴムの含有量が、５５〜８０質量％であり、
上記カーボンブラックの含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して１０〜４０質量部であり、
加硫後のポリスルフィド網目鎖密度が４５％超となるコンベヤベルト用ゴム組成物。

（２）上記イオウ系加硫剤の含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して２．５〜４質量部である上記（１）に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。

（３）コンベヤベルト用ゴム組成物を加硫してコンベヤベルトを製造するコンベヤベルトの製造方法であって、
上記（１）または（２）に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物をポリスルフィド網目鎖密度が４５％超となるように１００℃以上１４０℃未満の温度で加硫する低温加硫工程を有するコンベヤベルトの製造方法。

（４）上記（３）に記載の製造方法により得られるコンベヤベルトであって、
上面カバーゴム層、補強層および下面カバーゴム層からなり、
上記下面カバーゴム層の少なくとも裏面表面が、上記（１）または（２）に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物により形成される、コンベヤベルト。

以下に説明するように、本発明によれば、加硫後の架橋形態に着目して低消費電力化を図ることができるコンベヤベルト用ゴム組成物、コンベヤベルトの製造方法およびコンベヤベルトを提供することができるため有用である。

以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物は、ジエン系ゴム、カーボンブラックおよびイオウ系加硫剤を含有するコンベヤベルト用ゴム組成物であって、
上記ジエン系ゴムの含有量が、５５〜８０質量％であり、
上記カーボンブラックの含有量が、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して１０〜４０質量部であり、
加硫後のポリスルフィド網目鎖密度が４５％超となるコンベヤベルト用ゴム組成物である。
次に、本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の各成分について詳述する。

＜ジエン系ゴム＞
本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物に含有するジエン系ゴムとしては、具体的には、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、１，２−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等が挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明においては、これらのジエン系ゴムのうち、天然ゴム（ＮＲ）およびポリブタジエンゴム（ＢＲ）を併用するのが好ましい。
また、天然ゴムとポリブタジエンゴムとの量比（ＮＲ／ＢＲ）が、９０／１０〜２５／７５であるのが好ましく、８０／２０〜５０／５０であるのがより好ましく、７５／２５〜６０／４０であるのが更に好ましい。
ＮＲおよびＢＲの含有割合が上述の範囲であると、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の加硫後の破断強度および耐摩耗性がいずれも良好となり、コンベヤベルトとしての基本物性を維持することができる。これは、ＮＲとＢＲの相溶性が良好となり、補強性がより向上するためであると考えられる。

また、本発明においては、ＢＲは、重量平均分子量が５０万以上であるのが好ましく、５５万以上であるのがより好ましい。重量平均分子量がこの範囲であると、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の加硫後の破断強度および引裂き強さが向上し、耐摩耗性もより良好となる。

更に、本発明においては、ＢＲは、末端変性ポリブタジエンゴムであるのが好ましい。
末端変性ポリブタジエンゴムは、末端が変性されたＢＲであれば特に限定されない。また、ＢＲの末端変性方法としては、例えば、変性剤を使用してＢＲの末端（活性末端）を変性する方法を用いることができる。
このような変性剤としては、具体的には、例えば、四塩化スズ、四臭化スズなどのハロゲン化スズ；トリブチルスズクロライドなどのハロゲン化有機スズ化合物；四塩化ケイ素、クロロトリエチルシランなどのケイ素化合物；フェニルイソシアネートなどのイソシアネート基含有化合物；Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）などのアミド化合物；ラクタム化合物；尿素化合物；イソシアヌル酸誘導体；等が挙げられる。

このような末端変性ポリブタジエンゴムを用いることにより、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の加硫後の後述する損失係数ｔａｎδが良好な範囲となるため、消費電力の低減をより十分に図ることができる。これは、変性した末端部分が架橋に寄与するため、加硫後の架橋密度が上がるためであると考えられる。

重量平均分子量が５０万以上である末端変性ポリブタジエンとしては市販品を用いることができる。
具体的には、例えば、日本ゼオン社製のＮｉｐｏｌ ＢＲ１２５０Ｈ（重量平均分子量：５７万、ＮＭＰ変性）等が挙げられる。

本発明においては、このようなジエン系ゴムの含有量は、本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の総質量に対して、５５〜８０質量％であり、６０〜７０質量％であるのが好ましい。
ジエン系ゴムの含有量が５５質量％未満であると、後述するカーボンブラックの影響により、架橋形態に伴うエントロピー弾性効果を発揮できないため、消費電力の低減を図ることができない。また、ジエン系ゴムの含有量が８０質量％超であると、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の加硫後の破断強度および耐摩耗性が低下し、コンベヤベルトとしての基本物性を維持できない。

＜カーボンブラック＞
上記カーボンブラックは、特に限定されないが、ＧＰＦ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｆｕｒｎａｃｅ）を含むものであるのが好ましく、以下に示すその他のカーボンブラックを含むものであってもよい。

その他のカーボンブラックとしては、具体的には、例えば、ＨＡＦ（Ｈｉｇｈ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＳＡＦ（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＩＳＡＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＦＥＦ（Ｆａｓｔ Ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＳＲＦ（Ｓｅｍｉ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＦＴ（Ｆｉｎｅ Ｔｈｅｒｍａｌ）、ＭＴ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｔｈｅｒｍａｌ）等が挙げられる。

このようなカーボンブラックとしては、市販品を用いることができる。
具体的には、ＧＰＦとしては旭＃５５（旭カーボン社製）、シーストＶ（東海カーボン社製）、ダイアブラックＧ（三菱化学社製）等が例示され、ＨＡＦとしてはシースト３（東海カーボン社製）、ショウブラックＮ３３９（昭和キャボット社製）等が例示される。
また、ＩＳＡＦとしてはショウブラックＮ２２０（昭和キャボット社製）、ＳＡＦとしてはシースト９（東海カーボン社製）、ＦＥＦとしてはＨＴＣ＃１００（新日化カーボン社製）、ＳＲＦとしては旭＃５０（旭カーボン社製）や三菱ダイアブラックＲ（三菱化学社製）、ＦＴとしては旭＃１５（旭カーボン社製）やＨＴＣ＃２０（新日化カーボン社製）等が例示される。

本発明においては、このようなカーボンブラックの含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、１０〜４０質量部であり、２０〜３５質量部であるのが好ましく、２５〜３３質量部であるのがより好ましい。
カーボンブラックの含有量が上述の範囲であると、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の加硫後の破断強度および耐摩耗性がいずれも良好となるためコンベヤベルトとしての基本物性を維持でき、また、後述する損失係数ｔａｎδが良好な範囲となるため消費電力の低減を十分に図ることができる。これは、カーボンブラックと上記ゴム成分との間の分子間の相互作用が大きく、補強性が向上するためであると考えられる。

また、本発明においては、このようなカーボンブラックとして、少なくともＧＰＦを用いることにより、得られるゴム組成物から形成される本発明のコンベヤベルトの低消費電力化がより良好となる。

＜イオウ系加硫剤＞
上記イオウ系加硫剤は、上記ジエン系ゴムのゴムとゴムとの間に硫黄を介した化学結合（架橋）を生起させる加硫剤であれば特に限定されない。
上記イオウ系加硫剤としては、具体的には、例えば、粉末イオウ、沈降性イオウ、高分散性イオウ、表面処理イオウ、不溶性イオウ、ジモルフォリンジサルファイド、アルキルフェノールジサルファイド等が挙げられる、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明においては、上記イオウ系加硫剤の含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して２．５〜４質量部であるのが好ましく、２．７〜３．７質量部であるのがより好ましく、３．０〜３．５質量部であるのが更に好ましい。
イオウ系加硫剤の含有量が上述の範囲であると、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の加硫後の後述する損失係数ｔａｎδが良好な範囲となるため消費電力の低減をより十分に図ることができる。

本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物は、上述した各成分以外に、１，３−ビス（シトラコンイミドメチル）ベンゼン、および／または、ヘキサメチレン−１，６−ビス（チオサルフェート）二ナトリウム塩ニ水和物を含有するのが好ましい態様の１つである。
ここで、１，３−ビス（シトラコンイミドメチル）ベンゼンは、下記式（１）で表される化合物であり、ヘキサメチレン−１，６−ビス（チオサルフェート）二ナトリウム塩ニ水和物は下記式（２）で表される化合物である。

これらの化合物を含有することにより、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の消費電力の低減をより十分に図ることができる。
これは、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の損失係数ｔａｎδが小さくなるためであるが、これらの化合物がゴム組成物のリバージョン（加硫戻り）を防止する試薬（リバージョン防止剤）であることを鑑みれば、意外な効果である。

本発明においては、これらの化合物の含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、０．１〜２質量部であるのが好ましく、０．２〜１質量部であるのがより好ましい。
なお、この含有量は、１，３−ビス（シトラコンイミドメチル）ベンゼンおよびヘキサメチレン−１，６−ビス（チオサルフェート）二ナトリウム塩ニ水和物をいずれも含有する場合は、合計の含有量をいう。

また、本発明においては、これらの化合物として市販品を用いることができる。
具体的には、１，３−ビス（シトラコンイミドメチル）ベンゼンとしては、ＦＬＥＸＳＹＳ社製のＰＥＲＫＡＬＩＮＫ ９００を用いることができ、ヘキサメチレン−１，６−ビス（チオサルフェート）二ナトリウム塩ニ水和物としては、ＦＬＥＸＳＹＳ社製のＤＵＲＡＬＩＮＫ ＨＴＳを用いることができる。

本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物は、上述した各成分以外に、上記イオウ系加硫剤以外の加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤等の架橋剤や加硫遅延剤を含有していてもよく、更に、本発明の目的を損わない範囲で、各種配合剤を含有していてもよい。

上記イオウ系加硫剤以外の加硫剤としては、例えば、有機過酸化物系、金属酸化物系、フェノール樹脂、キノンジオキシム等の加硫剤が挙げられる。
有機過酸化物系の加硫剤としては、具体的には、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジ（パーオキシルベンゾエート）等が挙げられる。
その他として、酸化マグネシウム、リサージ、ｐ−キノンジオキシム、ｐ−ジベンゾイルキノンジオキシム、ポリ−ｐ−ジニトロソベンゼン、メチレンジアニリン等が挙げられる。

加硫促進剤としては、例えば、アルデヒド・アンモニア系、グアニジン系、チオウレア系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チウラム系、ジチオカルバミン酸塩系等の加硫促進剤が挙げられる。
アルデヒド・アンモニア系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、ヘキサメチレンテトラミン（Ｈ）等が挙げられる。
グアニジン系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、ジフェニルグアニジン等が挙げられる。
チオウレア系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、エチレンチオウレア等が挙げられる。
チアゾール系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、ジベンゾチアジルジスルフィド（ＤＭ）、２−メルカプトベンゾチアゾールおよびそのＺｎ塩等が挙げられる。
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＣＺ）、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＮＳ）等が挙げられる。
チウラム系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等が挙げられる。
ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤としては、具体的には、例えば、Ｎａ−ジメチルジチオカーバメート、Ｚｎ−ジメチルジチオカーバメート、Ｔｅ−ジエチルジチオカーバメート、Ｃｕ−ジメチルジチオカーバメート、Ｆｅ−ジメチルジチオカーバメート、ピペコリンピペコリルジチオカーバメート等が挙げられる。

加硫助剤としては、一般的なゴム用助剤を併せて用いることができ、例えば、亜鉛華、ステアリン酸やオレイン酸およびこれらのＺｎ塩等が挙げられる。

このような加硫剤、加硫促進剤および加硫助剤を含有する場合の合計の含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、０．１〜１５質量部であるのが好ましく、０．５〜１０質量部であるのがより好ましい。含有量の範囲がこの範囲であると、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の加硫後の破断強度がより良好となり、後述する損失係数ｔａｎδもより良好となる。

加硫遅延剤としては、具体的には、例えば、無水フタル酸、安息香酸、サリチル酸、アセチルサリチル酸などの有機酸；Ｎ−ニトロソージフェニルアミン、Ｎ−ニトロソーフェニル−β−ナフチルアミン、Ｎ−ニトロソ−トリメチル−ジヒドロキノリンの重合体などのニトロソ化合物；トリクロルメラニンなどのハロゲン化物；２−メルカプトベンツイミダゾール；サントガードＰＶＩ：等が挙げられる。
加硫遅延剤を含有する場合の含有量は、上記ジエン系ゴム１００質量部に対して、０．１〜０．３質量部であるのが好ましく、０．１〜０．２質量部であるのがより好ましい。含有量の範囲がこの範囲であると、得られる本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物からコンベヤベルトを押出加工する際のスコーチ安定性が向上し、生産性が向上する。

配合剤としては、具体的には、例えば、上述したカーボンブラック以外の充填剤、老化防止剤、酸化防止剤、顔料（染料）、可塑剤、揺変成付与剤、紫外線吸収剤、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、加工助剤等が挙げられる。
これらの配合剤は、ゴム用組成物用の一般的なものを用いることができる。それらの配合量も特に制限されず、任意に選択できる。

本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物は、加硫後のポリスルフィド網目鎖密度が４５％超となるコンベヤベルト用ゴム組成物である。
ここで、「ポリスルフィド網目鎖密度」とは、硫黄架橋のうち、モノスルフィド結合（ゴム間を硫黄１分子で結合する架橋形態）とジスルフィド結合（ゴム間を硫黄２分子で結合する架橋形態）とを除いた、ポリスルフィド結合（硫黄３分子以上で結合する架橋形態）の割合をいう。具体的には、以下に示すトルエン膨潤法により測定する。
なお、「加硫後」とは、１００℃以上１４０℃未満の温度で４５分以上で加硫させた後をいう。

（トルエン膨潤法）
トルエン膨潤法は、スルフィド結合を選択的に切断する試薬（下記第１表参照）を用いて加硫後のコンベヤベルト用ゴム組成物（試験片：７ｍｍ×７ｍｍ×１ｍｍ）を処理し、未処理サンプルおよび各処理サンプルのトルエン膨潤度から、Flory-Rehner式を適用して、ポリスルフィド網目鎖密度を求める方法である。なお、本発明においては、この方法は、「ゴム試験法（日本ゴム協会編、丸善株式会社、平成１８年１月３０日発行）」の第４０７〜４０９頁に記載の方法に準じて行う。
ここで、下記第１表中、「THF/トルエン(1:1)」は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）９０ｍＬとトルエン９０ｍＬとの混合液を示し、「THF/トルエン(1:1)+2-フ゜ロハ゜ンチオール+ヒ゜ヘ゜リシ゛ン」は、ＴＨＦ９０ｍＬとトルエン９０ｍＬと２−プロパンチオール３．３１ｍＬ（０．４ｍｏｌ）とピペリジン３．３５ｍＬ（０．４ｍｏｌ）との混合液を示し、「THF/トルエン(1:1)+リチウムアルミニウムハイト゛ライト゛」は、ＴＨＦ２００ｍＬとトルエン２００ｍＬとリチウムアルミニウムハイドライド１０ｇとの混合溶液を示す。
また、各試薬による処理は、試験片を浸漬させて、室温下で８時間撹拌して行う。
その後、トルエンに１６時間浸漬させて、トルエン膨潤度を求める。

νｔ：トータル網目鎖密度（１００％）
νｍ／νｔ×１００：モノスルフィド網目鎖密度
νｄ（＝（νｍ＋ｄ）−νｍ）／νｔ×１００：ジスルフィド網目鎖密度
νｐ（＝νｔ−（νｍ＋ｄ））／νｔ×１００：ポリスルフィド網目鎖密度

一方、ポリスルフィド網目鎖密度の「４５％超」という値は、ｔａｎδが良好となる範囲を実験結果から算出した値である（図２参照）。

本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物は、上述したジエン系ゴム、カーボンブラックおよびイオウ系加硫剤ならびに所望により各種配合剤を特定量含有し、加硫後のポリスルフィド網目鎖密度が４５％超となることにより、２０℃の測定温度下で、１０％伸張させ、振幅±２％の振動を振動数１０Ｈｚで与えて測定した損失係数ｔａｎδが０．０４〜０．１７となる。

（損失係数ｔａｎδ）
損失係数ｔａｎδは、ゴム組成物の動的性質を表す貯蔵弾性率Ｅ′と損失弾性率Ｅ″との比、ｔａｎδ＝Ｅ″／Ｅ′で表され、この値が小さいほどゴム組成物の変形の間に熱として散逸されるエネルギー量（エネルギーロス量）が小さいことを意味し、エネルギーロスの尺度として用いることができる。
一方、ｔａｎδ値が小さいと低消費電力化が可能になると考えられるが、ｔａｎδ値をあまりに小さくしすぎると破断強度（Ｔ_B）および破断伸び（Ｅ_B）も低下するため、コンベヤベルトの稼動が安定しない。
本発明では、上述したジエン系ゴム、カーボンブラックおよびイオウ系加硫剤ならびに所望により各種配合剤を特定量含有し、加硫後のポリスルフィド網目鎖密度が４５％超となることにより、低消費電力化と破断強度、破断伸び等の基本物性とを両立できるｔａｎδ値の範囲（０．０４〜０．１７）とすることができる。

本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物の製造は、上述したジエン系ゴム、カーボンブラックおよびイオウ系加硫剤ならびに所望により含有する各種配合剤を加え、バンバリーミキサー等で混練し、ついで、混練ロール機等で加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤を混練して行うことができる。

本発明のコンベヤベルトの製造方法は、上述した本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物をポリスルフィド網目鎖密度が４５％超となるように１００℃以上１４０℃未満の温度で加硫する低温加硫工程を有する。
ここで、低温加硫工程における加硫は、上述した本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物を１００℃以上１４０℃未満の温度で加硫するものであれば特に限定されず、４５〜３００分間、１２０〜１３５℃の温度で行なうのが好ましい。

本発明においては、このような低温加硫を施すことにより、本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物をポリスルフィド網目鎖密度が４５％超とすることができ、後述する本発明のコンベヤベルトの消費電力の低減を十分に図ることができる。
これは、上述したように、本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物をポリスルフィド網目鎖密度が４５％超とすることにより、損失係数ｔａｎδが良好な範囲となるためである。

上記低温加硫工程以外の工程は特に限定されないが、具体的には、例えば、まず、ロール、ニーダー、バンバリーミキサー等を用いて原料を混練りした後、カレンダー等を用いて各カバーゴム層用にシート状に成形し、次に、得られた各層を補強層を挟み込むように所定の順序で積層し、１００℃以上１４０℃未満の温度で６０分間加圧する方法が好適に例示される。

本発明のコンベヤベルトは、上述した本発明のコンベヤベルトの製造方法により得られるコンベヤベルトであって、上面カバーゴム層、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であって、該下面カバーゴム層の少なくとも裏面表面が、上述した本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物により形成されるコンベヤベルトである。
以下に、図１を用いて本発明のコンベヤベルトを説明するが、本発明のコンベヤベルトの構造は、下面カバーゴム層の裏面表面に上述した本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物を用いていれば特にこれに限定されない。

図１は、本発明のコンベヤベルトの好適な実施態様の一例を模式的に示した断面図である。図１において、１はコンベヤベルト、２は上面カバーゴム層、３は補強層、４は下面カバーゴム層、５は運搬物搬送面、１１および１６は外層、１２および１５は内層である。
図１に示すように、コンベヤベルト１は、補強層３を中心層とし、その両側に上面カバーゴム層２と下面カバーゴム層４が設けられており、上面カバーゴム層２は外層１１と内層１２の２層から構成され、下面カバーゴム層４は外層１６と内層１５の２層から構成されている。ここで、上面カバーゴム層２および下面カバーゴム層４の外層と内層（外層１１と内層１２、外層１６と内層１５）は、それぞれ互いに異なるゴム組成物を用いて形成されていてもよい。

図１において、上面カバーゴム層２は、外層１１と内層１２の２層から構成されているが、本発明のコンベヤベルトにおいては、上面カバーゴム層２を構成する層の数は、２に限定されず、１でもよく、３以上であってもよい。そして、３以上の場合にも、これらの層は、互いに異なるゴム組成物を用いて形成されてもよい。また、下面カバーゴム層４も同様である。
上面カバーゴム層２の運搬物搬送面５を構成する外層１１は、耐熱性、耐摩耗性、耐油性等に優れたゴム組成物から形成されるのが望ましいため、上面カバーゴム層２は２層から構成されていることが好ましい。
下面カバーゴム層４の裏面表面を構成する外層１６は上述した本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物により形成され、また、下面カバーゴム層４の内層１５は製造コストや補強層３との接着性が重視されることから他のゴム組成物から形成されるのが望ましいため、カバーゴム層４は２層から構成されていることが好ましい。

補強層３の芯体は特に限定されず、通常のコンベヤベルトに用いられるものを適宜選択して用いることができ、その具体例としては、綿布と化学繊維または合成繊維とからなるものにゴム糊を塗布、浸潤させたもの、ＲＦＬ処理したものを折り畳んだもの、特殊織のナイロン帆布、スチールコード等が挙げられ、これらを一種単独で用いてもよく、２種以上のものを積層して用いてもよい。
また、補強層３の形状は特に限定されず、図１に示すようにシート状であってもよく、ワイヤー状の補強線を並列に埋込むものであってもよい。

上面カバーゴム層２の内層１２および下面カバーゴム４の内層１５を形成するゴム組成物は特に限定されず、通常のコンベヤベルトに用いられるゴム組成物を適宜選択して用いることができ、一種単独で用いてもよく、２種以上のものを混合して用いてもよい。

上面カバーゴム層２の外層１１を形成するゴム組成物は特に限定されず、通常のコンベヤベルトに用いられるゴム組成物を、該外層に要求される基本特性（例えば、耐熱性、耐摩耗性、耐油性等）に応じて適宜選択して用いることができる。

本発明のコンベヤベルトは、下面カバーゴム層の少なくとも裏面表面が本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物により形成されるため、硬度、破断強度、破断伸び、引裂き強さ等の基本物性を維持し、消費電力の低減を十分に図ることができる。

本発明のコンベヤベルトにおいては、下面カバーゴム層の厚さが、５〜２０ｍｍであるのが好ましく、６〜１５ｍｍであるのがより好ましい。ここで、下面カバーゴム層の厚さは、下面カバーゴム層が内層および外層で構成されている場合は、これらの層の合計の層厚をいう。
下面カバーゴム層の厚さがこの範囲であると、高温の運搬物を搬送に用いる場合であっても、ゴムの劣化等により生ずるベルトの反り返り（カッピング）を防ぐことができる。

以下に実施例を挙げ、本発明のコンベヤベルト用ゴム組成物について更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
（実施例１〜５、比較例１〜３）
ゴム成分１００質量部に対して、下記第２表に示す組成成分（質量部）で、各コンベヤベルト用ゴム組成物を調製した。

上記第２表に示すゴム成分等の各組成成分としては、以下に示すものを用いた。
・天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ＃３
・ブタジエンゴム（ＢＲ）：Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０（重量平均分子量：４６万、末端未変性、日本ゼオン社製）
・スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）：Ｎｉｐｏｌ ＳＢＲ１５０２（日本ゼオン社製）
・カーボンブラック２：ＧＰＦ（ダイアブラックＧ、三菱化学社製）
・カーボンブラック１：ＨＡＦ（ショウブラックＮ３３９、昭和キャボット社製）
・酸化亜鉛：酸化亜鉛３種（正同化学工業社製）
・ステアリン酸：ビーズステアリン酸（日本油脂社製）
・老化防止剤：ノクラック６Ｃ（大内新興化学工業社製）
・ワックス１：パラフィンワックス（サンノック、大内新興化学工業社製）
・アロマオイル：マシン油２２（昭和シェル石油社製）
・加硫剤：硫黄（油処理硫黄、細井化学工業社製）
・加硫促進剤：Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ノクセラーＮＳ、大内新興化学工業社製）

得られた各ゴム組成物について、下記第３表に示す温度および時間の条件で加硫し、加硫後のポリスルフィド網目鎖密度および各種物性を以下に示す方法により測定し、評価した。その結果を下記第３表に示す。

（１）ポリスルフィド網目鎖密度（νｐ）
加硫後の各ゴム組成物について、上述した第１表に記載の試薬を用いて処理したトルエン膨潤度から、Flory-Rehner式を適用して、ポリスルフィド網目鎖密度を求めた。

（２）損失係数ｔａｎδ
調製した各加硫ゴム組成物から短冊状（長さ２０ｍｍ×幅５ｍｍ×厚み２ｍｍ）に切り抜いた試験片を用い、東洋精機製作所製粘弾性スペクトロメータを用いて損失係数ｔａｎδを測定した。測定は、２０℃の測定温度下で、１０％伸張させ、振幅±２％の振動を振動数１０Ｈｚで与えて行った。

（３）破断強度および切断時伸び
得られた各ゴム組成物を、１４８℃、３０分間、加硫し、加硫ゴム組成物を調製した。
調製した各加硫ゴム組成物から３号ダンベル状に打ち抜いた試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ６２５１-2004に準じて、引張速度５００ｍｍ／分での引張試験を行い、破断強度（Ｔ_B）［ＭＰａ］および切断時伸び（Ｅ_B）［％］を室温にて測定した。
破断強度が１４ＭＰａ以上であれば、高破断強度を有するものとして評価できる。
切断時伸びが４００％以上であれば、高破断伸びを有するものとして評価できる。

第３表に示す結果より、ジエン系ゴム、カーボンブラックおよびイオウ系加硫剤ならびに所望によりワックス等を特定量含有するゴム組成物１および２を用いて調製しても、加硫後のポリスルフィド網目鎖密度が４５％以下となる比較例１および２のゴム組成物は、ｔａｎδが高く、消費電力の低減が十分に図れないことが分かった。
これに対し、ジエン系ゴム、カーボンブラックおよびイオウ系加硫剤ならびに所望によりワックス等を特定量含有するゴム組成物１および２を用いて調製し、加硫後のポリスルフィド網目鎖密度が４５％超となる実施例１〜５のゴム組成物は、消費電力の低減を十分に図ることができることが分かった。
一方、カーボンブラックを特定量以上含有するゴム組成物３を用いて調製した場合は、ｔａｎδが極めて高くなり、消費電力の低減が図れないことが分かった。

図１は、本発明のコンベヤベルトの好適な実施態様の一例を模式的に示した断面図である。 図２は、ゴム組成物１〜３のポリスルフィド網目鎖密度とｔａｎδとの関係を示す散布図である。

符号の説明

１：コンベヤベルト
２：上面カバーゴム層
３：補強層
４：下面カバーゴム層
５：運搬物搬送面
１１、１６：外層
１２、１５：内層

Claims (4)

1. ジエン系ゴム、カーボンブラックおよびイオウ系加硫剤を含有するコンベヤベルト用ゴム組成物であって、
   前記ジエン系ゴムの含有量が、５５〜８０質量％であり、
   前記カーボンブラックの含有量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して１０〜４０質量部であり、
   加硫後のポリスルフィド網目鎖密度が４５％超となるコンベヤベルト用ゴム組成物。
2. 前記イオウ系加硫剤の含有量が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対して２．５〜４質量部である請求項１に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
3. コンベヤベルト用ゴム組成物を加硫してコンベヤベルトを製造するコンベヤベルトの製造方法であって、
   請求項１または２に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物をポリスルフィド網目鎖密度が４５％超となるように１００℃以上１４０℃未満の温度で加硫する低温加硫工程を有するコンベヤベルトの製造方法。
4. 請求項３に記載の製造方法により得られるコンベヤベルトであって、
   上面カバーゴム層、補強層および下面カバーゴム層からなり、
   前記下面カバーゴム層の少なくとも裏面表面が、請求項１または２に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物により形成される、コンベヤベルト。

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