JP5625391B2 - 耐熱コンベヤベルト用ゴム組成物および耐熱コンベヤベルト - Google Patents

Description

本発明は、耐熱コンベヤベルト用ゴム組成物および耐熱コンベヤベルトに関する。

耐熱コンベヤベルト用ゴム組成物として、特許文献１には、「エチレン・１−オクテン共重合体とエチレン・プロピレン共重合体とを含有するゴム組成物」が記載されている（請求項１等を参照）。
このようなゴム組成物を用いた耐熱コンベヤベルトは、エチレン・プロピレン共重合体のみをゴム成分とするゴム組成物を用いた従来の耐熱コンベヤベルトと比べて、耐熱老化性等の諸性能に優れるとされている（段落０００４，００４１，００４２，００４４等を参照）。

特開平１１−２４６０１７号公報

本発明者は、特許文献１に記載されたゴム組成物について検討を行ったところ、耐熱老化性には優れるものの、切断時伸びが劣ることを明らかにした。

そこで、本発明は、優れた耐熱老化性を維持し、切断時伸びも良好な耐熱コンベヤベルト用ゴム組成物を提供することを目的とする。

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、融点が４０℃以下のエチレン・α−オレフィン共重合体を用いることにより、意外にもエチレン・プロピレン共重合体を用いなくても、耐熱コンベヤベルト用ゴム組成物が、優れた耐熱老化性を維持しつつ、切断時伸びに優れることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（３）を提供する。

（１）融点４０℃以下のエチレン・α−オレフィン共重合体を含有し、エチレン含有量６０〜８０質量％のエチレン・プロピレン共重合体をさらに含有し、上記エチレン・α−オレフィン共重合体と上記エチレン・プロピレン共重合体との質量比（エチレン・α−オレフィン共重合体／エチレン・プロピレン共重合体）が、４０／６０〜９０／１０であり、上記エチレン・α−オレフィン共重合体が、融点４０℃以下のエチレン・１−ブテン共重合体である、耐熱コンベヤベルト用ゴム組成物。

（２）上記エチレン・α−オレフィン共重合体が、融点２０℃以上のエチレン・１−ブテン共重合体である、上記（１）に記載の耐熱コンベヤベルト用ゴム組成物。

（３）上記（１）または（２）に記載の耐熱コンベヤベルト用ゴム組成物を用いる耐熱コンベヤベルト。

本発明によれば、優れた耐熱老化性を維持し切断時伸びも良好な耐熱コンベヤベルト用ゴム組成物を提供することができる。

本発明の耐熱コンベヤベルトの一実施形態の断面図である。 本発明の耐熱コンベヤベルトの他の一実施形態の断面図である。 エチレン・α−オレフィン共重合体の融点と切断時伸び（ＥＢ）との関係を示すグラフである。

本発明の耐熱コンベヤベルト用ゴム組成物（以下、「本発明のゴム組成物」ともいう。）は、融点４０℃以下のエチレン・α−オレフィン共重合体を含有する耐熱コンベヤベルト用ゴム組成物である。以下、本発明のゴム組成物に含有される各成分について説明する。

＜エチレン・α−オレフィン共重合体＞
本発明のゴム組成物が含有するエチレン・α−オレフィン共重合体は、その融点が４０℃以下であり、３５℃以下であることが好ましい。融点がこの範囲であるエチレン・α−オレフィン共重合体を含有するゴム組成物は、耐熱老化性を維持しつつ、切断時伸びにも優れる。これは、融点が４０℃超であると伸長時の結晶化が速く進行するのに対して、融点が４０℃以下であれば伸長時に結晶化しにくくなるからであると考えられる。
また、上記エチレン・α−オレフィン共重合体の融点は、分子間の凝集エネルギーが小さくなりすぎず、本発明のゴム組成物の常態物性（引張強さ（ＴＢ））が優れるという理由から、２０℃以上であることが好ましく、２５℃以上であることがより好ましい。

上記エチレン・α−オレフィン共重合体としては、そのエチレン含有量や分子量等を調整することにより融点が４０℃以下になるものであれば、特に限定されず、例えば、共重合体中のα−オレフィンが、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン等であるものが挙げれ、中でも、共重合体中のα−オレフィンが１−ブテンであるものが好ましい。

なお、特許文献１の段落００３４に開示されているエチレン・１−オクテン共重合体（商品名「Ｅｎｇａｇｅ ８１８０」）の融点は、４７℃である。

このような融点が４０℃以下のエチレン・α−オレフィン共重合体の市販品としては、例えば、エチレン・１−ブテン共重合体であるダウケミカル社製の「Ｅｎｇａｇｅ ７４６７」等が挙げられる。

＜エチレン・プロピレン共重合体＞
本発明のゴム組成物は、引張強さをより良好にできるという理由から、さらに、エチレン含有量６０〜８０質量％以上のエチレン・プロピレン共重合体を含有してもよい。

上記エチレン・α−オレフィン共重合体と上記エチレン・プロピレン共重合体との質量比（エチレン・α−オレフィン共重合体／エチレン・プロピレン共重合体）は、引張強さと切断時伸びとのバランスという観点から、１０／９０〜９０／１０であることが好ましく、特に、ゴム組成物が加工性に優れるという理由から、４０／６０〜９０／１０であることがより好ましい。

上記エチレン・プロピレン共重合体におけるエチレン含有量は、加工性の観点から、６０〜７５質量％であることが好ましく、６０〜７０質量％であることがより好ましい。

本発明のゴム組成物は、上記各成分のほかに、本発明の目的を損なわない範囲で、一般的に用いられるカーボンブラック、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、オイル、可塑剤、架橋剤等の添加剤を含有することができる。これらの添加剤の含有量は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜決めることができる。

本発明のゴム組成物の製造は、公知の条件・方法により行うことができる。例えば、本発明のゴム組成物は、上記エチレン・α−オレフィン共重合体、上記エチレン・プロピレン共重合体、および、必要に応じて含有する添加剤を、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を用いて混合し、製造することができる。

次に、本発明の耐熱コンベヤベルトについて説明する。
本発明の耐熱コンベヤベルトは、本発明のゴム組成物を用いた耐熱コンベヤベルトである。その形状、製造方法等は公知の耐熱コンベヤベルトと同様である。
本発明の耐熱コンベヤベルトの具体的な構成としては、例えば、下記に示すようなものが挙げられる。

本発明の耐熱コンベヤベルトの第１の実施形態を図１を用いて説明する。
図１は、本発明の耐熱コンベヤベルトの一実施形態の断面図である。図１に示すように、本発明の耐熱コンベヤベルトの第１の実施形態は、帆布１をコートゴム（接着ゴム）２で被覆して芯材層とし、その外周を上述した本発明のゴム組成物からなるカバーゴム３でカバーした耐熱コンベヤベルト４である。
図１の耐熱コンベヤベルト４は、ナイロン、ビニロン、ポリエステル等の合成繊維の織布よりなる帆布１を芯材とするものであり、帆布１の積層枚数、カバーゴム３の厚さやベルト幅等は使用目的に応じて適宜決定されるが、カバーゴム３の厚さＴ_１、Ｔ_２は通常の場合、１．５〜２０ｍｍ程度とされる。

また、コートゴム２は、公知の耐熱コンベヤベルトに用いられているコートゴムを使用でき、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）等をゴム成分とするゴム組成物が使用できる。

次に、本発明の耐熱コンベヤベルトの第２の実施形態を図２を用いて説明する。
図２は、本発明の耐熱コンベヤベルトの他の一実施形態の断面図である。
図２に示すように、本発明の耐熱コンベヤベルトの第２の実施形態は、スチールコード５をクッションゴム（接着ゴム）６で被覆して芯材層とし、その外周を上述した本発明のゴム組成物からなるカバーゴム７でカバーした耐熱コンベヤベルト８である。
図２の耐熱コンベヤベルト８は、直径０．２〜０．４ｍｍ程度の素線を複数本撚り合わせて直径２．０〜９．５ｍｍ程度のワイヤロープとしたスチールコード５を５０〜２３０本程度並列させて芯材とするものであり、一般に、耐熱コンベヤベルト８の総厚みＴは１０〜５０ｍｍ程度とされる。
また、クッションゴム６は、例えば、公知のスチールコンベヤベルトに用いられている亜鉛メッキスチールコードに接着可能な接着ゴムを使用することができ、具体的には、天然ゴム（ＮＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）等をゴム成分とするゴム組成物が使用できる。

このような耐熱コンベヤベルトは、常法に従って、芯材となる帆布やスチールコードを本発明のゴム組成物で成形した未加硫のゴムシート間に介在させ、加熱加圧して加硫することにより容易に製造することができる。なお、加硫条件は、通常１２０〜１８０℃前後、０．１〜４．９ＭＰａ程度で１０〜９０分程度である。

本発明の耐熱コンベヤベルトは、上述した本発明のゴム組成物を用いているので、耐熱老化性等に優れる。

以下に実施例を挙げ、本発明のゴム組成物についてさらに説明する。なお、本発明は、これらに限定されるものではない。

（参考例１，４および５、実施例２および３、ならびに、比較例１〜９）
下記第１表に示す各成分を、第１表に示す組成（質量部）で、バンバリーミキサーを用いて混合して分散させ、各組成物を得た。
得られた組成物を用いて、下記の試験方法により、未加硫物性、常態物性、老化物性、耐摩耗性、加工性を評価した。結果を第１表に示す。

＜未加硫物性＞
各例に係る未加硫のゴム組成物について、ムーニー粘度、スコーチタイム、Ｔ９５を下記に示す方法で測定した。結果を第１表に示す。
・ムーニー粘度［ＭＬ（１＋４）１００℃］：ＪＩＳ Ｋ６３００−１：２００１に準拠して、Ｌ形ロータを使用し、予熱時間１分、試験温度１００℃の条件で、測定した。
・スコーチタイム［ｍｉｎ］：ＪＩＳ Ｋ６３００−１：２００１に準拠して、温度１２５℃にて粘度が５ムーニー単位上昇する時間を測定した。
・Ｔ９５［ｍｉｎ］：ＪＩＳ Ｋ６３００−２：２００１に準拠して、温度１６０℃にて９５％加硫度に到達する時間を測定し、Ｔ９５とした。

＜常態物性＞
各例に係る加硫ゴムについて、硬度（Ｈｓ）、引張強さ（ＴＢ）、切断時伸び（ＥＢ）、引裂強さ（ＴＲ）を下記に示す方法で測定した。結果を第１表に示す。
・硬度（Ｈｓ）：ＪＩＳ Ｋ６２５３：１９９７に準拠して、スプリング式Ａ型硬さ試験機を用いて、２３℃での硬度を測定した。
・引張強さ（ＴＢ）［ＭＰａ］：ＪＩＳ Ｋ６２５１：２００４に準拠して、３号ダンベルにて２ｍｍシートを打抜いてサンプルとし、５００ｍｍ／分の引張速度にて測定した。
・切断時伸び（ＥＢ）［％］：ＪＩＳ Ｋ６２５１：２００４に準拠して、３号ダンベルにて２ｍｍシートを打抜いてサンプルとし、５００ｍｍ／分の引張速度にて測定した。
・引裂強さ（ＴＲ）［Ｎ／ｍｍ］：ＪＩＳ Ｋ６２５２：２００７に準拠し、クレセント形試験片にて測定した。

＜老化物性＞
各例に係るゴム組成物について、１８０℃×１６８時間の耐熱老化試験を行った後、硬度（Ｈｓ）、引張強さ（ＴＢ）、切断時伸び（ＥＢ）を測定した。結果を第１表に示す。
また、１８０℃×１６８時間の耐熱老化試験の前後における、硬度変化率（ΔＨｓ）、引張強さ変化率（ΔＴＢ）、切断時伸び変化率（ΔＥＢ）を求めた。結果を第１表に示す。

＜耐摩耗性（ＤＩＮ摩耗）＞
各例に係るゴム組成物について、１８０℃×１６８時間の耐熱老化試験前後で、ＪＩＳ Ｋ６２６４：２００５に準拠して、ＤＩＮ摩耗試験機を用いて室温下で摩耗試験を行い、摩耗量［ｍｍ^３］を測定した。摩耗量が少ないほど耐摩耗性に優れる。結果を第１表に示す。

＜加工性＞
各例に係るゴム組成物について、ロール出し後のシート肌を観察し、シート肌の表面が平滑でつやのあるものを、加工性に優れるものとして「○」と評価し、シートにやや凸凹があるため表面につやがないものを加工性がわずかに劣るものの実施に影響を与えないものとして「△」と評価し、シート全体が波打つ状態で凸凹があるものを加工性に劣るものとして「×」と評価した。結果を第１表に示す。

第１表中の各成分は、以下のものを使用した。
・ＥＢＭ１：融点３４℃のエチレン・１−ブテン共重合体、商品名「Ｅｎｇａｇｅ ７４６７」（ダウケミカル社製）
・ＥＢＭ２：融点５０℃のエチレン・１−ブテン共重合体、商品名「Ｅｎｇａｇｅ ７３８０」（ダウケミカル社製）
・ＥＯＭ：融点５５℃のエチレン・１−オクテン共重合体、商品名「Ｅｎｇａｇｅ ８１５０」（ダウケミカル社製）
・ＥＰＭ１：エチレン含有量５１．０質量％のエチレン・プロピレン共重合体、商品名「ＥＰＴ００４５」（三井化学社製）
・ＥＰＭ２：エチレン含有量５４．５質量％のエチレン・プロピレン共重合体、商品名「ＶＩＳＴＡＬＯＮ ５０３」（Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）
・ＥＰＭ３：エチレン含有量６５．０質量％のエチレン・プロピレン共重合体、商品名「ＶＩＳＴＡＬＯＮ ７０６」（Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）
・カーボンブラック：商品名「ニテロン＃３００」（新日化カーボン社製）
・亜鉛華：商品名「酸化亜鉛３種」（正同化学工業社製）
・ステアリン酸：商品名「ステアリン酸５０Ｓ」（千葉脂肪酸社製）
・老化防止剤１：商品名「ノクラックＭＭＢ」（大内新興化学工業社製）
・老化防止剤２：商品名「ノンフレックスＬＡＳ−Ｐ」（精工化学社製）
・オイル：商品名「ＳＵＮＰＡＲ ２２８０」（日本サン石油社製）
・可塑剤：商品名「ルーカント ＨＣ−３０００Ｘ」（三井化学社製）
・架橋剤１：商品名「パーカドックス１４−４０」（化薬アクゾ社製）
・架橋剤２：商品名「ハイクロスＧＴ」（精工化学社製）

第１表に示す結果から、融点が３４℃であるＥＢＭ１を含有する参考例１，４および５ならびに実施例２および３は、引張強さ（ＴＢ）および切断時伸び（ＥＢ）がともに良好（ＴＢ≧１４、ＥＢ≧６００）であり、優れた耐熱老化性も有することが分かった。
また、実施例２および３ならびに参考例４および５を見ると、エチレン含有量が６５．０質量％であるＥＰＭ３との併用系にすることで、良好な切断時伸びを維持しつつ、引張強さをより良好にできることが分かった。
さらに、実施例２および３ならびに参考例４および５のような併用系においては、ＥＰＭ３の質量比が相対的に低いほど、加工性が良好になることが分かった。

これに対して、比較例１〜６では、切断時伸び（ＥＢ）が劣る（ＥＢ＜６００）ことが分かった。
また、比較例７，８では、切断時伸びは比較的良好であるものの、引張強さ（ＴＢ）に劣る（ＴＢ＜１４）ことが分かった。
さらに、比較例９では、引張強さおよび切断時伸びは比較的良好であるものの、加工性に劣ることが分かった。

ここで、図２は、参考例１，４および５ならびに実施例２および３と比較例１〜６とについて、エチレン・α−オレフィン共重合体の融点と切断時伸び（ＥＢ）との関係を示すグラフである。
図２のグラフからは、エチレン・α−オレフィン共重合体の融点が４０℃を超える範囲においては、融点が５５℃から５０℃に下降したとしても、ＥＢの値が上昇するという傾向は見られない。
しかしながら、図２のグラフからは、エチレン・α−オレフィン共重合体の融点を４０℃以下（３４℃）にすると、ＥＢの値が顕著に上昇することが分かる。

１ 帆布
２ コートゴム
３，７ カバーゴム
４，８ 耐熱コンベヤベルト
５ スチールコード
６ クッションゴム

Claims (3)

1. 融点４０℃以下のエチレン・α−オレフィン共重合体を含有し、
   エチレン含有量６０〜８０質量％のエチレン・プロピレン共重合体をさらに含有し、
   前記エチレン・α−オレフィン共重合体と前記エチレン・プロピレン共重合体との質量比（エチレン・α−オレフィン共重合体／エチレン・プロピレン共重合体）が、４０／６０〜９０／１０であり、
   前記エチレン・α−オレフィン共重合体が、融点４０℃以下のエチレン・１−ブテン共重合体である、耐熱コンベヤベルト用ゴム組成物。
2. 前記エチレン・α−オレフィン共重合体が、融点２０℃以上のエチレン・１−ブテン共重合体である、請求項１に記載の耐熱コンベヤベルト用ゴム組成物。
3. 請求項１または２に記載の耐熱コンベヤベルト用ゴム組成物を用いる耐熱コンベヤベルト。