コンベヤベルト用ゴム組成物およびコンベヤベルト
【課題】優れた省電力性を有するコンベヤベルト用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】天然ゴム（ＮＲ）とブタジエンゴム（ＢＲ）とを含有し、上記天然ゴム（ＮＲ）と上記ブタジエンゴム（ＢＲ）との質量比（ＮＲ／ＢＲ）が９０／１０〜５５／４５であるゴム成分と、超高分子量ポリエチレンと、カーボンブラックとを含有し、上記超高分子量ポリエチレンの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５〜２２質量部であり、上記カーボンブラックの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５〜５５質量部であり、脂肪酸アミドの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５質量部未満である、コンベヤベルト用ゴム組成物。
【解決手段】天然ゴム（ＮＲ）とブタジエンゴム（ＢＲ）とを含有し、上記天然ゴム（ＮＲ）と上記ブタジエンゴム（ＢＲ）との質量比（ＮＲ／ＢＲ）が９０／１０〜５５／４５であるゴム成分と、超高分子量ポリエチレンと、カーボンブラックとを含有し、上記超高分子量ポリエチレンの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５〜２２質量部であり、上記カーボンブラックの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５〜５５質量部であり、脂肪酸アミドの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５質量部未満である、コンベヤベルト用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベヤベルト用ゴム組成物およびこれを用いたコンベヤベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
資材等の輸送に用いられるコンベヤベルトは、輸送量増大、輸送効率向上等の要請によって大型化および高強力化が進んでおり、近年では全長が数ｋｍに及ぶものも登場している。
そのため、コンべヤベルトシステムは、消費電力が膨らんでおり、省電力化が求められている。特に、コンべヤベルトを構成するゴム特性の改良によるコンべヤベルトシステムの省電力化が検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、省電力性のコンベヤベルト用ゴム組成物として、「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。」が記載されている（［請求項１］参照）。
【０００４】
この特許文献１には、ゴム組成物が省電力化を図るコンベヤベルトに適しているか否かの指標となるエネルギーロス指数（ΔＨ）について、下記式［１］が示されている（［請求項７］等参照）。
下記式［１］によって求められるエネルギーロス指数（ΔＨ）の値が小さいほど、そのゴム組成物は、省電力性に優れていると言える。
ΔＨ＝（ＳｐＧｒ×ｔａｎδ）／Ｍ２５ ［１］
ここで、ＳｐＧｒは、２０℃での比重（ｇ／ｃｍ３）、ｔａｎδは、２０℃の測定温度下で１０％伸張させて振幅±２％の振動を振動数１０Ｈｚで与えて測定した損失係数、Ｍ２５は、２５％伸び時におけるモジュラス（以下、「２５％モジュラス」という）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３８１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、上述したようなコンベヤベルト用ゴム組成物の省電力性向上についてさらに検討を行った。
その結果、２５％モジュラス（Ｍ２５）の値を大きくするためにシリカ、カーボンブラック等のフィラーを増量させると、かえって損失係数（ｔａｎδ）の値が大きくなってエネルギーロス指数（ΔＨ）が増大してしまい、省電力化が図れないことが明らかとなった。
そこで、本発明は、優れた省電力性を有する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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、所定のコンベヤベルト用ゴム組成物に超高分子量ポリエチレンを含有させると、損失係数（ｔａｎδ）がわずかに増加するものの、２５％モジュラス（Ｍ２５）が大幅に向上するためエネルギーロス指数（ΔＨ）を低減できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（４）を提供する。
【０００８】
（１）天然ゴム（ＮＲ）とブタジエンゴム（ＢＲ）とを含有し、上記天然ゴム（ＮＲ）と上記ブタジエンゴム（ＢＲ）との質量比（ＮＲ／ＢＲ）が９０／１０〜５５／４５であるゴム成分と、超高分子量ポリエチレンと、カーボンブラックとを含有し、上記超高分子量ポリエチレンの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５〜２２質量部であり、上記カーボンブラックの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５〜５５質量部であり、脂肪酸アミドの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５質量部未満である、コンベヤベルト用ゴム組成物。
【０００９】
（２）上記超高分子量ポリエチレンの重量平均分子量が、５０万〜４００万である、上記（１）に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
【００１０】
（３）上記カーボンブラックが、ＦＥＦ、ＧＰＦ、および、ＳＲＦからなる群より選ばれる少なくとも１種である、上記（１）または（２）に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
【００１１】
（４）上面カバーゴム層と、補強層と、下面カバーゴム層とを有し、少なくとも上記下面カバーゴムに上記（１）〜（３）のいずれかに記載のコンベヤベルト用ゴム組成物を用いたコンベヤベルト。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、省電力性に優れたコンベヤベルト用ゴム組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜コンベヤベルト用ゴム組成物＞
本発明の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、天然ゴム（ＮＲ）とブタジエンゴム（ＢＲ）とを含有し、上記天然ゴム（ＮＲ）と上記ブタジエンゴム（ＢＲ）との質量比（ＮＲ／ＢＲ）が９０／１０〜５５／４５であるゴム成分と、超高分子量ポリエチレンと、カーボンブラックとを含有し、上記超高分子量ポリエチレンの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５〜２２質量部であり、上記カーボンブラックの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５〜５５質量部であり、脂肪酸アミドの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５質量部未満である、コンベヤベルト用ゴム組成物である。
以下に、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。
【００１５】
（ゴム成分）
本発明のゴム組成物に含有されるゴム成分は、天然ゴム（ＮＲ）とブタジエンゴム（ＢＲ）とを含有する。
上記ゴム成分中のＮＲとＢＲとの質量比（ＮＲ／ＢＲ）は、９０／１０〜５５／４５であり、９０／１０〜６０／４０であるのが好ましく、９０／１０〜７０／３０であるのがより好ましい。ＮＲとＢＲとの質量比がこの範囲であると、ゴム組成物の加硫後物性である引張強さおよび切断時伸びが良好となり、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。
【００１６】
上記ゴム成分中のＢＲは、重量平均分子量が４０万以上であるのが好ましく、４５万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、加硫後のゴム組成物における引張強さおよび切断時伸びがさらに向上する。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエションクロマトグラフィー（Ｇｅｌ ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ（ＧＰＣ））により測定した重量平均分子量（ポリスチレン換算）であり、測定にはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を溶媒として用いるのが好ましい（以下、同じ）。
【００１７】
（超高分子量ポリエチレン）
本発明のゴム組成物は、超高分子量ポリエチレンを含有する。これにより、加硫後のゴム組成物において、２５％モジュラス（Ｍ２５）が大きく向上し、エネルギーロス指数（ΔＨ）を低減させることができる。超高分子量ポリエチレンを含有することによって、ゴム組成物の未加硫時の粘度が上昇し、加硫後の硬度が向上して、２５％モジュラスが向上したものと考えられる。
【００１８】
上記超高分子量ポリエチレンの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、５〜２２質量部であり、１０〜１８質量部であるのが好ましい。上記超高分子量ポリエチレンの含有量がこの範囲であると、未加硫のゴム組成物のムーニー粘度が良好であり、加工性に優れるからである。
【００１９】
上記超高分子量ポリエチレンとしては、特に限定されないが、重量平均分子量が５０万〜４００万であるものが好ましく、１００万〜３００万であるものがより好ましい。重量平均分子量がこの範囲であれば、超高分子量ポリエチレンがゴム表面に析出した際の被膜形成能力が十分であり、また、ゴム中の分散性が良好であるからである。
また、上記超高分子量ポリエチレンの平均粒径は、１〜３００μｍであるのが好ましく、１０〜５０μｍであるのがより好ましい。平均粒径がこの範囲であれば、ゴム中の分散性が良好であるからである。
上記超高分子量ポリエチレンは、例えば、ミペロンＸＭ−２２０（三井化学社製）、ハイゼックスミリオン３４０Ｍ（三井化学社製）等として入手可能である。
【００２０】
（カーボンブラック）
本発明のゴム組成物に所望により含有されるカーボンブラックの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、５〜５５質量部であり、ゴム組成物の加硫後物性が優れるという理由から１０〜５０質量部であるのが好ましく、エネルギーロス指数（ΔＨ）の値がより小さくなるという理由から、１０〜４０質量部であるのがより好ましい。
【００２１】
上記カーボンブラックとしては、例えば、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等が挙げられる。
これらのうち、エネルギーロス指数（ΔＨ）が増大することなく、ゴム組成物の物性（未加硫物性、加硫後物性）が優れ、とりわけ、加工性に優れることから、ＦＥＦ、ＧＰＦ、および、ＳＲＦからなる群より選ばれる少なくとも１種であるのが好ましい。
ＨＡＦ（Ｈｉｇｈ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＦＥＦ（Ｆａｓｔ Ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）は、平均１次粒子径が４０ｎｍ付近の比較的粒径の小さいものである。ＧＰＦ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＳＲＦ（Ｓｅｍｉ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＦＴ（Ｆｉｎｅ Ｔｈｅｒｍａｌ）、ＭＴ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｔｈｅｒｍａｌ）は、平均１次粒子径が８０ｎｍ付近の比較的粒径の大きいものである。
なお、ファーネス（Ｆｕｒｎａｃｅ）は原料となる石油と空気を燃料炉に吹き込み連続的に不完全燃焼させ、冷却器を通ったカーボンブラックをバッグフィルターで捕らえて造粒するファーネス法により製造したものである。サーマル（Ｔｈｅｒｍａｌ）は天然ガスの熱分解によるサーマル法により製造されたものである。
【００２２】
（シリカ）
本発明のゴム組成物は、シリカを含有していてもよい。
上記シリカの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、５〜２５質量部であるのが好ましく、７〜２０質量部であるのが好ましい。
上記シリカの含有量がこの範囲であると、加硫後のゴム組成物における損失係数（ｔａｎδ）およびエネルギーロス指数（ΔＨ）がいずれもより良好な範囲となるため、省電力化を十分に図ることができる。これは、上記シリカと上記ゴム成分との間の分子間の相互作用を、上記カーボンブラックに比べ小さくすることができるためであると考えられる。
上記シリカとしては、特に限定されないが、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、無水微粉ケイ酸、含水微粉ケイ酸、含水ケイ酸アルミニウム、含水ケイ酸カルシウム等が挙げられ、中でも、含水微粉ケイ酸であるのが、加硫後のゴム組成物における引張強さがさらに良好となる理由から好ましい。
また、上記シリカとしては、窒素吸着比表面積が１００〜２５０ｍ２／ｇのものが好ましく、１２５〜２００ｍ２／ｇのものがより好ましい。窒素吸着比表面積がこの範囲であると、加硫後のゴム組成物における損失係数（ｔａｎδ）およびエネルギーロス指数（ΔＨ）がいずれも良好な範囲となるため、省電力化を十分に図ることができる。
【００２３】
（シランカップリング剤）
本発明のゴム組成物は、シランカップリング剤を含有するのが好ましい。上記シランカップリング剤の含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であるのが好ましい。
上記シランカップリング剤の含有量が上述の範囲であると、加硫後のゴム組成物における引張強さがより向上する。これは、シランカップリング剤と上記シリカとの化学結合が増大するためであると考えられる。
上記シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、ゴム用途に使用されるポリスルフィド系シランカップリング剤が好ましい。
上記ポリスルフィド系シランカップリング剤としては、具体的には、例えば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド等が挙げられ、中でも、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドであるのが、加硫後のゴム組成物における引張強さがより向上する理由から好ましい。
【００２４】
（イオウ系加硫剤）
本発明のゴム組成物は、イオウ系加硫剤を含有していることが好ましい。上記イオウ系加硫剤としては、上記ゴム成分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、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。
上記イオウ系加硫剤の含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して３〜４質量部であるのが好ましく、３．１〜３．５質量部であるのがより好ましい。上記イオウ系加硫剤の含有量が上述の範囲であると、加硫後のゴム組成物における損失係数（ｔａｎδ）およびエネルギーロス指数（ΔＨ）がいずれもより良好な範囲となるため、省電力化をより十分に図ることができる。
【００２５】
（架橋剤、加硫遅延剤、配合剤）
本発明のゴム組成物は、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、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、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、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、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、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、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、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、上記ゴム成分１００質量部に対して、０．１〜１５質量部であるのが好ましく、０．５〜１２．５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、加硫後のゴム組成物における引張強さがより良好となり、損失係数（ｔａｎδ）およびエネルギーロス指数（ΔＨ）もより良好となる。
【００３０】
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、オイル等が挙げられる。
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。
【００３１】
（脂肪酸アミド）
本発明のゴム組成物は、上述した架橋剤、加硫遅延剤、配合剤等を上述した含有量で含有することができるが、滑剤として知られる脂肪酸アミドの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して５質量部未満であり、実質的に含有しないことが好ましい。脂肪酸アミドを含有することにより、加硫後のゴム組成物のｔａｎδが上昇し、省電力性の指標となるエネルギーロス指数（ΔＨ）が増大するからである。
脂肪酸アミドとしては、例えば、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、オキシステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、エルシル酸アミド、ベヘン酸アミド、ラウリン酸アミド、メチレン−ビスステアリン酸アミド、エチレン−ビスステアリン酸アミド、エチレン−ビスオレイン酸アミドが挙げられる。
【００３２】
＜製造方法＞
本発明のゴム組成物の製造は、特に限定されず、例えば、上述したゴム成分、超高分子量ポリエチレン、カーボンブラック、シリカ、シランカップリング剤、およびイオウ系加硫剤をバンバリーミキサー等で混練し、次いで、混練ロール機等で加硫促進剤等を混練して行うことができる。
また、加硫は、通常行われる条件で行うことができる。具体的には、例えば、温度１４０〜１５０℃程度、０．５時間の条件下、加熱することにより行われる。
【００３３】
＜コンベヤベルト＞
本発明のコンベヤベルトは、上面カバーゴム層と、補強層と、下面カバーゴム層とを有し、少なくとも上記下面カバーゴムに上述した本発明のゴム組成物を用いた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。本発明のコンベヤベルトの構造は、下面カバーゴム層に本発明のゴム組成物を用いていればこれに限定されない。
【００３４】
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とが設けられている。上面カバーゴム層２は、外層１１と内層１２との２層で構成されている。下面カバーゴム層４は、外層１６と内層１５との２層で構成されている。ここで、上面カバーゴム層２および下面カバーゴム層４における外層および内層（外層１１および内層１２、外層１６および内層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。
【００３５】
図１において、上面カバーゴム層２は、外層１１と内層１２との２層で構成されているが、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。また、上面カバーゴム層２の内層１２は、補強層３および外層１１の接着に寄与する。そのため、上面カバーゴム層２は、外層と内層との２層で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、本発明のゴム組成物により形成されている。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。そのため、カバーゴム層４は、２層で構成されていることが好ましい。
【００３６】
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；綿布と化学繊維または合成繊維を折り込んだものにＲＦＬ処理したもの；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。
【００３７】
上面カバーゴム層２の内層１２および下面カバーゴム層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。
【００３８】
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。
【００３９】
コンベヤベルト１は、下面カバーゴム層４の外層１６が本発明のゴム組成物により形成されているため、加硫後物性を維持し、省電力化を十分に図ることができる。
【００４０】
下面カバーゴム層４の厚さは、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４の厚さは、下面カバーゴム層４が内層１５および外層１６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４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。
【実施例】
【００４１】
以下に、実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。
【００４２】
＜実施例１〜４、比較例１〜５＞
ゴム成分１００質量部に対して、下記第１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。得られた各ゴム組成物について、各種の未加硫物性および加硫後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１表に示す。
【００４３】
＜未加硫物性＞
（ムーニー粘度、スコーチタイム）
ＪＩＳ Ｋ６３００−１：２００１に準拠して、未加硫のゴム組成物について、Ｌ形ロータを使用し、試験温度１２５℃の条件で、ムーニー粘度を測定した。さらに、１２５℃における最小トルクから５Ｍ（ムーニー単位）上昇するまでの時間（スコーチタイム）［ｍｉｎ］を測定した。
ムーニー粘度は、加工性の観点から、８０未満であることが必要であり、スコーチタイムは、１２ｍｉｎ以上であることが好ましい。
【００４４】
＜加硫後物性＞
（引張強さ（ＴＢ）、切断時伸び（ＥＢ））
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、引張強さ（ＴＢ）［ＭＰａ］および切断時伸び（ＥＢ）［％］を室温にて測定した。
実用上の観点から、引張強さは１２ＭＰａ以上、切断時伸びは３５０％以上が要求される。
【００４５】
＜エネルギーロス＞
（２５％モジュラス（Ｍ２５））
上述した加硫後物性の測定と同様にして引張試験を行い、２５％モジュラス（Ｍ２５）［ＭＰａ］を室温にて測定した。
【００４６】
（比重（ＳｐＧｒ））
調製した各加硫ゴム組成物の２０℃での比重（ＳｐＧｒ）［ｇ／ｃｍ３］をＪＩＳ Ｋ００６１：２００１に記載の「化学製品の密度及び比重測定方法」に従い測定した。
【００４７】
（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。
【００４８】
（エネルギーロス指数（ΔＨ））
上記で測定したＳｐＧｒ、Ｍ２５、ｔａｎδの値を用い、調製した各加硫ゴム組成物のエネルギーロス指数（ΔＨ）を、下記式［１］から求めた。
ΔＨ＝（ＳｐＧｒ×ｔａｎδ）／Ｍ２５ ［１］
ＳｐＧｒの値が小さいと総質量の低減が可能になることから小負荷と同等の低消費電力効果が得られる。
ｔａｎδは、ローラ乗り越え時のゴム組成物の変形によるエネルギーロスに影響する。この値が小さいと低消費電力効果が得られる。
Ｍ２５は、ゴム組成物の撓みの大小に影響する。この値が大きいと撓みが小さくなり低消費電力効果が得られる。
したがって、ＳｐＧｒとｔａｎδとの積をＭ２５で除することにより、ゴム組成物がローラを乗り越える時のエネルギーロスを総合的に判断できる。ΔＨは、ゴム組成物が省電力化を図るコンベヤベルトに適しているか否かの指標となり、ΔＨの値が０．８０以下であれば、省電力化を図るコンベヤベルトに適しているといえる。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
上記第１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。
・ＮＲ：天然ゴム（ＲＳＳ＃３）
・ＢＲ：高シスポリブタジエンゴム（Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０、重量平均分子量：４６万、日本ゼオン社製）
・カーボンブラック：ＧＰＦ（ダイアブラックＧ、三菱化学社製）
・シリカ：含水微粉ケイ酸（窒素吸着比表面積：２１５ｍ２／ｇ、ニップシールＡＱ、日本シリカ工業社製）
・超高分子量ポリエチレン（重量平均分子量：２００万、平均粒径：３０μｍ、ミペロン、三井化学社製）
・シランカップリング剤：ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（Ｓｉ６９、デグッサ社製）
・イオウ系加硫剤：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）
・脂肪酸アミド：オレイン酸アミド（アーモスリップ、ライオンアクゾ社製）
【００５２】
第１表に示す結果から、実施例１〜４は、エネルギーロス指数（ΔＨ）が小さく、省電力性に優れることが分かった。
また、超高分子量ポリエチレン量がゴム成分１００質量部に対して１０〜１８質量部である実施例１，３，４は、ムーニー粘度が８０未満であり、加工性に優れることが分かった。
また、ゴム成分に含有されるＮＲとＢＲとの質量比（ＮＲ／ＢＲ）が９０／１０〜７０／３０である実施例１，２，４は、引張強さおよび切断時伸びがより優れることが分かった。
また、カーボンブラック量がゴム成分１００質量部に対して１０〜４０質量部である実施例１〜３は、エネルギーロス指数（ΔＨ）がより小さく、省電力性により優れることが分かった。
【００５３】
一方、第１表に示す結果から、超高分子量ポリエチレンを含有しない比較例１は、エネルギーロス指数（ΔＨ）が大きく、省電力化を図るコンベヤベルトに適さないことが分かった。
また、ＮＲとＢＲとの質量比（ＮＲ／ＢＲ）が５０／５０である比較例２は、超高分子量ポリエチレンを含有していたとしても、引張強さ（ＴＢ）が１２ＭＰａ未満であるため、実用に適さないことが分かった。
また、超高分子量ポリエチレン量がゴム成分１００質量部に対して２５質量部である比較例３は、エネルギーロス指数（ΔＨ）の値は小さいものの、ムーニー粘度が極めて高く、実用に適さないことが分かった。
また、カーボンブラック量がゴム成分１００質量部に対して６０質量部である比較例４は、エネルギーロス指数（ΔＨ）が大きく、省電力化を図るコンベヤベルトに適さないことが分かった。
また、脂肪酸アミドをゴム成分１００質量部に対して５質量部以上含有する比較例５は、エネルギーロス指数（ΔＨ）が大きく、省電力化を図るコンベヤベルトに適さないことが分かった。
【符号の説明】
【００５４】
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベヤベルト用ゴム組成物およびこれを用いたコンベヤベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
資材等の輸送に用いられるコンベヤベルトは、輸送量増大、輸送効率向上等の要請によって大型化および高強力化が進んでおり、近年では全長が数ｋｍに及ぶものも登場している。
そのため、コンべヤベルトシステムは、消費電力が膨らんでおり、省電力化が求められている。特に、コンべヤベルトを構成するゴム特性の改良によるコンべヤベルトシステムの省電力化が検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、省電力性のコンベヤベルト用ゴム組成物として、「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。」が記載されている（［請求項１］参照）。
【０００４】
この特許文献１には、ゴム組成物が省電力化を図るコンベヤベルトに適しているか否かの指標となるエネルギーロス指数（ΔＨ）について、下記式［１］が示されている（［請求項７］等参照）。
下記式［１］によって求められるエネルギーロス指数（ΔＨ）の値が小さいほど、そのゴム組成物は、省電力性に優れていると言える。
ΔＨ＝（ＳｐＧｒ×ｔａｎδ）／Ｍ２５ ［１］
ここで、ＳｐＧｒは、２０℃での比重（ｇ／ｃｍ３）、ｔａｎδは、２０℃の測定温度下で１０％伸張させて振幅±２％の振動を振動数１０Ｈｚで与えて測定した損失係数、Ｍ２５は、２５％伸び時におけるモジュラス（以下、「２５％モジュラス」という）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３８１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、上述したようなコンベヤベルト用ゴム組成物の省電力性向上についてさらに検討を行った。
その結果、２５％モジュラス（Ｍ２５）の値を大きくするためにシリカ、カーボンブラック等のフィラーを増量させると、かえって損失係数（ｔａｎδ）の値が大きくなってエネルギーロス指数（ΔＨ）が増大してしまい、省電力化が図れないことが明らかとなった。
そこで、本発明は、優れた省電力性を有する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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、所定のコンベヤベルト用ゴム組成物に超高分子量ポリエチレンを含有させると、損失係数（ｔａｎδ）がわずかに増加するものの、２５％モジュラス（Ｍ２５）が大幅に向上するためエネルギーロス指数（ΔＨ）を低減できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（４）を提供する。
【０００８】
（１）天然ゴム（ＮＲ）とブタジエンゴム（ＢＲ）とを含有し、上記天然ゴム（ＮＲ）と上記ブタジエンゴム（ＢＲ）との質量比（ＮＲ／ＢＲ）が９０／１０〜５５／４５であるゴム成分と、超高分子量ポリエチレンと、カーボンブラックとを含有し、上記超高分子量ポリエチレンの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５〜２２質量部であり、上記カーボンブラックの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５〜５５質量部であり、脂肪酸アミドの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５質量部未満である、コンベヤベルト用ゴム組成物。
【０００９】
（２）上記超高分子量ポリエチレンの重量平均分子量が、５０万〜４００万である、上記（１）に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
【００１０】
（３）上記カーボンブラックが、ＦＥＦ、ＧＰＦ、および、ＳＲＦからなる群より選ばれる少なくとも１種である、上記（１）または（２）に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
【００１１】
（４）上面カバーゴム層と、補強層と、下面カバーゴム層とを有し、少なくとも上記下面カバーゴムに上記（１）〜（３）のいずれかに記載のコンベヤベルト用ゴム組成物を用いたコンベヤベルト。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、省電力性に優れたコンベヤベルト用ゴム組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜コンベヤベルト用ゴム組成物＞
本発明の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、天然ゴム（ＮＲ）とブタジエンゴム（ＢＲ）とを含有し、上記天然ゴム（ＮＲ）と上記ブタジエンゴム（ＢＲ）との質量比（ＮＲ／ＢＲ）が９０／１０〜５５／４５であるゴム成分と、超高分子量ポリエチレンと、カーボンブラックとを含有し、上記超高分子量ポリエチレンの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５〜２２質量部であり、上記カーボンブラックの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５〜５５質量部であり、脂肪酸アミドの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して５質量部未満である、コンベヤベルト用ゴム組成物である。
以下に、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。
【００１５】
（ゴム成分）
本発明のゴム組成物に含有されるゴム成分は、天然ゴム（ＮＲ）とブタジエンゴム（ＢＲ）とを含有する。
上記ゴム成分中のＮＲとＢＲとの質量比（ＮＲ／ＢＲ）は、９０／１０〜５５／４５であり、９０／１０〜６０／４０であるのが好ましく、９０／１０〜７０／３０であるのがより好ましい。ＮＲとＢＲとの質量比がこの範囲であると、ゴム組成物の加硫後物性である引張強さおよび切断時伸びが良好となり、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。
【００１６】
上記ゴム成分中のＢＲは、重量平均分子量が４０万以上であるのが好ましく、４５万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、加硫後のゴム組成物における引張強さおよび切断時伸びがさらに向上する。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエションクロマトグラフィー（Ｇｅｌ ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ（ＧＰＣ））により測定した重量平均分子量（ポリスチレン換算）であり、測定にはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を溶媒として用いるのが好ましい（以下、同じ）。
【００１７】
（超高分子量ポリエチレン）
本発明のゴム組成物は、超高分子量ポリエチレンを含有する。これにより、加硫後のゴム組成物において、２５％モジュラス（Ｍ２５）が大きく向上し、エネルギーロス指数（ΔＨ）を低減させることができる。超高分子量ポリエチレンを含有することによって、ゴム組成物の未加硫時の粘度が上昇し、加硫後の硬度が向上して、２５％モジュラスが向上したものと考えられる。
【００１８】
上記超高分子量ポリエチレンの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、５〜２２質量部であり、１０〜１８質量部であるのが好ましい。上記超高分子量ポリエチレンの含有量がこの範囲であると、未加硫のゴム組成物のムーニー粘度が良好であり、加工性に優れるからである。
【００１９】
上記超高分子量ポリエチレンとしては、特に限定されないが、重量平均分子量が５０万〜４００万であるものが好ましく、１００万〜３００万であるものがより好ましい。重量平均分子量がこの範囲であれば、超高分子量ポリエチレンがゴム表面に析出した際の被膜形成能力が十分であり、また、ゴム中の分散性が良好であるからである。
また、上記超高分子量ポリエチレンの平均粒径は、１〜３００μｍであるのが好ましく、１０〜５０μｍであるのがより好ましい。平均粒径がこの範囲であれば、ゴム中の分散性が良好であるからである。
上記超高分子量ポリエチレンは、例えば、ミペロンＸＭ−２２０（三井化学社製）、ハイゼックスミリオン３４０Ｍ（三井化学社製）等として入手可能である。
【００２０】
（カーボンブラック）
本発明のゴム組成物に所望により含有されるカーボンブラックの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、５〜５５質量部であり、ゴム組成物の加硫後物性が優れるという理由から１０〜５０質量部であるのが好ましく、エネルギーロス指数（ΔＨ）の値がより小さくなるという理由から、１０〜４０質量部であるのがより好ましい。
【００２１】
上記カーボンブラックとしては、例えば、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等が挙げられる。
これらのうち、エネルギーロス指数（ΔＨ）が増大することなく、ゴム組成物の物性（未加硫物性、加硫後物性）が優れ、とりわけ、加工性に優れることから、ＦＥＦ、ＧＰＦ、および、ＳＲＦからなる群より選ばれる少なくとも１種であるのが好ましい。
ＨＡＦ（Ｈｉｇｈ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＦＥＦ（Ｆａｓｔ Ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）は、平均１次粒子径が４０ｎｍ付近の比較的粒径の小さいものである。ＧＰＦ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＳＲＦ（Ｓｅｍｉ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）、ＦＴ（Ｆｉｎｅ Ｔｈｅｒｍａｌ）、ＭＴ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｔｈｅｒｍａｌ）は、平均１次粒子径が８０ｎｍ付近の比較的粒径の大きいものである。
なお、ファーネス（Ｆｕｒｎａｃｅ）は原料となる石油と空気を燃料炉に吹き込み連続的に不完全燃焼させ、冷却器を通ったカーボンブラックをバッグフィルターで捕らえて造粒するファーネス法により製造したものである。サーマル（Ｔｈｅｒｍａｌ）は天然ガスの熱分解によるサーマル法により製造されたものである。
【００２２】
（シリカ）
本発明のゴム組成物は、シリカを含有していてもよい。
上記シリカの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、５〜２５質量部であるのが好ましく、７〜２０質量部であるのが好ましい。
上記シリカの含有量がこの範囲であると、加硫後のゴム組成物における損失係数（ｔａｎδ）およびエネルギーロス指数（ΔＨ）がいずれもより良好な範囲となるため、省電力化を十分に図ることができる。これは、上記シリカと上記ゴム成分との間の分子間の相互作用を、上記カーボンブラックに比べ小さくすることができるためであると考えられる。
上記シリカとしては、特に限定されないが、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、無水微粉ケイ酸、含水微粉ケイ酸、含水ケイ酸アルミニウム、含水ケイ酸カルシウム等が挙げられ、中でも、含水微粉ケイ酸であるのが、加硫後のゴム組成物における引張強さがさらに良好となる理由から好ましい。
また、上記シリカとしては、窒素吸着比表面積が１００〜２５０ｍ２／ｇのものが好ましく、１２５〜２００ｍ２／ｇのものがより好ましい。窒素吸着比表面積がこの範囲であると、加硫後のゴム組成物における損失係数（ｔａｎδ）およびエネルギーロス指数（ΔＨ）がいずれも良好な範囲となるため、省電力化を十分に図ることができる。
【００２３】
（シランカップリング剤）
本発明のゴム組成物は、シランカップリング剤を含有するのが好ましい。上記シランカップリング剤の含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であるのが好ましい。
上記シランカップリング剤の含有量が上述の範囲であると、加硫後のゴム組成物における引張強さがより向上する。これは、シランカップリング剤と上記シリカとの化学結合が増大するためであると考えられる。
上記シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、ゴム用途に使用されるポリスルフィド系シランカップリング剤が好ましい。
上記ポリスルフィド系シランカップリング剤としては、具体的には、例えば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド等が挙げられ、中でも、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドであるのが、加硫後のゴム組成物における引張強さがより向上する理由から好ましい。
【００２４】
（イオウ系加硫剤）
本発明のゴム組成物は、イオウ系加硫剤を含有していることが好ましい。上記イオウ系加硫剤としては、上記ゴム成分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、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。
上記イオウ系加硫剤の含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して３〜４質量部であるのが好ましく、３．１〜３．５質量部であるのがより好ましい。上記イオウ系加硫剤の含有量が上述の範囲であると、加硫後のゴム組成物における損失係数（ｔａｎδ）およびエネルギーロス指数（ΔＨ）がいずれもより良好な範囲となるため、省電力化をより十分に図ることができる。
【００２５】
（架橋剤、加硫遅延剤、配合剤）
本発明のゴム組成物は、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、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、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、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、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、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、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、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、上記ゴム成分１００質量部に対して、０．１〜１５質量部であるのが好ましく、０．５〜１２．５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、加硫後のゴム組成物における引張強さがより良好となり、損失係数（ｔａｎδ）およびエネルギーロス指数（ΔＨ）もより良好となる。
【００３０】
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、オイル等が挙げられる。
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。
【００３１】
（脂肪酸アミド）
本発明のゴム組成物は、上述した架橋剤、加硫遅延剤、配合剤等を上述した含有量で含有することができるが、滑剤として知られる脂肪酸アミドの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して５質量部未満であり、実質的に含有しないことが好ましい。脂肪酸アミドを含有することにより、加硫後のゴム組成物のｔａｎδが上昇し、省電力性の指標となるエネルギーロス指数（ΔＨ）が増大するからである。
脂肪酸アミドとしては、例えば、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、オキシステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、エルシル酸アミド、ベヘン酸アミド、ラウリン酸アミド、メチレン−ビスステアリン酸アミド、エチレン−ビスステアリン酸アミド、エチレン−ビスオレイン酸アミドが挙げられる。
【００３２】
＜製造方法＞
本発明のゴム組成物の製造は、特に限定されず、例えば、上述したゴム成分、超高分子量ポリエチレン、カーボンブラック、シリカ、シランカップリング剤、およびイオウ系加硫剤をバンバリーミキサー等で混練し、次いで、混練ロール機等で加硫促進剤等を混練して行うことができる。
また、加硫は、通常行われる条件で行うことができる。具体的には、例えば、温度１４０〜１５０℃程度、０．５時間の条件下、加熱することにより行われる。
【００３３】
＜コンベヤベルト＞
本発明のコンベヤベルトは、上面カバーゴム層と、補強層と、下面カバーゴム層とを有し、少なくとも上記下面カバーゴムに上述した本発明のゴム組成物を用いた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。本発明のコンベヤベルトの構造は、下面カバーゴム層に本発明のゴム組成物を用いていればこれに限定されない。
【００３４】
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とが設けられている。上面カバーゴム層２は、外層１１と内層１２との２層で構成されている。下面カバーゴム層４は、外層１６と内層１５との２層で構成されている。ここで、上面カバーゴム層２および下面カバーゴム層４における外層および内層（外層１１および内層１２、外層１６および内層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。
【００３５】
図１において、上面カバーゴム層２は、外層１１と内層１２との２層で構成されているが、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。また、上面カバーゴム層２の内層１２は、補強層３および外層１１の接着に寄与する。そのため、上面カバーゴム層２は、外層と内層との２層で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、本発明のゴム組成物により形成されている。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。そのため、カバーゴム層４は、２層で構成されていることが好ましい。
【００３６】
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；綿布と化学繊維または合成繊維を折り込んだものにＲＦＬ処理したもの；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。
【００３７】
上面カバーゴム層２の内層１２および下面カバーゴム層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。
【００３８】
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。
【００３９】
コンベヤベルト１は、下面カバーゴム層４の外層１６が本発明のゴム組成物により形成されているため、加硫後物性を維持し、省電力化を十分に図ることができる。
【００４０】
下面カバーゴム層４の厚さは、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４の厚さは、下面カバーゴム層４が内層１５および外層１６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４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。
【実施例】
【００４１】
以下に、実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。
【００４２】
＜実施例１〜４、比較例１〜５＞
ゴム成分１００質量部に対して、下記第１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。得られた各ゴム組成物について、各種の未加硫物性および加硫後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１表に示す。
【００４３】
＜未加硫物性＞
（ムーニー粘度、スコーチタイム）
ＪＩＳ Ｋ６３００−１：２００１に準拠して、未加硫のゴム組成物について、Ｌ形ロータを使用し、試験温度１２５℃の条件で、ムーニー粘度を測定した。さらに、１２５℃における最小トルクから５Ｍ（ムーニー単位）上昇するまでの時間（スコーチタイム）［ｍｉｎ］を測定した。
ムーニー粘度は、加工性の観点から、８０未満であることが必要であり、スコーチタイムは、１２ｍｉｎ以上であることが好ましい。
【００４４】
＜加硫後物性＞
（引張強さ（ＴＢ）、切断時伸び（ＥＢ））
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、引張強さ（ＴＢ）［ＭＰａ］および切断時伸び（ＥＢ）［％］を室温にて測定した。
実用上の観点から、引張強さは１２ＭＰａ以上、切断時伸びは３５０％以上が要求される。
【００４５】
＜エネルギーロス＞
（２５％モジュラス（Ｍ２５））
上述した加硫後物性の測定と同様にして引張試験を行い、２５％モジュラス（Ｍ２５）［ＭＰａ］を室温にて測定した。
【００４６】
（比重（ＳｐＧｒ））
調製した各加硫ゴム組成物の２０℃での比重（ＳｐＧｒ）［ｇ／ｃｍ３］をＪＩＳ Ｋ００６１：２００１に記載の「化学製品の密度及び比重測定方法」に従い測定した。
【００４７】
（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。
【００４８】
（エネルギーロス指数（ΔＨ））
上記で測定したＳｐＧｒ、Ｍ２５、ｔａｎδの値を用い、調製した各加硫ゴム組成物のエネルギーロス指数（ΔＨ）を、下記式［１］から求めた。
ΔＨ＝（ＳｐＧｒ×ｔａｎδ）／Ｍ２５ ［１］
ＳｐＧｒの値が小さいと総質量の低減が可能になることから小負荷と同等の低消費電力効果が得られる。
ｔａｎδは、ローラ乗り越え時のゴム組成物の変形によるエネルギーロスに影響する。この値が小さいと低消費電力効果が得られる。
Ｍ２５は、ゴム組成物の撓みの大小に影響する。この値が大きいと撓みが小さくなり低消費電力効果が得られる。
したがって、ＳｐＧｒとｔａｎδとの積をＭ２５で除することにより、ゴム組成物がローラを乗り越える時のエネルギーロスを総合的に判断できる。ΔＨは、ゴム組成物が省電力化を図るコンベヤベルトに適しているか否かの指標となり、ΔＨの値が０．８０以下であれば、省電力化を図るコンベヤベルトに適しているといえる。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
上記第１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。
・ＮＲ：天然ゴム（ＲＳＳ＃３）
・ＢＲ：高シスポリブタジエンゴム（Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０、重量平均分子量：４６万、日本ゼオン社製）
・カーボンブラック：ＧＰＦ（ダイアブラックＧ、三菱化学社製）
・シリカ：含水微粉ケイ酸（窒素吸着比表面積：２１５ｍ２／ｇ、ニップシールＡＱ、日本シリカ工業社製）
・超高分子量ポリエチレン（重量平均分子量：２００万、平均粒径：３０μｍ、ミペロン、三井化学社製）
・シランカップリング剤：ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（Ｓｉ６９、デグッサ社製）
・イオウ系加硫剤：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）
・脂肪酸アミド：オレイン酸アミド（アーモスリップ、ライオンアクゾ社製）
【００５２】
第１表に示す結果から、実施例１〜４は、エネルギーロス指数（ΔＨ）が小さく、省電力性に優れることが分かった。
また、超高分子量ポリエチレン量がゴム成分１００質量部に対して１０〜１８質量部である実施例１，３，４は、ムーニー粘度が８０未満であり、加工性に優れることが分かった。
また、ゴム成分に含有されるＮＲとＢＲとの質量比（ＮＲ／ＢＲ）が９０／１０〜７０／３０である実施例１，２，４は、引張強さおよび切断時伸びがより優れることが分かった。
また、カーボンブラック量がゴム成分１００質量部に対して１０〜４０質量部である実施例１〜３は、エネルギーロス指数（ΔＨ）がより小さく、省電力性により優れることが分かった。
【００５３】
一方、第１表に示す結果から、超高分子量ポリエチレンを含有しない比較例１は、エネルギーロス指数（ΔＨ）が大きく、省電力化を図るコンベヤベルトに適さないことが分かった。
また、ＮＲとＢＲとの質量比（ＮＲ／ＢＲ）が５０／５０である比較例２は、超高分子量ポリエチレンを含有していたとしても、引張強さ（ＴＢ）が１２ＭＰａ未満であるため、実用に適さないことが分かった。
また、超高分子量ポリエチレン量がゴム成分１００質量部に対して２５質量部である比較例３は、エネルギーロス指数（ΔＨ）の値は小さいものの、ムーニー粘度が極めて高く、実用に適さないことが分かった。
また、カーボンブラック量がゴム成分１００質量部に対して６０質量部である比較例４は、エネルギーロス指数（ΔＨ）が大きく、省電力化を図るコンベヤベルトに適さないことが分かった。
また、脂肪酸アミドをゴム成分１００質量部に対して５質量部以上含有する比較例５は、エネルギーロス指数（ΔＨ）が大きく、省電力化を図るコンベヤベルトに適さないことが分かった。
【符号の説明】
【００５４】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴム（ＮＲ）とブタジエンゴム（ＢＲ）とを含有し、前記天然ゴム（ＮＲ）と前記ブタジエンゴム（ＢＲ）との質量比（ＮＲ／ＢＲ）が９０／１０〜５５／４５であるゴム成分と、超高分子量ポリエチレンと、カーボンブラックとを含有し、
前記超高分子量ポリエチレンの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して５〜２２質量部であり、
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５〜５５質量部であり、
脂肪酸アミドの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して５質量部未満である、コンベヤベルト用ゴム組成物。
【請求項２】
前記超高分子量ポリエチレンの重量平均分子量が、５０万〜４００万である、請求項１に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
【請求項３】
前記カーボンブラックが、ＦＥＦ、ＧＰＦ、および、ＳＲＦからなる群より選ばれる少なくとも１種である、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。
【請求項４】
上面カバーゴム層と、補強層と、下面カバーゴム層とを有し、
少なくとも前記下面カバーゴムに請求項１〜３のいずれかに記載のコンベヤベルト用ゴム組成物を用いたコンベヤベルト。
【請求項１】
天然ゴム（ＮＲ）とブタジエンゴム（ＢＲ）とを含有し、前記天然ゴム（ＮＲ）と前記ブタジエンゴム（ＢＲ）との質量比（ＮＲ／ＢＲ）が９０／１０〜５５／４５であるゴム成分と、超高分子量ポリエチレンと、カーボンブラックとを含有し、
前記超高分子量ポリエチレンの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して５〜２２質量部であり、
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５〜５５質量部であり、
脂肪酸アミドの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して５質量部未満である、コンベヤベルト用ゴム組成物。
【請求項２】
前記超高分子量ポリエチレンの重量平均分子量が、５０万〜４００万である、請求項１に記載のコンベヤベルト用ゴム組成物。
【請求項３】
前記カーボンブラックが、ＦＥＦ、ＧＰＦ、および、ＳＲＦからなる群より選ばれる少なくとも１種である、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。
【請求項４】
上面カバーゴム層と、補強層と、下面カバーゴム層とを有し、
少なくとも前記下面カバーゴムに請求項１〜３のいずれかに記載のコンベヤベルト用ゴム組成物を用いたコンベヤベルト。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−５７００１（Ｐ２０１２−５７００１Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９９４９６（Ｐ２０１０−１９９４９６）
【出願日】平成２２年９月７日（２０１０．９．７）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月７日（２０１０．９．７）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
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