コンベヤベルト
【課題】比較的低い走行抵抗と高い耐久性という性能をバランス良く備えうるコンベヤベルトを提供することを課題としている。
【解決手段】内側表面に配される内側カバーゴム層（１）と、外側表面に配される外側カバーゴム層（４）と、前記内側カバーゴム層（１）と前記外側カバーゴム層（４）との間に配される芯体層（３）と、前記内側カバーゴム層（１）と前記芯体層（３）との間に配され、損失係数ｔａｎδが前記内側カバーゴム層（１）の損失係数ｔａｎδより小さい中間ゴム層（２）と、を備えているコンベヤベルトを提供する。
【解決手段】内側表面に配される内側カバーゴム層（１）と、外側表面に配される外側カバーゴム層（４）と、前記内側カバーゴム層（１）と前記外側カバーゴム層（４）との間に配される芯体層（３）と、前記内側カバーゴム層（１）と前記芯体層（３）との間に配され、損失係数ｔａｎδが前記内側カバーゴム層（１）の損失係数ｔａｎδより小さい中間ゴム層（２）と、を備えているコンベヤベルトを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベヤベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンベヤベルトシステムは、運搬量を上げるためと長距離化のために、大型化と高強力化が進み、その結果、駆動時の消費電力が大きくなってきている。そこで、従来、駆動時の消費電力を低減するコンベヤベルトに関する技術として、走行抵抗を小さくすることが種々提案されている。
走行抵抗は、コンベヤベルトの内側カバーゴムがプーリやキャリヤローラ等を乗り越える際の変形が原因となる、ゴム粘弾性から生じるロスなどに起因している。前記の技術はこの走行抵抗を下げることにより駆動時の消費電力を低減するものである。
これまでの知見で、走行抵抗を下げるためには、カバーゴムの材料として反発弾性の大きい、すなわち損失係数（ｔａｎδ）の小さい材料が好ましいとされている。
例えば、特許文献１では、プーリに接触するコンベヤベルト内面ゴムの損失係数ｔａｎδをある範囲内に規定した場合において、消費電力を低減できることが開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１３９５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１のごとく損失係数ｔａｎδを小さくすると、コンベヤベルトは走行抵抗が低く、消費電力が小さくなるものの、耐引裂き性、耐摩耗性などの耐久性が低くなる。
一方、損失係数ｔａｎδを小さくしなければ、コンベヤベルトは耐引裂き性、耐摩耗性などの耐久性が維持されるものの、走行抵抗が大きくなり、消費電力が大きくなる。
このように、従来の技術は、低い走行抵抗と高い耐久性とを両立できないという問題を有している。
【０００４】
そこで、本発明は、比較的低い走行抵抗と高い耐久性という性能をバランス良く備えうるコンベヤベルトを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決すべく、本発明に係るコンベヤベルトは、内側表面に配される内側カバーゴム層と、外側表面に配される外側カバーゴム層と、前記内側カバーゴム層と前記外側カバーゴム層との間に配される芯体層と、前記内側カバーゴム層と前記芯体層との間に配され、損失係数ｔａｎδが前記内側カバーゴム層の損失係数ｔａｎδより小さい中間ゴム層と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
上記構成からなるコンベヤベルトによれば、前記内側カバーゴム層より損失係数ｔａｎδの小さい前記中間ゴム層が、前記内側カバーゴム層と前記芯体層との間に備えられているため、前記芯体層の内側が前記内側カバーゴム層だけの場合と比較して走行抵抗を低くすることができる。さらに、内側の表面には前記中間ゴム層よりも損失係数ｔａｎδの大きい前記内側カバーゴム層があるため、耐引裂き性、耐摩耗性などといった耐久性が低下することも抑制される。
【０００７】
また、本発明に係るコンベヤベルトは、前記芯体層より内側が前記内側カバーゴム層および前記中間ゴム層からなり、前記内側カバーゴム層の厚さと前記中間ゴム層の厚さの和に対する前記中間ゴム層の厚さの割合が０．５以上０．９以下であるものが好ましい。
【０００８】
また、本発明に係るコンベヤベルトは、前記内側カバーゴム層と前記中間ゴム層との損失係数ｔａｎδが０．０４以上０．１５以下、かつ、弾性率Ｍ100が２．０ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下であるものが好ましい。
【０００９】
さらに、本発明に係るコンベヤベルトは、前記中間ゴム層（２）に、帆布（７）が埋設されており、しかも、前記芯体層（３）に埋設されている芯体（５）の内側から前記内側カバーゴム層（１）の表面までの厚さ方向中間部に前記帆布（７）が配されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るコンベヤベルトは、前記内側カバーゴム層より損失係数ｔａｎδの小さい前記中間ゴム層が、前記内側カバーゴム層と前記芯体層との間に備えられているため、前記芯体層の内側が前記内側カバーゴム層だけの場合と比較して走行抵抗を低くすることができる。さらに、内側の表面には前記中間ゴム層よりも損失係数ｔａｎδの高い前記内側カバーゴム層があるため、耐久性が低下することも抑制される。従って、本発明のコンベヤベルトは比較的低い走行抵抗と高い耐久性という性能をバランス良く備えうるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るコンベヤベルトの第一の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
本実施形態のコンベヤベルト６は、例えば、複数のプーリにかけ渡されて運搬物を運搬するように、帯状、かつ、無端ベルト状に形成されている。
上記のように形成されたコンベヤベルトは、通常、内側がプーリと接触し、外側が運搬物と接触する状態で設置されている。
【００１３】
図１は、本発明の第一の実施形態にかかるコンベヤベルトを幅方向に横断するように切断した場合の断面を示す断面図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態のコンベヤベルト６は、内側表面に配される内側カバーゴム層１と、外側表面に配される外側カバーゴム層４と、内側カバーゴム層１と外側カバーゴム層４との間に配される芯体層３と、内側カバーゴム層１と芯体層３との間に配され、損失係数ｔａｎδが内側カバーゴム層１の損失係数ｔａｎδより小さい中間ゴム層２と、を備えている。
【００１５】
前記芯体層３は、芯体５を構成材料として含み、前記芯体５が層中に埋設されることにより、最も剛直な層として構成されている。前記芯体層３は、例えば、未加硫接着ゴムシートで挟まれた前記芯体５が加熱、加圧などの加硫操作を受け、成形されたものである。
また、前記芯体層３は、通常のコンベヤベルトで用いられる芯体層の厚さ、例えば、３〜２０ｍｍの範囲に設定されている。
【００１６】
前記芯体５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できる。例えば、綿布などの天然繊維が用いられてなる布や、合成繊維が用いられてなる布にゴム糊を塗布、浸潤させたもの、ＲＦＬ（レゾルシン・ホルマリン・ラテックス）処理した天然繊維や合成繊維が織られたもの、特殊織のナイロン帆布などの布材、アラミド等の高剛性合成繊維、スチールコードなどの線材が挙げられる。特に長距離のコンベヤベルトとする場合には、コンベヤベルトの強度を保つため、スチールコードを用いることが好ましい。スチールコードの横断面の直径は、通常、２．５ｍｍ〜１０．５ｍｍの範囲である。
【００１７】
前記内側カバーゴム層１は、最も内側に配されるゴム層であり、前記外側カバーゴム層１は、最も外側に配されるゴム層である。これらのカバーゴム層は、他の層より比較的柔軟に構成されている。前記内側カバーゴム層１の厚さは、通常、２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲である。また、前記外側カバーゴム層１の厚さは、通常、２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲である。
【００１８】
前記中間ゴム層２は、前記内側カバーゴム層１と前記芯体層３との間に配されるゴム層である。つまり、前記中間ゴム層２は、前記内側カバーゴム層１の外側であって、かつ、前記芯体層３の内側に配されるゴム層である。
【００１９】
本実施形態のコンベヤベルト６のように、前記芯体層３より内側が前記内側カバーゴム層１および前記中間ゴム層２からなる場合には、前記内側カバーゴム層１の厚さと前記中間ゴム層２の厚さの和に対する前記中間ゴム層２の厚さの割合は、０．５以上０．９以下であることが好ましい。
ローラ通過時におけるベルト内部の歪み分布を有限要素法解析（ＦＥＭ解析）により検証した結果、前記芯体層３より内側の、厚さ方向の中央部に歪みが集中することがわかっている。この歪みが集中する部位に対して損失係数ｔａｎδの小さい前記中間ゴム層２を配することにより、歪み時に発生する損失エネルギーを抑制することができる。よって、前記芯体層３より内側が前記内側カバーゴム層１および前記中間ゴム層２からなる場合、前記内側カバーゴム層１の厚さと前記中間ゴム層２の厚さの和に対する前記中間ゴム層２の厚さの割合を０．５以上０．９以下とし、前記芯体層３より内側の、厚さ方向の中央部に損失係数ｔａｎδの小さい前記中間ゴム層２が配されるようにすることが好ましい。
【００２０】
本実施形態のコンベヤベルト６は、前記芯体層３の内側に、損失係数ｔａｎδの異なる２層のゴム層を備えている。それら２層のうち、内側表面が内側カバーゴム層１、芯体層３側が中間ゴム層２である。それぞれの損失係数ｔａｎδに関しては、前記内側カバーゴム層１の損失係数ｔａｎδより前記中間ゴム層２の損失係数ｔａｎδのほうが小さい。
前記中間ゴム層２の損失係数ｔａｎδのほうが小さいことにより、コンベヤベルトの走行抵抗を低くすることができる。また、前記内側カバーゴム層１の損失係数ｔａｎδのほうが大きいことにより、コンベヤベルトの耐久性を高くすることができる。
【００２１】
前記内側カバーゴム層１、前記中間ゴム層２の損失係数ｔａｎδの値は特に限定されるものではないが、走行抵抗を下げるためには小さいほうが好ましく、耐久性を高めるためには大きいほうが好ましい。損失係数ｔａｎδは０．０４以上０．１５以下が好ましい。
具体的には、前記内側カバーゴム層１の損失係数ｔａｎδと前記中間ゴム層２の損失係数ｔａｎδとの差が０．０５以上であり、かつ、前記内側カバーゴム層１の損失係数ｔａｎδが０．０９以上０．１５以下であり、かつ、前記中間ゴム層２の損失係数ｔａｎδが０．０４以上０．１０以下であることが好ましい。
損失係数ｔａｎδの差が大きいことにより、前記内側カバーゴム層１は耐久性を高め、前記中間ゴム層２は走行抵抗を下げる役割をそれぞれが担うことになる。
【００２２】
ここで損失係数ｔａｎδについて説明する。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。つまり、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し、ｔａｎδが小さくなるとそのエネルギーロスが小さくなり、走行抵抗が低減し、消費電力低減効果が得られると期待できる。
【００２３】
前記内側カバーゴム層１、前記中間ゴム層２の弾性率は、特に限定されるものではない。通常コンベヤベルトとして機能しうる程度の弾性率Ｍ100値を示す前記内側カバーゴム層１、前記中間ゴム層２を選択することができる。弾性率を規定する値の１つである弾性率Ｍ100は１００％伸張時の弾性率を表し、ベルト剛性としての硬度の代用特性と考えることができる。前記内側カバーゴム層１、前記中間ゴム層２の弾性率Ｍ100は２．０ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下が好ましい。
【００２４】
本実施形態の、前記内側カバーゴム層１、前記中間ゴム層２、前記外側カバーゴム層４に用いるゴム成分（以下、コンベヤベルト用ゴム組成物）は、特に限定されず、コンベヤベルトに通常用いられるゴム成分である。前記内側カバーゴム層１、前記中間ゴム層２、前記外側カバーゴム層４は、その組成によって損失係数ｔａｎδ、弾性率Ｍ100などの基本的物性値を所定の値とすることができる。具体的な組成物には、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム（ＮＢＲ、ＮＩＲ等）等の未加硫ゴムが挙げられる。これらのゴムの特性は、例えば、スチレン量、アクリロニトリル量等の調節により、任意に調整されうる。また、これらのゴムの内、単一のゴムをベースゴムとしてもよく複数のブレンド物をベースゴムとすることも可能である点については、従来からコンベヤベルトに使用されている材料と同様である。
なお、前記芯体層３の構成要素である前記未加硫接着ゴムシートのゴム成分も前記コンベヤベルト用ゴム組成物と同様なゴム成分とすることができる。
【００２５】
前記コンベヤベルト用ゴム組成物は、カーボンブラックを含有することができ、例えば、一般呼称で分類されるＦＥＦ系、ＩＳＡＦ系、ＨＡＦ系等のゴム用カーボンブラックが挙げられる。
【００２６】
前記コンベヤベルト用ゴム組成物は、上記成分の他に、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤等の架橋剤、加硫遅延剤を含有し、さらに、本発明の目的を損わない範囲で、各種の添加剤、配合剤を含有できる。
【００２７】
加硫剤としては、例えば、イオウ系、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。
イオウ系の加硫剤としては、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。
有機過酸化物系の加硫剤としては、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。
金属酸化物系の加硫剤としては、例えば、亜鉛華、酸化マグネシウム等が挙げられる。
【００２８】
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。
【００２９】
加硫助剤としては、例えば、酸化亜鉛、ステアリン酸やオレイン酸およびこれらの亜鉛塩等が挙げられる。
【００３０】
加硫遅延剤としては、例えば、有機酸、ニトロソ化合物、ハロゲン化物、２−メルカプトベンツイミダゾール、Ｎ−シクロヘキシルチオフタルイミド（商品名：サントガードＰＶＩ）等が挙げられる。
【００３１】
前記コンベヤベルト用ゴム組成物には、その他、ゴム工業で通常用いられている添加剤、配合剤を配合することができる。例えば、前述したカーボンブラック、シリカなどの補強剤、炭酸カルシウム、タルクなどの充填剤（フィラー）、マイクロクリスタリンワックス等のワックス類、アロマオイル等のオイル類、ポリマー類、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。
これらの添加剤、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。
【００３２】
本実施形態のコンベヤベルト６は上記の如きコンベヤベルト用ゴム組成物（未加硫）を準備し、例えば、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、ロール等を用いてこれを混練りした後、カレンダー等を用いて各ゴム層用にシート状に成形し、次に、得られた各層用のシートを、前記芯体層用のシート３を挟み込むように所定の順序で積層し、プレスにて加圧加熱したものを順送りして全体を加硫する方法等によって製造することができる。
【００３３】
この第一の実施形態のコンベヤベルト６は、通常、前記内側カバーゴム層１をプーリと接触する側、前記外側カバーゴム層４を運搬物と接触する側として用いることができる。
【００３４】
次いで、本発明に係るコンベヤベルトの第二の実施形態について説明する。
【００３５】
図２は、この第二の実施形態にかかるコンベヤベルトを幅方向に横断するように切断した場合の断面を示す断面図であり、第一の実施形態と同じ構成要素を示す箇所には図１と同じ符号を設けている。
【００３６】
この図２にも示されているように、本実施形態のコンベヤベルト６は、中間ゴム層２に帆布７が埋設されている点を除いて第一の実施形態にかかるコンベヤベルトと同様に形成されている。
【００３７】
前記帆布７は、芯体５の内側から内側カバーゴム層１の表面までの厚さ方向中間部に位置するように中間ゴム層２に埋設されている。
すなわち、前記帆布７は、例えば、前記芯体５にスチールコードなどの線材が用いられる場合においては、ベルト内側におけるスチールコードの表面を結ぶ線（図２における破線Ａ）と内側カバーゴム層１の表面との間の厚さをｔ（ｍｍ）とした場合に、内側カバーゴム層１の表面から約０．５ｔ（ｍｍ）内側に配されている。
【００３８】
この芯体５の内側から内側カバーゴム層１の表面までの厚さ方向中間部には、コンベヤベルト６がプーリやキャリヤローラ等を乗り越える際の歪が集中される。
したがって、この歪が集中される箇所に帆布７を配することによって、走行抵抗をよりいっそう低減させることができる。
【００３９】
前記帆布７は、コンベヤベルトの芯体などに用いられているものと同様のものを用いることができる。
【００４０】
なお、この第二の実施形態にかかるコンベヤベルトが、芯体層３より内側が内側カバーゴム層１および中間ゴム層２からなる場合に、前記内側カバーゴム層１の厚さと前記中間ゴム層２の厚さの和に対する前記中間ゴム層２の厚さの割合を０．５以上０．９以下とすることが好ましい点については第一の実施形態において説明したコンベヤベルトと同様である。
また、内側カバーゴム層１と中間ゴム層２との損失係数ｔａｎδの値が０．０４以上０．１５以下が好ましいことについても第一の実施形態において説明したコンベヤベルトと同様である。
なお、中間ゴム層の損失係数ｔａｎδは、この第二の実施形態にかかるコンベヤベルトのように帆布が埋設される場合においては、この帆布を除く部分について測定される値であり、通常、下記実施例に記載の方法によって測定することができる。
【実施例】
【００４１】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４２】
まず、ゴム層用シートの基本的な物性として、損失係数ｔａｎδ、弾性率Ｍ100を測定するため、また、ゴム層用シートの基本的な耐久性の物性として引裂き力、摩耗量（ＤＩＮ摩耗量）を測定するため、加硫ゴムシートを作製した。
【００４３】
（参考例１）
表１の、ゴムＡの組成で配合（重量部）し、ミキサーで練り、未加硫のコンベヤベルト用ゴム組成物を調製した。未加硫のコンベヤベルト用ゴム組成物をカレンダーロールに通し、２．２ｍｍ厚さの未加硫シートを形成した。その後、プレス機にて、温度１４０℃、圧力３．５ＭＰａ、時間２０分で加硫し、加硫ゴムシートを作製した。
【００４４】
（参考例２）
表１の、ゴムＡの組成に代えて、ゴムＢの組成とした点以外は、参考例１と同様に加硫ゴムシートを作製した。
【００４５】
【表１】
【００４６】
参考例１、参考例２で作製した加硫ゴムシートについて、損失係数ｔａｎδ、弾性率Ｍ100、引裂き力、摩耗量（ＤＩＮ摩耗量）を測定した結果を表２に示す。
【００４７】
＜損失係数ｔａｎδの試験＞
試験機として、株式会社レオロジー製「ＦＴ−レオスペクトラＤＶＥ−Ｖ４」を使用した。試験条件は、周波数１．０Ｈｚ，温度６０℃，サンプル厚さ２．０ｍｍ，サンプル長さ８．００ｍｍ、サンプル幅５ｍｍとした。損失係数ｔａｎδの測定値は、長さに対するサンプル歪み量を０．１〜１０％の範囲で測定したときの最大値とした。
【００４８】
＜弾性率Ｍ100（１００％伸張時の弾性率）の試験＞
試験はＪＩＳ Ｋ ６２５１（２００４）「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準拠した。試験片はＪＩＳ３号ダンベル状試験片とし、厚さ２．０ｍｍとした。
【００４９】
＜引裂き力の試験＞
試験機として、株式会社上島製作所製 引張試験機ＴＳ−１５５２（商品名）を使用した。試験はＪＩＳ Ｋ ６２５２（２００１）「加硫ゴム及び可塑性ゴム・引裂強さの求め方」に準拠した。試験片はクレセント形試験片とし、厚さ２．０ｍｍとした。引裂き力ＴRは以下の式によって求められる。
ＴR＝Ｆ／ｔ ＴR： 引裂き力［Ｎ／ｍｍ］
Ｆ： 最大引裂力［Ｎ］
ｔ： 試験片の厚さ［ｍｍ］
【００５０】
＜摩耗量（ＤＩＮ摩耗量）の試験＞
試験機として、ＫＡＲＬ ＦＲＡＮＫ ＧＭＢＨ製 ＤＩＮ摩耗試験機「Ｔｙｐｅ５８４ｃ」（商品名）を使用した。試験は、ＪＩＳ Ｋ ６２６４（１９９３）「加硫ゴムの摩耗試験方法」に準拠した。試験片は直径１６ｍｍ、厚さ６．０ｍｍとした。
【００５１】
【表２】
【００５２】
（実施例１）
以下に示す方法により、耐摩耗性試験用コンベヤベルトを作製した。
【００５３】
＜耐摩耗性試験用コンベヤベルトの作製＞
まず、表１中のゴムＡの組成に基づき、各原料をバンバリーミキサーに投入して練りゴムを得、この練りゴムをカレンダーロールに通して３．５ｍｍ厚の内側カバーゴム層用未加硫シートを形成した。同様な方法で、表１中のゴムＢの組成に基づき、１．５ｍｍ厚の中間ゴム層用未加硫シートを形成した。また、同様な方法で、表１中のゴムＡの組成に基づき、７．０ｍｍ厚の外側カバーゴム層用未加硫シートを形成した。さらに、同様な方法で、３．４ｍｍ厚の芯体層用の未加硫接着ゴムシートを形成した。なお、未加硫接着ゴムシートの組成は表１のゴムＣとした。
次いで、２本のローラからなるベルト成形機のローラ間に、防錆と接着用亜鉛メッキを施した芯体としてのスチールコード（６．６ｍｍφ）を１２ｍｍ間隔で幅方向に並べて供給し、当該スチールコードの上下に、未加硫接着ゴムシートを各１枚と、表３に記載の通り、内側カバーゴム層用未加硫シート、中間ゴム層用未加硫シート、外側カバーゴム層用未加硫シートを供給し、スチールコードコンベヤベルト成形体を形成した。そして、該スチールコードコンベヤベルト成形体を段プレスに供給し、１４５℃で４５分間加圧加熱加硫し、加硫部分を順送りし、幅３００ｍｍ、厚さ１８．６ｍｍの加硫した帯状ベルトを作製した。最後に、端部を接合し、長さ３．４ｍの無端帯状コンベヤベルトを作製した。
【００５４】
（実施例２）
内側カバーゴム層用未加硫シートの厚さを２．５ｍｍとした点、中間ゴム層用未加硫シートの厚さを１．５ｍｍとした点以外は、実施例１と同様な方法で耐摩耗性試験用コンベヤベルトを作製した。
【００５５】
（実施例３）
内側カバーゴム層用未加硫シートの厚さを０．５ｍｍとした点、中間ゴム層用未加硫シートの厚さを４．５ｍｍとした点以外は、実施例１と同様な方法で耐摩耗性試験用コンベヤベルトを作製した。
【００５６】
（比較例１）
内側カバーゴム層用未加硫シートの厚さを５．０ｍｍとした点、中間ゴム層用未加硫シートを作製しなかった点以外は、実施例１と同様な方法で耐摩耗性試験用コンベヤベルトを作製した。
【００５７】
（比較例２）
内側カバーゴム層用未加硫シートを表１中のゴムＡではなく、ゴムＢの組成に基づき作製した点、厚さを５．０ｍｍとした点、中間ゴム層用未加硫シート作製をしなかった点以外は、実施例１と同様な方法で耐摩耗性試験用コンベヤベルトを作製した。
【００５８】
実施例１〜３、比較例１、２のコンベヤベルトにつき、耐摩耗性試験を実施した。結果を表３に示す。
なお、表３、後に示す表４において、「中間ゴム層２の厚さ占有割合」とは、内側カバーゴム層１の厚さと中間ゴム層２の厚さの和に対する中間ゴム層２の厚さの割合である。
【００５９】
＜耐摩耗性試験＞
図３に示す走行試験機で摩耗量を測定した。走行試験条件は、速度：２４０ｍ／ｍｉｎ．，機長：１．３０ｍ，プーリ径：２５０ｍｍ，１日の走行距離：４０３，２００ｍ，１日の屈曲回数：２３７，１７６回，走行時間：１５０時間，走行距離：２，５２０ｋｍ とした。内側カバーゴム層の摩耗促進のため、コンベヤベルトのプーリと接触する側に超高分子ポリエチレン樹脂を３０ｃｍの長さにわたって押し当てた状態でコンベヤベルトを走行させた。前記超高分子ポリエチレン樹脂の上にはコンベヤベルトを挟んで直径１３９．８ｍｍのローラを備えた。
【００６０】
【表３】
【００６１】
表３によれば、実施例２は、比較例１、比較例２と比較して摩耗量が減少している。実施例２は内側カバーゴム層用シートと中間ゴム層用シートとを積層したものが芯体層の内側に配され、当該内側カバーゴム層の損失係数ｔａｎδが当該中間ゴム層の損失係数ｔａｎδより大きい、というものである。ここで、比較例１、２は、実施例２の中間ゴム層がなく、１層のゴム層のみが芯体層の内側に配されている形態である。よって、実施例２と比較例１、２との相違点は、芯体層の内側に配されているゴム層が損失係数ｔａｎδの異なる２層（２層のうち内側カバーゴム層の損失係数ｔａｎδのほうが大きい）のゴム層で構成されているか、あるいは、１層のゴム層のみで構成されているか、という点である。
実施例２と比較例１とから、損失係数ｔａｎδの異なる２種類（ゴムＡとゴムＢ）のゴム層用シートが積層（２層のうち内側カバーゴム層の損失係数ｔａｎδのほうが大きい）されたゴム層を芯体層の内側に配したコンベヤベルトでは、芯体層の内側が１層（ゴムＡ）のみのコンベヤベルトと比較して、耐摩耗性が同等か、あるいは、それ以上である。
【００６２】
（実施例４）
以下に示す方法により、走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００６３】
＜走行抵抗試験用コンベヤベルトの作製＞
幅：５００ｍｍ，長さ７．６ｍとした点以外は、実施例１と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００６４】
（実施例５）
幅：５００ｍｍ，長さ７．６ｍとした点以外は、実施例２と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００６５】
（実施例６）
幅：５００ｍｍ，長さ７．６ｍとした点以外は、実施例３と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００６６】
（比較例３）
幅：５００ｍｍ，長さ７．６ｍとした点以外は、比較例１と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００６７】
（比較例４）
幅：５００ｍｍ，長さ７．６ｍとした点以外は、比較例２と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００６８】
実施例４〜６、比較例３、４のコンベヤベルトにつき、走行抵抗試験を実施した。結果を表４に示す。
【００６９】
＜走行抵抗試験＞
図４に示す走行抵抗試験機でコンベヤベルトの走行抵抗［Ｎ／ｍ］を測定した。なお、走行抵抗の値はコンベヤベルトの幅１ｍ当たりの値である。走行条件については、ベルト速度：１８０ｍ／ｍｉｎ．（一定），鉛直荷重：５．０ｋＮ／ｍ（一定），プーリ径：５００ｍｍ，機長：３ｍ とした。
【００７０】
【表４】
【００７１】
表４によれば、実施例５、実施例６において比較例４よりコンベヤベルトの走行抵抗が高くなっている。しかし、比較例４は、走行抵抗は小さいが、同じ構造を有する表３の比較例２からわかるように、耐摩耗性という耐久性が低い。つまり比較例４は比較的低い走行抵抗と高い耐久性という性能をバランス良く備えたコンベヤベルトではない。一方、比較例３は、同じ構造を有する表３の比較例１からわかるように、耐摩耗性という耐久性は高いが、表４によれば、走行抵抗が大きい。よって、比較例３も比較的低い走行抵抗と高い耐久性という性能をバランス良く備えたコンベヤベルトではない。
表４の本実施形態のコンベヤベルトにおいては、コンベヤベルトの走行抵抗が比較例４より高いものの、比較例３より低く、低い水準で維持されている。一方で、表３の本実施形態のコンベヤベルトにおいては、耐摩耗性という耐久性も高く維持されていることがわかる。よって、本実施形態のコンベヤベルトは比較的低い走行抵抗と高い耐久性という性能をバランス良く備えている。
【００７２】
（実施例７）
以下に示す方法により、走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００７３】
＜走行抵抗試験用コンベヤベルトの作製＞
芯体をφ６．６ｍｍのスチールコードに代えて、φ４．７ｍｍのスチールコードとし、芯体層の厚さを４．７ｍｍ（総厚さを１６．７ｍｍ）にしたこと、中間ゴム層と内側カバーゴム層の厚さをそれぞれ４．０ｍｍ、１．０ｍｍとしたこと以外は、実施例４と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００７４】
（実施例８）
厚さ０．７ｍｍ、幅４５０ｍｍのポリアミド繊維製の帆布にＲＦＬ処理を施した後、両面に未加硫ゴム（ゴムＣ）を溶剤で溶かして塗布して合計厚みを０．８ｍｍとし、この帆布を、４．０ｍｍ厚さに形成されている中間ゴム層の芯体層側端面から２．５ｍｍ、内側カバーゴム層側から１．５ｍｍの位置となる箇所（スチールコードの内側から内側カバーゴム層の表面までの厚さ方向中間部）に埋設させたこと以外は、実施例７と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００７５】
（比較例５）
芯体をφ６．６ｍｍのスチールコードに代えて、φ４．７ｍｍのスチールコードとし、芯体層の厚さを４．７ｍｍ（総厚さを１６．７ｍｍ）にしたこと以外は、比較例３と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００７６】
（比較例６）
芯体をφ６．６ｍｍのスチールコードに代えて、φ４．７ｍｍのスチールコードとし、芯体層の厚さを４．７ｍｍ（総厚さを１６．７ｍｍ）にしたこと以外は、比較例４と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００７７】
実施例７、８、比較例５、６のコンベヤベルトにつき、実施例４〜６と同様に走行抵抗試験を実施した。結果を表５に示す。
【００７８】
＜有限要素法（ＦＥＭ）解析＞
３次元６面体要素を基本とし、汎用有限要素プログラムにて実施例７、８、比較例５、６のコンベヤベルトをモデル化し損失エネルギを計算した。
計算条件としては、コンベヤベルトの幅方向に水平配置され、コンベヤベルトの中央部を支持する水平ローラ（ベルト幅の約１／３長さ）と、該ローラの両側に配され、ベルト端部を持ち上げた状態で支持すべく仰角３０度となるように回転軸を傾斜させて配置された２本の傾斜ローラとの合計３本のローラが１５００ｍｍ間隔に配置されている場合に、該ローラ上を張力１１２．５ｋＮで走行させた際に生じるコンベヤベルトの歪をＦＥＭ解析によって求め損失エネルギ［Ｎ・ｍｍ］を計算した。
実施例７、８、比較例５、６のコンベヤベルトの損失エネルギ［Ｎ・ｍｍ］を計算した結果を表５に示す。
【００７９】
【表５】
【００８０】
表５には、表４と同様の結果が示されており、本実施形態のコンベヤベルトは、比較的低い走行抵抗と高い耐久性という性能をバランス良く備えていることがこの表からもわかる。
なお、比較例６は、比較例４と同様に走行抵抗は小さいが耐摩耗性という耐久性が低いものである。
また、中間ゴム層における所定箇所に帆布が埋設されることでコンベヤベルトの走行抵抗がよりいっそう低減されることがこの表５からわかる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係るコンベヤベルトの第一の実施形態を示す断面図（幅方向に横断するように切断した場合の断面を示す断面図）。
【図２】本発明に係るコンベヤベルトの第二の実施形態を示す断面図（幅方向に横断するように切断した場合の断面を示す断面図）。
【図３】耐摩耗性評価のための走行試験機の概念図。
【図４】走行抵抗試験機の概念図。
【符号の説明】
【００８２】
１・・・内側カバーゴム層
２・・・中間ゴム層
３・・・芯体層
４・・・外側カバーゴム層
５・・・芯体
６・・・コンベヤベルト
７・・・帆布
１１・・・プーリ
１２・・・超高分子ポリエチレン樹脂
１３・・・ローラ
２１・・・プーリ
２２・・・ロードセル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベヤベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンベヤベルトシステムは、運搬量を上げるためと長距離化のために、大型化と高強力化が進み、その結果、駆動時の消費電力が大きくなってきている。そこで、従来、駆動時の消費電力を低減するコンベヤベルトに関する技術として、走行抵抗を小さくすることが種々提案されている。
走行抵抗は、コンベヤベルトの内側カバーゴムがプーリやキャリヤローラ等を乗り越える際の変形が原因となる、ゴム粘弾性から生じるロスなどに起因している。前記の技術はこの走行抵抗を下げることにより駆動時の消費電力を低減するものである。
これまでの知見で、走行抵抗を下げるためには、カバーゴムの材料として反発弾性の大きい、すなわち損失係数（ｔａｎδ）の小さい材料が好ましいとされている。
例えば、特許文献１では、プーリに接触するコンベヤベルト内面ゴムの損失係数ｔａｎδをある範囲内に規定した場合において、消費電力を低減できることが開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１３９５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１のごとく損失係数ｔａｎδを小さくすると、コンベヤベルトは走行抵抗が低く、消費電力が小さくなるものの、耐引裂き性、耐摩耗性などの耐久性が低くなる。
一方、損失係数ｔａｎδを小さくしなければ、コンベヤベルトは耐引裂き性、耐摩耗性などの耐久性が維持されるものの、走行抵抗が大きくなり、消費電力が大きくなる。
このように、従来の技術は、低い走行抵抗と高い耐久性とを両立できないという問題を有している。
【０００４】
そこで、本発明は、比較的低い走行抵抗と高い耐久性という性能をバランス良く備えうるコンベヤベルトを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決すべく、本発明に係るコンベヤベルトは、内側表面に配される内側カバーゴム層と、外側表面に配される外側カバーゴム層と、前記内側カバーゴム層と前記外側カバーゴム層との間に配される芯体層と、前記内側カバーゴム層と前記芯体層との間に配され、損失係数ｔａｎδが前記内側カバーゴム層の損失係数ｔａｎδより小さい中間ゴム層と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
上記構成からなるコンベヤベルトによれば、前記内側カバーゴム層より損失係数ｔａｎδの小さい前記中間ゴム層が、前記内側カバーゴム層と前記芯体層との間に備えられているため、前記芯体層の内側が前記内側カバーゴム層だけの場合と比較して走行抵抗を低くすることができる。さらに、内側の表面には前記中間ゴム層よりも損失係数ｔａｎδの大きい前記内側カバーゴム層があるため、耐引裂き性、耐摩耗性などといった耐久性が低下することも抑制される。
【０００７】
また、本発明に係るコンベヤベルトは、前記芯体層より内側が前記内側カバーゴム層および前記中間ゴム層からなり、前記内側カバーゴム層の厚さと前記中間ゴム層の厚さの和に対する前記中間ゴム層の厚さの割合が０．５以上０．９以下であるものが好ましい。
【０００８】
また、本発明に係るコンベヤベルトは、前記内側カバーゴム層と前記中間ゴム層との損失係数ｔａｎδが０．０４以上０．１５以下、かつ、弾性率Ｍ100が２．０ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下であるものが好ましい。
【０００９】
さらに、本発明に係るコンベヤベルトは、前記中間ゴム層（２）に、帆布（７）が埋設されており、しかも、前記芯体層（３）に埋設されている芯体（５）の内側から前記内側カバーゴム層（１）の表面までの厚さ方向中間部に前記帆布（７）が配されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るコンベヤベルトは、前記内側カバーゴム層より損失係数ｔａｎδの小さい前記中間ゴム層が、前記内側カバーゴム層と前記芯体層との間に備えられているため、前記芯体層の内側が前記内側カバーゴム層だけの場合と比較して走行抵抗を低くすることができる。さらに、内側の表面には前記中間ゴム層よりも損失係数ｔａｎδの高い前記内側カバーゴム層があるため、耐久性が低下することも抑制される。従って、本発明のコンベヤベルトは比較的低い走行抵抗と高い耐久性という性能をバランス良く備えうるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るコンベヤベルトの第一の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
本実施形態のコンベヤベルト６は、例えば、複数のプーリにかけ渡されて運搬物を運搬するように、帯状、かつ、無端ベルト状に形成されている。
上記のように形成されたコンベヤベルトは、通常、内側がプーリと接触し、外側が運搬物と接触する状態で設置されている。
【００１３】
図１は、本発明の第一の実施形態にかかるコンベヤベルトを幅方向に横断するように切断した場合の断面を示す断面図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態のコンベヤベルト６は、内側表面に配される内側カバーゴム層１と、外側表面に配される外側カバーゴム層４と、内側カバーゴム層１と外側カバーゴム層４との間に配される芯体層３と、内側カバーゴム層１と芯体層３との間に配され、損失係数ｔａｎδが内側カバーゴム層１の損失係数ｔａｎδより小さい中間ゴム層２と、を備えている。
【００１５】
前記芯体層３は、芯体５を構成材料として含み、前記芯体５が層中に埋設されることにより、最も剛直な層として構成されている。前記芯体層３は、例えば、未加硫接着ゴムシートで挟まれた前記芯体５が加熱、加圧などの加硫操作を受け、成形されたものである。
また、前記芯体層３は、通常のコンベヤベルトで用いられる芯体層の厚さ、例えば、３〜２０ｍｍの範囲に設定されている。
【００１６】
前記芯体５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できる。例えば、綿布などの天然繊維が用いられてなる布や、合成繊維が用いられてなる布にゴム糊を塗布、浸潤させたもの、ＲＦＬ（レゾルシン・ホルマリン・ラテックス）処理した天然繊維や合成繊維が織られたもの、特殊織のナイロン帆布などの布材、アラミド等の高剛性合成繊維、スチールコードなどの線材が挙げられる。特に長距離のコンベヤベルトとする場合には、コンベヤベルトの強度を保つため、スチールコードを用いることが好ましい。スチールコードの横断面の直径は、通常、２．５ｍｍ〜１０．５ｍｍの範囲である。
【００１７】
前記内側カバーゴム層１は、最も内側に配されるゴム層であり、前記外側カバーゴム層１は、最も外側に配されるゴム層である。これらのカバーゴム層は、他の層より比較的柔軟に構成されている。前記内側カバーゴム層１の厚さは、通常、２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲である。また、前記外側カバーゴム層１の厚さは、通常、２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲である。
【００１８】
前記中間ゴム層２は、前記内側カバーゴム層１と前記芯体層３との間に配されるゴム層である。つまり、前記中間ゴム層２は、前記内側カバーゴム層１の外側であって、かつ、前記芯体層３の内側に配されるゴム層である。
【００１９】
本実施形態のコンベヤベルト６のように、前記芯体層３より内側が前記内側カバーゴム層１および前記中間ゴム層２からなる場合には、前記内側カバーゴム層１の厚さと前記中間ゴム層２の厚さの和に対する前記中間ゴム層２の厚さの割合は、０．５以上０．９以下であることが好ましい。
ローラ通過時におけるベルト内部の歪み分布を有限要素法解析（ＦＥＭ解析）により検証した結果、前記芯体層３より内側の、厚さ方向の中央部に歪みが集中することがわかっている。この歪みが集中する部位に対して損失係数ｔａｎδの小さい前記中間ゴム層２を配することにより、歪み時に発生する損失エネルギーを抑制することができる。よって、前記芯体層３より内側が前記内側カバーゴム層１および前記中間ゴム層２からなる場合、前記内側カバーゴム層１の厚さと前記中間ゴム層２の厚さの和に対する前記中間ゴム層２の厚さの割合を０．５以上０．９以下とし、前記芯体層３より内側の、厚さ方向の中央部に損失係数ｔａｎδの小さい前記中間ゴム層２が配されるようにすることが好ましい。
【００２０】
本実施形態のコンベヤベルト６は、前記芯体層３の内側に、損失係数ｔａｎδの異なる２層のゴム層を備えている。それら２層のうち、内側表面が内側カバーゴム層１、芯体層３側が中間ゴム層２である。それぞれの損失係数ｔａｎδに関しては、前記内側カバーゴム層１の損失係数ｔａｎδより前記中間ゴム層２の損失係数ｔａｎδのほうが小さい。
前記中間ゴム層２の損失係数ｔａｎδのほうが小さいことにより、コンベヤベルトの走行抵抗を低くすることができる。また、前記内側カバーゴム層１の損失係数ｔａｎδのほうが大きいことにより、コンベヤベルトの耐久性を高くすることができる。
【００２１】
前記内側カバーゴム層１、前記中間ゴム層２の損失係数ｔａｎδの値は特に限定されるものではないが、走行抵抗を下げるためには小さいほうが好ましく、耐久性を高めるためには大きいほうが好ましい。損失係数ｔａｎδは０．０４以上０．１５以下が好ましい。
具体的には、前記内側カバーゴム層１の損失係数ｔａｎδと前記中間ゴム層２の損失係数ｔａｎδとの差が０．０５以上であり、かつ、前記内側カバーゴム層１の損失係数ｔａｎδが０．０９以上０．１５以下であり、かつ、前記中間ゴム層２の損失係数ｔａｎδが０．０４以上０．１０以下であることが好ましい。
損失係数ｔａｎδの差が大きいことにより、前記内側カバーゴム層１は耐久性を高め、前記中間ゴム層２は走行抵抗を下げる役割をそれぞれが担うことになる。
【００２２】
ここで損失係数ｔａｎδについて説明する。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。つまり、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し、ｔａｎδが小さくなるとそのエネルギーロスが小さくなり、走行抵抗が低減し、消費電力低減効果が得られると期待できる。
【００２３】
前記内側カバーゴム層１、前記中間ゴム層２の弾性率は、特に限定されるものではない。通常コンベヤベルトとして機能しうる程度の弾性率Ｍ100値を示す前記内側カバーゴム層１、前記中間ゴム層２を選択することができる。弾性率を規定する値の１つである弾性率Ｍ100は１００％伸張時の弾性率を表し、ベルト剛性としての硬度の代用特性と考えることができる。前記内側カバーゴム層１、前記中間ゴム層２の弾性率Ｍ100は２．０ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下が好ましい。
【００２４】
本実施形態の、前記内側カバーゴム層１、前記中間ゴム層２、前記外側カバーゴム層４に用いるゴム成分（以下、コンベヤベルト用ゴム組成物）は、特に限定されず、コンベヤベルトに通常用いられるゴム成分である。前記内側カバーゴム層１、前記中間ゴム層２、前記外側カバーゴム層４は、その組成によって損失係数ｔａｎδ、弾性率Ｍ100などの基本的物性値を所定の値とすることができる。具体的な組成物には、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム（ＮＢＲ、ＮＩＲ等）等の未加硫ゴムが挙げられる。これらのゴムの特性は、例えば、スチレン量、アクリロニトリル量等の調節により、任意に調整されうる。また、これらのゴムの内、単一のゴムをベースゴムとしてもよく複数のブレンド物をベースゴムとすることも可能である点については、従来からコンベヤベルトに使用されている材料と同様である。
なお、前記芯体層３の構成要素である前記未加硫接着ゴムシートのゴム成分も前記コンベヤベルト用ゴム組成物と同様なゴム成分とすることができる。
【００２５】
前記コンベヤベルト用ゴム組成物は、カーボンブラックを含有することができ、例えば、一般呼称で分類されるＦＥＦ系、ＩＳＡＦ系、ＨＡＦ系等のゴム用カーボンブラックが挙げられる。
【００２６】
前記コンベヤベルト用ゴム組成物は、上記成分の他に、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤等の架橋剤、加硫遅延剤を含有し、さらに、本発明の目的を損わない範囲で、各種の添加剤、配合剤を含有できる。
【００２７】
加硫剤としては、例えば、イオウ系、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。
イオウ系の加硫剤としては、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。
有機過酸化物系の加硫剤としては、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。
金属酸化物系の加硫剤としては、例えば、亜鉛華、酸化マグネシウム等が挙げられる。
【００２８】
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。
【００２９】
加硫助剤としては、例えば、酸化亜鉛、ステアリン酸やオレイン酸およびこれらの亜鉛塩等が挙げられる。
【００３０】
加硫遅延剤としては、例えば、有機酸、ニトロソ化合物、ハロゲン化物、２−メルカプトベンツイミダゾール、Ｎ−シクロヘキシルチオフタルイミド（商品名：サントガードＰＶＩ）等が挙げられる。
【００３１】
前記コンベヤベルト用ゴム組成物には、その他、ゴム工業で通常用いられている添加剤、配合剤を配合することができる。例えば、前述したカーボンブラック、シリカなどの補強剤、炭酸カルシウム、タルクなどの充填剤（フィラー）、マイクロクリスタリンワックス等のワックス類、アロマオイル等のオイル類、ポリマー類、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。
これらの添加剤、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。
【００３２】
本実施形態のコンベヤベルト６は上記の如きコンベヤベルト用ゴム組成物（未加硫）を準備し、例えば、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、ロール等を用いてこれを混練りした後、カレンダー等を用いて各ゴム層用にシート状に成形し、次に、得られた各層用のシートを、前記芯体層用のシート３を挟み込むように所定の順序で積層し、プレスにて加圧加熱したものを順送りして全体を加硫する方法等によって製造することができる。
【００３３】
この第一の実施形態のコンベヤベルト６は、通常、前記内側カバーゴム層１をプーリと接触する側、前記外側カバーゴム層４を運搬物と接触する側として用いることができる。
【００３４】
次いで、本発明に係るコンベヤベルトの第二の実施形態について説明する。
【００３５】
図２は、この第二の実施形態にかかるコンベヤベルトを幅方向に横断するように切断した場合の断面を示す断面図であり、第一の実施形態と同じ構成要素を示す箇所には図１と同じ符号を設けている。
【００３６】
この図２にも示されているように、本実施形態のコンベヤベルト６は、中間ゴム層２に帆布７が埋設されている点を除いて第一の実施形態にかかるコンベヤベルトと同様に形成されている。
【００３７】
前記帆布７は、芯体５の内側から内側カバーゴム層１の表面までの厚さ方向中間部に位置するように中間ゴム層２に埋設されている。
すなわち、前記帆布７は、例えば、前記芯体５にスチールコードなどの線材が用いられる場合においては、ベルト内側におけるスチールコードの表面を結ぶ線（図２における破線Ａ）と内側カバーゴム層１の表面との間の厚さをｔ（ｍｍ）とした場合に、内側カバーゴム層１の表面から約０．５ｔ（ｍｍ）内側に配されている。
【００３８】
この芯体５の内側から内側カバーゴム層１の表面までの厚さ方向中間部には、コンベヤベルト６がプーリやキャリヤローラ等を乗り越える際の歪が集中される。
したがって、この歪が集中される箇所に帆布７を配することによって、走行抵抗をよりいっそう低減させることができる。
【００３９】
前記帆布７は、コンベヤベルトの芯体などに用いられているものと同様のものを用いることができる。
【００４０】
なお、この第二の実施形態にかかるコンベヤベルトが、芯体層３より内側が内側カバーゴム層１および中間ゴム層２からなる場合に、前記内側カバーゴム層１の厚さと前記中間ゴム層２の厚さの和に対する前記中間ゴム層２の厚さの割合を０．５以上０．９以下とすることが好ましい点については第一の実施形態において説明したコンベヤベルトと同様である。
また、内側カバーゴム層１と中間ゴム層２との損失係数ｔａｎδの値が０．０４以上０．１５以下が好ましいことについても第一の実施形態において説明したコンベヤベルトと同様である。
なお、中間ゴム層の損失係数ｔａｎδは、この第二の実施形態にかかるコンベヤベルトのように帆布が埋設される場合においては、この帆布を除く部分について測定される値であり、通常、下記実施例に記載の方法によって測定することができる。
【実施例】
【００４１】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４２】
まず、ゴム層用シートの基本的な物性として、損失係数ｔａｎδ、弾性率Ｍ100を測定するため、また、ゴム層用シートの基本的な耐久性の物性として引裂き力、摩耗量（ＤＩＮ摩耗量）を測定するため、加硫ゴムシートを作製した。
【００４３】
（参考例１）
表１の、ゴムＡの組成で配合（重量部）し、ミキサーで練り、未加硫のコンベヤベルト用ゴム組成物を調製した。未加硫のコンベヤベルト用ゴム組成物をカレンダーロールに通し、２．２ｍｍ厚さの未加硫シートを形成した。その後、プレス機にて、温度１４０℃、圧力３．５ＭＰａ、時間２０分で加硫し、加硫ゴムシートを作製した。
【００４４】
（参考例２）
表１の、ゴムＡの組成に代えて、ゴムＢの組成とした点以外は、参考例１と同様に加硫ゴムシートを作製した。
【００４５】
【表１】
【００４６】
参考例１、参考例２で作製した加硫ゴムシートについて、損失係数ｔａｎδ、弾性率Ｍ100、引裂き力、摩耗量（ＤＩＮ摩耗量）を測定した結果を表２に示す。
【００４７】
＜損失係数ｔａｎδの試験＞
試験機として、株式会社レオロジー製「ＦＴ−レオスペクトラＤＶＥ−Ｖ４」を使用した。試験条件は、周波数１．０Ｈｚ，温度６０℃，サンプル厚さ２．０ｍｍ，サンプル長さ８．００ｍｍ、サンプル幅５ｍｍとした。損失係数ｔａｎδの測定値は、長さに対するサンプル歪み量を０．１〜１０％の範囲で測定したときの最大値とした。
【００４８】
＜弾性率Ｍ100（１００％伸張時の弾性率）の試験＞
試験はＪＩＳ Ｋ ６２５１（２００４）「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準拠した。試験片はＪＩＳ３号ダンベル状試験片とし、厚さ２．０ｍｍとした。
【００４９】
＜引裂き力の試験＞
試験機として、株式会社上島製作所製 引張試験機ＴＳ−１５５２（商品名）を使用した。試験はＪＩＳ Ｋ ６２５２（２００１）「加硫ゴム及び可塑性ゴム・引裂強さの求め方」に準拠した。試験片はクレセント形試験片とし、厚さ２．０ｍｍとした。引裂き力ＴRは以下の式によって求められる。
ＴR＝Ｆ／ｔ ＴR： 引裂き力［Ｎ／ｍｍ］
Ｆ： 最大引裂力［Ｎ］
ｔ： 試験片の厚さ［ｍｍ］
【００５０】
＜摩耗量（ＤＩＮ摩耗量）の試験＞
試験機として、ＫＡＲＬ ＦＲＡＮＫ ＧＭＢＨ製 ＤＩＮ摩耗試験機「Ｔｙｐｅ５８４ｃ」（商品名）を使用した。試験は、ＪＩＳ Ｋ ６２６４（１９９３）「加硫ゴムの摩耗試験方法」に準拠した。試験片は直径１６ｍｍ、厚さ６．０ｍｍとした。
【００５１】
【表２】
【００５２】
（実施例１）
以下に示す方法により、耐摩耗性試験用コンベヤベルトを作製した。
【００５３】
＜耐摩耗性試験用コンベヤベルトの作製＞
まず、表１中のゴムＡの組成に基づき、各原料をバンバリーミキサーに投入して練りゴムを得、この練りゴムをカレンダーロールに通して３．５ｍｍ厚の内側カバーゴム層用未加硫シートを形成した。同様な方法で、表１中のゴムＢの組成に基づき、１．５ｍｍ厚の中間ゴム層用未加硫シートを形成した。また、同様な方法で、表１中のゴムＡの組成に基づき、７．０ｍｍ厚の外側カバーゴム層用未加硫シートを形成した。さらに、同様な方法で、３．４ｍｍ厚の芯体層用の未加硫接着ゴムシートを形成した。なお、未加硫接着ゴムシートの組成は表１のゴムＣとした。
次いで、２本のローラからなるベルト成形機のローラ間に、防錆と接着用亜鉛メッキを施した芯体としてのスチールコード（６．６ｍｍφ）を１２ｍｍ間隔で幅方向に並べて供給し、当該スチールコードの上下に、未加硫接着ゴムシートを各１枚と、表３に記載の通り、内側カバーゴム層用未加硫シート、中間ゴム層用未加硫シート、外側カバーゴム層用未加硫シートを供給し、スチールコードコンベヤベルト成形体を形成した。そして、該スチールコードコンベヤベルト成形体を段プレスに供給し、１４５℃で４５分間加圧加熱加硫し、加硫部分を順送りし、幅３００ｍｍ、厚さ１８．６ｍｍの加硫した帯状ベルトを作製した。最後に、端部を接合し、長さ３．４ｍの無端帯状コンベヤベルトを作製した。
【００５４】
（実施例２）
内側カバーゴム層用未加硫シートの厚さを２．５ｍｍとした点、中間ゴム層用未加硫シートの厚さを１．５ｍｍとした点以外は、実施例１と同様な方法で耐摩耗性試験用コンベヤベルトを作製した。
【００５５】
（実施例３）
内側カバーゴム層用未加硫シートの厚さを０．５ｍｍとした点、中間ゴム層用未加硫シートの厚さを４．５ｍｍとした点以外は、実施例１と同様な方法で耐摩耗性試験用コンベヤベルトを作製した。
【００５６】
（比較例１）
内側カバーゴム層用未加硫シートの厚さを５．０ｍｍとした点、中間ゴム層用未加硫シートを作製しなかった点以外は、実施例１と同様な方法で耐摩耗性試験用コンベヤベルトを作製した。
【００５７】
（比較例２）
内側カバーゴム層用未加硫シートを表１中のゴムＡではなく、ゴムＢの組成に基づき作製した点、厚さを５．０ｍｍとした点、中間ゴム層用未加硫シート作製をしなかった点以外は、実施例１と同様な方法で耐摩耗性試験用コンベヤベルトを作製した。
【００５８】
実施例１〜３、比較例１、２のコンベヤベルトにつき、耐摩耗性試験を実施した。結果を表３に示す。
なお、表３、後に示す表４において、「中間ゴム層２の厚さ占有割合」とは、内側カバーゴム層１の厚さと中間ゴム層２の厚さの和に対する中間ゴム層２の厚さの割合である。
【００５９】
＜耐摩耗性試験＞
図３に示す走行試験機で摩耗量を測定した。走行試験条件は、速度：２４０ｍ／ｍｉｎ．，機長：１．３０ｍ，プーリ径：２５０ｍｍ，１日の走行距離：４０３，２００ｍ，１日の屈曲回数：２３７，１７６回，走行時間：１５０時間，走行距離：２，５２０ｋｍ とした。内側カバーゴム層の摩耗促進のため、コンベヤベルトのプーリと接触する側に超高分子ポリエチレン樹脂を３０ｃｍの長さにわたって押し当てた状態でコンベヤベルトを走行させた。前記超高分子ポリエチレン樹脂の上にはコンベヤベルトを挟んで直径１３９．８ｍｍのローラを備えた。
【００６０】
【表３】
【００６１】
表３によれば、実施例２は、比較例１、比較例２と比較して摩耗量が減少している。実施例２は内側カバーゴム層用シートと中間ゴム層用シートとを積層したものが芯体層の内側に配され、当該内側カバーゴム層の損失係数ｔａｎδが当該中間ゴム層の損失係数ｔａｎδより大きい、というものである。ここで、比較例１、２は、実施例２の中間ゴム層がなく、１層のゴム層のみが芯体層の内側に配されている形態である。よって、実施例２と比較例１、２との相違点は、芯体層の内側に配されているゴム層が損失係数ｔａｎδの異なる２層（２層のうち内側カバーゴム層の損失係数ｔａｎδのほうが大きい）のゴム層で構成されているか、あるいは、１層のゴム層のみで構成されているか、という点である。
実施例２と比較例１とから、損失係数ｔａｎδの異なる２種類（ゴムＡとゴムＢ）のゴム層用シートが積層（２層のうち内側カバーゴム層の損失係数ｔａｎδのほうが大きい）されたゴム層を芯体層の内側に配したコンベヤベルトでは、芯体層の内側が１層（ゴムＡ）のみのコンベヤベルトと比較して、耐摩耗性が同等か、あるいは、それ以上である。
【００６２】
（実施例４）
以下に示す方法により、走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００６３】
＜走行抵抗試験用コンベヤベルトの作製＞
幅：５００ｍｍ，長さ７．６ｍとした点以外は、実施例１と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００６４】
（実施例５）
幅：５００ｍｍ，長さ７．６ｍとした点以外は、実施例２と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００６５】
（実施例６）
幅：５００ｍｍ，長さ７．６ｍとした点以外は、実施例３と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００６６】
（比較例３）
幅：５００ｍｍ，長さ７．６ｍとした点以外は、比較例１と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００６７】
（比較例４）
幅：５００ｍｍ，長さ７．６ｍとした点以外は、比較例２と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００６８】
実施例４〜６、比較例３、４のコンベヤベルトにつき、走行抵抗試験を実施した。結果を表４に示す。
【００６９】
＜走行抵抗試験＞
図４に示す走行抵抗試験機でコンベヤベルトの走行抵抗［Ｎ／ｍ］を測定した。なお、走行抵抗の値はコンベヤベルトの幅１ｍ当たりの値である。走行条件については、ベルト速度：１８０ｍ／ｍｉｎ．（一定），鉛直荷重：５．０ｋＮ／ｍ（一定），プーリ径：５００ｍｍ，機長：３ｍ とした。
【００７０】
【表４】
【００７１】
表４によれば、実施例５、実施例６において比較例４よりコンベヤベルトの走行抵抗が高くなっている。しかし、比較例４は、走行抵抗は小さいが、同じ構造を有する表３の比較例２からわかるように、耐摩耗性という耐久性が低い。つまり比較例４は比較的低い走行抵抗と高い耐久性という性能をバランス良く備えたコンベヤベルトではない。一方、比較例３は、同じ構造を有する表３の比較例１からわかるように、耐摩耗性という耐久性は高いが、表４によれば、走行抵抗が大きい。よって、比較例３も比較的低い走行抵抗と高い耐久性という性能をバランス良く備えたコンベヤベルトではない。
表４の本実施形態のコンベヤベルトにおいては、コンベヤベルトの走行抵抗が比較例４より高いものの、比較例３より低く、低い水準で維持されている。一方で、表３の本実施形態のコンベヤベルトにおいては、耐摩耗性という耐久性も高く維持されていることがわかる。よって、本実施形態のコンベヤベルトは比較的低い走行抵抗と高い耐久性という性能をバランス良く備えている。
【００７２】
（実施例７）
以下に示す方法により、走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００７３】
＜走行抵抗試験用コンベヤベルトの作製＞
芯体をφ６．６ｍｍのスチールコードに代えて、φ４．７ｍｍのスチールコードとし、芯体層の厚さを４．７ｍｍ（総厚さを１６．７ｍｍ）にしたこと、中間ゴム層と内側カバーゴム層の厚さをそれぞれ４．０ｍｍ、１．０ｍｍとしたこと以外は、実施例４と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００７４】
（実施例８）
厚さ０．７ｍｍ、幅４５０ｍｍのポリアミド繊維製の帆布にＲＦＬ処理を施した後、両面に未加硫ゴム（ゴムＣ）を溶剤で溶かして塗布して合計厚みを０．８ｍｍとし、この帆布を、４．０ｍｍ厚さに形成されている中間ゴム層の芯体層側端面から２．５ｍｍ、内側カバーゴム層側から１．５ｍｍの位置となる箇所（スチールコードの内側から内側カバーゴム層の表面までの厚さ方向中間部）に埋設させたこと以外は、実施例７と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００７５】
（比較例５）
芯体をφ６．６ｍｍのスチールコードに代えて、φ４．７ｍｍのスチールコードとし、芯体層の厚さを４．７ｍｍ（総厚さを１６．７ｍｍ）にしたこと以外は、比較例３と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００７６】
（比較例６）
芯体をφ６．６ｍｍのスチールコードに代えて、φ４．７ｍｍのスチールコードとし、芯体層の厚さを４．７ｍｍ（総厚さを１６．７ｍｍ）にしたこと以外は、比較例４と同様な方法で走行抵抗試験用コンベヤベルトを作製した。
【００７７】
実施例７、８、比較例５、６のコンベヤベルトにつき、実施例４〜６と同様に走行抵抗試験を実施した。結果を表５に示す。
【００７８】
＜有限要素法（ＦＥＭ）解析＞
３次元６面体要素を基本とし、汎用有限要素プログラムにて実施例７、８、比較例５、６のコンベヤベルトをモデル化し損失エネルギを計算した。
計算条件としては、コンベヤベルトの幅方向に水平配置され、コンベヤベルトの中央部を支持する水平ローラ（ベルト幅の約１／３長さ）と、該ローラの両側に配され、ベルト端部を持ち上げた状態で支持すべく仰角３０度となるように回転軸を傾斜させて配置された２本の傾斜ローラとの合計３本のローラが１５００ｍｍ間隔に配置されている場合に、該ローラ上を張力１１２．５ｋＮで走行させた際に生じるコンベヤベルトの歪をＦＥＭ解析によって求め損失エネルギ［Ｎ・ｍｍ］を計算した。
実施例７、８、比較例５、６のコンベヤベルトの損失エネルギ［Ｎ・ｍｍ］を計算した結果を表５に示す。
【００７９】
【表５】
【００８０】
表５には、表４と同様の結果が示されており、本実施形態のコンベヤベルトは、比較的低い走行抵抗と高い耐久性という性能をバランス良く備えていることがこの表からもわかる。
なお、比較例６は、比較例４と同様に走行抵抗は小さいが耐摩耗性という耐久性が低いものである。
また、中間ゴム層における所定箇所に帆布が埋設されることでコンベヤベルトの走行抵抗がよりいっそう低減されることがこの表５からわかる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係るコンベヤベルトの第一の実施形態を示す断面図（幅方向に横断するように切断した場合の断面を示す断面図）。
【図２】本発明に係るコンベヤベルトの第二の実施形態を示す断面図（幅方向に横断するように切断した場合の断面を示す断面図）。
【図３】耐摩耗性評価のための走行試験機の概念図。
【図４】走行抵抗試験機の概念図。
【符号の説明】
【００８２】
１・・・内側カバーゴム層
２・・・中間ゴム層
３・・・芯体層
４・・・外側カバーゴム層
５・・・芯体
６・・・コンベヤベルト
７・・・帆布
１１・・・プーリ
１２・・・超高分子ポリエチレン樹脂
１３・・・ローラ
２１・・・プーリ
２２・・・ロードセル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側表面に配される内側カバーゴム層（１）と、外側表面に配される外側カバーゴム層（４）と、前記内側カバーゴム層（１）と前記外側カバーゴム層（４）との間に配される芯体層（３）と、前記内側カバーゴム層（１）と前記芯体層（３）との間に配され、損失係数ｔａｎδが前記内側カバーゴム層（１）の損失係数ｔａｎδより小さい中間ゴム層（２）と、を備えていることを特徴とするコンベヤベルト。
【請求項２】
前記芯体層（３）より内側が前記内側カバーゴム層（１）および前記中間ゴム層（２）からなり、前記内側カバーゴム層（１）の厚さと前記中間ゴム層（２）の厚さの和に対する前記中間ゴム層（２）の厚さの割合が０．５以上０．９以下である請求項１に記載のコンベヤベルト。
【請求項３】
前記内側カバーゴム層（１）と前記中間ゴム層（２）との損失係数ｔａｎδが０．０４以上０．１５以下、かつ、弾性率Ｍ100が２．０ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下である請求項１または請求項２に記載のコンベヤベルト。
【請求項４】
前記中間ゴム層（２）には、帆布（７）が埋設されており、しかも、前記芯体層（３）に埋設されている芯体（５）の内側から前記内側カバーゴム層（１）の表面までの厚さ方向中間部に前記帆布（７）が配されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコンベヤベルト。
【請求項１】
内側表面に配される内側カバーゴム層（１）と、外側表面に配される外側カバーゴム層（４）と、前記内側カバーゴム層（１）と前記外側カバーゴム層（４）との間に配される芯体層（３）と、前記内側カバーゴム層（１）と前記芯体層（３）との間に配され、損失係数ｔａｎδが前記内側カバーゴム層（１）の損失係数ｔａｎδより小さい中間ゴム層（２）と、を備えていることを特徴とするコンベヤベルト。
【請求項２】
前記芯体層（３）より内側が前記内側カバーゴム層（１）および前記中間ゴム層（２）からなり、前記内側カバーゴム層（１）の厚さと前記中間ゴム層（２）の厚さの和に対する前記中間ゴム層（２）の厚さの割合が０．５以上０．９以下である請求項１に記載のコンベヤベルト。
【請求項３】
前記内側カバーゴム層（１）と前記中間ゴム層（２）との損失係数ｔａｎδが０．０４以上０．１５以下、かつ、弾性率Ｍ100が２．０ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下である請求項１または請求項２に記載のコンベヤベルト。
【請求項４】
前記中間ゴム層（２）には、帆布（７）が埋設されており、しかも、前記芯体層（３）に埋設されている芯体（５）の内側から前記内側カバーゴム層（１）の表面までの厚さ方向中間部に前記帆布（７）が配されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコンベヤベルト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２８５３２６（Ｐ２００８−２８５３２６Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０６５２７（Ｐ２００８−１０６５２７）
【出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
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