JP4577490B2 - ベルト用ゴム組成物及びベルト - Google Patents
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Description
ここで、コンベアベルトで輸送物の長距離搬送を行う場合には、ベルトは必然的に多数のローラーと接触することとなるが、その際に発生するエネルギーロスはコンベアベルトを駆動する電力消費量を増大させる原因となる。このため、搬送用の電力消費量を低減させる観点から、ローラーと接触した際のエネルギーロスが小さな省エネルギーベルトの開発が従来から要望されていた。
しかしながら、よりエネルギーロスを低減し得るゴム組成物の開発、望ましくは硬度(耐久性)にも優れたゴム組成物の開発、ひいては、省エネルギー性と高硬度とを両立したベルトの開発が望まれていた。
請求項1:
次の(A)〜(E)の各成分、
(A)天然ゴムと末端変性ポリブタジエンゴムとを含むゴム成分であって、天然ゴムと末端変性ポリブタジエンゴムとの配合比が、天然ゴム/末端変性ポリブタジエンゴム=10/90〜90/10(質量比)であるゴム成分、
(B)下記一般式(I)〜(VI)で示されるヒドラジド化合物からなる群より選択された1種または2種以上、
(C)シリカ、及び、
(D)シランカップリング剤、
(E)カーボンブラック、
を含み、
前記(A)成分100質量部に対し前記(B)成分が0.3〜10質量部、前記(C)成分が5〜50質量部、前記(D)成分が0.1〜5質量部、前記(E)成分が30〜75質量部配合されたことを特徴とするベルト用ゴム組成物。
請求項2:
前記(A)成分が液状ゴムを3〜15質量%含む請求項1記載のベルト用ゴム組成物。
請求項3:
前記(A)成分における天然ゴムと末端変性ポリブタジエンゴムとの配合比が、天然ゴム/末端変性ポリブタジエンゴム=10/90〜35/65(質量比)である請求項1又は2記載のベルト用ゴム組成物。
請求項4:
前記(B)成分が、イソフタル酸ジヒドラジド及び/又は2−ナフタレン酸−3−ヒドロキシ(1,3−ジメチルブチリデン)ヒドラジドである請求項1,2又は3記載のベルト用ゴム組成物。
請求項5:
請求項1乃至4のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物を用いてなるベルト。
本発明のベルト用ゴム組成物は、次の(A)〜(E)の各成分、
(A)天然ゴムと末端変性ポリブタジエンゴムとを含むゴム成分であって、天然ゴムと末端変性ポリブタジエンゴムとの配合比が、天然ゴム/末端変性ポリブタジエンゴム=10/90〜90/10(質量比)であるゴム成分、
(B)下記一般式(I)〜(VI)で示されるヒドラジド化合物からなる群より選択された1種または2種以上、
(C)シリカ、及び、
(D)シランカップリング剤、
(E)カーボンブラック、
を含むベルト用ゴム組成物である。
このような変性剤としては、例えば四塩化スズ、四臭化スズ等のハロゲン化スズ、トリブチルスズクロライド等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等のケイ素化合物、フェニルイソシアネート等のイソシアネート基含有化合物、アミド化合物、ラクタム化合物、尿素化合物並びにイソシアヌル酸誘導体等が挙げられる。
なお、上記の配合比が10/90〜35/65(質量比)であると、省エネルギー効果と常態物性とのバランスが特に優れる点で好適である。
ここで、本発明において「液状ゴム」とは、非特許文献1:「「14102の化学商品」,化学工業日報社,2002年1月29日発行」において、その第1077頁目又は第1156頁目にいう液状ゴムを意味し、通常分子量が数千〜数万程度であって室温で流動性をもち、且つ化学反応によって他のポリマーと架橋し得るポリマーをいう。なお、本発明における末端変性ポリブタジエンゴムが上記液状ゴムに該当する場合には、別途液状ゴムを配合せずとも上記加工性向上効果を期待し得るため好適である。
なお、このような液状ゴムの上記(A)成分中に占める含有率(質量%)としては通常3〜15質量%、好ましくは3〜10質量%である。
ヘテロ元素を含んでいてもよい炭素数4〜18の2価の芳香族基(置換基を有していてもよい)としては、例えばo−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基、ナフタレン−1,4−ジイル基、ナフタレン−1,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−2,3−ジイル基、ビフェニル−4,4’−ジイル基、ビフェニル−3,3’−ジイル基、p−テルフェニル−4,4”−ジイル基、2,2−ジフェニルプロパン−4’,4”−ジイル基、フルオレン−2,2’−ジイル基、フルオレン−3,3’−ジイル基などの炭化水素系の2価の基、カルバゾール−2,7−ジイル基、カルバゾール−3,6−ジイル基、チオフェン−2,5−ジイル基、ジベンゾチオフェン−2,5−ジイル基、フラン−2,5−ジイル基、ジベンゾフラン−2,7−ジイル基、ジベンゾフラン−3,6−ジイル基、ジフェニルアミン−4,4’−ジイル基、ジフェニルエーテル−4,4’−ジイル基のようなヘテロ原子を含む2価の基等が挙げられるが、中でも、o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基が好ましく、特に、m−フェニレン基が好ましい。
置換または非置換のヒダントイン環としては、例えば1,3−ビス(ヒドラジノカルボエチル)−5−イソプロピルヒダントイン等が挙げられる。
炭素数1〜18の飽和又は不飽和直鎖状炭化水素としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、オクタデカメチレン基、7,11−オクタデカジエニレン基等が挙げられる。
上記一般式(I)または(IV)で示される化合物の中でも、省エネルギー効果や低コスト性の観点から、イソフタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジ(1,3−ジメチルプロピリデン)ヒドラジドが特に好適に用いられる。
上記一般式(II)または(V)で示される化合物の中でも、省エネルギー効果や低コスト性の観点から、2−ナフタレン酸−3−ヒドロキシ(1,3−ジメチルプロピリデン)ヒドラジド、2−ナフタレン酸−3−ヒドロキシ(1,3−ジメチルブチリデン)ヒドラジド、サリチル酸(1,3−ジメチルプロピリデン)ヒドラジドが特に好適に用いられる。
上記一般式(III)または(VI)で示される化合物の中でも、省エネルギー効果や低コスト性の観点から、イソニコチン酸ヒドラジド、イソニコチン酸(1,3−ジメチルプロピリデン)ヒドラジドが特に好適に用いられる。
なお、上記一般式(I)〜(VI)で示されるヒドラジド化合物の合成方法としては、例えばPant,U.C.;Ramchandran,Reena;Joshi,B.C.Rev.Roum.Chim.(1979)24(3),471−82に記載の方法を用いることができる。
このような(C)成分の上記(A)成分に対する配合量としては、(A)成分100質量部に対し5〜50質量部、好ましくは10〜30質量部、より好ましくは15〜30質量部である。(C)成分の配合量が多すぎるとゴム物性が低下し、少なすぎると必要なゴム硬度や省エネルギー効果が得られないため、いずれの場合も本願発明の目的を達成し得ない。
このような(D)成分の上記(A)成分に対する配合量としては、(A)成分100質量部に対し0.1〜5質量部、好ましくは0.5〜3質量部、より好ましくは0.5〜2質量部である。(D)成分の配合量が多すぎると物性低下や高コストとなり、少なすぎると要求する省エネルギー性が得られず、いずれの場合も本願発明の目的を達成し得ない。
(E)カーボンブラック、
が配合される。
このような(E)成分としては、特に限定されるものではないが、例えばSRF、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF、FT、MTなどを挙げることができる。これらのカーボンブラックは、1種を単独で、あるいは2種以上を併用してもよい。
このような(E)成分の上記(A)成分に対する配合量としては、(A)成分100質量部に対し30〜75質量部、好ましくは30〜50質量部、より好ましくは30〜40質量部である。(E)成分の配合量が多すぎると要求する省エネルギー性が得られない場合があり、少なすぎるとゴムの常態物性に劣る場合がある。
表1に示す配合にて各原料成分を一括して配合し(各成分の数値は全て質量部を示す)、バンバリーミキサーを使用し混練して未加硫のゴム組成物を得た。これらの配合ゴムを155℃で10〜15分間加硫硬化させて成形体を得た。加硫硬化後の成形体について諸物性を評価した。結果を表1,2に併記した。
商品名RSS4号。
末端変性ポリブタジエン
日本ゼオン製、商品名Nippol BR1250H。変性剤としてアミド化合物を用いて得られた末端変性ポリブタジエンゴム。
液状ポリイソプレン
クラレ社製、商品名LIR−50。
液状ポリブタジエン
新日本石油化学社製、商品名日石ポリブタジエンB−2000。
ポリブタジエン
JSR社製、商品名BR01。
スチレン−ブタジエンゴム
JSR社製、商品名SBR1500。
CB1
カーボンブラックFEF。
CB2
カーボンブラックISAF。
シリカ
日本シリカ工業社製、商品名ニプシルAQ。
シランカップリング剤
デグサ社製、商品名Si−69。
ステアリン酸
新日本理科社製、ステアリン酸。
老化防止剤
大内新興化学社製、商品名ノクラック 6C。
酸化亜鉛
東邦亜鉛社製、酸化亜鉛。
硫黄
鶴見化学社製、硫黄。
加硫促進剤
大内新興化学社製、商品名ノクセラーNS。
ヒドラジド1
2−ナフタレン酸−3−ヒドロキシ(1,3−ジメチルブチリデン)ヒドラジド。
ヒドラジド2
イソフタル酸ジヒドラジド。
20℃における損失正接tanδ及び動的弾性率E’を、東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて歪率2%、周波数10Hzの条件で測定し、tanδ/E’0.32(20℃)を求めた。
硬度
JIS K6301:1995に準拠して測定したJIS−A硬度。
伸び(%),引張り強度(MPa)
JIS K6257:1993に準拠した引張り試験により測定した。
Claims (5)
- 次の(A)〜(E)の各成分、
(A)天然ゴムと末端変性ポリブタジエンゴムとを含むゴム成分であって、天然ゴムと末端変性ポリブタジエンゴムとの配合比が、天然ゴム/末端変性ポリブタジエンゴム=10/90〜90/10(質量比)であるゴム成分、
(B)下記一般式(I)〜(VI)で示されるヒドラジド化合物からなる群より選択された1種または2種以上、
(C)シリカ、及び、
(D)シランカップリング剤、
(E)カーボンブラック、
を含み、
前記(A)成分100質量部に対し前記(B)成分が0.3〜10質量部、前記(C)成分が5〜50質量部、前記(D)成分が0.1〜5質量部、前記(E)成分が30〜75質量部配合されたことを特徴とするベルト用ゴム組成物。 - 前記(A)成分が液状ゴムを3〜15質量%含む請求項1記載のベルト用ゴム組成物。
- 前記(A)成分における天然ゴムと末端変性ポリブタジエンゴムとの配合比が、天然ゴム/末端変性ポリブタジエンゴム=10/90〜35/65(質量比)である請求項1又は2記載のベルト用ゴム組成物。
- 前記(B)成分が、イソフタル酸ジヒドラジド及び/又は2−ナフタレン酸−3−ヒドロキシ(1,3−ジメチルブチリデン)ヒドラジドである請求項1,2又は3記載のベルト用ゴム組成物。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載のベルト用ゴム組成物を用いてなるベルト。
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