橡胶组合物及使用其的传送带的制作方法

本发明涉及橡胶组合物及使用其的传送带。

背景技术：

现有具有省电力性的传送带可使用例如通过减少下面覆盖胶的能量损失来降低超越阻力的方法。

迄今为止，出于提供可使省能量性和耐久性并存的传送带用橡胶组合物的目的，提出了一种传送带用橡胶组合物，其含有：

(A)二烯系聚合物100质量份、及

(B)含有氮吸附比表面积为60～100m²/g及邻苯二甲酸二丁酯吸油量低于110ml/100g的炭黑(b-1)和氮吸附比表面积低于60m²/g及邻苯二甲酸二丁酯吸油量为110ml/100g以上的炭黑(b-2)的炭黑25～55质量份(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-122018号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

但是，本发明人等发现：现有的传送带用橡胶组合物的省电力性的效果不充分。

另外，在传送带的移动时发生，在不仅因超越阻力，而且因积载物而导致传送带弯曲的情况下，或槽弯曲时，也产生能量损失。因此，本发明人等认为，需要使在传送带中占大的体积的上面覆盖胶的能量损失减少。

另外，作为传送带的上面覆盖橡胶层中所使用的橡胶组合物的物性，除高的断裂特性、硬度、撕裂强度之外，滑轮引起的弯曲变形量也大，因此，也要求高的耐弯曲疲劳性。

因此，本发明的目的在于，提供一种橡胶组合物、及使用其的传送带，所述橡胶组合物维持优异的省电力性(即能量损失低)，并且橡胶物性(断裂特性、硬度、撕裂强度。以下同样。)、耐弯曲疲劳性优异。

用于解决课题的手段

本发明人等为了解决上述课题，进行了深入研究，结果发现一种橡胶组合物维持优异的省电力性，并且橡胶物性、耐弯曲疲劳性优异，从而完成了本发明，

所述橡胶组合物包含二烯系橡胶、炭黑1和炭黑2，所述二烯系橡胶含有天然橡胶和丁二烯橡胶，

所述天然橡胶的量占所述二烯系橡胶中的40～90质量％，所述丁二烯橡胶的量占所述二烯系橡胶中的60～10质量％，

所述炭黑1的氮吸附比表面积为60～100m²/g，所述炭黑1的邻苯二甲酸二丁酯吸油量为120cm³/100g以下，

所述炭黑2的氮吸附比表面积为20～40m²/g，所述炭黑2的邻苯二甲酸二丁酯吸油量为70～95cm³/100g，

相对于所述二烯系橡胶100质量份，所述炭黑1和所述炭黑2的合计量为25～50质量份。

即，本发明人等发现：通过以下的构成可以解决上述课题。

[1]一种橡胶组合物，包含二烯系橡胶、炭黑1和炭黑2，所述二烯系橡胶含有天然橡胶和丁二烯橡胶，

所述天然橡胶的量占所述二烯系橡胶中的40～90质量％，所述丁二烯橡胶的量占所述二烯系橡胶中的60～10质量％，

所述炭黑1的氮吸附比表面积为60～100m²/g，所述炭黑1的邻苯二甲酸二丁酯吸油量为120cm³/100g以下，

所述炭黑2的氮吸附比表面积为20～40m²/g，所述炭黑2的邻苯二甲酸二丁酯吸油量为70～95cm³/100g，

相对于所述二烯系橡胶100质量份，所述炭黑1和所述炭黑2的合计量为25～50质量份。

[2]根据上述[1]所述的橡胶组合物，其中，相对于所述二烯系橡胶100质量份，所述炭黑1的量为15～30质量份。

[3]根据上述[1]或[2]所述的橡胶组合物，其中，相对于所述二烯系橡胶100质量份，所述炭黑2的量为15～25质量份。

[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的橡胶组合物，其还含有硫，所述硫的量为所述天然橡胶的量的3质量％以下。

[5]一种传送带，是在上面覆盖橡胶层中使用了上述[1]～[4]中任一项所述的橡胶组合物而制造的。

发明效果

根据本发明的橡胶组合物，可以维持优异的省电力性，并且可以制造橡胶物性、耐弯曲疲劳性优异的传送带。

本发明的传送带维持优异的省电力性，并且橡胶物性、耐弯曲疲劳性优异。

附图说明

图1是示意性地示出本发明的传送带的优选的实施方式的一例的剖面图。

具体实施方式

下面，对本发明进行详细说明。

首先，对本发明的橡胶组合物进行说明。

本发明的橡胶组合物为如下橡胶组合物：其包含二烯系橡胶、炭黑1和炭黑2，所述二烯系橡胶含有天然橡胶和丁二烯橡胶，

所述天然橡胶的量占所述二烯系橡胶中的40～90质量％，所述丁二烯橡胶的量占所述二烯系橡胶中的60～10质量％，

所述炭黑1的氮吸附比表面积为60～100m²/g，所述炭黑1的邻苯二甲酸二丁酯吸油量为120cm³/100g以下，

所述炭黑2的氮吸附比表面积为20～40m²/g，所述炭黑2的邻苯二甲酸二丁酯吸油量为70～95cm³/100g，

相对于所述二烯系橡胶100质量份，所述炭黑1和所述炭黑2的合计量为25～50质量份。

氮吸附比表面积小的炭黑，其粒径大，这种炭黑可以使橡胶的能量损失减少，但如果其量过多，则断裂特性之类的橡胶物性、耐弯曲疲劳性变低。

因此，认为在本发明中，通过对含有特定的二烯系橡胶和炭黑2的橡胶组合物使用炭黑1，可以维持优异的省电力性，并且使橡胶物性、耐弯曲疲劳性优异，可以使优异的省电力性和高的橡胶物性、耐弯曲疲劳性平衡。

通过将这种低能量损失且高韧性的橡胶组合物用于例如传送带的上面覆盖橡胶层，可以削减传送带的移动时的消费电力，并且也可提高耐久性，且可以延长传送带的寿命。

需要说明的是，上述机制为本发明人等的推测，即使机制不同，也为本发明的范围内。

在本说明书中，有时将省电力性、橡胶物性、耐弯曲疲劳性中的至少1种特性更优异称为本发明的效果更优异。

本发明的橡胶组合物中所含有的二烯系橡胶含有天然橡胶和丁二烯橡胶。

二烯系橡胶中所含的天然橡胶(NR)没有特别限制。可举出例如现有公知的物质。天然橡胶可以分别单独使用，或组合2种以上而使用。

二烯系橡胶中所含的丁二烯橡胶(BR)没有特别限制。可举出例如现有公知的物质。

从硫化后的断裂强度、撕裂强度更高、耐摩耗性优异的观点出发，丁二烯橡胶的重均分子量优选为40万以上，更优选为45万以上100万以下。在本发明中，丁二烯橡胶的重均分子量为利用以四氢呋喃为溶剂的凝胶渗透色谱(GPC)得到的聚苯乙烯换算值。

丁二烯橡胶可以分别单独使用，或组合2种以上而使用。

在本发明中，天然橡胶的量为二烯系橡胶中的40～90质量％，从本发明的效果更优异、特别是橡胶物性优异的观点出发，优选为二烯系橡胶中的50～85质量％，更优选为60～80质量％。

另外，丁二烯橡胶的量为二烯系橡胶中的60～10质量％，从本发明的效果更优异、特别是橡胶物性优异的观点出发，优选为二烯系橡胶中的50～15质量％，更优选为40～20质量％。

二烯系橡胶还可以含有天然橡胶、丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶。作为天然橡胶、丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶，可举出例如：异戊二烯橡胶(IR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、氯丁烯橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)等。

从本发明的效果更优异、省电力性优异的观点出发，天然橡胶及丁二烯橡胶的合计量优选为二烯系橡胶中的80～100质量％。

在二烯系橡胶还含有天然橡胶、丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶的情况下，天然橡胶、丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶的量可以设为二烯系橡胶(全体)中的20质量％以下。

下面，对炭黑1进行说明。本发明的橡胶组合物中所含有的炭黑1，只要是氮吸附比表面积为60～100m²/g、且邻苯二甲酸二丁酯吸油量为120cm³/100g以下的炭黑，就没有特别限制。可举出例如现有公知的物质。具体而言，可举出例如HAF的炭黑。

从本发明的效果更优异、特别是省电力性、断裂特性优异的观点出发，炭黑1的氮吸附比表面积优选为65～95m²/g，更优选为65～90m²/g。

从本发明的效果更优异、断裂特性优异的观点出发，炭黑1的邻苯二甲酸二丁酯吸油量优选为80～120cm³/100g，更优选为90～115cm³/100g。

在本发明中，炭黑的氮吸附比表面积按照JIS K 6217-2：2001进行测定。另外，炭黑的邻苯二甲酸二丁酯吸油量按照JIS K 6217-4：2008进行测定。

炭黑1可以分别单独使用，或组合2种以上而使用。

就炭黑1的量而言，从本发明的效果更优异、特别是省电力性、橡胶物性优异的观点出发，相对于二烯系橡胶100质量份，优选为15～30质量份，更优选为15～25质量份。

下面，对炭黑2进行说明。本发明的橡胶组合物中所含有的炭黑2，只要是氮吸附比表面积为20～40m²/g、且邻苯二甲酸二丁酯吸油量为70～95cm³/100g，就没有特别限制。可举出例如现有公知的物质。具体而言，可举出例如GPF的炭黑。

就炭黑2的氮吸附比表面积而言，从本发明的效果更优异、特别是橡胶物性优异的观点出发，优选为20～35m²/g，更优选为20～30m²/g。

就炭黑2的邻苯二甲酸二丁酯吸油量而言，从本发明的效果更优异、特别是橡胶物性优异的观点出发，优选为70～90cm³/100g，更优选为75～90cm³/100g。

炭黑2可以分别单独使用，或组合2种以上而使用。

就炭黑2的量而言，从本发明的效果更优异、特别是省电力性、橡胶物性优异的观点出发，相对于二烯系橡胶100质量份，优选为15～25质量份，更优选为20～25质量份。

在本发明中，相对于二烯系橡胶100质量份，炭黑1和炭黑2的合计量为25～50质量份，从本发明的效果更优异、特别是省电力性、橡胶物性优异的观点出发，相对于二烯系橡胶100质量份，优选为30～50质量份，更优选为30～45质量份。

本发明的橡胶组合物可以还含有硫。硫没有特别限制。可举出例如现有公知的物质。

从本发明的效果更优异、特别是耐弯曲疲劳性优异的观点出发，硫的量优选为天然橡胶的量的3质量％以下，更优选为1～3质量％。

本发明的橡胶组合物除上述的各成分以外，在不损害本发明的效果、目的的范围内还可以含有添加剂。作为添加剂，可举出例如：炭黑1、2以外的炭黑、白色充填材料、硅烷偶联剂、氧化锌、硬脂酸、防老化剂、加工助剂、芳香油、液态聚合物、萜烯系树脂、热固化性树脂、硫以外的硫化剂、硫化助剂、硫化促进剂、硫化延迟剂。

本发明的橡胶组合物对其制造没有特别限制。例如，通过以下方式制造本发明的橡胶组合物：利用班伯里混合机等对上述的二烯系橡胶、炭黑1、炭黑2、可以根据需要使用的添加剂(除硫化体系之外。)进行混练，接着利用开炼机等进一步混练进硫、硫以外的硫化剂、硫化助剂、硫化促进剂。

另外，硫化的条件没有特别限制。可以通过例如在140～160℃的条件下进行加热、加压而进行硫化。

本发明的橡胶组合物可以用于例如传送带的上面覆盖橡胶层、下面覆盖橡胶层。

下面，对本发明的传送带进行说明。

本发明的传送带为在上面覆盖橡胶层中使用本发明的橡胶组合物而制造的传送带。

本发明的传送带至少具有上面覆盖橡胶层。上面覆盖橡胶层使用本发明的橡胶组合物来形成。

通过在上面覆盖橡胶层中使用本发明的橡胶组合物，本发明的传送带维持优异的省电力性，并且橡胶物性、耐弯曲疲劳性优异。

本发明的传送带除上面覆盖橡胶层以外，可以具有增强层、下面覆盖橡胶层。

下面，使用所附的附图，对本发明的传送带进行说明。需要说明的是，本发明的传送带并不限定于所附的附图。

图1是示意性地表示本发明的传送带的优选的实施方式的一例的剖面图。

图1中，传送带1具有上面覆盖橡胶层2、增强层3、下面覆盖橡胶层4，并以该顺序进行层叠。上面覆盖橡胶层2的表面成为搬运物输送面5。

在本发明中，上面覆盖橡胶层使用本发明的橡胶组合物来形成。

其中，如图1所示，在上面覆盖橡胶层具有2层以上的层的情况下，可以使用本发明的橡胶组合物形成该2层以上的层中的至少1层或全部的层。另外，从本发明的效果更优异、省电力性优异的观点出发，优选至少最外层是使用本发明的橡胶组合物形成的。

图1中，上面覆盖橡胶层2具有外层11及内层12。可以使用本发明的橡胶组合物形成外层11和/或内层12，优选至少外层11是使用本发明的橡胶组合物形成的。

在使用本发明的橡胶组合物形成外层11的情况下，可以将内层12设为用于使增强层3及外层11粘接的层。

下面覆盖橡胶层中所使用的橡胶组合物没有特别限制。可举出例如现有公知的物质。

下面覆盖橡胶层4具有外层16及内层15。

外层16和内层15可以使用相同或不同的橡胶组合物而形成。

增强层没有特别限定，可以适当选择使用通常的传送带中所使用的增强层。另外，增强层的形状没有特别限定，例如图1所示那样可以为片状，也可以为并列地填埋线状的增强线的增强层。

本发明的传送带的上面覆盖橡胶层的厚度优选为3～20mm。

下面覆盖橡胶层的厚度优选为3～20mm，更优选为5～15mm。

需要说明的是，上面覆盖橡胶层由2层以上构成的情况下，上面覆盖橡胶层的厚度是指这些层的厚度的合计。下面，覆盖橡胶层的厚度也是同样。

本发明的传送带对其制造没有特别限制。可举出例如现有公知的方法。

本发明的传送带例如可以用于输送石灰石。

实施例

下面，列举实施例，对本发明进行更详细说明，但本发明并不限定于这些实施例。

[橡胶组合物的制造]

将下述第1表所示的组成成分(质量份)进行混合，制造各橡胶组合物(未硫化橡胶组合物)。

[评价]

将如上述那样所制造的各未硫化橡胶组合物如下地进行硫化，通过以下所示的方法对硫化后的各种物性进行测定并进行评价。将结果示于下述第1表。另外，将各评价结果的优选的范围示于同表。

＜硫化橡胶片的制造＞

使用压制成型机，将如上述那样所制造的各未硫化橡胶组合物在148℃的条件下下进行加压并硫化30分钟，制造成厚度2mm的硫化橡胶片。

＜硬度＞

由如上述那样所制造的硫化橡胶片制作试验片，按照JIS K6253-3：2012的“A型肖氏硬度试验”，测定肖氏A硬度。

肖氏A硬度为57～67的情况下，可以评价为作为传送带的上面覆盖橡胶层具有适当的硬度的试验片。

＜断裂强度、断裂伸长率＞

使用上述试验片，按照JIS K 6251-2010，以拉伸速度500mm/分钟进行拉伸试验，在室温下测定断裂强度(T_B)[MPa]及断裂伸长率(E_B)[％]。

断裂强度为18.0MPa以上的情况下，可以评价为具有高的断裂强度。

断裂伸长率为400％以上的情况下，可以评价为具有高的断裂伸长率。

＜撕裂强度＞

按照JIS K6252：2007，从如上述那样所制造的硫化橡胶片上切割新月形的试验片，在中央凹腔部沿着与主轴成直角方向切入长度1.0±0.2mm的刻痕。在试验片夹具的移动速度500mm/分钟的条件下进行撕裂试验，在室温下测定撕裂强度[kN/m]。

＜耐弯曲疲劳性(裂纹成长)＞

制作通过以JIS K 6260：2010为基准的弯曲开裂成长试验，使用专用的模具，将如上述那样所制造的各未硫化橡胶组合物在148℃的条件下进行硫化制成指定的橡胶样品(纵15cm、横5cm、厚度6.3mm)。在室温下，对试验片，将冲程设为20mm，将弯曲设为每分钟300±10次，合计施加40万次，其后测定试验片产生的裂纹的长度[mm]。

＜tanδ(20℃)＞

从如上述那样所制造的硫化橡胶片中，使用切割成长方形(长度20mm×宽度5mm×厚度2mm)的试验片，使用东洋精机制作所制粘弹谱仪测定tanδ(20℃)。就测定而言，在20℃的条件下，使该试验片进行10％伸张，以20Hz的频率施加振幅±2％的振动而进行。

tanδ(20℃)为0.13以下的情况下，省电力性优异。

[表1]

[表2]

第1表所示的各成分的详细如下所述。需要说明的是，炭黑的N₂SA(氮吸附比表面积)的单位为m²/g，炭黑的DBP(邻苯二甲酸二丁酯吸油量)的单位为cm³/100g。

·NR：天然橡胶RSS#3

·BR：丁二烯橡胶，Nipol BR1220(重均分子量：46万，日本ZEON社制)

·炭黑ISAF：商品名，ショウブラックN220，CABOT日本社制

·炭黑HAF：商品名，ショウブラックN330，CABOT日本社制。该炭黑相当于炭黑1。

·炭黑FEF：商品名，ダイアブラックE，三菱化学社制

·炭黑GPF：商品名，ダイアブラックG，三菱化学社制。该炭黑相当于炭黑2。

·炭黑SRF：商品名，旭#50，旭Carbon社制

·硫：油处理硫，细井化学工业社制

·硫化促进剂：N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(Nocceler NS，大内新兴化学工业社制)

由第1表所示的结果得知：炭黑的合计量为过量的比较例1，tanδ(20℃)高，断裂伸长率小。

含有邻苯二甲酸二丁酯吸油量与炭黑2不同的炭黑的比较例2，断裂伸长率小。

含有氮吸附比表面积比炭黑1大的炭黑的比较例3，tanδ(20℃)高。

含有氮吸附比表面积比炭黑1小的炭黑的比较例4，在耐弯曲疲劳性试验中试验片断裂，耐弯曲疲劳性差。

不含有炭黑2的比较例5，硬度、撕裂强度低。

不含有炭黑1的比较例6，撕裂强度低，耐弯曲疲劳性差。

含有邻苯二甲酸二丁酯吸油量比炭黑2大的炭黑的比较例7，硬度低，tanδ(20℃)高。

丁二烯橡胶的配合量多的比较例8，断裂特性差。

与此相对，实施例1～6维持优异的省电力性(即能量损失低)，并且橡胶物性(断裂特性、硬度、撕裂强度。)、耐弯曲疲劳性优异。

将实施例1～3、6进行比较时，实施例3与实施例1、2、6相比，撕裂强度、断裂伸长率更高，tanδ(20℃)更低。

将实施例1～6进行比较时，实施例3与实施例1、2、4～6相比，断裂伸长率更高，tanδ(20℃)更低。

附图标记说明

1：传送带

2：上面覆盖橡胶层

3：增强层

4：下面覆盖橡胶层

5：搬运物输送面

11、16：外层

12、15：内层