本发明涉及橡胶组合物、通过使用该橡胶组合物获得的输送带、和安装有该输送带的带式输送机。
背景技术：
利用带式输送机作为用于输送例如材料和食品等各种包裹的手段。近年来，与输送量的增加和输送效率的提高相关，使用大型化带式输送机，并且开始使用具有达到数km的全长的带式输送机。因此，要求较高的耐久性，并且同时还要求电力消耗的降低。
要安装至带式输送机的带(输送带)通常在内部具有作为增强部件的芯体，并且将芯体夹持在该芯体的上侧(当用作输送带时为外周)的覆盖橡胶(下文中称为“外周覆盖橡胶”)与在内周(当用作输送带时为背面或下侧)的覆盖橡胶(下文中称为“内周覆盖橡胶”)之间。外周覆盖橡胶和位于其背面上的内周覆盖橡胶在所要求的物性方面彼此不同，并且内周覆盖橡胶不仅必要地具有耐撕裂性，而且还必要地减少由于输送带与大量的辊之间的接触而导致的能量损失，即，必要地通过低滞后损耗化(lowhysteresisloss)来降低电力消耗量。
专利文献1描述了作为实现节能性和耐久性二者的输送带用橡胶组合物的输送带用橡胶组合物，所述输送带用橡胶组合物包含：(a)100质量份的二烯系聚合物，以及(b)25～55质量份的包含氮吸附比表面积为60～100m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸油量小于110ml/100g的炭黑(b-1)和氮吸附比表面积小于60m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸油量为110ml/100g以上的炭黑(b-2)的炭黑。
专利文献2描述了作为在省电性和耐弯曲疲劳性方面优异的橡胶组合物的、包含含有天然橡胶和丁二烯橡胶的二烯系橡胶以及炭黑1和炭黑2的橡胶组合物，其中天然橡胶的量在二烯系橡胶中为40～90质量％，丁二烯橡胶的量在二烯系橡胶中为60～10质量％，炭黑1的氮吸附比表面积为60～100m2/g，炭黑1的邻苯二甲酸二丁酯吸油量为120cm3/100g以下，炭黑2的氮吸附比表面积为20～40m2/g，炭黑2的邻苯二甲酸二丁酯吸油量为70～95cm3/100g以下，并且炭黑1和炭黑2的总量相对于100质量份的二烯系橡胶为25～50质量份。
引文列表
专利文献
专利文献1：jp2013-122018a
专利文献2：wo2005/182499
技术实现要素：
发明要解决的问题
专利文献1和2中记载的橡胶组合物在耐久性方面是特别优异的，但是考虑到近年来要求的高的品质，所述橡胶组合物在通过压延使输送带成形时的尺寸稳定性方面(下文中可以称为“压延的尺寸稳定性”)是不足的。
在该情况下，本发明的目的在于提供实现节能性和压延的尺寸稳定性二者的橡胶组合物、提供实现节能性和压延的尺寸稳定性二者的输送带、和提供安装有该输送带的带式输送机。
用于解决问题的方案
作为本发明人为了解决上述问题而作出的认真研究的结果，发现可以通过以特定比率包含二烯系聚合物和两种特定的炭黑的橡胶组合物来解决上述问题。基于该认识完成了本发明。
本发明涉及以下[1]～[10]项。
[1]一种橡胶组合物，其包含：二烯系聚合物(a)；和炭黑(b)，所述炭黑(b)包含氮吸附比表面积大于100m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸油量为100～140ml/100g的炭黑(b-1)、和氮吸附比表面积小于60m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸油量为110ml/100g以上的炭黑(b-2)，所述炭黑(b-1)和所述炭黑(b-2)的总含量相对于100质量份的所述二烯系聚合物(a)为25～55质量份。
[2]根据第[1]项所述的橡胶组合物，其中所述炭黑(b-1)的氮吸附比表面积为大于100m2/g且116m2/g以下(并且优选106～116m2/g)。
[3]根据第[1]项或第[2]项所述的橡胶组合物，其中所述炭黑(b-1)的邻苯二甲酸二丁酯吸油量为100～119ml/100g(并且优选109～119ml/100g)。
[4]根据第[1]～[3]任一项所述的橡胶组合物，其中所述炭黑(b-2)的氮吸附比表面积为30m2/g以上且小于60m2/g(并且优选35～45m2/g)。
[5]根据第[1]～[4]任一项所述的橡胶组合物，其中所述炭黑(b-2)的邻苯二甲酸二丁酯吸油量为110～140ml/100g(并且优选116～126ml/100g)。
[6]根据第[1]～[5]任一项所述的橡胶组合物，其中所述炭黑(b-1)与所述炭黑(b-2)的含量比(b-1)/(b-2)(质量比)为10/90～80/20(优选20/80～60/40，并且更优选30/70～50/50)。
[7]根据第[1]～[6]任一项所述的橡胶组合物，其中所述二烯系聚合物(a)以15～85质量％的总量(优选20～60质量％，并且更优选25～55质量％)包含天然橡胶和异戊二烯橡胶并且以85～15质量％的量(优选80～40质量％，并且更优选75～45质量％)包含丁二烯橡胶。
[8]一种输送带，其通过使用根据第[1]～[7]任一项所述的橡胶组合物来获得。
[9]一种带式输送机，其安装有根据第[8]项所述的输送带。
[10]根据第[1]～[7]任一项所述的橡胶组合物作为输送带的使用。
发明的效果
根据本发明，可以提供实现节能性和压延的尺寸稳定性二者的橡胶组合物、实现节能性和压延的尺寸稳定性二者的输送带、和安装有该输送带的带式输送机。
具体实施方式
[橡胶组合物]
本发明的橡胶组合物包含：
二烯系聚合物(a)，和
炭黑(b)，所述炭黑(b)包含氮吸附比表面积大于100m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸油量为100～140ml/100g的炭黑(b-1)、和氮吸附比表面积小于60m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸油量为110ml/100g以上的炭黑(b-2)，并且
炭黑(b-1)和炭黑(b-2)的总含量相对于100质量份的二烯系聚合物(a)为25～55质量份。
本发明的橡胶组合物优选作为输送带用橡胶组合物，并且通过使用该橡胶组合物获得的输送带可以实现节能性和压延的尺寸稳定性二者。
在以下描述中，显示数值范围的表达“a～b”意指包括端点a和b的数值范围。换言之，所述表达意指“a以上且b以下”(在a<b的情况下)或“a以下且b以上”(在a>b的情况下)。
以下将参考例如其中将橡胶组合物应用至输送带的情况来描述本发明的橡胶组合物。
以下还将描述本发明的橡胶组合物的组分。
(二烯系聚合物(a))
本发明的橡胶组合物包含二烯系聚合物(a)(下文中可以称为“(a)组分”)。
作为(a)组分的二烯系聚合物的实例包括天然橡胶(nr)、异戊二烯橡胶(ir)、丁二烯橡胶(br)、苯乙烯-丁二烯橡胶(sbr)、乙烯-丙烯橡胶(epr)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(epdm)、丁基橡胶(iir)、卤化丁基橡胶、和氯丁二烯橡胶。这些种类的橡胶可以单独或作为其两种以上的组合使用。在本发明中，从实现节能性和耐久性二者的观点，优选组合使用其两种以上。更优选组合使用选自天然橡胶、异戊二烯橡胶和丁二烯橡胶中的至少两种。进一步优选将选自天然橡胶和丁二烯橡胶中的至少一种与丁二烯橡胶组合使用。特别优选将天然橡胶或异戊二烯橡胶与丁二烯橡胶组合使用。
(a)组分优选仅由选自天然橡胶和丁二烯橡胶中的至少一种、与丁二烯橡胶组成，并且更优选仅由天然橡胶或丁二烯橡胶、与丁二烯橡胶组成。
从实现节能性和耐久性二者的观点，(a)组分优选包含总计15～85质量％的天然橡胶和异戊二烯橡胶以及85～15质量％的丁二烯橡胶。更优选地，(a)组分包含总计20～60质量％的天然橡胶和异戊二烯橡胶以及80～40质量％的丁二烯橡胶。进一步优选地，(a)组分包含总计25～55质量％的天然橡胶和异戊二烯橡胶以及75～45质量％的丁二烯橡胶。特别优选地，(a)组分包含总计30～45质量％的天然橡胶和异戊二烯橡胶以及70～55质量％的丁二烯橡胶。
在其中(a)组分中的天然橡胶和异戊二烯橡胶的总含量为15质量％以上的情况下，天然橡胶和异戊二烯橡胶形成(a)组分的海岛结构的海，导致良好的断裂特性。在其中(a)组分中的丁二烯橡胶的含量至少为15质量％的情况下，可以提高节能性。
从实现节能性和耐久性二者的观点，丁二烯橡胶优选为高顺式丁二烯橡胶。本文中的高顺式丁二烯橡胶意指在通过ft-ir的测量中其中1,3-丁二烯单元中的顺式-1,4键含量为90％以上且小于98％的高顺式丁二烯橡胶。高顺式丁二烯橡胶的1,3-丁二烯单元中的顺式-1,4键含量优选为95％以上且小于98％。对高顺式丁二烯橡胶的生产方法不特别限定，并且可以通过已知的方法来生产橡胶。例如，可以通过使用钕系催化剂借助丁二烯的聚合来生产橡胶。高顺式丁二烯橡胶是商购可得的，并且可以使用例如由jsrcorporation生产的“br01”和“t700”等。
(炭黑(b))
本发明的橡胶组合物包含炭黑(b)(下文中可以称为“(b)组分”)。
从实现节能性和压延的尺寸稳定性二者的观点，作为(b)组分的炭黑包含氮吸附比表面积大于100m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸油量为100～140ml/100g的炭黑(b-1)(下文中可以称为“(b-1)组分”)，和氮吸附比表面积小于60m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸油量为110ml/100g以上的炭黑(b-2)(下文中可以称为“(b-2)组分”)。
邻苯二甲酸二丁酯吸油量在下文中可以称为“dbp吸油量”。
从压延的尺寸稳定性的观点，本发明中的作为(b-1)组分的炭黑满足两个条件，即，氮吸附比表面积大于100m2/g且dbp吸油量为100～140ml/100g。此外，从压延的尺寸稳定性的观点，本发明中的作为(b-1)组分的炭黑优选具有大于100m2/g且116m2/g以下的氮吸附比表面积和100～119ml/100g的dbp吸油量，并且更优选具有106～116m2/g的氮吸附比表面积和109～119ml/100g的dbp吸油量。
推测(b-1)组分相对于粒径特别地具有大的表面积，因此，与相对于粒径具有小的表面积的炭黑相比，在硫化时容易经历与橡胶组分的相互作用，结果，可以获得在通过压延成形时的尺寸稳定性。
从节能性的观点，本发明中的作为(b-2)组分的炭黑满足两个条件，即，氮吸附比表面积小于60m2/g且dbp吸油量为110ml/100g以上。本发明中的作为(b-2)组分的炭黑优选具有30m2/g以上且小于60m2/g的氮吸附比表面积和110～140ml/100g的dbp吸油量，并且更优选具有35～45m2/g的氮吸附比表面积和116～126ml/100g的dbp吸油量。
在本说明书中，炭黑的氮吸附比表面积和dbp吸油量为根据jisk6217(1997)测量的值。
(b-1)组分与(b-2)组分的含量比[质量比(b-1)/(b-2)]优选为10/90～80/20，更优选20/80～60/40，并且进一步优选30/70～50/50。在其中(b-1)组分相对于(b-1)组分和(b-2)组分的总量的含量比小于10质量％的情况下，压延的尺寸稳定性会劣化，并且在其中(b-2)组分的含量比小于20质量％的情况下，节能性会是不足的。
可以通过炉法、槽法、乙炔法和热裂法(thermalmethod)等中的任意方法来生产炭黑，并且通过炉法生产的炭黑是特别优选的。炭黑的具体实例包括包含saf、isaf、haf、fef、gpf和srf(以上均为橡胶用炉黑)、和mt炭黑(热解碳)的标准品种。其中，isaf、saf和fef是优选的。满足前述要求的炭黑可以适当地选自这些品种并使用。
在本发明的橡胶组合物中，(b-1)组分和(b-2)组分的总含量相对于100质量份的(a)组分为25～55质量份。在总含量小于25质量份的情况下，耐久性变差。另一方面，在总含量超过55质量份的情况下，耐久性变差，并且节能性是不足的。从相同的观点，(b-1)组分和(b-2)组分的总含量相对于100质量份的(a)组分优选为25～50质量份，更优选30～50质量份，并且进一步优选35～50质量份。
本发明的橡胶组合物可以包含不对应于(b-1)组分和(b-2)组分的炭黑(b-3)(下文中可以称为“(b-3)组分”)。在其中包含(b-3)组分的情况下，其含量相对于100质量份的(a)组分优选为10质量份以下，更优选5质量份以下，进一步优选3质量份以下，并且特别优选1质量份以下，并且最优选不包含(b-3)组分。
(b)组分中的(b-3)组分的含量优选为30质量％以下，更优选15质量％以下，进一步优选5质量％以下，并且最优选不包含(b-3)组分。
(其它组分)
在不显著地损害本发明的效果的这样的范围内，可以将其它添加剂进一步添加至本发明的橡胶组合物中。对添加剂不特别限定，只要添加剂通常包含在输送带的覆盖橡胶中即可。添加剂的实例包括例如硬脂酸等脂肪酸、氧化锌(锌华)、防老剂、硫磺、硫化促进剂、硫化延迟剂(防焦剂)、油、树脂、蜡、二氧化硅、二氧化硅偶联剂、塑解剂(peptizingagent)、臭氧龟裂抑制剂(ozonecrackinginhibitor)、抗氧化剂、粘土和碳酸钙。所使用的这些材料可以为市售品。
在其中使用脂肪酸的情况下，其使用量相对于100质量份的(a)组分优选为0.1～10质量份，并且更优选1～5质量份。
在其中使用氧化锌的情况下，其使用量相对于100质量份的(a)组分优选为0.5～10质量份，并且更优选1～5质量份。
作为防老剂，可以选择和使用已知的防老剂。其实例包括n-苯基-n'-(1,3-二甲基丁基)-对苯二胺(6c)、n-苯基-n'-异丙基-对苯二胺(3c)和2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物(rd)。防老剂可以单独或作为其两种以上的组合使用。在其中使用防老剂的情况下，其使用量相对于100质量份的(a)组分优选为0.1～10质量份，更优选0.5～5质量份，并且进一步优选1～5质量份。
在其中使用硫磺的情况下，其使用量相对于100质量份的(a)组分以硫磺含量计优选为0.5～10质量份，并且更优选0.5～4质量份。
对硫化促进剂不特别限定，并且其实例包括：噻唑系，如2-巯基苯并噻唑(m)、二硫化二苯并噻唑(dm)和n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(cz)；和胍系，如二苯胍(dpg)。硫化促进剂可以单独或作为其两种以上的组合使用。在其中使用硫化促进剂的情况下，其使用量相对于100质量份的(a)组分优选为0.1～5质量份，并且更优选0.1～2质量份。
在不损害本发明的目的的这样的范围内，其它添加剂的添加量可以由本领域技术人员适当地选择。
本发明的橡胶组合物可以通过将(a)组分和(b)组分连同适宜必要的添加剂混炼来获得。混炼方法可以按照本领域技术人员通常实施的方法。所述方法的优选实例包括：其中将除了硫磺和硫化促进剂以外的所有组分通过使用例如班伯里混合机、布拉本德混合机、捏合机或高剪断型混合机等混合机在80～200℃(优选100～180℃)下混炼(a阶段混炼)、然后将硫磺和硫化促进剂添加至其中并且用混炼辊机等在80～200℃(优选100～180℃)下进一步混炼(b阶段混炼)的方法，和其中将所有组分通过使用前述混合机在80～200℃(优选100～180℃)下一次混炼的方法。
可以将由此获得的橡胶组合物用加热模具成形从而提供本发明的输送带(即，外周覆盖橡胶和内周覆盖橡胶)。通常，使外周覆盖橡胶和内周覆盖橡胶夹持作为增强部件的芯体，从而制造安装至带式输送机的输送带。
本发明的输送带用橡胶组合物具有节能性和压延时的尺寸稳定性二者，因此作为输送带的内周覆盖橡胶是特别有用的。
实施例
以下将参考实施例更详细地描述本发明，但是本发明不限于实施例。在以下记载中，除非另有说明，“％”和“份”的表示分别意指“质量％”和“质量份”。表中的添加量的记载均以“质量份”计。
根据以下方法针对压延时的尺寸稳定性和节能性来评价在表1的各实例中获得的输送带用橡胶组合物。
(橡胶尺寸稳定率)
通过使用压延辊将在表1的各实例中获得的橡胶组合物各自压延成片状。分别测量在压延期间围绕辊卷绕的橡胶片的长边长度和在从辊切出之后压延机(mill)收缩后的橡胶片的长边长度。根据下式获得长边侧的橡胶片尺寸稳定率。尺寸稳定率的值越大，意指压延时的尺寸稳定性越好。
橡胶尺寸稳定率(％)＝((压延后的长边长度)/(压延中的长边长度))×100
(节能性-低滞后损耗性)
使用在表1的各实例中获得的输送带用橡胶组合物生产长度为40mm、宽度为5mm且厚度为2mm的片材。将各片材用粘弹性分光计(由toyoseikiseisakushoco.,ltd.生产)在卡盘间距离为10mm、动态应变为2％且频率为10hz的测量条件下进行动态粘弹性测量，从而测量在20℃下的损耗角正切(tanδ)。假设将动态弹性模量称为e'(n/mm)，获得tanδ/e'0.32(损耗指数)的值并且将其指定为低滞后损耗性的指标。损耗指数越小意指低滞后损耗性是优异的，表明优异的节能性。
实施例1～9及比较例1～4
通过使用班伯里混合机将除了硫磺和硫化促进剂以外的所有组分以表1中示出的配混量(单位：质量份)来混炼(a阶段混炼)，然后将硫磺和硫化促进剂添加至其中并且进一步混合(b阶段混炼)，从而提供输送带用橡胶组合物。将该橡胶组合物在160℃的模具温度下硫化15分钟，从而提供输送带用覆盖橡胶。针对耐久性和节能性评价所得覆盖橡胶。结果在表1中示出。
以下将详细地描述表1中的各组分。
1)天然橡胶，等级：rss-3号
2)丁二烯橡胶(1,3-丁二烯单元中的顺式-1,4键的量为97％)，“br150l”(商品名)，由ubeindustries,ltd.生产
3)“shoblackn220”(商品名)(isaf)，由cabotjapank.k.生产，氮吸附比表面积：111m2/g，邻苯二甲酸二丁酯吸油量：115ml/100g，(b-1)组分
4)“vulcan10h”(商品名)(saf)，由cabotjapank.k.生产，氮吸附比表面积：146m2/g，邻苯二甲酸二丁酯吸油量：127ml/100g，(b-1)组分
5)“shoblackn550”(商品名)(fef)，由cabotjapank.k.生产，氮吸附比表面积：42m2/g，邻苯二甲酸二丁酯吸油量：115ml/100g，(b-2)组分
6)“shoblackn330”(商品名)(haf)，由cabotjapank.k.生产，氮吸附比表面积：82m2/g，邻苯二甲酸二丁酯吸油量：102ml/100g，既不是(b-1)组分也不是(b-2)组分
7)硬脂酸300(商品名)，由newjapanchemicalco.,ltd.生产
8)锌华，由tohozincco.,ltd.生产
9)“nonflexrd”(商品名)，2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物，由seikochemicalco.,ltd.生产
10)“60％不溶性硫磺”(商品名)，由nipponkanryuindustryco.,ltd.生产
11)“vulnocpm”(商品名)，间亚苯基双马来酰亚胺(硫化剂)，由ouchishinkochemicalindustrialco.,ltd.生产
12)“noccelerns-p”(商品名)，n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺，由ouchishinkochemicalindustrialco.,ltd.生产
从表1理解的是，本发明的输送带用橡胶组合物实现了节能性和压延的尺寸稳定性二者。
另一方面，在其中如比较例1和3中仅包含(b-1)组分作为(b)组分的情况下、和在其中如比较例2和4中仅包含(b-2)组分作为(b)组分的情况下，节能性是不足的。
产业上的可利用性
本发明的橡胶组合物在节能性和压延的尺寸稳定性两方面均是优异的，因此可以应用至输送带，特别是输送带的内周覆盖橡胶。