КАУЧУКОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТЕРНОЙ ЛЕНТЫ И ТРАНСПОРТЕРНАЯ ЛЕНТА Российский патент 2017 года по МПК C08L9/00 C08K3/00 C08J5/00 B65G15/32 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001]

Настоящее изобретение относится к каучуковой композиции для транспортерной ленты, которая подходит для транспортерной ленты, предназначенной для районов с холодным климатом, и к транспортерной ленте.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002]

Транспортерные ленты широко применяют для транспортировки материалов и т.п. Однако для увеличения объема транспортируемых грузов, повышения транспортной эффективности и т.п. требуются транспортерные ленты большего размера и большей прочности, и в последние годы появились транспортерные ленты с общей длиной до нескольких километров.

Это приводит к увеличению стоимости оборудования и энергопотребления, поэтому возник спрос на более дешевые системы ленточных транспортеров с низкой ценой и энергопотреблением. В частности, проводили исследования в области снижения стоимости и энергопотребления ленточных транспортеров за счет улучшения характеристик каучука, образующего ленту.

[0003]

В таких обстоятельствах в п. 1 формулы изобретения патентного документа 1 описывают «каучуковую композицию для транспортерной ленты, содержащую каучуковый компонент, содержащий натуральный каучук (НК) и полибутадиеновый каучук (ПБК), углеродную сажу и т.п.». В патентном документе 1 указывают, что применение такой каучуковой композиции для транспортерной ленты может снизить энергопотребление.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Патентный документ

[0004]

Патентный документ 1: нерассмотренная опубликованная заявка на патент Японии N° 2008-38133A

Изложение сущности изобретения

Проблемы, решение которых обеспечивается настоящим изобретением

[0005]

Учитывая увеличившийся в последние годы спрос на транспортерные ленты для районов с холодным климатом, каучуковые композиции для транспортерных лент должны показывать значительное снижение энергопотребления при низких температурах, когда такие каучуковые композиции образуют транспортерные ленты. Следует отметить, что термин «район с холодным климатом» относится к району, в котором наименьшая температура эксплуатации в течение года составляет 0°C или ниже.

Когда авторы настоящего изобретения исследовали каучуковую композицию для транспортерной ленты, содержащую каучуковый компонент, содержащий бутадиеновый каучук, углеродную сажу, серу и ускоритель вулканизации, используя в качестве ссылки патентный документ 1, установили, что при низких температурах (например, -40°C) каучуковая композиция после вулканизации обладает высоким показателем tanδ и снижение энергопотребления при низкой температуре не удовлетворяет требованиям к уровню снижения, предъявляемым в последние годы.

Таким образом, в свете описанных выше обстоятельств, цель настоящего изобретения представляет собой обеспечение каучуковой композиции для транспортерной ленты, причем каучуковая композиция должна способствовать значительному снижению энергопотребления при низких температурах в случае образования транспортерной ленты, а также обеспечение транспортерной ленты, образованной с применением такой каучуковой композиции для транспортерной ленты.

Способы решения проблемы

[0006]

В результате тщательного исследования вышеупомянутых проблем авторы настоящего изобретения установили, что путем смешивания конкретного каучукового компонента, конкретной углеродной сажи, серы и ускорителя вулканизации и путем задания массового соотношения (сера/ускоритель вулканизации) содержания серы и содержания ускорителя вулканизации в пределах конкретного диапазона можно достичь значительного снижения энергопотребления при низких температурах в случае образования транспортерной ленты, и, таким образом, осуществили настоящее изобретение.

[0007]

(1) Каучуковая композиция для транспортерной ленты, содержащая: каучуковый компонент, содержащий бутадиеновый каучук и/или бутадиенстирольный каучук, углеродную сажу, серу и ускоритель вулканизации;

причем температура стеклования бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука составляет -65°C или ниже;

удельная площадь поверхности адсорбции азота углеродной сажи составляет 90 м²/г или ниже;

общее содержание бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука составляет 50% по массе или выше относительно содержания каучукового компонента;

содержание углеродной сажи составляет от 30 до 50 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента; и

массовое соотношение (сера/ускоритель вулканизации) содержания серы и содержания ускорителя вулканизации составляет 1,5 или ниже.

(2) Каучуковая композиция для транспортерной ленты по п. (1), в которой удельная площадь поверхности адсорбции азота углеродной сажи составляет 60 м²/г или выше.

(3) Каучуковая композиция для транспортерной ленты по п. (1) или (2), в которой такую каучуковую композицию используют в транспортерной ленте, предназначенной для применения в районах с холодным климатом.

(4) Транспортерная лента, образованная с применением каучуковой композиции для транспортерной ленты, описанной в любом из пп. (1)-(3).

(5) Транспортерная лента, содержащая: верхний покрывающий каучуковый слой, армирующий слой и нижний покрывающий каучуковый слой;

причем по меньшей мере нижний покрывающий каучуковый слой образован с применением каучуковой композиции для транспортерной ленты, описанной в любом из пп. (1)-(3).

(6) Транспортерная лента по п. (4) или (5), где транспортерная лента предназначена для применения в районах с холодным климатом.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008]

Как описано ниже, в соответствии с настоящим изобретением могут быть обеспечены каучуковая композиция для транспортерной ленты, причем каучуковая композиция должна способствовать значительному снижению энергопотребления при низких температурах в случае образования транспортерной ленты, а также транспортерная лента, образованная с применением такой каучуковой композиции для транспортерной ленты.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0009]

На ФИГ. 1 представлен вид в поперечном сечении, схематично иллюстрирующий пример предпочтительных вариантов осуществления транспортерной ленты согласно настоящему изобретению.

НАИЛУЧШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010]

Каучуковая композиция для транспортерной ленты согласно настоящему изобретению и транспортерная лента, образованная с применением каучуковой композиции для транспортерной ленты согласно настоящему изобретению, будут описаны ниже.

[0011]

Каучуковая композиция для транспортерной ленты

Каучуковая композиция для транспортерной ленты согласно настоящему изобретению (также называемая далее как «композиция согласно настоящему изобретению») содержит: каучуковый компонент, содержащий бутадиеновый каучук и/или бутадиенстирольный каучук, углеродную сажу, серу и ускоритель вулканизации; причем температура стеклования бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука составляет -65°C или ниже;

удельная площадь поверхности адсорбции азота углеродной сажи составляет 90 м²/г или ниже; общее содержание бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука составляет 50% по массе или выше относительно содержания каучукового компонента; содержание углеродной сажи составляет от 30 до 50 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента; и массовое соотношение (сера/ускоритель вулканизации) содержания серы и содержания ускорителя вулканизации составляет 1,5 или ниже.

[0012]

Как описано выше, композиция согласно настоящему изобретению содержит конкретный каучуковый компонент, конкретную углеродную сажу, серу и ускоритель вулканизации, а массовое соотношение (сера/ускоритель вулканизации) содержания серы и содержания ускорителя вулканизации находится в пределах конкретного диапазона.

Полагают, что, поскольку композиция согласно настоящему изобретению имеет указанный состав, такая каучуковая композиция позволяет достичь значительного снижения энергопотребления при низких температурах в случае образования транспортерной ленты.

[0013]

Хотя причина не ясна, предполагают, что она состоит в следующем.

Как описано ниже, каучуковая композиция, содержащаяся в настоящем изобретении, содержит всего 50% по массе или выше бутадиенового каучука и/или бутадиенстирольного каучука с температурой стеклования -65°C или ниже. Также, как описано ниже, удельная площадь поверхности адсорбции азота углеродной сажи, содержащейся в настоящем изобретении, составляет 90 м²/г или ниже. Полагают, что это позволяет уменьшить тепловыделение во время деформации в условиях низких температур.

Дополнительно, как описано выше, массовое соотношение (сера/ускоритель вулканизации) содержания серы и содержания ускорителя вулканизации в композиции согласно настоящему изобретению составляет 1,5 или ниже. Из-за этого поперечно-сшивающая структура, полученная путем вулканизации композиции согласно настоящему изобретению, обладает в значительной степени высокой однородностью. В результате этого полагают, что во время деформации напряжение будет распределяться оптимальным образом и потери энергии будут малы.

По этим причинам полагают, что транспортерная лента, образованная с применением композиции согласно настоящему изобретению, позволяет достичь значительного снижения энергопотребления при низких температурах.

Также такой вывод делают на основании того факта, что, как описано в приведенных ниже сравнительных примерах, для случая, когда общее содержание бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука ниже 50% по массе относительно содержания каучукового компонента (сравнительный пример 1), для случая, когда температура стеклования любого из бутадиенового каучука или бутадиенстирольного каучука превышает -65°C, даже когда общее содержание бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука составляет 50% по массе или выше относительно содержания каучукового компонента (сравнительные примеры 2-4), для случая, когда удельная площадь поверхности адсорбции азота углеродной сажи превышает 90 м²/г (сравнительный пример 6), и для случая, когда соотношение сера/ускоритель вулканизации превышает 1,5 (сравнительный пример 5), снижение энергопотребления при низких температурах является недостаточным.

[0014]

Каждый компонент, содержащийся в композиции согласно настоящему изобретению, будет подробно описан ниже.

[0015]

<Каучуковый компонент>

Каучуковый компонент, содержащийся в композиции согласно настоящему изобретению, содержит бутадиеновый каучук (БК) и/или бутадиенстирольный каучук (БСК).

[0016]

Бутадиеновый каучук не имеет конкретных ограничений при условии, что бутадиеновый каучук представляет собой полимер, полученный из мономеров бутадиена. Следует отметить, что бутадиеновый каучук можно получить с применением множества типов мономеров бутадиена.

Примеры мономера бутадиена включают 1,3-бутадиен, 2-метил-1,3-бутадиен, 2,3-диметил-1,3-бутадиен, 2-хлор-1,3-бутадиен и т.п.

[0017]

С точки зрения прочности образованной транспортерной ленты и удобства обращения с композицией средневесовая молекулярная масса бутадиенового каучука составляет предпочтительно 400 000 или выше и более предпочтительно - 450 000 или выше. Хотя верхний предел не имеет конкретных ограничений, предпочтительно установить верхний предел равным 2 000 000 или ниже.

Следует отметить, что в настоящей заявке средневесовую молекулярную массу (Mw) определяют способом гель-проникающей хроматографии (ГПХ) с применением полистирола в качестве стандарта и тетрагидрофурана в качестве растворителя.

[0018]

Температура стеклования (Tg) бутадиенового каучука составляет -65°C или ниже. В частности, температура Tg предпочтительно составляет -90°C или ниже. Нижний предел температуры Tg не имеет конкретных ограничений; однако нижний предел, как правило, составляет -130°C или выше.

Следует отметить, что в настоящей заявке температуру Tg измеряют при увеличении температуры со скоростью 20°C/мин с применением дифференциального сканирующего калориметра (ДСК) и рассчитывают способом средней точки.

[0019]

Бутадиенстирольный каучук не имеет конкретных ограничений при условии, что бутадиенстирольный каучук представляет собой сополимер, полученный из мономера(-ов) бутадиена и мономера(-ов) стирола. Бутадиенстирольный каучук можно получить с применением множества типов мономеров бутадиена и/или мономеров стирола.

Примеры мономера стирола включают стирол, 2-метилстирол, 3-метилстирол, 4-метилстирол, α-метилстирол, 2,4-диметилстирол, 2,4-диизопропилстирол, 4-трет-бутилстирол, трет-бутоксистирол, N,N-диэтиламиноэтилстирол и т.п.

[0020]

С точки зрения прочности образованной транспортерной ленты и удобства обращения с композицией средневесовая молекулярная масса бутадиенстирольного каучука составляет предпочтительно 250 000 или выше и более предпочтительно - 300 000 или выше. Хотя верхний предел не имеет конкретных ограничений, предпочтительно установить верхний предел равным 2 000 000 или ниже. Способ определения средневесовой молекулярной массы описан выше.

[0021]

Температура стеклования (Tg) бутадиенстирольного каучука составляет -65°C или ниже. В частности, температура Tg предпочтительно составляет -70°C или ниже. Нижний предел температуры Tg не имеет конкретных ограничений; однако нижний предел, как правило, составляет -90°C или выше и предпочтительно - -80°C или выше. Способ определения температуры Tg описан выше.

[0022]

Общее содержание бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука составляет 50% по массе или выше относительно содержания каучукового компонента. В частности, с точки зрения износостойкости образованной транспортерной ленты общее содержание составляет предпочтительно 60% по массе или выше.

[0023]

Каучуковый компонент может содержать другой каучук, отличный от бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука при условии, что общее содержание бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука в каучуковом компоненте составляет 50% по массе или выше.

Такой каучук не имеет конкретных ограничений; однако представленные в настоящем документе примеры включают натуральный каучук (НК), изопреновый каучук (ИК), сополимерный бутадиенакрилонитрильный каучук (NBR), бутилкаучук (IIR), галогензамещенный бутиловый каучук (Br-IIR, Cl-IIR), хлоропреновый каучук (ХК) и т.п.

[0024]

<Углеродная сажа>

Углеродная сажа, содержащаяся в композиции согласно настоящему изобретению, не имеет конкретных ограничений при условии, что углеродная сажа имеет удельную площадь поверхности адсорбции азота (N₂SA), равную 90 м²/г или ниже.

Следует отметить, что «удельная площадь поверхности адсорбции азота», описанная выше, представляет собой альтернативную характеристику площади поверхности, которую можно применять при адсорбции углеродной сажи к молекулам каучука, а значение адсорбции азота на поверхности для углеродной сажи представляет собой измерение в соответствии с документом JIS K6217-2:2001 (Часть 2. Определение удельной площади поверхности. Способы определения адсорбции азота. Одноточечные процедуры).

[0025]

N₂SA углеродной сажи предпочтительно составляет 60 м²/г или выше с точки зрения приведения скорости изменения показателя tanδ (20°C) к величине, при которой снижается степень перевулканизации композиции.

Нижний предел N₂SA углеродной сажи не имеет конкретных ограничений; однако N₂SA, как правило, составляет 10 м²/г или выше.

[0026]

Примеры углеродной сажи включают HAF (износостойкая печная сажа), FEF (быстро экструдируемая печная сажа), GPF (печная сажа общего назначения), SRF (полуусиливающая печная сажа) и т.п.

[0027]

Содержание углеродной сажи составляет от 30 до 50 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента.

[0028]

<Сера>

Сера, содержащаяся в композиции согласно настоящему изобретению, не имеет конкретных ограничений; однако примеры серы включают серный порошок, осажденную серу, высокодисперсную серу, серу с обработанной поверхностью, нерастворимую серу, диморфолиндисульфид, алкилфенолдисульфид и т.п. Можно применять только один из перечисленных типов или комбинацию из двух или более перечисленных типов.

[0029]

Содержание серы не имеет конкретных ограничений; однако, с точки зрения прочности образованной транспортерной ленты и удобства обращения с композицией, содержание предпочтительно составляет от 1,0 до 4,0 массовых частей и более предпочтительно - от 1,2 до 3,0 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента.

[0030]

<Ускоритель вулканизации>

Ускоритель вулканизации, содержащийся в композиции согласно настоящему изобретению, не имеет конкретных ограничений; однако примеры ускорителя вулканизации включают в себя ускорители вулканизации на основе альдегидов/аммиака, на основе гуанидина, на основе тиомочевины, на основе тиазола, на основе сульфенамида, на основе тиурама, на основе дитиокарбамата и т.п.

Конкретные примеры ускорителя вулканизации на основе альдегидов/аммиака включают гексаметилентетрамин (H) и т.п.

Конкретные примеры ускорителя вулканизации на основе гуанидина включают дифенилгуанидин и т.п.

Конкретные примеры ускорителя вулканизации на основе тиомочевины включают этилентиомочевину и т.п.

Конкретные примеры ускорителя вулканизации на основе тиазола включают дибензотиазилдисульфид (DM), 2-меркаптобензотиазол, их соли цинка и т.п.

Конкретные примеры ускорителя вулканизации на основе сульфенамида включают N-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамид (CZ), N-трет-бутил-2-бензотиазолилсульфенамид (NS) и т.п.

Конкретные примеры ускорителя вулканизации на основе тиурама включают тетраметилтиурамдисульфид (TMTD), дипентаметилентиурамтетрасульфид и т.п.

Конкретные примеры ускорителя вулканизации на основе дитиокарбамата включают диметилдитиокарбамат натрия, диметилдитиокарбамат цинка, диметилдитиокарбамат теллура, диметилдитиокарбамат меди, диметилдитиокарбамат железа, пипеколилдитиокарбамат пипеколина и т.п.

[0031]

Содержание ускорителя вулканизации не имеет конкретных ограничений; однако, с точки зрения прочности образованной транспортерной ленты и удобства обращения с композицией, содержание предпочтительно составляет от 0,5 до 3 массовых частей и более предпочтительно - от 1,0 до 2,0 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента.

[0032]

В композиции согласно настоящему изобретению массовое соотношение (сера/ускоритель вулканизации) содержания серы и содержания ускорителя вулканизации составляет 1,5 или ниже. Другими словами, содержание серы превышает содержание ускорителя вулканизации не более чем в 1,5 раза.

С точки зрения еще большего снижения энергопотребления при низких температурах и еще большего снижения скорости изменения показателя tanδ (20°C) при еще меньшей перевулканизации композиции массовое соотношение (также называемое далее как «сера/ускоритель вулканизации») составляет предпочтительно 1,3 или ниже и более предпочтительно - 1,1 или ниже.

[0033]

<Другой компонент: необязательный компонент>

Помимо описанных выше компонентов, композиция согласно настоящему изобретению может содержать другие компоненты, такие как кремнезем, силановые связывающие агенты, вулканизирующие агенты, отличные от серы, вулканизирующие присадки и замедлители вулканизации. Дополнительно, композиция может содержать различные смешивающие агенты в диапазоне, не наносящем ущерб цели настоящего изобретения.

[0034]

(Кремнезем)

Кремнезем не имеет конкретных ограничений; однако примеры кремнезема включают пирогенный кремнезем, кальцинированный кремнезем, осажденный кремнезем, порошкообразный кремнезем, плавленый кремнезем, мелкодисперсный порошок кремниевого ангидрида, мелкодисперсный порошок гидратированной кремниевой кислоты, гидратированный силикат алюминия, гидратированный силикат кальция и т.п. Можно применять только один из перечисленных типов или комбинацию из двух или более перечисленных типов.

[0035]

(Силановый связывающий агент)

Силановый связывающий агент не имеет конкретных ограничений; однако предпочтительно применять силановый связывающий агент на полисульфидной основе, который применяют для каучуков.

Конкретные примеры силанового связывающего агента на полисульфидной основе включают бис(3-(триэтоксисилил)пропил)тетрасульфид, бис(3-(триэтоксисилил)пропил)дисульфид и т.п.

[0036]

(Вулканизирующий агент, отличный от серы)

Вулканизирующий агент, отличный от серы, не имеет конкретных ограничений; однако примеры вулканизирующего агента включают вулканизирующие агенты на основе органической перекиси, вулканизирующие агенты на основе оксидов металлов, фенольные смолы, диоксим хинона и т.п.

Конкретные примеры вулканизирующего агента на основе органической перекиси включают бензоилпероксид, трет-бутилгидропероксид, 2,4-дихлорбензоилпероксид, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексан, 2,5-диметилгексан-2,5-ди(пероксилбензоат) и т.п.

Другие примеры включают оксид магния, глет (оксид свинца), диоксим п-хинона, диоксим п-дибензоилхинона, поли-п-динитрозобензол, метилендианилин и т.п.

[0037]

(Вулканизирующая присадка)

В качестве вулканизирующей присадки можно применять в комбинации присадки, которые, как правило, применяют для каучуков. Примеры вулканизирующей присадки включают цинковые белила, стеариновую кислоту, олеиновую кислоту, их соли цинка и т.п.

[0038]

(Замедлитель вулканизации)

Конкретные примеры замедлителя вулканизации включают органические кислоты, такие как фталевый ангидрид, бензойная кислота, салициловая кислота и ацетилсалициловая кислота; нитрозосоединения, такие как полимеры N-нитрозодифениламина, N-нитрозофенил-β-нафтиламин и N-нитрозотриметилдигидрохинолин; галогениды, такие как трихлоромеланин; 2-меркаптобензимидазол, Сантогард PVI и т.п.

[0039]

Примеры смешивающего агента включают наполнители, отличные от описанной выше углеродной сажи, агенты, предотвращающие старение, антиоксиданты, пигменты (красители), пластификаторы, тиксотропные агенты, УФ-поглотители, замедлители горения, растворители, поверхностно-активные вещества (включая выравнивающие агенты), диспергирующие агенты, дегидратирующие агенты, противокоррозийные добавки, адгезивы, антистатические агенты, технологические добавки и т.п.

В качестве таких смешивающих агентов можно применять смешивающие агенты, обычно применяемые в каучуковых композициях. Количество таких добавок в смеси не имеет конкретных ограничений, и их можно применять в любом количестве.

[0040]

Композиция согласно настоящему изобретению подходит для применения в транспортерных лентах для районов с холодным климатом, поскольку, как указано в рабочих примерах, описанных ниже, она имеет малое значение tanδ при низких температурах (например, при -40°C) после вулканизации.

Дополнительно, композиция согласно настоящему изобретению также подходит для применения в транспортерных лентах, имеющих бесконечную часть (например, в лентах для длинных транспортеров), поскольку, как указано в рабочих примерах, описанных ниже, скорость изменения tanδ (20°C) при перевулканизации композиции мала.

[0041]

<Способ изготовления>

Способ изготовления композиции согласно настоящему изобретению не имеет конкретных ограничений, и, например, можно применить способ, в котором каучуковый компонент и углеродная сажа, описанные выше, замешивают в смесителе Бенбери или аналогичном устройстве, а затем примешивают серу, ускоритель вулканизации и т.п. с помощью валкового каландра или аналогичного устройства.

Также вулканизацию можно осуществлять в стандартных условиях. В частности, вулканизацию можно осуществить, например, путем нагревания при температуре приблизительно от 140 до 150°C в течение 0,5 часа.

[0042]

[Транспортерная лента]

Транспортерная лента согласно настоящему изобретению представляет собой транспортерную ленту, образованную с применением описанной выше композиции согласно настоящему изобретению.

Транспортерная лента согласно настоящему изобретению подходит, как описано выше, для применения в районах с холодным климатом, поскольку такая транспортерная лента позволяет достичь значительного снижения энергопотребления при низких температурах.

[0043]

Предпочтительный вариант осуществления транспортерной ленты согласно настоящему изобретению может представлять собой транспортерная лента, имеющая верхний покрывающий каучуковый слой, армирующий слой и нижний покрывающий каучуковый слой, причем по меньшей мере нижний покрывающий каучуковый слой образован с применением описанной выше композиции согласно настоящему изобретению.

Как показано на ФИГ. 1, предпочтительный вариант осуществления транспортерной ленты согласно настоящему изобретению будет описан ниже.

[0044]

На ФИГ. 1 представлен вид в поперечном сечении, схематично иллюстрирующий пример предпочтительных вариантов осуществления транспортерной ленты согласно настоящему изобретению. На ФИГ. 1: 1 - транспортерная лента, 2 - верхний покрывающий каучуковый слой, 3 - армирующий слой, 4 - нижний покрывающий каучуковый слой, 5 - рабочая сторона для транспортировки грузов, 11 и 16 - наружные слои и 12 и 15 - внутренние слои.

Как показано на ФИГ. 1, в транспортерной ленте 1 армирующий слой 3 представляет собой средний слой, а верхний покрывающий каучуковый слой 2 и нижний покрывающий каучуковый слой 4 соответственно располагаются по обеим сторонам от среднего слоя. Верхний покрывающий каучуковый слой 2 образуют из двух слоев, представляющих собой наружный слой 11 и внутренний слой 12. Нижний покрывающий каучуковый слой 4 образуют из двух слоев, представляющих собой наружный слой 16 и внутренний слой 15. Следует отметить, что наружные слои и внутренние слои (наружный слой 11 и внутренний слой 12 и наружный слой 16 и внутренний слой 15) верхнего покрывающего каучукового слоя 2 и нижнего покрывающего каучукового слоя 4 можно образовать с применением каучуковых композиций, которые отличаются друг от друга.

[0045]

Как показано на ФИГ. 1, верхний покрывающий каучуковый слой 2 образуют из двух слоев, представляющих собой наружный слой 11 и внутренний слой 12; однако в транспортерной ленте согласно настоящему изобретению число слоев, из которых состоит верхний покрывающий каучуковый слой 2, не ограничено двумя, и их число может составлять один или три или более. Дополнительно, в случае, когда число слоев составляет три или более, эти слои можно образовать с применением каучуковых композиций, которые отличаются друг от друга. Это относится и к нижнему покрывающему каучуковому слою 4.

Наружный слой 11 верхнего покрывающего каучукового слоя 2, представляющий собой рабочую поверхность 5 для транспортировки грузов, предпочтительно образован каучуковой композицией, обладающей превосходной термической стойкостью, устойчивостью к истиранию, устойчивостью к маслам и т.п. Дополнительно, внутренний слой 12 верхнего покрывающего каучукового слоя 2 повышает адгезию между армирующим слоем 3 и наружным слоем 11. Таким образом, верхний покрывающий каучуковый слой 2 предпочтительно образуют из двух слоев, представляющих собой наружный слой и внутренний слой.

Наружный слой 16, представляющий собой нерабочую поверхность нижнего покрывающего каучукового слоя 4, образован каучуковой композицией согласно настоящему изобретению. Дополнительно, внутренний слой 15 нижнего покрывающего каучукового слоя 4 предпочтительно образован другой каучуковой композицией, поскольку стоимость изготовления и адгезия к армирующему слою 3 считаются важными факторами. Таким образом, покрывающий каучуковый слой 4 предпочтительно образуют из двух слоев.

[0046]

Сердечник армирующего слоя 3 не имеет конкретных ограничений, и для применения можно выбрать подходящий сердечник, обычно применяемый в транспортерной ленте. Конкретные примеры сердечника включают сердечник, образованный путем нанесения клея и пропитки клеем материала, образованного из хлопчатобумажной ткани и химических волокон или синтетических волокон; сердечник, образованный путем резорцин-формальдегидно-латексной (РФЛ) обработки материала, образованного из хлопчатобумажной ткани, имеющей вплетенные в нее химические волокна или синтетические волокна; нейлоновое полотно со специальным переплетением, стальные корды и т.п. Можно применять только один из перечисленных типов или ламинат из двух или более перечисленных типов.

Дополнительно, форма армирующего слоя 3 не имеет конкретных ограничений. Форма может иметь форму листа, как показано на ФИГ. 1, и параллельно ей можно встроить армирующую проволоку, имеющую форму проволоки.

[0047]

Каучуковая композиция, образующая внутренний слой 12 верхнего покрывающего каучукового слоя 2 и внутренний слой 15 нижнего покрывающего каучукового слоя 4, не имеет конкретных ограничений, и для применения можно выбрать подходящую каучуковую композицию, обычно применяемую в транспортерных лентах. Можно применять только один из перечисленных типов или смесь из двух или более перечисленных типов.

[0048]

Каучуковая композиция для формирования наружного слоя 11 верхнего покрывающего каучукового слоя 2 не имеет конкретных ограничений, и для применения можно выбрать подходящую каучуковую композицию, обычно применяемую в транспортерных лентах, в зависимости от основных характеристик, требуемых от наружного слоя (например, термическая стойкость, устойчивость к истиранию, устойчивость к маслам и т.п.).

[0049]

Поскольку в транспортерной ленте 1 наружный слой 16 нижнего покрывающего каучукового слоя 4 образуют из каучуковой композиции согласно настоящему изобретению, транспортерная лента 1 позволяет достичь значительного снижения энергопотребления при низких температурах.

[0050]

Толщина нижнего покрывающего каучукового слоя 4 составляет предпочтительно от 5 до 20 мм и более предпочтительно - от 6 до 15 мм. Следует отметить, что когда нижний покрывающий каучуковый слой 4 образуют из внутреннего слоя 15 и наружного слоя 16, толщина нижнего покрывающего каучукового слоя 4 относится к общей толщине слоев.

Если толщина нижнего покрывающего каучукового слоя 4 находится в пределах этого диапазона, можно предотвратить поперечное скручивание (искривление) ленты, вызываемое повреждением каучука и т.п., даже когда ленту применяют для транспортировки грузов, которые требуется транспортировать при высокой температуре.

Примеры

[0051]

Дополнительно, настоящее изобретение подробно описывают ниже с помощью примеров; однако настоящее изобретение не ограничено этими примерами.

[0052]

<Рабочие примеры 1-5, сравнительные примеры 1-6>

Компоненты, описанные ниже в таблице 1, смешивали в пропорциях (в массовых частях), описанных ниже в таблице 1, для получения каучуковых композиций для транспортерной ленты.

[0053]

<Коэффициент потерь (tanδ)>

Полученную каучуковую композицию подвергали вулканизации при температуре 148°C в течение 30 минут для получения вулканизированной каучуковой композиции. Дополнительно, получили испытуемый образец путем вырезания из полученной вулканизированной каучуковой композиции полосы (длиной 20 мм, шириной 5 мм, толщиной 2 мм).

С помощью полученного испытуемого образца измерили значение tanδ с применением вязкоупругого спектрометра (производства компании Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.; температуры измерения: -40°C, -20°C и 20°C). Следует отметить, что измерение tanδ выполняли путем растяжения испытуемого образца на 10% и приложения вибраций с амплитудой ±2% и частотой 20 Гц. Результаты представлены в таблице 1. С точки зрения достижения значительного снижения энергопотребления при низких температурах на практике значение tanδ при температуре -40°C предпочтительно составляет 0,600 или ниже.

Следует отметить, что в сравнительном примере 2 не удалось измерить значение tanδ при температуре -40°C, поскольку значение tanδ превысило верхний предел измерений.

[0054]

<Скорость изменения tanδ (20°C) при перевулканизации композиции>

Полученную каучуковую композицию подвергали вулканизации при температуре 148°C в течение 90 минут для получения перевулканизированной каучуковой композиции. С применением полученной перевулканизированной каучуковой композиции измерили значение tanδ (20°C) описанным выше способом.

С применением измеренных значений «tanδ (20°C) перевулканизированной каучуковой композиции» и «tanδ (20°C) вулканизированной каучуковой композиции», измеренных описанным выше способом, рассчитали «скорость изменения tanδ (20°C) при перевулканизации композиции» с помощью следующей формулы.

Скорость изменения tanδ (20°C) при перевулканизации композиции = {(tanδ (20°C) перевулканизированной каучуковой композиции) - (tanδ (20°C) вулканизированной каучуковой композиции)}/(tanδ (20°C) вулканизированной каучуковой композиции)

[0055]

<Пригодность для обработки>

Каучук обматывали вокруг валка. Затем каучук, обмотанный вокруг валка и продемонстрировавший превосходную пригодность для токарной обработки, получил оценку «A», а каучук, который после обматывания вокруг валка образовывал слабину и продемонстрировал низкую пригодность для токарной обработки, получил оценку «B». Результаты представлены в таблице 1.

[0056]

Таблица 1 Таблица 1-1 Сравнительный пример 1 Сравнительный пример 2 Сравнительный пример 3 Сравнительный пример 4 Сравнительный пример 5 Сравнительный пример 6 Каучуковый компонент НК (Tg:
-60°C 70 40 40 40 40 40 БК (Tg:
-105°C) 30 40 30 60 60 БСК1 (Tg: -22°C) 60 БСК2 (Tg: -54°C) 20 30 БСК3 (Tg: -74°C) БСК4 (Tg: -71°C) Газовая сажа CB1 (N₂SA: 101 м²/г) 35 CB2 (N₂SA: 90 м²/г) 30 30 CB3 (N₂SA: 70 м²/г) 35 35 35 CB4 (N₂SA: 40 м²/г) Сера 3,04 1,72 1,52 1,52 2,08 1,52 Ускоритель вулканизации 1,5 1,7 1,5 1,5 1,1 1,5 Сера/ускоритель вулканизации 2,03 1,01 1,01 1,01 1,89 1,01 tanδ -40°C 1,116 Не удалось измерить 0,715 0,825 0,656 0,615 -20°C 0,353 0,858 0,274 0,314 0,245 0,247 20°C 0,067 0,228 0,132 0,145 0,112 0,141 Скорость изменения tanδ (20°C) при перевулканизации 0,40 0,06 0,09 0,06 0,27 0,09 Пригодность для обработки A A A B A A

[0057]

Таблица 2, содержащая дополнительный пример

[0058]

Ниже приведены подробные описания каждого компонента, представленного в таблице 1.

НК: натуральный каучук (RSS#3, Tg: -60°C)

БК: бутадиеновый каучук (Nipol BR1220, Tg: -105°C, производства компании Zeon Corporation)

БСК1: бутадиенстирольный каучук (Nipol NS116, Tg: -22°C, производства компании Zeon Corporation)

БСК2: бутадиенстирольный каучук (Nipol 1502, Tg: -54°C, производства компании Zeon Corporation)

БСК3: бутадиенстирольный каучук (Tufdene 1000R, Tg: -74°C, производства компании Asahi Kasei Corporation)

БСК4: бутадиенстирольный каучук (Tufdene 2000R, Tg: -71°C, производства компании Asahi Kasei Corporation)

CB1: углеродная сажа (ISAF) (Niteron #300, N₂SA: 101 м²/г, производства компании NSCC Carbon Co., Ltd.)

CB2: углеродная сажа (HAF) (Show black N339, N₂SA: 90 м²/г, производства компании Cabot Japan K.K.)

CB3: углеродная сажа (HAF) (Show black N330, N₂SA: 70 м²/г, производства компании Cabot Japan K.K.)

CB4: углеродная сажа (FEF) (Diablack E, N₂SA: 40 м²/г, производства компании Mitsubishi Chemical Corporation)

Сера: промасленная сера (производства компании Hosoi Chemical Industry Co., Ltd.)

Ускоритель вулканизации: N-трет-бутил-2-бензотиазолилсульфенамид (Nocceler NS, производства компании Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)

[0059]

Как видно из таблицы 1, все из рабочих примеров 1-5 согласно настоящему изобретению, содержащие конкретный каучуковый компонент, конкретную углеродную сажу, серу и ускоритель вулканизации и имеющие массовое соотношение «сера/ускоритель вулканизации» 1,5 или ниже, позволили достичь значительного снижения энергопотребления при низких температурах.

При сравнении рабочего примера 1 с рабочим примером 2 рабочий пример 1, в котором удельная площадь поверхности адсорбции азота углеродной сажи составляла 60 м²/г или выше, показал более низкую скорость изменения tanδ (20°C) при перевулканизации композиции.

Дополнительно, при сравнении рабочего примера 1 с рабочим примером 5 рабочий пример 1, в котором соотношение «сера/ускоритель вулканизации» составляло 1,3 или ниже, показал еще большее снижение энергопотребления при низких температурах и также показал еще более низкую скорость изменения tanδ (20°C) при перевулканизации композиции.

С другой стороны, сравнительный пример 1, в котором общее содержание бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука составило менее 50% по массе относительно содержания каучукового компонента, показал недостаточное снижение энергопотребления при низких температурах.

Дополнительно, сравнительные примеры 2-4, в которых температура стеклования любого из бутадиенового каучука или бутадиенстирольного каучука была выше -65°C, хотя общее содержание бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука составляло 50% по массе или выше относительно содержания каучукового компонента, также показали недостаточное снижение энергопотребления при низких температурах.

Дополнительно, сравнительный пример 5, в котором соотношение «сера/ускоритель вулканизации» было выше 1,5, также показал недостаточное снижение энергопотребления при низких температурах. Дополнительно, скорость изменения tanδ (20°C) при перевулканизации композиции была высокой.

Дополнительно, сравнительный пример 6, в котором удельная площадь поверхности адсорбции азота углеродной сажи превышала 90 м²г, показал недостаточное снижение энергопотребления при обычной температуре и при низких температурах.

Справочный номер

[0060]

1: Транспортерная лента

2: Верхний покрывающий каучуковый слой

3: Армирующий слой

4: Нижний покрывающий каучуковый слой

5: Рабочая поверхность для транспортировки грузов

11, 16: Наружный слой

12, 15: Внутренний слой

Изобретение относится к каучуковой композиции для транспортерной ленты, предназначенной для районов с холодным климатом. Описана каучуковая композиция для транспортерной ленты, содержащая: каучуковый компонент, содержащий бутадиеновый каучук и/или бутадиенстирольный каучук, углеродную сажу, серу и ускоритель вулканизации; причем температура стеклования бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука составляет -65°C или ниже; удельная площадь поверхности адсорбции азота углеродной сажи составляет 90 м²/г или ниже; общее содержание бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука составляет 50% по массе или выше относительно содержания каучукового компонента; содержание углеродной сажи составляет от 30 до 50 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента; и массовое соотношение (сера/ускоритель вулканизации) содержания серы к содержанию ускорителя вулканизации составляет 1,5 или ниже. Также описана транспортерная лента. Технический результат: получена каучуковая композиция для транспортерной ленты, которая способствует значительному снижению энергопотребления при низких температурах. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 пр., 1 ил.

1. Каучуковая композиция для транспортерной ленты, содержащая:

каучуковый компонент, содержащий бутадиеновый каучук и/или бутадиенстирольный каучук, углеродную сажу, серу и ускоритель вулканизации;

причем температура стеклования бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука составляет -65°C или ниже;

удельная площадь поверхности адсорбции азота углеродной сажи составляет 90 м²/г или ниже;

общее содержание бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука составляет 50% по массе или выше относительно содержания каучукового компонента;

содержание углеродной сажи составляет от 30 до 50 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента; и

массовое соотношение (сера/ускоритель вулканизации) содержания серы к содержанию ускорителя вулканизации составляет 1,5 или ниже.

2. Каучуковая композиция по п. 1, в которой удельная площадь поверхности адсорбции азота углеродной сажи составляет 60 м²/г или выше.

3. Каучуковая композиция по п. 1 или 2, причем такую каучуковую композицию применяют в транспортерных лентах, предназначенных для применения в районах с холодным климатом.

4. Транспортерная лента, образованная с применением каучуковой композиции для транспортерной ленты по любому из пп. 1–3.

5. Транспортерная лента, содержащая:

верхний покрывающий каучуковый слой, армирующий слой и нижний покрывающий каучуковый слой;

причем, по меньшей мере, нижний покрывающий каучуковый слой образован с применением каучуковой композиции для транспортерной ленты по любому из пп. 1–3.

6. Транспортерная лента по п. 4 или 5, причем транспортерная лента предназначена для применения в районах с холодным климатом.