Каучуковая композиция для транспортерной ленты и транспортерная лента
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.
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
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.
