输送带用橡胶组合物和输送带技术领域
本发明涉及输送带用橡胶组合物和输送带。
背景技术
作为用于运输物品的手段的包括输送带的运输设备用于如钢铁、煤和水泥工业等
各种工业领域。此类运输设备一般在严苛的环境下使用并且通常用于运输高温物品。运输
设备的输送带由此要求不仅具有作为橡胶物品的高强度而且具有高阻燃性。另一方面，近
来对具有改进的燃料效率的运输设备有强烈的需求，由此，需要具有优异的低损耗性的输
送带。
主要使用天然橡胶和丁苯橡胶(SBR)作为橡胶组分以提供具有高强度和阻燃性的
橡胶物品是已知的技术。该技术也适用于输送带。例如，专利文献1公开了通过主要使用天
然橡胶和丁苯橡胶作为橡胶组分和通过配混合适的阻燃剂，可以获得在确保阻燃性的同时
还具有改进的耐冲击性的输送带用橡胶组合物。
引文列表
专利文献
专利文献1：JP 2012-180475A
发明内容
发明要解决的问题
然而，使用其中主要天然橡胶和丁苯橡胶用作橡胶组分的上述橡胶组合物制造的
输送带遭遇具有不充足的低损耗性的问题。因此，在不能同时提供具有高阻燃性、高强度和
良好的低损耗性的输送带这方面，仍有改进的空间。
因此，本发明的目的是提供能够形成在保持作为橡胶物品的高强度和高阻燃性的
同时还具有优异的低损耗性的输送带的橡胶组合物，并且还提供在保持作为橡胶物品的高
强度和高阻燃性的同时还具有优异的低损耗性的输送带。
用于解决问题的方案
本发明人通过为了实现该目的而进行的努力研究发现了，通过指定橡胶组分的种
类和比率，并且通过配混特定的组分，可以获得能够形成在保持高阻燃性的同时具有优异
的低损耗性的输送带的橡胶组合物。
具体地，本发明公开了一种输送带用橡胶组合物，其包括：包含天然橡胶和丁二烯
橡胶的橡胶组分；硫化剂；硫化促进剂；炭黑；氯化石蜡；和三氧化锑，其中天然橡胶的含量
与丁二烯橡胶的含量的质量比(天然橡胶的含量:丁二烯橡胶的含量)为25:75至45:55。
此外，本发明公开了一种输送带，其中使用了上述输送带用橡胶组合物。
发明的效果
根据本发明，可以提供能够形成在保持作为橡胶物品的高强度和高阻燃性的同时
还具有优异的低损耗性的输送带的橡胶组合物，并且还可以提供在保持作为橡胶物品的高
强度和高阻燃性的同时还具有优异的低损耗性的输送带。
具体实施方式
以下提供基于实施方案的详细说明。
本发明的输送带用橡胶组合物至少包括：包含天然橡胶和丁二烯橡胶的橡胶组
分；硫化剂；硫化促进剂；炭黑；氯化石蜡；和三氧化锑，其中天然橡胶的含量与丁二烯橡胶
的含量的质量比(天然橡胶的含量:丁二烯橡胶的含量)为25:75至45:55。
(橡胶组分)
本发明的输送带用橡胶组合物包括至少天然橡胶和丁二烯橡胶作为橡胶组分。天
然橡胶可以改进输送带的基本机械性能，而丁二烯橡胶可以改进输送带的低损耗性。在本
发明的输送带用橡胶组合物中，天然橡胶的含量与丁二烯橡胶的含量的质量比(天然橡胶
的含量:丁二烯橡胶的含量)需要为25:75至45:55。如果该比小于25:75(即，如果天然橡胶
的含量占据天然橡胶和丁二烯橡胶的总含量的比例为小于25质量％)，则不可能提供具有
作为橡胶物品的充分的强度的输送带。另一方面，如果该比大于45:55(即，如果天然橡胶的
含量占据天然橡胶和丁二烯橡胶的总含量的比例为大于45质量％)，则不可能提供具有充
足的低损耗性的输送带。从进一步改进输送带的强度和低损耗性的观点，天然橡胶的含量
与丁二烯橡胶的含量的比更优选为30:70至40:60。
本发明的输送带用橡胶组合物可以根据需要进一步包括除了上述天然橡胶和丁
二烯橡胶以外的橡胶组分。可使用的其它橡胶组分的实例包括如异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、
氯丁橡胶和丙烯腈-丁二烯橡胶等二烯系橡胶组分，和如乙烯-丙烯-二烯共聚物、卤化丁基
橡胶和硅橡胶等非二烯系橡胶组分。可以单独使用这些其它橡胶组分中的一种，或者可以
以组合使用这些其它橡胶组分的两种以上。
对在本发明的输送带用橡胶组合物的橡胶组分中天然橡胶和丁二烯橡胶的总含
量不设置特别限制。然而，从充分改进输送带的强度和低损耗性的观点，在橡胶组分中天然
橡胶和丁二烯橡胶的总含量优选为90质量％以上，更优选95质量％以上，特别优选100质
量％(即，仅包含天然橡胶和丁二烯橡胶作为橡胶组分)。
(硫化剂)
本发明的输送带用橡胶组合物至少包括硫化剂。硫化剂可以根据目的来适当地选
择而没有任何特别的限制，并且可以为例如，如硫磺系硫化剂或有机过氧化物等一般用于
橡胶的硫化剂。在这些硫化剂中，硫磺系硫化剂是优选的，因为它们能够有效的、低成本的
硫化。可以使用的硫磺系硫化剂的实例包括粉末硫磺、高分散性硫磺、不溶性硫磺和二硫化
吗啉。可以使用的有机过氧化物的实例包括过氧化苯甲酰、过氧化二枯基、过氧化二叔丁
基、过氧化叔丁基枯基、过氧化甲基乙基酮、氢过氧化枯烯和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过
氧化)己烷。可以单独使用一种硫化剂，或者可以以组合使用两种以上的硫化剂。
在本发明的输送带用橡胶组合物中硫化剂的含量可以根据目的来适当地选择而
没有任何特别的限制。然而，从通过必要最小量的硫化剂有效确保作为橡胶物品的强度(以
下，也称为“橡胶强度”)的观点，硫化剂的含量相对于100质量份的二烯系橡胶组分优选为
0.1质量份至5质量份，更优选1质量份至2质量份。
(硫化促进剂)
本发明的输送带用橡胶组合物至少包括硫化促进剂。可以使用的硫化促进剂的实
例包括如2-巯基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和N-叔丁
基-2-苯并噻唑次磺酰胺等苯并噻唑系硫化促进剂，如1,3-二苯胍等胍系硫化促进剂，如二
硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆、二硫化四-十二烷基秋兰
姆、二硫化四辛基秋兰姆、二硫化四苄基秋兰姆和四硫化双五亚甲基秋兰姆等秋兰姆系硫
化促进剂，如二甲基二硫代氨基甲酸锌等二硫代氨基甲酸盐系，和二烷基二硫代磷酸锌。可
以单独使用一种硫化促进剂，或者可以以组合使用两种以上的硫化促进剂。
在本发明的输送带用橡胶组合物中硫化促进剂的含量可以根据目的来适当地选
择而没有任何特别的限制。然而，从通过必要最小量的硫化促进剂有效促进硫化的观点，硫
化促进剂的含量相对于100质量份的二烯系橡胶组分优选为0.1质量份至10质量份，更优选
1质量份至5质量份。
(炭黑)
本发明的输送带用橡胶组合物至少包括炭黑。炭黑通过与二烯系橡胶组分等混合
可以有助于改进输送带的橡胶强度和低损耗性。使用的炭黑可以根据目的来适当地选择而
没有任何特别的限制，并且可以为例如，如槽法炭黑、炉黑、乙炔黑或热裂法炭黑等一般用
于橡胶的炭黑种类。
炭黑的等级可以根据目的来适当地选择而没有任何特别的限制。例如，可以使用
SAF-HS、SAF、ISAF-HS、ISAF、ISAF-LS、N285、N339、HAF-HS、HAF或HAF-LS等级的炭黑。在这些
等级的炭黑中，从充分改进输送带的橡胶强度和低损耗性的观点，ISAF级的炭黑或HAF级的
炭黑是优选的。可以单独使用一种炭黑，或者可以以组合使用两种以上的炭黑。
注意，ISAF级的炭黑为氮吸附比表面积(N2SA)在117m2/g至150m2/g的范围内的炭
黑，而HAF级的炭黑为氮吸附比表面积(N2SA)在83m2/g至100m2/g的范围内的炭黑。
在本发明的输送带用橡胶组合物中炭黑的含量可以根据目的来适当地选择而没
有任何特别的限制。然而，炭黑的含量相对于100质量份的二烯系橡胶组分优选为10质量份
至100质量份，更优选20质量份至70质量份，特别优选40质量份至50质量份。炭黑的含量相
对于100质量份的二烯系橡胶组分为10质量份以上能够充分改进橡胶强度，而炭黑的含量
相对于100质量份的二烯系橡胶组分为100质量份以下可以防止低损耗性劣化并且确保混
炼时的加工性。
(氯化石蜡)
本发明的输送带用橡胶组合物至少包括氯化石蜡。在本说明书中，术语“氯化石
蜡”是指其中一些或全部的氢原子由氯原子取代的平均碳数为26的链状饱和烃化合物。氯
化石蜡有助于改进输送带的阻燃性，具有适当的粘性，并且导致材料的聚集。作为上述性能
的结果，氯化石蜡的配混对改进所得橡胶组合物的阻燃性和成形性并且保持其中使用该橡
胶组合物的输送带的高水平的橡胶强度具有效果。氯化石蜡的配混在本发明的输送带用橡
胶组合物的情况下是特别有利的，因为与丁二烯橡胶的含量相比，一般有助于改进橡胶强
度的天然橡胶的含量低。
氯化石蜡的氯含量可以根据目的而适当地选择，但从获得容易性和阻燃性与橡胶
强度的改进的观点，优选为65质量％至75质量％。氯化石蜡可以为例如，由Sanko Co.制的
“EMPARA 70”(氯含量：70质量％)。可以单独使用一种氯化石蜡，或者可以以组合使用两种
以上的氯化石蜡。
本发明的输送带用橡胶组合物中氯化石蜡的含量可以根据目的来适当地选择而
没有任何特别的限制。然而，从有效且高效地改进阻燃性和橡胶强度的观点，氯化石蜡的含
量相对于100质量份的橡胶组分优选为5质量份至50质量份，更优选5质量份至40质量份，还
更优选5质量份至30质量份，特别优选10质量份至30质量份，最优选15质量份至25质量份。
将输送带用橡胶组合物中氯化石蜡的含量设定为相对于100质量份的橡胶组分为40质量份
以下、优选30质量份以下具有保持在耐辊粘合性(roll adhesion resistance)等方面的高
加工性的效果。
(三氧化锑)
本发明的输送带用橡胶组合物至少包含三氧化锑。三氧化锑能够改进输送带的阻
燃性。特别地，三氧化锑可以通过与氯化石蜡组合使用而有效改进阻燃性。
三氧化锑可以为例如，由Nihon Seiko Co.,Ltd.制的“PATOX-M”。
输送带用橡胶组合物中三氧化锑的含量可以根据目的来适当地选择而没有任何
特别的限制。然而，从有效且高效地改进阻燃性的观点，三氧化锑的含量相对于100质量份
的橡胶组分优选为2质量份至20质量份，更优选3质量份至10质量份，特别优选4质量份至8
质量份。
尽管三氧化锑的含量没有特别地限制，但三氧化锑的含量相对于氯化石蜡的含量
的质量比(三氧化锑的含量/氯化石蜡的含量)优选为0.15至0.30。这能够获得通过氯化石
蜡和三氧化锑的组合使用改进阻燃性的效果。
(酰肼化合物)
本发明的输送带用橡胶组合物优选进一步包括至少一种酰肼化合物。酰肼化合物
用作炭黑在橡胶组合物中的分散助剂并且可以改进输送带的低损耗性。
从进一步改进输送带的拉伸强度和耐磨收缩性(mill shrinkage resistance)的
观点，酰肼化合物优选为萘甲酰肼或其衍生物。萘甲酰肼或其衍生物的实例包括由下式(I)
表示的萘甲酰肼及其衍生物：
其中，式(I)中，X表示氢原子、羟基、氨基、或由下式(II)表示的基团：
R1至R4各自相互独立地表示氢原子或碳数为1-18的烃基，其中R1和R2可以彼此结
合形成环状结构，并且R3和R4可以彼此结合形成环状结构。
式(I)和(II)中可以由任意的R1至R4表示的碳数为1-18的烃基的实例包括碳数为
1-18的直链状和支链状烷基，碳数为2-18的直链状和支链状烯基，碳数为3-18的环烷基，碳
数为6-18的芳基，和碳数为7-18的芳烷基。这些环烷基、芳基和芳烷基可以在其环上具有如
低级烷基、低级烷氧基、氨基、烷基取代的氨基或羟基等适当的取代基。如上所述的烷基的
实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、辛基和
癸基。如上所述的烯基的实例包括乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁烯基、己烯基、辛烯基和癸烯
基。如上所述的环烷基的实例包括环戊基、环己基和甲基环己基。如上所述的芳基的实例包
括苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基和甲基萘基。如上所述的芳烷基的实例包括苄基、苯乙基和
萘基甲基。
由式(I)表示的萘甲酰肼或其衍生物的具体实例包括1-羟基-N′-(1-甲基乙叉
基)-2-萘甲酰肼、1-羟基-N′-(1-甲基丙叉基)-2-萘甲酰肼、1-羟基-N′-(1-甲基丁叉基)-
2-萘甲酰肼、1-羟基-N′-(1,3-二甲基丁叉基)-2-萘甲酰肼、1-羟基-N′-(2,6-二甲基-4-庚
叉基)-2-萘甲酰肼、3-羟基-N′-(1-甲基乙叉基)-2-萘甲酰肼、3-羟基-N′-(1-甲基丙叉
基)-2-萘甲酰肼、3-羟基-N′-(1-甲基丁叉基)-2-萘甲酰肼、3-羟基-N′-(1,3-二甲基丁叉
基)-2-萘甲酰肼、3-羟基-N′-(2,6-二甲基-4-庚叉基)-2-萘甲酰肼和3-羟基-N′-(1,2-二
苯基乙叉基)-2-萘甲酰肼。在这些实例中，从有效分散炭黑和进一步改进低损耗性的观点，
3-羟基-N′-(1-甲基乙叉基)-2-萘甲酰肼、3-羟基-N′-(1-甲基丙叉基)-2-萘甲酰肼、3-羟
基-N′-(1-甲基丁叉基)-2-萘甲酰肼、3-羟基-N′-(1,3-二甲基丁叉基)-2-萘甲酰肼、3-羟
基-N′-(2,6-二甲基-4-庚叉基)-2-萘甲酰肼和3-羟基-N′-(1,2-二苯基乙叉基)-2-萘甲酰
肼等是更优选的。
输送带用橡胶组合物中酰肼化合物的含量可以根据目的来适当地选择而没有任
何特别的限制。然而，从充分改进输送带的低损耗性的观点和从获得抑制当进行轧制操作
时的收缩的效果(即，改进耐磨收缩性)的观点，酰肼化合物的含量相对于100质量份的橡胶
组分优选为0.1质量份至5质量份。出于相同的原因，输送带用橡胶组合物中酰肼化合物的
含量相对于100质量份的橡胶组分更优选为0.1质量份至3质量份，还更优选0.5质量份至3
质量份。
特别优选的是，在输送带用橡胶组合物中，氯化石蜡的含量相对于100质量份的橡
胶组分为10质量份至30质量份，并且酰肼化合物的含量相对于100质量份的橡胶组分为0.5
质量份至3质量份。通过将氯化石蜡和酰肼化合物的含量如上所述地调节，可以在协同提高
从精炼到轧制的加工性(耐磨收缩性和耐辊粘合性)的同时还获得良好的强度、阻燃性和低
损耗性。
优选的是，在输送带用橡胶组合物中，酰肼化合物的含量相对于氯化石蜡的含量
的质量比(酰肼化合物的含量/氯化石蜡的含量)为0.005至0.25。这能够使良好的强度、阻
燃性、低损耗性、耐磨收缩性和耐辊粘合性良好的平衡。
(其它组分)
本发明的输送带用橡胶组合物可以根据需要进一步包括除了上述组分以外的添
加剂等。可以使用的添加剂的实例包括硫化促进助剂、延迟剂(防焦剂)、除了前述炭黑以外
的增强填料、防老剂、增塑剂、蜡类、抗氧化剂、润滑剂、紫外线吸收剂、分散剂、相容化剂和
均化剂。
(输送带用橡胶组合物)
本发明的输送带用橡胶组合物可以通过例如，使用如开放混合式辊磨机或封闭混
合式班伯里密炼机、布拉本德混合机、或混炼机等混炼装置混炼上述组分来制造。
本发明的输送带用橡胶组合物的损耗指数(tanδ/E′1/3)优选为0.110以下，更优选
0.100以下，还更优选0.097以下，所述损耗指数(tanδ/E′1/3)是由在2％的应变、10Hz的频率
和20℃的温度下的贮能模量(E′)和损耗角正切tanδ计算出的。当输送带用橡胶组合物的损
耗指数为0.110以下时，可以制造具有进一步更好的低损耗性的输送带。
可以例如，通过在本发明的范围内适当地改变输送带用橡胶组合物中天然橡胶的
含量和丁二烯橡胶的含量的比、以及输送带用橡胶组合物中炭黑或除了炭黑以外的增强填
料的含量来调节损耗指数。
本发明的输送带用橡胶组合物的依照JIS K 6251测量的拉伸强度(Tb)优选为
14.0MPa以上，更优选15.0MPa以上，还更优选15.5MPa以上。当输送带用橡胶组合物的拉伸
强度(Tb)为14.0MPa以上时，可以制造具有充分高的橡胶强度的输送带。
可以例如，通过在本发明的范围内适当地改变输送带用橡胶组合物中天然橡胶的
含量和丁二烯橡胶的含量的比、以及输送带用橡胶组合物中炭黑和氯化石蜡的含量来调节
拉伸强度(Tb)。
(输送带)
本发明的输送带使用上述输送带用橡胶组合物来获得。在一个实施方案中，输送
带用橡胶组合物可以用于输送带的至少内周表层橡胶(下表面覆盖胶)，所述内周表层橡胶
在由钢丝帘线等形成的增强构件的下方且与后鼓轮、从动鼓轮(driven pulley)或保形转
子(shape retention rotor)等接触，并且还可以用于在增强构件的上方且与输送物品接
触的外周表层橡胶(上表面覆盖胶)。作为前述输送带用橡胶组合物用于输送带中的结果，
本发明的输送带在保持高的阻燃性和橡胶强度的同时还具有优异的低损耗性。
在本发明的输送带的一个具体的制造例中，增强构件夹在由上述橡胶组合物制成
的片之间，并且将橡胶组合物进行热压接和硫化接着以使橡胶组合物粘接至增强构件并且
增强构件被橡胶组合物覆盖。尽管用于该方法的硫化条件可以适当地选择，但通常140℃至
170℃的硫化温度和10分钟至80分钟的硫化时间是优选的。
本发明的输送带可以用于运输设备的制造。作为本发明的输送带用于运输设备中
的结果，运输设备在保持高的阻燃性和橡胶强度的同时还具有优异的低损耗性。本发明的
输送带可以应用于任何运输设备，并且特别适用于例如，在高温环境下使用的运输设备或
运输高温物品用的运输设备。
实施例
以下通过实施例提供更详细的说明。然而，本发明不受以下实施例的任何限定并
且在不偏离本发明的要旨的情况下可以进行适当的改变。
使用1700mL的班伯里密炼机来制备具有表1所示的配方(单位：质量份)的未硫化
橡胶组合物。将各未硫化橡胶组合物在160℃下硫化15分钟来制造硫化橡胶组合物。以下方
法用于评价硫化橡胶组合物的拉伸强度、损耗指数、阻燃性、耐辊粘合性和耐磨收缩性。结
果示于表1。
(拉伸强度(Tb))
依照JIS K 6251来求得拉伸强度(MPa)。结果示于表1。值越高表示橡胶强度越好。
具体地，14.0MPa以上的值是优选的。
(损耗指数)
由Rheometrics Inc.制造的粘弹性测量仪用于测量在20℃的温度、2％的应变和
10Hz的频率下的贮能模量(E′)和损耗角正切tanδ。然后将测量的值用于计算损耗指数(tan
δ/E′1/3)。结果示于表1。值越小表示低损耗性越好。具体地，0.110以下的值是优选的。
(阻燃性)
依照JIS三级阻燃性试验(JIS K 6324:2000)的试验方法进行试验。基于测量的火
焰持续时间使用以下五个等级来评价阻燃性。结果示于表1。
5：火焰持续时间为10s以下
4：火焰持续时间为超过10s且25s以下
3：火焰持续时间为超过25s且40s以下
2：火焰持续时间为超过40s且60s以下(3级合格)
1：火焰持续时间超过60s(3级不合格)
(耐辊粘合性)
在6英寸的辊尺寸、2mm的厚度(gauge)、20rpm的前辊速度和18rpm的后辊速度的条
件下进行辊加工。使用以下五个等级来评价耐辊粘合性。结果示于表1。
5：样品几乎不出现与辊的粘合(极其良好的加工性)
4：样品轻微地出现与辊的粘合但可以容易地加工(非常良好的加工性)
3：样品出现一些与辊的粘合但可以相对容易地加工(良好的加工性)
2：样品出现与辊的强粘合但可以剥离(可加工)
1：样品出现与辊的非常强的粘合并且不能剥离(加工困难)
(耐磨收缩性)
在6英寸的辊尺寸、2mm的厚度(gauge)、20rpm的前辊速度和18rpm的后辊速度的条
件下进行辊加工。然后，进行充分的升温并且停止辊。在辊加工后的片仍然跨辊伸长的情况
下，从该片中冲压出5cm的方形。测量在冲压后沿片的轧制方向的尺寸变化率并且使用以下
五个等级来评价耐磨收缩性。结果示于表1。
5：尺寸变化率为小于40％
4：尺寸变化率为40％以上且小于50％
3：尺寸变化率为50％以上且小于60％
2：尺寸变化率为60％以上且小于70％
1：尺寸变化率为70％以上
*1丁苯橡胶：由JSR Corporation制造的“JSR 1500”
*2丁二烯橡胶：由JSR Corporation制造的“BR01”
*3氯化石蜡：由Sanko Co.制造的“EMPARA 70”(氯含量：70质量％)
*4三氧化锑：由Nihon Seiko Co.,Ltd.制造的“PATOX-M”
*5酰肼化合物A：由Otsuka Chemical Co.,Ltd.制造的“BMH”，3-羟基-N′-(1,3-二
甲基丁叉基)-2-萘甲酰肼
*6酰肼化合物B：由Otsuka Chemical Co.,Ltd.制造的“IDH-S”，间苯二甲酸二酰
肼
*7炭黑：由Tokai Carbon Co.,Ltd.制造的“N330”，HAF级的炉黑
*8硫化剂：由Tsurumi Chemical Industry Co.,Ltd.制造的“SULFAX 5”，硫磺
*9硫化促进剂A：由Ouchi Shinko Chemical Industrial Co.,Ltd.制造的
“NOCCELER D”，1,3-二苯胍
*10硫化促进剂B：由Sanshin Chemical Industry Co.,Ltd.制造的“SANCELER
CM”，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺
表1中的结果表明，通过本发明的输送带用橡胶组合物的使用可以获得在保持作
为橡胶物品的高强度和阻燃性的同时还具有优异的低损耗性的输送带，本发明的输送带用
橡胶组合物包括：包含天然橡胶和丁二烯橡胶的橡胶组分；硫化剂；硫化促进剂；炭黑；氯化
石蜡；和三氧化锑，其中天然橡胶的含量与丁二烯橡胶的含量的质量比(天然橡胶的含量:
丁二烯橡胶的含量)为25:75至45:55。
此外，表1中的结果还表明，通过氯化石蜡的含量和酰肼化合物的含量的调节，可
以在能够获得良好的强度、阻燃性和低损耗性的同时还协同提高耐磨收缩性和耐辊粘合
性。