專利名稱：傳動皮帶及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳動皮帶及其制造方法，詳細地說，涉及不在壓縮橡膠層中配合短纖維、或明顯減少短纖維在壓縮橡膠層中的配合量，從而降低制造費用，同時在運行時的響聲小，在高溫環(huán)境下的耐彎曲疲勞性優(yōu)異的傳動皮帶和該傳動皮帶的制造方法。
背景技術(shù)：
以往，從耐熱性、耐油性、耐磨耗性等優(yōu)異的觀點考慮，低刃型的V型帶和V型多楔帶等主要用于汽車的傳動皮帶通過使用氯丁橡膠或加氫丁腈橡膠與氯磺化聚乙烯的混合物作為橡膠成分、并在其中配合短纖維而成的橡膠配合物的硫化物所形成。特別是在這種傳動皮帶中，通過使短纖維按照沿皮帶寬度方向取向而分散在壓縮橡膠層中、提高皮帶的耐側(cè)壓性，從而抑制運行時所不希望產(chǎn)生的皮帶變形、提高傳動效率，與此同時為了使短纖維突出于形成與皮帶輪接觸面的壓縮橡膠層的表面、減小與皮帶輪的磨擦所產(chǎn)生的運行聲(響聲)，相對于該橡膠成分100重量份，配合20重量份或超過20重量份量的短纖維。并且以提高汽車行駛時的靜音性要求作為背景，估計上述短纖維的配合量還有增加的傾向。
例如在日本特開2003-012871號公報中記載了壓縮橡膠層由相對于100重量份乙烯含量為60～75重量％的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合10～30重量份纖維長度為0.5～3mm的短纖維所形成的橡膠配合物的硫化物構(gòu)成、使上述短纖維沿皮帶寬度方向取向的傳動皮帶。
這樣，由在乙烯-α-烯烴-二烯橡膠中配合了短纖維的橡膠配合物的硫化物形成壓縮橡膠層、使上述短纖維沿皮帶寬度方向取向的傳動皮帶在運行時的響聲小，耐彎曲疲勞性也優(yōu)異，是理想的皮帶。
但是為了獲得使短纖維分散的壓縮橡膠層，除了要預(yù)先對短纖維進行粘著處理的工序以外，還必須進行以下的工序，即將這樣經(jīng)粘著處理的短纖維均勻混煉到壓縮橡膠層用的未硫化橡膠配合物中之后，進行軋制，使短纖維沿壓縮橡膠層用的未硫化橡膠片材的紋理方向(皮帶的長度方向)取向，然后在制造皮帶時，使壓縮橡膠用的未硫化橡膠片材纏繞在卷繞于成形滾筒周面的粘著橡膠層用的未硫化橡膠片材上，纏繞時使壓縮橡膠用未硫化橡膠片材的紋理方向與成形滾筒的圓周方向(皮帶的長度方向)垂直相交，以使在所得傳動皮帶中上述短纖維沿皮帶寬度方向取向。
這樣，制造具有使短纖維分散的壓縮橡膠層的傳動皮帶的工序不僅非常復(fù)雜，而且工序多，所以加工費用增高，加之短纖維的價格也高，所以存在著皮帶制造費用增高的問題。
本發(fā)明是為了解決在使短纖維分散于壓縮橡膠層中的同時使該短纖維沿皮帶寬度方向取向的以往傳動皮帶中的上述問題而完成的，其目的在于提供下述傳動皮帶和所述傳送皮帶的制造方法，所述傳送皮帶通過不在壓縮橡膠層中配合短纖維，或在壓縮橡膠層中配合短纖維時顯著降低其配合量、同時在所得的傳動皮帶中使短纖維沿皮帶長度方向取向，并且當(dāng)設(shè)皮帶長度方向的壓縮橡膠層的拉伸彈性模量為a、皮帶寬度方向壓縮橡膠層的拉伸彈性模量為b時、使0.9≤a/b≤1.2，從而與上述以往傳動皮帶的制造相比，簡化、縮短了制造工序，降低制造費用，同時運行時的響聲特別是前述的與皮帶輪的磨擦聲小，并且在高溫環(huán)境下的耐彎曲疲勞性優(yōu)異，因此彎曲壽命長。

發(fā)明內(nèi)容
通過本發(fā)明可以提供下述傳動皮帶，所述傳送皮帶為壓縮橡膠層和粘著橡膠層均由乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物的硫化物構(gòu)成，在上述粘著橡膠層內(nèi)埋設(shè)、粘著有芯線的傳動皮帶，其特征在于，當(dāng)設(shè)皮帶長度方向的壓縮橡膠層的拉伸彈性模量為a，皮帶寬度方向的壓縮橡膠層拉伸彈性模量為b時，為0.9≤a/b≤1.2。
根據(jù)本發(fā)明，作為上述壓縮橡膠層橡膠成分的上述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠的乙烯含量的范圍優(yōu)選為55～85重量％，更優(yōu)選的范圍為60～80重量％。
根據(jù)本發(fā)明，上述壓縮橡膠層可以由含有短纖維的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物的硫化物構(gòu)成，這時，上述乙烯-α烯烴-二烯橡膠配合物中上述短纖維含量相對于上述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份的的范圍優(yōu)選為5重量份或5重量份以下。
根據(jù)本發(fā)明，作為一個優(yōu)選方案是提供下述傳動皮帶，其中上述壓縮橡膠層由含有超高分子量聚乙烯的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物的硫化物構(gòu)成，上述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠的乙烯含量在55重量％或55重量％以上、并低于60重量％，上述配合物中上述超高分子量聚乙烯的含量相對于上述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份的范圍是1～50重量份。
根據(jù)本發(fā)明可以提供傳動皮帶的制造方法，該制造方法在圓筒狀成形滾筒的外周面上纏繞涂有橡膠的帆布和由第1粘著橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材，纏繞時使其長度方向與上述成形滾筒的圓周方向一致，在其上面螺旋狀旋繞芯線后，再纏繞由第2粘著橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材使其長度方向和上述成形滾筒的圓周方向一致，在其上面再纏繞由壓縮橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材，并使其長度方向與上述成形滾筒的圓周方向一致，形成層壓圓筒體，對其進行加壓加熱，再對由上述第1和第2粘著橡膠層用未硫化橡膠配合物構(gòu)成的片材和由壓縮橡膠層用未硫化橡膠配合物構(gòu)成的片材進行硫化一體化，而形成傳動皮帶，其特征在于，上述壓縮橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠的乙烯含量范圍為55～85重量％，優(yōu)選范圍60～80重量％。
根據(jù)本發(fā)明，上述壓縮橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物，相對于上述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份，可以在5重量份或5重量份以下的范圍內(nèi)含有短纖維。
在這種傳動皮帶的制造方法中，一個優(yōu)選方案為提供下述方法，壓縮橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物含有超高分子量聚乙烯，上述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠的乙烯含量在55重量％或55重量％以上、并低于60重量％，上述配合物中的上述超高分子量聚乙烯的含量相對于上述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份的范圍為1～50重量份。


第1圖是V型多楔帶一例的橫切面圖。
第2圖是顯示為了研究皮帶運行時的響聲與高溫運行時的彎曲壽命的皮帶運行試驗機的圖。
具體實施例方式
本發(fā)明中，傳動皮帶為V型多楔帶及含有V型多楔帶的皮帶。
第1圖是表示作為傳動皮帶一例的V型多楔帶的橫切面圖，皮帶的上面由單層或多層涂有橡膠的帆布1形成，在其上面鄰接層壓粘著橡膠層2。該粘著橡膠層中埋設(shè)多根芯線3，該芯線3以一定間隔沿皮帶長度方向延伸。再在該粘著橡膠層上鄰接層壓壓縮橡膠層4。該壓縮橡膠層中具有相互有一定間隔的棱紋5，并且該棱紋5沿皮帶長度方向延伸。根據(jù)本發(fā)明，如前所述，在上述壓縮橡膠層中可以相對于乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份以0～5重量份的范圍分散短纖維(圖中沒有示出)。
本發(fā)明的傳動皮帶中，壓縮橡膠層和粘著橡膠層均由乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物的硫化物構(gòu)成，在上述粘著橡膠層內(nèi)埋設(shè)、粘著有芯線。
在本發(fā)明中，作為上述芯線優(yōu)選使用由聚酯纖維、芳族聚酰胺纖維，玻璃纖維等為材料的高強度、低延長率的軟線構(gòu)成的芯線。這種芯線通常實施粘著處理后使用。該粘著處理通常是將芯線浸漬在間苯二酚-甲醛-膠乳(RFL)中后進行加熱干燥，在芯線表面形成均勻的粘著處理層。根據(jù)需要，在該粘著處理之前，還可以將芯線浸漬在多官能異氰酸酯或多官能環(huán)氧化合物的溶液中后，實施加熱干燥的預(yù)處理。
本發(fā)明中，作為用于形成粘著橡膠層和壓縮橡膠層的橡膠成分的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠可以使用由除乙烯以外的α-烯烴與乙烯、二烯(非共軛二烯)的共聚物構(gòu)成的橡膠，作為上述除乙烯以外的α-烯烴，優(yōu)選使用選自丙烯、丁烯、己烯以及辛烯的至少一種。其中，優(yōu)選的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠是乙烯-丙烯-二烯橡膠。這種乙烯-α-烯烴-二烯橡膠中，對于二烯成分沒有特別限定，但通常適合采用1，4-己二烯、二環(huán)戊二烯或亞乙基降冰片烯(ENB)等非共軛二烯。在乙烯-α烯烴-二烯橡膠中，該二烯成分通常在0.1～5.0重量％的范圍。
本發(fā)明中，作為粘著橡膠層用的乙烯-丙烯-二烯橡膠沒有特別限定，通常采用乙烯含量為50～60重量％范圍的橡膠。另一方面，根據(jù)本發(fā)明，作為壓縮橡膠層用的乙烯-丙烯-二烯橡膠，優(yōu)選使用乙烯含量為55～85重量％范圍的橡膠，特別是為了達到不在壓縮橡膠層中配合短纖維、或明顯降低短纖維配合量的傳動皮帶在其運行時的響聲小，同時強度和硬度優(yōu)異的目的，優(yōu)選使用乙烯含量在60～80重量％范圍的橡膠。
但是作為壓縮橡膠層用的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠使用乙烯含量在55重量％或55重量％以上、并低于60重量％的橡膠時，與作為壓縮橡膠層用的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠使用乙烯含量在60重量％或60重量％以上的橡膠相比，所得傳動皮帶的響聲仍然比較高。因此，作為壓縮橡膠層用的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠使用乙烯含量在55重量％或55重量％以上、并低于60重量％的橡膠時，按照本發(fā)明，相對于這種乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份，優(yōu)選在1～50重量份、更優(yōu)選在5～20重量份的范圍內(nèi)使用超高分子量聚乙烯。
這樣，作為壓縮橡膠層使用的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠使用乙烯含量在55重量％或55重量％以上、并低于60重量％的橡膠時，通過同時配合使用超高分子量聚乙烯，不會對所得傳動帶的期望特性產(chǎn)生不良影響，并且可以使所得傳動皮帶在運行時的響聲降低到大致與使用乙烯含量在60重量％或60重量以上的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠時同等的水平。這樣，當(dāng)在作為壓縮橡膠層用的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠的乙烯含量在55重量％或55重量％以上、并低于60重量％的橡膠中配合使用超高分子量聚乙烯時，也可以相對于乙烯-丙烯-二烯橡膠100重量份在0～5重量份的范圍內(nèi)使用短纖維。其中，所謂的超高分子量聚乙烯，如眾所周知的，是重均分子量為100～500萬左右的聚乙烯。
但是當(dāng)超高分子量聚乙烯的配合量相對于乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份超過50重量份時，如果對于以這種比率含有超高分子量聚乙烯的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物進行軋制(壓片)，則所得片材表面的平滑性有可能變差，而且具有由這種乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物構(gòu)成的壓縮橡膠層的傳動皮帶的耐彎曲疲勞性也差。
本發(fā)明中，作為乙烯-丙烯-二烯橡膠的硫化劑，優(yōu)選使用有機過氧化物，根據(jù)需要還可以使用共交聯(lián)劑。作為這種有機過氧化物，可以列舉如二?；^氧化物、過氧化酯、叔丁基枯基過氧化物、二枯基過氧化物、2，5-二甲基-2，5-雙(過氧化叔丁基)己烷-3、1，3-雙(過氧化叔丁基異丙基)苯、1，1-二過氧化丁基-3，3，5-三甲基環(huán)己烷等。這種有機過氧化物相對于乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份通常在1～10重量份的范圍內(nèi)使用，優(yōu)選在1.5～5重量份的范圍內(nèi)使用。
作為上述共交聯(lián)劑，可以使用TAC、1，2-聚丁二烯、不飽和羧酸金屬鹽、肟類、胍、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、N，N-間亞苯基雙馬來酰亞胺、硫等。共交聯(lián)劑的用量隨共交聯(lián)劑的種類不同而異，不能一概而定，例如如果是N，N-間亞苯基雙馬來酰亞胺，則相對于乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份，通常在0.2～10重量份的范圍內(nèi)使用；另一方面如果是硫時，相對于乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份，通常在0.01～1重量份的范圍內(nèi)使用。
本發(fā)明中，也可以使用硫作為硫化劑。這時，相對于乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份，通?？梢栽?.5～10重量份的范圍內(nèi)使用硫。根據(jù)需要，相對于乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份，可以在1.5～10重量份的范圍內(nèi)使用硫化促進劑。
作為短纖維，可以使用含有尼龍6、尼龍66、聚酯、棉、芳族聚酰胺等的短纖維。這樣的短纖維，通常纖維直徑為10～100μm范圍、優(yōu)選20～60μm范圍，纖維長度為0.1～5mm、優(yōu)選0.5～3mm。根據(jù)本發(fā)明，如前所述可以在壓縮橡膠層中配合短纖維，此時相對于乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份，可以在5重量份或5重量份以下的范圍內(nèi)使用短纖維。
當(dāng)短纖維在壓縮橡膠層中的配合量相對于乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份超過5重量份、同時使短纖維沿皮帶長度方向取向時，則在所得傳動皮帶當(dāng)中，由于短纖維與橡膠的彈性模量有很大不同，所以在皮帶運行時對皮帶施加彎曲應(yīng)力時，應(yīng)力集中在短纖維與橡膠的界面上，成為龜裂的起點，并且產(chǎn)生的龜裂會迅速生長，這樣在壓縮橡膠層上會產(chǎn)生裂紋，因此耐彎曲疲勞性差，所得傳動皮帶的彎曲壽命短。
在使短纖維在壓縮橡膠層中沿皮帶長度方向取向、分散的傳動皮帶中，當(dāng)設(shè)所得傳動皮帶長度方向的壓縮橡膠層的拉伸彈性模量為a，設(shè)皮帶寬度方向的壓縮橡膠層的拉伸彈性模量為b時，該短纖維在壓縮橡膠層中的配合量與a/b之比相關(guān)，而該a/b之比又與所得傳動皮帶在高溫環(huán)境下的耐彎曲疲勞性相關(guān)。也就是根據(jù)本發(fā)明，隨著短纖維在壓縮橡膠層中的配合量增加，上述a/b之比也變大，這里，當(dāng)該a/b之比在規(guī)定范圍內(nèi)時、也就是在0.9≤a/b≤1.2時，所得傳動皮帶的響聲小，與此同時耐彎曲疲勞性優(yōu)異，因此具有長的彎曲壽命；另一方面，如果a/b超過1.2，則壓縮橡膠層在皮帶長度方向的拉伸彈性模量明顯大于皮帶寬度方向的拉伸彈性模量，傳動皮帶在高溫環(huán)境下的耐彎曲疲勞性將變差。
特別是根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)壓縮橡膠層由乙烯含量在60～80重量％范圍的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物的硫化物構(gòu)成、不在壓縮橡膠層中配合短纖維、0.95≤a/b≤1.15時，所得傳動皮帶不僅在運行時的響聲小，而且與在壓縮橡膠層中配合短纖維、并使短纖維沿皮帶寬度方向取向形成的以往傳動皮帶相比，在高溫環(huán)境下的耐彎曲疲勞性更加優(yōu)異，因此比以往傳動皮帶具有更長的彎曲壽命。
根據(jù)本發(fā)明，由用于粘著橡膠層和壓縮橡膠層的未硫化橡膠配合物構(gòu)成的未硫化片材均可如下得到，即在上述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠中除了混合硫化劑之外，還根據(jù)需要混合炭黑、硫化促進劑、活性促進劑、軟化劑、防老化劑等通常藥劑，當(dāng)為用于壓縮橡膠層的橡膠配合物時根據(jù)需要混合短纖維，調(diào)制橡膠配合物，采用適當(dāng)?shù)幕鞜捠侄?，例如班伯里混煉機對其進行混煉后，用軋輥軋制到所需厚度(壓片)從而獲得。
本發(fā)明中當(dāng)由壓縮橡膠層用未硫化橡膠配合物構(gòu)成的未硫化橡膠片材含有短纖維時，如上所述，短纖維沿著該未硫化橡膠配合物的軋制方向、因此也是所得未硫化橡膠片材的長度方向取向，該未硫化橡膠片材的長度方向與所得傳動皮帶的長度方向相同。也就是說，本發(fā)明的傳動皮帶中，當(dāng)壓縮橡膠層含有短纖維時，該短纖維沿皮帶長度方向取向。
本發(fā)明的傳動皮帶，可以使用如上所述的由壓縮橡膠層用未硫化橡膠配合物構(gòu)成的片材進行以下操作而獲得。即，在表面光滑的圓筒狀成形滾筒的表面纏繞涂有橡膠的帆布和埋有芯線的粘著橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物構(gòu)成的橡膠片材后，再在上面纏繞由上述壓縮橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物構(gòu)成的橡膠片材，纏繞時使片材的長度(軋制)方向與上述成形滾筒的圓周方向一致，通過對這些粘著橡膠層和壓縮橡膠層用的未硫化橡膠片材進行硫化粘著，形成整體，可以得到傳動皮帶。
更詳細地說，例如以V型多楔帶為例，在如上所述的圓筒狀成形滾筒的周面上纏繞1張或數(shù)張涂有橡膠的帆布，在其上面纏繞由第1粘著橡膠層用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材，使其長度(軋制)方向與上述成形滾筒的圓周方向一致，然后在上面以螺旋狀旋繞芯線，再在其上面纏繞由第2粘著橡膠層用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材，使其長度(軋制)方向與上述成形滾筒的圓周方向一致，然后再纏繞由壓縮橡膠層用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材，使其長度(軋制)方向與上述成形滾筒的圓周方向一致，形成層壓體，再在硫化罐中對該層壓體加熱、加壓、進行硫化，得到環(huán)狀物。
接著把該環(huán)狀物套在驅(qū)動輥和從動輥之間，在規(guī)定的張力下一邊使其運行，一邊使用研磨輪研磨，在其表面上形成數(shù)條棱紋。然后再把該環(huán)狀物套在另外的驅(qū)動輥和從動輥之間使其一邊運行，一邊將其裁成規(guī)定寬度，就可以得到作為制品的V型多楔帶。
與此相反，使用以往由配合有短纖維的未硫化橡膠配合物構(gòu)成的片材形成壓縮橡膠層時，上述未硫化橡膠配合物構(gòu)成的未硫化橡膠片材在其軋制(長度)方向上具有較重的紋理，如前所述為了使壓縮橡膠層中短纖維沿皮帶寬度方向取向，必須在圓筒狀成形滾筒表面纏繞涂有橡膠的帆布和埋有芯線的粘著橡膠層用橡膠片材之后，在其上面纏繞壓縮橡膠層用橡膠片材，并使其紋理(軋制)方向與成形滾筒的圓周方向垂直相交，形成壓縮橡膠層。
這樣，本發(fā)明的傳動皮帶就其制造而言，與制造以往的在壓縮橡膠層中分散有短纖維的傳動皮帶不同，不必沿著與壓縮橡膠層用未硫化橡膠片材的長度(軋制或紋理)方向垂直相交的方向纏繞該壓縮橡膠層用未硫化橡膠片材。
如前所述，本發(fā)明中，即使由壓縮橡膠層用未硫化橡膠配合物構(gòu)成的片材含有短纖維，其配合量也有所限制，所以在使用這種由壓縮橡膠層用未硫化橡膠配合物構(gòu)成的片材所得到的本發(fā)明的傳動皮帶中，壓縮橡膠層的皮帶長度方向和寬度方向之間的拉伸特性差別較小。
這里，根據(jù)本發(fā)明，不在壓縮橡膠層中配合短纖維，或者當(dāng)在壓縮橡膠層中配合短纖維時，如前所述使其配合量在限定的范圍內(nèi)、同時在壓縮橡膠層中使短纖維沿皮帶長度方向取向，而且設(shè)傳動皮帶長度方向的壓縮橡膠層的拉伸彈性模量為a、設(shè)皮帶寬度方向的壓縮橡膠層的拉伸彈性模量為b，通過使其比達到0.9≤a/b≤1.2，就可以降低皮帶運行時的響聲，同時還可以提高高溫環(huán)境下的耐彎曲疲勞性。在本發(fā)明中，傳動皮帶長度方向的壓縮橡膠層的拉伸彈性模量a通常為20～100MPa的范圍，優(yōu)選為30～60MPa的范圍。
實施例以下列舉實施例對本發(fā)明進行說明，但是本發(fā)明并不受這些實施例的任何限定。在以下各實施例以及比較例中，由粘著橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材，使用通過軋輥軋制下述橡膠配合物而成的片材。
(粘著橡膠層用未硫化橡膠配合物)乙烯-丙烯-二烯橡膠(乙烯含量56重量％)100重量份HAF碳 50重量份氧化硅20重量份石蠟油20重量份硫化劑(油硫) 3重量份硫化促進劑DM 1.4重量份硫化促進劑EZ 0.6重量份硫化促進劑TT 0.6重量份硫化助劑(硬脂酸) 1重量份硫化助劑(氧化鋅) 5重量份防老化劑224 2重量份防老化劑MB1重量份粘著付予劑(石油樹脂) 5重量份(壓縮橡膠層用未硫化橡膠配合物)在各實施例和比較例中，由壓縮橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材，均分別使用通過軋輥軋制表1所示橡膠配合物而成的片材。
(RFL的調(diào)制)
混合間苯二酚7.31重量份和甲醛(37重量％濃度)10.77重量份、攪拌，在其中加入氫氧化鈉水溶液(固體組分0.33重量份)混合、攪拌。再于其中加入水160.91重量份，進行5小時熟化，得到固體組分濃度為6.40重量％的間苯二酚·縮甲醛樹脂(間苯二酚·甲醛初期縮合物，RF)水溶液。在該RF水溶液中加入氯磺化聚乙烯橡膠(CSM)膠乳，進行12小時熟化，得到間苯二酚·甲醛·膠乳(RFL)。
(芳族聚酰胺芯線的粘著處理)作為芳族聚酰胺芯線，使用對芳族聚酰胺單絲進行初捻制成合股線、對該合股線進行復(fù)捻而形成的芳族聚酰胺芯線(1000de/1×3，復(fù)捻系數(shù)859.9，初捻系數(shù)863.3)。將該芳族聚酰胺芯線浸漬在異氰酸酯(多亞甲基多苯基多異氰酸酯)的甲苯溶液(異氰酸酯固體組分16重量％)中后，在250℃下加熱干燥40秒鐘實施預(yù)處理。
接著，作為最初的RFL處理，把這樣預(yù)處理的芳族聚酰胺芯線浸漬在上述RFL中，在250℃下加熱干燥80秒，接著作為第2次的RFL處理，在上述RFL中浸漬，在250℃下加熱干燥80秒鐘。然后把經(jīng)過這樣RFL處理的芳族聚酰胺芯線浸漬在把前述粘著橡膠層用乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物溶解在甲苯中而成的粘著溶液(橡膠糊)中后，在60℃下加熱干燥40秒鐘，實施粘著處理。
實施例1(壓縮橡膠層的拉伸彈性模量的測定)混煉表1所示的壓縮橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物，通過軋輥進行軋制，制得厚度為0.6mm的片材，把2張這樣的片材重疊，在溫度160℃下加熱加壓25分鐘，進行硫化，得到厚度為1mm的硫化橡膠片材。使用該硫化片材，按照JIS K 6301的有關(guān)硫化橡膠的試驗方法，沖切成亞鈴A型的試樣，對于該試樣，使用粘彈性試驗機(レオロジ一公司制的FTレオスペクトラ一)，在動態(tài)應(yīng)變?yōu)?.0％、頻率10Hz下施加負荷，進行測定。設(shè)上述硫化橡膠片材的長度方向(皮帶長度方向)的拉伸彈性模量為a、硫化橡膠片材寬度方向(皮帶寬度方向，與上述長度方向垂直相交的方向)的拉伸彈性模量為b，把上述硫化橡膠片材長度方向(皮帶長度方向)的拉伸彈性模量a和a/b的值一并出示在表1中。
(V型多楔帶的制造)如前所述，在表面光滑的圓筒狀成形滾筒的周周纏繞涂有橡膠的帆布和由第1粘著橡膠層用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材，然后在其上面螺旋狀旋繞經(jīng)上述粘著處理的前述芳族聚酰胺芯線，再于其上面與上述相同地纏繞由第2粘著橡膠層用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材。
接著在其上面纏繞由壓縮橡膠層用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材，并使其長度方向與成形滾筒的圓周方向一致，形成層壓體，然后在硫化罐中在內(nèi)壓6kgf/cm2、外壓6kgf/cm2、溫度165℃下加壓加熱該層壓體35分鐘，進行蒸汽硫化，得到環(huán)狀的硫化物。如上所述對該環(huán)狀硫化物進行加工，得到在粘著橡膠層中埋設(shè)有上述芯線、在該粘著橡膠層的上面粘著有帆布、同時在粘著橡膠層下面具有形成了3個棱紋的壓縮橡膠層的，周長為1000mm的V型多楔帶。
如下評價所得V型多楔帶的性能。在各性能評價中，使用具有與皮帶相對應(yīng)的V型棱槽的材質(zhì)為S45C的皮帶輪。
(運行時響聲的測定)如圖2所示，將上述V型多楔帶13套在直徑分別為120mm的驅(qū)動皮帶輪11和從動皮帶輪12上，同時在中間配設(shè)直徑為70mm的滾輪14和直徑為50mm的張力皮帶輪15使皮帶運行方向大致成直角變化，在上述滾輪的附近，在V型多楔帶內(nèi)測配設(shè)噪音儀16。使用這種皮帶運行試驗裝置，沿水平方向在上述張力皮帶輪上施加調(diào)節(jié)負荷979N，對從動皮帶輪不施加負荷，以4900rpm的轉(zhuǎn)速對驅(qū)動皮帶輪進行驅(qū)動，測定使皮帶運行300小時時的聲壓(dB)，研究運行時的響聲。結(jié)果示于表1。在上述實驗條件下，如果聲壓在80dB或80dB以下，則可以說實際運行時的響聲小。如果在75dB或75dB以下，則更為優(yōu)選。
(皮帶在高溫運行時的彎曲壽命的測定)使用上述圖2所示的皮帶運行試驗裝置，在環(huán)境溫度為120℃下，沿水平方向?qū)埩ζл?5施加調(diào)節(jié)負荷979N，同時以4900rpm轉(zhuǎn)速對從動皮帶輪12施加2kW/棱紋的負荷使皮帶運行，每隔一定時間停止運行，研究皮帶的羅紋表面，把通過目視可以觀察到裂紋的運行時間定為彎曲壽命。結(jié)果示于表1中。
實施例2～7使用表1中實施例2～7所示的壓縮橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物，除此之外進行與實施例1相同的操作，得到硫化橡膠片材，測定其拉伸彈性模量，同時進行與實施例1相同的操作制造V型多楔帶，測定運行時的響聲和皮帶的彎曲壽命。結(jié)果示于表1。
比較例1及2分別使用表1中比較例1及2中所示的壓縮橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物，除此之外進行與實施例1相同的操作，分別得到硫化橡膠片材，測定它們的拉伸彈性模量，同時進行與實施例1相同的操作分別制造V型多楔帶，對于這些多楔帶，測定運行時的響聲和彎曲壽命。結(jié)果示于表1。
比較例3進行與實施例1相同的操作，在表面光滑的圓筒狀成形滾筒的周圍纏繞涂有橡膠的帆布和由第1粘著橡膠層用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材，然后在其上面螺旋狀旋繞經(jīng)上述粘著處理的前述芳族聚酰胺芯線，再在其上面與上述同樣地纏繞由第2橡膠粘著層用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材。
接著在其上面纏繞表1中比較例3所示的由壓縮橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材，使其長度方向與成形滾筒的圓周方向垂直相交，形成層壓體后，在硫化罐中于內(nèi)壓6kgf/cm2、外壓6kgf/cm2、溫度165℃下對其加壓加熱35分鐘進行過氧化物硫化，得到環(huán)狀的硫化物。以下進行與實施例1相同的操作，制造V型多楔帶，并進行與實施例1相同的操作測定運行時的響聲和皮帶的彎曲壽命。
另外，混煉表1中比較例3所示的壓縮橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物，并用軋輥進行軋制，制得厚度為0.6mm的片材，在溫度160℃下對2枚這種片材加熱加壓25分鐘，進行過氧化物硫化，得到厚度為1mm的硫化橡膠片材。對于該硫化橡膠片材進行與實施例1相同的操作，設(shè)其紋理方向(皮帶長度方向)的拉伸彈性模量為a、設(shè)硫化橡膠片材寬度方向的(皮帶的寬度方向，與上述紋理方向垂直相交的方向)的拉伸彈性模量為b，把上述硫化橡膠片材長度方向(皮帶長度方向)的拉伸彈性模量a和a/b的值一并出示在表1中。
由表1所示的結(jié)果可知，根據(jù)本發(fā)明，通過不在壓縮橡膠層中配合短纖維，或在壓縮橡膠層中配合短纖維時、使其配合量相對于橡膠成分100重量份在5重量份或5重量份以下、同時在所得傳動皮帶中使該短纖維沿皮帶長度方向取向，可以使運行時的響聲達到與使短纖維沿皮帶寬度方向取向分散的以往傳動皮帶(比較例3)大致相等的水平。
除此之外，本發(fā)明的傳動皮帶在高溫環(huán)境下的耐彎曲疲勞性也很優(yōu)異，根據(jù)優(yōu)選方案(實施例1～3)，與上述以往的傳動皮帶相比，耐彎曲疲勞性將進一步得到改善，因此具有比以往傳動皮帶更長的彎曲壽命。但是，使壓縮橡膠層中的短纖維的配合量相對于橡膠成分100重量份超過5重量份、并使其沿皮帶長度方向取向的傳動皮帶(比較例1及2)的a/b的值都超過1.2，在高溫環(huán)境下的彎曲壽命短。
如上所述，本發(fā)明的傳動皮帶可以通過不在壓縮橡膠層中配合短纖維而制造，或者在壓縮橡膠層中配合短纖維時，由于在所得傳動皮帶中使短纖維沿皮帶長度方向取向，所以與以往的使短纖維沿皮帶寬度方向取向時不同，可以簡化制造工序，減少工序數(shù)量，廉價地進行制造。
表1

產(chǎn)業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明，不在壓縮橡膠層中配合短纖維、或明顯降低短纖維的配合量，因此可以在降低制造費用的同時得到運行時的響聲小、且在高溫環(huán)境下的耐彎曲疲勞性優(yōu)異的傳動皮帶。
權(quán)利要求
1.一種傳動皮帶，該皮帶為壓縮橡膠層和粘著橡膠層均由乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物的硫化物構(gòu)成，在所述粘著橡膠層內(nèi)埋設(shè)、粘著有芯線的傳動皮帶，其特征在于，當(dāng)設(shè)皮帶長度方向的壓縮橡膠層的拉伸彈性模量為a、皮帶寬度方向的壓縮橡膠層拉伸彈性模量為b時，為0.9≤a/b≤1.2。
2.如權(quán)利要求1所述的傳動皮帶，其中，壓縮橡膠層由乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物的硫化物構(gòu)成，所述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠的乙烯含量范圍為55～85重量％。
3.如權(quán)利要求1所述的傳動皮帶，其中，壓縮橡膠層由含有短纖維的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物的硫化物構(gòu)成，所述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠的乙烯含量范圍為55～85重量％，所述配合物中的所述短纖維的含量相對于所述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份，為5重量份或5重量份以下的范圍。
4.如權(quán)利要求2或3所述的傳動皮帶，其中，乙烯-α-烯烴-二烯橡膠的乙烯含量范圍為60～80重量％。
5.如權(quán)利要求1～3任一項所述的傳動皮帶，其中，壓縮橡膠層由含有超高分子量聚乙烯的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物的硫化物構(gòu)成，所述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠的乙烯含量在55重量％或55重量％以上、并低于60重量％，所述配合物中的所述超高分子量聚乙烯的含量相對于所述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份為1～50重量份的范圍。
6.權(quán)利要求1～5任一項所述的V型多楔帶。
7.傳動皮帶的制造方法，該制造方法在圓筒狀成形滾筒的外周面上纏繞涂有橡膠的帆布，并且在其上面纏繞由第1粘著橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材，纏繞時使其長度方向與所述成形滾筒的圓周方向一致，在其上面螺旋狀旋繞芯線后，再纏繞由第2粘著橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材，使其長度方向和所述成形滾筒的圓周方向一致，再于其上面纏繞由壓縮橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物構(gòu)成的片材，并使其長度方向與所述成形滾筒的圓周方向一致，形成層壓圓筒體，對其進行加壓加熱，對由所述第1和第2粘著橡膠層用未硫化橡膠配合物構(gòu)成的片材和由壓縮橡膠層用未硫化橡膠配合物構(gòu)成的片材進行硫化一體化，而形成傳動皮帶，其特征在于，所述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠的乙烯含量范圍為55～85重量％。
8.如權(quán)利要求7所述的傳動皮帶的制造方法，其中壓縮橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物相對于乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份可以含有5重量份或5重量份以下的短纖維。
9.如權(quán)利要求7或8所述的傳動皮帶的制造方法，其中，壓縮橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物中的乙烯-α-烯烴-二烯橡膠的乙烯含量范圍為60～80重量％。
10.如權(quán)利要求7或8所述的傳動皮帶的制造方法，其中，壓縮橡膠層用未硫化乙烯-α-烯烴-二烯橡膠配合物含有超高分子量聚乙烯，所述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠的乙烯含量為55重量％或55重量％以上、并且低于60重量％，所述配合物中的所述超高分子量聚乙烯的含量相對于所述乙烯-α-烯烴-二烯橡膠100重量份為1～50重量份的范圍。
11.權(quán)利要求7～10任一項所述的V型多楔帶的制造方法。
全文摘要
本發(fā)明提供壓縮橡膠層和粘著橡膠層均由乙烯－α－烯烴－二烯橡膠配合物的硫化物構(gòu)成，在上述粘著橡膠層內(nèi)埋設(shè)、粘著有芯線的傳動皮帶，其特征在于，當(dāng)設(shè)皮帶長度方向的壓縮橡膠層的拉伸彈性模量為a、皮帶寬度方向的壓縮橡膠層的拉伸彈性模量為b時，為0.9≤a/b≤1.2。優(yōu)選上述壓縮橡膠層由乙烯－α－烯烴－二烯橡膠配合物的硫化物構(gòu)成，上述乙烯－α－烯烴－二烯橡膠的乙烯含量范圍為55～85重量％。上述壓縮橡膠層也可以含有短纖維，此時上述短纖維沿皮帶的長度方向取向，其含量相對于上述乙烯－α－烯烴－二烯橡膠100重量份為5重量份或5重量份以下的范圍。
文檔編號F16G5/20GK1957192SQ200580016860
公開日2007年5月2日 申請日期2005年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月25日
發(fā)明者尻池寬之 申請人:坂東化學(xué)株式會社