传动带的制作方法

文档序号:16358936发布日期:2018-12-22 08:03阅读:176来源:国知局
传动带的制作方法

本发明涉及传动面(啮合传动面)被纤维材料(齿布)包覆的齿形带等传动带。

背景技术

包含橡胶和纤维的纤维增强材料被用于轮胎、带、软管、橡胶布等工业产品。这些工业产品中,作为传动带中广泛使用的橡胶,已知有乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶(epdm)等乙烯-α-烯烃弹性体。乙烯-α-烯烃弹性体由于主链不具有不饱和键而为非极性,因此,具有优良的耐热性和耐寒性,但另一方面,与纤维的胶粘非常困难。例如,以epdm作为基材的橡胶制齿形带存在如下问题:epdm与罩布或芯线的胶粘力不充分,特别是在高温时的走行中齿根部分的橡胶或罩布发生热劣化、并且反复变形,因此,在橡胶与芯线之间发生剥离而形成缺齿,或者在罩布与橡胶的界面发生剥离,从而齿形带的耐久性大幅降低。

关于橡胶成分为epdm的传动带,作为使高温下的橡胶与芯线的胶粘力提高的方法,在专利文献1中公开了一种动力传动带,其是沿着带长度方向将芯线埋设于胶粘橡胶层中、与该胶粘橡胶层相邻地在传动面侧配置有压缩橡胶层并在背面侧配置有延伸橡胶层的动力传动带,其中,上述胶粘橡胶层由相对于含有乙烯-α-烯烃弹性体的橡胶成分100质量份配合有20~70质量份的二氧化硅的橡胶组合物的有机过氧化物交联物构成。在该文献中记载了:从即使在高温时也能够以高水准维持芯线与带主体的胶粘性的观点出发,优选上述胶粘橡胶层进一步含有间苯二酚福尔马林树脂(间苯二酚树脂)或三聚氰胺聚合物。另外,作为上述动力传动带,记载了多楔带或齿形v带。

如该文献所述,对于多楔带或齿形v带等摩擦传动带而言,多数情况下在胶粘橡胶层和压缩橡胶层中层叠不同配合的橡胶。作为其理由,可以列举:为了提高橡胶的耐磨损性、模量等机械特性而配合大量炭黑是有利的,但另一方面,炭黑量增多时,胶粘力容易降低。因此,在摩擦传动带中,通常的做法是在纤维材料的周围配置专用于胶粘性的配合的橡胶,带主体由提高了机械特性的配合的橡胶形成。在专利文献1中,配合在胶粘橡胶层中的填料(增强剂)只有二氧化硅,认为是避免添加导致胶粘性降低的炭黑的结果。因此,对于摩擦传动带而言,胶粘橡胶层本身的机械特性不充分,还具有由于胶粘橡胶层的存在带结构也变得复杂的结构缺陷。

另一方面,对于齿形带而言,使用胶粘橡胶层的例子少,带主体的橡胶与芯线或罩布直接接触。因此,对于齿形带的橡胶层而言,除了用于动力传递所需的耐磨损性、高模量以外,还要求兼顾与芯线或罩布的胶粘力。因此,齿形带的橡胶层不能像专利文献1那样采用只含有二氧化硅作为填料的配合,需要含有炭黑、且与纤维构件的胶粘力也高的配合。

在专利文献2中公开了一种传动带,其具备含有橡胶、间苯二酚和三聚氰胺化合物的橡胶组合物被硫化并成形而得到的橡胶部。作为配合在上述橡胶组合物中的硫化剂(或交联剂),记载了优选有机过氧化物类的硫化剂,在实施例中也有所使用。作为上述橡胶,在实施例中使用了氢化丁腈橡胶、epdm。此外,在实施例中,在含有epdm的橡胶组合物中,相对于epdm100质量份,配合了二氧化硅40质量份、炭黑5质量份、三聚氰胺化合物1.7质量份或3.4质量份。

但是,在该齿形带中,虽然使用有机过氧化物作为交联剂,但有机过氧化物攻击作为罩布的胶粘处理剂的间苯二酚树脂而使其固化劣化,因此,难以提高与罩布的胶粘力。另外,在齿形带中,应力集中于齿根部分,因此,橡胶的抗撕裂力也很重要,但是,由于利用有机过氧化物进行了交联,因此抗撕裂力也不充分。此外,可能是由于三聚氰胺化合物相对于二氧化硅的比例少,橡胶部与芯线的胶粘力也不充分,可能是由于炭黑的比例少,耐磨损性、模量等机械特性也不充分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008-261489号公报

专利文献2:日本特开2013-108564号公报



技术实现要素:

发明所要解决的问题

本发明的目的在于提供即使具备含有乙烯-α-烯烃弹性体的橡胶层和与该橡胶层接触的纤维构件也可抑制上述橡胶层与上述纤维构件的剥离、且耐磨损性和模量等机械特性也高的传动带。

本发明的另一目的在于提供即使作为齿形带在高温下使用也能够提高耐久性的传动带。

本发明的又一目的在于提供即使是由无机纤维和有机纤维中的任意纤维形成的纤维构件也能够抑制剥离的传动带。

用于解决问题的方法

本发明人为了解决上述问题而进行了深入研究,结果发现,通过使含有乙烯-α-烯烃弹性体的橡胶成分、含有二氧化硅的填料、含有硫类硫化剂的硫化剂和含有氨基树脂的固化性树脂组合而形成传动带的橡胶层,即使具备含有乙烯-α-烯烃弹性体的橡胶层和与该橡胶层接触的纤维构件,也能够抑制上述橡胶层与上述纤维构件的剥离,还能够提高耐磨损性和模量等机械特性,从而完成了本发明。

即,本发明的传动带是具备橡胶层和与该橡胶层接触的纤维构件的传动带,其中,上述橡胶层由包含含有乙烯-α-烯烃弹性体的橡胶成分、含有二氧化硅的填料、含有硫类硫化剂的硫化剂和含有氨基树脂的固化性树脂的橡胶组合物的硫化物形成。上述氨基树脂可以含有三聚氰胺树脂。上述填料可以进一步含有炭黑。上述氨基树脂的比例可以是相对于二氧化硅100质量份为约10质量份~约50质量份。上述二氧化硅的比例可以是相对于炭黑100质量份为约10质量份~约150质量份。上述橡胶层可以含有相对于橡胶成分100质量份为5~30质量份的二氧化硅和10~100质量份的炭黑。上述硫类硫化剂可以为硫。上述固化性树脂可以不含间苯二酚树脂。上述硫化剂可以不含有机过氧化物。本发明的传动带可以为具有带主体和罩布的齿形带,所述带主体含有沿着带长度方向以规定间隔配置的多个齿部和埋设有芯体的背部,所述罩布包覆上述多个齿部的表面。上述带主体(齿部和背部)可以为上述橡胶层。上述芯体可以含有无机纤维。

发明效果

在本发明中,使含有乙烯-α-烯烃弹性体的橡胶成分、含有二氧化硅的填料、含有硫类硫化剂的硫化剂和含有氨基树脂的固化性树脂组合而形成传动带的橡胶层,因此,即使具备含有乙烯-α-烯烃弹性体的橡胶层和与该橡胶层接触的纤维构件,也能够抑制上述橡胶层与上述纤维构件的剥离,并且还能够提高耐磨损性和模量等机械特性。因此,即使作为齿形带在高温下使用,也能够提高耐久性。此外,本发明的传动带即使是由无机纤维和有机纤维中的任意纤维形成的纤维构件也能够抑制剥离。

附图说明

图1是示出本发明的传动带(齿形带)的一例的截面立体图。

图2是用于说明实施例中的传动带的耐久走行试验的示意图。

具体实施方式

本发明的传动带只要具备橡胶层和与该橡胶层接触的纤维构件即可,可以为各种摩擦传动带、各种啮合传动带(齿形带)。这些传动带中,对于兼顾橡胶层与纤维构件的密合性与耐磨损性和模量等机械特性的要求高的齿形带特别有用。

图1是示出本发明的齿形带的一例的截面立体图,齿形带1具备沿着带的长度方向(图中箭头)以规定的间隔形成的多个齿部2和沿着带的长度方向埋设有多个芯体3的背部4,在上述齿部2的表面粘贴(包覆或层叠)有齿布(罩布)5。需要说明的是,齿部2的纵截面形状形成为梯形。在齿形带1中,齿部2和背部4构成带主体,该带主体由上述橡胶层形成。另外,芯体3和罩布5相当于纤维构件。

需要说明的是,齿形带的形状并非限定于图1所示的结构,只要在带的至少一个面上具有沿着带的长度方向以规定的间隔形成并且能够与齿状带轮啮合的多个齿部或凸部即可。齿部或凸部的截面形状(带的长度方向或宽度方向的截面形状)并非限定于上述梯形,根据齿状带轮的形态等,例如可以为半圆形、半椭圆形、多边形(三角形、四边形(矩形等)等)等。另外,沿着长度方向相邻的齿部或凸部的间隔根据齿状带轮的形态等,例如可以为约1mm~约10mm、优选为约2mm~约8mm。

需要说明的是,在以下的说明中,将齿部和凸部以相同意思进行处理,对图1所示的结构的齿形带的各要素进行说明。

[齿部2和背部4]

带主体(齿部2和背部4)由橡胶组合物的硫化物形成,上述橡胶组合物包含橡胶成分、填料、硫化剂和固化性树脂(和根据需要含有的添加剂)。

(橡胶成分)

橡胶成分含有乙烯-α-烯烃弹性体。作为乙烯-α-烯烃弹性体,例如可以列举乙烯-α-烯烃共聚物橡胶、乙烯-α-烯烃-二烯三元共聚物橡胶等。作为α-烯烃,例如可以列举丙烯、丁烯、戊烯、甲基戊烯、己烯、辛烯等链状α-c3-12烯烃等。这些α-烯烃中,优选丙烯等α-c3-4烯烃(尤其是丙烯)。作为二烯单体,通常可以例示非共轭二烯系单体、例如二环戊二烯、亚甲基降冰片烯、亚乙基降冰片烯、1,4-己二烯、环辛二烯等。这些二烯单体中,优选亚乙基降冰片烯、1,4-己二烯(尤其是亚乙基降冰片烯)。

作为代表性的乙烯-α-烯烃弹性体,例如可以列举乙烯-丙烯共聚物(epm)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(epdm等)、乙烯-丁烯共聚物(ebm)、乙烯-辛烯共聚物(eom)等。这些乙烯-α-烯烃弹性体可以单独使用或组合使用两种以上。

其中,从耐热性和耐寒性优良的观点出发,优选乙烯-α-烯烃-二烯三元共聚物橡胶(尤其是epdm等乙烯-α-c3-4烯烃-二烯三元共聚物橡胶)。

在不损害本发明效果的范围内,橡胶成分中除了乙烯-α-烯烃弹性体以外还可以含有其它橡胶成分、例如二烯类橡胶[天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶(sbr)、乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶(丁腈橡胶);氢化丁腈橡胶(包括氢化丁腈橡胶与不饱和羧酸金属盐的混合聚合物)等上述二烯类橡胶的氢化物等]、烯烃类橡胶(聚辛烯橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、烷基化氯磺化聚乙烯橡胶等)、表氯醇橡胶、丙烯酸类橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶等。

乙烯-α-烯烃弹性体的比例是相对于橡胶成分整体为50质量%以上即可,优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上(尤其是95质量%以上),也可以为100质量%(橡胶成分只由乙烯-α-烯烃弹性体形成)。乙烯-α-烯烃弹性体的比例过少时,有可能传动带的耐热性和耐寒性降低。

(填料)

在本发明中,为了提高传动带的机械特性从而提高耐久性,填料含有二氧化硅。二氧化硅是由硅酸和/或硅酸盐形成的微细的蓬松的白色粉末,在其表面存在有多个硅烷醇基,因此,能够与橡胶成分化学性胶粘。

二氧化硅包括干式二氧化硅、湿式二氧化硅、表面处理后的二氧化硅等。另外,二氧化硅也可以根据基于制法的分类而分类为例如干法白炭黑、湿法白炭黑、胶态二氧化硅、沉淀二氧化硅等。这些二氧化硅可以单独使用或组合使用两种以上。其中,从表面硅烷醇基多、与橡胶成分的化学结合力强的观点出发,优选以含水硅酸作为主要成分的湿法白炭黑。

二氧化硅的平均粒径例如为约1nm~约1000nm、优选为约3nm~约300nm、进一步优选为约5nm~约100nm(尤其是约10nm~约50nm)。二氧化硅的粒径过大时,有可能橡胶层(带主体)的机械特性降低,过小时,有可能难以均匀地分散。

另外,二氧化硅可以为非多孔质或多孔质中的任一者,基于bet法的氮吸附比表面积例如可以为约50m2/g~约400m2/g、优选为约70m2/g~约350m2/g、进一步优选为约100m2/g~约300m2/g(尤其是约150m2/g~约250m2/g)。比表面积过大时,有可能难以均匀地分散,比表面积过小时,有可能橡胶层的机械特性降低。

二氧化硅的比例可以从相对于橡胶成分100质量份为约1质量份~约100质量份(例如约5质量份~约30质量份)的范围选择,例如为约3质量份~约50质量份(例如为约5质量份~约50质量份)、优选为约5质量份~约40质量份(例如为约10质量份~约40质量份)、进一步优选为约8质量份~约20质量份(尤其是约10质量份~约15质量份)。另外,二氧化硅的比例可以从相对于后述的炭黑100质量份为约1质量份~约300质量份的范围选择,例如为约5质量份~约200质量份(例如为约10质量份~约150质量份)、优选为约10质量份~约100质量份(例如为约12质量份~约50质量份)、进一步优选为约13质量份~约30质量份(尤其是约15质量份~约20质量份)。二氧化硅的比例过少时,有可能胶粘性、增强性降低,过多时,有可能难以均匀地分散在橡胶层中、与纤维构件(尤其是罩布)的密合性降低。

在本发明中,作为填料,优选除了二氧化硅以外还含有炭黑。炭黑具有使橡胶层的耐疲劳破坏性和耐磨损性飞跃性地提高的作用,通过使二氧化硅与炭黑组合,能够兼顾模量等机械特性和对纤维构件的密合性,能够提高传动带的耐久性。

炭黑的平均粒径例如为约5nm~约200nm、优选为约10nm~约150nm、进一步优选为约15nm~约100nm,从增强效果高的观点出发,可以为小粒径的炭黑,其平均粒径可以例如为约5nm~约38nm、优选为约10nm~约35nm、进一步优选为约15nm~约30nm。作为小粒径的炭黑,例如可以例示saf、isaf-hm、isaf-lm、haf-ls、haf、haf-hs等。这些炭黑可以单独使用或组合使用。

炭黑的比例可以从相对于橡胶成分100质量份为约10质量份~约150质量份(例如为约10质量份~约100质量份)的范围选择,例如为约20质量份~约120质量份、优选为约30质量份~约100质量份(例如为约35质量份~约80质量份)、进一步优选为约40质量份~约70质量份(尤其是约50质量份~约60质量份)。炭黑的比例过少时,有可能增强性、耐磨损性无法充分发挥,过多时,有可能胶粘性降低、或者难以均匀地分散。

填料可以还含有惯用的填料。作为惯用的填料,例如可以列举粘土、碳酸钙、滑石、云母等。这些惯用的填料可以单独使用或组合使用两种以上。

二氧化硅和炭黑的合计比例(在只有二氧化硅的情况下为二氧化硅的比例)可以是相对于填料整体为50质量%以上,可以优选为60质量%以上、进一步优选为70质量%以上(尤其是80质量%以上),也可以为90质量%以上(尤其是100质量%)。二氧化硅和炭黑的比例过少时,有可能橡胶层的力学特性降低。

填料的比例(合计比例)是相对于橡胶成分100质量份例如为约30质量份~约100质量份、优选为约50质量份~约90质量份、进一步优选为约60质量份~约80质量份。填料的比例过少时,有可能耐磨损性和模量等机械特性降低,过多时,有可能与纤维构件的胶粘性降低。

(硫化剂)

从能够提高与纤维构件(尤其是含有无机纤维的芯体)的密合性的观点出发,硫化剂(或者交联剂)含有硫类硫化剂。作为硫类硫化剂,例如可以列举粉末硫、沉淀硫、胶体硫、不溶性硫、高分散性硫、氯化硫(一氯化硫、二氯化硫等)等。这些硫类硫化剂可以单独使用或组合使用两种以上。这些硫类硫化剂中,优选粉末硫等硫。

在不损害本发明效果的范围内,硫化剂可以还含有其它硫化剂。作为其它硫化剂,例如可以列举有机过氧化物(二酰基过氧化物、过氧化酯、二烷基过氧化物等)等。

硫类硫化剂(尤其是硫)的比例是相对于硫化剂(或者交联剂)整体优选为50质量%以上、更优选为80质量%以上、进一步优选为90质量%以上(尤其是95质量%以上),也可以为100质量%(硫类硫化剂单独)。硫类硫化剂的比例过少时,有可能与纤维构件(尤其是芯体)的密合性降低。特别是,在本发明中,从能够提高与纤维构件(尤其是芯体)的密合性的观点出发,硫化剂优选实质上不含有机过氧化物,特别优选完全不含有机过氧化物。在本申请说明书和权利要求书中,“实质上不含有机过氧化物”是指除了作为不可避免的杂质混入的有机过氧化物以外不含有,其含量的上限值相对于硫化剂(或交联剂)整体例如为约0.1质量%。

硫化剂(尤其是硫类硫化剂)的比例可以从相对于橡胶成分100质量份为约0.1质量份~约20质量份的范围选择,例如为约0.2质量份~约10质量份、优选为约0.3质量份~约5质量份、进一步优选为约0.5质量份~约3质量份(尤其是约0.8质量份~约2质量份)。硫化剂的比例过少时,有可能橡胶层的耐磨损性等机械特性降低,过多时,有可能柔软性降低。

(固化性树脂)

从能够提高与纤维构件的密合性的观点出发,固化性树脂(胶粘性改善剂或粘结剂树脂)含有氨基树脂。

作为氨基树脂,可以列举惯用的氨基树脂、例如三聚氰胺树脂、脲树脂(尿素树脂)、胍胺树脂、苯胺树脂等。这些氨基树脂可以单独使用或组合使用两种以上。这些氨基树脂中,从能够提高与纤维构件(尤其是高温下的含有无机纤维的芯体)的密合性的观点出发,优选三聚氰胺树脂。

三聚氰胺树脂可以使用惯用的三聚氰胺树脂,可以为通过在中性或碱性条件下使三聚氰胺与甲醛反应而得到的反应产物(例如,初期缩合物或预聚物)。此外,在不损害本发明效果的范围内,可以与三聚氰胺一起组合使用其它具有氨基的化合物、例如尿素、胍胺(甲酰胍胺、乙酰胍胺、苯并胍胺等)、苯胺等。其它具有氨基的化合物的比例可以是相对于三聚氰胺1摩尔为0.3摩尔以下(尤其是0.1摩尔以下)。

作为甲醛,可以使用甲醛的缩合物(例如,三氧杂环己烷、多聚甲醛等),也可以使用甲醛的水溶液(福尔马林等)。

三聚氰胺与甲醛的比例(使用比例)例如可以为前者/后者(摩尔比)=约1/1~约1/10、优选为约1/3~约1/8、进一步优选为约1/5~约1/7。

作为三聚氰胺树脂,例如广泛使用三羟甲基三聚氰胺、六羟甲基三聚氰胺等单~六羟甲基三聚氰胺等,从耐热性、胶粘性等观点出发,优选四~六羟甲基三聚氰胺(尤其是六羟甲基三聚氰胺)。从操作性等观点出发,三聚氰胺树脂(尤其是四~六羟甲基三聚氰胺)可以利用烷基(例如,甲基、乙基、正丁基、异丁基等c1-4烷基等)进行醚化。作为醚化后的烷基醚三聚氰胺树脂,例如广泛使用单~六c1-4烷氧基甲基三聚氰胺等,优选使用六甲氧基甲基三聚氰胺、六正丁氧基甲基三聚氰胺、六异丁氧基甲基三聚氰胺等六c1-4烷氧基甲基三聚氰胺。

三聚氰胺树脂的比例是相对于氨基树脂整体优选为50质量%以上、更优选为80质量%以上、进一步优选为90质量%以上(尤其是95质量%以上),也可以为100质量%(三聚氰胺树脂单独)。

氨基树脂(尤其是三聚氰胺树脂)的比例可以从相对于二氧化硅100质量份为约1质量份~约100质量份的范围选择,例如为约5质量份~约80质量份、优选为约8质量份~约60质量份、进一步优选为约10质量份~约50质量份(尤其是约20质量份~约50质量份)。氨基树脂的比例过少时,有可能与纤维构件(尤其是芯体)的密合性降低,过多时,有可能与纤维构件的密合性、耐弯曲疲劳性降低。

在不损害本发明效果的范围内,固化性树脂可以还含有其它固化性树脂(间苯二酚树脂等)。间苯二酚树脂(间苯二酚福尔马林树脂)可以为含有间苯二酚的酚类与甲醛的共缩合物,也可以为与胶乳的混合物。

氨基树脂(尤其是三聚氰胺树脂)的比例是相对于固化性树脂整体优选为50质量%以上、更优选为80质量%以上、进一步优选为90质量%以上(尤其是95质量%以上),也可以为100质量%(氨基树脂单独)。氨基树脂的比例过少时,有可能耐热性、与纤维构件(尤其是芯体)的密合性降低。特别是,在本发明中,从能够提高与纤维构件(尤其是芯体)的密合性的观点出发,固化性树脂优选实质上不含间苯二酚树脂,特别优选完全不含间苯二酚树脂。在本申请说明书和权利要求书中,“实质上不含间苯二酚树脂”是指除了作为不可避免的杂质混入的间苯二酚树脂以外不含有,其含量的上限值相对于固化性树脂整体例如为约0.1质量%。

从胶粘性的观点出发,固化性树脂(尤其是氨基树脂)的比例可以从相对于橡胶成分100质量份为约0.1质量份~约30质量份的范围选择,例如为约0.3质量份~约20质量份、优选为约0.5质量份~约10质量份、进一步优选为约1质量份~约8质量份(尤其是约2质量份~约5质量份)。

(其它添加剂)

形成带主体(齿部2和背部4)的橡胶组合物可以根据需要含有惯用的各种添加剂(或配合剂)。

作为添加剂,例如可以例示硫化助剂(n,n’-间亚苯基双马来酰亚胺等芳烃双马来酰亚胺或芳香族双马来酰亚胺等)、硫化促进剂[四甲基秋兰姆单硫化物(tmtm)、四甲基秋兰姆二硫化物(tmtd)、四乙基秋兰姆二硫化物(tetd)、四丁基秋兰姆二硫化物(tbtd)、双五亚甲基秋兰姆四硫化物(dptt)、n,n’-二甲基-n,n’-二苯基秋兰姆二硫化物等秋兰姆类促进剂;2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑的锌盐、2-巯基噻唑啉、二苯并噻唑基二硫化物、2-(4’-吗啉基二硫代)苯并噻唑等噻唑类促进剂;n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(cbs)、n,n’-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺等次磺酰胺类促进剂;二苯基胍、二邻甲苯基胍等胍类;亚乙基硫脲等脲类或硫脲类促进剂;二硫代氨基甲酸盐类;黄原酸盐类等]、硫化延迟剂、金属氧化物(氧化锌、氧化镁、氧化钙、氧化钡、氧化铁、氧化铜、氧化钛、氧化铝等)、短纤维[棉或人造丝等纤维素类纤维、聚酯类纤维(pet纤维等)、聚酰胺类纤维(聚酰胺6等脂肪族聚酰胺纤维、芳族聚酰胺纤维等)等短纤维]、增塑剂、软化剂(石蜡油、环烷类油等油类等)、加工剂或加工助剂(硬脂酸、硬脂酸金属盐、蜡、石蜡等)、抗老化剂(芳香族胺类、苯并咪唑类抗老化剂等)、着色剂、增粘剂、偶联剂(硅烷偶联剂等)、稳定剂(抗氧化剂、紫外线吸收剂、热稳定剂等)、润滑剂、阻燃剂、抗静电剂等。这些添加剂可以单独使用或组合使用两种以上。

添加剂的合计比例是相对于橡胶成分100质量份例如为约1质量份~约100质量份、优选为约5质量份~约50质量份、进一步优选为约10质量份~约20质量份。详细而言,相对于橡胶成分100质量份,例如硫化促进剂的比例为约0.1质量份~约10质量份(尤其是约0.5质量份~约5质量份),金属氧化物的比例为约1质量份~约20质量份(尤其是约3质量份~约10质量份),软化剂的比例为约1质量份~约20质量份(尤其是约3质量份~约10质量份),加工(助)剂的比例为约0.1质量份~约5质量份(尤其是约0.5质量份~约3质量份),抗老化剂的比例为约1质量份~约20质量份(尤其是约3质量份~约10质量份)。

需要说明的是,只要不损害齿部2与背部4的密合性,则形成齿部2和背部4的橡胶组合物可以为不同的橡胶组合物,也可以为相同的橡胶组合物。通常,齿部2和背部4多数情况下含有相同系列的橡胶(例如,属于乙烯-α-烯烃弹性体、且种类不同的橡胶等)或者同种的橡胶成分(例如,同种的乙烯-α-烯烃弹性体等)。

[芯体3]

为了提高走行的稳定性和带强度等,芯体3沿着带的长度方向埋设于带主体中,通常,沿着带的长度方向延伸的多个芯线(绞合软线)埋设于带主体中。

芯线可以由使多个股线或多股长丝捻合而成的绞合软线形成。其中,优选股线的绞合软线,一根股线可以是将长丝(长纤维)捆扎而形成。芯线的平均线径(绞合软线的纤维直径)例如为约0.2mm~约0.6mm。对于形成绞合软线的长丝的粗度、长丝的聚束根数、股线的根数和捻合方式的捻线构成,没有特别限制。

作为形成芯线的纤维,没有特别限制,例如可以例示聚酯类纤维(聚亚烷基芳酯类纤维、聚对亚苯基萘二甲酸酯类纤维)、聚苯并唑纤维、丙烯酸类纤维、聚酰胺类纤维(脂肪族聚酰胺纤维、芳族聚酰胺纤维等)等合成纤维、玻璃纤维、碳纤维、金属纤维(钢纤维)等无机纤维等。这些纤维可以单独使用或组合使用两种以上。作为形成芯线的纤维,从低伸长率、高强度的观点出发,例如广泛使用聚酯类纤维、聚酰胺类纤维等合成纤维、玻璃纤维、碳纤维等无机纤维等。玻璃纤维的组成没有特别限制,可以为e玻璃、s玻璃(高强度玻璃)、c玻璃等。其中,从高强度且低伸长率的观点出发,优选高强度玻璃纤维、碳纤维,从经济性的观点出发,特别优选高强度玻璃纤维。

多个芯线可以沿着带的宽度方向以规定的间隔(或间距)(或者以等间隔)埋设。相邻的芯线的间隔(纺丝间距)可以根据芯线的直径例如为约0.5mm~约2mm、优选为约0.8mm~约1.5mm。

为了提高与带主体的胶粘性,可以对芯线实施胶粘处理。作为胶粘处理的方法,例如可以为在将绞合软线浸渍于间苯二酚-福尔马林-胶乳处理液(rfl处理液)后进行加热干燥、从而在绞合软线的表面形成均匀的胶粘层的方法。rfl处理液为将间苯二酚与福尔马林的初期缩合物混合于胶乳而成的混合物,胶乳例如可以为氯丁橡胶、苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物(vp胶乳)、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶等。此外,胶粘处理的方法可以为在利用环氧化合物或异氰酸酯化合物实施预处理后利用rfl处理液进行处理的方法。

[罩布5]

在作为带轮接触面的齿形带1的齿部2上包覆或层叠有罩布(齿布)5,罩布5与齿部2一体化。

罩布优选为织布。罩布的织造构成(织物组织)没有特别限定,只要是使经丝和纬丝规则地沿纵横交错编织而成的织布即可,例如可以为斜纹组织(斜纹织物(斜文織))、缎纹组织)(缎纹织物(繻子織)、satin)、平纹组织等组织。其中,从纤维(或者丝)的接点的数目少、容易浸渗处理液的观点出发,优选斜纹组织和缎纹组织。

经丝和纬丝的形态没有特别限定,可以为将长丝(长纤维)合纱或者捻合而成的多股长丝、作为一根长纤维的单股长丝、使短纤维捻合而成的短纤纱(纺织纱)中的任一种。在经丝或纬丝为多股长丝或短纤纱的情况下,也可以为使用两种以上纤维的混捻丝或混纺丝。其中,纬丝优选含有具有伸缩性的弹性丝。作为弹性丝,例如可以使用像包含聚氨酯的斯潘德克斯弹性纤维(spandex)那样材质本身具有伸缩性的弹性丝、将纤维进行伸缩加工(例如,仿毛加工、卷缩加工等)后的加工丝等。另一方面,从织造性的观点出发,经丝通常不使用弹性丝。此外,作为罩布,从能够确保罩布的带长度方向的伸缩性的观点出发,优选按照使织布的经丝沿着带宽度方向、使纬丝沿着带长度方向延伸的方式配置。

构成罩布的纤维(或者丝)的平均直径例如可以为约5μm~约100μm、优选为约10μm~约50μm。另外,由纤维形成的丝(捻丝)的平均纤维直径(粗度)例如对于纬丝而言可以为约100dtex~约1000dtex、优选为约300dtex~约700dtex,对于经丝而言可以为约50dtex~约500dtex、优选为约100dtex~约300dtex。纬丝的密度(根/cm)例如可以为约5~约50、优选为约10~约30,经丝的密度(根/cm)例如可以为约10~约300、优选为约20~约100。

作为形成罩布的纬丝和经丝的纤维,例如可以例示纤维素类纤维[纤维素纤维(来源于棉等植物、动物或细菌的纤维素纤维)、人造丝等再生纤维素纤维、纤维素酯纤维等]、聚烯烃纤维、乙烯醇类纤维、聚酰胺类纤维(聚酰胺6纤维、聚酰胺66纤维、聚酰胺46纤维等脂肪族聚酰胺纤维、芳族聚酰胺纤维等芳香族聚酰胺纤维)、聚酯类纤维[例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯(ppt)纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯(ptt)纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)纤维等c2-4亚烷基c6-14芳酯类纤维;聚芳酯类纤维、液晶聚酯类纤维等完全芳香族聚酯类纤维等]、聚苯醚类纤维、聚醚醚酮类纤维、聚醚砜类纤维、聚苯并唑类纤维(聚对亚苯基苯并双唑(pbo)纤维等)、聚氨酯类纤维、碳纤维等无机纤维等。这些纤维可以单独使用或组合使用两种以上。

这些纤维中,广泛使用有机纤维,优选棉或人造丝等纤维素类纤维、聚酯类纤维(pet纤维等)、聚酰胺类纤维(聚酰胺66纤维等脂肪族聚酰胺纤维、芳族聚酰胺纤维等)、聚苯并唑类纤维等。

罩布的厚度没有特别限制,例如可以为约0.3mm~约1.5mm、优选为约0.5mm~约1.2mm。

为了提高带主体(齿部2和背部4)与罩布的胶粘性,可以对罩布实施胶粘处理。作为胶粘处理的方法,例如可以为在将织布浸渍于间苯二酚-福尔马林-胶乳处理液(rfl处理液)后进行加热干燥、从而在织布的表面形成均匀的胶粘层的方法。此外,胶粘处理的方法可以为在利用环氧化合物或异氰酸酯化合物实施预处理后利用rfl处理液进行处理的方法,也可以为将橡胶组合物溶解于甲乙酮、甲苯、二甲苯等有机溶剂而制成橡胶糊并将织布在该橡胶糊中进行浸渍处理从而使橡胶组合物浸渗、附着的方法等。这些方法可以单独或组合施工,处理顺序、处理次数也没有限定。

[传动带的制造方法]

本发明的传动带可以利用惯用的方法制造,例如,图1所示的齿形带1可以通过下述方法来制造。首先,在具有与齿形带1的齿部2相对应的多个凹条的圆筒状模具上卷绕形成罩布5的帆布。接着,在卷绕有帆布的圆筒状模具上以螺旋状以规定的间距(相对于圆筒状模具的轴向以规定的间距)卷绕构成芯体3的软线。接着,卷绕形成背部4和齿部2的未硫化橡胶片而形成未硫化套筒(未硫化层叠体)。进一步,将上述卷绕有未硫化套筒的圆筒状模具转移至硫化罐内,进行加热、加压,由此使上述橡胶片压入模具槽部(凹条),在硫化的同时形成齿部2。最后,利用切割刀具将所得到的套筒状的成形体按照规定的切割宽度切断,由此能够制造各个齿形带1。

另外,齿形带1也可以通过预成型工艺按照下述步骤来制作。首先,利用具有齿型的模具预先成型出罩布5和齿部2,得到预成型体。接着,将所得到的预成型体卷绕于模具上,在其上以螺旋状缠绕芯体3。在其上卷绕构成背部4的未硫化橡胶后,将整体在硫化罐中硫化,得到齿形带1。在该预成型工艺中,由于在硫化前预先成型出罩布5和齿部2,因此,硫化时使得构成背部4的未硫化橡胶从芯体3之间向内侧(腹侧、即齿部2侧)流动,无需使罩布5伸长而形成齿部2。因此,能够使芯线间距离(间距)变窄。

实施例

以下,基于实施例对本发明更详细地进行说明,但本发明不受这些实施例限定。在以下的例子中,以下示出实施例中所使用的原料、各物性的测定方法或评价方法。需要说明的是,只要没有特别说明,则“份”和“%”为质量基准。

[原料]

epdm:三井化学株式会社制造的“ept4021”、乙烯含量51质量%、二烯含量8.1质量%

炭黑:东海碳素株式会社制造的“seastv”

二氧化硅:赢创德固赛日本株式会社制造的“ultrasilvn3”、bet比表面积175m2/g

软化剂(石蜡油):出光兴产株式会社制造的“dianaprocessoilpw90”

抗老化剂:精工化学株式会社制造的“nonflexod3”

氧化锌:堺化学工业株式会社制造的“酸化亜鉛2種”

硬脂酸:日油株式会社制造的“ステアリン酸つばき”

六甲氧基甲基三聚氰胺(hmmm):powerplast公司制造的“pp-1890s”

苯并胍胺:日本触媒株式会社制造

间苯二酚树脂:indspecchemicalcorporation公司制造的“phenacoliteresin(b-18-s)”

硫化促进剂a:三新化学工业株式会社制造的“sancelertt”

硫化促进剂b:大内新兴化学工业株式会社制造的“noccelercz”

硫化促进剂c:大内新兴化学工业株式会社制造的“noccelerdm-p”

硫:美源化学公司制造

有机过氧化物:日油株式会社制造的“p-40mb(k)”

玻璃芯线:构成3/0的k玻璃(长丝直径6μm)

帆布(增强用帆布):构成2/2斜纹组织的聚酰胺帆布(厚度0.70mm)

[硬度和50%拉应力]

对于将表1所示的橡胶组合物在165℃进行30分钟加压交联而成的交联橡胶的物性进行评价。依据jisk6253(2012)测定所得到的交联橡胶的硬度(jis-a),依据jisk6251(2010)测定50%伸长时的拉应力m50。

[芯线剥离力]

在由表1所示的橡胶组合物形成的未硫化橡胶片(厚度4mm)上,以宽度为25mm的方式平行排列多根玻璃芯线(纤维间隔0.1mm),利用加压板施加2.0mpa的压力,在160℃进行30分钟硫化,制作剥离试验用的长条形试样(宽度25mm×长度150mm×厚度4mm)。然后,按照jisk6256(2013),以50mm/分钟的拉伸速度进行剥离试验,测定芯线与胶粘橡胶的胶粘力(硫化胶粘力)。

[帆布剥离力]

将由表1所示的橡胶组合物形成的未硫化橡胶片(长度15cm、宽度3cm、厚度4mm)和帆布(长度15cm、宽度3cm)层叠,夹着帆布和未硫化橡胶片而在相反侧配置增强用帆布,在该状态下进行硫化。硫化条件设定为165℃×30分钟。此时,在层叠前预先利用遮蔽带将纵向的端部2.5cm部分的帆布与未硫化橡胶片之间隔开。硫化后,使上述利用遮蔽带隔开的端部(帆布的端部、带有增强用帆布的橡胶片的端部)夹持于拉伸试验机autograph的上下夹头,将拉伸速度设定为50mm/分钟,进行剥离。将此时的剥离力(n/25mm)的最大值设定为帆布剥离力。

[带走行耐久性]

在带制作用的带有齿形的模具上卷绕帆布后,利用规定的张力以规定的间距螺旋地卷绕实施了胶粘处理的玻璃芯线。在该芯线上粘贴由表1所示的橡胶组合物形成的未硫化橡胶片后,投入硫化罐中,利用通常的压入方式在165℃进行30分钟加压硫化,将带背面研磨至一定厚度并切割成一定宽度,从而得到齿形带。该齿形带的设计为齿型:s2m、齿间距:2mm、齿数:170、带宽度:25mm。对于所得到的齿形带,通过图2所示的配置在100℃的气氛温度下进行走行试验,对缺齿、帆布剥离的有无进行评价。芯线剥离力低时,带的齿从芯线剥离,产生缺齿故障。需要说明的是,在走行时间最多为400小时时结束。

实施例1~10和比较例1~6

使用表1所示的橡胶组合物制作试样,将对硬度和50%拉应力、芯线剥离力、帆布剥离力、带走行耐久性进行评价的结果示于表1中。

根据表1的结果能够判断出,实施例1~10的传动带达到了300小时以上的走行时间,具有实用上充分的耐久性。

需要说明的是,实施例6是三聚氰胺树脂相对于二氧化硅的质量比低至5质量%的条件,在走行时间为350小时时出现缺齿故障。

实施例7是三聚氰胺树脂相对于二氧化硅的质量比高达60质量%的条件,在300小时时出现缺齿故障。

另外,实施例8是二氧化硅的配合量多达50质量份、炭黑的配合量少至20质量份的条件,在300小时时发生罩布剥离故障。

此外,实施例9是添加有间苯二酚树脂的条件,在300小时时出现缺齿故障。与此相对,在没有添加间苯二酚树脂的实施例2中,带没有发生故障地走行了400小时,因此,能够判断出间苯二酚树脂的添加无助于耐久性的提高。

另外,实施例10是含有胍胺树脂作为氨基树脂的条件,与比较例1相比观察到硬度和拉应力的升高。对于芯线剥离力和帆布剥离力,与含有三聚氰胺树脂的情况同样地也升高,但100℃下的剥离力倾向于略低。即,关于高温下的耐久性,与胍胺树脂相比,三聚氰胺树脂的情况下略优良。

根据以上结果能够判断出,实施例1~5即使在走行400小时后,带也没有观察到缺齿、罩布剥离的故障,具有特别优良的耐久性。

另一方面,比较例1~6在走行小于300小时时产生缺齿,没有观察到充分的耐久性。

详细而言,比较例1~3是没有添加三聚氰胺树脂和/或二氧化硅的条件,在走行200~250小时时出现缺齿故障。

比较例4和6是利用有机过氧化物进行交联的条件,在走行10小时时出现缺齿故障。

另外,比较例5是未添加三聚氰胺树脂而添加了间苯二酚树脂的条件,在走行200小时时出现缺齿故障。

参考特定的实施方式对本发明详细地进行了说明,但对于本领域技术人员明显可知的是,在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种修正和变更。

本申请基于2016年5月23日提出的日本专利申请2016-102618、和2017年5月15日提出的日本专利申请2017-096586,其内容以参考的方式并入本说明书中。

产业上的可利用性

本发明的传动带能够用于具备与橡胶层接触的纤维构件的各种传动带(摩擦传动带、啮合传动带等),特别是能够有效地用于啮合传动带(齿形带)。此外,齿形传动带通过与齿形带轮组合而能够用于要求输入和输出的同步性的各种领域、例如汽车或摩托车等的发动机的动力传递、电动机、泵类等的动力传递、自动门、自动化机械等机械类、复印机、印刷机等。特别是能够用作汽车用发动机的动力传动带(同步带或齿形带)等外围设备类(外围部件类)。

符号说明

1…齿形带

2…齿部

3…芯体

4…背部

5…罩布(齿布)

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