平带及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及平带及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 目前正在研究将弹性体中分散有纳米纤维的复合材料应用在汽车部件或电子部 件中。
[0003] 例如，专利文献1中公开了在乙締-a-締控弹性体的基体中添加海岛型复合短纤 维，使海成分烙融并将岛成分的纤维直径为10~SOOOnm的纳米纤维分散在基体乙締-a-締 控弹性体中的纤维增强弹性体成型品。
[0004] 专利文献2中公开了用于齿形带、平带等汽车专用带或工业用带的纤维增强弹性 体，该纤维增强弹性体是将由聚締控、第一弹性体W及二氧化娃组成的基体中分散纤维直 径为IwnW下、长径比为2~1000的纳米纤维的纤维增强热塑性树脂组合物W及第二弹性体 进行混炼而得到的弹性体。
[000引现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:特开2012-207220号公报 [000引专利文献2:特开2012-77223号公报
【发明内容】
[0009] 本发明的平带的构成带内周面的部分由橡胶组合物形成，所述橡胶组合物包括纤 维直径为300~1 OOOnm的有机纤维的纳米纤维。
[0010] 本发明的平带的制造方法，包括：
[0011] 橡胶组合物制作步骤，通过在复合材料的热塑性树脂的融点或软化溫度W上的溫 度下，对橡胶成分和所述复合材料进行混炼，制作用于形成构成带内周面的部分的未交联 橡胶组合物，所述复合材料具有热塑性树脂的海和纤维直径为300~1000 nm的有机纤维的 纳米纤维的集束体的多个岛的海岛结构。
【附图说明】
[0012] 图1为示出从实施方式的平带上切下的一部分的立体图；
[0013] 图2为实施方式的平带的带内周面的表观摩擦系数的测定方法说明图；
[0014] 图3为示出使用了实施方式的平带的带传动装置的带轮布置例的图；
[001引图4为复合材料的立体图；
[0016] 图5(a)~(C)是示出实施方式的平带的制造方法的第一说明图；
[0017] 图6为示出实施方式的平带的制造方法的第二说明图；
[0018] 图7为示出实施方式的平带的制造方法的第S说明图；
[0019] 图8为示出从实施方式的平带的变形例中切下的一部分的立体图；
[0020] 图9(a)~(C)是示出从实施方式的平带的其他变形例中切下的一部分的立体图；
[0021] 图10(a)~（C)是示出从实施方式的平带的另一其他变形例中切下的一部分的立 体图；
[0022] 图11(a)和(b)是示出从实施方式的具有增强布的平带的变形例中切下的一部分 的立体图；
[0023] 图12(a)是示出纤维的体积分率与橡胶硬度之间关系的图表，（b)是示出纤维的体 积分率与纹理方向的10%伸长率时的拉伸应力(Mio)之间关系的图表，W及(C)是示出纤维 的体积分率与纹理方向的储能模量化'）之间关系的图表；
[0024] 图13(a)是示出纤维的体积分率与摩擦系数之间关系的图表，（b)是示出橡胶硬度 与摩擦系数之间关系的图表，W及(C)是示出纹理方向的储能模量化'）与摩擦系数之间关 系的图表；
[0025] 图14(a)是示出纤维的体积分率与抗弯曲疲劳性评价试验中直至切断时的弯曲次 数之间关系的图表，W及(b)是示出橡胶硬度与抗弯曲疲劳性评价试验中直至切断时的弯 曲次数之间关系的图表；
[0026] 图15为示出带运行试验机的带轮布置图。
[0027] 符号说明
[0028] B:平带
[0029] B'：平带成型体
[0030] 10:平带主体
[0031] 11:内侧橡胶层
[0032] 11'、12'、13' ：未交联橡胶组合物片
[0033] 12:忍线保持层
[0034] 13:外侧橡胶层
[003引 14:忍线
[0036] 14'：线材
[0037] 15:单一橡胶层
[003引 16:纳米纤维
[0039] 17:增强布
[0040] 21:平带片
[0041 ] 22、31、32、33:平带轮
[0042] 23:负荷传感器
[004引 24:铅键 [0044] 30:带传动装置
[004引 41:圆筒模具
[0046] 42:橡胶套
[0047] 50:带运行试验机
[004引 51:驱动带轮
[0049] 52:从动带轮
【具体实施方式】
[0050] W下，基于附图对实施方式进行详细说明。
[0051] 图1示出实施方式的平带B。实施方式的平带B用于较高负荷条件下使用中要求寿 命长的用途，例如鼓风机、压缩机或发电机等驱动传递用途、汽车的辅机驱动用途等。关于 实施方式的平带B，例如带长为600~3000mm，带宽为10~20mm，W及带厚为2~3.5mm。
[0052] 实施方式的平带B具有W层叠带内周侧的内侧橡胶层11和带外周侧的忍线保持层 12W及进一步在带外周侧的外侧橡胶层13的方式一体化设置的平带主体10。并且，内侧橡 胶层11的内周面构成带内周面的同时，外侧橡胶层13的外侧面构成带外周面。此外，忍线保 持层12在带厚方向的中间部分上埋设有忍线14,忍线14配置为在带宽方向上形成具有节距 的螺旋。
[0053] 实施方式的平带B中，内侧橡胶层11由配合有有机纤维的纳米纤维16( W下简称为 "纳米纤维16")的橡胶组合物形成。更具体地，内侧橡胶层11由通过对橡胶成分配合包含纳 米纤维16的各种橡胶配合剂并混炼的未交联橡胶组合物进行加热及加压并用交联剂进行 交联的橡胶组合物形成。内侧橡胶层11的厚度优选为〇.3mmW上，更优选为0.5mmW上，且优 选为3. Omm W下，更优选为2.5mm W下。
[0054] 作为形成内侧橡胶层11的橡胶组合物的橡胶成分，可列举例如乙締-a-締控弹性 体、氯下橡胶(CR)、氯横化聚乙締橡胶(CSM)、氨化丙締腊橡胶化-N服)、天然橡胶(NR)、苯乙 締-下二締橡胶(SBR)、下二締橡胶(BR)、丙締腊下二締橡胶(NBR)等。运些当中，从耐热性和 耐寒性的观点考虑优选乙締-a-締控弹性体。
[005引作为乙締-a-締控弹性体的a-締控成分，可列举例如丙締、戊締、辛締等。作为二締 成分可列举1,4-己二締、双环戊二締、亚乙基降冰片締等非共辆二締。作为乙締-a-締控弹 性体具体可列举EPDM、EPR等。
[0056] 形成内侧橡胶层11的橡胶组合物的橡胶成分可W由单一种类构成，另外也可W由 多个种类共混橡胶构成。此外，使用乙締-a-締控弹性体作为主成分的共混橡胶时，为不损 害其特征，其他橡胶种类的比例优选25质量％ W下。
[0057] 纳米纤维16可无规则地包含在形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中，也可W W在特 定方向上取向的方式包含在形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中，两者均可W，但优选为在 带宽方向或带厚方向上取向的方式进行包含，相比于带宽方向的弹性模量，带长方向的弹 性模量降低而提高抗弯曲疲劳性的观点考虑，优选W带宽方向上取向的方式进行包含。
[005引纳米纤维16的纤维直径为300~lOOOnm，优选为40化mW上，且优选为900nmW下。 纳米纤维16的纤维长度优选为0.3mmW上，更优选为0.5mmW上，且优选为5mmW下，更优选 为4mmW下，进一步优选为2mmW下。纳米纤维16的纤维长度与纤维直径之比（长径比）优选 为500 W上，更优选为1000 W上，且优选为10000 W下，更优选为7000 W下，进一步优选为 3000 W下。在运里，纳米纤维16的纤维直径和纤维长度可通过SEM等的电子显微镜观察测 定。
[0059] 作为纳米纤维16可列举例如聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)纤维、6-尼龙纤维、6,6-尼龙纤维等纳米纤维。运些当中优选包括聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)纤维的纳米纤维。纳 米纤维16可W只包括单一种类，此外也可W包括多个种类。
[0060] 对于在形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的纳米纤维16的含量，从按其带宽方向 表现高弹性模量化效果的观点考虑，相对于橡胶成分100质量份，优选为1质量份W上，更优 选为2质量份W上，此外，从良好加工性的观点考虑，优选为20质量份W下，更优选为15质量 份W下，进一步优选为10质量份W下。
[0061] 对于在形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的纳米纤维16的体积分率，从按其带宽 方向表现高弹性模量化效果的观点考虑，优选为1体积％ ^上，更优选为2体积％ ^上，此 夕h从良好加工性的观点考虑，优选为15体积％^下，更优选为13体积％^下，尤其优选为8 体积％ W下。
[0062] 此外，一般情况下，平带应用于高负荷传动时，变成在负荷高张力下使用。因此为 了在高张力下耐久的同时抑制橡胶的压缩变形，有必要在内周侧的橡胶层增加一定程度的 弹性模量(橡胶硬度）。
[0063] 但是，为了提高内周侧的橡胶层的弹性模量配合短纤维或配合过多的增强剂炭黑 时，存在降低带内周面的摩擦系数的问题。
[0064] 并且，内周侧的橡胶层中使用配合有a, 0-不饱和有机酸的金属盐而增强的乙締-曰-締控弹性体、氨化丙締腊橡胶时，虽然运行初期表现出优异的传动能力，但是当长时间运 行时，出现带内周面的摩擦系数大幅降低的问题。
[0065] 但是，根据运种实施方式的平带B，由于构成带内周面的内侧橡胶层11由包括纳米 纤维16的橡胶组合物形成，即使少量配合该纳米纤维16也表现出显著提高橡胶组合物的弹 性模量，因此可W实现内侧橡胶层11的高弹性模量的同时抑制带内周面的摩擦系数降低。
[0066] 作为其他橡胶配合剂，可列举例如增强剂、增塑剂、加工油、加工助剂、硫化促进 剂、硫化促进助剂、抗老化剂、交联剂等。
[0067] 作为增强剂，可列举例如炭黑、二氧化娃。作为炭黑，可列举例如SAF、ISAF、N-339、 HAF、N-351、MAF、FEF、SRF、GPF、ECF、N-234等炉法炭黑，FT、MT等热解炭黑。增强剂可W只包 括单一种类，此外也可W包括多个种类，两者均可W。相对于橡胶成分100质量份，增强剂的 含量优选为30~80质量份，更优选为40~70质量份，进一步优选为60~70质量份。
[0068] 作为增塑剂，可列举例如邻苯二甲酸二下醋(DBP)、邻苯二甲酸二辛醋(DOP)等邻 苯二甲酸二烷基醋、己二酸二辛醋(DOA)等己二酸二烷基醋、癸二酸二辛醋(DOS)等癸二酸 二烷基醋等。增塑剂可W只包括单一种类，此外也可W包括多个种类，两者均可W。相对于 橡胶成分100质量份，增塑剂的含量优选为0.1~40质量份，更优选为0.1~20质量份。
[0069] 作为加工油，可列举例如石蜡油、环烧油、芳香族油等。加工油可W只包括单一种 类，此外也可W包括多个种类，两者均可W。相对于橡胶成分100质量份，加工油的含量优选 为0.1~40质量份，更优选为0.1~20质量份。此外，作为挥发减量少