带有布层的齿状动力传送带的制作方法

专利名称：带有布层的齿状动力传送带的制作方法
技术领域：
本发明涉及动力传送带，尤其是涉及在其形成了齿状的表面应用有布层的动力传送带。
背景技术：
其上带有布层的齿状动力传送带应用在许多不同的通常为相对恶劣的情况的环境下。例如齿状带通常应用在汽车发动机的驱动部件上，如凸轮轴、喷射泵、油泵、水泵等。因为汽车发动机室变得越来越紧凑，也就要求所述传送带在引擎发动时所产生的高温环境下工作。所述环境条件和承受的载荷要求齿状带具有更高的耐用性。
所述齿状带也应用于高性能、大马力的后轮传动的摩托车上，逐渐地替代了过去经常使用的链条和链轮齿传动。
所述齿状带通常也应用在工业机械上，例如用在注塑设备上。在这个环境中，所述带可能要经受高负荷，并且可能要在不用替换的情况下工作很长一段时间。
所述齿状带还应用在通常承受过度载荷和倾向于导致过早失效的环境条件的其他环境下。
为了避免过早失效，已经在很多不同的方面对齿状带进行了改良。改变沿着所述带的纵向伸展的承载载荷元件的材料以改善其耐用性和增加其使用寿命。还开发了更薄的负载承载元件。此外，已经发明了用于负载承载绳的处理介质以改善它的耐热性。上述已有的改进集中在避免由于所述承重元件的弯曲疲劳以及其中所嵌入的橡胶的不充足的耐热性所引起的失效。此外，氢化腈橡胶通常用来改善耐热性，从而减少过早失效的可能性。
通常应用在引擎上的齿状带需要承受很大的载荷，而通常应用于驱动工业机械的齿状带一般在齿的根基部分有很大程度的磨损。在所述齿的根基部分的磨损会导致所述齿的碎裂也很常见。
此外，在高负荷下，皮带轮轴趋向于弯曲，因此由皮带轮所限定的传送路径倾向于歪斜。当上述情况发生时，所述皮带没有适当地安置在皮带轮中而是相对于皮带轮成一定的角度地运转，因此，存在的一种趋势是在与相配合的皮带轮凸缘接触的所述皮带的侧表面有异常的磨损。在这样的工作条件下就可能在所述齿的侧表面产生切口和碎裂。
在高负荷应用中，所述皮带还倾向于伸展到使自动张紧装置不能做出有效地补偿的程度。因此，所述皮带可能不能在相关联的机械的运行例如引擎或其上的附件上适当地拉紧，也就不能一致地或正常地工作。
为了抵消所述皮带的侧表面磨损和皮带的损坏性拉伸，众所周知的是使用倾向于减小所述关联表面的摩擦系数的氟树脂。公知的技术还包括在与共同运转的皮带轮啮合的所述齿表面上的布成份(cloth composition)上应用层状石墨或类似物。一般地，人们认为上述步骤不能获得足够的改善，尤其是对于负载承载元件的性能而言。
在JP-B-58-334323中，公开了使用分离纱线的用于齿状带的布层。在所述纱线的一种中，6-尼龙(6-nylon)或6，6-尼龙纤维(6，6-nylon fiber)材料用于与橡胶进行很好的粘附。在另一种纱线中，使用氟纤维或碳纤维。在所述纱线中仅仅使用氟纤维或碳纤维可能不能保持所述带的齿状部分的尺寸精度。带有上述布层的产品可能不能应用在对齿形区域要求很高并且要保持尺寸精度水平的汽车环境中。

发明内容
在一种形式下，动力传送带包括设有一定长度、内侧、外侧和横向间隔以及相对着的对立侧面的主体。所述主体在主体的内侧与外侧中之一上形成有多个沿着所述主体的长度方向间隔设置的齿。所述主体具有至少部分地由所述齿所限定的主体的内侧与外侧中之一上的第一表面。所述布层具有相对着对立的第一和第二侧面，所述第一侧面连接所述第一表面并且所述外露的第二侧面与所述动力传送带配合的皮带轮啮合。所述布层由在其第一侧面上的具有第一工作特性的第一纤维和在布层第二侧面上的具有第二工作特性的第二纤维组成，也就是说，第二纤维的工作特性不同于第一纤维的工作特性。由于所述的第一和第二纤维的存在使得所述布层的第一侧面与第二侧面具有不同的性质。
另一种形式下，所述主体由限定了至少第一表面的一部分的橡胶组成，而且至少一个负载承载元件嵌入了所述橡胶中并邻近所述主体的内侧与外侧的另一个沿着所述主体的纵向延伸。
在一种形式下，所述主体由限定了至少第一表面的一部分的橡胶组成。所述第一纤维具有能牢固地粘附在所述第一表面的橡胶上的组合物。所述第二纤维具有低摩擦系数的组合物。
在一种形式下，所述第一纤维与第二纤维相比具有能更牢固地粘附在所述橡胶上的组合物，而所述第二纤维的组合物所具有的摩擦系数比第一纤维的摩擦系数低。
在一种形式下，所述第二纤维具有良好的耐磨性。
在一种形式下，所述布层具有双层布结构。
在一种形式下，所述第二纤维是氟纤维。
在一种形式下，所述布层由具有尼龙纤维的经纱和具有氟纤维、尼龙纤维、以及聚氨酯弹性纱线的纬纱组成。
在一种形式下，所述布层具有双层布结构。所述第一纤维与第二纤维相比具有能更牢固地粘附在所述橡胶上的组合物，而所述第二纤维的组合物所具有的摩擦系数比第一纤维的摩擦系数低。
在一种形式下，所述布层由具有氟纤维、尼龙纤维、以及聚氨酯弹性纱线的经纱和具有尼龙纤维的纬纱组成。
在一种形式下，所述纬纱由在所述布层的第一侧面的多个第一纬纱和在所述布层的第二侧面的多个第二纬纱组成，并且至少所述多个第二纬纱包括氟纤维。
在一种形式下，所述经纱由在所述布层的第一侧面的多个第一经纱和在所述布层的第二侧面的多个第二经纱组成，并且至少所述第二经纱包括氟纤维。
在一种形式下，所述经纱的20-100％是通过缠绕所述第二纬纱编织而成的。
在一种形式下，所述纬纱的20-100％是通过缠绕所述第二经纱编织而成的。
在一种形式下，所述第二纬纱由具有带有外露圆周的核心部分的氨基甲酸酯弹性纱线组成，并且氟纤维应用在所述核心部分的外露圆周上。
在一种形式下，所述第二经纱由具有带有外露圆周的核心部分的氨基甲酸酯弹性纱线组成，并且氟纤维应用在所述核心部分的外露圆周上。
在一种形式下，所述第一纬纱由具有带有外露圆周的核心部分的氨基甲酸酯弹性纱线组成，并且尼龙纤维应用在所述核心部分的外露圆周上。
在一种形式下，所述第一经纱由具有带有外露圆周的核心部分的氨基甲酸酯弹性纱线组成，并且尼龙纤维应用在所述核心部分的外露圆周上。
在一种形式下，所述布层的第二侧面具有一个区域面积，所述应用在布层上的氟纤维外露在所述第二侧面上为第二侧面的所述区域面积的30-100％。
在一种形式下，所述第二纤维由具有摩擦系数小于所述第一纤维的摩擦系数的氟纤维组成，并且所述布层的第一侧面由具有比所述布层的第二侧面上的纤维更加牢固地粘附到所述橡胶上的纤维的五层棉缎织物组成。所述布层具有由尼龙纤维构成的经纱和由氟纤维、尼龙纤维、以及聚氨酯弹性纱线构成的纬纱。
在一种形式下，所述氟纤维由至少聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯(perfluoroalkoxyethylene)共聚物、以及四氟乙烯-乙烯共聚物之一组成。
在一种形式下，所述氟纤维是聚四氟乙烯纤维，在所述聚四氟乙烯纤维中具有的聚四氟乙烯的含量为每100份质量的所述聚四氟乙烯纤维90-100份质量。
在一种形式下，所述布层的第二侧面具有一个区域面积，所述应用在布层上的氟纤维外露在所述第二侧面上为布层第二侧面的所述区域面积的50-100％。
在一种形式下，对所述布层应用间苯二酚-福尔马林-胶乳液(resorcin-formalin-latex)处理。
在一种形式下，所述间苯二酚-福尔马林-胶乳液由在每100份质量的所述胶乳液中包括1-80份质量的氟树脂组成。
在一种形式下，所述布层用用量为每100份质量的所述橡胶10-200份质量的包含石墨的橡胶糊处理。
在一种形式下，所述橡胶限定了至少所述齿的一部分，并且所述橡胶是通过将不饱和羧酸金属盐和二氧化硅与氢化腈橡胶混合而获得的组合物，将上述组合物与短纤维混合以生产混合物，再将所述混合物与有机过氧化物交联。
在一种形式下，所述橡胶限定了至少所述齿的一部分，并且所述橡胶是由将不饱和羧酸金属盐加入氢化腈橡胶，其数量占聚合物总质量的15-40份质量、混合占聚合物总质量的10-60份质量的二氧化硅、以及混合占聚合物总质量的1-20份质量的短纤维获得的组合物。
在一种形式下，所述混合二氧化硅的量为30-60份质量。
在一种形式下，至少三烯丙基异氰尿酸酯(triallylisocyanurate)、三烯丙基氰尿酸酯(triallylcyanurate)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(trimethylolpropane trimethacrylate)和二甲基丙烯酸乙二醇酯(ethyleneglycol dimethacrylate)其中之一以5至20份质量的用量作为交联助剂加入到所述橡胶中。再将0.2至10份质量的有机过氧化物加入到所述橡胶中。
在一种形式下，所述主体的内侧与外侧的另一侧具有由JIS(日本工业标准)A型硬度计测量到硬度为80-98度。


图1是依照本发明包括带有布层的主体的动力传送带的一种形式的局部透视图；图2是如图1中的布层通过纬纱的纵向的平面截取的横截面示意图；图3如图2取自通过经纱的纵向的平面的透视图；图4是用于齿状带的运行测试装置的示意图；图5是啮合共同运行皮带轮的布层的一侧一部分的截面示意图，其中编织织物的织纹(weave)为3/1斜纹织纹；图6是如图5中布层的相对侧的视图，其中编织织物的织纹为3/1斜纹织纹；图7是如图5中所示的其中编织织物织纹为双层布的示意图；图8是如图6中所示的其中编织织物织纹为双层布的示意图；图9是如图5中所示的其中编织织物织纹为5综缎纹织物(5 sateen weave)的示意图；以及图10是如图6中所示的其中编织织物织纹为5综缎纹织物的示意图。
具体实施例方式
在图1中用附图标记10显示了依照本发明的齿状带，所述带10具有在双箭头14所示的方向延伸的环状(endless)长度的主体12。所述主体12具有内侧16和外侧18。所指定的″内侧′和″外侧″是任意的，任意的一侧都可以看成是″内侧″或者″外侧″。所述主体12还具有横向间隔开并相对地对向侧面20、22。所述主体12具有多个齿24形成在所述主体12的内侧上，这些齿沿着主体的纵向具有均匀的间隔。所述主体具有由齿24部分地限定在其内侧的第一表面26。所述主体12由其中嵌入了负载输送元件/绳28的橡胶制成。所述负载承载元件/绳28在所述主体12的纵向伸展并限定了中心轴。
所述布层30应用于所述主体12上并具有各自相对对向的第一和第二侧面32、34。所述布层30的第一侧面32粘附在所述主体12的第一表面26上。当由所述布层30覆盖时，所述布层30的第二侧面34外露啮合共同运行皮带轮36，具有对所述主体12的内侧16的补充结构。
所述布层30由在所述带材主体12的纵向延伸的编织纬纱38和在所述带材主体12的侧向/横向延伸的经纱40所制成的织物基底材料组成。
所述带材主体12可以由相同组合物或由具有不同组合物的层相结合组成。在一种形式下，位于所述负载承载元件/绳28之外的所述主体12的背部部分42，由氢化腈橡胶与不饱和的羧酸金属盐混合物组成。所述氢化腈橡胶的氢化度至少为90％或更多，以提高耐热性。优选的是，所述氢化度是92-98％。
所述氢化腈橡胶和不饱和羧酸金属盐的混合物增加了抗拉模量和硬度，潜在可能避免所述齿24的有害的压缩变形。为了达到抗拉模量和破坏伸长的要求，以及进一步地达到撕裂强度和硬度的要求，在所述氢化腈橡胶中加入的不饱和羧酸金属盐在100份质量所述全部聚合物中的用量为15-40份质量。
当所述不饱和羧酸金属盐的份量小于15份质量时，所述橡胶的硬度可能达不到要求的水平。另一方面，当所述份量超过40份质量时，所述橡胶可能过于坚固，从而导致所述带材10具有不合要求的刚度和可能不够充足的抗弯曲疲劳性。这样会导致有害地缩短带材的寿命。
所述不饱和羧酸金属盐可能是具有羧基和金属元素的不饱和羧酸的离子-键合材料。所述不饱和羧酸优选的是二羧酸例如丙烯酸或甲基丙烯酸。适当的金属是铍、镁、钙、锶、钡、钛、铬、钼、锰、铁、钴、镍、铜、银、锌、镉、铝、锡、铅和锑。
将二氧化硅与所述氢化腈橡胶和不饱和羧酸金属盐相混合。所述二氧化硅的份量优选的是在每100份质量全部的聚合物中为10到40份质量。
当所述二氧化硅的份量小于10份质量时，可能达不到所述二氧化硅的预期效果。另一方面，当所述二氧化硅的份量大于40份质量时，所述橡胶的门尼粘度增加。在那种情况下，当模制所述材带时，可能不能精确地产生所述齿型，而且模制缺陷可能更加普遍。
所述混合物进一步地是具有5-20份质量的三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)作为交联助剂与0.2到10份质量的有机过氧化物混合得到的所述橡胶的交联的产物。
通过将特定的交联助剂与包含不饱和羧酸金属盐的橡胶相混合，所述粘度可能不会在非交联期间增加，从而促进例如辊轧或模制等工艺。在交联以后，可获得良好的硬度和强度。
所述氢化腈橡胶和不饱和羧酸金属盐的比值优选的是从98∶2到55∶45。如果所述氢化腈橡胶的比例大于98，抗磨性可能是不足的。当所述比例小于55时，抗磨性可能是良好的，但是所述带材的弯曲性质可能会恶化。还可以将包含所述不饱和羧酸金属盐的氢化腈橡胶混合形成基体橡胶以便调整所述比值。
所述有机过氧化物用作交联剂。它的例子包括过氧化二叔丁基(di-t-butyl)、过氧化二枯基、过氧化叔丁基枯基(t-butylcumyl peroxide)、1，1-叔丁基过氧-3，3，5-三甲基环己烷(1，1-t-butyl-peroxy-3，3，5-trimethyl cyclohexane)、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷-3，双(叔丁基过氧基二异丙基)苯，2，5-二甲基-2，5-双(苯甲酰基丙氧基)己烷，叔丁基过氧基苯甲酸酯和叔丁基过氧基-2-乙基己基碳酸酯。
所述混入份量优选的是在每100份质量的基体橡胶中为0.2到10份质量。
当所述混入量小于0.2份质量时，交联可能不能充分地完成。当所述混入量超过10份质量时，弹性可能会有害地减小。
在每100份质量所述基体橡胶中，二氧化硅的混入量为从10到60份质量，优选的是从30到60份质量。
当所述份量小于10份质量时，在所述橡胶和负载承载元件/绳28之间的粘合力可能是不足的。这可能导致所述负载承载元件/绳28剥落并因此而伸出的情况。
当所述份量超过60份质量时，粘度在未硫化状态下增加并且所述带材不能适当地形成。优选的是30份质量或更多可以使所述带材的硬度更高。
为了获得附加强度，短纤维44在100份质量全部聚合物中的加入量可以是1-20份质量。
所述交联助剂的适当的例子包括TAIC、TAC、1，2-聚丁二烯、不饱和羧酸金属盐、肟、胍、三羟甲基丙烷、三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、和N，N′-间-亚苯基双马来酰亚胺。优选的是，应用至少TAIC和TAC其中之一。通过使用TAIC或TAC，交联后的所述橡胶的硬度与使用其他的交联剂的橡胶相比硬度可以有所增加。
而且，未交联橡胶的粘度不会显著地增加，因此，可加工性和可模制成型性没有明显地恶化。
所述交联助剂的混合量优选的是在5-20份质量范围内。
当所述混合量小于5份质量时，所述带材的硬度可能不够。当所述份量超过20份质量时，所述交联程度可能是过度的，因此，抗断裂力会有害地降低。
除上述之外，取决于所述带材的特别的应用，可以按需要混合通常与橡胶混合的填充剂用于改善抗磨性，例如炭黑、碳酸钙和滑石；以及添加剂，如交联助剂、交联加速剂、增塑剂、稳定剂、加工助剂、抗氧化剂和着色剂。混合这些共混剂的方法包括而不限于例如使用Banbury混和机或捏合机捏合的常规方法。
制造所述布层30使在布层30的第一侧面32上的第一纤维46具有第一工作特性和在布层30的第二侧面34上的第二纤维48具有第二工作特性，而第二纤维的工作特性与第一纤维的工作特性不同。所述第一和第二纤维46、48的性质以及它们引入所述布层中结合的方式，如下文所解释，使得所述布层30在它的相对侧32、34具有不同的特性。
在一种形式下，在与所述皮带轮36共同运行的所述布层侧面34上的第二纤维48具有摩擦系数比粘着于所述带材的主体表面26的所述布层30的第一侧面32上的所述第一纤维36的摩擦系数低。在所述布层30的第一侧面32上的纤维46是这样的类型，它比所述纤维48更紧地粘附在所述带材主体橡胶上。
更具体地说，如图2所示，所述第二纤维48优选的是至少由氟纤维组成。所述纤维48优选的是外露在所述布层30的所述第一侧面32上，为所述第一侧面32的面积的0-20％。
所述布层30优选的是双布层织物结构。在一种形式下，所述经纱40包括尼龙纤维，而所述纬纱38包括氟纤维、尼龙纤维和聚氨酯弹性纱线。所述纬纱38优选的是包括多个外露在所述布层30的第二侧面34上的第一纬纱38a和多个所述布层30的第一侧面32上的第二纬纱38b。至少所述多个第一纬纱38a由带有氟纤维的纱线组成。
优选的是所述经纱40的20-100％是与所述多个第一纬纱38a交错编织的。所述第一纬纱38a优选的是由氨基甲酸酯弹性纱线制成的纱线，它具有核心部分50，该核心部分在圆周上带有氟和/或尼龙纤维48。在它的圆周上具有氟纤维的所述纱线优选的是具有用量40-100％的多个所述第一纬纱38a。
所述多个第二纬纱38b优选的是由具有核心部分52的纱线组成，该核心部分的圆周上带有尼龙纤维48。在所述布层30中的氟纤维48优选是外露在所述布层30的第二侧面34的表面53上为所述表面53的总面积的30-100％。在如图2中所示织物结构的一个示范性的实施方案中，所述氟纤维48是外露在所述表面53上的面积大约75％。
如图3所示，所述布层30可以具有由尼龙纤维组成的纬纱38和由氟纤维、尼龙纤维以及聚氨酯弹性纱线组成的经纱40。所述经纱40由在所述布层30的第二侧面34的表面53上的多个第一经纱40a和在所述布层30的第一侧面32上的多个第二经纱40b组成。至少所述多个第一经纱40a由包括氟纤维的纱线组成。
优选的是，40-100％的所述纬纱38是通过与所述第一经纱40a交互缠绕织成的。所述第一经纱40a优选的是由在它的圆周上带有至少氟纤维或尼龙纤维48之一的核心部分54组成的纱线。在其圆周上具有所述氟纤维的纱线优选的存在量内40-100％的所述多个第一经纱40a。
所述多个第二经纱40b优选具有氨基甲酸酯弹性纱线核心部分56，在它的圆周上带有尼龙纤维48。
所述布层30中的氟纤维48优选的是外露在所述布层30的第二侧面34的表面53上为它的总面积的30-100％。如上文所述，可外露的氟纤维的比例，例如为所述表面53的面积的75％。
在另一个实施例中，所述布层30优选的是双布层织物结构。所述第二侧面34是由具有低摩擦系数和良好的抗磨性的纤维构成。所述纤维46具有能牢固地粘附于所述主体12的橡胶上的组合物。在所述第二侧面34上的表面53的摩擦系数优选的是小于0.2。
如果所述动摩擦系数大于0.2，牵引力变得比较大而所述带材10可能移动并保持在轴线之前，这可能导致所述侧面20、22的损坏，并最终导致带材破坏问题。
所述布层30可能是由五综缎纹编织工艺织成的。利用这种织物结构，在所述第二侧面34的表面上的纤维48具有的摩擦系数比在所述第一侧面32上的纤维46的摩擦系数小。如在先的实施例方案中，在所述第一侧面32上的纤维46具有能比在所述第二侧面34上的纤维48更紧密地粘附在所述主体12的橡胶上的组合物。具有所述低摩擦系数的纤维48优选的是存在于所述第一侧面32上为它的面积的0-20％。
利用所述的五综缎纹编织工艺，优选的是所述经纱40包括尼龙纤维，同时所述纬纱38包括氟纤维、尼龙纤维和聚氨酯弹性纱线。
在一种形式下，所述双布层的编织织物结构是由6，6-尼龙纤维组成的经纱和氨基甲酸酯弹性纱线及聚四氟乙烯纤维组成的纬纱构成的。所述编织织物结构为3/1斜纹织法，或者其中的所述第二侧面34是1/3斜纹织法的织物，而所述第一侧面32是2/2斜纹织法。
所述聚四氟乙烯纤维和尼龙纤维在所述布层30的相对侧面外露，其带有3/1斜纹织法工艺的图案如图5和图6所示，其中前者是标识为PF而后者为NF。图5描绘的是第二侧面34，而图6描绘的是第一侧面32。
在图7和8中，显示了分别与图5和图6对应的具有编织织物结构的所述布层30，亦即是横向的双布层，其带有的纤维同样地标识为″NF″和″PF″。
在图9和图10中显示了分别与图5和图6对应的具有编织织物结构的所述布层30，亦即是五综缎纹织物。所述外露的尼龙纤维同样地标识为″NF″。
所述五综缎纹织物的编织织物结构可以是任意的3/1斜纹织法的单布层或五综缎纹织物。
就所述的五综缎纹织物而言，在一种形式下，是由6，6-尼龙纤维制成的经纱和氨基甲酸酯弹性纱线及聚四氟乙烯纤维制成的纬纱构成的。
当所述布层30为单布层或双布层形式时，优选的是外露在所述第二侧面34的表面53上的所述纤维主要是氟纤维。所述氟纤维可以是聚四氟乙烯、聚三氟乙烯和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物和四氟乙烯-乙烯共聚物的一种或混合物。也可以考虑其它的纤维。
特别有效的是聚四氟乙烯纤维。所述聚四氟乙烯的组成可以是PTFE(聚四氟乙烯)、FEP(四氟乙烯、六氟丙烯共聚物)、PFA(四氟乙烯、全氟烷氧基共聚物)、ETFE(四氟乙烯、烯烃共聚物)等类似物的一种或多种。优选PTFE(聚四氟乙烯)，其他的纤维也将适当有效。如果使用聚四氟乙烯纤维，优选的是PTFE在每100份质量所述聚四氟乙烯纤维中的存在量为90-100份质量。
在五综锻纹织物布层30的情况下，优选的是所述氟纤维外露在所述布层30的第二侧面的表面53上为所述表面53的面积的50-100％。
所述主体12的外表面58的硬度优选的是85度或以上，优选的是从80-98度，利用JIS A硬度计测量得到。
利用这个硬度，即使在重负荷下，也能抑制由于在该情况下发热所导致的橡胶压缩。也能避免所述带材侧表面20、22的磨损和破坏。
所述负载承载元件/绳28优选的是具有低伸长度和高强度的绳/索。适当的例子如由有机纤维例如由芳族聚酸胺纤维、聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和具有萘二甲酸2，6-乙二醇酯(ethylene-2，6-naphthalate)作为主要结构单元的聚酯纤维制成的绞绳。无机纤维如玻璃纤维也是可使用的。另外，也可使用金属纤维。每个负载承载元件/绳28经过间苯二酚-福尔马林-胶乳液处理后粘附于所述主体12内的橡胶上。胶浆或类似物可以在用间苯二酚-福尔马林-胶乳液处理完之后应用到所述表面。
通过将所述纤维浸在间苯二酚-福尔马林-胶乳液(RFL)液体中进行粘合处理。当粘合层均匀地在其表面上应用之后对所述浸过的纤维进行加热和干燥。
也可以使用其他的处理。例如可以利用环氧或异氰酸酯化合物进行预处理，之后再应用RFL液体。
所述RFL液体通过将间苯二酚和福尔马林的最初的浓缩物与胶乳液混合获得。适当的胶乳液的例子是氯丁二烯、苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物、氢化腈和丁腈橡胶。所述氢化腈优选的是由与在所述背部部分42上的相同橡胶、或在垫层60中的橡胶制成，所述橡胶中嵌入了负载承载元件/绳28。
本发明的有益效果将依照具体实施例如下文做出阐述。
按下面表1中显示的配方利用公知的方法捏合制备压延辊制成的具有预定厚度的橡胶片。
表1

然后测量它的物理性能。结果在下面的表2中显示。
表2

用纤维制成的所述布层30如下表3中所示制备。
表3

所实施的处理方法如下表4所示。
表4

表4中的橡胶浆的处理方法是从与下表5中的橡胶共混开始的。
表5

将表5中橡胶共混物溶于甲乙酮，如表4中的C-2和C-3所示。之后将作为异氰酸酯化合物的聚芳基聚异氰酸酯(注册商标为PAPITM)加入到所述混合物中以制备处理液体。耐磨材料例如MBI、N-(1，3-二甲基丁基)-N′-苯基-对苯二胺、氟树脂粉末或石墨可以适当地加入到处理液体中。所述齿状布浸泡在所述生成的处理液体中并进行干燥。
在本发明的例11中，对布层/帆布30进行如表4中所示的处理。所述帆布具有由尼龙纤维制成的经纱40和由聚四氟乙烯纤维、尼龙纤维和聚氨酯弹性纱线制成的纬纱38。所述纬纱由在第二侧面34上啮合皮带轮的多个第一纬纱和应用在所述带主体12的第一侧面32上的多个第二纬纱制成。所述多个第一纬纱包含聚四氟乙烯纤维。外露在所述第二侧面的表面53的多个第一纬纱中的聚四氟乙烯纤维的比例为全部表面面积的50％。在这例子中，在所述帆布的第一侧面32上外露的聚四氟乙烯纤维的比例是0％。
在发明例12中，对布层/帆布30进行如表4中所示的处理，所述帆布的结构与发明例11相同。所述多个第一纬纱包含聚四氟乙烯纤维。这些纤维在所述第二侧面34的表面53面积上外露66.7％。外露在所述第一侧面32的所述聚四氟乙烯纤维的比例是0％。
在发明例13中，对布层/帆布30进行如表4中所示的处理，并且所述布层/帆布30的结构与发明例11相同。外露在第二侧面34的所述多个第一纬纱具有聚四氟乙烯纤维。这些纤维在第二侧面34外露超过75％的所述表面面积。外露在所述第一侧面32的所述聚四氟乙烯纤维的比例是0％。
在发明例14中，对布层/帆布30进行如表4中所示的处理，所述帆布的结构与发明例11相同。外露在第二侧面34的所述多个第一纬纱具有聚四氟乙烯纤维。所述纤维在第二侧面34外露80％的所述表面面积。外露在所述第一侧面32的所述聚四氟乙烯纤维的比例是0％。
在比较例11中，对帆布进行如表4所示的处理，所述帆布具有由尼龙纤维组成的经纱和由尼龙纤维和聚氨酯弹性纱线组成的纬纱。没有使用聚四氟乙烯纤维。测量所述帆布的第二侧面的动摩擦系数。所述动摩擦系数的测量方法是在0.185g/mm的表面压力和线速度为500mm/min的状况下进行的。所述测量结果如表6所示。
表6

如表6所示，相比于所述比较例11的0.24，所述发明例的动摩擦系数范围为从0.18到0.21。即使在所述第二侧面上的聚四氟乙烯的比例可以低到50％的比例，所述动摩擦系数也是足够小的。
所述多种布层绕模具缠绕以开始制备传送带。所述模具具有120个ZBS齿形齿。所使用的负载承载绳/元件，如下表7所示，已经利用橡胶浆进行过粘合处理，所述橡胶浆通过在溶剂例如甲苯中溶解在氢化橡胶中的RFL获得。
表7

用一预定张力以下表8所示间距螺旋缠绕一对SZ扭转元件。
表8

所述表1中的橡胶片粘合于负载承载绳/元件以生产出导向硫化容器的预成型产品，其上的齿使用传统的模压成型系统形成。压力硫化是在165℃下进行30分钟完成。所述带材的背部表面被研磨成具有恒定的厚度，并且所述带切割成30毫米的宽度。如下表9所示进行在所述布层和所述齿的橡胶之间的粘合。
表9

所述带材具有30毫米宽度，带有120个ZBS型且齿距为9.525毫米的齿。这样的结构一般地标识为120ZBS30。
所使用的用于所述带材的测试设备如图4中70所示。所述设备70由曲柄/驱动皮带轮72(带有22齿)、凸轮皮带轮74(带有44齿)、水泵皮带轮76(带有19齿)、偏心皮带轮78和惰轮80、每个都连续地绕平行轴可旋转的、间隔的平行轴82、84、86、88、90组成。所述偏心皮带轮78是自动张紧轮92的一部分。
3700N的牵引力应用在所述带材B上，同时所述曲柄/驱动皮带轮72以转速为4,000rpm下运行。初始牵引力是350N。
估测在边沿表面上的牵引力和损害程度。所述估测过程如下在所述带材B的两侧边沿的齿部分，在所述齿部分的前表面用白色墨水做标迹。以曲柄/驱动皮带轮72于4,000rpm的速度旋转200小时进行所述测试。在运转之后测定所述布层的剩余厚度。在所述布层的磨损现象和剩余的厚度之间的关系如表10所示。
表10

运行测试结果如下表11所示。
表11

如表9所示的发明例8和9，当维持优良的粘合性能时动摩擦系数是减少的。如表10所示，发明例8和9具有能有效地维持所述布层的厚度的小的动摩擦系数。如比较例7和8所示，所述动摩擦系数是相对小的，但是由于粘合力比较弱，在比较早的阶段就产生了破损。
如表2和11所示，由于所述比较例1中的TAIC的用量只有2份质量那样小，所以只能得到不足的硬度。因此，所述背部表面的滑动性减小，而牵引力增加。
在比较例2和3中，因为没有加入二氧化硅，不能获得与所述负载承载元件/绳优良的粘合性能。发生界面剥落。
在比较例4中，因为没有使用不饱和羧酸，并且是仅使用氢化丁腈橡胶，所述硬度没有增加而滑动性也相对较低。因此，所述边沿面的损坏程度增加。
比较例5使用N，N′-间-亚苯基双马来酰亚胺作为交联助剂。因为在非交联状态下的橡胶的粘度是非常高的，因此所述齿型不能精确地成形。
由于所加入的TAIC或TAC和二氧化硅的量增加产生相互作用，发明例1-5的硬度增加，并且在所述负载承载元件/绳上的粘合性能良好，因此没有发生剥落。
发明例6，虽然在所述发明例范围内，很清楚其中包含不饱和羧酸金属盐的氢化丁腈橡胶的量太大，尽管所述橡胶具有高硬度，但是粘合力变小。
使用表12所示的橡胶片、帆布和所述帆布的处理液体制备具有和发明例1-8相同尺寸大小的带材。它们是用与发明例10、比较例9和比较例10相同的方法制造。
所述带材承受双轴高负荷测试。测试条件如下所述传动皮带轮具有33齿，所述从动轮具有61齿，所述传动皮带轮是按1200rpm，带有负荷490N-m，初始的带材张力为550N。
发明例10具有465小时的寿命。比较例10和11的寿命仅仅为157和274小时，比发明例10的寿命短。
通常，本发明的带材10特别适用于在高负荷状态下使用。所述带材10的构造使其具有优良的抗磨性和抗碎落，由于所述布层30的摩擦系数减小使得由于磨损而导致的齿的损坏减少。在制造中能获得所述带材形状的尺寸精确并得到保持，因此辅助设备，例如引擎或动力传递系统等的协调的操作可以顺利实现。
同时，在所述布层30和主体12内的橡胶之间可以形成良好粘合，由此避免了所述布层和所述主体12的分离。
所述布层可这样形成以致于在所述第一侧面不存在相当量的低摩擦系数的纤维，因此有可能减小所述布层30和主体之间的粘合力。
由于存在上述优点，所述带材具有长的使用寿命是可以预见的。
前述公开的具体实施例意在为解释本发明的广泛概念而进行的举例说明。
权利要求
1.动力传送带，包括设有一定长度、内侧、外侧和横向间隔以及相对对向的侧面的主体；所述主体在主体的内侧与外侧其中之一上形成具有多个沿着所述主体的长度方向间隔设置的齿；所述主体具有至少部分地由所述齿所限定的主体的内侧与外侧其中之一上的第一表面；以及具有相对对向的第一和第二侧面的布层，所述第一侧面连接所述第一表面并且所述外露的第二侧面与所述动力传送带共同运行的皮带轮啮合；所述布层包括在布层的第一侧面上的具有第一工作特性的第一纤维和在布层的第二侧面上的具有与第一纤维的工作特性不同的第二工作特性的第二纤维；由于所述的第一和第二纤维的存在使得所述布元件的第一侧面具有与第二侧面不同的性质。
2.根据权利要求1所述的动力传送带，其中所述主体包括限定了至少第一表面的一部分的橡胶，至少一个负载承载元件嵌入所述橡胶中并邻近所述主体的内侧与外侧的另一个沿着所述主体的纵向延伸。
3.根据权利要求1所述的动力传送带，其中所述主体包括限定了至少第一表面的一部分的橡胶，所述第一纤维包括能牢固地粘附在所述第一表面的橡胶上的组合物，所述第二纤维包括低摩擦系数的组合物。
4.根据权利要求3所述的动力传送带，其中所述第一纤维具有与第二纤维相比更牢固地粘附在所述橡胶上的组合物，而所述第二纤维的组合物所具有的摩擦系数比第一纤维的摩擦系数低。
5.根据权利要求3所述的动力传送带，其中所述第二纤维具有良好的耐磨性。
6.根据权利要求1所述的动力传送带，其中所述布层包括双布层结构。
7.根据权利要求3所述的动力传送带，其中所述第二纤维包括氟纤维。
8.根据权利要求3所述的动力传送带，其中所述布层包括含有尼龙纤维的经纱和含有氟纤维、尼龙纤维、以及聚氨酯弹性纱线的纬纱。
9.根据权利要求8所述的动力传送带，其中所述布层包括双布层结构，所述第一纤维具有与第二纤维相比更牢固地粘附在所述橡胶上的组合物，而所述第二纤维的组合物所具有的摩擦系数比第一纤维的摩擦系数低。
10.根据权利要求7所述的动力传送带，其中所述第二纤维的摩擦系数比所述第一纤维的低。
11.根据权利要求10所述的动力传送带，其中所述布层包括含有氟纤维、尼龙纤维、以及聚氨酯弹性纱线的经纱和含有尼龙纤维的纬纱。
12.根据权利要求11所述的动力传送带，其中所述布层含有双布层结构。
13.根据权利要求12所述的动力传送带，其中所述第一纤维具有与第二纤维相比更牢固地粘附在所述橡胶组合物上的组合物。
14.根据权利要求13所述的动力传送带，其中所述纬纱包括在所述布层的第一侧面的多个第一纬纱和在所述布层的第二侧面的多个第二纬纱，并且至少所述多个第二纬纱包括氟纤维。
15.根据权利要求13所述的动力传送带，其中所述经纱包括在所述布层的第一侧面的多个第一经纱和在所述布层的第二侧面的多个第二经纱，并且至少所述第二经纱包括氟纤维。
16.根据权利要求14所述的动力传送带，其中所述经纱的20-100％是通过与所述第二纬纱交互缠绕编织而成。
17.根据权利要求15所述的动力传送带，其中所述纬纱的20-100％是通过与所述第二经纱交互缠绕编织而成的。
18.根据权利要求16所述的动力传送带，其中所述第二纬纱包括具有带有外露的圆周的核心部分的氨基甲酸酯弹性纱线，并且氟纤维应用在所述核心部分的外露圆周上。
19.根据权利要求17所述的动力传送带，其中所述第二经纱包括具有带有外露的圆周的核心部分的氨基甲酸酯弹性纱线，并且氟纤维应用在所述核心部分的外露圆周上。
20.根据权利要求16所述的动力传送带，其中所述第一纬纱包括具有带有外露的圆周的核心部分的氨基甲酸酯弹性纱线，并且尼龙纤维应用在所述核心部分的外露圆周上。
21.根据权利要求17所述的动力传送带，其中所述第一经纱包括具有带有外露的圆周的核心部分的氨基甲酸酯弹性纱线，并且尼龙纤维应用在所述核心部分的外露圆周上。
22.根据权利要求12所述的动力传送带，其中所述布层的第二侧面具有一个区域，所述应用在布层上的氟纤维外露在所述第二侧面上为第二侧面的所述区域面积的30-100％。
23.根据权利要求3所述的动力传送带，其中所述第二纤维包括具有摩擦系数小于所述第一纤维的摩擦系数的氟纤维，并且所述布层的第一侧面包括具有比所述布层的第二侧面上的纤维更加牢固地粘附到所述橡胶上的纤维的五综缎纹织物，其中所述布层包括含有尼龙纤维的经纱和含有氟纤维、尼龙纤维、以及聚氨酯弹性纱线的纬纱。
24.根据权利要求8所述的动力传送带，其中所述氟纤维包括聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物、以及四氟乙烯-乙烯共聚物至少之一。
25.根据权利要求11所述的动力传送带，其中所述氟纤维包括聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物、以及四氟乙烯-乙烯共聚物至少之一。
26.根据权利要求23所述的动力传送带，其中所述氟纤维包括聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物、以及四氟乙烯-乙烯共聚物至少之一。
27.根据权利要求8所述的动力传送带，其中所述氟纤维包括聚四氟乙烯纤维，在所述聚四氟乙烯纤维中具有的聚四氟乙烯的含量为每100份质量的所述聚四氟乙烯纤维90-100份质量。
28.根据权利要求11所述的动力传送带，其中所述氟纤维包括聚四氟乙烯纤维，在所述聚四氟乙烯纤维中具有的聚四氟乙烯的含量为每100份质量的所述聚四氟乙烯纤维90-100份质量。
29.根据权利要求23所述的动力传送带，其中所述氟纤维包括聚四氟乙烯纤维，在所述聚四氟乙烯纤维中具有的聚四氟乙烯的含量为每100份质量的所述聚四氟乙烯纤维90-100份质量。
30.根据权利要求23所述的动力传送带，其中所述布层的第二侧面具有一个面积，所述应用在布层上的氟纤维外露在所述布层第二侧面上为第二侧面面积的50-100％。
31.根据权利要求24所述的动力传送带，其中所述布层的第二侧面具有一个面积，所述应用在布层上的氟纤维外露在所述第二侧面上为第二侧面面积的50-100％。
32.根据权利要求27所述的动力传送带，其中所述布层的第二侧面具有一个面积，所述应用在布层上的氟纤维外露在所述第二侧面上为所述布层第二侧面面积的50-100％。
33.根据权利要求1所述的动力传送带，其中对所述布层应用间苯二酚-福尔马林-胶乳液处理。
34.根据权利要求33所述的动力传送带，其中所述间苯二酚-福尔马林-胶乳液包括含量为每100份质量的所述胶乳液1-80份质量的氟树脂。
35.根据权利要求1所述的动力传送带，其中所述布层用在每100份质量的橡胶中包含10-200份质量的石墨的橡胶浆处理。
36.根据权利要求3所述的动力传送带，其中所述橡胶限定了至少所述齿的一部分，并且所述橡胶是通过混合不饱和羧酸金属盐和二氧化硅与氢化腈橡胶，混入短纤维以生产混合物，再用有机过氧化物将所述混合物交联而获得的组合物。
37.根据权利要求3所述的动力传送带，其中所述橡胶限定了至少所述齿的一部分，并且所述橡胶是由将不饱和羧酸金属盐加入氢化腈橡胶，其量为聚合物总质量的15-40份质量、混合用量为聚合物总质量的10-60份质量的二氧化硅、以及混合用量为聚合物总质量的1-20份质量的短纤维获得的组合物。
38.根据权利要求36所述的动力传送带，其中所述混合的二氧化硅量为30-60份质量。
39.根据权利要求37所述的动力传送带，其中所述混合二氧化硅量为30-60份质量。
40.根据权利要求36所述的动力传送带，其中三烯丙基异氰尿酸酯、三烯丙基氰尿酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯至少之一以5至20份质量的用量作为交联助剂加入到所述橡胶中，和将用量为0.2至10份质量的有机过氧化物加入到所述橡胶中。
41.根据权利要求37所述的动力传送带，其中三烯丙基异氰尿酸酯、三烯丙基氰尿酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯至少之一以5至20份质量的用量作为交联助剂加入到所述橡胶中，和将用量为0.2至10份质量的有机过氧化物加入到所述橡胶中。
42.根据权利要求1所述的动力传送带，其中所述主体的内侧与外侧的另一个具有由JIS A型硬度计测量的80-98度的硬度。
全文摘要
动力传送带，包括设有一定长度、内侧、外侧的主体。所述主体在主体的内侧上形成有多个沿着所述主体的长度方向间隔设置的齿。所述主体具有至少部分地由所述齿所限定的主体的内侧上的第一表面。布层具有连接所述第一表面的第一侧面和外露的与共同运转的皮带轮啮合的第二侧面。所述布层具有在其第一侧面上的具有第一工作特性的第一纤维和在其第二侧面上的具有第二工作特性的第二纤维。由于所述的第一和第二纤维的存在使得所述布层的第一侧面具有与其第二侧面不同的性质。
文档编号D06M15/00GK101070895SQ20071012884
公开日2007年11月14日 申请日期2007年1月31日 优先权日2006年1月31日
发明者吉田正邦, 伊豆康之 申请人:三之星机带株式会社