在帘布上层中使用稳定化的开口网格纺织材料以促进橡胶渗透的动力传送带的制作方法

专利名称：在帘布上层中使用稳定化的开口网格纺织材料以促进橡胶渗透的动力传送带的制作方法
本申请要求美国临时申请Nos.60/165,381，申请日为1999年11月12日以及Nos.60/206,102，申请日为2000年5月20日和Nos.60/240,587，申请日为2000年10月13日的全部权益。
本发明的背景本发明涉及橡胶型动力传送带，特别涉及一种带，其背面具备有利的摩擦性能，以便使其能接触和驱动机械器件，例如，惰轮、张紧器、发动机元件，例如，水泵和类似元件。
汽车用的现代的前端辅助驱动系统使用蛇形的多V型肋的带，以连接发动机曲轴和各种辅助的从动滑轮。传送带的背面典型地碰撞顶住背面惰轮和/或张紧器件。类似地，汽车用途的凸轮带驱动系统使用同步的动力传送带，它的背面也围绕惰轮和/或张紧器运动。此外，在许多工业带驱动用途中，驱动器具有惰轮或其它器件，它们被多V型肋带、同步带、平面带、V型带或类似带的背面顶住接合。在所有以往的汽车和工业用途中，为了使带的背面驱动与其碰撞顶住的器件，带必须具有最小的动摩擦系数，否则在带和器件之间产生不希望的滑动。对于许多汽车用途，制造商设定的最小的动摩擦系数为约0.35。在带的背表面上定位或粘接纺织纤维，由于制造纺织材料的纺织纱较低的固有的摩擦系数，它不适合驱动机械器件离开带的背面，以及不能满足汽车制造商的规范。
另一方面，带的背面上的摩擦系数可以增加，其方法是碾压帘布上层的纺织材料，例如轮胎帘布，或者斜置的方形编织纤维，或者其中经纱和纬纱相对于带的纵向运动方向斜交取向，纱之间的夹角约90-120°(被称为“Flex-Weave”fabric-trademark)。在碾压工序中使用的天然橡胶填充纤维织物的间隙以及在纤维织物上面形成橡胶的外层。这个摩擦的纤维/天然橡胶组件通常切断和重新拼接(使用Banner TableTM)，以保证正确的纤维帘布取向。纤维帘布的取向保证最大的或最佳的横向强度，而又允许带纵向的高柔性。
然而，如果使用碾压的纤维作为带的帘布上层纤维，除了外橡胶层固有的低耐磨性外，大多数制造过程要求制造搭接的拼片，以便在“Bannering”(标志)之后重新连接材料，以及在带的铺设过程中这样做。这些搭接的碾压拼片接头产生加倍的厚度区，业已发现它们引起汽车的蛇形驱动器内的噪声和振动。当带围绕驱动件转动时，这些拼片接触背面的惰轮、张紧器和类似器件，它们能引起带发出噪声以及驱动元件振动。当背面的惰轮，张紧器或其它器件与带的背面上较厚的橡胶层上遗留的凹坑接触时也会引起噪声和振动，这些凹坑是典型地用Mylar(trademark)聚酯背层形成的薄膜在硫化之后由带套筒剥离之后由聚合物薄膜转移标签形成的负压陷。
在橡胶动力传送带中编织的帘布外层纤维的使用公开于美国专利No3,981,206(Miranti et al)。编织纤维使用尼龙一spandex(聚氨基甲酸酯)双组份单丝。编织纤维使用任何适当的粘接剂粘接到带的拉伸截面内。Miranti等人的上述专利的带结构是在带有基体套筒的圆鼓上直立铺设缠绕的不同的材料层，包括外(非管形的)编织纤维。这种缠绕过程制成接缝或搭接的接头。
无缝的编织管纤维也使用于液体铸造型(聚氨基甲酸酯)非橡胶动力传送带的帘布上层。待审的日本专利申请书No_7-243 483(Bridgestone)，published September 19，1995，公开一种多V型肋带，其帘布上层中的管形编织物在液体铸造之前直接定位顶住拉伸帘布。在最终制造的液体铸造带中拉伸帘布与管形编织物直接地接触。
本发明的一个目的是克服现有技术的缺点，提供使用纺织增强的帘布上层的橡胶动力传送带，它使传送带具有横向稳定性，而在沿传送带运动的方向具有高的柔性，以及其特征是使用特殊的开口网格纤维结构，它允许处理时橡胶流动通过，以达到具有最佳摩擦和耐磨性能的带背表面。
本发明的另一目的是使用一种帘布上层结构达到上述要求，它在带的外表面上没有显著的凸棱或台阶，在使用背面惰轮、张紧器或其它机械器件碰撞传送带背面的带驱动器中，显著的凸棱或台阶将产生不能接受的噪声水平或振动。
本发明的概要为了满足本发明的各项目的，提供一种动力传送带，它具有橡胶带身，埋置在带身内的抗应变拉伸元件，终接在通常是平面的外带背表面内的帘布上层，以及帘面下层。带使用开口网格纺织材料，它是由限定相邻的纱之间的间隙的交错纱形成的，作为帘布上层纤维。这些纱至少部分涂覆稳定剂材料。涂覆的纺织材料定位在外带背表面上，以及橡胶层粘接在涂覆的纺织材料的下表面，并插入在涂覆的纺织材料和抗应变拉伸元件之间。橡胶层也定位在开口网格纤维织物的间隙之间以及定位在带的背表面上。开口网格纺织材料具有的开度因子按下式计算0.20≤1/x-y1/x≤0.98.....(1)]]>式中x＝末端每mm的纱数(或其它度量长度)，以及y＝纱的直径，mm，(或其它匹配的长度测量)。
在另一方面，本发明的动力传送带可以用下列方法制造，它包括的可硫化带套筒的成形步骤为用稳定剂材料至少部分涂覆纱来处理纺织材料；围绕带铺设鼓的外表面放置处理过的纺织材料；在处理过的纺织材料上面缠绕橡胶层作为粘接的天然橡胶层；围绕橡胶层螺旋缠绕抗应变拉伸元件；以及在螺旋缠绕的拉伸帘布的外面放置另一橡胶层。这样成形的可硫化带套筒随后经受加热和压力，以硫化套筒，从而使部分粘接天然橡胶层渗透入纺织材料的间隙，以及变成定位顶住铺设鼓以形成带的部分背表面。带套筒可以随后用于单独的传送带以及制成希望形状的型材。
附图的简要说明本发明的最佳实施例将结合附图予以说明，在附图中类似的图号表示几个附图中类似的零件，以及其中

图1是简化的发动机辅助驱动系统；图2是图1的辅助驱动系统中使用的多V型肋带的横剖面图，沿直线2-2切取的，转动以显示带的透视图；图3是按照本发明的带制造的同步(定时)带的局部剖面透视图；图4是在本发明的带的帘布上层中使用的有肋编织纤维的局部顶视图；图5是在本发明的带中使用的jersey编织结构的技术面的顶视图；图6示出切割和放置纺织材料至铺设鼓的不同的任选方案；图7是制造图2的带的优选的步骤流程的方框图；图8是带铺设鼓(心轴)的局部剖切图，示出不同的分层元件在鼓上的装配，以形成按照本发明的带套筒；图9是本发明中使用的无缝的管形编织纺织材料，处于停止位置和局部扩展如图所示，以及图10示出铺设过程的不同步骤的特写示意图，以及比较本发明使用纱稳定剂涂覆和不使用纱稳定剂涂覆的带和过程。
最佳实施例的说明参见图1和2，图中所示发动机辅助驱动系统10通常由发动机曲轴轮14和从动轮12用4肋的蛇形带11以驱动方式连接组成。带11的顶面或外背表面13与惰轮16接触。图1的驱动系统可以用作简单的汽车辅助驱动系统、工业驱动器、或者试验装置，用于通过传感器/换能器18测量在带11和背面惰轮16之间界面上产生的噪声(测量dB值和噪声特性)。驱动系统的特殊用途和型号根据所选带形状的种类而定。通常，本发明的原理可以适用于V型带，平面带，多V型肋带，以及同步带。一种可使用本发明带的普通的汽车前端辅助驱动系统在美国专利No_4,551,120中说明和公开，它具有主驱动轮，工作连接至空调电机轮、交流电机轮、发动机空气泵轮、以及水泵轮。多V型肋带围绕这些轮运动，通过具有接合带背面表面的张紧器保持适当的拉伸。
图2的带由橡胶带身制成。“橡胶”表示可以交联的天然或合成橡胶，它可以在混炼机中处理成固体形状。这种橡胶典型地混炼为生胶或未硫化胶形式，并加入适当的添加剂、延伸剂、增强剂、加速剂、填料、硫化剂，即硫和过氧化物等，混炼在Banbury混炼机或橡胶加工业中著名的连续混炼机中进行。混炼的层材、条材碾压板随后准备好与纺织增强体等铺设为层状。生的增强橡胶(套筒或其它形状)在加热和压力作用下硫化或固化。如果以套筒形式固化，则可以由套筒切割单独的带。本发明使用的典型的合成橡胶包括聚氯丁烯，乙烯和丙烯共聚物，乙烯，丙烯和二烯单体的三聚合物(即EPDM)，苯乙烯丁二烯橡胶，HNBR，CSM，硅橡胶，氟弹性体，上述混炼胶和上述混炼胶与其它已知可固体处理的橡胶与适当的热塑性或热固性聚合物或“塑性体”的合金或混炼胶，聚乙烯，聚酯(Hytrel trademark)或Santoprene(Monsanto trademark)。液体的可处理弹性体材料，例如用液体铸造成形的适用于许多形式的聚氨基甲酸酯不在本发明的定义和设想范围内。
图2的带是4肋的蛇形带，它使用埋置在带的橡胶带身内的抗应变拉伸元件20，它借助螺旋缠绕定位，并将结合参见图7和8关于铺设过程讨论。拉伸帘布元件可以是任何典型的抗应变帘布或元件，其制造材料为尼龙，聚酯，碳芳纶，即Kevlar或Twaron纤维(二者均为商标)等，它们典型地由捻制纱组成。而纱通常由多根纤维组成。帘布可以用间苯二酚甲醛乳胶(RFL)定尺寸和处理以增加与橡胶的粘接性。带的帘布下或压缩层22可以由不承载橡胶条制成，然而，它典型地由适当的橡胶制成，在其中有希望的材料，例如棉花，聚酯或芳纶不连续增强纤维24的混合加载。图中所示帘布下层的多个肋23，25，27，29是借助磨掉相邻的肋之间纤维承载橡胶至峰点26制成的，或者借助模塑，快速切割或其它技术制成。肋的形状和结构通常与轮12和14的相应形状实质上匹配，带围绕它们形成驱动关系连接。
带的帘布上层28通常具有平的外带背表面13，开口网格纺织帘布上层材料15，它定位在外带背表面上，以及插入的橡胶层，例如粘接的天然橡胶层17，它选择用于粘接管形的编织纺织材料15，以及相邻的帘布20。粘接的天然橡胶层17可以用与制造帘布下层22相同或类似(相容的)橡胶材料制造，以保证复合材料带结构中的正确的粘接性和整体性。
在本发明中使用的借助“开口网格纺织材料”表示由限定相邻的纱之间的间隙(开口)的交错纱组成的纺织材料，以及其开度因子按上述公式(1)确定。希望开度因子按照上述在约0.20和约0.98之间，更希望为由0.40至约0.92，以及最希望为由约0.70至约0.90。
单独的纱可以由多根连续的纤维组成，通常带有适当的捻角，然而，典型地纱由任何适当材料的多束捻合的短纤维组成，例如棉，聚酯，尼龙，芳纶，碳或它们的混合料或其它精纺纱。可代替地，纱具有单独的弹性芯纤维，包覆短纤或织构化的纺织套。单纤维组成的纱不适用于本发明，因为这种单纤维通常保持它们的几何形状以及不利于在其上面涂覆稳定涂层，以保证制造带的过程中橡胶的通过流动。纱典型地交织成特殊类型的纤维织物，例如，方编纤维织物，轮胎帘布纤维织物或斜置纤维织物，其经纱和纬纱相对于带的运动方向斜交取向，或者上述的Flex-Weave纤维织物。最希望开口网格纺织材料采用径向可拉伸的形式，希望为编织材料。无论本发明的开口网格纺织材料是纺织的或编织的纤维织物，或者其它形状的，重要的是，纺织材料不是使用橡胶材料预浸渍的，例如，在橡胶碾压机内碾压纺织材料，它使得橡胶充填纺织材料的间隙，在碾压的纺织材料网片的一面或两面形成橡胶摩擦层。
开口网格纺织材料的最佳形状是径向可延伸的，希望是编织材料15，它可以是图9所示无缝管材30的形状，它处于停止直径D1，由于其固有的可延伸性典型地至500％和更大，它可以在30分钟内扩展至图中所示的增大直径D2。正常的直径D1应选择等于或最好稍小于铺设鼓或心轴的直径，而管形编织材料的停止直径D1当放置在铺设鼓上延伸状态时希望为编织管最终直径的约20％至100％，以及更希望为约30％至80％。通常，管形编织材料的扩展程度和间隙33，34(图4和5)的开口尺寸以及结构(即denier(登尼尔)，纤维类型和捻度，路线和条纹密度)可以选择以获得最终的带表面，给予粘接的天然橡胶层17能够通过间隙流动通过，并带有选择的摩擦系数，以便获得此用途的最佳带性能。
编织管材30(图9)制成无缝管的形状，即用圆编织过程制造特殊直径D1的管子，它取决于编织机中使用的预选的设备部件。可以理解，给定直径的管材30可以用于一种以上带尺寸，它给出编织管材极大的可延伸性。可以使用不同的编织图案，例如，图4所示的有肋编织结构，其中，纱线39的针脚的条纹或垂直行35交替地在编织物的前面和背面穿过。这种有肋编织物具有良好的弹性，特别是在宽度方向上。图5所示jersey(新泽西州)编织物是由平针脚制成的圆编织物，是本发明使用的现在最佳的编织物。虽然并不重要，但最好如图5所示的技术面朝内(对着粘接的天然橡胶层17)。与图4的有肋编织物相同，图中的条纹或行垂直延伸，与图9的管材垂直延伸相同。当使用于图2和图3的带时，这种取向引起针脚的条纹或垂直行与完成的带的纵运动方向垂直。也可以设想其它编织物或径向可延伸的结构，它们可以制成无缝的或有缝的(即缝接的或拼接的)带有开口(间隙)的管形结构，允许橡胶流动通过。
本发明还可以设想使用普通卷材形状的开口网格编织材料，从而使它们可以使用预定的延伸/拉伸控制放置到铺设心轴上，以便允许选择希望的开度和放置到心轴上编织图案的形状。这种方法示于图6(b)。编织条37可以是由滚筒取下的，也可以是切割在圆编织机上制成的编织管制成的，或者可以是在平编织机上制成的平编织物或纬编织物。如图6(b)所示，编织材料的条或网片37放置在用于制造图2所示类型带的鼓筒上，按照希望拉伸和随后在接头39处搭接。因为使用按照本发明的开口网格材料，已经发现，搭接典型地为3cm或更小，更希望小于1.5cm，因为编织增强材料的开度不会阻碍制造带时的硫化过程中橡胶的流动通过。
代替的方案是图6(a)所示，编织材料可借助螺旋切割连续的长编织管制造(图中仅示出一层)如图所示，在43、45处与编织管的纵轴L最好形成锐角由约25°至约65°。以这种方式可制造相对于编织物条纹35方向倾斜切割的编织材料条47以及借助编织物沿平的外带背表面13倾斜取向而获得益处，增加了带11的背表面13的横向弯曲性能。在条材47是由连续的管49制造的情况下，条材47收集在滚筒上和随后在需要用稳定剂材料处理时拉出，然后如前所述，以图6(b)所示搭接方式缠绕在铺设鼓上。
在另一实施例中，方编织物51或经线和在纱间夹角为约90-120°相对取向的编织物(Flex-Weave)可以带有接缝39和搭接41放置到鼓筒31上，与图6(b)所示实施例类似。
除了连续的无缝编织物或其它可径向延伸管增强材料以及搭接编织和纺织结构外，本发明的开口网格纺织材料还可以用织物末端对接拼接的已知方式放置到铺设鼓上，已知方式包括超声焊接、缝纫或其它。
业已发现，按照本发明，在硫化过程中橡胶粘接层17通过开口网格材料的间隙的流动通过程度可以显著地提高，其方法是对织物中单独的交错的纱用几何形状稳定剂预先涂覆，它有效地渗透入纱束使其粘接和强化，以及防止它们在处理时塌陷或压平。首先参见图10(a)，它示出硫化前在心轴31铺设带套筒，如前所述，在心轴31上放置开口网格纺织材料，它具有交错的纱53、55，它由一束短纤维或连续纤维57组成，通常捻成精纺纱或多纤维纱。这些纱用涂层或其它材料至少部分地涂覆，以及使用上述稳定剂材料59浸渍纱束内的间隙。现在预期的最佳稳定剂材料是间苯二酚甲醛乳胶(RFL)，它有益于纱束的强化，以便在处理时保持其实质上圆的几何形状，以及作为粘接剂以改进与天然橡胶层17的粘接，以及具有足够的粘性以便在使用搭接的纺织材料的情况下保持搭接拼片41(图6(b)和6(c))在一起。代替的方案是，业已发现，异氰酸酯，例如亚甲基二异氰酸酯(MDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI)具有类似的效应。两组份的聚氨基甲酸酯和橡胶水泥是按照本发明使用的其它材料，它们可作为稳定剂材料以保持纱的几何形状，而又保留开口网格材料的间隙34张开，使在硫化时橡胶无阻碍地流动通过。如图10(a)所示，带有单独的纱至少部分地涂覆稳定剂材料59的开口网格纺织材料首先放置在心轴31的表面上，随后顺序放置粘接的天然橡胶层17，螺旋缠绕的拉伸帘布20和帘布下层22，在鼓筒上铺设。
如下文所述，硫化过程包括加热和加压，以引起带部件材料向着心轴压缩，压实以及通过加热和加压硫化使橡胶交联，以形成压实的固化的带套筒。如图10(b)所示，在硫化过程中，由橡胶形成外空气袋61径向地向内朝着模具31施压，以压紧带的弹性体部件，它们在加热下变软，朝着心轴31移动，它引起粘接的天然橡胶层17流动进入相邻纱53、55之间的间隙34，以及压紧顶住模具31的表面。在硫化过程中，稳定剂材料59涂层实质上保持纱束53、55的几何形状，以便保持纱束53、55之间最大的间隙开口，从而使粘接的天然橡胶层17以最大的流动通过至模具31的表面63。然而，位于带的顶端最外表面上的纱末端65、67最好避免被带的橡胶带身内的橡胶完全包容，这就是说，纱末端65、67以及相关的短纤维或连续纤维将不被包容(但带有稳定剂涂层)以便在带的背表面上存在希望的耐磨的纤维表面。与此同时，足够的橡胶材料已流动通过间隙34，存在于外表面63上，以提高带的背表面13的摩擦系数至希望的水平，典型地超过约0.35，如果需要，更希望超过约0.45，以驱动惰轮、张紧器和其它机械器件离开带的背面。
如图10(c)所示，如果在硫化时纱束53’、55’没有使用希望的稳定剂材料预先处理，在硫化条件下的空气袋61导致压力施加至粘接的天然橡胶层17，它依次压平纱束53’、55’，或多或少使其呈椭圆或扁平形状，其结果是大大限制了间隙开口69。这样允许少量的橡胶流动通过至外带表面63。在由模具取出非稳定化的纱束时，它们可能倾向于恢复其部分原来未压平的形状，引起隐藏的橡胶由外带表面出现。这些因素导致外背表面13具有的摩擦系数有效地降低。
虽然本发明是相对于图2的V型肋带进行说明，它是在心轴31上按反转的形状铺设的，因此开口网格纺织材料放置在顶住铺设鼓处，如前所述，本发明可用于其它类型的带，包括图3所示的同步带或定时带。
参见图3，带40是由橡胶带身42制成，在其中埋置抗应变拉伸帘布20。一组齿44设置在带的底面上，用于与链轮的相应的齿以类似于齿轮的形式啮合，以便同步地传送动力。带40与图2讨论的多V型肋带11类似，在带的外背表面13上使用开口网格纺织材料15。粘接的天然橡胶层17插入在帘布20和外背表面13之间，以及在处理时，部分橡胶通过无缝管材编织材料15的间隙33、34挤压出，但最好不要完全包容全部编织材料，在外背表面13上保留凸出的纱层。与图2的V型肋带相同，开口网格纺织材料可以替换地由搭接的或拼接的编织物，轮胎帘布，方编或斜置的编织物或F1ex-Weave纤维织物组成。在所有情况下，纺织材料使用稳定剂材料预处理。带齿44按照惯例可以携带外耐磨的有齿纤维层46，粘接在齿的橡胶上。典型的适宜材料包括延伸尼龙方编纤维材料或编织材料。齿44还可以具有横向增强元件或其它增强件，图中未示出。
一般来说，按照本发明的动力传送带的制造方法遵循图7的处理步骤，按照这些步骤制成可硫化的带套筒，随后硫化，以及随后进行任选的补充切割或成型。为了制成可硫化的带套筒，开口网格纺织材料80无论是网片形的或平整的连续管材，由滚筒81拉出，移动通过盛有RFL溶液稳定剂材料59的浸渍槽83，溶液具有10至约30％(重量)的固体。在浸渍槽83的出口处可以使用两个滚筒组合，它们以控制的压力相互挤压以清除多余的溶液。网片的直线速度，在槽83内的驻留时间，溶液中固体的重量百分率，以及两个滚筒的压力取决于网片80上稳定剂材料的拾取量，它可按需要调节。也可以使用其它涂覆稳定剂涂层的方法，例如喷涂法，刷涂法或静电法。这样处理的纺织网片82随后在烘箱85内或从其它适当方式烘干，以及收卷在收取滚筒87上和在此之后转移到铺设站89。
为了铺设或形成可硫化的带套筒，用于制造图2的带，还需参见图8所示的铺设设备。在铺设鼓31上首先任选地放置长条形转移标签71，在其上印制任何希望的标记，例如产品名，商品牌号，生产国家，它们准备转印到带的背表面13上。这种转移标签典型地是含有热敏或压敏印刷油墨的Mylar或其它塑料薄膜，在硫化时它们由Mylar背层转移到带的外表面13。如果带是按反转法铺设，在鼓上放置的下一层是本发明的开口网格纺织材料15，包括图6所示的缝接的、拼接的和搭接的结构。然而希望，纺织材料由图9的编织材料的无缝管材30组成，它在心轴31上扩展和象袜子一样弹性延伸和套紧，无皱折地顶住鼓31的外表面，并带有插入的转移标签71。在这种方式中，条纹35沿鼓的纵向前进，即平行于其轴线。虽然业已发现可满意地使用单个的管形编织物或其它开口网格纺织材料层30的，它显著地取决于用途，两层或多层可以有利地使用，并按用途限定，使用任何交错的橡胶层。
在开口网格纺织材料15，希望是编织管30的上面缠绕一层或多层弹性体，例如粘接的天然橡胶层17。希望各层的末端为对接拼接，以避免搭接，否则它会在带的外背表面13上成为凸台或隆起。此天然橡胶层17可以用任何适当的增强纤维可代替地纤维承载，例如棉、聚酯或芳轮，或者它自身具有一层或多层埋置的纺织增强层。在天然橡胶层17的上面借助螺旋缠绕以典型的方式放置抗应变拉伸帘布20。拉伸帘布可以根据需要以狭间距或宽间距放置，以及使用正确数量的缠绕拉伸，其末端20a如图所示固定。最后，作为带的帘布下层的层22缠绕在螺旋缠绕的帘布20的上面。这层材料可以是天然橡胶条或具有不连续的纤维承载件24，以增加肋23、25、27、29的模量。
一旦套筒在鼓31上铺设完成，组件可以放入硫化袋和热压罐内引入蒸汽压力以径向地向内压缩硫化袋顶住套筒的外表面(顶住帘布下层22)，以习惯的方式压实和硫化套筒(91)。模具随后分解和取出套筒。套筒可以随后切割(93)成为单独的V型肋带，它们随后放置到磨床上，以及用相应形状的磨削轮，或快速切割刀制成肋23、25、27、29的型面(95)，这时清除各肋之间的帘布下层材料至峰点26。代替的方案是带肋型面也可以用模塑法制成，其方法是在鼓31上硫化时使用基体空气袋，在这里空气袋的形状被压入帘布上层24。代替的方案是空气袋可以放置在铺设好的帘布上层24上面，以及在硫化时套筒向外压紧顶住刚性的外壳元件，外壳元件内具有肋23、25、27、29的共轭形状。对于技术熟练人员各种制造方法是可以理解的。
虽然，以上过程是针对多V型肋带进行说明，技术熟练人员可以理解，图3的同步带也可以用与图8类似的适当的设备制造。例如，为了制造图3的带心轴或鼓31典型地具有在其表面上纵向延伸的齿，它用于形成带齿44，用这种方式时，带是直立铺设的，而不是反转铺设的，放置的径向最外层是开口网格纺织材料15，它是管材30形状或任何其它希望的形状，以及随后在部分成形的带上放置套筒。在这种情况下，外空气袋用于压缩橡胶/复合材料径向地向内顶住有齿的模具心轴31。
图2的带具有类似的改进，它也是直立铺设的，而不是反转铺设的。在此种情况下，最外层希望是开口网格纺织材料。
无论是按照本发明使用外层开口网格纺织材料15制造图2或图3的传送带，可以使用标准的转移标签71，而不会在带的外表面13上产生任何的或任何显著的不连续性，否则当碰撞背面惰轮或张紧器或其它器件时，它成为噪声源。这就是说，当开口网格纺织材料如图10(b)所示位于外背表面13上时，其最外的纱纤维65、67没有被橡胶基体全部包容，当在硫化时传移标签71被压紧顶住外表面13，印刷材料转移至带的背面，不会实质上影响其平坦的外表面(形成的台阶通常小于约0.03mm)。甚至在除去Mylar印刷带后，这种情况也是预料之外的发现。因此，这里没有大的凸棱、不连续性或台阶(它们在现有技术的带结构中，典型地大于约0.04mm)，压入外背表面13。这是与现有技术的带对比的结果，后者使用碾压的(有摩擦的)Banner处理的纤维织物，在带的外表面上具有外薄橡胶层。在现有技术的带的情况下，当Mylar转移标签被硫化进入带的外表面时，它压紧顶住外橡胶层，以及当橡胶由于加热和加压变软时，它导致橡胶压缩和流出边缘。当由成品带清除Mylar条带时，在带的外表面上留下显著的凸棱或凹坑。当与惰轮和张紧器轮碰撞时，这些凸棱57产生噪声。
实例两组带套筒A和B按下列方法制造。按照本发明的带套筒A使用管形的棉jersey编织物，其重量为3.5oz/yard2(118.7g/m2)，其公称厚度为0.38mm，纱束数为1束/mm，公称纱直径为0.2mm，以及每束纱是由精纺短棉纤维组成的，其粗度为266dtex(分泰克斯)编织物的开度因子(按公式(1)为0.8。编织管由滚筒供给和移动通过浸渍槽，槽中盛RFL粘接槽液，固体物质含量为20％(重量)，多余的粘接液被包覆橡胶的两个滚筒挤榨，以及在烘箱内于175℃烘干1min和缠绕在卷轴上。间苯二酚甲醛乳胶(RFL)是以乙基吡啶SBR乳胶为基，其间苯二酚甲醛与乳胶的比例为18，沉积在编织物上的干RFL数量为处理的编织物总重量的约10％。带套筒是在直径39.0cm的钢心轴上反转铺设的，铺设下列各层铺设材料厚度1层涂覆RFL编织物0.381mm2层EPDM天然橡胶条 2×0.305mm3层聚酯拉伸帘布 0.940mm4层帘布下条 5×0.762mm天然橡胶条为Nordel 1145 EPDM(见美国专利No_5,610,217)。jersey棉管材延伸至涂覆管材停止直径的约300％。拉伸帘布是RFL处理的S和Z捻制聚酯以及帘布下条是5层纤维承载条(25份棉+芳纶纤维/100份Nordel 1145 EPDM)。总铺设长度(模具的外周边)为122.504cm。带套筒的固化使用外热压罐，压力200psig(1.379MPa)温度389°F(198℃)时间3min，内袋，压力50psig(0.345MPa)时间3.5min，增压至150psig(1.034MPa)时间9.5min。固化在19.75min内完成。
带套筒B制造用于比较，它使用与套筒A相同的材料和处理条件，但编织管材的纱束不涂覆RFL或任何其它材料。
带套筒A和B切割成20.0mm宽度的带条，它随后用金刚石磨轮制成4肋的带，类似于图2所示。由套筒A和B制成的带进行试验，以测定其顶面13的摩擦系数。试验设备基本上由约15cm直径的从动轮组成，其平外表面被试验带的背面以35°倾斜角缠绕顶住，此外，试验带还围绕约15cm直径的驱动轮运动，缠绕角度约180°，在驱动轮和从动轮之间设置张紧器和悬挂的载重对第三个轮施加固定的拉伸力，通过它试验带缠绕约180°。试验的进行是借助沿带运动的相反方向对从动轮施加力矩，以引起相对于驱动轮的滑动，直至获得100％的滑动。动摩擦系数按下式计算μ=1Qln[2td+TsTs]...(2)]]>式中θ是从动轮以弧度计的缠绕角度；t是从动轮上的力矩；Ts是带的松边拉伸。
使用上述试验设备和方法，由套筒A制造的带按公式(2)计算出的动摩擦系数为0.52，而由套筒B制造的带按公式(2)计算出的动摩擦系数为0.30。使用相同的技术，用EPDM天然橡胶条碾压的外普通纤维织物计算出的动摩擦系数为0.83。
虽然本发明为了说明目的进行了详细的解释，应该理解，这些细节仅为此目的，对于技术熟练人员而言，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可以做出改进，除非受到权利要求的限制。在缺乏这里没有特殊公开的任何元件的情况下，这里公开说明的本发明可以用适当的方式实现。
权利要求
1.一种动力传送带，它具有橡胶带身，埋置在带身内的抗应变拉伸元件，终接在通常是平面的外带背表面内的帘布上层，以及帘布下层其改进包括开口网格纺织材料，它是由限定相邻的纱之间的间隙的交错纱形成的，这些纱至少部分涂覆稳定剂材料，涂覆的纺织材料定位在外带背表面上，以及橡胶层粘接在涂覆的纺织材料的下表面，并插入在涂覆的纺织材料和抗应变拉伸元件之间，橡胶层也定位在间隙之内，以及带的背表面上，以及开口网格纺织材料的开度因子按下式计算0.20≤1/x-y1/x≤0.98.....(1)]]>式中x＝末端角每mm的纱数以及y＝纱的直径，mm。
2.根据权利要求1的动力传送带，其特征在于，纺织材料具有的开度因子大于或等于0.40以及小于或等于0.92。
3.根据权利要求1的动力传送带，其特征在于，纺织材料具有的开度因子大于或等于0.70以及小于或等于0.90.
4.根据权利要求1的动力传送带，其特征在于，涂覆的纱定位于外带背表面上，没有完全被橡胶带身包容。
5.根据权利要求1的动力传送带，其特征在于，纺织材料是无缝的管形编织材料，它由纱、纱的纤维组成，它位在外带背表面上，没有完全被橡胶带身包容。
6.根据权利要求1的动力传送带，其特征在于，纺织材料是圆的jersey编织物。
7.根据权利要求1的动力传送带，其特征在于，纺织材料是选择自搭接的编织材料，拼接的编织材料，搭接的方编织物，拼接的方编织物，以及轮胎帘布织物。
8.根据权利要求1的动力传送带，其特征在于，稳定剂材料是选择自间苯二酚甲醛乳胶(RFL)，异氰酸酯，聚氨基甲酸酯和橡胶水泥。
9.根据权利要求1的动力传送带，其特征在于，它具有在外带背表面上印刷的转移标签，而在此表面上没有产生噪声的台阶。
10.一种制造动力传送带的方法，该传送带具有用开口网格纺织材料增强的背表面，纺织材料是限定相邻纱之间的间隙的交错纱组成的，所述方法包括a)成形可硫化带套筒用稳定剂材料至少部分涂覆纱来处理纺织材料；围绕带铺设鼓的外表面放置处理过的纺织材料；在处理过的纺织材料的上面缠绕橡胶层作为粘接的天然橡胶层；围绕橡胶层螺旋缠绕抗应变拉伸帘布元件；在螺旋缠绕的拉伸帘布的外面放置另一橡胶层；以及b)使带套筒经受加热和加压，以硫化套筒，从而使部分粘接的天然橡胶层渗透入纺织材料的间隙以及变成定位顶住铺设鼓以形成带的部分背表面。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于，它还包括在铺设鼓和开口网格纺织材料之间放置带有标记的薄膜的转移标签。
12.根据权利要求10的方法，其特征在于，开口网格纺织材料具有按下式计算的开度因子0.20≤1/x-y1/x≤0.98......(1)]]>式中x＝未端角mm的纱数，以及y＝纱的直径，mm。
13.根据权利要求10的方法，其特征在于，纺织材料的处理是将它放入稳定剂材料槽内浸渍和随后烘干。
14.根据权利要求10的方法，其特征在于，稳定剂是间苯二酚甲醛乳胶(RFL)以及沉积在纺织材料上的干RFL量为处理的纺织材料总重量的约5至约25％。
全文摘要
一种在带的帘布上层中使用开口网格纺织材料(15)的动力传送带(11),它使用一种材料稳定,以促进在带的硫化时下部的天然橡胶层(17)通过纺织材料(15)内的间隙渗透。传送带背面的摩擦系数足够使带能驱动背面的惰轮、张紧器和其它机械器件。
文档编号F16G1/08GK1390282SQ00815520
公开日2003年1月8日 申请日期2000年11月9日 优先权日1999年11月12日
发明者保罗·S·克努斯特松 申请人:盖茨公司