专利名称：传动皮带及其制造方法
技术领域：
本发明涉及传动皮带及其制造方法，详细地说，涉及不在压缩橡胶层中配合短纤维、或明显减少短纤维在压缩橡胶层中的配合量，从而降低制造费用，同时在运行时的响声小，在高温环境下的耐弯曲疲劳性优异的传动皮带和该传动皮带的制造方法。
背景技术：
以往，从耐热性、耐油性、耐磨耗性等优异的观点考虑，低刃型的V型带和V型多楔带等主要用于汽车的传动皮带通过使用氯丁橡胶或加氢丁腈橡胶与氯磺化聚乙烯的混合物作为橡胶成分、并在其中配合短纤维而成的橡胶配合物的硫化物所形成。特别是在这种传动皮带中，通过使短纤维按照沿皮带宽度方向取向而分散在压缩橡胶层中、提高皮带的耐侧压性，从而抑制运行时所不希望产生的皮带变形、提高传动效率，与此同时为了使短纤维突出于形成与皮带轮接触面的压缩橡胶层的表面、减小与皮带轮的磨擦所产生的运行声(响声)，相对于该橡胶成分100重量份，配合20重量份或超过20重量份量的短纤维。并且以提高汽车行驶时的静音性要求作为背景，估计上述短纤维的配合量还有增加的倾向。
例如在日本特开2003-012871号公报中记载了压缩橡胶层由相对于100重量份乙烯含量为60～75重量％的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合10～30重量份纤维长度为0.5～3mm的短纤维所形成的橡胶配合物的硫化物构成、使上述短纤维沿皮带宽度方向取向的传动皮带。
这样，由在乙烯-α-烯烃-二烯橡胶中配合了短纤维的橡胶配合物的硫化物形成压缩橡胶层、使上述短纤维沿皮带宽度方向取向的传动皮带在运行时的响声小，耐弯曲疲劳性也优异，是理想的皮带。
但是为了获得使短纤维分散的压缩橡胶层，除了要预先对短纤维进行粘着处理的工序以外，还必须进行以下的工序，即将这样经粘着处理的短纤维均匀混炼到压缩橡胶层用的未硫化橡胶配合物中之后，进行轧制，使短纤维沿压缩橡胶层用的未硫化橡胶片材的纹理方向(皮带的长度方向)取向，然后在制造皮带时，使压缩橡胶用的未硫化橡胶片材缠绕在卷绕于成形滚筒周面的粘着橡胶层用的未硫化橡胶片材上，缠绕时使压缩橡胶用未硫化橡胶片材的纹理方向与成形滚筒的圆周方向(皮带的长度方向)垂直相交，以使在所得传动皮带中上述短纤维沿皮带宽度方向取向。
这样，制造具有使短纤维分散的压缩橡胶层的传动皮带的工序不仅非常复杂，而且工序多，所以加工费用增高，加之短纤维的价格也高，所以存在着皮带制造费用增高的问题。
本发明是为了解决在使短纤维分散于压缩橡胶层中的同时使该短纤维沿皮带宽度方向取向的以往传动皮带中的上述问题而完成的，其目的在于提供下述传动皮带和所述传送皮带的制造方法，所述传送皮带通过不在压缩橡胶层中配合短纤维，或在压缩橡胶层中配合短纤维时显著降低其配合量、同时在所得的传动皮带中使短纤维沿皮带长度方向取向，并且当设皮带长度方向的压缩橡胶层的拉伸弹性模量为a、皮带宽度方向压缩橡胶层的拉伸弹性模量为b时、使0.9≤a/b≤1.2，从而与上述以往传动皮带的制造相比，简化、缩短了制造工序，降低制造费用，同时运行时的响声特别是前述的与皮带轮的磨擦声小，并且在高温环境下的耐弯曲疲劳性优异，因此弯曲寿命长。
发明内容
通过本发明可以提供下述传动皮带，所述传送皮带为压缩橡胶层和粘着橡胶层均由乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物的硫化物构成，在上述粘着橡胶层内埋设、粘着有芯线的传动皮带，其特征在于，当设皮带长度方向的压缩橡胶层的拉伸弹性模量为a，皮带宽度方向的压缩橡胶层拉伸弹性模量为b时，为0.9≤a/b≤1.2。
根据本发明，作为上述压缩橡胶层橡胶成分的上述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶的乙烯含量的范围优选为55～85重量％，更优选的范围为60～80重量％。
根据本发明，上述压缩橡胶层可以由含有短纤维的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物的硫化物构成，这时，上述乙烯-α烯烃-二烯橡胶配合物中上述短纤维含量相对于上述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份的的范围优选为5重量份或5重量份以下。
根据本发明，作为一个优选方案是提供下述传动皮带，其中上述压缩橡胶层由含有超高分子量聚乙烯的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物的硫化物构成，上述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶的乙烯含量在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对于上述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份的范围是1～50重量份。
根据本发明可以提供传动皮带的制造方法，该制造方法在圆筒状成形滚筒的外周面上缠绕涂有橡胶的帆布和由第1粘着橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物构成的片材，缠绕时使其长度方向与上述成形滚筒的圆周方向一致，在其上面螺旋状旋绕芯线后，再缠绕由第2粘着橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物构成的片材使其长度方向和上述成形滚筒的圆周方向一致，在其上面再缠绕由压缩橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物构成的片材，并使其长度方向与上述成形滚筒的圆周方向一致，形成层压圆筒体，对其进行加压加热，再对由上述第1和第2粘着橡胶层用未硫化橡胶配合物构成的片材和由压缩橡胶层用未硫化橡胶配合物构成的片材进行硫化一体化，而形成传动皮带，其特征在于，上述压缩橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶的乙烯含量范围为55～85重量％，优选范围60～80重量％。
根据本发明，上述压缩橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物，相对于上述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份，可以在5重量份或5重量份以下的范围内含有短纤维。
在这种传动皮带的制造方法中，一个优选方案为提供下述方法，压缩橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物含有超高分子量聚乙烯，上述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶的乙烯含量在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对于上述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份的范围为1～50重量份。
第1图是V型多楔带一例的横切面图。
第2图是显示为了研究皮带运行时的响声与高温运行时的弯曲寿命的皮带运行试验机的图。
具体实施例方式
本发明中，传动皮带为V型多楔带及含有V型多楔带的皮带。
第1图是表示作为传动皮带一例的V型多楔带的横切面图，皮带的上面由单层或多层涂有橡胶的帆布1形成，在其上面邻接层压粘着橡胶层2。该粘着橡胶层中埋设多根芯线3，该芯线3以一定间隔沿皮带长度方向延伸。再在该粘着橡胶层上邻接层压压缩橡胶层4。该压缩橡胶层中具有相互有一定间隔的棱纹5，并且该棱纹5沿皮带长度方向延伸。根据本发明，如前所述，在上述压缩橡胶层中可以相对于乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份以0～5重量份的范围分散短纤维(图中没有示出)。
本发明的传动皮带中，压缩橡胶层和粘着橡胶层均由乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物的硫化物构成，在上述粘着橡胶层内埋设、粘着有芯线。
在本发明中，作为上述芯线优选使用由聚酯纤维、芳族聚酰胺纤维，玻璃纤维等为材料的高强度、低延长率的软线构成的芯线。这种芯线通常实施粘着处理后使用。该粘着处理通常是将芯线浸渍在间苯二酚-甲醛-胶乳(RFL)中后进行加热干燥，在芯线表面形成均匀的粘着处理层。根据需要，在该粘着处理之前，还可以将芯线浸渍在多官能异氰酸酯或多官能环氧化合物的溶液中后，实施加热干燥的预处理。
本发明中，作为用于形成粘着橡胶层和压缩橡胶层的橡胶成分的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶可以使用由除乙烯以外的α-烯烃与乙烯、二烯(非共轭二烯)的共聚物构成的橡胶，作为上述除乙烯以外的α-烯烃，优选使用选自丙烯、丁烯、己烯以及辛烯的至少一种。其中，优选的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶是乙烯-丙烯-二烯橡胶。这种乙烯-α-烯烃-二烯橡胶中，对于二烯成分没有特别限定，但通常适合采用1，4-己二烯、二环戊二烯或亚乙基降冰片烯(ENB)等非共轭二烯。在乙烯-α烯烃-二烯橡胶中，该二烯成分通常在0.1～5.0重量％的范围。
本发明中，作为粘着橡胶层用的乙烯-丙烯-二烯橡胶没有特别限定，通常采用乙烯含量为50～60重量％范围的橡胶。另一方面，根据本发明，作为压缩橡胶层用的乙烯-丙烯-二烯橡胶，优选使用乙烯含量为55～85重量％范围的橡胶，特别是为了达到不在压缩橡胶层中配合短纤维、或明显降低短纤维配合量的传动皮带在其运行时的响声小，同时强度和硬度优异的目的，优选使用乙烯含量在60～80重量％范围的橡胶。
但是作为压缩橡胶层用的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶使用乙烯含量在55重量％或55重量％以上、并低于60重量％的橡胶时，与作为压缩橡胶层用的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶使用乙烯含量在60重量％或60重量％以上的橡胶相比，所得传动皮带的响声仍然比较高。因此，作为压缩橡胶层用的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶使用乙烯含量在55重量％或55重量％以上、并低于60重量％的橡胶时，按照本发明，相对于这种乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份，优选在1～50重量份、更优选在5～20重量份的范围内使用超高分子量聚乙烯。
这样，作为压缩橡胶层使用的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶使用乙烯含量在55重量％或55重量％以上、并低于60重量％的橡胶时，通过同时配合使用超高分子量聚乙烯，不会对所得传动带的期望特性产生不良影响，并且可以使所得传动皮带在运行时的响声降低到大致与使用乙烯含量在60重量％或60重量以上的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶时同等的水平。这样，当在作为压缩橡胶层用的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶的乙烯含量在55重量％或55重量％以上、并低于60重量％的橡胶中配合使用超高分子量聚乙烯时，也可以相对于乙烯-丙烯-二烯橡胶100重量份在0～5重量份的范围内使用短纤维。其中，所谓的超高分子量聚乙烯，如众所周知的，是重均分子量为100～500万左右的聚乙烯。
但是当超高分子量聚乙烯的配合量相对于乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份超过50重量份时，如果对于以这种比率含有超高分子量聚乙烯的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物进行轧制(压片)，则所得片材表面的平滑性有可能变差，而且具有由这种乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物构成的压缩橡胶层的传动皮带的耐弯曲疲劳性也差。
本发明中，作为乙烯-丙烯-二烯橡胶的硫化剂，优选使用有机过氧化物，根据需要还可以使用共交联剂。作为这种有机过氧化物，可以列举如二酰基过氧化物、过氧化酯、叔丁基枯基过氧化物、二枯基过氧化物、2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷-3、1，3-双(过氧化叔丁基异丙基)苯、1，1-二过氧化丁基-3，3，5-三甲基环己烷等。这种有机过氧化物相对于乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份通常在1～10重量份的范围内使用，优选在1.5～5重量份的范围内使用。
作为上述共交联剂，可以使用TAC、1，2-聚丁二烯、不饱和羧酸金属盐、肟类、胍、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、N，N-间亚苯基双马来酰亚胺、硫等。共交联剂的用量随共交联剂的种类不同而异，不能一概而定，例如如果是N，N-间亚苯基双马来酰亚胺，则相对于乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份，通常在0.2～10重量份的范围内使用；另一方面如果是硫时，相对于乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份，通常在0.01～1重量份的范围内使用。
本发明中，也可以使用硫作为硫化剂。这时，相对于乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份，通常可以在1.5～10重量份的范围内使用硫。根据需要，相对于乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份，可以在1.5～10重量份的范围内使用硫化促进剂。
作为短纤维，可以使用含有尼龙6、尼龙66、聚酯、棉、芳族聚酰胺等的短纤维。这样的短纤维，通常纤维直径为10～100μm范围、优选20～60μm范围，纤维长度为0.1～5mm、优选0.5～3mm。根据本发明，如前所述可以在压缩橡胶层中配合短纤维，此时相对于乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份，可以在5重量份或5重量份以下的范围内使用短纤维。
当短纤维在压缩橡胶层中的配合量相对于乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份超过5重量份、同时使短纤维沿皮带长度方向取向时，则在所得传动皮带当中，由于短纤维与橡胶的弹性模量有很大不同，所以在皮带运行时对皮带施加弯曲应力时，应力集中在短纤维与橡胶的界面上，成为龟裂的起点，并且产生的龟裂会迅速生长，这样在压缩橡胶层上会产生裂纹，因此耐弯曲疲劳性差，所得传动皮带的弯曲寿命短。
在使短纤维在压缩橡胶层中沿皮带长度方向取向、分散的传动皮带中，当设所得传动皮带长度方向的压缩橡胶层的拉伸弹性模量为a，设皮带宽度方向的压缩橡胶层的拉伸弹性模量为b时，该短纤维在压缩橡胶层中的配合量与a/b之比相关，而该a/b之比又与所得传动皮带在高温环境下的耐弯曲疲劳性相关。也就是根据本发明，随着短纤维在压缩橡胶层中的配合量增加，上述a/b之比也变大，这里，当该a/b之比在规定范围内时、也就是在0.9≤a/b≤1.2时，所得传动皮带的响声小，与此同时耐弯曲疲劳性优异，因此具有长的弯曲寿命；另一方面，如果a/b超过1.2，则压缩橡胶层在皮带长度方向的拉伸弹性模量明显大于皮带宽度方向的拉伸弹性模量，传动皮带在高温环境下的耐弯曲疲劳性将变差。
特别是根据本发明，当压缩橡胶层由乙烯含量在60～80重量％范围的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物的硫化物构成、不在压缩橡胶层中配合短纤维、0.95≤a/b≤1.15时，所得传动皮带不仅在运行时的响声小，而且与在压缩橡胶层中配合短纤维、并使短纤维沿皮带宽度方向取向形成的以往传动皮带相比，在高温环境下的耐弯曲疲劳性更加优异，因此比以往传动皮带具有更长的弯曲寿命。
根据本发明，由用于粘着橡胶层和压缩橡胶层的未硫化橡胶配合物构成的未硫化片材均可如下得到，即在上述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶中除了混合硫化剂之外，还根据需要混合炭黑、硫化促进剂、活性促进剂、软化剂、防老化剂等通常药剂，当为用于压缩橡胶层的橡胶配合物时根据需要混合短纤维，调制橡胶配合物，采用适当的混炼手段，例如班伯里混炼机对其进行混炼后，用轧辊轧制到所需厚度(压片)从而获得。
本发明中当由压缩橡胶层用未硫化橡胶配合物构成的未硫化橡胶片材含有短纤维时，如上所述，短纤维沿着该未硫化橡胶配合物的轧制方向、因此也是所得未硫化橡胶片材的长度方向取向，该未硫化橡胶片材的长度方向与所得传动皮带的长度方向相同。也就是说，本发明的传动皮带中，当压缩橡胶层含有短纤维时，该短纤维沿皮带长度方向取向。
本发明的传动皮带，可以使用如上所述的由压缩橡胶层用未硫化橡胶配合物构成的片材进行以下操作而获得。即，在表面光滑的圆筒状成形滚筒的表面缠绕涂有橡胶的帆布和埋有芯线的粘着橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物构成的橡胶片材后，再在上面缠绕由上述压缩橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物构成的橡胶片材，缠绕时使片材的长度(轧制)方向与上述成形滚筒的圆周方向一致，通过对这些粘着橡胶层和压缩橡胶层用的未硫化橡胶片材进行硫化粘着，形成整体，可以得到传动皮带。
更详细地说，例如以V型多楔带为例，在如上所述的圆筒状成形滚筒的周面上缠绕1张或数张涂有橡胶的帆布，在其上面缠绕由第1粘着橡胶层用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡胶配合物构成的片材，使其长度(轧制)方向与上述成形滚筒的圆周方向一致，然后在上面以螺旋状旋绕芯线，再在其上面缠绕由第2粘着橡胶层用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡胶配合物构成的片材，使其长度(轧制)方向与上述成形滚筒的圆周方向一致，然后再缠绕由压缩橡胶层用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡胶配合物构成的片材，使其长度(轧制)方向与上述成形滚筒的圆周方向一致，形成层压体，再在硫化罐中对该层压体加热、加压、进行硫化，得到环状物。
接着把该环状物套在驱动辊和从动辊之间，在规定的张力下一边使其运行，一边使用研磨轮研磨，在其表面上形成数条棱纹。然后再把该环状物套在另外的驱动辊和从动辊之间使其一边运行，一边将其裁成规定宽度，就可以得到作为制品的V型多楔带。
与此相反，使用以往由配合有短纤维的未硫化橡胶配合物构成的片材形成压缩橡胶层时，上述未硫化橡胶配合物构成的未硫化橡胶片材在其轧制(长度)方向上具有较重的纹理，如前所述为了使压缩橡胶层中短纤维沿皮带宽度方向取向，必须在圆筒状成形滚筒表面缠绕涂有橡胶的帆布和埋有芯线的粘着橡胶层用橡胶片材之后，在其上面缠绕压缩橡胶层用橡胶片材，并使其纹理(轧制)方向与成形滚筒的圆周方向垂直相交，形成压缩橡胶层。
这样，本发明的传动皮带就其制造而言，与制造以往的在压缩橡胶层中分散有短纤维的传动皮带不同，不必沿着与压缩橡胶层用未硫化橡胶片材的长度(轧制或纹理)方向垂直相交的方向缠绕该压缩橡胶层用未硫化橡胶片材。
如前所述，本发明中，即使由压缩橡胶层用未硫化橡胶配合物构成的片材含有短纤维，其配合量也有所限制，所以在使用这种由压缩橡胶层用未硫化橡胶配合物构成的片材所得到的本发明的传动皮带中，压缩橡胶层的皮带长度方向和宽度方向之间的拉伸特性差别较小。
这里，根据本发明，不在压缩橡胶层中配合短纤维，或者当在压缩橡胶层中配合短纤维时，如前所述使其配合量在限定的范围内、同时在压缩橡胶层中使短纤维沿皮带长度方向取向，而且设传动皮带长度方向的压缩橡胶层的拉伸弹性模量为a、设皮带宽度方向的压缩橡胶层的拉伸弹性模量为b，通过使其比达到0.9≤a/b≤1.2，就可以降低皮带运行时的响声，同时还可以提高高温环境下的耐弯曲疲劳性。在本发明中，传动皮带长度方向的压缩橡胶层的拉伸弹性模量a通常为20～100MPa的范围，优选为30～60MPa的范围。
实施例以下列举实施例对本发明进行说明，但是本发明并不受这些实施例的任何限定。在以下各实施例以及比较例中，由粘着橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物构成的片材，使用通过轧辊轧制下述橡胶配合物而成的片材。
(粘着橡胶层用未硫化橡胶配合物)乙烯-丙烯-二烯橡胶(乙烯含量56重量％)100重量份HAF碳 50重量份氧化硅20重量份石蜡油20重量份硫化剂(油硫) 3重量份硫化促进剂DM 1.4重量份硫化促进剂EZ 0.6重量份硫化促进剂TT 0.6重量份硫化助剂(硬脂酸) 1重量份硫化助剂(氧化锌) 5重量份防老化剂224 2重量份防老化剂MB1重量份粘着付予剂(石油树脂) 5重量份(压缩橡胶层用未硫化橡胶配合物)在各实施例和比较例中，由压缩橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物构成的片材，均分别使用通过轧辊轧制表1所示橡胶配合物而成的片材。
(RFL的调制)
混合间苯二酚7.31重量份和甲醛(37重量％浓度)10.77重量份、搅拌，在其中加入氢氧化钠水溶液(固体组分0.33重量份)混合、搅拌。再于其中加入水160.91重量份，进行5小时熟化，得到固体组分浓度为6.40重量％的间苯二酚·缩甲醛树脂(间苯二酚·甲醛初期缩合物，RF)水溶液。在该RF水溶液中加入氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)胶乳，进行12小时熟化，得到间苯二酚·甲醛·胶乳(RFL)。
(芳族聚酰胺芯线的粘着处理)作为芳族聚酰胺芯线，使用对芳族聚酰胺单丝进行初捻制成合股线、对该合股线进行复捻而形成的芳族聚酰胺芯线(1000de/1×3，复捻系数859.9，初捻系数863.3)。将该芳族聚酰胺芯线浸渍在异氰酸酯(多亚甲基多苯基多异氰酸酯)的甲苯溶液(异氰酸酯固体组分16重量％)中后，在250℃下加热干燥40秒钟实施预处理。
接着，作为最初的RFL处理，把这样预处理的芳族聚酰胺芯线浸渍在上述RFL中，在250℃下加热干燥80秒，接着作为第2次的RFL处理，在上述RFL中浸渍，在250℃下加热干燥80秒钟。然后把经过这样RFL处理的芳族聚酰胺芯线浸渍在把前述粘着橡胶层用乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物溶解在甲苯中而成的粘着溶液(橡胶糊)中后，在60℃下加热干燥40秒钟，实施粘着处理。
实施例1(压缩橡胶层的拉伸弹性模量的测定)混炼表1所示的压缩橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物，通过轧辊进行轧制，制得厚度为0.6mm的片材，把2张这样的片材重叠，在温度160℃下加热加压25分钟，进行硫化，得到厚度为1mm的硫化橡胶片材。使用该硫化片材，按照JIS K 6301的有关硫化橡胶的试验方法，冲切成亚铃A型的试样，对于该试样，使用粘弹性试验机(レオロジ一公司制的FTレオスペクトラ一)，在动态应变为1.0％、频率10Hz下施加负荷，进行测定。设上述硫化橡胶片材的长度方向(皮带长度方向)的拉伸弹性模量为a、硫化橡胶片材宽度方向(皮带宽度方向，与上述长度方向垂直相交的方向)的拉伸弹性模量为b，把上述硫化橡胶片材长度方向(皮带长度方向)的拉伸弹性模量a和a/b的值一并出示在表1中。
(V型多楔带的制造)如前所述，在表面光滑的圆筒状成形滚筒的周周缠绕涂有橡胶的帆布和由第1粘着橡胶层用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡胶配合物构成的片材，然后在其上面螺旋状旋绕经上述粘着处理的前述芳族聚酰胺芯线，再于其上面与上述相同地缠绕由第2粘着橡胶层用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡胶配合物构成的片材。
接着在其上面缠绕由压缩橡胶层用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡胶配合物构成的片材，并使其长度方向与成形滚筒的圆周方向一致，形成层压体，然后在硫化罐中在内压6kgf/cm2、外压6kgf/cm2、温度165℃下加压加热该层压体35分钟，进行蒸汽硫化，得到环状的硫化物。如上所述对该环状硫化物进行加工，得到在粘着橡胶层中埋设有上述芯线、在该粘着橡胶层的上面粘着有帆布、同时在粘着橡胶层下面具有形成了3个棱纹的压缩橡胶层的，周长为1000mm的V型多楔带。
如下评价所得V型多楔带的性能。在各性能评价中，使用具有与皮带相对应的V型棱槽的材质为S45C的皮带轮。
(运行时响声的测定)如图2所示，将上述V型多楔带13套在直径分别为120mm的驱动皮带轮11和从动皮带轮12上，同时在中间配设直径为70mm的滚轮14和直径为50mm的张力皮带轮15使皮带运行方向大致成直角变化，在上述滚轮的附近，在V型多楔带内测配设噪音仪16。使用这种皮带运行试验装置，沿水平方向在上述张力皮带轮上施加调节负荷979N，对从动皮带轮不施加负荷，以4900rpm的转速对驱动皮带轮进行驱动，测定使皮带运行300小时时的声压(dB)，研究运行时的响声。结果示于表1。在上述实验条件下，如果声压在80dB或80dB以下，则可以说实际运行时的响声小。如果在75dB或75dB以下，则更为优选。
(皮带在高温运行时的弯曲寿命的测定)使用上述图2所示的皮带运行试验装置，在环境温度为120℃下，沿水平方向对张力皮带轮15施加调节负荷979N，同时以4900rpm转速对从动皮带轮12施加2kW/棱纹的负荷使皮带运行，每隔一定时间停止运行，研究皮带的罗纹表面，把通过目视可以观察到裂纹的运行时间定为弯曲寿命。结果示于表1中。
实施例2～7使用表1中实施例2～7所示的压缩橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物，除此之外进行与实施例1相同的操作，得到硫化橡胶片材，测定其拉伸弹性模量，同时进行与实施例1相同的操作制造V型多楔带，测定运行时的响声和皮带的弯曲寿命。结果示于表1。
比较例1及2分别使用表1中比较例1及2中所示的压缩橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物，除此之外进行与实施例1相同的操作，分别得到硫化橡胶片材，测定它们的拉伸弹性模量，同时进行与实施例1相同的操作分别制造V型多楔带，对于这些多楔带，测定运行时的响声和弯曲寿命。结果示于表1。
比较例3进行与实施例1相同的操作，在表面光滑的圆筒状成形滚筒的周围缠绕涂有橡胶的帆布和由第1粘着橡胶层用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡胶配合物构成的片材，然后在其上面螺旋状旋绕经上述粘着处理的前述芳族聚酰胺芯线，再在其上面与上述同样地缠绕由第2橡胶粘着层用未硫化乙烯-丙烯-二烯橡胶配合物构成的片材。
接着在其上面缠绕表1中比较例3所示的由压缩橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物构成的片材，使其长度方向与成形滚筒的圆周方向垂直相交，形成层压体后，在硫化罐中于内压6kgf/cm2、外压6kgf/cm2、温度165℃下对其加压加热35分钟进行过氧化物硫化，得到环状的硫化物。以下进行与实施例1相同的操作，制造V型多楔带，并进行与实施例1相同的操作测定运行时的响声和皮带的弯曲寿命。
另外，混炼表1中比较例3所示的压缩橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物，并用轧辊进行轧制，制得厚度为0.6mm的片材，在温度160℃下对2枚这种片材加热加压25分钟，进行过氧化物硫化，得到厚度为1mm的硫化橡胶片材。对于该硫化橡胶片材进行与实施例1相同的操作，设其纹理方向(皮带长度方向)的拉伸弹性模量为a、设硫化橡胶片材宽度方向的(皮带的宽度方向，与上述纹理方向垂直相交的方向)的拉伸弹性模量为b，把上述硫化橡胶片材长度方向(皮带长度方向)的拉伸弹性模量a和a/b的值一并出示在表1中。
由表1所示的结果可知，根据本发明，通过不在压缩橡胶层中配合短纤维，或在压缩橡胶层中配合短纤维时、使其配合量相对于橡胶成分100重量份在5重量份或5重量份以下、同时在所得传动皮带中使该短纤维沿皮带长度方向取向，可以使运行时的响声达到与使短纤维沿皮带宽度方向取向分散的以往传动皮带(比较例3)大致相等的水平。
除此之外，本发明的传动皮带在高温环境下的耐弯曲疲劳性也很优异，根据优选方案(实施例1～3)，与上述以往的传动皮带相比，耐弯曲疲劳性将进一步得到改善，因此具有比以往传动皮带更长的弯曲寿命。但是，使压缩橡胶层中的短纤维的配合量相对于橡胶成分100重量份超过5重量份、并使其沿皮带长度方向取向的传动皮带(比较例1及2)的a/b的值都超过1.2，在高温环境下的弯曲寿命短。
如上所述，本发明的传动皮带可以通过不在压缩橡胶层中配合短纤维而制造，或者在压缩橡胶层中配合短纤维时，由于在所得传动皮带中使短纤维沿皮带长度方向取向，所以与以往的使短纤维沿皮带宽度方向取向时不同，可以简化制造工序，减少工序数量，廉价地进行制造。
表1
产业实用性根据本发明，不在压缩橡胶层中配合短纤维、或明显降低短纤维的配合量，因此可以在降低制造费用的同时得到运行时的响声小、且在高温环境下的耐弯曲疲劳性优异的传动皮带。
权利要求
1.一种传动皮带，该皮带为压缩橡胶层和粘着橡胶层均由乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物的硫化物构成，在所述粘着橡胶层内埋设、粘着有芯线的传动皮带，其特征在于，当设皮带长度方向的压缩橡胶层的拉伸弹性模量为a、皮带宽度方向的压缩橡胶层拉伸弹性模量为b时，为0.9≤a/b≤1.2。
2.如权利要求1所述的传动皮带，其中，压缩橡胶层由乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物的硫化物构成，所述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶的乙烯含量范围为55～85重量％。
3.如权利要求1所述的传动皮带，其中，压缩橡胶层由含有短纤维的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物的硫化物构成，所述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶的乙烯含量范围为55～85重量％，所述配合物中的所述短纤维的含量相对于所述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份，为5重量份或5重量份以下的范围。
4.如权利要求2或3所述的传动皮带，其中，乙烯-α-烯烃-二烯橡胶的乙烯含量范围为60～80重量％。
5.如权利要求1～3任一项所述的传动皮带，其中，压缩橡胶层由含有超高分子量聚乙烯的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物的硫化物构成，所述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶的乙烯含量在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对于所述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份为1～50重量份的范围。
6.权利要求1～5任一项所述的V型多楔带。
7.传动皮带的制造方法，该制造方法在圆筒状成形滚筒的外周面上缠绕涂有橡胶的帆布，并且在其上面缠绕由第1粘着橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物构成的片材，缠绕时使其长度方向与所述成形滚筒的圆周方向一致，在其上面螺旋状旋绕芯线后，再缠绕由第2粘着橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物构成的片材，使其长度方向和所述成形滚筒的圆周方向一致，再于其上面缠绕由压缩橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物构成的片材，并使其长度方向与所述成形滚筒的圆周方向一致，形成层压圆筒体，对其进行加压加热，对由所述第1和第2粘着橡胶层用未硫化橡胶配合物构成的片材和由压缩橡胶层用未硫化橡胶配合物构成的片材进行硫化一体化，而形成传动皮带，其特征在于，所述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶的乙烯含量范围为55～85重量％。
8.如权利要求7所述的传动皮带的制造方法，其中压缩橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物相对于乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份可以含有5重量份或5重量份以下的短纤维。
9.如权利要求7或8所述的传动皮带的制造方法，其中，压缩橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物中的乙烯-α-烯烃-二烯橡胶的乙烯含量范围为60～80重量％。
10.如权利要求7或8所述的传动皮带的制造方法，其中，压缩橡胶层用未硫化乙烯-α-烯烃-二烯橡胶配合物含有超高分子量聚乙烯，所述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶的乙烯含量为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对于所述乙烯-α-烯烃-二烯橡胶100重量份为1～50重量份的范围。
11.权利要求7～10任一项所述的V型多楔带的制造方法。
全文摘要
本发明提供压缩橡胶层和粘着橡胶层均由乙烯－α－烯烃－二烯橡胶配合物的硫化物构成，在上述粘着橡胶层内埋设、粘着有芯线的传动皮带，其特征在于，当设皮带长度方向的压缩橡胶层的拉伸弹性模量为a、皮带宽度方向的压缩橡胶层的拉伸弹性模量为b时，为0.9≤a/b≤1.2。优选上述压缩橡胶层由乙烯－α－烯烃－二烯橡胶配合物的硫化物构成，上述乙烯－α－烯烃－二烯橡胶的乙烯含量范围为55～85重量％。上述压缩橡胶层也可以含有短纤维，此时上述短纤维沿皮带的长度方向取向，其含量相对于上述乙烯－α－烯烃－二烯橡胶100重量份为5重量份或5重量份以下的范围。
文档编号F16G5/20GK1957192SQ200580016860
公开日2007年5月2日 申请日期2005年5月23日 优先权日2004年5月25日
发明者尻池宽之 申请人:坂东化学株式会社