專利名稱：動力傳送帶和形成動力傳送帶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動力傳送帶，更具體地說，涉及一種動力傳送帶，其可具有沿帶的主體縱向延伸的多個肋。本發(fā)明還提出一種形成這種動力傳送帶的方法。
背景技術(shù)：
V型肋動力傳送帶用于許多不同的環(huán)境。典型地，V型肋帶具有壓縮部分，多個肋形成于其中并相對于帶的主體沿縱向延伸。緩沖橡膠層應(yīng)用于壓縮部分并且其中具有至少一個嵌入其中的載荷承載元件/芯線。一個通常為帆布的層應(yīng)用于緩沖橡膠層，從而暴露在帶的主體上。帆布層增加了帶主體的縱向抗裂性。典型地，帆布層由披覆著平坦織物的橡膠制成，該織物具有紡織經(jīng)緯線構(gòu)成。
在一種應(yīng)用中，V型肋帶圍繞驅(qū)動輪和從動輪被牽引，其接合帶的內(nèi)側(cè)以驅(qū)動相關(guān)皮帶輪或被皮帶輪驅(qū)動。帶的外側(cè)由惰輪接合。該惰輪和帶的相互作用趨于產(chǎn)生有害噪音。這種噪音的產(chǎn)生可能發(fā)生在惰輪接觸接縫時，接縫是帆布層的端部連接在一起的地方。噪音的產(chǎn)生也可能發(fā)生在非接縫所處位置。后一類型的噪音產(chǎn)生的一個原因是由接觸惰輪的帆布層的表面構(gòu)造所致。
在斜紋帆布或直紋帆布的形成過程中，和/或在將直紋帆布安裝在帶成形結(jié)構(gòu)上的過程中，帆布機(jī)械變形，其結(jié)果是經(jīng)緯線的交叉角度與包圍網(wǎng)孔的尺寸可以是不同的。這種不規(guī)則性導(dǎo)致經(jīng)緯線成分的局部集中。在惰輪接合于具有不同表面特性的區(qū)域時，噪音就會產(chǎn)生。
避免上述情況的一個途徑是去除帆布層，這樣橡膠成分變?yōu)橹苯颖┞兑越雍隙栎啞Ｈ欢?，采用這種結(jié)構(gòu)很可能會發(fā)生膠著磨損，其會產(chǎn)生另一種噪音，比如運(yùn)行中的滑移聲。
為了避免后一種情況，可以在接合惰輪的暴露橡膠層中混入短纖維。這種構(gòu)造顯示在美國專利申請公開號US2005/0003918(Hiyashi)中。Hiyashi教導(dǎo)人們控制短纖維在暴露橡膠層中的定向性從而避免噪音的產(chǎn)生。
采用Hiyashi的構(gòu)造，存在一種危險，即帶主體可能會在相鄰肋部之間的槽區(qū)域內(nèi)傾向于縱向開裂。可替換地，裂紋可以在帶主體的一個端部從該平面沿帶寬方向產(chǎn)生。這種類型的帶采用乙烯/α-烯烴作為彈性體來確定帶主體的情況下特別易于縱向撕裂或開裂。在這種情況下采用過氧化物交聯(lián)材料，撕裂的可能性更進(jìn)一步增加。
為了避免相鄰齒之間槽區(qū)域的縱向撕裂，短纖維的長度可在帶主體側(cè)邊之間橫向延伸排列?？商娲?，為了降低龜裂產(chǎn)生的可能性，短纖維可被定向從而使得其長度大體和帶主體的長度排列一致。總而言之，出于增強(qiáng)的目的使用短纖維，設(shè)計(jì)者被要求要么注意避免縱向開裂要么注意避免端部開裂。采用Hiyashi中的結(jié)構(gòu)，既有效解決帶主體的縱向撕裂又解決端部開裂問題是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
在一種形式下，本發(fā)明提出一種具有主體的動力傳送帶，該主體帶有長度、內(nèi)側(cè)、外側(cè)、橫向間隔側(cè)、在主體內(nèi)側(cè)與外側(cè)之一中沿縱向延伸的多個肋。該主體在主體的內(nèi)側(cè)與外側(cè)之另一個中具有橡膠層，非直短纖維嵌入該橡膠層中。
該主體可包括至少一個在其內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間沿主體的縱向延伸的載荷承載元件。
橡膠層中非直短纖維與橡膠的質(zhì)量比可處于4∶100至35∶100的范圍內(nèi)。
該非直短纖維可在橡膠層中無規(guī)定向。
該非直短纖維可為碾磨過的纖維。
在一種形式下，該非直短纖維可為聚酰胺。
該橡膠層中的橡膠可以乙烯/α-烯烴作為主要成分。
在一種形式下，該乙烯/α-烯烴由乙烯-丙烯-二烯烴共聚物和乙烯-丁烯共聚物組成。
乙烯-丙烯-二烯烴共聚物與乙烯-丁烯共聚物的質(zhì)量比可處于90∶10至30∶80的范圍內(nèi)。
該橡膠層可進(jìn)一步包括多個長度在0.1mm至1.0mm范圍內(nèi)的超短纖維。
該超短纖維可由纖維素制成。
該橡膠層可直接暴露于主體內(nèi)側(cè)與外側(cè)之另一個中。
在一種形式下，動力傳送帶具有壓縮部分和拉伸部分，多個肋限定在壓縮部分中而橡膠層位于拉伸部分中。
該非直、短纖維可具有0.1至3.0mm的長度。
本發(fā)明還提出一種動力傳送帶，其具有長度、內(nèi)側(cè)、外側(cè)以及橫向間隔側(cè)。該主體在主體的內(nèi)側(cè)與外側(cè)之一中具有橡膠層，非直短纖維嵌入該橡膠層中。
該主體可在其內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間包括至少一個沿主體縱向延伸的載荷承載元件。
該橡膠層中非直短纖維與橡膠之間的質(zhì)量比可處于4∶100至35∶100的范圍內(nèi)。
該非直短纖維可在橡膠層中無規(guī)定向。
該橡膠層可直接暴露在主體的內(nèi)側(cè)與外側(cè)之一中。
本發(fā)明還提出一種形成動力傳送帶的方法。該方法包括步驟通過將非直短纖維嵌入橡膠中來形成橡膠層，確定橡膠層從而使橡膠層中非直短纖維與橡膠之間的質(zhì)量比處于4∶100至35∶100的范圍之間；并且將橡膠層連接于至少一個其它元件上以限定出帶有主體的動力傳送帶，該主體具有長度、內(nèi)側(cè)、外側(cè)和橫向間隔側(cè)。
形成橡膠層的步驟可包括將橡膠滾軋為片層狀，非直短纖維嵌入其中。
形成橡膠層的步驟可包括將長度為0.1mm至1.0mm的超短纖維嵌入橡膠中以確定橡膠層。
將橡膠層連接到至少一個其它元件的步驟可包括將橡膠層連接到至少一個其它元件以確定主體，其中橡膠層暴露在主體的內(nèi)側(cè)與外側(cè)之一中。
該方法可進(jìn)一步包括形成多個肋的步驟，這些肋在主體的內(nèi)側(cè)與外側(cè)之另一個中沿主體的縱向延伸。
在一種形式中，將橡膠層連接于至少一個其它元件的步驟包括將橡膠層連接于至少一個沿主體縱向延伸的載荷承載元件從而使得該至少一個載荷承載元件位于主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間。


圖1為根據(jù)本發(fā)明制作的動力傳送帶的圖解表達(dá)；圖2為根據(jù)本發(fā)明制作的V型肋帶的圖解表達(dá)；圖3為根據(jù)本發(fā)明制作的V型肋帶的片斷、橫截、透視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明制作的V型肋帶的一種變形的如同圖3所示的視圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明制作的V型肋帶的一種進(jìn)一步變形的如同圖3和4所示的視圖；圖6-10顯示了用于圖1-5中帶的暴露層中非直/彎曲纖維的不同構(gòu)造；以及圖11為用于測量帶和相應(yīng)表面之間摩擦系數(shù)的測試系統(tǒng)的示意性表達(dá)。
首先參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的動力傳送帶示意性地顯示為10，包括具有主體12的帶結(jié)構(gòu)，該主體帶有暴露層14，該層具有如以文中下所述的組成。帶的具體構(gòu)造和組成并非本發(fā)明的關(guān)鍵。
本發(fā)明特別適宜于結(jié)合用于V型肋動力傳送帶，如圖2中20示意性顯示的。此外，示意性的顯示意欲說明，本發(fā)明構(gòu)思可用于任何類型的V型肋動力傳送帶，而與其具體形狀、組成、或各元件的排列情況無關(guān)。該V型肋帶20具有帶有暴露層24的主體22，如以下文所述，暴露層24位于該主體22的一側(cè)上而多個肋26形成在主體22的相對側(cè)上。
為了說明本發(fā)明構(gòu)思，V型肋帶的三個示例性的、更具體的形式現(xiàn)在將結(jié)合圖3-5進(jìn)行描述，其中V型肋動力傳送帶分別表示為30、30’、30”。
V型肋帶30具有主體32，該主體具有在雙向箭頭34方向內(nèi)延伸的長度、內(nèi)側(cè)36、外側(cè)38和在圖3中表示為40、42的橫向間隔側(cè)，并具有借助本發(fā)明從預(yù)期的潛在全寬上切斷的側(cè)邊。多個橫向間隔的肋44圍繞帶主體32的長度連續(xù)延伸。最少期望有兩個這種肋44，同樣也期望達(dá)到如圖3所示的超過3個之多的數(shù)量。
肋44限定在由一個或多個橡膠層限定的壓縮部分46中。限定出壓縮部分46一部分的緩沖橡膠層48被應(yīng)用于一個壓縮部分層49的外側(cè)表面50并且已經(jīng)將至少一個載荷承載元件52嵌入其中。在這種情況下，該至少一個載荷承載元件52由嵌入在緩沖橡膠層48中的一個或多個螺旋纏繞的載荷承載芯線組成。
限定為連接于帶30的拉伸部分55的緩沖橡膠層48一部分的該橡膠層54被應(yīng)用于緩沖橡膠層48的外側(cè)和載荷承載芯線52上。該橡膠層54具有嵌入其中的短纖維56并具有之后描述的組成和形狀。該橡膠層54限定動力傳送帶30上暴露的背側(cè)表面58。
肋44在橫斷長度方向內(nèi)剖面形狀大體為梯形。然而，如上提及的，精確的形狀并非本發(fā)明的關(guān)鍵。在肋44中，短纖維60被嵌入其中。短纖維60的長度在肋44中大體排列為左右地(side-to-side)延伸。肋表面62經(jīng)過拋光處理。
圖4中的V型肋帶30’具有與圖3中V型肋帶30大致相同的元件排列。帶30’具有由前述橡膠層54限定的主體22’、由一個或多個橡膠層49’限定的相應(yīng)壓縮部分46’，以及載荷承載芯線52’嵌入其中的緩沖橡膠層48’的一部分。橡膠層54具有嵌入其中的前述纖維56，并限定暴露的背側(cè)表面58’。相應(yīng)形狀的肋44’限定在壓縮部分46’中。
短纖維60’嵌入壓縮部分46’中并在許多層66、66’、66”、66’”、664X’中定向。層66、66’、66”、66’”是彎曲的并一般遵循相關(guān)肋44’的形狀。最內(nèi)層664X’在壓縮部分46’的暴露表面68處更密切遵循肋44’的形狀。
圖5中的動力傳送帶30”將橡膠層54與嵌入其中的纖維56結(jié)合在一起。主體22’由橡膠層54以及限定壓縮部分46”并具有以72表示其一部分的層70來限定，72實(shí)現(xiàn)前述緩沖橡膠層48、48’的作用，載荷承載芯線52”嵌入基中。橡膠層54在帶30”上限定暴露的背側(cè)表面58”。在該實(shí)施方案中，層70不包括增強(qiáng)短纖維。
肋44”形成在層70中，其形狀如前所述。短纖維74被植入壓縮部分46”的肋44”上的暴露表面68”中。
在所有的帶30、30’、30”中，橡膠層54的纖維56無規(guī)定向，如以下將更為詳細(xì)進(jìn)行描述。
在上述每個實(shí)施方案中，載荷承載芯線30、30’、30”被顯示嵌入相鄰層中。然而，這并非必需的?？商鎿Q地，離散的緩沖橡膠層可提供在橡膠層54和壓縮部分上的一層之間。
使用植入和/或完全嵌入肋橡膠中的短纖維并非必需的。植入和/或嵌入纖維可以或采用其中一種而不用另一種、或一起采用、或均完全不采用。
在每個實(shí)施方案中，壓縮部分可由單層或多層制成。在具有多層且采用增強(qiáng)短纖維的情況下，最好纖維只嵌入最內(nèi)層。這些纖維最好被定向從而其長度如圖3所示從側(cè)邊到側(cè)邊延伸，或者其模式名義上遵循如圖4所示肋的形狀。纖維的最內(nèi)層可比其它層的纖維更接近遵循肋的形狀。
至于植入纖維74，可以采用任何本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法進(jìn)行。機(jī)械和靜電植入技術(shù)對該產(chǎn)業(yè)中的技術(shù)人員而言是公知的。
橡膠層54最好由組合物制成，如以下將描述的。為了有效地抑制背側(cè)表面58接觸惰輪時產(chǎn)生的噪音，纖維56被嵌入從而可產(chǎn)生背側(cè)表面58上暴露的清晰圖案。該圖案可能由針織物圖案、機(jī)織物圖案、芯線機(jī)織物圖案等制成。這些當(dāng)中優(yōu)選機(jī)織物圖案。背側(cè)表面58可經(jīng)過拋光處理。
對于圖5所示的帶構(gòu)造，承載芯線52”附近的層70中的橡膠最好不具有短纖維嵌入其中，從而使其中的橡膠和承載芯線52”之間的粘著力最大化。
同樣地，帶30、30’中，緩沖橡膠層48、48’中最好不具有增強(qiáng)纖維，這可能折損其中的橡膠和承載芯線52、52’之間的粘著力。
圖3和4中各自的層46、46’、圖5中的層70、緩沖橡膠層48、48’以及層54最好每個都由橡膠組合物制成。用于這種組合物的合適的橡膠成分可為乙烯/α-烯烴橡膠、丁二烯橡膠(BR)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、腈-丁二烯橡膠(NBR)、氫化腈-丁二烯橡膠(H-NBR)、氯丁二烯橡膠(CR)、異丁烯-異戊二烯橡膠(IIR)、天然橡膠(NR)、乙烯-乙烯基酯共聚物以及乙烯-α，β-不飽和羧酸鹽共聚物中的至少一種。它們當(dāng)中優(yōu)選乙烯/α-烯烴橡膠，因?yàn)樗窍鄬Ρ阋说木酆衔?，具有卓越的抗臭氧、耐熱和耐冷性能。它還滿足了不使用鹵素的要求。即，對于橡膠成分，乙烯/α-烯烴橡膠優(yōu)選單獨(dú)使用或結(jié)合一種或多種其它橡膠使用。層54中的橡膠成分最好包含乙烯/α-烯烴橡膠作為“主要成分”，即構(gòu)成橡膠材料的大部分的一種成分。例如，數(shù)量占組合物的50％或更多的橡膠稱為“主要成分”。
乙烯/α-烯烴橡膠是乙烯和α-烯烴(丙烯、丁烯、己烯、辛烯或類似物)的共聚物或者乙烯、α-烯烴與非共軛二烯烴的共聚物。具體實(shí)例包括諸如乙烯-丙烯共聚物(EPM)、乙烯-丁烯共聚物(EBM)、乙烯-丙烯-二烯烴共聚物(EPDM)。二烯烴成分的一個實(shí)例包括具有5至15個碳原子的非共軛二烯烴，例如亞乙基降冰片烯、二環(huán)戊二烯、1，4-己二烯、環(huán)辛二烯或亞甲基降冰片烯。
EPDM具有卓越的耐熱和耐冷性能，其可使用在所得帶材中。優(yōu)選具有碘值3-40的EPDM帶。如果碘值小于3，橡膠組合物有可能不充分硫化。這會導(dǎo)致磨損或粘連發(fā)生。超過40的碘值會導(dǎo)致橡膠組合物的短焦燒時間。這會使得橡膠組合物很難處理。其耐熱性可能也因此降低。
層54中橡膠的主要成分、乙烯/α-烯烴成分包含乙烯-丙烯-二烯烴共聚物與乙烯-丁烯共聚物。包含乙烯-丙烯-二烯烴共聚物和乙烯-丁烯共聚物作為乙烯/α-烯烴，使得該組合物的可模塑成型性卓越，同時改善抗撕裂和抗開裂性能。層54中的乙烯/α-烯烴最好包含乙烯-丙烯-二烯烴共聚物與乙烯-丁烯共聚物從而使得乙烯-丙烯-二烯烴共聚物與乙烯-丁烯共聚物的質(zhì)量比處在90∶10至30∶80的范圍之內(nèi)。抗撕裂和抗開裂性能可通過使組合物中的乙烯-丙烯-二烯烴共聚物的質(zhì)量比低于乙烯-丙烯-二烯烴共聚物與乙烯-丁烯共聚物之間的質(zhì)量比為90∶10來改善。當(dāng)乙烯-丙烯-二烯烴共聚物的質(zhì)量比大于乙烯-丙烯-二烯烴共聚物與乙烯-丁烯共聚物之間的質(zhì)量比為30∶80時可獲得卓越的可處理性能，從而降低模塑成型缺陷產(chǎn)生的可能性。
為了提高粘合強(qiáng)度或抗撕裂性能，橡膠組合物可包括乙烯-乙烯基酯共聚物和/或乙烯-α，β-不飽和羧酸酯共聚物和乙烯/α-烯烴橡膠，其質(zhì)量比為從5/95至95/5，更優(yōu)選10/90至60/40。
前述每個層的橡膠成分如上所述可以是相同的，或者是不同的。即，例如帶材30而言，壓縮部分46中的層49、緩沖橡膠層48和橡膠層54的橡膠組合物可以全是相同的或是不同的。作為可替代的選擇，一些層但并非全部層可具有相同的橡膠組合物。
最好使用硫或有機(jī)過氧化物使該橡膠交聯(lián)。有機(jī)過氧化物的實(shí)例包括二-叔-丁基過氧化物、二枯基過氧化物、叔-丁基枯基過氧化物、1，1-叔-丁基過氧-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、2，5-二-甲基-2，5-二(叔-丁基過氧)己烷、2，5-二-甲基-2，5-二(叔-丁基過氧)己烷-3、雙(叔-丁基過氧-二-異丙基)苯、2，5-二-甲基-2，5-二(苯甲酰過氧)己烷、叔-丁基過氧苯甲酸酯、以及叔-丁基過氧-2-乙基-己基-碳酸酯。這些有機(jī)過氧化物可獨(dú)立使用或兩個或更多的可結(jié)合為混合物，其中有機(jī)過氧化物相對于100質(zhì)量的橡膠，按0.5至8的質(zhì)量比配制。
可采用硫化促進(jìn)劑制備該橡膠組合物。合適的硫化促進(jìn)劑的實(shí)例包括噻唑基、秋蘭姆基和亞磺酰胺基硫化促進(jìn)劑。噻唑基硫化促進(jìn)劑的具體實(shí)例包括2-巰基苯并噻唑、2-巰基噻唑啉、二硫化二苯并噻唑、以及2-巰基苯并噻唑的鋅鹽。秋蘭姆基硫化促進(jìn)劑的具體實(shí)例包括四甲基秋蘭姆一硫化物、四甲基秋蘭姆二硫化物、四乙基秋蘭姆二硫化物以及N，N’-二甲基-N，N’-二苯秋蘭姆二硫化物。亞磺酰胺基硫化促進(jìn)劑的具體實(shí)例包括N-環(huán)己基-2-苯并噻唑基亞磺酰胺和N，N’-環(huán)己基-2-苯并噻唑基亞磺酰胺。此外可采用其它諸如雙馬來酰亞胺和亞乙基硫脲等的硫化促進(jìn)劑。任何一種硫化促進(jìn)劑可獨(dú)立使用或結(jié)合使用。
交聯(lián)助劑可用于增加交聯(lián)度并因此降低粘著和磨損。交聯(lián)助劑的優(yōu)選實(shí)例包括TAIC、TAC、1，2-聚丁二烯、不飽和羧酸的金屬鹽、肟、胍、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、以及N-N’-間亞苯基二馬來酰亞胺。交聯(lián)助劑最好以相對于100質(zhì)量比橡膠為0.5至10質(zhì)量比的范圍內(nèi)使用。小于0.5的質(zhì)量比可能不產(chǎn)生顯著的影響，同時超過10的質(zhì)量比具有降低撕裂強(qiáng)度和粘著強(qiáng)度的傾向。
除了上述試劑，通常還可包括常用于橡膠組合物中的試劑，其中包括諸如碳黑或二氧化硅等的增強(qiáng)劑、諸如碳酸鈣或滑石等的填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、加工助劑和著色劑。
膠帶30、30’中的增強(qiáng)纖維60、60’可以是尼龍6、尼龍66、聚酯、棉線、芳族聚酰胺等中的一種或它們的混合物。通過將這些纖維混合在壓縮部分46、46’中，壓縮部分46、46’中各層的橫向抗壓縮性可得到提高。通過使纖維60、60’分別在肋44、44’的肋側(cè)表面76、78、76’、78’上突出，這些表面和相應(yīng)滑輪之間的摩擦系數(shù)可被減少，從而膠帶30、30’工作過程中產(chǎn)生的噪音可同樣被降低。
優(yōu)選地，纖維60、60’具有1-20mm的長度。它們最好相對于橡膠在1∶100至55∶100的質(zhì)量比范圍內(nèi)混合。當(dāng)纖維60、60’的混合比小于1時，橡膠在表面76、78、76’、78’處具有粘連相應(yīng)皮帶輪表面并且磨損過多的趨勢。如果質(zhì)量比超過40，纖維60、60’不會均勻地分散在橡膠中。
為了增強(qiáng)纖維60、60’與橡膠之間的粘結(jié)力，最好纖維60、60’經(jīng)受粘結(jié)處理，其通過采用包含環(huán)氧化合物、異氰酸酯化合物等的處理液來進(jìn)行處理。
橡膠層54的纖維56具有非平直形狀，即具有彎曲部分。纖維56以無規(guī)定向置于層54的橡膠中。優(yōu)選地，每個纖維56具有一個或多個彎曲處。典型的非平直/彎曲形狀顯示在圖6-10中。
圖6顯示了一種波浪形構(gòu)造。圖7顯示了一種螺旋形構(gòu)造。圖8顯示了一種鋸齒形構(gòu)造。圖9顯示了一種無規(guī)/無定形構(gòu)造。圖10顯示了平緩的曲線/彎曲構(gòu)造。
層54中的橡膠可包含只具有一種非平直/彎曲構(gòu)造的纖維56。可替代地，圖6-10中所示的各種構(gòu)造可以任何一種結(jié)合形式混合。也期望除那些所示形狀之外的形狀，只要每個纖維56長度的各部分在不同的方向上延伸從而在超過一個方向起增強(qiáng)作用。因此可獲得許多方向上抗撕裂和抗開裂，這可獲得更長的帶材壽命。
如果纖維56過分彎曲或具有過多的彎曲部分，將纖維56分散在橡膠中會是困難的。因此，彎曲度被控制在不會對纖維56的分散產(chǎn)生不利影響的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的一種優(yōu)選形式是利用碾磨過的纖維56。碾磨過的纖維56是由粉碎短線繩獲得的短纖維，如借助于磨床等進(jìn)行。由于粉碎過程中的載荷，可能形成帶有合適彎曲部分的短纖維56。
本發(fā)明還期望非平直/彎曲纖維56與平直的纖維相混合。
纖維56可以是由聚酰胺(尼龍短纖維等)制成的纖維。纖維56最好具有在0.1至3.0mm范圍內(nèi)的長度。通過使用聚酰胺短纖維，可獲得卓越的耐磨性。
最好纖維56以4∶100至35∶100的質(zhì)量比混合進(jìn)層54的橡膠中。當(dāng)短纖維56的質(zhì)量比含量小于4時，在抗撕裂和抗開裂方面可能不會有顯著的改進(jìn)。隨著質(zhì)量比超過35，纖維56均勻散布在橡膠中會比較困難。此外，橡膠層54與之相結(jié)合的帶材的可彎曲性會不利地惡化。
纖維56還可經(jīng)受粘結(jié)處理，與前述用于纖維60、60’的相同或相似。
載荷承載元件/芯線52、52’、52”可采用大范圍的不同形式。在一種形式下，采用由聚酯纖維、聚對苯二甲酸亞甲酯纖維、聚對苯二甲酸丁二醇酯纖維、玻璃纖維或芳族聚酰胺纖維制成的合股芯線。玻璃纖維的組成可以是E玻璃或S玻璃(高強(qiáng)度玻璃)但并不被長絲的直徑、所結(jié)合的長絲的數(shù)量或線股的數(shù)量所限制。
承載芯線52、52’、52”最好經(jīng)受粘結(jié)處理。作為一個實(shí)例，承載芯線52、52’、52”可制成被拉伸的、經(jīng)處理的芯線，這樣制作1)通過將其浸沒在充滿處理溶液的槽中來浸漬未處理芯線，該溶液從環(huán)氧化合物和異氰酸酯化合物中選擇；2)將溫度設(shè)置為160℃至200℃，在爐中烘干所得芯線30至600秒；3)通過將烘干的芯線浸沒在充滿RFL粘結(jié)溶液的槽中而將其浸漬；4)在溫度設(shè)置為210℃至260℃時將所得芯線置于拉伸的、熱固機(jī)中30至600秒鐘，以將最終的芯線拉伸-1％到3％。
用作預(yù)處理溶液的合適的異氰酸酯化合物的實(shí)例為4，4’-二苯甲烷二異氰酸酯、甲苯-2，4-二異氰酸酯、聚亞甲基聚苯聚異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯以及聚芳聚異氰酸酯。這種異氰酸酯化合物可與諸如甲苯或甲基乙基酮等的有機(jī)溶劑結(jié)合使用。也可以使用一種封端的聚異氰酸酯，在該聚異氰酸酯中的異氰酸酯基團(tuán)是通過此類異氰酸酯化合物與酚、叔醇或仲醇等封閉劑進(jìn)行反應(yīng)來封端的。
環(huán)氧化合物的實(shí)例為諸如乙二醇、甘油、季戊四醇的多元醇，或諸如聚乙二醇等的聚亞烷基二醇與諸如表氯醇等的含鹵素環(huán)氧化合物的反應(yīng)產(chǎn)物；以及諸如間苯二酚、雙(4-羥苯基)二甲基乙烷、苯酚甲醛樹脂、間苯二酚-甲醛樹脂等的多元醇和含鹵素環(huán)氧化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。這種環(huán)氧化合物與諸如甲苯或甲基乙基酮等的有機(jī)溶劑結(jié)合使用。
一種RFL處理溶液是間苯二酚和甲醛與膠乳橡膠的最初縮合產(chǎn)物的混合物，其中間苯二酚和甲醛的摩爾比最好為1∶2到2∶1以提高粘合強(qiáng)度。小于1∶2的摩爾比致使間苯二酚和甲醛樹脂通過促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)膠凝化。超過2∶1的摩爾比不會良好地促進(jìn)間苯二酚和甲醛之間的反應(yīng)，其結(jié)果是粘合強(qiáng)度降低。苯乙烯/丁二烯/乙烯基吡啶的三元共聚物、氫化腈橡膠、氯丁二烯橡膠、腈橡膠等可用作膠乳橡膠。
間苯二酚-甲醛與膠乳橡膠的最初縮合產(chǎn)物固體質(zhì)量比最好為1∶2到1∶8，在此范圍內(nèi)粘合強(qiáng)度可充分增加。當(dāng)該固體質(zhì)量比超過1∶2時，間苯二酚-甲醛中樹脂成分的量增加。所得RFL薄膜硬化且其動態(tài)粘合強(qiáng)度惡化。另一方面，當(dāng)固體質(zhì)量比小于1∶8時，間苯二酚-甲醛中樹脂成分的量降低且所得RFL薄膜得到軟化。其結(jié)果是，粘合強(qiáng)度降低。
硫化促進(jìn)劑和硫化劑可與RFL溶液一起使用。可使用含硫硫化促進(jìn)劑。其可用的具體實(shí)例包括2-巰基苯并噻唑(M)及其鹽(例如，鋅鹽、鈉鹽和環(huán)己胺鹽)；諸如二硫化二苯并噻唑(DM)等的噻唑；諸如N-環(huán)己基-2-苯并噻唑亞磺酰胺(CZ)等的亞磺酰胺；諸如四甲基秋蘭姆一硫化物(TS)、四甲基秋蘭姆二硫化物(TT)和二五亞甲基秋蘭姆四硫化物(TRA)等的秋蘭姆；諸如二正丁基二硫代氨基甲酸鈉(TP)、二甲基二硫代氨基甲酸鋅(PZ)和二乙基二甲基二硫代氨基甲酸鋅(EZ)等的二硫代氨基甲酸鹽。此外，可包括硫磺、金屬氧化物(氧化鋅、氧化鎂或氧化鉛)、過氧化物和類似物作為硫化劑且它們中的每種都可以與上述硫化促進(jìn)劑結(jié)合使用。
對于每個承載芯線52、52’、52”，理想的是，用于將帶擴(kuò)展2％的張力大小從100牛頓/肋到250牛頓/肋并且更優(yōu)選的是從130牛頓/肋到210牛頓/肋。在這一范圍內(nèi)，即使當(dāng)由于肋橡膠磨損而發(fā)生帶伸長時，也不會導(dǎo)致急劇降低的張力并因此可穩(wěn)定地維持張力。當(dāng)張力超過250牛頓/肋，隨著帶的伸長，張力會明顯地急劇下降。當(dāng)張力小于100牛頓/肋時，會由于承載芯線的伸長而導(dǎo)致帶張力的顯著降低。
隨著在100℃的環(huán)境下將每5根芯線147牛頓的初始載荷施加于帶30分鐘，生成的帶的收縮力最好處于每5根芯線50至150牛頓。帶的張力因而可以自動調(diào)節(jié)，既便發(fā)生帶伸長，使其能夠具有低的滑移速率和充分的使用長度而不需要自動張力裝置。當(dāng)干燥加熱條件下的收縮力小于50牛頓時，帶的張力調(diào)節(jié)性能會相對較弱，其結(jié)果會增加滑移速率。當(dāng)干燥加熱條件下帶的收縮力超過150牛頓時，帶長度的收縮量趨向于隨時間而發(fā)展，且滑移速率的下降相對較低。
現(xiàn)在將描述制造圖2-5中所示V型肋帶(V-ribbed belt)的第一種方法。應(yīng)當(dāng)理解的是，所描述的具體方法實(shí)質(zhì)上只是示例性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉用其它許多方式來制造這種帶。
片層形式的橡膠層54和緩沖橡膠層纏繞在圓柱形鼓輪的外周表面上。然后承載芯線螺旋纏繞在其周圍。一個或多個壓縮橡膠層依次纏繞圓柱形鼓輪上的各元件，以制成未硫化帶筒，之后其可被硫化。
硫化的帶筒繞驅(qū)動輥和從動輥牽引并被處于預(yù)定張力之下。一個轉(zhuǎn)動的研磨輪關(guān)鍵性地貼合于被驅(qū)動的帶筒以同時形成多個(3至100)個槽，從而在帶筒的壓縮部分上形成肋部。然后該成形帶筒從輥?zhàn)由戏蛛x并繞驅(qū)動輥和從動輥?zhàn)颖粻恳?。該帶筒由一個刀具剪切預(yù)定寬度以生產(chǎn)出單獨(dú)的帶子。
制造V型肋帶的第二種方法如下所述。均為片層形式的由一個或多個層組成的壓縮橡膠部分和緩沖橡膠層纏繞著一個具有帶肋圓周表面的圓柱形鼓輪。承載芯線螺旋纏繞其上，之后橡膠層54被纏繞以限定出未硫化帶筒。隨著帶筒抵靠鼓輪，進(jìn)行硫化，從而通過帶筒抵靠鼓輪的互補(bǔ)形狀而在壓縮部分中形成肋。必要時肋表面經(jīng)過拋光，在此之后帶筒被剪切為預(yù)定寬度以生產(chǎn)出單獨(dú)的V型肋帶。
在第三種制造方法中，均為片層形式的橡膠層54和緩沖橡膠層纏繞連接于圓柱形鼓輪的撓曲性夾套。承載芯線螺旋形纏繞其上。形式為一個或多個片層的壓縮部分之后被纏繞而生產(chǎn)出未硫化帶筒。該撓曲性夾套膨脹，該未硫化帶筒從而壓在具有與理想端肋外形互補(bǔ)的構(gòu)造表面的外部模具上。由此進(jìn)行帶筒的硫化和定型。必要時肋表面之后可經(jīng)過拋光，然后帶筒被切割為預(yù)定寬度以生產(chǎn)出單獨(dú)的V型肋帶。
在第四種制造方法中，由一個或多個片層形式的層組成的壓縮部分被纏繞在連接于圓柱形鼓輪的撓曲性夾套上以限定出第一未硫化帶筒。該撓曲性夾套被膨脹迫使未硫化帶筒抵靠具有與理想端肋形狀互補(bǔ)形狀的外部模具。這生產(chǎn)出帶有肋部的主體。然后該鼓輪從緊密接觸定型主體的外部模具上分離開。然后該橡膠層54和緩沖橡膠層纏繞該鼓輪，然后螺旋纏繞承載芯線以制成第二未硫化帶筒。該撓曲性夾套膨脹且該第二未硫化帶筒從內(nèi)部圓周側(cè)面上抵壓與定型主體保持緊密接觸的外部模具，由此進(jìn)行硫化。所得帶筒具有形成于其上的肋。需要時肋表面經(jīng)過拋光且?guī)脖磺懈顬轭A(yù)定寬度以生產(chǎn)出單獨(dú)的V型肋帶。
如果壓縮部分由兩層組成，則必需或通過一體纏繞壓縮部分或通過連續(xù)纏繞各層來形成未硫化帶筒。采用上述第一種制造方法時，肋可通過研磨位于所得帶的肋頂端上的內(nèi)層和暴露在肋側(cè)表面和肋底部的外層來形成。因此，由于壓縮部分的這種類型的構(gòu)造，最好不使用所述的第一種方法。然而可使用第二到第四種方法。
可無需緩沖橡膠層而制出圖5中的帶30”來進(jìn)行上述方法。
圖4中的帶30’中如圖所示設(shè)置纖維60’，其可采用上述第二種或第四種工藝來制造。
圖3中的帶30中如圖所示橫向定向纖維60，其最好可采用第一種方法制造。
不考慮所采用的方法，橡膠層54在一個單獨(dú)的步驟中形成為片層，嵌入其橡膠中的非平直/彎曲纖維56的前述質(zhì)量比為從4∶100到35∶100。優(yōu)選地，通過滾軋纖維56分散其中的橡膠組合物而制成片層。
在現(xiàn)有技術(shù)中，平直短纖維在橡膠片層形成時一般在滾軋方向內(nèi)定向。而對非平直/彎曲纖維56，纖維56分散其中的橡膠組合物可被滾軋為使得纖維56不在滾軋方向內(nèi)定向，從而實(shí)現(xiàn)纖維56的隨機(jī)分布。
現(xiàn)在描述根據(jù)本發(fā)明制造的V型肋帶的具體實(shí)例。根據(jù)表1中的質(zhì)量混合比來準(zhǔn)備橡膠組合物，顯示如下。
表1

該橡膠組合物借助于砑光輥被滾軋成厚度1.0mm的橡膠片。該橡膠片在165℃下經(jīng)過30分鐘硫化。測量由此獲得的硫化橡膠物理性能。根據(jù)JISK6253測量硬度(JIS-A)。根據(jù)JIS K6251測量斷裂時的伸長率EB(％)。根據(jù)JIS K6251測量斷裂時的應(yīng)力TB(MPa)。根據(jù)JIS K6252測量撕力(TR-AN/mm)。各量度在下面的表2中示出。
表2

在表1和2中顯示了本發(fā)明實(shí)施例和對比例。在表1中，EPDM包含60wt。％的乙烯和亞乙基降冰片烯作為二烯烴成分。該尼龍碾磨纖維為具有圖6-10中所示形式的纖維的混合物，纖維長度為2mm。該尼龍短切纖維具有平直形式，具有3mm的長度。使用一種橡膠組合物，具有由Idemitsu Kosan有限公司制造的Diana加工油作為石蠟油、以N-N-間亞苯基二馬來酰亞胺作為交聯(lián)助劑、具有由40％wt的1，3-二(叔-丁基過氧異丙基)苯和60wt％的碳酸鈣制成的有機(jī)過氧化物。
在表2中，MD表示平行于纖維定向方向的一個方向，而CMD表示垂直于纖維定向方向的一個方向。在本發(fā)明實(shí)施例1-3和對比例1和2中，平行于滾軋方向的方向表示為MD，垂直于滾軋方向的方向表示為CMD。
在本發(fā)明實(shí)施例中，可以看出短纖維在橡膠片層中的定向性。一種使用尼龍短切纖維的橡膠片層顯示出橫貫滾軋方向的定向，同時一種使用尼龍碾磨纖維的橡膠片層顯示出無規(guī)取向(見表2)。
在該實(shí)施方案中，V型肋帶被制造出來，其中承載芯線由聚酯纖維繩制成并嵌入緩沖橡膠層。外層被設(shè)置在其上。具有沿縱向延伸的肋的壓縮層被設(shè)置在緩沖橡膠層的內(nèi)側(cè)。在制造V型肋帶中，首先圍繞平整的圓柱模纏繞外層，之后纏繞緩沖橡膠層/片和承載芯線。在纏繞限定出壓縮部分的層之后，硫化夾套被固定其上。定型模被放入硫化罐并且在硫化之后帶筒從模具上分離。該壓縮部分由研磨機(jī)來造型以生產(chǎn)出肋。所得帶筒以預(yù)定間隔進(jìn)行切割以生產(chǎn)出理想寬度的V型肋帶。
對于該壓縮橡膠片/層，橡膠組合物按上述表1所示混合比由Banbury混煉機(jī)進(jìn)行捏合。之后該組合物由砑光輥滾軋。該緩沖橡膠片/層通過不帶有短纖維而在Banbury混煉機(jī)中如前述表1所述捏合而得到。之后該組合物使用砑光輥進(jìn)行滾軋。外側(cè)橡膠層通過將橡膠組合物以表1中前述混合比在Banbury混煉機(jī)中捏合來制備。之后該組合物使用砑光輥進(jìn)行滾軋。
表2還顯示了基于上述帶的耐熱傳動/可彎性運(yùn)行測試和塔輪(steppulley)縱向裂紋運(yùn)行測試的結(jié)果。在耐熱可彎性運(yùn)行測試中所用的運(yùn)行測試機(jī)中，使用下列滑輪直徑60mm的驅(qū)動輪；直徑50mm的第一惰輪；直徑50mm的從動輪；直徑50mm的張緊輪和直徑50mm的第二惰輪。V型肋帶繞運(yùn)行測試機(jī)中的每個滑輪被牽引，其被構(gòu)造為使得V型肋帶相對于一惰輪的安裝角為90°。測試機(jī)的驅(qū)動輪在130℃下以3300rpm的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，800牛頓/肋的帶張力由驅(qū)動輪上的載荷進(jìn)行調(diào)節(jié)。該測試在400小時后結(jié)束，之后相對于帶的壽命和失效的原因做出研究。
塔輪縱向裂紋運(yùn)行測試通過采用運(yùn)行測試機(jī)來進(jìn)行，具有一系列設(shè)置直徑120mm的驅(qū)動輪；直徑120mm的從動輪；直徑45mm的張緊輪。每個輪具有與帶上的肋互補(bǔ)的肋和槽。中心突出部具有高出0.75mm的均一直徑。該V型肋帶繞運(yùn)行測試機(jī)安裝，其被構(gòu)造為使得V型肋帶相對于張緊輪的安裝角為90°。該驅(qū)動輪在23℃環(huán)境下以4900rpm的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。帶的張力為1497牛頓/肋，由驅(qū)動輪上的12PS的載荷進(jìn)行調(diào)節(jié)。該測試在400小時后結(jié)束。這些帶之后會進(jìn)行分析以確定是否產(chǎn)生縱向裂紋。
如表2所示，混入平直短纖維(尼龍短切纖維)的對比例3和4在滾軋之后具有在橡膠片層上的一個方向上定向的短纖維。在對比例3中，短纖維定向?yàn)閹У目v向方向，盡可能考慮耐熱運(yùn)行測試時是沒有問題的。然而從塔輪縱向裂紋運(yùn)行測試的結(jié)果來看，相對于抗縱向裂紋而言存在問題。在對比例4中，其中短纖維在帶的寬度方向上定向，在耐熱運(yùn)行測試過程中可觀察到帶寬度方向上的裂紋。此外，在一種帶中，可以看出端表面裂紋的產(chǎn)生，其中具有諸如波狀的各種構(gòu)造的彎曲部分的短纖維(尼龍碾磨纖維)無規(guī)定向，例如，在對比例1中，其中混合量小于優(yōu)選的4％的量。另一方面，在對比例2中，其混合量超過理想的量(超過35％)，橡膠的彈性過高，在耐熱運(yùn)行測試過程中導(dǎo)致橡膠破裂。
相對于本發(fā)明實(shí)施例1-3，其中具有各種構(gòu)造的彎曲部分的適量短纖維無規(guī)定向，例如那些具有波狀的短纖維，可以確定的是，在抗縱向裂紋和抗斷裂方面這些帶都是優(yōu)越的。
采用包含乙烯/α烯烴、乙烯-丙烯-二烯烴共聚物和乙烯-丁烯共聚物的橡膠組合物進(jìn)行測試以確定乙烯-丙烯-二烯烴共聚物(EPDM)和乙烯-丁烯共聚物(EBM)的質(zhì)量比配方變化的影響。更具體地說，采用由橡膠組合物制成的橡膠片層，可完成相應(yīng)于以上本發(fā)明實(shí)施例1-3中所做的那些分析，其中的橡膠組合物具有以下表3中本發(fā)明實(shí)施例4-6所示的質(zhì)量比配方。
表3

*包含25-35wt.％的丁烯此外，上述類似于本發(fā)明實(shí)施例1-3的測試針對采用橡膠片層制造的V型肋帶而進(jìn)行。表4顯示了本次測試和分析的結(jié)果。
表4

本發(fā)明實(shí)施例4-6均表現(xiàn)出出色的可加工性?？沙尚托粤己谩Ｈ绫?和4中所示，EPDM和EBM的結(jié)合使用提高了(MD TR-A)和(CMD TR-A)并從而提高抗撕裂和抗斷裂性能。因此，當(dāng)乙烯-丙烯-二烯烴共聚物的質(zhì)量比超過乙烯-丙烯-二烯烴共聚物相對于乙烯-丁烯共聚物的質(zhì)量比90∶10時，在抗撕裂和抗斷裂性能方面的提高不太顯著。當(dāng)乙烯-丙烯-二烯烴共聚物的質(zhì)量比低于乙烯-丙烯-二烯烴共聚物相對于乙烯-丁烯共聚物的質(zhì)量比30∶80時，由于沒有獲得良好的生產(chǎn)性能而易于出現(xiàn)模制成形缺陷。
在本實(shí)施方案的V型肋帶中，暴露的外層不是由帆布制成而是由橡膠組合物制成，從而不存在由于帆布而產(chǎn)生的巨大噪音。該暴露的外層由帶有短纖維的橡膠組合物形成以抑制由于帶背層表面的膠合磨損而產(chǎn)生的噪音，例如滑移聲。此外，由于該層中的短纖維具有彎曲部分，它們易于處于無規(guī)定向狀態(tài)，其中不會有所產(chǎn)生單一方向的定向。從而獲得施加在多個方向上的作用力的抵抗力。因此，抑制肋之間的槽部中的縱向裂紋的產(chǎn)生以及帶端部斷裂的產(chǎn)生成為可能。通過提高抗撕裂性和抗斷裂性，可以獲得更長的帶壽命。
采用本發(fā)明的帶，其可以在帶的背層表面開始與惰輪接觸時抑制噪音的產(chǎn)生，且降低縱向裂紋與帶端部斷裂產(chǎn)生的可能性。
此外，采用本實(shí)施方案，可以通過使用粉碎等方式形成的碾磨過的纖維便利地生產(chǎn)出帶有彎曲部分的短纖維。碾磨過的纖維可折彎到合適的程度，從而它們可以滿意地分散在橡膠組合物中而避免纖維分布的局部不均衡。因此，抗斷裂性和抗撕裂性可顯著地提高，有助于得到充分長的帶壽命。
采用包含聚酰胺短纖維的暴露外層，即使當(dāng)背層表面被驅(qū)動，或者說背層表面保持與惰輪相接觸，可以得到充分的抗磨損性。
在使用平直短纖維的情況下，這些纖維的無規(guī)定向以獲得抗縱向裂紋和抗斷裂的相同雙重目的變得困難起來。另一方面，如果帶有平直纖維的橡膠組合物經(jīng)過滾軋，短纖維將會在固定方向內(nèi)定向，使得保證這些纖維的無規(guī)定向性變得困難。因而，其制造實(shí)施是不經(jīng)濟(jì)的。另一方面，通過混合彎曲纖維，可通過將其在橡膠內(nèi)混合而唯一獲得這種無規(guī)定向。無規(guī)定向可得以實(shí)現(xiàn)而不帶有趨同性的定向方向。
V型肋帶30、30’、30”可變形為除了橡膠層54中的纖維56之外再嵌入超短纖維82。這些纖維82具有的長度在0.1mm到1.0mm的范圍內(nèi)。最好，纖維82還在橡膠層54中無規(guī)定向。
纖維82制備為小于0.1mm的長度是困難的。纖維長度超過1.0mm時，纖維有可能在橡膠層54內(nèi)沿固定方向定向，其將不利地影響帶的理想性能。
超短纖維82可用例如纖維素纖維來制造。作為天然纖維素型纖維的一個實(shí)例，可以使用棉制纖維。對于合成的纖維素型纖維，可用粘膠人造絲纖維和銅銨人造絲纖維。
纖維82具有在此范圍內(nèi)的長度時，即使橡膠層54采用通過滾軋橡膠組合物而形成的橡膠片層形成，纖維82不趨于在滾軋方向上定向。因此，纖維82的添加不會使生產(chǎn)帶有理想性能的橡膠層54的工藝復(fù)雜化。
通過包括非平直/彎曲纖維56和超短纖維82，可以為橡膠層54賦予各種理想的性能。作為一個實(shí)例，當(dāng)尼龍被用作纖維56，而纖維素被用作纖維82，可以獲得出色的耐磨損性同時在吸水性方面獲得改進(jìn)，即在帶遭遇水的情況下傳動能力獲得改進(jìn)。
現(xiàn)在將描述上述類型的V型肋帶的具體實(shí)例。橡膠組合物采用下表5中的質(zhì)量混合比進(jìn)行制備。
表5

橡膠組合物借助于砑光輥被滾軋以生產(chǎn)出被硫化的片層。測量該硫化橡膠的物理性能。測量根據(jù)表2中所示的那些來進(jìn)行。測量的結(jié)果顯示在下面表6中。
表6

對于表5和6中所示的本發(fā)明實(shí)施例7，暴露的外層具有非平直/彎曲尼龍碾磨短纖維，但無超短纖維。在表5和6中所示的本發(fā)明實(shí)施例8中，除了非平直/彎曲纖維之外，還使用長度0.5mm的超短棉纖維。
如表6中所示，可以看出該短纖維在本發(fā)明實(shí)施例7和8的橡膠片層中的定向性。在實(shí)施例7中，尼龍碾磨纖維如表2中的實(shí)施例一樣無規(guī)定向?？梢源_定的是實(shí)施例8中，尼龍碾磨纖維和超短棉纖維均無規(guī)定向。
如上所述，表6還顯示了針對所得V型肋帶進(jìn)行耐熱可彎性運(yùn)行測試和塔輪縱向裂紋運(yùn)行測試的結(jié)果。該測試以與表2中實(shí)施例所示相同的方式來操作。如表6中所示，可以確定的是，對于本發(fā)明實(shí)施例7，抗縱向裂紋性和抗斷裂性是滿意的?？梢源_定的是，采用包含超短棉纖維的本發(fā)明實(shí)施例8，該帶在抗縱向裂紋性和抗斷裂性方面均是出眾的。
此外，作為附加測試，為本發(fā)明實(shí)施例7和8進(jìn)行2％滑移測試和摩擦系數(shù)測量的測試。表7顯示了測試結(jié)果。該2％滑移測試為評價帶傳送能力的測試并且針對3PK1100型帶(肋的數(shù)量3；帶長度1100mm)來進(jìn)行。
本發(fā)明實(shí)施例7和8繞驅(qū)動輪和從動輪被牽引，每個都具有120mm的直徑。載荷施加于驅(qū)動輪從而帶相對于三個肋的張力為150N。該驅(qū)動輪在2000rpm下進(jìn)行操作，同時從動輪上的載荷從零開始增加以在2％滑移發(fā)生時測量該扭矩。2％滑移測試為傳動性能的測試，在該測試中評價帶在干燥時和遇水(以300ml/min的速率滴下)時的傳動性能。
為了實(shí)現(xiàn)摩擦系數(shù)測量的測試，本發(fā)明實(shí)施例7和8的V型肋帶(型號6PK1100)安裝在如圖11中86所示的系統(tǒng)上。驅(qū)動輪88以43rpm的速度在箭頭90的方向上被驅(qū)動。1.75kgf的載荷92以等于90℃的角度θ施加。帶在干燥態(tài)下的摩擦系數(shù)首先被測量。隨后測量將水澆淋在帶上時的摩擦系數(shù)。在一定的時間序列內(nèi)記錄摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)的最大值進(jìn)行核對并且進(jìn)行基于聽覺的噪音評估。
在遇水之后摩擦系數(shù)立即急劇降低，而在水干時升高，最后達(dá)到一個固定值。在干燥過程中，在澆淋水之后，摩擦系數(shù)會突然增加。帶的最大摩擦系數(shù)越高，噪音產(chǎn)生就越容易出現(xiàn)。
如下表7所示，相比于只包含非平直/彎曲短纖維而沒有超短纖維的本發(fā)明實(shí)施例7，本發(fā)明實(shí)施例8不但具有形狀非平直/彎曲的短纖維，而且具有超短纖維。
表7

可以確定的是，由2％滑移測試同時澆淋水而獲得的被測扭矩以及摩擦系數(shù)均增加了。這確定了，由于超短棉纖維以無規(guī)定向存在，在應(yīng)用水的情況下摩擦系數(shù)增加。因而不會輕易發(fā)生打滑。其結(jié)果是，帶在其干燥和應(yīng)用水的狀態(tài)下表現(xiàn)出的傳動性能相差很小。在本發(fā)明實(shí)施例7和8中，由于打滑聲而產(chǎn)生的噪音得到抑制。
如早先所述的，帶有暴露背層表面的V型肋帶，包括長度為0.1mm至1.0mm的超短纖維，這些纖維的無規(guī)定向性可易于實(shí)現(xiàn)。非平直/彎曲纖維與超短纖維的結(jié)合說明可從多個方向正面抵抗所施加的載荷。因此，其可以降低在相鄰肋之間的槽部分內(nèi)產(chǎn)生縱向裂紋的可能性以及在背端部分產(chǎn)生斷裂的可能性。通過提供改進(jìn)的抗撕裂和抗斷裂性，可以獲得充分長的帶壽命。
帶的具體應(yīng)用不是本發(fā)明的關(guān)鍵。作為實(shí)例，V型肋帶可用于汽車工業(yè)或一般工業(yè)設(shè)備。本發(fā)明可在任何環(huán)境下應(yīng)用和實(shí)踐于V型肋帶和其它帶。
由于無需對橡膠層54使用帆布，伴隨帆布特別是帶有接頭的帆布而來的產(chǎn)生噪音問題得以消除。
此外，由于不使用帆布層，背層表面和相應(yīng)滑輪之間的摩擦系數(shù)可以增加，潛在地得到強(qiáng)大的動力傳動能力。
具體實(shí)施方案的前述公開意欲描述本發(fā)明所包含的主要構(gòu)思。
權(quán)利要求
1.一種動力傳送帶，包括主體，具有長度、內(nèi)側(cè)、外側(cè)、橫向間隔側(cè)以及在主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之一中沿縱向延伸的多個肋，該主體在主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之另一個中包括橡膠層，非平直的短纖維嵌入其中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的動力傳送帶，其中該主體還包括至少一個在主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間沿縱向延伸的承載元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的動力傳送帶，其中橡膠層中的非平直短纖維與橡膠之間的質(zhì)量比處于4∶100至35∶100的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的動力傳送帶，其中橡膠層中的非平直短纖維與橡膠之間的質(zhì)量比處于4∶100至35∶100的范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的動力傳送帶，其中該非平直短纖維在橡膠層中無規(guī)定向。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的動力傳送帶，其中該非平直短纖維包括碾磨纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的動力傳送帶，其中該非平直短纖維包括聚酰胺。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的動力傳送帶，其中該非平直短纖維包括聚酰胺。
9.根據(jù)權(quán)利要求3的動力傳送帶，其中橡膠層中的橡膠包括乙烯/α-烯烴作為主要成分。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的動力傳送帶，其中橡膠層中的橡膠包括乙烯/α-烯烴作為主要成分。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的動力傳送帶，其中乙烯/α-烯烴包括乙烯-丙烯-二烯烴共聚物和乙烯-丁烯共聚物。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的動力傳送帶，其中乙烯/α-烯烴包括乙烯-丙烯-二烯烴共聚物和乙烯-丁烯共聚物。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的動力傳送帶，其中乙烯-丙烯-二烯烴共聚物相對于乙烯-丁烯共聚物的質(zhì)量比處于從90∶10到30∶80的范圍。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的動力傳送帶，其中乙烯-丙烯-二烯烴共聚物相對于乙烯-丁烯共聚物的質(zhì)量比處于從90∶10到30∶80的范圍。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的動力傳送帶，其中橡膠層還包括多個長度在0.1mm至1.0mm范圍內(nèi)的超短纖維。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的動力傳送帶，其中橡膠層還包括多個長度在0.1mm至1.0mm范圍內(nèi)的超短纖維。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的動力傳送帶，其中橡膠層還包括多個長度在0.1mm至1.0mm范圍內(nèi)的超短纖維。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的動力傳送帶，其中該超短纖維包括纖維素。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的動力傳送帶，其中該超短纖維包括纖維素。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的動力傳送帶，其中該超短纖維包括纖維素。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的動力傳送帶，其中橡膠層直接暴露在主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之另一個中。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的動力傳送帶，其中橡膠層直接暴露在主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之另一個中。
23.根據(jù)權(quán)利要求19的動力傳送帶，其中橡膠層直接暴露在主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之另一個中。
24.根據(jù)權(quán)利要求20的動力傳送帶，其中橡膠層直接暴露在主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之另一個中。
25.根據(jù)權(quán)利要求1的動力傳送帶，其中該動力傳送帶具有壓縮部分和拉伸部分，且多個肋限定在壓縮部分內(nèi)而橡膠層位于拉伸部分內(nèi)。
26.根據(jù)權(quán)利要求1的動力傳送帶，其中該非平直短纖維具有0.1mm至3.0mm的長度。
27.根據(jù)權(quán)利要求3的動力傳送帶，其中該非平直短纖維具有0.1mm至3.0mm的長度。
28.一種動力傳送帶，包括主體，具有長度、內(nèi)側(cè)、外側(cè)和橫向間隔側(cè)，該主體在主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之一中包括橡膠層，非平直短纖維嵌入其中。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的動力傳送帶，其中該主體還包括至少一個在主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間沿主體的縱向延伸的承載元件。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的動力傳送帶，其中該橡膠層中非平直短纖維與橡膠之間的質(zhì)量比處于從4∶100至35∶100的范圍。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的動力傳送帶，其中非平直短纖維在橡膠層中無規(guī)定向。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的動力傳送帶，其中該橡膠層還包括多個長度在0.1mm至1.0mm范圍內(nèi)的超短纖維。
33.根據(jù)權(quán)利要求31的動力傳送帶，其中該橡膠層直接暴露在主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之一中。
34.根據(jù)權(quán)利要求31的動力傳送帶，其中該非平直短纖維具有0.1至3.0mm的長度。
35.一種形成動力傳送帶的方法，該方法包括步驟通過將非平直短纖維嵌入橡膠中來形成橡膠層，限定橡膠層使得橡膠層中非平直短纖維與橡膠之間的質(zhì)量比處于4∶100至35∶100的范圍；且將該橡膠層連接于至少一個其它元件以限定出帶有主體的動力傳送帶，該主體具有長度、內(nèi)側(cè)、外側(cè)和橫向間隔側(cè)。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的形成動力傳送帶的方法，其中形成橡膠層的步驟包括將非平直短纖維嵌入其中的橡膠滾軋成片層形狀。
37.根據(jù)權(quán)利要求35的形成動力傳送帶的方法，其中形成橡膠層的步驟包括將長度為0.1mm至1.0mm的超短纖維嵌入橡膠內(nèi)以限定出橡膠層。
38.根據(jù)權(quán)利要求36的形成動力傳送帶的方法，其中形成橡膠層的步驟包括將長度為0.1mm至1.0mm的超短纖維嵌入橡膠內(nèi)以限定出橡膠層。
39.根據(jù)權(quán)利要求35的形成動力傳送帶的方法，其中將橡膠層連接于至少一個其它元件的步驟包括將橡膠層連接于至少一個其它元件以限定出主體，其中該橡膠層暴露在主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之一中。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的形成動力傳送帶的方法，還包括在主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之另一個中沿主體縱向延伸形成多個肋的步驟。
41.根據(jù)權(quán)利要求35的形成動力傳送帶的方法，其中將橡膠層連接至少一個其它元件的步驟包括將該橡膠層連接于至少一個沿主體縱向延伸的承載元件，從而該至少一個承載元件位于主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間。
全文摘要
一種具有主體的動力傳送帶，該主體具有長度、內(nèi)側(cè)、外側(cè)、橫向間隔側(cè)以及在主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之一中沿縱向延伸的多個肋。該主體在主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之另一個中具有橡膠層，非平直短纖維嵌入其中。
文檔編號B29D29/10GK1821614SQ20051012174
公開日2006年8月23日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者高場晉, 日根野順文 申請人:三之星機(jī)帶株式會社