專利名稱：在簾布上層中使用穩(wěn)定化的開口網(wǎng)格紡織材料以促進(jìn)橡膠滲透的動(dòng)力傳送帶的制作方法
本申請(qǐng)要求美國臨時(shí)申請(qǐng)Nos.60/165,381，申請(qǐng)日為1999年11月12日以及Nos.60/206,102，申請(qǐng)日為2000年5月20日和Nos.60/240,587，申請(qǐng)日為2000年10月13日的全部權(quán)益。
本發(fā)明的背景本發(fā)明涉及橡膠型動(dòng)力傳送帶，特別涉及一種帶，其背面具備有利的摩擦性能，以便使其能接觸和驅(qū)動(dòng)機(jī)械器件，例如，惰輪、張緊器、發(fā)動(dòng)機(jī)元件，例如，水泵和類似元件。
汽車用的現(xiàn)代的前端輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用蛇形的多V型肋的帶，以連接發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和各種輔助的從動(dòng)滑輪。傳送帶的背面典型地碰撞頂住背面惰輪和/或張緊器件。類似地，汽車用途的凸輪帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用同步的動(dòng)力傳送帶，它的背面也圍繞惰輪和/或張緊器運(yùn)動(dòng)。此外，在許多工業(yè)帶驅(qū)動(dòng)用途中，驅(qū)動(dòng)器具有惰輪或其它器件，它們被多V型肋帶、同步帶、平面帶、V型帶或類似帶的背面頂住接合。在所有以往的汽車和工業(yè)用途中，為了使帶的背面驅(qū)動(dòng)與其碰撞頂住的器件，帶必須具有最小的動(dòng)摩擦系數(shù)，否則在帶和器件之間產(chǎn)生不希望的滑動(dòng)。對(duì)于許多汽車用途，制造商設(shè)定的最小的動(dòng)摩擦系數(shù)為約0.35。在帶的背表面上定位或粘接紡織纖維，由于制造紡織材料的紡織紗較低的固有的摩擦系數(shù)，它不適合驅(qū)動(dòng)機(jī)械器件離開帶的背面，以及不能滿足汽車制造商的規(guī)范。
另一方面，帶的背面上的摩擦系數(shù)可以增加，其方法是碾壓簾布上層的紡織材料，例如輪胎簾布，或者斜置的方形編織纖維，或者其中經(jīng)紗和緯紗相對(duì)于帶的縱向運(yùn)動(dòng)方向斜交取向，紗之間的夾角約90-120°(被稱為“Flex-Weave”fabric-trademark)。在碾壓工序中使用的天然橡膠填充纖維織物的間隙以及在纖維織物上面形成橡膠的外層。這個(gè)摩擦的纖維/天然橡膠組件通常切斷和重新拼接(使用Banner TableTM)，以保證正確的纖維簾布取向。纖維簾布的取向保證最大的或最佳的橫向強(qiáng)度，而又允許帶縱向的高柔性。
然而，如果使用碾壓的纖維作為帶的簾布上層纖維，除了外橡膠層固有的低耐磨性外，大多數(shù)制造過程要求制造搭接的拼片，以便在“Bannering”(標(biāo)志)之后重新連接材料，以及在帶的鋪設(shè)過程中這樣做。這些搭接的碾壓拼片接頭產(chǎn)生加倍的厚度區(qū)，業(yè)已發(fā)現(xiàn)它們引起汽車的蛇形驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的噪聲和振動(dòng)。當(dāng)帶圍繞驅(qū)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這些拼片接觸背面的惰輪、張緊器和類似器件，它們能引起帶發(fā)出噪聲以及驅(qū)動(dòng)元件振動(dòng)。當(dāng)背面的惰輪，張緊器或其它器件與帶的背面上較厚的橡膠層上遺留的凹坑接觸時(shí)也會(huì)引起噪聲和振動(dòng)，這些凹坑是典型地用Mylar(trademark)聚酯背層形成的薄膜在硫化之后由帶套筒剝離之后由聚合物薄膜轉(zhuǎn)移標(biāo)簽形成的負(fù)壓陷。
在橡膠動(dòng)力傳送帶中編織的簾布外層纖維的使用公開于美國專利No3,981,206(Miranti et al)。編織纖維使用尼龍一spandex(聚氨基甲酸酯)雙組份單絲。編織纖維使用任何適當(dāng)?shù)恼辰觿┱辰拥綆У睦旖孛鎯?nèi)。Miranti等人的上述專利的帶結(jié)構(gòu)是在帶有基體套筒的圓鼓上直立鋪設(shè)纏繞的不同的材料層，包括外(非管形的)編織纖維。這種纏繞過程制成接縫或搭接的接頭。
無縫的編織管纖維也使用于液體鑄造型(聚氨基甲酸酯)非橡膠動(dòng)力傳送帶的簾布上層。待審的日本專利申請(qǐng)書No_7-243 483(Bridgestone)，published September 19，1995，公開一種多V型肋帶，其簾布上層中的管形編織物在液體鑄造之前直接定位頂住拉伸簾布。在最終制造的液體鑄造帶中拉伸簾布與管形編織物直接地接觸。
本發(fā)明的一個(gè)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供使用紡織增強(qiáng)的簾布上層的橡膠動(dòng)力傳送帶，它使傳送帶具有橫向穩(wěn)定性，而在沿傳送帶運(yùn)動(dòng)的方向具有高的柔性，以及其特征是使用特殊的開口網(wǎng)格纖維結(jié)構(gòu)，它允許處理時(shí)橡膠流動(dòng)通過，以達(dá)到具有最佳摩擦和耐磨性能的帶背表面。
本發(fā)明的另一目的是使用一種簾布上層結(jié)構(gòu)達(dá)到上述要求，它在帶的外表面上沒有顯著的凸棱或臺(tái)階，在使用背面惰輪、張緊器或其它機(jī)械器件碰撞傳送帶背面的帶驅(qū)動(dòng)器中，顯著的凸棱或臺(tái)階將產(chǎn)生不能接受的噪聲水平或振動(dòng)。
本發(fā)明的概要為了滿足本發(fā)明的各項(xiàng)目的，提供一種動(dòng)力傳送帶，它具有橡膠帶身，埋置在帶身內(nèi)的抗應(yīng)變拉伸元件，終接在通常是平面的外帶背表面內(nèi)的簾布上層，以及簾面下層。帶使用開口網(wǎng)格紡織材料，它是由限定相鄰的紗之間的間隙的交錯(cuò)紗形成的，作為簾布上層纖維。這些紗至少部分涂覆穩(wěn)定劑材料。涂覆的紡織材料定位在外帶背表面上，以及橡膠層粘接在涂覆的紡織材料的下表面，并插入在涂覆的紡織材料和抗應(yīng)變拉伸元件之間。橡膠層也定位在開口網(wǎng)格纖維織物的間隙之間以及定位在帶的背表面上。開口網(wǎng)格紡織材料具有的開度因子按下式計(jì)算0.20≤1/x-y1/x≤0.98.....(1)]]>式中x＝末端每mm的紗數(shù)(或其它度量長(zhǎng)度)，以及y＝紗的直徑，mm，(或其它匹配的長(zhǎng)度測(cè)量)。
在另一方面，本發(fā)明的動(dòng)力傳送帶可以用下列方法制造，它包括的可硫化帶套筒的成形步驟為用穩(wěn)定劑材料至少部分涂覆紗來處理紡織材料；圍繞帶鋪設(shè)鼓的外表面放置處理過的紡織材料；在處理過的紡織材料上面纏繞橡膠層作為粘接的天然橡膠層；圍繞橡膠層螺旋纏繞抗應(yīng)變拉伸元件；以及在螺旋纏繞的拉伸簾布的外面放置另一橡膠層。這樣成形的可硫化帶套筒隨后經(jīng)受加熱和壓力，以硫化套筒，從而使部分粘接天然橡膠層滲透入紡織材料的間隙，以及變成定位頂住鋪設(shè)鼓以形成帶的部分背表面。帶套筒可以隨后用于單獨(dú)的傳送帶以及制成希望形狀的型材。
附圖的簡(jiǎn)要說明本發(fā)明的最佳實(shí)施例將結(jié)合附圖予以說明，在附圖中類似的圖號(hào)表示幾個(gè)附圖中類似的零件，以及其中

圖1是簡(jiǎn)化的發(fā)動(dòng)機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；圖2是圖1的輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中使用的多V型肋帶的橫剖面圖，沿直線2-2切取的，轉(zhuǎn)動(dòng)以顯示帶的透視圖；圖3是按照本發(fā)明的帶制造的同步(定時(shí))帶的局部剖面透視圖；圖4是在本發(fā)明的帶的簾布上層中使用的有肋編織纖維的局部頂視圖；圖5是在本發(fā)明的帶中使用的jersey編織結(jié)構(gòu)的技術(shù)面的頂視圖；圖6示出切割和放置紡織材料至鋪設(shè)鼓的不同的任選方案；圖7是制造圖2的帶的優(yōu)選的步驟流程的方框圖；圖8是帶鋪設(shè)鼓(心軸)的局部剖切圖，示出不同的分層元件在鼓上的裝配，以形成按照本發(fā)明的帶套筒；圖9是本發(fā)明中使用的無縫的管形編織紡織材料，處于停止位置和局部擴(kuò)展如圖所示，以及圖10示出鋪設(shè)過程的不同步驟的特寫示意圖，以及比較本發(fā)明使用紗穩(wěn)定劑涂覆和不使用紗穩(wěn)定劑涂覆的帶和過程。
最佳實(shí)施例的說明參見圖1和2，圖中所示發(fā)動(dòng)機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10通常由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸輪14和從動(dòng)輪12用4肋的蛇形帶11以驅(qū)動(dòng)方式連接組成。帶11的頂面或外背表面13與惰輪16接觸。圖1的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以用作簡(jiǎn)單的汽車輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、工業(yè)驅(qū)動(dòng)器、或者試驗(yàn)裝置，用于通過傳感器/換能器18測(cè)量在帶11和背面惰輪16之間界面上產(chǎn)生的噪聲(測(cè)量dB值和噪聲特性)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特殊用途和型號(hào)根據(jù)所選帶形狀的種類而定。通常，本發(fā)明的原理可以適用于V型帶，平面帶，多V型肋帶，以及同步帶。一種可使用本發(fā)明帶的普通的汽車前端輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在美國專利No_4,551,120中說明和公開，它具有主驅(qū)動(dòng)輪，工作連接至空調(diào)電機(jī)輪、交流電機(jī)輪、發(fā)動(dòng)機(jī)空氣泵輪、以及水泵輪。多V型肋帶圍繞這些輪運(yùn)動(dòng)，通過具有接合帶背面表面的張緊器保持適當(dāng)?shù)睦臁?br> 圖2的帶由橡膠帶身制成?！跋鹉z”表示可以交聯(lián)的天然或合成橡膠，它可以在混煉機(jī)中處理成固體形狀。這種橡膠典型地混煉為生膠或未硫化膠形式，并加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?、延伸劑、增?qiáng)劑、加速劑、填料、硫化劑，即硫和過氧化物等，混煉在Banbury混煉機(jī)或橡膠加工業(yè)中著名的連續(xù)混煉機(jī)中進(jìn)行。混煉的層材、條材碾壓板隨后準(zhǔn)備好與紡織增強(qiáng)體等鋪設(shè)為層狀。生的增強(qiáng)橡膠(套筒或其它形狀)在加熱和壓力作用下硫化或固化。如果以套筒形式固化，則可以由套筒切割單獨(dú)的帶。本發(fā)明使用的典型的合成橡膠包括聚氯丁烯，乙烯和丙烯共聚物，乙烯，丙烯和二烯單體的三聚合物(即EPDM)，苯乙烯丁二烯橡膠，HNBR，CSM，硅橡膠，氟彈性體，上述混煉膠和上述混煉膠與其它已知可固體處理的橡膠與適當(dāng)?shù)臒崴苄曰驘峁绦跃酆衔锘颉八苄泽w”的合金或混煉膠，聚乙烯，聚酯(Hytrel trademark)或Santoprene(Monsanto trademark)。液體的可處理彈性體材料，例如用液體鑄造成形的適用于許多形式的聚氨基甲酸酯不在本發(fā)明的定義和設(shè)想范圍內(nèi)。
圖2的帶是4肋的蛇形帶，它使用埋置在帶的橡膠帶身內(nèi)的抗應(yīng)變拉伸元件20，它借助螺旋纏繞定位，并將結(jié)合參見圖7和8關(guān)于鋪設(shè)過程討論。拉伸簾布元件可以是任何典型的抗應(yīng)變簾布或元件，其制造材料為尼龍，聚酯，碳芳綸，即Kevlar或Twaron纖維(二者均為商標(biāo))等，它們典型地由捻制紗組成。而紗通常由多根纖維組成。簾布可以用間苯二酚甲醛乳膠(RFL)定尺寸和處理以增加與橡膠的粘接性。帶的簾布下或壓縮層22可以由不承載橡膠條制成，然而，它典型地由適當(dāng)?shù)南鹉z制成，在其中有希望的材料，例如棉花，聚酯或芳綸不連續(xù)增強(qiáng)纖維24的混合加載。圖中所示簾布下層的多個(gè)肋23，25，27，29是借助磨掉相鄰的肋之間纖維承載橡膠至峰點(diǎn)26制成的，或者借助模塑，快速切割或其它技術(shù)制成。肋的形狀和結(jié)構(gòu)通常與輪12和14的相應(yīng)形狀實(shí)質(zhì)上匹配，帶圍繞它們形成驅(qū)動(dòng)關(guān)系連接。
帶的簾布上層28通常具有平的外帶背表面13，開口網(wǎng)格紡織簾布上層材料15，它定位在外帶背表面上，以及插入的橡膠層，例如粘接的天然橡膠層17，它選擇用于粘接管形的編織紡織材料15，以及相鄰的簾布20。粘接的天然橡膠層17可以用與制造簾布下層22相同或類似(相容的)橡膠材料制造，以保證復(fù)合材料帶結(jié)構(gòu)中的正確的粘接性和整體性。
在本發(fā)明中使用的借助“開口網(wǎng)格紡織材料”表示由限定相鄰的紗之間的間隙(開口)的交錯(cuò)紗組成的紡織材料，以及其開度因子按上述公式(1)確定。希望開度因子按照上述在約0.20和約0.98之間，更希望為由0.40至約0.92，以及最希望為由約0.70至約0.90。
單獨(dú)的紗可以由多根連續(xù)的纖維組成，通常帶有適當(dāng)?shù)哪斫?，然而，典型地紗由任何適當(dāng)材料的多束捻合的短纖維組成，例如棉，聚酯，尼龍，芳綸，碳或它們的混合料或其它精紡紗?？纱娴?，紗具有單獨(dú)的彈性芯纖維，包覆短纖或織構(gòu)化的紡織套。單纖維組成的紗不適用于本發(fā)明，因?yàn)檫@種單纖維通常保持它們的幾何形狀以及不利于在其上面涂覆穩(wěn)定涂層，以保證制造帶的過程中橡膠的通過流動(dòng)。紗典型地交織成特殊類型的纖維織物，例如，方編纖維織物，輪胎簾布纖維織物或斜置纖維織物，其經(jīng)紗和緯紗相對(duì)于帶的運(yùn)動(dòng)方向斜交取向，或者上述的Flex-Weave纖維織物。最希望開口網(wǎng)格紡織材料采用徑向可拉伸的形式，希望為編織材料。無論本發(fā)明的開口網(wǎng)格紡織材料是紡織的或編織的纖維織物，或者其它形狀的，重要的是，紡織材料不是使用橡膠材料預(yù)浸漬的，例如，在橡膠碾壓機(jī)內(nèi)碾壓紡織材料，它使得橡膠充填紡織材料的間隙，在碾壓的紡織材料網(wǎng)片的一面或兩面形成橡膠摩擦層。
開口網(wǎng)格紡織材料的最佳形狀是徑向可延伸的，希望是編織材料15，它可以是圖9所示無縫管材30的形狀，它處于停止直徑D1，由于其固有的可延伸性典型地至500％和更大，它可以在30分鐘內(nèi)擴(kuò)展至圖中所示的增大直徑D2。正常的直徑D1應(yīng)選擇等于或最好稍小于鋪設(shè)鼓或心軸的直徑，而管形編織材料的停止直徑D1當(dāng)放置在鋪設(shè)鼓上延伸狀態(tài)時(shí)希望為編織管最終直徑的約20％至100％，以及更希望為約30％至80％。通常，管形編織材料的擴(kuò)展程度和間隙33，34(圖4和5)的開口尺寸以及結(jié)構(gòu)(即denier(登尼爾)，纖維類型和捻度，路線和條紋密度)可以選擇以獲得最終的帶表面，給予粘接的天然橡膠層17能夠通過間隙流動(dòng)通過，并帶有選擇的摩擦系數(shù)，以便獲得此用途的最佳帶性能。
編織管材30(圖9)制成無縫管的形狀，即用圓編織過程制造特殊直徑D1的管子，它取決于編織機(jī)中使用的預(yù)選的設(shè)備部件?？梢岳斫?，給定直徑的管材30可以用于一種以上帶尺寸，它給出編織管材極大的可延伸性?？梢允褂貌煌木幙棃D案，例如，圖4所示的有肋編織結(jié)構(gòu)，其中，紗線39的針腳的條紋或垂直行35交替地在編織物的前面和背面穿過。這種有肋編織物具有良好的彈性，特別是在寬度方向上。圖5所示jersey(新澤西州)編織物是由平針腳制成的圓編織物，是本發(fā)明使用的現(xiàn)在最佳的編織物。雖然并不重要，但最好如圖5所示的技術(shù)面朝內(nèi)(對(duì)著粘接的天然橡膠層17)。與圖4的有肋編織物相同，圖中的條紋或行垂直延伸，與圖9的管材垂直延伸相同。當(dāng)使用于圖2和圖3的帶時(shí)，這種取向引起針腳的條紋或垂直行與完成的帶的縱運(yùn)動(dòng)方向垂直。也可以設(shè)想其它編織物或徑向可延伸的結(jié)構(gòu)，它們可以制成無縫的或有縫的(即縫接的或拼接的)帶有開口(間隙)的管形結(jié)構(gòu)，允許橡膠流動(dòng)通過。
本發(fā)明還可以設(shè)想使用普通卷材形狀的開口網(wǎng)格編織材料，從而使它們可以使用預(yù)定的延伸/拉伸控制放置到鋪設(shè)心軸上，以便允許選擇希望的開度和放置到心軸上編織圖案的形狀。這種方法示于圖6(b)。編織條37可以是由滾筒取下的，也可以是切割在圓編織機(jī)上制成的編織管制成的，或者可以是在平編織機(jī)上制成的平編織物或緯編織物。如圖6(b)所示，編織材料的條或網(wǎng)片37放置在用于制造圖2所示類型帶的鼓筒上，按照希望拉伸和隨后在接頭39處搭接。因?yàn)槭褂冒凑毡景l(fā)明的開口網(wǎng)格材料，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，搭接典型地為3cm或更小，更希望小于1.5cm，因?yàn)榫幙椩鰪?qiáng)材料的開度不會(huì)阻礙制造帶時(shí)的硫化過程中橡膠的流動(dòng)通過。
代替的方案是圖6(a)所示，編織材料可借助螺旋切割連續(xù)的長(zhǎng)編織管制造(圖中僅示出一層)如圖所示，在43、45處與編織管的縱軸L最好形成銳角由約25°至約65°。以這種方式可制造相對(duì)于編織物條紋35方向傾斜切割的編織材料條47以及借助編織物沿平的外帶背表面13傾斜取向而獲得益處，增加了帶11的背表面13的橫向彎曲性能。在條材47是由連續(xù)的管49制造的情況下，條材47收集在滾筒上和隨后在需要用穩(wěn)定劑材料處理時(shí)拉出，然后如前所述，以圖6(b)所示搭接方式纏繞在鋪設(shè)鼓上。
在另一實(shí)施例中，方編織物51或經(jīng)線和在紗間夾角為約90-120°相對(duì)取向的編織物(Flex-Weave)可以帶有接縫39和搭接41放置到鼓筒31上，與圖6(b)所示實(shí)施例類似。
除了連續(xù)的無縫編織物或其它可徑向延伸管增強(qiáng)材料以及搭接編織和紡織結(jié)構(gòu)外，本發(fā)明的開口網(wǎng)格紡織材料還可以用織物末端對(duì)接拼接的已知方式放置到鋪設(shè)鼓上，已知方式包括超聲焊接、縫紉或其它。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，按照本發(fā)明，在硫化過程中橡膠粘接層17通過開口網(wǎng)格材料的間隙的流動(dòng)通過程度可以顯著地提高，其方法是對(duì)織物中單獨(dú)的交錯(cuò)的紗用幾何形狀穩(wěn)定劑預(yù)先涂覆，它有效地滲透入紗束使其粘接和強(qiáng)化，以及防止它們?cè)谔幚頃r(shí)塌陷或壓平。首先參見圖10(a)，它示出硫化前在心軸31鋪設(shè)帶套筒，如前所述，在心軸31上放置開口網(wǎng)格紡織材料，它具有交錯(cuò)的紗53、55，它由一束短纖維或連續(xù)纖維57組成，通常捻成精紡紗或多纖維紗。這些紗用涂層或其它材料至少部分地涂覆，以及使用上述穩(wěn)定劑材料59浸漬紗束內(nèi)的間隙?，F(xiàn)在預(yù)期的最佳穩(wěn)定劑材料是間苯二酚甲醛乳膠(RFL)，它有益于紗束的強(qiáng)化，以便在處理時(shí)保持其實(shí)質(zhì)上圓的幾何形狀，以及作為粘接劑以改進(jìn)與天然橡膠層17的粘接，以及具有足夠的粘性以便在使用搭接的紡織材料的情況下保持搭接拼片41(圖6(b)和6(c))在一起。代替的方案是，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，異氰酸酯，例如亞甲基二異氰酸酯(MDI)和甲苯二異氰酸酯(TDI)具有類似的效應(yīng)。兩組份的聚氨基甲酸酯和橡膠水泥是按照本發(fā)明使用的其它材料，它們可作為穩(wěn)定劑材料以保持紗的幾何形狀，而又保留開口網(wǎng)格材料的間隙34張開，使在硫化時(shí)橡膠無阻礙地流動(dòng)通過。如圖10(a)所示，帶有單獨(dú)的紗至少部分地涂覆穩(wěn)定劑材料59的開口網(wǎng)格紡織材料首先放置在心軸31的表面上，隨后順序放置粘接的天然橡膠層17，螺旋纏繞的拉伸簾布20和簾布下層22，在鼓筒上鋪設(shè)。
如下文所述，硫化過程包括加熱和加壓，以引起帶部件材料向著心軸壓縮，壓實(shí)以及通過加熱和加壓硫化使橡膠交聯(lián)，以形成壓實(shí)的固化的帶套筒。如圖10(b)所示，在硫化過程中，由橡膠形成外空氣袋61徑向地向內(nèi)朝著模具31施壓，以壓緊帶的彈性體部件，它們?cè)诩訜嵯伦冘?，朝著心軸31移動(dòng)，它引起粘接的天然橡膠層17流動(dòng)進(jìn)入相鄰紗53、55之間的間隙34，以及壓緊頂住模具31的表面。在硫化過程中，穩(wěn)定劑材料59涂層實(shí)質(zhì)上保持紗束53、55的幾何形狀，以便保持紗束53、55之間最大的間隙開口，從而使粘接的天然橡膠層17以最大的流動(dòng)通過至模具31的表面63。然而，位于帶的頂端最外表面上的紗末端65、67最好避免被帶的橡膠帶身內(nèi)的橡膠完全包容，這就是說，紗末端65、67以及相關(guān)的短纖維或連續(xù)纖維將不被包容(但帶有穩(wěn)定劑涂層)以便在帶的背表面上存在希望的耐磨的纖維表面。與此同時(shí)，足夠的橡膠材料已流動(dòng)通過間隙34，存在于外表面63上，以提高帶的背表面13的摩擦系數(shù)至希望的水平，典型地超過約0.35，如果需要，更希望超過約0.45，以驅(qū)動(dòng)惰輪、張緊器和其它機(jī)械器件離開帶的背面。
如圖10(c)所示，如果在硫化時(shí)紗束53’、55’沒有使用希望的穩(wěn)定劑材料預(yù)先處理，在硫化條件下的空氣袋61導(dǎo)致壓力施加至粘接的天然橡膠層17，它依次壓平紗束53’、55’，或多或少使其呈橢圓或扁平形狀，其結(jié)果是大大限制了間隙開口69。這樣允許少量的橡膠流動(dòng)通過至外帶表面63。在由模具取出非穩(wěn)定化的紗束時(shí)，它們可能傾向于恢復(fù)其部分原來未壓平的形狀，引起隱藏的橡膠由外帶表面出現(xiàn)。這些因素導(dǎo)致外背表面13具有的摩擦系數(shù)有效地降低。
雖然本發(fā)明是相對(duì)于圖2的V型肋帶進(jìn)行說明，它是在心軸31上按反轉(zhuǎn)的形狀鋪設(shè)的，因此開口網(wǎng)格紡織材料放置在頂住鋪設(shè)鼓處，如前所述，本發(fā)明可用于其它類型的帶，包括圖3所示的同步帶或定時(shí)帶。
參見圖3，帶40是由橡膠帶身42制成，在其中埋置抗應(yīng)變拉伸簾布20。一組齒44設(shè)置在帶的底面上，用于與鏈輪的相應(yīng)的齒以類似于齒輪的形式嚙合，以便同步地傳送動(dòng)力。帶40與圖2討論的多V型肋帶11類似，在帶的外背表面13上使用開口網(wǎng)格紡織材料15。粘接的天然橡膠層17插入在簾布20和外背表面13之間，以及在處理時(shí)，部分橡膠通過無縫管材編織材料15的間隙33、34擠壓出，但最好不要完全包容全部編織材料，在外背表面13上保留凸出的紗層。與圖2的V型肋帶相同，開口網(wǎng)格紡織材料可以替換地由搭接的或拼接的編織物，輪胎簾布，方編或斜置的編織物或F1ex-Weave纖維織物組成。在所有情況下，紡織材料使用穩(wěn)定劑材料預(yù)處理。帶齒44按照慣例可以攜帶外耐磨的有齒纖維層46，粘接在齒的橡膠上。典型的適宜材料包括延伸尼龍方編纖維材料或編織材料。齒44還可以具有橫向增強(qiáng)元件或其它增強(qiáng)件，圖中未示出。
一般來說，按照本發(fā)明的動(dòng)力傳送帶的制造方法遵循圖7的處理步驟，按照這些步驟制成可硫化的帶套筒，隨后硫化，以及隨后進(jìn)行任選的補(bǔ)充切割或成型。為了制成可硫化的帶套筒，開口網(wǎng)格紡織材料80無論是網(wǎng)片形的或平整的連續(xù)管材，由滾筒81拉出，移動(dòng)通過盛有RFL溶液穩(wěn)定劑材料59的浸漬槽83，溶液具有10至約30％(重量)的固體。在浸漬槽83的出口處可以使用兩個(gè)滾筒組合，它們以控制的壓力相互擠壓以清除多余的溶液。網(wǎng)片的直線速度，在槽83內(nèi)的駐留時(shí)間，溶液中固體的重量百分率，以及兩個(gè)滾筒的壓力取決于網(wǎng)片80上穩(wěn)定劑材料的拾取量，它可按需要調(diào)節(jié)。也可以使用其它涂覆穩(wěn)定劑涂層的方法，例如噴涂法，刷涂法或靜電法。這樣處理的紡織網(wǎng)片82隨后在烘箱85內(nèi)或從其它適當(dāng)方式烘干，以及收卷在收取滾筒87上和在此之后轉(zhuǎn)移到鋪設(shè)站89。
為了鋪設(shè)或形成可硫化的帶套筒，用于制造圖2的帶，還需參見圖8所示的鋪設(shè)設(shè)備。在鋪設(shè)鼓31上首先任選地放置長(zhǎng)條形轉(zhuǎn)移標(biāo)簽71，在其上印制任何希望的標(biāo)記，例如產(chǎn)品名，商品牌號(hào)，生產(chǎn)國家，它們準(zhǔn)備轉(zhuǎn)印到帶的背表面13上。這種轉(zhuǎn)移標(biāo)簽典型地是含有熱敏或壓敏印刷油墨的Mylar或其它塑料薄膜，在硫化時(shí)它們由Mylar背層轉(zhuǎn)移到帶的外表面13。如果帶是按反轉(zhuǎn)法鋪設(shè)，在鼓上放置的下一層是本發(fā)明的開口網(wǎng)格紡織材料15，包括圖6所示的縫接的、拼接的和搭接的結(jié)構(gòu)。然而希望，紡織材料由圖9的編織材料的無縫管材30組成，它在心軸31上擴(kuò)展和象襪子一樣彈性延伸和套緊，無皺折地頂住鼓31的外表面，并帶有插入的轉(zhuǎn)移標(biāo)簽71。在這種方式中，條紋35沿鼓的縱向前進(jìn)，即平行于其軸線。雖然業(yè)已發(fā)現(xiàn)可滿意地使用單個(gè)的管形編織物或其它開口網(wǎng)格紡織材料層30的，它顯著地取決于用途，兩層或多層可以有利地使用，并按用途限定，使用任何交錯(cuò)的橡膠層。
在開口網(wǎng)格紡織材料15，希望是編織管30的上面纏繞一層或多層彈性體，例如粘接的天然橡膠層17。希望各層的末端為對(duì)接拼接，以避免搭接，否則它會(huì)在帶的外背表面13上成為凸臺(tái)或隆起。此天然橡膠層17可以用任何適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)纖維可代替地纖維承載，例如棉、聚酯或芳輪，或者它自身具有一層或多層埋置的紡織增強(qiáng)層。在天然橡膠層17的上面借助螺旋纏繞以典型的方式放置抗應(yīng)變拉伸簾布20。拉伸簾布可以根據(jù)需要以狹間距或?qū)掗g距放置，以及使用正確數(shù)量的纏繞拉伸，其末端20a如圖所示固定。最后，作為帶的簾布下層的層22纏繞在螺旋纏繞的簾布20的上面。這層材料可以是天然橡膠條或具有不連續(xù)的纖維承載件24，以增加肋23、25、27、29的模量。
一旦套筒在鼓31上鋪設(shè)完成，組件可以放入硫化袋和熱壓罐內(nèi)引入蒸汽壓力以徑向地向內(nèi)壓縮硫化袋頂住套筒的外表面(頂住簾布下層22)，以習(xí)慣的方式壓實(shí)和硫化套筒(91)。模具隨后分解和取出套筒。套筒可以隨后切割(93)成為單獨(dú)的V型肋帶，它們隨后放置到磨床上，以及用相應(yīng)形狀的磨削輪，或快速切割刀制成肋23、25、27、29的型面(95)，這時(shí)清除各肋之間的簾布下層材料至峰點(diǎn)26。代替的方案是帶肋型面也可以用模塑法制成，其方法是在鼓31上硫化時(shí)使用基體空氣袋，在這里空氣袋的形狀被壓入簾布上層24。代替的方案是空氣袋可以放置在鋪設(shè)好的簾布上層24上面，以及在硫化時(shí)套筒向外壓緊頂住剛性的外殼元件，外殼元件內(nèi)具有肋23、25、27、29的共軛形狀。對(duì)于技術(shù)熟練人員各種制造方法是可以理解的。
雖然，以上過程是針對(duì)多V型肋帶進(jìn)行說明，技術(shù)熟練人員可以理解，圖3的同步帶也可以用與圖8類似的適當(dāng)?shù)脑O(shè)備制造。例如，為了制造圖3的帶心軸或鼓31典型地具有在其表面上縱向延伸的齒，它用于形成帶齒44，用這種方式時(shí)，帶是直立鋪設(shè)的，而不是反轉(zhuǎn)鋪設(shè)的，放置的徑向最外層是開口網(wǎng)格紡織材料15，它是管材30形狀或任何其它希望的形狀，以及隨后在部分成形的帶上放置套筒。在這種情況下，外空氣袋用于壓縮橡膠/復(fù)合材料徑向地向內(nèi)頂住有齒的模具心軸31。
圖2的帶具有類似的改進(jìn)，它也是直立鋪設(shè)的，而不是反轉(zhuǎn)鋪設(shè)的。在此種情況下，最外層希望是開口網(wǎng)格紡織材料。
無論是按照本發(fā)明使用外層開口網(wǎng)格紡織材料15制造圖2或圖3的傳送帶，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)移標(biāo)簽71，而不會(huì)在帶的外表面13上產(chǎn)生任何的或任何顯著的不連續(xù)性，否則當(dāng)碰撞背面惰輪或張緊器或其它器件時(shí)，它成為噪聲源。這就是說，當(dāng)開口網(wǎng)格紡織材料如圖10(b)所示位于外背表面13上時(shí)，其最外的紗纖維65、67沒有被橡膠基體全部包容，當(dāng)在硫化時(shí)傳移標(biāo)簽71被壓緊頂住外表面13，印刷材料轉(zhuǎn)移至帶的背面，不會(huì)實(shí)質(zhì)上影響其平坦的外表面(形成的臺(tái)階通常小于約0.03mm)。甚至在除去Mylar印刷帶后，這種情況也是預(yù)料之外的發(fā)現(xiàn)。因此，這里沒有大的凸棱、不連續(xù)性或臺(tái)階(它們?cè)诂F(xiàn)有技術(shù)的帶結(jié)構(gòu)中，典型地大于約0.04mm)，壓入外背表面13。這是與現(xiàn)有技術(shù)的帶對(duì)比的結(jié)果，后者使用碾壓的(有摩擦的)Banner處理的纖維織物，在帶的外表面上具有外薄橡膠層。在現(xiàn)有技術(shù)的帶的情況下，當(dāng)Mylar轉(zhuǎn)移標(biāo)簽被硫化進(jìn)入帶的外表面時(shí)，它壓緊頂住外橡膠層，以及當(dāng)橡膠由于加熱和加壓變軟時(shí)，它導(dǎo)致橡膠壓縮和流出邊緣。當(dāng)由成品帶清除Mylar條帶時(shí)，在帶的外表面上留下顯著的凸棱或凹坑。當(dāng)與惰輪和張緊器輪碰撞時(shí)，這些凸棱57產(chǎn)生噪聲。
實(shí)例兩組帶套筒A和B按下列方法制造。按照本發(fā)明的帶套筒A使用管形的棉jersey編織物，其重量為3.5oz/yard2(118.7g/m2)，其公稱厚度為0.38mm，紗束數(shù)為1束/mm，公稱紗直徑為0.2mm，以及每束紗是由精紡短棉纖維組成的，其粗度為266dtex(分泰克斯)編織物的開度因子(按公式(1)為0.8。編織管由滾筒供給和移動(dòng)通過浸漬槽，槽中盛RFL粘接槽液，固體物質(zhì)含量為20％(重量)，多余的粘接液被包覆橡膠的兩個(gè)滾筒擠榨，以及在烘箱內(nèi)于175℃烘干1min和纏繞在卷軸上。間苯二酚甲醛乳膠(RFL)是以乙基吡啶SBR乳膠為基，其間苯二酚甲醛與乳膠的比例為18，沉積在編織物上的干RFL數(shù)量為處理的編織物總重量的約10％。帶套筒是在直徑39.0cm的鋼心軸上反轉(zhuǎn)鋪設(shè)的，鋪設(shè)下列各層鋪設(shè)材料厚度1層涂覆RFL編織物0.381mm2層EPDM天然橡膠條 2×0.305mm3層聚酯拉伸簾布 0.940mm4層簾布下條 5×0.762mm天然橡膠條為Nordel 1145 EPDM(見美國專利No_5,610,217)。jersey棉管材延伸至涂覆管材停止直徑的約300％。拉伸簾布是RFL處理的S和Z捻制聚酯以及簾布下條是5層纖維承載條(25份棉+芳綸纖維/100份Nordel 1145 EPDM)?？備佋O(shè)長(zhǎng)度(模具的外周邊)為122.504cm。帶套筒的固化使用外熱壓罐，壓力200psig(1.379MPa)溫度389°F(198℃)時(shí)間3min，內(nèi)袋，壓力50psig(0.345MPa)時(shí)間3.5min，增壓至150psig(1.034MPa)時(shí)間9.5min。固化在19.75min內(nèi)完成。
帶套筒B制造用于比較，它使用與套筒A相同的材料和處理?xiàng)l件，但編織管材的紗束不涂覆RFL或任何其它材料。
帶套筒A和B切割成20.0mm寬度的帶條，它隨后用金剛石磨輪制成4肋的帶，類似于圖2所示。由套筒A和B制成的帶進(jìn)行試驗(yàn)，以測(cè)定其頂面13的摩擦系數(shù)。試驗(yàn)設(shè)備基本上由約15cm直徑的從動(dòng)輪組成，其平外表面被試驗(yàn)帶的背面以35°傾斜角纏繞頂住，此外，試驗(yàn)帶還圍繞約15cm直徑的驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)，纏繞角度約180°，在驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間設(shè)置張緊器和懸掛的載重對(duì)第三個(gè)輪施加固定的拉伸力，通過它試驗(yàn)帶纏繞約180°。試驗(yàn)的進(jìn)行是借助沿帶運(yùn)動(dòng)的相反方向?qū)膭?dòng)輪施加力矩，以引起相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪的滑動(dòng)，直至獲得100％的滑動(dòng)。動(dòng)摩擦系數(shù)按下式計(jì)算μ=1Qln[2td+TsTs]...(2)]]>式中θ是從動(dòng)輪以弧度計(jì)的纏繞角度；t是從動(dòng)輪上的力矩；Ts是帶的松邊拉伸。
使用上述試驗(yàn)設(shè)備和方法，由套筒A制造的帶按公式(2)計(jì)算出的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.52，而由套筒B制造的帶按公式(2)計(jì)算出的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.30。使用相同的技術(shù)，用EPDM天然橡膠條碾壓的外普通纖維織物計(jì)算出的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.83。
雖然本發(fā)明為了說明目的進(jìn)行了詳細(xì)的解釋，應(yīng)該理解，這些細(xì)節(jié)僅為此目的，對(duì)于技術(shù)熟練人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可以做出改進(jìn)，除非受到權(quán)利要求的限制。在缺乏這里沒有特殊公開的任何元件的情況下，這里公開說明的本發(fā)明可以用適當(dāng)?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力傳送帶，它具有橡膠帶身，埋置在帶身內(nèi)的抗應(yīng)變拉伸元件，終接在通常是平面的外帶背表面內(nèi)的簾布上層，以及簾布下層其改進(jìn)包括開口網(wǎng)格紡織材料，它是由限定相鄰的紗之間的間隙的交錯(cuò)紗形成的，這些紗至少部分涂覆穩(wěn)定劑材料，涂覆的紡織材料定位在外帶背表面上，以及橡膠層粘接在涂覆的紡織材料的下表面，并插入在涂覆的紡織材料和抗應(yīng)變拉伸元件之間，橡膠層也定位在間隙之內(nèi)，以及帶的背表面上，以及開口網(wǎng)格紡織材料的開度因子按下式計(jì)算0.20≤1/x-y1/x≤0.98.....(1)]]>式中x＝末端角每mm的紗數(shù)以及y＝紗的直徑，mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的動(dòng)力傳送帶，其特征在于，紡織材料具有的開度因子大于或等于0.40以及小于或等于0.92。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的動(dòng)力傳送帶，其特征在于，紡織材料具有的開度因子大于或等于0.70以及小于或等于0.90.
4.根據(jù)權(quán)利要求1的動(dòng)力傳送帶，其特征在于，涂覆的紗定位于外帶背表面上，沒有完全被橡膠帶身包容。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的動(dòng)力傳送帶，其特征在于，紡織材料是無縫的管形編織材料，它由紗、紗的纖維組成，它位在外帶背表面上，沒有完全被橡膠帶身包容。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的動(dòng)力傳送帶，其特征在于，紡織材料是圓的jersey編織物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的動(dòng)力傳送帶，其特征在于，紡織材料是選擇自搭接的編織材料，拼接的編織材料，搭接的方編織物，拼接的方編織物，以及輪胎簾布織物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的動(dòng)力傳送帶，其特征在于，穩(wěn)定劑材料是選擇自間苯二酚甲醛乳膠(RFL)，異氰酸酯，聚氨基甲酸酯和橡膠水泥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的動(dòng)力傳送帶，其特征在于，它具有在外帶背表面上印刷的轉(zhuǎn)移標(biāo)簽，而在此表面上沒有產(chǎn)生噪聲的臺(tái)階。
10.一種制造動(dòng)力傳送帶的方法，該傳送帶具有用開口網(wǎng)格紡織材料增強(qiáng)的背表面，紡織材料是限定相鄰紗之間的間隙的交錯(cuò)紗組成的，所述方法包括a)成形可硫化帶套筒用穩(wěn)定劑材料至少部分涂覆紗來處理紡織材料；圍繞帶鋪設(shè)鼓的外表面放置處理過的紡織材料；在處理過的紡織材料的上面纏繞橡膠層作為粘接的天然橡膠層；圍繞橡膠層螺旋纏繞抗應(yīng)變拉伸簾布元件；在螺旋纏繞的拉伸簾布的外面放置另一橡膠層；以及b)使帶套筒經(jīng)受加熱和加壓，以硫化套筒，從而使部分粘接的天然橡膠層滲透入紡織材料的間隙以及變成定位頂住鋪設(shè)鼓以形成帶的部分背表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，它還包括在鋪設(shè)鼓和開口網(wǎng)格紡織材料之間放置帶有標(biāo)記的薄膜的轉(zhuǎn)移標(biāo)簽。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，開口網(wǎng)格紡織材料具有按下式計(jì)算的開度因子0.20≤1/x-y1/x≤0.98......(1)]]>式中x＝未端角mm的紗數(shù)，以及y＝紗的直徑，mm。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，紡織材料的處理是將它放入穩(wěn)定劑材料槽內(nèi)浸漬和隨后烘干。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，穩(wěn)定劑是間苯二酚甲醛乳膠(RFL)以及沉積在紡織材料上的干RFL量為處理的紡織材料總重量的約5至約25％。
全文摘要
一種在帶的簾布上層中使用開口網(wǎng)格紡織材料(15)的動(dòng)力傳送帶(11),它使用一種材料穩(wěn)定,以促進(jìn)在帶的硫化時(shí)下部的天然橡膠層(17)通過紡織材料(15)內(nèi)的間隙滲透。傳送帶背面的摩擦系數(shù)足夠使帶能驅(qū)動(dòng)背面的惰輪、張緊器和其它機(jī)械器件。
文檔編號(hào)F16G1/08GK1390282SQ00815520
公開日2003年1月8日 申請(qǐng)日期2000年11月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月12日
發(fā)明者保羅·S·克努斯特松 申請(qǐng)人:蓋茨公司