CN102216646B - 具有一个纺织品层的物品、特别是传动皮带，以及用于生产传动皮带的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种物品，该物品包括一个基于固化橡胶(17)的弹性主体，该主体具有一个易受磨损的物品表面，该表面配备有一个纺织品层。根据本发明，该纺织品层(具体是一种织造织物(16)或针织物)具有一种网格设计，该网格设计允许该固化橡胶(17)渗透纺织品表面以形成一个纺织品-固化橡胶的混合系统(15)，其中在该纺织品表面上的固化橡胶部分可以通过该纺织品层的缝合数、缝合宽度以及缝线设计进行控制。该物品具体是一种传动皮带，其中与所述主要的预期用途相结合提供了一种用于生产传动皮带的方法。

Description

具有一个纺织品层的物品、特别是传动皮带,以及用于生产传动皮带的方法
技术领域
本发明涉及一种具有基于固化橡胶的弹性基础本体的物品，该物品具有一个易受磨损的物品表面，该表面配备有一个纺织品覆盖层。该弹性基础本体通常另外被赋予了一种嵌入的强度性或抗拉伸的元件，该元件可以对一个或多个层进行实施。
背景技术
暴露于动态应力下并且因此也暴露于磨损以及噪音发展中的一种物品是例如一种带条、皮带、软管、空气弹簧瓣、补偿器或者是多层的片(它的传动皮带形式的皮带是有特别相关的)。该传动皮带的弹性基础本体包括一个作为皮带背衬的顶层以及一个带有力传递区的结构。为此，具体参照以下专利文献：DE 38 23 157 A1、DE 10 2006007 509 A1、WO 2005/080821 A1、WO 2006/066669 A1、US 3 981 206和US 5 417 618。
传送皮带特别地在力传递区的区域内涂覆有一个涂层，具体是用于减少噪音并且还增强耐磨损性。这一方面的现有技术是：使用一种带绒毛的覆盖层(特别是处于棉或芳纶短绒的形式)，或使用一个填充有纤维(例如芳纶纤维)的薄的弹性聚合物层，例如在未审查的申请DE 38 23 157 A1中所描述的，其中该带绒毛的覆盖层通常是通过一种溶液进行附着的。然而，这个涂层对于一些发动机是不耐用的。此外，对于一些发动机，在湿气情况下会发生噪音问题。
使用了一种毛圈拉伸针织的纺织品覆盖层，例如像在US 3 981206中所描述的。这里的缺点是，试验的发动机在湿气存在下产生了噪音。
使用了处于成型毛圈针织物形式的一种纺织品覆盖层。在此方面具体地引用了未审查的申请DE 10 2006 007 509 A1。该经编针织物由一种第一纱线(更具体地是由一种聚酰胺(PA)或聚酯(PES)构成)、以及一种第二纱线(更具体地由一种聚氨酯(PU)构成)所组成。再一次地，缺点为试验的发动机在湿气存在下产生了噪音。
在DE 10 2008 012 044.8中所描述的一个更近发展中，取代纺织品覆盖层或与其相结合地使用了一种自支撑的薄膜/薄片(例如由聚四氟乙烯(PTFE)制成)或一种薄膜/薄片叠层材料(例如一种聚酰胺-聚四氟乙烯(PA-PTFE)薄膜/薄片叠层材料)，特别是在描述一种耐油性传动皮带的方面。
然而，研究和发展的焦点是在纺织品覆盖层上，并且它们还形成了所讨论的物品(具体是一种传动皮带)的基础。
在如下描述中，围绕摩擦系数(COF)的问题更具体地结合这些不同的涂层系统进行了讨论。
迄今为止，对于不同的COF目标值已使用了不同的涂层系统，参见以上的根据现有技术的实施方案。关于耐久性、噪音行为和摩擦系数的某些特性由此折衷地得到了。摩擦系数即使在未使用的部件中也经受波动，并且在一些实例中将在物品的使用寿命的过程中可观地改变，特别是在传动皮带的情况下。因此，客户出于不同原因所希望的具体摩擦系数是非常难以实现的，如果能实现的话。
发明内容
针对使用纺织品覆盖层的上述问题的背景，本发明的目的在于提供所讨论类型的一种物品，其中存在着一种可能的方式来将物品的滑动摩擦系数(COF)明确地并且精确地设定在这些材料所给出的范围内，同时实现客户关于优化噪音行为的希望。
我们已经发现，当该纺织品覆盖层包括一种允许固化橡胶通过纺织品表面从而形成一个纺织品-固化橡胶混合系统的网格构造时，这个目标得以实现，其中在该纺织品表面的固化橡胶的分数是通过纺织品覆盖层的网格计数、网目大小以及线构造可控制的。
该纺织品覆盖层优选地是一种织造的、成型毛圈(formed-loop)针织物或拉伸毛圈(drawn-loop)针织物，虽然该混合系统的形成最好是通过使用一种可拉伸的织造织物、可拉伸的成型毛圈针织物或可拉伸的拉伸毛圈针织物实现的。这是因为在例如可拉伸的织造织物的情况下，存在着通过在织造织物被铺放在未完成的物品、更具体地是该套管(皮带制造的中间阶段)上的过程中确切地引入一种延展而修改网目大小的可能性。该固化橡胶分数的控制是考虑了该纺织品覆盖层在该形成操作的过程中所经历的延展而基于对所使用的纺织品结构的网格计数、网目大小以及线构造进行调整，正如将结合图形描述更具体阐述的。
在基础本体与该纺织品覆盖层之间嵌入了一个涂层团块，它与固化橡胶一起出现在纺织品表面，以形成一个纺织品-固化橡胶-涂层混合系统。此涂层团块更具体地是一种耐化学的且耐油的聚合物，进而具体是一种氟聚合物和/或一种聚氨酯(PU)。该氟聚合物是聚四氟乙烯(PTFE)和/或聚氟乙烯(PVF)和/或聚偏二氟乙烯(PVDF)。PTFE是特别重要的。可以另外使得该涂层团块是对皮肤友好的，如通过树脂的混合物。
术语“固化橡胶”涵盖了所有可固化的弹性体混合物，其中这些橡胶混合物是特别重要的。关于有利的固化橡胶，在进行图形描述的过程中有更具体的说明。
在带条、皮带、软管、空气弹簧瓣(轴向瓣、截面铺放的瓣)、补偿器或多层的片的制造中，特别使用了新的混合概念。新混合概念的使用在可以被构成为扁平带、V型带、V型肋式带、有齿带、离合器皮带或升降机皮带的一种传动皮带的制造中是极其重要的。
与上述焦点相结合，本发明的另一目标是提供用于生产具有纺织品覆盖层的传动皮带的一种方法，其中该纺织品覆盖层的COF值是可调整的，特别是在另外的经济生存能力的这个方面。
我们已经发现这一目标是通过至少以下这些过程步骤得以实现的：
提供一个具有纺织品覆盖层的未固化皮带毛坯，它包括一种网格结构，该网格结构使得弹性体的可固化混合物能够通过该纺织品表面；
最终使配备有该纺织品覆盖层的皮带毛坯固化，以形成一个纺织品-固化橡胶混合系统，其中在该纺织品表面的固化橡胶的分数是通过纺织品覆盖层的网格计数、网目大小和线构造进行控制的。
关于该纺织品覆盖层的性质、该纺织品技术的控制概念以及涂层团块的附加使用，参见上述事项。
附图说明
现在将参考示意图对本发明的多个示例性实施方案进行更具体地说明，其中：
图1示出了处于V型肋式带形式的一种传动皮带，该皮带在力传递区内具有一个纺织品覆盖层；
图2示出了一种具有小的网目大小的织造织物；
图3示出了一种具有大的网目大小的织造织物；
图4示出了一种纺织品-固化橡胶混合系统的混合表面；
图5示出了COF值随该混合表处的固化橡胶分数而变的图表描述。
附图标记说明
1    传动皮带(V型肋式带)
2    顶层(皮带背衬)
3    强度元件层
4    单独帘线形式的抗拉伸元件
5    下部结构
6    肋
7    槽
8    力传递区
9    带绒毛的覆盖层(部分A)
10   纺织品覆盖层(部分B)
11   织造织物形式的纺织品覆盖层
12    具有小的网目大小的网格构造
13    织造织物形式的纺织品覆盖层
14    具有大的网目大小的网格构造
15    纺织品-固化橡胶混合系统
16    织造织物形式的纺织品覆盖层
17    固化橡胶
X     固化橡胶(胶质)的分数
Y     COF值
具体实施方式
图1示出了处于V型肋式带形式的一种传动皮带1，该传动皮带具有一个顶层2作为皮带背衬，一个强度元件层3(该层具有多个处于在纵向上的平行安排中的抗拉伸元件)、并且还具有一个下部结构5。该下部结构包括由多个肋6和多个槽7形成的一种V型多楔结构。该下部结构包括力传递区8。
该顶层2和该下部结构5一起形成了基于固化橡胶的弹性基础本体，更具体地是处于一种固化的橡胶混合物(含有至少一种橡胶组分以及多种混合物成分)的形式。使用了一种橡胶组分，更具体地是：一种乙烯-丙烯共聚物(EPM)、一种乙烯-丙烯-二烃单体共聚物(EPDM)、(部分)氢化的丁腈橡胶(HNBR)、氯丁橡胶(CR)、氟橡胶(FKM)、天然橡胶(NR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)或丁二烯橡胶(BR)，它们是用至少一种另外的橡胶组分未割料地或经割料地(cut)进行使用，更具体地是与上述类型的橡胶中的一种联合使用，例如以一种EPM-EPDM或SBR-BR共混物的形式。这里特别重要的是EPM或EPDM或一种EPM-EPDM共混物。这些混合物成分包括至少一种交联剂或一种交联剂系统(交联剂和加速剂)。进一步的混合物成分通常另外是一种填充剂和/或加工助剂和/或增塑剂和/或抗氧化剂，还以及任选地进一步添加的多种物质，例如纤维和色素。在这里引用橡胶混合物领域的一般情况。
这些抗拉伸元件更具体地是单线塞绳，例如钢、聚酰胺、芳纶、聚酯、玻璃纤维、碳纤维、聚醚醚酮(PEEK)或聚2，6-萘二甲酸乙二酯(PEN)的单线塞绳。
在力传递区8内，该传动皮带1配备有一个根据现有技术的带绒毛的覆盖层9(部分A)。
通过比较，新的传动皮带1在它的力传递区内包括修改的纺织品覆盖层，该纺织品覆盖层将结合图2到5更具体地描述。
该传动皮带1的顶层2可以是未涂覆的。经常，这个顶层还配备有一个涂层。通常，一个根据现有技术的涂层将是足够的。在此方面引用了该说明的前言部分。然而，该顶层2还可以被赋予新的修改的纺织品覆盖层以形成一个纺织品-固化橡胶混合系统。
图2示出了处于织造织物形式的一个纺织品覆盖层11，该层具有一种低网目大小的网格构造12。作为对比，图3中示出的纺织品覆盖层13是具有大网目大小的网格结构14的一种织造织物。因此，该固化橡胶分数的控制是考虑了该纺织品覆盖层在该形成操作的过程中所经历的延展而基于对所使用的纺织品结构的网格计数、网目大小和线构造进行调整。网格计数是例如在该织造织物加工过程中的在多个上游操作步骤中进行设定并固定的。然而，该网格计数还可以在将纺织品层铺放到套管上的过程中直接进行设定。根据图3的纺织品覆盖层13与根据图2的纺织品覆盖层11相比，具有更大固化橡胶块体来到了纺织品表面，这是归因于与更小的网格计数相关联的更大的网目大小。
图4接着示出了纺织品-固化橡胶混合系统15的混合表面，包括一个被配置为织造织物的纺织品覆盖层16、以及一种处于橡胶(胶质)的固化混合物形式的固化橡胶17。
在一个示例性实施方案的上下文中，该纺织品覆盖层16由织造的棉织物组成，具有68％的表面分数以及0.9的COF值(“纯织物”)。该固化橡胶17是伴有32％的表面分数以及2.5的COF值(“纯胶质”)的EPDM。因此棉和EPM的组合使之有可能设定一个在0.9与2.5之间的COF值。根据当前的测试结果，精确度为约±0.1至0.2。在本示例性实施方案的情况下，该混合表面的COF值为1.41(68％×0.9+32％×2.5)。在本测试装备中测量的COF值为1.49。
当该表面足够耐磨损时，在皮带寿命过程中该COF值仅仅最低限度地改变，因为纺织品和固化橡胶的分布分数保持不变。
下表记录了随棉织物(在表中简写为“织物”)的分数以及EPDM分数(在表中简写为“胶质”)而变的COF值。
  织物   胶质   COF   织物   胶质   COF
  0％   100％   2.5   60％   40％   1.54
  10％   90％   2.34   70％   30％   1.38
  20％   80％   2.18   80％   20％   1.22
  30％   70％   2.02   90％   10％   1.06
  40％   60％   1.86   100％   0％   0.9
  50％   50％   1.7
根据图5的图表描述了随胶质分数(横轴X)而变的COF值(纵轴Y)，包括下限(COF织物)、上限(COF胶质)以及具有可调节C值的混合区域。
在开篇更具体描述的一个涂层团块可以被嵌入该胶质与织物之间，这一涂层团块进而在固化过程中穿过形成织物网格后形成了该表面的另一种组分。通过对一种涂层团块的材料的适当选择，COF值在多个部分中可以独立于该传动皮带的基础聚合物进行调整。

Claims (27)

1.一种具有基于固化橡胶(17)的弹性基础本体的物品，该物品具有一个易受磨损的物品表面，该表面配备有一个纺织品覆盖层(10，11，13，16)，该纺织品覆盖层(10)是一种织造织物(11，13，16)，其特征在于，该纺织品覆盖层(10，11，13，16)包括一种网格构造(12，14)，该网格构造允许该固化橡胶(17)通过该纺织品表面以形成一个纺织品-固化橡胶混合系统(15)，其中在该纺织品表面的固化橡胶的分数通过该纺织品覆盖层的网格计数、网目大小以及线构造是可控制的，其中网格计数是在该织造织物加工过程中的在多个上游操作步骤中进行设定并固定的，并且在该基础本体与该纺织品覆盖层(10，11，13，16)之间嵌入了一个涂层团块，该涂层团块与该固化橡胶(17)一起出现在该纺织品表面以形成一个纺织品-固化橡胶-涂层混合系统，该涂层团块是一种耐化学的和/或耐油的聚合物。
2.根据权利要求1所述的物品，其特征在于，所述织造织物是一种成型毛圈针织物或一种拉伸毛圈针织物。
3.根据权利要求1所述的物品，其特征在于该物品是一种带条、软管、空气弹簧瓣、补偿器或多层的片。
4.根据权利要求3所述的物品，其特征在于，所述带条是皮带。
5.一种物品，该物品的形式为具有基于固化橡胶(17)的弹性基础本体的一个传动皮带(1)，该物品包括一个作为皮带背衬的顶层(2)以及具有一个力传递区(8)的一个下部结构(5)，其中该顶层和/或特别易受磨损的该力传递区配备有一个纺织品覆盖层(10，11，13，16)，该纺织品覆盖层(10)是一种织造织物(11，13，16)，其特征在于，该纺织品覆盖层(10，11，13，16)包括一种网格构造(12，14)，该网格构造允许该固化橡胶(17)通过该纺织品表面以形成一个纺织品-固化橡胶混合系统(15)，其中在该纺织品表面的固化橡胶的分数通过该纺织品覆盖层的网格计数、网目大小以及线构造是可控制的，其中网格计数是在该织造织物加工过程中的在多个上游操作步骤中进行设定并固定的，并且在该基础本体与该纺织品覆盖层(10，11，13，16)之间嵌入了一个涂层团块，该涂层团块与该固化橡胶(17)一起出现在该纺织品表面以形成一个纺织品-固化橡胶-涂层混合系统，该涂层团块是一种耐化学的和/或耐油的聚合物。
6.根据权利要求5所述的物品，其特征在于，所述织造织物是一种成型毛圈针织物或一种拉伸毛圈针织物。
7.根据权利要求5所述的物品，其特征在于，该传动皮带(1)被配置为扁平带、V型带、有齿带、离合器皮带或升降机皮带。
8.根据权利要求7所述的物品，其特征在于，所述V型带是V型肋式带。
9.根据权利要求1所述的物品，其特征在于，该纺织品覆盖层(10)是一种可拉伸的织造织物。
10.根据权利要求9所述的物品，其特征在于，所述可拉伸的织造织物是一种可拉伸的成型毛圈针织物或一种可拉伸的拉伸毛圈针织物。
11.根据权利要求1所述的物品，其特征在于，该固化橡胶的分数的控制是考虑了该纺织品覆盖层(10，11，13，16)在该形成操作的过程中所经历的延展而基于对所使用的纺织品结构的网格计数、网目大小以及线构造进行调整。
12.根据权利要求1所述的物品，其特征在于，该涂层团块是一种氟聚合物和/或一种聚氨酯(PU)。
13.根据权利要求12所述的物品，其特征在于，该氟聚合物是聚四氟乙烯(PTFE)和/或聚氟乙烯(PVF)和/或聚偏二氟乙烯(PVDF)。
14.根据权利要求1所述的物品，其特征在于，该弹性的基础本体是基于一种固化的橡胶混合物的一种固化橡胶(17)，该混合物含有至少一种橡胶组分以及多种混合物成分。
15.根据权利要求14所述的物品，其特征在于，该橡胶组分是一种乙烯-丙烯共聚物(EPM)、一种乙烯-丙烯-二烃单体共聚物(EPDM)、氢化的丁腈橡胶(HNBR)、部分氢化的丁腈橡胶、氯丁橡胶(CR)、氟橡胶(FKM)、天然橡胶(NR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)或丁二烯橡胶(BR)，它们是用至少一种另外的橡胶组分未割料或经过割料而使用的，更具体地是与上述类型的橡胶中的一种联合使用。
16.根据权利要求5或15中任一项所述的物品，其特征在于，该橡胶组分是乙烯-丙烯共聚物(EPM)或乙烯-丙烯-二烃单体共聚物(EPDM)或一种乙烯-丙烯共聚物和乙烯-丙烯-二烃单体共聚物的共混物(EPM-EPDM)。
17.一种用于生产传动皮带(1)的方法，该传动皮带具有一种弹性基础本体，该弹性基础本体是基于形成固化橡胶(17)的一种可固化的弹性体混合物，包括一个作为皮带背衬的顶层(2)以及一个具有力传递区(8)的下部结构(5)，其中该顶层(2)和/或特别易受磨损的该力传递区(8)配备有一个纺织品覆盖层(10，11，13，16)，该纺织品覆盖层(10)是一种织造织物(11，13，16)，并且在该基础本体与该纺织品覆盖层(10，11，13，16)之间嵌入了一个涂层团块，该涂层团块与该固化橡胶(17)一起出现在该纺织品表面以形成一个纺织品-固化橡胶-涂层混合系统，该涂层团块是一种耐化学的和/或耐油的聚合物，其特征为，至少以下方法步骤：
对未固化的皮带毛坯提供一个纺织品覆盖层(10，11，13，16)，该覆盖层包括一种网格结构(12，14)，从而使得可固化的弹性体混合物能够通过该纺织品表面；
最终使配备有该纺织品覆盖层(10，11，13，16)的皮带毛坯固化，以形成一个纺织品-固化橡胶混合系统(15)，其中在该纺织品表面的固化橡胶的分数是通过该纺织品覆盖层(10)的网格计数、网目大小和线构造进行控制的，其中网格计数是在该织造织物加工过程中的在多个上游操作步骤中进行设定并固定的。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述织造织物是一种成型毛圈针织物或一种拉伸毛圈针织物。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，它利用了一种纺织品覆盖层(10)，该纺织品覆盖层是一种可拉伸的织造织物。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述可拉伸的织造织物是一种可拉伸的成型毛圈针织物、或一种可拉伸的拉伸毛圈针织物。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，其特征在于，它利用了一种纺织品覆盖层(10，11，13，16)，其中该固化橡胶分数的控制是考虑了该纺织品覆盖层在该形成操作的过程中所经历的延展而基于对固化之前所使用的该纺织品构造的网格计数、网目大小和线构造进行调整。
22.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，使用了一种氟聚合物和/或一种聚氨酯(PU)作为涂层团块。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，聚四氟乙烯(PTFE)和/或聚氟乙烯(PVF)和/或聚偏二氟乙烯(PVDF)被用作氟聚合物。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，使用了聚四氟乙烯(PTFE)。
25.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所使用的弹性基础本体是含有至少一种橡胶组分以及多种混合物成分的一种可固化的橡胶混合物。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所使用的橡胶组分是一种乙烯-丙烯共聚物(EPM)、一种乙烯-丙烯-二烃单体共聚物(EPDM)、氢化的丁腈橡胶(HNBR)、部分氢化的丁腈橡胶、氯丁橡胶(CR)、氟橡胶(FKM)、天然橡胶(NR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)或丁二烯橡胶(BR)，它们是用至少一种进一步的橡胶成分未割料地或经割料地进行使用的，更具体地与上述类型的橡胶中的一种联合使用。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所使用的橡胶组分是乙烯-丙烯共聚物(EPM)或乙烯-丙烯-二烃单体共聚物(EPDM)或一种乙烯-丙烯共聚物和乙烯-丙烯-二烃单体共聚物的共混物(EPM-EPDM)。
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