CN102549300A - 齿形带 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿形带(10)，其中在齿形带(10)的齿牙部分(15)的内侧包括有芯部橡胶层(14)，并且在齿牙部分(15)的外周面包括有齿牙橡胶层(12)。在芯部橡胶层(14)中混合有短纤维。通过将包含了不超过10个重量份的高密度聚乙烯与100个重量份的基质橡胶的橡胶合成物进行固化而形成了齿牙橡胶层(12)。齿牙橡胶层(12)在100-120℃下的tanδ的值被保持在0.100-0.120。

Description

齿形带

技术领域

本发明涉及一种在重载条件下应用的齿形带，特别而言，本发明涉及一种应用到汽车等等的内燃机中的齿形带。

背景技术

齿形带广泛应用于内燃机当中，从而将来自曲轴的动力传输到凸轮轴。一般来说，重型负载作用在用于内燃机的齿形带上，从而使得齿形带的寿命趋向于较短。近来，内燃机的尺寸得以减小，因而齿形带的宽度也被缩小，从而更重的负载作用到了齿形带上。因此，齿形带的工作寿命趋向于缩短，并且，当所述带与滑轮等等接合的时候，还更可能会产生噪音。

作为延长带寿命的方法，可能会通过提高齿牙橡胶的模量而将重点放在带齿的刚度上。然而，当带齿的刚度增大的时候，在操作条件下所述带变得更容易产生噪音。特别而言，内燃机通常在高温环境下(例如大约100-120℃)运行，在这种环境当中，噪音性能和耐久度性能很可能会降低。

在专利文献1中，公开了一种高密度的聚乙烯，其包含20％重量的高密度聚乙烯，该高密度聚乙烯具有与橡胶合成物相混配的可交联部分，从而提高了低热量积累、热阻性、高硬度和永久嵌入性疲劳的属性，而并未损坏断裂特性。然而，在专利文献1当中，并不建议将高密度聚乙烯应用到带上。进一步地，可以设想的是，通过简单地将专利文献1的橡胶合成物应用到带当中从而来改进带操作期间的噪音性能十分困难，这是因为通过高密度聚乙烯的交联而减轻了磁滞损耗(tanδ)，从而获得了低热量积累属性。

专利文献1：日本未经审查的公开文献No.H10-067886。

发明内容

本发明要解决的问题

本发明已经设计为解决上述问题，并且它的目标在于提供一种具有改进了噪音性能的齿形带，同时即使在所述带用于高温环境下也保持了带的耐久度。

解决问题的手段

本发明的齿形带包括带主体，该带主体中的一个面具有在带的纵向方向上交替布置的齿牙部分和齿牙底部部分；所述带主体包括齿牙橡胶层，该齿牙橡胶层沿着所述齿牙部分的外周面设置；并且通过对橡胶合成物进行固化而形成了所述齿牙橡胶层，该橡胶合成物相对于100个重量份的基质橡胶而言包括10个重量份或以下的高密度聚乙烯。

所述带主体还包括配置在所述齿牙部分内侧的芯部橡胶层，并且所述齿牙橡胶层可以优选地被布置成包裹所述芯部橡胶层的一个侧面。所述芯部橡胶层的模量大于所述齿牙橡胶层的模量。进一步地，所述芯部橡胶层可以优选地装载有短纤维。

所述带主体包括设在其另一个面上的背衬橡胶层。所述芯部橡胶层设在所述背衬橡胶层和所述齿牙橡胶层之间；并且在带的纵向方向上延伸的绳索元件被嵌埋到所述芯部橡胶层和所述背衬橡胶层之间的边界内。所述的齿形带还包括覆盖了所述齿牙部分的外表面的齿牙织物。该齿牙织物可以优选地利用包括有高密度聚乙烯的橡胶胶浆而经受浸渍处理。所述齿形带可以被应用到内燃机当中。

发明效果

按照本发明，在高温环境下齿形带的耐久度得到了增强，并且由于tanδ在高温环境下被增大了，因此可以改进噪音性能，并且通过将高密度聚乙烯与齿牙橡胶层相结合而使得带主体和齿牙织物之间的粘结属性得到了增强。

附图说明

图1是本实施方式的齿形带的侧视图。

图2是示意性地显示了齿形带的制造方法的截面图。

图3是示意性地显示了齿形带的制造方法的截面图。

图4是显示了用于粘结强度测试的粘结测试样本的立体图。

图5是显示了当粘结测试样本安装在张力测量装置上的外观的立体图。

图6是示意图，其显示了在耐久度性能测试中采用的动力传输系统的布局。

图7是显示了耐久度性能测试结果的柱状图。

参考标号说明

10：齿形带            11：带主体

12：齿牙橡胶层        13：背衬橡胶层

14：芯部橡胶层        15：齿牙部分

16：齿牙底部部分      17：齿牙织物

18：绳索元件          20：短纤维

21：中间织物

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明的实施方式。

图1显示了本发明的齿形带的实施方式。齿形带10可以是用在汽车等等的内燃机当中的环形正时带，并且它可以是动力传输带，以用于通过与滑轮等等相接合而将动力从曲轴传输到凸轮轴。

齿形带10包括带主体11和绳索元件18，该绳索元件18嵌埋在带主体11内并且在带的纵向方向上延伸。绳索元件18可以是在齿形带10的带的纵向方向上螺旋缠绕的一对绳索，以使得多个绳索在宽度方向上布置，从而配置了带10的拉伸构件。在一个侧面(齿牙表面)11A上，齿牙部分15和齿牙底部部分16在纵向方向上交替布置。带主体11的侧面11A，亦即齿牙部分15和齿牙底部部分16的表面，覆盖有齿牙织物17。

带主体11与设在带主体11的齿牙表面11A一侧上的齿牙橡胶层12、设在带主体11的另一侧(背面)11B上的背衬橡胶层13、以及设在齿牙橡胶层12和背衬橡胶层13之间的芯部橡胶层14一体形成。绳索元件18定位在背衬橡胶层13和芯部橡胶层14之间的边界表面上，并且背衬橡胶层13和芯部橡胶层14之间的边界表面与带10的间距区域大致重合。也就是说，在本实施方式当中，带主体11的背侧形成了背衬橡胶层13，同时带主体11的齿牙表面一侧直到绳索元件18是通过将齿牙橡胶层12层叠到芯部橡胶层14上而形成的。

芯部橡胶层14和齿牙橡胶层12之间的边界表面的形状对应于齿牙表面11A的形状，从而它在带的纵向方向上的齿牙部分15的中心处与间距区域(绳索元件18)相隔最远，并且当该边界表面的形状靠近齿牙底部部分16的时候接近间距区域(绳索元件18)。也就是说，在齿牙部分15的内侧，芯部橡胶元件14对应于齿牙部分15进行膨胀，并且它构成了齿牙部分15的内部的中心部分。进一步地，齿牙部分15内的齿牙橡胶层12层叠在芯部橡胶层14上，从而覆盖了芯部橡胶层14的齿牙表面11A一侧，并且该齿牙橡胶层12沿着齿牙表面11A进行布置。另一方面，芯部橡胶层14和齿牙橡胶层12都在齿牙底部部分16处和齿牙底部部分16附近表示相对较薄的层。

齿牙橡胶层12、背衬橡胶层13和芯部橡胶层14是通过对橡胶合成物固化而形成。作为用于橡胶层12-14的橡胶成分，可以使用HNBR(氢化丁腈橡胶)、氟橡胶、NBR(丁腈橡胶)、它们的混合物、或者这些橡胶成分的其中之一与另一种类型的橡胶相混合的物质等等。然而，在这些橡胶成分之中，优选的使用HNBR。进一步地，对于橡胶层12-14中的橡胶成分而言，优选地对所有的层使用同一种类型的橡胶。

除了橡胶成分之外，用于每个橡胶层12-14的橡胶合成物包含各种类型的添加剂，其包括固化剂、抗氧化剂、固化加速剂、炭黑等等。进一步地，诸如(甲基)丙烯酸锌等等的α，β-烯键式不饱和羧酸的金属盐被优选地结合到橡胶层12-14的橡胶合成物当中，以提高它们的强度。进一步地，如后面所描述的那样，高密度聚乙烯与齿牙橡胶层12的橡胶合成物相混合，并且短纤维混合到芯部橡胶层14当中。

大量的短纤维20几乎均匀地混合到了芯部橡胶层14当中，从而它的模量被形成为大于齿牙橡胶层12和背衬橡胶层13的模量，齿牙橡胶层12和背衬橡胶层13的任意一者都没有与短纤维20相混合。具有相对较高的模量的芳族聚酰胺短纤维优选地作为短纤维20而被采用。在本实施方式当中，通过增大芯部橡胶层14的模量使其大于齿牙橡胶层12的模量，可以使得齿牙的表面区域变得柔软，同时维持了整个齿牙部分15的刚度。因此，芯部橡胶层14免于遭受齿牙的变形，同时减轻了带操作期间产生的噪音量，因而限制了齿牙根部或者齿牙底部的裂缝的生成，并且能够提高齿牙部分15的耐久度。

应注意的是，橡胶层的模量被定义为从与橡胶层相同的橡胶合成物中进行硫化而获取的测试件在JIS K6251测量中伸长20％而获得的应力。应注意的是，对于混合了短纤维的橡胶层而言，短纤维在测试件的一个方向上定向，并且模量是通过在上述定向方向上拉伸所述测试件的测量来限定的。进一步地，所述测试件是通过利用哑铃形状的第五类型的JIS K6251而抽取的硫化橡胶。

短纤维均匀分分布整个芯部橡胶层14。具体来说，短纤维20在齿牙部分15的中心区域内大致沿着带的厚度方向上定向；所述纤维相对于厚度方向比他们从中心区域朝向齿牙表面更加倾斜，从而纤维沿着齿牙表面铺设；并且所述纤维在齿牙部分15的顶部和齿牙底部部分16附近大致沿着带的纵向方向定向。

在该实施方式当中，通过对包含了高密度聚乙烯的橡胶合成物进行硫化而形成了齿牙橡胶层12。对于添加到橡胶合成物中的高密度聚乙烯来说，可以使用颗粒型或者纤维型，并且它的表面可以经受表面处理，其中添加了OH基和/或COOH基。应注意的是，在本说明书当中，高密度聚乙烯被认为具有0.92或以上的比重，并且优选地，该比重为0.92至0.96。进一步地，添加到橡胶合成物当中的高密度聚乙烯的热变形温度(根据ASTM-D648)可以为大约100-130℃，并且它的测粘平均分子量大约为300,000-400,000。应注意的是，所述高密度聚乙烯不具有与另一种分子可交联的部分。

由于上述的高密度聚乙烯包含在了齿牙橡胶层12当中，因此通过动态机械分析方法在大约100-120℃测量的齿牙橡胶层12的tanδ落入到0.100-0.120的范围内。应注意的是，tanδ对应于表示弹性的储能模量(E’)和表示粘度的损耗模量(E”)的比，其被表示为损耗切线(＝E”/E’)。在本实施方式当中，由于齿牙橡胶层12的tanδ在高温环境下落入到上述范围内，因此即使带10在高温环境下操作，作用在啮合面(齿牙表面11A)上的负载能量在高温环境下也能被更有效地吸收，从而防止了在啮合等等期间产生的噪音。进一步地，通过将具有上述特性的高密度聚乙烯结合到齿牙橡胶层12内，由于齿牙橡胶层12和齿牙织物17之间的粘结力增大，因此提高了带的耐久度，同时将tanδ的值维持在上述范围之内。进一步地，具有上述特性的高密度聚乙烯可以通过以下讨论的方法而在良好的条件下与橡胶合成物混掺并配伍混合。并且，通过增大了齿牙部分15所采用的橡胶的粘弹性(tanδ)，能够降低带操作期间的有效张力，而并不降低刚性。

应注意的是，tanδ表示厚度为1.9-2.7mm、宽度为6mm并且长度为5mm的测试件的测量结果。该测试件是由通过对与齿牙橡胶层相同的橡胶合成物在120℃下硫化20分钟而获得的样本构成的。进一步地，对于测量系统来说，采用Shimadzu公司生产的粘弹性分光计(商品名：粘弹性测试机Triton产品TRITEC 2000)，并且在振幅为±2.5％和1Hz频率的测量环境下进行测量。

现在提及齿牙橡胶层12的橡胶合成物，高密度聚乙烯相对于100个重量份的基质橡胶来说混合了10个重量份或更少，优选地是3-10个重量份你，特别是5-10个重量份。当结合了仅仅3个重量份的高密度聚乙烯的时候，耐久度和噪音性能的改善程度有限，当结合了10个重量份以上的时候，耐久度和噪音性能将实质上不会改进。进一步地，当结合了5-10个重量份的时候，可以显著地提高耐久度。应注意的是，“100个重量份的基质橡胶”表示当橡胶合成物与α，β-烯键式不饱和羧酸相混配的时候，橡胶和α，β-烯键式不饱和羧酸的金属盐的总量，并且当橡胶并未与α，β-烯建式不饱和羧酸的金属盐相混配的时候，它表示单独的橡胶的100个重量份。

优选地，背衬橡胶层13和芯部橡胶层14基本上并不与高密度聚乙烯混配。这是因为背衬橡胶层13和芯部橡胶层14远离与滑轮相接合的啮合表面(齿牙表面11A)，从而不必对作用到带啮合表面的负载能量进行吸收。进一步地，当高密度聚乙烯混掺到芯部橡胶层14当中的时候，很难提高齿牙部分的耐久度。

齿牙橡胶层12(亦即，齿牙橡胶片12’，参见图2)的橡胶合成物以如下所示的方式进行制备。首先，除了固化剂，包含有高密度聚乙烯的添加剂与橡胶或者基质橡胶进行混合(初步混合)。在该过程当中，混合温度等于或大于高密度聚乙烯的热变形温度，从而软化状态下存在的高密度聚乙烯混合到橡胶当中，在良好状态下混掺并配伍混合。接着，将固化剂添加到由初步混合产生的橡胶合成物当中，并且该合成物在低于固化剂的硫化温度以下的温度下(初步混合温度以下)进行混合(二次混合)，之后，通过压延操作而获得齿牙橡胶片12’。应注意的是，不是必须要将齿牙橡胶层12的橡胶合成物通过上述的方法进行混合，除非高密度的聚乙烯在大于或等于热变形温度的温度下与橡胶混配物进行混合，而固化剂在低于硫化温度的温度下与橡胶混配物进行混合。例如，除了固化剂的其它添加剂可以在二次混合中进行添加。

大致平行于间距区域(或者绳索元件18)而布置的中间织物21被嵌埋在背衬橡胶层13内，其嵌埋位置与绳索元件18相分隔。该中间织物21在带的纵向方向和带的宽度方向上平面延伸并且在贯穿带的纵向方向和带的宽度方向上进行设置。中间织物12是在带的宽度方向上具有很高的刚度，且中间织物12可以在带的纵向方向上伸展。对于中间织物21而言，优选地采用在带的宽度方向上具有的弹性模量在100GPa或以上的织物，更加优选地，采用180-240Gpa弹性模量的织物。应注意的是，弹性模量是基于JIS L10959.13所定义的初始张力的阻力来测量的。

中间织物21是一种编织织物，其中经纱在带的宽度方向上延伸，纬纱在带的纵向方向上延伸；例如可以是斜纹织物或者平纹织物。并未将高刚度的伸展纱线来用作中间织物21的经纱22。例如，采用了由芳族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维、碳纤维或它们相混合的纤维所构成的纤维。诸如羊毛尼龙的卷曲的尼龙纱线等等的伸展纱线用作了纬纱23。

在本实施方式中，齿形带10的扭转刚度得到提高，而并未增大齿牙部分15的刚度，这是因为在带的宽度方向上具有高刚度的中间织物21被嵌埋在背衬橡胶层13内，因此，可以减小带操作期间的在齿牙宽度方向上的应力集中。当带的宽度方向上的应力集中得到减小的时候，所述带承担的负载在带的宽度方向上均匀分布，并且带的耐久度可以得到增强。进一步地，中间织物21可以在下面描述的制造过程中轻易地安装在齿形模具上，这是因为伸展纱线被用作了在中间织物的带的纵向方向上延伸的纱线。因此，可以提高带的模制能力。应注意的是，在本实施方式中可以将中间织物21排除在外。

齿牙织物17可以优选地包括聚芳基化物纤维。齿牙织物17可以由编织织物构成，该编织织物是通过在带的宽度方向上延伸的经纱和在带的纵向方向上延伸的纬纱而编织的，并且所述纬纱可以优选地包括聚芳基化物。例如，该纬纱可以是双组分的长丝纱线，其包括由聚芳基化物纤维构成的纱线和由具有比聚芳基化物纤维更高的伸展性能的纤维构成的纱线(以下称作高伸展纤维纱线)。双组分的长丝纱线可以采用高伸展的纤维纱线来作为芯部纱线，其中聚芳基化物纤维纱线裹绕在该芯部纱线周围，并且进一步地，聚芳基化物纤维纱线裹绕有覆盖纱线。

例如，聚氨酯弹性纱线等等被用于上述的高伸展性的纤维纱线，并且由尼龙纤维、聚酯纤维等等构成的纱线用于覆盖纱线。用作纬纱的聚芳基化物纤维包括完全的芳香族聚酯，具体而言，可以使用VECTRAN(KURRARAY有限公司的一种产品的品牌名称)。齿牙织物17的经纱的材料可以包括-但并非限制于-尼龙纤维或者聚酯纤维等等。

齿牙织物17可以优选地承受橡胶胶浆浸渍处理，从而将织物浸泡在橡胶胶浆中并在其粘结到带主体11的齿牙表面11A之前进行干燥。因而在硫化模制期间对橡胶胶浆进行了硫化，从而齿牙织物17更加轻易地粘结到了齿牙橡胶层12。所述橡胶胶浆除了橡胶组分以外还优选地包括高密度聚乙烯。对于高密度聚乙烯而言，使用了混掺到齿牙橡胶层12的相同的材料。因为在橡胶胶浆中所包含的高密度聚乙烯增强了齿牙橡胶层12和齿牙织物17之间的粘结，并且进一步减小了齿牙表面的摩擦系数，因此能够延长带10的寿命。并且，由于具有上述特性的高密度聚乙烯可以被充分的混合并且可以与橡胶胶浆的橡胶组分配伍，因此在带的操作期间可以防止齿牙织物的分离。

对于橡胶胶浆而言，高密度的聚乙烯可以优选地将15至40重量份与100重量份的橡胶组分进行混掺。当高密度聚乙烯的配方小于15重量份的时候，则带的摩擦系数的减小程度受到限制，并且齿牙织物17和齿牙橡胶层12之间的粘结不够充分。进一步地，当混掺了40重量份以上的高密度聚乙烯的时候，则尤其在高温环境下的摩擦系数由于高密度聚乙烯的软化所引起的粘性而得到增大，因此，带的耐久度可能无法充分提高。优选地，可以将24-40重量份的高密度聚乙烯相对于100重量份的橡胶胶浆中的橡胶组分进行混掺，从而提高带的耐久度，并且进一步地，甚至更优选地将24-32重量份进行混掺，从而增大齿牙织物17和齿牙橡胶层之间的粘结强度，同时充分地减小摩擦系数。

橡胶胶浆是橡胶合成物，其中包含了高密度聚乙烯、固化剂、抗氧化剂、硫化加速剂、炭黑等等的各种类型的添加剂混掺到橡胶当中，进一步地，酚醛树脂等等的有机增强材料与溶剂一起添加到橡胶中。对于橡胶胶浆的橡胶组分来说，采用了与橡胶层12-14中罗列的示例性橡胶相同类型的橡胶；然而，可以优选地使用HNBR和/或与橡胶层12相同类型的橡胶。进一步地，当橡胶胶浆的橡胶合成物包含高密度聚乙烯的时候，该橡胶合成物可以优选地通过将合成物以和齿牙橡胶层12的橡胶合成物相同的方式进行混合而获得。

接下来，将参考图2和3来说明齿形带10的制造过程。图2表示了将齿形模具31裹绕设置了橡胶的预成型齿牙织物32、绳索18’以及附接了第一背衬橡胶片13A’和第二背衬橡胶片13B’的中间织物21’。应注意的是，在硫化模制之后，齿牙橡胶片12’、芯部橡胶片14’以及背衬橡胶片13A’和13B’看上去与齿牙橡胶层12、芯部橡胶层14和背衬橡胶层13一样。上述的橡胶片是未硫化的橡胶合成物，每个合成物都形成为片状，并且芯部橡胶片14’装载有短纤维20。进一步地，齿牙织物17’、绳索18’和中间织物21’将会显露为齿牙织物17、绳索元件18和中间织物21。

在本方法中，在上述的橡胶胶浆中承受了浸渍处理的齿牙织物17’被预成型为波纹状，并且齿牙部分15’和齿牙底部部分16’在预定方向上交替设置在齿牙织物17’上。齿牙橡胶片12’和芯部橡胶片14’接着按照该顺序而被挤压并且附接到预成型的齿牙织物17’，并且被整合从而提供了设置了橡胶的预成型的齿牙织物32。在该过程中，齿牙橡胶片12’和芯部橡胶片14’被压缩并且相对较厚地粘合到齿牙织物17’的齿牙部分15’上，同时相对较薄地压缩到齿牙底部部分16’上。进一步地，在执行挤压粘合操作之前，芯部橡胶片14’的短纤维20在上述的方向上定向；然而，短纤维20在齿牙部分15’内部沿着齿牙部分的轮廓的方向定向。

接着制备用于对齿形带10进行硫化模制的齿形模具31。齿形模具31为圆柱形并且它的外圆周表面的形状与带10的齿牙表面的形状重合，从而在圆周方向上交替设置了内凹部分33和外凸部分34。首先，设置了橡胶的预成型的齿牙织物32裹绕在齿形模具31的圆周表面周围，其中每个齿牙部分15’布置在每个内凹部分33的内侧。应注意的是，每个齿牙部分15’通常并不是形成为完全与内凹部分33相同，从而在齿牙部分15’和内凹部分33之间存在间隙。

接着，绳索18’螺旋裹绕在设置了橡胶的预成型的齿牙织物32的芯部橡胶片14’的周围。在裹绕了绳索18’的时候，附接到预定厚度的第一背衬橡胶片13A’的中间织物21’裹绕有背衬橡胶片13A’，其朝着模具31并朝着绳索18’而面向向内。然而，第一背衬橡胶片13A’可以被处理为与中间织物21’不同的构件，从而第一背衬橡胶片13A’和中间织物21’可以按照这个顺序而围绕绳索18’进行裹绕。应注意的是，在该过程中，经纱22在模具31的轴向方向上对齐，纬纱23在模具31的圆周方向上对齐。在裹绕中间织物21’的时候，第二背衬橡胶片13B’被进一步地裹绕。裹绕了设置有橡胶的预成型的齿牙织物32等等的齿形模具31安装在硫化装置(图中未示)内部。在该硫化装置内部，设置了橡胶的预成型的齿牙织物32和裹绕在齿形模具31周围的其他材料可以被蒸汽加热，并通过硫化袋等等从外部向内挤压，该硫化袋等等可以设置在硫化装置内部。

通过上述的挤压和加热，橡胶片12’、13A’、13B’和14’被向内挤压，其具有增强的流动性，从而第二背衬橡胶片13B’流过了中间织物21’的经纱22和纬纱23之间的空间，并流入到它与第一背衬橡胶片13A’相整合的内部空间中。因而中间织物21’嵌埋到背衬橡胶片13A’和13B’内部。进一步地，绳索18’也被嵌埋在背衬橡胶片13A’和芯部橡胶片14’之间。进一步地，齿牙织物17’被这些橡胶片挤压成了与模具31的外圆周表面一致的形状，从而形成了带的齿牙表面。在该过程中，一部分短纤维20进一步地在带的厚度方向上定向，从而在芯部橡胶片内侧的短纤维20将会如图1所示的那样被定向。进一步地，每个橡胶片通过上述的挤压和加热进行硫化，并且每个橡胶片、齿牙织物17’、中间织物21’以及绳索18’都被整合，从而获得了如图3所示的带厚板10’。该带厚板10’从齿形模具31中移除，进行打磨并接着进行切割从而形成齿形带10(参考图1)。

实例

以下，显示了多个实例来展现本实施方式的特定实例；然而，本发明不应当被限制为以下描述的实例。

[可行的实例1]

经纱和纬纱通过2/2斜纹编织的织物被制备成齿牙织物。该齿牙织物的经纱是110分特的尼龙66的长丝，而纬纱是双组分的长丝纱线，其中芯部纱线是裹绕了280分特的聚芳基化物纤维纱线[VECTRAN(KURARAY有限公司的一种产品的品牌名称)]的470分特的聚氨酯弹性纱线，以及进一步裹绕了110分特的尼龙66的覆盖纱线的聚芳基化物纤维纱线。所述齿牙织物接着承受了浸渍处理，从而它浸蘸到橡胶胶浆(该橡胶胶浆包含表1中表示的橡胶合成物)中，并且进行干燥(在100℃下干燥5分钟)。通过将橡胶成分与除了固化剂之外的添加剂在120℃以上的温度相混合(初步混合)而获得所述橡胶胶浆；接着在固化剂的硫化温度以下的温度下在固化剂中进行混合(二次混合)从而获得所述橡胶合成物；接着将MEK和酚醛树脂添加到橡胶合成物当中。对于橡胶胶浆来说，橡胶合成物、酚醛树脂和MEK的重量比是100∶33∶500。

[表1]

＊Zetpol 2020(ZEON公司产品的品牌名称)被用作橡胶成分，并且INHANCE PEF纤维(FLUOROSEAL公司的产品的品牌名称)用作HDPE(高密度聚乙烯)。

对包含有表2中所呈现的橡胶合成物的背衬橡胶片(第一和第二背衬橡胶片)、芯部橡胶片和齿牙橡胶片进行制备。在可行的实例1当中，对于齿牙橡胶片而言，将3个重量份的高密度聚乙烯与100个重量份的基质橡胶相混配。应注意的是，通过与应用到橡胶胶浆的橡胶合成物的相同方法混合得到的橡胶合成物进行压延操作而获得了齿牙橡胶片。进一步地，纤维长度为1mm的芳族聚酰胺短纤维装载到芯部橡胶片当中，并且芯部橡胶片的模量大于第一和第二背衬橡胶片以及齿牙橡胶片的模量。利用橡胶胶浆执行对齿牙织物的浸渍处理，并且将齿牙橡胶片和芯部橡胶片挤压结合到齿牙织物上，从而获得设置了橡胶的预成型的齿牙织物。进一步地，将第一背衬橡胶片应用到中间织物的一侧。

[表2]

＊1在表中，对于HNBR/(HNBR+二甲基丙烯酸锌)以及二甲基丙烯酸锌/(HNBR+二甲基丙烯酸锌)用重量比进行了表示，并且对其它组分用重量份进行了表示。

＊2HNBR聚合物是氢化率为99％的HNBR。

＊3包含二甲基丙烯酸锌(1)的聚合物是这样一种橡胶基质，其HNBR与二甲基丙烯酸锌的混配比(重量比)为55∶45，并且HNBR的氢化率为99％。

＊4包含二甲基丙烯酸锌(2)的聚合物是这样一种橡胶基质，其HNBR与二甲基丙烯酸锌的混配比(重量比)为83∶17，并且HNBR的氢化率为96％。

＊5INHANCE PEF纤维(FLUOROSEAL公司的产品的品牌名称)被用作HDPE。

与第一和第二背衬橡胶片进行附接的设置了橡胶的预成型的齿牙织物、绳索和中间织物按顺序裹绕在模具周围。对于中间织物而言，其编织织物的羊毛尼龙纱线的纬纱是470分特的尼龙66，而经纱是440分特的与芳族聚酰胺纤维捻合的纱线(TEIJIN产品的品牌名称为TECHNORA HM)，并且上述经纱和纬纱进行平织，其中所述编织织物的纬纱与在模具的周向方向上对齐。在经纱方向上(对应于带的宽度方向)的中间织物的弹性模量在裹绕在模具周围之前是100GPa。安装在模具上的橡胶片和其他材料通过在硫化装置中进行加热和挤压而承受了硫化模制，从而获得了带厚板。对所述带厚板进行了打磨和切割，从而获得了带宽度为16mm、周长为900mm和齿牙数为92的齿形带。

[可行实例2]

可行实例2以与可行实例1相同的方式得以执行，不同之处在于5个重量份的高密度聚乙烯与100个重量份的齿牙橡胶片的基质橡胶进行混配。

[可行实例3]

可行实例3以与可行实例1相同的方式得以执行，不同之处在于10个重量份的高密度聚乙烯与100个重量份的齿牙橡胶片的基质橡胶进行混配。

[比较实例1]

比较实例1以与可行实例1相同的方式得以执行，不同之处在于没有高密度聚乙烯与齿牙橡胶片的基质橡胶进行混配。

[比较实例2]

比较实例2以与可行实例1相同的方式得以执行，不同之处在于15个重量份的高密度聚乙烯与100个重量份的齿牙橡胶片的基质橡胶进行混配。

[带的评估]

可行实例1-3和比较实例1-2的所有齿牙橡胶层的tanδ在100、120和140℃下按照上述方法进行了测量。表3中列出了Tanδ的测量结果。如表3所示，可以理解，对于可行实例1-3，在100℃和120℃下的tanδ落入到0.100-0.120的范围内。另一方面，如表3所示，可以理解，对于比较实例1-2，在100℃和120℃下的tanδ落入到0.100-0.120的范围之外。并且，从表3中明显看出的是，通过添加10个重量份(PBW)高密度聚乙烯，在100℃-140℃范围内的tanδ的值保持在0.100-0.120内，这可以理解为，在高温条件下tanδ的变化率很小。

[表3]

可行实例1-3和比较实例1-2的齿牙织物和齿牙橡胶层之间的结合强度通过结合强度测试而进行了评估。在该测试中，如图4所示，使用了结合强度测试样本50。通过将齿牙织物设置在未硫化的橡胶片上并接着在挤压机施加的压力下在160℃将它们硫化20分钟，使得齿牙织物和未硫化的橡胶片被整合到结合强度测试样本50当中。结合强度测试样本50的尺寸为：长度是100mm，宽度是25mm并且厚度为4mm。对于所有的可行实例和比较实例的未硫化的橡胶片而言，使用了包含相同成分的橡胶合成物；对于所有的可行实例和比较实例的齿牙织物而言，使用了承受相同的浸渍处理的齿牙织物。

图5显示了如何将结合强度测试样本安装在张力测量装置上。如图5所示，结合强度测试样本50的齿牙织物52和橡胶片51被略微隔开，从而齿牙织物52的端部被卡盘61夹住，并且橡胶片51的端部被卡盘62夹住。两个端部都在50mm/min的速度下被牵拉，直到它们互相分离。对于该分离所需要的力被确定为结合强度。在120℃的高温条件下进行该结合强度测试。表4显示了结合强度测试的结果。

[表4]

图6显示了内燃机的动力传输系统的布局实例。在该动力传输系统上执行上述的可行实例和比较实例的耐久度性能测试。动力传输系统40包括：连接到曲轴的主动滑轮41，其中该主动滑轮具有20个齿牙并且测量直径为60mm；连接到凸轮轴的滑轮42和43，其中每个滑轮具有40个齿牙并且测量直径为121mm；以及平的张紧滑轮44，其测量直径为80mm。该系统在4000rpm的转速下旋转，其旋转时的条件为：齿形带10绕着滑轮41-43被拖拽并且通过张紧滑轮44将张力从外侧施加到带的松弛一侧范围上，一直测量到带被破坏的持续时间。应注意的是，在120℃的周围温度下执行该测试。图7中显示了可行实例和比较实例中的每一者的规格化的带的持续时间，其中100表示比较实例1的带的持续时间。

进一步地，在齿形带10的工作期间产生的噪音是通过收听者的肉耳来确认，其中齿形带10安装在与耐久度性能测试中使用的相同的动力传输系统40上。表5中列出了结果。在表5中，“G”表示当产生了相对较少噪音的时候，而“N”表示当产生了相对较多噪音的时候。

[表5]

可行实例1	可行实例2	可行实例3	比较实例1	比较实例2
					G	G	G	N	N

在每个可行实例当中，当10个重量份的高密度聚乙烯与齿牙橡胶层进行混配的时候，在100-120℃的条件下的tanδ的值处在0.100-0.120的范围内，并且齿牙橡胶层和齿牙织物之间的粘结力得到改善。因此，齿形带在高温条件下的耐久度得到提高，并且在带的工作期间的噪音性能也得到改善。另一方面，当高密度聚乙烯并未与齿牙橡胶层进行混配的时候，或者当它以15个或者更多个重量份进行混配的时候，噪音性能和耐久度并未反映出充分的改善。

Claims (7)

1.一种齿形带，包括：

带主体，该带主体中的一个面具有在带的纵向方向上交替布置的齿牙部分和齿牙底部部分；

所述带主体包括齿牙橡胶层，该齿牙橡胶层沿着所述齿牙部分的外周面设置；并且

通过对橡胶合成物进行固化而形成了所述齿牙橡胶层，该橡胶合成物相对于100个重量份的基质橡胶而言包括10个重量份或以下的高密度聚乙烯。

2.根据权利要求1所述的齿形带，其中所述带主体还包括配置在所述齿牙部分内侧的芯部橡胶层，并且所述齿牙橡胶层被布置成包裹了所述芯部橡胶层的一个侧面。

3.根据权利要求2所述的齿形带，其中所述芯部橡胶层的模量大于所述齿牙橡胶层的模量。

4.根据权利要求3所述的齿形带，其中所述芯部橡胶层装载有短纤维。

5.根据权利要求2所述的齿形带，其中所述带主体包括设在另一个面上的背衬橡胶层；所述芯部橡胶层设在所述背衬橡胶层和所述齿牙橡胶层之间；并且在带的纵向方向上延伸的绳索元件被嵌埋到所述芯部橡胶层和所述背衬橡胶层之间的边界内。

6.根据权利要求1所述的齿形带，还包括覆盖了所述齿牙部分的外表面的齿牙织物，该齿牙织物利用包括有高密度聚乙烯的橡胶胶浆而经受了浸渍处理。

7.根据权利要求1所述的齿形带，其中所述齿形带被应用到内燃机当中。

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