CN105593567A - 平带及其制造方法 - Google Patents

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Bando Chemical Industries Ltd
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Abstract

平带(B)中构成带内周面的部分(11)由橡胶组合物形成。所述橡胶组合物中包括纤维直径为300～1000nm的有机纤维的纳米纤维(16)。

Description

平带及其制造方法
技术领域
本发明涉及平带及其制造方法。
背景技术
目前正在研究将弹性体中分散有纳米纤维的复合材料应用在汽车部件或电子部件中。
例如，专利文献1中公开了在乙烯-α-烯烃弹性体的基体中添加海岛型复合短纤维，使海成分熔融并将岛成分的纤维直径为10～5000nm的纳米纤维分散在基体乙烯-α-烯烃弹性体中的纤维增强弹性体成型品。
专利文献2中公开了用于齿形带、平带等汽车专用带或工业用带的纤维增强弹性体，该纤维增强弹性体是将由聚烯烃、第一弹性体以及二氧化硅组成的基体中分散纤维直径为1μm以下、长径比为2～1000的纳米纤维的纤维增强热塑性树脂组合物以及第二弹性体进行混炼而得到的弹性体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2012-207220号公报
专利文献2：特开2012-77223号公报
发明内容
本发明的平带的构成带内周面的部分由橡胶组合物形成，所述橡胶组合物包括纤维直径为300～1000nm的有机纤维的纳米纤维。
本发明的平带的制造方法，包括：
橡胶组合物制作步骤，通过在复合材料的热塑性树脂的融点或软化温度以上的温度下，对橡胶成分和所述复合材料进行混炼，制作用于形成构成带内周面的部分的未交联橡胶组合物，所述复合材料具有热塑性树脂的海和纤维直径为300～1000nm的有机纤维的纳米纤维的集束体的多个岛的海岛结构。
附图说明
图1为示出从实施方式的平带上切下的一部分的立体图；
图2为实施方式的平带的带内周面的表观摩擦系数的测定方法说明图；
图3为示出使用了实施方式的平带的带传动装置的带轮布置例的图；
图4为复合材料的立体图；
图5(a)～(c)是示出实施方式的平带的制造方法的第一说明图；
图6为示出实施方式的平带的制造方法的第二说明图；
图7为示出实施方式的平带的制造方法的第三说明图；
图8为示出从实施方式的平带的变形例中切下的一部分的立体图；
图9(a)～(c)是示出从实施方式的平带的其他变形例中切下的一部分的立体图；
图10(a)～(c)是示出从实施方式的平带的另一其他变形例中切下的一部分的立体图；
图11(a)和(b)是示出从实施方式的具有增强布的平带的变形例中切下的一部分的立体图；
图12(a)是示出纤维的体积分率与橡胶硬度之间关系的图表，(b)是示出纤维的体积分率与纹理方向的10％伸长率时的拉伸应力(M10)之间关系的图表，以及(c)是示出纤维的体积分率与纹理方向的储能模量(E’)之间关系的图表；
图13(a)是示出纤维的体积分率与摩擦系数之间关系的图表，(b)是示出橡胶硬度与摩擦系数之间关系的图表，以及(c)是示出纹理方向的储能模量(E’)与摩擦系数之间关系的图表；
图14(a)是示出纤维的体积分率与抗弯曲疲劳性评价试验中直至切断时的弯曲次数之间关系的图表，以及(b)是示出橡胶硬度与抗弯曲疲劳性评价试验中直至切断时的弯曲次数之间关系的图表；
图15为示出带运行试验机的带轮布置图。
符号说明
B：平带
B’：平带成型体
10：平带主体
11：内侧橡胶层
11’、12’、13’：未交联橡胶组合物片
12：芯线保持层
13：外侧橡胶层
14：芯线
14’：线材
15：单一橡胶层
16：纳米纤维
17：增强布
21：平带片
22、31、32、33：平带轮
23：负荷传感器
24：铅锤
30：带传动装置
41：圆筒模具
42：橡胶套
50：带运行试验机
51：驱动带轮
52：从动带轮
具体实施方式
以下，基于附图对实施方式进行详细说明。
图1示出实施方式的平带B。实施方式的平带B用于较高负荷条件下使用中要求寿命长的用途，例如鼓风机、压缩机或发电机等驱动传递用途、汽车的辅机驱动用途等。关于实施方式的平带B，例如带长为600～3000mm，带宽为10～20mm，以及带厚为2～3.5mm。
实施方式的平带B具有以层叠带内周侧的内侧橡胶层11和带外周侧的芯线保持层12以及进一步在带外周侧的外侧橡胶层13的方式一体化设置的平带主体10。并且，内侧橡胶层11的内周面构成带内周面的同时，外侧橡胶层13的外侧面构成带外周面。此外，芯线保持层12在带厚方向的中间部分上埋设有芯线14，芯线14配置为在带宽方向上形成具有节距的螺旋。
实施方式的平带B中，内侧橡胶层11由配合有有机纤维的纳米纤维16(以下简称为“纳米纤维16”)的橡胶组合物形成。更具体地，内侧橡胶层11由通过对橡胶成分配合包含纳米纤维16的各种橡胶配合剂并混炼的未交联橡胶组合物进行加热及加压并用交联剂进行交联的橡胶组合物形成。内侧橡胶层11的厚度优选为0.3mm以上，更优选为0.5mm以上，且优选为3.0mm以下，更优选为2.5mm以下。
作为形成内侧橡胶层11的橡胶组合物的橡胶成分，可列举例如乙烯-α-烯烃弹性体、氯丁橡胶(CR)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)、氢化丙烯腈橡胶(H-NBR)、天然橡胶(NR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)等。这些当中，从耐热性和耐寒性的观点考虑优选乙烯-α-烯烃弹性体。
作为乙烯-α-烯烃弹性体的α-烯烃成分，可列举例如丙烯、戊烯、辛烯等。作为二烯成分可列举1,4-己二烯、双环戊二烯、亚乙基降冰片烯等非共轭二烯。作为乙烯-α-烯烃弹性体具体可列举EPDM、EPR等。
形成内侧橡胶层11的橡胶组合物的橡胶成分可以由单一种类构成，另外也可以由多个种类共混橡胶构成。此外，使用乙烯-α-烯烃弹性体作为主成分的共混橡胶时，为不损害其特征，其他橡胶种类的比例优选25质量％以下。
纳米纤维16可无规则地包含在形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中，也可以以在特定方向上取向的方式包含在形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中，两者均可以，但优选为在带宽方向或带厚方向上取向的方式进行包含，相比于带宽方向的弹性模量，带长方向的弹性模量降低而提高抗弯曲疲劳性的观点考虑，优选以带宽方向上取向的方式进行包含。
纳米纤维16的纤维直径为300～1000nm，优选为400nm以上，且优选为900nm以下。纳米纤维16的纤维长度优选为0.3mm以上，更优选为0.5mm以上，且优选为5mm以下，更优选为4mm以下，进一步优选为2mm以下。纳米纤维16的纤维长度与纤维直径之比(长径比)优选为500以上，更优选为1000以上，且优选为10000以下，更优选为7000以下，进一步优选为3000以下。在这里，纳米纤维16的纤维直径和纤维长度可通过SEM等的电子显微镜观察测定。
作为纳米纤维16可列举例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、6-尼龙纤维、6,6-尼龙纤维等纳米纤维。这些当中优选包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维的纳米纤维。纳米纤维16可以只包括单一种类，此外也可以包括多个种类。
对于在形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的纳米纤维16的含量，从按其带宽方向表现高弹性模量化效果的观点考虑，相对于橡胶成分100质量份，优选为1质量份以上，更优选为2质量份以上，此外，从良好加工性的观点考虑，优选为20质量份以下，更优选为15质量份以下，进一步优选为10质量份以下。
对于在形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的纳米纤维16的体积分率，从按其带宽方向表现高弹性模量化效果的观点考虑，优选为1体积％以上，更优选为2体积％以上，此外，从良好加工性的观点考虑，优选为15体积％以下，更优选为13体积％以下，尤其优选为8体积％以下。
此外，一般情况下，平带应用于高负荷传动时，变成在负荷高张力下使用。因此为了在高张力下耐久的同时抑制橡胶的压缩变形，有必要在内周侧的橡胶层增加一定程度的弹性模量(橡胶硬度)。
但是，为了提高内周侧的橡胶层的弹性模量配合短纤维或配合过多的增强剂炭黑时，存在降低带内周面的摩擦系数的问题。
并且，内周侧的橡胶层中使用配合有α,β-不饱和有机酸的金属盐而增强的乙烯-α-烯烃弹性体、氢化丙烯腈橡胶时，虽然运行初期表现出优异的传动能力，但是当长时间运行时，出现带内周面的摩擦系数大幅降低的问题。
但是，根据这种实施方式的平带B，由于构成带内周面的内侧橡胶层11由包括纳米纤维16的橡胶组合物形成，即使少量配合该纳米纤维16也表现出显著提高橡胶组合物的弹性模量，因此可以实现内侧橡胶层11的高弹性模量的同时抑制带内周面的摩擦系数降低。
作为其他橡胶配合剂，可列举例如增强剂、增塑剂、加工油、加工助剂、硫化促进剂、硫化促进助剂、抗老化剂、交联剂等。
作为增强剂，可列举例如炭黑、二氧化硅。作为炭黑，可列举例如SAF、ISAF、N-339、HAF、N-351、MAF、FEF、SRF、GPF、ECF、N-234等炉法炭黑，FT、MT等热解炭黑。增强剂可以只包括单一种类，此外也可以包括多个种类，两者均可以。相对于橡胶成分100质量份，增强剂的含量优选为30～80质量份，更优选为40～70质量份，进一步优选为60～70质量份。
作为增塑剂，可列举例如邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)等邻苯二甲酸二烷基酯、己二酸二辛酯(DOA)等己二酸二烷基酯、癸二酸二辛酯(DOS)等癸二酸二烷基酯等。增塑剂可以只包括单一种类，此外也可以包括多个种类，两者均可以。相对于橡胶成分100质量份，增塑剂的含量优选为0.1～40质量份，更优选为0.1～20质量份。
作为加工油，可列举例如石蜡油、环烷油、芳香族油等。加工油可以只包括单一种类，此外也可以包括多个种类，两者均可以。相对于橡胶成分100质量份，加工油的含量优选为0.1～40质量份，更优选为0.1～20质量份。此外，作为挥发减量少且耐热性优异的市售加工油，公知有例如日本太阳石油公司制造的“Thumper2280”。
作为加工助剂可列举例如硬脂酸、聚乙烯蜡、脂肪酸的金属盐等。加工助剂可以只包括单一种类，此外也可以包括多个种类，两者均可以。相对于橡胶成分100质量份，加工助剂的含量例如为0.1～3质量份。
作为硫化促进剂，可列举例如秋兰姆(Thiuram)系(例如TET等)、二硫代氨基甲酸系(例如EZ等)、亚磺酰胺系(例如MSA等)硫化促进剂。硫化促进剂可以只包括单一种类，此外也可以包括多个种类，两者均可以。相对于橡胶成分100质量份，硫化促进剂的含量例如为2～10质量份。
作为硫化促进助剂，可列举例如氧化镁、氧化锌(锌白)等金属氧化物、金属碳酸盐、硬脂酸等脂肪酸及其衍生物等。硫化促进助剂可以只包括单一种类，此外也可以包括多个种类，两者均可以。相对于橡胶成分100质量份，硫化促进助剂的含量例如为0.5～8质量份。
作为抗老化剂，可列举例如二胺系抗老化剂，酚系抗老化剂等。抗老化剂可以只包括单一种类，此外也可以包括多个种类，两者均可以。相对于橡胶成分100质量份，抗老化剂的含量优选为0.1～5质量份，更优选为0.5～3质量份。
作为交联剂可列举有机过氧化物和硫磺。从提高耐热性的观点考虑作为交联剂优选有机过氧化物。作为有机过氧化物可列举例如过氧化二异丙苯等二烷基过氧化物类、过氧乙酸叔丁酯等过氧化酯类、过氧化二环己酮等过氧化酮类等。有机过氧化物可以只包括单一种类，此外也可以包括多个种类，两者均可以。相对于橡胶成分100质量份，有机过氧化物的含量优选为0.5～10质量份，更优选为1～6质量份。
作为交联剂使用有机过氧化物时，还可以包括共交联剂。作为共交联剂可列举例如三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、三烯丙基异氰脲酸酯、液体聚丁二烯、N,N-间亚苯基双马来酰亚胺等。但是，形成内侧橡胶层11的橡胶组合物即使含共交联剂，也优选不配合丙烯酸锌、甲基丙烯酸锌等α,β-不饱和有机酸的金属盐。更具体地，形成内侧橡胶层11的橡胶组合物优选不是配合α,β-不饱和有机酸的金属盐而增强的乙烯-α-烯烃弹性体、氢化丙烯腈橡胶。作为α,β-不饱和有机酸的金属盐可列举例如丙烯酸锌、甲基丙烯酸锌等。共交联剂可以只包括单一种类，此外也可以包括多个种类，两者均可以。相对于橡胶成分100质量份，共交联剂的含量优选为0.5～10质量份，更优选为2～7质量份。
在形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中包括下述的复合材料的热塑性树脂。相对于橡胶成分100质量份，热塑性树脂的含量例如为1～7质量份。
从防止降低带内周面的摩擦系数的的观点考虑，形成内侧橡胶层11的橡胶组合物优选不包括纤维直径为10μm以上的有机短纤维。但是，在不损害纳米纤维16抑制带内周面的摩擦系数降低效果的范围内，形成内侧橡胶层11的橡胶组合物还可以包括该有机短纤维。并且，此时，优选内侧橡胶层11中在带宽方向上取向方式包括有机短纤维。作为该有机短纤维可列举例如对位芳香族聚酰胺短纤维、棉等纤维素纤维、聚酯纤维等有机短纤维。有机短纤维可以配合单一种类，此外也可以配合多个种类，两者均可以。有机短纤维的长度例如为1～6mm。相对于橡胶成分100质量份，有机短纤维的配合量例如为1～10质量份。
此外，在形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中还可以包括其他如碳酸钙、滑石、硅藻土等填充剂、稳定剂、着色剂等。
基于JISK6253通过类型A硬度计测定的形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的橡胶硬度，优选为79°以上，更优选为82°以上，且优选为95°以下，更优选为92°以下。
如上所述，形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中优选包括以带宽方向上取向方式包含纳米纤维16。此时，形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中，相当于纳米纤维16的取向方向的带宽方向的纹理方向以及相当于带长方向的反纹理方向优选分别具有如下拉伸特性和粘弹性特性。
基于JISK6251测定的形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的纹理方向上的10％伸长率时的拉伸应力(M10)优选为1MPa以上，更优选为1.5MPa以上，且优选为20MPa以下，更优选为18MPa以下。
基于JISK6251测定的形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的纹理方向上的50％伸长率时的拉伸应力(M50)优选为2.0MPa以上，更优选为3.0MPa以上，且优选为20MPa以下，更优选为18MPa以下。
基于JISK6251测定的形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的纹理方向上的抗拉强度(TB)优选为8MPa以上，更优选为10MPa以上，且优选为30MPa以下，更优选为28MPa以下。
基于JISK6251测定的形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的纹理方向上的切断时的伸长率(EB)优选为130％以上，更优选为150％以上，且优选为400％以下，更优选为380％以下。
基于JISK6251测定的形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的反纹理方向上的10％伸长率时的拉伸应力(M10)优选为0.3MPa以上，更优选为0.5MPa以上，且优选为5MPa以下，更优选为3MPa以下。
基于JISK6251测定的形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的反纹理方向上的50％伸长率时的拉伸应力(M50)优选为1MPa以上，更优选为1.5MPa以上，且优选为10MPa以下，更优选为8MPa以下。
基于JISK6251测定的形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的反纹理方向上的100％伸长率时的拉伸应力(M100)优选为1MPa以上，更优选为3MPa以上，且优选为20MPa以下，更优选为18MPa以下。
基于JISK6251测定的形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的反纹理方向上的抗拉强度(TB)优选为5MPa以上，更优选为8MPa以上，且优选为25MPa以下，更优选为23MPa以下。
基于JISK6251测定的形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的反纹理方向上的切断时的伸长率(EB)优选为150％以上，更优选为170％以上，且优选为400％以下，更优选为380％以下。
形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的纹理方向上的10％伸长率时的拉伸应力(M10)与反纹理方向上的10％伸长率时的拉伸应力(M10)之比优选为1以上，更优选为1.5以上，且优选为20以下，更优选为18以下。
形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的纹理方向上的50％伸长率时的拉伸应力(M50)与反纹理方向上的50％伸长率时的拉伸应力(M50)之比优选为1.5以上，更优选为2.0以上，且优选为20以下，更优选为18以下。
基于JISK6394测定的形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的纹理方向上的储能模量(E’)优选为20MPa以上，更优选为30MPa以上，且优选为200MPa以下，更优选为180MPa以下。该纹理方向上的储能模量(E’)是通过以负荷了应变1％时的荷重的1.3倍荷重时的应变为平均应变、应变振幅为0.1％、频率为10Hz以及试验温度为100℃的拉伸方法测定的。
基于JISK6394测定的形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的纹理方向上的损失因子(tanδ)优选为0.01以上，更优选为0.03以上，且优选为0.20以下，更优选为0.18以下。该纹理方向上的损失因子(tanδ)也是通过以负荷了应变1％时的荷重的1.3倍荷重时的应变为平均应变、应变振幅为0.1％、频率为10Hz以及试验温度为100℃的拉伸方法测定的。
基于JISK6394测定的形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的反纹理方向上的储能模量(E’)优选为5MPa以上，更优选为7MPa以上，且优选为40MPa以下，更优选为35MPa以下。该反纹理方向上的储能模量(E’)是通过以平均应变为5％、应变振幅为1％、频率为10Hz以及试验温度为100℃的拉伸方法测定的。
基于JISK6394测定的形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的反纹理方向上的损失因子(tanδ)优选为0.08以上，更优选为0.1以上，且优选为0.30以下，更优选为0.28以下。该反纹理方向上的损失因子(tanδ)也是通过以平均应变为5％、应变振幅为1％、频率为10Hz以及试验温度为100℃的拉伸方法测定的。
形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的纹理方向上的储能模量(E’)与反纹理方向上的储能模量(E’)之比优选为1.5以上，更优选为2以上，且优选为20以下，更优选为18以下。
内侧橡胶层11的表面，即，带内周面的表观摩擦系数μ’优选为0.70以上，更优选为0.75以上，且优选为2.0以下，更优选为1.8以下，进一步优选为1.2以下，更进一步优选为0.85以下。该表观摩擦系数μ’通过如下方式求出的：如图2所示，将平带片21以接触内侧橡胶层11的带内周面的方式以卷绕角度θ卷绕于外径为50～100mm的平带轮22上，卡紧平带片21的上侧端并连接负荷传感器23的同时，卡紧垂直下垂的下侧端并安装铅锤24，然后，为提高从平带片21的负荷传感器23到平带轮22的部分张力，以20m/s的周速旋转平带轮22(图2中为逆时针旋转)，根据此时的铅锤24由来的松缓侧张力Ts和通过负荷传感器23检测的张紧侧张力Tt，基于Euler的数式，通过下述数式求出。此外，该表观摩擦系数μ’的测定方法记载于“带传动的实用设计，带传动技术恳谈会编，株式会社养贤堂发行”的第122页。
[数式1]
μ ′ = ln ( T t / T s ) θ
芯线保持层12和外侧橡胶层13分别形成为截面是横长矩形的带状，并由如下的橡胶组合物形成：通过对橡胶成分配合各种配合剂并混炼的未交联橡胶组合物进行加热及加压，并由交联剂进行交联的橡胶组合物。芯线保持层12的厚度为例如0.6～1.5mm，外侧橡胶层13的厚度为例如0.6～1.5mm。
作为形成芯线保持层12和外侧橡胶层13的橡胶组合物的橡胶成分，与形成内侧橡胶层11的橡胶组合物的橡胶成分相同，可列举例如乙烯-α-烯烃弹性体(EPDM或EPR等)、氯丁橡胶(CR)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)、氢化丙烯腈橡胶(H-NBR)等。这些当中，从耐热性的观点考虑，优选乙烯-α-烯烃弹性体和氢化丙烯腈橡胶，尤其优选EPDM。形成芯线保持层12和外侧橡胶层13的橡胶组合物的橡胶成分可以由单一种类构成，另外也可以由多个种类共混橡胶构成。形成芯线保持层12和外侧橡胶层13的橡胶组合物的橡胶成分优选为相同，形成内侧橡胶层11的橡胶组合物中的橡胶成分也优选为相同。
作为配合剂，可列举例如增强剂、增塑剂、加工油、加工助剂、抗老化剂、交联剂、共交联剂、硫化促进助剂、稳定剂、着色剂、有机短纤维等。此外，形成芯线保持层12和外侧橡胶层13的橡胶组合物中可包括纳米纤维。
作为用于形成芯线保持层12和外侧橡胶层13的橡胶组合物的交联剂，可列举例如有机过氧化物和硫磺。从提高耐热性的观点考虑，这些当中优选有机过氧化物。
作为交联剂使用有机过氧化物时，形成芯线保持层12和外侧橡胶层13的橡胶组合物中，作为共交联剂还可以配合丙烯酸锌、甲基丙烯酸锌等的α,β-不饱和有机酸的金属盐。因此，形成芯线保持层12和外侧橡胶层13的橡胶组合物可以是配合α,β-不饱和有机酸的金属盐而增强的乙烯-α-烯烃弹性体、氢化丙烯腈橡胶。
当平带B卷绕于平带轮上受到张力，则内侧部分和内侧橡胶层11相比芯线保持层12的芯线15从芯线15到平带轮侧受到较大的压紧力。然后，当芯线保持层12为低弹性模量时，芯线15向内侧下沉，芯线保持层12因较大的重复变形而产生热量，可能会导致芯线保持层12过早破损。从该观点考虑，形成芯线保持层12的橡胶组合物优选包括纤维直径为10μm以上的有机短纤维来实现高弹性模量。此外，这种情况下，优选芯线保持层12中以带宽方向上取向的方式包括有机短纤维。作为该有机短纤维，可列举例如6-尼龙纤维、6,6-尼龙纤维、聚酯纤维、棉、芳香族聚酰胺纤维等有机短纤维。有机短纤维可以配合单一种类，此外也可以配合多个种类，两者均可以。有机短纤维的长度例如为1～6mm。相对于橡胶成分100质量份，有机短纤维的配合量例如为10～30质量份。此外，形成外侧橡胶层13的橡胶组合物中可以配合有机短纤维，也可以不配合，两者均可以。
芯线14可以埋设在带厚方向的中央，也可以埋设在接近带内周面侧的一侧，进一步，还可以埋设在带外周面侧，均可以。
芯线14由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纤维等聚酯纤维、芳香族聚酰胺纤维、维纶纤维、玻璃纤维、碳纤维等捻线或编织绳等线材构成。芯线14的外径例如为0.1～2mm。为了赋予相对于芯线保持层11的粘合性，芯线14在成型加工前实施在间苯二酚-福尔马林-乳胶水溶液(以下称为“RFL水溶液”)中浸渍后进行加热的粘合处理和/或在橡胶糊中浸渍后进行干燥的粘合处理。
例如如图3所示，以上构成的实施方式的平带B卷绕于多个平带轮31、32、33而构成带传动装置30。在这里，带传动装置30包括的平带轮31、32、33的个数为例如3～8个。平带轮31、32、33的外径为例如30～500mm。此外，带传动装置30的多个平带轮31、32、33还可以包括设置为接触平带B的带外周面的平带轮33。
此外，实施方式的平带B中通过适当设计内侧橡胶层11和芯线保持层12，芯线15可以均匀分担荷重，其结果是用于高负荷传动时，也能得到高的运行稳定性。并且，可较高地设置带内周面的摩擦系数，同时长时间运行后也能维持该高摩擦系数，即，由于能够抑制摩擦系数降低，因此可较低地设置平带B的初期张力，其结果是通过平带可实现传动特征的高效率传动，例如通过与专利第3680083号公报中公开的防止蛇形系统组合可实现免维护的带传动装置。
接着，基于图4～7对实施方式的平带B的制造方法进行说明。
-构件准备工序-
构件准备工序中，在复合材料的热塑性树脂的融点或软化温度以上的温度下，对橡胶成分、以及具有热塑性树脂的海和纤维直径为300～1000nm的纳米纤维16的集束体的多个岛的海岛结构的复合材料进行混炼后压延，以此制作用于形成构成带内周面的内侧橡胶层11的未交联橡胶组合物片(橡胶组合物制作步骤)。
具体地，首先，在班伯里密炼机等封闭式混炼机中投入交联剂、共交联剂、以及除热塑性树脂和纳米纤维16的复合材料以外的成分，并提供规定能量进行混炼之后，投入复合材料，并在其中包含的热塑性树脂的融点或软化温度以上的温度下进一步混炼。此时，复合材料中热塑性树脂熔融至软化且在橡胶成分中扩散的同时，纳米纤维16的集束体由于剪切力而开纤并分散在橡胶成分中。此外，通过使用这种复合材料进行混炼，可得到纳米纤维16在橡胶成分中的高分散性。
在这里，如图4所示，复合材料M是将纳米纤维16相互独立且并列地以岛状存在于热塑性树脂R的聚合物海中的复合纤维切成杆状的复合材料。
作为热塑性树脂R，可列举例如聚乙烯树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂、尼龙类树脂、聚氨酯类树脂等。热塑性树脂R从混炼时在橡胶成分中扩散的角度考虑，优选与橡胶成分的相溶性高，从该观点考虑，橡胶成分为低极性时，热塑性树脂R优选低极性的聚乙烯树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂。尤其是橡胶成分为乙烯-α-烯烃弹性体时，热塑性树脂R优选聚乙烯树脂。并且，橡胶成分为如丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)极性高时，热塑性树脂R可以是聚乙烯树脂中导入如马来酸等极性基团改性的尼龙类树脂、聚氨酯类树脂等。
热塑性树脂R的融点或软化温度优选为70℃以上，更优选为90℃以上，且优选为150℃以下，更优选为140℃以下。融点是在结晶性聚合物的热塑性树脂R的情况中通过差示扫描量热法(DSC)测定的。软化温度是在无定形聚合物的热塑性树脂R的情况中通过JISK7206测定的维卡软化温度。例如，低密度聚乙烯树脂(LDPE)的融点为95～130℃。高密度聚乙烯树脂(HDPE)的融点为120～140℃。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂(EVA)的融点为65～90℃。超高分子量聚乙烯树脂(UHMWPE)的融点为125～135℃。
作为纳米纤维16，如前述，可列举例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、6-尼龙纤维、6,6-尼龙纤维等纳米纤维。
从良好加工性的观点考虑，复合材料M的外径优选为10μm以上，更优选为15μm以上，且优选为100μm以下，更优选为80μm以下。从控制材料成本的观点考虑，复合材料M的长度优选为0.5mm以上，并且，从提高纳米纤维16的分散性的观点考虑，优选为5mm以下，更优选为2mm以下。复合材料M的长度与复合材料M的外径之比(长径比)优选为20以上，更优选为30以上，且优选为700以下，更优选为500以下。
复合材料M中的纳米纤维16的含量优选为30质量％以上，更优选为50质量％以上，且优选为95质量％以下，更优选为90质量％以下。复合材料M中的纳米纤维16的根数例如为100～1000根。
接着，从封闭式混炼机中排出未交联组合物的块状的混炼物并冷却之后，将其与交联剂一起投入开放式辊、捏合机、班伯里密炼机等混炼机中混炼。此时，交联剂分散在橡胶成分中。
接着，从混炼机中排出未交联橡胶组合物的块状的混炼物后，通过压延辊加工为用于形成内侧橡胶层11的未交联橡胶组合物片。该未交联橡胶组合物片是纳米纤维16在纹理方向即从压延辊中引出的方向上取向的片。
构件准备工序中，同样也制作用于形成芯线保持层12和外侧橡胶层13的未交联橡胶组合物片。此外，对成为芯线14的线材进行规定的粘合处理。
-成型交联工序-
成型交联工序中，如图5(a)所示，圆筒模具41的外周上卷绕外侧橡胶层13用未交联橡胶片13’之后，在其上卷绕芯线保持层12用未交联橡胶片12’。此时，芯线保持层12用未交联橡胶片12’中包括特定方向取向的有机短纤维时，将未交联橡胶片12’的纹理方向，即有机短纤维的取向方向设为与圆筒模具41轴向一致。由此制造的平带B变成芯线保持层12包括以带宽方向取向的有机短纤维。
接着，如图5(b)所示，芯线保持层12用未交联橡胶片12’上螺旋状卷绕成为芯线14的线材14’之后，其上再卷绕芯线保持层12用未交联橡胶片12’。
接着，如图5(c)所示，芯线保持层12用未交联橡胶片12’上卷绕内侧橡胶层11用未交联橡胶片11’，并在圆筒模具41上形成带成型体B’。此时，内侧橡胶层11用未交联橡胶片11’的纹理方向设为与圆筒模具41的轴向一致，则制造的平带B变成内侧橡胶层11包括以带宽方向取向配置的纳米纤维16。
接着，如图6所示，圆筒模具41上的带成型体B’上覆盖橡胶套42，将其放置于硫化罐内密封，通过高热蒸汽等加热圆筒模具41的同时，施压高压将橡胶套42压向筒模具41的半径方向。此时，带成型体B’的未交联橡胶组合物流动的同时与橡胶成分发生交联反应，而且线材14’也对橡胶发生粘合反应，由此，如图7所示，在圆筒模具41上形成筒状带板S。
-研磨加工工序-
研磨加工工序中，从硫化罐内取出圆筒模具41，对圆筒模具41上形成的圆筒状带板S进行脱模后，研磨其外周面和内周面，以使内侧和外侧的厚度均化化。
最后，将带板S切为规定宽度，里外调换，从而得到平带B。
此外，上述实施方式中示出内侧橡胶层11、芯线保持层12以及外侧橡胶层13的三层结构的平带B，但是不特别限定于此，如图8所示，使内侧橡胶层11为内侧表面橡胶层11a和内侧内部橡胶层11b的两层，从而使平带主体10为四层结构，还可以将构成带内周面的部分的内侧表面橡胶层11a作为由包括纳米纤维16的橡胶组合物形成的平带B。此时，如图9(a)所示，可以是使内侧内部橡胶层11b和芯线保持层12为由相同橡胶组合物形成的单一橡胶层15，使平带主体10为形成三层结构的平带B；此外，如图9(b)所示，可以是将芯线保持层12和外侧橡胶层13作为由相同橡胶组合物形成的单一橡胶层15，使平带主体10为三层结构的平带B；进一步地，如图9(c)所示，可以是使内侧内部橡胶层11b、芯线保持层12以及外侧橡胶层13为由相同橡胶组合物形成的单一橡胶层15，使平带主体10为两层结构的平带B。
上述实施方式中将平带主体10作为内侧橡胶层11、芯线保持层12以及外侧橡胶层13的三层的平带B，但是，如图10(a)所示，可以是使芯线保持层12和外侧橡胶层13为由相同橡胶组合物形成的单一橡胶层15，使平带主体10为两层结构的平带B；此外，如图10(b)所示，可以是使内侧橡胶层11和芯线保持层12为由相同橡胶组合物形成的单一橡胶层15而使平带主体10为两层结构，使构成带内周面的部分的内侧橡胶层11和芯线保持层12的单一橡胶层15由包括纳米纤维16的橡胶组合物形成的平带B；进一步地，如图10(c)所示，可以是内侧橡胶层11、芯线保持层12以及外侧橡胶层13为由相同橡胶组合物形成的单一橡胶层15而使平带主体10为单层结构，使构成带内周面的部分的内侧橡胶层11、芯线保持层12以及外侧橡胶层13的单一橡胶层15为由包括纳米纤维16的橡胶组合物形成的平带B。
上述实施方式中为最外层设有外侧橡胶层13的平带B，但是不特别限定于此，如图11(a)所示，可为外侧橡胶层13的外侧设有增强布17的结构，此外，如图11(b)所示，也可以设置增强布17来代替外侧橡胶层13的结构。此外，设有增强布17时，制造平带B时，可以使用在RFL水溶液和/或橡胶糊中实施粘合处理的纺织布或编织布。
实施例
[试验评价1]
(橡胶组合物)
制作下述的实施例1～6以及比较例1～3的橡胶组合物。关于各自的详细组成，如表1所示。
<实施例1>
试验用班伯里密炼机(Banburymixer)中，投入作为橡胶成分的EPDM(DowChemical公司制造EPDM，商品名：NordelIP4640)、以及相对于该橡胶成分100质量份的炭黑(东海碳素公司制造FEF，商品名：SEASTSO)65质量份、加工油(太阳石油公司制造，商品名：Thumper2280)10质量份、作为加工助剂的硬脂酸(新日本理化公司制造，商品名：硬脂酸50S)1质量份、作为硫化促进助剂的氧化锌(堺化学公司制造，商品名：氧化锌三种)5质量份以及抗老化剂(大内新兴化学兴业公司制造，商品名：NocracMB)2质量份，以82rpm转子转数，混炼至达到70W·h的能量，之后投入相对于橡胶成分100质量份的复合材料A(帝人公司制造，聚乙烯树脂-PET纳米纤维复合材料)4.3质量份，进而一直混炼至达到高于复合材料A中包括的聚乙烯树脂的融点的140℃的温度。
接着，从试验用班伯里密炼机中排出未交联橡胶组合物的块状混炼物并在橡胶辊上冷却之后，将其投入到试验用班伯里密炼机中，以54rpm转子转数混炼塑化后，投入相对于橡胶成分100质量份的作为交联剂的有机过氧化物(日本油脂公司制造，商品名：PERCUMYLD(过氧化二异丙苯))3质量份以及作为共交联剂的二甲基丙烯酸乙二醇酯(三新化学工业公司制造，商品名：AcidesterEG)2质量份，混炼至达到100℃的温度。
然后，从试验用班伯里密炼机中排出未交联橡胶组合物的块状混炼物并在橡胶辊上冷却之后，通过压延辊将其压延，制作厚度为0.6～0.7mm的实施例1的未交联的橡胶组合物片。
复合材料A具有融点为130℃的聚乙烯树脂的海和纤维直径为840nm的700根聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维的纳米纤维的集束体的700个岛的海岛结构，聚乙烯树脂的含量为30质量％，纳米纤维的含量为70质量％，外径为28μm，长度为1mm，长径比为35.7。因此，复合材料A中包含的纳米纤维的长径比为1190。此外，相对于橡胶成分100质量份，实施例1的橡胶组合物中的聚乙烯树脂和纳米纤维的含量分别为1.3质量份和3质量份。
实施例1的橡胶组合物的纳米纤维的体积分率为2.2体积％。
<实施例2>
除复合材料A的配合量相对于橡胶成分100质量份为8.6质量份之外，与实施例1构成相同地制作实施例2的未交联的橡胶组合物片。
相对于橡胶成分100质量份，实施例2的橡胶组合物中的聚乙烯树脂和纳米纤维的含量分别为2.6质量份和6质量份。
实施例2的橡胶组合物的纳米纤维的体积分率为2.5体积％。
<实施例3>
除复合材料A的配合量相对于橡胶成分100质量份为13.5质量份之外，与实施例1构成相同地制作实施例3的未交联的橡胶组合物片。
相对于橡胶成分100质量份，实施例3的橡胶组合物中的聚乙烯树脂和纳米纤维的含量分别为4质量份和9.5质量份。
实施例3的橡胶组合物的纳米纤维的体积分率为3.9体积％。
<实施例4>
除相对于橡胶成分100质量份配合复合材料B(帝人公司制造，聚乙烯树脂-PET纳米纤维复合材料)4.3质量份来代替复合材料A之外，与实施例1构成相同地制作实施例4的未交联的橡胶组合物片。
复合材料B具有融点为130℃的聚乙烯树脂的海和纤维直径为400nm的700根聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维的纳米纤维的集束体的700个岛的海岛结构，聚乙烯树脂的含量为30质量％，纳米纤维的含量为70质量％，外径为14μm，长度为1mm，长径比为71.4。因此，复合材料B中包含的纳米纤维的长径比为2500。此外，相对于橡胶成分100质量份，实施例4的橡胶组合物中的聚乙烯树脂和纳米纤维的含量分别为1.3质量份和3质量份。
实施例4的橡胶组合物的纳米纤维的体积分率为1.3体积％。
<实施例5>
除复合材料B的配合量相对于橡胶成分100质量份为8.6质量份之外，与实施例4构成相同地制作实施例5的未交联的橡胶组合物片。
相对于橡胶成分100质量份，实施例5的橡胶组合物中的聚乙烯树脂和纳米纤维的含量分别为2.6质量份和6质量份。
实施例5的橡胶组合物的纳米纤维的体积分率为2.5体积％。
<实施例6>
除复合材料B的配合量相对于橡胶成分100质量份为13.5质量份之外，与实施例4构成相同地制作实施例6的未交联的橡胶组合物片。
相对于橡胶成分100质量份，实施例6的橡胶组合物中的聚乙烯树脂和纳米纤维的含量分别为4质量份和9.5质量份。
实施例6的橡胶组合物的纳米纤维的体积分率为3.9体积％。
<比较例1>
除不配合复合材料A之外，与实施例1构成相同地制作比较例1的未交联的橡胶组合物片。
<比较例2>
除不配合复合材料A，使6,6-尼龙纤维的有机短纤维(帝人公司制造，商品名：CFN3000，纤维直径：26μm，纤维长度：3mm，长径比：115)的含量相对于橡胶成分100质量份配合为25.5质量份之外，与实施例1构成相同地制作比较例2的未交联的橡胶组合物片。
比较例2的橡胶组合物的有机短纤维的体积分率为11.6体积％。
<比较例3>
除不配合复合材料A，使聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维的有机短纤维(帝人公司制造，商品名：CFT3000，纤维直径：16μm，纤维长度：3mm，长径比：188)含量相对于橡胶成分100质量份配合为25.5质量份之外，与实施例1构成相同地制作比较例3的未交联的橡胶组合物片。
比较例3的橡胶组合物的有机短纤维的体积分率为10.0体积％。
[表1]
*1：DowChemical公司制造，EPDMNordelIP4640
*2：东海碳素公司制造，FEFSEASTSO
*3：帝人公司制造，聚乙烯树脂(30质量％)-PET纳米纤维(纤维直径：400nm、纤维长度：1mm)复合材料(材料直径：14μm)
*4：帝人公司制造，聚乙烯树脂(30质量％)-PET纳米纤维(纤维直径：840nm、纤维长度：1mm)复合材料(材料直径：28μm)
*5：帝人公司制造，6,6-尼龙短纤维(纤维直径：26μm、纤维长度：3mm)
*6：帝人公司制造，PET短纤维(纤维直径：16μm、纤维长度：3mm)
*7：太阳石油公司制造，Thumper2280
*8：新日本理化公司制造，硬脂酸50S
*9：堺化学公司制造，氧化锌三种
*10：大内新兴化学公司制造，NocracMB
*11：日本油脂公司制造，PERCUMYLD
*12：三新化学工业公司制造，AcidesterTMP
(试验评价方法)
对于实施例1～6和比较例1～3，分别通过冲压成型制作交联的橡胶组合物的试验片，实施以下的试验。
<橡胶硬度评价试验>
基于JISK6253，通过类型A硬度计测定橡胶硬度。
<拉伸特性评价试验>
基于JISK6251分别进行纹理方向和反纹理方向的拉伸试验。并且，对于纹理方向，测定了10％伸长率时的拉伸应力(M10)、50％伸长率时的拉伸应力(M50)、抗拉强度(TB)、以及切断时伸长率(EB)。对于反纹理方向，测定了10％伸长率时的拉伸应力(M10)、50％伸长率时的拉伸应力(M50)、100％伸长率时的拉伸应力(M100)、抗拉强度(TB)、以及切断时伸长率(EB)。并且，求出纹理方向上10％伸长率时的拉伸应力(M10)与反纹理方向上10％伸长率时的拉伸应力(M10)之比以及纹理方向上50％伸长率时的拉伸应力(M50)与反纹理方向上50％伸长率时的拉伸应力(M50)之比。
<动态粘弹性特性评价试验>
基于JISK6394，对于纹理方向，通过以负荷了应变1％时荷重的1.3倍荷重时的应变为平均应变、应变振幅为0.1％、频率为10Hz以及试验温度为100℃的拉伸方法测定了储能模量(E’)和损失因子(tanδ)。对于反纹理方向，通过平均应变为5％、应变振幅为1％、频率为10Hz以及试验温度为100℃的拉伸方法测定了储能模量(E’)和损失因子(tanδ)。并且，求出纹理方向的储能模量(E’)与反纹理方向的储能模量(E’)之比。此外，测定中使用了RHEOLOGY公司的粘弹性试验机。
<耐磨损特性、摩擦系数评价试验>
采用pin-on-disk型摩擦磨损试验机，将5mm角的试验片中与纹理方向垂直的面作为滑动面，并将其滑动面以纹理方向和反纹理方向垂直的方向为滑动方向的方式抵接到调温至100℃的S45C制的盘状配合件表面上的同时，对试验片从上负荷19.6N的荷重，以80rpm的转数旋转配合件(滑移速度：15.072m/min)，24小时后测定了磨损体积。试验进行2次，取其平均值作为磨损体积的数据。
此外，将5mm角的试验片中与纹理方向垂直的面作为滑动面，并将其滑动面以纹理方向和反纹理方向垂直的方向为滑动方向的方式抵接到调温至室温(23℃)中S45C制的盘状配合件表面上的同时，对试验片从上负荷19.6N的荷重，以80rpm的转数旋转配合件(滑移速度：15.072m/min)，测定了摩擦系数。
<抗弯曲疲劳性评价试验>
使用德墨西亚(DeMattia)弯曲试验机，对反纹理方向作为长度方向的试验片，以20mm的行程以及每分钟300次的弯曲次数反复弯曲测定了直至切断时的弯曲次数。试验进行2次，取其平均值作为直至切断的弯曲次数数据。
<切割面的表面粗糙度>
使用高速切割机，从纹理方向垂直的方向切断厚度2mm的片作为试验片。然后使用表面粗糙度计(三丰公司制造，Formtracer型号：SV-C4100，Surftester型号：SV3000)，将临界值(Cutoffvalue)设为λc＝0.8mm以及λs＝2.5μm，且扫描速度设为0.5mm/sec以及扫描长度设为8mm，测定了试验片的切割面的最大高度粗糙度(Ry)
(试验评价结果)
试验结果如表2所示。图12(a)～(c)中分别示出纤维的体积分率与橡胶硬度之间关系、纤维的体积分率与纹理方向的10％伸长率时的拉伸应力(M10)之间关系、以及纤维的体积分率与纹理方向的储能模量(E’)之间关系。图13(a)～(c)中分别示出纤维的体积分率与摩擦系数之间关系、橡胶硬度与摩擦系数之间关系、以及纹理方向的储能模量(E’)与摩擦系数之间关系。图14(a)和(b)中分别示出纤维的体积分率与抗弯曲疲劳性评价试验中直至切断时的弯曲次数之间关系、以及橡胶硬度与抗弯曲疲劳性评价试验中直至切断时的弯曲次数之间关系。
根据图12(a)～(c)可知，相比配合有机短纤维的比较例2和3，配合含有纳米纤维的复合材料A或复合材料B的实施例1～6中能够以较少的体积分率得到较高的橡胶硬度和较高的弹性模量。特别是可知纹理方向的10％伸长率时的拉伸应力(M10)和纹理方向的储能模量(E’)中，使纳米纤维的体积分率为1～3体积％能够达到通过使有机短纤维的体积分率为11.6体积％(比较例2)或10.0体积％(比较例)所实现的水准。认为这是因为纤维直径细使长径比大而引起的纳米纤维效果。此外，配合纳米纤维的纤维直径为840nm的复合材料A的实施例1～3和配合纳米纤维的纤维直径为840nm的复合材料B的实施例4～6之间没有发现较大差异。
根据图13(a)～(c)可知，相比配合有机短纤维的比较例2和3，配合含有纳米纤维的复合材料A或复合材料B的实施例1～6中，在相同水准的橡胶硬度和弹性模量(M10，E’)中，具有高摩擦系数。此外，没有配合纳米纤维或有机短纤维的比较例1虽然具有高摩擦系数，但是橡胶硬度和弹性模量(M10，E’)低，因此不适合用作平带的内侧橡胶层。
根据图14(a)可知，相比没有配合纳米纤维或有机短纤维的比较例1，配合含有纳米纤维的复合材料A或复合材料B的实施例1～6中，具有相同水准至其以上的抗弯曲疲劳性，而相比比较例1，配合有机短纤维的比较例2和3中抗弯曲疲劳性很差。并且，根据图14(b)可知，配合含有纳米纤维的复合材料A或复合材料B的实施例1～6中，橡胶硬度高，且抗弯曲疲劳性优异。
[评价试验2]
(平带)
根据与上述实施方式相同的方法，使用实施例2和5以及比较例1～3中的各个橡胶组合物，以纹理方向为带宽方向的方式制作形成有内侧橡胶层的平带。
此外，试验评价2中，以内侧橡胶层的试验评价为目的考虑，为不妨碍该目的，由橡胶硬度的高的橡胶组合物形成芯线保持层和外侧橡胶层。具体地，如表3所示，由如下方式配合的橡胶组合物形成芯线保持层和外侧橡胶层：将EPDM(DowChemical公司制造EPDM，商品名：NordelIP4640)作为橡胶成分，相对于该橡胶成分100质量份，配合炭黑(东海碳素公司制造FEF，商品名：SEASTSO)65质量份、加工油(太阳石油公司制造，商品名：Thumper2280)10质量份、作为加工助剂的硬脂酸(新日本理化公司制造，商品名：硬脂酸50S)1质量份、作为硫化促进助剂的氧化锌(堺化学公司制造，商品名：氧化锌三种)5质量份、抗老化剂(大内新兴化学兴业公司制造，商品名：NocracMB)2质量份、作为交联剂的有机过氧化物(日本油脂公司制造，商品名：PERCUMYLD(过氧化二异丙苯))3质量份、为共交联剂的二甲基丙烯酸乙二醇酯(三新化学工业公司制造，商品名：AcidesterEG)2质量份以及对位芳香族聚酰胺短纤维(帝人公司制造，TECHNORA切纤维CHF-3050，纤维直径：12.3μm，纤维长度：3mm)25质量份。对于形成芯线保持层和外侧橡胶层的橡胶组合物，基于JISK6253通过类型A硬度计测定的橡胶硬度为94°。
[表3]
EPDM 100
FEF炭黑 65
加工油 15
加工助剂：硬脂酸 0.5
硫化促进助剂：氧化锌 517 -->
抗老化剂 2
交联剂：有机过氧化物 3
共交联剂 2
对位芳香族聚酰胺短纤维*13 25
*13：帝人公司制造，TECHNORA切纤维CHF-3050
(纤维直径：12.3μm，纤维长度：3mm)
此外，芯线使用了对位芳香族聚酰胺纤维的外径为0.7mm的捻线。平带的带长为1000mm，带宽为20mm，以及带厚为3mm(内侧橡胶层的厚度为0.8mm)。
(试验评价方法)
<带内周面的表观摩擦系数μ’>
对各平带切出长度为250mm的平带片21，如图2所示，将其以卷绕角度90°卷绕于外径为75mm的平带轮22上，卡紧平带片21的上侧端并连接负荷传感器23的同时，卡紧垂直下垂的下侧端并安装铅锤24，然后，为提高从平带片21的负荷传感器23到平带轮22的部分张力，以20m/s的周速旋转平带轮22，根据此时铅锤24引起的松缓侧张力Ts(＝19.6N)和通过负荷传感器23检测的张紧侧张力Tt中，基于Euler的数式，通过上述数式1求出带内周面的表观摩擦系数μ’。
<带运行试验>
图15示出带运行试验机50。
该带运行试验机50具有外径100mm的平带轮的驱动带轮51、以及在其左侧设置的外径100mm的平带轮的从动带轮52。驱动带轮51相对于平带B以能够负荷载重DW的方式沿左右方向可动地设置。
对于各平带B，卷绕于该带运行试验机50的驱动带轮51和从动带轮52之间，相对于驱动带轮51在右侧负荷300N的轴荷重(载重量DW)而对平带B负荷张力的同时，在动带轮52负荷12N·m的旋转扭矩的状态下，在100℃的温度气氛下，使驱动带轮51以2000rpm的转数旋转。然后，测定截止平带B发生滑移的运行时间。同样地，对轴荷重为400N和500N的情况也进行了试验。此外，轴荷重为400N的情况下超过300小时后也没有发生滑移时，以及轴荷重为500N的情况下超过500小时后没有发生滑移时，在该时刻终止运行。
并且，轴荷重为500N的情况下，开始运行后经过20个小时的时刻，先停止运行，确认内侧表面橡胶层的磨耗状态。然后，将厚度变化为30μm以下，几乎没有磨耗的情况为A，厚度变化大于30μm且80μm以下，磨耗少的情况为B，以及厚度变化超过80μm的情况为C，分别进行了评价。
(试验评价结果)
表4示出试验评价结果。
[表4]
对于带内周面的表观摩擦系数μ’，实施例2为0.85，实施例5为0.91，比较例1为0.82，比较例2为0.55，以及比较例3为0.60。
对于截止发生滑移的运行时间，在轴荷重为300N时，实施例2中是15小时，实施例5中是80小时，比较例1～3中是运行后马上。在轴荷重为400N时，实施例2和5均超过300小时而没有发生滑移，但是比较例1中是260小时，比较例2中是10小时，比较例3中是60小时。在轴荷重为500N时，实施例2和5均超过500小时而没有发生滑移，但是比较例1中由于磨耗明显而在20小时就终止试验，比较例2中是200小时，以及比较例3中是230小时。
对于轴荷重为500N的情况下的运行20小时时的磨耗状态，实施例2是A，实施例5是A，比较例1是C，比较例2是A，比较例3是A。
从上述结果中可知，由配合了含有纳米纤维的复合材料A或复合材料B的实施例2和5中的橡胶组合物形成内侧橡胶层的平带中，轴荷重低的情况下也稳定，能够传递动力的时间长，并且当设定合适的轴荷重时，不发生滑移。因此，当设定适当的轴荷重时，可构成免维护传动装置。并且，由于可以设定较低的轴荷重，因此可以以低张力使用平带的同时，减小因传动时的变形造成的滞后损耗，其结果是可实现低能耗的传动。进一步地，由于磨耗少，因此耐久性优异，磨耗粉造成的环境污染问题也少。
产业上的可利用性
本发明对于平带及其制造方法有用。

Claims (12)

1.一种平带，所述平带的构成带内周面的部分由橡胶组合物形成，其特征在于，
所述橡胶组合物中包括纤维直径为300～1000nm的有机纤维的纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的平带，其特征在于，
所述纳米纤维在带宽方向上取向。
3.根据权利要求1或2所述的平带，其特征在于，
所述纳米纤维的纤维长度为0.3～5μm，且纤维长度与纤维直径之比为500～10000。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的平带，其特征在于，
所述纳米纤维为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的纳米纤维。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的平带，其特征在于，
相对于橡胶成分100质量份，所述橡胶组合物中的纳米纤维的含量为1～20质量份。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的平带，其特征在于，
所述橡胶组合物中的纳米纤维的体积分率为1～15体积％。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的平带，其特征在于，
所述橡胶组合物中包括纤维直径为10μm以上的有机短纤维。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的平带，其特征在于，
所述橡胶组合物中配合有增强剂，相对于橡胶成分100质量份，所述增强剂的含量为30～80质量份。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的平带，其特征在于，
所述带内周面的表观摩擦系数为0.70以上。
10.一种权利要求1至9中任一项所述的平带的制造方法，其特征在于，包括：
橡胶组合物制作步骤，通过在复合材料的热塑性树脂的融点或软化温度以上的温度下，对橡胶成分和所述复合材料进行混炼，制作用于形成构成所述带内周面的部分的未交联橡胶组合物，所述复合材料具有热塑性树脂的海和纤维直径为300～1000nm的有机纤维的纳米纤维的集束体的多个岛的海岛结构。
11.根据权利要求10所述的平带的制造方法，其特征在于，
所述复合材料是将所述纳米纤维相互独立且并列地以岛状存在于所述热塑性树脂的聚合物海中的复合纤维切成杆状的复合材料。
12.根据权利要求10或11所述的平带的制造方法，其特征在于，
所述橡胶成分为乙烯-α-烯烃弹性体，且所述复合材料的热塑性树脂为聚乙烯树脂。
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