CN106715960A - 摩擦传动带及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种摩擦传动带,其是具有摩擦传动面的摩擦传动带(1),其中,所述摩擦传动面被至少含有吸水性纤维的纤维构件(5)包覆,在所述纤维构件的至少表面存在无机质粉体(6)。

Description

摩擦传动带及其制造方法
技术领域
本发明涉及摩擦传动面被布帛(针织布等)包覆、传动效率高、静音性(或安静性或抗噪声产生性)得到改善的摩擦传动带(多楔带等)及其制造方法。
背景技术
汽车的空气压缩机、交流发电机等辅机以发动机作为驱动源,使用带传动装置进行驱动。该带传动装置的传动带中利用了多楔带,所述多楔带具备形成带背面的延伸层、设置于延伸层的单面侧且沿带周长方向延伸形成有多个V字形肋部并且成为与皮带轮的摩擦传动面的压缩层和埋设于延伸层与压缩层之间并且沿带周长方向延伸的芯线。
对于这样的传动带而言,存在在沾水时产生异响的问题。例如,在雨天走行时等,水进入发动机室内,在水渗入到带的摩擦传动面(动力传递面)与皮带轮之间的情况下,摩擦传动面与水的润湿性差而容易排斥水,因此,带的摩擦传动面与皮带轮之间的水的渗入状态变得不均匀。另外,在未渗入水的部位,摩擦系数不会降低而呈带与皮带轮密合的状态,但在渗入水的部位,摩擦系数降低。这样,干燥状态(干燥)和沾水状态(湿润)的部位混合存在于摩擦传动面,两者的摩擦系数的差大时,在带与皮带轮之间容易产生粘滑声。
另外,近年来,在传动带中,对优良的静音性[干燥时(干燥)和注水时(沾水时、湿润)的静音性]的要求正在提高。对于这样的要求,提出了利用布帛包覆摩擦传动面的方法。
在专利文献1中,在带主体的皮带轮接触侧表面(摩擦传动面)上一体地包覆布层,使其以粉体钻入布层的纤维内部的状态存在,由此,抑制橡胶的露出,长期地抑制打滑声。在该文献中记载了:向形成皮带轮接触面的模具成形面喷吹粉体而形成粉体层,将该粉体层与卷绕于带形成用的未硫化橡胶组合物的布层(卷绕地层叠于形成背面橡胶层、胶粘橡胶层、压缩橡胶层的多个未硫化橡胶片的层叠体的布层)压接,将未硫化橡胶组合物硫化,由此,在摩擦传动面形成钻入有粉体的布层,从而防止粉体的脱落。
但是,在专利文献1的方式中,需要在模具成形面形成粉体层,成形和硫化工序变得繁杂,并且容易污染模具。而且,硫化橡胶容易渗出于布层的表面,因此,容易产生粘滑声。此外,摩擦系数依赖于粉体,因此,即使在干燥(dry)状态下能够降低摩擦系数,湿润(wet)状态下的摩擦系数也有可能降低。需要说明的是,在专利文献1中,没有记载关于噪声产生性等的具体数据。
在专利文献2中记载了:在与皮带轮的接触面(摩擦传动面)上涂布粉状的金属皂而形成有金属皂层的传动带即使在沾水时也有效地降低异响。在专利文献2中还记载了利用增强布和金属皂覆盖肋橡胶层的内周面(摩擦传动面)的方法,并记载了:涂布疏水性的金属皂粉末时,与利用滑石粉等亲水性粉体形成的层相比,由于水而不易流出,金属皂粉末作为润滑剂发挥作用从而降低带与皮带轮间的摩擦,能够抑制驱动时的异响产生。另外,在专利文献2的实施例中记载了:利用聚酯/棉混纺丝的平纹织物形成内周面的增强布并且利用RFL水溶液进行胶粘处理,在比较例中记载了:即使在包覆了摩擦传动面的增强布上涂布滑石粉、二氧化硅、碳酸钙等粉末,也会因水而使得粉末流出,过早地产生异响。
但是,对于专利文献2的传动带而言,利用金属皂粉末对摩擦传动面赋予了疏水性,因此,在沾水时,摩擦传动面与皮带轮之间的水的渗入状态仍不均匀。因此,干燥状态下的摩擦系数与湿润状态下的摩擦系数的差增大,有可能产生打滑声。
在专利文献3中记载了一种多楔带,为了提高肋表面的耐久性、使得肋表面的状态持续,该多楔带的肋表面利用包含弹性纱和非弹性纱并且沿规定的两个方向自由伸缩的帆布进行包覆,弹性纱含有聚氨酯,上述非弹性纱包含纤维素基质的纤维或纱。
但是,对于专利文献3的多楔带而言,使橡胶从覆盖肋表面的帆布透过而露出于摩擦传动面,露出于表面的帆布部分减少。因此,有可能干燥状态下的摩擦系数升高、湿润状态下的摩擦系数降低。
在专利文献4中公开了一种动力传动用带,其中,沿带宽度方向取向的短纤维的前端从压缩部侧壁面突出地埋设于可嵌合于皮带轮的V槽的V型压缩部,滑石粉等粉末状的粘性抑制材料以埋入短纤维的突出部的形态附着。对于该带而言,通过粘性抑制材料的附着,压缩部表面(摩擦传动面)的粘合性降低(摩擦系数的降低),能够有效地阻止因摩擦引起的噪声产生。
但是,对于专利文献4的动力传动用带而言,如果使其长期走行,则有可能使无机质粉体从摩擦传动面脱落,不能维持抗噪声产生性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2013/061512号公报
专利文献2:国际公开第2014/091673号公报
专利文献3:日本特表2010-539394号公报
专利文献4:日本实公平7-31006号公报
发明内容
发明所要解决的问题
因此,本发明的目的在于提供静音性(或抗噪声产生性)得到改善的摩擦传动带及其制造方法。
本发明的另一目的在于提供摩擦传动面内的摩擦系数的偏差小、使干燥状态与湿润状态下的摩擦系数的差稳定地小、能够提高抗噪声产生性的摩擦传动带及其制造方法。
本发明的又一目的在于提供能够长期地维持优良的抗噪声产生性的摩擦传动带及其制造方法。
用于解决问题的方法
本发明人为了实现上述课题而进行了深入研究,结果发现,将与皮带轮接触的摩擦传动面(动力传递面)利用含有吸水性纤维的纤维构件包覆并且使粉体存在于该纤维构件的至少表面时,在干燥状态下利用粉体能够抑制摩擦系数的增大,并且,在湿润状态下通过基于吸水性纤维的吸水能够抑制摩擦系数的降低,能够减小两种状态下的摩擦系数的差,能够大幅改善静音性(或抗噪声产生性),从而完成了本发明。
即,本发明的摩擦传动带是一种具有摩擦传动面的摩擦传动带,上述摩擦传动面被至少含有吸水性纤维的纤维构件包覆,在上述纤维构件的至少表面存在有无机质粉体。无机质粉体可以物理性地附着或保持于纤维构件。需要说明的是,摩擦传动带可以具备形成带背面的延伸层、设置于该延伸层的单面侧的压缩层和埋设于上述延伸层与上述压缩层之间并且沿带周长方向延伸的芯体,上述摩擦传动面优选形成于上述压缩层。摩擦传动带可以是具有沿带周长方向延伸的多个V字形肋部的多楔带。
纤维构件可以含有作为第一纤维的吸水性纤维和第二纤维。另外,吸水性纤维可以包含吸水性高的纤维素类纤维,纤维素类纤维可以包含棉纤维。此外,纤维构件可以含有至少可沿纤维的轴向伸缩的伸缩性纤维、例如选自聚氨酯纤维和卷曲纤维中的至少一种伸缩性纤维作为第二纤维。这样的伸缩性纤维(第二纤维)可以形成复合丝。复合丝可以是包含卷曲纤维的膨体丝。例如,复合膨体丝可以为聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)共轭而成的聚酯复合膨体丝。上述纤维构件相对于纤维整体可以以约50质量%~约90质量%的比例含有吸水性纤维。
需要说明的是,纤维构件可以由选自针织布、机织布和无纺布中的至少一种布帛形成,可以利用针织布形成。纤维构件可以利用多层针织布形成,在多层针织布中,在摩擦传动面侧的层中可以含有与摩擦传动面的相反侧的层相比更多的吸水性纤维。此外,纤维构件可以是具有在纵行方向上为30根/英寸以上、在横列方向上为30根/英寸以上、合计为60根/英寸以上的密度的针织布。纤维构件的厚度例如可以为0.3mm以上。
无机质粉体存在于纤维构件的至少表面即可,也可以存在于构成纤维构件的纤维表面和/或纤维间,还可以存在于纤维构件的组织内部的纤维间。上述无机质粉体例如优选包含选自滑石粉、云母、粘土和石墨中的至少一种。上述无机质粉体可以具有扁平状或解理性。上述无机质粉体的比表面积可以为约5000cm2/g~约25000cm2/g。上述无机质粉体的平均粒径可以为约1μm~约100μm。上述无机质粉体相对于摩擦传动面整体所占的面积比例可以为约30%~约60%。
本发明还包括制造具有摩擦传动面的摩擦传动带的方法。在该方法中,将摩擦传动面利用至少含有吸水性纤维的纤维构件包覆,使无机质粉体附着于上述纤维构件的至少表面,由此能够制造摩擦传动带。
发明效果
在本发明中,使包覆摩擦传动面的纤维构件中含有吸水性纤维,并且使纤维构件的至少表面存在有无机质粉体,因此,能够抑制摩擦传动面(动力传递面)的干燥时(干燥)的摩擦系数的升高,并且能够抑制沾水时(湿润)的摩擦系数的降低,能够减小干燥时(干燥)与沾水时(湿润)的摩擦系数的差,能够大幅提高或改善静音性(安静性、抗噪声产生性),能够提高动力传递性。另外,利用包覆摩擦传动面的纤维构件,能够抑制摩擦传动部的磨损、劣化,能够提高传动带的耐久性。而且,尽管利用纤维构件进行包覆,也不会损害来自摩擦传动部(动力传递部)的动力传递性。因此,本发明的传动带能够以高水准实现静音性和耐久性和动力传递性。
附图说明
图1是示出本发明的多楔带的一例的概略断面图。
图2是用于对实施例中的摩擦系数(干燥状态)的测定方法进行说明的概略图。
图3是用于对实施例中的摩擦系数(湿润状态)的测定方法进行说明的概略图。
图4是用于对实施例和比较例中得到的带的跑偏噪声产生评价试验进行说明的概略图。
图5是用于对实施例和比较例中得到的带的走行试验方法进行说明的概略图。
具体实施方式
下面,根据需要参照附图对本明详细地进行说明。
本发明的摩擦传动带只要具备可与皮带轮接触的摩擦传动面就没有特别限定,可以为V带、多楔带、平带等。另外,摩擦传动带可以是形成有摩擦传动部(肋等)的带,代表性的传动带是形成有沿带周长方向延伸的多个V字形肋部、传动效率高的多楔带。
如图1所示,这样的摩擦传动带(多楔带)1具备形成带背面(带的外周面)并且由包覆帆布(机织物、针织物、无纺布等)构成的延伸层4、形成在该延伸层的单面侧(一个表面侧)且具有摩擦传动面(摩擦传动部的表面)的压缩层(压缩橡胶层)2、包覆(层叠)于压缩层(压缩橡胶层)2的摩擦传动面而形成带内周面且可与皮带轮接触的纤维构件5和沿着带长度方向(周长方向)埋设于上述延伸层4与压缩层2之间的芯体3。在该例中,芯体3是在带宽度方向上以规定间隔排列的芯线(加捻绳),与延伸层4和压缩层2相接地夹设于两层之间。
在压缩层2中,形成有沿带长度方向延伸的多个断面为V字状的槽,在该槽之间形成有断面为V字形(倒梯形)的多个肋,肋的两个倾斜面(表面)形成摩擦传动面。并且,摩擦传动面经由纤维构件5而可与皮带轮接触,在上述纤维构件5的表面和内部保持有无机质粉体(无机粒子)6。
需要说明的是,本发明适合应用于在压缩层2形成有与皮带轮的摩擦传动面(或摩擦传动部)的传动带。本发明的摩擦传动带不限定于上述结构,例如,可以将延伸层4利用橡胶组合物形成,为了提高芯体3与延伸层4或压缩层2的胶粘性,可以在压缩层2与延伸层4之间夹设胶粘层。芯体3只要能够埋设于延伸层4与压缩层2之间即可,例如,可以埋设于压缩层2中,可以在与延伸层4接触的同时埋设于压缩层2中。此外,芯体3可以埋设于上述胶粘层中,也可以在压缩层2与胶粘层之间或者胶粘层与延伸层4之间埋设芯体3。
下面,对构成带的各构件和带的制造方法的详细进行说明。
(纤维构件)
形成纤维构件的纤维(A)至少包含吸水性纤维(A1)作为第一纤维。作为吸水性纤维(或包含吸水性丝的纤维),可以例示例如:乙烯醇类纤维(聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物的纤维、维纶等)、纤维素类纤维[纤维素纤维(来自植物、动物或细菌等的纤维素纤维)、纤维素衍生物的纤维]等。作为纤维素纤维,可以例示例如:木材纸浆(针叶树、阔叶树纸浆等)、竹纤维、甘蔗纤维、种子毛纤维(棉纤维(棉籽绒)、木棉等)、韧皮纤维(麻、楮、黄瑞香等)、叶纤维(马尼拉麻、新西兰麻等)等来自天然植物的纤维素纤维(纸浆纤维);海鞘纤维素等来自动物的纤维素纤维;细菌纤维素纤维;藻类的纤维素等。作为纤维素衍生物的纤维,可以列举例如:纤维素酯纤维;再生纤维素纤维(人造丝、铜氨纤维、莱赛尔纤维(Lyocell)等)等。另外,也可以使用聚酰胺纤维(聚酰胺6纤维、聚酰胺66纤维、聚酰胺46纤维等脂肪族聚酰胺纤维等)、来自动物的纤维(羊毛、丝绸等)作为吸水性纤维。
此外,吸水性纤维可以是通过仿毛加工、卷缩(或卷曲)加工等赋予了伸缩性的伸缩性纤维,也可以是将芯材或芯丝的表面的至少一部分或全部利用上述吸水性纤维的成分(吸水性纤维或形成吸水性纤维的树脂成分)进行了包覆的复合纤维。芯材或芯丝可以是疏水性或非吸水性,也可以是亲水性或吸水性。芯材或芯丝可以是如下所示的第二纤维、例如聚烯烃纤维、丙烯酸类纤维、聚酯纤维、聚氨酯纤维等非吸水性纤维等。
吸水性纤维可以单独一种或组合两种以上。这些吸水性纤维中,可以使用吸水性高的纤维素类纤维、例如至少使用纤维素纤维(棉纤维、麻等)和/或再生纤维素纤维(人造丝等),特别优选作为吸水性优良的天然纤维的纤维素纤维(特别是棉纤维)。
纤维构件中,除了作为第一纤维的吸水性纤维(A1)以外,还可以包含吸水性纤维以外的第二纤维(A2)。需要说明的是,有时将第二纤维(A2)称为非吸水性纤维,该非吸收性纤维可以是与吸水性纤维(A1)相比吸水性小或者几乎不吸收水的纤维。通过与第二纤维(A2)组合,容易在改善带(或纤维构件)的耐久性的同时实现高安静性(进一步为动力传递性)。
作为第二纤维或非吸水性纤维(A2),可以例示例如:聚烯烃纤维(聚乙烯纤维、聚丙烯纤维等)、非吸水性聚酰胺纤维(芳族聚酰胺纤维等芳香族聚酰胺纤维等)、丙烯酸类纤维、聚酯纤维[聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纤维等C2-4亚烷基C6-14芳酯类纤维、聚芳酯类纤维等]、聚对亚苯基苯并双唑(PBO)纤维、聚氨酯纤维等合成纤维;碳纤维等无机纤维。第二纤维可以单独一种或组合两种以上。
第一纤维(吸水性纤维)(A1)与第二纤维(非吸水性纤维)(A2)的比例为前者/后者(质量比)=99/1~5/95、优选为95/5~10/90、更优选为90/10~15/85(例如,90/10~20/80)、进一步优选为85/15~25/75(例如,85/15~30/70)左右。
需要说明的是,吸水性纤维(A1)相对于纤维构件的纤维(A)整体的比例可以从10~95质量%(例如,30~90质量%)左右的范围内选择,例如,可以为50~90质量%(例如,60~90质量%)、优选为70~90质量%(例如,75~85质量%)左右。吸水性纤维的比例减少时,纤维构件的吸水性降低。
第二纤维(A2)可以包含至少可沿纤维的轴向伸缩的伸缩性纤维。伸缩性纤维(或弹性丝)可以是由弹性体形成的弹性纤维或丝(聚氨酯纤维(或聚氨酯弹性丝或斯潘德克斯弹性纤维(Spandex))等),也可以是通过伸缩加工(例如,仿毛加工、卷缩(或卷曲)加工等)赋予了伸缩性的卷曲纤维(或丝)。聚氨酯纤维等伸缩性纤维可以进行卷缩加工而形成卷曲纤维。优选的第二纤维可以包含选自聚氨酯纤维和卷曲纤维中的至少一种伸缩性纤维。需要说明的是,卷曲纤维是指通过卷缩加工而具有膨松性和伸缩性的纤维。
伸缩性纤维相对于非吸水性纤维整体的比例例如可以为5~100质量%(例如,10~90质量%)、优选为15~85质量%(例如,20~80质量%)、进一步优选为25~75质量%(例如,30~70质量%)左右。
纤维(吸水性纤维、非吸水性纤维)通常可以以单股长丝、多股长丝等丝的形态含有在纤维构件中。多股长丝可以为无捻丝或加捻丝。加捻丝可以是将多个单捻丝作为初捻丝进行终捻而得到的丝(例如双股线、强捻丝、顺捻线等),也可以是将单捻丝和单丝作为初捻丝进行终捻而得到的加捻丝(例如碧绉线等)。
多股长丝(或加捻丝)可以是由多个纤维(或丝)形成的复合丝(或复合纤维)。复合丝(加捻丝)可以是包芯丝[包含芯丝与卷绕(包芯)于该芯丝的鞘丝的丝(加捻丝)]。
多股长丝(或加捻丝)可以由吸水性纤维(吸水性纤维丝、吸水性纤维的单股长丝)或非吸水性纤维[或非吸水性纤维丝、例如上述的非吸水性纤维(例如,聚氨酯纤维等伸缩性纤维)]中的任一种构成,也可以包含吸水性纤维和非吸水性纤维两者的纤维。
例如,作为含有吸水性纤维的复合丝,可以列举:由多种吸水性纤维构成的复合丝、由吸水性纤维和非吸水性纤维构成的复合丝、含有吸水性纤维的包芯丝等。这些复合丝中,从伸缩性的观点出发,优选含有上述伸缩性纤维的复合丝。例如,含有吸水性纤维的包芯丝可以包含芯丝和鞘丝两者具有伸缩性的吸水性纤维或吸水性纤维丝(卷缩加工后的吸水性纤维或丝),鞘丝可以含有吸水性纤维(棉纤维等),芯丝可以含有伸缩性非吸水性纤维(例如,聚氨酯纤维等伸缩性纤维)。通常,含有吸水性纤维的包芯丝大多利用非吸水性纤维构成芯丝、利用吸水性纤维构成鞘丝,作为代表性的包芯丝,可以例示将聚氨酯纤维利用纤维素纤维进行包芯而得到的复合丝等。
另外,非吸水性纤维的复合丝例如可以是将多种聚酯纤维(例如,PET纤维和PTT纤维)进行共轭而得到的复合丝、将芯丝和鞘丝两者利用非吸水性纤维构成的包芯丝[例如,将芯丝和鞘丝中的任一者利用伸缩性纤维构成而得到的丝、例如,利用聚氨酯纤维(PU纤维)等伸缩性纤维形成芯丝并且利用聚酯纤维(PET纤维等)形成鞘丝而得到的包芯丝或复合丝等]等。
在本发明中,为了抑制橡胶渗出于摩擦传动面(或纤维构件的表面)、有效地保持无机质粉体,使用增大了断面的体积的膨体丝、例如含有多种纤维并进行了卷缩的共轭丝(卷曲纤维的复合丝)、将芯丝利用第一纤维或第二纤维进行了包芯的包芯丝、卷缩加工丝(进行了卷缩加工的第一纤维和/或第二纤维的丝)、仿毛加工丝、塔斯纶加工丝(タスラン加工糸)、交织加工丝等是有利的。特别优选共轭丝、包芯丝。上述共轭丝为如下的膨体丝:具有多种聚合物发生相分离而沿纤维轴方向贴合而成的断面结构,通过热处理,利用上述聚合物的热收缩率的差异,通过热处理而发生卷缩。另外,包芯丝是通过在芯丝的表面卷绕覆盖其他丝(进行包芯)而增大了丝整体的断面的体积的膨体丝。代表性的膨体丝可以例示:聚酯类复合丝、例如将PTT与PET共轭而成的复合丝(PTT/PET共轭丝)、将PBT与PET共轭而成的复合丝(PBT/PET共轭丝)等共轭丝;在作为芯丝的聚氨酯(PU)丝(PU弹性丝)的表面卷绕聚酯纤维(PET纤维)进行包芯而成的复合丝(PET/PU包芯丝)、以PU丝作为芯丝并将聚酰胺(PA)进行包芯而成的复合丝(PA/PU包芯丝)等包芯丝。这些复合丝中,优选伸缩性、耐磨损性优良的PTT/PET共轭丝或PET/PU包芯丝等。
这样的膨体丝在使纤维构件变得膨松的同时使纤维具有伸缩性。因此,使用膨体丝时,利用膨松性能够防止带主体的橡胶渗出于摩擦传动面(或纤维构件的表面),能够防止摩擦传动面的干燥状态下的摩擦系数增大和湿润状态下的摩擦系数降低。而且,如果增大吸水性纤维素类纤维(或纺织丝)的含量,则能够提高来自摩擦传动面的吸水能力、防止湿润状态下的摩擦传动面的摩擦系数降低,能够使干燥状态和湿润状态下的摩擦系数的差充分小。
丝(含有吸水性纤维的丝)的纤度虽然也取决于纤维构件的形态,例如可以为约20dtex~约600dtex、优选为约50dtex~约300dtex。
纤维构件只要是能够包覆传动带的摩擦传动面的形态即可,通常可以利用选自针织布、机织布、无纺布等中的至少一种布帛(或帆布)形成。这些布帛中,优选利用针织布形成纤维构件。针织布的伸缩性优良,沿着摩擦传动面的轮廓(肋形状等)层叠纤维构件,因此是适合的。
需要说明的是,针织布通过在没有使丝以直线状交错的情况下形成线圈来形成。即,针织布具有将一根或两根以上的针织丝形成线圈(loop)并将随后的丝挂于该线圈而连续形成新的线圈从而织成的编织组织(结构)。因此,伸缩性高,能够容易沿着摩擦传动面的肋部等凹凸面来层叠,能够形成伴随硫化成形而包覆摩擦传动面进行接合的纤维构件。
针织布(或针织布的编织)可以是纬编(或利用纬编织成的针织布)、经编(或利用经编织成的针织布)中的任一种。优选的针织布为纬编(或利用纬编织成的针织布)。另外,针织布可以是织成单层的单层针织布、织成多层的多层针织布。纬编(或纬编的编织组织)中,作为单层的纬编,可以列举平针组织(天竺织组织)、罗纹组织、集圈组织、双反面组织等,作为多层的纬编,可以列举:圆形双罗纹组织(スムース編)、双罗纹组织(インターロック編)、双面罗纹组织(ダブルリブ編)、单式凹凸组织、罗马布组织、米兰诺罗纹组织、双面纬编组织、桂花针组织(表面桂花针、背面桂花针、双面桂花针)等。另外,经编(或经编的编织组织)中,作为单层的经编,可以列举单梳栉经平组织、单梳栉经绒组织等,作为多层的经编,可以列举经绒-经平组织、双梳栉经平组织、双梳栉经缎组织、双梳栉经绒组织、双面经编组织等。这些针织布可以单独或组合两种以上来形成纤维构件。
这些编织组织的针织布中,优选单层的纬编(例如,以平针组织(天竺织组织)作为编织组织的纬编)或多层针织布(例如,桂花针组织(以桂花针组织作为编织组织的纬编)等),特别优选多层针织布。如果利用多层针织布形成纤维构件,则能够在摩擦传动面形成纤维构件的膨松层,能够抑制形成压缩层的橡胶组合物渗出于纤维构件的表面侧(摩擦传动面的表面侧)。需要说明的是,作为在摩擦传动面形成纤维构件的膨松层的手段,可以列举:增加针织布的层的数量的方法、增大膨体丝的体积的方法等。需要说明的是,在多层针织布中,针织布的层的数量可以为2~5层、优选为2~3层左右。
特别是,如果利用上述膨体丝形成针织布(特别是多层针织布或多层的针织布组织),则能够可靠且有效地防止橡胶向摩擦传动面(或纤维构件的表面)的渗出。此外,对于多层针织布而言,在厚度方向上,使摩擦传动面(或纤维构件的表面)侧的层含有与摩擦传动面的相反侧的层相比更多的吸水性纤维(纤维素类天然纺织丝等),由此,能够进一步提高摩擦传动面的吸水性。在摩擦传动面(或纤维构件的表面)侧的层含有大量吸水性纤维的多层的针织布例如可以通过如下方法制作:多个层中,将摩擦传动面(或纤维构件的表面)侧的层仅利用吸水性纤维的丝(例如,纤维素类天然纺织丝)织成或者利用吸水性纤维的丝(纤维素类天然纺织丝等)和含有非吸水性的第二纤维的丝织成,将相反侧的层利用含有非吸水性的第二纤维的丝(聚酯类复合丝等)织成。需要说明的是,在多层针织布中,朝向摩擦传动面(或纤维构件的表面)侧的层,可以连续地或阶段性地增加吸水性纤维的含量。
为了有效地保持无机质粉体,纤维构件优选具有无机质粉体可侵入内部并且保持的网眼或组织。例如,纤维构件(针织布等)中的纤维或丝的密度例如在纵行方向和横列方向上分别可以为30根/英寸以上(例如为32根/英寸~60根/英寸、优选为34根/英寸~55根/英寸、进一步优选为35根/英寸~50根/英寸)。另外,可以合计为60根/英寸以上(例如为62根/英寸~120根/英寸、优选为65根/英寸~110根/英寸、进一步优选为70根/英寸~100根/英寸)。具有规定的纤维或丝密度的纤维构件(针织布等)不会使网眼(或线圈)过大,无机质粉体容易侵入纤维构件的内部并保持。需要说明的是,纤维构件的合计密度过小时,无机质粉体与纤维的接触效率降低,无机质粉体容易脱落。
此外,纤维构件(例如,将膨体丝等复合丝进行编织而得到的针织布)的膨松性可以在能够抑制橡胶的渗出的范围内选择,例如可以为2cm3/g以上(例如,2.2~4.5cm3/g)、优选为2.4cm3/g以上(例如,2.5~4cm3/g)左右。需要说明的是,膨松性的上限没有特别限定,例如可以为4.0cm3/g以下(例如,2.3cm3/g~3.8cm3/g)、或3.5cm3/g以下(例如,2.5cm3/g~3.3cm3/g)。需要说明的是,膨松性(cm3/g)可以通过用针织布的厚度(cm)除以每单位面积的质量(g/cm2)来算出。
需要说明的是,为了提高相对于摩擦传动面的胶粘性,可以对纤维构件根据需要实施胶粘处理。通过胶粘处理,也能够提高摩擦传动面(动力传递面)的耐磨损性。作为胶粘处理,例如可以列举:在使胶粘性成分[例如,环氧化合物、异氰酸酯化合物]溶解在有机溶剂(甲苯、二甲苯、甲乙酮等)中而得的树脂系处理液等中的浸渍处理、在间苯二酚-甲醛-胶乳液(RFL液)中的浸渍处理、在使橡胶组合物溶解于有机溶剂中而得的橡胶糊中的浸渍处理。作为其他胶粘处理,也可以采用例如使纤维构件和橡胶组合物从压光辊通过而将橡胶组合物印入到纤维构件中的摩擦处理、在纤维构件上涂布橡胶糊的涂胶处理、在纤维构件上层叠橡胶组合物的涂覆处理等。
纤维构件的基重例如可以为约50g/m2~约500g/m2、优选为约80g/m2~约400g/m2、进一步优选为约100g/m2~约350g/m2
纤维构件的厚度(平均厚度)只要能够抑制橡胶的渗出则可以从约0.1~5mm的范围内选择,例如可以为约0.3mm以上(例如,约0.4~3mm)、优选为约0.5~2mm、进一步优选为约0.7~1.5mm。如果纤维构件(针织布等)的厚度变大,则纤维构件的膨松性增加,并且能够增加可在纤维构件的内部保持的无机质粉体的量。
需要说明的是,纤维构件可以根据需要含有表面活性剂。
(无机质粉体)
在上述纤维构件的至少表面存在有无机质粉体,在走行状态下,在皮带轮与纤维构件(或压缩层)之间夹设有无机质粉体。无机质粉体以附着或侵入构成纤维构件的纤维表面和纤维间(长丝间)的状态存在,在优选的方式中,无机质粉体也侵入纤维构件的组织内部的纤维间。即,无机质粉体无需伴随未硫化橡胶的硫化而与橡胶一体化,物理性地保持于纤维构件中。在这样的形态下,通过无机质粉体与纤维构件的协同效果,能够抑制摩擦传动面(或纤维构件的表面)的摩擦系数的偏差,可以得到高抗噪声产生性。即,无机质粉体在干燥状态下作为润滑剂发挥作用,进一步抑制干燥状态下的摩擦系数的增大。另外,在湿润状态下,或许是由于无机质粉体卡止(係止)或粘附于皮带轮的走行面而抑制摩擦系数的降低。因此,通过在摩擦传动面(或纤维构件的表面)存在无机质粉体,能够在摩擦传动面整体抑制摩擦系数的偏差。另外,无机质粉体侵入纤维构件的内部并保持时,即使纤维构件发生磨损,无机质粉体也会在表面露出,能够长期地维持抗噪声产生性。
无机质粉体的种类没有特别限制,可以为二氧化硅、碳酸钙等,优选具有扁平状或解理性的无机质粉体。作为这样的无机质粉体,例如可以例示滑石粉、云母、粘土、石墨等。这些无机质粉体可以单独使用或组合使用两种以上。优选的无机质粉体是主要成分为含水硅酸镁的滑石粉。需要说明的是,滑石粉可以通过将被称为滑石的原石机械性地进行粉碎、加工、分级而得到。滑石粉可以含有杂质(氧化铁、氧化铝、碳酸镁等),杂质的含量可以为10重量%以下(例如,3~10重量%)。
无机质粉体的比表面积例如可以为5000~25000cm2/g、优选为6000~23000cm2/g、进一步优选为7000~20000cm2/g左右。另外,表观密度例如可以为0.25~0.90g/ml、优选为0.30~0.85g/ml左右,吸油量可以为40ml/100g以下、优选为38ml/100g以下。无机质粉体的比表面积过小时,难以侵入到纤维构件(针织布等)的线圈间、纤维间,粉体的负载量有可能减少。另一方面,无机质粉体的比表面积过大时,在无机质粉体的附着工序中容易飞散,粉体的涂布效率和操作性有可能降低。需要说明的是,在本发明中,比表面积可以基于BET法通过氮吸附法来进行测定。
需要说明的是,无机质粉体的平均粒径例如可以从1~100μm(例如,5~75μm)左右的范围内选择,通常可以为10~80μm(例如,10~70μm)、优选为15~60μm(例如,20~50μm)左右。平均粒径过小时,粉体的涂布效率和操作性有可能降低。另一方面,平均粒径过大时,粉体的负载量有可能减少。需要说明的是,在本发明中,平均粒径可以使用激光衍射散射式粒度分布测定装置来测定。
关于无机质粉体在摩擦传动面(纤维构件的表面)中所占的面积比例,相对于摩擦传动面整体可以为10%以上,例如为10~90%(例如30~60%)、优选为30~80%(例如40~75%)、进一步优选为50~70%(特别是55~65%)左右。无机质粉体的比例过小时,对皮带轮的摩擦系数的偏差有可能增大。需要说明的是,在本发明中,无机质粉体的面积比例可以通过使用具备图像处理功能的相机(智能相机)并利用计算机对摩擦传动面的图像进行图像处理的方法来测定,具体而言,可以通过后述的实施例所记载的方法进行测定。
需要说明的是,无机质粉体的附着量只要能够抑制抗噪声产生性就没有特别限制,相对于纤维构件100重量份,可以为0.01~30重量份(例如,0.05~27重量份)、优选为0.1~25重量份(例如,0.5~22重量份)、进一步优选为1~20重量份(例如,2~15重量份)左右。
(压缩层)
压缩层通常利用橡胶(或橡胶组合物)来形成。作为橡胶(构成橡胶组合物的橡胶),可以例示公知的橡胶成分和/或弹性体、例如二烯类橡胶(天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、丁苯橡胶(SBR)、丙烯腈丁二烯橡胶(丁腈橡胶)、氢化丁腈橡胶(包括氢化丁腈橡胶与不饱和羧酸金属盐的混合聚合物)等)、乙烯-α-烯烃弹性体、氯磺化聚乙烯橡胶、烷基化氯磺化聚乙烯橡胶、环氧氯丙烷橡胶、丙烯酸类橡胶、硅橡胶、氨基甲酸酯橡胶、氟橡胶等。这些成分可以单独使用或组合使用。这些橡胶成分中,从不含有害的卤素、具有耐臭氧性、耐热性、耐寒性且经济性也优良的观点出发,优选乙烯-α-烯烃弹性体(乙烯-丙烯橡胶(EPR)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM等)等乙烯-α-烯烃类橡胶)。
橡胶相对于压缩层整体(或橡胶组合物总量)的比例例如可以为20质量%以上(例如,25~80质量%)、优选为30质量%以上(例如,35~75质量%)、进一步优选为40质量%以上(例如,45~70质量%)。
压缩层(或形成压缩橡胶层的橡胶或橡胶组合物)可以根据需要包含各种添加剂。作为添加剂(配合剂),可以例示公知的添加剂、例如硫化剂或交联剂[例如、肟类(醌二肟等)、胍类(二苯基胍等)、有机过氧化物(二酰基过氧化物、过氧化酯、二烷基过氧化物等)等]、硫化助剂、硫化促进剂、硫化延迟剂、增强剂(炭黑、含水二氧化硅等氧化硅等)、金属氧化物(例如,氧化锌、氧化镁、氧化钙、氧化钡、氧化铁、氧化铜、氧化钛、氧化铝等)、填充剂(粘土、碳酸钙、滑石粉、云母等)、增塑剂、软化剂(石蜡油、环烷烃类油等油类等)、加工剂或加工助剂(硬脂酸、硬脂酸金属盐、蜡、石蜡等)、抗老化剂(芳香族胺类抗老化剂、苯并咪唑类抗老化剂等)、胶粘性改善剂[间苯二酚-甲醛共缩合物、六甲氧基甲基三聚氰胺等三聚氰胺树脂、它们的共缩合物(间苯二酚-三聚氰胺-甲醛共缩合物等)等]、着色剂、增粘剂、偶联剂(硅烷偶联剂等)、稳定剂(抗氧化剂、紫外线吸收剂、热稳定剂等)、润滑剂、阻燃剂、抗静电剂等。这些添加剂可以单独使用或组合使用,这些添加剂可以根据橡胶的种类、用途、性能等来选择。
添加剂的比例也可以根据橡胶的种类等适当选择。例如,增强剂(炭黑等)比例相对于橡胶100质量份可以为10质量份以上(例如,20~150质量份)、优选为20质量份以上(例如,25~120质量份)、进一步优选为30质量份以上(例如,35~100质量份)、40质量份以上(例如,50~80质量份)。
压缩层(或橡胶组合物)可以含有短纤维。作为短纤维,可以列举:上述纤维(A)的项中例示的纤维的短纤维[例如,棉、人造丝等纤维素类纤维、聚酯类纤维(PET纤维等)、聚酰胺纤维(聚酰胺6等脂肪族聚酰胺纤维、芳族聚酰胺纤维等)等]。需要说明的是,短纤维可以为吸水性纤维。短纤维可以单独一种或组合两种以上。
短纤维的平均纤维长度例如可以为0.1~30mm(例如,0.2~20mm)、优选为0.3~15mm、进一步优选为0.5~5mm左右。
这些短纤维可以根据需要利用表面活性剂、硅烷偶联剂、环氧化合物、异氰酸酯化合物等进行表面处理。
短纤维的比例相对于橡胶100质量份例如为0.5~50质量份(例如,约1~40质量份)、优选为3~30质量份(例如,5~25质量份)左右。
压缩层(压缩橡胶层等)的厚度可以根据带的种类等适当选择,例如可以为1~30mm、优选为1.5~25mm、进一步优选为2~20mm左右。
(芯体)
作为芯体,没有特别限定,通常可以使用在带宽度方向以规定间隔排列的芯线(加捻绳)。芯线没有特别限定,例如可以含有聚酯纤维(聚亚烷基芳酯类纤维)、聚酰胺纤维(芳族聚酰胺纤维等)等合成纤维、碳纤维等无机纤维等。
作为芯线,通常可以使用利用多股长丝的加捻绳(例如,双股线、强捻丝、顺捻线等)。芯线的平均线径(加捻绳的纤维直径)例如可以为0.5~3mm、优选为0.6~2mm、进一步优选为0.7~1.5mm左右。芯线可以沿带的长度方向埋设,还可以与带的长度方向平行地以规定的间距并列埋设。
为了改善与橡胶的胶粘性,可以与上述短纤维同样地对芯线实施利用环氧化合物、异氰酸酯化合物等的各种胶粘处理。
(延伸层)
延伸层可以由与压缩层同样的橡胶组合物形成,也可以由帆布等布帛(增强布)形成。作为布帛(增强布),例如可以列举机织布、广角帆布、针织布、无纺布等布材等。其中,优选以平织、斜织、缎织等方式织制的机织布、经丝与纬丝的交叉角为约90°~约120°的广角帆布或针织布等。作为构成增强布的纤维,可以利用上述纤维构件的项中例示的纤维(吸水性纤维、非吸水性纤维等)等。
另外,可以对增强布实施胶粘处理(例如,上述纤维构件的项中例示的胶粘处理)。此外,进行胶粘处理[利用上述RFL液进行处理(浸渍处理等)]后,可以进行印入橡胶组合物的摩擦或层叠(涂覆)从而形成带橡胶的帆布。
另外,延伸层可以由橡胶(橡胶组合物)形成。为了抑制在背面驱动时由于背面橡胶的粘附而产生的异响,橡胶组合物可以进一步含有与压缩层同样的短纤维。短纤维在橡胶组合物中可以随机取向。此外,短纤维可以是一部分发生了弯曲的短纤维。
此外,为了抑制背面驱动时的异响,可以在延伸层的表面(带的背面)设置凹凸图案。作为凹凸图案,可以列举:针织布图案、机织布图案、帘织布图案、压花图案等。这些图案中,优选机织布图案、压花图案。此外,可以用纤维树脂混合层包覆延伸层的背面的至少一部分。
延伸层的厚度可以根据带的种类等适当选择,例如可以为0.5~10mm、优选为0.7~8mm、进一步优选为1~5mm左右。
(胶粘层)
如上所述,胶粘层不一定是必需的。胶粘层(胶粘橡胶层)例如可以由与上述压缩层(压缩橡胶层)同样的橡胶组合物(包含乙烯-α-烯烃弹性体等橡胶成分的橡胶组合物)构成。在胶粘层的橡胶组合物中可以进一步含有胶粘性改善剂(间苯二酚-甲醛共缩合物、氨基树脂等)。
胶粘层的厚度可以根据带的种类等适当选择,例如可以为0.2~5mm、优选为0.3~3mm、进一步优选为0.5~2mm左右。
需要说明的是,在上述延伸层和胶粘层的橡胶组合物中,作为橡胶成分,多数情况下使用与上述压缩橡胶层的橡胶组合物的橡胶成分同一系统或同一种类的橡胶。另外,在这些橡胶组合物中,硫化剂或交联剂、共交联剂或交联助剂、硫化促进剂等添加剂的比例也可以分别从与上述压缩层的橡胶组合物同样的范围内选择。
(传动带的制造方法)
在本发明中,经过将上述摩擦传动面(压缩橡胶层)利用至少含有吸水性纤维的纤维构件进行包覆的工序和使无机质粉体附着或保持于上述纤维构件的至少表面的工序(使其物理性附着或保持的工序),由此,能够制造形成有与皮带轮的摩擦传动面(或纤维构件的表面)的摩擦传动带。
(包覆工序)
上述包覆工序可以通过公知或常用的方法进行,例如,将纤维构件、由橡胶(或橡胶组合物)构成的压缩层、芯体和延伸层进行层叠,将所得到的层叠体利用成形模具成形为筒状,进行硫化而成形出套筒,将该硫化套筒切割成规定宽度,由此,能够制作纤维构件包覆了摩擦传动面(压缩橡胶层)的预备带。
更详细而言,预备的多楔带例如可以通过下述方法来制造。
(第一制造方法)
首先,使用在外周面安装有挠性护套的圆筒状内模,将未硫化的延伸层用片卷绕于外周面的挠性护套上,在该片上以螺旋状缠绕形成芯体的芯线(加捻绳),进一步卷绕未硫化的压缩层用片和纤维构件,从而制作层叠体。接着,作为可安装于上述内模的外模,使用在内周面刻有多个肋模的筒状外模,在该外模内以同心圆状设置卷绕有上述层叠体的内模。然后,使挠性护套向外模的内周面(肋模)膨胀而将层叠体(压缩层)压入肋模,进行硫化。然后,从外模中拔出内模,将具有多个肋的硫化橡胶套筒从外模中脱模,由此,可以制作套筒状的预备多楔带。需要说明的是,套筒状的预备多楔带可以根据需要使用切割器将硫化橡胶套筒沿带长度方向切割成规定宽度而制作预备多楔带。在该第一制造方法中,可以使具备延伸层、芯体、压缩层的层叠体一次性膨胀而加工成具有多个肋的套筒(或多楔带)。
(第二制造方法)
与第一制造方法相关,例如可以采用日本特开2004-82702号公报中公开的方法(仅使压缩层膨胀而形成预成形体(半硫化状态),接着使延伸层和芯体膨胀而压接于上述预成形体,进行硫化一体化而加工成多楔带的方法)。
(附着或保持工序)
使无机质粉体附着或保持于如此制作出的预备带的纤维构件中。该工序只要是能够使无机质粉体附着于纤维构件就没有特别限制,可以向纤维构件散布或喷吹无机质粉体,也可以使无机质粉体擦入纤维构件的表面。在优选的方式中,可以利用可沿厚度方向进退移动的刷按压纤维构件的表面的无机质粉体,使无机质粉体侵入纤维构件的内部并保持。
例如,参考日本特开2004-116755号公报所公开的方法和装置,可以将套筒状预备带或规定宽度的多个预备带(有时仅统称为预备带)的纤维构件面作为外表面,使其架设于规定的轴间并走行,从粉散布机的散布口向走行的纤维构件面散布(例如,均匀地落下而散布)无机质粉体,利用刷(例如,刷毛刷的毛尖)向纤维构件面按压所散布的无机质粉体,由此使无机质粉体附着。另外,在利用刷的按压中,可以在使散布的无机质粉体均匀的同时进行按压。
在预备带的走行中,可以利用架设于轴间而能够使带走行的带轴架单元。该轴架单元例如具备驱动轴和从动轴和延伸轴至少三个轴,在第一轴和第二轴之间,可以形成纤维构件可大致沿水平方向走行(例如,可以以0.3~1.5m/秒的带圆周速度走行)并且可散布无机质粉体的散布区域。第三轴通常配设于上述第一轴和第二轴的下方。
从粉散布机的散布口,在上述散布区域散布无机质粉体。在粉散布机中具备沿放射方向延伸的多个旋转刷,能够使来自散布口的无机质粉体以规定的宽度均匀或均等地散布。需要说明的是,无机质粉体能够均等地以低密度的分散状态散布,使其恒速走行,由此,能够降低预备带周方向上的散布偏差。无机质粉体的散布量可以为5~200g/m2、优选为25~170g/m2(例如,50~150g/m2)、进一步优选为70~130g/m2左右。
如此散布的无机质粉体利用可对上述走行带面(例如,走行的带的肋面)进退移动或按压的刷(刷的毛尖)按入或侵入到纤维构件中。可使这样的刷的毛尖在纤维构件内进退移动的引粉单元可以设置于预备带的走行方向的多个部位(例如,2~5部位),可以提高无机质粉体对纤维构件的侵入效率和保持效率。
实施例
下面,基于实施例对本发明更详细地进行说明,但本发明不受这些实施例的限定。需要说明的是,以下,示出表面活性剂的附着量的测定方法、各物性的测定方法或评价方法等。
[橡胶组合物]
将表1所示的橡胶组合物利用班伯里混炼机进行橡胶混炼,将该混炼橡胶从压光辊通过而制作规定厚度的未硫化压延橡胶片(压缩层用片)。另外,使用表1所示的橡胶组合物A,与上述同样地制作胶粘层用片和延伸层用片。需要说明的是,表1的成分如下所述。
EPDM:陶氏化学公司制造、“ノーデルIP4640”
氧化锌:正同化学工业株式会社制造、“氧化锌三种”
炭黑:东海碳株式会社制造、“シーストV”、平均粒径55nm
软化剂:石蜡类油、出光兴产株式会社制造、“NS-90”
抗老化剂:大内新兴化学工业株式会社制造、“ノクラックMB”
有机过氧化物:日油株式会社制造的“パークミルD-40”
共交联剂:大内新兴化学工业株式会社制造、“バルノックPM”
棉短纤维:デニム、平均纤维直径13μm、平均纤维长度3mm
[表1]
表1
实施例1~3
将作为吸水性纤维的棉纺织丝(40支数、1根)与作为第二纤维的PTT/PET共轭复合丝(纤度84dtex)进行编织,制作编织组织为纬编(桂花针、2层)的针织布(纤维构件)。需要说明的是,在每个实施例中,使用厚度、针织布密度不同的针织布作为纤维构件。
[预备多楔带的制作]
使用在外周面安装有挠性护套的圆筒状内模,将未硫化的延伸层用片卷绕于外周面的挠性护套上,在该片上以螺旋状缠绕成为芯体的芯线(加捻绳),进一步卷绕未硫化的压缩层用片和纤维构件(针织布),制作层叠体。需要说明的是,芯线使用1100dtex/2×3构成的聚酯绳。为了提高与橡胶的胶粘性,预先将芯线在间苯二酚-福尔马林-胶乳液(RFL液)中进行浸渍处理后,利用使含有EPDM的橡胶组合物溶解在有机溶剂(甲苯)而得的处理液进行涂覆处理。
将该卷绕有筒状层叠体的内模以同心圆状设置于在内周面刻设有多个肋模的筒状外模内,使上述挠性护套膨胀而将层叠体压入肋模中,进行硫化。然后,从外模中拔出内模,将具有多个肋的硫化橡胶套筒从外模中脱模后,使用切割器将硫化橡胶套筒沿带长度方向切割成规定的宽度,制作预备多楔带(肋数6个、周长1200mm)。
[无机质粉体的附着·保持]
使所得到的预备多楔带翻转,架设于驱动轴和从动轴和延伸轴上,使其以1m/秒的走行速度走行,同时以100g/m2的散布量向纤维构件的表面散布无机质粉体,在走行方向的两个部位使刷相对于纤维构件进退移动,使无机质粉体附着、保持,制作多楔带。另外,作为无机质粉体,使用了滑石粉(含水硅酸镁、扁平状、表观密度0.5~0.6g/ml、平均粒径23~35μm、比表面积17000cm2/g)。
实施例4~5
将无机质粉体相对于纤维构件的表面的散布量变为130g/m2或150g/m2,除此以外,与实施例3同样地制作多楔带。
实施例6
使用滑石粉(含水硅酸镁、扁平状、表观密度0.7~0.8g/ml、平均粒径30~50μm、比表面积10000cm2/g),除此以外,与实施例3同样地制作多楔带。
实施例7~10
利用将聚氨酯树脂的芯丝用棉(吸水性纤维)进行了包芯的丝进行编织,制备编织组织为纬编(天竺织、单层)的针织布,作为纤维构件使用,除此以外,与实施例1同样地制备多楔带。需要说明的是,在每个实施例中,使用厚度、针织布密度不同的针织布作为纤维构件。
比较例1
在不使滑石粉附着、保持于纤维构件的情况下,与实施例7同样地制备多楔带。
比较例2
没有利用针织布进行包覆,使滑石粉附着于短纤维露出的橡胶的摩擦传动面。需要说明的是,作为压缩层橡胶组合物,使用了橡胶组合物“B”。
[测定和试验方法]
针织布的平均厚度和针织布的密度以下述方式进行测定。
关于针织布的平均厚度,依据JIS L 1096(2010),除去非自然的褶皱、张力,将针织布置于平坦的台上,利用恒定载荷式测厚器测定5个部位的厚度,算出平均值,作为平均厚度。
关于针织布的密度,依据JIS L 1096(2010),除去非自然的褶皱、张力,将针织布置于平坦的台上,在任意的5部位测定1英寸的长度中的线圈的数量,算出平均值,作为平均密度。
[无机质粉体的面积比例]
无机质粉体的面积比例如下测定:使用智能相机(欧姆龙株式会社制造、型号:FQ2-S4005F-M、单色CMOS类型、处理分辨率:752×480),在至摩擦传动面为止的距离为57mm、测定区域为625×80的条件下对摩擦传动面进行拍摄,将无机质粉体部分以白色识别,将其他(纤维和橡胶)以黑色识别。
[橡胶的渗出性]
关于橡胶的渗出性(渗出),对刚制造后的带的纤维构件面进行目视观察,从而对橡胶的渗出状态进行评价。
[摩擦系数(SAEμ法)]
在通常走行时(干燥)的摩擦系数的测定中,使用如图2所示依次配置有直径121.6mm的驱动皮带轮(Dr.)、直径76.2mm的惰轮皮带轮(IDL.1)、直径61.0mm的惰轮皮带轮(IDL.2)、直径76.2mm的惰轮皮带轮(IDL.3)、直径77.0mm的惰轮皮带轮(IDL.4)、直径121.6mm的从动皮带轮(Dn.)的试验机。
即,在试验机的各皮带轮上挂设多楔带,在室温(25℃)条件下,将驱动皮带轮的转速设定为400rpm、将带往从动皮带轮上卷绕的角度设定为20°,赋予恒定载荷[180N/6Rib(肋)]而使带走行,将从动皮带轮的扭矩从0升高至最大20Nm,根据带相对于从动皮带轮的滑动速度达到最大(100%打滑)时的从动皮带轮的扭矩值,使用下式求出摩擦系数μ。
μ=ln(T1/T2)/α
T1为张紧侧张力、T2为松弛侧张力、α为带往从动皮带轮上卷绕的角度,分别可以由下述公式求出。
T1=T2+Dn.扭矩(kgf·m)/(121.6/2000)
T2=180(N/6Rib)
α=π/9(rad)(式中,rad是指弧度)
注水走行时(湿润)的摩擦系数的测定中,使用如图3所示的试验机。即,将驱动皮带轮的转速设定为800rpm、将带往从动皮带轮上卷绕的角度设定为45°(α=π/4)、在从动皮带轮的入口附近持续注入每1分钟为300ml的水,除此以外,使用与通常走行时相同的试验机,摩擦系数μ也使用上述式同样地求出。
[噪声产生临界角试验]
(a)带走行试验前的抗噪声产生性
跑偏噪声产生评价试验(噪声产生临界角)使用如图4所示依次配置有直径101mm的驱动皮带轮(Dr.)、直径80mm的惰轮皮带轮(IDL.1)、直径128mm的跑偏皮带轮(W/P)、直径80mm的惰轮皮带轮(IDL.2)、直径61mm的张紧皮带轮(Ten.)、直径80mm的惰轮皮带轮(IDL.3)的试验机来进行。另外,将惰轮皮带轮(IDL.1)与跑偏皮带轮的轴距(跨越长度)设定为135mm,以使所有皮带轮位于同一平面上(跑偏的角度0°)的方式进行调节。
即,在试验机的各皮带轮上挂设多楔带,在室温(25℃)条件下,以使驱动皮带轮的转速为1000rpm、带张力为50N/Rib(肋)的方式赋予张力而使带走行。此时,使跑偏皮带轮相对于各皮带轮向近前侧偏移,求出在跑偏皮带轮的入口附近产生噪声时的角度(噪声产生临界角)。噪声产生临界角越大,则安静性越优良,以下述基准进行判定。
S:直至肋错位为止,未产生噪声(安静性极其良好)
A:噪声产生角度为2°以上且小于3°(安静性良好)
B:噪声产生角度小于2°(安静性差)
需要说明的是,通常,在3°附近,形成带从皮带轮滑移(即,形成肋错位)而不能正常地进行动力传递的状态。
(b)带走行试验方法和带走行试验后的抗噪声产生性
为了对带走行后的噪声产生临界角进行评价,使用如图5所示依此配置有直径120mm的驱动皮带轮(Dr.)、直径85mm的惰轮皮带轮(IDL.)、直径120mm的从动皮带轮(Dn.)、直径55mm的张紧皮带轮(Ten.)的试验机。即,在该试验机的各皮带轮上挂设多楔带,将驱动皮带轮的转速设定为4900rpm、将带往惰轮皮带轮和张紧皮带轮上卷绕的角度设定为90°、将从动皮带轮负荷设定为8.8kW,赋予恒定载荷[395N/3Rib(肋)]而使带在120℃的气氛温度下走行100小时。
如上所述使带走行后,与上述带走行试验前的抗噪声产生性(a)的试验同样地,对噪声产生临界角和噪声产生性进行评价。
将结果示于表2和表3中。
由表2和表3明显可知:在实施例1~10中,在走行试验后,在摩擦传动面确认到略微的橡胶的渗出,但利用在纤维构件的至少表面存在的滑石粉,干燥状态、湿润状态中的任一种状态下,摩擦系数的偏差均减小。另外,干燥状态下的抗噪声产生性在带走行试验前后良好。需要说明的是,在使用针织布厚、密度大的纤维构件的实施例3中,摩擦系数的偏差减小。此外,摩擦传动面的滑石粉的面积比例增大时,干燥状态、湿润状态中的任一种状态下,摩擦系数的偏差均减小。
在比较例1中,在针织布的表面不存在滑石粉,因此,摩擦系数的偏差增大。另外,干燥状态下的抗噪声产生性在带走行试验前后都差。
在比较例2中,初始状态的抗噪声产生性良好,但或许是因带走行而使得附着于表面的滑石粉发生脱落,因此,走行试验后的抗噪声产生性最差。
参考特定的实施方式对本发明详细进行了说明,但对于本领域技术人员而言显而易见的是,在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种变更和修正。
本申请基于2014年9月26日提出的日本专利申请2014-196969和2015年9月11日提出的日本专利申请2015-180063,其内容以参考的方式并入本说明书中。
产业上的可利用性
本发明的传动带能够用作平带、V带、多楔带等摩擦传动带。另外,本发明的传动带能够改善沾水时的静音性,因此,能够适合用于汽车、自动两轮车、农业机械等在室外使用的高负荷传动设备。
符号说明
1…摩擦传动带(多楔带)
2…压缩层
3…芯体
4…延伸层
5…纤维构件
6…无机质粉体

Claims (21)

1.一种摩擦传动带,其为具有摩擦传动面的摩擦传动带,其中,
所述摩擦传动面被至少含有吸水性纤维的纤维构件包覆,
在所述纤维构件的至少表面存在无机质粉体。
2.如权利要求1所述的摩擦传动带,其中,所述吸水性纤维包含纤维素类纤维。
3.如权利要求2所述的摩擦传动带,其中,所述纤维素类纤维包含棉纤维。
4.如权利要求1~3中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述纤维构件含有作为第一纤维的所述吸水性纤维和第二纤维。
5.如权利要求4所述的摩擦传动带,其中,所述第二纤维包含至少可沿纤维的轴向伸缩的伸缩性纤维。
6.如权利要求5所述的摩擦传动带,其中,所述伸缩性纤维包含选自聚氨酯纤维和卷曲纤维中的至少一种纤维,所述纤维构件包含含有所述伸缩性纤维的复合丝。
7.如权利要求6所述的摩擦传动带,其中,所述复合丝是聚对苯二甲酸丙二醇酯与聚对苯二甲酸乙二醇酯共轭而成的聚酯复合膨体丝。
8.如权利要求1~7中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述纤维构件相对于纤维整体以50~90质量%的比例含有所述吸水性纤维。
9.如权利要求1~8中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述纤维构件由针织布形成。
10.如权利要求1~9中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述纤维构件由多层针织布形成,在该多层针织布的摩擦传动面侧的层中含有与摩擦传动面的相反侧的层相比更多的吸水性纤维。
11.如权利要求1~10中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述纤维构件为针织布,该针织布的密度在纵行方向上为30根/英寸以上、在横列方向上为30根/英寸以上、合计为60根/英寸以上。
12.如权利要求1~11中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述纤维构件的厚度为0.3mm以上。
13.如权利要求1~12中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述无机质粉体也存在于纤维构件的组织内部的纤维间。
14.如权利要求1~13中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述无机质粉体包含选自滑石粉、云母、粘土和石墨中的至少一种。
15.如权利要求1~14中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述无机质粉体为具有扁平状或解理性的无机质粉体。
16.如权利要求1~15中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述无机质粉体的比表面积为5000~25000cm2/g。
17.如权利要求1~16中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述无机质粉体的平均粒径为1~100μm。
18.如权利要求1~17中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述无机质粉体相对于摩擦传动面整体所占的面积比例为30~60%。
19.如权利要求1~18中任一项所述的摩擦传动带,其中,具备形成带背面的延伸层、设置于该延伸层的单面侧的压缩层和埋设于所述延伸层与所述压缩层之间并且沿带周长方向延伸的芯体,在所述压缩层形成有摩擦传动面。
20.如权利要求1~19中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述摩擦传动带为具有沿带周长方向延伸的多个V字形肋部的多楔带。
21.一种摩擦传动带的制造方法,其是制造具有摩擦传动面的摩擦传动带的方法,其中,将所述摩擦传动面利用至少含有吸水性纤维的纤维构件包覆,使无机质粉体附着于所述纤维构件的至少表面。
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