CN108700162B - 齿形带 - Google Patents

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Abstract

一种齿形带(B),其具有以规定齿距沿带长方向而设的齿部,带主体(11)由以乙烯含量44~66质量%的乙烯‑α‑烯烃弹性体作为橡胶成分的主要成分的橡胶组合物形成。补强布(13)夹着补强布黏合层贴在带主体(11)的齿部侧表面上,补强布黏合层由以氢化丁腈橡胶作为橡胶成分的主要成分的橡胶组合物形成。

Description

齿形带
技术领域
本发明涉及一种齿形带。
背景技术
就橡胶制齿形带而言,带主体由橡胶组合物形成,芯线埋在该带主体中,在带主体的齿部侧表面上贴有补强布。在带主体与上述芯线之间设置有芯线黏合层,在带主体与补强布之间设置有补强布黏合层。
专利文献1公开了如下内容:由以三元乙丙橡胶作为橡胶成分的橡胶组合物形成齿形带的带主体;将芯线夹着芯线黏合层埋设在带主体中,该芯线黏合层由以氯磺化聚乙烯作为橡胶成分的橡胶组合物形成;以及将补强布夹着补强布黏合层贴在带主体的齿部侧表面上,该补强布黏合层由以氢化丁腈橡胶作为橡胶成分的橡胶组合物形成。
专利文献1:日本公开专利公报特开2004-245405号公报
发明内容
本发明涉及一种齿形带,其具有以规定齿距沿带长方向而设的齿部,所述齿形带包括:带主体,其由以乙烯含量44~66质量%的乙烯-α-烯烃弹性体作为橡胶成分的主要成分的橡胶组合物形成;以及补强布,其夹着补强布黏合层贴在所述带主体的齿部侧表面上,该补强布黏合层由以氢化丁腈橡胶作为橡胶成分的主要成分的橡胶组合物形成。
附图说明
图1是实施方式所涉及的齿形带的立体图。
图2A是示出芯线的埋设结构的剖视图。
图2B是示出芯线的埋设结构的变形例的剖视图。
图3A是示出补强布的黏贴结构的剖视图。
图3B是示出补强布的黏贴结构的变形例的剖视图。
图3C是示出补强布的黏贴结构的另一变形例的剖视图。
图4是带成型模的剖视图。
图5是实施方式所涉及的齿形带的制造方法的第一说明图。
图6是实施方式所涉及的齿形带的制造方法的第二说明图。
图7是实施方式所涉及的齿形带的制造方法的第三说明图。
图8是示出带走行试验机的带轮平面布置情况的图。
具体实施方式
下面,对实施方式进行详细的说明。
(齿形带B)
图1示出实施方式所涉及的齿形带B。
实施方式所涉及的齿形带B是一种环状的啮合式传动带,该齿形带B在其内周侧具有以规定齿距且彼此保持间隔沿带长方向而设的多个齿部10。齿部10形成为当侧视时呈梯形的梯形齿,而且沿带宽方向延伸。需要说明的是,齿部10也可以具有如半圆形的圆齿等其它形状,还可以是形成为沿相对于带宽方向倾斜的方向延伸的螺旋齿。
实施方式所涉及的齿形带B适合用作汽车或各种机器的动力传递部件。实施方式所涉及的齿形带B例如具有下述尺寸,带长为500~3000mm,带宽为10~200mm,带厚为3~20mm。齿部10的齿宽例如具有下述尺寸,齿宽为0.63~16.46mm,齿高为0.37~9.6mm,齿距为1.0~31.75mm。
实施方式所涉及的齿形带B包括带主体11、芯线12和补强布13。带主体11在其外周侧具有扁平带状的背面橡胶部11a,在其内周侧具有多个齿状橡胶部11b。芯线12以形成沿带宽方向具有螺距的螺旋的方式埋设于带主体11的背面橡胶部11a的内周侧。补强布13贴在带主体11的齿部侧表面上,以覆盖该表面。根据上述内容,每个齿部10是用补强布13覆盖带主体11的齿状橡胶部11b而构成的,并且在相邻的齿部10之间的齿底部处,芯线12布置在贴近补强布13的内侧的位置处。
带主体11由下述橡胶组合物形成。在橡胶成分中添加了各种橡胶添加剂后得到未交联橡胶组合物,再对该未交联橡胶组合物进行加热和加压后利用交联剂使橡胶成分交联即可获得该橡胶组合物。
形成带主体11的橡胶组合物的橡胶成分以乙烯-α-烯烃弹性体作为主要成分。作为橡胶成分中所含有的乙烯-α-烯烃弹性体能够列举出:例如,二元乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(以下称作“EPDM”)、乙烯辛烯共聚物、乙烯丁烯共聚物等。橡胶成分优选含有上述乙烯-α-烯烃弹性体中的一种或两种以上。橡胶成分优选含有EPDM。橡胶成分中乙烯-α-烯烃弹性体的含量优选多于50质量%,从获得优异的耐热性和耐寒性的观点出发,优选在90质量%以上,更优选在95质量%以上,最优选为100质量%。需要说明的是,橡胶成分除了含有乙烯-α-烯烃弹性体以外,还可以含有氢化丁腈橡胶(以下称作“H-NBR”)、氯磺化聚乙烯橡胶(以下称作“CSM”)、氯丁橡胶(以下称作“CR”)等。
橡胶成分所含的乙烯-α-烯烃弹性体的乙烯含量为44~66质量%,从获得优异的耐热性和耐寒性的观点出发,优选在50质量%以上,更优选在55质量%以上,进一步优选在58质量%以上,还优选在61质量%以下,更优选在60质量%以下,进一步优选在59质量%以下。
在橡胶成分含有EPDM的情况下,作为其二烯成分能够列举出:例如,乙叉降冰片烯(ENB)、双环戊二烯、1,4-己二烯等。二烯成分优选的是其中的乙叉降冰片烯。在二烯成分为乙叉降冰片烯的情况下,从获得优异的耐热性和耐寒性的观点出发,上述ENB的含量优选在4.0质量%以上,更优选在4.6质量%以上,进一步优选在5.0质量%以上,还优选在6.0质量%以下,更优选在5.7质量%以下,进一步优选在5.2质量%以下。
从获得优异的耐热性和耐寒性的观点出发,橡胶成分中所含的乙烯-α-烯烃弹性体的在125℃下的门尼粘度优选在15ML1+4(125℃)以上,更优选在59ML1+4(125℃)以上,进一步优选在62ML1+4(125℃)以上,还优选在90ML1+4(125℃)以下,更优选在70ML1+4(125℃)以下,进一步优选在64ML1+4(125℃)以下。根据日本工业规格JIS K6300测量门尼粘度(以下相同)。
作为橡胶添加剂,能够列举出补强剂、软化剂、硫化活性剂、共交联剂、交联剂、硫化促进剂等。从获得优异的耐热性和耐寒性的观点出发,形成带主体11的橡胶组合物优选含有共交联剂。
作为补强剂能够列举出的炭黑有:例如,槽黑;超耐磨炉黑(SAF)、中超耐磨炉黑(ISAF)、N-339、高耐磨炉黑(HAF)、N-351、中耐磨炉黑(MAF)、快压出炉炭黑(FEF)、半补强炉黑(SRF)、通用炉黑(GPF)、超导电炉黑(ECF)、N-234等炉黑;细粒子热解炭黑(Fine ThermalFurnace Black:FT)、中粒子热解炭黑(Medium Thermal Furnace Black:MT)等热裂解炭黑;乙炔黑等。作为补强剂还能够列举出二氧化硅。补强剂优选含有上述补强剂中的一种或两种以上。补强剂优选含有FEF炭黑。相对于橡胶组合物的橡胶成分100质量而言,补强剂的含量例如为50~80质量份。
作为软化剂能够列举出:例如,石蜡类软化剂、石油类软化剂、矿物油类软化剂、植物油类软化剂等。软化剂优选含有上述软化剂中的一种或两种以上。软化剂优选含有石蜡类软化剂。相对于橡胶成分100质量份而言,软化剂的含量例如为2~30质量份。
作为硫化活性剂能够列举出:例如,氧化锌(锌白)、氧化镁等金属氧化物、金属碳酸盐、脂肪酸及其衍生物等。硫化活性剂优选含有上述硫化活性剂中的一种或两种以上。硫化活性剂优选含有氧化锌。相对于橡胶组合物的橡胶成分100质量份而言,硫化活性剂的含量例如为3~7质量份。
作为共交联剂能够列举出:例如,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸锌、三烯丙基异氰脲酸酯、间亚苯基双马来酰亚胺(m-phenylenedimaleimide)等。共交联剂优选含有上述共交联剂中的一种或两种以上。共交联剂优选含有三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸锌,或者含有三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和二甲基丙烯酸锌。相对于橡胶成分100质量份而言,共交联剂的含量例如为1~20质量份。在含有三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的情况下,相对于橡胶成分100质量份,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的含量优选为1~3质量份。在含有二甲基丙烯酸锌的情况下,相对于橡胶成分100质量份,二甲基丙烯酸锌的含量优选为13~17质量份。
作为交联剂能够列举出:例如,有机化氧化物和硫。作为交联剂,可以添加有机化氧化物,也可以添加硫,还可以一起使用有机化氧化物和硫。交联剂优选含有有机化氧化物。在用有机过氧化物作交联剂的情况下,相对于橡胶成分100质量份,交联剂的添加量例如为1~5质量份。在用硫作交联剂的情况下,相对于橡胶成分100质量份,交联剂的添加量例如为0.5~3质量份。
作为硫化促进剂能够列举出:例如,次磺酰胺类硫化促进剂、秋兰姆类硫化促进剂、噻唑类硫化促进剂、二硫代氨基甲酸酯类硫化促进剂等。硫化促进剂优选含有上述硫化促进剂中的一种或两种以上。作为硫化促进剂,优选含有次磺酰胺类硫化促进剂和秋兰姆类硫化促进剂。相对于橡胶成分100质量份,硫化促进剂的含量例如为1~5质量份。
芯线12由用玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、金属纤维等制成的捻线构成。芯线可以由S捻线构成,或者也可以由Z捻线构成,进而还可以设置为使得S捻线和Z捻线形成双螺旋。芯线12的直径例如为0.5~2.5mm,在带截面上的相邻两条芯线的中心之间的尺寸例如为0.05~0.20mm。
如图2A所示,芯线12由间苯二酚甲醛胶乳(Resorcin Formalin Latex:RFL)黏合层14a包覆,并且芯线黏合层15a设置为包覆由RFL黏合层14a包覆的芯线12的外侧。芯线12夹着上述RFL黏合层14a和芯线黏合层15a埋设在带主体11中。
RFL黏合层14a由间苯二酚和甲醛的缩合物(RF)与源自于胶乳的橡胶成分(L)的混合物形成。
RFL黏合层14a中的R/F(摩尔比)例如为1/1~1/2。RF/L(质量比)例如为1/5~1/20。作为L能够列举出:例如,CSM、2,3-二氯-1,3-丁二烯聚合物(以下称作“2,3-DCB”),乙烯基吡啶苯乙烯丁二烯共聚物(以下称作“Vp-SBR”)、CR等。L优选含有上述L中的一种或两种以上。从获得与带主体11之间具有优异黏合性的观点出发,L优选含有CSM或2,3-DCB。
芯线黏合层15a由下述橡胶组合物形成。在橡胶成分中添加了各种橡胶添加剂后得到未交联橡胶组合物,再对该未交联橡胶组合物进行加热和加压后利用交联剂使橡胶成分交联即可获得该橡胶组合物。
形成芯线黏合层15a的橡胶组合物的橡胶成分优选以CSM作为主要成分。在此情况下,橡胶成分中CSM的含量优选多于50质量%,从获得与带主体11之间具有优异黏合性的观点出发,优选在90质量%以上,更优选在95质量%以上,最优选为100质量%。需要说明的是,橡胶成分除了含有CSM外,还可以含有乙烯-α-烯烃弹性体、H-NBR、CR等。橡胶成分还可以是除CSM之外的CR等。
在橡胶成分含有CSM的情况下,从获得与带主体11之间具有优异黏合性的观点出发,橡胶成分中所含的CSM的氯含量优选在20质量%以上,更优选在24质量%以上,进一步优选在25质量%以上,还优选在45质量%以下,更优选在29质量%以下,进一步优选在27质量%以下。
从获得与带主体11之间具有优异黏合性的观点出发,橡胶成分中所含的CSM的硫含量优选在0.3质量%以上,更优选在0.5质量%以上,进一步优选在0.6质量%以上,还优选在1.5质量%以下,更优选在1.0质量%以下,进一步优选在0.8质量%以下。
从获得与带主体11之间具有优异黏合性的观点出发,橡胶成分中所含的CSM的在100℃下的门尼粘度优选在30ML1+4(100℃)以上,更优选在35ML1+4(100℃)以上,进一步优选在38ML1+4(100℃)以上,还优选在100ML1+4(100℃)以下,更优选在50ML1+4(125℃)以下,进一步优选在45ML1+4(125℃)以下。
作为橡胶添加剂,能够列举出补强剂、增塑剂、加工助剂、硫化活性剂、共交联剂、交联剂、抗老化剂等。
作为补强剂能够列举出的炭黑有:例如,槽黑;SAF、ISAF、N-339、HAF、N-351、MAF、FEF、SRF、GPF、ECF、N-234等炉黑;FT、MT等热裂解炭黑;乙炔黑等。作为补强剂还能够列举出二氧化硅。补强剂优选含有上述补强剂中的一种或两种以上。补强剂优选含有FEF炭黑和二氧化硅。相对于橡胶组合物的橡胶成分100质量份而言,补强剂的含量例如为40~60质量份。
作为增塑剂能够列举出:例如,聚醚酯、癸二酸二辛酯(DOS)等癸二酸二烷基酯;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)等己二酸二烷基酯等。增塑剂优选含有上述增塑剂中的一种或两种以上。增塑剂优选含有聚醚酯和癸二酸二辛酯(DOS)。相对于橡胶成分100质量份而言,增塑剂的含量例如为5~20质量份。
作为加工助剂能够列举出:例如,硬脂酸、聚乙烯蜡、脂肪酸的金属盐等。加工助剂优选含有上述加工助剂中的一种或两种以上。加工助剂优选含有硬脂酸。相对于橡胶组合物的橡胶成分100质量份而言,加工助剂的含量例如为0.5~2质量份。
作为硫化活性剂能够列举出:例如,氧化锌(锌白)、氧化镁等金属氧化物、金属碳酸盐、脂肪酸及其衍生物等。硫化活性剂优选含有上述硫化活性剂中的一种或两种以上。硫化活性剂优选含有氧化锌。相对于橡胶组合物的橡胶成分100质量份而言,硫化活性剂的含量例如为3~7质量份。
作为共交联剂能够列举出:例如,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、二甲基丙烯酸锌、间亚苯基双马来酰亚胺等。共交联剂优选含有上述共交联剂中的一种或两种以上。共交联剂优选含有三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。相对于橡胶成分100质量份而言,共交联剂的含量例如为1~3质量份。
作为交联剂能够列举出:例如,有机化氧化物和硫。作为交联剂,可以添加有机化氧化物,也可以添加硫,还可以一起使用有机化氧化物和硫。交联剂优选含有有机化氧化物。在用有机过氧化物作交联剂的情况下,相对于橡胶成分100质量份,交联剂的添加量例如为1~5质量份。在用硫作交联剂的情况下,相对于橡胶成分100质量份,交联剂的添加量例如为0.5~3质量份。
作为抗老化剂能够列举出:例如,苯并咪唑类抗老化剂、胺-酮类抗老化剂、二胺类抗老化剂、酚类抗老化剂等。抗老化剂优选含有上述抗老化剂中的一种或两种以上。抗老化剂优选含有苯并咪唑类抗老化剂。相对于橡胶成分100质量而言,抗老化剂的含量例如为0.5~1.5质量份。
芯线12也可以是这样的:如图2B所示,在芯线12与RFL黏合层14a之间设置有基底黏合层16a,芯线12夹着包覆整个芯线12的基底黏合层16a和RFL黏合层14a、以及包覆RFL黏合层14a的外侧的芯线黏合层15a埋设在带主体11中。作为用于形成基底黏合层16a的材料,能够列举出例如环氧树脂、异氰酸酯树脂。
补强布13例如由尼龙纤维(聚酰胺纤维)、聚酯纤维、芳纶纤维、棉等纱线制成的梭织布、针织布、无纺布等布构成。补强布13优选由上述布中的尼龙纤维制成。补强布13优选具有伸张性。补强布13的厚度例如为0.3~2.0mm。
如图3A所示,补强布13由RFL黏合层14b包覆,并且补强布黏合层15b设置为覆盖由RFL黏合层14b包覆的补强布13的靠带主体11一侧。补强布13夹着上述的RFL黏合层14b和补强布黏合层15b贴在带主体11上。
RFL黏合层14b由间苯二酚和甲醛的缩合物(RF)与源自于胶乳的橡胶成分(L)的混合物形成。
RFL黏合层14b的R/F(摩尔比)例如为1/1~1/2。RF/L(质量比)例如为1/5~1/20。作为L能够列举出:例如,CSM、2,3-DCB、Vp-SBR、CR等。L优选含有上述L中的一种或两种以上。从获得与带主体11之间具有优异黏合性的观点出发,L优选含有CSM或2,3-DCB。包覆该补强布13的RFL黏合层14b也可以由与包覆芯线12的RFL黏合层14a同一的材料形成。
补强布黏合层14b由下述橡胶组合物形成。在橡胶成分中添加了各种橡胶添加剂后得到未交联橡胶组合物,再对该未交联橡胶组合物进行加热和加压后利用交联剂使橡胶成分交联即可获得该橡胶组合物。
形成补强布黏合层14b的橡胶组合物的橡胶成分优选以H-NBR为主要成分。橡胶成分中H-NBR的含量优选多于50质量%,从获得与带主体11之间具有优异黏合性的观点出发,优选在90质量%以上,更优选在95%以上,最优选为100质量%。需要说明的是,橡胶成分除了含有H-NBR外,还可以含有乙烯-α-烯烃弹性体、CSM、CR等。
从获得与带主体11之间具有优异黏合性的观点出发,橡胶成分中所含的H-NBR的结合丙烯腈量优选在30质量%以上,更优选在33质量%以上,进一步优选在35质量%以上,还优选在50质量%以下,更优选在45质量%以下,进一步优选在40质量%以下。
从获得与带主体11之间具有优异黏合性的观点出发,橡胶成分中所含的H-NBR的碘值优选在2mg/100mg以上,更优选在4mg/100mg以上,进一步优选在6mg/100mg以上,还优选在30mg/100mg以下,更优选在10mg/100mg以下,进一步优选在8mg/100mg以下。
从获得与带主体11之间具有优异黏合性的观点出发,橡胶成分中所含的H-NBR的在100℃下的门尼粘度优选在50ML1+4(100℃)以上,更优选在60ML1+4(100℃)以上,进一步优选在70ML1+4(100℃)以上,还优选在100ML1+4(100℃)以下,更优选在90ML1+4(125℃)以下,进一步优选在85ML1+4(125℃)以下。
橡胶成分可以含有用不饱和羧酸金属盐强化过的H-NBR。作为不饱和羧酸能够列举出:例如,甲基丙烯酸、丙烯酸等。作为金属能够列举出:例如,锌、钙、镁、铝等。
作为橡胶添加剂,能够列举出补强剂、增塑剂、加工助剂、硫化活性剂、共交联剂、交联剂、抗老化剂等。
作为补强剂能够列举出的炭黑有:例如,槽黑;SAF、ISAF、N-339、HAF、N-351、MAF、FEF、SRF、GPF、ECF、N-234等炉黑;FT、MT等热裂解炭黑;乙炔黑等。作为补强剂还能够列举出二氧化硅。补强剂优选含有上述补强剂中的一种或两种以上。补强剂优选含有GPF炭黑和二氧化硅。相对于橡胶组合物的橡胶成分100质量份而言,补强剂的含量例如为40~60质量份。
作为增塑剂能够列举出:例如,聚醚酯、癸二酸二辛酯(DOS)等癸二酸二烷基酯;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)等己二酸二烷基酯等。增塑剂优选含有上述增塑剂中的一种或两种以上。增塑剂优选含有聚醚酯。相对于橡胶成分100质量份而言,增塑剂的含量例如为5~15质量份。
作为加工助剂能够列举出:例如,硬脂酸、聚乙烯蜡、脂肪酸的金属盐等。加工助剂优选含有上述加工助剂中的一种或两种以上。加工助剂优选含有硬脂酸。相对于橡胶组合物的橡胶成分100质量份而言,加工助剂的含量例如为0.5~2质量份。
作为硫化活性剂能够列举出:例如,氧化锌(锌白)、氧化镁等金属氧化物、金属碳酸盐、脂肪酸及其衍生物等。硫化活性剂优选含有上述硫化活性剂中的一种或两种以上。硫化活性剂优选含有氧化锌。相对于橡胶组合物的橡胶成分100质量份而言,硫化活性剂的含量例如为3~7质量份。
作为共交联剂能够列举出:例如,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸锌、三烯丙基异氰脲酸酯、间亚苯基双马来酰亚胺等。共交联剂优选含有上述共交联剂中的一种或两种以上。共交联剂优选含有三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。相对于橡胶成分100质量份而言,共交联剂的含量例如为1~3质量份。
作为交联剂能够列举出:例如有机化氧化物和硫。作为交联剂,可以添加有机化氧化物,也可以添加硫,还可以一起使用有机化氧化物和硫。交联剂优选含有有机化氧化物和硫两者。在用有机过氧化物作交联剂的情况下,相对于橡胶成分100质量份,交联剂的添加量例如为1~5质量份。在用硫作交联剂的情况下,相对于橡胶成分100质量份,交联剂的添加量例如为0.5~3质量份。
作为抗老化剂能够列举出:例如,苯并咪唑类抗老化剂、胺-酮类抗老化剂、二胺类抗老化剂、酚类抗老化剂等。抗老化剂优选含有上述抗老化剂中的一种或两种以上。抗老化剂优选含有苯并咪唑类抗老化剂。相对于橡胶成分100质量而言,抗老化剂的含量例如为0.5~1.5质量份。
补强布13也可以是这样的:如图3B所示,在补强布13与RFL黏合层14b之间设置有基底黏合层16b,补强布13夹着包覆整个补强布13的基底黏合层16b和RFL黏合层14b、以及覆盖RFL黏合层14b的靠带主体11一侧的补强布黏合层15b贴在带主体11上。作为用于形成基底黏合层16b的材料,能够列举出例如环氧树脂、异氰酸酯树脂。
补强布13也可以是这样的:如图3C所示,浸渗橡胶黏合层17设置为包覆RFL黏合层14b的外侧,补强布13夹着包覆整个补强布13的RFL黏合层14b和浸渗橡胶黏合层17、以及覆盖浸渗橡胶黏合层17的靠带主体11一侧的补强布黏合层15b贴在带主体11上。与补强布黏合层15b一样,形成浸渗橡胶粘接层17的橡胶组合物优选由以H-NBR作为橡胶成分的主要成分的橡胶组合物形成,也可以由与补强布黏合层15b同一的橡胶组合物形成。在该情况下,也可以在加强布13与RFL黏合层14b之间设置有基底黏合层16b。
根据具有上述结构的实施方式所涉及的齿形带B,带主体11由以乙烯-α-烯烃弹性体作为橡胶成分的主要成分的橡胶组合物形成,并且,补强布粘接层15b由以H-NBR作为橡胶成分的主要成分的橡胶组合物形成,从而能够获得优异的耐热性和耐寒性,其中,该乙烯-α-烯烃弹性体的乙烯含量为44~66质量%。
(齿形带B的制造方法)
参照图4~图7对实施方式所涉及的齿形带B的制造方法进行说明。
图4示出用于制造实施方式所涉及的齿形带B的带成型膜20。
该带成型模20呈圆筒状,在该带成型模20的外周面上形成有沿轴向延伸的齿部形成槽21,所述齿部形成槽21以规定间距且彼此保持间隔沿圆周方向而设。
实施方式所涉及的齿形带B的制造方法包括:材料准备工序、成型工序、交联工序以及整理工序。
<材料准备工序>
-用于背面橡胶部和齿状橡胶部的未交联橡胶片11’-
对以乙烯-α-烯烃弹性体作为主要成分的橡胶成分进行素炼,向其中加入各种橡胶添加剂并混炼,从而得到未交联橡胶组合物。
然后,通过压延成型等将所得到的未交联橡胶组合物成型为片状,从而制作出用于背面橡胶部和齿状橡胶部的未交联橡胶片11’。
-芯线12’-
将间苯二酚(R)和甲醛(F)的初始缩合物(RF)与胶乳(L)混合而制备用于RFL黏合处理的RFL水溶液。
将芯线12’浸渍在该RFL水溶液中,然后在加热炉中进行加热。此时,RFL水溶液浸渗到芯线12’中,由此RFL黏合层14a以包覆包括芯线12’内部的整个芯线12’的方式附着在芯线12’上。该RFL黏合处理可以反复进行多次。需要说明的是,在芯线12是由玻璃纤维制成的情况下,对纤维束进行上述RFL黏合处理后进行捻线。
接着,优选地,对橡胶成分进行素炼,向其中加入各种橡胶添加剂并混炼,从而得到未交联橡胶组合物,其中,该橡胶成分优选以CSM作为主要成分。使所得到的未交联橡胶组合物溶解在例如甲乙酮(以下称作“MEK”)等有机溶剂中,制备橡胶胶水。
将经过了RFL黏合处理的芯线12’浸渍在该橡胶胶水中,然后在干燥炉中使其干燥。此时,芯线黏合层15a以包覆由RFL黏合层14a包覆的芯线12’的外侧的方式附着在芯线12’上。该橡胶胶水处理可以反复进行多次。
需要说明的是,在设置基底黏合层16a的情况下,在RFL黏合处理之前进行基底黏合处理即可,在该基底黏合处理中将芯线12’浸渍在环氧树脂溶液、异氰酸酯树脂溶液等基底黏合剂中后进行加热。
-补强布13’-
将间苯二酚(R)和甲醛(F)的初始缩合物(RF)与胶乳(L)混合而制备用于RFL黏合处理的RFL水溶液。
将补强布13’浸渍在该RFL水溶液中,用辊子挤压该补强布13’后在加热炉中进行加热。此时,RFL水溶液浸渗到补强布13’中,由此RFL黏合层14b以包覆包括补强布13’内部的整个补强布13’的方式附着在补强布13’上。该RFL黏合处理可以反复进行多次。
接着,对以H-NBR作为主要成分的橡胶成分进行素炼,向其中加入各种橡胶添加剂并混炼,从而得到未交联橡胶组合物。使所得到的未交联橡胶组合物溶解在例如MEK等有机溶剂中,制备用于涂层黏合处理的橡胶胶水。
使用刮刀涂布机等将用于该涂层黏合处理的橡胶胶水涂布在经过了RFL黏合处理的补强布13’的一个表面上,然后在干燥炉中使其干燥。此时,补强布黏合层15b以覆盖由RFL黏合层14b包覆的补强布13’的一个表面的方式附着在补强布13’上。该涂层黏合处理可以反复进行多次。
然后,将经过了上述黏合处理后的补强布13’的两端接合而使该补强布13’形成为筒状。
需要说明的是,在设置基底黏合层16b的情况下,在RFL黏合处理之前进行基底黏合处理即可,在该基底黏合处理中将补强布13’浸渍在环氧树脂溶液、异氰酸酯树脂溶液等基底黏合剂中后进行加热。此外,在设置浸渗橡胶黏合层17的情况下,在RFL黏合处理与涂层黏合处理之间进行浸渍黏合处理即可,在该浸渍黏合处理中将补强布13’浸渍在浸渍黏合处理用橡胶胶水中后使其干燥。
<成型工序>
如图5所示,将筒状补强布13’套在带成型模20的外周面上,然后将芯线12’螺旋状地缠绕在该补强布13’上,进一步将未交联的橡胶片11’缠绕在该芯线12’上。此时,在带成型模20上形成出层叠成型体B’。需要说明的是,在使用未交联橡胶片11’时,优选其纹理方向对应于带长方向。
<交联工序>
如图6所示,将脱模纸22缠绕在层叠成型体B’的外周面上,然后将橡胶套筒23套在该脱模纸22上,将它们布置在硫化罐内并进行密封,并且向硫化罐内填充高温高压蒸气,将该状态保持规定的成型时间。此时,层叠成型体B’中的未交联橡胶片11’边按压补强布13’边流动而流入带成型模20的齿部形成槽21内。通过加热和加压,未交联橡胶片11’的交联进行下去,并且芯线12’和补强布13’夹着芯线黏合层15a和补强布黏合层15b与未交联橡胶片11’复合成一体,最后,如图7所示,成型出圆筒状的带坯S。
<整理工序>
对硫化罐的内部进行减压以解除密封后,取出在带成型模20与橡胶套筒23之间成型出的带坯S并使其脱膜,对该带坯S的背面侧进行研磨而调节其厚度,然后通过将带坯S切割成规定宽度来制造齿形带B.
实施例
[橡胶组合物]
制备下面的用于制作带主体的橡胶1-1~1-5、用于制作芯线黏合层的橡胶2以及用于制作补强布黏合层的橡胶3-1~3-4。在表1中也示出了上述橡胶各自的结构。
(带主体用橡胶)
<橡胶1-1>
将作为橡胶成分的EPDM1(JSR公司制,商品名:EP25,乙烯含量58.5质量%,ENB含量5.1质量%,门尼粘度63ML1+4(125℃))投入密闭型班伯里密炼机的腔室内后进行素炼,然后相对于该橡胶成分100质量份,以投入的方式添加了作为补强剂1的FEF炭黑(CabotJapan公司制)60质量份、软化剂(日本太阳石油公司制,商品名:SUNPAR2280)8质量份、作为硫化活性剂的氧化锌(Hakusui Tech公司制)5质量份、作为共交联剂1的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(精工化学公司制,商品名:Hi-Cross M)2质量份、以及作为交联剂1的有机化氧化物(日油公司制,商品名:PERCUMYL D,Dicumyl peroxide)3质量份后进行混炼,从而制作出未交联橡胶组合物。将该未交联橡胶组合物作为橡胶1-1。
<橡胶1-2>
制作出除了作为橡胶成分使用了EPDM2(JSR公司制,商品名:EP21,乙烯含量61质量%、ENB含量5.8质量%、门尼粘度26ML1+4(125℃))外,其它组成与橡胶1-1相同的未交联橡胶组合物。将该未交联橡胶组合物作为橡胶1-2。
<橡胶1-3>
将作为橡胶成分的EPDM1(JSR公司制,商品名:EP25)投入密闭型班伯里密炼机的腔室内后进行素炼,然后相对于该橡胶成分100质量份,以投入的方式添加了作为补强剂1的FEF炭黑60质量份、软化剂8质量份、作为硫化活性剂的氧化锌5质量份、作为交联剂4的硫(细井化学工业公司制)1.5质量份、次磺酰胺类硫化促进剂1(大内新兴化学工业公司制,商品名:Nocceler MSA)2质量份、以及秋兰姆硫化促进剂2(大内新兴化学工业公司制,商品名:Nocceler TET-G)0.7质量份后进行混炼,从而制作出未交联橡胶组合物。将该未交联橡胶组合物作为橡胶1-3。
<橡胶1-4>
制作出除了作为共交联剂2进一步投入并添加了二甲基丙烯酸锌(川口化学工业公司制,商品名:ACTOR ZMA)以外,其它组成与橡胶1-1相同的未交联橡胶组合物,其中,二甲基丙烯酸锌的投入量为相对于橡胶成分100质量份而言15质量份。将该未交联橡胶组合物作为橡胶1-4。
<橡胶1-5>
将作为橡胶成分的H-NBR1(日本瑞翁(ZEON)公司制,商品名:Zetpol2000,结合丙烯腈量36.2质量%,碘值7mg/100mg以下,门尼粘度:85ML1+4(100℃))投入密闭型班伯里密炼机的腔室内后进行素炼,然后相对于该橡胶成分100质量份,以投入的方式添加了作为补强剂2的GPF炭黑(Cabot Japan公司制)45质量份、作为增塑剂1的聚醚酯(ADEKA公司制,商品名:ADEKACIZER RS700)8质量份、作为加工助剂的硬脂酸(日油公司制)1质量份、作为硫化活性剂的氧化锌5质量份、作为共交联剂1的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2质量份、作为交联剂2的有机化氧化物(日油公司制,商品名:PEROXYMON F40(纯度40质量%)、α,α’-二(三叔丁基过氧)二异丙基苯)8质量份(3.2质量份)、作为交联剂4的硫1质量份、以及苯并咪唑类抗老化剂(大内新兴化学工业公司制,商品名:NOCRAC MB)1质量份后进行混炼,从而制作出未交联橡胶组合物。将该未交联橡胶组合物作为橡胶1-5。
(芯线黏合层用橡胶)
<橡胶2>
将作为橡胶成分的CSM(TOSOH公司制,商品名:ET-8010,氯含量26质量%,硫含量0.7质量%,门尼粘度40ML1+4(100℃))投入密闭型班伯里密炼机的腔室内后进行素炼,然后相对于该橡胶成分100质量份,以投入的方式添加了作为补强剂1的FEF炭黑30质量份、作为补强剂3的二氧化硅(Evonik Japan公司制,商品名:ULTRASIL VN3)20质量份、作为增塑剂1的聚醚酯5质量份、作为增塑剂2的DOS(三建化工公司制)5质量份、作为加工助剂的硬脂酸1质量份、作为硫化活性剂的氧化锌5质量份、作为共交联剂1的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2质量份、作为交联剂2的有机化氧化物(日油公司制,商品名:PEROXYMON F40)8质量份(3.2质量份)、以及苯并咪唑类抗老化剂1质量份后进行混炼,从而制作出未交联橡胶组合物。将该未交联橡胶组合物作为橡胶2。
(补强布黏合层用橡胶)
<橡胶3-1>
将作为橡胶成分的H-NBR1(日本瑞翁(ZEON)公司制,商品名:Zetpol2000)投入密闭型班伯里密炼机的腔室内后进行素炼,然后相对于该橡胶成分100质量份,以投入的方式添加了作为补强剂2的GPF炭黑45质量份、作为补强剂3的二氧化硅10质量份、作为增塑剂1的聚醚酯8质量份、作为加工助剂的硬脂酸1质量份、作为硫化活性剂的氧化锌5质量份、作为共交联剂1的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2质量份、作为交联剂3的有机化氧化物(日油公司制,商品名:PERBUTYL P、α,α’-二(三叔丁基过氧)二异丙基苯)3.2质量份、作为交联剂4的硫1质量份、以及苯并咪唑类抗老化剂1质量份后进行混炼,从而制作出未交联橡胶组合物。将该未交联橡胶组合物作为橡胶3-1。
<橡胶3-2>
制作出除了作为橡胶成分采用了用不饱和羧酸金属盐强化过的H-NBR2(日本瑞翁(ZEON)公司制,商品名:ZeoforteZSC2295,基底聚合物:Zetpol2020、门尼粘度85ML1+4(100℃))外,其它组成与橡胶3-1相同的未交联橡胶组合物。将该未交联橡胶组合物作为橡胶3-2。
<橡胶3-3>
将作为橡胶成分的H-NBR3(日本瑞翁(ZEON)公司制,商品名:Zetpol2020,结合丙烯腈量36.2质量%,碘值28mg/100mg,门尼粘度:78ML1+4(100℃))投入密闭型班伯里密炼机的腔室内后进行素炼,然后相对于该橡胶成分100质量份,以投入的方式添加了作为补强剂2的GPF炭黑45质量份、作为补强剂3的二氧化硅10质量份、作为增塑剂1的聚醚酯8质量份、作为加工助剂的硬脂酸1质量份、作为硫化活性剂的氧化锌5质量份、作为交联剂3的有机化氧化物(日油公司制,商品名:PERBUTYL P)3.2质量份、作为交联剂4的硫1质量份、以及苯并咪唑类抗老化剂1质量份后进行混炼,从而制作出未交联橡胶组合物。将该未交联橡胶组合物作为橡胶3-3。
<橡胶3-4>
将作为橡胶成分的EPDM3(JSR公司制,商品名:EP33,乙烯含量52质量%、ENB含量8.1质量%、门尼粘度28ML1+4(125℃))投入密闭型班伯里密炼机的腔室内后进行素炼,然后相对于该橡胶成分100质量份,以投入的方式添加了作为补强剂1的FEF炭黑65质量份、作为补强剂3的二氧化硅10质量份、软化剂8质量份、作为加工助剂的硬脂酸1质量份、作为硫化活性剂的氧化锌5质量份、作为共交联剂1的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2质量份、作为交联剂1的有机化氧化物(日油公司制,商品名:PERCUMYL D)3质量份、以及作为交联剂4的硫1质量份后进行混炼,从而制作出未交联橡胶组合物。将该未交联橡胶组合物作为橡胶3-4。
[表1]
Figure BDA0001781512360000181
[齿形带]
制作出下述实施例1~9及比较例1~2的齿形带。在表2中也示出了上述齿形带各自的结构。
(实施例1)
通过压延成型将橡胶1-1成型为用于制作带主体的未交联橡胶片。
对经过了RFL黏合处理的玻璃纤维制芯线进行橡胶胶水黏合处理,使得芯线黏合层以覆盖由RFL黏合层包覆的芯线的外侧的方式附着在芯线上,其中,在该RFL黏合处理中使用用CSM胶乳作胶乳成分的RFL水溶液,在该橡胶胶水黏合处理中将玻璃纤维制芯线浸渍在使橡胶2溶解于MEK中而形成的橡胶胶水中,然后在干燥炉中使其干燥。
对经过了RFL黏合处理的尼龙纤维制补强布(经线是尼龙捻线且纬线是羊毛加工的尼龙捻线的机织布)的一个表面进行涂层黏合处理,使得补强布黏合层以覆盖由RFL黏合层包覆的补强布的一个表面的方式附着在补强布上,其中,在该RFL黏合处理中使用用CSM胶乳作胶乳成分的RFL水溶液,在该涂层黏合处理中使用刮刀涂布机将使橡胶3-1溶解于MEK中而形成的橡胶胶水涂布在尼龙纤维制补强布的一个表面上,然后在干燥炉中使其干燥。
使用具有上述结构的带主体用未交联橡胶片,以及经过了黏合处理的芯线和补强布,制作出具有与上述实施方式相同的结构的齿形带。将该齿形带作为
实施例1。
需要说明的是,带长为400mm,带宽度为20mm,带的最大厚度为2.4mm。齿宽为1.5mm,齿高为1.2mm,齿距为2mm。
(实施例2)
制作出除了作为带主体用未交联橡胶片使用了橡胶1-2外,其它结构与实施例1相同的齿形带。将该齿形带作为实施例2。
(实施例3)
制作出除了作为带主体用未交联橡胶片使用了橡胶1-3外,其它结构与实施例1相同的齿形带。将该齿形带作为实施例3。
(实施例4)
制作出除了作为带主体用未交联橡胶片使用了橡胶1-4外,其它结构与实施例1相同的齿形带。将该齿形带作为实施例4。
(实施例5)
制作出除了在补强布的涂层黏合处理中使用了橡胶3-2的橡胶胶水外,其它结构与实施例4相同的齿形带。将该齿形带作为实施例5。
(实施例6)
制作出除了在补强布的涂层黏合处理中使用了橡胶3-3的橡胶胶水外,其它结构与实施例1相同的齿形带。将该齿形带作为实施例6。
(实施例7)
制作出除了在芯线和补强布的RFL黏合处理中使用了用2,3-DCB胶乳作胶乳成分的RFL水溶液外,其它结构与实施例1相同的齿形带。将该齿形带作为实施例7。
(实施例8)
制作出除了在芯线和补强布的RFL黏合处理中使用了用H-NBR胶乳作胶乳成分的RFL水溶液外,其它结构与实施例1相同的齿形带。将该齿形带作为
实施例8。
(实施例9)
制作出除了在芯线和补强布的RFL黏合处理中使用了用Vp-SBR胶乳作胶乳成分的RFL水溶液外,其它结构与实施例1相同的齿形带。将该齿形带作为
实施例9。
(比较例1)
制作出除了作为带主体用未交联橡胶片使用了橡胶1-5外,其它结构与实施例1相同的齿形带。将该齿形带作为比较例1。
(比较例2)
制作出除了在补强布的涂层黏合处理中使用了橡胶3-4的橡胶胶水外,其它结构与实施例1相同的齿形带。将该齿形带作为比较例2。
[表2]
Figure BDA0001781512360000211
(试验评价方法)
图8示出带走行试验机30的带轮平面布置情况。
该带走行试验机30具有主动带轮31、从动带轮32和惰轮33。在主动带轮31的周缘上形成有二十一个齿部啮合槽。在从动带轮32的周缘上形成有四十二个齿部啮合槽。惰轮33的带轮周缘形成为平面,以便按压带的背面。主动带轮31、从动带轮32和惰轮33均由碳钢(S45C)制成。
使用带走行试验机30按照以下方法对实施例1~9和比较例1~2的每个齿形带B的耐热耐久性和耐寒耐久性进行了评价。
(耐热耐久性试验)
将齿形带B以齿部与主动带轮31和从动带轮32相啮合,并且以带的背面抵接在惰轮33上的方式缠绕在带走行试验机30上,然后对从动带轮32施加了固定载荷(deadweight)而赋予齿形带B200N张力,在环境温度为120℃的状态下,让主动带轮31以1000rpm的转速旋转。然后,每50个小时带停止走行一次,目视确认了是否存在破损。需要说明的是,带的最长走行时间为300个小时。
(耐寒耐久性试验)
将齿形带B与耐热耐久性试验一样地设置在带走行试验机30上,在环境温度为零下40℃的状态下,将让主动带轮31以1000rpm的转速进行了旋转来让带走行1分钟后停止30分钟这样的操作作为一个循环,进行了500个循环之后,目视确认了是否存在破损。
(试验评价结果)
将试验结果示于表2中。
就耐热耐久性而言,在实施例1、2、4、5中,在直至走行时间达到300个小时以前没有观察到破损,在实施例6和7中,在走行时间达到250个小时的时候观察到破损,实施例3和8中,在走行时间达到200个小时的时候观察到破损,在实施例9中,在走行时间达到150个小时的时候观察到破损。在实施例3和实施例6~9中,观察到补强布有剥离。另一方面,在比较例1中,在直至走行时间达到300个小时以前没有观察到破损,但在比较例2中,走行时间达到100小时的时候观察到破损。在比较例2中,观察到芯线有剥离。
就耐寒耐久性而言,除了在实施例2中在带的背面上观察到微裂纹之外,在其它的实施例1和实施例3~9中的任一个实施例中在带的背面都没有观察到裂纹。另一方面,在比较例2中,在带的背面没有观察到裂纹,但在比较例1中,在带的背面观察到到达芯线的裂纹。
-产业实用性-
本发明在齿形带的技术领域中是很有用的。
-符号说明-
B 齿形带
B’ 层叠成型体
S 带坯
10 齿部
11 带主体
11’ 未交联橡胶片
11a 背面橡胶部
11b 齿状橡胶部
12、12’ 芯线
13、13’ 补强布
14a、14b RFL黏合层
15a 芯线黏合层
15b 补强布黏合层
16a、16b 基底黏合层
17 浸渗橡胶黏合层
20 带成型模
21 齿部形成槽
22 脱模纸
23 橡胶套筒
30 带走行试验机
31 主动带轮
32 从动带轮
33 惰轮

Claims (13)

1.一种齿形带,其具有以规定齿距沿带长方向而设的齿部,所述齿形带的特征在于:包括:带主体,其由以乙烯含量44~66质量%的乙烯-α-烯烃弹性体作为橡胶成分的主要成分的橡胶组合物形成,并且所述橡胶组合物用有机过氧化物交联在一起;以及补强布,其夹着补强布黏合层贴在所述带主体的齿部侧表面上,该补强布黏合层由以氢化丁腈橡胶作为橡胶成分的主要成分的橡胶组合物形成,所述补强布由间苯二酚甲醛胶乳黏合层包覆,所述间苯二酚甲醛胶乳黏合层由间苯二酚和甲醛的缩合物与源自于胶乳的橡胶成分的混合物形成,所述补强布黏合层设置为覆盖由所述间苯二酚甲醛胶乳黏合层包覆的所述补强布的靠所述带主体一侧。
2.根据权利要求1所述的齿形带,其特征在于:形成所述带主体的橡胶组合物的橡胶成分中含有乙烯-α-烯烃弹性体,所述乙烯-α-烯烃弹性体中的乙烯含量在60质量%以下。
3.根据权利要求1所述的齿形带,其特征在于:形成所述带主体的橡胶组合物含有共交联剂。
4.根据权利要求3所述的齿形带,其特征在于:所述共交联剂含有三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
5.根据权利要求3所述的齿形带,其特征在于:所述共交联剂含有二甲基丙烯酸锌。
6.根据权利要求1所述的齿形带,其特征在于:形成所述补强布黏合层的橡胶组合物的橡胶成分含有用不饱和羧酸金属盐强化过的氢化丁腈橡胶。
7.根据权利要求1所述的齿形带,其特征在于:形成所述补强布黏合层的橡胶组合物的橡胶成分中含有氢化丁腈橡胶,所述氢化丁腈橡胶中的结合丙烯腈量为30~50质量%。
8.根据权利要求1所述的齿形带,其特征在于:形成所述补强布黏合层的橡胶组合物的橡胶成分中含有氢化丁腈橡胶,所述氢化丁腈橡胶中的碘值为2~30mg/100mg。
9.根据权利要求1所述的齿形带,其特征在于:包覆所述补强布的所述间苯二酚甲醛胶乳黏合层的橡胶成分中含有氯磺化聚乙烯或2,3-二氯-1,3-丁二烯聚合物。
10.根据权利要求1所述的齿形带,其特征在于:所述齿形带还包括芯线,该芯线夹着芯线黏合层埋设在所述带主体中,该芯线黏合层由以氯磺化聚乙烯作为橡胶成分的主要成分的橡胶组合物形成。
11.根据权利要求10所述的齿形带,其特征在于:形成所述芯线黏合层的橡胶组合物的橡胶成分中含有氯磺化聚乙烯,所述氯磺化聚乙烯中的氯含量为20~45质量%。
12.根据权利要求10所述的齿形带,其特征在于:形成所述芯线黏合层的橡胶组合物的橡胶成分中含有氯磺化聚乙烯,所述氯磺化聚乙烯中的硫含量为0.3~1.5质量%。
13.根据权利要求10所述的齿形带,其特征在于:所述芯线被间苯二酚甲醛胶乳黏合层包覆,所述间苯二酚甲醛胶乳黏合层由间苯二酚和甲醛的缩合物与源自于胶乳的橡胶成分的混合物形成,所述芯线黏合层设置为覆盖由所述间苯二酚甲醛胶乳黏合层包覆的所述芯线的外侧,包覆所述芯线的所述间苯二酚甲醛胶乳黏合层的橡胶成分中含有氯磺化聚乙烯或2,3-二氯-1,3-丁二烯聚合物。
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