CN113906241A - 传动带 - Google Patents

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Abstract

传动带(B)的带主体(11)的至少一部分由橡胶组合物形成，所述橡胶组合物含有橡胶成分、纤维素类微细纤维和棉粉。

Description

传动带
技术领域
本发明涉及一种传动带。
背景技术
已知用含有纤维素类微细纤维和短纤维的橡胶组合物形成传动带的带主体(例如专利文献1和2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6487124号公报
专利文献2：日本专利第6427302号公报
发明内容
本发明是一种传动带，其带主体的至少一部分由橡胶组合物形成，所述橡胶组合物含有橡胶成分、纤维素类微细纤维和棉粉。
附图说明
图1A是实施方式涉及的双齿V型带的一片的立体图。
图1B是实施方式涉及的双齿V型带的沿带宽度方向的截面图。
图1C是实施方式涉及的双齿V型带的沿带长度方向的截面图。
图2是表示带运转试验机的带轮设计的图。
具体实施方式
下面，对实施方式详细地进行说明。
图1A～图1C示出实施方式涉及的双齿V型带B(传动带)。实施方式涉及的双齿V型带B是例如作为二轮车的变速装置中的变速带使用的动力传达部件。例如，实施方式涉及的双齿V型带B的带长度为500mm以上且1400mm以下、带最大宽度为15mm以上且40mm以下以及带最大厚度为7.0mm以上且18.0mm以下。
实施方式涉及的双齿V型带B具备环形的橡胶制的带主体11。带主体11的沿带宽度方向的截面形状形成为以使带内周侧的等腰梯形和带外周侧的横长矩形层叠的方式组合而成的形状。带主体11的两侧的倾斜面构成带轮接触部。带主体11由带内周侧的压缩橡胶层111、带厚度方向的中间部的粘接橡胶层112、和带外周侧的拉伸橡胶层113三层构成。带主体11的两侧的倾斜面的带轮接触部由压缩橡胶层111的两侧面和粘接橡胶层112的两侧面、以及拉伸橡胶层113的两侧面的带内周侧的一部分构成。
实施方式涉及的双齿V型带B具备覆盖布12，该覆盖布12以覆盖压缩橡胶层111的带内周侧的表面的方式设置。在压缩橡胶层111的内周，以固定齿距配设有沿带长度方向的截面形状形成为正弦曲线状的下齿形成部111a。而且，该下齿形成部111a被覆盖布12覆盖而构成下齿13。实施方式涉及的双齿V型带B具备芯线14，该芯线14埋设于粘接橡胶层112的带厚度方向的中间部。芯线14以沿圆周方向形成在带宽度方向具有螺距的螺旋而延伸的方式来设置。在拉伸橡胶层113的外周，以固定齿距配设有沿带长度方向的截面形状形成为矩形的上齿15。
带主体11的至少一部分、亦即压缩橡胶层111、粘接橡胶层112和拉伸橡胶层113中的至少一者由橡胶组合物A形成。橡胶组合物A含有橡胶成分、纤维素类微细纤维和棉粉。橡胶组合物A是对未交联橡胶组合物进行加热和加压而交联得到的，所述未交联橡胶组合物是在橡胶成分中除配合纤维素类微细纤维和棉粉外还配合各种橡胶配合剂并混炼得到的。
根据实施方式涉及的双齿V型带B，通过如此使形成至少一部分带主体11的橡胶组合物A除了含有纤维素类微细纤维外还含有棉粉，可以提高基于纤维素类微细纤维的加固效果。其原因可推测为：纤维素类微细纤维和棉粉均为纤维素类材料，因此相容性良好，基于两者的物理缠绕等的协同效应的结果，与单独含有纤维素类微细纤维的情况相比，可提高纤维素类微细纤维的分散性。
特别是从通过该加固效果来提高对来自带轮的侧向压力的阻力的观点出发，优选构成带主体11的两侧面的大部分带轮接触面的压缩橡胶层111由橡胶组合物A形成。当带受到来自带轮的侧向压力而沿带宽方向发生压缩变形时，带对带轮的压接力减小，由此带在带轮上容易滑动。然而，如果对受到的来自带轮的侧向压力的阻力高，则可以抑制带的带宽方向的压缩变形，并且可以抑制这种滑动的发生。另外，从同样的观点出发，优选橡胶组合物A以其纹理方向对应于带宽度方向、反纹理方向对应于带长度方向的方式来配置。
作为橡胶组合物A的橡胶成分，可举出例如：氯丁橡胶(CR)；乙烯-丙烯共聚物(EPR)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物等乙烯-α-烯烃弹性体；氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)；氢化丙烯腈橡胶(H-NBR)等。优选橡胶成分为这些成分中的一种成分的橡胶或两种以上成分的混合橡胶，从获得基于纤维素类微细纤维的高加固效果的观点出发，更优选包含氯丁橡胶(CR)，进一步优选包含硫改性氯丁橡胶(硫改性CR)。
纤维素类微细纤维分散地含有于橡胶成分中。纤维素类微细纤维是源自下述纤维素微细纤维的纤维材料，所述纤维素微细纤维由将植物纤维细细拆解得到的植物细胞壁的骨架成分构成。作为纤维素类微细纤维的原料植物，可举出例如：木材、竹子、稻子(稻草)、马铃薯、甘蔗(蔗渣)、水草、海藻等。其中，优选为木材。
作为纤维素类微细纤维，可举出纤维素微细纤维本身和对其进行疏水化处理而得的疏水化纤维素微细纤维。优选纤维素类微细纤维包含它们中的一者或两者。
作为纤维素类微细纤维，可举出通过机械解纤方法制造的高长径比的纤维素类微细纤维和通过化学解纤方法制造的针状结晶的纤维素类微细纤维。优选纤维素类微细纤维包含它们中的一者或两者，从获得基于纤维素类微细纤维的高加固效果的观点出发，更优选包含通过机械解纤方法制造的纤维素类微细纤维。
纤维素类微细纤维的平均纤维直径例如为10nm以上且1000nm以下。纤维素类微细纤维的平均纤维长度例如为0.1μm以上且1000μm以下。从获得基于纤维素类微细纤维的高加固效果的观点出发，橡胶组合物A中的纤维素类微细纤维的含量相对于橡胶成分100质量份优选为0.1质量份以上且20质量份以下，更优选为1.5质量份以上且10质量份以下，进一步优选为2质量份以上且5质量份以下。
棉粉分散地含有于橡胶成分中。棉粉为例如通过将棉布的粉碎物过筛而回收的棉粉。从获得基于纤维素类微细纤维的高加固效果的观点出发，棉粉的纤维长度优选为500μm以下，更优选为250μm以下，进一步优选为177μm以下。纤维长度为500μm以下、250μm以下和177μm以下的棉粉可分别使用30目(网眼孔径500μm)的筛子、60目(网眼孔径250μm)的筛子和80目(网眼孔径177μm)的筛子来获得。棉粉的平均纤维直径例如为5μm以上且20μm以下。
从获得基于纤维素类微细纤维的高加固效果的观点出发，橡胶组合物A中的棉粉的含量相对于橡胶成分100质量份优选为0.1质量份以上且20质量份以下，更优选为1质量份以上且15质量份以下，进一步优选为2质量份以上且10质量份以下。从同样的观点出发，优选橡胶组合物A中的棉粉的含量与纤维素类微细纤维的含量相同或大于纤维素类微细纤维的含量。从同样的观点出发，橡胶组合物A中的棉粉的含量相对于纤维素类微细纤维的含量之比(棉粉的含量/纤维素类微细纤维的含量)优选为1.0以上且5.0以下，更优选为1.5以上且4.5以下，进一步优选为2.5以上且3.5以下。从同样的观点出发，橡胶组合物A中的棉粉的含量和纤维素类微细纤维的含量之和相对于橡胶成分100质量份优选为5质量份以上且20质量份以下，更优选为7质量份以上且18质量份以下，进一步优选为10质量份以上且15质量份以下。
橡胶组合物A可以含有分散在橡胶成分中的炭黑。作为炭黑，可举出例如：槽法炭黑；SAF、ISAF、N-339、HAF、N-351、MAF、FEF、SRF、GPF、ECF、N-234等炉黑；FT、MT等热裂炭黑；乙炔黑等。优选炭黑包含它们中的一种或两种以上，从获得基于纤维素类微细纤维的高加固效果的观点出发，更优选包含算术平均粒径为50μm以下的炭黑，进一步优选包含FEF。.
从获得该有效的加固效果的观点出发，橡胶组合物A中的炭黑的含量相对于橡胶成分100质量份优选为5质量份以上且30质量份以下，更优选为8质量份以上且20质量份以下，进一步优选为10质量份以上且15质量份以下。
当橡胶组合物A含有炭黑时，优选橡胶组合物A中的炭黑的含量大于纤维素类微细纤维的含量。橡胶组合物A中的炭黑的含量相对于纤维素类微细纤维的含量之比(炭黑的含量/纤维素类微细纤维的含量)优选为2.0以上且8.0以下，更优选为2.5以上且6.0以下，进一步优选为3.0以上且5.0以下。
当橡胶组合物A含有炭黑时，优选橡胶组合物A中的炭黑的含量大于棉粉的含量。橡胶组合物A中的炭黑的含量相对于棉粉的含量之比(炭黑的含量/棉粉的含量)优选为0.5以上且8.0以下，更优选为0.8以上且6.0以下，进一步优选为1.0以上且2.0以下。
当橡胶组合物A含有炭黑时，优选橡胶组合物A中的炭黑的含量与纤维素类微细纤维和棉粉的含量之和相同或大于纤维素类微细纤维和棉粉的含量之和。橡胶组合物A中的炭黑的含量相对于纤维素类微细纤维和棉粉的含量之和之比(炭黑的含量/纤维素类微细纤维和棉粉的含量之和)优选为1.0以上且5.0以下，更优选为1.0以上且3.0以下，进一步优选为1.0以上且1.5以下。
橡胶组合物A可以含有分散在橡胶成分中的除棉粉以外的短纤维(以下简称为“短纤维”)。从获得该有效的加固效果的观点出发，优选短纤维沿带宽度方向取向。优选对短纤维实施RFL处理等粘接处理，以赋予其对橡胶的粘接性。
作为短纤维，可举出例如：对位类芳族聚酰胺短纤维(聚对苯二甲酰对苯二胺短纤维、共聚对亚苯基-3,4’-氧基二亚苯基对苯二甲酰胺短纤维(co-poly(para-phenylene-3,4’-oxydiphenyleneterephethalamide))、间位类芳族聚酰胺短纤维、尼龙66短纤维、聚酯短纤维、超高分子量聚烯烃短纤维、聚对亚苯基苯并二噁唑短纤维、聚芳酯短纤维、棉、玻璃短纤维、碳短纤维等。优选短纤维包含它们中的一种或两种以上，从获得高加固效果的观点出发，优选包含对位类芳族聚酰胺短纤维，更优选包含共聚3,4’-二氨基苯醚撑对苯二甲酰对苯二胺短纤维。
从获得该有效的加固效果的观点出发，短纤维的纤维长度优选为1mm以上且5mm以下，更优选为2mm以上且4mm以下。从同样的观点出发，短纤维的纤维直径优选为5μm以上且30μm以下，更优选为10μm以上且15μm以下。
从获得该有效的加固效果的观点出发，橡胶组合物A中的短纤维的含量相对于橡胶成分100质量份优选为3质量份以上且40质量份以下，更优选为5质量份以上且30质量份以下，进一步优选为10质量份以上且20质量份以下。
当橡胶组合物A含有短纤维时，优选橡胶组合物A中的短纤维的含量大于纤维素类微细纤维的含量。橡胶组合物A中的短纤维的含量相对于纤维素类微细纤维的含量之比(短纤维的含量/纤维素类微细纤维的含量)优选为2.0以上且8.0以下，更优选为3.0以上且7.0以下，进一步优选为4.0以上且6.0以下。
当橡胶组合物A含有短纤维时，优选橡胶组合物A中的短纤维的含量大于棉粉的含量。橡胶组合物A中的短纤维的含量相对于棉粉的含量之比(短纤维的含量/棉粉的含量)优选为1.1以上且10以下，更优选为1.3以上且5.0以下，进一步优选为1.5以上且2.0以下。
当橡胶组合物A含有短纤维时，优选橡胶组合物A中的短纤维的含量大于纤维素类微细纤维和棉粉的含量之和。橡胶组合物A中的短纤维的含量相对于纤维素类微细纤维和棉粉的含量之和之比(短纤维的含量/纤维素类微细纤维和棉粉的含量之和)优选为1.1以上且5.0以下，更优选为1.1以上且2.0以下，进一步优选为1.2以上且1.5以下。
橡胶组合物A可以含有增塑剂、加工助剂、抗老化剂、交联剂、共交联剂、硫化促进剂、硫化促进助剂等作为其它橡胶配合剂。
覆盖布12例如由以棉、聚酰胺纤维、聚酯纤维、芳族聚酰胺纤维等的纱线所形成的机织物、针织物、无纺织物等构成。优选对覆盖布12实施RFL处理等粘接处理，以赋予其对带主体11的压缩橡胶层111的粘接性。
芯线14由聚酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维、芳族聚酰胺纤维、维尼纶纤维等的加捻线构成。优选对芯线14实施RFL处理等粘接处理，以赋予其对带主体11的粘接橡胶层112的粘接性。
实施方式涉及的双齿V型带B可以通过以往通常施行的公知的方法来制造。
需要说明的是，在上述实施方式中，形成了双齿V型带B，但并不特别限定于此，也可以是仅在带的内周侧设有下齿的单齿V型带，还可以是未设齿的切边V型带。进而，还可以是平带、齿形带、V型多楔带、包布V型带等其他类型的传动带。
在上述实施方式中，形成了具备覆盖带内周侧表面的覆盖布12的构成，但并不特别限定于此，也可以是以下构成：除了具备覆盖带内周侧表面的覆盖布12以外，还具备覆盖带外周侧表面的覆盖布的构成；或者，替代覆盖带内周侧表面的覆盖布12而具备覆盖带外周侧表面的覆盖布的构成。还可以是没有覆盖布(覆盖带内周侧表面和带外周侧表面)的构成。
实施例
(双齿V型带)
制作以下的实施例1～3和比较例1～3的双齿V型带。在表1中还示出形成各压缩橡胶层的橡胶组合物的构成。
<实施例1>
将牛皮纸浆以使其含量为1质量％的方式加入水中，用搅拌机进行预混合后，将其投入微粒化装置(Star Burst Sugino Machine Co.,Ltd.制造)中，加压至150MPa，重复进行8次使其与陶瓷球碰撞的处理，由此制备通过机械解纤方法制造的纤维素类微细纤维的水分散体。
在硫改性CR胶乳中，以使纤维素类微细纤维的含量相对于硫改性CR乳胶的橡胶成分的硫改性CR 100质量份为3质量份的方式，混合纤维素类微细纤维的水分散体，将该混合液风干而使其变成固态。
将固态的CR-纤维素类微细纤维复合体投入橡胶混炼机中进行混炼，向其中投入相对于橡胶成分的硫改性CR 100质量份为3质量份的棉粉(纤维长度250μm以下)、20质量份的炭黑(FEF算术平均粒径：43μm)、5质量份的增塑剂(DOS)、1质量份的加工助剂(硬脂酸)、2.3质量份的抗老化剂以及5质量份的氧化镁进行混炼，然后，进一步投入5质量份的氧化锌和16质量份的实施了RFL处理的对位类芳族聚酰胺短纤维(共聚3,4’-二氨基苯醚撑对苯二甲酰对苯二胺短纤维，纤维长度3mm，纤维直径12μm)并进行混炼，由此制备未交联橡胶组合物。
然后，使用将该未交联橡胶组合物以纹理方向对应于带宽度方向、反纹理方向对应于带长度方向的方式配置并使其交联得到的橡胶组合物形成压缩橡胶层，制作与上述实施方式同样构成的双齿V型带，将其设为实施例1。
需要说明的是，粘接橡胶层和拉伸橡胶层由橡胶成分为硫改性CR的橡胶组合物形成。覆盖布由实施了RFL处理和橡胶糊处理的聚酯纤维的机织物构成。芯线由实施了RFL处理和橡胶糊处理的聚酯纤维的加捻线构成。带尺寸设为：带长度800mm、带最大宽度24mm、以及带最大厚度10.0mm。
<实施例2>
除了使形成压缩橡胶层的橡胶组合物中的棉粉的含量相对于橡胶成分的硫改性CR 100质量份为6质量份、且使炭黑的含量相对于橡胶成分的硫改性CR100质量份为16质量份以外，制作与实施例1相同构成的双齿V型带，将其设为实施例2。
<实施例3>
除了使形成压缩橡胶层的橡胶组合物中的棉粉的含量相对于橡胶成分的硫改性CR100质量份为9质量份、且使炭黑的含量相对于橡胶成分的硫改性CR100质量份为12质量份以外，制作与实施例1相同构成的双齿V型带，将其设为实施例3。
<比较例1>
除了使形成压缩橡胶层的橡胶组合物中的炭黑的含量相对于橡胶成分的硫改性CR 100质量份为48质量份、且不含有纤维素类微细纤维和棉粉以外，制作与实施例1相同构成的双齿V型带，将其设为比较例1。
<比较例2>
除了使形成压缩橡胶层的橡胶组合物中的炭黑的含量相对于橡胶成分的硫改性CR 100质量份为24质量份、且不含有棉粉以外，制作与实施例1相同构成的双齿V型带，将其设为比较例2。
<比较例3>
除了使形成压缩橡胶层的橡胶组合物中的炭黑的含量相对于橡胶成分的硫改性CR 100质量份为44质量份、且不含有纤维素类微细纤维以外，制作与实施例1相同构成的双齿V型带，将其设为比较例3。
[表1]
Figure BDA0003392356970000091
(试验方法)
图2示出带运转试验机20的带轮设计。
该带运转试验机20具备在左右隔开间隔设置的驱动带轮21和从动带轮22。驱动带轮21的带轮径为60mm，且在外圆周上具有V型槽。从动带轮22的带轮径为130mm，且在外圆周上具有V型槽。
对于实施例1～3和比较例1～3的各个双齿V型带B，以使其嵌入驱动带轮21和从动带轮22的V型槽的方式卷绕。然后，在环境温度80℃下对安装有驱动带轮21的驱动轴负荷8N·m的扭矩并使驱动带轮21旋转，从而使带运转。测定使驱动带轮21的转速分别为3000rpm、5000rpm以及7000rpm时的滑动率。然后，将这些滑动率的平均值设为平均滑动率。需要说明的是，在设定Nr0为无负荷时的驱动带轮21的转速、Nrt为负荷时的驱动带轮21的转速、Nn0为无负荷时的从动带轮22的转速、以及Nnt为负荷时的从动带轮22的转速时，基于下述式计算滑动率。
滑动率＝((I0-It)/I0)×100(％)
(I0＝Nn0/Nr0，It＝Nnt/Nrt)
(试验结果)
将试验结果示于表2中。根据该表2可知，形成压缩橡胶层的橡胶组合物含有纤维素类微细纤维和棉粉的实施例1～3与不含有这两者的比较例1以及仅含有这两者中的一者的比较例2和比较例3相比，平均滑动率低。
[表2]
Figure BDA0003392356970000101
产业上的可利用性
本发明对传动带的技术领域有用。
附图标记说明
B 双齿V型带(传动带)
11 带主体
111 压缩橡胶层
111a 下齿形成部
112 粘接橡胶层
113 拉伸橡胶层
12 覆盖布
13 下齿
14 芯线
15 上齿
20 带运转试验机
21 驱动带轮
22 从动带轮。

Claims (16)

1.一种传动带，其中，带主体的至少一部分由橡胶组合物形成，所述橡胶组合物含有橡胶成分、纤维素类微细纤维和棉粉。
2.根据权利要求1所述的传动带，其中，所述橡胶成分包含氯丁橡胶。
3.根据权利要求1或2所述的传动带，其中，所述纤维素类微细纤维包含通过机械解纤方法制造的纤维素类微细纤维。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的传动带，其中，所述橡胶组合物中的所述纤维素类微细纤维的含量相对于所述橡胶成分100质量份为0.1质量份以上且20质量份以下。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的传动带，其中，所述棉粉的纤维长度为500μm以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的传动带，其中，所述橡胶组合物中的所述棉粉的含量相对于所述橡胶成分100质量份为0.1质量份以上且20质量份以下。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的传动带，其中，所述橡胶组合物中的所述棉粉的含量与所述纤维素类微细纤维的含量相同或大于所述纤维素类微细纤维的含量。
8.根据权利要求7所述的传动带，其中，所述橡胶组合物中的所述棉粉的含量相对于所述纤维素类微细纤维的含量之比为1.0以上且5.0以下。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的传动带，其中，所述橡胶组合物中的所述棉粉和所述纤维素类微细纤维的含量之和相对于所述橡胶成分100质量份为5质量份以上且20质量份以下。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的传动带，其中，所述橡胶组合物含有除所述棉粉以外的短纤维，而且所述短纤维包含对位类芳族聚酰胺短纤维，且所述橡胶组合物中的所述短纤维的含量相对于所述橡胶成分100质量份为3质量份以上且40质量份以下。
11.根据权利要求10所述的传动带，其中，所述橡胶组合物中的所述短纤维的含量大于所述纤维素类微细纤维的含量。
12.根据权利要求11所述的传动带，其中，所述橡胶组合物中的所述短纤维的含量相对于所述纤维素类微细纤维的含量之比为2.0以上且8.0以下。
13.根据权利要求10～12中任一项所述的传动带，其中，所述橡胶组合物中的所述短纤维的含量大于所述棉粉的含量。
14.根据权利要求13所述的传动带，其中，所述橡胶组合物中的所述短纤维的含量相对于所述棉粉的含量之比为1.1以上且10以下。
15.根据权利要求10～14中任一项所述的传动带，其中，所述橡胶组合物中的所述短纤维的含量大于所述纤维素类微细纤维和所述棉粉的含量之和。
16.根据权利要求15所述的传动带，其中，所述橡胶组合物中的所述短纤维的含量相对于所述纤维素类微细纤维和所述棉粉的含量之和之比为1.1以上且5.0以下。
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