CN114423965A - 摩擦传动带 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种摩擦传动带,其是包含至少一部分具有能够与带轮接触的摩擦传动面、并且由橡胶组合物的固化物形成的压缩橡胶层的摩擦传动带,其中,在上述摩擦传动面的表面层叠有含有包含聚乙烯吡咯烷酮类树脂和弹性体成分的橡胶组合物的固化物的表层。
Description
技术领域
本发明涉及在汽车发动机辅机驱动等中使用的摩擦传动带(特别是多楔带),详细而言,涉及能够在维持传递能力、省燃料性的同时使摩擦传动面的摩擦状态稳定从而提高抗噪声产生性的摩擦传动带。
背景技术
在橡胶工业领域中,特别是对于汽车用部件,期望高功能、高性能化。作为这样的汽车用部件中使用的橡胶产品之一,有摩擦传动带,该摩擦传动带广泛用于例如汽车的空气压缩机、交流发电机等辅机驱动的动力传递。作为这种带,已知有沿带长度方向设置有肋的多楔带,但对于多楔带而言,除了传递能力、省燃料性等带性能以外,还要求抗噪声产生性。
关于汽车发动机等的辅机驱动系统中的抗噪声产生性,减小与带轮接触的带表面(带轮卡合面)的摩擦系数,改善在带轮发生跑偏(轴偏移)时容易产生的噪音、粘滑现象引起的噪音成为课题。
粘滑现象是指由于在摩擦面间产生的微观的摩擦面的附着、滑动的重复而引起的自激振动导致在摩擦系数随着滑动速度的增加而降低的情况下或者从静摩擦向动摩擦转移时产生不连续的摩擦降低的情况下等产生的现象。对于摩擦传动带而言,在与带轮摩擦的传动面的摩擦系数高(特别是粘附性高)的情况下,发生在带与带轮的摩擦间重复附着(粘附)和滑动(滑移)的粘滑现象(振动),在从附着向滑动转移的阶段产生异响(鸣音)。
此外,沾水时的走行中产生粘滑声也成为问题。详细而言,摩擦传动面的润湿性低、带与带轮间的水的浸入状态不均匀时,在未浸入水的部位(干燥状态),摩擦系数高,在浸入有水的部位(沾水状态),局部地摩擦系数显著降低,摩擦状态变得不稳定,产生粘滑声。
迄今为止,从在摩擦传动面形成用于改良抗噪声产生性的表层的观点考虑,提出了使沾水时的抗噪声产生性提高(减轻由粘滑引起的异响)的带。
在专利文献1中公开了一种摩擦传动带,其中,在压缩橡胶层的表面形成有增塑剂的含量相对多的表面橡胶层。
另外,在专利文献2中公开了一种摩擦传动带,其中,在传动面的表面层叠有由包含聚乙烯醇类树脂粒子和聚合物成分的橡胶组合物形成的表层。
此外,在专利文献3中公开了一种摩擦传动带,其中,在摩擦传动面被覆有包含聚乙烯醇类树脂等亲水性树脂和粘结剂树脂的表层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-190916号公报
专利文献2:日本特开2016-121806号公报
专利文献3:日本特开2017-150662号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献1~3中,通过使表层含有抗噪声产生性提高剂,能够改良沾水时的抗噪声产生性。此外,通过仅使表层含有抗噪声产生性提高剂,能够抑制伴随因内部发热引起的能量损失(tanδ)而产生的传递损耗(转矩损耗)。
另外,在专利文献1的配合有增塑剂的摩擦传动带中,通过在摩擦传动面渗出的增塑剂,能够提高形成摩擦传动面的橡胶(乙烯-α-烯烃弹性体)与水的亲和性,能够使带与带轮间的摩擦状态稳定,能够提高沾水时的抗噪声产生性(减轻由粘滑引起的异响)。
但是,另一方面,增塑剂的耐热性差,因此在走行中容易从摩擦传动面消失,不能期望持续的效果。
另外,对于专利文献2和3的聚乙烯醇类树脂而言,由于粒径大,因此耐龟裂性降低。
因此,本发明的目的在于提供能够在维持传递效率、耐久性的同时提高抗噪声产生性的摩擦传动带。
用于解决问题的方法
本发明人为了解决上述问题进行了深入研究,结果发现,在包含至少一部分具有能够与带轮接触的摩擦传动面、并且由橡胶组合物的固化物形成的压缩橡胶层的摩擦传动带中,通过在上述摩擦传动面的表面层叠含有包含聚乙烯吡咯烷酮类树脂和弹性体成分的橡胶组合物的固化物的表层,能够在维持传递效率、耐久性的同时提高抗噪声产生性,从而完成了本发明。
即,本发明的摩擦传动带是包含至少一部分具有能够与带轮接触的摩擦传动面、并且由橡胶组合物的固化物形成的压缩橡胶层的摩擦传动带,其中,在上述摩擦传动面的表面层叠有含有包含聚乙烯吡咯烷酮类树脂和弹性体成分的橡胶组合物的固化物的表层。上述表层可以由包含上述聚乙烯吡咯烷酮类树脂和上述弹性体成分的上述橡胶组合物的固化物形成。另外,上述表层可以是还包含布帛的层。上述弹性体成分可以包含乙烯-α-烯烃弹性体。上述聚乙烯吡咯烷酮类树脂的K值可以为10~100。上述聚乙烯吡咯烷酮类树脂的比例是相对于上述弹性体成分100质量份可以为1~20质量份。用于形成上述表层的上述橡胶组合物优选不含粘结剂树脂。用于形成上述压缩橡胶层的上述橡胶组合物可以不含聚乙烯吡咯烷酮类树脂。上述摩擦传动带可以为多楔带或切边V带。
发明效果
在本发明中,在包含至少一部分具有能够与带轮接触的摩擦传动面、并且由橡胶组合物的固化物形成的压缩橡胶层的摩擦传动带中,在上述摩擦传动面的表面层叠有含有包含聚乙烯吡咯烷酮类树脂和弹性体成分的橡胶组合物的固化物的表层,因此,能够在维持摩擦传动带的传递效率、耐久性等带性能的同时提高抗噪声产生性。
附图说明
图1是示出本发明的摩擦传动带的一例的示意性截面图。
图2是示出用于说明门尼焦烧最低粘度(Vm)的测定方法的门尼粘度的行为的曲线图。
图3是示出实施例1~9、比较例1~4和8中得到的带的跑偏噪声产生试验的布局的示意图。
图4是示出用于进行实施例1~9、比较例1~4和8中得到的带的走行后的跑偏噪声产生试验的走行试验的布局的示意图。
图5是示出实施例10~17和比较例5~7中得到的带的耐注水噪声产生性试验的布局的示意图。
图6是示出用于进行实施例10~17和比较例5~7中得到的带的走行后的耐注水噪声产生性试验的走行试验的布局的示意图。
图7是示出实施例和比较例中得到的带的传递性能试验的布局的示意图。
图8是示出实施例和比较例中得到的带的耐久走行试验的布局的示意图。
图9是示出用于测定实施例和比较例中得到的多楔带的传递损耗的双轴走行试验的布局的示意图。
具体实施方式
[表层]
本发明的摩擦传动带包含至少一部分具有能够与带轮接触的摩擦传动面的压缩橡胶层,在上述摩擦传动面的表面层叠有含有包含聚乙烯吡咯烷酮类树脂和弹性体成分的橡胶组合物的固化物的表层。上述摩擦传动面经由表层能够与带轮接触。该表层通过包含聚吡咯烷酮类树脂与弹性体成分的组合而发挥如上所述的效果。虽然表现出效果的机理的详细情况还不清楚,但事后分析推断如下。
首先,沾水时的噪声产生是由于以下原因产生的:在带与带轮之间浸入有水的情况下,在与带轮的接触面,在未浸入水的部位(干燥状态),摩擦系数高,仅在浸入有水的部位(沾水状态),局部地摩擦系数显著降低,即在与带轮的接触面混合存在干燥状态和沾水状态。以往以来,该现象以沾水走行的滑动速度(V)与摩擦系数(μ)的关系(μ-V特性)的测定作为指标,在摩擦系数随着滑动速度的增加而降低的情况下,产生粘滑声。
因此,在本领域技术人员之间,作为抗噪声产生性,以形成即使在沾水时在与带轮的接触面也不混合存在干燥状态和沾水状态的状态为目标,采用对于与带轮的接触面整体提高亲水性从而提高润湿性(形成使整体润湿的状态)的方法。目的在于,通过使接触面整体为沾水状态,表面的摩擦状态稳定,在μ-V特性(为摩擦系数-滑动速度曲线的斜率,摩擦系数μ相对于沾水时的滑动速度V的变化)中,成为即使增加滑动速度、摩擦系数也不降低的状态,抑制噪声产生。基于这样的思想,现有的抗噪声产生性提高剂(增塑剂、表面活性剂、水溶性高分子等)可以说是用于提高与带轮的接触面整体的亲水性而提高润湿性(形成使整体润湿的状态)从而减小相对于滑动速度的变化的摩擦系数μ的变化的对策。
例如,在液态的增塑剂的情况下,从橡胶层的内部向与带轮的接触面渗出而存在,沾水时在接触面整体形成均匀的水膜,即使滑动速度增加也能够抑制摩擦系数μ的降低,可以得到提高抗噪声产生性的效果。但是,该状态具有下述(1)~(3)的缺点。
(1)由于摩擦系数μ本身降低,抓着力降低,传递性能降低(滑移损耗增加)
(2)由于为液态,因此,受对接触面的供给和扩散的影响,接触面上的功能的持续性有限
(3)增塑剂、表面活性剂的添加导致发生橡胶的物性(弹性模量)的降低、内部发热的增加(转矩损耗的增加)。
另一方面,在固体的水溶性高分子的情况下,作为粒子存在于接触面上,沾水后一点一点地溶解,由此形成均匀的水膜。因此,不会产生如增塑剂那样的上述缺点。
但是,在固体的水溶性高分子中,聚乙烯醇(PVA)类树脂的粒径大,因此,如果长期使用,具有溶出的PVA部分成为凹陷而产生缺陷、或者容易从橡胶层与PVA粒子的界面产生龟裂这样的缺点。
与此相对,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)类树脂的粒径小于PVA,因此还能够改善耐龟裂性。因此,在本发明中,通过使用PVP类树脂,能够表现出上述效果、即详细而言能够表现出下述(1)~(5)的效果。
(1)沾水时的抗噪声产生性(即使增加滑动速度,摩擦系数也难以降低)
(2)抗噪声产生效果的持续性(效果长时间持续)
(3)能够维持高抓着性、即高传递性能(滑移损耗少)
(4)不发生橡胶的物性(弹性模量)降低、内部发热的增加(转矩损耗的增加)
(5)耐龟裂性优良,耐久寿命长。
表层层叠于能够与带轮接触的摩擦传动面上即可,从生产率等观点出发,可以层叠与压缩橡胶层的整个表面(露出的整个表面)上。
(弹性体成分)
用于形成表层的橡胶组合物(固化性橡胶组合物)包含弹性体成分。作为弹性体成分,可以使用可硫化或交联的橡胶,可以列举例如: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、聚氨酯橡胶、氟橡胶等。这些弹性体成分可以单独使用或组合使用两种以上。其中,从耐臭氧性、耐热性、耐寒性、耐候性优良、能够降低带重量的观点出发,优选乙烯-α-烯烃弹性体。
对于乙烯-α-烯烃弹性体,作为结构单元,包含乙烯单元、α-烯烃单元即可,还可以包含二烯单元。因此,乙烯-α-烯烃弹性体包含乙烯-α-烯烃共聚物橡胶、乙烯-α-烯烃-二烯三元共聚物橡胶等。
作为用于形成α-烯烃单元的α-烯烃,可以列举例如:丙烯、丁烯、戊烯、甲基戊烯、己烯、辛烯等链状α-C3-12烯烃等。这些α-烯烃中,优选丙烯等α-C3-4烯烃(特别是丙烯)。
作为用于形成二烯单元的二烯单体,通常使用非共轭二烯类单体。作为非共轭二烯类单体,可以例示例如:二环戊二烯、亚甲基降冰片烯、亚乙基降冰片烯、1,4-己二烯、环辛二烯等。这些二烯单体中,优选亚乙基降冰片烯、1,4-己二烯(特别是亚乙基降冰片烯)。
作为代表性的乙烯-α-烯烃弹性体,可以列举例如:乙烯-丙烯共聚物(EPM)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)等。
这些乙烯-α-烯烃弹性体可以单独使用或组合使用两种以上。其中,从由二烯单元引起的交联效率优良的观点出发,优选乙烯-α-烯烃-二烯三元共聚物橡胶,特别优选乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)。
在乙烯-丙烯-二烯三元共聚物中,乙烯与丙烯的比例(质量比)可以为前者/后者=35/65~90/10、优选为40/60~80/20、进一步优选为45/55~70/30、最优选为50/50~60/40。
乙烯-α-烯烃弹性体(特别是EPDM等乙烯-α-烯烃-二烯三元共聚物橡胶)的二烯含量可以为10质量%以下(例如为0.1~10质量%)、优选为7质量%以下(例如为0.3~7质量%)、进一步优选为5质量%以下(例如为0.5~5质量%)、最优选为3质量%以下(例如为1~3质量%)。在本发明中,虽然通过使用在主链不具有双键的弹性体成分而使耐热性提高,但通过将由作为侧链导入的二烯单元形成的双键也抑制为少量,能够确保高度的耐热性。二烯含量过多时,有可能无法确保高度的耐热性。
需要说明的是,在本申请中,二烯含量是指构成乙烯-α-烯烃弹性体的全部单元中的二烯单体单元的质量比例,可以通过惯用的方法测定,也可以为单体比。
未硫化的乙烯-α-烯烃弹性体的门尼粘度[ML(1+4)125℃]可以为80以下,从能够调整橡胶组合物的Vm、提高炭黑的分散性的观点出发,例如为10~80、优选为20~70、进一步优选为30~50、最优选为35~45。门尼粘度过高时,有可能橡胶组合物的流动性降低,混炼中的加工性降低。
需要说明的是,在本申请中,门尼粘度可以通过依据JIS K6300-1(2013)的方法进行测定,试验条件如下:使用L形转子,试验温度为125℃、预热1分钟、转子工作时间4分钟。
弹性体成分中的乙烯-α-烯烃弹性体的比例为50质量%以上即可,优选为80质量%以上、进一步优选为90质量%以上、最优选为100质量%(只有乙烯-α-烯烃弹性体)。弹性体成分中的乙烯-α-烯烃弹性体的比例过少时,有可能耐热性和耐寒性降低。
(聚乙烯吡咯烷酮类树脂)
上述橡胶组合物中,除了弹性体成分以外,还包含聚乙烯吡咯烷酮(PVP)类树脂。
PVP类树脂包含N-乙烯基-2-吡咯烷酮单元作为主要的结构单元即可,还可以包含其他共聚性单元。
作为用于形成其他共聚性单元的单体,可以列举例如:烯烃类(乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-己烯等α-C2-10烯烃等)、不饱和羧酸类[(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯等(甲基)丙烯酸C1-6烷基酯、马来酸(酐)等]、脂肪酸乙烯基酯类(乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、巴豆酸乙烯酯等)、乙烯基醚类(甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚等C1-6烷基乙烯基醚类、乙二醇乙烯基醚、1,3-丙二醇乙烯基醚、1,4-丁二醇乙烯基醚等C2-6烷烃二元醇乙烯基醚等)、不饱和磺酸类(乙烯基磺酸、烯丙基磺酸等)等。这些单体可以单独使用或组合使用两种以上。其中,优选(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯等不饱和羧酸类、乙酸乙烯酯等脂肪酸乙烯基酯类。
在PVP类树脂中,N-乙烯基-2-吡咯烷酮单元的比例例如在树脂中为50质量%以上(例如为70~98质量%)、优选为80质量%以上(例如为80~95质量%)、进一步优选为90质量%以上、最优选为100质量%。
PVP类树脂可以是惯用的改性物、衍生物。另外,PVP类树脂的形态可以是直链状,也可以是支链状。
PVP类树脂的K值没有特别限定,从能够提高带的耐久性、抗噪声产生性的观点出发,例如为10~100、优选为15~99、进一步优选为17~98、更优选为20~97、最优选为22.5~96。K值过小时,有可能带的耐久性、动力传递性降低;相反过大时,有可能抗噪声产生性降低。
需要说明的是,在本申请中,K值是与分子量相关的粘性特性值,可以将利用毛细管粘度计测定的相对粘度值(25℃)应用于下述Fikentscher式中来计算。
K=(1.5logηrel-1)/(0.15+0.003c)+[300clogηrel+(c+1.5clogηrel)2]1/2/(0.15c+0.003c2)
[式中,ηrel:PVP类树脂水溶液相对于水的相对粘度、c:PVP类树脂水溶液中的PVP类树脂浓度(质量%)]
PVP类树脂的比例是相对于弹性体成分100质量可以从约0.1质量份~约25质量份的范围选择,例如为0.1~20质量份、优选为0.5~15质量份、进一步优选为1~10质量份、更优选为2~8质量份、最优选为3~7质量份。特别是从能够兼顾高度的传递效率等带性能和抗噪声产生性的观点出发,PVP类树脂的比例是相对于弹性体成分100质量份优选为1~20质量份、进一步优选为2~15质量份、更优选为3~10质量份。PVP类树脂的比例过少时,有可能沾水时的抗噪声产生性降低;相反过多时,有可能表层的机械强度降低。
(交联剂)
上述橡胶组合物中,除了弹性体成分和PVP类树脂以外,还可以包含惯用的交联剂(或硫化剂)。在弹性体成分为乙烯-α-烯烃弹性体的情况下,交联剂可以为有机过氧化物、硫类硫化剂。
作为有机过氧化物,可以列举例如:二酰基过氧化物(二月桂酰基过氧化物、二苯甲酰基过氧化物等)、过氧化缩酮[1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷等]、烷基过氧化酯(过氧化苯甲酸叔丁酯等)、二烷基过氧化物[二叔丁基过氧化物、二枯基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己炔-3、1,1-二(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、1,3-双(2-叔丁基过氧化异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰基过氧化)己烷等]、过氧化碳酸酯(叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基-己基碳酸酯、叔戊基过氧化-2-乙基-己基碳酸酯等)等。这些有机过氧化物可以单独使用或组合使用两种以上。其中,优选1,3-双(2-叔丁基过氧化异丙基)苯等二烷基过氧化物。
作为硫类硫化剂,可以列举例如:粉末硫、沉降硫、胶体硫、不溶性硫、高分散性硫、氯化硫(一氯化硫、二氯化硫等)等。
这些交联剂可以单独使用或组合使用两种以上。其中,优选包含有机过氧化物的交联剂。
硫化剂或交联剂(特别是有机过氧化物)的比例是相对于弹性体成分100质量份例如为0.1~30质量份、优选为1~20质量份、进一步优选为3~10质量份、最优选为4~6质量份。
(增强剂)
上述组合物中,除了弹性体成分和PVP类树脂以外,还可以包含增强剂。作为增强剂,可以列举例如:炭黑、二氧化硅、粘土、碳酸钙、滑石、云母、短纤维等。这些增强剂可以单独使用或组合使用两种以上。其中,优选炭黑、二氧化硅,特别优选炭黑。
增强剂的比例是相对于弹性体成分100质量份例如为10~200质量份、优选为20~150质量份、进一步优选为30~100质量份、最优选为50~80质量份。
(其他成分)
上述橡胶组合物还可以包含作为橡胶的配合剂惯用的添加剂。作为惯用的添加剂,可以列举例如:共交联剂(双马来酰亚胺类等)、硫化助剂或硫化促进剂(秋兰姆类促进剂等)、硫化延迟剂、金属氧化物(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)、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、脂肪酸酰胺等)、硅烷偶联剂、抗老化剂(抗氧化剂、抗热老化剂、抗弯曲开裂剂、抗臭氧劣化剂等)、着色剂、增粘剂、稳定剂(紫外线吸收剂、热稳定剂等)、阻燃剂、抗静电剂等。这些添加剂可以单独使用或组合使用两种以上。需要说明的是,金属氧化物也可以作为交联剂发挥作用。
惯用的添加剂的合计比例是相对于弹性体成分100质量份例如为5~50质量份、优选为10~30质量份、进一步优选为15~25质量份。
需要说明的是,用于形成表层的上述橡胶组合物优选实质上不含粘结剂树脂,特别优选不含粘结剂树脂。上述粘结剂树脂可以为例如选自由聚烯烃、苯乙烯类树脂、聚酯类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚酰胺类树脂和聚氨酯类树脂组成的组中的至少一种热塑性树脂。特别地,上述粘结剂树脂可以为聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃。
(表层的结构)
表层可以是由上述橡胶组合物的固化物(固化橡胶组合物)形成的单一结构(由固化橡胶组合物单独形成的均质结构),也可以是除了固化橡胶组合物以外还包含布帛的复合结构(包含固化橡胶组合物和布帛的复合结构)。作为表层的结构,在要求高度的传递效率(省燃料性)的用途中优选单一结构,在要求高度的抗噪声产生性的用途中优选复合结构。
(具有复合结构的表层)
在表层具有复合结构的情况下,复合结构可以是由层叠于压缩橡胶层上的由固化橡胶组合物形成的橡胶层与层叠于该橡胶层上且在布帛中渗透有固化橡胶组合物的橡胶纤维混合层(由布帛和渗透到构成该布帛的纤维间的橡胶组合物形成的最表面层)的两层结构。在具有这样的两层结构的表层,在位于表层的表面侧的橡胶纤维混合层中,橡胶组合物渗透(浸入)到布帛的组织内(纤维与纤维之间),在纤维之间使布帛牢固地固定或结合。因此,利用渗透到布帛的纤维间的橡胶组合物,与具有单一结构的表层同样地,表现出由聚乙烯吡咯烷酮类树脂与弹性体成分的组合带来的效果。此外,在具有这样的两层结构的表层,不仅能够提高抗噪声产生性,还能够提高布帛的耐磨损性,其结果是能够长期地持续表层所承担的效果(抗噪声产生性)。即,可以推测出:可能由于橡胶组合物浸入到布帛(针织布等)的纤维间而保持布帛的纤维(或与纤维结合)从而使布帛牢固地固定或结合,由此抑制布帛(针织布等)的纤维从摩擦传动面脱落,使耐磨损性提高。
从能够提高抗噪声产生性的观点出发,具有上述两层结构的表层优选橡胶组合物大致均等地渗透到构成橡胶纤维混合层的布帛的组织内、并且橡胶组合物实质上不渗出到橡胶纤维混合层的表面,特别优选橡胶组合物均等地渗透到构成橡胶纤维混合层的布帛的组织内、并且橡胶组合物不渗出到橡胶纤维混合层的表面。即,优选在橡胶纤维混合层的表面实质上不形成由固化橡胶组合物单独形成的层(由渗出的橡胶组合物形成的薄壁层),特别优选不形成上述薄壁层。
在具有上述两层结构的表层中,橡胶纤维混合层的平均厚度相对于橡胶层的平均厚度例如为0.25~4倍、优选为0.5~2倍、进一步优选为0.8~1.2倍。
(布帛)
在具有复合结构的表层中,作为布帛(布帛层),可以使用机织物(机织布)、针织物(针织布)、无纺布等纤维构件,多数情况下使用针织布(或帆布)。针织布可以由吸水性纤维和/或非吸水性纤维形成,从能够提高沾水时的抗噪声产生性的观点出发,可以为由吸水性纤维(或亲水性纤维)和非吸水性纤维形成的针织布(例如日本特开2016-70494号公报中记载的针织布)。
作为吸水性纤维或亲水性纤维(或包含吸水性纱的纤维),可以列举例如:乙烯醇类纤维(聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物的纤维、维纶等)、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)、纤维素类纤维[纤维素纤维(棉、麻等来源于植物、动物或细菌等的纤维素纤维)、人造丝、乙酸酯等纤维素衍生物的纤维]、来源于动物的纤维(羊毛、丝等)等。这些吸水性纤维可以单独使用或组合使用两种以上。这些吸水性纤维中,优选纤维素纤维(特别是棉纤维)。
纤维素类纤维可以为短纤纱。纤维素类纤维的粗度(支)例如为约5支~约100支、优选为约10支~约80支、进一步优选为约20支~约70支(特别是约30支~约50支)。粗度过小时,有可能针织布的机械特性降低;过大时,有可能吸水性降低。优选纤维素类纤维为纤维素纤维。
作为非吸水性纤维,可以列举例如:聚烯烃纤维(聚乙烯纤维(包括高强度聚乙烯纤维)、聚丙烯纤维等)、非吸水性聚酰胺纤维(聚芳酰胺纤维等芳香族聚酰胺纤维等)、丙烯酸纤维、聚酯纤维[聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚对苯二甲酸丙二酯(PPT)短纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)短纤维、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]、聚对苯撑苯并二唑(PBO)纤维、聚氨酯纤维等合成纤维;碳纤维等无机纤维。这些非吸水性纤维可以单独使用或组合使用两种以上。这些非吸水性纤维中,可以为复合纤维(复合纱)、例如合成纤维彼此的复合纤维(合成纤维的复合纱),为了提高针织布的耐磨损性、并且抑制橡胶渗出到摩擦传动面(或针织布的表面),优选增大了截面积的膨体纱或膨体复合纱(PTT/PET共轭纱等聚酯类复合纱等)。
非吸水性纤维的纤度例如可以为约20分特~约600分特、优选为约50分特~约300分特、进一步优选为约60分特~约200分特(特别是约70分特~约100分特)。
布帛(针织布等)优选至少包含吸水性纤维(特别是纤维素类纤维)。非吸水性纤维的比例是相对于吸水性纤维100质量份可以从例如200质量份以下(例如为0~200质量份)的范围选择,例如可以为约1质量份~约100质量份、优选为约3质量份~约80质量份(例如为约5质量份~约50质量份)、进一步优选为约10质量份~约40质量份(特别是约20质量份~约30质量份)。非吸水性纤维的比例过多时,有可能针织布的吸水性降低,沾水时的抗噪声产生性降低。
针织布的结构没有特别限定,可以使用惯用的结构,优选单层的纬编[例如以平针组织(天竺编)作为编织组织的纬编]、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。在多层针织布中,针织布的层数例如可以为2~5层、优选为2~4层、进一步优选为2层或3层。
需要说明的是,针织布的纤维或纱的密度例如在纵行方向和横列方向上可以分别为30根/英寸以上(例如为32~70根/英寸、优选为34~60根/英寸、进一步优选为35~55根/英寸)。另外,可以合计为60根/英寸以上(例如为62~120根/英寸、优选为70~115根/英寸、进一步优选为80~110根/英寸、特别是90~105根/英寸)。
此外,布帛或纤维构件(例如将作为合成纤维的膨体纱等复合纱编织成的针织布)的膨松度的范围可以在能够抑制橡胶的渗出的范围内选择,例如可以为约2cm3/g~约4.5cm3/g(例如为约2.2cm3/g~约4cm3/g)、优选为约2.3cm3/g~约3.8cm3/g(例如为约2.4cm3/g~约3.5cm3/g)、进一步优选为约2.5cm3/g~约3.3cm3/g。需要说明的是,膨松度(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。
布帛(针织布等)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。
布帛(针织布等)的厚度(平均厚度)可以从约0.1mm~约5mm的范围内选择,例如可以为约0.3mm~约3mm(例如为约0.4mm~约2mm)、优选为约0.5mm~约1.5mm(特别是约0.7mm~约1.2mm)。
为了提高对摩擦传动面的胶粘性,也可以根据需要对布帛(针织布等)实施胶粘处理。通过胶粘处理,还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,可以列举例如:浸渍在使胶粘性成分[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、甲基乙基酮等)中而得的处理液中后进行加热干燥的方法;浸渍在间苯二酚-福尔马林-胶乳液(RFL处理液)后进行加热干燥的方法等。这些方法可以单独或组合进行,处理顺序、处理次数也没有限定。例如,可以在利用环氧化合物和/或异氰酸酯化合物进行预处理后,浸渍在RFL处理液中后,进行加热干燥。
(异氰酸酯化合物)
如果至少利用异氰酸酯化合物(多异氰酸酯化合物)对布帛进行处理(浸渍或附着处理),则与橡胶组合物的胶粘性、布帛的耐磨损性提高,能够长期地持续抗噪声产生性。特别是如果表层的橡胶成分和/或布帛的纤维(纤维素类纤维等吸水性或亲水性纤维)具有对异氰酸酯化合物的反应性官能团(例如羟基、羧基、氨基等具有活性氢原子的有机基团),则通过利用异氰酸酯化合物对布帛进行处理,能够进一步提高布帛本身的机械特性和与橡胶成分的胶粘性、摩擦传动带的耐磨损性和耐久性,能够长期地持续抗噪声产生性。需要说明的是,也可以与作为帆布处理剂通用的间苯二酚-福尔马林-胶乳液(RFL液)和/或环氧树脂组合,利用异氰酸酯化合物对布帛进行处理,但即使不用上述RFL液和/或环氧树脂进行处理,也能够提高上述胶粘性、机械特性。
异氰酸酯化合物具有反应性的异氰酸酯基即可,通常多数情况下使用在一个分子中具有多个异氰酸酯基的多异氰酸酯(例如二异氰酸酯)。作为多异氰酸酯,可以列举例如:脂肪族多异氰酸酯[亚丙基二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)等二异氰酸酯;1,6,11-十一烷三异氰酸酯甲基辛烷、1,3,6-六亚甲基三异氰酸酯等三异氰酸酯或多异氰酸酯]、脂环族多异氰酸酯[环己烷1,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、氢化双(异氰酸根合苯基)甲烷等二异氰酸酯;双环庚烷三异氰酸酯等三异氰酸酯或多异氰酸酯等]、芳香族多异氰酸酯[亚苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(TDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、萘二异氰酸酯(NDI)、双(异氰酸根合苯基)甲烷(MDI)、甲苯胺二异氰酸酯(TODI)、1,3-双(异氰酸根合苯基)丙烷等二异氰酸酯;三异氰酸酯或多异氰酸酯]等。
多异氰酸酯可以为多聚物(二聚物、三聚物、四聚物等)、加合物、改性物(缩二脲改性物、脲基甲酸酯改性物、脲改性物等)等衍生物、具有多个异氰酸酯基的氨基甲酸酯低聚物等。作为多异氰酸酯的改性物或衍生物,可以例示例如:多异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族多异氰酸酯等)与多元醇(三羟甲基丙烷、季戊四醇等)的加合物、上述多异氰酸酯的缩二脲体、上述多异氰酸酯(例如脂肪族多异氰酸酯)的多聚物(例如六亚甲基二异氰酸酯的三聚物等具有异氰脲酸酯环的多异氰酸酯等)等。
这些异氰酸酯化合物可以单独使用或组合使用两种以上。这些异氰酸酯化合物(特别是多异氰酸酯)中,通用脂肪族多异氰酸酯或其衍生物(例如HDI或其三聚物等)、芳香族多异氰酸酯(TDI、MDI等)等。
此外,异氰酸酯化合物可以是具有游离的异氰酸酯基的通用的异氰酸酯化合物(未被封端剂保护的异氰酸酯化合物),但优选使用异氰酸酯基被封端剂保护的热反应型异氰酸酯化合物(或封端多异氰酸酯)。如果使用热反应型异氰酸酯化合物,则在带的成形过程中异氰酸酯基被封端剂保护,因此为惰性,不参与固化,因此,不阻碍布帛的伸缩性(成形性),在带的硫化过程中,封端剂解离,异氰酸酯基活化而与布帛的反应基团反应而固化,能够提高耐磨损性。因此,如果使用热反应型异氰酸酯化合物,能够在不降低带的生产率的情况下提高布帛的胶粘性、摩擦传动带的耐磨损性和耐久性,能够长期地持续沾水时的抗噪声产生性。此外,与上述RFL液相比,包含异氰酸酯化合物的水系浸渍液的制液简单,环境负荷也小。
作为热反应型异氰酸酯化合物,可以使用惯用的热反应型多异氰酸酯。作为上述封端剂(保护剂),可以列举例如:甲醇、乙醇、异丙醇等C1-24一元醇类或其环氧烷加成物(例如环氧乙烷等C2-4环氧烷加成物);苯酚、甲酚、间苯二酚等酚类;丙酮肟、甲基乙基酮肟、环己肟等肟类;ε-己内酰胺、戊内酰胺等内酰胺类;二丁胺、乙撑亚胺等仲胺类等。这些封端剂可以单独使用或组合使用两种以上。其中,通用肟类、内酰胺类等。热反应型异氰酸酯化合物的形态没有特别限制,可以为液体状、粉末状的形态,也可以为包含水性或有机溶剂的形态(水性溶液或分散液,有机溶剂溶液等形态)。
异氰酸酯化合物(热反应型异氰酸酯化合物等)的异氰酸酯基的含量没有特别限定,例如可以为约1质量%~约50质量%、优选为约3质量%~约40质量%、进一步优选为约5质量%~约30质量%。
热反应型异氰酸酯化合物的解离温度(封端剂解离而活性异氰酸酯基再生的温度)为橡胶成分的硫化工序前的带成形工序中的加热温度以上(通常为通过浸渍而浸渍有液态组合物的布帛的干燥温度以上)、橡胶成分的硫化温度以下即可。解离温度高时,能够提高干燥温度,因此能够提高生产率。上述解离温度例如可以为120℃以上(优选为150℃以上、进一步优选为180℃以上),例如可以为约120℃~约250℃(例如为约150℃~约240℃)、优选为约160℃~约230℃(例如为约170℃~约220℃)、进一步优选为约175℃~约210℃(特别是约180℃~约200℃)。解离温度过低时,不能提高干燥温度,因此,有可能干燥耗费时间,生产率降低。
异氰酸酯化合物的存在形态为被覆或附着形成布帛的纤维的至少一部分的形态即可。异氰酸酯化合物的分布区域可以为布帛的表面、布帛的内部的纤维间中的任一处,为了提高耐磨损性,优选在包含布帛的内部的纤维间(缠结的多孔结构)在内的整个布帛上大致均匀(特别是均匀)地分布存在。需要说明的是,通过将布帛浸渍在包含异氰酸酯化合物的液态组合物中,能够使异氰酸酯化合物容易且均匀地分布在整个布帛中。
异氰酸酯化合物的比例在布帛中可以为约1质量%~约30质量%,从能够在维持布帛的柔软性的同时提高胶粘性和耐磨损性从而长期地持续沾水时的抗噪声产生性的观点出发,例如可以为约3质量%~约20质量%、优选为约5质量%~约18质量%(例如为约7质量%~约15质量%)、进一步优选为约10质量%~约15质量%(例如为约11质量%~约13质量%)。异氰酸酯化合物的比例过少时,有可能胶粘性和耐磨损性没有太大改善,沾水时的抗噪声产生性降低;相反过多时,有可能布帛、带的柔软性降低。
需要说明的是,布帛(针织布等)可以在纤维表面或纤维内部包含惯用的添加剂、例如表面活性剂、分散剂、填料、着色剂、稳定剂、表面处理剂、流平剂等。这些添加剂也可以单独使用或组合使用两种以上。添加剂的比例是相对于布帛(针织布等)整体可以为10质量%以下,例如为约0.01质量%~约5质量%、优选为约0.1质量%~约3质量%、进一步优选为约0.5质量%~2质量%。另外,表面活性剂的处理量(含量)相当于每1m2布帛可以为约0.1g~约200g(例如为约1g~约150g)、优选为约3g~约100g(例如为约5g~约60g)。
(表层的特性)
表层中所含的橡胶组合物可以由门尼焦烧最低粘度Vm调整为50~110的范围的橡胶组合物(在温度125℃下测定时的Vm调整为规定的范围的橡胶组合物)形成。具体而言,上述Vm可以从50~130(例如为55~120)的范围选择,例如可以为约57~约115(例如为约60~约110)、优选为约65~约100。特别是在表层具有复合结构的情况下,如果表层包含这样的橡胶组合物,则橡胶组合物以完全不透过布帛(不渗出到表面)的程度渗透到布帛的组织内(纤维与纤维之间)而将布帛牢固地固定或结合,由此能够长期地持续表层所承担的效果(抗噪声产生性)。另外,通过将包含聚乙烯吡咯烷酮类树脂的橡胶组合物均等地渗透到布帛的组织内(纤维与纤维之间)而配置在摩擦传动面,能够持续沾水时的抗噪声产生性。
需要说明的是,在具有复合结构的表层的情况下,如果橡胶组合物的Vm过高,则有可能橡胶组合物的流动性降低,向布帛的渗透性降低而上述效果降低,并且表层的成形性降低。Vm过低时,橡胶组合物的流动性高,因此,有可能橡胶组合物容易透过布帛(针织布等)的组织而渗出到摩擦传动面,耐噪声产生(渗出的橡胶的粘合磨损引起的噪声产生)性降低。
在本申请中,门尼焦烧最低粘度Vm可以依据JIS K6300-1(2013)的门尼焦烧试验进行测定,详细而言,可以通过后述的实施例中记载的方法进行测定。
上述橡胶组合物的固化物(交联体)的内部的损耗角正切(tanδ)低,例如为0.08~0.17、优选为0.09~0.165、进一步优选为0.1~0.16、更优选为0.11~0.15、最优选为0.12~0.15。tanδ过高时,有可能内部发热变大,能量损失(传递损耗)变多。
需要说明的是,在本申请中,损耗角正切(tanδ)可以利用后述的实施例中记载的方法进行测定,测定与压延方向垂直的方向(反纹理方向)的损耗角正切。另外,对于短纤维沿规定方向排列的固化物,测定与短纤维的排列方向(纹理方向)垂直的方向(反纹理方向)的损耗角正切。
具有单一结构的表层的厚度(平均厚度)例如为约100μm~约1500μm、优选为约150μm~约800μm、进一步优选为约200μm~约600μm。具有单一结构的表层的厚度(平均厚度)相对于压缩橡胶层整体的平均厚度(肋部顶点的平均厚度)可以从约1%~约50%的范围选择,例如为约2%~约40%、优选为约3%~约35%(例如为约4%~约30%)、进一步优选为约5%~约25%(特别是约10%~约20%)。表层的厚度过薄时,有可能提高抗噪声产生性的效果降低,有可能抗噪声产生性的耐久性也降低。另一方面,表层的厚度过厚时,有可能压缩橡胶层的力学特性降低。
具有复合结构的表层的厚度(平均厚度)例如为约150μm~约1500μm、优选为约200μm~约1000μm、进一步优选为约300μm~约700μm。具有复合结构的表层的厚度(平均厚度)相对于压缩橡胶层整体的平均厚度(肋部顶点的平均厚度)可以从约1%~约50%的范围选择,例如为约5%~约45%、优选为约10%~约40%(例如为约15%~约35%)、进一步优选为约20%~约30%(特别是约22%~约28%)。表层的厚度过薄时,有可能提高抗噪声产生性的效果降低,有可能抗噪声产生性的耐久性也降低。另一方面,表层的厚度过厚时,有可能压缩橡胶层的力学特性降低。
在本申请中,表层的平均厚度通过使用扫描型电子显微镜观察测定摩擦传动带的压缩橡胶层部分的截面,对包含PVP类树脂的表层算出10处的平均值,由此求出。
[压缩橡胶层]
压缩橡胶层由包含弹性体成分的橡胶组合物形成。弹性体成分可以使用上述表层的项中例示的弹性体成分,优选弹性体成分也与表层同样。从层间密合性的观点出发,优选与构成表层的弹性体成分相同的聚合物成分。
用于形成压缩橡胶层的橡胶组合物可以包含PVP类树脂,从压缩橡胶层的物性、经济性的观点出发,优选实质上不含PVP类树脂,优选不含PVP类树脂。在本发明中,通过用于形成表层的橡胶组合物包含PVP类树脂,能够表现出上述效果。
用于形成压缩橡胶层的橡胶组合物中,除了弹性体成分以外,还可以包含表层的项中例示的交联剂、增强剂、其他成分,优选的方式和比例也与表层同样,除了不含PVP类树脂以外,可以为与表层相同的橡胶组合物。
形成压缩橡胶层的橡胶组合物的门尼焦烧最低粘度Vm没有特别限定,从能够提高带的耐久性的观点出发,优选为表层中所含的橡胶组合物的Vm以上。形成压缩橡胶层的橡胶组合物的Vm例如可以为约50~约150、优选为约70~约130、更优选为约80~约120、进一步优选为约90~约110(特别是约95~约105)。两Vm之差可以是表层中所含的橡胶组合物的Vm比形成压缩橡胶层的橡胶组合物的Vm低例如0~40、优选低0~30、进一步优选低0~25的Vm。如果调整为这样的粘度,则在具有复合结构的表层的情况下,能够提高压缩橡胶层的Vm而提高带的强度,并且能够使表层的Vm降低(至橡胶不会完全透过布帛的程度)。因此,在具有复合结构的表层的情况下,能够在不使带的耐久性降低的情况下使橡胶组合物容易渗透到布帛的组织内,能够提高布帛与橡胶成分的胶粘力和布帛的耐磨损性。橡胶组合物的Vm过低时,有可能带强度降低;相反过高时,有可能产生肋形状不良。
[摩擦传动带的结构]
本发明的摩擦传动带通常具备延伸层、层叠于该延伸层的一面上的压缩橡胶层、层叠于该压缩橡胶层的传动面上的表层和在上述延伸层与上述压缩橡胶层之间沿着带长度方向埋设的芯体(芯线)。详细而言,本发明的摩擦传动带可以具备形成外周面的延伸层、层叠于该延伸层的一面上的形成内周面的压缩橡胶层、层叠于该压缩橡胶层的传动面上的表层和在上述延伸层与压缩橡胶层之间沿着长度方向而夹设的芯体。另外,本发明的摩擦传动带还可以具有夹设于延伸层与压缩橡胶层之间的胶粘橡胶层(胶粘层),上述芯体可以埋设在上述胶粘橡胶层内。
摩擦传动带的种类没有特别限定,可以例示V带[切边带(截面V字形等形态的切边带)、切边齿型带(在切边带的内周侧或者内周侧和外周侧双方形成有嵌齿的切边齿型带)]、多楔带、平带等。这些带中,优选传动效率高的多楔带、切边V带,特别优选多楔带。
多楔带的形态没有特别限制,例如可以例示图1所示的形态。图1是示出本发明的摩擦传动带的一例的示意性截面图。在该形态中,多楔带1具有从带下表面(内周面)向带上表面(背面)依次层叠有表层6、压缩橡胶层5、沿带长度方向埋设有芯体4的胶粘橡胶层3、由包覆帆布(机织物、针织物、无纺布等)构成的延伸层2的形态。在压缩橡胶层5中,形成沿带长度方向伸长的多个截面V字形的槽,在该槽之间形成截面V字形(倒梯形)的多个肋,该肋的两个倾斜面(表面)形成摩擦传动面,与带轮接触而传递(摩擦传动)动力。
本发明的摩擦传动带不限于该形态,只要具备延伸层、压缩橡胶层和在它们之间沿带长度方向埋设的芯体即可,例如,可以由作为延伸层惯用的包覆帆布或橡胶组合物形成延伸层2,可以在不设置胶粘橡胶层3的情况下在延伸层2与压缩橡胶层5之间埋设芯体4。此外,可以为将胶粘橡胶层3设置于压缩橡胶层5或延伸层2中的任一者上、将芯体4埋设在胶粘橡胶层3(压缩橡胶层5侧)与延伸层2之间或者胶粘橡胶层3(延伸层2侧)与压缩橡胶层5之间的形态。另外,可以是在表层6的表面(特别是摩擦传动面)植入粉末状纤维(例如棉、尼龙、聚芳酰胺等)的形态,也可以是喷涂涂布润滑剂等的形态。
需要说明的是,至少表层包含上述橡胶组合物、压缩橡胶层由上述橡胶组合物形成即可,胶粘橡胶层也可以不由上述表层和压缩橡胶层的上述橡胶组合物形成。形成胶粘橡胶层的橡胶组合物通常由形成压缩橡胶层的橡胶组合物形成。在延伸层由橡胶组合物形成的情况下,延伸层可以由形成压缩橡胶层的橡胶组合物形成。
作为芯体,没有特别限定,通常可以使用在带宽度方向上以规定的间隔排列的芯线(加捻绳)。芯线通用高模量的纤维、例如聚酯纤维(聚亚烷基芳酯类纤维)、聚芳酰胺纤维等合成纤维、碳纤维等无机纤维等,优选聚酯纤维(聚对苯二甲酸乙二醇酯类纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯类纤维)、聚芳酰胺纤维。纤维可以为复丝纱、例如纤度为约2000旦尼尔~约10000旦尼尔(特别是约4000旦尼尔~约8000旦尼尔)的复丝纱。
作为芯线,通常可以使用利用了复丝纱的加捻绳(例如多捻线、单捻线、顺捻线等)。芯线的平均线径(加捻绳的纤维直径)例如为约0.5mm~约3mm、优选为约0.6mm~约2mm、进一步优选为约0.7mm~约1.5mm。芯线沿着带的长度方向配设,可以配设与长度方向平行的多根芯线,从生产率的观点出发,通常与带的大致长度方向平行地以规定的间距并列延伸地配设成螺旋状。在配设成螺旋状的情况下,芯线相对于带长度方向的角度例如可以为5°以下,从带移动性的观点出发,优选接近0°。
为了改善与弹性体成分的胶粘性,芯线可以在利用环氧化合物、异氰酸酯化合物等实施各种胶粘处理后埋设在延伸层与压缩橡胶层之间(特别是胶粘橡胶层)。
此外,延伸层可以具有增强布、例如机织布、广角帆布、针织布、无纺布等布材(优选为机织布)。增强布根据需要可以实施上述胶粘处理而层叠于延伸层的表面。
[带的制造方法]
摩擦传动带的制造方法可以采用如下方法,该方法包括:压缩橡胶层卷绕工序,在圆筒状卷筒上卷绕未硫化(未交联)橡胶片;和硫化成形工序,将上述未硫化橡胶片按压在模具上进行硫化,在上述压缩橡胶层卷绕工序和上述硫化成形工序中的任一工序中形成表层。
除了形成表层的方法以外,只要是利用模具进行成形的方法就没有特别限定,可以利用惯用的方法。作为惯用的方法,例如可以利用如下方法,该方法包括:芯线缠绕工序,在圆筒状卷筒上卷绕形成芯体的芯线;压缩橡胶层卷绕工序,在卷绕的芯线上卷绕未硫化橡胶片;和硫化成形工序,将上述芯线和上述未硫化橡胶片按压在模具上(利用模具进行按压)进行硫化,在形成延伸层、胶粘橡胶层的情况下,还可以包含在安装于圆筒状的成形卷筒上的挠性护套(气囊)上卷绕构成延伸层(橡胶片或增强布)的构件、根据需要的形成胶粘橡胶层的橡胶片的工序作为芯线缠绕工序的前工序,可以在卷绕的构件上进一步以螺旋状缠绕芯线。
具体而言,在惯用的方法中,首先,使用在外周面安装有挠性护套的圆筒状内模作为内模,在外周面的挠性护套上卷绕未硫化的延伸层用片,在该片上以螺旋状缠绕形成芯体的芯线,进而卷绕未硫化的压缩橡胶层用片,制作层叠体。接着,使用在内周面刻设有多个肋模的筒状外模作为可安装于上述内模的外模,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(压缩橡胶层)压入肋模中,进行硫化。然后,从外模拔出内模,将具有多个肋的硫化(交联)橡胶套筒从外模脱模后,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而精加工成多楔带。在该方法中,使具备延伸层、芯体、压缩橡胶层的层叠体一次性地膨胀,能够精加工成具有多个肋的套筒(或多楔带)。
另一方面,作为其他方法,例如可以采用日本特开2004-82702号公报中公开的方法(仅使压缩橡胶层膨胀而制成预成形体(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,进行硫化一体化而精加工成多楔带的方法)。
形成表层的方法可以在这样的惯用的方法中组合到压缩橡胶层卷绕工序和硫化成形工序中的任一工序中,可以列举例如如下方法等:在压缩橡胶层卷绕工序中,使用用于形成表层的前体(未硫化橡胶片(橡胶组合物)、或布帛和橡胶组合物)和用于形成压缩橡胶层的未硫化橡胶片的层叠片作为未硫化橡胶片。在该方法中,层叠片的制备方法没有特别限定,可以利用惯用的方法,在表层为单一结构的情况下,例如,可以将通过压延等分别制作的各个未硫化橡胶片层叠,也可以是通过共挤出而成形的层叠片。在表层为复合结构的情况下,作为用于形成表层的前体,可以在用于形成压缩橡胶层的未硫化橡胶片上顺次卷绕层叠未硫化橡胶片和布帛。特别是在具有复合结构的表层中,可以将布帛配置在最表面,在带的制造过程中,使未硫化橡胶片的一部分渗透到整个布帛中,制造由橡胶层和橡胶纤维混合层形成的表层。
用于形成表层、压缩橡胶层的橡胶组合物的制备方法可以通过利用惯用的方法将各成分混合(或混炼)来制备,但为了均匀地混合,优选将弹性体成分、PVP类树脂等在加热下混炼。加热温度例如为120℃以下、优选为50~120℃、进一步优选为60~100℃、进一步优选为70~90℃。加热温度过高时,有可能弹性体成分发生交联。
实施例
以下,基于实施例对本发明更详细地说明,但本发明不受这些实施例限定。需要说明的是,以下示出实施例中使用的原料的详细。
[原料]
(橡胶组合物)
EPDM1:The Dow Chemical Company制造的“Nordel(注册商标)IP3640”、门尼粘度(125℃)≈40、乙烯含量55质量%、二烯含量1.8质量%
EPDM2:三井化学株式会社制造的“EPT4045M”、门尼粘度(125℃)≈45、乙烯含量51质量%、二烯含量7.6质量%
聚乙烯吡咯烷酮1:日本触媒株式会社制造的“聚乙烯吡咯烷酮K-30”、K值27.0~33.0
聚乙烯吡咯烷酮2:日本触媒株式会社制造的“聚乙烯吡咯烷酮K-90”、K值88.0~96.0
聚乙烯吡咯烷酮3:富士胶片和光纯药株式会社制造的“聚乙烯吡咯烷酮K-25”、K值22.5~27.0
聚丙烯:株式会社Seishin企业制造的“PPW-5”、平均粒径约5μm、熔点165℃
表面活性剂:花王株式会社制造的“エマルゲンLS-106”、聚氧亚烷基烷基醚
聚乙烯醇:电气化学工业株式会社制造的“デンカポバールF-300S”、聚乙烯醇疏水基改性物、皂化度93.0~97.0摩尔、粘均聚合度1700、熔点206℃、疏水基的种类:烷基
炭黑:东海碳素株式会社制造的“シースト3”
二氧化硅:Evonik Industries AG公司制造的“Ultrasil VN3”BET比表面积180m2/g
石蜡油:出光兴产株式会社制造的“ダイアナ(注册商标)PW-90”(石蜡类操作油)
氧化锌:HakusuiTech株式会社制造的“氧化锌2种”
硬脂酸:日油株式会社制造的“硬脂酸つばき”
抗老化剂1:苯并咪唑类抗老化剂、大内新兴化学工业株式会社制造的“ノクラックMB”
抗老化剂2:二苯胺类抗老化剂、大内新兴化学工业株式会社制造的“ノクラックAD-F”
共交联剂:大内新兴化学工业株式会社制造的“バルノックPM”
有机过氧化物:日油株式会社制造的“パーブチルP-40MB”
硫:美源化学公司制造
硫化促进剂:大内新兴化学工业株式会社制造的“ノクセラー(注册商标)DM”
炭黑分散液:东海碳素株式会社制造的“Aqua-Black162”固体成分19.2质量%
(棉织布)
棉纱20s/2、经纱70根/5cm、纬纱70根/5cm的平纹织布
(表层用针织布)
将作为吸水性纤维的棉短纤纱(40支、1根)和作为第二纤维的PPT/PET共轭纱(纤度84分特)编织,将编织组织为纬编(桂花针、2层)的针织布基材浸渍在使热反应型异氰酸酯(第一工业制药株式会社制造的“エラストロンBN-27”、解离温度180℃、固体成分浓度30质量%的水性异氰酸酯类交联剂)用水稀释成固体成分浓度为5质量%的水溶液中后进行干燥而得的处理针织布
(芯线)
对将1000旦尼尔的PET纤维以2×3的捻构成以初捻系数为3.0、复捻系数为3.0进行多捻而成的总旦尼尔6000的绳进行胶粘处理后的加捻绳、芯线直径1.0mm。
实施例1~17和比较例1~8
[表层和压缩橡胶层]
对于形成带的传动面(与带轮的接触面)的表层和压缩橡胶层,使用班伯里混炼机将表1所示的配方的表层和压缩橡胶层用橡胶组合物在140℃混炼,利用压延辊压延成规定的厚度,使用由此得到的片。表层用片的厚度调整为表层的厚度为500μm的厚度。需要说明的是,比较例1和5中未形成表层,比较例8中形成后述的表层。
[表层和压缩橡胶层用组合物的交联橡胶物性]
使用压力机对表层和压缩橡胶层用未交联(未硫化)橡胶片进行30分钟的加压和加热(温度180℃、面压力0.9MPa),制作交联橡胶片。
1)μ-V特性的测定
从交联橡胶片裁取直径8mm×厚度2mm的圆板状试验片,使用销盘式摩擦系数测定装置,测定摩擦力,算出摩擦系数。详细而言,利用表面粗糙度Ra为0.8μm的对象材料(SUS304)以2.192kgf/cm2的载荷按压试验片,以30ml/分钟的水量仅在测定时对试验片浇水,同时以0~2.0m/秒的摩擦速度测定摩擦力,通过最小二乘法算出摩擦系数相对于摩擦速度(相对于对象材料的滑动速度)的曲线的斜率。需要说明的是,该斜率表示摩擦系数相对于滑动速度的变化。
此外,进行依据JIS K 6257(2010)的促进老化试验,对于在150℃进行720小时热老化后的试验片,测定摩擦力,通过最小二乘法算出摩擦系数相对于摩擦速度(相对于对象材料的滑动速度)的曲线的斜率。
需要说明的是,作为销盘式摩擦系数测定装置,使用株式会社米仓制作所制造的“销盘式摩擦试验机”。另外,在促进老化试验中,使用A法AA-2强制循环型热老化试验机(横风式)。
2)动态粘弹性(E’、tanδ)的测定
从交联橡胶片裁取截面形状为长方形(厚度2.0mm、宽度4.0mm)且长度为40mm的试验片。此时,以压延的反纹理方向作为长度方向进行裁取。然后,以夹头间距离为15mm将试验片夹持固定于粘弹性测定装置(上岛制作所制造的“VR-7121”)的夹头,施加初期应变(静态应变)1.0%,在频率10Hz、动态应变0.2%(即,以上述初期应变1.0%为中心位置或基准位置在长度方向上施加±0.2%的应变)、升温速度为1℃/分钟的条件下求出70℃的弹性模量(E’)和损耗角正切(tanδ)。
3)门尼焦烧最低粘度(Vm)
门尼焦烧最低粘度依据JIS K6300-1(2013)的门尼焦烧试验进行测定。转子使用L形,试验温度设为125℃。需要说明的是,在试验片(未交联橡胶组合物)与模具接触的面之间,配置厚度约0.04mm的聚酯膜(东丽株式会社制造的“ルミラー”)。将模具关闭后预热1分钟,然后旋转转子,记录门尼粘度的推移。记录的门尼粘度大致示出如图2所示的行为,采用门尼粘度最低时的值作为门尼焦烧最低粘度(Vm)。
[胶粘橡胶层]
关于胶粘橡胶层用片,使用班伯里混炼机将表2所示配方的胶粘橡胶层用橡胶组合物混炼,利用压延辊压延成规定的厚度。
[表2]
表2(胶粘橡胶层用组合物)
组成 | 质量份 |
EPDM2 | 100 |
硬脂酸 | 1 |
氧化锌 | 5 |
炭黑 | 35 |
二氧化硅 | 20 |
间苯二酚·甲醛缩合物 | 2 |
抗老化剂2 | 2 |
硫化促进剂 | 1 |
六甲氧基羟甲基三聚氰胺 | 2 |
硫 | 1 |
合计 | 169 |
[延伸层]
对于用于形成延伸层的棉织布,将未处理的棉织布(棉纱20s/2、经纱70根/5cm、纬纱70根/5cm的平纹)在包含炭黑分散液和RFL液(胶乳、间苯二酚和福尔马林)的表3所示的延伸层用组合物(黑色染液)中浸渍10秒钟,利用拉幅机进行120°广角度处理,在150℃进行4分钟热处理,使用由此得到的棉织布。
[表3]
表3(延伸层用组合物)
组成 | 质量份 |
40%乙烯基吡啶胶乳 | 100.0 |
炭黑分散液 | 214.3 |
间苯二酚 | 14.6 |
37%福尔马林 | 9.2 |
苛性钠 | 1.5 |
水 | 436.0 |
合计 | 775.6 |
[多楔带的制造]
对于实施例1~9和比较例1~4,在具备空气供给口和顶板的模具的气囊的外周,依次卷绕用于形成延伸层的棉织布和胶粘橡胶层用片,在胶粘橡胶层用片的外周面以螺旋状卷绕成为芯体的芯线后,进而在该芯体上依次卷绕压缩橡胶层用片和表层用片(比较例1中未卷绕表层用片),形成未交联带套筒。
对于实施例10~17和比较例5~7,在具备空气供给口和顶板的模具(内模)的气囊的外周,依次卷绕用于形成延伸层的棉织布和胶粘橡胶层用片,在胶粘橡胶层用片的外周面以螺旋状卷绕成为芯体的芯线后,进而在该芯体上依次卷绕压缩橡胶层用片、表层用片和表层用针织布(比较例5中未卷绕表层用片),形成未交联带套筒。所得到的表层为橡胶层和在针织布中渗透有橡胶组合物的橡胶纤维混合层的两层结构,两层的平均厚度比为橡胶层/橡胶纤维混合层=1/1。
对于比较例8,在具备空气供给口和顶板的模具(内模)的气囊的外周,依次卷绕用于形成延伸层的棉织布和胶粘橡胶层用片,在胶粘橡胶层用片的外周面以螺旋状卷绕成为芯体的芯线后,进而在该芯体上卷绕压缩橡胶层用片。在带套筒的摩擦传动面上,使用粉体涂装装置(ノードン株式会社制造的“アンコールXTハンドガン”)在喷吹量50g/m2的条件下喷吹使聚乙烯吡咯烷酮1和聚丙烯以前者∶后者=25∶75的质量比例配合而成的混合粉末,形成未交联带套筒。
此外,将用各种方法卷绕有未交联带套筒的上述模具(内模)设置在硫化模具(外模)内,一边用具备加热·冷却介质导入口的加热·冷却护套进行加热,一边使气囊膨胀,将未交联带套筒按压于硫化模具的内周面而进行加压,由此进行硫化。硫化的条件设定为180℃、0.9MPa、30分钟。此时,硫化模具的成形用凹凸部从外周嵌入带套筒中,由此在带套筒的外周成形出槽(肋形状)。
接着,从硫化模具中拔出模具,利用加热·冷却护套对残留在硫化模具内的交联带套筒进行冷却后,从硫化模具取出交联带套筒。然后,用切割器将该交联带套筒切断成环状,由此得到3PK1100的多楔带(肋数:3个、周长:1100mm、带形:K形、带厚度:4.3mm、肋高度:约2mm、肋间距:3.56mm)、6PK980的多楔带(肋数:6个、周长:980mm、带形:K形、带厚度:4.3mm、肋高度:约2mm、肋间距:3.56mm)、6PK1100的多楔带(肋数:6个、周长:1100mm、带形:K形、带厚度:4.3mm、肋高度:约2mm、肋间距:3.56mm)。需要说明的是,6PK980的多楔带仅制造了实施例10~17和比较例5~7。
[多楔带的性能评价]
1)噪声产生临界角试验(跑偏噪声产生评价试验)
噪声产生临界角试验(跑偏噪声产生评价试验)使用依次配置有直径101mm的驱动带轮(Dr.)、直径70mm的惰轮(IDL1)、直径120mm的跑偏带轮(W/P)、直径70mm的惰轮(IDL2)、直径61mm的张紧带轮(Ten)、直径70mm的惰轮(IDL3)的图3所示布局的试验机进行。将惰轮(IDL1)与跑偏带轮的轴距(跨越长度)设定为135mm,以使所有带轮位于同一平面上(跑偏的角度0°)的方式进行调整。
即,在试验机的各带轮上挂设实施例1~9、比较例1~4和8中得到的6PK1100的多楔带,在室温条件下,以使驱动带轮的转速为1000rpm、带张力为50N/Rib(肋)的方式赋予张力,在驱动带轮的出口附近向多楔带的摩擦传动面定期地(约30秒钟间隔)注水5ml的水,求出在跑偏(使跑偏带轮相对于各带轮向近前侧偏移)下使带走行时发生噪声产生(跑偏带轮的入口附近)时的角度(噪声产生临界角)。噪声产生临界角越大,则抗噪声产生性越优良。需要说明的是,通常,在3°附近,形成带从带轮偏移(即,变成肋偏移)而不能正常地进行动力传递的状态。
走行后的带的评价使用利用依次配置有外径120mm的驱动带轮(Dr.)、外径85mm的惰轮(IDL)、外径120mm的从动带轮(Dn.)、外径45mm的张紧带轮(Ten.)的图4所示布局的走行试验机走行后的带。在试验机的各带轮上挂设6PK1100的多楔带,调整成带向惰轮的卷绕角度为120°、带向张紧带轮的卷绕角度为90°、带张力为395N。将驱动带轮的转速设为4900rpm(旋转方向为图的箭头方向)、将从动带轮的负荷设为8.8kW、将气氛温度设为140℃,对于走行200小时后的带进行噪声产生临界角试验。
2)耐注水噪声产生性试验
利用图5中示出布局的试验机,使实施例10~17和比较例5~7中得到的6PK980的多楔带走行,对耐注水噪声产生性进行评价。试验机具备直径140mm的驱动带轮(Dr.)、直径60mm的张紧带轮1(Ten.1)、直径50mm的从动带轮1(Dn.1)、直径60mm的张紧带轮2(Ten.2)和直径111mm的从动带轮2(Dn.2)。驱动带轮的转速以800±160rpm变动。从动带轮1的负荷设为16N·m,从动带轮2设为无负荷。带张力设为200N/6肋。在驱动带轮和从动带轮2的中心的位置,从带的压缩橡胶层侧间歇地进行注水。注水每60秒进行1次(5秒钟)。注水量设为100cc/秒(500cc/5秒)。试验温度(气氛温度)设为25℃,试验时间设为60分钟。通过听觉确认试验中有无异响产生。
走行后的带的评价使用利用依次配置有直径55mm的驱动带轮(Dr.)、直径65mm的惰轮1(Id.1)、直径55mm的惰轮2(Id.2)、直径55mm的从动带轮(Dn.)的图6所示布局的四轴走行试验机走行后的带。在四轴走行试验机的各带轮上挂设6PK980的多楔带,将气氛温度设为60℃,将驱动带轮的转速设为2000rpm,惰轮和从动带轮设为无负荷,将带张力设为80N/肋,对于走行300小时的带进行耐注水噪声产生性试验。
3)传递性能试验
传递性能试验使用依次配置有直径120mm的驱动带轮(Dr.)、直径120mm的从动带轮(Dn.)的图7所示布局的试验机。然后,在试验机的两带轮上挂设3PK1100的多楔带,在驱动带轮的转速为2000rpm、带张力为15.3kgf/3肋的试验条件下走行,对从动带轮逐渐施加负荷,在驱动带轮的入口附近,向多楔带的摩擦传动面定期地(约60秒钟间隔)注水300ml的水,测量带的滑移率为2%时的传递动力(kw)。
4)耐久走行试验(高温低张力弯曲疲劳试验)
使用依次配置有外径120mm的驱动带轮(Dr.)、外径85mm的惰轮(IDL)、外径120mm的从动带轮(Dn.)、外径45mm的张紧带轮(Ten.)的图8所示布局的试验机。在试验机的各带轮上挂设3PK1100的多楔带,调整成多楔带向张紧带轮的卷绕角度为90°、向惰轮的卷绕角度为120°。将驱动带轮的转速设为4900rpm(旋转方向为图的箭头方向)、将带张力设为40kgf/3肋、将气氛温度设为120℃,并且对从动带轮施加12PS的负荷,以600小时为上限进行走行。在到达600小时前带的橡胶层产生龟裂等异常的情况下,将该时间判断为寿命,停止走行。在即使完成600小时也没有发生达到寿命的故障或异常的情况下,判断为具有600小时以上的走行寿命的带,判定为耐龟裂性优良的带。
5)传递损耗(转矩损耗)的测定
使用由直径55mm的驱动带轮(Dr.)和直径55mm的从动带轮(Dn.)构成的图9所示布局的双轴走行试验机。在试验机上挂设6PK1100的多楔带,以500N/带1根的张力对多楔带施加规定的初张力,算出在从动带轮无负荷下使驱动带轮以2000rpm旋转时的、驱动转矩与从动转矩之差作为转矩损耗。需要说明的是,通过该测定求出的转矩损耗除了包含起因于多楔带的转矩损耗以外还包含起因于试验机的轴承的转矩损耗。因此,使作为带的转矩损耗被认为实质为0的金属带(材质:马氏体时效钢)预先走行,求出其驱动转矩与从动转矩之差作为起因于轴承的转矩损耗(轴承损失)。然后,求出从使多楔带走行而算出的转矩损耗(起因于带和轴承两者的转矩损耗)减去起因于轴承的转矩损耗(轴承损失)而得的值作为单独起因于带的转矩损耗。需要说明的是,上述转矩损耗(轴承损失)为以规定的初张力使金属带走行时的转矩损耗(例如,以500N/带1根的初张力使多楔带走行的情况下,以该初张力使金属带走行时的转矩损耗为轴承损失)。
需要说明的是,在传递动力时,产生能量损失(传递损耗)。该能量损失例如可以列举由构成带的橡胶组合物的自发热引起的内部损失、因带的弯曲变形引起的弯曲损失等。通常,使用由驱动轴的驱动转矩值与从动轴的从动转矩值之差算出的“转矩损耗”值作为能量损失的指标,转矩损耗越小,则可以判断传递效率越好(传递损耗越少),在汽车发动机等中也被用作省燃料性的指标。在本试验中,根据转矩损耗的测定结果进行影响省燃料性的传递效率的比较。
将实施例和比较例的评价结果示于表4~6中。
[表6]
表6
如表4所示,将使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为抗噪声产生性提高剂的例子作为实施例1~9。由表1和4明显可知,作为橡胶组合物单体的物性,抓着力(摩擦系数的大小)、μ-V特性(伴随滑动速度的增加的μ的变化)、内部发热、弹性特性全部优良,其结果是,作为带性能,沾水时的抗噪声产生性、传递性能、传递效率(转矩损耗)、耐久寿命(耐龟裂性)全部都能够确保高水准。
详细而言,对于表层用橡胶组合物,作为改变PVP类树脂的种类的橡胶组合物,相对于包含聚乙烯吡咯烷酮1(K值27.0~33.0)的橡胶组合物B(实施例1),在利用了使用K值88.0~96.0的聚乙烯吡咯烷酮2的橡胶组合物C(实施例2)、使用K值22.5~27.0的聚乙烯吡咯烷酮3的橡胶组合物D(实施例3)的实施例2和3中,结果也为与实施例1同等。
另外,相对于橡胶组合物B(实施例1),使PVP的比例从1质量份到25质量份改变,对于相对于橡胶组合物B(5质量份;实施例1)减少了PVP的比例的橡胶组合物E(1质量份;实施例4)、增加了PVP的比例的橡胶组合物F(7质量份;实施例5)、橡胶组合物G(10质量份;实施例6)、橡胶组合物H(15质量份;实施例7)、橡胶组合物I(20质量份;实施例8)、橡胶组合物J(25质量份;实施例9),发现如下所示的倾向。
在实施例1(5质量份)中,作为抗噪声产生性提高剂(PVP)的效果,抓着力(摩擦系数的大小)、μ-V特性(伴随滑动速度的增加的μ的变化)、内部发热、弹性特性的平衡优良,其结果是,作为带性能,沾水时的抗噪声产生性、传递性能、传递效率(转矩损耗)、耐久寿命(耐龟裂性)全部都能够确保高水准,与此相对,在减少了PVP的实施例4(1质量份)中,结果是与实施例1同等地各特性的平衡优良。
在相对于实施例1(5质量份)增加了PVP的实施例5(7质量份)、实施例6(10质量份)、实施例7(15质量份)、实施例8(20质量份)、实施例9(25质量份)中,发现了内部发热随着PVP的比例提高而增大的倾向,但结果是与实施例1同等地各特性的平衡优良。在实施例8(20质量份)和实施例9(25质量份)中,变化很小,因此,可以说PVP的效果在20质量份时饱和(可以说进一步追加则经济性降低)。根据以上结果发现,从各特性的平衡和经济性的观点考虑,PVP的比例优选为1~20质量份。
在实施例1~9的构成中未形成表层的比较例1中,结果是作为带性能的抗噪声产生性差。
在实施例1~9的构成中添加了表面活性剂作为抗噪声产生性提高剂的比较例2~3中,结果是沾水时的传递性能、传递效率(转矩损耗)差。
在实施例1~9的构成中添加了聚乙烯醇粒子作为抗噪声产生性提高剂的比较例4中,在耐久走行试验中带的橡胶层产生龟裂。
在表5中,对表层包含针织布的带进行了评价,与表4的试验相比,作为沾水时的抗噪声产生性,通过更严酷的条件的试验进行了评价。表层用橡胶组合物中包含PVP的实施例10~16是改变了作为包含针织布的表层的橡胶组合物的PVP的种类或比例的例子,均不仅是走行前的带,而且走行300小时后的带也没有产生异响。可以说通过使用PVP能够长时间地持续高水准的针对耐注水噪声产生的效果。
实施例17是在压缩橡胶层中也包含PVP的例子,但结果与实施例15同等。该结果发现,即使压缩橡胶层包含PVP,只要少量,也不会对压缩橡胶层的物性带来影响,但如果考虑经济性,可以说在压缩橡胶层中配合PVP的技术意义小。
与此相对,在表层不含PVP的比较例5中,虽然走行前的带在60分钟的注水试验期间没有产生异响,但走行后的带在45分钟时产生了异响。另外,在抗噪声产生性提高剂使用表面活性剂的比较例6以及使用聚乙烯醇(PVA)的比较例7中,也是走行前的带没有产生异响,但走行后的带在短时间内产生了异响。
根据表5的结果,关于传递性能(沾水时的传递动力)、传递效率(转矩损耗),在作为表层包含针织布的带的实施例10~16和比较例5~7中,除了比较例6(表面活性剂)的转矩损耗大以外,没有大差异。但是,与表层没有针织布的带相比,表层包含针织布的带具有如下倾向:作为针织布被覆带特有的性质,传递性能(沾水时的传递动力)增大,但另一方面,传递效率减小(转矩损耗增大)。
如果考虑这样的表4和5的结果,可以说,在重视抗噪声产生性的用途中,表层包含针织布的带更合适,在重视省燃料性(降低转矩损耗)的用途中,表层没有针织布的带更合适。
表6所示的比较例8是相当于专利文献3的方式[使用粘结剂树脂(聚丙烯)代替弹性体]的例子。在比较例8中,相对于在表层用橡胶组合物中包含PVP的方式的实施例1~9,抓着性差,因此,在走行中容易滑移,传递性能(沾水时的传递动力)降低,在600小时耐久走行中也由于滑移的影响而早期(280小时)地达到寿命。与利用粘结剂树脂固定PVP的方式相比,包含在表层用橡胶组合物中的方式的情况下,抓着性优良,因此,明确了在传递性能、耐久性的方面这是优越的方式。
详细且参考特定的实施方式对本发明进行了说明,但对于本领域技术人员明显可知的是,在不脱离本发明的精神和范围内能够进行各种变更、修正。
本申请基于2019年9月25日提出的日本专利申请2019-174610和2020年9月14日提出的日本专利申请2020-154074,其内容以参照的方式引入于此。
产业上的可利用性
本发明的摩擦传动带能够适合用作例如平带;包布V带、切边V带、切边齿形V带、多楔带等摩擦传动带。
符号说明
1…多楔带
2…延伸层
3…胶粘橡胶层
4…芯体
5…压缩橡胶层
6…表层
Claims (9)
1.一种摩擦传动带,其是包含至少一部分具有能够与带轮接触的摩擦传动面、并且由橡胶组合物的固化物形成的压缩橡胶层的摩擦传动带,其中,在所述摩擦传动面的表面层叠有含有包含聚乙烯吡咯烷酮类树脂和弹性体成分的橡胶组合物的固化物的表层。
2.如权利要求1所述的摩擦传动带,其中,所述表层由包含所述聚乙烯吡咯烷酮类树脂和所述弹性体成分的所述橡胶组合物的固化物形成。
3.如权利要求1所述的摩擦传动带,其中,所述表层还包含布帛。
4.如权利要求1~3中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述弹性体成分包含乙烯-α-烯烃弹性体。
5.如权利要求1~4中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述聚乙烯吡咯烷酮类树脂的K值为10~100。
6.如权利要求1~5中任一项所述的摩擦传动带,其中,所述聚乙烯吡咯烷酮类树脂的比例是相对于所述弹性体成分100质量份为1~20质量份。
7.如权利要求1~6中任一项所述的摩擦传动带,其中,用于形成所述表层的所述橡胶组合物不含粘结剂树脂。
8.如权利要求1~7中任一项所述的摩擦传动带,其中,用于形成所述压缩橡胶层的所述橡胶组合物不含聚乙烯吡咯烷酮类树脂。
9.如权利要求1~8中任一项所述的摩擦传动带,其为多楔带或切边V带。
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