CN1940341A - 摩擦传送带 - Google Patents

Abstract

本发明提供具有摩擦传送表面的摩擦传送带，其包括含增塑剂的橡胶组合物，该增塑剂在摩擦传送表面上形成膜，相对于滑动速度(V)变化的摩擦系数(μ)变化(dμ/dv)在干燥和湿润状态下为0或正值，所述滑动速度(V)由滑轮速度和带速度之差表示。

Description

摩擦传送带

技术领域

本发明涉及用于动力传送的摩擦带动的动力传送带(后文称为摩擦传送带)。

背景技术

橡胶如天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶和氯丁二烯橡胶通常用于汽车发动机等的动力传送用摩擦传送带。但是，随着背景技术中节约能源和节约空间的社会需要，倾向于在汽车的发动机室中使用紧密堆积的部件，并且由于相比于常规实例的紧密堆积，增加了发动机室中的环境温度。

在这种高温环境中，已经指出了由于摩擦传送带用橡胶的硬化而发生的产生早期裂缝的问题。而且，由于发动机的转速波动随着能量的节省而增加，动力传送带的张力波动由于旋转波动的影响也增加，由此产生早期磨损和产生噪音的问题。而且，由于含卤素的橡胶如氯丁二烯橡胶导致二英的产生，近来对由不含环境载荷物质卤素的橡胶制备的带存在需求。

与这种需求有关，乙烯·α烯烃橡胶如乙烯-丙烯橡胶(EPM)和乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶(EPDM)近来被认为是有前景的橡胶，因为它们具有优良的耐热性，是相对便宜的聚合物，并且满足脱卤的需要。具体地，已提出了一种用于动力传送的摩擦传送带，其使用由α-β-不饱和有机酸的金属盐增强的乙烯·α弹性体(例如，参见参考文献1)。

此外，带的噪音问题也已引起关注，这是由于发动机的低燃料消耗和空间节省导致的带挺进角(approach angle)的增加引起的。尤其是，由于使用情况如干燥状态、润湿状态和滑轮被覆类型大大改变了带的摩擦系数，从而产生出噪音。

关于抵抗噪音的对策，已经提出了一种能抑制噪音产生的摩擦传送带，其可通过向形成摩擦传送表面的橡胶组合物中加入各种低摩擦性能的添加剂而获得，例如参考文献2提出了可通过向聚氨酯弹性体制成的带中加入油而获得的摩擦传送带。

[参考文献1]JP-A-9-500930

[参考文献2]JP-A-11-264447

但是，由于乙烯·α烯烃弹性体与氯丁二烯橡胶相比，对水的可湿性差并且容易斥水，从而使润湿状态的带和滑轮之间的水侵入(waterintrusion)状态不均匀。在不被水侵入的部分，摩擦系数没有降低且带与滑轮紧密接触，而在被水侵入的部分，摩擦系数被部分降低从而引起带与滑轮之间的滑动，由此产生遭受粘滑噪音的问题。但是，在向后运行的情况下，由于乙烯·α烯烃弹性体的可湿性比氯丁二烯橡胶差，当雨水或迅疾的水侵入到(在润湿状态)滑轮区域内时，产生传送性能降低或由于滑动产生噪音的问题。

而且，在向橡胶组合物中加入低摩擦系数物质的情况下，根据使用情况如干燥状态、润湿状态和滑轮被覆类型来改变带的摩擦系数，由此产生不能稳定防止噪音的问题。

发明内容

本发明的目的是提供高度耐用的摩擦传送带，其在润湿状态下具有优良的动力传送性能且无噪音。

本发明人已进行了热切的研究以考察问题。结果发现，上述目的可通过下述摩擦传送带实现。基于此发现，完成了本发明。

本发明主要涉及下述项：

1.具有摩擦传送表面的摩擦传送带，其包括含增塑剂的橡胶组合物，该增塑剂在摩擦传送表面上形成膜，相对于滑动速度(V)变化的摩擦系数(μ)变化(dμ/dv)在干燥和湿润状态下为0或正值，所述滑动速度(V)由滑轮速度和带速度之差表示。

2.根据第1项的摩擦传送带，其中当滑动速度不低于0.3m/s时，相对于滑动速度变化的摩擦系数变化(dμ/dv)在干燥和湿润状态下为0或正值。

3.根据第2项的摩擦传送带，其中增塑剂在干燥状态的摩擦传送表面上渗出。

4.根据第3项的摩擦传送带，其中增塑剂的溶解度参数大于橡胶组合物中橡胶组分的溶解度参数，从而具有与橡胶组分不同的极性。

5.根据第3项的摩擦传送带，其中增塑剂对水具有亲和性，从而在摩擦传送带处于湿润状态时，在摩擦传送表面上的增塑剂膜的整个表面上形成水膜。

6.根据第2项的摩擦传送带，其中当滑动速度(V)为不超过1.0m/s时，摩擦传送表面相对于滑轮的摩擦系数(μ)为不超过0.6。

7.根据第2项的摩擦传送带，其中橡胶组合物包含：乙烯·α烯烃弹性体作为橡胶组分；和相对于100重量份的乙烯·α烯烃弹性体，10～25重量份的增塑剂和60～110重量份的无机填料，增塑剂的溶解度参数为8.3～10.7(cal/cm³)^1/2，并且在摩擦传送表面上渗出从而形成膜，增塑剂具有包含对水具有亲和性的亲水基团的分子结构，从而在摩擦传送带处于湿润状态时，在摩擦传送表面上渗出的增塑剂膜的整个表面上形成水膜。

8.根据第7项的摩擦传送带，其中无机填料为碳黑。

9.根据第7项的摩擦传送带，其中无机填料包含：碳黑；和金属碳酸盐与金属硅酸盐中的至少一种。

10.根据第7项的摩擦传送带，其中该摩擦传送带为V型肋带(V-ribbed belt)。

11.根据第4项的摩擦传送带，其中：增塑剂对水具有亲和性，从而在摩擦传送带处于湿润状态时，在摩擦传送表面上的增塑剂膜的整个表面上形成水膜；当滑动速度(V)为不超过1.0m/s时，摩擦传送表面相对于滑轮的摩擦系数(μ)为不超过0.6；橡胶组合物包含：乙烯·α烯烃弹性体作为橡胶组分；和相对于100重量份的乙烯·α烯烃弹性体，10～25重量份的增塑剂和60～110重量份的无机填料，其中无机填料包含：碳黑；和金属碳酸盐与金属硅酸盐中的至少一种；增塑剂的溶解度参数为8.3～10.7(cal/cm³)^1/2，并且在摩擦传送表面上渗出从而形成膜；增塑剂具有包含对水具有亲和性的亲水基团的分子结构，从而在摩擦传送带处于湿润状态时，在摩擦传送表面上渗出的增塑剂膜的整个表面上形成水膜；且摩擦传送带为V型肋带。

根据第1项的上述发明，由于在摩擦传送表面上形成增塑剂膜，从而使摩擦传送表面与滑轮之间的摩擦被该流体膜介导(mediated)。因此，当相对于滑动速度V变化的摩擦系数μ变化(dμ/dv)在干燥和湿润状态下变为0或正值时，所述滑动速度V由滑轮速度和带速度之差表示，则滑轮与摩擦传送表面之间的运动变得稳定，从而抑制自激发的振动。因此在润湿状态下，即便在使用情况如滑轮被覆类型改变时，仍得以保持稳定状态以防止产生噪音。

根据第2项的上述发明，由于在摩擦传送表面上形成增塑剂膜，摩擦传送表面与滑轮之间的摩擦被该流体膜介导，从而当在由滑轮速度和带速度之差表示的滑动速度V不低于0.3m/s的情况下，相对于滑动速度变化的摩擦系数μ变化(dμ/dv)在干燥和湿润状态下为0或正值时，滑轮与摩擦传送表面之间的运动处于稳定状态，由此抑制自激发的振动。因此在润湿状态下，即便在使用情况如滑轮被覆类型改变时，仍得以保持稳定状态并防止产生噪音。

根据第3项的上述发明，由于增塑剂在摩擦传送表面上渗出(流出)，可在干燥状态下于摩擦传送表面上形成增塑剂膜。

根据第4项的上述发明，由于增塑剂的溶解度参数大于橡胶组合物的溶解度参数，增塑剂成了非极性增塑剂，其几乎不溶于具有极性的橡胶组合物，并在摩擦传送表面上渗出。增塑剂的溶解度参数优选比橡胶组合物的溶解度参数大3.0或以上。

根据第5项的上述发明，由于增塑剂对水具有亲和性，在湿润状态的摩擦传送表面上形成的膜表面上形成均匀的水膜。因此，在润湿状态下保持滑轮与摩擦传送表面之间运动的稳定状态。

根据第6项的上述发明，由于在摩擦传送表面上形成增塑剂膜，该流体膜介导了摩擦传送带与滑轮之间的摩擦，由此当滑动速度为不超过1.0m/s时，则摩擦传送表面相对于滑轮的摩擦系数μ为不超过0.6，这是低的摩擦系数。

根据第7项的上述发明，通过由包含10～25重量份溶解度参数为8.3～10.7(cal/cm³)^1/2的增塑剂的橡胶组合物形成摩擦传送表面，可改善摩擦传送表面的可湿性，由此改善带对滑轮的粘着性和无噪音性。通过向橡胶组合物中加入60～110重量份的无机填料，适当地促进了增塑剂的渗出，从而使增塑剂起到润滑剂作用，由此改善运行过程中的噪音抑制。而且，由于增塑剂具有对水具有亲和性的亲水基团，在湿润状态的摩擦传送表面上渗出的增塑剂(润滑剂)上形成均匀的水膜，从而改善润湿状态下运行过程中的噪音抑制。而且，可抑制摩擦传送表面上的裂缝并改善带的耐久性。而且，由于乙烯·α烯烃橡胶不含卤素，它不会对环境造成负担。

根据第8项的上述发明，由于无机填料为碳黑，获得了保证高强度和良好耐磨性的效果。

根据第9项的上述发明，由于无机填料包含碳黑、金属碳酸盐和/或金属硅酸盐，获得了保证高强度和良好耐磨性，并抑制由于振动而产生噪音的效果。

根据第10项的上述发明，可获得V型肋带，其在润湿状态下能够获得优良的传送和抑制噪音性能。可抑制用作摩擦传送表面的肋上的裂缝，由此改善带的耐久性。

可将根据本发明的摩擦传送带设置在汽车或一般工业用途的传动装置上。

附图说明

图1是表示根据本发明的摩擦传送带的V型肋带的剖面透视图。

图2是表示根据本发明的摩擦传送带的另一V型肋带的剖面透视图。

图3是表示根据本发明的摩擦传送带的又一V型肋带的剖面透视图。

图4是表示带和滑轮之间摩擦的模型图。

图5是表示根据实施例中μ-v测量的测量装置布局图。

图6是根据实施例中实际机器测量的测量装置布局。

图7是表示实施例1的μ-v测量结果图。

图8是表示实施例1的另一μ-v测量结果图。

图9是表示实施例1的实际机器测量结果图。

图10是表示对比例1的μ-v测量结果图。

图11是表示对比例1的实际机器测量结果图。

图中使用的标号分别代表下述内容。

1：V型肋带(摩擦传送带)

2：受拉元件

3：粘合层

4：压缩层

5：伸展层

6：肋部分

优选实施方式

下文描述本发明的几个实施方案。此实施方案是将本发明应用于用作摩擦传送带的V型肋带，其具有在带的纵向延伸的多个肋部分。

如图1所示，V型肋带1具有粘合层3，在该粘合层中沿带的纵向嵌入受拉元件2，在粘合层3的一侧设置有压缩层，在粘合层3另一侧覆盖由覆盖帆布制成的伸展层5。压缩层4设置有各自在带的纵向延伸并具有基本呈三角形截面形状的多个肋部分6。如本发明所用，摩擦传送表面是压缩层4的表面层。

关于本发明中所用的受拉元件2，可使用由下述物质形成的绞绳：聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维、聚萘酸乙二酯(PEN)纤维、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)纤维、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)纤维、聚对亚苯基苯并二唑(PBO)纤维、聚酰胺橡胶、玻璃纤维、芳族聚酸胺纤维等。

理想地在受拉元件上进行粘合加工，例如受拉元件可进行下述加工：(1)将未处理的绳浸在包含处理液体的槽中用于预浸渍，该处理液体选自环氧化合物和异氰酸酯化合物，(2)使绳通过温度设定为160～200℃的干燥炉30～600秒来进行干燥，(3)将绳浸在包含由RFL液体制成的粘合剂液体的槽中，和(4)使绳通过温度设定为210～260℃的拉伸和热固定单元30～600秒，接着进行1％～3％的拉伸，以获得拉伸的绳子。

预处理液体中使用的异氰酸酯化合物的例子包括4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲代亚苯基-2，4-二异氰酸酯、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、聚芳基多异氰酸酯(例如，作为商业产品的PAPI)等。使异氰酸酯化合物与有机溶剂如甲苯和甲基乙基酮混合待用。

而且，可使用可通过封闭多异氰酸酯的异氰酸酯基团获得的封端多异氰酸酯，所述封闭通过异氰酸酯化合物与封端剂如酚、叔醇和仲醇之间的反应进行。

环氧化合物的例子包括多价醇如乙二醇、甘油、季戊四醇；聚亚烷基二醇如聚乙二醇与含卤素环氧化合物如表氯醇的反应产物；多元酚如间苯二酚、双(4-羟基二苯基)二甲基甲烷、苯酚-甲醛树脂和间苯二酚-甲醛树脂，与含卤素环氧化合物的反应产物；等等。使环氧化合物与有机溶剂如甲苯和甲基乙基酮混合待用。

可将间苯二酚和甲醛的初始缩合物质与胶乳混合而获得RFL处理液体，优选调节间苯二酚和甲醛之间的摩尔比为1∶2～2∶1，以改善粘合性。当摩尔比小于1/2时，间苯二酚-甲醛树脂的三维反应过度进行，从而导致胶凝作用，而当该摩尔比超过2/1时，间苯二酚和甲醛之间的反应不会令人满意地进行，从而导致粘合性降低。

胶乳的例子包括苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物、氢化的腈橡胶、氯丁二烯橡胶、腈橡胶等。

间苯二酚-甲醛初始缩合物质与胶乳之间以固体含量计的质量比可优选为1∶2～1∶8，并且优选保持此范围以改善粘合性。当该比值小于1/2时，间苯二酚-甲醛树脂含量增加，从而使RFL涂层硬化，导致动态粘结(dynamic adhesion)变差，而当该比值超过1/8时，则间苯二酚-甲醛树脂含量减少，从而使RFL涂层软化，导致粘合性下降。

而且，可向RFL液体中加入硫化促进剂或硫化剂，并且硫化促进剂是含硫的硫化促进剂。含硫的硫化促进剂的具体例子包括2-巯基苯并噻唑(M)及其盐(例如锌盐、钠盐、环己胺盐等)；噻唑如二苯并噻唑基二硫化物(DM)；亚磺酰胺如N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(CZ)；秋兰姆如一硫化四甲基秋兰姆(TS)、二硫化四甲基秋兰姆(TT)和四硫化双亚戊基秋兰姆(TRA)；二硫代氨基甲酸盐如二正丁基二硫代氨基甲酸钠(TP)、二甲基二硫代氨基甲酸锌(PZ)、二乙基二甲基二硫代氨基甲酸锌；等等。

硫化剂的例子包括硫、金属氧化物(氧化锌、氧化镁和氧化铅)、有机过氧化物等，并且硫化剂与硫化促进剂结合使用。

形成伸展层5的帆布是选自纺织材料、针织材料、无纺布等的纤维基材。作为形成帆布的纤维材料，可使用已知的材料，其例子包括天然纤维如亚麻；无机纤维如金属纤维和玻璃纤维；有机纤维如聚酰胺、聚酯、聚乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚氟乙烯(polyflorethylene)、聚丙烯酸类、聚乙烯醇、全芳族的聚酯和芳族聚酸胺。在纺织材料的情况下，通过对上述纤维材料制成的线进行平纺、斜纺或缎纺来制造该纺织材料。

优选根据已知的技术将帆布浸入RFL液体中。而且，可在浸入RFL液体中之后，进行将未硫化的橡胶打磨入帆布中的摩擦，或将帆布浸入通过使橡胶溶解到溶剂中所获得的浸泡液体中。可通过使碳黑液体与RFL液体混合而将被处理的布染成黑色，或者可加入0.1～5.0质量％的已知表面活性剂。

压缩层4由橡胶组合物形成，通过将10～25重量份溶解度参数为8.3～10.7(cal/cm³)^1/2的增塑剂和60～110重量份无机填料与100重量份乙烯·α烯烃弹性体混合而获得该橡胶组合物。

乙烯·α烯烃弹性体的例子包括乙烯和α烯烃(丙烯、丁炔、己烯(hexen)或辛炔)的共聚物，或乙烯、上文列出的α烯烃和非共轭二烯的共聚物，其具体例子包括橡胶如EPM和EPDM。二烯组分的例子包括具有5～15个碳原子的非共轭二烯，如亚乙基降冰片烯、二环戊二烯、1，4-己二烯、环辛二烯和亚甲基降冰片烯。

关于增塑剂，使用溶解度参数(SP值)比乙烯·α烯烃弹性体的溶解度参数(约8.0(cal/cm³)^1/2)大的增塑剂，即溶解度参数为8.3～10.5(cal/cm³)^1/2的增塑剂。通过混合SP值比乙烯·α烯烃弹性体的SP值大的增塑剂，可引起橡胶表面上的渗出，从而在通常状态(干燥状态)下减小摩擦系数，并通过保证均匀的可湿性使得润湿状态下的摩擦系数稳定，由此抑制通过起润滑剂作用而引起的粘滑现象。SP值由SP＝d∑G/M(d：密度，G：分子吸引常数，M：分子量)确定。

关于溶解度参数为8.3～10.7(cal/cm³)^1/2的增塑剂，例如可使用基于醚的、基于酯的、基于醚酯的、基于邻苯二甲酸衍生物的、基于己二酸衍生物的、基于癸二酸衍生物的、基于苯偏三酸衍生物的和基于磷酸衍生物的增塑剂。在上述增塑剂中，优选使用磷酸三甲苯酯(SP值：8.4)、癸二酸二辛酯(dioctyl sepacate)(SP值：8.5)、磷酸三苯酯(SP值：8.5)、己二酸二辛酯(SP值：8.7)、邻苯二甲酸二丁酯(SP值：9.3～10.7)和基于醚酯的增塑剂(SP值：8.3～9.2)。

此外，使用具有含亲水基团的分子结构的增塑剂，所述亲水基团对水具有亲水性，如OH基团、羧基基团和醚基团。在这些增塑剂中，优选使用磷酸三苯酯(改性的羧基)、癸二酸二辛酯(dioctyl sepacate)(改性的羧基)、磷酸三苯酯(改性的羧基)、己二酸二辛酯(改性的羧基)、邻苯二甲酸二丁酯(改性的羧基)和基于醚酯的增塑剂(醚基)。

具有含亲水基团的分子结构的增塑剂在摩擦传送表面上渗出，所述亲水基团对水具有亲和性，如OH基团、羧基基团和醚基团。在润湿状态下，在渗出的亲水增塑剂膜的整个表面上形成水膜。

待混合的增塑剂的量相对于100重量份的乙烯·α烯烃弹性体为10～25重量份。也就是说，当含量小于10重量份时，则该含量对于增塑剂覆盖带表面是不够的，由此使得难以保证均匀的可湿性，并且导致润滑效果不够。另一方面，当含量超过25重量份时，则产生缺陷如表面摩擦系数的显著下降和耐磨性的显著变差。从防止高温环境下蒸发的角度来看，增塑剂的平均分子量可优选为不小于300。

无机填料的例子包括碳黑、金属碳酸盐、金属硅酸盐等。从增强性能的角度来看，理想地至少包含碳黑。

关于碳黑，优选使用具有氮吸收比表面积为20～150cm²/g和DBP油吸收为50～160cm³/100g的特性的碳黑，但不限于此。如本发明所用的，氮吸收比表面积(N.SA)是指碳黑的比表面积，并根据JIS K6217-2测量。DBP油吸收(邻苯二甲酸二丁酯油吸收)是指结构的指数，并根据JIS K6217-4测量。

金属碳酸盐的例子包括氢氧化钙，金属硅酸盐的例子包括硅酸钙、硅酸铝钾、硅酸铝、硅酸镁等。具体地，硅酸铝的例子包括粘土等；硅酸镁的例子包括滑石等；硅酸铝钾的例子包括云母等。这些金属碳酸盐和金属硅酸盐可单独使用或结合使用。在上述物质中，氢氧化钙是较理想的，因为它与橡胶具有良好的相容性，并且不会有害地影响机械性能如强度。

无机填料的平均初级粒径可优选为0.01～3.00μm。当平均初级粒径超过3.00μm时，则产生缺陷如对带的耐久性的有害影响，而当平均初级粒径小于0.01μm时，则可分散性变差，从而导致不规则的橡胶物理性能。

相对于100重量份的乙烯·α烯烃弹性体，无机填料的含量为60～110重量份。当该含量小于60重量份时，增塑剂渗出的效果不够。另一方面，当该含量超过110重量份时，则产生缺陷如抗弯性降低。

有机过氧化物可作为交联剂与橡胶组合物混合。有机过氧化物的例子包括例如二枯基过氧化物、二叔丁基过氧化物、叔丁基gumyl过氧化物、苯甲酰基过氧化物、1，3-双(叔丁基过氧化异丙基)苯-2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己炔-3，2，5-二甲基-2，5-(苯甲酰基过氧化)己烷、2，5-二甲基-2，5-单(叔丁基过氧化)己烷等。这些有机过氧化物可优选单独使用，或作为混合物质使用，其使用量相对于100重量份的聚合物组分为0.5～8重量份。

相对于100重量份的聚合物组分，橡胶组合物可包含0.5～13重量份的N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺和/或醌二肟。N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺和/或醌二肟用作交联剂，当加入量小于0.5重量份时，效果不突出，而当加入量超过13重量份时，抗撕能力(tearing power)和粘合力快速降低。在选择N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺作为交联剂的情况下，诸如交联密度和耐磨性的特性得到改善，且润湿状态和干燥状态之间传送性能之差得以减少。同样，在选择醌二肟的情况下，获得特性如优良的与纤维基材的粘结。

醌二肟的例子包括对苯醌二肟、p，p’-二苯醌二肟、四氯苯醌聚(P-二硝基苯醌)等。从粘合性和交联密度的角度来看，优选苯醌二肟如对苯醌二肟和P，P’-苯醌二肟。

除了上述物质，当需要时，使用普通橡胶混合物中所用的那些物质，如短纤维、抗老化剂、稳定剂、加工助剂和着色剂。将组分混合到橡胶组合物中的方法没有特别限制，例如可通过使用已知装置如班伯里混合机和混练机，和已知的方法来混练。

作为粘合层3的橡胶组分，理想地单独使用乙烯·α烯烃橡胶，或使用经混合由各种橡胶制成的相对橡胶(counter rubber)而获得的共混橡胶。待与乙烯·α烯烃橡胶共混的相对橡胶的例子包括丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、腈橡胶(NBR)、氢化腈橡胶(H-NBR)、氯丁二烯橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)和天然橡胶中的至少一种。当然，可使用与上述相同的橡胶组合物。

下文将描述由上述橡胶组分制成的摩擦传送表面的磨损特性。图4所示是滑轮与摩擦传送表面之间的摩擦状态的模型化结果。此模型中的模拟运动方程由下述方程式(1)表示。

$m\·\stackrel{\·\·}{x}+(C+N+\frac{\mathrm{dM}}{\mathrm{dV}})\·\stackrel{\·}{x}+K\·x=N\·\mathrm{\μ}\left(V\right)---\left(1\right)$

在方程式(1)中，当(C+N(dμ/dV))＜0时，则引起不稳定的状态。也就是说，在图4中，由于摩擦表面上的作用力F1朝向带和滑轮的运行方向，产生不稳定状态，从而导致自激发的振动，由此产生噪音。

相反地，当方程式(1)中(C+N(dμ/dV)＞0时，则产生稳定的状态。也就是说，在图4中，由于摩擦表面上的作用力F2朝向与带和滑轮的运行方向相反的方向，产生稳定状态，从而不会产生自激发的振动和噪音。

已经发现，当C＞0且N＞0时，通过将dμ/dV(相对于滑动速度V变化的摩擦系数μ变化，所述滑动速度V由滑轮速度和带速度之差表示)设定为≥0来产生稳定状态。而且，虽然当dμ/dV设定为≥0时，几乎不产生噪音，但是已经发现，相对于滑动速度V保持低μ是理想的，因为难以相对于V保持高μ。

因此，按如下获得与流体润滑类似的滑动特性：使用上述橡胶组合物；在干燥状态的摩擦传送表面上形成增塑剂膜；通过使用该增塑剂的流体膜，介导摩擦传送表面与滑轮之间的摩擦。因此，为了在干燥状态的摩擦传送表面上形成增塑剂的均匀流体膜，使用上述特定的增塑剂。通过该流体膜获得的摩擦特性与流体润滑的摩擦特性类似，并且，虽然整个带的μ不超过0.6，这是相对低的，但是即便滑动速度增加μ也并不降低，从而一直保持dμ/dV≥0。因而，产生了稳定状态以抑制噪音产生。

在对V型肋带润湿的情况下，在V型肋带和摩擦传送表面之间存在水。由于在摩擦传送表面的正面(front face)上渗出的增塑剂对水具有亲和性，从而在摩擦传送表面的整个正面上形成均匀的水膜。因此，由于在摩擦传送表面上形成由增塑剂形成的均匀流体膜和水膜，当滑动速度增加时，初始较低的μ不会有很大变化或者不会改变，从而一直保持dμ/dV≥0。因而，产生稳定状态并抑制噪音产生。也就是说，即便在从干燥状态到润湿状态的情况下变化，仍保持稳定状态并抑制噪音产生。

虽然以上描述了存在水的润湿状态的情况，但即便在μ由于滑轮的被覆类型变化而变化时，初始较低的μ仍不会有很大变化，从而获得稳定状态并抑制噪音产生。

如本发明所用的，润湿状态是指在汽车的V型肋带中于表面上形成的一种状态，其中V型肋带的摩擦传送表面的表面被水或水滴润湿，例如冲洗或在水覆盖的道路上运行的情况。当少量水不均匀地存在于V型肋带的摩擦传送表面上时，则摩擦稳定状态受损。因此，V型肋带的摩擦传送表面形成为使得均匀地散布最少量的水，并且防止水不均匀地散布。

V型肋带的结构并不限于图1所示，没有粘合层的V型肋带，背面无帆布粘附而使橡胶暴露的V型肋带，等等均属于本发明的技术范围。下文将基于附图描述这种带的实施方案。

图2所示的V型肋带21具有伸展层25，其设置有由橡胶组合物形成的背面28，并具有毛发填充层24，粘合层22位于伸展层25的下面，压缩层26位于粘合层22的下面。受拉元件23沿带的纵向嵌入主体中，并且其一部分接触伸展层25，剩余部分接触粘合层22。压缩层26设置有多个肋27，每个肋在带的纵向上延伸并具有基本呈三角形的截面形状。压缩层26中包含的短纤维沿着肋的形状产生流体状态，正面附近的短纤维的朝向沿着肋的形状。

图3所示的V型肋带31具有伸展层35，其设置有由包含短纤维34的橡胶组合物形成的背面38，压缩层36位于伸展层35的下面。受拉元件33沿带的纵向嵌入主体中，并且其一部分接触伸展层35，剩余部分接触压缩层36。压缩层36设置有多个肋37，每个肋在带的纵向上延伸并具有基本呈三角形的截面形状，并且在每个肋的表面上设置有毛发填充层39。伸展层35中包含的短纤维的朝向是随机方向。

图3所示的结构是，其中伸展层35不是由帆布形成的，而是由包含短纤维的橡胶组合物形成的，在背面上可形成不规则的图案，以抑制背面传动过程中的噪音。不规则图案的例子包括针织布图案、纺织布图案、帘布图案等，最优选的图案是纺织图案。对于短纤维，如果需要的话可混合聚酯、芳族聚酸胺、尼龙、棉花等。形成伸展层、压缩层和粘合层的橡胶组合物、受拉元件等可与上述物质相同。

虽然图3的伸展层35中所含短纤维的朝向是随机方向，但是短纤维的朝向可为一个方向如带的宽度方向。在纤维的朝向是随机方向的情况下，可抑制从各种方向产生断裂和裂缝。当将具有弯曲部分的短纤维(例如中等纤维)用作短纤维时，可实现对从更多各个方向作用的力的抵抗性。

在如图3所示没有设置粘合层的结构情况下，受拉元件33嵌入在带本体中伸展层35与压缩层36之间的边界区域。从受拉元件33对带本体的粘附性来看，理想地由不含短纤维的橡胶组合物形成任一种橡胶层(伸展层35或压缩层36)。

虽然图2中的伸展层25在不含短纤维的橡胶组合物表面上设置有毛发填充层24，但是可采用在包含短纤维的橡胶组合物表面上设置有毛发填充层的结构。

虽然图2的压缩层26中所含短纤维沿着肋的形状产生流体状态，但是短纤维的朝向可为宽度方向。

在V型肋带进行背面传送的情况下，伸展层的表面可用作摩擦传送表面。因此，该伸展层可由本发明的橡胶组合物形成。

下文将描述这些V型肋带的生产方法。生产方法的例子包括但不限于下述方法。

对于第一种方法，将形成伸展层的元件和形成粘合层的粘合橡胶片材绕圆柱形模制转鼓(molding drum)的外周缠绕，接着将由绳制成的受拉元件以螺旋形式旋转，然后将形成压缩层的压缩橡胶片材缠绕，从而获得未硫化的套管。使未硫化的套管硫化而获得硫化的套管。然后，将硫化的套管挂在传动辊和从动辊上，并使之在比预定张力小的张力下运行，使旋转的抛光轮移动从而接触运行的硫化套管，从而在套管的压缩层表面上抛光3～100个凹槽部分，由此形成摩擦传送表面。由此获得的套管从传动辊和从动辊取出，从而将该套管挂在另一传动辊和另一从动辊上，由此使套管运行并被切刀(cutter)切成块，每个块具有预定的宽度，由此获得V型肋带。

对于第二种方法，将形成压缩层的压缩橡胶片材和形成粘合层的粘合橡胶片材绕圆柱形模制转鼓缠绕，该转鼓的外周上设置有肋的雕刻标记，接着旋转受拉元件，然后将形成伸展层的元件卷绕，从而布置未硫化的套管。此后，使未硫化的套管硫化，同时将其压向模制转鼓从而在压缩层上形成肋。由此获得的硫化套管具有肋，当需要时可抛光肋表面。通过将硫化套管切成块，每个块具有预定的宽度，从而获得V型肋带。

对于第三种方法，将形成伸展层的元件和形成粘合层的粘合橡胶片材在安装于圆柱形模制转鼓上的柔性夹套上缠绕，接着在粘合层上旋转受拉元件，然后将形成压缩层用的压缩橡胶片材卷绕。以连续不断的方式卷绕这些层从而形成未硫化的套管。然后，展开柔性夹套从而将未硫化的套管压向外部空腔，该外部空腔具有对应于肋部分的雕刻标记，由此获得硫化的模制品。由此获得的硫化套管具有肋，当需要时可抛光肋表面。将硫化套管切成块，每个块具有预定的宽度，从而获得V型肋带。

对于第四种方法，在安装于圆柱形模制转鼓上的柔性夹套上形成第一未硫化套管，该套管上具有形成压缩层用的压缩橡胶片材，接着展开柔性夹套从而将第一未硫化套管压向外部空腔，该外部空腔具有对应于肋部分的雕刻标记，由此形成具有肋的初步模制制品。然后，从与初步模制制品紧密接触的外部空腔卸出内部空腔，并且将形成伸展层的元件和形成粘合层的粘合橡胶片材放置于内部空腔中，接着旋转受拉元件从而形成第二未硫化套管。然后，展开柔性夹套从而将第二未硫化套管压向外部空腔，初步模制制品从内周边方向与该外部空腔紧密接触，从而整体硫化第二未硫化套管和初步模制制品。由此获得的硫化带套管具有肋，当需要时可抛光肋。将硫化带套管切成块，每个块具有预定的宽度，从而获得V型肋带。

在对V型肋带使用具有两层(外层和内层)的压缩层的情况下，必须通过卷绕具有外层和内层双层结构的压缩橡胶片材，或通过顺序卷绕外层压缩橡胶片材和内层压缩橡胶片材，从而形成具有压缩层的未硫化套管，该压缩层具有外层和内侧的双层结构。在这种情况下，由于通过第一种方法中的抛光形成肋，因而认为内层将暴露在肋的侧面或肋的底部，尽管在V型肋带的肋顶部存在外层。因此，理想地通过第二、第三或第四种方法形成具有外层和内层双层的V型肋带。

而且，通过在上述方法中省略提供粘合橡胶片材，可获得如图3所示的未设置粘合层的V型肋带。而且，通过第二、第三或第四种方法可获得如图2所示的V型肋带，其中压缩层26中包含的短纤维沿着肋形状产生流体状态。例如通过第一种方法可获得V型肋带，其中压缩层中所含短纤维的朝向为宽度方向。

此实施方案是将本发明应用于V型肋带的一个实例，可将本发明应用于其它类型的摩擦传送带，而不限于V型肋带。

实施例

下文参考实施例和对比例更加详细地说明本发明，但是应该理解，不应认为本发明限制于此。

实施例1和2，对比例1

按如下形成实施例1-2和对比例1中的各V型肋带：将由聚酯纤维制成的绳子形成的受拉元件嵌入在粘合橡胶层的一面上，并将带有橡胶的棉帆布双层堆叠在粘合橡胶层的上述面上，接着将三个肋部分以带的纵向设置于压缩橡胶层上，该压缩橡胶层置于粘合橡胶层的另一面上。

各压缩层按如下获得：调节表1所示的橡胶组合物，用班伯里混合机混练，然后用砑光辊进行滚压。压缩层包含短纤维，短纤维的朝向为带的宽度方向。每个粘合层的橡胶含量如表1所示，该橡胶含量中短纤维被排除在橡胶组成之外。将通过压紧和交联表1所示的橡胶组合物30分钟而获得的交联橡胶的物理性能进行评价。当对所得各交联橡胶的切物根据JIS K6253和JIS K6251进行硬度(JIS-A)和伸长率EB(在相对于短纤维的朝向成直角的方向上)测定时，所得测量结果如表2所示。

表1

	实施例1	实施例2	对比例1
				EPDM *1	100	100	100
短纤维*2	25	25	25
				氧化锌*3	5	5	5
硬脂酸	1	1	1
				MAFI碳黑	65	65	65
碳酸钙	35	35	35
				抗老化剂	2	2	2
基于醚的增塑剂*4	15
				基于磷酸酯的增塑剂*5		15
基于石蜡的油*6			15
				交联剂*7	2	2	2
有机过氧化物*8	8	8	8
				硫	0.3	0.3	0.3

注：^*1乙烯含量：58％，二烯成分：亚乙基降冰片烯

^*2尼龙切线：3mm

^*3锌华(Seido Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha的产品)

^*4 Adeka cizer RS700(Adeka Corporation的产品)，SP值：8.5，分子量：551

^*5磷酸三辛酯(Otsuka Chemical Co.，Ltd.的产品)，SP值：8.6，分子量：434

^*6石蜡(diana)加工油(石蜡油，Idemitsu Kosan Co.，Ltd.的产品)，SP值：7.5

^*7 N-N-间亚苯基二马来酰亚胺

^*8 1，3-双(叔丁基过氧化异丙基)苯40w％，碳酸钙60w％

表2

	实施例1	实施例2	对比例1
				硬度(JIS-A)	82	82	83
CMD EB(％)	240	220	200

对于带的生产方法，使用下述已知的方法。开始，将带有橡胶的双层棉帆布和粘合橡胶层绕平坦的圆柱形模子进行缠绕，接着旋转受拉元件，然后卷绕压缩橡胶层，接着在压缩橡胶层上插入硫化夹套。然后，将模子放入硫化罐中以进行硫化，接着从模子上取出圆柱形硫化套管。然后，使用磨床对硫化套管的压缩橡胶层进行抛光从而形成多个肋部分，接着使用切刀切成带，由此获得V型肋带。

然后，进行接下来的μ-V测量试验和实际机器运行试验。

如图5所示，用于μ-V测量的运行试验机器的结构为顺序设置的SUS传动滑轮10(直径：120mm；表面粗糙度Ra：0.3μm)、从动滑轮11(直径：110mm)、惰轮12和13(直径：77mm)、受拉滑轮14(直径：60mm)和惰轮15(直径：77mm)。将V型肋带1挂在试验机器的滑轮10～15上。在下述条件下将重量施加于传动滑轮10上，负载施加于从动滑轮11上，使V型肋带1运行：V型肋带1在受拉滑轮14上的卷绕角度为180度；V型肋带1在惰轮12上的卷绕角度为120度；传动滑轮的旋转数为0～300rpm；带的张力为80N/肋。然后，用Euler方法测量相对于滑动速度V变化的μ变化。

对相对于滑动速度V变化的μ变化进行测量。在这种情况下，通过使用内设的编码器计算带速度和滑轮速度。用背面惰轮部分的内设编码器计算带速度，背面惰轮部分的滑移率计算为0％。

在实际机器运行试验中，将尺寸为7PK1140的带挂在图6所示滑轮布置的传动装置中，并且带的张力设定为90N/肋。从0开始测量干燥和润湿状态(当整个带浸在水中然后从水中取出时)下的带速度、滑轮速度和振动波形(S/Sig)。用锌电镀叮当作响的滑轮表面(表面粗糙度Ra：1.2μm)，发动机尺寸为HR15DE。

μ-V测量试验和实际机器运行试验的结果如图7～11所示。

图7和8所示为实施例1的μ-V测量试验的结果，图9所示为实施例1的实际机器运行试验的结果。

如图7所示，干燥和润湿状态的μ-V特性彼此相差很少或没有差别(它们之间的差不超过0.15)，并且在直到滑动速度为1.0m/s的范围内不超过0.6。在润湿状态下，dμ/dv保持大于0，从而表明μ-V特性几乎是平直的。

图8所示是表示当带浸在水中并从水中取出时作为润湿状态的μ-V特性图。在图8中，dμ/dv没有变为负值，并且完全和连续地保持dμ/dv≥0。在直到滑动速度变为1.0m/s的范围内，干燥和润湿状态的μ-V特性之间相差很少或没有差别(它们之间的差不超过0.15)，并且各μ-V特性不超过0.6。

如图9中实际机器测量波形(声信号[S/Sig])所示，带没有引起自激发的振动，并且没有产生噪音。

而且在图7和8中，当各滑动速度超过0.3m/s时，dμ/dv变为0，而没有与状态(润湿或干燥)不相关的失效。

图10所示为对比例1的μ-V测量试验的结果，图11所示为对比例1的实际机器运行试验的结果。

对比例1由于不存在具有大SP值的增塑剂，因而在干燥和润湿状态下都具有高的摩擦系数，导致干燥和润湿状态之间磨擦系数的很大不同。在润湿状态下，测定摩擦系数为不小于0.3m/s，dμ/dV变为＜0。如图11中实际机器测量波形所示，带引起自激发的振动并且产生噪音。

实施例2显示与如图7、8和9所示实施例1类似的特性。

虽然已经详细并参考其具体实施方案描述了本发明，但不偏离本发明的精神和范围在其中做出各种变化和改进，对于本领域技术人员是显而易见的。

本发明是基于2005年9月30日提交的日本专利申请第2005-286350号和2006年6月16日提交的第2006-167740号，其内容在此处引入作为参考。

Claims (11)

1.具有摩擦传送表面的摩擦传送带，其包括含增塑剂的橡胶组合物，

该增塑剂在摩擦传送表面上形成膜，

相对于滑动速度(V)变化的摩擦系数(μ)变化(dμ/dv)在干燥和湿润状态下为0或正值，所述滑动速度(V)由滑轮速度和带速度之差表示。

2.根据权利要求1的摩擦传送带，

其中当滑动速度不低于0.3m/s时，相对于滑动速度变化的摩擦系数(μ)变化(dμ/dv)在干燥和湿润状态下为0或正值。

3.根据权利要求2的摩擦传送带，

其中增塑剂在干燥状态的摩擦传送表面上渗出。

4.根据权利要求3的摩擦传送带，

其中增塑剂的溶解度参数大于橡胶组合物中橡胶组分的溶解度参数，从而具有与橡胶组分不同的极性。

5.根据权利要求3的摩擦传送带，

其中增塑剂对水具有亲和性，从而在摩擦传送带处于湿润状态时，在摩擦传送表面上的增塑剂膜的整个表面上形成水膜。

6.根据权利要求2的摩擦传送带，

其中当滑动速度(V)为不超过1.0m/s时，摩擦传送表面相对于滑轮的摩擦系数(μ)为不超过0.6。

7.根据权利要求2的摩擦传送带，

其中橡胶组合物包含：

乙烯·α烯烃弹性体作为橡胶组分；和

相对于100重量份的乙烯·α烯烃弹性体，10～25重量份的增塑剂和60～110重量份的无机填料，

增塑剂的溶解度参数为8.3～10.7(cal/cm³)^1/2，并且在摩擦传送表面上渗出从而形成膜，

增塑剂具有包含对水具有亲和性的亲水基团的分子结构，从而在摩擦传送带处于湿润状态时，在摩擦传送表面上渗出的增塑剂膜的整个表面上形成水膜。

8.根据权利要求7的摩擦传送带，

其中无机填料为碳黑。

9.根据权利要求7的摩擦传送带，

其中无机填料包含：

碳黑；和

金属碳酸盐与金属硅酸盐中的至少一种。

10.根据权利要求7的摩擦传送带，

其中该摩擦传送带为V型肋带。

11.根据权利要求4的摩擦传送带，其中：

增塑剂对水具有亲和性，从而在摩擦传送带处于湿润状态时，在摩擦传送表面上的增塑剂膜的整个表面上形成水膜；

当滑动速度(V)为不超过1.0m/s时，摩擦传送表面相对于滑轮的摩擦系数(μ)为不超过0.6；

橡胶组合物包含：

乙烯·α烯烃弹性体作为橡胶组分；和

相对于100重量份的乙烯·α烯烃弹性体，10～25重量份的增塑剂和60～110重量份的无机填料，

其中无机填料包含：碳黑；和金属碳酸盐与金属硅酸盐中的至少一种；

增塑剂的溶解度参数为8.3～10.7(cal/cm³)^1/2，并且在摩擦传送表面上渗出从而形成膜；

增塑剂具有包含对水具有亲和性的亲水基团的分子结构，从而在摩擦传送带处于湿润状态时，在摩擦传送表面上渗出的增塑剂膜的整个表面上形成水膜；且

摩擦传送带为V型肋带。

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