DE112020002286T5

DE112020002286T5 - Übertragungsriemen

Info

Publication number: DE112020002286T5
Application number: DE112020002286.2T
Authority: DE
Inventors: Shogo Kobayashi
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2019-06-07
Filing date: 2020-05-01
Publication date: 2022-04-14
Also published as: US20220089843A1; JP2021101125A; WO2020246189A1; CN113892000B; JP6884280B1; CN113892000A; US11441020B2; JPWO2020246189A1

Abstract

Ein Kraftübertragungsriemen (B) umfasst einen Riemenscheibennichtanlageabschnitt (11) aus einer Kautschukzusammensetzung. Die Kautschukzusammensetzung enthält eine Kautschukkomponente, feine Fasern auf Cellulosebasis und einen hydrophilen anorganischen Füllstoff ohne Ruß und enthält keinen Ruß oder enthält bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente Ruß ein einer Menge von weniger als 20 Massenteilen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftübertragungsriemen.
STAND DER TECHNIK
Bekanntermaßen erfolgt durch Hinzufügen feiner Fasern auf Cellulosebasis zu einer einen Riemenkörper eines Kraftübertragungsriemens bildenden Kautschukzusammensetzung eine Verstärkung. Patentdokument 1 offenbart zum Beispiel einen Zahnriemen mit einem Riemenkörper aus einer Kautschukzusammensetzung, die feine Fasern auf Cellulosebasis enthält.
ZITIERTE DRUCKSCHRIFTEN
PATENTDOKUMENT
PATENTDOKUMENT 1: japanische Offenlegungsschrift Nr. 2016-205555
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist ein Kraftübertragungsriemen, der einen Riemenscheibennichtanlageabschnitt aus einer Kautschukzusammensetzung umfasst, wobei die Kautschukzusammensetzung eine Kautschukkomponente, feine Fasern auf Cellulosebasis und einen hydrophilen anorganischen Füllstoff ohne Ruß enthält und keinen Ruß enthält oder bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente Ruß in einer Menge von weniger als 20 Massenteilen enthält.
Figurenliste

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Stücks eines ummantelten Keilriemens in einer ersten Ausführungsform.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zahnriemens in einer zweiten Ausführungsform.
3 zeigt eine Ansicht einer Riemenscheibenanordnung eines Riemenlaufprüfgeräts.

BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM
Im Folgenden wird eine Ausführungsform näher beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
1 stellt einen ummantelten Keilriemen B (einen Kraftübertragungsriemen) in einer ersten Ausführungsform dar. Der ummantelte Keilriemen B der ersten Ausführungsform ist ein Reibübertragungsriemen, der zum Beispiel als Kraftübertragungseinrichtung einer landwirtschaftlichen Maschine oder einer Industriemaschine eingesetzt wird.
Der ummantelte Keilriemen B der ersten Ausführungsform umfasst einen endlosen Riemenkörper 11 aus Kautschuk. Der Querschnitt des Riemenkörpers 11 weist eine Trapezform auf, deren Breite von einer Innenseite des Riemens zu einer Außenseite des Riemens zunimmt. Der Riemenkörper 11 umfasst drei Schichten, nämlich eine Presskautschukschicht 111, welche die Innenseite des Riemens bildet, eine Haftkautschukschicht 112 als einen in einer Riemendickenrichtung mittleren Abschnitt und eine Dehnkautschukschicht 113, welche die Außenseite des Riemens bildet. Der ummantelte Keilriemen B der ersten Ausführungsform umfasst einen Zugstrang 12, der in einem in der Riemendickenrichtung mittleren Abschnitt der Haftkautschukschicht 112 eingebettet ist. Der Zugstrang 12 ist sich derart in einer Umfangsrichtung erstreckend vorgesehen, dass er ein spiralförmiges Muster mit Abständen in einer Riemenquerrichtung bildet. Der ummantelte Keilriemen B der ersten Ausführungsform umfasst ein Deckgewebe 13, das den gesamten Riemenkörper 11 bedeckend vorgesehen ist.
Die Presskautschukschicht 111, die Haftkautschukschicht 112 und die Dehnkautschukschicht 113 sind alle aus vernetzten Kautschukzusammensetzungen gebildet. Diese Kautschukzusammensetzungen werden jeweils durch Vernetzen einer bahnförmigen unvernetzten Kautschukzusammensetzung gebildet und sind vorzugsweise so angeordnet, dass ihre Faserrichtung der Riemenquerrichtung entspricht und ihre Nichtfaserrichtung einer Riemenlängsrichtung entspricht. Bei der Verwendung des ummantelten Keilriemens B der ersten Ausführungsform ist der ummantelte Keilriemen B in eine Keilnut einer Riemenscheibe eingesetzt. Das Deckgewebe 13 auf beiden Seitenflächen des ummantelten Keilriemens B bildet somit Riemenscheibenanlageabschnitte. Die Presskautschukschicht 111, die Haftkautschukschicht 112 und die Dehnkautschukschicht 113 des Riemenkörpers 11 bilden somit jeweils einen Riemenscheibennichtanlageabschnitt, der aus der in dem ummantelten Keilriemen B der ersten Ausführungsform enthaltenen Kautschukzusammensetzung gebildet ist.
Die Presskautschukschicht 111, die Haftkautschukschicht 112 und/oder die Dehnkautschukschicht 113 sind/ist aus einer Kautschukzusammensetzung (im Folgenden als „Kautschukzusammensetzung A“ bezeichnet) gebildet, die eine Kautschukkomponente, feine Fasern auf Cellulosebasis und einen hydrophilen anorganischen Füllstoff ohne Ruß enthält und keinen Ruß enthält oder bezogen auf 100 Massenteile der vorstehend beschriebenen Kautschukkomponente Ruß in einer Menge von weniger als 20 Massenteilen enthält.
Es ist im Allgemeinen nicht zu erwarten, dass die Kautschukzusammensetzung, welche die feinen Fasern auf Cellulosebasis enthält, eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist. Bei dem ummantelten Keilriemen B der ersten Ausführungsform ist der keine Verschleißfestigkeit erfordernde Riemenscheibennichtanlageabschnitt jedoch aus der Kautschukzusammensetzung A gebildet, welche die Kautschukkomponente, die feinen Fasern auf Cellulosebasis und den hydrophilen anorganischen Füllstoff ohne Ruß enthält und keinen Ruß enthält oder bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente Ruß in einer Menge von weniger als 20 Massenteilen enthält. Dadurch ist eine hervorragende Haltbarkeit erzielbar. Als Grund hierfür wird Folgendes angenommen. An dem keine Verschleißfestigkeit erfordernden Riemenscheibennichtanlageabschnitt steigert die Zusammenwirkung zwischen den feinen Fasern auf Cellulosebasis und dem hydrophilen anorganischen Füllstoff, der eine hohe Affinität zu den feinen Fasern auf Cellulosebasis aufweist, eine Verstärkungswirkung der feinen Fasern auf Cellulosebasis, und das Fehlen von Ruß oder der geringe Anteil an Ruß führt zu einer Verringerung der Wärmeerzeugung, und das Potential der feinen Fasern auf Cellulosebasis wird dementsprechend wirksam entfaltet.
Die Presskautschukschicht 111, die Haftkautschukschicht 112 oder die Dehnkautschukschicht 113 kann aus der Kautschukzusammensetzung A gebildet sein, oder alle diese Schichten können aus der Kautschukzusammensetzung A gebildet sein. Zumindest die Presskautschukschicht 111 ist im Hinblick auf die Erzielung einer hervorragenden Haltbarkeit vorzugsweise aus der Kautschukzusammensetzung A gebildet.
Beispiele für die Kautschukkomponente in der Kautschukzusammensetzung A umfassen: Chloropren-Kautschuk (CR); Ethylen-α-Olefin-Elastomer, wie z. B. Ethylen-Propylen-Copolymer (EPR), Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM), Ethylen-Octen-Copolymer und Ethylen-Buten-Copolymer; chlorsulfonierten PolyethylenKautschuk (CSM); und hydrogenierten Acrylnitril-Kautschuk (H-NBR). Die Kautschukkomponente ist vorzugsweise ein Typ dieser Kautschuke oder ein Kautschukgemisch aus zwei oder mehr Typen dieser Kautschuke, enthält weiter bevorzugt Chloropren-Kautschuk (CR) und enthält im Hinblick auf die Erzielung einer hervorragenden Haltbarkeit noch weiter bevorzugt schwefelmodifizierten Chloropren-Kautschuk (schwefelmodifizierten CR).
Die feinen Fasern auf Cellulosebasis in der Kautschukzusammensetzung A sind in der Kautschukkomponente enthalten und verteilt. Die feinen Fasern auf Cellulosebasis sind ein Fasermaterial, das aus feinen Cellulosefasern gewonnen wird, die aus einer Cytoskelettkomponente einer Pflanzenzellwand gebildet sind. Die Cytoskelettkomponente wird durch Entwirren von Pflanzenfasern gewonnen. Beispiele für Rohstoffpflanzen für die feinen Fasern auf Cellulosebasis umfassen Holz, Bambus, Reispflanzen (Reisstroh), Kartoffeln, Zuckerrohr (Bagasse), Wasserpflanzen und Seetang. Unter diesen Pflanzen wird Holz bevorzugt.
Die feinen Fasern auf Cellulosebasis umfassen feine Cellulosefasern an sich und hydrophobierte feine Cellulosefasern, die durch Hydrophobieren der feinen Cellulosefasern hergestellt sind. Die feinen Fasern auf Cellulosebasis enthalten vorzugsweise eine oder beide dieser Fasern.
Die feinen Fasern auf Cellulosebasis umfassen solche, die nach einem mechanischen Zerfaserungsverfahren hergestellt sind und ein hohes Aspektverhältnis aufweisen, und solche, die nach einem chemischen Zerfaserungsverfahren hergestellt sind und einen Nadelkristall aufweisen. Die feinen Fasern auf Cellulosebasis enthalten vorzugsweise eine oder beide dieser Faserarten und enthalten im Hinblick auf die Erzielung einer hervorragenden Haltbarkeit weiter bevorzugt feine Fasern auf Cellulosebasis, die nach einem mechanischen Zerfaserungsverfahren hergestellt sind.
Der mittlere Faserdurchmesser der feinen Fasern auf Cellulosebasis beträgt zum Beispiel 10 nm oder mehr bis 1000 nm oder weniger. Die mittlere Faserlänge der feinen Fasern auf Cellulosebasis beträgt zum Beispiel 0,1 µm oder mehr bis 1000 µm oder weniger. Der Anteil der feinen Fasern auf Cellulosebasis in der Kautschukzusammensetzung A beträgt bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente vorzugsweise 1 Massenteil oder mehr bis 20 Massenteile oder weniger, weiter bevorzugt 1.5 Massenteile oder mehr bis 10 Massenteile oder weniger und noch weiter bevorzugt 2 Massenteile oder mehr bis 5 Massenteile oder weniger, im Hinblick auf die Erzielung einer hervorragenden Haltbarkeit.
Der hydrophile anorganische Füllstoff in der Kautschukzusammensetzung A ist in der Kautschukkomponente enthalten und verteilt. Der hydrophile anorganische Füllstoff umfasst Siliciumdioxid, Schichtsilicat, Calciumcarbonat, Ton und dergleichen. Der hydrophile anorganische Füllstoff enthält vorzugsweise einen oder zwei oder mehr Typen dieser Stoffe und enthält im Hinblick auf die Erzielung einer hervorragenden Haltbarkeit weiter bevorzugt Siliciumdioxid. Der Anteil des hydrophilen anorganischen Füllstoffs in der Kautschukzusammensetzung A beträgt bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente vorzugsweise 3 Massenteile oder mehr bis 50 Massenteile oder weniger und weiter bevorzugt 15 Massenteile oder mehr bis 35 Massenteile oder weniger, im Hinblick auf die Erzielung einer hervorragenden Haltbarkeit.
Der Anteil des hydrophilen anorganischen Füllstoffs in der Kautschukzusammensetzung A ist vorzugsweise höher als der Anteil der feinen Fasern auf Cellulosebasis. Das Verhältnis (Anteil des hydrophilen anorganischen Füllstoffs/Anteil feiner Fasern auf Cellulosebasis) des Anteils des hydrophilen anorganischen Füllstoffs zu dem Anteil der feinen Fasern auf Cellulosebasis in der Kautschukzusammensetzung A beträgt vorzugsweise 1,0 oder mehr bis 15 oder weniger und weiter bevorzugt 7 oder mehr bis 12 oder weniger, im Hinblick auf die Erzielung einer hervorragenden Haltbarkeit.
The Kautschukzusammensetzung A enthält im Hinblick auf die Erzielung einer hervorragenden Haltbarkeit vorzugsweise keinen Ruß. Sofern die Kautschukzusammensetzung A Ruß enthält, umfassen Beispiele für den Ruß Kanalruß, Ofenruß, wie z. B. SAF, ISAF, N-339, HAF, N-351, MAF, FEF, SRF, GPF, ECF und N-234, Thermalruß, wie z. B. FT und MT, und Acetylenruß. Der Ruß enthält vorzugsweise einen Typ oder zwei oder mehr Typen dieser Stoffe, enthält weiter bevorzugt Ruß mit einem arithmetischen mittleren Partikeldurchmesser von 50 µm oder weniger und enthält noch weiter bevorzugt FEF, im Hinblick auf die Erzielung einer hervorragenden Haltbarkeit. Der Ruß ist auch in der Kautschukkomponente enthalten und verteilt.
Der Anteil des Rußes in der Kautschukzusammensetzung A beträgt bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente weniger als 20 Massenteile, vorzugsweise 10 Massenteile oder weniger und noch weiter bevorzugt 5 Massenteile oder weniger, im Hinblick auf die Erzielung einer hervorragenden Haltbarkeit. Die Summe des Anteils des hydrophilen anorganischen Füllstoffs und des Anteils des Rußes in der Kautschukzusammensetzung A beträgt bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente vorzugsweise 20 Massenteile oder mehr bis 40 Massenteile oder weniger und weiter bevorzugt 29 Massenteile oder mehr bis 35 Massenteile oder weniger, im Hinblick auf die Erzielung einer hervorragenden Haltbarkeit.
Die Kautschukzusammensetzung A kann als weitere Kautschukmischungsbestandteile einen Weichmacher, einen Verarbeitungshilfsstoff, ein Antioxidans, ein Vernetzungsmittel, einen Vulkanisationsbeschleuniger, einen Vulkanisationsbeschleunigerhilfsstoff und dergleichen enthalten.
Der Zugstrang 12 ist aus einem gezwirnten Garn aus Fasern, wie z. B. Polyesterfasern, Polyethylen-Naphthalat-Fasern, Aramidfasern und Vinylonfasern gebildet. Der Zugstrang 12 wird vorzugsweise einer haftvermittelnden Behandlung, wie z. B. einer RFL-Behandlung unterzogen, damit er an der Haftkautschukschicht 112 des Riemenkörpers 11 haftet.
Das Deckgewebe 13 ist aus einem Gewebe, einem Gewirke oder einem Vlies gebildet, das zum Beispiel aus Baumwollgarn, Polyamidfasern, Polyesterfasern oder Aramidfasern besteht. Das Deckgewebe 13 wird vorzugsweise einer haftvermittelnden Behandlung, wie z. B. einer RFL-Behandlung unterzogen, damit es an dem Riemenkörper 11 haftet.
Der ummantelte Keilriemen B der ersten Ausführungsform kann nach einem bekannten Verfahren, das weit verbreitet ist, hergestellt werden.
(Zweite Ausführungsform)
2 stellt einen Zahnriemen C (einen Kraftübertragungsriemen) einer zweiten Ausführungsform dar. Der Zahnriemen C der zweiten Ausführungsform ist zum Beispiel ein kämmender Übertragungsriemen, der als Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug oder eine Industriemaschine eingesetzt wird.
Der Zahnriemen C der zweiten Ausführungsform umfasst einen endlosen Riemenkörper 21 aus Kautschuk. Der Riemenkörper 21 umfasst einen rückseitigen Kautschukabschnitt 211, der eine Außenseite des Riemens bildet, und eine Vielzahl von Zahnkautschukabschnitten 212, die eine Innenseite des Riemens bilden. Der rückseitige Kautschukabschnitt 211 ist in Form eines flachen Riemens ausgebildet. Die Vielzahl von Zahnkautschukabschnitten 212 ist mit gleichmäßiger Teilung in Abständen in einer Riemenlängsrichtung angeordnet und einstückig mit der rückseitigen Kautschukabschnitt 211 vorgesehen. Der Zahnkautschukabschnitt 212 weist eine Trapezform auf, deren Breite seitlich gesehen von der Innenseite des Riemens zu der Außenseite des Riemens zunimmt, und ist sich in einer Riemenquerrichtung erstreckend ausgebildet.
Der Zahnriemen C der zweiten Ausführungsform umfasst einen Zugstrang 22, der in einem Abschnitt des rückseitigen Kautschukabschnitts 211 auf der Innenseite des Riemens eingebettet ist. Der Zugstrang 22 ist sich derart in einer Umfangsrichtung erstreckend vorgesehen, dass er ein Spiralmuster mit Abständen in der Riemenquerrichtung bildet.
Der Zahnriemen C der zweiten Ausführungsform umfasst ein Deckgewebe 23, das eine mit den Zahnkautschukabschnitten 212 versehene Oberfläche des Riemenkörpers 21 auf der Innenseite des Riemens bedeckend vorgesehen ist. In dieser Ausgestaltung sind die Zahnkautschukabschnitte 212 bei dem Zahnriemen C der zweiten Ausführungsform mit dem Deckgewebe 23 bedeckt, um trapezförmige Zahnabschnitte 24 zu bilden, die sich in der Riemenquerrichtung erstrecken. Der Zahnabschnitt 24 kann ein spiralförmiger Zahn sein, der sich in einer gegenüber der Riemenquerrichtung geneigten Richtung erstreckt, oder ein runder Zahn mit einer seitlich gesehen halbkreisförmigen Form sein.
Der rückseitige Kautschukabschnitt 211 und die Zahnkautschukabschnitte 212 sind alle aus vernetzten Kautschukzusammensetzungen gebildet. Bei der Verwendung des Zahnriemens C der zweiten Ausführungsform stehen die Zahnabschnitte 24 mit Zahnabschnitten einer Riemenscheibe in Eingriff. Das Deckgewebe 23 auf der Oberfläche der Innenseite des Riemens bildet somit einen Riemenscheibenanlageabschnitt. Somit bilden der rückseitige Kautschukabschnitt 211 und die Zahnkautschukabschnitte 212 jeweils einen Riemenscheibennichtanlageabschnitt, der aus der Kautschukzusammensetzung gebildet ist, die in dem Zahnriemen C der zweiten Ausführungsform enthalten ist.
Der rückseitige Kautschukabschnitt 211 und/oder der Zahnkautschukabschnitt 212 sind/ist aus einer Kautschukzusammensetzung A gebildet. Somit können entweder der rückseitige Kautschukabschnitt 211 oder der Zahnkautschukabschnitt 212 oder beide aus der Kautschukzusammensetzung A gebildet sein. Im Hinblick auf die Erzielung einer hervorragenden Haltbarkeit ist vorzugsweise sowohl der rückseitige Kautschukabschnitt 211 als auch der Zahnkautschukabschnitt 212 aus der Kautschukzusammensetzung A gebildet.
Der Zugstrang 22 ist aus einem gezwirnten Garn aus Glasfasern, Aramidfasern, Kohlenstofffasern, Metallfasern und dergleichen gebildet. Der Zugstrang 22 wird vorzugsweise einer haftvermittelnden Behandlung, wie z. B. einer RFL-Behandlung unterzogen, damit er an dem rückseitigen Kautschukabschnitt 211 des Riemenkörpers 21 haftet.
Das Deckgewebe 23 ist aus einem Gewebe, einem Gewirke oder einem Vlies gebildet, das zum Beispiel aus Baumwollgarn, Polyamidfasern, Polyesterfasern oder Aramidfasern besteht. Das Deckgewebe 23 wird vorzugsweise einer haftvermittelnden Behandlung, wie z. B. einer RFL-Behandlung unterzogen, damit es an dem Riemenkörper 21 haftet.
Der Zahnriemen C der zweiten Ausführungsform kann nach einem bekannten Verfahren, das weit verbreitet ist, hergestellt werden.
Weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile entsprechen denen der ersten Ausführungsform.
(Weitere Ausführungsformen)
Bei dem ummantelten Keilriemen B der ersten Ausführungsform und dem Zahnriemen C der zweiten Ausführungsform ist zumindest ein Abschnitt des Riemenkörpers 11, 21 aus der Kautschukzusammensetzung A gebildet; die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht speziell hierauf beschränkt. Der Keilriemen oder der Keilrippenriemen kann auch so ausgestaltet sein, dass Deckgewebe oder eine Kautschukschicht an einem Riemenscheibenanlageabschnitt vorgesehen ist und ein innerer Kautschukabschnitt eines Riemenscheibennichtanlageabschnitts innerhalb des Riemenscheibenanlageabschnitts aus der Kautschukzusammensetzung A gebildet sein kann.
Beispiele
(Ummantelter Keilriemen)
Ummantelte Keilriemen der Beispiele 1 bis 4 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 wurden hergestellt. Eine jeweils den Riemenkörper bildende Kautschukzusammensetzung ist in Tabelle 1 gezeigt.
<Beispiel 1>
Kraftzellstoff wurde zu Wasser hinzugefügt, so dass der Anteil des Kraftzellstoffs 1 Masse-% erreichte, und das resultierende Gemisch wurde zunächst mittels einer Rühreinrichtung gemischt und dann in eine Mikronisierungsvorrichtung (Star Burst von Sugino Machine Limited) geladen. Anschließend wurden ein Verfahren zur Druckbeaufschlagung des Gemischs mit bis zu 150 MPa und eine anschließende Beaufschlagung des Gemischs mit einer Keramikkugel insgesamt acht Mal wiederholt. Auf diese Weise wurde eine wässrige Dispersion aus nach einem mechanischen Zerfaserungsverfahren hergestellten feinen Fasern auf Cellulosebasis hergestellt.
Die wässrige Dispersion aus den feinen Fasern auf Cellulosebasis wurde mit schwefelmodifiziertem CR-Latex vermischt, so dass der Anteil der feinen Fasern auf Cellulosebasis bezogen auf 100 Massenteile an schwefelmodifiziertem CR einer Kautschukkomponente des schwefelmodifizierten CR- Latex 3 Massenteile erreichte, und das resultierende Gemisch wurde luftgetrocknet und verfestigt.
Der feste Verbund aus CR und feinen Fasern auf Cellulosebasis wurde in eine Kautschukkneteinrichtung geladen und geknetet, und anschließend wurden bezogen auf 100 Massenteile des schwefelmodifizierten CR als der Kautschukkomponente 25 Massenteile eines hydrophilen anorganischen Füllstoffs (Siliciumdioxid), 5 Massenteile Ruß (ein FEF mit arithmetischem mittlerem Partikeldurchmesser von 43 µm), 5 Massenteile eines Weichmachers (DOS), 1 Massenteil eines Verarbeitungshilfsstoffs (Stearinsäure), 3 Massenteile eines Antioxidans, 5 Massenteile Magnesiumoxid und 5 Massenteile Zinkoxid zugeladen und weitergeknetet. Auf diese Weise wurde eine unvernetzte Kautschukzusammensetzung hergestellt und anschließend mittels eines Kalanders zu einer Bahn verarbeitet.
Ein ummantelter Keilriemen mit der gleichen Ausgestaltung wie bei der ersten Ausführungsform, bei der ein gesamter Riemenkörper einschließlich einer Presskautschukschicht, einer Haftkautschukschicht und einer Dehnkautschukschicht aus einer Kautschukzusammensetzung gebildet ist, die durch Vernetzen dieser unvernetzten Kautschukzusammensetzung hergestellt ist, wurde hergestellt. Dieser ummantelte Keilriemen wurde in Beispiel 1 verwendet. Die unvernetzte Kautschukzusammensetzung ist derart angeordnet, dass ihre Faserrichtung einer Riemenquerrichtung entspricht und ihre Nichtfaserrichtung einer Riemenlängsrichtung entspricht. Als Zugstrang wurde ein gezwirntes Garn aus Polyesterfasern verwendet, das einer RFL-Behandlung und einer Kautschuklösungsbehandlung unterzogen worden war. Als Deckgewebe wurde ein Gewebe aus Nylonfasern verwendet, das einer haftvermittelnden Behandlung unterzogen worden war. Die Riemengröße betrug in der Länge 1100 mm, in der Breite 16,7 mm und in der Dicke 9,0 mm.
<Beispiel 2>
Ein ummantelter Keilriemen mit der gleichen Ausgestaltung wie in Beispiel 1 wurde hergestellt, mit dem Unterschied, dass der Anteil eines hydrophilen anorganischen Füllstoffs in einer einen Riemenkörper bildenden Kautschukzusammensetzung bezogen auf 100 Massenteile eines schwefelmodifizierten CR einer Kautschukkomponente 33 Massenteile betrug und die Kautschukzusammensetzung keinen Ruß enthielt. Dieser ummantelte Keilriemen wurde in Beispiel 2 verwendet.
<Beispiel 3>
Ein ummantelter Keilriemen mit der gleichen Ausgestaltung wie in Beispiel 1 wurde hergestellt, mit dem Unterschied, dass der Anteil eines hydrophilen anorganischen Füllstoffs in einer einen Riemenkörper bildenden Kautschukzusammensetzung bezogen auf 100 Massenteile eines schwefelmodifizierten CR einer Kautschukkomponente 18 Massenteile betrug und der Rußanteil in der Kautschukzusammensetzung bezogen auf 100 Massenteile des schwefelmodifizierten CR als Kautschukkomponente 10 Massenteile betrug. Dieser ummantelte Keilriemen wurde in Beispiel 3 verwendet.
<Beispiel 4>
Ein ummantelter Keilriemen mit der gleichen Ausgestaltung wie in Beispiel 1 wurde hergestellt, mit dem Unterschied, dass der Anteil eines hydrophilen anorganischen Füllstoffs in einer einen Riemenkörper bildenden Kautschukzusammensetzung bezogen auf 100 Massenteile eines schwefelmodifizierten CR einer Kautschukkomponente 5 Massenteile betrug und der Rußanteil in der Kautschukzusammensetzung bezogen auf 100 Massenteile des schwefelmodifizierten CR als Kautschukkomponente 20 Massenteile betrug. Dieser ummantelte Keilriemen wurde in Beispiel 4 verwendet.
<Vergleichsbeispiel 1 >
Ein ummantelter Keilriemen mit der gleichen Ausgestaltung wie in Beispiel 1 wurde hergestellt, mit dem Unterschied, dass eine einen Riemenkörper bildende Kautschukzusammensetzung keinen hydrophilen anorganischen Füllstoff enthielt und der Rußanteil in der Kautschukzusammensetzung bezogen auf 100 Massenteile eines schwefelmodifizierten CR einer Kautschukkomponente 30 Massenteile betrug. Dieser ummantelte Keilriemen wurde in Vergleichsbeispiel 1 verwendet.
<Vergleichsbeispiel 2>
Ein ummantelter Keilriemen mit der gleichen Ausgestaltung wie in Beispiel 1 wurde hergestellt, mit dem Unterschied, dass anstelle eines Verbunds aus CR und feinen Fasern auf Cellulosebasis ein schwefelmodifizierter CR verwendet wurde, der durch Lufttrocknen und Verfestigen von schwefelmodifiziertem CR-Latex hergestellt wurde, der Anteil eines hydrophilen anorganischen Füllstoffs in einer einen Riemenkörper bildenden Kautschukzusammensetzung bezogen auf 100 Massenteile des schwefelmodifizierten CR einer Kautschukkomponente 65 Massenteile betrug und die Kautschukzusammensetzung keinen Ruß enthielt. Dieser ummantelte Keilriemen wurde in Vergleichsbeispiel 2 verwendet.
<Vergleichsbeispiel 3>

Ein ummantelter Keilriemen mit der gleichen Ausgestaltung wie in Beispiel 1 wurde hergestellt, mit dem Unterschied, dass anstelle eines Verbunds aus CR und feinen Fasern auf Cellulosebasis ein schwefelmodifizierter CR verwendet wurde, der durch Lufttrocknen und Verfestigen von schwefelmodifiziertem CR-Latex hergestellt wurde, eine einen Riemenkörper bildende Kautschukzusammensetzung keinen hydrophilen anorganischen Füllstoff enthielt und der Rußanteil in der Kautschukzusammensetzung bezogen auf 100 Massenteile des schwefelmodifizierten CR einer Kautschukkomponente 50 Massenteile betrug. Dieser ummantelte Keilriemen wurde in Vergleichsbeispiel 3 verwendet. [Tabelle 1]

	Beispiele				Vergleichsbeispiele
	1	2	3	4	1	2	3
Kautschukkomponente (schwefelmodifizierter CR)	100	100	100	100	100	100	100
Feine Fasern auf Cellulosebasis X	3	3	3	3	3	0	0
Hydrophiler anorganischer Füllstoff (Siliciumdioxid) Y	25	33	18	5	0	65	0
Ruß (FEF) Z	5	0	10	20	30	0	50
Weichmacher (DOS)	5	5	5	5	5	5	5
Verarbeitungshilfsstoff (Stearinsäure)	1	1	1	1	1	1	1
Antioxidans	3	3	3	3	3	3	3
Magnesiumoxid	5	5	5	5	5	5	5
Zinkoxid	5	5	5	5	5	5	5
Y/X	8,3	11	6,0	1,7	0	-	-
Y + Z	30	33	28	25	30	65	50

(Testverfahren)
3 stellt die Anordnung von Riemenscheiben eines Riemenlaufprüfgeräts 30 dar.
Das Riemenlaufprüfgerät 30 umfasst eine Antriebsriemenscheibe 31 und eine Abtriebsriemenscheibe 32, die in einer Rechts-Links-Richtung beabstandet vorgesehen sind, und eine Spannrolle 33, die leicht oberhalb des Mittelpunkts zwischen Wellen der Antriebsriemenscheibe 31 und der Abtriebsriemenscheibe 32 vorgesehen ist. Die Antriebsriemenscheibe 31 und die Abtriebsriemenscheibe 32 haben jeweils einen Riemenscheibendurchmesser von 110 mm und weisen jeweils Keilnuten an ihrem Außenumfang auf. Die Spannrolle 33 hat einen Rollendurchmesser von 60 mm.
Die ummantelten Keilriemen B der Beispiele 1 bis 4 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 wurden jeweils so auf die Antriebsriemenscheibe 31 und die Abtriebsriemenscheibe 32 gespannt, dass die Spannrolle 33 auf eine Rückseite desselben an der Außenseite des Riemens drückte, wobei der ummantelte Keilriemen B in Keilnuten der Antriebsriemenscheibe 31 und der Abtriebsriemenscheibe 32 eingesetzt war. Dann wurde die Abtriebsriemenscheibe 32 bei einer Umgebungstemperatur von 80 °C mit einer Drehlast von 5,15 kW beaufschlagt, wobei die Spannrolle 33 mit einer Kraft von 88,3 N auf die Rückseite des Riemens drückte. In diesem Zustand wurde die Antriebsriemenscheibe 31 mit einer Drehzahl von 3000 U/min gedreht, um den Riemen zu betreiben.
In der frühen Phase des Riemenbetriebs wurde zunächst ein Schlupfverhältnis ermittelt. Das Schlupfverhältnis wird anhand des folgenden Ausdrucks berechnet, bei dem N_r0 die Drehzahl der Antriebsriemenscheibe 31 unter Nulllast, N_rt die Drehzahl der Antriebsriemenscheibe 31 unter Last, Nn0 die Drehzahl der Abtriebsriemenscheibe 32 unter Nulllast und N_nt die Drehzahl der Welle der Abtriebsriemenscheibe 32 unter Last ist.
Schlupfverhältnis = ((I₀ - I₁)/I₀) × 100 (%) $(I_{0} = N_{n0} / N_{r0},It = N_{nt} / N_{rt})$
Ab dem Start des Riemenbetriebs wurde der Riemenbetrieb alle 24 Stunden unterbrochen, um auf der Innenseite des Riemens entstandene Risse visuell zu prüfen. Wurde ein sich bis zu einem Zugstrang erstreckender Riss bestätigt, wurde der Riemenbetrieb daraufhin gestoppt und eine Riemenlaufzeit zu diesem Zeitpunkt als Riemenbetriebslebensdauer herangezogen. Die längste Riemenlaufzeit betrug 216 Stunden.
Nach dem Riemenbetrieb wurde der ummantelte Keilriemen B aufgeschnitten und die Kautschukhärte eines Abschnitts der Presskautschukschicht mit einem Typ-A-Durometer gemäß JIS K 6253-3: 2012 gemessen.
(Testergebnisse)

Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Wie Tabelle 2 zeigt, waren die Schlupfverhältnisse der Beispiele 1 bis 4 niedriger als die der Vergleichsbeispiele 1 bis 3, und in den Beispielen 1 bis 4 wurde auch eine hohe Haltbarkeit erzielt. Wenn die Kautschukhärte mit steigender Temperatur abnimmt, wird der Riemen komprimiert und in der Riemenquerrichtung verformt, und der Anpressdruck des Riemens gegen die Riemenscheibe lässt nach, wodurch der Riemen leicht auf der Riemenscheibe schlüpft. Es wurde jedoch angenommen, dass in den Beispielen 1 bis 4 eine Abnahme der Kautschukhärte aufgrund eines Temperaturanstiegs verringert war, da der Anteil des Rußes gering war, was den Schlupf im Betrieb bei einer Umgebungstemperatur von 80 °C verringerte. Darüber hinaus wurde angenommen, dass die Riemenbetriebslebensdauer durch die synergistische Wirkung der Reduzierung der Wärmeerzeugung aufgrund der Schlupfverringerung und der Reduzierung der Wärmeerzeugung aufgrund des geringen Rußanteils wesentlich verbessert wurde. Dies zeigt, dass besonders in Beispiel 1, wo der Rußanteil gering ist, und in Beispiel 2, wo kein Ruß enthalten ist, die Kautschukhärte nach dem Riemenbetrieb langsamer ist und eine Verhärtung langsamer als bei den anderen Beispielen verläuft, wodurch Kapazität für Haltbarkeit verblieb. [Tabelle 2]

	Beispiele				Vergleichsbeispiele
	1	2	3	4	1	2	3
Schlupfverhältnis %	1,2	1,2	1,3	1,4	1,5	1,8	1,9
Betriebslebensdauer Stunden	> 216	> 216	> 216	192	144	96	96
Kautschukhärte nach Betrieb (JIS-A)	80	81	83	85	84	84	85

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist auf dem technischen Gebiet von Kraftübertragungsriemen nutzbar.
Bezugszeichenliste

B: ummantelter Keilriemen (Kraftübertragungsriemen)
C: Zahnriemen (Kraftübertragungsriemen)
11, 21: Riemenkörper
111: Presskautschukschicht
112: Haftkautschukschicht
113: Dehnkautschukschicht
12, 22: Zugstrang
13, 23: Deckgewebe
211: rückseitiger Kautschukabschnitt
212: Zahnkautschukabschnitt
24: Zahnabschnitt
30: Riemenlauftestgerät
31: Antriebsriemenscheibe
32: Abtriebsriemenscheibe
33: Spannrolle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016205555 [0003]

Claims

Kraftübertragungsriemen, umfassend: einen Riemenscheibennichtanlageabschnitt aus einer Kautschukzusammensetzung, wobei die Kautschukzusammensetzung eine Kautschukkomponente, feine Fasern auf Cellulosebasis und einen hydrophilen anorganischen Füllstoff ohne Ruß enthält und keinen Ruß enthält oder bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente Ruß in einer Menge von weniger als 20 Massenteilen enthält.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 1, wobei die Kautschukkomponente Chloropren-Kautschuk umfasst.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die feinen Fasern auf Cellulosebasis nach einem mechanischen Zerfaserungsverfahren gebildete feine Fasern auf Cellulosebasis umfassen.
Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Anteil der feinen Fasern auf Cellulosebasis in der Kautschukzusammensetzung bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente 1 Massenteil oder mehr bis 20 Massenteile oder weniger beträgt.
Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der hydrophile anorganische Füllstoff Siliciumdioxid umfasst.
Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Anteil des hydrophilen anorganischen Füllstoffs in der Kautschukzusammensetzung bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente 3 Massenteile oder mehr bis 50 Massenteile oder weniger beträgt.
Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Verhältnis des Anteils des hydrophilen anorganischen Füllstoffs zu dem Anteil der feinen Fasern auf Cellulosebasis in der Kautschukzusammensetzung 1,0 oder mehr bis 15 oder weniger beträgt.
Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Anteil des hydrophilen anorganischen Füllstoffs in der Kautschukzusammensetzung größer ist als der Anteil der feinen Fasern auf Cellulosebasis.
Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Kautschukzusammensetzung Ruß enthält und der Ruß FEF umfasst.
Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 9, wobei eine Summe des Anteils des hydrophilen anorganischen Füllstoffs und des Anteils des Rußes in der Kautschukzusammensetzung bezogen auf 100 Massenteile der Kautschukkomponente 20 Massenteile oder mehr bis 40 Massenteile oder weniger beträgt.