TWI271479B - Transmission belt - Google Patents

Description

1271479 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種輸送帶，其制於傳送輕型機車等的輸送旋轉力。 【先前技術】 傳統上’輕型機車輸送的輪送V型帶運轉時係在高溫下使用並且在寬 度方向上承⑽壓。因此’ V型帶由氣丁二烯橡膝(其具有相對較高的财熱 性)及截斷式對位芳香族聚醯胺纖維(其混合入V型帶内並定位於v型帶之 寬度方向贿關於橫向壓力的帶強度)製成。因此，輸送V型帶耐久性已 提供至某-程度。然而’若在V型帶寬度方向上施加較高勤，耐久性仍 然不足。 因此，已有建議混合入帶内的截斷式芳香族聚醯胺纖維應較長，以便改 進定向屬性並進—步改進V型帶耐久性。然而，截斷式芳香鱗酿胺纖維 核數較㊉，關於補橡膠的分散屬性低，因此，從具有較長混合截斷式芳 香族聚_罐_顯橡料概送帶㈣難。目此，何歸由使用混 ，長躺式芳香族聚_纖維的原料橡膠獲得具有良好耐久性的輸送 帶0 【發明内容】 匕本1月之目的係提供具有良好耐久性的輸送帶。 根據本發明，觀帶具有從祕餅賴的帶主體，混合人帶主體並定 位於帶主體駄方向之_#_賴胺纖維，: 香族聚醯胺纖維 較佳者，截斷式芳香族聚酸胺纖維及截斷式聚醋 度方向。 於預定方㈣㈣物⑽帶巾，饋絲_== 纖維定位於帶主體的寬 1271479 ^佳者，根據100份原料橡膠之橡膠元件的原料橡膠中混和入總重量為 至j0份的截斷式芳香族聚醯胺纖維及截斷式聚酯纖維。 k佳者’截斷式芳香族聚醯胺纖維長度小於3rnrn且截斷式聚酯纖維長 度小於5mm。 ^橡勝元件係乙烯丙烯共聚物、乙烯丙烯二烯三元共聚物、腈丁二烯橡膠、 氧化犄丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠等等之一。 、車又佳者’截斷式聚酯纖維接受包括間苯二酚甲醛乳膠塗佈的處理。另外， 戴斷式聚酯纖維係截斷式聚對笨二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate ; )、哉、、隹。截斷式聚乙稀間笨二甲酸纖維、截斷式聚對苯二曱酸丁二酯纖 β丙&L内S曰開環聚合物獲得的截斷式纖維’或藉由聚合對苯二甲酸 甲s曰及1 ’ 4-環已烷二甲醇獲得的聚合物截斷式纖維皆可用作截斷式聚酯 纖維。 ^較佳者’截斷式芳香族聚醯胺纖維係截斷式對位芳香族聚醯胺纖維及截 斷式間位芳香族聚醯胺纖維其中之一。 · 車父佳者，輸送帶係v型帶，特別是齒輪V型帶。 根據本發明，輪送帶具有從原料橡膠獲得及鑄模的帶主體，其中混合截 辦式芳g知聚酿胺纖維及截斷式聚酯纖維。前述帶中，截斷式聚酯纖維長 、、裁Wf式芳香知聚醯胺纖維，截斷式芳香族聚驢胺纖維及截斷式聚酯纖維 定位於帶主體的預定方向。 【實施方式】 本發明將參考附圖所示的具體實施例加以詳細說明。 第一圖係具體實施例中V型帶10的斷面圖。第二圖係第一圖所示V型 帶10的局部側視圖。v型帶10之帶主體由原料橡膠鑄模。原料橡膠由橡 膠元件乙烯丙烯二烯三元共聚物(ethylenepropylene diene卿吻丽视而) 1271479 及其他添加劑組成。V型帶10具有在頂_成_部橡膠u及在底側形 成的底部橡膠12。沿帶10縱向延伸之繩索14 η鱗橡膠u及底部橡膠 12之間。黏性橡膠層13緊密接觸安置於繩纟14之頂部及底部表面。頂部 橡膠11之頂部表面使用表面織物16覆蓋。底部橡膠12具有以波形縱向形 成的齒輪15。底部橡膠I2之底部表面使用齒輪織物18覆蓋。頂部橡膠^ 及底部娜12具有定位於寬度方社__鱗2()。&續_ _ 截斷式芳香鱗_·_及賴式聚賴維。_式抑旨纖維長於截斷式 芳香族聚馨胺纖維。 V型帶H)觸_丨丨及細轉u藉由铜_嫌轉得及禱模。 原料橡膠薄片具有混合及定位於預先蚊方向的截斷式纖維。原料橡膠薄 片藉由捏製疆_魅，其具姐合義式_，縣使肢筒或壓延 機輥壓原料橡膠。此時，截斷式纖維2〇定位於輥壓方向。 、，載斷式纖維20越長，關於原料橡膠的分散屬性越低，因而可處理性越 差。因此，較佳者，截斷式芳香族聚醯胺纖維大約1至3111111。' 然而，若只有長度大約為i至3mm的截斷式芳香族聚_纖維混人入 原料橡膠㈣，截斷式纖維過短，無法魏壓過財將其全部定位於親壓 方向。 另—方面，由於截斷式聚醋纖維之模數低於截斷式芳香族聚軸戴維， 右混合較域斷式，分散屬性待降低。另外，混錢斷式纖維 ^定位繼糊_娜峨高心，細較長截斷式 =雜，可麟具奴位於狀方向之幾乎全部截斷式如旨纖維的V型 :人然而，_式料纖_度低於截斷式芳香族軸織維，因此若僅 混合截斷式聚酯纖維耐久性不會顯著改進。 因此，此具體實施例中，截斷式芳香族聚轉纖維及長於截斷式芳香族 1271479 芳香族聚醯胺纖維時 =纖維之__維混合人原_中。輯料，辭全部截 =旨纖維定位於爐方向，使幾乎全部截斷式芳__維定位 二二方向。因此，定位於碰方向的截斷式纖維比例高於僅混合戴斷式 土截斷式祕_胺纖維長細、於大約3mm，較佳者約1至3晒， 更佳者約lmm。截斷式聚自旨纖維長度應小於大約5讓健者約1至$晒 更佳者約3mm。 此具體實施例中，卿份重量的橡膠元件EPDM中原料橡膠具有5至 ^分總重量的截斷式纖維2〇(截斷式芳香族聚酿胺纖維及截斷式聚醋纖 維）。具體而f ’在此情财，励份重侧轉元件咖财，原料橡膠 〜、有大、力5至15伤重畺的截斷式芳香族聚酿胺纖維，更具體而言係大約 伤重里’及大約5至份重量的截斷式聚醋纖維，更具體而言係大約 10份重量。 亦可缺用作為橡膠元件之乙稀丙稀共聚物(贿）、猜丁二婦橡膠 (贿）、a化騰T二烯橡师棚、氯丁二烯橡膠(CR)或另—種橡膠以替 代乙烯丙烯二烯三元共聚物(EPDm)。 比截斷式對位芳香族聚_纖維更便宜的截斷式間位芳香族聚酿胺纖 維’更為合適。但是當需要較高⑽久性輸送帶時，較喊斷式間位芳香族 聚驢胺纖賴度更高的觸式對位芳絲聚__，更為合適。 截斷式聚S旨纖維較佳者為截斷式PET(聚對苯二甲酸乙二醋)纖維，不過 其亦可為截斷式聚乙烯間笨二？酸纖維、截斷絲對苯二甲酸丁二§旨纖維、 從β-丙酸刚旨開環聚合物獲得喊斷式纖維、藉由聚合對苯二甲酸二甲醋 及1，4_環已烧二甲醇獲得的聚合物截斷式纖維或其他截斷式纖維。 顏式聚S旨纖維贼包綱苯二蘇、帽獅(肌)祕的處理。例如， 1271479 藉由將長纖維浸入RFL溶液，將其烘乾然後切割成預定長度形成載斷式聚 酯纖維。 範例 範例橡膠及對比橡膠 本發明將參考本發明之範例及比較範例說明。應注意本發明不會以任何 方式受限於這些範例。 以下表1說明範例A至範例Η及比較範例1及範例2之截斷式纖維的 成分。 表1 範例 比較 A B C D E F G Η 1 2 芳香族聚 長度(mm) 1 1 1 1 1 2 2 3 1 3 酿胺 *重量 10 5 15 5 15 10 10 10 10 10 聚酯 長度(mm) 3 3 3 3 3 3 5 5 1 3 一. *重量 10 15 5 5 15 10 10 10 10 10 *重量：100份EPDM中原料橡膠内混合的每種截斷式纖維之重量份 範例Α的橡膠由60份重量的碳黑、14.7份重量的有機金屬鹽、1份重 量的抗氧化劑、0.3份重量的防焦劑、8.7份重量的石蠟油、5份重量的硫化 蜊、10份重量長度為1mm直徑為14.32μιη的截斷式間位芳香族聚醯胺纖維 (商標rConex」，Teijin製造），及10份重量長度為3mm直徑為23·8μηι的 戴斷式間位芳香族聚醯胺纖維構成，其混合入1〇〇份重量1〇〇。C下門尼黏 度為 25 的 EPDM(商標「Keltan 2340Α」，DSM 製造）。 &例B至範例E之橡膠具有與範例A之橡膠相同的成分徐去根據1〇〇 1271479 份橡膠糾之饋式料魏__軌_式雜纖賴重量份。範例β 之橡膠根據雨份橡膠元件具有5份重量的截斷式芳香族輯胺纖維及15 份重量喊斷絲賴維侧C之橡雜據⑽份郷藉具有15份重 量的鑛式芳香族《胺纖維及5份重量的截斷式聚喊維1，範例Β 及範例C之組合重量份截斷式纖維與範例Α的相同。 範例D之橡膠根據100份橡膠元件具有5份重量的截斷式芳香族聚酿 胺纖維及5份重量的麟式聚醋纖維。範例Ε之橡膠根據1〇〇份橡膠元件 具有15份重量的賴式耗族聚_譏維及u份重量_斷絲賴維。 即，範例D及範例Ε之組合重量份截斷式纖維與範例Α的不同。 除截斷式芳香族聚醯胺纖維及截斷式聚酯纖維之長度外範例F至範例H 之橡膠具有與範例A之橡膠相同的成分。範例ρ之橡膠具有長度為2mm之 截斷式芳香族聚酿胺纖維及長度為3mm之截斷式聚酯纖維。範例g之橡膠 具有長度為2mm之截斷式芳香族聚醯胺纖維及長度為5mm之截斷式聚酯 纖維。範例Η之橡膠具有長度為3 mm之截斷式芳香族聚醯胺纖維及長度 為5mm之截斷式聚酯纖維。每個範例ρ至範例η的截斷式芳香族聚醯胺纖 維及截斷式聚酯纖維之重量份與範例Α的相同。 除截斷式芳香族聚醯胺纖維長度與截斷式聚酯纖維相同比較範例1及 範例2之橡膠具有與範例A之橡膠相同的成分。比較範例1之橡膠具有長 度為1mm之截斷式芳香族聚醯胺纖維及長度為1mm之截斷式聚酯纖維。 比較範例2之橡膠具有長度為3mm之截斷式芳香族聚醯胺纖維及長度為 3mm之截斷式聚酯纖維。 範例A至範例Η及比較範例1及範例2之橡膠藉由使用第一壓應力測 試評估。當施加壓力時測量壓縮比(％)。表2至表4顯示測試結果。測試塊 係長度為12.5mm且直徑為29.0mm的橡膠圓枉塊。壓力方向與截斷式纖維 1271479 定位方向相同。 表2 範例A 範例B 範例c 比較.1 比較.2 %* %* g** %* %* g** %* 1.0 0.2 1.0 0.1 1.0 0.1 1.0 0.1 1.0 0.2 3.0 0.1 3.0 0.1 3.0 0.1 3.0 0.1 3.0 0.1 5.0 1.1 5.0 1.1 5.0 1.1 5.0 1.2 5.0 1.2 6.8 2.0 7.0 2.2 7.0 1.9 7.0 2.0 7.5 2.1 %*··壓縮比(％) -S**:壓力(N/mm2) 表3 範例D 範例E 比較1 比較2 %* g** %* %* %* g** 1.0 0.1 1.0 0.1 1.0 0.1 1.0 0.2 3.0 0.1 3.0 0.1 3.0 0.1 3.0 0.1 5.0 1.3 5.0 1.1 5.0 1.2 5.0 1.2 8.3 2.1 7.1 2.1 7.0 2.0 7.5 2.1 %*:壓縮比(％) S**:壓力(N/mm2) 表4 範例F 範例G 範例H 比較1 比較.2 %* %* %* %* %* 1.0 0.1 1.0 0.1 1.0 0.2 1.0 0.1 1.0 0.2 1271479 3.0 0.1 3.0 0.1 3.0 0.1 3.0 0.1 3.0 0.1 5.0 U 5.0 1.1 5.0 1.2 5.0 1.2 5.0 1.2 7.2 2.0 6.8 2.0 7.1 2.0 7.0 2.0 7.5 2.1 壓縮比(％) S**:壓力(N/mm2) 如表2及表4所示，在第一壓應力測試中範例A至範例Η之結果與比 較範例1及範例2中的那些相同。 範例A、範例C及範例Ε與比較範例1及範例2之橡膠藉由使用抗拉 強度測試評估。當施加拉力(“^幻時測量伸長比。第三圖係測試結果。 測試塊藉由使用HS K6251的5號類型啞鈐切割橡膠形狀而獲得。拉力方向 與截斷式纖維定位方向相同。 如第三圖所示，範例A、範例C及範例E之伸長比小於比較範例1及 範例2 ’即範例A、範例C及範例E之抗拉強度高於比較範例1及範例2 , 因為當長於截斷式芳香族聚醯胺纖維之截斷式聚|旨纖維混合入原料橡膠時 截斷式纖維之定位改進。 範例F及範例Η與比較範例1及範例2之橡膠藉由使用抗拉強度測試 評估。測試結果顯示於第四圖。如第四圖所示，範例F及範例抗拉強 度咼於比較範例1及範例2，與範例A、範例c及範例Ε之結果相同。 如上所述，原料橡膠強度藉由將截斷式芳香族聚醯胺纖維及長於截斷式 芳香族聚醯胺纖維之截斷式聚酯纖維混合入原料橡膠而改進。 範例橡膠及傳統橡膠 接下來將說明範例A之結果及傳統範例。傳統範例橡膠傳統上用於輕 型機車V型帶。傳統範例的橡膠由56份重量的碳黑、3·4份重量的氡化鎂、 4份重量的抗氧化劑、7份重量的硫化劑、12·6份重量的截斷式對位芳香族 1271479 聚酿胺纖維(商標「Kevlar」，Du Pont製造），及8·4份重量長度為lmm直 徑為12·35μιη的截斷式對位芳香族聚醯胺纖維(商標「Techn〇ra」，丁邮n 製造)構成，其混合入100份重量的氯丁二烯橡膠。 犯例A及傳統細之橡縣由使用第二壓應力測試評估。當施加壓力 %測里壓細比(％)。測試結果顯示於第五圖。測試塊係長度為且直 徑為17.8mm的橡膠圓柱塊。壓力方向與截斷式纖維定位方向相同。 如第五圖所不，範例A及傳統範例之橡膠的壓縮比提高壓力比例直至 [力到達預疋值。當壓力超出預定值，測試塊彎曲且壓縮比迅速升高。當 壓力到達彎曲點XI、Χ2時，此係由混合截斷式纖維之彎曲引起。 橡膠壓縮比增加使橡膠劣化。即，到達彎曲點χι、乂2所需壓力越高， 橡膠強度越咼。如此測試所示，範例A之橡膠強度高於傳統範例。 另外’已測ϊ V型帶摩擦係數，其係從範例a及傳統範例之原料橡膠 鑄模。第六®顯示出結果。截斷式纖維定位於寬度方向。摩擦係數由摩擦 係數測量裝置30測量，如第七圖所示。滑輪31直徑為8〇_，滑輪31與 V型可33之接觸角度(α)為90度〇/2)。水平方向上的拉力(T1)由測量裝置 ’則置’當滑輪31速度為42rpm時，作用於ν型帶33上垂直方向上的拉 力(T2)為17·2Ν 型帶33之摩擦係數⑻藉由將拉力(τι)代入公式⑴計算。 ^ = {ΐπ(π/Γ2)}/α (1) 如第六圖所不，傳統V型帶摩擦係數(μ)為〇·68，範例a為122。根據 、’二奴，已發現輕型機車輪送合適的摩擦係數大約係12。範例A的V型帶 可以a兒具有比傳統V型帶更合適的摩擦係數。即，與傳統v型帶比較範例 A的v型帶改進了動力輸送性能。 耐久性測試使用第八圖所示耐久性測試裝置4〇執行。V型帶43鑄模成 裱形，其在前述區域具有一間距長度，其中嵌入76〇mm之繩索，v型帶頂 1271479 部表面為18mm及後表面至齒輪頂部高度為9mm W型帶43懸掛於驅動滑 輪42及從動滑輪4卜初始拉力為500N。驅動滑輪42在1〇〇。c大氣1〇Nm .負載時旋轉速度為5000rpm。驅動滑輪42及從動滑輪41係v型滑輪，外 徑100mm，V槽角為30度。 第九圖係耐久性測試結果。耐久性時間係直至v型帶43無法再運行的 時間。對於傳統範例，大約320小時後底部橡膠斷裂，v型帶盔法運行。 另-方面，對於範例A，大約680小時後V型帶斷裂及無法運行。即，此 耐久性測試顯示與傳統V型帶比較範例八的¥型帶具有較佳耐久性。 第十圖及第十-關示耐久性測試中範例型帶及傳統v型帶硬 度及安裝拉力之變化。對於範例A及傳統v型帶，根據經過時間硬度皆增 加而拉力皆下降。另外，由於重新裝弦範例A的V型帶拉力_小時時^ 速恢復。 第十二圖係財熱性測試中直至V型帶無法旋轉的時間。耐熱性測試在 12〇°C大氣中執行。範例A的V型帶及傳統V型帶懸掛於兩個具有相同滑 輪直徑(77咖)的糟輪之間並鋪。雜速度設置為觸卿且初始安裝 拉力設置為15GN。此測試中，v型帶翻出並懸掛於滑輪上，以便内部橡勝 表面成為外部橡膠表面。 ^ 如第册十二圖所示，傳統v型帶大約小時後在齒輪上斷裂，而範例A •聖f 1000小日也在齒輪上斷裂。即此測試顯示由於橡膠元件為EpDM 犯例A的V型帶具有高於傳統V型帶的耐熱性。 、鮮本文已參考關綱本發明之具體實施例，但難可由熟習技術人 士進行a午多修改與變化，而不會背離本發明之範圍。 1271479 【圖式簡單說明】 第一圖係本發明具體實施例之v型帶斷面圖； 第二圖係第一圖所示v型帶的局部側視圖； 第三圖係抗拉強度測試結果的曲線圖； 第四圖係抗拉強度測試結果的曲線圖； 第五圖係壓應力測試結果的曲線圖； 第六圖係摩擦係數測量結果的曲線圖； 第七圖係摩擦係數測量裝置的示意圖； 第八圖係耐久性測試裝置的示意圖； 第九圖係耐久性測試結果的曲線圖； 第十圖係傳統V型帶在耐久力測試中硬度及張力改變的曲線圖； 第十一圖係本發明V型帶在耐久力測試中硬度及張力改變的曲線圖； 及 第十二圖係而才熱性測試結果的曲線圖。 [主要元件符號對照說明] 10…V型帶 11…頂部橡膠 12···底部橡膠 15…齒輪 20…截斷式纖維 X卜··彎曲點 X2···彎曲點

Claims (1)

12聰“: 拾、申請暴莉範面：: 一種輸送帶H V主體，由原料橡膠鑄模； 預定方向式芳麵親賴維，混合人前述帶主體並定位於前述帶主體 ，及 复弋永®9纖維，混合入前述帶主體並定位於前述預定方向； 2々2 %斷式聚s旨纖維係長於前述截斷式芳香族聚si胺纖維。 如申味專利範圍第1項之輸送帶，其中前述饋式芳香族聚酸胺纖維及 3截斷式聚酿纖維係定位於前述帶主體之寬度方向。 _申明專利域第丨項之輸送帶，其中根據励份前述原料橡膠之橡膠 疋件的原料橡膠中混和入總重量為5至3〇份的截斷式芳香族聚酸胺纖 維及截斷式聚酯纖維。 4如申叫專利乾圍第！項之輸送帶，其中前述戴斷式芳香族聚酿胺纖維之 長度小於3mm。 5如申凊專利乾圍帛j項之輸送帶，其中前述戴斷式聚酯纖維之長度小於 5mm ° 6、 如申睛專樣_丨項之輸送帶，其巾前述原料橡膠之橡膠元件係乙烤 丙烯共聚物、乙烯丙烯二烯三元共聚物、腈丁二烯橡膠、氫化腈丁二 烯橡膠及氣丁二烯橡膠其中之一。 7、 如申請專利範圍帛1項之輸送帶，其中前述戴斷式聚s旨纖維係接受包括 間苯二酚甲醛乳膠塗佈之處理。 8、 如申請專利範圍第1項之輸送帶，其令前述截斷式聚酯纖維係截斷式PET 纖維、截斷式聚乙烯間苯二甲酸纖維、載斷式聚對苯二曱酸丁二酯纖維、 從冷-丙酸内酯之開環聚合物獲得的截斷式纖維、及藉由聚合對苯二曱 )正替換頁丨 酸-甲自旨及卜4·環從二甲醇獲得騎合物截斷式纖維其中之一。 tr咖細第1項之_，射前频__«纖維係 截斷式對料《聚職_及_朗位料族親胺纖維直中之 其中前述輸送帶係V型帶。 其中別述v型帶係齒輪v型帶。 10、 如申請專利範圍第1項之輸送帶， 11、 如申請專利範圍第10項之輸送帶， 12、 一種輸送帶，包括： 輸送帶，由混合截斷式芳香族聚醯胺纖維及截 料橡膠獲得及鑄模；及 x為纖維之原 前述截斷式聚酯纖維係長於前述截斷式芳香族聚^ 其中前述截斷式芳香族聚醯胺纖維及裁斷式聚胺、哉維； 前述帶主體的預定方向 丨纖 維係定 位於