TWI334910B - Power transmission belt and method of manufacturing the same - Google Patents

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1334910 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具有設計表面的動力傳送帶，更明择地 關於具有包含一區域之設計表面的動力傳送 帶“區域具有包含丙烯酸系纖維的非編織材料。 【先前技術】 由具有嵌入式拉伸構件的彈性材料製成動力傳送帶， 此項技術中所已知的。此等皮帶可描繪出多肋狀物、齒 二大中=帶、或平輪廓。此等皮帶在具有相匹配輪 輪中運轉。 用各種紡織材料或纖維覆蓋帶表面（包括：背面、側面、 輪廓、及/或肋狀物側面），以改進表面及/或下方彈性區 域之耐磨性、摩擦性質、抗裂性、硬度、及/或強度特性， 係已知的。特殊的織物特性及/或處理可能被需要來成形 輪廓。舉例而言，織物可在模製(一冗長的處理步驟)之前 被預先成形為輪廟形狀。更一般地，為了免去預先成形步 驟’在齒狀模具上由流通（flow_thr〇ugh)程序所製造的覆 盍織物的齒狀帶，需要可展開的織物，諸如，在至少一個 方向上具有極低模數及較高伸長率的織物。藉由用造型化 外模擠壓而在一扁平心軸上反向製造的覆蓋織物的缺口 或齒狀的V形帶或多7形肋狀帶，同樣需要具有高伸長率 (通常為40至100%)及較低模數的織物，以便自初始 坦組態拉伸至最終的造型化組態，而不撕裂或限制輪廣形 成。已知’包含多種纖維材料的令人滿意的編織物及針織 312XP/發明說明書(補件)/96^07/96112024 6 1334910 物用於該等應用。此項技術之代表為Westh〇ff的 利第5’ 645’ 504號’其中建議’芳族聚醯胺纖維、棉 =、及丙烯酸紗可用於離合器設備中的皮帶覆蓋或加強的 、寺織（weft七⑴、拉伸織物+，因為，此等材料且 受該等設備中之摩擦熱的足夠高的溶融溫度。所提供的唯 -代表性實例為具有芳族聚酿胺_螺縈摻合紗之針 皮帶。具有適用於皮帶的高度拉伸的針織及編織物相對而 言較為昂貴。 植絨（flocking)法已知為用於製造在帶表面上且 度受控的纖維量及纖維定向的皮帶。此技術之^表^ 的美國專利第6,561，937號，其中，皮帶之驅動 表面上的織物係藉由黏著劑而被垂直定向的短纖維絨絮 所覆蓋。多種纖維材料在外表上可用於此種纖維絨絮（包 括丙婦酸系纖維），但未提供其基本原理以幫助選擇纖維 類型’且未提供丙烯酸系纖維實例。植絨法將額外的處理 步驟加入至皮帶製造過程，且需要專用設備。 非編織物（經承被稱為「不織布」）已被提議用於覆蓋造 型化的皮帶表面。此技術之代表為Patterson等人的美國 專利第6, 793, 599號、Edwards #人的美國專利 6’824’485號、及的美國專利第6，_，99〇號。 非編織物可提供—種容易在模製期間被彈性體滲入的開 放結構ϋ在表面上留有高纖維濃度的較密封結構， 而且’多種織物材料可用於達成皮帶中所要求之摩擦、 熱、及機械特性。不織布可在習知的皮帶製造設備中被處 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96-07/961120¾ 7 山 4910 理，並提供優於針織物及編織物的成本節約。 然而，在實施中已發現，以纖維素纖維及纖維素纖維/ 5成纖維摻合物為基質的先前技術非編織物，具有一或多 項不良特性。首先，纖維素材料具有相對較差的耐久性， 尤其是在潮濕的工作條件下。其次，先前技術的不織布且 有非常有限的拉伸或伸長率。通常，在拉伸測試中，不織 布僅拉伸2%至1G%，接著會降伏（yield)或撕裂，使得後 續的延伸動作大量地侷限於撕裂區域中。同樣，當不織布 在模製期間經受拉伸時，散亂排列的纖維僅會彼此滑動並 分開’包括’斷開藉由黏附黏合劑（若使用）所形成的纖維 間之任何黏結。不同於編織或針織物，不織布的拉伸报難 控制’並且’孔或撕裂會頻繁地藉由分開的纖維而形成。 孔及撕裂將導致不規則的皮帶表面、過多的橡膠外渗、及 /或暴露彈性體的碎片’從而導致較差的耐磨性、噪立、 ’在先前便已難以控制^勝 渗入至非編織物中，以達成所要的表面特性，特別當與撕 裂問題結合時。即使在廣泛調查已知織物變數（諸如，孔 隙率、參透性、厚度、及拉伸強度）或製程變數（諸如，使 用多個非編織材料層）的操縱之後，仍需要改良處理過程 及表現。 在調查了大量合成的、天然的、及摻合的非編織物材料 (該等材料中沒有一個能產生完全不具有先前提及的缺點 的皮帶）之後’本案發明者最終發現本文中所揭示的本發 明之解決方法。所需的是—種具有—帶輪喷合區域的動力 312XP/發明說明書(補件)/96-07/961120¾ „ 1334910 傳送帶，而該區域包含在帶主體之下方彈性體之 .:性體相混亡的非編織表面材料，其中，該非編織材料： 、a l擇地與南達約75%的非丙稀酸系纖維（諸如，纖維 •纖維)相摻合的丙烯酸系纖維。所需的是一種具有多肋狀 輪廓、且具有一非編織帶輪嗔合表面層及一遷縮層的動力 ，傳送帶，而非編織層則包含選擇地與高達約75%的非 .酸系纖維相摻合的丙稀酸系纖維或微纖維。本發明滿足此 等需要。 ®【發明内容】 本發明之主要態樣為提供一種動力傳送帶，其包含一主 •體’該主體包含彈性材料且具有在縱向方向上運轉的拉伸 構件而該主體具有一個具有一輪廊之帶輪唾合區域；該 帶輪喃合區域包含纖維性非編織物材料；其特徵為：非編 織材料之纖維包含丙烯酸系纖維。 在本發明之另一態樣+，非編織材料之纖維包含至少約 鲁25重量％的丙烯酸系纖維。 在本發明之另一態樣中，非編織材料係與帶輪嚙合區域 中主體之彈性材料相混合。 在本發明之另一態樣中，該等丙烯酸系纖維為具有約 1. 5或以下的母單絲丹尼爾（denier ，dpf)、 較佳約1. 0 dpf或以下的纖維尺寸的丙烯酸系微纖維，或 -者，該等纖維可具有約13· 5微求或以下、較佳u微米或 以下的平均直徑。該等丙烯酸系纖維可具有約1 mm至約 1 〇 111111較佳約1 mm至6 mm、或約2 mm至5 mm的平均 312XP/發明說明書(補件)勝07/96112024 9 1334910 長度。 在本發明之另-態樣中，非編織材料之 維可包含非丙席酸系纖維，諸如，達、·、勺75%的纖 維、或纖維素纖維。 〃 σ纖維、天然纖 -樣為提供一種具有多肋狀輪廓、且且有 ^扁織π輪4合表面層及—壓縮層的動力 j 、，扁織層則包含選擇地與高達約75%的纖 放而非 丙婦酸系纖維或微纖維。 …、纖維相摻0的 本發明之另-態樣為提供一種改良的皮帶製 J法包含以下步驟：將-個皮帶構造物的第一彈性層及 二 =織層触在-心軸上；將數條拉伸索帶鋪設在該θ第一 曰，將第二彈性層鋪設在該拉伸索帶層上；將一纖維性 非編織物區域鋪設在該第二彈性層上；以 :化該皮帶構造物;及’為該非編織區域選擇一 并編織物。 本發明之其他態樣，將藉由本發明的以下插述及附圖， 而被指出或變得明顯。 【實施方式】 圖1為本發明之帶20之具體例的剖面圖。帶2〇包含主 體11及在縱向方向上運轉的帶輪嚙合肋狀物12。帶2〇 亦包含沿著帶之縱向軸運轉的載重拉伸構件1 〇。拉伸構 件1 〇可包含（例如）此項技術中已知的任何有機或無機纖 維拉伸索帶材料，包括芳族聚醯胺纖維'聚酯纖維、耐綸、 玻璃纖維、碳纖維、聚乙稀醇（PVAL)纖維、鋼線、嫘縈、 312XP/發明說明書(補件)/96-07/96112024 10 1334910 聚（對苯-2, 6-苯幷雙噁唑）（pb〇)、液晶聚酯（以商標名 Vectran銷售）、聚醚-醚酮（PEEK)、多酮（ρ〇κ)、及各種 '天然纖維。聚酯纖維可包含（例如）聚對苯二曱酸乙二酯 .(ΡΕΤ)、或聚萘二曱酸乙二酯（PEN)。 肋狀物12包含僅由橡膠組成的彈性肋狀物材料，如由 肋狀物12 a所例示。或者，肋狀物12可進一步包含分散 •遍及於彈性肋狀物材料中的纖維18，如由肋狀物12b所 鲁例示。彈性材料可包含EPDM、EPM、Ε0Μ、EBM、SBR、NBR、 NR、HNBR、聚氣丁二烯、可軋製pu、或此等材料之兩者 或兩者以上的摻合物及其等效物。帶亦可選擇地包含 一濩套6及/或在背面上的一上覆索帶（〇verc〇rd)7。護套 6γ包含耐綸、聚酯纖維、棉、或其他包括掺合織物的適 當等效織物之織物材料。護套6可包含熱塑性或熱固性材 .料，諸如耐綸、聚胺酯、聚乙烯、及其等效物。護套6可 *為編織、針織、或非編織的。上覆索帶7可為任何適合的 #彈性材料。例如，可藉由模製或研磨或切割或藉由使用加 工織物來加工皮帶背面。 帶20亦可選擇地包含一個橫跨帶之寬度而鄰近於拉伸 構件10的絞索層8。絞索層8可為實質上無孔的，使得， 基本上沒有彈性材料在模製過程期間滲入絞索層8，藉 ‘此，維持帶内適當的拉伸構件位置。絞索層8可包含編^ •或非編織材料，例如，無孔的輪胎簾布（tire c〇d)。一 薄的膠層9可選擇地被安置在絞索層8與拉伸構件1〇之 間，以緩衝拉伸構件10，並藉此避免磨損該等拉伸構件。 312XP/發明說明書(補件)/96_07/96Π 2024 „ ;=9可在拉伸構件丨。之間延伸，從而在該等拉伸構 間形成凸起部17。若希望索帶完全密封，則一額外 的膠層（未圖示）亦可被設置在索帶的相反侧上。另外，絞 :層8可為多孔的，使得上覆索帶7之材料在模製期間滲 透絞索材料，因而能在使用或不使用膠層9的情況下在 该等拉伸構件之間形成凸起部η。 肋狀物12可包含使用者所需的任意數目的肋狀物及任 ，輪廓。圖1描繪多ν形肋狀輪廓。雖然肋狀物丨孔被描 繪為不同於肋狀物12a，以說明本發明之不同具體例但 應瞭解，多肋狀物皮帶中的肋狀物12，通常全部具有相 =構造。此帶亦可包含單肋狀物v形帶輪廓。此帶亦可包 含齒狀輪廓，其中，肋狀物或齒狀物被橫向地定向，包括 載有作為齒狀飾面的織物護套的齒狀同步皮帶。 帶輪嚙合區域13可包含與肋狀物12之材料相混合並滲 透的非編織物材料的散亂陣列，藉此形成非編織區域丨5。 因此，非編織區域15在含非編織材料區域與肋狀物材料 之間可具有或可不具有各別的邊界。視混合程度之不同， 非編織材料與彈性體二者可存在於帶輪嚙合表面14處， 或僅有非編織材料可存在於帶輪嚙合表面14處。較佳 地，高濃度的丙烯酸系纖維及最少的彈性體存在於帶輪嚙 合表面處。 肋狀物12b例示一個替代具體例，其中，表面下區域 16位於帶輪嚙合非編織區域15與肋狀物12b的材料之 間。表面下區域16包含一種不同於主體η及肋狀物i2b 312XP/發明說明書(補件)/96-07/96112024 12 1334910 •的材料的彈性摩擦材料。表面下區域16之彈性材料與非 '編織物材料相混合並滲透。表面下區域16的厚度可為均 -句的，或諸如圖1中所說明，可圍繞輪廓而變化。厚度變 -化可為製造方法的結果。 肋狀物12或表面下區域16之彈性材料可選擇地包括摩 擦改質劑。舉例說明而非限制，摩擦改質劑可包括蠟、油、 '石墨、氮化棚、一硫化錮、含氟聚合物、雲母、滑石、及 其各種摻合物及等效物。石墨摩擦改質劑可 •形式。摩擦改質劑可包含如美國專利第6, m，心:： 述的羧酸金屬鹽，該案係以引用方式倂入本文中。 .非編織區域的厚度可主要地有助於肋狀物或帶之硬 -度。對於可撓性帶，期望非編織區域盡可能地薄，且期望 表面下區域的厚度至少足以適應所預期的磨損量。對於硬 性肋，物（橫向上）及可撓性帶（縱肖上），期望對非編織區 域作定向，使得，具有較佳纖維定向的方向橫過帶長度方 •向。 又 非編織區域15可包含浸滿彈性材料的非編織材料之單 一層或複數個覆蓋層。摩擦改質劑可用於非編織區域Η 中，來幫助控制非編織區域之外表面的摩擦係數。 舉例說明而非限制，摩擦改質劑可包括蠘、油、石墨、氮 化硼、二硫化鉬、含氟聚合物、雲母、滑石、羧酸金屬鹽、 及其各種摻合物及等效物，如針對表面下區域16之描 述。摩檫改質劑可在藉由濕式處理或乾式處理模製期間、 或在皮▼組裝之前的單獨處理過程中，被塗覆至非編織材 3麵發鴨明書(補件)/9_61贿 科，且因此可再外加於可 性材料或肋狀物12 、人下區域Μ之滲透彈 質劑。 材射所含的任何可選擇的摩擦改 非編織材料包含丙烯酸 系纖維為合成纖維，I中，形丄據吊見用途，丙烯酸 85 #旦❶/沾工以 八中&成纖維的物質為由至少約 里。的丙烯腈單體單元所级成的任何 人 物。所製造的纖維通常被猶Α「 ， σ成永口 户哎巾很料為丨改質聚丙 二，形成纖維的物質為由小於85 3，重’:； 的丙婦腈單心成时何長鏈合絲合物。㈣ 或改質聚丙婦腈纖維任一者皆可用於本發明卜本= 丙烯酸系纖維的參考係指涉此兩種形式，亦即，本文 丙婦酸系纖維係指具有至少35重量％的丙稀腈單元的任 何人造纖^較佳的丙烯酸系纖維具有至少約85重量％ 的丙稀腈單元可使用適合在已知的任—種非編織材料製 造過程中所用的任何丙稀酸系纖維，包括纖維束（tow)、 切段纖維（staple)、短切（ch〇pped)纖維、漿狀物、粉狀 物、及其類似物。適合的丙烯酸系纖維可具有約丨至 約10 mm、較佳約i mm至約6 mm、或約2誠至約5咖 的平均長度。適合的丙烯酸系纖維可具有約〇. 〇5至約5 母單絲丹尼爾（denier per f i lament，dpf)、或較佳約 0. 05至約1. 5 dpf的單絲支數（f i iament size)。丹尼爾 (denier)被定義為每9〇〇〇米纖維以克計的重量。較佳的 丙浠酸系纖維為具有小於約1 dpf、或約0. 05至約1 dpf 的單絲支數的丙烯酸系微纖維。該等纖維可具有小於約 312XP/發明說明書(補件)/96-07/96112024 14 1334910 13.5微米、或較佳小於約u微米、或小於約5微 均直徑。應瞭解，纖維直徑與邮相關。 非編織材料可具有在約4 g/m2至約9〇 W範圍内的單 位重置。適合的非編織材料可具有幻〇_2至約5〇 W 範圍内的單位重量。在一較佳具體例中，單位重量在14 W至約25 W的範圍内，且可使用兩個非編織材料疊 層或層。非編織材料的孔隙率可藉由使^

Frazier®(Frazier Precision Instrument Company, inc 的商標）屢差透氣性量測儀器及/或標準化方法（諸如，. ASTM D737或等效者)的透氣性量測來指示。在12 的水壓差下’非編織材料的孔隙率可在每平方公分約2〇 至約400 cmVs(在y2时水情況下每衍2約4〇至約_ 分鐘）的範圍内。較佳地，在12.7㈣的水壓差下 ，材料的孔隙率可在每平方公分約3〇至約· 的 圍内纟12. 7 mm的水下，較佳的非編織材料具有 平方公分約6G至約200 em3/s的範目 使用兩層。當然，在實施中’藉由使用一層以二二 材料，實際的孔隙率可顯著地被減小。較佳地，多個層 所得孔隙率（亦即，滲透性）係在一特定範圍内。曰 非編織材料可包含散亂地定向的纖維之織物，或者， 等纖維可具有由用於製造的處理條件及設備所引起的某X 種程度較向。結果，非編織材料在縱向方向上的拉伸強 度，可稍微不同於其在橫向方向上的拉伸強度。平均拉 強度可自約170 g/cm變化至約2〇〇〇 g/cm(基於牽拉樣本 312XP/發明說明書(補件)/96-07/96112024 1334910 的每單位寬度之力）。較佳地

Vera變化至約wnn / 千均的拉伸強度可自約200 g/cro。 目力400 g/cm變化至約700 非編織區域15的厚度可為約〇 材料的厚度可在約"5 ram至約，或以上。非編織 地，非編織材料的厚度為自 f 約U5職至約0.3随。若非編織^至^ 〇.6咖、或 脾X & * γ A 并編織材科過厚’則彈性體 將不此充分滲入非編織材料， 性體流至模具中，且不爲織材枓將阻止彈 材料過薄，則且將合撕裂，七去^ 右非編織 U日撕裂’或者’其將許可過多的彈性體 〇入，從而導致橡膠外滲及表面上有過多橡膠。 除了有敎量的丙稀酸系纖維外，非編織物尚可 丙婦酸系纖維性材料。咸信’添加至另外的非丙稀酸系非 編織物調配物中的任意量的適合丙稀酸系纖維將改良 發明具體例中的非編織材料之表現態樣。非編織材料^ 丙烯酸系纖維含量，可為基於非編織材料之總纖維含量 約25重量％至100重量％。較佳地，非編織材料的丙稀 系纖維含量為❸40重量％至100重量％。非編織材料可包 含天然纖維、有機纖維、或纖維素纖維，包括（例如）耖 木衆、硬木漿、木屑、亞麻、黃麻、麻、紅麻、棉、木棉7 劍麻、羊毛、絲、或其他纖維素纖維，或其組合。非編織 材料可包含其他合成纖維、無機纖維，包括：芳族聚醯胺 纖維、碳纖維、聚酯纖維、聚烯烴纖維、聚醯亞胺纖維、 PVAL、嫘縈、玻璃纖維、玄武岩材料（basalt)、或耐論 312XP/發明說明書(補件)/96-07/96112024 16 1334910 非編織材料可包含總纖維含量的高達約75重量％的矿 非丙烯酸系纖維或其組合，且，總纖維含量的至少約 包含丙烯酸系纖維。較佳地，高達約6〇重量%的非。 料纖維包含非丙稀酸系纖維。 非編織材料亦可包含此項技術中已知的額外成份，以賦 予非編織材料有利的加工特性或物理性 編織材料可包含上浆劑(sizing)、化學【合 合樹脂（包括，橡膠增黏劑）。化學黏合劑可與（例如）界 活性劑、增稠劑、染料、顏料、交聯劑、酸及驗、填充劑、 =似物相調配’並且，黏合劑通常可包含非編織材料 α的：約⑽。有用的橡膠增黏劑包括(例 ).讀、料異氰酸§旨、三聚氰酸三稀丙酿、丙婦酸 聚合物、胺基甲酸醋、環氧樹脂、間苯二酚-甲醛樹脂、 酚糸樹脂、氣酚樹脂、烴類樹脂、松香酯、三聚氰胺樹脂、 :旨：酸或醇類的長鍵單醋、二酯或三醋、及其類似物及盆 >、、且曰。有利的增黏劑係描述於（例如）美國專第 6, 858, 664號I外加於化學黏結、或替代 可利用機械黏結、熱黏結、纺黏結、或溶劑黏結、:;前Z 黏:吉之二合。機械黏結技術包括(例如）··針刺、針腳式 、及水力纏結（hydr°entangiement)。黏& 3度：：：非編織材料之強度、孔隙率、及密度的" =5重量%至約25_的化學黏=^ 的黏口劑組合物。作為一非限制性實例，適合的非編織材 312XP/發明說明書(補件)/96-07/96112024 17 1334910 料可包含化學黏合劑組合物，其包含作為該化學黏合劑組 合物的組份的約1乾重％至約丨5乾重％的橡膠增黏劑。 纖維18可被包括在彈性體主體u及/或上覆索帶7及〆 或肋狀物12、及/或可選擇的表面下區域16之基質中。 纖維18可進一步減少肋狀物表面的崩塌或變形及/或振 動或噪音i此纖維可為合成或天然的、有機或無機的，且 可包括·芳族聚醯胺纖維、碳纖維、聚酯纖維、聚烯烴纖 維、聚酿亞胺纖維、PVAL、料、丙烯酸系纖維、玻璃纖 維及耐縞，及其摻合物及等效物。其他有機纖維可包括： 羊毛、絲綢、麻、棉、及其摻合物及等效物。肋狀物彈性 體中所使用的纖維之量可在每一百份橡膠⑽R)G至約25 份纖維的範圍内。—例示性具體例使用每-百份橡膠約 0.01至約5份纖維。非編織區域允許大量地減少下部索 帶肋狀物材料_所需的絨絮或纖維載入物的百分比。由於 下部索帶構造之增強的回彈性及彎曲，此項變化已導致改 良的皮帶性能。 與具有職木1不織布或木漿/合成纖維摻合不織布的 帶相比，在非編織材料中使用丙稀酸系纖維於渴 式及乾式測試條件下顯著地改良了本發明之帶、及新帶及 精由拉伸測試而斷裂的帶的帶輪嚙合表面之耐久性及滑 m。在不織布中使用丙烯酸系纖維顯著地改進； 皮帶之摩擦特性’且改良了在皮 ：了 COF之穩定性。在非編 命Μ間帶之 改户n嫌 中使用丙婦酸系纖維顯著地 改良了氣…的簡易性、及所得皮帶的非編織表面= 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96挪96112〇24 18 稠度。 • 根據常見橡膠處理實施，可選擇的表面下區域'帶主 體及上覆索帶之彈性材料調配物，選擇地（但較佳地） •包括一或多種額外的習知彈性添加劑、處理油及增量油、 氧化劑、蠘、顏料、增塑劑、軟化劑、增黏劑、填充劑、 ’舌化劑、促進劑、防焦劑、硫化劑、潤滑劑、及其類似物。 :^而5，在本發明之一較佳具體例中，該等彈性材料亦 鲁 反…、4塑劑、抗氧化劑、共作用劑（coagent )、過 氧化物、及硬化延遲劑。 (製造方法） • 本I明之帶可以一系列層而被反向建構在一心軸上。若 存在濩套6，則首先鋪設護套6。接下來鋪設帶之彈性上 '、帶7母後續的彈性詹被鋪設在先前經塗覆的層 上。可選擇的絞索層8可被塗覆在上覆索帶7上。拉伸索 帶10係藉由螺旋纏繞而被適當地塗覆在絞索層8(若存在） φ或被塗覆至上覆索帶7或護套6上。膠層9可被塗覆在 =伸索帶1 〇與絞索層8之間，以便為拉伸索帶1 〇提供緩 衝。接著，彈性下部索帶或主體U被塗覆在拉伸索帶|〇 上。接著到最後，可選擇的彈性表面下區域16以預定量 被塗覆。表面下區域16可包含一或多個彈性材料層。被 塗覆至彈性表面下層16或下部索帶或主體U上之構造物 的最後層為包含非編織材料之區域15。 非編織區域可包含一或多個非編織材料層。在一較佳具 體例中，使用兩個丙烯酸系非編織材料層。已知，一八 312XP/發明說明書(補件)/96〇7/96112〇24 19 1334910 個非編織層具有允許在硬化過程 邊緣排出或逸出的附加優點 具 =編織材料中的適度㈣藉此形 包括㊄達約75%的纖維素纖維或其他纖維），提二 核I過程期間中彈性材料至非編織材料的均句且 的渗透。雖然不瞭解所隱含的機制，但丙稀酸系不織布， 且較佳為丙烯㈣微纖維不織布，看起來特別適合於 之此方法及此應用。 皮帶構造物接著經受足以硫化並模製皮帶的硬化壓力 及溫度。舉例而言，製造過程可包括：將空氣自模内抽出； 在外殼上施加在約175 psig至235 psig(約1.2 MPa至 1.62 MPa)範圍内的蒸汽壓力，持續約2至1〇分鐘；接著， .在模的内侧施加在約85 psig至210 psig(約0 59 Mpa 至1. 45 MPa)範圍内的蒸汽壓力；及，硬化持續約至 鲁20分鐘。一經冷卻，硬化的皮帶構造物便接著與心軸分 離’並切割成適當的帶寬度。理想的輪廓形狀，係利用在 該範圍之高位上的處理壓力而達成。此項技術中已知的液 壓或其他方法（氣動方法、機械方法、及其類似者），亦可 與替代蒸汽硬化的同時施加之硬化用電熱，一起用於施加 •壓力至皮帶。液壓硬化的壓力範圍可為約85 psig至500

-psig(約0· 59 MPa至3. 45 MPa)。溫度範圍可為約250。F 至500°F(約12(TC至260°C )。此種包括了在硬化之後施 • 加壓力的方法，使橡膠原料的選擇放寬至包括許多具有相 312XP/發明說明書(補件)/96-07/96112024 20 、Π交差的焦燒安全性及/或相對較高的黏度的橡膠原料。 壓力可破施加在-個可撓性造型化外殼上，該外殼係徑 -向向内地施壓於皮帶構造物上以形成其輪廊，因此將一剛 '生内部心轴用於架構。或者，皮帶可被建構在内部心軸上 的一展開膜上，以使施加至該可展開膜的屋力將帶平板壓 .t至一肋狀或造型化外殼模中。在硬化之前施加壓力，使 -彈性體或表面下材料浸人至非編織材料中。彈性材料接著 •佔據包含非編織材料的個別纖維之間的間隙。如此產生一 $編織材料區域15 ,其中，非編織材料與彈性材料相混 合並參透。 '包含木漿及各種合成纖維的先前技術非編織材料難以 運用於帶中’因為，過多或過少的渗透。過多的渗透或「外 =亡與皮帶上所希望者相比，導致具有較小的耐磨性、 f高的摩擦係數、較多的滑動噪音、及/或整體上更不穩 定的表現的橡膠表面。已觀察到，當先前技術非編織材料 •:有過大孔隙率、過小孔隙率、過低強度或過高強度、過 夕撕裂或洞孔形成時’外滲會出現於不織布’且，其他因 素亦可此為重要的。具有過高強度及過大孔隙率的非編織 材料，並不變形為模具的形狀，且，彈性體僅止於流經非 、扁織材料，從而導致皮帶僅在帶輪嚙合表面上具有彈性 體及/或皮帶上不完全的輪廓形成或填充不足的肋狀 -物。具有過低強度的非編織材料，在模製期間會撕裂或形 成洞孔’而再次導致只有在帶輪嚙合表面上有彈性體或彈 ϋ體碎片。具有過小孔隙率及過高強度的非編織材料可阻 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96-07/96112024 21 =:θ但’亦阻擋了模製期間之適當的輪廓形成。令人 吏用本發明之丙婦酸系非編織材料，可解決此 供了一種具有所需的彈性體至非編織材料令 量的均勾模製表面。 輪嚙。表面上具有所需纖維 〈實例〉 . 為說明本發明之本質，描山 ^Λt^ 0 質k出以下實例，且該等實例並非 作為對本發明之範疇的限制。 良優於先前技術的本發明皮帶之處理改 职，：丄 ’測試帶包含-上覆素帶7、絞索8、 :層9、拉伸索帶1〇、一廢縮部分或主體u、及一個在 ::二 1輪廓上的非編織區域15。此測試帶使用如表1 耐的刪基質的彈性制、⑽旨拉料帶、 Γ2中=^合物的非編織材料之兩個層。表1及 )私用PVAL黏合劑所製造。所報告的組人物 二維含量’略去包含約⑽至約22心 卖編，織材科總重量的黏合劑含量。對於實例4、6、及 黏合劑包括三聚氰胺-M(MF)樹脂、包含有約 劑乾重的橡膠增黏劑。對單一層的不 厂ρ σ 率及單位重量。表丨的不織布實例係利且度及孔隙 約3.5微米的直徑、約3mra的長度、及/、_0.ldPf、 烯腈含量的，烯酸系微纖維。纖維素為具有約° 2 $ H 米的纖維直從、及約2麗至4㈣的纖維長度的軟木浆。 312XP/發明說明書(補件)/96-07/96112024 22 1334910 對皮帶的處理係使用一個及兩個不織布層加以評估。 -該等處理結果係基於觀察V形肋狀物輪廓形成或模具 、填充的品質、外滲的量、及表面的非編織纖維覆蓋的斑狀 . 性，在品質上進行評估。表1中的丙烯酸系不織布總是導 致極佳的輪廓形成及表面上的較高程度的纖維覆蓋。通 -常，對於表1中的丙烯酸系不織布而言，存在不超過5% .的外滲。另一方面，表2中的比較例證明了難以使用該等 材料，且，整體上不是具有過多外滲，就是有不完美的輪 *廓形成（模具填充不足）。自表1及表2可注意到，該等比 較例在單位重量、厚度、孔隙率、及強度（未圖示）方面類 似於本發明實例。PET比較例為微纖維，其僅比該等實例 之丙烯酸系微纖維略大。因此，選擇用於非編織材料的丙 烯酸系纖維，被相信是產生此等相異處理結果的最重要步 [表1 ] 實例號 實例非編織材料 單位重量 (g/m2) 厚度 (mm) 孔隙率 (cc/s/cm2) 處理結果* (1層） 處理結果* (2層） 1 100%的丙烯酸系微纖維 21.8 0.114 ΝΑ Exc FS Exc FS 2 50/50的丙烯酸系纖維/纖維素纖維 16.4 0.074 43 Exc Exc 3 100%的丙烯酸系微纖維 21.7 0.109 38 Exc FS Exc FS 4 100%的丙烯酸系微纖維+AP* 20.0 0.079 43 Exc Exc 5 70/30的丙烯酸系纖維/纖維素纖維 16.4 0.076 70 Exc Exc 6 70/30的丙烯酸系纖維/纖維素纖維+AP 20.4 0.094 90 Exc Exc 7 50/50的丙烯酸系纖維/纖維素纖維 17.6 0.081 78 Exc Exc 8 50/50的丙烯酸系織維/纖維素纖維+AP 21.0 0.089 91 Exc Exc *AP =MF增黏劑；FS =均勻的纖維表面；ST =不可接受 的外滲；NF =模具填充不足；PC =斑點覆蓋；Exc =極佳； NA =不可用。 23 312XP/發明說明書(補件)/96-07/96112024 1334910 [表2 ]

比較 例號 比較例的纖維 纖維尺寸 (dpf) 纖維直徑 (um) 纖維長度 (ram) 單位重量 (g/m2) 厚度 (mm) 孔隙率 (cc/s/αη2) 處理結果* (1層） 處理結果 (2層） 1 聚酯(PET) 0.3 5.6 6 24.2 0.122 89 ST NF 2 PET ΝΑ ΝΑ ΝΑ 10 0.033 ΝΑ ST ST 3 50/50 的 PET/ 纖維素纖維 與實例1及11相同 18.7 0.097 100 ST 合理的ST 4 对論 1 11.2 6 23.9 0.178 229 NF NF 5 而十論 ΝΑ ΝΑ ΝΑ 10 0.028 ΝΑ ST ST 6 50/50的耐綸/ 纖維素纖維 與實例4及11相同 17.1 0.099 164 ST NF 7 (耐論/PET)50%/ 纖維素纖維50% 與實例2、4及11相同 21.3 0.117 168 ST NF 8 Kevlar 1.5 12.1 6 25.1 0.246 315 ST NF 9 50/50 的 kelvar/ 纖維素纖維 與實例8及11相同 16.9 0.132 288 ST ST 10 麻 ΝΑ ΝΑ ΝΑ 10 0.122 ΝΑ ST ST 11 100%的纖維素纖維 - 25-35 2-4 4.6 0.033 51 良好 良好PC

* FS =均勻的纖維表面；ST =不可接受的外渗；NF = 模具填充不足；PC =斑點覆蓋；Exc =極佳；ΝΑ二不可用。 ' 第二組實例說明優於具有纖維素不織布之先前技術皮 帶的丙烯酸系纖維不織布的皮帶表現優點。噪音、摩擦、 及耐久性測試，係針對由表1的實例3至8的丙烯酸系不 織布所構成的例示性多ν形肋狀帶而被進行。同樣，具有 *比較例11之先前技術纖維素非編織材料的先前技術皮帶 被測試。其結果指示，由本發明皮帶所產生的未對準噪音 被顯著地減小。本發明皮帶亦更為安靜，且展現隨時間更 加穩定的摩擦性質。本發明皮帶亦能防水，且在濕測試條 -件下展現穩定的摩擦性質。本發明皮帶亦在耐久性測試器 . 上展現出較少磨損。 • 如圖1所描述，此等測試帶包含一上覆索帶7、絞索8、 - 膠層9、拉伸索帶10、一壓縮部分或主體11、及一非編 24 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96-07/96112024 1334910 織區域15。該等测試帶全部為EPDMI基質的聚醋拉伸索 '帶 '耐綸紋索、及兩個非編織材料層。該等測試帶具有6 -個肋狀物、寬0.85吋、且長12〇〇麵。 •、皮帶耐久f生表現’在強制滑動測試中被測試。在測試之 刖，且在強制滑動測試全程中以45〇千週（kc)的間隔，諸 .皮帶被置放在-摩擦係數（⑽）測試器上，且亦被置放在 .二未對準⑽蜂音測試器上。如圖3所示，強制滑動測試 籲係針對一個二帶輪系統而進行。參考圖3，帶輪3丨、％ 及33各自具有60 mm的直徑、及6〇度的帶包角（“Η wrap)a。驅動帶輪31以約2〇〇〇 RpM的速度順時針運轉， 而驅動帶輪32則以比帶輪31之速度低約4%的速度運轉。 周圍溫度為23°C。180 N/肋狀物（N/rib)的垂直負載w，， 被施加至從動帶輪33。 如圖4所示，COF測試係針對佈局而進行。參考圖4， 測試帶輪43與驅動帶輪41具有多v形肋狀物輪廓及 鲁141. 5 mm的直徑。帶輪42、45及47為惰輪。在乾式⑶f 測試中，帶輪44被定位成相對於帶輪43維持3〇度的包 角（wrap angie)，且驅動帶輪41係以4〇〇 rpm的=度轉 動。在濕式COF測試中，帶輪44被定位成相對於帶^“ 維持40度的包角，且驅動帶輪41係以8〇〇rpm的速度轉 動，同時，水以每分鐘300 ml的速度被噴塗在靠近帶輪 -42的帶上。360 N的重量w”被施加至帶輪46,以提供“ο N的帶張力T。轉矩被施加至測試帶輪43，自零轉矩開始 斜線上升，直至該帶輪停止轉動。C0F係由所觀察到二最 312XP/發明說明書(補件)/96-07/96112024 25 1334910

大轉矩計算得出。此測試在設計上類似於SAE J2432-2000 〇 ' 如圖2中用示意圖展示的’未對準噪音測試係針對四點 •驅動而被進行。參考圖2，帶輪21、23及24分別具有多 V形肋狀輪廓，且具有159 mm、101 mm、及61 mm的直 '徑。帶輪23為驅動輪，其以1000 rpm的速度順時針轉動。 .▼輪22為惰輪，其具有80 mm的直徑。帶輪22可垂直於 鲁伟局平面而被置放，從而產生一個越過跨度L的未對準 角。接近於267 N的張力係藉由489 N的靜重w而被施加 至測試帶。接著，帶輪22被偏移一定量，並且，用麥克 •風Μ來量測D喿音。對於濕式未對準噪音測言式，水被喷塗至 帶表面上一正好在量測噪音之前，在每一未對準角設置處 有三個噴射器。 表3及表4分別描繪在強制滑動耐久性測試期間的乾式 及濕式COF量測的結果。可看出，比較帶在測試中展現出 逐漸的C0F增加。自下文可見，未對準嗓音在 4 5 0 k c時及全部的後續次數M A噪音測試時聽到。相反地， 本發明皮帶（實例3-8)在耐久性測試過程中僅展示出較小 的OF波動在耐久性測試的每一階段中，該等皮帶在 MA噪音測試中能安靜地運轉。在耐久性測試全程中，實 例3 8貝#上保持住所有的表面丙烯酸系纖維。比較例 11的纖維素非編織層，在強制滑動測試期間被逐漸磨損， 且實質上在測試最後被磨掉，因而暴露出帶、 下方彈性材料。對於比較帶而言，非編織層在濕式測= 312XP/發明說明書(補件)/96-〇7/96112024 26 1334910 的磨損特別快。藉由提供一個耐磨、C0F受控的纖維性肋 片' 物表面，此等c〇F測試結果表明，丙烯酸系非編織物在 •改良低噪音表現的本發明皮帶之使用壽命方面的效力。 • 在週期性MA噪音測試中，實例3_8的本發明皮帶基本 上全部表現相同（在1至3 dB内），因此，為簡單起見， '僅以dB汁的平均或典型噪音值在表5中被報告，且與比 .=例11進行比較。如自表5可見，本發明皮帶在整個測 試中一貫且安靜地運轉，而比較帶逐漸變得有噪音。18〇〇 kc下對於該等皮帶其中一些的最終量測並非完全，但趨 勢已清楚。 [表3] 號 例 實 乾 始 初 例I 較-比 6 18 7 5 5 7 9 9 2 1141415 Γιν ΤΑ lx 7 3 2 4 8 0 12 11 11 11 之 2 7 1 12 6 0 5 8 ο 9 II 乾 1·0. 之 下， 3 91215 13 8 下- c ο T-H T—H 〇〇 k C ο ο 1 2 50乾 1111 13之 3 3 7 1 310 下- c ο 8 k c ο 乾 8之 1刀始濕COF 450 kc T 之濕C0F 900 kc下之 濕C0F 1350 kc下之濕 C0F 1800 kc下之 渴C0F 3 0.51 0.45 0. 38 0. 38 0 38 4 0.64 0.53 0.45 0.45 0 45 5 0.57 0.57 0.54 0.47 6 0.65 0. 58 0. 59 0.53 7 0. 64 0.69 0. 63 0.59 8 0.65 0.66 0. 66 0.65 比較例Π 0.81 0.92 1.01 1.03 312XP/發明說明書(補件)/96-07/96112024 27 [表5]

士奴 π〇 ------I-⑽ 1Π4__-- 之皮帶的另一優點為，藉由選擇丙烯酸系非編織 材料之纖維素含量來選擇⑽的能力。表3及表4說明纖 維素含量fiCOF的影響。回頭參考表1，實例3及4為薦 的丙稀酸系纖維’實例5及6為7〇%的丙稀酸系纖維及3〇% 的纖維素纖維，而實例7及8則為5〇/5〇的掺合物。因此，

增加纖維素含量之影響為’在維持帶的良好耐久性及低嗓 -音效能的同時增加C0F。較高的C0F可能被期待來增加皮 帶的負載能力或減少滑動。應瞭解，一個替代、等效的優 點為，藉由選擇非編織材料的丙烯酸系纖維含量來調整 C0F的能力。因此，相對於非編織材料之非丙烯酸系纖維 鲁含量而調整丙烯酸系纖維含量，可對帶輪嚙合表面之c〇F 具有有利的或期望的影響。 熟悉本技術者可認識到本發明的其他有用的具體例。舉 例而言’本文中所述的丙烯酸系非編織材料可用於圖上中 的可選擇的護套6，以給予皮帶背面所要的摩擦特性。作 為另一實例’本文中所述的丙烯酸系非編織材料可用於圖 1中的可選擇的絞索層8。作為另一實例，如美國專利第 6, 561，937號中所描述的’藉著將丙烯酸系非編織物用作 312XP/發明說明書(補件)/96·07/96〗12024 28 = 劑而被短纖維絨絮所覆蓋而將絨絮直接黏附 料可有利地被用於丙烯酸系非編織材 例，丙烯酸系非編織材料：：飾面膚的帶中。作為另-實 處理m 橡膠膠合劑或RFL進行預先 狀S 9 —壓延(calendering)程序而橡膠化，在此 Γ二】’Λί國專利$6,561，937號或美國專利第 黏㈣恶：所描述的，經塗佈的丙烯酸系非編織物被 . _廓表面，而非被帶主體或肋狀物的下方橡膠所 渗透或與該橡膠相混合。作為最後-種實例，本文中所述 u的丙婦不織布可用於鑄造諸如美國專利第5, 971，879 -唬或美國專利第4,895,555號中所描述的具有可鑄造胺 基甲酸酯的聚合體的動力傳送帶。 -雖然本發明之諸形式已於本文中被描述，但，熟悉本技 術者明瞭’可在不離開本文所描述本發明之精神及範疇的 隋况下，對諸部件之構造及其關係作出變化。本文中所揭 籲不的發明可在不採用本文中未明確揭示的任何元件之情 況下適當地實踐。 【圖式簡單說明】 圖1為本發明之皮帶之具體例的侧視剖面圖。 圖2描繪未對準噪音測試帶輪組態。 圖3描繪強制滑動耐久性測試帶輪組態。 圖4描繪摩擦係數（COF)測試帶輪組態。 【主要元件符號說明】 1 護套 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96-07/96112024 29 1334910 7 上覆索帶 8 絞索（層） • 9 膠層 10 拉伸構件 11 主體；壓縮部分 .12 (帶輪嚙合）肋狀物 12a 、 12b 肋狀物 13 帶輪嗤合區域 • 14 帶輪喃合表面 15 (帶輪嚙合）非編織區域 16 表面下區域 17 凸起部 18 纖維 20 帶；皮帶 21 帶輪 22 帶輪；惰輪 *23 帶輪；驅動輪 24 帶輪 31 (驅動）帶輪 32 (驅動）帶輪 • 33 (從動）帶輪 .41 (驅動）帶輪 '42 帶輪；惰輪 43 (測試）帶輪 312XP/發明說明書(補件)/96-07/96112024 30 1334910 44 帶輪 ‘45 帶輪；惰輪 • 46 帶輪 47 # 帶輪；惰輪 L 跨度 .Μ 麥克風 Τ 帶張力 W 靜重 • Ψ 垂直負載 r 重量 a 帶包角 312XP/發明說明書(補件)/96-07/96112024 31

Claims (1)

1. f/7年？月Y曰修(更)正替換頁 JUL - 8 Ζϋΐϋ 替瘈本 、申H專矛厂範圍： 1上；種動力傳送帶，包含：-主體，其包含彈性材料且 ς有在縱向方向上運轉的拉伸構件 广且 有—輪摩的帶輪鳴合區域；該帶 一個具 編織物材料；心 V㈣4域包含纖維性非 2·如申請專利二織材料包含丙烯酸系纖維。 坤从制 專 園弟1項之動力傳送帶，其中，誃非欲 、、材料係與該帶輪喷入區减 八 人、、’ 口區域中的弹性材料相混合。 i如申請專利範圍第丨 酸系纖維為且有…dn" 傳一其中，該丙烯 微米或以::下之尺寸、或具有約13.5 下之千均直徑的丙烯酸系微纖維。 酸4二!=:範圍第3項之動力傳送帶，其中，該丙烯 夂糸铽纖維具有約i d f或以 砷 米或以下的平均直徑。 ，尺+《具有約U微 5. 如申請專利範圍第丨項之動力 酸系纖维且右w τ 其中，該丙烯 M至約1〇 M的平均長度，且其+， 该丙烯酸系纖維具有小於約5微米的直徑。 6. 如申請專利範圍第丨項之動力傳送帶，其中，誃 織材料包含基於總纖維重量 ^ x '' 及古 里J王夕、·、] 的丙烯酸系纖維 n達、、句75%的非丙烯酸系纖維。 :如申請專利範圍第6項之動力傳送帶，其中，該非丙 織^糸㈣自於由下列組成之組群：合成纖維、天然 臂说柄、哉維素纖維、芳#聚酿胺纖維、石炭纖維、以旨纖維、 祐戚=纖維、聚酿亞胺纖維、聚乙烯醇（PVAL)纖維、螺縈、 纖維、玄武岩材料（basalt)、耐綸、軟木漿、硬木漿、 96112024 32 棉、麻 及木棉 木屑、羊毛、絲綢 劍麻、亞麻、黃麻、紅麻 8.如申請專利範圍第i項之動力 織材料包含—橡膠增黏劑。 π Ί ’〜非編 增:二請2範圍第8項之動力傳送帶，其中，該橡膠 站"彳為二聚亂胺—甲醛樹脂組合物。 10·如申請專利範圍第丨項之 編織材料之兮笙输从 動力傳达▼，其中，該非 u如二二 _為丙烯酸系纖維。 性材料包含纖維載人物，且該彈 份橡膠約_至約20份的維載人物在母一百 載= 二利自：第11項之動力傳送帶’其中，纖維 維、碳纖維、聚_唯下^且成之組群：芳㈣酿胺纖 前述各物其中的1=維、/營、玻璃纖維、及耐綸，或 J/、r的兩者或兩者以上。 輪:二申二專人利範圍"項之動力傳送帶，其中，該帶 輪齒？域包含約。.025 _至3. 14.如申請專利範圍第2頊之叙六难 予度 編織區域包八5， 項之動力傳送帶，其令，該非 飞包含至少兩個非編織材料層。 孫1么如申請專利範圍第2項之動力傳送帶 =自形肋狀帶、v形帶、 扁 16.—種多v形肋狀動力 及扁千π 彈性材料且具有在縱向方向上運：二:主體，其包含 運轉的拉伸構件，而該主體 96112024 33 1334910 具有一個具有—輪廓的帶 ==:::r 維性;二包 約β mm之平均异声 有約1 mm至 的丙婦酸系纖唯' /至少85重量%之兩婦腈含量 含非丙稀酸^維㈣約6〇%的非編織材料之纖維包 Y二種二力j專送帶之製造方法’該方法包含以下步驟： 心轴上；皮讀造物的第—彈性層及/或纺織層鋪設在- 將數條拉伸索帶鋪設在該第一層上； 將第一彈性層鋪設在該拉伸索帶層上； ^ m非編織物區域鋪設在該第二彈性芦 在—輪靡形成模具中硬化該皮帶構造物；及0 ， 為該非編織區域選擇一丙烯酸系非編織物。 編系非 飞心3基於纖維含量的至少約25 dpi的丙烯酸系微纖維。 ； 19.如申請專利範圍第丨7項之方法，其中，該 含基於總纖維含量的高達約75重譲非丙 域勺入申μ專利㈣第17項之方法，其中，該非編織區 ,已個或兩個以上的丙烯酸系非編織物層。 96112024 34