齿形动力传动带
阅读：195发布：2020-05-12
专利汇可以提供齿形动力传动带专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种动 力 传动带，其具有一定长度、内侧和外侧的主体，齿沿主体长度方向间隔设置，主体由 橡胶 制成，其中嵌入了至少一个负荷承载件，所述负荷承载件沿主体长度方向延伸。主体中的橡胶由下述组分构成：a)与100 质量 份的 聚合物 按比例配混的3至7质量份的短 纤维 ，所述聚合物为具有不饱和 羧酸 金属盐的氢化丁腈橡胶，由氢化丁腈橡胶和不饱和羧酸金属盐按100∶100到100∶180的质量比范围内混合构成；以及b)与100质量份的聚合物按比例配混的不超过10质量份的粉状 无机填料 。，下面是齿形动力传动带专利的具体信息内容。
1.一种动力传动带，其包括：
具有长度、内侧和外侧的主体，所述主体具有沿主体长度方向上间隔设置的齿，主体包括橡胶，其中嵌入至少一个负荷承载件，该负荷承载件沿主体长度方向延伸，其中主体中的橡胶包括：a)与100质量份的聚合物配混的3至7质量份的短纤维，所述聚合物是为氢化丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯和烷基化氯磺化聚乙烯的具有良好耐热老化性能的聚合物，并具有不饱和羧酸金属盐，其中该具有不饱和羧酸金属盐的氢化丁腈橡胶由氢化丁腈橡胶和不饱和羧酸金属盐以100∶100到100∶180的质量比混合而成；以及b)与100质量份的聚合物配混的不超过10质量份的粉状无机填料。
2.根据权利要求1中所述的动力传动带，进一步包括包布层，其中齿位于主体的内侧或外侧中的一侧上，该包布层具有施用在主体的内侧和外侧之一上的第一表面以及朝向相反的第二表面。
3.根据权利要求2中所述的动力传动带，其中以相对于100质量份的聚合物将不超过
5质量份的粉状无机填料配混。
4.根据权利要求1中所述的动力传动带，其中粉状无机填料包括炭黑。
5.根据权利要求2中所述的动力传动带，其中所述包布层具有包括经纱和多个不同纬纱的多织纹结构。
6.根据权利要求5中所述的动力传动带，其中经纱包括尼龙纤维。
7.根据权利要求5中所述的动力传动带，其中在包布层的第二表面处外露的纬纱包括含氟纤维。
8.根据权利要求6中所述的动力传动带，其中在包布层的第二表面处外露的纬纱包括含氟纤维。
9.根据权利要求8中所述的动力传动带，其中含氟纤维周围布置着低熔点纤维，所述低熔点纤维在动力传动带的硫化温度下熔融。
10.根据权利要求1中所述的动力传动带，其中，如JISK6394中所述，70℃下测得硫化状态的主体橡胶的贮能弹性模量(E’)，其范围为200至300兆帕，损耗因数(Tanδ)在0.1至0.2的范围内。
11.根据权利要求8中所述的动力传动带，其中，根据JISK6394，70℃下测得的硫化状态的主体橡胶贮能弹性模量(E’)，其范围为200至300兆帕，损耗因数(Tanδ)在0.1至
0.2的范围内。
12.根据权利要求9中所述的动力传动带，其中，根据JISK6394，70℃下测得的硫化状态的主体橡胶贮能弹性模量(E’)，其范围为200至300兆帕，损耗因数(Tanδ)在0.1至
0.2的范围内。
13.根据权利要求1中所述的动力传动带，其中氢化丁腈橡胶包括碘值在7mg/100mg至
30mg/100mg之间的不饱和橡胶。
14.根据权利要求13中所述的动力传动带，其中碘值在11mg/100mg至28mg/100mg之间。
15.根据权利要求2中所述的动力传动带，其中包布层包括纤维织物，其包括芳族聚酰胺纤维、氨基甲酸酯弹性纱以及脂肪族纤维中的至少一种，所述的脂肪族纤维是尼龙6、尼龙66、聚酯和聚乙烯醇中的至少一种。
16.根据权利要求5中所述的动力传动带，其中纬纱包括含氟纤维、尼龙纤维以及氨基甲酸酯弹性纤维中的至少一种。
17.根据权利要求9中所述的动力传动带，其中低熔点纤维包括熔点低于165℃的聚酰胺基纤维、聚酯基纤维以及烯烃基纤维中的至少一种。
齿形动力传动带
技术领域
[0001] 本发明涉及动力传动带，特别是涉及一种具有沿带长度方向间隔间距的齿的动力传动带。
背景技术
[0003] 通常齿形带失效主要有两个不同的原因。首先，负荷承载件/受拉构件由于弯曲疲劳可能断裂。其次，用于构成传动带的橡胶在特殊使用环境中可能耐热性不足。
[0004] 为改善负荷承载件/受拉构件的性能，已努力改进构成这些构件的材料质量。这些努力还包括减少这些构件的直径从而增加其挠性。更进一步，负荷承载件的耐热性已通过使用不同的处理剂而得到提高。传动带橡胶的耐热性可通过使用不同的组合物而得到改进，例如使用氢化丁腈橡胶等。
[0005] 在JP-A 2008-101728的专利文献中，其重点在于改善橡胶的耐热性。为了达到该目的，将氢化丁腈橡胶和不饱和羧酸金属盐混合以确定构成传动带齿的橡胶组合物。所公开的橡胶组合物硬度或模量不足。因此，高负载下的运行试验表明，齿可能易于在其正常使用寿命到达之前断裂。更具体地是，与工业中需要高载荷传动能力的机器一起使用的此组合物的齿形带易于在承受重载的齿根部位出现磨损而损坏。除此之外，断裂可能发生在如上所述的出现磨损的齿根部位。
[0006] 另外，根据JP-A 2000-27949中所公开的内容，橡胶组合物是由有机过氧化物和烯不饱和羧酸金属盐混合形成，混合后得到一种合成橡胶，所述合成橡胶具有完全饱和的主链。这种橡胶用于构成传动带上的齿，以提供良好的动态抗疲劳性能为宗旨。然而，由于橡胶组合物中使用了具有完全饱和主链的合成橡胶，聚合物之间的交联反应不充分，最终，将导致齿的刚度不足。
发明内容
[0007] 在一种形式中，本发明涉及一种动力传动带，其具有有长度、内侧和外侧的主体。所述主体具有沿主体长度方向间隔设置的齿，主体由橡胶制成，在橡胶中嵌入了至少一个负荷承载件。该负荷承载件沿主体长度方向延伸。主体中的橡胶包括：a)3至7质量份的相对100质量份的聚合物混合的短纤维，所述聚合物由具有不饱和羧酸金属盐的氢化丁腈橡胶组成，其中氢化丁腈橡胶和不饱和羧酸金属盐按质量比从100∶100到100∶180的比例混合；和b)不超过10质量份的相对100质量份的聚合物混合的粉状无机填料。
[0008] 在一种形式中，动力传动带进一步包括包布层。齿位于主体的内侧和外侧中的其中一侧上。包布层具有用于主体的内侧和外侧中的一侧上的第一表面以及相反朝向的第二表面。
[0009] 在一种形式中，相对100质量份的聚合物共混入不超过5质量份的粉状无机填料。
[0010] 在一种形式中，粉状无机填料是炭黑。
[0012] 在一种形式中，经纱是由尼龙纤维构成。
[0013] 在一种形式中，在包布层的第二表面处外露的纬纱是由含氟纤维构成。
[0014] 在一种形式中，含氟纤维周围排布有低熔点纤维，所述低熔点纤维在动力传动带的硫化温度下熔融。
[0015] 在一种形式中，根据J1SK6394，在70℃下，测量了处在硫化状态的主体橡胶的贮能弹性模量(E’)，其范围从200至300兆帕，损耗因数(Tanδ)在0.1至0.2的范围内。
[0016] 在一种形式中，氢化丁腈橡胶是一种碘值在7mg/100mg至30mg/100mg之间的不饱和橡胶。
[0017] 在一种形式中，碘值是在11mg/100mg至28mg/100mg之间。
[0019] 在一种形式中，纬纱是由含氟纤维、尼龙纤维以及氨基甲酸酯弹性纤维中的至少一种构成。
[0021] 图1是根据本发明的齿形动力传动带的示意图；
[0022] 图2是如图1所示的一种具体形式的齿形带的局部(fragmentary)透视图；
[0023] 图3是环境温度为70℃时，传动带齿中所采用的硫化橡胶的E’和Tanδ之间的关系图。
具体实施方式
[0024] 图1中用附图标记10来表示本发明所述的动力传动带，所述传动带由细长的主体12(elongate body)组成，主体12具有沿其长度方向的间隔设置的齿14。包布层16覆盖于位于传动带主体12内侧和外侧的一侧的齿14的外露表面上。
[0025] 图2中是动力传动带10的一种更具体的形式，其包括主体12，主体12具有沿传动带主体12长度方向(如双向箭头L所示)以规定间隔设置的齿14。包布层16覆盖主体表面18上的齿14，其中主体表面18位于主体12的内侧20上。附图标记22为主体的外侧，可理解“内侧”和“外侧”的规定是任意的，可根据传动带10的构造和安装被翻转。
[0026] 主体12是由其内嵌入至少一个负荷承载件26的橡胶组合物24制成。在本实施方案中，负荷承载件26实际上是由独立的绳索或者沿传动带宽度方向彼此间隔设置的匝螺旋卷绕的绳索构成，如双向箭头W所示。
[0027] 短纤维28嵌入在齿14之内的橡胶组合物24中。纤维28的长度一般符合主体12内侧20附近的齿廓形状。纤维28在负荷承载件26附近逐渐呈现更加平展的廓形，此处纤维28按与负荷承载件26大致平行的长度方向取向。
[0028] 构成齿14和传动带后部零件30的主体12中的橡胶组合物是一种聚合物，所述聚合物除了氢化丁腈橡胶(HNBR)外，也可以是具有改进的耐热老化性能的聚合物，如氯磺化聚乙烯(CSM)和烷基化氯磺化聚乙烯(ACSM)。优选地，仅使用含有不饱和羧酸金属盐的氢化丁腈橡胶作为用于至少齿14的聚合物。
[0029] 所述齿聚合物是由氢化丁腈橡胶和不饱和羧酸金属盐优选地按100∶100到100∶180的质量比组成。在这个范围内，齿14具有一定的硬度，可使它具有在使用中具有抵御出现破裂的能力。
[0030] 如果不饱和羧酸金属盐相对于100份的氢化丁腈橡胶的质量比少于100，齿14可能不足够硬，导致传动带10的整体耐久性可能严重降低，造成齿断裂等故障。
[0031] 另一方面，如果不饱和羧酸金属盐相对于100份的氢化丁腈橡胶的质量比超过180，则齿14可能硬度过大。这一硬度可能会减少齿14的变形，对传动带10整体弯曲特性不利。实际上，更优选的氢化丁腈橡胶和不饱和羧酸金属盐的质量比是从100∶100至
100∶170。
100∶170。
[0032] 氢化丁腈橡胶是一种优选的具有良好耐热性的丁腈橡胶，该耐热性通过使在常规的丁腈橡胶内的不饱和键(碳-碳双键)产生化学氢化，从而限制发生热老化时的重组反应而实现。这可防止发生热老化时，由于硫的重组反应而导致的橡胶弹性老化，同时可保持常规丁腈橡胶所希望的特性耐油性。不饱和羧酸金属盐是一种由具有一个或者两个或者更多个羧基的不饱和羧酸中的离子键和金属形成的盐。不饱和羧酸的实例可以是一元羧酸，如丙烯酸和甲基丙烯酸以及二羧酸，如马来酸、富马酸和衣康酸。金属的实例可以是镁、钛、铁、铜、锌、铝、铅和镍。
[0033] 所使用的氢化丁腈橡胶优选地是其碘值在7mg/100mg和30mg/100mg之间，优选地在11mg/100mg和28mg/100mg之间的不饱和橡胶。不饱和橡胶是指具有不饱和键的橡胶，该不饱和键由聚合物分子链中的碳-碳双键(C＝C键)所组成。碘值是不饱和键的数量指标。碘值越高表明聚合物结构中分子链中所含不饱和键的数量越多。碘值可通过下列方法获得：往测量样品中添加过量的碘，完全反应后(碘和不饱和键之间的反应)，通过氧化还原滴定法定量测量残留的碘量。
[0034] 当氢化丁腈橡胶的碘值低于7mg/100mg时，氢化丁腈橡胶间交联反应不足以使齿14的刚度降低到期望值。因此，传动带工作时，发生像齿的断裂等故障。
[0035] 另一方面，当氢化丁腈橡胶的碘值超过30mg/100mg时，不饱和键的数量过多。不利地是，由于齿14的氧化降低了耐热性或发生变质，可能会缩短传动带的工作寿命。
[0036] 3至7质量份的短纤维28按比例与100质量份的聚合物共混，其中聚合物仅由含有不饱和羧酸金属盐的氢化丁腈橡胶组成。按此用量下，纤维28可提高主体12长度方向上的齿14中橡胶的模量，从而减少了齿断裂的概率。
[0037] 如果短纤维28的混合量少于3质量份，可能会导致齿14的橡胶组合物的贮能弹性模量(E’)很小。因此，当传动带重载运行时，齿14发生过度的变形，可能导致齿14中断裂的产生。
[0038] 如果短纤维28的混合量多于7质量份，齿中橡胶组合物的贮能弹性模量(E’)可能过高。齿14与共同运转的皮带轮进行啮合，由于其变形小可能会造成损伤。这样会导致严重的齿的损坏。
[0039] 短纤维28的精确成分对本发明来说不是至关重要的。优选高模量的纤维，例如，芳族聚酰胺纤维，PBO(polyparaphenylene benzobisoxazole)纤维、聚乙烯醇纤维以及碳纤维。
[0040] 10质量份或者不足10质量份的粉状无机填料按比例与100质量份的聚合物混合，其中聚合物仅由包含有不饱和羧酸金属盐的氢化丁腈橡胶组成。按此用量可抑制齿形橡胶中热量的产生，对传动带的使用寿命有利。
[0041] 如果混合的粉状无机填料量超过10质量份，则传动带齿14中的橡胶组合物中会产生过多的热量。因此该橡胶组合物的耐热性可能降低至在热老化过程中可产生断裂或者形成裂缝的点。
[0042] 聚合物仅由包含有不饱和羧酸金属盐的氢化丁腈橡胶组成，通过将氢化丁腈橡胶和不饱和羧酸金属盐按在100∶100到100∶180的质量比范围混合制成，齿14中橡胶组合物的硬度发现是适宜的。因此，不要求在其中混入粉状无机填料，例如炭黑或者二氧化硅。然而，混合一定量的炭黑可以使齿14的橡胶组合物着色。其用量优选为10质量份或更少量，更优选的是5质量份或更少量。
[0043] 炭黑被用作使橡胶组合物产生黑色的着色剂。如以上所述，当氢化丁腈橡胶和不饱和羧酸金属盐质量比在100∶100到100∶180范围内时，齿14的硬度充足，需要很少的或根本不需要粉状无机填料，如炭黑或二氧化硅。如专利文献JP-A2008-101728中的表1所示，按常规混入的炭黑量是40质量份。相比之下，按照上述比例预计混合的炭黑量是10质量份或更少的量。
[0044] 优选地，根据JIS-A硬度标准，齿14中的橡胶组合物的硬度为95度至98度范围内，20％伸长时的模量不低于20MPa。一种优选的具有如此高模量的橡胶是一种通过将聚甲基丙烯酸锌、不饱和羧酸金属盐在氢化丁腈橡胶中微细分散至高的程度(商品名称：ZSC，由ZEON公司制造)，并且混入炭黑、二氧化硅和短纤维进行增强而形成的组合物。这样可提高齿形带的模量，甚至当传动带重载运行时，齿和共同工作的皮带轮可持续有效地啮合。
[0045] 优选该齿中橡胶组合物的硫化材料如JIS K6394中所述，当大气温度为70℃时测量得到其模量E’的范围为200至300兆帕，损耗因数(Tanδ)在0.1至0.2的范围内。在这个范围内，齿形橡胶的模量通常足够高，因此不容易产生失效。由于抑制了齿的变形，齿与共同运转的齿形皮带轮持续发生所希望的啮合，因此，其耐用性更能符合传动带的要求。在齿与共同运转的皮带轮啮合、分离过程中由于齿的变形所产生的热量得到抑制。
[0046] 通过具有周期性振动的动力学测试得到的弹性模量E’定义为同一个周期内应变和弹性应力之比。物体的E’较高，可抗变形，当高负载运转情况下甚至受到很大的外力时，变形可很小。因此，不会发生断裂、破损等。
[0047] 另一方面，当E’很低时，橡胶很容易产生形变。甚至当传动带仅受很小的外力时，带容易发生破损和毁坏。
[0049] Tanδ值越大，则从外界获取的能量转换成热量的比例越多。因此，橡胶组合物的温度会上升。由于自发热，其耐热性变差。
[0050] 另一方面，Tanδ值小，则可抑制热量产生，使其处于较低的水平。因而可改善橡胶组合物的耐热性。
[0051] 在传动带主体12的背部30中，嵌入的负荷承载件26具有在宽度方向W上间隔的并排的长度。负荷承载件26是一种大直径合股线受拉构件形式，所述受拉构件是通过大量由化学纤维制成的初始合股绳索扭绞在一起而形成。合适的化学纤维是PBO纤维、聚芳酯纤维、芳族聚酰胺纤维和碳纤维等中的任何一种。
[0052] 包布层16优选地是纤维织物，其由沿传动带宽度方向延伸的编织经纱32和沿传动带长度方向延伸的纬纱34构成。纤维织物可以是平纹织物、斜纹织物、缎纹织物或者类似织物。制成纤维织物的纤维原料可以是，例如芳族聚酰胺纤维、氨基甲酸酯弹性纱、脂肪族纤维(尼龙6、尼龙66、聚酯、聚乙烯醇等)等。
[0053] 在纤维织物的一种优选的形式中，由两种纬纱34和一种经纱32编织形成多织纹结构(双织纹)。所述结构中，经纱32使用尼龙纤维制成，纬纱使用含氟纤维、尼龙纤维和氨基甲酸酯弹性纤维制成。
[0054] 包布层16具有粘附在所述齿14上的第一侧面36和相反朝向且外露的第二侧面38。与共同运转的皮带轮40相啮合的第二侧面38上的纬纱34由含氟纤维制成，如PTFE，其第二侧面38和皮带轮40之间的摩擦系数很低，因此可减少包布层16和所述皮带轮40之间的摩擦。
[0055] 进一步，这种结构可减少包布层16和共同运转的皮带轮40间的摩擦系数，因此当齿14与所述皮带轮40进入啮合或脱出啮合时可减少噪声的产生。
[0056] 在第一侧面36上使用除含氟纤维之外的纤维，例如尼龙纤维或者氨基甲酸酯弹性纤维，使得可能增加包布层16和齿14上表面18处的橡胶组合物间附着力。
[0057] 在含氟纤维的周围布置排列低熔点纤维。低熔点纤维具有优选地可使所述纤维在传动带主体12达到硫化温度时熔融的熔点。含氟纤维和低熔点纤维可能互相缠结是可预见的。或者，含氟纤维可被低熔点纤维覆盖。还预见到其他结构。
[0058] 对传动带主体12的硫化条件如硫化温度和硫化时间等无特殊的限制。一般通过参考使用门尼粘度计或其他硫化行为测量装置测得的硫化曲线来确定所述的硫化条件，其中需要考虑硫化剂或硫化促进剂的种类以及硫化方式。通常来说，通常的硫化条件包括在一分钟至五小时的时间内具有100℃-200℃的硫化温度。如有必要，可进行二次硫化。
[0059] 低熔点纤维在主体12的硫化温度下熔融，使得所述纤维流入构成包布层16的纤维之间的空间内。之后，该低熔点纤维通过将系统冷却到低于熔点的温度而结晶。结果齿与共同运转的皮带轮啮合时或齿从皮带轮上退出啮合时，由发生在齿形包布层16表面上的振动或磨损可能引起的含氟纤维的断裂/离散(break/fly)受到限制。这样减少齿断裂的可能性，甚至在高负荷条件下运转时也可达到更长的传动带的使用寿命。
[0060] 适合的低熔点纤维是，例如，聚酰胺基纤维，聚酯基纤维或者烯烃基纤维，其熔点低于165℃和优选的低于150℃。
[0061] 可用作低熔点纤维的聚酰胺基纤维可以是一种共聚合聚酰胺的纤维，由一种W-氨基羧酸组分或二羧酸组分与二胺的结合组成。
[0062] 对于聚酯基纤维，优选芯鞘型复合纤维。优选地芯组分的聚酯(基)聚合物的熔融温度高于主体12的硫化温度，例如可以是，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或其共聚物。
[0063] 鞘组分的共聚合聚酯的熔融温度低于所述的硫化温度，可通过二元酸和二醇之间的缩聚反应生成。其实例包括将对苯二酸和二甘醇作为基底材料，而将间苯二甲酸、己二酸、癸二酸、丁二醇、己二醇、聚乙二醇、新戊二醇等作为共聚组分。可通过控制这些物质的组合和共聚比率来调整熔点。
[0064] 烯烃基纤维的实例包括聚丙烯纤维和聚乙烯纤维(例如高密度聚乙烯纤维、中密度聚乙烯纤维、低密度聚乙烯纤维、线性低密度聚乙烯纤维、超高分子量聚乙烯纤维等)等。
[0065] 上述组分发生共聚反应后得到的纤维是可用的。对于绞线方法和纤维构成没有特别的限制。纤维在主体12的硫化温度下熔融是所希望的。
[0067] 包布层16通过一系列粘结处理方式粘附在齿14中的橡胶上，其中的粘结处理方式包括以下处理方式：
[0068] 处理方式1
[0069] 将制成包布层16的纤维织物浸渍在间苯二酚-福尔马林-橡胶胶乳处理液(下文中称为“RFL处理液”)中，和之后进行干燥。
[0070] 向RFL处理液中加入含硫化合物的水分散体、醌肟基化合物、甲基丙烯酸酯基化合物、马来酰亚胺基化合物中的至少一种硫化助剂或者加入所述这些硫化助剂在水中的分散体。
[0071] 对于含硫化合物的水分散体，例如硫的水分散体、二硫化四甲基秋兰姆等是可使用的。对于醌肟基化合物，例如可使用对醌二肟(p-quinone dioxime)等。对于甲基丙烯酸酯基化合物，例如可使用乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等。对于马来酰亚胺基化合物，例如可使用N，N′-间亚苯基双马来酰亚胺、N，N′-(4，4′-二苯基甲烷双马来酰亚胺)等。
[0072] 在上述“硫化助剂在水中的分散体”一词中的“水”例如可包括一定量的醇，如甲醇。即使该硫化助剂不溶于水，也可以提高硫化助剂的亲和性，这使得所述硫化助剂易于分散。
[0073] 如上所述向该RFL处理液中添加硫化助剂具有以下效果。在包含在RFL处理液中的橡胶胶乳组分和外层橡胶(指在橡胶胶浆(cement)处理或涂覆处理中使用的橡胶胶浆或者辊轧橡胶；当省略涂覆处理时，是指齿14中的橡胶)之间的化学键合力得到增强，从而改善粘合性。由此可抑制包布层16的脱落的出现。
[0074] 一种更积极的效果是包含在RFL处理液中的橡胶胶乳组分本身的化学键合力(交联力)得到增强。因此，由作为粘结对象的外层橡胶破损引起的脱落先于由粘结层的内聚破坏引起的脱落，即层间脱落。
[0075] 向RFL处理液中添加硫化助剂时，可对纤维织物进行两次浸渍处理。在第一次RFL浸渍处理过程中，如上所述，不向RFL处理液中添加硫化助剂。原因是在第一次处理过程中，RF的热固化优先于橡胶胶乳组分的交联。
[0076] 另一方面，在第二次RFL浸渍处理过程中，所用的RFL处理液与第一次处理过程中使用的RFL处理液相比包含更多的橡胶胶乳组分，并且使用含硫化合物的水基分散体、醌肟基化合物、甲基丙烯酸酯基化合物、马来酰亚胺基化合物中的至少一种硫化助剂或所述这些硫化助剂在水中的分散体。在第一次和第二次浸渍处理之间RFL处理液中的橡胶胶乳组分比率不同的原因，是为了提高RFL层与具有不同的亲和力的纤维和橡胶的粘附性。
[0077] 处理方式2
[0078] 进行两种橡胶胶浆处理(P1处理和S1处理)，在处理过程中，纤维织物与粘合处理剂粘附，然后进行烘干处理，所述粘合处理剂含有橡胶胶浆，该橡胶胶浆通过将橡胶组合物溶解在溶剂中制成。
[0079] 处理方式3
[0080] 橡胶胶浆和辊轧橡胶按顺序施用于纤维织物的表面上。这一过程也可称为涂覆处理。“按顺序”是指“按从纤维织物向齿14的顺序”。这里，当向RFL处理液中添加硫化助剂时，优选与添加入橡胶胶浆和辊轧橡胶中相同的硫化助剂。该处理导致显著改善了用RFL处理液处理过的纤维织物和橡胶胶浆之间的粘附力。
[0081] 没有必要进行上述全部处理方式1-3，可根据需要相结合进行其中任何一个或两个或更多个处理方式。例如当在处理方式1中向RFL处理液中添加硫化助剂时，因仅仅使用处理方式1可显著提高纤维织物和橡胶之间粘附力，因此处理方式2中的橡胶胶浆可以省略。
[0082] 使用双轴高负荷运转试验机进行耐久性测试，以分析如本发明所述的齿形带的性能(以下称为“发明实施例”)。
[0083] 测试条件如下：
[0084] 试验机：双轴高负荷运转试验机
[0085] 被测传动带的规格：传动带齿数：100齿；齿形：圆形齿；齿距：14mm；带宽：20mm；带的节线：1400mm
[0086] 驱动皮带轮的齿数：28齿
[0087] 从动皮带轮的齿数：28齿
[0088] 预设张力：530N
[0089] 转速：1800rpm
[0090] 负荷：4181N，作用于从动皮带轮上
[0091] 测量温度：25℃(室温)
[0092] 传动带的负荷承载件采用由芳族聚酰胺纤维制成绳索，所述绳索的原纱纤度167tex、结构为3/6，捻度系数为2.0。
[0093] 耐久性测试中使用的传动带的橡胶配料和包布层的构成如下表1、2和3所示。表1和2中列出了每一种所使用的15种橡胶配料(发明实施例R-0至R-6以及R14，对比例R-7至R-13)，硬度(JIS-A硬度)和M20(20％的伸长模量：MPa)。
[0094] 表1单位：质量份
[0095]
[0096]
[0097] 1*Zetpol2010，由ZEON CORPORATION制造：不饱和羧酸金属盐∶氢化丁腈橡胶＝0∶100，碘值11mg/100mg
[0098] *2 ZSC2295CX，由ZEON CORPORATION制造：不饱和羧酸金属盐∶氢化丁腈橡胶＝110∶100，碘值28mg/100mg
[0099] *3 ZSC2298L，由ZEON CORPORATION制造：不饱和羧酸金属盐∶氢化丁腈橡胶＝170∶100，碘值28mg/100mg
[0100] *4 Cornex短纤维，由TEIJIN制造
[0101] *5 1，3-双(叔丁基过氧异丙基)苯
[0102] 表2单位：质量份
[0103]
[0104]
[0105] 1*Zetpol2010，由ZEON CORPORATION制造：不饱和羧酸金属盐∶氢化丁腈橡胶＝0∶100，碘值11mg/100mg
[0106] *2ZSC2295CX，由ZEON CORPORATION制造：不饱和羧酸金属盐∶氢化丁腈橡胶＝110∶100，碘值28mg/10mg
[0107] *3ZSC2298L，由ZEON CORPORATION制造：不饱和羧酸金属盐∶氢化丁腈橡胶＝170∶100，碘值28mg/100mg
[0108] *4Cornex短纤维，由TEIJIN制造
[0109] *51，3-双(叔丁基过氧异丙基)苯
[0110] 表3
[0111]
[0112] *1PTFE纤维：Toyoflon 1330dtox，由Toray制造
[0113] *2聚酯基纤维：Cornetta，由Unikika制造
[0114] 如表3所示，在两种包布层中，F-1中的纬线混合了PTFE纤维，其是含氟纤维。F-2的齿形布层中纬线不仅混合了PTFE纤维，还混合了一种聚酯基纤维，所述聚酯基纤维是一种在硫化温度下熔融的低熔点纤维的形式。测试中使用的传动带的橡胶硫化条件是：硫化温度为165℃和硫化时间为30分钟。发明实施例中使用的聚酯基纤维(UNITIKA.LTD制造的“Cornetta”)，芯部分的熔融温度是256℃，鞘部分的熔融温度是160℃。
[0115] 用于包布层的粘附处理过程的RFL处理液的配混、橡胶胶浆处理的配混(P1处理和S1处理)以及涂覆处理的橡胶配混，分别如下表4、5和6所示。
[0116] 表4
[0117] RFL的配混
[0118]配混 B-1 B-2
氢化丁腈橡胶胶乳(40％质量) 100 100
RF浓缩液(20％质量) 50 25
NaOH水溶液(10％质量) 0 2
马来酰亚胺基化合物的水分散体(50％质量) 0 20
水 110 110
氢化丁腈橡胶胶乳(40％质量) 100 100
RF浓缩液(20％质量) 50 25
NaOH水溶液(10％质量) 0 2
马来酰亚胺基化合物的水分散体(50％质量) 0 20
水 110 110
[0119] 单位：质量份
[0120] 表5
[0121] P1处理(含有异氰酸酯的橡胶胶浆处理)的配混
[0122] S1处理(橡胶胶浆处理)的配混
[0124] 单位：质量份
[0125] 表6
[0126] 用于涂覆处理的橡胶配混
[0129] *1Zetpol，由ZEON CORPORATION制造
[0130] *2ZSC，由ZEON CORPORATION制造
[0131] *3马来酰亚胺基化合物
[0132] *41，3-双(叔丁基过氧异丙基)苯
[0133] 按预成型的加工方法，使用所述橡胶配混、覆盖于其上的包布层以及包布层粘附处理步骤形成了16种不同传动带(发明实施例1至9，对比例1至7)。所述的预成型的加工方法是其中采用模具对包布层和齿进行预成型，其中所述模具有可预成型主体的齿形模。受拉构件以螺旋状旋绕在主体上。其后应用未硫化橡胶构成传动带背面部分。之后，整个组件可使用硫化罐进行硫化。
[0134] 在预成型的加工方法中，包布层和齿在硫化反应前模制成形，所以没有必要通过将构成传动带背面部分的未硫化橡胶流动到内侧(腹面)穿过负荷承载件间隔长度之间的宽度方向的间隙，和张紧包布层来构成齿。因此可使负荷承载件长度之间的宽度间隔(间距)变窄。相应地，当制造一种高模量的传动带时，预成型的加工方法是所希望的，这是因为所述方法可以使传动带的宽度方向上的负荷承载件/绳索的间距变窄到与负荷承载件/绳索的直径近似。
[0135] 在上述试验条件下，对所述的16种传动带进行耐久性的测试。测试结果如表7和8所示。
[0136] 表7
[0137] 发明实施例：“EX”
[0138]
[0139]
[0140] 表8
[0141] 对比例：Comp Ex
[0142]
[0143] 所述的16种传动带中的硫化橡胶组合物的E′和Tanδ是在70℃下测量得到的。根据J1S K6394制备一个样品。在165℃下硫化30分钟。测量条件如下：
[0144] 试验机名称：Ueshima Seisakusho有限责任公司制造的粘弹性测量仪VR7121[0145] 样品尺寸：厚度×宽度×长度为2mm×4mm×40mm
[0146] 测量温度范围：-40℃至150℃
[0147] 升温速率：1℃/分钟
[0148] 初始应变：1％
[0149] 动态应变：0.5％
[0150] 频率：10Hz
[0151] 应变方向：与短纤维平行的方向
[0152] E′和Tanδ通过以下方法进行测量。具有上述尺寸的样品夹持在粘弹性测量仪的夹具上，夹具间有15mm的间隔可提供1％的初始应变。将样品置于-40℃大气温度中大约5分钟并受到频率为10Hz的振动1.6秒，从而增加0.5％的附加应变。接下来，温度以1℃为单位增加最高到150℃，同时施加每1℃0.5％的动态应变。得到在70℃下的E′和Tanδ。结果如上述表7和8所示。
[0153] 从图3中可看出，在发明实施例1至9中，3至7质量份的短纤维和10质量份或更少量的粉状无机填料(炭黑和二氧化硅)与100质量份的聚合物混合，所述聚合物只由具有不饱和羧酸金属盐的氢化丁腈橡胶组成，将氢化丁腈橡胶和不饱和羧酸金属盐以100∶100至100∶180的质量比混合而得到，由此制成用于构成齿的橡胶组合物，其运转时工作寿命超过100小时，与对比例1至7相比，其在高负荷条件下具有更好的耐久性。
[0154] 在发明实施例1至4中，构成齿的橡胶组合物中仅改变炭黑的配混量。组合物的炭黑混入量越小，传动带的工作寿命改进越大。由此可得出结论：降低炭黑的混入量，Tanδ可减少由齿的变形引起的发热。
[0155] 与发明实施例1至9相比，对比例1至5中E′值低，低于200MPa，传动带的工作寿命较短，在高负荷运转条件下齿牙变形严重，产生裂缝或齿的断裂。
[0156] 在对比例6中，在100质量份的聚合物中按比例配混入15质量份的二氧化硅，作为构成齿的橡胶组合物，所述橡胶组合物具有200MPa的E′值或者更大的值，但是Tanδ高达0.21。齿的变形所引起的发热增大，齿的断裂和受拉构件脱落会缩短传动带的工作寿命。
[0157] 在对比例7中，在100质量份的聚合物中按比例配混入15质量份的炭黑，作为构成齿的橡胶组合物，所述的橡胶组合物具有200MPa的E′值或者更大的值，但是Tanδ高达0.22。齿的变形所引起的发热增大，齿的断裂和受拉构件脱落会缩短传动带的工作寿命。
[0158] 除了包布层的条件外，发明实施例8和9分别与发明实施例2和6大致相同。运转测试中前者具有更短的传动带工作寿命。对于发明实施例8和9来说，这是由于在齿形布层F-1中纬线未使用低熔点纤维，而在发明实施例2和6中，纬线使用具有低熔点纤维的聚酯基纤维的包布层F-2。也就是说，可得出结论：纬纱中的含氟纤维(PTFE纤维)周围排列着的低熔点纤维可以抑制含氟纤维的切断/离散(break/fly)，从而在更长的周期内保护传动带主体中的橡胶。
[0159] 如上所述，已知的是，当温度条件为70℃时，将构成齿的橡胶组合物硫化材料的E′值设定为200至300MPa和Tanδ在0.1至0.2的范围内，可延长传动带的运行寿命(见图3)。另外，除了橡胶组合物之外，使用低熔点纤维的聚酯基纤维作为纬线包布层的应用可进一步提高传动带的运行寿命。
[0160] 运用本发明可以增强构成齿形传动带上齿部分的橡胶的硬度和模量，从而防止齿的断裂等，使齿形传动带具有满意的更长的运行寿命。
[0161] 前述公开的具体实施方案旨在帮助举例说明本发明的宽泛概念。
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