CN107532681B - 传动带 - Google Patents

传动带 Download PDF

Info

Publication number
CN107532681B
CN107532681B CN201680023463.7A CN201680023463A CN107532681B CN 107532681 B CN107532681 B CN 107532681B CN 201680023463 A CN201680023463 A CN 201680023463A CN 107532681 B CN107532681 B CN 107532681B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rubber
mass
belt
cellulose
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680023463.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107532681A (zh
Inventor
小林正吾
中山铁平
土屋大树
奥野茂树
橘博之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2015089615A external-priority patent/JP6529323B2/ja
Priority claimed from JP2015090123A external-priority patent/JP6527009B2/ja
Priority claimed from JP2015092256A external-priority patent/JP6529327B2/ja
Application filed by Bando Chemical Industries Ltd filed Critical Bando Chemical Industries Ltd
Publication of CN107532681A publication Critical patent/CN107532681A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107532681B publication Critical patent/CN107532681B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16GBELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G1/00Driving-belts
    • F16G1/28Driving-belts with a contact surface of special shape, e.g. toothed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供一种同时满足所要求的多个特性的传动带。传动带(B)是卷绕在带轮上从而传递动力的传动带。该传动带具有由含有纤维素类超细纤维以及平均直径为1μm以上的短纤维(16)的橡胶组合物构成的层。

Description

传动带
技术领域
本发明涉及传动带。
背景技术
在构成传动带的橡胶层的橡胶组合物中配合短纤维。例如,在专利文献1中公开了至少使多楔带的压缩层由含有炭黑以及短纤维的橡胶组合物构成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-167347号公报
对于传动带,对耐磨损性、摩擦系数、抑制粘着磨损等各种特性存在要求。在构成带的橡胶组合物中配合炭黑以及短纤维来加强的情况下,如果通过调整配合量来满足某些特性,则存在使其他特性劣化的倾向。
发明内容
因此,本发明的课题在于提供能够同时满足所要求的多种特性的传动带。
本发明是卷绕在带轮上从而传递动力的传动带,具有由含有纤维素类超细纤维以及平均直径为1μm以上的短纤维的橡胶组合物构成的层。
根据本发明,由于具有由含有纤维素类超细纤维以及其他短纤维的橡胶组合物构成的层,因此,能够使传动带同时满足所要求的多种特性。
附图说明
图1是示意性表示实施方式1以及2示例的多楔带的立体图。
图2是实施方式1以及2的多楔带的主要部分的剖视图。
图3是表示实施方式1以及2的多楔带的制造方法的第一说明图。
图4是表示实施方式1以及2的多楔带的制造方法的第二说明图。
图5是表示实施方式1以及2的多楔带的制造方法的第三说明图。
图6是表示实施方式1以及2的多楔带的制造方法的第四说明图。
图7是表示实施方式1以及2的多楔带的制造方法的第五说明图。
图8是表示实施方式1以及2的多楔带的制造方法的第六说明图。
图9是表示用于测量抗裂寿命的运转试验机的带轮设计图。
图10是表示高张力带运转试验机的带轮设计图。
图11是说明摩擦系数测量方法的图。
图12是表示使用实施方式的多楔带的汽车辅机驱动带传动装置的带轮设计图。
图13是示意性表示实施方式3示例的平带的立体图。
图14是表示实施方式3的平带的制造方法的第一说明图。
图15是表示实施方式3的平带的制造方法的第二说明图。
图16是表示实施方式3的平带的制造方法的第三说明图。
图17是表示摩擦系数测量装置结构的图。
图18是表示用于评估耐磨损性的带运转试验机的带轮设计图。
图19是表示用于评估耐弯曲疲劳性的带运转试验机的带轮设计图。
图20是表示用于评估摩擦、磨损特性的带运转试验机的带轮设计图。
图21是表示用于评估耐磨损性的带运转试验机的带轮设计图。
图22是示意性表示实施方式4示例的齿形带的立体图。
图23是用于制造实施方式4的齿形带的带成型模具的局部剖视图。
图24是实施方式4的齿形带的制造方法的第一说明图。
图25是实施方式4的齿形带的制造方法的第二说明图。
图26是实施方式4的齿形带的制造方法的第三说明图。
图27是实施方式5的齿形带的制造方法的第一说明图。
图28是实施方式5的齿形带的制造方法的第二说明图。
图29是实施方式5的齿形带的制造方法的第三说明图。
图30是表示实施方式7中的齿部侧加强布与齿形带主体的界面构造的剖视图。
图31是表示实施方式8中的齿部侧加强布与齿形带主体的界面构造的剖视图。
图32是表示用于评估齿形带的齿部耐缺损性以及耐磨损性的带运转试验机的带轮设计图。
符号说明
10 多楔带主体
11 压缩橡胶层
12 粘合橡胶层
13 背面橡胶层
16 短纤维
120 平带主体
121 内侧橡胶层
122 粘合橡胶层
123 外侧橡胶层
126 短纤维
310 齿形带主体
311a 基部
311b 齿部
312 芯线
313 齿部侧加强布
314 RFL粘合层
315 橡胶糊粘合层
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明的实施方式进行说明。
[实施方式1]
(多楔带B)
图1以及2表示实施方式1所涉及的多楔带B。实施方式1所涉及的多楔带B例如是用于设置在汽车的发动机室内的辅机驱动带传动装置等的环形动力传递部件。对于实施方式1所涉及的多楔带B,例如,带长为700~3000mm,带宽为10~36mm,带厚为4.0~5.0mm。
实施方式1所涉及的多楔带B具备橡胶制的多楔带主体10,该多楔带主体10构成为下述三层构造:构成带内周侧的带轮接触部分的压缩橡胶层11、中间的粘合橡胶层12以及带外周侧的背面橡胶层13。在多楔带主体10的粘合橡胶层12的厚度方向上的中间部,以在带宽方向上形成具有螺距的螺旋的方式埋设有芯线14。此外,也可以取代背面橡胶层13而设置背面加强布,使多楔带主体10构成为压缩橡胶层11与粘合橡胶层12的双层。
压缩橡胶层11设置为多个V形肋16沿带的内周侧垂下。多个V形肋16分别形成为沿带长方向延伸的截面呈大致倒三角形的突条,并且设置为沿带宽方向排列。对于各V形肋16,例如,肋高为2.0~3.0mm,基端间的宽度为1.0~3.6mm。V形肋16的数量例如为3~6个(图1中为6个)。粘合橡胶层12构成为截面呈横长方形的带状,其厚度例如为1.0~2.5mm。背面橡胶层13也构成为截面呈横长方形的带状,厚度例如为0.4~0.8mm。从抑制背面驱动时产生声音的方面考虑,在背面橡胶层13的表面优选设置有织布图案。
压缩橡胶层11、粘合橡胶层12以及背面橡胶层13由橡胶组合物形成,该橡胶组合物通过对在橡胶成分中配合各种橡胶配合剂并进行混炼的未交联橡胶组合物加热加压并利用交联剂交联而制成。形成压缩橡胶层11、粘合橡胶层12以及背面橡胶层13的橡胶组合物可以相同,也可以不同。
作为用于形成压缩橡胶层11、粘合橡胶层12以及背面橡胶层13的橡胶组合物的橡胶成分,例如,可以列举乙烯-丙烯共聚物(EPR)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物等乙烯-α-烯烃弹性体、氯丁橡胶(CR)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)、氢化丙烯腈橡胶(H-HBR)等。橡胶成分优选其中的一种或者两种以上的混合橡胶。优选用于形成压缩橡胶层11、粘合橡胶层12以及背面橡胶层13的橡胶组合物的橡胶成分相同。
形成压缩橡胶层11、粘合橡胶层12以及背面橡胶层13的橡胶组合物中的至少一种含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维。优选用于形成压缩橡胶层11、粘合橡胶层12以及背面橡胶层13的所有橡胶组合物都含有纤维素类超细纤维,但是,更优选至少用于形成构成带轮接触部分的压缩橡胶层11的橡胶组合物含有纤维素类超细纤维。
纤维素类超细纤维是来源于纤维素超细纤维的纤维材料,该纤维素超细纤维由将植物纤维细细拆解得到的植物细胞壁的骨架成分构成。作为纤维素类超细纤维的原料植物,例如,可以列举木材、竹子、稻子(稻草)、土豆、甘蔗(蔗渣)、水草、海藻等。其中优选木材。通过使形成表面橡胶层11a的多孔橡胶组合物包含这种纤维素类超细纤维,发现了较高的增强效果。
纤维素类超细纤维可以是纤维素超细纤维自身,也可以是疏水化处理后的疏水化纤维素超细纤维。另外,作为纤维素类超细纤维,也可以同时使用纤维素超细纤维和疏水化纤维素超细纤维。从分散性方面考虑,纤维素类超细纤维优选包含疏水化纤维素超细纤维。作为疏水化纤维素超细纤维,可以列举将纤维素的羟基的一部分或者全部置换为疏水基团的纤维素超细纤维以及使用表面处理剂进行疏水化表面处理的纤维素超细纤维。
作为用于得到将纤维素的羟基的一部分或者全部置换为疏水基团的纤维素超细纤维的疏水化,例如,可以列举酯化(酰化)(烷基酯化、复合酯化、β-酮酸酯化等)、烷基化、甲苯磺酰化、环氧化、芳基化等。其中,优选酯化。具体来讲,酯化的疏水化纤维素超细纤维可以是将纤维素的羟基的一部分或者全部通过乙酸、无水乙酸、丙酸、丁酸等羧酸或者其卤化物(特别是氯化物)进行酰化的纤维素超细纤维。作为用于得到使用表面处理剂进行疏水化表面处理的纤维素超细纤维的表面处理剂,例如,可以列举硅烷偶联剂等。
对于纤维素类超细纤维,从实现带的特性方面考虑,其纤维直径的分布下限优选10nm以下,更优选3nm以下。上限优选500nm以上,更优选700nm以上,进一步优选1μm以上。纤维素类超细纤维的纤维直径的分布范围优选包含20~500nm,更优选包含20~700nm,进一步优选包含20nm~1μm。
纤维素类超细纤维的平均纤维直径优选3nm以上且200nm以下,更优选3nm以上且100nm以下。
将构成带主体的橡胶组合物的样品冷冻粉碎后,使用透射型电子显微镜(TEM)观察其截面,并且任意选择50根纤维素类超细纤维测量纤维直径,基于该测量结果求出纤维素类超细纤维的纤维直径分布。另外,求出该任意选择的50根纤维素类超细纤维的纤维直径的平均数作为纤维素类超细纤维的平均纤维直径。
纤维素类超细纤维可以是通过机械解纤方法制造的高纵横比的纤维素类超细纤维,也可以是通过化学解纤方法制造的纤维素类超细纤维。其中,优选通过化学解纤方法制造。另外,作为纤维素类超细纤维,也可以同时使用通过机械解纤方法以及化学解纤方法制造的纤维素类超细纤维。作为用于机械解纤方法的解纤装置,例如,可以列举双轴混炼机等混炼机、高压均质机、研磨机、砂磨机等。作为用于化学解纤方法的处理,例如,可以列举酸水解处理等。
对于构成压缩橡胶层11、粘合橡胶层12和/或背面橡胶层13的橡胶组合物中的纤维素类超细纤维的含量,从能够分别满足传动带的各种特性方面考虑,相对于100质量份的橡胶成分,优选1质量份以上,更优选5质量份以上,进一步优选10质量份以上,另外,优选30质量份以下,更优选25质量份以下,进一步优选20质量份以下。
另外,作为橡胶配合剂,可以列举加强材料、油、加工助剂、硫化促进助剂、交联剂、助交联剂、硫化促进剂等。
作为加强材料,在除了纤维素类超细纤维以外所用的短纤维中,例如,可以列举6-尼龙纤维、6,6-尼龙纤维、4,6-尼龙纤维、聚酯纤维(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纤维、对位类芳香族聚酰胺纤维、间位类芳香族聚酰胺纤维、聚酯纤维等,可以仅包含一种,也可以包含多种。例如,可以将实施了浸渍于RFL水溶液等后加热的粘合处理的长纤维切断为规定长度来制造短纤维。
短纤维的直径优选1μm以上,更优选5μm以上,进一步优选10μm以上,另外,优选100μm以下,更优选70μm以下,进一步优选50μm以下。
另外,对于短纤维的配合量,相对于100质量份的橡胶组合物的橡胶成分,优选5质量份以上,更优选10质量份以上,另外,优选50质量份以下,更优选40质量份以下。
作为加强材料,在炭黑中例如可以列举槽法炭黑、SAF、ISAF、N-339、HAF、N-351、MAF、FEF、SRF、GPF、ECF、N-234等炉法炭黑、FT、MT等热碳黑、乙炔炭黑等。
在使用纤维素类超细纤维的情况下,并不是必须添加炭黑,但是,为了防静电等可以添加炭黑。在添加炭黑的情况下,相对于100质量份的橡胶组合物的橡胶成分,炭黑的配合量优选1质量份以上,更优选5质量份以上,另外,优选100质量份以下,更优选50质量份以下。
作为油,例如,可以列举石油类软化剂、石蜡油等矿物油类油、蓖麻油、棉籽油、亚麻籽油、菜籽油、大豆油、棕榈油、椰子油、花生油、树腊、松香油、松油等植物油。油优选其中的一种或者两种以上。相对于100质量份的橡胶组合物的橡胶成分,油的含量例如可以是5~15质量份。
作为硫化促进助剂,例如,可以列举氧化锌(锌白)、氧化镁等金属氧化物、金属碳酸盐、脂肪酸及其衍生物等。硫化促进助剂优选其中的一种或者两种以上。相对于100质量份的橡胶组合物的橡胶成分,硫化促进助剂的含量例如可以为5~15质量份。
作为交联剂,可以列举硫以及有机过氧化物。作为交联剂,可以配合硫,也可以配合有机过氧化物,也可以同时使用这两者。对于交联剂的配合量,在硫的情况下,相对于100质量份的橡胶组合物的橡胶成分,例如可以是0.5~4.0质量份,在有机过氧化物的情况下,相对于100质量份的橡胶组合物的橡胶成分,例如可以是0.5~8.0质量份。
作为有机过氧化物,例如,可以列举过氧化二异丙苯等二烷基过氧化物类、过氧化乙酸叔丁酯等过氧化酯类、二环己酮过氧化物等酮过氧化物类等。有机过氧化物可以配合一种,也可以配合多种。
作为助交联剂,例如,可以列举马来酰亚胺类、TAIC、1,2-聚丁二烯、肟类、胍以及三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等。助交联剂优选其中的一种或者两种以上。相对于100质量份的橡胶成分,助交联剂含量例如可以是0.5~15质量份。
粘合橡胶层12以及背面橡胶层13由实心的橡胶组合物形成,该实心的该橡胶组合物通过对在橡胶成分中配合各种橡胶配合剂并进行混炼的未交联橡胶组合物加热加压并利用交联剂交联而制成。作为用于构成粘合橡胶层12以及背面橡胶层13的橡胶组合物的橡胶成分,可以列举与压缩橡胶层11同样的橡胶成分,也可是相同的橡胶成分。作为橡胶配合剂,可以与压缩橡胶层11同样,列举加强材料、油、加工助剂、硫化促进助剂、交联剂、助交联剂、硫化促进剂等。另外,用于构成粘合橡胶层12以及背面橡胶层13的橡胶组合物可以与压缩橡胶层11同样包含纤维素类超细纤维以及短纤维。
由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纤维、对位类芳香族聚酰胺纤维、维尼纶纤维等捻线、编绳等线材构成芯线14。对于芯线14,为了实现对多楔带主体10的粘合性,在成型前实施浸渍于RFL水溶液后加热的粘合处理和/或浸渍于橡胶糊后干燥的粘合处理。此外,对于芯线14,在利用RFL水溶液和/或橡胶糊进行粘合处理前,可以根据需要,进行浸渍于由环氧树脂、聚异氰酸酯树脂等溶液构成的粘合剂溶液后加热的粘合处理。芯线14的直径例如可以是0.5~2.5mm,截面中的彼此相邻的芯线14中心间的尺寸例如可以为0.05~0.20mm。
(多楔带B的制造方法)
基于图3~图8,对实施方式1所涉及的多楔带B的制造方法进行说明。
图3以及图4表示用于制造实施方式1所涉及的多楔带B的带成型模具30。
该带成型模具30具备设置为同心状的分别呈圆筒状的内模31以及外模32。
内模31由橡胶等可挠性材料形成。外模32由金属等刚性材料形成。外模32的内周面构成为成型面,在该外模32的内周面,沿轴向以固定螺距设置有与V形肋16的形状相同的V形肋形成槽33。在外模32上设置有使水蒸汽等热介质、水等冷介质流通进行调温的调温机构。另外,设置有用于使内模31从内部加压膨胀的加压部件。
实施方式1所涉及的多楔带B的制造方法具有材料准备工序、成型工序,交联工序以及最终加工工序。
<材料准备工序>
-用于压缩橡胶层、粘合橡胶层以及背面橡胶层的未交联橡胶片11’、12’、13’-
通过下述方式,对用于压缩橡胶层、粘合橡胶层以及背面橡胶层的未交联橡胶片11’、12’、13’进行含有纤维素类超细纤维的制作处理。
首先,向塑炼的橡胶成分中投入纤维素类超细纤维进行混炼,使其分散。
其中,作为橡胶成分的纤维素类超细纤维的分散方法,例如,可以列举下述方法:将使纤维素类超细纤维分散到水中的分散体(凝胶)投入到通过开炼机塑炼的橡胶成分中,在将它们混炼的同时使水分汽化;将使纤维素类超细纤维分散到水中的分散体(凝胶)与橡胶胶乳混合并使水分汽化得到的纤维素类超细纤维/橡胶的母料投入到塑炼的橡胶成分中;将使纤维素类超细纤维分散到溶剂中的分散体与使橡胶成分溶解到溶剂中的溶液混合并使溶剂汽化得到的纤维素类超细纤维/橡胶的母料投入到塑炼的橡胶成分中;将使纤维素类超细纤维分散到水中的分散体(凝胶)冷冻干燥得到的粉碎物投入到塑炼的橡胶成分中;以及将疏水化的纤维素类超细纤维投入到塑炼的橡胶成分中等。
然后,在将橡胶成分与纤维素类超细纤维混炼的同时投入各种橡胶配合剂,继续混炼,从而制作未交联橡胶组合物。
然后,将该未交联橡胶组合物通过压延成型等成型为片状。
此外,可以在橡胶成分中配合各种橡胶配合剂,使用捏合机、班伯里密炼机等混炼机进行混炼,将得到的未交联橡胶组合物通过压延成型等成型为片状,从而制作不含有纤维素类超细纤维的物质。
-芯线14’-
对芯线14’进行粘合处理。具体来讲,对芯线13’进行浸渍于RFL水溶液并加热的RFL粘合处理。另外,优选在进行RFL粘合处理前进行浸渍于基底粘合处理液并加热的基底粘合处理。此外,可以在进行RFL粘合处理前进行浸渍于橡胶糊并干燥的橡胶糊粘合处理。
<成型工序>
如图5所示,在表面平滑的圆筒34上覆盖橡胶套筒35,在其外周上依次层叠卷绕用于背面橡胶层的未交联橡胶片13’以及用于粘合橡胶层的未交联橡胶片12’,在其上面相对于圆筒状的内模31以螺旋状卷绕芯线14’,然后在其上面依次卷绕用于粘合橡胶层的未交联橡胶片12’以及用于压缩橡胶层的未交联橡胶片11’。此时,在橡胶套筒35上形成有层叠成型体B’。
<交联工序>
将设置有层叠成型体B’的橡胶套筒35从圆筒34上拆卸,如图6所示,在将其设置为内嵌在外模32的内周面侧的状态后,如图7所示,将内模31定位在设置于外模32的橡胶套筒35内,进行密闭。
然后,将外模32加热,并且,向内模31密封的内部注入高压空气等进行加压。此时,内模31膨胀,将层叠成型体B’的未交联橡胶片11’、12’、13’压缩进外模32的成型面,另外,进行它们的交联,并且,使芯线14’复合一体化,最终如图8所示,成型出圆筒状的带板S。此外,带板S的成型温度例如可以是100~180℃,成型压力例如可以是0.5~2.0MPa,以及成型时间例如可以是10~60分钟。
<最终加工工序>
将内模31的内部减压,解除密闭,取出在内模31与外模32之间通过橡胶套筒35成型的带板S,将带板S按照规定的宽度切成轮形,将里外翻转,从而制造多楔带B。
-实施例-
[试验评估1]
使用以氯丁橡胶(也称为CR橡胶)为橡胶成分的橡胶组合物,制作实施例1-1~1-5以及比较例1-1~1-8的切边V形带。表1中也示出了各自的详细内容。
<实施例1-1>
将CR胶乳(昭和电工公司生产商品名:Chloroprene842A)与通过机械解纤方法制造的纤维素超细纤维(大王制纸公司生产)的水分散体混合,使水汽化,制作纤维素超细纤维/CR的母料。
然后,将CR(昭和电工公司生产商品名:ChloropreneGS)塑炼,并且,向其中投入母料进行混炼。对于母料的投入量,在CR总量为100质量份的情况下,纤维素类超细纤维的含量为20质量份。
然后,将CR与纤维素类超细纤维进行混炼,并且,在其中相对于100质量份的CR,分别投入20质量份的作为加强材料的炭黑HAF(东海炭素公司生产商品名:SEAST3)、5质量份的芳香族聚酰胺短纤维(帝人公司生产Technora(注册商标))、5质量份的油(日本SUN石油公司生产商品名:SUNPAR2280)、5质量份的作为硫化促进助剂的氧化锌(界化学工业公司生产)、4质量份的氧化镁(协和化学工业公司生产商品名:Kyowamag150),继续混炼,从而制作未交联橡胶组合物。
将该未交联橡胶组合物成型为片状,作为用于构成带主体(压缩橡胶层、粘合橡胶层以及拉伸橡胶层)的未交联橡胶片,制作实施例1-1的切边V形带。
另外,对于芯线,使用实施了粘合处理的聚酯纤维制捻线。
<实施例1-2>
将CR与相对于100质量份的该CR的10质量份的通过化学解纤方法(TEMPO氧化处理)制造的纤维素超细纤维、20质量份的作为加强材料的炭黑HAF、5质量份的油、5质量份的作为硫化促进助剂的氧化锌以及4质量份的氧化镁混炼加压,制作未交联橡胶组合物。
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了使用该未交联橡胶组合物以外,制作与实施例1-1同样结构的实施例1-2的切边V形带。
<实施例1-3>
作为用于形成带主体的未交联橡胶片,除了不配合炭黑并且将通过化学方式进行解纤的纤维素类超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为20质量份以外,制作与实施例1-2同样结构的实施例1-3的带。
<实施例1-4>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了相对于100质量份的橡胶成分将芳香族聚酰胺短纤维设置为10质量份并且还配合10质量份的尼龙短纤维(从由TORAY公司生产的尼龙66构成的车轮用帘线中切割3mm长的短纤维)以外,制作与实施例1-2同样结构的实施例1-4的带。
<实施例1-5>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了代替20质量份的芳香族聚酰胺短纤维而配合20质量份的尼龙短纤维以外,制作与实施例1-2同样结构的实施例1-5的带。
<比较例1-1>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了不配合纤维素类超细纤维以外,制作与实施例1-1同样结构的比较例1-1的带。
<比较例1-2>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了将炭黑HAF的配合量相对于100质量份的橡胶成分设置为70质量份以外,制作与比较例1-1同样结构的比较例1-2的带。
<比较例1-3>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了代替20质量份的芳香族聚酰胺短纤维而配合20质量份的尼龙短纤维以外,制作与比较例1-1同样结构的比较例1-3的带。
<比较例1-4>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了将炭黑HAF的配合量相对于100质量份的橡胶成分设置为70质量份并且代替20质量份的芳香族聚酰胺短纤维而配合20质量份的尼龙短纤维以外,制作与比较例1-2同样结构的比较例1-4的带。
<比较例1-5>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了还配合相对于100质量份的橡胶成分的20质量份的非超细纤维(纤维直径10~100μm左右)的纤维素纤维(大王制纸公司生产硫酸盐浆)以外,制作与比较例1-1同样结构的比较例1-5的带。
<比较例1-6>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了不配合炭黑HAF并且配合相对于100质量份的橡胶成分的20质量份的非超细纤维的纤维素纤维以外,制作与比较例1-5同样结构的比较例1-6的带。
<比较例1-7>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了不配合芳香族聚酰胺短纤维以外,制作与实施例1-2同样结构的比较例1-7的带。
<比较例1-8>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了不配合炭黑HAF以及芳香族聚酰胺短纤维以外,制作与实施例1-2同样结构的比较例1-8的带。
[表1]
Figure GDA0002195420810000111
*在短时间内(30分钟左右)带断裂,无法测量
(试验评估方法)
表1中示出了各种评估结果。
<平均纤维直径、纤维直径分布>
将实施例1-1~1-5的各个带的内侧橡胶层的样品冷冻粉碎后,使用透射型电子显微镜(TEM)观察其截面,并且,任意选择50根纤维素超细纤维测量纤维直径,求出其平均数作为平均纤维直径。另外,求出50根纤维素超细纤维中的纤维直径的最大值以及最小值。
<抗裂性评估带运转试验>
带的抗裂寿命是表示橡胶抗裂性的指标,寿命越长越优异。
图9表示用于测量抗裂寿命的运转试验机40。用于评估抗裂性的带运转试验机40具备带轮直径
Figure GDA0002195420810000112
为40mm的驱动带轮41以及设置在其右侧的带轮直径为40mm的从动带轮42。从动带轮42设置为左右可动,以使得能够承受轴向载荷(自重DW),对切边V形带B施加张力。
将实施例1-1~1-5以及比较例1-1~1-8的各带卷绕在运转试验机40的驱动带轮41与从动带轮42之间,从动带轮42向右侧承受600N的轴向载荷,对带施加张力,并且,在100℃的环境温度下,使驱动带轮41以3000rpm的转速旋转,从而运转带。然后,定期停止运转带,目视确认在切边V形带B上是否产生裂痕,将直至确认产生裂痕的带运转时间作为抗裂寿命。此外,在超过200小时也没有确认产生裂痕的情况下,在该时刻结束试验。
<高张力带运转试验>
自重条件下的高张力耐久评估作为带的性能、寿命的加速评估是有效的。如果认为基于芯线的永久拉伸的带长变化是固定的,则橡胶部件的永久变形以及磨损越大,运转前后的轴间距变化越大。由此,运转前后的轴间距变化越小越好。运转前后的带的质量变化是表示橡胶部件的耐磨损性的指标,越小越好。
图10表示高张力带运转试验机50。
两轴设计的高张力带运转试验机50具备带轮直径
Figure GDA0002195420810000121
为100mm的驱动V带轮51以及设置在其右侧的带轮直径为60mm的从动V带轮52。从动V带轮52设置为以左右可动,以使得能够承受轴向载荷(自重DW),对带施加张力。
测量实施例1-1~1-6以及比较例1-1~1-4各带B在运转前的质量,作为初始质量。
然后,将带安装在高张力带运转试验机50上,对从动带轮施加以下的轴间载荷。即,在单独配合芳香族聚酰胺短纤维的例子(实施例1-1~1-3、比较例1-1以及1-2)中施加1000N,在配合芳香族聚酰胺短纤维以及尼龙短纤维两者的例子(实施例1-4、比较例1-5以及1-6)中施加800N,在单独配合尼龙短纤维的例子(实施例1-5、比较例1-3以及1-4)中施加500N,在未配合短纤维的例子(比较例1-7以及1-8)中施加500N。
首先,将环境温度设定为100℃,作为无负荷状态,在使驱动带轮以5000rpm的方式运转10分钟后,测量轴间距,作为初始轴间距。
然后,在对从动V带轮52施加以下载荷的状态下,使驱动V带轮51以5000rpm的方式旋转。即,在单独配合芳香族聚酰胺短纤维的例子(实施例1-1~1-3、比较例1-1以及1-2)中施加40Nm,在配合芳香族聚酰胺短纤维以及尼龙短纤维两者的例子(实施例1-4、比较例1-5以及1-6)中施加30Nm。在单独配合尼龙短纤维的例子(实施例1-5、比较例1-3以及1-4)中施加20Nm,在未配合短纤维的例子(比较例1-7以及1-8)中施加20Nm。
在运转200小时后,测量无负荷继续运转10分钟时的轴间距,作为运转后的轴间距。
通过下述方式计算运转后的轴间距变化(%)。
轴间距变化(%)
=(运转后的轴间距-运转前的轴间距)/运转前的轴间距×100
另外,测量运转后的带重量,作为运转后的带重量。通过下述方式计算带的重量变化。
带重量变化(%)
=(运转前的带重量-运转后的带重量)/运转前的带重量×100
其中,比较例1-7以及1-8在运转开始后的短时间内(30分钟左右)带断裂,无法进行高张力运转试验相关的测量。
<摩擦系数>
图11表示摩擦系数测量装置。
该摩擦系数测量装置40由试验带轮82以及设置在其一侧的载荷单元83构成,该试验带轮82由带轮直径为75mm的肋轮构成。试验带轮82由铁类材料S45C构成。切边V形带的试验片81从载荷单元83沿水平延伸后卷绕在试验带轮82上,即,以相对于试验带轮82的卷绕角度为90°的方式设置。
将实施例1-1~1-6以及比较例1-1~1-4的未运转的各切边V形带切断,制作切边V形带的试验片81,将其一端固定在载荷单元83,然后卷绕在试验带轮82上,在另一端悬挂安装砝码84。然后,在环境温度25℃,在使砝码84下降的方向上使试验带轮82以43rpm的转速旋转,在旋转开始后60秒的时刻,通过载荷单元83检测试验片81的试验带轮82与载荷单元83之间的水平部分所承受的张力Tt。此外,试验片81的试验带轮82与砝码84的垂直部分所承受张力Ts是砝码84的重量17.15N。然后,基于Euler的公式,通过下面的公式(1)求出压缩橡胶层表面干燥时的摩擦系数μ。此外,θ=π/2。
另外,对高张力带运转试验后的切边V形带实施同样的试验,求出内侧橡胶层表面干燥时的摩擦系数。然后,求出未运转干燥时的摩擦系数与运转后干燥时的摩擦系数之比(摩擦系数(运转后)/摩擦系数(未运转))。该运转前后的摩擦系数之比是摩擦系数的变化指标,该比值越接近1,动力传递性越稳定,是优选的。
[公式1]
Figure GDA0002195420810000131
<粘着磨损性>
在高张力带运转试验后,将带从高张力带运转试验机50上拆下,目视确认在与带轮的接触部分以及带轮表面是否发生橡胶的粘着磨损。
高张力运转试验后有无粘着磨损是表示橡胶的耐粘着磨损性的指标。发生粘着磨损是导致带的异音、振动、与带轮固定等的原因,优选不发生粘着磨损。
<强力保持率>
在高张力带运转试验后,实施带的拉伸试验,将带的断裂强度除以断裂部的芯线埋入根数,从而测量出一根芯线运转后的强力。
另外,以同样的方式测量同批量带的运转前的一根芯线的强力,通过下述方式求出带的强力保持率。表1中表示结果。
带的强力保持率(%)
=运转后的一根芯线的强力/运转前的一根芯线的强力×100
高张力运转试验后的带的强力保持率是表示对该试验的抗张体(芯线)的损伤大小的指标。在V形带的情况下,由于底部橡胶的永久变形引起弯曲,使芯线的局部变形变大,由于橡胶的磨损,使相对于带轮的卷绕直径变小,因此,会增大芯线变形,发生损伤。另外,如果橡胶的摩擦系数变大、带与带轮分开时与带轮的分离性较差,则引起逆弯曲的刺激,促进芯线疲劳。这种情况是复合式作用,因此,可以判断为带的强力保持率越高,则覆盖芯线的橡胶的性能越高。
(试验评估结果)
表1中示出了实验结果。
根据表1可知,实施例1-1~1-5的纤维素超细纤维的纤维直径的分布均较为广泛。
在同时使用纤维素类超细纤维以及其他短纤维的实施例1-1~1-5中,带抗裂寿命为200小时以上。另外,高张力运转试验后,轴间距的变化为1~2%,带重量变化为2~3%,没有发生粘着磨损,带的强力保持率为88~90%。并且,高张力运转试验前后的摩擦系数之比均为0.95。在各实施例中,纤维素类超细纤维的种类(机械解纤以及化学解纤)、短纤维的种类(芳香族聚酰胺短纤维以及尼龙短纤维)不同,但都得到了良好的结果。在实施例1-3的情况下,没有配合炭黑,与使用相同种类的纤维素类超细纤维的其他实施例(1-2、1-4、1-5)相比,增加了纤维素类超细纤维的配合量。即,可以将炭黑完全替换为纤维素类超细纤维。在该情况下,与其他实施例的结果相同,能够设置不使用炭黑的橡胶组合物。
与此相对,比较例1-1~1-4进行基于芳香族聚酰胺短纤维或者尼龙短纤维的加强,但是,由未配合纤维素类超细纤维的橡胶构成带。
在炭黑的配合量为20质量份的比较例1-1以及1-3中,带抗裂寿命为200小时以上,与实施例相同,无粘着磨损,摩擦系数比为0.9,与实施例比较相近。但是,高张力运转试验前后的带的质量变化为20%,橡胶的耐磨损性极差。其结果,轴间距的变化也较大,为20%。并且,运转后的强力保持率极低,为31或者33%。其原因在于,过高的摩擦系数导致与带轮的分离性较差以及橡胶发生弯曲变形,因此,会促进芯线的疲劳。
相反,在炭黑的配合量较多的70质量份的比较例1-2以及1-4的情况下,橡胶的耐磨损性(带质量变化)可以改善为3%,但是,带抗裂寿命恶化为10或者20。另外,带的轴间距变化较大,为10%,其原因在于,运转时橡胶自身发热较高导致橡胶的永久变形较大。并且,发生粘着磨损,摩擦系数变化。运转后的带强力保持率也较低,为42或者48%。其原因在于,摩擦系数增大导致与带轮的分离性变差以及橡胶的自身发热促进芯线的疲劳。
下面,比较例1-5以及1-6是代替纤维素类超细纤维而使用硫酸盐浆作为较大尺寸的纤维素的例子。比较例1-5与比较例1-6的不同点在于,有无配合炭黑。这两个例子的抗裂寿命以及耐磨损性均恶化。另外,带强力保持率也较低,促进芯线的疲劳。其原因与比较例1-1以及1-3相同。
比较例1-7以及1-8是配合纤维素类超细纤维而不进行基于短纤维的加强的例子。比较例1-7与比较例1-8的不同点在于,有无配合炭黑。这两个例子的带抗裂寿命均良好,为200小时以上,但是,在高张力且高承载条件下的高张力运转试验中,在短时间内带破损,无法测量各项目的结果。其原因在于,底部橡胶的弹性率不足,橡胶弯曲变形。
如上所述,比较例1-1~1-8中,同时使用炭黑以及短纤维(尼龙短纤维、芳香族聚酰胺短纤维)的加强方式、基于非超细纤维的纤维素纤维的加强方式(包含是否配合炭黑的两种情况)以及使用纤维素类超细纤维而不使用其他短纤维的加强方式(包含是否配合炭黑的两种情况)无法同时满足所希望的全部性能。特别是,在本实施例的试验条件的这种高温环境下(100℃)无法满足性能,需要将使用条件限定为低温。
对此,通过将炭黑的一部分或者全部替换为纤维素类超细纤维,与基于短纤维的加强方式一起发挥作用,能够同时满足所希望的所有性能。但是,这需要在本实施例的这种高温条件下实现。
其具体的机制有待解明,但是,考虑是基于纤维素类超细纤维的加强与基于炭黑的加强在加强方式上有所不同。即,由炭黑吸附的橡胶层(结合橡胶)抑制橡胶的运动性,由此,表现出炭黑加强。另外,考虑到在该橡胶层未发生化学交联,反复变形时发热性变大,发生粘着磨损。与此相对,基于纤维素类超细纤维实现加强的细节尚不清楚,因此,此次结果是难以预想的事实。但是,作为基于结果的考察,纤维素类超细纤维附近的橡胶分子的运动性可能不像炭黑附近的橡胶分子那样被抑制,或者能够进行交联而确保作为橡胶状弹性体的性质。基于纤维素类超细纤维的加强效果也可能是超细纤维彼此的三维网络构造所带来的。但是,同时使用纤维素类超细纤维以及短纤维所带来效果与机制没有特别关联。
另外,相对于100质量份的橡胶成分配合20质量份的基于机械解纤方法的纤维素类超细纤维的实施例1-1与同样配合10质量份的基于化学解纤方法的纤维素类超细纤维的实施例1-2的各项评估内容基本相同。因此,基于化学解纤方法获得纤维素类超细纤维能够以少量配合实现同等的效果。
[试验评估2]
使用以氢化NBR(H-HBR)作为橡胶成分的橡胶组合物,制作实施例2-1~2-5以及比较例2-1~2-8的带。表2中示出了各自的详细内容。
<实施例2-1>
将H-HBR胶乳(日本ZEON公司生产商品名:ZLX-B)与通过机械解纤方法制造的纤维素超细纤维的水分散体混合,使水汽化,制作纤维素超细纤维/H-HBR的母料。
然后,将H-HBR(日本ZEON公司生产商品名:Zetpol2020)塑炼,并且,向其中投入母料进行混炼。对于母料的投入量,在H-HBR总量为100质量份的情况下,纤维素超细纤维的含量为20质量份。
然后,将H-HBR与纤维素超细纤维混炼,并且,向其中分别投入相对于100质量份的H-HBR的20质量份的作为加强材料的炭黑HAF、20质量份的芳香族聚酰胺短纤维、10质量份的油、5质量份的作为交联剂的有机过氧化物(日油公司生产商品名:PEROXYMON F40)以及1质量份的助交联剂(精工化学公司生产商品名:Hi-Cross M),继续混炼,制造未交联橡胶组合物。
将该未交联橡胶组合物成型为片状,作为用于构成带主体(压缩橡胶层、粘合橡胶层以及拉伸橡胶层)的未交联橡胶片,制作实施例2-1的切边V形带。
另外,对于芯线,使用进行了粘合处理的聚酯纤维制捻线。
<实施例2-2>
分别投入CR以及相对于100质量份的该CR的10质量份的通过化学解纤方法(TEMPO氧化处理)制造的纤维素超细纤维、20质量份的作为加强材料的炭黑HAF、10质量份的油、5质量份的作为交联剂的有机过氧化物以及1质量份的助交联剂进行混炼,制作未交联橡胶组合物。
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了使用该未交联橡胶组合物以外,制作与实施例2-1同样结构的实施例2-2的切边V形带。
<实施例2-3>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了不配合炭黑并且相对于100质量份的橡胶成分将通过化学方式进行纤维分解的纤维素类超细纤维的含量设置为20质量份以外,制作与实施例2-2同样结构的实施例2-3的带。
<实施例2-4>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了相对于100质量份的橡胶成分将芳香族聚酰胺短纤维设置为10质量份并且还配合10质量份的尼龙短纤维以外,制作与实施例2-2同样结构的实施例2-4的带。
<实施例2-5>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了代替20质量份的芳香族聚酰胺短纤维而配合20质量份的尼龙短纤维以外,制作与实施例2-2同样结构的实施例2-5的带。
<比较例2-1>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了相对于100质量份的橡胶成分将炭黑HAF的配合量设置为30质量份并且不配合纤维素类超细纤维以外,制作与实施例2-1同样结构的比较例2-1的带。
<比较例2-2>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了相对于100质量份的橡胶成分将炭黑HAF的配合量设置为90质量份以外,制作与比较例2-1同样结构的比较例2-2的带。
<比较例2-3>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了代替20质量份的芳香族聚酰胺短纤维而配合20质量份的尼龙短纤维以外,制作与比较例2-1同样结构的比较例2-3的带。
<比较例2-4>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了相对于100质量份的橡胶成分将炭黑HAF的配合量设置为90质量份并且代替20质量份的芳香族聚酰胺短纤维而配合20质量份的尼龙短纤维以外,制作与比较例2-1同样结构的比较例2-4的带。
<比较例2-5>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了相对于100质量份的橡胶成分将炭黑HAF的配合量设置为20质量份并且还配合相对于100质量份的橡胶成分的20质量份的非超细纤维的纤维素纤维以外,制作与比较例2-1同样结构的比较例2-5的带。
<比较例2-6>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了不配合炭黑HAF而配合相对于100质量份的橡胶成分的20质量份的非超细纤维的纤维素纤维以外,制作与比较例2-1同样结构的比较例2-5的带。
<比较例2-7>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了不配合芳香族聚酰胺短纤维以外,制作与实施例2-2同样结构的比较例2-7的带。
<比较例2-8>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了不配合炭黑HAF以及芳香族聚酰胺短纤维以外,制作与实施例2-2同样结构的比较例2-8的带。
[表2]
Figure GDA0002195420810000181
*在短时间内(30分钟左右)带断裂,无法测量
(试验评估方法)
与试验评估1同样,求出实施例2-1~2-5的各带的纤维素超细纤维的纤维直径的平均值、最小值以及最大值。另外,与试验评估1同样,求出实施例2-1~2-5以及比较例2-1~2-8的各带的带抗裂寿命,并且,进行高张力运转试验,评估轴间距变化、质量变化、磨损系数比、试验后有无粘着磨损、强力保持率。
但是,将测量带抗裂寿命以及高张力运转试验的环境温度设置为120℃。另外,测量直至300小时的带抗裂寿命,在即使超过300小时也没有确认产生裂痕的情况下,结束试验。
(试验评估结果)
表2中示出了实验结果。
根据表2可以看出,即使将橡胶成分设置为H-HBR,也能够得到与试验评估1同样的结果。特别是,与试验评估1相比,即使抗裂性评估带运转试验以及高张力带运转试验的环境温度较高(120℃),也能够得到良好的评估结果。其原因在于,作为一种可能性,纤维素类超细纤维的加强效果与炭黑的加强效果相比,温度依赖性较小。
[试验评估3]
使用以EPDM为橡胶成分的橡胶组合物,制作实施例3-1~3-5以及比较例3-1~3-8的用于试验评估的带。表3中示出了各自的详细内容。
<实施例3-1>
将在甲苯中分散有通过机械解纤方法制造的纤维素超细纤维的分散体与在甲苯中溶解有EPDM(JSR公司生产商品名:EP33)的溶液混合,使甲苯汽化,制作纤维素超细纤维/EPDM的母料。
然后,将EPDM塑炼,并且,向其中投入母料进行混炼。对于母料的投入量,在EPDM的总量为100质量份的情况下,纤维素超细纤维的含量为20质量份。
然后,将EPDM与纤维素超细纤维混炼,并且,向其中分别投入相对于100质量份的EPDM的20质量份的作为加强材料的炭黑、20质量份的芳香族聚酰胺短纤维、10质量份的油、5质量份的作为交联剂的有机过氧化物以及1质量份的助交联剂,继续混炼,制作未交联橡胶组合物。
将该未交联橡胶组合物成型为片状,作为用于构成带主体(压缩橡胶层,粘合橡胶层以及拉伸橡胶层)的未交联橡胶片,制作实施例3-1的切边V形带。
另外,对于芯线,使用进行了粘合处理的聚酯纤维制捻线。
<实施例3-2>
相对于100质量份的EPDM,混炼10质量份的通过化学解纤方法(TEMPO氧化处理)制造的纤维素超细纤维、20质量份的作为加强材料的炭黑、10质量份的油、5质量份的作为交联剂的有机过氧化物以及1质量份的助交联剂,制作未交联橡胶组合物。
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了使用该未交联橡胶组合物以外,制作与实施例3-1同样结构的实施例3-2的切边V形带。
<实施例3-3>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了不配合炭黑并且将通过化学方式进行纤维分解的纤维素类超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为20质量份以外,制作与实施例3-2同样结构的实施例3-3的带。
<实施例3-4>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了相对于100质量份的橡胶成分将芳香族聚酰胺短纤维设置为10质量份并且还配合10质量份的尼龙短纤维以外,制作与实施例3-2同样结构的实施例3-4的带。
<实施例3-5>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了代替20质量份的芳香族聚酰胺短纤维而配合20质量份的尼龙短纤维以外,制作与实施例3-2同样结构的实施例3-5的带。
<比较例3-1>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了将炭黑HAF的配合量相对于100质量份的橡胶成分设置为30质量份并且不配合纤维素类超细纤维以外,制作与实施例3-1同样结构的比较例3-1的带。
<比较例3-2>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了将炭黑HAF的配合量相对于100质量份的橡胶成分设置为90质量份以外,制作与比较例3-1同样结构的比较例3-2的带。
<比较例3-3>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了代替20质量份的芳香族聚酰胺短纤维而配合20质量份的尼龙短纤维以外,制作与比较例3-1同样结构的比较例3-3的带。
<比较例3-4>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了将炭黑HAF的配合量相对于100质量份的橡胶成分设置为90质量份并且代替20质量份的芳香族聚酰胺短纤维而配合20质量份的尼龙短纤维以外,制作与比较例3-1同样结构的比较例3-4的带。
<比较例3-5>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了将炭黑HAF的配合量相对于100质量份的橡胶成分设置为20质量份并且还配合相对于100质量份的橡胶成分的20质量份的非超细纤维的纤维素纤维以外,制作与比较例3-1同样结构的比较例3-5的带。
<比较例3-6>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了不配合炭黑HAF并且还配合相对于100质量份的橡胶成分的20质量份的非超细纤维的纤维素纤维以外,制作与比较例3-1同样结构的比较例3-5的带。
<比较例3-7>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了不配合芳香族聚酰胺短纤维以外,制作与实施例3-2同样结构的比较例3-7的带。
<比较例3-8>
作为用于构成带主体的未交联橡胶片,除了不配合炭黑HAF以及芳香族聚酰胺短纤维以外,制作与实施例3-2同样结构的比较例3-8的带。
[表3]
Figure GDA0002195420810000211
*在短时间内(30分钟左右)带断裂,无法测量
(试验评估方法)
与试验评估1同样,求出实施例3-1~3-5的各带的纤维素超细纤维的纤维直径的平均值、最小值以及最大值。另外,与试验评估1同样,求出实施例3-1~3-5以及比较例3-1~3-8的各带的带抗裂寿命,并且,进行高张力运转试验,评估轴间距变化、质量变化、磨损系数比、试验后有无粘着磨损、强力保持率。
但是,将测量带抗裂寿命以及高张力运转试验的环境温度设置为120℃。另外,测量直至300小时的带抗裂寿命,在即使超过300小时也没有确认产生裂痕的情况下,结束试验。
(试验评估结果)
表3中示出了实验结果。
根据表3可以看出,即使将橡胶成分设置为EPDM,也能够得到与试验评估1以及2同样的结果。特别是,与试验评估1相比,即使抗裂性评估带运转试验以及高张力带运转试验的环境温度较高(120℃),也能够得到良好的评估结果。
[实施方式2]
(多楔带B)
图1以及图2是表示实施方式2所涉及的多楔带B的图。
实施方式2所涉及的多楔带B例如可以是用于设置在汽车的发动机室内的辅机驱动带传动装置等的环形动力传递部件。对于实施方式2所涉及的多楔带B,例如,带长为700~3000mm,带宽为10~36mm,带厚为4.0~5.0mm。
实施方式2所涉及的多楔带B具备橡胶制的多楔带主体10,该多楔带主体10构成为下述三层构造:构成带内周侧的带轮接触部分的压缩橡胶层11、中间的粘合橡胶层12以及带外周侧的背面橡胶层13。在多楔带主体10的粘合橡胶层12的厚度方向上的中间部,以在带宽方向上形成具有螺距的螺旋的方式埋设有芯线14。此外,也可以代替背面橡胶层13而设置背面加强布,多楔带主体10构成为压缩橡胶层11与粘合橡胶层12双层。
压缩橡胶层11设置为多个V形肋16沿带的内周侧垂下。多个V形肋16分别形成为沿带长方向延伸的截面呈大致倒三角形的突条,并且设置为沿带宽方向排列。对于各V形肋16,例如,肋高为2.0~3.0mm,基端间的宽度为1.0~3.6mm。V形肋16的数量例如为3~6个(图1中为6个)。粘合橡胶层12构成为截面呈横长方形的带状,其厚度例如为1.0~2.5mm。背面橡胶层13也构成为截面呈横长方形的带状,厚度例如为0.4~0.8mm。从抑制背面驱动时产生声音的方面考虑,在背面橡胶层13的表面优选设置有织布图案。
压缩橡胶层11、粘合橡胶层12以及背面橡胶层13由橡胶组合物形成,该橡胶组合物通过对在橡胶成分中配合各种橡胶配合剂并混炼的未交联橡胶组合物加热加压并利用交联剂交联而制成。用于形成压缩橡胶层11、粘合橡胶层12以及背面橡胶层13的橡胶组合物可以相同,也可以不同。
作为用于形成压缩橡胶层11、粘合橡胶层12以及背面橡胶层13的橡胶组合物的橡胶成分,例如,可以列举乙烯-丙烯共聚物(EPR)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物等乙烯-α-烯烃弹性体、氯丁橡胶(CR)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)、氢化丙烯腈橡胶(H-HBR)等。橡胶成分优选其中的一种或者两种以上的混合橡胶。优选用于形成压缩橡胶层11、粘合橡胶层12以及背面橡胶层13的橡胶组合物的橡胶成分相同。
用于形成压缩橡胶层11、粘合橡胶层12以及背面橡胶层13的橡胶组合物中的至少一种含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维。优选用于形成压缩橡胶层11、粘合橡胶层12以及背面橡胶层13的所有橡胶组合物含有纤维素类超细纤维,但是,更优选至少用于形成构成带轮接触部分的压缩橡胶层11的橡胶组合物含有纤维素类超细纤维。
根据实施方式2所涉及的多楔带B,如上所述,用于构成多楔带主体10的压缩橡胶层11、粘合橡胶层12以及背面橡胶层13的橡胶组合物中的至少一种含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维,因此,能够得到优异的耐弯曲疲劳性。另外,特别是在形成用于构成接触部分的压缩橡胶层11的橡胶组合物包含纤维素类超细纤维的情况下,能够得到较高的耐磨损性,并且得到稳定的摩擦系数。
纤维素类超细纤维是来源于纤维素超细纤维的纤维材料,该纤维素超细纤维由将植物纤维细细拆解得到的植物细胞壁的骨架成分构成。作为纤维素类超细纤维的原料植物,例如,可以列举木材、竹子、稻子(稻草)、土豆、甘蔗(蔗渣)、水草、海藻等。其中,优选木材。
纤维素类超细纤维可以是纤维素超细纤维自身,也可以是疏水化处理后的疏水化纤维素超细纤维。另外,作为纤维素类超细纤维,也可以同时使用纤维素超细纤维和疏水化纤维素超细纤维。从分散性方面考虑,纤维素类超细纤维优选包含疏水化纤维素超细纤维。作为疏水化纤维素超细纤维,可以列举将纤维素的羟基的一部分或者全部置换为疏水基团的纤维素超细纤维以及使用表面处理剂进行疏水化表面处理的纤维素超细纤维。
作为用于得到将纤维素的羟基的一部分或者全部置换为疏水基团的纤维素超细纤维的疏水化,例如,可以列举酯化(酰化)(烷基酯化、复合酯化、β-酮酸酯化等)、烷基化、甲苯磺酰化、环氧化、芳基化等。其中,优选酯化。具体来讲,酯化的疏水化纤维素超细纤维可以是将纤维素的羟基的一部分或者全部通过乙酸、无水乙酸、丙酸、丁酸等羧酸或者其卤化物(特别是氯化物)进行酰化的纤维素超细纤维。作为用于得到使用表面处理剂进行疏水化表面处理的纤维素超细纤维的表面处理剂,例如,可以列举硅烷偶联剂等。
对于纤维素类超细纤维,从提高耐弯曲疲劳性方面考虑,优选纤维直径的分布较广,纤维直径的分布范围包含50~500nm。从上述方面考虑,其纤维直径的分布的下限优选20nm以下,更优选10nm以下。根据相同观点,上限优选优选700nm以上,更优选1μm以上。纤维素类超细纤维的纤维直径的分布范围优选包含20nm~700nm,更优选包含10nm~1μm。
橡胶组合物中包含的纤维素类超细纤维的平均纤维直径优选10nm以上,更优选20nm以上,另外,优选700nm以下,更优选100nm以下。
将橡胶组合物的样品冷冻粉碎后,使用透射型电子显微镜(TEM)观察其截面,并且任意选择50根纤维素类超细纤维测量纤维直径,基于该测量结果求出纤维素类超细纤维的纤维直径分布。另外,求出该任意选择的50根纤维素类超细纤维的纤维直径的平均数作为纤维素类超细纤维的平均纤维直径。
纤维素类超细纤维可以是通过机械解纤方法制造的高纵横比的纤维素类超细纤维,也可以是通过化学解纤方法制造的针状结晶体。其中,优选通过机械解纤方法制造。另外,作为纤维素类超细纤维,可以同时使用通过机械解纤方法制造的纤维素类超细纤维以及通过化学解纤方法制造的纤维素类超细纤维。作为用于机械解纤方法的解纤装置,例如,可以列举双轴混炼机等混炼机、高压均质机、研磨机、砂磨机等。作为用于化学解纤方法的处理,例如,可以列举酸水解处理等。
对于橡胶组合物中的纤维素类超细纤维的含量,从提高耐弯曲疲劳性方面考虑,相对于100质量份的橡胶成分,优选1质量份以上,更优选3质量份以上,进一步优选5质量份以上,另外,优选30质量份以下,更优选20质量份以下,进一步优选10质量份以下。
作为橡胶配合剂,可以列举加强材料、加工油、加工助剂、硫化促进助剂、交联剂、硫化促进剂、抗老化剂等。
作为加强材料,在炭黑中例如可以列举槽法炭黑、SAF、ISAF、N-339、HAF、N-351、MAF、FEF、SRF、GPF、ECF、N-234等炉法炭黑、FT、MT等热碳黑、乙炔炭黑等。作为加强材料还可以列举二氧化硅。加强材料优选其中的一种或者两种以上。对于加强材料的含量,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,优选50~90质量份。
作为油,例如,可以列举石油类软化剂、石蜡油等矿物油类油、蓖麻油、棉籽油、亚麻籽油、菜籽油、大豆油、棕榈油、椰子油、花生油、树腊、松香油、松油等植物油。油优选其中的一种或者两种以上。对于油的含量,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以是10~30质量份。
作为加工助剂,例如,可以列举硬脂酸、聚乙烯蜡、脂肪酸的金属盐等。加工助剂优选其中的一种或者两种以上。对于加工助剂的含量,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以是0.5~2质量份。
作为硫化促进助剂,例如,可以列举氧化锌(锌白)、氧化镁等金属氧化物、金属碳酸盐、脂肪酸及其衍生物等。硫化促进助剂优选其中的一种或者两种以上。对于硫化促进助剂的含量,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以为3~7质量份。
作为抗老化剂,例如,可以列举苯并咪唑类抗老化剂、胺酮类抗老化剂、二胺类抗老化剂、苯酚类抗老化剂等。抗老化剂优选其中的一种或者两种以上。对于抗老化剂的含量,相对于100质量份的橡胶成分,例如可以是0.1~5质量份。
作为助交联剂,例如,可以列举马来酰亚胺类、TAIC、1,2-聚丁二烯、肟类、胍以及三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯类物质以及液态橡胶等。助交联剂优选其中的一种或者两种以上。对于助交联剂含量,相对于100质量份的橡胶成分,例如可以是0.5~30质量份。
作为交联剂,可以列举硫以及有机过氧化物。作为交联剂,可以配合硫,也可以配合有机过氧化物,也可以同时使用这两者。对于交联剂的配合量,在硫的情况下,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以是1~5质量份,在有机过氧化物的情况下,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以是1~5质量份。
作为硫化促进剂,例如,可以列举秋兰姆类(例如TETD、TT、TRA等)、噻唑类(例如MBT、MBTS等)、亚磺酰胺类(例如CZ等)、二硫代氨基甲酸酯类(例如BZ-P等)等。硫化促进剂优选其中的一种或者两种以上。对于硫化促进剂的含量,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以为1~3质量份。
在用于构成压缩橡胶层11、粘合橡胶层12以及背面橡胶层13的橡胶组合物中,可以含有纤维直径为10μm以上的短纤维16。特别是,优选在形成用于构成带轮接触部分的压缩橡胶层11的橡胶组合物中含有短纤维16。在该情况下,优选在压缩橡胶层11中以沿带宽方向取向的方式含有短纤维16,另外,优选压缩橡胶层11的在V形肋15表面露出的短纤维16的一部分从表面突出。此外,短纤维16可以不是配合于橡胶组合物的结构,而是在压缩橡胶层11的V形肋15表面移植短纤维的结构。
作为短纤维16,例如,可以列举尼龙短纤维、维尼纶短纤维、芳香族聚酰胺短纤维、聚酯短纤维、绵短纤维。例如,可以将实施了浸渍于RFL水溶液等后加热的粘合处理的长纤维切断为规定长度来制造短纤维16。短纤维16的长度例如可以是0.2~5.0mm,纤维直径例如可以是10~50μm。
对于短纤维16的含量,相对于100质量份的橡胶成分,优选5质量份以上,更优选10质量份以上,另外,优选30质量份以下,更优选20质量份以下。对于短纤维16的含量,优选比纤维素类超细纤维的含量多。短纤维16的含量与纤维素类超细纤维的含量之比(短纤维16的含量相对于纤维素类超细纤维的含量)优选1以上,更优选2以上,另外,优选15以下,更优选5以下。对于纤维素类超细纤维与短纤维16的总含量,相对于100质量份的橡胶成分,优选1质量份以上,更优选5质量份以上,另外,优选25质量份以下,更优选15质量份以下。
通过由聚酰胺纤维、聚酯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚酰胺纤维等形成的捻线来构成芯线14。芯线14的直径例如可以是0.5~2.5mm,截面中彼此相邻的芯线14中心之间的尺寸例如可以是0.05~0.20mm。对芯线14实施相对于多楔带主体10具有粘合性的粘合处理。
下面,图12表示使用实施方式2所涉及的多楔带B的汽车的辅机驱动带传动装置20的带轮设计。该辅机驱动带传动装置20是将多楔带B卷绕在4个肋轮以及2个平轮的6个带轮上从而传递动力的蛇形驱动式装置。
在该辅机驱动带传动装置20中,在最上面位置设置有作为肋轮的动力转向带轮21,在该动力转向带轮21的下方设置有作为肋轮的AC发生器带轮22。另外,在动力转向带轮21的左下方设置有作为平轮的拉紧带轮23,在该拉紧带轮23的下方设置有作为平轮的水泵带轮24。并且,在拉紧带轮23的左下方设置有作为肋轮的曲轴带轮25,在该曲轴带轮25的右下方设置有作为肋轮的空调带轮26。这些带轮例如可以由金属的冲压加工件、铸件或者尼龙树脂、苯酚树脂等树脂成型品构成,另外,带轮直径
Figure GDA0002195420810000251
可以为50~150mm。
并且,在该辅机驱动带传动装置20中,多楔带B设置为:以V形肋16侧接触的方式卷绕在动力转向带轮21上,然后,以带背面接触的方式卷绕在拉紧带轮23上后,以V形肋16侧接触的方式依次卷绕在曲轴带轮25以及空调带轮26上,然后,以带背面接触的方式卷绕在水泵带轮24上,然后,以V形肋16侧接触的方式卷绕在AC发生器带轮22上,最后返回至动力转向带轮21。架设在带轮间的多楔带B的长度即带的跨度长例如可以是50~300mm。带轮间能够发生的轴心差可以是0~2°。
(多楔带B的制造方法)
实施方式2所涉及的多楔带B的制造方法与实施方式1所涉及的多楔带相同。
-实施例-
[多楔带]
制作以下实施例4-1~实施例4-9以及比较例4的多楔带。表4中示出了各细节。
<实施例4-1>
调制在甲苯中分散有以木材为原料的粉末纤维素(日本制纸公司生产商品名:KCFLOCK W-50GK)的分散体,使用高压均质机,使该分散体彼此撞击,将粉末纤维素分离成纤维素超细纤维,得到在甲苯中分散有纤维素超细纤维的分散体。由此,通过机械解纤方法制造纤维素超细纤维,另外,没有进行疏水化处理。
然后,将在甲苯中分散有纤维素超细纤维的该分散体与在甲苯中溶解有三元乙丙橡胶(JSR公司生产商品名:EP33,以下称为“EPDM”)的溶液配合,使甲苯汽化,制作纤维素超细纤维/EPDM的母料。
然后,将EPDM塑炼,并且,向其中投入母料进行混炼。对于母料的投入量,在EPDM的总量为100质量份的情况下,纤维素超细纤维的含量为1质量份。
然后,将EPDM与纤维素超细纤维混炼,并且,向其中分别投入相对于100质量份的EPDM的60质量份的HAF炭黑(三菱化学公司生产商品名:DiablackH)、15质量份的加工油(SUN石油公司生产商品名:SUNPAR2280)、1质量份的作为加工助剂的硬脂酸(新日本理化公司生产商品名:硬脂酸50S)、5质量份的作为硫化促进助剂的氧化锌(界化学公司生产商品名:氧化锌三种)、2.5质量份的苯并咪唑类抗老化剂(大内新兴化学工业公司生产商品名:NocracMB)、2.3质量份的作为交联剂的硫(细井化学公司生产商品名:油硫)以及2质量份的秋兰姆类硫化促进剂(大内新兴化学工业公司生产商品名:Nocseller TET-G),继续混炼,从而制作未交联橡胶组合物。
使用该未交联橡胶组合物,制作与以纹理方向为带宽方向形成压缩橡胶层的实施方式2同样结构的实施例4-1的多楔带。
对于实施例4-1的多楔带,带长为1400mm,带宽为2.2mm,带厚为4.5mm,V形肋数量为3个。此外,粘合橡胶层以及背面橡胶层由不含有纤维素超细纤维以及短纤维的橡胶组合物形成,芯线由实施了粘合处理的聚酯纤维制捻线形成。
<实施例4-2>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为3质量份以外,与实施例4-1同样制作实施例4-2的多楔带。
<实施例4-3>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为5质量份以外,与实施例4-1同样制作实施例4-3的多楔带。
<实施例4-4>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为10质量份以外,与实施例4-1同样制作实施例4-4的多楔带。
<实施例4-5>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为15质量份以外,与实施例4-1同样制作实施例4-5的多楔带。
<实施例4-6>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为25质量份以外,与实施例4-1同样制作实施例4-6的多楔带。
<实施例4-7>
除了在用于压缩橡胶层的未交联橡胶组合物含有相对于100质量份的橡胶成分的14质量份的尼龙短纤维(帝人公司生产商品名:CFN3000纤维直径:26μm纤维长度:3mm)以外,与实施例4-1同样制作实施例4-7的多楔带。短纤维的含量与纤维素类超细纤维的含量之比(表4的“B/A”)为14。相对于100质量份的橡胶成分,纤维素类超细纤维以及短纤维的总含量(表4的“A+B”)为15质量份。
<实施例4-8>
除了在用于压缩橡胶层的未交联橡胶组合物中含有相对于100质量份的橡胶成分的12质量份的尼龙短纤维以外,与实施例4-2同样制作实施例4-8的多楔带。短纤维的含量与纤维素类超细纤维的含量之比(B/A)为4。相对于100质量份的橡胶成分,纤维素类超细纤维以及短纤维的总含量(A+B)为15质量份。
<实施例4-9>
除了在用于压缩橡胶层的未交联橡胶组合物中含有相对于100质量份的橡胶成分的10质量份的尼龙短纤维以外,与实施例4-3同样制作实施例4-9的多楔带。短纤维的含量与纤维素类超细纤维的含量之比(短纤维的含量相对于纤维素类超细纤维的含量)为3。相对于100质量份的橡胶成分,纤维素类超细纤维以及短纤维的总含量为15质量份。
<比较例4>
除了在用于压缩橡胶层的未交联橡胶组合物中未含有纤维素超细纤维并且含有相对于100质量份的橡胶成分的15质量份的尼龙短纤维以外,与实施例4-1同样制作比较例4的多楔带。
[表4]
Figure GDA0002195420810000281
(试验评估方法)
<平均纤维直径、纤维直径分布>
将采集的构成实施例4-1~4-5各多楔带的压缩橡胶层的橡胶组合物的样品冷冻粉碎后,使用扫描型电子显微镜(SEM)观察其截面,并且,任意选择50根纤维测量纤维直径,求出其平均数作为平均纤维直径。另外,求出50根纤维素超细纤维中的纤维直径的最大值以及最小值。
<摩擦系数测量试验>
图17表示摩擦系数测量装置140。
该摩擦系数测量装置140由试验带轮141以及设置在其一侧的载荷单元142构成,该试验带轮141由带轮直径为75mm的肋轮构成。试验带轮141由铁类的材料S45C构成。多楔带的试验片143从载荷单元142沿水平延伸后卷绕在试验带轮141上,即,以与试验带轮141的卷绕角度为90°的方式设置。
将实施例4-1~4-9以及比较例4的各多楔带切断,制作带状的试验片143,将其一端固定在载荷单元142上,卷绕试验带轮141,在另一端悬挂安装砝码144。然后,在环境温度25℃,在使砝码144下降的方向上使试验带轮141以43rpm的转速旋转,在旋转开始后60秒的时刻,通过载荷单元142检测试验片143的试验带轮141与载荷单元142之间的水平部分所承受的张力Tt。此外,试验片143的试验带轮141与砝码144的垂直部分所承受张力Ts是砝码144的重量即17.15N。然后,基于Euler的公式,通过下面的公式(2)求出压缩橡胶层表面干燥时的摩擦系数μ。此外,θ=π/2。
[公式2]
Figure GDA0002195420810000291
另外,在试验带轮141上设置水,在水干时实施同样的试验,然后,求出从水干时的摩擦系数中减去干燥时的摩擦系数的差。
<耐磨损性评估带运转试验>
图18表示用于评估耐磨损性的带运转试验机150的带轮设计。用于评估耐磨损性的带运转试验机150具备带轮直径
Figure GDA0002195420810000292
为60mm的驱动肋轮151以及设置在其右侧的带轮直径为60mm的从动肋轮152。从动肋轮152设置为左右可动,以使得能够承受轴向载荷(自重DW),对多楔带B施加张力。
对于实施例4-1~实施例4-9以及比较例4的各多楔带,在测量带质量后,卷绕在用于评估耐磨损性的带运转试验机150的驱动肋轮151与从动肋轮152之间,从动肋轮152向右侧承受490N的轴向载荷,对多楔带B施加张力,并且,施加5.9kW(8PS)的旋转负荷,在常温环境下,使驱动肋轮151以3500rpm的转速旋转,运转带。然后,在运转开始24小时后停止运转带运转,测量多楔带的带质量,并且求出质量减少量的百分率。
<耐弯曲疲劳性评估带运转试验>
图19表示用于评估耐弯曲疲劳性的带运转试验机160的带轮设计。
用于评估耐弯曲疲劳性的带运转试验机160具备带轮直径
Figure GDA0002195420810000293
为60mm的驱动肋轮161、设置在其上方的带轮直径
Figure GDA0002195420810000294
为60mm的第一从动肋轮162a、设置在驱动肋轮161与第一从动肋轮162a的中间部的右侧的带轮直径
Figure GDA0002195420810000295
为60mm的第二从动肋轮162b、以及上下隔开间隔设置在驱动肋轮161与第一从动肋轮162a的中间部的右侧的带轮直径
Figure GDA0002195420810000296
分别为50mm的一对导轮163。第一从动肋轮162a设置为上下可动,以使得能够承受轴向载荷(自重DW),对多楔带B施加张力。此外,在该用于评估耐弯曲疲劳性的带运转试验机160中,使多楔带B向背面侧弯曲,使V形肋前端的变形变大,加速弯曲疲劳。
对于实施例4-1~实施例4-9以及比较例4的各多楔带,以压缩橡胶层与驱动肋轮161、第一以及第二从动肋轮162a、162b接触、背面橡胶层与导轮163接触的方式分别卷绕在用于评估耐弯曲疲劳性的带运转试验机160上,另外,第一从动肋轮162a向上方承受588N的轴向载荷,对多楔带B施加张力,在70℃的环境温度下,使驱动肋轮161以5100rpm的转速旋转,运转带。然后,定期停止运转带,并且目视确认压缩橡胶层是否产生裂痕,将直至确认产生裂痕的带运转时间作为裂痕产生寿命。
(试验评估结果)
表2中示出了实验结果。此外,在下面不特别说明的情况下,纤维素超细纤维的含量是指相对于100质量份的橡胶成分的质量份。
<平均纤维直径、纤维直径分布>
形成实施例4-1~实施例4-9的各多楔带的压缩橡胶层的橡胶组合物中含有的纤维素超细纤维的纤维直径的分布均较为广泛。
<摩擦系数>
比较例4的摩擦系数为0.6,与此相对,实施例4-1~实施例4-9的摩擦系数为0.6~1.1的范围,与比较例4相同或者稍大于比较例4。但是,实施例4-1~实施例4-9的所有实施例中,干燥时的摩擦系数与水干时的摩擦系数的变化量(增加量)小于比较例4时的0.9。特别是,纤维素超细纤维的含量为5质量份以上的实施例4-3~实施例4-6以及包含纤维素超细纤维以及尼龙短纤维两者的实施例4-7~实施例4-9中,增加量为-0.05~0.05,接近0,由此可知,可以抑制溅水后水干时的摩擦系数增加。即使在纤维素超细纤维的含量最少(1质量份)的实施例4-1的情况下,摩擦系数的变化为0.5,与比较例4相比,也是接近一半的值。
由此可知,通过在形成压缩橡胶层的橡胶组合物中含有纤维素超细纤维,能够抑制溅水后的摩擦系数变化。在不含有尼龙短纤维而仅含有纤维素超细纤维或者含有尼龙短纤维以及纤维素类超细纤维两者的情况下,都能够发挥这种效果。
<耐磨损性>
比较例4的质量减少量即磨损率为3.2%,与此相对,即使是纤维素超细纤维的含量为1质量份的实施例4-1也可以改善为2.8%,由此可知,随着纤维素超细纤维的含量增加,耐磨损性提高(在实施例4-2~实施例4-6中,依次为2.7、2.1、1.9、1.8以及1.7)。但是,纤维素超细纤维的含量超过10质量份时,即使继续增加含量,改善效果也较小(实施例4-4~实施例4-6)。
另外,含有15质量份的尼龙短纤维的比较例4的质量减少量为3.2%,另外,纤维素超细纤维的含量为1质量份的实施例4-1为2.8%,与之相比,尼龙短纤维的含量为14质量份以及纤维素超细纤维的含量为1质量份的实施例4-7为2.3%。即,由此可知,通过含有尼龙短纤维以及纤维素超细纤维两者,可以进一步提高耐磨损性。通过实施例4-7~实施例4-9可知,虽然纤维素超细纤维以及尼龙短纤维的含量合计相同,但是,增加纤维素超细纤维的含量比例可以更有效地提高耐磨损性。
<耐弯曲疲劳性>
在尼龙短纤维的含量为15质量份的比较例4中,裂痕产生寿命为520小时,与此相对,在纤维素超细纤维的含量为1质量份的实施例4-1中,裂痕产生寿命为1205小时,改善为两倍以上。通过将纤维素超细纤维的含量增加至3质量份,可以进一步改善裂痕产生寿命(实施例4-2),但是,继续增加时,裂痕产生寿命反而变短(实施例4-3~实施例4-6)。然而,即使在纤维素超细纤维的含量为25质量份的实施例4-6中,裂痕产生寿命也为900小时,与比较例4相比也得到了大幅度的改善。
由此可见,在同时使用纤维素超细纤维以及尼龙短纤维的情况下,可以相比比较例4更好地提高耐弯曲疲劳性。另外,通过增加纤维素超细纤维的含量的比例,可以提高耐弯曲疲劳性(实施例4-7~实施例4-9)。
如上所述,通过在形成压缩橡胶层的橡胶组合物中含有纤维素超细纤维,能够制作摩擦系数的稳定性(抑制溅水引起的变化)、耐磨损性、耐弯曲疲劳性等得到改善的多楔带。
[实施方式3]
(平带C)
图13示意性表示实施方式3的平带C。实施方式3所涉及的平带C例如是用于送风机、压缩机、发电机等驱动传递用途、汽车的辅机驱动用途等高负荷条件下使用的要求较长寿命的动力传递部件。对于平带C,例如,带长为600~3000mm,带宽为10~20mm,带厚为2~3.5mm。
实施方式3所涉及的平带C具备带内周侧的内侧橡胶层121、该带外周侧的粘合橡胶层122以及该带的进一步外周侧的外侧橡胶层123以层叠方式设置从而一体化的平带主体120。在粘合橡胶层122中,在其带厚方向的中间部,以在带宽方向上形成具有螺距的螺旋的方式埋设有芯线124。
内侧橡胶层121、粘合橡胶层122以及外侧橡胶层123分别形成为截面呈横长方形的带状,由橡胶组合物形成,该橡胶组合物通过对在橡胶成分中配合各种配合剂并混炼的未交联橡胶组合物加热加压并利用交联剂交联而制成。内侧橡胶层121的厚度优选0.3mm以上,更优选0.5mm以上,另外,优选3.0mm以下,更优选2.5mm以下。粘合橡胶层122的厚度例如可以为0.6~1.5mm。外侧橡胶层123的厚度例如可以为0.6~1.5mm。
形成内侧橡胶层121、粘合橡胶层122以及外侧橡胶层123的橡胶组合物中的至少一种含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维。优选形成内侧橡胶层121、粘合橡胶层122以及外侧橡胶层123的所有橡胶组合物含有纤维素类超细纤维,但是,更优选至少形成内侧橡胶层121的橡胶组合物含有纤维素类超细纤维。
形成内侧橡胶层121、粘合橡胶层122以及外侧橡胶层123的橡胶组合物具有与实施方式2的形成压缩橡胶层111、粘合橡胶层112以及背面橡胶层113的橡胶组合物相同的结构。纤维素类超细纤维也具有与实施方式2相同的结构。
在形成内侧橡胶层121、粘合橡胶层122以及外侧橡胶层123的橡胶组合物中,可以含有短纤维126。特别是优选在形成内侧橡胶层121的橡胶组合物中含有短纤维126。在该情况下,优选在内侧橡胶层121中以沿带宽方向取向的方式含有短纤维126。短纤维126具有与实施方式2相同的结构。
另外,芯线124具有与实施方式2相同的结构。
根据实施方式3所涉及的平带C,形成用于构成这种平带主体120的内侧橡胶层121、粘合橡胶层122以及外侧橡胶层123的橡胶组合物中的至少一种含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维,因此,能够得到优异的耐弯曲疲劳性。另外,特别是在形成用于构成接触部分的内侧橡胶层121的橡胶组合物含有纤维素类超细纤维的情况下,能够得到较高的耐磨损性,并且得到稳定的摩擦系数。
(平带C的制造方法)
基于图14、图15以及图16对实施方式3所涉及的平带C的制造方法进行说明。
实施方式3所涉及的平带C的制造方法具有材料准备工序、成型工序、交联工序以及最终加工工序。
<材料准备工序>
与实施方式2同样的方式制作用于内侧橡胶层、粘合橡胶层以及外侧橡胶层的未交联橡胶片121’、122’、123’,其中含有纤维素类超细纤维。此外,通过在橡胶成分中配合各种橡胶配合剂,使用捏合机、班伯里密炼机等混炼机进行混炼,将得到的未交联橡胶组合物通过压延成型等成型为片状从而制作不含有纤维素类超细纤维的片。
另外,与实施方式2同样,对芯线124’实施粘合处理。
<成型工序>
如图14(a)所示,在圆筒模具145的外周卷绕用于内侧橡胶层的未交联橡胶片121’后,在其上面卷绕用于粘合橡胶层的未交联橡胶片122’。
然后,如图14(b)所示,在用于粘合橡胶层的未交联橡胶片122’上以螺旋状卷绕芯线124’后,在其上面卷绕用于粘合橡胶层的未交联橡胶片122’。
然后,如图14(c)所示,在用于粘合橡胶层的未交联橡胶片122’上卷绕用于外侧橡胶层的未交联橡胶片123’。由此,在圆筒模具145上形成有层叠成型体C’。
<交联工序>
然后,如图15所示,在对圆筒模具145上的层叠成型体C’覆盖橡胶套筒146后,将其设置在硫化罐中进行密闭,通过高热的水蒸汽等对圆筒模具145加热,并且施加高压,将橡胶套筒146向圆筒模具145侧的半径方向推压。此时,层叠成型体C’的未交联橡胶组合物流动,并且发生橡胶成分的交联反应,而且,芯线124’发生粘合反应,由此,如图16所示,在圆筒模具145上形成筒状的带板S。
<研磨、最终加工工序>
在研磨、最终加工工序中,从硫化罐中取出圆筒模具145,在将形成在圆筒模具145上的圆筒状的带板S离模后,研磨其外周面和/或内周面,使得厚度均匀化。
最后,将带板S按照规定的宽度切割,从而制作平带C。
-实施例-
[平带]
制作以下实施例5-1~实施例5-6以及比较例5-1~比较例5-2的平带。表5示出了各自的详细内容。
<实施例5-1>
与实施例4-1同样,制作纤维素超细纤维/EPDM的母料。
然后,将EPDM塑炼,并且向其中投入母料进行混炼。对于母料的投入量,在EPDM总量为100质量份的情况下,纤维素超细纤维的含量为1质量份。
然后,将EPDM与纤维素超细纤维混炼,并且向其中分别投入相对于100质量份的EPDM的40质量份的HAF炭黑(三菱化学公司生产商品名:DiablackH)、5质量份的加工油(SUN石油公司生产商品名:SUNPAR2280)、0.5质量份的作为加工助剂的硬脂酸(新日本理化公司生产商品名:硬脂酸50S)、5质量份的作为硫化促进助剂的氧化锌(界化学公司生产商品名:氧化锌三种)、2质量份的苯并咪唑类抗老化剂(大内新兴化学工业公司生产商品名:NocracMB)以及6质量份的作为交联剂的有机过氧化物(日油公司生产商品名:PEROXYMONF-40纯度40质量%),继续混炼,制作未交联橡胶组合物。
使用该未交联橡胶组合物,制造与以纹理方向为带宽方向的方式形成内侧橡胶层的实施方式3同样结构的实施例5-1的平带。
对于实施例5-1的多楔带,带长为1118mm,带宽为10mm,带厚为2.8mm。此外,粘合橡胶层以及外侧橡胶层由不含有纤维素超细纤维以及短纤维的橡胶组合物形成,芯线由实施了粘合处理的聚酯纤维制捻线形成。
<实施例5-2>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为3质量份以外,与实施例5-1同样制作实施例5-2的平带。
<实施例5-3>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为5质量份以外,与实施例5-1同样制作实施例5-3的平带。
<实施例5-4>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为10质量份以外,与实施例5-1同样制作实施例5-4的平带。
<实施例5-5>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为15质量份以外,与实施例5-1同样制作实施例5-5的平带。
<实施例5-6>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为25质量份以外,与实施例5-1同样制作实施例5-6的平带。
<比较例5-1>
除了在形成内侧橡胶层的橡胶组合物中不含有纤维素超细纤维以外,与实施例5-1同样制作比较例5-1的平带。
<比较例5-2>
除了在形成内侧橡胶层的橡胶组合物中不含有纤维素超细纤维并且相对于100质量份的橡胶成分含有5质量份的尼龙短纤维以外,与实施例5-1同样制作比较例5-2的平带。
[表5]
Figure GDA0002195420810000351
(试验评估方法)
<平均纤维直径、纤维直径分布>
采集构成实施例5-1~实施例5-6的各平带的内侧橡胶层的橡胶组合物的样品,通过与试验评估1同样的方法,求出纤维素超细纤维的平均纤维直径、纤维直径的最大值以及最小值。
<摩擦、磨损特性评估带运转试验>
图20表示用于评估摩擦、磨损特性的带运转试验机170的带轮设计。
用于评估摩擦、磨损特性的带运转试验机170具备带轮直径
Figure GDA0002195420810000352
为120mm的驱动平轮171、设置在其上方的带轮直径为120mm的第一从动平轮172、设置在它们的上下方向的中间位置的右侧的带轮直径
Figure GDA0002195420810000353
为50mm的第二从动平轮173。第二从动平轮173设置为左右可动,以使得能够承受轴向载荷(自重DW),对平带C施加张力。
将实施例5-1~实施例5-6以及比较例5-1~比较例5-2的各平带C卷绕在用于评估摩擦、磨损特性的带运转试验机170的驱动平轮171、第一以及第二从动平轮72,73之间,第二从动平轮173向右侧承受98N的轴向载荷,对平带C施加张力,并且,在第一从动平轮172上施加8.8kW的旋转负荷,在120℃的环境温度下,使驱动平轮171以4800rpm的转速旋转,运转带。然后,在运转开始24小时后停止运转带,使用图17所示的摩擦系数测量装置140通过与试验评估1同样的方法求出带运转后的内侧橡胶层表面的摩擦系数。此外,作为试验带轮141,使用带轮直径
Figure GDA0002195420810000361
为65mm的平轮。
另外,将带运转时间设置为500小时,进行同样的试验,并且相比将带运转时间设为24小时的情况,计算出摩擦系数的变化量。
然后,目测观察带运转24小时后的驱动平轮171、第一以及第二从动平轮72、73的运转面,从感官上评估表面状态,根据橡胶的附着量以及质感,按照下述方式,对粘着磨损发生指数进行数值判定。
附着有粘合状可擦除橡胶的渣状物质的情况下:100
存在粉状附着物的情况下:50,
无附着物的情况下:0
其中,难以聚集的橡胶呈粉状,有从带表面脱落的倾向。即使耐磨损性良好,但如果磨损粉的状态较差,磨损粉为异物,则产品价值也较低。
<耐磨损性评估带运转试验>
图21表示用于评估耐磨损性的带运转试验机180的带轮设计。
用于评估耐磨损性的带运转试验机180具备带轮直径
Figure GDA0002195420810000362
为100mm的驱动平轮181以及设置在其左侧的带轮直径为100mm的从动平轮182。驱动平轮181设置为左右可动,以使得能够承受轴向载荷(自重DW),对平带C施加张力。
对于实施例5-1~实施例5-6以及比较例5-1~比较例5-2的各平带C,在测量带质量后,将其卷绕在用于评估耐磨损性的带运转试验机180的驱动平轮181与从动平轮182之间,驱动平轮181向右侧承受300N的轴向载荷,对平带C施加张力,并且在从动平轮182上承受12N·m的旋转扭矩,在100℃的环境温度下,使驱动平轮181以2000rpm的转速旋转,运转带。然后,在运转开始24小时后停止运转带,测量平带C的带质量,并且,求出质量减少量,计算出比较例5-1的质量减少量的百分比。
(试验评估结果)
表5示出了实验结果。此外,在下面不特别说明的情况下,纤维素超细纤维的含量是指相对于100质量份的橡胶成分的质量份。
<平均纤维直径、纤维直径分布>
由此可知,形成实施例5-1~实施例5-6的各平带的内侧橡胶层的橡胶组合物中含有的纤维素超细纤维的纤维直径的分布均较为广泛。
<摩擦、磨损特性>
―摩擦系数―
比较例5-1的带运转24小时后的摩擦系数为0.85,与此相对,实施例5-1以及实施例5-2同样是0.85,相对于100质量份的橡胶成分的纤维素超细纤维的含量为1至3质量份左右,没有使摩擦系数变化。如果进一步增加纤维素超细纤维的含量(实施例5-3~实施例5-6),则会降低摩擦系数,25质量份(实施例5-6)时为0.6。
另外,在配合5质量份的尼龙短纤维的比较例5-2的情况下,摩擦系数为0.75,与纤维素超细纤维的含量为10质量份的实施例5-4的情况相同。
将带运转500小时后的摩擦系数与带运转24小时后的摩擦系数相比,在比较例5-1以及比较例5-2中,依次为降低0.35以及0.25,与此相对,在实施例5-1~实施例5-6中,最大降低0.15(实施例5-1以及2-2)。由此可见,如果纤维素超细纤维的含量变多,则降低量更小,如果含有10质量份以上(实施例5-4~实施例5-6),则带运转后24小时后以及带运转500小时后的摩擦系数为相同值。
由此可知,通过含有纤维素超细纤维的橡胶组合物形成内侧橡胶层,能够得到摩擦系数随时间变化较小的平带。
―粘着磨损发生指数―
比较例5-1以及比较例5-2的粘着磨损发生指数为100以及90的评估值,与此相对,在使用含有纤维素超细纤维的橡胶组合物的情况下,即使是含量最少(1质量份)的实施例5-1,粘着磨损发生指数也为45,可见得到了显著改善。可以通过增加含量进一步改善粘着磨损发生指数,在含有25质量份的纤维素超细纤维的实施例5-6中,评估值为10(带表面的附着物较少,并且,粘附性较低的粉体状物质较多)。
在含有尼龙短纤维的比较例5-2的情况下,与比较例5-1相比,有所改善,但不显著。
由此可知,通过含有纤维素超细纤维的橡胶组合物形成内侧橡胶层,可以改善平带的粘着磨损发生指数。
<耐磨损性>
比较例5-1以及比较例5-2的耐磨损性的评估值为100,与此相对,纤维素超细纤维的含量为1质量份的实施例5-1改善为65,可以通过进一步增加含量来进一步改善评估值。其中,在纤维素超细纤维的含量处于3~25质量份的范围内(实施例5-2~实施例5-6)时,评估值为50或者45,存在增加纤维素超细纤维的含量但耐磨损性改善达到饱和的倾向。
[实施方式4]
(齿形带B)
图22表示实施方式4所涉及的齿形带B。
实施方式4所涉及的齿形带B具备由橡胶组合物形成的环形齿形带主体310。齿形带主体310具有平带状的基部311a以及在其一侧即内周侧的表面沿带长方向隔开间隔以固定齿距一体设置的多个齿部311b。在齿形带主体310上,以覆盖该齿部侧表面的方式贴设有齿部侧加强布312。另外,在齿形带主体310的基部311a的内周侧,以在带宽方向上形成具有螺距的螺旋的方式埋设有芯线313。实施方式4所涉及的齿形带B例如适合用作机床等的带传动装置、特别是运转时间为每年3~120小时左右的机床的带传动装置的动力传递部件。对于实施方式4所涉及的齿形带B,例如,带长为500~3000mm,带宽为10~200mm,带厚为3~20mm。另外,对于齿部311b,例如,宽度为0.63~16.46mm,高度为0.37~9.6mm,齿距为1.0~31.75mm。
齿形带主体310的齿部311b可以是侧面形状呈梯形的梯形齿,也可以是半圆形的圆齿,并且,还可以是其他形状。齿部311b可以形成为在带宽方向上延伸,也可以是形成为在相对于带宽方向倾斜的方向上延伸的斜齿。
齿形带主体310由橡胶组合物形成,该橡胶组合物通过对在橡胶成分中加入纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维并配合各种橡胶配合剂进行混炼而成的未交联橡胶组合物加热加压并利用交联剂交联而制成。如上所述,形成齿形带主体310的橡胶组合物含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维,因此,能够提高齿形带B的耐久性。其中,本申请的“超细纤维”是指纤维直径为1.0μm以下的纤维。
作为形成齿形带主体310的橡胶组合物的橡胶成分,例如,可以列举氢化丙烯腈橡胶(H-HBR),通过不饱和羧酸金属盐强化的氢化丙烯腈橡胶(H-HBR)、乙烯-丙烯共聚物(EPR)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物等乙烯-α-烯烃弹性体、氯丁橡胶(CR)以及氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)等。构成齿形带主体310的橡胶组合物的橡胶成分优选其中的一种或者两种以上的混合橡胶。
在通过不饱和羧酸金属盐强化的H-HBR中,作为不饱和羧酸,例如,可以列举甲基丙烯酸、丙烯酸等,另外,作为金属,例如可以列举锌、钙、镁、铝等。
纤维素类超细纤维是基于纤维素超细纤维的纤维材料,该纤维素超细纤维由将植物纤维细细拆解得到的植物细胞壁的骨架成分构成。作为纤维素类超细纤维的原料植物,例如,可以列举木材、竹子、稻子(稻草)、土豆、甘蔗(蔗渣)、水草、海藻等。其中,优选木材。
纤维素类超细纤维可以是纤维素超细纤维自身,也可以是疏水化处理的疏水化纤维素超细纤维。另外,作为纤维素类超细纤维,也可以同时使用纤维素超细纤维自身和疏水化纤维素超细纤维。从分散性方面考虑,纤维素类超细纤维优选包含疏水化纤维素超细纤维。作为疏水化纤维素超细纤维,可以列举将纤维素的羟基的一部分或者全部置换为疏水基团的纤维素超细纤维以及使用表面处理剂进行疏水化表面处理的纤维素超细纤维。
作为用于得到将纤维素的羟基的一部分或者全部置换为疏水基团的纤维素超细纤维的疏水化,例如,可以列举酯化(酰化)(烷基酯化、复合酯化、β-酮酸酯化等)、烷基化、甲苯磺酰化、环氧化、芳基化等。其中,优选酯化。具体来讲,酯化的疏水化纤维素超细纤维可以是将纤维素的羟基的一部分或者全部通过乙酸、无水乙酸、丙酸、丁酸等羧酸或者其卤化物(特别是氯化物)进行酰化的纤维素超细纤维。作为用于得到使用表面处理剂进行疏水化表面处理的纤维素超细纤维的表面处理剂,例如,可以列举硅烷偶联剂等。
对于纤维素类超细纤维,从提高齿形带B的耐久性方面考虑,优选纤维直径的分布较广,纤维直径的分布范围包含50~500nm。对于该纤维直径的分布下限,从上述方面考虑,优选20nm以下,更优选10nm以下。对于上限,从相同的观点考虑,优选700nm以上,更优选1μm以上。纤维素类超细纤维的纤维直径的分布范围优选包含20nm~700nm,更优选包含10nm~1μm。
构成齿形带主体310的橡胶组合物中含有的纤维素类超细纤维的平均纤维直径优选10nm以上,更优选20nm以上,另外,优选700nm以下,更优选100nm以下。
将构成齿形带主体310的橡胶组合物的样品冷冻粉碎后,使用透射型电子显微镜(TEM)观察其截面,并且,任意选择50根纤维素类超细纤维测量纤维直径,基于该测量结果求出纤维素类超细纤维的纤维直径分布。另外,求出该任意选择的50根纤维素类超细纤维的纤维直径的平均数作为纤维素类超细纤维的平均纤维直径。
纤维素类超细纤维可以是通过机械解纤方法制造的高纵横比的纤维素类超细纤维,也可以是通过化学解纤方法制造的针状结晶体。其中,优选通过机械解纤方法制造。另外,作为纤维素类超细纤维,也可以同时使用通过机械解纤方法制造的纤维素类超细纤维以及通过化学解纤方法制造的纤维素类超细纤维。作为用于机械解纤方法的解纤装置,例如,可以列举双轴混炼机等混炼机、高压均质机、研磨机、砂磨机等。作为用于化学解纤方法的处理,例如,可以列举酸水解处理等。
对于形成齿形带主体310的橡胶组合物中的纤维素类超细纤维的含量,从提高齿形带B的耐久性方面考虑,相对于100质量份的橡胶成分,优选1质量份以上,更优选3质量份以上,进一步优选5质量份以上,另外,优选30质量份以下,更优选20质量份以下,进一步优选10质量份以下。
作为橡胶配合剂,可以列举加强材料、加工助剂、硫化促进助剂、增塑剂、助交联剂、交联剂、硫化促进剂、抗老化剂等。
作为加强材料,在炭黑中,例如可以列举槽法炭黑、SAF、ISAF、N-339、HAF、N-351、MAF、FEF、SRF、GPF、ECF、N-234等炉法炭黑、FT、MT等热碳黑、乙炔炭黑等。作为加强材料还可以列举二氧化硅。加强材料优选其中的一种或者两种以上。对于加强材料的含量,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以是20~60质量份。
作为加工助剂,例如,可以列举硬脂酸、聚乙烯蜡、脂肪酸的金属盐等。加工助剂优选其中的一种或者两种以上。对于加工助剂的含量,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以是0.5~2质量份。
作为硫化促进助剂,例如,可以列举氧化锌(锌白)、氧化镁等金属氧化物、金属碳酸盐、脂肪酸及其衍生物等。硫化促进助剂优选其中的一种或者两种以上。对于硫化促进助剂的含量,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以为3~7质量份。
作为增塑剂,例如,可以列举邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)等邻苯二甲酸二烷基酯、己二酸二辛酯(DOA)等二烷基酯、癸二酸二辛酯(DOS)等癸二酸二烷基酯等。增塑剂优选其中的一种或者两种以上。对于增塑剂的含量,相对于100质量份的橡胶成分,例如可以是0.1~40质量份。
作为助交联剂,例如,可以列举液态NBR等液态橡胶等。助交联剂优选一种或者两种以上。对于助交联剂的含量,相对于100质量份的橡胶成分,例如可以是3~7质量份。
作为交联剂,可以列举硫以及有机过氧化物。作为交联剂,可以配合硫,也可以配合有机过氧化物,也可以同时使用这两者。对于交联剂的配合量,在硫的情况下,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以是1~5质量份,在有机过氧化物的情况下,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以是1~5质量份。
作为硫化促进剂,例如,可以列举秋兰姆类(例如TETD、TT、TRA等)、噻唑类(例如MBT、MBTS等)、亚磺酰胺类(例如CZ等)、二硫代氨基甲酸酯类(例如BZ-P等)等。硫化促进剂优选其中的一种或者两种以上。对于硫化促进剂的含量,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以为2~5质量份。
作为抗老化剂,例如,可以列举胺酮类抗老化剂、二胺类抗老化剂、苯酚类抗老化剂等。抗老化剂优选其中的一种或者两种以上。对于抗老化剂的含量,相对于100质量份的橡胶成分,例如可以是0.1~5质量份。
此外,形成齿形带主体310的橡胶组合物中可以包含纤维直径为10μm以上的短纤维。
齿部侧加强布312例如可以通过由绵、聚酰胺纤维、聚酯纤维、芳香族聚酰胺纤维等形成的织布、编织物、无纺布等布料构成。齿部侧加强布312优选具有延伸性。齿部侧加强布312的厚度例如为0.3~2.0mm。对齿部侧加强布312实施用于与齿形带主体310粘合的粘合处理。
通过由玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维等形成的捻线来构成芯线313。芯线313的直径例如可以是0.5~2.5mm,截面中彼此相邻的芯线中心之间的尺寸例如可以是0.05~0.20mm。对芯线313实施用于对齿形带主体310具有粘合性的粘合处理。
根据以上结构的实施方式4所涉及的齿形带B,用于形成包含基部311a以及齿部311b的齿形带主体310的橡胶组合物含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维,因此,可以得到优异的加强效果,特别是,能够抑制齿部311b的缺损,另外,能够得到优异的耐油性,其结果,能够得到较高的耐久性。
(齿形带B的制造方法)
基于图23~图26对实施方式4所涉及的齿形带B的制造方法进行说明。
图23表示用于制造实施方式4所涉及的齿形带B的带成型模具320。
该带成型模具320呈圆筒状,在其外周面,沿圆周方向隔开间隔以固定齿距形成有沿轴向延伸的齿部形成槽321。
实施方式4所涉及的齿形带的制造方法具有材料准备工序、成型工序、交联工序以及最终加工工序。
<材料准备工序>
―用于基部以及齿部的未交联橡胶片311’―
首先,向塑炼的橡胶成分中投入纤维素类超细纤维进行混炼,使其分散。
其中,作为橡胶成分的纤维素类超细纤维的分散方法,例如,可以列举下述方法:将使纤维素类超细纤维分散在水中的分散体(凝胶)投入到通过开炼机塑炼的橡胶成分中,在将它们混炼的同时使水分汽化;将使纤维素类超细纤维分散于水中的分散体(凝胶)与橡胶胶乳混合并使水分汽化得到的纤维素类超细纤维/橡胶的母料投入到塑炼的橡胶成分中;将使纤维素类超细纤维分散到溶剂中的分散液与使橡胶成分溶解在溶剂中的溶液混合并使溶剂汽化得到的纤维素类超细纤维/橡胶的母料投入到塑炼的橡胶成分中;将使纤维素类超细纤维分散在水中的分散体(凝胶)冷冻干燥粉碎后投入到塑炼的橡胶成分中;以及将疏水化的纤维素类超细纤维投入到塑炼的橡胶成分中。
然后,在将橡胶成分与纤维素类超细纤维混炼的同时,投入各种橡胶配合剂,继续混炼。
然后,将得到的未交联橡胶组合物通过压延成型等成型为片状,制作用于基部以及齿部的未交联橡胶片311’。
―齿部侧加强布312’―
对齿部侧加强布312’实施粘合处理。具体来讲,对齿部侧加强布312’实施浸渍于RFL水溶液并加热的RFL粘合处理。另外,根据需要,在RFL粘合处理前实施浸渍于基底粘合处理液并加热的基底粘合处理。另外,根据需要,在RFL粘合处理后实施浸渍于橡胶糊并干燥的含浸橡胶糊粘合处理和/或在齿形带主体310侧的表面涂布橡胶糊并干燥的涂布橡胶糊粘合处理。
然后,将进行了粘合处理的齿部侧加强布312’的两端接合从而形成为筒状。
-芯线313’-
对芯线313’实施粘合处理。具体来讲,对芯线313’实施浸渍于间苯二酚-***-胶乳水溶液(以下,称为“RFL水溶液”。)并加热的RFL粘合处理。另外,根据需要,在RFL粘合处理前实施浸渍于基底粘合处理液并加热的基底粘合处理和/或在RFL粘合处理后实施浸渍于橡胶糊并干燥的橡胶糊粘合处理。
<成型工序>
如图24所示,在带成型模具320的外周覆盖筒状的齿部侧加强布312’,在其上面以螺旋状卷绕芯线313’,然后在其上面卷绕未交联橡胶片311’。此时,在带成型模具320上形成有层叠成型体B’。此外,未交联橡胶片311’可以以纹理方向对应带长方向的方式使用,也可以以纹理方向对应带宽方向的方式使用。
<交联工序>
如图25所示,在层叠成型体B’的外周卷绕离模纸322后,在其上面覆盖橡胶套筒323,将其配置在硫化罐内进行密闭,并且,向硫化罐内填充高温、高压蒸汽,保持规定的成型时间。此时,层叠成型体B’的未交联橡胶片按压齿部侧加强布312并流动,流入带成型模具320的齿部形成槽321,另外,进行交联,并且与齿部侧加强布312’以及芯线313’复合一体化,最后,如图26所示,成型出圆筒状的带板S。此外,带板S的成型温度例如可以为100~180℃,成型压力例如可以为0.5~2.0MPa,成型时间例如可以为10~60分钟。
<最终加工工序>
将硫化罐的内部减压,解除密闭,取出成型在带成型模具320与橡胶套筒323之间的带板S,使其离模,将其背面侧研磨进行厚度调整后,以规定的宽度切成轮形,制造齿形带B。
[实施方式5]
(齿形带B)
实施方式5所涉及的齿形带B的外观结构与实施方式4相同,因此,下面基于图22进行说明。
在实施方式5所涉及的齿形带B中,形成齿形带主体310的基部311a的橡胶组合物含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维。另一方面,形成齿部311b的橡胶组合物不含有纤维素类超细纤维。此外,形成齿部311b的橡胶组合物也可以含有纤维直径的分布范围不包含50~500nm的纤维素类超细纤维。
其他结构与实施方式4相同。
根据以上结构的实施方式5所涉及的齿形带B,形成基部311a的橡胶组合物含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维,因此,能够得到其优异的加强效果,另外,能够得到优异的耐油性,其结果,能够得到较高的耐久性。
(齿形带B的制造方法)
在实施方式5所涉及的齿形带B的制造方法中,在材料准备工序,与实施方式4同样,制作含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维的、用于基部的未交联橡胶片311a’。另外,向橡胶成分中配合各种橡胶配合剂,使用通过捏合机、班伯里密炼机等混炼机混炼得到的不含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维的未交联橡胶组合物制作形成为带成型模具320的齿部形成槽321的形状的、用于齿部的未交联橡胶311b’。
然后,在成型工序中,如图27所示,在将筒状的齿部侧加强布312’覆盖在带成型模具320的外周并沿齿部形成槽321设置后,如图28所示,向各齿部形成槽321中嵌入用于齿部的未交联橡胶311b’,如图29所示,在其上面以螺旋状卷绕芯线313’,然后在其上面卷绕用于基部的未交联橡胶片311a’,从而形成层叠成型体B’。在交联工序中,进行层叠成型体B’的用于齿部的未交联橡胶311b’以及用于基部的未交联橡胶片311a’的交联,并且,使它们与齿部侧加强布312’以及芯线313’复合一体化,最后,成型与实施方式4的图26同样的圆筒状的带板S。
其他方法与实施方式4相同。
[实施方式6]
(齿形带B)
实施方式6所涉及的齿形带B的外观结构与实施方式4相同,因此,下面基于图22进行说明。
在实施方式6所涉及的齿形带B中,形成齿形带主体310的齿部311b的橡胶组合物含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维。另一方面,形成基部311a的橡胶组合物不含有纤维素类超细纤维。此外,形成基部311a的橡胶组合物也可以含有纤维直径的分布范围不包含50~500nm的纤维素类超细纤维。
其他结构与实施方式4相同。
根据以上结构的实施方式6所涉及的齿形带B,形成齿部311b的橡胶组合物含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维,因此,能够得到其优异的加强效果,特别是,能够抑制齿部311b的缺损,另外,能够得到优异的耐油性,其结果,能够得到较高的耐久性。
(齿形带B的制造方法)
在实施方式6所涉及的齿形带B的制造方法中,在材料准备工序,与实施方式4同样,将含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维的用于齿部的未交联橡胶组合物混炼,将其制成形成为带成型模具320的齿部形成槽321的形状的用于齿部的未交联橡胶311b’。另外,向橡胶成分中配合各种橡胶配合剂,将通过捏合机、班伯里密炼机等混炼机混炼得到的不含有纤维素类超细纤维的未交联橡胶组合物通过压延成型等成型为片状,制作用于基部的未交联橡胶片311a’。
然后,在成型工序中,与实施方式5的图27同样,在将筒状的齿部侧加强布312’覆盖在带成型模具320的外周并且沿齿部形成槽321设置后,与图28同样,向各齿部形成槽321中嵌入用于齿部的未交联橡胶311b’,与图29同样,在其上面以螺旋状卷绕芯线313’,然后,在其上面卷绕用于基部的未交联橡胶片311a’,从而形成层叠成型体B’。在交联工序中,进行层叠成型体B’的用于齿部的未交联橡胶311b’以及用于基部的未交联橡胶片311a’的交联,并且,使它们与齿部侧加强布312’以及芯线313’复合一体化,最后,成型与实施方式4的图26同样的圆筒状的带板S。
其他方法与实施方式4相同。
[实施方式7]
(齿形带B)
实施方式7所涉及的齿形带B的外观结构与实施方式4相同,因此,下面基于图22进行说明。
在实施方式7所涉及的齿形带B中,对齿部侧加强布312实施浸渍于RFL水溶液并加热的RFL粘合处理。由此,如图30所示,齿部侧加强布312经由通过RFL粘合处理形成的RFL粘合层314与齿形带主体310粘合。此外,在RFL粘合处理前,实施浸渍于基底粘合处理液并加热的基底粘合处理,该基底粘合处理液由将环氧树脂、异氰酸酯树脂(嵌段异氰酸酯)等基底粘合处理剂溶解在甲苯等溶剂中的溶液或者分散在水中的分散液构成,优选在RFL粘合层314下设置有基底粘合层。另外,可以在RFL粘合处理后,实施浸渍于橡胶糊并干燥的含浸橡胶糊粘合处理以及在齿形带主体310侧的表面涂布橡胶糊并干燥的涂布橡胶糊粘合处理中的一种或者两种的橡胶糊粘合处理,在RFL粘合层314上设置橡胶糊粘合层。
RFL粘合层314由RFL水溶液中包含的固体成分形成,包含间苯二酚-***树脂(RF树脂)以及来源于橡胶胶乳的橡胶成分。另外,RFL粘合层314含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维。RFL粘合层314中包含的纤维素类超细纤维与实施方式4的齿形带主体310中包含的纤维素类超细纤维为同一结构。如上所述,RFL粘合层314含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维,因此,能够得到齿部侧加强布312对齿形带主体310的较高粘合力。
在RFL粘合层314中,不以特定的方向对纤维素类超细纤维进行取向,即无规则取向。
对于RFL粘合层314的纤维素类超细纤维的含量,从齿部侧加强布312对齿形带主体310具有较高的粘合性方面考虑,优选0.5质量%以上,更优选1.0质量%以上,进一步优选2.0质量%以上,另外,优选12质量%以下,更优选10质量%以下,进一步优选8质量%以下。
对于RFL粘合层314的相对于100质量份的橡胶成分的纤维素类超细纤维的含量,从齿部侧加强布312对齿形带主体310具有较高的粘合性的方面考虑,优选1质量份以上,更优选3质量份以上,进一步优选5质量份以上,另外,优选30质量份以下,更优选20质量份以下,进一步优选10质量份以下。
此外,优选在RFL粘合层314中不包含纤维直径为10μm以上的短纤维,但是,在不影响齿部侧加强布312对齿形带主体310的粘合性的范围内可以包含上述短纤维。
此外,在形成齿形带主体310的基部311a的橡胶组合物中,可以与实施方式4以及实施方式5同样包含纤维素类超细纤维,也可以不包含纤维素类超细纤维。在形成齿形带主体310的齿部311b的橡胶组合物中,可以与实施方式4以及实施方式6同样包含纤维素类超细纤维,也可以不包含纤维素类超细纤维。
其他结构与实施方式4相同。
根据以上结构的实施方式7所涉及的齿形带B,设置在齿部侧加强布312与齿形带主体310之间的RFL粘合层314含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维,因此,能够得到齿部侧加强布312对齿形带主体310的较高的粘合力,能够得到其优异的加强效果,特别是,能够抑制齿部311b的缺损,其结果,能够得到较高的耐久性。
(齿形带B的制造方法)
在实施方式7所涉及的齿形带B的制造方法中,在材料准备工序,在制作齿部侧加强布312’时,对齿部侧加强布312’实施粘合处理。具体来讲,对齿部侧加强布312’实施浸渍于RFL水溶液并加热的RFL粘合处理。另外,优选在RFL粘合处理前实施浸渍于基底粘合处理液并加热的基底粘合处理。此外,可以在RFL粘合处理后实施浸渍于橡胶糊并干燥的含浸橡胶糊粘合处理以及在齿形带主体310侧的表面涂布橡胶糊并干燥的涂布橡胶糊粘合处理中的一种或者两种橡胶糊粘合处理。
《基底粘合处理》
基底粘合处理液例如是将环氧树脂、异氰酸酯树脂(嵌段异氰酸酯)等基底粘合处理剂溶解在甲苯等溶剂中的溶液或者分散在水中的分散液。基底粘合处理液的液体温度例如可以是20~30℃。基底粘合处理液的固体成分浓度优选20质量%以下。
在基底粘合处理液中的浸渍时间例如可以是1~3秒。浸渍于基底粘合处理液后的加热温度(炉温度)例如为200~250℃。加热时间(炉内停留时间)例如可以是1~3分钟。基底粘合处理的次数可以是一次,也可以是两次以上。在齿部侧加强布312’上附着基底粘合处理剂,但是,其附着量(涂布量)以形成齿部侧加强布312’的纤维材料的质量为基准,例如可以是0.5~8质量%。
《RFL粘合处理》
RFL水溶液是在间苯二酚与甲醛的初期缩合物中混合有橡胶胶乳以及纤维素类超细纤维分散于水的分散体(凝胶)的水溶液。RFL水溶液的液体温度例如可以是20~30℃。
间苯二酚(R)与***(F)的摩尔比例如可以是R/F=1/1~1/2。作为橡胶胶乳,例如,可以列举乙烯吡啶-苯乙烯-丁二烯橡胶胶乳(Vp-St-SBR)、氯丁橡胶胶乳(CR)、氯磺化聚乙烯橡胶胶乳(CSM)等。间苯二酚与甲醛的初期缩合物(RF)与橡胶胶乳(L)的固体成分质量比例如可以是RF/L=1/5~1/20。
RFL水溶液的固体成分浓度优选6.0质量%以上,更优选9.0质量%以上,另外,优选20质量%以下,更优选15质量%以下。
在RFL水溶液中的浸渍时间例如可以是1~3秒。浸渍于RFL水溶液后的加热温度(炉温度)例如可以是100~180。加热时间(炉内停留时间)例如可以是1~5分钟。RFL粘合处理的次数可以是一次,也可以是两次以上。齿部侧加强布312’上附着RFL粘合层314,但是,其附着量(涂布量)以形成齿部侧加强布312’的纤维材料的质量为基准,例如可以是2~5质量%。
其他方法与实施方式4相同。
[实施方式8]
实施方式8所涉及的齿形带B的外观结构与实施方式4相同,因此,以下基于图22进行说明。
在实施方式8所涉及的齿形带B中,对齿部侧加强布312实施浸渍于RFL水溶液并加热的RFL粘合处理、浸渍于橡胶糊并干燥的含浸橡胶糊粘合处理以及在齿形带主体310侧的表面涂布橡胶糊并干燥的涂布橡胶糊粘合处理中的一种或者两种橡胶糊粘合处理。由此,如图31所示,齿部侧加强布312经由通过RFL粘合处理形成的RFL粘合层314以及通过橡胶糊粘合处理形成的橡胶糊粘合层315与齿形带主体310粘合。此外,优选在RFL粘合处理前实施浸渍于基底粘合处理液并加热的基底粘合处理,在RFL粘合层314下设置基底粘合层,其中,该基底粘合处理液由将环氧树脂、异氰酸酯树脂(嵌段异氰酸酯)等基底粘合处理剂溶解到甲苯等溶剂中的溶液或者分散到水中的分解液构成。
RFL粘合层314与实施方式4同样,可以含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维,也可以不含有纤维素类超细纤维。
橡胶糊粘合层315由橡胶糊中包含的固体成分的橡胶组合物形成,并且,用于形成橡胶糊粘合层315的橡胶组合物通过在橡胶成分中加入纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维并配合各种橡胶配合剂进行混炼的未交联橡胶组合物加热加压并利用交联剂交联而制成。如上所述,橡胶糊粘合层315含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维,因此,能够得到齿部侧加强布312对齿形带主体310的高粘合力。
作为形成橡胶糊粘合层315的橡胶组合物的橡胶成分,例如,可以列举氢化丙烯腈橡胶(H-HBR)、不饱和羧酸金属盐强化的氢化丙烯腈橡胶(H-HBR)、乙烯-丙烯共聚物(EPR)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物等乙烯-α-烯烃弹性体、氯丁橡胶(CR)以及氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)等。形成齿形带主体310的橡胶组合物的橡胶成分优选其中的一种或者两种以上的混合橡胶。形成橡胶糊粘合层315的橡胶组合物的橡胶成分可以与形成齿形带主体310的橡胶组合物的橡胶成分相同,也可以不同。
形成橡胶糊粘合层315的橡胶组合物中包含的纤维素类超细纤维与实施方式4的齿形带主体310中包含的纤维素类超细纤维的结构相同。在橡胶糊粘合层315中,纤维素类超细纤维没有取向为特定方向,是无规则取向的。
对于橡胶糊粘合层315中的纤维素类超细纤维的含量,从齿部侧加强布312对齿形带主体310具有较高的粘合性方面考虑,相对于100质量份的橡胶成分,优选1质量份以上,更优选3质量份以上,进一步优选5质量份以上,另外,优选30质量份以下,更优选20质量份以下,进一步优选10质量份以下。
作为橡胶配合剂,可以列举加强材料、摩擦系数降低材料、交联剂、抗老化剂等。
作为加强材料,在炭黑中,例如可以列举槽法炭黑、SAF、ISAF、N-339、HAF、N-351、MAF、FEF、SRF、GPF、ECF、N-234等炉法炭黑、FT、MT等热碳黑、乙炔炭黑等。作为加强材料还可以列举二氧化硅。加强材料优选其中的一种或者两种以上。对于加强材料的含量,优选比用于形成齿形带主体310的橡胶组合物的加强材料的含量少,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以是10~30质量份。
作为摩擦系数降低材料,例如,可以列举超高分子量聚乙烯树脂粉、氟树脂粉、钼等。摩擦系数降低材料优选其中的一种或者两种以上。对于摩擦系数降低材料的含量,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以是5~15质量份。
作为交联剂,可以列举硫以及有机过氧化物。作为交联剂,可以配合硫,也可以配合有机过氧化物,也可以同时使用这两者。对于交联剂的配合量,在硫的情况下,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以是0.3~5质量份,在有机过氧化物的情况下,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以是0.3~5质量份。
作为硫化促进剂,例如,可以列举秋兰姆类(例如TETD、TT、TRA等)、噻唑类(例如MBT、MBTS等)、亚磺酰胺类(例如CZ等)、二硫代氨基甲酸酯类(例如BZ-P等)等。硫化促进剂优选其中的一种或者两种以上。对于硫化促进剂的含量,相对于橡胶组合物的100质量份的橡胶成分,例如可以为1~3质量份。
作为抗老化剂,例如,可以列举胺酮类抗老化剂、二胺类抗老化剂、苯酚类抗老化剂等。抗老化剂优选其中的一种或者两种以上。对于抗老化剂的含量,相对于100质量份的橡胶成分,例如可以是1~3质量份。
此外,在形成橡胶糊粘合层315的橡胶组合物中,优选不包含纤维直径为10μm以上的短纤维,但是,在不影响齿部侧加强布312对齿形带主体310的粘合性的范围内可以包含上述短纤维。
此外,在形成齿形带主体310的基部311a的橡胶组合物中,可以与实施方式4以及实施方式5同样包含纤维素类超细纤维,也可以不包含纤维素类超细纤维。在形成齿形带主体310的齿部311b的橡胶组合物中,可以与实施方式4以及实施方式6同样包含纤维素类超细纤维,也可以不包含纤维素类超细纤维。
根据以上结构的实施方式8所涉及的齿形带B,设置在齿部侧加强布312与齿形带主体310之间的橡胶糊粘合层315含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维,因此,能够得到齿部侧加强布312对齿形带主体310较高的粘合力,因此,能够得到其优异的加强效果,特别是能够抑制齿部311b的缺损,另外,能够得到优异的耐油性。并且,橡胶糊粘合层315含有纤维直径的分布范围包含50~500nm的纤维素类超细纤维,因此,能够使齿部侧表面具有较高的耐磨损性。其结果,能够得到较高的耐久性。
(齿形带B的制造方法)
在实施方式8所涉及的齿形带B的制造方法中,在材料准备工序,在制作齿部侧加强布312’时,对齿部侧加强布312’实施粘合处理。具体来讲,对齿部侧加强布312’实施浸渍于RFL水溶液并加热的RFL粘合处理,并且,实施浸渍于橡胶糊并干燥的含浸橡胶糊粘合处理以及在齿形带主体310侧的表面涂布橡胶糊并干燥的涂布橡胶糊粘合处理中的一种或者两种的橡胶糊粘合处理。此外,优选在RFL粘合处理前实施浸渍于基底粘合处理液并加热的基底粘合处理。
基底粘合处理与实施方式7相同。
《RFL粘合处理》
RFL水溶液是在间苯二酚与甲醛的初期缩合物中混合有橡胶胶乳的水溶液。此外,在RFL粘合层314中包含纤维素类超细纤维的情况下,可以与实施方式7同样,在RFL水溶液中包含使纤维素类超细纤维分散于水的分散体(凝胶)。RFL水溶液的液体温度例如可以是20~30℃。RFL水溶液的固体成分浓度优选30质量%以下。
间苯二酚(R)与***(F)的摩尔比例如是R/F=1/1~1/2。作为橡胶胶乳,例如可以列举乙烯吡啶-苯乙烯-丁二烯橡胶胶乳(Vp-St-SBR)、氯丁橡胶胶乳(CR)、氯磺化聚乙烯橡胶胶乳(CSM)等。间苯二酚与甲醛的初期缩合物(RF)与橡胶胶乳(L)的固体成分质量比例如是RF/L=1/5~1/20。
RFL水溶液中的浸渍时间例如可以是1~3秒。浸渍于RFL水溶液后的加热温度(炉温度)例如可以是100~180℃。加热时间(炉内停留时间)例如可以是1~5分钟。RFL粘合处理的次数可以是一次,也可以是两次以上。齿部侧加强布312’上附着RFL粘合层314,但是,其附着量(涂布量)以形成齿部侧加强布312’的纤维材料的质量为基准,例如可以是2~5质量%。
《橡胶糊粘合处理》
橡胶糊是将用于形成橡胶糊粘合层315的含有纤维素类超细纤维的橡胶组合物在交联前的未交联橡胶组合物溶解在甲苯等溶剂中的溶液。通过下述方式制作橡胶糊。
首先,向塑炼的橡胶成分中投入纤维素类超细纤维进行混炼,使其分散。
其中,作为向橡胶成分分散纤维素类超细纤维的分散方法,例如可以列举下述方法:将使纤维素类超细纤维分散在水中的分散体(凝胶)投入到通过开炼机塑炼的橡胶成分中,在将它们混炼的同时使水分汽化;将使纤维素类超细纤维分散于水中的分散体(凝胶)与橡胶胶乳混合并使水分汽化得到的纤维素类超细纤维/橡胶的母料投入到塑炼的橡胶成分中;将使疏水化的纤维素类超细纤维分散到溶剂中的分散体与使橡胶成分溶解到溶剂中的溶液混合并使溶剂汽化得到的纤维素类超细纤维/橡胶的母料投入到塑炼的橡胶成分中;将使纤维素类超细纤维分散于水的分散体(凝胶)冷冻干燥粉碎后投入到塑炼的橡胶成分中;以及将疏水化的纤维素类超细纤维投入到塑炼的橡胶成分中。
然后,在将橡胶成分与纤维素类超细纤维混炼的同时,投入各种橡胶配合剂,继续混炼,制作未交联橡胶组合物。
然后,将该未交联橡胶组合物投入到溶剂中,进行搅拌直至形成均匀的溶液,从而制作橡胶糊。橡胶糊的液体温度例如可以是20~30℃。
对于橡胶糊的固体成分浓度,在用于含浸橡胶糊粘合处理中,优选5质量%以上,更优选10质量%以上,另外,优选30质量%以下,更优选20质量%以下。在用于涂布橡胶糊粘合处理中,优选10质量%以上,更优选20质量%以上,另外,优选50质量%以下,更优选40质量%以下。
在含浸橡胶糊粘合处理的情况下,橡胶糊中的浸渍时间例如可以是1~3秒。浸渍于橡胶糊后的干燥温度(炉温度)例如可以是50~100℃。干燥时间(炉内停留时间)例如可以是1~3分钟。含浸橡胶糊粘合处理的次数可以是一次,也可以是两次以上。在齿部侧加强布312’上附着橡胶糊粘合层315,但是,其附着量(涂布量)以形成齿部侧加强布312’的纤维材料的质量为基准,例如可以是2~5质量%。
在涂布橡胶糊粘合处理的情况下,涂布后的干燥温度(炉温度)例如可以是50~100℃。干燥时间(炉内停留时间)例如可以是1~3分钟。涂布橡胶糊粘合处理的次数可以是一次,也可以是两次以上。在齿部侧加强布312’上附着橡胶糊粘合层315,但是,其附着量(涂布量)以形成齿部侧加强布312’的纤维材料的质量为基准。例如可以是2~5质量%。
其他方法与实施方式4相同。
-实施例-
(未交联橡胶组合物)
制作下面的用于形成齿形带主体的未交联橡胶组合物的橡胶1~7以及用于齿部侧加强布的橡胶糊粘合层的未交联橡胶组合物的橡胶8~14。表6以及表7示出各种配合情况。
<橡胶1>
首先,调制在甲苯中分散有粉末纤维素(日本制纸公司生产商品名:KCflock W-GK)的分散液,使用高压均质机,使该分散体彼此撞击,使粉末纤维素解纤为纤维素超细纤维,得到在甲苯中分散有纤维素超细纤维的分散体。由此,通过机械解纤方法制造纤维素超细纤维,另外,没有进行疏水化处理。
然后,将在甲苯中分散有纤维素超细纤维的该分散体与在甲苯中溶解有H-HBR(日本ZEON公司生产商品名:Zetpol 2020)并添加有增塑剂(DIC公司生产商品名:W-260)的溶液配合,使甲苯以及增塑剂汽化,制作纤维素超细纤维/H-HBR的母料。此外,对于母料中各成分的含量,纤维素类超细纤维为25质量%,增塑剂为25质量%,H-HBR为50质量%。
然后,将H-HBR塑炼,并且,向其中投入母料进行混炼。H-HBR与母料的混合质量比为98:4,在H-HBR总量为100质量份的情况下,纤维素超细纤维的含量的为1质量份。
然后,将H-HBR、纤维素超细纤维以及增塑剂混炼,并且,向其中分别投入相对于100质量份的H-HBR的40质量份的作为加强材料的FEF炭黑(东海炭素公司生产商品名:SEAST SO)、1质量份的作为加工助剂的硬脂酸(日油公司生产商品名:硬脂酸椿)、5质量份的作为硫化促进助剂的氧化锌(界化学工业公司生产商品名:氧化锌两种)、24质量份的增塑剂、5质量份的作为助交联剂的液态NBR(日本ZEON公司生产商品名:Nipol 1312)、0.5质量份的作为交联剂的硫(日本干馏工业公司生产商品名:oilSulfur)、2质量份的秋兰姆类硫化促进剂(大内新兴化学公司生产商品名:Nocseller TET-G)以及2质量份的胺酮类抗老化剂(大内新兴株式会社生产商品名:Nocrac224),继续混炼,制作未交联橡胶组合物。将该未交联橡胶组合物作为橡胶1。此外,对于橡胶1中的增塑剂的含量,母料中含有的以及后面添加的总量相对于100质量份的HNBR为25质量份。
<橡胶2>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于H-HBR100质量份设置为3质量份以外,将与橡胶1同样制作的未交联橡胶组合物作为橡胶2。
<橡胶3>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于H-HBR100质量份设置为5质量份以外,将与橡胶1同样制作的未交联橡胶组合物作为橡胶3。
<橡胶4>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于H-HBR100质量份设置为10质量份以外,将与橡胶1同样制作的未交联橡胶组合物作为橡胶4。
<橡胶5>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于H-HBR100质量份设置为15质量份以外,将与橡胶1同样制作的未交联橡胶组合物作为橡胶5。
<橡胶6>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于H-HBR100质量份设置为25质量份以外,将与橡胶1同样制作的未交联橡胶组合物作为橡胶6。
<橡胶7>
塑炼H-HBR,并且,向其中分别投入相对于100质量份的H-HBR的40质量份的作为加强材料的FEF炭黑、1质量份的作为加工助剂的硬脂酸、5质量份的作为硫化促进助剂的氧化锌、10质量份的增塑剂、5质量份的作为助交联剂的液态NBR、0.5质量份的作为交联剂的硫、2质量份的秋兰姆类硫化促进剂以及2质量份的胺酮类抗老化剂,进行混炼,制作未交联橡胶组合物。将该未交联橡胶组合物作为橡胶7。由此,橡胶7不包含纤维素超细纤维。
[表6]
Figure GDA0002195420810000521
<橡胶8>
将甲基丙烯酸锌强化H-HBR(日本ZEON公司生产商品名:Zeoforte ZSC 2295)以及H-HBR(日本ZEON公司生产商品名:Zetpole 2020)以前后者的混合质量比为50:50的方式进行塑炼,并且,向其中分别投入相对于100质量份的橡胶成分的20质量份的作为加强材料的FEF炭黑(东海炭素公司生产商品名:SEAST SO)、10质量份的作为摩擦系数降低材料的超高分子量聚乙烯粉末(三井化学公司生产商品名:mipelonXM-220)、0.5质量份的作为交联剂的硫(日本干馏工业公司生产商品名:oilSulfur)、2质量份秋兰姆类硫化促进剂(大内新兴化学公司生产商品名:Nocseller TET-G)以及2质量份的胺酮类抗老化剂(大内新兴株式会社生产商品名:Nocrac224),进行混炼,制作未交联橡胶组合物。将该未交联橡胶组合物作为橡胶8。由此,橡胶8不包含纤维素超细纤维。
<橡胶9>
将甲基丙烯酸锌强化H-HBR以及H-HBR塑炼,并且,向其中投入母料进行混炼。甲基丙烯酸锌强化H-HBR、H-HBR以及母料的混合质量比为50:48:4,在H-HBR总量为100质量份的情况下,纤维素超细纤维的含量为1质量份。
然后,将甲基丙烯酸锌强化H-HBR、H-HBR、纤维素超细纤维以及增塑剂混炼,并且,向其中分别投入相对于100质量份的甲基丙烯酸锌强化H-HBR以及H-HBR的橡胶成分的20质量份的作为加强材料的FEF炭黑、10质量份的超高分子量聚乙烯粉末、0.5质量份的作为交联剂的硫、2质量份的秋兰姆类硫化促进剂以及2质量份的胺酮类抗老化剂,进行混炼,制作未交联橡胶组合物。将该未交联橡胶组合物作为橡胶9。
<橡胶10>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为3质量份以外,与橡胶9同样制作未交联橡胶组合物,作为橡胶10。
<橡胶11>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为5质量份以外,与橡胶9同样制作未交联橡胶组合物,作为橡胶11。
<橡胶12>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为10质量份以外,与橡胶9同样制作未交联橡胶组合物,作为橡胶12。
<橡胶13>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为15质量份以外,与橡胶9同样制作未交联橡胶组合物,作为橡胶13。
<橡胶14>
除了将纤维素超细纤维的含量相对于100质量份的橡胶成分设置为25质量份以外,与橡胶9同样制作未交联橡胶组合物,作为橡胶14。
[表7]
Figure GDA0002195420810000531
(用于实验评估的齿形带)
制作以下实施例6-1~实施例6-13以及比较例6的用于实验评估的齿形带(齿部的齿距为8mm,带宽为10mm)。表8中分别示出了各自的结构。
<实施例6-1>
在实施例6-1的齿形带中,作为形成齿形带主体的未交联橡胶组合物,使用含有纤维素超细纤维的橡胶1。
作为齿部侧加强布,使用将聚氨酯线上卷绕芳香族聚酰胺纤维(帝人公司生产商品名:Technora)而给予伸缩性的包覆纱作为纬线、将尼龙捻线作为经线的织布。对该齿部侧加强布的织布实施作为基底粘合处理的浸渍于环氧树脂溶液后加热的基底粘合处理以及浸渍于RFL水溶液后加热的RFL粘合处理。另外,对实施了RFL粘合处理的齿部侧加强布的织布重复实施两次浸渍于橡胶糊并干燥的含浸橡胶糊粘合处理。作为橡胶糊,使用将不含有纤维素超细纤维的橡胶8溶解于甲苯溶剂的、固体成分浓度为10质量%的橡胶糊。橡胶糊的液体温度是25℃。橡胶糊的浸渍时间是5秒。橡胶糊浸渍后的干燥温度是100℃,干燥时间是40秒。
作为芯线,使用玻璃纤维制芯线。
<实施例6-2>
作为形成齿形带主体的未交联橡胶组合物,除了使用含有纤维素超细纤维的橡胶2以外,与实施例6-1同样制作实施例6-2的齿形带。
<实施例6-3>
作为形成齿形带主体的未交联橡胶组合物,除了使用含有纤维素超细纤维的橡胶3以外,与实施例6-1同样制作实施例6-3的齿形带。
<实施例6-4>
作为形成齿形带主体的未交联橡胶组合物,除了使用含有纤维素超细纤维的橡胶4以外,与实施例6-1同样制作实施例6-4的齿形带。
<实施例6-5>
除了在齿部侧加强布的含浸橡胶糊粘合处理中使用含有纤维素超细纤维的橡胶9的橡胶糊以外,与实施例6-4同样制作实施例6-5的齿形带。
<实施例6-6>
除了在齿部侧加强布的含浸橡胶糊粘合处理中使用含有纤维素超细纤维的橡胶10的橡胶糊以外,与实施例6-4同样制作实施例6-6的齿形带。
<实施例6-7>
除了在齿部侧加强布的含浸橡胶糊粘合处理中使用含有纤维素超细纤维的橡胶11的橡胶糊以外,与实施例6-4同样制作实施例6-7的齿形带。
<实施例6-8>
除了在齿部侧加强布的含浸橡胶糊粘合处理中使用含有纤维素超细纤维的橡胶12的橡胶糊以外,与实施例6-4同样制作实施例6-8的齿形带。
<实施例6-9>
除了在齿部侧加强布的含浸橡胶糊粘合处理中使用含有纤维素超细纤维的橡胶13的橡胶糊以外,与实施例6-4同样制作实施例6-9的齿形带。
<实施例6-10>
除了在齿部侧加强布的含浸橡胶糊粘合处理中使用含有纤维素超细纤维的橡胶14的橡胶糊以外,与实施例6-4同样制作实施例6-10的齿形带。
<实施例6-11>
作为形成齿形带主体的未交联橡胶组合物,除了使用含有纤维素超细纤维的橡胶5以外,与实施例6-1同样制作实施例6-11的齿形带。
<实施例6-12>
作为形成齿形带主体的未交联橡胶组合物,除了使用含有纤维素超细纤维的橡胶6以外,与实施例6-1同样制作实施例6-12的齿形带。
<实施例6-13>
作为形成齿形带主体的未交联橡胶组合物,除了使用不含有纤维素超细纤维的橡胶7并且在齿部侧加强布的含浸橡胶糊粘合处理中使用含有纤维素超细纤维的橡胶12的橡胶糊以外,与实施例6-1同样制作实施例6-13的齿形带。
<比较例6>
作为形成齿形带主体的未交联橡胶组合物,除了使用不含有纤维素超细纤维的橡胶7并且在齿部侧加强布的含浸橡胶糊粘合处理中使用不含有纤维素超细纤维的橡胶8的橡胶糊以外,与实施例6-1同样制作比较例6的齿形带。
[表8]
Figure GDA0002195420810000551
(试验评估方法)
<纤维素超细纤维的平均纤维直径、纤维直径分布>
从实施例6-1~实施例6-13的齿形带的齿形带主体以及橡胶糊粘合层中采集交联橡胶1~6以及橡胶9~14的橡胶组合物的样品,将这些橡胶组合物的样品冷冻粉碎后,通过扫描型电子显微镜(SEM)观察其截面,并且,任意选择50根纤维测量纤维直径,求出其平均数作为平均纤维直径。另外,求出50根纤维素超细纤维中的纤维直径的最大值以及最小值。
<带运转试验>
图32表示带运转试验机330的带轮设计。
该带运转试验机330具有驱动带轮331、从动带轮332以及导轮333。驱动带轮331在带轮周缘设置有21个齿部咬合槽。从动带轮332在带轮周缘设置有42个齿部咬合槽。导轮333由于按压带背面而使带轮周缘形成为平面。驱动带轮331、从动带轮332以及导轮333均为碳钢(S45C)制。
对实施例6-1~实施例6-13以及比较例6的各齿形带B使用该带运转试验机330,通过下述方式评估齿部耐缺损性以及耐磨损性。
-齿部耐缺损性评估-
首先,测量齿形带B的质量。然后,在带运转试验机330上卷绕齿形带B,从动带轮332向后方承受载荷,对齿形带B施加216N的张力。然后,以齿形带B承受的张力为550N的方式使驱动带轮331以3000rpm的转速旋转,运转带,将直至齿部发生缺损的运转时间作为齿部耐久寿命。在室温环境下进行实施例6-1~实施例6-13以及比较例6的带运转试验,并且,在80℃环境下进行实施例6-1~实施例6-4、实施例6-11、实施例6-12以及比较例6的带运转试验。
-耐磨损性评估-
在与上述耐磨损性测量相同的条件下使齿形带B进行300小时带运转。带运转后,再次测量齿形带B的质量,计算出运转前后的质量差作为磨损质量。
<耐油性试验>
测量实施例6-1~实施例6-13以及比较例6的各齿形带的质量后,在新的机油中以140℃浸渍168小时。然后,将附着的油通过空***充分去除,再次测量质量。计算出浸渍前后的质量变化率(以%表示)。
(试验评估结果)
表9以及表10中示出了实验结果。此外,在下面不特别说明的情况下,纤维素超细纤维的含量是指相对于100质量份的橡胶成分的质量份。
[表9]
Figure GDA0002195420810000561
[表10]
Figure GDA0002195420810000571
<纤维素超细纤维的平均纤维直径、纤维直径分布>
根据表10可知,交联橡胶1~6以及橡胶9~14的橡胶组合物中含有的纤维素超细纤维的纤维直径的分布均较为广泛。
<带运转试验>
-齿部耐缺损性(室温)-
在齿形带主体以及橡胶糊粘合层均不含有纤维素超细纤维的比较例6中,室温的齿部耐久寿命为384小时。
与此相对,仅在齿形带主体中含有纤维素超细纤维、其含量分别0质量份、1质量份、3质量份、5质量份、10质量份、15质量份以及25质量份的实施例6-1~实施例6-4以及实施例6-11~实施例6-12中,室温的齿部耐久寿命依次为528小时、696小时、792小时、864小时、936小时以及1056小时。即,由此可知,在本实施例的范围内,随着纤维素超细纤维的含量增加,齿部耐久寿命变长。
另外,可以看出,在齿形带主体的纤维素超细纤维的含量同为10质量份的实施例6-4~实施例6-10中,随着橡胶糊粘合层的纤维素超细纤维的含量增加,基本上齿部耐久寿命变长。具体来讲,实施例6-4~实施例6-10的橡胶糊粘合层中的纤维素超细纤维的含量分别为0质量份、1质量份、3质量份、5质量份、10质量份、15质量份以及25质量份,与之对应,室温下的齿部耐久寿命依次为864小时、912小时、960小时、1032小时、1080小时、1128小时以及1128小时。此外,在实施例6-9以及实施例6-10中,齿部耐久寿命相同,因此,可以认为在纤维素超细纤维的含量为15质量份以上时,齿部耐久性的提高效果可能达到饱和。
另外,仅在橡胶糊粘合层中含有10质量份的纤维素超细纤维的实施例6-13中,齿部耐久寿命为456小时,相对于比较例6的384小时稍长。但是,在齿形带主体的纤维素超细纤维的含量为10质量份的实施例6-8的情况下,虽然橡胶糊粘合层的纤维素超细纤维的含量与实施例6-13相同,但是齿部耐久寿命为1080小时,大幅度优于实施例6-13。
由此可知,在齿形带主体以及橡胶糊粘合层中任意一个含有纤维素超细纤维的情况下,都可以提高齿部耐久寿命,但是,在齿形带主体中含有的情况下效果较为显著。
-齿部耐缺损性(80℃)-
在齿形带主体以及橡胶糊粘合层均不含有纤维素超细纤维的比较例6中,80℃的齿部耐久寿命为240小时。
对此,仅在齿形带主体中含有纤维素超细纤维、其含量分别为0质量份、1质量份、3质量份、5质量份、10质量份、15质量份以及25质量份的实施例6-1~实施例6-4以及实施例6-11~实施例6-12中,80℃下的齿部耐久寿命依次为432小时、624小时、744小时、792小时、888小时以及9126小时。即,由此可知,在本实施例的范围内,随着纤维素超细纤维的含量增加,高温下的齿部耐久寿命变长。
另外,高温(80℃)的齿部耐久寿命均比室温的齿部耐久寿命短。但是,通过含有纤维素超细纤维可以减轻其劣化程度。即,在比较例6中,室温的齿部耐久寿命为384小时,与之对应,80℃的齿部耐久寿命为240小时,劣化38%左右。与此相对,在齿形带主体中含有1质量份的纤维素超细纤维的实施例6-1中,室温的齿部耐久寿命为528小时,与之对应,80℃的齿部耐久寿命为432小时,劣化18%左右。在实施例6-2、实施例6-3、实施例6-4、实施例6-11以及实施例6-12中,其劣化程度依次为10%、6%、8%、5%以及14%左右,由此可见,与不含有纤维素超细纤维的情况相比,劣化程度均较大减轻。
如上所述,通过含有纤维素超细纤维可以减轻高温的齿部耐久寿命的主要原因在于,可以降低线膨胀系数。即,通过含有纤维素超细纤维,可以降低齿形带的线膨胀系数。如果线膨胀系数降低,则高温下的齿部膨胀受到抑制。其结果,可以在高温下维持齿部与带轮的咬合精度,抑制温度上升引起的齿部负担的增加,其结果,推测为可以抑制高温下齿部耐久寿命发生劣化。
-耐磨损性-
在齿形带主体以及橡胶糊粘合层均不含有纤维素超细纤维的比较例6中,磨损质量为4.1g。另外,仅在齿形带主体中含有纤维素超细纤维的实施例6-1~实施例6-4以及实施例6-11~实施例6-12中,磨损质量为3.9g~4.3g。由此可知,仅齿形带主体中含有纤维素超细纤维,并不能够显著提高耐磨损性。
与此相对,在齿形带主体的纤维素超细纤维的含量同为10质量份的实施例6-4~实施例6-10中,橡胶糊粘合层的纤维素超细纤维的含量分别为0质量份、1质量份、3质量份、5质量份、10质量份、15质量份以及25质量份,与之对应,磨损质量依次为4.2g、3.3g、2.5g、2.1g、1.8g、1.4g以及1.3g。即,随着橡胶糊粘合层的纤维素超细纤维的含量增加,磨损质量减少。其中,如果磨损质量为3.5g以下,则认为相对于现有状况得到了优异的改善。
另外,在齿形带主体中不含有纤维素超细纤维的实施例6-13中,橡胶糊粘合层中含有10质量份的纤维素超细纤维,磨损质量为2.0g,可见显著改善了耐磨损性。
由此可知,通过在齿部侧加强布的橡胶糊粘合层中含有纤维素超细纤维可以起到提高耐磨损性的效果。
<耐油性试验>
在齿形带主体以及橡胶糊粘合层均不含有纤维素超细纤维的比较例6中,作为耐油性的评估指标的油溶胀前后的质量变化量为4.4%。
对此,仅在齿形带主体中含有纤维素超细纤维、其含量分别为0质量份、1质量份、3质量份、5质量份、10质量份,15质量份以及25质量份的实施例6-1~实施例6-4以及实施例6-11~实施例6-12中,质量变化量依次为3.9%、3.7%、3.1%、2.8%、1.9%以及1.5%。即,由此可知,在本实施例的范围内,随着纤维素超细纤维的含量增加,质量变化量变小,耐油性提高。
另外,在齿形带主体的纤维素超细纤维的含量同为10质量份的实施例6-4~实施例6-10中,橡胶糊粘合层的纤维素超细纤维的含量分别为0质量份、1质量份、3质量份、5质量份、10质量份、15质量份以及25质量份,与之对应,质量变化量依次为2.8%、2.8%、2.7%、2.6%、2.3%、2.2%以及2.1%。即,由此可知,随着橡胶糊粘合层的纤维素超细纤维的含量增加,质量变化率变小,耐油性提高。
另外,仅在橡胶糊粘合层中含有10质量份的纤维素超细纤维的实施例6-13中,质量变化率为4.3%,相对于比较例6的4.4%稍有抑制。在齿形带主体的纤维素超细纤维的含量为10质量份的实施例6-8的情况下,橡胶糊粘合层的纤维素超细纤维的含量与实施例6-13相同,但是,质量变化率为2.3%。
由此可知,通过在齿形带主体中含有纤维素类超细纤维,能够提高耐油性,仅在齿部侧加强布的橡胶糊粘合层中含有纤维素超细纤维的情况下,虽然效果较小,但也可以提高耐油性。另外,可以看出,在齿形带主体以及橡胶糊粘合层均含有纤维素超细纤维的情况下,能够显著提高耐油性。
工业实用性
本发明对于用于传动的带是有用的。

Claims (11)

1.一种传动带,所述传动带卷绕在具有齿部咬合槽的带轮上而传递动力,其特征在于,
所述传动带是齿形带,具备齿形带主体以及齿部侧加强布,
所述齿形带主体具有平带状的基部以及在所述基部的一个侧面沿带长方向隔开间隔一体设置的多个齿部,
所述齿部侧加强布通过包含橡胶成分的粘合层以覆盖齿部侧表面的方式贴设于所述齿形带主体,
所述齿部咬合槽与所述齿部咬合,
所述基部、所述齿部以及所述粘合层由橡胶组合物构成,所述橡胶组合物含有纤维素类超细纤维以及平均直径为1μm以上的短纤维,所述纤维素类超细纤维的纤维直径的分布范围包含83~390nm。
2.根据权利要求1所述的传动带,其特征在于,
所述橡胶组合物中未配合炭黑。
3.根据权利要求1所述的传动带,其特征在于,
所述纤维素类超细纤维通过机械解纤方法而制造。
4.根据权利要求1所述的传动带,其特征在于,
所述纤维素类超细纤维通过化学解纤方法而制造。
5.根据权利要求1所述的传动带,其特征在于,
相对于100质量份的所述橡胶组合物的橡胶成分,所述纤维素类超细纤维的含量为1~25质量份。
6.根据权利要求1所述的传动带,其特征在于,
所述橡胶组合物含有纤维直径为10μm以上的短纤维。
7.根据权利要求6所述的传动带,其特征在于,
所述短纤维相对于100质量份的所述橡胶组合物的橡胶成分的含量多于所述纤维素类超细纤维相对于100质量份的所述橡胶组合物的橡胶成分的含量。
8.根据权利要求1所述的传动带,其特征在于,
相对于100质量份的橡胶成分,所述橡胶组合物中的所述纤维素类超细纤维的含量为1~30质量份。
9.根据权利要求1所述的传动带,其特征在于,
形成所述齿形带主体的橡胶组合物的橡胶成分包含氢化丙烯腈橡胶。
10.根据权利要求1所述的传动带,其特征在于,
所述粘合层中包含的橡胶成分包含氢化丙烯腈橡胶以及不饱和羧酸金属盐强化的氢化丙烯腈橡胶。
11.一种传动带,所述传动带卷绕在具有齿部咬合槽的带轮上而传递动力,其特征在于,
所述传动带是齿形带,具备齿形带主体以及齿部侧加强布,
所述齿形带主体具有平带状的基部以及在所述基部的一个侧面沿带长方向隔开间隔一体设置的多个齿部,
所述齿部侧加强布通过包含橡胶成分的粘合层以覆盖齿部侧表面的方式贴设于所述齿形带主体,
所述齿部咬合槽与所述齿部咬合,
所述基部、所述齿部以及所述粘合层由橡胶组合物构成,所述橡胶组合物含有纤维素类超细纤维以及平均直径为1μm以上的短纤维,所述纤维素类超细纤维的纤维直径的分布范围包含20~500nm。
CN201680023463.7A 2015-04-24 2016-04-21 传动带 Active CN107532681B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015089615A JP6529323B2 (ja) 2015-04-24 2015-04-24 歯付ベルト
JP2015-089615 2015-04-24
JP2015-090123 2015-04-27
JP2015090123A JP6527009B2 (ja) 2015-04-27 2015-04-27 伝動ベルト
JP2015092256A JP6529327B2 (ja) 2015-04-28 2015-04-28 伝動ベルト
JP2015-092256 2015-04-28
PCT/JP2016/002147 WO2016170795A1 (ja) 2015-04-24 2016-04-21 伝動ベルト

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107532681A CN107532681A (zh) 2018-01-02
CN107532681B true CN107532681B (zh) 2020-11-06

Family

ID=57143512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680023463.7A Active CN107532681B (zh) 2015-04-24 2016-04-21 传动带

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN107532681B (zh)
WO (1) WO2016170795A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6487124B1 (ja) * 2017-06-19 2019-03-20 バンドー化学株式会社 伝動ベルト
CN110770470B (zh) 2017-06-19 2021-04-06 阪东化学株式会社 传动带
WO2020246190A1 (ja) 2019-06-07 2020-12-10 バンドー化学株式会社 伝動ベルト
CN113906241B (zh) * 2019-06-07 2022-07-12 阪东化学株式会社 传动带

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1480660A (zh) * 2001-09-06 2004-03-10 ��������̥��˾ 动力传动皮带
JP2004125012A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Mitsuboshi Belting Ltd 動力伝動ベルト
CN102844172A (zh) * 2010-04-12 2012-12-26 康蒂泰克驱动***有限公司 不含pah的传动皮带、特别是有齿皮带
CN103075464A (zh) * 2012-12-05 2013-05-01 宁波丰茂远东橡胶有限公司 浸油用汽车正时传动带

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5997712B2 (ja) * 2013-01-30 2016-09-28 三ツ星ベルト株式会社 摩擦伝動ベルト
JP5727683B2 (ja) * 2013-03-21 2015-06-03 バンドー化学株式会社 摩擦伝動ベルト

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1480660A (zh) * 2001-09-06 2004-03-10 ��������̥��˾ 动力传动皮带
JP2004125012A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Mitsuboshi Belting Ltd 動力伝動ベルト
CN102844172A (zh) * 2010-04-12 2012-12-26 康蒂泰克驱动***有限公司 不含pah的传动皮带、特别是有齿皮带
CN103075464A (zh) * 2012-12-05 2013-05-01 宁波丰茂远东橡胶有限公司 浸油用汽车正时传动带

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016170795A1 (ja) 2016-10-27
CN107532681A (zh) 2018-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102165523B1 (ko) V 벨트 및 그 제조방법
JP6101677B2 (ja) 摩擦伝動ベルト
WO2016170788A1 (ja) ゴム組成物、伝動ベルト及びその製造方法
WO2011074182A1 (ja) 摩擦伝動ベルト
JP5586282B2 (ja) 摩擦伝動ベルト及びその製造方法、並びにそれを用いたベルト伝動装置
JP6529327B2 (ja) 伝動ベルト
CN107532681B (zh) 传动带
US20140378256A1 (en) V-ribbed belt
CN107532680B (zh) 传动带
KR20160064176A (ko) 평 벨트 및 그 제조방법
WO2017033392A1 (ja) 摩擦伝動ベルト
WO2005116482A1 (ja) 伝動ベルトとその製造方法
WO2016194371A1 (ja) 伝動ベルト
JP2006234089A (ja) 摩擦伝動ベルト用ゴム組成物及び摩擦伝動ベルト
JP4820107B2 (ja) 伝動ベルト
JP4856375B2 (ja) Vリブドベルト
JP6527009B2 (ja) 伝動ベルト
JP6082853B1 (ja) 摩擦伝動ベルト
WO2019160055A1 (ja) Vリブドベルトおよびその使用
JP6918047B2 (ja) 伝動ベルト
JP4667956B2 (ja) 伝動ベルトとその製造方法
JP5710192B2 (ja) 摩擦伝動ベルト
JP2006029493A (ja) Vリブドベルト
JP2006124484A (ja) エチレン・α−オレフィンゴム組成物と繊維との接着体の製造方法及び動力伝動ベルト
JP2010169215A (ja) 摩擦伝動ベルト

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant