CN110785582B - V型多楔带及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种V型多楔带，包括将4cN/dtex载荷时的中间伸长率为0.8％以上且拉伸弹性模量为50～100GPa的高伸长率芳纶纤维与拉伸弹性模量比该高伸长率芳纶纤维低的低模量纤维混捻而成的捻绳。

Description

V型多楔带及其制造方法
技术领域
本发明涉及作为芯线包括将芳纶纤维与低模量纤维混捻而成的捻绳的V型多楔带以及该V型多楔带的制造方法。
背景技术
近来，在汽车的燃耗限制的强化进展中，作为发动机的燃耗改善对策之一，搭载有怠速停止机构的车辆增加。并且，在从怠速停止状态开始的发动机再起动中，普及了从交流发电机经由辅机驱动带对曲轴进行驱动的带式ISG(Integrated Starter Generator：集成起动发电机)驱动。在带式ISG驱动中，与未搭载ISG的通常的发动机相比，带中产生较高的动态张力。例如，在未搭载ISG的情况下带中产生的动态张力设为250N/肋左右时，在搭载有带式ISG驱动的情况下为350N/肋左右的动态张力产生于带中这样的情况。为此，对于在搭载有带式ISG驱动的发动机中使用的辅机驱动用V型多楔带，要求即使在产生了较高的动态张力的情况下，也为了较小地保持带的伸长而拉伸弹性模量较高。为此，优选使用包括芳纶纤维等伸长较小且弹性模量较高的纤维的芯线。并且，由于动态张力较高，所以对于耐发音性、耐久性也要求非常高的级别，优选使用用布帛覆盖肋表面(摩擦传动面)的结构。
用布帛覆盖肋表面的V型多楔带通常利用模具型附施工方法来制造。但是，在模具型附施工方法中，需要使包括芯线的带的构成材料的层叠体向外周方向扩张，因此难以应用伸长较小的芯线。在芯线的伸长较小时，层叠体无法充分扩张而肋形状变得不良，或者芯线的间距(芯线的带宽方向的排列)紊乱，或者芯线发生损伤，产生传动带的拉伸强度、耐久性下降这样的不良情况。作为其对策，日本特开2008-100365号公报(专利文献1)中公开了一种使用将芳纶纤维与中间伸长率比较大的纤维混捻而成的捻线绳来制造传动带的方法。在该文献中，记载了通过相对于刚直的芳纶纤维混捻聚酯纤维、聚酰胺纤维等中间伸长率比较大的纤维，能够制造在模具型附施工方法的按压成形中也抑制芯线的间距的不良、芯线损伤的发生并且在发动机的负荷变动较大的驱动装置中也能够使用的高模量的传动带。
但是，在该传动带中，带制造时的捻线绳的伸长、带的耐久性也有时不充分，希望改善。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-100365号公报(权利要求1、第[0017][0027]段)
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供在用模具型附施工方法的制造时能够抑制芯线的间距的紊乱、损伤且即便使用于动态张力较高的用途中耐发音性、耐久性也优异的V型多楔带及其制造方法。
用于解决课题的手段
本发明者们为了达成所述课题而进行了认真研究，结果发现如下情况并完成了本发明：作为用于形成V型多楔带的芯线的捻绳，通过将4cN/dtex载荷时的中间伸长率为0.8％以上且拉伸弹性模量为50～100GPa的高伸长率芳纶纤维和拉伸弹性模量比该高伸长率芳纶纤维低的低模量纤维混捻，V型多楔带在用模具型附施工方法的制造时能够抑制芯线的间距的紊乱、损伤，且即便使用于动态张力较高的用途中也能够维持耐发音性、耐久性。
即，本发明的V型多楔带包括将4cN/dtex载荷时的中间伸长率为0.8％以上且拉伸弹性模量为50～100GPa的高伸长率芳纶纤维与拉伸弹性模量比该高伸长率芳纶纤维低的低模量纤维混捻而成的捻绳。所述低模量纤维的拉伸弹性模量可以为20GPa以下。所述高伸长率芳纶纤维的比例可以为捻绳中60～95质量％。所述捻绳可以为将多个下捻线上捻而成的捻绳或将多个无捻线捻合而成的捻绳，该捻绳的下捻系数为0～6且上捻系数为2～6。所述捻绳为顺捻。在顺捻的捻绳中，高伸长率芳纶纤维的上捻系数与下捻系数之比可以为4～8(尤其5～7)，高伸长率芳纶纤维的下捻系数可以为1以下。所述捻绳可以为合捻，且高伸长率芳纶纤维的下捻系数为2以上。本发明的V型多楔带可以用布帛覆盖摩擦传动面的至少一部分。本发明的V型多楔带可以为装配在搭载有带式ISG驱动的发动机上的V型多楔带。
在本发明中，也包含一种制造方法，是所述V型多楔带的制造方法，包括对所述捻绳进行粘接处理并对芯线进行调制的芯线调制工序，其中，在所述芯线调制工序中，在粘接处理的热处理时以热定形延伸率3％以下进行热延伸固定。
发明效果
在本发明中，作为用于形成V型多楔带的芯线的捻绳，将4cN/dtex载荷时的中间伸长率为0.8％以上且拉伸弹性模量为50～100GPa的高伸长率芳纶纤维和与该高伸长率芳纶纤维相比拉伸弹性模量较低的低模量纤维混捻，因此在用模具型附施工方法的制造时能够抑制芯线的间距的紊乱、损伤，且即便使用于动态张力较高的用途中也能够维持耐发音性、耐久性。
附图说明
图1是表示本发明的V型多楔带的一例的概略截面图。
图2是表示用于对在实施例以及比较例中获得的芯线的弯曲疲劳试验进行评价的试验机的概略图。
图3是表示用于对在实施例以及比较例中获得的V型多楔带的耐久行驶试验进行评价的试验机的概略图。
图4是表示实施例1～6以及11～12中的芳纶纤维的上捻系数与下捻系数之比与V型多楔带的行驶寿命之间的关系的坐标图。
具体实施方式
[捻绳]
本发明的V型多楔带包括将4cN/dtex载荷时的中间伸长率为0.8％以上且拉伸弹性模量为50～100GPa的高伸长率芳纶纤维和与该高伸长率芳纶纤维相比拉伸弹性模量较低的低模量纤维混捻而成的捻绳。在本发明中，由于包含拉伸弹性模量较大的高伸长率芳纶纤维，所以在高负荷传动中也显示优异的耐久性。并且，由于包含低模量纤维且所述高伸长率芳纶纤维的中间伸长率比较大，所以在带制造时能够使包含芯线的带的构成材料的层叠体向外周方向充分扩张，抑制芯线的间距的紊乱、损伤，带的耐久性优异。低模量纤维的拉伸弹性模量从确保伸长的点出发需要小到一定程度，例如20GPa以下。
(高伸长率芳纶纤维)
作为捻绳中包含的一个原料线的高伸长率芳纶纤维只要4cN/dtex载荷时的中间伸长率为0.8％以上(例如0.8～3％)即可，可以优选为0.9％以上(例如0.9～2％)，更优选为1％以上(例如1～1.5％)。若高伸长率芳纶纤维的所述中间伸长率小于0.8％，则有可能由于带制造时的向周方向的扩张而芯线受到损害，耐久性下降。
需要说明的是，在本说明书以及权利要求书中，中间伸长率是指4cN/dtex载荷时的中间伸长率，可以用依据JIS L1017(2002)的方法来测定。
高伸长率芳纶纤维的拉伸弹性模量为了抑制使用时的带伸长而优选较高，但是存在若太高则所述中间伸长率变小的倾向，因此需要调整为适当的范围，该范围只要为50～100GPa即可，不过优选为50～90GPa(例如60～90GPa)，更优选为60～80GPa(尤其60～70GPa)程度。
需要说明的是，在本说明书以及权利要求书中，拉伸弹性模量可以用JIS L1013(2010)中记载的方法来测定载荷-伸长曲线，用求出载荷1000MPa以下的区域的平均倾斜的方法来测定。
与低模量纤维混捻的高伸长率芳纶纤维本身既可以为捻线(下捻线)也可以为无捻线(纤维束)。高伸长率芳纶纤维本身的下捻系数可以从0～6程度的范围中选择，例如0.1～5，优选为0.3～4程度。若使下捻系数过大，则有可能拉伸强度下降，或者带伸长变大而发生传动不良，或者由滑移引起的发热变大，耐久性下降。
尤其，在捻绳为顺捻的情况下，高伸长率芳纶纤维的下捻系数可以为3以下(尤其1以下)，例如0.1～3，也可以优选为0.2～1，更优选为0.3～0.8(尤其0.3～0.7)程度。通过顺捻而一定程度保证了耐弯曲疲劳性，因此下捻系数在抑制伸长的点上优选较小。
另一方面，在捻绳为合捻的情况下，高伸长率芳纶纤维的下捻系数可以为1.5以上(尤其2以上)，例如1.5～6，也可以优选为2～5.5，更优选为3～5(尤其3.5～4.5)程度。与结构自身的耐弯曲疲劳性优异的顺捻不同，在形成为合捻结构的情况下，优选使高伸长率芳纶纤维的下捻系数变大。在使高伸长率芳纶纤维的下捻系数变大时，即使在形成为合捻结构的情况下，也能够确保耐弯曲疲劳性，提高耐久性。
需要说明的是，在本说明书以及权利要求书中，下捻系数以及上捻系数的各捻系数可以基于以下的式子来算出。
捻系数＝[捻数(次/m)×√总细度(tex)]/960
作为原料线的高伸长率芳纶纤维通常为包含对位系芳纶纤维的对位系芳纶复丝线。而且，对位系芳纶复丝线只要包含对位系芳纶纤维的单丝线即可，若有必要，则也可以包含其他的纤维(聚酯纤维等)的单丝线。对位系芳纶纤维的比例可以相对于单丝线整体(复丝线)为50质量％以上(尤其80～100质量％)，通常所有单丝线由对位系芳纶纤维构成。
复丝线只要包含多个单丝线即可，可以包含例如100～5000根、优选300～2000根、更优选600～1000根程度的单丝线。单丝线的平均细度可以为例如0.8～10dtex、优选0.8～5dtex、更优选1.1～1.7dtex程度。
作为原料线的高伸长率芳纶纤维可以为单独重复单位的对位系芳纶纤维(例如聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，帝人(株)制“特瓦伦(Twaron)”、东丽杜邦(株)制“凯夫拉(Kevlar)”等)，也可以为包含多个重复单位的共聚对位系芳纶纤维(例如聚对苯二甲酰对苯二胺与3,4’-氧二亚苯基对苯二甲酰胺的共聚芳纶纤维，帝人(株)制“泰克诺拉(Technora)”等)。
与低模量纤维混捻的高伸长率芳纶纤维(复丝线本身)的根数并未特别限定，只要为一根以上即可，例如1～10根，优选为2～5根，更优选为3～4根(尤其3根)程度。
高伸长率芳纶纤维的比例可以为捻绳中50～99质量％，也可以为例如60～95质量％，优选60～90质量％，更优选70～90质量％(尤其75～85质量％)程度。若高伸长率芳纶纤维的构成比率过低，则有可能带的伸长变大而发生传动不良，或者由滑移引起的发热变大，耐久性下降。相反，若构成比率过高，则有可能在带制造时无法使包含芯线的带的构成材料的层叠体向外周方向充分扩张而芯线的间距紊乱或者芯线发生损伤，带的耐久性下降。
与低模量纤维混捻的高伸长率芳纶纤维(多根的情况下为各高伸长率芳纶纤维)的细度可以从500～3000dtex程度的范围中选择，也可以为例如600～2000dtex，优选700～1700dtex，更优选800～1500dtex(尤其1000～1200dtex)程度。若细度过小，则有可能伸长变大或寿命下降，相反若过大，则有可能由于耐弯曲疲劳性下降而寿命下降。
(低模量纤维)
作为捻绳中包含的另一个原料线的低模量纤维只要具有比所述高伸长率芳纶纤维低的拉伸弹性模量即可，不过从能够确保带制造时的伸长的点出发优选较小。具体而言，低模量纤维的拉伸弹性模量可以为例如20GPa以下，优选15GPa以下(例如10GPa以下)，更优选8GPa以下(尤其5GPa以下)，例如0.1～10GPa(尤其1～5GPa)程度。并且，低模量纤维的拉伸弹性模量的下限值并未特别限定，不过优选例如0.1GPa以上。
与高伸长率芳纶纤维混捻的低模量纤维本身也既可以为捻线(下捻线)，也可以为无捻线。低模量纤维本身的下捻系数可以从0～6程度的范围中选择，例如0.1～5，优选为0.2～3，更优选为0.3～2(尤其0.4～1)程度。若使下捻系数过大，则有可能拉伸强度下降，或者带伸长变大而发生传动不良，或者由滑移引起的发热变大，耐久性下降。
作为原料线的低模量纤维也通常为复丝线。复丝线既可以由同种的单丝线形成，也可以由不同种的单丝线形成。
作为原料线的低模量纤维可以为例如天然纤维(棉、麻等)、再生纤维(人造丝、醋酸纤维等)、合成纤维(聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃纤维、聚苯乙烯等苯乙烯系纤维、聚四氟乙烯等氟系纤维、丙烯酸系纤维、聚氯乙烯纤维、聚偏二氯乙烯纤维、聚乙烯醇等乙烯醇系纤维、聚酰胺纤维、低伸长率芳纶纤维、聚酯纤维、全芳香族聚酯纤维、聚氨酯纤维等)、无机纤维(碳纤维、玻璃纤维等)等。这些纤维可以单独或两种以上组合来使用。它们之中，优选聚酰胺纤维，特别优选尼龙6、尼龙66等脂肪族聚酰胺纤维。
与高伸长率芳纶纤维混捻的低模量纤维(复丝线本身)的根数并未特别限定，只要为一根以上即可，例如1～5根，优选为1～3根，更优选为1～2根(尤其1根)程度。
高伸长率芳纶纤维与低模量纤维的质量比可以是(高伸长率芳纶纤维/低模量纤维)＝50/50～99/1程度，例如60/40～95/5，优选为60/40～90/10，更优选为70/30～90/10(尤其75/25～85/15)程度。
与高伸长率芳纶纤维混捻的低模量纤维(多根的情况下为各低模量纤维)的细度可以从500～3000dtex程度的范围中选择，也可以为例如600～2000dtex，优选700～1500dtex，更优选800～1200dtex(尤其850～1000dtex)程度。若细度过小，则有可能伸长变大或寿命下降，相反若过大，则有可能由于耐弯曲疲劳性下降而寿命下降。
(捻绳的特性)
捻绳既可以是将多个下捻线(一根以上的高伸长率芳纶纤维的下捻线以及一根以上的低模量纤维的下捻线)上捻而成的捻绳，也可以是将多个无捻线(一根以上的高伸长率芳纶纤维的无捻线以及一根以上的低模量纤维的无捻线)捻合而成的捻绳(单捻)。它们之中，从能够使捻绳的伸长变大的点出发，捻绳优选为将多个下捻线上捻而成的捻绳。在将下捻线上捻而成的捻绳的情况下，可以是上捻和下捻的方向相同的顺捻，也可以是相反的合捻。并且，也可以将多个单捻线上捻，还可以将单捻线与下捻线、或者单捻线与无捻线上捻。它们之中，从耐弯曲疲劳性优异、带寿命提高的点出发，优选顺捻。用顺捻构成捻绳时，耐弯曲疲劳性优异，因此即便使捻系数减小，芯线、带的耐弯曲疲劳性也难以下降。因此，在顺捻中能够通过使捻系数减小来抑制拉伸强度的下降、伸长的增加。
下捻线(以及无捻线)的下捻系数可以从0～7(例如0～6)的范围中选择，例如0.1～5，优选0.3～4程度。在捻绳为顺捻的情况下，所述下捻系数(尤其高伸长率芳纶芯线的下捻系数)为例如0.1～3，优选0.2～2，更优选0.3～1(尤其0.4～0.8)程度。若使下捻系数过大，则有可能拉伸强度下降，或者带伸长变大而发生传动不良，或者由滑移引起的发热变大，耐久性下降。
捻绳(上捻线)的上捻系数可以从2～6的范围中选择，例如2.5～5.5，优选3～5，更优选3～4(尤其3～3.5)程度。若使上捻系数过大，则有可能拉伸强度下降，或者带伸长变大而发生传动不良，或者由滑移引起的发热变大，耐久性下降。另一方面，若上捻系数过小，则有可能耐弯曲疲劳性下降而带耐久性下降。
在将下捻线上捻而成的捻绳中，高伸长率芳纶芯线的上捻系数与下捻系数之比是重要的。在捻绳为顺捻的情况下，上捻系数优选比高伸长率芳纶纤维的下捻系数大，高伸长率芳纶纤维的上捻系数与下捻系数之比(上捻系数/下捻系数)可以从3～10的范围中选择，例如4～8，优选4.5～8(例如5～7.5)，更优选5～7(尤其6.5～7)程度。相对于高伸长率芳纶纤维的下捻系数，使上捻系数变大，由此耐弯曲疲劳性提高，能够提高耐久性。耐久性提高的机制的详细情况虽然不明，但是可以推定出是因为在使下捻和上捻两者变大时，伸长变大这样的缺点变大，不过通过使下捻变小且使上捻变大而弹性模量与耐弯曲疲劳性的平衡变好。
另一方面，在捻绳为合捻的情况下，上捻系数优选为与高伸长率芳纶纤维的下捻系数相同的程度，高伸长率芳纶纤维的上捻系数与下捻系数之比(上捻系数/下捻系数)可以从0.5～2的范围中选择，例如0.6～1.5，优选为0.7～1.2，更优选为0.75～1(尤其0.8～0.9)程度。通过使高伸长率芳纶纤维的下捻系数以成为与上捻系数相同的程度的方式变大，即使为合捻也能够提高耐弯曲疲劳性。
捻绳(上捻线)的总细度可以从例如1000～10000dtex程度的范围中选择，例如2000～8000dtex，优选为2500～7000dtex，更优选为3000～6000dtex(尤其3500～5000dtex)程度。若总细度过小，则有可能伸长变大或寿命下降。若总细度过大，则有可能由于耐弯曲疲劳性下降而寿命下降。
[芯线调制工序]
本发明的V型多楔带只要包括所述捻绳即可，通常包括经过对所述捻绳进行粘接处理的芯线调制工序而获得的芯线。
在芯线调制工序中，为了提高形成芯线的捻绳与橡胶的粘接力，可以进行通用的粘接处理。作为这种粘接处理，可例举向包含环氧化合物或聚异氰酸酯化合物的处理液中浸渍的方法、向包含间苯二酚、甲醛和胶乳的RFL处理液中浸渍的方法、向橡胶糊中浸渍的方法等。这些处理既可以单独应用，也可以组合两种以上来应用。并且，除了进行浸渍以外，也可以为进行喷雾、涂敷的方法，但是从容易使粘接成分浸透至芯线的内部的点、容易使粘接层的厚度均匀的点出发，优选浸渍。
尤其，在芯线调制工序中，在使各种粘接成分附着之后，可以为了干燥、硬化而进行热处理。尤其，在用RFL处理液进行了处理之后，为了进行热延伸固定而优选进行热处理。该热处理时的热定形延伸率可以为0～3％程度，也可以优选为0.1～2.5％，更优选为0.5～2％程度。在本发明中，通过使热定形延伸率变小而能够确保硫化时的伸长量，因此能够稳定地形成肋形状，芯线的间距的紊乱、损伤也能够抑制。
在本说明书以及权利要求书中，热定形延伸率可以通过测定热处理炉的入口和出口的芯线的速度而由以下的式子求出。
热定形延伸率(％)＝{(热处理炉的出口处的芯线的速度-热处理炉的入口处的芯线的速度)/热处理炉的入口处的芯线的速度}×100
[V型多楔带]
本发明的V型多楔带的形态只要具有沿着带长度方向相互平行并延伸的多个V肋部即可，并未特别限制，例如，例示了图1所示的形态。图1是表示本发明的V型多楔带的一例的概略截面图。图1所示的V型多楔带具有从带下表面(内周面)朝向带上表面(背面)按顺序层叠了压缩橡胶层2、在带长度方向上埋设有芯线1的粘接橡胶层4、由盖帆布(机织物、针织物、无纺布等)或橡胶组成物构成的伸展层5的形态。压缩橡胶层2中形成有沿带长度方向延伸的多个截面V字状的槽，在该槽之间形成有截面V字形(倒梯形)的多个V肋部3(图1所示的例子中为四个)，该各V肋部3的两个倾斜面(表面)形成摩擦传动面，与滑轮接触并传递(摩擦传动)动力。
本发明的V型多楔带并不限定于该形态，只要具备具有至少一部分能够与滑轮的V肋槽部(V槽部)接触的传动面的压缩橡胶层即可，通常情况下，只要具备伸展层、压缩橡胶层和在它们之间沿着带长度方向埋设的芯线即可。在本发明的V型多楔带中，例如也可以不设置粘接橡胶层4而在伸展层5与压缩橡胶层2之间埋设芯线1。而且，也可以为将粘接橡胶层4设于压缩橡胶层2或伸展层5中的任一方而在粘接橡胶层4(压缩橡胶层2侧)与伸展层5之间或者粘接橡胶层4(伸展层5侧)与压缩橡胶层2之间埋設芯线1的形态。
需要说明的是，只要至少所述压缩橡胶层2由以下详细说明的橡胶组成物形成即可，所述粘接橡胶层4只要由作为粘接橡胶层利用的惯用的橡胶组成物形成即可，所述伸展层5只要由作为伸展层利用的惯用的盖帆布或橡胶组成物形成即可，也可以不由与所述压缩橡胶层2相同的橡胶组成物形成。
尤其，本发明的V型多楔带在较高的动态张力产生的用途中耐发音性、耐久性也优异，因此优选为在动态张力较高的用途中通用的V型多楔带。作为这种V型多楔带，可例举摩擦传动面的至少一部分用布帛覆盖的V型多楔带。布帛只要覆盖摩擦传动面的至少一部分即可，但是通常覆盖摩擦传动面整体。
(芯线)
在粘接橡胶层4内，多个芯线1在带长度方向上分别延伸，且在带宽方向上以预定的间距相互隔离地配置。
芯线的平均间距(相邻的芯线的中心之间的平均距离)可以配合芯线直径、目标的带拉伸强度来适当选择，例如0.6～2mm，优选0.8～1.5mm，更优选0.9～1.05mm程度。若芯线的平均间距过小，则有可能在带制造工序中发生芯线彼此的骑坐，相反若过大，则有可能带的拉伸强度以及拉伸弹性模量下降。芯线的平均间距是测定10处V型多楔带的宽度方向的截面中相邻的芯线的中心之间的距离并对它们进行了平均的值。需要说明的是，芯线的中心之间的距离可以使用扫描型电子显微镜(SEM)、投影仪等公知的装置来测定。
芯线可以为S捻和Z捻中的任一个，但是为了提高带的直行性而优选交替地配设S捻和Z捻。芯线除了前述的粘接处理以外，还可以用包含构成粘接橡胶层的橡胶成分的橡胶组成物覆盖。
(橡胶组成物)
压缩橡胶层2、粘接橡胶层4以及伸展层5也可以由包含橡胶成分的橡胶组成物形成。作为橡胶成分，可以使用能够硫化或交联的橡胶，可例举例如二烯系橡胶(天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶(SBR)、丙烯腈丁二烯橡胶(丁腈橡胶)、氢化丁腈橡胶等)、乙烯-α-烯烃弹性体、氯磺化聚乙烯橡胶、烷基化氯磺化聚乙烯橡胶、环氧氯丙烷橡胶、丙烯酸系橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶等。这些橡胶成分可以单独或两种以上组合使用。优选的橡胶成分为乙烯-α-烯烃弹性体(乙烯-丙烯共聚物(EPM)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)等)以及氯丁橡胶。而且，从具有耐臭氧性、耐热性、耐寒性、耐候性并能够降低带重量的点出发，特别优选乙烯-α-烯烃弹性体(乙烯-丙烯共聚物(EPM)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)等)。在橡胶成分包含乙烯-α-烯烃弹性体的情况下，橡胶成分中的乙烯-α-烯烃弹性体的比例可以为50质量％以上(尤其80～100质量％程度)，特别优选100质量％(仅乙烯-α-烯烃弹性体)。
橡胶组成物可以还包含短纤维。作为短纤维，可例举例如聚烯烃系纤维(聚乙烯纤维、聚丙烯纤维等)、聚酰胺纤维(聚酰胺6纤维、聚酰胺66纤维、聚酰胺46纤维、芳纶纤维等)、聚亚烷基芳基化系纤维(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纤维等C2-4亚烷基C8-14芳基化系纤维)、维尼纶纤维、聚乙烯醇系纤维、聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)纤维等合成纤维；棉、麻、羊毛等天然纤维；碳纤维等无机纤维等。这些短纤维可以单独或两种以上组合使用。为了提高在橡胶组成物中的分散性、粘接性，可以与芯线一样对短纤维实施惯用的粘接处理(或表面处理)。
橡胶组成物可以还包含惯用的添加剂。作为惯用的添加剂，可例举例如硫化剂或交联剂(或交联剂系)(硫系硫化剂等)、共交联剂(双马来酰亚胺类等)、硫化助剂或硫化促进剂(秋兰姆系促进剂等)、硫化延时剂、金属氧化物(氧化锌、氧化镁、氧化钙、氧化钡、氧化铁、氧化铜、氧化钛、氧化铝等)、增强剂(例如炭黑、含水二氧化硅等氧化硅)、填充剂(粘土、碳酸钙、滑石、云母等)、软化剂(例如石蜡油、环烷系油等油类等)、加工剂或加工助剂(硬脂酸、硬脂酸金属盐、蜡、石蜡、脂肪酸酰胺等)、老化防止剂(氧化防止剂、热老化防止剂、弯曲龟裂防止剂、抗臭氧剂等)、着色剂、增粘剂、塑化剂、偶联剂(硅烷偶联剂等)、稳定剂(紫外线吸收剂、热稳定剂等)、阻燃剂、带电防止剂等。这些添加剂可以单独或两种以上组合使用。需要说明的是，金属氧化物可以作为交联剂起作用。并且，尤其构成粘接橡胶层4的橡胶组成物也可以包含粘接性改善剂(间苯二酚-甲醛共缩合物、氨基树脂等)。
构成压缩橡胶层2、粘接橡胶层4以及伸展层5的橡胶组成物既可以相互相同，也可以相互不同。同样，压缩橡胶层2、粘接橡胶层4以及伸展层5中包含的短纤维也既可以相互相同，也可以相互不同。
(盖帆布)
伸展层5也可以由盖帆布形成。盖帆布可以由例如机织布、广角帆布、针织布、无纺布等布材(优选机织布)等形成，若有必要，则也可以在粘接处理例如用RFL处理液进行了处理(浸渍处理等)之后或者在进行了将粘接橡胶擦入所述布材的摩擦、将所述粘接橡胶与所述布材层叠(涂布)之后，以所述的形态层叠于压缩橡胶层以及/或者粘接橡胶层。
(覆盖摩擦传动面的布帛)
作为将摩擦传动面的至少一部分覆盖的布帛，可以利用在所述盖帆布中例示的布材，也可以与盖帆布同样地进行粘接处理。在所述布材中，作为覆盖摩擦传动面的布帛，从耐久性、伸展性优异的点出发，优选针织布。针织布的材质并未特别限定，可例举作为低模量纤维、与带配合的短纤维而例示的纤维等。针织布也可以为纤维素系纤维(例如棉纱)和聚酯系纤维(PTT/PET复合纤维等)的针织布。
[V型多楔带的制造方法]
作为本发明的V型多楔带的制造方法，只要包括前述的芯线调制工序即可，可以利用惯用的V型多楔带的制造方法。
作为第一制造方法，可以例示如下的方法：经过形成未硫化套筒的工序和使可塑性护套膨胀而将未硫化套筒从内周侧按压于具有肋形状的刻印的外模并硫化的工序，从而获得在表面具有肋形状的硫化套筒，所述未硫化套筒在装配了可塑性护套的内模中从内周侧以未硫化伸展橡胶片、芯线以及未硫化压缩橡胶片的顺序配置未硫化伸展橡胶片、芯线以及未硫化压缩橡胶片。
作为第二制造方法，可以例示如下的方法：经过形成在装配了可塑性护套的内模中配置未硫化压缩橡胶片的第一未硫化套筒的工序、使可塑性护套膨胀而将第一未硫化套筒从内周侧按压于具有肋形状的刻印的外模从而形成在表面刻设了肋形状的预备成型体的工序、在解除可塑性护套的膨胀而使装配了可塑性护套的内模从紧贴有预备成型体的外模分开之后向装配了可塑性护套的内模中依次配置未硫化伸展橡胶片以及芯线从而形成第二未硫化套筒的工序、再使可塑性护套重新膨胀而将第二未硫化套筒从内周侧按压于紧贴有预备成型体的外模并与预备成型体一体地硫化的工序，从而获得在表面具有肋形状的硫化套筒。
需要说明的是，在用布帛覆盖摩擦传动面的情况下，也可以在与外模抵接的未硫化套筒的最外层(外周侧)设置布帛。并且，也可以在芯线与伸展橡胶片之间或者/以及芯线与压缩橡胶片之间设置粘接橡胶片。
这些方法中，第一制造方法的工序简单且生产率优异，第二制造方法通过使内模与外模的间隔变小而能够减小芯线的扩张率，因此能够抑制对芯线的损害，能够抑制带的耐久性的下降。可以根据生产率和耐久性中优先的项目来选择制造方法，不过根据本发明的目的，优选应用第二制造方法。
【实施例】
以下，基于实施例来更详细地说明本发明，不过本发明并不受这些实施例限定。需要说明的是，以下示出在实施例中使用的原料的详细和测定的评价项目的评价方法。
[原料]
(捻绳)
芳纶1：帝人(株)制“泰克诺拉(Technora；注册商标)”、中间伸长率0.9％、拉伸弹性模量70GPa；
芳纶2：帝人(株)制“特瓦伦(Twaron；注册商标)”、中间伸长率1.0％、拉伸弹性模量60GPa(低弹性型)；
芳纶3：帝人(株)制“特瓦伦(Twaron；注册商标)”、中间伸长率0.6％、拉伸弹性模量80GPa(标准型)；
脂肪族聚酰胺：旭化成(株)制“雷欧娜(Leona；注册商标)尼龙66”、中间伸长率11％、拉伸弹性模量3.8GPa。
(粘接处理液)
聚合MDI：东曹(株)制“Milionate(注册商标)MR-200”、NCO含量30％；
NBR胶乳：日本瑞翁(株)制“Nipol(注册商标)1562”、总固体量41％、中高腈型；
聚烯烃系粘接剂：洛德公司制“开姆洛克(Chemlok；注册商标)233X”、固体量27％。
(带)
EPDM：陶氏化学日本(株)制“NORDEL(注册商标)IP3640”、乙烯含有量55％、亚乙基降冰片烯含有量1.8％；
炭黑HAF：东海碳素(株)制“Seast(注册商标)3”；
石蜡系油：出光兴产(株)制“戴安娜(Diana；注册商标)工艺油”；
老化防止剂：精工化学(株)制“Nonflex(注册商标)OD3”；
有机过氧化物：化药阿克佐(株)制“Perkadox(注册商标)14RP”；
尼龙短纤维：旭化成(株)制“尼龙66”、纤维长度约0.5mm；
针织布：棉纱和PTT/PET复合丝的纬编针织布。
[200N时伸长]
依据JIS L1017(2002)进行了测定。详细而言，将芯线单体(制作的粘接处理绳)以绳不松弛而笔直的方式设置于自动绘图仪的一对夹具。此时的夹持间隔设为L0(约250mm)。接着，使一方的夹具以300mm/min的速度移动而给绳施加拉伸载荷，记录拉伸载荷和夹持间隔。将拉伸载荷成为200N时的夹持间隔设为L1(mm)，通过下述的式子来求出200N时伸长。
200N时伸长(％)＝((L1-L0)/L0)×100
[弯曲疲劳试验(强度保持率)]
如图2所示，将芯线单体(制作的粘接处理绳)以S字状弯曲并缠绕于上下配置的一对圆柱形的旋转杆
Figure GDA0002844404280000171
将芯线的一端固定于框架，在另一端施加1kg的载荷。接着，在该一对旋转杆恒定地保持相对距离的状态下，通过在上下方向上往返10万次(行程：140mm、循环：100次/分钟)，反复进行向旋转杆的芯线的卷绕、倒卷，给芯线自身带来弯曲疲劳。测定该弯曲疲劳试验后的芯线单体的拉伸强度(残存强度)，根据预先测定的弯曲疲劳试验前的拉伸强度的值来算出强度保持率。
强度保持率(％)＝(弯曲后的拉伸强度/弯曲前的拉伸强度)×100
[耐久行驶试验(行驶寿命)]
使用在将直径120mm的驱动滑轮(Dr.)、直径55mm的张力滑轮(Ten.)、直径120mm的从动滑轮(Dn.)、直径80mm的空转滑轮(IDL.)按顺序配置的图3中显示布局的试验机来进行。在试验机的各滑轮上架设V型多楔带，使驱动滑轮的转速为4900rpm，使带向空转滑轮的卷绕角度为90°，使带向张力滑轮的卷绕角度为90°，使从动滑轮负荷为8.8kW，以带初始张力成为395N的方式施加恒定载荷(约560N)并在环境温度100℃下行驶至达到带的寿命为止。
实施例1
(捻绳的制作)
如表5所示，汇集三根将1670dtex的芳纶1的纤维束以捻系数1下捻而成的下捻线和一根将940dtex的脂肪族聚酰胺的纤维束以捻系数3向与芳纶纤维相同的方向下捻而成的下捻线，向与下捻相同的方向以捻系数3.5上捻，制作顺捻的捻绳。
(绳的粘接处理)
首先，在将制作的捻绳向表1所示的包含异氰酸酯化合物的处理液(25℃)中浸渍5秒钟之后，以150℃干燥两分钟(预浸处理工序)。接着，在将结束了预浸处理的捻绳向表2所示的RFL处理液(25℃)中浸渍5秒钟之后，以200℃进行热处理两分钟(RFL处理工序)。在该热处理时，以热定形延伸率0～3％进行热延伸固定。而且，在将结束了RFL处理的捻绳向表3所示的包含粘接成分的处理液(固体量浓度7％、25℃)中浸渍5秒钟之后，以160℃干燥4分钟(外涂处理工序)，获得粘接处理绳。
[表1]
表1(预浸处理液)
配合药品 质量部
聚合MDI 10
甲苯 100
合计 110
[表2]
表2(RFL处理液)
配合药品 质量部
NBR胶乳 289.6
间苯二酚 30
37％*** 18.6
水 515
聚合MDI 37
合计 890.2
[表3]
表3(外涂处理液)
配合药品 质量部
聚烯烃系粘接剂 18
甲苯 51.2
合计 69.2
(带的制造)
经过如下的工序而获得在表面具有肋形状的硫化套筒：形成在装配了可塑性护套的内模中将表4所示的组成的未硫化压缩橡胶片以及针织布从内周侧按照该顺序配置的第一未硫化套筒的工序；使可塑性护套膨胀而将第一未硫化套筒从内周侧按压于具有肋形状的刻印的外模，形成在表面刻设有肋形状的预备成型体的工序；在解除可塑性护套的膨胀而使装配了可塑性护套的内模从紧贴有预备成型体的外模分开之后，向转配了可塑性护套的内模中依次配置表4所示的组成的未硫化伸展橡胶片以及粘接处理绳而形成第二未硫化套筒的工序；再使可塑性护套重新膨胀而将第二未硫化套筒从内周侧按压于紧贴有预备成型体的外模并与预备成型体一体地硫化的工序。用刀具将该硫化套筒与周方向平行地切割，获得V型多楔带(带尺寸：3PK1100、肋形状K形、肋数3、周长1100mm)。
[表4]
表4(橡胶配合)
材料 压缩橡胶 伸展橡胶
EPDM 100 100
氧化锌 5 5
硬脂酸 1 1
炭黑HAF 80 80
石蜡系油 15 15
老化防止剂 2 2
有机过氧化物 5 5
尼龙短纤维 0 15
合计 208 223
实施例2
在捻绳的制作中，将上捻的捻系数变更为4，除此以外与实施例1同样地制造V型多楔带。
实施例3
在捻绳的制作中，将上捻的捻系数变更为4.5，除此以外与实施例1同样地制造V型多楔带。
实施例4
在捻绳的制作中，汇集三根将1100dtex的芳纶2的纤维束以捻系数0.5下捻而成的下捻线和一根将940dtex的脂肪族聚酰胺的纤维束以捻系数0.5向与芳纶纤维相同的方向下捻而成的下捻线，向与下捻相同的方向以捻系数3上捻，制作顺捻的捻绳，除此以外与实施例1同样地制造V型多楔带。
实施例5
在捻绳的制作中，将上捻的捻系数变更为3.5，除此以外与实施例4同样地制造V型多楔带。
实施例6
在捻绳的制作中，将上捻的捻系数变更为4，除此以外与实施例4同样地制造V型多楔带。
实施例7
在捻绳的制作中，汇集三根将1100dtex的芳纶2的纤维束以捻系数3.5下捻而成的下捻线和一根将940dtex的脂肪族聚酰胺的纤维束以捻系数0.5向与芳纶纤维相同的方向下捻而成的下捻线，向与下捻相反的方向以捻系数3上捻，制作合捻的捻绳，除此以外与实施例1同样地制造V型多楔带。
实施例8
在捻绳的制作中，将芳纶纤维2的下捻系数变更为4，除此以外与实施例7同样地制造V型多楔带。
实施例9
在捻绳的制作中，将上捻系数变更为3.5，除此以外与实施例8同样地制造V型多楔带。
实施例10
在捻绳的制作中，对于芳纶2的纤维束不施加下捻而施加上捻，除此以外与实施例6同样地制造V型多楔带。
实施例11
在捻绳的制作中，将上捻的捻系数变更为4.5，除此以外与实施例6同样地制造V型多楔带。
实施例12
在捻绳的制作中，将芳纶2的纤维束以及脂肪族聚酰胺的纤维束的下捻系数变更为1.5，除此以外与实施例4同样地制造V型多楔带。
实施例13
在捻绳的制作中，将芳纶2的纤维束的下捻系数变更为6.5，将上捻系数变更为6.5，除此以外与实施例9同样地制造V型多楔带。
比较例1
在捻绳的制作中，汇集三根将1100dtex的芳纶3的纤维束以捻系数1下捻而成的下捻线和一根将940dtex的脂肪族聚酰胺的纤维束以捻系数3向与芳纶纤维相同的方向下捻而成的下捻线，向与下捻相反的方向以捻系数2.5上捻，制作合捻的捻绳，除此以外与实施例1同样地制造V型多楔带。
比较例2
在捻绳的制作中，将上捻系数变更为3.5，除此以外与比较例1同样地制造V型多楔带。
比较例3
在捻绳的制作中，将上捻系数变更为4，除此以外与比较例1同样地制造V型多楔带。
实施例1～13以及比较例1～3中获得的粘接处理绳以及V型多楔带的评价结果示于表5～7。
Figure GDA0002844404280000231
Figure GDA0002844404280000241
[表7]
表7
Figure GDA0002844404280000251
[结果以及研究]
根据表5～7的结果可明确，作为芳纶纤维使用了中间伸长率较小的芳纶3的比较例1～3关于绳物性，200N时伸长小于2.0，弯曲疲劳试验中的强度保持率也低于75％。并且，关于带物性，行驶寿命也短于200小时。行驶寿命较短的理由可推定为在粘接处理绳的伸长较小时，带的制造时(硫化时)橡胶穿过绳之间时的阻力变大，一部分的绳的位置偏移而芯线的间距紊乱。即，可推定为由于芯线的间距的紊乱而带的张力分担变得不均匀，较大的张力施加的芯线中变得容易发生长丝的切断。
另一方面，使用了中间伸长率较大的芳纶1以及2的实施例1～13关于绳物性，弯曲疲劳试验中的强度保持率高达75％以上，关于带物性，行驶寿命长达200小时以上。尤其，使用了本次使用的芳纶纤维中中间伸长率最大的芳纶2的实施例4～13的行驶寿命特别长。
并且，实施例4～13中，将捻系数调整为适当的范围，因此实施例4～9的行驶寿命较长。在使用了顺捻的捻绳的实施例中进行比较时，在实施例10中，使芳纶纤维的下捻为0时，耐弯曲疲劳性下降，因此与实施例4～6相比较，强度保持率以及行驶寿命下降。在实施例11中，在使上捻系数与下捻系数之比为9时，与实施例4～6相比较，行驶寿命下降。在实施例12中，在使上捻系数与下捻系数之比为2时，与实施例4～6相比较，行驶寿命下降。在实施例13中，在使下捻系数以及上捻系数为6.5时，与实施例7～9相比较，强度保持率以及行驶寿命下降。
而且，着眼于加捻方式时，存在与合捻相比顺捻的行驶寿命更长的倾向。并且，图4示出了使用了顺捻的捻绳的实施例中的实施例1～6以及11～12中的芳纶纤维的上捻系数与下捻系数之比与V型多楔带的行驶寿命之间的关系。根据图4可明确，在顺捻中，存在芳纶纤维的上捻系数与下捻系数之比大的一方的行驶寿命比较长的倾向，该比在4～8(尤其5～7)程度的范围中良好。并且，还明确可知与使用了芳纶1的实施例相比，使用了芳纶2的实施例的行驶寿命比较长。
工业实用性
本发明的V型多楔带可以作为在汽车发动机的辅机驱动中使用的V型多楔带来利用，不过由于在用模具型附施工方法的制造时能够抑制芯线的间距的紊乱、损伤且即便使用于动态张力较高的用途中耐发音性、耐久性也优异，所以特别适合作为用于对较高的动态张力产生的ISG搭载发动机进行驱动的V型多楔带来利用。
详细并且参照特定的实施方案来说明了本发明，不过对于本领域技术人员而言，明确的是能够不脱离本发明的精神和范围而施加各种各样的修改、变更。
本申请基于2017年6月20日提出申请的日本专利申请2017-120811号以及2018年6月13日提出申请的日本专利申请2018-112540号，其内容作为参照而援引于本文中。
附图标记说明
1…芯线
2…压缩橡胶层
3…V肋部
4…粘接橡胶层
5…伸展层。

Claims (12)

1.一种V型多楔带，包括将4cN/dtex载荷时的中间伸长率为0.8％以上且拉伸弹性模量为50～100GPa的高伸长率芳纶纤维与拉伸弹性模量比该高伸长率芳纶纤维低的低模量纤维混捻而成的捻绳。
2.根据权利要求1所述的V型多楔带，其中，
低模量纤维的拉伸弹性模量为20GPa以下。
3.根据权利要求1所述的V型多楔带，其中，
高伸长率芳纶纤维的比例为捻绳中60～95质量％。
4.根据权利要求1所述的V型多楔带，其中，
捻绳是将多个下捻线上捻而成的捻绳或将多个无捻线捻合而成的捻绳，该捻绳的下捻系数为0～6且上捻系数为2～6。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的V型多楔带，其中，
捻绳为顺捻。
6.根据权利要求5所述的V型多楔带，其中，
高伸长率芳纶纤维的上捻系数与下捻系数之比为4～8。
7.根据权利要求5所述的V型多楔带，其中，
高伸长率芳纶纤维的上捻系数与下捻系数之比为5～7。
8.根据权利要求5所述的V型多楔带，其中，
高伸长率芳纶纤维的下捻系数为1以下。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的V型多楔带，其中，
捻绳为合捻，且高伸长率芳纶纤维的下捻系数为2以上。
10.根据权利要求1～4中任一项所述的V型多楔带，其中，
摩擦传动面的至少一部分用布帛覆盖。
11.根据权利要求1～4中任一项所述的V型多楔带，其中，
所述V型多楔带装配于搭载有带式ISG驱动的发动机。
12.一种制造方法，是权利要求1～11中任一项所述的V型多楔带的制造方法，包括对所述捻绳进行粘接处理并对芯线进行调制的芯线调制工序，
在所述芯线调制工序中，在粘接处理的热处理时以热定形延伸率3％以下进行热延伸固定。
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