专利名称：齿形带及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种可用于动力传动、运送等方面的由热塑弹性体制备而成的齿形带及其制备方法。
2.相关技术简介传统的齿形带是由橡胶(例如日本特许公开(kokai)H11-182632(1-2页，图1))或热固性聚氨酯弹性体制备而成，常用于动力传动、运送等方面。该齿形带有齿和齿底与带轮相啮合。
随着使用齿形带结构的设备功能日趋复杂，越来越多的齿形带在防齿跳能力、耐久性、降低驱动摩擦和灵敏度方面都不能满足当前的传送带技术要求(尤其当齿距很小时)。另外，如果树脂或弹性体暴露在齿表，在使用的过程中则很容易剥离或分开，从而出现异常的噪音、不适当的齿跳和耐久性的降低。
发明概述因此，本发明的一个目的就是提供一种相对于传统产品(橡胶带和热固性聚氨酯带)具有更优异的防齿跳能力、好的耐久性、低驱动摩擦、高灵敏度并可消除异常噪音的齿形带。
根据本发明，本发明所提供的齿形带，其特征在于由带体、作为受拉构件的线绳和覆盖在带齿表面的覆盖织物构成。其中带体由兼具橡胶和塑料优异性能(弹性和强度)的热塑弹性体制成。该热塑弹性体含有一种由结晶相的硬链段和非结晶相的软链段组成的共聚物，在室温下表现出橡胶弹性，在高温下表现出可塑性并可以塑造。
如上所述，由于本发明的齿形带是这样的构造，所以相对于传统的橡胶带而言，其具备优异的防齿跳能力、好的耐久性、高的灵敏度等，还可防止树脂的渗出并降低驱动摩擦。
在此，例如，覆盖织物的材料可以是尼龙、聚酯、芳族聚酰胺、棉和PBO纤维等。此外，线绳的材料可以是聚酯、玻璃纤维、芳族聚酰胺、钢、碳纤维和PBO纤维等。
热塑弹性体优选为聚醚酯弹性体。该热塑聚醚酯可由芳族聚酯(结晶相(硬链段))和脂族聚醚(非结晶相(软链段))的共聚物组成。其中硬链段优选高熔点芳族聚酯，因为它具备高结晶速率、高强度、抗热形变、良好的可塑性、化学稳定性和抗热老化性能。而且，软链段优选为具有低玻璃化转变温度的脂族聚醚，因为它具备柔韧性、高冲击吸收和低温特性。可以选择合适比例的硬链段和软链段设计制成兼具上述优异性能的弹性体。
采用上述材料以这种构造制得的齿形带具备无噪音、耐冲击、抗冲击、低温柔韧、高弯曲强度、良好的抗环境(低外压)能力和保持食品卫生的优点。
作为一种热塑弹性体，热塑聚氨酯弹性体也可用于制备齿形带。热塑聚氨酯弹性体包括聚酯型和聚醚型两种，由硬链段和软链段构成。其中软链段包括聚己二酸亚乙基酯、聚己二酸亚丁酯、其它己二酸酯(ADP)、聚己内酯(PCL)、聚碳酸酯(PC)或其它脂族聚酯二醇，聚四亚甲基醚乙二醇(PTMG)、聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)，其它脂族聚醚二醇或其它多元醇(长链二元醇)。硬链段包括二异氰酸酯和短链二元醇。
当软链段由聚酯多元醇如聚己二酸亚乙基酯、聚己二酸亚丁酯、其它己二酸酯(ADP)、聚己内酯(PCL)、聚碳酸酯(PC)或其它脂族聚酯二醇构成时，由此获得的热塑聚氨酯弹性体则具有优异的机械性能、抗热性能、抗摩擦性能和化学稳定性。另一方面，当软链段是聚四亚甲基醚乙二醇(PTMG)或其它聚醚多元醇时，由此获得的热塑聚氨酯弹性体则具有优异的抗水性能和低温特性。另外，对于脂族乙二醇扩链剂作为硬链段的二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)基热塑聚氨酯弹性体而言，当扩链剂的链长增加时，其内聚能密度和物理性能都有所下降。
如上所述的齿形带具备更优异的抗摩擦性、耐久性和底面可传动性(由于高的μ值)。
也可以采用硬度达A70～A95(JIS-K6253的肖氏硬度)的热塑弹性体制备齿形带。该齿形带具有优异的柔韧性、耐久性和高荷载性能。
本发明的齿形带可有效防止热塑弹性体从覆盖织物散开的地方渗出带齿表面。当齿形带运转的时候，暴露在齿形带表面的热塑弹性体很容易剥离并堆积在带轮底部，从而导致较差的啮合、频繁齿跳引起的老化、低的耐久性和异常噪音的产生。
本发明的另一个目的就是提供一种上述齿形带的制备方法，由此制得的齿形带可防止树脂从带齿表面渗出或克服一些模塑缺陷。
也就是，根据本发明，本发明提供的齿形带的制备方法，其特征在于首先形成热塑弹性体的预成型制品，再将覆盖织物、线绳和所述预成型制品放入成型模具中，从外部热压该组合物料，在热塑弹性体的结晶温度和熔融温度之间的一定温度下从模具内部加热，并维持一段时间至形成带齿。
在齿形带的制备过程中，可以从外部热压该组合物料，在热塑弹性体的结晶温度和熔融温度之间的一定温度下从模具内部加热一段时间从而控制热塑弹性体的流动性。上述温度条件可以维持一段时间以促进带齿的形成。也就是说，既然可以在热塑弹性体的流动性被上述特定模塑温度条件所控制的状态下维持一段时间来进行齿形带塑型，那么就可有效防止热塑弹性体从覆盖织物的空隙中渗出到带齿表面。此外，还可防止模塑缺陷的产生和齿不能完全形成时产生的顶部倒角。
注意，模塑温度选择在高于热塑弹性体的结晶温度但低于其熔融温度的一个范围，通常是125℃～190℃。
在成齿的过程中，可通过调节模塑温度和加热时间来控制热塑弹性体的流量，使其大约为5×10-4～6×10-3毫升/秒(50kgf/cm2载荷，1mm×1mm的孔径和长度)。
如果设置的模塑温度条件使热塑弹性体的流量大约为5×10-4到6×10-3毫升/秒，模塑温度范围在热塑弹性体的结晶温度和熔融温度之间，则可有效防止热塑弹性体从覆盖织物的空隙中渗出到带齿表面以及齿形带模塑缺陷(齿不能完全形成时产生的顶部倒角)的产生，因此模塑成形就更为精确。
为了测试热塑弹性体的流量，可选择Shimdzu Mfg.等制备的流量检测仪CET-500，测试条件是载荷50kgf/cm2，预热时间100秒，截面积为1cm2的柱状活塞，模头孔径×长度为1mm×1mm。达到设置温度(测试温度)并预热100秒(维持同样的温度100秒以使整个试样达到相同的温度)后，利用活塞向试样施予50kgf/cm2的载荷，即可测得试样每秒从模头孔中流出的流量。
覆盖织物的单纤维旦数比(纬线/经线)优选为0.5～3.0，纱线密度比(纬线/经线)优选为0.5～1.0，覆盖织物的延伸率大约为50～150％(于50mm间距/2kgf下)。如果该覆盖织物在模塑前经树脂或湿固化型尿烷处理过，则性能更优。
采用如上所述构造的覆盖织物，该覆盖织物在模塑过程中被压贴于流动的热塑弹性体上，即使被拉伸，也会产生长丝重叠，开孔减小，从而可有效防止热塑弹性体从覆盖结构的空隙中渗出到带齿表面以及模塑缺陷(齿不能完全形成时产生的顶部倒角)的产生，因此模塑成形就更为精确。此外，如果覆盖织物模塑前经树脂或湿固化型尿烷处理，则热塑弹性体和覆盖织物的粘接就会更为牢固。
此外，本发明提供一种齿形带的制备方法，其特征在于将具有一定弹性的覆盖织物放入具有齿形结构的成型模具的形齿表面，然后层压在邻近成型模具的覆盖织物的表面并和覆盖织物一起伸展的树脂薄膜，该树脂薄膜的熔融温度高于作为带体材料的热塑弹性体的熔融温度，最后在成型模具中使热塑弹性体在低于其熔点的温度下流态成型。
采用上述方法制备的齿形带，其中树脂薄膜被层压于邻近成型模具的覆盖织物表面，并和覆盖织物一起伸展，具有比热塑弹性体更高的熔融温度。当带体材料在低于树脂熔点的一定温度下以流动状态通过覆盖织物的空隙时，具有更高熔点的树脂薄膜并未处于熔融状态，从而阻止了带体材料的穿过。因此，带体材料就不可能渗出到带齿表面，也就不可能暴露于带齿的表面了。
此外，成型齿形带时覆盖织物和树脂薄膜可被压贴于流动的带体材料，一起膨胀至紧贴成型模具的槽，形成厚度大体相同的覆盖织物和树脂薄膜。如果作为底部的覆盖织物具有一致的厚度，节线就会变得稳定，线绳也可得到保护，从而提供良好的耐久性。
将片状材料或其它某些可变形的固定形状的材料置于成型模具上以后，带体材料可被加热或使其转变成一种流态(液体树脂或熔融状态)，并通过挤出机等设备充入成型模具中。也可使可流动的带体材料从覆盖织物的空隙中穿过并和树脂薄膜一起融合。
在齿形带的成型过程中，树脂起一定程度的软化作用。通过使可流动的带体材料从覆盖织物的空隙中穿过并和树脂薄膜一起融合，然后冷却，带体材料、覆盖织物和树脂薄膜就能够更牢固地相互层叠。其中可以使用聚醚酯作为带体材料，聚醚酯树脂薄膜作为树脂薄膜。
作为带体材料，优选热塑弹性体，各种各样的热塑弹性体均可使用。另一方面，各种树脂或弹性体都可被用作树脂薄膜。在这些材料中，聚醚酯对两种组分而言均为优选，因为聚醚酯树脂在热塑弹性体中是具有更好的高温特性、高强和从低温到高温的橡胶弹性。从而具备宽的使用温度范围，更优异的消震、防油水和化学稳定性，并降低和带轮之间的啮合噪音，以及低的摩擦副作用带来了更好的耐久性。此外，还可使用液体注塑成型树脂或弹性体作为带体材料通过注射成型设备成型齿形带，或选择热塑弹性体通过挤出机成型齿形带。
在上述方法中，在覆盖织物的最外层形成一种酚树脂层，该酚树脂层经含有具不饱和键侧链的酚和/或一种酚基羧酸的组分修饰过。在实施该种方法时，覆盖织物和由聚醚酯树脂制成的带体材料的粘结性更为优异。在覆盖织物上形成酚树脂层之前用胶乳或RFL的处理非常有利于降低覆盖织物纱线间的摩擦，提高覆盖织物的耐磨性。
在上述方法中，线绳嵌入其中，覆盖织物的最外层形成一种经含有具不饱和键侧链的酚和/或一种酚基羧酸的组分修饰的酚树脂层。采用这种方法成型时，线绳和由聚醚酯树脂制成的带体材料的粘结性能更为优异。注意为了增加线绳(玻璃纤维或芳香族聚酰胺纤维)和带体的粘接强度，例如，线绳可以根据需要和间一苯二酚一甲醛树脂(RFL)层或带有与RFL层粘接更为牢固的外层的间一苯二酚一甲醛树脂层一起成型。
通过如下所示的优选实施例的描述及其相应的附图，可以更好的理解本发明，其中
图1是本发明第一种具体实施方式
的齿形带的的断面示意图；图2是表示本发明齿形带套管的透视图；图3是表示树脂流动性与温度关系的示意图；图4是耐油性测试结果示意图；图5是驱动摩擦测试结果示意图；图6是表示旋转精确度测试仪的结构的示意图；图7是旋转精确度测试结果示意图；图8是灵敏度测试结果示意图；图9是齿跳测试结果示意图；图10是抗油性测试结果示意图；图11是停留位置精确度测试结果示意图；图12是耐久性测试示意图；图13是本发明第二种具体实施方式
的齿形带的断面示意图；图14是本发明第二种具体实施方式
的齿形带的制备方法示意图；图15是表示覆盖织物的空隙状态的平面图；图16是齿形带的传统制备方法示意图。
优选的
具体实施例方式
下面结合相关附图对本发明优选的具体实施方式
加以说明。首先参考附图介绍第一种具体实施方式
。
第一种具体实施方式图1是本发明第一种具体实施方式
的齿形带10的断面示意图。齿形带10由成齿的带体材料15和齿形带10表面的覆盖织物12构成。此外，作为受拉构件的线绳16包埋在带体材料15中。
接下来说明由热塑弹性体制备齿形带的方法。首先，将热塑树脂通过挤出机模塑成类似片状的预成型制品(树脂薄片)。
所用的热塑弹性体由热塑聚醚酯弹性体和热塑聚氨酯弹性体组成。热塑聚醚酯弹性体具有如化学式(1)所示的硬链段结构和如化学式(2)所示的软链段结构。例如可以使用由Toyobo公司(Toyoho CO.LTD.)生产的名为Pelprene的弹性体或由DUPONT-TORAY(DUPONT-TORAY CO.LTD.)等公司生产的名为Hytrel的弹性体等。 此外，制成预成型制品的热塑聚氨酯弹性体可以使用由NipponMiractran生产的名为Miractran的弹性体或BASF Japan生产的名为Elastran的弹性体等。
线绳的材料，例如，可以使用聚酯、玻璃纤维、芳族聚酰胺、钢、碳纤维、PBO纤维等。
覆盖织物的材料，例如，可以是尼龙、聚酯、芳族聚酰胺、棉或PBO纤维等。此外，如果选择覆盖织物的单纤维旦数比(纬线/经线)为0.5～3.0，纱线密度比(纬线/经线)为0.5～1.0，延伸率约为50～150％(于50mm间距/2kgf下)，并在模塑前经树脂或湿固化型尿烷处理，然后在模塑过程中将其压贴于流动的热塑弹性体，那么即使覆盖织物被拉伸，也会产生长丝重叠，开孔减少，从而有效防止热塑弹性体从覆盖织物的空隙中渗出到带齿表面以及一些模塑缺陷(齿不能完全形成时产生的顶部倒角)的产生，因此模塑成形就更为精确，热塑弹性体和覆盖织物间的粘接也更为牢固。
将有弹性的覆盖织物、线绳和预成型制品组合放入带齿的金属模具中，用橡胶袋包覆。在橡胶袋外部以500～3000Kpa的压力和70～200℃的温度对其进行热压，然后再在模具内部以热塑弹性体结晶温度(随树脂等级不同而不同)和熔融温度(随树脂等级不同而不同)之间的一定温度加热并维持一段时间。模塑温度范围是高于热塑弹性体的结晶温度但低于其熔融温度，随着树脂等级差别而不同，一般为125℃～190℃。
在成型过程中，模塑温度设置在热塑弹性体的结晶温度和熔融温度之间，以使热塑弹性体的流量约为5×10-4～6×10-3毫升/秒(50kgf/cm2载荷以及1mm×1mm的孔径和长度)，并从模具内部加热一段时间。通过调节模塑温度，设置热塑弹性体的流量约为5×10-4～6×10-3毫升/秒，就能使齿形带正确成型而没有热塑弹性体渗出到齿表或齿不能完全形成时产生的顶部倒角。
热压模塑结束之后，冷却物料并从模具中取出即得到齿形带套管(见图2)。齿形带1的套管有齿2和齿底3与带轮等相啮合。然后，再将套管切割成一定宽度即可得到齿形带(调速带)。
(热塑弹性体的实施例)接下来，设定热塑弹性体流量的实施例如图3和表1所示。
图3是表示树脂流动性与温度关系的示意图。在图中，TPEE-A和TPEE-B是热塑聚醚酯弹性体(Toyobo公司生产，名为Pelprene)，而TPEE-C和TPEE-D也是热塑聚醚酯弹性体(DUPONT-TORAY公司生产，名为Hytrel)。此外，TRU-A是热塑聚氨酯弹性体(BASFJapan生产，名为Elastran)，而TRU-B和TRU-C也是热塑聚氨酯弹性体(Nippon Miractran生产，名为Miractran)。
表1表明了树脂类型与齿形带可塑性之间的关系。(覆盖织物和覆盖织物E均在后面的表2中加以说明。)表1 树脂的类型和可塑性
覆盖织物E首先，在TPEE-A的实施例中，当模塑温度设置为130℃时，流量为5.54×10-3毫升/秒(50kgf/cm2载荷以及1mm×1mm的孔径和长度)或者在5×10-4～6×10-3毫升/秒的范围内，能使齿形带正确成型而没有热塑弹性体渗出到齿表或顶部倒角的产生。
接下来，在TPEE-B的实施例中，当模塑温度设置为140℃时，流量为1.24×10-3毫升/秒，而温度为145℃时，流量为3.95×10-3毫升/秒或者在5×10-4～6×10-3毫升/秒的范围内，能使齿形带正确成型而没有热塑弹性体渗出到齿表或产生顶部倒角。
接下来，在TPEE-C的实施例中，当模塑温度设置为150℃时，流量为6.02×10-4毫升/秒，而温度为155℃时，流量为3.30×10-3毫升/秒或者在5×10-4～6×10-3毫升/秒的范围内，能使齿形带正确成型而没有热塑弹性体渗出到齿表或产生顶部倒角。
在TPEE-D的实施例中，当模塑温度设置为165℃时，流量为1.62×10-3毫升/秒，而温度为170℃时，流量为5.43×10-3毫升/秒或者在5×10-4～6×10-3毫升/秒的范围内，能使齿形带正确成型而没有热塑弹性体渗出到齿表或产生顶部倒角。
在TPU-A的实施例中，当模塑温度设置为180℃时，流量为3.53×10-3毫升/秒，或者在5×10-4～6×10-3毫升/秒的范围内，能使齿形带正确成型而没有热塑弹性体渗出到齿表或产生顶部倒角。
在TPU-B的实施例中，当模塑温度设置为180℃时，流量为2.57×10-3毫升/秒，或者在5×10-4～6×10-3毫升/秒的范围内，能使齿形带正确成型而没有热塑弹性体渗出到齿表或产生顶部倒角。
在TPU-C的实施例中，当模塑温度设置为185℃时，流量为1.85×10-3毫升/秒，或者在5×10-4～6×10-3毫升/秒的范围内，能使齿形带正确成型而没有热塑弹性体渗出到齿表或产生顶部倒角。
(覆盖织物的实施例)结合表2，对采用了不同单纤维旦数比(纬线/经线)、纱线密度比(纬线/经线)和延伸率的覆盖织物的实施例加以说明。表2表示覆盖织物的类型和可塑性之间的关系(使用上述TPEE-B作为树脂，模塑温度设置为145℃)。
表2 覆盖织物的类型和可塑性
树脂TPEE-B模塑温度145℃如表2所示，例如，在覆盖织物C的实施例中，纬线与经线单纤维旦数比(纬线/经线)设定为2.67，纱线密度(数)比(纬线/经线)设定为0.63。以这种方式制得的覆盖织物在50mm间距/2kgf时的延伸率为61％，然后经过树脂处理。能使齿形带正确成型而没有热塑弹性体渗出到齿表或产生顶部倒角。
接下来，在覆盖织物E的实施例中，单纤维旦数比(纬线/经线)设定为0.95，纱线密度(数)比(纬线/经线)设定为0.65，覆盖织物的延伸率为63％(于50mm间距/2kgf下)，然后经过树脂处理。能使齿形带正确成型而没有热塑弹性体渗出到齿表或产生顶部倒角。
在覆盖织物F的实施例中，单纤维旦数比(纬线/经线)设定为0.95，纱线密度(数)比(纬线/经线)设定为0.65，覆盖织物的延伸率为68％(50mm间距/2kgf)，然后经过湿固化型尿烷处理。能使齿形带正确成型而没有热塑弹性体渗出到齿表或产生顶部倒角。
在覆盖织物H的实施例中，单纤维旦数比(纬线/经线)设定为0.95，纱线密度(数)比(纬线/经线)设定为0.98，覆盖织物的延伸率为131％(50mm间距/2kgf)，然后经过树脂处理。能使齿形带正确成型而没有热塑弹性体渗出到齿表或产生顶部倒角。
(测试结果的实施例)下面将对本发明的小齿距齿形带的测试结果评估进行介绍。该种齿形带的齿距为2mm。
实施例1和2的齿形带是在如上所述的模塑条件下制备而成的。实施例1的齿形带由热塑聚醚酯弹性体(名为Hytrel 3046)制成，而实施例2的齿形带由热塑聚醚酯弹性体(DUPONT-TORAY公司生产，名为Hytrel 4057)制成。对比实施例1的齿形带由可铸性聚氨酯(热固聚氨酯弹性体)制成。
将齿形带完全浸在润滑油中进行耐油性能测试。如图4所示，实施例1和2的齿形带相对于对比实施例1在尺寸(宽度和厚度)上的变化更小，因此性能更优。
实施例3、4和5的齿形带也是在上述模塑条件下制备成型。实施例3的齿形带由热塑聚醚酯弹性体(DUPONT-TORAY公司生产，名为Hytrel 4057)制得，实施例4的齿形带由热塑聚醚酯弹性体(名为Hytrel G3548L)制得，实施例5的齿形带由热塑聚醚酯弹性体(名为Hytrel 3046)制得。
对比实施例2的齿形带由硬型氯丁橡胶制得，对比实施例3的齿形带由软型氯丁橡胶制得，对比实施例4的齿形带由可铸性热固聚氨酯弹性体制得。
利用驱动侧和被动侧的扭矩差作为驱动摩擦来进行驱动摩擦测试。如图5的结果所示，尽管实施例3、4和5相对于对比实施例2、3和4的齿形带硬度更高、带厚更大，但具有相同的驱动扭矩。由此也表明实施例3、4和5的齿形带在增加其耐久性的同时有更小的驱动扭矩，因此更优。
实施例6的齿形带是在如上所述的模塑条件下由热塑聚醚酯弹性体(DUPONT-TORAY公司生产，名为Hytrel 4057)制备而得。对比实施例5的齿形带由硬型氯丁橡胶制得，然后进行如下的旋转精度测试。
如图6所示，利用旋转精度测试仪(由Mitsubishi Electric制备的用于测量旋转速度的非接触型变速计量器LV-203)进行测试。齿形带尺寸为318-2GT-10，覆盖织物为3A，线绳在200D/1下是400，带轮尺寸为P14/P14(具体要求和耐久性测试相同)，旋转速度为200分-1(266666 pps 1/160驱动)，安装张力为28.05N(标准)。
如图7的结果所示，实施例6的齿形带的被动轮相对于对比实施例5在旋转时振动的幅度更小，因此更优。
实施例7的齿形带是在如上所述的模塑条件下由热塑聚醚酯弹性体(由DUPONT-TORAY公司生产，名为Hytrel 4057)制备而得。对比实施例6的齿形带由可铸性热固聚氨酯弹性体制得。
通过在旋转轮制动时对被动轮残余振动位移的测量来进行灵敏度测试。如图8的结果所示，实施例7的齿形带相对于对比实施例6具有更小的超调和更快的衰减振动，因此更优。
实施例8、9和10的齿形带也是在上述模塑条件下制备成型的。实施例8的齿形带由热塑聚醚酯弹性体(由DUPONT-TORAY公司生产，名为Hytrel 4057)制得，实施例9的齿形带由热塑聚醚酯弹性体(名为Hytrel G3548L)制得，实施例10的齿形带由热塑聚醚酯弹性体(名为Hytrel 3046)制成。
对比实施例7的齿形带由硬型氯丁橡胶制得，对比实施例8的齿形带由软型氯丁橡胶制得，对比实施例10的齿形带由可铸性热固聚氨酯弹性体制得。
然后将齿形带置于测试仪上以一定速度旋转，逐渐升高磁滞振动的扭矩进行齿跳测试。如图9的结果所示，实施例8、9和10的齿形带相对于对比实施例7、8和9的齿形带具有更高的齿跳扭矩，因此更优。
接下来，制备大距齿齿形带进行如下测试，该种齿形带的齿距为9.525mm。
实施例11的齿形带是在如上所述的模塑条件下由热塑聚醚酯弹性体(由DUPONT-TORAY公司生产，名为Hytrel 4057)制备而得。对比实施例10的齿形带由氯丁橡胶制得。
将齿形带浸在机械油中一个星期，然后通过对齿形带尺寸和硬度的测试进行抗油性测试。如图10的结果所示，实施例11的齿形带相对于对比实施例10在尺寸和硬度上的变化更小，因此更优。
实施例12的齿形带是在如上所述的模塑条件下由热塑聚醚酯弹性体(由DUPONT-TORAY公司生产，名为Hytrel 4057)制备而得。对比实施例11的齿形带由氯丁橡胶制得。
通过如图11左上角所示的测试仪进行定位精度测试。如图11的结果所示，实施例12的齿形带相对于对比实施例11有更小的位移，其中位移包括由于载荷转换成节线上的偏转所导致带在轮上的旋转角度，因此更优。
实施例13的齿形带是在如上所述的模塑条件下由热塑聚醚酯弹性体(由DUPONT-TORAY公司生产，名为Hytrel 4057)制备而得。对比实施例12的齿形带由氯丁橡胶制得。
齿形带包绕带轮，给予一定载荷和一定旋转速度进行耐久性测试。如图12的结果所示，在相同的测试条件下，实施例13的齿形带相对于对比实施例12具有更大的挠曲，因此更优。
在本
具体实施例方式
中，将模塑温度设置在热塑弹性体的结晶温度和熔融温度之间，从而防止树脂渗出到齿表和顶部倒角的形成。因此，本具体实施方式
提供了一种相对于传统产品具备更优异的防齿跳能力、耐久性、灵敏度和低驱动摩擦的齿形带。
第二种具体实施方式下面将结合附图对齿形带的第二种具体实施方式
及其制备方法进行说明。
图13是本发明第二种具体实施方式
的齿形带10的断面示意图。与第一种实施例的区别就在于在覆盖织物12的表面又添加了一层树脂薄膜20。树脂薄膜20在模塑过程中起密封胶的作用，成型以后作为齿形带的保护层。
下面是第二种具体实施方式
的齿形带的制备方法。如图14A、14B和14C所示，在齿形带的制备过程中，将具有弹性的覆盖织物12置于具有齿形结构的成型模具17的形齿表面，树脂薄膜20已提前层压在邻近成型模具17的形齿表面的覆盖织物12的表面上。再将线绳16贴置于邻近成型模具17的形齿表面的覆盖织物12。在图中，附图标记19表示用于成型的橡胶袋。模塑过程中，树脂薄膜20和覆盖织物12一起伸展，紧贴于成型模具17。
树脂薄膜20的熔点高于带体材料15。聚醚酯树脂用作带体材料15，而聚醚酯树脂薄膜用作树脂薄膜20。
此外，当带体材料15在低于树脂薄膜20熔点的一定温度下处于一种流态时，就可在成型模具17中成型。成型过程中，由于带体材料15(见图15B)的压力，覆盖织物12的空隙18(见图15A)被拉伸和膨胀，带体材料15就会从底面穿过线绳16，从覆盖织物12的空隙18渗出，和树脂薄膜20融合。
在这种齿形带的制备过程中，树脂薄膜20的熔点高于带体材料15的熔点并压贴于覆盖织物12的形齿表面(见图14A)。即使带体材料15在成型过程中从底面穿过覆盖织物12的空隙18，树脂薄膜20也可以和带体材料15融合从而防止其到达齿表(见图14C)。也就是说，具有更高熔点的树脂薄膜20在模塑过程中不呈熔融状态，从而阻止了带体材料15的穿过。
由此可见，带体材料15渗出到齿表(见图16所示渗出的带体材料21)可得到有效控制，故具备了材料不会暴露于齿表所带来的许多优点。即带体材料15暴露和不暴露的地方不存在不平衡的状态，因此相对于以前的齿形带来说异常噪音的产生将得到有效抑制，防齿跳和耐久性也得以改善。
此外，由于齿形带的结构是位于所述齿形带齿表的覆盖织物12紧贴于树脂薄膜20层，那么就可以防止油和水等渗入树脂薄膜20层和带齿表面。因此齿形带的尺寸稳定性更为优异，使用寿命更长。
可以使用不同种类的树脂或弹性体作为带体材料15，但是当使用聚醚酯树脂时，由于其在热塑弹性体中具有更好的高温特性，高强，从低温到高温的橡胶弹性。所以使用温度范围很宽，具有更优异的消震、防油水和化学稳定性，降低了和带轮之间的啮合噪音，低的摩擦副作用而带来的良好的耐久性。
注意，带体材料15还可选择液体可铸性树脂或弹性体通过注射成型设备成型齿形带，或选择热塑弹性体通过挤出机成型齿形带。
(齿形带制备的实施例1)下面介绍本发明实施例中齿形带的制备方法。
将尼龙覆盖织物12(齿衣)和熔点高于带体材料15(Hytrel薄片)的树脂薄膜20(Hytrel薄膜)压成薄片，然后切割成预定尺寸并粘接(称之为“覆盖织物保护套“)。
覆盖织物经由胶乳和RFL处理后，最外层就形成了含不饱和键侧链的酚树脂层。注意，也可用一种经过含酚基羧酸的组分修饰的酚树脂层替换上述酚树脂层。
覆盖织物保护套覆在成型模具17外表面的形齿表面上以使树脂薄膜20(Hytrel薄膜)和成型模具17的表面相接触，然后再将玻璃线绳16螺旋缠绕在其外表面。
线绳16的最外层由含不饱和键侧链的酚树脂层构成。为了进一步增大线绳16和带体的粘接强度，还可在线绳16上形成一RFL层，从而形成了和RFL层粘接更好的外层。
常温下将带体材料15缠绕在线绳16上并用胶带固定，再将剥离纸缠绕在带体材料15(Hytrel薄片)上并用胶带固定，然后将该组合插入壳袋，置于硫化罐中，热压成带板。热压温度设置为等于或高于带体材料15(Hytrel薄片)的熔点但低于树脂薄膜20(Hytrel薄膜)的熔点。压力和加热时间也分别设置以使带体材料15流动并完全形成带齿。
也就是说，先将带体材料15(Hytrel薄片)和已与树脂薄膜20压成薄片的覆盖织物12以及未被加热呈树脂片状的线绳16一起放入成型模具17中。然后在成型过程中，对带体材料15从室温开始施以热压至模塑温度，带体材料15塑化呈流态并形成带齿。
因此，在成型过程中，层压在覆盖织物12上的树脂薄膜20(Hytrel薄膜)和覆盖织物12一起被拉伸，覆盖有树脂薄膜20的覆盖织物12在带齿成型过程中就形成了齿的表面。
成型结束之后，使成型模具17的温度迅速降至接近室温，将成型模具17从壳袋中取出，再用卸模设备将已成型好的板从成型模具中取出。然后再用平板磨床研磨成型板底面去除剥离纸以与预设计的带厚相匹配，最后印制切割成齿形带。
由此所得的齿形带从齿表按顺序来看，依次是树脂薄膜20层、包含带体材料15的覆盖织物12层和带体材料15(带有线绳16)。也就是说，覆盖有树脂薄膜20的覆盖织物12形成了带齿的表面，而正是由于树脂薄膜20的存在，带体材料15渗出到齿表就可得到有效阻止。
(齿形带制备方法的实施例2)下面介绍齿形带制备方法的另一个实施例。
将尼龙覆盖织物12(齿衣)和熔点高于带体材料15(Hytrel薄片)的树脂薄膜20(Hytrel薄膜)压成薄片，然后通过预成型设备(未列出)进行预成型以使带齿表面是Hytrel薄膜20(称之为“预成型的覆盖织物”)。
预成型的覆盖织物经过切割粘结以与成型模具17的齿数和齿宽相匹配。然后将其置于成形模具17外层周缘的形齿表面，临时紧固以使其不在槽中滑动。再将玻璃线绳16螺旋缠绕于成型模具17上。
常温下，将带体材料15(Hytrel薄片)缠绕在线绳16上并用胶带固定，再将剥离纸缠绕在带体材料15(Hytrel薄片)上并用胶带固定，然后将其插入壳袋中，热压成带板。
热压温度设置为等于或高于带体材料16(Hytrel片)的熔点但低于树脂薄膜20(Hytrel薄膜)的熔点。压力和加热时间也分别设置以使树脂流动并完全形成带齿。
成型结束之后，使成型模具17的温度迅速降至接近室温。将成型模具17从壳袋中取出，再用卸模设备将已成型好的板从成型模具17中取出。然后再用平板磨床研磨成型板底面去除剥离纸以与预设计的带厚相匹配，最后印制切割成齿形带。
采用这种方法成型时，由于覆盖织物12和树脂薄膜20(Hytre1薄膜)没有被完全拉伸，所以就可减小覆盖织物12纱线密度和树脂薄膜20厚度等的变化。所制得的产品性能优异耐久。
在该实施例中，熔点高于带体材料15的树脂薄膜材料20和覆盖织物12被压成薄片。模塑温度设置在树脂薄膜20和带体材料15的熔点之间。所以尽管带体材料15具有一定的流动性，也仍然可以通过坚硬的树脂薄膜20防止带体材料15的渗出。带体材料15暴露和不暴露的地方就不会存在不平衡的状态，相对于以前的齿形带来说异常噪音的产生将得到有效抑制，防齿跳能力和耐久性也得以改善。
最后，在前的描述都只是本发明技术方案的优选实施例，在没有脱离本发明的实质内容和超出范围的情况下，本领域普通技术人员提出各种修改方案是很容易理解的。
权利要求
1.具有齿表的齿形带，包括由热塑弹性体制成的带体；嵌入带体中作为受拉构件的线绳；和覆盖于所述齿表的覆盖织物。
2.如权利要求1所述的齿形带，其中所述的热塑弹性体是热塑聚醚酯弹性体。
3.如权利要求1所述的齿形带，其中所述的热塑弹性体是热塑聚氨酯弹性体。
4.如权利要求1所述的齿形带，其中所述热塑弹性体的硬度为A70～A95(JIS-K6253的肖氏硬度)。
5.一种齿形带的制备方法，包括形成热塑弹性体的预成型制品；将覆盖织物、线绳和所述的预成型制品放入成型模具中形成一组合物料；从上述成型模具外部热压该组合物料；在上述热塑弹性体的结晶温度和熔融温度之间的一定模塑温度下从模具内部对该组合物料加热足够的时间以使在组合物料的表面形成带齿。
6.如权利要求5所述的齿形带的制备方法，其中所述的带齿是通过设置模塑温度和加热时间使所述热塑弹性体的流量在5×10-4～6×10-3毫升/秒之间。(载荷50kgf/cm2，孔径和长度为1mm×1mm)。
7.如权利要求5所述的齿形带的制备方法，其中所述覆盖织物纬线/经线的单纤维旦数比为0.5～3.0，纬线/经线的纱线密度比为0.5～1.0，该覆盖织物在形成组合物料之前经树脂或湿固化型尿烷处理，其延伸率大约为原始长度的50～150％(于50mm间距/2kgf下)。
8.一种齿形带的制备方法，包括将熔点高于带体材料并和覆盖织物一起伸展的树脂薄膜加入到邻近具有形齿表面的成型模具的覆盖织物的表面；将具有弹性的该覆盖织物覆盖在上述形齿表面上；将线绳缠绕在该覆盖织物上；利用上述成型模具使所述带体材料在低于其熔点的温度下流态成型。
9.如权利要求8所述的齿形带的制备方法，在成型过程中，该流态的带体材料穿过覆盖织物的空隙和上述树脂薄膜相融合。
10.如权利要求8所述的齿形带的制备方法，其中在加入步骤之前，在所述覆盖织物的最外层形成一层由含有具不饱和键侧链的酚或酚基羧酸的组分修饰的酚树脂层。
11.如权利要求8所述的齿形带的制备方法，其中在缠绕步骤之前，在所述线绳的最外层形成由含有具不饱和键的侧链的酚或酚基羧酸的组分修饰的酚树脂层。
12.如权利要求8所述的齿形带的制备方法，其中所述的带体材料包括聚醚酯，所述的树脂薄膜包括聚醚酯。
全文摘要
齿形带由热塑弹性体制成的带体、嵌入带体中作为受拉构件的线绳和覆盖于带齿表面的覆盖织物所构成。本发明齿形带的制备方法包括先将热塑弹性体形成预成型制品；再将覆盖织物、线绳和该预成型制品放入成型模具中；然后从模具外部对其进行热压，并在热塑弹性体的结晶温度和熔融温度之间的一定温度下从模具内部加热一段时间以形成带齿。此外，还将熔点高于热塑弹性体的树脂薄膜置于覆盖织物的外表面从而防止模塑过程中带体材料的渗出并对成型后的齿形带进行保护。
文档编号F16G1/14GK1480661SQ0314960
公开日2004年3月10日 申请日期2003年8月1日 优先权日2002年8月1日
发明者一色重洋, 吉见丰, 金田明记, 本田和也, 也, 记 申请人:盖茨优霓塔亚洲有限公司