专利名称：有热塑性塑料蒙皮的传动带的制作方法
技术领域：
本发明涉及动力传输传动带，更具体地说，本发明涉及具有由一种超大分子量的聚乙烯热塑性塑料层构成的蒙皮的传动带。
背景技术：
齿形动力传输传动带具有诸如橡胶、热塑性塑料、或者尿脘人造橡胶的主体，带有多个沿该传动带的至少一侧或二侧形成的齿或齿突。张紧构件通常嵌在主体中作为张紧载荷承受构件。
最好用一种材料加强传动带齿以增加其剪切强度和抗磨损性，或改变其与齿形传动带轮接合的摩擦系数。该材料通常包括编织型的纤维诸如帆布、带皱纹的可伸展的尼龙、以及纱罗组织织物等等，同时可以是针织物如1×1罗纹针织品。这种织物在包括传动带齿的周边表面上设置在传动带中同时可以有单层纤维的形式、多层编织织物的形式、或者纤维的粘结层的形式。
在工作时，织物增强层磨损产生灰尘和碎片颗粒。灰尘和碎片对邻近元件的工作是有损害的同时可能时时干扰一定类型的设备的工作。例如打印机、复印机和照相机等。此外，取决于传动带的材料，先有技术的传动带的灰尘和碎片颗粒可能是导电的。根据应用，不希望在电气设备中有导电材料覆盖元件。
也了解到带具有不透水的热塑性塑料薄膜外层的织物蒙皮的传动带。在制作过程中，薄膜沿外织物加强层包围传动带主体材料。外薄膜层具有很差的抗磨损性。在使用中，该薄膜磨损掉暴露下面的织物层。
特别是在(授予Redmond的)美国专利No.3964328中发现有关的先有技术，该专利公开一种具有粘结到其外表面的热塑性塑料层如聚乙稀的可伸展的尼龙的最佳形式的织物。该织物放置在包括传动带齿的传动带的周边表面作为一种抗磨损织物和改变摩擦的加强层。热塑性塑料表面具有低的抗磨损性，和在工作过程要磨损掉。
所需要的是一种具有由UHMWPE热塑性塑料薄膜构成的薄膜蒙皮的传动带。所需要的是一种具有在传动带轮接合表面上由UHMWPE(超大分子量的聚乙烯)热塑性塑料薄膜构成的薄膜蒙皮的传动带。所需要的是一种具有由UHMWPE热塑性塑料薄膜构成的薄膜蒙皮且具有高的抗磨损能力的传动带。本发明满足这些需要。
发明内容
本发明的主要方面是提供一种具有包括超大分子量聚乙烯热塑性塑料薄膜的薄膜蒙皮的传动带。
本发明的另一方面是提供一种具有包括超大分子量聚乙烯热塑性塑料薄膜在传动带轮接合表面上的薄膜蒙皮的传动带。
本发明的另一方面是提供一种具有高抗磨损性能的具有超大分子量聚乙烯热塑性塑料薄膜蒙皮的传动带。
本发明的这一和其它方面和优点在阅读附图及其详细描述之后将会是显而易见的。
为实现本发明的目的，本发明还提供了一种传动带，包括一种弹性体材料的主体；沿所述主体的长度纵向设置的一张紧构件；沿所述主体的纵向长度设置的多个齿，所述齿沿与所述主体的纵向长度横交的方向安排；包括聚酰胺并具有厚度的、最外面的热塑性塑料层，该热塑性塑料层粘到所述的齿的外表面；所述的热塑性塑料层还包括摩擦改性剂；在所述张紧构件和所述热塑性塑料层之间设置的弹性体材料层。
为实现本发明的目的，本发明还提供了一种传动带，包括一个弹性体材料的一主体；一个沿环形方向嵌在所述主体中的张紧构件；一个沿环形方向沿主体设置的外表面；一具有一定厚度、粘结到所述表面上的包括聚酰胺的、直接与链轮接合的、最外面的热塑性塑料层；所述热塑性塑料层包括摩擦改性剂；和一在所述张紧构件和所述表面之间设置的弹性体材料层。
本发明的优选方面将参照附图予以说明，在该图中相同的标号表示几幅附图中的类似的零件。
图1是薄膜增强传动带的透视图。
图2是沿图1的2-2线截取的放大的横剖面图。
图3是对发明的传动带与先有技术的纤维蒙皮传动带比较的相对试验寿命的图表。
图4是对发明的传动带与先有技术的纤维蒙皮传动带比较的磨损的图表。
图5是薄膜包层的横剖视图。
具体实施例方式
图1是一种有热塑性塑料蒙皮的动力传输传动带的透视图。该传动带包括具有顶层橡胶12的主体10。该顶层橡胶12由橡胶材料或下面说明的其它弹性体材料构成。在该优选实施例中，传动带弹性体包括EPDM。齿突或齿15沿传动带10的纵轴线L横向排列。每组相邻齿15之间设置一接合区部分17。齿突15由弹性体或热塑性塑性材料构成，该材料与主体10的弹性体材料兼容或者相同。
在传动带纵向延伸的张紧构件20设置在顶层橡胶12中。该张紧构件20在工作时承受施加在传动带上的张紧载荷。弹性体层21在张紧构件20和热塑性塑料蒙皮30之间延伸。弹性体层21防止张紧构件在工作时摩擦蒙皮30，因而明显地延长传动带的寿命。
这种热塑性塑料蒙皮30在齿15的一个外表面35粘结到传动带主体上。
与先有技术不同，此处公开的蒙皮的结构不需要在齿的表面上有一外织物层以便增强传动带。取消织物层降低了单位传动带的材料和生产成本。这种热塑性塑料蒙皮传动带结构比可比的具有如棉花、聚酯、尼龙、大麻纤维、黄麻纤维、玻璃纤维、芳聚酰胺或者其它在技术中已知的天然的和合成的纤维的织物蒙皮的传动带在成本上要少18％到24％。
在该优选实施例中，蒙皮30由一种超大分子量聚乙烯热塑性塑料薄膜(UHMWPE)构成，例如，D/W 402TM(由DeWal Industries，Inc.供应)。该UHMWPE薄膜具有每摩尔克分子3至7百万克范围的分子量以及高达原始长度的375％范围的延伸率百分比。对适于聚乙烯蒙皮材料的密度范围是0.93至0.95克/厘米3，蒙皮30的材料可由一种软化点的温度在用于传动带主体的橡胶材料固化温度以下的材料构成。蒙皮也可以由行业中已知的其它聚乙烯薄膜构成，例如，由Blueridge Films，Inc生产的BFI 2287。BFI 2287的分子量为大约每摩尔克分子250,000克具有在断裂时的延伸率为原始长度的500％。蒙皮也可以由其它聚乙烯的混合物构成。此种混合物的一个例子是UHMWPE颗粒在HDPE中的混合物。合适的UHMWPE颗粒的一个例子是Ticona供应的GUR 4150。GUR具有每摩尔克分子3至7百万克范围的分子量以及大约125微米的颗粒尺寸。曾经发现作为蒙皮材料，少到30％重量的GUR 4150加入到BFI 2287中是合适的。在相同的应用中与其它热塑性塑料相比较，UHMWPE的使用明显降低传动带的刚性。
聚乙烯薄膜也包括通常低于传动带硫化作用温度的低软化点。该低的软化点允许在固化过程中在橡胶与薄膜交联发生之前使热塑性塑料薄膜软化并流动以符合模具的形状。
聚乙烯也可以具有高于主体固化温度的软化温度。在此实施例中薄膜在结合到传动带制造之前模压成预成型的形状，例如，有齿的形状，此处稍后将描述。
当粘结到某些用于蒙皮的热塑性塑料薄膜上时，某些橡胶混合物不用附加的粘结材料而具有很高的粘结值。例如，过氧化物硫化的EPDM(乙烯-丙烯-二烯三聚物)和过氧化物硫化的腈具有对未处理的UHMWPE特别好的粘结性。这种高的粘结性可归因于在橡胶硫化过程中出现的在交联的橡胶链内的UHMWPE的很长的链的分子缠结。
其它橡胶混合物，诸如SBR、氯丁橡胶、天然橡胶和异丁烯异戊二烯橡胶也是已知对UHMWPE有好的粘结性，同时是对与UHMWPE蒙皮使用的橡胶混合物的可接受的材料。配制橡胶混合物以达到在各种因素中的平衡，包括低成本、在混合和砑光中的可处理性、建立粘性、长的早期硫化时间和低模量。
在优选实施例中不用粘结剂或涂料以达到热塑性塑料薄膜与橡胶混合物之间的好的粘结。在一个替换的实施例中，可使用一种粘结剂以将UHMWPE粘结到橡胶混合物。用于将UHMWPE聚乙烯蒙皮粘结到传动带的橡胶主体上的粘结剂包括那些适于聚烯径粘结的。优选的粘结剂是由改性的聚烯烃弹性体制的溶剂基的粘结剂，诸如氯磺化的聚乙烯。这种粘结剂的一个例子是Master Bond Polymer SystemX17TM。其它性能较低的，但也是合适的粘结剂是由橡胶和某些树酯配制的弹性体溶剂基的粘结剂，诸如EPDM或腈橡胶和烷基化的酚醛树酯。这种粘结剂的一个例子是Master Bond Polymer System X5TM。对溶剂基的粘结剂的适合的溶剂包括丙酮、二甲苯和甲基乙基酮。聚乙烯蒙皮粘结到传动带的橡胶主体上也可以通过聚乙烯表面的氧化处理，以及行业中已知的其它聚乙烯预处理(如溶剂清洗或蒸发去油)来改善。氧化处理的例子包括暴露在电晕放电下、火焰氧化处理及在氧氛围中的等离子蚀刻。
热塑性塑料蒙皮的使用不限制传动带齿的轮廓的选择。例如，标准的梯形、正方形以及许多行业中已知的曲线形齿的型式均与热塑性塑料薄膜蒙皮相容。齿的节距尺寸在1毫米至32毫米范围。
蒙皮材料也可以掺合摩擦改性剂或导电剂的化合物，例如石墨、蜡、油、二硫化钼、聚四氟乙烯、云母、碳黑、以及上述物质的各种混合物，以满足特定应用的使用。使用添加物以改进摩擦系数或者达到要求的导电性。应用可以包括摩擦特性影响系统工作或者希望传动带导电以耗散静电电荷的那些场合的使用。
热塑性塑料蒙皮的使用不限制张紧构件的选择。所有已知的张紧构件材料是合适的。这些材料包括玻璃纤维、芳基酰胺、尼龙、聚酯、聚烯烃、PBO(poly(p-phenylene-2，6-benzobisoxazole)，聚对苯撑苯并双恶唑)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、碳、金属丝/缆、棉纱、人造纤维，以及其它已知的张紧构件材料。热塑性塑料薄膜蒙皮的使用也不限制张紧构件的结构、几何尺寸和/或形状；单丝、绞合丝、缆绳、扭绳、编织绳、编织纤维、多瓣的单线、带、薄膜和丝带全适用。
举例的传动带是用过氧化物硫化的EPDM制造的。选择EPDM是因其对用作蒙皮的材料有好的粘结性。
图2是沿图1的2-2线的传动带的放大横剖面。按用户的需要张紧构件20可以对或可以不对蒙皮施加压力。
图3是表示所发明的传动带与先有技术的传动带、尼龙织物蒙皮传动带相比的相对试验寿命图表。
弯曲试验装置包括一组传动带在其上运行的传动带轮。每根传动带以3600转/每分转速在二点传动装置上转动，在22℃总张力为1201牛顿(270磅)。每个链轮具有22个槽；每根试验传动带具有120个齿。使用弯曲试验以评估蒙皮的磨损。在试验过程中不传输扭矩。
对于负荷试验传动带以2500转/分转速在二点传动装置上转动在22℃下，总张力为1716牛顿(385磅)，且张力比为3.5(此相当于约12马力)。每个链轮具有28个槽；试验传动带具有120个齿。在此试验过程中传输扭矩。
特别是，在弯曲寿命上UHMWPE传动带显示出大约452％的增加，从先有技术的尼龙纤维蒙皮的大约133小时到本发明的传动带的735小时。从304小时到771小时增加的负荷寿命代表154％的增加。
图4是表示本发明的传动带与先有技术的尼龙纤维蒙皮传动带相比较的质量损失的图表。特别是，UHMWPE传动带显示在弯曲试验装置上试验100小时的质量损失等于先有技术的纤维传动带的质量损失的大约1/4。这说明本发明的传动带的优点，特别是工作过程中有关的低磨损率和低质量损失。
制造方法如下该传动带用热塑性塑料的滚压板和砑光橡胶使用层叠方法制造。传动带的硫化是在蒸汽硫化器中完成的。模具有二个主要部分-内芯轴及一个外壳，该芯轴具有在其表面中切出的要求的齿的轮廓，该外壳包括一个可弯曲的软外壳(固化袋)以便将压力传递到传动带而不允许蒸汽接触传动带材料。
蒙皮是施加在安装好的芯轴周围的第一层。蒙皮可以分几叠或一层施加。更具体的是，它可以单片施加或者以一系列薄膜层彼此叠放。另外，已经模压成齿廓的预成型蒙皮也可以代替非模压层应用。
图5是薄膜包层的横剖视图。在多层的例子中，材料包在芯轴的周围直到达到要求的层数或厚度。包的卷100的末端100可以用小钉或粘结剂保持在适当位置。在优选实施例中，包层的末端基本上沿A-A线对准芯轴上层的前缘200以免传动带被硫化时在层中出现厚点。如果是一层，UHMWPE薄膜可以对接成有适当圆周的管子，同时在绕线绳之前置于组合芯轴上。该拼接处可以使用热塑性塑料焊接诸如用热刀或热片的方法来完成，这些方法在本专业中都是已知的。
然后，将张紧构件施加到蒙皮之上，接着施加一或几层的弹性体或橡胶混合物。为了改善传动带柔性和负载寿命，在蒙皮薄膜与张紧线绳之间施加橡胶薄层21。橡胶薄层21通过避免张紧构件在蒙皮30上的摩擦而提高传动带寿命。张紧构件和橡胶使用已知的用于生产使用纤维蒙皮传动带的方法来施加。带有未硫化的传动带组合的芯轴然后放置在外壳中进行硫化。
如提到的，蒙皮可以铺单层，或者铺成包括多层的叠层。每层的厚度仅受合适的热塑性塑料薄膜的可用性的限制。但是一般每层的厚度在0.025至1.27毫米的范围。蒙皮30的总厚度可以是0.025至2.8毫米的范围，取决于对传动带的设计与工作要求。这代表蒙皮厚度对传动带厚度之比处于25％至35％的范围。工作要求可以包括高的MTBF(二次损坏之间的平均时间)，或减少产生灰尘或碎片。范围是举例方式提出的并不是限制。另外，叠层的处理可以使用任何层数，以任何厚度组合，以实现要求的蒙皮厚度。
一当传动带放在芯轴上同时芯轴放在模具中时，典型的制造过程包括1)从模具内部抽去空气并保持1至5分钟；2)在壳外面增加蒸汽压力到1.20至1.62MPa(175至235磅/英寸2)；3)2至10分钟后，增加模具内部的蒸汽压力到0.59至1.47MPa(85至210磅/英寸2)的范围；4)硫化10至20分钟；5)将模具内的蒸汽压力降低到大气压力；6)将模具外的蒸汽压力降低到大气压力；7)将芯轴在冷却流体(例如水)中冷却；8)从芯轴上取下已硫化的传动带半成品。
用在压力范围高端的处理压力可达到最佳的齿形。
液压的或者本专业已知的其它方法(气压的，电气的)也可用于对传动带施压，结合目前应用的电加热硫化以代替蒸汽硫化。对于液压处理的压力范围是0.59至0.35MPa(85至500磅/英寸2)。温度范围是121至260℃(250至500)。此处理方法加宽了薄膜和橡胶混合物的选择。
对于传动带的典型弹性体配方和薄膜的型式是传动带弹性体EPDM配方
传动带薄膜
对每一种的峰值熔化温度近似为对D/W 402为132℃以及对BFI2287为128℃。本专业技术人员可以理解具有分子量在500001克/摩尔克分子到并包括2,999,999克/摩尔克分子的范围的聚乙烯薄片或薄膜也可以应用到目前发明的传动带。
其它可选的对现时本发明的传动带有用的弹性体的配方在授予Yarnell等人的美国专利No.5,610,217中公开。为构成本发明的弹性体混合物可以基于混合物的总弹性体含量掺加重量少于50％、较优选的为小于大约25％，而最优选的为约5％到10％的乙烯-α-烯烃配料的第二弹性体材料，该第二弹性体材料包括但不局限于硅橡胶、聚氯丁烯、环氧氯丙烷、氢化的丁腈橡胶、天然橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯纤维素共聚物、乙烯异丙烯酸共聚物和三元共聚物、苯乙烯聚丁橡胶、腈橡胶、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、烃化的氯磺化聚乙烯、反式聚辛烯、聚丙烯橡胶、聚丁橡胶及其混合物，以便细调某些机械性质诸如高温性能和粘性。
在本发明的弹性体混合物中也可以包括α-β-不饱和有机酸的金属盐的结合。在本发明中有用的α-β-不饱和有机酸的金属盐是酸的金属盐，例如，丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、利尿酸、乙烯基-丙烯酸、甲叉丁二酸、甲基甲叉丁二酸、乌头酸、α-甲基乌头酸、丁烯酸、肉桂酸2，4二氢化XY肉桂酸的金属盐。这些盐可以是锌盐、镉盐、钙盐、镁盐、纳盐或铝盐，同时锌盐是优选的。α-β-不饱和有机酸的最佳金属盐是双聚丙烯酸锌和双甲基聚丙酸锌。其它共剂可以包括，但不局限于，1，4-丁二醇双聚丙烯酸盐、1，4-丁二醇双甲基聚丙烯酸盐、四乙烯乙二醇双聚丙烯酸盐、羟乙化双酚-A双聚丙烯酸盐、羟乙化双酚-A双甲基聚丙烯酸盐、三甲基丙烷三聚丙烯酸盐、三甲基丙烷三甲基聚丙烯酸盐、丙三醇三聚丙烯酸盐、丙烷三甲基聚丙烯酸盐、三甲基乙烷三聚丙烯酸盐、丙氧基化的丙三醇三聚丙烯酸盐、羟乙化三甲基丙烷三聚丙烯酸盐、季戊四醇四聚丙烯酸盐、双三甲基丙烷四聚丙烯酸盐、双季戊四醇季戊聚丙烯酸盐、季戊聚丙烯酸酯、1，2-聚丁二烯、N，N’-m-次苯基顺丁烯二酰亚胺。
最佳不饱和有机酸金属盐是双甲基聚丙烯酸锌。在本发明中有用的金属盐的量可以大约为1-30PHR(100份橡胶中的份数)的范围，且最好大约从5至20PHR。当在与10％的硅橡胶混合的EPDM结合使用时，使用约5PHR量的双甲基聚丙烯酸锌，且从大约10至20PHR，当与其它在本发明中有用的乙烯-α-烯族烃弹性体结合使用时优选地为15PHR。
在本发明的无端传动带中有用的乙烯-α-烯族烃弹性体混合物还包括从大约40-150PHR的强化填料诸如碳黑、碳化钙、云母、粘土、或者水化硅氧，或前述的混合物。在过氧化物处理的乙烯-α-烯族烃弹性体混合物中结合从1至30PHR的不饱和酸金属盐和从大约25至250PHR和最优选地为25至100PHR的强化填料可保持常规的过氧化物处理的弹性体的热稳定性，同时提供通常与硫化处理的弹性体相关连的撕裂强度和动力特性。
在本发明中有用的产生自由基固化剂是那些适合于固化乙烯-α-烯烃弹性体并包括例如，有机过氧化物和离子化放射物。优选的固化剂是有机过氧化物，包括，但不局限于二枯基过氧化物、双-(t-丁基过氧化氢-二异丙基苯、t-丁基过苯物、双-t-丁基过氧化物、2，5-双甲基-2，5双-t-丁基过氧化已烷、α-α-双(t-丁基过氧化氢)二异丙基苯。优选的有机过氧化物固化剂是α-α-双(t-丁基过氧化氢)二异丙基苯。为本发明目的的有机过氧化物的固化有效量典型的是从大约2至10PHR。有机过氧化物的优选的水平是从大约2至10PHR。硫是可以选择地添加到有机过氧化物固化剂中作为混合固化系统的一部分，其量从大约0.01PHR至大约1.0PHR，以改善固化的弹性体的杨氏模量而不对其抗撕裂性有负面影响。
根据普通橡胶处理的实践而不偏离本发明的其它的乙烯-α-烯烃弹性体添加物、操作油与增量油、抗氧化剂、蜡、色素、增塑剂、软化剂等等也可以添加。例如，在本发明的一个优选实施例中，弹性混合物也包含从大约0.5至大约5.0PHR的抗臭氧化剂或抗氧化剂以及大约从10至大约50的石蜡基石油增塑剂/软化剂。
在本发明中有用的乙烯-α-烯族烃弹性体混合物也可以用任何常规过程准备，例如通过在一个内混合容器或在一磨中混合成份。
在另一实施例中，张紧构件20从传动带10中省去。蒙皮30用于承受传动带在工作过程中经受的张紧负荷。构造的方法如上所述，但除了包括张紧构件的步骤省略了，此另一实施例可生产小功率应用(如打印机)的传动带。
在工作过程中，虽然本发明的传动带展现高的抗磨损性和低的磨损率，但在整个工作时间内还产生很少量的灰尘与碎片。如果这样，灰尘和碎片可落在邻近的元件上，形成一薄层传动带材料。此外，由于物理和操作上的限制不可能或不容易去除掉灰尘层，造成灰尘层随时间的积累。热塑性塑料薄膜具有相应的介电常数或电容率，ε，近似2至3的范围，该数值适于绝缘固体。由于薄膜是介电的，工作过程中产生的任何薄膜灰层是不导电的，而聚硫化物传动带产生较大量的更导电的灰层。虽然绝缘物的特性与时间和频率相关，结果，介电的灰尘明显地减少或消除灰尘干扰或影响电子元件的趋势，否则传动带灰尘产生负影响。
在另一实施例中，蒙皮30由聚酰胺或聚酯热塑性塑料薄膜构成。其它传动带元件如图1所描述。蒙皮30和主体10的外表面35相连接。表面35在传动带上在无端的方向延伸。齿15沿与无端方向横交的方向布置。
不同型式的聚酰胺可用于蒙皮30。例如包括，但不局限于聚酰胺6，6，以Enhance Packaging Technologies生产的Dartek EN 560TM为例，聚酰胺6，以Allied Signal生产的Capran 100TM为例，或者聚酰胺12，以EMS Chemie生产的Grilamid L25FVS10TM为例。其它的包括各种共聚物，诸如聚醚粗料酰胺，以Pebax为例，具有从138℃至205℃的熔化温度峰值的分级，由ElfAtochem生产，或聚酰胺46，以DSM生产的StanylTM为例。蒙皮薄膜材料也可以混合摩擦改性剂、结晶度改性剂，或导电剂诸如二硫化钼、PTFE、石墨和其等效物。
对于在传动带中使用的特定厚度，聚酰胺薄膜必需是柔性的。聚酰胺的许多等级，是较高结晶的，必需用于很薄的薄膜，在约0.025毫米至0.1毫米范围中。其它较低结晶等级的、更柔性的可用于更大的厚度，小于近似3毫米。对较大抗磨损性和负荷能力希望较大的厚度。最终，使用的厚度取决于传动带的设计和工作要求。
如果使用一种流过方法，所选聚酰胺的等级也必需具有一个在与传动带弹性体主体的硫化温度基本相同的温度范围内的软化点。如果软化点过高，则在薄膜足够软以便流动并形成齿之前主体将硫化。如果软化点太低，则传动带的工作温度将降低到希望的水平之下，例如，在满足车辆应用要求的温度之下，具有熔化温度达260℃的聚酰胺薄膜成功地用于流过方法。对于某些熔化温度在260至300℃的范围的聚酰胺薄膜，包括聚酰胺4，6一个预成型方法是优选的，因而在固化传动带之前蒙皮层预成型为齿形的。流过方法是一种方法，在该方法中橡胶在硫化过程中流过张紧线缆并成为齿形。
因而，聚酰胺薄膜实施例包括一比在本说明书中其它地方描述的UHMWPE薄膜要高的软化点。此处描述的适合于与UHMWPE一起使用的弹性体混合物已经被稍微地改性以便与聚酰胺一起使用。硫化温度与过早硫化时间被升高以便与较高的聚胺酯软化温度相匹配，如以下举例说明的。以下的例子用于说明而不是限制。前面使用的其它组合、形态是可能的。以下例子中的每一种传动带显示出有良好的齿形结构、蒙皮粘结性和柔韧性。
实例1.九层0.076毫米(总厚度1.1毫米)的Dartek EN560聚酰胺6，6热塑性塑料薄膜层叠在一起。峰值熔化温度近似220℃。在薄膜层的顶面放置一层3毫米厚的EPDM层，该层配方如上述只是以3.1phr的Vanderbilt’s Varox 130XL(2，5-二甲基-2，5-双(t-丁基过氧化氢)-已炔)代替4phr的Vulcup。过氧化物提高传动带主体的硫化温度约20℃，使之更适合于与聚酰胺薄膜一起使用。材料和模具在1.75MPa(250磅/英寸2)的压力下放入一模子中。该模具加热到近似210℃的温度以软化薄膜，形成齿，并硫化主体。然后将模具冷却到175℃，同时在移去之前保持250磅/英寸2的压力。进行冷却以便再固化热塑性塑料薄膜使有较好的齿形保持。这对于具有很明确的熔化点和低的熔化粘度的结晶的热塑性塑料是必需的。
实例2.十一层0.053毫米(总厚度0.9毫度)的Dartek SF502聚酰胺6，6热塑性塑料薄膜，具有260℃的峰值熔化温度，如实例1那样与改性EPDM主体橡胶一起被放置在模具中。该材料与模具在1.40MPa(200磅/英寸2)的压力下放入一袋模中。该模子尽可能快地加热到近似240℃的温度(大约8分钟)以软化薄膜、形成齿并硫化主体。需要快速加热以便在主体硫化之前获得好的齿形。然后该模子在取出传动带前在压力下冷却到200℃。得到的传动带展现良好的齿形与粘性，但是由于这种聚酰胺薄膜的脆性，它具有有限的柔软性。希望这种聚酰胺薄膜的总薄膜厚度为0.1至0.2毫米将制成足够柔性的传动带。
实例3.20层0.025毫米(1.2毫米总厚度)Capran 100聚酰胺6热塑性塑料薄膜，具有220℃的峰值熔化温度，与如实例1和2那样与主体橡胶一起被放置在模具中。在1.724MPa(250磅/英寸2)的压力下该材料与模具放在袋模中。将该模加热到近似210℃的温度以软化薄膜、形成齿，并硫化传动带。然后在取出传动带前在压力1.724MPa(250磅/英寸2)下冷却到175℃。
实例4.3层0.25毫米(1.2毫米总厚度)的Grilamid L25FVS10聚酰胺1，2热塑性塑料薄膜，具有174℃的峰值熔化温度，如实例1、2和3那样，但与以HNBR为基础的主体橡胶一起被放置在模具中。在此实例中的橡胶如在例1和2中那样使用与EPDM相同的过氧化物硫化系统。该材料在袋模中在1.724MPa(250磅/英寸2)压力下模压。该模子加热到近似180℃的温度以软化薄膜、形成齿，并硫化主体。然后该模子在全压力下1.724MPa(250磅/英寸2)在取出传动带前被冷却到150℃。
实例5.5层0.1270毫米(1毫米总厚度)的Pebax 7033TM聚醚粗料酰胺热塑性塑料薄膜，具有170℃的峰值熔化温度，如实例4那样与主体橡胶一起被模压。该材料与模具在1.724MPa(250磅/英寸2)的压力下放入一袋模中。该模子加热到近似181℃的温度以软化薄膜、形成齿，并硫化主体。然后在全压力下1.724MPa(250磅/英寸2)在取出传动带之前该模子被冷却到140℃。
在另一实施例中，蒙皮30包括聚酯热塑性塑料薄膜。可以使用不同型号的聚酯。例子包括，但不局限于，由DuPont和ArnitelTM由DSM生产的聚酯共聚物HytrelTM。已有峰值熔化温度范围从近似148℃至219℃的等级范围的聚酯热塑性塑料薄膜。聚酯薄膜制成很柔软和耐久的传动带蒙皮。
实例6.6层0.1270毫米(1.2毫米总厚度)的HytrelTM4056共聚酯热塑性塑料薄膜，具有峰值熔化温度近似150℃，如例4和5那样与HNBR主体橡胶一起，但用Vulcup代替Varox 130XL来改性以在低温时固化，一起被模压。该材料和模具在1.724MPa(250磅/英寸2)的压力下被放置在袋模中。该袋模加热到近似156℃的温度以软化薄膜、形成齿，并硫化主体。然后在全压力1.724MPa(250磅/英寸2)下在取出传动带之前将袋模冷却到100℃。
在实例4-6中使用的HNBR配方如下
应该理解本发明可有许多改型与变化，这对技术人员在阅读本说明书后是显而易见的。这种改型与变化将是如所附权利要求限定的本发明范围的一部分。
权利要求
1.一种传动带，包括包括一种弹性体材料的主体；沿所述主体的长度纵向设置的一张紧构件；沿所述主体的纵向长度设置的多个齿，所述齿沿与所述主体的纵向长度横交的方向安排；包括聚酰胺并具有厚度的、最外面的热塑性塑料层，该热塑性塑料层粘到所述的齿的外表面；所述的热塑性塑料层还包括摩擦改性剂；在所述张紧构件和所述热塑性塑料层之间设置的弹性体材料层。
2.如权利要求1的传动带，其特征在于热塑性塑料层的峰值熔化温度是处在150℃至300℃的范围。
3.如权利要求2的传动带，其特征在于热塑性塑料层的厚度在0.025毫米至3毫米的范围。
4.如权利要求3的传动带，其特征在于热塑性塑料层包括聚酰胺6，6。
5.如权利要求1的传动带，其特征在于热塑性塑料层包括聚酰胺12。
6.如权利要求1的传动带，其特征在于热塑性塑料层基本上包括聚酰胺4，6。
7.如权利要求1的传动带，其特征在于摩擦改性剂选自下列一组石墨、蜡、油、二硫化钼、聚四氟乙烯、云母、碳黑以及上述物质的两个以上的混合物。
8.如权利要求1的传动带，其特征在于张紧构件选自下列一组玻璃纤维、芳基酰胺、尼龙、聚酯、聚烯烃、PBO、PEN、碳、金属、金属丝/缆、棉纱、人造纤维和上述物质的两个以上的混合物。
9.如权利要求1的传动带，其特征在于弹性体材料选自下列一组过氧化物硫化的EPDM、过氧化物硫化的腈、SBR、氯丁橡胶、天然橡胶、异丁烯异戊二烯橡胶和上述材料的两个以上的混合物。
10.如权利要求1的传动带，其特征在于还包括多个热塑性塑料层。
11.一种传动带，包括包括一个弹性体材料的一主体；一个沿环形方向嵌在所述主体中的张紧构件；一个沿环形方向沿主体设置的外表面；一具有一定厚度、粘结到所述表面上的包括聚酰胺的、直接与链轮接合的、最外面的热塑性塑料层；所述热塑性塑料层包括摩擦改性剂；和一在所述张紧构件和所述表面之间设置的弹性体材料层。
12.如权利要求11的传动带，其特征在于热塑性塑料层的峰值熔化温度是在174℃至260℃的范围。
13.如权利要求12的传动带，其特征在于热塑性塑料层的厚度在0.025毫米至3毫米的范围。
14.如权利要求13的传动带，其中表面包括多个与环形方向横交设置的齿。
15.如权利要求11的传动带，其特征在于热塑性塑料层的厚度在0.025毫米至3.0毫米的范围。
16.如权利要求15的传动带，其特征在于所述表面包括与环形方向横交设置的齿。
17.如权利要求11的传动带，其特征在于摩擦改性剂选自下列一组石墨、蜡、油、二硫化钼、聚四氟乙烯、云母、碳黑以及上述物质的两个以上的混合物。
18.如权利要求11的传动带，其特征在于张紧构件选自下列一组玻璃纤维、芳基酰胺、尼龙、聚酯、聚烯烃、PBO、PEN、碳、金属、金属丝/缆、棉纱、人造纤维和上述物质的两个以上的混合物。
19.如权利要求11的传动带，其特征在于弹性体材料选自下列一组过氧化物硫化的EPDM、过氧化物硫化的腈、SBR、氯丁橡胶、天然橡胶、异丁烯异戊二烯橡胶和上述材料的两个以上的混合物。
20.如权利要求11的传动带，其特征在于还包括多个热塑性塑料层。
全文摘要
传动带，具有一主体(10)，一张紧构件(20)和一外表面。该主体由弹性体构成。传动带的外表面有一定轮廓，如齿状(15)。超大分量的聚乙烯热塑性塑料层(30)(UHMWPE)粘结到该轮廓表面上。粘结到轮廓表面上的层具有低的软化点允许它在橡胶主体材料硫化之前符合模具的形状。该层具有的分子量在每摩尔克分子3－7百万克的范围。该层使传动带展现超强的抗磨损能力和柔软性而且与纤维蒙皮传动带相比降低了单位传动带的成本。该UHMWPE蒙皮传动带在工作时明显减少灰尘与碎片的产生。
文档编号B29D29/08GK1840935SQ20061007702
公开日2006年10月4日 申请日期2002年4月12日 优先权日2001年4月12日
发明者迪特尔·马丁, 哈里·D·维瑟, 保罗·N·邓拉普 申请人:盖茨公司