(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2011/02 EP B1 (13) (51) T3 Int.Cl. F16G 1/28 ( ) F16G 1/08 ( ) F16G 5/20 ( ) F16G 5/06 ( ) (54) Tytuł wynalazku: Gumowy pas zębaty (30) Pierwszeństwo: DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2009/41 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2011/06 (73) Uprawniony z patentu: ContiTech Antriebssysteme GmbH, Hannover, DE (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 MICHAEL WELL, Vechelde, DE HENNING KANZOW, Hannover, DE REINHARD TEVES, Seelze, DE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Grażyna Palka JAN WIERZCHOŃ & PARTNERZY BIURO PATENTÓW I ZNAKÓW TOWAROWYCH ul. Żurawia 47/ Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 11924/11/P-RO/GP/KM EP B1 Gumowy pas zębaty Opis [0001] Wynalazek dotyczy gumowego pasa zębatego, zawierającego co najmniej jedną odznaczającą się włóknami krótkimi, wulkanizowaną mieszankę kauczukową, wzmacniającą warstwę nośną i ewentualnie zbrojenie powierzchniowe. [0002] Znane są pasy napędowe na przykład w postaci pasów zębatych (EP B1), pasków klinowych z wieloma rowkami (WO 02/ A1, EP A1) i pasków klinowych (EP A1). Jako włókna krótkie, zawarte w mieszance kauczukowej, wymienia się w tych dokumentach na przykład włókna z aramidu, poliestru, polietylenu, szkła, nylonu, wełny lub bawełny. [0003] Wzmacniająca warstwa nośna zawiera zazwyczaj wzmocnienia tekstylne z poliamidów (alifatycznych lub aromatycznych), poliestrów albo szkła, przebiegające w kierunku obwodu pasa. W przypadku ewentualnie obecnego zbrojenia powierzchniowego może chodzić przykładowo o tkaninę nylonową, tkaninę poliestrową lub tkaninę z mieszany ich obu. [0004] Znane jest ponadto z dokumentu EP A1, że w przypadku paska klinowego trzeba dodatkowo użyć zbrojenia poprzecznego, które jest wykonane na przykład z polialkoholu winylowego (PVA). [0005] Zadaniem wynalazku jest zapewnienie gumowych pasów zębatych, które odznaczają się zwiększonym przebiegiem i żywotnością oraz umożliwiają użytkowanie pasa w podwyższonych temperaturach. [0006] Zadanie to rozwiązuje się według wynalazku w ten sposób, że - w przypadku włókien krótkich chodzi przynajmniej częściowo o włókna krótkie z polialkoholu winylowego (PVA); - włókna krótkie mają długość od 3 do 6 mm oraz - mieszanka kauczukowa zawiera 3 do 30 phr włókien krótkich z polialkoholu winylowego. [0007] Włókna te składają się z makromolekuł liniowych z polialkoholu winylowego, które ze względu na ich zmienny stopień acetalizacji nazywane są także acetalem poliwinylowym (PVAL).

3 - 2 - [0008] Okazało się w sposób zaskakujący, że wskutek domieszania włókien krótkich z polialkoholu winylowego do mieszanki kauczukowej gumowego pasa zębatego można otrzymać wulkanizaty o bardzo dużych wartościach napięcia przy małych rozciągnięciach. Takie zachowanie wulkanizatu powoduje w przypadku pasa zębatego, że zęby są bardziej sztywne i przez to uzyskuje się większą odporność zębów na ścinanie. Pasy zębate z taką mieszanką jako mieszanką zębów wykazują dzięki temu wydłużoną żywotność. [0009] Poza tym zastosowanie włókien krótkich z polialkoholu winylowego w mieszance kauczukowej pasa powoduje, że odporność na rozerwanie w 150 C zostaje wyraźnie zwiększona w porównaniu z włóknami p-aramidowymi. Prowadzi to również do polepszenia przebiegu i można osiągnąć podwyższoną maksymalną temperaturę eksploatacji. [0010] W porównaniu z innymi włóknami syntetycznymi, włókna krótkie z polialkoholu winylowego wykazują bardzo niewielki koszt nabycia. Można je doskonale wmieszać w mieszankę kauczukową i rozmieścić w niej homogenicznie. [0011] Włókna z polialkoholu winylowego są znane od dawna i jako włókna o dużej wytrzymałości i dużym module są rozpowszechniane np. przez firmę Kuraray. Włókna z polialkoholu winylowego, ich wytwarzanie i zastosowanie są opisane na przykład w DE T2 oraz DE T2. [0012] Mieszanka kauczukowa gumowego pasa zębatego może zawierać jako włókna krótkie tylko takie włókna z polialkoholu winylowego. Jednak można zastosować również włókna krótkie innego typu w mieszance z włóknami krótkimi z polialkoholu winylowego. [0013] Użyte w mieszance włókna krótkie mają długość od 3 do 6 mm. Włókna tej długości wykazują optymalny wpływ na pożądane właściwości mechaniczne i można je dobrze wkomponować w mieszankę. Włókna o długości ponad 6 mm trudno jest wmieszać w mieszankę. [0014] Mieszanka kauczukowa zawiera 3 do 30 phr, szczególnie korzystnie 5 do 10 phr włókien krótkich z polialkoholu winylowego. Z daną zawartością włókien krótkich osiągnięto wyjątkowo dobre wyniki pod względem przedłużenia żywotności pasów. Jeżeli zawartość włókien krótkich przekracza 30 phr, może to prowadzić do zesztywnienia mieszanki, która wtedy już prawie uniemożliwia rozciąganie. [0015] Do polepszenia powiązania włókien krótkich z kauczukową matrycą okazało się korzystne, gdy włókna krótkie, w szczególności włókna krótkie z polialkoholu winylowego są wyposażone w impregnację przyczepną dla zapewnienia przyczepności guma nośnik wzmacniający. Przy tym może chodzić na przykład o tak zwany RFL - Dip (środek z rezorcyny - formaldehydu - lateksu), którym oddziałuje się na włókna przed wmieszaniem do mieszaniny kauczukowej. Dzięki impregnacji przyczepnej poprawia się też zdolność włókien do wmieszania się. [0016] Mieszanka kauczukowa, zawierająca włókna krótkie może zawierać różne rodzaje kauczuku. W ten sposób mieszanka kauczukowa na pasy może zawierać na przykład uwodorniony kauczuk butadienowo - akrylonitrylowy, kauczuk chloroprenowy, kopolimer

4 - 3 - etylenowo propylenowo - dienowy, kopolimer etylenowo - propylenowy, kauczuk akrylanowy, kopolimer styrenowo - butadienowy i polibutadien. Różne rodzaje kauczuku można wykorzystywać także jako mieszanki. Dla dalszego polepszenia żywotności i przebiegu pasa, mieszanka kauczukowa pasa korzystnie zawiera uwodorniony kauczuk butadienowo - akrylonitrylowy (HNBR). [0017] W przypadku pasa według wynalazku chodzi o pas zębaty, którego guma zębów jest utworzona z mieszanki zawierającej włókna krótkie z polialkoholu winylowego. Przez to zęby stają się sztywniejsze i osiągana jest większa odporność na ścinanie zębów. Pasy zębate z taką mieszanką jako mieszanką zębów wykazują wydłużoną żywotność. [0018] Gumowe pasy zębate według wynalazku można wytwarzać według sposobu znanego specjalistom. [0019] Poniżej wynalazek zostanie objaśniony dokładniej na podstawie przykładów wykonania, jednak nie ograniczając się do tych przykładów. [0020] W poniższej tabeli 1 są przedstawione mieszanki kauczukowe na gumowy pas zębaty według wynalazku i porównawcze. Tabela 1 pokazuje mieszanki kauczukowe na bazie HNBR. W przypadku wszystkich przykładów mieszanek zawartych w tabelach, ilości są podane jako części wagowe, które odnoszą się do 100 części wagowych całego kauczuku (phr). Mieszanka porównawcza jest oznaczona przez V, a mieszanki według wynalazku są oznaczone przez E. Mieszanki w tabeli są wybrane ze względu na użyte włókna krótkie. [0021] Wytwarzanie mieszanek następowało w zwykłych warunkach. Ze wszystkich mieszanek zostały wytworzone próbki przez wulkanizację pod ciśnieniem, w 180 C i przy ogrzewaniu 20 min, a przy pomocy tych próbek określono typowe właściwości materiału dla przemysłu kauczukowego, które podano w tabeli. Do testów na próbkach zastosowano następujące sposoby badania: twardość Shore A w temperaturze pokojowej zgodnie z DIN wytrzymałość na rozciąganie w temperaturze pokojowej i 150 C zgodnie z DIN wydłużenie po rozerwaniu w temperaturze pokojowej zgodnie z DIN wartość napięcia w temperaturze pokojowej i 150 C oraz przy wydłużeniu 10% zgodnie z DIN odporność na rozrywanie w temperaturze pokojowej i 150 C zgodnie z DIN WRY na próbkach o grubości 2 mm [0022] Wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie po rozerwaniu i wartości napięcia zostały określone dla mieszanek kalandrowanych, napełnionych włóknami, w kierunku wzdłuż włókien nakierowanych przez kalandrowanie, a odporność na rozrywanie została zmierzona dodatkowo do kierunku wzdłużnego także w kierunku poprzecznym.

5 - 4 - Tabela 1 Składniki Jednostka 1(V) 2(E) 3(E) HNBR phr włókna p-aramidowe a phr włókna z polialkoholu winylowego b phr włókna z polialkoholu winylowego z dipem c phr Sadza phr kwas krzemowy phr Plastyfikator phr 12,5 12,5 12,5 kwas stearynowy phr Przeciwutleniacz phr nadtlenek na nośniku d phr aktywny tlenek cynku phr tlenek magnezu phr 0,3 0,3 0,3 dimetakrylan cynku phr Właściwości Twardość Shore A wytrzymałość na rozciąganie w temp. pok. (wzdłużne) MPa 15,4 16,7 17,1 wydłużenie po rozerwaniu w temp. pok. (wzdłużne) % wartości napięcia 10% w temp. pok. (wzdłużne) MPa 8,1 13,3 15,8 odporność na rozrywanie w temp. pok. (wzdłużne) N/mm 13,86 26,72 19,35 odporność na rozrywanie w temp. pok. (poprzeczne) N/mm 14,37 27,44 27,38 wytrzymałość na rozciąganie w 150 C (wzdłużne) MPa 8,5 10,1 10,1 wartość napięcia 10% w 150 C (wzdłużne) MPa 6,4 9,7 10,1 odporność na rozrywanie w 150 C (wzdłużne) N/mm 2,94 3,91 4,52 odporność na rozrywanie w 150 C (poprzeczne) N/mm 2,73 3,64 3,30 a włókna p-aramidowe o długości średnio 3 mm, z dipem przyczepnym, włóknami Twaron, Teijin Twaron BV, Holandia b włókna z polialkoholu winylowego o długości średnio 4 mm, bez dipu przyczepnego, włókna Kuralon, Kuraray, Japonia c włókna z polialkoholu winylowego o długości średnio 4 mm, z dipem przyczepnym, włókna Kuralon, Kuraray, Japonia d α,α -di-tert-butylo-peroksy-di-izopropylo-benzol, 40% wagowych na nośniku nieorganicznym [0023] Tabela pokazuje, że mieszanki z włóknami krótkimi z polialkoholu winylowego według wynalazku, w porównaniu z mieszankami z włóknami p-aramidowymi, wykazują bardzo duże wartości napięcia przy małych rozciągnięciach. Prowadzi to, przy zastosowaniu mieszanek jako gumy na zęby do pasów zębatych, do zwiększenia odporności na ścinanie zębów i w końcu tym samym do dłuższej żywotności. Ponadto mieszanki według wynalazku wykazują większe wytrzymałości, wartości napięcia i odporności na rozrywanie

6 - 5 - w temperaturach 150 C. Odzwierciedlają one to, że przy użyciu w pasach zębatych, pas ma dłuższą żywotność, zwłaszcza przy obciążeniu w wysokich temperaturach. W przypadku mieszanek według wynalazku otrzymuje się pasy o zwiększonej wydajności przebiegowej. Sporządziła i zweryfikowała Grażyna Palka Rzecznik patentowy

7 - 6 - Zastrzeżenia patentowe 1. Gumowy pas zębaty, zawierający co najmniej jedną odznaczającą się włóknami krótkimi, wulkanizowaną mieszankę kauczukową, wzmacniającą warstwę nośną i ewentualnie zbrojenie powierzchniowe, znamienny tym, że - w przypadku włókien krótkich chodzi przynajmniej częściowo o włókna krótkie z polialkoholu winylowego (PVA); - włókna krótkie mają długość od 3 do 6 mm oraz - mieszanka kauczukowa zawiera 3 do 30 phr włókien krótkich z polialkoholu winylowego. 2. Gumowy pas zębaty według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że mieszanka kauczukowa zawiera 5 do 10 phr włókien krótkich z polialkoholu winylowego. 3. Gumowy pas zębaty według co najmniej jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że włókna krótkie są wyposażone w impregnację przyczepną dla zapewnienia przyczepności guma nośnik wzmacniający. 4. Gumowy pas zębaty według co najmniej jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że mieszanka kauczukowa zawiera uwodorniony kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy. Sporządziła i zweryfikowała Grażyna Palka Rzecznik patentowy