專利名稱：皮帶用抗拉體與皮帶的制作方法
技術領域：
本發明是屬于各種皮帶中埋設的皮帶用抗拉體以及使用該抗拉體的皮帶之技術范圍。
在齒形皮帶等的傳動皮帶中，為了提高其強度、韌性或尺寸穩定性，把玻璃纖維構成的玻璃塞繩作為抗拉體埋設于皮帶本體中被廣為實行。
例如，在驅動汽車發動機的凸輪軸的牙輪皮帶的情況下，玻璃塞繩是如圖4放大表示的那樣，把玻璃絲a，a，……集束起來而成的將多根股線拉齊，對其進行規定的預撚而成為預撚線b，再將該預撚線拉齊，并在與前述預撚相反的方向再進行規定的再撚來構成玻璃塞繩。一般，以ECG150-3/13作為牙輪皮帶的抗拉體來使用，所謂ECG150-3/13，即是分別將絲徑為9μm，且15000碼/磅(度量法)的3根股線拉齊，在每1吋長內撚2回成為預撚線，再將13根預撚線拉齊于每1吋長內進行2回再撚而成塞繩。
但是，在下雨時汽車行走的多濕條件下，水分促進了玻璃塞繩因彎曲而致的疲勞惡化，因此，皮帶的強度明顯降低，容易引起皮帶的斷損。
因此，現有技術中，為提高其耐水彎曲疲勞性能，例如，在實開昭62-174139號公報上記述的是玻璃塞繩之預撚數設定為2.0-2.5回/25mm的范圍，而再撚數設定為1.4-2.0回/25mm的范圍。
可是，如果考慮到汽車的發動機室內的溫度上升傾向等種種惡劣條件，上述之現有對策在實際上不能不說是不充分的，還有改良的余地。
本發明即是有鑒于這點，目的在于在多根拉齊的預撚線進行再撚而成的玻璃塞繩構成的皮帶用抗拉體中，得到即使在多濕條件下也難以引起強度降低的優良耐水彎曲疲勞性能。
為達到上述目的，本發明積極有效地使用了再撚。即，本發明人知道，由于玻璃塞繩(換言之，皮帶的抗拉體，下同)的水分促進了彎曲疲勞，如圖4所示，是由于在預撚線b，b…間形成的空隙c中滯留了從外部浸進的水，從而阻礙了預撚線b，b間的致密性所造成的。這樣，本發明即是以比現有盡可能多的再撚數來堵死上述之空隙c，以得到優良的耐水彎曲疲勞性能。
也就是，本申請的發明是，作為皮帶用抗拉體，它是將經RFL處理液浸漬過后又經熱處理的多根玻璃纖維束拉齊，進行規定撚數的預撚，而后將該預撚線按規定的根數拉齊，在此狀態以與前述預撚相反的方向和規定的撚數進行再撚，其特征是前述預撚線間的空隙，由上述之再撚而得以緊縮堵死，實際上變成為零。
這樣一來，由于預撚線之間的空隙因再撚緊縮堵死而被消除，從而防止了從外部來的水浸入抗拉體內部滯留下來，其結果，可以大大改善皮帶的耐水彎曲疲勞性能。
況且，上述之玻璃纖維，并非特別限定，例如，一般所說的無堿玻璃纖維即可使用。這時，最好用絲徑8μm以下的高強度玻璃絲，不但不會造成塞繩強度的降低，而且可以得到直徑更細的抗拉體，有利于皮帶耐水彎曲性能的提高。
另外，上述的RFL是將間苯二酚與福爾馬林的初期縮合物和膠乳混合而成的東西。作為膠乳，并沒有什么特別限定，推薦苯乙烯、丁二烯、乙烯吡啶三元共聚物、氯磺化聚乙烯、丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠、表氯醇、SBR、氯丁橡膠、氯化丁二烯、鏈烯烴乙烯酯共聚物與天然橡膠等的膠乳或其混合物。
關于上述之再撚數，將其設定為2.4回/吋以上較為合適，這樣，有利于堵死空隙。
在將上述之再撚數取作2.4回/吋以上的情況下，其預撚數設定為1.0回/吋以上較為合適。由此可避免纖維拉齊情況不良；還可防止由此拉齊情況不良引起的拉抗體強度的下降。
另外，即使如上所述將其再撚數取為2.4回/吋以上的情況下，該再撚數的上限設定為3.5回/吋以下較為合適。由此，可提高皮帶的耐水彎曲疲勞性能，同時可以抑制皮帶在運行中抗體的伸長以及由該伸長引起的皮帶的伸長，提高皮帶尺寸的穩定性。
另外，在上述再撚數為2.4回/吋以上且預撚數為1.0回/吋以上的情況下，預撚數上限設定為4.0回/吋以下較為合適。這樣，可以抑制皮帶運行中抗拉體的伸長以及由該抗拉體的伸長引起的皮帶的伸長，提高皮帶尺寸的穩定性。
關于前述之玻璃纖維，取用玻璃絲時，抗拉體用的總的玻璃絲根數以4000-7000根的范圍較為合適。若總根數不滿4000的難以取得足夠的強度；若總根數超過7000，玻璃塞繩的表面變形增大，對方便彎曲不利。
還有，上述玻璃塞繩上覆以橡膠為主要成分的包覆膜較為合適。以此，可以提高皮帶用抗拉體對皮帶本體橡膠的粘結性能；提高皮帶運行穩定性，進一步改善其耐水彎曲疲勞性能。
作為構成上述包覆膜的橡膠材料，并沒有什么特別限定，但考慮到與橡膠的粘結性，最好是氯化橡膠、聚氯化乙烯、氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯等的含鹵素物質。
另外，作為形成上述包覆膜的方法，可舉將皮帶用抗拉體浸漬入橡膠糊，再經過熱處理的例。作為溶解橡膠等用的溶劑，也沒有特別的限定，一般用苯、甲苯、二甲苯等芳香族碳氫類、乙醚類、三氯代乙烯等的鹵素化脂肪族碳氫化物較為合適。
本申請之其他發明，是將前述之空隙基本上變成零的皮帶用抗拉體沿皮帶的長度方向延伸地埋入皮帶本體中而構成的皮帶，由于使用了上述的抗拉體，可以得到優良的耐水彎曲疲勞性能。
本申請另外之其他發明，是具有在皮帶的全長上沿皮帶長度延伸的抗拉體，在該抗拉體的外周側結合的外層橡膠，與在該抗拉體的內周側結合的內層橡膠的無接頭環形傳動皮帶。其特點在于將經RFL處理液浸漬后再經熱處理的玻璃纖維構成的多根纖維束拉齊，以1.0-4.0回/吋的撚數進行預撚形成預撚線，將此預撚線拉齊所需的根數，在和預撚相反的方向以2.4-3.5回/吋的撚數進行再撚，形成使上述預撚線間的空隙實質上變形成零的玻璃塞繩，由此玻璃塞繩構成上述之抗拉體。
本申請的其他發明包含有下列部分的無接頭環狀齒形皮帶將玻璃塞繩沿皮帶的長度方向延伸且在皮帶的寬度方向按規定的間距并列起來卷繞成螺旋狀的抗拉體；該抗拉體的外周一側結合的背部橡膠；抗拉體內周一側按一定的間距結合的多個齒形橡膠；其特征在于將經RFL處理液浸漬后再經熱處理的玻璃纖維構成的多根纖維束拉齊，以1.0-4.0/吋的撚數進行預撚形成預撚線，將該預撚線按需要的根數拉齊、在與預撚相反的方向，以2.4-3.5回/吋的撚數進行再撚，使得預撚線間的空隙實質上變為零，再于其表面覆以橡膠皮膜而形成玻璃塞繩。
圖面簡單說明

圖1是本發明實施例之玻璃塞繩放大橫斷面圖；圖2是齒形皮帶整體構成的縱斷面圖；圖3是表示實驗例中使用的皮帶行走試驗機的概略構成圖；圖4是表示現有玻璃塞繩與圖1相當的圖。
最佳實施例詳細說明圖2表示了涉及本發明實施例的齒形皮帶。該齒形皮帶的皮帶本體1具備有玻璃塞繩3沿皮帶長度方向(圖中左右方向)延伸且沿皮帶寬度方向按規定間距空出間隔排列著螺旋狀卷曲成的抗拉體，在該抗拉體的外周一側設有沿皮帶長度方向延伸的矩形斷面狀的背部橡膠1a，而在抗張體的內周一側則沿皮帶長度方向按規定間距設定間隔配置著多個齒橡膠1b，1b，……。齒橡膠1b，1b，……由皮帶本體1的內周面貼牢的齒布2所覆蓋。
具體來說，在上述皮帶本體1的橡膠上，使用了以氫化丁腈橡膠為主要原料的橡膠組成物。上述齒布2的沿皮帶寬度方向延伸配置的線與沿皮帶長度方向延伸配置的線分別使用了6，6尼龍線和6，6尼龍線經彈力化處理工藝加工出的線。
前述玻璃塞繩3，如圖1放大所示，是把所需根數的預撚線5，5拉齊，在與預撚相反的方向再撚以規定的撚數而成；而各預撚線5乃是將多根纖維束拉齊，施以規定的預撚數而成；而各纖維束則是將多根玻璃絲4，4捆扎起來，由RFL處理液浸漬后經熱處理而成。各預撚線5的玻璃絲4，4之間，夾著上述處理液RFL處理成的橡膠部分。
上述齒形皮帶一般由壓入法形成，其齒數為113，齒部1b，1b，…的間距為8mm，皮帶寬為19mm。另外，各齒部1b在皮帶長度方向相互相對的側面成圓弧狀彎曲膨出。
而上述玻璃塞繩3中各預撚線5的預撚數設定為1回/吋以上；而各預撚線5，5，為使其間隙(參照圖4)由再撚緊縮堵死而基本上不再存在，其再撚數為2.4圈/吋以上。
另外，上述玻璃塞繩3的總玻璃絲根數設定在4000-7000根的范圍。
關于玻璃塞繩3還要作進一步具體說明。
實施例1玻璃絲4是直徑7μm的無堿高強度玻璃絲。各纖維束是將200根玻璃絲4，4，…分別集束而成。而本例中的玻璃塞繩是將3根纖維束拉齊浸漬于濃度為20重量％的Vp-SBR(苯乙烯-丁二烯-乙烯吡啶三元共聚物)類的RFL處理液中，再在240℃下進行1分鐘的熱處理之后，將其進行2回/吋的預撚而成為預撚線5，再把預撚線5每11根集中在一起拉齊，進行撚數為2.4回/吋的再撚而成。其結果，總的玻璃絲根數為6600根(＝200根×3×11)。這樣，即以此玻璃塞繩作為抗拉體制成上述之齒形皮帶(見圖2)。
從而，如依實施例1，預撚線5，5，…間的空隙由于依撚數為2.4回/吋的再撚而成為大致變得沒有的狀態，故可防止從外部浸入的水滯留于玻璃塞繩3的內部，其結果是可以大大改善齒形皮帶的耐水彎曲疲勞性。
實施例2將上述實施例1中的玻璃塞繩浸漬入以氯磺化聚乙烯為主要成分的橡膠糊的20重量％的溶液中，在150℃的環境中干燥1分鐘，即可得到本實施例的玻璃塞繩。以此玻璃塞繩為抗拉體即可制作上述齒形皮帶(見圖2)。
實施例3-13與比較例1-5預撚數與再撚數分別不同的其他實施例中，依與前邊實施例2相同的方法可制成16種玻璃塞繩，將這些玻璃塞繩分別作為抗拉體即可制成齒形皮帶(圖2)，將其作為實施例3-13與比較例1-5。
上述實施例1-13與比較例1-5中的預撚數與再撚數示于表1中。
比較試驗對上述實施例與比較例的各齒形皮帶進行耐水彎曲疲勞性能與皮帶伸張性的評價。
注水彎曲疲勞試驗的要領為進行耐水彎曲疲勞性能的評價，使用了圖3所示的皮帶行走試驗機。在該試驗機上，4個大的皮帶輪31、31…分別配置于圖3的上下左右四處，相鄰大皮帶輪31、31間分別配置著直徑為30mm的小皮帶輪32。試驗是這樣來進行的，在這些大小皮帶輪31、32間卷掛上供試驗用的皮帶A，在由法碼33給皮帶A施加40kgf的負荷的狀態下，由下水滴口34以每小時1升的速率向皮帶A的齒底一邊滴水，一邊使大皮帶輪31以5500rpm的旋轉速度轉動，運行至皮帶A斷裂。
皮帶伸張試驗(彎曲試驗)要領。
使用與圖3相同的行走試驗機和布置，使供試驗用的皮帶運行，測定彎曲次數達1×108次(每周彎曲次數為4次)時的齒形皮帶之延伸率(％)。此時，不讓水滴下。
試驗結果將以上試驗結果，一并表示于表1中。
表1從表1的試驗結果可以看出，對玻璃塞繩的再撚數適當地設定，即可提高耐水彎曲疲勞性能。例如，實施例1-13中即使在性能值最低的實施例13的情況下，也比比較例1-5中性能值最高的比較例2提高了30％。
下邊，對實施例1-13作詳細研究。首先，看一看再撚數超過3.5回/吋的實施例5，其疲勞性能與其他實施例情況下相同，或比其還要高，但皮帶的延伸性能較差；這種不良情況，在實施例13的場合也有同樣程度。從而可知，最好設定再撚數為3.5圈/吋以下為好。
另外，再看預撚數超過4回/吋的實施例12，雖具與其他實施例相同甚至更高一些的性能，仍然是皮帶延伸有問題。從而可以確定，預撚數最好設定為4.0圈/吋以下。
總之，如將再撚數設定為2.0-3.5回/吋范圍內，預撚數設定為4回/吋以下的范圍、最好設定在1.0-4.0回/吋的范圍內，則不僅可以避免因拉齊不良造成的玻璃塞繩的強度降低，還可避免因撚數過多造成皮帶延伸性能之不良的可能性，且可使耐水彎曲疲勞性能有效提高。
另外，對比實施例1與2可以看出，在塞繩外層進行橡膠糊處理，可使皮帶的耐水行走性能更進一步提高。
注 實施例1的玻璃塞繩無橡膠皮膜
權利要求
1.一種皮帶用抗拉體，其特征在于將在間苯二酚與福爾馬林的初期縮合物和橡膠膠乳的混合物為主要成分的處理液浸漬后經熱處理的多根玻璃纖維束拉齊，按規定的撚數進行預撚，再將預撚線按所需的根數拉齊，按與預撚相反的方向，依規定的撚數進行再撚，上述預撚線間的空隙，由于上述再撚而緊縮堵死實際上變成零。
2.按權利要求1所記述的皮帶用抗拉體，其特征在于上述再撚數為2.4回/吋以上。
3.按權利要求2所記述的皮帶用抗拉體，其特征在于其預撚數為1.0回/吋以上。
4.按權利要求1所記述的皮帶用抗拉體，其特征在于其再撚數為3.5回/吋以下。
5.按權利要求3所記述的皮帶用抗拉體，其特征在于其預撚數為4.0回/吋以下。
6.按權利要求2所記述的皮帶用抗拉體，其特征在于上述玻璃纖維是玻璃絲，該皮帶用抗拉體的總玻璃絲根數在4000～7000根的范圍。
7.按權利要求2所記述的皮帶用抗拉體，其特征在于由以橡膠為主要成分形成的包覆膜覆蓋其表面。
8.一種皮帶體，其特征在于，權利要求2所記述的皮帶用抗拉體在沿皮帶長度方向延伸地埋設于皮帶本體內。
9.一種無接頭環狀傳動皮帶，它具備有在皮帶全長設置的、沿皮帶長度方向延伸的抗拉體；該抗拉體外周側結合的外層橡膠；在該抗拉體的內周側結合的內層橡膠；其特征在于，上述抗拉體是這樣形成的將間苯二酚與福爾馬林的初期縮合物和橡膠膠乳的混合物為主要成分的處理液浸漬后經熱處理的玻璃纖維構成的多根纖維束拉齊，以撚數為1.0～4.0回/吋進行預撚，形成預撚線，再將該預撚線按所需要的根數拉齊，于預撚相反的方向按2.4～3.5回/吋的撚數進行再撚，使前述預撚線間的空隙實際上變成零而成玻璃塞繩。
10.一種無接頭環狀齒形皮帶，它具備有使玻璃塞繩沿皮帶長度方向延伸且在皮帶寬度方向按規定間距并列卷繞成螺旋狀的抗拉體；在該抗拉體的外周側結合的背部橡膠；在該抗拉體的內周側按一定間距結合的復數齒形橡膠；其特征在于將在間苯二酚與福爾馬林的初期縮合物和橡膠膠乳的混合物為主要成分的處理液浸漬后經熱處理的玻璃纖維構成的多根纖維束拉齊，按1.0～4.0回/吋的撚數進行預撚，形成預撚線，將該預撚線按需要的根數拉齊，于預撚相反的方向按2.4～3.5回/吋的撚數進行再撚，使預撚線間的空隙實際變為零，再于其表面覆以橡膠皮膜來形成玻璃塞繩。
全文摘要
本發明的皮帶用抗拉體由玻璃塞繩構成。而該玻璃塞繩的預捻線是將許多玻璃絲捆扎起來而成的多根纖維束拉齊，按規定的捻數預捻而成。該多根纖維束是將間苯二酚與福爾馬林的初期縮合物和橡膠膠乳的混合物為主要成分的處理液浸漬后經熱處理而成。玻璃塞繩即是將預捻線按需要根數拉齊，在與預捻相反的方向按規定捻數進行再捻，使預捻線間的空隙緊縮堵死成實際為零。以這樣的玻璃塞繩為抗拉體的皮帶，不會有水從外部進入滯留，使皮帶具有耐水性。
文檔編號F16G1/00GK1147067SQ9611110
公開日1997年4月9日 申請日期1996年7月23日 優先權日1995年7月24日
發明者川原英昭, 落合政喜, 中榮二郎, 竹內祐二 申請人:邦多化學株式會社