专利名称：皮带用抗拉体与皮带的制作方法
技术领域：
本发明是属于各种皮带中埋设的皮带用抗拉体以及使用该抗拉体的皮带之技术范围。
在齿形皮带等的传动皮带中，为了提高其强度、韧性或尺寸稳定性，把玻璃纤维构成的玻璃塞绳作为抗拉体埋设于皮带本体中被广为实行。
例如，在驱动汽车发动机的凸轮轴的牙轮皮带的情况下，玻璃塞绳是如图4放大表示的那样，把玻璃丝a，a，……集束起来而成的将多根股线拉齐，对其进行规定的预撚而成为预撚线b，再将该预撚线拉齐，并在与前述预撚相反的方向再进行规定的再撚来构成玻璃塞绳。一般，以ECG150-3/13作为牙轮皮带的抗拉体来使用，所谓ECG150-3/13，即是分别将丝径为9μm，且15000码/磅(度量法)的3根股线拉齐，在每1吋长内撚2回成为预撚线，再将13根预撚线拉齐于每1吋长内进行2回再撚而成塞绳。
但是，在下雨时汽车行走的多湿条件下，水分促进了玻璃塞绳因弯曲而致的疲劳恶化，因此，皮带的强度明显降低，容易引起皮带的断损。
因此，现有技术中，为提高其耐水弯曲疲劳性能，例如，在实开昭62-174139号公报上记述的是玻璃塞绳之预撚数设定为2.0-2.5回/25mm的范围，而再撚数设定为1.4-2.0回/25mm的范围。
可是，如果考虑到汽车的发动机室内的温度上升倾向等种种恶劣条件，上述之现有对策在实际上不能不说是不充分的，还有改良的余地。
本发明即是有鉴于这点，目的在于在多根拉齐的预撚线进行再撚而成的玻璃塞绳构成的皮带用抗拉体中，得到即使在多湿条件下也难以引起强度降低的优良耐水弯曲疲劳性能。
为达到上述目的，本发明积极有效地使用了再撚。即，本发明人知道，由于玻璃塞绳(换言之，皮带的抗拉体，下同)的水分促进了弯曲疲劳，如图4所示，是由于在预撚线b，b…间形成的空隙c中滞留了从外部浸进的水，从而阻碍了预撚线b，b间的致密性所造成的。这样，本发明即是以比现有尽可能多的再撚数来堵死上述之空隙c，以得到优良的耐水弯曲疲劳性能。
也就是，本申请的发明是，作为皮带用抗拉体，它是将经RFL处理液浸渍过后又经热处理的多根玻璃纤维束拉齐，进行规定撚数的预撚，而后将该预撚线按规定的根数拉齐，在此状态以与前述预撚相反的方向和规定的撚数进行再撚，其特征是前述预撚线间的空隙，由上述之再撚而得以紧缩堵死，实际上变成为零。
这样一来，由于预撚线之间的空隙因再撚紧缩堵死而被消除，从而防止了从外部来的水浸入抗拉体内部滞留下来，其结果，可以大大改善皮带的耐水弯曲疲劳性能。
况且，上述之玻璃纤维，并非特别限定，例如，一般所说的无碱玻璃纤维即可使用。这时，最好用丝径8μm以下的高强度玻璃丝，不但不会造成塞绳强度的降低，而且可以得到直径更细的抗拉体，有利于皮带耐水弯曲性能的提高。
另外，上述的RFL是将间苯二酚与福尔马林的初期缩合物和胶乳混合而成的东西。作为胶乳，并没有什么特别限定，推荐苯乙烯、丁二烯、乙烯吡啶三元共聚物、氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、表氯醇、SBR、氯丁橡胶、氯化丁二烯、链烯烃乙烯酯共聚物与天然橡胶等的胶乳或其混合物。
关于上述之再撚数，将其设定为2.4回/吋以上较为合适，这样，有利于堵死空隙。
在将上述之再撚数取作2.4回/吋以上的情况下，其预撚数设定为1.0回/吋以上较为合适。由此可避免纤维拉齐情况不良；还可防止由此拉齐情况不良引起的拉抗体强度的下降。
另外，即使如上所述将其再撚数取为2.4回/吋以上的情况下，该再撚数的上限设定为3.5回/吋以下较为合适。由此，可提高皮带的耐水弯曲疲劳性能，同时可以抑制皮带在运行中抗体的伸长以及由该伸长引起的皮带的伸长，提高皮带尺寸的稳定性。
另外，在上述再撚数为2.4回/吋以上且预撚数为1.0回/吋以上的情况下，预撚数上限设定为4.0回/吋以下较为合适。这样，可以抑制皮带运行中抗拉体的伸长以及由该抗拉体的伸长引起的皮带的伸长，提高皮带尺寸的稳定性。
关于前述之玻璃纤维，取用玻璃丝时，抗拉体用的总的玻璃丝根数以4000-7000根的范围较为合适。若总根数不满4000的难以取得足够的强度；若总根数超过7000，玻璃塞绳的表面变形增大，对方便弯曲不利。
还有，上述玻璃塞绳上覆以橡胶为主要成分的包覆膜较为合适。以此，可以提高皮带用抗拉体对皮带本体橡胶的粘结性能；提高皮带运行稳定性，进一步改善其耐水弯曲疲劳性能。
作为构成上述包覆膜的橡胶材料，并没有什么特别限定，但考虑到与橡胶的粘结性，最好是氯化橡胶、聚氯化乙烯、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯等的含卤素物质。
另外，作为形成上述包覆膜的方法，可举将皮带用抗拉体浸渍入橡胶糊，再经过热处理的例。作为溶解橡胶等用的溶剂，也没有特别的限定，一般用苯、甲苯、二甲苯等芳香族碳氢类、乙醚类、三氯代乙烯等的卤素化脂肪族碳氢化物较为合适。
本申请之其他发明，是将前述之空隙基本上变成零的皮带用抗拉体沿皮带的长度方向延伸地埋入皮带本体中而构成的皮带，由于使用了上述的抗拉体，可以得到优良的耐水弯曲疲劳性能。
本申请另外之其他发明，是具有在皮带的全长上沿皮带长度延伸的抗拉体，在该抗拉体的外周侧结合的外层橡胶，与在该抗拉体的内周侧结合的内层橡胶的无接头环形传动皮带。其特点在于将经RFL处理液浸渍后再经热处理的玻璃纤维构成的多根纤维束拉齐，以1.0-4.0回/吋的撚数进行预撚形成预撚线，将此预撚线拉齐所需的根数，在和预撚相反的方向以2.4-3.5回/吋的撚数进行再撚，形成使上述预撚线间的空隙实质上变形成零的玻璃塞绳，由此玻璃塞绳构成上述之抗拉体。
本申请的其他发明包含有下列部分的无接头环状齿形皮带将玻璃塞绳沿皮带的长度方向延伸且在皮带的宽度方向按规定的间距并列起来卷绕成螺旋状的抗拉体；该抗拉体的外周一侧结合的背部橡胶；抗拉体内周一侧按一定的间距结合的多个齿形橡胶；其特征在于将经RFL处理液浸渍后再经热处理的玻璃纤维构成的多根纤维束拉齐，以1.0-4.0/吋的撚数进行预撚形成预撚线，将该预撚线按需要的根数拉齐、在与预撚相反的方向，以2.4-3.5回/吋的撚数进行再撚，使得预撚线间的空隙实质上变为零，再于其表面覆以橡胶皮膜而形成玻璃塞绳。
图面简单说明
图1是本发明实施例之玻璃塞绳放大横断面图；图2是齿形皮带整体构成的纵断面图；图3是表示实验例中使用的皮带行走试验机的概略构成图；图4是表示现有玻璃塞绳与图1相当的图。
最佳实施例详细说明图2表示了涉及本发明实施例的齿形皮带。该齿形皮带的皮带本体1具备有玻璃塞绳3沿皮带长度方向(图中左右方向)延伸且沿皮带宽度方向按规定间距空出间隔排列着螺旋状卷曲成的抗拉体，在该抗拉体的外周一侧设有沿皮带长度方向延伸的矩形断面状的背部橡胶1a，而在抗张体的内周一侧则沿皮带长度方向按规定间距设定间隔配置着多个齿橡胶1b，1b，……。齿橡胶1b，1b，……由皮带本体1的内周面贴牢的齿布2所覆盖。
具体来说，在上述皮带本体1的橡胶上，使用了以氢化丁腈橡胶为主要原料的橡胶组成物。上述齿布2的沿皮带宽度方向延伸配置的线与沿皮带长度方向延伸配置的线分别使用了6，6尼龙线和6，6尼龙线经弹力化处理工艺加工出的线。
前述玻璃塞绳3，如图1放大所示，是把所需根数的预撚线5，5拉齐，在与预撚相反的方向再撚以规定的撚数而成；而各预撚线5乃是将多根纤维束拉齐，施以规定的预撚数而成；而各纤维束则是将多根玻璃丝4，4捆扎起来，由RFL处理液浸渍后经热处理而成。各预撚线5的玻璃丝4，4之间，夹着上述处理液RFL处理成的橡胶部分。
上述齿形皮带一般由压入法形成，其齿数为113，齿部1b，1b，…的间距为8mm，皮带宽为19mm。另外，各齿部1b在皮带长度方向相互相对的侧面成圆弧状弯曲膨出。
而上述玻璃塞绳3中各预撚线5的预撚数设定为1回/吋以上；而各预撚线5，5，为使其间隙(参照图4)由再撚紧缩堵死而基本上不再存在，其再撚数为2.4圈/吋以上。
另外，上述玻璃塞绳3的总玻璃丝根数设定在4000-7000根的范围。
关于玻璃塞绳3还要作进一步具体说明。
实施例1玻璃丝4是直径7μm的无碱高强度玻璃丝。各纤维束是将200根玻璃丝4，4，…分别集束而成。而本例中的玻璃塞绳是将3根纤维束拉齐浸渍于浓度为20重量％的Vp-SBR(苯乙烯-丁二烯-乙烯吡啶三元共聚物)类的RFL处理液中，再在240℃下进行1分钟的热处理之后，将其进行2回/吋的预撚而成为预撚线5，再把预撚线5每11根集中在一起拉齐，进行撚数为2.4回/吋的再撚而成。其结果，总的玻璃丝根数为6600根(＝200根×3×11)。这样，即以此玻璃塞绳作为抗拉体制成上述之齿形皮带(见图2)。
从而，如依实施例1，预撚线5，5，…间的空隙由于依撚数为2.4回/吋的再撚而成为大致变得没有的状态，故可防止从外部浸入的水滞留于玻璃塞绳3的内部，其结果是可以大大改善齿形皮带的耐水弯曲疲劳性。
实施例2将上述实施例1中的玻璃塞绳浸渍入以氯磺化聚乙烯为主要成分的橡胶糊的20重量％的溶液中，在150℃的环境中干燥1分钟，即可得到本实施例的玻璃塞绳。以此玻璃塞绳为抗拉体即可制作上述齿形皮带(见图2)。
实施例3-13与比较例1-5预撚数与再撚数分别不同的其他实施例中，依与前边实施例2相同的方法可制成16种玻璃塞绳，将这些玻璃塞绳分别作为抗拉体即可制成齿形皮带(图2)，将其作为实施例3-13与比较例1-5。
上述实施例1-13与比较例1-5中的预撚数与再撚数示于表1中。
比较试验对上述实施例与比较例的各齿形皮带进行耐水弯曲疲劳性能与皮带伸张性的评价。
注水弯曲疲劳试验的要领为进行耐水弯曲疲劳性能的评价，使用了图3所示的皮带行走试验机。在该试验机上，4个大的皮带轮31、31…分别配置于图3的上下左右四处，相邻大皮带轮31、31间分别配置着直径为30mm的小皮带轮32。试验是这样来进行的，在这些大小皮带轮31、32间卷挂上供试验用的皮带A，在由法码33给皮带A施加40kgf的负荷的状态下，由下水滴口34以每小时1升的速率向皮带A的齿底一边滴水，一边使大皮带轮31以5500rpm的旋转速度转动，运行至皮带A断裂。
皮带伸张试验(弯曲试验)要领。
使用与图3相同的行走试验机和布置，使供试验用的皮带运行，测定弯曲次数达1×108次(每周弯曲次数为4次)时的齿形皮带之延伸率(％)。此时，不让水滴下。
试验结果将以上试验结果，一并表示于表1中。
表1从表1的试验结果可以看出，对玻璃塞绳的再撚数适当地设定，即可提高耐水弯曲疲劳性能。例如，实施例1-13中即使在性能值最低的实施例13的情况下，也比比较例1-5中性能值最高的比较例2提高了30％。
下边，对实施例1-13作详细研究。首先，看一看再撚数超过3.5回/吋的实施例5，其疲劳性能与其他实施例情况下相同，或比其还要高，但皮带的延伸性能较差；这种不良情况，在实施例13的场合也有同样程度。从而可知，最好设定再撚数为3.5圈/吋以下为好。
另外，再看预撚数超过4回/吋的实施例12，虽具与其他实施例相同甚至更高一些的性能，仍然是皮带延伸有问题。从而可以确定，预撚数最好设定为4.0圈/吋以下。
总之，如将再撚数设定为2.0-3.5回/吋范围内，预撚数设定为4回/吋以下的范围、最好设定在1.0-4.0回/吋的范围内，则不仅可以避免因拉齐不良造成的玻璃塞绳的强度降低，还可避免因撚数过多造成皮带延伸性能之不良的可能性，且可使耐水弯曲疲劳性能有效提高。
另外，对比实施例1与2可以看出，在塞绳外层进行橡胶糊处理，可使皮带的耐水行走性能更进一步提高。
注 实施例1的玻璃塞绳无橡胶皮膜
权利要求
1.一种皮带用抗拉体，其特征在于将在间苯二酚与福尔马林的初期缩合物和橡胶胶乳的混合物为主要成分的处理液浸渍后经热处理的多根玻璃纤维束拉齐，按规定的撚数进行预撚，再将预撚线按所需的根数拉齐，按与预撚相反的方向，依规定的撚数进行再撚，上述预撚线间的空隙，由于上述再撚而紧缩堵死实际上变成零。
2.按权利要求1所记述的皮带用抗拉体，其特征在于上述再撚数为2.4回/吋以上。
3.按权利要求2所记述的皮带用抗拉体，其特征在于其预撚数为1.0回/吋以上。
4.按权利要求1所记述的皮带用抗拉体，其特征在于其再撚数为3.5回/吋以下。
5.按权利要求3所记述的皮带用抗拉体，其特征在于其预撚数为4.0回/吋以下。
6.按权利要求2所记述的皮带用抗拉体，其特征在于上述玻璃纤维是玻璃丝，该皮带用抗拉体的总玻璃丝根数在4000～7000根的范围。
7.按权利要求2所记述的皮带用抗拉体，其特征在于由以橡胶为主要成分形成的包覆膜覆盖其表面。
8.一种皮带体，其特征在于，权利要求2所记述的皮带用抗拉体在沿皮带长度方向延伸地埋设于皮带本体内。
9.一种无接头环状传动皮带，它具备有在皮带全长设置的、沿皮带长度方向延伸的抗拉体；该抗拉体外周侧结合的外层橡胶；在该抗拉体的内周侧结合的内层橡胶；其特征在于，上述抗拉体是这样形成的将间苯二酚与福尔马林的初期缩合物和橡胶胶乳的混合物为主要成分的处理液浸渍后经热处理的玻璃纤维构成的多根纤维束拉齐，以撚数为1.0～4.0回/吋进行预撚，形成预撚线，再将该预撚线按所需要的根数拉齐，于预撚相反的方向按2.4～3.5回/吋的撚数进行再撚，使前述预撚线间的空隙实际上变成零而成玻璃塞绳。
10.一种无接头环状齿形皮带，它具备有使玻璃塞绳沿皮带长度方向延伸且在皮带宽度方向按规定间距并列卷绕成螺旋状的抗拉体；在该抗拉体的外周侧结合的背部橡胶；在该抗拉体的内周侧按一定间距结合的复数齿形橡胶；其特征在于将在间苯二酚与福尔马林的初期缩合物和橡胶胶乳的混合物为主要成分的处理液浸渍后经热处理的玻璃纤维构成的多根纤维束拉齐，按1.0～4.0回/吋的撚数进行预撚，形成预撚线，将该预撚线按需要的根数拉齐，于预撚相反的方向按2.4～3.5回/吋的撚数进行再撚，使预撚线间的空隙实际变为零，再于其表面覆以橡胶皮膜来形成玻璃塞绳。
全文摘要
本发明的皮带用抗拉体由玻璃塞绳构成。而该玻璃塞绳的预捻线是将许多玻璃丝捆扎起来而成的多根纤维束拉齐，按规定的捻数预捻而成。该多根纤维束是将间苯二酚与福尔马林的初期缩合物和橡胶胶乳的混合物为主要成分的处理液浸渍后经热处理而成。玻璃塞绳即是将预捻线按需要根数拉齐，在与预捻相反的方向按规定捻数进行再捻，使预捻线间的空隙紧缩堵死成实际为零。以这样的玻璃塞绳为抗拉体的皮带，不会有水从外部进入滞留，使皮带具有耐水性。
文档编号F16G1/00GK1147067SQ9611110
公开日1997年4月9日 申请日期1996年7月23日 优先权日1995年7月24日
发明者川原英昭, 落合政喜, 中荣二郎, 竹内祐二 申请人:邦多化学株式会社