專利名稱：：齒形帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及齒形帶，例如，用于傳動(dòng)汽車的上凸輪軸(OHC);更特別的是，本發(fā)明涉及在嚴(yán)酷運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，使用壽命長(zhǎng)，耐久性極好的齒形帶。不象平皮帶，V形皮帶或同類型的傳動(dòng)帶，齒形帶不打滑，因此具有高傳動(dòng)效率。而且，與傳動(dòng)裝置象齒輪，鏈條等裝置相比較，齒形帶具有噪音低的優(yōu)點(diǎn)。因此，齒形帶同時(shí)也可以用于汽車的上凸輪軸(OHC)這種場(chǎng)合，而且齒形帶的應(yīng)用正在不斷增加。按照慣例，齒形帶的構(gòu)成如圖1所示，其包括背表面部分1和齒部分2，它們由彈性材料例如橡膠制成，齒覆蓋層3復(fù)蓋齒部分2和齒底5的表面，齒底5置于兩相鄰的齒部分2之間，齒覆蓋層3可以防止皮帶與皮帶輪之間摩擦產(chǎn)生的擦傷，多個(gè)芯部纖維4沿縱向穿過(guò)背表面部分1的內(nèi)側(cè)，與齒覆蓋層3相接觸。例如，采用這種結(jié)構(gòu)的齒形帶同時(shí)驅(qū)動(dòng)汽車的上凸輪軸。用于驅(qū)動(dòng)上凸輪軸的齒形帶在高速、高負(fù)載和高溫條件下運(yùn)動(dòng)。尤其是近來(lái)高輸出功率的汽車引擎正在發(fā)展，其中采用的齒形帶以更高的速度運(yùn)動(dòng)，而且引擎溫度增高。在這種條件下使用齒形帶時(shí)，由于皮帶與皮帶輪的接觸摩擦，加速了復(fù)蓋齒形帶齒底部的齒覆蓋層的磨損。同時(shí)，由于齒形帶暴露于高溫條件下，齒覆蓋層退化。當(dāng)齒形帶環(huán)繞若干個(gè)皮帶輪時(shí)，齒形帶在具有多處彎曲的狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)。因?yàn)樵诟邷貤l件下，采用齒形帶驅(qū)動(dòng)上凸輪軸，彈性材料，例如橡膠等等，被用于構(gòu)成背表面部分1和齒部分2，它們產(chǎn)生老化，因而導(dǎo)致皮帶斷裂。因?yàn)樵诟哓?fù)載條件下，以高速運(yùn)動(dòng)，與皮帶輪接觸的齒覆蓋層3的磨損量非常大，使其易于導(dǎo)致斷裂，撕裂等結(jié)果。同樣，與皮帶輪相配合的齒部分2受高壓力作用，使其易于產(chǎn)生斷裂、撕裂等現(xiàn)象，導(dǎo)致齒形帶損壞。而且，當(dāng)齒形帶在具有多處彎曲狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由多個(gè)皮帶輪使齒形帶彎曲，齒形帶的彎曲部分增多，以致由于摩擦在芯部纖維4和彈性材料之間產(chǎn)生內(nèi)熱，彈性材料由背表面部分1和齒部分2形成，內(nèi)熱導(dǎo)致芯部纖維和彈性材料加速老化。如上所述，在嚴(yán)酷條件下采用齒形帶驅(qū)動(dòng)上凸輪軸，存在著耐久性和使用壽命的問(wèn)題。耐久性極好的齒形帶已由日本特許公開(kāi)昭62-159827和64-87937提出。在日本特許公開(kāi)昭62-159827中公開(kāi)的齒形帶采用了經(jīng)過(guò)氫化的丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)，這種共聚物中的氫化率達(dá)80%或更高，用NBR共聚物制作背表面部分1和齒部分2。用工業(yè)尼龍纖維原料制作齒覆蓋層3，這種纖維的粘度相當(dāng)于2.6～2.8硫酸的粘度，拉伸強(qiáng)度為5克/旦或更高，單根纖維的細(xì)度為5旦或更小。而且，用預(yù)定數(shù)量的玻璃纖維單絲擰繞成纖維束制造芯部纖維4，芯部纖維的直徑相對(duì)于齒覆蓋層厚度尺寸設(shè)定在一定范圍內(nèi)。如上所述的齒形帶結(jié)構(gòu)可以顯著改善耐久性，并且在高負(fù)載條件下以高速長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。但是，當(dāng)這種齒形帶用于驅(qū)動(dòng)汽車的上凸輪軸時(shí)，存在著下列問(wèn)題因?yàn)樵趪?yán)酷條件下運(yùn)行，不能獲得滿意的耐久性;與應(yīng)用于引擎系統(tǒng)相比較，使用壽命減短。尤其是近來(lái)高輸出功率的汽車引擎得到發(fā)展，以致齒形帶在高速和引擎溫度升高的條件下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)齒形帶用于這種條件下時(shí)，由于齒形帶與皮帶輪接觸，使復(fù)蓋齒形帶齒底部的齒覆蓋層的磨損加劇。同時(shí)，由于齒形帶暴露于高溫環(huán)境中，加速齒覆蓋層退化。當(dāng)齒形帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，施加的作用力集中在齒根部分，易于使齒根部分產(chǎn)生彎曲。因此，在這種條件下，齒形帶的運(yùn)動(dòng)使齒根部的齒覆蓋層產(chǎn)生斷裂，而且，齒形帶的齒部分受到損壞。如上所述，在引擎艙內(nèi)使用的齒形帶在高溫條件下高速運(yùn)動(dòng)，由于齒覆蓋層退化，導(dǎo)致齒形帶損壞。還有，用罩密封引擎艙的內(nèi)部，但是密封性能不能完全得到保證。因此，水、砂、泥漿或灰塵等(下碳稱為環(huán)境雜質(zhì))侵入引擎艙中，它們與引擎艙中的油或同類物有可能一同附著在齒形帶上。當(dāng)這些環(huán)境雜質(zhì)侵入齒底5處的齒覆蓋層3和皮帶輪之間時(shí)，加劇齒覆蓋層的磨損。這種齒覆蓋層3的磨損比在上述嚴(yán)酷條件下的磨損得更快，以致在齒根部的齒覆蓋層可能產(chǎn)生斷裂。齒覆蓋層3的磨損加劇引起芯部纖維4損壞，在這之前芯部纖維直接與齒覆蓋層3接觸。這些現(xiàn)象導(dǎo)致齒部分2損壞，芯部纖維4被破壞，等等。因?yàn)樵趪?yán)酷條件下，例如高溫條件下，由環(huán)境雜質(zhì)引起的齒形帶損壞比想象得更快，可以預(yù)料，如熱疲勞和彎曲疲勞這些因素對(duì)齒形帶的損壞速率存在著某些影響。如上所述，對(duì)于應(yīng)用于汽車引擎的齒形帶，為了改善其使用壽命，防止由環(huán)境雜質(zhì)引起齒形帶損壞是極其重要的。由于這個(gè)道理，必須改善齒形帶的抗熱性，抗彎曲能力，抗磨損性、強(qiáng)度、以及芯部纖維與背表面部分之間的粘接性。鑒于目前高輸出功率的汽車引擎正在進(jìn)一步發(fā)展，背表面部分1和齒部分2會(huì)暴露于高溫環(huán)境中。因此，構(gòu)成背表面部分和齒部分的橡膠材料需要有很強(qiáng)的抗熱性。為了減少芯部纖維4與構(gòu)成背表面部分1和齒部分2的橡膠材料之間的摩擦產(chǎn)生的熱，還有芯部纖維4與齒覆蓋層3之間的摩擦產(chǎn)生的熱，以及芯部纖維4本身(構(gòu)成芯部纖維的單根纖維之間的摩擦)產(chǎn)生的熱，通常最好使芯部纖維4的直徑減小。但是，當(dāng)齒形帶中的芯部纖維直徑減小時(shí)，芯部纖維4自身的強(qiáng)度降低，并且不能獲得足夠的拉伸強(qiáng)度。因此，必須采用細(xì)度小，但是具有足夠拉伸強(qiáng)度的芯部纖維4。齒覆蓋層3直接與皮帶輪接觸，在環(huán)境雜質(zhì)的作用下，必然受環(huán)境影響，所以齒覆蓋層3的條種機(jī)械性能對(duì)于齒形帶的全部特性有重要影響。此外，如果不用綜合機(jī)械性能比較好的工業(yè)材料制作齒覆蓋層3，齒形帶就不能獲得極好的適應(yīng)環(huán)境的性能。還有，當(dāng)考慮到齒覆蓋層3與皮帶輪配合接觸時(shí)，存在著齒覆蓋層3的厚度受芯部纖維4的直徑限制的問(wèn)題。為了使齒覆蓋層3與皮帶輪之間獲得恰當(dāng)?shù)呐浜辖佑|，齒覆蓋層3的厚度和齒底部的芯部纖維4的直徑必須在預(yù)定的范圍內(nèi)。此外，當(dāng)齒覆蓋層3的厚度增大，齒覆蓋層3的機(jī)械強(qiáng)度得到改善。但是，考慮到齒覆蓋層3與皮帶輪配合接觸，芯部纖維4的直徑必須減小。為了增大齒覆蓋層3的厚度，芯部4的直徑必須減小。由于使芯部纖維4的直徑減小，齒形帶自身的彎曲剛度降低，因此在齒根部齒覆蓋層3的彎曲疲勞性能得到改善。當(dāng)芯部纖維4的直徑減小，在齒底部，芯部纖維4和構(gòu)成背表面部分1和齒部分2的橡膠材料之間的接觸區(qū)域變小。另一方面，橡膠材料和齒覆蓋層3之間的接觸區(qū)域增加，每個(gè)芯部纖維4位于相互接觸的橡膠材料和齒覆蓋層3之間。特別是，當(dāng)芯部纖維4用玻璃纖維制造時(shí)，玻璃纖維的彈性大大低于橡膠材料。這樣，當(dāng)齒形帶與皮帶輪配合連接時(shí)，產(chǎn)生的沖擊力不能由芯部的玻璃纖維本身吸收。但是，如上所述，當(dāng)橡膠材料和齒覆蓋層3之間的接觸區(qū)域增加時(shí)，由皮帶輪產(chǎn)生的沖擊由橡膠材料吸收，而且使作用到芯部纖維4的沖擊力減輕。以同樣方式，由于齒形帶與皮帶輪配合接觸，產(chǎn)生作用于齒覆蓋層3的沖擊力，這個(gè)沖擊力由與齒覆蓋層3相接觸的橡膠材料吸收。所以，齒覆蓋層3本身的耐久性得到改善。當(dāng)環(huán)境雜質(zhì)介入齒覆蓋層3和皮帶輪之間時(shí)，作用于齒覆蓋層3，芯部纖維4，以及橡膠材料上的沖擊力進(jìn)一步增大。但是，由于齒覆蓋層3和橡膠材料之間的接觸區(qū)域增大，所以，與現(xiàn)有技術(shù)相比，沖擊力被橡膠材料吸收，而且齒覆蓋層3和芯部纖維4的耐久性得到進(jìn)一步改善。發(fā)明人從他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，如果用彈性材料制造背表面部分1和齒部分2，用齒覆蓋層3復(fù)蓋齒部分2和齒底5，以及通過(guò)結(jié)合選定的材料制造出芯部纖維4，齒形帶自身的耐久性能夠得到顯著改善。本發(fā)明的齒形帶克服了上述齒形帶中存在的缺點(diǎn)和已有技術(shù)中存在的其他缺陷，其包括由氫化率達(dá)到90%或更高的丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)制造背表面部分和齒部分;齒覆蓋層復(fù)蓋齒部分和齒底的表面，齒覆蓋層由工業(yè)尼龍纖維原料制成，這種纖維的粘度相當(dāng)于2.45～2.53的硫酸的粘度，拉伸強(qiáng)度為5克/旦或更高，單根纖維的細(xì)度為5旦或更小，并且用間苯二酚-甲醛乳液(RFL)進(jìn)行處理，在乳液中，間苯二酚-甲醛樹(shù)脂與作為乳化劑的、經(jīng)過(guò)氫化的NBR共聚物相混合;并且芯部纖維的芯部直徑為0.63～0.85毫米，由高強(qiáng)度玻璃纖維擰繞成纖維束制成芯部纖維。在優(yōu)選的實(shí)施例中，齒形帶用于驅(qū)動(dòng)汽車的上凸輪軸。在優(yōu)選的實(shí)施例中，背表面部分和齒部分用經(jīng)過(guò)氫化的NBR共聚物制造，用過(guò)氧化物進(jìn)行硫化處理。因此，根據(jù)本文對(duì)本發(fā)明的描述，由本發(fā)明提供的齒形帶能夠達(dá)到所述的發(fā)明目的，即顯著改善齒形帶的耐久性，特別是，對(duì)于環(huán)境雜質(zhì)具有極好的耐久性，以及能夠在重負(fù)荷條件下，以高速長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。參照附圖，本專業(yè)的普通技術(shù)人員可以比較清楚地理解本發(fā)明，并且了解本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。圖1是表示齒形帶的局部剖視示意圖。圖2是表示雙軸傳動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的示意圖。圖3是表示三軸傳動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的示意圖。圖4是表示傳動(dòng)帶呈多彎曲狀的傳動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)示意圖。下面描述本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明的齒形帶的外形輪廓與圖1所示常規(guī)齒形帶的外輪廓相同，其包括背表面部分1，齒部分2，覆蓋齒部分2和齒底部分5的表面的齒覆蓋層3，以及多根穿過(guò)背表面部分1內(nèi)側(cè)的芯部纖維4。各芯部纖維4與齒覆蓋層3相接觸。例如，背表面部分1和齒部分2由丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)制成，這種共聚物中具有90%或更高比例的物質(zhì)被氫化，并且用過(guò)氧化物進(jìn)行硫化。采用其中90%或更高比例的物質(zhì)被氫化的NBR共聚物可以改善抗熱性和抗臭氧性等，此外材料的抗熱固性，防止材料內(nèi)部產(chǎn)生熱、冷和油的性能極佳。而且，采用NBR共聚物，齒覆蓋層3和每一根芯部纖維4的粘接性能非常好。因此，NBR共聚物是比較好的用于制造齒形帶中背表面部分1和齒部分2的彈性材料。用于制造背表面部分1和齒部分2的NBR共聚物不限于用過(guò)氧化物進(jìn)行硫化，而且可以用硫進(jìn)行硫化。與采用硫進(jìn)行硫化處理的NBR共聚物相比較，用過(guò)氧化物進(jìn)行硫化的NBR共聚物具有下列特征采用過(guò)氧化物進(jìn)行硫化的NBR共聚物其拉伸強(qiáng)度比用硫進(jìn)行硫化的NBR共聚物的好;而且拉伸量低，彈性模量高;永久性拉伸量小，抗撕裂強(qiáng)度高，運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的熱量值和低溫下的彎曲性能令人滿意;特別在高溫大氣條件或熱油中，永久性壓縮變形小;抗熱老化性能和在蒸汽或熱油條件下的抗老化性能特別好。由于上述這些特性，當(dāng)傳動(dòng)帶用于汽車的上凸輪軸(OHC)的傳動(dòng)時(shí)，用過(guò)氧化物進(jìn)行硫化的，并且經(jīng)過(guò)氫化的NBR共聚物特別適用。由工業(yè)尼龍纖維原料構(gòu)成的織物用于制作齒覆蓋層3。該工業(yè)尼龍纖維原料具有與2.45～2.53的硫酸相當(dāng)?shù)恼硿?。與硫酸的粘滯性相當(dāng)?shù)哪猃埨w維原料的粘滯性很高，這意味著用于制作覆蓋層的尼龍樹(shù)脂原料的聚合程度也很高，即使用這種樹(shù)脂制造的織物的拉伸性得到改善，其彎曲疲勞性能還是比較低。因此，粘滯性相當(dāng)于2.45～2.53的硫酸，這種粘滯性是比較好的選擇。采用的工業(yè)尼龍纖維原料的拉伸強(qiáng)度為5克/旦或更高，單根纖維的細(xì)度為5旦(denier)或更小。用這種工業(yè)尼龍纖維原料制造的織物的拉伸強(qiáng)度、抗熱性和抗磨性極好。而且，用間苯二酚和甲醛的乳液對(duì)織物進(jìn)行處理(RFL處理)，間苯二酚和甲醛樹(shù)脂與經(jīng)過(guò)氫化的NBR共聚物混合作為乳化劑，以使織物形成齒覆蓋層。經(jīng)過(guò)RFL處理的齒覆蓋層與經(jīng)過(guò)氫化的NBR共聚物之間有極好的粘合性。以致齒覆蓋層可以滿意地粘接到由經(jīng)過(guò)氫化的NBR共聚物形成的背表面部分和齒部分。并且，在運(yùn)動(dòng)時(shí)由于彎曲在齒覆蓋層3的齒根部分產(chǎn)生的斷裂現(xiàn)象可以被消除。通過(guò)第一次和第二次纏繞具有高強(qiáng)度的玻璃纖維可以獲得每一根芯部纖維4。與E玻璃纖維相比較，具有高強(qiáng)度的玻璃纖維中SiO2、Al2O3和MgO和成份比例分別增加，而CaO和B2O3成份的比例分別減少。高強(qiáng)度玻璃纖維的成份比例與E玻璃纖維的成份比例的對(duì)照表見(jiàn)表1。表1</tables>這些具有高強(qiáng)度的玻璃纖維的實(shí)例是S玻璃纖維，R玻璃纖維和T玻璃纖維等等。以這種方式通過(guò)采用具有高強(qiáng)度的玻璃纖維作為芯部纖維4可以改善芯部纖維4本身的拉伸強(qiáng)度。每根芯部纖維4的直徑是0.63～0.85毫米;最好為0.65～0.85毫米。芯部纖維4與形成背表面部分1和齒部分2(在齒形帶的情況下)并且經(jīng)過(guò)氫化的NBE共聚物相接觸。以這種方式，在彎曲過(guò)程中，產(chǎn)生磨損，使傳動(dòng)帶內(nèi)部產(chǎn)生熱的現(xiàn)象通過(guò)使芯部纖維4的直徑變小得以消除。此外，如果芯部纖維4的直徑與齒覆蓋層3的厚度的比率在預(yù)定的范圍內(nèi)，當(dāng)芯部纖維4與由經(jīng)過(guò)氫化的NBR共聚物制造的背表面部分1和齒部分2接觸時(shí)，以及與由工業(yè)尼龍纖維原料制造的齒覆蓋層相接觸時(shí)，可以防止在彎曲過(guò)程中使芯部纖維4過(guò)早的疲勞，可以減小齒損傷(齒部分2的損傷)，并可以防止在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生齒跳。即，在齒形帶的最終產(chǎn)品中芯部纖維4的直徑與齒覆蓋層3的厚度之比是1.5或更小時(shí)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中齒跳容易上升。另一方面，當(dāng)比率是2.2或更高時(shí)，齒的耐久性迅速降低，伴隨著防止齒跳能力的降低。因此，設(shè)定芯部纖維4的直徑與齒覆蓋層3厚度的比率范圍在1.5～2.2之間，這樣可以防止出現(xiàn)下列問(wèn)題，如芯部纖維4由于彎曲產(chǎn)生過(guò)早疲勞，齒損傷，以及在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生齒跳。最好如上所述，用相同方式對(duì)各芯部纖維4進(jìn)行RFL處理，經(jīng)過(guò)RFL處理的芯部纖維4可以滿意地與經(jīng)過(guò)氫化的NBR共聚物和經(jīng)過(guò)RFL處理的齒覆蓋層相粘接。實(shí)例用細(xì)度為5旦，強(qiáng)度5克/旦，粘度相當(dāng)于2.45的硫酸粘度的工業(yè)尼龍纖維材料生產(chǎn)織物，而且這種織物經(jīng)過(guò)RFL處理制成齒覆蓋層。還有，直徑為0.63毫米(齒根部)的芯部纖維由高強(qiáng)度的玻璃纖維形成。用這種齒覆蓋層，芯部纖維和氫化率為90%的NBR共聚物生產(chǎn)齒形帶。通過(guò)將齒覆蓋層，芯部纖維和未硫化的經(jīng)過(guò)氫化的NBR芳聚物依次放入模具中，然后接著用過(guò)氧化物進(jìn)行硫化，制造出齒形帶。齒形帶寬是19毫米，齒數(shù)是92，齒型為ZB(JAAO標(biāo)準(zhǔn)，E105-81(汽車傳動(dòng)帶)和E106-81(皮帶輪)。在以這種方式生產(chǎn)的齒形帶中，對(duì)齒部分的齒覆蓋層分別進(jìn)行彎曲疲勞試驗(yàn)，抗水性能試驗(yàn)，齒根部強(qiáng)度試驗(yàn)，芯部纖維彎曲疲勞試驗(yàn)和抗環(huán)境性能試驗(yàn)。用圖2所示的兩軸傳動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試齒根部分齒覆蓋層的彎曲疲勞度。在雙軸傳動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中，主動(dòng)齒形皮帶輪12是20ZB(JASO，E105-81，E106-81)，被動(dòng)齒形皮帶輪11是40ZB。主動(dòng)齒形皮帶輪12以轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢哉{(diào)節(jié)張緊輪13，使作用在齒形帶(寬度19毫米)上的初張緊力設(shè)定在15公斤力，并且以功率為10馬力驅(qū)動(dòng)齒形帶。在這種情況下的環(huán)境溫度設(shè)定在110℃。消耗的時(shí)間是直到齒形帶的齒根部的齒覆蓋層損壞為止，測(cè)量出是4000～4320小時(shí)。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。以同樣方式用如圖2所示的雙軸傳動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試齒形帶的抗水性能，在這種情況下，向測(cè)試傳動(dòng)系統(tǒng)的環(huán)境空間注入100℃蒸汽。通過(guò)齒形帶的齒底部分的齒覆蓋層厚度的減少量可以評(píng)價(jià)齒形帶的抗水性能。在傳動(dòng)2000小時(shí)后，齒覆蓋層的厚度減小0.06毫米。測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2。通過(guò)圖3所示的三軸傳動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試齒形帶的齒根強(qiáng)度。在三軸測(cè)試系統(tǒng)中，采用主動(dòng)輪31為20齒，各被動(dòng)輪32為40齒。可以調(diào)解張緊輪33，使5公斤力的張緊力作用到齒形帶上。以轉(zhuǎn)速2600轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)皮帶輪31，消耗的時(shí)間是直到齒根部分被撕裂損壞為止，測(cè)量出是584小時(shí)。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。通過(guò)圖4所示的7軸測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試芯部纖維的彎曲疲勞度。由齒形帶圍繞的各皮帶輪21、23、25、27是14ZA，而其他皮帶輪22、24和26是直徑為52毫米的平皮帶輪。齒形帶(寬度19毫米)的初張緊力是13公斤力。在室溫條件下，預(yù)定以轉(zhuǎn)速4500轉(zhuǎn)/分空負(fù)荷使皮帶輪25轉(zhuǎn)動(dòng)。消耗的時(shí)間是直到齒形帶的齒部分在運(yùn)轉(zhuǎn)條件下?lián)p壞為止，測(cè)量出是4500小時(shí)。測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2。在抗環(huán)境能力測(cè)試中，采用圖3所示的測(cè)試機(jī)械，在測(cè)試環(huán)境中注入100℃蒸汽，每天向被驅(qū)動(dòng)的皮帶潑含有定量泥漿的確定量的水。消耗的時(shí)間是直到齒底部的齒覆蓋層被顯著擦傷，并且損壞，接著芯部纖維裸露，齒形帶斷裂為止，測(cè)量出是450小時(shí)。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖2。比較例1用細(xì)度5旦，強(qiáng)度5克/旦，粘度相當(dāng)于2.60硫酸粘度的工業(yè)尼龍纖維原料制造的織物作為齒覆蓋層。齒覆蓋層不經(jīng)過(guò)RFL處理。但是，當(dāng)橡膠形成背表面部分和齒部分時(shí)，用同樣的成份進(jìn)行處理，還有，用高強(qiáng)度的玻璃纖維生產(chǎn)直徑為1.05毫米的芯部纖維。用齒覆蓋層，芯部纖維和氫化率達(dá)到80%的NBR共聚物制造齒形帶。通過(guò)放置齒覆蓋層，芯部纖維，以及未硫化的經(jīng)過(guò)氫化的NBR共聚物依次進(jìn)入模具中，然后用硫進(jìn)行硫化制造出齒形帶。在以這種方式生產(chǎn)的齒形帶中，以相同于上述實(shí)例中所述的方式分別對(duì)齒根部分的齒覆蓋層進(jìn)行彎曲疲勞試驗(yàn)、抗水性能試驗(yàn)、齒根強(qiáng)度試驗(yàn)、芯部纖維彎曲疲勞試驗(yàn)，以及抗環(huán)境性能試驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。比較例2除芯部纖維直徑是0.63毫米以外，這個(gè)比較例與比較例1相同。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。比較例3除芯部纖維直徑是1.05毫米以外，這個(gè)比較例與實(shí)例相同。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。比較例4除對(duì)齒覆蓋層進(jìn)行處理的處理試劑采用了成份為丁吡丁苯的乳液以外(Vinylpyridine-styrenebutadiene)，這個(gè)比較例與比較例2相同。比較例5除采用成份為氯磺化聚乙烯(Chlorosulfonatedpolyethylene)的乳液作為處理齒覆蓋層的作用試劑以外，這個(gè)比較例與比較例4相同。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。比較例6除采用成份為羰化NBR共聚物的乳液作為處理齒覆蓋層的作用劑以外，這個(gè)比較例與比較例4相同。表2與常規(guī)齒形帶相比較，本發(fā)明的齒形帶的下列性能得到顯著改善，這們是防止齒覆蓋層彎曲疲勞的能力，抗水性能，齒根強(qiáng)度，以及防止芯部纖維彎曲疲勞的能力。而且，與比較例相比較，本發(fā)明的齒形帶抗環(huán)境雜質(zhì)影響的耐久力提高大約一倍。即使芯部纖維的直徑與本發(fā)明齒形帶中芯部纖維直徑相同，如果不對(duì)齒覆蓋層進(jìn)行RFL處理，在各種特性上就不能獲得與本發(fā)明的齒形帶相同的效果。用同樣方式，即使對(duì)齒覆蓋層進(jìn)行RFL處理，如果芯部纖維的直徑與本發(fā)明齒形帶中的芯部纖維直徑不同，也不能獲得與本發(fā)明齒形帶相同的效果。如上所述，本發(fā)明的齒形帶中背表面部分和齒部分采用氫化率達(dá)90%或更高的NBR共聚物制成。齒覆蓋層用工業(yè)尼龍纖維原料制造，并且用成份為經(jīng)過(guò)氫化的NBR乳液進(jìn)行RFL處理。而且，采用細(xì)度小、強(qiáng)度高的玻璃纖維作為芯部纖維，使NBR共聚物、齒覆蓋層和芯部纖維相互牢固接觸，并且顯著改善齒形帶的齒根強(qiáng)度，抗水性能，以及防止彎曲疲勞的能力。此外，在本發(fā)明的齒形帶能夠長(zhǎng)時(shí)間在嚴(yán)酷條件下，如高溫、高負(fù)載和高速下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且能夠比較好的用于汽車的上凸輪軸(OHC)的傳動(dòng)系統(tǒng)。在不超出本發(fā)明的范圍和特征的情況下，本專業(yè)的普通技術(shù)人員可以提出其他修改方案，而且易于實(shí)施這些經(jīng)過(guò)修改的方案。此外，上述對(duì)本發(fā)明的描述不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求范圍進(jìn)行限制。而應(yīng)該說(shuō)，權(quán)利要求書(shū)中包括了存在于本發(fā)明中具有專利性的新穎的特征，而且包括了本發(fā)明所屬領(lǐng)域中普通技術(shù)人員認(rèn)為是等同物的全部特征。權(quán)利要求1.齒形帶，包括背表面部分和齒部分，它們由氫化率達(dá)90%或更高的丙烯腈-丁二烯的共聚物(NBR)制成，齒覆蓋層復(fù)蓋所述齒部分和齒底的表面，所述齒覆蓋層由工業(yè)尼龍纖維原料制造，這種工業(yè)尼龍纖維原料的粘度相當(dāng)于2.45～2.53硫酸的粘度，其拉伸強(qiáng)度為5克/旦或更高，單根纖維的細(xì)度為5旦或更小，并采用間苯二酚-甲醛乳液進(jìn)行處理，乳液中的間苯二酚-甲醛樹(shù)脂中混有作為乳液成份的經(jīng)過(guò)氫化的NBR共聚物，并且芯部纖維直徑為0.63～0.85毫米，所述芯部纖維用高強(qiáng)度玻璃纖維擰繞成束狀制成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒形帶，其特征在于用于驅(qū)動(dòng)汽車中的上凸輪軸。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的齒形帶，其特征在于所述背表面部分和齒部分用經(jīng)過(guò)氫化的NBR共聚物制造，用過(guò)氧化物進(jìn)行硫化處理。全文摘要本發(fā)明的齒形帶包括，由氫化率為90％或更高的丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)制造的背表面部分和齒部分；覆蓋齒部分和齒底表面的齒覆蓋層，齒覆蓋層由粘度相當(dāng)于2.45-2.53硫酸粘度的工業(yè)尼龍纖維原料制造，其拉伸強(qiáng)度為5克/旦或更高，單纖維細(xì)度為5旦或更小，用間苯二酚-甲醛乳液(RFL)處理，其中間苯二酚-甲醛樹(shù)脂與作為膠乳組分的氫化NBR混合；和芯直徑為0.63-0.85mm的芯纖維，該芯纖維由高強(qiáng)度的擰成束的玻璃纖維制成。文檔編號(hào)C08L15/00GK1059588SQ9110501公開(kāi)日1992年3月18日申請(qǐng)日期1991年6月13日優(yōu)先權(quán)日1990年6月13日發(fā)明者橫井淳二申請(qǐng)人:有日田株式會(huì)社