KR101199284B1

KR101199284B1 - 전동 벨트

Info

Publication number: KR101199284B1
Application number: KR1020077009890A
Authority: KR
Inventors: 야스히코 요시다; 히로유키 다치바나; 히로유키 시리이케
Original assignee: 반도 카가쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2004-11-10
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2012-11-09
Anticipated expiration: 2025-09-26
Also published as: JP4837274B2; US20090048049A1; CN101057089B; EP1830101A4; JP2006138355A; WO2006051652A1; EP1830101B1; CN101057089A; KR20070073846A; EP1830101A1

Abstract

반복 굴곡이나 엔진 주위의 가열 조건에서의 주행에 대한 동적 접착성, 내열 접착성이 우수하고, 또한 내열성, 내마모성, 이음 방지성도 우수한 전동 벨트를 제공한다. 벨트 길이 방향을 따라 심선이 매설된 접착 고무층과, 상기 접착 고무층의 내측에 적층된 압축 고무층이 가황 접착된 전동 벨트로서, 상기 접착 고무층 및 상기 압축 고무층은, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 배합물을 사용하여 형성되는 것이고, 상기 접착 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량은, 상기 압축 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량 이상이며, 상기 접착 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량은 3.5 ～ 10질량％ 이고, 또한, 상기 압축 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량은 0 ～ 6질량％ 인 전동 벨트.

Description

전동 벨트{DRIVING BELT}

본 발명은, 전동 벨트에 관한 것이다.

일반적으로, 전동 벨트는, 압축 고무층과 접착 고무층을 갖고, 이 접착 고무층 내에 섬유 심선이 접착되어 매설되어 있고, 벨트의 상면, 하면 또는 측면을 포함하는 전체 둘레면은, 필요에 따라, 고무 피복 범포가 접착되어 있는 것이다. 종래부터, 이러한 전동 벨트에 있어서, 압축 고무층에는 클로로프렌 고무나, 수소화니트릴 고무와 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무와의 혼합물이 통상적으로 사용되고 있지만, 최근 환경 보호의 관점에서, 전동 벨트의 소재가 되는 고무에도 탈염소화가 요청되고 있어, 압축 고무층과 함께, 접착 고무층에도, 에틸렌-프로필렌-디엔계 고무 (EPDM) 등의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 사용하는 것이 시도되고 있다.

특허 문헌 1 에는, 접착 고무층으로서 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머를 사용한 황가교 가능한 고무 조성물의 가황물을 사용하고, 또 압축 고무층으로서 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머를 사용한 유기 과산화물 가교 가능한 고무 조성물의 가교물을 사용함으로써, 내열성이나 내구성이 개선된 동력 전동용 벨트가 개시되어 있다.

특허 문헌 2 에는, 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머에 공가교제로서 N,N'-m-페닐렌디말레이미드를 특정량 첨가함으로써, 내열성이나 내점착 마모성 등을 개선하 고, 내구성을 향상시킨 고무 조성물 및 이것을 사용한 전동 벨트가 개시되어 있다.

그러나, 이들의 전동 벨트는, 동적 접착성 및 내열 접착성이나, 내열성, 내마모성, 이음 (異音) 방지성의 관점에서 불충분하다는 문제가 있다. 또한, 접착 고무층과 압축 고무층이 각각 이종 (異種) 의 가교계로 가교되어 있는 경우, 접착 고무층과 압축 고무층의 계면 접착성이 약하고 불안정하며, 내구성 등이 떨어진다는 문제도 있다.

특허 문헌 3 에는, 클로로술폰화 폴리에틸렌 또는 알킬화 클로로술폰화 폴리에틸렌의 고무 라텍스를 라텍스 성분으로서 함유하는 레조르신-포르말린-라텍스 접착제 조성물에서 심선을 접착 처리함으로써, 심선과 접착 고무층 사이에 우수한 동적 접착력을 부여한 압축 고무층과 접착 고무층이 모두 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무로 이루어지는 전동 벨트가 개시되어 있다.

그러나, 에틸렌-프로필렌-디엔계 고무 (EPDM) 는, 주쇄가 2 중 결합을 갖지 않기 때문에, 극성이 낮고, 또 반응성이 작고, 통상적인 배합에 있어서는 난접착성이다. 이 때문에, 레조르신-포르말린-라텍스 접착제와 고무층의 계면에서 접착력의 저하가 일어나기 쉽다는 문제가 있다. 또, 내열성, 내마모성, 이음 방지성이 불충분한 경우도 있다.

특허 문헌 1: 일본 공개특허공보 평 11-193849호

특허 문헌 2: 일본 공개특허공보 평 11-349752호

특허 문헌 3: 일본 공개특허공보 2001-3991호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은, 상기 현상을 감안하여, 전동 벨트의 반복 굴곡이나 엔진 주위의 가열 조건에서의 주행에 대한 동적 접착성, 내열 접착성이 우수하고 또한 내열성, 내마모성, 이음 방지성도 우수한 전동 벨트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명은, 벨트 길이 방향을 따라 심선이 매설된 접착 고무층과, 상기 접착 고무층의 내측에 적층된 압축 고무층이 가류 접착된 전동 벨트로서, 상기 접착 고무층 및 상기 압축 고무층은, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 배합물을 사용하여 형성되는 것이고, 상기 접착 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량은, 상기 압축 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량 이상이고, 상기 접착 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량은 3.5 ～ 10질량％ 이며, 또한, 상기 압축 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량은 0 ～ 6질량％ 인 것을 특징으로 하는 전동 벨트이다.

상기 접착 고무층 및 상기 압축 고무층은, 모두 과산화물 또는 황에 의해 가교되어 있는 것이 바람직하다.

상기 접착 고무층은, 공가교제를 함유하고, 과산화물에 의해 가교되어 있는 것이 바람직하다,

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 전동 벨트는, 접착 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량이, 압축 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량 이상이고, 접착 고무층 및 압축 고무층이 각각 특정량의 상기 디엔을 함유하는 것을 특징으로 하는 것이다. 이 때문에, 본 발명의 전동 벨트는, 접착 고무층과 심선의 접착성이나 접착 고무층과 압축 고무층의 접착성이 우수하다. 또, 본 발명의 전동 벨트는, 압축 고무층의 디엔 함유량이 비교적 적기 때문에, 우수한 내열성, 내마모성, 이음 방지성을 갖는다.

본 발명은, 벨트 길이 방향을 따라 심선이 매설된 접착 고무층과, 상기 접착 고무층의 내측에 적층된 압축 고무층이 가황 접착된 전동 벨트로서, 상기 접착 고무층 및 상기 압축 고무층은, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 배합물 (에틸렌-α-올레핀-디엔 고무와, 필요에 따라 그 외의 성분으로 이루어지는 배합물) 을 사용하여 형성되는 것이다.

상기 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무로서는, 에틸렌을 제거한 α-올레핀과 에틸렌과 디엔 (비공액 디엔) 의 공중합체로 이루어지는 고무, 그들의 일부 할로겐 치환물, 또는 이들의 2 종 이상의 혼합물이 사용되고, 상기 에틸렌을 제외한 α-올레핀으로서는, 바람직하게는, 프로필렌, 부텐, 헥센 및 옥텐으로부터 선택되는 적어도 1 종이 사용된다. 그 중에서도, 바람직한 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무로서는, 에틸렌-프로필렌-디엔계 고무 (이하, EPDM 라고도 한다) 이지만, 이들의 할로겐 치환물이나, 다른 고무를 블렌드한 것이어도 된다.

상기 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 (EPDM) 의 시판품으로서는, 예를 들어, X-3012P, 3085 (상품명, 미츠이 화학사 제조), EP21, EP65 (상품명, JSR사 제조), 5754, 582F (상품명, 스미토모 화학사 제조) 등을 들 수 있다.

상기 접착 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량은, 상기 압축 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량 이상이다.

본 발명에서는, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량을 많게 함으로써, 가교시의 반응성을 높여 심선과 접착 고무층의 접착력이나 접착 고무층과 압축 고무층의 접착력을 향상시킬 수 있는 것을 발견함과 함께, 디엔 함유량을 많게 하면, 내열성의 저하가 발생하여 장시간의 전동 벨트의 주행 중에, 압축 고무층의 발열에 의한 열화가 발생하는 점, 풀리와의 접촉시에 이음이 발생하기 쉬운 점 등의 문제가 발생하는 것을 발견하였다. 이 때문에, 본 발명의 전동 벨트에서는, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 접착 고무층 및 압축 고무층 내의 성분으로서 사용하고, 또한, 압축 고무층에서는 디엔 함유량이 비교적 적은 양의 것을 사용하고 있다. 그리고, 이 결과, 본 발명에서는, 심선과 접착 고무층 사이 또는, 접착 고무층과 압축 고무층 사이에 우수한 접착력을 부여할 수 있고, 나아가 우수한 내열성, 내이음성, 저표면 에너지성도 부여할 수 있다. 상기 접착 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량은, 상기 압축 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량보다 많은 양인 것이 바람직하다.

상기 접착 고무층에 함유되는 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무에 있어서, 상기 디엔의 함유량은, 상기 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 구성하는 에틸렌, α-올레핀 및 디엔의 합계량 100질량％ 중에, 3.5 ～ 10질량％ 이다. 3.5질량％ 미만이면, 충분한 접착성을 얻을 수 없을 우려가 있다. 10질량％ 를 초과하면, 내열성이 저하하여, 벨트 주행시에 파괴가 일어나기 쉬워진다. 상기 디엔의 함유량은, 3.5 ～ 9.5질량％ 인 것이 바람직하다.

상기 압축 고무층에 함유되는 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무에 있어서, 상기 디엔의 함유량은, 상기 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 구성하는 에틸렌, α-올레핀 및 디엔의 합계량 100질량％ 중에, 0 ～ 6질량％ 이다. 6질량％ 를 초과하면, 내열성의 저하가 일어나, 벨트 주행시에 이음이 발생할 우려가 있고, 특히 압축 고무층에 있어서는 장시간의 주행에 대해서 발열에 의한 열화가 심해질 우려가 있다. 또한, 0질량％ 인 경우의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무는, 디엔이 함유되지 않은 에틸렌-α-올레핀 고무이다.

상기 접착 고무층, 압축 고무층에 함유되는 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무에 있어서, 상기 에틸렌의 함유량은, 상기 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 형성하는 에틸렌, α-올레핀 및 디엔의 합계량 100질량％ 중에, 50 ～ 80질량％ 인 것이 바람직하고, 상기 α-올레핀의 함유량은, 20 ～ 50질량％ 인 것이 바람직하다.

상기 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무는, 무니점도(Mooney viscosity) ML₁ ₊₄ (100℃) 가 20 ～ 120 인 것이 바람직하게 사용된다.

상기 디엔 성분으로서는, 통상적으로, 1,4-헥사디엔, 디시클로펜타디엔 또는 에틸리덴노르보르넨 등의 비공액 디엔이 적절하게 사용된다. 이들은, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 또 압축 고무층에 대해서는 디엔 성분이 함유되지 않은 에틸렌프로필렌계 고무 (EPR) 도 선택 가능하다.

상기 접착 고무층에 있어서의 심선으로서는, 폴리에스테르 심선, 나일론 심선, 비닐론 심선, 아라미드 심선 등이 바람직하게 사용되는데, 그 중에서도, 상기 폴리에스테르 심선으로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등이, 상기 나일론 심선으로서는 6,6-나일론 (폴리헥사메틸렌아디파미드), 6나일론이 바람직하게 사용된다. 상기 아라미드 심선으로서는 코폴리파라페닐렌?3,4'옥시디페닐렌?테레프탈아미드나 폴리파라페닐렌테레프탈아미드나 폴리메타페닐렌이소프탈아미드 등이 바람직하게 사용된다. 이들의 심선은, 레조르신-포르말린라텍스 접착제 조성물 (이하, RFL 접착제라고 하는 경우가 있다) 등으로 접착 처리되고, 상기 접착 고무층 내에 매설되어 있는 것이 바람직하다. RFL 처리를 실시함으로써, 심선과 접착 고무층의 접착성이 양호해진다. 이들은, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

상기 RFL 처리에서 사용하는 RFL 접착제는, 통상적으로, 레조르신과 포르말린을 레조르신/포르말린의 몰비 1/3 ～ 3/1 로서 염기성 촉매의 존재 하에 축합시키고, 레조르신-포르말린 수지 (레조르신-포르말린 초기 축합물, 이하, RF 라고도 한다.) 의 5 ～ 80질량％ 농도의 수용액을 조제하고, 이것과 고무 라텍스를 혼합함으로써 제조할 수 있다. 상기 RFL 접착제의 고형분 농도는, 통상적으로, 10 ～ 50질량％ 의 범위이다. 라텍스의 고무 성분으로서는 클로로술폰화 폴리에틸렌 또는 알킬화 클로로술폰화 폴리에틸렌 등이 사용된다.

상기 RFL 처리로서는, 상기 서술한 RFL 접착제에 상기 심선을 함침하고, 건조시킨 후에 추가로 피리딜기 또는 카르복실기를 함유하는 카르복실 변성 비닐피리딘라텍스 등을 함유하는 RFL 접착제에 통과시켜 2 층의 RFL 층을 형성하거나, 2 종류 이상의 라텍스를 혼합한 RFL 접착제를 사용할 수도 있다. 또, 이들의 방법에 한정하지 않고 에폭시 또는 이소시아네이트 화합물로 전처리를 실시한 후에, 상기의 RFL 접착제로 처리하는 방법 등도 있다. 상기 전처리란, 이소시아네이트 화합물 또는 에폭시 화합물을 함유하는 용액에 폴리에스테르 심선을 침지한 후, 필요에 따라, 가열 건조시키는 방법 등을 들 수 있다.

본 발명의 전동 벨트에 있어서, 상기 접착 고무층 및 압축 고무층은, 모두 과산화물 또는 황에 의해 가교되어 있는 것이 바람직하다.

상기 접착 고무층이나 압축 고무층의 가교에는, 황가교 또는 과산화물 가교 중 어느 것이어도 되지만, 접착 고무층 및 압축 고무층 모두 동종의 가교계를 이용하는 것이 바람직하다. 동종의 가교계를 이용함으로써 접착 고무층과 압축 고무층의 계면 접착성이 향상되고, 안정성이 좋아진다. 이종의 가교계를 이용하면, 친화성, 가교 형태, 가교 속도의 차이 등에 의해 주행시의 국부적인 하중 등을 받아, 층의 계면에서의 파괴 등이 발생할 우려가 있으므로 피하는 것이 바람직하다.

과산화물 가교제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적인 유기 과산화물이 사용되고, 예를 들어, 디쿠밀퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸쿠밀퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3,2,5-디메틸-2,5-(벤조일퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-모노(t-부틸퍼옥시)헥산 등을 들 수 있다. 상기 유기 과산화물은, 단독 또는 혼합물로서 통상적으로 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 100g (고형분) 에 대해서 0.005 ～ 0.02g 의 범위에서 사용된다.

상기 과산화물 가교의 경우는 또, 가교 보조제 (공가교제) 를 배합해도 된다. 가교 보조제를 배합함으로써, 가교도를 올려 접착력을 더욱 안정시키고, 점착 마모성 등의 문제를 방지할 수 있다. 상기 가교 보조제로서는, TAlC, TAC, 1,2폴리부타디엔, 불포화 카르복시산의 금속염, 옥심류, 구아니딘, 트리메틸롤프로판트리메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, N,N'-m-페닐렌비스말레이미드, 황 등 통상적으로 퍼옥사이드 가교에 이용하는 것을 들 수 있다. 그 중에서도, N,N'-m-페닐렌비스말레이미드 및 불포화 카르복실산의 금속염을 사용할 수 있는 것이 바람직하다. 이들은, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

황가황의 경우, 황의 첨가량은, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 100질량부에 대해서 0.5 ～ 3.0 질량부인 것이 바람직하다.

황가황의 경우는 또, 가황 촉진제를 배합해도 된다. 가황 촉진제를 배합함으로써, 가황도를 올려 점착 마모 등의 문제를 방지할 수 있다. 상기 가황 촉진제로서는, 일반적으로 가황 촉진제로서 사용되는 것이면 되고, 예를 들어, 트리메틸티오우레아 (TMU), N-옥시디에틸렌벤조티아졸-2-술펜아미드 (OBS), 테트라메틸티우람술피드 (TMTD), 테트라에틸티우람디술피드 (TETD), 디메틸디티오카르바민산 아연 (ZnMDC), 디에틸디티오카르바민산 아연 (ZnEDC), N-시클로헥실벤조티아졸-2-술펜아미드, 2-메르캅토벤조티아졸, 디벤조티아졸릴디술피드 등을 들 수 있다.

본 발명의 전동 벨트에 있어서, 상기 압축 고무층에는, 나일론6, 나일론66, 폴리에스테르, 면, 아라미드 등으로 이루어지는 단섬유를 혼입시켜도 된다. 상기 단섬유를 함유하면, 상기 압축 고무층의 내측압성이 향상함과 함께, 풀리와 접하는 면이 되는 압축 고무층의 표면에 단섬유를 돌출시키고, 압축 고무층의 마찰 계수를 저하시켜, 벨트 주행시의 소음을 경감할 수 있다. 또, 단섬유 표면에는 통상적인 접착 처리가 실시된다.

본 발명에 있어서, 압축 고무층이나 접착 고무층을 형성하기 위한 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 배합물은, 상기 서술한 성분과 함께, 필요에 따라, 카본 블랙, 실리카, 유리 섬유, 세라믹스 섬유 등의 증강제, 탄산칼슘, 탤크 등의 충전제, 가소제, 안정제, 가공 보조제, 착색제 등의 통상적인 고무 공업에서 사용되는 각종 약제를 함유하고 있어도 된다.

상기 압축 고무층이나 접착 고무층을 형성하기 위한 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 배합물, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를, 필요에 따라, 상기 서술한 바와 같은 약제와 함께, 롤 (roll mixer), 벤바리 (Banbury mixer) 등, 통상적인 혼합 수단을 사용하여 균일하게 혼합함으로써 얻을 수 있다.

상기 접착 고무층과, 상기 압축 고무층은 가황 접착된 것이다. 상기 가황 접착의 방법은, 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 방법에 따라 실시할 수 있다.

본 발명의 전동 벨트는, 벨트 길이 방향을 따라 심선이 매설된 접착 고무층과 그 내측에 적층된 압축 고무층을 접착 일체화한 것으로, 예를 들어, V 리브드 벨트, 로에지(raw edge) V 벨트 및 평벨트를 들 수 있다.

본 발명의 전동 벨트의 예를, 도 1 ～ 도 3 을 이용하여 설명한다.

도 1 은, V 리브드 벨트의 일례의 횡단면도 (벨트 길이 방향에 직각인 면) 를 나타내고, 벨트의 상면은, 단층 또는 복수층의 고무 피복 범포층 (rubber-lined canvas layer: 1) 이 형성되어 있고, 이 내측에 인접하여 접착 고무층 (3) 이 적층되어 있다. 이 접착 고무층에는, 섬유 코드로 이루어지는 복수의 저신도의 심선 (2) 이 간격을 두고 벨트 길이 방향으로 연장되도록 매설되어 있다. 또한, 이 접착 고무층의 내측에 인접하여, 압축 고무층 (5) 이 적층되어 있다. 이 압축 고무층은, 벨트 길이 방향으로 연장되도록 서로 간격을 갖는 리브 (4) 에 형성되어 있다. 대부분의 경우, 압축 고무층 (5) 에는, 그 내측압성을 높이기 위해서, 벨트의 폭 방향으로 배향하여 단섬유 (6) 가 분산되어 있다.

도 2 는, 로에지 타입 V 벨트의 일례의 횡단면도를 나타내고, 벨트의 상면은, 상기와 마찬가지로, 단층 또는 복수층의 고무 피복 범포층 (1) 이 형성되어 있고, 필요에 따라, 상 고무층 (7) 이 적층되고 이 내측에 인접하여, 상기와 마찬가지로 심선 (2) 이 매설된 접착 고무층 (3) 이 적층되고, 또한, 이 내측에 인접하여, 압축 고무층 (5) 이 적층되어 있다. 대부분의 경우, 압축 고무층 (5) 에는, 그 내측압성을 높이기 위해서, 벨트의 폭 방향으로 배향하여 단섬유 (6) 가 분산되어 있다. 압축 고무층의 내측에 인접하여 통상적으로, 단층 또는 복수층의 고무 피복 범포층 (1) 이 적층되어 있다.

도 3 은, 평벨트의 일례의 횡단면도를 나타내고, 상기와 동일하게, 고무 피복 범포층 (1), 접착 고무층 (3) 및 압축 고무층 (5) 이 적층되어 있다.

본 발명에 의한 전동 벨트는, 종래부터 알려져 있는 통상적인 방법에 따라 제조할 수 있다. 예를 들어, V 리브드 벨트를 예를 들면, 표면이 평활한 원통형의 성형 드럼의 둘레면에 1 매 또는 복수매의 고무 코트 범포와 접착 고무층을 위한 미가황 시트를 권취한 후, 이 위에 폴리에스테르 심선을 나선상으로 스피닝하고, 다시, 그 위에 접착 고무층을 위한 미가황 시트를 권취한 후, 압축 고무층을 위한 미가황 시트를 권취하여 적층체로 하고, 이것을 가황 캔 중에서 가열 가압하고, 가황하여 환상물을 얻는다. 이어서, 이 환상물을 구동 롤과 종동 롤 사이에 걸고, 소정의 장력 하에서 주행시키면서, 이것에 연삭 호일로 표면에 복수의 리브를 형성한다. 이 후, 이 환상물을 또 다른 구동 롤과 종동 롤 사이에 걸어 주행시키면서 소정의 폭으로 재단하면, 제품으로서의 V 리브드 벨트를 얻을 수 있다.

본 발명은, 벨트 길이 방향을 따라 심선이 매설된 접착 고무층과, 상기 접착 고무층의 내측에 적층된 압축 고무층이 가황 접착된 전동 벨트로서, 상기 접착 고무층 및 상기 압축 고무층은, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 배합물을 사용하여 형성되는 것이고, 상기 접착 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량은, 상기 압축 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량 이상이며, 접착 고무층 및 압축 고무층이 각각 특정량의 상기 디엔을 함유하는 것이다. 이 때문에, 상기 전동 벨트는, 접착 고무층과 심선의 접착성이나 접착 고무층과 압축 고무층의 접착성 (동적 접착성, 내열 접착성) 이 우수하고 또한 내열성, 내마모성, 이음 방지성도 우수하다.

발명의 효과

본 발명의 전동 벨트는, 상기 서술한 구성으로 이루어지기 때문에, 접착 고무층과 심선 또는 압축 고무층과의 동적 접착성, 내열 접착성이 우수하고 또한 내열성, 내마모성, 이음 방지성도 우수하다. 따라서, 자동차용 보조기 (다이너모, 에어컨, 파워스티어링 등) 의 구동용 등의 전동용 벨트로서 바람직하게 적용할 수 있다.

도 1 은, V 리브드 벨트의 일례를 나타내는 횡단면도 (벨트 길이 방향에 직각인 면) 이다.

도 2 는, 로에지 타입 V 벨트의 일례를 나타내는 횡단면도이다.

도 3 은, 평벨트의 일례를 나타내는 횡단면도이다.

도 4 는, 전동 벨트의 주행 시험의 모습을 나타낸 도면이다.

부호의 설명

1 고무 피복 범포층

2 심선

3 접착 고무층

4 리브

5 압축 고무층

6 단섬유

7 상 고무층

11 구동 풀리

12 종동 풀리

13 아이들러 풀리

14 텐션 풀리

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하에 본 발명에 대해서 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 또 실시예 중,「부」,「％」는 특별히 언급하지 않는 한「질량부」,「질량％」를 의미한다.

(실시예 1 ～ 12, 비교예 1 ～ 4)

접착 고무층과 압축 고무층의 제조

접착 고무층을 표 1 에 나타내는 고무 배합물로부터 조제하고, 벤바리 믹서로 혼련 후, 캘린더 롤로 압연하여, 접착 고무층용 고무 배합물 미가황 시트를 제조하였다. 압축 고무층은, 표 2 에 나타내는 고무 배합물로부터 조제하고, 동일하게 압축 고무층용 고무 배합물 미가황 시트를 제조하였다. 또한, 사용한 시판품은 이하와 같다.

에틸렌-프로필렌-디엔 고무 (EPDM):

「X-3012P」(디엔 함량 3.5질량％, 에틸렌 함량 72질량％, 프로필렌 함량 24.5질량％, 무니점도 ML₁ ₊₄(100℃) 15, 미츠이 화학사 제조),

「3085」(디엔 함량 4.5질량％, 에틸렌 함량 62질량％, 프로필렌 함량 33.5질량％, 무니점도 ML₁ ₊₄(100℃) 62, 미츠이 화학사 제조),

「582F」(디엔 함량 6.0질량％, 에틸렌 함량 71질량％, 프로필렌 함량 22질량％, 무니점도 ML₁ ₊₄(125℃) 67, 스미토모 화학사 제조),

「EP21」(디엔 함량 6.0질량％, 에틸렌 함량 61질량％, 프로필렌 함량 33질령％, 무니점도 ML₁ ₊₄(100℃) 38, JSR 사 제조),

「EP65」(디엔 함량 9.0질량％, 에틸렌 함량 54질량％, 프로필렌 함량 37질량％, 무니점도 ML₁ ₊₄(100℃) ) 74, JSR 사 제조),

「5754」(디엔 함량 7.0질량％, 에틸렌 함량 63질량％, 프로필렌 함량 30질량％, 무니점도 ML₁ ₊₄(100℃) 30, 스미토모 화학사 제조),

「301」(디엔 함량 3.0질량％, 에틸렌 함량 62질량％, 프로필렌 함량 35질량％, 무니점도 ML₁ ₊₄(100℃) 55, 스미토모 화학사 제조)

에틸렌-α-올레핀종:

「엥게지 8180」(에틸렌-옥텐, 디엔 함량 0질량％, 에틸렌 함량 83질량％, 옥텐 함량 17질량％, 무니점도 ML₁ ₊₄(121℃) 35, 듀퐁다우엘라스토머사 제조)

1) HAF 카본 (미츠비시 화학사 제조)

2) 실리카:「톡실 Gu」, 토쿠야마사 제조

3) 파라핀 오일:「산플렉스 2280」, 닛폰산 화학사 제조

4) 가황제: 오일 황, 호소이 화학사 제조

5) 가황 보조제: 스테아르산, 카오사 제조

6) 가황 보조제: 산화 아연, 사카이 카가쿠 공업사 제조

7) 점착 부여제:「석유 수지 퀸톤 A-100」, 닛폰 제온사 제조

8) 단섬유: 면분 (綿粉)

9) 단섬유: 66나일론 섬유, 6de × 1㎜

RFL 접착제 조성물의 제조

레조르신 7.31질량부와 포르말린 (37질량％ 농도) 10.77질량부를 혼합, 교반하고, 이것에 수산화 나트륨 수용액 (고형분 0.33질량부) 을 첨가하여, 교반하고, 이 후, 물 160.91질량부를 첨가하고, 5 시간 숙성하여, 레조르신?포르말린 수지 (레조르신-포르말린 초기 축합물) (이것을 RF 라고 한다) R/F비 (레조르신/포르말린 몰비) = 0.5 의 수용액을 조제하였다. 이 RF 수용액에 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 (CSM) 라텍스 (고형분 40％) 를 RF/L 비 (RF/라텍스 몰비) 가 0.25 가 되도록 (라텍스 고형 분량 합하여 45.2 질량부) 첨가하고, 다시 물을 첨가하여, 고형분이 20％ 가 되도록 조정하였다. 그 후, 교반하여 12 시간 숙성하여, RFL 접착제 조성물을 조제하였다.

심선 및 그 접착 처리

폴리에스테르 심선 (폴리에스테르 코드, 1000데닐, /2 × 3, 상연 9.5T/10㎝(Z), 하연 2.19T/10㎝, 테이진사 제조) 을 이소시아네이트의 톨루엔 용액 (이소시아네이트 고형분 20질량％) 에 침지시킨 후, 240℃ 에서 40초간 열건조시켜, 전처리를 실시했다.

이어서, 이와 같이 전처리한 폴리에스테르 심선을, 상기 서술한 RFL 접착제 조성물에 침지하고, 200℃ 에서 80초간 가열 건조시키고, 이어서, 이와 같이 처리한 폴리에스테르 심선을 접착 고무와 동일한 에틸렌-프로필렌-디엔 고무를 톨루엔에 용해하여 이루어지는 접착 용액에 침지시킨 후, 60℃ 에서 40초간 가열 건조시켜, 폴리에스테르 심선에 접착 처리를 실시하였다.

폴리에스테르 심선과 접착 고무층의 접착력의 측정

상기 서술한 바와 같이 처리한 폴리에스테르 심선을 상기 접착 고무층용 고무 배합물 미가황 시트 사이에 협지하고, 이들을 면압 3920kPa, 온도 160℃ 에서 35분간, 가압 가열하고, 프레스 가황하였다. 이렇게 하여 얻어진 접착물에 있어서의 폴리에스테르 심선의 접착력을 측정하였다.

전동 벨트의 제작

범포와 상기 접착 고무층용 고무 배합물 미가황 시트를, 표면이 평활한 원통형의 성형 드럼의 주변에 권취한 후, 이 위에 상기 서술한 접착 처리가 완료된 폴리에스테르 심선을 나선상으로 스피닝했다. 또한, 그 위에 상기 접착 고무층용 고무 배합물 미가황 시트를 권취한 후, 압축 고무층용 고무 배합물 미가황 시트를 권취하여 적층체로 하고, 이것을 내압 6kgf/㎠, 외압 9kgf/㎠, 온도 165℃, 시간 35분간, 가황캔 중에서 가열 가압하고, 증기 가황하여 환상물을 얻었다. 이어서, 이 환상물을 구동 롤과 종동 롤로 이루어지는 제 1 구동 시스템에 부착하여 소정의 장력 하에서 주행시키면서, 이것에 연삭 호일로 표면에 복수의 리브를 형성하고, 이 후, 이 환상물을 또 다른 구동 롤과 종동 롤로 이루어지는 제 2 구동 시스템에 부착하여 주행시키면서, 소정의 폭으로 재단하여, 리브 수 3, 둘레 길이 1000㎜ 의 제품으로서의 V 리브드 벨트를 얻었다. 또한, 각 V 리브드 벨트의 제조에 사용한 접착 고무층용 고무 배합물 미가황 시트와 압축 고무층용 고무 배합물 미가황 시트에 대해서는, 표 3 에 나타내는 바와 같다.

전동 벨트의 주행 시험

상기 서술한 바와 같이 하여 얻어진 V 리브드 벨트를, 도 4 에 나타내는 바와 같이 구동 풀리 (11 ; 직경 120㎜) 와 종동 풀리 (12 ; 직경 120㎜) 와, 이들의 풀리 사이에 배치한 아이들러 풀리 (13 ; 직경 70㎜) 와 텐션 풀리 (14 ; 직경 55㎜) 로 이루어지는 벨트 구동 시스템에 부착하였다. 단, 아이들러 풀리에는 벨트 배면을 걸어맞추었다.

온도 130℃ 의 분위기 온도 하에서, 종동 풀리의 부하를 16 마력으로 하고, 텐션 풀리의 첫 장력을 85kgf 로 하며, 구동 풀리를 회전수 4900rpm 으로 구동하여, 벨트를 주행시키고, 벨트로부터 심선이 노출하거나, 또는 고무층에 균열을 발생시키기까지의 주행 시간을 벨트의 동적 수명으로 하여, 상기 벨트의 내구성 등을 평가하였다. 또 벨트 주행시에 이음이 발생하는지 여부를 평가하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.

표 3 으로부터, 실시예의 전동 벨트는, 심선의 접착력이 양호하고, 장시간의 주행에 있어서도 벨트의 파괴 등이 일어나지 않고, 내구성이 우수하고, 또한 벨트 주행시에 이음이 발생하지 않았으나, 비교예의 전동 벨트은, 심선의 접착력이 양호하지 않고, 벨트 수명이 짧아 파괴가 보이거나, 또는 벨트 주행시에 이음이 발생하였다.

본 발명의 전동 벨트는, 자동차용 보조기 (다이너모, 에어컨, 파워스티어링 등) 의 구동용 등의 전동용 벨트에 바람직하게 적용할 수 있다.

Claims

벨트 길이 방향을 따라 심선이 매설된 접착 고무층과, 상기 접착 고무층의 내측에 적층된 압축 고무층이 가황 (vulcanization) 접착된 전동 벨트로서,

상기 접착 고무층 및 상기 압축 고무층은, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 배합물을 사용하여 형성되는 것이고,

상기 접착 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량은, 상기 압축 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량 이상이고,

상기 접착 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량은 6.0 ～ 10질량％ 이며, 또한,

상기 압축 고무층의 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 중의 디엔 함유량은 0 ～ 6질량％ 인 것을 특징으로 하는 전동 벨트.
제 1 항에 있어서,

접착 고무층 및 압축 고무층은, 모두 과산화물 또는 황에 의해 가교되어 있는 전동 벨트.
제 1 항에 있어서,

접착 고무층은, 공가교제(co-crosslinking agent)를 함유하고, 과산화물에 의해 가교되어 있는 전동 벨트.