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KR910001827B1 - 전동 벨트 - Google Patents

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KR910001827B1
KR910001827B1 KR1019860004334A KR860004334A KR910001827B1 KR 910001827 B1 KR910001827 B1 KR 910001827B1 KR 1019860004334 A KR1019860004334 A KR 1019860004334A KR 860004334 A KR860004334 A KR 860004334A KR 910001827 B1 KR910001827 B1 KR 910001827B1
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KR
South Korea
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rubber
belt
transmission belt
whisker
parts
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KR1019860004334A
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사또시 마시모
하지메 가끼우찌
마사요시 나까지마
가즈또시 이시다
Original Assignee
미쯔보시 벨트 가부시끼가이샤
오다 긴조
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Publication date
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Publication of KR870000524A publication Critical patent/KR870000524A/ko
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Abstract

내용 없음.

Description

전동 벨트
제1도는 본 발명에 따른 전동 V 벨트의 실시예의 단면도.
제2도는 본 발명에 따른 V형 립을 가진 벨트의 다른 실시예의 단면도.
제3도는 본 발명에 따른 치형을 가진 벨트의 부분 사시도.
제4도는 제3도의 선 A-A에 따른 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1, 6, 8 : 벨트 2 : 인장 재료
3 : 접착 고무층 4 : 압축 고무층
5, 12 : 피복층 9 : 이
10 : 홈 16 : 휘스커
본 발명은 전동 벨트, 특히 마찰 전동형과는 다른 전동기구를 갖는 V형 벨트 혹은 V형 립을 가진 벨트 또는 치형을 가진 벨트 등의 마찰 전동형 벨트에 적용된 고무 성분을 개선함으로써 이루어지는 훌륭한 마모저항성 및 비틀림 저항성을 갖는 전동 벨트에 관한 것이다.
전동 벨트는 수명이 길어야 하고 고부하에 견디는 능력이 중요하기 때문에 에너지 절약 및 물자 절약을 하려는 것이 사회적 추세이다. 상기 조건을 위한 전동 V 벨트용 재료의 특성은 고탄성과 벨트 폭 방향으로 높은 마모 저항성 및 종방향으로 굴곡 저항성 등이 있다.
종래에는 전동 벨트의 마모 저항성을 개선하기 위하여, 고무 성분에 고 구조 카본 블랙을 혼합하거나 카본 블랙의 함량을 증가시키는 방법이 알려져 있다.
상기한 바와 같이, 예를들어, 영국 특허 제1,574,140호에서는 면, 나일론 또는 폴리에스터의 절단 파이버를 벨트 폭 방향으로 고무 성분내에 혼합시키고 이 혼합물을 V 벨트 압축 고무층으로 사용하는 방법이 알려져 있다.
또, 흑연이 혼합된 고무 성분을 압축 고무층 및 신장 고무층에 사용하여 마모 저항성을 개선시킨 전동 벨트는 미합중국 특허 제4,031,768호에 기재되어 있다. 단점을 제거할 수 있고 벨트의 벨트 형성층의 마모 저항성 및 벨트형성층의 피복층의 마모 저항성을 감소시키지 않고 오랫동안 사용할 수 있도록 장기간의 사용에 대한 저항성을 유지시킬 수 있는 전동 벨트를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면 고무중량부 100에 대한 보강재로서 휘스커 중량부 1 내지 100, 적합하게는 2 내지 60을 첨가함으로써 형성된 마모 저항성 및 굽힘 능력을 개선한 고무 합성물로 벨트층을 형성하여 이를 사용하는 전동 벨트가 제공된다.
본 발명의 상기한 목적과 특징 및 다른 목적과 특징은 이후 청구범위에 지적한 바와 첨부도면에 대한 다음 설명을 읽음으로써 명백해질 것이다.
본 발명의 전동 벨트의 양호한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 하기에서 상세히 설명할 것이다.
제1도는 본 발명의 전동 벨트의 실시예를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 전동 벨트는 예를들어 V 벨트, V형 립을 가진 벨트, 띠형 벨트. 평 벨트 또는 이들과 다른 전동 기능을 수용하는 치형 벨트와 이 풀리와 마찰 결합하는 벨트를 포함한다. 벨트(1)는 접착 고무층(3)내에 예를들어 폴리에스터 파이버, 방향족 폴리아미드 파이버나 글래스 파이버등 고강도 및 저신도 재료로 된 인장 저항 재료(2)를 묻어놓고, 고무층(3)의 하방에 인접해서 압축 고무층(4)을 제공하고, 접착 고무층(3) 및 압축 고무층(4)상에 피복층(5)을 입힘으로써 구성된다.
제2도에 도시한 V형 립을 가진 벨트(6)는 압축 고무층(4)이 벨트의 길이 방향에 따라 일체로 형성된 복수개의 사다리꼴 단면을 가진 리브(7)를 포함하도록 하여 이 압축 고무층(4)을 폴리에스터 파이버, 아르아미드 파이버 또는 글래스 파이버로 된 고강도 및 저신도 재료로 이루어진 인장재료(2)를 묻어놓은 접착 고무층(3) 하방에 덧붙여서 조립된다. 피복층(5)은 접착 고무층(3)상에 형성된다.
제3도에 도시된 치형을 가진 벨트(8)는 예정 피치로 벨트 길이 방향으로 교대로 배치된 이(9)와 홈(10),그리고 글래스 파이버, 폴리에스터 파이버 또는 아르아미드 파이버로 된 피치선에 따라 펼친 신장 고무층(11)에 복수개 묻어놓은 로우프형 인장 재료(2)와, 이(9) 및 홈(10)의 표면에 접착된 피복층(12)으로 구성된다.
휘스커를 포함하는 고무 조성물은 V 벨트 또는 V형 립을 가진 벨트의 압축 고무층, 신장 고무층, 접착고무층 및 피복층에, 그리고 치형을 가진 벨트의 이와 신장 고무층 및 피복층용으로 사용된다. 벨트의 마모저항성 및 비틀림 저항성은 고무 성분에 의해 개선되며, 피복층의 마모 저항성은 파이버 부재를 보호하기 위해 개선하는 것이다.
고무내의 휘스커와 절단 파이버는 벨트의 축 방향으로 설치하여 사용하면 좋다.
상기한 여러가지 형태의 벨트에 접착된 피복층은 예를들어 제4도에 도시한 바와 같은, 파이버 부재의 개구 영역에 접착될 적어도 세라믹 휘스커(16)로 된 무기 충진재가 산포된 고무 부재(17)에 함침된 날실(13)과 씨실(14)로 된 평면 누빔의 파이버 부재(15)로 이루어진다. 결국, 몇개의 세라믹 휘스커(16)가 피복층(12)에 산포되면 파이버 부재(15)를 보호하도록 피복층(12)의 표면 마찰 계수를 감소시키게 된다.
파이버 부재(15)는 부직포로 형성할 수도 있다.
본 발명에 따라 전동 벨트의 고무 성분으로 사용되는 휘스커는 종전의 것이나 알파-실리콘 카바이드(알파 SiC), 베타-실리콘 카바이드(베타 SiC), 실리콘 트라이드(Si3N4), 알파-알루미나(A1203), 산화티타늄, 산화아연, 산화주석, 흑연, 철, 동 또는 니켈로 이루어지는 그룹에서 선택된 직경 0.1 내지 1.0미크론과 침상 단결정의 길이 10 내지 500미크론인 것을 사용한다. 고무에 휘스커를 첨가하기 위해, 실란 결합제나 티타늄 결합제를 사용하거나 휘스커를 고무와 혼합할때 이 실란 결합제또는 티타늄 결합제를 첨가할 수도 있다. 이리하여 보강 효과가 증가되어 고무에 대한 산포 능력을 개선시킨다.
휘스커의 첨가량은 고무 무게 100중량부에 대해 1 내지 100중량부, 적합하게는 2 내지 60중량부로 하는것이 좋다. 휘스커 첨가량이 1중량부 미만이면 마모 저항성은 거의 알아볼 수 없고, 100중량부 이상이면 고무 점성이 너무 증가하여 가동성이 나빠진다.
본 발명에서, 다른 모드의 상기한 휘스커로서 같은 재료로 된 세라믹 분말을 휘스커와 함께 사용할 수도 있다. 그러나, 상기한 바와 같이 세라믹 분말 충진재의 첨가량은 고무 100중량부에 대해 5 내지 10중량부, 세라믹 휘스커의 첨가량은 1 내지 100중량부로 한다.
본 발명에 따른 전동 벨트의 고무 성분으로 사용되는 고무는 CR(클로로프렌 고무), NBR(니트릴 고무),천연 고무, SBR(스티렌 부타디엔 고무), HNBR(수소처리 니트릴 고무), CSN(클로로설폰처리 폴리에틸렌 고무), CHM(에피클로로히드린 고무), ACM(아크릴 고무)등의 단일 성분 또는 혼합물이다. 원래 사용된 연화제, 노화방지제, 작업 보조물, 분쇄 촉진기 및 교차 결합제등은 세라믹 휘스커와 세라믹 분말에 부가하여 고무에 첨가되며 이들 성분은 밴버리 혼합기 또는 반죽 롤러에 의해 반죽된다면, 나일론 또는 폴리에스터의 절단 파이버는 굽힘 능력을 손상시키지 않는 범위내에서 사용한다.
피복층(5 또는 12)은 압착 롤러 장치에서 파이버 부재와 고무 혼합물을 피복시켜서 형성하거나 용액에 고무 혼합물을 용해시키고 롤러 피복기 또는 닥터 나이프에 의해 피복시키면서 고무 반죽내에 파이버 부재를 딥핑하여 형성한다.
상기한 바와 같이 휘스커로 보강된 고무 혼합물을 사용하여 전동 벨트를 제작하는 방법은 어떤 제한없이 종래의 여러가지 공정을 채택할 수도 있다.
[실시예 1]
(V형 리브를 가진 벨트)
V형 리브를 가진 벨트의 압축 고무층(3)은 표 1에 기재된 혼합 고무로 형성된다. 표 1에서, 비교 실시예 1은 절단 파이버로 보강된 고무 혼합물과 종래의 카본 블랙으로 이루어진 것이며, 비교 실시예 2는 마모 저항성을 상승시키기 위해서 비교 실시예 1에서 카본 블랙의 양을 증가시킨 것이고, 비교 실시예 3은 절단 파이버의 양을 증가시킨 것이다. 실시예 1과 실시예 2는 본 발명에 따른 비교 실시예 1에 휘스커를 첨가한 고무 혼합물이다.
[표 1]
Figure kpo00001
Figure kpo00002
상기 혼합물은 밴버리 혼합기에서 반죽되고, 압착 롤러에 의해 압연되며, 150℃의 통상 경화 조건에서 30분간 경화되며, 고무의 물리적 성질을 측정한다. 압착 롤러에 의해 압연된 고무 혼합물은 V형 립을 가진 벨트의 압축 고무층(4)상에 배치된 압착 롤러에 의해 압연된다. 이 경우에, 절단 파이버와 휘스커가 측방향으로 배열된다. 얻어진 V형 립을 가진 벨트는 길이 975mm의 3개의 리브와 풀리 에스터 코드로 된 인장재료를 갖고 있다. 구동 시험은 이 벨트를 가지고 행한다.
벨트 구동 시험의 역전 굽힘 또는 이송 시험은 구동 벨트 풀리(직경 120mm)와 종동 풀리(직경 120mm)사이에 연결되고, 벨트 배면에 닿는 직경이 50mm인 인장 풀리에 연결되어 있는데 벨트에 대한 인장 풀러의 접촉각은 120°가 되도록 되어 있다. 구동 풀리는 벨트 굽힘 저항성을 증가시키기 위해 종동 풀리 무하중하에서 360r.p.m. 으로 구동된다.
또, 벨트의 마모 저항성 증진 방법은 구동 풀리(직경 142mm, 회전 속도 1000rpm, 회전 변동율 12%)와 제1종동 풀리(직경 127mm) 및 제2종동 풀리(직경 65mm, 2Ps의 부하) 사이에 벨트를 연결함으로써 성취된다.
경화된 재료의 물리적 성질은 표 2에 표시하였다.
표 2에서, 본 발명의 벨트 조성물은 벨트의 비틀림 저항성을 증가시키기 위해 비교 실시예 2와 3에 비해 묻힌 코드와 평행한 방향으로는 고 비율로, 묻힌 코드에 직각인 방향으로는 저 비율로 표시되어 있다.
그리고, 표 3에는 압축 고무층내에 혼합 고무를 사용한 V형 립을 가진 벨트의 가동 실험 결과를 표시하였다.
표 3에서 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 휘스커로 보강된 고무 혼합물을 사용한 V형 립을 가진 벨트는 카본 블랙과 절단 파이버만으로 보강된 고무 혼합물을 사용하는 종래의 V형 립을 가진 벨트에 비해 마모 저항성을 현저히 개선하며, 마모 저항성이 절반 또는 그 이하가 되며 비틀림 저항성도 개선된다.
[표 2]
Figure kpo00003
[표 3]
Figure kpo00004
[실시예 2]
본 발명에 따른 치형을 가진 벨트는 제3도에 도시한 바와 같이, 예정 피치로 길이 방향으로 교대로 배치된 이(9)와 홈(10)과, 고강도 및 저신도이며 폴리에스터 파이버나 글래스 파이버 또는 아르아미드파이버로 이루어지는 피치선에 배치된 복수개의 로우프형 인장재료(2)와, 그위에 배치된 신장고무층(11) 및 상기 이(9)와 홈(10)의 표면상에 고무로된 캔버스를 갖는 피복층(12)을 갖고 있다.
이런 치형을 가진 벨트의 신장 고무층(11)과 이(9)는 클로로설폰 처리된 폴리에틸렌 고무를 사용한는 고무 혼합물로 형성되며, 인장재료(2)는 글래스 파이버로 형성된다. 피복층(12)은 표 4에 표시한 바와 같이 톨루엔에 고무 성분을 용해시켜서 얻은 고무 반죽에 함치된 RFL 용액에서 처리하여 100 내지 150℃에 건조시키고, 폴리아미드 파이버 100중량부에 고체 내용물 함량 10 내지 50중량부를 포함하는 고무 혼합물로 접착시키는 처리를 순서대로 한 울 폴리아미드 파이버로 된 피복 캔버스로 형성된다. 치형을 가진 벨트는 83개의 이를 가지며 폭이 19.1mm이고 사다리꼴 치형을 갖는다(ZA). 이 치형을 가진 벨트는 130°로 구동 풀리(잇수 18개, 회전속도 7200rpm)와 종동 풀리(잇수 36, 3600rpm) 사이에 걸쳐 있고, 벨트에 대해 인장 풀리(직경 52mm)의 역전 굽힘 각도 120°에서 부하 5Ps인 조건하에서 200시간 가동하였다. 그리고, 캔버스의 잔유율(%)은 가동전과 가동후의 차이를 가동전의 캔버스 두께로 나누어 얻는다. 결과를 표 4에 표시하였다.
캔버스의 두께는 벨트 홈 부분에서 채취한 시편에 투영기를 사용하여 측정하였다.
[표 4]
Figure kpo00005
Figure kpo00006
이 결과로부터, 휘스커 60중량부 또는 그 이상이 고무 100중량부에 혼합될 때 캔버스 잔유율이 감소됨을 알수 있다. 이 고무 부재를 사용하면, 벨트 가동후 약 200 내지 500시간의 초기상태에서 파이버 부재로부터 파이버 부재에 함유, 고착된 고무 부재 자체가 분리되고 부스러진다. 벨트를 더 가동시키면 몇개의 직립 파일을 파이버 부재 표면에서 발견할 수 있는데, 이는 파이버 부재의 마모 진척 때문이다. 고무 100중량부에 휘스커 60중량부 또는 그 이상이 혼합된 고무 부재를 이렇게 사용하면 파이버 부재의 접착은 휘스커의 존재때문에 파괴되어 버린다. 따라서, 고무 100중량부에 세라믹 휘스커 60중량부 또는 그 이상을 함유시키는 것이 적합하다.
한편, 세라믹 휘스커의 첨가량은 세라믹 휘스커로 파이버 부재를 충분히 보호할 수 있도록 고무 부재에 파이버 부재를 적당히 접착시키고 캔버스 잔유율을 개선하여 고무 100중량부에 2 내지 60중량부, 적합하게는 5 내지 40중량부로 하는 것이 좋다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전동 벨트는 압축 고무총 같은 벨트층내에 보강재로서 휘스커를 첨가함으로써 풀리와 균형좋게 마찰 연결될 수 있도록 V 벨트, V형 립을 가진 벨트 또는 팽창된 벨트의 마모 저항성 및 비틀림 저항성을 동시에 개선한다.
또, 여러가지 형태의 벨트 풀리와 접촉하는 표면에 접착 결합되는 피복층을 파이버 부재내에 휘스커가 혼합된 고무부재로 형성하면 휘스커는 파이버 부재를 적절히 마모되게 보호하여 벨트 표면상의 마모 저항성을 개선하고 휘스커 자체는 부식되지 않아서 장기간 고온 다습한 환경에서 견디도록 되어 있다.

Claims (9)

  1. 길이 방향으로 연장된 인장 재료(2)를 갖는 전동 벨트(1,6,8)에 있어서, 적어도 일부분은 고무 100중량부에 대해 휘스커(16) 1 내지 100중량부의 조성물로 형성되어 있으며, 상기 휘스커(16)는 인장 재료(2)의 범위에 대해 경사져서 배치되며 약 0.1 내지 1.0미크론의 직경과 10 내지 500미크론의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 전동 벨트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 휘스커(16)는 알파-실리콘 카바이드, 베타-실리콘 카바이드, 실리콘 니트라이드, 알파 알루미나, 산화 티타늄, 산화 아연, 산화 주석, 철, 구리, 니켈 및 흑연등으로 구성되는 하나이상의 그룹으로 형성된 것을 특징으로 하는 전동 벨트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고무는 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 천연고무, 스티렌 부타티엔 고무, 수소첨가 니트릴 고무, 클로로설폰 처리 폴리에틸렌 고무, 에피클로로히드린 고무 및 아크릴 고무 등으로 구성되는 하나이상의 그룹으로 형성된 것을 특징으로 하는 전동 벨트.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 휘스커(16)는 뾰족한 단일 결정체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 벨트.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 휘스커(16)는 벨트의 횡방향으로 배향된 것을 특징으로 하는 전동 벨트.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 고무 100중량부에 대해 5 내지 10중량부의 세라믹 분말 충진재가 첨가된 것을 특징으로 하는 전동 벨트.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절단 파이버가 상기 조성물내에 제공된 것을 특징으로 하는 전동 벨트.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 벨트는 이를 통해 분배된 휘스커를 갖는 고무가 함유된 직물 피복층(5, 12)을 제공하는 것을 특징으로 하는 전동 벨트.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 휘스커(16)는 고무 100중량부에 대해 2 내지 60중량부가 첨가된 것을 특징으로 하는 전동 벨트.
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