KR0143824B1

KR0143824B1 - 벨트치포 및 그것을 사용한 치부벨트

Info

Publication number: KR0143824B1
Application number: KR1019950005481A
Authority: KR
Inventors: 히로유끼 다찌바나; 미쯔모리 카사다; 키미찌가 오노
Original assignee: 사사베 쇼고; 반도 카가꾸 가부시까가이샤
Priority date: 1994-03-17
Filing date: 1995-03-16
Publication date: 1998-08-01
Also published as: DE69511135T2; EP0672716A2; JPH07259928A; JP2724109B2; EP0672716B1; US5609541A; EP0672716A3; DE69511135D1

Abstract

벨트 본체(1)의 치고무층(4)의 치면을 덮는 치포(5)를 수소화니트릴고무에 N,N'-m-페닐렌디말레이미드를 혼합한 고무조성물로 처리하고, 이것에 의해 내열성이나 열노화후의 치포강력유지율의 향상뿐만이 아니라 치고무층의 고무나 심선처리제의 고무와의 접착성이나 내마모성도 향상시킨다.

Description

벨트치포 및 그것을 사용한 치부벨트

제1도는 치부벨트의 단면도.

제2도는 벨트치포의 처리액을 구성하는 고무조서물에 있어 수소화니트릴 고무에 대한 N,N'-m-페닐렌디말레이미드의 혼합비율과, 고무/처리치포 접착력 및 내마모성(손실 마모량)과의 관계를 나타낸 그래프.

제3도는 마모시험의 설명도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:벨트 본체 2:심선

3:배고무층 4:치고무층

5:벨트치포

[발명의 배경]

본 발명은 벨트치포(齒布) 및 그것을 사용한 치부(齒付)벨트의 개량에 관한 것으로, 구체적으로는 치포의 접착성 및 치고무층의 내구성의 개량에 관한 것이다.

일반적으로, 전동벨트로서의 치부벨트는 복수개의 심선이 벨트의 긴 쪽 방향을 따라 매설된 배고무층과, 이 배고무층에 벨트의 긴 쪽 방향으로 일정한 피치로 일체로 설치된 다수의 치고무층으로 구성된 벨트 본체로 이루어지고, 이 벨트 본체의 치고무층이 벨트치포로 에워싸여져 있다.

최근, 이와 같은 치부벨트는 많은 분야에서 사용되고 있고, 고속회전, 고부하 및 고온 등의 가혹한 조건하에서의 사용도 많아지고 있다. 이 때문에, 이와 같은 가혹한 조건하에서의 사용은 벨트의 구성재료가 열화되기 쉽고, 치고무층이 조기에 부서지거나, 심선이 절단되는 등의 이유로 벨트 수명이 짧아지는 경우가 빈번하게 발생하여 내구성의 향상이 요망되고 있다.

그래서, 벨트 본체를 구성하는 고무로서 내열성이 뛰어난 고무를 사용하는 등 벨트 본체의 개량이 한창 행해지고 있으며, 그 중에서 특히, 수소화니트릴 고무(이하, 경우에 따라서는 「H-NBR」로 약칭한다)가 내열성이 뛰어나기 때문에 이 H-NBR을 벨트구성 고무부에 챠ㅐ용한 벨트가 주목되고 있다.

또, 벨트치포도 벨트수명에 중요한 영향을 미치기 때문에 이 연구도 벨트본체의 연구에 병행하여 행하여지고 있고, 예를 들면, H-NBR에 실리카, 레조르신 또는 그 변성물 및 메틸렌 도우너를 혼합한 고무조성물로 벨트치포를 접착제 처리하는 것이 제안되고 있다(일본국 실개소 63-64948호 공보참조). 또, H-NBR 등에 니켈 화합물을 혼합한 고무조성물로 접착제 처리한 벨트치포도 제안되고 있다(일본국 특개평 2-99667호 공보 참조).

그런데 상기와 같은 고무조성물로 접착제 처리된 벨트치포에서는 H-NBR이나 니켈 화합물의 특성에 의해 내열성이 뛰어나, 열노화 후에 있어서는 큰 치포강력유지율을 가지고 있으나, 접착성 및 내마모성이 충분하지 않다. 특히, 치부벨트에서는 치원부분이 응력집중을 받기 ㄸ문에 접착성이나 내마모성을 충분하게 확보해두지 않으면 조기에 치원부분에 균열이 발생하여 파손되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 벨트치포르 처리하는 고무조성물로서 H-NBR에 특정 첨가물을 혼합함으로써 내열성 및 치포강력유지율의 향상과 더불어 벨트 본체를 구성하는 고무나 심선 등의 항장체를 처리하는 고무와의 접착성 및 내마모성도 향상시키고, 특히, 치원부분의 균열에 의한 조기파손을 방지하여 벨트의 수명을 연장시키기 위한 것이다.

[발명의 개요]

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 및 제2 해결수단은 벨트치포에 관한 것이고, 본 발명의 제 3∼7의 해결수단은 그 벨트치포를 사용한 치부벨트에 관한 것이다.

구체적으로 설명하면, 우선, 본 발명의 제1 및 제2 해결수단은 배고무층에 벨트의 긴 쪽 방향을 따라 일정한 피치로 일체로 설치되는 다수의 치고무층을 덮는 벨트치포를 대상으로 한 것으로, 다음과 같은 해결수단을 강구하였다.

즉, 본 발명의 제1해결수단은 수소화니트릴 고무에 N,N'-m-페닐렌디말레이미드를 혼합한 고무조성물로 상기 벨트치포를처리한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2해결수단은 제1해결수단에 있어서, N,N'-m-페닐렌디말레이미드의 혼합비율을 수소화니트릴 고무 100 중량부에 대하여 0.5∼10 중량부로 설정한 것을 특징으로 한다.

다음으로, 본 발명 제3∼7의 해결수단은 복수개의 심선이 벨트의 긴 쪽 방향을 따라 매설된 배고무층과, 이 배고무층에 벨트의 긴 쪽 방향을 따라 일정한 피치로 일체로 설치된 다수의 치고무층으로 벨트 본체가 구성되고, 이 벨트 본체의 치고무층의 치면이 벨트치포로 덮인 치부벨트를 대상으로 하고, 다음과 같은 해결 수단을 강구하였다.

즉, 본 발명의 제3해결수단은 수소화니트릴 고무에 무기가교제로서 유황을, 유기가교제로서 N,N'-m-페닐렌디말레이미드를 혼합한 고무조성물로 상기 벨트치포를 처리하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4해결수단은 제3해결수단에 있어서, N,N'-m-페닐렌디말레이미드의 혼합비율을 수소화니트릴 고무 100 중량부에 대하여 0.5∼10 중량부로 설정한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제5해결수단은 제3 또는 제4해결수단에 있어서, 적어도 치고무층을 수소화니트릴 고무를 주체로 하여 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제6해결수단은 제5해결수단에 있어서, 심선을 클로로술폰화 폴리에틸렌고무를 포함하는 처리액으로 접착제 처리한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제7해결수단은 제5해결수단에 있어서, 심선을 수소화니트릴 고무를 포함하는 처리액으로 접착제 처리한 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 본 발명의 제1 및 제2해결수단에서는 벨트치포의 처리액으로서의 고무조성물에 포함되는 H-NBR에 의해 벨트치포의 내열성이나 열노화후의 치포강력유지율이 향상된다. 또, H-NBR에 N,N'-m-페닐렌디말레이미드를 병용하는 것에 의해 상기 효과 외에도 접착성이나 내마모성이 향상되고, 고온조건하에서 장기간에 걸쳐서 사용하여도 치포강력유지율을 충분히 얻을 수 있다.

본 발명의 제3∼7해결수단에서는 상기와 같이 처리된 벨트치포의 특성에 의해 치부벨트의 치원부분에 집중하는 응력에도 충분하게 견디어 치원부분이 파손되지 않는다. 더욱이, 치고무층을 구성하는 고무나 고무나 심선을 접착제 어리하는 처리액의 성분인 고무의 가교가 촉진되어서 벨트수명이 대폭으로 길어진다. 특히, 본 발명의 제5∼7해결수단에서는 가교가 현저하게 행하여 진다.

상술한 목적 및 기타의 목적은 본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 치부벨트 A를 표시한다. 이 치부벨트 A는 벨트 본체(1)를 구비하고 있고, 이 벨트 본체(1)는 항장체로서의 복수개의 심선(2, 2, … )이 벨트의 긴 쪽 방향을 따라 매설된 배고무층(3)과, 이 배고무층(3)의 편면에 벨트의 긴 쪽 방향을 따라 일정한 피치로 일체로 설치되는 다수의 치고무층(4, 4, … )으로 구성되어 있다. 또, 상기 벨트 본체(1)의 치고무층(4)의 치면은 벨트치포(5)로 덮여져 있다.

상기 배고무층(3) 및 치고무층(4)은 니트릴 고무(NBR)가 가지는 2중 결합에 대하여 수소를 첨가하여 2중 결합을 포화하고, 2중 결합에 의거하는 재결합 반응을 일으키기 어려운 수소화니트릴 고무(H-NBR)로 구성되어 있다. 더욱이, 이 H-NBR을 사용할 때에는 필요량의 가류제(加硫劑), 가류촉진제, 보강제, 가소제 기타 필요에 따라서 각종 첨가제를 혼합한다.

심선(2)은 필요에 따라서 여러 종류의 것이 단독, 또는 혼방, 혼년(混撚)의 형태로 사용된다. 그 재료로서는 유리섬유, 방향족 폴리아미드섬유, 롤리에스테르섬유, 휘스커 섬유(whisker fiber), 금속섬유등을 목적에 따라서 선택하여 사용한다.

또, 심선(2)은 벨트 본체(1)를 구성하는 고무와 접착시키기 위해 접착제 처리가 시행된다. 이 접착제 처리에 사용되는 처리액으로서는 천연고무(NR), 스틸렌부타디엔고무(SBR), 클로로프렌고무(CR), 니트릴 고무(NBR), 클로로술폰화 폴리에틸렌고무(CSM), 수소화니트릴 고무(H-NBR)등의 고무를 메틸에틸케톤(MEK)이나 톨루엔 등의 유기용제에 용해하여 고무풀 상태로 한 것이고, 이들의 고무성분으로 되는 처리액을 목적에 따라서 선택하여 사용한다. 특히, 클로로술폰화 폴리에틸렌고무(CSM) 및 수소화니트릴 고무(H-NBR)는 후술하는 벨트치포(5)의 처리액을 구성하는 유기가교제로서의 N,N'-m-페닐렌디말레이미드에 의해 가교가 현저하게 행하여지는 것이 바람직하다.

벨트치포(5)는 지방족 폴리아미드섬유, 방향족 폴리아미드섬유, 폴리에스테르섬유 등을 소재로 하는 것이고, 그 직조형상은 목적에 따라서 선택된다.

이 벨트치포(5)는 수소화니트릴 고무(H-NBR)에 N,N'-m-페닐렌디말레이미드를 혼합한 고무조성물로 처리되고 있다. 이 N,N'-m-페닐렌디말레이미드의 혼합비율은 H-NBR 100 중량부에 대하여 0.5∼10 중량부로 설정되어 있다. 이와 같이 설정한 것은 0.5 중량부 미만에서는 접착에 대한 효과가 빈약하게 되는 한편, 10 중량부를 넘으면 내열성의 저하 및 벨트의 균열게 의한 수명의 저하가 일어나기 때문이다.

더욱이, 벨트치포(5)를 처리하기 위해 고무조성물을 사용할 때에는 무기가교제로서의 필요량의 가류제, 가류촉진제, 보강제, 가소제, 기타 필요에 따른 각종의 첨가제를 혼합한다.

상기 처리방법으로서는 상기 고무조성물을 적당한 유기용제에 용해하여 고무풀 상태로 한 것을 롤러 코터(roller coater) 등의 도포기로 도포하거나, 고무풀중에 침지하는 등, 통상의 방법에 의하면 된다. 또한, 벨트치포(5)는 필요에 따라서 레조르신-포르말린-고무라텍스(RFL) 조성물이나 기타의 처리액으로 전처리되어 있었도 된다.

다음은, 본 실시예와 비교예의 실험데이터를 표 1 및 제2도에 표시한다.

이 실험데이터를 얻는데 있어서의 조건은 아래와 같다.

(벨트 본체의 고무조성물)

본 실시예 및 비교예 모두 표 1의 상란에 게시하는 고무조성물에서 N,N'-m-페닐렌디말레이미드를 제외한 것이다.

(벨트치포의 소재)

본 실시예 및 비교예 모두 나일론 6, 6 섬유를 사용하였다.

(심선의 소재)

본 실시예 및 비교예 모두 유리섬유 코드를 사용하였다.

(벨트치포의 처리)

본 실시예 및 비교예 모두 RFL 액에 의한 전처리, 표 1에 게시하는 고무조성물로 구성된 처리액에 의한 접착제 처리를 시행하였다. 그 부착량은 260g/㎥였다.

(심선의 처리)

본 실시예 및 비교예 모두 일반적으로 잘 행하여지는 RFL 액에 의한 접착제 처리를 행한 후, 클로로술폰화 폴리에틸렌고무(CSM)를 포함하는 고무조성물로 된 고무풀 상태의 처리액으로 접착제 처리를 행하였다.

(고무/처리치포 접착력의 측정요령)

벨트치포를 표 1 상란에 게시하는 고무조성물로 된 고무부재의 사이에 일체로 삽입시킨 시험편(test piece)을 준비하고, 고무부재와 벨트치포의 계면을 50㎜/분의 속도로 박리하였다.

(마모시험의 요령)

제3도에 도시된 바와 같이 표 1 상란에 게시한 고무조성물로 된 고무부재 1'에 벨트치포(5)가 접착된 처리치포 복합체로서의 시험편(11)을 준비하고, 이 시험편(11)을 벨트치포(5)를 위로 향하게 한 상태로 마모시험기의 슬라이드 테이블(12)상에 세트한다. 마찰지그(13)를 상기 시험편(11)의 벨트치포(5)상에 세트하고, 분위기 온도 25℃에서 마찰지그(13)로 상방으로부터 20㎏의 하중을 시험편(11)에 가한 상태로 도시하지 않은 구동모터를 800rpm의 회전수로 구동하여 이 회전토크를 수평직선운동으로 변환하여 상기 슬라이드 테이블(12)을 수평으로 슬라이드시킨다.

(열노화후의 치포 강력 유지율의 산출 방법)

상기와 같은 요령으로 처리한 벨트치포를 폭 3㎝, 길이 20㎝로 구멍을 뚫어서 시험편을 준비한다. 이 시험편을 120℃의 항온조에 넣어서 72시간 후에 꺼낸다. 실온에서 24시간 배치한 후, 인장속도 300m/분 인장시험을 행하고, 다음 식에 의해 강력유지율(%)을 얻었다.

강력유지율 (%) = ( 노화후의 강력 / 노화전의 강력 ) × 100

(균열 수명 측정 조건)

치수(齒數)18의 구동풀리와 동일하게 치수 18의 종동풀리에 치부벨트를 감아 걸쳐서 종동풀리에 4PS의 부하를 거는 동시에, 치부벨트에 20㎏의 텐션을 걸고, 분위기 온도 100℃에서 구동풀리를 1000rpm으로 회전시켰다.

이 실험데이터에서 명백한 바와 같이, 본 실시예 1∼3의 방법이 비교예 1∼4에 비하여 거의 모든 평가항목에 있어서 뛰어난 것을 알 수 있다.

더욱이, N,N'-m-페닐렌디말레이미드를 혼합하지 않은 비교예 1 에서는 고무와 벨트치포의 접착력이 낮았고, N,N'-m-페닐렌디말레이미드의 혼합비율이 15 중량부인 비교예 2 에서는 고무와 벨트치포의 접착력은 좋았으나, 열노화후의 치포강력유지율 및 치부벨트의 균열수명이 낮았다. 비교예 3 에서는 벨트치포의 처리액을 구성하는 고무조성물에 H-NBR을 사용하고 있지 않았기 때문에 모든 평가항목에서 평가가 낮았다. 비교예 4 에서는 고무와 벨트치포의 접착력이 비교예 3보다도 약간 좋았으나, 본 실시예 1∼3 에 비하면 평가가 낮고, 또, 다른 평가 항목도 비교예 3 과 동일하게 평가가 낮았다.

이것은 H-NBR 과 N,N'-m-페닐렌디말레이미드를 적당한 양으로 공용하고 있는가 아닌가의 상이에 의한 것이라고 말할 수 있다.

Claims

복수개의 심선이 벨트의 긴 쪽 방향을 따라 매설된 배고무층과, 이 배고무층에 벨트의 긴 쪽 방향을 따라 일정한 피치로 일체로 설치된 다수의 치고무층으로 벨트 본체가 구성되고, 이 벨트 본체의 치고무층의 치면이 벨트치포로 덮인 치부벨트에 있어서, 상기 벨트치포는 수소화니트릴 고무에 무기가교제로서 유황을, 유기가교제로서 N,N'-m-페닐렌디말레이미드를 혼합한 고무조성물로 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 치부벨트.
제1항에 있어서, N,N'-m-페닐렌디말레이미드의 혼합비율은 수소화니트릴 고무 100 중량부에 대하여 0.5∼10 중량부로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 치부벨트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 치고무층이 수소화니트릴 고무를 주체로 하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 치부벨트.
제3항에 있어서, 심선이 클로로술폰화 폴리에틸렌고무를 포함하는 처리액으로 접착제 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 치부벨트.
제3항에 있어서, 심선이 수소화니트릴 고무를 포함하는 처리액으로 접착제 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 치부벨트.