KR100359276B1 - 직물및그를이용한타이밍벨트 - Google Patents

Abstract

타이밍벨트는 세로방향으로 배열된 복수개의 치아 및 타이밍벨트의 후면부에 삽입된 코드를 갖는다. 치아용 직물이 치아를 피복한다. 치아용 직물로 사용된 직물이 라텍스로 코팅된다. 라텍스의 고형물 부착량은 기본 직물의 중량에 대해 50과 200중량% 사이로 조절된다.

Description

직물 및 그를 이용한 타이밍벨트{FABRIC AND TOOTHED BELT USING FABRIC}

본 발명은 복사기 또는 프린터의 캐리지 공급, 산업용 로버트의 위치조정 등에 사용되는 타이밍벨트용 직물에 관한 것이다.

타이밍벨트 상에 형성된 톱니는 신축성있는 직물에 의해 피복된다. 종래, 제조공정에서, 직물은 톱니에 강하게 접착되도록 RFL(레조르시놀-포름알데히드-라텍스)용액으로 처리되어, 고무로 코팅된다(고무가 입혀진다). 이런 처리방법에 의해 얻어지는 직물을 갖는 타이밍벨트에 있어서, 코팅된 고무가 직물의 표면에 부착되거나 또는 톱니 고무가 삼출되며 직물의 표면상에 피착되어, 벨트가 주행할 경우풀리와의 마찰로 인해, 직물의 표면과 폴리 사이의 마찰계수가 상승되어 잡음의 증가를 일으키며, 고무 먼지가 비산된다. 톱니용 고무는 전기 전도율이 양호한 탄소를 함유하기 때문에, 고무 먼지는 사무자동화(OA) 장치 등에서의 전기적인 장애를 일으킬 수 있다.

직물에 대한 톱니 고무의 삼출을 방지하는 타이밍벨트는, 예를 들면, 일본국 특허공개공보 7-190150호에 개시되어 있다. 이 타이밍벨트에 있어서는, 직물이 RFL 용액으로만 처리되며, 또한, 기본 직물의 중량에 대해 30 내지 50중량%를 갖는 RFL의 고형물이 직물 상에 부착된다.

그러나 RFL용액의 고형물 부착량이 30 내지 50중량%일 경우, 톱니 고무의 삼출은 충분히 방지되지 않는다. 반대로, 고형물 부착이 증가될 경우, 톱니용 고무의 삼출이 작아지지만, 직물의 신축성이 약화된다. 즉, OA장치에서 사용되는 것과 같은 작은 피치를 필요로 하는 타이밍벨트에서, 특히 소정의 형태로 벨트의 톱니를 형성하는 것이 곤란하다.

그러므로, 본 발명의 목적은 신축성이 약화되지 않으며, 고무가 삼출되지 않는 직물을 제공하며, 또한 이 직물을 사용하는 타이밍벨트를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 단면이 절단된 타이밍벨트의 사시도.

도 2는 세로방향을 따라 도 1에 도시된 타이밍벨트를 도시하는 단면도.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 타이밍벨트 12 : 톱니

14 : 코드 16 : 후면부

18 : 직물

본 발명에 의하면, 타이밍벨트 상에 형성된 복수 개의 톱니의 톱니 표면을 피복하는 직물이 제공되며, 직물은 제1 및 제2표면을 갖는다. 제1표면은 톱니 표면에 접착되며, 제2표면은 제1표면에 대향한다. 제1 및 제2직물 중 한 개 이상은 라텍스로 처리된다.

또한, 본 발명에 의하면, 타이밍벨트 상에 형성된 복수 개의 톱니의 표면을 피복하는 직물이 제공되며, 직물은 두 표면 중 한 개 이상이 라텍스로 코팅되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의하면, 세로방향을 따라 복수 개의 톱니를 갖는 타이밍벨트가 제공되며, 이 타이밍벨트는 톱니를 덮는 직물을 구비한다. 직물은 제1 및 제2표면을 갖는다. 제1표면은 톱니에 접착되며, 제2표면은 제1표면과 대향한다. 제1 및 제2 직물 중 한 개 이상은 라텍스로 처리된다.

본 발명은 첨부도면과 함께, 이하에 기재된 본 발명의 바람직한 실시예의 기재로부터 더 잘 이해될 것이다.

본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 이하에 기재하기로 한다.

도 1은 실시예의 절단된 타이밍벨트를 도시하는 사시도이며, 도 2는 타이밍벨트의 세로방향 단면도이다.

타이밍벨트(10)는 벨트(10)의 세로방향을 향해 형성되는 복수개의 톱니(12), 및 코드(14)가 삽입되는 후면부(16)를 갖는다. 직물(18)이 톱니(12)의 표면에 접착된다. 측면에서 볼 경우 직물(12)의 형태는 특별히 제한되지 않지만, 부분적으로 호 또는 사다리꼴 또는 다른 적당한 형태를 사용하여, 둥글게 될 수 있다. 도 2에서, Lp는 피치를, Pld는 피치 선 차이를 나타낸다.

톱니 (12) 및 후면부에 사용되는 원료고무는 수소가 첨가된 니트릴 고무, 클로로설포네이티드 폴리에틸렌, 또는 클로로프렌 고무, 천연 고무, 스틸렌 부타디엔고무 등과 같은 내열노화성이 개선된 고무일 수 있다. 산화아연, 스테아린산, 가소제, 산화방지제 등과 같은 배합제가 이들 고무에 첨가된다. 황, 유기 과산화수소 등이 가황제로서 사용될 수 있다. 이들 배합제 및 가황제는 특별히 제한되는 것은 아니다.

바람직하게, 코드(14)에 대하여는, 유리섬유, 파라 아로마틱 폴리아미드섬유, 및/또는 다른 필라멘트가 서로 꼬이거나 RFL용액과 같은 접착제로 처리된 꼬임있는 코드가 제공된다. 본 발명은 이러한 꼬임있는 코드로 한정되는 것은 아니다.

톱니용의 직물로 사용되는 직물은 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있는 나일론 6, 나일론 66 등을 포함한다. 톱니용 직물의 벨트폭방향으로 뻗어있는 씨실 및 벨트길이방향으로 뻗어있는 날실은 상기 직물 중 필라멘트 또는 방적실로 만들어진다. 직물 짜임은 평직, 능직, 수자직 등일 수 있다. 씨실은 신축성이 필요하지 않지만, 날실은 신축성이 있어야 한다.

직물은 우선 라텍스로 처리된다. 라텍스의 종류는 특별히 한정되지는 않지만, 유연성 막을 형성하여 직물의 신축성을 감소시키지 않으며, 톱니를 형성할 때 높은 막 강도를 갖는 자기 가교성 라텍스가 바람직하다. 라텍스는 미처리된 라텍스일 수 있으며 또한, 필요에 따라 가황제, 가황가속제, 산화방지제 등의 첨가를 필요로 할 수 있다.

제조공정에서, 기본 직물은 우선 라텍스용액에 침지되어, 한쌍의 롤러를 통과하여 비틀린 후 건조된다. 라텍스의 고형물 부착량은 기본 직물의 중량에 대해 50 내지 200중량%인 것이 바람직하다.

라텍스로 처리된 직물은 또한, RFL용액으로 처리된다. 처리 단계는 기본 직물이 라텍스로 처리되는 것과 유사하며, 그러므로 상세히 기술하지 않는다. RFL용액은 라텍스에 혼합된 레조르시놀 및 포름알데히드의 초기 혼합물(RF용액)로 이루어진다.

상기 처리된 직물은 소정의 톱니형태를 갖는 원통형 주형의 외부표면을 감싸서, 주변방향이 신축성 있는 날실에 해당한다. 다음에, 코드가 직물 주위에 나선형으로 감겨지며, 또한, 톱니 및 후면부를 형성하는 비가황성 고무시트가 주형 둘레를 감아서, 직물 및 나선형으로 감겨있는 코드를 피복한다. 가황 슬리브가 고정되어 전체적인 구조물을 피복하며, 이것은 증기 가황제에 의해 가황되며 압축된다. 가황되며 압축될 경우, 고무시트는 코드 사이에서 주형의 오목부로 들어가서, 직물을 신장시킨다. 즉, 직물이 피복된 톱니가 형성된다. 이러한 원통형 벨트재료가 소정 폭으로 절단되어 도 1에 도시된 타이밍벨트가 얻어진다.

이하, 본 발명이 실시예 및 비교예를 참조하여 설명되지만, 본 발명은 이들 예로 한정되는 것은 아니다.

본 발명자들은 실시예1 내지 3 및 비교예1 및 2의 타이밍벨트를 제조하였으며, 고무의 삼출에 대해 시각적으로 비교하였다. 타이밍벨트의 형태는 표 1에 도시된다.

(1) 실시예1

직물에 대해, 기본직물의 두께가 0.31㎜로 능직으로 짜여진 나일론 66의 씨실 및 날실로 이루어진 직물이 사용된다. 직물은 라텍스로만 처리된다. 직물 상에서 라텍스의 고형물 부착량은 기본 직물에 대해 100중량%이다. 라텍스에 대해, 카르복실군(예를 들면, 크로스렌 NA-15(다케다 약품 공업주식회사의 상품명))을 함유하는 자기 가교성 라텍스가 사용된다. 실시예1의 타이밍벨트의 톱니 및 후면부를 형성하는 원료고무는 클로로필렌 고무이다. 표 2에 도시된 고무혼합물이 원료고무로서 사용된다. 벨트의 톱니형태는 사다리꼴이다. 톱니 피치는 2.032㎜이다.

(2) 실시예2

직물은 라텍스로 처리된 후 RFL용액으로 처리된다. 사용된 RFL용액은 표 3에서 기술된다. 직물 상에서의 라텍스의 고형물 부착량은 기본 직물의 중량에 대해 100중량%이다. RFL의 고형물 부착은 기본 직물의 중량에 대해 35중량%이다. 나머지 구성은 실시예1과 동일하다.

(3) 실시예3

직물에 대해, 두께가 0.78㎜인 기본 직물을 형성하도록 2-2 능직으로 주어진 나일론 66 씨실 및 날실로 이루어진 직물이 사용된다. 이 직물은 라텍스 및 RFL용액으로 처리된다. 직물 상에서 라텍스의 고형물 부착량은 기본 직물의 중량에 대해85중량%이며, RFL의 고형물 부착량은 기본 직물의 중량에 대해 25중량%이다. 치형은 둥글며, 톱니 피치는 8.00㎜이다. 나머지 구성은 실시예2와 동일하다.

(4) 비교예1

직물에 대해, 두께가 0.31인 직물이 사용된다. 이 직물은 라텍스 처리는 되지 않으며, RFL용액만 처리된다. 직물의 최종 두께는 0.33㎜이다. 나머지 구성은 실시예2와 동일하다.

(5) 비교예2

직물에 대해, 두께가 0.78㎜인 기본 직물이 사용된다. 이 직물은 라텍스로 처리되지 않으며, RFL용액만 처리된다. 직물의 최종 두께는 0.81㎜이다. 나머지 구성은 실시예3과 동일하다.

표 4를 참조하면, 라텍스로 코팅된 직물을 사용할 경우, 즉, 각 실시예1 내지 3에서, 직물의 표면상으로의 고무의 삼출이 얻어지지 않았다. 반대로, 라텍스로 코팅되지 않은 직물을 사용한 비교예1 및 2에서, 고무의 삼출을 알 수 있었다. 실시예1에서, 고무는 라텍스로만 피복되지만, 직물과 벨트 톱니 사이의 접합은 비교예1에서보다 약하다. 라텍스 및 RFL용액으로 처리된 실시예2의 직물에서, 직물의 최종 두께가 실시예1과 거의 동일함에도 불구하고, 벨트 톱니에서의 접합은 비교예1에 비해 양호함을 알 수 있다.

실시예1 내지 3 및 비교예1 및 2의 벨트가 성능을 평가하기 위하여 주행시험에 사용되었다. 평가는 벨트를 주행시키는 동안, 고무 먼지의 비산양, 잡음 및 내구성이라는 세가지 특성을 평가하여 실행되었다. 주행조건은 사다리꼴 타이밍벨트(실시예1, 실시예2 및 비교예1)와 원형의 타이밍벨트(실시예3 및 비교예2)에 대해 달랐다. 주행시험의 결과는 표 4에 도시된다. 표 4에서 "-" 표시는 주행시험이 행해지지 않은 것을 나타낸다.

[주행 벨트의 고무 먼지의 비산도를 시험 및 평가하는 방법]

실시예1 내지 3 및 비교예1 및 2의 벨트는 제1 및 제2주행시험을 행하기 위해 사용되었다. 고무 먼지의 비산도는 시각적으로 평가된다.

제1주행시험은 실시예1, 실시예2 및 비교예1의 사다리꼴 벨트를 사용하여 행해졌다. 벨트는 시판중인 프린터(NEC사에 의해 제조된 일본어 직렬 프린터 PC-PR201/63)의 캐리지 공급에 사용되었으며, 24시간 주행되었다.

제2주행시험은 실시예3 및 비교예2의 원형 타이밍벨트를 사용하여 실행되었다. 톱니가 22개인 원동 풀리 및 톱니가 22개인 종동 풀리가 설치된 2중 축 주행시험기가 사용되며, 벨트는 원동 풀리의 속도가 2300rpm이며, 부하가 23N·m 인 조건하에서 24시간동안 주행하였다.

제1 및 제2주행시험의 결과는 표 4에 도시된다. 고무 먼지의 비산도를 고려하면, 고무 먼지는 비교예의 사각형 및 구형 타이밍벨트에서 발견되지만, 실시예에서는 발견되지 않았다. 이 결과는 고무의 삼출의 유무에 대응한다. 즉, 고무의 삼출이 없는 실시예1 및 실시예2의 벨트, 즉 직물 상에 피복된 라텍스가 있는 벨트는 고무 먼지의 비산을 방지할 수 있다.

[주행 벨트의 잡음의 시험방법 및 평가방법]

제3 및 제4주행시험이 실시예1 내지 실시예3 및 비교예1 및 2의 벨트를 사용하여 실행되어 벨트로부터 발생된 잡음 레벨에 따른 잡음을 평가한다. 잡음 레벨은 잡음계의 A스케일, 즉 인간의 청각에 근접한 스케일을 사용하여 측정되며 dBA로 표시된다.

제3주행시험은 실시예1, 실시예2, 및 비교예1의 사다리꼴 타이밍벨트를 사용하여 행해진다. 톱니가 30개인 원동 풀리 및 톱니가 30개인 종동 풀리가 설치된 2중 축 주행시험기가 사용되며, 벨트는 원동 풀리의 속도가 1 내지 3000rpm이며, 부하가 없는 조건하에서 주행하였다. 두 축 사이의 공간의 중앙에서 벨트로부터 100㎜의 위치에 마이크가 놓여서 벨트의 잡음 레벨을 측정한다.

제4주행시험이 실시예3 및 비교예2의 원형 타이밍벨트를 사용하여 행해진다. 톱니가 22개인 원동 풀리 및 톱니가 22개인 종동 풀리가 설치된 2중 축 주행시험기가 사용되며, 벨트는 원동 풀리의 속도가 3000rpm이며, 부하가 없는 조건하에서 주행하였다. 두 축 사이의 공간의 중앙에서 벨트로부터 100㎜의 위치에 마이크가 놓여서, 벨트의 잡음 레벨을 측정한다.

제3 및 제4주행시험의 결과는 표 4에 도시된다. 두 주행시험의 결과는 고무 삼출의 유무에 대응한다. 비교예의 벨트와 비교하면, 실시예의 벨트가 잡음이 적다는 것을 알 수 있다. 이것은 실시예의 벨트에는, 직물의 표면상에 고무의 삼출이 존재하지 않기 때문에, 구동 시 풀리와의 마찰이 감소되며, 전력의 부드러운 전달이 가능하기 때문이다.

[주행 벨트의 내구성의 시험 및 평가방법]

실시예1 내지 3 및 비교예1 내지 2의 벨트에 대해 제5 및 제6주행시험이 행해진다. 주행의 개시 시로부터 벨트 톱니가 바닥이 부러져서 주행이 더 이상 가능하지 않게 될 때까지의 주행시간이 측정되어 내구성을 평가한다.

제5주행시험은 실시예1, 실시예2 및 비교예1의 사다리꼴 타이밍벨트를 사용하여 실행된다. 벨트는 원동 풀리의 속도가 9000rpm이며, 부하가 0.1N·m인 조건하에서 톱니가 14개인 원동 풀리 및 톱니가 14개인 종동 풀리가 설치된 2중 축 주행시험기를 사용하여 주행된다.

제6주행시험은 실시예3 및 비교예2의 둥근 타이밍벨트를 사용하여 실행된다. 벨트는 원동 풀리의 속도가 9000rpm이며, 부하가 0.1N·m인 조건하에서 톱니가 22개인 원동 풀리 및 톱니가 22개인 종동 풀리가 설치되는 2중 축 주행시험기를 사용하여 주행된다.

제5 및 제6주행시험의 결과는 표 4에 도시된다. 벨트의 내구성은 벨트 톱니와의 접합도에 대응한다. 벨트 톱니와의 접합이 빈약한 실시예1의 벨트는 실시예1 및 비교예1의 벨트에 비해 내구성이 열악함을 알 수 있다. 또한, 실시예3의 벨트와 비교예2의 벨트 사이의 내구성에서 근소한 차이가 발견된다. 즉, 라텍스용액 뿐만 아니라 RFL용액으로도 처리된 직물을 사용하는 타이밍벨트는 벨트 톱니와의 접합이 양호하며, 긴 수명을 갖는다.

본 발명의 실시예의 타이밍벨트에서, 톱니용 직물이 라텍스로 처리되기 때문에, 톱니용 직물의 조직 사이의 공간이 라텍스로 도포되어, 고무의 삼출이 방지될 수 있다. 그러므로, 벨트가 주행할 경우, 풀리와의 마찰력이 저하되므로, 고무 먼지가 발생되지 않으며, 결과적으로 잡음이 감소된다.

상기한 실시예에서, 기본 직물이 라텍스용액에 침지되어, 기본 직물의 양표면이 라텍스로 처리되지만, 표면 중 한개만 라텍스가 도포되면 된다.

본 발명의 실시예가 첨부도면을 참조하여 기술되었지만, 당업자는 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않으면서, 변경 및 변형을 할 수 있다는 것이 명백하다.

본 발명은 본 발명에서 참조하여 구체화하고 있는 일본 특허출원 제8-329189호(1996년 11월 25일에 제출됨)에 포함된 주된 사상에 관한 것이다.

Claims (11)

1. 제1 및 제2표면을 구비하며, 상기 제1표면은 톱니 표면에 접착되며, 상기 제2표면은 상기 제1표면에 대향하며, 상기 제1 및 제2표면 중 한개 이상은 라텍스로 처리되며, 상기 라텍스의 부착량은 상기 직물을 형성하는 기본 직물의 중량에 대하여 50 내지 200중량%인 것을 특징으로 하는 타이밍벨트상에 형성된 복수개의 톱니의 톱니표면을 피복하는 직물.
2. 제1항에 있어서, 상기 부착량은 상기 직물을 형성하는 기본 직물의 중량에 대해 85 내지 100중량%인 것을 특징으로 하는 직물.
3. 제1항에 있어서, 상기 라텍스는 카르복실군을 함유하는 자기 가교성 라텍스인 것을 특징으로 하는 직물.
4. 제1항에 있어서, 상기 직물은 상기 라텍스로 코팅된 후 레조르시놀-포름알데히드-라텍스로 코팅되는 것을 특징으로 하는 직물.
5. 제4항에 있어서, 상기 레조르시놀-포름알데히드-라텍스의 고형물 부착량은 상기 직물을 형성하는 기본 직물의 중량에 대해 25 내지 35중량%인 것을 특징으로 하는 직물.
6. 타이밍벨트 상에 형성된 복수개의 톱니의 표면을 피복하는 직물에 있어서, 두 표면 중 한개 이상이 라텍스로 코팅되며, 상기 라텍스의 부착량은 상기 직물을 형성하는 기본 직물의 중량에 대해 50 내지 200중량%인 것을 특징으로 하는 직물.
7. 톱니를 피복하며, 제1 및 제2표면을 가지며, 상기 제1표면은 상기 톱니에 접착되며, 상기 제2표면은 상기 제1표면에 대향하며, 상기 제1 및 제2표면 중 한개 이상은 라텍스로 처리되는 직물을 구비하며, 상기 라텍스의 부착량은 상기 직물을 형성하는 기본 직물의 중량에 대해 50 내지 200중량%인 것을 특징으로 하는 세로방향을 따라 복수개의 톱니를 갖는 타이밍 벨트.
8. 제7항에 있어서, 상기 라텍스의 부착량은 상기 직물을 형성하는 기본 직물의 중량에 대해 85 내지 100중량%인 것을 특징으로 하는 타이밍벨트.
9. 제7항에 있어서, 상기 라텍스는 카르복실군을 함유하는 자기 가교성 라텍스인 것을 특징으로 하는 타이밍벨트.
10. 제7항에 있어서, 상기 직물은 상기 라텍스로 코팅된 후 레조르시놀-포름알데히드-라텍스로 코팅되는 것을 특징으로 하는 타이밍벨트.
11. 제10항에 있어서, 상기 레조르시놀-포름알데히드-라텍스의 고형물 부착량은 상기 직물을 형성하는 기본 직물의 중량에 대해 25 내지 35중량%인 것을 특징으로 하는 타이밍벨트.

Images