KR101516934B1

KR101516934B1 - 마찰 전동 벨트 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101516934B1
Application number: KR1020147019426A
Authority: KR
Inventors: 케이스케 요시다; 김성진
Original assignee: 반도 카가쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2015-05-04
Also published as: US9303722B2; EP2792904A4; CN103998817B; CN103998817A; JPWO2013088718A1; US20140296011A1; EP2792904A1; JP5309275B1; KR20140098252A; WO2013088718A1; EP2792904B1

Abstract

마찰 전동 벨트(B)는, 고무 조성물로 형성된 벨트 본체(10)가 풀리에 감아 걸려 동력을 전달한다. 벨트 본체(10)의 풀리 접촉측 표면에는, 열가소성 수지막(16)이 부착됨과 동시에, 마찰계수 저감분체(17)가 분산되어 부착한다.

Description

마찰 전동 벨트 및 그 제조방법{FRICTION TRANSMISSION BELT AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은, 마찰 전동 벨트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

V 리브드(V-ribbed) 벨트 등의 마찰 전동 벨트에서는, 풀리와의 접촉 시에 발생하는 소음의 저감이 요구되고 있다.

이 소음 저감의 과제에 대해, 특허문헌 1에는, V 리브(V-rib) 표면이 불소입자를 포함한 열가소성(可塑性) 수지 필름에 의해 피복된 V 리브드(V-ribbed) 벨트가 개시되어 있다. 특허문헌 2에는, V 리브 표면이 편물에 의해 피복되고, 그 표면에, 불소 함유 폴리머를 포함하는 폴리우레탄에 의한 소음 억제 감마(減摩) 코팅을 행한 V 리브드(V-ribbed) 벨트가 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공표 2009-533606호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공표 2009-526954호 공보

본 발명은, 고무 조성물로 형성된 벨트 본체가 풀리에 감아 걸려 동력을 전달하는 마찰 전동 벨트에 있어서, 상기 벨트 본체의 풀리 접촉측 표면에는, 열가소성 수지막이 부착됨과 동시에, 마찰계수 저감분체(粉體)가 분산되어 부착한다.

본 발명은, 고무 조성물로 형성된 벨트 본체가 풀리에 감아 걸려 동력을 전달하는 마찰 전동 벨트에 있어서, 벨트 성형틀의 풀리 접촉측 부분을 형성하기 위한 성형면에, 미리 열가소성 수지 분체 및 마찰계수 저감분체를 분사하여 분체층을 형성하고, 거기에 벨트 형성용 미가교 고무 조성물을 압접(壓接)시켜 상기 열가소성 수지분체가 용융(溶融)하며 또한 상기 마찰계수 저감분체가 용융하지 않는 성형온도에서 가교시킴으로써 제조된 것이다.

본 발명은, 벨트 성형틀의 풀리 접촉측 부분을 형성하기 위한 성형면에, 미리 열가소성 수지분체 및 마찰계수 저감분체를 분사하여 분체층을 형성하고, 거기에 벨트 형성용 미가교 고무 조성물을 압접시켜 상기 열가소성 수지분체가 용융하며 또한 상기 마찰계수 저감분체가 용융하지 않는 성형온도에서 가교시키는 마찰 전동 벨트의 제조방법이다.

도 1은, 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트의 사시도이다.
도 2는, 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트의 요부(要部) 단면도이다.
도 3은, 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트 변형예의 요부 단면도이다.
도 4는, 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트의 요부 단면 확대도이다.
도 5는, 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트를 이용한 자동차의 보조기계(補助機械) 구동 벨트 전동장치의 풀리 레이아웃을 나타내는 도이다.
도 6은, 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트의 제조에 이용하는 벨트 성형틀의 종단면도이다.
도 7은, 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트의 제조에 이용하는 벨트 성형틀의 일부분의 확대 단면도이다.
도 8은, 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트의 제조에 있어서, 외틀에 분체를 분사하는 공정을 나타내는 설명도이다.
도 9는, 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트의 제조에 있어서, 내틀에 미가교 고무 시트 및 꼰 실(연사(撚絲))를 세팅하는 공정을 나타내는 설명도이다.
도 10은, 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트의 제조에 있어서, 내틀을 외틀 안에 위치시키는 공정을 나타내는 설명도이다.
도 11은, 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트의 제조에 있어서, 벨트 슬래브(slab)를 성형하는 공정을 나타내는 설명도이다.
도 12는, 제 2 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트 요부의 단면도이다.
도 13은, 제 2 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트 변형예의 요부의 단면도이다.
도 14는, 제 2 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트 요부의 단면 확대도이다.
도 15는, 제 2 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트의 제조에 있어서, 내틀에 미가교 고무시트 등을 세팅하는 공정을 나타내는 설명도이다.
도 16은, 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트의 다른 변형예 요부의 단면 확대도이다.
도 17은, 제 2 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트의 다른 변형예 요부의 단면 확대도이다.
도 18은, 벨트 주행 시 이상음 시험용 벨트 시험주행기의 풀리 레이아웃을 나타내는 도이다.

이하, 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.

(제 1 실시형태)

도 1 및 도 2는 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)(마찰 전동 벨트)를 나타낸다. 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)는, 예를 들어, 자동차의 엔진 룸 내에 설치되는 보조기계(補助機械) 구동 벨트 전동장치 등에 이용되는 것이다. 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)는, 예를 들어, 벨트 둘레길이 700∼3000㎜, 벨트 폭 10∼36㎜, 및 벨트 두께 4.0∼5.0㎜이다.

제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)는, 벨트 내주(內周)측의 압축 고무층(11)과 중간의 접착 고무층(12)과 벨트 외주(外周)측의 배면 고무층(13)과의 3중층으로 구성된 V 리브드(V-ribbed) 벨트 본체(10)를 구비하고, 접착 고무층(12)에는, 벨트 폭방향에 피치를 갖는 나선을 형성하도록 배치된 심선(14)이 매설된다.

압축 고무층(11)에는, 복수의 V 리브(15)가 벨트 내주측으로 늘어지도록 형성된다. 복수의 V 리브(15)는, 각각이 벨트 길이방향으로 연장되는 단면이 거의 역삼각형의 돌조로 형성됨과 동시에, 벨트 폭방향으로 나열 형성된다. 각 V 리브(15)는, 예를 들어, 리브 높이가 2.0∼3.0㎜, 기단(基端) 사이의 폭이 1.0∼3.6㎜이다. 또, 리브 수는, 예를 들어, 3∼6개이다(도 1에서는 리브 수가 6개). 압축 고무층(11)은, 고무성분에 여러 가지 배합제가 배합되어 혼련(混鍊)된 미가교 고무 조성물을 가열 및 가압하여 가교제에 의해 가교된 고무 조성물로 형성된다.

압축 고무층(11)을 형성하는 고무 조성물의 고무성분은, 예를 들어, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머(EPDM 등), 클로로프렌 고무(CR), 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM), 수소첨가 아크릴로니트릴 고무(H-NBR) 등을 들 수 있다. 고무성분은 단일 종으로 구성되어도 되고, 또, 복수 종이 혼합되어 구성되어도 된다.

배합제로는, 카본블랙 등의 보강재, 가류 촉진제, 가교제, 노화 방지제, 연화제 등을 들 수 있다.

보강재로는, 카본블랙으로는, 예를 들어 채널블랙(channel black); SAF, ISAF, N-339, HAF, N-351, MAF, FEF, SRF, GPF, ECF, N-234 등의 퍼네이스블랙(furnace black); FT, MT 등의 서멀블랙(thermal black); 아세틸렌 블랙(acetylene black)을 들 수 있다. 보강재로는 실리카도 들 수 있다. 보강재는, 단일 종으로 구성되어도 되고, 또, 복수 종으로 구성되어도 된다. 보강재는, 내마모성 및 내굴곡성의 균형이 양호하게 되는 관점에서, 고무성분 100질량부에 대한 배합량이 30∼80질량부인 것이 바람직하다.

가류(加硫) 촉진제로는, 산화 마그네슘이나 산화아연(아연화(亞鉛華)) 등의 금속 산화물, 금속 탄산염, 스테아린산(stearic acid) 등의 지방산 및 그 유도체 등을 들 수 있다. 가류 촉진제는, 단일 종으로 구성되어도 되고, 또, 복수 종으로 구성되어도 된다. 가류 촉진제는, 고무성분 100질량부에 대한 배합량이 예를 들어 0.5∼8질량부이다.

가교제로는, 예를 들어, 유황, 유기과산화물을 들 수 있다. 가교제로서, 유황을 이용한 것이라도 되고, 또, 유기과산화물을 이용한 것이라도 되며, 또한, 이들 양쪽을 병용한 것이라도 된다. 가교제는, 유황의 경우, 고무성분 100질량부에 대한 배합량이 0.5∼4.0질량부인 것이 바람직하고, 유기과산화물의 경우, 고무성분 100질량부에 대한 배합량이 예를 들어 0.5∼8질량부이다.

노화 방지제로는, 아민계, 퀴놀린(quinoline)계, 하이드로퀴논(hydroquinone) 유도체, 페놀계, 아인산(phosphorous acid) 에스테르계의 것을 들 수 있다. 노화 방지제는, 단일 종으로 구성되어도 되고, 또, 복수 종으로 구성되어도 된다. 노화 방지제는, 고무성분 100질량부에 대한 배합량이 예를 들어 0∼8질량부이다.

유연제로는, 예를 들어, 석유계 연화제, 파라핀 왁스 등의 광물유(鑛物油)계 연화제, 피마자유(castor oil), 면실유, 아마인유(linseed oil), 채종유(rape oil), 대두유, 팜유(palm oil), 야자유(coconut oil), 낙화생유, 목랍(Japan wax), 로진(rosin), 파인오일(pine oil) 등의 식물유계 연화제를 들 수 있다. 연화제는 단일 종으로 구성되어도 되고, 또, 복수 종으로 구성되어도 된다. 석유계 연화제 이외의 연화제는, 고무성분 100질량부에 대한 배합량이 예를 들어 2~30질량부이다.

또한, 배합제로서, 스멕타이트(smectite)족, 버미큘라이트(vermiculite)족, 카올린(kaolin)족 등의 층상 규산염이 포함되어도 된다.

압축 고무층(11)은, 단일 종의 고무 조성물로 구성되어도 되고, 또한, 복수 종의 고무 조성물이 적층되고 구성되어도 된다. 예를 들어, 압축 고무층(11)은, 도 3에 나타내듯이, 마찰계수 저감재가 배합된 풀리 접촉측 표면층(11a)과 그 내측에 적층된 내부 고무층(11b)을 가져도 된다. 마찰계수 저감재로는, 예를 들어, 나일론 단섬유, 비닐론 단섬유, 아라미드 단섬유, 폴리에스테르 단섬유, 면 단섬유 등의 단섬유나 초고분자량 폴리에틸렌 수지 등을 들 수 있다. 또한, 내부 고무층(11b)에는 단섬유와 마찰계수 저감재가 배합되지 않은 것이 바람직하다.

압축 고무층(11)의 풀리 접촉측 표면인 V 리브(15) 표면에는, 열가소성 수지막(16)이 분산되어 부착한다. 열가소성 수지막(16)은, 도 4에 나타내듯이, V 리브(15) 표면에 물리적으로 밀착되어 형성된다. 열가소성 수지막(16)은, V 리브(15) 표면에 노출하며 또한 그 일부 내지 전부가 V 리브(15)에 묻히고 복합화 되는 것이 바람직하다. 열가소성 수지막(16)의 두께는 0.1∼200㎛인 것이 바람직하고, 1.0∼100㎛인 것이 보다 바람직하다. 열가소성 수지막(16)의 두께는, V 리브(15)의 단면(斷面) 화상을 화상 처리함에 따라 평균값으로써 측정할 수 있다. 열가소성 수지막(16)에 의한 V 리브(15) 표면의 피복비율은 10∼90％인 것이 바람직하고, 50∼90％인 것이 보다 바람직하다. 이 피복비율은, V 리브(15)의 표면 화상을 화상 처리함으로써 측정할 수 있다.

열가소성 수지막(16)을 형성하는 열가소성 수지로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 수지(polyethylene resin, PE)나 폴리프로필렌 수지(polypropylene resin, PP) 등의 폴리올레핀 수지(polyolefin resin), 폴리스티렌 수지(polystyrene resin, PS), 폴리카보네이트 수지(polycarbonate resin, PC), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 수지(acrylonitrile butadiene styrene resin, ABS) 등을 들 수 있다. 이들 중 폴리에틸렌 수지나 폴리프로필렌 수지 등의 폴리올레핀 수지가 바람직하고, 내열성의 관점에서 폴리프로필렌 수지가 바람직하다. 열가소성 수지는, 단일 종으로 구성되어도 되고, 또, 복수 종이 혼합되어 구성되어도 된다. 열가소성 수지막(16)을 형성하는 열가소성 수지는, 폴리에틸렌 수지나 폴리프로필렌 수지 등과 같은 결정성(結晶性) 수지라도 되고, 또 폴리스티렌 수지 등과 같은 비(非)결정성 수지라도 된다. 열가소성 수지막(16)을 형성하는 열가소성 수지의 융점(融點)은, 성형 가공성과 내열성의 균형의 관점에서 100∼170℃인 것이 바람직하고, 130∼160℃인 것이 더욱 바람직하다.

V 리브(15) 표면에는, 마찰계수 저감분체(17)가 분산하여 부착된다. 마찰계수 저감분체(17)는, 도 4에 나타내듯이, V 리브(15) 표면에 물리적으로 복합화하여 일체로 형성된다. 마찰계수 저감분체(17)는, V 리브(15) 표면에 노출하고 또 그 일부 내지 전부가 V 리브(15)에 묻혀 복합화하는 것이 바람직하다. 마찰계수 저감분체(17)는, V 리브(15) 표층에 매설되어도 된다. 또한, 마찰계수 저감분체(17)는, 열가소성 수지막(16) 표면에도 물리적으로 복합화하여 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우도, 마찰계수 저감분체(17)는, 열가소성 수지(16) 표면에 노출하며 또한 그 일부 내지 전부가 열가소성 수지막(16)에 묻혀 복합화하는 것이 바람직하다. 또한, 마찰계수 저감분체(17)는, 열가소성 수지막(16) 내에 매설되는 것이 바람직하다. 마찰계수 저감분체(17)의 입자지름은 0.1∼150㎛인 것이 바람직하고, 0.5∼60㎛인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 입자지름이란, 체 분석(sieve analysis)법에 의해 측정한 시험용 체의 체구멍(sieve opening)으로 나타낸 것, 침강법(precipitation method)에 의한 스토크스(stokes) 상당 지름으로 나타낸 것, 및 광산란(光散亂)법에 의한 구형(球形)에 상당하는 지름, 그리고 전기저항 시험방법에 의한 구형에 상당하는 값으로 나타낸 것 중 어느 하나이다. 마찰계수 저감분체(17)의 V 리브(15) 표면의 점유 면적률은 10∼80％인 것이 바람직하고, 20∼60％인 것이 보다 바람직하다. 이 부착 밀도는, V 리브(15)의 표면 화상을 화성 처리에 의해 측정할 수 있다.

마찰계수 저감분체(17)를 형성하는 재료로는, 예를 들어, 불소수지, 층상 규산염, 활석(talc), 탄산칼슘, 실리카 등을 들 수 있다. 이들 중 풀리 접촉측 표면인 V 리브(15) 표면의 마찰계수를 저감하는 관점에서, 불소수지가 바람직하다. 마찰계수 저감분체(17)는, 단일 종으로 구성되어도 되고, 또한, 복수 종이 혼합되어 구성되어도 된다.

불소수지로는, 예를 들어, 폴리테트라 플루오로에틸렌 수지(polytetrafluoroethylene resin, PTFE), 테트라플루오로에틸렌ㆍ퍼플루오로 알킬비닐에테르 공중합체 수지(PFA), 테트라플루오로에틸렌ㆍ헥사플루오로프로필렌 공중합체 수지(FEP), 테트라플루오로에틸렌ㆍ에틸렌 공중합체 수지(ETFE), 폴리비닐이딘 플루오라이드 수지(polyvinylidene fluoride resin, PVDF), 폴리클로로 트리플루오로에틸렌 수지(polychlorotrifluoroethylene, PCTFE), 클로로 트리플루오로에틸렌ㆍ에틸렌 공중합체 수지(ECTFE) 등을 들 수 있다. 이들 중 폴리테트라 플루오로에틸렌 수지(PTFE)가 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어, 주식회사 SEISHIN사 제의 PTFE 파우더 TFW 시리즈(TFW-500, TFW-1000, TFW-2000, TFW-3000, TFW-3000F)를 들 수 있다.

층상 규산염으로는, 스멕타이트족, 버미큘라이트족, 카올린족을 들 수 있다. 스멕타이트족으로는, 예를 들어, 몬모릴로나이트(montmorillonite), 바이델라이트(beidellite), 사포나이트(saponite), 헥토라이트(hectorite) 등을 들 수 있다. 버미큘라이트족으로는, 예를 들어, 삼팔면체(trioctahedral)형 버미큘라이트, 이팔면체(dioctahedral)형 버미큘라이트 등을 들 수 있다. 카올린족으로는, 예를 들어, 카올리나이트(kaolinite), 디카이트(dickite), 할로이사이트(halloysite), 리잘다이트(lizardite), 에임자이트(amesite), 크리소타일(chrysotile) 등을 들 수 있다. 이들 중 스멕타이트족의 몬모릴로나이트가 바람직하다.

제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)에 의하면, 상기와 같이 풀리 접촉측 표면인 V 리브(15) 표면에, 열가소성 수지(16) 및 마찰계수 저감분체(17)가 분산되어 부착하므로, 풀리 사이에 발생하는 미스얼라인먼트가 큰 경우, 다량의 물로 덮히는 경우, 또는 회전변동이 상당히 큰 경우 등 매우 엄격한 사용조건에서도 장기에 걸쳐 유효하게 소음을 억제할 수 있다. 또한, 열가소성 수지막(16) 및 마찰계수 저감분체(17)에 의한 마찰계수의 저감효과도 있으므로, 풀리와의 접촉에 의한 마모도 억제할 수 있고, 또한, 마찰계수 저감분체(17)에 의한 요철(凹凸)에 의해 물로 덮히는 경우 하이드로 플레이닝(hydroplaning)을 방지(배수)하여 물로 덮히는 것으로 인한 슬립을 방지할 수 있다. 더불어, 열가소성 수지(16)에 의한 내균열성의 향상도 기대할 수 있다.

내마모성을 높이는 관점에서는, V 리브(15) 표면에 다수의 단섬유(18)가 형성되어도 된다. 단섬유(18)는, 기단(基端)부가 압축 고무층(11)에 묻히고, 열가소성 수지막(16) 및 마찰계수 저감분체(17)의 사이로부터 선단(先端)부가 돌출되는 것이 바람직하다.

단섬유(18)로는, 예를 들어, 나일론 단섬유, 비닐론 단섬유, 아라미드 단섬유, 폴리에스테르 단섬유, 면 단섬유를 들 수 있다. 단섬유(18)는, 예를 들어, 장섬유를 길이방향을 따라 소정 길이로 절단하여 제조된다. 단섬유(18)는, 예를 들어, 레조르신ㆍ포르말린ㆍ라텍스 수용액(이하, "RFL 수용액"이라 함) 등에 침지(浸漬)한 후에 가열하는 접착처리가 실행된 것이라도 된다. 단섬유(18)는, 예를 들어 길이가 0.2∼5.0㎜, 섬유지름이 10∼50㎛이다.

접착 고무층(12)은, 단면이 가로로 긴 직사각형의 띠형상으로 구성되고, 두께는 예를 들어 1.0∼2.5㎜이다. 배면 고무층(13)도, 단면이 가로로 긴 직사각형의 띠형상으로 구성되고, 두께는 예를 들어 0.4∼0.8㎜이다. 배면 고무층(13)의 표면은, 벨트 배면이 접촉하는 평 풀리와의 사이에서 발생하는 이상음을 억제하는 관점에서, 직포의 결이 전사(轉寫)된 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 접착 고무층(12) 및 배면 고무층(13)은, 고무성분에 여러 가지 배합제가 배합되어 혼련된 미가교 고무 조성물을 가열 및 가압하여 가교제에 의해 가교시킨 고무 조성물로 형성된다. 배면 고무층(13)은, 벨트 배면이 접촉하는 평 풀리와의 접촉으로 점착이 발생하는 것을 억제하는 관점에서, 접착 고무층(12)보다 약간 단단한 고무 조성물로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 압축 고무층(11)과 접착 고무층(12)으로 V 리브드(V-ribbed) 벨트 본체(10)를 구성하고, 배면 고무층(13) 대신에, 예를 들어, 면, 폴리아미드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 아라미드 섬유 등의 실로 형성된 직포, 편물(編物), 부직포 등으로 구성된 보강포가 형성된 구성이라도 된다.

접착 고무층(12) 및 배면 고무층(13)을 형성하는 고무 조성물의 고무성분으로는, 예를 들어, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머(EPDM 등), 클로로프렌 고무(CR), 클로로설폰화 폴리에틸렌 고무(CSM), 수소첨가 아크릴로니트릴 고무(H-NBR) 등을 들 수 있다. 접착 고무층(12) 및 배면 고무층(13)의 고무성분은 압축 고무층(11)의 고무성분과 동일한 것이 바람직하다.

배합제로는, 압축 고무층(11)과 마찬가지로, 예를 들어, 카본블랙 등의 보강재, 가류촉진제, 가교제, 노화방지제, 연화제 등을 들 수 있다.

압축 고무층(11), 접착 고무층(12), 및 배면 고무층(13)은, 별도 배합의 고무 조성물로 형성되어도 되고, 또, 동일 배합의 고무 조성물로 형성되어도 된다.

심선(14)은, 폴리에스테르 섬유(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유(PEN), 아라미드 섬유, 비닐론 섬유 등의 꼰 실(연사(撚絲))로 구성된다. 심선(14)은, V 리브드(V-ribbed) 벨트 본체(10)에 대한 접착성을 부여하기 위해, 성형가공 전에 RFL 수용액에 침지(浸漬)한 후에 가열하는 접착처리 및/또는 고무풀에 침지한 후에 건조시키는 접착처리가 행해진다.

도 5는, 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)를 이용한 자동차의 보기 구동 벨트 전동장치(20)의 풀리 레이아웃을 나타낸다. 이 보기 구동 벨트 전동장치(20)는, V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)가 4개의 리브 풀리 및 2개의 평 풀리를 합쳐 6개의 풀리에 감아 걸려 동력을 전달하는 서펜타인(serpentine) 드라이브 방식의 것이다.

이 보기 구동벨트 전동장치(20)는, 최상 위치에 파워 스티어링 풀리(power steering pulley)(21), 이 파워 스티어링 풀리(21)의 약간 우측의 경사진 하방에 배치된 AC제네레이터 풀리(22), 파워 스티어링 풀리(21)의 좌측 경사진 하방이며, 또 AC제네레이터 풀리(22)의 좌측 경사진 상방에 배치된 평 풀리의 텐셔너 풀리(23)와, AC제네레이터 풀리(22)의 좌측 경사진 하방이며 또, 텐셔너 풀리(23)가 바로 아래에 배치된 평 풀리의 워터 펌프풀리(24)와, 텐셔너 풀리(23) 및 워터 펌프풀리(24)의 좌측 경사진 하방에 배치된 크랭크 샤프트 풀리(25)와, 워터 펌프풀리(24) 및 크랭크 샤프트 풀리(25)의 좌측 경사진 하방에 배치된 에어컨풀리(26)를 구비한다. 이들 중, 평 풀리인 텐셔너 풀리(23) 및 워터 펌프 풀리(24) 이외는 모두 리브 풀리이다. 이들 리브 풀리 및 평 풀리는, 예를 들어, 금속의 프레스 가공품이나 주물(鑄物), 나일론 수지, 페놀 수지 등의 수지 성형품으로 구성되며, 또, 풀리 지름이 Φ50~150㎜이다.

이 보기 구동 벨트 전동장치(20)에서는, V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)는, V 리브(15)측이 접촉하도록 파워 스티어링 풀리(21)에 감아 걸리고, 이어서, 벨트 배면이 접촉하도록 텐셔너 풀리(23)에 감아 걸린 후, V 리브(15)측이 접촉하도록 크랭크샤프트 풀리(25) 및 에어컨 풀리(26)에 차례로 감아 걸리고, 또한, 벨트 배면이 접촉하도록 워터펌프 풀리(24)에 감기고, 그리고, V 리브(15)측이 접촉하도록 AC제네레이터 풀리(22)에 감기며, 마지막에 파워 스티어링 풀리(31)로 되돌아오도록 설치된다.

제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)에 의하면, 상기와 같이 풀리 접촉측 표면인 V 리브(15) 표면에, 열가소성 수지막(16) 및 마찰계수 저감분체(17)가 분산되어 부착하므로, 예를 들어, 풀리 사이에 걸려지는 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)의 길이인 벨트 스팬(span) 길이가 40∼100㎜로 짧고, 이로써 풀리 사이에서 발생하는 미스얼라인먼트가 0.5∼1.0°(더욱 엄격하게는 1.0∼2.0°)로 큰 경우, 자동차의 엔진 룸과 같이, 다량의 물로 덮힐 우려가 있는 경우, 또는 회전 변동폭이 30∼50％(더욱 엄격하게는 50∼80％)로 상당히 큰 경우 등 매우 엄격한 사용조건에서도 장기에 걸쳐 유효하게 소음을 억제할 수 있다. 또 열가소성 수지막(16) 및 마찰계수 저감분체(17)에 의한 마찰계수의 저감효과도 있으므로, 풀리와의 접촉에 의한 마모도 억제할 수 있고, 또 마찰계수 저감분체(17)에 의한 요철에 의해 물로 덮히는 경우의 하이드로 플레이닝을 방지(배수)하여 물로 덮히는 것에 의한 슬립을 방지할 수 있다. 더불어, 열가소성 수지막(16)에 의한 내 균열성의 향상도 기대할 수 있다.

다음에, 제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)의 제조방법의 일례에 대해 도 6∼도 11에 기초하여 설명한다.

제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)의 제조에서는, 도 6 및 도 7에 나타내듯이, 동심상(同心狀)으로 설치된, 각각, 원통형 내틀(31)(고무 슬리브) 및 외틀(32)로 이루어진 벨트 성형틀(30)을 이용한다.

이 벨트 성형틀(30)에서는, 내틀(31)은, 고무 등의 가요성(可撓性) 재료로 형성된다. 내틀(31)의 외주면은 성형면에 구성되고, 그 내틀(31)의 외주면에는, 직포의 결 형성모양 등이 형성된다. 외틀(32)은, 금속 등의 강성(剛性)재료로 형성된다. 외틀(32)의 내주면은 성형면에 구성되고, 이 외틀(32)의 내주면에는, V 리브 형성홈(33)이 축방향에 일정 피치로 형성된다. 또, 외틀(32)에는, 수증기 등의 열매체나 물 등의 냉매체를 유통시켜 온도 조절하는 온도조절기구가 설치된다. 그리고, 이 벨트 성형틀(30)에서는, 내틀(31)을 내부로부터 가압 팽창시키기 위한 가압수단이 설치된다.

제 1 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)의 제조에 있어서, 먼저, 고무성분에 각 배합물을 배합하고, 니더(kneader), 밴버리 믹서(banbury mixer) 등의 혼련기(混練機)로 혼련하고, 얻어진 미가교 고무 조성물을 캘린더 성형 등에 의해 시트형상으로 성형하고 압축 고무층(11)용의 미가교 고무시트(11')(벨트 형성용의 미가교 고무 조성물)를 제작한다. 마찬가지로, 접착 고무층(12)용 및 배면 고무층(13)용의 미가교 고무시트(12', 13')도 제작한다. 또, 심선(14)이 되는 연사(14')를 RFL 수용액에 침지하고 가열하는 접착처리를 행한 후, 연사(14')를 고무풀에 침지하여 가열 건조하는 접착처리를 행한다.

이어서, 도 8에 나타내듯이, 외틀(32) 내주면(內周面)의 풀리 접촉측 부분을 형성하기 위한 성형면에 열가소성 수지막(16)을 형성하기 위한 열가소성 수지분체(16') 및 마찰계수 저감분체(17')를 분사한다. 이 때, 외틀(32) 성형면에는 분체층(P)이 형성된다. 그리고, 열가소성 수지분체(16') 및 마찰계수 저감분체(17')의 분사는, 일반적인 분체 도장장치를 이용하여 행할 수 있다.

여기서, 열가소성 수지분체(16')로는, 구체적으로는, 예를 들어, 주식회사 SEISHIN사 제의 올레핀 파우더(PPW-5파우더(폴리프로필렌 수지분체), SK-PE-20L 파우더(저밀도 폴리에틸렌 수지분체))를 들 수 있다. 열가소성 수지분체(16')는, 예를 들어, 불소수지 분체를 열가소성 수지에 의해 피복한 경우 분체를 포함하여도 된다. 이러한 경우 분체로는, 구체적으로는, 예를 들어, 주식회사 SEISHIN사 제의 복합 파우더를 들 수 있다. 열가소성 수지분체(16')의 입자지름은, 마찰계수 저감분체(17)의 입자지름과 동일 또는 마찰계수 저감분체(17)의 입자 지름보다 작은 것이 바람직하다. 열가소성 수지분체(16')의 입자 지름은 1.0∼100㎛인 것이 바람직하고, 5.0∼50㎛인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 입자 지름이란, 마찰계수 저감분체(17)의 경우와 마찬가지로, 체 분석(sieve analysis)법에 의해 측정한 시험용 체의 체구멍(sieve opening)으로 나타낸 것, 침강법(precipitation method)에 의한 스토크스(stokes) 상당 지름으로 나타낸 것, 및 광산란(光散亂)법에 의한 구형(球形)에 상당하는 지름, 그리고 전기저항 시험방법에 의한 구형에 상당하는 값으로 나타낸 것 중 어느 하나이다.

이 열가소성 수지분체(16')의 분사 및 마찰계수 저감분체(17')의 분사는 동시에 행하는 것이 바람직하다. 이 경우, 열가소성 수지분체(16') 및 마찰계수 저감분체(17')의 각각을 별도의 장치를 이용하여 분사하여도 되고, 또, 열가소성 수지분체(16') 및 마찰계수 저감분체(17')의 혼합 분체를 단일장치를 이용하여 분사하여도 된다. 여기서, 열가소성 수지분체(16')의 분사 및 마찰계수 저감분체(17')의 분사는, 먼저 열가소성 수지분체(16')의 분사을 행한 후에 마찰계수 저감분체(17')의 분사을 행하여도 되고, 또, 먼저 마찰계수 저감분체(17')의 분사을 행한 후에 열가소성 수지분체(16')의 분사을 행하여도 된다.

분체층(P)을 형성할 때의 단위 면적당 열가소성 수지분체(16')의 분사 질량은 5∼50g/㎡로 하는 것이 바람직하고, 10∼30g/㎡로 하는 것이 보다 바람직하다. 단위 면적당 마찰계수 저감분체(17')의 분사 질량은 30∼200g/㎡로 하는 것이 바람직하고, 50∼150g/㎡로 하는 것이 보다 바람직하다. 단위 면적당 열가소성 수지분체(16') 및 마찰계수 저감분체(17')의 분사 질량은, 열가소성 수지분체(16')보다 마찰계수 저감분체(17') 쪽이 많은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 단위 면적당 열가소성 수지분체(16')의 분사 질량에 대한 마찰계수 저감분체(17')의 분사 질량(마찰계수 저감분체(17')의 분사 질량/열가소성 수지분체(16')의 분사 질량)은 100/80∼100/5로 하는 것이 바람직하고, 100/50∼100/10으로 하는 것이 보다 바람직하다. 분체층(P)을 형성할 때에는, 외틀(32)로의 부착성(付着性)을 높이는 관점에서, 분사하는 열가소성 수지분체(16') 및/또는 마찰계수 저감분체(17')를 예를 들어 10∼100㎸의 전압을 걸어 대전(帶電)시키는 것이 바람직하다. 분체층(P)의 두께는, 0.1∼200㎛로 하는 것이 바람직하고, 1.0∼100㎛로 하는 것이 보다 바람직하다.

한편, 도 9에 나타내듯이, 내틀(31) 외주면의 성형면에는, 배면 고무층(13)용의 미가교 고무시트(13'), 및 접착 고무층(12)용의 미가교 고무시트(12')를 차례로 감아 적층하고, 그 위로부터 심선(14)용의 연사(14')를 원통형 내틀(31)에 대해 나선형으로 감고, 또 그 위로부터 접착 고무층(12)용의 미가교 고무시트(12') 및 압축 고무층(11)용의 미가교 고무시트(11')를 차례로 감아 적층한다. 그리고, 도 3에 나타내는 구성의 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)를 제조하는 경우에는, 압축 고무층(11)용의 미가교 고무시트(11')로서, 풀리 접촉측 표면층(11a)용과 내부 고무층(11b)용에 다른 고무 조성물을 이용하여도 된다.

V 리브(15) 표면에 단섬유(18)를 노출시키는 경우에는, 최외주의 압축 고무층(11)용의 미가교 고무시트(11')의 외주면에 톨루엔 등의 유기용제 또는 접착제를 도포한 후, 그 위에 단섬유(18)를 분사하여 단섬유(18)의 층(18')을 형성한다. 단섬유(18)의 층(18') 두께는 10∼300㎛으로 하는 것이 바람직하고, 50∼200㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다.

이어서, 도 10에 나타내듯이, 내틀(31)을 외틀(32) 안에 위치시켜 밀폐한다. 이 때, 내틀(31)의 내부가 밀봉상태가 된다.

계속해서, 외틀(32)을, 열가소성 수지분체(16')가 용융하고 또한 마찰계수 저감분체(17')가 용융하지 않는 성형온도로 가열함과 동시에, 내틀(31)의 밀봉된 내부에 고압공기 등을 주입하여 가압한다. 이 때, 도 11에 나타내듯이, 내틀(31)이 팽창하고, 외틀(32)의 성형면에, 벨트 형성용 미가교 고무시트(11', 12', 13')가 압접되고, 또한, 이들의 가교가 진행되어 일체화 함과 동시에 연사(14')와 복합화하고, 최종적으로, 원통형 벨트 슬래브가 성형된다. 또, 미리 외틀(32)의 성형면에 열가소성 수지분체(16') 및 마찰계수 저감분체(17')를 분사하여 형성한 분체층(P)은, 열가소성 수지분체(16')가 용융하여 복수 개가 합일(合一)하여 열가소성 수지막(16)을 형성하여 벨트 슬래브(slab) 외주면에 분산되어 부착하고, 또한, 마찰계수 저감분체(17)가 벨트 슬래브의 외주면에 분산되어 부착한다. 그리고, 마찰계수 저감분체(17)는, 열가소성 수지막(16) 표면에 부착됨과 동시에, 그 내부에 매설된다. 벨트 슬래브의 성형온도는 예를 들어 100∼180℃, 성형압력은 예를 들어 0.5∼2.0㎫, 성형시간은 예를 들어 10∼60분이다.

그리고, 내틀(31)의 내부를 감압하여 밀폐를 해제하고, 내틀(31)과 외틀(32)과의 사이에서 성형된 벨트 슬래브를 꺼내어, 이를 소정 폭으로 절단하여 앞뒤를 뒤집음으로써, V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)가 얻어진다.

(제 2 실시형태)

도 12 및 도 13은 제 2 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)(마찰전동벨트)를 나타낸다. 도 12는, 압축 고무층(11)이 단일층으로 구성된 양태, 및 도 13은 압축 고무층(11)이 풀리 접촉측 표면층(11a)과 이 내측의 내부 고무층(11b)의 2층으로 구성된 양태를 각각 나타낸다. 그리고, 제 1 실시형태와 동일 명칭의 부분은, 제 1 실시형태와 동일 부호로 나타낸다. 제 2 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)도 또한, 예를 들어, 자동차의 엔진 룸 내에 설치되는 보기 구동 벨트 전동장치 등에 이용되는 것이다.

제 2 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)에서는, V 리브드(V-ribbed) 벨트 본체(10)의 압축 고무층(11)의 풀리 접촉측 표면인 V 리브(15) 표면이 천(19)로 피복되고, 이 천(19) 상에 열가소성 수지막(16) 및 마찰계수 저감분체(17)가 분산하여 부착된다.

천(19)는, 예를 들어, 직포, 편물, 부직포 등으로 구성된다. 천(19)는 심리스(seamless)의 통형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 천(19)는, V 리브(15) 형상을 따르도록 성형되므로, 이 성형 가공성의 관점에서 신축성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 천(19)는, 평편(plain knitting), 고무편(rib stitch), 펄편(pearl stitch) 등의 편물인 것이 바람직하다. 천(19)는, V 리브드(V-ribbed) 벨트 본체(10) 또는 열가소성 수지막(16) 및 마찰계수 저감분체(17)와의 접착을 위한 처리가 실행되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 접착 처리로는, RFL 수용액에 침지한 후에 가열하는 처리가 바람직하다. 그 밖의 접착처리로는, 예를 들어, 실란 커플링(silane coupling)제 용액에 침지한 후에 건조시키는 처리, 에폭시 용액이나 이소시아네이트 용액에 침지한 후에 가열하는 처리, 고무풀에 침지한 후에 건조시키는 처리, 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 접착처리 된 천(19)는, 접착제에 의해 천의 결이 메워지는 것이 바람직하다. 천(19)의 두께는 예를 들어, 0.1∼1.0㎜이다.

천(19)을 형성하는 섬유재료로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유, 아라미드 섬유, PBO 섬유 등의 합성섬유, 목면이나 마 등의 천연섬유 등을 들 수 있다.

열가소성 수지막(16)은, V 리브(15) 표면의 천(19)에 대해 융착(融着)되는 것이 바람직하고, 도 14에 나타내듯이, 천(19) 표면의 요철에 대응하여 천(19)을 구성하는 실 사이에 들어가고, 또, 천(19)을 구성하는 실의 V 리브(15) 표면측의 필라멘트 사이에 함침(含浸)하여 융착되는 것이 보다 바람직하다. 마찰계수 저감분체(17)는, 도 14에 나타내듯이, V 리브(15) 표면의 천(19) 위에 노출되고 또한 그 일부 내지 전부의 천(19) 또는 그 결을 메우는 고무층에 묻혀 복합화 하는 것이 바람직하다. 마찰계수 저감분체(17)는, 천(19)의 결을 메우는 고무층에 매설되어 있어도 된다. 또, 마찰계수 저감분체(17)는, 열가소성 수지막(16) 표면에 물리적으로 복합화 되어 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 마찰계수 저감분체(17)는, 열가소성 수지막(16) 표면에 노출되며 또 그 일부 내지 전부가 열가소성 수지막(16)에 묻혀 복합화하는 것이 바람직하다. 또한, 마찰계수 저감분체(17)는, 열가소성 수지막(16) 내에 매설되는 것이 바람직하다.

다음에, 제 2 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)의 제조방법의 일례에 대해 설명한다.

제 2 실시형태에 관한 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)의 제조에서는, 도 15에 나타내듯이, 내틀(31) 외주면의 성형면에, 배면 고무층(13)용 미가교 고무시트(13') 및 접착 고무층(12)용의 미가교 고무시트(12')를 차례로 감아 적층하고, 그 위로부터 심선(14)용 연사(14')를 원통형 내틀(31)에 대해 나선형으로 감고, 그 위로부터 접착 고무층(12)용 미가교 고무시트(12') 및 압축 고무층(11)용의 미가교 고무시트(11')를 차례로 감아 적층하며, 또한 그 위에 천재(布材)(19')를 씌우면 된다. 이 경우, 성형 가공 시에는, V 리브(15) 표면이 천(19)로 피복되고, 그 위에 열가소성 수지(16) 및 마찰계수 저감분체(17)가 부착된 구성이 얻어진다.

그 밖의 구성, 제조방법, 작용효과에 대해서는 제 1 실시형태와 동일하다.

(그 밖의 실시형태)

상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 외틀(32)의 성형면에 열가소성 수지 분체(16') 및 마찰계수 저감분체(17')를 분사하여 분체층(P)을 형성하였으나, 특히 이에 한정되는 것은 아니고, 내틀(31)의 외주면 성형면에 형성된 적층체의 외주면에 열가소성 수지분체(16') 및/또는 마찰계수 저감분체(17')를 분사하여 분체층(P)을 형성하여도 된다.

상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 열가소성 수지막(16)이 V 리브(15) 표면에 분산되어 부착한 구성으로 하였으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니고, 도 16에 나타내는 제 1 실시형태의 변형예 및 도 17에 나타내는 제 2 실시형태의 변형예와 같이, 열가소성 수지(16)가 V 리브(15) 표면을 피복하도록 V 리브(15) 표면에 부착된 구성이라도 된다. 그리고, 이들 구성은, 외틀(32)의 내주면의 성형면에 분사하는 열가소성 수지분체(16')의 양을 많게 함으로써 얻을 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 마찰전동 벨트로서 V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)를 나타내나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니고, 로 에지(row-edge) 타입의 V 벨트 등이라도 된다.

또, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 벨트 전동장치로서 자동차의 보기 구동 벨트 전동장치(20)를 나타내나, 특히 이에 한정되는 것은 아니고, 일반 산업용 등의 벨트 전동장치라도 된다.

-실시예-

(V 리브드(V-ribbed) 벨트)

EPDM 조성물의 압축 고무층용, 접착 고무층용, 및 배면 고무층용 각각의 미가교 고무시트, 그리고 심선용 연사를 준비하였다.

구체적으로, 압축 고무층의 풀리 접촉측 표면층용의 미가교 고무시트는, EPDM(Dow Chemical Company제, 상품명:Nordel IP4640, 에틸렌 함량 55질량％, 프로필렌 함량 40질량％, 에틸리덴 노보네인(ethylidene norbornane, ENB) 5.0질량％, 무니점도(Mooney viscosity) 40ML₁ _＋4(125℃))를 원료고무로서, 이 원료고무 100질량부에 대해, 카본 블랙(Showa Cabot Corp.,제, 상품명: Showblack IP200카본) 50 질량부, 파라핀 오일(Japan Sun Oil Company LTD.제, 상품명: SunFlex 2280) 8 질량부, 가류제(Hosoi Chemical Industry Co., Ltd.제, 상품명: Oil Sulfur) 1.6 질량부, 가류 촉진제(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.제, 상품명: EP-150(가류 촉진제 DM(dibenzothiazyl disulfide)과 TT(tetramethylthiuramdisulfide)와 EZ(zinc diethyldithiocarbamate)와의 혼합물)) 2.8 질량부, 가류촉진제(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.제, 상품명: MSA(N-oxydiethylene-2-benzothiazolylsulfenamide)) 1.2질량부, 가류조제(Kao Corporation제, 스테아린산) 1질량부, 가류조제(Sakai Chemical Industry Co., Ltd.제, 산화아연) 5질량부, 노화방지제(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.제, 상품명: 224 (TMDQ: 2,2,4-트리메틸-1,2-다이하이드로퀴놀린(dihydroquinoline)) 2질량부, 노화방지제(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd., 상품명: MB (2-메르캅토벤지미다졸(mercaptobenzimidazole)) 1질량부, 및 초고분자량 폴리에틸렌(Mitsui Chemicals, Inc., 상품명: Hizex Million 240S) 40질량부를 배합한 것을 밴버리 믹서(Banbury mixer)로 혼련(混鍊) 후, 캘린더 롤로 압연(壓延)한 것으로 구성한다.

압축 고무층의 내부 고무층용 미가교 고무시트는, EPDM(Dow Chemical Company사 제, 상품명:Nordel IP4640)을 원료고무로써, 이 원료고무 100질량부에 대해, 카본블랙(Showa Cabot Corp.,제, 상품명: Showablack IP200카본) 70질량부, 파라핀 오일(Japan Sun Oil Company LTD.제, 상품명: SunFlex 2280) 8질량부, 가류제(Hosoi Chemical Industry Co., Ltd.제, 상품명: Oil Sulfur) 1.6질량부, 가류 촉진제(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.제, 상품명: EP-150) 2.8질량부, 가류촉진제(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.제, 상품명:MSA) 1.2질량부, 가류조제(Kao Corporation제, 스테아린산) 1질량부, 가류조제(Sakai Chemical Industry Co., Ltd제, 산화아연) 5질량부, 노화방지제(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.제, 상품명:224) 2질량부, 및 노화 방지제(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.제, 상품명:MB) 1질량부를 배합한 것을 밴버리 믹서로 혼련 후, 캘린더 롤로 압연한 것으로 구성하였다.

접착 고무층용 미가교 고무시트는, EPDM (Dow Chemical Company제, 상품명: Nordel IP4640)을 원료고무로서, 이 원료고무 100질량부에 대해, 카본 블랙(Mitsubishi Chemical Corporation제, 상품명: HAF 카본) 50질량부, 실리카(Tokuyama Corporation제, 상품명: TOKUSIL Gu) 20질량부, 파라핀 오일(Japan Sun Oil Company LTD.제, 상품명: SunFlex 2280) 20질량부, 가류제(Hosoi Chemical Industry Co., Ltd.제, 상품명: Oil Sulfur) 3질량부, 가류 촉진제(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.제, 상품명: EP-150) 2.5질량부, 가류조제(Kao Corporation제, 스테아린산) 1질량부, 가류조제(Sakai Chemical Industry Co., Ltd.제, 산화아연) 5질량부, 노화방지제(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.제, 상품명: 224) 2질량부, 노화방지제(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.제, 상품명: MB) 1질량부, 점착 부여제(ZEON CORPORATION제, 상품명: 석유수지 Quintone A-100) 5질량부, 및 단섬유(면파우더) 2질량부를 배합한 것을 밴버리 믹서로 혼련 후, 캘린더 롤로 압연한 것으로 구성하였다.

배면 고무층용의 미가교 고무시트는, EPDM(Dow Chemical Company제, 상품명: Nordel IP4640)을 원료고무로서, 이 원료고무 100질량부에 대해, 카본블랙(Mitsubishi Chemical Corporation제, 상품명: HAF 카본) 60질량부, 파라핀 오일(Japan Sun Oil Company LTD.제, 상품명: SunFlex 2280) 8질량부, 가류제(Hosoi Chemical Industry Co., Ltd.제, 상품명: Oil Sulfur) 1.6질량부, 가류촉진제(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.제, 상품명: EP-150) 2.8질량부, 가류촉진제(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.제, 상품명: MSA) 1.2질량부, 가류조제(Kao Corporation제, 스테아린산) 1질량부, 가류조제(Sakai Chemical Industry Co., Ltd.제, 산화아연) 5질량부, 노화방지제(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.제, 상품명: 224) 2질량부, 노화방지제(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.제, 상품명: MB) 1질량부, 및 단섬유(Asahi Kasei Corporation제, 상품명:나일론 66, Type T-5) 13질량부를 배합한 것을 밴버리 믹서로 혼련 후, 캘린더 롤로 압연한 것으로 구성하였다.

심선용의 연사는, TEIJIN사 제의 폴리에스테르 섬유의 1100dtex/2×3(상연수(上撚數) 9.5T/10㎝(Z), 하연수(下撚數) 2.19T/10㎝(S)) 구성의 것으로 하였다. 이 연사에는, 고형분 농도 20질량％인 이소시아네이트의 톨루엔(toluene) 용액에 침지한 후에 240℃에서 40초간 가열 건조시키는 처리, RFL 수용액에 침지한 후에 200℃에서 80초간 가열 건조시키는 처리, 및 접착 고무층용 고무조성물을 톨루엔에 용해시킨 고무풀에 침지한 후에 60℃에서 40초간 가열 건조시키는 처리를 차례로 행하였다.

또한, RFL 수용액은, 물에, 레조르신, 포르말린(37질량％) 및 수산화 나트륨을 더하여 교반하고, 그 후에 물을 추가하여 교반하면서 5시간 숙성시킴으로써(레조르신(R)의 몰(mole)/(포르말린(F)의 몰)＝0.5의 RF수용액을 조제(調製)하고, 이 RF 수용액에, 고형분 농도가 40질량％인 클로로설폰화 폴리에틸렌 고무(CSM) 라텍스(L)를, (RF의 고형분 질량)/(L의 고형분 질량)＝0.25가 되도록 추가하고, 또한 고형분 농도가 20질량％가 되도록 물을 추가하여 교반하면서 12시간 숙성시킴으로써 제조한다.

그리고, 표면이 평활한 원통 드럼 상에 고무 슬리브(내틀)를 씌우고, 그 위에 배면 고무층용의 미가교 고무시트, 및 접착 고무층용의 미가교 고무시트를 차례로 감은 후, 그 위에 접착처리를 행한 연사를 나선형으로 감아, 그 위에 추가로 접착 고무층용 미가교 고무시트, 압축 고무층 풀리 접촉측 표면층용의 미가교 고무시트, 및 압축 고무용의 내부 고무용층용 미가교 고무시트를 차례로 감아 고무 슬리브 상에 적층체를 형성하고, 그 적층체의 외주면에 톨루엔을 도포한 후, 나일론 단섬유(Rhodia사 제, Rhodia SD, 섬유길이 0.6㎜)를 분사하여 단섬유의 층을 형성하였다.

한편, 외틀의 내주면에 100㎸로 대전시킨 폴리프로필렌 수지(PP) 분체(SEISHIN ENTERPRISE사 제, 상품명: PPW-5파우더, 입자지름 5㎛) 및 폴리테트라 플루오로에틸렌 수지(polytetrafluoroethylene resin, PTFE) 분체(KITAMURA LIMITED제, 상표명: KTL-10L, 입자지름 10㎛)를, 전자/후자=100/43의 비율로 혼합한 혼합분체를 분사하여 분체층을 형성하고, 거기에 상기 적층체를 내측에 끼워 넣도록 세팅함과 동시에, 외틀을 내틀에 씌워 밀폐하였다.

이어서, 외틀을 가열함과 동시에 내틀의 밀봉된 내부를 가압함으로써 벨트 슬래브를 가류 성형하였다. 성형온도는 170℃, 성형압력은, 1.0㎫, 성형시간은 30분으로 하였다.

이 벨트 슬래브로 제조한 V 리브드(V-ribbed) 벨트를 실시예 1로 하였다. 실시예 1의 V 리브드(V-ribbed) 벨트에서는, V 리브 표면에 PP막 및 PTFE 분체가 분산하여 부착하였다. PP막은 V 리브 표면에 노출하고 또한 그 일부 내지 전부가 V 리브에 묻혀 복합화 되어 있었다. PTFE 분체도, V 리브 표면에 노출하고 또한 그 일부 내지 전부가 V 리브에 묻혀 복합화 되었다. 또, PTFE 분체는, PP막에도 부착되고, PP막 표면에 노출되며 또한 그 일부 내지 전부가 PP막에 묻혀 복합화하고 있었다. 또한, PTFE 분체는 PP 막 내에 매설되어 있다.

실시예 1의 V 리브드(V-ribbed) 벨트는, 벨트 둘레길이가 1115㎜, 벨트 길이가 4.3㎜, 및 V 리브 높이가 2.0㎜이고, 리브 수가 6개(벨트 폭 21.36㎜)이었다.

<비교예 1-1>

외틀 내주면에 PTFE 분체만을 분사하여 분체층을 형성한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일 방법에 의해 제조된 V 리브드(V-ribbed) 벨트를 비교예 1-1로 하였다. 비교예 1-1의 V 리브드(V-ribbed) 벨트에서는, V 리브 표면에 PTFE 분체가 분산하여 부착되었다. PTFE 분체는, V 리브 표면에 노출되고 또한 그 일부 내지 전부가 V 리브에 묻혀 복합화하고 있었다.

<비교예 1-2>

외틀의 내주면에 PP 분체만을 분사하여 분체층을 형성한 것을 제외하고, 제 1 실시예와 동일 방법에 의해 제조한 V 리브드(V-ribbed) 벨트를 비교예 1-2로 하였다. 비교예 1-2의 V 리브드(V-ribbed) 벨트에서는, V 리브 표면에 PP막이 분산하여 부착되어 있었다. PP막은, V 리브 표면에 노출되고 또한 그 일부 내지 전부가 V 리브에 묻혀 복합화 되어 있었다.

실시예 1과 동일 압축 고무층용, 접착 고무층용, 및 배면 고무층용 각각의 미가교 고무시트, 그리고 심선용 연사를 준비하였다. 또, V 리브 표면을 피복하기 위한 천재를 준비하였다.

천재는, 나일론 6섬유의 평편의 편물(구성: R22/78-52)로 하였다. 이 천재에는, RFL 수용액에 침지한 후에 150℃에서 2분간 가열 건조시키는 처리를 행하였다.

그리고, RFL 수용액은, 물에 레조르신, 포르말린(37질량％), 및 수산화 나트륨을 더하여 교반하고, 그 후에 물을 추가하여 교반하면서 2시간 숙성시킴으로써(레조르신(R)의 몰(mole)/(포르말린(F)의 몰)＝1/0.6의 RF수용액을 조제(調製)하고, 이 RF 수용액에, 고형분 농도가 40.5질량％인 비닐피리딘(Vinylpyridine, Vp)ㆍSBR 라텍스(L)(ZEON CORPORATION사 제, 상품명: NIPOL2518FS)를, (RF의 고형분 질량)/(L의 고형분 질량)=1/6이 되도록 더하고, 또한 고형분 농도가 9질량％가 되도록 물을 추가하여 교반하면서 12시간 숙성시킴으로써 조제하였다.

그리고, 표면이 평활한 원통 드럼 상에 고무 슬리브를 씌우고, 그 위에 배면 고무층용 미가교 고무시트, 및 접착 고무층용 미가교 고무시트를 차례로 감은 후, 그 위에 접착처리를 행한 연사를 나선형으로 감고, 그 위에 추가로 접착 고무층용 미가교 고무시트, 압축 고무층용 풀리 접촉측 표면층용 미가교 고무시트, 및 압축 고무층의 내부 고무층용 미가교 고무시트를 차례로 감아 고무 슬리브 상에 적층체를 형성하고, 이 적층체의 외주면에 천재를 감았다.

한편, 외틀 내주면에, 100㎸로 대전시킨 폴리에틸렌 수지(PE) 분체(Mitsui Chemicals, Inc사 제, 상품명: MIPELON, 입자지름 10㎛) 및 PTFE 분체(KITAMURA LIMITED, 상품명: KTL-10L 입자지름 10㎛)를, 전자/후자=100/43의 비율로 혼합한 혼합분체를 분사하여 분체층을 형성하고, 거기에 상기 적층체를 내측에 끼워 넣도록 세팅함과 동시에, 외틀을 내틀에 씌워 밀폐하였다.

이어서, 외틀을 가열함과 동시에 내틀의 밀봉된 내부를 가압함으로써 벨트 슬래브를 가류성형하였다. 성형온도는 170℃, 성형압력은 1.0㎫, 성형시간은 30분으로 하였다.

이 벨트 슬래브로 제조한 V 리브드(V-ribbed) 벨트를 실시예 2로 하였다. 실시예 2의 V 리브드(V-ribbed) 벨트에서는, V 리브 표면이 편물로 피복되고, 이 편물 상에 PE막 및 PTFE 분체가 분산하여 부착된다. PE막은, V 리브 표면의 편물에 대해, 편물을 구성하는 섬유에 얽히도록 융착되어 있었다. PTFE 분체는, V 리브 표면의 천 위에 노출하고 또한 그 일부 내지 전부가 천에 묻혀 복합화 되어 있었다. 또, PTFE 분체는, PE막에도 부착되고, PE막 표면에 노출하고 또한 그 일부 내지 전부가 PE막에 묻혀 복합화 되어 있었다. 그리고, PTFE 분체는 PE 막 내에 매설되어 있었다.

실시예 2의 V 리브드(V-ribbed) 벨트는, 벨트 둘레길이가 1115㎜, 벨트 두께가 4.3㎜, 및 V 리브 높이가 2.0㎜이고, 리브 수가 6개(벨트 폭 21.36㎜)이었다.

<비교예 2-1>

외틀 내주면으로의 분체의 분사을 행하지 않은 것을 제외하고, 실시예 2와 동일 방법에 의해 제조한 V 리브드(V-ribbed) 벨트를 비교예 2-1로 하였다. 비교예 2-1의 V 리브드(V-ribbed) 벨트에서는, V 리브 표면이 편물로 피복되어 있었다.

<비교예 2-2>

외틀의 내주면에 PE 분체만을 분사하여 분체층을 형성한 것을 제외하고, 실시예 2와 동일 방법에 의해 제조한 V 리브드(V-ribbed) 벨트를 비교예 2-2로 하였다. 비교예 2-2의 V 리브드(V-ribbed) 벨트에서는, V 리브 표면에 편물로 피복되고, 그 위에 PE막이 분산되어 부착하고 있었다.

<비교예 2-3>

외틀의 내주면에 PTFE 분체만을 분사하여 분체층을 형성한 것을 제외하고, 실시예 2와 동일 방법에 의해 제조한 V 리브드(V-ribbed) 벨트를 비교예 2-3으로 하였다. 비교예 2-3의 V 리브드(V-ribbed) 벨트에서는, V 리브 표면이 편물로 피복되고, 그 위에 PTFE 분체가 분산되어 부착하고 있었다.

(시험평가방법)

도 18은, 벨트 주행시 이상음 시험용 벨트 시험 주행기(40)의 풀리 레이아웃을 나타낸다.

이 벨트 주행 시험기(50)는, 좌측 하방 위치에 풀리지름이 80㎜의 리브 풀리인 구동풀리(41)가 설치되고, 그 우측 측방에 풀리지름이 130㎜인 페놀수지제 리브 풀리인 제 1 종동 풀리(42)가 설치되고, 또한, 이들 사이에 풀리지름이 80㎜의 평풀리인 제 2 종동 풀리(43)가 설치되며, 또, 그 상방에 풀리지름이 60㎜의 리브 풀리인 제 3 종동풀리(44)가 설치된다. 그리고, 이 벨트 주행 시험기(40)는, V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)의 V 리브측이 리브 풀리인 구동풀리(41), 제 1 종동풀리(42), 및 제 3 종동풀리(44)에 접촉함과 동시에 배면측이 평풀리인 제 2 종동풀리(43)에 접촉하여 감아 걸리도록 구성된다. 그리고, 제 3 종동풀리(44)는, V 리브드(V-ribbed) 벨트(B)에 벨트장력을 부하할 수 있도록 상하방향으로 가동(可動)하게 구성된다. 또한, 제 1 종동풀리(42)와 제 2 종동풀리(43)와의 사이에는 3°의 미스얼라인먼트가 설정된다.

실시예 1 및 비교예 1-1∼1-2, 그리고 실시예 2 및 비교예 2-1∼2-3의 각각에 대해, 상기 벨트 주행시험기(40)에 세팅하고, 벨트 장력이 부하되도록 제 3 종동풀리(44)에, 상방으로 380N의 데드웨이트를 부하하고, 분위기 온도 5℃ 하, 구동풀리(42)를 750rpm의 회전수로 회전시켜 벨트 주행시켰다. 그리고, 특정의 이상음이 발생하기까지의 벨트 주행시간을 측정하고, 이를 이상음 발생 주행시간으로 하였다. 그리고, 시험은 최장 200시간으로 끝냈다.

(시험평가결과)

<실시예 1 및 비교예 1-1∼1-2>

이상음 발생 주행시간은, 실시예 1이 200시간으로 끝냄, 즉, 이상음 발생이 "무"이고, 그리고 비교예 1-1이 20시간, 및 비교예 1-2가 1시간이었다.

실시예 1에서는, 200시간의 벨트 주행 후에도 PP막 및 PTFE 분체는 존재하고 있었다. 한편, 이상음 발생 시에 있어서, 비교예 1에서는, 벨트 주행개시로부터 20시간 후에, PTFE 분체는 거의 탈락되어 존재하지 않고, 또한, 비교예 2에서는, 벨트 주행개시로부터 1시간 후에 이상음이 발생하고, 20시간까지 벨트주행을 계속하였으나, 이 때에도 PP막은 탈락되는 일없이 존재하고 있었다.

<실시예 2 및 비교예 2-1∼2-3>

또, 이상음 발생 주행시간은, 실시예 2가 200시간으로 끝내고, 즉 이상음 발생 "무"이고, 그리고 비교예 2-1 및 비교예 2-2가 0시간, 즉, 주행개시 직후에 이상음 발생, 및 비교예 2-3이 150시간이었다.

실시예 2에서는, 200시간 벨트 주행 후에 있어서도 편물에 융착한 PE막에 다수의 PTFE 분체가 부착되어 존재하고 있었다. 한편, 비교예 2-3에서는, 150시간의 벨트 주행 후의 이상음 발생 시에, PTFE 분체의 거의가 탈락하여 존재하지 않았다.

B : V 리브드(V-ribbed) 벨트(마찰 전동 벨트) P : 분체층
10: V 리브드(V-ribbed) 벨트 본체 11 : 압축 고무층
16 : 열가소성 수지막 16' : 열가소성 수지분체
17, 17' : 마찰계수 저감분체 19 : 천
30 : 벨트 성형틀

Claims

고무 조성물로 형성된 벨트본체가 풀리에 감아 걸려 동력을 전달하는 마찰 전동 벨트에 있어서,
상기 벨트본체의 풀리 접촉측 표면이 천으로 피복되고,
상기 천 위에 열가소성 수지막이 부착됨과 동시에, 마찰계수 저감분체가 분산되어 부착하는 마찰 전동 벨트.
청구항 1에 있어서,
상기 열가소성 수지막이 분산하여 부착되는 마찰 전동 벨트.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 열가소성 수지막이 상기 천에 융착(融着)되는 마찰 전동 벨트.
청구항 1에 있어서,
상기 천이 편물(編物)인 마찰 전동 벨트.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 열가소성 수지막의 표면에도 마찰계수 저감분체가 부착되는 마찰 전동 벨트.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 열가소성 수지막의 내부에 마찰계수 저감분체가 매설(埋設)되는 마찰 전동 벨트.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 열가소성 수지막이 폴리올레핀 수지로 형성되는 마찰 전동 벨트.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 마찰계수 저감분체가 불소수지로 형성되는 마찰 전동 벨트.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 벨트 본체가 V 리브드(V-ribbed) 벨트 본체인 마찰 전동 벨트.
고무 조성물로 형성된 벨트 본체가 풀리에 감아 걸려 동력을 전달하는 마찰 전동 벨트에 있어서,
벨트 성형틀의 풀리 접촉측 부분을 형성하기 위한 성형면에, 미리 열가소성 수지 분체 및 마찰계수 저감분체를 분사하여 분체층을 형성하고, 거기에 벨트 형성용 미가교 고무 조성물을 압접(壓接)시켜 상기 열가소성 수지분체가 용융하며 또한 상기 마찰계수 저감분체가 용융하지 않는 성형온도에서 가교시킴에 따라 제조된 마찰 전동 벨트.
청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 마찰 전동 벨트를 제조하는 마찰 전동 벨트의 제조방법에 있어서,
벨트 성형틀의 풀리 접촉측 부분을 형성하기 위한 성형면에, 미리 열가소성 수지분체 및 마찰계수 저감분체를 분사하여 분체층을 형성하고, 거기에 벨트 형성용 미가교 고무 조성물을 압접시켜 상기 열가소성 수지분체가 용융하며 또한 상기 마찰계수 저감분체가 용융하지 않는 성형온도에서 가교시키는 마찰 전동 벨트의 제조방법.
청구항 12에 있어서,
상기 벨트 성형틀의 성형면으로의 열가소성 수지분체의 분사 및 마찰계수 저감분체의 분사을 동시에 실행하는 마찰 전동 벨트의 제조방법.
청구항 12에 있어서,
상기 열가소성 수지분체의 입자지름이, 상기 마찰계수 저감분체의 입자지름과 동일 또는 상기 마찰계수 저감분체의 입자지름보다 작은 마찰 전동 벨트의 제조방법.
청구항 12에 있어서,
상기 벨트 성형틀의 성형면으로의 단위 면적당 상기 열가소성 수지분체의 분사 질량보다 상기 마찰계수 저감분체의 분사 질량 쪽이 많은 마찰 전동 벨트의 제조방법.
청구항 15에 있어서,
상기 벨트 성형틀의 성형면으로의 단위 면적당 상기 열가소성 수지분체의 분사 질량에 대한 상기 마찰계수 저감분체의 분사 질량을 100/80∼100/5로 하는 마찰 전동 벨트의 제조방법.