KR102196528B1

KR102196528B1 - 전동 벨트

Info

Publication number: KR102196528B1
Application number: KR1020187033267A
Authority: KR
Inventors: 토시키 오자키; 요리후미 히네노; 슌스케 이소에; 스케 이소에
Original assignee: 미쓰보 시베루토 가부시키 가이샤
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2020-12-29
Also published as: CN109073041A; JP2017211084A; KR20180135942A; EP3467341A4; JP6740174B2; EP3467341A1

Abstract

본 발명은, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머를 포함하는 고무 성분과, 실리카를 포함하는 필러와, 유황계 가류제를 포함하는 가류제와, 아미노 수지를 포함하는 경화성 수지를 포함하는 고무 조성물의 가류물로 형성된 고무 층과, 이 고무 층에 접하는 섬유 부재를 구비한 전동 벨트에 관한 것이다.

Description

전동 벨트

본 발명은, 전동면(맞물림 전동면(傳動面))이 섬유재료(톱니포(齒布))로 피복된 톱니벨트 등의 전동벨트(傳動 belt)에 관한 것이다

고무 및 섬유로 이루어진 섬유 보강 재료는, 타이어, 벨트, 호스, 고무인포(引布) 등의 공업 제품에 사용되고 있다. 이들 공업 제품 중, 전동 벨트에서 범용되는 고무로서, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체 고무(EPDM) 등의 에틸렌-α-올레핀엘라스토머가 알려져 있다. 에틸렌-α-올레핀엘라스토머는, 주쇄(主鎖)에 불포화 결합을 가지지 않고, 무극성이기 때문에, 우수한 내열성 및 내한성을 가지고 있는 반면, 섬유와의 접착이 매우 곤란하다. 예를 들면, EPDM을 기재로한 고무제 톱니벨트(齒付 belt)는, EPDM과 커버포(cover 布) 또는 심선(心線)과의 접착력이 충분하지 않고, 특히 고온 시의 주행에서는 톱니뿌리(齒元) 부분의 고무나 커버포가 열 열화와 함께 반복 변형되기 때문에, 고무와 심선과의 사이에서 박리가 생겨 톱니 이지러짐으로 된다든지, 커버포와 고무와의 계면에서 박리가 생긴다든지 하여, 톱니벨트의 내구성이 크게 저하한다고 하는 문제가 있다.

고무 성분이 EPDM인 전동 벨트에 관하여, 고온 하에서의 고무와 심선과의 접착력을 향상시키는 방법으로서, 특허문헌 1에서는, 벨트 길이 방향을 따라 심선을 접착 고무 층에 매설하고, 이 접착 고무 층에 인접하여 전동면 측에는 압축 고무층을 배치하고 등면 측에는 신장 고무 층을 배치한 동력 전동 벨트에 있어서, 상기 접착 고무 층이, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머를 함유하는 고무 성분 100 질량부에 대하여 실리카가 20~70 질량부 배합된 고무 조성물의 유기 과산화물 가교물로 구성된 동력 전동 벨트가 개시되어 있다. 이 문헌에는, 심선과 벨트 본체와의 접착성을 고온 시에 있어서도 고 수준으로 유지할 수 있는 점으로부터, 상기 접착 고무 층이, 더욱이 레조르신 포르말린 수지(레조르시놀 수지) 또는 멜라민 중합체를 포함하는 것이 바람직하다고 기재되어 있다. 또, 상기 동력 전동 벨트로서, V 리브드 벨트(V ribbed belt) 또는 코그드 V 벨트(cogged V belt)가 기재되어 있다.

이 문헌과 같이, V 리브드 벨트나 코그드 V 벨트 등의 마찰 전동 벨트에서는, 접착 고무 층과 압축 고무 층에서 다른 배합의 고무가 적층되는 경우가 많다. 그 이유로서, 고무의 내마모성이나 모듈러스 등의 기계적 특성을 높이기 위해서는 카본 블랙을 많이 배합한 편이 유리하지만, 한편으로 카본 블랙 양이 많게 되면 접착력은 저하하기 쉽다는 것이 열거될 수 있다. 거기에서, 마찰 전동 벨트에서는, 섬유 재료의 주위에는 접착성으로 특화한 배합의 고무를 배치하고, 벨트 본체는 기계적 특성을 높인 배합의 고무로 형성하는 것이 일반적이다. 특허문헌 1에서도, 접착 고무 층에 배합되어 있는 필러(보강제)는 실리카뿐이고, 접착성의 저하를 부르는 카본 블랙의 첨가를 피한 결과로 생각된다. 그 때문에, 마찰 전동 벨트에서는, 접착 고무 층 자체의 기계적 특성은 충분하지 않고, 접착 고무 층의 존재에 의해 벨트 구조도 복잡하게 되는 구조적 결함도 가지고 있다.

한편, 톱니 벨트에서는, 접착 고무 층을 이용하는 예는 적고, 벨트 본체의 고무가 심선이나 커버포와 직접 접하는 것으로 된다. 그 때문에, 톱니 벨트의 고무 층에는, 동력 전달을 위해 필요한 내마모성이나 모듈러스의 높음에 더하여 심선이나 커버포와의 접착력의 양립이 요구된다. 따라서, 톱니 벨트의 고무 층은, 특허문헌 1과 같이, 필러로서 실리카만을 포함하는 배합은 채용할 수 없고, 카본 블랙을 포함하고, 또한 섬유 부재와의 접착력도 높은 배합이 필요로 된다.

특허문헌 2에서는, 고무와, 레조르시놀과, 멜라민 화합물을 포함하는 고무 조성물이 가류(加硫)되어 형성된 고무부를 구비한 전동 벨트가 개시되어 있다. 상기 고무 조성물에 배합되는 가류제(또는 가교제)로서는, 유기 과산화물계의 가류제가 바람직하다고 기재되고, 실시 예에서도 사용되고 있다. 상기 고무로서는, 수소 첨가 니트릴 고무, EPDM이 실시 예에서 사용되고 있다. 더욱이, 실시 예에서는, EPDM을 포함하는 고무 조성물에 있어서, EPDM 100 질량부에 대하여, 실리카 40 질량부, 카본 블랙 5 질량부, 멜라민 화합물 1.7 질량부 또는 3.4 질량부가 배합되고 있다.

그러나, 이 톱니 벨트에서는, 가교제로서 유기 과산화물이 사용되고 있지만, 유기 과산화물은, 커버포의 접착 처리제인 레조르시놀 수지를 공격하여 경화 열화시키기 때문에, 커버포와의 접착력을 높게 하는 것은 곤란하게 된다. 또, 톱니 벨트에서는, 톱니 뿌리 부분에 응력이 집중하기 때문에, 고무의 잡아 찢는 힘에 견디는 것도 중요하게 되지만, 유기 과산화물에 의해 가교되어 있기 때문에, 잡아 찢는 힘에 견디는 것도 충분하지 않다. 더욱이, 실리카에 대한 멜라민 화합물의 비율이 적기 때문인지, 고무부와 심선과의 접착력도 충분하지 않고, 카본 블랙의 비율이 적은 때문인지, 내마모성이나 모듈러스 등의 기계적 특성도 충분하지 않다.

특허문헌 1: 일본국특개2008-261489호 공보 특허문헌 2: 일본국특개2013-108564호 공보

본 발명의 목적은, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머를 포함하는 고무 층과 이 고무 층에 접하는 섬유 부재를 구비하고 있어도, 상기 고무 층과 상기 고무 부재와의 박리가 억제되고, 내마모성이나 모듈러스 등의 기계적 특성도 높은 전동 벨트를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 톱니 벨트로서 고온 하에서 사용하여도 내구성을 향상할 수 있는 전동 벨트를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 무기 섬유 및 유기 섬유의 어느 것의 섬유로 형성된 섬유부재여도 박리를 억제할 수 있는 전동 벨트를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은 상기 과제를 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머를 포함하는 고무 성분과, 실리카를 포함하는 필러와, 유황계 가류제를 포함하는 가류제와, 아미노 수지를 포함하는 경화성 수지를 조합시켜 전동 벨트의 고무 층을 형성하는 것에 의해, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머를 포함하는 고무 층과 이 고무 층에 접하는 섬유 부재를 구비하고 있어도, 상기 고무 층과 상기 섬유 부재와의 박리를 억제할 수 있고, 내마모성이나 모듈러스 등의 기계적 특성도 향상할 수 있는 것을 밝혀내고 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명의 전동 벨트는, 고무 층과 이 고무 층에 접하는 섬유 부재를 구비한 전동 벨트에 있어서, 상기 고무 층이 에틸렌-α-올레핀엘라스토머를 포함하는 고무 성분과, 실리카를 포함하는 필러와, 유황계 가류제를 포함하는 가류제와, 아미노 수지를 포함하는 경화성 수지를 포함하는 고무 조성물의 가류물로 형성되어 있다. 상기 아미노 수지는 멜라민 수지를 포함하고 있어도 좋다. 상기 필러는 더욱이 카본 블랙을 포함하고 있어도 좋다. 상기 아미노 수지의 비율은, 실리카 100 질량부에 대하여 10~50 질량부 정도이어도 좋다. 상기 실리카의 비율은, 카본 블랙 100 질량부에 대하여 10~150 질량부 정도이어도 좋다. 상기 고무 층은, 고무 성분 100 질량부에 대하여, 5~30 질량부의 실리카 및 10~100 질량부의 카본 블랙을 포함하고 있어도 좋다. 상기 유황계 가류제는 유황이어도 좋다. 상기 경화성 수지는 레조르시놀 수지를 포함하지 않아도 좋다. 상기 가류제는 유기 과산화물을 포함하지 않아도 좋다. 본 발명의 전동 벨트는, 벨트 길이 방향을 따라 소정 간격으로 배치된 복수의 톱니부(齒部)와, 심체(芯體))가 매설된 등부(背部)를 포함하는 벨트 본체와, 상기 복수의 톱니부의 표면을 피복하는 커버포를 가지는 톱니벨트이어도 좋다. 상기 벨트 본체(톱니부 및 등부)는 상기 고무 층이어도 좋다. 상기 심체는 무기 섬유를 포함하고 있어도 좋다.

본 발명에서는, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머를 포함하는 고무 성분과, 실리카를 포함하는 필러와, 유황계 가류제를 포함하는 가류제와, 아미노 수지를 포함하는 경화성 수지를 조합시켜 전동 벨트의 고무 층을 형성하고 있기 때문에, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머를 포함하는 고무 층과 이 고무 층에 접하는 섬유 부재를 구비하고 있어도, 상기 고무 층과 상기 섬유 부재와의 박리를 억제할 수 있고, 내마모성이나 모듈러스 등의 기계적 특성도 향상할 수 있다. 그 때문에, 톱니 벨트로서 고온 하에서 사용하여도 내구성을 향상할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 전동 벨트는, 무기 섬유 및 유기 섬유의 어느 것의 섬유로 형성된 섬유 부재이어도 박리를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 전동 벨트(톱니 벨트)의 일례를 나타내는 단면 사시도이다.
도 2는 실시 예에 있어서 전동 벨트의 내구성 주행 시험을 설명하기 위한 개략도이다.

본 발명의 전동 벨트는, 고무 층과 이 고무 층에 접하는 섬유 부재를 구비하고 있으면 좋고, 각종의 마찰 전동 벨트나, 각종의 맞물림 전동 벨트(톱니 벨트)이어도 좋다. 이들 전동 벨트 중, 고무 층과 섬유 부재와의 밀착성과, 내마모성이나 모듈러스 등의 기계적 특성과의 양립의 요구가 높은 톱니 벨트에 특히 유용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관계하는 톱니 벨트의 일례를 나타내는 단면 사시도이고, 톱니 벨트(1)는, 벨트의 길이 방향(도 중 화살표)을 따라 소정의 간격으로 형성된 복수의 톱니부(2)와, 벨트의 길이 방향을 따라 복수의 심체(3)가 매설된 등부(4)를 구비하고 있고, 상기 톱니부(2)의 표면에는 톱니포(커버포)(5)가 첩착(貼着)(피복 또는 적층)되어 있다. 또한, 톱니부(2)는, 종단면 형상이 대( 台) 형상으로 형성되어 있다. 톱니 벨트(1)에서는, 톱니부(2) 및 등부(4)가 벨트 본체를 형성하고, 이 벨트 본체가 상기 고무 층으로 형성된다. 또, 섬유 부재로서는, 심체(3) 및 커버포(5)가 해당한다.

또한, 톱니 벨트의 형상은, 도 1에 나타낸 구조에 한정되지 않고, 벨트의 적어도 한쪽의 면에, 벨트의 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 형성되고, 또한 톱니상(齒狀) 풀리와 맞물림 가능한 복수의 톱니부 또는 볼록부(凸部)를 가지고 있으면 좋다. 톱니부 또는 볼록부의 단면 형상(벨트 길이 방향 또는 폭 방향의 단면 형상)은, 상기 대형(台形)에 한정되지 않고, 톱니상 풀리의 형태 등에 따라, 예를 들면, 반원형, 반타원형, 다각형(삼각형, 사각형(구형(矩形) 등) 등) 등이어도 좋다. 또, 길리 방향으로 서로 이웃하는 톱니부 또는 볼록부의 간격은, 톱니상 풀리의 형태 등에 따라, 예를 들면, 1~10mm, 바람직하게는 2~8mm 정도이어도 좋다.

또한, 이하의 설명에서는, 톱니부와 볼록부를 같은 뜻으로 취급하고, 도 1에 나타낸 구조의 톱니 벨트의 각 요소에 대하여 설명한다.

[톱니부(2) 및 등부(4)]

벨트 본체(톱니부(2) 및 등부(4))는, 고무 조성물의 가류물로 형성되고, 상기 고무 조성물은, 고무 성분과 필러와 가류제와 경화성 수지와 (필요에 따라 함유되는 첨가제와)를 포함하고 있다.

(고무 성분)

고무 성분은 에틸렌-α-올레핀엘라스토머를 포함한다. 에틸렌-α-올레핀엘라스토머로서는, 예를 들면, 에틸렌-α-올레핀 공중합체 고무, 에틸렌-α-올레핀-디엔 삼원 공중합체 고무 등이 열거될 수 있다. α-올레핀로서는, 예를 들면, 프로필렌, 부텐, 펜텐, 메틸펜텐, 헥센, 옥텐 등의 쇄상(鎖狀) α-C_3- ₁₂올레핀 등이 열거될 수 있다. 이들 α-올레핀 중, 프로필렌 등의 α-C_3- ₄올레핀(특히 프로필렌)이 바람직하다. 디엔 모노머로서는, 통상, 비공역(非共役) 디엔계 단량체, 예를 들면, 디시클로펜타디엔, 메틸렌노르보르넨, 에틸리덴노르보르넨, 1,4-헥사디엔, 시클로옥타디엔 등이 예시될 수 있다. 이들의 디엔 모노머 중, 에틸리덴노르보르넨, 1,4-헥사디엔(특히, 에틸리덴노르보르넨)이 바람직하다.

대표적인 에틸렌-α-올레핀엘라스토머로서는, 예를 들면, 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPM), 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원공중합체(EPDM 등), 에틸렌-부텐 공중합체(EBM), 에틸렌-옥텐 공줍합체(EOM) 등이 열거될 수 있다. 이들의 에틸렌-α-올레핀엘라스토머는, 단독으로 또는 2종 이상 조합시켜 사용할 수 있다.

이들 중, 내열성 및 내한성이 우수한 점 때문에, 에틸렌-α-올레핀-디엔 삼원 공중합체 고무(특히 EPDM 등의 에틸렌-α-C_3- ₄올레핀-디엔 삼원공중합체 고무)가 바람직하다.

고무 성분은, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위라면, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머에 더하여, 다른 고무 성분, 예를 들면, 디엔계 고무[천연 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 스티렌부타디엔 고무(SBR), 비닐피리딘-스티렌-부타디엔 공중합체 고무, 아크릴로니트릴부타디엔 고무(니트릴 고무) ; 수소화니트릴 고무(수소화니트릴 고무와 불포화 카르본산 금속염과의 혼합 폴리머를 포함한다) 등의 상기 디엔계 고무의 수첨물(水添物) 등], 올레핀계 고무(폴리옥테니렌 고무, 에틸렌-초산비닐 공중합체 고무, 클로로설폰화 폴리에틸렌 고무, 알킬화 클로로설폰화 폴리에틸렌 고무 등), 에피클로로히드린 고무, 아크릴계 고무, 실리콘 고무, 우레탄 고무, 불소 고무 등을 포함하고 있어도 좋다.

에틸렌-α-올레핀엘라스토머의 비율은, 고무 성분 전체에 대하여 50 질량% 이상이면 좋고, 바람직하게는 80 질량% 이상, 더 바람직하게는 90 질량% 이상(특히 95 질량% 이상)이고, 100 질량%(고무 성분이 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 만으로 형성)이어도 좋다. 에틸렌-α-올레핀엘라스토머의 비율이 너무 적으면, 전동 벨트의 내열성 및 내한성이 저하하는 우려가 있다.

(필러)

본 발명에서는, 전동 벨트의 기계적 특성을 높여 내구성을 향상시키기 때문에, 필러는 실리카를 포함한다. 실리카는, 규산 및/또는 규산염으로 형성된 미세한 부피가 큰 백색 분말이고, 그 표면에는 복수의 실라놀기가 존재하기 때문에, 고무 성분과 화학적으로 접착할 수 있다.

실리카에는, 건식 실리카, 습식 실리카, 표면 처리한 실리카 등이 포함된다. 또, 실리카는, 제법에서의 분류에 의해, 예를 들면, 건식법 화이트 카본, 습식법 화이트 카본, 콜로이들 실리카, 침강 실리카 등으로도 분류할 수 있다. 이들 실리카는, 단독 또는 2종 이상 조합시켜 사용할 수 있다. 이들 중, 표면 실라놀기가 많고, 고무 성분과의 화학적 결합력이 강한 점 때문에, 함수 규산을 주성분으로 하는 습식법 화이트 카본이 바람직하다.

실리카의 평균 입경은, 예를 들면 1~1000nm, 바람직하게는 3~300nm, 더 바람직하게는 5~100nm(특히 10~50nm) 정도이다. 실리카의 입경이 너무 크면, 고무층(벨트 본체)의 기계적 특성이 저하하는 우려가 있고, 너무 작으면 균일하게 분산하는 것이 곤란하게 되는 우려가 있다.

또, 실리카는, 비다공질 또는 다공질의 어느 것이어도 좋지만, BET법에 의한 질소흡착 비표면적은, 예를 들면 50~400㎡/g, 바람직하게는 70~350㎡/g, 더 바람직하게는 100~300㎡/g(특히 150~250㎡/g) 정도이어도 좋다. 비표면적이 너무 크면, 균일하게 분산하는 것이 곤란하게 되는 우려가 있고, 비표면적이 너무 작으면, 고무 층의 기계적 특성이 저하하는 우려가 있다.

실리카의 비율은, 고무 성분 100 질량부에 대하여 1~100 질량부(예를 들면 5~30 질량부) 정도의 범위로부터 선택할 수 있고, 예를 들면 3~50 질량부(예를 들면 5~50 질량부), 바람직하게는 5~40 질량부(예를 들면 10~40 질량부), 더 바람직하게는 8~20 질량부(특히 10~15 질량부) 정도이다. 또, 실리카의 비율은, 후술하는 카본 블랙 100 질량부에 대하여 1~300 질량부 정도의 범위로부터 선택할 수 있고, 예를 들면 5~200 질량부(예를 들면 10~150 질량부), 바람직하게는 10~100 질량부(예를 들면 12~50 질량부), 더 바람직하게는 13~30 질량부(특히 15~20 질량부) 정도이다. 실리카의 비율이 너무 작으면, 접척성이나 보강성이 저하하는 우려가 있고, 너무 많으면, 고무 층 중에 균일하게 분산하는 것이 곤란하게 되고, 섬유 부재(특히 커버포)와의 밀착성이 저하하는 우려가 있다.

본 발명에서는, 필러로서, 실리카에 더하여, 더욱이 카본 블랙을 포함하는 것이 바람직하다. 카본 블랙은, 고무 층의 내피로파괴성 및 내마모성을 비약적으로 향상시키는 작용을 가지고 있고, 실리카와 카본 블랙을 조합시키는 것에 의해, 모듈러스 등의 기계적 특성과 섬유 부재에 대한 밀착성을 양립할 수 있고, 전동 벨트의 내구성을 향상할 수 있다.

카본 블랙의 평균 입경은, 예를 들면 5~200nm, 바람직하게는 10~150nm, 더 바람직하게는 15~100nm 정도이고, 보강 효과가 높은 점 때문에, 소입경의 카본 블랙이어도 좋고, 그 평균 입경은, 예를 들면 5~38nm, 바람직하게는 10~35nm, 더 바람직하게는 15~30nm 정도이어도 좋다. 소입경의 카본 블랙으로서는, 예를 들면, SAF, ISAF-HM, ISAF-LM, HAF-LS, HAF, HAF-HS 등을 예시할 수 있다. 이들 카본 블랙은 단독 또는 조합시켜 사용할 수 있다.

카본 블랙의 비율은, 고무 성분 100 질량부에 대하여 10~150 질량부(예를 들면 10~100 질량부) 정도의 범위로부터 선택할 수 있고, 예를 들면 20~120 질량부, 바람직하게는 30~100 질량부(예를 들면 35~80 질량부), 더 바람직하게는 40~70 질량부(특히 50~60 질량부) 정도이다. 카본 블랙의 비율이 너무 적으면, 보강성이나 내마모성이 충분히 발휘될 수 없는 우려가 있고, 너무 많으면, 접착성이 저하한다든지, 균일하게 분산시키는 것이 곤란하게 되는 우려가 있다.

필러는, 더욱이 관용의 필러를 포함하고 있어도 좋다. 관용의 필러로서는, 예를 들면, 클레이, 탄산칼슘, 탈크, 마이카 등이 열거될 수 있다. 이들 관용의 필러는, 단독 또는 2종 이상 조합시켜 사용할 수 있다.

실리카 및 카본 블랙의 합계 비율(실리카만의 경우, 실리카의 비율)은, 필러 전체에 대하여 50 질량% 이상이어도 좋고, 바람직하게는 60 질량% 이상, 더 바람직하게는 70 질량% 이상(특히 80 질량% 이상)이어도 좋고, 90 질량% 이상(특히 100 질량%)이어도 좋다. 실리카 및 카본 블랙의 비율이 너무 적으면, 고무 층의 역학 특성이 저하하는 우려가 있다.

필러의 비율(합계 비율)은, 고무 성분 100 질량부에 대하여, 예를 들면 30~100 질량부, 바람직하게는 50~90 질량부, 더 바람직하게는 60~80 질량부 정도이다. 필러의 비율이 너무 적으면, 내마모성이나 모듈러스 등의 기계적 특성이 저하하는 우려가 있고, 너무 많으면, 섬유 부재와의 접착성이 저하하는 우려가 있다.

(가류제)

가류제(또는 가교제)는, 섬유 부재(특히 무기 섬유를 포함하는 심체)와의 접착성을 향상시킬 수 있는 점 때문에, 유황계 가류제를 포함한다. 유황계 가류제로서는, 예를 들면, 분말 유황, 침강 유황, 콜로이드 유황, 불용성 유황, 고분산성 유황, 염화 유황(1염화 유황, 2염화 유황 등) 등이 열거될 수 있다. 이들 유황계 가류제는, 단독 또는 2종 이상 조합시켜 사용할 수 있다. 이들 유황계 가류제 중, 분말 유황 등의 유황이 바람직하다.

가류제는, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위라면, 더욱이 다른 가류제를 포함하고 있어도 좋다. 다른 가류제로서는, 예를 들면, 유기 과산화물(디아실퍼옥사이드, 퍼옥시에스테르, 디알킬퍼옥사이드 등) 등이 열거될 수 있다.

유황계 가류제(특히 유황)의 비율은, 가류제(또는 가교제) 전체에 대하여, 50 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80 질량% 이상, 더 바람직하게는 90 질량% 이상(특히 95 질량% 이상)이고, 100 질량%(유황계 가류제 단독)이어도 좋다. 유황계 가류제의 비율이 너무 적으면, 섬유 부재(특히 심체)와의 밀착성이 저하하는 우려가 있다. 특히, 본 발명에서는, 섬유 부재(특히 심체)와의 밀착성을 향상시킬 수 있는 점 때문에, 가류제는, 유기 과산화물을 실질적으로 포함하지 않는 것이 바람직하고, 유기 과산화물을 전혀 포함하지 않는 것이 바람직하다. 본 발명 명세서 및 특허청구범위에 있어서 「유기 과산화물을 실질적으로 포함하지 않는다」는 것은, 불가피 불순물로서 혼입하는 것을 제외하고 포함되지 않는다는 것을 의미하고, 그의 함유량의 상한치는, 가류제(또는 가교제) 전체에 대하여 예를 들면 0.1 질량% 정도이다.

가류제(특히 유황계 가류제)의 비율은, 고무 성분 100 질량부에 대하여 0.1~20 질량부 정도의 범위로부터 선택할 수 있고, 예를 들면 0.2~10 질량부, 바람직하게는 0.5~5 질량부, 더 바람직하게는 0.5~3 질량부(특히 0.8~2 질량부) 정도이다. 가류제의 비율이 너무 적으면, 고무 층의 내마모성 등의 기계적 특성이 저하하는 우려가 있고, 너무 많으면, 유연성이 저하하는 우려가 있다.

(경화성 수지)

경화성 수지(접착성 개선제 또는 바인더 수지)는, 섬유 부재와의 밀착성을 향상시킬 수 있는 점 때문에, 아미노 수지를 포함한다.

아미노 수지로서는, 관용의 아미노 수지, 예를 들면, 멜라민 수지, 우레아 수지(요소 수지), 구아나민 수지, 아닐린 수지 등이 열거될 수 있다. 이들 아미노 수지는, 단독 또는 2종 이상 조합시켜 사용할 수 있다. 이들 아미노 수지 중, 섬유 부재(특히 고온 하에서의 무기 섬유를 포함하는 심체)와의 밀착성을 향상시킬 수 있는 점 때문에, 멜라민 수지가 바람직하다.

멜라민 수지는, 관용의 멜라민 수지를 이용할 수 있고, 중성 또는 알칼리성 조건 하에서, 멜라민과 포름알데히드를 반응시키는 것에 의해 얻어지는 반응 생성물(예를 들면, 초기 축합물 또는 프리폴리머)이어도 좋다. 더욱이, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위라면, 멜라민과 함께, 다른 아미노기를 가지는 화합물, 예를 들면, 요소, 구아나민(포르모구아나민, 아세트구아나민, 벤조구아나민 등), 아닐린 등과 병용하여도 좋다. 다른 아미노기를 가지는 화합물의 비율은, 멜라민 1몰에 대하여 0.3몰 이하(특히 0.1몰 이하)이어도 좋다.

포름알데히드로서는, 포름알데히드의 축합체(예를 들면, 트리옥산, 파라포름알데히드 등)를 사용하여도 좋고, 포름알데히드의 수용액(포르말린 등)을 사용하여도 좋다.

멜라민과 포름알데히드의 비율(사용 비율)은, 예를 들면, 전자/후자(몰비)=1/1~1/10, 바람직하게는 1/3~1/8, 더 바람직하게는 1/5~1/7 정도이어도 좋다.

멜라민 수지로서는, 예를 들면, 트리메틸올멜라민, 헥사메틸올멜라민 등의 모노 내지 헥사 메틸올멜라민 등이 범용되고, 내열성 및 접착성 등의 점 때문에, 테트라 내지 헥사 메틸올멜라민(특히 헥사메틸올멜라민) 등이 바람직하다. 멜라민 수지(특히, 테트라 내지 헥사 메틸올멜라민)는, 취급성 등의 점 때문에, 알킬기(예를 들면, 메틸, 에틸, n-부틸, 이소부틸 등의 C_1- ₄알킬기 등)로 에테르화되어 있어도 좋다. 에테르화된 알킬에테르멜라민 수지로서는, 예를 들면, 모노 내지 헥사 C_1- ₄알콕시메틸멜라민 등이 범용되고, 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사-n-부톡시메틸멜라민, 헥사이소부톡시메틸멜라민 등의 헥사 C_1- ₄알콕시메틸멜라민이 바람직하게 이용된다.

멜라민 수지의 비율은, 아미노 수지 전체에 대하여 50 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80 질량% 이상, 더 바람직하게는 90 질량% 이상(특히 95 질량% 이상)이고, 100 질량%(멜라민 수지 단독)이어도 좋다.

아미노 수지(특히 멜라민 수지)의 비율은, 실리카 100 질량부에 대하여 1~100 질량부 정도의 범위로부터 선택할 수 있고, 예를 들면 5~80 질량부, 바람직하게는 8~60 질량부, 더 바람직하게는 10~50 질량부(특히 20~50 질량부) 정도이다. 아미노 수지의 비율이 너무 적으면, 섬유 부재(특히 심체)와의 밀착성이 저하하는 우려가 있고, 너무 많으면, 섬유 부재와의 밀착성이나 내굴곡피로성이 저하하는 우려가 있다.

경화성 수지는, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위라면, 더욱이 다른 경화성 수지(레조르시놀 수지 등)를 포함하고 있어도 좋다. 레조르시놀 수지(레조르신포르말린)는, 레조르시놀을 포함하는 페놀류와 포름알데히드와의 공축합물이면 좋고, 라텍스와의 혼합물이어도 좋다.

아미노 수지(특히 멜라민 수지)의 비율은, 경화성 수지 전체에 대하여 50 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80 질량% 이상, 더 바람직하게는 90 질량% 이상(특히 95 질량% 이상)이고, 100 질량%(멜라민 수지 단독)이어도 좋다. 아미노 수지의 비율이 너무 적으면, 내열성이나 섬유 부재(특히 심체)와의 밀착성이 저하하는 우려가 있다. 특히, 본 발명에서는, 섬유 부재(특히 심체)와의 밀착성을 향샹시킬 수 있는 점 때문에, 경화성 수지는, 레조르시놀 수지를 실질적으로 포함하지 않는 것이 바람직하고, 레조르시놀 수지를 전혀 포함하지 않는 것이 특히 바람직하다. 본 발명 명세서 및 특허청구범위에 있어서 「레조르시놀 수지를 실질적으로 포함하지 않는다」는 것은, 불가피 불순물로서 혼입하는 것을 제외하고 포함되지 않는다는 것을 의미하고, 그의 함유량의 상한치는, 경화성 수지 전체에 대하여 예를 들면 0.1 질량% 정도이다.

경화성 수지(특히 아미노 수지)의 비율은, 접착성의 점 때문에, 고무 성분 100 질량부에 대하여 0.1~30 질량부 정도의 범위로부터 선택할 수 있고, 예를 들면 0.3~20 질량부, 바람직하게는 0.5~10 질량부, 더 바람직하게는 1~8 질량부(특히 2~5 질량부) 정도이다.

(다른 첨가제)

벨트 본체(톱니부(2) 및 등부(4)를 형성하는 고무 조성물은, 필요에 따라, 관용의 각종 첨가제(또는 배합제)를 포함하고 있어도 좋다.

첨가제로서는, 예를 들면, 가류조제(N,N'-m-페닐렌디말레이미드 등의 아렌비스말레이미드 또는 방향족 비스말레이미드 등), 가류 촉진제[테트라메틸티우람ㆍ모노술피드(TMTM), 테트라메틸티우람ㆍ디술피드(TMTD), 테트라에틸티우람ㆍ디술피드(TETD), 테트라부틸티우람ㆍ디술피드(TBTD), 디펜타메틸렌티우람테트라술피드(DPTT), N,N'-디메틸-N,N'-디페닐티우람ㆍ디술피드 등의 티우람계촉진제; 2-메르캅토벤조티아졸, 2-메르캅토벤조티아졸의 아연염, 2-메르캅토티아졸린, 디벤조티아질ㆍ디술피드, 2-(4'-모르폴리노디티오)벤조티아졸 등 티아졸계 촉진제; N-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드(CBS), N,N'-디시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드 등의 술펜아미드계 촉진제; 디페닐구아니딘, 디-o-트릴구아니딘 등의 구아니딘류; 에틸렌티오우레아 등의 아레아계 또는 티오우레아계 촉진제; 디티오카르바민산염류; 크산토겐산염류 등], 가류지연제, 금속 산화물(산화아연, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화 바륨, 산화 철, 산화 동, 산화티탄, 산화알루미늄 등), 단섬유[면이나 레이온 등의 셀룰로스계 섬유, 폴리에스테르계 섬유(PET 섬유 등), 폴리아미드계 섬유(폴리아미드6 등의 지방족 폴리아미드 섬유, 아라미드 섬유 등) 등의 단섬유], 가소제, 연화제(파리핀 오일, 나프텐계 오일 등의 오일류 등), 가공제 또는 가공조제(스테아린산, 스테아린산 금속염, 왁스, 파라핀 등), 노화 방지제(방향족 아민계, 벤즈이미다졸계 노화 방지제 등), 착색제, 점착 부여제, 커플링제(실란 커플링제 등), 안정제(산화 방지제, 자외선 흡수제, 열안정제 등), 윤활제, 난연제, 대전 방지제 등이 예시될 수 있다. 이들 첨가제는, 단독으로 또는 2종 이상 조합시켜 사용할 수 있다.

첨가제의 합계 비율은, 고무 성분 100 질량부에 대하여, 예를 들면 1~100 질량부, 바람직하게는 5~50 질량부, 더 바람직하게는 10~20 질량부 정도이다. 상세하게는, 고무 성분 100 질량부에 대하여, 예를 들면 가류 촉진제의 비율이 0.1~10 질량부(특히 0.5~5 질량부), 금속 산화물의 비율이 1~20 질량부(특히 3~10 질량부), 연화제의 비율이 1~20 질량부(특히 3~10 질량부), 가공(조)제의 비율이 0.1~5 질량부(특히 0.5~3 질량부), 노화 방지제의 비율이 1~20 질량부(특히 3~10 질량부) 정도이다.

또한, 톱니부(2)와 등부(4)를 형성하는 고무 조성물은, 톱니부(2)와 등부(4)와의 밀착성이 손상되지 않는 한, 다른 고무 조성물이어도 좋고, 같은 고무 조성물이어도 좋다. 통상, 톱니부(2)와 등부(4)는, 같은 계열의 고무(예를 들면, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머에 속하고, 또한 종류가 다른 고무 등) 또는 동종의 고무 성분(예를 들면, 동종의 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 등)을 포함하는 경우가 많다.

[심체(3)]

심체(3)는, 주행의 안정성 및 벨트 강도 등을 향상시키기 위해서, 벨트의 길이 방향을 따라 벨트 본체에 매설되어 있고, 통상, 벨트의 길이 방향을 따라 연장하는 복수의 심선(꼰 코드)이 벨트 본체에 매설되어 있다.

심선은, 복수의 스트랜드나 멀티필라멘트사(絲)를 합쳐 꼰 꼰 코드로 형성되어 있어도 좋다. 이들 중 스트랜드의 꼰 코드가 바람직하고, 1본의 스트랜드는, 필라멘트(장섬유)를 묶어 형성하여도 좋다. 심선의 평균 선경(線徑)(꼰 코드의 섬유경)은, 예를 들면 0.2~0.6mm 정도이다. 꼰 코드를 형성하는 필라멘트의 굵기, 필라멘트의 수속 본수, 스트랜드의 본수, 및 꼰 방법의 꼼 구성에 대하여는 특별히 제한되지 않는다.

심선을 형성하는 섬유로서는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 폴리에스테르계 섬유(폴리알킬렌아릴레이트계 섬유, 폴리파라페닐렌나프탈레이트계 섬유), 폴리벤조옥사졸 섬유, 아크릴계 섬유, 폴리아미드계 섬유(지방족 폴리아미드 섬유, 아라미드 섬유 등) 등의 함성 섬유, 유리 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유(스틸 섬유) 등의 무기 섬유 등이 예시될 수 있다. 이들 섬유는 단독으로 또는 2종 이상 조합시켜 사용할 수 있다. 심선을 형성하는 섬유로서는, 저신도 고강도인 점 때문에, 예를 들면, 폴리에스테르계 섬유, 폴리아미드계 섬유 등의 합성 섬유, 유리 섬유, 탄소 섬유 등의 무기 섬유 등이 범용된다. 유리 섬유의 조성은, 특별히 제한되지 않고, E 유리, S 유리(고강도 유리), C 유리 등이어도 좋다. 이들 중, 고강도이고, 또한 저신도인 점 때문에, 고강도 유리 섬유, 탄소 섬유가 바람직하고, 경제성의 점 때문에 고강도 유리 섬유가 특히 바람직하다.

복수의 심선은, 벨트의 폭 방향으로 소정의 간격(또는 피치)을 두고(또는 등간격으로) 매설되어 있어도 좋다. 인접하는 심선의 간격(스피닝 피치)은, 심선의 직경에 따라, 예를 들면, 0.5~2mm, 바람직하게는 0.8~1.5mm 정도이어도 좋다.

심선에는, 벨트 본체와의 접착성을 높이기 위해, 접착 처리를 시행하여도 좋다. 접착 처리의 방법으로서는, 예를 들면, 꼰 코드를 레졸신-포르말린-라텍스 처리액(RFL 처리액)에 침지 후, 가열 건조하여, 꼰 코드의 표면에 균일한 접착층을 형성하는 방법이어도 좋다. RFL 처리액은, 레졸신과 포르말린과의 초기 축합물을 라텍스에 혼합한 혼합물이고, 라텍스는, 예를 들면, 클로로프렌 고무, 스티렌-부타디엔-비닐피리딘 3원공중합체(VP 라텍스), 니트릴 고무, 수소화 니트릴 고무 등이어도 좋다. 더욱이, 접착 처리의 방법은, 에폭시 화합물 또는 이소시아네이트 화합물로 전처리를 시행한 후에, RFL 처리액으로 처리하는 방법도 좋다.

[커버포(5)]

풀리 접촉면인 톱니 벨트(1)의 톱니부(2)에는, 커버포(5)(齒布)가 피복 또는 적층되고, 커버포(5)는 톱니부(2)와 일체화하고 있다.

커버포는 직포가 바람직하다. 커버포의 직성(織成) 구성(짠 조직)은, 특별히 한정되지 않고, 경사와 위사를 규칙적으로 종횡으로 교착(交錯)시켜 짜여진 직포이면 좋고, 예를 들면, 능직(사문직), 주자직(수자직, 새틴(satin)), 평직 등의 조직이어도 좋다. 이들 중, 섬유(또는 사)의 접점의 수자 적고, 처리액을 함침하기 쉬운 점 때문에, 능직 및 주자직 조직이 바람직하다.

경사 및 위사의 형태는, 특별히 한정되지 않고, 필라멘트(장섬유)를 당겨 가지런히하고, 합쳐 꼰 멀티필라멘트사, 1본의 장섬유인 모노필라멘트사, 단섬유를 합쳐 꼰 스팬사(絲)(방적사)의 어느 것이어도 좋다. 경사 또는 위사가 멀티필라멘트사 또는 스팬사인 경우, 복수 종류의 섬유를 이용한 혼연사(混撚絲) 또는 혼방사(混紡絲)이어도 좋다. 그 중에서도, 위사는, 신축성을 가지는 탄성사를 포함하는 것이 바람직하다. 탄성사로서는, 예를 들면, 폴리우레탄으로 이루어지는 스판덱스(spandex)와 같이 재질 자체가 신축성을 가지는 탄성사나, 섬유를 신축 가공(예를 들면, 울리 가공, 권축 가공 등)한 가공사 등이 이용될 수 있다. 한편, 제직성의 점 때문에, 경사에는, 통상 탄성사를 이용하지 않는다. 더욱이 커버포로서는, 커버포의 벨트 길이 방향의 신축성을 확보할 수 있는 점 때문에, 직포의 경사를 벨트 폭 방향으로, 위사를 벨트 길이 방향으로 연장하도록 배치하는 것이 바람직하다.

커버포를 구성하는 섬유(또는 사)의 평균 직경은, 예를 들면 5~100 ㎛, 바람직하게는 10~50 ㎛ 정도이어도 좋다. 또, 섬유로 형성된 사(撚絲)의 평균 섬유 직경(굵기)는, 예를 들면, 위사에서는 100~1000dtex, 바람직하게는 300~700dtex 정도이어도 좋고, 경사에서는 50~500dtex, 바람직하게는 100~300dtex 정도이어도 좋다. 위사의 밀도(본/cm)는, 예를 들면 5~50, 바람직하게는 10~30 정도이어도 좋고, 경사의 밀도(본/cm)는, 예를 들면 10~300, 바람직하게는 20~100 정도이어도 좋다.

커버포의 위사 및 경사를 형성하는 섬유로서는, 예를 들면 셀루로스사 섬유[셀룰로스 섬유(면 등의 식물, 동물 또는 박테리아 유래의 셀룰로스 섬유), 레이온 등의 재생 셀룰로스 섬유, 셀룰로스 에스테르 섬유 등], 폴리올레핀 섬유, 비닐알코올계 섬유, 폴리아미드계 섬유(폴리아미드 6 섬유, 폴리아미드 66 섬유, 폴리아미드 46 섬유 등의 지방족 폴리아미드 섬유, 아라미드 섬유 등의 방향족 폴리아미드 섬유), 폴리에스테르계 섬유[예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유, 폴리프로필렌테레프탈레이트(PPT) 섬유, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 섬유, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 섬유 등의 C_2- ₄알킬렌C₆ _- ₁₄아릴레이트계 섬유; 폴리아릴레이트계 섬유, 액정폴리에스테르계 섬유 등의 완전 방향족 폴리에스테르계 섬유 등], 폴리페닐렌에테르계 섬유, 폴리에테르에테르케톤계 섬유, 폴리에테르설폰계 섬유, 폴리벤조옥사졸계 섬유(폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸(PBO) 섬유 등), 폴리우레탄계 섬유, 탄소 섬유 등의 무기 섬유 등이 예시될 수 있다. 이들 섬유는, 단으로 또는 2종 이상 조합시켜 사용할 수 있다.

이들 섬유 중, 유기 섬유가 범용되고, 면이나 레이온 등의 셀룰로스계 섬유, 폴리에스테르계 섬유(PET 섬유 등), 폴리아미드계 섬유(폴리아미드 66 섬유 등의 지방족 폴리아미드 섬유, 아라미드 섬유 등), 폴리벤조옥사졸계 섬유 등이 바람직하다.

커버포의 두께는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 0.3~1.5mm, 바람직하게는 0.5~1.2mm 정도이어도 좋다.

벨트 본체(톱니부(2) 및 등부(4))와 커버포와의 접착성을 높이기 위해, 커버포에는 접착처리를 시행하여도 좋다. 접착 처리의 방법으로서는, 예를 들면, 직포를 레졸신-포르말린-라텍스 처리액(RFL 처리액)에 침지 후, 가열 건조하여, 직포의 표면에 균일한 접착층을 형성하는 방법이어도 좋다. 더욱이, 접착 처리의 방법은, 에폭시 화합물 또는 이소시아네이트 화합물로 전처리를 시행한 후에, RFL 처리액으로 처리하는 방법도 좋고, 고무 조성물을 메틸에틸케톤, 톨루엔, 크실렌 등의 유기 용매에 용해하여 고무 풀(糊)로하고, 이 고무 풀에 직포를 침지 처리하여, 고무 조성물을 함침, 부착시키는 방법 등이어도 좋다. 이들 방법은, 단독으로 또는 조합시켜 시공할 수 있고, 처리 순서나 처리 횟수도 제한되지 않는다.

[전동 벨트의 제조 방법]

본 발명의 전동 벨트는, 관용의 방법으로 제조할 수 있고, 예를 들면, 도 1에 나타낸 톱니 벨트(1)는, 이하의 방법으로 제조할 수 있다. 우선, 톱니 벨트(1)의 톱니부(2)에 대응하는 복수의 홈부를 가지는 원통상 몰드에, 커버포(5)를 형성하는 범포를 감아 붙인다. 이어서, 범포가 감아 붙여진 원통상 몰드에 심체(3)을 구성하는 코드를 나선상으로 소정의 피치(원통상 몰드의 축 방향에 대하여 소정의 피치)로 감아 붙인다. 다음으로, 등부(4) 및 톱니부(2)를 형성하는 미가류 고무 시트를 감아 붙여, 미가류 슬리브(미가류 적층체)를 형성한다. 더욱이, 상기 미가류 슬리브가 감아 붙여진 원통상 몰드를 가류관 내로 옮기고, 가열ㆍ가압하는 것에 의해, 상기 고무 시트를 몰드 홈부에 압입시켜, 가류와 함께 톱니부(2)를 형성한다. 최후로, 얻어진 슬리브상의 성형체를 소정 커트 폭에 따라 절단칼로 절단하는 것에 의해, 개개의 톱니 벨트(1)를 제조할 수 있다.

또, 톱니 벨트(1)는 에비 성형 공법에 의해 이하의 수순으로 제작하여도 좋다. 우선, 톱니형을 가지는 금형에 의해 커버포(5)와 톱니부(2)를 예비 성형하여 예비 성형체를 얻는다. 다음으로, 얻어진 예비 성형체를 금형에 감아붙여, 그 위해 심체(3)를 나선상으로 스피닝한다. 그 위에 등부(4)를 구성하는 미가류 고무를 감아 붙인 후, 전체를 가류관에서 가류하여, 톱니 벨트(1)가 얻어진다. 이 예비 성형 공법에 있어서는, 가류 전에 커버포(5) 및 톱니부(2)가 예비 성형되기 때문에, 가류 시에 등부(4)를 구성하는 미가류 고무를 심체(3)의 사이로부터 내측(복측, 즉, 톱니부(2) 측)으로 유동시켜, 커버포(5)를 신장시켜 톱니부(2)를 형성할 필요가 없다. 그 때문에, 심선 간 거리(피치)를 좁게 하는 것이 가능하게 된다.

실시 예

이하에, 실시 예에 기초하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 이하의 예에 있어서, 실시 예에 이용한 원료, 각 물성에 있어서의 측정 방법 또는 평가 방법을 이하에 나타낸다. 또한, 특별히 달리 말하지 않는 한, 「부」 및 「%」는 질량 기준이다.

[원료]

EPDM : 三井化學㈜ 제 「EPT4021」, 에틸렌 함량 51질량%, 디엔 함량 8.1 질량%

카본 블랙 : 東海카본㈜ 제 「시스트V」

실리카 : 에보닉ㆍ데구사ㆍ저팬㈜ 제 「울트라질VN3」, BET 비표면적 175㎡/g

연화제(파라핀오일) : 出光興産㈜ 제 「다이아나프로세스 오일 PW90」

노화방지제 : 精工化學㈜ 제 「논플렉스 OD3」

산화아연 : 堺化學工業㈜ 제 「산화아연 2종」

스테아린산 : 日油㈜ 제 「스테아린산 쯔바키」

헥사메톡시메틸멜라민(HMMM) : Power Plast社 제 「PP-1890S」

벤조구아나민 : ㈜日本觸媒 제

레조르시놀 수지 : INDSPEC Chemical Corporation사제 「Phenacolite Resin(B-18-S)」

가류촉진제 A : 三新化學工業㈜ 제 「산세라-TT」

가류촉진제 B : 大內新興化學工業㈜ 제 「녹세라-CZ」

가류촉진제 C : 大內新興化學工業㈜ 제 「녹세라-DM-P」

유황 : 美源化學社 제

유기과산화물 : 日油㈜ 제 「P-40MB(K)」

유리 심선 : 구성 3/0의 K유리(필라멘트 직경 6㎛)

범포(보강용 범포) : 구성 2/2 능직의 폴리아미드 범포(두께 0.70mm)

[경도 및 50% 인장응력]

표 1에 나타낸 고무 조성물을 165℃에서 30분간 프레스 가교한 가교 고무의 물성을 평가하였다. 얻어진 가교 고무의 경도(JIS-A)를 JIS K6253(2012)에, 50% 신장 시의 인장응력 M50을 JIS K6251(2010)에 준하여 측정하였다.

[심선 박리력]

표 1에 나타낸 고무 조성물로 형성한 미가류 고무시트(두께 4mm)의 위에, 유리 심선을, 폭이 25mm로 되도록 복수본 평행으로 늘어놓고(섬유 간격 0.1mm), 프레스 판으로 2.0MPa의 압력을 가해, 160℃에서 30분간 가류하여, 박리시험용의 직사각형(短冊) 시료(폭 25mm × 길이 150mm × 두께 4mm)를 제작하였다. 그리고, JIS K6256(2013)에 따라, 인장 속도 50mm/분으로 박리시험을 행하여, 심선과 접착 고무와의 접착력(가류 접착력)을 측정하였다.

[범포 박리력]

표 1에 나타낸 고무 조성물로 형성한 미가류 고무시트(종 15cm, 횡 3cm, 두께 4mm)와 범포(종 15cm, 횡 3cm)를 적층하고, 범포와 미가류 고무 시트를 끼워 반대측에 보강용 범포를 배치하고, 이 상태에서 가류하였다. 가류 조건은, 165℃ × 30분으로 하였다. 이때, 적층 전에 미리, 종방향의 단 2.5cm의 부분으로 범포와 미가류 고무 시트와의 사이를, 마크킹 테이프를 이용하여 사이를 떼어 두었다. 가류 후, 상기 마스킹테이프에 의해 사이가 떼어졌던 단(범포의 단, 보강용 범포 부착 고무 시트의 단)을 오토그래프의 상하 차크에 협지시켜, 인장 속도를 50mm/분으로 하여 잡아 떼었다. 이때의 박리력(N/25mm)의 최대치를 범포 박리력으로 하였다.

[벨트 주행 내구성]

벨트 제작용의 톱니형 부착 금형에 범포를 감아 붙인 후, 접착 처리를 시행한 유리 심선을 소정의 피치로 나선으로 소정의 장력으로 감아 붙였다. 이 심선 위에, 표 1에 나타낸 고무 조성물로 형성한 미가류 고무 시트를 붙인 후, 가류관에 투입하여 통상의 압입 방식에 의해 165℃에서 30분 가압 가류하여, 벨트 등면을 일정 두께로 연마하고 일정 폭으로 커트하여 톱니 벨트를 얻었다. 이 톱니 벨트의 설계는, 톱니형(齒型) : S2M, 톱니 피치 : 2mm, 톱니 수 : 170, 벨트 폭 : 25mm이었다. 얻어진 톱니 벨트에 대하여, 도 2에 나타낸 레이아웃에 의해 분위기 온도 100℃에서 주행 시험을 행하고, 톱니 이지러짐, 범포 박리의 유무를 평가하였다. 심선 박리력이 낮으면, 벨트의 톱니가 심선으로부터 떼어지고, 톱니 이지러짐 고장이 발생한다. 또한, 주행 시간은 최대 400 시간으로 중지했다.

실시 예 1~10 및 비교 예 1~6

표 1에 나타낸 고무 조성물을 이용하여 시료를 제작하고, 경도 및 50% 인장응력, 심선 박리력, 범포 박리력, 벨트 주행 내구성을 평가한 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1의 결과로부터, 실시 예 1~10의 전동 벨트는 300 시간 이상의 주행 시간을 달성하고, 실용상 충분한 내구성을 가지고 있다고 판단할 수 있다.

또한, 실시 예 6은 실리카에 대한 멜라민 수지의 질량비가 5 질량%로 낮은 조건인데, 주행 시간 350 시간으로 톱니 이지러짐 고장으로 되었다.

실시 예 7은 실리카에 대한 멜라민 수지의 질량비가 60 질량%로 높은 조건인데, 300 시간으로 톱니 이지러짐 고장으로 되었다.

또, 실시 예8은 실리카의 배합량이 50 질량부로 높고, 카본 블랙의 배합량이 20 질량부로 낮은 조건인데, 300 시간으로 커버포 박리 고장이 발생하였다.

더욱이, 실시 예9는 레조르시놀 수지를 첨가한 조건인데, 300 시간으로 톱니 이지러짐 고장으로 되었다. 이것에 대하여, 레조르시놀 수지를 첨가하고 있지 않은 실시 예2에서는 벨트에 고장이 발생하는 것은 없이 400 시간 주행하고 있는 것으로부터, 레조르시놀 수지의 첨가는 내구성의 향상에 기여하지 않는다고 판단할 수 있다.

또, 실시 예 10은 아미노 수지로서 구아나민 수지를 포함하는 조건인데, 비교 예 1과 비교하여 경도와 인장 응력의 상승이 보여졌다. 심선 박리력과 범포 박리력에 대하여도 멜라민 수지를 포함하는 경우와 마찬가지로 상승했는데, 100℃에 있어서 박리력은 약간 낮은 경향으로 되었다. 즉, 고온 하에서의 내구성은, 구아나민 수지보다도 멜라민 수지의 쪽이 약간 우수하였다.

이상의 결과로부터, 실시 예 1~5는, 400 시간 주행 후도 벨트에 톱니 이지러짐, 커버포 박리의 고장은 보여지지 않고, 특별히 우수한 내구성을 가지고 있는 것으로 판단할 수 있다.

한편, 비교 예 1~6은 주행 300 시간 미만에서 톱니 이지러짐이 발생하고, 충분한 내구성이 보여지지 않았다.

상세하게는, 비교 예 1~3은 멜라민 수지 및/또는 실리카가 첨가되어 있지 않은 조건인데, 주행 200~250 시간에서 톱니 이지러짐 고장으로 되었다.

비교 예 4 및 6은 유기 과산화물에 의한 가교를 행한 조건인데, 주행 10 시간에서 톱니 이지러짐 고장으로 되었다.

또, 비교 예5는, 멜라민 수지는 첨가하지 않고, 레조르시놀 수지를 첨가한 조건인데, 주행 200 시간에서 톱니 이지러짐 고장으로 되었다.

본 발명을 상세히, 또 특정의 실시 양태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하는 것 없이, 다양한 수정이나 변경을 가하는 것이 가능하다는 것은, 당업자에게 명백하다.

본 출원은, 2016년 5월 23일 출원의 일본특허출원 2016-102618, 및 2017년 5월 15일 일본특허출원 2017-096586에 기초한 것이고, 그의 내용은 여기에 참조로서 포함된다.

본 발명의 전동 벨트는, 고무 층에 접하는 섬유 부재를 구비한 각종의 전동 벨트(마찰 전동 벨트, 맞물림 전동 벨트 등)에 이용할 수 있고, 특히, 맞물림 전동 벨트(톱니벨트)에 유효하게 이용할 수 있다. 더욱이, 톱니 전동 벨트는, 톱니 풀리와 조합시켜, 입력과 출력과의 동기성이 요구되는 다양한 분야, 예를 들면, 자동차나 오토바이 등의 엔진의 동력 전달, 모터, 펌프류 등의 동력 전달, 자동 도어, 자동화 기계 등의 기계류, 복사기, 인쇄기 등에 이용할 수 있다. 특히, 자동차용 엔진의 동력 전달 벨트(타이밍 벨트나 코그드 벨트) 등의 주변기기류(주변부품류)로서 이용할 수 있다.

1. 톱니 벨트
2. 톱니부
3. 심체
4. 등부
5. 커버포(톱니포)

Claims

벨트 길이 방향을 따라 소정 간격으로 배치된 복수의 톱니부와, 심체가 매설된 등부를 포함하는 벨트 본체와, 상기 복수의 톱니부의 표면을 피복하는 커버포를 가지는 톱니벨트에 있어서,
상기 벨트 본체가, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머를 포함하는 고무 성분과, 실리카를 포함하는 필러와, 유황계 가류제를 포함하는 가류제와, 아미노 수지를 포함하는 경화성 수지를 포함하는 고무 조성물의 가류물로 형성되어 있는 고무층이고,
상기 아미노 수지의 비율이, 실리카 100 질량부에 대하여 10~50 질량부인, 톱니 벨트.
제1항에 있어서, 상기 아미노 수지가 멜라민 수지를 포함하는, 톱니 벨트.
제1항에 있어서, 상기 필러가 더욱이 카본 블랙을 포함하는, 톱니 벨트.
삭제
제3항에 있어서, 상기 실리카의 비율이, 카본 블랙 100 질량부에 대하여 10~150 질량부인, 톱니 벨트.
제3항에 있어서, 고무 성분 100 질량부에 대하여, 5~30 질량부의 실리카 및 10~100 질량부의 카본 블랙을 포함하는, 톱니 벨트.
제1항에 있어서, 상기 유황계 가류제가 유황인, 톱니 벨트.
제1항에 있어서, 상기 경화성 수지가 레조르시놀 수지를 실질적으로 포함하지 않는, 톱니 벨트.
제1항에 있어서, 상기 가류제가 유기 과산화물을 실질적으로 포함하지 않는, 톱니 벨트.
삭제
제1항에 있어서, 상기 심체가 무기 섬유를 포함하는, 톱니 벨트.