KR102199202B1 - 전동벨트의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

벨트금형(10)의 내측에, 벨트 제조용 미가교 고무 성형체(20)를, 안쪽으로 휜 휨부(21)를 가진 상태로 배치함과 더불어, 그 내측 공간을, 휨부를 포함하는 제 1 성형체부분(20a)에 대응하는 제 1 공간(22a)과, 그 이외의 제 2 성형체부분(20b)에 대응하는 제 2 공간(22b)으로 구획하고, 제 2 공간(22b) 내에서 팽창부재(32)를 팽창시켜, 팽창부재(32)로 제 2 성형체부분(20b)을 벨트금형(10)측으로 누른다.

Description

전동벨트의 제조 방법
본 발명은 전동벨트의 제조 방법에 관한 것이다.
전동벨트의 제조 방법에서, 통 형상의 벨트금형 내측에 통 형상의 미가교 슬래브를 배치하고, 또, 그 미가교 슬래브를 가열함과 더불어 내측으로부터 벨트금형에 대하여 누르고, 이에 따라 고무 성분을 가교시켜 벨트 슬래브를 성형하는 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 및 2).
특허문헌 1 : 일본 특허 제6246420호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 제6230756호 공보
본 발명은, 통 형상의 벨트금형의 내측에, 벨트 제조용 통 형상의 미가교 고무 성형체를, 상기 미가교 고무 성형체가 안쪽으로 휜 휨부를 구비하는 상태로 배치함과 더불어, 상기 미가교 고무 성형체의 내측 공간을, 상기 미가교 고무 성형체의 상기 휨부를 포함하는 제 1 성형체부분에 대응하는 제 1 공간과, 상기 제 1 성형체부분 이외의 제 2 성형체부분에 대응하는 제 2 공간으로 구획하는 제 1 단계와, 상기 제 1 단계에서 구획한 상기 제 2 공간 내에서 팽창부재를 팽창시켜, 상기 팽창부재에 의해 상기 제 2 성형체부분을 상기 벨트금형측으로 누르는 제 2 단계를 구비한 전동벨트의 제조 방법이다.
도 1a는, 실시형태에 따른 전동벨트 제조 방법의 제 1 단계 설명도이다.
도 1b는, 도 1a의 IB-IB 단면도이다.
도 2a는, 미가교 고무 성형체로의 휨부 형성을 나타내는 사시도이다.
도 2b는, 벨트금형에 미가교 고무 성형체를 삽입한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2c는, 벨트금형에 삽입한 직후의 미가교 고무 성형체의 탄성 복귀를 나타내는 설명도이다.
도 3은, 실시형태에 따른 전동벨트 제조 방법의 제 1 단계 변형예의 설명도이다.
도 4a는, 실시형태에 따른 전동벨트 제조 방법의 제 2 단계 제 1 설명도이다.
도 4b는, 도 4a의 IVB-IVB 단면도이다.
도 5a는, 실시형태에 따른 전동벨트의 제조 방법의 제 2 단계 제 2 설명도이다.
도 5b는, 도 5a의 VB-VB 단면도이다.
도 6은, 평벨트의 단편 사시도이다.
도 7a는, 평벨트 제조 방법의 성형공정의 제 1 설명도이다.
도 7b는, 평벨트제조 방법의 성형공정의 제 2 설명도이다.
도 7c는, 평벨트제조 방법의 성형공정의 제 3 설명도이다.
도 8a는, 가교장치의 단면도이다.
도 8b는, 가교장치 일부분의 확대 단면도이다.
도 9a는, 평벨트제조 방법의 가교공정의 제 1 설명도이다.
도 9b는, 평벨트제조 방법의 가교공정의 제 2 설명도이다.
도 9c는, 평벨트제조 방법의 가교공정의 제 3 설명도이다.
도 10은, V 리브드 벨트의 단편 사시도이다.
도 11은, V 리브드 벨트 제조 방법의 성형공정의 설명도이다.
도 12a는, V 리브드 벨트 제조 방법의 가교공정의 제 1 설명도이다.
도 12b는, V 리브드 벨트 제조 방법의 가교공정의 제 2 설명도이다.
도 12c는, V 리브드 벨트 제조 방법의 가교공정의 제 3 설명도이다.
도 13a는, 변형예의 V 리브드 벨트 제조 방법의 성형공정의 설명도이다.
도 13b는, 변형예의 V 리브드 벨트 단편 사시도이다.
도 14a는, 다른 변형예의 V 리브드 벨트 제조 방법의 성형공정의 설명도이다.
도 14b는, 다른 변형예의 V 리브드 벨트의 단편 사시도이다.
도 15a는, V 리브드 벨트 제조 방법의 성형공정의 변형예 제 1 설명도이다.
도 15b는, V 리브드 벨트 제조 방법의 성형공정의 변형예 제 2 설명도이다.
도 16a는, 로우 엣지 V 벨트의 단편 사시도이다.
도 16b는, 풀리 접촉 표면이 보강포로 피복된 V 벨트의 단편 사시도이다.
이하, 실시형태에 대하여 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
실시형태에 따른 전동벨트의 제조 방법은, 다음의 제 1 단계 및 제 2 단계를 구비한다.
제 1 단계에서는, 도 1a 및 1b에 나타내는 바와 같이, 원통 형상의 벨트금형(10)의 내측에, 벨트 제조용 통 형상의 미가교 고무 성형체(20)를, 미가교 고무 성형체(20)가 안쪽으로 휜 휨부(21)를 가진 상태로 배치함과 더불어, 미가교 고무 성형체(20)의 내측 공간을, 미가교 고무 성형체(20)의 휨부(21)를 포함하는 제 1 성형체부분(20a)에 대응하는 제 1 공간(22a)과, 제 1 성형체부분(20a) 이외의 제 2 성형체부분(20b)에 대응하는 제 2 공간(22b)으로 구획한다.
벨트금형(10)은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 원통 금형으로 구성되는 것이 바람직하다. 벨트금형(10)은, 제조하는 전동벨트의 종류에 따라 선택한다. 구체적으로는, 평벨트를 제조하는 경우, 내주면이 평활면인 벨트금형(10)을 이용한다. V 벨트나 V 리브드 벨트를 제조하는 경우, 내주면에 둘레방향으로 연장되는 홈이 축방향으로 연설된 벨트금형(10)을 이용한다. 이붙이 벨트를 제조하는 경우, 내주면에 축방향으로 연장되는 홈이 둘레방향으로 간격을 두고 형성된 벨트금형(10)을 이용한다. 벨트금형(10)의 내주 길이는, 제조하는 전동벨트의 크기에 대응하는데, 예를 들어 500㎜ 이상 3000㎜ 이하이다. 여기서, 본 출원에서, 벨트금형(10)의 내주 길이란, 벨트금형(10)의 최대 내경을 직경으로 하는 원주 길이를 말한다.
미가교 고무 성형체(20)는, 미가교 고무 조성물로 형성된 원통 형상의 성형체 본체에, 그 축방향으로 피치를 갖는 나선을 형성하여 연장되도록 배치된 심선이 매설되고, 필요에 따라 성형체 본체의 외주면 및／또는 내주면에 보강포가 적층된 미가교 슬래브여도 된다. 또한, 미가교 고무 성형체(20)는, 그 미가교 슬래브의 일부분을 구성하는 슬래브 구성 부재여도 된다. 미가교 고무 성형체(20)의 외주 길이는, 벨트금형(10)의 내주 길이보다 약간 짧다. 여기서, 본 출원에서, 미가교 고무 성형체(20)의 외주 길이란, 미가교 고무 성형체(20)를 축방향에서 보아 원형으로 형성했을 때의 최대 외경을 직경으로 하는 원주 길이를 말한다.
미가교 고무 성형체(20)는, 제조하는 전동벨트의 종류에 따라 성형한다. 구체적으로는, 평벨트를 제조하는 경우, 외주면이 평활면인 미가교 고무 성형체(20)를 성형한다. V 벨트나 V 리브드 벨트를 제조하는 경우, 외주면에 둘레방향으로 연장되며 또 벨트금형(10)의 홈에 대응하는 돌조가 축방향으로 연설된 미가교 고무 성형체(20)를 성형한다. 이붙이 벨트를 제조하는 경우, 외주면에 축방향으로 연장되며 또 벨트금형(10)의 홈에 대응하는 돌조가 둘레방향으로 간격을 두고 형성된 미가교 고무 성형체(20)를 성형한다.
벨트금형(10)의 내측에 미가교 고무 성형체(20)를 배치할 때, 먼저, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 원통 형상의 미가교 고무 성형체(20)를, 길이방향을 따라 안쪽으로 휜 휨부(21)를 갖도록 단면 하트형으로 형성한다. 이어서, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 벨트금형(10)에, 그 단면 하트형으로 형성한 미가교 고무 성형체(20)를, 그 상태인채로 삽입한다. 벨트금형(10)에 삽입한 직후, 휨부(21)는, 도 2c에 나타내는 바와 같이, 탄성 복귀에 의해 그 휨량이 축소된다. 벨트금형(10)에 삽입된 미가교 고무 성형체(20)의 휨부(21) 이외의 부분은, 벨트금형(10)의 내주를 따라가며, 벨트금형(10)의 내주면에 접촉하는 부분과, 벨트금형(10)의 내주면과의 사이에 클리어런스를 가진 부분을 포함하게 된다.
미가교 고무 성형체(20) 내측 공간의 제 1 공간(22a)과 제 2 공간(22b)의 구획은, 벨트금형(10)에 삽입한 구획부재(31)에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 구획부재(31)는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 평판 형상 부재로 구성되는 것이 바람직하다. 벨트금형(10)으로 미가교 고무 성형체(20)를 삽입하는 작업 양호성의 관점에서는, 벨트금형(10)에 미가교 고무 성형체(20)를 삽입하여 배치한 후에, 벨트금형(10)에 구획부재(31)를 삽입하는 것이 바람직하다. 여기서, 미가교 고무 성형체(20)를 삽입하기 전의 벨트금형(10)에 미리 구획부재(31)를 삽입해 두어도 된다. 이 경우, 구획부재(31)를 배치한 벨트금형(10)에, 미가교 고무 성형체(20)를 삽입하게 된다. 또한, 벨트금형(10)에 미가교 고무 성형체(20)와 함께 구획부재(31)를 동시에 삽입하여도 된다.
구획부재(31)는, 후술하는 바와 같이 벨트금형(10)의 내주 전체 둘레를 따라 미가교 고무 성형체(20)를 배치시키는 관점에서, 미가교 고무 성형체(20)의 제 1 성형체부분(20a)의 길이가 제 2 성형체부분(20b)의 길이 이하가 되도록, 미가교 고무 성형체(20)의 내측 공간을 제 1 공간(22a)과 제 2 공간(22b)으로 구획하는 것이 바람직하다. 즉, 구획부재(31)는, 도 1a 및 1b에 나타내는 바와 같이, 제 1 공간(22a)에 대응하는 제 1 성형체부분(20a)의 길이가 제 2 공간(22b)에 대응하는 제 2 성형체부분(20b)의 길이와 같아지도록, 또는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 성형체부분(20a)의 길이가 제 2 성형체부분(20b)의 길이보다 짧아지도록 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 구획부재(31)는, 미가교 고무 성형체(20)에 손상을 입히지 않도록 하는 관점에서, 미가교 고무 성형체(20)에 대하여 비접촉이 되도록, 따라서, 제 1 공간(22a)과 제 2 공간(22b)이 연통하도록 배치하는 것이 바람직하다. 구획부재(31)가 평판 형상인 경우, 그 평판 형상의 구획부재(31)의 측단과 미가교 고무 성형체(20) 사이의 클리어런스는, 예를 들어 1㎜ 이상 5㎜ 이하이다.
제 2 단계에서는, 도 4a 및 4b에 나타내는 바와 같이, 제 2 공간(22b) 내에 팽창부재(32)를 배치하고, 도 5a 및 5b에 나타내는 바와 같이, 그 팽창부재(32)를 팽창시켜, 팽창부재(32)에 의해 제 2 성형체부분(20b)을 벨트금형(10)측으로 누른다.
팽창부재(32)는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 고무제 풍선부재로 구성되는 것이 바람직하다. 벨트금형(10)으로의 팽창부재(32)의 삽입은, 벨트금형(10)에 미가교 고무 성형체(20) 및 구획부재(31)를 삽입한 후, 벨트금형(10) 내측에 배치된 미가교 고무 성형체(20)의 내측 공간의 구획부재(31)로 구획된 제 2 공간(22b)에 삽입함으로써 실시하는 것이 바람직하다.
팽창부재(32)는, 제 2 공간(22b) 내에서 팽창하면, 제 2 공간(22b)을 차지하고, 제 2 성형체부분(20b)의 내측에 접촉하여 벨트금형(10)측으로 누른다. 이에 따라, 제 2 성형체부분(20b)은, 벨트금형(10)에 밀접하고, 이들 사이의 클리어런스가 축소 내지 소실된다. 한편, 제 1 공간(22a)에서는, 벨트금형(10)과 제 1 성형체부분(20a)과의 사이의 클리어런스가 확대됨과 더불어, 휨부(21)가 양측으로부터 당겨져 외측을 향하여 팽출되어 탄성 복귀한다. 그 결과, 휨부(21)였던 부분이, 벨트금형(10)의 내주를 따르도록 형성되게 되어, 벨트금형(10)의 내주 전체 둘레를 따라 미가교 고무 성형체(20)가 배치된다.
그런데, 통 형상의 벨트금형 내측에 통 형상의 미가교 슬래브를 배치할 때, 벨트금형의 내주 길이가 미가교 슬래브의 외주 길이보다 충분히 긴 경우에는, 벨트금형에 미가교 슬래브를 삽입할 때, 미가교 슬래브를 안쪽으로 휘게 하여 단면 하트형으로 형성하면, 그 휨이 탄성 복귀하여 미가교 슬래브가 벨트금형의 내주 전체 둘레를 따라 배치된다. 이때, 벨트금형의 내주 길이와 미가교 슬래브의 외주 길이와의 둘레길이 차가 작은 경우에는, 미가교 슬래브를 단면 하트형으로 형성하여 벨트금형에 삽입하여도, 그 휨이 충분히 탄성 복귀하지 않아, 미가교 슬래브가 벨트금형의 내주를 따라 배치되지 않는 부분이 발생한다는 문제가 있다.
그러나, 이와 같이 실시형태에 따른 전동벨트의 제조 방법에 의하면, 통 형상의 벨트금형(10)의 내측에, 벨트 제조용 통 형상의 미가교 고무 성형체(20)를, 안쪽으로 휜 휨부(21)를 가진 상태로 배치하고, 또, 그 미가교 고무 성형체(20)의 내측 공간을, 휨부(21)를 포함하는 제 1 성형체부분(20a)에 대응하는 제 1 공간(22a)과, 그 이외의 제 2 성형체부분(20b)에 대응하는 제 2 공간(22b)으로 구획하고, 제 2 공간(22b) 내에서 팽창부재(32)를 팽창시켜, 그 팽창부재(32)로 제 2 성형체부분(20b)을 벨트금형(10)측으로 누름으로써, 벨트금형(10)의 내주 길이와 미가교 고무 성형체(20)의 외주 길이와의 둘레길이 차가 작은 경우라도, 휨부(21)를 탄성 복귀시켜, 벨트금형(10)의 내주 전체 둘레를 따라 미가교 고무 성형체(20)를 배치시킬 수 있다.
또한, 벨트금형(10)의 내주 길이와 미가교 고무 성형체(20)의 외주 길이와의 둘레길이 차가 작은 경우에, 휨부(21)의 탄성 복귀가 저해되는 점에서, 이와 같은 작용 효과는, 벨트금형(10)의 내주 길이와 미가교 고무 성형체(20)의 외주 길이와의 둘레길이 차가, 미가교 고무 성형체(20)의 외주 길이의 0.5％ 이하인 경우에 특히 현저하게 얻을 수 있다.
또한, 미가교 고무 성형체(20)의 강성이 높은 경우에, 휨부(21)의 탄성 복귀가 저해되는 점에서, 이와 같은 작용 효과는, 미가교 고무 성형체(20)가, 미가교 고무 조성물로 형성된 원통 형상의 성형체 본체에, 아라미드 섬유의 심선이 축방향으로 피치를 갖는 나선을 형성하여 연장되도록 배치되어 매설된 미가교 슬래브인 경우에 특히 현저하게 얻을 수 있다.
여기서, 실시형태에 따른 전동벨트의 제조 방법에서는, 이어서, 팽창부재(32)를 수축시켜 구획부재(31)와 함께 벨트금형(10)으로부터 뺀 후, 벨트금형(10)의 내측에 형성한 미가교 고무 성형체(20)를 포함하는 미가교 슬래브에 대하여, 가열 및 벨트금형(10)측으로 누름으로써, 미가교 고무 조성물을 가교시킴과 더불어, 그것과 심선이나 보강포를 복합화시켜 원통 형상의 벨트 슬래브를 성형하고, 그것을 소정 폭으로 횡절단함으로써 전동벨트를 얻는다.
이하, 실시형태에 따른 전동벨트의 제조 방법에 의한 평벨트 및 V 리브드 벨트 각각의 제조 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
(평벨트의 제조 방법)
도 6은 평벨트(B)를 나타낸다. 평벨트(B)는, 두께방향의 내주측에 형성된 압축고무층(41)과, 외주측에 형성된 신장고무층(42)과, 이들 압축고무층(41) 및 신장고무층(42) 사이에 형성된 접착고무층(43)을 포함하는 고무제 벨트 본체(40)를 구비한다. 접착고무층(43)의 두께방향 중간부에는 심선(44)이 매설된다. 심선(44)은, 접착고무층(43) 내에서, 그 폭방향으로 피치를 갖는 나선을 형성하여 연장되도록 매설된다.
압축고무층(41), 신장고무층(42), 및 접착고무층(43)은, 고무 성분에 각종 배합제가 배합되어 혼련된 미가교 고무 조성물이 가열 및 가압되어 가교된 고무 조성물로 형성된다.
고무 성분으로는, 예를 들어, 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머(EPDM이나 EPR), 클로로프렌 고무(CR), 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM), 수소첨가 아크릴로니트릴 고무(H-NBR) 등을 들 수 있다. 고무 성분은, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 혼합한 것을 포함하는 것이 바람직하다. 배합제로는, 카본 블랙 등의 보강재, 충전재, 가소제, 가공보조제, 가교제, 공가교제(co-crosslinker), 가황 촉진제, 가황 촉진보조제, 노화 방지제 등을 들 수 있다. 심선(44)은, 예를 들어, 폴리에스테르 섬유, 폴리에틸렌나프탈레이트 섬유, 아라미드 섬유, 비닐론 섬유 등의 연사로 구성된다. 심선(44)에는, 벨트 본체(40)의 접착고무층(43)에 대한 접착성을 부여하기 위해 접착 처리가 실시된다.
평벨트(B)의 제조 공정은, 부재 준비공정, 성형공정, 가교공정, 및 마무리공정으로 구성된다.
＜부재 준비공정＞
부재 준비공정에서는, 압축고무층(41)이 될 압축 고무시트(41'), 신장고무층(42)이 될 신장 고무시트(42'), 접착고무층(43)이 될 접착 고무시트(43'), 및 심선(44')을 제작한다.
니더, 밴버리 믹서 등의 혼련기를 이용하여, 고무 성분과 배합제를 혼련한 후, 얻어진 미가교 고무 조성물을 캘린더 성형 등에 의해 시트 형상으로 성형하여 압축 고무시트(41'), 신장 고무시트(42'), 및 접착 고무시트(43')를 제작한다.
또한, 심선(44)을 구성하는 연사에, RFL 수용액에 침지하여 가열하는 접착처리, 및／또는, 고무풀에 침지하여 건조시키는 접착처리를 실시한다. 여기서, 이들 접착처리 전에, 에폭시 수지 용액 또는 이소시아네이트 수지 용액에 침지하여 가열하는 베이스 처리를 실시하여도 된다.
＜성형공정＞
성형공정에서는, 먼저, 성형기(도시하지 않음)에, 축방향이 수평방향으로 되도록 원통 형상의 성형 맨드릴(51)을 회전 가능하게 축 지지하고, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 성형 맨드릴(51) 위에 신장 고무시트(42') 및 접착 고무시트(43')를 차례로 감아 적층한다.
이어서, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 접착 고무시트(43') 위에 심선(44')을 나선상으로 감고, 그 위에 추가로 다른 접착 고무시트(43')를 감아 적층하고, 그 위에서 롤러(52)로 누른다. 이때, 심선(44') 사이로 고무가 유동되어 심선(44')이 한 쌍의 접착 고무시트(43') 사이에 매설되게 된다.
그리고, 도 7c에 나타내는 바와 같이, 접착 고무시트(43') 위에, 압축 고무시트(41')를 감아 미가교 슬래브(S')를 성형한다. 이와 같이 하여 얻어지는 미가교 슬래브(S')는, 외주면이 평활면이다.
여기서, 압축 고무시트(41'), 신장 고무시트(42'), 및 접착 고무시트(43')는, 초음파 커터나 에어가위 등으로 커팅한 후에 양끝단부를 랩 조인트(lap joint)로 접합한다.
＜가교공정＞
도 8a 및 8b는 가교공정에서 이용하는 가교장치(60)를 나타낸다. 가교장치(60)는, 기대(base plate)(61)와, 그 위에 입설된 원주 형상의 팽창드럼(62)과, 그 외측에 장착된 원통 형상의 벨트금형(10)을 구비한다.
팽창드럼(62)은, 중공 원주 형상으로 형성된 드럼 본체(62a)와, 그 외주에 밖에서 끼워진 원통 형상의 고무제 팽창 슬리브(62b)를 갖는다. 드럼 본체(62a)의 외주부에는, 각각, 내부로 연통된 다수의 통기공(62c)이 형성된다. 팽창 슬리브(62b)의 양끝단부는, 각각 드럼 본체(62a)와의 사이에서 고정링(63, 64)에 의해 밀봉된다. 가교장치(60)에는, 드럼 본체(62a) 내부로 고압 공기를 도입하여 가압하는 가압수단(도시하지 않음)이 설치되고, 이 가압수단에 의해 드럼 본체(62a) 내부로 고압 공기가 도입되면, 고압 공기가 통기공(62c)을 통해 드럼 본체(62a)와 팽창 슬리브(62b)와의 사이로 들어가 팽창 슬리브(62b)를 지름방향 외측을 향하여 팽창시키도록 구성된다.
벨트금형(10)은 기대(61)에 탈착 가능하게 구성된다. 기대(61)에 장착된 벨트금형(10)은, 팽창드럼(62)과의 사이에 간격을 두고 동심원상으로 장착된다. 벨트금형(10)은, 내주면이 평활면으로 형성된다. 가교장치(60)에는, 벨트금형(10)의 가열수단 및 냉각수단(모두 도시하지 않음)이 설치되고, 이들 가열수단 및 냉각수단에 의해 벨트금형(10)의 온도를 제어할 수 있도록 구성된다.
가교공정에서는, 성형 맨드릴(51)로부터 미가교 슬래브(S')를 빼내고, 이 미가교 슬래브(S')를, 가교장치(60)의 기대(61)로부터 분리한 벨트금형(10)의 내주 전체 둘레를 따르도록 배치한다. 이때, 미가교 슬래브(S')를 미가교 고무 성형체(20)로서, 도 1a 및 1b∼도 5a 및 5b에 나타내는 바와 같이, 벨트금형(10)의 내측에, 미가교 고무 성형체(20)를, 안쪽으로 휜 휨부(21)를 가진 상태로 배치함과 더불어, 미가교 고무 성형체(20)의 내측 공간을, 미가교 고무 성형체(20)의 휨부(21)를 포함하는 제 1 성형체부분(20a)에 대응하는 제 1 공간(22a)과, 제 1 성형체부분(20a) 이외의 제 2 성형체부분(20b)에 대응하는 제 2 공간(22b)으로 구획하고, 제 2 공간(22b) 내에서 팽창부재(32)를 팽창시켜, 팽창부재(32)로 제 2 성형체부분(20b)을 벨트금형(10)측으로 눌러, 벨트금형(10)의 내주 전체 둘레를 따라 미가교 고무 성형체(20)를 배치시킨다.
이어서, 팽창부재(32)를 수축시켜 구획부재(31)와 함께 벨트금형(10)으로부터 뺀 후, 도 9a에 나타내는 바와 같이, 미가교 슬래브(S')를 배치한 벨트금형(10)을, 팽창드럼(62)을 덮도록 배치하여 기대(61)에 장착한다.
그리고, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 가열수단에 의해 벨트금형(10)을 승온시킴과 더불어, 가압수단에 의해 팽창드럼(62)의 드럼 본체(62a) 내부로 고압 공기를 도입하여 팽창 슬리브(62b)를 지름방향 외측을 향하여 팽창시시키고, 그 상태를 소정 시간 유지한다. 이때, 미가교 슬래브(S')는, 벨트금형(10)에서 가열됨과 더불어, 팽창 슬리브(62b)에 의해 벨트금형(10)측으로 눌린다. 미가교 슬래브(S')에 포함되는 압축 고무시트(41'), 신장 고무시트(42'), 및 접착 고무시트(43')는, 이들의 고무 성분이 가교되어 일체화되고, 이로써, 복수 평벨트(B)의 벨트 본체(40)의 연결체를 형성하고, 또, 이들 고무 성분이 심선(44')과 접착하여 복합화되어, 최종적으로, 도 9c에 나타내는 바와 같이, 원통 형상의 벨트 슬래브(S)가 성형된다.
＜마무리공정＞
마무리공정에서는, 가압수단에 의한 드럼 본체(62a) 내부의 가압을 해제함과 더불어, 냉각수단에 의해 벨트금형(10)을 냉각시킨 후, 기대(61)로부터 벨트금형(10)을 분리하여, 벨트금형(10)으로부터, 그 내측에 성형된 벨트 슬래브(S)를 꺼낸다. 그리고, 벨트금형(10)으로부터 꺼낸 벨트 슬래브(S)를 소정 폭으로 횡절단하여 안팍을 뒤집음으로써 평벨트(B)를 얻는다.
(V 리브드 벨트의 제조 방법)
도 10은 V 리브드 벨트(B)를 나타낸다. V 리브드 벨트(B)는, 평벨트(B)와 마찬가지로, 압축고무층(41), 신장고무층(42), 및 접착고무층(43)을 포함하는 고무제 벨트 본체(40)를 구비한다. 벨트 본체(40)의 접착고무층(43)의 두께방향 중간부에 심선(44)이 매설된다. 압축고무층(41)에는, 각각, 길이방향으로 연장되는 돌조로 구성된 복수의 V 리브(45)가 형성된다. 압축고무층(41), 신장고무층(42), 및 접착고무층(43)을 형성하는 고무 조성물은, 평벨트(B)와 마찬가지인데, 압축고무층(41)을 형성하는 고무 조성물에는, 단섬유, 플루오린 수지분말, 폴리에틸렌 수지분말, 중공 입자, 발포제 등의 표면성상 개질재가 배합되어도 된다. 심선(44)을 구성하는 연사는, 평벨트(B)와 마찬가지이다.
V 리브드 벨트(B)의 제조 공정은, 부재 준비공정, 성형공정, 가교공정, 및 마무리공정으로 구성된다.
＜부재 준비공정＞
부재 준비공정에서는, 압축고무층(41)이 될 압축 고무시트(41'), 신장고무층(42)이 될 신장 고무시트(42'), 접착고무층(43)이 될 접착 고무시트(43'), 및 심선(44')을 제작한다.
압출 성형기를 이용하여, 고무 성분과 배합제를 혼련함과 더불어, 한쪽 면에, 각각, 압출방향으로 직선상으로 연장되는 돌조로 구성된 복수의 V 리브형성부(45')가 병행으로 연설된 압축 고무시트(41')를 압출 성형으로 제작한다. 여기서, 이와 같은 구성의 압축 고무시트(41')의 제작 방법은, 특허문헌 1 및 2에도 개시되어 있다.
또한, 니더, 밴버리 믹서 등의 혼련기를 이용하여, 고무 성분과 배합제를 혼련한 후, 얻어진 미가교 고무 조성물을 캘린더 성형 등에 의해 시트 형상으로 성형하여 신장 고무시트(42') 및 접착 고무시트(43')를 제작한다.
그리고, 심선(44)을 구성하는 연사에, RFL 수용액에 침지하여 가열하는 접착처리, 및／또는, 고무풀에 침지하여 건조시키는 접착처리를 실시한다. 여기서, 이들 접착처리 전에, 에폭시 수지 용액 또는 이소시아네이트 수지 용액에 침지하여 가열하는 베이스 처리를 실시하여도 된다.
＜성형공정＞
성형공정에서는, 먼저, 성형기(도시하지 않음)에, 축방향이 수평방향으로 되도록 원통 형상의 성형 맨드릴(51)을 회전 가능하게 축 지지시켜, 평벨트(B)의 경우와 마찬가지로, 성형 맨드릴(51) 위에 신장 고무시트(42') 및 접착 고무시트(43')를 차례로 감아 적층한다.
이어서, 접착 고무시트(43') 위에 심선(44')을 나선상으로 감고, 그 위에 추가로 다른 접착 고무시트(43')를 감아 적층시켜, 그 위로부터 롤러로 누른다. 이때, 심선(44') 사이로 고무가 유동되어 심선(44')이 한 쌍의 접착 고무시트(43') 사이에 매설되게 된다.
그리고, 도 11에 나타내는 바와 같이, 접착 고무시트(43') 위에, V 리브형성부(45')가 외측이 되어 둘레방향으로 연장되도록 압축 고무시트(41')를 감아 미가교 슬래브(S')를 성형한다. 이와 같이 하여 얻어지는 미가교 슬래브(S')는, 외주면에, 각각, 둘레방향으로 연장되는 돌조로 구성된 복수의 V 리브형성부(45')가 병행으로 연설된다.
여기서, 압축 고무시트(41'), 신장 고무시트(42'), 및 접착 고무시트(43')는, 초음파 커터나 에어가위 등으로 커팅한 후에 양끝단부를 랩 조인트로 접합한다.
＜가교공정＞
V 리브드 벨트(B) 제조에서 이용하는 가교장치(60)는, 벨트금형(10)의 내주면에, 각각, 둘레방향으로 연장되는 복수의 V 리브형성홈(11)이 축방향으로 연설되며, 이 점을 제외하고, 평벨트(B) 제조에서 이용한 것과 마찬가지 구성을 가진다.
가교공정에서는, 성형 맨드릴(51)로부터 미가교 슬래브(S')를 빼내고, 이 미가교 슬래브(S')를, 가교장치(60)의 기대(61)로부터 분리한 벨트금형(10)의 내주 전체 둘레를 따르도록 배치한다. 이때, 미가교 슬래브(S')를 미가교 고무 성형체(20)로서, 도 1a 및 1b∼도 5a 및 5b에 나타내는 바와 같이, 벨트금형(10)의 내측에, 미가교 고무 성형체(20)를, 안쪽으로 휜 휨부(21)를 가진 상태로 배치함과 더불어, 미가교 고무 성형체(20)의 내측 공간을, 미가교 고무 성형체(20)의 휨부(21)를 포함하는 제 1 성형체부분(20a)에 대응하는 제 1 공간(22a)과, 제 1 성형체부분(20a) 이외의 제 2 성형체부분(20b)에 대응하는 제 2 공간(22b)으로 구획하고, 제 2 공간(22b) 내에서 팽창부재(32)를 팽창시켜, 팽창부재(32)로 제 2 성형체부분(20b)을 벨트금형(10)측으로 눌러, 벨트금형(10)의 내주 전체 둘레를 따라 미가교 고무 성형체(20)를 배치시킨다. 또한, 미가교 슬래브(S')의 외주면의 복수의 V 리브형성부(45') 각각을, 벨트금형(10) 내주면의 대응하는 V 리브형성홈(11)에 진입 내지 감입시킨다.
이어서, 팽창부재(32)를 수축시켜 구획부재(31)와 함께 벨트금형(10)으로부터 뺀 후, 도 12a에 나타내는 바와 같이, 미가교 슬래브(S')를 배치한 벨트금형(10)을, 팽창드럼(62)을 덮도록 배치하여 기대(61)에 장착한다.
그리고, 도 12b에 나타내는 바와 같이, 가열수단에 의해 벨트금형(10)을 승온시킴과 더불어, 가압수단에 의해 팽창드럼(62)의 드럼 본체(62a) 내부로 고압 공기를 도입하여 팽창 슬리브(62b)를 지름방향 외측을 향하여 팽창시키고, 그 상태를 소정 시간 유지한다. 이때, 미가교 슬래브(S')는, 벨트금형(10)에 의해 가열됨과 더불어, 팽창 슬리브(62b)에 의해 벨트금형(10)측으로 눌린다. 미가교 슬래브(S')에 포함되는 압축 고무시트(41'), 신장 고무시트(42'), 및 접착 고무시트(43')는, 이들의 고무 성분이 가교되어 일체화되고, 이로써, 복수의 V 리브드 벨트(B)의 벨트 본체(40)의 연결체를 형성하고, 또, 이들의 고무 성분이 심선(44')과 접착하여 복합화되고, 최종적으로, 도 12c에 나타내는 바와 같이, 원통 형상의 벨트 슬래브(S)가 성형된다.
＜마무리공정＞
마무리공정에서는, 가압수단에 의한 드럼 본체(62a) 내부의 가압을 해제함과 더불어, 냉각수단에 의해 벨트금형(10)을 냉각한 후, 기대(61)로부터 벨트금형(10)을 분리하여, 벨트금형(10)으로부터, 그 내측에 성형된 벨트 슬래브(S)를 꺼낸다. 그리고, 벨트금형(10)으로부터 꺼낸 벨트 슬래브(S)를, 소정 수의 V 리브형성부(45')를 단위로 횡절단하여 안팍을 뒤집음으로써 V 리브드 벨트(B)를 얻는다.
그리고, 도 13a에 나타내는 바와 같이, 압축 고무시트(41') 위에, V 리브형성부(45')의 표면을 따르도록, 접착 처리를 실시한 보강포(46')를 감아 미가교 슬래브(S')를 성형하면, 도 13b에 나타내는 바와 같이, V 리브(45) 표면이 보강포(46)로 피복된 V 리브드 벨트(B)를 제조할 수 있다.
또한, 도 14a에 나타내는 바와 같이, 압축 고무시트(41') 위에, V 리브형성부(45')의 표면을 따르도록, 압축 고무시트(41')와는 상이한 미가교 고무 조성물로 형성된 표면 고무시트(47')를 감아 미가교 슬래브(S')를 성형하면, 도 14b에 나타내는 바와 같이, V 리브(45) 표면이 표면고무층(47)으로 피복된 V 리브드 벨트(B)를 제조할 수 있다.
또한, 다음과 같이 벨트금형(10)의 내측에서 미가교 슬래브(S')를 성형하여도 된다. 먼저, 압축 고무시트(41')로부터, 외주면에, 각각, 둘레방향으로 연장되는 돌조로 구성된 복수의 V 리브형성부(45')가 병행으로 연설된 슬래브 구성 부재로서의, 리브가 형성된 원통 고무(71)를 제작한다. 또한, 이와는 별도로, 신장 고무시트(42'), 접착 고무시트(43'), 심선(44'), 및 다른 접착 고무시트(43')를 차례로 적층하여 일체화시킨 항장체 원통 고무(72)를 제작한다. 그리고 도 15a에 나타내는 바와 같이, 벨트금형(10)의 내측에, 먼저 리브가 형성된 원통 고무(71)를 배치하고, 그 후, 도 15b에 나타내는 바와 같이, 그 리브가 형성된 원통 고무(71)의 내측에, 항장체 원통 고무(72)를 배치하여 미가교 슬래브(S')를 성형한다.
이때, 벨트금형(10)의 내측에 리브가 형성된 원통 고무(71)를 배치할 때, 리브가 형성된 원통 고무(71)를 미가교 고무 성형체(20)로서, 도 1a 및 1b∼도 5a 및 5b에 나타내는 바와 같이, 벨트금형(10)의 내측에, 미가교 고무 성형체(20)를, 안쪽으로 휜 휨부(21)를 가진 상태로 배치함과 더불어, 미가교 고무 성형체(20)의 내측 공간을, 미가교 고무 성형체(20)의 휨부(21)를 포함하는 제 1 성형체부분(20a)에 대응하는 제 1 공간(22a)과, 제 1 성형체부분(20a) 이외의 제 2 성형체부분(20b)에 대응하는 제 2 공간(22b)으로 구획하고, 제 2 공간(22b) 내에서 팽창부재(32)를 팽창시켜, 팽창부재(32)로 제 2 성형체부분(20b)을 벨트금형(10)측으로 눌러, 벨트금형(10)의 내주 전체 둘레를 따라 미가교 고무 성형체(20)를 배치시킨다.
또한, 이 실시형태에 따른 전동벨트의 제조 방법을 이용한 V 리브드 벨트(B)의 제조 방법과 마찬가지 방법에 의해, 도 16a에 나타내는 바와 같은 로우 엣지 V 벨트(B)나 도 16b에 나타내는 바와 같은 풀리 접촉 표면이 보강포(46)로 피복된 V 벨트(B)를 제조하는 것도 가능하다. 또한, 이 실시형태에 따른 전동벨트 제조 방법을 이용하여 이붙이 벨트를 제조하는 것도 가능하다.
본 발명은 전동벨트 제조 방법의 기술분야에 있어서 유용하다.
10 : 벨트금형
20 : 미가교 고무 성형체
20a : 제 1 성형체부분
20b : 제 2 성형체부분
21 : 휨부
22a : 제 1 공간
22b : 제 2 공간
31 : 구획부재
32 : 팽창부재
44, 44' : 심선
71 : 리브가 형성된 원통 고무(미가교 고무 성형체)
B : 평벨트, V 리브드 벨트, 로우 엣지 V 벨트, V 벨트(전동벨트)
S' : 미가교 슬래브(미가교 고무 성형체)
S : 벨트 슬래브

Claims (10)

  1. 통 형상의 벨트금형의 내측에, 벨트 제조용의 통 형상 미가교 고무 성형체를, 상기 미가교 고무 성형체가 안쪽으로 휜 휨부를 가진 상태로 배치함과 더불어, 상기 미가교 고무 성형체의 내측 공간을, 상기 미가교 고무 성형체의 상기 휨부를 포함하는 제 1 성형체부분에 대응하는 제 1 공간과, 상기 제 1 성형체부분 이외의 제 2 성형체부분에 대응하는 제 2 공간으로 구획하는 제 1 단계와,
    상기 제 1 단계에서 구획한 상기 제 2 공간 내에서 팽창부재를 팽창시켜, 상기 팽창부재로 상기 제 2 성형체부분을 상기 벨트금형측으로 누르는 제 2 단계를 구비하며,
    상기 제 1 단계의 상기 미가교 고무 성형체의 내측 공간의 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간의 구획을, 상기 벨트금형에 삽입한 구획부재에 의해 실시하는 전동벨트의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 성형체부분의 길이가 상기 제 2 성형체부분의 길이 이하가 되도록, 상기 미가교 고무 성형체의 내측 공간을 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간으로 구획하는 전동벨트의 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 구획부재가 평판 형상 부재로 구성되는 전동벨트의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 벨트금형 내측에 상기 미가교 고무 성형체를 배치한 후에, 상기 벨트금형에 상기 구획부재를 삽입하는 전동벨트의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구획부재를, 상기 미가교 고무 성형체에 대하여 비접촉이 되도록 배치하는 전동벨트의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구획부재가 평판 형상이고, 상기 평판 형상의 구획부재의 측단과 상기 미가교 고무 성형체와의 사이의 클리어런스가 1㎜ 이상 5㎜ 이하인 전동벨트의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 팽창부재가 고무제 풍선부재로 구성되는 전동벨트의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 벨트금형의 내주 길이와 상기 미가교 고무 성형체의 외주 길이와의 둘레길이 차가, 상기 미가교 고무 성형체의 외주 길이의 0.5％ 이하인 전동벨트의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 미가교 고무 성형체가, 미가교 고무 조성물로 형성된 원통 형상의 성형체 본체에, 아라미드 섬유의 심선이 축방향으로 피치를 갖는 나선을 형성하여 연장되도록 배치되어 매설된 미가교 슬래브인 전동벨트의 제조 방법.
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