KR20070034059A - 전동 벨트 - Google Patents

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KR20070034059A
KR20070034059A KR1020077001071A KR20077001071A KR20070034059A KR 20070034059 A KR20070034059 A KR 20070034059A KR 1020077001071 A KR1020077001071 A KR 1020077001071A KR 20077001071 A KR20077001071 A KR 20077001071A KR 20070034059 A KR20070034059 A KR 20070034059A
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요시유키 기타노
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반도 카가쿠 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 의하면, 유류가 존재하는 환경 하에 있어서, 고무층을 형성하는 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물에 유류의 부착이 있더라도, 팽윤의 정도가 적고, 또한, 고무층의 경도의 저하나 마모가 작은, 내유성이 뛰어난 전동 벨트가 제공된다. 그와 같은 전동 벨트는, 고무층으로서 압축 고무층과 접착 고무층을 가지며, 이 압축 고무층과 접착 고무층이 가류 접착되어 있는 동시에, 상기 접착 고무층 내에 심선이 매설되어 이루어지는 전동 벨트에 있어서, 상기 고무층 중 적어도 압축 고무층이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제에 의해 가류하여 이루어지는 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물로 이루어진다.

Description

전동 벨트{POWER TRANSMISSION BELT}
본 발명은 고무층이 내유성이 뛰어난 동시에, 주행시의 마모가 적은 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물로 이루어지는 전동 벨트에 관한 것이다.
일반적으로, 전동 벨트는 압축 고무층과 접착 고무층을 가지며, 이 접착 고무층 내에 항장체, 즉, 섬유로 이루어지는 심선이 접착되어 매설되어 있고, 벨트의 상면 또는 하면 또는 측면을 포함하는 전체 둘레면은, 필요에 따라, 고무 처리 범포(帆布)가 접착되어 있다.
이러한 전동 벨트에 있어서, 종래, 압축 고무층에는 클로로프렌 고무가 많이 이용되어오고 있지만, 예컨대, 일본 특허 공개 제2002-195349호 공보, 일본 특허 공개 제2000-297847호 공보, 일본 특허 공개 제2003-130137호 공보, 일본 특허 공개 제2002-081506호 공보, 일본 특허 공표 평 제09-500930호 공보 등에 기재되어 있는 바와 같이, 최근, 내열성과 내한성에의 요구가 종래보다 더 높아지고 있고 있는 동시에, 환경 보호 내지 탈염소화의 관점에서도, 전동 벨트의 소재 고무로서, 내열성과 내한성이 뛰어난 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 이용하는 것이 시도되고 있다.
그러나, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무는 이미 알려져 있는 바와 같이, 그 분 자 구조의 극성이 작고, 따라서, 비극성의 유류(油類)와 상용성이 좋으므로, 내유성이 뒤떨어지는 점에서, 지금까지, 유류가 존재하는 환경 하에서는 거의 이용되고 있지 않다. 예컨대, V 리브드 벨트의 고무층을 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물로부터 형성한 경우, 그와 같은 벨트는 이것에 유류가 부착되면, 벨트가 팽윤하여, 결국은 파손될 우려가 있다.
일반적으로, 고무의 내유성을 개선하기 위해서는, 고무에 다량의 충전제를 배합하여, 팽윤하는 고무분을 상대적으로 감소시키는 방법, 고무를 구성하는 중합체 분자의 분자량을 높여, 유류에 의해 팽윤하여도 고무의 강도를 유지시키는 방법, 고무를 구성하는 중합체 분자가 에틸렌 단위를 갖는 경우에는, 그 에틸렌 함량을 높여, 폴리머 분자에 결정성을 부여하는 방법 등이 알려져 있다. 그러나, 최초의 방법은 고무의 강도가 낮아지므로, 전동 벨트와 같이 동적 응력이 높은 용도에는 적용하기 어렵고, 제2와 제3 방법은 고무의 가공성을 나쁘게 하므로, 공업적으로 실시하기 어렵다.
본 발명은 고무층에 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 이용하는 전동 벨트에 있어서의 전술한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 유류가 존재하는 환경 하에서의 사용에 있어서, 고무층을 형성하는 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물에 유류의 부착이 있더라도, 팽윤의 정도나 고무층의 경도의 저하가 작고, 내유성이 뛰어난 동시에, 주행시의 마모도 작은 전동 벨트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 개시
본 발명에 의하면, 고무층을 구성하는 고무의 50 중량％ 이상이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제에 의해 가류하여 이루어지는 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동 벨트가 제공된다.
특히, 본 발명에 의하면, 바람직한 태양으로서, 고무층으로서 압축 고무층과 접착 고무층을 가지며, 이 압축 고무층과 접착 고무층이 가류 접착되어 있는 동시에, 상기 접착 고무층 내에 심선이 매설되어 이루어지는 전동 벨트에 있어서, 상기 고무층 중 적어도 압축 고무층이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제에 의해 가류하여 이루어지는 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물로 이루어지는 전동 벨트가 제공된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 V 리브드 벨트의 일례를 도시하는 횡단면도.
도 2는 V 벨트의 일례를 도시하는 횡단면도.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명에 의한 전동 벨트는, 고무층을 구성하는 고무의 50 중량％ 이상이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물로 이루어지고, 바람직하게는, 압축 고무층과 접착 고무층이 가류 접착되어 있는 동시에, 상기 접착 고무층에 심선이 접착 매설되어 있고, 필요에 따라, 그 상면 또는 하면 또는 측면을 포함하는 전체 둘레면에 고무 처리 범포가 접착되어지는 전동 벨트에 있어서, 상기 고무층을 구성하는 고무의 50 중량％ 이상이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물로 이루어진다.
특히, 본 발명에 의하면, 전동 벨트는 압축 고무층과 접착 고무층이 가류 접착되어 있는 동시에, 상기 접착 고무층에 심선이 접착 매설되어 있고, 필요에 따라, 그 상면 또는 하면 또는 측면을 포함하는 전체 둘레면에 고무 처리 범포가 접착되어 이루어지는 전동 벨트에 있어서, 적어도 상기 압축 고무층이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물로 이루어지며, 가장 바람직하게는, 상기 압축 고무층과 접착 고무층이 함께 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물로 이루어진다.
본 발명에 의하면, 이러한 전동 벨트에 있어서, 상기 압축 고무층과 접착 고무층 중, 적어도 압축 고무층이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제에 의해 가류하여 이루어지는 것이다. 접착 고무층은 압축 고무층과 동일하게 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제에 의해 가류하여 이루어지는 것이라도 좋고, 또한, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 유황에 의해 가류하여 이루어지는 것이라도 좋다.
본 발명에 있어서, 전동 벨트는 V 리브드 벨트 및 V 벨트를 포함하는 것으로 한다. 도 1은 V 리브드 벨트의 일례의 횡단면도를 도시하는데, 벨트의 상면은 단층 또는 복수층의 고무 처리 범포(1) 또는 고무층으로 형성되어 있고, 이에 인접하여 접착 고무층(3)이 적층되어 있다. 이 접착 고무층에는, 예컨대, 폴리에스테르 섬유나 아라미드 섬유로 이루어지는 복수의 저신도의 심선(2)이 간격을 두고 벨트길이 방향으로 연장되도록 매설되어 있다. 또한, 이 접착 고무층에 인접하여, 압축 고무층(5)이 적층되어 있다. 이 압축 고무층에는, 벨트 길이 방향으로 연장되도록 서로 간격을 갖는 리브(4)를 갖는다. 다수의 경우, 압축 고무층(5)에는, 그 내측압성(耐側壓性)을 높이기 위해, 벨트의 폭 방향으로 단섬유(6)가 배향하여 분산되어 있다.
도 2는 V 벨트의 일례의 횡단면도를 도시하는데, 벨트의 상면은 상기와 동일하게, 단층 또는 복수층의 고무 처리 범포(1)로 형성되어 있고, 필요에 따라, 위 고무층(7)이 적층되며, 이에 인접하여 상기와 동일하게 심선(2)이 매설된 접착 고무층(3)이 적층되고, 또한, 이에 인접하여 압축 고무층(5)이 적층되어 있다. 다수의 경우, 압축 고무층(5)에는 그 내측압성을 높이기 위해, 벨트의 폭 방향으로 단섬유(6)가 배향하여 분산되고 있다. 압축 고무층은 통상, 단층 또는 복수층의 고무 처리 범포(1)로 피복되어 있다.
종래, 전동 벨트에 있어서, 벨트의 폭 방향으로 압축 고무층에 배향, 분산되는 단섬유는, 2∼6 데니어, 길이 1∼5 ㎜ 정도의 접착 처리를 실시한 것이 이용된다. 이러한 접착 처리를 실시한 단섬유는, 예컨대, 필라멘트를 묶은 상태에서 이것에 RFL(레조르신·포르말린·라텍스)를 함침시켜, 가열, 건조한 후, 소요의 길이로 재단하여 얻어진다. 종래, 이와 같이 접착 처리를 실시한 단섬유는 벨트의 폭 방향으로 배향하여 분산되어 있어, 압축 고무와 잘 접착하고 있으므로, 단섬유의 열리 방향의 신장을 확보하는 것이 곤란했다.
이에 비해, 본 발명에 의하면, 압축 고무층에 분산되는 단섬유는, 접착 처리를 실시하고 있지 않은 것이 바람직하게 이용된다. 이러한 단섬유를 압축 고무층에 벨트의 폭 방향으로 배향하여 분산시킨 경우에는, 단섬유와 고무 사이에 접착이 없으므로, 단섬유와 고무의 계면에 어긋남이 발생하지만, 이와 같이 계면이 어긋난 후에는, 고무 자체의 성질에 의해 파단까지 신장할 수 있으므로, 열리 방향으로 큰 신장을 확보할 수 있다.
본 발명에 의하면, 이와 같이 접착 처리를 실시하지 않은 단섬유는 압축 고무층을 형성하는 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 100 중량부당, 통상, 5∼30 중량부의 범위, 바람직하게는, 10∼25 중량부의 범위로 배합된다. 또한, 본 발명에 의하면, 접착 처리를 실시하지 않은 단섬유의 일부를 접착 처리를 실시한 단섬유로 치환할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 의하면, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 100 중량부당, 접착 처리를 실시하지 않은 단섬유와 접착 처리를 실시한 단섬유를 합계량으로 5∼30 중량부를 배합하여, 그 중, 접착 처리를 실시한 단섬유의 비율은, 25 중량％ 이하의 범위인 것이 바람직하고, 특히, 5∼25 중량％의 범위인 것이 바람직하다. 이와 같이 하여, 본 발명에 의하면, 압축 고무층에 벨트의 폭 방향으로 접착 처리를 실시하지 않은 단섬유를 배향하여 분산시킴으로써, 압축 고무층의 내측압성을 높일 수 있는 동시에, 열리 방향으로 큰 신장을 확보할 수 있다.
본 발명에 있어서, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무로서는, 에틸렌을 제외한 α-올레핀과 에틸렌과 디엔(비공역 디엔)의 공중합체로 이루어지는 고무, 이들의 일부 할로겐 치환물, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물이 이용되며, 상기 에틸렌을 제외한 α-올레핀으로서는, 바람직하게는, 프로필렌, 부텐, 헥센 및 옥텐으로부터 선택되는 1종 이상이 이용된다. 그중에서도, 바람직한 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무로서는, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 이들의 일부 할로겐 치환물, 특히, 일부 염소 치환물, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물이 바람직하게 이용된다. 상기 디엔 성분으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상, 1,4-헥사디엔, 디시클로펜타디엔, 에틸리덴노르보넨 등의 비공역 디엔이 적절히 이용된다.
본 발명에 의하면, 이러한 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무는 통상, 카본 블랙이나 실리카와 같은 보강제, 유황과 같은 가류제, 여러 가지의 가류 촉진제, 산화아연이나 스테아르산과 같은 가류 조제, 파라핀 오일과 같은 연화제(가소제), 접착 부여제 등과 함께, 롤, 벤버리 등, 통상의 혼합 수단을 이용하여 균일하게 혼합하며, 미가류 고무 배합물 시트로서, 또한, 이것을 시트로서, 접착 고무층이나 압축 고무층을 위한 고무 배합물 미가류 시트로서, 전동 벨트의 제조에 이용된다.
또한, 이러한 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 배합물은 전술한 성분에 부가하여, 필요에 따라, 유리 섬유, 세라믹스 섬유 등의 증강제, 탄산칼슘, 탈크 등의 충전제, 안정제, 가공 조제, 착색제 등의 통상의 고무 공업에서 이용되는 여러 가지의 약제를 함유하고 있더라도 좋다. 후술하는 접착 용액(소위 고무풀)은 이러한 에틸렌-α-올레핀-디엔 미가류 고무 배합물을 통상, 유기 용매에 용해한 것이다.
본 발명에 의한 전동 벨트에 있어서는, 전술한 바와 같이, 바람직하게는, 접착 고무층과 압축 고무층이 가류 접착되어 있는 동시에, 이 접착 고무층에 접착 처리한 심선이 접착 매설되어 있다. 이 심선으로서, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상, 폴리에스테르 섬유나 아라미드 섬유로 이루어지는 심선이 이용된다.
또한, 본 발명에 의한 전동 벨트에 있어서는, 접착 고무층과 압축 고무층 중, 바람직하게는, 적어도 상기 압축 고무층이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물로 이루어지고, 가장 바람직하게는, 상기 압축 고무층과 접착 고무층이 함께 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물로 이루어지며, 여기에, 적어도 압축 고무층이 상기 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제에 의해 가류하여 이루어지는 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 유기 과산화물로서는, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무의 가류에 이용되는 것이면, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 지그밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3,2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산 등이 이용된다. 이러한 유기 과산화물은 본 발명에 의하면, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 100 중량부당 0.005∼0.05 몰의 범위로 이용되고, 바람직하게는, 0.01∼0.04 몰의 범위로 이용된다.
본 발명에 의한 전동 벨트에 있어서는, 고무층, 바람직하게는, 전술한 바와 같이, 압축 고무층과 접착 고무층이 함께 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무의 가류물로 이루어지고, 이 중, 적어도 압축 고무층이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 이러한 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제를 이용하여 가류하여 이루어지는 것이다. 이 3관능성의 공가교제로서, 본 발명에 의하면, 바람직하게는, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 트리아릴이소시아누레이트 등이 이용되며, 특히, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 또는 트리 메틸올프로판트리메타크릴레이트가 바람직하게 이용된다. 이러한 3관능성의 공가교제는, 본 발명에 의하면, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 100 중량부당 O.1∼10 중량부의 범위로 이용되고, 바람직하게는, 1∼5 중량부의 범위로 이용된다.
본 발명에 따라, 이와 같이, 적어도 압축 고무층을 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제를 이용하여 가류하여 이루어지는 가류물로부터 형성하는 것, 즉, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 과산화물 가류하는 동시에, 3관능성의 공가교제에 의해 삼차원 구조를 갖는 가교점을 형성함으로써, 유류가 존재하는 환경 하에 있어서, 전동 벨트의 고무층을 형성하는 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물에 유류의 부착이 있더라도, 팽윤이 적고, 또한, 고무층의 경도의 변화가 작으며, 내유성이 뛰어난 동시에, 주행시의 마모량도 작으므로, 유류가 존재하는 환경 하에 있어서도 실용할 수 있는 전동 벨트를 얻을 수 있다.
3관능성의 공가교제를 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 100 중량부당 10 중량부를 넘는 양으로 이용할 때는, 가교점이 과도하게 많아져, 얻어지는 전동 벨트가 내굴곡 피로성이 현저하게 나빠진다. 그러나, 3관능성의 공가교제의 사용량이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 100 중량부당 0.1 중량부보다도 적을 때는, 가류물에 있어서의 삼차원 구조의 가교점이 적으므로, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물에 뛰어난 내유성을 부여할 수 없다. 또한, 주행시의 벨트의 마모량을 충분히 저감할 수 없다.
한편, 압축 고무층이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무의 유황 가류물로 이루어지는 전동 벨트는 그와 같은 가류물의 유류에 대한 팽윤 저항성이 작아, 용이하게 팽윤하고, 고무층의 경도의 변화나 마모량이 크다. 또한, 공가교제로서 2관능성의 것을 이용하면, 유황 가류의 경우에 비해, 얻어지는 고무층은 내유성에 어느 정도의 개선은 보여지지만, 그래도 3관능성의 공가교제를 이용하는 경우와 달리, 가교점이 삼차원 구조를 갖지 않으므로, 여전히 얻어지는 고무층의 내유성은 낮다. 또한, 주행시의 벨트의 마모량도 충분히 저감할 수 없다.
단, 본 발명에 의하면, 전술한 바와 같이, 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제를 이용하여 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 가류할 때에, 유황 가류를 병용하여도 좋다. 이 경우, 바람직하게는, 가류 촉진제가 유황과 함께 이용된다. 이 가류 촉진제는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 테트라메틸티우람디설파이드와 같은 티우람계나, 2-메르캅토벤조티아졸과 같은 티아졸계의 것이 바람직하게 이용된다.
본 발명에 의한 전동 벨트는 종래로부터 알려져 있는 통상의 방법에 의해 제조할 수 있다. 예컨대, V 리브드 벨트를 예로 들면, 다음과 같이 하여 제조된다. 즉, 표면이 매끄러운 원통형의 성형 드럼의 주위에 고무 처리 범포와 접착 고무층을 형성하는 고무의 미가류 배합물의 시트를 감은 후, 이 위에 상기 접착 처리한 심선을 나선형으로 스피닝하고, 또한, 그 위에 상기와 동일한 접착 고무층을 형성하는 고무의 미가류 배합물의 시트를 감을 수 있다. 이어서, 이 위에 리브 고무층을 형성하는 고무의 미가류 배합물의 시트를 감고, 적층체를 형성한 후, 이것을 가류관 중에서 가압 가열하고, 증기 가류하여, 환형의 가류물을 얻는다. 이어서, 이 환형의 가류물을 구동 롤과 종동(從動) 롤로 이루어지는 제1 구동 시스템에 부착하여, 소정의 장력 하에 주행시키면서, 표면의 고무층에 연삭 호일로 복수의 홈을 새겨 설치하여, 복수의 리브를 형성한다. 그 후, 이와 같이 하여 얻어진 환형의 가류물을 구동 롤과 종동 롤로 이루어지는 제2 구동 시스템에 부착하여, 주행시키면서, 소정 폭으로 재단하여, 소정 수의 리브를 구비한 V 리브드 벨트를 얻는다.
산업상 이용가능성
본 발명에 따라, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무, 바람직하게는 에틸렌-프로필렌-디엔 고무를 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제로 가교하여 이루어지는 가류물은 유류에 접촉하여도, 팽윤의 정도나 경도의 저하가 작다. 또한, 본 발명에 따라, 압축 고무층과 접착 고무층 중, 적어도 압축 고무층이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제로 가교하여 이루어지는 가류물로 이루어지는 전동 벨트는, 주행시의 마모도 억제되고 있다. 이렇게 하여, 본 발명에 의하면, 내유성이 뛰어난 동시에, 주행시의 마모가 작은 실용적인 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 전동 벨트를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따라, 압축 고무층에 접착 처리를 실시하지 않은 단섬유를 벨트의 폭 방향으로 배향하여 분산시킴으로써, 내측압성을 높일 수 있는 동시에, 열리 방향으로 큰 신장을 확보할 수 있다.
이하에 실시예를 들어 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 전혀 한정되는 것이 아니다. 이하에 있어서, 전동 벨트의 접착 고무층을 위한 배합물로서, 다음 조성(중량부)을 갖는 것을 이용했다.
에틸렌-프로필렌-디엔 고무1 ) 100
스테아르산 1
산화 아연 5
FEF 카본 65
실리카 21
파라핀 오일 15
가공 조제 7
가류제(유황) 3
가류 촉진제 2.5
(주) 1) JSR(주)제 EP33
또한, 전동 벨트의 압축 고무층을 위한 배합물로서, 다음 조성(중량부)을 갖는 것을 이용했다. 단섬유 중, 단섬유(A)는 접착 처리를 실시하고 있지 않은 것(접착 처리 없음)을 실시예 1∼8에서 이용하고, 접착 처리를 실시한 것(접착 처리 있음)을 비교예 1∼9에서 이용했다. 또한, 단섬유 중, 단섬유(B)는 접착 처리를 실시한 것으로, 모든 실시예와 비교예에서 이용했다.
에틸렌-프로필렌-디엔 고무1 ) 100
스테아르산 0.25
산화 아연 5
FEF 카본 60
파라핀 오일 10
단섬유(A)(66나일론, 3 데니어×1 ㎜, 접착 처리 없음 또는 있음) (표 1)
단섬유(B)(아라미드, 1.5 데니어×3 ㎜, (접착 처리 있음) 4
가교제 (표 1)
공가교제 (표 1)
(주) 1) 스미토모가가쿠고교(주)제 에스프렌 301
실시예 1∼8
(에틸렌-프로필렌-디엔 고무 가류물의 조제)
상기 압축 고무층을 위한 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 배합물을 온도 175℃에서 15분간 가압 가열하고, 유기 과산화물과 공가교제에 의한 가류를 행하여, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 가류물을 얻었다.
(에틸렌-프로필렌-디엔 고무 가류물의 내유성 시험)
상기 가류물을 10 ㎜×10 ㎜×2 ㎜로 재단하여 시험편으로 하고, 이것을 자동차용 엔진 오일(BP제 C. 20 5W-40)로 온도 120℃에서 24시간 침지하여 끌어올린 후, 엔진 오일에의 침지 전후의 체적의 변화를 조사했다. 또한, 상기 시험편 3장을 겹쳐, 침지 전후의 경도(Hs)의 변화를 조사했다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
(RFL액의 조제)
레조르신 7.31 중량부와 포르말린(37 중량％ 농도) 10.77 중량부를 혼합, 교반하고, 이것에 수산화나트륨 수용액(고형분 0.33 중량부)을 첨가하여, 혼합, 교반했다. 이것에 물 160.91 중량부를 첨가하여, 5시간 숙성시키고, 고형분 농도 6.40 중량％의 레조르신·포르말린 수지(레조르신·포르말린 초기 축합물, RF) 수용액을 얻었다. 이 RF 수용액에 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM) 라텍스를 첨가하여, 12시간 숙성하여, 레조르신·포르말린·라텍스(RFL)를 얻었다.
(심선의 접착 처리)
폴리에스테르 1500d/2×3을 심선으로서 이용하고, 이것을 폴리메틸렌폴리페닐이소시아네이트의 톨루엔 용액(이소시아네이트 고형분 16 중량％)에 침지한 후, 25O℃에서 40초간, 가열, 건조하여, 전처리를 실시했다. 이어서, 이와 같이 처리한 심선을 상기 RFL 액에 침지한 후, 230℃에서 40초간 가열, 건조하여, 재차 상기와 동일한 RFL액에 침지한 후, 230℃에서 40초간 가열, 건조하여 RFL 처리했다. 이와 같이 처리한 심선을 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 배합물의 톨루엔 용액으로 이루어지는 접착 용액에 침지한 후, 60℃에서 40초간 가열, 건조하여 접착 고무 처리했다.
(단섬유의 접착 처리)
필라멘트를 묶은 상태로 상기 RFL에 침지한 후, 끌어올려 180℃에서 가열 건조하여, 표면에 RFL을 부착시키고, 이것을 소정 길이로 재단하여, 접착 처리를 실시한 단섬유를 얻었다.
(V 리브드 벨트의 제조)
전술한 바와 같이, 표면이 매끄러운 원통형의 성형 드럼의 주위에 고무 처리된 범포와 접착 고무층을 형성하기 위한 에틸렌-프로필렌-디엔 고무의 미가류 배합물의 시트를 감은 후, 이 위에 상기 접착 처리한 심선을 나선형으로 스피닝하여, 또한, 그 위에 상기와 동일한 접착 고무층을 형성하는 고무의 미가류 배합물의 시트를 감을 수 있었다. 이어서, 이 위에 압축 고무층을 형성하기 위한 에틸렌-프로필렌-디엔 고무의 미가류 배합물의 시트를 감고, 적층체를 형성한 후, 이것을 가류관 중에서 내압 6 kgf/㎠, 외압 6 kgf/㎠, 온도 175℃에서 15분간, 가압 가열하고, 증기 가류하여, 환형의 가류물을 얻었다. 이 환형의 가류물을 전술한 바와 같이 가공하여 접착 고무층에 상기 심선이 매설되어 있고, 이 접착 고무층의 상면에 범포가 접착되어 있는 동시에, 접착 고무층의 하면에 리브 고무층을 갖는 리브수 3, 둘레 길이 1000 ㎜의 V 리브드 벨트를 얻었다.
(V 리브드 벨트의 주행시의 마모 시험)
상기 리브수 3, 둘레 길이 1000 ㎜의 V 리브드 벨트를 구동 풀리(직경 60 ㎜)와 종동 풀리(직경 60 ㎜)로 이루어지는 벨트 구동 시스템에 부착하고, 구동 풀리의 회전수를 3500 rpm, 종동 풀리의 부하를 5.2 마력, 초기 장력을 120 kgf로 하여, 온도 25℃에서 24시간 주행시켜 벨트의 마모량을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1에 있어서, DCP는 지그밀퍼옥사이드, EDMA는 에틸렌디메타크릴레이트, MAAZ는 메타크릴산아연, TMPTA는 트리 메틸올프로판트리아크릴레이트, TMPTMA는 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, TAIC는 트리알릴이소시아누레이트, DDH는 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산을 각각 의미한다. 표 2 및 표 3에 있어서도 동일하다.
비교예 1∼9
실시예에서와 동일하게 하여, 전술한 압축 고무를 위한 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 배합물과 표 2 및 표 3에 나타내는 가교제 및 공가교제를 이용하여, 내유 시험용의 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 가류물을 조제하고, 이에 대해 실시예에서와 동일하게 하여 내유 시험을 실시했다. 결과를 표 2 및 표 3에 나타낸다.
또한, 실시예에서와 동일하게 하여, 전술한 접착 고무 및 압축 고무를 위한 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 배합물과 표 2 및 표 3에 나타내는 가교제 및 공가교제를 이용하여, V 리브드 벨트를 조제하여, 이에 대해 실시예에서와 동일하게 하여, 주행에 의한 마모 시험을 행했다. 결과를 표 2 및 표 3에 나타낸다.
Figure 112007004324565-PCT00001
Figure 112007004324565-PCT00002
Figure 112007004324565-PCT00003
표 1로부터 표 3에 나타내는 결과로부터 명확한 바와 같이, 본 발명에 따라, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 배합물을 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제로 가교하여 이루어지는 가류물은 유류에 침지하여도, 팽윤이 적고, 또한, 경도의 저감도 억제되고 있다. 또한, 접착 고무층과 압축 고무층 중, 적어도 압축 고무층이 에틸렌-프로필렌-디엔 고무를 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제로 가교하여 이루어지는 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 가류물로 이루어지는 V 리브드 벨트는 주행시의 마모도 억제되고 있다. 또한, 압축 고무층에 접착 처리가 없는 단섬유를 벨트의 폭 방향으로 배향하여 분산시킴으로써, 2관능성의 가류제 또는 가교제를 이용한 경우와 거의 동일한 크기의 신장을 열리 방향으로 가질 수 있다.
이에 대해, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무의 유황 가류물은 유류에 현저하게 팽윤한다. 또한, 유기 과산화물을 이용하여 가류하여 이루어지는 가류물은 이용하는 유기 과산화물을 비교적 다량으로 하면, 내유성은 어느 정도 개선되지만, 아직 충분하지 않다. 또한, 유기 과산화물과 함께 2관능성의 공가교제를 이용하여 가류하여도, 가교점이 삼차원 구조를 갖지 않으므로, 유류보다 더 크게 팽윤한다. 또한, 이들의 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 가류물을 압축 고무층으로 하는 V 리브드 벨트에 있어서는, 주행시의 마모량이 크다.

Claims (8)

  1. 고무층을 구성하는 고무의 50 중량％ 이상이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제에 의해 가류하여 이루어지는 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동 벨트.
  2. 제1항에 있어서, 고무층으로서 압축 고무층과 접착 고무층을 가지며, 이 압축 고무층과 접착 고무층이 가류 접착되어 있는 동시에, 상기 접착 고무층 내에 심선이 매설되어 이루어지는 전동 벨트에 있어서, 상기 고무층 중 적어도 압축 고무층이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제에 의해 가류하여 이루어지는 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물로 이루어지는 것인 전동 벨트.
  3. 제1항에 있어서, 고무층으로서 압축 고무층과 접착 고무층을 가지며, 이 압축 고무층과 접착 고무층이 가류 접착되어 있는 동시에, 상기 접착 고무층 내에 심선이 매설되어 있고, 또한, 이 접착 고무층에 범포(帆布)가 접착되어 있으며, 압축 고무층이 벨트 길이 방향으로 연장되는 복수의 리브를 일체로 형성되어 이루어지는 전동 벨트에 있어서, 상기 고무층 중 적어도 압축 고무층이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 유기 과산화물과 3관능성의 공가교제에 의해 가류하여 이루어지는 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물인 것인 전동 벨트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 가류물이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 100g 당 0.005∼0.05 몰의 유기 과산화물과 상기 고무 100 중량부당 0.1∼10 중량부의 3관능성의 공가교제를 이용하여 가류하여 이루어지는 것인 전동 벨트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 3관능성의 공가교제가 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트 및 트리알릴이소시아누레이트로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전동 벨트.
  6. 제1항에 있어서, 고무층으로서 압축 고무층과 접착 고무층을 가지며, 이 압축 고무층과 접착 고무층이 가류 접착되고, 상기 접착 고무층 내에는 심선이 매설되어 있으며, 또한, 이 접착 고무층에 범포가 접착되어 있고, 압축 고무층에는 접착 처리를 실시하지 않은 단섬유가 벨트 폭 방향으로 배향하여 분산되는 동시에, 벨트 길이 방향으로 연장되는 복수의 리브가 일체로 형성되어 이루어지는 전동 벨트에 있어서, 상기 고무층 중 적어도 압축 고무층이 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 이 고무 100g 당 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트 및 트리알릴이소시아누레이트로부터 선택되는 1종 이상의 유기 과산화물 0.005∼0.05 몰과 상기 고무 100 중량부당 3관능성의 공가교제 0.1∼10 중량부를 이용하여 가류하여 이루어지는 것인 전동 벨트.
  7. 제6항에 있어서, 압축 고무층에 접착 처리를 실시하지 않은 단섬유와 접착 처리를 실시한 단섬유가 함께 벨트 폭 방향으로 배향하고 분산되어 있는 것인 전동 벨트.
  8. 제7항에 있어서, 압축 고무층을 형성하는 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무 100 중량부당, 압축 고무층에 접착 처리를 실시하지 않은 단섬유와 접착 처리를 실시한 단섬유를 합계량으로 5∼30 중량부를 배합하여, 그 단섬유 중, 접착 처리를 실시한 단섬유가 25 중량％ 이하의 비율인 것인 전동 벨트.
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