KR20070099605A

KR20070099605A - 마찰 전동 벨트

Info

Publication number: KR20070099605A
Application number: KR1020077015986A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 시리이케; 야스히코 요시다; 히로유키 다치바나
Original assignee: 반도 카가쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2007-10-09
Also published as: WO2006075598A1; JP2006194322A; US20100167861A1; EP1845284A1; CN101099052A

Abstract

벨트 구동 부분이 침수되었을 때에 생기는 슬립 소음을 억제하고, 우수한 굴곡 피로성을 가지며, 또한, 간편한 작업 공정에 의해 제조할 수 있는 마찰 전동 벨트를 제공한다. 에틸렌-α-올레핀엘라스토머, 단섬유 및 실리카를 함유하고, 또한, 단층구조를 갖는 압축 고무층으로 구성되는 마찰 전동 벨트이다.

Description

마찰 전동 벨트{FRICTION TRANSMISSION BELT}

본 발명은 마찰 전동 벨트에 관한 것이다.

자동차의 보조 구동용 등에 사용되는 동력 전달용 마찰 전동 벨트에 있어서, 종래부터 벨트 구동시에 발생되는 슬립음은 소음으로 여겨져, 자동차의 정숙화를 위해서는 개선되어야 하는 문제였다. 이 벨트에서 발생되는 소음의 종류 중 하나로, 엔진룸 내에 물이 들어가 벨트가 침수되었을 때에 생기는 슬립음이 있다. 이 침수시의 슬립음을 개선하기 위해서 종래부터 사용되고 있는 기술로서, 벨트 리브부에 단섬유를 혼입시키거나 발수제를 벨트 리브부 표면에 도포하는 것 등이 실시되고 있다.

그러나, 벨트 리브부에 단섬유를 혼입시킨 전동 벨트에서는, 단섬유를 사용함으로써 침수시의 슬립음을 개선시킬 수 있지만, 단섬유와 고무의 탄성률이 극단적으로 상이하기 때문에, 굴곡 피로를 받았을 때에 단섬유와 고무의 계면에 응력이 집중되어 균열 개시점이 되고, 균열이 성장하여 제품 수명이 짧아진다.

한편, 벨트 리브부에 발수제를 도포하는 방법은 리브 형상을 성형시킨 후에, 발수제를 도포한다는 작업 공정이 증가함으로써, 벨트의 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다. 또, 표면의 발수제는 리브부, 압축 고무의 마모 등의 경시 변화 에 의해, 안정적으로 존재시키는 것이 곤란하다.

또한, 상기 기술한 방법과 달리, 풀리와 접촉되는 고무에 실리카를 배합시킴으로써, 침수시의 슬립음 등을 억제시키는 시도도 이루어지고 있다.

예를 들어, 특허 문헌 1 에서는, 리브부측 표면의 적어도 일부가 에틸렌-α-올레핀엘라스토머, 실리카 및 단섬유를 배합한 고무 배합물로 구성됨으로써, 물 주입시에 일어나는 슬립에 의한 소음의 발생을 개선한 V 리브벨트가 개시되어 있다. 여기에서는, 리브부가 실리키를 배합하지 않는 고무층, 실리카를 배합한 고무층 및 실리카를 배합하지 않는 고무층으로 이루어지는 3 층 구조를 가지는 것이 개시되어 있을 뿐이고, 이러한 3 층 구조 중의 실리카를 배합한 고무층을 벨트 리브부의 일부분에 형성하는 경우에, 상이한 배합의 고무를 사용해야 하고, 작업 공정이 번거로워지는 문제점이 있다.

특허 문헌 2 에서는, 특정량의 표면 처리 실리카와 카본블랙, 가황촉진제, 가황제, 단섬유를 배합한 특정 물성을 나타내는 클로로프랜 고무 조성물을 압축 고무층에 사용함으로써 보강 효과를 잃는 일 없이 점착 마모를 억제하여, 주행시의 소음을 감소시킨 전동 벨트가 개시되어 있다. 특허 문헌 3 에서는, 불포화 카르복실산 금속염을 함유한 수소화 니트릴 고무에 대해서, 실리카 및 공 (共) 가교제를 첨가하고, 유기 과산화물에 의해 가교된 고무로 이루어지는 전동 벨트가 개시되어 있다. 이들 문헌에서는, 압축 고무층에 에틸렌-α-올레핀엘라스토머를 사용하는 경우에 대해서 상세하게 검토되어 있지는 않다.

따라서, 동력 전달용의 마찰 전동 벨트에 있어서, 제조에 있어서의 작업 공 정이 용이하고, 벨트 구동 부분이 침수되었을 때에 생기는 슬립 소음을 억제하며, 또한 벨트 주행시의 굴곡 피로성이 우수한 마찰 전동 벨트가 필요해지고 있었다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2003-247604호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2002-69240호

특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 2003-221470호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은, 상기 현상을 감안하여, 벨트 구동 부분이 침수되었을 때에 생기는 슬립 소음을 억제하고, 우수한 굴곡 피로성을 가지며, 또한, 간편한 작업 공정에 의해 제조할 수 있는 마찰 전동 벨트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명은, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머, 단섬유 및 실리카를 함유하고, 또한, 단층 구조를 갖는 압축 고무층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰 전동 벨트이다.

상기 단섬유의 함유량은 상기 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 100 질량부에 대해서 5 ∼ 25 질량부이고, 상기 실리카의 함유량은 상기 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 100 질량부에 대해서 5 질량부 이상 60 질량부 미만이며, 또한 상기 단섬유 및 상기 실리카의 합계 함유량은 상기 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 100 질량부에 대해서 30 ∼ 65 질량부인 것이 바람직하다.

상기 마찰 전동 벨트는 V 리브벨트, 로우 에지형 벨트 또는 평벨트인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 에틸렌-α-올레핀엘라스토머, 단섬유 및 실리카를 함유하고, 또한, 단층 구조를 갖는 압축 고무층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰 전동 벨트이다. 이 때문에, 벨트 구동 부분이 침수되었을 때에 생기는 슬립 소음이 억제되고, 또한 벨트 주행시의 굴곡 피로성이 우수하다. 또한, 상기 압축 고무층은 단층 구조를 가지는 것이다. 이 때문에, 3 층 구조 등의 다층 구조로 이루어지는 압축 고무층을 갖는 마찰 전동 벨트를 제조하는 경우에 비하여, 간편하게 벨트를 제조할 수 있다.

통상적으로, 마찰 전동 벨트에 있어서, 벨트 리브부에 단섬유를 혼입시킴으로써 침수시의 슬립음은 개선되지만, 굴곡 피로를 받았을 때에 균열이 생기기 쉬워진다. 본 발명에서는, 압축 고무층에 함유되는 단섬유의 양을 줄이고, 실리카를 첨가함으로써, 굴곡을 받았을 때의 응력 집중이 편중되는 부분이 적어져서 균열이 발생하기 어려워지고, 또한, 벨트 표면에 적합한 거침도를 주어서 슬립음의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 마찰 전동 벨트는 우수한 슬립음의 발생 억제와 굴곡 피로성을 양립시킨 것이다.

마찰 전동 벨트에 물이 침수되었을 경우에 발생하는 물 주입 슬립음은, 압축 고무층 표면과 풀리의 계면에 물이 개재하여 스틱 슬립이 발생함으로써 생기지만, 본 발명에서는, 실리카를 첨가함으로써, 압축 고무 표면의 표면 거침도를 거칠게 함으로써, 그러한 물 주입시의 수막이 형성되기 어려워지고, 그 결과, 물 주입시의 슬립도 억제되어, 물 주입 슬립음의 발생을 억제할 수 있다.

상기 압축 고무층은, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머, 단섬유 및 실리카를 함유하는 것이다.

상기 에틸렌-α-올레핀엘라스토머로는, 에틸렌을 제외한 α-올레핀과 에틸렌과 디엔 (비공역 디엔) 의 공중합체로 이루어지는 고무, 그들의 일부 할로겐 치환물, 또는 이들 2 종 이상의 혼합물이 사용되고, 상기 에틸렌을 제외한 α-올레핀으로는, 바람직하게는 프로필렌, 부텐, 헥센 및 옥텐에서 선택되는 적어도 1 종이 사용된다. 그 중에서도, 슬립음을 억제하고, 또한 우수한 굴곡 피로성을 가질 수 있다는 점에서, 에틸렌-프로필렌-디엔계 고무 (이하, EPDM 이라고 약칭함) 가 보다 바람직하다. 또한, 이들 할로겐 치환물이나 다른 고무를 혼합한 것이어도 된다. 디엔 종류는, 에틸리덴노르보르넨 (ENB) 인 것이 본 발명의 효과를 얻는 점에서 바람직하다. 또, 디엔 성분이 함유되지 않은 에틸렌-프로필렌계 고무 (EPR) 도 선택할 수 있다.

상기 에틸렌-α-올레핀엘라스토머의 에틸렌 함량 (에틸렌-α-올레핀엘라스토머 중에 있어서의 에틸렌 유래의 구성 단위의 함유량) 은, 상기 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 구성하는 에틸렌-α-올레핀 및 디엔의 합계량 100 질량％ 중 55 ∼ 70 질량％ 인 것이 바람직하다. 상기 에틸렌 함량이 상기 범위인 에틸렌-α-올레핀엘라스토머를 실리카 및 단섬유와 함께 사용했을 경우에는, 고무 경도가 높고, 충분한 벨트 경도를 얻을 수 있음과 함께, 물 주입 슬립음을 충분히 억제할 수 있다. 이 때문에, 상기 에틸렌-α-올레핀엘라스토머를 사용하는 경우에는, 물 주입 슬립음을 보다 바람직하게 억제할 수 있음과 함께, 보다 우수한 굴곡 피로성을 마찰 전동 벨트에 부여할 수 있다.

상기 에틸렌 함량이 55 질량％ 미만이면, 고무가 부드러워질 우려가 있다. 70 질량％ 를 초과하면, 고무가 지나치게 딱딱하여 벨트에 적용할 수 없을 우려가 있다. 상기 에틸렌 함량은 55 ∼ 65 질량％ 인 것이 보다 바람직하다.

상기 에틸렌-α-올레핀엘라스토머의 시판품으로는, 노오델 IP4640 (듀폰 다우 엘라스토머사 제조) 등을 들 수 있다.

상기 압축 고무층은 상기 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 이외에, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서, 수소화 니트릴 고무, 클로로프렌 고무, 천연 고무, CSM, SBR 등의 그 외의 폴리머를 함유하는 것이어도 된다.

상기 단섬유로는 나일론 6, 나일론 66, 폴리에스테르, 면, 아라미드 등으로 이루어지는 단섬유를 들 수 있다.

상기 단섬유의 길이 또는 형상 등을 적절하게 조정함으로써, 슬립음의 억제를 향상시킬 수 있지만, 통상적으로, 상기 단섬유의 길이는 0.5 ∼ 3.0㎜ 인 것이 바람직하다.

상기 압축 고무층에 있어서, 상기 단섬유의 함유량은 상기 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 100 질량부 (고형분) 에 대해서, 5 ∼ 25 질량부인 것이 바람직하다. 5 질량부 미만이면, 고무가 부드러워질 우려가 있다. 25 질량부를 초과하면, 굴곡을 받았을 때의 응력 집중에 의해 균열이 발생하기 쉬워질 우려가 있다.

상기 실리카로서는, 특별히 한정되지 않고, 종래에 공지된 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 건식 실리카, 습식 실리카, 표면 처리한 실리카 등을 들 수 있다. 상기 습식 실리카 (수함유 규산) 는, 일반적으로는 규산나트륨과 광산 및 염류를 수용액 중에서 반응시키는 방법으로 얻을 수 있고, 건식 실리카에 비하여 정면에 다수의 실란올기를 가지므로 높은 극성을 가진다. 또한, 습식 실리카는 건식 실리카에 비하여 비용이 저렴하고, 가공성이 양호하다는 장점을 가지고 있다. 상기 표면 처리한 실리카는 건식 실리카나 습식 실리카를 실란커플링제로 표면 처리하여 분산성을 향상시킨 것이다.

상기 압축 고무층에 있어서, 상기 실리카의 함유량은, 상기 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 100 질량부 (고형분) 에 대해서 5 질량부 이상 60 질량부 미만인 것이 바람직하다. 함유량이 상기 범위 내의 실리카를 함유함으로써, 우수한 물 주입 슬립음의 발생 억제와 굴곡 피로성을 양립시킬 수 있다. 5 질량부 미만이면, 고무 표면의 거침도가 작아져 수막을 형성하여, 스틱 슬립이 생기기 쉬워질 우려가 있다. 60 질량부 이상이면, 고무가 지나치게 딱딱해지고, 주행에 의한 굴곡 피로에 의해 크랙이 발생하기 쉬워져 벨트 수명이 저하될 우려가 있다.

상기 압축 고무층에 있어서, 상기 실리카 및 상기 단섬유의 합계 함유량은 상기 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 100 질량부 (고형분) 에 대해서, 30 ∼ 65 질량부인 것이 바람직하다. 실리카 및 단섬유의 합계 함유량이 상기 범위 내에 있으면, 우수한 슬립음의 억제와 굴곡 피로성을 양립시킬 수 있다. 30 질량부 미만이면, 슬립음의 억제 효과가 없을 우려가 있다. 65 질량부를 초과하면, 굴곡 수명이 저하될 우려가 있다. 상기 압축 고무층에 있어서, 실리카 및 단섬유의 함유량과 실리카 및 단섬유의 합계 함유량을 상기 범위로 규정함으로써, 슬립음의 억제 및 굴곡 피로성을 보다 향상시킬 수 있다.

상기 실리카는 상기 압축 고무층의 전체에 분산되어 있어도 된다. 압축 고무층의 전체에 분산되어 있다는 것은, 상기 단층 구조의 압축 고무층 중에 있어서, 실리카가 대략 균일하게 분산되어 존재하고 있는 것을 의미하고, 실리카가 압축 고무층에 있어서의 중심부나 표면부 등에 불균일하게 존재하고 있는 것을 의미하지 않는다. 이러한, 전체에 실리카가 분산되어 있는 압축 고무층은 에틸렌-α-올레핀엘라스토머, 단섬유, 실리카 및 필요에 따라 다른 성분을 함유하는 배합물을 사용하여, 종래에 공지된 방법에 따라 단층 구조를 갖는 압축 고무층을 제조함으로써 얻을 수 있다.

상기 압축 고무층은 실란커플링제를 함유하는 것인 것이 바람직하다. 실리카를 함유하면 강성이 높아져서 크랙이 발생하기 쉬워지지만, 실란커플링제를 함유함으로써 크랙의 발생을 억제할 수 있다.

상기 실란커플링제로는 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)r-아미노프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, r-우레이도프로필트리에톡시실란, 3-시아노프로필디메틸클로로실란, 3-[N-알릴-N-(2-아미노에틸)]아미노프로필트리메톡시실란, P-[N-(2-아미노에틸)아미노메틸]페네틸트리메톡시실란, N-(2-아미노메틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 1-(3-아미노프로필)-1,1,3,3,3-펜타메틸디실록산, 3-아미노프로필트리스(트리메틸실록시)실란, α,ω-비스(3-아미노프로필)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(3-아미노프로필)폴리디메틸실록산, 1,3-비스(3-아미노프로필)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, α,ω-비스(메르캅토메틸)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(메르캅토메틸)폴리디메틸실록산, 1,3-비스(메르캅토메틸)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, α,ω-비스(3-메르캅토프로필)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(3-메르캅토프로필)폴리디메틸실록산, 1,3-비스(3-메르캅토메틸)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, N,N-비스[(메틸디메톡시실릴)프로필]아민, N,N-비스[3-(메틸디메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민, N,N-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]아민, N,N-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민, 3-메르캅토프로필트리스(트리메틸실록시)실란, 1-트리메톡시실-4,7,10-트리아자데칸, N-[(3-트리메톡시실릴)프로필]트리에틸렌테트라민, N-3-트리메톡시실릴프로필-m-페닐렌디아민 등을 들 수 있다.

상기 실란커플링제의 함유량은 상기 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 100 질량부 (고형분) 에 대해서 0.3 ∼ 20 질량부인 것이 바람직하고, 0.3 ∼ 8 질량부인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 이외이면, 크랙의 발생을 억제하는 효과를 충분히 얻을 수 없을 우려가 있다.

상기 압축 고무층을 형성하기 위한 고무 배합물은 황 또는 과산화물에 의해 가교할 수 있다.

상기 가교를 위한 과산화물로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적인 유기 과산화물이 사용되고, 예를 들어, 디쿠밀퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸쿠밀퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3,2,5-디메틸-2,5-(벤조일퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-모노(t-부틸퍼옥시)헥산 등을 들 수 있다. 상기 유기 과산화물의 첨가량은 유기 과산화물의 관능기량이나 분자량 또는 EPDM 의 디엔량 등에 맞추어 적절하게 설정하면 되지만, 통상적으로, 단독 또는 혼합물로서 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 100g 에 대해서 0.5 ∼ 5g 의 범위에서 사용된다.

또한, 상기 과산화물 가교의 경우에는 가교보조제를 배합해도 된다. 가교보조제를 배합함으로써, 가교 밀도를 높여서 접착력을 더욱 안정시켜, 점착 마모성 등의 문제를 방지할 수 있다. 상기 가교보조제로는, 트리알릴이소시아누레이트(TAlC), 트리알릴시아누레이트(TAC), 1,2폴리부타디엔, 불포화 카르복실산의 금속염, 옥심류, 구아니딘, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, N,N'-m-페닐렌비스말레이미드, 황 등 통상적으로 퍼옥사이드 가교에 사용하는 것을 들 수 있다.

상기 황 가황의 경우, 황의 첨가량은 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 100 질량부에 대해서 1 ∼ 3 질량부인 것이 바람직하다.

또한, 상기 황 가황의 경우는 가황 촉진제를 배합해도 된다. 가황 촉진제를 배합함으로써, 가교 밀도를 높여서 점착 마모 등의 문제를 방지할 수 있다. 상기 가황 촉진제로는, 일반적으로 가황 촉진제로서 사용되는 것이면 되고, 예를 들어, N-옥시디에틸렌벤조티아졸-2-술펜아미드(OBS), 테트라메틸티우람디술파이드(TMTD), 테트라에틸티우람디술파이드(TETD), 디메틸디티오카르바민산 아연(ZnMDC), 디에틸디티오카르바민산 아연(ZnEDC), N-시클로헥실벤조티아졸-2-술펜아미드, 2-메르캅토벤조티아졸, 디벤조티아졸릴디술파이드 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 압축 고무층을 형성하기 위한 에틸렌-α-올레핀엘라스토머, 단섬유 및 실리카를 함유하는 배합물은 상기 서술한 성분과 함께, 필요에 따라 카본블랙, 탄산칼슘, 탤크 등의 충전제, 가소제, 안정제, 가공 보조제, 노화 방지제, 착색제 등의 통상적인 고무 공업에서 사용되는 여러 가지의 약제를 함유 하고 있어도 된다.

상기 압축 고무층을 형성하기 위한 배합물은 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 등의 필수 성분을, 필요에 따라 상기 기술한 바와 같은 약제와 함께, 롤, 밴버리 등, 통상적인 혼합 수단을 사용하여 균일하게 혼합함으로써 얻을 수 있다.

본 발명의 마찰 전동 벨트에 있어서, 상기 압축 고무층은, 또한, 단층 구조를 갖는 것이다. 상기 단층 구조란, 상기 압축 고무층이 1 층의 고무층만으로 형성되어 있는 것을 의미한다. 상기 단층 구조의 압축 고무층은 에틸렌-α-올레핀엘라스토머, 단섬유, 실리카 및 필요에 따라 다른 성분을 함유하는 1 종류의 배합물을 사용하여 압축 고무층을 제조함으로써 얻을 수 있다.

본 발명의 마찰 전동 벨트로는, 예를 들어, 상기 압축 고무층과, 상기 압축 고무층에 접하고, 벨트 길이 방향을 따라 심선이 매설되어 있는 접착 고무층과, 상기 접착 고무층과 접하는 상부 범포층 (top canvas layer) 으로 구성되는 것을 들 수 있다.

또, 본 발명의 마찰 전동 벨트는 상기 접착 고무층을 가지지 않는 것이어도 된다.

상기 접착 고무층을 형성하기 위한 고무 성분으로는, 예를 들어, 상기 압축 고무층에서 사용되는 것과 동일한 것을 사용할 수 있다.

또, 접착 고무층을 형성하기 위한 배합물은 상기 압축 고무층과 동일하게, 상기 기술한 다른 성분을 함유하고 있어도 된다. 또, 상기 접착 고무층을 형성하기 위한 배합물은 상기 압축 고무층과 동일한 방법에 의해 얻을 수 있다.

상기 상부 범포층으로는, 예를 들어, 면, 폴리아미드, 폴리에틸렌프탈레이트, 아라미드 섬유로 이루어지는 실을 사용하고, 평직, 능직, 주자직 등으로 제직한 옷감을 사용할 수 있다.

상기 심선으로는, 폴리에스테르 심선, 나일론 심선, 비닐론 심선, 아라미드 심선 등이 바람직하게 사용되지만, 그 중에서도 상기 폴리에스테르 심선으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등이, 상기 나일론 심선으로는 6,6-나일론(폴리헥사메틸렌아디프아미드), 6 나일론이 바람직하게 사용된다. 상기 아라미드 심선으로는 코폴리파라페닐렌·3,4'옥시디페닐렌·테레프탈아미드나 폴리파라페닐렌테레프탈아미드나 폴리메타페닐렌이소프탈아미드 등이 바람직하게 사용된다. 이들 심선은, 레졸신-포르말린-라텍스 접착제 조성물 (이하, RFL 접착제라 함) 등으로 접착 처리되어, 상기 접착 고무층 내에 매설되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 마찰 전동 벨트는, V 리브벨트, 로우 에지형 벨트 또는 평벨트인 것이 바람직하다.

상기 V 리브벨트, 로우 에지형 벨트 및 평벨트의 예를 도 1 ∼ 3 을 사용하여 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 V 리브벨트의 일례의 횡단면도 (벨트 길이 방향에 직각인 면) 를 나타내고, 벨트의 상면은 단층 또는 복수층의 상부 범포층 (1) 이 형성되어 있으며, 이 내측에 인접하여 접착 고무층 (3) 이 적층되어 있다. 이 접착 고무층 (3) 에는, 섬유 코드로 이루어지는 복수의 저신도의 심선 (2) 이 간격을 두고 벨트 길이 방향으로 연장되도록 매설되어 있다. 또한, 이 접착 고무층의 내측에 인접하여 단층 구조를 갖는 압축 고무층 (5) 이 적층되어 있다. 이 압축 고무층은, 벨트 길이 방향으로 연장되도록 서로 간격을 갖는 리브 (4) 에 형성되어 있다. 압축 고무층 (5) 에는, 그 내측압성을 높이기 위해서, 벨트의 폭 방향으로 배향하여 단섬유 (6) 가 분산되어 있다.

도 2 는, 본 발명의 로우 에지형 벨트의 일례의 횡단면도를 나타내고, 벨트의 상면은, 상기와 같이, 단층 또는 복수층 상부 범포층 (1) 이 형성되어 있으며, 필요에 따라, 상부 고무층 (7) 이 적층되어 이 내측에 인접하고, 상기와 같이, 심선 (2) 이 매설된 접착 고무층 (3) 이 적층되고, 또한, 이 내측에 인접하여, 압축 고무층 (5) 이 적층되어 있다. 대부분의 경우, 압축 고무층 (5) 에는 그 내측압성을 높이기 위해서, 벨트의 폭 방향으로 배향하여 단섬유 (6) 가 분산되어 있다. 압축 고무층의 내측에 인접하여 통상적으로, 단층 또는 복수층의 상부 범포층 (1) 이 적층되어 있다.

도 3 은, 본 발명의 평벨트의 일례의 횡단면도를 나타내고, 상기와 같이 상부 범포층 (1), 접착 고무층 (3) 및 단층 구조를 갖는 압축 고무층 (5) 이 적층되어 있다.

본 발명에 의한 마찰 전동 벨트는, 종래부터 알려져 있는 통상적인 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들어, V 리브벨트의 예를 들면, 표면이 평활한 원통형의 성형 드럼의 둘레면에 1 장 또는 복수 장의 상부 범포와 접착 고무층을 형성하기 위한 고무 배합물 미가황 시트를 감는다. 그 다음에, 그 위에 폴리에스테르 심선을 나선형으로 스피닝하고, 또한, 그 위에 접착 고무층을 형성하기 위한 고무 배합물 미가황 시트를 감은 후, 압축 고무층을 형성하기 위한 고무 배합물 미가황 시트를 감아 적층체로 하고, 이것을 가황관 중에서 가열 가압하고, 가황하여 환상물을 얻는다. 다음으로, 이 환상물을 구동롤과 종동롤 사이에 걸쳐, 소정의 장력하에서 주행시키면서, 여기에 연삭지석으로 표면에 복수의 리브를 형성한다. 또한, 이후, 이 환상물을 별도의 구동롤과 종동롤 사이에 걸쳐 주행시키면서 소정의 폭으로 재단하면, 제품으로서의 V 리브벨트를 얻을 수 있다.

본 발명의 마찰 전동 벨트는 압축 고무층이 에틸렌-α-올레핀엘라스토머, 실리카 및 단섬유를 함유하며, 단층 구조를 갖는 것이다. 이 때문에, 벨트에 필요한 강도를 유지하고, 주행시에 있어서의 균열 발생을 억제할 수 있고, 굴곡 수명을 유지한 채로 침수시의 벨트 슬립음을 개선할 수 있다. 또, 간편하게 벨트를 제조할 수 있다.

발명의 효과

본 발명의 마찰 전동 벨트는 상기 구성으로 이루어지는 것이므로, 벨트 침수시에 발생되는 슬립음이 억제되고, 또한 굴곡 피로성이 우수한 것이다. 또한, 간편한 작업 공정으로 제조할 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명의 마찰 전동 벨트는 자동차용 보조기기 (다이나모, 에어콘, 파워 스티어링 등) 의 구동용 등의 동력 전동용 벨트로서 바람직하게 적용된다.

도 1 은, V 리브벨트의 일례인 횡단면도를 나타낸다.

도 2 는, 로우 에지형 벨트의 일례인 횡단면도를 나타낸다.

도 3 은, 평벨트의 일례인 횡단면도를 나타낸다.

도 4 는, 벨트 주행 시험기의 레이아웃도를 나타낸다.

※부호의 설명※

1 … 상부 범포층

2 … 심선

3 … 접착 고무층

4 … 리브

5 … 압축 고무층

6 … 단섬유

7 … 상부 고무층

11 … 종동 풀리

12 … 구동 풀리

13 … 리브 풀리

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하에 본 발명에 대해서 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 또, 실시예 중 「부」,「％」 는 특별한 제시가 없는 한 「질량부」, 「질량％」 를 의미한다.

(실시예 1 ∼ 5, 비교예 1, 2)

우선, 표 1 에 나타내는 배합 조성으로 구성한 압축 고무층용 고무 배합물 미가황 시트를 제작하였다. 표 1 의 배합 조성 값은 「질량부」 로 나타낸다. 또한, 사용한 시판품은, 이하와 같다.

에틸렌-프로필렌-디엔 고무 (EPDM) :

노오델 IP4640 (에틸렌 함량 55％, 디엔종 ENB, 듀폰 다우 엘라스토머사 제조)

클로로프렌 고무 (CR) : 네오프렌 GRT (유황 변성 타입 클로로프렌 고무, 듀폰 다우 엘라스토머사 제조)

카본블랙 : HAF 카본 (미츠비시 화학사 제조)

실리카 : 토쿠실 GU (토쿠야마사 제조)

실란커플링제 : Si-69 (데구사사 제조)

연화제 : 산플렉스 2280 (파라핀 오일, 니혼산 화학사 제조)

가황 보조제 : 스테아린산 (카오사 제조), 산화아연 (사카이 화학 공업사 제조)

노화 방지제 : 노크랙 224 (오오우치 신흥화학사 제조)

유기 과산화물 : 퍼쿠밀D (디쿠밀퍼록사이드, 니혼 유지사 제조)

단섬유 : 66 나일론 섬유, 6de × 1㎜

접착 고무층에 대해서는, 하기의 성분을 배합하여 밴버리 믹서로 혼련한 후, 캘린더 롤로 압연하여, 동일한 접착 고무층용 고무 배합물 미가황 시트를 제작하였다. 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 (에틸렌 함량 56 질량％, 프로필렌 함량 36.1 질량％, 에틸리덴노르보르넨 (ENB) 5.5 질량％, 디시클로펜타디엔 (DCPD) 2.4 질량％, 무니점도 ML₁ ₊₄ (100℃)60) 100 질량부

HAF 카본 (미쯔비시 화학사 제조) 50 질량부

실리카 (「토크실 Gu」, 토크야마사 제조) 20 질량부

파라핀 오일 (「썬플렉스 2280」, 나혼산 화학사 제조) 20 질량부

가황제 (오일황, 호소이 화학사 제조) 3 질량부, 가황 촉진제 (「DM」, 오오우치 신흥화학사 제조) 1.4 질량부

가황 촉진제 (「EZ」, 오오우치 신흥화학사 제조) 0.6 질량부

가황 촉진제 (「TT」, 오오우치 신흥화학사 제조) 0.6 질량부

가황조제 (스테아린산, 카오사 제조) 1 질량부

가황조제 (산화아연, 사카이 화학 공업사 제조) 5 질량부

노화 방지제 (「노크랙 224」, 오오우치 신흥화학사 제조) 2 질량부

노화 방지제 (「MB」, 오오우치 신흥화학사 제조) 1 질량부

점착 부여제 (「석유 수지 퀸튼 A-100」, 니혼제온사 제조) 5 질량부

전동 벨트의 제작

범포와 상기 접착 고무층용 고무 배합물 미가황 시트를, 표면이 평활한 원통형의 성형 드럼의 주변에 감은 후, 그 위에 폴리에스테르 심선 (폴리에스테르코드, 1000 데니어/2×3, 상연 9.5T/10㎝(Z), 하연 2.19T/10㎝, 테이진사 제조) 을 나선형으로 스피닝하였다. 또한, 그 위에 상기 접착 고무층용 고무 배합물 미가황 시트를 감은 후, 압축 고무층용 고무 배합물 미가황 시트를 감아 적층체로 하고, 이것을 내압 6㎏f/㎠, 외압 9㎏f/㎠, 온도 165℃, 시간 35분간, 가황관 중에서 가열 가압하고, 증기 가황하여, 환상물을 얻었다. 이어서, 이 환상물을 구동롤과 종동롤로 이루어지는 제 1 구동 시스템에 장착하고, 소정의 장력하에서 주행시키면서, 여기에 연삭 지석으로 표면에 복수의 리브을 형성하고, 이후, 이 환상물을 별도의 구동롤과 종동롤로 이루어지는 제 2 구동 시스템에 장착하여 주행시키면서, 소정의 폭으로 재단하고 리브수 3, 둘레 길이 1000㎜ 의 제품으로서의 V 리브벨트 (압축 고무층은 단층 구조) 를 얻었다.

상기에서 얻어진 V 리브벨트의 벨트 굴곡 수명 및 슬립음에 대해서 하기의 방법으로 평가하였다. 각각의 결과를 표 1 에 나타낸다.

<벨트 굴곡 수명>

도 4 는, V 리브벨트의 내구 평가용의 벨트 주행 시험기의 레이아웃을 나타낸다. 이 벨트 주행 시험기는 상하에 배치 형성된 풀리 직경 120㎜ 의 큰 직경인 리브 풀리 (상측이 종동 풀리 (11), 하측이 구동 풀리 (12)) 와, 그들의 상하 방향 중간의 우측에 배치된 풀리 직경 45㎜ 의 작은 직경인 리브 풀리 (13) 로 이 루어진다. 작은 직경의 리브 풀리 (13) 는 벨트를 감는 각도가 90°가 되도록 위치되어 있다.

상기에 의해 얻어진 각 V 리브벨트에 대해서, 3 개의 리브 풀리 (11 ∼ 13) 에 감고, 또한 834N 의 세트 웨이트가 부하되도록 작은 직경의 리브 풀리 (13) 를 측방으로 당겨서, 분위기 온도 23℃ 하에서 구동 풀리인 하측의 리브 풀리 (12) 를 4900rpm 의 회전 속도로 회전시키는 벨트 주행 시험을 실시하였다. 그리고, 벨트가 파손될 때까지의 시간을 계측하고, 그 시간을 벨트 굴곡 수명으로 하였다.

<슬립음>

도 4 에 있어서, 벨트 주행중, 구동 풀리 (12) 에 물 주입 (2000cc/분) 을 실시하였을 때의 슬립음의 유무를 통하여 평가하였다.

표 1 로부터, 실시예의 벨트는 슬립음이 발생하지 않거나 또는 「중」 이고, 벨트 굴곡 수명은 양호한 것이었다. 또한, 압축 고무층이 단층 구조이기 때문에, 간편하게 벨트를 제조할 수 있었다. 반면, 비교예 1 의 벨트는, 침수 슬립음 「중」, 벨트 굴곡 수명이 「648시간」 이었지만, 클로로프렌을 사용한 것으로서, 환경면에서 문제를 갖는 것이다. 또한, 비교예 2 의 벨트는 슬립음이 「대」 이었다.

본 발명의 마찰 전동 벨트는 자동차용 보조기기 (다이나모, 에어콘, 파워 스티어링 등) 의 구동용 등의 동력 전동용 벨트로서 바람직하게 적용된다.

Claims

에틸렌-α-올레핀엘라스토머, 단섬유 및 실리카를 함유하고, 또한, 단층구조를 갖는 압축 고무층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰 전동 벨트.
제 1 항에 있어서,

단섬유의 함유량은, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 100 질량부에 대해서 5 ∼ 25 질량부이고,

실리카의 함유량은, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 100 질량부에 대해서 5 질량부 이상 60 질량부 미만이고, 또한,

단섬유 및 실리카의 합계 함유량은, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머 100 질량부에 대해서 30 ∼ 65 질량부인 마찰 전동 벨트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

마찰 전동 벨트는, V 리브벨트, 로우 에지형 벨트 또는 평벨트인 마찰 전동 벨트.