KR20080080999A - 수지제 풀리 및 수지 조성물 - Google Patents

Abstract

특히, 먼지 분위기 등에 있어서의 내마모성이 우수하고, 또한 내열충격성도 우수한데다가 벨트 공격성이 억제된 수지제 풀리를 제공한다.

페놀수지 35~55질량%, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 1질량% 이상, 무기섬유 10~25질량%, 및 무기분말 3~15질량%를 함유함과 아울러 폴리에스테르아크릴레이트가 첨가된 수지 조성물과, 상기 수지 조성물을 이용하여 형성한 수지제 풀리이다.

수지 조성물, 수지제 풀리

Description

수지제 풀리 및 수지 조성물 {RESINOUS PULLEY AND RESIN COMPOSITION}

본 발명은 자동차의 엔진 부품 등에 이용하는 수지제 풀리와, 상기 수지제 풀리를 형성하기 위해 이용하는 수지 조성물에 관한 것이다.

자동차의 엔진 부품 등에 이용하는 풀리로서는 최근의 소형화, 경량화, 저비용화의 요구에 따라 종래의 금속제 풀리로부터 유리섬유 등의 무기섬유로 보강한 수지제 풀리로의 치환이 검토되고 있다. 수지제 풀리의 기초가 되는 베이스 수지로서는 상기 수지제 풀리의 치수 안정성이나 강도 등을 고려하여 페놀수지가 다용된다. 그리고, 유리섬유 등의 무기섬유로 보강한 페놀수지제의 풀리는 상기 치수 안정성이나 강도 등의 점에서는 금속제 풀리의 대체품으로서 충분한 특성을 갖기까지 이르러 있다.

그러나, 무기섬유로 보강한 수지제 풀리에 있어서는, 치수 안정성이나 강도 등을 현상황보다 더욱 향상시키기 위해 상기 무기섬유의 함유 비율을 증가시킬수록, 특히 상기 수지제 풀리의 형상이나 조합시키는 벨트의 종류 등에 의해 무기섬유가 탈락 인자가 됨으로써 오히려 내마모성이 저하된다는 문제가 있다. 특히, 수지제 풀리는 미포장 도로를 주행했을 때 등의 먼지 분위기 중에 있어서 마모 형태가 크게 변화되고, 날아오른 모래 먼지 등에 의해 마모되기 쉽기 때문에 금속제 풀 리의 대체품으로서는 아직 충분하지 못한 경우가 있다. 또한, 무기섬유의 함유 비율이 증가할수록 수지제 풀리의 상대부재인 벨트 등을 손상시키는 이른바 벨트 공격성이 강해진다는 문제도 있다.

그래서, 금속제 풀리의 대체품으로서 보다 우수한 특성을 갖는 수지제 풀리를 실용화하기 위해 여러가지 시도가 행해지고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는 페놀수지를 베이스 수지로서 함유함과 아울러 무기섬유를 25~45질량%, 무기분말을 3~7질량%, 유기섬유를 3~7질량%, 엘라스토머를 3~10질량%의 비율로 함유하는 수지 조성물을 이용함으로써, 내마모성이 우수함과 아울러 급격한 온도 변화(열충격)에 의해 크랙 등이 발생되지 않는 내열충격성도 우수한 수지제 풀리를 성형하는 것이 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는 페놀수지 중에서도 레졸형 페놀수지를 35~45질량%, 유리섬유를 35~45질량%, 탄산칼슘, 클레이 및 월라스토나이트로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 무기분말을 5~15질량%, 폴리비닐부티랄을 1~3질량%의 비율로 함유하는 수지 조성물을 이용함으로써 내마모성, 내열충격성이 우수함과 아울러 250℃ 이상에서도 팽창이나 셸(shell) 크랙이 발생하지 않는 내열성도 우수한 수지제 풀리를 성형하는 것이 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 3에는 레졸형 페놀수지를 15~34질량%, 유리섬유를 46~75질량%, 유기배합물로서 폴리비닐아세탈을 4~10질량%의 비율로 함유하는 수지 조성물을 이용함으로써 기계적 강도, 웰드(weld) 강도, 내열충격성이 우수한 수지제 풀리를 형성하는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평9-217818호 공보 (청구항 1, 2, 제 0006란~제 0008란, 제 0010란)

특허문헌 2 : 일본 특허 공개 2002-146158호 공보 (청구항 1, 2, 제 0014란~제 0022란)

특허문헌 3 : 일본 특허 공개 2003-184998호 공보 (청구항 1, 제 0006란, 제 0008란~제 0012란)

앞서 설명한 각 특허문헌에 기재된 발명의 주안은, 페놀수지를 베이스 수지로 하는 수지 조성물에 상기 페놀수지의 유연성이나 인성(靭性)을 높여 수지제 풀리의 내열충격성을 높이는 기능을 갖는 엘라스토머나 또는 폴리비닐부티랄 등의 폴리비닐아세탈류를 함유시키고, 또한 수지제 풀리의 치수 안정성을 유지하는 기능을 갖는 무기분말을 함유시킴으로써 무기섬유의 함유 비율을 줄여 과잉의 무기섬유가 탈락 인자가 되는 것에 의한 내마모성의 저하를 방지함과 아울러 벨트 공격성을 억제하는 것에 있다.

그 목적은 거의 달성되었다고 할 수 있지만, 그러나 과혹한 열충격이 반복적으로 가해지는 자동차의 엔진 부품 등의 풀리로서 상기 각 특허문헌에 기재된 수지제 풀리를 사용한 경우에는 내열충격성을 유지할 수 없어 크랙 등을 발생시킨다는 문제가 있다. 본 발명의 목적은, 특히 먼지 분위기 등에 있어서의 내마모성이 우수하고, 또한 내열충격성도 우수한데다가 벨트 공격성이 억제된 수지제 풀리와, 상기 수지제 풀리를 형성하기 위해 이용하는 수지 조성물을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 수지제 풀리는 베이스 수지로서의 페놀수지 35~55질량%, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 1질량% 이상, 무기섬유 10~25질량%, 및 무기분말 3~15질량%를 함유함과 아울러 폴리에스테르아크릴레이트가 첨가된 수지 조성물에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면,

(a) 베이스 수지로서의 페놀수지의 유연성이나 인성을 높여 수지제 풀리의 내열충격성을 높이는 기능을 갖는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(이하 「NBR」로 약기하는 경우가 있음)를 함유시키고, 또한 수지제 풀리의 치수 안정성을 유지하는 기능을 갖는 무기분말을 함유시킴으로써 무기섬유의 함유 비율을 줄여 과잉의 무기섬유에 의한 내마모성의 저하를 방지함과 아울러 벨트 공격성을 억제한 수지 조성물에,

(b) 상기 페놀수지와 NBR의 상용화제로서 기능하고, 상기 각 성분을 가열하여 수지분(페놀수지, NBR)을 용융시킨 상태에서 혼련하며, 또한 필요에 따라 분쇄하거나 하여 수지 조성물을 제작할 때에 NBR을 페놀수지 중에 마이크로 분산화시키는 작용을 하는 폴리에스테르아크릴레이트를 더 첨가하고 있기 때문에,

상기 수지 조성물로 이루어지는 수지제 풀리의 내열충격성을 지금까지보다 더욱 향상시킬 수 있다.

그 때문에, 상기 수지제 풀리를 과혹한 열충격이 반복적으로 가해지는 자동차의 엔진 부품 등의 풀리로서 사용한 경우에도 내열충격성을 유지하여 크랙 등이 발생되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 특히 먼지 분위기 등에 있어서의 내마모성이 우수하고, 또한 내열충격성도 우수한데다가 벨트 공격성이 억제된 수지제 풀리를 제공하는 것이 가능해진다.

폴리에스테르아크릴레이트로서는 식 (1) :

로 나타내어지는 화합물, 및 식 (2) :

〔식 중, n은 1~10이다〕

로 나타내어지는 화합물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종이 바람직하고, 상기 폴리에스테르아크릴레이트의 첨가량은 페놀수지의 함유량의 0.1~3.0질량%인 것이 바람직하다.

본 발명의 수지제 풀리를 형성하는 수지 조성물은 유기질 충전재 10~20질량%를 함유하고 있는 것이 바람직하다. NBR로서는 아크릴로니트릴 함량 30% 이상의 NBR을 이용하는 것이 바람직하고, 수지 조성물에 있어서의 NBR의 함유 비율은 20질량% 이하인 것이 바람직하다. 본 발명의 수지제 풀리는 상기 수지 조성물을 필름 게이트식의 금형을 이용하여 성형해 형성되어 있는 것이 바람직하고, 상기 수지제 풀리는 자동차의 엔진 부품에 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 수지 조성물은 베이스 수지로서의 페놀수지 35~55질량%, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 1질량% 이상, 무기섬유 10~25질량%, 및 무기분말 3~15질량%를 함유함과 아울러 폴리에스테르아크릴레이트가 첨가된 것을 특징으로 하는 것이다. 본 발명의 수지 조성물을 이용하면, 앞서 설명한 바와 같이, 우수한 특성을 갖는 수지제 풀리를 형성할 수 있다. 상기 수지 조성물은 미리 상기 폴리에스테르아크릴레이트를 용해한 페놀수지를 다른 성분과 배합하여 수지분을 용융시킨 상태에서 혼련하여 제작되어 있는 것이 바람직하다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 특히 먼지 분위기 등에 있어서의 내마모성이 우수하고, 또한 내열충격성도 우수한데다가 벨트 공격성이 억제된 수지제 풀리와, 상기 수지제 풀리를 형성하기 위해 이용하는 수지 조성물을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예, 비교예에서 제조한 수지제 풀리의 일례를 나타내는 단면도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 수지제 풀리 2 : 풀리 본체

본 발명의 수지제 풀리용의 수지 조성물은 베이스 수지로서의 페놀수지 35~55질량%, NBR 1질량% 이상, 무기섬유 10~25질량%, 및 무기분말 3~15질량%를 함유함과 아울러 폴리에스테르아크릴레이트가 첨가된 것을 특징으로 하는 것이며, 본 발명의 수지제 풀리는 상기 수지 조성물에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 것이다. 상기 본 발명의 수지 조성물은 미리 상기 폴리에스테르아크릴레이트를 용해한 페놀수지를 다른 성분과 배합하여 수지분을 용융시킨 상태에서 혼련하여 제작되어 있는 것이 바람직하다. 페놀수지로서는 수지제 풀리를 사출성형 등에 의해 제조하는 것을 고려하면, 상온에 있어서 고형인 노볼락형 페놀수지 또는 레졸형 페놀수지가 바람직하고, 특히 수지제 풀리가 금속 등의 인서트부재를 갖는 경우에는 열충격에 강하고 또한 치수 안정성이 우수한 레졸형 페놀수지가 바람직하다.

또한, 노볼락형 페놀수지를 사용하는 경우에는 헥사메틸렌테트라민 등의 경화제를 페놀수지에 대하여 12~20질량%의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 레졸형 페놀수지를 사용하는 경우에는 소석회 등의 조경화제를 페놀수지에 대하여 5~12질량%의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 페놀수지는 사출성형 등에 의해 수지제 풀리를 제조할 때의 수지 조성물의 유동성을 바람직한 범위로 조정하기 위해, 그 타입에 상관없이 수평균 분자량이 600~1100인 것이 바람직하다. 수평균 분자량이 600 미만인 페놀수지를 이용한 수지 조성물은 가열 용융시의 점도가 지나치게 낮아져 사출성형시에 충분한 수지압이 얻어지지 않기 때문에 양호한 수지제 풀리를 성형할 수 없다는 우려가 있다.

또한 수평균 분자량이 1100을 넘어서는 페놀수지를 이용한 수지 조성물은 가열 용융시에 충분한 유동성이 얻어지지 않기 때문에 역시 양호한 수지제 풀리를 성형할 수 없다는 우려가 있다. 또한, 페놀수지의 수평균 분자량은, 예를 들면 성형에 사용하는 금형의 형상, 구조 등에 따른 최적의 유동성을 얻기 위해 상기 범위 내에서도 특히 최적인 범위를 선택할 수 있다. 예를 들면, 필름 게이트식의 금형을 이용하여 수지제 풀리를 성형하는 경우에는 페놀수지의 수평균 분자량을 상기 범위 내에서도 700~900으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 페놀수지의 함유 비율이 수지 조성물의 전체 양의 35~55질량%로 한정되는 것은 하기의 이유에 의한 것이다. 즉, 페놀수지의 함유 비율이 상기 범위 미만에서는, 상기 각 성분을 가열하여 수지분을 용융시킨 상태에서 혼련하고, 또한 필요에 따라 분쇄하거나 하여 수지 조성물을 제작할 때의 유동성이 저하되거나, 유동성을 조정하는 것이 용이하지 않게 되거나 하기 때문에 수지 조성물을 제작하는 것이 용이하지 않게 된다는 문제가 있다. 또한, 제작한 수지 조성물을 가열하여 용융시켰을 때의 유동성이 저하되거나, 유동성을 조정하는 것이 용이하지 않게 되거나 하기 때문에 상기 수지 조성물을 사출성형 등에 의해 수지제 풀리의 형상에 대응한 몰드 캐비티(mold cavity)를 갖는 금형의 상기 몰드 캐비티 내에 충전하여 수지제 풀리를 제조할 때의 몰드 캐비티 표면으로의 추종성, 성형성이 저하된다는 문제도 있다.

또한, 페놀수지의 함유 비율이 상기 범위를 넘어서는 경우에는 상대적으로 다른 성분의 함유 비율이 적어지기 때문에 상기 각 성분을 함유시킨 것에 의한 수지제 풀리의, 특히 먼지 분위기에서의 내마모성이나 내열충격성이 저하된다는 문제가 있다. 또한, 상기 각 문제점이 발생하는 것을 방지하는 효과를 더욱 향상시켜 양호한 특성을 갖는 수지제 풀리를 제조하는 것을 고려하면, 페놀수지의 함유 비율은 상기 범위 내에서도 40~55질량%, 특히 45~50질량%인 것이 바람직하다.

NBR로서는 아크릴로니트릴과 부타디엔을 공중합시킨 아크릴로니트릴 함유량에 의해 분류되는 여러가지 NBR이 모두 사용 가능하지만, 특히 아크릴로니트릴 함량이 30% 이상인 중 니트릴 NBR~극고 니트릴 NBR로 분류되는 NBR이 바람직하다. 아크릴로니트릴 함량이 30% 이상인 NBR은 그 용해도 파라미터(SP값)가 페놀수지의 SP값에 가깝기 때문에 상기 페놀수지와의 상용성이 우수하다. 그 때문에, 상기 각 성분을 가열하여 수지분을 용융시킨 상태에서 혼련하고, 또한 필요에 따라 분쇄하거나 하여 수지 조성물을 제작할 때에 폴리에스테르아크릴레이트를 상용화제로서 기능시켜 NBR을 페놀수지 중에 마이크로 분산화시켜 수지제 풀리의 내열충격성을 향상시키는 효과를 더욱 높일 수 있다.

본 발명에 있어서, NBR의 함유 비율이 수지 조성물의 전체 양의 1질량% 이상으로 한정되는 것은 상기 범위 미만에서는 NBR에 의한 수지제 풀리의 내열충격성을 향상시키는 효과를 얻을 수 없기 때문이다. 또한, NBR의 함유 비율은 상기 범위 내에서도 20질량% 이하인 것이 바람직하고, 10질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. NBR의 함유 비율이 10질량%를 넘어서도 그 이상의 첨가 효과가 얻어지지 않아 과잉의 NBR이 쓸모없어진다는 우려가 있기 때문이다.

또한, 20질량%를 넘어서는 경우에는 상대적으로 다른 성분의 함유 비율이 적어져 수지제 풀리의, 특히 먼지 분위기에서의 내마모성이 저하되거나, 물성이 불안정화되거나, 수지 조성물의 가열, 용융시의 유동성이 저하되어 사출성형 등에 의해 수지제 풀리를 제조할 때의 성형성이 저하되거나 하기 때문이다. 또한, 상기 각 문제점이 발생하는 것을 방지하는 효과를 더욱 향상시켜 양호한 특성을 갖는 수지제 풀리를 제조하는 것을 고려하면, NBR의 함유 비율은 상기 범위 내에서도 3~8질량%, 특히 4~6질량%인 것이 바람직하다.

무기섬유로서는 유리섬유, 보론섬유, 탄소섬유, 탄화 규소섬유, 알루미나섬유, 무기계 위스커 등을 들 수 있고, 특히 보강 효과가 우수함과 아울러 제조가 용이한 유리섬유가 바람직하다. 또한, 유리섬유로서는 페놀수지의 보강에 다용되고 있고, 상기 각 성분을 가열하여 수지분을 용융시킨 상태에서 혼련하고, 또한 필요에 따라 분쇄하거나 하여 수지 조성물을 제작할 때의 유동성을 저하시키거나, 조정한 수지 조성물을 이용하여 사출성형 등에 의해 수지제 풀리를 제조할 때의 성형성이 저하되거나 하는 것을 방지하는 것을 고려하면, 평균 섬유지름이 6~20㎛ 정도, 평균 섬유길이가 1~6㎜ 정도의 촙 스트랜드(chopped strand)가 바람직하다.

본 발명에 있어서 유리섬유 등의 무기섬유의 함유 비율이 10~25질량%로 한정되는 것은 상기 범위 미만에서는 무기섬유에 의한 수지제 풀리의 내마모성을 향상시키는 효과가 얻어지지 않기 때문이며, 상기 범위를 넘어서는 경우에는, 앞서 설명한 바와 같이, 오히려 수지제 풀리의 내마모성이 저하되거나, 벨트 공격성이 강해지거나 하기 때문이다. 또한, 상기 각 문제점이 발생하는 것을 방지하는 효과를 더욱 향상시켜 양호한 특성을 갖는 수지제 풀리를 제조하는 것을 고려하면, 무기섬유의 함유 비율은 상기 범위 내에서도 15~25질량%, 특히 20~25질량%인 것이 바람직하다.

무기분말로서는 구형상, 입상(粒狀), 박편형상, 부정형 입상 등의 섬유형상 이외의 여러가지 형상을 갖는 무기분말을 사용할 수 있다. 상기 무기분말로서는, 예를 들면 탄산칼슘, 실리카, 클레이, 마이카, 월라스토나이트, 제올라이트, 탤크, 유리 파우더, 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 카올리나이트, 산화 지르코늄, 수산화 마그네슘, 규조토 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서 무기분말의 함유 비율이 3~15질량%로 한정되는 것은 상기 범위 미만에서는 무기분말에 의한 수지제 풀리의 치수 안정성을 유지하는 효과가 얻어지지 않기 때문이며, 상기 범위를 넘어서는 경우에는 과잉의 무기분말이 무기섬유와 마찬가지로 탈락 인자가 됨으로써 수지제 풀리의 내마모성이 저하되기 때문이다. 또한, 상기 각 문제점이 발생하는 것을 방지하는 효과를 더욱 향상시켜 양호한 특성을 갖는 수지제 풀리를 제조하는 것을 고려하면, 무기분말의 함유 비율은 상기 범위 내에서도 3~10질량%, 특히 5~8질량%인 것이 바람직하다.

폴리에스테르아크릴레이트로서는 상기 각 성분을 가열하여 수지분을 용융시킨 상태에서 혼련하고, 또한 필요에 따라 분쇄하거나 하여 수지 조성물을 제작할 때에 페놀수지와 NBR의 상용화제로서 기능하고, 상기 NBR을 페놀수지 중에 마이크로 분산화시키는 작용을 하는 여러가지 폴리에스테르아크릴레이트가 모두 사용 가능하며, 그 중에서도 식 (1) :

로 나타내어지는 화합물이나, 또는 식 (2) :

〔식 중, n은 1~10이다〕

로 나타내어지는 화합물이 바람직하다.

폴리에스테르아크릴레이트의 첨가량은 페놀수지의 함유량의 0.1~3.0질량%인 것이 바람직하다. 폴리에스테르아크릴레이트의 첨가량이 상기 범위 미만에서는 상기 폴리에스테르아크릴레이트를 첨가한 것에 의한, 앞서 설명한 상용화제로서의 기능이 충분히 얻어지지 않는다는 우려가 있고, 상기 범위를 넘어서는 경우에는 과잉의 폴리에스테르아크릴레이트에 의해 수지제 풀리의, 특히 먼지 분위기에서의 내마모성이나 내열충격성이 저하된다는 우려가 있다.

본 발명의 수지제 풀리를 형성하는 수지 조성물은 유기질 충전재를 함유해도 된다. 유기질 충전재로서는, 예를 들면 목분(木粉), 펄프, 천 칩, 폴리비닐알코올 섬유 등을 들 수 있다. 유기질 충전재는 수지제 풀리의 강도를 보조하기 위해 기능한다. 유기질 충전재의 함유 비율은 10~20질량%인 것이 바람직하다. 유기질 충전재의 함유 비율이 상기 범위 미만에서는 그 첨가 효과가 충분히 얻어지지 않는다는 우려가 있다.

한편, 상기 범위를 넘어서는 경우에는 상기 각 성분을 가열하여 수지분을 용융시킨 상태에서 혼련하고, 또한 필요에 따라 분쇄하거나 하여 수지 조성물을 제작 할 때에 용융한 페놀수지가 유기질 충전재 중에 도입되어 겉보기상의 수지분량이 저하되기 때문에 유동성이 저하되거나, 유동성을 조정하는 것이 용이하지 않게 되거나 하여 수지 조성물을 제작하는 것이 용이하지 않게 된다는 우려가 있다. 또한, 상기 각 문제점이 발생하는 것을 방지하는 효과를 더욱 향상시켜 양호한 특성을 갖는 수지제 풀리를 제조하는 것을 고려하면, 유기질 충전재의 함유 비율은 상기 범위 내에서도 10~15질량%, 특히 10~13질량%인 것이 바람직하다.

수지 조성물에는 상기 각 성분에 덧붙여 예를 들면 수지제 풀리의 표면에 윤활성을 부여하여 내마모성의 향상에 기여하기 위한 불소수지분말 등의 윤활제나 무기섬유, 무기분말 등의 무기분의 표면을 처리하고, 페놀수지, NBR 등의 유기분에 대한 친화성을 높이기 위한 실란 커플링제 등의 커플링제, 카본블랙 등의 착색제, 성형 후의 수지제 풀리의 금형으로부터의 이형을 용이하게 하기 위한 스테아린산 아연 등의 이형제 등의 각종 첨가제를 주지의 함유 비율의 범위에서 첨가하는 것도 가능하다.

본 발명의 수지제 풀리는 앞서 설명한 각 성분을 가열하여 수지분을 용융시킨 상태에서 혼련하고, 또한 필요에 따라 분쇄하거나 하여 제작한 수지 조성물을 사출성형기의 실린더 내에서 가열하고 용융시켜, 미리 페놀수지의 경화 온도 이상으로 가열한 금형의 풀리의 형상에 대응한 몰드 캐비티 내에 주입하여 페놀수지를 경화 반응시키는, 이른바 사출성형에 의해 제조할 수 있다. 또한, 수지제 풀리가 금속 등의 인서트부재를 갖는 경우에는 금형의 몰드 캐비티 내에 설치한 인서트부재의 유지부에 상기 인서트부재를 유지한 상태에서 수지 조성물을 상기와 마찬가지 로 하여 몰드 캐비티 내에 주입하여 경화 반응시킴으로써 인서트부재와 일체화된 수지제 풀리를 제조하는 것이 가능하다.

성형에 이용하는 금형으로서는, 상기 몰드 캐비티의 수지제 풀리의 둘레방향에 연속시켜 수지 조성물을 몰드 캐비티 내에 주입하기 위한 필름 게이트를 형성한, 이른바 필름 게이트식의 금형을 이용하는 것이 바람직하다. 상기 필름 게이트식의 금형을 이용하면, 예를 들면 핀포인트 게이트를 갖는 금형을 이용한 경우에 비해 보강 섬유를 수지제 풀리의 둘레방향의 전체 둘레에 걸쳐 가능한 한 균일하게 분산시켜 제조되는 수지제 풀리 중의 전체로서의 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 수지제 풀리는 트랜스퍼 성형이나 압축성형 등의 경화성 수지를 함유하는 수지 조성물의 성형에 적용할 수 있는 여러가지 성형 방법에 의해 제조할 수도 있다. 본 발명의 수지제 풀리는 앞서 설명한 각 성분을 함유하는 수지 조성물에 의해 형성되어 있기 때문에, 특히 먼지 분위기 등에 있어서의 내마모성이 우수하며, 또한 내열충격성도 우수한데다가 벨트 공격성이 억제되어 있어 금속제 풀리의 대체품으로서 충분히 실용가능한 특성을 갖고 있고, 특히 자동차의 엔진 부품으로서 바람직하게 사용할 수 있다.

[실시예]

(실시예 1~7, 비교예 1~6)

표 1, 2에 나타내는 각 성분을 헨셀 믹서를 이용하여 혼합하고, 85℃로 가열한 열 롤에 의해 혼련하여 시트화한 후, 분쇄하여 수지 조성물을 제작했다. 또한, 각 성분의 상세한 것은 하기한 바와 같이 했다. 또한, 양 표 중 폴리에스테르아크 릴레이트란의 상단의 수치는 상기 폴리에스테르아크릴레이트의 수지 조성물의 총량에 대한 첨가량, 하단의 괄호 내의 수치는 폴리에스테르아크릴레이트의 페놀수지의 함유량에 대한 첨가량이다.

(페놀수지)

레졸형 페놀수지 : 히다치 가세고교(주)제의 HP-190R(수평균 분자량 850)

노볼락형 페놀수지 : 히다치 가세고교(주)제의 HP-700NK(수평균 분자량800)

(폴리에스테르아크릴레이트)

토아 고세이(주)제의 아로닉스(등록상표) M-8030〔식(2)로 나타내어지고, 식 중의 n이 n=3인 것〕

(경화제)

헥사메틸렌테트라민

(NBR)

JSR(주)제의 PNC-38(아크릴로니트릴 함량 40%)

(유리섬유)

니혼 이타가라스(주)제의 RES015〔평균 섬유 지름 13㎛, 평균 섬유 길이 1.5㎜의 촙 스트랜드〕

(무기분말)

제올라이트

(유기질 충전재)

펄프

(조경화제)

소석회

(이형제)

스테아린산 아연

(착색제)

카본블랙

다음으로, 도 1에 나타내는 수지제 풀리(1)의 풀리 본체(2)의 형상에 대응한 몰드 캐비티를 갖고, 또한 상기 몰드 캐비티의 풀리 본체(2)의 중심부에 대응하는 위치에 볼베어링(3)의 외륜(4)을 유지하는 유지부를 설치함과 아울러 상기 몰드 캐비티의 수지제 풀리(1)의 둘레방향에 연속시켜 그 전체 둘레에 걸친 필름 게이트를 형성한 필름 게이트식의 금형을 준비하고, 상기 금형을 사출성형기에 세팅하여 170℃로 가열한 상태에서 상기 수지 조성물을 사출성형기의 호퍼에 공급했다. 그리고, 금형의 유지부에 외륜(4), 볼(5), 내륜(6), 유지기(7), 및 시일(seal)(8, 9)로 이루어지는 볼베어링(3)을 세팅하여 몰드 클램핑(mold clamping)한 상태로 실린더 내에서 연화시킨 수지 조성물을, 필름 게이트를 통과시켜 몰드 캐비티 내에 주입, 충전함과 아울러 경화시켜 풀리 본체(2)를 성형하여 수지제 풀리(1)를 제조했다.

(내열충격성 시험)

실시예, 비교예에서 제조한 수지제 풀리를 -40℃에서 30분간 냉각하고, 이어서 140℃에서 30분간 가열하는 처리를 1사이클로 해서 그것을 2000사이클 반복한 후, 풀리 본체(11)에 크랙이 발생하였는지의 여부를 관찰했다. 그리고, 크랙이 전 혀 발생하지 않은 것을 내열충격성 양호(○), 크랙이 약간이라도 발생한 것을 내열충격성 불량(×)으로서 평가했다.

(내마모성, 벨트 공격성 시험)

실시예, 비교예에서 제조한 수지제 풀리와 금속제 풀리 사이에 고무제의 벨트를 걸친 상태에서 먼지량 2㎏/㎥, 먼지 유속 1m/s의 먼지 분위기 중에 있어서 상기 수지제 풀리를 회전수 9000min^-1의 조건으로 24시간 연속 회전시켰다. 그리고, 연속 회전 후에 수지제 풀리의 풀리 본체(11)의 벨트가 걸쳐 있던 외주면의 마모 두께(㎜)를 측정하여 내마모성을 평가함과 아울러 벨트의 수지제 풀리에 걸쳐 있던 면의 손상 정도를 관찰하여 전혀 손상되지 않았던 것을 벨트 공격성 없음(○), 조금이라도 손상입었던 것을 벨트 공격성 있음(×)으로서 평가했다. 또한, 마모 두께의 목표값은 0.15㎜ 이하로 했다. 결과를 표 1, 2에 나타낸다.

양 표로부터 페놀수지의 함유 비율이 35질량%를 하회함과 아울러 유리섬유의 함유 비율이 25질량%를 넘어서는 비교예 1, 및 유리섬유의 함유 비율이 25질량%를 넘어서는 비교예 2는 모두 내열충격성은 양호하지만 내마모성이 불충분함과 아울러 벨트 공격성을 갖는다는 것을 알 수 있었다. 페놀수지의 함유 비율이 55질량%를 넘어섬과 아울러 NBR을 함유하지 않는 비교예 3은 내마모성이 양호하며 또한 벨트 공격성을 갖지 않지만 내열충격성이 불충분하다는 것을 알 수 있었다. 페놀수지의 함유 비율이 55질량%를 넘어섬과 아울러 NBR을 함유하지 않는데다가 무기분말로서의 제올라이트의 함유 비율이 15질량%를 넘어서는 비교예 4는 벨트 공격성을 갖지 않지만 내열충격성이 불충분함과 아울러 내마모성이 약간 낮다는 것을 알 수 있었다.

NBR을 함유하지 않으며 또한 유리섬유의 함유 비율이 25질량%를 넘어서는 비교예 5, 및 NBR을 함유하지 않으며 또한 유리섬유의 함유 비율이 25질량%를 넘어섬과 아울러 제올라이트의 함유 비율이 3질량% 미만인 비교예 6은 모두 내열충격성이 불충분함과 아울러 내마모성도 불충분하고, 또한 벨트 공격성을 갖는다는 것을 알았다. 이에 대하여, 각 실시예는 상기 각 성분이 모두 본 발명에서 규정한 범위 내에 포함되므로 내열충격성, 내마모성이 양호한데다가 벨트 공격성을 갖지 않는다는 것이 확인되었다.

Claims (10)

1. 베이스 수지로서의 페놀수지 35~55질량%, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 1질량% 이상, 무기섬유 10~25질량%, 및 무기분말 3~15질량%를 함유함과 아울러 폴리에스테르아크릴레이트가 첨가된 수지 조성물에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 수지제 풀리.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에스테르아크릴레이트는 식(1) :

   

   로 나타내어지는 화합물, 및 식(2)

   

   〔식 중 n은 1~10이다.〕

   로 나타내어지는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 수지제 풀리.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에스테르아크릴레이트의 첨가량은 페놀수지의 함유량의 0.1~3.0질량%인 것을 특징으로 하는 수지제 풀리.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 수지 조성물은 유기질 충전재 10~20질량%를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 수지제 풀리.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 아크릴로니트릴 부타디엔 고무는 아크릴로니트릴 함량 30% 이상의 아크릴로니트릴 부타디엔 고무인 것을 특징으로 하는 수지제 풀리.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 아크릴로니트릴 부타디엔 고무의 함유 비율은 20질량% 이하인 것을 특징으로 하는 수지제 풀리.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 수지 조성물을 필름 게이트식의 금형을 이용하여 성형해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수지제 풀리.
8. 제 1 항에 있어서, 자동차의 엔진 부품에 사용되는 것을 특징으로 하는 수지제 풀리.
9. 베이스 수지로서의 페놀수지 35~55질량%, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 1질량% 이상, 무기섬유 10~25질량%, 및 무기분말 3~15질량%를 함유함과 아울러 폴리에스테르아크릴레이트가 첨가된 것을 특징으로 하는 수지제 풀리용의 수지 조성물.
10. 제 9 항에 있어서, 미리 폴리에스테르아크릴레이트를 용해한 페놀수지를 다른 성분과 배합하여 수지분을 용융시킨 상태에서 혼련하여 제작되어 있는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.

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