KR20100087085A

KR20100087085A - 섬유의 코팅 처리제를 포함하는 출력 전달 벨트 및 그 코팅 처리제

Info

Publication number: KR20100087085A
Application number: KR1020107007291A
Authority: KR
Inventors: 카를로 발도비노; 마르코 디 메코
Original assignee: 데이코 유로페 에스.알.엘.
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2010-08-03
Also published as: EP2201264A1; US20110263367A1; EP2201264B1; BRPI0815872A2; JP2010539408A; CN101842610A; CA2699484A1; ITTO20070643A1; WO2009034422A1

Abstract

탄성중합체 재료로 만들어지고 내부에 복수의 길이 방향의 실모양의 저항 삽입물이 박혀있는 몸체(2), 및 커버 섬유로 덮인 작동 표면(4)을 포함하는 벨트(1);유리하게 상기 작동 표면은 톱니(4)로 이루어져 있다. 상기 커버 섬유(5)는 코팅 처리제로 처리된다. 상기 코팅 처리제는 플루오르화 탄성중합체를 포함한다. 유리하게, 상기 코팅 처리제는 또한 내마찰제를 포함하고, 다이엔 모노머 및 나이트릴기를 포함하는 모노머로부터 시작하여 수득된 적어도 하나의 공중합체에 의해 형성된 탄성중합체를 포함하며, 더욱 유리하게 불포화 카복실산염으로 변경된다.

Description

섬유의 코팅 처리제를 포함하는 출력 전달 벨트 및 그 코팅 처리제{POWER TRANSMISSION BELT COMPRISING A COATING TREATMENT OF THE FABRIC AND COATING TREATMENT THEREOF}

본 발명은 섬유 코팅 또는 보호 처리제를 포함하는 벨트 및 처리제에 관한 것이다.

벨트의 각각의 구성요소는 기계적인 저항성 면에서 성능을 향상시킴으로써, 벨트의 파손 위험성을 감소시키고, 전달 가능한 출력을 증가시킨다.

특히, 코드(cord)는 벨트에 필요한 기계적인 특성을 보장하며, 벨트 자체의 탄성 계수에 도움을 주고, 특히 시간이 경과할수록 벨트의 성능을 유지할 수 있도록 한다.

커버 섬유(covering fabric)는 작동 표면상의 마찰 계수를 감소시키고, 톱니 벨트(toothed belt)일 경우 톱니의 변형가능성을 감소시키며, 위의 모든 것들은 톱니의 뿌리 부분(root)을 강화함으로써 손상을 방지한다.

커버 섬유는 단일층으로 또는, 선택적으로 이중층으로 이루어질 수 있어서, 보다 높은 견고함(robustness) 및 높은 강도(rigidity)를 보장한다.

일반적으로, 섬유는 몸체(body)와 섬유 자체 사이의 접착력을 증대시키기 위해 예를 들어, RFL(Resorcinol and Formaldehyde Lattice)과 같은 접착제로 처리된다.

또한, 구동 벨트들의 내마멸성(wear resistance)을 증가시키기 위한 많은 방법들이 적용되는데, 이에는 커버 섬유의 구조를 변경하거나, 예를 들어, PTFE-류(based) 처리제와 같은 할로겐화 폴리머를 사용하는 다른 처리제를 상기 섬유에 처리하는 방법들이 있다.

선택적으로, 일본 특허출원 제2001304343호 및 제2001208137호에서 처리제들에 대해 개시하고 있으며, 몰리브데넘 설파이드(molybdenum sulphide) 및 흑연(graphite)로 이루어진 군에서 선택된 내마찰(anti-friction) 재료를 포함하는 톱니 벨트의 섬유를 위한 접착제 조성물로 나타내고 있다.

상기 모든 처리제들은 마모의 대상이 되는 작동 표면의 마찰 계수를 변경함으로써 실시된다. 그러나, 이러한 내마찰 재료를 이용하는 모든 처리제들이 마모(wear)에 대한 최적의 저항성을 제공하지는 않는다.

사실상, 후자의 경우, 상기 처리제 통해 얻어진 마모에 대한 저항성은 단지 약간만 증가할 뿐이고, 특히 벨트가 풀리(pulley)에 톱니가 맞물렸을 때, 상기 벨트는 여전히 높은 수준의 잡음을 유발한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 플루오르화 플라스토머(fluorinated plastomer), 탄성중합체(elastomeric) 재료 및 경화제(vulcanizing agent)를 포함하며, 상기 플루오르화 플라스토머가 상기 탄성중합체보다 양적으로 더 많은 저항 층(layer)으로 커버 섬유를 코팅하는 내용으로 이루어진 유럽 등록특허 제1157813호에 개시된 것과 같은 벨트 구조에 대한 근본적인 변경안을 제안한다. 상기 층은 상기 섬유와 구별되는 것으로서, 상기 섬유에 스며들지 않으며, 압착롤러로 윤내는(calendaring) 단계를 통해 섬유에 유리하게 적용 가능하다. 유리하게, 본 발명은 상기 섬유와 저항 층 사이에 접착층(adhesive layer)이 존재한다.

벨트의 작동 표면이 섬유에 의해서가 아닌 저항층 자체에 의해 구성되고, 저항층이 벨트의 톱니가 풀리에 맞물리는 동안 낮은 소음 수준을 나타내는 한, 저항층의 사용으로 마모에 대한 저항성이 증가하는 식으로 우수한 결과들이 달성될 수 있다.

또한, 상기 처리는 상기 벨트들이 오일이 있는 곳에서 사용되는 때, 즉, 상기 벨트가 엔진 블록 내부에 위치하는 시스템에서, 상기 벨트가 오일의 철벅임(splash)에 직접 접촉하거나 부분적으로 오일에 담겨서 작동될 때에는 충분한 효과를 발휘하지 못한다. 이러한 경우, 내마찰 재료들을 포함하고, 상기 풀리에 맞물려지는 동안 상기 톱니 벨트에 의해 가해진 마찰력을 감소시키기 위해 연구된 공지된 처리제들은 적절하지 않는 것처럼 보인다.

사실상, 비록 마모에 대한 우수한 저항성을 유지하는 것이 필요하다고 할지라도, 톱니 벨트에서 스웰링(swelling)을 방지하고, 이로 인하여 톱니에 발생할 가능성이 있는 손상으로 상기 섬유의 마모를 방지함으로써, 벨트 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 오일에 대한 높은 저항성을 확보하는 것이 또한 동시에 필요하다.

또한, 상기 벨트가 오일에 직접적으로 접촉하거나 부분적으로 담겨서 사용되는 시스템에서, 결과적으로 상기 엔진 오일은 다양한 종류의 불순물 및 특히 휘발유와 혼합된다.

종래의 처리제들은 적절한 저항성을 제공하지 못했으며, 오일이 휘발유와 혼합되는 환경에서 상기 오일이 침투하는 것을 적절히 막아주는 장벽을 구성하고 있지 않았다.

또한, 종래의 오일 내의 처리제는 고온에서 빠르게 에이지(age)하는 경향이 있었고, 이로 인해 흔히 보호층이 얇은 층으로 갈라지거나(delamination) 섬유에 의한 코팅이 조기에 손실되는 문제가 발생한다. 코팅의 손실은 코팅 자체에 의해 가해진 오일에 대해서 장벽 수용력(barrier capacity)의 손실을 가져온다.

따라서, 톱니 벨트가 벨트의 작동 온도 범위 전체를 통해서 마모에 대한 높은 저항성을 제공함과 동시에, 저회전 또는 고회전(low and high r.p.m.)에서 특히, 상기 벨트가 오일에 접촉되어 사용될 때, 소음 수준이 낮게 유지되는 성능을 발휘할 수 있도록 하는 해결책을 찾기 위한 연구가 계속되었다.

특히, 상기 벨트는 휘발유가 존재하는 곳에서 고온에서 오일에 부분적으로 담기거나 오일이 계속적으로 철벅이는 곳에서 사용되는 경우, 상기 벨트의 스웰링을 방지할 수 있도록 연구가 진행되었다.

본 발명의 목적은 결과적으로 톱니 벨트에 대한 섬유 코팅 처리를 제공하며, 마멸 및 마모에 대한 높은 저항성을 보이고, 동시에 고회전 및 저회전으로 작동하는 동안 낮은 소음 수준을 나타내는 상응하는 톱니 벨트를 제공하며, 또한, 사용하는 온도 범위 전체를 통해 최적의 저항성을 보이고, 특히 휘발유와 혼합된 오일에 대한 최적의 장벽 수용력을 제공함에 있다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구항 1에 기재된 벨트에 의해 달성된다.

또한, 본 발명에 따르면, 청구항 30에 기재된 것처럼 예상되는 것들이 사용된다.

또한, 본 발명에 따르면, 청구항 33에 기재된 것처럼 톱니 벨트의 제조를 위한 공정이 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 톱니 벨트의 부분적인 투시도;
도 2는 본 발명에 따른 제1 톱니 벨트를 사용하는 제1 분배 제어 시스템의 도면;
도 3은 본 발명에 따른 제2 톱니 벨트를 사용하는 제2 분배 제어 시스템의 도면;
도 4는 본 발명에 따른 제3 톱니 벨트를 사용하는 제3 분배 제어 시스템의 도면;
도 5는 본 발명 및 종래 기술에 따른 처리들에서 실시된 시험 결과들을 포함한 표;
도 6은 종래의 벨트들 및 본 발명에 따른 벨트들의 다양한 폭을 나타내는 도표;
도 7은 종래의 벨트들 및 본 발명에 따른 벨트들의 다양한 폭을 나타내는 부가된 도표;
도 8은 종래의 벨트들 및 본 발명에 따른 벨트들의 다양한 폭을 나타내는 부가된 도표; 및
도 9는 종래의 벨트들 및 본 발명에 따른 벨트들의 다양한 폭을 나타내는 도표.

하기에서, “상기 탄성중합체 재료는 기본적으로 구성된다”는 표현으로서, 상기 탄성중합체 재료는, 혼합물의 화학적-물리적 특성을 변화시키지 않고 본 발명의 영역을 벗어남이 없이 상기 탄성중합체 재료에 첨가될 수 있는 다른 폴리머들 또는 공중합체(copolymer)들을 적은 비율로 포함할 수 있음을 의미한다.

도 1에서, 본 발명의 예로서, 톱니 벨트가 참조 번호 1로서 전체적으로 지정되어 있다. 상기 벨트(1)는, 탄성중합체 재료로 만들어지고 복수의 길이 방향의 실모양(filiform)의 저항 삽입물(3)이 박혀있는 몸체(2)를 포함한다.

상기 몸체(2)는 커버 섬유(5)에 의해 덮인 톱니(4, toothing)를 포함한다.

유리하게, 상기 몸체(2)는 하나 이상의 탄성중합체로 이루어진 혼합물로 만들어지며, 상기 하나 이상의 탄성중합체는 전체적으로 “제1 탄성중합체 재료”를 나타낸다.

유리하게, 상기 제1 탄성중합체 재료의 혼합물은 플루오르화 탄성중합체를 포함한다.

좀더 유리하게, 상기 플루오르화 탄성중합체는 95 phr보다 많은 양으로 상기 몸체에 존재한다.

특히, 기본적으로 플루오르화 탄성중합체에 의해 구성된 몸체 혼합물(body mixture)을 사용함으로써, 휘발유가 존재하는 오일에서 상기 벨트의 스웰링을 감소시키는 이점이 있다.

유리하게, 상기 플루오르화 탄성중합체는 플루오라이드 헥사플루오로프로필렌(fluoride hexafluoropropylene), 비닐라이덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(vinylidenfluoride-hexafluoropropylene), 비닐라이덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌-테트라플루오로에틸렌(vinylidenfluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene), 비닐라이덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로비닐에테르(vinylidenfluoride-tetrafluoroethylene-perfluorovinylether), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로비닐에테르(tetrafluoroethylene-perfluorovinylether), 테트라플루오로에틸렌-프로필렌(tetrafluoroethylene- propylene), 테트라플루오로에틸렌-프로필렌-비닐라이덴플루오라이드(tetrafluoroethylene-propylene- vinylidenfluoride), 헥사플루오로프로필렌/비닐라이덴플루오라이드/테트라플루오로에틸렌/브로모- 또는 아이오도- 또는 클로로-올레핀 플루오르화 테트라폴리머(hexafluoropropylene/vinylidenfluoride/tetrafluoroethylene/brom o- or iodo- or chloro-olefin fluorinated tetrapolymer), 및 이러한 폴리머들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 공중합체이다.

더욱 유리하게, 헥사플루오로프로필렌/비닐라이덴플루오라이드/모노클로로-트리플루오로에틸렌 터폴리머(hexafluoropropylene/vinylidenfluoride/monochloro- trifluoroethylene terpolymer), 헥사플루오로프로필렌/비닐라이덴플루오라이드/테트라플루오로에틸렌 터폴리머(hexafluoropropylene/vinylidenfluoride/tetrafluoroethylene terpolymer), 헥사플루오로프로필렌/비닐라이덴플루오라이드/테트라플루오로에틸렌/브로모- 또는 아이오도- 또는 클로로-올레핀 플루오르화 테트라폴리머(hexafluoropropylene/vinylidenfluoride/tetrafluoroethylene/brom o- or iodo- or chloro-olefin fluorinated tetrapolymer)로 이루어진 군에서 선택된다.

더욱 유리하게, 상기 플루오르화 탄성중합체는 헥사플루오로프로필렌/비닐라이덴플루오라이드/모노클로로-트리플루오로에틸렌(hexafluoropropylene/vinylidenfluoride/monochloro- trifluoroethylene) 또는 테트라플루오로에틸렌 터폴리머(tetrafluoroethylene terpolymer)이다.

유리하게, 플루오린(fluorine) 함량은 상기 플루오르화 탄성중합체(fluorinated elastomer) 내에 64 내지 71 중량% 사이로 포함된다.

더욱 유리하게, 66 내지 69 중량% 사이이다.

많은 형태의 플루오르화 탄성중합체를 사용할 수 있으며, 예를 들어, Dupontdow elastomers에 의해 상품화된 VITON, Asahi Industry에 의해 상품화된 AFLAS, Ausimont-Solvay 에 의해 상품화된 TECHNOFLON FKM, Dyneon에 의해 상품화된 DYNEON, Daikin Industries 에 의해 상품화된 DAI-EL과 같은 상표명으로 알려진 것들이 사용될 수 있다.

더욱 유리하게, 경화 가능한 퍼옥사이드 플루오로엘라스토머(peroxide fluoroelastomer)들이 사용되며, 특히 DAI-EL의 경우, 예를 들면 66 중량%의 플루오린을 함유하는 DAI-EL G-801이 사용된다.

선택적으로, 상기 플루오르화 탄성중합체는 부가적인 탄성중합체(elastomeric) 재료들의 혼합물에서 사용하는 것도 가능하다.

유리하게, 상기 플루오르화 탄성중합체는 에이징에 대한 저항성에 필요한 수용력을 보장하기 위해 상기 혼합물의 다른 탄성중합체 성분들에 대해 70 중량%보다 더 높은 비율로 상기 몸체에 존재한다.

이 경우 상기 플루오르화 탄성중합체는 나이트릴(nitrile)기들을 함유하는 모노머(monomer) 및 다이엔 모노머(diene monomer)로부터 시작하여 수득된 하나 이상의 공중합체들과 유리하게 혼합된다.

더욱 유리하게, 상기 제1 탄성중합체 재료는 나이트릴기들을 포함하는 모노머로부터 및 다이엔 모노머로부터 시작하여 수득된 하나 이상의 공중합체들을 포함한다.

유리하게, 나이트릴기들을 포함하는 상기 모노머들은 상기 최종 공중합체들의 총수에 대해 34 내지 49 중량% 사이의 중량 비율이 된다.

더욱 유리하게, 39 내지 43 중량% 사이이다.

더욱 유리하게, 사용된 상기 공중합체 또는 공중합체들은 수소화 아크릴로나이트릴 부타다이엔(hydrogenated acrylonitrile butadiene) (HNBR)이다.

유리하게, 사용된 상기 HNBR은 높은 수준의 수소화로 사용되며, 예를 들면, 이른바 완전히 포화된 HNBR이 사용될 수 있으며 이는 0.9 중량% 이하의 이중 결합의 잔여 중량 비율을 갖지만, 선택적으로 4 중량% 또는 5.5 중량%의 포화도를 갖는 HNBRs, 이른바 부분적으로 포화 HNBRs와 같은 낮은 수준의 불포화 HNBR이 사용될 수 있다.

상기 몸체 혼합물에 사용될 수 있고 또한 상기 톱니 벨트를 구성하는 다양한 요소들에 대한 다른 처리제들에 있어 사용될 수 있는 HNBR 공중합체들에 대한 예들은 Lanxess에 의해 생성되는 Therbans의 과(family)에 속하는 공중합체들로서, 이와 같은 것들로는 나이트릴기가 34 중량%를 차지하며 0.9 중량% 이하의 수소화 수준을 갖는 Therban 3407, 나이트릴기가 34 중량%를 차지하며 0.9 중량% 이하의 불포화 수준을 갖는 Therban 3406, 나이트릴기가 36 중량%를 차지하며 0.9 중량% 이하의 불포화 수준을 갖는 Therban 3607, 나이트릴기가 34 중량%를 차지하며 4 중량% 이하의 불포화 수준을 갖는 Therban 3446, 나이트릴기가 34 중량%를 차지하며 5.5 중량% 이하의 불포화 수준을 갖는 Therban 3447, 나이트릴기가 36 중량%를 차지하며 2 중량% 이하의 불포화 수준을 갖는 Therban 3627, 나이트릴기가 36 중량%를 차지하며 2 중량% 이하의 불포화 수준을 갖는 Therban 3629, 나이트릴기가 39 중량%를 차지하며 0.9 중량% 이하의 불포화 수준을 갖는 Therban 3907과 같은 것이 있다.

선택적으로, ZETPOL이라는 상표로 Nippon Zeon에 의해 생산되는 HNBRs을 사용하는 것도 또한 가능하다. 특히, 나이트릴기가 36 중량%를 차지하며 0.9 중량% 이하의 불포화 수준을 갖는 ZETPOL 2000, 나이트릴기가 36 중량%를 차지하며 0.9 중량% 이하의 불포화 수준을 갖는 ZETPOL 2000L, 나이트릴기가 36 중량%를 차지하며 4 중량% 이하의 불포화 수준을 갖는 ZETPOL 2010, 나이트릴기가 36 중량%를 차지하며 4 중량% 이하의 불포화 수준을 갖는 ZETPOL 2010L, 나이트릴기가 36 중량%를 차지하며 4 중량% 이하의 불포화 수준을 갖는 ZETPOL 2010H, 나이트릴기가 36 중량%를 차지하며 5.5 중량% 이하의 불포화 수준을 갖는 ZETPOL 2020, 나이트릴기가 36 중량%를 차지하며 5.5 중량% 이하의 불포화 수준을 갖는 ZETPOL 2020L이 있다.

더욱 유리하게, 폴리머는 하나 이상의 공중합체의 혼합으로 구성되어 사용되고, 상기 하나 이상의 공중합체는 나이트릴기를 함유하는 모노머 및 다이엔 모노머로부터 시작하여 수득되며, 불포화 카복실산염(carboxylic acid salt)으로 변경된다.

적어도 하나의 공중합체는 불포화 카복실산염으로 변경된다. 유리하게, 폴리메타크릴산(polymethacrylic acid) 아연염(zinc salt)이 사용된다.

유리하게, 제2 탄성중합체 재료는 아연 메타크릴레이트로 변경되고 또한 폴리메타크릴산 아연염을 나타내는 HNBR이다. 유리하게, 폴리메타크릴산 아연염은 10 내지 60 중량% 사이의 양으로 첨가된다.

유리하게, 상기 아연염으로 변경된 상기 HNBR은 15 중량%보다 낮은 불포화도를 나타내며, 바람직하게는 5 내지 10 중량% 사이이다.

예를 들면, 유리하게 사용되는 것은 ZSC 1295, ZSC 2095, ZSC 2195, ZSC 2295, ZSC 2295L, ZSC 2295R 및 ZSC 2395라는 상표명 하에 Zeon에 의해 상품화된 탄성중합체이다.

더욱 유리하게는 ZSC 2095가 사용된다.

또한, 제1 탄성중합체 재료에서 혼합물은 종래의 첨가물들을 포함할 수 있으며, 상기 종래의 첨가물에는 예를 들면, 강화제(reinforcement agents), 충전제(fillers), 색소(pigments), 스테아르산(stearic acid), 촉진제(accelerators), 경화제(vulcanizing agents), 산화방지제(antioxidants), 활성제(activators), 개시제(initiators), 가소제(plasticizers), 왁스(waxes), 전-경화 억제제(pre-vulcanization inhibitors), antidegradants , 프로세스 오일(process oils) 및 그와 같은 것이 있다.

유리하게, 카본 블랙(carbon black)이 충전제로 사용될 수 있으며, 상기 충전제는 0 내지 80 phr 사이의 양으로 첨가되며, 더욱 유리하게는 약 40 phr의 양으로 첨가된다. 유리하게, 탤컴(talcum), 칼슘 카보네이트(calcium carbonate), 실리카(silica) 및 실리케이트(silicate)와 같은 가벼운 강화 충전제가 유리하게 0 내지 80 phr 사이의 양으로 첨가되고, 유리하게는 약 40 phr의 양이 첨가된다. 또한, 실레인(silane)을 0 내지 5 phr 사이의 양을 사용하는 것도 유리하다.

유리하게, 아연 및 마그네슘 산화물이 0 내지 15 phr 사이의 양으로 첨가된다.

유리하게, 트리멜리테이트(trimellitate) 또는 에테르 에스테르(ether esters)와 같은 에스테르 가소제가 유리하게 0 내지 20 phr 사이의 양만큼 첨가된다.

유리하게, 트리알릴 시아나이드(triallyl cyanides), 0 내지 20 phr 사이의 양만큼 유리하게 포함된 금속염과 같은 유기 또는 무기 메타크릴산(methacrylate), 또는 0 내지 15 phr 사이의 유리하게 포함된 양에서 이소프로필 벤젠 퍼옥사이드(isopropyl benzene peroxide)와 같은 유기 퍼옥사이드와 같은 경화 부가제(co-agent)가 첨가된다.

유리하게, 탄성중합체 재료에서 혼합물은 또한 강화 섬유(reinforcement fibre)를 포함하며, 더욱 유리하게 2 내지 40 phr 사이의 양을 포함하고, 더욱 유리하게 20 phr을 포함한다. 유리하게, 상기 강화 섬유의 길이는 0.1 내지 10 mm 사이가 된다.

섬유들을 사용함으로써 몸체를 구성하는 혼합물의 기계적 특성을 더욱 개선할 수 있다.

유리하게, 상기 강화 섬유는 방향족 폴리아마이드(aromatic polyamide)를 포함하고, 더욱 유리하게 파라미드(paramides)를 포함하며, 예를 들어 Technoraⓒ 섬유들이 유리하게 사용될 수 있으며, 이는 RFL-류 처리를 통해 상기 혼합물에 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 사용된 격자는 VP-SBR 류 즉, 비닐피리딘(vinylpiridine) 및 스티렌-부타다이엔(styrene-butadiene)의 공중합체를 가질 수 있다.

아라미드(aramidic) 섬유에 특별한 효과가 있는 것으로 증명되었으며, 예를 들어 Teijn의 Technora 섬유들은 1mm의 길이를 갖는다.

상기 톱니(4)의 커버 섬유(5) 또는 뒷부분(6)의 커버 섬유(7)는 하나 이상의 층으로 이루어질 수 있으며, 서로 다른 위빙(weaving) 기술들 예를 들어, 2×2 능직(twill)으로 알려진 위빙 기술들을 이용하여 획득될 수 있다.

선택적으로, 상기 커버 섬유(5)는 적어도 하나의 거친 표면에 대해 기계적인 부착력이 개선될 수 있도록 하는 위빙 양식(modalities)들에 따라 획득될 수 있다.

상기 톱니의 커버 섬유(5)는 유리하게 지방족(aliphatic) 또는 방향족 폴리아마이드, 더욱 유리하게는 방향족 폴리아마이드 (아라미드(aramide))를 포함한다.

유리하게, 상기 사용된 섬유는 씨실(weft) 및 날실(warp)에 의해 구성된 합성 구조를 갖고, 상기 씨실은 코어로서 탄성 가닥(elastic thread)에 의해 각각 형성된 씨실의 가닥들 및 상기 탄성가닥 주위에 감기는 한 벌의 합성 가닥들에 의해 이루어지며, 각각의 합성 가닥은 높은 열적 및 기계적 저항성을 갖는 가닥 및 높은 열적 및 기계적 저항성을 갖는 상기 가닥 주위에 감기는 적어도 하나의 코팅 가닥(coating thread)을 포함한다. 유리하게, 각각의 합성 가닥은 높은 열적 및 기계적 저항성을 갖는 가닥 및 높은 열적 및 기계적 저항성을 갖는 상기 가닥 주위에 감기는 한 벌의 코팅 가닥들을 포함한다. 상기 탄성가닥은 유리하게 폴리우레탄(polyurethane)으로 만들어진다. 상기 높은 열적 및 기계적 저항성을 갖는 가닥은 유리하게 파라-방향족(para-aromatic) 폴리아마이드로 만들어진다.

일반적으로, 상기 섬유는 RFL 처리제로 처리된다.

본 발명에 따르면, 상기 섬유(5)는 또한 제1 탄성중합체-류 처리 및/또는 제2 탄성중합체-류 처리제로 처리된다. 본 발명에 따르면, 상기 처리제들 중 적어도 하나는 플루오르화 탄성중합체(fluorinated elastomer)를 포함한다.

사실상, 플루오르화 탄성중합체 류의 처리제는 상기 벨트가 엔진 블록 내에서 오일에 직접 접촉하거나 부분적으로 담겨지도록 사용되는 시스템들에서 상기 오일의 침투에 대항하는 장벽을 효과적으로 형성할 수 있음이 놀랍게도 발견되었다.

제1 처리제 및 가능한 제2 처리제 모두는 상기 섬유의 보호 코팅을 코팅하며, 마모 저항성을 증가시킴으로써 종래 벨트들의 모든 결점들이 극복되고 상기 벨트의 내구수명이 연장되도록 한다.

제1 처리제는 예를 들어 유기 용제의 수용액 내에 담겨짐으로써 작용되고, 상기 섬유에 번짐(spreading)으로써 유리하게 적용된다. 제1 처리제는 물과 플루오르화 탄성중합체를 포함하는 조성물을 함유한 용제의 혼합물에서 작용된다.

유리하게, 상기 플루오르화 탄성중합체는 플루오라이드 헥사플루오로프로필렌(fluoride hexafluoropropylene), 비닐라이덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(vinylidenfluoride-hexafluoropropylene), 비닐라이덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌-테트라플루오로에틸렌(vinylidenfluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene), 비닐라이덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로비닐에테르(vinylidenfluoride-tetrafluoroethylene-perfluorovinylether), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로비닐에테르(tetrafluoroethylene-perfluorovinylether), 테트라플루오로에틸렌-프로필렌(tetrafluoroethylene-propylene), 테트라플루오로에틸렌-프로필렌-비닐라이덴플루오라이드(tetrafluoroethylene-propylene-vinylidenfluoride), 헥사플루오로프로필렌/비닐라이덴플루오라이드/테트라플루오로에틸렌/브로모- 또는 아이오도- 또는 클로로-올레핀 플루오르화 테트라폴리머(hexafluoropropylene/vinylidenfluoride/tetrafluoroethylene/brom o- or iodo- or chloro-olefin fluorinated tetrapolymer), 및 이러한 폴리머들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 공중합체이다.

더욱 유리하게, 헥사플루오로프로필렌/비닐라이덴플루오라이드/모노클로로-트리플루오로에틸렌 터폴리머(hexafluoropropylene/vinylidenfluoride/monochloro-trifluoroethylene terpolymer), 헥사플루오로프로필렌/비닐라이덴플루오라이드/테트라플루오로에틸렌 터폴리머(hexafluoropropylene/vinylidenfluoride/tetrafluoroethylene terpolymer), 헥사플루오로프로필렌/비닐라이덴플루오라이드/테트라플루오로에틸렌/브로모- 또는 아이오도- 또는 클로로-올레핀 플루오르화 테트라폴리머(hexafluoropropylene/vinylidenfluoride/tetrafluoroethylene/brom o- or iodo- or chloro-olefin fluorinated tetrapolymer)로 이루어진 군에서 선택된다.

특히 유리한 점은 51 중량% 비닐라이덴플루오라이드, 33 중량% 헥사플루오로프로필렌 및 17 중량% 트라플루오로에틸렌을 갖는 공중합체의 사용이다.

유리하게, 상기 플루오르화 탄성중합체 내의 플루오린 함량은 64 내지 71 중량% 사이로 포함된다.

더욱 유리하게는, 66 중량% 내지 69 중량% 사이이다.

다양한 형태의 플루오르화 탄성중합체가 사용 가능하며, 예를 들면, Dupontdow elastomers에 의해 상품화된 VITON, Asahi Industry에 의해 상품화된 AFLAS, Ausimont-Solvay에 의해 상품화된 TECHNOFLON FKM, Dyneon에 의해 상품화된 DYNEON, Daikin Industries에 의해 상품화된 DAI-EL의 상표명으로 알려진 것들이 사용 가능하다.

더욱 유리하게, 퍼옥사이드-경화 가능 플루오르 탄성중합체들은 특히, 유럽등록특허 제967248호 또는 제1031606호 또는 제1262497호에 설명된 부류의 TECHNOFLON FKM에서 사용된다.

특히 TECHNOFLON p757 재료를 사용하면 유리한 점이 있음이 증명되었다.

제1 처리제는 제2 처리제와 교체 가능하거나 통합가능하다.

제2 처리제는 적절하게 선택된 하나 이상의 폴리머 재료들의 조합을 포함하는 혼합물로 유리하게 수행된다.

제2 처리제는 다음과 같은 혼합물을 유리하게 포함한다:

a) 나이트릴기들을 함유하는 모노머로 및 다이엔 모노머부터 시작하여 수득된, 하나 이상의 공중합체들의 혼합물로 형성된 제2 탄성중합체 물질의 0 내지 100 phr 사이;

b) 플루오르화 탄성중합체의 0 내지 100 phr 사이; 및

c) 내마찰제.

유리하게, 상기 내마찰제는 플루오르화 플라스토머(plastomer), 흑연(graphite), 몰리브데넘 설파이드(molybdenum sulphide) 및 구리가루(copper dust)로 이루어진 군에서 선택된다.

제2 처리제가 플루오르화 탄성중합체를 나타내지 않는 곳에서, 제2 처리제는 스웰링(swelling)을 감소시키기 위해 필요한 개선점들을 위해 제1 처리제와 통합되어야 할 필요가 있다.

유리하게, 제2 탄성중합체 재료는 5 내지 100 phr 사이의 양이 된다.

유리하게, 상기 플루오르화 탄성중합체는 5 내지 100 phr 사이의 양이 된다.

더욱 유리하게, 제2 탄성중합체 재료 및 상기 플루오르화 탄성중합체 사이의 비율은 1:3으로부터 3:1 까지가 된다.

더욱 유리하게, 제2 탄성중합체 재료 및 상기 플루오르화 탄성중합체 사이의 비율은 1:1.5 내지 1:2.5 사이가 된다.

유리하게, 제2 탄성중합체 재료는 불포화 카복실산염으로 변경된다.

유리하게, 제2 탄성중합체 재료는 나이트릴기를 포함하는 모노머 및 다이엔 모노머로부터 시작하여 수득된 하나 이상의 공중합체들로 구성되며, 상기 나이트릴기를 포함하는 모노머들은 중량 비율로 최종 공중합체들의 총합에 대해 30 내지 39 중량% 사이를 포함한다. 더욱 유리하게, 상기 나이트릴기는 상기 최종 공중합체들의 총합에 대해 34 내지 43 중량% 사이의 중량 비율을 갖는다.

탁월한 효과가 상기 공중합체들 중 하나가 불포화 카복실산염으로 변경될 때 마모에 대한 저항성에서 발생한다. 더욱 유리하게, 폴리메타크릴산(polymethacrylic acid)의 아연염이 사용된다.

유리하게, 제2 탄성중합체 재료는 HNBR 및 XHNBR에 의해 이루어진 군에서 선택된다.

유리하게, 제2 탄성중합체 재료는 폴리메타크릴산의 아연염으로 변경된 HNBR이다. 유리하게, 상기 폴리메타크릴산의 아연염은 HNBR에 대해 10 내지 60 중량% 사이의 양으로 첨가된다.

유리하게, 아연 염으로 변경된 상기 HNBR은 15 중량%보다 낮은 불포화도를 갖고, 더욱 유리하게 0.1 내지 10 중량% 사이를 갖는다.

예를 들면, ZSC 1295, ZSC 2095, ZSC 2195, ZSC 2295, ZSC 2295L, ZSC 2295R 및 ZSC 2395와 같은 상표명으로 Zeon에 의해 상품화된 탄성중합체들; 또는 다른 생산물로서 Lanxess Therban ART1725, 또는 Therban 3407 또는 3907 또는 4307 또는 3446 또는 3467 및 Sartomer SR706 76 phr 사이의 혼합물, 즉 아크릴산(acrylic acid)의 두 기능을 갖는 염이 유리하게 사용된다. 유리하게, 아크릴산 염은 10 내지 60 중량% 사이의 양을 포함한다.

유리하게 상기 플루오르화 탄성중합체는 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(fluoride-hexafluoropropylene), 비닐라이덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(vinylidenfluoride-hexafluoropropylene), 비닐라이덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌-테트라플루오로에틸렌(vinylidenfluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene), 비닐라이덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로비닐에테르(vinylidenfluoride- tetrafluoroethylene-perfluorovinylether), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로비닐에테르(tetrafluoroethylene- perfluorovinylether), 테트라플루오로에틸렌-프로필렌(tetrafluoroethylene-propylene), 테트라플루오로에틸렌-프로필렌 비닐라이덴플루오라이드(tetrafluoroethylene-propylene vinylidenfluoride), 헥사플루오로프로필렌/비닐라이덴플루오라이드/테트라플루오로에틸렌/브로모- 또는 아이오도- 또는 클로로-올레핀 플루오르화 테트라폴리머(hexafluoropropylene/vinylidenfluoride/tetrafluoroethylene/brom o- or iodo- or chloro-olefin fluorinated tetrapolymer) 및 이러한 폴리머의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 공중합체이다.

더욱 유리하게, 터폴리머 헥사플루오로프로필렌/비닐라이덴플루오라이드/모노클로로-트리플루오로에틸렌(terpolymer hexafluoropropylene/vinylidenfluoride/monochloro- trifluoroethylene), 터폴리머/헥사플루오로프로필렌/비닐라이덴플루오라이드/테트라플루오로에틸렌(terpolymer/hexafluoropropylene/vinylidenfluoride/tetrafluoroethylene), 헥사플루오로프로필렌/비닐라이덴플루오라이드/테트라플루오로에틸렌/브로모- 또는 아이오도- 또는 클로로-올레핀 플루오르화 테트라폴리머(hexafluoropropylene/vinylidenfluoride/tetrafluoroethylene/brom o- or iodo- or chloro-olefin fluorinated tetrapolymer)로 이루어진 군에서 선택된다.

더욱 유리하게, 상기 플루오르화 탄성중합체는 헥사플루오로프로필렌/비닐라이덴플루오라이드/모노클로로-트리플루오로에틸렌 터폴리머(hexafluoropropylene/vinylidenfluoride/monochloro- trifluoroethylene terpolymer) 또는 모노클로로-테트라플루오로에틸렌(monochloro- tetrafluoroethylene)이다.

특히 유리한 것은 51 중량% 비닐라이덴플루오라이드, 33 중량% 헥사플루오로프로필렌, 및 17 중량% 테트라플루오로에틸렌을 갖는 공중합체를 사용하는 것이다.

유리하게, 상기 플루오린 함량은 상기 플루오르화 탄성중합체 내에 64 내지 71 중량% 사이로 포함된다.

더욱 유리하게는, 66 내지 69 중량% 사이이다.

다양한 형태의 플루오르화 탄성중합체가 될 수 있으며, 예를 들면, Dupontdow elastomers에 의해 상품화된 VITON, Asahi Industry에 의해 상품화된 AFLAS, Ausimont-Solvay에 의해 상품화된 TECHNOFLON FKM, Dyneon에 의해 상품화된 DYNEON, Daikin Industries에 의해 상품화된 DAI-EL의 상표명으로 알려져 있다.

더욱 유리하게 퍼옥사이드-경화가능 플루오르화 탄성중합체들이 사용되고, 특히 유럽등록특허 제967248호 또는 제1031606호 또는 제1262497호에 설명된 유형의 TECHNOFLON FKM이 사용된다.

특히 TECHNOFLON p757 재료를 사용함으로써 유리한 점이 증명되었다.

더욱 유리하게, 상기 플루오르화 플라스토머(plastomer)는 100 phr보다 더 높은 양으로 존재하며, 더욱 유리하게는 100 내지 150 phr 사이를 포함한다.

유리하게, 상기 플루오르화 플라스토머는 PTFE 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene)이다.

더욱 유리하게, 상기 플루오르화 플라스토머는 FLUTON에 의해 상품화된 PTFE, 예를 들면, FLUTON 1700이다.

선택적으로, 상기 플루오르화 플라스토머는 상기 플루오르화 탄성중합체와 이전에 혼합될 수 있다. 예를 들어, 상기 플루오르화 탄성중합체는 상기 플루오르화 탄성중합체 내에서 미세응고(microcoagulated)될 수 있다.

예를 들어, 10 중량%에서 40 중량%까지, 바람직하게는 30 중량%의 PTFE를 포함하는, 60 중량%에서 90 중량%까지, 바람직하게는 70 중량%의 플루오르화 탄성중합체를 포함하는 혼합물을 사용하는 것이 특히 유리한 것으로 증명되었다.

또한, 제2 처리제는 유리하게 경화제, 더욱 유리하게는 퍼옥사이드를 포함한다.

퍼옥사이드-류의 경화 과정을 사용 가능하게 하기 위해, 특히 상기 벨트의 생산 과정을 가능하게 하는 목적들을 위한 이점들은 퍼옥사이드-경화가능 플루오르화 탄성중합체들이다.

일반적으로 상기 퍼옥사이드는 탄성중합체 재료의 중량에 따라 1 내지 15 중량% 사이의 양만큼 첨가된다. 더욱 유리하게, 상기 퍼옥사이드는 탄성중합체 재료의 중량에 따라 1.5 내지 5 중량% 사이의 양만큼 첨가된다.

제2 처리제는 상기 섬유 그 자체와 구별되며 분리되는 코팅층을 형성하고, 상기 코팅층은 저항층(8, resistant layer)으로 나타나 있으며 유럽등록특허 제1157813호에 설명된 형태의 것이다.

저항층(8)은 상기 벨트의 작동 표면을 구성하고 따라서 그것의 마모 저항성을 더욱 증가시킨다.

유리하게, 상기 플루오르화 플라스토머는 플루오르화 탄성중합체 및 제2 탄성중합체 재료의 합보다 높은 phr 양으로 된 상기 저항층에 존재한다.

유리하게, 상기 저항층(8)의 두께는 0.03 mm 내지 0.2 mm 사이가 된다.

상기 저항층(8)은 다른 방향으로 상기 섬유(5) 위에 덮여질 수 있다. 바람직하게는, 압착 단계(calendaring step)에 의해 덮여진다.

상기 섬유(5) 및 상기 저항층(8) 사이에서 플루오르화 탄성중합체들에 맞춰진 접착재료는 상기 섬유(5) 상의 상기 저항층(8)의 접착성을 개선하기 위해 제공될 수 있다.

바람직하게, 상기 필요한 저항성을 확보하기 위해, 상기 저항층(8)은 50 내지 120 g/㎡ 사이의 단위면적당 중량를 갖는다.

본 발명에 따른 벨트는 특히 오일에 직접 접촉하거나 부분적으로 담겨진 시스템에서 사용하기에 적합하다. 특히, 엔진 블록 내 즉, 상기 벨트가 수명을 다할 때가지 오일의 튐에 계속적으로 노출되거나 오일조(oil bath)에 부분적으로 담겨질 가능성이 있는 시스템에서 전통적인 기어 또는 체인 시스템을 교체하는 것으로서 상기 벨트가 사용되는 경우에 우수한 효과가 있다.

이러한 경우, 유리하게, 커버 섬유(7)가 상기 뒷부분 상에 위치할 때, 제1 및/또는 제2 처리제는 상기 뒷부분(6) 상에서 또한 작용한다. 이러한 경우, 상기 저항층(8)은 톱니 벨트(1)의 뒷부분(6) 상에서 상기 오일의 침투를 방지할 수 있도록 하며, 상기 벨트의 뒷부분(6)이 가이드 블록들(guide blocks) 또는 텐션너들(tensioners)과 접촉하고 있는 제어 시스템들에서 상기 톱니 벨트(1)가 사용될 때 특히 유리하다. 사실상 상기 시스템에서, 상기 오일은 상기 가이드 블록 또는 상기 텐셔너의 상기 벨트와의 접촉 표면과 상기 벨트 자체의 뒷부분 사이에서 남게 되고, 따라서 상기 몸체 자체를 구성하는 혼합물 내부로의 침투가 지지될 것이다.

바람직하게 상기 톱니 벨트(1)는 그것의 외부 표면 전체에 처리될 수 있으며, 특히, 스웰링에 대한 고무 저항체 예를 들어, ENDURLAST (등록상표 Lord)으로 상기 몸체 혼합물이 오일로부터의 침범에 노출되는 곳인 측면(10) 상에 처리될 수 있다.

본 발명에 따른 벨트(1)는 예를 들어 도 2에 도시된 형태의 자동차에서 분배-제어 시스템에서 사용할 수 있다. 상기 분배-제어 시스템은 전체적으로 볼 때 도면에서 참조번호 11로 지정되어 있고, 엔진 샤프트(미도시)에 단단히 고정된 구동 풀리(12, drive pulley), 제1 종동 풀리(13a, driven pulley)와 제2 종동 풀리(13b), 및 상기 톱니 벨트를 팽팽하게 하기 위한 텐셔너(14)를 포함한다.

도 3에 도시된 제2 실시 예에 따르면, 참조번호 20으로 지정된 것은 본 발명에 따른 톱니 벨트이며, 상기 톱니 벨트는 양면에 톱니(toothing)를 갖고 있으며 두 톱니들을 코팅하는 저항 섬유(resistant fabric)를 갖는다.

톱니 벨트(20)는 예를 들어, 도 3에 도시된 형태의 자동차에서 분배-제어 시스템에 사용될 수 있다. 상기 분배-제어 시스템은 전체적으로 볼 때 도면에서 참조번호 21로 지정되어 있고, 엔진 샤프트(미도시)에 단단히 고정된 구동 풀리(22), 제1 종동 풀리(23a)와 제2 종동 풀리(23b), 및 제3 종동 풀리(24)를 포함한다.

도 4에 도시된 본 발명의 제3 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 톱니 벨트(30)는 전체적으로 볼 때 도면에서 참조번호 31로 지정된 분배-제어 시스템에서 유리하게 사용될 수 있으며, 상기 톱니 벨트는 엔진 샤프트(미도시)에 단단히 고정된 구동 풀리(32), 제1 종동 풀리(33a)와 제2 종동 풀리(33b), 블록 텐셔너(34), 및 가이드 블록(35)를 포함한다.

사용되고 있는 각각의 제어 시스템(11, 21 및 31)에서 상기 톱니 벨트(1, 20 및 30)는 오일과 직접 접촉하고 있다.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 상기 톱니 벨트가 소위 “cam-to-cam” 시스템에서 사용될 수 있음이 분명하지만, 균형 중간축(balancing countershaft)의 움직임을 위해서 또는 오일 펌프(oil pump)의 움직임을 위한 제어 시스템을 나타낸다. 이러한 경우, 상기 벨트가 작동하는 동안 오일조에 부분적으로 담겨진다.

또한, 본 발명에 따른 상기 벨트는 상기 캠(cam)들의 움직임 및 디젤 엔진에서 인젝션 펌프(injection pump)의 움직임을 위한 메인 트랜스미션(main transmission)에서 사용 가능하다.

본 발명에 따른 섬유에 대한 보호 처리제는 오일에 대한 효과적인 장벽을 제공하여, 자동차에 사용되는 톱니 벨트들에 대해 행해지는 내구성 테스트를 통과할 수 있도록 하고, 오일에 접촉되도록 사용하는 벨트들에 있어 모든 문제점들 특히, 기계적 특성의 저하, 접착성의 저하, 비효율적인 맞물림, 및 낮은 마모 저항성을 회피할 수 있도록 한다는 것이 실험적으로 발견되었다.

본 발명에 따라 만들어진 상기 톱니 벨트의 특성들에 대한 조사로부터, 유리한 점들이 분명하게 부각된다.

특히, 벨트의 커버 섬유(5)가 본 발명에 따른 처리제에 의해 처리될 때, 상기 벨트의 마모 저항성이 더욱 개선되며 또한 상기 벨트가 오일에 직접 접촉하거나 부분적으로 담겨져서 고온에서 작동하는 시스템에서 사용될 때에도 내구성 테스트에서 효력이 유지될 수 있다. 또한 동시에, 벨트의 작동 중 높고 낮은 r.p.m. 모두에서, 그리고 작동 온도 전체의 범위에 걸쳐 낮은 소음 수준을 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 상기 벨트는 특히 휘발유와 섞인 오일에서 사용될 때, 스웰링이 매우 적게 발생한다.

본 발명을 설명하기 위해 서술한 몇몇의 실시 예들과 달리, 본 발명의 영역을 벗어남이 없이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에서 서술한 처리제에 대한 변경안을 만들 수 있음은 분명하다. 본 발명에 따른 톱니 벨트는 그것에 대해 어떠한 한정을 내포함이 없이, 다음의 실시 예들을 통해 설명될 것이다.

실시 예 1-6

주어진 표 1은 본 발명에 따라 그리고 종래 기술에 따라 수득한, 벨트의 섬유에 대한 몇몇 처리제의 특성들이다.

실시 예	WHITE STD	FL	FL3	FL4	FL2	FL7	FL8
ZSC 2195H	100	30
ZSC 2095				30	30	30	5
DAI-EL G-801					70
P757/30M		70	100	70		100	136
Fluon L 1700 (PTFE)	125	50	70	80	100	56	45
TRIGONOX 101-45		3.3	3.3	3.3	3.3	3.3	3.3
TAIC		1.8	3.5	1.8	1.8	1.8	1.8
PERKADOX 14-40B-g	6

ZSC는 제2 탄성중합체 재료를 구성하고 폴리메타아크릴산(polymethacrylic)의 아연 염으로 변경된 HNBR이고; DAI-EL은 Daikin에 의해 생산된 플루오르화 탄성중합체이며;

P757/30M은 미세 응고된 PTFE의 30 중량%로 혼합된 플루오르화 탄성중합체이고;

TRIGONOX는 경화제로 사용하는 퍼옥사이드(peroxide)이며;

TAIC는 트리알릴이소시아나이드(triallylisocyanide); 및 경화제로 사용되는 퍼옥사이드이다.

실시 예 6-12

도 5에 주어진 표 2는 본 발명에 따른 처리제들을 포함하는 벨트들에 대해 수행된 테스트들의 결과들을 나타내고, 상기 조성물들은 표 1의 실시 예 2-8에 설명된 것이고, 비교되는 조성물(실시 예 1)은 종래 기술에 따라 획득한 것이다.

상기 모든 벨트들은 한 가지 조성의 HNBR을 구성하는 몸체 혼합물을 포함하고, 상기 과정에 따라 그리고 유럽등록특허 제1157813호에 설명된 재료들로 만들어진다.

수행된 상기 테스트들은 본 발명에 따라 수득되는 처리제들이 벨트들로 하여금 화학 물질들 특히, 휘발유, 디젤 오일, 자동차 오일 또는 산성액에 대한 더 나은 온도 저항성을 획득하도록 하는 것을 나타낸다.

놀랍게도, 본 발명에 따른 처리제는 대기 중에서 온도 에이징 이후에도 원래의 기계적 특성이 우수하게 유지되면서, 상기 벨트들이 오일조 내에서 사용되거나 오일과 직접 접촉하도록 사용되는 경우 휘발유를 흡수하여 발생하는 스웰링을 감소시킬 수 있고, 오일 흡수에 따라 벨트들의 폭을 넓히는 데 있어서 제약이 발생할 가능성을 감소시킬 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 도표는 스웰링 및 오일의 흡수에 따른 벨트들의 폭에 대한 변화(vibration)를 나타낸다. 상기 벨트들은 유럽등록특허 제1735543호에 설명된 것처럼 고온(140℃)에서 25%의 휘발유로 혼합된 오일에서 표준 내구성 테스트에 의해 테스트되었다.

상기 테스트들을 수행하기 위해 자동차에서 사용하는 표준 폭을 갖는 벨트들은 오일이 상기 벨트 상에 직접적으로 튜브를 통해 뿌려지는 구동 풀리, 종동 풀리, 및 텐셔너를 포함하는 제어 시스템에 설치되었다.

상기 테스트들이 수행된 조건들이 표 3에 주어져 있다.

벨트의 형태	Dayco 122RPP+150
엔진 회전수	6000 rpm
부하	40 N/mm
오일 온도	140℃
오일의 유량	22 l/h
구동 풀리의 톱니수	22
종동 풀리의 톱니수	44
텐셔너의 지름	47 mm

다른 처리제들의 작용과 비교하기 위해, 상기 테스트는 5천만 번의 반복 후에 중단된다.

BIANCA STD에 나타난 종래 기술에 따라 획득한 비교 대상의 처리제들은 휘발유와 혼합된 오일의 침투에 대해 부족한 보호성을 나타내며, 이로써 상기 벨트가 스웰링되는 결과 즉, 폭이 14.5%까지 증가하고 벨트 자체의 내구연한이 단축되는 결과를 가져온다.

플루오르화 탄성중합체를 포함하는 표 1에 나타난 본 발명에 따라 획득한 모든 처리제들은 9.5%를 초과하지 않는 파라미터의 확실한 증가를 보여준다. 상기 값은 벨트 수명을 매우 증가시킨다.

실시 예 13-15

벨트들에 대해 커버 섬유를 처리하기 위해 사용된 혼합물 상에 직접적으로 스웰링의 정도를 보여주고 있다.

전체적으로 HNBR로 만들어진 톱니 벨트들을 위한 커버 섬유를 처리하기 위해 사용된 기지의 혼합물은, 플루오르화 탄성중합체로 만들어진 섬유-처리제 혼합물과 비교되는데, 상기 섬유-처리제 혼합물은 표 4에 나타난 것과 같이, FKM으로 나타난 벨트에 대해 플루오르화 탄성중합체의 100 phr, 및 FKM/HNBR로 나타난 상기 벨트에 대해 ZSC의 30 phr과 플루오르화 탄성중합체의 70 phr을 갖는다.

표 4는 플루오르화 탄성중합체를 포함하는 섬유-처리 혼합물의 조성을 나타낸다.

	FKM		FKM/HNBR
	중량%	phr	중량%	phr
P757/30M	77.88	100	54.95	70
ZSC 2095	0	0	23.55	30
TRIGONOX 101-45B-p	2.65	3.4	2.67	3.4
TAIC M-70	3.89	5	3.14	4
IRMAX FLOFORM MT 990	15.58	20	15.7	20

세 가지 혼합물 모두에 대해 순수한 휘발유에서 에이징 테스트가 수행되고, 상기 혼합물의 스웰링에 대한 부피 비율이 24, 72 및 168 시간 경과 후 측정되었으며, 표 5에 그 값들을 나타냈으며 또한, 도 7의 도표 2에 나타냈다.

휘발유 내에서 에이징 (시간) - 벨트 몸체
	24 h	72 h	168h
HNBR	41.49	41.49	33.94
HNBR/FKM	7.79	14.51	16.74
FKM	0.56	2.06	2.32

본 발명에 따라 만들어진 톱니 벨트들을 위한 커버 섬유를 처리하고 플루오르화 탄성중합체를 다른 비율로 포함하는 혼합물의 스웰링 값들이 상기 비교 대상의 혼합물들보다 더욱 낮은 스웰링 정도를 얼마나 나타내는지를 주목할만하다.

실시 예 16-18

다음 단계는 상기 벨트들에 대한 몸체 혼합물로서 사용된 혼합물들 상에 직접적으로 스웰링하는 정도를 확인하는 것이다.

표 6에서 플루오르화 탄성중합체를 포함하는 벨트들의 몸체 혼합물의 조성이 나타나 있고, 이는 전체적으로 HNBR로 만들어진 “HNBR”(표 1에 BIANCA STD로 지시된)로 나타낸 혼합물과 비교된다.

표 6은 몸체 혼합물의 조성을 나타낸다.

예제	FKM-몸체		FKM/HNBR-몸체
	중량%	phr	중량%	phr
DAI-EL G-801	69.69	100	48.81	70
ZSC 2095	0	0	20.92	30
TRIGONOX 101-45B-p	2.09	3	2.37	3.4
TAIC-50	2.09	3	1.39	2
HALLBOND RX-13946-D	1.74	2.5	2.09	3
IRMAX FLOFORM MT990	13.94	20	13.95	20
TECHNORA ZCF 1-12T323 SB	10.45	15	10.46	15

세 혼합물들 모두는 순수한 휘발유 내에서 에이징 테스트를 거치고, 상기 혼합물들의 스웰링의 정도는 표 7에 나타난 부피 비율로 값들을 얻기 위해 168, 330 및 500시간 후에 측정되었으며, 도 8의 도표 3에 나타나있다.

휘발유 내에서 에이징 (hours) - 섬유 처리제
혼합물	168h	330h	500h
HNBR	34.63	31.69	29.69
HNBR/FKM	19.59	19.83	19.13
FKM	12.60	15.00	13.86

또한 이 경우 플루오르화 탄성중합체를 포함하는 몸체 혼합물들의 스웰링의 값이 비교 대상의 혼합물에 대한 값보다 얼마나 더 작은지는 주목할만하다.

실시 예 18-21

상기 벨트들의 스웰링의 정도에 대한 효과는 상기 벨트들이 엔진 블록 내에서 오일과 직접 접촉하거나 오일에 부분적으로 담겨진 상태로 작용하는 시스템에서 평가된다.

도 6의 도표에서처럼, 상기 벨트들이 25 중량%의 휘발유로 혼합된 고온(140℃)의 오일 내에서 내구성 테스트를 거칠 때, 즉, 벨트들이 전체적으로 HNBR로 만들어진 몸체 혼합물을 포함할 때(HNBR의 100 phr를 갖는 “비교대상 HNBR”로, FKM 70 phr 및 HNBR 30 phr로 만들어진 몸체 혼합물을 포함하는 벨트, 및 최종적으로 FKM 100 phr의 몸체 혼합물을 포함하는 벨트로 나타내는), 표 6의 벨트들의 폭에 있어서 변화를 보인다. 이러한 실시 예들에서 비교 대상을 분명하게 하기 위해, 상기 벨트들은 유럽등록특허 제1157813호에서 개시된 종래기술, 즉 플루오르화 탄성중합체가 없는 것에 따른 하나의 코팅 처리제를 제공한다.

테스트가 진행되는 조건들은 실시 예 6-12의 벨트들의 스웰링의 정도를 계산하기 위한 이전 테스트 방법과 동일하다. 또한 이 경우에 있어서, 상기 다른 처리제들의 거동과 비교하기 위해 상기 테스트는 5천만 번의 반복 후에 중지된다.

플루오르화 탄성중합체를 포함하는 몸체 혼합물을 갖는 상기 벨트들은 스웰링의 정도가 4.5%를 초과하지 않도록 더 작은 수준으로 분명히 개선될 수 있게 한다. 상기 값은 상기 벨트의 수명을 크게 증가시키는 결과를 가져온다.

도 9는 플루오르화 탄성중합체를 포함하는 몸체 혼합물을 갖는 벨트들이 벨트의 폭을 좀더 넓게 하고 오일 내에서 스웰링의 정도를 낮게 하는 것을 보여주는 상기 테스트들의 결과에 대한 도표를 나타낸다. 상기 벨트들이 오일과 직접 접촉하거나 오일에 부분적으로 담겨진 시스템에서 사용될 때, 상기 벨트들은 좀 더 긴 수명을 갖게 될 것이다.

Claims

제1 처리제로 처리된 섬유(5)로 덮여진 작동 표면(4)을 포함하는 제1 탄성중합체 재료로 만들어진 몸체(2)를 포함하는 구동 벨트에 있어서, 상기 제1 처리제는 적어도 하나의 플루오르화 탄성중합체를 포함하는 코팅을 제공하는 것을 특징으로 하는 벨트.
제1항에 있어서, 상기 제1 처리제는,
a)상기 처리제에서 상기 탄성중합체들의 총 중량에 대해, 나이트릴기를 포함하는 모노머 및 다이엔 모노머로부터 시작하여 수득된 제2 탄성중합체 재료의 0 중량% 내지 95 중량%;
b)상기 처리제에서 상기 탄성중합체들의 총 중량에 대해, 플루오르화 탄성중합체의 5 중량% 내지 100 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리제는 내마찰제를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플루오르화 탄성중합체가 100 중량%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 벨트.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 탄성중합체 재료가 5 중량% 내지 95 중량% 사이 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 벨트.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 탄성중합체 재료가 상기 플루오르화 탄성중합체에 대해 1:3 내지 3:1 사이 중량비로 존재하는 것을 특징으로 하는 벨트.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내마찰제는 플루오르화 플라스토머, 몰리브데넘 설파이드, 흑연, 구리 가루로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 벨트.
제7항에 있어서, 상기 내마찰제는 상기 플루오르화 탄성중합체 및 상기 제2 탄성중합체 재료의 중량의 합에 대해 5 중량% 내지 200 중량% 사이의 양으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 벨트.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 내마찰제는 상기 플루오르화 탄성중합체 및 상기 제2 탄성중합체 재료의 중량의 합에 대해 70 중량% 내지 150 중량% 사이의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 벨트.
제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 탄성중합체 재료는 HNBR, XHNBR 또는 이들의 혼합물들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 벨트.
제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 탄성중합체 재료가 불포화 카복실산염으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 벨트.
제11항에 있어서, 상기 불포화 카복실산염은 폴리메타크릴산 또는 폴리아크릴산의 아연염인 것을 특징으로 하는 벨트.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트.
제13항에 있어서, 상기 경화제는 퍼옥사이드(peroxide)인 것을 특징으로 하는 벨트.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 제1 처리제 및 제2 처리제로 처리되는 것을 특징으로 하는 벨트.
제15항에 있어서, 상기 제1 처리제가 플루오르화 탄성중합체를 포함하는 조성물로 수행되고 제2 처리제는 플루오르화 플라스토머를 포함하는 조성물로 수행되는 것을 특징으로 하는 벨트.
제16항에 있어서, 상기 제2 처리제들은 다이엔 모노머 및 나이트릴기를 포함하는 모노머로부터 시작하여 수득한 제2 탄성중합체 재료를 아연 메타크릴레이트와 함께 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트.
제17항에 있어서, 상기 제2 처리제들이 플루오르화 탄성중합체를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 벨트.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 탄성중합체 재료는 섬유들을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트.
제19항에 있어서, 상기 섬유들은 1 중량% 내지 20 중량% 사이의 중량 비율로 상기 제1 탄성중합체 재료에 존재하는 것을 특징으로 하는 벨트.
제20항에 있어서, 상기 섬유는 5 중량% 내지 15 중량% 사이의 중량 비율로 상기 제1 탄성중합체 재료에 존재하는 것을 특징으로 하는 벨트.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 탄성중합체 재료는 플루오르화 탄성중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트.
제22항에 있어서, 상기 제1 탄성중합체 재료가 95 중량% 이상의 상기 플루오르화 탄성중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트.
제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 플루오르화 탄성중합체는 5 내지 95 phr 사이의 양으로 상기 몸체에 존재하는 것을 특징으로 하는 벨트.
제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 탄성중합체 재료는 나이트릴기를 함유하는 모노머 및 다이엔 모노머로부터 시작하여 수득한 하나 이상의 공중합체들의 혼합물을 포함하고, 여기에서 나이트릴기를 함유하는 상기 모노머들은 최종 공중합체들의 총합에 대해 33 중량% 내지 49 중량% 사이의 중량 비율로 존재하는 것을 특징으로 하는 벨트.
제25항에 있어서, 상기 플루오르화 탄성중합체는 나이트릴기를 함유하는 모노머 및 다이엔 모노머로부터 시작하여 수득한 상기 하나 이상의 공중합체들의 혼합물에 대해 1:3 내지 3:1 사이의 중량비로 상기 몸체에 존재하는 것을 특징으로 하는 벨트.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벨트는 톱니 벨트인 것을 특징으로 하는 벨트.
플루오르화 탄성중합체를 포함하는 구동 벨트의 섬유를 보호하는 코팅 처리제.
구동 풀리, 종동 풀리, 톱니 벨트(1) 및 상기 벨트가 지속적으로 오일과 접촉하도록 설계된 수단 중 적어도 하나를 포함하고; 상기 벨트는 섬유로 덮인 작동 표면(4) 및 몸체(2)를 포함하며, 상기 섬유는 처리제로 처리되는 자동차용 분배-제어 시스템으로서, 상기 처리제는 플루오르화 탄성중합체를 포함하는 조성물로 수행되는 것을 특징으로 하는 시스템.
벨트의 섬유 보호를 위한 코팅 처리제에서 플루오르화 탄성중합체의 용도.
톱니 벨트(1)가 지속적으로 오일과 접촉하거나 부분적으로 오일에 담겨지는 시스템에 있어서 상기 톱니 벨트의 몸체 혼합물에서의 플루오르화 탄성중합체의 용도.
톱니 벨트가 오일과 직접 접촉하거나 부분적으로 오일에 담겨지는 시스템에 있어서, 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 따른 벨트의 용도.
제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 따른 벨트의 생산 공정에 있어서, 상기 작동 표면의 커버 섬유를 적어도 하나의 플루오르화 탄성중합체를 포함하는 처리제들로 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트의 생산 공정.