KR20110080168A

KR20110080168A - 마찰전동벨트

Info

Publication number: KR20110080168A
Application number: KR1020117011303A
Authority: KR
Inventors: 에이지로 나카시마; 시게키 오쿠노
Original assignee: 반도 카가쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2008-10-23
Filing date: 2009-10-06
Publication date: 2011-07-12
Also published as: US20110218069A1; CN102203455B; KR101598509B1; US8882621B2; DE112009002575T5; WO2010047051A1; JPWO2010047051A1; JP5704752B2; CN102203455A

Abstract

마찰전동벨트(B)는 벨트 폭방향으로 피치를 갖는 나선을 형성하도록 심선(16)이 매설된 접착 고무층(11)과, 접착 고무층(11)의 벨트 내면측에 형성된 풀리 접촉부인 압축 고무층(12)과, 접착 고무층(11)의 벨트 외면측에 형성된 벨트 배면부인 배면 고무층(17)을 갖는다. 접착 고무층(11)을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층(17)을 형성하는 고무 조성물에 대한, 벨트 길이방향에 있어서 JIS K 6251에 준하여 분위기온도 25℃ 하에서 측정되는 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.77 이상이다.

Description

마찰전동벨트{FRICTION TRANSMISSION BELT}

본 발명은, 벨트 폭방향으로 피치를 갖는 나선을 형성하도록 심선이 매설된 접착 고무층과, 그 벨트 내면측에 형성된 풀리 접촉부인 압축 고무층과, 접착 고무층의 벨트 외주측에 형성된 벨트 배면부인 배면 고무층을 갖는 마찰전동벨트에 관한 것이다.

V리브드 벨트 등의 마찰전동벨트는, 일반적으로 심선이 매설된 접착 고무층과 풀리 접촉부인 압축 고무층과의 적층구조로 구성된다.

특허문헌 1에는, 접착 고무층과 압축 고무층과의 계면에서는 벨트가 인장되거나 굽힘 힘을 받으면 이 계면의 특정부분으로 응력이 집중되어 벨트에 균열(Clack)이 발생하는 원인이 되므로, 접착 고무층과 압축 고무층과의 탄성률 차를 작게 하기 위하여, 접착 고무층에 아라미드 섬유, 면 또는 실크로 이루어지는 연축(Fibrilation)된 단섬유를 배합하는 기술이 개시되어 있다.

또 접착 고무층 외측에 고무 조성물의 벨트 배면부를 적층함으로써, 벨트 배면부에 의한 전동능력이 높여지는 것이 알려져 있다.

특허문헌 2에는, V리브드 벨트의 배면 고무층에 횡단면이 편평한 모노필라멘트를 매설하는 기술이 개시되어 있으며, 이로써 V리브의 홈 부분에서 리브 고무가 세로방향으로 쪼개지는 것을 방지할 수 있다고 기재되어 있다.

일본 특허공개 평성 10-103413호 공보 일본 특허공개 평성 7-269658호 공보

벨트 배면을 배면 고무층으로 피복한 마찰전동벨트는, 접착 고무층과 배면 고무층에서 탄성률이 다르므로, 벨트가 인장되거나 굽힘 힘을 받으면 접착 고무층과 배면 고무층 계면의 특정부분으로 응력이 집중되고, 이 때문에 벨트의 배면 고무층에 균열(Clack)이 발생하거나, 심선과 접착 고무층이 박리(Separation)되거나 하는 문제가 있다.

이러한 문제에 대한 종래 대책의 하나로서, 벨트의 배면 고무층에 단섬유를 적절하게 혼입하고 탄성률을 조정하여, 접착 고무층 및 배면 고무층을 형성하는 각 고무 조성물의 탄성률 차를 작게 하는 기술이 알려져 있다.

상기의 배면 고무층에 단섬유를 혼입하는 방법에서는, 단섬유를 일방향으로 배향시키기 위하여 배면 고무시트에 조인트부가 형성되며, 이 조인트부 주변에서는 배면 고무층의 두께가 균일하지 않으며, 배면 고무층 표면에 요철이 존재한다. 따라서 벨트 배면에서 마찰전동을 행하면, 조인트부의 단차에서 소음이 발생하며, 또 조인트부가 집중적으로 부하를 받으므로, 배면 고무층이 박리되는 원인으로도 된다. 또한 배면 고무층이 얇은 층이기 때문에 단섬유의 분산이 나빠, 벨트의 내구성 저하 요인이 된다.

본 발명의 목적은, 벨트 배면을 배면 고무층으로 피복한 마찰전동벨트에 있어서, 인장되거나 굽힘 힘을 받아도 균열이나 박리의 발생이 일어나기 어려운 내구성이 우수한 마찰전동벨트를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명의 마찰전동벨트는, 벨트 폭방향으로 피치를 갖는 나선을 형성하도록 심선이 매설된 접착 고무층과, 이 접착 고무층의 벨트 내면측에 형성된 풀리 접촉부인 압축 고무층과, 이 접착 고무층의 벨트 외주측에 형성된 벨트 배면부인 배면 고무층을 갖는 것으로, 상기 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 상기 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한, 벨트 길이방향에 있어서 JIS K 6251에 준하여 분위기온도 25℃ 하에서 측정되는 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.77 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 마찰전동벨트는, 상기 배면 고무층의 두께가 0.3㎜∼0.5㎜인 것이라도 된다.

본 발명의 마찰전동벨트는, 상기 배면 고무층에 단섬유가 포함되지 않는 것이라도 된다.

본 발명에 의하면, 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한, 분위기온도 25℃ 하에서 측정되는 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.77 이상이므로, 접착 고무층과 배면 고무층과의 계면의 특정부분으로 응력이 집중됨으로 인한 균열이나 박리의 발생을 효과적으로 억제할 수 있으며, 우수한 내구성을 얻을 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 관한 V리브드 벨트의 사시도이고,
도 2는 V리브드 벨트의 제조방법을 나타내는 설명도이고,
도 3은 보기 구동 벨트전동장치의 풀리 배치를 나타내는 도면이고,
도 4는 시험평가 1에서의 벨트주행 시험기의 풀리 배치도이고,
도 5는 시험평가 2에서의 벨트주행 시험기의 풀리 배치도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은, 본 실시형태에 관한 V리브드 벨트(B)를 나타낸다. 이 V리브드 벨트(B)는, 예를 들어 자동차 엔진룸 내의 보기 구동 벨트전동장치에 이용되는 것이며, 벨트 둘레길이 700㎜∼3000㎜, 벨트 폭 10㎜∼30㎜, 및 벨트 길이 4.0㎜∼5.0㎜로 형성된다.

이 V리브드 벨트(B)는 벨트 중간부의 접착 고무층(11), 벨트 내주측의 압축 고무층(12), 및 벨트 외주측의 배면 고무층(17)의 3층으로 구성된 V리브드 벨트 본체(10)를 구비한다. 또 접착 고무층(11)에는 벨트 폭방향으로 피치를 갖는 나선을 형성하도록 심선(16)이 매설된다.

접착 고무층(11)은 단면이 가로로 긴 사각형의 띠형으로 형성되며, 예를 들어 두께 1.0㎜∼2.5㎜로 형성된다. 접착 고무층(11)은 원료고무 성분에 각종 배합제가 배합된 고무 조성물에 의해 형성된다. 접착 고무층(11)을 형성하는 고무 조성물의 원료고무 성분으로서는, 예를 들어 에틸렌프로필렌 고무(EPR)나 에틸렌 프로필렌디엔 모노머 고무(EPDM) 등의 에틸렌-α-올레핀 탄성체, 클로로플렌 고무(CR), 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM), 수소첨가 아크릴니트릴 고무(H-NBR) 등을 들 수 있다. 이들 중, 환경에 대한 배려나 내마찰성, 내균열성 등 성능의 관점에서, 에틸렌-α-올레핀 탄성체가 바람직하다. 배합제로는, 예를 들어 가교제(예를 들어 황, 유기과산화물), 노화방지제, 가공보조제, 가소제, 카본블랙 등의 보강제, 충전제 등을 들 수 있다. 또, 접착 고무층(11)을 형성하는 고무 조성물은, 원료고무 성분에 배합제가 배합되어 혼련된 미가교 고무 조성물을 가열 및 가압하여 가교제에 의해 가교시킨 것이다.

압축 고무층(12)은 접착 고무층(11)의 벨트 내주측에 형성됨과 더불어, 벨트 내주측으로 늘어지는 복수의 V리브(13)를 가지며, 풀리 접촉부분을 구성한다. 이들 복수의 V리브(13)는, 각각이 벨트 길이방향으로 이어지는 단면이 거의 삼각형의 돌기로 형성됨과 더불어, 벨트 폭방향으로 병렬로 형성된다. 각 V리브(13)는, 예를 들어 리브 높이가 2.0㎜∼3.0㎜, 바닥 단부 사이의 폭이 1.0㎜∼3.6㎜로 형성된다. 또 리브 수는, 예를 들어 3∼6 개이다(도 1에서 리브 수는 6).

압축 고무층(12)은, 원료고무 성분에 각종 배합제가 배합된 고무 조성물로 형성된다. 압축 고무층(12)을 형성하는 고무 조성물의 원료고무 성분으로는, 예를 들어 에틸렌 프로필렌 고무(EPR)나 에틸렌 프로필렌디엔 모노머 고무(EPDM) 등의 에틸렌-α-올레핀 탄성체, 클로로프렌 고무(CR), 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM), 수소첨가 아크릴니트릴 고무(H-NBR) 등을 들 수 있다. 이들 중, 환경에 대한 배려나 내마찰성, 내균열성 등 성능의 관점에서, 에틸렌-α-올레핀 탄성체가 바람직하다. 원료고무 성분이 에틸렌-α-올레핀 탄성체인 경우에는, 에틸렌 결정성이 높은 것을 이용하거나, 결정성 폴리머와 비결정성 폴리머를 혼합하여 병용함으로써, 마찰계수, 내마찰성, 내점착 마모성을 조정할 수 있다. 배합제로는, 예를 들어 가교제(예를 들어 황, 유기과산화물), 노화방지제, 가공보조제, 가소제, 카본블랙 등의 보강제, 단섬유(14) 등을 들 수 있다. 또, 압축 고무층(12)을 형성하는 고무 조성물은, 원료고무 성분에 배합제가 배합되어 혼련된 미가교 고무 조성물을 가열 및 가압하여 가교제에 의해 가교시킨 것이다.

압축 고무층(12)을 형성하는 고무 조성물에는 단섬유(14)가 배합되는 데, 이 단섬유(14)는 벨트 폭방향으로 배향하도록 배치된다. 단섬유(14) 중 일부는 풀리 접촉부분 표면, 즉 V리브(13) 표면에 분산되어 노출된다. V리브(13) 표면에 분산되어 노출된 단섬유(14)는, V리브(13) 표면에서 돌출되어도 된다.

단섬유(14)는, 예를 들어 레조르신포르말린 라텍스 수용액(이하, "RFL수용액"이라 함) 등에 담근 후 가열하는 접착처리가 실시된 장섬유를 길이방향을 따라 소정 길이로 절단하여 제조된다. 단섬유(14)는, 예를 들어 길이가 0.2㎜∼5.0㎜이다. 단섬유(14)는, 예를 들어 섬유 지름이 10㎛∼50㎛이다. 그리고 단섬유(14)는, 고무성분 100질량부에 대한 배합량이 50질량부 이하이다.

접착 고무층(11)과 압축 고무층(12)은 별개의 고무 조성물로 형성되어도 되며, 또 똑같은 고무 조성물로 형성되어도 된다.

배면 고무층(17)은 시트상으로 형성되고, 접착 고무층(11)의 벨트 외주측에 배치되며, 벨트 배면부를 구성한다. 배면 고무층(17)은, 예를 들어 두께 0.3㎜∼0.8㎜로 형성되며, 보다 바람직하게는 0.3㎜∼0.5㎜이다. 배면 고무층(17)은 원료 고무성분에 각종 배합제가 배합된 고무 조성물로 형성된다. 배면 고무층(17)을 형성하는 고무 조성물의 원료 고무성분으로는, 예를 들어 에틸렌 프로필렌 고무(EPR)나 에틸렌 프로필렌디엔 모노머 고무(EPDM) 등 에틸렌-α-올레핀 탄성체, 클로로프렌 고무(CR), 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM), 수소첨가 아크릴니트릴 고무(H-NBR) 등을 들 수 있다. 이들 중, 환경에 대한 배려나 내마찰성, 내균열성, 내점착 마모성 등 성능의 관점에서, 에틸렌-α-올레핀 탄성체가 바람직하다. 배합제로는, 예를 들어 가교제(예를 들어, 황, 유기과산화물), 노화방지제, 가공보조제, 가소제, 카본블랙 등의 보강제, 충전제 등을 들 수 있다. 배면 고무층(17)을 형성하는 고무 조성물에는, 압축 고무층(12)을 형성하는 고무 조성물과 마찬가지로 단섬유(14)가 포함되어도 되며, 또 이러한 단섬유(14)가 포함되지 않아도 되는 등, 어느 경우라도 되나, 균열이나 박리의 발생을 억제하는 관점에서 후자가 바람직하다. 여기서 배면 고무층(17)을 형성하는 고무 조성물은, 원료 고무성분에 배합제가 배합되어 혼련된 미가교 고무 조성물을 가열 및 가압하여 가교제에 의해 가교시킨 것이다.

접착 고무층(11)과 배면 고무층(17)은, 전자가 후자보다 벨트 길이방향의 탄성률이 높은 고무 조성물로 형성되며, 더욱이 전자를 형성하는 고무 조성물의, 후자를 형성하는 고무 조성물에 대한, 벨트 길이방향에 있어서 JIS K 6251에 준하여 분위기온도 25℃ 하에서 측정되는 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.77 이상이다.

여기서 JIS K 6251에 준하여 분위기온도 25℃ 하에서 측정되는 10％ 신장 시의 인장응력(M₁₀)(MPa)은, 10％ 신장 시의 인장력을 F₁₀(N) 및 신장 전의 시험편의 단면적(A(㎟))으로 하여, M₁₀＝F₁₀/A로 정의된다.

심선(16)은, 폴리에스테르 섬유(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 섬유(PEN), 아라미드 섬유, 비닐론 섬유 등의 연사(撚絲)(16`)로 구성된다. 심선(16)은, V리브드 벨트 본체(10)에 대한 접착성을 부여하기 위하여, 성형가공 전에 RFL수용액에 담근 후 가열하는 접착처리 및/또는 고무풀에 담근 후에 건조시키는 접착처리가 실시된다.

다음에, 상기 V리브드 벨트(B)의 제조방법을 도 2에 기초하여 설명한다.

V리브드 벨트(B)의 제조에서는, 바깥둘레에, 벨트 배면을 소정 형상으로 형성하는 형성 면을 갖는 내측 금형과, 안둘레에, 벨트 내측을 소정 형상으로 형성하는 형성 면을 갖는 고무 슬리브가 이용된다.

먼저, 내측 금형의 바깥둘레에 배면 고무층(17)을 형성하기 위한 미가교 고무시트(17b')를 감은 후, 그 위에, 접착 고무층(11)의 바깥둘레 부분(11b)을 형성하기 위한 미가교 고무시트(11b')를 감는다.

이어서 그 위에, 심선(16)이 될 연사(16`)를 나선형으로 감은 후, 그 위에, 접착 고무층(11)의 내측(11a)을 형성하기 위한 미가교 고무시트(11a`)를 감고, 다시 그 위에, 압축 고무층(12)을 형성하기 위한 미가교 고무시트(12`)를 감는다.

그 후, 내측 금형의 성형체에 고무 슬리브를 씌우고, 이를 성형가마에 세팅하여, 내측 금형을 고열의 수증기 등으로 가열함과 동시에 고압을 걸어, 고무 슬리브를 반지름방향 안쪽으로 누른다. 이때, 원료고무 성분이 유동되는 동시에 가교반응이 진행되며, 이와 더불어 연사(16`)의 고무로의 접착반응도 진행된다. 그리고, 이로써 통모양의 벨트 슬래브(Slab)(벨트본체 전구체)가 형성된다.

그리고 내측 금형으로부터 벨트 슬래브를 분리하고, 이를 길이방향으로 여러 개로 분할한 후, 각각의 바깥둘레를 연삭 숫돌로 연삭 절삭하여 V리브(13), 즉 풀리 접촉부분을 형성한다. 이때, 풀리 접촉부분 표면에 노출되는 단섬유(14)는, 풀리 접촉부분 표면, 즉 V리브(13) 표면에서 돌출된 형태로 되어도 된다.

마지막에, 분할되고 바깥둘레에 V리브(13)가 형성된 벨트 슬래브를 소정 폭으로 절단하여 각각의 표리를 바꿈으로써 V리브드 벨트(B)가 얻어진다.

이어서, 상기 V리브드 벨트(B)를 이용한 자동자의 엔진룸 내에 설치되는 보기 구동 벨트전동장치(30)에 대하여 설명한다.

도 3은, 이 보기 구동 벨트전동장치(30)의 풀리 배치를 나타낸 것이다. 이 보기 구동 벨트전동장치(30)는, 4개의 리브 풀리 및 2개의 평 풀리의 6개 풀리에 감긴 서펜타인 구동(Surpentine drive) 방식의 것이다.

이 보기 구동 벨트전동장치(30)의 배치는, 최상위치의 파워스티어링 풀리(31), 그 파워스티어링 풀리(31) 하방에 배치된 AC 제너레이터 풀리(32), 파워스티어링 풀리(31)의 좌측 하방에 배치된 평 풀리인 텐셔너 풀리(33), 이 텐셔너 풀리(33) 하방에 배치된 평 풀리인 물펌프 풀리(34), 텐셔너 풀리(33)의 좌측 하방에 배치된 크랭크축 풀리(35), 및 이 크랭크축 풀리(35)의 우측 하방에 배치된 에어컨 풀리(36)로 구성된다. 이들 중, 평 풀리인 텐셔너 풀리(33) 및 물펌프 풀리(34) 이외는 모두 리브 풀리이다. 그리고 V리브드 벨트(B)는, V리브(13) 쪽이 접촉되도록 파워스티어링 풀리(31)에 감긴 다음에, 벨트 배면이 접촉되도록 텐셔너 풀리(33)에 감긴 후, V리브(13) 쪽이 접촉되도록 크랭크축 풀리(35) 및 에어컨 풀리(36)에 차례로 감기며, 또 벨트 배면이 접촉되도록 물펌프 풀리(34)에 감기고, 그리고 V리브(13) 쪽이 접촉되도록 AC 제너레이터 풀리(32)에 감겨, 마지막에 파워스티어링 풀리(31)로 되돌아오도록 배치된다.

이상과 같은 구성의 V리브드 벨트(B)에 의하면, 접착 고무층(11)을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층(17)을 형성하는 고무 조성물에 대한, 분위기온도 25℃ 하에서 측정되는 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.77 이상이므로, 접착 고무층(11)과 배면 고무층(17)과의 계면의 특정부분으로 응력이 집중됨으로 인한 균열이나 박리의 발생을 효과적으로 억제할 수 있어, 우수한 내구성을 얻을 수 있다.

본 실시형태에서는 V리브드 벨트(B)로 하나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 그 밖의 로우에지형 V벨트라도 된다.

[시험평가 1]

이하, V리브드 벨트에 대하여 실시한 시험평가에 대하여 설명한다.

V리브드 벨트에 대하여, 접착 고무층 및 배면 고무층의 벨트 길이방향 탄성률의 대소, 그리고 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한, 분위기온도 25℃ 하에서 측정되는 10％ 신장 시의 인장응력 비와, 벨트 내구성과의 관계를 조사하는 목적으로 이하의 시험평가 1을 실시한다.

(접착고무 조성물의 구성)

이하의 접착고무<1> 및 접착고무<2>의 2종류의 접착고무 조성물을 혼련하여 조정한다. 상세한 구성은 표 1에도 나타낸다.

-접착고무<1>-

EPDM(1)(에틸렌프로필렌디엔 모노머 고무)(JSR사제 상품명:JSR EP33) 100질량부에 대해, 카본블랙 FEF(TOKAI CARBON사제 상품명:SEAST SO) 60질량부, 실리카(TOKUYAMA Corporation제 상품명:TOKUSIL GU) 30질량부, 파라핀계 오일(Japan Sun Oil Company, Ltd.제 상품명:SUNPAR 2280) 10질량부, 황(NIPPON KANRYU INDUSTRY CO., LTD.제 상품명:SEIMI SULFUR) 1.5질량부, 가교 촉진제(OUCHI SHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD.제 상품명:NOCCELER EP-50) 2질량부, 스테아린산(New JAPAN Chemical Co.,LTD.제 상품명:스테아린산 50S) 1질량부, 산화아연(Sakai Chemical Industry Co., Ltd.제 상품명:산화아연 3종) 5질량부, 점착 부여제(ZEON CORPORATION제, 상품명:QUINTONE A100) 5질량부, 노화방지제(1)(OUCHI SHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD.제 상품명:NOCRAC 224) 2질량부, 및 노화방지제(2)(OUCHI SHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD.제 상품명:NOCRAC MB) 1질량부를 배합하여 혼련한 미가교 고무 조성물을 접착고무<1>로 한다.

접착고무<1>를 캘린더 가공에 의해 두께 2.2㎜로 시트형상으로 한 것을 170℃ 및 20분의 조건으로 가교시켜 얻어진 가교 고무시트로부터, 캘린더 가공의 결방향이 길이방향, 즉 인장방향이 되도록 3호 아령을 천공시켜, JIS K 6251에 준하여 분위기온도 25℃ 하에서 인장시험을 실시한다. 10％ 신장 시의 인장응력은 2.25MPa이다.

-접착고무<2>-

EPDM(1) 100질량부에 대해, 카본블랙 FEF 65질량부, 실리카 21질량부, 파라핀계 오일 15질량부, 황 1.5질량부, 가교 촉진제 2질량부, 스테아린산 1질량부, 산화아연 5질량부, 점착 부여제 5질량부, 노화방지제(1) 2질량부, 및 노화방지제(2) 1질량부를 배합하여 혼련한 미가교 고무 조성물을 접착고무<2>로 한다.

접착고무<1>의 경우와 마찬가지로 측정한 10％ 신장 시의 인장응력은 1.61MPa이다.

[표1]

(배면고무 조성물의 구성)

이하의 접착고무<1>∼<10>의 10종류의 배면고무 조성물을 혼련 조정하였다. 상세한 구성은 표 2에도 나타낸다.

-배면고무<1>-

EPDM(2)(JSR사제 상품명:EP24) 100질량부에 대해, 카본블랙 FEF 80질량부, 황 1.5질량부, 가교 촉진제 4질량부, 스테아린산 1질량부, 및 산화아연 5질량부를 배합하여 혼련한 미가교 고무 조성물을 배면고무<1>로 한다.

배면고무<1>를 캘린더 가공에 의해 두께 2.2㎜로 시트형상으로 한 것을 170℃ 및 20분의 조건으로 가교시켜 얻어진 가교 고무시트로부터, 캘린더 가공의 결방향이 길이방향, 즉 인장방향이 되도록 3호 아령을 천공시켜, JIS K 6251에 준하여 분위기온도 25℃ 하에서 인장시험을 실시한다. 10％ 신장 시의 인장응력은 1.27MPa이다.

-배면고무<2>-

카본블랙 FEF의 배합량을 85질량부로 하며, 파라핀계 오일 8질량부를 배합한 것을 제외하고, 배면고무<1>와 동일 구성인 미가교 고무 조성물을 배면고무<2>로 한다.

배면고무<1>의 경우와 마찬가지로 측정한 10％ 신장 시의 인장응력은 1.11MPa이다.

-배면고무<3>-

카본블랙 FEF의 배합량을 70질량부로 한 것을 제외하고, 배면고무<1>와 동일 구성인 미가교 고무 조성물을 배면고무<3>로 한다.

배면고무<1>의 경우와 마찬가지로 측정한 10％ 신장 시의 인장응력은 1.06MPa이다.

-배면고무<4>-

추가로 파라핀계 오일을 4질량부 배합한 것을 제외하고, 배면고무<3>와 동일 구성인 미가교 고무 조성물을 배면고무<4>로 한다.

배면고무<1>의 경우와 마찬가지로 측정한 10％ 신장 시의 인장응력은 0.90MPa이다.

-배면고무<5>-

EPDM(3)(Thd Dow Chemical Company제 상품명:Nordel 4640) 100질량부에 대해, 카본블랙 FEF 65질량부, 파라핀계 오일 8질량부, 황 1.5질량부, 가교 촉진제 4질량부, 스테아린산 1질량부, 및 산화아연 5질량부를 배합하여 혼련한 미가교 고무 조성물을 배면고무<5>로 한다.

배면고무<1>의 경우와 마찬가지로 측정한 10％ 신장 시의 인장응력은 0.81MPa이다.

-배면고무<6>-

EPDM(4)(JSR사제 상품명:EP 21) 100질량부에 대해, 카본블랙 FEF 80질량부, 파라핀계 오일 4질량부, 황 1.5질량부, 가교 촉진제 4질량부, 스테아린산 1질량부, 및 산화아연 5질량부를 배합하여 혼련한 미가교 고무 조성물을 배면고무<6>로 한다.

배면고무<1>의 경우와 마찬가지로 측정한 10％ 신장 시의 인장응력은 1.76MPa이다.

-배면고무<7>-

카본블랙 FEF의 배합량을 85질량부로 한 것을 제외하고, 배면고무<5>와 동일 구성인 미가교 고무 조성물을 배면고무<7>로 한다.

배면고무<1>의 경우와 마찬가지로 측정한 10％ 신장 시의 인장응력은 1.08MPa이다.

-배면고무<8>-

파라핀계 오일의 배합량을 4질량부로 한 것을 제외하고, 배면고무<2>와 동일 구성인 미가교 고무 조성물을 배면고무<8>로 한다.

배면고무<1>의 경우와 마찬가지로 측정한 10％ 신장 시의 인장응력은 1.21MPa이다.

-배면고무<9>-

카본블랙 FEF의 배합량을 75질량부로 한 것을 제외하고, 배면고무<5>와 동일 구성인 미가교 고무 조성물을 배면고무<9>로 한다.

배면고무<1>의 경우와 마찬가지로 측정한 10％ 신장 시의 인장응력은 1.03MPa이다.

-배면고무<10>-

카본블랙 FEF의 배합량을 85질량부로 한 것을 제외하고, 배면고무<1>와 동일 구성인 미가교 고무 조성물을 배면고무<10>로 한다.

배면고무<1>의 경우와 마찬가지로 측정한 10％ 신장 시의 인장응력은 1.30MPa이다.

[표 2]

(시험평가(1)용 벨트)

이하의 실시예(1∼5) 및 비교예(1∼7)의 시험평가용 벨트를 제작한다.

<실시예 1>

상기 접착고무<1>로 접착 고무층을 형성하고, 상기 배면고무<1>로 배면 고무층을 형성한 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 실시예 1로 한다.

이 실시예 1은, 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.77이다.

그리고 압축 고무층(12)을 나일론 단섬유를 분산시켜 보강한 EDPM의 고무 조성물, 심선을 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유(PET)제 연사로 각각 구성하고, 벨트 둘레길이를 1210㎜, 벨트 폭을 10.68㎜ 및 벨트 두께를 4.3㎜로 하며, 그리고 리브 수를 3개로 한다. 또 배면 고무층의 두께를 0.5㎜로 한다.

<실시예 2>

상기 접착고무<1>로 접착 고무층을 형성하고, 상기 배면고무<2>로 배면 고무층을 형성한 것을 제외하여, 실시예 1과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 실시예 2로 한다.

이 실시예 2는, 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한 10％ 신장 시의 인장응력 비가 2.03이다.

<실시예 3>

상기 접착고무<1>로 접착 고무층을 형성하고, 상기 배면고무<3>로 배면 고무층을 형성한 것을 제외하여, 실시예 1과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 실시예 3으로 한다.

이 실시예 3은, 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한 10％ 신장 시의 인장응력 비가 2.12이다.

<실시예 4>

상기 접착고무<2>로 접착 고무층을 형성하고, 상기 배면고무<4>로 배면 고무층을 형성한 것을 제외하여, 실시예 1과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 실시예 4로 한다.

이 실시예 4는, 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.79이다.

<실시예 5>

상기 접착고무<2>로 접착 고무층을 형성하고, 상기 배면고무<5>로 배면 고무층을 형성한 것을 제외하여, 실시예 1과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 실시예 5로 한다.

이 실시예 5는, 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.99이다.

<비교예 1>

상기 접착고무<2>로 접착 고무층을 형성하고, 상기 배면고무<3>로 배면 고무층을 형성한 것을 제외하여, 실시예 1과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 비교예 1로 한다.

이 비교예 1은, 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.52이다.

<비교예 2>

상기 접착고무<2>로 접착 고무층을 형성하고, 상기 배면고무<6>로 배면 고무층을 형성한 것을 제외하여, 실시예 1과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 비교예 2로 한다.

이 비교예 2는, 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한 10％ 신장 시의 인장응력 비가 0.91이다.

<비교예 3>

상기 접착고무<2>로 접착 고무층을 형성하고, 상기 배면고무<7>로 배면 고무층을 형성한 것을 제외하여, 실시예 1과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 비교예 3으로 한다.

이 비교예 3은, 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.49이다.

<비교예 4>

상기 접착고무<2>로 접착 고무층을 형성하고, 상기 배면고무<8>로 배면 고무층을 형성한 것을 제외하여, 실시예 1과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 비교예 4로 한다.

이 비교예 4는, 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.33이다.

<비교예 5>

상기 접착고무<2>로 접착 고무층을 형성하고, 상기 배면고무<9>로 배면 고무층을 형성한 것을 제외하여, 실시예 1과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 비교예 5로 한다.

이 비교예 5는, 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.56이다.

<비교예 6>

상기 접착고무<1>로 접착 고무층을 형성하고, 상기 배면고무<10>로 배면 고무층을 형성한 것을 제외하여, 실시예 1과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 비교예 6으로 한다.

이 비교예 6은, 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.73이다.

<비교예 7>

상기 접착고무<1>로 접착 고무층을 형성하고, 상기 배면고무<6>로 배면 고무층을 형성한 것을 제외하여, 실시예 1과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 비교예 7로 한다.

이 비교예 7은, 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.28이다.

(시험평가방법)

도 4는, 시험평가 1에서 이용한 벨트주행 시험기(40)의 풀리 배치를 나타낸다.

이 벨트주행 시험기(40)는, 상하로 배치된 풀리 지름 120㎜의 대경(大徑) 리브 풀리(상측이 종동 풀리, 하측이 구동 풀리)(41, 42), 이들의 상하방향 중간 좌측에 배치된 풀리 지름 85㎜의 아이들러 풀리(43), 및, 마찬가지로 대경 리브 풀리(41, 42)의 상하방향 중간 우측에 배치된 풀리 지름 55㎜의 소경(小經) 리브 풀리(44)로 구성된다. 소경 리브 풀리(44)는 벨트 내측에 벨트 감김 각도가 90도가 되도록 각각 위치가 정해진다.

실시예(1∼5) 및 비교예(1∼7) 각각에 대하여, 3개의 리브 풀리(41, 42, 44) 및 아이들러 풀리(43)에 감음과 더불어, 559N의 사하중이 부하되도록 소경 리브 풀리(44)를 옆으로 당겨, 구동 풀리인 하측 리브 풀리(42)를 분위기온도 120℃ 하에서 회전수 4900rpm으로 시계방향으로 회전시킨다. 그리고 벨트에 균열 또는 박리가 발생하기까지의 시간을 측정하고, 그 시간을 벨트 내구 주행시간으로 한다.

(시험평가 결과)

표 3은 시험평가 1의 결과를 나타낸다.

[표 3]

표 3에 따르면, 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.77 이상인 실시예(1∼5)는, 비율이 1.77 미만인 비교예(1∼7)에 비해, 균열이나 박리가 발생하기까지의 시간이 현저하게 긴 것을 알 수 있다.

[시험평가 2]

V리브드 벨트의 배면 고무층의 두께와 벨트 내구성의 관계를 조사하는 목적으로 이하의 시험평가 2를 실시한다.

(시험평가(2)용 벨트)

이하의 실시예(6∼11)의 시험평가용 벨트를 제작한다.

<실시예 6>

상기 접착고무<1>로 접착 고무층을 형성하고, 상기 배면 고무<1>로 두께 0.3㎜의 배면 고무층을 형성한 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 실시예 6으로 한다.

이 실시예 6은, 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.77이다.

그 밖의 구성은 실시예 1과 동일하다.

<실시예 7>

배면 고무층의 두께를 0.4㎜로 한 것을 제외하고, 실시예 6과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 실시예 7로 한다.

<실시예 8>

배면 고무층의 두께를 0.5㎜로 한 것을 제외하고, 실시예 6과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 실시예 8로 한다.

<실시예 9>

배면 고무층의 두께를 0.6㎜로 한 것을 제외하고, 실시예 6과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 실시예 9로 한다.

<실시예 10>

배면 고무층의 두께를 0.7㎜로 한 것을 제외하고, 실시예 6과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 실시예 10으로 한다.

<실시예 11>

배면 고무층의 두께를 0.8㎜로 한 것을 제외하고, 실시예 6과 동일 구성의 V리브드 벨트를 제작하며, 이를 실시예 11로 한다.

(시험평가방법)

도 5는, 시험평가 2에서 이용한 벨트주행 시험기(50)의 배치를 나타낸다.

이 벨트주행 시험기(50)는, 상하로 배치된 풀리 지름 45㎜의 리브 풀리(상측이 텐션 풀리, 하측이 구동 풀리)(51, 52), 이들의 상하방향 중간 우측부근이며, 리브 풀리(51)의 우측 하방에 배치된 풀리 지름 40㎜의 아이들러 풀리(53), 그 아이들러 풀리(53)와 상하방향으로 나열되도록 리브 풀리(52)의 우측 상방에 배치된 풀리 지름 40㎜의 아리들러 풀리(54), 및 아이들러 풀리(53, 54)의 상하방향 중간의 우측에 배치된 풀리 지름 45㎜의 리브 풀리(55)(종동 풀리)로 구성된다. 아이들러 풀리(53)는, 벨트 외측에, 벨트 감김 각도가 90도이며, 감긴 V리브드 벨트가 수직방향 상방 및 수평방향 우측으로 연장되도록 각각 위치가 정해진다. 아이들러 풀리(53)와 마찬가지로, 아이들러 풀리(54)는, 벨트 외측에, 벨트 감김 각도가 90도이며, 감긴 V리브드 벨트가 수직방향 하방 및 수평방향 우측으로 연장되도록 각각 위치가 정해진다.

실시예(6∼11) 각각에 대하여, 3개의 리브 풀리(51, 52, 55) 및 2개의 아이들러 풀리(53, 54)에 감음과 더불어, 588N의 사하중이 부하되도록 리브 풀리(51)를 위로 당겨, 구동 풀리인 하측 리브 풀리(52)를 상온 하에서 회전수 5100rpm으로 시계방향으로 회전시킨다. 그리고 벨트 배면에 균열이 발생하기까지의 시간을 계측하고, 그 시간을 배면 균열 발생시간으로 한다. 그리고 벨트주행시간이 500시간을 초과한 시점에서 시험을 종료시킨다.

(시험평가 결과)

표 4는 시험평가 2의 결과를 나타낸다.

[표 4]

표 4에 따르면, 배면 고무층의 두께가 0.3㎜∼0.5㎜인 실시예(6∼8)는, 배면 고무층의 두께가 0.6㎜∼0.8㎜인 실시예(9∼11)에 비해, 배면 고무층에 균열이 발생하기까지의 시간이 길어지는 것을 알 수 있다.

[산업상 이용 가능성]

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 벨트 폭방향으로 피치를 갖는 나선을 형성하도록 심선이 매설된 접착 고무층과, 그 벨트 내면측에 형성된 풀리 접촉부인 압축 고무층과, 접착 고무층의 벨트 외주측에 형성된 벨트 배면부인 배면 고무층을 갖는 마찰전동벨트에 대하여 유용하다.

B : V리브드 벨트
10 : V리브드 벨트 본체
11 : 접착 고무층
12 : 압축 고무층
13 : V리브(풀리 접촉부분)
14 : 단섬유
16 : 심선
17 : 배면 고무층

Claims

벨트 폭방향으로 피치를 갖는 나선을 형성하도록 심선이 매설된 접착 고무층과, 이 접착 고무층의 벨트 내면측에 형성된 풀리 접촉부인 압축 고무층과, 이 접착 고무층의 벨트 외주측에 형성된 벨트 배면부인 배면 고무층을 갖는 마찰전동벨트에 있어서,
상기 접착 고무층을 형성하는 고무 조성물의, 상기 배면 고무층을 형성하는 고무 조성물에 대한, 벨트 길이방향에 있어서 JIS K 6251에 준하여 분위기온도 25℃하에서 측정되는 10％ 신장 시의 인장응력 비가 1.77 이상인 것을 특징으로 하는 마찰전동벨트.
청구항 1에 있어서,
상기 배면 고무층은 그 두께가 0.3㎜∼0.5㎜인 것을 특징으로 하는 마찰전동벨트.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 배면 고무층에는 단섬유가 포함되지 않는 것을 특징으로 하는 마찰전동벨트.