KR20130006687A

KR20130006687A - 엘리베이터용 로프

Info

Publication number: KR20130006687A
Application number: KR1020127029235A
Authority: KR
Inventors: 미치오 무라이; 아츠시 미츠이; 신야 나이토; 아츠시 후나다; 히로유키 나카가와; 리키오 곤도
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2013-01-17
Also published as: EP2578527B1; EP2578527A1; EP2578527A4; WO2011148469A1; CN102906000A; KR101425297B1; JP5409905B2; CN102906000B; JPWO2011148469A1

Abstract

본 발명의 엘리베이터용 로프는, 로프 본체, 및 해당 로프 본체의 외주를 피복하고, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머와 100℃ 이상 150℃ 이하의 융점을 가지는 마찰 안정제와 1분자 중에 이소시아네이트기를 2개 이상 가지는 이소시아네이트 화합물을 혼합한 수지 피복층 형성 조성물의 성형체로 이루어지는 수지 피복층을 구비하고 있다. 마찰 계수를 보다 안정시키기 위해서, 무기 충전재를 수지 피복층 형성 조성물에 더 혼합해도 괜찮다. 본 발명의 엘리베이터용 로프는, 온도나 미끄럼 속도에 의존하지 않고 안정된 마찰 계수를 가진다.

Description

엘리베이터용 로프{ROPE FOR ELEVATOR}

본 발명은, 엘리베이터에 이용되어, 엘리베이터 칸을 매다는 엘리베이터용 로프에 관한 것이다.

종래, 엘리베이터 장치에서는, 로프의 조기(早期)의 마모나 단선을 방지하기 위해, 로프 지름의 40배 이상의 직경을 가지는 쉬브(sheave)가 사용되고 있다. 이 때문에, 쉬브의 지름을 작게 하기 위해서는, 로프의 지름도 작게 할 필요가 있다. 그러나, 로프 개수를 바꾸지 않고 로프 지름을 작게 하면, 로프의 강도가 저하하고, 엘리베이터의 적재 가능 중량이 저하할 우려가 있다. 또, 로프 개수의 증가는, 엘리베이터 장치의 구성을 복잡하게 해 버린다. 게다가, 구동 쉬브의 지름을 작게 하면, 로프의 휨 피로 수명이 짧아져, 로프를 빈번히 교환할 필요가 있다.

이들의 문제를 해결하는 수단으로서, 강제 소선(素線)을 복수개 서로 꼬아 스트랜드(strand)를 구성하고, 이 스트랜드를 복수개 서로 꼬아 와이어 로프를 구성하며, 이 와이어 로프의 최외주(最外周)를 수지 재료로 피복한 로프를 이용하는 것이 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1을 참조). 이와 같은 로프를 이용한 엘리베이터는, 쉬브와 로프의 최외주를 구성하는 수지 재료와의 마찰력에 의해 구동된다. 이 때문에, 수지 재료의 마찰 특성을 안정시키거나, 향상시키거나 하는 것이 요구된다. 이에, 엘리베이터용 로프의 마찰 특성을 향상시키기 위해서, 왁스를 함유하지 않은 폴리우레탄 피복재로 피복한 로프를 이용하는 것이 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 2를 참조). 한편으로, 쉬브와 벨트와의 사이의 마찰 계수를 소정의 범위 내로 감소시키기 위해, 폴리에테르계 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머(polyurethane elastomer)에 함유량이 낮은 이소파라핀 왁스(isoparaffin wax)를 첨가한 것으로 피복한 플랫 벨트(flat belt)가 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 3을 참조). 게다가, 쉬브와 로프 또는 벨트와의 접촉면에 기름이 부착할 것 같은 상황에서도 마찰 계수가 큰 폭으로 떨어지지 않고 또한 슬라이딩에 의한 수지 피복체의 마모가 적은 로프 및 벨트를 얻기 위해, 수지 모재(母材)에 불용(不溶) 고체 첨가물 입자, 특히 쉬브의 표면 부재의 경도 보다도 큰 경도를 가지는 불용 고체 첨가물 입자를 혼합한 수지 피복체로 피복한 로프 및 벨트가 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 4를 참조).

일반적으로, 수지 재료의 마찰 계수는 미끄럼 속도나 온도에 크게 의존하는 것이 알려져 있다. 또한, 수지 재료의 동적 점탄성(粘彈性) 등의 점탄성 특성은, 그 속도 및 온도 의존성의 사이에 환산성(換算性, Williams-Landel-Ferry의 식(WLF 식))이 있는 경우도 알려져 있다. 게다가, 고무의 마찰인 경우에도 그 미끄럼 속도 및 온도에 대해서 동일한 환산성이 성립되기 때문에, 고무의 점탄성 특성이 그 고무의 마찰 특성에 관여하고 있는 것이 알려져 있다(예를 들면, 비특허 문헌 1을 참조).

특허 문헌 1 : 일본특허공개 2001－262482호 공보 특허 문헌 2 : 일본특허공표 2004－538382호 공보 특허 문헌 3 : 국제공개 제 2007／128622호 공보 특허 문헌 4 : 일본특허공개 2009－234791호 공보

비특허 문헌 1 : Grosch, K. A.: Proc. Roy. Soc., A274, 21 (1963)

상기로부터 알 수 있듯이, 특허 문헌 2에 기재되는 왁스를 함유하지 않은 폴리우레탄 피복재라도, 재료 그 자체의 마찰 계수가 미끄럼 속도나 온도에 의해 변화하기 때문에, 엘리베이터를 안정적으로 제동할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 게다가, 비특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 고무의 마찰 계수는 미끄럼 속도에 대해서 극대값을 가진다. 엘리베이터가 장시간 정지하기 위해서는, 로프와 쉬브와의 마찰력에 의해 엘리베이터 칸의 정지(靜止) 상태를 유지할 필요가 있지만, 종래와 같은 마찰 계수의 변동이 큰 피복재나, 특허 문헌 3에 기재된 바와 같은 함유량이 낮은 이소파라핀 왁스를 첨가한 피복재로는 미소(微小)한 미끄럼 속도에서의 마찰 계수를 일정 이상 확보할 수 없고, 엘리베이터 칸의 정지(停止) 위치가 경시적(經時的)으로 어긋난다고 하는 문제가 있었다. 또, 운전 중의 엘리베이터를 비상 정지 혹은 급정지시키기 위해서는, 로프와 쉬브와의 마찰력에 의해 엘리베이터를 제동할 필요가 있지만, 특허 문헌 1 ~ 4에 기재되어 있는 바와 같은 종래의 피복재로는 마찰열에 의해 강도 저하나 용융이 생기고, 그 결과, 로프와 쉬브와의 사이의 마찰 계수가 현저하게 저하된다고 하는 문제도 있었다.

따라서, 본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 온도나 미끄럼 속도에 의존하지 않고 안정된 마찰 계수를 가지는 엘리베이터용 로프를 얻는 것을 목적으로 한다.

발명자들은, 수지 재료의 조성에 대해서 검토한 결과, 장시간의 정지(靜止) 유지시로부터 엘리베이터 급정지(急停止)시에 걸치는 광범위한 미끄럼 속도에서도, 마찰 계수의 변동이 작은 엘리베이터용 로프를 얻으려면, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머(polyurethane elastomer)에, 융점이 100℃ 이상 150℃ 이하의 마찰 안정제와 1분자 중에 이소시아네이트기(isocyanate基)를 2개 이상 가지는 이소시아네이트 화합물을 첨가한 수지 재료를 로프 본체의 피복층으로서 이용하는 것이 유용한 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

본 발명에 의하면, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머에, 100℃ 이상 150℃ 이하의 융점을 가지는 마찰 안정제와 1분자 중에 이소시아네이트기를 2개 이상 가지는 이소시아네이트 화합물을 첨가한 수지 피복층 형성 조성물의 성형체를 로프 본체의 외주(外周)를 피복하는 층으로서 이용함으로써, 온도나 미끄럼 속도에 의존하지 않고 안정된 마찰 계수를 가지는 엘리베이터용 로프를 얻을 수 있다.

도 1은 마찰 계수의 미끄럼 속도 의존성이 다른 재료에서의 손실 탄성률의 주파수 의존성을 나타내는 결과(점탄성 마스터 커브(master curve))의 일례이다.
도 2는 실시예에서 이용한 미소(微小) 미끄럼 속도역(速度域)에서의 마찰 계수를 측정하기 위한 장치의 개념도이다.
도 3은 실시예에서 이용한 비상 정지시에서의 마찰 계수를 측정하기 위한 장치의 개념도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.

실시 형태 1.

본 발명의 실시 형태 1에 관한 엘리베이터용 로프는, 로프 본체의 외주(外周)가, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머(polyurethane elastomer)와 100℃ 이상 150℃ 이하의 융점을 가지는 마찰 안정제와 1분자 중에 이소시아네이트기(isocyanate基)를 2개 이상 가지는 이소시아네이트 화합물을 혼합한 수지 피복층 형성 조성물의 성형체에 의해 피복되어 있는 것에 특징이 있다. 온도나 미끄럼 속도에 의존하지 않고 마찰 계수가 안정되는 이유는, 엘리베이터의 정지(靜止) 유지시 및 통상 운전시와 같은 마찰열의 발생이 적은 슬라이딩 조건 하에서는, 마찰 안정제는 용융하지 않고 마찰 계수를 저하시키지 않지만, 엘리베이터 급정지(急停止)시와 같은 미끄럼 속도가 크고 또한 현저한 마찰열이 발생할 것 같은 슬라이딩 조건 하에서는, 마찰 안정제가 융해하여 수지 피복층의 윤활성이 급격하게 증가하고, 마찰면에서의 온도 상승이 억제되어, 그 결과, 수지 피복층의 강도 저하나 용융이 생기지 않고, 마찰에 의한 손상이 억제되어, 일정 이상의 마찰 계수를 확보할 수 있었기 때문이라고 생각된다.

본 실시 형태에서 사용하는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머로서는, 예를 들면, 에스테르계 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머, 에테르계 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머, 에스테르-에테르계 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머, 카보네이트계 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 괜찮고, 2종류 이상을 조합하여 이용해도 괜찮다.

이들 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 중에서도, 사용 환경에서 생기는 가수분해를 막기 위해서, 에테르계 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 이용하는 것이 바람직하고, 엘리베이터용 로프의 유연성이나 내구성도 고려하면, JIS A경도(JIS K7215에서 규정되는 타입 A 듀로미터(durometer)에 의한 경도)가 85 이상 95 이하의 폴리에테르계 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 이용하는 것이 더 바람직하다.

또, 마찰 안정제 및 1분자 중에 이소시아네이트기를 2개 이상 가지는 이소시아네이트 화합물과의 혼합 등의 취급성 때문에, 펠릿상(pellet狀)으로 가공된 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 이용하는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에서 사용하는 100℃ 이상 150℃ 이하의 융점을 가지는 마찰 안정제로서는, 예를 들면, 파라핀 왁스, 마이크로크리스탈린 왁스(microcrystallin wax), 저분자량 폴리올레핀계 왁스 등의 왁스류, 지방산 아미드, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지가 이용된다. 이들 중에서도, 정지 유지시의 마찰 계수의 변동을 작게 하기 위해서, 올레핀계 화합물이 바람직하다.

마찰 안정제의 융점이 100℃ 미만이면, 하계(夏季)와 같은 분위기 온도가 높은 환경 하에서의 로프 표면의 마찰 계수, 특히 정지 유지시와 같은 미끄럼 속도가 지극히 작은 슬라이딩 조건 하에서의 마찰 계수가 너무 낮아질 우려가 있다. 한편, 마찰 안정제의 융점이 150℃를 넘으면, 현저한 마찰열이 발생할 것 같은 슬라이딩 조건 하에서 마찰 안정제의 융해와 그것에 따르는 윤활성의 발현이 늦어지며, 수지 피복층의 강도 저하나 용융이 생기고, 마찰 계수가 급격하게 저하할 우려가 있다.

마찰 안정제의 첨가량은, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 수지 피복층 형성 조성물에 대해서 바람직하게 0.5중량％ 이상 5중량％ 이하이며, 보다 바람직하게는 1중량％ 이상 3중량％ 이하이다. 마찰 안정제의 첨가량이 0.5중량％ 미만이면, 안정된 마찰 계수를 가지는 수지 피복층이 얻어지지 않는 경우가 있고, 한편, 5중량％을 넘으면, 피복재의 강도, 내마모성 및 접착성이 저하하거나, 엘리베이터용 로프의 유연성이나 내구성이 손상되는 경우가 있다.

본 실시 형태에서 사용하는 1분자 중에 이소시아네이트기를 2개 이상 가지는 이소시아네이트 화합물로서는, 예를 들면, 1, 6－헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 2, 2, 4－트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(trimethyl hexamethylene diisocyanate), 리신 메틸에스테르 디이소시아네이트(lysine methlyester diisocyanate), 메틸렌 디이소시아네이트(methylene diisocyanate), 이소프로필렌 디이소시아네이트(isopropylene diisocyanate), 리신 디이소시아네이트(lysine diisocyanate), 1, 5－옥틸렌 디이소시아네이트(octylene diisocyanate), 이합체산 디이소시아네이트(dimer acid diisocyanate) 등의 지방족(脂肪族) 이소시아네이트, 4, 4＇－디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(dicyclohexylmethane diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate), 수첨(水添) 톨리렌 디이소시아네이트(hydrogenated tolylene diisocyanate), 메틸 시클로헥산 디이소시아네이트(methyl cyclohexane diisocyanate), 이소프로필리덴 디시클로헥실-4(isopropylidene dicyclohexyl-4), 4＇－디이소시아네이트 등의 지환족(脂環族) 이소시아네이트, 2, 4－혹은 2, 6－톨리렌 디이소시아네이트(tolylene diisocyanate), 4, 4＇－디페닐메탄 디이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate), 1, 5－나프틸렌 디이소시아네이트(naphthylene diisocyanate), 크실렌 디이소시아네이트(xylylene diisocyanate), 트리페닐메탄 트리이소시아네이트(triphenylmethane triisocyanate), 트리스(tris, 4－페닐 이소시아네이트(phenyl isocyanate)) 티오 인산염(thiophosphate), 톨리딘 디이소시아네이트(tolidine diisocyanate), p－페닐렌 디이소시아네이트(p-phenylene diisocyanate), 디페닐에테르 디이소시아네이트(diphenylether diisocyanate), 디페닐술폰 디이소시아네이트(diphenylsulfone diisocyanate) 등의 방향족(芳香族) 이소시아네이트를 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 괜찮고, 2종류 이상을 조합하여 이용해도 괜찮다. 또, 상기의 이소시아네이트에 폴리올(polyol), 폴리아민(polyamine) 등의 활성 수소화합물을 반응시켜 얻어지는 분자 말단에 이소시아네이트기를 가지는 이소시아네이트 프리폴리머(isocyanate prepolymer)를, 1분자 중에 이소시아네이트기를 2개 이상 가지는 이소시아네이트 화합물로서 사용할 수도 있다. 이들 이소시아네이트 화합물은, 온도나 미끄럼 속도에 대해서 마찰 계수를 보다 안정시킨다고 하는 효과를 나타낸다. 이소시아네이트 화합물은, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머와의 혼합 등의 취급성 때문에, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 이외의 이소시아네이트 화합물과의 반응성이 부족한 열가소성 수지와 미리 혼합하여 펠릿상으로 가공한 수지 조성물(이하, '이소시아네이트 배치(batch)'라고 부르는 경우가 있음)로서 이용하는 것이 바람직하다. 여기서 사용되는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 이외의 열가소성 수지로서는, 예를 들면, 에폭시 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리아세트산 비닐 수지, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다.

이들 이소시아네이트 화합물의 첨가량은, 얻어지는 성형체의 JIS　A경도가 98 이하 및 유리 전이 온도가 -20℃ 이하가 되는 범위에서 적절히 조정하면 좋다.

본 실시 형태에서의 수지 피복층은, 통상, 상기의 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머의 펠릿과, 상기의 마찰 안정제 및 이소시아네이트 화합물(혹은 이소시아네이트 배치)을 혼합한 후, 이것을 압출 성형기, 사출 성형기 등의 성형기에 투입하여, 성형하는 것에 의해 얻어진다.

상기의 수지 피복층 형성 조성물에는, 온도나 미끄럼 속도에 대해서 마찰 계수를 보다 안정시키기 위해서, 무기 충전재를 더 혼합할 수도 있다. 이와 같은 무기 충전재로서는, 예를 들면, 탄산 칼슘, 실리카, 산화 티탄, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 황산 바륨 등의 구상(球狀) 무기 충전재, 카본 섬유, 유리 섬유 등의 섬유상(纖維狀) 무기 충전재, 마이카(mica), 탈크(talc), 벤토나이트(bentonite) 등의 판상(板狀) 무기 충전재를 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 괜찮고, 2종류 이상을 조합하여 이용해도 괜찮다. 이들 중에서도, 마찰 계수의 변동을 보다 작게 하기 위해서, 섬유상 무기 충전재 및 판상 무기 충전재를 이용하는 것이 바람직하다. 또 이들 무기 충전재의 경도는 특별히 상관없다. 이들 무기 충전재의 첨가량은, 얻어지는 성형체의 JIS　A경도가 98 이하 및 유리 전이 온도가 -20℃ 이하가 되는 범위에서 적절히 조정하면 좋다.

성형체의 JIS　A경도를 98 이하로 규정한 이유는, 98을 넘으면 로프의 유연성이 손상되어, 이것을 엘리베이터에 적용하여 구동시켰을 때의 소비 전력이 증가하는 경향이 있는 것이 발명자들의 검토에 의해 알 수 있었기 때문이다. 성형체의 JIS　A경도는, 보다 바람직하게는 85 이상 95 이하이다.

또, 성형체의 유리 전이 온도를 -20℃ 이하로 규정한 이유는, 성형체의 유리 전이 온도가 높을수록 마찰 계수의 미끄럼 속도 의존성이 작아지지만, 한편으로, 성형체의 유리 전이 온도가 높을수록 성형체의 탄성률이 커져, 이것을 수지 피복층으로서 엘리베이터용 로프에 적용한 경우, 로프의 유연성이 저하하고, 성형체의 유리 전이 온도 보다도 높은 환경 하에서 로프가 반복하여 굽혀지면, 수지 피복층이 받는 응력에 의해 수지 피복층의 균열 등의 피로 파괴가 생기기 쉽게 되는 경향이 있는 것을 발명자들의 검토에 의해 알 수 있었기 때문이다. 성형체의 유리 전이 온도는, 보다 바람직하게는 -25℃ 이하이다.

또한, 본 실시 형태에 관한 엘리베이터용 로프는, 로프 본체의 외주를 피복하는 최외층의 수지 재료에 특징이 있기 때문에, 로프 본체의 구조는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 로프 본체는, 일반적으로는, 복수의 강제 소선을 서로 꼬아 구성되는 스트랜드 혹은 코드를 하중 지지 부재로서 포함한다. 본 실시 형태에서의 로프 본체는, 상기의 스트랜드 혹은 코드를 포함하는 벨트상(狀)이라도 괜찮다. 또, 로프 본체와 수지 피복층과의 밀착성을 향상시키기 위해서, 켐록(Chemlok, 등록상표) 218(로드 파 이스트(LORD Far East) 사제(社製))과 같은 금속 및 폴리우레탄용 접착제를 상기의 스트랜드 혹은 코드에 미리 도포하여 두는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에 의하면, 엘리베이터 칸의 정지 상태의 유지에 필요로 되는 미소 미끄럼 속도역으로부터 운전 중의 엘리베이터를 비상 정지 혹은 급정지시킬 때의 큰 미끄럼 속도역까지의 광범위한 미끄럼 속도에서, 마찰 계수의 변동이 작은 엘리베이터용 로프를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시 형태는, 엘리베이터용 로프에 적용한 경우에 대해서 설명했지만, 엘리베이터용 벨트에도 동일하게 적용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예에 의해서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1 ~ 11>

JIS　A경도 95의 에테르계 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머(이하, 'TPU'로 간략 기재하는 경우가 있음)에, 마찰 안정제 및 필요에 따라서 무기 충전재를 첨가한 후, 펠릿상으로 가공했다. 이 펠릿상 수지 조성물에, 폴리스티렌 수지 1.85 질량부, 에폭시 수지 1.3 질량부 및 4, 4＇－디페닐메탄 디이소시아네이트 1.85 질량부를 2축 압출기에 의해 혼련하여 얻어지는 펠릿상의 이소시아네이트 배치를 소정량 첨가하고, 충분히 혼합한 것을 압출 성형기에 공급하여, 로프 본체의 외주를 피복하는 수지 피복층으로서 성형했다. 로프 본체를 수지 피복층으로 피복한 후, 접착제의 경화 및 수지 피복층의 아닐(anneal) 처리를 위해서 100℃에서 2시간 가열하여, 직경 12mm의 엘리베이터용 로프를 얻었다. 또한, 얻어진 엘리베이터용 로프는, 국제 공개 제2003／050348호의 도 1에 기재되는 단면 구조를 가지는 것이다. 여기서, 로프 본체는, 복수의 강제 소선이 서로 꼬아져 있는 복수의 코어(core) 스트랜드와 복수의 강제 소선이 서로 꼬아져 있는 복수의 내층(內層) 스트랜드를 가지는 내층 로프와, 내층 로프의 외주를 피복하는 수지제의 내층 피복체와, 내층 피복체의 외주부에 마련되며, 복수의 강제 소선이 서로 꼬아져 있는 복수의 외층(外層) 스트랜드를 가지는 외층 로프로 이루어지는 것에 상당하고, 수지 피복층은 외층 피복체에 상당한다. 로프 본체를 수지 피복층으로 피복하기 전에, 로프 본체의 외주 스트랜드에 켐록(등록상표) 218(로드 파 이스트(LORD Far East) 사제(社製))을 도포하여 건조시켜 두었다. 수지 피복층의 조성을 표 1에 나타낸다.

<비교예 1 및 7 ~ 9>

TPU에, 필요에 따라서 무기 충전재를 첨가한 후, 펠릿상으로 가공했다. 이 펠릿상 수지 조성물을 로프 본체의 외주를 피복하는 수지 피복층으로서 이용한 이외는 실시예와 동일하게 하여 엘리베이터용 로프를 얻었다. 수지 피복층의 조성을 표 2에 나타낸다.

<비교예 2 ~ 6 및 10 ~ 12>　

TPU에, 마찰 안정제 또는 무기 충전재를 첨가한 후, 펠릿상으로 가공했다. 이 펠릿상 수지 조성물에, 폴리스티렌 수지 1.85 질량부, 에폭시 수지 1.3 질량부 및 4, 4＇－디페닐메탄 디이소시아네이트 1.85 질량부를 2축 압출기에 의해 혼련하여 얻어지는 펠릿상의 이소시아네이트 배치를 소정량 첨가하고, 충분히 혼합한 것을 로프 본체의 외주를 피복하는 수지 피복층으로서 이용한 이외는 실시예와 동일하게 하여 엘리베이터용 로프를 얻었다. 수지 피복층의 조성을 표 2에 나타낸다.

(수지 피복층의 유리 전이 온도(Tg)의 측정)

수지 피복층의 유리 전이 온도(Tg)는 이하와 같이 측정했다. 실시예 및 비교예 각각에 이용한 수지 피복층과 동일 조성의 성형용 조성물을 사출 성형기에 공급하여, 100mm×100mm×두께 2mm의 평판으로 성형하고, 100℃에서 2시간 가열한 후, 그 중심부로부터 50mm×10mm×두께 2mm의 시험편을 잘라 내었다. 세이코 인스트루먼트(Seiko Instruments) 주식회사제의 점탄성 스펙트로미터(spectrometer) DMS1200을 이용하여, 변형 모드: 휨 모드, 측정 주파수: 10Hz, 온도 상승 속도: 2℃／분, 가진(加振) 진폭: 10μm의 조건에서, 시험편의 손실 탄성률을 측정하고, 손실 탄성률의 피크 온도를 Tg로 했다.

(수지 피복층의 JIS　A경도)

JIS　K7215에 따라, 타입 A듀로미터를 이용하여 듀로미터 A경도를 측정했다.

(로프 마찰 계수의 측정)　

(1) 미소 미끄럼 속도 및 통상 운전 미끄럼 속도에서의 측정법

도 2는, 미소 미끄럼 속도역에서의 마찰 계수를 측정하기 위한 장치의 개념도이다. 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 실시예 및 비교예에서 얻어진 엘리베이터용 로프(1)를 쉬브(2)에 대해 180도 감으며, 그 일단을 측정 장치(3)에 고정하고, 타단을 추(4)에 연결하여, 엘리베이터용 로프(1)에 장력을 걸었다. 여기서 쉬브(2)를 소정 속도로 시계 방향으로 회전시키면, 엘리베이터용 로프(1)와 쉬브(2)와의 사이에 발생하는 마찰력만큼, 고정측의 로프 장력(T₂)이 느슨하게 되어, 추(錘)측의 로프 장력(T₁)과의 사이에서 장력차가 발생한다. 이들 추측의 로프 장력(T₁) 및 고정측의 로프 장력(T₂)을, 로프와 추의 연결부에 구비된 로드 셀에 의해서 측정했다. 정지 유지시의 미끄럼 속도를 1×10^-5mm／sec, 통상 운전시의 미끄럼 속도를 1mm／sec로 정의하고, T₁ 및 T₂(단 T₁＞T₂), 로프 접촉각 θ(= 180도), 쉬브 홈의 형상으로 결정되는 계수 K₂(= 1.19)를 하기 식 1에 대입하여, 엘리베이터용 로프(1)와 쉬브(2)와의 사이의 마찰 계수 μ₁을 구했다. 또한, 측정은 25℃의 분위기 온도 하에서 실시했다. 결과를 표 1 및 2에 나타낸다.

(2) 비상 정지시킬 때의 큰 미끄럼 속도역에서의 측정법

도 3은, 비상 정지시킬 때의 큰 미끄럼 속도역에서의 마찰 계수를 측정하기 위한 장치의 개념도이다. 실시예 및 비교예에서 얻어진 엘리베이터용 로프(1)를 구동 쉬브(5)에 대해 180도 감으며, 그 일단을 추(4a)에 연결하고, 타단을 추(4a) 보다도 질량의 큰 추(4b)에 연결했다. 여기서 구동 쉬브(5)를 시계 방향으로 회전시킴으로써 추(4a)를 상승시키고, 로프 속도가 4m／s가 된 시점에서 구동 쉬브(5)를 급정지시켜, 구동 쉬브(5)에 대해 엘리베이터용 로프(1)를 슬립(slip)시켰다. 그 때의 추(4a)의 최소 감속도 α, 추(4a)측의 장력(T₃) 및 추(4b)측의 장력(T₄)을 로프와 추의 연결부에 구비된 로드 셀에 의해서 측정하고, 그들의 값을 하기 식 2에 대입하여, 슬립 중의 최소 마찰 계수 μ₂를 구했다. 또한, 측정은 25℃의 분위기 온도 하에서 실시했다. 첫 회(1회째)의 시험 결과 및 수지 피복층의 동일면을 반복하여 10회 슬립시켰을 때의 시험 결과를 표 1 및 2에 나타낸다.

여기서 K₂는 미소 미끄럼 속도역에서의 측정법으로 이용한 값과 동일하고, g는 중력(= 9.80665m／s²), θ는 로프 접촉각(= 180도)이다.

[표 1]

[표 2]

또한, 표 중, 마찰 안정제 1은 융점 115℃의 폴리에틸렌 왁스이고, 마찰 안정제 2는 융점 150℃의 폴리프로필렌 왁스이고, 마찰 안정제 3은 융점 144℃의 에틸렌·비스스테아린산 아마이드(bisstearin酸 amide)이고, 마찰 안정제 4는 융점 100℃의 스테아린산 아마이드이고, 마찰 안정제 5는 융점 85℃의 경화 피마자유이고, 마찰 안정제 6은 융점 55℃의 파라핀 왁스이고, 마찰 안정제 7은 융점 53℃의 폴리 알파(α)-올레핀계 왁스이고, 마찰 안정제 8은 융점 155℃의 칼슘 스테아레이트(stearate)이고, 무기 충전재 1은 산화 티탄이고, 무기 충전재 2는 유리 섬유(섬유 길이 1 mm)이고, 무기 충전재 3은 탈크이다. 각 측정 조건에서 마찰 계수를 측정했을 때의 마찰 계수가, 0.15 미만인 것을 ×, 0.15 이상 0.2 미만인 것을 △, 0.2 이상 0.25 미만인 것을 ○, 0.25 이상 0.6 이하인 것을 ◎로 했다. 단, 실시예 및 비교예에서 0.6을 넘는 마찰 계수를 나타낸 것은 없었다.

표 1 및 2의 결과로부터 알 수 있듯이, 실시예 및 비교예에서 얻어진 엘리베이터용 로프를 이용하여 미소 미끄럼 속도역(1×10^-5mm／s) 및 비상 정지시의 마찰 계수는, 통상 운전시의 마찰 계수 보다도 저하하는 경향을 나타냈다. 또 수지 피복층의 동일면을 반복하여 비상 정지시의 슬라이딩 조건으로 슬립시킴으로써, 수지 피복층의 마찰 계수는 초기 보다도 더 저하하는 경향을 나타냈다.

실시예에서 얻어진 엘리베이터용 로프는, 미소 미끄럼 속도역 및 첫 회 시험 후의 비상 정지시의 마찰 계수가 모두 0.2 이상을 나타냈다. 특히, 마찰 안정제, 가교제인 이소시아네이트 화합물 및 무기 충전재를 병용한 실시예 7 ~ 9는, 마찰 계수의 변동이 작고, 그 중에서도 섬유상 무기 충전재인 유리 섬유를 첨가한 실시예 8 및 판상 무기 충전재인 탈크를 첨가한 실시예 9는, 마찰 계수의 변동이 특히 작은 것을 알 수 있었다. 또 마찰 안정제로서 올레핀계 화합물을 이용한 실시예 1 ~ 4 및 7 ~ 11은, 정지 유지시의 마찰 계수의 변동이 특히 작은 것을 알 수 있었다.

한편, 비교예에서 얻어진 엘리베이터용 로프는 모두, 통상 운전시의 마찰 계수가 너무 낮아지는지, 혹은 마찰 계수의 변동이 커진다고 하는 문제가 생겼다. 융점이 낮은 마찰 안정제를 사용한 비교예 2 ~ 4에서는, 융점의 저하와 함께 통상 운전시 및 정지 유지시의 마찰 계수가 저하했다. 또 융점이 너무 높은 마찰 안정제를 이용한 비교예 5에서는, 비상 정지시의 마찰 시험시에 마찰 계면에서의 수지 피복층이 현저하게 손상하여 마찰 계수가 저하했다. 이것은 마찰 안정제의 융점이 너무 높아서, 슬라이딩 계면에서 발생하는 마찰열로 마찰 안정제의 윤활 작용이 충분히 기능을 하지 않았기 때문이라고 생각된다. 또, 마찰 안정제를 첨가하지 않고 이소시아네이트 화합물 및 무기 충전재의 적어도 일방을 첨가한 비교예 6 ~ 12에서는, 비상 정지시의 슬라이딩 조건으로 슬립시키면, 시험 회수를 거듭할 때마다 마찰 계수가 저하했다.

1 엘리베이터용 로프 2 쉬브
3 측정 장치 4, 4a, 4b　추
5 구동 쉬브

Claims

로프 본체, 및 해당 로프 본체의 외주(外周)를 피복하고, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머(polyurethane elastomer)와 100℃ 이상 150℃ 이하의 융점을 가지는 마찰 안정제와 1분자 중에 이소시아네이트기(isocyanate基)를 2개 이상 가지는 이소시아네이트 화합물을 혼합한 수지 피복층 형성 조성물의 성형체로 이루어지는 수지 피복층을 구비하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
청구항 1에 있어서,
상기 마찰 안정제가 올레핀계 화합물인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
청구항 1에 있어서,
상기 수지 피복층 형성 조성물에 무기 충전재가 더 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
청구항 3에 있어서,
상기 무기 충전재가 섬유상(纖維狀) 또는 판상(板狀)인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
청구항 1에 있어서,
상기 마찰 안정제가, 상기 수지 피복층 형성 조성물에 대해서 0.5중량％ 이상 5중량％ 이하로 포함되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.