KR20130045381A - 엘리베이터용 로프 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 엘리베이터용 로프는, 로프
본체 및 상기 로프 본체의 외주를 피복하여, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머와 1 분자 중에 2개 이상의 비닐기를 가지는 비닐 화합물을 첨가한 조성물의 성형체 혹은, 분자내에 비닐기를 가지는 폴리올을 이용하여 형성된 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머의 성형체를 가교시켜서 얻어지는 수지 피복층을 구비하고 있다. 마찰계수를 보다 안정시키기 위하여서, 탈크, 유리 섬유, 산화 티탄 등의 무기 충전재를 성형용 조성물에 더욱 혼합하여도 된다. 본 발명의 엘리베이터용 로프는, 온도나 미끄럼 속도에 의존하지 않고 안정된 마찰계수를 가진다.

Description

엘리베이터용 로프{ROPE FOR ELEVATOR}
본 발명은 엘리베이터에 이용할 수 있는, 엘리베이터 칸을 매다는 엘리베이터용 로프에 관한 것이다.
종래, 엘리베이터 장치에 있어서, 로프의 조기 마모나 단선을 방지하기 위하여, 로프 지름의 40배 이상의 직경을 가지는 쉬브가 사용되고 있다. 이 때문에, 쉬브의 지름을 작게 하기 위해서는, 로프의 지름도 작게 할 필요가 있다. 그러나, 로프 갯수를 바꾸지 않고 로프 지름을 작게 하면, 로프의 내하중이 저하하여, 엘리베이터 칸에 적재할 수 있는 짐이나 승강하는 승객의 중량이 저하한다. 또, 로프 갯수의 증가는, 엘리베이터 장치의 구성을 복잡하게 한다. 게다가 구동 쉬브의 지름을 작게 하면, 로프의 반복 휨 피로가 커져, 로프를 빈번히 교환할 필요가 있다.
이러한 문제를 해결하는 수단으로서 강제소선을 복수개 꼬아서 스트랜드를 구성하고, 이 스트랜드를 복수개 꼬아서 와이어 로프를 구성하며, 이 와이어 로프의 최외주를 수지 재료로 피복한 로프를 이용하는 것이 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조). 이와 같은 로프를 이용한 엘리베이터는, 쉬브와 로프의 최외주를 구성하는 수지 재료와의 마찰력에 의하여 구동된다. 이 때문에, 수지 재료의 마찰 특성을 안정시키거나 향상시키게 하는 것이 바람직하다. 이에, 엘리베이터용 로프의 마찰 특성을 향상시키기 위하여서, 왁스를 함유하지 않는 폴리우레탄 피복재로 피복한 로프를 이용하는 것이 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 2를 참조).
한편, 쉬브와 벨트와의 사이의 마찰계수를 소정의 범위 내로 감소시키기 위하여서, 함유량이 낮은 이소 파라핀 왁스를 함유하는 폴리에테르계 폴리우레탄 엘라스토머로 피복한 플랫 벨트가 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 3을 참조).
또한, 쉬브와 로프 또는 벨트와의 접촉면에 기름이 부착된 것 같은 상황에 있어서도 마찰계수가 크게 저하하지 않고, 또한 접동에 의한 수지 피복체의 마모가 적은 로프 또는 벨트를 얻기 위하여, 로프 또는 벨트의 수지 모재에 불용 고체 첨가물 입자, 특히 쉬브의 표면 부재의 경도보다 큰 경도를 가지는 불용 고체 첨가물 입자를 혼합한 수지 피복체로 피복되어 있는 로프 및 벨트가 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 4를 참조).
일반적으로, 수지 재료의 마찰계수는 미끄럼 속도와 온도에 크게 의존하는 것으로 알려져 있다. 또한, 수지 재료의 동적점탄성 등의 점탄성 특성은, 그 속도 및 온도 의존성의 사이에 환산성(Williams-Landel-Ferry의 식(WLF식))이 있는 것도 알려져 있다. 또한, 고무의 마찰의 경우에도 그 미끄럼 속도 및 온도에 대해서 같은 환산성이 성립되는 것으로부터, 고무의 점탄성 특성이 그 고무의 마찰 특성에 관여하고 있는 것이 나타나있다(예를 들면, 비특허문헌 1을 참조).
[특허문헌 1] 특개 2001-262482호 공보 [특허문헌 2] 특표 2004-538382호 공보 [특허문헌 3] 국제공개 제2007/128622호 공보 [특허문헌 4] 특개 2009-234791호 공보 [비특허문헌 1] Grosch, K. A. : Proc. Roy. Soc., A274, 21 (1963)
상기로부터 알 수 있듯이, 특허문헌 2에 기재되는 왁스를 함유하지 않는 폴리우레탄 피복재이어도, 재료 그 자체의 마찰계수가 미끄럼 속도나 온도에 의하여 변화하기 때문에, 엘리베이터를 안정적으로 제동할 수 없는 문제가 있었다. 또한, 비특허문헌 1에 기재되어 있는 대로, 고무의 마찰계수는 미끄럼 속도에 대해서 극대치를 가진다. 엘리베이터가 장시간 정지하기 위해서는, 로프와 쉬브와의 마찰력에 의하여 엘리베이터 칸의 정지 상태를 유지할 필요가 있지만, 종래와 같은 마찰계수의 변동이 큰 피복재나, 특허문헌 3의 기재와 같은 함유량(含油量)의 낮은 이소 파라핀 왁스를 첨가한 피복재에서는 미소한 미끄럼 속도에서의 마찰계수가 일정 이상 확보되지 못하고, 엘리베이터 칸의 정지 위치가 경시적으로 어긋나는 문제가 있었다. 또, 운전중의 엘리베이터를 비상 정지 혹은 급정지시키기 위해서는, 로프와 쉬브와의 마찰력에 의하여 엘리베이터를 제동할 필요가 있지만, 특허문헌 1~4에 기재되어 있는 종래의 피복재에서는 마찰열에 의하여 강도 저하나 용융이 일어나, 그 결과, 로프와 쉬브와의 사이의 마찰계수가 현저하게 저하되는 문제도 있었다.
따라서, 본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 온도나 미끄럼 속도에 의존하지 않고 안정한 마찰계수를 가지는 엘리베이터용 로프를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 여러가지 수지 재료의 마찰 특성에 대하여서 검토하였다. 도 1은, 마찰계수의 미끄럼 속도 의존성이 상이한 재료에서의 손실 탄성률의 주파수 의존성을 나타내는 결과의 일례이다. 도 1로부터 알 수 있듯이 본 발명자들은, 마찰계수의 미끄럼 속도 의존성이 작은 재료는 점탄성의 마스터 커브에 있어서, 손실 탄성률의 주파수 의존성이 작다고 하는 것을 찾아내었다. 이 지견에 근거하여, 본 발명자들은, 수지 재료의 조성에 대하여서 검토한 결과, 손실 탄성률의 주파수 의존성을 작게 하고, 마찰계수의 미끄럼 속도 의존성도 작게 하기 위해서는, 1 분자 중에 비닐기를 2개 이상 가지는 비닐 화합물을 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머에 첨가한 수지 조성물의 가교체, 또는 유기 폴리이소시아네이트와 분자 중에 비닐기를 가지는 폴리올과 사슬연장제로부터 얻어지는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 포함하는 수지 조성물의 가교체를, 로프 본체의 외주를 피복하는 층으로서 이용하는 것이 유용하다는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 로프 본체 및 상기 로프 본체의 외주를 피복하고, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머와 1 분자 중에 비닐기를 2개 이상 가지는 비닐 화합물로 이루어진 가교조제를 포함하는 수지 조성물의 가교체로 이루어진 수지 피복층을 구비하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프이다.
또, 본 발명은, 로프 본체 및 상기 로프 본체의 외주를 피복하고, 분자 중에 비닐기를 가지는 폴리올과 유기 폴리이소시아네이트와 사슬연장제로부터 얻어지는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 포함하는 수지 조성물의 가교체로 이루어진 수지 피복층을 구비하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프이다.
본 발명에 의하면, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머와 1 분자 중에 비닐기를 2개 이상 가지는 비닐 화합물로 이루어진 가교조제를 포함하는 수지 조성물의 가교체 또는 분자 중에 비닐기를 가지는 폴리올과 유기 폴리이소시아네이트와 사슬연장제로부터 얻어지는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 포함하는 수지 조성물의 가교체를 로프 본체의 외주를 피복하는 층으로써 이용함으로써, 온도나 미끄럼 속도에 의존하지 않고 안정된 마찰계수를 가지는 엘리베이터용 로프를 얻을 수 있다.
[도 1] 마찰계수의 미끄럼 속도 의존성이 상이한 재료에서의 손실 탄성률의 주파수 의존성을 나타내는 결과(점탄성 마스터 커브)의 일례이다.
[도 2] 실시예에서 이용한 미소 미끄럼 속도영역으로의 마찰계수를 측정하기 위한 장치의 개념도이다.
[도 3] 실시예에서 이용한 비상 정지에서의 마찰계수를 측정하기 위한 장치의 개념도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 관하여 설명한다.
[실시 형태 1]
본 발명의 실시 형태 1에 의한 엘리베이터용 로프는, 로프 본체의 외주가, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머와 1 분자 중에 비닐기를 2개 이상 가지는 비닐 화합물로 이루어진 가교조제를 포함하는 수지 조성물의 가교체에 의하여 피복되고 있는 것에 특징이 있다.
본 실시 형태에 있어서 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. 이것들은 단독으로 이용하여도 되고, 2종류 이상을 조합하여 이용하여도 된다.
이들 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 중에서도, 사용 환경에서 일어나는 가수분해를 막기 위하여, 에테르계 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 이용하는 것이 바람직하고, 엘리베이터용 로프의 유연성이나 내구성도 고려하면, JIS A 경도(JIS K7215로 규정되는 타입 A 듀로미터에 의한 경도)가 85 이상 95 이하의 폴리에테르계 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 이용하는 것이 더욱 바람직하다.
또, 1 분자 중에 비닐기를 2개 이상 가지는 비닐 화합물과의 혼합 등의 취급성의 점에서, 펠릿 모양으로 가공된 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 이용하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서 사용하는 가교조제는, 1 분자 중에 비닐기를 2개 이상 가지는 비닐 화합물이면 되고, 공지의 여러가지 비닐 화합물로부터 상황에 따라 적당히 선택하여 이용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 입수의 용이함, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머와의 상용성 및 가교성 및 얻어지는 가교체의 물성의 점으로부터, 디아크릴레이트계 모노머, 디메타크릴레이트계 모노머, 트리아크릴레이트계 모노머 및 트리메타크릴레이트계 모노머가 바람직하다.
디아크릴레이트계 모노머의 예로서는, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 폴리테트라메틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 2,2-비스[4-(아크릴옥시디에톡시)페닐]프로판 등을 들 수 있다.
디메타크릴레이트계 모노머의 예로서는, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 폴리테트라메틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 2-히드록시-1,3-디메타크릴옥시프로판, 2,2-비스[4-(메타크릴옥시에톡시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(메타크릴옥시디에톡시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(메타크릴옥시폴리에톡시)페닐]프로판 등을 들 수 있다.
트리아크릴레이트계 및 트리메타크릴레이트계 모노머의 예로서는, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
이들 화합물은 모두 시판품으로서 입수 가능한 것을 사용하여도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 상기한 가교조제는 단독으로 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다. 본 실시 형태에 있어서는, 열가소성 우레탄 엘라스토머와 1 분자 중에 비닐기를 2개 이상 가지는 비닐 화합물로 이루어진 가교조제와의 배합 비율에 대해서는, 사용하는 열가소성 우레탄 엘라스토머나 비닐 화합물의 종류에 의하여서 변화하지만, 수지 조성물을 가교 처리하여 얻어지는 가교체의 JIS A 경도가 98 이하 및 유리 전이 온도가 -20℃ 이하가 되는 범위에서 적당히 조정하면 된다. 예를 들면 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머로서 JIS A 경도 95의 폴리에테르계 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 이용하여 가교조제로서 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트를 이용하는 경우, 열가소성 우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여, 가교조제를 2중량부~7중량부의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 가교조제의 양이 2중량부 미만이면, 가교가 불충분 되어, 온도나 미끄럼 속도에 의존하지 않는 마찰계수를 안정시키는 효과가 충분히 발휘되기 어려워지는 경우가 있다. 한편, 가교조제의 양이 7중량부를 넘으면, 그 배합량에 알맞은 효과의 향상이 확인되지 않고, 오히려 경제적으로 불리한데다가, 얻어지는 가교체의 다른 물성이 저하되는 경우가 있다.
본 실시 형태에서의 수지 피복층은, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머와 1 분자 중에 비닐기를 2개 이상 가지는 비닐 화합물로 이루어진 가교조제를 공지의 방법 예를 들면, 압출기, 믹싱 롤, 밴버리믹서, 니더 등의 혼련기에 의하여 혼련 하는 방법으로 혼합하여 수지 조성물을 조제하여, 이것을 공지의 방법, 예를 들면, 압출 성형기, 사출 성형기 등의 성형기에 의하여 로프 본체의 외주를 피복 하도록 성형하고, 가교 처리를 실시함으로써 얻을 수 있다.
가교 처리로는 가열 처리, 전자선 조사 처리 또는 이것들을 조합한 처리가 행하여진다. 가교 처리의 조건은, 사용하는 가교조제의 종류나 배합량 등에 의하여 다르지만, 가열 처리의 경우, 통상, 70℃~130℃의 범위의 온도에 있어서, 1~24시간 유지하는 것이 바람직하다. 가열 온도가 70℃ 미만이거나 유지 시간이 1시간 미만이면, 가교가 불충분 되는 경우가 있다. 한편, 가열 온도가 130℃을 넘거나 유지 시간이 24시간을 넘으면, 그 이상의 가교는 진행하기 어렵고, 오히려 얻어지는 가교체의 기계 특성 등이 저하하는 경우가 있다. 한편, 전자선 조사 처리의 경우, 10 kGy~1000 kGy(킬로 그레이)의 범위의 조사량이 바람직하다. 조사량이 10 kGy 미만이면, 가교가 불충분 되는 경우가 있다. 한편, 조사량이 1000 kGy를 넘으면, 그 이상의 가교는 진행하기 어렵고, 경제적으로 불리한 데다가, 얻어지는 가교체의 기계 특성이 저하되는 원인이 된다. 이 전자선 조사 처리는, 통상, 상온에서 행하여지지만, 필요에 따라 적당한 온도로 가열하여 실시할 수 있다. 또, 가열 처리와 전자선 조사 처리를 조합하는 경우는, 그 순서에 대하여서는 특별히 제한은 없고, 어느 쪽을 먼저 행하여도 된다.
실시 형태 1에 의하면, 엘리베이터 칸의 정지 상태의 유지에 필요한 미소 미끄럼 속도영역으로부터 운전 중의 엘리베이터를 비상 정지 혹은 급정지시킬 때의 큰 미끄럼 속도영역까지의 광범위한 미끄럼 속도에 있어서, 마찰계수의 변동이 작은 엘리베이터용 로프를 얻을 수 있다.
[실시 형태 2]
본 발명의 실시 형태 2에 의한 엘리베이터용 로프는, 로프 본체의 외주가, 분자 중에 비닐기를 가지는 폴리올과 유기 폴리이소시아네이트와 사슬연장제로부터 얻어지는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 포함하는 수지 조성물의 가교체에 의해 피복되어 있는 것에 특징이 있다.
본 실시 형태에 있어서 사용하는 분자 중에 비닐기를 가지는 폴리올로서는, 폴리부타디엔폴리올, 폴리이소프렌폴리올 등을 들 수 있다. 폴리올의 수평균 분자량은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 통상, 500~5000의 범위에 있다. 이들 폴리올 중에서도, 입수가 용이하다는 점에서, 폴리부타디엔폴리올 및 폴리이소프렌폴리올이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서 사용하는 유기 폴리이소시아네이트로서는, 종래 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 유기 폴리이소시아네이트의 예로서는, 톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 페닐렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 이것들은 단독으로 이용하여도 되고, 2종류 이상을 조합하여 이용하여도 된다. 이들 유기 폴리이소시아네이트 중에서도, 경제성 및 얻어지는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머의 기계특성의 점으로부터, 톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트 등의 방향족 폴리이소시아네이트가 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서 사용하는 사슬연장제로서는, 종래 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 사슬연장제의 예로서는, 에틸렌글리콜, 부탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 디에틸렌글리콜 등의 글리콜류, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 톨릴렌디아민, 헥사메틸렌디아민 등의 아민류를 들 수 있다.
또, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머의 원료로서 특개 2008-106188호 공보에 기재되는 것도 이용할 수 있다.
상기한 원료를 이용하여 공지의 방법, 예를 들면, 특개 2008-106188호 공보에 기재된 방법, 유기 폴리이소시아네이트와 폴리올을 반응시켜 프리폴리머를 조제하고, 이 프리폴리머에 사슬연장제를 반응시키는 방법 등에 의하여 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 얻을 수 있다.
유기 폴리이소시아네이트와 분자 중에 비닐기를 가지는 폴리올과 사슬연장제와의 반응 비율에 대해서는, 사용하는 원료의 종류에 따라 변화하지만, 엘리베이터용 로프의 유연성이나 내구성의 점에서, 얻어지는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머의 JIS A 경도가 85 이상 95 이하가 되는 범위에서 적당히 조정하면 된다.
본 실시 형태에서의 수지 피복층은, 상기한 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 포함하는 수지 조성물을 공지의 방법, 예를 들면, 압출 성형기, 사출 성형기 등의 성형기에 의하여 로프 본체의 외주를 피복하도록 성형하고, 가교 처리를 실시함으로써 얻어진다. 온도나 미끄럼 속도에 대하여 마찰계수를 보다 안정시키기 위하여서, 실시 형태 1에서 예시한 가교조제를 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머에 첨가하여도 된다. 이 경우, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머와 가교조제를 공지의 방법, 예를 들면, 압출기, 믹싱 롤, 밴버리믹서, 니더 등의 혼련기에 의하여 혼련하는 방법으로 혼합하여 얻어지는 수지 조성물을 성형기에 투입하면 된다. 또, 가교 처리는, 실시 형태 1과 동일한 조건을 채용할 수 있다.
실시 형태 2에 의하면, 엘리베이터 칸의 정지 상태의 유지에 필요한 미소 미끄럼 속도영역으로부터 운전 중의 엘리베이터를 비상 정지 혹은 급정지시킬 때의 큰 미끄럼 속도 영역까지의 광범위한 미끄럼 속도에 있어서, 마찰계수의 변동이 작은 엘리베이터용 로프를 얻을 수 있다.
또한, 실시 형태 1 및 2에 기재된 수지 조성물에는, 온도나 미끄럼 속도에 대하여서 마찰계수를 보다 안정시키기 위해서, 무기 충전재를 더욱 혼합할 수도 있다. 이와 같은 무기 충전재로서는, 예를 들면, 탄산칼슘, 실리카, 산화 티탄, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 황산바륨 등의 구 모양 무기 충전재, 카본 섬유, 유리 섬유 등의 섬유 모양 무기 충전재, 마이카, 탈크, 벤토나이트 등의 판 모양 무기 충전재를 들 수 있다. 이것들은 단독으로 이용하여도 되고, 2종류 이상을 조합하여 이용해도 된다. 이들 중에서도, 마찰계수의 변동을 보다 작게 하기 위하여, 섬유 모양 무기 충전재 및 판 모양 무기 충전재를 이용하는 것이 바람직하다. 또, 이들 무기 충전재의 경도는 특별히 묻지 않는다. 이들 무기 충전재의 배합량은, 수지 조성물을 가교 처리해 얻어지는 가교체의 JIS A 경도가 98 이하 및 유리 전이 온도가 -20℃ 이하가 되는 범위에서 적당히 조정하면 된다.
가교체의 JIS A 경도를 98 이하로 규정하는 이유는, 98을 넘으면 로프의 유연성이 손상되어 이것을 엘리베이터에 적용하여 구동시켰을 때의 소비 전력이 증가하는 경향이 있는 것을 발명자 등의 검토에 의하여 알았기 때문이다. 가교체의 JIS A 경도는, 보다 바람직하게는 85 이상 95 이하이다.
또, 가교체의 유리 전이 온도를 -20℃ 이하로 규정하는 이유는, 가교체의 유리 전이 온도가 높을수록 마찰계수의 미끄럼 속도 의존성이 작아지지만, 한편, 가교체의 유리 전이 온도가 높을수록 가교체의 탄성률이 커져, 이것을 수지 피복층으로서 엘리베이터용 로프에 적용하였을 경우, 로프의 유연성이 저하하고, 가교체의 유리 전이 온도보다도 높은 환경 하에서 로프가 반복하여 굽혀지면, 수지 피복층이 받는 응력에 의하여 수지 피복층의 균열 등의 피로 파괴가 생기기 쉬워지는 경향이 있는 것을 발명자 등의 검토에 의하여 알았기 때문이다. 가교체의 유리 전이 온도는, 보다 바람직하게는 -25℃ 이하이다.
또한, 본 실시 형태 1 및 2에 의한 엘리베이터용 로프는, 로프 본체의 외주를 피복 하는 최외층의 수지 재료에 특징이 있기 때문에, 로프 본체의 구조는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 로프 본체는, 일반적으로는, 복수의 강제소선을 서로 꼬아 구성되는 스트랜드 또는 코드를 하중 지지 부재로서 포함하는다. 본 실시 형태에서의 로프 본체는, 상기한 스트랜드 또는 코드를 포함하는 벨트 모양의 것이어도 된다. 또, 로프 본체와 수지 피복층과의 밀착성을 향상시키기 위하여, 켐록(등록상표) 218(로드 파 이스트사 제)과 같은 금속 및 폴리우레탄용 접착제를 상기한 스트랜드 혹은 코드에 미리 도포하여 두는 것이 바람직하다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 자세한 내용으로 설명하지만, 본 발명은 이것들로 한정되는 것은 아니다.
＜엘리베이터용 로프의 제작 방법＞
표 1에 기재되는 배합을 가지는 각 수지 조성물을 압출 성형기에 공급하고, 로프 본체의 외주를 각 수지 조성물로 피복하였다. 로프 본체를 각 수지 조성물로 피복한 후, 전자선 조사 장치를 이용하여, 수지 조성물에 10 MeV의 전자선을 150 kGy 조사한 후, 가교 반응의 촉진 및 접착제의 경화를 위하여서 100℃에서 2시간 가열하여, 로프 본체가 수지 피복층으로 피복된 직경 12 mm의 엘리베이터용 로프를 얻었다. 또한, 얻어진 엘리베이터용 로프는, 국제공개 제2003/050348호의 도 1에 기재되는 단면 구조를 가지는 것이다. 여기서, 로프 본체는, 복수의 강제소선이 꼬여져 있는 복수의 심자줄과 복수의 강제소선이 꼬여져 있는 복수 내층자줄을 가지는 내층 로프와, 내층 로프의 외주를 피복하는 수지제의 내층 피복체와, 내층 피복체의 외주부에 설치되어 복수의 강제소선이 꼬여져 있는 복수의 외층자줄을 가지는 외층 로프로 이루어진 것에 상당하고, 수지 피복층은 외층 피복체에 상당한다. 로프 본체를 각 수지 조성물로 피복하기 전에, 외층자줄에 켐록(등록상표) 218(로드 파 이스트사 제)을 도포하여 건조시켜 두었다.
[수지 피복층의 JIS A 경도]
JIS K7215에 따라, 타입 A 듀로미터를 이용하여 듀로미터 A 경도를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[수지 피복층의 유리 전이 온도(Tg)의 측정]
수지 피복층의 유리 전이 온도(Tg)는 이하와 같이 측정하였다. 실시예 및 비교예 각각에 이용한 수지 피복층과 동일 조성의 수지 조성물을 사출 성형기에 공급하고, 100 mm×100mm×두께 2 mm의 평판으로 성형하여, 100℃에서 2시간 가열한 후, 그 중심부에서 50 mm×10mm×두께 2 mm의 시험편을 잘라내었다. 세이코 인스트루먼트 주식회사 제의 점탄성 분광계 DMS120를 이용하여 변형 모드 휨 모드, 측정 주파수 10 Hz, 승온 속도 2℃/분, 가진진폭 10μm의 조건으로, 시험편의 손실 탄성률을 측정하고, 손실 탄성률의 피크 온도를 Tg로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[로프 마찰계수의 측정]
(1) 미소 미끄럼 속도 및 통상 운전 미끄럼 속도에서의 측정법
도 2는, 미소 미끄럼 속도영역에서의 마찰계수를 측정하기 위한 장치의 개념도이다. 도 2에 나타나듯, 실시예 및 비교예에서 얻어진 엘리베이터용 로프 (1)을 쉬브 (2)에 대하여 180도 권부(卷付)하고, 그 일단을 측정 장치 (3)에 고정하고, 타단을 추 (4)에 연결하고, 엘리베이터용 로프 (1)에 장력을 걸었다. 여기서 쉬브 (2)를 소정 속도로 시계방향으로 회전시키면, 엘리베이터용 로프 (1)과 쉬브 (2)와의 사이에 발생하는 마찰력만큼 고정측의 로프 장력 (T2)이 완화되어 추 측의 로프 장력 (T1)과의 사이에서 장력차가 발생한다. 이러한 추 측의 로프 장력 (T1) 및 고정측의 로프 장력 (T2)을, 로프와 추와의 연결부에 구비된 로드셀에 의하여 측정하였다. 정지 유지시의 미끄럼 속도를 1×10-5mm/sec, 통상 운전시의 미끄럼 속도를 1 mm/sec라고 정의하고, T1 및 T2(단 T1＞T2), 로프 권부각 θ(=180도), 쉬브 홈의 형상으로 정해지는 계수 K2(=1.19)를 하기 [식 1]에 대입하고, 엘리베이터용 로프 (1)과 쉬브 (2)와의 사이의 마찰계수 (μ1)을 구하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 측정은 모두 25℃에서 실시하였다.
[식 1]
Figure pct00001
(2) 비상 정지시킬 때의 큰 미끄럼 속도영역에서의 측정법
도 3은, 비상 정지시킬 때의 큰 미끄럼 속도영역에서의 마찰계수를 측정하기 위한 장치의 개념도이다. 실시예 및 비교예에서 얻어진 엘리베이터용 로프 (1)을 구동 쉬브 (5)에 대하여 180도 권부하고, 그 일단을 추 (4a)에 연결하고, 타단을 추 (4a)보다도 질량이 큰 추 (4b)에 연결하였다. 여기서 구동 쉬브 (5)를 시계방향으로 회전시킴으로써 추 (4a)를 상승시키고, 로프 속도가 4 m/s가 된 시점에서 구동 쉬브 (5)를 급정지시키고, 구동 쉬브 (5)에 대하여 엘리베이터용 로프 (1)을 슬립 시켰다. 그 때의 추 (4a)의 최소 감속도 (α), 추 (4a) 측의 장력 (T3) 및 추 (4b) 측의 장력 (T4)을, 로프와 추와의 연결부에 구비된 로드셀에 의하여 측정하고, 그 값을 하기 [식 2]에 대입하여, 슬립 중의 최소 마찰계수 (μ2)를 구하였다. 표 1에 시험 결과를 나타낸다. 또한, 측정은 25℃에서 실시하였다.
[식 2]
Figure pct00002
여기서 K2는 미소 미끄럼 속도영역에서의 측정법으로 이용한 값과 동일하고, g는 중력(=9.80665m／s2), θ는 로프 권부각(=180도)이다.
Figure pct00003
또한, 표 1 중, TPU1는 디페닐메탄디이소시아네이트와 폴리테트라메틸렌글리콜과 부탄디올로부터 얻어지는 JIS A 경도 85의 에테르계 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머이며, TPU2는 디페닐 메탄 디이소시아네이트와 폴리테트라메틸렌글리콜과 부탄디올로부터 얻어지는 JIS A 경도 90의 에테르계 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머이며, TPU3는 디페닐메탄디이소시아네이트와 폴리테트라메틸렌글리콜과 부탄디올로부터 얻어지는 JIS A 경도 95의 에테르계 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머이며, TPU4는 디페닐메탄디이소시아네이트와 폴리부타디엔폴리올(수평균 분자량 2000)과 2-에틸-1,3-헥산디올로부터 얻어지는 JIS A 경도 95의 올레핀계 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머이며, 가교조제 1은 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트이며, 가교조제 2는 1,6-헥산디올디메타크릴레이트이며, 가교조제 3은 평균 분자량 400의 폴리프로필렌글리콜에 메타크릴산을 반응시켜 얻어지는 폴리프로필렌글리콜디메타크릴레이트이다. 또, 무기 충전재로서 산화 티탄, 유리 섬유(섬유 길이 1 mm) 및 탈크를 사용하였다.
각 측정법으로 측정한 마찰계수가, 0.15 미만의 것을 ×, 0.15 이상 0.2 미만의 것을 △, 0.2 이상 0.25 미만의 것을 ○, 0.25 이상 0.6 이하인 것을 ◎로 하였다. 단, 실시예 및 비교예에서 0.6을 초과하는 마찰계수를 나타낸 것은 없었다.
표 1의 결과로부터 알 수 있듯이 실시예 및 비교예에서 얻어지는 엘리베이터용 로프를 이용하여 미소 미끄럼 속도영역(1×10-5mm／s) 및 비상 정지시의 마찰계수는, 통상 운전시의 마찰계수보다도 저하하는 경향을 나타내었다.
실시예에서 얻어진 엘리베이터용 로프는, 미소 미끄럼 속도영역 및 비상 정지시의 마찰계수가 모두 0.15 이상을 나타내었다. 특히, 무기 충전재를 TPU3 및 가교조제와 병용한 실시예 6~8 및 무기 충전재를 TPU4와 병용한 실시예 10~12는, 마찰계수의 변동이 작고, 이 중에서도, 섬유 모양 무기 충전재인 유리 섬유를 첨가한 실시예 7 및 11 및 판 모양 무기 충전재인 탈크를 첨가한 실시예 8 및 12는, 마찰계수의 변동이 특히 작은 것이 밝혀졌다.
한편, 비교예에서 얻어진 엘리베이터용 로프는 모두, 미소 미끄럼 속도영역 및 비상 정지시의 마찰계수가 너무 낮아지는 문제가 생겼다.
1 엘리베이터용 로프
2 쉬브
3 측정 장치
4, 4a, 4b 추
5 구동 쉬브

Claims (4)

  1. 로프 본체 및 상기 로프 본체의 외주를 피복하고, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머와 1 분자 중에 비닐기를 2개 이상 가지는 비닐 화합물로 이루어지는 가교조제를 포함하는 수지 조성물의 가교체로 이루어지는 수지 피복층을 구비하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  2. 로프 본체 및 상기 로프 본체의 외주를 피복하고, 분자 중에 비닐기를 가지는 폴리올과 유기 폴리이소시아네이트와 사슬연장제로부터 얻어지는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 포함하는 수지 조성물의 가교체로 이루어지는 수지 피복층을 구비하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 수지 조성물이 무기 충전재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 무기 충전재가, 섬유 모양 또는 판 모양인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 로프.
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