KR20220125679A

KR20220125679A - V리브형 벨트

Info

Publication number: KR20220125679A
Application number: KR1020220023330A
Authority: KR
Inventors: 쇼고 코바야시; 유야 신도; 카즈아키 마츠다; 타카유키 오쿠보
Original assignee: 반도 카가쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2021-03-05
Filing date: 2022-02-23
Publication date: 2022-09-14
Also published as: EP4053429A1; US20220282769A1; JP7387664B2; JP2022135566A; CN115013480A; JP2023160903A

Abstract

복수개의 V리브를 가지는 V리브형 벨트로서, 상기 복수개의 V리브 각각은 가교 고무 조성물로 이루어지는 V리브 본체와, 상기 V리브 본체의 표면을 피복하는 섬유 부재를 포함하고, 상기 가교 고무 조성물은 고무 성분, 가교제, 그리고 불포화 카르복실산금속염 및 말레이미드 화합물 중 적어도 하나를 함유하는 미가교 고무 조성물의 가교물이며, 상기 불포화 카르복실산금속염 및 상기 말레이미드 화합물의 합계 함유량은 상기 고무 성분 100질량부에 대하여 1~40질량부인, V리브형 벨트.

Description

V리브형 벨트{V-RIBBED BELT}

본 발명은 V리브형 벨트에 관한 것이다.

본 출원은 2021년 3월 5일 출원된 일본 출원 제2021-035470호에 기초하는 우선권을 주장하고, 상기 일본 출원에 기재된 모든 기재 내용을 원용하는 것이다.

종래, 엔진, 모터 등의 회전 동력을 전달하는 수단으로서 구동 측 및 종동(從動) 측 각각의 회전축에 풀리(pulley)를 고정시켜서 마련함과 함께, 각각의 풀리에 V리브형 벨트 등의 전동 벨트를 놓는 방법이 널리 이용되고 있다.

V리브형 벨트에서는 V리브 표면을 보강포로 피복하는 것이 수행되고 있다. 이 때, 보강포가 V리브 표면으로부터 탈락하는 것을 방지하기 위해, 보강포로서 셀룰로오스계 섬유를 포함하는 섬유 부재와 이소시아네이트 화합물을 포함하는 복합 섬유층을 사용하는 것(예를 들면, 특허문헌 1 참조)이나, 셀룰로오스계 섬유를 포함하는 섬유 부재와 이소시아네이트 화합물과 수지 성분을 포함하는 복합 섬유층을 사용하는 것(예를 들면, 특허문헌 2 참조)이 제안되어 있다.

일본 공개특허공보 특개2019-120402호 일본 공개특허공보 특개2020-063841호

특허문헌 1, 2에 기재된 V리브형 벨트에서는 보강포의 구성이 제한되게 된다.

본 발명자들은 V리브 표면을 피복하는 보강포의 접착성을 높이기 위해 예의검토를 실시하여, 특허문헌 1, 2와는 다른 새로운 사상에 기초하여 보강포의 접착성이 뛰어난 V리브형 벨트를 찾아내고, 본 발명을 완성시켰다.

(1) 본 발명의 V리브형 벨트는,

복수개의 V리브를 가지는 V리브형 벨트로서,

상기 복수개의 V리브 각각은 가교 고무 조성물로 이루어지는 V리브 본체와, 상기 V리브 본체의 표면을 피복하는 섬유 부재를 포함하고,

상기 가교 고무 조성물은 고무 성분, 가교제, 그리고 불포화 카르복실산금속염 및 말레이미드 화합물 중 적어도 하나를 함유하는 미(未)가교 고무 조성물의 가교물이며,

상기 불포화 카르복실산금속염 및 상기 말레이미드 화합물의 합계 함유량은 상기 고무 성분 100질량부에 대하여 1~40질량부이다.

상기 V리브형 벨트에서는 V리브 본체를 구성하는 가교 고무 조성물을, 고무 성분과 가교제와 소정량의 불포화 카르복실산금속염 및/또는 말레이미드 화합물을 함유하는 미가교 고무 조성물의 가교물로 함으로써, V리브 본체를 피복하는 섬유 부재의 상기 V리브 본체에 대한 접착성을 양호한 것으로 할 수 있다.

(2) 상기 V리브형 벨트에 있어서, 상기 섬유 부재는 셀룰로오스계 섬유를 포함하는 것이 바람직하다.

셀룰로오스계 섬유는 상기 조성의 고무 조성물와 조합함으로써, V리브 본체와의 접착성이 높아지는 섬유이기 때문이다.

(3) 상기 V리브형 벨트에 있어서, 상기 섬유 부재는 접착 처리가 실시되지 않은 것이 바람직하다.

상기 V리브형 벨트에서는 상기 섬유 부재에 접착 처리가 실시되지 않아도, 상기 섬유 부재와 V리브 본체를 구성하는 고무 조성물의 접착성이 뛰어나다.

본 발명의 V리브형 벨트는 V리브 본체와 섬유 부재의 접착성이 뛰어나다. 그 때문에, 양자 사이에서 박리가 발생하기 어렵고, 내구성이 뛰어나다.

도 1은 본 발명의 한 실시형태에 따른 V리브형 벨트의 일부를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2a는 가교 장치의 단면도이다.
도 2b는 도 2a에 나타낸 가교 장치 일부분의 단면확대도이다.
도 3a는 도 1에 나타낸 V리브형 벨트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 도 1에 나타낸 V리브형 벨트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3c는 도 1에 나타낸 V리브형 벨트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 내구성 평가 시험에서의 벨트 주행 시험기의 풀리 레이아웃을 나타내는 도면이다.
도 5는 주수(注水) 전동능력 시험에서의 벨트 주행 시험기의 풀리 레이아웃을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

(V리브형 벨트)

도 1은 본 발명의 한 실시형태에 따른 V리브형 벨트(B)의 일부를 모식적으로 나타내는 도면이다.

이 V리브형 벨트(B)는 예를 들면, 자동차의 엔진룸 내에 마련되는 보조기구 구동 벨트 전동장치에 이용되는 것이며, 벨트 둘레길이가 700㎜ 이상 3000㎜ 이하, 벨트 폭이 10㎜ 이상 36㎜ 이하, 및 벨트 두께가 3.5㎜ 이상 5.0㎜ 이하이다.

이 V리브형 벨트(B)는 벨트 안둘레 측의 압축 고무층(11)과, 벨트 바깥둘레 측의 접착 고무층(12)의 이중층으로 구성된 벨트 본체(10)를 포함한다. 벨트 본체(10)의 벨트 바깥둘레 측 표면에는 배면 보강포(13)가 붙여진다. 벨트 본체(10)의 리브 측 표면에는 리브 측 보강포(14)가 마련되어 있다. 또한, 접착 고무층(12)에는 심선(16)이 벨트 폭방향에 피치를 가지는 나선을 형성하도록 매설되어 있다.

압축 고무층(11)에는 안둘레 측에 복수개의 V리브 본체(11a)가 아래로 늘어뜨려지도록 형성되어 있다. 복수개의 V리브 본체(11a)는 각각이 벨트 길이방향으로 연장되며 절단면이 대략 역삼각형상인 돌조로 구성되어 있음과 함께, 벨트 폭방향으로 병설(竝設)되어 있다. 압축 고무층(11)의 두께는 예를 들면 2.2㎜ 이상 3.2㎜ 이하이다.

접착 고무층(12)은 절단면이 가로로 긴 직사각형의 띠 형상으로 형성되어 있다. 접착 고무층(12)의 두께는 예를 들면 1.0㎜ 이상 2.5㎜ 이하이다.

배면 보강포(13)는 예를 들면, 면, 폴리아미드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 아라미드 섬유 등의 실을 사용한 천 재료, 편물, 부직포 등에 의해 구성된다. 상기 천 재료는 상기 실을 평직, 능직, 주자직 등으로 제직한 것이다. 배면 보강포(13)는 벨트 본체(10)에 대한 접착성을 부여하기 위해, 성형 가공 전에 RFL 수용액에 침지하여 가열하는 접착 처리, 및/또는 접착 고무층(12)의 외주면(外周面)에 고무풀을 코팅하여 건조시키는 접착 처리가 실시되어도 된다. 배면 보강포(13)의 두께는 예를 들면 0.4㎜ 이상 1.2㎜ 이하이다.

배면 보강포(13) 대신에, 두께가 예를 들면 0.4㎜ 이상 0.8㎜ 이하인 배면 고무층이 마련되어 있어도 된다. 배면 고무층의 표면에는 배면 구동 시의 소리 발생을 억제하는 관점에서, 직포의 결(texture)이 전사(轉寫)되어 있어도 된다.

압축 고무층(11) 및 접착 고무층(12)은 각각 가교 고무 조성물로 이루어진다. 이 가교 고무 조성물은 고무 성분에 가교제와 불포화 카르복실산금속염 및/또는 말레이미드 화합물을 포함하는 다양한 고무 배합제가 배합되고 혼련된 미가교 고무 조성물(원료 조성물)이 가열 및 가압되고, 고무 성분이 가교제에 의해 가교된 가교물이다.

압축 고무층(11) 및 접착 고무층(12)은 동일한 가교 고무 조성물로 구성되어 있어도 되고, 다른 가교 고무 조성물로 구성되어 있어도 된다.

또한, 배면 고무층을 마련하는 경우, 상기 배면 고무층은 압축 고무층(11) 및 접착 고무층(12) 중 한쪽 또는 양쪽과 동일한 가교 고무 조성물로 구성되어 있어도 되고, 압축 고무층(11) 및 접착 고무층(12) 어느 것과도 다른 가교 고무 조성물로 구성되어 있어도 된다. V리브형 벨트(B)가 배면 고무층을 가지는 경우, 상기 배면 고무층은 벨트 배면과 평풀리의 접촉에 의해 점착이 생기는 것을 억제하는 관점에서, 접착 고무층(12)보다도 약간 단단한 고무 조성물로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 원료 조성물에 포함되는 고무 성분으로는 예를 들면, 에틸렌·프로필렌·디엔 삼원 공중합체(EPDM), 에틸렌-프로필렌 코폴리머(EPM), 에틸렌-부텐 코폴리머(EDM), 에틸렌-옥텐 코폴리머(EOM) 등의 에틸렌-α-올레핀엘라스토머; 클로로프렌 고무(CR); 클로로술폰화폴리에틸렌 고무(CSM); 수소첨가 아크릴로니트릴 고무(H-NBR) 등을 들 수 있다. 상기 고무 성분은 이들 중의 1종 또는 2종 이상을 사용하는 것이 바람직하고, 에틸렌-α-올레핀엘라스토머를 사용하는 것이 보다 바람직하며, EPDM을 사용하는 것이 더 바람직하다.

상기 원료 조성물에 포함되는 가교제로는 황 및 유기 과산화물을 들 수 있다.

가교제 이외의 고무 배합제로는 예를 들면, 카본블랙 등의 보강재, 충전제, 노화방지제, 연화제, 가황 촉진제, 가황 촉진조제 등을 들 수 있다.

또한, 상기 원료 조성물에는 단섬유가 포함되어 있어도 되는데, 접착 고무층(12)을 형성하는 원료 조성물에는 심선(16)과의 접착성의 점에서 단섬유가 포함되어 있지 않은 것이 바람직하다.

압축 고무층(11)의 형성에 사용되는 원료 조성물은, 불포화 카르복실산금속염 및 말레이미드 화합물 중 적어도 하나를 추가로 함유한다.

불포화 카르복실산금속염 및 말레이미드 화합물의 합계 함유량은 상기 고무 성분 100질량부에 대하여 1~40질량부이다.

이와 같은 소정량의 불포화 카르복실산금속염 및/또는 말레이미드 화합물을 포함하는 원료 조성물(미가교 고무 조성물)의 가교물로 이루어지는 압축 고무층(11)은 리브 측 보강포(14)와의 밀착성이 뛰어나다.

상기 불포화 카르복실산금속염은 불포화 카르복실산과 금속으로 이루어진다. 상기 불포화 카르복실산으로는 예를 들면, 아크릴산, 메타크릴산 등의 불포화 모노카르복실산, 말레산, 프탈산, 이타콘산 등의 불포화 디카르복실산, 말레산모노메틸, 이타콘산모노에틸 등을 들 수 있다.

상기 금속으로는 불포화 카르복실산과 염을 형성하는 것이면 특별히 제한되지 않는데, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 티탄, 크롬, 몰리브덴, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 은 아연, 카드뮴, 알루미늄, 주석, 납, 수은, 안티몬 등을 사용할 수 있다.

상기 불포화 카르복실산금속염은 1종류만을 사용해도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다.

이들 중에서는 디아크릴산아연 또는 디메타크릴산아연이 바람직하다.

상기 말레이미드 화합물로는 분자 내에 2개의 말레이미드기를 가지는 비스말레이미드 화합물이 바람직하다. 상기 비스말레이미드 화합물로는 예를 들면, N,N'-m-페닐렌비스말레이미드, N,N'-1,2-에틸렌비스말레이미드, N,N'-1,2-프로필렌비스말레이미드, 4,4'-비스말레이미드디페닐메탄, N,N'-(4,4-디페닐-메탄)비스말레이미드, 비스(3-에틸-5-메틸-4-말레이미드페닐)메탄, 2,2'-비스〔4-(4-말레이미드페녹시)페닐〕프로판, m-페닐렌비스(메틸렌)비스말레이미드, m-페닐렌비스(메틸렌)비스시트라콘이미드, 1,1'-(메틸렌디-4,1-페닐렌)비스말레이미드 등을 들 수 있다.

상기 비스말레이미드 화합물은 1종류만을 사용해도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다.

이들 중에서는 N,N'-m-페닐렌비스말레이미드가 바람직하다.

불포화 카르복실산금속염 및 말레이미드 화합물의 합계 함유량은 상술한 바와 같이, 상기 고무 성분 100질량부에 대하여 1~40질량부이다.

상기 합계 함유량이 1질량부 미만에서는 압축 고무층(11)과 리브 측 보강포(14)의 접착성이 불충분해진다.

한편, 상기 합계 함유량이 40질량부를 초과하면, 압축 고무층(11)이 단단해지고, V리브형 벨트(B)의 내크랙 성능이 저하되는 경우가 있다.

상기 불포화 카르복실산금속염의 함유량은 상기 고무 성분 100질량부에 대하여 5~20질량부가 바람직하다.

이 경우, 필요한 접착력을 확보하면서 재료 원가의 상승을 억제할 수 있다.

상기 말레이미드 화합물의 함유량은 상기 고무 성분 100질량부에 대하여 3~10질량부가 바람직하다.

접착 고무층(12)의 형성에 사용되는 원료 조성물은 압축 고무층(11)의 형성에 사용되는 원료 조성물과 조성이 달라도 된다. 접착 고무층(12)의 형성에 사용되는 원료 조성물은 불포화 카르복실산금속염 및 말레이미드 화합물을 함유하지 않아도 된다.

압축 고무층(11)의 복수개의 V리브 본체(11a)의 표면은 리브 측 보강포(14)로 피복되어 있다. 리브 측 보강포(14)의 두께는 예를 들면 0.1㎜ 이상 1.5㎜ 이하이다. 그리고 리브 측 보강포(14)로 피복된 V리브 본체(11a)에 의해 V리브(15)가 구성되어 있다. 이 리브 측 보강포(14)로 피복된 V리브(15)의 표면이 풀리 접촉면이 된다. 각 V리브(15)는 예를 들면, 리브 높이가 2.0㎜ 이상 3.0㎜ 이하, 및 기단(基端) 사이의 폭이 1.0㎜ 이상 3.6㎜ 이하이다. V리브(15)의 개수는 예를 들면 3개 이상 10개 이하이다(도 1에서는 6개).

리브 측 보강포(14)는 직포로 구성되어 있어도 되고, 편포로 구성되어 있어도 되며, 어느 쪽이어도 된다. 직포의 직물 조직으로는 예를 들면, 평직, 사문직, 주직, 및 이들의 변화 조직 등을 들 수 있다. 편포의 편물 조직으로는 예를 들면, 횡편(weft knit)에서는 평편, 고무편, 펄편, 그 밖의 변화 조직 등, 종편(warp knit)에서는 싱글 덴비편, 싱글 반다이크편, 그 밖의 변화 조직 등을 들 수 있다.

압축 고무층(11)의 복수개의 V리브 본체(11a)를 피복하는 관점에서, 리브 측 보강포(14)는 신축성이 높은 편포로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

리브 측 보강포(14)는 접착 처리가 실시되지 않은 것이 바람직하다.

V리브형 벨트(B)는 압축 고무층(11)이 상술한 가교 고무 조성물로 이루어지기 때문에, 리브 측 보강포(14)에 접착 처리가 실시되지 않아도 압축 고무층(11)과 리브 측 보강포(14)는 충분한 접착력으로 접착되어 있다.

또한, 접착 처리가 실시되지 않은 리브 측 보강포(14)를 포함한 V리브형 벨트(B)는 접착 처리가 실시된 리브 측 보강포를 포함한 V리브형 벨트에 비해 주수 시의 이음(異音) 내구성이 뛰어나다. 이는 접착 처리가 실시되지 않은 리브 측 보강포는 접착 처리가 실시된 리브 측 보강포에 비해 흡수 특성이 뛰어난 경향이 있기 때문으로 추측된다. 또한, 접착 처리가 실시되지 않은 리브 측 보강포(14)로는 접착 처리가 실시되지 않음으로써 뛰어난 흡수 특성을 확보하는데에 적합하기 때문에, 셀룰로오스계 섬유를 포함하는 리브 측 보강포가 바람직하다.

또한, 뛰어난 흡수 특성을 확보하는 관점에서, 리브 측 보강포(14)는 표면(V리브형 벨트(B)의 내주면(內周面))에 셀룰로오스계 섬유가 노출되어 있는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 실시형태에서 리브 측 보강포(14)는 접착 처리가 실시되어 있어도 된다.

본 발명의 V리브형 벨트에서 리브 측 보강포에 접착 처리가 실시되지 않은이란, 리브 측 보강포를 접착제에 침지하는 접착 처리가 실시되지 않고, 리브 측 보강포의 표면에 접착제가 부착되지 않은 것을 의미한다.

본 발명에서 "접착제에 침지하는 접착 처리"는 에폭시 수지 용액 또는 이소시아네이트 수지 용액에 침지하여 가열하는 처리, RFL 수용액에 침지하여 가열하는 처리, 및 고무풀에 침지하여 건조시키는 처리이다.

리브 측 보강포(14)는 셀룰로오스계 섬유를 포함하여 형성되어 있다. 즉, 리브 측 보강포(14)는 직포의 경사 및 위사로서, 혹은 편포의 편사로서 이 셀룰로오스계 섬유가 사용된다.

상기 셀룰로오스계 섬유로는 예를 들면, 침엽수나 활엽수의 목재 펄프, 대섬유, 사탕수수 섬유, 면 섬유나 카폭의 종자모 섬유, 삼이나 닥나무나 삼아의 인피 섬유, 마닐라마나 뉴질랜드마의 잎 섬유 등의 천연식물 유래의 셀룰로오스 섬유; 멍게 셀룰로오스 등의 동물 유래의 셀룰로오스 섬유; 박테리아 셀룰로오스 섬유; 조류(藻類) 셀룰로오스 섬유; 셀룰로오스 에스테르 섬유; 레이온이나 큐프라나 리오셀 등의 재생 셀룰로오스 섬유 등을 들 수 있다.

이들 중에서는 섬유 재료로서의 실용성의 관점에서 면 섬유가 바람직하다.

리브 측 보강포(14)를 구성하는 섬유에서 차지하는 셀룰로오스계 섬유의 비율은 50질량% 이상이 바람직하고, 70질량% 이상이 보다 바람직하며, 100질량%이어도 된다.

접착 고무층(12)의 벨트 두께방향의 중간부에는 벨트 폭방향으로 피치를 가지는 나선을 형성하도록 배치된 심선(16)이 매설되어 있다.

심선(16)은 폴리아미드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 아라미드 섬유, 폴리아미드 섬유 등의 연사로 구성되어 있다. 심선(16)의 직경은 예를 들면 0.5㎜ 이상 2.5㎜ 이하이며, 절단면에서의 서로 인접하는 심선(16) 중심간의 치수는 예를 들면 0.05㎜ 이상 0.20㎜ 이하이다.

심선(16)에는 에폭시 수지 용액 또는 이소시아네이트 수지 용액에 침지하여 가열하는 접착 처리, RFL 수용액에 침지한 후에 가열하는 접착 처리, 및 고무풀에 침지한 후에 건조시키는 접착 처리 중 1종 또는 2종 이상의 접착 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다.

다음으로, V리브형 벨트(B)의 제조 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도 2a 및 도 2b는 본 실시형태에 따른 V리브형 벨트(B)의 제조에서 사용하는 가교 장치(40)를 나타내는 도면이다. 도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 실시형태에 따른 V리브형 벨트(B)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이 가교 장치(40)는 기대(41)와, 그 위에 세워서 마련된 원기둥 형상의 팽창 드럼(42)과, 그 바깥 쪽에 마련된 원통 형상의 원통 몰드(43)를 포함한다.

팽창 드럼(42)은 중공 원기둥 형상으로 형성된 드럼 본체(42a)와, 그 바깥둘레에 밖으로 끼워진 원통 형상의 고무제 팽창 슬리브(42b)를 가진다. 드럼 본체(42a)의 바깥둘레부에는 각각 내부에 연통된 다수개의 통기구멍(42c)이 형성되어 있다. 팽창 슬리브(42b)의 양 단부(端部)는 각각 드럼 본체(42a)와의 사이에서 고정링(44, 45)에 의해 봉지(封止)되어 있다. 가교 장치(40)에는 드럼 본체(42a)의 내부에 고압 공기를 도입하여 가압하는 가압 수단(도시하지 않음)이 마련되어 있다. 가교 장치(40)는 상기 가압 수단에 의해 드럼 본체(42a)의 내부에 고압 공기가 도입되면, 고압 공기가 통기구멍(42c)을 통과해 드럼 본체(42a)와 팽창 슬리브(42b) 사이에 들어가 팽창 슬리브(42b)를 지름방향 바깥 쪽으로 팽창시키도록 구성되어 있다.

원통 몰드(43)는 기대(41)에 탈착이 가능하게 구성되어 있다. 기대(41)에 장착된 원통 몰드(43)는 팽창 드럼(42)과의 사이에 간격을 두고 동심 형상으로 마련된다. 원통 몰드(43)는 내주면에, 각각 둘레방향으로 연장되는 복수개의 V리브 형성 홈(43a)이 축방향(홈 폭방향)으로 연설(連設)되어 있다. 각 V리브 형성 홈(43a)은 홈 바닥 측을 향함에 따라 폭이 좁게 형성되어 있고, 구체적으로는 절단면 형상이, 제조하는 V리브형 벨트(B)의 V리브(15)와 동일 형상으로 형성되어 있다. 가교 장치(40)에는 원통 몰드(43)의 가열 수단 및 냉각 수단(모두 도시하지 않음)이 마련되어 있고, 이들 가열 수단 및 냉각 수단에 의해 원통 몰드(43)의 온도제어가 가능해지도록 구성되어 있다.

실시형태에 따른 V리브형 벨트(B)의 제조 방법에서는 우선, 고무 성분에 가교제와 불포화 카르복실산금속염 및/또는 말레이미드 화합물을 포함하는 각 고무 배합제를 배합하고, 니더, 밴버리 믹서 등의 혼련기로 혼련하고, 얻어진 미가교 고무 조성물을 캘린더 성형 등에 의해 시트 형상으로 성형하여 압축 고무층(11)용 미가교 고무 시트(11')를 제조한다. 마찬가지로, 접착 고무층(12)용 미가교 고무 시트(12')도 제조한다. 또한, 리브 측 보강포(14) 및 배면 보강포(13)를 준비하고, 필요에 따라 접착 처리를 실시한다. 접착 처리는 배면 보강포(13)에는 실시하고, 리브 측 보강포(14)에는 실시하지 않는 것이 바람직하다. 배면 보강포(13) 및 리브 측 보강포(14)는 미리 통 형상으로 형성해 두어도 된다. 또한, 심선(16)을 준비하고, 필요에 따라 심선(16)에 접착 처리를 실시한다.

이어서, 도 3a에 나타내는 바와 같이, 표면이 평활한 원통 드럼(46) 위에 고무 슬리브(47)를 씌우고, 그 위에 배면 보강포(13), 및 접착 고무층(12)용 미가교 고무 시트(12')를 순서대로 휘감아서 적층하고, 그 위로부터 심선(16)을 나선 형상으로 휘감고, 더욱이 그 위로부터 접착 고무층(12)용 미가교 고무 시트(12') 및 압축 고무층(11)용 미가교 고무 시트(11')를 순서대로 휘감는다. 마지막으로, 미가교 고무 시트(11') 위에 리브 측 보강포(14)를 휘감아서 미가교 슬래브(S')를 성형한다.

이어서, 원통 드럼(46)으로부터 미가교 슬래브(S')를 마련한 고무 슬리브(47)를 떼고, 도 3b에 나타내는 바와 같이 원통 몰드(43)의 내주면 측에 안으로 끼운 후, 그 미가교 슬래브(S')를 마련한 원통 몰드(43)를, 팽창 드럼(42)을 덮도록 마련하여 기대(41)에 장착한다.

계속해서, 원통 몰드(43)를 가열함과 함께, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 팽창 드럼(42)의 드럼 본체(42a)와 팽창 슬리브(42b) 사이에 통기구멍(42c)을 통해 고압 공기를 주입하여 팽창 슬리브(42b)를 팽창시킨다. 이 때, 미가교 슬래브(S')가 원통 몰드(43)에 대하여 프레싱되고, 미가교 고무 시트(11', 12')가 리브 측 보강포(14)를 가압하여 신장시키면서 V리브 형성 홈(43a)에 유입됨과 함께, 그들의 고무 성분의 가교가 진행되어 일체화되면서 리브 측 보강포(14), 심선(16), 및 배면 보강포(13)와 복합되고, 최종적으로 원통 형상의 벨트 슬래브(S)가 성형된다. 이 벨트 슬래브(S)의 성형 온도는 예를 들면 100℃ 이상 180℃ 이하, 성형 압력은 예를 들면 0.5㎫ 이상 2.0㎫ 이하, 성형 시간은 예를 들면 10분 이상 60분 이하이다.

그리고 팽창 드럼(42)의 드럼 본체(42a)와 팽창 슬리브(42b) 사이로부터 고압 공기를 뺀 후, 원통 몰드(43)의 내주면 상에 성형된 벨트 슬래브(S)를 꺼내고, 벨트 슬래브(S)를 소정의 V리브(15)의 개수로 둥글게 커팅하여 표리를 뒤집음으로써 V리브형 벨트(B)가 얻어진다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더 구체적으로 설명하겠는데, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

여기서는 실시예 1~9 및 비교예 1, 2의 V리브형 벨트를 제작하고, 평가했다.

<압축 고무 재료>

압축 고무층을 형성하기 위한 고무 재료로서 EPDM(JSR사 제품 상품명: EP22)을 고무 성분으로 하고, 이 고무 성분 100질량부에 대하여 소정량의 HAF 카본블랙(도카이 카본사 제품 상품명: 시스트 3), 가소제(재팬 썬 오일 컴퍼니 제품 상품명: 선플렉스 2280) 8질량부, 황(호소이 가가쿠사 제품 상품명: 오일 설퍼) 1.5질량부, 가황 촉진제(1)(오우치 신코 케미컬사 제품 상품명: 녹셀러 MSA-G) 1질량부, 가황 촉진제(2)(산신 가가쿠사 제품 상품명: 썬셀러 EM-2) 3질량부, 가황 촉진조제로서의 산화아연(사카이 가가쿠 고교사 제품 상품명: 아연화 2호) 5질량부, 소정량의 메타크릴산아연(가와구치 가가쿠사 제품 상품명: 액터 ZMA), 및 소정량의 말레이미드 화합물(오우치 신코 케미컬사 제품 상품명: 벌녹(Vulnoc) PM)을 배합한 것을 밴버리 믹서로 혼련한 후, 캘린더 롤로 압연하여 두께 1.0㎜의 시트를 제조했다.

압축 고무 재료의 조성은 표 1에도 나타냈다.

<접착 고무 재료>

접착 고무층을 형성하기 위한 접착 고무 재료로는 각 실시예 및 비교예에서 압축 고무 재료와 마찬가지의 조성으로 배합 원료를 배합한 것을 밴버리 믹서로 혼련한 후, 캘린더 롤로 압연한 것을 준비했다.

<심선>

심선으로는 폴리에스테르 섬유의 연사를 준비하고, 이를 RFL 수용액에 침지하고, 그 후 가열 건조하는 접착 처리를 실시한 것을 준비했다.

<리브 측 보강포>

리브 측 보강포로서, 면 섬유를 사용한 평편(천축편)으로 니트 천을 준비했다.

상기 니트 천에 접착 처리를 실시하지 않은 것을 니트 1로 했다.

상기 니트 천에 RFL 수용액에 침지하고, 그 후 가열 건조하는 접착 처리를 실시한 것을 니트 2로 했다.

<배면 보강포>

리브 측 보강포로서 준비한, RFL 처리가 실시된 니트 2를 배면 보강포로 했다.

(실시예 1)

상기 실시형태와 마찬가지의 구성을 가지며, 리브 측 보강포로서 니트 1을 사용하고, 압축 고무 재료, 접착 고무 재료, 심선 및 배면 보강포로서 상술한 것을 사용한 V리브형 벨트를, 도 2a~도 3c를 참조하면서 설명한 제조 방법으로 제작하고, 실시예 1의 V리브형 벨트로 했다. 여기서는 V리브의 개수가 6개인 V리브형 벨트와 3개인 V리브형 벨트를 제작했다.

또한, 실시예 1에서 채용한 압축 고무층과 리브 측 보강포의 접착력을 측정하기 위한 평가 샘플을 별도 제작했다.

여기서는 캘린더 롤로 압연한 미가교 압축 고무 재료로 이루어지는 시트를 커팅하고 적층하여, 길이 180㎜×폭 40㎜×두께 6㎜인 적층체를 제작했다. 이 적층체 위에 면 섬유의 편물인 니트 1을 올려놓고, 160℃에서 30분간 프레싱하여 평가 샘플을 제작했다.

(실시예 2~9 및 비교예 1)

표 1에 나타낸 압축 고무 재료를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, V리브의 개수가 6개인 V리브형 벨트와 3개인 V리브형 벨트를 제작했다.

또한, 실시예 1과 마찬가지의 수법을 이용하여, 실시예 2~9 및 비교예 1 각각에서 채용한 압축 고무층과 리브 측 보강포의 접착력을 측정하기 위한 평가 샘플을 제작했다.

(비교예 2)

표 1에 나타낸 압축 고무 재료를 사용하고, 리브 측 보강포로서 니트 2를 채용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, V리브의 개수가 6개인 V리브형 벨트와 3개인 V리브형 벨트를 제작했다.

또한, 실시예 1과 마찬가지의 수법을 이용하여, 비교예 2에서 채용한 압축 고무층과 리브 측 보강포의 접착력을 측정하기 위한 평가 샘플을 제작했다.

실시예 및 비교예에서 제작한 V리브형 벨트 및 평가 샘플에 대하여 하기의 평가를 실시했다. 결과를 표 2에 나타냈다.

(시험 방법)

<접착력 시험>

실시예 및 비교예 각각에서 제작한, 가교한 압축 고무 재료와 리브 측 보강포의 접착력을 측정하기 위한 평가 샘플에 25.4㎜ 폭으로 칼집을 내고, 고무와 편물의 가장자리를 척킹하여, 박리 속도 50㎜/분의 조건으로 박리 시험을 실시하여 상기 접착력을 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.

<내구성 평가 시험>

도 4는 내구성 평가 시험의 벨트 주행 시험기(50)의 풀리 레이아웃을 나타낸다.

벨트 주행 시험기(50)는 각각 풀리 지름이 120㎜의 리브 풀리인 대경 종동 풀리(51) 및 구동 풀리(52)가 상하에 간격을 두고 마련되고, 또한 그들의 상하방향 중간에 풀리 지름이 70㎜의 평풀리인 아이들러 풀리(53)가 마련되며, 추가로 아이들러 풀리(53)의 오른쪽에 풀리 지름이 55㎜의 리브 풀리인 소경 종동 풀리(54)가 마련되어 있다. 그리고 이 벨트 주행 시험기(50)는 V리브형 벨트(B)의 V리브 측이 리브 풀리인 대경 종동 풀리(51), 구동 풀리(52), 및 소경 종동 풀리(54)에 접촉함과 함께 배면 측이 평풀리인 아이들러 풀리(53)에 접촉하여 감기도록 구성되어 있다. 한편, 소경 종동 풀리(54)는 V리브형 벨트(B)의 감김 각도가 90°가 되도록 위치 지어진다.

실시예 및 비교예 각각의 V리브의 개수가 3개인 V리브형 벨트(B)에 대해 벨트 주행 시험기(50)에 세팅하고, 대경 종동 풀리(51)에 11.8㎾의 회전 부하를 부여하고, 벨트 장력이 부하되도록 소경 종동 풀리(54)에 측방으로 686N의 데드 웨이트를 부하하고, 분위기 온도 120℃하, 구동 풀리(52)를 4900rpm의 회전 수로 회전시켜서 벨트 주행시켰다. 그리고 168시간 주행 후, V리브형 벨트(B)의 리브 측 보강포(14)의 압축 고무층으로부터의 박리의 유무를 확인했다. 결과를 표 2에 나타냈다.

<주수 전동능력 시험>

도 5는 주수 전동능력 시험의 벨트 주행 시험기(60)의 풀리 레이아웃을 나타낸다.

이 벨트 주행 시험기(60)는 마주보아 왼쪽 아래에 풀리 지름이 121.6㎜의 리브 풀리인 제1 구동 풀리(61)가 마련되고, 그 오른쪽에 풀리 지름이 141.5㎜의 리브 풀리인 제2 구동 풀리(62)가 마련되어 있다. 제2 구동 풀리(62)의 오른쪽 대각선 위쪽에는 풀리 지름이 77.0㎜의 리브 풀리인 제1 종동 풀리(63)가 마련되고, 제2 구동 풀리(62)의 위쪽에는 풀리 지름이 61.0㎜의 리브 풀리인 제2 종동 풀리(64)가 마련되어 있다. 제1 구동 풀리(61)와 제2 종동 풀리(64) 사이에는 풀리 지름이 76.2㎜의 평풀리인 제1 아이들러 풀리(65)가 마련되고, 제1 종동 풀리(63)와 제2 종동 풀리(64) 사이에는 풀리 지름이 76.2㎜의 평풀리인 제2 아이들러 풀리(66)가 마련되어 있다. 제2 종동 풀리(64)는 상하로 움직일 수 있게 마련되어 있고, 축 하중을 부하할 수 있도록 구성되어 있다.

실시예 및 비교예 각각의 V리브의 개수가 6개인 V리브형 벨트(B)에 대해, V리브 측이 접촉하도록 제1 및 제2 구동 풀리(61, 62) 그리고 제1 및 제2 종동 풀리(63, 64)에 감음과 함께, 배면 보강포 측이 접촉하도록 제1 및 제2 아이들러 풀리(65, 66)에 감고, 제2 종동 풀리(64)에 상방으로 706N의 축 하중(DW)을 가해서 벨트 장력을 부여했다. V리브형 벨트(B)의 제2 구동 풀리(62)에 대한 감김 각도는 39°이었다. 이어서, 21℃의 온도 분위기하, 제1 구동 풀리(61)를 800rpm 및 제2 구동 풀리(62)를 931rpm 각각의 회전 수로 동일 방향으로 회전시키고, 그로써 제2 구동 풀리(62) 상에서 V리브형 벨트(B)를 강제적으로 미끄러지게 했다. 또한, 제1 구동 풀리(61) 우측의 V리브형 벨트(B)가 감기기 시작한 부분의 V리브 표면에는 1분 동안 300㎖의 비율로 물방울을 적하했다. 그리고 제2 구동 풀리(62)에 마련한 토크미터에 의해 발생 토크의 최대값을 계측했다.

또한, 주수 전동능력 시험과 동시에 이음의 발생 유무를 확인하고, 이음을 청각에 의해 관측되지 않은 경우를 A, 이음이 청각에 의해 관측된 경우를 B로 평가했다. 결과를 표 2에 나타냈다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 V리브형 벨트에 따르면, 압축 고무층과 리브 측 보강포의 밀착성을 확보할 수 있다.

또한, 접착 처리가 실시되지 않은 리브 측 보강포를 채용함으로써, 주수 시의 이음 내구성의 향상을 도모할 수 있다.

본 개시의 V리브형 벨트는 예를 들면, 자동차의 보조기구 구동 벨트 전동장치 등에 유용하다.

10: 벨트 본체 11: 압축 고무층
11a: V리브 본체 12: 접착 고무층
13: 배면 보강포 14: 리브 측 보강포
15: V리브 16: 심선
40: 가교 장치 50, 60: 주행 시험기
11', 12': 미가교 고무 시트 B: V리브형 벨트

Claims

복수개의 V리브를 가지는 V리브형 벨트로서,
상기 복수개의 V리브 각각은 가교 고무 조성물로 이루어지는 V리브 본체와, 상기 V리브 본체의 표면을 피복하는 섬유 부재를 포함하고,
상기 가교 고무 조성물은 고무 성분, 가교제, 그리고 불포화 카르복실산금속염 및 말레이미드 화합물 중 적어도 하나를 함유하는 미(未)가교 고무 조성물의 가교물이며,
상기 불포화 카르복실산금속염 및 상기 말레이미드 화합물의 합계 함유량은 상기 고무 성분 100질량부에 대하여 1~40질량부인, V리브형 벨트.
제1항에 있어서,
상기 섬유 부재는 셀룰로오스계 섬유를 포함하는, V리브형 벨트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 섬유 부재는 접착 처리가 실시되지 않은, V리브형 벨트.