KR940003181B1 - 섬유보강 고무제품 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 원통형상으로 꼰 코오드의 종단확대 측면도.
제2도는 원통형상으로 꼰 코오드의 확대정면도.
제3도는 톱니벨트의 종단정면도.
제4도는 꼬임계수와 강력이용률 및 탄성률이용률 사이의 관계를 나타내는 그래프.
제5도는 신장시험기의 개략구성도.
제6도는 웨이트하중과 벨트신장량과의 관계를 나타내는 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 보강체 4 : 벨트본체
6 : 실 7 : 원통형상으로 꼰 코오드
8 : 중공부 9 : 심사
A : 톱니벨트
본 발명은 섬유보강 고무제품에 관한 것으로, 특히 고무제품에 매설된 보강체의 개량에 관한 것이다.
종래부터 벨트, 타이어, 호스 등의 고무제품에는, 고강력, 고탄성률, 고치수 안정성 및 고접착강도 등의 특성이 요구되므로, 섬유로 이루어진 보강용 코오드 또는 보강용 캔버스가 고무제품 내에 매설되어 있다.
보강체로서는 일반적으로 복수개의 실을 꼬아서 이루어지는 연사(撚絲) 코오드가 사용되며, 그 종류는, 꼬으는 방법에 의해 완전연사, 편(片)연사, 및 랭(lang) 연사 등으로 구분되는데, 고무제품용 보강체로서는 완전연사가 가장 널리 사용된다.
그런, 연사에 의해 보강된 고무제품, 예를들어 전동벨트나 운반벨트 등의 공업용벨트에서는, 여러번 꼬인 연사의 사용에 기인하여 강력이용률 및 탄성률이용률이 저하된다. 이것은 강력이용률과 탄성률 이용률이, 일정한 꼬임회수를 넘으면 저하하는 것을 나타낸다.
상기한 문제점(강력사용률 및 탄성률 사용률)을 해결하기 위하여 무연사에 의해 보강된 고무제품이 알려져 있다.
한편, 연사의 꼬임회수가 많으면 강력이용률 및 탄성률이용률이 저하하지만, 연사의 꼬임회수가 적으면, 소위 덜 꼬이면 높은 강력이용률 및 탄성률이용률이 얻어질 수 있다.
그러므로, 강력이용률 및 탄성률이용률이 최적한 상태인 설꼬인 연사를 고무제품에 사용하는 것도 고려되고 있다.
그러나, 무연사 또는 덜꼬인 연사에 의해 보강된 고무제품은 치수안정성 등이 좋지 않은 등의 결점이 있으며 외부응력에 대하여 그 단면형상이 용이하게 변화하므로, 보강체와의 접촉면에서 필라멘트(filament)의 파괴가 발생하기 쉽다. 그런데, 종래부터 여러가닥을 꼰 코도드가 여러 용도로 사용되고 있다. 특히, 4개의 이상의 짝수개의 코오드를 중공부가 형성되도록 원통형상으로 꼰 코오드는 그 구조특성에 의해 치수안정성이 높으므로, 고무제품의 치수안정성이 향상되며, 원통형상으로 꼰 코오드가 고무제품의 보강체로 사용되면, 보강체의 강력이용률 및 탄성률이용률도 높게 확보된다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적하는 바는, 무연사나 설꼬인 연사를 둥글게 꼰 코오드의 중심 중공부 내에 삽입배치하는 것에 의해, 고무제품의 치수안정성 및 강력이용률과 탄성률이용률의 향상을 도모하는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위하여, 4개 이상의 짝수개의 실과 중공부 내에 배치되는 심사(心絲)에 의해 원통형상으로 둥글게 꼰 코오드에 의해 고무제품에 매설되는 보강체를 구성하고, 꼬임게수(K)를 350 이하로 설정한다. 꼬임계수(K)는, T가 10㎝당의 꼬임회수이고 D가 총데니어(total denier)수인 아래의 식에 의하여 구해진다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 기초하여 상세히 설명한다.
제3도는 섬유보강 고무제품으로서의 톱니벨트(A)를 표시하고 있다. 그 톱니벨트(A)는 신장부고무층(1)과, 전기한 신장부고무층(1)의 한쪽(제3도에서 아래쪽)에 신장부 고무층(1)과 동일재질의 고무로 성형된 복수(제3도에서는 2개만 표시됨)의 톱니(3)을 보유하는 벨트본체(4)로 구성된다. 벨트본체(4)의 신장부 고무층(1)에는 섬유보강체(2)가 매설되고, 캔버스층(5)은 벨트본체(4)의 톱니(3) 표면쪽에 접착된다. 보강체(2)는, 제1도 및 제2도에 확대하여 표시된 바와같이, 중공부(8)를 보유하며, 4개 이상의 짝수개의 실(6)(본 실시예에서는 4개)로서 원통형상으로 꼬여진 코오드(7)와, 원통형상으로 꼬여진 코오드(7)의 중공부(8)내에 배치되는 심사(9)에 의해 구성된다.
본 발명은, 심사(9)가 무연사나 또는 꼬임계수 K=350이하(
,T:10㎝당의 꼬임회수, D:총데니어수)로 설정된 설꼬인 연사로 구성되어 있는 특징이 있다.
상기한 실(6)의 종류로서는, 무기섬유, 유기섬유 및 금속섬유 등이 사용되며 또한 장섬유 및 단섬유로 이루어진 방적사 또는 이들의 혼합사 등이 톱니벨트(A)의 요구성능에 따라 사용될 수 있는데, 강력 및 탄성률이 우수한 장섬유가 바람직하다.
혼합사가 사용되는 경우는, 그 중에서 적어도 한종류가 높은 강력 및 탄성률의 것이어야 한다.
또, 원통형상으로 꼰 코오드(7)를 형성하는 실(6)의 갯수로서는, 4개 이상의 짝수개이면 그 갯수는 상관이 없다. 이와같이, 원통형상의 코오드를 제조하기 위하여 4개 이상의 짝수개의 실이 필요한 것은, 일반적으로, 홀수개의 실로는 대칭적인 중공부(8)가 형성될 수 없기 때문이다. 그리고, 실(6)의 총데니어수 및 모노필라멘트의 데니어수 등도 톱니벨트(A)의 요구성능에 따라서 적절히 선정하면 좋다. 또, 상기한 심사(9)의 종류는, 상기한 실(6)과 동일한 종류 또는 다른 종류의 섬유가 용도 및 목적에 따라 사용된다.
더욱이, 상기한 심사(9)의 꼬임계수를 K=350이하(
, K : 꼬임계수, T : 10㎝ 당의 꼬임회수, D : 총데니어 수)로 설정한 것은, 제4도에 표시하는 데이터로부터 명확하듯이, 꼬임계수가 K=1-350의 범위에서 강력이용률 및 탄성률이용률이 모두 높게되기 때문이다. 또, 심사(9)의 꼬임방향과 꼬임방법(완전연사, 편연사 및 랭연사 등)은 한정 하지 않는다.
또, 상기한 바와같이 원통형상으로 꼬임 코오드(7)는, 신장부고무층(1)에 매설되기 전에, 예를들어 에폭시수지, 이소시안산화합물, 에틸렌요소화합물 및 레조르신포르말린라텍스(RFL : resorcin formalin latex)등으로 조합된 접착제에 코오드가 함침되는 접착제 처리와, 연신처리가 실시된다. 그리고, 코오드(7)의 표면으로부터 내부에 걸쳐서 접착제를 균일하게 함침시키기 위한 접착제 처리로서는 침지법이 바람직하다.
다음에, 상술한 바와같이 구성된 톱니벨트(A)의 신장량시험을 비교예와 함께 아래의 조건 및 요령으로 행하였다.
(본 실시예에 의한 톱니벨트(A)의 구성)
보강체(2)를 구성하는 원통형상으로 꼬은 코오드(7)로서는, 심사(9)용으로 사용되는 아라미드섬유로 구성된 Kevlar(듀퐁사제품 상품명) 1500de의 3개를 단순하게 배열한 실(총데니어수 : 4500de)에 330de인 4개의 나이론섬유를 꼬은 것을 사용하였다.
이 원통형상으로 꼰 코오드(7)를, 우선 박피복층(subcoat ply)을 형성하도록 이소시안산 화합물에 침지시킨 후, 제2피복층을 형성하기 위하여 레조르신포르마린라텍스(RFL)의 접착제 혼합액내에 침지시키고, 상부피복층을 형성하도록 클로로프렌고무에 침지시킨 후, 마지막으로 심사(9)에 대하여 lg/de의 장력을 걸어서 연신처리를 행하였다. 이 연신처리가 완료된 복수개의 원통형상으로 꼬 코오드(7)를 클로로프렌 고무제의 신장부고무층(1) 위에 나선형상으로 배치하고, 그 위에 상기한 원통형상으로 꼰 코오드(7)가 매설되도록 클로로프렌고무재의 톱니(3)를 형성한 후, 나이론천(5)을 톱니(3)의 표면에 피착시키고 성형가황하는 것에 의해, 상기한 복수개의 원통형상으로 꼰 코오드(7)의 각 중공부(8) 내에 심사(9)가 삽입배치된 보강체(2)를 벨트본체(4)에 배설시킨 톱니벨트(A)를 얻었다. 또, 상기한 접착제 처리시에 원통형상으로 꼰 코오드(7)의 표면으로부터 내부에 걸쳐서 접착제가 균일하게 함침되도록 한다.
(비교예의 톱니벨트 구성)
보강체(2)로서, 아라미드섬유인 Kevlar(듀퐁사제품 상품명) 1500de의 3개를 꼬은 완전연사(총데니어수 : 4500de)를 사용한 외에는, 본 실시예의 경우와 동일하다.
(신장량 시험)
톱니벨트(A)가 2개의 풀리(직경 50㎜)둘레에 감겨지고 웨이트(11)에 의하여 그 톱니벨트(A)에 소정의 장력이 인가된 제5도에 표시된 장치에 의하여 시험이 수행되었다.
그 시험데이타가 제6도에 표시되어 있다.
이 시험데이터로부터 알 수 있듯이, 벨브신장량이, 본 실시예에서는 웨이트하중 300kgf에서 약 0.015㎜이고, 비교예에서는 웨이트하중 3000㎏f에서 본 실시예의 2배 이상인 약 0.035㎜로서, 본 실시예가 치수 안정성이 우수함을 나타낸다.
이것은, 원통형상으로 꼰 코오드(7)의 중공부(8)내에 삽입배치되어 있는 심사(9)가, 본 실시예에서는 3개의 실을 단순하게 배열한 것임에 대하여, 비교예에서는 3개의 실이 완전연사인 것의 차이에 기인하는 것이다. 이와같이, 본실시예에서는, 4개이상 짝수개의 실(6)로 꼬여진 원통형상의 코오드(7)의 중공부(8)내에 꼬임계수(K)가 350이하인 심사(9)를 삽입하여서, 벨트본체(4)에 매설되는 보강체(2)가 구성된다. 꼬임계수는 아래의 식으로 표시되는데,
여기서 K는 꼬임계수, T는 10㎝당의 꼬임회수, D는 총데니어수이다. 심사(9)의 꼬임특성에 의해 보강체(2)의 강력이용률 및 탄성률이용률을 향상시킬 수 있으며, 또한 원통형상으로 꼰 코오드(7)의 구조특성에 의해 연사의 외부응력에 대한 변형을 감당하여서 톱니벨트(A)의 치수안정성의 향상을 도모할 수가 있다.
그리고, 본 실시예에 있어서는, 심사(9)의 재질 및 두께 등을 선정하는 것에 의해, 톱니밸트(A)(원통형상으로 꼰 코오드(7))의 굽힘강성이 목적 및 용도에 따라서 자유롭게 조절된다.
또한, 본 실시예에서는, 고무제품으로서 톱니벨트(A)를 나타내었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를들어 평벨트 및 리브부착벨트 등의 전동벨트와 반송벨트 등과 같은 공업용 벨트이어도 좋으며, 더욱이, 벨트 이외의 예를들어 타이어나 호스 등의 고무제품에도 적용가능하다.
Claims (12)
- 고무제의 제품본체에 섬유로 이루어진 보강체(2)가 매설된 고무제품에 있어서, 전기한 보강체(2)는, 4개 이상 짝수개의 실(6)로서 원통형상으로 꼬여진 중공부(8)를 보유하는 원통형상 코오드(7)와, 그 원통형상으로 꼬인 코오드(7)의 전기한 중공부(8) 내에 설치되며 꼬임계수(K)가 350이하(K : 꼬임계수, T : 10㎝당의 꼬임회수, D : 총데니어 수)로 설정된 심사(9)로써 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유보강 고무제품.
- 제1항에 있어서, 전기한 원통형상으로 꼰 코오드(7)는 무기섬유의 실로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유보강 고무제품.
- 제1항에 있어서, 전기한 원통형상으로 꼰 코오드(7)는 유기섬유의 실로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유보강 고무제품.
- 제3항에 있어서, 전기한 실의 유기섬유의 아라미드 섬유인 것을 특징으로 하는 섬유보강 고무제품.
- 제1항에 있어서, 전기한 원통형상으로 꼰 코오드(7)는 금속섬유의 실로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유보강 고무제품.
- 제1항에 있어서, 전기한 원통형상으로 꼰 코오드(7)는 장섬유로 이루어진 방적사로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유보강 고무제품.
- 제1항에 있어서, 전기한 원통형상으로 꼰 코오드(7)는 단섬유로 이루어진 방적사로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유보강 고무제품.
- 제1항에 있어서, 전동벨트인 것을 특징으로 하는 섬유보강 고무제품.
- 제1항에 있어서, 전기한 전동벨트는 톱니벨트(A)이고, 그 벨트본체(4)는 신장부 고무층(1)과 전기한 신장부고무층(1)의 한쪽에 신장부고무층과 동일재질의 고무로 일체로 성형된 복수의 톱니(3)로 이루어지며, 또 전기한 신장부고무층(1)에는 섬유로 이루어지는 보강체(2)가 매설되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유보강 고무제품.
- 제1항에 있어서, 반송벨트인 것을 특징으로 하는 섬유보강 고무제품.
- 제1항에 있어서, 타이어인 것을 특징으로 하는 섬유보강 고무제품.
- 제1항에 있어서, 호스인 것을 특징으로 하는 섬유보강 고무제품.
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