KR940003182B1 - 섬유보강 고무제품 - Google Patents

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야스유키 나카니시
수수무 오노에
토오루 쿠사카베
히로시 마쯔오카
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반도 카가쿠 가부시기가이샤
사사베 쇼오고
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Abstract

내용 없음.

Description

섬유보강 고무제품
제1도는 원통형상으로 꼰 코오드의 종단확대측면도.
제2도는 원통형상으로 꼰 코오드의 확대정면도.
제3도는 오른쪽으로 꼬인 실의 확대도.
제4도는 톱니벨트의 종단확대정면도.
제5도는 굴곡피로시험기의 개략구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 부강체 4 : 벨트본체
6 : 실 7 : 원통형상으로 꼰 코오드
A : 톱니벨트
본 발명은, 섬유보강고무제품에 관한 것으로, 특히 고무제품에 매설된 보강체의 개량에 관한 것이다.
종래부터, 벨트, 타이어, 호스등의 고무제품에는, 고강력, 고탄성률, 고치수안정성, 및 고접착강도 등의 특성이 요구되므로, 섬유로 이루어진 보강용코오드 또는 보강용캔버스가 고무제품내에 매설되어 있다.
보강체로서는 일반적으로 복수본(本)의 실을 꼬아서 이루어지는 연사(撚絲)코오드가 사용되며, 그 종류는, 꼬으는 방법에 의해 완전연사, 편(片)연사 및 랭(lang)연사등으로 구분되는데, 고무제품용 보강체로서는 완전연사가 가장 널리 사용되고 있다.
그런데, 이 완전연사로 보강체를 구성한 고무제품에서는, 완전연사내부에서 모노필라멘트(monofilament)끼리가 예각으로써 강하게 접촉하는 부분이 발생하므로, 이 강하게 접촉하는 부분으로부터 조기에 마모, 파단 혹은 강력저하가 발생하여서, 내굴곡피로성이 악화된다.
그래서 상기한 문제점(내굴곡피로성)을 해결하기 위하여 일본특개소 59-19744호공보에는 편연사 또는 랭연사로 보강체를 구성한 섬유보강고무제품이 제안되어 있다.
그러나, 상술한 바와같이 편연사나 랭연사로 보강체를 구성한 고무제품에는, 그 구조상, 완전연사로 보강체를 구성한 것에 비하여 연신, 침지처리후의 연장탄성률이 작게 되기 쉬우며, 치수안정성이 저하하기 쉽게된다.
한편, 종래부터 꼬은 코오드가 여러 목적으로 사용되고 있다.
이 꼬은 코오드중에서, 원통형상으로 제조하기 위하여 4본이상 짝수본의 실이 필요한 원통형상으로 꼰 코오드는 그 구조특성에 의해 내굴곡피로성 및 치수안정성에 있어서 꼬은 코오드를 능가한다.
그러므로, 이것을 고무제품의 보강체로서 사용하면 내굴곡피로성 및 치수안정성 모두를 개선할 수가 있다.
더구나, 원통형상으로 꼰 코오드를 고무제품의 보강체로서 사용하고 있는 경우, 코오드를 구성하는 실이 꼬여지면, 코오드가 정연하게 배열되므로, 원통형상으로 꼰 코오드의 강도가 향상하여서, 고무제품의 연명화(延命化)를 도모할 수가 있다.
그러나, 이 때, 오른쪽 및 왼쪽으로 꼬여서 배향된 모든 실이 동일방향으로 꼬여지면, 원통형상으로 꼰 코오드에 방향성이 생기는 경우가 있으며, 이와같이 방향성이 생긴 원통으로 꼬인 코오드를 보강체로서 사용한 고무제품에서는, 내굴곡피로성의 면에 있어서 충분하게 만족되지 않는 경우가 생길 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 연사대신에 원통형상으로 꼬인 코오드로써 보강체를 구성하고, 또 꼬인실의 방향성을 특정하는 것에 의해, 충분한 내굴곡피로성과 치수안정성을 구비하여 수명이 긴 고무제품을 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의하면, 고무제의 제품본체에 섬유로 이루어진 보강체가 매설된 고무제품을 대상으로 하고, 이 경우, 상기한 보강체를 꼬임방향이 S꼬임과 Z꼬임에 역방향으로 설정된 오른쪽 및 왼쪽으로 꼬여져 배향된 4본이상 짝수본의 실로서 원통형상으로 꼰 코오드에 의해 구성하도록 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 기초하여 상세히 설명한다.
제4도는 섬유보강고무제품으로서의 톱니벨트(A)를 표시하고 있다. 그 톱니벨트(A)는 신장부고무층(1)과, 전기한 신장부고무층(1)의 한쪽(제4도에서 아래쪽)에 신장부고무층(1)과 동일재질의 고무로 성형성된 복수(제4도에서는 2개에만 표시됨)의 톱니(3)를 보유하는 벨트본체(4)로 구성된다. 벨트본체(4)의 신장부고무층(1)에는 섬유보강체(2)가 매설되고, 캔버스층(5)은 밸트본체(4)의 톱니(3)표면쪽에 접착된다.
그리고, 본 발명의 특징으로서, 상기한 보강체(2)는, 제1도 및 제3도에 확대표시된 바와같이, 꼬임방향이 S꼬임과 Z꼬임에 역방향으로 설정된 오른쪽 및 왼쪽으로 꼬여서 배향된 4본이상 짝수본의 실(6)로서 원통형상으로 꼬인 코오드(7)에 의해 구성되어 있다.
상기한 실(6)의 종류로서는, 무기섬유, 유기섬유, 및 금속섬유등이 사용되며, 또한 장섬유 및 단섬유로 이루어진 방적사 혹은 이들의 혼합사 등 어느것이라도 좋은데, 요는 톱니벨트(A)의 요구성능에 따라서 적절히 선정하면 좋다. 또, 원통형상으로 꼰 코오드(7)를 구성하는 실(6)의 본수는, 4본이상 짝수본이면 그 본수는 상관이 없다.
이와같이, 4본이상 짝수본의 실을 사용하는 것은, 코오드를 원통형상으로 하기 위해서이며, 홀수본으로는 동일한 데니어수의 실을 사용한 경우, 공업적인 연선기(braiding machine)를 사용하면 원통형상으로 되지않기 때문이다. 또한, 총데니어수 및 모노필라멘트수는 톱니벨트(A)의 요구성능에 따라 변화한다. 또, S꼬임과, Z꼬임과의 꼬임회수는, 오차 ±20%의 범위내로 설정되어 있다. 그리고, 실(6)로서 완전연사 및 랭연사를 사용하고 있는 경우에는, 꼬임방향 및 꼬임회수는 모두 상기한 꼬임의 경우인 것을 나타낸다.
원통형상으로 꼬인 코오드(7)는, 신장부고무층(1)에 매설되기 전단계에서, 에폭시수지, 이소시안산화합물, 에틸렌요소화합물 및 레조르신포르말린라텍스(RFL : resorcin formalin latex)등으로 조합된 접착제에 코오드가 함침되는 접착제처리와, 연신처리가 실시된다.
또, 접착제처리로서는 코오드(7)의 표면으로부터 내부에 걸쳐서 접착제를 균일하게 함침시키기 위해 침지법이 바람직하다.
다음에, 상술한 바와같이 구성된 본 실시예에 관한 톱니벨트(A)의 굴곡피로시험을 비교예와 함께 비교하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
표 1의 수치는 본 실시예 및 비교예의 벨트강력유지율을 표시한다.
(본 실시예에 의한 톱니벨트(A)의 구성)
보강체(2)를 구성하는 원통형상으로 꼰 코오드(7)로서는, 아라미드섬유로 이루어진 Kevlar(듀퐁사제품의 상품명)1500de를 4본사용하였다(총데니어수 6000de).
또, 오른쪽으로 꼬여 배향된 실을 꼬임회수 20회/10㎝, S꼬임으로 하고, 왼쪽으로 꼬여 배향된 실을 꼬임회수 20회/10㎝, Z꼬임으로 하였다. 즉, 오른쪽 및 왼쪽으로 꼬여 배향된 4본의 실의 꼬임방향을 S꼬임과, Z꼬임으로 역방향으로 설정한 원통형상으로 꼬인 코오드(7)를 보강체(2)로서 사용하였다.
이 원통형상으로 꼰 코오드(7)를, 우선 박피복층(sub-coat ply)을 형성하도록 이소시안산화합물에 침지시킨 후, 제2피복층을 형성하기 위하여 레조르신포르말린라텍스(RFL)의 접착제혼합액 내에 침지시키고, 상부피복층을 형성하도록 클로로프렌고무에 침지시킨 후, 마지막으로 1g/de의 장력을 걸어서 연신처리를 행하였다.
이 연신처리가 완료된 복수개의 원통형상으로 꼰 코오드(7)를 클로로프렌고무제의 톱니(3)를 형성한 후, 나이론천(5)을 톱니93)의 표면에 피착시키고 성형가황하는 것에 의해, 상기한 복수개의 원통형상으로 꼰 코오드(7)로 구성된 보강체(2)를 벨트본체(4)에 매설시킨 톱니벨트(A)를 얻었다.
또, 상기한 접착제처리시에, 원통형상으로 꼰 코오드(7)의 표면으로 부터 내부에 걸쳐서 접착제가 균일하게 함침되도록 한다.
(비교예의 톱니벨트구성)
오른쪽 및 왼쪽으로 꼬여 배향된 실 모두를 꼬임회수 20회/10㎝, Z꼬임으로 한 것 이외에는, 본 실시예의 경우와 동일하다.
(굴곡피로시험)
제5도에 표시한 바와같이, 4개의 큰 풀리(9)와, 큰 풀리(9)사이에 배치된 4개의 작은 풀리(10)를 구비한 벨트굴곡시험기를 준비하고, 톱니벨트(A)를 그 벨트굴곡시험기의 풀리(9)(10)에 걸어서 웨이트(11)에 의해 톱니벨트(A)에 소정의 장력을 건 상태에서 주행시켰다.
상기한 작은 풀리(10)의 직경은 30㎜이다.
또, 톱니벨트(A)가 일순하여 상기한 4개의 작은 풀리(11)를 각각 1회씩 통과하는 것, 즉 각 작은 풀리(10)에 의한 밸트굴곡회수 4회로써 1사이클로 하였다.
[표 1]
Figure kpo00001
이 표1의 시험데이터로부터 명백하듯이, 예를들어 벨트굴곡회수 1×108에서, 본 실시예에서는 벨트강력유지율이 80.3%로 강력이 약간 저하하였지만, 비교예에서는 벨트강력유지율이 69.5%로서 강력이 대폭적으로 저하하여, 양자에는 상당한 차이가 있었다.
이것은, 본 실시예에서는, 원통형상으로 꼰 코오드(7)를 구성하는 오른쪽 및 왼쪽으로 꼬여 배향된 실이 S꼬임과 Z꼬임으로 역방향으로 설정되어서, 실의 방향성이 상쇄되어 없어지는 것에 의한 것이다.
이와같이 본 실시예에서는, 보강체(2)를 꼬임방향이 S꼬임과 Z꼬임으로 역방향으로 설정된 오른쪽 및 왼쪽으로 꼬여 배향된 4본이상 짝수본의 실(6)로서 원통형상으로 꼬은 코오드(7)로 구성하고 있으므로, 코오드(7)의 구조특성으로서 실(6)을 구성한 모노필라멘트에 균일한 응력이 걸리며, 또한 실의 방향성을 S꼬임과 Z꼬임에 의해 상쇄할 수 있어서, 이것에 의해 내굴곡피로성을 대폭적으로 향상시키고, 또 톱니벨트(A)의 연명화를 도모할 수 있다.
더우기, 톱니벨트(A)의 치수안정성을 원통형상으로 꼰 코오드(7)의 구조특성에 의해, 연사인 경우에 비해 향상시킬 수가 있다.
상기한 실시예에 있어서, 원통형상으로 꼰 코오드(7)의 중심부에 심사(心絲)를 설치하면, 내굴곡피로성의 향상 뿐아니라 치수안정성의 향상도 도모할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 고무제품으로서 톱니벨트(A)를 나타내었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를들어 평벨트 및 리브부착벨트등의 전동벨트와 반송벨트등과 같은 공업용벨트이어도 좋으며, 더우기, 벨트이외의 에를들어 타이어나 호스등의 고무제품에도 적용가능하다.

Claims (13)

  1. 고무제의 제품본체에 섬유로 이루어진 보강체(2)가 매설된 고무제품에 있어서, 전기한 보강체(2)는, 꼬임방향이 S꼬임과 Z꼬임으로 역방향으로 설정된 오른쪽 및 왼쪽으로 꼬여 배향된 4본이상 짝수본의 실(6)에 의해 원통형상으로 꼬인 코오드(7)로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유보강고무제품.
  2. 제1항에 있어서, 전기한 원통형상으로 꼰 코오드(7)는 무기섬유의 실로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유보강고무제품.
  3. 제1항에 있어서, 전기한 원통형상으로 꼰 코오드(7)는 유기섬유의 실로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유보강고무제품.
  4. 제3항에 있어서, 전기한 실의 유기섬유는 아라미드섬유인 것을 특징으로 하는 섬유보강고무제품.
  5. 제1항에 있어서, 전기한 원통형상으로 꼰 코오드(7)는 금속섬유의 실로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유보강고무제품.
  6. 제1항에 있어서, 전기한 원통형상으로 꼰 코오드(7)는 장섬유로 이루어진 방적사로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유보강고무제품.
  7. 제1항에 있어서, 전기한 원통형상으로 꼰 코오드(7)는 단섬유로 이루어진 방적사로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유보강고무제품.
  8. 제1항에 있어서, 원통형상으로 꼰 코오드(7)의 중심부에는, 심사가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유보강고무제품.
  9. 제1항에 있어서, 전동벨트인 것을 특징으로 하는 섬유보강고무제품.
  10. 제9항에 있어서, 전기한 전동벨트는 톱니벨트(A)이고, 그 벨트본체(4)는, 신장부고무층(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 섬유보강고무제품.
  11. 제1항에 있어서, 반송벨트인 것을 특징으로 하는 섬유보강고무제품.
  12. 제1항에 있어서, 타이어인 것을 특징으로 하는 섬유보강고무제품.
  13. 제1항에 있어서, 호스인 것을 특징으로 하는 섬유보강고무제품.
KR1019910002963A 1990-02-23 1991-04-26 섬유보강 고무제품 KR940003182B1 (ko)

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