JP4799175B2 - 樹脂製プーリ - Google Patents
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Description
特に、樹脂製プーリは、未舗装道路を走行した際等の、ダスト雰囲気中において、摩耗形態が大きく変化し、舞い上がった砂埃等によって摩耗されやすいため、金属製プーリの代替品としては、未だ十分でない場合がある。また、無機繊維の含有割合が増加するほど、樹脂製プーリの相手部材であるベルト等を傷つける、いわゆるベルト攻撃性が強くなるという問題もある。そこで、金属製プーリの代替品として、より優れた特性を有する樹脂製プーリを実用化するべく、種々の試みが行われている。
本発明によれば、ベース樹脂としてのフェノール樹脂の柔軟性や靭性を高めて、樹脂製プーリの耐熱衝撃性を高める機能を有するアクリルニトリルブタジエンゴム(以下「NBR」と略記することがある)を含有させ、かつ、樹脂製プーリの寸法安定性を維持する機能を有する無機粉末を含有させることで、無機繊維の含有割合を減じて、過剰の無機繊維による、耐摩耗性の低下を防止すると共に、ベルト攻撃性を抑制した樹脂組成物に、さらに、前記フェノール樹脂と、NBRとの相溶化剤として機能して、前記各成分を加熱して樹脂分(フェノール樹脂、NBR)を溶融させた状態で混練し、さらに必要に応じて、粉砕等して樹脂組成物を作製する際に、NBRを、フェノール樹脂中に、ミクロ分散化させる働きをするポリエステルアクリレートを添加しているため、前記樹脂組成物からなる樹脂製プーリの耐熱衝撃性を、これまでよりもさらに向上することができる。
フェノール樹脂としては、樹脂製プーリを、射出成形等によって製造することを考慮すると、常温において固形であるノボラック型フェノール樹脂、またはレゾール型フェノール樹脂が好ましく、特に、樹脂製プーリが金属等のインサート部材を有する場合は、熱衝撃に強く、かつ、寸法安定性に優れたレゾール型フェノール樹脂が好ましい。なお、ノボラック型フェノール樹脂を使用する場合は、ヘキサメチレンテトラミン等の硬化剤を、フェノール樹脂に対して、12〜20重量%の割合で配合するのが好ましい。また、レゾール型フェノール樹脂を使用する場合は、消石灰等の助硬化剤を、フェノール樹脂に対して、5〜12重量%の割合で配合するのが好ましい。
本発明において、フェノール樹脂の含有割合が、樹脂組成物の全量の35〜55重量%に限定されるのは、下記の理由による。すなわち、フェノール樹脂の含有割合が、前記範囲未満では、前記各成分を加熱して樹脂分を溶融させた状態で混練し、さらに必要に応じて、粉砕等して樹脂組成物を作製する際の流動性が低下したり、流動性を調整するのが容易でなくなったりするため、樹脂組成物を作製するのが容易でなくなるという問題がある。また、作製した樹脂組成物を加熱して溶融させた際の流動性が低下したり、流動性を調整するのが容易でなくなったりするため、前記樹脂組成物を、射出成形等によって、樹脂製プーリの形状に対応した型窩を有する金型の、前記型窩内に充てんして樹脂製プーリを製造する際の、型窩表面への追従性、成形性が低下するという問題もある。
また、ガラス繊維としては、フェノール樹脂の補強に多用されており、前記各成分を加熱して樹脂分を溶融させた状態で混練し、さらに必要に応じて、粉砕等して樹脂組成物を作製する際の流動性を低下させたり、調整した樹脂組成物を用いて、射出成形等によって、樹脂製プーリを製造する際の成形性が低下したりするのを防止することを考慮すると、平均繊維径が6〜20μm程度、平均繊維長が1〜6mm程度のチョップドストランドが好ましい。
で表される化合物が挙げられる。ポリエステルアクリレートは、あらかじめ、フェノール樹脂中に溶解しておくのが、分散性を向上するために好ましい。
ポリエステルアクリレートの添加量が、フェノール樹脂の含有量の0.1〜3.0重量%に限定されるのは、前記範囲未満では、前記ポリエステルアクリレートを添加したことによる、先に説明した、相溶化剤としての機能が、十分に得られないためであり、前記範囲を超える場合には、過剰のポリエステルアクリレートによって、樹脂製プーリの、特に、ダスト雰囲気での耐摩耗性や、耐熱衝撃性が低下するためである。
有機質充てん材の含有割合は、10〜20重量%であるのが好ましい。有機質充てん材の含有割合が、前記範囲未満では、その添加効果が十分に得られないおそれがあり、前記範囲を超える場合には、前記各成分を加熱して樹脂分を溶融させた状態で混練し、さらに必要に応じて、粉砕等して樹脂組成物を作製する際に、溶融したフェノール樹脂が、有機質充てん材中に取り込まれて、見かけ上の樹脂分量が低下するため、流動性が低下したり、流動性を調整するのが容易でなくなったりして、樹脂組成物を作製するのが容易でなくなるおそれがある。なお、前記各問題点が生じるのを防止する効果を、さらに向上して、良好な特性を有する樹脂製プーリを製造することを考慮すると、有機質充てん材の含有割合は、前記範囲内でも、10〜15重量%、特に、10〜13重量%であるのが好ましい。
本発明の樹脂製プーリは、先に説明した各成分を含有する樹脂組成物によって形成されているため、特に、ダスト雰囲気等における耐摩耗性に優れ、かつ、耐熱衝撃性にも優れる上、ベルト攻撃性が抑制されており、金属製プーリの代替品として、十分に実用可能な特性を有している。
表1、2に示す各成分を、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、85℃に加熱した熱ロールによって混練してシート化した後、粉砕して樹脂組成物を作製した。なお、各成分の詳細は、下記のとおりとした。なお、両表中、ポリエステルアクリレートの欄の上段の数値は、前記ポリエステルアクリレートの、樹脂組成物の総量に対する添加量、下段の括弧内の数値は、ポリエステルアクリレートの、フェノール樹脂の含有量に対する添加量である。
レゾール型フェノール樹脂:日立化成工業(株)製のHP−190R(数平均分子量850)
ノボラック型フェノール樹脂:日立化成工業(株)製のHP−700NK(数平均分子量800)
(ポリエステルアクリレート)
東亞合成(株)製のアロニックス(登録商標)M−8030〔式(2)で表され、式中のnがn=3であるもの〕
(硬化剤)
ヘキサメチレンテトラミン
(NBR)
JSR(株)製のPNC−38(アクリロニトリル含量40%)
(ガラス繊維)
日本板硝子(株)製のRES015〔平均繊維径13μm、平均繊維長1.5mmのチョップドストランド〕
(無機粉末)
ゼオライト
(有機質充てん材)
パルプ
(助硬化剤)
消石灰
(離型剤)
ステアリン酸亜鉛
(着色剤)
カーボンブラック
次に、図1に示す樹脂製プーリ1の、プーリ本体2の形状に対応した型窩を有すると共に、前記型窩の、プーリ本体2の中心部に対応する位置に、ボールベアリング3の外輪4を保持する保持部を設けた、フィルムゲート式の金型を用意し、前記金型を射出成形機にセットして170℃に加熱した状態で、前記樹脂組成物を、射出成形機のホッパに供給した。そして、金型の保持部に、外輪4、ボール5、内輪6、保持器7、およびシール8、9からなるボールベアリング3をセットして型締めした状態で、シリンダ内で軟化させた樹脂組成物を、型窩内に注入、充てんすると共に、硬化させて、プーリ本体2を成形して、樹脂製プーリ1を製造した。
実施例、比較例で製造した樹脂製プーリを、−40℃で30分間、冷却し、次いで140℃で30分間、加熱する処理を1サイクルとして、それを2000サイクル繰り返した後、プーリ本体11にクラックが発生したか否かを観察した。そして、クラックが全く発生しなかったものを、耐熱衝撃性良好(○)、クラックがわずかでも発生したものを、耐熱衝撃性不良(×)として評価した。
実施例、比較例で製造した樹脂製プーリと、金属製プーリとの間に、ゴム製のベルトを掛け渡した状態で、ダスト量2kg/m3、ダスト流速1m/sのダスト雰囲気中において、前記樹脂製プーリを、回転数9000rpmの条件で、24時間、連続回転させた。そして、連続回転後に、樹脂製プーリのプーリ本体11の、ベルトが掛け渡されていた外周面の、摩耗厚み(mm)を測定して、耐摩耗性を評価すると共に、ベルトの、樹脂製プーリに掛け渡していた面の損傷の度合いを観察して、全く損傷していなかったものをベルト攻撃性なし(○)、少しでも損傷していたものをベルト攻撃性あり(×)として評価した。なお、摩耗厚みの目標値は、0.15mm以下とした。結果を、表1、2に示す。
これに対し、各実施例は、前記各成分が、いずれも、本発明で規定した範囲内に入ることから、耐熱衝撃性、耐摩耗性が良好である上、ベルト攻撃性を有しないことが確認された。
Claims (3)
- ベース樹脂としてのフェノール樹脂35〜55重量%、アクリロニトリルブタジエンゴム1〜20重量%、無機繊維10〜25重量%、および無機粉末3〜15重量%を含有すると共に、前記フェノール樹脂の含有量の0.1〜3.0重量%のポリエステルアクリレートが添加された樹脂組成物によって形成されたことを特徴とする樹脂製プーリ。
- 樹脂組成物が、有機質充てん材10〜20重量%を含有している請求項1記載の樹脂製プーリ。
- アクリロニトリルブタジエンゴムが、アクリロニトリル含量30%以上の中ニトリルアクリロニトリルブタジエンゴム〜極高ニトリルアクリロニトリルブタジエンゴムに分類されるアクリロニトリルブタジエンゴムである請求項1記載の樹脂製プーリ。
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