KR101318085B1 - 마찰 전동 벨트 - Google Patents

Abstract

벨트 구동 부분이 물에 젖었을 때에 생기는 슬립 소음을 억제하고, 또한 우수한 굴곡 피로 강도를 갖는 마찰 전동 벨트를 제공한다. 가황 후의 경도가 JIS K 6253 에 따르는 타입 A 경도계에 의한 경도로 80 이상 95 미만이고, 또한 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 및 실리카를 함유하고, 실질적으로 단섬유를 함유하지 않는 압축 고무층으로 구성되어 있는 마찰 전동 벨트이다.

Description

마찰 전동 벨트{FRICTION TRANSMISSION BELT}

본 발명은 마찰 전동 벨트에 관한 것이다.

자동차의 보조 구동용 등에 사용되는 동력 전달용 마찰 전동 벨트에 있어서, 종래부터 벨트 구동시에 발생되는 슬립음(slip sound)은 소음으로 여겨져, 자동차의 정숙화를 위해서는 개선되어야 하는 문제였다. 이 벨트로부터 발생되는 소음의 종류 중 하나로, 엔진룸 내에 물이 들어가 벨트가 젖었을 때에 생기는 슬립음이 있다. 물에 젖을 때의 슬립음을 개선하기 위해서 종래부터 사용되고 있는 기술로서, 벨트 리브(rib)부에 단섬유를 혼입시키거나 발수제를 벨트 리브부 표면에 도포하는 것 등이 실시되고 있다.

그러나, 벨트 리브부에 단섬유를 혼입시킨 전동 벨트에서는, 단섬유를 사용함으로써 피수시의 슬립음을 개선시킬 수 있지만, 단섬유와 고무의 탄성률이 매우 다르기 때문에, 굴곡 피로를 받았을 때 단섬유와 고무의 경계면에 응력이 집중되어 균열 개시점이 되고, 조기에 균열이 성장하여 제품 수명이 짧아진다. 특히, 벨트 폭 방향으로 배열된 단섬유의 표면이 노출되어 있는 리브산 선단에서는, 고무와 단섬유의 접착 경계면의 노출이 크기 때문에, 균열에 의해 리브산의 파손이 발생하기 쉽다.

한편, 벨트 리브부에 발수제를 도포하는 방법은 리브 형상을 성형한 후에, 발수제를 도포하는 작업 공정이 증가함으로써, 벨트의 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 상기 기술한 방법 외에, 풀리와 접촉되는 고무에 실리카를 배합시킴으로써, 물에 젖었을 때의 슬립음 등을 억제시키는 시도도 이루어지고 있다.

예를 들어, 일본 공개특허공보 2003-247604 호에는, 리브부측 표면의 적어도 일부가 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머, 실리카 및 단섬유를 배합한 고무 배합물로 구성됨으로써, 침수 시에 일어나는 슬립에 의한 소음의 발생을 개선한 V 리브벨트가 개시되어 있다. 그러나, 여기서, 리브가 실리카를 포함하는 고무층 및 실리카를 포함하지 않는 고무층을 가진다. 이 때문에, 실리카를 포함하는 고무층을 벨트 리브부의 일부분에 형성하는 경우에, 상이한 배합의 고무를 사용해야 하고, 작업 공정이 번거로워지는 문제점이 있다. 또, 단섬유를 포함하기 때문에, 상기 기술한 바와 같이 굴곡 피로에 의해 제품 수명이 짧아지는 문제가 생긴다.

일본 공개특허공보 2002-69240 호에는, 소정의 표면 처리 실리카와 카본블랙, 가황촉진제, 가황제, 단섬유를 배합한 특정 물성을 나타내는 클로로프렌 고무 조성물을 압축 고무층에 사용함으로써 보강 효과를 잃는 일 없이 점착 마모를 억제하고, 주행시의 소음을 감소시킨 전동 벨트가 개시되어 있다. 그러나, 단섬유를 포함하기 때문에, 굴곡 피로에 의해 제품 수명이 짧아지는 문제가 생긴다.

일본 공개특허공보 2003-221470 호에는, 불포화 카르복실산 금속염을 함유한 수소화 니트릴 고무에 실리카 및 공가교제를 첨가하고, 유기 과산화물로 가교시켜 얻어지는 고무로 이루어진 전동 벨트가 개시되어 있다. 그러나, 압축 고무층에 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머를 사용하는 경우의 슬립 소음의 억제에 대해서 상세하게 검토되어 있는 것은 아니다.

따라서, 동력 전달용의 마찰 전동 벨트에 있어서, 작업 공정이 용이하고, 벨트 구동 부분이 젖었을 때에 생기는 슬립 소음을 억제하며, 또한 벨트 주행시의 굴곡 피로 강도가 우수한 마찰 전동 벨트가 필요해진다.

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은, 상기 현상을 감안하여, 벨트 구동 부분이 물에 젖었을 때에 생기는 슬립 소음을 억제하고, 또한 우수한 굴곡 피로 강도를 갖는 마찰 전동 벨트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명은, JIS K 6253 에 따르는 타입 A 경도계에 의해 측정된 가황 후의 경도가 80 이상 95 미만이고, 또한 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 및 실리카를 함유하며, 실질적으로 단섬유를 함유하지 않는 압축 고무층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 전동 벨트이다.

상기 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머의 에틸렌 함유량은 60 질량％ 이상 80 질량％ 미만인 것이 바람직하다.

상기 실리카의 함유량은 상기 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 100 질량부에 대해서 40 ∼ 100 질량부인 것이 바람직하다.

상기 마찰 전동 벨트는 V 리브벨트 또는 평벨트인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 마찰 전동 벨트는 JIS K 6253 에 따르는 타입 A 경도계에 의해 측정된 가황 후의 경도가 80 이상 95 미만이고, 또한 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 및 실리카를 함유하며, 실질적으로 단섬유를 함유하지 않는 압축 고무층으로 구성된 것이다. 이 때문에, 벨트 구동 부분이 물에 젖었을 때에 생기는 슬립 소음이 억제되고, 또한 벨트 주행시의 굴곡 피로 강도가 우수하다.

통상적으로, 마찰 전동 벨트에 있어서, 벨트 리브부에 단섬유를 혼입시킴으로써 물에 젖었을 때의 슬립음은 개선되지만, 굴곡 피로를 받았을 때 균열이 생기기 쉬워진다. 본 발명에서는, 압축 고무층에 실리카를 첨가함으로써 벨트 표면에 적당한 거칠기를 주어, 슬립음의 발생을 억제할 수 있다. 또, 압축 고무층이 실리카와 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머를 함유하고, 가황 후의 경도가 80 이상 95 미만 (JIS K 6253 에 따르는 타입 A 경도계에 의해 측정) 이므로, 고무의 기계적 강도를 보충하여, 실질적으로 단섬유를 함유하지 않아도 충분한 벨트 강도를 유지할 수 있는 경도를 가진다. 따라서, 본 발명의 마찰 전동 벨트는 우수한 슬립음의 발생 억제와 굴곡 피로 강도를 둘 다 이룰 수 있다.

본 발명의 마찰 전동 벨트에 있어서, 상기 압축 고무층은 JIS K 6253 에 따르는 타입 A 경도계에 의해 측정된 가황 후의 경도가 80 이상 95 미만이다. 따라서, 상기 마찰 전동 벨트는 적절한 벨트 강도를 갖는다. 또한, 종래에는 일반적으로, 적절한 벨트 강도를 유지하는 것을 목적으로 단섬유를 첨가하고 있지만, 후술하는 바와 같이, 상기 압축 고무층은 단섬유를 실질적으로 함유하지 않아도 상기 특정 경도를 갖는다. 따라서, 상기 압축 고무층은 단섬유를 실질적으로 함유하지 않기 때문에, 벨트가 굴곡을 받았을 때 응력 집중이 치우치는 부분이 실질적으로 없어져 균열이 발생하기 어려워진다. 그 결과, 벨트 굴곡 수명을 향상시킬 수 있다.

상기 경도가 80 미만이면, 마찰 전동 벨트의 강도가 낮아서 리브부가 파손될 우려가 있다. 95 이상이면, 굴곡 피로 강도가 저하될 우려가 있다. 상기 경도는 83 ∼ 91 인 것이 바람직하다.

상기 마찰 전동 벨트에 있어서, 상기 압축 고무층은 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 및 실리카를 함유한다. 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 및 실리카를 사용함으로써, JIS K 6253 에 따르는 타입 A 경도계에 의해 측정된 상기 가황 후의 경도가 80 이상 95 미만인 압축 고무층을 얻을 수 있다.

마찰 전동 벨트가 물이 젖었을 경우에 발생하는 침수 슬립음은, 압축 고무층 표면과 풀리의 경계면에 물이 들어가 스틱 슬립(stick slip)이 발생함으로써 생기지만, 본 발명에서는 실리카를 첨가함으로써 압축 고무 표면의 표면 거칠기를 거칠게 함으로써, 그와 같은 침수시의 수막이 형성되기 어려워지고, 그 결과 침수 슬립음의 발생을 억제할 수 있다. 또, 본 발명에서 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 및 실리카를 사용하기 때문에, 전술한 바와 같은 가황 후의 경도를 가져서 높은 벨트 강도를 가지는 벨트를 얻을 수 있다. 이 때문에, 본 발명에 있어서의 압축 고무층이 종래에 사용되는 단섬유를 실질적으로 함유하지 않는 것이더라도 충분히 높은 벨트 강도를 부여할 수 있고, 또 우수한 굴곡 피로 강도를 부여할 수도 있다.

상기 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머로는, 에틸렌을 제외한 α-올레핀과 에틸렌과 디엔 (비공역 디엔) 의 공중합체로 이루어지는 고무, 그들의 일부 할로겐 치환물, 또는 그 2 종 이상의 혼합물이 사용되고, 상기 에틸렌을 제외한 α-올레핀으로는, 바람직하게는 프로필렌, 부텐, 헥센 및 옥텐에서 선택되는 하나 이상의 종이 사용된다. 그 중에서도, 슬립음을 억제하고, 또한 우수한 굴곡 피로 강도를 가질 수 있다는 점에서, 에틸렌-프로필렌-디엔계 고무 (이하, EPDM 이라고 약칭함) 가 보다 바람직하다. 또한, 그 할로겐 치환물이나 다른 고무를 혼합한 것이어도 된다. 본 발명의 효과에 있어서, 디엔의 종류는 에틸리덴 노르보르넨 (ENB) 인 것이 바람직하다. 또, 디엔 성분이 포함되지 않은 에틸렌-프로필렌계 고무 (EPR) 도 선택할 수 있다.

상기 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머의 에틸렌 함유량 (에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 중에 있는 에틸렌에서 유래하는 구성 단위의 함유량) 은, 상기 에틸렌-α-올레핀-디엔 고무를 구성하는 에틸렌, α-올레핀, 및 디엔의 합계량 100 질량％ 중에 60 질량％ 이상 80 질량％ 미만인 것이 바람직하다. 상기 에틸렌 함유량이 60 질량％ 이상 80 질량％ 미만인 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머를 실리카와 함께 사용했을 경우, 압축 고무층이 실질적으로 단섬유를 함유하지 않는 경우에도, 높은 고무 경도와 충분히 높은 벨트 경도를 얻음과 동시에, 침수 슬립음을 충분히 억제할 수 있다. 따라서, 상기 특정 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머를 사용하는 경우에는, 침수 슬립음을 보다 바람직하게 억제할 수 있음과 동시에, 더 우수한 굴곡 피로 강도를 마찰 전동 벨트에 부여할 수 있다.

상기 에틸렌 함유량이 60 질량％ 미만이면, 고무가 부드러워질 우려가 있다. 80 질량％ 이상이면, 고무가 지나치게 딱딱하여 벨트에 적용하지 못할 우려가 있다. 상기 에틸렌 함량은 60 ∼ 70 질량％ 인 것이 보다 바람직하다.

상기 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머의 시판품으로는, 예를 들어, Nordel IP 3670 (상품명: EPDM, 에틸렌 함유량 58 질량％, DuPont Dow Elastomer 제조), Nordel IP 3745P (상품명: EPDM, 에틸렌 함유량 70 질량％, DuPont Dow Elastomer 제조) 등을 들 수 있다. JIS K 6253 에 따르는 타입 A 경도계에 의해 측정되는 상기 압축 고무층의 가황 후의 경도가 80 이상 95 미만이 되기 때문에, 에틸렌 함유량이 상기 60 질량％ 이상 80 질량％ 미만이 되도록 단독으로 사용하거나 또는 2 종류 이상을 병용하여도 된다.

상기 압축 고무층은 상기 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 이외에, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서, 수소화 니트릴 고무, 클로로프렌 고무, 천연 고무, CSM, ACSM, 및 SBR 등의 다른 폴리머를 함유할 수 있다.

상기 실리카로는 특별히 한정되지 않고, 종래에 공지된 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 건식 실리카, 습식 실리카, 표면 처리된 실리카 등을 들 수 있다. 상기 습식 실리카 (함수 규산) 는, 일반적으로는 규산나트륨과 광산(mineral acid) 및 염류를 수용액 중에서 반응시키는 방법으로 얻을 수 있고, 건식 실리카에 비하여 정면에 다수의 실라놀기를 가져서 높은 극성을 가진다. 또한, 습식 실리카는 건식 실리카에 비하여 비용이 저렴하고, 가공성이 양호하다는 장점을 가진다. 상기 표면 처리된 실리카는 건식 실리카나 습식 실리카를 실란 커플링제로 표면 처리하여 분산성을 향상시킨 것이다.

상기 실리카의 함유량은 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 100 질량부 (고형분) 에 대해서 40 ∼ 100 질량부인 것이 바람직하다. 상기 특정량의 실리카를 함유함으로써, 우수한 침수 슬립음의 발생 억제와 굴곡 피로 강도 모두를 만족시킬 수 있다. 40 질량부 미만이면, 고무 표면의 거칠기가 작아져 수막을 형성하여, 스틱 슬립이 생기기 쉬워질 우려가 있다. 100 질량부를 초과하면, 고무가 지나치게 딱딱해지고, 주행에 의한 굴곡 피로에 의해 균열이 발생하기 쉬워져 벨트 수명이 저하될 우려가 있다. 상기 함유량은 60 ∼ 80 질량부인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 압축 고무층은 실질적으로 단섬유를 함유하지 않는다. 실질적으로 단섬유를 함유하지 않으면, 통상적으로, 침수시의 슬립음이 발생하기 쉬워지거나 고무의 기계 강도가 저하되지만, 본 발명의 마찰 전동 벨트는 상기 압축 고무층이 상기 실리카와 상기 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머를 함유하고 있으므로, 슬립음이 억제되고, 또한 고무 경도가 높다. 또, 실질적으로 단섬유를 함유하지 않기 때문에, 단섬유와 고무의 탄성률의 차이에 의해, 굴곡 피로를 받았을 때 단섬유와 고무의 경계면에 응력이 집중되어 균열 개시점이 되고, 조기에 균열이 성장하여 제품 수명이 짧아지는 등의 문제가 생길 우려가 없다.

상기 압축 고무층이 실질적으로 단섬유를 함유하지 않는다는 것은, 단섬유의 함유에 의한 효과가 발현될 정도로 함유하고 있지 않는 것, 즉, 슬립음의 발생을 억제하거나 고무의 기계적 강도를 향상시킬 수 있을 정도로 함유하고 있지 않다는 것이다. 여기서, 실질적으로 단섬유를 함유하지 않는 양이란, 예를 들어, 단섬유의 함유량이 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 100 질량부에 대해서, 0 ∼ 5 질량부이다. 5 질량부를 초과하면, 재료의 비용이 높아질 우려가 있다. 바람직하게는 0 질량부이다. 또한, 상기 단섬유로는 나일론 6, 나일론 66, 폴리에스테르, 면, 및 아라미드 등을 들 수 있다.

상기 압축 고무층은 실란 커플링제를 함유하는 것이 바람직하다. 실리카를 함유하면 강성이 높아져 균열이 발생하기 쉬워지지만, 실란 커플링제를 함유함으로써 균열의 발생을 억제할 수 있다.

상기 실란 커플링제로는 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-우레이도프로필트리에톡시실란, 3-시아노프로필디메틸클로로실란, 3-[N-알릴-N-(2-아미노에틸)]아미노프로필트리메톡시실란, P-[N-(2-아미노에틸)아미노메틸]페네틸트리메톡시실란, N-(2-아미노메틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 1-(3-아미노프로필)-1,1,3,3,3-펜타메틸디실록산, 3-아미노프로필트리스(트리메틸실록시)실란, α,ω-비스(3-아미노프로필)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(3-아미노프로필)폴리디메틸실록산, 1,3-비스(3-아미노프로필)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, α,ω-비스(메르캅토메틸)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(메르캅토메틸)폴리디메틸실록산, 1,3-비스(메르캅토메틸)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, α,ω-비스(3-메르캅토프로필)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(3-메르캅토프로필)폴리디메틸실록산, 1,3-비스(3-메르캅토메틸)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, N,N-비스[(메틸디메톡시실릴)프로필]아민, N,N-비스[3-(메틸디메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민, N,N-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]아민, N,N-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민, 3-메르캅토프로필트리스(트리메틸실록시)실란, 1-트리메톡시실-4,7,10-트리아자데칸, N-[(3-트리메톡시실릴)프로필]트리에틸렌테트라민, 및 N-3-트리메톡시실릴프로필-m-페닐렌디아민 등을 들 수 있다.

상기 실란 커플링제의 함유량은 상기 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 100 질량부 (고형분) 에 대해서 1 ∼ 20 질량부인 것이 바람직하고, 2 ∼ 12 질량부인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 이외이면, 균열의 발생을 억제하는 효과를 충분히 얻지 못할 수도 있다.

상기 압축 고무층을 형성하기 위한 고무 배합물은 황 또는 과산화물에 의해 가교될 수 있다.

상기 가교를 위한 과산화물로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적인 유기 과산화물이 사용되고, 예를 들어, 디쿠밀 퍼록사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드, t-부틸쿠밀 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3,2,5-디메틸-2,5-(벤조일퍼옥시)헥산, 및 2,5-디메틸-2,5-모노(t-부틸퍼옥시)헥산 등을 들 수 있다. 상기 유기 과산화물의 첨가량은 유기 과산화물의 작용기량이나 분자량 또는 EPDM 의 디엔 양 등에 맞추어 적절하게 설정되면 되지만, 통상적으로, 단독 또는 혼합물로서 통상적으로 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 100g 에 대해서 0.5 ∼ 5g 의 범위에서 사용된다.

또한, 상기 과산화물에 의한 가교의 경우는 가교 보조제를 배합해도 된다. 가교 보조제를 배합함으로써, 가교 밀도를 높여서 접착력을 한층 더 안정시키고, 점착 마모성 등의 문제를 방지할 수 있다. 상기 가교 보조제로는, 예를 들어, 트리알릴 이소시아누레이트(TAIC), 트리알릴 시아누레이트(TAC), 1,2-폴리부타디엔, 불포화 카르복실산의 금속염, 옥심류, 구아니딘, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, N,N'-m-페닐렌비스말레이미드, 및 황 등 통상적으로 퍼옥사이드 가교에 사용되는 것을 들 수 있다.

상기 황 가황의 경우, 황의 첨가량은 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 100 질량부에 대해서 1 ∼ 3 질량부인 것이 바람직하다.

또한, 상기 황 가황의 경우는 가황 촉진제를 배합해도 된다. 가황 촉진제를 배합함으로써, 가교 밀도를 높여서 점착 마모 등의 문제를 방지할 수 있다. 상기 가황 촉진제로는, 일반적으로 가황 촉진제로서 사용되는 것이면 되고, 예를 들어, N-옥시디에틸렌벤조티아졸-2-술펜아미드(OBS), 테트라메틸티우람 디술파이드(TMTD), 테트라에틸티우람 디술파이드(TETD), 디메틸디티오카르밤산 아연(ZnMDC), 디에틸디티오카르밤산 아연(ZnEDC), N-시클로헥실벤조티아졸-2-술펜아미드, 2-메르캅토벤조티아졸, 및 디벤조티아졸릴디술파이드 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 압축 고무층을 형성하기 위한 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 및 실리카를 함유하는 배합물은 상기 성분과 함께, 필요에 따라 카본블랙, 탄산칼슘, 탤크 등의 충전제, 가소제, 안정제, 가공보조제, 노화방지제, 및 착색제 등의 통상적인 고무 공업에서 사용되는 여러 가지 약제를 함유하고 있어도 된다.

필요에 따라, 상기 압축 고무층을 형성하기 위한 배합물은 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 등의 필수성분을 상기 약제와 함께, 롤, 범버리(Bumbury) 믹서 등의 통상적인 혼합 수단을 사용하여 균일하게 혼합함으로써 얻을 수 있다.

본 발명의 마찰 전동 벨트로는, 예를 들어, 상기 압축 고무층, 이 압축 고무층에 접하고 벨트 길이 방향을 따라 심선이 매설되어 있는 접착 고무층, 그리고 이 접착 고무층에 접하는 상범포층으로 구성되는 것을 들 수 있다.

또, 본 발명의 마찰 전동 벨트는 상기 접착 고무층을 가지지 않는 것이어도 된다.

상기 접착 고무층을 형성하기 위한 고무 성분으로는, 예를 들어, 상기 압축 고무층에서 사용되는 것과 동일한 것을 사용할 수 있다.

또, 접착 고무층을 형성하기 위한 배합물은 상기 압축 고무층과 동일하게, 전술한 다른 성분을 함유하고 있어도 된다. 또, 상기 접착 고무층을 형성하기 위한 배합물은 상기 압축 고무층과 동일한 방법에 의해 얻어질 수 있다.

상기 상범포층으로는, 예를 들어, 면, 폴리아미드, 폴리에틸렌 프탈레이트, 아라미드 단섬유로 이루어지는 실을 사용하여 평직물, 능직물, 주자직물 등으로 제직한 천을 사용할 수 있다.

상기 심선으로는, 폴리에스테르 심선, 나일론 심선, 비닐론 심선, 아라미드 심선 등이 사용되는 것이 바람직하지만, 그 중에서도 상기 폴리에스테르 심선으로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트 등이, 상기 나일론 심선으로는 6,6-나일론(폴리헥사메틸렌 아디프아미드), 6 나일론이 사용되는 것이 바람직하다. 상기 아라미드 심선으로는 코폴리파라페닐렌-3,4'-옥시디페닐렌-테레프탈아미드, 폴리파라페닐렌 테레프탈아미드, 또는 폴리메타페닐렌 이소프탈아미드 등이 사용되는 것이 바람직하다. 이들 심선은, 일반적으로는 레졸신-포르말린-라텍스 접착제 조성물 (RFL 접착제) 등으로 접착 처리되어, 상기 심체층 내에 매설된다.

본 발명의 마찰 전동 벨트는, V 리브벨트 또는 평벨트인 것이 바람직하다.

상기 V 리브벨트 및 평벨트의 예를 도 1, 도 2 를 참조하여 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 V 리브벨트의 일례의 횡단면도 (벨트 길이 방향에 수직인 면) 를 나타내고, 벨트의 상면은 단층 또는 복수층의 상범포층 (1) 이 형성되어 있으며, 이 내측에 인접하여 접착 고무층 (3) 이 적층되어 있다. 이 접착 고무층 (3) 에는, 섬유 코드로 이루어지는 복수의 저연신율 심선 (2) 이 간격을 두고 벨트 길이 방향을 따라 매설되어 있다. 또한, 이 접착 고무층의 내측에 인접하여 압축 고무층 (5) 이 적층되어 있다. 이 압축 고무층은, 서로 간격을 두고 있으며 벨트 길이 방향을 따르는 리브 (4) 에 형성되어 있다.

도 2 는, 본 발명의 평벨트 일례의 횡단면도를 나타내고, 상기와 같이, 상 범포층 (1), 접착 고무층 (3), 및 압축 고무층 (5) 이 적층되어 있다.

본 발명에 따른 마찰 전동 벨트는 종래부터 알려져 있는 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 예를 들어, V 리브벨트의 예를 들면, 평탄한 표면의 원통형 성형 드럼의 둘레면에 1 장 또는 복수 장의 상범포와 접착 고무층을 형성하기 위한 고무 배합물 미가황 시트를 감는다. 그 다음에, 그 위에 폴리에스테르 등의 심선을 나선형으로 스피닝(spinning)하고, 또한, 그 위에 접착 고무층을 형성하기 위한 고무 배합물 미가황 시트를 감은 후, 압축 고무층을 형성하기 위한 고무 배합물 미가황 시트를 감아 적층물을 형성하고, 이것을 가황기 속에서 가열 가압하고, 가황하여 고리형물을 얻는다. 다음으로, 이 고리형물을 구동롤과 종동롤 사이에 걸치고, 소정의 장력하에서 주행시키면서, 여기에 연삭 숫돌로 표면에 복수의 리브를 형성한다. 그 후에, 이 고리형물을 또 다른 구동롤과 종동롤 사이에 걸쳐 주행시키면서 소정의 폭으로 재단하면, 제품으로서의 V 리브벨트를 얻을 수 있다.

본 발명의 마찰 전동 벨트는, JIS K 6253 에 따르는 타입 A 경도계에 의해 측정된 가황 후의 경도가 80 이상 95 미만이고, 또한, 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 및 실리카를 함유하며, 실질적으로 단섬유를 함유하지 않는 압축 고무층으로 구성되어 있는 것이다. 이 때문에, 단섬유를 실질적으로 함유하지 않으면서, 벨트가 물에 젖을 때에 발생되는 슬립음이 억제되고, 또한 굴곡 피로 강도가 우수해질 수 있다.

발명의 효과

본 발명의 마찰 전동 벨트는 상기 구성으로 이루어지는 것이기 때문에, 벨트가 물에 젖었을 때에 발생되는 슬립음의 발생이 억제되고, 또한 굴곡 피로 강도가 우수하다. 따라서, 본 발명의 마찰 전동 벨트는 자동차용 보조기 (다이너모, 에어콘, 파워 스티어링 등) 의 구동용 등의 동력 전동용 벨트로서 바람직하게 사용될 수 있다.

도 1 은 V 리브벨트의 일례의 횡단면도를 나타낸다.

도 2 는 평벨트의 일례의 횡단면도를 나타낸다.

도 3 은 벨트 주행 시험기의 레이아웃을 도시한다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 상 범포층

2 : 심선

3 : 접착 고무층

4 : 리브

5 : 압축 고무층

11 : 종동 풀리

12 : 구동 풀리

13 : 리브 풀리

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하에 본 발명에 대해서 실시예를 들어 더욱 자세히 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예로만 한정되는 것은 아니다. 또, 실시예 중 「부」,「％」 는 특별한 언급이 없는 한 「질량부」, 「질량％」 를 의미한다.

(실시예 1 ∼ 4, 비교예 1 ∼ 4)

접착 고무층과 압축 고무층의 제조

압축 고무층을 표 1 에 나타내는 고무 배합물로 조제하고, 범버리 믹서로 혼합시킨 후, 캘린더(calendar) 롤로 압연하여, 압축 고무층용 고무 배합물 미가황 시트를 형성하였다. 고무 성분에 대해서는, 표 2 와 같이 시판품을 혼합하여 원하는 에틸렌 함유량으로 조정하였다.

또한, 사용한 시판품은 이하와 같다.

에틸렌-프로필렌-디엔 고무 (EPDM) :

Nordel IP 3670 (에틸렌 함유량 58％, 디엔형 ENB, DuPont Dow Elastomer 제조)

Nordel IP 3745P (에틸렌 함량 70％, 디엔형 ENB, DuPont Dow Elastomer 제조)

클로로프렌 고무 (CR) : 네오프렌 GRT (황 변성 타입 클로로프렌 고무, DuPont Dow Elastomer 제조)

카본블랙 : HAF 카본 (미츠비시 화학사 제조)

파라핀 오일 : 썬플렉스 2280 (니혼산 화학사 제조)

실리카 : 토크실 GU (토크야마사 제조)

실란 커플링제 : Si-69 (데구사사 제조)

가황 보조제 : 스테아린산 (카오사 제조), 산화아연 (사카이 화학 공업사 제조)

노화 방지제 : 224, MB (이상, 오오우치 신흥화학사 제조)

유기 과산화물 : 디쿠 밀퍼옥사이드 (니혼 유지사 제조)

단섬유 : 66 나일론 섬유, 6 de × 1 ㎜

또한, 접착 고무층에 대해서는, 실시예 및 비교예의 접착 고무층의 성분이 모두 동일하게 되도록 하여, 접착 고무층용 고무 배합물 미가황 시트를 형성하였다.

전동 벨트의 제작

범포와 상기 접착 고무층용 고무 배합물 미가황 시트를 평탄한 표면의 원통형 성형 드럼의 주변에 감은 후, 그 위에 폴리에스테르 심선 (폴리에스테르 코드, 1000 데니어,/2×3, 상꼬임 9.5T/10㎝(Z), 하꼬임 2.19T/10㎝, 테이진사 제조) 을 나선형으로 스피닝하였다. 또한, 그 위에 상기 접착 고무층용 고무 배합물 미가황 시트를 감은 후, 압축 고무층용 고무 배합물 미가황 시트를 감아 적층물을 형성하고, 이것을 내압 6㎏f/㎠, 외압 9㎏f/㎠, 온도 165℃ 로 35분 동안, 가황관 속에서 가열 가압하고, 증기 가황하여, 고리형물을 얻었다. 이어서, 이 고리형물을 구동롤과 종동롤로 이루어지는 제 1 구동 시스템에 장착하고, 소정의 장력하에서 주행시키면서, 여기에 연삭숫돌로 표면에 복수의 리브를 형성하고, 그 후, 이 고리형물을 또 다른 구동롤과 종동롤로 이루어지는 제 2 구동 시스템에 장착하여 주행시키면서 소정의 폭으로 재단하여, 리브수 3, 둘레 길이 1000㎜ 의 V 리브벨트를 제품으로서 얻었다.

상기 방식으로 얻어진 압축 고무층용 고무 배합물 미가황 시트의 가황 후의 경도를 이하의 방법으로 측정하였다. 또, 상기 방식으로 얻어진 V 리브벨트의 벨트 굴곡 수명 및 슬립음에 대해서 이하의 방법으로 평가하였다. 각각의 결과를 표 1 에 나타낸다.

<압축 고무층의 가황 후의 경도>

상기에서 얻어진 압축 고무층용 고무 배합물 미가황 시트의 가황 후의 경도를 JIS K 6253 에 따르는 타입 A 경도계로 측정하였다.

<벨트 굴곡 수명>

도 3 은, V 리브벨트의 내구성 평가용 벨트 주행 시험기의 레이아웃을 도시한다. 이 벨트 주행 시험기는 상하에 배치되며 풀리 직경이 120㎜ 인 큰 직경의 리브 풀리 (상측이 종동 풀리 (11), 하측이 구동 풀리 (12)) 와, 그 상하 방향 중간의 우측에 배치되며 풀리 직경이 45㎜ 인 작은 직경의 리브 풀리 (13) 로 이루어진다. 작은 직경의 리브 풀리 (13) 는 벨트의 각도가 90°가 되도록 위치되어 있다.

상기 방식으로 얻어진 각각의 V 리브벨트를 3 개의 리브 풀리 (11, 12, 13) 에 감고, 또한 834N 의 세트 웨이트 (set weight) 가 가해지도록 작은 직경의 리브 풀리 (13) 를 측면으로 당겨서, 23℃ 의 주위 온도에서 구동 풀리인 하측의 리브 풀리 (12) 를 4900rpm 의 회전 속도로 회전시키는 벨트 주행 시험을 실시하였다. 그리고, 벨트의 리브부에 균열이 발생할 때까지의 시간을 측정하고, 그 시간을 벨트 굴곡 수명으로 하였다.

<슬립음>

도 3 에 있어서, 벨트 주행중에 구동 풀리 (12) 에 물을 부었을 때 (2000cc/분) 의 슬립음의 발생을 평가하였다.

표 1 로에서 나타나듯이, 실시예의 벨트는 슬립음이 발생하지 않거나 작고, 벨트 굴곡 수명은 길고, 또한 충분한 경도를 갖는 것이었다. 반면, 비교예 1 의 단섬유를 포함하고 실리카를 포함하지 않는 벨트는 벨트 굴곡 수명이 624시간이었다. 비교예 2 의 경도 78 의 벨트는 슬립음이 "대" 였고, 비교예 3 의 경도 95 의 벨트는 벨트 굴곡 수명이 552 시간이었다. 비교예 4 의 클로로프렌을 사용한 벨트는 슬립음이 "대" 였다. 또, 환경면에서도 문제가 있었다.

본 발명의 마찰 전동 벨트는 자동차용 보조기 (다이너모, 에어콘, 파워 스티어링 등) 의 구동용 등의 동력 전동용 벨트로서 바람직하게 사용될 수 있다.

Claims (6)

1. JIS K 6253 에 따르는 타입 A 경도계에 의해 측정된 가황 후의 경도가 80 이상 95 미만이고, 또한 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 및 실리카를 함유하며, 실질적으로 단섬유를 함유하지 않는 압축 고무층으로 구성되어 있고,

   구동시에 물에 젖는 것을 특징으로 하며,

   실리카의 함유량은 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 100 질량부에 대해서 40 ∼ 100 질량부인 마찰 전동 벨트.
2. 삭제
3. JIS K 6253 에 따르는 타입 A 경도계에 의해 측정된 가황 후의 경도가 80 이상 95 미만이고, 또한 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 및 실리카를 함유하며, 실질적으로 단섬유를 함유하지 않는 압축 고무층으로 구성되어 있고,

   실리카의 함유량은 에틸렌-α-올레핀 엘라스토머 100 질량부에 대해서 40 ∼ 100 질량부인 마찰 전동 벨트.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   에틸렌-α-올레핀 엘라스토머의 에틸렌 함유량은 60 질량％ 이상 80 질량％ 미만인 마찰 전동 벨트.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   마찰 전동 벨트는 자동차용 보조기의 구동용의 동력 전동용 벨트인 마찰 전동 벨트.
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   마찰 전동 벨트는 V 리브벨트 또는 평벨트인 마찰 전동 벨트.

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