本發(fā)明涉及一種能夠有效承受負荷的同時減輕重量的用于升降機的繩索。

背景技術：

升降機(elevator)是在其內部裝載東西上下運動的結構的統(tǒng)稱。升降機是機械、電機、電子等技術的綜合體，是與人們的便利生活和安全生活息息相關的綜合技術產業(yè)。

為支撐并上下移動升降機要使用用于升降機的繩索。普通的用于升降機的繩索由繩芯和其周圍以3～8股捻制而成的繩股構成，因此實質上具有圓形截面。其中，繩股是指將繩紗捻成一層或多層而形成的股。

最近隨著多棟超高層大樓的竣工，為此正在積極開發(fā)特別的用于升降機的繩索的技術。例如，由于在超高層大樓內要以超高速度長距離運行，存在繩索需要具備耐磨性、耐久性、耐燃性等的問題，隨著使用于超高層大樓的繩索的長度變長，存在需要降低繩索本身的重量的輕量化問題等，為解決所述問題，正在進行技術開發(fā)。

在這種情況下，正興起的技術中的一種是利用碳纖維或玻璃纖維制造的用于升降機的繩索。

韓國公開專利第10-2010-0102169號中提出了利用碳纖維或玻璃纖維，在橫斷面方向厚度比寬度大的所謂傳送帶形狀的用于升降機的繩索。這種繩索內側包括碳纖維或玻璃纖維的高強纖維，其外側有涂層。

但是，所述現(xiàn)有技術中，高強纖維與涂層之間的結合并不能有效地形成?？紤]到需要承受大負荷的用于升降機的繩索的特性，若高強 纖維與涂層之間的結合力小，承受負荷的高強纖維部分的涂層會脫落，由此可導致危險的后果。

并且，不僅是高強纖維部分，直接承受摩擦的涂層的形成也很重要，但卻沒有針對涂層應具備的耐磨性、耐久性及耐燃性方面進行考察。

況且，如圖1a所示，用于升降機的繩索被掛在牽引機上，并以U字型彎曲，根據(jù)其彎曲的程度，負荷集中在繩索內部高強纖維部分的外側面，即與牽引機接觸的面的相反面，會出現(xiàn)局部的強度降低的現(xiàn)象，但也無法對上述問題進行考察。

另外，在WO 2011004071A2、WO 2011135174A1、EP 2749519A1、WO 2013113862A1、WO 2013110853A1、EP 2749521A2等中公開了包括碳纖維的用于升降機的繩索，但尚未解決所述問題點。

現(xiàn)有技術文獻

KR 10-2010-0102169

WO 2011004071A2

WO 2011135174A1

EP 2749519A1

WO 2013113862A1

WO 2013110853A1

EP 2749521A2

技術實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術中存在的問題而提出的。

更具體地，提供一種用于超高層大樓的超速度升降機的繩索，該繩索具有耐久性、耐磨性、耐燃性等，而且能夠實現(xiàn)輕量化。當然，這種用于升降機的繩索同樣適用于普通的升降機。

并且，本發(fā)明的目的在于，解決現(xiàn)有的包括碳纖維或玻璃纖維的 用于升降機的繩索中存在的問題，即，涂層的材料問題、碳纖維或玻璃纖維部分與涂層之間的結合問題。

并且，本發(fā)明的目的在于，解決在用于升降機的繩索經(jīng)過牽引機時被折彎的情況下，由于負荷集中在局部導致的強度降低的問題。

(二)技術方案

為了解決上述問題，本發(fā)明的第一實施例提供一種用于升降機的繩索，所述繩索100為傳送帶形狀，包括碳纖維或玻璃纖維復合材料110和結合在所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110的外側的涂層120，其中，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110為傳送帶形狀，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110包括向外側突出的多個突出部111。

并且，優(yōu)選地，所述多個突出部111是所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110從上部和下部向外側突出形成，而且所述突出部111的形狀為大小朝外側的方向漸漸變大的楔子(wedge)狀。

為解決上述問題，本發(fā)明的第二實施例提供一種用于升降機的繩索，所述繩索100為傳送帶形狀，包括碳纖維或玻璃纖維復合材料110和結合在所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110的外側的涂層120，其中，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110以圓形形成多個，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110是圓形芯體的碳纖維或玻璃纖維112以加捻的方式被聚合物基體113包覆而形成的復合材料。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的第三實施例提供一種用于升降機的繩索，所述繩索100為傳送帶形狀，包括碳纖維或玻璃纖維復合材料110和結合在所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110的外側的涂層120，其中，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110的最外側編織有多個聚合體紗線114。

并且，優(yōu)選地，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110以圓形形成多個，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110的內側設置有圓形芯體的碳纖維或玻璃纖維112，所述碳纖維或玻璃纖維112的外側以圓柱形編 織有所述聚合體紗線114。

并且，優(yōu)選地，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110為傳送帶形狀，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110的最內側設置有傳送帶形狀的碳纖維芯或玻璃纖維芯115，所述碳纖維芯或玻璃纖維芯115的外側編織有所述聚合體紗線114，且該碳纖維芯或玻璃纖維芯被高分子基體116包覆。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的第四實施例提供一種用于升降機的繩索，所述繩索100為傳送帶形狀，包括碳纖維或玻璃纖維復合材料110和結合在所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110的外側的涂層120，其中，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110的最外側以隨機(random)模式或預定模式設置有多個聚合體紗線114。

并且，優(yōu)選地，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110以圓形形成多個，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110的內側的圓形芯體的碳纖維或玻璃纖維112以隨機模式設置在高分子基體116內，所述多個聚合體紗線114以預定模式設置在所述高分子基體116的外側。

并且，優(yōu)選地，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110為傳送帶形狀，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110的最內側設置有傳送帶形狀的碳纖維芯或玻璃纖維芯115，所述聚合體紗線114與高分子基體116同時以隨機模式或預定模式設置在碳纖維芯或玻璃纖維芯115外側。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的另一實施例提供一種升降機，所述升降機堆疊使用多個前述的用于升降機的繩索100。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的又一實施例提供一種用于升降機的繩索，其中，所述涂層120包括100重量份的熱塑性聚氨酯樹脂、10～50重量份的磷系阻燃劑以及1～10重量份的改善黏著力的調節(jié)劑。

并且，優(yōu)選地，所述熱塑性聚氨酯樹脂以邵氏硬度A(shoreA)為基準具有95以上的硬度，以及以邵氏硬度D(shoreD)為基準具有50～75的硬度。

并且，優(yōu)選地，所述熱塑性聚氨酯樹脂在80～120℃下進行3～7小時的干燥。

并且，優(yōu)選地，所述磷系阻燃劑是選自磷酸三苯酯、磷酸三芳基酯、芳香族磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯(TCP)、三磷酸甲苯酯、甲階酚醛樹脂聯(lián)苯磷酸、氯乙基磷酸、三(β-氯丙基)磷酸酯、磷酸三(2-氯-1-甲基乙基)酯、芳香族縮合磷酸酯、聚磷酸鹽組成的組中的一個以上的有機磷化合物。

并且，優(yōu)選地，所述改善黏著力的調節(jié)劑為環(huán)氧樹脂、硅烷偶聯(lián)劑或其組合。

并且，優(yōu)選地，所述涂層120還包括0.1～3重量份的抗氧化劑。

并且，優(yōu)選地，所述涂層120還包括1～10重量份的阻燃助劑。

并且，優(yōu)選地，所述涂層120還包括選自光穩(wěn)定劑、潤滑劑、增強劑、顏料、著色劑及增塑劑組成的組中的一個以上的添加劑。

(三)有益效果

根據(jù)本發(fā)明，可提供一種適用于超高層大樓的超高速升降機的材料的用于升降機的繩索。

即，與現(xiàn)有的碳纖維或玻璃纖維的用于升降機的繩索相比，提高了涂層的耐久性、耐磨性、耐燃性，提高了碳纖維或玻璃纖維部分與涂層部分之間的結合力，因此可提供既安全又輕，且耐久性優(yōu)異的用于升降機的繩索。

并且，用于升降機的繩索經(jīng)過牽引機被折彎時，負荷集中在局部而導致的硬度降低的問題得以解決，因此可提供安全性優(yōu)異的用于升降機的繩索。

附圖說明

圖1a和圖1b是表示現(xiàn)有技術的升降機的概略圖。

圖2a和圖2b是示意表示本發(fā)明的第一實施例的用于升降機的繩索的剖視圖。

圖3是示意表示本發(fā)明的第二實施例的用于升降機的繩索的剖視圖。放大圖是單獨示出碳纖維或玻璃纖維復合材料110的側視圖。

圖4a和圖4b是示意表示本發(fā)明的第三實施例的用于升降機的繩索的剖視圖。放大圖是單獨示出碳纖維或玻璃纖維復合材料110的側視圖。

圖5a和圖5b是示意表示本發(fā)明的第四實施例的用于升降機的繩索的剖視圖。放大圖是單獨示出碳纖維或玻璃纖維復合材料110的側視圖。

附圖標記說明

100：繩索

110：碳纖維或玻璃纖維復合材料

111：突出部

112：碳纖維或玻璃纖維

113：聚合物基體

114：聚合體紗線

115：碳纖維芯或玻璃纖維芯

116：高分子基體

120：涂層

具體實施方式

下面，參照附圖對本發(fā)明進行詳細說明。

以下，‘傳送帶(belt)形狀’是指厚度比寬度大的扁平狀。

以下，‘碳纖維或玻璃纖維復合材料’是指包括碳纖維或玻璃纖維等的非金屬高強纖維，進一步選擇性地包括樹脂或聚合體，從而耐久性提高的材料部分?？刹捎酶鞣N成型方法，但為了提高硬度，可通過拉擠成型法生產，所述拉擠成型法是將碳纖維或玻璃纖維含浸在基體中，然后經(jīng)過具有一定形狀的加熱模具時將其拉伸，從而連續(xù)成型。

與此不同的是，‘碳纖維或玻璃纖維’是指作為纖維本身的、不 包括其他材料的普通的圓形芯體，‘碳纖維芯或玻璃纖維芯’是指僅由所述碳纖維或玻璃纖維形成的傳送帶形狀的中芯，兩者是有區(qū)別的。

以下，‘聚合體紗線’要理解為包括碳纖維或玻璃纖維的紡織紗線。

以下，參照圖4a可知，‘編織(braiding)’是指通過將多個長方形的物體(例如：原紗)分成兩個組垂直交叉穿過，使其交替重疊，形成編扎的形狀。

以下，參照圖5a可知,‘隨機模式(random pattern)’是指在無單獨指定規(guī)則的情況下形成的形式。

第一實施例

圖2a和圖2b表示本發(fā)明的用于升降機的繩索100的第一實施例。

如現(xiàn)有技術所提及的，碳纖維或玻璃纖維復合材料110與涂層之間的結合很重要，因此，為了強化其結合，本發(fā)明的用于升降機的繩索100的第一實施例中，碳纖維或玻璃纖維復合材料110具有突出部111。通過突出部111，接觸面積變寬，各部位之間的結合力也隨之提高。

因此，本發(fā)明的第一實施例的用于升降機的繩索100包括碳纖維或玻璃纖維復合材料110和結合在所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110的外側的涂層120，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110為傳送帶形狀，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110包括向外側突出的多個突出部111。

如圖2a所示，所述多個突出部111可以是從所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110的一側面向外側突出的任意一種形狀。

如圖2b所示，所述多個突出部111可以從所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110的上部及下部向外側突出，而且其形狀可以是大小朝外側方向漸漸變大的楔子(wedge)狀。在這種情況下，與涂層120 的結合力會增強。

第二實施例

圖3表示本發(fā)明的用于升降機的繩索100的第二實施例。

本發(fā)明的第二實施例的用于升降機的繩索100采用的是圓形的多個碳纖維或玻璃纖維復合材料110，而不是采用傳送帶形狀的碳纖維或玻璃纖維復合材料110，圓形芯體的碳纖維或玻璃纖維112以加捻的方式被聚合物基體113圍住。

如上所述的結構因具有聚合物基體113的特性，不僅能夠增強與涂層120的結合力，碳纖維或玻璃纖維復合材料110的局部硬度也隨之增強，即使受到基于牽引機等的局部負荷也能夠維持優(yōu)異的穩(wěn)定性。

第三實施例

圖4a和圖4b表示本發(fā)明的用于升降機的繩索100的第三實施例。

在本發(fā)明的第三實施例的用于升降機的繩索100中，碳纖維或玻璃纖維復合材料110的最外側編織有多個聚合體紗線114，從而不僅能夠增強復合材料與涂層120的結合力，碳纖維或玻璃纖維復合材料110的局部強度也隨之增強，因此，即使受到基于牽引機等的局部負荷也能夠維持優(yōu)異的穩(wěn)定性。

更具體地，圖4a所示的實施例中，碳纖維或玻璃纖維復合材料110的內側設置有圓形芯體的碳纖維或玻璃纖維112，其外側編織有圓柱形的所述聚合體紗線114。

圖4b所示的實施例中，碳纖維或玻璃纖維復合材料110為傳送帶形狀，其最內側設置有傳送帶形狀的碳纖維芯或玻璃纖維芯115，其外側編織有所述聚合體紗線114，且所述碳纖維芯或玻璃纖維芯被高分子基體116包覆。

第四實施例

圖5a和圖5b表示本發(fā)明的用于升降機的繩索100的第四實施例。

在本發(fā)明的第四實施例的用于升降機的繩索100中，碳纖維或玻璃纖維復合材料110的外側以隨機模式或預定模式設置有聚合體紗線114，從而能夠增強復合材料與涂層120的結合力。

在此，如圖5a所示，預定模式是指多個聚合體紗線114在高分子基體116上形成相互交互交叉的形狀。

具體地，在圖5a所示的實施例中，碳纖維或玻璃纖維復合材料110以圓形形成多個，所述碳纖維或玻璃纖維復合材料110的內側的圓形芯體的碳纖維或玻璃纖維112以隨機模式設置在高分子基體116內，所述多個聚合體紗線114以預定模式設置在所述高分子基體116的外側。

在圖5b所示的實施例中，碳纖維或玻璃纖維復合材料110為傳送帶形狀，其最內側設置有傳送帶形狀的碳纖維芯或玻璃纖維芯115，所述聚合體紗線114與高分子基體116同時以隨機模式或預定模式設置在碳纖維芯或玻璃纖維芯外側。

如上所述的結構，因具有聚合物基體113的特性，不僅能夠增強與涂層120的結合力，碳纖維或玻璃纖維復合材料110的局部硬度也隨之增強，因此，即使受到基于牽引機等的局部負荷也能夠維持優(yōu)異的穩(wěn)定性。

另外，第一實施例至第四實施例所述的用于升降機的繩索100可各作為一個繩索使用，但著重強調傳送帶形狀這一特征，可以堆疊使用多個繩索。

涂層組合物

下面，對碳纖維或玻璃纖維復合材料110外部的涂層120的組合物進行說明。

涂層120是用于升降機的繩索100中向外露出的部分，特別是如圖1a所示，由于與滑輪等的外部結構產生持續(xù)的摩擦，在涂層上持續(xù)產生摩擦，當被制動時，由于其是通過外部結構所控制的部分，要 求具備很高的耐燃性、耐磨性和耐久力等。

并且，與涂層120內部的碳纖維或玻璃纖維復合材料110的結合力和黏著力也固然要高。

為此，本申請的發(fā)明人確認到，作為涂層120，以特定比例混合熱塑性聚氨酯樹脂和作為非鹵素系阻燃劑的磷系阻燃劑以及改善黏著力的調節(jié)劑的組合物具有阻燃性，不僅呈現(xiàn)出優(yōu)異的機械特性和/或物理特性，而且能夠顯著提高對碳纖維或玻璃纖維復合材料110的粘著力的作用。

即，本發(fā)明的特征在于，首次發(fā)現(xiàn)了能夠通過在熱塑性聚氨酯樹脂中添加磷系阻燃劑及改善黏著力的調節(jié)劑來確保充分的阻燃性，同時能夠將熱塑性聚氨酯樹脂的斷裂伸長率、彈回的彈性系數(shù)、彈性系數(shù)、耐磨性等物理性質降低程度最小化的最佳比例。

因此，本發(fā)明的涂層120保持了具有彈性，而且堅固又輕、具有高摩擦系數(shù)的聚氨酯樹脂的性質，因此可與碳纖維或玻璃纖維同時使用在超高層電梯用繩索中。

另外，本發(fā)明的用于升降機的繩索100的涂層120可包括100重量份的熱塑性聚氨酯樹脂、10～50重量份的磷系阻燃劑以及1～10重量份的改善黏著力的調節(jié)劑。

例如，磷系阻燃劑的比率小于10重量份的情況下，無法賦予充分的阻燃性，擋超過50重量份時，會降低熱塑性聚氨酯樹脂的有益的物理性質和機械性質。而且，當改善黏著力的調節(jié)劑的比率小于1重量份時，無法提供對碳纖維或玻璃纖維復合材料110的充分的黏著力，涂布在碳纖維或玻璃纖維復合材料110上時，隨著時間或一些刺激，容易脫落，當超過10重量份時，會降低熱塑性聚氨酯樹脂的有益的物理性質和機械性質。

在此，所述‘聚氨酯’是由氨基甲酸酯(氨基甲酸乙酯)的結合而連接的、由有機單體鏈組成的高分子，可簡稱為‘氨基甲酸乙酯’。 異氰酸酯基和羥基的結合，即，可通過氨基甲酸乙酯的結合而形成，因此，能夠通過將含有兩個異氰酸酯基的化合物與含有兩個羥基的化合物進行反應，來制造出線性聚合物形態(tài)的聚氨酯。此時，能夠通過調節(jié)選擇單體而調節(jié)生成的聚氨酯的性質。例如，當使用醚作為含有羥基的反應物，會形成相對柔和的聚合物，當使用聚酯纖維時，會形成比較硬的聚合物。而且，當使用含有三個以上的羥基的多元醇作為反應物時，能夠獲得以三維形式結合的聚氨酯，而不是線型結合的聚氨酯。聚氨酯可以是熱塑性，具有柔軟、堅韌且耐用于化學藥品，在熱的作用下也不會變形的特性，因此廣泛使用在軟管、表面涂布劑、表面密封劑、彈性合成纖維、絕緣體、結構體、泡沫隔熱材料、泡沫墊、彈性纖維、耐久性彈性聚合物輪及輪胎等多種領域。而且，與聚氯乙烯(PVC)相比，其耐熱性、耐沖擊性、抗寒性及耐久性優(yōu)異，而且具有無毒的優(yōu)點。只是，由于聚氨酯樹脂的阻燃性較低，使用范圍有限，因此正摸索研究與阻燃劑同時使用的方案。

考慮到本發(fā)明的用于升降機的繩索100的涂層120與碳纖維或玻璃纖維一同使用在用于升降機的繩索100中，優(yōu)選地，所述聚氨酯樹脂以邵氏硬度A(shortA)基準具有為95以上的硬度，以及以邵氏硬度D(shortD)為基準為50～75的硬度，但并不限定于此。

另外，由于熱塑性聚氨酯樹脂具有吸收水分的吸濕性，在進行成型加工時有可能降低物理性質或產生氣泡，因此為防止此現(xiàn)象，可以使用在80～120℃下干燥3～7小時的熱塑性聚氨酯樹脂。

目前阻燃劑使用的都是如聚氯乙烯等價格低廉、阻燃性優(yōu)異、而且加工方便的鹵素系化合物，但這種化合物燃燒時會產生致癌物質二惡英及腐蝕性氣體。而且，為了賦予包括鹵素元素的氯的聚氯乙烯柔軟性，與增塑劑同時使用，但這種方式會引發(fā)環(huán)境激素，因此被限制使用。

而且，聚烯烴系列的物質可以用作阻燃劑，但其柔軟性欠缺，表 面彎曲時會產生粉塵或毛刺(burr)，因此使用在電梯用繩索中時，運行過程中會引發(fā)嚴重的誤差。尤其是，要通過使用聚烯烴系列的物質確保充分的阻燃性，必須過量使用，而這樣會降低熱塑性聚氨酯樹脂優(yōu)異的物理性質。

在此，本發(fā)明的用于升降機的繩索100的涂層120使用不會降低熱塑性聚氨酯樹脂的物理性質的同時，不會排放環(huán)境污染物質的阻燃劑的磷系阻燃劑。所述磷系阻燃劑的非限定的例子，是包括磷酸三苯酯、磷酸三芳基酯、芳香族磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯(TCP)、三磷酸甲苯酯、甲階酚醛樹脂聯(lián)苯磷酸、氯乙基磷酸、三(β-氯丙基)磷酸酯、磷酸三(2-氯-1-甲基乙基)酯、芳香族縮合磷酸酯、聚磷酸鹽等有機磷酸化合物。所述磷系阻燃劑可使用單一的化合物，也可一起使用兩種以上的化合物。

另外，為了提高涂層120與碳纖維或玻璃纖維復合材料110之間的黏著力，涂層120可包括改善黏著力的調節(jié)劑。所述改善黏著力的調節(jié)劑可以單獨使用環(huán)氧樹脂或硅烷偶聯(lián)劑，或者可以將兩者組合一起使用，但不限定于此。例如，可同時使用環(huán)氧樹脂和硅烷偶聯(lián)劑實現(xiàn)提高黏著力的效果。

而且，為賦予本發(fā)明的用于升降機的繩索100的涂層120耐熱性，還可包括0.1～3重量份的抗氧化劑。所述抗氧化劑可以是單獨使用受阻酚類抗氧化劑或氧化鈦系化合物類抗氧化劑或同時使用兩者。

另外，為提高阻燃劑的阻燃性以及減少煙的排放，本發(fā)明的用于升降機的繩索100的涂層120還可包括1～10重量份的阻燃助劑。所述阻燃助劑可以是單獨使用硅化合物或硼化合物或同時使用兩者。

而且，本發(fā)明的用于升降機的繩索100的涂層120根據(jù)其目的和環(huán)境，還可包括選自光穩(wěn)定劑、潤滑劑、增強劑、顏料、著色劑及增塑劑組成的組中一個以上的添加劑。所述追加的添加劑的使用量可以在不降低本發(fā)明組合物的優(yōu)異的機械特性和/或物理特性的范圍內來 確定。

而且，本發(fā)明的用于升降機的繩索100的涂層120是通過將各成分溶解并混勻后，與碳纖維或玻璃纖維復合材料110一同進行擠壓成型，從而生產出所需形狀的產品。所述擠壓成型工序采用所屬技術領域中的公知方法，并不限定于此。例如，可按原材料的干燥、投入、擠壓、冷卻、卷繞等順序進行，但并不限定于此，根據(jù)需要可以增加步驟或省略部分步驟。

以上是參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了說明，但所屬技術領域的普通技術人員在不超出權利要求書所記載的本發(fā)明的思想及領域的范圍內，可以進行各種修改或變更。