專利名稱：包括具有至少兩熱熔紗線的簾子線的傳送帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括具有至少兩種熱熔紗線的簾子線的傳送帶，還涉及制造該簾子線的方法，以及涉及制造該傳送帶的方法。
用于加強(qiáng)橡膠制品的簾子線在本領(lǐng)域中是已知的。在WO97/06297中揭示了一種用于這種目的的簾子線，其包括至少一高模量的紗線和至少一低模量的紗線。這些簾子線的紗線可被捻在一起并且能夠用橡膠粘合劑材料浸漬。低模量紗線作為一種加工助劑首先被添加以使高模量紗線能夠被用于模壓固化加工。傳送帶通過(guò)這樣的方法生產(chǎn)；然而在這些帶的加工期間，簾子線的機(jī)械特性會(huì)變差。
當(dāng)帶獲得最終形狀，如被切成一橡膠復(fù)合坯材的時(shí)候，高的線束抱合性對(duì)于避免紗線滑移(fraying)是非常重要的。為了產(chǎn)生整齊的切口，線束中的所有纖維在切割平面上必須牢固地固定在一起。如果它們沒有保持應(yīng)有的位置上，施加的切割力能夠使纖維移開切割平面，將引起纖維以不同長(zhǎng)度被切割(產(chǎn)生所謂的“紗線滑移”)。為了符合由皮帶工業(yè)所制定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，紗線滑移必須要保持絕對(duì)的小，這不僅是視覺的原因，而且是要避免可能的失效起因。為此，芳族聚酰胺和聚酯簾子線一般用一種溶劑基MDI(二苯基甲烷-4，4-二異氰酸酯)的溶劑預(yù)浸，以獲得高的纖維粘結(jié)性。用MDI進(jìn)行預(yù)浸其結(jié)果形成一種具有良好切割特性的相當(dāng)剛硬的簾子線，但在浸漬處理之后代價(jià)是不良的強(qiáng)度性能(比標(biāo)準(zhǔn)的“軟浸”強(qiáng)度下降10-20％)。而且現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)硬浸漬的p-芳族聚酰胺簾子線在加工和硫化作用之后具有嚴(yán)重的強(qiáng)度損失。這種強(qiáng)度損失與剛性(即滲入程度)成正比，并且這可在彎曲剛性的芳族聚酰胺簾子線時(shí)通過(guò)扭結(jié)的帶而誘發(fā)。這種在加工或處理剛性浸漬簾子線時(shí)所產(chǎn)生的強(qiáng)度損失的現(xiàn)象被稱作“耐加工性”或“可加工性”(可操作性)。
本發(fā)明的目的是使用具有高的線束抱合性的簾子線制造傳送帶，在保持良好的耐加工性的同時(shí)具有高的強(qiáng)度性能和良好的粘附力。尤其重要的是在生產(chǎn)開式邊緣傳送帶時(shí)有良好的切割性能。
本發(fā)明涉及一種傳送帶，其包括簾子線，橡膠或熱塑性基體，和粘合材料，該粘合材料能夠使簾子線粘結(jié)到橡膠或熱塑性基體上，其特征在于簾子線由至少兩紗線制成，第一紗線是一種具有熔融或分解點(diǎn)T1的紗線，而第二紗線是一種具有熔融點(diǎn)T2的紗線，其中T1＞T2，并且第一紗線的線密度與第二紗線的線密度比是在1,000∶1和1∶1之間，其中第二紗線熔融到第一紗線上。
優(yōu)選的是，第一紗線的線密度與第二紗線的線密度比在100∶1和4∶1之間，更優(yōu)選的在35∶1和15∶1之間。
供傳送帶用的本發(fā)明的簾子線必須含有橡膠或熱塑性基體粘合材料。實(shí)例是氯丁橡膠(CR)，氫化丁腈橡膠(HNBR)，烷化氯磺化聚乙烯(ACSM)，三聚乙丙橡膠(EPDM)，聚氨酯(PU)。
為了保證在傳送帶中簾子線良好地粘結(jié)到帶的基體材料上，則要求給簾子線涂覆一種粘合劑。因此，簾子線在與基體材料接觸之前先用粘合劑系統(tǒng)處理。優(yōu)選的是，簾子線在用橡膠或熱塑性基體粘合材料處理之前施加第一粘合劑涂層。
非常適合的第一粘合劑涂層包括環(huán)氧化合物，甲基聯(lián)苯二異氰酸酯(例如，Voranateex DOW)，和具有離子基團(tuán)的聚氨酯。
粘合劑系統(tǒng)還提供了一些選擇方案。非常適合使用在例如聚對(duì)苯撐對(duì)苯酰胺的情況下是間苯二酚-甲醛膠乳(RFL)系統(tǒng)和Chemosil(ex Henkel)。在例如玻璃的情況下，可使用由硅烷化合物制成的粘合劑。
優(yōu)選的是，橡膠粘合劑材料是一些基于間苯二酚-甲醛膠乳體系的材料。
簾子線尤其適合用于開式邊緣傳送帶，但如果省去橡膠粘合劑處理，所獲得的簾子線也適合用于其它要求高的線束抱合性的應(yīng)用領(lǐng)域，例如繩索，纜繩，軟管等。
非常適合具有較高熔融或分解點(diǎn)(T1)的紗線的材料包括芳族聚酰胺，例如聚對(duì)苯撐對(duì)苯酰胺。一些年來(lái)，這些材料已證明特別適合用于復(fù)合材料中。芳族聚酰胺常常連同其它材料用于具有橡膠基體的復(fù)合材料中。適合材料的其它實(shí)例是聚酯。
適合于具有較低熔融點(diǎn)(T2)的紗線的材料可以是所述的聚酯，聚酰胺，聚烯烴，彈性二烯類，彈性體(elastanes)，熱塑性固化產(chǎn)品，和含氯纖維。
這些材料中的一些已被用于復(fù)合材料多年，例如用于輪胎和傳動(dòng)帶。適合的材料的其它實(shí)例是聚烯烴，纖維素，醋酸酯纖維，聚丙烯酸纖維，和乙烯醇系纖維。對(duì)于傳送帶用途的較好的線是貝綸線，13-96分特，(PA6，POY，熔點(diǎn)±220℃)。
制造本發(fā)明的簾子線的方法包括的步驟是纏結(jié)第一和第二紗線，然后以T1與T2之間的溫度加熱被纏結(jié)的簾子線，其中加熱步驟結(jié)合或之后接著這樣一個(gè)步驟，其中簾子線經(jīng)受用橡膠粘合劑材料的浸漬處理。
加熱步驟通過(guò)熔融第二(熔化)紗線而完成使第一紗線束固定。熔融的纖維包圍單股線，因此纖維相互連結(jié)并固定在適當(dāng)位置上以增強(qiáng)其切割性能。
為使制備出的簾子線能良好地粘合到橡膠或熱塑性基體上而進(jìn)行的浸漬處理是一種已知的工藝方法。根據(jù)基本的簾子線，可使用單浴或二浴浸漬工藝。
由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的原因，固定(加熱)步驟在浸漬工藝期間進(jìn)行比較理想。通過(guò)選擇一種具有用于浸漬處理的溫度范圍內(nèi)熔點(diǎn)的熱塑性粘合劑，熱定形能夠與浸漬固化步驟結(jié)合在一起。通過(guò)選擇一種熔點(diǎn)為200-250℃之間的熱塑性粘合劑，熱定形可在傳統(tǒng)的浸漬工藝中與固化步驟結(jié)合。對(duì)于生產(chǎn)用于傳送帶的芳族聚酰胺簾子線來(lái)說(shuō)，RFL浸漬結(jié)合熱定形是優(yōu)選的方法。
上述的方法能夠應(yīng)用于任何簾子線結(jié)構(gòu)；然而，典型的應(yīng)用是具有線密度范圍為210至50000分特的簾子線結(jié)構(gòu)。對(duì)于傳送帶應(yīng)用的一種典型結(jié)構(gòu)是Twaron2300 1680分特×2 Z190×3 S115(線密度1680×2×3＝10080分特)。
第二(熔化)紗線的分布是根據(jù)適當(dāng)?shù)募幽砟Ｊ酵ㄟ^(guò)纏結(jié)熔化線而控制的并且取決于簾子線結(jié)構(gòu)的類型。加捻模式和相對(duì)于所使用的第一紗線的熔化紗線的數(shù)量取決于所要求的線束粘結(jié)力，并且可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員非常容易地確定。加捻工藝在本領(lǐng)域是已知的。加捻能夠用任何合適的加捻設(shè)備而實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于這種簾子線，為了分布粘合劑，可以根據(jù)簾子線結(jié)構(gòu)的組成而應(yīng)用一些加捻方式。例如，對(duì)于Twaron2300 1680分特×2Z190×3 S115結(jié)構(gòu)，可以使用基本二步加捻方式I或基本三步加捻方式II。粘合劑的分布通過(guò)改變喂給點(diǎn)的數(shù)量和位置而被控制，在此熔化紗線被喂入到芳族聚酰胺結(jié)構(gòu)中。當(dāng)使用二步基本加捻方式時(shí)，其有6個(gè)喂入位置，共有12種不同加捻方式的可能性。如果使用三步基本加捻方式，其有12個(gè)喂入位置，而共有72種不同加捻方式的可能性。
方式I基本二步加捻方式 方式II基本三步加捻方式
對(duì)于傳送帶用途典型結(jié)構(gòu)的優(yōu)選加捻方法在方式III中給出。
方式III 本發(fā)明通過(guò)下述的實(shí)例做進(jìn)一步的說(shuō)明。
實(shí)例1浸漬條件對(duì)于傳送帶應(yīng)用的一種典型的芳族聚酰胺結(jié)構(gòu)選擇下列浸漬條件。
二浴工藝預(yù)浸漬條件浸液T03(2％)GE100環(huán)氧化合物烘箱1停留時(shí)間120秒溫度150℃張力25NRFL浸漬條件浸液 VP乳膠A11(25％)烘箱2停留時(shí)間 120秒溫度 150℃張力 25N烘箱3停留時(shí)間 60秒溫度 235℃張力 25N單浴工藝RFL浸漬條件浸液 VP乳膠A11(25％)烘箱1停留時(shí)間 120秒溫度 150℃張力 25N烘箱2停留時(shí)間 60秒溫度 235℃張力 25N浸漬處理根據(jù)二浴-三烘箱浸漬工藝的已知技術(shù)在Litzler實(shí)驗(yàn)室浸漬單元上完成。坯簾子線在工位a處引出。GE-100預(yù)浸漬是在工位c處把簾子線浸在浸液容器中而實(shí)施的，并且隨后在烘箱1中將其固化。RFL浸漬是在工位g處實(shí)施的，并且隨后分別在烘箱2和烘箱3中干燥和固化。在工位h處，已被浸漬的簾子線被卷繞在一卷筒上。浸漬速度和張力通過(guò)控制單元c，d，f和g保持在一恒定水平上。
Litzler實(shí)驗(yàn)室浸漬單元的工藝圖。 T03(2％)GE100環(huán)氧化物的制備向一個(gè)聚乙烯瓶中軟水(脫礦質(zhì)水)978.2g中加入哌嗪0.5g，并且用一玻璃棒攪拌混合物直到固體被溶解。在玻璃棒的攪拌下，加入1.3g AerosolTMOT 75％(在6％乙醇和19％水中表面活性劑二辛基磺基琥珀酸鈉)(化學(xué)公司匹茲堡(Chemical CorporationPittsburgh)，賓夕法尼亞，美國(guó))，并且此后加入GE-100環(huán)氧化物20.0g(以縮水甘油醚為基的雙官能團(tuán)和三官能團(tuán)環(huán)氧化物的混合物)(Raschig AG，Ludwigshafen，德國(guó))?；旌衔镌?分鐘期間被機(jī)械攪拌并且制備品在室溫下熟化12小時(shí)。
這種浸液在溫度為5-10℃的冰箱中的存放期是5天。
RFL浸液A11配方制備軟水275.3g，25％氫氧化胺12.9g，和50％PenacoliteR50(間苯二酚-甲醛聚合物樹脂溶液)(化學(xué)公司匹茲堡，賓夕法尼亞，美國(guó))69.4g的混合物加入PliocordVP106(乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯三元共聚物(丁苯吡三元共聚物)的水分散體(40％))(Goodyear Chemicals，Europe，Les Ulis，F(xiàn)rance)并且攪拌3分鐘。加入37％甲醛23.1g和軟水110.6g的混合物并且再攪拌3分鐘。浸液在室溫下熟化12小時(shí)。
其在溫度為5-10℃的冰箱中的存放期是5天。
實(shí)例2簾子線的特性是按照文獻(xiàn)IN97/7180中的“測(cè)試Twaron長(zhǎng)絲紗線和簾子線的標(biāo)準(zhǔn)方法”，Twaron Products的version 4，01-01-1997的說(shuō)明測(cè)定的。對(duì)于抗拉力測(cè)試方法，參考的是ASTMD885--“用于輪胎簾子線，輪胎簾子線織物，和工業(yè)長(zhǎng)絲紗線的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法”--和EN 12562--“對(duì)芳族聚酰胺復(fù)絲--測(cè)試方法”。
機(jī)械特性被例在表1中，其包括一些浸漬處理的芳族聚酰胺簾子線實(shí)例。
硬浸漬a)MDI(2.5％)/A11(20％)芳族聚酰胺簾子線用含有2.5％MDI預(yù)浸液和RFL浸漬處理液A11(20％)浸漬處理。
b)MDI(5％)/A11(20％)芳族聚酰胺簾子線用含有5％MDI預(yù)浸液和RFL浸漬處理液A11(20％)浸漬處理。
c)MDI(11％)/A11(20％)芳族聚酰胺簾子線用含有10％MDI預(yù)浸液和RFL浸漬處理液A11(20％)浸漬處理。
軟浸漬d)T03(0.5％)/A11(25％)新研制的熱塑性浸滲芳族聚酰胺簾子線用含有0.5％GE100環(huán)氧化物預(yù)浸液和RFL浸漬處理液A11(25％)浸漬處理。
e)T03(0.5％)/A11(25％)芳族聚酰胺簾子線用含有0.5％GE100環(huán)氧化物預(yù)浸液和RFL浸漬處理液A11(25％)浸漬處理。
f)T03(1％)/A11(25％)新研制的熱塑性浸滲芳族聚酰胺簾子線用含有1％GE100環(huán)氧化物預(yù)浸液和RFL浸漬處理液A11(25％)浸漬處理。
g)T03(1％)/A11(25％)芳族聚酰胺簾子線用含有1％GE100環(huán)氧化物預(yù)浸液和RFL浸漬處理液A11(25％)浸漬處理。
h)T03(2％)/A11(25％)新研制的熱塑性浸滲芳族聚酰胺簾子線用含有2％GE100環(huán)氧化物預(yù)浸液和RFL浸漬處理液A11(25％)浸漬處理。
i)T03(2％)/A11(25％)芳族聚酰胺簾子線用含有2％GE100環(huán)氧化物預(yù)浸液和RFL浸漬處理液A11(25％)浸漬處理。
下列特性根據(jù)內(nèi)部方法測(cè)定的。
浸漬絕對(duì)效率浸漬絕對(duì)效率＝浸漬處理之后的簾子線保留的強(qiáng)度相對(duì)于未處理的坯簾子線的絕對(duì)斷裂強(qiáng)度的百分比。
計(jì)算 帶剝離力粘合實(shí)驗(yàn)根據(jù)ASTM D493，使用a)CR化合物＝氯丁橡膠化合物，和b)NR化合物＝天然橡膠化合物Dunlop 5320可加工性保留強(qiáng)度可加工性保留強(qiáng)度＝在硫化作用和人工加工之后絕對(duì)的保留強(qiáng)度可加工性保留強(qiáng)度是在簾子線從硫化橡膠復(fù)合材料抽出后測(cè)定的。由于這個(gè)過(guò)程不僅包括硫化工藝而且還有一些人工加工(彎曲，皺縮和扭結(jié))，保留強(qiáng)度也指的是耐加工性或“可加工性”。
可加工性保留強(qiáng)度測(cè)試方法簾子線放置在兩層長(zhǎng)為440mm，寬為190mm，厚度為1-2mm的Dunlop 5320NR橡膠化合物之間?？v向簾子線層(節(jié)距10經(jīng)線/英寸(2.54cm))被保持在中心位置處，這時(shí)復(fù)合物在一個(gè)模具中以160℃用20至30分鐘被預(yù)成形并且進(jìn)行硫化。在冷卻之后，所獲得的板狀橡膠被分成一些1英寸(2.54cm)寬的條帶。通過(guò)人工從每一條帶抽取各個(gè)簾子線樣品。條帶的一端被夾持在一臺(tái)鉗上，而在條帶另一端在簾子線之間進(jìn)行切割。簾子線隨后是以大于90°的角度從條帶上撕開而被分離出來(lái)。測(cè)定至少6個(gè)被抽取出的簾子線的保留拉伸強(qiáng)度(省去每一條帶的外側(cè)簾子線)。
可加工性保留強(qiáng)度百分比可加工性保留強(qiáng)度百分比＝硫化和人工加工之后保留強(qiáng)度相對(duì)于浸漬處理的簾子線的絕對(duì)斷裂強(qiáng)度的百分比。
表1Twaron 2300改進(jìn)結(jié)構(gòu)的拉伸特性
實(shí)例3二步加捻的簾子線結(jié)構(gòu)(BISFA用號(hào))A((Twaron 2300 1680分特×2+PA6 44分特)×1 Z190+(2×(Twaron 2300 1680分特×2 Z190)))S115.
示意圖 B(2×(Twaron 2300 1680分特×2+PA6 44分特)×1 Z190)+Twaron 2300 1680分特×2 Z190)S115.
示意圖 C(Twaron 2300 1680分特×2+PA6 44分特)×1 Z190×3S115.
示意圖 實(shí)例4三步加捻的簾子線結(jié)構(gòu)(BISFA用號(hào))D((Twaron 2300 1680分特+PA6 44分特)Z60+Twaron23001680分特×Z60)Z130+(2×(Twaron2300 1680分特×Z60×2 Z130))S115.
示意圖 E(Twaron 2300 1680分特+PA6 44分特)Z60+Twaron 23001680分特×Z60)Z130×3 S115.
示意圖 F(Twaron 2300 1680分特×2+PA6 44分特)Z60×2 Z130×3S115.
示意圖
權(quán)利要求
1.一種傳送帶，其包括簾子線，橡膠或熱塑性基體，和粘合材料，該粘合材料能夠使簾子線粘結(jié)到橡膠或熱塑性基體上，其特征在于簾子線由至少兩紗線制成，第一紗線是一種具有熔融或分解點(diǎn)T1的紗線，而第二紗線是一種具有熔融點(diǎn)T2的紗線，其中T1＞T2，并且第一紗線的線密度與第二紗線的線密度比在1,000∶1和1∶1之間，其中第二紗線熔融到第一紗線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳送帶，其特征在于具有熔融或分解點(diǎn)T1的紗線是一種芳族聚酰胺或聚酯線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳送帶，其特征在于基體是一種橡膠基體，而粘合材料是一種間苯二酚/甲醛/膠乳系。
4.一種制造簾子線的方法，該簾子線是由至少兩紗線構(gòu)成的，第一紗線是一種具有熔融或分解點(diǎn)T1的紗線，而第二紗線是一種具有熔融點(diǎn)T2的紗線，其中T1＞T2，并且第一紗線的線密度與第二紗線的線密度比在1,000∶1至1∶1之間，其中第二紗線熔融到第一紗線上，其特征在于纏結(jié)第一和第二紗線，然后以T1與T2之間的溫度進(jìn)行加熱，其中加熱步驟結(jié)合或之后接著進(jìn)行這樣一個(gè)步驟，其中簾子線經(jīng)受一種粘合材料的浸漬處理，該粘合材料能夠使簾子線粘結(jié)到橡膠或熱塑性基體上。
5.一種制造傳送帶的方法，其中權(quán)利要求4的簾子線被粘結(jié)到橡膠或熱塑性基體上，并且根據(jù)已知的用于制造傳送帶的方法進(jìn)一步處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種傳送帶，其包括簾子線，橡膠或熱塑性基體，和粘合材料，該粘合材料能夠使簾子線粘結(jié)到橡膠或熱塑性基體上，其特征在于簾子線是由至少兩紗線制成，第一紗線是一種具有熔融或分解點(diǎn)T
文檔編號(hào)D02G3/28GK1394245SQ01803575
公開日2003年1月29日 申請(qǐng)日期2001年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月16日
發(fā)明者J·萬(wàn)坎彭 申請(qǐng)人:泰金特瓦隆有限公司