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专利名称:对接焊接的输送带的制作方法
技术领域:
本发明涉及用织物层增强的输送带领域。
已有的输送带基本可以分为两大类一类是不具有织物增强的输送带,另一类是用至少一个织物平面结构增强的输送带。
不具有织物织物增强的输送带由一种均匀的较厚的热塑性塑料的薄膜。这种塑料必须既具有所要求的表面特性,又必须可以承受在带内作用的拉力。根据一特殊的实施方式在带的滑动面上粘合有一个织物的平面结构。此结构有助于承受拉力。一方面,不具有织物增强的输送带的优点是,由于其表面的四周是无孔的,因而便于清洗。而且也没有将导致污染的纤维球或脱落的纤维。当然一旦在滑动面上覆着一个织物平面结构,将失去这些优点。用于实现端接的方法简单和仅需要很少的技术辅助手段。另一方面,其缺点在于,随着工作时间的增大这种传送带将被抻长和需要必须不断地反复截短并重新端接。这种状况是由于在持续的拉应力的作用下的蠕变产生的。必须不断地对带的面层的,特别是对端接范围内的面层的缺陷进行观察。
为建立不具有织物层增强的输送带的端接,垂直于运行方向或与垂线略有偏差地,例如以75°角对两端进行切割。对两端相互对接和利用热和压力相互熔融或利用一种热塑塑料焊绳进行焊接。
具有由织物平面结构增强的输送带具有至少一层织物,所述织物层设置在带的滑动面上、在内部或在输送面上。所述织物层的作用在于吸收输送带必须传递的力。用热塑性塑料对起着增强作用的织物层的一面或两面进行覆层。该覆层用于实现所需的表面特性(摩擦系数、耐磨强度)和用于实现闭合的易于清洗的表面。具有织物增强的输送带的优点是,尽管在长时间的拉力作用下,仅出现微量的抻长。其具有良好的扁平状态,即使在端接范围内也是如此。因此可以实现具有高的耐磨强度的薄的和相应柔韧的输送带。但在输送面或滑动面上的织物增强将会对清洁特性产生不利的影响在一定的工作时间后在织物上将会出现孔,所述孔内将充满污染物,所述污染物很难被去除。在食品输送领域常常形成不希望出现的或危险的微生物和真菌滋生的温床。当输送带在机械影响下在边缘或在背面上受到损害时,则起着增强作用的织物层很容易出现毛边或起球。因此由复合层脱落的纤维或纤维毛会造成对被输送的物品的污染和对输送带的功能造成不利的影响。
为了将织物增强的输送带制备成环形的,进行所谓的齿状端接带子的两端被剪冲成锯齿形,将锯齿相互嵌接和用温度和压力将热塑层熔融。通常齿尖的的两边与输送带中线的顺时针或逆时针方向测出的夹角为
170°至175°。通常的技术是以对织物增强的输送带必须进行齿状端接为出发点的。首先由于齿的陡峭的边将增大端接有效的总长度,因而将减少端接的单位长度的拉力负荷。其次此点将导致织物的平面结构的纱线的啮合和因此仅导致端接的抗拉强度略有降低(例如见EP-A-0240861,第4页,31-33行)。第三作为齿状端接的端接的实施将避免带子在辊上弯曲时出现平行于端接部分的碾压,因而将减缓在端接部分的材料的疲劳。根据申请人的了解目前所有的织物增强的输送带、工艺带或传送带制造厂家仍采用齿状端接工艺制备端接。但齿状端接工艺将需要采用较为昂贵的工装。
本发明的目的在于提出一种输送带,采用简单的手段即可以将所述的输送带制备成环形。所述输送带在工作时不会被抻长,所以不必将输送带重新张紧,也不必重新截短,和所述输送带在张紧或未张紧状态时都是平直的,没有波纹或起拱弯曲的现象。
根据本发明,实现所述目的的技术方案如下一种输送带,包括复合层,所述复合层由下述层构成i)具有第一层表面(11)和第二层表面(12)的织物层(1);ii)粘着在第一层表面(11)上的由热塑性塑料构成的第一塑料层(2),所述热塑性塑料喊有至少70重量%的在30℃;和iii)粘着在第二层表面(12)上的由热塑性塑料构成的第二塑料层
(2),所述热塑性塑料含有至少70重量%的在30℃;
其标准为根据下式(I)的商rvrv=VBρTGT-1---(I)]]>其中VB表示所述复合层的单位面积的体积和ρT表示织物层(1)厚度和GT表示单位面积的重量,所述商的值在5至25的范围内。
预想不到地发现,只要输送带具有以上述定义的复合层形式的织物增强,即可以摒弃通行的教导,而采用对接端接的方式将输送带制备成环形。
根据本发明以三明治形式对织物层进行覆盖的两个塑料层的热塑性塑料在30℃(单位1/log(min/min),即是无量纲的)。以下式(II)对蠕变极限强度vk进行定义vk=(ε1-ε0)/(log(100min)-logt0)(II)。
采用TAInstruments动态机械分析仪2980(TAInstruments公司,纽卡斯尔,特拉华州,美国)测出热塑性塑料或热塑性塑料内含有的热塑塑料的蠕变极限强度vk。其中将将长度为255mm和矩形截面(×)的塑料的试样体在分析仪的测试室内被恒温到30±℃,在该温度下在100分钟内,()拉应力的情况下测量试样体长度的逐渐增大和绘制出对应于时间对数的试样体的延伸
ε的曲线。所述延伸ε系指被延伸的试样体的长度增加与在加有拉应力之前的试样体的长度的百分比。求出作为曲线的准直线范围提升的根据上式的蠕变极限强度vkt0为曲线的准直线范围开始的时间点,ε0是在时间点t0上试样体的延伸和ε1是在100分钟后试样体的延伸。
优选两个热塑性塑料层的热塑性塑料在30℃。
塑料复合层的两个热塑性的塑料层的材料成分和/或厚度相同或不同。但优选两个塑料层的熔点在大约80℃至170℃的范围内和特别优选在大约90℃至120℃的范围内。
根据两个塑料层的塑料的优选实施例,所述塑料含有至少95重量%的具有上述蠕变极限强度的热塑塑料。本发明采用的这类热塑塑料在不具有织物增强的输送带领域内是已知的。例如TPE-A,诸如PEBA(聚醚嵌段酰胺,特别是聚(聚(四亚甲基乙二醇)-b-聚(ω-十二内酰胺))、聚(聚亚甲基乙二醇)-b-聚(ε-己内酰胺))、聚(聚环氧乙烷-b-聚(ω-十二内酰胺)和聚(聚环氧乙烷-b-聚(ε-己内酰胺));TPE-E,例如聚(聚(十四(氧四亚甲基)氧对苯二酰)-b-聚(氧四亚甲基氧对苯二酰));和TPE-U,特别是采用聚酯二醇和二异氰酸酯制备的TPE-U,其中聚酯二醇由乙二酸和丁二醇构成和二异氰酸酯可以是二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯。
本发明用于塑料层2和3的热塑塑料的优选例子同样是以
∶∶1的重量平均值Mw与数字平均值Mn的比的公知的热塑性的乙烯-α-烯烃-共聚物(有关重量平均值和数字平均值概念的定义请参见例如塞特林著的“塑料手册”,第27版,慕尼黑卡尔-汉泽尔出版社,第27页等)。特别是当利用所谓的“单点”催化剂制备共聚物时可以实现这种共聚物的重量平均值和数字平均值的数值。单点催化剂是一种自大约11年以来聚烯烃技术中通用的催化剂,所述催化剂由过渡元素IVa族的一种金属的金属茂(例如bis(环戊二烯基)二甲基锆,但也可以是仅具有一个环戊二烯基配体和必要时的其它配体的金属茂)和一种催化剂的混合物构成,其中催化剂的作用在于在聚合反应时将金属茂-催化剂转换成仅带有正电状态。其中催化剂构成不亲质子的和不与金属茂配位的“反”负离子。这种催化剂例如是聚合的MAO,-(Me-Al-O)n-,以如下量度进行采用,Al∶金属茂-摩尔比大约是100∶1至大约100000∶1。催化剂的另一个例子是具有负电取代基的,例如多氟的芳香物质的硼烷。
特别优选复合层的两个塑料层分别至少95重量%由具有上述重量平均值与数量平均值的比例范围内的乙烯-α-烯烃-共聚物构成,其中α-烯烃具有3至12个碳原子,优选5至10个碳原子,特别优选8个碳原子。这种α-烯烃的例子是1-丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯和1-辛烯;最优选是1-辛烯。
耐蠕变的热塑塑料是非交联的塑料,即不是弹性体。
除了耐蠕变的热塑塑料外,复合层的两个塑料层内的其它成分可以是其它的热塑塑料,例如EVA、EEA、EBA和EMA,和PP,只要它们与耐蠕变的热塑塑料是兼容的和对两个层的蠕变极限强度不会造成不利的影响。在两个塑料层内的其它的成分可以是惰性染料、阻燃剂、增塑剂、抗生剂等。抗生剂例如可以是化合物,所述化合物含有Mg2+、Ca2+、Zn2+、Ag2+、Cu2+或Al3+。特别是这些无机的化合物是这些正离子的氧化物或氢氧化物。例如抗生剂也可以是2-巯基吡啶氧化锌和咪唑。也可以采用由两种或多种抗生剂构成的混合物。
商rv最初是两个塑料层2和3的单位面积体积的和与织物层的单位面积体积的比。在商rv公式(I)中,VB表示本发明输送带的复合层的单位面积体积。可以最简单地直接作为复合层的总厚度(体积/面积=厚度)的VB。当复合层在其中的一个塑料层2或3与织物层之间的临界面上夹带的空气很少,可以忽略不计时,就是这种情况(例如2体积%或少于2体积%)。如权利要求6中的表述,层之间具有良好的分离阻力表明夹带的空气很少。当然也可以从塑料层2和3的单位面积体积和织物层的单位面积体积的和得出VB。式(I)中的ρT表示在复合层内含有的织物层的密度(单位kg/m3)和GT表示单位面积重量(单位kg/m2)。织物层的“密度ρT”系指由织物层纱线或纤维构成的材料的平均密度。
在本发明的输送带仅有由权利要求1定义的复合层构成的情况下,对VB可以直接作为输送带单位面积体积加以确定。如果输送带除了权利要求1定义的复合层还具有附加层和/或覆层(参见下述)时,则在测定VB之前可以将所述附加层和/或覆层磨掉或抛光去掉。
可以在将织物层嵌在输送带内之前或在由输送带上对织物层的取样上测定ρT和GT值。必要时在加热的情况下将其它的层与织物层机械分离,实现取样;在本发明的输送带不能分离成各层的情况下(见下述),可以通过机械研磨掉其它的层或将其它的层溶解在相应的溶剂中,和接着采用相应的溶剂,例如DMF进行清洗,去除掉织物层上的热塑性塑料的残留物和最后进行干燥,实现织物层的分离。
在本发明的输送带的特殊的情况下,复合层可以具有密度相同的的两个热塑性塑料层,其中两层的厚度可以相同或不同。这种特殊情况的一个例子是本发明优选的输送带,其中具有以织物层为基准的对称的层结构,从而塑料的密度以及两层的厚度都是相同的(见下述)。在上述特殊的情况下,所述商rv如下
rv=GB-VBρTVBρK-GB---(III)]]>其中VB和ρT表示的与式(I)相同,GB表示输送带的整个复合层的单位面积重量(单位kg/m2)和ρK表示两个热塑性塑料的密度。
针对公式(I)和(III)在参量不明显地取决于温度的情况下,即在室温大致达30℃的情况下对密度、单位面积重量和单位面积体积进行测定。否则将在30℃的情况下进行测定。
,。与此相比,在已知的具有织物层增强的并必须采用齿状焊接的输送带中的所有的复合层-热塑塑料/织物层/。
对本发明复合层内含有的织物层的种类没有严格的规定;根据本发明优选是非纺织的(即不是由经纱和纬纱构成的)织物层。
与对具有纺织织物增强的输送带采用的工艺相同,例如通过挤压覆层、层压和滚压可以将两个塑料层覆着在在织物层上。有关相应的覆层工艺例如请参见塞特林所著的“塑料手册”,第27版,。
本发明的输送带除了已经讨论的复合层外还包括其它的层,所述其它的层覆着在复合层的一个或两个塑料层上。这种附加的层可以具有其它的织物层,所述织物层优选同时地与上面已经讨论过的另一耐蠕变的塑料层一起采用,其结构设计是织物层和塑料层交替地叠加在一起。本发明输送带的其他的层可以是增强附着摩擦的覆层,所述覆层覆着在构成输送带的输送面的两个塑料层中的一个塑料层上。本发明的输送带可以在构成输送面的复合层的一塑料层上包含有一改变表面的覆层,例如为了提高耐溶剂或耐化学品性能,或为了降低在其上的粘附。为了提高抗化学能力的附加的覆层由聚四氟乙烯或聚
(-二氟乙烯)构成。为了提高耐溶剂性能覆层由一种硬塑料构成,所述硬塑料在覆着后横向交联。在所有其它的塑料层内和覆层内同样可以采用上述方式的抗生剂。
采用与制备已知的输送带的相应层的方法类似的方法对所有其它层进行制备。
根据本发明的输送带优选具有一个以织物层为基准对称的层结构。这首先意味着,复合层具有两个其成分和厚度相同的塑料层。另外所有其它的层同样总是成对地和以反向相同的顺序设置在复合层的两个面上。
考虑到所需的柔韧性,,特别优选为大约2至4mm。根据本发明输送带的优选实施方式,输送带的宽度为大约50mm至大约5000mm。
利用具有对接端的本发明的输送带,采用与不具有增强的织物层的输送带通用的方法相同的方法将输送带连接成一个环形的输送带,其中实现对接端连接。本申请的所述概念“对接”端连接与不具有增强的织物层的输送带领域的意义相同。其系指一种将最初尚没有形成环形输送带的两端加以连接的连接,从而使输送带成为环形。其中对两端基本成直线剪切,从而使两端相互适配地拼接和在拼接后在输送带上的基本成直线的切口是相同的,所述切口顺时针或逆时针与输送带纵向通常成大约