一种传送带骨架及其制造方法.pdf

本案公开了一种传送带骨架及其制造方法，包括以下步骤：采用低根数原丝制得纬纱；并织布得到由多个中间凹下四周凸起的长方形蜂巢状单元依次排列组成的坯布；将坯布浸渍在环氧树脂胶液中，随后取出依次经低温烘干和高温反应；随后浸渍在对羟基苯磺酸-硝基乙醛-胶乳胶液中，经过低温烘干和高温反应使活性基团形成C-N键，得到蜂巢状传送带骨架。本案采用低根数的涤纶原丝制得纬纱，使得最终的产品耐摩擦性能提高15％以上；织成的蜂巢结构在保持与原橡胶的粘结力不变的情况下节省胶料用量30％以上；采用更环保的无挥发无致癌的胶液体系，改善了车间的生产环境，降低了操作人员的施工风险。

权利要求书
1.  一种传送带骨架的制造方法，所述传送带骨架用作传送皮带的内芯， 其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)采用根数介于70～100之间的涤纶原丝在捻纱机上进行捻纱， 制得纬纱线；
步骤2)采用与所述纬纱线的粗细相当的经纱线与所述纬纱线一起进行 纺织操作，将所述经纱线和纬纱线纺织成由多个中间凹下四周凸起的长方形 蜂巢状单元排列组成的坯布，其中四周凸起的部分以纬纱线占主导，而中间 凹下的部分以经纱线占主导，且所述长方形蜂巢状单元的长边为纬纱线方向， 短边为经纱线方向；
步骤3)将坯布沿经纱线方向悬挂，并从头至尾顺序浸泡入固化化学药 剂中；
步骤4)将浸泡后的坯布干燥，在干燥过程中，纬纱线在自由状态下收 缩较多，而经纱线在悬挂牵扯作用下收缩较少，以使得所述长方形蜂巢状单 元最终形成正方形蜂巢状单元。

2.  如权利要求1所述的传送带骨架的制造方法，其特征在于，在所述步 骤3)和步骤4)中，首先将坯布浸泡入1wt％～10wt％的环氧树脂胶液中，随 后取出，依次经110～150℃低温烘干0.5～2h和200～230℃高温烘干0.5～ 2h，得浴织布；
再将所述浴织布浸渍在对羟基苯磺酸-硝基乙醛-胶乳胶液中，随后取出， 依次经过110～150℃低温烘干0.5～2h和200～230℃高温反应0.5～2h，使 活性基团形成C-N键。

3.  如权利要求2所述的传送带骨架的制造方法，其特征在于，所述环氧 树脂胶液中包含0.1wt％～0.3wt％的纳米级的氧化钙粉末、0.3wt％～0.5wt％的 纳米级的磷酸钙粉末、0.1wt％～0.3wt％的纳米级的氧化铍粉末、0.1wt％～ 0.3wt％的纳米级的氧化硼粉末和0.1wt％～0.3wt％的纳米级的氧化钡粉末，其 余为环氧树脂胶液。

4.  如权利要求2所述的传送带骨架的制造方法，其特征在于，所述对羟 基苯磺酸-硝基乙醛-胶乳胶液中包含10wt％的对羟基苯磺酸、10wt％的硝基乙 醛、0.5wt％～3wt％的炭黑、0.5wt％～1wt％的纳米级的二氧化硅粉末、0.5wt％～ 1wt％的纳米级的二氧化锆粉末、0.5wt％～1wt％的抗氧化剂和1wt％～2wt％的分 散剂，其余为胶乳胶液。

5.  如权利要求1所述的传送带骨架的制造方法，其特征在于，所述纬纱 线和经纱线的外径为0.5～3mm。

6.  如权利要求2所述的传送带骨架的制造方法，其特征在于，所述正方 形蜂巢状单元的边长长度为1～2cm。

7.  如权利要求2所述的传送带骨架的制造方法，其特征在于，低温烘干 和高温反应所用设备为多点温控烘箱，所述多点温控烘箱上设有热风流量监 控装置。

8.  如权利要求2所述的传送带骨架的制造方法，其特征在于，在浸泡后 采用带有真空度控制的吸胶装置将多余的胶液吸走。

9.  一种传送带骨架，其特征在于，由如权利要求1～8中任一项所述的 制造方法制得。

说明书一种传送带骨架及其制造方法
技术领域
本发明涉及纺织材料领域，特别涉及一种蜂巢状传送带骨架及其制造方 法。
背景技术
传送带，又称运输带，是用于皮带传送带中起承载和运送物料作用的橡 胶与纤维、金属复合制品，或是塑料和织物复合的制品。传送带广泛应用于 水泥、焦化、冶金、化工、钢铁等行业中输送距离较短、输送量较小的场合。 传送带多采用纺织布匹作为骨架，随后在骨架表面覆盖性能良好的橡胶材料， 经硫化制得成品，由此可知，传送带的质量好坏主要由骨架质量和橡胶质量 所决定，而作为基材的骨架对传送带成品的质控显得尤为重要。
在现有技术中，骨架多采用单一的平面型纺织布料，耐摩擦性和结构稳 定性一般，在对坯布进行浸胶处理时，胶料用量大，且所用胶料多为含有一 些如甲醛之类的致癌物质的胶液体系，该胶液体系不环保，甲醛被誉为当今 世界的第一大致癌杀手，对操作人员的伤害大。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本案从产品原料、产品结构和生产工 艺这三方面来对传送带骨架的制造工艺进行改进，以期使制得的产品具有更 好的耐摩擦性及结构稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种传送带骨架的制造方法，所述传送带骨架用作传送皮带的内芯，包 括以下步骤：
步骤1)采用根数介于70～100之间的涤纶原丝在捻纱机上进行捻纱， 制得纬纱线；
步骤2)采用与所述纬纱线的粗细相当的经纱线与所述纬纱线一起进行 纺织操作，将所述经纱线和纬纱线纺织成由多个中间凹下四周凸起的长方形 蜂巢状单元排列组成的坯布，其中四周凸起的部分以纬纱线占主导，而中间 凹下的部分以经纱线占主导，且所述长方形蜂巢状单元的长边为纬纱线方向， 短边为经纱线方向；
步骤3)将坯布沿经纱线方向悬挂，并从头至尾顺序浸泡入固化化学药 剂中；
步骤4)将浸泡后的坯布干燥，在干燥过程中，纬纱线在自由状态下收 缩较多，而经纱线在悬挂牵扯作用下收缩较少，以使得所述长方形蜂巢状单 元最终形成正方形蜂巢状单元。
优选的是，所述的传送带骨架的制造方法，在所述步骤3)和步骤4)中， 首先将坯布浸泡入1wt％～10wt％的环氧树脂胶液中，随后取出，依次经110～ 150℃低温烘干0.5～2h和200～230℃高温烘干0.5～2h，得浴织布；
再将所述浴织布浸渍在对羟基苯磺酸-硝基乙醛-胶乳胶液中，随后取出， 依次经过110～150℃低温烘干0.5～2h和200～230℃高温反应0.5～2h，使 活性基团形成C-N键。
优选的是，所述的传送带骨架的制造方法，所述环氧树脂胶液中包含 0.1wt％～0.3wt％的纳米级的氧化钙粉末、0.3wt％～0.5wt％的纳米级的磷酸钙 粉末、0.1wt％～0.3wt％的纳米级的氧化铍粉末、0.1wt％～0.3wt％的纳米级的 氧化硼粉末和0.1wt％～0.3wt％的纳米级的氧化钡粉末，其余为环氧树脂胶液。
优选的是，所述的传送带骨架的制造方法，所述对羟基苯磺酸-硝基乙醛 -胶乳胶液中包含10wt％的对羟基苯磺酸、10wt％的硝基乙醛、0.5wt％～3wt％ 的炭黑、0.5wt％～1wt％的纳米级的二氧化硅粉末、0.5wt％～1wt％的纳米级的 二氧化锆粉末、0.5wt％～1wt％的抗氧化剂和1wt％～2wt％的分散剂，其余为胶 乳胶液。
优选的是，所述的传送带骨架的制造方法，所述纬纱线和经纱线的外径 为0.5～3mm。
优选的是，所述的传送带骨架的制造方法，所述正方形蜂巢状单元的边 长长度为1～2cm。
优选的是，所述的传送带骨架的制造方法，低温烘干和高温反应所用设 备为多点温控烘箱，所述多点温控烘箱上设有热风流量监控装置。
优选的是，所述的传送带骨架的制造方法，在浸泡后采用带有真空度控 制的吸胶装置将多余的胶液吸走。
一种传送带骨架，由如上述方案中任一项所述的制造方法制得。
本发明的有益效果是：1)采用低根数的涤纶原丝制得纬纱，使得最终的 产品具有优异的耐摩擦性能，与现有产品相比，耐摩擦性能提高15％以上；2) 将经纱和纬纱交织成蜂巢结构，在保持与原橡胶的粘结力不变的情况下，节 省胶料用量30％以上；3)一浴浸胶时，采用多组分金属化合物共混改性的环 氧树脂胶液可改善表面粗糙度，提高二浴浸胶时胶液的附着力；4)二浴浸胶 时，采用更环保的无挥发无致癌的对羟基苯磺酸-硝基乙醛-胶乳胶液体系， 改善了车间的生产环境，降低了操作人员的施工风险，同时结合体系中添加 的金属氧化物，可有效提高产品的耐腐耐磨性和耐候性。
附图说明
图1为本发明所述的传送带骨架中蜂巢状单元的结构示意图。(横向方框 代表纬纱，竖向方框代表经纱，“”代表经纱浮于纬纱上面，“□”表示经 纱浮于纬纱下面。)
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照 说明书文字能够据以实施。
本案涉及一种用作传送皮带的内芯的传送带骨架，它的制造方法包括以 下步骤：
步骤1)采用根数介于70～100之间的涤纶原丝在捻纱机上进行捻纱， 制得纬纱线；当涤纶原丝的根数≤110时，其捻纱制得的纬纱线的耐摩擦性 能提升至少15％以上，而当涤纶原丝根数为最优选的70～100时，其耐摩擦 性能最优，性能提升可达25％，若根数小于70或大于100，则其耐摩擦性能 将有所下降。
步骤2)采用与纬纱线的粗细相当的经纱线与纬纱线一起进行纺织操作， 将经纱线和纬纱线纺织成由多个中间凹下四周凸起的长方形蜂巢状单元排列 组成的坯布，其中四周凸起的部分常发生摩擦，以纬纱线占主导，而中间凹 下的部分以经纱线占主导，且长方形蜂巢状单元的长边为纬纱线方向，短边 为经纱线方向。蜂巢状单元呈如专利CN1414157A所公开的一种蜂巢斜纹色织 布的生产工艺及其产品中所提及的中间凹下四周凸起的蜂巢结构，在本案中 每个蜂巢状单元的具体结构如图1所示。纬纱线和经纱线的外径优选为0.5～ 3mm，若外径小于0.5mm，则导致最终骨架产品的承载极限降低20％，若外径 大于3mm，则导致骨架产品硬度过高，后期浸胶及涂覆橡胶材料时易开裂脱 落。
步骤3)将坯布沿经纱线方向悬挂，并从头至尾顺序浸泡入固化化学药 剂中。
步骤4)将浸泡后的坯布干燥，在干燥过程中，纬纱线在自由状态下收 缩较多，而经纱线在悬挂牵扯作用下收缩较少，以使得长方形蜂巢状单元最 终形成正方形蜂巢状单元。
其中，在步骤3)和步骤4)中，首先将坯布浸泡入1wt％～10wt％的环氧 树脂胶液中，随后取出，依次经110～150℃低温烘干0.5～2h和200～230℃ 高温烘干0.5～2h，得一浴织布；将一浴织布置于200～230℃高温下同时也 是为了使织物表面活化，从而增加活泼反应基团。
再将一浴织布浸渍在对羟基苯磺酸-硝基乙醛-胶乳胶液中进行二浴浸 胶，随后取出，依次经过110～150℃低温烘干0.5～2h和200～230℃高温反 应0.5～2h，使活性基团形成C-N键，得到蜂巢状传送带骨架，而当对传送 带骨架表面覆盖橡胶材料时，活性基团分子的另一端与橡胶材料也形成化学 键，由此制得的传送带结构更稳定，更持久耐用。
在一浴浸胶时，环氧树脂胶液中包含0.1wt％～0.3wt％的纳米级的氧化钙 粉末、0.3wt％～0.5wt％的纳米级的磷酸钙粉末、0.1wt％～0.3wt％的纳米级的 氧化铍粉末、0.1wt％～0.3wt％的纳米级的氧化硼粉末和0.1wt％～0.3wt％的纳 米级的氧化钡粉末，其余为环氧树脂胶液。氧化钙、氧化铍、氧化硼和氧化 钡为多孔状粉末，当使用这些纳米级的金属氧化物粉末共混入环氧树脂后， 可提升一浴织布30％的表面粗糙度，有效增加二浴浸胶时胶液的附着力；同 时，加入的磷酸钙不仅可与这些金属氧化物发挥协同作用，增加表面粗糙度， 还可使产品具备一定的阻燃能力，从而使该传送带骨架的耐高温性能提升 12％，耐高温极限可达500℃。值得一提的是，上述金属化合物是作为一个整 体在协同发挥着改性作用，这些组分缺一不可，且各化合物的添加量也应严 格限制，当氧化钙、氧化铍、氧化硼和氧化钡的含量分别小于0.1wt％时，改 性效果不明显，一浴织布的表面粗糙度提升值＜5％，几乎没有改善；当氧化 钙、氧化铍、氧化硼和氧化钡的含量分别大于0.3wt％时，由于这些金属化合 物过量，导致其在胶液中分散性降低，易沉淀，从而影响了浸胶效果，同时 也从另一方面增加了企业的生产成本。当磷酸钙的含量小于0.3wt％时，其协 同作用降低，阻燃性能的提升不足1％，效果不佳；当磷酸钙的含量大于0.5wt％ 时，由于其抗结块功能，使得浸胶后的织布难以完全干燥成型，从而影响生 产效率和产品质量。
在二浴浸胶时，对羟基苯磺酸-硝基乙醛-胶乳胶液中包含10wt％的对羟 基苯磺酸、10wt％的硝基乙醛、0.5wt％～3wt％的炭黑、0.5wt％～1wt％的纳米级 的二氧化硅粉末、0.5wt％～1wt％的纳米级的二氧化锆粉末、0.5wt％～1wt％的 抗氧化剂和1wt％～2wt％的分散剂，其余为胶乳胶液。其中，抗氧化剂可选自 柠檬酸、肉桂酸、维生素C或其组合，其主要用于保护硝基乙醛不被氧化， 当抗氧化剂的含量小于0.5wt％时，其抗氧化效果不佳，当抗氧化剂的含量大 于1wt％时，其使得体系酸性增加，易导致添加的金属氧化物被腐蚀。试验发 现，当对羟基苯磺酸和硝基乙醛的含量相同，且均为10wt％时，胶液中活性 基团成键的动力学速率最快，利于提高单位时间内的整体产能。炭黑的作用 有三点：1)着色；2)阻燃；3)导热。当炭黑的含量小于0.5wt％时，其着 色后的黑度不均匀，阻燃效果不明显，导热性能不佳；当炭黑的含量大于3wt％， 在胶液中易发生沉积，在浸胶后，200℃高温下反应时，易使得产品表面出现 黑糊状，严重影响产品的质量。纳米级的二氧化硅和二氧化锆可明显提高二 浴织布的耐磨损耐腐蚀能力，二氧化硅和二氧化锆两者作为一个有机整体彼 此协同发挥作用，两者相辅相成，缺一不可，若二氧化硅和二氧化锆的含量 分别小于0.5wt％，则导致二浴织布的耐磨损耐腐蚀能力提升不明显，且对原 料造成浪费，间接提高了生产成本；若二氧化硅和二氧化锆的含量分别大于 1wt％，则其在胶液体系中易发生沉降，导致浸胶效果不佳，同时这两种浅色 系的氧化物与炭黑混匀效果不理想时，易致使高温干燥后的产品表面局部出 现乱纹，从而影响了炭黑的着色功能。
此外，正方形蜂巢状单元的边长长度优选为1～2cm，若其边长小于1cm， 则由于胶液自身的黏稠性，浸胶时，胶液难以完全渗透至蜂巢状单元内，从 而降低了其与胶液的粘结力，影响最终产品的结构稳定性；若其边长大于2cm， 则蜂巢状单元面积增大，在保持与后续覆盖其表面的橡胶的粘结力不变的情 况下，橡胶胶料有部分渗透入蜂巢的凹槽内，导致胶料的用量增多，提高了 生产成本。
另外，在低温烘干和高温反应时所用设备为多点温控烘箱，多点温控烘 箱上设有热风流量监控装置，使加热均匀稳定，以此来提高控温精度。在步 骤3)和4)的浸胶过程中采用带有真空度控制的吸胶装置将多余的胶液吸走， 实现均匀上胶的目的。
实施例1
一种蜂巢状传送带骨架，它的制造方法包括以下步骤：
步骤1)采用根数为70的涤纶原丝在捻纱机上进行捻纱，制得纬纱线。
步骤2)采用与纬纱线的粗细相当的经纱线与纬纱线一起进行纺织操作， 将经纱线和纬纱线纺织成由多个中间凹下四周凸起的长方形蜂巢状单元排列 组成的坯布，其中四周凸起的部分以纬纱线占主导，而中间凹下的部分以经 纱线占主导，且长方形蜂巢状单元的长边为纬纱线方向，短边为经纱线方向。 纬纱线和经纱线的外径为0.5mm。
步骤3)将坯布沿经纱线方向悬挂，并从头至尾顺序浸泡入固化化学药 剂中。
步骤4)将浸泡后的坯布干燥，在干燥过程中，纬纱线在自由状态下收 缩较多，而经纱线在悬挂牵扯作用下收缩较少，以使得长方形蜂巢状单元最 终形成正方形蜂巢状单元。
其中，在步骤3)和步骤4)中，首先将坯布浸泡入1wt％的环氧树脂胶 液中，随后取出，依次经110℃低温烘干0.5h和200℃高温烘干0.5h，得一 浴织布。
再将一浴织布浸渍在对羟基苯磺酸-硝基乙醛-胶乳胶液中进行二浴浸 胶，随后取出，依次经过110℃低温烘干0.5h和200℃高温反应0.5h，使活 性基团形成C-N键，得到传送带骨架。
在一浴浸胶时，环氧树脂胶液中包含0.1wt％的纳米级的氧化钙粉末、 0.3wt％的纳米级的磷酸钙粉末、0.1wt％的纳米级的氧化铍粉末、0.1wt％的纳 米级的氧化硼粉末和0.1wt％的纳米级的氧化钡粉末，其余为环氧树脂胶液。
在二浴浸胶时，对羟基苯磺酸-硝基乙醛-胶乳胶液中包含10wt％的对羟 基苯磺酸、10wt％的硝基乙醛、0.5wt％的炭黑、0.5wt％的纳米级的二氧化硅粉 末、0.5wt％的纳米级的二氧化锆粉末、0.5wt％的抗氧化剂和1wt％的分散剂， 其余为胶乳胶液。
实施例2
一种蜂巢状传送带骨架，它的制造方法包括以下步骤：
步骤1)采用根数为100的涤纶原丝在捻纱机上进行捻纱，制得纬纱线。
步骤2)采用与纬纱线的粗细相当的经纱线与纬纱线一起进行纺织操作， 将经纱线和纬纱线纺织成由多个中间凹下四周凸起的长方形蜂巢状单元排列 组成的坯布，其中四周凸起的部分以纬纱线占主导，而中间凹下的部分以经 纱线占主导，且长方形蜂巢状单元的长边为纬纱线方向，短边为经纱线方向。
步骤3)将坯布沿经纱线方向悬挂，并从头至尾顺序浸泡入固化化学药 剂中。
步骤4)将浸泡后的坯布干燥，在干燥过程中，纬纱线在自由状态下收 缩较多，而经纱线在悬挂牵扯作用下收缩较少，以使得长方形蜂巢状单元最 终形成正方形蜂巢状单元。
其中，在步骤3)和步骤4)中，首先将坯布浸泡入10wt％的环氧树脂胶 液中，随后取出，依次经150℃低温烘干2h和230℃高温烘干2h，得一浴织 布。
再将一浴织布浸渍在对羟基苯磺酸-硝基乙醛-胶乳胶液中进行二浴浸 胶，随后取出，依次经过150℃低温烘干2h和230℃高温反应2h，使活性基 团形成C-N键，得到传送带骨架。
在一浴浸胶时，环氧树脂胶液中包含0.3wt％的纳米级的氧化钙粉末、 0.5wt％的纳米级的磷酸钙粉末、0.3wt％的纳米级的氧化铍粉末、0.3wt％的纳 米级的氧化硼粉末和0.3wt％的纳米级的氧化钡粉末，其余为环氧树脂胶液。
在二浴浸胶时，对羟基苯磺酸-硝基乙醛-胶乳胶液中包含10wt％的对羟 基苯磺酸、10wt％的硝基乙醛、3wt％的炭黑、1wt％的纳米级的二氧化硅粉末、 1wt％的纳米级的二氧化锆粉末、1wt％的抗氧化剂和2wt％的分散剂，其余为胶 乳胶液。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方 式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领 域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范 围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图 例。