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KR102769643B1 - 하나 이상의 함침된 부직포 층을 포함하는 컨베이어 벨트 카커스 - Google Patents

하나 이상의 함침된 부직포 층을 포함하는 컨베이어 벨트 카커스 Download PDF

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KR102769643B1
KR102769643B1 KR1020217014186A KR20217014186A KR102769643B1 KR 102769643 B1 KR102769643 B1 KR 102769643B1 KR 1020217014186 A KR1020217014186 A KR 1020217014186A KR 20217014186 A KR20217014186 A KR 20217014186A KR 102769643 B1 KR102769643 B1 KR 102769643B1
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impregnation
layer
belt
filament
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브렌트 화이트헤드
마이클 타일러
마샬 라이트
Original Assignee
하바지트 에이지
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Publication date
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Abstract

1개, 2개 또는 2개 이상의 함침 층(21,22,23,24,25)을 포함하는 벨트 카커스(1)에 있어서, i) 각각의 함침 층(21,22,23,24,25)은 제1 열가소성 수지, 제1 열가소성 엘라스토머, 제1 엘라스토머 또는 제1 열경화성 수지 및 선택적 첨가제를 포함하거나 필수적으로 구성되는 함침 재료(4,401,402,403,404,405,406,407,408) 및 부직포(3,301,302,303,304,305,306,307,308)를 포함하거나 본질적으로 구성되며; 이로써, 이러한 함침 층(21,22,23,24,25)이 2개 이상 있으면, 서로 인접해 있고, ii) 상기 벨트 카커스(1)가 하나 이상의 이러한 함침 층(21,22,23,24,25)을 포함하는 경우, 하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장되고 하나의 필라멘트 층(51)의 형태인 보강 필라멘트가 상기 함침 층(21) 중 정확히 하나의 부직포(3)에 매립되며; 또는 상기 벨트 카커스(1)가 2개 이상의 이러한 함침 층(21,22,23,24,25)을 포함하는 경우, 그 다음 하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장되고 정확히 하나의 필라멘트 층(52,53)의 형태인 보강 필라멘트가 2개의 인접한 이러한 함침 층(21/22, 24/25) 사이에 끼워지며, iii) 직물이 없는 것을 특징으로 한다. 이 벨트 카커스는 길이방향 벨트 또는 원형 디스크 또는 코너 벨트로 절단할 수 있다.

Description

하나 이상의 함침된 부직포 층을 포함하는 컨베이어 벨트 카커스
본 발명은 함침된 층 및 강화 필라멘트를 포함하는 벨트 카커스(belt carcass), 특히 컨베이어 벨트(conveyor belt), 기계 테이프, 동력 전달 벨트 또는 스핀들 테이프(spindle tape)에 관한 것이다.
직물 기반 벨트는 컨베이어 벨트, 기계 테이프 또는 동력 전달 벨트와 같이 널리 사용된다. 상기 직물은 견인 층 역할을 한다. 직물 또한 유연하다. 작은 반경의 풀리(pulley)를 구부리려면 벨트 유연성이 필요하다. 그러나, 직물은 항상 길이 방향(벨트 이동)으로 약간의 신축성을 가지기 때문에, 이렇게 생산된 벨트는 길이 방향으로 불충분한 점착성을 가질 수 있다. 이에 대응하기 위해 또한 직조 직물의 대안으로서 또는 그에 추가하여 벨트의 길이 방향으로 연장되는 고강도 강화 필라멘트를 벨트에 포함시키는 것이 제안되었다.
많은 경우 직조 직물은 고분자 재료로 코팅된다. 상기 코팅은 환경으로부터 직물을 밀봉한다. 이것은 벨트가 닳기 시작하고 코팅이 없는 경우 직물 섬유에 의한 운반 제품의 오염을 방지하고, 그 다음 벨트는 이러한 섬유 오염 또는 직조 재료의 추가 열화를 방지하기 위해 추가 제조 단계로서 직조 직물의 가장자리 밀봉을 필요로 한다. 상기 코팅은 또한 벨트가 의도된 적용에 적응하기 위해 가질 수 있는 후속 커버 층(들)에 대한 지지체로서 작용할 수 있으며, 상기 기하학적으로 잘 정의된 표면으로 인해 커버 층(들)에 동일한 기하학적으로 잘 정의된 표면(들)을 부여한다.
직물에 대한 코팅(들)의 최상의 접착을 위해 적어도 부분적으로 털이 많은 천연 섬유를 포함하는 것이 가능하며, 이는 털이 많은 기계적 부착 지점에 의해 코팅된 재료에 접착하는 것을 돕는다; 또는, 그러한 털이 많은 부착 지점이 본질적으로 없는 합성 섬유의 경우, 접착 촉진제를 함께 사용한다. 그러나, 접착 촉진제의 효과는 합성 섬유 기반 벨트의 후속 제조 및 제조 공정과 더불어 까다로운 제품 적용, 특히 극심한 열/냉각 및 반복적인 높은 응력 적용으로 인해 감소하고, 결과적으로 제품 무결성이 불량하고 인터페이스를 따라 분리되어 다양한 원하지 않는 (박리/분리) 제품 성능 (내구성, 수명) 문제가 발생한다.
벨트에 상기 코팅 및 상기 강화 길이 방향 섬유를 모두 갖는 것은 벨트의 사용 및 풀리 위로 구부러지는 동안, 이러한 길이 방향 섬유가 코팅된 재료를 통해 길이 방향으로 절개되기 시작하여 조기 벨트 파손을 초래할 수 있다는 문제를 제기할 수 있다. 따라서 이러한 강화 섬유가 직조 된 직물에 매립되고 둘러싸는 것이 제안되었다. 여기서 직물의 가로 섬유(씨실(weft))는 상기 세로 절개를 적어도 어느 정도 방지한다. GB 1 390 603은 직조 직물이 세로 보강 필라멘트를 내장하는 컨베이어 벨트를 개시한다.
US 2008/078657 A1은 니들링 된 펠트(needled felt)일 수 있고 바람직하게는 함께 니들링 되는 2개 이상의 부직포 층을 갖는 컨베이어 벨트를 개시한다. 2개의 부직포 층 중 하나가 접촉되고, 바람직하게는 두 부직포 층이 엘라스토머(elastomer)(12)로 함침 된다. 이러한 컨베이어 벨트에는 강화 필라멘트가 없다.
US 2008/0164127 A1은 부직포 층, 직조 층 및 선택적인 제2 부직포 층을 갖는 컨베이어 벨트를 개시하고, 상기 부직포 층은 함께 니들링 되는 직조 층의 반대편에 위치한다. 엘라스토머는 직조 층과 부직포 층을 결합하는데 사용된다. 상기 엘라스토머는 임의로 원하는 조정 가능한 정도로 카커스(carcass)에 함침 될 수 있다. 일 실시예에서 생성된 카커스의 일 측면은 엘라스토머(12)로 포화되고 타 측면은 노출되어 있다. 예시 1은 합성 고무 화합물의 커버 층을 갖는, 부직 재료의 2개 층 및 직조 스크림(woven scrim)의 코어 층을 갖는 컨베이어 벨트를 개시한다. 상기 부직포 층 자체에는 강화 필라멘트가 없다.
JP 2007/137993 A는 여러 층의 날실(11) 및 씨실(12)로 구성된 베이스 직물(base fabric)(3) 상에 적층 된 부직 직물 층(2)을 포함하는 내열성 컨베이어 벨트를 개시한다. 부직포 층(2)과 베이스 직물(3)은 함께 니들링(needling) 된다. 선택적으로 베이스 직물(3) 상의 다른 면에 다른 부직포 직물 층(5)이 있을 수 있다. 베이스 직물(3)은 수지 재료로 함침 된다. "고강도" 라고 하는 날실(11)을 제외하고는 다른 보강 필라멘트가 없다.
GB 1 354 689는 길이 방향으로 연장되는 연속적인 평행 필라멘트의 집합체를 포함하는 보강재를 갖는 컨베이어 벨트일 수 있는 엘라스토머 물품을 개시한다. 이 엘라스토머 제품은 바람직하게는 직물 강화 층을 더 포함한다. 예시 3에서는 PET 스테이플 섬유(PET staple fibres)의 카디드 웹(carded web)이 수성 라텍스 분산액으로 포화되고 "평행 필라멘트 어셈블리의 상부에 놓이고 이와 접촉하여" 강화된 벨트가 개시된다.
WO 2017/102768 A1은 본질적으로 무작위 배향 섬유와 열가소성 또는 열가소성 엘라스토머로 구성된 혼합물로 구성된 시트 재료를 설명하고, 이는 펀칭 응용 분야의 지지대 또는 펀칭 벨트의 최상층으로 사용된다. 상기 시트 재료 자체는 기하학적으로 잘 정의된 N개의 폴리머 시트와 K 유형의 섬유로 만들어질 수 있으며, 여기서, 각각의 k번째 유형의 섬유는 부직포와 같은 각각의 사전 조립된 시트의 형태일 수 있다.
본 발명은 전술 한 모든 사실과 문제점을 고려한 개선된 벨트 카커스를 제공하고자 하며, 이로부터 상이한 벨트 유형을 준비하는데 적합하다.
따라서 본 발명은 다음을 제공한다:
1개, 2개 또는 2개 이상의 함침 된 층을 포함하는 벨트 카커스는,
i. 각각의 함침 된 층은 부직포 및 제1 열가소성 수지, 제1 열가소성 엘라스토머, 제1 엘라스토머 또는 제1 열경화성 및 선택적 첨가제를 포함하거나 필수적으로 구성되는 함침 재료를 포함하거나 필수적으로 구성되며; 이에 의해, 이러한 함침 층이 둘 이상 있는 경우 서로 인접하고,
ii. 상기 벨트 카커스가 하나 이상의 이러한 함침 된 층을 포함하는 경우, 하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장되고 하나의 필라멘트 층의 형태인 보강 필라멘트가 상기 함침 된 층 중 정확히 하나의 부직포에 매립되고; 또는
상기 벨트 카커스가 2개 이상의 이러한 함침 된 층을 포함하는 경우, 하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장되고 정확히 하나의 필라멘트 층의 형태인 보강 필라멘트가 2개의 인접한 이러한 함침 된 층 사이에 끼워진 것;
을 특징으로 한다.
상기 벨트 카커스의 바람직한 실시예, 그 제조 방법 및 그로부터 생산된 벨트의 실시예는 청구 범위에 따른다.
도 1은 강화 필라멘트의 필라멘트 층의 내장된 상이한 실시예를 포함하는 벨트의 투명한 평면도를 도시한다.
도 2는 강화 필라멘트의 내장 필라멘트 층을 포함하는 부직포의 제조를 위한 개략적인 공정을 도시한다.
도 3은 본 발명의 벨트 카커스를 제조하기 위한 상이한 공정 실시예를 도시한다.
1개 이상의 함침 된 부직포 층으로 벨트 카커스(belt carcass)를 구성함으로써, 여기서 함침 된 층 중 정확히 하나는 주어진 필라멘트 방향으로 적어도 부분적으로 이어지는 강화 필라멘트를 포함하는 정확히 하나의 매립된 필라멘트 층을 추가로 포함하고, 또는 주어진 필라멘트 방향으로 적어도 부분적으로 이어지는 강화 필라멘트를 포함하는 정확히 하나의 필라멘트 층이 2개의 이러한 함침 된 층 사이에 끼워져 있고, 상기 필라멘트 방향이 벨트의 이동 방향을 형성하는 방식으로 이러한 벨트 카커스로부터 절단된 벨트는 직조 직물 및 그렇지 않으면 동일한 구조를 포함하는 벨트에 대해 유사한 유연성을 갖는다. 상기 정확히 하나의 필라멘트 층은 그러한 벨트 카커스로부터 절단된 선형 주행 벨트의 가능한 하나의 중립 평면을 형성하는 경향이 있는 것으로 관찰되었다. 또한, 내장된 보강 필라멘트가 없고 그 사이에 추가 보강 필라멘트를 끼우지 않는 나머지 함침 된 층을 갖는 것은 벨트의 오목면에서 최대 압축성을 제공하고 벨트의 볼록면에서 최대 신축성을 제공할 것이고, 따라서 작은 풀리(pulley) 주변에서 쉽게 구부릴 수 있도록 최대 유연성을 제공한다. 또한, 이러한 강화 필라멘트를 함침 층의 부직포에 매립하거나, 각각이 부직포를 포함하는 2개의 인접한 함침 층 사이에 이러한 보강 필라멘트를 끼움으로써, 함침 층의 함침 재료를 통한 전술 한 길이방향 절개를 방지할 수 있다. 또한, 벨트가 직조된 직물 견인 층(들)을 갖는 벨트에 필적하는 강인성을 제공하는 임의의 직조 직물 견인 층(들)의 공동 사용 없이 본 발명의 벨트 카커스로 만들어진 벨트가 확인된다. 더욱이, 본 발명의 벨트는 끈기 유지 및 함침 박리에 대한 내성과 동시에 작동 중에 감소된 소음 수준을 갖는 것으로 관찰되었으며, 이는 직조 직물의 부재로 인한 인터레이스먼트 노드(interlacement nodes)의 전체 부재 때문일 수 있다 (US 2008/0164127 A1에 언급된 "워시보드(washboard)" 효과 없음).
본원에 사용된 용어 "벨트 카커스"는 필요한 모든 층, 즉 강화 필라멘트를 포함하는 하나의 필라멘트 층 및 각각 부직포를 포함하는 하나, 둘 이상의 함침 된 층(들)을 포함하는 시트형 적층 복합재를 의미하고, 그러나 상기 시트형 적층 복합재는 반드시 컨베이어 벨트의 치수 형상을 가질 필요는 없다. 본 명세서에서 사용되는 "벨트 카커스"는 적절한 크기 및 폭의 본 발명의 하나 이상의 벨트로 절단될 수 있으며, 단, 선형 이동 방향을 위한 벨트의 경우 (이후 "선형 벨트"라고도 함) 벨트(들)의 절단은 하나의 유일한 필라멘트 층에서의 상기 필라멘트 배향이 그렇게 생성된 선형 벨트(들)의 궁극적인 의도된 이동 방향을 형성하는 방식으로 수행된다.
본 발명의 벨트 카커스에서 강화 필라멘트는 하나의 유일한 필라멘트 층을 형성하고, 이것은 하나의 단일 함침 된 층의 부직포에 매립되거나 인접한 두 개의 함침 된 층의 부직포 사이에 끼워진다.
상기 보강 필라멘트는 본 발명의 벨트 카커스의 길이 (y) 및 폭 (x)에 평행한 평면에 있는 필라멘트 층을 형성한다 (즉, 벨트 카커스의 두께 z는 해당 평면에 수직이다). 상기 필라멘트 층의 수직 위치는 부직포에 매립되는 경우, 내부에 포함된 부직포의 두께 Dmp의 20~80%가 바람직하고, 40~60%가 보다 바람직하며, 여기서 Dmp는 아래에 설명된 바와 같이 정의되고 측정된 바와 같다. 이러한 수직 위치는 함께 결합되거나 화학적, 열적 결합에 의해 또는 기계적으로 함께 니들링으로 연결되거나 섬유의 수류결합(hydro-entanglement)에 의해 결합될 수 있는 제1 부직포 하위층 및 제2 부직포 하위층의 두께 Dmp를 적절하게 선택함으로써 쉽게 제어되어, 아래에 설명된 대로 보강 필라멘트가 내장된 부직포를 형성한다.
하나의 필라멘트 층은 적어도 벨트의 이동 방향에서 벨트의 강인성을 향상시키기 위한 "보강 필라멘트"를 포함한다. 이러한 강화 필라멘트는 바람직하게는 서로 엇갈리거나 얽혀 있지 않으며, 각각은 본질적으로 직선이고 곡률이 없고 적어도 부분적으로 하나 이상의 주어진 방향으로 연장되는 하나 이상의 서브섹션(subsection)을 가지며 이는 카커스로부터 절단된 선형 벨트에서 벨트의 이동 방향이 될 것이다.
본 발명의 목적 상, "하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장"이라는 용어는 전체 벨트에 포함된 모든 강화 필라멘트로부터 계산된 몫 r이 적어도 0.5를 제공함을 의미한다.
공식 (1)에서:
- Lik (m 단위)는 i번째 필라멘트의 k번째 직선 부분의 길이(예를 들어, 개별 메시의 개별 가장자리 길이, 즉 메시 크기)이다;
- rik (g/m3)은 i번째 필라멘트의 k번째 직선 부분의 재료 밀도이다;
- cos(aik)는 i번째 필라멘트의 k번째 직선 부분이 주어진 방향에 대해 가지는 각도의 코사인(cosine)이다;
- Tik (g/m)은 i번째 필라멘트의 k번째 직선 부분의 선형 밀도이다;
- k의 합은 i번째 필라멘트의 모든 K 직선 서브섹션에 걸쳐 있다;
- i의 합계는 벨트에 포함된 모든 I 보강 필라멘트에 걸쳐 있다.
하나 또는 두 개의 평행한 보강 필라멘트 배열 형태의 보강 필라멘트 층의 경우 (즉, 각 i번째 필라멘트에는 i번째 필라멘트의 전체 길이에 해당하는 길이 Li를 갖는 하나의 단일 직선 부분만 있음), 공식 (1)은 다음과 같이 단순화한다.
- Li (m 단위)는 i번째 필라멘트의 전체 길이이다;
- cos(ai)는 주어진 방향에 대해 i번째 필라멘트가 갖는 각도의 코사인이다;
- ri (g/m3)는 i번째 필라멘트 재료의 밀도이다;
- Ti (g/m)는 i번째 필라멘트의 선형 밀도이다;
- i의 합계는 모든 I 강화 필라멘트에 걸쳐 있다.
도 1a), b) 및 c)에서, 벨트 카커스에서 절단된 선형 벨트의 실시예의 투명한 평면도를 보여주며, "보강 필라멘트가 적어도 부분적으로 연장되는 하나의 주어진 방향"과 이에 따라 선형 벨트의 이동 방향은 굵은 화살표로 표시된다.
특히 도 1a를 참조하면: 이 선형 벨트는 벨트의 이동 방향으로 정확히 전체 길이에 걸쳐 이어지는 평행 강화 필라멘트의 하나의 단독 어레이 형태의 필라멘트 층(51, 52 또는 53)을 포함한다. 상기 식 (2)의 정의에서, 따라서 모든 코사인은 단일성이며 (상기 벨트 이동 방향에 대한 각도는 0임), 따라서 식 (2)의 r은 필라멘트 선형 밀도, 필라멘트 재료 밀도 및 필라멘트 길이에 관계없이 1이 된다. 또한, 식 (2)에 정의된 I를 선형 벨트의 폭으로 나눈 값은 여기서 폭 방향의 보강 필라멘트 수로 간주될 수 있다.
바람직하게는 도 1a)의 실시예에서, 모든 강화 필라멘트는 동일하다.
특히 도 1b 참조): 이 선형 벨트는 평행한 강화 필라멘트의 두 어레이 형태의 필라멘트 층(51, 52 또는 53)을 포함하고, 제1 보강 필라멘트 어레이는 벨트의 이동 방향으로 정확히 실행되고 제2 어레이는 정확히 수직으로 실행된다. 위의 공식 (2)의 정의에서 제1 배열에 대한 모든 코사인은 단일성이고 (상기 벨트 이동 방향에 대한 각도는 0 임), 제2 배열에 대한 모든 코사인은 0이다 (벨트 이동 방향에 대한 각도는 90°이다). 따라서 식 (2)는
이다. 여기서,
- Li (단위 m)는 벨트 이동 방향으로 이어지는 i번째 필라멘트의 길이이고 rI (g/m3)는 재료의 밀도이다;
- Lj (단위 m)는 벨트 이동 방향에 수직으로 이어지는 j번째 필라멘트의 길이이고 rj (g/m3)는 재료의 밀도이다;
- Ti 및 Tj (g/m)는 각각 벨트 이동 방향으로 진행하는 i번째 필라멘트와 벨트 이동 방향에 수직으로 진행하는 j번째 필라멘트의 선형 밀도이다;
- i의 합계는 벨트 이동 방향으로 움직이는 모든 보강 필라멘트에 걸쳐 있다;
- j의 합계는 벨트 이동 방향에 수직으로 진행되는 모든 J 강화 필라멘트에 걸쳐 있다;
Li, Lj, Ti, Tj, I 및 J는 공식 (3)의 r이 0.5 이상이 되도록 선택된다.
여기서, J를 선형 벨트의 길이로 나눈 값은 길이 방향으로 벨트의 보강 필라멘트 수로 간주할 수 있고, I를 선형 벨트의 폭으로 나눈 것은 폭 방향의 보강 필라멘트 수로 간주할 수 있다.
대안적으로, 도 1b 참조: 이 선형 벨트는 또한 정사각형 또는 직사각형 격자 형태의 필라멘트 층(51, 52 또는 53)을 포함할 수 있다. 거기에서 각각의 정사각형 또는 직사각형 메쉬(mesh)의 반대쪽 가장자리 중 2개는 벨트의 이동 방향으로 정확하게 실행되고, 이러한 모서리에 대한 모든 코사인은 단일이다 (벨트 이동 방향에 대한 각도는 0 임). 각각의 메쉬의 다른 2개의 반대쪽 모서리는 벨트의 이동 방향에 정확히 수직으로 실행되고, 이러한 다른 모서리에 대한 모든 코사인은 0이다(벨트 이동 방향에 대한 각도는 90°). 따라서 공식 (1)은 다음과 같다.
여기서,
- Lik (m 단위)는 벨트의 이동 방향으로 실행되는 i번째 필라멘트의 k번째 직선 하위 섹션의 길이(예를 들어, 개별 메시의 개별 가장자리 길이, 즉 메시 크기)이며 rik(g/m3 단위)은 재료의 밀도이다;
- Ljm (m 단위)은 벨트의 이동 방향에 수직으로 이어지는 j번째 필라멘트의 m번째 직선 부분의 길이(예를 들어, 개별 메시의 개별 가장자리 길이, 즉 메시 크기)이고, rjm(g/m3 단위)은 재료의 밀도이다;
- Tik (g/m)은 i번째 필라멘트의 k번째 직선 부분의 선형 밀도이다;
- Tjm (g/m)은 j번째 필라멘트의 m번째 직선 부분의 선형 밀도이다;
- k의 합은 벨트의 방향으로 실행되고 벨트에 완전히 포함된 i번째 필라멘트의 모든 K 직선 서브섹션에 걸쳐 있다;
- m 단위의 합계는 벨트의 방향에 수직이고 벨트에 완전히 포함된 j번째 필라멘트의 모든 M 직선 서브섹션에 걸쳐 있다;
- i의 합계는 전체 벨트에 포함된 벨트의 이동 방향으로 움직이는 모든 보강 필라멘트에 걸쳐 있다;
- j의 합은 전체 벨트 폭에 포함된 벨트 방향에 수직으로 진행되는 모든 J 강화 필라멘트에 걸쳐 있다.
Lik, Ljm, Tik, Tjm, I, J, K 및 M은 공식 (4)의 r이 0.5 이상이 되도록 선택된다.
여기서 또한 J를 벨트의 길이로 나눈 값은 벨트의 길이 방향의 필라멘트 수로 간주할 수 있고, I를 벨트의 폭으로 나눈 것은 폭 방향의 필라멘트 수로 간주할 수 있다.
도 1b)의 실시예에서, 바람직하게는 벨트의 이동 방향으로 진행하는 모든 강화 필라멘트가 동일하고, 벨트 진행 방향에 수직으로 진행되는 모든 강화 필라멘트가 동일하다.
특히 도 1c) 참조: 이 선형 벨트는 마름모꼴 메시가 있는 그리드 형태의 필라멘트 층(51 또는 52 또는 53)을 포함하며, 모든 메시 가장자리는 벨트의 이동 방향에 대해 비스듬한 방향으로 실행되며 벨트의 이동 방향과 함께 고정된 각도 a를 둘러싸고 있다. 따라서 공식 (1)은 다음과 같다.
이는 선형 밀도, 재료 밀도 및 가장자리 길이에 관계없이 다시 최소 0.5이어야 한다.
바람직하게 이 실시예에서, 각각의 마름모꼴 메시는 더 긴 대각선과 더 짧은 대각선을 가지며, 여기서 더 긴 대각선은 벨트의 이동 방향으로 이어지고 더 짧은 대각선은 벨트의 이동 방향에 수직으로 이어진다.
특히 도 1d를 참조하면: 본 발명의 벨트 카커스로부터 원형으로 절단된 이 코너 벨트에서, 필라멘트 층은 임의의 방향으로 강인성을 향상시키는 "보강 필라멘트"를 포함해야 하며, 상기 이동 방향은 도 1d)의 원형 화살표로 표시된 것처럼 고정된 선형이 아니라 원형이기 때문이다. 디스크 또는 코너 벨트의 각각의 (x, y) 지점에서의 국부 이동 방향은 3개의 굵은 화살표로 3개의 예시 (x, y) 위치에 대해 표시된 상기 원형 이동 방향에 접한다. 정사각형 메쉬가 있는 격자 형태의 필라멘트 층이 여기서 바람직한 실시예로 나타나며, 도 1d에서 x(수평) 및 y(수직) 방향으로 정렬된다. 이 그리드의 임의의 (i, k) 정사각형 메쉬에 대해 x-방향을 따라 마주 보는 한 쌍의 모서리는 상기 로컬 벨트 이동 방향에 대해 고정된 각도 a를 가질 것이며, 다른 대향하는 한 쌍의 가장자리는 상기 국부 벨트 이동 방향에 대해 90°-a의 대응하는 고정 각도를 가질 것이다. 모든 (i, k) 사각 메쉬는 항상 해당 로컬 벨트 이동 방향 (a=0)과 정확히 평행한 것부터 해당 로컬 벨트 이동 방향 (a=90°)에 정확히 수직인 것이고 따라서 상기 국부 벨트 이동 방향에 대한 임의의 (i, k) 사각 메쉬의 각도 a는 항상 0°~90° 범위에 있도록 측정되어야 한다. 또한, 사각형 메쉬 그리드에서 모든 필라멘트 가장자리의 선형 밀도는 동일하고, 따라서 T, 재료 밀도는 동일하며, 따라서 r이고 길이도 동일하므로 L이다. 각 정사각형 메쉬에 대해 모서리의 이중 계산을 피하기 위해 각 쌍의 하나의 모서리만 합계에 고려될 수 있다. 또한, 제품 I × J (여기서 I 및 J는 식 (1)에서 정의된 바와 같음)는 원형 벨트 섹션에 완전히 포함된 사각 메쉬의 수에 매우 가까운 것으로 간주될 수 있다. 따라서 공식 (1)에서 i와 k에 대한 이중 합은 원형 벨트 섹션에 완전히 포함된 모든 정사각형 메쉬에 대한 합과 같으며 필요에 따라 각각의 모서리 쌍의 한 모서리만 고려된다.
공식 (1)에서 다음을 얻는다:
0~90° 범위의 모든 a에 대해 1.0보다 작지 않으므로 T, L 및 r에 관계없이 0.5 이상이다.
도 3d)의 제1 예시적인 위치에 대해 각 메시의 수직 (y-러닝(running)) 대향 가장자리는 해당 로컬 벨트 이동 방향과 약 35°의 각도 a1을 둘러싸고, 제2 예시적인 위치에서 이들 엣지는 대응하는 국부 벨트 이동 방향과 약 30°의 각도 a2를 둘러싼다. 제3 예시적인 위치에서, a3이 0° 내지 90°의 범위에 있도록 측정되는 경우, 이러한 엣지는 대응하는 로컬 벨트 이동 방향과 약 40°의 각도 a3을 둘러싼다. 따라서 3개의 예시적인 위치의 대응하는 수평 (x-러닝) 그리드 엣지(grid edge)에 대한 각각의 각도는 각각 55°, 60° 및 50°이다.
본 발명의 벨트의 각 함침 층은 바람직하게는 본질적으로 부직포 및 함침 재료로만 구성되며, 경우에 따라 강화 필라멘트로만 구성된다. "본질적으로 구성되는"은 본 발명의 맥락에서 부직포, 함침 재료 및 강화 필라멘트 (존재하는 경우)의 중량 함량의 합이 바람직하게는 함침 된 층의 적어도 중량 97%를 구성함을 의미한다. 보다 바람직하게는, 각 함침 된 층은 부직포 및 함침 재료 및 강화 필라멘트 (존재하는 경우)로 구성된다.
함침 재료 자체는 바람직하게는 본질적으로 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머, 엘라스토머 또는 열경화성 및 선택적 첨가제로 구성된다. 첨가제는 예를 들어 일부 색상 (염료 또는 안료)을 부여하고 충전제 역할을 하여 내마모성을 향상시키기 위해 함침 재료에 첨가될 수 있고; CoF (마찰 계수)를 높이거나 낮추며; 난연성을 제공하기 위해; 및/또는 시각적 (발광) 및/또는 금속 검출성을 제공하거나 가소제의 기능에 추가될 수 있다. 주어진 기능을 가진 이러한 명명된 첨가제의 양은 함침 재료를 기준으로 중량의 최대 75%일 수 있지만 일반적으로 함침 재료를 기준으로 중량의 1~25% 범위이고, 첨가제(들)는 함침 재료가 일부 상승된 온도에서 연화 되거나 용융 될 수 있도록 하는 것이며, 또는 부직포에 연화, 용융 또는 기타 액화 함침 재료를 함침 시키는데 필요한 시간 이상 동안 (예를 들어, 용매에 용해 또는 분산시킴으로써) 다른 방식으로 액화된다.
함침 재료가 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머, 엘라스토머 또는 열경화성 및 선택적 첨가제로 "본질적으로 구성"된다는 것은 여기서 바람직하게 다음을 의미하는데, 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머, 엘라스토머 또는 열경화성 및 임의의 상기 논의된 첨가제의 중량 함량의 합은 바람직하게는 함침 재료의 중량 95% 이상을 구성하며, 나머지는 불순물과 같은 다른 이름없는 성분이다. 보다 바람직하게는, 함침 재료는 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머, 엘라스토머 또는 열경화성 및 임의의 상기 논의된 첨가제로 구성된다.
본 발명의 벨트 카커스에 사용되는 부직포(들)는 통상적인 것과 같다. 특히 유리, 현무암, 탄소 또는 아라미드(aramid)와 같은 무기 섬유로 먼저 구성될 수 있다. 그것들은 두 번째로 구성되거나 합성 유기 섬유일 수 있고, 폴리에스테르 (예를 들어, PET 또는 PBT), 폴리올레핀 섬유 (예를 들어, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌), 폴리아미드 (예를 들어, 나일론-6,6), 비스코스, 폴리페닐렌 설폰 또는 더 높은 용융 유형의 섬유 및 더 낮은 용융 유형의 섬유를 갖는 이성분 섬유, 또는 더 높은 용융 코어 및 더 낮은 용융 시스를 갖는 코어-시스 섬유와 같은 것이다. 부직포 섬유의 총 중량을 기준으로 중량의 50 내지 100%의 양으로 이성분 섬유의 사용 또는 공동 사용은 부직포의 인열 저항성 및 연신 저항성 (인력)을 향상시킬 수 있고, 따라서 그 부직포를 포함하는 본 발명의 벨트의 인열 저항성 및 연신 저항성 (강인성)을 개선할 수 있다. 부직포(들)는 세 번째로 양모, 면, 대마, 모시, 황마, 사이잘 또는 아마와 같은 천연 유기 섬유로 만들어질 수 있다. 벨트 카커스에 복수의 부직포가 있는 경우, 모든 부직포에서 섬유의 배향이 주로 동일한 방향인 것이 바람직하다. 이것은 부직포가 함침되어 벨트 카커스에 통합되기 전에 카딩(carding)하여 쉽게 달성할 수 있다.
이들 부직포의 단위 면적당 중량은 바람직하게는 50 내지 1500g/m2, 보다 바람직하게는 50 내지 400g/m2이다.
부직포의 섬유는 바람직하게는 3 내지 50 데시텍스(decitex)(dtex)의 선밀도를 가지며, 보다 바람직하게는 5 내지 30 dtex이고 섬유 재료의 밀도는 바람직하게는 0.9 내지 1.3 g/cm3 범위이다. 섬유의 존재 또는 공존, 예를 들어 부직포의 섬유 총 중량을 기준으로 중량 50 내지 100%의 양으로, 이들 범위의 더 낮은 부분에 역가를 갖고, 예를 들어 3 내지 20 데시텍스이며, 부직포 및 그 부직포를 포함하는 본 발명의 벨트의 신축성 (강인성)에 대한 유연성 및 저항성을 향상시킬 수 있다. 한편, 섬유의 존재 또는 공존, 예컨대 부직포의 섬유 총 중량을 기준으로 중량의 50 내지 100%의 양으로, 이러한 범위의 더 높은 부분에 역가를 갖는, 30 내지 50 데시텍스의 범위에서와 같이, 부직포 및 따라서 그 부직포를 함유하는 본 발명의 벨트의 인열 저항을 개선할 수 있다. 부직포 또는 이의 하층에서 개별 섬유의 길이는 바람직하게는 15 내지 150mm범위, 보다 바람직하게는 30 내지 100mm 범위이다. 이것은 모든 섬유의 평균 길이가 아니라 각 섬유의 개별 길이를 의미한다. 따라서 본질적으로 모든, 즉 적어도 95%의 섬유 시편이 그러한 길이를 갖도록 의도된다. 함침 층(들)의 함침에 대한 부직포의 중량비는 바람직하게는 30:70 내지 80:20 범위이다.
본 발명의 맥락에서, 기하학적으로 잘 정의된 임의의 층 또는 시트(임의의 분리된 함침 층(들) 및 본 발명의 전체 벨트 카커스를 포함함)의 두께 D는 그 층 또는 시트에서 직접 측정되고 그런 다음 Dm으로 지정된다. 본 발명의 벨트 카커스의 두께(Dm)는 바람직하게는 0.3 내지 5mm 범위, 보다 바람직하게는 0.4 내지 2mm 범위이다.
부직포 또는 부직포 서브 층의 두께는 부직포 표면에 수직으로 가해지는 특정 과압 (즉, 대기압 초과) 하에서 결정된다. 이 과압은 예를 들어 측정 게이지 자체 또는 시트와 같은 층 또는 부직포를 압축하는 추가 다이(die)에 의해 발휘된다. 부직포 또는 그 하위층의 두께를 측정하기 위해 이 과압은 0.2bar로 선택될 수 있다. 사용되는 함침 재료의 정확한 양을 정의하기 위해 두께 측정에 적용된 과압은 열과 압력을 사용하는 해당 함침 단계에서 사용되는 과압과 동일하다 (아래 참조). 일정한 압력을 가한 상태에서 측정한 두께를 다음과 같이 Dmp로 지정한다.
함침 물질의 양은 부직포의 빈 공간만 배출되도록 부직포가 함침 재로 완전히 채워지도록 하는 것이 바람직하며, 그러나 다른 한편으로는 완성된 벨트 카커스 구역 또는 부직포가 없는 층에 형성되는 과잉 함침 재료가 사용되지 않는다. 이는 함침 전 부직포의 두께 Dmp 또는 용융 또는 기타 액화 함침 재료에 의해 함침 될 때 부직포의 두께 Dmp가 그 압력에 크게 의존하기 때문에 모든 함침 단계에서 적용되는 과압을 고려해야 한다.
필요한 함침 재료의 양을 올바르게 선택하기 위해 다음 공식 (7)이 표기된다:
여기서,
- A (m2 단위)는 준비될 함침 층(들)의 기하학적 표면이다;
- wDmp (m 단위)는 w번째 부직포의 두께로 함침 중에 적용된 것과 동일한 과압 상태에서 측정된다. 열과 압력을 사용하여 함침을 수행하는 경우 wDmp를 측정하는데 사용되는 과압은 해당 열 및 압력 함침 중에 사용된 과압과 동일해야 한다. 대안적으로, 함침 물질의 수성 분산액을 사용하여 함침을 수행하는 경우, wDmp를 측정하는데 사용되는 과압은 0.2bar에 불과하다;
- wW (g/m2)는 w번째 부직포의 단위 면적당 중량이다;
- wr (g/m3)는 함침에 사용된 온도에서 w번째 부직포의 섬유 재료의 밀도이다;
- w의 합계는 사용되는 모든 부직포에 적용된다;
- sV (m3 단위)는 함침에 사용되는 온도에서 사용되는 s번째 함침 재료의 부피이다;
- s의 합계는 함침 재료에 사용된 모든 S에 적용된다.
따라서, 여러 부직포의 1단계 함침/결합이 선택되면, 단일 단계에서 본 발명의 벨트 카커스를 형성하기 위해, 위의 A는 또한 형성될 카커스의 기하학적 표면이 될 것이다.
또는, 순차적 빌드-업(build-up)이 선택되면, 위의 식 (7)은 하나의 부직포와 하나의 순차 함침/빌드-업 단계에서 사용될 하나의 함침 재료에만 적용된다. 그러면 W와 S는 1과 같다.
함침 재료를 위한 예시적인 열가소성 수지 또는 열가소성 엘라스토머는 관례적으로 알려진 하위 군 i) 스티렌 블록 공중 합체 (TPE-s), ii) 열가소성 (공)폴리올레핀 및 이들의 블렌드 (TPO), iii) 엘라스토머 합금 (TPE-v 또는 TPV), iv) 열가소성 폴리우레탄 (TPU), v) 열가소성 공폴리에스테르 및 vi) 열가소성 폴리아미드 중 하나로부터 선택될 수 있다.
함침 재료에 대한 예시적인 엘라스토머는 천연 고무, 폴리이소프렌, 폴리부타디엔, 스티렌-부타디엔 고무 (SBR), 니트릴-부타디엔 고무 (NBR), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 (EPDM), 폴리 우레탄 및 아크릴레이트 고무이다. 바람직하게는, 엘라스토머는 함침 재료로 사용될 때 아직 가황 처리되거나 가교되지 않았지만, 특히 열과 압력을 사용할 때 그 함침 단계 동안 가황 처리되거나 가교될 수 있다. 이를 위해 엘라스토머는 사전 혼합된 가황제를 적절한 양으로 포함할 수 있다. 이러한 가황제는 함침 된 층의 중량을 계산할 목적으로 주어진 기능을 가진 선택적 첨가제로 간주된다.
함침 재료에 대한 예시적인 열경화성 물질은 열에 의해 가교되고 경화되는 폴리머 또는 수지이지만, 상기 엘라스토머는 다르다. 에폭시 (에피클로르히드린과 같음), 우레아/포름알데히드 수지, 멜라민 수지, 실리콘 수지, 폴리이 미드, 비스말레이 미드 및 벤족사진과 함께 페놀-/크레졸-포름알데히드 (노볼락)의 부가물을 예로 들 수 있다. 이들 수지는 바람직하게는 경화되지 않은 A-단계 또는 부분 경화된 B-단계에서 사용되며, 함침 동안 C-단계로의 경화가 일어나지 않도록 주의한다. 출발 수지의 분자량 및 경화 정도는 바람직하게는 경화된 수지가 여전히 충분히 유연하도록 제어되어야 한다.
일 핸드로의 TPU {1) 방향족 디이소시아네이트 (예를 들어, 이성질체 2,2'-, 2,4' 또는 4,4'- 디페닐메탄 디이소시아네이트)를 지방족 사슬 연장제 (예를 들어, 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5- 펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,2-프로판디올, 2-메틸프로판디올, 1,3-부탄디올, 2,3-부탄디올, 1,3-펜탄디올, 1,2-헥산디올 및 3-메틸펜탄-1,5-디올과 같은 C2-C6-디올, 또는 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜 및 트리프로필렌 글리콜과 같은 글리콜 에테르, 및 아미노알코올, 예컨대 에탄올아민, N-메틸디에탄올아민)와 반응시켜 얻은 하드 세그먼트 및 2) 지방족 폴리에스테르 폴리올 또는 소프트 세그먼트로서의 폴리에테르 폴리올, 로 만들어짐} 또는 TPO {예를 들어, 다음으로 구성된 그룹에서 선택된 것, ii-1) 구조 XHC=CH2의 비닐계 단량체의 호모-및 공중 합체 (여기서 X는 클로로, 아세톡시, 페닐 및 시아노로 구성된 군에서 선택되고, 공중합 단량체 (공중합체의 경우)는 에틸렌 및/또는 프로펜이며; ii-2) 에틸렌-알파-올레핀 공중합체, 여기서 알파-올레핀은 바람직하게는 프로펜, 1-부텐, 1-헥센, 1-헵텐 및 1-옥텐으로 구성된 군에서 선택됨}가 더욱 바람직하다.
한 실시예에서, 본 발명의 카커스의 모든 함침 된 층은 동일한 함침 재료를 함유하고, 이는 바람직하게는 또한 열가소성 수지 또는 열가소성 엘라스토머, 특히 TPU를 포함한다.
본 발명의 벨트 카커스의 제조는 여러가지 방법으로 수행될 수 있으며, 3가지 바람직한 방법이 도 1, 2 및 3을 참조하여 이하에서 예시된다. 이들 도면은 사전 형성된 함침 재료 시트로 부직포를 함침시키는 바람직한 방법을 설명한다. 그러나 다음 설명에서는 가능한 한 다른 함침 방법이 이에 대한 대안으로 언급될 것이다.
일반적으로, 도 3의 모든 변형에 대해 왼쪽 아래에서 오른쪽 위의 해칭은 함침 재료 시트를 통한 단면을 나타내고, 왼쪽 위에서 오른쪽 아래의 해칭은 부직포를 통한 단면을 나타내며, 모든 크로스 해칭은 부직포가 함침 재료에 의해 함침 되었거나 함침 된 영역 또는 층을 나타낸다. 두꺼운 수직 화살표는 열과 압력을 사용하여 결합되었음을 나타낸다.
도 3 (청구항 12)의 제1 변형 i)는 하나의 함침 된 층(21)에 매립된 정확히 하나의 필라멘트 층(51)이 사용되는 공정을 예시한다. 이 변형은 다음 단계로 구성된다:
단계 i-1): 먼저, 하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장되는 보강 필라멘트를 함유하는 제1 부직포 서브 층(31), 제2 부직포 서브 층(32) 및 필라멘트 층(51)이 제공된다. 2개의 서브 층(31, 32)은 부직포에 적합한 전술한 섬유를 함유하며, 그 자체는 통상적이다. 이들은 선택적으로 더 균일한 섬유 배향을 부여하기 위해 카딩(carding)될 수 있으며, 바람직하게는 2개의 서브 층(31, 32)에서의 섬유 배향이 동일하도록 한다. 보강 필라멘트는 적어도 부분적으로 하나의 주어진 방향으로 배향되거나 그러한 배향이 직접 제공되도록 미리 배향된다.
단계 i-2), i-3), 또한 도 2를 참조하면, 필라멘트 층(51)은 특히 필라멘트 층(51)의 상부에 제2 부직포 서브 층(32) 및 제1 부직포 서브 층(31)의 상부에 배치된다. 제1 부직포 하위 층(31), 필라멘트 층(51) 및 제2 부직포 하위 층(32)은 예를 들어 2개의 압축 롤(91, 92)을 사용하여 함께 가압 된다. 이들의 결합은 예를 들어 바람직하게는 니들링 장치(10)에 의해 도 2에 도시된 바와 같이 니들링에 의해 수행될 수 있다. 대안적으로 화학적 수단 (열경화성 접착제), 열 결합 (핫멜트 접착제) 또는 기계적으로 (스티칭(stitching) 또는 다른 방식으로 함께 기계적으로 결합) 함께 결합되거나, 소위 하이드로 얽힘(hydro-entangling)에 의해 결합될 수 있다. 니들링(needling) 또는 하이드로 얽힘은 z 방향 (부직포의 길이 (y) 및 폭 (x)에 수직)에서 부직 섬유의 방향을 추가로 무작위화 한다.
단계 i-4)에서, 매립된 필라멘트 층(51)을 갖는 제1 함침 층(21)을 형성하기 위해, 제1 부직포(3)는 상기 개략 된 바와 같은 제1 열가소성 수지, 제1 열가소성 엘라스토머, 제1 엘라스토머 또는 제1 열경화성 수지 및 선택적 첨가제를 포함하거나 필수적으로 구성되는 제1 함침 재료(4)로 함침 된다. 이 함침 단계는 캘린더 또는 압출기를 사용하여 제1 함침 재료의 미리 형성된 시트 (도 3 참조)를 사용하여 수행할 수 있다. 이는 또한 제1 함침 물질의 수성 분산액을 사용하여 수행될 수 있다. 여기서, 제1 함침 재료가 부직포를 완전히 침투하기 위해 열 및 압력 및/또는 진공에 의해 선택적으로 연화되기 전에, 수성 분산액의 여러 연속 적용은 예를 들어 닥터 블레이드, 키스 코팅, 스프레이 또는 침지에 의해 적용될 수 있으며, 각 적용 후 중간 건조된다. 또 다른 대안으로, 함침 재료는 분말로서 또는 응집에 의해 부직포(3)에 적용될 수 있고, 침착 재료의 침착 된 입자는 함께 소결되고 열 및 선택적으로 압력을 사용하여 부직포(3)에 함침 된다.
i-5) 단계에는 2개의 하위 변형이 있다: 단계 i-5-a) 내지 i-5-c) (도 3에 도시되지 않았지만 도 3에 도시된 실시예 ii와 유사)를 포함하는 제1 하위 변형 및 단계 i-5-d) 내지 i-5-e)를 포함하는 제2 하위 변형.
제1 하위 변형에서, 단계 i-5-a)는 하나 이상의 추가 부직포 및 추가의 열가소성 수지, 추가의 열가소성, 추가의 엘라스토머 또는 추가의 열경화성 수지 및 상기 예시된 첨가제의 임의의 것을 포함하거나 필수적으로 구성되는 추가 함침 재료의 하나 이상의 추가 시트를 제공하는 것이다. 전체 벨트 카커스에는 보강 필라멘트가 한 층만 있고 이미 i-2) 및 i-3) 단계에서 도입되었으므로 따라서 이러한 추가 부직포에는 강화 필라멘트가 없다. 추가 시트에 의해 제공되는 함침 재료의 총 부피, 면적당 중량 및 두께 Dmp 및 각 부직포의 재료 밀도가 바람직하게 선택되어 모든 추가 부직포의 전체 공극 부피가 함침 재료로 채워지고 그러나 부직포가 없는 영역 또는 층을 형성하지 않는다 (위의 공식 (7)을 사용한 계산 참조). 이것은 일 실시예에서 추가 부직포의 수가 추가 시트의 수와 동일하다는 것을 의미할 수 있지만, 그럴 필요는 없다.
단계 i-5-b)는 상기 하나 이상의 추가 부직포 및 상기 하나 이상의 추가 시트를 상기 제1 함침 층(21)에 인접하고 서로 인접하게 배열하여, 임의의 부직포에 바로 인접하여 하나 이상의 추가 시트가 있고, 임의의 추가 시트에 바로 인접하여 하나 이상의 추가 부직포가 있도록 한다. 이것은 적어도 하나의 인접한 시트로부터의 함침 재료에 의해 부직포의 균일하고 완전한 함침을 용이하게 한다. 추가 시트의 총 수, 이들이 제공하는 함침 재료의 총 부피, 모든 추가 부직포의 면적 및 두께 Dmp 및 재료 밀도 당 중량이 바람직하게 선택되어 제1 함침 층(21)의 한 면에 있는 모든 추가 부직포의 전체 공극 부피가 함침 재료로 채워질 수 있도록 한다 (위의 식 (7)을 사용한 계산 참조). 마찬가지로, 추가 시트의 총 개수, 이들이 제공하는 함침 재료의 총 부피, 그리고 모든 추가 부직포의 면적 및 두께 Dmp 및 재료 밀도 당 중량이 바람직하게 선택되어, 제1 함침 층(21)의 다른 면에 있는 모든 추가 부직포의 전체 공극 부피가 함침 재료로 채워질 수 있도록 한다. 여기서 다시 이는 제1 함침 층(21)의 양면에서 시트와 부직포의 수가 동일하다는 것을 의미할 수 있다.
단계 i-5-c)에서 열과 압력을 사용하여 부직포에 바로 인접한 하나 이상의 추가 시트로부터의 함침 재료에 의해 추가 부직포가 함침 된다. 이것은 일반적으로 캘린더, 핫 프레스 또는 로토큐어(Rotocure)를 사용하는 것을 의미한다. 가해지는 과압은 바람직하게는 위의 Dmp 결정에 사용된 것이어야 한다. 열과 압력에 의한 동시 함침 및 결합은 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머 또는 B-단계 수지가 단순히 부드러워지는 것이 아니라 녹을 정도로 충분히 높은 온도에서 수행된다. 함침 재료가 본질적으로 용융된 경우에만 인접 부직포(들)의 모든 공극을 관통하여 함침 된 층을 형성하기에 충분히 낮은 점도를 갖는다. "본질적으로 용융 된"은 바람직하게는 본 발명의 맥락에서 용융물이 선택된 함침 온도에서 8.7kg에서 적어도 20g/10분, 바람직하게는 적어도 30g/10분, 및 가장 바람직하게는 30 내지 60g/10분의 MFI를 갖는 것을 의미할 수 있다. 각 경우에 이것은 함침 재료의 분해를 피하기 위해 온도를 충분히 낮게 유지하고, 함침 재료에 열경화성 경화제를 사용하는 경우, 함침은 본질적으로 열경화성이 C-스테이지가 아닌 B-스테이지 보다 더 경화되지 않은 상태로 완료된다.
제2 부분 변형의 i-5-d) 단계에서, 하나 이상의 추가 예비 성형 된 함침 층(22,23,24,25) 각각은 추가의 열가소성 수지, 추가의 열가소성 엘라스토머, 추가의 엘라스토머 또는 추가의 열경화성 수지 및 임의의 첨가제를 포함하거나 본질적으로 구성하는 추가의 함침 재료로 함침 된 추가의 부직포를 포함하거나 구성되고 상기 개략 된 바와 같이 직접 제공된다. 이들은 각각의 부직포 및 함침 재료로부터 단계 i-4)에 대해 위에서 약술된 임의의 절차에 의해 미리 형성되었을 수 있다. 전체 벨트 카커스에는 보강 필라멘트가 한 층만 있고 이미 i-2) 및 i-3) 단계에서 도입되었으므로 따라서 이러한 추가 함침 층(22, 23, 24, 25)에는 강화 필라멘트가 없다.
단계 i-5-e)에서, 하나 이상의 추가 함침 층(22, 23, 24, 25)은 제1 함침 층(21)에 인접하고 서로 인접하게 배열되고; 임의의 이러한 추가 함침 층(21, 22, 23, 24, 25) 및 제1 함침 층(21)은 열과 압력을 함께 사용하여 결합된다. 조건 및 장치는 단계 i-5-c)에서 위에 설명된 바와 같을 수 있다. 함침(들)이 A- 또는 B-단계에서 열경화성 수지를 포함하는 함침 재료로 구성되는 경우 최종 C 단계로의 경화가 여기서 발생하도록 허용될 수 있다.
단계 i-5)에서 제1 함침 층(21)의 각각의 측면에 존재하는 부직포 (제1 하위 변형)의 수 또는 함침 층 (제2 하위 변형)의 수를 선택하는 것이 바람직하고, 매립 된 필라멘트 층(51)을 포함하는 제1 함침 층(21)은 바람직하게는 벨트가 사용되면 벨트 카커스로부터 절단 된 선형 벨트의 중립 평면에 가깝거나 그곳에 있을 것이다. 이것은 예를 들어 항상 모든 풀리를 향하는 동일한 벨트 표면을 갖는 선형 벨트의 경우, 제1 함침 층이 바람직하게는 벨트의 내부 오목면에 있고 풀리를 향하게 될 것이며, 다른 모든 함침 층(22, 23, 24, 25)은 바람직하게는 제1 함침 층(21)의 외부에 배열되고 풀리로부터 멀어질 것이다.
도 3 (청구항 13)의 제2 변형 ii)는 벨트 카커스(1)가 정확히 하나의 필라멘트 층(52)을 사용하여 형성되고, 2개의 함침 층(21, 22) 사이에 끼워지는 공정을 예시한다. 이 변형은 다음 단계로 구성된다:
단계 ii-1)에서 제1 부직포(301); 제2 부직포(302); 상기 개략 된 바와 같은 제1 열가소성 수지, 제1 열가소성 엘라스토머, 제1 엘라스토머 또는 제1 열경화성 수지 및 선택적 첨가제를 포함하거나 이들로 본질적으로 구성된 제1 함침 재료의 제1 시트(401); 상기 개략 된 바와 같은 제2 열가소성 수지, 제2 열가소성 엘라스토머, 제2 엘라스토머 또는 제2 열경화성 수지 및 선택적 첨가제를 포함하거나 이들로 본질적으로 구성된 제2 함침 재료의 제2 시트(402); 및 하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장하는 필라멘트 층(52) 형태의 강화 필라멘트가 제공된다. 상기 강화 필라멘트는 적어도 부분적으로 하나의 주어진 방향으로 배향되거나 그러한 배향이 직접 제공되도록 미리 배향된다. 바람직하게는, 제1 및 제2 시트(401, 402)에 의해 제공된 함침 재료의 총 부피와 면적당 중량 및 두께 Dmp 및 2개의 부직포(301, 302)의 재료 밀도가 선택되고, 2개의 부직포(301, 302)의 총 공극 부피가 함침 재료로 채워질 수 있도록 한다(위의 공식 (7)을 사용한 계산 참조).
단계 ii-2)에서 필라멘트 층(52), 제1 및 제2 부직포(301, 302) 및 제1 및 제2 시트(401, 402)가 서로 인접하게 배열되어, 필라멘트 층(52)의 일면에 적어도 하나의 제1 부직포(301) 및 적어도 하나의 제1 시트(401)가 있도록 하고, 상기 필라멘트 층(52)의 다른 면에는 적어도 하나의 제2 부직포(302) 및 적어도 하나의 제2 시트(402)가 있어서, 필라멘트 층(52)을 한편으로는 제1 부직포(301)와 제1 시트(401) 사이에, 다른 한편으로는 제2 부직포(302)와 제2 시트(402) 사이에 끼우도록 하여; 적층 복합재(6)를 형성한다. 바람직하게는 제1 및 제2 시트(401, 402)는 필라멘트 층(52)을 향하고, 제1 및 제2 부직포(301, 302)는 제1 시트(401)/필라멘트 층(52)/제2 시트(402), 및 제1 및 제2 시트(401, 402)에 의해 제공된 함침 재료의 총 부피와 면적당 중량 및 두께 Dmp 및 두 부직포(301, 302)의 재료 밀도가 선택되어, 2개의 부직포(301, 302)의 총 공극 부피는 제1 및 제2 시트(401,402)로부터의 함침 재료로 채워질 수 있다 (위의 공식 (7)을 사용한 계산 참조). 이것은 필라멘트 층(52)이 열 및 압력으로 나중의 함침/결합 단계 ii-3-c) 동안 용융 된 함침 재료에 의해 둘러싸이고 유지되는 것을 보장하며, 따라서 임의의 인접한 부직포에 의한 필라멘트 층(52)의 왜곡 또는 파괴를 방지한다.
단계 ii-3) 내에는 2개의 하위 변형이 있다. 제1 하위 변형은 단계 ii-3-a) 내지 ii-3-c)를 포함하고 제2 하위 변형은 단계 ii-3-d) 내지 ii-3-f)를 포함한다.
제1 부분 변형에서, 단계 ii-3-a)는 선택적으로 하나 이상의 추가 부직포(303, 304, 305) 및 하나의 추가의 열가소성 수지, 추가의 열가소성 수지, 추가의 엘라스토머 또는 추가의 열경화성 수지 및 상기 개략 된 선택적 첨가제를 포함하거나 필수적으로 구성되는 추가의 함침 재료의 하나 이상의 추가 시트(403, 404, 405)를 제공한다 (도 3에 직접 표시됨). 모든 추가 시트(403, 404, 405)의 총 개수, 이들이 제공하는 함침 재료의 총 부피, 그리고 모든 추가 부직포(303, 304, 305)의 면적 및 두께 Dmp 및 재료 밀도 당 중량이 바람직하게 선택되어, 모든 추가 부직포(303, 304, 305)의 총 공극 부피가 함침 재료로 채워질 수 있도록 한다 (위의 공식 (7)을 사용한 계산 참조). 이는 추가 부직포(303, 304, 305)의 개수가 추가 시트(403, 404, 405)의 수와 동일하다는 것을 의미할 수 있지만, 그럴 필요는 없다.
단계 ii-3-b)에서 임의의 하나 이상의 추가 부직포 직물(303, 304, 305) 및 하나 이상의 추가 시트(403, 404, 405)가 단계 ii-2)의 적층 복합재(6)에 인접하고 서로 인접하게 배열되어, 임의의 부직포에 바로 인접하여 하나 이상의 추가 시트가 있고, 임의의 추가 시트에 바로 인접하여 하나 이상의 추가 부직포가 있도록 한다. 이것은 적어도 하나의 인접한 시트로부터의 함침 재료에 의한 부직포의 균일하고 완전한 함침을 용이하게 한다. 바람직하게는, 적층 복합재(6)의 각각의 측면에서 추가 부직포의 수는 추가 시트의 수와 동일하다.
ii-3-c) 단계에서 열과 압력을 사용하여, 동시에 임의의 부직포 301 또는 302 또는 303 또는 304 또는 305는 개별적으로, 열 및 압력을 사용하여 각각 부직포 401 또는 402 또는 403 또는 404 또는 405에 바로 인접한 하나 이상의 추가 시트로부터 함침에 의해 함침 되어, 각각의 함침 층(21 또는 22 또는 23 또는 24 또는 25)을 개별적으로 형성하도록 하고; 모든 이러한 함침 층(21, 22, 23, 24, 25) 및 상기 적층 된 복합재(6)가 함께 결합된다. 조건 및 장치는 단계 i-5-c)에서 위에 설명된 바와 같을 수 있다. 함침(들)이 A- 또는 B- 단계에서 열경화성 수지를 포함하는 함침 재료로 구성되는 경우 최종 C 단계로의 경화가 여기서 발생하도록 허용될 수 있다.
제2 하위 변형 단계에서 ii-3-d)는 선택적으로 하나 이상의 추가 함침 층을 제공하는 것이며, 각각의 추가 함침 층은 추가 함침 재료로 함침 된 추가 부직포를 포함하거나 이로 구성되며, 각각은 하나의 추가의 열가소성 수지, 추가의 열가소성 수지, 추가의 엘라스토머 또는 추가의 열경화성 및 임의의 첨가제를 포함하거나 필수적으로 구성되며, 상기에 설명된 바와 같이 강화 필라멘트가 없다. 이 하위 변형은 도 3의 ii)에 직접 표시되지 않지만 도 3에 표시된 변형 i)의 함침 된 추가 층(22, 23, 24, 25)을 제공하는 것과 유사하다. 이러한 선택적인 추가 함침 층(22, 23, 24, 25)은 단계 i-4)에 대해 위에서 설명한 임의의 절차에 의해 사전에 준비되었을 수 있다.
단계 ii-3-e)는 단계 ii-2)의 적층 복합재(6)에 인접하고 서로 인접하여 임의의 하나 이상의 추가 함침 층(22, 23, 24, 25)을 배열하는 것이고; 단계 ii-3-f)에서 임의의 이러한 임의의 추가 함침 층(21, 22, 23, 24, 25) 및 상기 적층 복합재(6)는 열 및 압력을 사용하여 함께 결합된다. 조건 및 장치는 단계 i-5-c)에서 위에 설명된 바와 같을 수 있다. 함침(들)이 A- 또는 B- 단계에서 열경화성 수지를 포함하는 함침 재료로 구성되는 경우 최종 C 단계로의 경화가 여기서 발생하도록 허용될 수 있다.
위의 i-5) 단계에서와 같이 단계 ii-3)에서 적층 복합재(6)의 각각의 면에 배열된 추가 부직포 직물(제1 하위 변형)의 수 또는 추가 함침 직물(제2 하위 변형)의 수는 필라멘트 층(52)이 또는 i-5) 단계에서 설명한 이유 때문에 완성된 벨트의 중립면에 가깝고 벨트의 최종 용도에 의도된다.
도 3 (청구항 14)의 제3 변형 iii)은 벨트 카커스(1)가 정확히 하나의 필라멘트 층(53)을 사용하여 형성되고, 2개의 함침 층(22, 23) 사이에 끼워지는 공정을 예시하고, 원하는 수의 함침 층 또는 원하는 벨트 카커스 두께가 달성될 때까지 벨트 카커스가 순차적으로 구축된다. 이러한 변형은 본 발명의 무한 벨트 카커스의 직접 형성을 가능하게 하는데, 그 이유는 제1 함침 층(21)과 이어서 결합된 적층 복합재(7)가 후속 함침 층이 그 위에 감기고 여기에 결합되는 무한 루프로서 형성될 수 있기 때문이다. 이 제3 변형은 다음 단계로 구성된다:
단계 iii-1)에서 하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장되는 필라멘트 층(53) 형태의 강화 필라멘트가 제공되고, 하나의 제1 함침 층(21)은 상기 개요와 같은 제1 열가소성 수지, 제1 열가소성 엘라스토머, 제1 엘라스토머 또는 제1 열경화성 수지 및 선택적 첨가제를 포함하거나 필수적으로 구성되는 제1 함침 재료로 함침되는 제1 부직포를 포함하거나 이로 구성되고, 그러나 강화 필라멘트는 없다. 상기 강화 필라멘트는 적어도 부분적으로 하나의 주어진 방향으로 배향되거나 그러한 배향이 직접 제공되도록 미리 배향된다. 함침 층(21)은 사용된 부직포에 강화 필라멘트가 없다는 조건하에 단계 i-4)에서 전술 한 임의의 절차에 의해 미리 준비될 수 있다.
단계 iii-2) 내에는 2개의 하위 변형이 있다: 제1 하위 변형은 단계 iii-2-a) 내지 iii-2-d)를 포함하고 제2 하위 변형은 단계 iii-2-e) 내지 iii-2-h)를 포함한다.
제1 하위 변형에서, 단계 iii-2-a)는 하나 이상의 추가 부직포(306, 307, 308) 및 하나의 추가의 열가소성 수지, 추가의 열가소성 엘라스토머, 추가의 엘라스토머 또는 추가의 열경화성 수지 및 상기 개략 된 선택적 첨가제를 포함하거나 본질적으로 구성되는 추가 함침 재료의 하나 이상의 추가 시트(406, 407, 408)를 제공하는 것이다. 여기에서, 추가 부직포(306, 307, 308)의 수는 추가 시트(406, 407, 408)의 수와 동일해야 하고, 벨트가 연속적으로 형성되기 때문에, 각각의 빌드-업 주기는 정확히 하나의 추가 부직포(306, 307, 308) 및 정확히 하나의 추가 시트(406, 407, 408)를 사용하여, 결합된 적층 복합재(7)에 접착되는 연속적인 추가 함침 층을 형성하기 때문이다. 이 숫자는 K로 지정된 정수이며 1 이상이어야 하며 임의로 높아질 수 있다. 그러나, 바람직하게는 K는 1 내지 5 범위이다.
단계 iii-2-b)에서 상기 추가 부직포(306) 중 하나, 상기 추가 시트(406) 중 하나 및 선택적으로 상기 필라멘트 층(53)이 제1 함침 층(21)의 일면에 인접하여 배열되어, 따라서, 필라멘트 층(53)이 제공되는 경우, 이는 한편으로는 상기 제1 함침 층(21) 사이에 그리고 다른 한편으로는 추가 부직포(306) 및 추가 시트(406)에 의해 샌드위치 된다. 바람직하게는, 추가 시트(406)에 의해 제공된 함침 재료의 부피 및 추가 부직포(306)의 단위 면적당 중량 및 두께 Dmp 및 재료 밀도가 선택되어, 추가 부직포(306)의 공극 체적이 추가 시트(406)로부터의 함침 재료로 채워질 수 있도록 한다 (상기 식 (7)을 사용한 계산 참조). 바람직하게는 여기서, 선택적 필라멘트 층(53)의 샌드위치는 필라멘트 층(53)의 일 측면에 제1 함침 층(21)이 있고 다른 측면에 추가 시트(406)가 있도록 하고, 추가 부직포(306)는 추가 시트(406) 상에 있고 필라멘트 층(53)으로부터 멀리 향한다. 이것은 열과 압력(바로 아래 참조)에 의한 동시 함침 및 접착 단계 iii-3-c) 동안 필라멘트 층(53)이 연화 된 함침 재료로 둘러싸여 있고 유지되도록 보장하며, 따라서 임의의 인접한 부직포에 의한 필라멘트 층(53)의 왜곡 또는 파괴를 방지한다.
iii-2-c) 단계에서, 열 및 압력의 사용과 동시에 추가 부직포(306)는 추가 시트(406)로부터의 함침 재료에 의해 함침 되어, 추가 함침 층(22)을 형성하도록 하고, 제1 함침 층(21), 선택적 샌드위치 필라멘트 층(53) 및 추가 함침 층(22)이 함께 결합되어; 결합된 적층 복합재(7)를 형성하도록 한다. 조건 및 장치는 단계 i-5-c)에서 위에 설명된 바와 같을 수 있다.
단계 iii-2-d)는 단계 iii-2-b) 및 iii-2-c) 위의 상기 결합된 적층 복합재(7)에 대해 K-1회 반복하는 것이며, 추가 부직포의 추가 쌍(307/407, 308/408) 및 추가 함침 재료의 추가 시트를 사용하고, 단, 단계 iii-2-b) 및 iii-2-c) 및 이들의 반복에서 필라멘트 층(53)은 총 정확히 1회 사용된다. 바람직하게는, 각각의 추가 시트(407, 408)에 의해 제공되는 함침 재료의 총 부피 및 각각의 대응하는 추가 부직포(307, 308)의 면적 및 두께 Dmp 및 재료 밀도 당 중량이 선택되어, 각각의 추가 부직포(307, 308)의 공극 체적이 각각의 추가 시트(407,408)로 부터의 함침 재료로 채워질 수 있도록 한다 (상기 식 (7)을 사용한 계산 참조). 여기서 다시, iii-2-b) 및 iii-2-c) 단계의 반복에서 필라멘트 층(53)이 사용된다면, 선택적인 필라멘트 층(53)의 샌드위치는 바람직하게는 필라멘트 층(53)의 일 측면에 결합된 적층 복합재(7)가 있고 다른 측면에 추가 시트(407 또는 408)가 있도록 하고, 추가 부직포(306 또는 307)는 추가 시트 (407 또는 408) 상에 있고 필라멘트 층(53)으로부터 멀리 향한다. 이 레이어 순서에 대한 이유는 위의 단계 iii-2-b)에 대해 제공된 것과 같다. K-1 반복을 수행하는 것은 K가 1 이상이기 때문에 0 반복을 의미할 수 있다. K = 1 인 경우, 필라멘트 층(53)은 단계 iii-2-b) 및 iii-2-c) 자체에서 사용되어야 한다.
함침(들)이 A- 또는 B- 단계에서 열경화성 수지를 포함하는 함침 재료로 구성되는 경우, iii-2-c) 단계 이후 (K=1 인 경우) 또는 단계 iii-2-b) 및 iii-2-c)의 마지막 반복 동안 (K>1 인 경우) 여기서 최종 C 단계까지 경화가 허용될 수 있다.
제2 하위 변형 단계 iii-2-e)에서 하나 이상의 추가 함침 층(22, 23, 24, 25)을 제공하고, 각각은 추가의 열가소성 수지, 추가의 열가소성 엘라스토머, 추가의 엘라스토머 또는 추가의 열경화성 수지 및 선택적 첨가제를 포함하거나 본질적으로 구성되는 추가의 함침 재료로 함침되는 추가의 부직포를 포함하거나 이로 구성된다. 이 하위 변형은 도 3의 iii)에 직접 표시되지 않지만 도 3에 표시된 변형 i)에서 함침 된 추가 층(22, 23, 24, 25)을 제공하는 것과 유사하다. 이러한 추가 함침 층(22, 23, 24, 25)은 단계 i-4)에 대해 위에서 설명한 임의의 절차에 의해 미리 준비되었을 수 있다. 이러한 모든 추가 함침 층은 다시 보강 필라멘트가 없는데, 그 이유는 벨트가 필라멘트 층(53)인 전체 보강 필라멘트의 한 층만 포함하기 때문이다. 제공된 추가 함침 층의 수는 다시 K로 지정되며, 이는 적어도 1이어야 하며 임의로 높아질 수 있는 정수이다. 그러나 바람직하게는 K는 1 내지 5 범위이다.
단계 iii-2-f)에서 하나의 추가 함침 층(22)이 제1 함침 층(21)의 일 측면에 인접하게 배열되고, 따라서, 필라멘트 층(53)이 또한 제공되는 경우, 이는 한편으로는 제1 함침 층(21)과 다른 한편으로는 제2 함침 층(22) 사이에 끼워진다.
단계 iii-2-g)에서, 결합된 적층 복합재(7)를 형성하도록, 제1 함침 층(21), 선택적 샌드위치 형 필라멘트 층(53) 및 추가 함침 층(21)은 열 및 압력을 사용하여 함께 결합된다. 조건 및 장치는 단계 i-5-c)에서 위에 설명된 바와 같을 수 있다.
단계 iii-2-h)는 단계 iii-2-f) 및 iii-2-g) 위의 상기 결합된 적층 복합재(7)에 대해 K-1회 반복하는 것이며, 각각의 반복에서 상기 추가 함침 층(23,24,25) 중 하나를 사용하고, 단, 단계 iii-2-f) 및 iii-2-g) 및 이들의 반복에서 필라멘트 층(53)은 총 정확히 1회 사용된다. 이것은 다시 전체 벨트에 단 하나의 보강 필라멘트 층, 즉 필라멘트 층(53)을 갖는 관점에서 볼 수 있다. K-1 반복을 수행하는 것은 K가 1 이상이기 때문에 0 반복을 의미할 수 있다. 이러한 경우 K = 1 인 경우, 필라멘트 층(53)은 단계 iii-2-f) 및 iii-2-g)에서 사용되어야 한다. 단계 iii-2-g) 이후 (K=1 인 경우) 또는 단계 iii-2-f) 및 iii-2-g)의 마지막 반복 동안 (K>1 인 경우), 함침(들)이 A- 또는 B- 단계에서 열경화성 수지를 포함하는 함침 재료로 구성되는 경우, 최종 C 단계까지 경화가 여기에서 일어날 수 있다.
도 3의 제3 변형 iii)에서, 필라멘트 층(53)은 바람직하게는 사용하는 동안 벨트 카커스로부터 절단된 선형 벨트의 중립 평면 또는 근처에 있는 샌드위치 형 필라멘트 층(53)을 제공할 순차적 빌드 업 단계에서 사용되고, 위의 i-5) 단계에 설명된 이유를 위한 것이다.
본 발명의 모든 공정 변형에서, 초기 필라멘트 층(51, 52, 53)에 존재했던 필라멘트 배향은 벨트의 길이 방향, 즉 벨트의 이동 방향을 구성할 것이다. 이는, 본 발명에 따라 형성된 벨트가 원하는 벨트 폭만큼 이격 된 2개의 측면을 갖는 것과 같은 크기로 절단되어야 하는 경우, 그 다음 이러한 측면 절단은 상기 필라멘트 배향에 평행하도록 수행되어야 하고, 여기서 상기 필라멘트 방향은 상기 벨트의 이동 방향을 형성할 것이다.
도 3의 3가지 변형 i), ii) 및 iii) 모두에서 인접한 층은 접착제의 공동 사용 없이 열과 압력에 의해 함께 결합될 수 있다. 이는 함께 결합될 함침이 화학적으로 호환되는 열가소성 수지 또는 열가소성 엘라스토머로 만들어진 경우 특히 가능하다. 또는 접착제 또는 프라이머(primer)를 사용하여 화학적으로 호환되지 않는 2개의 함침을 함께 결합할 수 있다.
본 발명의 벨트 카커스는 주어진 길이 및 폭의 선형 컨베이어 벨트, 기계 테이프, 동력 전달 벨트 또는 스핀들 테이프를 절단, 스탬핑 또는 펀칭 하는데 적합하다. 또한 회전하는 이송 디스크 또는 코너 벨트를 절단, 스탬핑 또는 펀칭 하는데 적합하다. 선형 벨트의 경우, 절단이 이루어져서 본 발명의 벨트 카커스의 필라멘트 층에 있는 보강 필라멘트가 적어도 부분적으로 연장되는 주어진 방향은 선형 벨트의 길이 방향 이동 방향이 되도록 한다. 여기서, 필라멘트 층의 형상은 보강 필라멘트가 상기 식 (1)을 충족하는 경우 임의의 형상일 수 있다. 원형 디스크 또는 코너 벨트의 경우, 벨트 카커스에 정사각형 메쉬 격자 형태의 필라멘트 층이 포함되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 벨트 카커스 또는 그 곳으로부터 수득 된 벨트 또는 디스크는 선택적으로 화학적 저항성, 항균성, 소수성, 다양한 마찰 계수, 또는 이들의 조합 등과 같은, 벨트 또는 벨트 카커스에 적절한 유리한 특성을 부여하는 상부 커버 층으로 추가로 코팅될 수 있다. 이 상부 커버 층은 바람직하게는 함께 결합될 재료와 상용 성인 폴리 우레탄, 고무, 고무 혼합물 및 페놀-포름알데히드 수지와 같은 열경화성 (가교) 접착제를 사용하여 그로부터 수득 된 벨트 카커스 또는 벨트에 접착될 수 있다. 대안으로 또는 그에 추가하여, 벨트 카커스 또는 벨트의 가장 바깥 쪽 함침 된 층의 표면 (운반되는 물품을 향하는 표면)은 표면 특성, 특히 개별적인 응용에 필요한 접착 및/또는 마찰 특성을 부여하는 엠보싱 또는 표면 프로파일링에 의해 제공될 수 있다. 이러한 엠보싱 또는 프로파일링은 특히 상이한 정적 마찰 계수를 갖는 별개의 종 방향으로 달리는 표면 섹션의 제공을 수반할 수 있으며, 상기 표면 섹션은 서로 인접한 벨트의 횡단 방향으로 배열된다. 이러한 상부 커버 층 및 프로파일링 또는 엠보싱의 적용은 통상적이며 당업자에게 잘 알려져 있다.
본 발명의 벨트는 핫멜트(hotmelt) 접착제 또는 그러한 핫멜트 접착제의 공동 사용으로서 하나 이상의 함침 된 층으로부터 열가소성 수지 또는 열가소성 엘라스토머 재료를 사용하여 기계적 접합 또는 핑거드(fingered) 접합 기술과 같은 당업계에 공지된 임의의 단부 접합 기술을 사용하여 무한하게 제조될 수 있다.
본 발명의 벨트는 컨베이어 벨트, 기계 테이프, 동력 전달 벨트 또는 스핀들 테이프와 같은 종래 기술의 벨트가 사용된 임의의 운반 용도에 사용될 수 있다.
그러나 첫 번째로 선호되는 응용 분야는 소위 "이송 벨트"이다. 이것은 하나의 첫 번째 메인 벨트에서 근처의 다른 메인 벨트로 상품을 전달하지만 첫 번째 메인 벨트에 바로 인접하지는 않는 벨트이다. 이를 위해, 이송 벨트는 일반적으로 소위 "이송 꼬리"의 형태로 두 개의 끝을 가진 운반 지지대에 장착되고, 윗면에 극히 작은 직경의 풀리, 또는 전달 벨트가 상기 메인 벨트로부터 매우 가까울 때까지 물품을 운반할 수 있도록 하는 노즈바(nosebar)만을 갖는 벨트 전환점이다.
두 번째로 선호되는 응용 분야는 소위 "코너 벨트(corner belts)"이다. 이것은 주어진 단면 각도 b의 원호 섹션으로 원형 벨트가 본 발명의 벨트 카커스에서 절단되고, 원호 섹션의 끝이 결합되어 무한 코너 벨트를 만드는 애플리케이션이다. 완성된 코너 벨트는 원호를 따라 이동하는 원형 벨트 이동 방향을 가지며 경로 길이는 b/2를 곱한 원호의 반경에 가깝다. 예를 들어 벨트 카커스에서 b = π (= 180 °)이고 반경 r이 지정된 원호 섹션을 절단하고 끝을 연결하면 경로 길이가 π/2 * r에 가까운 원형 코너 벨트가 제공된다. 이러한 적용을 위해, 본 발명의 벨트 카커스는 바람직하게는 정사각형 메시를 갖는 웹 형태의 하나의 필라멘트 층을 함유할 것이다.

Claims (14)

1개 또는 2개 이상의 함침 층(21, 22, 23, 24, 25)들을 포함하는 벨트 카커스(1)에 있어서,
i. 각 함침 층(21,22,23,24,25)은, 부직포(3, 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308), 및 제1 열가소성 수지, 제1 열가소성 엘라스토머, 제1 엘라스토머 또는 제1 열경화성 수지 및 선택적 첨가제들을 포함하거나 이들로 본질적으로 구성되는 함침 재료(4, 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407, 408)를 포함하거나 이들로 본질적으로 구성되고; 각 부직포는 함침으로 완전히 채워지고, 이러한 함침 층(21, 22, 23, 24, 25)들이 2개 이상 있으면 이러한 함침층들은 서로 인접하고,
ii. 상기 벨트 카커스(1)가 하나 이상의 이러한 함침 층(21, 22, 23, 24, 25)을 포함하는 경우, 서로 엇갈리거나 얽혀 있지 않고 각각 직선이고 곡률이 없는 하나 이상의 서브섹션을 각각 가지고 하나의 주어진 방향으로 부분적으로 연장하고 하나의 필라멘트 층(51)의 형태인 보강 필라멘트들은 상기 함침 층(21)들 중 정확히 하나의 함침 층의 부직포(3)에 매립되거나;
상기 벨트 카커스(1)가 2개 이상의 이러한 함침 층(21, 22, 23, 24, 25)들을 포함하는 경우, 서로 엇갈리거나 얽혀 있지 않고 각각 직선이고 곡률이 없는 하나 이상의 서브섹션을 각각 가지고 하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장하고 정확히 하나의 필라멘트 층(52, 53)의 형태인 보강 필라멘트들은 2개의 인접한 이러한 함침 층(21/22, 24/25)들 사이에 끼워지고,
iii. 직물이 없고,
상기 하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장하는 것은 공식 (1)에 따라 전체 벨트에 보유된 모든 보강 필라멘트들로부터 계산된 몫 r이 적어도 0.5인 것을 의미하고,
상기 공식 (1)에서, Lik (m 단위)는 i번째 필라멘트의 k번째 직선 서브섹션의 길이이고, ρik (g/m3 단위)는 i번째 필라멘트의 k번째 직선 서브섹션의 재료의 밀도이고, cos(αik)는 상기 하나의 주어진 방향에 대한 i번째 필라멘트의 상기 k번째 직선 서브섹션이 갖는 각도의 코사인이고, Tik (g/m 단위)는 i번째 필라멘트의 상기 k번째 직선 서브섹션의 선형 밀도이고, k의 합은 i번째 필라멘트의 모든 K 직선 서브섹션들에 걸쳐 있고, i의 합계는 상기 벨트에 보유된 모든 I 강화 필라멘트들에 걸쳐 있는 것을 특징으로 하는 벨트 카커스(1).
공식 (1).
제1항에 있어서,
상기 필라멘트 층(51)은 상기 함침 층(21)들 중 정확히 하나의 함침 층의 부직포(들)에 매립되고, 1개 내지 8개의 함침 층(21, 22, 23, 24, 25)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트 카커스(1).
제1항에 있어서,
상기 필라멘트 층(52, 53)은 2개의 인접한 함침 층(21/22, 24/25)들 사이에 끼워지고 2개 내지 8개의 함침 층(21, 22, 23, 24, 25)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트 카커스(1).
제1항에 있어서,
상기 필라멘트 층(51, 52, 53)은 제1 어레이의 평행한 보강 필라멘트들 형태의 보강 필라멘트들을 포함하는 벨트 카커스(1).
제4항에 있어서,
상기 필라멘트 층(51, 52, 53)은 상기 제1 어레이의 필라멘트들에 수직으로 이어지는 제2 어레이의 평행한 보강 필라멘트들을 더 포함하는 벨트 카커스(1).
제1항에 있어서,
상기 필라멘트 층(51, 52, 53)은 정사각형 또는 직사각형 메쉬들을 가지는 일 격자의 보강 필라멘트들 형태인 벨트 카커스(1).
제1항에 있어서,
상기 필라멘트 층(51, 52, 53)은 마름모꼴 메쉬들을 가지는 격자 형태인 벨트 카커스(1).
제1항에 있어서,
모든 함침 층(7, 21, 22, 23, 24, 25)들은 동일한 함침 재료를 보유하는 것, 또는 상기 함침 층(7, 21, 22, 23, 24, 25)들은 다른 함침 재료들을 보유하는 것을 특징으로 하는 벨트 카커스(1).
보강 필라멘트들이 적어도 부분적으로 연장하는 상기 하나의 주어진 방향이 절단된 상기 선형 벨트의 길이 방향이도록 상기 벨트 카커스 중에서 원하는 폭과 길이의 선형 벨트를 절단함으로써 제1항의 벨트 카커스로부터 얻을 수 있는 선형 벨트.
제6항의 벨트 카커스로부터 원형 단면을 절단함으로써 얻을 수 있는 코너 벨트에 있어서, 상기 필라멘트 층(51, 52, 53)은 정사각형 메쉬들을 갖는 일 격자의 보강 필라멘트들 형태인 코너 벨트.
하나 이상의 함침 층(21, 22, 23, 24, 25)을 포함하는 제1항의 벨트 카커스의 제조를 위한 방법에 있어서,
i-1) 제1 부직포 서브 층(31), 제2 부직포 서브 층(32), 및 필라멘트 층(51) 형태의 보강 필라멘트들을 제공하는 단계 - 서로 엇갈리거나 얽혀 있지 않고 각각 직선이고 곡률이 없는 하나 이상의 서브섹션을 가지는 상기 보강 필라멘트들은 하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장함 -;
i-2) 상기 필라멘트 층(51)을 상기 제2 부직포 서브 층(32) 위에 배열하고 상기 제1 부직포 서브 층(31)을 상기 필라멘트 층(51) 위에 배열하는 단계;
(i-3) 서로 엇갈리거나 얽혀 있지 않고 각각 직선이고 곡률이 없는 하나 이상의 서브 섹션을 가지고 상기 하나의 주어진 필라멘트 방향으로 적어도 부분적으로 연장하는 내장된 보강 필라멘트(51)들을 갖는 제1 부직포(3)를 형성하기 위해, 제1 부직포 서브 층(31) 및 제2 부직포 서브 층(32)을 함께 결합하는 단계;
(i-4) 필라멘트 층(51)이 매립된 제1 함침 층(21)을 형성하기 위해, 제1 열가소성 수지, 제1 열가소성 엘라스토머, 제1 엘라스토머 또는 제1 열경화성 수지 및 선택적 첨가제들을 포함하거나 이들로 본질적으로 구성되는 제1 함침 재료(4)로 상기 제1 부직포(3)를 함침시키는 단계;
i-5) 단계 i-1) 내지 i-4)와 선택적으로 그리고 독립적으로, 아래 단계 중 어느 하나인 단계 -,
i-5-a) 하나 이상의 추가 부직포(303, 304, 305), 및 추가 열가소성 수지, 추가 열가소성 엘라스토머, 추가 엘라스토머 또는 추가 열경화성 수지 및 선택적 첨가제들을 포함하거나 이들로 본질적으로 구성된 추가 함침 재료의 하나 이상의 추가 시트(403, 404, 405)를 제공하는 단계;
i-5-b) 임의의 부직포에 바로 인접하게 적어도 하나의 추가 시트가 있고, 임의의 추가 시트에 바로 인접하게 적어도 하나의 추가 부직포가 있도록, 상기 하나 이상의 추가 부직포(303, 304, 305) 및 상기 하나 이상의 추가 시트(403, 404, 405)를 상기 제1 함침 층(21)에 인접하게 그리고 서로에 대해 인접하게 배열하는 단계;
i-5-c) 개별적인 함침 층(21, 22, 23, 24, 25)을 형성하기 위해, 열 및 압력을 동시에 사용하여 임의의 추가 부직포에 바로 인접한 상기 적어도 하나의 추가 시트로부터 재료를 함침함으로써 상기 임의의 추가 부직포를 함침하고; 및 임의의 이러한 함침 층(21, 22, 23, 24, 25)들 및 상기 제1 함침 층(21)을 함께 결합하는 단계;
또는,
i-5-d) 하나 이상의 추가 함침 층(22, 23, 24, 25)을 제공하는 단계 - 각 추가 함침 층은, 추가 열가소성 수지, 추가 열가소성 엘라스토머, 추가 엘라스토머 또는 추가 열경화성 수지 및 선택적 첨가제들을 포함하거나 이들로 본질적으로 구성된 추가 함침 재료로 함침된 추가 부직포를 포함하거나 상기 추가 부직포로 구성되고, 보강 필라멘트들은 없음 -;
i-5-e) 상기 제1 함침 층(21)에 인접하게 그리고 서로에 대해 인접하게 상기 하나 이상의 추가 함침 층(22, 23, 24, 25)을 배열하는 단계; 및 열 및 압력을 사용하여 임의의 이러한 추가 함침 층(21, 22, 23, 24, 25) 및 상기 제1 함침 층(21)을 함께 결합하는 단계;
를 포함하고,
상기 하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장하는 것은 제1항에서 규정된 것과 동일한 의미를 갖는 방법.
2개 이상의 함침 층(21, 22, 23, 24, 25)들을 포함하는 제1항의 벨트 카커스의 제조를 위한 방법에 있어서,
ii-1) 제1 부직포(301)와, 제2 부직포(302)와, 제1 열가소성 수지, 제1 열가소성 엘라스토머, 제1 엘라스토머 또는 제1 열경화성 수지 및 선택적 첨가제들을 포함하거나 이들로 본질적으로 구성된 제1 함침 재료의 제1 시트(401)와, 제2 열가소성 수지, 제2 열가소성 엘라스토머, 제2 엘라스토머 또는 제2 열경화성 수지 및 선택적 첨가제들을 포함하거나 이들로 본질적으로 구성되는 제2 함침 재료의 제2 시트(402)와, 필라멘트 층(52) 형태의 보강 필라멘트들을 제공하는 단계 - 서로 엇갈리거나 얽혀 있지 않고 각각 직선이고 곡률이 없는 하나 이상의 서브섹션을 가지는 상기 보강 필라멘트들은 하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장함 -;
ii-2) 한편에 있는 제1 부직포(301) 및 제1 시트(401)와, 다른 한편에 있는 제2 부직포(302) 및 제2 시트(402)에 사이에 상기 필라멘트 층(52)을 끼우도록, 상기 필라멘트 층(52)의 일 측 상에 상기 제1 부직포(301) 및 상기 제1 시트(401)가 있고 상기 필라멘트 층(52)의 타 측 상에 상기 제2 부직포(302) 및 상기 제2 시트(402)가 있도록, 상기 필라멘트 층(52), 상기 제1 부직포(301), 상기 제2 부직포(302), 상기 제1 시트(401) 및 상기 제2 시트(402)를 서로에 대해 인접하게 배열하는 단계 - 상기 제1 시트(401) 및 상기 제2 시트(402)는 상기 필라멘트 층(52)을 향하고, 상기 제1 부직포(301) 및 상기 제2 부직포(302)는 제1 시트(401)/필라멘트 층(52)/제2 시트(402)의 조합을 끼워서 적층 복합재(6)를 형성함 -;
ii-3) 단계 ii-1) 내지 ii-2)와 선택적으로 그리고 독립적으로, 아래 단계 중 어느 하나인 단계 -,
ii-3-a) 하나 이상의 추가 부직포(303, 304, 305), 및 추가 열가소성 수지, 추가 열가소성 엘라스토머, 추가 엘라스토머 또는 추가 열경화성 수지 및 선택적 첨가제들을 포함하거나 이들로 본질적으로 구성되는 추가 함침 재료의 하나 이상의 추가 시트(403, 404, 405)를 제공하는 단계;
ii-3-b) 임의의 부직포에 바로 인접하게 적어도 하나의 추가 시트가 있고 임의의 추가 시트에 바로 인접하게 적어도 하나의 추가 부직포가 있도록, 상기 하나 이상의 추가 부직포(303, 304, 305) 및 상기 하나 이상의 추가 시트(403, 404, 405)를 상기 적층 복합재(6)에 인접하게 그리고 서로에 대해 인접하게 배열하는 단계;
ii-3-c) 개별적인 함침 층(21 또는 22 또는 23 또는 24 또는 25 각각)을 형성하기 위해, 열 및 압력을 동시에 사용하여 부직포(401 또는 402 또는 403 또는 404 또는 405 각각)에 바로 인접하게 적어도 하나의 추가 시트로부터 재료를 함침함으로써 임의의 부직포(301 또는 302 또는 303 또는 304 또는 305 각각)를 함침 시키고; 이러한 모든 함침 층(21, 22, 23, 24, 25)들 및 상기 적층 복합재(6)를 함께 결합하는 단계;
또는,
ii-3-d) 하나 이상의 추가 함침 층(22, 23, 24, 25)을 제공하는 단계 - 각 추가 함침 층은, 추가 열가소성 수지, 추가 열가소성 엘라스토머, 추가 엘라스토머 또는 추가 열경화성 수지 및 선택적 첨가제들을 포함하거나 이들로 본질적으로 구성된 추가 함침 재료로 함침된 추가 부직포를 포함하거나 상기 추가 부직포로 구성되고, 보강 필라멘트들은 없음-;
ii-3-e) 상기 적층 복합재(6)에 인접하게 그리고 서로에 대해 인접하게 상기 하나 이상의 추가 함침 층(22, 23, 24, 25)을 배열하는 단계;
ii-3-f) 열 및 압력을 사용하여 임의의 이러한 추가 함침 층(21, 22, 23, 24, 25)들 및 상기 적층 복합재(6)를 함께 결합하는 단계;
를 포함하고,
상기 필라멘트 방향은 상기 벨트의 이동 방향을 형성하고,
상기 하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장하는 것은 제1항에서 규정된 것과 동일한 의미를 갖는 방법.
2개 이상의 함침 층(21, 22, 23, 24, 25)들을 포함하는 제1항의 벨트 카커스의 제조를 위한 방법에 있어서,
iii-1) 필라멘트 층(53) 형태로 보강 필라멘트들을 제공하는 단계 - 서로 엇갈리거나 얽혀 있지 않고 각각 직선이고 곡률이 없는 하나 이상의 서브섹션을 가지는 상기 보강 필라멘트들은 하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장하고, 하나의 제1 함침 층(21)은, 제1 열가소성 수지, 제1 열가소성 엘라스토머, 제1 엘라스토머 또는 제1 열경화성 수지 및 선택적 첨가제들을 포함하거나 이들로 본질적으로 구성된 제1 함침 재료로 함침되는 제1 부직포를 포함하거나 상기 제1 부직포로 구성되고, 보강 필라멘트들은 없음 -;
iii-2) 아래 단계 중 어느 하나인 단계,
iii-2-a) 하나 이상의 추가 부직포(306, 307, 308), 및 추가 열가소성 수지, 추가 열가소성 엘라스토머, 추가 엘라스토머 또는 추가 열경화성 수지 및 선택적 첨가제들을 포함하거나 이들로 구성된 추가 함침 재료의 하나 이상의 추가 시트(406, 407, 408)를 제공하는 단계 - 추가 부직포(306, 307, 308)의 수는 추가 시트(406, 407, 408)의 수와 동일하고 이는 K로 지정됨 -;
iii-2-b) 상기 선택적인 필라멘트 층(53)이 제공되는 경우, 상기 선택적인 필라멘트 층(53)이 한편에 있는 상기 제1 함침 층(21)과 다른 한편에 있는 추가 부직포(306) 및 추가 시트(406)에 의해 끼워지도록, 상기 필라멘트 층(53)의 일 측 상에 상기 제1 함침 층(21)이 있고 상기 필라멘트 층(53)의 타 측 상에 상기 추가 시트(406)가 있도록, 그리고 상기 추가 부직포(306)가 상기 추가 시트(406) 상에 있으며 상기 필라멘트 층(53)으로부터 향하도록, 하나의 추가 부직포(306), 하나의 추가 시트(406) 및 선택적으로 상기 필라멘트 층(53)을 제1 함침 층(21)의 일 측 상에 그리고 상기 제1 함침 층(21)에 인접하게 배열하는 단계;
iii-2-c) 추가 함침 층(22)을 형성하기 위해, 열 및 압력을 동시에 사용하여, 상기 추가 시트(406)로부터 재료를 함침함으로써 상기 추가 부직포(306)를 함침하고, 결합된 적층 복합재(7)를 형성하기 위해 제1 함침 층(21), 선택적인 끼워진 필라멘트 층(53) 및 추가 함침 층(22)을 함께 결합하는 단계;
iii-2-d) 또 다른 추가 쌍(307/407, 308,408)들의 또 다른 추가 부직포, 및 또 다른 추가 열가소성 수지, 또 다른 추가 열가소성 엘라스토머, 또 다른 추가 엘라스토머 또는 또 다른 추가 열경화성 수지 및 선택적 첨가제들의 추가 시트를 사용하여, 상기 결합된 적층 복합체(7) 상에서 단계 iii-2-b) 및 단계 iii-2-c)를 K-1회 반복하는 단계 - 단계 iii-2-b) 및 단계 iii-2-c)에서 그리고 이들의 반복들에서 상기 필라멘트 층(53)은 정확히 총 1회 사용됨 -;
또는,
iii-2-e) 하나 이상의 추가 함침 층(22, 23, 24, 25)을 제공하는 단계 - 각 추가 함침 층은, 추가 열가소성 수지, 추가 열가소성 엘라스토머, 추가 엘라스토머 또는 추가 열경화성 수지 및 선택적 첨가제들을 포함하거나 이들로 본질적으로 구성되는 추가 함침 재료로 함침되는 추가 부직포를 포함하거나 상기 추가 부직포로 구성되고, 추가 함침 층(22, 23, 24, 25)의 수는 K로 지정됨 -;
iii-2-f) 상기 선택적인 필라멘트 층(53)이 제공되는 경우, 상기 선택적인 필라멘트 층(53)이 한편에 있는 상기 제1 함침 층(21) 및 다른 한편에 있는 하나의 추가 함침 층(22) 사이에 끼워지도록, 상기 추가 함침 층(22, 23, 24, 25)(들) 중 상기 하나의 추가 함침 층(22)을 상기 제1 함침 층(21)의 일 측 상에 그리고 상기 제1 함침 층(21)에 인접하게 배열하는 단계 -;
iii-2-g) 결합된 층상 복합재(7)를 형성하기 위해, 열 및 압력을 사용하여, 제1 함침 층(21), 선택적인 끼워진 필라멘트 층(53) 및 상기 하나의 추가 함침 층(22)을 함께 결합하는 단계;
iii-2-h) 상기 결합된 적층 복합체(7) 상에서 단계 iii-2-f) 및 단계 iii-2-g)를 K-1회 반복하는 단계 - 단계 iii-2-f) 및 단계 iii-2-g)에서 그리고 이들의 반복들에서 상기 필라멘트 층(53)은 정확히 총 1회 사용됨 -;
를 포함하고,
상기 하나의 주어진 방향으로 적어도 부분적으로 연장하는 것은 제1항에서 규정된 것과 동일한 의미를 갖는 방법.
제9항에 있어서,
상기 선형 벨트는 이송 벨트, 컨베이어 벨트, 기계 테이프, 동력 전달 벨트 또는 스핀들 테이프인 선형 벨트.
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