專利名稱：用于制造含短纖維的橡膠板的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造動力傳送帶的橡膠板，更具體而言，涉及含短加強纖維的橡膠板。本發(fā)明旨在提供用于制造這種橡膠板的方法和裝置。
背景技術(shù)：
人們公知，采用其中嵌有短加強纖維的橡膠來形成一層或多層動力傳送帶。人們還公知，將短纖維與未硫化橡膠混合，并將該含有纖維的未硫化橡膠置于一對以不同轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)的砑光輥之間。通過該機構(gòu)，纖維長度基本上都定向為橡膠經(jīng)過所述協(xié)同運轉(zhuǎn)輥的前進方向。然后，所獲得的板材按照其將構(gòu)成的特定帶的構(gòu)造而被切割為一定寬度，并形成卷狀放置。為了形成所需厚度，將所述板材和一塊或多塊類似的板材和/或其它組分層壓在一起。所述板材中的纖維被這樣定向，使纖維長度沿所述板材將組成的帶的寬度方向延伸，以增強其橫向穩(wěn)定性。
在制造過程中，所述帶的組成部分/層通常被連續(xù)地纏繞在一滾筒上。更具體而言，傳統(tǒng)的V形肋狀動力傳送帶或毛邊V形帶的制造過程按如下方式實施。將一片或多片覆蓋帆布及襯墊橡膠層纏繞在柱狀成型滾筒的外表面上。環(huán)繞該襯墊橡膠層螺線形地纏繞著載重繩。隨后，纏繞一層或多層壓縮橡膠層，從而完成被硫化的帶套筒的初加工。典型的，帶壓縮部分的厚度由三至四層這種層壓層限定。可將一層或多層其中嵌有所述纖維的所述板材纏繞在所述成型滾筒上，從而使所述壓縮部分或其它部分具備所需的厚度。
一個實際問題是，為了使采用上述方法的短纖維一致定向，所述板材必須相對較薄。為獲得特定板材/層的所需厚度，最終需要將大量板材疊置起來。結(jié)果，由于必須將多層其中嵌有短纖維的橡膠材料板/層層壓在一起，可能使工藝變得復(fù)雜。
為了避免這個問題，已知采用一種使用脹形模的擠壓工藝來形成具有一致定向的短纖維的基本上較厚的橡膠板材。在日本已審查專利申請公開文件NO.9847/1994中披露了一種示范性的脹形模。其中，脹形模具有一環(huán)形脹形空間，在輸入位置與輸出位置之間該空間的直徑增加。該空間的寬度也在所述輸入位置和所述輸出位置之間變化。更具體而言，輸入位置處的寬度較中間位置處的寬度窄。輸出位置處的寬度小于中間位置處的寬度且大于輸入位置處的寬度。
日本未審專利申請公開文件NO.106602/1994披露了一種裝置，其中，當(dāng)從一模具中輸出一圓筒狀彈性體型材時，用一切割裝置連續(xù)地切斷含沿圓周方向定向的短纖維的所述圓筒狀彈性體型材。采用這種機構(gòu)，可連續(xù)地形成一種軸向切割，從而允許將該圓筒狀型材制成為平板材。向位于模具與切割裝置之間的圓筒狀型材吹送空氣，以有效地冷卻該圓筒狀型材。這種冷卻處理可防止該圓筒狀型材沿圓周方向收縮，而由于這種收縮不一致，這會擾亂纖維的定向。通過保持板材切割端與其中央位置之間的距離相等，可避免卷邊問題。
在這種傳統(tǒng)的脹形模裝置中，可利用以下方面來對定向比進行三維調(diào)節(jié)a)控制輸入位置與中間位置以及中間位置與輸出位置之間的空間寬度比，b)輸入位置與輸出位置的半徑，以及c)截面積。由于定向比受到流動壓力的控制，而流動壓力又取決于模具形狀，因此，僅通過改變模具就可改變定向比。
在上述現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，橡膠流在供給圓筒與脹形模之間由水平方向轉(zhuǎn)向至垂直方向。由于脹形模的軸定向為垂直方向，因此內(nèi)應(yīng)變例如偏移相對較小。結(jié)果，在該脹形模內(nèi)經(jīng)擠壓出的圓筒狀型材的厚度可保持一致。但是，上述構(gòu)造仍具有一些缺點。
現(xiàn)有技術(shù)采用一種十字頭結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將所引入流分開地引入脹形模內(nèi)，以實現(xiàn)沿圓周一致地分配所述材料。相應(yīng)地，在分流點處就形成了一條結(jié)合線。該分流匯合在位于沿直徑相對位置的第二結(jié)合線處。位于該第二結(jié)合線處的聚合將使那里的纖維隨意取向，從而可能會產(chǎn)生不均勻的厚度。
優(yōu)選地，在該結(jié)合線處軸向地切割所輸出的圓筒狀型材，隨后將其再形成板，并繞一輥A卷繞該板，如圖5所示。圖5中邊緣B，B’在切割點C與輥A所處的位置之間相對于垂直線以角度α，α’擴張，該邊緣B，B’界定了切割裝置C。相應(yīng)地，一部分圓筒狀型材被明顯地垂直拉緊，而其它部分例如沿直徑與切割位置相對的那些部分基本上沒有被垂直拉緊。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)位于切割位置和該邊緣B，B’與該輥A相接合的位置E，E’之間的該邊緣B，B’的長度D，D’超過某定值時，該圓筒狀型材的伸長會成為一種永久變形，從而使所完成的板材發(fā)生卷邊現(xiàn)象。
發(fā)明概述在一種形式中，本發(fā)明涉及一種用于制造含短纖維的橡膠板的方法。該方法包括步驟將短纖維混合在一種可流動膠料里；將其內(nèi)包含纖維的該可流動膠料成形為具有一圓周長度的圓筒狀型材；使該圓周長度的一部分與該圓筒狀型材分離；以及將帶有斷開部分的圓筒狀型材形成板形。
成形該膠料的步驟包括定向該短纖維，以使該短纖維長度在該圓筒狀型材內(nèi)沿圓周方向延伸。
將該圓筒狀型材形成板形的步驟包括在使該圓周長度的一部分與該圓筒狀型材分離的同時，連續(xù)地將該圓筒狀型材形成板形。
成形該可流動膠料的步驟包括在一種環(huán)形脹形模內(nèi)擠壓該可流動膠料。
在一種形式中，該圓筒狀型材具有第一軸，以及成形該可流動膠料的步驟包括將該可流動膠料沿基本上垂直于該第一軸的方向引入一環(huán)形模內(nèi)。
成形該可流動膠料的步驟包括使該可流動膠料繞該第一軸沿周向相反的方向流動，并匯合在一結(jié)合線處，以及該分離一部分圓筒狀型材的步驟包括分離包含該結(jié)合線的部分。
成形該可流動膠料的步驟包括經(jīng)由一種擠壓螺桿使該可流動膠料前進，該擠壓螺桿具有與該第一軸基本垂直的第二軸。
成形該可流動膠料的步驟包括在具有一錐形的環(huán)狀脹形模內(nèi)擠壓該可流動膠料。
該方法可還包括對一部分圓筒狀型材進行再加工，以形成一部分包括短纖維的橡膠板的步驟。
分離一部分圓筒狀型材的步驟包括分離這樣的一部分圓筒狀型材，該部分位于沿圓周隔開的兩端之間，該結(jié)合線位于該兩隔開端之間且距離每個圓周隔開端一定的圓周寬度。
在一種形式中，該分離的一部分圓周長度為總圓周長度的5-25％。
在一種形式中，該圓筒狀型材具有第一軸，該板材具有一邊緣，該邊緣形成在分離該部分的位置，以及將該圓筒狀型材形成板的步驟包括拉伸該圓筒狀型材，使該圓筒狀型材的邊緣處沿該第一軸具有伸長率E1，該圓筒狀型材的周向離開該邊緣的一位置處沿該第一軸具有伸長率E2，同時E1-E2在0-5范圍內(nèi)。
在一種形式中，將該可流動膠料成形為圓筒狀型材的步驟包括將該可流動膠料成形為具有沿垂直方向延伸的第一軸的圓筒狀型材。
分離一部分圓筒狀型材的步驟包括在分離該部分圓筒狀型材的同時，沿圓周方向張緊該圓筒狀型材。
該圓筒狀型材的張緊可包括將一種壓縮流體導(dǎo)向一徑向內(nèi)襯面。
該方法還包括在分離該部分圓筒狀型材的同時，冷卻該圓筒狀型材的步驟。
在一種形式中，該圓筒狀型材包括一徑向內(nèi)襯面及一徑向外襯面，以及冷卻該圓筒狀型材的步驟包括向該徑向內(nèi)襯面噴射冷卻流體的步驟。
該冷卻流體為空氣和壓縮氣體中的至少一種。
該方法還包括冷卻該環(huán)狀脹形模的步驟。
在一種形式中，該脹形模包括第一部件和環(huán)繞該第一部件的相配合第二部件，以及冷卻該環(huán)狀脹形模的步驟包括使一種冷卻流體通過該第一部件與第二部件中至少之一。
分離一部分圓筒狀型材的步驟包括使用刮刀、激光刀、加熱刀以及超聲波振動刀中的一種切割該圓筒狀型材。
該方法還包括在形成板形的同時，將該板形連續(xù)卷繞在輥上的步驟。
本發(fā)明還涉及一種用于制造含短纖維的橡膠板的裝置，該每個短纖維都具有一定長度，該裝置包括第一空間，可流動膠料可在該第一空間內(nèi)與短纖維混合；一環(huán)狀脹形空間，與該第一空間連通且具有一輸出口，經(jīng)由該輸出口輸出在該環(huán)狀脹形空間內(nèi)形成的圓筒狀型材；以及一切割裝置，具有隔開的第一與第二切割部分，用于分離自該輸出口輸出的圓筒狀型材的圓周部分。
在一種形式中，該第一空間內(nèi)具有一擠壓螺桿，該擠壓螺桿用于混合包含纖維的可流動膠料，并使該包含纖維的可流動膠料沿第一軸前進。
在一種形式中，該環(huán)狀脹形空間具有橫過該第一軸的第二軸，以及該第一空間和該環(huán)狀脹形空間相對設(shè)置，使得可將來自該第一空間的內(nèi)含有短纖維的可流動膠料沿該第一軸導(dǎo)入該環(huán)狀脹形空間內(nèi)，并且使得該短纖維這樣取向，該短纖維長度在該環(huán)狀脹形空間內(nèi)環(huán)繞該圓筒狀型材周向延伸。
在一種形式中，在第一位置將來自該第一空間的內(nèi)含有纖維的可流動膠料引入該環(huán)狀脹形空間內(nèi)，該切割裝置設(shè)置在與該第一位置沿直徑相對的位置上。
該裝置可還包括一收集容器，用于積聚利用該切割裝置去除的一部分圓筒狀型材。
該裝置還包括一卷繞裝置，該卷繞裝置包括一輥，可將該包含短纖維的橡膠板連續(xù)地卷繞在該輥上。
在一種形式中，該第二軸沿垂直方向延伸。
在一種形式中，該第一軸基本上垂直于該第二軸。
該裝置還包括至少一個噴嘴，用于將流體導(dǎo)向給經(jīng)由該輸出口輸出的圓筒狀型材，以冷卻或周向膨脹該經(jīng)由輸出口輸出的圓筒狀型材。
該裝置還包括將供給所述至少一個噴嘴的空氣源與壓縮流體源中的至少一個。
該裝置可設(shè)置成與內(nèi)含短纖維的可流動膠料相結(jié)合。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一種用于制造含有短纖維的橡膠板的裝置的示意圖；圖2是圖1所示的本發(fā)明裝置的一部分橫截面圖；圖3是從圖1左側(cè)看的本發(fā)明裝置10的正視圖；圖4是正在被切割且正由圓柱形型材轉(zhuǎn)變?yōu)榘逍蔚囊徊糠窒鹉z材料的正視圖；圖5是一部分圖1所示裝置的不完整的正視圖，表示輸出的橡膠材料由圓柱形型材至板形的轉(zhuǎn)變。
具體實施例方式
首先參照圖1-3，用10表示根據(jù)本發(fā)明的一種用于制造含有短纖維的橡膠板的裝置。該裝置10具有一圓筒12，在該圓筒12內(nèi)具有一內(nèi)部柱形空間14，在該柱形空間14內(nèi)混合/捏合含有短纖維18的可流動橡膠16。轉(zhuǎn)動位于該空間14內(nèi)的擠壓螺桿20，以混合并捏合該橡膠/纖維混合物，并使該螺桿20沿螺桿20的旋轉(zhuǎn)軸22向箭頭24所示的方向前進。一噴嘴28被設(shè)置位于圓筒12的下游側(cè)26處。該噴嘴28具有一輸出端30，該輸出端30的直徑D小于空間14的直徑D1。一過渡噴嘴部分32由圓筒直徑D1會聚至出口直徑D。
該圓筒12經(jīng)由噴嘴28與一環(huán)狀脹形模33連接?？臻g14經(jīng)由噴嘴28與由該脹形模33所限定的一環(huán)形空間34相連通。該環(huán)形空間34被限定在第一模件36與環(huán)繞第一模件36的第二模件38之間。將該模件36，38構(gòu)造成使環(huán)形空間34處處都具有基本一致的寬度W。圓筒12與模件36，38是這樣設(shè)置的，使軸22與由模件36，38所限定的環(huán)形空間34的軸40一致。軸22，40基本上相互垂直，且軸40沿垂直方向延伸。
按照這種設(shè)置，從鄰近環(huán)形空間34底部的輸入位置42將其內(nèi)具有短纖維18的可流動橡膠16引入環(huán)形空間34。在該輸入位置42附近，該環(huán)形空間34的垂直長度為L1且直徑基本一致為D2。隨后，該環(huán)形空間34的直徑逐漸增大，越過其垂直長度為L2的一錐形部分43。在該環(huán)形空間34頂部的輸出口/位置44處，該環(huán)形空間34具有其最大直徑D3，且該最大直徑延伸過該環(huán)形空間34頂部的一段長度L3。因此，該環(huán)形空間34作為一種脹形室，在該脹形室內(nèi)分配所引入的其中含有纖維18的可流動橡膠16，同時橡膠/纖維的圓周張力由底部至頂部逐漸增大。
因為軸22，40一致，從而就使由空間14流入環(huán)形脹形空間34內(nèi)、混合有纖維18的經(jīng)捏合橡膠16轉(zhuǎn)向，并使其從輸入位置42向相反方向繞軸40周向流動。在與輸入位置42沿直徑相對的位置46處，內(nèi)含有纖維18的周向相對流動的橡膠16在垂直結(jié)合線47處匯合。在該兩匯合流中，纖維長度18始終沿圓周排列。在結(jié)合線47處，相對移動流的碰撞會導(dǎo)致纖維18隨意取向。在輸入位置42處也形成有一條結(jié)合線(未示出)，在該位置處，自圓筒12沿水平方向引入的橡膠流轉(zhuǎn)向為垂直方向以向環(huán)形脹形空間34內(nèi)膨脹。
根據(jù)本發(fā)明，自該環(huán)形脹形空間34輸出、并具有直徑D3的圓筒狀型材50的周緣部分48被去除。選擇該去除部分48，使其包括結(jié)合線47及自結(jié)合線47起向相對方向延伸的圓周寬度D4，以去除結(jié)合線47及其附近的橡膠，在其附近的橡膠里嵌有隨意取向的纖維18。為實現(xiàn)該目的，在輸出位置44處提供有切割裝置52，該輸出位置44與由圓筒12向環(huán)形脹形空間34內(nèi)引入橡膠16的位置沿直徑相對。利用該切割裝置52的隔開的切割部分54，56、分別利用其刃口58，60將圓筒狀型材50的要去除部分48切斷，每個刃口58，60離結(jié)合線47的周向距離都為D4。最好該周向距離D4是可改變的。
在緊鄰輸出位置44處進行該切割操作，且以這樣一種方式進行該切割操作，使得可連續(xù)地分割該部分48，并將該部分48輸送到一積聚容器62內(nèi)。所積聚的部分48可被再次引入圓筒12內(nèi)用于再加工。將剩余的圓筒狀型材50向上拉至一輥66，依靠該輥66將經(jīng)切割的圓筒狀型材50的外形重新構(gòu)造為板材68的形式，并纏繞該板材68。
現(xiàn)在將更詳細地描述該板材68的制造過程。將包括橡膠16及纖維18的母料從獨立的供應(yīng)源72、74通過合適的裝料口76輸送至圓筒12的上游側(cè)。隨著橡膠16及纖維18的輸入，利用驅(qū)動裝置78繞擠壓螺桿20的軸22連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動該擠壓螺桿20。經(jīng)由適當(dāng)?shù)呐艢饪?0排出由空間14內(nèi)空氣及橡膠混合物所產(chǎn)生的氣體?？臻g14內(nèi)的溫度取決于橡膠16的種類，典型地最好在40-100℃范圍內(nèi)。將纖維18及橡膠16加熱到這樣一種溫度，在該溫度下為了熱塑可以達到徹底的混合，以獲取一種滿意的可擠壓及可塑狀態(tài)。控制捏合時間，以使橡膠硫化不會加速。
通過擠壓螺桿20自室14進入及穿過噴嘴28，將內(nèi)含有纖維18的可流動橡膠16輸送至環(huán)形脹形空間34內(nèi)。將該橡膠/纖維混合物擠壓模塑成圓筒形，在該圓筒形狀態(tài)下，纖維長度18變得沿圓周方向拉緊。在位于輸入位置42與輸出位置44之間的該脹形空間34的錐形部分43上，這種拉緊作用變得逐漸增大。
由于脹形空間34的軸40定向為垂直方向，該空間34內(nèi)的圓筒狀型材50就不會在重力作用下變形，這樣就可將該型材50擠壓成具有一致的形狀及尺寸。模件38在模件36的重力作用下會發(fā)生微小偏移，而模件36，38之間的空間(W)基本上保持不變。因而，就可以制造出僅發(fā)生極小變形的圓筒狀型材50。優(yōu)選地，環(huán)形脹形空間34的寬度W在輸入位置42與輸出位置44之間是一致的，借此，經(jīng)擠壓的該圓筒狀型材50由沿垂直方向平滑移動且沒有阻斷的流體形成，基本上沒有內(nèi)應(yīng)變。
模件36，38是這樣構(gòu)造的，模件36，38上的模面82，84分別在位于環(huán)形空間34的錐形部分43內(nèi)相對于垂直方向以大于或等于30°且小于90°的角度θ投射。直徑D2最好在20mm至120mm之間，同時直徑D3在100mm至440mm之間。優(yōu)選地，D3與D2的比為1.5至12.5。如果低于這些范圍，輸出位置44附近圓周方向上的拉伸就不能充分到可沿相對較厚的圓筒狀型材50的徑向內(nèi)表面及外表面的圓周方向有效地定位纖維18的長度。如果超過這些范圍，圓周方向上的拉伸可能會過度。即使擠壓力較小，該圓筒狀型材也易于撕裂。
為避免模具36，38之間的脹形空間34內(nèi)產(chǎn)生過量的熱量，采用一種冷卻系統(tǒng)88。該冷卻系統(tǒng)88可用來循環(huán)冷卻液，例如經(jīng)過模具36的水。在一種示范性的冷卻系統(tǒng)88中，通過自模具36的外部引入水來循環(huán)冷卻水，利用一泵89強制性地將冷卻水引導(dǎo)過模具36內(nèi)的一通道并排放給模具38。
使所去除部分48的圓周尺寸可以除去隨意取向的纖維18以及由于周向相對導(dǎo)向流的碰撞而具有較小厚度的那些圓筒狀型材50部分。典型的，該圓周尺寸(D4×2)即弧長最好為圓筒狀型材50整個圓周長度的5％至25％，更優(yōu)選為其10％至25％。如果小于5％，所得到的板材68的兩端可能仍留有結(jié)合線47的特征。如果弧長超過25％，廢料寬度變得這么大以至于不必要地減少了所得到的板材68的可用部分。即廢料可能會包含具有所需纖維18取向的其它可用部分。
如圖4所示，當(dāng)垂直拉該圓筒狀型材50以將其再構(gòu)造為板形時，該圓筒狀型材50在由去除部分48形成的每個邊緣90，92處具有一垂直縱向伸長率(E1)。該圓筒狀型材的不同于邊緣90，92的其它部分具有垂直伸長率(E2)，垂直伸長率E2小于垂直伸長率E1。伸長率(E1，E2)的差最好在0至5的范圍內(nèi)。在這個范圍內(nèi)可有效地控制板材卷邊。伸長率差超過5會使邊緣90，92相對于圓筒狀型材50的其它部分具有較大的伸長。這會導(dǎo)致所得到板材68位于邊緣90，92附近的端部發(fā)生卷邊。
如圖4所示，伸長率E1與E2的測量可通過在圓筒狀型材50的邊緣90，92及其其它部分上以10cm間隔作標記來實現(xiàn)。每個測量位置的第一個10cm間隔都標識為L，其開始于緊接著切割裝置46切割圓筒狀型材50的位置的上方。在靠近輥66的板材上識別該測量標記。如圖4所示，X，X’對應(yīng)于輥66處沿邊緣90，92的間隔L，同時Y未被輥66處沿圓筒狀型材50的另一部分的間隔L。通過(X-L)除以L以及(X’-L)除以L，來計算邊緣90，92的垂直伸長率。通過(Y-L)除以L，為計算圓筒狀型材另一部分的垂直伸長率。
切割裝置46的切割部分54，56可采取許多不同的形式。例如，每個該切割部分54，56可以是切刀，刮刀，激光刀，或者超聲波振動刀?？蓪⒃撉懈畈糠?4，56加熱并維持在一高溫以便于切割。也可采用其它切割機構(gòu)。無論采用什么樣的切割部分54，56，所需要的是該切割部分54，56切割圓筒狀型材50以去除部分48，從而獲得具有統(tǒng)一的預(yù)定寬度及厚度且纖維18取向一致的板材68。
如圖1及3所示，一吹風(fēng)機96位于由圓筒狀型材50所界定的空間內(nèi)，這樣就可將被冷卻的空氣和/或壓縮空氣導(dǎo)向該圓筒狀型材50徑向內(nèi)襯面98，以給緊靠輸出位置44上方的該圓筒狀型材50施加圓周張力。這使得采用切割部分54，56來切割該圓筒狀型材50變得容易。除了周向膨脹該圓筒狀型材50外，該冷卻、壓縮流體還有效地冷卻了該圓筒狀型材50，以避免橡膠過早硫化。
在一種優(yōu)選方式中，該吹風(fēng)機96由多個噴嘴100組成，該噴嘴100引導(dǎo)來自一壓縮流體供應(yīng)裝置102的加壓流體。該噴嘴100向多個方向分配加壓流體，以提供一種環(huán)繞該面98的整個圓周長度的徑向力，從而使該面98膨脹。通過迅速冷卻該圓筒狀型材50，可穩(wěn)定橡膠材料的質(zhì)量。
如圖1所示，板材68延伸過一導(dǎo)輥105，并被連續(xù)地卷繞在輥66上。優(yōu)選地，在該板形68被卷繞在輥66上之前，將來自供給裝置108的一襯墊106相對于板形68的一側(cè)110放置。
盡管橡膠16的種類可以發(fā)生顯著的變化，但示范性、適宜的橡膠材料如下天然橡膠，丁基橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、乙烯-丙烯橡膠、烷化氯磺化聚乙烯，丁腈氫化物橡膠，丁腈氫化物橡膠與不飽合金屬碳酸酯的混合聚合物，以及由乙烯-丙烯(EPR)或者三元乙丙橡膠(EPDM)制成的苯乙烯-α烯烴彈性體。這些橡膠可以單獨使用或者混合使用。二烯系單體是例如雙環(huán)戊二烯、亞甲基降冰片烯、亞乙基降冰片烯、1，4-己二烯，以及環(huán)辛二烯。
加入上述橡膠材料中的纖維18可以是例如芳族聚酰胺纖維、聚酰胺纖維、聚酯纖維等。也可使用棉紗。纖維18長度取決于其種類，為1-10mm。例如，芳族聚酰胺纖維的長度最好為3-5mm，聚酰胺纖維、聚酯纖維以及棉紗的長度最好為5-10mm。優(yōu)選地，每100重量份的橡膠內(nèi)加入10-40重量份的纖維18。
可向橡膠16內(nèi)加入軟化劑，包括碳黑的增強劑、填料、抗老化劑、硫化促進劑以及硫化劑。合適的軟化劑包括用于橡膠的一般增塑劑，該增塑劑包括酞酸基增塑劑例如鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)以及酸二辛酯(DOP)，已二酸基增塑劑例如己二酸二辛酯(DOA)，癸二酸基增塑劑例如癸二酸二辛酯(DOS)，磷酸酯例如磷酸三鄰甲苯酯，和/或一般的石油基軟化劑。
在一種示范性的操作過程中，利用一開輥(open roll)或捏合機來捏合橡膠及軟纖維，由此預(yù)備母料。通過一開輥向每100重量份的聚合物中加入10-40重量份的纖維。輸出該經(jīng)捏合的母料，并將其冷卻至20-50℃以防止橡膠過早硫化。向該纖維內(nèi)加入數(shù)量為1-10重量份的軟化劑。這將增強纖維與橡膠之間的親合力，提高橡膠內(nèi)纖維的分散程度，同時避免纖維相互糾纏成為類棉花狀態(tài)。更特別地，該軟化劑滲入纖維內(nèi)，并作為一種潤滑劑以防止糾纏。
在捏合了橡膠與其內(nèi)纖維后，通過圓筒將該混合物擠壓并輸送給脹形模，在該脹形模內(nèi)形成具有沿圓周方向取向的纖維長度的圓筒狀型材。
該連續(xù)擠壓出的圓筒狀型材具有1至10mm的厚度，同時切段纖維沿圓周導(dǎo)向且完全位于該圓筒狀型材的徑向內(nèi)襯面與徑向外襯面之間。切割部分54，56的位置與由圓筒向脹形模輸送橡膠的位置沿直徑相對。經(jīng)切割部分54，56切除的部分包括結(jié)合線，并將其分離開來輸送給一積聚容器。垂直牽引具有分開部分的圓筒狀型材，并將其卷繞在一輥上，從而制成一批可用作動力傳送帶組分的板材。
以下將通過比較性試驗來說明本發(fā)明效果。采用本發(fā)明方法/裝置來制作三個發(fā)明試樣(Nos.1-3)。并制備一個比較樣品。
在所有的試樣中，采用以下表1所示的一種EPDM橡膠混合物。
表1

將短纖維加入橡膠中并經(jīng)由一開輥捏合。經(jīng)捏合的母料被冷卻至室溫。將該混合物及其它添加劑放入一具有螺桿擠壓機的圓筒內(nèi)，該螺桿擠壓機可以徹底地混合組合物。將經(jīng)擠壓的混合物輸送給一脹形模，并由該脹形模連續(xù)地輸出圓筒狀型材。自與向脹形模內(nèi)引入經(jīng)擠壓材料的點沿直徑相對的結(jié)合線起沿相反的圓周方向設(shè)置兩個用作切割部件的刮刀。除去廢料部分。垂直牽引具有分開部分的圓筒狀型材以制成板形。將該板及一帆布襯墊同時卷繞在一輥上。
對于所得到的板材，可確定板材伸長率差(E1-E2)、板材邊緣卷邊現(xiàn)象的發(fā)生，以及板材厚度的均勻性。結(jié)果表示在以下表2中。
表2

*1 當(dāng)圓筒狀型材的外圓周長度為100時的周向長度。
*2 E1邊緣伸長率；E2非邊緣部分的伸長率。
伸長率的測量是通過在緊鄰切割點的上方、已除去部分圓筒狀型材的邊緣上及其其它部分上沿垂直方向以10cm間隔作標記來實現(xiàn)的。在緊靠將該型材輥壓成板形前的位置處用同一標記測量，從而計算伸長率。
如表2所示，采用發(fā)明試樣，可通過將邊緣與其它部分的伸長率差限定在適當(dāng)范圍內(nèi)來防止板材邊緣產(chǎn)生卷邊。由于已去除了包括結(jié)合線及緊靠結(jié)合線附近的部分，所以板材厚度的變化很小。
另一方面，在比較樣品中，邊緣伸長率差較顯著，結(jié)果，板材產(chǎn)生卷邊。板材厚度的變化也比較明顯，因為沒有去除結(jié)合線及靠近結(jié)合線的區(qū)域。
前述特定實施例的公開旨在說明理解本發(fā)明的較寬概念。
權(quán)利要求
1.一種用于制造含短纖維的橡膠板的方法，所述方法包括以下步驟將短纖維混合在一種可流動膠料里；將其內(nèi)包含纖維的所述可流動膠料成形為具有一圓周長度的圓筒狀型材；使所述圓周長度的一部分與所述圓筒狀型材分離；以及將帶有斷開部分的圓筒狀型材形成板形。
2.如權(quán)利要求1所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，所述短纖維具有一定長度，以及成形所述膠料的步驟包括定向所述短纖維，以使所述短纖維長度在所述圓筒狀型材內(nèi)沿圓周方向延伸。
3.如權(quán)利要求1所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，將所述圓筒狀型材形成板形的步驟包括在使所述圓周長度的一部分與所述圓筒狀型材分離的同時，連續(xù)地將所述圓筒狀型材形成板形。
4.如權(quán)利要求1所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，成形所述可流動膠料的步驟包括在一種環(huán)形脹形模內(nèi)擠壓所述可流動膠料。
5.如權(quán)利要求1所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，所述圓筒狀型材具有第一軸，以及成形所述可流動膠料的步驟包括將所述可流動膠料沿基本上垂直于所述第一軸的方向引入環(huán)形模內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，成形所述可流動膠料的步驟包括使所述可流動膠料繞所述第一軸沿周向相反的方向流動，并匯合在一結(jié)合線處，以及所述分離一部分圓筒狀型材的步驟包括分離包含所述結(jié)合線的部分。
7.如權(quán)利要求5所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，成形所述可流動膠料的步驟包括經(jīng)由一種擠壓螺桿使所述可流動膠料前進，所述擠壓螺桿具有與所述第一軸基本垂直的第二軸。
8.如權(quán)利要求1所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，成形所述可流動膠料的步驟包括在具有一錐形的環(huán)狀脹形模內(nèi)擠壓所述可流動膠料。
9.如權(quán)利要求1所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，還包括對部分所述圓筒狀型材進行再加工，以形成一部分包含短纖維的橡膠板的步驟。
10.如權(quán)利要求6所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，分離一部分所述圓筒狀型材的步驟包括分離這樣的一部分所述圓筒狀型材，所述部分位于沿圓周隔開的兩端之間，所述結(jié)合線位于所述兩隔開端之間且距離所述每個圓周隔開端一定的圓周寬度。
11.如權(quán)利要求1所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，所述分離一部分圓周長度的步驟包括分離所述圓周長度的5-25％。
12.如權(quán)利要求1所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，所述圓筒狀型材具有第一軸，所述板材具有一邊緣，所述邊緣形成在分離所述部分的位置，以及將所述圓筒狀型材形成為板形的步驟包括拉伸所述圓筒狀型材，使所述圓筒狀型材的邊緣處沿所述第一軸具有伸長率E1，所述圓筒狀型材的周向離開所述邊緣的一位置處沿所述第一軸具有伸長率E2，同時E1-E2在0-5范圍內(nèi)。
13.如權(quán)利要求1所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，將所述可流動膠料成形為圓筒狀型材的步驟包括將所述可流動膠料成形為具有沿垂直方向延伸的第一軸的圓筒狀型材。
14.如權(quán)利要求1所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，分離一部分圓筒狀型材的步驟包括在分離所述部分圓筒狀型材的同時，沿圓周方向張緊所述圓筒狀型材。
15.如權(quán)利要求1所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，還包括在分離所述部分圓筒狀型材的同時，冷卻所述圓筒狀型材的步驟。
16.如權(quán)利要求15所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，所述圓筒狀型材包括一徑向內(nèi)襯面及一徑向外襯面，以及冷卻所述圓筒狀型材的步驟包括向所述徑向內(nèi)襯面噴射冷卻流體的步驟。
17.如權(quán)利要求16所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，所述冷卻流體為空氣和壓縮氣體中的至少一種。
18.如權(quán)利要求4所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，還包括冷卻所述環(huán)狀脹形模的步驟。
19.如權(quán)利要求18所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，所述脹形模包括第一部件和環(huán)繞所述第一部件相配合的第二部件，以及冷卻所述環(huán)狀脹形模的步驟包括使一種冷卻流體通過所述第一部件與第二部件中至少之一。
20.如權(quán)利要求1所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，分離一部分圓筒狀型材的步驟包括使用刮刀、激光刀、加熱刀以及超聲波振動刀中的一種切割所述圓筒狀型材。
21.如權(quán)利要求14所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，所述圓筒狀型材包括一徑向內(nèi)襯面及一徑向外襯面，以及所述張緊圓筒狀型材的步驟包括將一種壓縮流體導(dǎo)向所述徑向內(nèi)襯面。
22.如權(quán)利要求1所述的用于制造含短纖維的橡膠板的方法，其特征在于，還包括在形成所述板形的同時，將所述板形連續(xù)卷繞在輥上的步驟。
23.一種用于制造含短纖維的橡膠板的裝置，所述每個短纖維都具有一定長度，所述裝置包括第一空間，可流動膠料可在所述第一空間內(nèi)與所述短纖維混合；一環(huán)狀脹形空間，與所述第一空間連通且具有一輸出口，經(jīng)由所述輸出口輸出在所述環(huán)狀脹形空間內(nèi)形成的圓筒狀型材；以及一切割裝置，具有隔開的第一與第二切割部分，用于分離自所述輸出口輸出的圓筒狀型材的圓周部分。
24.如權(quán)利要求23所述的用于制造含短纖維的橡膠板的裝置，其特征在于，所述第一空間內(nèi)具有一擠壓螺桿，所述擠壓螺桿用于沿第一軸混合包含纖維的可流動膠料，并使所述包含纖維的可流動膠料前進。
25.如權(quán)利要求24所述的用于制造含短纖維的橡膠板的裝置，其特征在于，所述環(huán)狀脹形空間具有橫過所述第一軸的第二軸，以及所述第一空間和所述環(huán)狀脹形空間相對設(shè)置，使得可將來自所述第一空間的內(nèi)含有短纖維的可流動膠料沿所述第一軸導(dǎo)入所述環(huán)狀脹形空間內(nèi)，并且使得所述短纖維這樣取向，所述短纖維長度在所述環(huán)狀脹形空間內(nèi)環(huán)繞所述圓筒狀型材周向延伸。
26.如權(quán)利要求25所述的用于制造含短纖維的橡膠板的裝置，其特征在于，在第一位置將來自所述第一空間的內(nèi)含有纖維的可流動膠料引入所述環(huán)狀脹形空間內(nèi)，以及所述切割裝置設(shè)置在與所述第一位置沿直徑相對的位置上。
27.如權(quán)利要求26所述的用于制造含短纖維的橡膠板的裝置，其特征在于，還包括一收集容器，用于積聚利用所述切割裝置去除的一部分圓筒狀型材。
28.如權(quán)利要求26所述的用于制造含短纖維的橡膠板的裝置，其特征在于，還包括一卷繞裝置，所述卷繞裝置包括一輥，可將所述包含短纖維的橡膠板連續(xù)地卷繞在所述輥上。
29.如權(quán)利要求25所述的用于制造含短纖維的橡膠板的裝置，其特征在于，所述第二軸沿垂直方向延伸。
30.如權(quán)利要求29所述的用于制造含短纖維的橡膠板的裝置，其特征在于，所述第一軸基本上垂直于所述第二軸。
31.如權(quán)利要求23所述的用于制造含短纖維的橡膠板的裝置，其特征在于，還包括至少一個噴嘴，用于將流體引導(dǎo)給經(jīng)由所述輸出口輸出的圓筒狀型材，以對經(jīng)由輸出口輸出的所述圓筒狀型材進行冷卻和周向膨脹中的至少之一。
32.如權(quán)利要求31所述的用于制造含短纖維的橡膠板的裝置，其特征在于，還包括將供給所述至少一個噴嘴的空氣源與壓縮流體源中的至少一個。
33.如權(quán)利要求32所述的用于制造含短纖維的橡膠板的裝置，其特征在于，還與其中內(nèi)含短纖維的可流動膠料相結(jié)合。
全文摘要
一種用于制造含短纖維的橡膠板的方法及裝置。該方法包括步驟將短纖維混合在可流動膠料里；將其中包含纖維的該可流動膠料形成為具有一圓周長度的圓筒狀型材；使該圓周長度的一部分與該圓筒狀型材分離；以及將帶有斷開部分的圓筒狀型材形成板形。
文檔編號B29C47/88GK1481981SQ03120199
公開日2004年3月17日 申請日期2003年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月11日
發(fā)明者T·塔加瓦, T 塔加瓦, T·雅馬達, 澩, N·雅馬古赤, 砉懦, ┠呂, R·尼施穆拉 申請人:三星皮帶株式會社