專利名稱：低磨擦系數(shù)塑性輸送機鏈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種輸送機鏈，該輸送機鏈由多個鏈節(jié)(link)用銷連接在一起，并且每一個鏈節(jié)具有一平面承載部分，用于承載要由輸送機鏈輸送的物品。更具體地說，本發(fā)明涉及一種特別適合于在一堆積輸送機(accumulate conveyor)或一分選輸送機(sorting conveyor)中使用的低磨擦系數(shù)的塑性輸送機鏈，在堆積輸送機上，被輸送的物品堆積在輸送機鏈的一給定位置上，在輸送機鏈的連續(xù)移動過程中，這些物品在輸送機鏈的平面承載部分上滑動，對于分選輸送機，在輸送機鏈的連續(xù)移動過程中，物品被發(fā)送到或聚集在平面承載部分上的一給定位置處。
對于具有上述應(yīng)用的輸送機鏈，要求鏈節(jié)整體或至少鏈節(jié)的平面承載部分具有一低的磨擦系數(shù)，以便物品可以在平面承載部分上滑動。為滿足此要求，鏈節(jié)或平面承載部分一般由一種合成樹脂材料制成，這種合成樹脂材料由一種與一種氟樹脂或一種長鏈烷基酯潤滑劑共混的聚甲醛樹脂組成。
在輸送一種底部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的容器時，如輸送一種最近上市的花瓣狀的PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)瓶子，用常規(guī)的塑性輸送機鏈來輸送一直得不到滿意的效果。這是因為具有這樣的不穩(wěn)定的底部結(jié)構(gòu)的容器在輸送過程中或在常規(guī)的塑性輸送機鏈的平面承載部分上滑動的過程中很容易翻倒。
為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中采用了兩種方法。第一種方法是每一個平面承載部分的斜切的前和后角邊緣和相鄰的鏈節(jié)之間的間隔都做得很小，進而不會碰到容器的底部。第二種方法是在承載表面上進行拋光處理，以減少與容器的接觸面積，進而降低拋光處理過的承載表面與容器之間的磨擦阻力。
第一種方法可以得到一些效果，而第二種方法由于拋光處理過的承載表面在很短的時間內(nèi)就會磨損掉，因而不起什么作用。由于磨損過的承載表面的磨擦系數(shù)增加了，容器翻倒的問題再次出現(xiàn)。
從現(xiàn)有技術(shù)方法的不盡人意，本發(fā)明人總結(jié)出鏈節(jié)整體或至少鏈節(jié)的平面承載部分必須由一種與常規(guī)的輸送機鏈中使用的材料相比磨擦系數(shù)更小的材料制成。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種輸送機鏈，該輸送機鏈由多個用銷連接在一起的鏈節(jié)組成，每一個鏈節(jié)具有一由一種特定的合成樹脂材料或化合物制成的低磨擦系數(shù)的平面承載部分。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種輸送機鏈，該鏈由多個用銷可轉(zhuǎn)動地連接在一起的鏈節(jié)組成，每一個鏈節(jié)具有一平面承載部分，其上用于攜帶要由輸送機鏈輸送的物品。至少每一鏈節(jié)的平面承載部分由一種合成樹脂材料制成，該合成樹脂材料包含有一種聚甲醛樹脂和一種含硅樹脂的潤滑劑。
輸送機鏈的平面承載部分與常規(guī)的輸送機鏈的相應(yīng)部分相比具有一較小的動力磨擦系數(shù)，因此，即使當物品的底部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定時，也能夠長時間地實現(xiàn)物品的穩(wěn)定輸送。在物品的堆積或分選過程中，平面承載部分和物品之間的磨擦阻力可以被保持在一相對很小的數(shù)值。因此，輸送機鏈運行過程中所受到的應(yīng)力被降低了，進而使其使用壽命延長，運行費用降低。
最好，相對于合成樹脂材料的重量，含硅樹脂的潤滑劑包含有重量百分比為0.5至2.0％的硅油，重量百分比為0.5至2.0％的鈦酸鉀纖維，和重量百分比為0.5至2.0％的從一元脂肪酸和一羥基醇得到的脂肪酯。
下面參照附圖詳細描述一包含有本發(fā)明原理的最佳實施方案，本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過以下描述可以清楚地看到本發(fā)明的上述的和其它的目的、特征和優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的輸送機鏈的一段長度的一主視圖；圖2是圖1所示部分的一底視圖；圖3所示的曲線圖示出了與常規(guī)的輸送機鏈的動力磨擦系數(shù)相比較的本發(fā)明的輸送機鏈的動力磨擦系數(shù)；和圖4示出了本發(fā)明輸送機鏈的抗斷強度和常規(guī)輸送機鏈的抗斷強度。
參見附圖，特別是圖1和2，其中示出了本發(fā)明的輸送機鏈的一個實施方案中的一段長度。
輸送機鏈10包括有多個鏈節(jié)12，這些鏈節(jié)具有相同的結(jié)構(gòu)并由銷14可轉(zhuǎn)動地連接在一起。每一個鏈節(jié)12具有一平面承載部分16和一連接鏈節(jié)部分18。在所示的實施方案中，平面承載部分16和連接鏈節(jié)部分18相互結(jié)合在一起。部分16、18可分別以單獨的部件制成，而后組裝在一起形成一個完整的鏈節(jié)12。雖然未示出，但平面承載部分16可具有多個小的通孔，這些通孔以一定方式分布在其給定的范圍內(nèi)或其整個范圍內(nèi)。
輸送機鏈10的設(shè)計使其可用于一堆積輸送機，也可用于一分選輸送機，在一堆積輸送機上，被輸送的物品堆積在輸送機鏈10的一給定位置上，而在輸送機鏈10的連續(xù)移動過程中，這些物品在輸送機鏈10的平面承載部分16上滑動，對于分選輸送機，輸送機鏈10的平面承載部分16上攜帶的物品在輸送機鏈的連續(xù)移動過程中被發(fā)送到或聚集在輸送機鏈10上的給定位置處。對于這些應(yīng)用，要求輸送機鏈10，至少在其平面承載部分16上最好具有一低的磨擦系數(shù)?？紤]到制造的成本、經(jīng)營費用等消耗，鏈節(jié)12作為一整體以合適的合成樹脂材料或化合物制成，進而使平面承載部分16得到所需的低磨擦系數(shù)則具有特別的優(yōu)勢。
圖1和2所示的輸送機鏈10的鏈節(jié)12由合成樹脂材料模制而成。合成樹脂材料具有一種包含有聚甲醛樹脂和含硅樹脂的潤滑劑的組合物。這里所說的“含硅樹脂的潤滑劑”是指含有作為主要成分的硅油的潤滑劑。通過使用含硅樹脂的潤滑劑，輸送機鏈10的平面承載部分16的磨擦系數(shù)被降低到一定范圍，進而可得到平面承載部分16所承載的物品的穩(wěn)定輸送，輸送機鏈10的使用壽命延長和輸送機鏈10的運行費用的降低。
聚甲醛樹脂是合成樹脂材料中的一個主要成分，這與常規(guī)輸送機鏈中的相同。本發(fā)明中的聚甲醛的最佳例子包括帶有環(huán)醚化合物的均聚物或共聚物，包含有從用作主要原材料的甲醛或噻噁烷的聚合反應(yīng)中得到的作為主要組分的氧亞甲基鏈。這些聚甲醛樹脂的熔融指數(shù)(MI)在0.01至60(在由ASTM-D1238中規(guī)定的2160克額定力和190℃額定溫度下)范圍內(nèi)。一般為了防止聚甲醛從分子端分解，加入一種穩(wěn)定劑或一種抗氧化劑。
在本發(fā)明中，用作一種基體樹脂的聚甲醛樹脂中加入了含硅樹脂的潤滑劑，如上所述。本發(fā)明中的含硅樹脂的潤滑劑的最佳例子包括硅油，鈦酸鉀纖維和從一元脂肪酸和一羥基醇得到的脂肪酯。含硅樹脂的潤滑劑的這些組分最好具有下述的特定比例。
加入硅油用來提高抗磨損能力。加入的硅油的量在整個合成樹脂材料的重量的0.5至2.0％的范圍內(nèi)。如果硅油的加入量小于重量的0.5％，就不能得到足夠的抗磨損能力。另一方面，多于重量的2.0％的硅油則會惡化合成樹脂混合物的模制性能和鏈節(jié)或平面承載部分的外觀。硅油的動力粘度在25℃時最好在1,000,000厘池(cSt)以上。如果硅油的動力粘度低于1,000,000厘池(cSt)，所得到的鏈節(jié)或其平面承載部分的制造質(zhì)量就會很差。
適合的硅油包括一種包含有聚二甲基硅氧烷的硅油，一種環(huán)氧基變性硅油如帶有環(huán)氧基的聚二甲基硅氧烷，一種氨基變性硅油如帶有氨基的聚二甲基硅氧烷和一種乙醇變性硅油如帶有醇羥基的聚二甲基硅氧烷。這些硅油的動力粘度在25℃時為1,000,000厘池(cSt)以上。
鈦鉀酸纖維，當與硅油和脂肪酯混合使用時，具有提高聚甲醛樹脂的抗磨損能力的效果。加入的鈦酸鉀纖維的量在整個合成樹脂材料的重量的0.5至2.0％的范圍內(nèi)。如果鈦酸鉀纖維的加入量小于重量的0.5％，就不能得到足夠的抗磨損能力。另一方面，多于重量的2.0％的鈦酸鉀纖維含量所得到的抗磨損性能也不好。
本發(fā)明中所用的鈦酸鉀纖維是一種細的針狀單晶體纖維，其平均的纖維長度在5至120μm的范圍內(nèi)，最好是10至20μm，平均的纖維直徑在0.1至1.0μm的范圍內(nèi)，最好是0.2至0.5μm。為了提高與聚甲醛樹脂的附著力，在鈦酸鉀纖維中使用一種整理劑。整理劑包括一種氨基硅烷基整理劑，一種環(huán)氧硅烷基整理劑和一種鈦酸鹽基整理劑。在這些整理劑中，氨基硅烷基整理劑是最好的。
加入脂肪酯是為了增加滑動性能，進而降低輸送機鏈10的平面承載部分16的磨擦系數(shù)。加入的脂肪酯的量在整個合成樹脂材料的重量的0.5至2.0％的范圍內(nèi)。如果脂肪酯的加入量小于重量的0.5％，就不能得到充分提高滑動性能的效果。另一方面，多于重量的2.0％的脂肪酯含量則會使聚甲樹脂的質(zhì)量顯著變差。
本發(fā)明所用的脂肪酯可以是一種通過包含有5-32個碳原子的一元脂肪酸和包含有2-30個碳原子的一羥基醇之間的縮合反應(yīng)而得到的脂肪酯。一元脂肪酸可以是一種從包含有正己酸，正癸酸，十一烷酸，月桂酸，十三烷酸，十四烷酸，棕櫚酸，硬脂酸，二十二烷酸，二十四烷酸，廿六烷酸，褐煤酸，和蘋果(malissic)酸的組中選擇出的飽和脂肪酸，或一種從包含有油酸，反油酸，亞油酸，亞麻酸，二十碳四烯酸，巴西烯酸，芥酸和蓖麻醇酸的組中選擇出的不飽和脂肪酸。一羥基醇的例子包括丙醇，異丙醇，丁醇，辛醇，辛醇，月桂醇，十四烷基醇，硬脂醇，和二十二醇。
脂肪酯的最佳例子是由包含有12-22個碳原子的一元脂肪酸的羧酸基與包含有2-30個碳原子的一羥基醇的羥基之間的縮合反應(yīng)得到的。其中，從月桂酸、十四烷酸、棕櫚酸、硬脂酸和二十二烷酸中選擇出的一脂肪酸和從十四烷基醇、硬脂醇和二十二醇中選擇出的一元醇之間的縮合反應(yīng)所得到的脂肪酯則是最好的。最好的脂肪酸是硬脂-硬脂酸酯(stearylstearate)和山崳-山崳酸酯(behenylbehenate)。
在本發(fā)明的合成樹脂材料中，硅油，鈦酸鉀纖維和從一元脂肪酸和一羥基醇得到的脂肪酯所占的比例如上所述，其余(即占重量的94-98.5％的)為聚醛樹脂。合成樹脂材料中還會包含不可避免的雜質(zhì)和少量的用以改善其它的物理性能的添加劑。
為了證實本發(fā)明的有益效果，用本發(fā)明的輸送機鏈和常規(guī)的輸送機鏈進行了一比較試驗。本發(fā)明的輸送機鏈中，含硅樹脂的潤滑劑的三種組分(即硅油，鈦酸鉀纖維和脂肪酯)的每一個的含量為合成樹脂材料的重量的0.5，1.0或2.0％，其它的為聚甲醛樹脂。第一種常規(guī)輸送機鏈由包含有一種含長鏈烷基酯基的化學(xué)潤滑劑的添加劑的聚甲醛樹脂制成。第二種常規(guī)輸送機鏈由一種不含添加劑的天然聚甲醛樹脂制成。
這些輸送機鏈均與各種輔助材料(companion material)組合使用以測量其動力磨擦系數(shù)。輔助材料是一種超高聚合物分子聚乙烯，其用作支撐每一個輸送機鏈的底表面的軌道部件，一鋁罐，聚對苯二甲酸乙酯瓶，鋼罐和一玻璃瓶作為在輸送機鏈上被輸送的物品。在測量過程中，具有圖1所示的結(jié)構(gòu)的每一個輸送機鏈以50米/分鐘的速度被驅(qū)動，輸送機鏈的各平面承載部分上攜帶有一輔助材料，而在平面承載部分上不提供任何潤滑流體。為了測量，每一個輔助材料都掛在一推挽式英制千分表或測微儀上，以產(chǎn)生一聚集狀態(tài)，其中輔助材料可在一給定位置處在移動的輸送機鏈的平面承載部分上滑動。測微儀的測量值除以各輔助材料的質(zhì)量，以計算一動力磨擦系數(shù)。圖3示出了測量結(jié)果。
如圖3所示，所有的本發(fā)明的輸送機鏈的動力磨擦系數(shù)都小于第一和第二常規(guī)輸送機鏈的磨擦系數(shù)。如下面的表1所例舉的，盡管降低的程度隨著輔助材料的不同而有所變化，但本發(fā)明的輸送機鏈都可以實現(xiàn)一定程度地降低磨擦系數(shù)。
表1磨擦系數(shù)降低率(平均值)添加劑(含硅樹脂的 相對于第一常規(guī) 相對于第二常規(guī)潤滑劑)數(shù)量 輸送機鏈的降低率 輸送機鏈的降低率1.5WT％ 大約10％ 大約30％3.0WT％ 大約16％ 大約35％6.0WT％ 大約20％ 大約40％從圖3和表1可以清楚地看出，隨著添加劑(含硅樹脂的潤滑劑)的含量的增加，動力磨擦系數(shù)變得更小。就磨擦系數(shù)的降低效果而論，添加的含硅樹脂的潤滑劑越多，則效果越好。更具體地說，含硅樹脂的潤滑劑的含量最好多于整個合成樹脂材料的重量的3.0％。這意味著含硅樹脂的潤滑劑的三種組分中的每一種的含量超過整個合成樹脂材料的重量的1.0％。
另一方面，增加含硅樹脂的潤滑劑的含量會產(chǎn)生一問題。圖4示出了各輸送機鏈的測量出的抗斷強度。如圖4所示，隨著潤滑劑含量的增加，其抗斷強度降低。從圖4中可以了解到，一種由含硅樹脂的潤滑劑的含量超過重量的6％(三種組分中的每一種的含量多于重量的2％)的合成樹脂化合物制成的輸送機鏈與第一種常規(guī)的輸送機鏈相比，其抗斷強度會降低35％。這意味著隨著含硅樹脂的潤滑劑的含量的增加，所得到的輸送機鏈則更難保持所必需的強度。
試驗還證實，隨著合成樹脂材料中所含的含硅樹脂的潤滑劑的含量的增加，合成樹脂材料的注模性能和所得到的輸送機鏈的外觀也越來越差。
顯然，通過以上闡述，可以對本發(fā)明進行多種小的變動和修改。因此應(yīng)當知道，在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，除了以上所述的實施方式以外，本發(fā)明還可以采用其它的實施方式。
權(quán)利要求
1.一種輸送機鏈，包括有多個用銷可轉(zhuǎn)動地連接在一起的鏈節(jié)，每一個所述鏈節(jié)具有一平面承載部分，其上用于攜帶要由所述輸送機鏈輸送的物品；和至少每一所述鏈節(jié)的平面承載部分是由一種合成樹脂材料制成的，該合成樹脂材料包含有一種聚甲醛樹脂和一種含硅樹脂的潤滑劑。
2.如權(quán)利要求1所述的輸送機鏈，其特征在于相對于所述合成樹脂材料的重量，所述含硅樹脂的潤滑劑包含有重量百分比為0.5至2.0％的硅油，重量百分比為0.5至2.0％的鈦酸鉀纖維，和重量百分比為0.5至2.0％的從一元脂肪酸和一羥基醇得到的脂肪酯。
3.如權(quán)利要求2所述的輸送機鏈，其特征在于所述硅油的動力粘度在25℃時為1,000,000厘池(cSt)。
4.如權(quán)利要求3所述的輸送機鏈，其特征在于所述硅油是選自由聚二甲基硅氧烷制成的硅油、環(huán)氧樹脂變性硅油、氨基變性硅油、和乙醇變性硅油中的一種。
5.如權(quán)利要求2所述的輸送機鏈，其特征在于所述鈦酸鉀纖維是一種細的針狀單晶體纖維，其平均的纖維長度在5至120μm的范圍內(nèi)，平均的纖維直徑在0.1至1.0μm的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的輸送機鏈，其特征在于所述鈦酸鉀纖維的平均纖維長度在10至20μm的范圍內(nèi)，平均纖維直徑在0.2至0.5μm的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求2所述的輸送機鏈，其特征在于所述脂肪酯是由包含有5-32個碳原子的一元脂肪酸和包含有2-30個碳原子的一羥基醇之間的縮合反應(yīng)而得到的。
8.如權(quán)利要求7所述的輸送機鏈，其特征在于所述一元脂肪酸是從包含有正己酸，正癸酸，十一烷酸，月桂酸，十三烷酸，十四烷酸，棕櫚酸，硬脂酸，二十二烷酸，二十四烷酸，廿六烷酸，褐煤酸，和蘋果酸的組中選擇出的一種飽和脂肪酸，所述一羥基醇是從包括丙醇，異丙醇，丁醇，辛基醇，辛醇，月桂醇，十四烷基醇，硬脂醇和二十二醇的組中選擇出的一種。
9.如權(quán)利要求7所述的輸送機鏈，其特征在于所述一元脂肪酸是從包含有油酸，反油酸，亞油酸，亞麻酸，二十碳四烯酸，巴西烯酸，芥酸和蓖麻醇酸的組中選擇出的一種不飽和脂肪酸，所述一羥基醇是從包括丙基醇，異丙基醇，丁醇，辛基醇，辛醇，月桂醇，十四烷基醇，硬脂醇和二十二醇的組中選擇出的一種。
10.如權(quán)利要求7所述的輸送機鏈，其特征在于所述脂肪酯是由包含有12-22個碳原子的一元脂肪酸的羧酸基與包含有2-30個碳原子的一羥基醇的羥基之間的縮合反應(yīng)得到的。
11.如權(quán)利要求10所述的輸送機鏈，其特征在于所述一元脂肪酸是從包含有月桂酸，十四烷酸，棕櫚酸，硬脂酸，二十二烷酸的組中選擇出的一種飽和脂肪酸，所述一羥基醇是從包括十四烷基醇，硬脂醇和二十二醇的組中選擇出的一種。
12.如權(quán)利要求11所述的輸送機鏈，其特征在于所述脂肪酯是硬脂-硬脂酸酯或山崳-山崳酸酯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種塑性輸送機鏈,該鏈具有多個用銷連接在一起的鏈節(jié),每一個鏈節(jié)具有一由一種合成樹脂化合物制成的平面承載部分,該合成樹脂化合物包含有一種聚甲醛樹脂和一種含硅樹脂的潤滑劑。最好該含硅樹脂的潤滑劑相對于該合成樹脂化合物的重量,包含有重量百分比為0.5至2.0%的硅油,重量百分比為0.5至2.0%的鈦酸鉀纖維,和重量百分比為0.5至2.0%的從一元脂肪酸和一羥基醇得到的脂肪酯。因而,所得到的平面承載部分具有低的摩擦系數(shù),即使當物品的底部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定時,該輸送機鏈也能夠長時間地實現(xiàn)物品的穩(wěn)定輸送。
文檔編號B65G45/02GK1250740SQ99121810
公開日2000年4月19日 申請日期1999年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月31日
發(fā)明者芝山勝俊, 村上吉洋, 石井敬士 申請人:株式會社椿本鏈索