專利名稱：電梯用繩索的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電梯中使用的吊掛轎廂的電梯用繩索。
背景技術(shù)：
過去，在電梯裝置中使用具有繩索直徑的40倍以上的直徑的繩輪，以防止繩索的早期磨損或斷線。因此，為了減小繩輪的直徑，也需要減小繩索的直徑。但是，如果不改變繩索根數(shù)而減小繩索直徑，則有可能繩索的強(qiáng)度降低，使得電梯的可搭載重量 降低。并且，繩索根數(shù)的增加將導(dǎo)致電梯裝置的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜。另外，如果減小驅(qū)動繩輪的直徑，則繩索的彎曲疲勞壽命縮短，需要頻繁更換繩索。作為解決這些問題的手段提出了采用如下繩索(例如，參照專利文獻(xiàn)I):將鋼制芯線扭絞多根構(gòu)成股線，將該股線扭絞多根構(gòu)成鋼絲繩，用樹脂材料包覆該鋼絲繩的最外周。采用這種繩索的電梯利用繩輪與構(gòu)成繩索的最外周的樹脂材料之間的摩擦力進(jìn)行驅(qū)動。因此，期望使樹脂材料的摩擦特性穩(wěn)定或者提高樹脂材料的摩擦特性。為此，提出了采用由不含蠟的聚氨酯包覆材料包覆的繩索，以提高電梯用繩索的摩擦特性(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。另一方面，為了將繩輪與帶之間的摩擦系數(shù)減小到預(yù)定的范圍內(nèi)，提出了用在聚醚類熱塑性聚氨酯彈性體中添加了含油量較低的異構(gòu)烷烴蠟的材料包覆的扁平帶(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。另外，提出了用在樹脂基材中混合了不溶性固體添加物微粒，尤其是混合了硬度大于繩輪的表面部件的硬度的不溶性固體添加物微粒的樹脂包覆體包覆的繩索和帶(例如，參照專利文獻(xiàn)4)，以便得到在諸如繩輪與繩索或者帶的接觸面附著有油的狀況下摩擦系數(shù)也不會大幅下降，而且滑動造成的樹脂包覆體的磨損較少的繩索和帶。已知樹脂材料的摩擦系數(shù)通常明顯依賴于滑動速度或溫度。另夕卜，還已知樹脂材料的動態(tài)粘彈性等粘彈性特性與其速度和溫度依賴性之間具有換算性(Williams-Landel-Ferry的式子(WLF式))。另外,還公開了在橡膠摩擦的情況下同樣的換算性對于其滑動速度和溫度也成立，因而橡膠的粘彈性特性干預(yù)該橡膠的摩擦特性(例如，參照非專利文獻(xiàn)I)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2001 - 262482號公報專利文獻(xiàn)2 日本特表2004 - 538382號公報專利文獻(xiàn)3 :國際公開第2007/128622號公報專利文獻(xiàn)4 :日本特開2009 - 234791號公報非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)I :Grosch，K. A. :Proc. Roy. Soc. ,A274, 21 (1963)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
根據(jù)以上所述可知，即使是專利文獻(xiàn)2記載的不含蠟的聚氨酯包覆材料，由于材料自身的摩擦系數(shù)根據(jù)滑動速度或溫度而變化，因而也存在不能穩(wěn)定地對電梯進(jìn)行制動的問題。另外，如非專利文獻(xiàn)I記載的那樣，橡膠的摩擦系數(shù)相對于滑動速度具有極大值。為了使電梯長時間停止，需要借助繩索與繩輪之間的摩擦力維持轎廂的靜止?fàn)顟B(tài)，但是過去那樣摩擦系數(shù)的變動較大的包覆材料、或?qū)＠墨I(xiàn)3記載的那樣添加了含油量較低的異構(gòu)烷烴蠟的包覆材料，也不能確保微小的滑動速度時的摩擦系數(shù)在一定值以上，存在轎廂的停止位置隨著時間經(jīng)過而偏離的問題。并且，為了使運轉(zhuǎn)中的電梯緊急停止或者驟然停止，需要借助繩索與繩輪之間的摩擦力對電梯進(jìn)行制動，但是專利文獻(xiàn)I 4記載的過去的包覆材料由于摩擦熱而引發(fā)強(qiáng)度降低或熔融，其結(jié)果是也存在繩索與繩輪之間的摩擦系數(shù)明顯下降的問題。因此，本發(fā)明正是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供一種具有穩(wěn)定且不依賴于溫度或滑動速度的摩擦系數(shù)的電梯用繩索。用于解決問題的手段
發(fā)明者們對樹脂材料的組分進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，在從長時間保持靜止時過渡到電梯驟然停止時的寬范圍的滑動速度中，為了得到摩擦系數(shù)的變動較小的電梯用繩索，將在熱塑性聚氨酯彈性體中添加熔點在100°C以上150°c以下的摩擦穩(wěn)定劑和I個分子中具有2個以上的異氰酸酯基的異氰酸酯化合物而得到的樹脂材料用作繩索主體的包覆層比較有用，從而完成了本發(fā)明。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，通過將在熱塑性聚氨酯彈性體中添加具有100°C以上150°C以下的熔點的摩擦穩(wěn)定劑和I個分子中具有2個以上的異氰酸酯基的異氰酸酯化合物而得到的樹脂包覆層形成組合物的成形體，用作包覆繩索主體的外周的層，能夠得到具有穩(wěn)定且不依賴于溫度或滑動速度的摩擦系數(shù)的電梯用繩索。


圖I是表示摩擦系數(shù)的滑動速度依賴性不同的材料中的損耗模量的頻率依賴性的結(jié)果(粘彈性主曲線)的一例。圖2是在實施例中使用的用于測定微小滑動速度范圍內(nèi)的摩擦系數(shù)的裝置的示意圖。圖3是在實施例中使用的用于測定緊急停止時的摩擦系數(shù)的裝置的示意圖。
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的實施方式。實施方式I本發(fā)明的實施方式I的電梯用繩索的特征在于，繩索主體的外周被樹脂包覆層形成組合物的成形體包覆，該樹脂包覆層形成組合物是將熱塑性聚氨酯彈性體、具有100°c以上150°c以下的熔點的摩擦穩(wěn)定劑和I個分子中具有2個以上的異氰酸酯基的異氰酸酯化合物進(jìn)行混合而得到的。摩擦系數(shù)穩(wěn)定且不依賴于溫度或滑動速度的理由如下在諸如電梯保持靜止時和通常運轉(zhuǎn)時摩擦熱的產(chǎn)生較少的滑動條件下，摩擦穩(wěn)定劑不熔融而不降低摩擦系數(shù)，在諸如電梯驟然停止時滑動速度增大而且明顯產(chǎn)生摩擦熱的滑動條件下，摩擦穩(wěn)定劑熔融，樹脂包覆層的潤滑性急劇增加，摩擦面的溫度上升得到抑制，其結(jié)果是不會引發(fā)樹脂包覆層的強(qiáng)度降低或熔融，摩擦造成的損傷得到抑制，能夠確保一定值以上的摩擦系數(shù)。作為在本實施方式中使用的熱塑性聚氨酯彈性體，例如可以列舉酯類熱塑性聚氨酯彈性體、醚類熱塑性聚氨酯彈性體、酯-醚類熱塑性聚氨酯彈性體、碳酸酯類熱塑性聚氨酯彈性體等。這些熱塑性聚氨酯彈性體可以單獨使用，也可以組合兩種以上熱塑性聚氨酯彈性體來使用。在這些熱塑性聚氨酯彈性體中，為了防止在使用環(huán)境中產(chǎn)生的加水分解，優(yōu)選使用醚類熱塑性聚氨酯彈性體，如果還考慮電梯用繩索的柔軟性和耐久性，更優(yōu)選使用Jis A硬度(在JIS K7215中規(guī)定的基于A型硬度計(durometer)的硬度)在85以上95以下的聚醚類熱塑性聚氨酯彈性體。另外，從與摩擦穩(wěn)定劑和I個分子中具有2個以上的異氰酸酯基的異氰酸酯化合物的混合等操作性方面考慮，優(yōu)選使用被加工成丸狀的熱塑性聚氨酯彈性體。 作為在本實施方式中使用的具有100°C以上150°C以下的熔點的摩擦穩(wěn)定劑，例如可以使用石蠟、微結(jié)晶蠟、低分子量聚烯類蠟等蠟類，脂肪酸酰胺、聚乙烯或聚丙烯等聚烯烴樹脂。其中優(yōu)選聚烯烴類化合物，以便減小保持靜止時的摩擦系數(shù)的變動。如果摩擦穩(wěn)定劑的熔點小于100°C，在諸如夏季氛圍氣溫度較高的環(huán)境下，繩索表面的摩擦系數(shù)，尤其是諸如保持靜止時的滑動速度極小的滑動條件下的摩擦系數(shù)有可能過低。另一方面，如果摩擦穩(wěn)定劑的熔點超過150°C，在諸如產(chǎn)生明顯的摩擦熱的滑動條件下，摩擦穩(wěn)定劑的融解和與之相伴的潤滑性的發(fā)現(xiàn)將會延遲，引發(fā)樹脂包覆層的強(qiáng)度降低或熔融，摩擦系數(shù)有可能急劇下降。摩擦穩(wěn)定劑的添加量沒有特殊限定，但是優(yōu)選相對于樹脂包覆層形成組合物在O. 5重量％以上5重量％以下,更優(yōu)選在I重量％以上3重量％以下。如果摩擦穩(wěn)定劑的添加量小于O. 5重量％，則存在不能得到具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)的樹脂包覆層的情況；如果超過5重量％，則存在包覆材料的強(qiáng)度、耐磨損性以及粘接性下降，電梯用繩索的柔軟性和耐久性受到損害的情況。作為在本實施方式中使用的I個分子中具有2個以上的異氰酸酯基的異氰酸酯化合物，例如可以列舉1，6_六亞甲基二異氰酸酯、2，2，4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、賴氨酸甲酯二異氰酸酯、亞甲基二異氰酸酯、異丙基異氰酸酯、賴氨酸二異氰酸酯、1，5-亞辛基二異氰酸酯、二聚酸二異氰酸酯等脂肪族異氰酸酯；4，4’ - 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、氫化甲苯二異氰酸酯、甲基環(huán)己烷二異氰酸酯、異亞丙基二環(huán)己基-4，4’ - 二異氰酸酯等脂環(huán)族異氰酸酯；2，4-或者2，6-甲苯二異氰酸酯、4，4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯、1，5-亞萘基二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、三苯甲烷三異氰酸酯、硫代磷酸三(4-苯基異氰酸酯)、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯(tolidinediisocyanate)、對苯二異氰酸酯、二苯基醚二異氰酸酯、二苯砜二異氰酸酯等芳香族異氰酸酯。這些異氰酸酯化合物可以單獨使用，也可以組合兩種以上異氰酸酯化合物來使用。并且，也可以將分子鏈端具有異氰酸酯基的異氰酸酯預(yù)聚合物用作在I個分子中具有2個以上的異氰酸酯基的異氰酸酯化合物，該異氰酸酯預(yù)聚合物是使多元醇、多胺等活性氫化物與上述異氰酸酯進(jìn)行反應(yīng)而得到的。這些異氰酸酯化合物發(fā)揮使摩擦系數(shù)相對于溫度或滑動速度更穩(wěn)定的效果。從與熱塑性聚氨酯彈性體的混合等操作性方面考慮，異氰酸酯化合物優(yōu)選用作預(yù)先與同除了熱塑性聚氨酯彈性體以外的異氰酸酯化合物之間的反應(yīng)性較差的熱塑性樹脂進(jìn)行混合，并加工成丸狀的樹脂組合物(以下有時稱作異氰酸酯批)。作為在此使用的除了熱塑性聚氨酯彈性體以外的熱塑性樹脂，例如可以列舉環(huán)氧樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚醋酸乙烯樹脂、乙烯一醋酸乙烯共聚物樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酯樹脂等。這些異氰酸酯化合物的添加量可以在使得到的成形體的JIS A硬度在98以下且?；瘻囟冗_(dá)到一 20°C以下的范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整。本實施方式的樹脂包覆層通常是這樣得到的，S卩，將上述熱塑性聚氨酯彈性體的丸與上述摩擦穩(wěn)定劑以及異氰酸酯化合物(或者異氰酸酯批)進(jìn)行混合，然后將其投入到擠壓成形機(jī)、注塑成形機(jī)等成形設(shè)備中進(jìn)行成形。
為了使摩擦系數(shù)相對于溫度或滑動速度更穩(wěn)定，也可以在上述樹脂包覆層形成組合物中還混合無機(jī)填充材料。作為這種無機(jī)填充材料，例如可以列舉碳酸鈣、二氧化硅、氧化鈦、碳黑、乙炔黑、硫酸鋇等球狀無機(jī)填充材料，碳纖維、玻璃纖維等纖維狀無機(jī)填充材料，云母、滑石、澎潤土等板狀無機(jī)填充材料。這些無機(jī)填充材料可以單獨使用，也可以組合兩種以上無機(jī)填充材料來使用。其中，優(yōu)選使用纖維狀無機(jī)填充材料和板狀無機(jī)填充材料，以便使摩擦系數(shù)的變動更小。另外，這些無機(jī)填充材料的硬度沒有特殊要求。這些無機(jī)填充材料的添加量可以在使得到的成形體的Jis A硬度在98以下且玻化溫度達(dá)到一 20°C以下的范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整。將成形體的JIS A硬度規(guī)定在98以下的理由是，根據(jù)發(fā)明者們的研究可知，如果超過98則繩索的柔軟性受到損害，在將其應(yīng)用于電梯進(jìn)行驅(qū)動時具有耗電增加的趨勢。更優(yōu)選成形體的JISA硬度在85以上95以下。另外，將成形體的?；瘻囟纫?guī)定在-20°C以下的理由是，根據(jù)發(fā)明者們的研究可知，雖然成形體的?；瘻囟仍礁吣Σ料禂?shù)的滑動速度依賴性越小，但是，成形體的?；瘻囟仍礁叱尚误w的彈性率越大，在將其作為樹脂包覆層應(yīng)用于電梯用繩索時，繩索的柔軟性降低，如果繩索在高于成形體的?；瘻囟鹊沫h(huán)境下反復(fù)彎曲，則存在根據(jù)樹脂包覆層受到的應(yīng)力而容易產(chǎn)生樹脂包覆層的裂紋等疲勞損傷的趨勢。更優(yōu)選成形體的?；瘻囟仍谝?25°C以下。另外，本實施方式的電梯用繩索的特征在于包覆繩索主體的外周的最外層的樹脂材料，因而對繩索主體的構(gòu)造沒有特殊限定，但是繩索主體通常包含將多根鋼制芯線進(jìn)行扭絞構(gòu)成的股線或者軟線作為荷重支撐部件。本實施方式的繩索主體也可以是包含上述股線或者軟線的帶狀繩索主體。另外，為了提高繩索主體與樹脂包覆層的密合性，優(yōu)選預(yù)先在上述股線或者軟線上涂敷諸如@kemuri69 (注冊商標(biāo))218 ( 口一 F 7 r — 4 一 7卜社)那樣的金屬和聚氨酯用粘接劑。根據(jù)本實施方式，能夠提供一種電梯用繩索，在從維持電梯轎廂的靜止?fàn)顟B(tài)所需要的微小滑動速度范圍到使運轉(zhuǎn)中的電梯緊急停止或者驟然停止時的較大滑動速度范圍的寬范圍的滑動速度中，摩擦系數(shù)的變動較小。另外，本實施方式對應(yīng)用于電梯用繩索的情況進(jìn)行了說明，但是，同樣也能夠應(yīng)用于電梯用帶。
實施例下面，根據(jù)實施例和比較例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明，但是，本發(fā)明不限于此?！磳嵤├? — 11〉在JIS A硬度95的醚類熱塑性聚氨酯彈性體(以下有時簡稱TPU)中添加摩擦穩(wěn)定劑并在必要時添加無機(jī)填充材料，然后加工成丸狀。在該丸狀樹脂組合物中添加預(yù)定量的丸狀的異氰酸酯批，將充分混合后的物質(zhì)提供給擠壓成形機(jī)，成形為包覆繩索主體的外周的樹脂包覆層，所述異氰酸酯批是利用雙軸擠壓機(jī)對I. 85質(zhì)量份的聚苯乙烯樹脂、I. 3質(zhì)量份的環(huán)氧樹脂以及I. 85質(zhì)量份的4，4’ 一二苯甲烷異氰酸酯進(jìn)行攪拌而得到的。在用樹脂包覆層包覆繩索主體后，在100°C加熱2小時來進(jìn)行粘接劑的固化以及樹脂包覆層的退火處理，得到直徑12mm的電梯用繩索。另外，得到的電梯用繩索具有國際公開第2003/050348號的圖I記載的斷面構(gòu)造。其中，繩索主體相當(dāng)于由內(nèi)層繩索、包覆內(nèi)層繩索的外周的樹脂制的內(nèi)層包覆體和外層繩索構(gòu)成，樹脂包覆層相當(dāng)于外層包覆體，所述內(nèi)層繩索具有將多根鋼制芯線扭絞形成的多根芯子繩、和將多根鋼制芯線扭絞形成的多根內(nèi)層·子繩，所述外層繩索設(shè)于內(nèi)層包覆體的外周部，具有將多根鋼制芯線扭絞形成的多根外層子繩。在用樹脂包覆層包覆繩索主體之前，對繩索主體的外周子繩涂敷@kemuri69(注冊商標(biāo))218 (口一 F 7 r — 4 一卜社)并使其干燥。樹脂包覆層的組分如表I所示。<比較例I以及7 9>在TPU中根據(jù)需要添加無機(jī)填充材料，然后加工成丸狀。將該丸狀樹脂組合物用作包覆繩索主體的外周的樹脂包覆層，除此之外與實施例相同，從而得到電梯用繩索。樹脂包覆層的組分如表2所示。<比較例2 6以及10 12>在TPU中添加摩擦穩(wěn)定劑或者無機(jī)填充材料，然后加工成丸狀。在該丸狀樹脂組合物中添加預(yù)定量的丸狀的異氰酸酯批，將充分混合后的物質(zhì)用作包覆繩索主體的外周的樹脂包覆層，除此之外與實施例相同，從而得到電梯用繩索，所述異氰酸酯批是利用雙軸擠壓機(jī)對I. 85質(zhì)量份的聚苯乙烯樹脂、I. 3質(zhì)量份的環(huán)氧樹脂以及I. 85質(zhì)量份的4，4’ 一二苯甲烷異氰酸酯進(jìn)行攪拌而得到的。樹脂包覆層的組分如表2所示。[樹脂包覆層的?；瘻囟?Tg)的測定]按照下面所述測定樹脂包覆層的?；瘻囟?Tg)。將組分與在各個實施例和比較例中使用的樹脂包覆層相同的成形用組合物提供給注塑成形機(jī)，成形為lOOmmXIOOmmX厚度2mm的平板，在100°C加熱2小時，然后從其中心部切取50mmX IOmmX厚度2mm的試驗片。使用七^ 3 — ^ ^ ^^株式會社的粘彈性光譜儀DMS120，在變形模式彎曲模式、測定頻率10Hz、升溫速度2°C /分、施振振幅10 μ m的條件下，測定試驗片的損耗模量，將損耗模量的峰值溫度設(shè)為Tg。[樹脂包覆層的JISA硬度]按照J(rèn)IS K7215使用A型硬度計測定A硬度。[繩索摩擦系數(shù)的測定](I)基于微小滑動速度和通常運轉(zhuǎn)滑動速度的測定法圖2是用于測定在微小滑動速度范圍中的摩擦系數(shù)的裝置的示意圖。如圖2所示，將在實施例和比較例中得到的電梯用繩索I以180度卷掛于繩輪2，將其一端固定于測定裝置3，將另一端連接于對重4，對電梯用繩索I施加張力。在此，在使繩輪2以預(yù)定速度順時針地旋轉(zhuǎn)時，固定側(cè)的繩索張力(T2)減緩在電梯用繩索I與繩輪2之間產(chǎn)生的摩擦力的量，并與對重側(cè)的繩索張力(T1)之間產(chǎn)生張力差。利用設(shè)置在繩索與對重的連接部的讀取器測定這些對重側(cè)的繩索張力(T1)和固定側(cè)的繩索張力(T2)。將保持靜止時的滑動速度定義為IX l(T5mm/sec,將通常運轉(zhuǎn)時的滑動速度定義為lmm/sec,將T1和T2 (其中，!^>1^)、繩索卷掛角度Θ (= 180度)、由繩輪槽的形狀確定的系數(shù)K2 (= I. 19)代入下式1，求出電梯用繩索I與繩輪2之間的摩擦系數(shù)μ1Ι5另外，測定是在25°C的氛圍氣溫度下實施的。結(jié)果如表I和表2所7^。
權(quán)利要求
1.一種電梯用繩索，其特征在于，該電梯用繩索具有繩索主體和包覆該繩索主體的外周的由樹脂包覆層形成組合物的成形體構(gòu)成的樹脂包覆層，所述樹脂包覆層形成組合物是將熱塑性聚氨酯彈性體、具有100°c以上150°C以下的熔點的摩擦穩(wěn)定劑和I個分子中具有2個以上的異氰酸酯基的異氰酸酯化合物進(jìn)行混合而得到的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電梯用繩索，其特征在于，所述摩擦穩(wěn)定劑是聚烯烴類化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電梯用繩索，其特征在于，在所述樹脂包覆層形成組合物中還混合有無機(jī)填充材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電梯用繩索，其特征在于，所述無機(jī)填充材料是纖維狀或者板狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電梯用繩索，其特征在于，相對于所述樹脂包覆層形成組合物，所述摩擦穩(wěn)定劑的含量在O. 5重量％以上5重量％以下。
全文摘要
本發(fā)明的電梯用繩索具有繩索主體和包覆該繩索主體的外周的由樹脂包覆層形成組合物的成形體構(gòu)成的樹脂包覆層，所述樹脂包覆層形成組合物是將熱塑性聚氨酯彈性體、具有100℃以上150℃以下的熔點的摩擦穩(wěn)定劑和1個分子中具有2個以上的異氰酸酯基的異氰酸酯化合物進(jìn)行混合而得到的。為了使摩擦系數(shù)更穩(wěn)定，還可以在樹脂包覆層形成組合物中混合無機(jī)填充材料。本發(fā)明的電梯用繩索具有穩(wěn)定且不依賴于溫度或滑動速度的摩擦系數(shù)。
文檔編號D07B1/16GK102906000SQ20108006696
公開日2013年1月30日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者村井道雄, 光井厚, 內(nèi)藤晉也, 船田篤志, 中川博之, 近藤力雄 申請人:三菱電機(jī)株式會社