阅读说明：本技术 可缝合工业带 (Industrial belt capable of sewing ) 是由 M·莱文 T·伊斯雷尔 H·韦伯 C·万汉德尔 D·英格兰德 于 2019-01-29 设计创作，主要内容包括：公开了可用于例如输送或形成工程木质复合材料或其他工业产品的工业带。所述工业带具有可缝合基带,该基带具有包括聚合物、抗污染剂和导电防静电组分的涂层。(Industrial belts useful, for example, in conveying or forming engineered wood composites or other industrial products are disclosed. The industrial belt has a seamable base belt with a coating comprising a polymer, an anti-stain agent, and a conductive antistatic component.)

可缝合工业带

背景技术

1.技术领域

本发明涉及工业带(industrial belt)领域。特别是，所公开的带包括抵抗胶粘剂组分粘附到带上的涂层，如此可用于制造工程木制品。

2.相关技术

复合材料是通用的工程材料，由两种或更多种在组合使用时可改善单个组分的性能，同时在宏观水平上保持分离的材料组成。复合材料由于其通用性而用于从医疗保健和土木工程到航天器技术的各个领域。

木基复合板通常是由主要为刨花(particle)(刨花板)、薄片(定向刨花板(oriented strand board,OSB)或华夫刨花板(随机取向薄片)和纤维(中密度纤维板(medium density fiberboard,MDF))形式的木材与热固性胶粘树脂结合，并通常在热压机中，在升高的温度和升高的压力下粘合而制造的面板。因此，该过程有时称为热压。

已经通过以下方法制造了许多类型的木质复合产品：其中将木片、饰面、颗粒等的组装用粘性粘合剂涂覆，然后经受压实和加热以形成最终产品。例如，该技术用于由木材刨花(wood particle)制造刨花板，并由木饰面板制造胶合板。将压力和能量同时施加到木制品中的可固化胶粘树脂上。由此在将产品按压和/或保持在期望的尺寸和密度的同时固化或固定胶粘树脂。微波应用固化用作复合木材的粘合剂或胶粘剂的树脂。

带用于制造复合木制品过程中的输送、成型或其他步骤。例如，不可渗透带可用于收集复合材料或使其成型，并且是根据所需的最终密度来输送和积累复合制剂的环形带。通过使用两条面对的环形带(材料在其间被压实)以及使带与材料保持压力接合的压板和减摩装置，可渗透带可用于对所形成的预复合材料除气或预压实。

如上所述，木质复合产品可以包括木质纤维、玻璃纤维和树脂或胶粘剂、粘合剂的混合物。树脂粘合剂包括异氰酸酯基树脂和甲醛基树脂。相比甲醛基树脂，异氰酸酯基树脂可提供环境益处。然而，异氰酸酯基树脂和甲醛基树脂都倾向于粘附到用于加工复合材料的钢模和带的工作表面上。这种粘附倾向可能导致树脂或复合材料在带表面上积累，这会在最终产品的表面光洁度中造成不良缺陷，并缩短带的使用寿命。

已经使用了几种方法来减少树脂(胶粘剂)在带表面上的粘附和积累，包括在复合混合物中使用内部脱模剂，在按压板坯(mate)之前在复合混合物的板坯表面上施加脱模剂，以及在带表面上施加防粘剂。各种防粘剂涉及用烘烤到带中的液体组合物涂覆带表面，以形成稳定的防粘涂层。在许多连续的收集或压实周期过程中，最终会在带上形成累积物，需要定期在位清洗带或将其从处理中取出进行清洗/重新涂覆或更换。清洗、取出/重新涂覆带或更换带会导致设备停机、费用增加和浪费。

发明内容

本申请涉及工业带及其制造方法，该工业带包括可缝合基带，该可缝合基带在其至少顶表面上具有涂层。该涂层包括聚合物、抗污染剂和导电防静电组分。

在一个实施方式中，聚合物是热塑性聚氨酯，抗污染染是硅氧烷聚合物，防静电组分是炭黑。在

具体实施方式

中，涂层含有至少基于重量70％的热塑性聚氨酯、至少基于重量0.5％的硅氧烷聚合物和至少基于重量2％的炭黑。

在另一实施方式中，炭黑基于重量的百分比足以在工业带的表面上产生10⁶ohms/平方或更小的电阻率。在另一个实施方式中，硅氧烷聚合物为基于重量1.25％-2.5t％。在带的另一个实施方式，热塑性聚氨酯是基于酯的。

在一些实施方式中，可缝合基带包含扁平单丝且厚度(caliper)小于2mm。在具体实施方式中，可缝合基带是螺旋连接的带(spiral linked belt)、编织带、非编织带或具有嵌入的纵向纱线的膜。

附图说明

包括附图，以提供对本发明的进一步理解，并且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。本文呈现的附图示出了本发明的不同实施方案，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1示出了可用于制造木质复合产品的基本工艺的简化图示。

图2示出了本公开中带的使用。

图3示出了本公开的带的横截面。

具体实施方式

本公开中的术语“包含(comprising)”和“包含(comprises)”可以表示“包括(including)”和“包括(includes)”，或者可以具有美国专利法通常给予属于术语“包含(comprising)”或“包含(comprises)”的含义。术语“基本上由……组成(consistingessentially of)”或“基本上由……组成(consists essentially of)”在权利要求中使用时具有美国专利法赋予它们的含义。本发明的其他方面描述于以下公开内容中，或根据以下公开内容是显而易见的(并在本发明的范围内)。

在以下描述中，术语“线”、“纤维”和“纱线”可互换使用。本文所用“线”、“纤维”和“纱线”可指单丝、复丝、加捻纱、变形丝、涂覆纱、双组分纱，以及由本领域普通技术人员已知的任何材料的拉伸断裂纤维制成的纱线。“丝束”包括多根纤维，并且在本文中可互换地称为丝束、复丝丝束、多纤维丝束和编织丝束。纤维可以由碳、尼龙、人造丝、玻璃纤维、棉、陶瓷、芳族聚酰胺、聚酯、金属、聚乙烯玻璃和/或其他表现出所需物理性能、热性能、化学性能或其他性能的材料制成。

相对术语诸如“上(up)”、“下(down)”、“顶部(top)”、“底部(bottom)”、“左(left)”，“右(right)”等仅是为了描述的方便，并且不代表本发明的要求，除非另外指明。

为了更好地理解本发明、其优点和通过其使用所达到的目的，参考随附的描述性内容，在该内容中，在附图中示出了本发明的非限制性实施方案，并且在该内容中，相同的附图标记指示相应的部件。

图1示出了用于制造复合木制品的简化工艺100的概述。通常，将所选的木质起始材料110研磨120以制备尺寸均匀的纤维，并添加适当量的蜡130。此时，可以将制品(preparation)储存140，直到用于进一步处理。然后将纤维/蜡共混物与适当的粘合剂树脂(binder resin)150混合，直到形成均匀的混合物。通常还在储存纤维之前将树脂添加到纤维中。

然后可以使混合物形成160松散板坯170，使用刮料辊(shave-off roller)使该板坯预成形162，并预压实164，以获得期望密度的产品172。可以执行进一步的修整166以达到恰当的尺寸和形状，将预压板坯引入压板式挤压机(platen press)中，并在升高的温度和压力的条件下在两个模具之间进行压实，随后将其切成168所需的尺寸和形状174。制成品可用于包括以下的产品：强化地板、复合地板、胶合板、施工板(construction board)/定向刨花板(OSB)、家具、工作台面、搁板等。

应当理解，在工程木材加工中，如果用胶粘剂将一系列木板、木片、木纤维或木材刨花粘合在一起形成复合材料，则当辊180上的带向压实和最终固化移动时，该带用于引导和输送木材和胶粘剂的原始混合物。由于木质复合材料包含可能粘性的胶粘树脂，因此在木质复合材料的制造过程中可将脱模剂和/或防粘剂的使用喷涂或烘烤到表面上，以帮助减少加工过程中树脂在带和模具上的粘附和积累。

用于将颗粒粘合在一起的粘性树脂在本领域中是已知的，并且通常是基于异氰酸酯或甲醛的，尽管考虑其他类型的树脂。例如，聚合物二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)、脲-甲醛(UF)、三聚氰胺-脲-甲醛(MUF)或苯酚-甲醛(PF)树脂。

通常，用纺织物强化的热塑性聚氨酯(TPU)或聚氯乙烯(PVC)带已经在产品加工中用于引导和输送木质复合材料。尽管这些带如今是标准，但它们在使用中仍存在问题。首先，在带表面可能存在胶粘剂积累。如上所述，聚氨酯基胶粘剂制剂(UF、PMDI等)用于耐久性和强度。这些材料很容易粘附到TPU和PVC基产品上。胶粘剂在带表面上的积累能够导致最终产品的表面缺陷增加，这可能需要从表面上打磨/研磨掉。这能够导致产量损失增加和加工速度降低。

其次，在更换或安装带时，通常需要刮削并粘合在机器上。由于复杂性、所需设备的尺寸以及对人员的危害，更换或安装都很困难。

图2示出了在将复合材料加工成最终产品时使用本公开的带的木质复合材料输送装置200。带210可以围绕支撑和移动带的辊204设置。在这种情况下，可以使用任何数量的辊，并且所示的数量不是限制性的。木质复合材料202在输送装置的入口端206处供给到带210上。辊204的旋转会引起带同时旋转，从而向输送装置208的出口端输送将木质复合材料202。

图3示出了本申请带300实施方式的横截面。带300包括具有外表面304和内表面306的基带302。涂层308至少粘附到基带302的外表面304。与例如木质复合材料接触的是带300外表面304上的涂层308。本公开带的特征在于，涂覆的外表面不应损害正在输送的木质复合材料的表面。但是，如果希望在木质复合材料上形成图案，作为加工到最终产品中的一部分，则可以考虑带的外表面可以具有轮廓。

但是，本文公开的可缝合带并不限于用于制造木质复合材料。所公开的带可以用于通常包括但不限于以下的工艺：生产无纺布、波纹板轧机(corrugator)、玻璃，生产太阳能板盖的片材，以及层压。实际上，所公开的带可以用于将化学胶粘剂施加到基材上的任何领域，以作为复合材料生产工艺的一部分用于将来的粘合工艺或直接粘合。在大多数这些情况下，胶粘剂可在输送表面上积累，这可导致产品质量或加工问题。此外，所公开的带涂层的导电特征可以减少由于静电放电而导致的火花，这继而可以减少点燃用于在产品或过程中分配胶粘剂的可燃基材或可燃溶剂的发生。

基带：

基带302可以由环形或可缝合成这种形式的编织或非编织基底织物形成。基带302也可以是具有嵌入的纵向可缝合纱线的膜。基底织物的纤维可以由本领域普通技术人员已知并包括单丝、复丝和编织结构的形式的碳、尼龙、人造丝、纤维玻璃、陶瓷、芳族聚酰胺、聚酯、金属组成。纤维可以具有任何形状，包括扁平形状、圆形形状、变形形状、椭圆形状、扁圆形状或其他已知形状。基带的结构可以是单层、多层或层压。

在具体实施方式中，基带302是螺旋连接的带。螺旋连接基材(spirallinksubstrate)可为基带提供牢固的非弹性结构。在这种情况下，基底织物包括多个螺旋缠绕的纱线和连接的匝。织物由纵向(连接(link))和横向(枢轴(pintle))纱线形成。基带可以是针可缝合的。邻接的螺旋匝的相邻纵向边缘部分可以重叠，并且枢轴310穿过重叠环***以邻接端部，从而形成环形带。环边缘的厚度可以减小，以便不引起重叠区的厚度增大。与标准刮削和粘合工艺相比，针可缝合带可以减少更换带所需的时间。热塑性焊接可单独使用或组合使用，以密封带表面，在用于某些最终产品时用于增加对带表面的厚度一致性的控制。

螺旋连接基带的一个实施方式包括使用扁平单丝基纱线，其厚度在涂覆之前小于2毫米，并且含有位于所选线圈内的填充物，以提供在跨织物宽度和沿织物长度上具有预定渗透率特征的织物。

基带涂层

涂层308覆盖基带302的外表面的至少一部分。带的外部是在加工过程中可以与木质复合材料或其他复合产品接触的部分。该涂层由可提供三种功能的材料组成：(1)延长带寿命的耐用涂层；(2)有助于减少复合材料中的胶粘剂对带粘附的抗污染剂；和(3)减少静电荷在带上的积累的组分。

在一些实施方式中，可以将涂层308施加到带的外表面304的至少一部分上，以及带的内表面306的至少一部分上。在其他实施方式中，施加到内表面306的涂层可以例如增强带的内表面和与带分开的表面例如辊204之间的摩擦。

涂层可以以本领域普通技术人员已知的各种方法来施加，包括使用基于液体的可固化/可交联制剂的各种凹版印刷和刮刀工艺以及热塑性挤出或层压型工艺。通常，涂覆方法导致基带的顶部股线的大部分机械封装。可以将增粘剂添加到基底材料或涂料的制剂中，以通过化学键合进一步增强涂层对基带的固定。

在一种实施方式中，带的涂层包括热塑性聚氨酯(TPU)或热固性聚氨酯。涂层的实施方式具有酯基TPU，但是可以考虑其他TPU。实际上，可以用通过异氰酸酯与多元醇反应产生的材料来实现涂覆。可以通过改变二异氰酸酯、短链二醇和长链二醇的类型或数量来改变聚氨酯的性能。在具体实施方式中，涂层按重量计包含至少70％的TPU。

基带上的涂层还包含抗污染剂，以帮助抵抗附着在带上的污染物。涂层的实施方式包括硅氧烷聚合物作为抗污染剂。聚二甲基硅氧烷是最常见的硅酮聚合物，由交替的硅和氧原子(硅氧烷结构)的聚合物主链组成，具有甲基与硅相连。甲基可以被官能团取代，以影响热塑性基质中的相容性和流动性。重复单元的数量可以在一千至数千的范围内变动，以产生大范围分子量的硅酮材料。

高分子量(HMW)硅酮，在本文中定义为粘度为10,000mm²/sec至60,000mm²/sec，已用作热塑性聚合物中的内部添加剂，来提供加工优势和表面性能改善，例如摩擦系数降低，耐磨性改善，磨损率更低，脱模，加工更容易，模具循环更快以及其他益处。

HMW硅酮赋予塑料预期的硅酮益处，通常比低分子量硅酮更高效，且更有效，但更难处理。在具体实施方式中，涂层按重量计包括至少0.5％的HMW硅氧烷聚合物。在另一个具体实施方式中，涂层按重量计具有1.25-2.5％的HMW硅氧烷聚合物。

如上文针对涂层所述，基带可以在基带的未被涂层覆盖的区域中包括硅氧烷聚合物。在一些实施方式中，基带可以在整个基带中包括硅氧烷聚合物。

带上的涂层还包括导电组分，以提供用于消散任何静电荷积累的导电性。涂层的实施方式包括炭黑作为导电组分。本文所用的炭黑包括亚型，所述亚型包括乙炔黑、槽法炭黑、炉法黑、灯黑和热炭黑。在具体实施方式中，涂层按重量计包括至少18％的导电组分，并且一些实施方式包括按重量计具有至少25％的导电组分的涂层。也可能采用含有更多导电类型的炭黑、碳纳米管的制剂，以及其他类似制剂，其数量低至2％(按重量计)，足以产生10⁶ohms/平方或更小的表面电阻率以中和静电荷。

在一些实施方式中，可以形成对水、空气或其他流体基本上不可渗透的工业带。一些工业带可以整体不可渗透或在所选的部分中不可渗透。

本发明的其他实施方式在下述权利要求的范围内。