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BREVET D'INVENTION
FORMÉE PAR
DUNLOP LIMITED. pour
Courroie transporteuse.
La présente invention apporte des perfectionnements aux courroies transporteuses et, en particulier, aux courroies transporteuses ignifugées telles qu'elles peuvent être utilisées dans les mines.
Une variété de courroies transporteuses ignifugées comprend une carcasse de renforcement
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textile tissée résistante imprégnée de poly (chlorure de vinyle) et une couche de couverture de poly (chlorure de vinyle). Une telle courroie a de bonnes propriétés de tenue au feu en raison de sa teneur élevée en chlore (56%) et est facile à nettoyer. Toutefois, le poly- (chlorure de vinyle) n'est pas une matière de couverture idéale parce que son coefficient de frottement est faible et sa résistance à l'abrasion médiocre. On a dès lors proposé d'utiliser du néoprène au lieu du poly- (chlorure de vinyle) comme matière de couverture pour assurer le frottement et la résistance à l'abrasion qui sont nécessaires.
Un inconvénient d'une courroie recouverte de néoprène est toutefois que la résistance d'adhérence entre la couche de couverture et la carcasse est faible aux températures élevées et qu'il peut y avoir, entre la carcasse et la couche de couverture, une déstratification conduisant à la destruction de la courroie. Par conséquent, lorsque l'élévation de température est la conséquence d'un incendie, la carcasse est rapidement exposée aux flammes, ce qui accélère la destruction de la courroie. Les essais visant à éviter cet inconvénient en utilisant une couche intermédiaire d'adhésif n'ont pas donné de solution complète.
En effet, bien que la couche intermédiaire puisse améliorer la résistance d'adhérence entre la couche de couverture et la carcasse aux températures élevées, le néoprène est détruit lorsqu'il est exposé aux flammes d'un incendie et la carcasse est finalement exposée aux flammes et accélère ainsi la combustion.
La présente invention a donc pour but de procurer une courroie transporteuse ignifugée qui atténue les inconvénients des courroies ignifugées connues décrites ci-dessus.
Suivant la présente invention, une courroie
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transporteuse comprend une carcasse de renforcement portant, sur au moins la face qui constitue la surface de travail en cours de service, une couche de couverture comprenant une composition de polyéthylène chloré soudée directement à la carcasse.
L'invention a donc pour objet une courroie transporteuse capable de fonctionner aux températures élevées qui offre les avantages d'une coefficient de frottement élevé et d'une forte résistance à l'abrasion en raison de l'utilisation d'une composition de caoutchouc comme matière de couverture qui est cependant capable d'être soudée directement à la carcasse, ce qui évite les inconvénients résultant de l'utilisation d'une couche intermédiaire d'adhésif telle qu'elle est requise dans une courroie recouverte de néoprène.
La Demanderesse a découvert en outre, avec surprise, que la composition de polyéthylène chloré de couverture de la courroie conforme à l'invention constitue une structure expansée lorsqu'elle est exposée aux flammes d'un incendie et isole ainsi thermiquement la carcasse sous-jacente, de sorte que les propriétés de tenue au feu de la courroie sont supérieures à celles d'une courroie transporteuse portant une composition de néoprène d'une teneur semblable en chlore comme matière de couverture. Comme indiqué ci-dessus, la composition de néoprène de couverture est détruite par exposition à des conditions analogues, ce qui expose la carcasse sous-jacente et accélère en fait la combustion.
En plus des avantages précités, l'utilisation d'une composition de polyéthylène chloré au lieu d'une composition de néoprène offre celui qu'une économie considérable peut être réalisée sur les coûts. En effet, le coût par unité de volume du polyéthylène chloré est inférieur d'environ 20 à 30% à celui du
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néoprène.
Le polyéthylène chloré peut être mélangé avec un ou plusieurs caoutchoucs naturels ou synthétiques, par exemple du néoprène. De préférence, le polyéthylène chloré est présent en une quantité de 10 à 100% de la teneur en caoutchouc et le polyéthylène chloré avec ou sans autre (s) caoutchouc (s) est présent en une quantité non inférieure à 30% en poids de la couverture et de préférence d'au moins 40% en poids de la couverture.
De préférence, la composition de polyéthylène chloré contient 25 à 50% de chlore et plus avantageusement 36 à 42% de chlore.
De préférence la composition de polyéthylène chloré contient un stabilisant qui empêche un dégagement de chlorure d'hydrogène aux températures élevées.
Des stabilisants appropriés sont le Caloxol CP2 (oxyde de calcium à 95%), le Maglite DE (oxyde de magnésium), le carbonate basique de plomb, le Tribase (sulfate tribasique de plomb) et le Dythal (phtalate dibasique de plomb).
D'autres additifs préférés sont notamment des plastifiants ignifuges, par exemple le Pliabrac 519 (phosphate plastifiant), le Disflamoll DPK (phosphate de diphényle et de crésyle), des charges ignifuges, par exemple le trioxyde d'antimoine, le Martinal AS (alumine trihydratée), des agents antistatiques, par exemple le Loxiol GL 412 (ester de glycol et d'acide laurique) et le noir de carbone, par exemple le noir N762 (noir au four de semi-renforcement).
Les caractéristiques physiques préférées de la composition de polyéthylène chloré vulcanisée sont une résistance à la traction minimale de 15 MN/m2, un allongement à la rupture d'au moins 350%, une perte volumique par abrasion maximale de 200 mm3, une résilience (au Tripsomètre) supérieure à 45% et une dureté
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Shore A n'excédant pas 800.
De préférence, la courroie présente une résistance d'adhérence entre la couche de couverture et la carcasse d'au moins 4, 5 kN/m à 20 C.
De préférence, la composition de polyéthylène chloré de couverture est soudée directement à la carcasse sur chaque face de celle-ci.
La carcasse de renforcement peut être de type tissé ou non tissé et peut être formée d'une matière textile, par exemple de Nylon, de polyester, de coton ou d'aramide ou d'une matière non textile, par exemple de fil d'acier.
De préférence, la carcasse est imprégnée d'un agent d'imprégnation qui obture complètement les espaces vides de la carcasse. Des agents d'imprégnation appropriés sont les polyuréthannes et le poly (chlorure de vinyle) appliqués sous forme de plastisol ayant une viscosité relativement basse, par exemple 4000 à 8000 mPa. s à 200C. Le poly (chlorure de vinyle) est l'agent d'imprégnation préféré lorsque la tenue au feu est une propriété désirée pour la courroie achevée.
De préférence, l'agent d'imprégnation contient un agent d'adhérence, par exemple un donneur de résorcinol-formaldéhyde ou bien du résorcinolhexaméthylènetétramine.
Suivant un autre aspect de l'invention, une courroie transporteuse ignifugée comprend une carcasse de renforcement imprégnée de poly (chlorure de vinyle) portant, sur au moins la face qui constitue la surface de travail en cours de service, une couche de couverture comprenant une composition de polyéthylène chloré soudée directement à la carcasse.
L'invention est décrite ci-après plus en détail à titre d'exemple uniquement avec référence au dessin dont la figure unique est une vue en coupe
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transversale dans une courroie transporteuse conforme à l'invention.
La courroie transporteuse ignifuge 1 représentée au dessin annexé comprend une carcasse 2 résistante, tissée en Nylon/polyester/coton (épaisseur de 10 mm) et imprégnée de poly (chlorure de vinyle), une couche de couverture supérieure 3 (épaisseur 3 mm) et une couche de couverture inférieure 4 (épaisseur 3 mm). Les couches de couverture sont formées de polyéthylène chloré de la constitution suivante :
Parties en poids
EMI6.1
<tb>
<tb> Polyéthylène <SEP> chloré <SEP> (36% <SEP> de <SEP> Cl) <SEP> 100
<tb> Noir <SEP> N762 <SEP> 25
<tb> Disflamoll <SEP> DPK <SEP> 12,5
<tb> Maglite <SEP> DE <SEP> 3
<tb> Martinal <SEP> AS <SEP> 20
<tb> Trioxyde <SEP> d'antimoine <SEP> 3
<tb> Loxiol <SEP> GL <SEP> 412 <SEP> 3
<tb> Diéthylthiourée <SEP> 6
<tb> Soufre <SEP> 0,5
<tb>
On fabrique la courroie décrite ci-dessus de la manière suivante.
Premièrement, on imprègne la carcasse 2 en la faisant passer dans un bain de poly- (chlorure de vinyle) ayant une viscosité de 4000 mPa. s à 20 C, en éliminant l'excès de poly (chlorure de vinyle) de la surface et en solidifiant le poly- (chlorure de vinyle) par passage de la carcasse imprégnée dans un appareil de chauffage infrarouge. On recouvre la carcasse imprégnée 2 ensuite en calandrant les couches de couverture 3 et 4 en polyéthylène chloré non vulcanisé de l'épaisseur voulue sur les deux faces et en vulcanisant l'ensemble à 170 C pendant
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10 minutes.
La composition de polyéthylène chloré vulcanisée résultante des couches de couverture 3 et 4 a une résistance à la traction de 23 MN/m2, un allongement à la rupture de 650%, une perte volumique par abrasion de 152 mm3, une résilience de 54% (au Tripsomètre) et une dureté Shore A de 67.
On compare la résistance d'adhérence entre la couche de couverture et la carcasse de la courroie décrite ci-dessus conforme à l'invention à celle d'une courroie ignifugée connue comprenant une carcasse semblable imprégnée de poly (chlorure de vinyle) et une couverture de néoprène (épaisseur 3 mm) ayant une teneur semblable en chlore, soudée à la carcasse par une couche intermédiaire de caoutchouc nitrile (épaisseur 1 mm). Les résultats sont rassemblés au tableau suivant, d'où il ressort que la résistance d'adhérence entre la couche de couverture et la carcasse aux températures élevées est sensiblement plus grande dans la courroie conforme à l'invention que dans la courroie recouverte de néoprène qui est connue.
TABLEAU
EMI7.1
<tb>
<tb> Courroie <SEP> à <SEP> cou-Courroie <SEP> à
<tb> verture <SEP> de <SEP> couverture <SEP> de
<tb> polyéthylène <SEP> néoprène
<tb> chloré <SEP> de <SEP> connue
<tb> l'invention
<tb> Résistance <SEP> d'adhérence
<tb> couche <SEP> de <SEP> couverture/
<tb> carcasse <SEP> à <SEP> 20 C <SEP> 10,2 <SEP> MPa <SEP> 6 <SEP> MPa
<tb> Résistance <SEP> d'adhérence
<tb> couche <SEP> de <SEP> couverture/
<tb> carcasse <SEP> à <SEP> 140 C <SEP> 1,0 <SEP> MPa <SEP> 0,2 <SEP> MPa
<tb>
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La tenue au feu de la courroie conforme à l'invention est considérablement supérieure à celle de la courroie connue recouverte de néoprène.
Il convient de noter que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et que, par exemple, la teneur en chlore de la composition de polyéthylène chloré peut être modifiée de 25 à 50%. Les natures et proportions des additifs, par exemple des stabilisants, des plastifiants ignifuges, des charges et du noir de carbone, peuvent être modifiées et d'autres systèmes de vulcanisation peuvent être utilisés. La carcasse peut être formée d'autres matières textiles, par exemple de fibres d'aramide, ou bien de matières non textiles, comme du fil d'acier, et peut avoir toute construction tissée ou non tissée connue conférant la tenue en charge nécessaire pour l'application envisagée pour la courroie.
Par exemple, la carcasse de renforcement peut comprendre une ou plusieurs couches ou nappes dans lesquelles les éléments de renforcement s'étendent longitudinalement par rapport à la courroie, ou font un certain angle avec la direction longitudinale, comme il est bien connu de le faire.
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PATENT
FORMED BY
DUNLOP LIMITED. for
Conveyor belt.
The present invention provides improvements to conveyor belts and, in particular, to flame retardant conveyor belts as they can be used in mines.
A variety of flame retardant conveyor belts includes a reinforcement carcass
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resistant woven fabric impregnated with poly (vinyl chloride) and a covering layer of poly (vinyl chloride). Such a belt has good fire resistance properties due to its high chlorine content (56%) and is easy to clean. However, polyvinyl chloride is not an ideal roofing material because its coefficient of friction is low and its resistance to abrasion is poor. It has therefore been proposed to use neoprene instead of polyvinyl chloride as a covering material to ensure the friction and the abrasion resistance which are necessary.
A disadvantage of a belt covered with neoprene is, however, that the adhesion resistance between the covering layer and the carcass is low at high temperatures and that there can be, between the carcass and the covering layer, delamination leading to destruction of the belt. Consequently, when the temperature rise is the result of a fire, the carcass is rapidly exposed to the flames, which accelerates the destruction of the belt. Attempts to avoid this drawback by using an intermediate layer of adhesive have not produced a complete solution.
Indeed, although the intermediate layer can improve the adhesion resistance between the cover layer and the carcass at high temperatures, the neoprene is destroyed when it is exposed to the flames of a fire and the carcass is finally exposed to the flames and thus accelerates combustion.
The present invention therefore aims to provide a flame retardant conveyor belt which mitigates the drawbacks of the known flame retardant belts described above.
According to the present invention, a belt
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conveyor comprises a reinforcing carcass carrying, on at least the face which constitutes the working surface during service, a covering layer comprising a composition of chlorinated polyethylene welded directly to the carcass.
The invention therefore relates to a conveyor belt capable of operating at high temperatures which offers the advantages of a high coefficient of friction and a high abrasion resistance due to the use of a rubber composition such as covering material which is however capable of being welded directly to the carcass, which avoids the disadvantages resulting from the use of an intermediate layer of adhesive as required in a belt covered with neoprene.
The Applicant has also discovered, with surprise, that the chlorinated polyethylene composition for covering the belt according to the invention constitutes an expanded structure when exposed to the flames of a fire and thus thermally insulates the underlying carcass , so that the fire resistance properties of the belt are superior to those of a conveyor belt carrying a neoprene composition with a similar chlorine content as a covering material. As noted above, the covering neoprene composition is destroyed by exposure to analogous conditions, which exposes the underlying carcass and actually accelerates combustion.
In addition to the aforementioned advantages, the use of a chlorinated polyethylene composition instead of a neoprene composition provides that considerable savings can be made in costs. The cost per unit volume of chlorinated polyethylene is about 20 to 30% lower than that of
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neoprene.
The chlorinated polyethylene can be mixed with one or more natural or synthetic rubbers, for example neoprene. Preferably, the chlorinated polyethylene is present in an amount of 10 to 100% of the rubber content and the chlorinated polyethylene with or without other rubber (s) is present in an amount not less than 30% by weight of the cover and preferably at least 40% by weight of the cover.
Preferably, the chlorinated polyethylene composition contains 25 to 50% of chlorine and more advantageously 36 to 42% of chlorine.
Preferably, the chlorinated polyethylene composition contains a stabilizer which prevents the evolution of hydrogen chloride at elevated temperatures.
Suitable stabilizers are Caloxol CP2 (95% calcium oxide), Maglite DE (magnesium oxide), basic lead carbonate, Tribase (tribasic lead sulfate) and Dythal (dibasic lead phthalate).
Other preferred additives are in particular flame retardant plasticizers, for example Pliabrac 519 (plasticizing phosphate), Disflamoll DPK (diphenyl and cresyl phosphate), flame retardant fillers, for example antimony trioxide, Martinal AS (alumina trihydrate), antistatic agents, for example Loxiol GL 412 (glycol and lauric acid ester) and carbon black, for example black N762 (semi-reinforcing oven black).
The preferred physical characteristics of the vulcanized chlorinated polyethylene composition are a minimum tensile strength of 15 MN / m2, an elongation at break of at least 350%, a volume loss by maximum abrasion of 200 mm3, a resilience (at Tripsometer) greater than 45% and a hardness
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Shore A not exceeding 800.
Preferably, the belt has an adhesion resistance between the cover layer and the carcass of at least 4.5 kN / m at 20 C.
Preferably, the covering chlorinated polyethylene composition is welded directly to the carcass on each side thereof.
The reinforcing carcass can be of the woven or non-woven type and can be formed from a textile material, for example nylon, polyester, cotton or aramid or from a non-textile material, for example yarn. steel.
Preferably, the carcass is impregnated with an impregnating agent which completely closes the empty spaces of the carcass. Suitable impregnating agents are polyurethanes and poly (vinyl chloride) applied in the form of plastisol having a relatively low viscosity, for example 4000 to 8000 mPa. s at 200C. Poly (vinyl chloride) is the preferred impregnating agent when fire resistance is a desired property for the completed belt.
Preferably, the impregnating agent contains an adhesion agent, for example a resorcinol-formaldehyde donor or else resorcinolhexamethylenetetramine.
According to another aspect of the invention, a flame retardant conveyor belt comprises a reinforcement carcass impregnated with poly (vinyl chloride) carrying, on at least the face which constitutes the working surface during service, a covering layer comprising a composition of chlorinated polyethylene welded directly to the carcass.
The invention is described below in more detail by way of example only with reference to the drawing, the single figure of which is a sectional view.
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transverse in a conveyor belt according to the invention.
The flame retardant conveyor belt 1 shown in the accompanying drawing comprises a resistant carcass 2, woven from nylon / polyester / cotton (thickness of 10 mm) and impregnated with poly (vinyl chloride), an upper cover layer 3 (thickness 3 mm) and a lower cover layer 4 (thickness 3 mm). The cover layers are made of chlorinated polyethylene of the following constitution:
Parts by weight
EMI6.1
<tb>
<tb> Chlorinated polyethylene <SEP> <SEP> (36% <SEP> of <SEP> Cl) <SEP> 100
<tb> Black <SEP> N762 <SEP> 25
<tb> Disflamoll <SEP> DPK <SEP> 12.5
<tb> Maglite <SEP> DE <SEP> 3
<tb> Martinal <SEP> AS <SEP> 20
<tb> Antimony trioxide <SEP> <SEP> 3
<tb> Loxiol <SEP> GL <SEP> 412 <SEP> 3
<tb> Diethylthiourea <SEP> 6
<tb> Sulfur <SEP> 0.5
<tb>
The belt described above is manufactured in the following manner.
First, the carcass 2 is impregnated by passing it through a polyvinyl chloride bath having a viscosity of 4000 mPa. s at 20 C, by removing excess poly (vinyl chloride) from the surface and solidifying the poly (vinyl chloride) by passing the impregnated carcass through an infrared heater. The impregnated carcass 2 is covered then by calendering the cover layers 3 and 4 in unvulcanized chlorinated polyethylene of the desired thickness on both sides and by vulcanizing the assembly at 170 ° C.
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10 minutes.
The resulting vulcanized chlorinated polyethylene composition of the cover layers 3 and 4 has a tensile strength of 23 MN / m2, an elongation at break of 650%, a volume loss by abrasion of 152 mm3, a resilience of 54% ( Tripsometer) and a Shore A hardness of 67.
The adhesion resistance between the covering layer and the carcass of the belt described above according to the invention is compared to that of a known flame retardant belt comprising a similar carcass impregnated with poly (vinyl chloride) and a covering. of neoprene (thickness 3 mm) having a similar chlorine content, welded to the carcass by an intermediate layer of nitrile rubber (thickness 1 mm). The results are collated in the following table, from which it appears that the adhesion resistance between the cover layer and the carcass at high temperatures is significantly greater in the belt according to the invention than in the belt covered with neoprene which is known.
BOARD
EMI7.1
<tb>
<tb> Belt <SEP> to <SEP> neck-Belt <SEP> to
<tb> verture <SEP> of <SEP> cover <SEP> of
<tb> polyethylene <SEP> neoprene
<tb> chlorinated <SEP> from <SEP> known
<tb> the invention
<tb> Resistance <SEP> of adhesion
<tb> <SEP> layer of <SEP> cover /
<tb> carcass <SEP> to <SEP> 20 C <SEP> 10.2 <SEP> MPa <SEP> 6 <SEP> MPa
<tb> Resistance <SEP> of adhesion
<tb> <SEP> layer of <SEP> cover /
<tb> carcass <SEP> to <SEP> 140 C <SEP> 1.0 <SEP> MPa <SEP> 0.2 <SEP> MPa
<tb>
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The fire resistance of the belt according to the invention is considerably higher than that of the known belt covered with neoprene.
It should be noted that the invention is not limited to the embodiment described and that, for example, the chlorine content of the chlorinated polyethylene composition can be varied from 25 to 50%. The natures and proportions of the additives, for example stabilizers, flame retardant plasticizers, fillers and carbon black, can be changed and other vulcanization systems can be used. The carcass may be formed from other textile materials, for example aramid fibers, or else from non-textile materials, such as steel wire, and may have any known woven or nonwoven construction conferring the necessary load-bearing capacity. the intended application for the belt.
For example, the reinforcing carcass may comprise one or more layers or plies in which the reinforcing elements extend longitudinally relative to the belt, or make a certain angle with the longitudinal direction, as it is well known to do.