CN102216192A - 电梯用绳索 - Google Patents

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Abstract

本发明的电梯用绳索具备绳索主体和包覆该绳索主体的外周的树脂包覆层，该树脂包覆层由树脂包覆层形成组合物的成型体构成，所述树脂包覆层形成组合物中混合有热塑性聚氨酯弹性体、除该热塑性聚氨酯弹性体以外的热塑性树脂、和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物。优选使用浸渍有以下浸渍液的绳索主体，该浸渍液含有1个分子中具有2个以上羟基的羟基化合物和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物，且具有低于上述树脂包覆层形成组合物的熔融粘度的低粘度。本发明的电梯用绳索具有不依赖于温度和滑动速度的稳定的摩擦系数。

Description

电梯用绳索
技术领域
本发明涉及电梯中使用的用于悬吊轿厢的电梯用绳索。
背景技术
一直以来，在电梯装置中，为了防止绳索的早期磨损或断裂，使用了具有绳索直径的40倍以上的直径的绳轮。因此，为了减小绳轮的直径，还需要减小绳索的直径。但是，若不改变绳索根数而减小绳索直径的话，由于轿厢中装载的货物或上下乘客的负载变动，轿厢可能容易振动，或者绳轮处的绳索的振动可能会传递给轿厢。另外，绳索数量的增加会使电梯装置的结构变得复杂。此外，若减小驱动绳轮的直径，则驱动摩擦力降低，需要增加轿厢的重量。
作为解决这些问题的手段，有文献提出了使用以下绳索：将多根钢制线材捻合而构成股线，并将多根该股线捻合而构成钢丝绳，用树脂材料包覆该钢丝绳的最外周(例如，参照专利文献1)。使用了这样的绳索的电梯是通过绳轮和构成绳索的最外周的树脂材料间的摩擦力而驱动。因此，希望稳定并提高树脂材料的摩擦特性。因此，为了提高电梯用绳索的摩擦特性，有文献提出了使用以不含蜡的聚氨酯包覆材料包覆的绳索(例如，参照专利文献2)。
通常，已知树脂材料的摩擦系数很大程度上依赖于滑动速度和温度。另外，还已知树脂材料的动态粘弹性等粘弹性特性在其速度和温度依赖性之间具有换算性(Williams-Landel-Ferry式(WLF式))。此外，在橡胶的摩擦的情况下，对于其滑动速度和温度而言同样的换算性成立，因而表明橡胶的粘弹性特性与该橡胶的摩擦特性有关(例如，参照非专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-262482号公报
专利文献2：日本特表2004-538382号公报
非专利文献
非专利文献1：Grosch，K.A.：Proc.Roy.Soc.，A274，21(1963)
发明内容
发明所要解决的问题
由上述内容可知，即使是专利文献2中记载的不含蜡的聚氨酯包覆材料，由于材料本身的摩擦系数因滑动速度和温度而变化，因此存在无法稳定地使电梯制动的问题。此外，如非专利文献1所述，橡胶的摩擦系数对于滑动速度具有最大值。为了使电梯长时间停止，需要通过绳索与绳轮之间的摩擦力来维持轿厢的静止状态，但是在利用如以往那样的摩擦系数的变动大的包覆材料时，在微小的滑动速度下无法确保一定程度以上的摩擦系数，存在轿厢的停止位置会随时间偏移的问题。另外，为了使运转中的电梯紧急停止或者快速停止，需要利用绳索与绳轮之间的摩擦力使电梯制动，但是现有的包覆材料可能会因摩擦热而引起强度降低或熔融，这种情况下，还存在绳索与绳轮之间的摩擦系数显著降低的问题。
因此，本发明是为了解决上述问题而进行的，其目的在于得到一种具有不依赖于温度和滑动速度的、稳定的摩擦系数的电梯用绳索。
解决问题所采用的手段
发明人对于各种树脂材料的摩擦特性进行了研究。图1为示出摩擦系数的滑动速度依赖性不同的材料中的损耗模量的频率依赖性的结果的一个例子。由图1可知，发明人发现：摩擦系数的滑动速度依赖性小的材料在粘弹性的主曲线中损耗模量的频率依赖性小。基于该见解，本发明人对树脂材料的组成进行了研究，结果发现，为了减小损耗模量的频率依赖性、并减小摩擦系数的滑动速度依赖性，使用以下树脂材料作为包覆绳索主体的外周的层是有用的，所述树脂材料是在热塑性聚氨酯弹性体中添加了除该热塑性聚氨酯弹性体以外的热塑性树脂、和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物的树脂材料，或者是在热塑性聚氨酯弹性体中添加了无机填充材料的树脂材料，从而完成了本发明。
即，本发明涉及一种电梯用绳索，其特征在于，该电梯用绳索具备绳索主体和包覆该绳索主体的外周的树脂包覆层，该树脂包覆层由树脂包覆层形成组合物的成型体构成，所述树脂包覆层形成组合物中混合有热塑性聚氨酯弹性体、除该热塑性聚氨酯弹性体以外的热塑性树脂、和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物。
另外，本发明涉及一种电梯用绳索，其特征在于，该电梯用绳索具备绳索主体和包覆该绳索主体的外周的树脂包覆层，该树脂包覆层由树脂包覆层形成组合物的成型体构成，所述树脂包覆层形成组合物中混合有热塑性聚氨酯弹性体和无机填充材料。
发明效果
根据本发明，可以通过将以下树脂包覆层形成组合物的成型体用作包覆绳索主体的外周的层，得到一种具有不依赖于温度和滑动速度的、稳定的摩擦系数的电梯用绳索，所述树脂包覆层形成组合物是在热塑性聚氨酯弹性体中添加了除该热塑性聚氨酯弹性体以外的热塑性树脂、和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物的组合物，或者是在热塑性聚氨酯弹性体中添加了无机填充材料的组合物。
附图说明
图1为示出摩擦系数的滑动速度依赖性不同的材料中的损耗模量的频率依赖性的结果(粘弹性主曲线)的一个例子。
图2为使用了未浸渍有浸渍液的股线的电梯用绳索的一个例子的示意性截面图。
图3为实施方式3的电梯用绳索的一个例子的示意性截面图。
图4为电梯用绳索的外层附近的示意性截面图。
图5为实施例中使用的用于测定微小滑动速度区域中的摩擦系数的装置的示意图。
图6为实施例中使用的用于测定紧急停止时的摩擦系数的装置的示意图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
实施方式1.
本发明的实施方式1的电梯用绳索的特征在于，绳索主体的外周被以下树脂包覆层形成组合物的成型体包覆，该树脂包覆层形成组合物中混合有热塑性聚氨酯弹性体、除热塑性聚氨酯弹性体以外的热塑性树脂、和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物。
作为本实施方式中使用的热塑性聚氨酯弹性体，例如，可以举出酯系热塑性聚氨酯弹性体、醚系热塑性聚氨酯弹性体、酯-醚系热塑性聚氨酯弹性体、碳酸酯系热塑性聚氨酯弹性体等。它们可以单独使用，也可以将两种以上组合使用。
在这些热塑性聚氨酯弹性体中，为了防止在使用环境中产生的水解，优选使用醚系热塑性聚氨酯弹性体，若还考虑电梯用绳索的柔软性和耐久性，更优选使用JIS A硬度(利用JIS K7215规定的A型硬度计的硬度)为85以上且95以下的聚醚系热塑性聚氨酯弹性体。
另外，从除热塑性聚氨酯弹性体以外的热塑性树脂和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物的混合等处理性的方面考虑，优选使用加工成颗粒状的热塑性聚氨酯弹性体。
作为本实施方式中使用的1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物，例如，可以举出1，6-六亚甲基二异氰酸酯、2，2，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸甲酯二异氰酸酯、亚甲基二异氰酸酯、亚异丙基二异氰酸酯(isopropylene diisocyanate)、赖氨酸二异氰酸酯、1，5-亚辛基二异氰酸酯、二聚酸二异氰酸酯等脂肪族异氰酸酯；4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、加氢甲苯二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、异亚丙基二环己基-4，4’-二异氰酸酯(isopropylidene dicyclohexyl-4，4′-diisocyanate)等脂环族异氰酸酯、2，4-或者2，6-甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5-亚萘基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、三苯甲烷三异氰酸酯、三(4-苯基异氰酸酯)硫代磷酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、二苯基醚二异氰酸酯、二苯基砜二异氰酸酯等芳香族异氰酸酯。它们可以单独使用，也可以将两种以上组合使用。另外，作为1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物，也可以使用使上述异氰酸酯与多元醇、多胺等活性氢化合物反应而得到的在分子末端具有异氰酸酯基的异氰酸酯预聚物。
从与热塑性聚氨酯弹性体的混合等处理性的方面考虑，上述异氰酸酯化合物以将除热塑性聚氨酯弹性体以外的热塑性树脂和异氰酸酯化合物预先混合而成的粉末状、薄片状或者颗粒状的树脂组合物(以下，称为异氰酸酯配合料(isocyanate batch))的形态使用。作为此处使用的除热塑性聚氨酯弹性体以外的热塑性树脂，例如，可以举出环氧树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂等。
本实施方式中的树脂包覆层通常如下获得：将上述热塑性聚氨酯弹性体的颗粒与上述异氰酸酯配合料混合而制成树脂包覆层形成组合物后，将其投入挤出成型机、注射成型机等成型机中进行成型，从而获得。对其混合比例没有特别限定，但优选以如下方式设定：相对于100质量份热塑性聚氨酯弹性体，异氰酸酯配合料为5质量份以上且20质量份以下的范围，且所得到的成型体的JIS A硬度为98以下、玻璃化转变温度为-20℃以下。若异氰酸酯配合料的量低于5质量份，则有时无法得到具有稳定的摩擦系数的树脂包覆层，另一方面，若超过20质量份，则绳索的柔软性和耐久性可能会受损。特别是，在使用JIS A硬度为95的物质作为热塑性聚氨酯弹性体的情况下，更优选的是，相对于100质量份热塑性聚氨酯，异氰酸酯化合物在5质量份以上且10质量份以下的范围内进行混合。
将成型体的JIS A硬度规定为98以下的理由在于，通过发明人的研究可知有这样的倾向：若超过98，则绳索的柔软性受损，电梯的消耗电能增加。成型体的JIS A硬度更优选为85以上且98以下。
另外，将成型体的玻璃化转变温度规定为-20℃以下的理由在于，通过发明人的研究可知有这样的倾向：虽然成型体的玻璃化转变温度越高则摩擦系数的滑动速度依赖性越小，但另一方面，成型体的玻璃化转变温度越高则成型体的弹性模量越大，将其作为树脂包覆层而适用于电梯用绳索的情况下，绳索的柔软性受损，或者在高于成型体的玻璃化转变温度的环境下绳索反复弯曲时，由于树脂包覆层受到的应力，容易产生树脂包覆层的裂纹等疲劳破坏。成型体的玻璃化转变温度更优选为-25℃以下。
通过向上述树脂包覆层形成组合物中添加无机填充材料，能够进一步稳定相对于温度和滑动速度的摩擦系数。作为这样的无机填充材料，例如，可以举出碳酸钙、二氧化硅、氧化钛、炭黑、乙炔黑、硫酸钡等球状无机填充材料；碳纤维、玻璃纤维等纤维状无机填充材料；云母、滑石、膨润土等板状无机填充材料。它们可以单独使用，也可以将两种以上组合使用。其中，为了进一步减小摩擦系数的变动，优选使用纤维状无机填充材料和板状无机填充材料。与未添加无机填充材料的树脂包覆层形成组合物相比，添加了无机填充材料的树脂包覆层形成组合物导热率得到提高，因此即使在绳索表面产生摩擦热的情况下也能够抑制摩擦界面的温度变化，能够降低摩擦系数的变动。
这些无机填充材料的混合量可以适当调整，以使所得到的成型体的JIS A硬度为98以下、玻璃化转变温度为-20℃以下的范围。
需要说明的是，本实施方式的电梯用绳索的特征在于包覆绳索主体的外周的最外层的树脂材料，因而对绳索主体的结构没有特别限定，但绳索主体通常包括将多根钢制线材捻合而构成的股线(strands)或软线(cords)来作为承载构件。本实施方式中的绳索主体可以是包括上述股线或软线的带状物质。另外，为了提高绳索主体与树脂包覆层的密合性，优选在上述股线或软线上预先涂布Chemlok(注册商标)218(LORD Far East社制造)那样的金属和聚氨酯用接合剂。另外，还可以在金属和聚氨酯用接合剂中添加上文中例示出的无机填充材料。
根据实施方式1，可以得到一种电梯用绳索，该电梯用绳索在从为了维持电梯轿厢的静止状态所需的微小滑动速度区域至紧急停止或快速停止运转中的电梯时的较大滑动速度区域的很宽范围的滑动速度下，摩擦系数的变动小。
实施方式2.
本发明的实施方式2的电梯用绳索的特征在于，绳索主体的外周被树脂包覆层形成组合物的成型体包覆，该树脂包覆层形成组合物中混合有热塑性聚氨酯弹性体和无机填充材料。
本实施方式中使用的热塑性聚氨酯弹性体和绳索主体与实施方式1相同，因此省略其说明。
关于本实施方式中使用的无机填充材料，例如，可以举出碳酸钙、二氧化硅、氧化钛、炭黑、乙炔黑、硫酸钡等球状无机填充材料；碳纤维、玻璃纤维等纤维状无机填充材料；云母、滑石、膨润土等板状无机填充材料。它们可以单独使用，也可以将两种以上组合使用。其中，为了进一步减小摩擦系数的变动，优选使用纤维状无机填充材料和板状无机填充材料。与未添加无机填充材料的树脂包覆层形成组合物相比，添加了无机填充材料的树脂包覆层形成组合物导热率得到提高，因此即使在绳索表面产生摩擦热的情况下也能够抑制摩擦界面的温度变化，能够降低摩擦系数的变动。
对热塑性聚氨酯弹性体与无机填充材料的混合比例没有特别限定，优选以如下方式设定：相对于100质量份热塑性聚氨酯弹性体，无机填充材料为3质量份以上且20质量份以下的范围，且所得到的成型体的JIS A硬度为98以下、玻璃化转变温度为-20℃以下。若无机填充材料的量低于3质量份，则有时无法得到具有稳定的摩擦系数的树脂包覆层，另一方面，若超过20质量份，则绳索的柔软性受损，或者树脂包覆层脆化。
根据实施方式2，可以得到一种电梯用绳索，该电梯用绳索在从为了维持电梯轿厢的静止状态所需的微小滑动速度区域至紧急停止或快速停止运转中的电梯时的较大滑动速度区域的很宽范围的滑动速度下，摩擦系数的变动小。
实施方式3.
本发明的实施方式3的电梯用绳索的特征在于，浸渍有浸渍液的绳索主体的外周被以下树脂包覆层形成组合物的成型体包覆，该树脂包覆层形成组合物中混合有热塑性聚氨酯弹性体、除热塑性聚氨酯弹性体以外的热塑性树脂、和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物，该浸渍液中含有1个分子中具有2个以上羟基的羟基化合物和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物。其中，浸渍液具有低于树脂包覆层形成组合物的熔融粘度的低粘度。
本实施方式的电梯用绳索除了使用浸渍有浸渍液的绳索作为绳索主体之外，与实施方式1相同，因此省略关于树脂包覆层的说明。另外，作为以浸渍液浸渍前的绳索主体，可以使用与实施方式1中例示的绳索主体相同的物质。另外，为了提高浸渍有浸渍液的绳索主体与树脂包覆层的密合性，可以在用树脂包覆层进行包覆前，在绳索主体上涂布接合剂。对接合剂的种类没有特别限定，但优选为环氧系、酚系和氨基甲酸酯系。
作为本实施方式中使用的在1个分子中具有2个以上羟基的羟基化合物，例如，可以举出乙二醇、丙二醇、丁二醇、二甘醇、3-甲基戊二醇、甘油、己三醇、三羟甲基丙烷、四甘醇等。它们可以单独使用，也可以将两种以上组合使用。
作为本实施方式中使用的1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物，例如，可以举出1，6-六亚甲基二异氰酸酯、2，2，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸甲酯二异氰酸酯、亚甲基二异氰酸酯、亚异丙基二异氰酸酯(isopropylene diisocyanate)、赖氨酸二异氰酸酯、1，5-亚辛基二异氰酸酯、二聚酸二异氰酸酯等脂肪族异氰酸酯；4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、加氢甲苯二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、异亚丙基二环己基-4，4’-二异氰酸酯(isopropylidene dicyclohexyl-4，4′-diisocyanate)等脂环族异氰酸酯、2，4-或者2，6-甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5-亚萘基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、三苯甲烷三异氰酸酯、三(4-苯基异氰酸酯)硫代磷酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、二苯基醚二异氰酸酯、二苯基砜二异氰酸酯等芳香族异氰酸酯。它们可以单独使用，也可以将两种以上组合使用。另外，作为1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物，也可以使用使上述异氰酸酯与多元醇、多胺等活性氢化合物反应而得到的在分子末端具有异氰酸酯基的异氰酸酯预聚物。
本实施方式中使用的浸渍液通过将上述羟基化合物和异氰酸酯化合物溶解在溶剂中来制备。作为此处所使用的溶剂，只要是能够溶解羟基化合物和异氰酸酯化合物的溶剂则没有特别限定，例如，可以举出甲苯、甲基异丁基酮、甲乙酮、二甲苯、乙酸丁酯、乙酸乙酯等。这些溶剂可以单独使用，也可以将两种以上组合使用。另外，浸渍液也可以是将用溶剂溶解羟基化合物而得的物质与用溶剂溶解异氰酸酯化合物而得的物质的混合物。这种情况下，用于溶解羟基化合物和异氰酸酯化合物的溶剂可以是相同组成的溶剂，也可以是不同组成的溶剂。
对浸渍液中的羟基化合物与异氰酸酯化合物的比例没有特别限定，优选调整为羟基∶异氰酸酯基＝1∶1。
图2为利用树脂包覆层7包覆了未浸渍有浸渍液的股线6的外周的电梯用绳索的一个例子的示意性截面图，其中，所述树脂包覆层7由以下树脂包覆层形成组合物的成型体构成，该树脂包覆层形成组合物混合有热塑性聚氨酯弹性体、除热塑性聚氨酯弹性体以外的热塑性树脂、和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物。如图2所示，在使用了未浸渍有浸渍液的股线6的电梯用绳索中，由于制造工序的偏差(例如，树脂包覆层的构成材料的组成变动、成型温度、加热固化温度、加热固化时间等)，在股线6与树脂包覆层7之间有时会产生空气层8。若产生该空气层8，则因摩擦而产生的热、例如电梯的紧急停止时在摩擦界面产生的热难以从摩擦界面放出，因此摩擦界面处的温度变化变得剧烈，摩擦系数的变动增大。这样的空气层8多形成于股线6的缝隙或股线6的线材间的槽部。
图3为利用树脂包覆层7包覆了股线6的外周的电梯用绳索的一个例子的示意性截面图，其中，所述树脂包覆层7由以下树脂包覆层形成组合物的成型体构成，该树脂包覆层形成组合物混合有热塑性聚氨酯弹性体、除热塑性聚氨酯弹性体以外的热塑性树脂、和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物，所述股线6是通过浸渍浸渍液，然后加热至40℃以上且180℃以下而形成浸渍液的固化物9而得到的，所述浸渍液中含有1个分子中具有2个以上羟基的羟基化合物和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物，且具有低于树脂包覆层形成组合物的熔融粘度的低粘度。
如图3所示，在本实施方式中，通过将浸渍有浸渍液的绳索主体加热至40℃以上且180℃以下而使股线6热膨胀，使浸渍液渗透至通过该热膨胀而产生的股线6的线材的缝隙中，进一步进行加热，从而浸渍液中所含有的1个分子中具有2个以上羟基的羟基化合物和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物反应而固化，在容易产生空气层8的股线6的缝隙或股线6的线材间的槽部填充浸渍液的固化物9。接下来，通过用树脂包覆层7包覆该绳索主体，从而不会产生空气层8，能够得到电梯用绳索，所述树脂包覆层7由混合有热塑性聚氨酯弹性体、除热塑性聚氨酯弹性体以外的热塑性树脂、和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物的树脂包覆层形成组合物的成型体构成。如此得到的电梯用绳索即使在紧急停止电梯时等产生剧烈的摩擦热的情况下，也容易放出热，摩擦界面的温度变化变小，其结果抑制了摩擦系数的变动。
完全固化前的浸渍液的粘度被调整为低于树脂包覆层形成组合物的熔融粘度。完全固化前的浸渍液的粘度高于树脂包覆层形成组合物的熔融粘度时，无法在容易产生空气层8的股线6的缝隙或股线6的线材间的槽部填充浸渍液的固化物9。浸渍液的粘度可根据树脂包覆层形成组合物的组成等适当调整，但通常为500mPa·s以上且20000mPa·s以下，优选为2000mPa·s以上且5000mPa·s以下。上述粘度范围低于通常的热塑性聚氨酯弹性体的熔融粘度，因此也能够填埋即使在用树脂包覆层7包覆时未填埋的小缝隙。
另外，为了提高浸渍液的固化物9的导热率，可以向浸渍液中添加无机系导热填充材料。对无机系热传导填充材料没有特别限定，例如，可以举出氮化硼、氮化铝、碳化硅、氮化硅、氧化铝、二氧化硅等。其中，从导热率高的方面出发，更优选为氮化硼、氮化铝等。另外，对无机系导热填充材料的混合量没有特别限定。
即使对于使钢线形成多层结构的绳索，例如，国际公开第2003/050348号的图1中所示的结构的绳索，通过在用树脂包覆层包覆最外周之前用浸渍液进行浸渍，并加热至40℃以上且180℃以下，从而在绳索最外层的钢线与缠绕有最外层的钢线的树脂包覆体之间存在缝隙的情况下，也能够填充浸渍液的固化物。图4为一种电梯用绳索的外层附近的示意性截面图，该电梯用绳索如下获得：对于国际公开第2003/050348号的图1中所示的结构的电梯用绳索，在用外层包覆体包覆前，利用上述方法形成浸渍液的固化物，从而得到该电梯用绳索。图4中，9为浸渍液的固化物，10为外层包覆体，11为外层子绳，12为内层包覆体。外层子绳11由配置于中心的中心线材和配置于中心线材的外周的6根外周线材构成。在图4所示的电梯用绳索中，外层子绳11的线材间和外层子绳11之间的缝隙中填充有浸渍液的固化物9，因此即使在紧急停止电梯时等产生剧烈的摩擦热的情况下也容易放出热，摩擦界面的温度变化变小，其结果抑制了摩擦系数的变动，而且即使在将绳索弯曲后使用的情况下，也能够降低线材之间的接触损伤，从而延长了电梯用绳索的寿命。
根据实施方式3，可以得到一种电梯用绳索，该电梯用绳索在从为了维持电梯轿厢的静止状态所需的微小滑动速度区域至紧急停止或快速停止运转中的电梯时的较大滑动速度区域的很宽范围的滑动速度下，摩擦系数的变动小。
实施方式4.
本发明的实施方式4的电梯用绳索的特征在于，浸渍有浸渍液的绳索主体的外周被以下树脂包覆层形成组合物的成型体包覆，该树脂包覆层形成组合物中混合有热塑性聚氨酯弹性体和无机填充材料，该浸渍液中含有1个分子中具有2个以上羟基的羟基化合物和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物。其中，浸渍液具有低于树脂包覆层形成组合物的熔融粘度的低粘度。
本实施方式的电梯用绳索除了使用浸渍有浸渍液的绳索作为绳索主体之外，与实施方式2相同，因此省略关于树脂包覆层的说明。作为浸渍有浸渍液前的绳索主体，可以使用与实施方式1中例示的绳索主体相同的物质。另外，作为浸渍液，可以使用与实施方式3中例示的浸渍液相同的物质，浸渍液的固化物的形成方法也与实施方式3中相同，因此省略其说明。另外，为了提高浸渍有浸渍液的绳索主体与树脂包覆层的密合性，可以在用树脂包覆层进行包覆前，在绳索主体上涂布接合剂。接合剂的种类没有特别限定，优选为环氧系、酚系和氨基甲酸酯系。
在本实施方式中，通过将浸渍有浸渍液的绳索主体加热至40℃以上且180℃以下而使股线热膨胀，使浸渍液渗透至通过该热膨胀而产生的股线的线材的缝隙中，进一步进行加热，从而浸渍液中所含有的1个分子中具有2个以上羟基的羟基化合物和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物反应而固化，在容易产生空气层的股线的缝隙或股线的线材间的槽部填充浸渍液的固化物。接下来，通过用树脂包覆层包覆该绳索主体，从而不会产生空气层，能够得到电梯用绳索，所述树脂包覆层由混合有热塑性聚氨酯弹性体和无机填充材料的树脂包覆层形成组合物的成型体构成。如此得到的电梯用绳索即使在紧急停止电梯时等产生剧烈的摩擦热的情况下，也容易放出热，摩擦界面的温度变化变小，其结果抑制了摩擦系数的变动。
根据实施方式4，可以得到一种电梯用绳索，该电梯用绳索在从为了维持电梯轿厢的静止状态所需的微小滑动速度区域至紧急停止或快速停止运转中的电梯时的较大滑动速度区域的很宽范围的滑动速度下，摩擦系数的变动小。
实施例
以下，通过实施例和比较例来更详细地说明本发明，但本发明不限于此。
<实施例1>
向JIS A硬度85的醚系热塑性聚氨酯弹性体100质量份中添加5质量份利用双螺杆挤出机将1.85质量份聚苯乙烯树脂、1.3质量份环氧树脂和1.85质量份4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯混炼而得到的异氰酸酯配合料，并充分混合，将所得到的混合物供给到挤出成型机中，成型为包覆绳索主体的外周的树脂包覆层。用树脂包覆层包覆绳索主体后，为了促进醚系热塑性聚氨酯弹性体与异氰酸酯配合料的反应，在100℃下加热2小时，得到直径为12mm的电梯用绳索。需要说明的是，所得到的电梯用绳索具有国际公开第2003/050348号的图1中所记载的截面结构。此处，绳索主体相当于包含内层绳索、树脂制的内层包覆体和外层绳索，所述内层绳索具有将多根钢制线材捻合而得到的多根芯子绳和将多根钢制线材捻合而得到的多根内层子绳，所述树脂制的内层包覆体包覆内层绳索的外周，所述外层绳索设置于内层包覆体的外周部，并且具有将多根钢制线材捻合而得到的多根外层子绳；树脂包覆层相当于外层包覆体。在用树脂包覆层包覆绳索主体前，在绳索主体的外周子绳上预先涂布Chemlok(注册商标)218(LORD Far East社制造)，并使其干燥。
<实施例2>
将异氰酸酯配合料的添加量变更为20质量份，除此之外，与实施例1同样地得到电梯用绳索。
<实施例3>
代替JIS A硬度85的醚系热塑性聚氨酯弹性体而使用JIS A硬度90的醚系热塑性聚氨酯弹性体，除此之外，与实施例1同样地得到电梯用绳索。
<实施例4>
代替JIS A硬度85的醚系热塑性聚氨酯弹性体而使用JIS A硬度90的醚系热塑性聚氨酯弹性体，并将异氰酸酯配合料的添加量变更为15质量份，除此之外，与实施例1同样地得到电梯用绳索。
<实施例5>
代替JIS A硬度85的醚系热塑性聚氨酯弹性体而使用JIS A硬度95的醚系热塑性聚氨酯弹性体，除此之外，与实施例1同样地得到电梯用绳索。
<实施例6>
代替JIS A硬度85的醚系热塑性聚氨酯弹性体而使用JIS A硬度95的醚系热塑性聚氨酯弹性体，并将异氰酸酯配合料的添加量变更为10质量份，除此之外，与实施例1同样地得到电梯用绳索。
<实施例7>
代替JIS A硬度85的醚系热塑性聚氨酯弹性体而使用JIS A硬度95的醚系热塑性聚氨酯弹性体，并代替异氰酸酯配合料而使用10质量份碳酸钙，除此之外，与实施例1同样地得到电梯用绳索。
<实施例8>
代替10质量份碳酸钙而使用5质量份炭黑，除此之外，与实施例7同样地得到电梯用绳索。
<实施例9>
代替10质量份碳酸钙而使用10质量份滑石，除此之外，与实施例7同样地得到电梯用绳索。
<实施例10>
代替10质量份碳酸钙而使用10质量份二氧化钛，除此之外，与实施例7同样地得到电梯用绳索。
<实施例11>
代替10质量份碳酸钙而使用10质量份二氧化硅，除此之外，与实施例7同样地得到电梯用绳索。
<实施例12>
代替JIS A硬度85的醚系热塑性聚氨酯弹性体而使用JIS A硬度90的醚系热塑性聚氨酯弹性体，并代替异氰酸酯配合料而使用10质量份玻璃纤维，除此之外，与实施例1同样地得到电梯用绳索。
<实施例13>
代替JIS A硬度85的醚系热塑性聚氨酯弹性体而使用JIS A硬度95的醚系热塑性聚氨酯弹性体，并代替5质量份异氰酸酯配合料而使用10质量份碳酸钙和10质量份异氰酸酯配合料，除此之外，与实施例1同样地得到电梯用绳索。
<实施例14>
代替10质量份碳酸钙而使用5质量份炭黑，除此之外，与实施例13同样地得到电梯用绳索。
<实施例15>
代替10质量份碳酸钙而使用10质量份滑石，除此之外，与实施例13同样地得到电梯用绳索。
<实施例16>
代替10质量份碳酸钙而使用10质量份二氧化钛，除此之外，与实施例13同样地得到电梯用绳索。
<实施例17>
代替10质量份碳酸钙而使用10质量份二氧化硅，除此之外，与实施例13同样地得到电梯用绳索。
<实施例18>
代替10质量份碳酸钙而使用10质量份云母，除此之外，与实施例13同样地得到电梯用绳索。
<实施例19>
代替JIS A硬度85的醚系热塑性聚氨酯弹性体而使用JIS A硬度90的醚系热塑性聚氨酯弹性体，并代替5质量份异氰酸酯配合料而使用10质量份玻璃纤维和10质量份异氰酸酯配合料，除此之外，与实施例1同样地得到电梯用绳索。
<实施例20>
代替10质量份玻璃纤维而使用10质量份碳纤维，除此之外，与实施例19同样地得到电梯用绳索。
<实施例21>
使以下浸渍液(粘度2500mPa·s)浸渍到与实施例1同样的绳索主体中，在120℃下加热，得到经浸渍处理的绳索主体，所述浸渍液中混合有将乙二醇用甲乙酮溶解而得到的溶液和将4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯用乙酸丁酯溶解而得到的溶液。接着，向JIS A硬度95的醚系热塑性聚氨酯弹性体100质量份中添加5质量份利用双螺杆挤出机将1.85质量份聚苯乙烯树脂、1.3质量份环氧树脂和1.85质量份4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯混炼而得到的异氰酸酯配合料，并充分混合，将所得到的混合物供给到挤出成型机中，成型为用于包覆之前得到的绳索主体的外周的树脂包覆层。需要说明的是，树脂包覆层形成组合物的熔融粘度为1.0×107mPa·s。用树脂包覆层包覆绳索主体后，为了促进醚系热塑性聚氨酯弹性体与异氰酸酯配合料的反应，在100℃下加热2小时，得到直径为12mm的电梯用绳索。需要说明的是，在用树脂包覆层包覆绳索主体前，在绳索主体的外周子绳上预先涂布Chemlok(注册商标)218(LORD Far East社制造)，并使其干燥。
<实施例22>
代替5质量份异氰酸酯配合料而使用10质量份异氰酸酯配合料和10质量份滑石，除此之外，与实施例21同样地得到电梯用绳索。需要说明的是，树脂包覆层形成组合物的熔融粘度为1.0×107mPa·s。
<实施例23>
代替5质量份异氰酸酯配合料而使用10质量份滑石，除此之外，与实施例21同样地得到电梯用绳索。需要说明的是，树脂包覆层形成组合物的熔融粘度为1.0×107mPa·s。
<比较例1>
不使用异氰酸酯配合料而仅使用JIS A硬度85的醚系热塑性聚氨酯弹性体，除此之外，与实施例1同样地得到电梯用绳索。
<比较例2>
代替JIS A硬度85的醚系热塑性聚氨酯弹性体而使用JIS A硬度90的醚系热塑性聚氨酯弹性体，除此之外，与比较例1同样地得到电梯用绳索。
<比较例3>
代替JIS A硬度85的醚系热塑性聚氨酯弹性体而使用JIS A硬度95的醚系热塑性聚氨酯弹性体，除此之外，与比较例1同样地得到电梯用绳索。
<比较例4>
代替JIS A硬度85的醚系热塑性聚氨酯弹性体而使用JIS A硬度98的醚系热塑性聚氨酯弹性体，除此之外，与比较例1同样地得到电梯用绳索。
〔树脂包覆层的玻璃化转变温度(Tg)的测定〕
树脂包覆层的玻璃化转变温度(Tg)如下测定。将与分别用于实施例和比较例的树脂包覆层组成相同的成型用组合物供给至注射成型机中，成型为100mm×100mm×厚度2mm的平板，在100℃下加热2小时后，从其中心部切出50mm×10mm×厚度2mm的试验片。使用Seiko Instruments株式会社制造的粘弹性光谱仪DMS 120，在变形模式为弯曲模式、测定频率10Hz、升温速度2℃/分钟、振幅10μm的条件下，测定试验片的损耗模量，将损耗模量的峰温度设为Tg。结果列于表1。
〔树脂包覆层的JIS A硬度〕
根据JIS K7215，使用A型硬度计测定硬度计A硬度。结果列于表1。
〔绳索摩擦系数的测定〕
(1)微小滑动速度区域中的测定法
图5为用于测定微小滑动速度区域中的摩擦系数的装置的示意图。如图5所示，将实施例和比较例中得到的电梯用绳索1相对于绳轮2进行180度卷绕，将其一端固定于测定装置3，另一端与砝码4连接，对电梯用绳索1施加张力。在此，若以规定速度顺时针旋转绳轮2，则对应于电梯用绳索1与绳轮2之间产生的摩擦力，固定侧的绳索张力(T2)松弛，从而在与砝码侧的绳索张力(T1)之间产生张力差。这些砝码侧的绳索张力(T1)和固定侧的绳索张力(T2)通过设置于绳索和砝码的连接部的测力传感器进行测定。将微小滑动速度区域定义为1×10-5mm/s以下，将T1和T2(其中T1＞T2)、绳索卷绕角θ(＝180度)、由绳轮槽的形状决定的系数K2(＝1.19)代入下式1中，求出电梯用绳索1和绳轮2之间的摩擦系数μ1。结果列于表1。
&mu; 1 = ln ( T 1 / T 2 ) K 2 &theta; (式1)
(2)紧急停止时的较大滑动速度区域中的测定法
图6为用于测定紧急停止时的较大滑动速度区域中的摩擦系数的装置的示意图。将实施例和比较例中得到的电梯用绳索1相对于驱动绳轮5进行180度卷绕，将其一端与砝码4a连接，另一端与质量大于砝码4a的砝码4b连接。这里所使用的驱动绳轮5的绳槽为
Figure BDA0000062269230000152
15mm、深度20mm的U型槽，除此之外不需特别加工。在此，通过使驱动绳轮5以顺时针方向旋转，从而使砝码4a上升，在绳索速度为4m/s的时刻快速停止驱动绳轮5，使电梯用绳索1相对于驱动绳轮5滑动。通过设置于绳索和砝码的连接部的测力传感器测定此时的砝码4a的最小减速度α、砝码4a侧的张力(T3)和砝码4b侧的张力(T4)，将这些值代入下式2中，求出滑动中的最小摩擦系数μ2。结果列于表1。
&mu; 2 = ln ( T 4 ( 1 + &alpha; / g ) / T 3 ( 1 + &alpha; / g ) ) K 2 &theta; (式2)
在此，K2与微小滑动速度区域中的测定法中所使用的值相同，g为重力(＝9.80665m/s2)、θ为绳索卷绕角(＝180度)。
需要说明的是，绳索摩擦系数低于0.15时记为×，为0.15以上且低于0.2时记为△，为0.2以上且低于0.25时记为○，为0.25以上时记为◎。
表1
由表1的结果可知，使用实施例和比较例中得到的电梯用绳索时，微小滑动速度区域(1×10-5mm/s)和紧急停止时的摩擦系数显示出低于通常运转时的摩擦系数即0.3～0.4的倾向。实施例中得到的电梯用绳索在微小滑动速度区域和紧急停止时的摩擦系数均为0.15以上，可以保持通常运转时的摩擦系数的约40％的摩擦系数。特别是，可知，在合用了交联剂异氰酸酯化合物和无机填充材料的实施例13～20中，摩擦系数的变动小，其中在添加了板状无机填充材料滑石或云母的实施例、添加了纤维状无机填充材料玻璃纤维或碳纤维的实施例中，摩擦系数的变动小。另外，可知，与未浸渍有浸渍液的绳索(实施例5、9和15)相比，实施例21～23的电梯用绳索在紧急停止时的摩擦系数的变动小。
另一方面，比较例中得到的电梯用绳索的摩擦系数的变动均大，摩擦系数小于0.15。
符号的说明
1电梯用绳索、2绳轮、3测定装置、4，4a，4b砝码、5驱动绳轮、6股线、7树脂包覆层、8空气层、9浸渍液的固化物、10外层包覆体、11外层子绳、12内层包覆体。

Claims (8)

1.一种电梯用绳索，其特征在于，该电梯用绳索具备绳索主体和包覆该绳索主体的外周的树脂包覆层，该树脂包覆层由树脂包覆层形成组合物的成型体构成，所述树脂包覆层形成组合物中混合有热塑性聚氨酯弹性体、除该热塑性聚氨酯弹性体以外的热塑性树脂、和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物。
2.如权利要求1所述的电梯用绳索，其特征在于，上述绳索主体浸渍有以下浸渍液，该浸渍液中含有1个分子中具有2个以上羟基的羟基化合物和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物，且具有低于上述树脂包覆层形成组合物的熔融粘度的低粘度。
3.如权利要求1所述的电梯用绳索，其特征在于，上述树脂包覆层形成组合物中还混合有无机填充材料。
4.如权利要求3所述的电梯用绳索，其特征在于，上述无机填充材料为纤维状或板状。
5.如权利要求1所述的电梯用绳索，其特征在于，上述树脂包覆层形成组合物是按照以下方式混合而成的，相对于100质量份上述热塑性聚氨酯弹性体，上述热塑性树脂和上述异氰酸酯化合物的总量为5质量份以上且20质量份以下的范围，且上述成型体的JIS A硬度为98以下、玻璃化转变温度为-20℃以下。
6.一种电梯用绳索，其特征在于，该电梯用绳索具备绳索主体和包覆该绳索主体的外周的树脂包覆层，该树脂包覆层由树脂包覆层形成组合物的成型体构成，所述树脂包覆层形成组合物中混合有热塑性聚氨酯弹性体和无机填充材料。
7.如权利要求6所述的电梯用绳索，其特征在于，上述绳索主体浸渍有以下浸渍液，该浸渍液中含有1个分子中具有2个以上羟基的羟基化合物和1个分子中具有2个以上异氰酸酯基的异氰酸酯化合物，且具有低于上述树脂包覆层形成组合物的熔融粘度的低粘度。
8.如权利要求6所述的电梯用绳索，其特征在于，上述树脂包覆层形成组合物是按照以下方式混合而成的，相对于100质量份上述热塑性聚氨酯弹性体，上述无机填充材料为3质量份以上且20质量份以下的范围，且上述成型体的JIS A硬度为98以下、玻璃化转变温度为-20℃以下。
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