CN112553746A - 软质金属承接用保护材料 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种软质金属承接用保护材料，其即使在高温软质金属材料进行滑动的情况下也能够防止软质金属材料受损，且耐磨损性良好。解决方案在于：一种软质金属承接用保护材料，其包括布帛，该布帛具有高温的软质金属材料进行滑动的面，上述布帛为包含耐热性有机纤维的有机纤维的织物。

Description

软质金属承接用保护材料
技术领域
本发明涉及一种软质金属承接用保护材料，其例如设置于在刚挤出成型后的高温软质金属材料被搬运时该软质金属材料进行滑动的部分。
背景技术
以往，刚挤出成型后的高温的软质金属的成型品通常被载置于传送带上，或者在沿搬运方向不连续地设置多个的毛毡(felt)等软质金属承接用保护材料的上面滑动，从而被搬运(专利文献1、2)。
专利文献1中公开一种由上层和下层通过针刺(needle punche)缠合一体化的低伸缩布料构成的搬运用耐热传送带，其中，上述上层仅由合成树脂纤维的无纺布构成，上述下层由基布构成，该基布是由跨越连续的3根以上的纬纱的经纱、或潜藏在连续的3根以上的纬纱下的经纱构成的织物。通过使用这种布料，与现有产品相比伸长度低，能够抑制搬运辊的空转。
专利文献2公开一种耐热缓冲材料，其特征在于，在无机纤维层的两面将耐热性有机纤维层以网的状态叠层，形成3层以上的构造体，通过针刺处理进行缠合一体化而成型。该耐热缓冲材料作为用于防止铝挤出成型品或线圈等铝制品受损的衬垫或承接材料用垫片使用，由于与铝挤出成型品等接触的表层为耐热有机纤维层，所以被认为能够防止因磨损造成的纤维的脱落。另外，专利文献2所记载的网可以认为是将制造无纺布的前段的纤维叠层而展开成片状的材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018－203497号公报
专利文献2：日本特开2017－95840号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，根据本发明的发明人的研究发现，如果像专利文献1所记载那样表层为无纺布、或像专利文献2所记载那样为网的状态，虽然能够在某种程度防止铝制品受损，但是，尤其在高温的软质金属材料沿表层进行滑动的情况下，无纺布容易发生磨损，耐磨损性并不充分。
因此，本发明的目的在于提供一种软质金属承接用保护材料，其即使在高温软质金属材料进行滑动的情况下也能够防止软质金属材料受损，并且耐磨损性良好。
用于解决课题的技术方案
本发明的发明人为了解决上述课题而进行深入研究。其结果，发现通过使用包含耐热性有机纤维的有机纤维的织物，能够解决上述课题。
本发明涉及一种软质金属承接用保护材料，该软质金属承接用保护材料包括布帛，该布帛具有高温的软质金属材料进行滑动的面，上述布帛为包含耐热性有机纤维的有机纤维的织物。
本发明的实施方式中，耐热性有机纤维的耐热温度可以为200℃以上。
本发明的实施方式中，上述耐热性有机纤维可以包含聚对亚苯基苯并双噁唑(PBO)纤维。此外，该情况下，上述耐热性有机纤维可以进一步包含选自芳族聚酰胺纤维、纤维素纤维、聚芳酯纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、聚醚醚酮(PEEK)纤维、聚酰亚胺纤维、氟纤维中的至少1种。
本发明的实施方式中，上述织物的单位面积重量可以为150～8000g/m2。
本发明的实施方式中，上述有机纤维的粗度可以为150～8000dtex。
本发明的实施方式中，上述布帛可以为圆筒形。
本发明的实施方式中，上述软质金属材料的材质可以为铝。
本发明的实施方式中，可以用于挤出成型。
发明的效果
本发明所涉及的软质金属承接用保护材料即使在高温软质金属材料沿其表面进行滑动的情况下，也能够防止软质金属材料受损，并且耐磨损性也良好。
具体实施方式
本发明的实施方式所涉及的软质金属承接用保护材料由具有高温的软质金属材料进行滑动的面的布帛形成。该布帛为包含耐热性有机纤维的有机纤维的织物。
如此，通过采用织物作为构成软质金属承接用保护材料的布帛，与无纺布的情况不同，纤维有规则地缠合，因此，即使在软质金属材料进行滑动的情况下，也能够抑制构成织物的纤维起毛；相对于专利文献1或专利文献2所使用的无纺布(包含毛毡)，能够设计成高密度等，因而可以认为难以发生磨损，耐磨损性提高。此外，由于有机纤维包含耐热性有机纤维，相对于高温软质金属材料的有机纤维的耐久性提高，通过与以织物形式构成的特征的协同作用，可以认为能够获得良好的耐磨损性。此外，构成布帛的织物主要由有机纤维构成，因此，可以认为能够抑制对于软质金属材料的攻击性，能够防止损伤。
织物通过经纱和纬纱彼此交错而形成。织物的组织没有特别限定，能够采用各种织物组织。例如，可以列举一重组织、重叠组织、纱罗(からみ)组织等。作为一重组织，可以列举平纹、斜纹、缎纹的三原组织、这些的变化组织、作为混合了三原组织和变化组织的组织的混合组织、不依赖于三原组织和变化组织的组织、使花纹浮出的凸纹织。重叠组织为观察织物的截面时经纱或纬纱的一方或双方重叠二重以上而成为多重、且织物的表面与上述一重组织为相同组织的组织，例如，可以列举经二重织、纬二重织、经纬二重织、经三重织、纬三重织、经纬三重织、经四重织、纬四重织、经纬四重织、经五重织、纬五重织、经纬五重织等的多重织等。作为纱罗组织，可以列举罗织(絽織)、纱织等。
有机纤维只要包含耐热性有机纤维即可，也可以包含耐热性有机纤维以外的有机纤维。耐热性有机纤维优选耐热温度为200℃以上、更优选为400℃以上、进一步优选为500℃以上。耐热温度是指热分解温度或熔点。
耐热性有机纤维只要是具有这样的耐热性的材料即可，例如，可以列举聚对亚苯基苯并双噁唑(PBO)纤维、芳族聚酰胺纤维、纤维素纤维、聚芳酯纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、聚醚醚酮(PEEK)纤维、聚酰亚胺纤维、氟纤维等。其中，作为耐热性有机纤维，从耐热性、耐磨损性、对于软质金属材料的攻击性的观点考虑，优选包含PBO纤维、更优选单独为PBO纤维。PBO纤维与其它有机纤维相比耐热性极其优异，因此，例如为了使刚挤出成型后的软质金属材料滑动，适合为由具有高耐热性的PBO纤维单独构成的织物的布帛。另一方面，在搬运期间软质金属材料会冷却，因此，在与刚成型后相比冷却了的软质金属材料进行滑动的部位，可以不必单独为PBO纤维。在这样的部位，作为织物所使用的耐热性有机纤维，可以组合PBO纤维和PBO纤维以外的耐热性有机纤维。作为这种PBO纤维以外的耐热性有机纤维，优选包含选自芳族聚酰胺纤维、纤维素纤维、聚芳酯纤维、PPS纤维、PEEK纤维、聚酰亚胺纤维、氟纤维中的至少1种。这些耐热性有机纤维可以使用市售品。例如，PBO纤维可以使用东洋纺株式会社制、ZYLON(注册商标)。芳族聚酰胺纤维可以为对位系芳族聚酰胺纤维，也可以为间位系芳族聚酰胺纤维，作为对位系芳族聚酰胺纤维，例如，可以使用聚对亚苯基对苯二甲酰胺纤维(DU PONT-TORAY CO.,LTD.制、Kevlar(注册商标))、帝人株式会社制、Twaron(注册商标)，作为间位系芳族聚酰胺纤维，例如，可以使用聚间亚苯基邻苯二甲酰胺纤维(DUPONT-TORAY CO.,LTD.制、Nomex(注册商标))、帝人株式会社制、Conex(注册商标)。作为PPS纤维，例如，可以列举东丽株式会社制、Torcon(注册商标)等。作为聚芳酯纤维，例如，可以列举KURARAY CO.,LTD.制、Vectran(注册商标)、KB SEIREN株式会社制、Zxion(注册商标)等。其中，纤维素纤维是指嫘萦(rayon)、铜氨纤维、Lyocell、醋酯纤维等使用来源于纤维素的原料得到的纤维。
有机纤维优选包含耐热性有机纤维、更优选仅为耐热性有机纤维，但根据用途等可以包含耐热性有机纤维以外的其它有机纤维。作为这种纤维，例如可以列举丝绸、羊毛、聚乙烯纤维等。
有机纤维的形态没有特别限定，可以根据所使用的纤维的种类和纤维种的数量等适当决定。作为有机纤维的形态，可以为长丝(长纤维)，也可以为短纤维(Staple)的纺丝纱。长丝和纺丝纱可以为单纱、可以为将多根单纱合股并线并加捻而成的捻纱、也可以为仅将多根单纱合股并线而成的合股纱。捻纱的加捻的程度没有特别限定。在使用多个长丝和/或纺丝纱的情况下，从耐磨损性的观点考虑，优选捻纱。此外，在组合多个纤维种而形成纱的情况下，可以为使用多种纤维的短纤维进行纺织而得到的混纺纱，也可以为将多种长丝和/或混纺纱加捻而得到的交捻纱。
有机纤维的粗度可以考虑纤维种等适当决定，但从耐磨损性和软质金属的受损防止的观点考虑，优选为150～8000dtex。其中，例如，在有机纤维为PBO纤维的情况下，优选为150～600dtex，在有机纤维为PBO纤维和其它的有机纤维的混纺纱的情况下，优选为5000～8000dtex。
织物的单位面积重量可以根据织物组织的形态、有机纤维的粗度、用途等适当决定，但从耐磨损性和软质金属的受损防止的观点、织物的形状设计上的观点考虑，优选为150～8000g/m2、更优选为150～6000g/m2、进一步优选为150～5000g/m2。此外，作为织物的组织，采用一重组织的情况下，优选为350～800g/m2，采用重叠组织的情况下，优选为2500～8000g/m2、更优选为2500～4500g/m2。织物的厚度可以根据织物组织的形态、有机纤维的种类、用途等适当决定，但从耐磨损性和软质金属的受损防止的观点考虑，优选为0.4～15mm。在PBO纤维的一重组织的情况下，更优选为0.4～1mm，在混纺纱的一重组织的情况下，更优选为0.8～3.5mm，在混纺纱的重叠组织的情况下，更优选为3～15mm。织物的厚度可以利用定压卡尺测定。
布帛的形状、构造可以根据用途等适当决定，可以为平板形，可以为圆筒形，可以为长方体或立方体，也可以为其它的构造。此外，布帛既可以由一枚织物构成，也可以由将多个织物重叠多个而成的材料构成。例如，可以列举将平板形的织物重叠多个而成的长方体或立方体、将多个圆筒形的织物以同心圆状重合而成为圆筒形的材料、将片状的长条的织物卷绕成卷绕物状而成为圆筒形的材料、将片状的织物适当折叠形成平板形、或长方体或立方体的材料等，但是不限定于此。此外，在组合多个织物构成的情况下，这些可以一体化、也可以不成为一体化。此外，在组合多个的情况下，与软质金属材料接触的部分因使用而发生劣化时，通过除去劣化的织物，能够使没有劣化的织物成为表面来继续使用。此外，在组合多个织物的情况下，构成各织物的纤维的种类可以相同或不同。
还可以将这种软质金属承接用保护材料设置于例如现有的软质金属承接用保护材料等的表面上来使用。这种应用方法，例如，通过将PBO纤维的一重组织的织物作为布帛使用，降低昂贵的PBO纤维的使用量的同时，防止软质金属承接用保护材料的软质金属材料的受损且提高耐磨损性，对于软质金属成型品的制造成本的降低而言有效。
如上所述由规定的有机纤维的织物形成的布帛适合作为搬运高温的软质金属材料时使用的软质金属承接用保护材料。特别适合沿该软质金属承接用保护材料的布帛的表面边使高温的软质金属材料滑动边进行搬运的情况。这种软质金属材料的材质为容易变形、且延展性高的金属即可。例如，可以列举铝、镁、铟、铅、锡、铜、金、银等的单独的金属或黄铜等的合金等。其中，在容易受损的铝时，特别有效。此外，由于使高温的软质金属材料沿布帛的表面滑动，对于软质金属材料而言，具有沿滑动方向较长的形状的材料有效。此外，从使这种较长的软质金属材料在高温状态下滑动的观点考虑，适合作为软质金属材料的挤出成型用途。例如，适合用作设置于作为软质金属材料的挤出成型机的后置设备的罐、起始台(initial table)、输出台(run-out table)、升降臂、冷却台(cooling table)等的使软质金属材料的挤出成型品滑动的滑动部的保护材料。
【实施例】
以下，基于实施例对本发明的实施方式所涉及的软质金属承接用保护材料进行说明。
(试验例1：表面粗糙度Ra的差)
使用表1所示的软质金属承接用保护材料(大小：25mm×25mm)，如下测定对软质金属(铝)的挤出成型品造成损伤的程度(对方攻击性)。作为软质金属样品准备将铝的挤出成型品以40mm宽度裁断的物质，利用表面粗糙度测定器(株式会社东京精密制、SURFCOM1500DX3)在纵倍率：2000倍、横倍率：4.4倍的条件下测定其表面粗糙度Ra(1)。测定后，将各轻金属样品加热到500℃后，对于加热后的轻金属样品，对软质金属承接用保护材料边施加500g/cm2的荷重、边以20mm/min使其滑动3分钟。将软质金属承接用保护材料的移动距离设为200mm进行往返运动。利用与软质金属样品连接的热电偶确认了轻金属样品的温度在从使软质金属承接用保护材料开始滑动至结束的期间，从约400℃缓缓降温至约150℃。将软质金属样品冷却至室温后，与前述同样地测定表面粗糙度Ra(2)。将表面粗糙度Ra的差(Ra(2)－Ra(1))示于表1。
(试验例2：耐磨损性)
使用表1所示的软质金属承接用保护材料(大小：100mm×100mm)，依据JIS K 6264进行TABER磨耗试验。作为试验机使用株式会社安田精机制作所制造的TABER式AblationTester No.101－HS，并将条件设为磨损轮：CS17、荷重：4.9N、转速：60rpm、磨损粉吸引：－1.5kPa(0.49m3/min)。试验分为对软质金属承接用保护材料以400℃进行8小时的加热处理来施加热过程的情况(试验A)、和不施加热过程的情况(试验B)而进行，求出试验前后的重量变化。另外，将试验A的重量变化设为重量变化A、将试验B的重量变化设为重量变化B并示于表1中。此外，关于比较例6，由于对方攻击性大，因而省略耐磨损性试验。
(试验例3：软质金属成型时耐伤性和软质金属成型时耐久性)
利用实际的挤出成型机制造宽度500mm×高度100mm×长度1000mm的中空体的铝的成型体时，将表2所示的软质金属承接用保护材料(大小：500mm×500mm)设置在接近挤出成型机的出口处，边使刚挤出成型后的高温的铝的成型体沿其长度方向滑动，边进行支撑。进行连续40小时的挤出成型，利用官能试验来评价冷却后的各成型体的滑动面的损伤的有无(耐伤性)。此外，通过目测来确认了进行连续40小时的挤出成型后的外观上的磨减的有无(耐久性)。评价基准如下所述。将评价结果示于表2。
(a)软质金属成型时耐伤性
○：用手指触摸，没有感觉到凹凸。
×：用手指触摸，能够感觉到凹凸。
(b)软质金属成型时耐久性
〇：外观没有磨减。
×：外观有磨减。
(试验例4：可使用挤出距离)
利用实际的挤出成型机制造宽度220mm×高度30mm的中空体的6000系铝合金的成型体时，将表3所示的软质金属承接用保护材料(大小：400mm×400mm)设置在接近挤出成型机的出口处，边使刚挤出成型后的高温的铝合金的成型体沿其长度方向滑动，边进行支撑，确认了可使用挤出距离。挤出成型机的挤出速度为16m/min、软质金属承接用保护材料与铝合金的成型体的接触温度为约550℃。可使用挤出距离对应于下述长度，即，从开始挤出成型，由现场的接受训练的操作员通过目测确认保护材料的磨损的进行程度，判断产生成型体的表面发生损伤的程度的保护材料的磨减、或者发生无法支撑成型体的程度的保护材料的磨减为止的、挤出成型的成型体长度。
作为实施例和比较例中使用的布帛的织物和毛毡(无纺布)、以及织物和树脂的复合材料如下所述。另外，所使用的纤维的纤维直径、布帛的单位面积重量、厚度、复合材料的密度、厚度如表1所示。
(1)实施例1、2
使用PBO纤维的纺丝纱的平纹的织物、一重织。
(2)实施例3、4
使用表2所示组成的混纺纱的平纹的织物、一重织。
(3)实施例5
使用PBO纤维的纺丝纱的平纹的织物、多重织(经四重织)。
(4)实施例6
使用表2所示组成的混纺纱的平纹的织物、多重织(经四重织)。
(5)实施例7
使用PBO纤维的纺丝纱的平纹的织物、多重织(经二重织)。
(6)比较例1、6
PBO纤维的毛毡。
(7)比较例2～4
使用成为表1所示组成的各纤维的长丝或纺丝纱的毛毡。
(8)比较例5
使利用成为表1所示组成比的混纺纱的平纹的织物含浸酚醛树脂以达到表1的组成，之后使其固化而成的复合材料。
布帛和复合材料的厚度利用定压卡尺(Mitutoyo Corporation.制、定压卡尺NTD25－20C、测定力0.5～1N)进行测定。
【表1】
Figure BDA0002691839620000091
※由于混合各种纤维而有幅度。
【表2】
Figure BDA0002691839620000101
※由于混合各种纤维而有幅度。
【表3】
Figure BDA0002691839620000102
根据表1，将含有耐热性有机纤维的有机纤维的织物的布帛的情况与包含含有无机纤维的纤维的情况、如毛毡这样的无纺布的情况和成型品的情况进行比较，可知能够提供对于高温的软质金属成型品的攻击性低、并且耐磨损性也优异的软质金属承接用保护材料。根据表2、
3可知，在实际使用中，在为规定的布帛时，对于高温的软质金属成型品的攻击性低，并且耐久性(耐磨损性)也优异，可使用挤出距离与现有技术相比明显长。

Claims (9)

1.一种软质金属承接用保护材料，其特征在于：
其包括布帛，该布帛具有高温的软质金属材料进行滑动的面，
所述布帛为包含耐热性有机纤维的有机纤维的织物。
2.如权利要求1所述的软质金属承接用保护材料，其特征在于：
耐热性有机纤维的耐热温度为200℃以上。
3.如权利要求1或2所述的软质金属承接用保护材料，其特征在于：所述耐热性有机纤维包含聚对亚苯基苯并双噁唑(PBO)纤维。
4.如权利要求3所述的软质金属承接用保护材料，其特征在于：
所述耐热性有机纤维包含选自芳族聚酰胺纤维、纤维素纤维、聚芳酯纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、聚醚醚酮(PEEK)纤维、聚酰亚胺纤维、氟纤维中的至少1种。
5.如权利要求1～4中任一项所述的软质金属承接用保护材料，其特征在于：所述织物的单位面积重量为150～8000g/m2。
6.如权利要求1～5中任一项所述的软质金属承接用保护材料，其特征在于：所述有机纤维的粗度为150～8000dtex。
7.如权利要求1～6中任一项所述的软质金属承接用保护材料，其特征在于：所述布帛为圆筒形。
8.如权利要求1～7中任一项所述的软质金属承接用保护材料，其特征在于：所述软质金属材料的材质为铝。
9.如权利要求1～8中任一项所述的软质金属承接用保护材料，其特征在于：其用于挤出成型。
CN202010993989.6A 2019-09-24 2020-09-21 软质金属承接用保护材料 Pending CN112553746A (zh)

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