CN118556003A - 悬挂构件及悬挂构件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本公开的悬挂构件(1)具备：由纤维增强塑料形成的芯构件(2)；和将所述芯构件(2)的外周覆盖、由树脂形成的被覆层(3)，上述纤维增强塑料包含增强纤维、具有环氧基的环氧化合物、固化剂、和酰肼化合物。

Description

悬挂构件及悬挂构件的制造方法

技术领域

本公开涉及悬挂构件及悬挂构件的制造方法。

背景技术

在使用纤维的以往的带状或绳状的悬挂构件中，载荷支承部由纤维增强塑料形成，所述维增强塑料由聚合物基体和纤维构成。另外，就载荷支承部的外周而言，用例如聚氨酯等的被覆层被覆(例如，参照专利文献1：日本专利第5713682号公报)。

在将这样的悬挂构件应用于电梯的情况下，就将来自电梯的卷扬机的驱动力而言，通过来自卷扬机的绳轮的摩擦力而被传送至被覆层，经由被覆层，被传送至载荷支承部，使电梯的轿厢上下移动。此时，如果不将被覆层与载荷支承部一体化，则有时不能将来自卷扬机的驱动力充分地传送至载荷支承部，电梯的可靠性降低。

对于这样的问题，已知在被覆层中添加有以磷酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、多聚磷酸三聚氰胺等三聚氰胺化合物为基础的粘接增强剂的悬挂构件(例如，参照专利文献2：日本特表2012-500169号公报)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5713682号公报

专利文献2：日本特表2012-500169号公报

发明内容

发明要解决的课题

即使如专利文献2来添加三聚氰胺基的粘接增强剂，在与载荷支承部的粘接增强中，成为对于载荷支承部和被覆层利用分子间力和氢键来促进粘接力的形式，粘接力有时变得不充分。

另外，如果将如上述的粘接增强剂的添加剂添加到被覆层中，则多年以后在被覆层表面析出，使与卷扬机的绳轮的摩擦力变动，有时对作为被覆层的职能之一的、从卷扬机向载荷支承部的驱动力传送造成影响。

另外，也考虑在载荷支承部涂布粘接剂、在其外周将被覆层被覆而使粘接力增加的手段，但制造工序的增加、工序管理变得复杂，不优选。

因此，本公开的目的在于提供：不使用粘接剂、由作为载荷支承部的纤维增强塑料形成的芯构件与被覆层之间的密合性提高的悬挂构件。

用于解决课题的手段

本公开的悬挂构件具备：由纤维增强塑料形成的芯构件；和将所述芯构件的外周覆盖、由树脂形成的被覆层。上述纤维增强塑料包含增强纤维、具有环氧基的环氧化合物、固化剂、和酰肼化合物。

发明的效果

根据本公开，能够提供不使用粘接剂、作为载荷支承部的由纤维增强塑料形成的芯构件与被覆层之间的密合性提高的悬挂构件。

附图说明

图1为表示本公开的特征的原理的概念图。

图2为表示实施方式1的悬挂构件的一例的剖面示意图。

图3为表示实施方式1的悬挂构件的一例的剖面示意图。

图4为表示实施方式1的悬挂构件的一例的剖面示意图。

图5为表示实施方式1的悬挂构件的一例的剖面示意图。

图6为表示实施方式1的悬挂构件的一例的剖面示意图。

图7为表示实施方式1的悬挂构件的一例的剖面示意图。

图8为表示实施方式1的悬挂构件的一例的剖面示意图。

图9为将实施方式1的悬挂构件的芯构件的一例的剖面放大所表示的概念图。

图10为表示实施方式1的悬挂构件的制造方法的一例的流程图。

图11为表示实施方式2的悬挂构件的一例的剖面示意图。

图12为表示实施方式2的悬挂构件的一例的剖面示意图。

图13为表示实施方式2的悬挂构件的一例的剖面示意图。

图14为表示实施方式2的悬挂构件的一例的剖面示意图。

图15为表示实施方式2的悬挂构件的制造方法的一例的流程图。

图16为用于说明以往的悬挂构件的制造方法的示意图。

具体实施方式

以下，对本公开的实施方式进行说明。应予说明，在附图中，将长度、宽度、厚度、深度等的尺寸关系为了附图的清楚化和简化而酌情改变，并不表示实际的尺寸关系。

首先，对于本公开的特征的原理进行说明。

在以往的技术中，例如，构成芯构件2的纤维增强塑料(以下有时简写为FRP)和构成被覆层3的热塑性聚氨酯弹性体(以下有时简写为TPU)等由于密合性低，因此发生界面处的剥离，担心不再能够将来自卷扬机的驱动力传送至作为载荷支承部的芯构件2。因此，通常，如图16所示，通过使用粘接剂21，使芯构件2(FRP)与被覆层3(TPU)的密合性提高。但是，需要将粘接剂21涂布于芯构件2的表面的工序，存在制造工序增加的课题。

与此相对，在本公开中，如图1所示，首先，将酰肼化合物在构成芯构件2的FRP中配合，使FRP在第一温度(T1)下固化。其次，省略以往必要的粘接剂涂布工序，通过第二温度(T2)下的挤出成型，在FRP(芯构件2)的外周形成由TPU等形成的被覆层3。其中，在FRP(芯构件2)的热固化时的温度T1(例如120℃)下，酰肼化合物由于为非活性，因此不与环氧化合物反应。另一方面，在被覆层形成时的挤出成型的温度T2(例如200℃)下，酰肼化合物活化，与在FRP中残留的环氧基进行化学键合，FRP(芯构件)与被覆层之间的界面的密合性提高。

实施方式1.

(悬挂构件)

图2～图8是表示实施方式1的悬挂构件的一例的剖面示意图。实施方式1的悬挂构件具备：在内部作为载荷支承部的芯构件2、和将芯构件2的外周被覆的被覆层3。

图2所示的悬挂构件1具备：具有宽度方向比厚度方向宽的长方形的剖面形状的芯构件2、和将芯构件2的外周被覆的被覆层3。悬挂构件1也具有长方形的剖面形状。

图3所示的悬挂构件具有多个具有长方形的剖面形状的芯构件2。将多个芯构件2在悬挂构件1的宽度方向上并排配置，将这些芯构件2的外周用被覆层3被覆。悬挂构件1也具有长方形的剖面形状。

在图4所示的悬挂构件1中，将多个芯构件2在悬挂构件1的厚度方向上并排配置，将这些芯构件2的外周用被覆层3被覆。

图5所示的悬挂构件具备具有厚度方向与宽度方向的长度相等的正方形的剖面形状的芯构件2，该芯构件2的外周用被覆层3被覆。悬挂构件1也具有正方形的剖面形状。

图6所示的悬挂构件具备具有圆形的剖面形状的芯构件2，该芯构件2的外周用被覆层3被覆。悬挂构件1也具有圆形的剖面形状。

图7所示的悬挂构件具有长方形的剖面形状、具备多个具有圆形的剖面形状的芯构件2。将多个芯构件2在悬挂构件1的宽度方向上并排地配置，将这些芯构件2的外周用被覆层3被覆。

图8所示的悬挂构件具有多个具有圆形的剖面形状的芯构件2。多个芯构件2被捆绑配置，多个芯构件2的外周用被覆层3被覆。悬挂构件1也具有圆形的剖面形状。

应予说明，图2～图8所示的悬挂构件为实施方式1中所含的悬挂构件的一例，但实施方式1的悬挂构件并不限定于这些。

就实施方式1的悬挂构件而言，例如，为长尺寸状的构件，优选为相对于纵向方向具有基本上相同的剖面形状的连续体。实施方式1的悬挂构件的整体形状例如可为带状，也可为绳状。芯构件2例如与悬挂构件1的纵向方向相同的方向平行地配置。

就芯构件2而言，例如，为与悬挂构件同样的长尺寸状的构件，优选为相对于纵向方向具有基本上相同的剖面形状的连续体。芯构件2的整体形状例如可为带状，也可为绳状(纤维状)。予以说明，例如，纤维状的芯构件2可形成被捻搓或编织而成的织物、线绳等长尺寸状的集合体。

芯构件2由纤维增强塑料形成。纤维增强塑料包含增强纤维、具有环氧基的环氧化合物、固化剂和酰肼化合物。其中，就包含具有环氧基的环氧化合物、固化剂和酰肼化合物的记载而言，具有也包含如下的含义：包含来自各化合物的官能团作为聚合物的结构单元。

图9为将实施方式1的悬挂构件的芯构件的一例的剖面放大所表示的概念图。如图9所示，芯构件2由纤维增强塑料形成，该纤维增强塑料由增强纤维4和树脂部5构成。

对增强纤维4的材质并无特别限定，优选增强纤维为轻质，并且强度及弹性模量高。作为增强纤维，例如，能够使用选自碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、聚芳酯纤维、聚对亚苯基苯并双噁唑纤维等中的1种、或者将2种以上混纺而成的纤维。

树脂部5包含：具有环氧基的环氧化合物、固化剂和酰肼化合物。例如，就树脂部5而言，作为构成树脂部5的高分子聚合物的结构单元，包含来自具有环氧基的环氧化合物、固化剂和酰肼化合物的官能团作为聚合物的结构单元。

树脂部5优选由包含环氧化合物、固化剂和酰肼化合物的树脂组合物的固化物(环氧树脂)构成。

予以说明，就树脂部5而言，除了上述环氧树脂，可包含上述环氧树脂以外的树脂。作为上述环氧树脂以外的树脂，例如，可列举出在聚氨酯、不饱和聚酯、乙烯基酯、酚(phenol)等中加入固化剂而成的热固化性树脂、聚氨酯、聚酰胺6(PA6)、聚酰胺12(PA12)、聚酰胺66(PA66)等热塑性树脂、不含酰肼化合物的环氧树脂等。构成树脂部5的树脂可包含阻燃剂等添加剂。

就酰肼化合物而言，只要是具有酰肼基(-NHNH₂)的化合物，则并无特别限定。作为酰肼化合物，例如，可列举出己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼(SDH)、十二烷二酸二酰肼、间苯二甲酸二酰肼(IDH)、水杨酰肼等。作为酰肼化合物，能够使用从这些中选择的1种或者将2种以上混合的产物。

酰肼化合物的酰肼基在低温下不活化，成为某特定的温度(活化温度)以上而活化，能够与环氧基等反应，是潜伏性固化剂。上述活化温度因酰肼化合物的种类而异，例如，对于间苯二甲酸二酰肼，为140℃。

对酰肼化合物的添加量并无特别限定，相对于树脂部5(成为树脂部5的原料的树脂组合物)的总量，优选为0.01质量％～70质量％，更优选为0.1质量％～50质量％。在酰肼化合物的添加量为0.01质量％以下的情况下，由于酰肼化合物过少，因此芯构件与被覆层的密合性有可能没有充分地提高。另外，在酰肼化合物的添加量为70质量％以上的情况下，由于增稠等原因，在成为纤维增强塑料的树脂组合物中混合酰肼化合物变得困难。

作为固化剂，能够使用作为环氧化合物的固化剂公知的各种化合物。作为固化剂，例如，可列举出胺化合物(胺系固化剂)。

作为构成被覆层3的树脂，并无特别限定，例如，可列举出热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚苯乙烯弹性体、热塑性氯乙烯弹性体、热塑性聚酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、热塑性聚丁二烯弹性体等。从与卷扬机的绳轮的摩擦力及耐磨损性的观点考虑，作为构成被覆层3的树脂材料，能够优选使用热塑性聚氨酯弹性体。

作为热塑性聚氨酯弹性体，例如，可列举出醚系的热塑性聚氨酯弹性体、碳酸酯系的热塑性聚氨酯弹性体等。这些是在高温高湿环境中难以水解的材料，能够优选使用。

此外，作为构成被覆层3的树脂，也可列举出烯烃系弹性体、苯乙烯系弹性体、氯乙烯系弹性体、氨基甲酸酯系弹性体、聚酯系弹性体、聚酰胺系弹性体等，能够使用从这些中将1种或2种以上混合的产物。另外，构成被覆层3的树脂材料可包含阻燃剂、交联剂、着色剂、润滑剂等添加剂。

予以说明，在构成被覆层3的树脂材料原样地为没有充分地得到对于构成芯构件2的纤维增强塑料的密合性的材料(热塑性聚氨酯弹性体等)的情况下，特别地，通过本公开的悬挂构件所得到的效果有用。

(悬挂构件的制造方法)

其次，对于实施方式1的悬挂构件的制造方法，参照图10所示的实施方式1的悬挂构件的制造方法的一例的流程来进行说明。

首先，实施第一加热工序。在第一加热工序中，通过在包含具有环氧基的环氧化合物、固化剂、和具有酰肼基的酰肼化合物的树脂组合物与增强纤维相接的状态下将树脂组合物在第一温度(T1)下加热，使环氧化合物与固化剂反应，由此形成芯构件。

具体地，参照图10，首先，在由环氧化合物(具有环氧基的化合物)和固化剂构成的基材中混合酰肼化合物，制备成为芯构件的原料的树脂组合物。其次，使得到的树脂组合物浸渍于在模具内所配置的增强纤维(由增强纤维构成的网状物等)。其次，将浸渍于增强纤维的树脂组合物在第一温度(T1)下加热，将至少一根芯构件成型。

其中，第一温度(T1)为酰肼化合物的酰肼基没有活化的温度(比酰肼化合物开始活化的温度低的温度)。因此，在第一加热工序中，树脂组合物中的环氧化合物的环氧基与固化剂(胺化合物等)反应，与固化剂相比反应速度慢(活性低)的酰肼化合物在未反应的状态下在树脂组合物中残留。为了使未反应的酰肼化合物在树脂组合物中大量地残留，第一温度(T1)优选300℃以下，更优选200℃以下，最优选180℃以下。予以说明，在这样的温度下，期待第一加热工序后的芯构件中一部分的环氧化合物残留。该未反应的环氧化合物能够在后述的第二加热工序中与酰肼化合物反应。

如果T1为酰肼化合物活化的温度(例如300℃以上)的情况下，在第一加热工序(芯构件的成型时)中酰肼化合物与树脂组合物中的环氧基反应而被消耗。在这种情况下，由于后述的第二加热工序(被覆层成型时)的第二温度(T2)下的加热，可与树脂组合物中的环氧化合物反应，与构成被覆层的树脂相互作用的酰肼化合物消失，因此无法发挥提高芯构件与被覆层之间的密合性的效果。

另外，为了使树脂组合物固化而将芯构件成型，第一温度(T1)优选为包含环氧化合物及固化剂的组合物的固化温度(聚合引发温度)以上。从这样的观点考虑，第一温度(T1)优选80℃以上，更优选100℃以上，最优选120℃以上。

如果T1比包含环氧化合物及固化剂的组合物的固化温度(例如80℃)低的情况下，则树脂组合物中的环氧化合物与固化剂不能充分地反应，芯构件未被成型，不能制作悬挂构件。

其次，实施第二加热工序。在第二加热工序中，在将构成被覆层的树脂的原料即被覆层组合物被覆芯构件的外周的方式配置的状态下，通过将树脂组合物在比第一温度高的温度即第二温度(T2)下加热，使酰肼化合物的酰肼基与构成芯构件的纤维增强塑料中所含的环氧化合物反应。

具体地，参照图10，通过挤出成型等方法，将成为被覆层的材料的树脂(热塑性聚氨酯弹性体等)在第二温度(T2)下加热而使其熔融，在一根或多根芯构件的外周成型被覆层。

在这样的第二加热工序中，对芯构件也施加第二温度(T2)的热，芯构件中的未反应的酰肼化合物与芯构件中未反应而残留的环氧化合物化学反应，形成化学键。另外，酰肼化合物也与被覆层通过氢键、分子间力等相互作用。由此，芯构件与被覆层之间的密合性提高。

第二温度(T2)为酰肼化合物的酰肼基活化的温度。第二温度(T2)优选为140℃以上且400℃以下。在T2比140℃低的情况下，酰肼化合物没有活化，难以与上述树脂组合物中的环氧化合物反应，因此有可能得不到密合性的提高、固化。另一方面，在T2比400℃高的情况下，构成纤维增强塑料(芯构件)或被覆层的树脂有可能由于热分解而劣化。予以说明，可将T1及T2根据构成芯构件和被覆层的材料的种类、组成等来适当地调整。

就以上说明的实施方式1的悬挂构件而言，作为载荷支承部的芯构件与被覆层之间的密合性(粘接强度)优异。实施方式1的悬挂构件能够作为例如电梯用的悬挂构件(升降索等)来应用。

实施方式2.

(悬挂构件)

图11～图14为表示实施方式2的悬挂构件的一例的剖面示意图。就实施方式2的悬挂构件1而言，在内部具备多个芯构件2，将该多个芯构件2的一部分或全部被捻搓或者编织。该被捻搓或者编织的多个芯构件2的外周用被覆层3被覆。其以外的方面与实施方式1相同，因此省略重复的说明。

图11所示的悬挂构件具有多个具有圆形的剖面形状的芯构件2，多个芯构件2被捻合。该被捻合的多个芯构件2的外周用被覆层被覆。悬挂构件1也具有圆形的剖面形状。

图12所示的悬挂构件1具有长方形的剖面形状。就悬挂构件1而言，被捻合的多个芯构件2在悬挂构件1的宽度方向上并列地配置。

图13所示的悬挂构件1具有圆形的剖面形状。就悬挂构件1而言，在内部，具备具有外周侧的多个芯构件2a和中心侧的芯构件2b，在中心侧的芯构件2b的外周外周侧的多个芯构件2a被捻搓。

图14所示的悬挂构件具有长方形的剖面形状。在该悬挂构件1中，与图13同样被捻合的多个芯构件2a、2b在悬挂构件1的宽度方向上并列地配置。

图11～图14所示的悬挂构件为实施方式2中所含的悬挂构件的一例，但实施方式2的悬挂构件并不限定于这些。

在实施方式2的悬挂构件中，就多个芯构件中的至少一部分的芯构件而言，例如，作为多个纤维状的芯构件被捻搓或编织而成的织物、线绳等长尺寸状的集合体来配置。另一部分的芯构件可没有被捻搓或编织来配置。

在实施方式2的悬挂构件中，例如，就多个芯构件被捻搓或编织而成的长尺寸状的集合体而言，以该集合体的纵向方向与悬挂构件的纵向方向平行的方式配置。

(悬挂构件的制造方法)

其次，对本公开的实施方式2的悬挂构件的制造方法，参照图15所示的实施方式2的悬挂构件的制造方法的一例的流程来进行说明。

直至得到芯构件的过程(第一加热工序)，与实施方式1的悬挂构件的制造方法相同。第一加热工序中得到的多根芯构件被捻合。其次，通过与实施方式1同样的方法，在多根被捻搓的芯构件的外周形成被覆层。

实施方式2的悬挂构件具备多个芯构件，该多个芯构件的一部分或全部被捻搓，或被编织，因此具有如下特征：与实施方式1的悬挂构件相比，容易弯曲。

另一方面，在实施方式2的悬挂构件中，多个芯构件的一部分或全部被捻搓，由此，与实施方式1的悬挂构件相比，悬挂构件的每个剖面中能够含有的芯构件的剖面积变小。因此，例如，在实施方式2的悬挂构件中，在要得到与实施方式1的悬挂构件相同的强度的情况下，通常，实施方式2的悬挂构件整体的剖面积变得比实施方式1大。这样，就实施方式1与实施方式2的悬挂构件而言，能够考虑各自的优缺点，根据应用的用途来选择。

实施例

以下列举实施例，对本公开更详细地说明，但本公开并不限定于这些实施例。

(实施例1)

如表1，将作为基材(主剂)的环氧化合物(ADEKA公司制的商品编号EP-4100E)、胺系固化剂(日立化成公司制的商品编号HN-2000)和咪唑系固化促进剂(四国化成工业公司制的商品编号1B2MZ)混合，对于得到的混合物，进而混合作为酰肼化合物的间苯二甲酸二酰肼(IDH)，由此制备树脂组合物(参照图10)。予以说明，就间苯二甲酸二酰肼而言，相对于树脂组合物的总量，以3质量％的比例添加。

通过在使该树脂组合物浸渍于聚丙烯腈(PAN)系碳纤维中的状态下在120℃(T1)下固化，得到宽40mm、厚2mm的剖面为长方形的连续的由纤维增强塑料形成的芯构件。

然后，通过使用有醚系的热塑性聚氨酯弹性体的200℃(T2)下的挤出成型来形成将得到的芯构件的外周被覆的厚度1mm的被覆层，由此得到实施例1的悬挂构件。

(实施例2)

在实施例2中，作为酰肼化合物，使用癸二酸二酰肼(SDH)。除此以外，采用与实施例1同样的方法得到实施例2的悬挂构件。

(比较例1)

在比较例1中，没有进行酰肼化合物的添加。除此以外，采用与实施例1同样的方法得到比较例1的悬挂构件。

＜评价试验＞

对于实施例1、2及比较例1中得到的悬挂构件，为了评价芯构件与被覆层之间的密合性(粘接强度)，基于JIS K 6854-2，进行剥离试验。就剥离强度(粘接强度)而言，表示为得到的试验力(N)除以试验片的宽度(m)所得的值(N/m)。另外，就剥离试验而言，作为试验位移从0mm到80mm来实施试验，将其中的试验位移从20mm到60mm的剥离强度的平均值作为剥离强度。

[表1]

由表1所示的结果得知：在构成芯构件的纤维增强塑料包含酰肼化合物的实施例1及2的悬挂构件中，与纤维增强塑料不含酰肼化合物的比较例1相比，芯构件与被覆层之间的密合性(粘接强度)显著地优异。

应认为：此次公开的实施方式及实施例在所有的方面都为例示，并非限制性的。本公开的范围不是上述的说明，而由权利要求表示，意在包含与权利要求等同的含义和范围内的所有的变形。

附图标记的说明

1悬挂构件、2，2a、2b芯构件、21粘接剂、3被覆层、4增强纤维、5树脂部。

Claims (5)

1.一种悬挂构件，其具备：由纤维增强塑料形成的芯构件；和将所述芯构件的外周覆盖、由树脂形成的被覆层，

所述纤维增强塑料包含增强纤维、具有环氧基的环氧化合物、固化剂、和酰肼化合物。

2.根据权利要求1所述的悬挂构件，其中，构成所述被覆层的树脂为热塑性聚氨酯弹性体。

3.根据权利要求1或2所述的悬挂构件，其中，所述固化剂为胺化合物。

4.一种悬挂构件的制造方法，是制造权利要求1～3中任一项所述的悬挂构件的方法，包括：

第一加热工序，其中，在包含具有环氧基的环氧化合物、固化剂、和具有酰肼基的酰肼化合物的树脂组合物与增强纤维相接的状态下，通过将所述树脂组合物在第一温度下加热，使所述环氧化合物与所述固化剂反应，由此形成所述芯构件；和

第二加热工序，其中，在将构成所述被覆层的树脂的原料即被覆材料组合物以将所述芯构件的外周被覆的方式配置的状态下，通过将所述树脂组合物在比所述第一温度高的温度即第二温度下加热，使所述酰肼化合物的酰肼基与构成所述芯构件的所述纤维增强塑料中所含的所述环氧化合物反应。

5.根据权利要求4所述的悬挂构件的制造方法，其中，所述第一温度为所述酰肼化合物的酰肼基没有活化的温度，

所述第二温度为所述酰肼化合物的酰肼基活化的温度。