高強度皮帶輸送機輸送帶帆布主要是指斷裂強度630kN．m-l以上的直經直緯結構、雙層結構或不規則斜紋結構的厚型帆布。如果采用聚酯，其斷裂強度可達到2 000 kN·M-1，其厚度僅5mm，單位質量為6 000 g' m-2 J如果采用芳綸，其最高斷裂強度甚至可以達到3 000 kN·M-1．高強度帆布的特點是強度高、模量高，強度／質量比高．它主要應用于單層或雙層輸送帶，采用錦綸作經向骨架材料時也最多可以生產3層的輸送帶。
1、高強度帆布與普通平紋帆布的區別
    本文所要討論的帆布織物結構與目前常見的普通EP和NN平紋帆布的結構存在巨大的差異，主要表現在它們的經緯紗彎曲程度是截然不同的。
    平紋結構織物經緯線的交叉點最多，因此經緯紗均容易彎曲。但是，如果經紗的密度很高，之間的空隙很小，那么緯紗就無法彎曲，而經紗的彎曲度就必然增大，由此帶來的缺點是：經紗的受力方向與經向存在夾角，導致經向強度下降，同時導致經紗用量增大，成本提高。
    但是在多層輸送帶中，如果經紗沒有足夠的彎曲，外層帆布在輸送帶彎曲時就無法伸長，從而導致內層帆布受壓起褶，使內外布層脫層、覆蓋膠脫落。因此輸送帶用高質量普通平紋帆布是經紗粗，經向密度小、經紗存在4%～5%的彎曲、在受力后能產生一定經向伸長的帆布。
    表1所示為德國OBLO公司生產的多個規格的EP帆布的基本性能。
    由表l可見，生產同樣強度的帆布，如果采用直經直緯結構，其質量可以比普通帆布小10%。表中雖未列出帆布的熱收縮率，但從經向斷裂伸長率可以分析出，直經直緯的熱收縮率大大低于普通帆布。依筆者個人經驗判斷：直經直緯帆布的熱收縮率在1%以下，它的熱穩定性非常好，非常適用于普通耐高溫輸送帶，而普通帆布的熱收縮率一般在5%左右．熱收縮率高意味硫化后的帆布用量大，即直經直緯帆布與普通帆布存在的5%的用量差，因此直經直緯織物強度利用率比普通帆布高10%～30%．
    通過對普通帆布的分析可知，欲提高織物的強度必須提高經紗的伸直度，也就必須改變織物對組織結構．高強度輸送帶用帆布恰恰具備經紗伸直度高的特性，
2、高強度帆布的常見組織結構
    目前高強度帆布常見的織物組織結構有直經直緯結構和經二重結構。
    (1)直經直緯結構
    直經直緯結構如圖1所示。
    由圖1可見，直經直緯織物的結構中有兩個系統的經紗和一個系統的緯紗。其中一個系統的經紗作為受力層，多采用非常粗的紗線并緊密地排列，此系統的經紗處于完全伸直的狀態。緯紗分別分布在這層經紗的上下，并由稱作捆扎系統的另一個系統的經紗交織束縛在一起。用于捆扎的經紗較細，一般為1870dtex/2的錦綸66工業絲，而受力層的經紗，細度一般達到1670dtex/12以上，其組織形式如圖2所示。
    緯紗根據強度需要，一般為1870dtex/4的錦綸66工業絲。為了使織物的結構更簡單，有時會采用平紋組織，即將一股捆扎紗穿在一頁綜框內，另外的經紗穿在其它的綜框內，其組織形式圖3所示。
    (2)經二重結構
    在直經直緯結構的織物中，經紗處于兩層緯紗的中間．從外表看到的主要是緯紗，而經二重結構織物表面上的則主要是經紗，緯紗在織物的中間。與直經直緯結構不同的是，經二重結構采用一個系統的經紗和一個系統的緯紗，所有經紗均是受力層，強度利用率更高。表層一般采用3/1的破斜紋組織，底層則采用1／3的破斜紋組織，組織形式如圖4所示。由于經紗遠比緯紗粗，因此經紗實際的彎曲程度比圖中所示的要小．如果需要進一步提高織物的強度和經紗的伸直度，還可以采用7/1、1/7的變化緞紋。
    在生產經二重結構的織物時，所有經紗的送經量均一致，更容易為骨架材料生產廠家所接受。雖然直經直緯織物生產中存在兩個經紗系統送經量不一致的問題，但這也早已通過采用兩套進經系統解決了。
3、高強度輸送帶帆布的性能特點
    高強度帆布的主要特點在于經緯紗的彎曲程度明顯低于普通平紋帆布，為此其只能用于生產單層或雙層的輸送帶，否則就必須增大輸送機的輥簡直徑，不然輸送帶很快就會分層破壞。
    用高強度帆布制做的單層或雙層的輸送帶具有以下明顯的優點。
    (1)強度利用率高
    經紗的伸直方向與受力方向完全一致，經紗的強度利用率達到了最高，因而在生產同樣等級的輸送帶時，骨架材料的用量可以減少，從而降低成本。
    (2)生產工藝簡單
    減層可以簡化輸送帶的生產工藝。譬如生產1000N/4等級的輸送帶，如果采用EP200帆布，需壓延4次，再貼合成型，同時織物幅寬不一致或成型不良會造成輸送帶幅寬差異，而采用高強度帆布僅需要壓延一次，再貼合上下覆蓋膠即可。
    (3)輸送帶質量更穩定
    多層結構中，各層差異將造成輸送帶耐疲勞性能下降，這往往也是骨架材料入庫檢驗合格，而成品輸送帶的強度卻不合格的主要原因．在骨架材料壓延和成型時，很小的張力或溫度差異就會造成骨架材料的層間差異，錦綸帆布還會由于吸濕率、松弛平衡時間等的不同造成差異。單層結構輸送帶完全消除了上述問題，可提高輸送帶的性能和品質。
    (4)尺寸穩定性好
    由于經紗始終處于伸直狀態，不具有彈簧效應，因此其伸長率大幅度降低。直經直緯的EP帆布的定負荷伸長達到0. 5%以下，因此輸送帶具有良好的尺寸穩定性。單層結構輸送帶帶體輕薄、質量小，特別適合作為長距離輸送帶。國外的EP帆布的定負荷伸長率大于國內的EP帆布，其主要原因就在于國外EP帆布的經向卷曲度在5%左右，而國內僅為2.5%。
    (5)可降低對輸送機的輥簡直徑和張緊長度的要求
    高強度帆布輸送帶可以降低對輸送機的輥簡直徑和張緊長度的要求，在使用中可以減少定期張緊等維護工作。
    (6)抗沖擊性能好
    高強度帆布，特別是經二重組織的高強度帆布，其緯密可以比普通平紋帆布高，且緯紗更粗，同時由于緯紗也處在伸直狀態，在外力作用下，緯紗可以立即受力伸張，將力迅速橫向擴散，使外力得到緩沖，因此具有優異的抗沖擊性能。
    (7)可采用高模量材料
    新型的高模量纖維材料，如芳綸、玻璃纖維，必須采用直經直緯結構并只能用于單層結構的輸送帶上．越是高模量的材料，在輥筒上越容易產生壓縮，材料也就越容易疲勞破壞．否則由于經紗彎曲，造成強度損失大幅度提高，使用壽命大幅度下降。
    (8)克服錦綸的某些缺陷
    采用提高經紗伸直程度的織物結構可以改善錦綸帆布模量低、易伸長的缺點。這已在錦綸資源豐富的前蘇聯地區的國家中獲得普遍的應用。
    可見，高強度單層輸送帶具備許多多層輸送帶無法比擬的優點，在國外，此類輸送帶已經占到輸送帶總量的30%以上，在發達國家的應用則更為廣泛。
4、高強度帆布的生產方法與設備選擇
    輸送帶帆布生產中應用最廣的DORNIER剛性劍桿織機是生產高強度帆布的最佳機型。在生產重型織物時有兩大問題，即緯紗細度10 000 dtex的引緯和厚重織物的打緯力。由于DORNIER剛性劍桿采用主動夾持和交接緯紗的方式，緯紗的細度可以達到30 000 dtex，同時它采用雙共軛凸輪打緯，具有一般織機無法比擬的打緯力。目前國際上普遍采用DORNIER織機生產重型輸送帶，DORNIER也因此在這方面積累了豐富的經驗。具體織機可選擇PTV2/S6 190 cm單幅織造或PTV2/S 6 300 cm雙幅織造。
    (1)直經直緯織物
    受力層經紗從筒子架上引取織造，這是因為經紗太粗，而經軸上可以卷繞的長度又有限，直徑1000 mm的經軸可以卷繞的長度一般僅約600m。如果從經軸織造就會影響織機的效率和造成經紗的消耗增加。該系統的經紗采用織機上的一個電子送經系統。捆扎用經紗則采用上置經軸織造，如果沒有整經機也可以從簡子架上引紗，由另外一個電子送經系統控制。
    (2)經二重織物
    經二重織物一般可以直接從筒子架引紗，與普通帆布的生產無重要區別，只是織物的組織較為復雜，同時經紗密度較高，需要采用多臂開口機構和梳狀走棱板。
    配置電子多臂開口機構可以大幅度提高織機的靈活性，生產一些復雜組織，同時由于此類高強度帆布的產量特別高，采用DORNIER織機，日產量平均超過3t，如果采用2800的織機雙幅織造，那么織機的日產量可以達到4t。如果該機器有空閑時間，還可用于生產如水壩布重型帆布和2/2破斜紋結構的抗沖擊浸膠帆布以及各個等級的EP帆布和NN帆布。
    織物經緯紗密度和細度可以根據輸送帶的強度要求計算得到。
5、結語
    減層是當今橡膠制品結構發展的一個趨勢．在輸送帶中，特別是隨著高模量高強度材料的應用，減層也是勢所必然。采用直經直緯或經二重織物作為高強度輸送帶骨架材料具有強度利用率高、工藝簡單、產品質量好等優點。高強度輸送帶帆布將成為未來輸送帶帆布的一個重要品種。
    DORNIER公司生產的織機所特有的引緯方式和打緯力使其成為制造高強度輸送帶帆布的適宜設備。


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