JP2013180832A - シームレスベルトおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シームレスベルトを周長や糸の種類の変更が容易で、かつ周長方向で重さが変化しないものとした上で、ベルト周長方向の引裂強度と屈曲性を十分に確保できるようにすることである。
【解決手段】芯体２を、無端帯状の横編布２ａの外周面に巻糸２ｂを周長方向へベルト幅方向に一定ピッチで巻き付けた２層構造とし、巻糸２ｂを接着層３で横編布２ａに接着することにより、周長や糸の種類の変更が容易で、かつ周長方向で重さが変化しないものとした上で、ベルト周長方向の引裂強度と屈曲性を十分に確保できるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ベルトコンベアに使用されるシームレスベルトと、その製造方法に関する。

ベルトコンベアの搬送ベルトには、帯状のベルトを継目で無端状に継いだ継ぎベルトと、継目のない無端帯状のシームレスベルトが用いられている。継目のないシームレスベルトは、継目の段差に起因する振動や引掛かり等が発生せず、搬送物が食品等の軽量物であっても安定して搬送することができる。

このシームレスベルトの芯体には、通常、袋織等により無端状に織製された引裂強度の高い織布が用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１に記載されたものでは、織製前の糸または織製後の織布に、樹脂またはゴムによるコーティング処理やラミネート加工を施している。また、特許文献２に記載されたものでは、無端状の織布の外周面と内周面に接着剤を積層した接着層を形成し、場合によっては、外周面接着層の外面側に樹脂のカバー層を形成している。

ベルトコンベア用のシームレスベルトは、コンベアの用途等で決まる仕様によって、無端状の周長や材質が様々である。このため、上記芯体に織布を用いたシームレスベルトは、周長や材質が変わる毎に、織機にセットする多数本の糸のセット形態や糸の種類を変更する必要があり、特に多品種少量生産の場合は、製織準備作業に手間がかかって製造コストが高くなる問題がある。また、コンベアの用途によっては、搬送物の秤量を搬送ベルトに載せた状態で行う場合があるが、芯体に織布を用いたシームレスベルトは、周長方向で周期的に重さの異なる部分があるので、搬送物の秤量値にばらつきを発生させる外乱となる問題もある。

これらの問題に対して、周長や糸の種類の変更が容易で、かつ周長方向での重さの変化もない無端状の横編布を芯体に用いるシームレスベルトが提案されている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３に記載されたものでは、無端状横編布を伸長状態で樹脂加工した１層構造の芯体と、第１の無端状横編布を伸長状態で樹脂加工したのち、その外周側を周長方向に延びる巻糸で被覆して樹脂加工し、さらにその外周側を伸長状態の第２の無端状横編布で被覆して樹脂加工した３層構造の芯体を提案している。

特開２００１−２０７３５８号公報 特開２００４−１４９２６７号公報 特開２００５−３１４８５０号公報

特許文献３に記載された横編布を芯体に用いたシームレスベルトは、周長や糸の種類の変更が容易で、かつ周長方向で重さが変化することもない。しかしながら、芯体を横編布のみで形成した１層構造のものは、横編布は織布に較べて引裂強度が低いので、周長方向の引裂強度を十分に確保できない問題がある。また、芯体を第１および第２の横編布とその中間の巻糸で形成した３層構造のものは、引裂強度は確保できるものの、曲げ剛性が高くなり過ぎて、小径のプーリや搬送テーブルの端に設けられるナイフエッジ部に沿って小さな曲率半径で屈曲する屈曲性を十分に確保できなくなる問題がある。

そこで、本発明の課題は、シームレスベルトを周長や糸の種類の変更が容易で、かつ周長方向で重さが変化しないものとした上で、周長方向の引裂強度と屈曲性を十分に確保できるようにすることである。

上記の課題を解決するために、本発明は、ベルトコンベアの搬送ベルトに使用され、継目のない無端帯状の芯体を有するシームレスベルトにおいて、前記芯体を、無端帯状の横編布と、この横編布の外周面に周長方向へベルト幅方向に一定ピッチで巻き付けた巻糸とで形成し、前記芯体の外周面と内周面を接着層で覆い、前記接着層で覆った芯体の外周面をカバー層で被覆した構成を採用した。

すなわち、芯体を、無端帯状の横編布の外周面に巻糸を周長方向へベルト幅方向に一定ピッチで巻き付けた２層構造とし、巻糸を接着層で横編布に接着することにより、周長や糸の種類の変更が容易で、かつ周長方向で重さが変化しないものとした上で、周長方向の引裂強度と屈曲性を十分に確保できるようにした。引裂強度を確保するための巻糸を横編布の外周面に巻き付けたのは、プーリ等との接触による摩擦で巻糸が切断するのを防止するためである。

前記外周面と内周面を覆う接着層は、芯体への水や油等の液体の浸潤を防止する。この接着層は、外周面側では巻糸のずれを防止する役割と、カバー層を強固に固着する役割もし、内周面側では、プーリ等との接触による横編布の摩滅を防止する役割もする。また、カバー層はシームレスベルトの搬送面を平滑にするとともに、搬送物との間の適度な摩擦係数を確保する。

前記接着層をポリウレタン系接着剤で形成し、その目付量を２００〜３００ｇ／ｍ^２の範囲とするとよい。目付量が２００ｇ／ｍ^２未満では巻糸を横編布に接着する接着力が低下し、３００ｇ／ｍ^２を超えると、接着層の厚みが厚くなって屈曲性が低下するからである。

前記接着層を主剤と硬化剤とからなる２液性接着剤で形成し、前記主剤１００質量部に対する前記硬化剤の配合量を０．５〜１０質量部とすることにより、屈曲性がより好適なベルトとすることができる。

前記横編布を、１本当たりの繊度が１００〜３００デシテックスのマルチフィラメント糸で編製することにより、引裂強度と屈曲性がより好適なベルトとすることができるとともに、必要な厚みを確保することができる。

前記巻糸を紡績糸とすることにより、ベルト周長方向の引裂強度をより向上させることができる。

前記カバー層を、ポリウレタン系、ポリオレフィン系およびポリ塩化ビニル系のいずれかの熱可塑性エラストマで形成することにより、水や油を多用する食品の搬送ラインのベルトコンベアに好適なものとすることができる。

前記シームレスベルトの周長方向各部位における重量のばらつきの振れ幅を、周長方向の平均重量の１０％以下とするとよい。ばらつきの振れ幅が１０％を超えると、搬送物の秤量値に無視できない誤差が生じるからである。

また、本発明は、ベルトコンベアの搬送ベルトに使用され、継目のない無端帯状の芯体を有するシームレスベルトの製造方法において、平行に配置した２本のロール間に無端帯状の横編布を巻回し、前記２本のロールを同方向に回転させながら、前記横編布の外周面に周長方向へベルト幅方向に一定ピッチで巻糸を巻き付けて、前記芯体を形成し、こののち、前記形成された芯体の外周面側から接着剤を糊引き処理で塗布することによって、前記芯体の外周面と内周面を覆う接着層を形成し、最後に、前記接着層で覆った芯体の外周面をカバー層で被覆する方法を採用することにより、周長や糸の種類の変更が容易で、かつ周長方向で重さが変化しないものとした上で、周長方向の引裂強度と屈曲性を十分に確保できるシームレスベルトを製造できるようにした。

本発明に係るシームレスベルトは、芯体を、無端帯状の横編布の外周面に巻糸を周長方向へベルト幅方向に一定ピッチで巻き付けた２層構造とし、巻糸を接着層で横編布に接着するようにしたので、周長や糸の種類の変更が容易で、かつ周長方向で重さが変化しないものとした上で、周長方向の引裂強度と屈曲性を十分に確保することができる。

本発明に係るシームレスベルトを使用したベルトコンベアを示す外観斜視図 図１のシームレスベルトを示す横断面図 （ａ）〜（ｅ）は、図２のシームレスベルトを製造する工程を説明する概念図 シームレスベルトの重さ測定試験を説明する概念図 シームレスベルトの耐久走行試験を説明する概念図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明に係るシームレスベルト１を使用したベルトコンベア１０を示す。このベルトコンベア１０は食品を搬送するものであり、図示は省略するが、搬送される食品をシームレスベルト１に載せた状態で秤量するようになっている。無端帯状のシームレスベルト１は、１つの駆動プーリ１１と複数の従動プーリ１２に巻回されており、搬送面１３を形成する部位のシームレスベルト１の下面側には複数の支持ローラ１４が搬送方向に配列されている。

図２は、前記シームレスベルト１の横断面を示す。この横断面の上面側が無端帯状の外周側、下面側が内周側となり、紙面に垂直な方向が周長方向となる。シームレスベルト１の芯体２は、無端帯状の横編布２ａと、その外周面に周長方向へベルト幅方向に一定ピッチで巻き付けられた巻糸２ｂとで形成された２層構造とされている。この芯体２の外周面と内周面は、後述する接着剤Ｇの糊引き処理によって形成された接着層３で覆われており、接着層３で覆われた芯体２の外周面はカバー層４で被覆されている。なお、この実施形態では、一定ピッチの巻糸２ｂ間に少し間隔が開けられているが、この間隔は密に詰めてもよい。

前記横編布２ａは、経糸も緯糸も１本当たりの繊度が１００〜３００デシテックスのマルチフィラメント糸を用いて、横編機で編製したものである。経糸と緯糸の編糸には、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリビニル系、ポリエステル系、ポリアクリル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリウレタン系、ポリフルオルカーボン系、含フッ素系等の合成繊維糸や、ガラス、セラミック、岩石、炭素、金属等の無機質繊維糸や、カバーヤーン等の化学繊維糸や、綿、麻、絹等の天然繊維糸を用いることができ、適宜の周長に容易に編製することができる。

前記巻糸２ｂは紡績糸とされており、適宜の張力を付与して横編布２ａの外周面に巻き付けられている。巻糸２ｂには１０番手〜２０番手程度の太さのものを用いるのが好ましい。また、巻糸２ｂは横編布２ａの編糸と同素材のものとしてもよい。

前記接着層３を形成する接着剤Ｇは、ポリエーテル系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタン、ポリカーボネート系ポリウレタン等のポリウレタン系接着剤とされ、主剤１００質量部に対する硬化剤の配合量を０．５〜１０質量部とした２液性のものとされている。

前記カバー層４は、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系等の熱可塑性エラストマで形成されている。

図３は、上述したシームレスベルト１を製造する工程を示す。まず、図３（ａ）に示すように、平行に配置した２本のロール２１間に無端帯状の横編布２ａを巻回し、図３（ｂ）に示すように、２本のロール２１を同方向に回転させながら、横編布２ａの外周面に周長方向へベルト幅方向に一定ピッチで、張力を付与した巻糸２ｂを巻き付けることにより芯体２が形成される。なお、この図では、分かりやすくするために、巻糸２ｂ間の間隔を広く開けて表示している。

つぎに、図３（ｃ）に示すように、各ロール２１を回転させながら、ブレード２２に載せた接着剤Ｇを、芯体２の外周面側から糊引き処理で塗布する。外周面側から糊引き処理で塗布される接着剤Ｇは、芯体２の外周面を覆うとともに、横編布２ａの編目から裏側にはみ出して内周面も覆う接着層３を形成する。

こののち、図３（ｄ）に示すように、糊引き処理で形成された接着層３は、各ロール２１を回転させながら室温で乾燥される。この乾燥後に得られるベルト成形体５は、各ロール２１から取り外されて所定の製品幅に幅切りされる。

最後に、図３（ｅ）に示すように、幅切りされたベルト成形体５は、熱プレス盤２３によって、その外周面にカバー層４となる熱可塑性エラストマシート６が周長方向に順次熱融着され、図２に示したように、外周面をカバー層４で被覆されたシームレスベルト１が製造される。この実施形態では、エラストマシート６の厚さは０．２〜０．４ｍｍとされ、熱プレス盤２３の加熱温度は１６０℃、加圧時間は５分、加圧面圧は０．５〜０．６ＭＰａとされている。

実施例として、上述したシームレスベルトで、横編布２ａの編糸を２２０デシテックスのマルチフィラメント糸とし、巻糸２ｂを１０番手のポリエステル紡績糸として、巻きピッチ間隔を０．５ｍｍとし、カバー層４を厚さ０．３ｍｍの熱可塑性ポリウレタンシートで形成したもの（実施例１〜３）を用意した。実施例１〜３の各シームレスベルトの接着層３を形成する接着剤Ｇには、いずれも主剤をポリエーテル系ポリウレタン、硬化剤をポリイソシアネート化合物とした２液性のものを用い、実施例１のものは硬化剤の配合量を２質量部、実施例２のものは硬化剤の配合量を４質量部、実施例３のものは硬化剤の配合量を１０質量部とした。また比較例として、経糸を１１００デシテックスのポリエステルマルチフィラメント糸、緯糸を６６０デシテックスのポリエステルマルチフィラメント糸として織製した織布で芯体を形成したシームレスベルト（比較例１）、実施例１と同じ横編布で芯体を形成し、巻糸のない１層構造としたシームレスベルト（比較例２）、および実施例１と同じ２枚の横編布の間に巻糸を挟みこんで芯体を３層構造としたシームレスベルト（比較例３）も用意した。なお、比較例１〜３の各シームレスベルトにも、実施例と同様に、同じ種類の接着剤Ｇで接着層を形成するとともに、同じ熱可塑性ポリウレタンシートでカバー層を形成した。実施例と比較例の各シームレスベルトの寸法は、いずれも幅１００ｍｍ、周長１５００ｍｍとした。

上記実施例と比較例の各シームレスベルトの仕様を表１にまとめて示す。

上述した実施例１〜３と比較例１〜３の各シームレスベルトについて、周長方向での重量のばらつきの振れ幅を測定する重量測定試験と、ＪＩＳ Ｋ６２５２に準拠した周長方向の引裂試験と、耐久走行試験とを行った。

前記重量測定試験は、図４に示すように、各シームレスベルト１について、その周長方向の複数個所で周長方向に長さ３ｍｍのサンプルＳを切り出し、各サンプルＳの重量を測定した。重量のばらつきの振れ幅（％）は、測定した各サンプルＳの重量の最大値と最小値の差を、全サンプルＳの重量の平均値で除すことにより求めた。

前記耐久走行試験には、図４に示すように、１つの駆動プーリ３１と４つの従動プーリ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを備え、巻回されたシームレスベルト１に従動プーリ３２ｄでベルト張力を付与する試験用ベルトコンベア３０を用いた。駆動プーリ３１の直径は３０ｍｍ、従動プーリ３２ａ、３２ｄの直径は２０ｍｍ、従動プーリ３２ｂ、３２ｃの直径は２５ｍｍとした。試験される各シームレスベルト１のベルト張力は４．０ｋＮ／ｍ、走行速度は１００ｍ／ｍｉｎとし、それぞれ各プーリで２００万回屈曲されるまで走行させるようにした。このベルトコンベア３０は駆動プーリと従動プーリを合わせて５つのプーリを備えているので、シームレスベルト１は１回の周回で５回屈曲され、４０万回の周回で２００万回屈曲される。

表１に、上記重量測定試験、引裂試験および耐久走行試験の結果を併せて示す。重量測定試験の結果では、芯体に織布を用いた比較例１は、ばらつきの振れ幅が４４％と非常に大きい。これに対して、芯体に横編布を用いた実施例１〜３および比較例２、３は、ばらつきの振れ幅が１０％以下と小さくなっている。

前記引裂試験の結果では、芯体に織布を用いた比較例１は非常に高い引裂強度を有する。また、芯体に横編布を用い、巻糸を巻き付けた実施例１〜３と比較例３も、引裂強度が３０Ｎ以上となっており、十分な引裂強度を有する。これに対して、芯体を横編布のみで形成した比較例２は、引裂強度が２３Ｎと低い値を示しており、十分な引裂強度を確保することができない。

前記耐久走行試験の結果では、実施例１〜３および比較例１のシームレスベルトは、２００万回の屈曲回数まで異常が発生せず、十分な耐久性を備えている。これに対して、比較例２のシームレスベルトは、６５万回の屈曲回数で破断が発生した。これは、芯体を横編布のみで形成したために引裂強度が不足したものと考えられる。また、比較例３のシームレスベルトは、２０万回の屈曲回数で亀裂が発生した。これは、芯体を２枚の横編布と巻糸とからなる３層構造としたために屈曲性が低下し、屈曲時の曲げによる内部応力が高くなったものと考えられる。

上述した３種類の各試験の結果より、芯体を横編布とその外周側に巻糸を巻き付けた２層構造とした各実施例のシームレスベルトは、周長方向の重さのばらつきが小さく、かつ、周長方向の引裂強度と屈曲性を十分に確保できることが分かった。

上述した実施形態では、シームレスベルトを食品の搬送に使用されるものとしたが、本発明に係るシームレスベルトは食品の搬送用に限定されることはなく、電気部品や機械部品等の搬送に使用することもできる。

１ シームレスベルト
２ 芯体
２ａ 横編布
３ｂ 巻糸
３ 接着層
４ カバー層
５ ベルト成形体
６ エラストマシート
１０ ベルトコンベア
１１ 駆動プーリ
１２ 従動プーリ
１３ 搬送面
１４ 支持ローラ
２１ ロール
２２ ブレード
２３ 熱盤プレス
３０ ベルトコンベア
３１ 駆動プーリ
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ 従動プーリ

Claims (8)

1. ベルトコンベアの搬送ベルトに使用され、継目のない無端帯状の芯体を有するシームレスベルトにおいて、前記芯体を、無端帯状の横編布と、この横編布の外周面に周長方向へベルト幅方向に一定ピッチで巻き付けた巻糸とで形成し、前記芯体の外周面と内周面を接着層で覆い、前記接着層で覆った芯体の外周面をカバー層で被覆したことを特徴とするシームレスベルト。
2. 前記接着層をポリウレタン系接着剤で形成し、その目付量を２００〜３００ｇ／ｍ^２の範囲とした請求項１に記載のシームレスベルト。
3. 前記接着層を主剤と硬化剤とからなる２液性接着剤で形成し、前記主剤１００質量部に対する前記硬化剤の配合量を０．５〜１０質量部とした請求項１または２に記載のシームレスベルト。
4. 前記横編布を、１本当たりの繊度が１００〜３００デシテックスのマルチフィラメント糸で編製した請求項１乃至３のいずれかに記載のシームレスベルト。
5. 前記巻糸を紡績糸とした請求項１乃至４のいずれかに記載のシームレスベルト。
6. 前記カバー層を、ポリウレタン系、ポリオレフィン系およびポリ塩化ビニル系のいずれかの熱可塑性エラストマで形成した請求項１乃至５のいずれかに記載のシームレスベルト。
7. 前記シームレスベルトの周長方向各部位における重量のばらつきの振れ幅を、周長方向全長の平均重量の１０％以下とした請求項１乃至６のいずれかに記載のシームレスベルト。
8. ベルトコンベアの搬送ベルトに使用され、継目のない無端帯状の芯体を有するシームレスベルトの製造方法において、平行に配置した２本のロール間に無端帯状の横編布を巻回し、前記２本のロールを同方向に回転させながら、前記横編布の外周面に周長方向へベルト幅方向に一定ピッチで巻糸を巻き付けて、前記芯体を形成し、こののち、前記形成された芯体の外周面側から接着剤を糊引き処理で塗布することによって、前記芯体の外周面と内周面を覆う接着層を形成し、最後に、前記接着層で覆った芯体の外周面をカバー層で被覆するようにしたことを特徴とするシームレスベルトの製造方法。

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