JP2013180832A - シームレスベルトおよびその製造方法 - Google Patents
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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
【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/m2の範囲とするとよい。目付量が200g/m2未満では巻糸を横編布に接着する接着力が低下し、300g/m2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。
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
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)
- 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。
- 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/m2の範囲とした請求項1に記載のシームレスベルト。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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