JP2007137993A

JP2007137993A - 耐熱性搬送ベルト及びその製造方法

Info

Publication number: JP2007137993A
Application number: JP2005332614A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hamamoto; 浩一濱本
Original assignee: Nippon Felt Co Ltd
Current assignee: Nippon Felt Co Ltd
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2007-06-07

Abstract

【課題】耐熱性繊維からなる不織繊維層を基布の表面側に積層した耐熱性搬送ベルトにおいて、高強度で且つ低伸度で寸法安定性に優れた高い物性を低コストに実現し、しかも層間剥離を確実に防止して高い耐久性を達成する。
【解決手段】耐熱性繊維からなる不織繊維層２と基布３とがニードリングにより接合一体化され、基布が、ニードリング後の丈方向の延伸により弛みが除去されると共に、樹脂材料の含浸により織物組織内に樹脂材料が充満した状態となっているものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐熱性繊維からなる不織繊維層を基布に積層した構成の耐熱性搬送ベルト及びその製造方法に関するものである。

アルミニウム材の加熱押し出し成形で高温の成形品を搬送するなどの用途で用いられる耐熱性搬送ベルトでは、機械的な強度に加えて、成形品の品質低下を防止する柔軟性及び断熱性を備えたものが望ましく、このような観点から、耐熱性繊維からなる不織繊維層を、ポリエステルなどの高強度な繊維材料からなる基布に積層した構成のものが広く普及している。

この種の耐熱性搬送ベルトでは、不織繊維層と基布とを接着剤により貼り合わせるラミネート方式が一般的であるが、接着剤の劣化により不織繊維層が基布から剥離する層間剥離が容易に発生し、耐久性に劣る難点がある。そこで、接着剤の劣化による耐久性の低下を避けるため、接着剤を用いることなく不織繊維層と基布とを強固に接合可能なように、ニードリングにより不織繊維層を基布に接合一体化する技術が知られている（特許文献１参照）。また、基布に作用する張力や熱により基布にほつれなどの不具合が生じることを避けるため、基布に含浸させた樹脂材料で不織繊維層を基布に接合一体化する技術が知られている（特許文献２参照）。
実用新案登録第２５６７２６８号公報特開２００１−４８３２９号公報

しかるに、前記従来のニードリングにより不織繊維層を基布に接合一体化する技術では、層間剥離の抑制には有効であるものの、ニードリングにより基布に損傷や弛みが発生する難点があり、所要の物性を確保するために高物性の繊維材料、いわゆるスーパー繊維を採用する必要が生じ、製造コストが嵩む不都合がある。他方、基布に含浸させた樹脂材料で不織繊維層を基布に接合一体化する技術では、樹脂材料の劣化により層間剥離を生じるおそれがあり、耐久性の観点から問題がある。さらにこれらの技術では、高物性を達成するのに限界があり、極めて高い物性が要求される用途には使用することができないという問題がある。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、耐熱性繊維からなる不織繊維層を基布の表面側に積層した耐熱性搬送ベルトにおいて、高強度で且つ低伸度で寸法安定性に優れた高い物性を低コストに実現し、しかも層間剥離を確実に防止して高い耐久性を達成することができるように構成された耐熱性搬送ベルト及びその製造方法を提供することにある。

このような課題を解決するために、本発明においては、請求項１に示すとおり、耐熱性繊維からなる不織繊維層を基布の表面側に積層した耐熱性搬送ベルトにおいて、前記不織繊維層と前記基布とが、ニードリングにより接合一体化され、前記基布が、ニードリング後の丈方向の延伸により弛みが除去されると共に、樹脂材料の含浸により織物組織内に樹脂材料が充満した状態となっているものとした。

また本発明においては、請求項２に示すとおり、耐熱性繊維からなる不織繊維層を基布の表面側に積層した耐熱性搬送ベルトの製造方法において、ニードリングにより基布と不織繊維層とを接合一体化するニードリング工程と、このニードリング工程により得られた積層物を丈方向に延伸させて前記基布の緩みを取り除くストレッチ工程と、前記ニードリング工程により得られた積層物の裏面側から未硬化の樹脂材料を含浸させて前記基布の織物組織内の空隙に前記樹脂材料を充満させる樹脂含浸工程と、この樹脂含浸工程で含浸させた前記樹脂材料を硬化させる樹脂硬化工程とを有するものとした。

これによると、積層物を丈方向に延伸させて基布の持つ弛みを取り除いたため、伸度を低く抑えることができ、しかも基布に樹脂材料を含浸させたため、高い強度を得ることができ、特に丈方向の延伸により基布の持つ弛みを取り除いた状態が、基布に含浸させた樹脂材料により保持されるため、極めて低伸度で寸法安定性に優れたものとなる。

このため、高い物性が要求される用途にも使用可能な耐熱性搬送ベルトを、高コストなスーパー繊維を採用することなく実現することができ、さらにスーパー繊維、例えばパラ系アラミド、ポリアリレート、及びＰＢＯ（ポリフェニレンベンゾビスオキサゾール）などの高強度且つ低伸度（高弾性率）な繊維材料を基布の経糸に採用すると、従来困難であった極めて高い物性が要求される用途にも使用可能な耐熱性搬送ベルトを実現することができる。

さらに、ニードリングにより不織繊維層の形成繊維が基布を構成する経糸及び緯糸に絡み付き、不織繊維層が基布に強固に接合されるため、層間剥離を防止することができる。しかも、装置に掛け入れて無端状に接合するための接合ループの係止フックをベルトに埋め込んで固定する場合に、基布の織物組織内の空隙に充満した樹脂材料が係止フックを強固に拘束するため、係止フックの離脱が阻止され、高い耐久性を得ることができる。

この場合、積層物を丈方向に延伸させて基布の緩みを取り除くストレッチ工程は、基布の持つ弛みを確実に取り除くため、樹脂含浸工程に先だって行い、このとき、加熱処理を施しながら積層物に所要の張力を付与して、積層物の伸びが止まるまで延伸するようにすると良い。また、ストレッチ工程を樹脂硬化工程と並行して行う、すなわち樹脂含浸処理済みの積層物を丈方向に延伸させるストレッチ処理を施しながら、樹脂材料の硬化処理を行うようにすると良い。さらに、樹脂含浸工程に先だって行われるストレッチ工程と、樹脂硬化工程でのストレッチ処理とを組み合わせるようにすると良い。なお、ストレッチ工程は、遅くとも樹脂硬化工程で樹脂材料が硬化する前に実施することが望ましいが、樹脂材料の特性によっては、樹脂硬化工程の後にストレッチ工程を実施することでも相応の効果を得ることが可能である。

このように本発明によれば、不織繊維層をニードリングにより基布の表面側に接合一体化した後、丈方向に延伸させて基布の持つ弛みを取り除いた上で、基布に含浸させた樹脂材料を硬化させたため、高強度で且つ低伸度で寸法安定性に優れた高い物性を低コストに実現し、且つ層間剥離を確実に防止して高い耐久性を達成することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明による耐熱性搬送ベルトの丈方向の断面図である。この耐熱性搬送ベルト１は、アルミニウム材の加熱押し出し成形で高温（例えば５００℃）の成形品を搬送するなどの用途で用いられものであり、耐熱性繊維からなる不織繊維層２が基布３の表面側に積層され、不織繊維層２の表面に搬送物が積載される。不織繊維層２と基布３とはニードリングにより接合一体化され、未硬化の樹脂材料を基布３に含浸させることにより基布３の織物組織内の空隙に樹脂材料が充満した樹脂含浸層４が形成されている。

さらにこの耐熱性搬送ベルト１では、不織繊維層２を積層するために基布３の表面側に不織繊維物（バット）を重ねて表面側からニードリングを行うことにより、基布３の裏面側に薄い不織繊維層５が形成されており、この裏面側の不織繊維層５も樹脂材料の含浸により繊維間の空隙に樹脂材料が充満した状態となっている。この裏面側の不織繊維層５は、搬送装置のローラなどとの接触による摩耗を抑制して、耐久性を高める機能を有している。

不織繊維層２の形成繊維には、耐熱性繊維、例えばパラ系アラミド、メタ系アラミド、ＰＢＯ（ポリフェニレンベンゾビスオキサゾール）、及び炭素繊維などが好適である。また、この種の耐熱性繊維を複数種類混合したものも可能である。

基布３は、長繊維（フィラメント）を多数束ねたマルチフィラメント糸を経糸１１及び緯糸１２に用いて織り上げたものであり、特にここでは、１重織り（平織り）により得られた織物を複数（ここでは４枚）積層してなっている。これにより、伸度を低く抑えることができ、しかも製造コストを低減することができる。

なお、基布３は、多重織りの織物で構成することも可能である。また、基布３の経糸１１及び緯糸１２には、モノフィラメント糸を採用するようにしても良く、また短繊維（ステープル）の紡績により得られるスパン糸なども可能である。

基布３の構成繊維には、高強度で比較的安価なポリエステルが好適である。また、高い物性を必要とする用途では、少なくとも経糸１１に、高強度且つ低伸度（高弾性率）な繊維材料、例えばパラ系アラミド、ポリアリレート、及びＰＢＯなどを採用すると良い。

基布３に含浸させる樹脂材料には、適度な弾性を有し、屈曲疲労強度に優れ、さらに基布３の構成繊維との接着性も良好なウレタン樹脂が好適である。またシリコーン樹脂も可能である。

この耐熱性搬送ベルト１では、後述するように、不織繊維層２をニードリングにより基布３の表面側に接合一体化して得られたベルト原反（積層物）を丈方向に延伸させて基布３の持つ弛みを取り除いた上で、基布３に含浸させた樹脂材料を硬化させてできている。

図２は、図１に示した耐熱性搬送ベルトの接合部を示す丈方向の断面図である。本耐熱性搬送ベルト１は、有端状に形成され、搬送装置に掛け入れる際に、丈方向の両端部１ａ・１ｂにそれぞれ設けた接合ループ２１を用いて無端状に接合される。この接合ループ２１は、金属製線材の折り曲げ成形により得られる。

接合ループ２１は、端部１ａ・１ｂに幅方向に所定間隔をおいて並べて設けられており、両端部１ａ・１ｂの接合ループ２１を、その互いの中心孔が整合するように交互にかみ合わせ、これにより形成された共通孔に幅方向の接合用芯線２３を挿通することで両端部１ａ・１ｂが接合される。

特にここでは、接合ループ２１に設けられた係止フック２２を、基布３及び裏面側の不織繊維層５に樹脂材料を含浸して形成された樹脂含浸層４に埋め込んで、接合ループ２１を耐熱性搬送ベルト１に固定しており、樹脂含浸層４中の樹脂材料が係止フック２２を強固に拘束するため、係止フック２２の離脱が阻止され、高い耐久性を得ることができる。

本耐熱性搬送ベルト１を製造するにあたっては、まずニードリングにより基布３に不織繊維層２を積層一体化してベルト原反（積層物）を製作し（ニードリング工程）、次にベルト原反を丈方向に延伸させて基布３の緩みを取り除き（ストレッチ工程）、次にベルト原反に未硬化の樹脂材料を含浸させ（樹脂含浸工程）、次にベルト原反内の樹脂材料を硬化させる処理が行われる（樹脂硬化工程）。

ニードリング工程では、基布３を構成する織物の層数に応じて織物（例えば目付３００ｇ／ｍ^２）を一対のロールに複数周（例えば３周）巻き付けた後、この織物上に、耐熱性繊維のバット（例えばパラ系アラミド繊維及び炭素繊維を７０：３０で配合したもの）を載せてニードリングを行い、ベルト原反（例えば厚さ１２ｍｍ、目付４８００ｇ／ｍ^２）を製作する。これにより、不織繊維層２の形成繊維が基布３の織物組織内に入り込み、不織繊維層２が基布３に強固に接合され、また基布３の裏面側に薄い不織繊維層５が形成される。

図３は、図１に示した耐熱性搬送ベルトの製造工程を示す模式図である。図３（Ａ）は、ストレッチ工程を示しており、ここでは、ニードリング工程により得られたベルト原反３１を加熱しながら、ベルト原反３１を丈方向に延伸させる処理が行われる。

ベルト原反３１は、無端状に接合して一対のロール３２に巻き掛けられ、ロール３２を牽引してベルト原反３１に所要の荷重（例えば３０ｄａＮ／ｃｍ）を作用させ、ベルト原反３１の伸びが概ね止まる、すなわち張力の低下が鈍くなるまでベルト原反３１を延伸する。これにより、不織繊維層２と共に基布３が延伸され、ニードリングにより弛緩した基布３の織物組織の弛みが取り除かれる。なお、ベルト原反３１に対する延伸荷重は１０ｄａＮ／ｃｍ〜５０ｄａＮ／ｃｍの範囲とすると良い。延伸荷重が１０ｄａＮ／ｃｍを下回るとストレッチの効果を十分に得ることができないため、望ましくない。また延伸荷重が５０ｄａＮ／ｃｍを超えると、基布の切断などの不具合が生じることから、望ましくない。

また、ベルト原反３１は、加熱部３３を通過するように配置され、さらに加熱部３３から外れた部分も保温部３４に収容されており、ロール３２を回転させることで、ベルト原反３１が加熱部３３を通過する際に所定の温度（例えば１４０℃）に加熱され、また保温部３４によりベルト原反３１が所要の温度状態に保持される。これにより、ベルト原反３１にはストレッチ処理と同時に加熱処理が施され、基布３の弛みの除去が促進される。なお、加熱部３３は、例えば加熱乾燥機で構成され、内部の加熱乾燥室内にベルト原反３１を通過させてベルト原反３１を加熱する。また、加熱ロールをベルト原反３１に接触させてベルト原反３１を加熱する構成も可能である。

図３（Ｂ）は、樹脂含浸工程及び樹脂硬化工程を示しており、ここでは、ストレッチ工程により得られたベルト原反３１に未硬化の樹脂材料を含浸させた後にその樹脂材料を硬化させる処理が行われる。

ベルト原反３１は、図３（Ａ）のストレッチ工程と同様に、無端状に接合してロール３２に巻き掛けられるが、ここでは裏面側が外側になるように配置され、樹脂塗布機３５にて未硬化の樹脂材料（例えば硬度Ａ９５°のウレタン樹脂）をベルト原反３１の裏面側に塗布し、ベルト原反３１上の余分の樹脂材料をドクターブレード３６で除去する。これをロール３２を回転させながら行うことにより、ベルト原反３１の全体に所定量（例えば樹脂目付１０００ｇ／ｍ^２）の樹脂材料を含浸させる。

このとき、基布３の織物組織の全体に十分に樹脂材料が行き渡るように未硬化状態で低粘度の樹脂材料が用いられ、基布３に比較して大きな空隙のある表面側の不織繊維層２では、基布３側からの樹脂材料の浸入がほとんどなく、基布３及び裏面側の不織繊維層５に樹脂含浸層４が形成される。

また、ベルト原反３１は、図３（Ａ）のストレッチ工程と同様に、加熱部３３を通過するように配置され、さらに加熱部３３から外れた部分も保温部３４に収容されており、ロール３２を回転させることで、ベルト原反３１が加熱部３３を通過する際に所定の温度（例えば１２０℃）に加熱され、また保温部３４によりベルト原反３１が所要の温度状態に保持される。これにより、ベルト原反３１に含浸させた樹脂材料の硬化が進行し、この操作を所定時間（例えば１ｈ）継続することで、樹脂材料の硬化を完了させる。

なおここでは、図３（Ａ）のストレッチ工程と同様に、ロール３２を牽引してベルト原反３１に張力を付与する、すなわち樹脂材料を含浸させたベルト原反を丈方向に延伸させるストレッチ処理を施しながら、樹脂材料の硬化処理を行うようにしても良い。

このようにして製造された耐熱性搬送ベルト１では、基布３に不織繊維層２を接合一体化してできたベルト原反を丈方向に延伸させて基布３の持つ弛みを取り除いたため、伸度を低く抑えることができ、しかも基布３に樹脂材料を含浸させたため、高い強度を得ることができ、特に丈方向の延伸により基布３の持つ弛みを取り除いた状態が、基布３に含浸させた樹脂材料により保持される、すなわち基布３の織物組織内の空隙に充満する樹脂材料が基布３の経糸１１の変形を拘束し、経糸１１が伸びた状態に保持されるため、極めて低伸度で寸法安定性に優れたものとなる。

さらに、ニードリングにより不織繊維層２の形成繊維が基布３を構成する経糸１１及び緯糸１２に絡み付き、不織繊維層２が基布３に強固に接合されるため、層間剥離を防止することができる。

本発明にかかる耐熱性搬送ベルト及びその製造方法は、耐熱性繊維からなる不織繊維層を基布に積層した耐熱性搬送ベルトにおいて、高強度で且つ低伸度で寸法安定性に優れた高い物性を低コストに実現し、しかも層間剥離を確実に防止して高い耐久性を達成することができる効果を有し、アルミニウム材の加熱押し出し成形で高温の成形品を搬送するなどの用途で用いられる耐熱性搬送ベルト及びその製造方法などとして有用である。

本発明による耐熱性搬送ベルトの丈方向の断面図図１に示した耐熱性搬送ベルトの接合部を示す丈方向の断面図図１に示した耐熱性搬送ベルトの製造工程を示す模式図

符号の説明

１耐熱性搬送ベルト
２不織繊維層
３基布
４樹脂含浸層
５不織繊維層
１１経糸
１２緯糸
２１接合ループ
２２係止フック
２３接合用芯線
３１ベルト原反（積層物）
３２ロール
３３加熱部
３４保温部
３５樹脂塗布機
３６ドクターブレード

Claims

耐熱性繊維からなる不織繊維層を基布の表面側に積層した耐熱性搬送ベルトであって、
前記不織繊維層と前記基布とが、ニードリングにより接合一体化され、
前記基布が、ニードリング後の丈方向の延伸により弛みが除去されると共に、樹脂材料の含浸により織物組織内に樹脂材料が充満した状態となっていることを特徴とする耐熱性搬送ベルト。
耐熱性繊維からなる不織繊維層を基布の表面側に積層した耐熱性搬送ベルトの製造方法であって、
ニードリングにより基布と不織繊維層とを接合一体化するニードリング工程と、
このニードリング工程により得られた積層物を丈方向に延伸させて前記基布の緩みを取り除くストレッチ工程と、
前記ニードリング工程により得られた積層物の裏面側から未硬化の樹脂材料を含浸させて前記基布の織物組織内の空隙に前記樹脂材料を充満させる樹脂含浸工程と、
この樹脂含浸工程で含浸させた前記樹脂材料を硬化させる樹脂硬化工程とを有することを特徴とする耐熱性搬送ベルトの製造方法。