JP2009023765A - 金属粉末含有弾性体 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送物の錆あるいは色の付着を防止し、かつ破断片の発生部位およびその混入を容易に発見すること。
【解決手段】搬送装置用部材に用いられる弾性体であって、全体の質量に対して５質量％以上９０質量％以下の非磁性金属粉末を含み、かつ搬送物の色に対して視認性を有する金属粉末含有弾性体としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、搬送装置用部材として使用される金属粉末含有弾性体に関する。

食品加工工場内等において、原材料、製品および物品等の搬送に用いられる搬送装置用部材には、弾性体が用いられる。例えば、ベルトコンベアに用いられるベルト、ローラ、シュート、搬送装置の清掃に使用されるスクレーパ、搬送物の出入り口に設けられるのれんあるいはベルトコンベアの両脇から搬送物が落ちないように両脇に設置される整流板等には、衝撃を吸収する等の目的で弾性体が用いられている。

しかし、食品の加工工場では、高温若しくは高湿な状況下に装置が晒されることにより、弾性体の劣化速度が加速するという問題がある。その結果、水蒸気などに頻繁に晒される部位では、弾性体が劣化して、亀裂が発生する。さらに、亀裂を有する弾性体から破断片等が欠け落ち、その破断片が搬送物である食品材料等に異物として混入するという問題がある。

さらに、弾性体の色が、運送物の色に溶け込んでしまう際には、上述のように欠け落ちた弾性体の破断片を、目視により除去しにくいという問題がある。

このような問題に対応するために、搬送装置に用いる樹脂に、磁性体を混練することにより、磁選機にて破断片等を選別するという技術が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２００６−２７３５２８号公報（特許請求の範囲等）

しかし、上述の方法には以下の問題がある。すなわち、磁性体は、食品加工業において弊害が多いため、適用できないという問題がある。弊害としては、例えば、安価な磁性体である鉄は、錆を生じて搬送物に付着しやすい。また、他の磁性体である、フェライト等は、それらの有する色が搬送物に付着するという問題がある。

また、その破断片が生じた部分は、再び破断片が生じやすいので、交換の必要がある。そこで、磁選機にて破断片が検出されると、搬送装置の経路すべてにわたり、破断片の発生箇所を探す時間および労力が必要となるという問題がある。さらに、搬送物に破断片が混入した際に、目視にてその混入を検知するのが好ましい。

そこで、本発明は、上記課題を解決すること、すなわち、搬送物の錆あるいは色の付着を防止し、かつ破断片の発生部位およびその混入を容易に発見することを目的とする。

かかる目的を達成するため、搬送装置用部材に用いられる弾性体であって、全体の質量に対して５質量％以上９０質量％以下の非磁性金属粉末を含み、かつ搬送物の色に対して視認性を有する金属粉末含有弾性体としている。

このような弾性体を搬送装置用部材に採用すると、弾性体が劣化して破断片が搬送物中に混入しても、金属検知器および目視の両方で、その破断片を検出することができる。なぜなら、金属探知機は、弾性体中に含まれる非磁性金属粉末を検出することができ、さらに、弾性体は、搬送物の有する色に対して視認性を有する色相に着色されているからである。

また、別の発明では、上述の発明に加え、前記弾性体の厚さ方向に、非磁性金属粉末の含有率の高低傾斜を有する金属粉末含有弾性体としている。

このような金属粉末含有弾性体を採用すると、非磁性金属粉末の含有率の高い面を搬送物と接触する面にすれば、本発明の弾性体をスクレーパあるいは整流板として使用できる。また、非磁性金属粉末の含有率の低い面を搬送物と接触する面とすれば、本発明の弾性体を破損防止用のクッションとして使用できる。このように、両面の使い分けによって、本発明の弾性体の使用範囲が広がる。

本発明によれば、搬送物の錆あるいは色の付着を防止し、かつ破断片の発生部位およびその混入を容易に発見することができる。

以下、本実施の形態に係る非磁性金属粉末含有弾性体の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に何ら限定されるものではない。

図１は、搬送物を搬送する搬送装置の一部を示す模式図である。

搬送装置は、大別するとベルトコンベア１、のれん２、シュート３および金属探知機６を備える。搬送物１０は、のれん２をくぐり、下方へ滑り落ちるためのシュート３からベルトコンベア１へと供給される。ベルトコンベア１の最後部には、金属探知機６が設置されている。ベルトコンベア１は、コンベアベルト４、整流板５、ローラ７を備える。ローラ７の回転によりコンベアベルト４の天面は、矢印Ａの方向へと搬送物１０を搬送する。シュート３およびベルトコンベア１の側面には、整流板５が設けられており、搬送物１０を所望の方向に搬送できるようになっている。

のれん２は、前工程の熱あるいは蒸気が次工程へ流入することを防ぐために設置される。のれん２は、ショアー硬度で３０度以下の弾性体から構成される。このような柔軟な弾性体を用いると、搬送物１０が通過する際に、搬送物１０が当たる部分ののれん２のみがめくれる。その結果、搬送物１０に接していないのれん２の部分は開かないので、次工程へ流入する熱あるいは蒸気が少ない。

シュート３では、搬送物１０が落下してくるため、搬送物１０の落下の衝撃を吸収できるような柔軟な材質がシュート３の材料として好適に用いられる。例えば、シュート３の材料として、ショアー硬度で３０度程度の非磁性金属粉末含有弾性体が好適に用いられる。

整流板５は、搬送物１０がシュート３あるいはベルトコンベア１の外へはじき出されて落下することを防ぐために備えられる。整流板５に用いられる非磁性金属粉末含有弾性体の硬度は、ショアー硬度で６０〜９０度程度である。ショアー硬度が６０〜９０度の非磁性金属粉末含有弾性体を用いることにより、搬送されてきた搬送物１０が整流板５に衝突して、搬送物１０の形状が変形しないように衝撃を吸収することができる。また、整流板５に搬送物１０が衝突した際にも、整流板５が反って倒れたりせずに直立できる。また、整流板５は、常にベルトコンベア１と摺れるため、耐磨耗性に優れる材料からなることが好ましい。

また、上述の部品以外にも、ベルトコンベア１のコンベアベルト４、ローラ７、あるいはベルトコンベア１への付着物を除去するためのスクレーパ（不図示）等にも、非磁性金属粉末含有弾性体が好適に用いられる。特に、スクレーパは、高硬度のものが好ましく、例えば、ショアー硬度で９０前後の材料が好適に用いられる。

また、コンベアベルト４の最後部に備えられる金属探知機６は、非磁性金属粉末含有弾性体に含まれる非磁性金属粉末を探知するために設置される。この金属探知機６としては、公知の金属探知機６を使用できる。例えば、ベルトコンベア用金属探知機ＭＳ−３０００シリーズ（日新電子工業株式会社製）は、各物質が個別に有する透磁率（磁束密度と磁化の比）の変化を測定することにより、非磁性金属粉末の有無を検出できる。

次に、本実施の形態に係る非磁性金属粉末含有弾性体について説明する。

図２は、非磁性金属粉末含有弾性体の製造方法の手順を表すフローチャートである。

非磁性金属粉末含有弾性体は、以下の手順で製造される。まず、非磁性金属粒を粉砕して、所定の粒径の非磁性金属粉末を得る（Ｓ１０１）。そして、顔料を弾性体の原料に混合し（Ｓ１０２）、そこに非磁性金属粉末を混合する（Ｓ１０３）。最後に、ステップＳ１０３で得られた弾性体を所望の形状の型に流し込み、成形し硬化させる（Ｓ１０４）。

非磁性金属粉末としては、アルミニウム、銅、真鍮、若しくはステンレス等が好適に用いられる。これらの中でも、食品産業では、安定かつ無毒であり、錆等が発生しないステンレスが好適に用いられる。

非磁性金属粉末は、非磁性金属粉末含有弾性体に対して、５〜９０質量％含まれ、特に４０〜７０質量％含まれることが好ましい。非磁性金属粉末が、５質量％以上含有されている場合には、破断片を検出することが容易になる。また、非磁性金属粉末が９０質量％以上含有されている場合には、非磁性金属粉末含有弾性体の耐磨耗性および成形性が低下する。

本実施の形態にかかる非磁性金属粉末含有弾性体に混練される金属粉末は、２０μｍ以下の粒子径を有する非磁性金属粉末であることが好ましい。２０μｍ以下の粒子径を有する非磁性金属粉末を使用すると、弾性体中に均一に非磁性金属粉末粒子を分散できる。

次に、顔料を弾性体の原料に混合する。顔料としては、例えば、二酸化チタン、炭酸マグネシウム、カーボンブラック、マグネタイト、ベンガラ、シエナあるいはコバルト等を着色用の顔料を用いることができる。

また、顔料としては、搬送物１０の色に対して、視目性を有する色相の顔料を選択する。例えば、搬送物１０の色が黄色であれば、黄色の顔料は使用せず、緑色、赤色、黒色等の色相の顔料を選択すると、破断片が搬送物１０に混入した場合に、目視にて発見できる。

弾性体としては、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴムあるいはアクリルゴム等の合成ゴム、天然ゴム若しくはエラストマーを好適に用いることができる。また、これらは、熱可塑性のゴムまたはエラストマーでも良いし、熱硬化性のゴムまたはエラストマーでも良い。これら弾性体の原料は、非磁性金属粉粉末含有弾性体を用いる部位の要求特性により、選択されることが望ましい。

上述のゴムあるいはエラストマーの中でも、ベルトコンベア１の整流板５は、ウレタン系のゴムあるいはエラストマーを用いることが好ましい。ウレタン系のゴムあるいはエラストマーは、他のゴムあるいはエラストマーに比べて耐摩耗性に優れているため、ベルトコンベア１と整流板５とが摺れることによる整流板５の磨耗を減らすことができる。また、水蒸気あるいは熱水に晒される恐れのある場所においては、ウレタンゴム若しくはエラストマーの中でも、水蒸気あるいは熱水に比較的強いポリエステル系のウレタンゴム若しくはエラストマーを用いることが好ましい。

ウレタン系のゴムあるいはエラストマーを成形方法により大別すると、液状の原料を注いで熱硬化させて成型する注型成型タイプ、チップ状の固形原料をロールで混練する混練タイプ、シリンダー中で材料を加熱して流動状態にして、閉じた金型に圧入して成形する熱可塑性タイプの３種類がある。本実施の形態では、注型成型タイプを採用することが好ましい。注型成型品は、低硬度から高硬度におけるゴムの摩耗特性が優秀であり、かつ大型製品から小型製品まで製造可能である。

ウレタン系エラストマーを弾性体の原料として用いた場合には、以下のような手順で本実施の形態に係る非磁性金属粉末含有弾性体を製造する。まず、液状のウレタン系エラストマーの主剤と硬化剤を混合、撹拌する。そこに、着色用の顔料を混ぜて攪拌し、さらに、そこに非磁性金属粉末を添加して攪拌する。その非磁性金属粉末および顔料が分散したウレタン系エラストマーの原料を、金型内に注型した後に硬化させる。硬化するまでには１時間ほど静置し、硬化した後に離型する。硬化の際に、加圧のみ、加熱のみあるいは加圧しながら加熱しても良い。

次に、本発明に係る非磁性金属粉末含有弾性体を用いた搬送装置において、異物を除去する方法について説明する。

本実施の形態では、前述の手順で作製された非磁性金属粉末含有弾性体は、搬送装置の搬送経路を構成する部材、例えば、のれん２、シュート３、スクレーパ若しくは整流板５に用いられる。

また、搬送物１０に対して視認性を有する色相の弾性体を用いた各部材は、それぞれ個別の顔料により各色に着色されている。例えば、のれん２は赤、シュート３は青、整流板５は緑、スクレーパは黒に着色されている。

非磁性金属粉末含有弾性体の破断片が搬送物１０に混入した場合には、破断片の色が搬送物１０と異なる色であるため、目視によって、その破断片を確認できる。したがって、目視と金属探知機６により、破断片の混入の確認を行うことができる。

また、破断片は、非磁性金属粉末含有弾性体が劣化して発生するため、１つの破断片が検出された場合には、破断片を除去するだけではなく、破断した非磁性金属粉末含有弾性体自体を交換する必要がある。そのためには、交換を必要とする非磁性金属粉末含有弾性体を探す必要がある。本実施の形態では、各部品あるいは部位毎に特定の色に着色しているので、発見された破断片の色から、どの部分あるいは部位から破断片が生じたかを容易に確認できる。したがって、点検および交換に要する時間を短縮できる。

以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は、これらの実施の形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。

例えば、非磁性金属粉末の分散性を向上させるために、当該金属粉末を練りこむ際に、シランカップリング剤などのカップリング剤を添加することにより、当該金属粉と弾性体の原料との親和性を向上させても良い。

また、本実施の形態では、弾性体の原料としてウレタン系エラストマーを用いたが、他のエラストマーあるいはゴムを用いることもできる。例えば、非磁性金属粉末含有弾性体をシュート３あるいはのれん２に使用する場合には、整流板５あるいはスクレーパ等の部品に用いる弾性体よりも、より柔軟な弾性体が好適に用いられる。そのような柔軟な弾性体として、シリコーンゴムが挙げられる。特に、のれん２には、柔軟性に加えて熱安定性が求められるため、シリコーンゴムを用いることが好ましい。

シリコーンゴムを弾性体の原料として用いる場合には、まず、始めにシリコーンゴムをロール機で練り、同時に加硫剤、顔料および非磁性金属粉末を添加する。金型に、シリコーンゴムを設置し、その金型に熱および圧力を加えることで、任意の形状に成形することができる。また、シリコーンゴムの熱安定性を安定させ、加硫剤を完全に除去するためには、再加熱することが望ましい。

また、本実施の形態に係る非磁性金属粉末含有弾性体を製造する場合、顔料を加えた後に非磁性金属粉末を加えているが、この順番は逆あるいは同時であってもよい。また、注型成型を用いて本実施の形態に係る非磁性金属粉末含有弾性体を製造したが、混練タイプもしくは熱可塑性タイプを用いてもよいし、あるいは発泡成形等で製造してもよい。

また、異物を除去する場合、金属探知機６を搬送装置の後方に設置したが、設置場所は後方に限らず、また、複数設置しても良い。さらに、ゲート型の金属探知機ではなくてもよい。また、金属を探知できるものであれば、磁場の乱れを利用した探知方法を採用しない金属探知機６でもよい。例えば、Ｘ線を利用した金属探知機６等を用いても良い。

また、本実施の形態では、粒径が２０μｍ以下の非磁性金属粉末を用いることにより、非磁性金属粉末が均一に分散した弾性体を製造したが、粒径が２０μｍ以上の粒子を含む非磁性金属粉末を用いることにより、非磁性金属粉末の分散が不均一な弾性体を製造することもできる。その場合、弾性体の硬化速度を低くすることにより、非磁性金属粉末の分散が不均一な弾性体を製造しても良い。例えば、粒径が２０μｍ以上の粒子を含む非磁性金属粉末を液状の弾性体原料に混ぜた後、搬送物１０に接する面を下にして静置する。すると、搬送物１０に接する面側には、より大きい粒径の粒子が集まり、金属粉末の重量比率が大きくなる。また、液状の弾性体原料に加える硬化剤の量を変化させると、その液状の弾性体原料の硬化速度を調節できる。弾性体原料の硬化速度が低い、すなわち、硬化進行がゆっくりである場合には、非磁性金属粉末が沈降する量は、多くなる。その結果、搬送物１０に接する面は、非磁性金属粉末の密度が高いため明度が低くなり、搬送物１０に接しない面側は、搬送物１０に接する面と比較して、非磁性金属粉末の密度が低いので、逆に、明度が高くなる。これにより、搬送装置に非磁性金属粉末含有弾性体を設置する際に、明度の高低により裏表の判別ができる。

さらに、裏表の明度が異なる非磁性金属粉末含有弾性体が劣化して亀裂を生じた際には、亀裂の奥部の明度と、搬送物１０に接する面の明度とは異なる。そのため、亀亀裂部分を発見しやすいという効果も得られる。このように、亀裂部分を事前に発見することにより、異物が運搬物に混入することを防止できる。

さらに、高硬度を必要とするスクレーパあるいは整流板５に、非磁性金属粉末含有弾性体を用いる場合には、非磁性金属粉末の重量比率の高い面を搬送物１０に接する面とするように設計および設置すると良い。

一方、低硬度を必要とする破損防止クッションあるいはのれん２に非磁性金属粉末含有弾性体を用いる場合には、非磁性金属粉末の重量比率の低い面を搬送物１０に接する面とするように、設計および設置すると良い。

上述のように、１種類の非磁性金属粉末含有弾性体を、用途に応じて、その面を使い分けることができる。

本発明は、ベルトコンベア等の搬送装置を製造および使用する産業にて利用可能である。

本発明の実施の形態に係る非磁性金属粉末含有弾性体を用いた搬送装置を説明する概略図である。 本発明の実施の形態に係る非磁性金属粉末含有弾性体を製造する手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…ベルトコンベア（搬送装置）
２…のれん（搬送装置用部材）
３…シュート（搬送装置）
４…コンベアベルト（搬送装置用部材）
５…整流板（搬送装置用部材）
６…金属探知機
７…ローラ
１０…搬送物

Claims (2)

1. 搬送装置用部材に用いられる弾性体であって、
   全体の質量に対して５質量％以上９０質量％以下の非磁性金属粉末を含み、かつ
   搬送物の色に対して視認性を有することを特徴とする、金属粉末含有弾性体。
2. 前記弾性体の厚さ方向に、前記非磁性金属粉末の含有率の高低傾斜を有することを特徴とする請求項１に記載の金属粉末含有弾性体。

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