JP2009061742A - コンベヤベルトの製造方法およびコンベヤベルト - Google Patents

Abstract

【課題】補強層の縦糸に汎用のポリエステル繊維を用いた場合であっても、ベルトとプーリとの間に異物を噛み込んだ際に損傷しにくく、ベルト使用時の伸びを抑えることを可能にしたコンベヤベルトの製造方法およびコンベヤベルトを提供する。
【解決手段】合成繊維織物からなる補強層２ａ、２ｂの縦糸３を、切断伸度１８％以下、切断強度７．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、常温から２００℃に加熱した際に生じる収縮応力０．０８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるポリエステル繊維とし、接着液処理を行なう工程の最終熱処理ゾーンで、この補強層２ａ、２ｂ（合成繊維織物）に対して縦糸方向に０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上０．０７ｃＮ／ｄｔｅｘ以下のテンションを負荷し、次いで、補強層２ａ、２ｂの上下にそれぞれ上カバーゴム層５、下カバーゴム層６を積層して加硫する。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンベヤベルトの製造方法およびコンベヤベルトに関し、さらに詳しくは、補強層の縦糸に汎用のポリエステル繊維を用いた場合であっても、ベルトとプーリとの間に異物を噛み込んだ際に損傷しにくく、ベルト使用時の伸びを抑えることを可能にしたコンベヤベルトの製造方法およびコンベヤベルトに関するものである。

従来、コンベヤベルトの合成繊維織物からなる補強層には、ナイロン繊維またはポリエステル繊維の織物が用いられている。このような補強層は、ベルトによる搬送物等の異物がベルトとプーリとの間に噛み込まれると異常変形して損傷し易く、また、変形程度の小さな異常変形であっても、繰返して生じることにより疲労によって強度が低下するため耐久性に欠けるという問題があった。また、ベルトの使用によって生じる経時的な伸びが大きいために、メンテナンスが面倒であるという問題があった。

このような問題を解決するため、補強層の縦糸として、切断伸度２５％以上の高伸度ポリエステル繊維を用いることが提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、このような高伸度ポリエステル繊維は、汎用のポリエステル繊維よりも切断強度が低くなるという問題があり、また、特別仕様になるため入手しにくくコスト高になるという問題があった。そのため、補強層の縦糸として汎用のポリエステル繊維を用いながら、ベルトとプーリとの間に異物を噛み込んだ際に損傷しにくく、ベルト使用時の伸びを抑えることができるコンベヤベルトおよびその製造方法が望まれていた。
特開平９−１８３５０５号公報

本発明の目的は、補強層の縦糸に汎用のポリエステル繊維を用いた場合であっても、ベルトとプーリとの間に異物を噛み込んだ際に損傷しにくく、ベルト使用時の伸びを抑えることを可能にしたコンベヤベルトの製造方法およびコンベヤベルトを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のコンベヤベルトの製造方法は、所定温度で接着液処理した合成繊維織物からなる補強層の上下にカバーゴム層を積層して成形したベルト成形品を加硫するコンベヤベルトの製造方法において、前記合成繊維織物の縦糸を、切断伸度１８％以下、切断強度７．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、常温から２００℃に加熱した際に生じる収縮応力０．０８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるポリエステル繊維とするとともに、前記接着液処理を行なう工程の最終熱処理ゾーンで、前記合成繊維織物に縦糸方向に０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上０．０７ｃＮ／ｄｔｅｘ以下のテンションを負荷するようにしたことを特徴とするものである。

また、本発明のコンベヤベルトは、合成繊維織物からなる補強層の上下にカバーゴム層を積層したコンベヤベルトにおいて、前記合成繊維織物の縦糸が、切断伸度１８％以下、切断強度７．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、常温から２００℃に加熱した際に生じる収縮応力０．０８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるポリエステル繊維であり、コンベヤベルト製造後に、前記合成繊維織物の切断伸度が２５％以上３５％以下、かつ、該合成繊維織物の切断強度の１０％荷重時の伸びが２．０％以下であることを特徴とするものである。

本発明によれば、合成繊維織物からなる補強層の縦糸として、切断伸度１８％以下、切断強度７．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、常温から２００℃に加熱した際に生じる収縮応力０．０８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である汎用のポリエステル繊維を用いて、接着液処理を行なう工程の最終熱処理ゾーンで、合成繊維織物に縦糸方向に０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上０．０７ｃＮ／ｄｔｅｘ以下のテンションを負荷することにより、製造したコンベヤベルトの合成繊維織物の切断伸度を２５％以上３５％以下、かつ、この合成繊維織物の切断強度の１０％荷重時の伸びを２．０％以下にすることが可能になる。これにより、ベルトとプーリとの間に異物を噛み込んだ際に、補強層に一時的な大きな引張り応力が生じても、十分大きな切断伸度を有するのでベルトが損傷しにくくなる。

また、ベルトの通常使用状態に近い荷重時ではベルトの伸びが小さくなるので、経時的なベルトの切り詰めが不要になりメンテナンス性を向上させることができる。ベルトのテークアップ装置のストロークを小さくできるので、テークアップ装置が小型化できるという利点もある。

以下、本発明のコンベヤベルトの製造方法およびコンベヤベルトを図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１、図２に例示するように本発明のコンベヤベルト１は、合成繊維織物からなる補強層２ａ、２ｂを心体として、この２層の補強層２ａ、２ｂを上カバーゴム層５および下カバーゴム層６により挟んだ積層構造になっている。コンベヤベルト１は、その他、接着ゴムからなる中間ゴム層等、他の構成要素が適宜追加されて構成される。上カバーゴム層５、下カバーゴム層６としては、少なくとも天然ゴムを含むジエン系ゴムからなり、カーボンブラックなどによって耐摩耗性を良好にしたゴム組成物が用いられる。

２層の補強層２ａ、２ｂはそれぞれ同じ仕様なので、代表して上側の補強層２ａを例にして説明する。補強層２ａは図２に例示するように平織り構造で、縦糸３は、汎用のポリエステル繊維から形成されており、その原糸物性は、切断伸度が１８％以下、切断強度が７．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、常温から２００℃に加熱した際に生じる収縮応力が０．０８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の仕様になっている。常温から２００℃に加熱した際に生じる収縮応力とは、常温にてほぼ無負荷で張設した所定長さの縦糸３を、２００℃の環境下で１分間保持した際に縦糸３に生じる収縮応力である。

横糸４は、汎用のポリエステル繊維または汎用のナイロン繊維から形成され、切断伸度は例えば、ポリエステル繊維の場合は１４％〜１８％程度、ナイロン繊維の場合は１９％〜２３％程度である。縦糸３と横糸４とは同じ材質（仕様）にすることもでき、異なる材質（仕様）にすることもできる。

このコンベヤベルト１における合成繊維織物の切断伸度は２５％以上３５％以下であり、かつ、合成繊維織物の切断強度の１０％荷重（引張荷重）時の伸びは２．０％以下になっている。

このコンベヤベルト１の製造方法は以下のとおりである。

まず、補強層２ａ、２ｂに対して所定温度で接着液処理を施す。この接着液処理工程では、補強層２ａ、２ｂを接着液が貯留された接着液槽にディッピングした後、乾燥ゾーン（１２５℃〜１５０℃程度）を通過させて接着液中の不要な成分を蒸発させ、続いて、より高温の最終熱処理ゾーンを通過させる。

本発明では、この最終熱処理ゾーンにおいて処理中の補強層２ａ、２ｂに縦糸３方向に０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上０．０７ｃＮ／ｄｔｅｘ以下のテンションを負荷する。本願発明者らは、最終熱処理ゾーンにおけるテンション条件が、コンベヤベルト１を製造した後の合成繊維織物の切断伸度および合成繊維織物の切断強度の１０％荷重時の伸びに大きく影響することを見出し、種々の検討の結果、上記のテンション条件にすることにより、最終熱処理ゾーンにおいて縦糸３の収縮量が適度に調整されてコンベヤベルト１の合成繊維織物の切断伸度および合成繊維織物の切断強度の１０％荷重時の伸びを、所定の適切な範囲にすることを可能にしている。

最終熱処理ゾーンにおける補強層２ａ、２ｂに対する縦糸３方向のテンションが０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、コンベヤベルト１の合成繊維織物の切断伸度および合成繊維織物の切断強度の１０％荷重時の伸びが大きくなる傾向になり、特に、合成繊維織物の切断強度の１０％荷重時の伸びを２．０％以下にすることが困難になる。また、０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満のテンションを負荷しようとすると、テンション装置の調整が非常に難しくなり加工性を低下させる要因となる。一方、このテンションが０．０７ｃＮ／ｄｔｅｘ超えると、コンベヤベルト１の合成繊維織物の切断伸度が低下し２５％以上を確保することが困難になる。

また、縦糸３について言えば、常温から２００℃に加熱した際に生じる収縮応力が、０．０８ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、最終熱処理ゾーンにおけるテンションを０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満に設定しなければ、コンベヤベルト１の合成繊維織物の切断伸度が低下して２５％以上を確保することが困難になり、さらに、最終熱処理ゾーンにおけるテンションを０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満に設定しても切断強度が低下し、テンション装置の調整が非常に難しくなり加工性を低下させる要因となる。

最終熱処理ゾーンの温度は、２００℃以上２４０℃以下が好ましく、この温度範囲に設定することにより、縦糸３の収縮量が一段と安定し、所定の適度な合成繊維織物の切断伸度および合成繊維織物の切断強度の１０％荷重時の伸びが得られ易くなり、また、良好な接着性を確保することができる。

次いで、このように接着液処理を施した補強層２ａ、２ｂの上下にそれぞれ上カバーゴム層５、下カバーゴム層６を積層してベルト成形品を成形する。このベルト成形品を金型にセットして所定温度および圧力で所定時間加硫してコンベヤベルト１が完成する。

このように製造されたコンベヤベルト１は、補強層２ａ、２ｂの縦糸３が汎用のポリエステル繊維でありながら、合成繊維織物の切断伸度を２５％以上３５％以下にすることが可能になる。このように合成繊維織物が十分な切断伸度を有しているので、コンベヤベルト１の稼動中に、ベルトとプーリとの間に異物を噛み込んで補強層２ａ、２ｂに一時的に過大な引張り応力が生じても、補強層２ａ、２ｂが切断する等の不具合を回避でき、コンベヤベルト１の損傷を防ぐことができる。

また、合成繊維織物の切断強度の１０％荷重時の伸びを２．０％以下にすることも可能になるので、コンベヤベルト１の通常使用状態に近い荷重時（テンション条件）ではベルトの伸びが小さく抑えることができる。したがって、経時的にベルトを切り詰める必要がなくなるのでメンテナンス性が向上する。また、ベルトのテークアップ装置のストロークが小さくて済み、テークアップ装置を小型化することができる。

コンベヤベルト１に埋設する補強層２ａ、２ｂは２層に限定されることはなく、１層であっても、３層以上であってもよい。また、補強層２ａ、２ｂの織構造は、平織りに限らず、ハーフマット織、ユニコン織であってもよい。

図１に例示した同様の構造で、上ゴム層３ｍｍ、下ゴム層２ｍｍ間に平織り構造の補強層を２層積層しベルト幅３５０ｍｍにしたことを共通条件として、表１に示すように、補強層の仕様、接着液処理工程における最終熱処理ゾーンのテンション条件を変えた所定長さの試験サンプルを１１種類（実施例１〜４、比較例１〜７）作製した。表１中の縦糸の材質ＰＥＴ（Ａ）、ＰＥＴ（Ｂ）は、それぞれ種類の異なる汎用のポリエステルを示し、ＰＥＴ（Ｃ）は特別仕様の高強力ポリエステル、ＰＥＴ（Ｄ）は特別仕様の高伸度ポリエステルを示している。尚、補強層を構成する合成繊維織物の横糸は、すべての試験サンプルで共通にしてナイロン６６とした。

縦糸の切断強度と切断伸度の測定は、ＪＩＳ Ｌ１０１７に準拠して行ない、定速伸長形の引張試験器を用いて、つかみ間隔を２５ｃｍにして撚り数が変わらないようにして初期荷重を負荷して引張速度３０ｃｍ／ｍｉｎの条件により測定した値である。また、表１中の縦糸の原糸物性の収縮応力とは、常温にてほぼ無負荷で張設した長さ２５ｍｍの縦糸を、２００℃の環境下で１分間保持した際に縦糸に生じる収縮応力である。

この１１種類の試験サンプルに対して、合成繊維織物の切断強度、合成繊維織物の切断伸度、合成繊維織物の切断強度の１０％荷重時の伸度を測定するとともに、耐噛み込み性、コストを評価した。その結果は表１に示すとおりである。

[強度試験]
合成繊維織物の切断強度、切断伸度、切断強度の１０％荷重時の伸度の測定はＪＩＳ Ｋ６３２２に準拠して行ない、定速伸長形の引張試験器を用いて、所定のつかみ間隔で引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎの条件により測定した。

[耐噛み込み性]
各試験サンプルを駆動プーリ(直径６００ｍｍ)とエンドプーリ（直径６００ｍｍ）の間に合成繊維織物の切断強度の１０％荷重のテンションで張設し、ベルト速度１５０ｍ／ｍｉｎで走行させた際に、駆動プーリとベルトの間に突起高さ４５ｍｍの異物を噛み込ませ、噛み込み走行後の試験サンプルの合成繊維織物の切断強度を測定した。そして、噛み込み走行前の合成繊維織物の切断強度に対する噛み込み走行後の合成繊維織物の切断強度の低下率を算出し、この低下率が１０％以上の場合を、異物噛み込みによって合成繊維織物の切断強度の低下が大きく耐噛み込み性が悪いと評価して×で示し、低下率が１０％未満の場合を耐噛み込み性が良好であると評価して○で示した。

[コスト]
縦糸に汎用ではない高強力ポリエステル繊維或いは高伸度ポリエステル繊維を用いた場合を高コストであると評価して×で示し、汎用繊維を用いた場合を通常コストであると評価して○で示した。

表１の結果より、本発明の実施例では、合成繊維織物の切断強度の１０％荷重時の伸度が２．０％以下の範囲になってベルト使用時の伸びを抑えるには有効であり、かつ、耐噛み込み性およびコストについても優れていることが確認できた。

本発明のコンベヤベルトを例示する断面図である。 図１のコンベヤベルトの内部構造を例示する一部切欠き斜視図である。

符号の説明

１ コンベヤベルト
２ａ、２ｂ 補強層
３ 縦糸
４ 横糸
５ 上カバーゴム層
６ 下カバーゴム層

Claims (2)

1. 所定温度で接着液処理した合成繊維織物からなる補強層の上下にカバーゴム層を積層して成形したベルト成形品を加硫するコンベヤベルトの製造方法において、前記合成繊維織物の縦糸を、切断伸度１８％以下、切断強度７．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、常温から２００℃に加熱した際に生じる収縮応力０．０８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるポリエステル繊維とするとともに、前記接着液処理を行なう工程の最終熱処理ゾーンで、前記合成繊維織物に縦糸方向に０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上０．０７ｃＮ／ｄｔｅｘ以下のテンションを負荷するようにしたコンベヤベルトの製造方法。
2. 合成繊維織物からなる補強層の上下にカバーゴム層を積層したコンベヤベルトにおいて、前記合成繊維織物の縦糸が、切断伸度１８％以下、切断強度７．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、常温から２００℃に加熱した際に生じる収縮応力０．０８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるポリエステル繊維であり、コンベヤベルト製造後に、前記合成繊維織物の切断伸度が２５％以上３５％以下、かつ、該合成繊維織物の切断強度の１０％荷重時の伸びが２．０％以下であるコンベヤベルト。

Images