JP2011126651A - コンベヤベルトの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】繊維補強層の横糸に乾熱収縮率および沸水収縮率の小さな繊維を用いた場合に、接着液にディッピングさせた繊維補強層の熱処理工程において繊維補強層に生じるシワを抑制して生産性を向上させることができるコンベヤベルトの製造方法を提供する。
【解決手段】繊維補強層の横糸に１５０℃×３０分の乾熱収縮率１％〜５％、１５０℃×３０分の沸水収縮率３％以下の繊維を使用し、接着液にディッピングさせた繊維補強層に対する熱処理工程を、順に連続するヒートセット工程８とノルマライジング工程９とを含んだ構成にし、ノルマライジング工程９よりもヒートセット工程８において繊維補強層に縦糸方向に負荷するテンションを大きくしてその差を２０％〜５０％に設定し、熱容量指数をノルマライジング工程９において０．２７５〜０．３２６にして、ヒートセット工程８においてはより小さくしてその差を０．０６以上に設定した。
【選択図】図３

Description

本発明は、コンベヤベルトの製造方法に関し、さらに詳しくは、繊維補強層の横糸に乾熱収縮率および沸水収縮率の小さな繊維を用いた場合に、接着液にディッピングさせた繊維補強層の熱処理工程において繊維補強層に生じるシワを抑制して生産性を向上させることができるコンベヤベルトの製造方法に関するものである。

コンベヤベルトの繊維補強層には、ゴム層と良好に接着させるために接着液がディッピングされる。その後、繊維補強層に付着した接着液を乾燥、定着させるために熱処理が行なわれる（例えば、特許文献１参照）。繊維補強層の横糸に乾熱収縮率が小さい繊維を用いると、繊維補強層の熱処理工程において、縦糸に比して横糸の収縮が非常に小さくなることに起因して繊維補強層にシワが生じ易くなる。

そのため、繊維補強層のシワの発生を抑えるには、熱処理工程において繊維補強層の縦糸方向に負荷するテンションと、横方向の収縮とに注意して処理を行なう必要がある。ところが、現実には繊維補強層のシワを効果的に抑制することは難しく、それ故、シワの少ない接着液処理が完了した繊維補強層を効率的に生産することができず、ひいてはコンベヤベルトの生産性を低下させる要因の一つになっていた。

特開２００６−６２８４４号公報

本発明の目的は、繊維補強層の横糸に乾熱収縮率および沸水収縮率の小さな繊維を用いた場合に、接着液にディッピングさせた繊維補強層の熱処理工程において繊維補強層に生じるシワを抑制して生産性を向上させることができるコンベヤベルトの製造方法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、接着液処理が完了した平織構造の繊維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、前記繊維補強層の横糸には、１５０℃×３０分の乾熱収縮率１％〜５％、１００℃×３０分の沸水収縮率３％以下の繊維を使用し、接着液にディッピングさせた繊維補強層に対する熱処理工程を、順に連続するヒートセット工程とノルマライジング工程とを含んだ構成にし、前記繊維補強層に縦糸方向に負荷するテンションを、ノルマライジング工程においてよりもヒートセット工程において大きくするとともに、そのテンションの差を２０％〜５０％に設定し、ノルマライジング工程での熱容量指数を０．２７５〜０．３２６にして、ノルマライジング工程においてよりヒートセット工程での熱容量指数を小さくするとともに、その熱容量指数の差を０．０６以上に設定したことを特徴とするものである。

ここで、前記ヒートセット工程において繊維補強層に縦糸方向に負荷するテンションを、例えば０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ〜０．１５ｃＮ／ｄｔｅｘにする。前記繊維補強層を構成する横糸および縦糸には例えば、ポリエステル繊維を使用する。

本発明によれば、繊維補強層の横糸に、１５０℃×３０分の乾熱収縮率１％〜５％、１００℃×３０分の沸水収縮率３％以下の繊維を使用した場合に、接着液にディッピングさせた繊維補強層に対する熱処理工程を、順に連続するヒートセット工程とノルマライジング工程とを含んだ構成にし、ヒートセット工程およびノルマライジング工程における繊維補強層に縦糸方向に負荷するテンションと熱容量指数とに注目し、これらに基づいた指標が適正になるようにすることで、横糸の乾熱収縮率および沸水収縮率が小さくても熱処理工程おける繊維補強層のシワの発生を抑えることが可能になる。これに伴って作業性が向上し、シワの少ない接着液処理が完了した繊維補強層を効率的に生産することができ、ひいてはコンベヤベルトの生産性も向上する。

本発明により製造される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。 接着液にディッピングさせた繊維補強層に対する熱処理工程を例示する説明図である。

以下、本発明のコンベヤベルトの製造方法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により製造されるコンベヤベルト１は、合成繊維織物からなる繊維補強層２ａ、２ｂを心体として、この２層の繊維補強層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。心体となる繊維補強層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。

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は、例えば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層の繊維補強層２ａ、２ｂはそれぞれ同じ仕様なので、代表して上側の繊維補強層２ａを例にして説明する。図２に例示するように、繊維補強層２ａは平織り構造で、横糸４は１５０℃×３０分（１５０℃で３０分加熱）の乾熱収縮率が１％〜５％、１００℃×３０分の沸水収縮率３％以下の繊維であり、例えば、ポリエステル繊維から形成される。乾熱収縮率はＪＩＳ Ｌ１０１３に準拠して測定した値であり、沸水収縮率はＪＩＳ Ｌ１０１３に準拠して測定した値である。横糸４の切断伸度は、例えば２５％〜３０％程度、切断強度は、例えば７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ〜８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ程度である。

縦糸３は、例えばポリエステル繊維から形成される。縦糸３の１５０℃×３０分の乾熱収縮率は例えば７．０％〜８．０％程度である。縦糸３の切断伸度は、例えば１４．０％〜１７．０％程度、切断強度は、例えば８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ〜８．６ｃＮ／ｄｔｅｘ程度である。

このコンベヤベルト１は本発明の以下の手順により製造される。

上カバーゴム層５、下カバーゴム層６等のゴム部材は、押出成形等によって成形される。繊維補強層２ａ、２ｂには接着液処理が施される。接着液処理は繊維補強層２ａ、２ｂを接着液（ＲＦＬなど）にディッピングさせ、繊維補強層２ａ、２ｂに付着した接着液を乾燥、定着させる熱処理工程を経て完了する。

そして、接着液処理が完了した繊維補強層２ａ、２ｂを挟むように上カバーゴム層５、下カバーゴム層６を積層し、その他必要な構成部材を積層してベルト成形品を成形する。次いで、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が製造される。

接着液処理について詳述すると、帯状の繊維補強層２ａ、２ｂを、接着液が貯留された接着液槽に通過させて接着液にディッピングさせる。接着液にディッピングさせた繊維補強層２ａ、２ｂには、次いで熱処理工程で熱処理が施される。

熱処理工程は、図３に示すように例えば、順に連続するドライ工程７、ヒートセット工程８、ノルマライジング工程９の３つの工程により構成されている。

ドライ工程７では、繊維補強層２ａ、２ｂに付着した接着液中の不要な成分を蒸発させる。ここでは、繊維補強層２ａ、２ｂに縦糸方向に所定のテンションを負荷させつつ、ヒートセット工程８と同等もしくは若干低い温度（１２０℃〜１６０℃程度）の雰囲気下を通過させる。

ヒートセット工程８では、乾燥後の接着液を反応、硬化させる。ここでは、繊維補強層２ａ、２ｂに縦糸方向に例えば、０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上０．１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下のテンションを負荷させつつ、１５０℃〜１７０℃の雰囲気下を通過させる。

ノルマライジング工程９では、引き続き乾燥後の接着液を反応、硬化させる。ここでは、繊維補強層２ａ、２ｂに縦糸方向に例えば０．０６５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上０．０９５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下のテンションを負荷させつつ、２００℃〜２３０℃の雰囲気下を通過させる。

ヒートセット工程８とノルマライジング工程９とにおいて縦糸方向に負荷するテンションの差は、縦糸３の収縮に大きく影響し、シワ発生の主要因となる。そこで本発明では、繊維補強層２ａ、２ｂに縦糸方向に負荷するテンションを、ノルマライジング工程９においてよりもヒートセット工程８において大きくし、そのテンションの差を２０％〜５０％に設定する。

このテンションの差を適切に設定することにより、横糸４の乾熱収縮率が小さい場合であっても繊維補強層２ａ、２ｂに生じるシワの発生を効果的に抑制できる。このテンションの差が２０％未満であり、ヒートセット工程８の縦糸方向に負荷するテンションが０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であるとテンションが低くなり過ぎてシワが発生し易くなる。また、テンションが低いためヒートセット工程８で繊維補強層２ａ、２ｂが横糸方向（幅方向）に収縮し、更に縦糸方向のテンションが低いノルマライジング工程９でも収縮しようとしてシワが発生し易くなる。一方、このテンションの差が５０％超であるとヒートセット工程８とノルマライジング工程９との間でテンション差が大き過ぎるため繊維補強層２ａ、２ｂが急激に収縮してノルマライジング工程９においてシワが発生し易くなる。

また、本発明では熱容量指数Ｑを、ノルマライジング工程９において０．２７５〜０．３２６にして、ノルマライジング工程９においてよりもヒートセット工程８において小さくし、その熱容量指数Ｑの差を０．０６以上に設定する。

熱容量指数Ｑとは、ヒートセット工程８、ノルマライジング工程９のそれぞれの工程での雰囲気温度Ｔ（℃）、繊維補強層２ａ、２ｂの滞留（通過）時間ｔ（ｓ）、繊維補強層２ａ、２ｂの炉内持ち込み量Ａ（ｇ／ｍ）とに基づく指数であり、Ｑ＝（Ｔ×ｔ）／Ａにより算出される。炉内持ち込み量Ａとは、それぞれの工程の処理中にその処理炉に入っている繊維補強層２ａ、２ｂの重量であり、繊維補強層２ａ、２ｂの単位面積当りの重量（ｇ／ｍ²）に繊維補強層２ａ、２ｂの幅（ｍ）を乗じて算出される。

熱容量指数Ｑは、言わば、繊維補強層２ａ、２ｂが受けた熱量（熱履歴）であり、縦糸３および横糸４の収縮に大きく影響する。ノルマライジング工程９において熱容量指数Ｑが０．２７５未満であると温度が低いため熱履歴が小さくて接着性に悪影響が生じ、０．３２６超では温度が高すぎて繊維補強層２ａ、２ｂが劣化し易くなる。

また、ノルマライジング工程９における熱容量指数Ｑが、ヒートセット工程８における熱容量指数Ｑに比して０．０６以上大きくなければ、ヒートセット工程８の温度を高く設定してヒートセット工程８とノルマライジング工程９との温度差を小さくしていることなる。ヒートセット工程８の温度を高めにすると繊維補強層２ａ、２ｂの収縮量が大きくなり、ノルマライジング工程９の温度も高いので更に収縮量が大きくなってシワが発生し易くなる。

このように本発明では、ヒートセット工程８およびノルマライジング工程９における繊維補強層２ａ、２ｂに縦糸方向に負荷するテンションと熱容量指数Ｑとに注目した。そして、両工程における縦糸方向に負荷するテンションの差および熱容量指数Ｑの差、ノルマライジング工程９における熱容量指数Ｑを指標として、これら指標が適正になるようにすることで、横糸４の乾熱収縮率が小さくても熱処理工程おける繊維補強層２ａ、２ｂのシワの発生を抑えることが可能になる。これに伴って作業性が向上し、シワの少ない接着液処理が完了した繊維補強層２ａ、２ｂを効率的に生産することができ、コンベヤベルト１の生産性向上につながる。

ヒートセット工程８において繊維補強層２ａ、２ｂに縦糸方向に負荷するテンションは、０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上０．１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下にすると、シワの発生をより抑えることができる。

尚、ヒートセット工程８およびノルマライジング工程９の雰囲気温度Ｔは、接着液処理が完了した繊維補強層２ａ、２ｂの接着性に影響する。そこで、ヒートセット工程８の雰囲気温度Ｔを１５０℃〜１７０℃、ノルマライジング工程９の雰囲気温度Ｔを２０５℃〜２３５℃にして、ノルマライジング工程９の雰囲気温度Ｔをヒートセット工程８での雰囲気温度Ｔに比して４０℃以上高くすることが好ましい。

平織り構造の繊維補強層において、縦糸をポリエステル繊維（１５０℃×３０分乾熱収縮率８．０％、切断伸度１６％、切断強度８．３ｃＮ／ｄｔｅｘ）として、横糸を１５０℃×３０分乾熱収縮率２．６％、１５０℃×３０分沸水収縮率１．５％のポリエステル繊維（切断伸度３０％、切断強度７．４ｃＮ／ｄｔｅｘ）と１５０℃×３０分乾熱収縮率４．２％、１５０℃×３０分沸水収縮率２．７％のポリエステル繊維（切断伸度１７％、切断強度７．７ｃＮ／ｄｔｅｘ）との２種類に異ならせて、表１に示すように接着液にディッピングさせた繊維補強層に対する熱処理条件を異ならせた試験サンプルを６種類（実施例１、２、比較例１〜４）作製した。

それぞれの試験サンプルについて、シワの有無、接着性を評価し、その結果を表１に示す。表１中のＨＳはヒートセット工程、ＮＬはノルマライジング工程を示し、テンションは縦糸方向に負荷したテンションを示している。尚、ドライ工程の雰囲気温度はヒートセット工程と同程度の所定温度、縦糸方向に負荷したテンションはヒートセット工程よりも若干高めの所定のテンションとして共通条件とした。

[シワの有無]
熱処理工程においてシワの発生の有無を目視で確認した。「あり（ＨＳorＮＬ）」とはヒートセット工程またはノルマライジング工程でシワが発生し、「あり（ＮＬ）」とはノルマライジング工程でシワが発生したこと示している。

[接着性]
各試験サンプルを未加硫のゴム板に積層して加硫した後、試験サンプルとゴム板との接着状態を評価した。ゴム板の仕様と加硫条件は共通にした。○は接着が良好で十分に実用に耐え得ることを示し、×は接着が悪く実用に適さないことを示している。

表１の結果より、熱処理工程を本発明で規定した条件に設定した実施例１および２では、しわの発生を十分に抑制することができ、また、接着性も十分であることがわかる。

１ コンベヤベルト
２ａ、２ｂ 繊維補強層
３ 縦糸
４ 横糸
５ 上カバーゴム層
６ 下カバーゴム層
７ ドライ工程
８ ヒートセット工程
９ ノルマライジング工程

Claims (3)

1. 接着液処理が完了した平織構造の繊維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、前記繊維補強層の横糸には、１５０℃×３０分の乾熱収縮率１％〜５％、１００℃×３０分の沸水収縮率３％以下の繊維を使用し、接着液にディッピングさせた繊維補強層に対する熱処理工程を、順に連続するヒートセット工程とノルマライジング工程とを含んだ構成にし、前記繊維補強層に縦糸方向に負荷するテンションを、ノルマライジング工程においてよりもヒートセット工程において大きくするとともに、そのテンションの差を２０％〜５０％に設定し、ノルマライジング工程での熱容量指数を０．２７５〜０．３２６にして、ノルマライジング工程においてよりヒートセット工程での熱容量指数を小さくするとともに、その熱容量指数の差を０．０６以上に設定したコンベヤベルトの製造方法。
2. 前記ヒートセット工程において繊維補強層に縦糸方向に負荷するテンションを、０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ〜０．１５ｃＮ／ｄｔｅｘにする請求項１に記載のコンベヤベルトの製造方法。
3. 前記繊維補強層を構成する横糸および縦糸に、ポリエステル繊維を使用する請求項１または２に記載のコンベヤベルトの製造方法。

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