JP2019116361A - 搬送ベルト - Google Patents

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Abstract

【課題】十分な伸縮性および弾性を備えて十分な強度を有するとともに、傾斜搬送の際にも搬送物を確実に搬送できる搬送ベルトを提供する。【解決手段】伸縮性の編布１５と、前記編布１５の上面に設けられた第１の熱可塑性材料からなる弾性層１４と、前記弾性層１４の上面に設けられ、前記第１の熱可塑性材料より硬度の低い第２の熱可塑性材料からなり、凹凸のある搬送面２１を有する表面樹脂層２０とを備え、引張強度が３．５〜３５ＭＰａであり、前記搬送面２１の静止摩擦係数が０．５〜１．０であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、搬送ベルトに関する。
搬送ベルトは、食品や金属部品、生活雑貨、精密機械等、様々な物品を搬送するために用いられている。平織の基部の両面に熱可塑性合成樹脂層を設け、表面を所定の状態とすることで、滑り性を高めたベルトが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のベルトでは、熱可塑性合成樹脂中に球状物を混在させ、その一部を熱可塑性合成樹脂層の表面から突出させることで、滑り性を高めている。
また、粘着性を高めた熱可塑性樹脂からなるカバー層を設けることで、食品、プラスチック容器等の各種搬送物を急傾斜で搬送することが可能なコンベヤベルトが提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載のベルトでは、ポリウレタン（ＰＵ）またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）に可塑剤を添加することで、カバー層の粘着性を高めて高摩擦力を確保している。
登録実用新案第２５０６４１６号公報 実開平３−１１８９１３号公報
編布による伸縮性と弾性層による弾性とを備えたベルト（エラスティックベルト）は、十分な強度を有しており、テンション機構を用いずに無端ベルトとして用いることができる。ベルトの搬送面と搬送物との間の摩擦係数が大きいほど、傾斜搬送の際にも搬送物を確実に搬送することが可能となる。ベルトの搬送面の摩擦係数を高めようとすると、弾性層の硬度が低下するので、ベルトの強度の低下につながる。
そこで本発明は、十分な伸縮性および弾性を備えて十分な強度を有するとともに、傾斜搬送の際にも搬送物を確実に搬送できる搬送ベルトを提供することを目的とする。
本発明に係る搬送ベルトは、伸縮性の編布と、前記編布の上面に設けられた第１の熱可塑性材料からなる弾性層と、前記弾性層の上面に設けられ、前記第１の熱可塑性材料より硬度の低い第２の熱可塑性材料からなり、凹凸のある搬送面を有する表面樹脂層とを備え、引張強度が３．５〜３５ＭＰａであり、前記搬送面の静止摩擦係数が０．５〜１．０であることを特徴とする。
本発明の搬送ベルトは、伸縮性の編布上に積層された熱可塑性材料からなる弾性層を備えていることにより、引張強度が３．５〜３５ＭＰａであり、十分な強度を有している。弾性層の上面に設けられた表面樹脂層は、弾性層より硬度の低い熱可塑性材料からなり、凹凸のある搬送面を有している。これによって、搬送面の静止摩擦係数が０．５〜１に規定されるので、本発明の搬送ベルトは、傾斜搬送の際にも搬送物を確実に搬送することが可能である。
本実施形態に係る搬送ベルトの幅方向の断面図である。 変形例Ａの搬送ベルトの幅方向の断面図である。 変形例Ｂの搬送ベルトの幅方向の断面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
１．全体構成
図１に示す搬送ベルト１０は、芯体層１２と、芯体層１２の一表面に設けられた表面樹脂層２０とを備える。芯体層１２は、伸縮性の編布１５と、編布１５上に設けられた第１の熱可塑性材料からなる弾性層１４との積層構造である。表面樹脂層２０は、第１の熱可塑性材料より硬度が低い第２の熱可塑性材料からなり、複数の縦溝２２からなる凹凸のある搬送面２１を有している。
＜編布＞
編布１５は、搬送ベルト１０に伸縮性を付与する。編布１５は、繊維を編んで得られたものであれば特に限定されない。エラスティックベルトに一般的に用いられている編布を、搬送ベルト１０における編布１５として用いることができる。編布１５の編み方は、経編および緯編のいずれでもよい。編布１５を形成する繊維は、例えば、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、および綿糸などから選択することができる。編布１５に用いられる繊維は、単独でも、異なる２種以上であってもよい。
編布１５を形成する繊維の太さは特に限定されず、例えば２０〜２８０Ｔ（デシテックス）程度である。編布１５の厚さは、０．３〜０．８ｍｍ程度が好ましく、０．４〜０．６ｍｍ程度がより好ましい。
＜弾性層＞
弾性層１４は、第１の熱可塑性材料から形成され、搬送ベルト１０に柔軟性および強度を付与する。第１の熱可塑性材料としては、例えば、ポリウレタン、ポリエチレン・ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエステルからなる熱可塑性エラストマーが挙げられる。加工性に優れるとともに強度が高い点で、ポリウレタンエラストマーが特に好ましい。弾性層１４の厚さは、０．２〜１．５ｍｍ程度が好ましく、０．３〜０．８ｍｍ程度がより好ましい。
＜表面樹脂層＞
表面樹脂層２０は、第１の熱可塑性材料より硬度の低い第２の熱可塑性材料から構成される。しかも、表面樹脂層２０は、搬送面２１に凹凸を有している。熱可塑性材料から構成されるので、表面樹脂層２０は、耐摩耗性に優れている。第２の熱可塑性材料は、例えば、第１の熱可塑性材料と後述する添加剤との混合物でもよい。表面樹脂層２０の厚さは、０．２〜１．５ｍｍ程度が好ましく、０．３〜０．８ｍｍ程度がより好ましい。表面樹脂層２０の厚さは、凹凸の凸部における最大厚さを指す。
本実施形態における搬送面２１の凹凸は、表面樹脂層２０の長手方向に沿った複数の縦溝２２から構成される。縦溝２２は、幅ｗが０．５〜３．０ｍｍ程度であり、深さｄが０．２〜１．０ｍｍ程度である。縦溝２２は、表面樹脂層２０の幅方向で、搬送面２１の全域に設けられているので、凹凸は搬送面２１全域に存在する。
表面樹脂層２０は、引張強度が３．５〜８ＭＰａである。表面樹脂層２０の引張強度が３．５ＭＰａ以上であれば、一般的な搬送用途に、何ら支障なく問題なく用いることができる。ベルトの高伸縮性という特性を考慮して、搬送ベルト１０の引張強度は３．５〜３５ＭＰａに規定される。搬送ベルト１０は、上述したような伸縮性の編布１５と、熱可塑性材料からなる弾性層１４とを備えているので、所定範囲の引張強度が確保された。搬送ベルト１０の引張強度は、１０ＭＰａ以上が好ましく、２０ＭＰａ以上がより好ましい。
さらに、搬送ベルト１０は、表面樹脂層２０の搬送面２１の静止摩擦係数が０．５〜１．０である。表面樹脂層２０が所定の第２の熱可塑性材料から構成されること、および搬送面２１に凹凸が設けられていることによって、所定範囲の静止摩擦係数が確保された。搬送面２１の静止摩擦係数が０．５以上であれば、搬送ベルト１０が傾斜して設置された場合でも、搬送物を確実に搬送できる。搬送ベルト１０は、物体搬送のための高摩擦係数という特性を考慮して、静止摩擦係数の上限は１．０に規定される。静止摩擦係数は、０．６以上が好ましく、０．７以上がより好ましい。引張強度および静止摩擦係数の求め方については、追って詳細に説明する。
２．製造方法
搬送ベルト１０は、編布１５と弾性層１４とが固着するととともに、弾性層１４と表面樹脂層２０とが固着して剥離しないような方法であれば、任意の方法により製造することができる。
まず、所定の熱可塑性エラストマーを用いて、弾性層１４となる熱可塑性のシートをカレンダー装置又は押し出し装置により作製する。シートの大きさは、伸縮性の編布１５の大きさに合わせておく。シートは、ゴム糊を用いて編布１５と固着させることができる。
伸縮性の編布１５には、予めゴム糊を含浸する。ゴム糊は、コーターや刷毛などの塗布手段を用いて編布１５に含浸させることができる。あるいは、ゴム糊に編布１５を浸漬して、編布１５にゴム糊を含浸させてもよい。
ゴム糊を含浸した編布１５上に弾性層１４を載置し、加熱加圧条件下で両者を固着する。こうして、伸縮性の編布１５上に第１の熱可塑性材料からなる弾性層１４が積層された芯体層１２が得られる。芯体層１２は、搬送ベルト１０の引張強度に寄与する。芯体層１２における弾性層１４と編布１５との割合を調整することで、引張強度を３．５〜３５ＭＰａの間で変更することができる。例えば、弾性層１４の割合が多いほど、引張強度は上昇する傾向となる。
一方、所定の原料組成物を用いて、第２の熱可塑性材料からなる表面樹脂層２０を作製する。原料組成物は、例えば、第１の熱可塑性材料であるエーテル系熱可塑性ポリウレタンエラストマー（以下、エーテル系ＴＰＵと称する）と、添加剤として水添スチレン系熱可塑性エラストマー（以下、スチレン系ＴＰＥと称する）と、相溶化剤およびワックスとを混合して調製することができる。こうした原料組成物を用いることで、第１の熱可塑性材料より硬度の低い第２の熱可塑性材料が得られる。
原料組成物における各成分の割合は、例えば以下のとおりとすることができる。
エーテル系ＴＰＵ：５０〜６０質量％
スチレン系ＴＰＥ：１０〜３０質量％
相溶化剤：０〜１０質量％
ワックス：５〜１５質量％
炭酸カルシウム：０〜２５質量％
必要に応じて、さらに任意成分を配合して原料組成物を調製してもよい。
エーテル系ＴＰＵとしては、例えば、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠し、タイプＡデュロメーターで測定した硬度が８０相当のエーテル系熱可塑性ウレタン樹脂を用いることができる。相溶化剤としては水添スチレン系エラストマーと熱可塑性ウレタン樹脂の混合物を用いることができる。ワックスとしては、市販の固形パラフィンオイルを用いることができる。
各成分を所定の割合で配合して調製された原料組成物を用いて、表面樹脂層２０となる樹脂シートをカレンダー装置により作製する。すなわち、溶融状態の原料組成物を、所定の間隔で配置された二本のロール間に連続して流し込みながら、二本のロールを同じ方向に回転させて帯状の樹脂シートを得る。このとき、一方のロールを表面が平滑なロールとし、他方のロールを、縦溝に対応する凸部を有するロールとすることにより、縦溝を有する樹脂シートが得られる。樹脂シートの大きさは、伸縮性の編布１５の大きさに合わせておく。
得られた樹脂シートを、予め作製した芯体層１２における弾性層１４上に配置して、積層体を得る。この積層体を押し出し時に積層するか、もしくはシート成型後に加熱圧着して、所定の厚さに加工する。加熱圧着後の積層体の厚さは、例えば１．０〜３．０ｍｍ程度とすることができる。加熱圧着を行うことによって、芯体層１２における弾性層１４と表面樹脂層２０とが固着される。
こうして、伸縮性の編布１５と弾性層１４とを有する芯体層１２上に表面樹脂層２０が積層された本実施形態の搬送ベルト１０が得られる。搬送ベルト１０は、両端部をフィンガー継手により継ぎ合せて無端状に加工して、傾斜コンベア等に適用することができる。
表面樹脂層２０の搬送面２１の静止摩擦係数は、表面樹脂層２０を構成している第２の熱可塑性材料の硬度に依存する。原料組成物における各成分の配合割合を調節することで、搬送面２１の静止摩擦係数を０．５〜１．０の間で変更することができる。例えば、原料組成物において、エーテル系ＴＰＵに対するスチレン系ＴＰＥの割合が多いほど、静止摩擦係数は大きくなる。
あるいは、表面樹脂層２０の搬送面２１に設ける縦溝２２の寸法（幅ｗおよび深さｄ）を調節することによって、搬送面２１の静止摩擦係数を変更することもできる。例えば、縦溝２２の幅ｗや深さｄが大きいほど、搬送面２１の表面に埃やゴミがたまりにくいので、静止摩擦係数は大きくなる。
３．作用及び効果
本実施形態に係る搬送ベルト１０は、伸縮性の編布１５と、この編布１５上に設けられた熱可塑性材料からなる弾性層１４とを備えている。搬送ベルト１０は、伸縮性を有しているので、テンション機構を用いずに無端ベルトとして用いることができる。しかも、搬送ベルト１０は、編布１５および弾性層１４を備えることで十分な強度を有し、引張強度が３．５〜３５ＭＰａである。
弾性層１４の上に設けられた表面樹脂層２０は、弾性層１４より硬度の低い熱可塑性材料から構成され凹凸を有する搬送面２１を有している。一般に知られているように、熱可塑性材料は、硬度が低くなると摩擦係数が大きくなるので、表面樹脂層２０の搬送面２１は、弾性層１４の表面より大きな静止摩擦係数を有する。搬送面２１は、静止摩擦係数が０．５〜１．０の範囲となる。本実施形態に係る搬送ベルト１０は、傾斜搬送の際にも搬送物を確実に搬送することができ、十分な耐摩耗性も備えている。
搬送ベルト１０は、傾斜コンベアやギャップ調整コンベアに好適に用いることができる。この場合には、搬送物を横方向に移動させつつ、上下方向にも移動させることができるので、設置場所や作業領域の省スペース化に繋がる。また、ローラコンベアにおけるローラを覆うように、搬送ベルト１０を設けた場合には、安定に搬送するのが難しかった搬送物（例えば小型の搬送物など）を、安定的に搬送することが可能となる。
４．実施例
以下、具体例を挙げて本発明の搬送ベルトを詳細に説明するが、本発明は以下の具体例のみに限定されるものではない。
＜実施例＞
まず、エーテル系ＴＰＵを用いて、押し出し装置によりウレタンゴム製シート（厚さ０．３ｍｍ）を作製した。ウレタンゴム製シートは、搬送ベルトの弾性層となる。
伸縮性の編布には、ゴム糊を塗布した（塗布量５ｇ／ｍ2）。ゴム糊が塗布された編布とエーテル系ＴＰＵを押し出し成型の際に圧着し両者を固着させて芯体層を得た。
以下の処方で各成分を配合して、表面樹脂層の原料組成物を調製した。
エーテル系ＴＰＵ(硬度80°)：６５質量％（４３３部）
スチレン系ＴＰＥ(硬度55°)：１５質量％（１００部）
相溶化剤：５質量％（５部）
ワックス(固形パラフィンオイル)：１５質量％（１００部）
得られた原料組成物を用いて、上述したような押し出し装置により、樹脂シート（幅１０００ｍｍ、厚さ０．３ｍｍ）を作製した。樹脂シートの一表面には、長手方向に沿った複数の縦溝（幅０．５ｍｍ、深さ０．４ｍｍ）が形成された。樹脂シートは、搬送ベルトの表面樹脂層となる。
各層を押し出し成型する際に圧着し、実施例の搬送ベルトが得られた。搬送ベルトの厚さは、２．３ｍｍである。
＜比較例＞
前述の実施例で作製した芯体層のみを用いて、比較例の搬送ベルトとした。
実施例、比較例の搬送ベルトについて、引張強度および静止摩擦係数を測定した。試験方法を以下に示す。
＜引張強度＞
引張強度は、ＪＩＳ Ｋ６３０１（新ＪＩＳ Ｋ６２５１）に準拠して求める。実施例、比較例の搬送ベルトは、ダンベル状試験片（３号）とし、引張試験機（島津製作所製）を用いて、２３℃、相対湿度５０％の環境下、５００ｍｍ／ｍｉｎで破断するまで引っ張る。試験片を破断させるのに要した最大の引張り力から、引張強度を算出する。
＜静止摩擦係数＞
静止摩擦係数は、表面性測定器（新東科学製）により測定する。実施例、比較例の搬送ベルトは、２０ｍｍ×３０ｍｍの試験片として用い、ボール紙を対象物とする。ボール紙の上に試験片を載置し、０．８ｋＰａの荷重を印加しつつ、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で試験片を移動させて、静止摩擦係数を求める。
引張強度は、実施例の搬送ベルトについては４．６ＭＰａであり、比較例の搬送ベルトについては４．８ＭＰａであった。芯体層（比較例の搬送ベルト）の一表面に表面樹脂層を設けても、芯体層の引張強度は損なわれることなく、９５％以上維持されている。実施例の搬送ベルトは、十分な引張強度を有することがわかる。
静止摩擦係数は、実施例の搬送ベルトについては０．９５であり、比較例の搬送ベルトについては０．４５であった。実施例のベルトは、表面の静止摩擦係数が比較例のベルトの２倍以上である。
５．変形例
本発明は、ここに記載された実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。
上記実施形態においては、表面樹脂層２０の幅方向の全域に、複数の縦溝２２からなる凹凸を設けたが、これに限定されない。凹凸は、表面樹脂層２０の幅方向で、搬送面２１の少なくとも５０％に設けられていれば、静止摩擦係数を高めることができる。
複数の縦溝２２は、表面樹脂層２０を作製する際に設けてもよい。例えば、原料組成物を用いて離型紙上にシート状の材料を作製し、シート状の材料の上には、縦溝に対応した表面形状を有する押圧部材を配置する。離型紙と押圧部材とに挟まれたシート状の材料は、一般的な方法により固化させる。
離型紙を除去して、予め作製した芯体層１２における弾性層１４上に配置し、積層体を得る。積層体の上表面は押圧部材となり、下表面は伸縮性の編布１５となる。この積層体を加熱圧着して、所定の厚さに加工する。加熱圧着後の積層体の厚さは、例えば１〜３ｍｍ程度とすることができる。加熱圧着を行うことによって、芯体層１２における弾性層１４と表面樹脂層２０とが固着されて、実施形態の搬送ベルトが得られる。
搬送面２１の凹凸は、凹部と凸部とを縦横交互に設けることもできる。縦横に設けられた凹凸のピッチは、例えば０．５〜３．０ｍｍ程度、凹凸における凸部の高さは、例えば０．２〜１．０ｍｍ程度とすることができる。こうした凹凸を設けるには、表面樹脂層２０を作製する際に、所定の凹凸を有する目付け加工用帆布を用いればよい。
上記実施形態においては、芯体層１２は、伸縮性の編布１５と弾性層１４との積層構造としたが、これに限定されない。例えば、図２の搬送ベルト１０Ａにおける芯体層１２Ａのように、編布１５の下面に、熱可塑性材料からなる追加弾性層１６を設けることができる（変形例Ａ）。追加弾性層１６に用いる熱可塑性材料は、弾性層１４に用いる熱可塑性材料と同一でも異なっていてもよい。
図３の搬送ベルト１０Ｂにおける芯体層１２Ｂのように、追加弾性層１６の下面に伸縮性の追加編布１７を設けることもできる（変形例Ｂ）。追加編布１７における繊維および追加編布１７の編み方は、編布１５と同一でも異なっていてもよい。
第２の熱可塑性材料は、第１の熱可塑性材料と添加剤との混合物である場合に限らず、第１の熱可塑性材料とは異なる熱可塑性材料と添加剤の混合物でもよい。
１０，１０Ａ，１０Ｂ 搬送ベルト
１２，１２Ａ，１２Ｂ 芯体層
１４ 弾性層
１５ 編布
１６ 追加弾性層
１７ 追加編布
２０ 表面樹脂層
２１ 搬送面
２２ 縦溝

Claims (5)

  1. 伸縮性の編布と、
    前記編布の上面に設けられた第１の熱可塑性材料からなる弾性層と、
    前記弾性層の上面に設けられ、前記第１の熱可塑性材料より硬度の低い第２の熱可塑性材料からなり、凹凸のある搬送面を有する表面樹脂層とを備え、
    引張強度が３．５〜３５ＭＰａであり、前記搬送面の静止摩擦係数が０．５〜１．０であることを特徴とする搬送ベルト。
  2. 前記凹凸は、前記表面樹脂層の長手方向に沿った複数の縦溝であることを特徴とする請求項１記載の搬送ベルト。
  3. 前記編布の下面に、熱可塑性材料からなる追加弾性層がさらに設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の搬送ベルト。
  4. 前記追加弾性層の下面に、伸縮性の追加編布がさらに設けられていることを特徴とする請求項３記載の搬送ベルト。
  5. 両端が接合された無端状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の搬送ベルト。
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