JP4217562B2 - 無端搬送ベルト基材 - Google Patents

Description

本発明は電磁誘導加熱用発熱体に関し、特に電磁誘導加熱を利用した食品の熱処理装置等に使用される無端搬送ベルト基材に関する。

従来、無端搬送ベルトを用いた熱処理装置の加熱源として使用されてきたガス、電熱等に代えて電磁誘導加熱機構を組み込んだ電磁誘導加熱方式の熱処理装置が開発されてきており、例えば、特開２００２−３７３７７０には、下記の熱処理方式が開示されている。

（１）図８に示すように、２つのロール１ａ，１ｂに無端搬送ベルト２を支持し、電磁誘導加熱装置３により誘導発熱可能な金属板やカーボン板等の発熱体４を介して間接的に前記ベルト２を加熱して、そのベルト上で熱処理を行う方式。
（２）図９に示すように、電磁誘導加熱装置３によりフッ素樹脂をコーティングした直接誘導発熱可能なスチールベルト５を加熱し、そのベルト５上で熱処理する方式。
特開２００２−３７３７７０（段落番号［０００７］〜［００１１］及び図１〜図４）

しかしながら、前記（１）の発熱体を介して間接的にベルトを加熱し、ベルト上で熱処理を行う方式では、ベルトが通常耐熱性プラスチックであり、素材自体が断熱材であることから、熱効率が悪い。また、（２）の直接ベルト自体が誘導発熱するスチール等の金属ベルトでは、切断時の作業者の安全性、ベルト走行中の騒音、柔軟性を欠くことから使用する小プーリー径では使用できない等の問題がある。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、耐熱性繊維布と、この耐熱性繊維布の片面もしくは両面に形成された，電磁誘導により発熱可能な金属の溶射層と、その片面もしくは両面の溶射層上に形成されたふっ素樹脂層とを具備した構成とすることにより、熱効率，柔軟性に優れるとともに、電磁誘導加熱機構によりそれ自体が発熱し得る無端搬送ベルト基材を提供することを目的とする。

また、本発明は、耐熱性繊維布と、この耐熱性繊維布の両面に形成された第１のふっ素樹脂層と、その片面もしくは両面に形成された，電磁誘導により発熱可能な金属薄板層と、その片面もしくは両面の金属薄板層上に形成された第２のふっ素樹脂層とを具備した構成とすることにより、上記と同様、熱効率，柔軟性に優れるとともに、電磁誘導加熱機構によりそれ自体が発熱し得る無端搬送ベルト基材を提供することを目的とする。

本発明の無端搬送ベルト基材は、電磁誘導加熱を利用した食品の熱処理装置に使用される無端搬送ベルト基材において、耐熱性繊維布と、この耐熱性繊維布の片面もしくは両面に形成された，電磁誘導により発熱可能な厚み７５〜１７５μｍの金属の溶射層と、その片面もしくは両面の溶射層上に形成されたふっ素樹脂層とを具備することを特徴とする。

また、本発明の無端搬送ベルト基材は、電磁誘導加熱を利用した食品の熱処理装置に使用される無端搬送ベルト基材において、耐熱性繊維布と、この耐熱性繊維布の両面に形成された第１のふっ素樹脂層と、その片面もしくは両面に形成された，電磁誘導により発熱可能な厚み５〜２００μｍの金属薄板層と、その片面もしくは両面の金属薄板層上に形成された第２のふっ素樹脂層とを具備することを特徴とする。

以上詳述した如く、本発明によれば、電磁誘導加熱を利用した食品の熱処理装置に使用される無端搬送ベルト基材において、耐熱性繊維布と、この耐熱性繊維布の片面もしくは両面に形成された，電磁誘導により発熱可能な厚み７５〜１７５μｍの金属の溶射層と、その片面もしくは両面の溶射層上に形成されたふっ素樹脂層とを具備した構成とすることにより、熱効率，柔軟性に優れるとともに、電磁誘導加熱機構によりそれ自体が発熱し得る無端搬送ベルト基材を提供できる。

また、本発明によれば、耐熱性繊維布と、この耐熱性繊維布の両面に形成された第１のふっ素樹脂層と、その片面もしくは両面に形成された，電磁誘導により発熱可能な厚み５〜２００μｍの金属薄板層と、その片面もしくは両面の金属薄板層上に形成された第２のふっ素樹脂層とを具備した構成とすることにより、上記と同様、熱効率，柔軟性に優れるとともに、電磁誘導加熱機構によりそれ自体が発熱し得る電磁誘導加熱用発熱体を提供できる。

以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明に使用される耐熱性繊維としては、ガラス繊維等のように市販されている耐熱性繊維を使用することができる。耐熱性繊維の具体例としては、例えばガラス繊維、カーボン繊維及びアルミナ繊維を挙げることができる。限定するわけではないが、取り扱いが容易である点、種類が豊富であることから、ガラス繊維布を用いるのが一般的である。

本発明において使用される溶射層の金属材料としては、例えばアルミニウム、亜鉛−アルミニウム合金、ニッケルが挙げられ、各材料単体或いはそれらを組み合わせて使用出来る。前記溶射層の厚みは、５０〜２００μｍ、好ましくは７５〜１７５μｍの範囲である。ここで、溶射層の厚みが５０μｍより薄いと充分な発熱が得られず、２００μｍを超えると得られるベルトの柔軟性が損なわれる。

本発明において使用される金属薄板層の材質として、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、銅が挙げられる。金属薄板層の厚みは、５〜２００μｍ、好ましくは５〜１７５μｍの範囲である。ここで、金属薄板層の厚みが５μｍより薄いと、発熱体をベルトとして使用する場合のベルトの加工性が悪くなり、２００μｍを超えると得られるベルトの柔軟性が損なわれる。

本発明において使用されるふっ素樹脂のコーティング層に使用されるふっ素樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）が挙げられる。また、ふっ素樹脂フィルム層としては、ＦＥＰ樹脂フィルム及びＰＦＡ樹脂フィルムが使用可能である。

本発明において、前記ふっ素樹脂層としては、ふっ素樹脂のコーティング層あるいはふっ素樹脂フィルム層のいずれかが挙げられる。
本発明において、前記第１のふっ素樹脂層と金属薄板層間には両者をより強固に接着させる目的で接着層を配置することが好ましい。

（実施例１）
図１を参照する。図中の符番１１は、３００ｍｍ×３００ｍｍサイズのガラス繊維布（有沢製作所社製の商品名：Ｈ−２５０）である。このガラス繊維布１１の片面（上面）には、厚み１５０μｍのアルミニウム溶射層１２が夫々形成されている。前記アルミニウム溶射層１２の外側面及びガラス繊維布１１の下面には、ＰＴＦＥ樹脂のコーティング層１３が夫々形成されている。こうした構成の電磁誘導加熱用発熱体１０の総厚みは４５０μｍである。

次に、係る発熱体の製作方法について説明する。
まず、厚み２５０μｍの上記ガラス繊維布１１にテンションを付加した状態で、ガラス繊維布１１の片側端部のマイクロメーターにより厚みを４点測定した。つづいて、ガスのワイヤーガン（熱源２８００℃）でアルミニウムを片側表面に溶射し、テンションを付加した状態で溶射されたガラス繊維布１１の片側端部をマイクロメーターで４点測定した。次に、溶射前後の４点厚みの平均値の差を目安にし、所定の厚みになるまで上記操作を繰返して、ガラス繊維布１１の上面に厚さ１５０μｍのアルミニウム溶射層１２を形成させた。更に、これらをＰＴＦＥディスバージョン（三井デュポンフロロケミカル社製、商品名Ｔ−３０Ｊ）中に浸漬乾燥後、電気炉中にてＰＴＦＥ樹脂の融点（３２７℃）以上の温度で焼成し、両面にＰＴＦＥ樹脂のコーティング層１３を形成した。この浸漬、乾燥及び焼成の操作をコーティング層１３の厚みが両面合計で５０μｍになるまで繰り返し、総厚み４５０μｍの発熱体１０を製作した。

上記したように、実施例１に係る電磁誘導加熱用発熱体１０は、図１に示すように、ガラス繊維布１１の上面にアルミニウム溶射層１２を設け、このアルミニウム溶射層１２の上面及び前記ガラス繊維布１１の下面に夫々コーティング層１３を設けた構成となっている。

（実施例２）
図２を参照する。但し、図１と同部材は同符番を付して説明を省略する。本実施例２では、実施例１と比べ、溶射材料が亜鉛−アルミニウム合金である以外は実施例１と同じ操作で、厚み１５０μｍの亜鉛−アルミニウム合金溶射層１４を有する総厚み４５０μｍの発熱体１０’を製作した。
実施例２に係る電磁誘導加熱用発熱体１０’は、図２に示すように、ガラス繊維布１１の上面に亜鉛−アルミニウム合金溶射層１４を設け、この亜鉛−アルミニウム合金溶射層１４の上面及び前記ガラス繊維布１１の下面に夫々コーティング層１３を設けた構成となっている。

（実施例３）
図３を参照する。但し、図１と同部材は同符番を付して説明を省略する。ガラス繊維布１１の一方の面には、厚み５０μｍの亜鉛−アルミニウム溶射層２１、厚み３０μｍのアルミニウム溶射層２２、厚み７０μｍのニッケル溶射層２３が順次形成されている。ここで、前記亜鉛−アルミニウム溶射層２１、アルミニウム溶射層２２及びニッケル溶射層２３を総称して溶射層２４と呼ぶ。前記溶射層２４の上面及び前記ガラス繊維布１１の他方の面には夫々厚さ５０μｍのＰＴＦＥ樹脂コーティング層１３が夫々形成されている。こうした構成の電磁誘導加熱用発熱体２０の総厚みは４５０μｍである。

次に、図２に係る発熱体の製作方法について説明する。
まず、３００ｍｍ×３００ｍｍサイズのガラス繊維布（有沢製作所社製、商品名Ｈ−２５０、厚み２５０μｍ）１１にテンションを付加した状態でガラス繊維布の片側端部のマイクロメーターにより厚みを４点測定した。次に、ガスのワイヤーガン（熱源約２８００℃）で亜鉛−アルミニウム合金をガラス繊維布１１の片側表面に溶射した。そして、テンションを付加した状態で溶射されたガラス繊維１１の片側端部をマイクロメーターで４点測定し、溶射前後の４点厚みの平均値の差を目安にして、所定の厚みになるまで上記操作を繰返し、５０μｍの亜鉛−アルミニウム溶射層２１を形成した。次いで、その亜鉛−アルミニウム溶射層２１上に、同じ操作で３０μｍのアルミニウム溶射層２２を形成した。

次に、そのアルミニウム溶射層２２上に、アークのワイヤーガン（熱源約５０００℃）を使用すること以外は亜鉛−アルミニウム合金、アルミニウム溶射と同じ操作で７０μｍのニッケル溶射層２３を形成し、亜鉛−アルミニウム溶射層２１、アルミニウム溶射層２２及びニッケル溶射層２３からなる溶射層２４を形成した。次いで、前記実施例１と同じ操作で、溶射層２４の上面及びガラス繊維布１１の他方の面に厚さ５０μｍのＰＴＦＥコーティング層１３を夫々形成し、総厚み４５０μｍの発熱体２０を製作した。

実施例３に係る電磁誘導加熱用発熱体２０は、図３に示すように、ガラス繊維布１１の上面に亜鉛アルミニウム溶射層２１、アルミニウム溶射層２２及びニッケル溶射層２３からなる溶射層２４を設け、この溶射層２４の上面及び前記ガラス繊維布１１の下面に夫々コーティング層１３を設けた構成となっている。

（実施例４）
図４を参照する。図中の符番３１は、３００ｍｍ×３００ｍｍサイズのＰＴＦＥ被覆ガラス繊維布（中興化成工業社製FGF500-10、厚み：約２４０μｍ）を示す。ここで、ＰＴＦＥ被覆ガラス繊維布３１は、耐熱性繊維布としてのガラス繊維布３２と該ガラス繊維布３２の両面に塗布された第１のふっ素樹脂層３３とから構成されている。前記ＰＴＦＥ被覆ガラス繊維布３１の片面（上面）には、接着層として機能する厚み１００μｍのＰＦＡフィルム層３４、厚さ１８μｍの銅箔（金属薄板層）３５、及び厚さ５０μｍのＰＦＡフィルム層（第２のふっ素樹脂層）３６が順次形成されている。

次に、図４に係る発熱体の製作方法について説明する。
まず、ガラス繊維布３２と第１のふっ素樹脂層３３とから前記ＰＴＦＥ被覆ガラス繊維布３１を形成した後、このＰＴＦＥ被覆ガラス繊維布３１の片面側に、前記ＰＦＡフィルム層３４、銅箔３５及びＰＦＡフィルム層３６を順次重ね合わせ積層体とした。つづいて、この積層体を図示しない熱プレス盤面間に配置し、温度３８０℃、圧力１ＭＰａで圧着させて総厚み４５８μｍの図４に示す構成の発熱体３０を作製した。

実施例４に係る電磁誘導加熱用発熱体３０は、図４に示すように、ガラス繊維布３２と第１のふっ素樹脂層３３とから構成されるガラス繊維布３１上面に、ＰＦＡフィルム層３４、銅箔３５及びＰＦＡフィルム層３６を順次設けた構成となっている。

（比較例）
図５に示すように、それ自体は電磁誘導によって発熱しない比較材料として３００ｍｍ×３００ｍｍサイズのＰＴＦＥ被覆ガラス繊維布（中興化成工業社製FGF500-6）４１ａ，４１ｂを、熱プレスにて温度３８０℃、圧力１Ｍｐａで積層し、厚み約２４０μｍの積層体４１を製作した。

以上の実施例１〜４及び比較例の材料を使用し、実施例１〜４の発熱体を図１０の状態で、比較例の積層体を図１１に示す状態で発熱状態（材料表面温度の上昇速度）を測定した。なお、図１０において、符番５１は電磁誘導加熱装置であり、この電磁誘導加熱装置５１上に本発明に係る発熱体５２が配置される。また、符番５３は発熱体５２の温度を測定する温度センサー、符番５４はこの温度センサー５３に接続された温度記録装置を示す。一方、図１１においては、比較例に係る積層体４１は、それ自体が発熱しないので、電磁誘導加熱装置５１上に厚み６ｍｍのカーボン板（発熱体）５５を介して配置される。その結果を以下の表１に示す。

表１より、基材自体が発熱する実施例１〜４の発明品の方が、カーボン板（発熱体）を通して間接的に加熱される比較例に比べて基材表面温度の上昇速度が速く、基材上で効率よく熱処理を行いうることが確認できた。

なお、上記実施例１，２ではガラス繊維布の片面のみにアルミニウム溶射層（又は亜鉛−アルミニウム合金溶射層）を形成し、実施例３ではガラス繊維布片面のみに３層構造の溶射層を形成した場合について述べたが、これに限らず、例えば図６、図７に示すようにガラス繊維布の両面に前記溶射層を形成してもよい。また、上記実施例４では、ＰＴＦＥ被覆ガラス繊維布の片面のみにＰＦＡフィルム層及び銅箔（金属薄板層）を順次形成した場合について述べたが、これに限らず、ガラス繊維布の両面にＰＦＡフィルム層及び銅箔を夫々形成してよいし、ＰＦＡフィルム層が介在しない場合も含まれる。

（実施例５）
本実施例５は図示しないがエンドレスベルトの例であり、同エンドレスベルトの基材の基本構成は、上述した図４と同様である。
まず、ガラス繊維布として厚さ０．１８ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ１２００ｍの袋織シームレスクロス（（株）有沢製作所製）を使用し、その両面にＰＴＦＥ樹脂水性分散液（旭硝子フロロポリマー社製の商品名：ＡＤ９１２）を含浸、乾燥、焼付ける工程を繰り返すことで、袋織シームレスクロスの上下面にＰＴＦＥ樹脂を２８０ｇ／ｃｍ^２塗布したＰＴＦＥ被覆シームレスガラス繊維布を製作した。

次に、幅２００ｍｍ、長さ１２００ｍｍ、厚み１００μｍのＰＦＡフィルムを２枚、幅２００ｍｍ、長さ１２００ｍｍ、厚み１８μｍの銅箔を切り出し、ＰＦＡフィルム、銅箔、ＰＦＡフィルムの順に重ねた。つづいて、これらを前記ＰＴＦＥ被覆シームレスガラス繊維布上に配置し、その積層体を２５０ｍｍ幅×４００ｍｍ長さの盤面を有する加熱プレスで順次盤面長さ（４００ｍｍ）ピッチでその積層体を進めながら、３回ＰＴＦＥ樹脂の融点以上の温度で熱融着し、前記ＰＦＡフィルム／銅箔／ＰＦＡフィルム（積層体）の端部は突き合わせた状態でエンドレスベルトを製作した。

こうして得られたエンドレスベルトを図９に示す状態で走行させ、表面の温度上昇が実施例４の場合の表面温度上昇と同等であることを確認した。

また、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の実施例１に係る電磁誘導加熱用発熱体の断面図。 本発明の実施例２に係る電磁誘導加熱用発熱体の断面図。 本発明の実施例３に係る電磁誘導加熱用発熱体の断面図。 本発明の実施例４に係る電磁誘導加熱用発熱体の断面図。 比較例に係るＰＴＦＥ被覆ガラス繊維布の積層体の断面図 本発明の他の実施例に係る電磁誘導加熱用発熱体の断面図。 本発明の更に他の実施例に係る電磁誘導加熱用発熱体の断面図。 発熱体を電磁誘導加熱装置により間接的に加熱する場合の説明図。 発熱体を電磁誘導加熱装置により直接的に加熱する場合の説明図。 本発明に係る電磁誘導加熱用発熱体の表面温度を測定するための概略説明図。 従来に係る積層体の表面温度を測定するための概略説明図。

符号の説明

１０，１０’，２０，３０…電磁誘導加熱用発熱体、
１１，３２…ガラス繊維布、 １２，２２…アルミニウム溶射層、
１３…ＰＴＦＥ樹脂のコーティング層、
１４…亜鉛−アルミニウム合金溶射層、 ２１…亜鉛−アルミニウム溶射層、
２３…ニッケル溶射層、 ３１…ＰＴＦＥ被覆ガラス繊維布、
３３…第１のふっ素樹脂層、 ３５…銅箔（金属薄板層）、
３４，３６…ＰＦＡフィルム層。

Claims (5)

1. 電磁誘導加熱を利用した食品の熱処理装置に使用される無端搬送ベルト基材において、
   耐熱性繊維布と、この耐熱性繊維布の片面もしくは両面に形成された，電磁誘導により発熱可能な厚み７５〜１７５μｍの金属の溶射層と、その片面もしくは両面の溶射層上に形成されたふっ素樹脂層とを具備することを特徴とする無端搬送ベルト基材。
2. 前記ふっ素樹脂層は、ふっ素樹脂のコーティング層あるいはふっ素樹脂フィルム層のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の無端搬送ベルト基材。
3. 電磁誘導加熱を利用した食品の熱処理装置に使用される無端搬送ベルト基材において、
   耐熱性繊維布と、この耐熱性繊維布の両面に形成された第１のふっ素樹脂層と、その片面もしくは両面に形成された，電磁誘導により発熱可能な厚み５〜２００μｍの金属薄板層と、その片面もしくは両面の金属薄板層上に形成された第２のふっ素樹脂層とを具備することを特徴とする無端搬送ベルト基材。
4. 前記第１のふっ素樹脂層と金属薄板層間に接着層が配置されることを特徴とする請求項３記載の無端搬送ベルト基材。
5. 前記第２のふっ素樹脂層は、ふっ素樹脂のコーティング層あるいはふっ素樹脂フィルム層のいずれかであることを特徴とする請求項３記載の無端搬送ベルト基材。

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