JP5101902B2 - ガラス板搬送用耐熱ロープ - Google Patents

Description

本発明は、ガラス板（例えば調理器用トッププレートやオープンレンジの窓となるガラス板）の熱処理装置でガラス板の搬送に用いられる耐熱ロープに関するものである。

この種のガラス板を強化するために、熱処理装置でガラス板を搬送しながら熱処理することが行われている。従来、この熱処理装置でガラス板の搬送用ローラに巻き付けられて用いられ、もってガラス板に接触する耐熱ロープとしては、芳香族ポリアミド系繊維を編組したものがある。芳香族ポリアミド系繊維としては、例えばデュポン社の商品名「ケブラー」等を単体で紡績糸とし編組したものがある（特許文献１）。

また、芳香性ポリアミド系繊維を含む繊維ロープは他の分野でも公知である（特許文献２〜４）。
特公昭６２−３８２９０号公報 特開昭５８−３６２８６号公報 特開昭５４−１２０７６７号公報 特公平３−７００３９号公報

しかしながら、芳香族ポリアミド系繊維を単体で紡績糸とし編組した耐熱ロープは、４３０℃〜７００℃の高温状態で徐々に熱分解が生じ、その分解物が搬送中のガラス板に付着することで、図３（ｂ）に示すように、ガラス板５１の焦げ付き５２（異物付着）不良が時間と共に発生しやすくなる。また、この耐熱ロープは破断時の伸び率が通常４．５％〜６％あり、寸法安定性に劣る。従って、芳香族ポリアミド系繊維を単体で紡績糸とし編組した耐熱ロープの適用温度は、最高６５０℃以下に使用制限されるとともに、搬送用に使用すると耐熱ロープが僅かに伸びることで接触面にずれが生じ、ガラス板の焦げ付き面積が拡大してしまう。

また、仮に一般の耐熱性の高い金属製のロープを使用したとすると、ガラス板の表面に傷が発生しやすく不良率が上昇してしまうため、実際に使用することはできない。

あるいは、芳香族ポリアミド系繊維より耐熱性の高い、パラ系アラミド繊維やポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維を使用すれば、前記欠点はある程度解消されるものの大変高価である。

本発明は、ガラス板への焦げ付きを低減でき、ガラス板の傷付きを防止でき、ロープ寿命が長く、また、静電気を抑制して作業者の静電気ショックやガラス板へのゴミ付着を低減できるガラス板搬送用耐熱ロープを提供しようとするものである。

本発明は、ガラス板を熱処理する装置の搬送用に用いる耐熱ロープであって、少なくとも最外層部が耐熱性合成繊維と伸線による金属繊維が撚り合わされて構成された糸で編組されており、前記糸における耐熱性合成繊維と金属繊維との重量比率は、最外層部で、耐熱性合成繊維が４０〜８０％、残りが主に金属繊維であり、破断時のロープ伸び率が４％以下であることを特徴とするものである。

ここで、耐熱性合成繊維としては、特に限定されないが、芳香族ポリアミド系繊維、パラ系アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維を例示でき、少なくともいずれか１種を含むものとすることができる。これらの例のうちでは、比較的安価である点で、芳香族ポリアミド系繊維（又はこれを主として含むこと）が好ましい。耐熱性合成繊維の繊維径は、特に限定されないが、５μｍ〜３０μｍが好ましい。

金属繊維の材料としては、特に限定されないが、ステンレス鋼、クロム・ニッケル系合金、高ニッケル合金、高コバルト合金、チタン合金、鉄・クロム・アルミ合金等の繊維、あるいはこれらにメッキや蒸着、窒素処理等の表面処理を施した繊維を例示でき、少なくともいずれか１種を含むものとすることができる。これらの例のうちでは、比較的安価である点で、ステンレス鋼繊維（又はこれを主として含むこと）が好ましい。金属繊維にはその製法により伸線によるものと切削によるものとがあるが、本発明では繊維表面が平滑でガラス板を傷付けにくい伸線の金属繊維を用いる。金属繊維の繊維径としては、特に限定されないが、５〜２０μｍの極細伸線が好ましく、７〜１３μｍの極細伸線がより好ましい。２０μｍを超えると、伸線であってもガラス板への傷発生率が増加する傾向となり、５μｍより細くなると著しく高価となる。

また、糸は、耐熱性合成繊維と金属繊維の他に、別の繊維（例えばシリカ繊維、炭化けい素繊維等の高耐熱性の無機繊維）を加えて撚り合わせたものでもよい。糸における別の繊維の重量比率は５％未満が好ましい。

耐熱ロープの最外層部は、耐熱性合成繊維と極細伸線の金属繊維が撚り合わされて構成された糸で編組されていることが必要である。
一方、耐熱ロープの芯部は、耐熱性合成繊維と極細伸線の金属繊維が撚り合わされて構成された糸で編組されていてもよいし、金属繊維を含まない主に耐熱性合成繊維が撚り合わされて構成された糸で編組されていてもよいし、別の糸で編組されていてもよいし、編組以外の構造でもよい。

糸には、紡績糸とフィラメント糸があるが、特に限定されない。紡績糸とは、細い短い繊維を平行に並べて撚りによって拘束した糸状構造物である。紡績糸の場合、各原料繊維の長さは、共に１５〜１２０ｍｍの範囲が紡績しやすく、共に３０〜６０ｍｍの範囲が均一性と安定加工の面からより好ましい。あるいは、連続繊維を紡績糸の芯としたり、フィラメント糸として使用したりしてもよい。

（ａ）糸における耐熱性合成繊維と金属繊維との重量比率については、前記のとおり最外層部では、耐熱性合成繊維が４０〜８０％、残り（６０〜２０％）が主に金属繊維、で構成された糸を用いる。耐熱性合成繊維の重量比率が、４０％未満では紡績糸の絡みが悪く製造困難となる傾向であり、８０％を越えるとガラス板への焦げ付き防止効果が減少する傾向となる。望ましくは、５０〜６０％が好ましい。
（ｂ）糸における耐熱性合成繊維と金属繊維との重量比率については、特に限定されないが、芯部では、耐熱性合成繊維が４０〜１００％、残り（６０〜０％）が主に金属繊維、で構成された糸を用いることが好ましい。耐熱性合成繊維の重量比率が、４０％未満では紡績糸の絡みが悪く製造困難となる傾向であり、（芯部はガラス板への焦げ付きに関与しないので）柔軟性を高めたい場合は１００％にしてよい。

編組のロープは、より合せロープと較べ、キンク（よじれ）しにくく伸びも少ないため、安定的に搬送できる。また、ロープの切り口がばらけにくいという利点もある。本発明では、少なくとも最外層部が前記の糸で編組されている必要があり、芯部は編組が好ましいが、編組以外の構造（例えば撚り合わせ）でもよい。編組のロープには、ブレイドロープ、多重ブレイドロープ、スタティックロープ等がある。

編組は、形状的には平面的、立体的、円筒状に分類できる。本発明では、特に限定されないが、角形編組体が好ましい。多数のロールのまわりに螺旋状に巻きつけ使用するため、駆動時にロールやガラス板との接触保持が適度な摩擦力で安定固定し、横ずれが生じないためである。搬送方向に対し、横ずれが生じるとガラス板を安定的に搬送できない。

本発明において、耐熱ロープの破断時のロープ伸び率が４％以下であることとしたのは、伸び率が４％を超えると、搬送時の寸法安定性が悪く、ガラス板との接触面でずれが生じやすく、焦げ付き面積が拡大しやすくなるからである。

本発明の耐熱ロープによれば、ガラス板への焦げ付きを低減でき、ガラス板の傷付きを防止でき、ロープ寿命が長く、また、静電気を抑制して作業者の静電気ショックやガラス板へのゴミ付着を低減できるという優れた効果を奏する。

熱処理装置でガラス板搬送用に用いる耐熱ロープは、少なくとも最外層部が耐熱性合成繊維と繊維径５〜２０μｍの極細伸線の金属繊維とが撚り合わされて構成された糸で編組されており、破断時のロープ伸び率が４％以下である。耐熱性合成繊維の重量比率を、最外層部では４０〜８０％、芯部では４０〜１００％とし、残りを金属繊維で構成している。この重量比率にすることで、紡績性を高め、耐熱ロープ全体として剛性があり、耐久性に優れる耐熱ロープとすることができる。耐熱性合成繊維が芳香族ポリアミド系繊維であり、金属繊維がステンレス鋼繊維であると、比較的安価に構成できる。

以下、本発明を具体化した実施例について、下記の表１及び図面に基づいて説明する。なお、実施例で記す材料、構成、数値は例示であって、適宜変更できる。

図２（ａ）に示すように、ガラス板９（例えば調理器用トッププレートやオープンレンジの窓となるガラス板）を強化するための熱処理装置１０は、加熱炉１１と冷却ユニット１３とからなる。加熱炉１１では、ヒーター（図示略）により例えば最高温度６５０〜７００℃となる炉内で、ガラス板９を、多数のセラミック製の搬送用ローラ１２で搬送しながら加熱処理する。冷却ユニット１３では、加熱炉１１から冷却ユニット１３へ連続的に移行するガラス板９を、多数のセラミック製の搬送用ローラ１４で搬送しながら徐々に冷却する。

図２（ｂ）に示すように、本実施例の耐熱ロープ１は、冷却ユニット１３の搬送用ローラ１４に螺旋状に巻き付けて使用されるものである。従って、この巻き付けられた耐熱ロープ１は、冷却の程度に応じて例えば７００℃〜４３０℃のガラス板９に接触する。

そこで、本実施例の耐熱ロープ１は、次の表１及び図１（ａ）に示すように、少なくとも最外層部が、耐熱性合成繊維と繊維径５〜２０μｍの極細伸線の金属繊維とが撚り合わされて構成された糸で編組されており、破断時のロープ伸び率が４％以下であるものとした。耐熱性合成繊維の重量比率を、最外層部では４０〜８０％、芯部では４０〜１００％とし、残りを主に金属繊維で構成している。
より詳しくは、耐熱性合成繊維２としては、芳香族ポリアミド系繊維であるデュポン社の商品名「ケブラー」を用いた。金属繊維３としては、ＳＵＳ３１６Ｌステンレス鋼の極細伸線を用いた。そして、図１（ｂ）に示すように表１の配合の耐熱性合成繊維２（芳香族ポリアミド系繊維）と金属繊維３（ステンレス鋼繊維）とを撚り合せて表１及び図１（ｂ）の紡績糸４を作製し、この紡績糸４を２本撚り合わせて表１の撚糸を作製し、この撚糸５を２５本用いて角編み専用機により表１及び図１（ａ）の角形編組体（耐熱ロープ１）を製造した。

実施例１〜３は、芳香族ポリアミド系繊維とステンレス鋼繊維とを配合した（各例で配合比は異なる）紡績糸よりなる撚糸２５本で芯部及び最外層部の全体を編組したものである。
実施例４は、芳香族ポリアミド系繊維１００％の紡績糸よりなる撚糸１５本で芯部を編組し、芳香族ポリアミド系繊維とステンレス鋼繊維とを配合した紡績糸よりなる撚糸１０本で最外層部を編組したものである。
比較例は、芳香族ポリアミド系繊維１００％の紡績糸よりなる撚糸２５本で芯部及び最外層部の全体を編組したものである。

これら各例の耐熱ロープについて次の各試験を行い、その試験結果を上記の表１の性能欄に示した。
（１）破断時の伸び率：引張試験機にて常温で実施した。
（２）ロープ交換までの平均ライフとガラス板の焦げ付け不良率：図２に示すように冷却ユニット１３の搬送用ローラ１４に各例の耐熱ロープを巻き付け、熱処理装置１０を前記の通り加熱炉から冷却ユニットへ連続的に移行する工程で実動させ、２ケ月間使用したときの平均不良率（熱処理したガラス板の全枚数に対する、ロープにより焦げ付け不良となったガラス板の枚数のパーセンテージ）を調査した。また、ロープ交換が必要になるまでの平均ライフを調査した。
（３）半減期測定法による帯電性：ＪＩＳ Ｌ１０９４に準拠し、温度２０℃、湿度３０％、洗濯回数未処理で、ロープを並列に並べてシート状に固定し、１０ｋＶの電圧を印加した後、耐電圧が１／２に半減するまでの時間を測定した。
（４）ガラス板のゴミ付着率：ガラス板のロープ接触側面に付着した粒状付着物の数量をパーティクルカウンターにより計測し、比較例を１００とした相対比率で算出した。

上記の試験結果から、本発明に係る実施例１〜４の耐熱ロープは下記の効果を有することが確認された。
（１）最外層部が伸線の金属繊維を撚り合わして構成した糸で編組されているため、図３（ａ）に示すように、４３０〜７００℃の適用温度でもガラス板９への焦げ付きがほとんど見られず、比較例と比べて明らかに防止できる。また、比較例と比べ、実際のロープ耐熱温度が約５０℃高くなる。
（２）金属繊維は極細伸線なので、表面の感触も柔らかく取り扱いが容易で、ガラス板に傷を付けるリスクもない。
（３）ロープの寿命が約２倍延びる。ロープは消耗品であるため、生産維持費用が節約でき、産業廃棄物量が低減できる。
（４）摩擦によって発生する静電気をコロナ放電の原理にて、大気放電できるため、作業者の静電気ショックをなくし、ガラス板の静電気に起因する大気からの浮遊ゴミ付着率も大幅に低減できる。

（ａ）は本発明に係る実施例の耐熱ロープを示す斜視図、（ｂ）は同ロープに用いる紡績糸の拡大図である。 （ａ）は同ロープを使用するガラス板の熱処理装置の概略平面図、（ｂ）は同ロープを巻き付けた搬送用ローラの拡大平面図である。 （ａ）は本実施例で熱処理したガラス板の平面図、（ｂ）は従来例で熱処理したガラス板の平面図である。

符号の説明

１ 耐熱ロープ
２ 耐熱性合成繊維
３ 金属繊維
４ 紡績糸
５ 撚糸
９ ガラス板
１０ 熱処理装置
１４ 搬送用ローラ

Claims (4)

1. 熱処理装置でガラス板の搬送に用いられる耐熱ロープであって、少なくとも最外層部が耐熱性合成繊維と伸線による金属繊維とが撚り合わされて構成された糸で編組されており、前記糸における耐熱性合成繊維と金属繊維との重量比率は、最外層部で、耐熱性合成繊維が４０〜８０％、残りが主に金属繊維であり、破断時のロープ伸び率が４％以下であることを特徴とするガラス板搬送用耐熱ロープ。
2. 前記糸における耐熱性合成繊維と金属繊維との重量比率は、芯部で、耐熱性合成繊維が４０〜１００％、残りが主に金属繊維である請求項１記載のガラス板搬送用耐熱ロープ。
3. 前記金属繊維の繊維径が５〜２０μｍである請求項１〜２のいずれか一項に記載のガラス板搬送用耐熱ロープ。
4. 前記耐熱性合成繊維が芳香族ポリアミド系繊維であり、前記金属繊維がステンレス鋼繊維である請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス板搬送用耐熱ロープ。

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