JP6122683B2 - 物品搬送用ローラ - Google Patents
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Description
また、外周面材質を多孔質プラスチック材からなる多重構造とすることによりローラの強度と搬送安定性に関する耐久性を向上できることが開示されている。
しかしながら、このような技術では、外周部分が劣化して脱落が生じたり、摩耗によって搬送力が不充分になったりするという問題があった。
また、特許文献2には、金属製のシャフトの表面に形成された接着層に、熱可塑性エラストマー繊維が植毛によって固着されている構成とすることで、少ない荷重で物品との密着を高め、熱可塑性エラストマー繊維が、耐摩耗性、反発弾性に優れ、摩擦係数が高く、十分な搬送力を得ることができることが開示されている。
しかしながら、このようなローラは、グリップ力が低く、搬送力が低いという問題があった。また、植毛が脱落しやすく異物になるという問題もあった。
なお、図1では、芯体層2は軸芯1と別となっているが、芯体層2が軸芯と一体となったものでもよい。
上記芯体層を有することで軸芯の回転を確実に表面層に伝達することが可能であり、優れた物品搬送力を発揮することができるものとなる。
更に、外周面の円周方向に溝が形成されていてもよい(図5参照)。なお、上記溝は軸方向に形成されていてもよい。
加えて、芯体層に中空体を用いる場合には、芯体層の内部から表層への貫通孔を設けることにより、粉状付着物をクリーニングするためのエアー流路又は液流路とすることもできる。
上記表面層を構成する編物としては、熱可塑性エラストマーからなる弾性フィラメントを有するものが好ましい。
熱可塑性エラストマーからなる弾性フィラメントを有することで、ローラ表面の静摩擦係数を0.4以上とすることができる。上記静摩擦係数を0.4以上とすることで、高い物品搬送力が求められる用途にも好適に用いることができる。より好ましくは0.5以上である。
また、上記熱可塑性エラストマーからなる弾性フィラメントの存在位置によって静摩擦係数を所望の範囲にすることもできる。例えば、上記熱可塑性エラストマーからなる弾性フィラメントをローラ最外層に表出させることで、ローラ表面の静摩擦係数を0.5以上とすることができる。また、上記熱可塑性エラストマーからなる弾性フィラメントをローラ最外層に表出させないことで、ローラ表面の静摩擦係数を0.25〜0.39とすることもできる。搬送物が物品搬送ローラに巻きつきやすい状況では静摩擦係数0.25〜0.39の物品搬送ローラを少なくとも一部に使用することが好ましい。
上記ポリウレタン系エラストマーは、JIS K 7206に規定されるビカット軟化温度(軟化点)、又は、示差走査熱量計(DSC)を用いて昇温速度10℃/分で測定される融解ピーク温度で定義される融点が、100℃〜210℃であることが好ましい。
上記軟化点又は融点が上記範囲内であることで、芯体層と表面層とを加熱によって融着又は合着させることができ、搬送ローラを繰り返し使用する場合における芯体層と表面層とのズレや捩れを抑制することができる。
上記軟化点又は融点が100℃未満であると、繰り返し使用するにつれて、物品搬送力が低下することがある。210℃を超えると、芯体層と表面層とのズレや捩れの抑制効果が不充分になったり、過度の加熱によってポリウレタン系エラストマーの物性低下を引き起こしたりすることがある。
上記ポリエーテル系ポリウレタンエラストマーは、ソフトセグメントがポリエーテルからなるポリウレタンエラストマーである。上記ポリエーテルとしては、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)等が挙げられる。
上記弾性フィラメントの断面形状としては、例えば、円形(真円、楕円等)、非円形(ラグビーボール形状、タマゴ形状等の扁平形状、三角形状、Y字形状、W字形状、M字形状、十字形状、多角形状、かまぼこ形状等)のほか、上記円形又は非円形を複合した形状等のものを用いることができる。なかでも、円形又は円形を複数合わせた形状が、粉状付着物の堆積の成長を抑制できることから好ましい。
上記緯編物としては、平編(天竺編みとも言う)やゴム編(リブ編とも言う)、パール編(リンクス編とも言う)の中から選択される組織からなるものが好ましい。また、上記組織の変化組織を採用し、伸縮を規制する方向や繊維密度をコントロールすることもできる。このような緯編物としては、例えば、あぜ編、スムース、かの子、テレコ、メッシュのような緯編物が挙げられる。また、上記各種組織を実現する上で、ニット、タック、ミス(ウェルト)、目移し、インレイ(挿入)等の各操作を適宜組み合わせて利用することができる。
上記経編物としてはデンビー編、アトラス編、コード編、クサリ編のいずれかから選択される編み組織を採用することができ、好ましくは、ダブルラッセル機が良く、シームレスでの筒状編物を得ることができる。
上記編組物としては4打ち以上の丸組物が好ましく用いることができる。
また、上記各開口部の周縁を形成する編成ループは、ローラ周方向に連続した繊維糸条からなることが好ましい。これにより、表面層への粉状付着物の堆積を抑制することができる。このメカニズムは明らかではないが、ローラの回転動作により繊維糸条を通じて粉状付着物をふるい落とす振動が生じ、ローラ長手方向の特定箇所に付着物が堆積しにくくなっているのではないかと考えられる。また、弾性フィラメントの元の形状と物品搬送時における圧縮された形状との形状変移の際に粉状付着物がふるい落とされることも堆積しにくい理由として考えられる。
なかでも、ナイロンやポリエステル等の高強力繊維が好ましい。上記ナイロンは強度が高く、耐摩耗性、耐疲労性、耐衝撃性に優れる。上記ポリエステルは湿度影響による物性変化を生じにくく形態安定性、強力に優れる。
上記他のフィラメントは、JIS L 1013 熱水収縮率(フィラメント収縮率B法)に規定される熱水収縮率が3%以上であることが好ましい。
上記熱水収縮率が3%以上であることで、芯体層の熱収縮カバーのように用いることができ、被覆後の加熱処理によって表面層と芯体層との固定が確実なものとなりやすく、物品搬送ローラの耐久性が向上する。また、上記芯体層が図2〜5に示すような複雑形状である場合の形状適応性も良好なものとすることができる。
上記カバードヤーンはSCY、DCYいずれであってもよい。上記DCYを用いる場合、下巻き糸として熱可塑性エラストマー以外の糸条を用いてもよい。また、芯糸に短繊維を含む紡績糸をフィラメントに代えて、あるいは併用して用いることもできる。つまり最外層が短繊維を含まないフィラメントであればよい。上記カバードヤーンに用いられるフィラメントは、モノフィラメントでもマルチフィラメントでもよい。
上記DCYを用いる場合、下巻き糸と上巻き糸との巻き方向を逆にすることが好ましい。これにより、編物の捩れを低減し、より均一性の高い表面層とすることができる。
上記巻き数が100回/m未満であると、物品搬送力が低下することがあり、3000回/mを超えると、カバードヤーンを編物とする場合の生産性が低下する傾向がある。より好ましい下限は200回/m、更に好ましい下限は300回/mである。また、より好ましい上限は2500回/m、更に好ましい上限は2000回/mである。
上記接着性を向上させるための処理としては、例えば、カップリング剤や接着剤を塗布したり、芯体層の形状にあわせた溝加工等を行ったりする方法が用いられる。
上記表面層を構成する編物を作製する方法としては、公知の方法が用いることができ、例えば、編機や編組機を用いて編成することができる。なお、編成した後に型セットによる形態安定化処理を施したり、拡張セットによる形態記憶処理を施したりしてもよい。拡張セットを加熱下で行うことにより表面層を構成する編物を収縮カバーとして機能させることができる。また、芯体層へ被覆した後、加熱処理を行うことで、更に良好な被覆を行うことが可能である。
また、別途製造した表面層を構成する編物を被覆した後、更に、加熱処理や、各種コーティング等の物理処理や化学処理を行ってもよい。特に加熱処理を行うことにより、芯体層と表面層の合着が確実なものとでき、物品搬送ローラの搬送力及び耐久性を向上することができる。特に、上記表面層と、芯体層とは、溶着又は合着していることが好ましい。これにより、表面層の耐久性が向上する。
また、本発明の物品搬送用ローラの搬送対象物はシート材に限定されず、直列に並べコロのように用いて大きな底面積を有する重量物品を直接載置して搬送することもできる。この場合、表面層を有することでグリップ性と耐衝撃性を備え、物品に衝撃を与えず効率的に搬送することが可能である。また、複数の芯体層が重量物品を効率的に支え、かつ表面層が編物であることで物品との接触面積を小さくすることができ、搬送力を発揮しつつ搬送物品へのダメージを最小化し保護することができる。
丸編み機を用いて、DCYの編糸を平編みすることで、内径22mmφ、厚み平均0.65mmの表面層用丸編地を得た。得られた表面層用丸編地は、1ループあたりの開口面積が平均3mm2であった。
なお、編糸としては、芯糸としてナイロンモノフィラメント(ナイロン6、245dtex、熱水収縮率10%)、巻き糸として熱可塑性ポリウレタンエラストマーフィラメント糸(ポリエーテル系ポリウレタン、融点118℃)のベア糸(110dtex)を用い、下巻きをS方向に500回/m、上巻きをZ方向に400回/mでカバリングしたDCYを用いた。
得られた表面層用丸編地を80℃の精練液(精練剤2mL/L、苛性ソーダ2g/L水溶液)中で精練した後、外径25.4mmφの芯体(円柱形状、SUS304製)に被覆し、125℃のスチームセットを行うことで、表面層と芯体層からなる物品搬送用ローラを得た。得られた物品搬送用ローラの表面層と芯体層の界面について、目視で確認したところ、熱可塑性ポリウレタン糸が軟化した後に再固化されており、表面層が芯体層の表面に密着するように、表面層と芯体層とが合着していた。
編糸として、熱可塑性ポリウレタンエラストマーフィラメント糸(ポリエーテル系ポリウレタン、融点118℃)のベア糸(110dtex)を3本引きそろえたものを用いた以外は実施例1と同様して物品搬送用ローラを得た。
なお、得られた表面層用丸編地は、1ループあたりの開口面積は約2mm2であった。
また、得られた物品搬送用ローラは、熱可塑性ポリウレタン糸が軟化した後に再固化されており、表面層が芯体層の表面に密着するように、表面層と芯体層とが合着していた。
編糸として、ナイロンモノフィラメント(ナイロン6、245dtex、熱水収縮率7%)と熱可塑性ポリウレタンエラストマーフィラメント糸(ポリエーテル系ポリウレタン、融点118℃)のベア糸(110dtex)を用い、表側にナイロンモノフィラメント、裏側に熱可塑性ポリウレタン糸が表出するようにプレーティング編みを行うことで、表面層用丸編地を作製した以外は実施例1と同様にして物品搬送用ローラを得た。なお、得られた表面層用丸編地の1ループあたりの開口面積は平均3mm2であった。
また、得られた物品搬送用ローラは、熱可塑性ポリウレタン糸が軟化した後に再固化されており、表面層が芯体層の表面に密着するように、表面層と芯体層とが合着していた。
編糸として、ナイロンモノフィラメント(ナイロン6、245dtex、熱水収縮率4%)と熱可塑性ポリウレタンエラストマーフィラメント糸(ポリエーテル系ポリウレタン、融点118℃)のベア糸(110dtex)を用い、表側に熱可塑性ポリウレタン糸、裏側にナイロンモノフィラメントが表出するようにプレーティング編みを行うことで、表面層用丸編地を作製した以外は実施例1と同様にして物品搬送用ローラを得た。なお、得られた表面層用丸編地の1ループあたりの開口面積は平均3mm2であった。
また、得られた物品搬送用ローラは、熱可塑性ポリウレタン糸が軟化した後に再固化されており、表面層と芯体層の表面との密着性が向上し、表面層と芯体層とが合着していた。
実施例1において、125℃のスチームセットを行わなかった以外は実施例1と同様にして物品搬送用ローラを得た。なお、得られた物品搬送用ローラは、表面層と芯体層とが合着していなかった。
参考例2において、125℃のスチームセットを行わなかった以外は参考例2と同様にして物品搬送用ローラを得た。なお、得られた物品搬送用ローラは、表面層と芯体層とが合着していなかった。
実施例3において、125℃のスチームセットを行わなかった以外は実施例3と同様にして物品搬送用ローラを得た。なお、得られた物品搬送用ローラは、表面層と芯体層とが合着していなかった。
実施例1において、外径25.4mmφの芯体(円柱形状、SUS304製)に代えて、図2に示すような芯体(テーパークラウン形状、24.9〜25.4mmφのテーパー、SUS304製)を用いた以外は実施例1と同様にして物品搬送用ローラを得た。得られた物品搬送用ローラは、熱可塑性ポリウレタン糸が軟化した後に再固化されており、表面層が芯体層の表面に密着するように、表面層と芯体層とが合着していた。
編糸として、ナイロンモノフィラメント(ナイロン6、245dtex、熱水収縮率10%)を用いた以外は実施例1と同様にして物品搬送用ローラを得た。なお、得られた表面層用丸編地の1ループあたりの開口面積は平均3mm2であった。
また、得られた物品搬送用ローラは、表面層と芯体層とが合着していなかった。
外径25mmφ、内径15mmφのゴムチューブ(EPDM製)を外径15.4mmφの芯体(円柱形状、SUS304製)に接着剤を介して被覆し、外径25.5mmφの物品搬送用ローラ(ゴムローラ)を得た。
実施例、参考例及び比較例で得られた物品搬送用ローラについて、以下の方法により評価を行った。結果を表1に示した。
得られた物品搬送用ローラの表面層を5×10cmにカットした試料を、外側面(おもて面)を上にして、水平のステージの上にたるみのない状態で固定し、アルミからなる重り(縦50mm×横22mm×高さ19mm、57.2g)を載置した後、ステージを傾けていき、重りの滑り始めの角度θを読み取り、tanθを静摩擦係数とした。
(2−1)静摩擦係数測定(通紙試験後)
得られた物品搬送用ローラを印刷機に実装し、A4サイズ縦(短辺を搬送方向とする)の用紙を1000K(1000×1000)枚通紙する通紙試験を行った後、上述した「(1)静摩擦係数測定」を行い、静摩擦係数(通紙試験後)を測定した。
測定した静摩擦係数に対する静摩擦係数(通紙試験後)の比を算出し、以下の基準で耐久性評価を行った。
○:静摩擦係数(通紙試験後)/静摩擦係数(通紙試験前)が0.95以上
△:静摩擦係数(通紙試験後)/静摩擦係数(通紙試験前)が0.60以上0.95未満
×:静摩擦係数(通紙試験後)/静摩擦係数(通紙試験前)が0.60未満
得られた物品搬送用ローラを印刷機に実装し、A4サイズ縦(短辺を搬送方向とする)の用紙を1000K(1000×1000)枚通紙する通紙試験を行った。通紙試験後の物品搬送用ローラ表面における紙粉の付着状態を、マイクロスコープを用いて2.5mm×2.5mmの区画内を確認し、以下の基準で評価した。
○:ローラ表面の最凸部に紙粉、オリゴマーの付着がない
△:ローラ表面の最凸部に紙粉、オリゴマーの付着が10点未満である
×:ローラ表面の最凸部に紙粉、オリゴマーの付着が10点以上である
紙粉付着評価における1000K通紙試験後に表面層編地端部のほつれ(端部の繊維方向の乱れ具合)を目視確認し、以下の基準で評価した。
◎:傷みが認められない
○:やや傷みが認められる(部品交換目安の良品限度と同等かより良好)
△:傷みが認められる(部品交換目安の不良限度同等)
×:傷みが激しい(部品交換目安の不良限度を超える)
紙粉付着評価における1000K通紙試験後に表面層編地端部の表面層と芯体層とのズレを目視確認し、以下の基準で評価した。
◎:剥離、位置ズレが認められない
○:一部剥離があるが位置ズレは認められない
△:2mm以下の位置ズレが認められる
×:2mmを超える位置ズレが認められる
実施例、参考例及び比較例で得られた表面層用編地について、ローラ芯体への冠挿被覆に要する時間を計測し、表面層用編地の取扱い性を以下の基準で評価した。
◎:20秒以内
○:20秒を超え30秒以内
△:30秒を超え50秒以内
×:50秒を超える
2:芯体層
3:表面層
10:物品搬送用ローラ
Claims (7)
- 芯体層と、表面層とを有する物品搬送用ローラであって、
前記表面層は、熱可塑性エラストマーからなる弾性フィラメントを含む編物で構成され、
プレーティング編構造又はリバーシブル編構造からなる熱可塑性エラストマー弾性フィラメント層を有し、
前記表面層と前記芯体層とが、溶着又は合着している
ことを特徴とする物品搬送用ローラ。 - 芯体層と、表面層とを有する物品搬送用ローラであって、
前記表面層は、熱可塑性エラストマーからなる弾性フィラメントと、熱可塑性エラストマーからなる弾性フィラメント以外の他のフィラメントを含む編物で構成され、
前記編物は、前記他のフィラメントを芯糸とし、前記熱可塑性エラストマーからなる弾性フィラメントを巻糸とするカバードヤーンからなり、
前記表面層と前記芯体層とが、溶着又は合着している
ことを特徴とする物品搬送用ローラ。 - 表面層を構成する編物は、更に、熱可塑性エラストマーからなる弾性フィラメント以外の他のフィラメントを有することを特徴とする請求項1記載の物品搬送用ローラ。
- 表面層を構成する編物は、他のフィラメントを芯糸とし、熱可塑性エラストマーからなる弾性フィラメントを巻糸とするカバードヤーンからなることを特徴とする請求項3記載の物品搬送用ローラ。
- 熱可塑性エラストマーからなる弾性フィラメントと、他のフィラメントとが、溶着又は合着していることを特徴とすることを特徴とする請求項2、3又は4記載の物品搬送用ローラ。
- 熱可塑性エラストマーからなる弾性フィラメントは、ポリウレタン系エラストマーを含有することを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の物品搬送用ローラ。
- 他のフィラメントは、モノフィラメントであることを特徴とする請求項2、3、4、5又は6記載の物品搬送用ローラ。
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