JP7176408B2

JP7176408B2 - コンベヤベルト

Info

Publication number: JP7176408B2
Application number: JP2018245635A
Authority: JP
Inventors: 裕輔石橋
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2022-11-22
Anticipated expiration: 2038-12-27
Also published as: US20220041378A1; DE112019006479T5; CN113226954B; CN113226954A; AU2019412870A1; AU2019412870C1; WO2020137048A1; JP2020104980A; US11273987B2; CA3124662C; CA3124662A1; AU2019412870B2

Description

本発明は、コンベヤベルトに関する。

従来、鉱山や採石場、土木建築現場などにおいて、石炭や鉱石、土砂などの被搬送物を運搬するためのベルトコンベヤ装置が広く用いられている。
例えば、下記特許文献１は、未加硫ゴム成形体を、コンベヤベルトの搬送面および非搬送面にそれぞれ対応する各面に織物を積層して上下一対の熱盤でプレスし、織物の織目模様を各面に転写して、加硫後形成されたコンベヤベルトから織物を剥離することにより、優れた外観を実現しながら、使用環境に左右されない走行安定性を有し、かつ曲げ変形に対して優れた耐久性を有するコンベヤベルトを製造するとしている。
下記特許文献１では、コンベヤベルトの表面粗さを１μｍ～１５μｍ、より好ましくは１μｍ～７μｍとすることが記載されている。

特開２０１０－１９５５８６号公報

コンベヤベルトを初めとするゴム製品では、製品が製造されてから使用されるまでの保管期間中に、表面にブルームと呼ばれる現象が発生する場合がある。ブルームは、ゴムの劣化を防ぐために配合されたワックスや老化防止剤がゴム表面に浮き出る現象であり、ゴムの性能には影響はないものの、製品の外観を悪化させる要因となる。すなわち、コンベヤベルトに外観不良が生じると、実際は新品であり性能には全く問題がない製品が、性能が劣化した製品であると認識される可能性がある。
上記先行文献には、ベルト表面に生じた凹凸やクラックなどに起因する外見不良については言及されているものの、ブルームについては検討されておらず、改善の余地がある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、ブルームに起因する外観不良が生じにくいコンベヤベルトを提供することにある。

上述の目的を達成するため、請求項１の発明にかかるコンベヤベルトは、ベルト芯体をカバーゴムで被覆したコンベヤベルトであって、前記カバーゴムは、表面の少なくとも一部に微細凹凸構造が形成されており、当該微細凹凸構造によって、表面粗さが１μｍ以上１２μｍ以下、かつ尖り度が２以上９以下、かつ入射角６０°における表面光沢度が０．１以上１０以下に形成されている、ことを特徴とする。
請求項２の発明にかかるコンベヤベルトは、前記カバーゴムは、前記微細凹凸構造により、前記表面粗さが２μｍ以上５μｍ以下、かつ尖り度が３以上５以下、かつ入射角６０°における表面光沢度が０．１以上３以下に形成されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、コンベヤベルトの表面に形成された微細凹凸構造によって光の乱反射が生じ、コンベヤベルトの表面上の色差が認識しづらくなる。このため、加硫直後から保管期間に渡ってコンベヤベルト表面で発生するブルームが目立ちにくくなり、コンベヤベルトの外観を良好に維持する上で有利となる。また、コンベヤベルトの表面に微細凹凸構造が形成されているため、コンベヤベルトの使用に伴って生じる傷も目立ちにくく、使用開始後もコンベヤベルトの外観を良好に維持する上で有利となる。また、微細凹凸構造によりコンベヤベルト加硫時における離型性が向上するので、コンベヤベルトの生産性を向上させる上で有利となる。

実施の形態にかかるコンベヤベルト１０の構成を示す説明図である。コンベヤベルト１０の製造方法を模式的に示す説明図である。表面特性が異なるコンベヤベルトの評価結果を示す表である。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかるコンベヤベルトの好適な実施の形態を詳細に説明する。
図１は、実施の形態にかかるコンベヤベルト１０の構成を示す説明図であり、図１Ａはコンベヤベルト１０の使用状態を示す斜視図、図１Ｂはコンベヤベルト１０のＡ－Ａ断面図である。
コンベヤベルト１０は、駆動ローラ２２、従動ローラ２４、それに巻装されたコンベヤベルト１０を含んで構成されるベルトコンベヤシステム２０で用いられる。
ベルトコンベヤシステム２０は、コンベヤベルト１０上に搬送物品を積載するとともに、駆動ローラ２２および従動ローラ２４によりコンベヤベルト１０を矢印方向に移動させることによって、搬送物品を移動させる。
図１Ｂに示すように、コンベヤベルト１０は、複数の帆布が積層されたベルト芯体１４と、ベルト芯体１４を覆うカバーゴム１２を含んで構成されている。ベルト芯体１４を構成する帆布としては、ナイロン繊維やポリエステル繊維、アラミド繊維などの有機繊維を含み従来公知の様々な材料が使用可能である。

カバーゴム１２は、耳ゴム層１２０２、上面カバーゴム層１２０４、下面カバーゴム層１２０６を含んで構成されている。
耳ゴム層１２０２は、ベルト芯体１４の幅方向の両側に配置されている。
耳ゴム層１２０２は、ベルト芯体１４を含んだコンベヤベルト１０の幅方向の両側を保護する部分である。
上面カバーゴム層１２０４と下面カバーゴム層１２０６とは、それらベルト芯体１４および耳ゴム層１２０２を覆い挟持している。
上面カバーゴム層１２０４は、搬送物品が積載され搬送物品を搬送する部分であり、下面カバーゴム層１２０６はコンベヤベルト１０を支持するローラ（駆動ローラ２２、従動ローラ２４）と接触する部分である。
それらカバーゴム１２（耳ゴム層１２０２、上面カバーゴム層１２０４、下面カバーゴム層１２０６）およびベルト芯体１４は、それぞれ一定の幅をもって延在しコンベヤベルト１０が構成されている。

ここで、本発明者は、鋭意研究の結果、カバーゴム１２の表面に微細凹凸構造を形成し、表面特性を下記の範囲内とすることにより、保管期間中に発生するブルームが目立ちにくくなることを発見した。
すなわち、カバーゴム１２は、表面の少なくとも一部に微細凹凸構造が形成されており、当該微細凹凸構造によって、表面粗さが１μｍ以上１２μｍ以下、かつ尖り度が２以上９以下、かつ入射角６０°における表面光沢度が０．１以上１０以下に形成されている。より好ましくは、カバーゴム１２は、微細凹凸構造により、表面粗さが２μｍ以上５μｍ以下、かつ尖り度が３以上５以下、かつ入射角６０°における表面光沢度が０．１以上３以下に形成されているとよい。

カバーゴム１２の表面の少なくとも一部とは、例えば上面カバーゴム層１２０４の表面（ベルト芯体１４と反対側の面）のみ、下面カバーゴム層１２０６の表面のみ、耳ゴム層１２０２の表面のみ、上面カバーゴム層１２０４および耳ゴム層１２０２の表面のみ、などを意味するが、カバーゴム１２の表面全て（すなわち上面カバーゴム層１２０４、下面カバーゴム層１２０６および耳ゴム層１２０２の表面）に微細凹凸構造を形成することも無論含んでいる。

表面粗さＲａとは、ＪＩＳＢ０６０１：２００１に規定される算術平均粗さであり、面の状態を平均化して評価することができるパラメータである。本実施の形態では、カバーゴム表面の表面粗さを、キーエンス（ＫＥＹＥＮＣＥ）社製レーザ顕微鏡ＶＫ－Ｘ１５０で測定した。
尖り度（クルトシス）Ｒｋｕとは、ＪＩＳＢ０６０１：２００１に規定された輪郭曲線の確率密度関数のとがり（鋭さ）の度合を示す数値である。本実施の形態では、カバーゴム表面の尖り度を、キーエンス（ＫＥＹＥＮＣＥ）社製レーザ顕微鏡ＶＫ－Ｘ１５０で測定した。
鏡面光沢度Ｇｓは、入射角θが規定された入射光に対して、試料面からの鏡面反射光束φsを測定したものであり、その測定方法はＪＩＳＺ８７４１：１９９７に規定されている。本実施の形態では、入射角６０°における鏡面光沢度（方法３：Ｇｓ（６０°））を、エリクセン（ＥＲＩＣＨＳＥＮ）社製ピコグロス５００ＭＣを用いて測定した。

図２は、コンベヤベルト１０の製造方法を模式的に示す説明図である。
コンベヤベルト１０は、未加硫のカバーゴム１２とベルト芯体１４とを一体に積層した後、加硫処理を行う。コンベヤベルト１０の加硫処理は、熱した厚板３０をカバーゴム１２の上下（上面カバーゴム層１２０４および下面カバーゴム層１２０６の表面）から押し当てることにより熱と圧力を加えることによって行う。
この時、厚板３０とカバーゴム１２との間に、表面に微細凹凸構造を形成した金属板３２（例えば厚さ１０ｍｍ程度）を挟み、カバーゴム１２の表面に微細凹凸構造を転写する。金属板３２は、少なくともカバーゴム１２と接する側の面にブラスト処理により微細凹凸構造が形成されている。
すなわち、本実施の形態では、コンベヤベルト１０を製造するに際して、カバーゴム１２の加硫時に、ブラスト処理により表面に微細凹凸形状を形成した金属板３２をカバーゴム１２の表面の少なくとも一部に当接させ、微細凹凸形状を転写することにより、カバーゴム１２の表面の表面粗さ、尖り度および表面光沢度を調製する。

なお、図２ではカバーゴム１２の上下方向から金属板３２および厚板３０を押し当てているが、耳ゴム層１２０２に微細凹凸形状を形成する場合には、カバーゴム１２の側方から耳ゴム層１２０２の表面に金属板３２および厚板３０を押し当てる。

また、カバーゴム１２の表面特性の調製方法は、上記に限らず、例えば厚板３０の表面に微細凹凸形状を形成して転写してもよいし、金属板３２に代えて表面に微細凹凸構造を形成した樹脂製シートを用いてもよい。また、金属板３２に代えて表面が微細凹凸構造となっている織物や編物などを用いてもよい。

一方で、金属板３２には、材料自体が持つ耐熱性の高さ、表面エネルギーが小さいことによる離型性の良さ、ブラスト処理による加工のし易さ、繰り返し使用による微細凹凸構造が劣化した際の交換の容易性、再度ブラスト処理を行うことにより再利用可能である、などの特徴があり、本実施の形態のように金属板３２を用いて微細凹凸構造を転写するのが、特に好ましい。

（実施例）
以下、本発明にかかるコンベヤベルトの実施例について説明する。
図３は、表面特性が異なるコンベヤベルトの評価結果を示す表である。
本実施例では、表面粗さ、尖り度および入射角６０°における表面光沢度が異なるコンベヤベルトについて、加硫終了時における金属板３２との離型性（以下、単に「離型性」という）、加硫直後における表面の目視状態、加硫から６か月間屋内に放置後における表面の目視状態について、それぞれ評価した。

なお、目視状態の評価結果を示す記号の意味は以下である。
〇：全体的に均一な光沢があり、部分的な曇りが見られない。
△：わずかに部分的な白い曇りが見えるが、外観上問題がないレベル。
×：部分的な白い曇りが多数箇所に見られ、外観上問題がある。
××：全体に渡り白い曇りが発生し、外観上問題がある。
評価基準としては、〇および△を合格とし、×および××を不合格とした。
なお、上記「白い曇り」はブルームが視認されたものである。

図３に示す表において、本発明にかかるコンベヤベルトの表面特性の数値範囲、すなわち表面粗さが１以上１２以下、尖り度が２以上９以下、入射角６０°における表面光沢度が０．１以上１０以下、に適合していないパラメータを網掛けで示している。
また、評価項目については、不合格となるものを網掛けで示している。

比較例１は、表面粗さを１４μｍ、尖り度を１０、表面光沢度を０．０５に形成したコンベヤベルトである。比較例１では、離型性は良好であるものの、加硫直後の目視状態は×、６か月放置後の目視状態は××であった。
比較例２は、表面粗さを０．５μｍ、尖り度を１、表面光沢度を１１に形成したコンベヤベルトである。比較例２では、離型時の密着が酷く、また加硫直後の目視状態は×、６か月放置後の目視状態は××であった。
比較例３は、表面粗さを６μｍ、尖り度を１、表面光沢度を８に形成したコンベヤベルトである。比較例３では、離型時に密着があった。また、加硫直後の目視状態は〇であったが、６か月放置後の目視状態は×となった。

つぎに、実施例として、上記数値範囲に適合するコンベヤベルトについて検討する。
実施例１は、表面粗さを１μｍ、尖り度を２、表面光沢度を０．１に形成したコンベヤベルトである。実施例１では、離型性に問題はなく、加硫直後の目視状態は〇、６か月放置後の目視状態も〇であった。
実施例２は、表面粗さを２μｍ、尖り度を３、表面光沢度を０．１に形成したコンベヤベルトである。実施例２では、離型性は良好であり、また加硫直後の目視状態は〇、６か月放置後の目視状態も〇であった。
実施例３は、表面粗さを５μｍ、尖り度を５、表面光沢度を３に形成したコンベヤベルトである。実施例４では、離型性は良好であり、また加硫直後の目視状態は〇、６か月放置後の目視状態も〇であった。
実施例４は、表面粗さを１２μｍ、尖り度を９、表面光沢度を１０に形成したコンベヤベルトである。実施例４では、離型性に問題はなく、加硫直後の目視状態は〇、６か月放置後の目視状態は△であった。

これら比較例および実施例を検討すると、離型性については、比較例２に代表されるように、表面粗さおよび尖り度が小さく（高さ分布がつぶれている）、表面光沢度が高いと、離型時に金属板とコンベヤベルト表面間に空気が入りにくく、密着性が高くなり離型性が低下するものと考えられる。離型性が低いと、離型に時間がかかり生産性悪化の原因となるので好ましくない。

また、目視状態については、表面粗さおよび尖り度が大きく、表面光沢度が低いと、コンベヤベルト表面に白い曇りが見えるため、外観不良となる。特に、加硫後６か月経過後においては、ブルームの発生により曇りの発生領域が増大している。
一方で、本発明にかかるコンベヤベルトの数値範囲に適合したものは、加硫後６か月経過しても良好な外観が保たれた。

すなわち、カバーゴムの表面粗さが１μｍ以上１２μｍ以下、かつ尖り度が２以上９以下、かつ入射角６０°における表面光沢度が０．１以上１０以下に形成されたコンベヤベルトは、離型性に問題がなく、かつ外観に関しても加硫直後から６か月放置後に渡って外観上問題がないレベル以上に保たれた。
特に、表面粗さが２μｍ以上５μｍ以下、かつ尖り度が３以上５以下、かつ入射角６０°における表面光沢度が０．１以上３以下に形成されたコンベヤベルトは、離型性が良好であり、かつ外観に関しても加硫直後から６か月放置後に渡って良好に保たれた。

以上説明したように、本発明にかかるコンベヤベルトによれば、コンベヤベルト（カバーゴム）の表面に表面特性が上記の範囲内にある微細凹凸構造を形成することによって光の乱反射が生じ、コンベヤベルトの表面上の色差が認識しづらくなる。このため、加硫直後から保管期間に渡ってコンベヤベルトの表面で発生するブルームが目立ちにくくなり、コンベヤベルトの外観を良好に維持する上で有利となる。
また、この微細凹凸構造により、コンベヤベルトの使用に伴って生じる傷も目立ちにくく、使用開始後もコンベヤベルトの外観を良好に維持する上で有利となる。
また、微細凹凸構造によりコンベヤベルト加硫時における離型性が向上するので、コンベヤベルトの生産性を向上させる上で有利となる。

１０コンベヤベルト
１２カバーゴム
１２０２耳ゴム層
１２０４上面カバーゴム層
１２０６下面カバーゴム層
１４ベルト芯体
２０ベルトコンベヤシステム

Claims

ベルト芯体をカバーゴムで被覆したコンベヤベルトであって、
前記カバーゴムは、表面の少なくとも一部に微細凹凸構造が形成されており、当該微細凹凸構造によって、表面粗さが１μｍ以上１２μｍ以下、かつ尖り度が２以上９以下、かつ入射角６０°における表面光沢度が０．１以上１０以下に形成されている、
ことを特徴とするコンベヤベルト。
前記カバーゴムは、前記微細凹凸構造により、前記表面粗さが２μｍ以上５μｍ以下、かつ尖り度が３以上５以下、かつ入射角６０°における表面光沢度が０．１以上３以下に形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のコンベヤベルト。