(57)【要約】【課題】抗菌性と耐久性を備えた抗菌性ベルト及びその製造方法を提供する。【解決手段】抗菌性ベルトの製造方法は、表層部が軟化状態にある熱可塑性樹脂製のベルト素材の表面に、光触媒を含む溶射材を溶射する。抗菌性ベルトは、熱可塑性ポリウレタンを主成分とする表面カバー層を有するベルト素材と、ベルト素材の表面カバー層側の少なくとも一部の表面に被覆される、光触媒を含む抗菌材とを備え、熱可塑性ポリウレタンは、１７０〜１８５℃の範囲内における溶融粘度が５００００Ｐａ・ｓ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表層部が軟化状態にある熱可塑性樹脂製のベルト素材の表面に、光触媒を含む溶射材を溶射することを特徴とする抗菌性ベルトの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の抗菌性ベルトの製造方法において、前記溶射材には更に抗菌性金属が含まれることを特徴とする抗菌性ベルトの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の抗菌性ベルトの製造方法において、軟化状態にある前記ベルト素材の表層部の温度は、該表層部を形成する熱可塑性樹脂の軟化温度以上かつ２２０℃以下の範囲内であることを特徴とする抗菌性ベルトの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の抗菌性ベルトの製造方法において、溶射時の前記溶射材の噴出速度は８００〜２０００ｍ／秒の範囲内であることを特徴とする抗菌性ベルトの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の抗菌性ベルトの製造方法において、前記溶射材は粉状物であることを特徴とする抗菌性ベルトの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の抗菌性ベルトの製造方法において、前記粉状物の粒径は０．００１〜１５０μｍの範囲内であることを特徴とする抗菌性ベルトの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の抗菌性ベルトの製造方法において、前記溶射材はスラリーであることを特徴とする抗菌性ベルトの製造方法。
【請求項８】
熱可塑性ポリウレタンを主成分とする表面カバー層を有するベルト素材と、該ベルト素材の表面カバー層側の少なくとも一部の表面に被覆される、光触媒を含む抗菌材とを備える抗菌性ベルトであって、
前記熱可塑性ポリウレタンは、１７０〜１８５℃の範囲内における溶融粘度が５００００Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする抗菌性ベルト。
【請求項９】
請求項８記載の抗菌性ベルトにおいて、前記抗菌材には更に抗菌性金属が含まれることを特徴とする抗菌性ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、食品用コンベアの搬送ベルト、エスカレータや動く歩道の手摺ベルト等に使用可能な抗菌性ベルト及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、食品の搬送工程や製造工程においては、ベルトを備えた食品用コンベアが用いられている。このベルトには、ベルトで搬送される食品に人体に有害な細菌類等が付着しないように、また、この細菌類等が増殖しないようにするため、例えば、ベルトを次亜塩素酸ソーダ水溶液等の消毒液により洗浄する方法や、食品が食肉等の場合はベルト表面をふき取って菌の付着量をモニタリングする方法等を用いて衛生管理を行っている。
しかし、消毒液によるベルトの洗浄は、一日の作業が終了する毎に行っており、菌の付着量のモニタリングは、所定の時間毎に行っているため、作業性が悪かった。
【０００３】
そこで、作業の頻度を低減するため、例えば、以下に示すベルトが提案されている。
特許文献１には、ベルト本体の上に固着された抗菌部材に凹凸部を形成し、その凹部面に酸化チタンなどの光触媒半導体が混入したゾル液を吹付けて付着させ、乾燥させた後に焼付けを行うことにより、表層部に光触媒機能層が形成されたベルト（防汚抗菌性ベルト）が開示されている。
特許文献２には、抗菌防かび剤組成物を含有させたベルト（食品搬送用樹脂ベルト）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１５１４５３号公報
【特許文献２】特開平１０−２５０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来のベルトには、未だ解決すべき以下のような問題があった。
特許文献１に開示のベルトは、凹凸部が形成された抗菌部材の凹部面にゾル液を吹付けて付着させるため、形成される光触媒機能層と抗菌部材との密着強度を十分に高めることができず、光触媒機能層の剥がれが発生し易かった。また、抗菌部材に凹凸部を形成するため、この凹部内に菌が付着し残存するおそれもある。
特許文献２に開示のベルトは、樹脂に抗菌防かび剤組成物を含有させて製造するため、抗菌防かび剤組成物が樹脂の内部に埋まり易く、抗菌防かび剤組成物の機能が有効に働かないおそれがある。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、抗菌性と耐久性を備えた抗菌性ベルト及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的に沿う第１の発明に係る抗菌性ベルトの製造方法は、表層部が軟化状態にある熱可塑性樹脂製のベルト素材の表面に、光触媒を含む溶射材を溶射する。
ここで、前記溶射材には更に抗菌性金属が含まれることが好ましい。
【０００８】
第１の発明に係る抗菌性ベルトの製造方法において、軟化状態にある前記ベルト素材の表層部の温度は、該表層部を形成する熱可塑性樹脂の軟化温度以上かつ２２０℃以下であることが好ましい。
【０００９】
第１の発明に係る抗菌性ベルトの製造方法において、溶射時の前記溶射材の噴出速度は８００〜２０００ｍ／秒の範囲内であることが好ましい。
【００１０】
なお、前記溶射材は粉状物であるのがよい。
ここで、前記粉状物の粒径は０．００１〜１５０μｍの範囲内であるのがよい。
また、前記溶射材はスラリーであってもよい。
【００１１】
第２の発明に係る抗菌性ベルトは、熱可塑性ポリウレタンを主成分とする表面カバー層を有するベルト素材と、該ベルト素材の表面カバー層側の少なくとも一部の表面に被覆される、光触媒を含む抗菌材とを備える抗菌性ベルトであって、
前記熱可塑性ポリウレタンは、１７０〜１８５℃の範囲内における溶融粘度が５００００Ｐａ・ｓ以下である。
ここで、前記抗菌材には更に抗菌性金属が含まれることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る抗菌性ベルトの製造方法は、表層部が軟化状態にある熱可塑性樹脂製のベルト素材の表面に、光触媒を含む溶射材を溶射するので、溶射材がベルト素材の表層部（例えば、表面カバー層）に一部露出するように食い込み、ベルトの表面側に溶射材で構成される耐久性を備える抗菌層を形成できる。
特に、軟化状態にあるベルト素材の表層部の温度を、表層部を形成する熱可塑性樹脂の軟化温度以上かつ２２０℃以下の範囲内にした場合、例えば、溶射時にベルトに焦げ付き又は変形等を生じさせることなく抗菌性と耐久性を備える層を形成できるので、意匠性が良好な抗菌性ベルトを製造できる。
また、本発明に係る抗菌性ベルトは、ベルト素材の表面カバー層を構成する熱可塑性ポリウレタンの１７０〜１８５℃の範囲内における溶融粘度が５００００Ｐａ・ｓ以下であるので、抗菌性ベルトの製造に際し、熱可塑性ポリウレタンの表面に抗菌材が食い込み易くなり、熱可塑性ポリウレタンと抗菌材との密着性を向上できると共に、ベルト素材の表面カバー層の厚さを均一にできる（成形性を向上できる）。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ，本発明の一実施の形態に係る抗菌性ベルトの製造方法により製造した抗菌性ベルトの部分拡大断面写真である。
【図２】抗菌性の試験結果を示すグラフである。
【図３】耐摩耗性の試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
本発明の一実施の形態に係る抗菌性ベルトは、食品用コンベアに使用される搬送ベルトである。
この食品用コンベアは、食品の搬送工程や製造工程（加工工程）で使用されるものであり、対象となる食品としては、例えば、パン、菓子、食肉、魚介、惣菜、乳製品、医療品等がある。なお、食品には、包装された製品や包装されていない原料等がある。
【００１５】
食品用コンベアは、間隔をあけて平行に配置される駆動側プーリ及び従動側プーリと、この駆動側プーリ及び従動側プーリに掛け回された無端状の抗菌性ベルトとを備え、駆動側プーリを駆動源によって回転駆動させることで、抗菌性ベルト上に載置した食品を搬送できるものである。なお、食品用コンベアは、抗菌性ベルトを用いて食品を搬送できるものであれば、上記した構成に限定されるものではなく、例えば、駆動側プーリと従動側プーリの間に複数の支持ローラを平行配置してもよいし、支持ローラに代えて支持板（被搬送物の重さにより抗菌性ベルトが垂れ下がることを防止する長尺の板状物）を配置してもよい。また、抗菌性ベルトは有端状にすることもできる。
【００１６】
抗菌性ベルトは、断面矩形状となった熱可塑性樹脂製のベルト素材（ベルト本体）で構成されているが、例えば、織物、編物、繊維コード、又は、金属コード等で構成される補強材上（食品の載置側表面）に熱可塑性樹脂製のベルト素材を形成することもできる。
ベルト素材は、基材となるポリエチレンテレフタレート繊維（以下、ＰＥＴ繊維とも記載）の層と、その表面（食品の載置側）に形成されたポリウレタン（熱可塑性ポリウレタン：以下、ＴＰＵとも記載）を主成分とする表面カバー層との二層構造となっているが、一層構造でもよく、また、三層以上の複数層構造にすることもできる。
【００１７】
上記のポリウレタンは、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られたポリウレタンを使用することができる。
ポリオールとしては、例えば、ポリエステル系（アジペート系、ラクトン系等）、ポリエーテル系、又は、ポリカーボネート系が挙げられる。これらのポリオールは、単独又は二種類以上を組合せて使用できる。
ポリイソシアネートとしては、脂肪族ジイソシアネート、脂環族イソシアネート、又は、芳香族ジイソシアネートが挙げられる。これらのポリイソシアネートは単独又は二種類以上を組合せて使用できる。これらのポリイソシアネートのうち、汎用性が高い点から、芳香族ジイソシアネートが好ましい。
【００１８】
上記したポリウレタンは、１７０〜１８５℃の範囲内における溶融粘度が５００００Ｐａ・ｓ以下（好ましくは３００００Ｐａ・ｓ以下）である。なお、粘度は、動的粘弾性測定（ＤＭＡ：ＪＩＳ  Ｋ  ０１２９（２００５年））により測定して得られた値である。
ポリウレタンの軟化温度は１３５〜１４５℃程度であり、その溶融粘度は温度上昇に伴って１６０℃を超えたあたりで急激に低下し、１７０℃以上では低い値で安定した状態となる。
ここで、溶融粘度を上記した範囲とすることで、抗菌性ベルトの製造に際し、ポリウレタンと、後述する抗菌材との密着性を向上できると共に、ベルト素材の表面カバー層の厚さを均一にできる（成形性を向上できる）。なお、溶融粘度は、上記した理由から下限値については規定していないが、現実的には５０００Ｐａ・ｓ程度である。
【００１９】
このポリウレタンの層（表面カバー層）は、ポリウレタンが主成分であれば、他の樹脂、例えば、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、ポリジエン、ポリスチレン、スチレン共重合体、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル等が含まれてもよい。なお、ポリウレタンと他の樹脂の合計量を１００質量％とした場合、ポリウレタンは５０質量％以上（好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上）含むのがよい。
更に、ポリウレタンの層には、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、滑剤、防曇剤、難燃剤、表面調整剤、顔料、フィラー等の添加剤が含まれてもよい。
【００２０】
なお、ベルト素材の材質は、上記したＰＥＴ繊維とＴＰＵに限定されるものではなく、搬送する食品の種類等に応じて、他の熱可塑性樹脂等を使用することもできる。
上記したＰＥＴの厚みは、例えば０．５〜２ｍｍ程度であり、また、ＴＰＵの厚みは、例えば０．５〜２ｍｍ程度であるが、使用目的に応じて種々変更できる。
【００２１】
ベルト素材の表層部側、即ちポリウレタンの層側（食品の載置面側）の表面には、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、抗菌層が形成されている。なお、抗菌層は、ポリウレタンの層側の少なくとも一部の表面（部分的）に被覆されているが、全面に被覆されてもよい。
ここで、図１（Ａ）、（Ｂ）はポリウレタン層の表面に抗菌層を形成した試験片の断面の顕微鏡写真であり、図１（Ａ）の写真の倍率は５００倍（図中のスケール（長さ：４．２ｃｍ）は３００．０μｍ）、図１（Ｂ）の写真の倍率は１０００倍（図中のスケール（長さ：２．８ｃｍ）は１００．０μｍ）である。この図１（Ａ）、（Ｂ）において、白い部分（写真の上側）がベルト素材のポリウレタン層であり、黒い部分（写真の下側）が樹脂埋め側であり、白い部分と黒い部分との境界領域が抗菌層である。
【００２２】
抗菌層は、光触媒と抗菌性金属を含む溶射材（抗菌材）で構成され、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この溶射材がポリウレタン層の表面に一部露出するように食い込んだ状態でポリウレタン層に積層されているため、ポリウレタン層と抗菌層との密着強度が高められている。なお、抗菌層の厚みは、例えば０．５〜２ｍｍ程度である。この抗菌層の厚みは、均一であることが好ましいが、目的とする機能が得られれば部分的に異なってもよい。
この光触媒は、通常時における殺菌性を担保するものであり、例えば、酸化チタン（二酸化チタン）、酸化タングステン、酸化亜鉛等を使用できる。また、抗菌性金属は、低照度環境下での使用になった場合の抗菌性能を担保するために用いるものであり、例えば、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ、これらの化合物等を使用できる。
従って、使用環境によっては、抗菌層を光触媒のみで構成することもできる。
【００２３】
上記した酸化チタンの一例である二酸化チタンには、結晶構造の違いによりアナターゼ（Ａｎａｔａｓｅ）型やルチル（Ｒｕｔｉｌｅ）型等が存在するが、結晶構造は特に限定されず、一方のみを用いてもよいし、これらの混合物を用いてもよい。なお、光触媒機能を重視する場合にはアナターゼ型の二酸化チタンを使用することが好ましく、コスト面を重視する場合にはルチル型の二酸化チタンを使用することが好ましい。
また、二酸化チタンの結晶格子中に、硫黄、炭素、窒素等をドープすることもでき、また、二酸化チタンに、増感剤である鉄、銅、クロム、ニッケル等の金属錯体又は金属塩の化合物を混合（又は担持）することもできる。
【００２４】
続いて、本発明の一実施の形態に係る食品用コンベアに用いる抗菌性ベルトの製造方法について説明する。
まず、基材となるＰＥＴの層と、その表面に形成されたポリウレタンの層とで構成されるベルト素材を準備し、その表層部（ポリウレタンの層）を軟化状態にして、ベルト素材の表面に、光触媒と抗菌性金属を含む溶射材を溶射（低温溶射）する。ここで、軟化状態にあるベルト素材の表層部の温度は、表層部を形成する熱可塑性樹脂（ここでは、ポリウレタン）の軟化温度以上かつ２２０℃以下の範囲内にすることが好ましい。この表層部の温度は、溶射を行う前にベルト素材の表層部を加熱することにより調整でき、溶射の際はフレームの温度によって調整できる（即ち、フレームの温度もベルト素材の軟化温度以上かつ２２０℃以下の範囲内に調整する：例えば、特許第４４２３５５２号公報等）。
【００２５】
ここで、ベルト素材の表層部の温度が、熱可塑性樹脂の軟化温度未満の場合、溶射材がベルト素材の表面にあたって跳ね返り、抗菌膜を成膜しづらくなり、一方、２２０℃超の場合、溶射によってベルト素材（ポリウレタンの層、補強材）が溶けて変形し、場合によっては焦げて変色するおそれがあり、意匠性が損なわれることになる。
従って、表層部の温度を熱可塑性樹脂の軟化温度（好ましくは、「軟化温度」＋１０℃、更には＋２０℃）以上かつ２２０℃（好ましくは、２００℃）以下の範囲内にすることで、溶射材が軟化したベルト素材の表面に当たって食い込むため、確実に成膜できる。また、抗菌性ベルトの使用に際し、抗菌性ベルトの表層部が多少摩耗しても、ベルト素材の表面に食い込んだ溶射材が抗菌性ベルトの表面から露出するため、抗菌性は損なわれない。
【００２６】
なお、ベルト素材の表層部はポリウレタンであるため、上記した軟化温度は１３５〜１４５℃である。
ここで、ベルト素材の表層部を加熱し、例えば、１７０〜１８５℃の温度範囲にすることで、軟化状態にあるポリウレタンの粘度を５００００Ｐａ・ｓ以下（好ましくは３００００Ｐａ・ｓ以下、下限は５０００Ｐａ・ｓ程度）にすることが好ましい。これにより、前記したように、ポリウレタン層の表面に溶射材が食い込み易くなり、ポリウレタンと溶射材との密着性を向上できると共に、ベルト素材の表面カバー層の厚さを均一にできる。
【００２７】
また、溶射時の溶射材の噴出速度は８００〜２０００ｍ／秒の範囲内にすることが好ましい。
ここで、溶射材の噴出速度が８００ｍ／秒未満の場合、噴出速度が遅くなるため、溶射材がベルト素材の表面に食い込みにくくなる。一方、溶射材の噴出速度が２０００ｍ／秒超の場合、溶射時の気流がベルト素材の表面に当たって表面に沿う流れが強くなるため、溶射材がベルト素材の表面に食い込みにくくなる。
従って、溶射時の溶射材の噴出速度を８００〜２０００ｍ／秒の範囲内にすることにより、溶射材が軟化したポリウレタン層の表面に当たって確実に食い込むため、ポリウレタン層と抗菌層との密着強度を更に高めることができる。
【００２８】
上記した溶射材に含まれる光触媒と抗菌性金属は粉状物（粒状物）である。
この粉状物の粒径は０．００１〜１５０μｍの範囲内であることが好ましい。
ここで、粉状物の粒径が０．００１μｍ未満の場合、溶射材の質量が軽くなるため、溶射材がベルト素材の表面に当たって反射され、ベルト素材の表面に食い込みにくくなる。一方、粉状物の粒径が１５０μｍ超の場合、溶射材の粒径が大きくなるため、溶射材がベルト素材の表面に当たって破壊され、ベルト素材の表面に食い込みにくくなる。
従って、粉状物の粒径を０．００１〜１５０μｍの範囲内にすることにより、溶射材が軟化したポリウレタン層の表面に当たって確実に食い込むため、ポリウレタン層と抗菌層との密着強度を更に高めることができる。
なお、溶射材は光触媒と抗菌性金属を含有したスラリーであってもよい。
【００２９】
上記したように、抗菌層の形成に溶射を用いることで、ベルトの表面状態は、表面が適度に荒れたシボ加工になるため、例えば、滑り防止効果や、汚れの付着の抑制効果が得られ易くなる。
これにより、ポリウレタン層の表面に耐久性を有する抗菌層が形成され、抗菌性と耐久性を備えた抗菌性ベルトを製造できる。
【実施例】
【００３０】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここでは、以下の試験片（抗菌性ベルト）を用い、殺菌性（抗菌性）について検討した。
試験片には、ベルト素材（ポリウレタン：基材）の表面に、光触媒（酸化チタン）を含む溶射材（造粒粉：ＴｉＯ２＋Ａｇ）を溶射し被覆処理して抗菌層を形成したものを用いた。
また、殺菌の対象として大腸菌を用いた。
【００３１】
まず、ベルト素材（ポリウレタン）の表面に溶射材を溶射して形成された抗菌層の殺菌効果について、図２を参照しながら説明する。なお、図２では、大腸菌生菌数１０６ｃｆｕ／ｍＬを大腸菌生存率１００％としている（後述する図３も同様）。
図２に示すように、試験片では、時間の経過と共に大腸菌生存率が急激に低下し、経過時間３０分で２．５％程度まで低下して、その後は低い値で安定した（経過時間１８０分では０．０５％程度）。
従って、ベルト素材の表面に溶射材を溶射して抗菌層を形成しても、十分な抗菌性が得られることを確認できた。
【００３２】
次に、ベルト素材（ポリウレタン）の表面に溶射材を溶射して形成された抗菌層の耐摩耗性について、図３を参照しながら説明する。
耐摩耗性は、スコット屈曲試験機を用い、以下に示す試験手順で検討した。
まず、幅５０ｍｍのベルトの表面に被覆処理した抗菌層が、ローラ又はプーリの回転体（直径：２０ｍｍ）と接触するように、ベルトを回転体にかける。これにより、ベルトの両側が下方へ垂れ下がった状態になる。
次に、ベルトの一側に錘を取り付ける。そして、ベルトの他側に荷重を付与してベルトの他側を上下方向に昇降させ、ベルトが１分間に１６６回屈曲する条件で、屈曲回数が２００万回に到達するまで、ベルトを回転体に対して往復移動（移動速度：３５ｍ／分）させて、回転体上で抗菌層を摩耗させた（１屈曲＝１／２往復）。なお、ベルトの他側に付与する荷重（張力荷重）は、ベルト幅１ｍｍ当たり４Ｎ（ベルトの許容応力）である。
【００３３】
上記した試験方法で、試験片の摩耗試験を行い、摩耗試験の前後における大腸菌生存率を比較した（殺菌性能の差を確認した）。
図３に示すように、摩耗試験後においても、摩耗試験前と略同等の大腸菌生存率を示していた（十分な殺菌性能が残存していた）。
従って、ベルト素材の表面に溶射材を溶射して抗菌層を形成することで、十分な耐摩耗性が得られることを確認できた。
【００３４】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の抗菌性ベルト及びその製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施の形態においては、食品用コンベアに用いるベルトに本発明の抗菌性ベルトを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、エスカレータや動く歩道の手摺ベルトに適用することもできる。これにより、不特定多数の人が触れる部位の衛生状態を良好にできなる。なお、この場合、抗菌性ベルトの使用用途に応じて、その形状を変更する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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