(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温製品の搬送装置に使用される耐熱フェルトであって、３．０〜１０．０ｄｔｅｘの範囲の太い単繊維繊度を有するパラ系アラミド繊維のみからなるニードルパンチ法によるフェルトであることを特徴とする搬送用耐熱フェルト。
【請求項２】
単繊維繊度が、３．５〜６．０ｄｔｅｘである請求項１に記載の搬送用耐熱フェルト。
【請求項３】
パラ系アラミド繊維が、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維である請求項１又は２に記載の搬送用耐熱フェルト。
【請求項４】
搬送装置が搬送コンベヤ又は搬送ロールである請求項１〜３のいずれかに記載の搬送用耐熱フェルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温製品の搬送装置、例えば、搬送用コンベヤベルト、搬送用ロールなどに用いられる搬送用耐熱フェルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
耐熱性のある素材でつくられた耐熱フェルトは、アルミ押し出し工程のアルミ形材が高温（５００〜５５０℃）である箇所で使用する搬送ロールや、搬送コンベヤ、アルミ圧延における焼鈍工程でのスペーサー材等に用いられる。また、同耐熱フェルトは板ガラス曲げ急冷装置など、成型直後の高温であるガラス製品の加工装置の耐熱緩衝材としても用いられる。
【０００３】
これらの耐熱フェルトの製法は種々の方法が提案されており、たとえば特開平２−７４６５６号公報、特開平３−５９１５６号公報には、熱収縮性を有する繊維とアラミド繊維などの耐熱性繊維および炭素繊維、ガラス繊維、アルミナシリカなどのセラミック繊維などを混紡したフェルトが提案されている。
【０００４】
また、特開平８−２９６１６０号公報には、耐熱性や耐久性を向上させるためにアラミド繊維などの有機繊維に、ガラス繊維やステンレス繊維、炭素繊維などの無機繊維を混合する方法が提案されている。
【０００５】
さらに、特開平７−１４８５１７号公報には、二層からなるフェルトのうち上層はアラミド繊維を多く炭素繊維を少なく、下層は炭素繊維を多くアラミド繊維を少なくしたフェルト構成とし、フェルト層のすり減りを色の変化で判断できる搬送用フェルトについて提案されている。
【０００６】
これらの炭素繊維、ガラス繊維、アルミナシリカなどのセラミック繊維などの無機繊維は、アルミ押し出し工程の搬送ロールや、アルミ圧延工程の焼鈍工程でのスペーサーなどに使用した場合、比較的柔らかい金属であるアルミ形材の表面を傷つけたり、汚したりしてアルミ形材などの商品価値を低下させることがある。
【０００７】
建材などに用いられるアルミ形材は、表面がなめらかでより商品価値の高い製品が求められる状況にあって、これらの製造工程において、搬送コンベヤや搬送ロールに使用されるフェルト部材は、耐熱性があり、かつ、無機繊維にくらべて、よりしなやかさがあり、相手材を傷つけない耐熱有機繊維の使用が望ましい。
【０００８】
耐熱有機繊維は、紡績して紡績糸とし、さらにそれを製織または編成し、あるいは不織布としたりして使用されることが多く、したがってこれらの工程や用途においてしなやかさが求められるために、使用繊維の単繊維繊度はたとえば１．７ｄｔｅｘのように細い繊度のものが用いられることが多い。たとえば特開平２−７４６５６号公報には、耐熱フェルトの耐熱性と耐久性に関して、主たる役割をはたす耐熱繊維の単繊維繊度について、１．５デニール（１．７ｄｔｅｘ相当）のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維および同繊度のポリベンゾイミダゾール繊維をフェルト材料とする例が記されている。一方同公報は、耐熱フェルトの耐熱性と耐久性に関して主たる役割をはたす耐熱繊維ではなく、フェルトに混入する熱収縮繊維についてのみ、好ましい単繊維繊度について言及している。
【０００９】
このように紡績や織物用として作られた、例えば１．７ｄｔｅｘのような細い単繊維繊度の耐熱有機繊維を、耐熱性と耐久性に関し主たる役割をはたす耐熱繊維材料としてフェルト材料に応用してきたために、かかるフェルトを搬送ベルトや搬送ロールに用いた場合、鋭利な部材に対して切れ易いとか、耐摩耗性などの耐久性に劣るという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、耐熱性、耐切創性および耐摩耗性に優れた搬送用耐熱フェルトを提供せんとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。
すなわち、本発明の搬送用耐熱フェルトは、高温製品の搬送装置に使用される耐熱フェルトであって、３．０〜１０．０ｄｔｅｘの範囲の太い単繊維繊度を有するパラ系アラミド繊維のみからなるニードルパンチ法によるフェルトであることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、前記課題、つまり耐熱性、耐切創性および耐摩耗性に優れた搬送用耐熱フェルトについて、鋭意検討し、従来のフェルトに比して、特定な範囲の太い単繊維繊度を有するパラ系アラミド繊維でフェルトを構成してみたところ、かかる課題を一挙に解決することを究明したものである。
【００１３】
本発明で用いるパラ系アラミド繊維は、限界酸素指数が２５以上、示差走査熱量測定法による熱分解温度が４００℃以上であるという高い耐熱性と、引張強度が１１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、初期引張抵抗度が３００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるという高強度繊維特性を持つ有機繊維（耐熱高機能繊維）の１種である。
【００１４】
引張強度が１１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、初期引張抵抗度が３００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度繊維特性を持つ有機繊維は、引張強度１１ｃＮ／ｄｔｅｘ未満および初期引張抵抗度３００ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の有機繊維に比べて、刃物や鋭利な部分を持つ部材に対して、切れにくい特性があって、鋭利な部分を持つ部材を搬送する搬送ロールや、コンベヤ用素材として、耐久性の向上の面で適している。
【００１５】
パラ系アラミド繊維はパラ系全芳香族ポリアミド繊維であり、ポリパラフェニレンテレフタラミド繊維（東レ・デュポン（株）製商品名：ケブラー（Ｒ））、やコポリパラフェニレン-３，４'-オキシジフェニレンテレフタラミド繊維（帝人（株）製商品名：テクノーラ）等がある。本発明では、耐熱性と切れにくさの両方の特性が特に高いことからパラ系アラミド繊維を用いる。中でもポリパラフェニレンテレフタラミド繊維は、耐熱性が高いことから好ましい。
【００１９】
【００２０】
本発明のフェルトを構成するかかる繊維の太さは、ＪＩＳ Ｌ−０１０１に規定されるｄｔｅｘ（デシテックス）で表し、たとえば１ｄｔｅｘは１００００ｍの長さの繊維が１ｇの質量であることを示し、１０ｄｔｅｘは１００００ｍの長さの繊維が１０ｇの質量であることを示す。ｄｔｅｘで表される数値が大きいほど繊維の太さが太いことを示す。
【００２１】
本発明の搬送用耐熱フェルト耐摩耗性や耐切創性を向上させるために、本発明では、パラ系アラミド繊維の単繊維繊度３．０〜１０．０ｄｔｅｘとする。望ましくは３．５〜５．５ｄｔｅｘ、さらに望ましくは単繊維繊度３．８〜４．６ｄｔｅｘであることが、フェルトの柔軟性およびフェルトの製造のし安さの面からより望ましい。
【００２２】
かかる繊維の繊維長は、フェルトを製造するに適した長さであればよく、好ましくは３８〜１００ｍｍの長さの繊維が用いられる。
【００２３】
ニードルパンチ法によるフェルトは、これらの単繊維繊度を有するパラ系アラミド繊維に押し込み法などにより３〜８（山／２５ｍｍ）の捲縮を与え、３８ｍｍから１００ｍｍの繊維長にカットしてステープル（短繊維）の形態としたパラ系アラミド短繊維を用いて製造される。
【００２４】
ニードルパンチ法によるフェルトは、一般につぎのようにして製造される。前記捲縮を付与しカットしたステープルをカード工程で繊維の塊を開いてウエッブとなし、これを積層してバーブ（棘状の突起）を持ったニードルでパンチング（ニードルで突き刺すこと）し繊維を絡合させ一体化してフェルトとなす。
【００２５】
本発明のフェルトを構成する搬送用耐熱繊維は、従来から用いられている１．７ｄｔｅｘ前後の単繊維繊度のパラ系アラミドステープルに比べると、極めて太い単繊維繊度のステープルを使用するが、かかる太い単繊維繊度の繊維を用いたことにより、上述のニードルパンチによるフェルト加工がしやすくなり、かつ、加工効率も著しく向上させることができるという利点もある。
【００２６】
フェルトの耐摩耗性改善のために適当な樹脂をコーティングする方法があるが、かかる樹脂の耐熱性は、パラ系アラミド繊維より低いので、かかるコーティングを施した場合にはフェルトの耐熱温度が低下し、フェルトの硬度が増大し、所定の形状にカットすることが困難になるというデメリットがある。
【００２７】
本発明に用いられるパラ系アラミド繊維は有機繊維であり、かかる有機繊維のみでフェルトを構成する方が、たとえばアルミ圧延工程の焼鈍工程でのスペーサーなどに使用した場合、比較的柔らかい金属であるアルミ形材の表面を傷つけたり、汚したりしないので、かかるアルミ形材などの商品価値を低下させることが無いという好ましい結果を招くのでよい。
【００２８】
本発明の搬送用耐熱フェルトを構成する繊維としては、一種類のパラ系アラミド繊維を単独で用いても良いし、二種以上のパラ系アラミド繊維をミックスして用いてもよい。
また、パラ系アラミド繊維とともに、その他の耐熱高機能繊維や高強度ポリビニルアルコール繊維をミックス使用しても良い。
【００３０】
この場合、本発明に用いられるパラ系アラミド繊維の混合割合は、フェルト構成繊維の全体に対して７０重量％以上、好ましくは８０重量％以上であるのがよい。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例により、さらに本発明を詳細に説明する。なお、実施例で示す物性の測定方法は、次の方法に基づいたものである。
＜引張強さおよび初期引張抵抗度＞
ＪＩＳ Ｌ−１０１５に基づいて測定した。
＜切創抵抗（刃物による切れ難さ）＞
図１の切創抵抗試験方法で測定する。すなわち、半径４０ｍｍの半円筒形の試験片支持台１に試験片２を両面テープで固定し、一片に刃の付いた片刃の金属刃（フェザー剃刀社製カミソリ・品番９９４８３）３を用い、この刃３に２．２ニュートンの荷重５をかけて試験片２の上にのせて、刃３を２５ｍｍの距離を前後に動作させる。試験片２が切断したとき、刃３と金属製の試験片支持台１が接触して、電気的に刃の動作を停止させ、１往復を１回とする動作往復回数を測定し、切創抵抗値とする。動作往復回数が多いほど、試験片が切れにくいことを示す。測定用金属刃は１測定毎に交換し、ｎ＝１０（回）について測定する。
【００３２】
＜摩耗性＞
図２の摩耗性試験法で測定する。すなわち、直径が４０ｍｍとなるようにサンドペーパーを巻き付けた回転子８に、一端に負荷（荷重）９をかけた試験片６を回転子８との接触角が９０度となるように取り付け、一定方向７に回転子８を回転させて、摩耗回数２００回（摩耗回数５０回毎にサンドペーパーを清掃）後のサンプル重量の変化（減量）を測定して摩耗性とする。
試験片は、フェルトを３５０℃の雰囲気下で１時間加熱した後、幅３０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの大きさに切り出して作成する。
サンドペーパーの品番は、AA-50、回転子の回転速度は６０ｒｐｍ、試験片にかける負荷（荷重）は、４．９ニュートンである。
【００３３】
＜限界酸素指数＞
ＪＩＳ Ｋ−７２０１ 酸素指数法による高分子材料の燃焼試験方法に基づいて測定した。
＜熱分解温度＞
ＪＩＳ Ｋ−７１２０プラスチックスの熱重量測定方法に基づいて測定した。
【００３４】
表１に、使用したステープル物性を示す。
【００３５】
ステープルＢ、Ｃは、紡績およびフェルト用として市販されている東レ・デュポン社製パラ系アラミド繊維（商品名：ケブラー）である。ステープルＡ、Ｄは、ステープルＢ、Ｃと同一のポリマーを用いて作成したステープルである。
すなわち、通常の方法で得られたポリパラフェニレンテレフタルアミド（ηｉｎｈ＝６．５）を９９．９％の濃硫酸に溶かし、ポリマー濃度１９．０％、温度８０℃の紡糸ドープとし、細孔数多数を有する口金から押し出し、６ｍｍの空気間隔を通した後、４℃の水中に導いて凝固させ、ネルソンローラに導き、１０％の水酸化ナトリウム水溶液で中和処理し、水洗後、ホットローラで乾燥して紙管に巻き取り、限界酸素指数２８，熱分解温度５３７℃、のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維糸条を得た。紡糸ドープを口金へ送り込む、時間あたりの量およびネルソンローラへの糸条の巻き取り速度を調整することにより、４．７ｄｔｅｘと１１．１ｄｔｅｘの単繊維繊度の糸条を得た。この糸条を引き揃えて２２万ｄｔｅｘのトウを作り、スタッファボックスに送り込むことにより捲縮を与え、ロータリーカッターで５１ｍｍにカットしてフェルト用ステープルとした。
ステープルＥはデュポン社製メタ系アラミド繊維（商品名：ノーメックス）である。ステープルＦは高強度ポリビニルアルコール繊維（以下高強度ＰＶＡと記す）である。高強度ＰＶＡ繊維は次のようにして得た。重合度２６００の完全ケン化型ポリビニルアルコールを溶媒に溶解した紡出原液を乾湿式紡糸した後，連続して洗浄，浴延伸，乾燥，乾熱延伸して得られる原糸１６７０ｄｔｅｘ／３５５ｆ（単糸強度１８ｃＮ／ｄｔｅｘ，切断伸度４．６％）を合糸し，１１．９万ｄｔｅｘのトウを得た。得られたトウを加熱下で機械捲縮を付与した後，ロータリーカッターで５１mm長にカットし、フェルト用のステープルを得た。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ，Ｅ、Ｆそれぞれのステープルをローラカードを通してウエブに形成し、クロスレーヤで積層して目付け５０ｇ／ｍ2 の積層したウエブとした。このウエブを順次重ねながらバーブ付きのニードルでパンチングしフェルトを作成した。これらのフェルトの物性および耐摩耗性と耐切創性の測定結果を表２に示す。切創抵抗比は、比較例２の単繊維繊度１．７ｄｔｅｘの既存のパラ系アラミド繊維からなるフェルトの切創抵抗を１００とした比で表した。切創抵抗比が高いほど刃物や鋭利な物体に触れても切れにくいことを示す。摩耗量比は、同様に比較例２の既存のパラ系アラミド繊維からなるフェルトの摩耗量を１００とした比で表した。摩耗量比が小さいほど製品の搬送などで摩耗しにくいことを示す。
【００３８】
【表２】
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【００３９】
実施例１、比較例１〜３は、素材がパラ系アラミド繊維である。
【００４０】
単繊維繊度が４．７ｄｔｅｘである実施例１のフェルトの切創抵抗比は１４４で、単繊維繊度１．７ｄｔｅｘの比較例２の切創抵抗比１００に比べ、切創抵抗が４４％改善されている。一方、単繊維繊度２．５ｄｔｅｘの比較例１の切創抵抗比は１１１であって、切創抵抗が比較例２より１１％改善されているにすぎない。
【００４１】
また、単繊維繊度が４．７ｄｔｅｘである実施例１の摩耗量比は６０で、単繊維繊度１．７ｄｔｅｘの比較例２の摩耗量比１００にくらべ、摩耗量比が４０％少なく、したがって耐摩耗性が改善されているが、単繊維繊度２．５ｄｔｅｘの比較例１の摩耗性量比は９６で、比較例２にくらべ４％改善されているにすぎない。比較例３は短繊維繊度が１１．１ｄｔｅｘであり、単繊維の剛性が高過ぎるために、所定の密度のフェルトが得られなかった。
【００４２】
比較例４の素材は、市販のメタ系アラミド繊維（デュポン社製、商品名ノーメックス）である。比較例４の切創抵抗は、パラ系アラミド繊維に比べ著しく低い上に、摩耗しやすく、摩耗性もパラ系アラミド繊維に比べて劣るものであった。
【００４３】
以上の結果から、単繊維繊度４．７ｄｔｅｘのパラ系アラミド繊維からなるフェルトは、単繊維繊度２．５ｄｔｅｘ以下の比較例のフェルトに比べ、切創抵抗と耐摩耗性が改善されている上に、耐熱フェルトとして使用した場合も、耐久性が改善されることがわかる。
【００４４】
単繊維繊度が４．７ｄｔｅｘである高強度ＰＶＡ繊維からなる参考例のフェルトの切創抵抗比は１３３で、比較例２の切創抵抗比１００に比べ、切創抵抗が３３％改善されている。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、有機繊維ステープルからなるフェルトであるにも拘わらず、高温製品の搬送用ベルト、搬送用ロールのような搬送装置に好適な搬送用耐熱フェルト素材を提供することができる。
たとえば高温のアルミ形材を搬送する搬送ロールや、搬送コンベヤベルトなどに使用するフェルトに本発明の搬送用耐熱フェルトを適用した場合、柔らかい金属であるアルミ形材の表面を傷つけたり、汚したりして、アルミ形材などの商品価値を低下させることがない。このように、耐熱性、耐切創性および耐摩耗性に優れ、その結果、寿命の長い搬送用耐熱フェルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この図は、本発明のフェルトの切創抵抗試験方法を示す概略図である。
【図２】  この図は、本発明のフェルトの摩耗性試験法を示す概略図である。
【符号の説明】
１    ：試験片支持台
２、６：試験片
３    ：金属刃
４    ：金属刃の移動方向
５、９：荷重
７    ：回転子の回転方向
８    ：回転子
【図１】
0003780888.tif 000004
【図２】
0003780888.tif 000005