説明

ガラス板搬送用耐熱ロープ

【課題】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する。
【解決手段】ガラス板搬送用の耐熱ロープ1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、残りを主に金属繊維で構成している。耐熱性合成繊維2が芳香族ポリアミド系繊維であり、金属繊維3がステンレス鋼繊維である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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)。
【0003】
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)。
【特許文献1】特公昭62−38290号公報
【特許文献2】特開昭58−36286号公報
【特許文献3】特開昭54−120767号公報
【特許文献4】特公平3−70039号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【課題を解決するための手段】
【0008】
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、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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
糸における耐熱性合成繊維と金属繊維との重量比率は、特に限定されないが、次の範囲が好ましい。
(a)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、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)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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【発明の効果】
【0018】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
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。
【実施例1】
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】

【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】(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。
【図2】(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。
【図3】(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】
【0029】
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

【特許請求の範囲】
【請求項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、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。
【請求項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、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る請求項1記載のガラス板搬送用耐熱ロープ。
【請求項3】
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2記載のガラス板搬送用耐熱ロープ。
【請求項4】
前記金属繊維の繊維径が5〜20μm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。
【請求項5】
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1〜4のいずれか一項に記載のガラス板搬送用耐熱ロープ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2008−195562(P2008−195562A)
【公開日】平成20年8月28日(2008.8.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−31394(P2007−31394)
【出願日】平成19年2月10日(2007.2.10)
【出願人】(390029735)日本グラスファイバー工業株式会社 (20)
【Fターム(参考)】