特許 7449180 搬送ローラ用スリーブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-05

(45)【発行日】2024-03-13

(54)【発明の名称】搬送ローラ用スリーブ

(51)【国際特許分類】

   C03B 35/18 20060101AFI20240306BHJP

   F16C 13/00 20060101ALI20240306BHJP

【ＦＩ】

C03B35/18

F16C13/00 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020110799

(22)【出願日】2020-06-26

(65)【公開番号】P2022007694

(43)【公開日】2022-01-13

【審査請求日】2023-03-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000232760

【氏名又は名称】日本無機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000165

【氏名又は名称】弁理士法人グローバル・アイピー東京

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 拓也

(72)【発明者】

【氏名】金子 泰典

(72)【発明者】

【氏名】新山 太

(72)【発明者】

【氏名】新沼 仁

【審査官】酒井 英夫

(56)【参考文献】

【文献】特公昭４８－００３６８７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開昭６３－１７０２３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０３Ｂ ３５／１４－３５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

５００度以上に加熱されたガラスを搬送する搬送ローラのシャフトに装着され、加熱されたガラスを下方から支持するスリーブであって、
シリカを含有する複数の素線からなる複数のストランドを撚り合わせてなる複数のシリカヤーンからなり、前記シャフトの長さ方向の少なくとも一部の領域を被覆するよう構成され、
前記素線のシリカ含有率は９３質量％以上であり、
前記シリカヤーンのうちの少なくとも１本のシリカヤーンを経糸及び緯糸として丸打したものであり、
前記経糸及び前記緯糸はそれぞれ、前記シリカヤーンのうちの引き揃えられた複数のシリカヤーンであり、
当該複数のシリカヤーンの数は３～５本である、ことを特徴とする搬送ローラ用スリーブ。

【請求項2】

前記シリカヤーンの番手は７００～１１５０ｔｅｘであり、
前記シリカヤーンの単位長さあたりの撚り数は２～５回／２５ｍｍである、請求項１に記載の搬送ローラ用スリーブ。

【請求項3】

前記素線の直径は６μｍ以上である、請求項１又は２に記載の搬送ローラ用スリーブ。

【請求項4】

前記スリーブの外周側を向く表面内で前記経糸及び前記緯糸が延びる方向に対し４５度傾斜した方向の単位長さあたりの前記経糸又は前記緯糸の本数は、７本／２５ｍｍ以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載の搬送ローラ用スリーブ。

【請求項5】

厚さが２．０ｍｍ以上であり、内径が１９～２５ｍｍ又は３２～９５ｍｍである、請求項１から４のいずれか１項に記載の搬送ローラ用スリーブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、搬送ローラのシャフトに装着されるスリーブに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車や建物に用いられる強化ガラスは、一般に、板状の未強化のガラスを、加熱炉において歪点を超える温度で加熱処理した後、冷却炉で急速冷却を行うことで強化する熱強化法（風冷強化法）によって強度が高められている。熱強化法において、ガラスは、搬送方向に並べて配置された複数の搬送ローラにより支持されながら搬送され、搬送経路の途中に設置された加熱炉及び冷却炉を順に通過する。搬送ローラは、例えばセラミックやＳＵＳを材質とするシャフトからなる。このような搬送ローラでガラスを搬送すると、表面に傷がつく等、製品不良を生じさせるおそれがある。

【0003】

従来、加熱炉及び冷却炉（以降、合わせて強化炉ともいう）内での高温に耐えられ、かつ、ガラスの傷等の発生を抑えることができるスリーブにより、搬送ローラのシャフトを被覆することが行われている。スリーブは、例えば、シリカを含有する繊維からなる（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実開平５－４５０３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

スリーブは、強化炉内で、ガラスとシャフトとの間に繰り返し挟まれ、ガラスと繰り返し接触することで、スリーブの繊維は摩耗し、やがて切れてしまう。この結果、スリーブのクッション性は損なわれ、スリーブを交換する必要が生じる。上記従来のスリーブでは、耐摩耗性が不十分であり、クッション性が低下しやすいことがわかった。

【0006】

本発明は、耐摩耗性に優れた搬送ローラ用スリーブ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】

本発明の一態様は、搬送ローラ用スリーブである。
搬送ローラ用スリーブは、
５００度以上に加熱されたガラスを搬送する搬送ローラのシャフトに装着され、加熱されたガラスを下方から支持するスリーブであって、
シリカを含有する複数の素線からなる複数のストランドを撚り合わせてなる複数のシリカヤーンからなり、前記シャフトの長さ方向の少なくとも一部の領域を被覆するよう構成され、
前記素線のシリカ含有率は９３質量％以上であり、
前記シリカヤーンのうちの少なくとも１本のシリカヤーンを経糸及び緯糸として丸打したものであり、
前記経糸及び前記緯糸はそれぞれ、前記シリカヤーンのうちの引き揃えられた複数のシリカヤーンであり、
当該複数のシリカヤーンの数は３～５本である、ことを特徴とする。

【0008】

前記シリカヤーンの番手は７００～１１５０ｔｅｘであり、
前記シリカヤーンの単位長さあたりの撚り数は２～５回／２５ｍｍであることが好ましい。

【0011】

前記素線の直径は６μｍ以上であることが好ましい。

【0013】

前記スリーブの外周側を向く表面内で前記経糸及び前記緯糸が延びる方向に対し４５度傾斜した方向の単位長さあたりの前記経糸又は前記緯糸の本数は、７本／２５ｍｍ以下であることが好ましい。

【0015】

前記スリーブの厚さは２．０ｍｍ以上であり、内径が１９～２５ｍｍ又は３２～９５ｍｍであることが好ましい。

【発明の効果】

【0016】

上述の態様の搬送ローラ用スリーブは、耐摩耗性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施形態の一例による搬送ローラ用スリーブを示す外観斜視図である。

【図2】平面状に展開したスリーブの表面を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本実施形態の搬送ローラ用スリーブについて説明する。
図１は、本実施形態の一例による搬送ローラ用スリーブ（以降、単にスリーブという）１を示す外観斜視図である。

【0019】

搬送ローラ１０は、板状のガラスの搬送方向に複数並べて配置される。ガラスは、搬送ローラ１０に下方から支持されながら搬送され、搬送経路の途中に設置された加熱炉及び冷却炉を順に通過する。加熱炉内で、ガラスは、例えば、搬送経路を上下両側から挟むよう配置されたヒータにより、ガラスの歪点（例えば５５０度）を超える温度（例えば６５０～８００度）に加熱される。冷却炉には、加熱炉を出て冷却炉内に運ばれたガラスに向けて空気を吹き付けるファンが設けられており、ガラスは、冷却炉内で、歪点近傍の温度にまで急冷される。このようにして、未強化のガラスを強化することができる。

【0020】

なお、ガラスの搬送経路に沿って配置される搬送ローラのうち、冷却炉の下流側に配置された搬送ローラも、本実施形態の搬送ローラ１０と同様に構成されていてもよい。

【0021】

搬送ローラ１０は、シャフト３と、スリーブ１と、を備える。

【0022】

シャフト３は、例えば、セラミック、ＳＵＳを材質とする。シャフト３は、図示されない駆動装置により回転駆動されるよう構成され、シャフト３の長さ方向の両端部はそれぞれ、軸受けにより支持される。

【0023】

搬送ローラ１０は、上述したように、歪点を超える温度に加熱されたガラス板を搬送し、具体的に、５００度以上の温度に加熱されたガラス板を搬送する。

【0024】

スリーブ１は、搬送ローラ１０のシャフト３に装着され、加熱されたガラスを下方から支持する部材である。スリーブ１は、シャフト３の長さ方向の少なくとも一部の領域を被覆するよう構成され、好ましくは、シャフト３の両端部を除くすべての長さ方向の領域を被覆するが、シャフト３の両端部を除く領域のうちの一部の領域を被覆するよう、１つあるいは複数個配置されることも好ましい。なお、スリーブ１の両端はバンドでシャフトに拘束される。

【0025】

スリーブ１は、複数のシリカヤーン１１からなり、具体的に、複数のシリカヤーン１１を用いて組まれた組物である。シリカヤーン１１は、複数のストランドを撚り合わせることで得られ、１本のストランドは、シリカを含有する複数の素線（単繊維）からなる。ストランドに含まれる素線の数は、数十～数千本（例えば数百本）である。

【0026】

素線のシリカ含有率は９３質量％以上である。本発明者の検討によれば、スリーブ１を構成する素線のシリカ含有率が９３質量％以上であると、素線あるいはストランドが切れ難く、スリーブ１の耐摩耗性が向上するという知見が得られた。このようなスリーブ１は、長期にわたりクッション性能が維持されるので、寿命が長く、ガラス強化のための設備にかかるコストを低減できる。シリカは、具体的には、非晶質のシリカである。素線のシリカ含有率は、アルカリ融解ＩＣＰ発光分光分析法を用いて測定される。

【0027】

素線のシリカ含有率は、好ましくは９６質量％以上、より好ましくは９８質量％以上、である。素線には、シリカ以外に、例えば、アルミナ等のガラス質成分などが含まれる。

【0028】

素線の直径（呼び径）は、例えば、６μｍ以上であることが好ましい。このような大きさの直径を有する素線は、シリカヤーン１１の番手（繊度）を大きくすることに有利である。一方で、素線の直径は、素線の強度が強くなりすぎないよう、１０μｍ以下であることが好ましい。

【0029】

１本のシリカヤーン１１に含まれるストランドの本数は、好ましくは８～２６本であり、より好ましくは１８～２４本である。ストランドの本数をこのように制限することで、番手の大きなシリカヤーン１１を容易に得ることができる。また、ストランドはそれぞれ、下撚りあるいは上撚りの撚りがかけられていることが好ましい。すなわち、シリカヤーン１１は、複数のストランドの合撚糸であることが好ましい。シリカヤーン１１は、右撚り（Ｓ撚り）あるいは左撚り（Ｚ撚り）がかけられていることが好ましい。シリカヤーン１１には、例えばポリエチレン等のバインダあるいは集束剤が塗布される。

【0030】

スリーブ１は、中空の円筒形状をなす組物（以降、本明細書において、組紐ともいう）である。スリーブ１は、例えば、丸打組紐（断面が丸くなるよう組んだ紐）を作製する要領で作製され、具体的に、マンドレルの表面に、経糸と緯糸となるシリカヤーンの束を左巻き及び右巻きに交互に交差させて組物を形成することにより作製される。このような組物であることにより、スリーブ１は、クッション性能を発揮することができ、ガラスを搬送する際にガラスと接触して表面に傷等を発生させることを抑制できる。経糸及び緯糸はそれぞれ、複数のシリカヤーン１１の束であることが好ましい。シリカヤーン１１の束において、複数のシリカヤーン１１は引き揃えられていることが好ましい。

【0031】

シリカヤーン１１の番手は７００ｔｅｘ（７００ｇ／１０００ｍ）以上であることが好ましく、９５０ｔｅｘ以上であることがより好ましい。このようなシリカヤーン１１は、断面積が大きいため、摩耗によって切れ難く、耐久性に優れる。このため、スリーブ１の耐摩耗性の向上に寄与する。

【0032】

一方、シリカヤーン１１の番手は、スリーブ１を作製するために特殊な装置（打ち機）を用いる必要がないことから、１１５０ｔｅｘ以下であることが好ましい。

【0033】

シリカヤーン１１の単位長さあたりの撚り数（以降、単に撚り数という）は、２回／２５ｍｍ以上であることが好ましく、３回／２５ｍｍ以上であることがより好ましい。このようなシリカヤーン１１によれば、組紐の単位面積あたりの糸の量を確保でき、組紐の耐久性が向上する。

【0034】

一方で、シリカヤーン１１の撚り数は、５回／２５ｍｍ以下であることが好ましく、４回／２５ｍｍ以下であることがより好ましい。撚り数がこのような範囲にあると、撚りによるシリカヤーン１１の負荷が低減されるので、シリカヤーン１１は折れ難く、耐久性の低下が抑制される。このような撚り数の範囲は、特にシリカヤーン１１の番手が大きい場合に負荷を低減する上記効果が大きくなる点で有利である。

【0035】

シリカヤーン１１の番手及び撚り数の好ましい組み合わせとして、７００～１１５０ｔｅｘ、及び、２～５回／２５ｍｍが挙げられ、より好ましい組み合わせとして、９５０～１１５０ｔｅｘ、及び、３～４回／２５ｍｍが挙げられる。このような番手及び撚り数のシリカヤーン１１を用いると、スリーブ１の耐摩耗性が大きく向上する。

【0036】

スリーブ１（組紐）の外周側を向く表面内で経糸及び緯糸が延びる方向に対し４５度傾斜した方向の単位長さＰ（図２参照）あたりの経糸又は緯糸の本数（あるいは経糸及び緯糸の交差の数。ピッチともいう）は、７本／２５ｍｍ以下であることが好ましい。図２に示す例において、ピッチは３本である。

【0037】

シリカヤーン１１の束に含まれるシリカヤーン１１の数（引き揃え数）は、スリーブ１の厚さを確保し、耐久性を高められる観点から、３本以上であることが好ましく、４本であることがより好ましい。図２に、シリカヤーン１１の束の幅Ｗを、引き揃えた４本のシリカヤーンの太さで表す。一方、シリカヤーン１１の束に含まれるシリカヤーン１１の数は、経糸と緯糸の交差の数を確保し、特殊な装置を使用する難易度の高い製法を用いずに済むよう、５本以下であることが好ましい。

【0038】

スリーブ１の厚さ（円筒の中心を挟んで対向するスリーブ１の両側の部分のうち片側の部分の厚さ）は、２．０ｍｍ以上であることが好ましく、２．７ｍｍ以上であることがより好ましい。このようなスリーブ１によれば、耐摩耗性が向上し、長期にわたりクッション性が維持される。一方で、スリーブ１の厚さは、例えば３．５ｍｍ以下である。スリーブ１の厚さは、加重の無い状態でダイヤルシックネスゲージを用いて測定される。

【0039】

スリーブ１の内径は、スリーブ１が装着されるシャフト３の直径に応じて定められ、例えば、１９～２５ｍｍ、３２～９５ｍｍである。

【0040】

スリーブ１は、例えば、自動車や建物に用いられる強化ガラスを作製するための強化炉のほか、フロート法、フュージョン法等の方法により作製される帯状のガラスを徐冷する徐冷炉内に設けられる搬送ローラに好適に用いられる。
また、スリーブ１は、搬送ローラに用いられるほか、例えば、スリーブ１の内側に芯材を詰めることで、電気炉の扉や窯の蓋等に用いられるパッキン、クッション材としても用いることができる。

【0041】

（実施例、比較例）
本発明の効果を調べるために、以下の実施例及び比較例を比較検討した。

【0042】

実施例及び比較例の仕様は、表１に示したものを除き、下記の通りとした。
実施例及び比較例のいずれも、下撚り４本、上撚り６本の計１０本のストランドを束ねてＳ撚りにし、ポリエチレン系バインダを塗布した合撚糸を、シリカヤーンとして用いた。シリカヤーンのストランドには、直径６μｍの数百本の素線を用いて作製したものを用いた。素線のシリカ含有率を、表１に示す。

【0043】

実施例及び比較例のいずれのスリーブも丸打組紐を作製する要領で作製した。スリーブの内径は６５ｍｍ、長さ２０ｍ以上とした。

【0044】

その他、表中に示した特性は、下記の要領で試験、測定したものを意味する。
（常温抗張力）
ＪＩＳ Ｒ３４２０：２０１３の定速伸長形引張試験方法（ＣＲＥ）に準拠した試験設備を使用し、未加熱のシリカヤーン１１をつかみ、間隔１００ｍｍ、試験速度３０ｍｍ／分で測定したときの引張強さ（Ｎ／本）。
（加熱後抗張力）
ＪＩＳ Ｒ３４２０：２０１３の定速伸長形引張試験方法（ＣＲＥ）に準拠した試験設備を使用し、１１００℃の雰囲気下で３０分加熱後のシリカヤーン１１をつかみ、間隔１００ｍｍ、試験速度３０ｍｍ／分で測定したときの引張強さ（Ｎ／本）。
（糸摩擦抱合力）
糸摩擦抱合力試験機を使用し、シリカヤーン同士をこすり合わせたときの摩擦により破断するまでの回数（回）。
（耐折れ性）
ＪＩＳ Ｒ３４２０：２０１３のクロスの耐折強さに準拠した試験設備を使用し、シリカヤーン５本に折りたたみ曲げ動作を加えたときの全てのシリカヤーンが破断するまでの回数（回／５本）
（耐摩耗性）
スリーブを７００℃で８時間加熱した後、ＪＩＳ Ｌ１０９６のＡ－１法（平面法）に準拠して研磨紙でスリーブの一箇所を繰り返し摩擦したときのφ８ｍｍの穴が貫通するまでの摩擦回数（回）。
（総合評価）
この結果、加熱後抗張力が１５Ｎ／本以上であるもののうち、耐摩耗性が、５５０回以上である場合をＡ、３００回以上５５０回未満である場合をＢ、５０回以上３００回未満である場合をＣ、５０回未満あるいは測定不可である場合をＤ、と評価し、Ａ～Ｃを合格とした。

【0045】

【表1】

【0046】

比較例１と実施例の対比から、シリカヤーンのシリカ含有率が９３質量％以上であることで、耐摩耗性に優れるスリーブが得られることがわかる。なお、比較例１は、加熱によりシリカヤーンが劣化し、加熱後抗張力及び耐摩耗性を測定できなかった。このことから、シリカヤーンのシリカ含有率が９３質量％未満であると、強化炉の搬送ローラに用いるスリーブとして不適であることがわかる。
実施例１～４と実施例５の対比から、シリカヤーンの番手が７００ｔｅｘ以上であることにより、スリーブの耐摩耗性が向上することがわかる。
実施例１～３と実施例４の対比から、シリカヤーンの番手が９５０ｔｅｘ以上であることにより、スリーブの耐摩耗性がより向上することがわかる。
実施例２と実施例１，３の対比から、シリカヤーンの番手が９５０ｔｅｘ以上、かつ、撚り数が３回／２５ｍｍ以上であることで、スリーブの耐摩耗性が大きく向上することがわかる。

【0047】

実施例及び比較例のスリーブをシャフトに装着し、互いに平行に並べた複数の搬送ローラを用いて、６５０～７００℃の雰囲気下で歪点５５０℃のガラス板を連続搬送し、１０００枚搬送後の強化ガラスの表面に発生した傷の数及び大きさを、レーザ顕微鏡を用いて調べたところ、ガラス板１０枚あたりの傷に関して、実施例ではいずれも、傷は５個未満であり、傷の最大長さは０．５μｍ以下であったのに対し、比較例１では、傷は１０個以上であり、傷の最大長さが１．０μｍを超えるものが含まれていた。これより、シリカヤーンのシリカ含有率が９３質量%以上であることで、スリーブのクッション性が長期にわたり維持されることがわかる。このようなスリーブによれば、強化ガラスを生産する際の歩留まりが向上する。

【0048】

以上、本発明の搬送ローラ用スリーブについて詳細に説明したが、本発明の搬送ローラ用スリーブは上記実施形態及び上記実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

【符号の説明】

【0049】

１ スリーブ
３ シャフト
１０ 搬送ローラ
１１ シリカヤーン

【図1】

【図2】