JPH0930628A - フレキシブルスクリュー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可撓性ロッドの上に螺旋状に巻き付けられる
樹脂コードの巻付ピッチ乱れが生じることがないフレキ
シブルククリューを提供する。 【構成】 鋼索１１上に被覆層１２を設けた可撓性ロッ
ド１の外周に、樹脂コード２を螺旋状に巻き付けたフレ
キシブルスクリューであって、前記被覆層１２の構成材
として、ショアＡ硬度が５０〜９０の熱可塑性ウレタン
樹脂（Ａ）と、エチレン−プロピレン系共重合体（Ｂ）
とを含む樹脂組成物を用いる。前記（Ａ）成分と（Ｂ）
成分とのブレンド比はＡ：Ｂ＝８０：２０〜４０：６０
の範囲とされる。好ましくは（Ａ）成分としてポリエー
テル系ポリウレタン、（Ｂ）成分としてＥＰＤＭなどを
用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス製やプラスチッ
ク製瓶等の容器（以下、これらを単に容器と称する）を
搬送する装置、あるいは石炭、鉱石、穀物、木材チッ
プ、プラスチックチップ、セメント、樹脂ペレット等の
粉粒体を運搬する装置、更にはテーブルキャリーシステ
ムと称される湾曲直動システム等に使用しうるフレキシ
ブルスクリューに関する。更に詳しくは、可撓性ロッド
に巻き付けられるコードのピッチ乱れがほとんどないフ
レキシブルスクリューに関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂からなる被覆層を鋼索上に設けた可
撓性ロッドと、このロッド上に螺旋状に巻き付けた樹脂
製コードとからなるフレキシブルスクリューは、従来の
容器搬送装置である鋼索に鋼等の金属製ワイヤを螺旋状
に巻き付けたスクリューにおける容器の安全性の問題、
粉粒体運搬装置であるチューブ内に挿入・配置されたコ
イル状ワイヤにおける維持費が高い、チューブ内に粉粒
体が滞留したり粉粒体吐出量が不安定になるという問題
や粉粒体を上方に運ぶ揚力が小さいという不都合な面を
解消した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のフレキシブルス
クリューは、樹脂コードがコイル状に巻き付けられる可
撓性ロッドの被覆材として、被搬送物との摺動性を良く
するために、また曲線下での回転中に樹脂コードの微妙
な変形を抑制することなく円滑な回転を得るために、摩
擦係数の小さい軟質系フッ素樹脂を採用しているが、該
樹脂を使用する被覆層はロッドの可撓性を保つために薄
肉とする必要がある。ところで、樹脂コードの螺旋形状
の保持（ピッチ乱れの防止）は、ロッドの被覆層に形成
される螺旋溝に依っているが、被覆層が薄肉のため螺旋
溝を深くすることができず、従ってピッチ乱れの防止が
不充分であった。また、該被覆材料は樹脂であるため、
ロッドに樹脂コードを巻き付ける際の巻付け張力に対し
て応力緩和（クリープ）を起こしてしまい、樹脂コード
の螺旋形状の保持機能が低下し、その結果比較的低負荷
で螺旋形状が乱され、ピッチ乱れを起こしてしまうとい
う問題もあった。ＰＥＴボトルをはじめとする従来の軽
量物搬送に使用されるスクリューはもとより、テーブル
キャリーシステムと称される湾曲直動システムに対応で
きるスクリューには、上記ピッチ乱れの防止は特に要求
される。従って本発明は、樹脂コードのピッチ乱れが生
じることがないフレキシブルスクリューを提供すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような状況下、本発
明者らは鋭意検討した結果、可撓性ロッドの被覆層を特
定の物性値を有する熱可塑性ウレタン樹脂とエチレン−
プロピレン系共重合体とを含む樹脂組成物を用いて形成
すると上記問題点が解決できることを見出し、本発明を
完成した。

【０００５】即ち本発明は、鋼索上の少なくとも一部に
被覆層を有する可撓性ロッドと該ロッド上に螺旋上に設
けられた少なくとも表層が樹脂からなるコードとを備え
てなるフレキシブルスクリューにおいて、可撓性ロッド
の被覆層が、ショアＡ硬度が５０〜９０の熱可塑性ウレ
タン樹脂（Ａ）とエチレン−プロピレン系共重合体
（Ｂ）とを含み、（Ａ）成分と（Ｂ）成分のブレンド比
（重量比）がＡ：Ｂ＝８０：２０〜４０：６０である樹
脂組成物からなることを特徴とするフレキシブルスクリ
ューに係るものである。

【０００６】可撓性ロッドの被覆層を形成する樹脂組成
物の成分である熱可塑性ウレタン樹脂（Ａ）は、ショア
Ａ硬度が５０〜９０である必要がある。ここでショアＡ
硬度とは、ＡＳＴＭ Ｄ ２２４０に規定された、デュ
ロメータ硬度計Ａタイプにて測定した硬度値を示す。熱
可塑性ウレタン樹脂（Ａ）のショアＡ硬度が上記範囲内
であれば、ロッドの被覆層の摩擦係数を大きくすること
ができ、樹脂コードのピッチずれを効果的に抑制でき
る。しかし該ショアＡ硬度が５０未満であれば、被覆層
表面の変形が大で、変形の復元力が小さくなる。一方９
０を越えると、被覆層表面の微小な変形が期待できず、
摩擦係数が小さくなる。好ましいショアＡ硬度は６０〜
８５である。

【０００７】上記した範囲のショアＡ硬度をもつ限り、
どのような熱可塑性ウレタン樹脂でも使用できる。例え
ば、アジペート系ポリウレタン、ポリカプロラクタム系
ポリウレタン、ポリカーボネート系ポリウレタン等のポ
リエステル系ポリウレタン、およびポリエーテル系ポリ
ウレタンが挙げられる。中でも、耐水性の点からポリエ
ーテル系ポリウレタンが好ましい。

【０００８】エチレン−プロピレン（ＥＰ）系共重合体
（Ｂ）として、例えば、エチレン−プロピレン共重合体
（ＥＰＭ）、エチレン、プロピレンにエチリデンノルボ
ルネン、ジシクロペンタジエン等の二重結合を有するエ
チレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）
等が挙げられる。エチレン−プロピレン系共重合体のエ
チレンとプロピレンの割合（モル比）は５０：５０〜７
０：３０が好ましい。なかでもＥＰＤＭは、伸長後の永
久伸びを小さくする（応力緩和が少ない）ので好まし
く、さらに不飽和度（ジエン量）がヨウ素価で１０〜２
６のＥＰＤＭは特に好ましい。

【０００９】熱可塑性ウレタン樹脂（Ａ）とＥＰ系共重
合体（Ｂ）とのブレンド割合は、重量比で（Ａ）：
（Ｂ）＝８０：２０〜４０：６０である。（Ａ）／
（Ｂ）が８０／２０を越えると、ウレタン樹脂（Ａ）の
量が増えすぎ、被膜層の摩擦係数が小さくなりすぎ、樹
脂コードのピッチずれが効果的に防止できない。一方、
（Ａ）／（Ｂ）が４０／６０未満であると、ＥＰ系共重
合体（Ｂ）の量が増えすぎ、成形後（未架橋時）の自重
変形が大で、所望のスクリュー形状を保てないという問
題が起きる。好ましい（Ａ）：（Ｂ）は７０：３０〜５
０：５０である。

【００１０】上記した樹脂組成物には、必須成分である
成分（Ａ）、（Ｂ）に加え、これらの相溶性を高めるた
めに、マレイン化ＥＰＭ、マレイン化ポリエチレン（Ｐ
Ｅ）等の相溶化剤、照射架橋の効率を高めるために、ト
リアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）等の架橋助剤、
酸化防止剤、着色剤、紫外線防止剤等の添加剤を添加す
ることができる。相溶化剤の配合量は、成分（Ａ）、
（Ｂ）の合計１００重量部に対して通常、２０重量部以
下、好ましくは５〜１０重量部、架橋助剤の配合量は、
成分（Ａ）、（Ｂ）の合計１００重量部に対して通常、
１０重量部以下、好ましくは１〜３重量部ある。

【００１１】本発明の目的達成のためには、可撓性ロッ
ドの被覆層は必ずしも鋼索上全面に設けられていなくて
もよく、鋼索と被覆層とが一体化され、樹脂コードを保
持し得る範囲でよい。また、被覆層は全体が上記樹脂組
成物からなるものでも、表層のみが上記樹脂組成物で構
成されていてもよい。

【００１２】鋼索上に被覆層を設ける方法としては、例
えば、通常の押出被覆技術を用いて鋼索を被覆する方
法、上記の樹脂組成物からなるテープを鋼索上に全面ま
たはギャップ巻きすることによって鋼索上に被覆層を全
面もしくは部分的に設ける方法等が挙げられる。押出被
覆を行うには、例えば鋼索を一定の張力下で一方向に送
り出しながら、鋼索の進行方向軸上に配置したダイスか
ら樹脂組成物材を溶融押出しすると同時に鋼索上に被覆
する方法が示される。

【００１３】鋼索上に被覆層を設けた後、被覆層を電子
線を照射して架橋させてもよい。該層を架橋することに
よって、分子間の網目結合を形成することによりクリー
プを少なくすることができる。架橋は、樹脂組成物の押
出しと同時に行うこともできるが、架橋効率の点からい
ったん成形した後架橋するのが一般的である。

【００１４】このようにして得た被覆層は、柔軟で、低
クリープ特性を示す弾性体である。また、高摩擦係数を
有している。好ましい摩擦係数は、後述するリュブマー
（分子量：７００，０００程度）のシートに対する静的
および動摩擦係数が１．２以上である。なお、本発明に
おける摩擦係数は、ＡＳＴＭ Ｄ １８９４規格に準拠
する表面性測定機により、相手の素材がポリエチレン
（リュブマー）、面圧が５００ｇ／ｃｍ² 、滑り速度が
７５ｍｍ／分の条件下で測定して得られる値である。

【００１５】本発明では可撓性ロッドの被覆層が、上記
した樹脂組成物を用いることによって、柔軟化している
ため、層の肉厚を増加させてもロッドの可撓性を保つこ
とができる。具体的には、被覆層の肉厚はスクリューの
用途やサイズにもよるが、通常は０．５〜１０ｍｍ、好
適には１〜５ｍｍである。また、該肉厚はスクリューの
同心度を高めるために可及的に均一であることが望まし
い。

【００１６】可撓性ロッドに巻き付けられるコードの樹
脂材料としては、例えば、ポリオレフィン〔例えば各種
ポリエチレン、特に超高分子量ポリエチレンまたはそれ
をベースとする射出成形性の改善されたもの（例えば、
市販品としては、三井石油化学工業株式会社製リュブマ
ー）、ポリプロピレン等〕、ポリエーテル（例えばポリ
アセタール、ポリフェニレンエーテル等）、ポリアミド
（例えば６−ナイロン、６，６ナイロン、11−ナイロン
等）、フッ素樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレ
ン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビ
ニルエーテル共重合体等）、ポリエステル（例えばポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
等）等が挙げられる。なかでもリュブマーは、摺動性や
耐久性の点から好ましく用いられる。

【００１７】コードは、全体が上記した樹脂で製造され
ていてもよいが、ケブラー（アラミド繊維）、ガラス、
カーボンファイバ等の繊維束からなる芯体を有していて
もよい。芯体のあるコードは、摩擦熱による温度上昇や
容器搬送時にかかる荷重等に起因するコード伸びの抑制
が可能であり、結果として螺旋状巻きしたコードピッチ
の乱れを防止できる点で好都合である。

【００１８】なお、可撓性ロッド上に螺旋状巻きするコ
ードの巻付けピッチは、容器搬送装置では容器の搬送速
度を考慮した上で容器の大きさ、容器の搬送数量、スク
リュー回転数等に基づいて、又粉粒体運搬装置では粉粒
体の種類や大きさ等に基づいて適宜決定される。又、ピ
ッチはスクリューの全長にわたって一定である必要はな
く、例えばスクリューの任意部分において変化させても
よい。また、ピッチずれ防止のための螺旋溝を０．４〜
９ｍｍと従来より深くすることができる。

【００１９】

【実施例】以下本発明のフレキシブルスクリューを実施
例に基づいて詳細に説明する。図１はフレキシブルスク
リューの一例を、図２はその横断面図を示す。スクリュ
ーは、可撓性ロッド１とロッド１上に螺旋状に巻き付け
られた樹脂製コード２とからなる。ロッド１は鋼索１１
上に上記した熱可塑性ウレタン樹脂とＥＰ系共重合体と
を含む樹脂組成物からなる被覆層１２が設けられ、コー
ド２は樹脂層２２の中心に芯体２１を有する。

【００２０】実施例１ 可撓性ロッドの被覆層を形成する樹脂組成物として、熱
可塑性ウレタン樹脂〔レザミンＰ８８０、大日精化
（株）製〕７０重量部、ＥＰ系共重合体〔ＥＰ−２１、
日本合成ゴム（株）製〕３０重量部、相溶化剤〔ユーメ
ックス＃２０００、三洋化成（株）製〕５重量部および
ＴＡＩＣ１重量部を含む組成物を鋼索に被覆押出成形し
て可撓性ロッドを得た。コードの芯体としてケブラー
（前出）を、これを被覆する樹脂としてリュブマー（前
出）からなる樹脂コードを、得られた可撓性ロッドに巻
き付けてフレキシブルスクリューを得た。得られたフレ
キシブルスクリューのサイズは、ロッドの径８．０ｍ
ｍ、鋼索の径６．０ｍｍ、ロッドの樹脂層の肉厚１．０
ｍｍ、コードの径４．５ｍｍ、芯体の径約１．１ｍｍ、
コードの樹脂層の肉厚約１．７ｍｍ、スクリューの外径
１５．４ｍｍ、螺旋溝深さ０．８ｍｍ、コードの巻付ピ
ッチ３８．６ｍｍであった。

【００２１】実施例２〜９及び比較例１、２ 可撓性ロッドの樹脂組成物として、表１に示す成分から
なるものを使用して、実施例１と同様にしてフレキシブ
ルスクリューを得た。

【００２２】

【表１】

【００２３】実施例１〜９、比較例１、２で使用したロ
ッドの樹脂組成物、および得られたスクリューのロッド
の被覆層に関し、下記の試験を行なった。

【００２４】薄肉押出性 ４０ｍｍφ（Ｌ／Ｄ＝２８）の押出機（１５０℃に設
定）を使用して、可撓性ロッドの被覆層を形成する樹脂
組成物から１．０ｍｍ厚の層を鋼索に連続的に被覆して
いき、１５Ｍｒａｄで電子線照射架橋した。得られた層
を目視で観察した。 ○：押出時の外観がスムーズ ×：押出時の外観がスムーズでない

【００２５】押出後の変形の有無 薄肉押出性の試験と同じ方法で製造した成形物を、ドラ
ム（６００ｍｍφ）に巻き付けた後、その外観を目視で
観察した。 ○：押出形状の変形がないもの ×：押出形状の変形が大きいもの

【００２６】リュブマーとの摩擦係数 表面性測定機を用いて、コードの材料であるリュブマー
との静的、動的摩擦係数を測定した。 ○：静的、動的摩擦係数がいずれも１．２を越える ×：静的、動的摩擦係数のいずれかが１．２以下

【００２７】応力緩和特性 架橋後のそれぞれの被覆材について、２００％３０時間
伸長を行い、その後伸長を開放した。伸長を開放して１
０分後の被覆材の長さを測り、伸びた長さを計算した。 ○：伸びた長さの元の長さに対する百分率（永久伸び）
が２５％未満 ×：永久伸びが２５％以上 以上の試験結果を表２に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】

【発明の効果】本発明のフレキシブルスクリューは、可
撓性ロッドの被覆層が、柔軟化されている（曲げ弾性率
が低い）ため、可撓性を保ったまま層の肉厚を増加させ
ることができる。従って樹脂コードのピッチ乱れを防止
する螺旋溝を深くすることができると共に、曲線下での
回転中に繰り返し発生する樹脂コードの微小な変形を妨
げることがない。また、摩擦係数を増加させることによ
って、樹脂コードをロッドに巻き付ける時に発生する巻
き付け張力による応力残留と相まって摩擦力を発生さ
せ、これが搬送／駆動負荷に対抗することができ、その
結果ピッチ乱れを抑制することができる。特にスクリュ
ーのロッド部と被搬送／駆動体との接触がない、又は両
者間の摺動性を要求されない場合に高い搬送／駆動負荷
に耐えうるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシャフトの一例を示す一部切取斜視図
である。

【図２】図１に示したシャフトの横断面図である。

【符号の説明】

１ ：可撓性ロッド ２ ：樹脂製コード １１ ：鋼索 １２ ：ロッドの被覆層 ２１ ：芯体 ２２ ：コードの樹脂層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼索上の少なくとも一部に被覆層を有す
   る可撓性ロッドと該ロッド上に螺旋状に設けられた樹脂
   からなるコードとを備えてなるフレキシブルスクリュー
   において、可撓性ロッドの被覆層が、ショアＡ硬度が５
   ０〜９０の熱可塑性ウレタン樹脂（Ａ）とエチレン−プ
   ロピレン系共重合体（Ｂ）とを含み、（Ａ）成分と
   （Ｂ）成分のブレンド比（重量比）がＡ：Ｂ＝８０：２
   ０〜４０：６０である樹脂組成物からなることを特徴と
   するフレキシブルスクリュー。