JPH10504500A - 積層体、特に搬送ベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 積層体、特にコンベアーベルトであって、積層体の機械的安定性を基本的に決定する支持体（２、２’、２”）より成り、被覆層（１、１’）が、切り欠き、刻み目等の機械的ダメージに対して耐性の高い少なくとも１つのゴム、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）及び／又はプラスチックでできている積層体。該積層体の耐性を改善するために、被覆層（１）は、明確な境界面を形成するように相互に連結された異なった特性を有する少なくとも２つの層（１０、１１、１２）でできている。

Description

【発明の詳細な説明】 積層体、特に搬送ベルト 本発明は、積層体、特に搬送ベルトであって、積層体の機械安定性を実質的に 規定する支持体と、ゴム、熱可塑性エラストマ及び／又はプラスチックからなり 、刻み目、切れ目等のような機械的損傷に対し高い抵抗を有する少なくとも１つ のカバープレートより構成される積層体に関する。 本発明の積層体の特に重要な例は搬送ベルトである。 ベルト搬送装置の重要な基本要素としての搬送ベルトは実質的に２つの課題を 満たさねばならない。一つの課題は、ベルト上での摩擦によって駆動力を伝達す るのに適した十分な軸方向の力を、駆動ドラムの間のベルトにおいて生起するよ うに、ベルト引張り力を伝達することである。運動抵抗を克服するための引張り 力は、ベルト内の機械的な補強システムによって吸収される。更に、搬送ベルト は材料を搬送するものである。該材料は通常は搬送ベルト上に、しかも１０ｍま での高さから投入される。材料は角の尖った岩等であることも有り得るので、搬 送ベルトは、該材料が搬送ベルトに当たっても何等ベルトが損傷を受けないよう に構成する必要がある。このためには、損傷がベルトの操作可能性を損なう（即 ち減少させる）ので、搬送ベルトは、こうした損傷から支持体として用いられる 課題、特にこの課題のためのカバープレートを具備している。補強システムとし ては、スチール製のロープからなる構成要素又は幾つかの織物層からなる構成要 素が普通である。 搬送ベルトのカバープレートは、駆動中に、ばら荷の粒が常に当たることによ って、場合によってはかなり小さな刻み目が形成され、上面に傷跡が生じる。刻 み目又は傷跡は以下のような切込み又はひびの出発点であることがある。こうし た切込み又はひびは、作動の諸条件（ベルトの速度、搬送ベルトの窪み、駆動ロ ーラの間隔）、材料及びベルトの特性に従って常に変化する応力状態及び応力集 中に基いて、亀裂の開口部で広がっていく。これにより、ベルト基体層に穴が開 く。このことによって搬送ベルトの操作可能性が脅かされる。従って、実際にか なり長時間ばら荷に晒された搬送ベルトは、ばら荷が常に当たることによりカバ ープレートの上面で多数の傷跡及び刻み目が生じたときに取り替えられる。 寿命を高めるための公知の措置はカバープレートの厚みを増すことである。こ れによって、突抜けに必要なエネルギが高くなる。しかし、カバープレートの厚 みを増しても刻み目及び切れ目が突き抜けてしまうのを防止することができない 。従って、材料のコストを高めることによって達成された効果には限界がある。 寿命を高めるための他の公知の措置は繊維又は金属の材料からなる横方向の補 強部材を入れることである。こうした材料はゴムとの良好な結合性を有し、搬送 ベルトの必要な窪む性質（Muldungseigenschaften）を可能にしなければならな い。横方向の補強部材の課題は、横方向の補強部材自体が力を吸収し、応力を分 散し、それと共にベルト基体層への直接的な突抜けを防止することによって、落 下物による高いエネルギの投入を受け止めることにある。横方向の補強部材は、 特に、スチール製のロープが切れる元になるこうした縦方向の切れ目を防止する 。しかし、これによっても、刻み目及び切込みの発生の恐れを除去することはで きない。 更に、ベルト用カバープレートの寿命を増すために繊維をカバープレート材料 に導入することも公知である。縦方向及び横方向においてカバープレートの異な った性質が発生することがないように、繊維の分布が偏らないようにする必要が ある。しかし、カバープレートの通常の加工（カレンダ仕上げ）によって繊維の 主要な配向（Vorzugsrichtung）が生じ、これにより完全な繊維網を構成するこ とができない。従って、繊維をカバープレートに導入することも条件付きでのみ 有効である。 冒頭に述べた積層体の他の例には、金属製の芯に取着された被覆層を有するロ ールであって、この被覆層がざらついた角の尖った被圧延物によって、被搬送物 の被覆層と同様な荷重に晒されているものがある。 冒頭に述べたタイプの、搬送ベルトとして形成された積層体はドイツ公開公報 第 DE-0S 17 50 410 号により公知である。該公報では、引張り応力を吸収する 複数の層が具備されている。但し、引張り応力を吸収する層を外側で密閉するカ バープレートは一層に構成されている。 欧州特許第 EP 0 431 907 A2 号によって、ゴムで被覆されたロールが公知で あり、該ロールの金属芯には２つのゴム層が取着されている。２つのゴム層は実 質的に同一の基本材料で形成され、外側のゴム層は耐磨耗性を高める添加物のみ を、例えば亜鉛塩の形態で含有する。 ドイツ公開公報第 DE 33 42 560 A1 号によって、多層の屋根用防水シートが 公知である。該屋根用防水シートでは、有益なＥＰＤＭゴムにグラスファイバ補 強部材が含有されており、外側は、屋根用防水シートを通常容易に張れるＳＥＢ Ｓゴム層によって被覆されている。従って、多層構造は、屋根用防水シートのた めの通常の敷設技術でできており、刻み目、切れ目等のような機械的損傷に対す る抵抗を高めるためることを意図していない。 同様のことはドイツ実用新案第 DE 92 07 785 U1 号に開示されている極めて 耐蝕性のある保護被覆にもあてはまる。該保護被覆は４５乃至７５のショアＡ硬 度を有する外側の被覆層と、その下にあって４５乃至５５のショアＡ硬度を有す る軟質ゴム層と、保護層と、４５乃至７５のショアＡ硬度を有する軟質ゴム製の 第４の層とを有する。保護層は鋼層、繊維層又は約７０乃至８０のショアＤ硬度 を有する硬質ゴム層からなる。対応する被覆は、煙道ガス脱硫装置に用いること ができる化学的に攻撃的な材料に対して高い抵抗力を有するものである。刻み目 、切れ目等のような機械的損傷に対する抵抗力を高めることに努力が払われてお らず、開示もされていない。 本発明の基礎となる問題は、冒頭に述べたタイプの積層体のカバープレートを 、刻み目、切れ目等のような機械的損傷に対して寿命を高めるように改善するこ とにある。 この問題を解決するためには、冒頭に述べたタイプの積層体が、本発明に基づ いて、カバープレートが異なった性質を有する少なくとも２つの層により形成さ れ、該層が互いに結合され、亀裂の伝播を防止する明確な境界面が間に挟み込ま れるように形成されており、詳細には、カバープレートの外側の第１の層が、該 第１の被覆層に内側で隣接するカバープレートの第２の層よりも少なくとも１０ ％高い硬度を有し、第１の層の硬度は５０乃至８０ショアＡ、第２の層の硬度 は３５乃至６０ショアＡであり、第１の層に連なる第２の層は、５５％より大き く、第１の層より少なくとも１０％高い弾性を有すること、を特徴とする。 本発明の積層体の、保護機能を果たすカバープレートは多層に形成されている 。硬度特性及び弾性特性が異なった多層を形成することによって、接合部に明確 な境界面が生じる。このことによって、カバープレートの外側の層において亀裂 が生じるときに、亀裂の伝播が境界面で停止、即ち阻止される。従って、カバー プレートの厚みが同一であるときは、本発明に従って形成された層による多層構 造に基づいて、カバープレートによる著しく改善された保護機能が達成されうる 。 好ましい実施の形態では、カバープレートは２つの明確な境界面を有する３層 からなる。 カバープレートの材料は、従来のように、天然ゴム及び／又は合成ゴムをベー スにしたゴム材料であることが好ましい。 カバープレートの全厚が例えば１５乃至２０ｍｍであるとき、カバープレート の第１の外側の層がカバープレートの厚さの少なくとも３０％を有することが好 ましい。全厚が著しく小さいときは、一番外側の層は最大限５０％より大きな相 対的厚みを有するべきである。第１の層は合目的的には最大の硬度で設計され、 「外装層」（Panzerschicht）として用いられる。 第２の層が好ましくは第１の層よりも弾性があるように形成されるのは、亀裂 の開口部又は刻み目から導入されたエネルギを弾性により、即ち材料の破壊なし に吸収することができるようにするためである。 第１の層の硬度は好ましくは６５乃至７２ショアＡ、第２の層の硬度は好まし くは５０及び５７ショアＡでありうる。 第１及び第２の層は２０ＭＰａより大きく、好ましくは２５ＭＰａより大きい 硬度、並びに４００％より大きく、好ましくは５００％より大きい延性を有しう る。 第１の層にとって重要なパラメータは高い耐磨耗性である。磨耗（ＤＩＮで測 られる。）は、１２０ｍｍ³以下、好ましくは１００ｍｍ³以下でありうる。 第２の層にとって重要な弾性は好ましくは６０％以上でありうる。 少なくとも第１の層に活性充填材、例えば煤、珪酸が充填されることによって 、 カバープレートでの亀裂の開始及び亀裂の伝播を減少することができる。 第１の層は好ましくは低硫黄で又は硫黄を用いずに架橋された系で形成されて いる。 境界面を生じさせる第１の層と第２の層の間の相違には、異なった系による架 橋も含まれる。 第２の層の内側に連なり、第１の層と第２の層の硬度の中間にあたる５５乃至 ７０ショアＡ、好ましくは６０乃至６５ショアＡの硬度を有する内側の第３の層 があることが好ましい。 以下、図面に示された実施の形態を参照して本発明を詳述する。 図１はスチールロープ搬送ベルトの断面図である。 図２は多層ゴム搬送ベルトの断面図である。 図３は３つの層を有するカバープレート構造の断面図である。 図４はロール構造体の断面図である。 図１に示すように、スチールロープベルトは、外側、即ち搬送側のカバープレ ート１と、ベルト基体層２と、走行側のカバープレート３よりなる。 ベルト基体層３は、機械的な補強システムとして捩じれたスチール製ロープ４ を含有し、該スチール製ロープ４はベルト基体層２を形成するゴム材料に埋め込 まれている。 ベルト基体層２とカバープレート１，３との間には横方向の補強部材５，６が 入れられていてもよい。 図２はベルト基体層２’であって、その機械的な補強システムが３つの繊維層 ７からなるものを示している。繊維層の間には、天然ゴム又は合成ゴムをベース にしたゴム材料からなる結合層８がある。カバープレート１，３との結合は、そ の都度隣接した繊維層７に塗布された粘着層９によってなされる。 図３はカバープレート１が本発明に基づいて複数の層よりなることを示してい る。図３に図示された実施の形態では、外装層の機能を果たす外側の第１の層１ ０には、高弾性の第２の層１１及び第３の層１２が接合されている。該第３の層 １２は保護層として、場合によっては横方向の補強部材を具備していてもよい。 ３つの層１０，１１，１２はすべて、ゴム材料又は熱可塑性エラストマによっ て形成されている。第１の層１０は最も高い硬度を有しており、第２の層１１は 最も低い硬度を有するが、最高の弾性を有しており、第３の層１３は中位の硬度 を有する。 層１０，１１，１２の間には、少なくとも亀裂の伝播を防止する明確な境界面 が形成されている。 本発明の積層体の他の使用例として、支持体２”が金属芯よりなるロールを図 ４に示した。金属芯の上には結合層１３を覆うように内側から外側へ第３の層１ ２’、第２の層１１’及び第１の外側の層１０’が取着されている。これらの層 は上述の搬送ベルトの層１０，１１，１２と同一の特徴を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コホ、 ハンス・ヨアヒム ドイツ連邦共和国、デー − 53332 ボ ルンハイム、ヘルダーシュトラーセ ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．積層体、特に搬送ベルトであって、積層体の機械安定性を実質的に規定す る支持体（２，２’，２”）と、ゴム、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）及び／又 はプラスチックからなり、刻み目、切れ目等の形態での機械的損傷に対して高い 抵抗を有する少なくとも１つのカバープレート（１）とにより構成される積層体 において、 前記カバープレート（１）が、異なった性質を有する少なくとも２つの層（１ ０，１１，１２）により形成され、該層が互いに結合され、亀裂の伝播を防止す る明確な境界面が間に挟み込まれるように形成されており、詳細には、前記カバ ープレート（１）の外側の第１の層（１０，１０’）が、該第１の被覆層（１０ ，１０’）に内側で隣接する前記カバープレート（１）の第２の層（１１，１１ ’）よりも少なくとも１０％高い硬度を有し、前記第１の層（１０，１０’）の 硬度は５０乃至８０ショアＡ、前記第２の層（１１，１１’）の硬度は３５乃至 ６０ショアＡであり、前記第１の層（１０，１０’）に連なる前記第２の層（１ １，１１’）は、５５％より大きく、前記第１の層（１０，１０’）より少なく とも１０％高い弾性を有すること、を特徴とする積層体。 ２．前記カバープレート（１）が２つの明確な境界面を有する３つの層（１０ ，１１，１２）からなること、を特徴とする請求項１に記載の積層体。 ３．前記カバープレート（１）の前記外側の第１の層（１０）が前記カバープ レート（１）の厚さの３０乃至５０％を有することを特徴とする請求項１又は２ に記載の積層体。 ４．前記外側の第１の層（１０）の硬度が６５乃至７２ショアＡであることを 特徴とする請求項１、２又は３に記載の積層体。 ５．前記第２の層（１１）の硬度が５０乃至５７ショアＡであることを特徴と する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の積層体。 ６．前記第１及び第２の層（１０，１１）が２０ＭＰａより大きな硬度を有し 、４００％より大きい延性を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか １項に記載の積層体。 ７．前記第１及び第２の層（１０，１１）が２５ＭＰａより大きな硬度を有し 、５００％より大きい延性を有することを特徴とする請求項６に記載の積層体。 ８．前記第１の層（１０）が１２０ｍｍ³より小さな磨耗を有することを特徴 とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の積層体。 ９．前記第１の層が１００ｍｍ³より小さな磨耗を有することを特徴とする請 求項８に記載の積層体。 １０．前記第２の層（１１）が６０％より大きい弾性を有することを特徴とす る請求項１乃至９のいずれか１項に記載の積層体。 １１．前記第１及び第２の層（１０，１１）が天然ゴム及び／又は合成ゴムを ベースにしたゴム材料からなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１ 項に記載の積層体。 １２．少なくとも前記第１の層（１０）に活性充填材が充填されていることを 特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の積層体。 １３．前記第１の層（１０）が低硫黄で又は硫黄を用いずに架橋された系で形 成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の積層体 。 １４．前記第１の層（１０）及び第２の層（１１）が異なった系で架橋されて いることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の積層体。 １５．前記第２の層（１１）に内側に連なる前記第３の層（１２）が５５乃至 ７０ショアＡの硬度を有することを特徴とする請求項２乃至１４のいずれか１項 に記載の積層体。 １６．前記第３の層（１３）の硬度が６０乃至６５ショアＡであることを特徴 とする請求項１５に記載の積層体。 １７．高い引裂強さを有する前記第３の層を形成することを特徴とする請求項 １５又は１６に記載の積層体。 １８．前記第３の層（１３）に横方向の補強部材を有することを特徴とする請 求項２乃至１７のいずれか１項に記載の積層体。