WO2002090649A1

WO2002090649A1 - Belt for shoe press

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Publication number: WO2002090649A1
Application number: PCT/JP2002/003510
Authority: WO
Inventors: Atsuo Watanabe; Takahisa Hikita; Atsushi Watanabe
Original assignee: Yamauchi Corp
Current assignee: Yamauchi Corp
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2002-11-14
Anticipated expiration: 2003-10-27
Also published as: US7097741B2; JP2002327389A; CN1505720A; EP1382737A4; KR100519579B1; CN1236139C; JP3614793B2; CA2443656A1; KR20040012759A; AU2002244973B2; US20040112561A1; EP1382737A1

Description

明細書シユープレス用ベルト技術分野

この発明は、製紙用プレス装置に使用されるシユープレス用ベルトに関する。背景技術

近年、抄紙工程のプレスパートにおいて、湿紙の脱水効率を高めるために、高速で走行するフェルトに載置された湿紙の一方の面をプレスロールで押さえ、他方の面をェンドレスべノレトを介して加圧シユーで加圧して湿紙の脱水を行なう、いわゆるシユープレスが普及している。シユープレスにおいては、補強基材と熱硬化性ポリウレタンなどの弾性材料とを一体化し、エンドレスに形成したベルトが従来から使用されている。

シユープレス用ベルトの典型的な構造としては、図 1 1に示すように、基布 1 0 1の両面に弾性材料 1 0 2、 1 0 3を形成し、さらに脱水性を向上させるために表面に排水溝 1 0 4を設けたものが知られている。

さて、シユープレスにおいては、プレスロールと加圧シユーとの間でベルトに対して苛酷な屈曲および加圧が繰り返されるため、ベルトを使用しているうちに、ベルトの外周表面からクラックが発生することがある。そして、一旦発生したクラックは、ベルトの使用とともに大きなクラックへと成長していく。クラックが成長すると、ベルトの内周面と加圧シュ一との間の潤滑油が外部へ漏れて紙に悪影響を与えたり、ベトの層間剥離を引き起こしたりする。

上述の問題を解決するために、シユーエッジ部付近の耐クラック性を改善する目的で、ベルト本体の抄幅外域の凹溝の深さを、抄幅内域の凹溝より浅くしたシユープレス用べ Λ ^が、特開平 1 1一 1 2 9 7 5号公報に開示されている。しかしながら、シユーエッジ部付近の溝の深さを抄幅内域の溝よりも浅くしたとしても、耐クラック性を改善できず、クラックが発生、成長する場合があった。発明の開示

本発明は、上述の問題を解決するためのものであり、クラックが発生しにくく、さらに、クラックが発生したとしても、それがベルト内部にまで成長することのないシユープレス用ベルトを提供することを目的とする。

本発明に係るシユープレス用ベルトは、プレスロールと、前記プレスロールに対向するベルトと、前記ベルトの内側に位置して前記ベルトを前記プレスロール側に押し付ける加圧シユーとを備え、前記ベルトと前記プレスロールとの間に材料ウェブを通して前記材料ウェブをプレスする製紙用プレス装置に使用されるシユープレス用ベルトであって、ェンドレスの補強基材中に弹性材料が含浸された補強層と、前記補強層の外周面側に位置し、前記補強基材中に含浸された弾性材料と一体化した第 1弾性材料層と、前記補強基材層の内周面側に位置し、前記補強基材中に含浸された弾性材料と一体化した第 2弾性材料層とからなり、前記第 1弾性材料層の外周面領域に、ベルトの走行方向に沿って多数の排水溝が形成されており、前記加圧シユーの軸方向の端部近傍領域もしくは前記プレスロールの軸方向の端部近傍領域のうち少なくともいずれか一方を含む軸方向端部近傍領域における排水溝の底が、前記軸方向端部近傍領域以外の領域にある排水溝の底よりも、前記補強層側に突出している、シユープレス用ベルトである。

また、本発明に係るシユープレス用ベルトは、前記軸方向端部近傍領域にある排水溝の底は、前記補強層中にあることを特徴とする。また、本発明に係るシュ一プレス用ベルトは、前記軸方向端部近傍領域にある排水溝の底は、前記補強層の外周表面より前記第 1弾性材料層側に 0 . 3 mmの位置から、前記補強層の外周表面より前記捕強層側に 0 . 3 mraの位置まで、の間にあることを特徴とする。また、本発明に係るシユープレス用ベルトは、前記軸方向端部近傍領域にある排水溝の底は、ベルト幅方向断面が、 U字状であるとともに、曲線もしくは鈍角に加工されていることを特徴とする。さらに本発明に係るシユープレス用ベルトは、前記補強基材は、多重織された織布を含有することを特徴とする。

本発明に係るシユープレス用ベルトは、捕強基材中に弾性材料が含浸された補強層と、前記補強層の外周面側に位置する第 1弾性材料層と、前記補強基材層の内周面側に位置する第 2弾性材料層と力らなり、前記第 1弾性材料層の外周面領域に、ベルトの走行方向に沿つて多数の排水溝が形成されているシユープレス用ベルトにおいて、前記加圧シユーの軸方向の端部近傍領域もしくは前記プレス口一ルの軸方向の端部近傍領域のうち少なくともいずれか一方を含む軸方向端部近傍領域における排水溝の底が、前記軸方向端部近傍領域以外の領域にある排水溝の底よりも、前記補強層側に突出していることを特徴とする。

本発明者らの知見によれば、ベルトの外周表面から発生するクラックは、ベルトの特定の箇所に集中して発生する傾向にあることがわかった。すなわち、加圧シユーの軸方向の端部近傍に相当する領域、または、プレスロールの軸方向の端部近傍に相当する領域で、ベトに対して屈曲、ねじれなどの複雑な応力が集中する。そして、この部分に相当する排水溝の底の角部からクラックは発生しやすい。

前記加圧シユーの軸方向の、端部近傍領域もしくは前記プレスロールの軸方向の、端部近傍領域のうち少なくともいずれか一方を含む軸方向端部近傍領域における排水溝の底が、前記軸方向端部近傍領域以外の領域にある排水溝の底よりも、前記補強層側に突出しているから、排水溝の底から補強層までの距離を小さくすることができる。前記軸方向端部近傍領域における排水溝の底から補強層までの距離を小さくするから、第 1弾性材料層が薄くなつて橈みやすくなり、クラックの発生を防止することができる。また、たとえ排水溝の底からクラックが発生したとしても、排水溝の底から補強層までの距離が短いから、クラックの成長を捕強層によって遮ることができるのである。図面の簡単な説明

図 1はシユープレス装置を説明する図である。

図 2は本発明に係るシユープレス用ベルトの断面図である。

図 3は本発明に係るシュ一プレス用ベルトの概略を説明する斜視図である。図 4は、図 3における IV— IVの概略断面図である。

図 5は本発明に係るシユープレス用ベルトの拡大部分断面図である。

図 6は本発明に係るシユープレス用ベルトの排水溝の拡大断面図である。

図 7は本発明に係るシユープレス用ベルトの排水溝の拡大断面図である。図 8は本発明のシユープレス用ベルトの概略断面図である。

図 9は本発明のシユープレス用ベルトの概略断面図である。

図 1 0は本発明のシユープレス用ベルトの概略断面図である。

図 1 1は従来のシゴープレス用ベルトの概略部分断面図である。発明を実施するための最良の形態

図 1に、抄紙機のプレス工程で用いられるシユープレス装置の一例を示す。図 1において、シユープレス装置は、プレスロール 1と、プレスロール 1に対向するベルト 2と、ベルト 2の内側に位置してベルト 2をプレス口ール 1側に押し付ける加圧シユー 3とを備えている。ベルト 2と加圧シユー 3との間には潤滑油が供給され、ベルト 2は加圧シユー 3の上を滑ることができる。ベルト 2とプレスロール 1との間には、フェルト 4に重ねて材料ウェブ 5としての湿紙が通される。ベルト 2の外周面とフェルト 4とは直接接触している。ベルト 2は、フェルト 4 との摩擦によって加圧シユー 3の上を滑りながら走行する。加圧シユー 3は、ベノレト 2の内周面側からプレス口ール 1に向けて所定の圧力で押し付けられている。この押付け力によって、材料ウェブ 5がプレスされ、脱水される。加圧シュ 3 の表面は、プレスロール 1の表面に対応した凹状となっている。このため、プレスロール 1と加圧シユー 3との間には、広い幅の加圧脱水部 Pが形成されている。図 2に、本発明によるシユープレス用ベルト 2を用いたシユープレス装置の、走行方向から見た要部断面図を示す。ベルト 2は、エンド.レスの補強基材中に弾性材料が含浸された補強層 6と、捕強層 6の外周面側に位置し、補強層 6の補強基材中に含浸された弾性材料と一体化した第 1弾性材料層 7と、補強層 6の内周面側に位置し、補強層 6の補強基材中に含浸された弾性材料と一体化した第 2弾性材料層 8とで構成されている。補強層 6を構成する補強基材としては、ポリアミド、ポリエステルなどの有機繊維で構成された織布などが使用される。ベルト 2の全体は熱硬化性ポリウレタンなどの弾性材料で一体的に形成され、ベルト 2 中に、捕強基材が埋設された構造となっている。

加圧シユー 3の軸方向の端部近傍領域 S 2と、プレスロール 1の軸方向の端部近傍領域 S 1と、を含んで軸方向端部近傍領域 S 3が、図 2に示されている。軸方向端部近傍領域 S 3においては排水溝 9 aの底は、軸方向端部近傍領域 S 3以外の領域にある排水溝 9 bの底よりも、補強層 6の側に突出している。

なお、図 2においては、加圧シユー 3の軸方向の端部近傍領域 S 2と、プレスロール 1の軸方向の端部近傍領域 S 1とが隣接した状態であるが、隣接した状態に限定されるわけではない。

また、軸方向端部近傍領域 S 3は、図 2に示されるように、加圧シユー 3の軸方向の端部近傍領域 S 2と、プレスロール 1の軸方向の端部近傍領域 S 1と、をともに含んで構成されることが好ましいが、いずれか一方を含んで構成されてもかまわない。

加圧シユー 3の軸方向の端部近傍領域 S 2は、加圧シユー 3の軸方向端部 1 0 よりベルト内側とベルト外側とにそれぞれ 3 0 0 mm広がつた領域とすることができる。また、プレスロール 1の軸方向の端部近傍領域 S 1は、プレスロール 1 の軸方向端部 1 1よりベルト内側とベルト外側とにそれぞれ 3 0 0 mm広がった領域とすることができる。

図 3は、ベルト 2の概略を示す斜視図である。図 3に示すように、ベルト 2の外周面、すなわち第 1弾性材料層 7の外周面には、ベルト 2の走行方向に沿'つて多数の排水溝 9が形成されている。一つの例示として、ベルト 2のサイズは、周長 4 . 9 m、幅 1 0 mであり、外周面に、幅 1 . 0 mmの排水溝 9が 1 0本 Zィンチの間隔で形成することが可能である。

図 4は、図 3に示したベルト 2の IV— IVで切断した概略断面図である。図 5は、図 4におけるべノレト 2の幅方向 Aに相当する部分の拡大図である。

図 2、図 4、図 5に示すように、ベルト 2の排水溝 9において、軸方向端部近傍領域 S 3に位置する排水溝 9 aの底が、軸方向端部近傍領域 S 3以外の領域に位置するお水溝 9 bの底よりも深く形成されている。すなわち、軸方向端部近傍領域 S 3に位置する排水溝 9 aの底が、軸方向端部近傍領域 S 3以外の領域にある排水溝 9 bの底よりも補強層 6側に突出するように形成されている。

図 1に示すようなシユープレス装置では、加圧シユー 3の軸方向端部 1. 0の近傍に相当する領域 S 2、あるいは、プレスロール 1の軸方向端部 1 1の近傍に相当する領域 S 1で、ベルト 2の外周表面にクラックが発生しやすい。そこで、このようなクラックが発生しやすい部分に位置する排水溝 9 aの底を、他の排水溝 9 bの底よりも補強層 6側に突出するように形成することにより、軸方向端部近傍領域 S 3では、排水溝 9 aの底から補強層 6までの距離が小さくなるため、この部分の第 1弾性材料層が薄くなつて撓みやすくなり、クラックが発生しにくくなる。また、たとえ排水溝 9 aの底からクラックが発生したとしても、排水溝 9 aの底から補強層 6までの距離が短いため、クラックの成長を補強層 6によって遮ることができる。

つぎに、図 6および図 7に、軸方向端部近傍領域 S 3に位置する排水溝 9 aの変形例として、好ましい形状を示す。図 6に示した排水溝 9 cは、ベルト幅方向断面が U字状であり、底部が曲線となるように加工されている。図 7に示した排水溝 9 dは、ベルト幅方向断面が U字状であり、底部が鈍角となるように加工されている。排水溝 9 aを、図 6または図 7に示したような形状とすることにより、排水溝の底からクラックが発生するのをより効果的に防止することができる。補強基材は、弾性材料の含浸度合を高めるために、空隙を多く含んでいる方が好ましい。この理由から、補強基材として織布を用いる場合は、たて 3重織、たて 4重織などの多重織りの織布を使用するのが好ましい。

図 5に示した例では、補強基材としてたて 4重織の織布 1 2を使用している。一例として、織布 1 2は、ベルト走行方向のたて糸が、表面側から順に直径 0 . 3 5 mmのポリエステルモノフィラメント 1 3、 3 0 0 0 dのポリエステルマルチフィラメント 1 4、直径 0 . 3 5 mmのポリエステルモノフィラメント 1 5、直径 0 . 3 5 mmのナイロンモノフィラメント 1 6の 4層からなり、ベルト幅方向のよこ糸が、直径 0 . 4 O mmのポリエステルモノフィラメント 1 7からなつている。たて糸の本数は 6 8本 Zインチであり、よこ糸の本数は 5 6本/インチである。

多重織された織布 1 2を用いることは、補強基材自体の強度が優れているだけでなく、内部に弾性材料を十分に浸透させることができるため、ベルト 2を構成する弾性材料と補強基材との間で十分なアンカ一効果が得られ、層間剥離が発生するのを防ぐことができる。多重織された織布 1 2を含む補強基材中に弾性材料を含浸して捕強層 6を形成し、この補強層 6の外周面側に位置する第 1弾性材料層 7を、補強層に含浸した弾性材料と一体化させることにより、補強層によってクラックの成長を遮る効果が発揮される。弾性材料は、第 1弾性材料層 7、補強層 6および第 2弾性材料層 8を通じて、実質的に連続に一体化しているのが好ましい。弾性材料は、一回または複数回に分けてコーティングすることにより形成することが可能であり、あるいは注型を用いて形成することも可能である。' 次に、図 4および図 5を参照して、本発明に係るシユープレス用ベルトの製造方法を説明する。まず、エンドレスの織布 1 2の裏表を反転させておく。そして、織布 1 2の裏面となる面から弾性材料をコーティングして織布 1 2の約半分まで浸透させるとともに、織布 1 2の上に第 2弾性材料層 8を所定の厚みが得られるように形成する。このコーティングは、 1回で、あるいは複数回に分けて行なうことができる。コーティングした弾性材料を所定の温度で硬化させる。その後、第 2弾性材料層 8を所定の厚み（たとえば 0 . 5 mm〜 2 mm) となるように切削 ·研磨する。

次いで、織布 1 2を反転させ、表面側から弾性材料をコーティングし、織布 1 2の残りの空隙を満たしながら第 1弾性材料層 7を所定の厚みが得られるように形成する。このとき、補強基材の中で両面側からコーティングした弾性材料が実質的に連続するように十分に空隙に浸透させる。このコーティングも、 1回で、あるいは複数回に分けて行なうことができる。

続いて、全体を所定の温度に加熱して弾性材料を硬化させる。その後、第 1弹性材料層 7を所定の厚み（たとえば 0 . 5 mm〜 2 mm) となるように切削■研磨する。最後に、第 1弾性材料層 7の表面に排水溝 9 ( 9 a、 9 b ) を形成する。以上は、補強基材の両面側から弾性材料をコーティングする例であるが、弾性材料のコーティングは、補強基材の片面側のみから注型し、補強基材を通過させて第 1弾性材料層 7と第 2弾性材料層 8とを一挙に形成することも可能である。図 8は、本発明によるシユープレス用ベルトの変形例を示す。図 8に示したベルト 2 1では、軸方向端部近傍領域 S 3以外の領域に位置する排水溝 9 1 bから、軸方向端部近傍領域 S 3に位置する排水溝 9 1 aに向かって排水溝の深さが徐々に深くなるように形成されている。なお、軸方向端部近傍領域 S 3の中心部分からベルト外側に向かうにつれて、排水溝 9 1 aの底の深さは再び徐々に浅くなる。このようにじて、軸方向端部近傍領域 S 3に位置する排水溝 9 1 aの底が、他の領域に存在する排水溝 9 1 bの底よりも補強層 6 1側に突出するように形成されている。

図 9は、本発明に係るシユープレス用ベルトの別実施の形態を説明する図である。図 9に示したベルト 2 2では、排水溝の深さはベルト全体に亘つて均一である。し力、し、第 1弾性材料層 7 2の厚さが、ベルトの内部の領域から両端部の軸方向端部近傍領域 S 3に向かって徐々に薄くなるように形成されている。このようにして、軸方向端部近傍領域 S 3に位置する排水溝 9 2 aの底が、軸方向端部近傍領域 S 3以外にある領域の排水溝 9 2 bの底よりも補強層 6 2側に突出するように形成されている。

図 1 0は、本発明に係るシユープレス用ベルトの更なる別実施の形態を説明する図である。図 1 0に示したベルト 2 3では、軸方向端部近傍領域 S 3に位置する排水溝 9 3 aの底が、軸方向端部近傍領域 S 3以外の領域に存在する排水溝 9 3 bの底よりも補強層 6 3側に突出している。なおかつ、軸方向端部近傍領域 S 3に位置する排水溝 9 3 aの底は、補強層 6 3の中にある。補強層 6 3は、ポリアミド、ポリエステルなどの有機繊維で構成された織布などに対して、ポ ITウレタンなどの弾性材料が含浸されたのものであり、補強層 6 3においては、クラックが発生しにくい。したがって、排水溝 9 3 aの底が補強層 6 3の中にあると、クラックの発生および成長を、補強層 6 3によって有効に遮ることができるのである。

本発明においては、軸方向端部近傍領域 S 3に位置するお水溝の底は、補強層の外周表面より第 1弾性材料層側に 0 . 3 mmの位置から、補強層の外周表面より補強層側に 0 . 3 mmの位置まで、の間にあるように形成することが可能である。軸方向端部近傍領域 S 3に位置する排水溝の底が、捕強層の外周表面より第 1弹性材料層側に 0 . 3 mm以内の位置にあるようにすることにより、この部分での弾性材料層が薄くなつて橈みやすくなるため、クラックが発生しにくくなるのである。また、軸方向端部近傍領域 S 3に位置する排水溝の底が、補強層の外周表面より補強層側に 0 . 3 mm以内の位置にあるようにすることにより、クラックの発生および成長を補強層によって遮ることができるのである。なお、捕強基材が多重織された織布を含む構成とした場合、軸方向端部近傍領域 S 3での排水溝の底が補強層中にあっても、弾性材料を補強基材に十分に浸透させることで、補強層の強度を有効に維持することができる上、クラックの発生を顕著に減らすことができる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。産業上の利用可能性

本発明のシユープレス用べノレトは、加圧シユーの軸方向の端部近傍領域、もしくはプレスロールの軸方向の端部近傍領域、のうち少なくともいずれか一方を含む端部近傍領域における排水溝の底が、前記端部近傍領域以外の領域にある排水溝の底よりも、補強層側に突出する構成を採用している。したがって、端部近傍領域で、排水溝の底から補強層までの距離が小さくなるため、この部分の弾性材料層が薄くなつて撓みやすくなり、クラックが発生しにくくなる。また、たとえ端部近傍領域での排水溝の底からクラックが発生したとしても、排水溝の底から補強層までの距離が短、ため、クラックの成長を補強層によって遮ることができる。端部近傍領域に位置する排水溝は、該排水溝の底が、補強層の中にあるようにした場合でも、クラックの発生、および成長は、補強層によって有効に遮ることができる。

Claims

請求の範囲

1. プレスロール（1) と、該プレスロール（1) に対向するベルト（2) と、該ベルト（2) の内側に位置して該ベルト（2) を前記プレスロール側に押し付ける加圧シユー（3) とを備え、前記ベルト（2) と前記プレスロール（1) との間に材料ウェブを通して前記材料ウェブをプレスする製紙用プレス装置に使用されるシユープレス用ベルトであって、

ユンドレスの補強基材中に弾性材料が含浸された補強層（6) と、該補強層 (6) の外周面側に位置し、前記補強基材中に含浸された弾性材料と一体化した第 1弾性材料層（7) と、前記補強基材層の内周面側に位置し、前記補強基材中に含浸された弾性材料と一体化した第 2弾性材料層 (8) とからなり、

前記第 1弾性材料層（7) の外周面領域に、ベルトの走行方向に沿って多数の排水溝が形成されており、

前記加圧シユー（3) の、軸方向の端部近傍領域（S 2) もしくは前記プレスロール（1) の、軸方向の端部近傍領域（S 1) のうち少なくともいずれか一方を含む軸方向端部近傍領域（S 3) における排水溝（9 a) の底が、前記軸方向端部近傍領域（S 3) 以外の領域にある排水溝（9 b) の底よりも、前記補強層側（6) に突出している、

シユープレス用べノレト。

2. 軸方向端部近傍領域（S 3) にある排水溝（9 a) の底は、前記補強層 (6) 中にある請求項 1記載のシユープレス用ベルト。

3. 軸方向端部近傍領域（S 3) にある排水溝（9 a) の底は、前記補強層 (6) の外周表面より前記第 1弾性材料層（7).側に 0. 3mmの位置から、前記補強層（6) の外周表面より前記補強層 1に 0. 3 mmの位置まで、の間にある請求項 1記載のシユープレス用ベルト。

4. 軸方向端部近傍領域（S 3) にある排水溝（9 a) の底は、ベルト幅方向断面が、 U字状であるとともに、曲線もしくは鈍角に加工されている、請求項 1 に記載のシユープレス用ベルト。

5. 補強基材は、多重織された織布を含有する、請求項 1に記載のシユープレス用ベルト。