CN101316961A - 压榨带 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种压榨带。压榨带的加强基材(10)具备沿带行进方向延伸的第一丝线组(11、12、13)、以及与该第一丝线组交叉地延伸的第二丝线组(14、15)。第一丝线组包括位于带的最外面侧的捻丝(11)、位于带的内面侧的单丝(12、13)。第二丝线组包括位于带的最外面侧的捻丝(14)、位于带的内面侧的单丝(15)。
Description
技术领域
本发明涉及一种在造纸工业、磁记录介质制造工业、纤维工业等中为了对压榨对象物进行加压处理而使用的压榨带，特别涉及一种具有优良的疲劳强度的压榨带。
背景技术
在各种工业中，普遍实行如下的带式压榨，即，在压榨带上放置带状的压榨对象物，在位于压榨带的周内部的一方的加压构件与位于压榨带的周外部的另一方的加压构件之间对压榨对象物进行加压处理。作为加压构件，例如可以举出压榨辊或加压靴等。
作为带式压榨的一个例子，可以举出造纸工业中的作为脱水压榨的靴形压榨(shoe press)。靴形压榨例如公布于特开平11-124788号公报及特开2005-207000号公报等中。
上述的靴形压榨中，为了提高湿纸的脱水效率，在位于压榨带的周外部的作为加压机构的压榨辊与位于压榨辊的周内部的作为内部加压机构的加压靴之间，借助压榨带对放置于压榨带的外周面上的压榨对象物(湿纸)施加面压力，进行加压处理(脱水处理)。通过使用在行进方向上具有规定的宽度的加压靴，就可以增大夹持宽度，并且可以使脱水效率提高。
参照图1对靴形压榨的动作进行更为详细的说明。图1是表示在造纸机的加压工序中使用的靴形压榨装置的行进方向剖面的图。
靴形压榨装置具备：作为加压机构的压榨辊1、与压榨辊1相面对的压榨带2、位于压榨带2的周内部的作为内部加压机构的加压靴3。而且，图1的装置中，将加压靴3用压榨带2覆盖，并以压榨带2作为外筒组装成卷筒状，从而构成靴形压榨辊，然而也可以不将压榨辊以卷筒状组装，而是直接使用环形带(endless belt)。
在压榨带2与压榨辊1之间，穿过与毛毡4重叠并且作为压榨对象物的湿纸5。压榨带2的外周面与毛毡4直接接触。向压榨带2与加压靴3之间供给润滑油，压榨带2就可以在加压靴3上滑动。驱动旋转压榨辊1，压榨带2利用与行进的毛毡4之间的摩擦力在加压靴3上滑动的同时进行从动旋转。
加压靴3被从压榨带2的周内部向压榨辊1推压，湿纸5由于该推压力而被压榨、脱水。加压靴3的表面成为与压榨辊1的表面对应的凹形。由此，在压榨辊1与压榨带2之间，形成沿着带行进方向(MD方向：machine direction)具有较大宽度的夹持区域。该夹持区域作为加压脱水部发挥作用。
由树脂或橡胶等弹性材料制成的压榨带2通常来说在内部具有由多重织布制成的加强基材。如图1所示，压榨带2由于在动作中变成在带行进方向的夹持区域中向内侧凹陷的形状，因此在该夹持区域的压榨带部分上总是同时地作用有弯曲应力和压缩应力。
图2是沿着与带行进方向交叉的方向(CD方向：cross direction)看到的靴形压榨装置的图解性剖面图。如图所示，压榨带4的宽度方向的两端安装于嵌合盘6上。在CD方向的夹持区域中，相对于嵌合盘6的高度来说，加压靴3的高度更低。由此，在压榨带4的CD方向夹持区域的两个端部，除了上述的弯曲应力及压缩应力以外，还在每次穿过夹持区域时反复地产生CD方向的弯曲。
如果关注埋设于压榨带4中的由多重织布制成的加强基材，则在MD夹持区域中，沿着带行进方向(MD方向)延伸的最外表面的丝线容易疲劳。另外，在CD夹持区域端部，沿着与带行进方向交叉的方向(CD方向)延伸的最外表面的丝线容易疲劳。
作为构成多重织布的丝线，有时使用聚酯制的单根丝线(单丝)。该聚酯单丝虽然具有尺寸稳定性优良的性质，但是在另一方面，具有经不住反复压缩的性质。由此，对于在多重织布的最外表面使用了聚酯单丝的加强基材的情况，很容易在比较短的时间内在穿过夹持区域的部分产生疲劳现象。
一旦埋设于压榨带的弹性材料中的由多重织布制成的加强基材因疲劳而局部地断线，则会在位于该断线部分的附近的弹性材料部分中产生断裂。另外，因加强基材的疲劳，会使压榨带的行进性恶化，或产生压榨带的摆动，从而还会有因这些要因而产生断裂的情况。
产生于压榨带中的断裂因作用于夹持区域的反复的弯曲应力、压缩应力、挠曲而沿压榨带的MD方向及CD方向发展，从而有可能引起润滑油的泄漏。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有优良的疲劳强度的压榨带。
依照本发明的压榨带是在弹性材料中埋设了由多重织布制成的加强基材的带。加强基材具备沿带行进方向延伸的第一丝线组、与该第一丝线组交叉地延伸的第二丝线组。第一丝线组包括位于带的最外面侧的捻丝、位于带的内面侧的单丝。第二丝线组包括位于带的最外面侧的捻丝、位于带的内面侧的单丝。
捻丝柔韧且强度高，对弯曲应力或压缩应力显示出优良的耐受性。所以，通过将沿MD方向及CD方向延伸的丝线组中的位于最外面侧的丝线设为捻丝，加强基材就会对作用于夹持区域的弯曲应力或压缩应力显示出优良的耐受性。
单丝的形状固定性强。特别是在沿MD方向延伸的丝线及沿CD方向延伸的丝线两者为单丝的情况下，其交叉点的结节部的强度变高，可以抑制加强基材的扭曲。
根据上述构成的本发明，由于位于最外面侧的MD方向捻丝(沿MD方向延伸的捻丝)及CD方向捻丝(沿CD方向延伸的捻丝)起到提高加强基材的疲劳强度的作用，位于内面侧的MD方向单丝及CD方向单丝起到使加强基材的形状稳定的作用，因此就可以获得具有优良的疲劳强度、长寿命的压榨带。
在一个实施方式中，第一及第二丝线组中的至少任意一方在捻丝与单丝之间包含复丝。该情况下，最好使复丝含浸有集束剂。通过使用含有像这样含浸了集束剂的复丝的加强基材，就可以抑制针孔的产生，形成外观、抗断裂性优良的压榨带。
另外，在一个实施方式中，在弹性材料的最外面形成有沿着带行进方向延伸的排水槽。压榨带例如为靴形压榨用带。
如上所述，根据本发明，可以提供具有优良的疲劳强度的压榨带。
附图说明
图1是表示造纸机的加压工序中所用的靴形压榨装置的行进方向剖面的图。
图2是表示靴形压榨装置的宽度方向剖面的图。
图3是表示本发明的实施方式的加强基材的图解性剖面图。
图4是表示本发明的实施方式的压榨带的一个例子的图解性剖面图。
图5是表示本发明的其他的实施方式的加强基材的图解性剖面图。
具体实施方式
本申请发明人对压榨带的疲劳状况、龟裂发展性及行进性进行了评价，发现了以下的结论。
(1)在将全部的丝线用单丝构成的多重织布的加强基材的情况下，因夹持区域处的反复的弯曲应力及压缩应力的影响，位于最外面侧的MD单丝及CD单丝原纤化而容易破碎。
(2)在将全部的丝线用捻丝构成的多重织布的加强基材的情况下，形状固定性变弱，在行进时发生压榨带的扭曲或摆动。
(3)如果将位于压榨带的最外面侧的加强基材的MD方向丝线及CD方向丝线设为捻丝，则在长时间内不会原纤化，成为疲劳强度优良的材料，如果不仅如此，还将位于压榨带的内面侧的加强基材的MD方向丝线及CD方向丝线设为单丝，则MD方向单丝与CD方向单丝的结节部的强度提高，从而在形状固定性方面优良。
参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
图3是图解性地表示由多重织布制成的加强基材的图，图4是图解性地表示压榨带的剖面图。本发明的实施方式的压榨带是为了在造纸工业、磁记录介质制造工业、纤维工业等中对压榨对象物进行加压处理而使用的带，其大小例如为宽2～15m、周长1～30m、厚2～10mm左右。另外，典型的压榨带为靴形压榨用带。
如图3及图4所示，压榨带具备弹性材料20、埋设于该弹性材料20中的加强基材10。加强基材10是具备了沿带行进方向(MD方向)延伸的第一丝线组11、12、13；和沿与该第一丝线组交叉的方向(CD方向)延伸的第二丝线组14、15的多重织布。
作为加强基材10的形成材料，优选使用有机纤维。对于压榨带要求有挠性，然而例如在将玻璃纤维等无机纤维作为加强基材形成材料使用的情况下，压榨带变得过硬，容易产生断裂等缺陷。所以作为加强基材10的形成材料，优选使用聚酰胺纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、聚乙烯醇纤维等有机纤维。尤其是，从尺寸稳定性优良的方面考虑，优选含有聚酯纤维的加强基材。
如果关注由多重织布制成的加强基材10的具体结构，则沿带行进方向延伸的第一丝线组中的位于带的最外面侧的丝线11为捻丝(MD方向捻丝)，位于带的内面侧的丝线12、13为单丝(MD方向单丝)。沿着与第一丝线组11、12、13交叉的方向延伸的第二丝线组中的位于带的最外面侧的丝线14为捻丝(CD方向捻丝)，位于带的内面侧的丝线15为单丝(CD方向单丝)。
作为弹性材料20，例如可以使用热固化型聚氨酯。弹性材料20例如具备从加强基材10的背面侧形成的背面层20a、从加强基材10的表面侧形成的表面层20b。在弹性材料20的最外表面，形成有沿着带行进方向延伸的多条排水槽21。该排水槽21并非必需的，可以省略。
捻丝与单丝相比柔韧且强度高，对弯曲显示出良好的疲劳强度。另一方面，由于单丝与捻丝相比更硬，因此单丝之间的结节部的强度变高，可以抑制加强基材的扭曲。
本发明的实施方式中，构成加强基材10的丝线组中，位于带的最外面侧的MD方向捻丝11及CD方向捻丝14对夹持区域中的反复的弯曲应力或压缩应力显示出良好的耐受性。另外，位于带的内面侧的MD方向单丝12、13及CD方向单丝15由于提高了结节部的强度，因此可以抑制加强基材的扭曲，并且抑制行进时的压榨带的摆动。
对于聚酯纤维的情况，捻丝例如是捻合了2～3条粗度为200d～1500d的复丝的材料。另外，单丝的粗度为直径0.3～1.0mm。
图5图解性地表示了本发明的其他的实施方式的压榨带的加强基材30。加强基材30是多重织布。沿带行进方向延伸的第一丝线组包括：位于最外面侧的MD方向捻丝31、位于其内侧的MD方向单丝32、位于其内侧的MD方向复丝33、位于最内侧的MD方向单丝34。沿与第一丝线组交叉的方向延伸的第二丝线组包括：位于最外面侧的CD方向捻丝35、位于最内面侧的CD方向单丝36。
MD方向复丝33未被加捻。另外，在该复丝33中含浸有集束剂。通过集束剂浸入构成复丝的丝之间，就可以排除复丝内部的空气。所以，在使用含浸集束剂的复丝33来制造了压榨带的情况下，由于可以抑制气泡的产生，因此就可以抑制针孔的产生。
在作为压榨带的弹性材料使用了热固化型聚氨酯的情况下，考虑到与弹性材料的密接性，优选作为主成分含有尿烷系树脂或环氧系树脂的集束剂。
如前所述，典型的弹性材料具备从加强基材的背面侧形成的背面层、从加强基材的表面侧形成的表面层。该情况下，含浸集束剂的复丝33由于要抑制树脂的渗透，因此要使其位于表面层与背面层之间的边界处。
实施例1
作为由多重织布制成的加强基材，制成了6种试样。将6种试样的构成表示于表1中。
[表1]
| 试样1 | 试样2 | 试样3 | 试样4 | 试样5 | 试样6 | |
| MD1 | PET单丝 | PET单丝 | PET捻丝 | PET捻丝 | PET捻丝 | PET捻丝 |
| MD2 | PET单丝 | PET单丝 | PET单丝 | PET单丝 | PET捻丝 | PET捻丝 |
| MD3 | PET单丝 | 尼龙单丝 | 尼龙单丝 | 尼龙单丝 | PET捻丝 | 尼龙单丝 |
| CD1 | PET单丝 | PET单丝 | PET单丝 | PET捻丝 | PET捻丝 | PET捻丝 |
| CD2 | PET单丝 | PET单丝 | PET单丝 | PET单丝 | PET捻丝 | PET单丝 |
＊在MD2与MD3之间，配置了树脂阻挡丝。
表1中，“MD”是指沿带行进方向延伸的丝线，“CD”是指沿与之交叉的方向延伸的丝线。另外，MD1及CD1是指位于压榨带的最外面侧的丝线，MD2及CD2是指位于其内侧的丝线，MD3是指位于压榨带的最内面侧的丝线。另外，在所有的试样中，在MD2与MD3之间配置了用于阻挡树脂的复丝。
试样1的加强基材中，所有的丝线都是聚酯制单丝。试样2的加强基材中，位于最内面侧的MD丝线(MD3)是尼龙制单丝，剩余的所有丝线都是聚酯制单丝。试样3的加强基材中，位于最外面侧的MD丝线(MD1)是聚酯制捻丝，位于最内面侧的MD丝线(MD3)是尼龙制单丝，剩余的丝线都是聚酯制单丝。试样4的加强基材是本发明的实施例，位于最外面侧的MD丝线(MD1)是聚酯制捻丝，位于最外面侧的CD丝线(CD1)是聚酯制捻丝，位于最内面侧的MD丝线(MD3)是尼龙制单丝，剩余的丝线都是聚酯制单丝。试样5的加强基材中，所有的丝线都是聚酯制捻丝。试样6的加强基材是本发明的实施例，位于最外面侧的MD丝线(MD1)及位于其内侧的MD丝线(MD2)是聚酯制捻丝，位于最内面侧的MD丝线(MD3)是尼龙制单丝，位于最外面侧的CD丝线(CD1)是聚酯制捻丝，位于最内面侧的CD丝线(CD2)是聚酯制单丝。
将表1所示的各加强基材埋设于热固化型聚氨酯的弹性材料中而制成弹性带，将该弹性带安装于直径350mm的辊上进行了疲劳测试。具体来说，利用以200m/分钟的速度旋转的金属制辊对安装于自由旋转的辊上的弹性带，施加50kg/cm2的压力的同时连续运转7天。运转结束后，将弹性带的弹性材料用二甲基甲酰胺溶剂溶解，取出加强基材，目视MD丝线及CD丝线的劣化状况。将其结果表示于表2中。
[表2]
疲劳分析
| 试样1 | 试样2 | 试样3 | 试样4 | 试样5 | 试样6 | |
| MD1 | × | × | ○ | ○ | ○ | ○ |
| MD2 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| MD3 | × | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| CD1 | × | × | × | ○ | ○ | ○ |
| CD2 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
×：破碎○：没有变化
表2中，“×”表示丝线原纤化而破碎，“○”表示没有变化(特别是没有劣化)。
在全部由单丝构成的试样1及试样2中，最外面侧的MD1及CD1原纤化而破碎。在将MD1设为捻丝，将剩余的全部丝线设为单丝的试样3中，仅CD1原纤化而破碎。
在将MD1及CD1设为捻丝，将剩余的丝线设为单丝的试样4；及将MD1、MD2及CD1设为捻丝，将剩余的丝线设为单丝的试样6中，没有原纤化了的丝线。另外，在将全部的丝线都设为捻丝的试样5中，也没有原纤化了的丝线。
对埋设了各试样1～6的弹性带，使用由JIS K6260定义的de Mattia式弯曲试验机，在如下的条件下进行了龟裂发展性的评价。而且，对MD方向的龟裂发展性与CD方向的龟裂发展性分别使用不同的试验片进行了评价。试验片的尺寸设为宽20mm、长150mm。往复运动的距离设为42.0mm。切口是在试验片的长度方向中央处且在宽度方向一个端部的外面，设为长5mm、深1.7mm而加入。
在上述的条件下弯曲了1000次后，测定了龟裂的大小。将其结果作为龟裂发展长度表示于表3中。
[表3]
龟裂发展性
| MD方向 | CD方向 | 判定 | |
| 试样1 | 0.5mm | 1mm | ×× |
| 试样2 | 0.5mm | 1mm | ×× |
| 试样3 | 0.5mm | 0.1mm | ×○ |
| 试样4 | 0.05mm | 0.1mm | ○○ |
| 试样5 | 0.05mm | 0.1mm | ○○ |
| 试样6 | 0.05mm | 0.1mm | ○○ |
如表3中所示，埋设了试样1及试样2的弹性带中，龟裂在MD方向及CD方向两个方向上发展。在埋设了将MD1设为捻丝的试样3的弹性带中，CD方向的龟裂没有发展，而MD方向上龟裂发展。在埋设了将MD1及CD1设为捻丝的试样4及试样5的弹性带中，在MD方向及CD方向两个方向上龟裂都没有发展。另外，在埋设了将MD1、MD2及CD1设为捻丝的试样6的弹性带中，也是在MD方向及CD方向两个方向上龟裂都没有发展。
继而，为了观察试样1～6的加强基材的弯曲刚性，将各试样切割成为10cm×30cm的长方形。将该长方形的试验片的长边侧的一端用手抓住，将试验片垂直竖立。根据是否垂直地竖立，评价了各试验片的形状固定性。将其结果表示于表4中。
[表4]
形状固定性
| 判定 | |
| 试样1 | ○ |
| 试样2 | ○ |
| 试样3 | ○ |
| 试样4 | ○ |
| 试样5 | × |
| 试样6 | ○ |
如表4中所示，将全部的丝线用捻丝构成的试样5不能垂直地竖立，可以确认形状固定性弱。含有MD单丝及CD单丝的试样1～4及试样6都垂直地竖立，可以确认形状固定性强。
以上虽然参照附图对本发明的实施方式进行了说明，然而本发明并不限定于图示的实施方式的内容。对于图示的实施方式，可以在与本发明相同的范围内，或者在均等的范围内，添加各种修正或变形。
本发明可以作为具有优良的疲劳强度及较强的形状固定性的压榨带而被有利地使用。
Claims (5)
1.一种压榨带，其特征在于，是在弹性材料中埋设了由多重织布制成的加强基材的压榨带，其中，
所述加强基材具备沿带行进方向延伸的第一丝线组、以及与该第一丝线组交叉地延伸的第二丝线组，
所述第一丝线组包括位于带的最外面侧的捻丝、以及位于带的内面侧的单丝，
所述第二丝线组包括位于带的最外面侧的捻丝、以及位于带的内面侧的单丝。
2.根据权利要求1所述的压榨带，其中，所述第一及第二丝线组中的至少任意一方在所述捻丝与所述单丝之间包含复丝。
3.根据权利要求2所述的压榨带，其中，在所述复丝中，含浸有集束剂。
4.根据权利要求1所述的压榨带，其中，在所述弹性材料的最外面形成有沿着带行进方向延伸的排水槽。
5.根据权利要求1所述的压榨带，其中，所述压榨带为靴形压榨用带。
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