JP2003306882A - プレスベルトおよびそれを用いたシュープレス装置 - Google Patents
プレスベルトおよびそれを用いたシュープレス装置Info
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Abstract
えることができるプレスベルトおよびそれを用いたシュ
ープレス装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 帯状材料を加圧処理するために用いられ
るプレスベルトであって、弾性材料によってエンドレス
に形成され、加圧領域中央部から加圧領域端部にかけて
厚みが漸減しているプレスベルトであることを特徴とし
ている。また、上記プレスベルトと、上記プレスベルト
に圧力を加える加圧シューと、加圧シューの圧力を調整
する圧力調整手段とを少なくとも備えているシュープレ
ス装置である。
Description
録媒体製造工業、繊維工業等の各種工業において帯状材
料を加圧処理するために用いられるプレスベルトおよび
それを用いたシュープレス装置に関する。
するためにプレスベルトが用いられている。たとえば、
製紙工業における脱水プレスにおいて、いわゆるシュー
プレスが普及している。シュープレスとは、簡単に言え
ば、加圧対象物である帯状材料(湿紙)の一方の面をプ
レスロール等で押さえ、他方の面をプレスベルトを介し
て走行方向に所定の巾を持つ加圧シューで加圧すること
によって帯状材料(湿紙)に対する加圧処理(脱水処
理)を行なうものである。2本のロールでプレスを行な
うロールプレスは加圧対象物に線圧力を加えるのに対
し、シュープレスでは加圧シューが走行方向に所定の巾
を持つため、加圧対象物に面圧力を加えることができ
る。このため、シュープレスによって脱水プレスを行な
った場合、ニップ巾を大きくすることができ、脱水効率
を高めることができるという利点がある。プレスベルト
は、熱硬化性ポリウレタンなどの弾性材料によってエン
ドレスに形成したものが用いられている。また、近年、
製紙工業や磁気記録媒体製造工業において、帯状材料の
表面を平滑化し、光沢を付与するカレンダー工程でも、
紙や磁気記録媒体などの製品の品質を向上させるため
に、ロールプレスに代えて、あるいはロールプレスと併
用して、ベルトプレスや上記と同様のシュープレスとい
ったプレスベルトを使用したカレンダー処理が検討され
ている。さらには、製紙工業において、特に高速で抄紙
する場合、プレスニップの前後で紙切れが発生するのを
防止し、安定して湿紙を搬送するためのトランスファー
用としても、同様のプレスベルトの使用が検討されてい
る。
従来のシュープレス装置100の一例の模式的な断面図
を示す。図9において、トップフェルト101とボトム
フェルト102の間に挟まれた湿紙103は、プレスロ
ール104とベルト105の間に搬送され、プレスロー
ル104とベルト105との間に形成される圧力によっ
て脱水される。ベルト105の両端は、回転しない支持
体108の両端部に軸受を介して回転自在に支持された
円盤109に固定されている。ベルト105は、プレス
ロール104の回転に連れられて加圧シュー106の上
を滑りながら従動回転する。ここで、ベルト105の下
面に設置された加圧シュー106によって加圧領域A−
A'に圧力が加えられ、この圧力は加圧シュー106の
下部に設置された油圧シリンダ107に支持体108を
通して注入される油圧の大きさによって調整される。
においては、湿紙103全体に均一に圧力がかからない
という問題があった。すなわち、支持体108が金属製
でありかつ大型であるため、その自重に加えプレスロー
ル104の圧下により、図10に示す支持体108aの
ように加圧領域中央部C近傍が撓んでしまい、加圧領域
中央部Cの圧力が加圧領域端部A,A'の圧力に比べて小
さくなる。その結果として加圧領域中央部Cから加圧領
域両端部A,A'にいくほどベルト105が激しく摩耗
し、これが加圧領域端部A,A'でのベルト105の破損
を誘発し、ベルト105の寿命を縮める原因となってい
た。寿命を終えたベルト105は新しいものと交換され
るが、ベルト105のサイズは巾2〜15m、周長1〜
30mと大型であるため、交換作業は容易ではなく、労
力と時間がかかる。また、脱水プレス用のプレスベルト
105は、一般的にベルト105の外周表面に排水溝が
形成されているが、ベルト105の加圧領域端部A,A'
が摩耗すると加圧領域端部A,A'近傍での湿紙103の
脱水性能が不十分となる。加圧領域中央部Cと加圧領域
両端部A,A'との間における圧力の不均一や脱水性能の
不均一は、製紙工程における断紙、および紙強度の不均
一による品質の劣化に繋がる恐れがあった。
明は、加圧対象物である帯状材料に均一に圧力を加える
ことのできるプレスベルトおよびそれを用いたシュープ
レス装置を提供することを目的とする。さらに本発明
は、プレスベルトが不均一に摩耗するのを防止すること
によりプレスベルトの耐久性を向上させ、ひいてはプレ
スベルトを交換する頻度を減らしてプレス工程にかかる
コストを下げることのできるプレスベルトおよびそれを
用いたシュープレス装置を提供することを目的とする。
め、本発明は、帯状材料を加圧処理するために用いられ
るプレスベルトであって、弾性材料によってエンドレス
に形成され、加圧領域中央部から加圧領域端部にかけて
厚みが漸減しているプレスベルトであることを特徴とす
る。
は、上記加圧領域中央部から上記加圧領域端部にかけて
の厚みが、クラウン曲線状、直線状、階段状および台形
状の群から選ばれた少なくとも1種類の手法で漸減して
いることが好ましい。
ンドレスの補強基材と、補強基材の外周面側に位置する
第一弾性層と、補強基材の内周面側に位置する第二弾性
層とを含み、第一弾性層の厚みが加圧領域中央部から加
圧領域端部にかけて漸減していることが好ましい。
ンドレスの補強基材と、補強基材の外周面側に位置する
第一弾性層と、補強基材の内周面側に位置する第二弾性
層とを含み、第二弾性層の厚みが加圧領域中央部から加
圧領域端部にかけて漸減していることが好ましい。
上記加圧領域中央部の厚みと上記加圧領域端部の厚みと
の差が、上記加圧領域中央部の厚みの2〜30%である
ことが好ましい。
レスベルトであることが好ましい。また、本発明のプレ
スベルトは、シュープレス用ベルトであることが好まし
い。
上記プレスベルトに圧力を加える加圧シューと、加圧シ
ューの圧力を調整する圧力調整手段とを少なくとも備え
ているシュープレス装置であることを特徴とする。
施の形態について説明する。
ルトの一例である実施の形態1のプレスベルト11の模
式的な断面図を示す。実施の形態1のプレスベルト11
は、筒状のエンドレスの補強基材の外周面側に設置され
た第一弾性層13と内周面側に設置された第二弾性層1
4との間に上記補強基材中に弾性材料が含浸された補強
層12が設置されており、第一弾性層13および第二弾
性層14は、補強層12の補強基材中に含浸された弾性
材料と一体となって構成されている。ここで、プレスベ
ルト11は、大型であり、その一般的なサイズは、巾2
〜15m、周長1〜30m、厚み2〜10mmである。
は、加圧領域A1−A1'における第一弾性層13の加圧
領域中央部C1から加圧領域端部A1およびA1'にかけ
て、第一弾性層13の厚みのみが漸減していることを特
徴としている。これは本発明者がプレスベルト11の加
圧領域端部A1およびA1'にかかる圧力が加圧領域中央
部C1よりも高いことを見出し、上記のようにプレスベ
ルト11を形成すれば、プレスベルト11の上部に設置
されたロールとの間の圧力の不均一を緩和することがで
きることを見出したためである。ここで、加圧領域端部
A1およびA1'は、プレスベルト11の全幅の端部D1ま
たはD1'から、プレスベルト11の全幅D1D1'の0.
1〜10.0%の長さだけ離れた位置にある。また、加
圧領域中央部C1は、加圧領域A1−A1'の中心に位置す
る。また、加圧領域A1−A1'以外のプレスベルト11
の形状については特に限定されない。
厚みC1C1'と加圧領域端部の厚みA1B1との差(以
下、「厚み差」という。)が、加圧領域中央部の厚みC
1C1'の2〜30%であることが好ましく、2〜20%
であることがより好ましく、4〜10%であることがさ
らに好ましい。厚み差がこの範囲内にある場合には加圧
対象物である帯状材料にかかる圧力の均一性がより向上
する。
法としては、特に限定されないが、A1−C1−A1'間を
結ぶ曲線がクラウン曲線状になるように漸減されること
が好ましい。この場合には、加圧力が局所的に変化する
箇所がなくなることから、加圧対象物である帯状材料に
かかる圧力の均一性がより向上する。
しては、たとえばエンドレスの補強基材からなる補強層
12に弾性材料を含浸し、この弾性材料を硬化させるこ
とにより第一弾性層13および第二弾性層14を形成
し、その後第一弾性層13の加圧領域中央部C1から加
圧領域端部A1およびA1'にかけて第一弾性層13の厚
みが漸減するように切削、研削等する方法等がある。
たとえば織布または不織布を用いることができる。織布
としては、たとえば従来から公知の織布を用いることが
できるが、たとえばたて3重織、たて4重織等の多重織
りの織布を用いることが好ましい。この場合には、織布
の空隙が多く含まれることから弾性材料の含浸度合を向
上させることができ、弾性材料と補強基材との間で十分
なアンカー効果が得られるため、弾性材料と補強基材と
の間の層間剥離を防止することができる。また、不織布
としては、たとえばサーマルボンド、ケミカルボンドま
たはエアレイ等の製法によって製造された乾式不織布、
繊維をバインダで接合等することにより製造された湿式
不織布、その他スパンレース、スパンボンド、メルトブ
ローン、ニードルパンチまたはステッチボンド等の製法
により製造された不織布等を用いることができる。
は、1種類以上の天然繊維および/または1種類以上の
人造繊維が用いられ得る。天然繊維としては、たとえば
綿、麻、絹または羊毛等の繊維がある。また、人造繊維
としては、たとえばレーヨン、ポリエステル、アクリ
ル、ポリプロピレン、ポリエチレン、超高分子量ポリエ
チレン、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリア
ミド、全芳香族ポリアミド、炭素、ガラス、金属または
フッ素等の繊維がある。
ムおよび/または1種類以上の熱可塑性エラストマが用
いられ得る。ゴムとしては、たとえばブチルゴム、天然
ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレン
ゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴ
ム、スチレンブタジエンスチレンゴム、ニトリルゴム、
ポリノルボルネンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、
シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴム等がある。ま
た熱可塑性エラストマとしては、たとえばスチレン系、
オレフィン系、エステル系、ポリアミド系、塩化ビニル
系、ウレタン系等の熱可塑性エラストマがある。
14内に、補強糸状体を配置させることもできる。この
場合にはプレスベルト11の機械強度を向上させること
ができる。補強糸状体としては、たとえば上述した1種
類以上の天然繊維および/または1種類以上の人造繊維
が用いられ得る。ここで、補強糸状体としては、炭素繊
維、ガラス繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、チタン酸
カリウム繊維、シリカ繊維またはジルコニア繊維等の無
機繊維、全芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステ
ル繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、高強度ビニロン
繊維または高強度アクリル繊維等の有機繊維のうちから
選ばれる1種類以上の繊維を用いることが好ましい。こ
の場合には、本発明のプレスベルト11の強度をより向
上させることができる。
ロービングまたはコード等の形状にして使用され得る。
また、補強糸状体はプレスベルト11の周方向、巾方向
および斜め方向の中から選ばれる単一方向または複数方
向の組合せで配置することができる。
ルトの一例である実施の形態2のプレスベルト21の模
式的な断面図を示す。実施の形態2のプレスベルト21
は、筒状のエンドレスの補強基材の外周面側に設置され
た第一弾性層23と内周面側に設置された第二弾性層2
4との間に補強層22が設置されており、第一弾性層2
3および第二弾性層24は、補強層22の補強基材中に
含浸された弾性材料と一体化している。ここで、実施の
形態2のプレスベルト21は第一弾性層23および第二
弾性層24が共に加圧領域中央部C2およびC2'からそ
れぞれ加圧領域端部A2,A2'、B2,B2'にかけて厚みが
漸減していることを特徴としている。
おいては、第二弾性層24におけるB2−C2'−B2'間
を結ぶ曲線も上記クラウン曲線状となるように形成され
ることが好ましい。その他は実施の形態1と同様であ
る。
ルトの一例である実施の形態3のプレスベルト31の模
式的な断面図を示す。実施の形態3のプレスベルト31
は、筒状のエンドレスの補強基材の外周面側に設置され
た第一弾性層33と内周面側に設置された第二弾性層3
4との間に補強層32が設置されており、第一弾性層3
3と第二弾性層34と補強層32の補強基材中に含浸さ
れた弾性材料とが一体化された構成となっている。ここ
で、実施の形態3のプレスベルト31は第二弾性層34
のみが加圧領域中央部C3'からそれぞれ加圧領域端部B
3,B3'にかけて厚みが漸減していることを特徴としてい
る。
おいては、第二弾性層34におけるB3−C3'−B3'間
を結ぶ曲線は上記クラウン曲線状となるように形成され
ることが好ましい。その他は実施の形態1〜2と同様で
ある。
ルトの一例である実施の形態4のプレスベルト41の模
式的な断面図を示す。実施の形態4のプレスベルト41
は、筒状のエンドレスの補強基材の外周面側に設置され
た第一弾性層43と内周面側に設置された第二弾性層4
4との間に補強層42が設置されており、第一弾性層4
3および第二弾性層44は、補強層42の補強基材中に
含浸された弾性材料と一体化されて構成されている。こ
こで、実施の形態4のプレスベルト41は第一弾性層4
3の厚みが加圧領域中央部C4からそれぞれの加圧領域
端部A4,A4'にかけてたとえば図4に示すような直線状
に漸減していることを特徴としている。なお、実施の形
態4のプレスベルト41においては、第一弾性層43だ
けでなく第二弾性層44においても加圧領域中央部C4'
からそれぞれの加圧領域端部B4,B4'にかけて厚みが直
線状に漸減していてもよい。また、第二弾性層44の厚
みのみが直線状に漸減していてもよい。その他は実施の
形態1〜3と同様である。
ルトの一例である実施の形態5のプレスベルト51の模
式的な断面図を示す。実施の形態5のプレスベルト51
は、筒状のエンドレスの補強基材の外周面側に設置され
た第一弾性層53と内周面側に設置された第二弾性層5
4との間に補強層52が設置されており、第一弾性層5
3および第二弾性層54は、補強層52の補強基材中に
含浸された弾性材料と一体となった構成となっている。
ここで、実施の形態5のプレスベルト51は第一弾性層
53の厚みが加圧領域中央部C5からそれぞれの加圧領
域端部A5,A5'にかけてたとえば図5に示すような階段
状に漸減していることを特徴としている。なお、実施の
形態5のプレスベルト51においては、第一弾性層53
だけでなく第二弾性層54においても加圧領域中央部C
5'からそれぞれの加圧領域端部B5,B5'にかけて厚みが
階段状に漸減していてもよい。また、第二弾性層54の
厚みのみが階段状に漸減していてもよい。なお、上記階
段の個数、形状および個々の階段自体の大きさ、形状等
は特に限定されない。その他は実施の形態1〜4と同様
である。
ルトの一例である実施の形態6のプレスベルト61の模
式的な断面図を示す。実施の形態6のプレスベルト61
は、筒状のエンドレスの補強基材の外周面側に設置され
た第一弾性層63と内周面側に設置された第二弾性層6
4との間に補強層62が設置されており、第一弾性層6
3および第二弾性層64は、補強層62の補強基材中に
含浸された弾性材料と一体化されている。ここで、実施
の形態6のプレスベルト61は第一弾性層63の厚みC
6C6'が加圧領域中央部C6からそれぞれの加圧領域端部
A6,A6'にかけて台形状に漸減することを特徴としてい
る。ここで台形状に漸減するとは、たとえば図6に示す
ように第一弾性層63の厚みC6C6'をプレスベルト6
1の幅方向に一定長さC6E6,C6E6'だけ保持させ、そ
の後厚みを直線状に漸減させることをいう。実施の形態
6のプレスベルト61においては、第一弾性層63だけ
でなく第二弾性層64においても加圧領域中央部C6'か
らそれぞれの加圧領域端部B6、B6’にかけて厚みC6
C6'を台形状に漸減させてもよい。また、第二弾性層6
4の厚みのみを台形状に漸減させてもよい。ここで、上
記C6E6またはC6E6'の長さは特に限定されないが、
C6'B6またはC6'B6'の長さの3〜90%であること
が好ましい。その他は実施の形態1〜5と同様である。
ルトの一例である実施の形態7のプレスベルト71の模
式的な断面図を示す。実施の形態7のプレスベルト71
は、筒状のエンドレスの補強基材の外周面側に設置され
た第一弾性層73と内周面側に設置された第二弾性層7
4との間に補強層72が設置されており、第一弾性層7
3および第二弾性層74は、補強層72の補強基材中に
含浸された弾性材料と一体化している。ここで、実施の
形態7のプレスベルト71は、第一弾性層73の厚みが
加圧領域中央部C7からそれぞれの加圧領域端部A7,
A7'にかけて漸減するとともに、第一弾性層73の外周
表面上に複数の排水溝75が形成されていることを特徴
としている。この排水溝75の形状、深さ、個数等は特
に限定されないが、加圧領域中央部C7からそれぞれの
加圧領域端部A7,A7'にかけて排水溝75の深さが漸増
していることが好ましい。また、第一弾性層73だけで
なく第二弾性層74においても加圧領域中央部C7'から
それぞれの加圧領域端部B7、B7’にかけて厚みを漸減
させてもよい。また、第二弾性層74の厚みのみを漸減
させてもよい。その他は実施の形態1〜6と同様であ
る。
おいては、その加圧領域中央部C−C'からみて左右の
ベルトの厚みの漸減手法は同一であることが好ましい
が、異なっていてもよい。
形態4〜7のプレスベルトにおいて第一弾性層および第
二弾性層の双方の厚みを漸減させる場合には、第一弾性
層と第二弾性層の厚みの漸減手法は同一であることが好
ましいが、異なっていてもよい。実施の形態7のプレス
ベルトは、特に製紙用プレスベルトとして、中でも脱水
用のシュープレス用ベルトとして好適に用いることがで
きる。
おいても製紙用プレスベルト、特に脱水用のシュープレ
ス用ベルトとして用いる場合には、その第一弾性層に排
水溝を形成してもよい。また、上記実施の形態1〜7を
例示して説明した本発明のプレスベルトの用途は特に限
定されず、製紙工業、磁気記録媒体製造工業、繊維工業
等におけるプレス用、カレンダー用、トランスファー
用、エンボス用等のベルトとして好適に用いることがで
きる。特に、シュープレス用ベルトとして好適に用いる
ことができる。
ス装置は、上記プレスベルトと、プレスベルトに圧力を
加える加圧シューと、加圧シューの圧力を調整する圧力
調整手段とを少なくとも備えている。ここで、加圧シュ
ーとしては、たとえば従来から公知の金属製の板状体等
が用いられ得る。また、圧力調整手段としては、たとえ
ば従来から公知の油圧シリンダ等が用いられ得る。
例の模式的な断面図を示す。図8において、プレスベル
ト81の両端は、回転しない支持体84の両端部に軸受
を介して回転自在に支持された金属製の円盤85に固定
されており、シュープレス用ベルト81は、図示しない
相手側のプレスロールの回転に連れられて加圧シュー8
2の上を滑りながら従動回転することになる。また、金
属製の板状体の加圧シュー82は圧力調整手段である油
圧シリンダ83上に設置されており、油圧シリンダ83
は金属製の支持体84上に設置されている。加圧シュー
82の圧力の調整は支持体84中を通って油圧シリンダ
83に与えられる油圧の大きさによって調整される。
されてきた湿紙等の帯状材料(図示せず)は、加圧シュ
ー82に押し上げられたプレスベルト81と圧下してい
るプレスロール(図示せず)との間に形成された圧力に
よって脱水処理、カレンダー処理等の加圧処理を施され
ることとなる。
は、加圧領域中央部から加圧領域端部にかけて厚みが漸
減しているプレスベルト81を用いている。したがっ
て、プレスロール(図示せず)の圧下および支持体84
の自重によって支持体84の加圧領域中央部近傍が下方
へ撓んだ場合でも、帯状材料(図示せず)に加えられる
圧力は加圧領域全体において均一となり、加圧処理され
る対象製品の品質を向上させることができる。
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。
トは、厚みが加圧領域中央部から加圧領域端部にかけて
漸減しているので、加圧領域中央部から加圧領域両端部
にいくほどプレスベルトが激しく摩耗するのを防止する
ことができ、プレスベルトの耐久性を向上させることが
できる。また、シュープレス装置にあっては、プレスベ
ルトの耐久性が向上することにより、プレスベルトを交
換する頻度を減らすことができるため、加圧処理にかか
るコストを下げることができる。さらに、本発明によれ
ば、プレスベルトの厚みが加圧領域中央部から加圧領域
端部にかけて漸減しているので、加圧対象物となる帯状
材料全体を均一に加圧処理することができ、プレス対象
製品の品質を向上させることができる。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
断面図である。
面図である。
域中央部近傍が撓んでいる一例の模式的な断面図であ
る。
ルト、12,22,32,42,52,62,72 補強層、
13,23,33,43,53,63,73 第一弾性層、1
4,24,34,44,54,64,74 第二弾性層、75
排水溝、80,100 シュープレス装置、85,10
9 円盤、82,106,106a 加圧シュー、83,
107,107a 油圧シリンダ、84,108,108
a 支持体、101 トップフェルト、102 ボトム
フェルト、103 湿紙、104プレスロール、10
5,105a ベルト。
Claims (8)
- 【請求項1】 帯状材料を加圧処理するために用いられ
るプレスベルトであって、弾性材料によってエンドレス
に形成され、加圧領域中央部から加圧領域端部にかけて
厚みが漸減していることを特徴とするプレスベルト。 - 【請求項2】 前記加圧領域中央部から前記加圧領域端
部にかけての厚みが、クラウン曲線状、直線状、階段状
および台形状の群から選ばれる少なくとも1種類の手法
で漸減していることを特徴とする請求項1に記載のプレ
スベルト。 - 【請求項3】 筒状のエンドレスの補強基材と、前記補
強基材の外周面側に位置する第一弾性層と、前記補強基
材の内周面側に位置する第二弾性層とを含み、前記第一
弾性層の厚みが加圧領域中央部から加圧領域端部にかけ
て漸減していることを特徴とする請求項1または2に記
載のプレスベルト。 - 【請求項4】 筒状のエンドレスの補強基材と、前記補
強基材の外周面側に位置する第一弾性層と、前記補強基
材の内周面側に位置する第二弾性層とを含み、前記第二
弾性層の厚みが加圧領域中央部から加圧領域端部にかけ
て漸減していることを特徴とする請求項1から3のいず
れかに記載のプレスベルト。 - 【請求項5】 前記加圧領域中央部の厚みと前記加圧領
域端部の厚みとの差が、前記加圧領域中央部の厚みの2
〜30%であることを特徴とする請求項1から4のいず
れかに記載のプレスベルト。 - 【請求項6】 前記プレスベルトは製紙用プレスベルト
であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記
載のプレスベルト。 - 【請求項7】 前記プレスベルトはシュープレス用ベル
トであることを特徴とする請求項1から6のいずれかに
記載のプレスベルト。 - 【請求項8】 請求項1に記載のプレスベルトと、前記
プレスベルトに圧力を加える加圧シューと、前記加圧シ
ューの圧力を調整する圧力調整手段とを少なくとも備え
ていることを特徴とするシュープレス装置。
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