JP2543923B2 - 紙製造機械のプレスに用いられるベルトの加工方法 - Google Patents

紙製造機械のプレスに用いられるベルトの加工方法

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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ この発明の分野は滑らかな内表面を持つ不浸透性のベ
ルト、より詳しくは、製紙機械において形成される繊維
ウエブを脱水するためのエクステンデッド・ニップ・プ
レスに用いられるベルトを作る方法に関する。
［先行技術の説明］ エクステンデッド・ニップ・プレスは、現在、製紙工
業において紙やクラフト生成物の製造に用いられてい
る。このタイプの多くのプレスは、プレス・ニップのシ
ューに逆らって動く、エンドレスかつ不浸透性で油や摩
滅や圧搾に耐えるベルトを用いる。初期の設計では25及
至50フィートにも及ぶ長いベルトが用いられていた。
より最近のエクステンデッド・ニップ・プレスの設計
は小型化され、したがって大幅に短い長さのベルトを要
求する。これらの最近のプレスの設計は、初期の設計に
用いられた延びた長方形のベルト形状というよりはむし
ろ、ニップを取り囲む（circumscribing）、ドラムの形
をした円形のベルト形状と合体する。
初期に設計された機械に用いられた長いベルトはエン
ドレスに作られまた硬い熱硬化性樹脂を浸み込まされて
いる。
被覆表面はそれから一様な厚さに研磨されそして滑ら
かに磨かれる。ベルトはそれから裏返され、従って滑ら
かな樹脂浸透表面が内側に向く。加工の際ベルトの外表
面は磨かれまた、ベルトの内側は油がさされたプレスシ
ューとの接触のため滑らかでなければならないので、ベ
ルトの裏返しは必要である。新しいエクステンデッド・
ニップ・プレスの発達に伴い、ベルトの長さは13及至15
フィートにまで減少している。この減少した長さのため
従来の加工手段は用いることができない。なぜならこの
ような短い長さのベルトは容易に裏返しできないからで
ある。短く比較的壊れやすいベルトを裏返す過程が困難
である（たとえば不可能でないにしても）ばかりでな
く、ベルトを裏返す際のベルトに生じるストレスがベル
トに弱い箇所を発生させ、これは使用中の故障へとつな
がる。エクステンデッド・ニップ・プレスは、ベルトが
一様な厚さでありまた滑らかに磨かれた内表面をもって
おり、従って油圧軸受（hydraulicbearing）のように作
用する油がさされたプレッシャー・シューにささえられ
て動く（ride on）ことができることを要求する。
エクステンデッド・ニップ・プレスに用いられるベル
トは、運転時のリニア・インチ当たり6,000ポンドにも
及ぶ恐るべき圧力に耐えうるため、何らかの繊維補強が
要求される。例えば米国特許第4,222,253号を参照。ベ
ルトは通例、樹脂物質で覆われた基礎組織又は骨組を有
している。ベルト厚の一様性は、被覆内の骨組の深さの
レベルの一様性と同様に、このタイプのベルトにおいて
は重要である。骨組を被覆する過程は通常、テンション
ロールと駆動ロールからなる２つのロール及び被覆又は
浸透装置の使用を含んでいる。強化プラスチックベルト
の環を作る方法が米国特許第4,267,139号に記載されて
おり、これはエンドレスの収縮可能な骨組を型内に置
き、それから型をプラスチックで充填することを伴う。
組織構造は従って硬化したプラスチックの中に包まれ
る。この過程により作られるベルトの欠陥は、骨組を、
被覆内で一様な深さを得るように、型の内面側支持コア
に接触するように配置しなければならないということで
ある。従って最終製品において、骨組はベルトの内表面
の近くに配置される。
［発明の概要］ この発明は、加工後エンドレスベルトを裏返すことか
ら結果する先行技術における問題点を解決し、ベルト厚
が一様でありまた内表面が滑らかであることを保証す
る。
未硬化ポリウレタン・シートが高度に磨かれた表面を
持つ滑らかなマンドレルの周囲に巻かれる。織られた組
織骨組がポリウレタン・シートの上に載せられる。それ
からポリウレタン・シートの第２の層がその組織骨組の
周囲に巻かれる。次に狭いナイロンのウエブがその上に
巻かれて、そしてその巻かれたマンドレルはポリウレタ
ン・シートを硬化させるために圧力がま（autoclave）
の中に置かれる。ウレタンは硬化し、全体が一体となっ
て結合し、エンドレスの裸の組織（fabric）を包む。
この発明を用いることの第１の利益は、これが、作ら
れたベルトが縦方向及び横方向の双方に補強されるよう
に織られた組織状のスリーブを包む便利で能率的な方法
を提供するということである。縦方向（machine direct
ion）にのみ安定な従来技術に係るベルトは、エクステ
ンデッド・ニップ・プレスへの使用において実用上良い
結果が得られていない。
他の利益は、高度に磨かれた表面を持つマンドレルを
用いる結果、ベルトの内表面が滑らかであるため、ベル
トは裏返される必要がないということである。
更に他の利益は、この発明に係る方法では高価な鋳型
（mold）装置は必要ないということである。加えて、作
られたベルトは長寿命であり優れた性能を与える。
［より好ましい実施例の詳細な説明］ 第１図においてシャフト６に取り付けられたビルディ
ング・マンドレル４のまわりにシート２が巻かれている
状態が示されている。シート２は好ましくは未硬化ウレ
タン、より好ましくは未硬化ポリウレタンからなる。ビ
ルディング・マンドレル４は高度に磨かれた表面を持っ
ている。第２図に示されているようにシート２のある部
分は巻かれた後重なり合う。きれいな接合線を形成する
ように上下に重なった部分をカッター６を用いて切断す
る。これにより第３図及び第４図に示すようにシート２
の両端は一直線上に接合される。
図面に記載されたより好ましい実施例では、次段階は
軸６のまわりにマンドレル４を回転しながら張力をかけ
て、湿った（wet）狭いナイロン・ウエブ８（例えば約
６インチの幅からなる）により被覆マンドレルを巻くこ
とを伴う。ナイロンで巻まれたマンドレルはそれから圧
力がま（autoclave）10のような加熱装置の中に置か
れ、約220゜F及至250゜Fに加熱される。ナイロン・ウエブ
は加熱の間縮みポリウレタンの第１の層を硬化させる。
第７図は圧力がま10から取り出した後、ナイロン・ウ
エブを解いている状態を示している。第８図はポリウレ
タンの硬化した層16の表面の拡大図であり、この表面は
平らではない。第９図はグラインダ12を用いてこの表面
を研磨し滑らかにする段階を示している。
第10図は織られた組織状のスリーブ14が被覆マンドレ
ルの上に被せられる状態を示している。組織状のスリー
ブ14は好ましくは収縮可能な繊維から成り、その内周の
長さはマンドレルの外周の長さより約１〜２％長い。加
熱空気が、組織状のスリーブをウレタンで被覆されたマ
ンドレルの表面に収縮させるために用いられ、その結果
スリーブの繊維は硬化したウレタンの層16と接触する。
組織状のスリーブは、２方向においてベルトへの構造的
安定性を与えるために、直交する繊維18及び20から成
る。
組織状のスリーブ14がしっかりとフィットすると、第
１の層に用いられたものと実質上同様な未硬化のウレタ
ン・シートの第２の層22が、第12図に示すように、ビル
デシング・マンドレルのまわりに巻かれる。
次に、再び狭い湿ったナイロン・ウエブ24が第13図に
示すように全複合物の周囲に巻かれる。第14図は正断面
図であり、マンドレル4,硬化したウレタンの第１の層1
6,組織状のスリーブ14,未硬化のウレタンの第２の層22
及びナイロン・ウエブ24を示している。
再び、ナイロンが巻かれた複合物は第15図に示すよう
に圧力がま10の中で加熱される。湿ったナイロン・ウエ
ブは加熱され圧力がかかっている間、収縮する。熱と圧
力の結果ウレタンの第２の層24は硬化し、組織状のスリ
ーブ14を内包しながら硬化した層16と一体的に結合す
る。
硬化後、ナイロン・ウエブ24は第16図に示すように解
かれる。次に、硬化したウレタンの全外表面はグライン
ダ12を用いて研磨され、滑らかな外表面及びウレタンの
一様な厚さを得る。
第18図は最終製品であるベルト28における、組織状の
スリーブ14を内包する連続した硬化ウレタンの一部分を
示している。ベルト28は、好ましくは圧縮空気をマンド
レルの外表面とベルトの内表面との間に挿入することに
より、マンドレル４から取り外される。もしベルトの取
り外しを容易にすることを望ならば、巻き作業を始める
前に離脱剤（a release agent）を磨かれたマンドレル
に塗ってもよい。
マンドレル４の高度に磨かれた表面は主題たるベルト
の内表面に伝達されており、その品質は先行技術に係る
ベルトのそれに、例え優っていなくとも、等しい。加え
て、ベルトは裏返される必要がない。更にベルトは組織
状のスリーブによって縦方向及び横方向の双方において
支持されている。
この発明の詳細な記述を行なったが、上述のプロセス
の多くの変更が、この発明の概念に含まれるということ
はいうまでもない。例えば、ウレタンの第１の層を硬化
させる段階を省いてこの発明を実施し、一つの最終段階
において記述され示された方法により、双方の層を硬化
させることも可能である。他の変更も存在する。発明の
範囲は特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図面の簡単な説明】
第１図は未硬化ポリウレタンのシートをマンドレルの上
に巻き付けている状態を示す側断面図、第２図は第１図
のシートの重なった部分を切断している状態を示す側断
面図、第３図は切断後の第１図及び第２図のシートを示
す側断面図、第４図は第３図に示すシートの端部の接合
点の拡大図、第５図は第３図の被覆マンドレルの上にナ
イロン・ウエブを巻いている状態を示す透視図、第６図
は加熱手段の中に第５図の被覆マンドレルを置いた状態
を示す側面図、第７図は加熱後ナイロン・ウエブを解い
ている状態を示す透視図、第８図は加熱後の硬化したポ
リウレタン・シートの表面の拡大図、第９図は硬化した
ポリウレタン・シートを研磨している状態を示す側断面
図、第10図は被覆マンドレルの上に織られた組織状のス
リーブを覆せている状態を示す透視図、第11図は織られ
た組織状のスリーブの繊維がマンドレルの表面の硬化し
たポリウレタン・シートに接触している状態を示す部分
正断面図、第12図は組織状のスリーブの上に未硬化ポリ
ウレタンの第２のシートが巻かれている状態を示す側断
面図、第13図は第12図に示す被覆マンドレルの上にナイ
ロン・ウエブを巻いている状態を示す側断面図、第14図
はナイロン・ウエブを巻いた後の第13図のマンドレルを
示す部分正断面図、第15図は第13図に示された巻き作業
後被覆マンドレルを加熱している状態を示す図、第16図
は硬化後ナイロン・ウエブを解いている段階の側断面
図、第17図は硬化したポリウレタン・シートの表面を研
磨している状態の側断面図、第18図はこの発明に従って
作られた完成ベルトの部分正断面図である。 ２……シート、４……マンドレル ６……カッター、８……ナイロンのウエブ 10……圧力がま、12……グラインダー 14……織られた組織状のスリーブ 16……ウレタンの硬化した第１層 18,20……繊維 22……未硬化ウレタン・シートの第２層 24……ナイロンのウエブ、26……ベルト

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】磨かれて滑らかな外表面を持つマンドレル
    を準備し、該マンドレルの周囲に未硬化の熱硬化性樹脂
    シートの第１層を巻き、被覆された該マンドレルの上に
    織られた組織状のスリーブを覆せ、該織られた組織状の
    スリーブの周囲に未硬化の熱硬化性樹脂シートの第２層
    を巻き、該熱硬化性樹脂シートの第２層の周囲に収縮可
    能なウエブを巻き、被覆された該マンドレルを加熱し２
    つの該熱硬化性樹脂の層を硬化させて、その結果該２つ
    の熱硬化性樹脂を結合させまた該組織状のスリーブをそ
    の中に内包させ、該収縮可能なウェブを解き、硬化した
    該熱硬化性樹脂の表面を研磨して該樹脂層の滑らかな表
    面及び一様な厚さを得、そして、ベルトを構成する、該
    樹脂で被覆された該組織状のスリーブを該マンドレルか
    ら取り外す段階よりなる紙製造において用いられるベル
    トの加工方法。
  2. 【請求項２】磨かれて滑らかな表面を持つマンドレルを
    用意し、該マンドレルの表面の周囲に未硬化ウレタン・
    シートの第１層を巻き、該第１層の周囲に収縮可能なウ
    エブを巻き、加熱により該第１層を硬化させまた同時に
    加熱の間該収縮可能なウエブにより該第１層に圧力を作
    用させ、該収縮可能なウエブを解いて硬化した該第１層
    から取り除き、該硬化した第１層の表面を研磨して滑ら
    かにし、２方向の支持のために横断する方向に維持を持
    つ織られた組織状のスリーブを該硬化した第１層の上に
    置き、該組織状のスリーブの周囲に未硬化のウレタン・
    シートの第２層を巻き、該未硬化の第２層の周囲に収縮
    可能なウエブを巻き、巻かれた該マンドレルを加熱して
    該第２層を硬化させまた該組織状のスリーブを内包して
    該第１層及び第２層を一体的に結合させ、該収縮可能な
    ウエブを取り除き、該硬化したウレタンの表面を研磨し
    てそれを滑らかにしまた一様な厚さの硬化したウレタン
    の結合層を得、そして、該組織状のスリーブを内包する
    該硬化したウレタンの結合層からなるベルトを該マンド
    レルから取り外すことによりなる紙製造において用いら
    れるベルトの加工方法。
  3. 【請求項３】上記織られた組織状のスリーブを上記硬化
    した第１層の上に置く段階は、該収縮可能な織られた組
    織状のスリーブを該硬化した第１層の上に置き、更に該
    収縮可能な織られた組織状のスリーブを収縮させて該硬
    化した第１層の上に緊締させる段階からなることを特徴
    とする特許請求の範囲第２項記載の方法。
  4. 【請求項４】上記組織状のスリーブの収縮は温かい空気
    による加熱により達成されることを特徴とする特許請求
    の範囲第２項記載の方法。
  5. 【請求項５】上記収縮可能なウエブを巻く段階は狭い湿
    ったナイロンのウエブを張力をかけて上記ウレタンの層
    の上に巻くことによりなることを特徴とする特許請求の
    範囲第２項記載の方法。
  6. 【請求項６】上記未硬化のウレタン・シートの第１及び
    第２層を上記マンドレルの周囲に巻く段階は、該シート
    の両端を重ねて重なり合った部分を切断しその結果該シ
    ートの重なり合った部分の新しい共通の端を作り、そし
    て該端を隣り合わせて一つの連続した一様なシートの被
    覆を形成することよりなることを特徴とする特許請求の
    範囲第２項記載の方法。
  7. 【請求項７】上記ウレタンの第１層を巻く前に上記磨か
    れたマンドレルに離脱剤を塗布し、そして該磨かれたマ
    ンドレルの表面を上記硬化したウレタンの内表面との間
    に圧縮空気を挿入してベルトを取り外す段階を容易にす
    ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。
  8. 【請求項８】上記第１層を硬化させる段階及び上記巻か
    れたマンドレルを加熱して上記第２層を硬化させる段階
    は、巻かれたマンドレルを圧力がまの中に入れて、220゜
    Fないし250゜Fに加熱することよりなることを特徴とする
    特許請求の範囲第２項記載の方法。
  9. 【請求項９】回転軸に取り付けられ滑らかに磨かれた表
    面を持つマンドレルを用意し、その上に未硬化ウレタン
    の第１のシートを巻き、該第１のシートの上に収縮可能
    な組織状のスリーブを置き、該収縮可能な組織状のスリ
    ーブを収縮させて該第１層に緊締し、該組織状のスリー
    ブの上に未硬化ウレタンの第２のシートを巻き、該軸の
    まわりに該マンドレルを回転させながら、該第２のシー
    トの上に張力をかけて収縮可能なナイロンのウエブを巻
    きつけ該第２のシート及びマンドレルを包み、巻かれた
    該マンドレルを加熱装置の中に置いて該ウレタンのシー
    トを硬化させこれにより該シート同士を結合させかつ該
    硬化したウレタンの中に該組織状のスリーブを内包さ
    せ、該巻かれたマンドレルを加熱装置から取り出し、該
    ナイロンのウエブを解いて該硬化したウレタンから取り
    除き、該硬化したウレタンの表面を研磨してそれを滑ら
    かにしまた一様な厚さを得、そして、該組織状のスリー
    ブを内包する該硬化したウレタンを該マンドレルから取
    り外すことよりなる紙製造において用いられるベルトの
    加工方法。
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