JP4768424B2 - ガイド性能を向上させた脱水、濃縮用ベルトおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、特に新聞紙等の故紙から脱墨、脱灰分等により再生した紙資料の水溶液からインキ粒子、灰分等を除去する洗浄工程、またそれを脱水したり、パルプ原料を濃縮するためのベルト及びその製造方法に関する。

新聞紙や雑誌等の故紙から脱墨、脱灰分等により再生した紙資料の水溶液からインキ粒子、灰分等を除去する洗浄処理や、パルプ原料を脱水、濃縮する行程では濃縮機が使用されている。
濃縮機には幾つかの種類があるが、いずれも紙資料やパルプ原料等の水分量を減らすための機構となっている。その一つとして、２つのロールとそれに掛けられた織物からなる無端状のベルトを用いた濃縮機がある。これはロールとベルトの間にパルプ原料等を供給し、インナーロールとベルト間のニップ圧と高速回転による遠心力を利用して連続的に紙資料の水溶液からインキ粒子、灰分、紙を形成しない微細繊維、余剰水分等を除去するものである。
故紙等の紙資料の濃縮は製紙とは異なり、資料がベルト上に均一に少量づつ供給されるのではなく、固形分が不均一に分散した状態で放出される。そのため織物に不均一に大きな荷重がかかり、回転する無端状ベルトが斜行することがあり、それによりベルトが変形して裂けてしまうこともある。この現象を防止するため織物の巾方向端部にガイド突起を設け、またガイド突起と織物との境界面の織物の切断を防止する目的で抗屈曲エレメントを設けることが試みられた。

特開平４−３６１６８２号公報にはガイドと抗屈曲エレメントを織物本体に融着した構成のものが示されている。この濃縮用ベルトは従来から使用されている構成であり、該公報の図２に代表的なガイド取り付け部分を示した実施例がある。このベルトはガイド突起の固着性は優れるもののガイド性能は未だ十分ではなく、激しい蛇行が生じるとガイド突起がロール上に乗り上げてしまったり、それによって抗屈曲エレメントと織物の境目で織物が切断してしまうこともあった。
特開平４−３６１６８２号公報

従来の濃縮用ベルトで生じる不十分なガイド性能、ガイド突起の脱落、ガイド取り付け部と織物の境界で生じる織物の切断等の問題を解決したものである。

本発明は、
「１． 合成樹脂フィラメントで製織した織物からなる無端状織物と、この無端状織物の巾方向耳部の少なくとも一端に配設した抗屈曲エレメントと、ガイド突起とからなる脱水、濃縮用ベルトにおいて、
抗屈曲エレメントは、抗屈曲エレメントの無端状織物の巾方向中心側端部（以下、内側端部とする）から無端状織物の耳端側端部（以下、外側端部とする）までの巾３０ｍｍ以上のポリウレタン樹脂製のものであり、該抗屈曲エレメントを織物耳部の織物空間の８５％以上に充填することで織物に取り付けて抗屈曲部とし、
ガイド突起はガイド突起の無端状織物の巾方向中心側端部（以下、内側端部とする）から無端状織物の耳端側端部（以下、外側端部とする）までの巾を有するポリウレタン樹脂製のものであり、
ガイド突起を抗屈曲エレメントが取り付けられた抗屈曲部に、ガイド突起の内側端部が抗屈曲エレメントの内側端部よりも外側に、且つガイド突起の外側端部が下記数式１を満たす、織物端部よりもＹ（ｍｍ）以上内側に位置する場所に融着して取り付けてなる、脱水、濃縮用ベルト。

ここで、
Ｙ：ガイド突起の外側端部から織物端部までの長さ（ｍｍ）
Ｌ：無張力状態でのベルトの周長（ｍｍ）
Ａ：無張力状態でのベルトの周長からロール周長を差し引いた長さの１／２（ｍｍ）
ΔＬ：ベルトを構成する織物のストレッチ量（ｍｍ）
２． ガイド突起を抗屈曲エレメントが取り付けられた抗屈曲部に、ガイド突起の外側端部を織物端部よりも５ｍｍ以上内側に、且つガイド突起の内側端部を抗屈曲エレメントの内側端部よりも２０〜５０ｍｍ外側に位置する場所に取り付けた、１項に記載された脱水、濃縮用ベルト。
３． 抗屈曲エレメントの外側端部が、織物端部よりも内側に位置するように取り付けた、１項または２項に記載された脱水、濃縮用ベルト。
４． 抗屈曲エレメントの外側端部が、織物端部よりも外側に位置するように取り付けた、１項または２項に記載された脱水、濃縮用ベルト。
５． 抗屈曲エレメントが巾３０〜７０ｍｍ、厚さ１〜３ｍｍのウレタンシートであって、このウレタンシートを織物に加熱圧着して織物の内部空間に充填させたことを特徴とする、１項ないし４項のいずれか１項に記載された脱水、濃縮用ベルト。
６． 抗屈曲エレメントの内側端部が直線状でないことを特徴とする、１項ないし５項のいずれか１項に記載された脱水、濃縮用ベルト。
７． 抗屈曲エレメントの内側端部が波形である、６項に記載された脱水、濃縮用ベルト。
８． 抗屈曲エレメントの内側端部と織物本体との境界に樹脂を塗布してなる、１項ないし７項のいずれか１項に記載された脱水、濃縮用ベルト。
９． 合成樹脂フィラメントで製織した織物からなる無端状織物の耳部の少なくとも一端に、抗屈曲エレメントと、ガイド突起を融着により固着した、１項ないし８項のいずれか１項に脱水、濃縮用ベルトの製造方法。」
に関する。
本出願の発明で使用する用語を定義する。
抗屈曲エレメントの外側端部：巾を持った抗屈曲エレメントにおいて、織物の耳端に近い側の端部
抗屈曲エレメントの内側端部：脱水、濃縮するエリア（無端状織物の中心側）に近い側の端部
ガイド突起の外側端部：巾を持ったガイド突起において、織物の耳端に近い側の端部
ガイド突起の内側端部：脱水、濃縮するエリア（無端状織物の中心側）に近い側の端部

ガイド突起の配設位置を、抗屈曲エレメントを固着させた抗屈曲部のうち、ガイド突起の外側端部を織物端部よりも内側に、且つガイド突起の内側端部を抗屈曲エレメントの内側端部よりも外側の位置、つまり前記の数式１を満たすＹｍｍ以上外側に位置する所に融着により固着することで、従来のベルトよりも優れたガイド性能、固着強度等を有する脱水、濃縮用ベルトを提供することができる。

本発明は、新聞紙や雑誌等の故紙から脱墨、脱灰分等により再生した紙資料の水溶液からインキ粒子、灰分等を除去する洗浄処理や、パルプ原料を脱水、濃縮する濃縮機で使用される濃縮用ベルトに関するものであり、合成樹脂フィラメントで製織した織物を周知の方法で無端状とした無端状織物の巾方向耳部の少なくとも一端に抗屈曲エレメントと、ガイド突起とを固着したものである。
本明細書において、ベルトや織物の方向については走行方向、そしてそれと垂直な向きを巾方向と表現しており、走行方向とは無端状の織物の円周方向に相当するものである。また、織物の説明の中で巾方向端部または織物端部、耳端部、耳部等とあるが、それらは全て同じ部分を示している。また、抗屈曲エレメントの説明の中で内側端部、外側端部と表現している部分があるが、巾を持った抗屈曲エレメントにおいて、織物の耳端に近い側を外側端部と表現しており、脱水、濃縮するエリアに近い側を内側端部と表現している。また、ガイド突起の端部についても同じように外側端部、内側端部と表現している。ベルトの表裏については、無端状織物の内側をロール接触面として表現している。織物の上下については上面側層、下面側層等としているが、どちらをロール接触面としても構わない。

織物は合成樹脂フィラメントで構成されていればどのようなものであってもよく、濃縮用織物であるため資料を留め、余分な水分やインキ粒子、灰分、微細すぎる繊維等を除去できる構造であればよい。例えば、経糸一重緯糸一重の単層織物や、経糸二重緯糸二重の二層織物、経糸一重緯糸三重織物等がある。特に、上下層を経糸で織り合わせた構造とすると、接結糸となる経糸が緩み上下層が揉まれて、各層の内側に現れている糸の一部が内部摩耗するという現象が起きにくいため好ましい。仮に上面側層を資料の供給面とすると、下面側層は水分等の出口側となる。一般的には資料供給面は繊維を留めるために線径が小さく目が細かい構造とすればよく、水分の出口側は水はけをよくするためと、織物剛性を確保するために線径が大きく目の粗い構造とすればよい。このように、上下層からなる２つの層を接結糸で織り合わせた構造の場合、独立した各層に応じた織物デザインを選択できるため好ましい。しかし、本発明は脱水、濃縮用のベルトであって、均一なパルプシート等を形成することが目的でないため、製紙用織物等に要求されるような厳しい表面均一性等は必要とはされていなく、単層織物でも剛性、繊維支持性等は十分あり、濃縮用ベルトとして使用することができる。織物の線径や組織、接結手段、経糸緯糸配置比率等も特に限定されない。
本発明に使用される糸は用途や目的に応じて選択すればよいが、例えば、モノフィラメントの他、マルチフィラメント、スパンヤーン、捲縮加工や嵩高加工等を施した一般的にテクスチャードヤーン、バルキーヤーン、ストレッチヤーンと称される加工糸、あるいはこれらを撚り合わせる等して組み合わせた糸が使用できる。また、糸の断面形状も円形だけでなく四角形状や星型等の短形状の糸や楕円形状、中空等の糸が使用できる。また、糸の材質としても、自由に選択でき、一般的に使用されているポリエステル、ポリアミドのみならず、化学繊維、合成繊維等が使用できる。もちろん、共重合体や目的に応じてさまざまな物質をブレンドしたり含有させた糸を使用してもよい。
濃縮用ベルトとしては一般的には、経糸には剛性があり、寸法安定性に優れるポリエステルモノフィラメントを用いるのが好ましい。また、緯糸にはポリエステルモノフィラメントとポリアミドモノフィラメントを交互に配置する等、交織してもよい。

このようにして製織された織物は、周知の方法により無端状とする。
そして、織物の耳部の少なくとも一端に抗屈曲エレメントを取り付ける。抗屈曲エレメントは、織物上に取り付けたガイド突起と織物の境界、または最も切断しやすいロール端部との接触部に生じる織物の切断を防止するためのものである。ガイド突起はベルトの走行を安定させる目的で配置するので剛性を必要とする。織物耳端部に取り付けるガイド突起は織物よりも剛性があるため、ガイドを取り付けた織物の境界、また織物のロール端部と接触する部分に力が集中し、そこから織物が切断してしまうことがある。これらを防止する目的で抗屈曲エレメントは取り付けられている。

抗屈曲エレメントの材質はポリウレタン樹脂製とし、特にエーテル系またはエステル系のポリウレタン樹脂がよい。この材料は強度が高く、耐摩耗性も良好で、織物との結合も良く、可撓性が大きいのでインナーロールでの折り返しが良好であるからである。樹脂の剛性や量、硬さによっては織物走行方向に沿って切れ目のない連続のものであってもよく、さらにベルトを折り返しやすくさせるために適当な長さに切った抗屈曲エレメントを走行方向に不連続に配置しても構わない。
取り付け方はポリウレタン樹脂を溶融させ、織物空間の８５％以上に充填し固着する。８５％以下では抗屈曲効果が小さく、固着強度も不充分である。抗屈曲エレメントは、熱可塑性のシート状のものを用いても、流動性のある熱硬化性の樹脂を用いても構わない。シート自体を熱融着させてもよく、シートを固着させるための樹脂を織物内に充填し、それを介して固着させてもよい。シートの場合、織物の厚さを考慮すると１ｍｍ〜３ｍｍ程度の厚さのもので十分であり、シートを織物端部に重ね加熱圧着して樹脂を織物の内部に充分浸透させ、反対側の表面近傍まで浸透させる。そして、抗屈曲エレメントを取り付けた後、抗屈曲エレメントの内側端部と織物本体との境界に樹脂を塗布することで、抗屈曲エレメントをよりしっかりと織物に取り付け、はがれを防止することができる。この樹脂の種類、塗布量は限定されなく、境界面から少し内側にかけて塗布するとよい。

そして、抗屈曲エレメントの巾は３０ｍｍ以上とする。特に３０〜７０ｍｍ程度とするのが好ましい。巾が少なくとも３０ｍｍ以上ないと単にガイドだけを配設した織物と同じように、抗屈曲エレメントの内側端部に負荷がかかり、ここから織物が切断してしまうことがある。また、抗屈曲エレメントは脱水する通水孔を埋めて取り付けるため、あまり広すぎるとワーク面が小さくなってしまい操業性に問題を来す。
抗屈曲エレメントは織物端部付近に取り付けていればよく、織物の両端にそれぞれ取り付けても、片側だけに取り付けてもよい。詳細な取り付け位置は特に限定されず、抗屈曲エレメントの外側端部が織物端部よりも内側であっても、外側であっても構わない。抗屈曲エレメントの外側端部を、織物の端部よりもわずかに外側に位置するように取り付けると、織物端部が外側に露出しないので糸ホツレの心配がなく好ましい。また、抗屈曲エレメントの外側端部を、織物の端部よりも内側に位置するように取り付けると、ガイド性能が向上する。詳細についてはガイド突起の取り付け位置の部分で説明する。その他、抗屈曲エレメントの外側端部と織物端部が揃っていてももちろん構わない。これらはマシンや使用状況に応じて選択すればよい。
抗屈曲エレメントの内側端部については、ロールに少しかかるくらいの位置に取り付ける。抗屈曲エレメントの内側端部がロール端部よりも外側にあると、その部分に力が集中し境目で織物が切断しまうためである。また、内側端部を直線状にしても構わないが、波形や鋸型等にすることで力が分散され織物がより切断しにくくなる。
このような点を考慮し、取り付け位置と巾、形状を調整して取り付ければよい。

抗屈曲エレメントは織物のどちら側から取り付けてもよく、ロール接触面側から取り付ければロール端部との擦過で生じる摩耗を抗屈曲エレメントに受け持たせ、織物の切断を防止できる。しかし、その反対側からであっても、織物の内部空間の８５％以上に剛性、耐摩耗性に優れたポリウレタン樹脂を充填しているため屈曲はしにくく、摩耗も十分防ぐことができる。
同様にガイド突起もポリウレタン樹脂製とし、特にエーテル系またはエステル系のポリウレタン樹脂が好ましい。そして、このガイド突起を抗屈曲エレメントが取り付けられた抗屈曲部に融着により固着する。これらのポリウレタン樹脂は強度が高く、耐摩耗性も良好で、織物との結合も良く、可撓性が大きいのでインナーロールでの折り返しが良好であるからである。抗屈曲エレメントは織物内部にポリウレタン樹脂を充填して固着させたのだが、ガイド突起をその充填された樹脂と一体に融着結合して固着させてもよい。例えば、抗屈曲エレメントとなるポリウレタン樹脂製のシートを織物に重ね加熱圧着して樹脂を織物の内部に充分浸透させ、反対側の表面近傍まで浸透させ、次いで織物のシートを圧着した反対面からポリウレタン樹脂で成形した突起を加熱圧着して、織物内部で両ポリウレタン樹脂を融着して一体とすることにより固着させる。その際、ガイド突起を構成するポリウレタン樹脂と、織物内に充填したポリウレタン樹脂を同じ材質にすると固着強度が増してより好ましい。その他にも、織物を介さずに抗屈曲エレメントを配設した側に融着して取り付けても構わない。
ガイド突起の機能であるガイド性は非常に重要であり、もしガイド突起がないとベルトが蛇行し、ついにはベルトが変形して供給された全ての紙資料を十分に脱水、濃縮することができなくなる。ベルト端部にガイド突起を設ければ、突起が障害物となりベルトがそれ以上内側に行きにくくなる。つまり、ガイド突起がベルト端部に配設されていれば、ベルトが内側、外側へと蛇行しにくくなる。さらにベルト端部のガイド突起が織物ごとロールを抱くように内向きに折れ曲がっていれば、ガイド突起がロール上にさらに乗り上げにくいため、ガイド性能はさらに向上する。

詳しく説明すると、ベルトは２本のロールによって張力が掛けられ、その状態でロールが回転することでベルトが走行する。張力が掛けられると合成樹脂製のフィラメントで製織された織物は一般的に伸ばされるが、同時に伸縮力により縮もうとする力が働く。２本のロールによって張力を掛けられたベルトでは、ベルトの巾がロールの巾と同じか、それよりも狭ければ、ベルトの巾方向の端から端までほぼ均一に張力が掛かった状態となり、ベルト全巾にわたり大きな張力差は生じない。ところが、ベルトの巾がロールの巾よりも広かった場合は、ベルトのロール端部から外側にはみ出た部分はロールに直接張架されないので、織物が縮もうとする力を遮るものがないため、ロールに支持されない部分は周長が縮み、そしてその周長の差からベルトはロール端部から、ロールを抱くように内向きに曲がる。
これは伸縮性のある無端状ベルトが張架された場合に起こる作用であり、ガイド突起や抗屈曲エレメントが配設されていても同じように、ベルトを構成する織物の巾がロール巾より大きければ、ロール端部を境界としてベルトを構成する織物がベルトの耳端部に取り付けられているガイド突起共々ロールを抱くように内向きに曲がる。しかしながら、前述したような従来から使用されている脱水、濃縮用ベルトは、未だベルトの蛇行やそれによる織物の切断が絶えず、よりガイド性の高いベルトが求められているのが事実である。

そこで本発明では合成樹脂製の織物の伸縮性を利用し、ガイド突起よりも外側に織物が存在するようにガイド突起を取り付けることで、ガイド性の向上を図った。
ガイド突起よりも外側に織物が存在する本発明のベルトでは、まず他の合成樹脂製のベルトと同じように、ベルトに張力を掛けると織物のロール端部から織物端部までの部分がロール端部の部分を支点に、ガイド突起ごとロールを抱くように内向きに曲がる。そして、それに加えガイド突起より外側に織物が存在するために、さらに内側に向かおうとする力が大きくなる。これは力を与える力点を、支点からより遠い所に位置させることで、作用点に大きな力を生み出させる「てこの原理」と、織物が縮もうとする力を利用したものである。上記で説明したように、ロールにより支持されていなく、且つガイド突起と重なって配置されていない部分の織物の収縮力により、ロールを抱くようにロール端部から内向きに曲がろうとする。その力はロール端部を支点とすると、本発明のベルトは従来のガイド突起の外側端部と織物端部を揃えて取り付けられたベルトよりも力点が遠い位置になるため、結果的に従来よりも大きな内向きに曲がる力となり、ガイド突起がロールに乗り上げにくくなる。もし、ガイド突起の外側端部と織物端部が揃っていた場合、内向きに曲がろうとする力がガイド突起に阻止され、織物は内向きに曲がりにくいためガイド性の向上は図れない。

ガイド突起の詳細な取り付け位置は、ガイド突起の内側端部を抗屈曲エレメントの内側端部よりも２０〜５０ｍｍ外側、且つガイド突起の外側端部が以下の数式（１）を満たす、織物端部よりもＹ（ｍｍ）以上内側に位置する場所に取り付けることで、上記のようなガイド性の向上がある。

数式（１）、および以下に示す各数式では、Ｙをガイド突起の外側端部から織物端部までの長さ（ｍｍ）、Ｌを無張力状態でのベルトの周長（ｍｍ）、２Ａを無張力の状態でおおよそ緩みのないように２つのロールに掛け入れたときのロールに接触していない部分のベルトの長さ（ｍｍ）、ΔＬを使用に適する張力が掛けられた時の織物の伸び量（ｍｍ）、Ｄをロールの直径（ｍｍ）、ＬＳを使用に適する張力が掛けられた時のベルトの周長（ｍｍ）、ＬＴを使用時の張力が掛けられた状態のベルトのうちロールに支持されていない織物端部の周長（ｍｍ）としている。また、Ａの正確な値に関しては、ベルト長さとロールの周長から導き出すことができる。
詳しく説明するために図５に各長さの概略を示し、また以下にこの数式（１）を導き出すための数式（２）〜（６）に示した。以下については従来技術のベルトと比較しやすいようにガイド突起の外側端部から織物が内向きに曲がるとして説明する。
まず、無張力状態でのベルトの周長Ｌ（ｍｍ）を求める。Ｌは無張力の状態でおおよそ緩みのないように２つのロールに掛け入れたときのロールに接触していない部分のベルトの長さ２Ａと、ロールと接している部分の長さπＤの総和から求められる。

次に、使用時に必要な程度の張力を掛けた状態のベルトの周長ＬＳ（ｍｍ）を求める。一般的にベルトは張力が掛けられた方向に伸びる性質があるため、以下の数式（３）のように無張力状態よりもベルトの伸び量ΔＬの分だけ長くなる。

以上から、上記で説明したように、ガイド突起よりも外側に織物が存在する本発明のベルトでは、ガイド突起より外側にある部分の織物がロールを抱くように内向きに曲がっており、張力の関係から織物端部の周長はガイド突起の外側端部の周長より短くなっている。この時の織物端部の周長ＬＴ（ｍｍ）は数式（４）のようになる。

ベルトは２つのロールによって直接支持されて張力が掛けられているが、ガイド突起より巾方向外側に存在する部分の織物は、ガイド突起の外側端部から外側に向かうにつれて張力が小さくなっていき、そしてベルトの最端である織物端部ではほぼ無張力の状態と同じであると考えられる。その結果以下の数式（５）が成り立つことになる。

この数式（５）に数式（４）を代入すると数式（６）が成り立つ。

そして、この数式（６）をＹについて解くと数式（１）のようになる。

このＹはガイド突起の外側端部から織物端部までの長さ（ｍｍ）を表しており、この式によって求められたＹが、その条件下でガイド性を向上させるために必要な長さとなる。つまり、ガイド突起の外側端部が織物端部よりもＹ（ｍｍ）以上内側に位置するようにガイド突起を取り付ければ、ガイド性能の向上が見込まれるということになる。

また、このような条件でガイド突起を取り付けた時、どの程度ガイド性が向上するかについて以下に説明する。それを説明するにあたり、ｔを織物の張力（ｋｇ／ｍｍ）、ｘを使用に適する張力が掛けられた時の織物の伸び量（変数：ｍｍ）、εを織物の伸び係数とした。そして、ガイド突起の外側端部から織物が内向きに曲がる力について説明するために図６〜８にグラフや図を示した。ここでは説明の都合上、ガイド突起の外側端部とロールに支持されている織物の部分では同じ張力が働いていると仮定した。
まず、織物の伸びと張力の関係を近似した図６のグラフより数式（７）を導くことができる。

そして、上記の仮定からガイド突起の外側端部で張力が最大となり、またその時の織物の伸び量ΔＬも最大となる。そして、ガイド突起の外側端部から織物端部に向かって行く程張力、織物の伸び量共に小さくなっていき、最終的にベルトの最も外側にある織物端部では張力が０になり、それに伴い織物の伸び量も０となる。これらのガイド突起の外側端部から織物端部間での伸び量の変化については、図７に点線で示されている。図７は図５のロール上の一部を抜粋したものであって、ｙ軸はロールの中心方向に向かって伸びている。図７では織物端部の伸び量をｙ軸上の０点とし、最高点をガイド突起の外側端部での伸び量とした。
図７の点線で示した織物の伸び量の関係を数式で表したものが以下の数式（８）である。Ｙがガイド突起の外側端部から織物端部までの織物の長さであり、そのうちｙ点の部分では織物の伸びがｘとなることを示す。

そして、上記数式（７）に数式（８）を代入すると数式（９）のようになる。ここで求められる張力ｔはロール中心方向に向かう一ライン上の一点での張力であり、図７上においてはｙ点での張力を示すものであることがわかる。

次にこの一ライン上における、ガイド突起外側端部から織物端部にかかる張力の総和を求める。上記の通りガイド突起の外側端部から織物端部までの長さはＹであるため、０からＹにかかる張力の総和を数式（９）を利用して導き出すことができる。

数式（１０）で求めた総張力Ｔがガイド突起の外側端部に掛かっていると仮定すると、次にこの総張力がどの程度ロール中心方向に向かう力Ｐとなっているかを求める。この力Ｐが大きい程ロール中心方向に向かう力が大きいことを示し、ガイド突起がロールに乗り上げにくくなる。
まず、力Ｐを求めるためにベルトがロールと接触している微小長さでの力Ｆを求める。微小長さとは、図８に示すロール角θでのその円周部分の長さ「θ・Ｄ／２」をいう。

ここでθ／２が十分小さいことから、数式（１２）のように近似することができる。

よって、数式（１２）を数式（１１）に代入すると数式（１３）となる。

次にロールの中心方向への力Ｐは、力Ｆを微小長さで除することで求められるため、数式（１４）のように表すことができる。

そして、数式（１４）に数式（１０）を代入する。

数式（１５）よりガイド突起の外側端部で、織物がロール中心へ向かおうとする力Ｐが求められる。もしガイド突起の外側端部と織物端部が揃って取り付けられていれば、織物の伸縮力を利用した内向きの力Ｐは十分働かないため、ガイド性の向上は図れない。本発明のように収縮性のある織物がガイド突起よりも外側に存在しているため、このような力は作用するのである。

以上から、本発明のようにガイド突起を数式（１）を満たす、ガイド突起の外側端部を織物端部よりもＹ（ｍｍ）以上内側に位置する場所に取り付けることで、ガイド性が向上することが理解できる。また、理論上はガイド突起を上記の数式（１）で求めたＹ（ｍｍ）以上織物端部よりも内側に取り付ければよいが、抗屈曲エレメントの配置位置によっても条件が変わってくるため、実際使用されている一般的な脱水、濃縮装置をも鑑みて、ガイド突起の外側端部を織物端部よりも５ｍｍ以上内側に、且つガイド突起の内側端部を抗屈曲エレメントの内側端部よりも２０〜５０ｍｍ外側になるように配置すれば少なからず上記のような理論が成り立つ。
ガイド突起の外側端部を織物端部よりもＹｍｍ以上内側の位置に取り付けしないと、ガイド突起から外側に出る織物が少なすぎて上記で述べたような、特別なガイド性能が発揮されない。また、ガイド突起の内側端部を抗屈曲エレメントの内側端部よりも２０ｍｍ以上外側にしないと、最も切断しやすいガイド突起の内側端部と織物の境界、または織物がロール端部と接触する部分に抗屈曲部がかからなくなってしまい、織物の屈曲や切断を防止することができなくなってしまう。また、抗屈曲エレメントは脱水する通水孔を埋めて取り付けるため、ガイド突起の内側端部を抗屈曲エレメントの内側端部よりも５０ｍｍ以上外側にくるよう取り付けると、ワーク面が小さくなってしまい操業性に問題を来す。また、蛇行可能巾を広げてしまうことになるため、ガイド性能の低下にも繋がる。
以上から、織物巾とロール巾、ガイド突起の取り付け位置、抗屈曲エレメントの取り付け位置は、全てのバランスを考慮して決定する必要がある。
ガイド突起の形状はベルトの蛇行を防止するための案内ガイドとなる形状であればよく断面矩形、円形、三角形、四角形、断面が台形状等の突起であってもよい。ガイド突起は連続した棒状体でも、不連続な何本かの棒状体で形成してもよいが、不連続状とするとインナーロールでの折り返しが一層良好になる。

次に本発明を実施例をあげて図面を用いて具体的に説明する。
実施例１
図１は本発明の脱水、濃縮用ベルトを用いた濃縮機の側面図を示している。脱水用ベルト１は２つのロール１１に張力が掛けられた状態で掛けられており、紙資料の水溶液１２を、資料供給口１３からロール１１とベルト１の間に向けて供給し、インナーロールとベルト間のニップ圧と高速回転による遠心力を利用して、連続的に紙資料の水溶液からインキ粒子、灰分、紙を形成しない微細繊維、余剰水分等を除去する。故紙等の紙資料の濃縮は製紙とは異なり、資料がベルト上に均一に少量づつ供給されるのではなく、固形分が不均一に分散した状態で放出される。そのため織物に不均一に大きな荷重がかかり、回転する無端状ベルトが斜行するとベルトが変形して裂けてしまうこともある。
そのため、織物２の端部近傍にガイド突起４と、ガイド突起と織物との境界面の織物の切断を防止する目的で抗屈曲エレメント３を設けた（図２参照）。抗屈曲エレメント３とガイド突起４は、織物の両耳端に融着により取り付けた。
本実施例では織物の目の粗い側から抗屈曲エレメントとなるポリウレタン樹脂シートを重ね加熱圧着して溶融させ、織物の内部、そして織物の反対側の表面近傍に到達するくらいまで浸透させた。次いで織物のシートを圧着した反対面からポリウレタン樹脂で成形したガイド突起を加熱圧着し、織物内部で両ポリウレタン樹脂を融着して一体とする。本発明のベルトは紙資料の水溶液を脱水するものであるため、ベルトに使用する織物は図２に示されているような、上層と下層を有する織物が好ましく、一般的には資料供給面は繊維を留めるために線径が小さく目が細かい構造とし、その反対側の水分の出口側は水はけをよくするためと、織物剛性を確保するために線径が大きく目の粗い構造とするとよい。

そして、図２に示すように、抗屈曲エレメントの内側端部３ｂは、ロール１１に少しかかるくらいの位置となるようにする。抗屈曲エレメントの内側端部３ｂがロール端部１１ａよりも外側にあると、その部分に力が集中し境目で織物が切断してしまうためである。
図３には、本発明の脱水、濃縮用ベルトのその他の実施例を示した。図２のベルトはガイド突起の外側端部４ａが、抗屈曲エレメントの外側端部３ａより内側に配置されている例であったが、図３のように、ガイド突起の外側端部４ａと、抗屈曲エレメントの外側端部３ａを揃えて配置していても構わない。しかしガイド突起は、抗屈曲エレメントが取り付けられた抗屈曲部のうち、ガイド突起の外側端部を織物端部よりも内側、且つガイド突起の内側端部を抗屈曲エレメントの内側端部よりも２０〜５０ｍｍ外側に位置する場所に取り付ける。
というのも、ガイド突起や抗屈曲エレメントが配設されている濃縮用ベルトは、ロールにより張架されると伸縮力によって織物は縮もうとするが、織物のロール端部から外側の部分は直接ロールに張架されていないため、織物のロール端部から織物端部までの部分がロール端部の部分を支点に、ガイド突起ごとロールを抱くように内向きに曲がる。さらに本発明のベルトではそれに加えガイド突起より外側に織物が存在するために、さらに内側に向かおうとする力が大きくなる。これは力を与える力点を、支点からより遠い場所に位置させることで、作用点に大きな力を生み出させる「てこの原理」と、織物が縮もうとする力を利用したものである。つまり、ロールにより支持されていない、織物がガイド突起と重なっていない部分も、ロールを抱くようにロール端部から内向きに曲がろうとするからである。その力はロール端部を支点とすると、本発明のベルトは従来のガイド突起の外側端部と織物端部を揃えて取り付けられたベルトよりも力点が遠い位置になるため、結果的に従来よりも大きな内向きに曲がる力となり、ガイド突起がロールに乗り上げにくくなる。もし、ガイド突起の外側端部と織物端部が揃っていたり、ガイド突起の外側端部が織物端部よりも外側に位置した場合には、力点となる伸縮性のある織物がより遠い位置にないため、本発明のベルトに比べたら内向きに曲がる力が小さく、本発明のベルトよりもガイド性が向上しにくい。
また、実際に実機を想定し、数式（１）に数値を入れたときのガイド突起の取り付け位置を求めてみた。
Ｙ：ガイド突起の外側端部から織物端部までの長さ（ｍｍ）
Ｌ：無張力の状態でのベルトの周長（ｍｍ）、Ｌ＝６１４０
２Ａ：無張力状態でおおよそ弛みがないように２つのロールに掛けた時のロールに接触していない部分のベルトの長さ（ｍｍ）、Ａ＝１５００
ΔＬ：ベルトを構成する織物のストレッチ量（ｍｍ）、ΔＬ＝３０．７ｍｍ

以上の式から、ガイド突起の外側端部を織物端部よりも少なくとも２．３９ｍｍ以上内側で、且つガイド突起の内側端部を抗屈曲エレメントの内側端部よりも２０〜５０ｍｍ外側の位置に融着により固着したベルトとすることで、従来の濃縮用ベルトよりも優れたガイド性能、固着強度等を有する脱水、濃縮用ベルトとなる。

次にガイド突起の取り付け位置を変えてガイド性能を比較した試験を行った。ガイド性能のみを比較するため、ガイド突起、抗屈曲エレメントの配置位置を変えただけでその他の条件は同じとした。濃縮機は図１のマシンとほぼ同等な機構のマシンを用い、故紙等の紙資料の水溶液をインナーロールとベルト間に供給し、プレスと円心脱水により脱水、濃縮した。ガイド性の評価としては本実施例のベルトと従来例のベルトを濃縮機のロールに掛け入れて走行させ、紙資料の塊が時々入るような不規則な量、状態の紙原料をベルト上に供給し、特に蛇行が発生したときのベルトのガイド性を確認し評価した。

（実施例２）
図２のベルトを用いた。
抗屈曲エレメントの巾は５０ｍｍである。
ガイド突起の外側端部を織物端部よりも１０ｍｍ内側に配置した。
抗屈曲エレメントの外側端部を織物端部よりも５ｍｍ内側に配置した。
その他は、実施例１と同様にした。

（従来例１）
抗屈曲エレメントの巾は５０ｍｍである。
ガイド突起の外側端部と抗屈曲エレメントの外側端部と織物端部を揃えて配置した。
その他は、実施例１と同様にした。

（ガイド性能評価結果）
脱水濃縮機にて本実施例のベルトと従来例のベルトをほぼ同条件で使用した結果、いずれも比較的大きな塊の紙資料が供給されるとその原料の重さによりベルトは蛇行するが、本発明のベルトはガイド突起の存在によりしばらくすると蛇行は解消され、その結果数ヶ月間良好に使用された。それに対して、従来例のベルトはベルト上に紙資料の塊が供給されると何回かは蛇行が修正されたが、ついにはガイド突起がロール上に乗り上げ抗屈曲エレメントの内側端部の境目で織物が裂けてしまい、使用不可能となってしまった。
以上の試験結果より、ガイド突起の配設位置を変えることで優れたガイド性能を発現することが明らかとなった。

本発明は、特に新聞紙等の故紙から脱墨、脱灰分等により再生した紙資料の水溶液からインキ粒子、灰分等を除去し、それを脱水したり、パルプ原料を濃縮するためのベルトとして、織物の剥離や織物切断、破断、そしてガイド突起の脱落等がなく、特に故紙等を脱水、濃縮する洗浄機や濃縮機に好適に使用することができる。

脱水、濃縮用ベルトを用いた濃縮機の側面図である。 ロール上に張架した本発明のベルトの耳端部の詳細図である。 本発明のベルトの他の実施例の耳端部の詳細図である。 本発明のベルトをロールに掛けた状態のロール上の断面図である。 ２つのロールにかけられているベルトの側面図である。 ワイヤーの伸びと張力の説明図である。 ガイド突起外側端部から織物端部までのワイヤーの伸び量の説明図である。 微小長さでの力Ｆの説明図である。

符号の説明

１ 脱水用ベルト
２ 織物
２ａ 織物の巾方向端部
３ 抗屈曲エレメント
３ａ 抗屈曲エレメントの外側端部
３ｂ 抗屈曲エレメントの内側端部
４ ガイド突起
４ａ ガイド突起の外側端部
４b ガイド突起の内側端部
１１ インナーロール
１１ａ ロール端部
１２ 紙資料
１３ 資料供給口
１４ 資料取り出し口

Claims (9)

1. 合成樹脂フィラメントで製織した織物からなる無端状織物と、この無端状織物の巾方向耳部の少なくとも一端に配設した抗屈曲エレメントと、ガイド突起とからなる脱水、濃縮用ベルトにおいて、
   抗屈曲エレメントは、抗屈曲エレメントの無端状織物の巾方向中心側端部（以下、内側端部とする）から無端状織物の耳端側端部（以下、外側端部とする）までの巾３０ｍｍ以上のポリウレタン樹脂製のものであり、該抗屈曲エレメントを織物耳部の織物空間の８５％以上に充填することで織物に取り付けて抗屈曲部とし、
   ガイド突起はガイド突起の無端状織物の巾方向中心側端部（以下、内側端部とする）から無端状織物の耳端側端部（以下、外側端部とする）までの巾を有するポリウレタン樹脂製のものであり、
   ガイド突起を抗屈曲エレメントが取り付けられた抗屈曲部に、ガイド突起の内側端部を抗屈曲エレメントの内側端部よりも２０〜５０ｍｍ外側に、且つガイド突起の外側端部が下記数式１を満たす、織物端部よりもＹ（ｍｍ）以上内側に位置する場所に融着して取り付けてなる、脱水、濃縮用ベルト。
   

   

   ここで、
   Ｙ：ガイド突起の外側端部から織物端部までの長さ（ｍｍ）
   Ｌ：無張力状態でのベルトの周長（ｍｍ）
   Ａ：無張力状態でのベルトの周長からロール周長を差し引いた長さの１／２（ｍｍ）
   ΔＬ：ベルトを構成する織物のストレッチ量（ｍｍ）
2. ガイド突起を抗屈曲エレメントが取り付けられた抗屈曲部に、ガイド突起の外側端部を織物端部よりも５ｍｍ以上内側に取り付けた、請求項１に記載された脱水、濃縮用ベルト。
3. 抗屈曲エレメントの外側端部が、織物端部よりも内側に位置するように取り付けた、請求項１または２に記載された脱水、濃縮用ベルト。
4. 抗屈曲エレメントの外側端部が、織物端部よりも外側に位置するように取り付けた、請求項１または２に記載された脱水、濃縮用ベルト。
5. 抗屈曲エレメントが巾３０〜７０ｍｍ、厚さ１〜３ｍｍのウレタンシートであって、このウレタンシートを織物に加熱圧着して織物の内部空間に充填させたことを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された脱水、濃縮用ベルト。
6. 抗屈曲エレメントの内側端部が直線状でないことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載された脱水、濃縮用ベルト。
7. 抗屈曲エレメントの内側端部が波形である、請求項６に記載された脱水、濃縮用ベルト。
8. 抗屈曲エレメントの内側端部と織物本体との境界に樹脂を塗布してなる、請求項１ないし７のいずれか１項に記載された脱水、濃縮用ベルト。
9. 合成樹脂フィラメントで製織した織物からなる無端状織物の耳部の少なくとも一端に、抗屈曲エレメントと、ガイド突起を融着により固着した、請求項１ないし８のいずれか１項に記載された脱水、濃縮用ベルトの製造方法。

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