JP4854576B2

JP4854576B2 - 絞り用ゴム膜

Info

Publication number: JP4854576B2
Application number: JP2007106890A
Authority: JP
Inventors: 順一藤田
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2007-04-16
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2027-04-16
Also published as: JP2008264599A

Description

本発明は、例えばフィルタープレスなどのように、高圧を加えて膨張変形させることにより、固液混合体を圧搾して液体と固形分を分離する場合に用いられる絞り用ゴム膜に関する。詳しくは、濾布の外周部分に密着され加圧されてシール機能を発揮する外周ゴム膜部分と、圧力流体により膨張変形され、その膨張変形によって前記濾布との間に注入された固液混合体を圧搾して液体と固形分を分離する中央ゴム膜部分とが一連一体に形成されてなる絞り用ゴム膜に関する。

フィルタープレスなどに用いられる絞り用ゴム膜で、特に、圧搾圧（濾布と中央ゴム膜部分との間に形成される固液混合体の注入空間の内圧のことであり、以下、単に内圧と称する）が大きくなる大型のゴム膜においては、内圧の大きさに比例して外周ゴム膜部分の濾布との間のシール圧も大きくする必要がある。因みに、内圧が２ＭＰａ以上の高圧になると、外周ゴム膜部分と濾布の間からの液漏れを防ぐために外周ゴム膜部分と濾布との密着加圧力、すなわち、シール圧としては内圧の倍以上に大きくすることが必要となる。しかし、シール圧を大きくすればする程、外周ゴム膜部分に負荷される圧縮力及び圧縮歪みが大きくなり、絞りゴム膜全体としての耐久性低下につながりやすい。

そこで、従来一般的には、外周ゴム膜部分の圧縮歪みをできるだけ小さくするために、該外周ゴム膜部分を、ショア硬度８０度以上の硬質ゴムを用いて成形する手段が採られていた。また、それ以外に、外周ゴム膜部分に、補強線に未加硫ゴム組成物を被覆した、いわゆる、トッピングモノコードを波状の繰り返し模様を形成するように配置したり、あるいは、そのトッピングモノコードを平織等した補強繊維を配置したりして外周ゴム膜部分の剛性を高め、高い内圧（圧搾圧）が繰り返し負荷される場合の外周ゴム膜部分の破断伸び率を大きくしてその耐久性の向上を図ったものも従来より提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００５−２１４２９２号公報特開２００５−１７８１２８号公報

しかしながら、外周ゴム膜部分のゴム硬度を中央ゴム膜部分のゴム硬度よりも大きくした従来一般的な絞り用ゴム膜、並びに、特許文献１，２に示すように、トッピングモノコードや補強繊維を用いて外周ゴム膜部分の剛性を中央ゴム膜部分の剛性よりも高くした絞り用ゴム膜では、大きなシール圧を確保するために、その外周ゴム膜部分に常に大きな圧縮力を負荷する状態で使用されるので、外周ゴム膜部分が中央ゴム膜部分に比べて早期に摩耗する、いわゆる、局部摩耗が起こりやすく、膜全体の耐久寿命が低下しやすい。その結果、中央ゴム膜部分にはなんらの異常もなく膜本来の圧搾性能を十分に維持しているにもかかわらず、絞り用ゴム膜の全体を短いサイクルで頻繁に交換しなければならず、ランニングコストが嵩みやすいという問題があった。

本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、本来の圧搾性能を低下させることなく、また、液漏れなどのない確実十分なシール機能を確保しつつ、外周ゴム膜部分の摩耗を低減して耐久寿命の増進及びランニングコストの低減を図ることができる絞り用ゴム膜を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために案出された本発明の請求項１に係る絞り用ゴム膜は、濾布の外周部分に密着され加圧されてシール機能を発揮する外周ゴム膜部分と、圧力流体により膨張変形され、その膨張変形によって前記濾布との間に注入された固液混合体を圧搾して液体と固形分を分離する中央ゴム膜部分とが一連一体に形成されてなる絞り用ゴム膜において、前記シール機能を発揮する外周ゴム膜部分における濾布への密着加圧面側の少なくとも一部に、該外周ゴム膜部分よりも高剛性で耐摩耗性の大きい材料からなる補強部材が前記密着加圧面よりも突出する状態で、かつ、外周ゴム膜部分と積層される状態に付設されていることを特徴としている。

また、上記と同一の目的を達成するために案出された本発明の請求項２に係る絞り用ゴム膜は、濾布の外周部分に密着され加圧されてシール機能を発揮する外周ゴム膜部分と、圧力流体により膨張変形され、その膨張変形によって前記濾布との間に注入された固液混合体を圧搾して液体と固形分を分離する中央ゴム膜部分とが一連一体に形成されてなる絞り用ゴム膜において、前記シール機能を発揮する外周ゴム膜部分における濾布への密着加圧面側の少なくとも一部に溝が形成され、この溝内に外周ゴム膜部分よりも高剛性で耐摩耗性の大きい材料からなる補強部材が前記密着加圧面よりも突出する状態で、かつ、外周ゴム膜部分と積層される状態に離脱可能に嵌め込み保持されていることを特徴としている。

上記のような特徴構成を有する請求項１及び２に係る本発明によれば、所定の圧搾作用時において負荷される大きな圧縮力を、外周ゴム膜部分における濾布への密着加圧面側の少なくとも一部に、該外周ゴム膜部分と積層される状態に付設または嵌め込み保持された高剛性かつ耐摩耗性の大きい補強部材で受け止めて該補強部材の圧縮変形により濾布に強力に加圧密着させることが可能であり、これによって、中央ゴム膜部分は大きな膨張変形量を確保して本来の圧搾性能を良好に維持し、かつ、シール部では液漏れなどが生じない確実十分なシール機能を確保しつつ、外周ゴム膜部分自体の圧縮歪みによる局部摩耗などのダメージを低減して絞り用ゴム膜全体の耐久寿命の著しい増進を図ることができる。しかも、使用に伴ってダメージを最も受けるのは前記補強部材であり、この補強部材のみを交換することで確実なシール機能を再現できるので、絞り用ゴム膜全体の交換サイクルを延長してランニングコストの大幅な低減も図ることができるという効果を奏する。

特に、請求項２に係る本発明の場合は、補強部材を外周ゴム膜部分に形成した溝に嵌め込み保持させているので、その溝として例えば蟻溝などのような形態のものを採用することにより、摩耗などダメージを受けた補強部材の交換を容易迅速に行うことができるとともに、補強部材を外周ゴム膜部分の所定位置に確実強固に保持させることができる。

本発明における補強部材としては、外周ゴム膜部分における濾布への密着加圧面の全周に亘って一体環状形に形成されたもの（請求項３）、あるいは、外周ゴム膜部分における濾布への密着加圧面の全周方向で断片的に切断されて複数個に分割形成されたもの（請求項４）のいずれであってもよいが、そのうち、特に、複数個に分割形成された補強部材を用いる場合は、交換が一層容易となるだけでなく、各分割補強部材間に隙間を設けておくことにより、その隙間を各分割補強部材の圧縮変形代にして全周に亘ってほぼ均等なシール圧を確保することができる。

また、本発明においては、前記補強部材が、外周ゴム膜部分における内外方向幅の略中央部に付設または嵌め込み保持されていることが好ましい（請求項５）。この場合は、補強部材の存在箇所よりも内側の外周ゴム膜部分を引き込む状態で中央ゴム膜部分を十分に膨張変形させることが可能で、補強部材の存在自体が膨張変形量を減少する要因とならないので、高いシール圧を確保しながら、所定の圧搾性能を確実良好に発揮させることができる。

さらに、本発明において、前記外周ゴム膜部分における濾布への密着加圧面とは反対側の面で前記補強部材の付設または嵌め込み保持部位に対応する箇所に、加圧用突起部を設けるように構成することが好ましい（請求項６）。この場合は、圧搾作用時に突起部に加えられる加圧力を補強部材に集中的に負荷させて濾布と補強部材との加圧密着力を局所的に増大することが可能で、シール機能のより一層の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１は本発明に係る絞り用ゴム膜の実施の形態を示す全体正面図であり、この絞り用ゴム膜１は、ショア硬度５０〜７０度の天然ゴムあるいはＳＢＲ等の合成ゴムから角板状に形成されており、後述する濾布２（図４参照）の外周部分２ａに密着され加圧されてシール機能を発揮する環状矩形で厚肉の外周ゴム膜部分１Ａと、水圧あるいは空気圧などの圧力流体により膨張変形可能な薄肉の中央ゴム膜部分１Ｂとを一連一体に加硫成形して作製されている。

上記のような絞り用ゴム膜１において、前記外周ゴム膜部分１Ａにおける前記濾布２の外周部分２ａへの密着加圧面１ａでそれの内外方向幅Ｗの略中央部には、図２に明示するように、奥部ほど漸次幅広いとなる蟻溝状の溝３が環状矩形に形成されている。この環状矩形の蟻溝状の溝３内には、例えばポリプロピレン（ＰＰ）や高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）など外周ゴム膜部分１Ａ及び中央ゴム膜部分１Ｂよりも高剛性で、かつ、耐摩耗性の大きい材料からなる略台形断面の補強部材４が、外周ゴム膜部分１Ａと積層される状態で離脱可能に嵌め込み保持されている。

前記補強部材４は、前記密着加圧面１ａの全周方向（環状矩形方向）で断片的に分断されて複数個に分割形成されている。具体的には、図１及び図３に明示するように、略Ｌ形に分断された４個の分割部材片４ａからなる。各分割部材片４ａは、圧搾圧が作用していない通常時には図３の仮想線で示すように、その表面が外周ゴム膜部分１Ａの密着加圧面１ａより僅かに突出する状態にあり、圧搾圧が作用した時、その表面が前記密着加圧面１ａと面一になるまで各分割部材片４ａの圧縮変形を許容するように、隣接する分割部材片４ａ，４ａの端部間に間隙５を形成する状態で溝３内に嵌め込み保持されている。

なお、前記補強部材４を形成する分割部材片４ａの数は、４個に限らず、環状矩形の溝３の一辺長さが１０００ｍｍの場合で４〜８個程度が適切であり、また、分割部材片４ａ，４ａの端部間の間隙５は、圧搾圧が作用して各分割部材片４ａが圧縮変形したとき、極力０ｍｍとなるような値に設定することが望ましい。

上記のように構成された絞り用ゴム膜１は、図４に示すように、相対近接・離反移動可能な一対の濾板６Ａ，６Ｂのうち、一方の濾板６Ａの平坦内面側に固定保持される一方、他方の濾板６Ｂの内面側には濾布２が固定支持される。そして、前記一対の濾板６Ａ，６Ｂを相対近接移動させて絞り用ゴム膜１の外周ゴム膜部分１Ａの密着加圧面１ａの溝３内に嵌め込み保持された補強部材４を前記濾布２の外周部分２ａに密着させ加圧させることにより、それら密着加圧された両外周部分１Ａ，２ａでシール機能を発揮するフィルタープレスがセットされる。

このようにセットされたフィルタープレスは、前記絞り用ゴム膜１と濾布２との間の空間７内に固液混合体を注入した上、前記絞り用ゴム膜１の中央ゴム膜部分１Ｂを水圧あるいは空気圧により濾板６Ｂの内面形状に沿う形状となるまで膨張変形させることにより、前記固液混合体を圧搾して液体を、濾布２を通して濾板６Ｂの外部に絞り出して固形分と分離させ、前記空間７に脱水固体（ケーキ）を形成するように用いられる。

上記のごとき圧搾作用時において、一対の濾板６Ａ，６Ｂの相対近接移動により負荷される大きな圧縮力Ｐは、外周ゴム膜部分１Ａにおける濾布２への密着加圧面１ａ側の溝３に嵌め込み保持されている高剛性かつ耐摩耗性の大きい補強部材４に作用して該補強部材４を圧縮変形させ、これにより濾布２に強力に加圧密着されて高いシール圧のシール部が形成されることになる。これによって、中央ゴム膜部分１Ｂは大きな膨張変形量を確保して本来の圧搾性能を良好に維持し、かつ、シール部では液漏れなどが生じない確実十分なシール機能を確保しつつ、外周ゴム膜部分１Ａ自体の圧縮歪みによる局部摩耗などのダメージを低減し絞り用ゴム膜１全体の耐久寿命を著しく増進することができる。

また、圧搾作用の繰り返しによって最も大きなダメージを受けるのは前記補強部材４であり、この補強部材４のみを交換することで確実なシール機能を再現できるので、中央ゴム膜部分１Ｂを含めた絞り用ゴム膜１全体としての交換サイクルは長くなり、それだけランニングコストを低減することができる。

さらに、上記実施の形態の場合は、補強部材４を濾布２への密着加圧面１ａの全周方向で断片的に切断した複数個（４個）の分割部材片４ａから形成し、これら分割部材片４ａの端部間に間隙５を設けているので、蟻溝状の溝３に対する離脱及び嵌め込み作業がやりやすく、補強部材４の交換などのメンテナンスを容易に行うことができるだけでなく、各間隙５が各分割部材片４ａの圧縮変形代になり、補強部材４の全周に亘りほぼ均等なシール圧を加えて確実なシール機能を維持することができる。

なお、上記実施の形態では、断面が略台形の補強部材４を用い、これを蟻溝状の溝３に嵌め込み保持させたもので説明したが、これ以外に、例えば図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、断面が角形、半円形、円形など各種形状の補強部材４を用い、これを外周ゴム膜部分１Ａに形成の溝３内に離脱可能に嵌め込み保持させたものであっても、あるいは、図示省略するが、外周ゴム膜部分１Ａの濾布２への密着加圧面１ａに接着剤などを用いて離脱可能に接着保持させたものであってもよい。

また、図６に示すように、前記外周ゴム膜部分１Ａにおける濾布２への密着加圧面１ａとは反対側の面１ｂで前記補強部材４の嵌め込み保持用溝３に対応する箇所に、環状矩形の加圧用突起部８を設け、圧搾作用時にこの突起部８に一方の濾板６Ａを介して加圧力を加えるように構成することが好ましい。この場合は、突起部８に加えられる加圧力を補強部材４に集中的に負荷させて濾布２と補強部材４との加圧密着力を局所的に増大することが可能で、シール機能のより一層の向上を図ることができる。

また、上記実施の形態では、中央ゴム膜部分１Ｂ及び外周ゴム膜部分１Ａを共にショア硬度５０〜７０度の天然ゴムあるいはＳＢＲ等の合成ゴムから角板状に一連一体に加硫成形したもので示したが、中央ゴム膜部分１Ｂのみをショア硬度５０〜７０度とし、外周ゴム膜部分１Ａはショア硬度８０度以上に設定してもよい。この場合は、外周ゴム膜部分１Ａ自体の圧縮歪みも小さくして補強部材４による耐摩耗性の向上と相俟って、絞り用ゴム膜１全体の耐久寿命を一段と増進することが可能である。

さらに、上記実施の形態では、絞り用ゴム膜１全体が角板形状のものについて説明したが、円形板状のものであってもよい。

本発明に係る絞り用ゴム膜の実施の形態を示す全体正面図である。図１の要部の拡大縦断面図である。図２に対応する要部の拡大正面図である。フィルタープレスに使用した例を示す縦断面図である。（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る絞り用ゴム膜の他の実施の形態を示す要部の拡大縦断面図である。本発明に係る絞り用ゴム膜のもう一つの実施の形態を示す要部の拡大縦断面図である。

符号の説明

１絞り用ゴム膜
１Ａ外周ゴム膜部分
１Ｂ中央ゴム膜部分
１ａ濾布への密着加圧面
２濾布
２ａ濾布の外周部分
３溝
４補強部材
６Ａ，６Ｂ一対の濾板
８加圧用突起部

Claims

濾布の外周部分に密着され加圧されてシール機能を発揮する外周ゴム膜部分と、圧力流体により膨張変形され、その膨張変形によって前記濾布との間に注入された固液混合体を圧搾して液体と固形分を分離する中央ゴム膜部分とが一連一体に形成されてなる絞り用ゴム膜において、
前記シール機能を発揮する外周ゴム膜部分における濾布への密着加圧面側の少なくとも一部に、該外周ゴム膜部分よりも高剛性で耐摩耗性の大きい材料からなる補強部材が前記密着加圧面よりも突出する状態で、かつ、外周ゴム膜部分と積層される状態に付設されていることを特徴とする絞り用ゴム膜。
濾布の外周部分に密着され加圧されてシール機能を発揮する外周ゴム膜部分と、圧力流体により膨張変形され、その膨張変形によって前記濾布との間に注入された固液混合体を圧搾して液体と固形分を分離する中央ゴム膜部分とが一連一体に形成されてなる絞り用ゴム膜において、
前記シール機能を発揮する外周ゴム膜部分における濾布への密着加圧面側の少なくとも一部に溝が形成され、この溝内に外周ゴム膜部分よりも高剛性で耐摩耗性の大きい材料からなる補強部材が前記密着加圧面よりも突出する状態で、かつ、外周ゴム膜部分と積層される状態に離脱可能に嵌め込み保持されていることを特徴とする絞り用ゴム膜。
前記補強部材が、外周ゴム膜部分における濾布への密着加圧面の全周に亘って一体環状形に形成されている請求項１または２に記載の絞り用ゴム膜。
前記補強部材が、外周ゴム膜部分における濾布への密着加圧面の全周方向で断片的に切断されて複数個に分割形成されている請求項１または２に記載の絞り用ゴム膜。
前記補強部材が、外周ゴム膜部分における内外方向幅の略中央部に付設または嵌め込み保持されている請求項１ないし４のいずれかに記載の絞り用ゴム膜。
前記外周ゴム膜部分における濾布への密着加圧面とは反対側の面で前記補強部材の付設または嵌め込み保持部位に対応する箇所には、加圧用突起部が設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の絞り用ゴム膜。