JP5160790B2 - 圧搾ベルト - Google Patents

Description

この発明は、エラストマー材料から作られ、閉ループを形成する圧搾ベルトに関する。前記ベルトは、内側表面及び外側表面及びエラストマー材料の内部に配置された補強ヤーンからなる３層を有し、前記内側表面に最も近接した最も内側のヤーン層は、前記圧搾ベルトの縦方向で横断する方向に隣接した複数の補強ヤーンによって形成されており、中間のヤーン層は前記圧搾ベルトの縦方向に隣接した複数の補強ヤーンの横筋によって形成されている。

圧搾ベルトは、製紙、特に、製紙機械の繊維とシュープレス又はローラ間のシュータイプのプレスに関連して、プレスの圧搾部位の寿命を延ばすために表面を構成するために、種々の圧搾に用いられる。

典型的には、公知の圧搾ベルトは、ポリウレタン又はゴムのようなエラストマー材料を含んでおり、このベルトの内部はヤーンから構成される支持構造を備えている。前記支持構造は織物であっても、互いに相対的に重ね合わされた分離した複数のヤーン層から構成されていてもよい。このような解決策は、例えば、米国特許４２３８２８７号明細書、米国特許５１３４０１０号明細書、米国特許５２３８５３７号明細書、日本国特許７５６６５１号により知られている。
米国特許４２３８２８７号明細書 米国特許５１３４０１０号明細書 米国特許５２３８５３７号明細書 日本国特許７５６６５１号

使用時、圧搾ベルトは、圧縮及び特に圧搾部位において異なる方向に起きる曲げのために全く激しい圧力を受ける。時がたつにつれて、これらの圧力は、実際のベルト材料内に、徐々にベルトが使用できない損傷を受ける原因となるクラックを生じさせる。ベルトが使用される時、時には、プレスを通過する時にでたらめに発生した紙の蓄積が、圧搾ベルトを破壊したり、圧搾ベルトに損傷を与えるかも知れない突然の大規模の変形力の原因となる。

発明の詳細な説明

本発明の目的は、クラックを減じることができ、一方では、該クラックの広がりを防止でき、ベルトの寿命を延ばすことができる圧搾ベルトを提供することである。

本発明の圧搾ベルトは、前記圧搾ベルトの外側表面に最も近接した最も外側のヤーン層は、前記圧搾ベルトの縦方向で横断する方向において隣接した複数の補強ヤーンで形成されており、エネルギーを吸収し、変形に関連して遅延して変形を回復することを特徴としている。

本発明の本質的な思想は、ウエブの側上で圧搾ベルトの表面に最も近接して、前記圧搾ベルトに対して縦方向に分離したヤーン層が配置されており、変形によって消費されるエネルギーを吸収する弾性材料から構成されており、前記ベルトが曲がるとき、層が降伏し伸びることで、一方では急な曲げを可能とし、他方では、弾性材料が損傷を受けることを防止し、現存する破損を重大な拡がりから防止するような態様で、変形によって消費されるエネルギーの一部を束縛して、変形から遅れて実質的に原形に復位することである。

本発明の圧搾ベルトの優位性は、複数のクラックが生成された後、柔軟性のある層においてそれらの進展が停止されるか、かなりゆっくりと進展することであるが、このことは本質的に前記圧搾ベルトを硬くするのではなく、急な曲げ及び突然の変形を充分に可能にすることである。

図１は閉ループで形成された圧搾ベルトを概略的に示している。圧搾ベルトは内側表面及び外側表面を含んでいる。圧搾ベルトは弾性材料から形成されており、例えばシュープレスを通過することができるように、圧搾ベルトを必要とされる曲率半径で両方向に縦方向に曲げることができる。これは、図６に図式的に示されている。

図２は圧搾ベルトの縦方向の部分断面を示している。エアストマー材料から形成された実際の圧搾ベルトを示している。この材料は、使用状態と圧搾ベルトの要求に鑑みて充分な柔軟性と弾性の性能を有する、例えばゴム、又はポリウレタンのような人工材料である。さらに、重ね合わされたヤーンにより形成された３層のヤーン５〜７から構成された圧搾ベルト支持部材を示している。圧搾ベルトの最も内側の縦方向ヤーン層５は、圧搾ベルトを横切る方向に配置された複数の隣接するヤーン５’、もしくは圧搾ベルトを横切る方向に配置された１又はそれ以上の隣接する螺旋状のヤーン５’から構成されている。さらに、中間層６は、圧搾ベルトの縦方向において圧搾ベルトを横切る隣接する複数のヤーン６’から構成されている。これらのヤーン層５，６は、もちろん可能ではあるが、何らかの方法で互いに固着、又は互いに拘束されなければならない必要はない。さらに、図２は、圧搾ベルトの縦方向において複数のヤーン７’から構成されている第３のヤーン層７を示している。これら複数のヤーン７’は、圧搾ベルト１を横断する方向において隣接して分離した複数のヤーンであるか、又は、それらは圧搾ベルト１を横断する方向において螺旋状に配置された１又はそれ以上の隣接するヤーン７’から構成されている。

内側のヤーン層５，６の複数のヤーン５’， ６’は、典型的には、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、アラミド、ポリビニルアルコール、又は他の適当なプラスチック材料から製造された単繊維又は複合繊維である。次には、最外部のヤーン層７の複数のヤーン７’の材料及び／又は構造は、少なくとも中間層６の複数のヤーン６’よりも柔軟性がある。このように、これらは、変形から遅れて復原されるような態様で、変形中にエネルギーをその構造中に吸収する。好ましくは、最も外側の複数のヤーン７’は、それ自体公知の方法で高レベルでより合わせ又は撚り合わせた複合繊維である。その材料は、例えば、柔軟性になるように処理されたポリアミドとエラステーンの混合物、ポリエステル又はその混合物、又はポリエステルである。圧搾ベルトがその外側表面３が伸びなければならないように曲げられる時、複数のヤーン７’は、降伏し、そしてその縦方向に伸びることが、必須である。

図３は図１の圧搾ベルト１の横断する方向での断面図を示している。分離した複数のヤーン又は１又はそれ以上の隣接する螺旋のヤーン７’は、ベルト材料４が複数のヤーン７’の回りに配置されるような態様で互いに距離をおいて、隣接して配置されているかを示している。また、横断する方向の複数のヤーン６’が、最も内側の複数のヤーン５’の上部に、例えばそれらから少し距離をおいて配置されているかを示している。さらに、分離した複数のヤーン７’又は１又はそれ以上の螺旋状の撚られたヤーン７’が、最も中間の複数のヤーン６’の上部に配置されている。最も外側のヤーン７’は、最も中間の複数のヤーン６’と接触していてもよいし、図３に示すように、それらから距離があってもよい。好ましくは、複数のヤーン７’は、適切により合わせ又は撚り合わせた複合繊維のヤーンであり、高レベルで撚り合わせたものが最も好ましい。さらに、複数のヤーン７’は、最も内側と最も中間の複数のヤーン５’，６’と同じ厚さであってよいが、好ましくは、前者は後者よりも少しばかり薄い。また、最も内側の複数のヤーン５’と最も中間の複数のヤーン６’は異なる厚みであり、最も内側の複数のヤーン５’は最も中間の複数のヤーン６’よりも薄くてよい。内側のヤーン層５，６の補強された複数のヤーン５’，６’が複合繊維ヤーンであれば、好ましくは最も外側のヤーン層７の補強された複数のヤーン７’は、前者よりも高い撚りレベルで撚られている。ある場合には、最も内側のヤーン層５の複数のヤーン５’は、最も外側のヤーン層７の複数のヤーン７’よりも柔軟性があることが適切である。

図４は、横断方向のクラック８がその外側表面３上に形成された点における圧搾ベルトの縦方向の部分断面を示している。クラック８は、外側表面３から圧搾ベルト１の最も外側の縦方向の複数のヤーン７’まで下方に拡がっている。この点において、複数のヤーン７’は圧搾ベルト材料４を支持し、圧搾ベルト１の内側表面２へ向けてのクラック８の広がりを減じている。したがって、クラック８の広がりは衰え、圧搾ベルト１の使用できなくなるような損傷は遅くなり、クラックの発生にも拘わらず圧搾ベルトの寿命が長くなる。

図５は、クラック８の方向における図４の圧搾ベルトの断面図である。圧搾ベルト１内にクラック８がどのように形成され、その縦方向と同時に複数のヤーン７’までの広がりの主要部分に沿って拡がって進展しているかを示している。この事実に基づいて、複数のヤーン７’がベルト材料４を支持しているので、将来に向かってその進展はより遅くなり、このようにして、クラックに拘わらず圧搾ベルトをいっそう長期間使用することができる。

図６は、典型的な乾燥装置、即ち、シュープレスにおける圧搾ベルトを示している。シュープレスはロール９を含んでいる。プレスシュー１０は力Ｆで前記ロールに向けて押され、圧搾ベルト１及び前記圧搾ベルトとロール９の間にある繊維ウェブ１２とが前記プレスシューの弧状表面１１に沿って矢印Ｖ方向に移動する。繊維ウェブ１２はロール９に対向して配置されており、圧搾ベルト１はプレスシュー１０の表面１１に沿ってガイドする。１又はそれ以上の製紙機械において、フェルト又はワイヤー１３のような複数の繊維が、ロール９と繊維ウェブ１２との間に、また配置されている。それは正に、シュープレスのシュー１０の複数の縁部で小さな半径で全く急に曲げられる時に、圧搾ベルト１が高圧力を受けるようなシュープレスである。

前述の明細書及び図面では、本発明は例を用いて記述されてきたが、それは決して限定されない。圧搾ベルトを作製するときに、複数のヤーン層はそれ自体公知の多数の方法で生成することができ、圧搾ベルトそれ自体もそれ自体公知の複数の方法で作製することができる。縦方向の最も外側の複数のヤーン、即ち、繊維ウェブの側にある圧搾ベルトの表面に最も近い複数のヤーンの材料及び／又は構造は、柔軟性で、他の縦方向の複数のヤーンよりも柔軟性があり、好ましくは、適切で柔軟性があり耐久性のある構造を生成するためにより合わせ又は撚り合わせた複合繊維のヤーンである。従って、例えば、最も外側のヤーン層の複数の複合繊維のヤーンの複数の繊維は、内側のヤーン層の複数の複合繊維のヤーンの複数の繊維よりもいくらか細くてよく、最も外側のヤーン層は繊維が少なくてよく、最も外側のヤーン層の材料は内側のヤーン層の材料よりも柔軟性があってよい。

閉ループを形成した圧搾ベルトの透視図である。 本発明の圧搾ベルトの縦方向における断面図である。 本発明の圧搾ベルトの横断する方向における断面図である。 クラックが入った表面を有する本発明の圧搾ベルトの縦方向における断面図である。 クラックが入った位置での本発明の圧搾ベルトの横断する方向における断面図である。 本発明の圧搾ベルトが使用されているシュープレスの概略図である。

Claims (9)

1. エラストマー材料から作られ、閉ループを形成する圧搾ベルト（１）であって、
   前記ベルトは、内側表面（２）及び外側表面（３）及びエラストマー材料の内部に配置された補強ヤーン（７’， ５’， ６’）からなる３層を有し、前記内側表面（２）に最も近接した最も内側のヤーン層（５）は、前記圧搾ベルトの縦方向で横断する方向に隣接した複数の補強ヤーン（５’）によって形成されており、中間のヤーン層（６）は前記圧搾ベルト（１）の縦方向に隣接した複数の補強ヤーン（６’）の横筋によって形成されており、前記圧搾ベルト（１）の外側表面に最も近接した最も外側のヤーン層（７）は、前記圧搾ベルト（１）の縦方向で横断する方向において隣接した複数の補強ヤーン（７’）で形成されており、
   前記最も外側のヤーン層（７）の前記複数の補強ヤーン（７’）の材料及び／又は構造は、前記圧搾ベルト（１）の変形に関して、前記内側のヤーン層（５）の前記複数の補強ヤーン（５’）よりもよりエネルギーを吸収し、よりゆっくりと変形から復位するという態様で、前記内側のヤーン層（５）の前記複数の補強ヤーン（５’）よりも柔軟性があることを特徴とする圧搾ベルト（１）。
2. 前記最も外側のヤーン層（７）の前記複数の補強ヤーン（７’）の材料及び／又は構造は、前記中間のヤーン層（６）の前記複数の補強ヤーン（６’）よりも柔軟性があることを特徴とする請求項１に記載の圧搾ベルト（１）。
3. 前記最も外側のヤーン層（７）の前記複数の補強ヤーン（７’）の材料及び／又は構造は、前記圧搾ベルト（１）の変形に関して、前記中間のヤーン層（６）の前記複数の補強ヤーン（６’）よりもよりエネルギーを吸収し、よりゆっくりと変形から復位するという態様で、前記中間のヤーン層（６）の前記複数の補強ヤーン（６’）よりも柔軟性があることを特徴とする請求項２に記載の圧搾ベルト（１）。
4. 前記最も外側のヤーン層（７）の前記複数の補強ヤーン（７’）は、高密度で撚り合わせた複数の繊維から構成された繊維のヤーンであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の圧搾ベルト（１）。
5. 内側のヤーン層（５）の前記複数の補強ヤーン（５’，６’）は複数の繊維から構成された繊維のヤーンであり、前記最も外側のヤーン層（７）の前記複数の補強ヤーン（７’）は、前者よりも高密度で撚り合わされていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の圧搾ベルト（１）。
6. 前記外側のヤーン層（７）は、多数の相互に平行に離間した複数の補強ヤーン（７’）から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の圧搾ベルト（１）。
7. 前記最も外側のヤーン層（７）は、前記圧搾ベルト（１）を横断する方向において螺旋状に撚られた１又はそれ以上の隣接する補強ヤーン（７’）から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の圧搾ベルト（１）。
8. 前記内側のヤーン層（５，６）の少なくとも一部は、同一層内で多数の相互に平行に離間した複数の補強ヤーン（５’，６’） から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の圧搾ベルト（１）。
9. 前記最も内側のヤーン層（５）は、前記圧搾ベルト（１）を横断する方向において螺旋状に撚られた１又はそれ以上の隣接する複数の補強ヤーン（５’） から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の圧搾ベルト（１）。

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