KR20040004061A

KR20040004061A - 슈우프레스벨트

Info

Publication number: KR20040004061A
Application number: KR1020030041063A
Authority: KR
Inventors: 기무라케이치
Original assignee: 이치가와 게오리 가부시키가이샤
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2004-01-13
Also published as: JP2004036015A; EP1378601A1; CN1470705A; TWI270594B; CN1294323C; EP1378601B1; NO20032716L; US20040065427A1; DE60308452D1; US6929718B2; NO332413B1; JP3940325B2; CA2434530A1; DE60308452T2; TW200401066A; ATE340285T1; DK1378601T3; NO20032716D0; AU2003205000A1

Abstract

습지측층의 표면층에 포수부와 랜드부가 있는 슈우프레스벨트에 있어서, 랜드부의 표면부와 포수부의 단면형상변화부에서 크랙의 발생을 억제하는 것으로, 슈우프레스벨트(10)는, 기체(B)와, 기체(B)의 외측에 있는 습지측층(20) 및 내측의 슈우측층(S)으로 구성되고, 습지측층(20)과 슈우측층(S)은 고분자탄성재료로 구성된다. 습지측층(20)의 표면층(11)은 오목형상의 포수부(40)와 포수부(40)의 형성에 의해 생긴 돌기부분인 랜드부(50)로 이루어진다. 이 랜드부(50)의 표면부(52)의 경도를 포수부(40)의 단면형상변화부(43)의 경도보다 작게 설정하는 것으로, 슈우프레스벨트(10)의 랜드부의 표면부(52)와 포수부의 단면형상변화부(43)에서 크랙의 발생을 억제한다.

Description

슈우프레스벨트{Shoe press belt}

본 발명은 초지공정의 슈우프레스장치에 사용되는 슈우프레스벨트에 관한 것으로, 특히 내구성이 우수한 슈우프레스벨트에 관한 것이다.

종래로부터 제지공정의 프레스부에 채용되고 있는 슈우프레스장치는 도 1 및 도 2에 도시한 2개로 대별된다.

이것들은 모두, 롤러(R)와 슈우(SH)를 면접촉시켜 양자 사이에 2매의 엔드레스 펠트(F1, F2)와 슈우프레스벨트(10A)를 협지시킨 것이다. 착수(搾水)해야 할 습지(P)는 엔드레스 펠트(F1, F2) 사이에 있는 상태로 슈우프레스벨트(10A)상에 재치되고 롤러(R)와 슈우(SH)로 구성되는 닛프압부(N)을 통하여 착수되도록 되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 이들 장치에서는 착수효과가 향상되도록 롤러(R)와 슈우(SH)가 면접촉하여 닛프압부(N)가 구성되어 있다.

또한, 도 1의 장치에는 비교적 긴 길이의 슈우프레스벨트가 사용되고, 이 슈우프레스벨트를 무단상으로 하여 복수(도 1에서는 5개)의 롤러(r)에 놓고 일정의 장력을 걸은 상태로 주행시키고 있다. 한편, 도 2의 장치에는 비교적 짧은 길이의 슈우프레스벨트가 사용된다.

도 3a는 도 1, 2의 슈우프레스장치에 사용되는 종래의 슈우프레스벨트(10A)의 CMD방향의 단면도이다. 이 슈우프레스벨트(10A)는 기체(B)와 기체(B)의 외측에 설치된 습지측층(20) 및 내측의 슈우일측층(S)으로 되고 습지측층(20)과 슈우일측층(S)은 고분자탄성재료로 이루어진다.

한편, 이 기체(B)내에도 고분자탄성재료는 배치되어 있다. 슈우프레스벨트(10A)를 구성하는 이들 전체의 고분자탄성재료는 일체화 되어 있다.

기체(B)는 슈우프레스벨트(10A)의 강도를 발현시키기 위하여 설치되어 있는 것으로 경사와 위사를 직제한 기포 외, 경사와 위사를 직제하지 않고 중첩한 것, 가는 대상(帶狀)의 직포나 부직포를 폭 방향으로 스파이럴 형상으로 권회한 것 등 기체로서의 기능을 달성하는 것이 적의 사용된다.

또한, 슈우프레스벨트의 제조공정에 있어서는 기체(B)에 대해서습지측층(20)과 슈우일측층(S)을 각각 다른 공정으로 제작하거나, 한번의 공정으로 설치하거나 한다. 고분자탄성재료로서는 고무, 에라스토마 중 하나를 적절히 선택할 수 있지만, 그 중에서도 폴리우레탄계수지 특히 열경화성우레탄수지가 많이 채용되고 있다.

오목형상의 포수부(40)는 상기 습지측층(20)의 후술하는 습지측층의 표면층(11)에 있고, 닛프압부(N)에서 습지에서 착수된 수분을 일시적으로 포수하는 작용을 갖는다. 포수부(40)에 포수된 수분은, 그 후 슈우프레스벨트(10A)가 주행하고, 그 주행각도가 변화한 때 등에 슈우프레스벨트(10A)로부터 뿌리치어져 탈수되어진다.

포수부(40)의 구체적인 구성으로서는, MD방향에 따라서 연속하여 있는 오목부홈과 기체에 닿지 않는 깊이로 독립적으로 형성되어 있는 복수의 브라인드 드릴구멍에 의해 형성된다.

도 3a에서는 단면이 직선형상이고, 저부의 각도가 직각인 포수부(40)가 도시되어 있지만, 중요한 것은 보수기능을 달성하는 것이라면 좋고, 포수부(40)의 단면형상은 도 3b와 같이 저부가 전체로서 만곡상의 경우나 도 3c와 같이 저부가 예각이고 들어가 있는 것, 도 3d ~ 도 3f와 같이 입구가 좁고 내부가 넓은 소위, 개미홈상의 것도 있다. 습지측층의 표면층(11)은 오목형상의 포수부(40)와 포수부(40)의 형성에 의해 생긴 돌기부분인 랜드부(50)로 형성된다.

최근, 종이의 생산성향상을 추구한 결과, 종래에 비해 초지기의 고속화가 이루어지고, 또한, 슈우프레스장치의 닛프압도 높게 설정되도록 되어 있다. 그래서, 슈우프레스벨트로서도 가혹한 사용상황 하에서 파손 등이 생기지 않고 내구성이 높은 것이 요망되고 있다.

전술한 바와 같이, 슈우프레스벨트(10A)는 사용시 닛프압부 내에서는 슈우프레스벨트(10A)의 두께방향으로 매우 높은 부하가 걸린다. 더욱이, 벨트의 습지측층의 표면층(11)에는 MD방향과는 반대의 힘이 부하로서 작용한다. 이것은 닛프압부를 통과한 슈우프레스벨트의 직후 부분은 아직 닛프압부 내에 있고, 닛프압부를 벗어난 개소가 MD방향으로 진행하도록 하여도, 그 직후 부분에서 닛프압부 내 두께방향으로 부하가 가해지기 때문에 이 부하가 제동력으로서 작용하여 MD방향과는 역방향의 부하가 가해지기 때문이다.

슈우프레스벨트를 사용할 때에, 그 두께방향으로 작용하는 대단히 높은 압축력과 주행방향과는 반대의 방향으로 작용하는 소위 전단력이 제지기계의 가동상태에서 반복하여 슈우프레스벨트에 작용하기 때문에, 고분자탄성재료는 점차 열화하고 최종적으로는 부하를 추종할 수 없고 그 결과 전 부분에서 균열 소위 크랙이 발생했다.

도 4는 습지측층을 경도가 낮은 고분자탄성재료로 구성한 경우의 크랙발생 상태를 보여주는 설명도이다. 이 경우, 닛프압부 내에서는 소재의 경도가 낮기 때문에 랜드부(50)가 찌부러들어 포수부(40)의 형상이 현저히 변형되어, 도 4에 보인바와 같이, 특히 포수부(40)의 단면형상변화부인 코너부(43)부터 크랙(CR)이 발생하고 있다.

한편, 랜드부(50)에 걸리는 MD방향과 역방향의 부하에 대해서는, 소재가 유연하기 때문에 어느 정도 추종할 수가 있다.

도 5는 습지측층을 경도가 높은 고분자탄성재료로 구성한 경우의 크랙발생 상태를 보여주는 설명도이다. 이 경우는, 닛프압부내에서 두께방향의 부하가 존재하여도 경도가 높기 때문에 포수부(40)의 변형이 현저하지 않다. 따라서, 포수부(40)내의 크랙(CR)은 빈발하지 않다.

한편, MD방향과 역방향의 부하에 대해서는, 소재의 경도가 높아서, 변형에 추종하는 것이 곤란하기 때문에 랜드부(50)의 표면(52)에서 크랙(CR)이 많게 된다.

본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 크랙의 발생을 억제할 수 있는 내구성이 높은 슈우프레스벨트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 비교적 긴 슈우프레스벨트에 적합한 슈우프레스장치의 개요도.

도 2는 비교적 짧은 슈우프레스벨트에 적합한 슈우프레스장치의 개요도.

도 3a는 종래의 슈우프레스벨트의 단면도.

도 3b ∼ 도 3f는 종래의 상이한 단면형상의 포수부의 확대단면도

도 4는 습지측층을 경도가 낮은 고분자탄성재료로 구성한 경우의 크랙발생

상태를 보여주는 설명도.

도 5는 습지측층을 경도가 높은 고분자탄성재료로 구성한 경우의 크랙발생

상태를 보여주는 설명도.

도 6a는 본 발명 슈우프레스벨트의 단면도.

도 6b는 본 발명 습지측층의 표면층에 있는 포수부를 도시하는 슈우프레스벨

트의 부분확대 단면도.

도 7은 실시예 및 비교예의 슈우프레스벨트에 대하여 내구성을 평가하기 위

한 장치의 개요도.

도 8은 도 7의 장치에 의하여 평가한 결과를 보이는 도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 슈우프레스벨트

11 : 표면층

B : 기체

S : 슈우측층

20 : 습지측층

40 : 포수부

41 : 포수부의 측벽

41a : 측벽의 저경도부

41b : 측벽의 고경도부

42 : 포수부의 저면

43 : 포수부의 단면형상변화부(코너부)

50 : 랜드부

52 : 랜드부의 표면부

본 발명은, 슈우프레스장치의 프레스롤러와 슈우 사이에 배치되고, 기체, 습지측층 및 슈우측층으로 구성되는 슈우프레스벨트에 있어서, 상기 습지측층이 고분자탄성재료에 의해 구성되고, 상기 습지측층의 표면층에 오목형상의 포수부와 랜드부가 형성되고, 상기 랜드부의 표면부를 상대적으로 저경도로 상기 포수부의 단면형상변화부를 상대적으로 고경도로 한 슈우프레스벨트에 의하여 상기 과제를 해결했다.

본 발명의 슈우프레스벨트에 의하면, 랜드부의 표면부의 경도를 포수부의 단면형상변화부의 경도보다 낮게 하는 것에 의해, 슈우프레스벨트의 두께방향의 부하에 의한 포수부의 단면형상변화부의 크랙의 발생과 슈우프레스벨트의 MD방향과는 역방향의 부하에 의한 랜드부의 표면부의 크랙발생이 억제되기 때문에 슈우프레스벨트의 내구성이 현저히 향상된다.

본 발명의 슈우프레스벨트(10)의 실시형태를 도 6a에 의하여 설명한다. 종래와 동일구성에 대해서는 동일 부호를 사용하고 설명은 생략한다.

이 슈우프레스벨트(10)는, 기체(B)와, 기체(B)의 외측에 있는 습지측층(20) 및 내측의 슈우측층(S)으로 구성되고, 습지측층(20)과 슈우측층(S)은 고분자탄성재료로 구성된다. 습지측층(20)의 표면층(11)은 오목형상의 포수부(40)와 포수부(40)의 형성에 의해 생긴 돌기부분인 랜드부(50)로 이루어진다. 이 랜드부(50)의 표면부(52)의 경도를 포수부(40)의 단면형상변화부(43)의 경도보다 작게 설정하는 것으로, 슈우프레스벨트(10)의 내구성을 향상시키고 있다.

여기서, 「랜드부의 표면부」라고 하는 것은 랜드부의 표면에서 두께방향으로 포수부의 밑바닥까지 닿지 않는 두께부분을 말한다.

본 발명 슈우프레스벨트(10)의 제조방법을 설명한다.

먼저, 기체(B)에 대하여 습지측층(20)과 슈우측층(S)을 구성한다. 이때, 각층의 독립형성이나 연속형성은 적의선택 가능하다. 단, 습지측층(20)을 구성하는 소재로서는 높은 경도를 갖는 고분자탄성재료를 선택한다. 이 높은 경도를 갖는 고분자탄성재료부에 의해 고경도부(31b)가 형성된다. 다음으로, 고경도부(31b)상에 경도가 낮은 고분자탄성재료를 도포하고 경화시킨다. 이 경도가 낮은 고분자탄성재료에 의해 저경도부(31a)가 형성된다. 그 후에, 슈우프레스벨트(10)의 습지측층(20)의 표면층에 포수부(40)를 천설한다. 여기서 포수부(40)가 천설되지 않는 저경도부(31a)가 랜드부(50)의 표면부(52)로 된다. 이와 같이 하여, 본 발명의 슈우프레스벨트(10)가 제조된다.

한편, 도 6b에 도시한 바와 같이, 포수부(40)의 측벽(41)에 있어서는 상기 저경도부(31a)에 의한 측면의 저경도부(41a)와 상기 고경도부(31b)에 의한 측면의 고저경도부(41b)가 형성되어 있다. 또한, 포수부(40)의 단면형상변화부인 코너부(43)는 고경도부(31b)에 의해 형성되어 있다.

이와 같이 포수부(40)에 있어서 제일 크랙이 발생하기 쉬운 곳인 단면형상변화부(43)를 고경도부(31b)로 구성하는 하는 것으로 효과적인 크랙발생을 억제할 수 있다.

실험의 결과 저경도부(31a)의 경도가 JIS-A로 94˚이하, 바람직하게는 93˚이하이고, 고저경도부(31b)의 경도가 JIS-A로 94˚이상, 바람직하게는 95˚이상이면 소망의 효과를 얻을 수 있는 것이 실험에 의해 확인되었다.

이때, 저경도부(31a)와 고경도부(31b)의 경계에 있어서는 양자가 완전히 다른 경도의 경우에도, 경도구배를 형성한 경우에도 좋다. 여기서, 측면의 저경도부(41a)와 측면의 고저경도부(41b)의 두께비율 L1 : L2는 1:9에서 1:1.5의 사이가 양호한 것이 실험의 결과 확인되었다.

이와 같은 구성의 의해, 먼저 슈우프레스벨트(10)의 두께방향에의 부하에 대해서는 랜드부(50) 전체에 압력이 걸리지만 포수부(40)에서 크랙이 발생하기 쉬운곳인 단면형상변화부(43)가 고경도부(31b)로 형성되어 있기 때문에 포수부(40)에 크랙이 발생할 염려는 없다.

한편, 슈우프레스벨트 습지측층의 표면층(11)의 MD방향과는 역방향으로 걸리는 부하에 대해서는, 랜드부(50)의 표면부(52)가 저경도부(31a)로 형성되어 있기 때문에 부하를 따를 수 있기 때문에 크랙의 발생을 저감할 수 있다.

상술한 실시형태에서는 포수부(40)의 단면이 직선형상이고, 측벽(41)과 저면(42)으로 되는 코너부(43)가 직각의 예를 설명했다. 그러나 본 발명은, 이와 같은 전형적인 구성에 한정하지 않고 그 외 단면의 포수부에도 가능하다.

포수부(40)가 도 3b와 같이 전체로서 만곡상의 저면을 갖는 경우는 도 6b의 부호 43에 상당하는 만곡상의 코너부(43′)가 단면형상변화부이고, 도 3c와 같이 포수부(40)가 예각에 오목한 저면을 갖고 있는 경우는 저면이 예각으로 교차하는 지점 43″가, 도 3d ∼ 도 3f와 같이 입구가 좁고 내부가 넓은 개미홈상이라면 포수부(40)의 저부 근처의 곳에 일정각도로 교차하는 부분 43a가 각각 단면형상변화부로 된다.

포수부(40)가 어떠한 구성일지라도 랜드부의 표면부의 경도가 포수부의 단면형상변화부의 경도보다 작게 설정되어 있으면, 본 발명의 소망의 효과를 달성할 수 있다.

《실시예》

다음으로 슈우프레스벨트의 구체예를 1 내지 9의 실시예에 의하여 설명한다. 1 내지 9의 실시예 및 후술하는 비교예로서의 슈우프레스벨트에 공통하는 구성은 다음과 같다.

· 폭 : 300 ㎜

· 둘레길이 : 6 m

· 두께 : 4.5 ㎜

· 기체 B: 경사, 위사 공히 폴리에스텔모노휠라멘트사를 직제한 경삼중직물

· 고분자탄성재료 : 열경화우레탄으로서, 유니로얄사 제품의 아디프렌L167과 아디프렌 L100의 혼합물을 요구되는 혼합물이 얻어지도록 적의 배분하고, 또 경화제로서 이하라케미칼사 제품의 큐아민 MT를 첨가한 것.

· 포수부(40) : 연속하는 홈부로서, 폭 1㎜, 깊이 1㎜, 피치 40산/100㎜의 것을 습지측층의 표면층(11)에 형성했다.

실시예 1 내지 9, 비교예 1 내지 8은 이상의 구성에 저경도부의 경도, 고경도부의 경도, 및 측면저경도부와 측면고경도부의 두께 비를 각각 변화시킨 것이다.

저경도부의 경도 및 고경도부의 경도는 실시예 1내지3, 비교예 1, 2에서는 93.5˚, 94.5˚, 실시예 4내지6, 비교예 3, 4에서는 93˚, 95˚, 실시예 7내지9, 비교예 5, 6에서는 92˚, 96˚, 비교예 7에서는 92˚, 92˚, 비교예 8에서는 96˚, 96˚이 되도록 했다.

측면저경도부와 측면고경도부의 두께 비는 실시예 1, 4, 7에서는 1:1.5, 실시예 2, 5, 8에서는 1:5, 실시예 3, 6, 9에서는 1:9, 비교예 1, 3, 5에서는 1:1, 비교예 2, 4, 6에서는 1:10이 되도록 했다.

실시예 1내지9, 비교예 1내지8의 슈우프레스벨트에 대해서는 도 7에 도시하는 장치를 사용하여 슈우프레스벨트의 내구성을 평가하는 테스트를 행하였다.

도 7은 굴곡시험기로, 복수의 텐션롤러TR와 한 쌍의 프레스롤러PR1, PR2에 의해 구성되어 있다. 또한, 프레스롤러PR1은 회전가능함과 동시에 프레스롤러PR2에 대하여 이동가능하게 구성되어 있다. 따라서, 텐션롤러TR에 지지된 측정대상물을 주행시킴과 동시에 측정대상물에 프레스압을 가하는 것이 가능하게 된다.

이와 관련하여, 상기 텐션롤러TR의 직경은 100㎜, 프레스롤러PR1, PR2의 직경은 200㎜이다.

측정조건으로서는 먼저 상기 슈우프레스벨트를 포수부(40)가 내주측으로 되도록 측정기를 설치했다. 그리고 다음의 조건으로 내주측에 물을 공급한 상태로 슈우프레스벨트를 주행시켜 50시간마다 정지 · 관찰하여 크랙이 발생한 시간을 계측했다.

· 주행속도 : 100 m/분

· 프레스압력 : 1000 KN/m

· 프레스압력 : 20 KN/m

이상의 실험결과를 보이는 도 8에 의하면, 본 발명의 실시예의 것은 비교예의 것보다 내구성이 우수하고 크랙 대책으로서 유효한 기능을 하는 것이 확인가능하다.

본 발명의 슈우프레스벨트에 의하면, 랜드부의 표면부의 경도를 상대적으로 낮게, 포수부의 단면형상변화부의 경도를 상대적으로 크게 설정하는 것에 의해, 슈우프레스벨트의 두께방향의 부하에 의한 포수부의 단면형상변화부의 크랙의 발생과 슈우프레스벨트의 MD방향과는 역방향의 부하에 의한 랜드부의 표면부의 크랙발생이 억제되기 때문에 슈우프레스벨트의 내구성이 현저히 향상된다고 하는 효과를 갖는다.

Claims

슈우프레스장치의 프레스롤러와 슈우 사이에 배치되고, 기체, 습지측층 및 슈우측층으로 구성되는 슈우프레스벨트에 있어서, 상기 습지측층이 고분자탄성재료에 의해 구성되고, 상기 습지측층의 표면층에 오목형상의 포수부와 랜드부가 형성되고, 상기 랜드부의 표면부를 상대적으로 저경도로 상기 포수부의 단면형상변화부를 상대적으로 고경도로 한 것을 특징으로 하는 슈우프레스벨트.
제 1항에 있어서, 상기 랜드부의 표면부의 경도가 JIS-A로 94˚이하, 상기 단면형상변화부의 경도가 JIS-A로 94˚이상인 것을 특징으로 하는 슈우프레스벨트.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 포수부의 측면이 저경도부와 고저경도부로 구성되며, 상기 저경도부와 고저경도부의 두께의 비율이 1:9에서 1:1.5의 사이 인 것을 특징으로 하는 슈우프레스벨트.