KR20210143669A - 벨트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 슬리브 롤을 위한 벨트(10)에 관한 것으로, 이 벨트는 폐쇄 루프를 형성하며 내부 표면(11), 외부 표면(12), 탄성체(15) 및 보강 구조(30)를 포함한다. 보강 구조는 벨트의 제 1 방향 D1으로 배열되는 제 1 얀(31a), 및 벨트의 제 2 방향 D2로 배열되는 제 2 얀(32a)을 포함하며, 제 2 방향 D2은 벨트의 이동 방향에 평행하거나 실질적으로 평행하고, 그리고/또는 제 1 방향 D1에 수직 또는 실질적으로 수직이다. 벨트(10)는 제 1 방향 D1에서보다 제 2 방향 D2에서 더 탄성적으로 신축하도록 구성되어 벨트를 신축하는 힘이 제거된 후 그 원래 길이로 돌아올 것이다. 본 발명은 또한, 벨트 및 슬리브 롤을 포함하는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 벨트의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 슬리브 롤을 위한 벨트에 관한 것이다. 본 발명은 벨트 및 슬리브 롤을 포함하는 장치에 관한 것이다.
보드, 펄프 및 티슈 기계는 물론이고, 제지 기계에는 전형적으로 성형 섹션, 프레스 섹션 및 건조 섹션이 갖춰져 있다. 종이, 펄프 및 보드 제조에 있어, 생산 효율을 향상시키기 위해 젖은 섬유 웹(web)으로부터 어떻게 탈수량을 증가시킬지가 이슈이다.
오늘날, 이러한 기계는 전형적으로 섬유 웹으로부터 물을 제거하기 위한 벨트 및 와이어를 갖는다. 물은 적어도 하나의 성형 와이어를 통해 예컨대 성형 섹션 상에서 제거될 수 있다.
웹으로부터의 탈수를 향상시키기 위해 예컨대 성형 섹션에서 슬리브 롤이 사용될 수 있다. 슬리브 롤은 슬리브 롤 벨트를 가져야 한다. 그러나, 슬리브 롤과 양호하게 동작할 수 있는 벨트를 얻기가 쉽지 않았다.
본 발명은 슬리브 롤을 위한 신규한 벨트를 개시한다. 신규한 장치는 벨트 및 슬리브 롤을 포함한다.
본 발명의 목적은 슬리브 롤을 위한 개선된 벨트를 제공하는 것이다. 본 발명의 양태는 독립 청구항에 기재된 바에 의해 특징지어진다. 본 발명의 다양한 실시형태는 종속 청구항에 개시되어 있다.
슬리브 롤은 전형적으로 종이, 보드, 펄프 또는 티슈 기계의 와이어 섹션에 위치된다. 슬리브 롤 덕분에, 와이어 섹션의 습기 제거가 향상될 수 있다.
본원에서 슬리브 롤 벨트라고도 칭하는 신규한 벨트는 종이, 보드, 펄프 또는 티슈 기계의 슬리브 롤에 대해 적합하다. 그 외부 표면에 곡선 요소를 갖는 슬리브 롤의 구조는 슈 프레스의 구조와 다르고, 그러므로 슬리브 롤 벨트에 대해 필요한 특성은 슈 프레스 벨트에 대해 필요한 특성과 다르다. 예를 들어, 슈 프레스 벨트는 슈 프레스의 긴 닙(nip)에 의에 유발되는 응력을 처리할 수 있어야 한다. 슈 프레스의 긴 닙은 프레스 구역으로 들어가고 나올 때 급격한 처짐으로 인해 벨트에 높은 응력을 유발한다. 슬리브 롤은 상기한 긴 닙을 갖지 않고, 그러므로, 슬리브 롤 벨트는 이러한 종류의 응력을 처리할 필요가 없다. 그러나, 슬리브 롤 벨트는 슬리브 롤의 곡선 요소에 의해 유발되는 응력을 처리하기에 적합한 특성을 가져야 한다. 슈 프레스에 사용되는 벨트는 슬리브 롤과 적절히 동작할 수 없었다. 따라서, 슬리브 롤에 적합한 개선된 벨트에 대한 요구가 있어 왔다.
슬리브 롤을 위한 벨트는 폐쇄 루프를 형성하고 다음을 포함할 수 있다.
- 내부 표면,
- 외부 표면,
- 탄성체, 및
- 바람직하게는 탄성체 내부에 적어도 부분적으로 배열되는 보강 구조.
보강 구조는 탄성체를 지지하는 지지 구조일 수 있다.
보강 구조는 제 1 얀 층을 형성하는 제 1 얀을 포함할 수 있다. 보강 구조는 제 2 얀 층을 형성하는 제 2 얀을 더 포함할 수 있다. 제 2 얀 층은 벨트의 외부 표면에 가장 가까운 최외측 얀 층일 수 있다.
제 1 얀은 벨트의 제 1 방향으로 배열되고, 제 2 얀은 벨트의 제 2 방향으로 배열된다. 제 2 방향은 바람직하게는 제 1 방향에 수직이거나 실질적으로 수직이다. 제 2 방향은 또한 벨트의 이동 방향에 평행하거나 실질적으로 평행할 수 있다. 또한, 제 1 방향은 벨트의 회전축에 평행하거나 실질적으로 평행할 수 있다.
제 2 얀 층의 제 2 얀은 벨트의 탄성체 상에, 적어도 부분적으로, 배열될 수 있다. 따라서, 제 2 얀은 인간의 눈에 적어도 부분적으로 보일 수 있다. 따라서 이 실시형태에서, 제 2 얀은 탄성체의 재료에 의해 완전히 둘러싸이지 않지만, 탄성체의 재료에 의해 부분적으로 둘러싸일 수 있다. 기술적 효과는 벨트의 중립축이 벨트의 외부 표면 근처에 있을 수 있다는 것이다. 이는 벨트의 마모를 현저히 감소시키고 벨트의 수명을 연장시킬 수 있다. 게다가, 제 2 얀은 인접한 얀들 사이에 그루브를 형성할 수 있다. 따라서 수분 제거율이 향상될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 제 2 얀은 탄성체 내로 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 따라서, 이 유리한 예에서, 제 2 얀은 탄성체의 재료에 의해 둘러싸일 수 있다. 따라서, 제 2 얀은 탄성체 내로 넣어질 수 있다. 또한, 상기 탄성체 재료는 벨트의 표면 상에 그루브를 형성할 수 있으며, 이 그루브는 제 2 얀에 해를 끼치지 않을 수 있다. 따라서, 벨트의 수분 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
그러므로 제 2 얀은, 벨트의 깊이 방향으로 탄성체의 외부 표면으로부터 제 2 얀의 바닥까지 측정하여, 3mm 이하의 깊이까지 배열될 수 있다. 따라서, 제 2 얀 층의 제 2 얀은 벨트의 탄성체 상에, 또는 부분적으로 또는 완전히 탄성체 내로 배열될 수 있다. 따라서, 제 2 얀은 탄성체의 재료에 의해 부분적으로 또는 완전히 둘러싸일 수 있다. 유리하게는 제 2 얀은, 벨트의 깊이 방향으로 탄성체의 외부 표면으로부터 각 제 2 얀의 바닥까지 측정하여, 2.0mm 이하, 보다 바람직하게는 1.5mm 이하, 또는 0.8mm 이하, 가장 바람직하게는 0.5mm 이하의 깊이까지 배열된다. 기술적 효과는 벨트의 마모가 감소될 수 있도록 벨트의 외부 표면 근처에 벨트의 중립축을 제공하는 것이다. 이는 다른 벨트에 비해 벨트의 수명을 연장시킬 수 있다.
슬리브 롤 벨트는 슬리브 롤 벨트의 이동 방향으로 측정하여, 20% 내지 25% 사이의 범위에서와 같이, 20% 이상의 파단 연신율 값을 가질 수 있다. 따라서, 슬리브 롤 벨트는 쉽게 파단되지 않을 수 있다. 파단 연신율 값은 벨트를 파단하는 데 필요한 연신율을 나타낸다.
제 1 얀의 수는 230 얀/m 내지 390 얀/m 사이의 범위, 바람직하게는 280 얀/m로부터 340 얀/m까지의 범위에 있을 수 있다. 또한, 제 2 얀의 수는 490 얀/m 내지 630 얀/m 사이의 범위, 바람직하게는 530 얀/m로부터 580 얀/m까지의 범위에 있을 수 있다. 따라서 벨트에 대해 양호한 강도 특성을 얻을 수 있다. 또한, 벨트는 벨트의 이동 방향으로 양호한 신축성을 갖도록 배열될 수 있다. 또한, 상기한 수의 얀을 사용함으로써, 벨트의 보강 구조가 벨트의 이동 방향으로 실질적으로 가볍도록 배열될 수 있다. 또한, 벨트의 이동 방향으로 높은 탄성이 얻어질 수 있다.
미터당 제 2 얀의 수는 미터당 제 1 얀의 수의 1.25배 내지 2.8배일 수 있다. 따라서, 벨트는 슬리브 롤에 대해 양호한 신축 특성과 강도 특성을 가질 수 있다. 또한, 벨트는 벨트의 이동 방향으로 양호한 탄성을 갖도록 배열될 수 있다. 또한, 벨트의 가로 방향(cross direction)에서보다 벨트의 이동 방향(travel direction)에서 더 높은 탄성이 얻어질 수 있다.
제 2 방향으로 배열되는 제 2 얀은 제 1 직경으로 배열되는 제 1 얀보다 작은 직경을 가질 수 있다. 따라서, 벨트의 탄성은 제 2 방향으로 향상될 수 있다.
제 2 얀은 제 1 얀보다 예컨대 적어도 5%, 바람직하게는 적어도 10% 더 작은 직경을 가질 수 있다. 제 2 얀 층의 제 2 얀은 벨트의 이동 방향으로 양호한 신축성을 얻기 위해 제 1 얀 층의 제 1 얀보다 얇을 수 있다. 예를 들어, 제 2 얀의 직경이 제 1 얀의 직경보다 작은 경우, 제 2 얀 층은 제 1 얀 층보다 더 유연할 수 있다. 또한, 벨트의 탄성은 제 2 방향으로 향상될 수 있다.
제 1 얀의 직경은 0.5mm에서 2.0mm일 수 있다. 제 1 얀의 직경은 1.8mm 이하, 더욱 바람직하게는 1.5mm 이하, 가장 바람직하게는 1.5mm 이하일 수 있다. 따라서 얇은 슬리브 롤 벨트를 얻을 수 있다. 또한, 제 1 얀의 직경은 0.6mm 이상, 보다 바람직하게는 0.8mm 이상, 가장 바람직하게는 1.0mm 이상일 수 있다. 따라서, 슬리브 롤 벨트는 슬리브 롤에 확고히 부착될 수 있다.
제 2 얀의 직경은 0.5mm 내지 1.5mm 사이의 범위에 있을 수 있다. 제 2 얀의 직경은 1.3mm 이하, 더욱 바람직하게는 1.1mm 이하, 가장 바람직하게는 0.9mm 이하일 수 있다. 따라서, 슬리브 롤 벨트는 얇은 얀을 가질 수 있고, 따라서 얇은 슬리브 롤 벨트를 얻을 수 있다. 또한, 제 2 방향으로의 신축 특성이 향상될 수 있다. 또한, 제 2 얀의 직경은 0.5mm 이상, 더욱 바람직하게는 0.6mm 이상, 가장 바람직하게는 0.7mm 이상일 수 있다. 따라서, 벨트에 대해 양호한 강도 특성을 얻을 수 있다.
제 1 얀 층은 바람직하게는 슬리브 롤 벨트의 내부 표면에 가장 가까운, 최 내측 얀 층이다. 따라서, 제 1 방향으로 배열되는 제 1 얀은 바람직하게는 슬리브 롤 벨트의 내부 표면에 가장 가깝게 배열된다. 이들 얀은 탄성체에 넣어질 수 있다. 제 1 얀은 바람직하게는 탄성체의 재료에 의해 완전히 둘러싸이고, 즉 탄성체의 재료가 모든 면에서 얀을 둘러쌀 수 있다.
또한, 제 2 얀 층은 바람직하게는 슬리브 롤 벨트의 외부 표면에 가장 가까운, 최외측 얀 층이다. 따라서, 제 2 얀은 바람직하게는 탄성체의 외부 표면 상에 및/또는 벨트의 외부 표면에 가깝게 배열된다.
일 실시형태에서, 제 2 얀은 벨트의 외부 표면에 그루브를 형성한다. 기술적 효과는 개선된 수분 제거율을 얻는 것이다. 인접한 제 2 얀들에 의해 형성되는 그루브의 깊이는 0.3mm 내지 1.5mm 사이의 범위에서와 같이, 0mm보다 크고 바람직하게는 2.0mm 이하일 수 있다.
본 출원에서 "탄성"이라는 용어는, 힘이 제거되는 경우 벨트가 그 원래 형상으로 돌아오는 능력을 의미한다. 탄성 백분율(%)은 벨트가 탄성적으로 신축할 수 있는 정도를 나타내는 값이다. 신규한 슬리브 롤 벨트는 슬리브 롤 벨트의 이동 방향으로 1.8% 이상 탄성적으로 신축하도록 구성되어 벨트를 신축하는 힘이 제거된 후 그 원래 길이로 돌아올 것이다. 제 2 얀 층에서 얀의 탄성은 예컨대 1.8% 내지 2.5% 사이의 범위에 있을 수 있다. 또한, 슬리브 롤 벨트는 슬리브 롤 벨트의 이동 방향으로 2.0% 이상, 바람직하게는 2.0%로부터 5%까지 탄성적으로 신축하도록 구성되어 벨트를 신축하는 힘이 제거된 후 그 원래 길이로 돌아올 것이다. 또한, 제 1 얀 층의 얀의 탄성은, 바람직하게는, 예컨대 제 2 얀 층에서의 얀의 탄성보다 적어도 10% 작고, 바람직하게는 적어도 20% 더 작다. 신규한 슬리브 롤 벨트는 제 1 방향으로보다 제 2 방향으로 적어도 10% 더 탄성적으로 신축하도록 구성될 수 있다. 유리하게는, 제 1 방향에서의 벨트의 탄성은 제 2 방향에서의 벨트의 탄성보다 최소 20% 더 작다.
특정 연신율에서의 하중(LASE)은 결정된 연신율에 대해 필요한 하중, 즉 특정된 연신율에 대해 적용되는 하중을 나타낸다. 예를 들어 LASE 2%는 연신율이 2%일 때 측정되는 하중으로서 정의되는 값이다. 특정 연신율에서의 하중은 표준 SFS 2983을 기반으로 결정된다. 그 값은 Lorentzen & Wettre AB(Lorentzen & Wettre, 스웨덴)의 Alwetron TCT 20 디비이스를 사용하여 결정될 수 있다.
또한, 이 기술 분야에서는 특정 힘에서의 연신율을 가리키는 용어 EASF가 사용된다. EASF는 LASE와 유사한 목적으로 사용될 수 있지만 EASF(특정 힘에서의 연신율)는 LASE(특정 연신율에서의 하중)와 동일하지 않다.
슬리브 롤 벨트의 이동 방향에서 LASE 2%는 28 kN/m 이상이고 바람직하게는 40 kN/m 이하일 수 있다. 또한, 슬리브 롤 벨트의 이동 방향에서 LASE 4%는 49 kN/m 이상이고 바람직하게는 60 kN/m 이하일 수 있다. 이는 슬리브 롤 벨트에 대한 양호한 특성을 제공할 수 있다.
슬리브 롤 벨트는 슬리브 롤 벨트의 이동 방향으로 30 kN/m의 힘으로 신축하도록 구성되어 벨트를 신축하는 힘이 제거된 후 그 원래 길이로 돌아올 것이다. 따라서, 벨트는 벨트의 이동 방향으로 양호한 신축성과 탄성을 가질 수 있다.
슬리브 롤 벨트는 슬리브 롤 벨트의 이동 방향에서 결정된, 100 kN/m로부터 230 kN/m와 같이, 100 kN/m 이상의 파단 강도를 가질 수 있다. 기술적 효과는 응력이 심한 개소에 벨트를 설치할 수 있다는 것이다. 파단 강도는 표준 SFS 2983을 기반으로 결정될 수 있다. 그 값은 Lorentzen & Wettre AB(Lorentzen & Wettre, 스웨덴)의 Alwetron TCT 20 디바이스를 사용하여 결정될 수 있다.
제 1 얀은 다음을 포함하거나 주로 포함하거나 또는 다음으로 이루어질 수 있다:
- 폴리아미드(PA), 및/또는
- 폴리에틸렌(PE), 및/또는
- 방향족 폴리아미드, 및/또는
- 폴리에스테르, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및/또는
- 탄소 섬유, 및/또는
- 탄소/열가소성 복합재.
이들 재료는 특히 제 1 얀에 대해 적합할 수 있고, 따라서 벨트에 대한 개선된 특성을 얻을 수 있다.
제 2 얀은 다음을 포함하거나 주로 포함하거나 또는 다음으로 이루어질 수 있다:
- 폴리에스테르, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및/또는
- 폴리아미드(PA), 및/또는
- 폴리에틸렌(PE), 및/또는
- 방향족 폴리아미드, 및/또는
- 탄소 섬유, 및/또는
- 탄소 섬유/열가소성 복합재.
이들 재료는 특히 제 2 얀에 대해 적합할 수 있고, 따라서 벨트에 대한 개선된 특성을 얻을 수 있다.
신규한 솔루션 덕분에, 슬리브 롤에 대해 적합한 개선된 벨트가 얻어질 수 있다. 신규한 슬리브 롤 벨트는 벨트의 이동 방향으로 신규한 보강 구조를 가질 수 있다. 신규한 보강 구조는 종래의 벨트의 보강 구조보다 벨트의 이동 방향으로 더 가벼울 수 있다. 또한 신규한 슬리브 롤 벨트는, 종래의 슬리브 롤 벨트의 탄성 값에 비해, 벨트의 이동 방향으로 더 높은 탄성을 가질 수 있다. 또한, 신규한 슬리브 롤 벨트는 벨트의 외부 표면 근처에 중립축을 가질 수 있다. 그러므로, 벨트의 마모가 감소될 수 있다. 게다가, 벨트와 접촉하는 와이어의 마모가 감소될 수 있다.
이하, 도면에 의해 본 발명을 설명하며, 도면 중에서
도 1a-b는 슬리브 롤의 예를 도시하고,
도 2a-b는 벨트의 예시적인 구조를 보여주며, 그리고
도 3a-4b는 벨트의 내부 구조에 대한 몇몇 예를 도시한다.
도면은 축적에 맞지 않게 도시될 수도 있다. 유사한 부분은 도면에서 동일한 참조 번호에 의해 표시되어 있다.
도 1a-b는 슬리브 롤의 예를 도시하고,
도 2a-b는 벨트의 예시적인 구조를 보여주며, 그리고
도 3a-4b는 벨트의 내부 구조에 대한 몇몇 예를 도시한다.
도면은 축적에 맞지 않게 도시될 수도 있다. 유사한 부분은 도면에서 동일한 참조 번호에 의해 표시되어 있다.
본 출원의 모든 실시형태는 예시적인 예로서 제시되며, 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다.
본원에서는 다음의 참조 번호가 사용된다:
10: 벨트,
11: 벨트의 내부 표면,
12: 벨트의 외부 표면,
15: 탄성체,
15a: 탄성체의 외부 표면,
30: 보강 구조,
31: 보강 구조의 제 1 얀 층,
31a: 제 1 얀 층을 형성하는 제 1 얀(들),
32: 보강 구조의 제 2 얀 층,
32a: 제 2 얀 층을 형성하는 제 2 얀(들),
32a-i: 벨트의 깊이 방향으로의 제 2 얀의 바닥, 즉 제 2 얀의 최내측 표면,
50: 벨트의 외부 표면 상의 그루브(groove),
53: 그루브들 사이의 랜드(land),
60: 슬리브 롤 벨트의 부착 포인트,
D1: 벨트의 제 1 방향,
D2: 벨트의 제 2 방향,
MD: 벨트의 이동 방향,
CD: 벨트의 가로 방향,
100: 슬리브 롤,
102: 슬리브 롤의 지지 축,
110: 슬리브 롤의 곡선 요소,
10a: 제 1 위치에서 이동 가능한 곡선 요소의 표면,
10b: 제 2 위치에서 이동 가능한 곡선 요소의 표면,
T1: 탄성체의 외측 표면으로부터 벨트의 깊이 방향으로 제 2 얀의 바닥 레벨까지 측정된 깊이,
C1: 슬리브 롤의 제 1 곡선 및,
C2: 슬리브 롤의 제 2 곡선.
슬리브 롤 벨트(10)는 불투과성 벨트일 수 있다. 슬리브 롤 벨트는 슬리브 롤에 대해 적합한 벨트를 일컫는다.
본원에서 "얀(yarn)"이라는 용어는 상대적으로 작은 단면을 가진, 긴 구조를 의미한다. 얀은 꼬임이 있거나 없는, 섬유 및/또는 필라멘트로 구성될 수 있다. 얀은 다수의 플라이드(plied) 얀일 수 있다. 얀은 합성 폴리머(들)를 기반으로 할 수 있다.
용어 "필라멘트"는 길이가 긴 섬유를 일컫는다.
용어 "제 1 얀 층" 및 "제 1 얀"은 제 1 방향으로 배열되는 얀을 지칭한다. 제 1 얀 층은 최내측 얀 층일 수 있다. 제 1 얀은 슬리브 롤 벨트의 가로 방향으로 배열될 수 있다. 사용 시, 가로 방향은 슬리브 롤 벨트의 회전축과 평행하다.
용어 "제 2 얀 층" 및 "제 2 얀"은 제 2 방향으로 배열되는 얀을 지칭한다. 제 2 얀 층은 최외측 얀 층일 수 있다. 제 2 얀은 슬리브 롤 벨트의 이동 방향으로 배열될 수 있다. 사용 시, 이동 방향은 슬리브 롤 벨트의 회전 방향이다.
따라서, 용어 "제 1 얀"은 제 1 얀 층의 얀을 지칭하고 용어 "제 2 얀"은 제 2 얀 층의 얀을 지칭한다. 벨트는 제 1 얀 층 및 제 2 얀 층을 포함할 수 있다. 따라서, 슬리브 롤 벨트는 적어도 두 방향으로 배열되는 수개의 얀을 가질 수 있다.
제 1 얀 층은 별개의 얀들로 구성될 수 있다. 따라서, 제 1 얀 층의 인접한 얀들은 서로 이격될 수 있다.
또한, 제 2 얀 층은 별개의 얀들로 구성될 수 있다. 따라서, 제 2 얀 층의 인접한 얀들은 서로 이격될 수 있다.
본 출원에서는 "이동 방향" MD 및 "가로 방향" CD라는 용어가 사용된다. 이동 방향 MD는 사용 시 슬리브 롤 벨트의 회전 방향을 일컫는다. 가로 방향 CD는 전형적으로 벨트(10)의 이동 방향 MD을 가로 지르는 길이 방향을 일컫는다. 사용 시, 가로 방향은 슬리브 롤 벨트의 회전축에 평행하다.
본 출원에서, "실질적으로 평행"이라는 용어는 하나의 방향이 상기 실질적으로 평행한 방향으로부터 10도를 초과하여 벗어나지 않고, 보다 유리하게는 5도를 초과하여 벗어나지 않고, 가장 바람직하게는 3도를 초과하여 벗어나지 않음을 의미한다. 따라서, 예컨대, "이동 방향에 실질적으로 평행"이라는 것은, 본 출원에서, 하나의 방향이 상기 이동 방향으로부터 10도를 초과하여 벗어나지 않고, 보다 유리하게는 5도를 초과하여 벗어나지 않고, 그리고 바람직하게는 3도를 초과하여 벗어나지 않음을 의미한다. 또한 예를 들어, "가로 방향에 실질적으로 평행"이라는 것은, 본 출원에서, 하나의 방향이 상기 가로 방향으로부터 10도를 초과하여 벗어나지 않고, 보다 유리하게는 5도를 초과하여 벗어나지 않고, 그리고 바람직하게는 3도를 초과하여 벗어나지 않음을 의미한다.
본 출원에서, 용어 "제 1 방향" D1은 제 1 얀이 배열되는 방향을 일컫는다. 제 1 방향은 바람직하게는 벨트의 가로 방향에 평행하거나 실질적으로 평행하다. 또한, 용어 "제 2 방향" D2은 제 2 얀이 배열되는 방향을 일컫는다. 제 2 방향은 바람직하게는 벨트의 이동 방향에 평행하거나 실질적으로 평행하다.
그러나, 일 실시형태에서, 제 1 방향은 벨트의 가로 방향에 대해 10° 내지 25° 사이 범위에서의 각도를 갖고/갖거나 제 2 방향은 벨트의 이동 방향에 대해 10° 내지 25° 사이 범위에서의 각도를 갖는다.
또한, 벨트의 깊이 방향을 가리키는 용어인 "벨트 두께"가 사용될 것이다.
전형적으로 제지, 보드, 펄프 및 티슈 기계에서, 섬유 웹은 공정 라인에 연속적으로 배열되는 수 개의 장치에 의해 형성되는 조립체에서 생산되고 처리된다. 전형적인 생산 라인은 헤드 박스와 와이어를 포함하는 성형 섹션, 프레스 섹션, 건조 섹션 및 마지막으로 릴업(reel-up)을 포함한다. 또한, 생산 라인은 젼형적으로 예컨대 커스토머(customer) 롤을 형성하기 위한 적어도 하나의 와인더를 포함한다.
성형 섹션에서, 헤드 박스는 섬유 웹을 형성하는 데 사용된다. 또한, 적어도 하나의 성형 와이어를 통해 일부 물이 제거될 수 있다. 슬리브 롤(100)은 내부의 수분 제거를 개선하기 위해 성형 섹션에 위치될 수 있다. 본 발명은 슬리브 롤(100)을 위한 벨트(10)에 관한 것이다. 슬리브 롤(100)은 예컨대 바닥 층 와이어 루프에 위치될 수 있다. 슬리브 롤은 예컨대 슬리브 롤과 트윈-와이어 형성 부분의 대향하는 와이어 사이의 슬리브 롤 닙에서 멀티-플라이(multi-ply) 섬유 웹의 층을 결합하기 위해 사용될 수 있다.
본 출원에서, 용어 "벨트" 및 "슬리브 롤 벨트"는 달리 언급되지 않는 한 슬리브 롤에 적합한 벨트를 일컫는다. 슬리브 롤 벨트(10)는 제지, 보드, 펄프 또는 티슈 기계의 슬리브 롤에 대해 적합할 수 있다. 슬리브 롤 벨트(10)는 예컨대 제지, 보드, 펄프 또는 티슈 기계의 와이어 섹션에 위치될 수 있는 슬리브 롤(100) 에 배열될 수 있다. 슬리브 롤 벨트(10)는 전형적으로는 무한 루프와 같이 성형된다. 슬리브 롤 벨트는 와이어 섹션의 매우 젖은 섬유 웹으로부터의 수분 제거를 개선하는 데 사용될 수 있다.
슬리브 롤(100)의 예들이 도 1a 내지 1b에 예시되어 있다. 슬리브 롤(100)은 지지 샤프트(102)를 포함할 수 있다. 슬리브 롤은 전형적으로 슬리브 롤(100)의 외부 표면 주위에 위치되는 슬리브 롤 벨트(10)를 더 포함한다. 슬리브 롤 벨트(10)는 지지 샤프트(102) 주위로 원을 그리도록 이끌어질 수 있다.
나아가, 슬리브 롤(100)은 지지 샤프트(102) 상에 서로 거리를 두고 위치되는 지지 요소를 포함할 수 있다. 슬리브 롤의 외부 표면 주위로 원을 그릴 수 있는 슬리브 롤 벨트(10)는 지지 요소에 의해 지지될 수 있다.
슬리브 롤(100)은 곡선 요소(110)를 더 포함할 수 있다. 작동 시, 슬리브 롤 벨트는 전형적으로 곡선 요소 상의 탈수 구역을 거쳐 활주한다(run). 곡선 요소(110)는 곡선 요소(110) 상의 슬리브 롤 벨트를 신축시키는 힘을 증가시킬 수 있다. 곡선 요소(110)는 가동(movable)일 수 있으며, 즉, 곡선 요소(110)를 슬리브 롤의 중심을 향해 이동시키거나 슬리브 롤의 외부 표면으로부터 바깥쪽으로 이동시킴으로써 곡선 요소(110)의 표면 상의 슬리브 롤 벨트의 곡률 반경이 제어될 수 있다. 따라서, 슬리브 롤 벨트(10)의 스트레칭은 정상 레이트로부터 매우 높은 레이트로 변동할 수 있다.
슬리브 롤 벨트(10)는 그의 외부 표면(12)이 섬유 웹과 면하고 그의 내부 표면(11)이 슬리브 롤과 면하는 방식으로 슬리브 롤(100)과 관련하여 있거나 배열될 수 있다. 따라서, 슬리브 롤(100)은 루프 형상을 가지는 슬리브 롤 벨트(10)에 의해 둘러싸일 수 있다.
가동의 곡선 요소(110)로 인해 벨트의 작동 시간 동안 슬리브 롤 벨트의 둘레가 증감될 수 있다. 따라서, 슬리브 롤 벨트는, 슬리브 롤의 곡선 요소에 의해 유발되는 스트레칭을 처리할 수 있도록 높은 탄성을 가질 수 있다. 또한, 슬리브 롤 벨트는 쉽게 파단되지 않도록 양호한 강도 특성을 가질 수 있다.
도 1a는 움직이지 않는(stationary) 지지 샤프트(102) 및 슬리브 롤 벨트(10)를 포함하는 슬리브 롤(100)의 일례를 도시한다. 슬리브 롤 벨트(10)는 움직이지 않는 지지 샤프트(102) 주위에 원을 그리도록 이끌어진다. 또한, 와이어(들)가 곡선으로 이루어진(curvilinear) 탈수 구역 C1, C2를 통해 이끌어질 수 있으며, 이 탈수 구역은 슬리브 롤 벨트(10)에 의해 지지될 수 있다.
슬리브 롤(100)은, 제 1 부분 곡선(C1)의 곡률 반경이 슬리브 롤 벨트의 이동 방향 MD으로 제 1 부분 곡선을 뒤따르는 제 2 부분 곡선(C2)의 곡률 반경보다 클 수 있도록, 전형적으로 적어도 2개의 부분 곡선(C1, C2)을 포함하는 적어도 하나의 곡선으로 이루어진 탈수 구역(C1, C2)을 포함할 수 있다. 이는 섬유 웹으로부터의 수분 제거를 향상시킬 수 있다.
곡선으로 이루어진 탈수 구역(C1, C2)은 슬리브 롤(100)의 곡선 요소(110)에 의해 형성될 수 있다. 곡선 요소(110)의 곡률도(degree of curvature)는, 곡선 요소(110) 상의 상기 적어도 하나의 곡선으로 이루어진 탈수 구역(C1, C2) 상의 와이어들 사이를 이동하는 섬유 웹에 증가하는 탈수 압력이 인가될 수 있도록, 벨트(10)의 이동 방향으로 증가할 수 있다. 곡선 요소(110) 상의 곡선으로 이루어진 탈수 구역(C1, C2)은, 곡률 반경이 바람직하게는 와이어의 활주 방향으로 감소하도록 수 개의 곡선을 포함할 수 있다. 이는 섬유 웹으로부터의 수분 제거를 향상시킬 수 있다.
슬리브 롤(100)은 슬리브 롤 벨트(10)의 내부 표면(11)과 슬리브 롤(100)의 외부 표면 사이에 윤활제를 포함할 수 있다. 따라서 슬리브 롤은, 예컨대 상기 벨트(10)와 슬리브 롤의 외부 표면 사이의 갭으로 윤활제를 펌핑하는데 사용될 수 있는 윤활 펌프(들)를 포함할 수 있다.
곡선 요소(110)는 둘 또는 둘 이상의 위치 사이에서 이동될 수 있다. 따라서, 커브 요소(110)는 커브 요소(110) 상의 벨트(10)의 곡률 반경을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
곡선 요소(110)의 제 1 위치는 곡선 요소 상에 제 1 표면(10a)을 형성할 수 있다. 제 1 표면(10a)은 곡선 요소 근처의 표면과 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다.
곡선 요소(110)의 제 2 위치에서, 곡선 요소의 외부 표면은 외측으로 이동될 수 있다. 따라서, 곡선 요소(110)의 제 2 위치는 곡선 요소 상에 제 2 표면(10b)을 형성할 수 있다. 제 2 표면(10b)은 곡선 요소 근처의 표면에 비해 감소된 곡률 반경을 가질 수 있다.
곡선 요소(110)의 제 2 위치에서, 슬리브 롤 벨트(10)는 곡선 요소(110)로 인해 신축할 필요가 있을 수 있다. 또한 곡선 요소(100)가 가동일 경우, 슬리브 롤 벨트(10)는, 곡선 요소가 제 1 위치로 다시 이동할 때, 그의 원래 형상으로 돌아갈 필요가 있을 수 있다. 따라서, 슬리브 롤 벨트(10)는 적합한 강도 특성뿐만 아니라 양호한 탄성을 가질 필요가 있을 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 슬리브 롤 벨트(10)는 슬리브 롤(100) 주위를 활주(run)하도록 배열될 수 있다. 슬리브 롤 벨트(10)의 내부 표면(11)은 슬리브 롤(100)의 외부 표면에 대해 슬라이딩할 수 있다. 처리되는 섬유 웹은, 전형적으로는 와이어와 같은 하나 또는 하나보다 많은 섬유에 의해 지지되는 슬리브 롤 벨트(10)로 이끌어질 수 있다.
벨트(10)는 길이, 둘레 및 두께를 갖는다. 두께는 가장 작은 치수이다. 둘레 및 길이는 벨트를 슬리브 롤(100)에 적응시키기 위해 선택될 수 있다. 슬리브 롤 벨트(10)의 둘레는, 작동 중에, 슬리브 롤 벨트(10)의 내경이 슬리브 롤에 대해 적합하게 되도록 결정된다.
슬리브 롤 벨트(10)의 둘레, 즉 1 회전의 길이는 2.2m 이상, 예를 들어 3.0m 이상, 또는 3.4m 이상일 수 있다. 또한 벨트(10)의 둘레는, 바람직하게는 6.3m 이하, 예를 들어 6.0m 이하, 또는 5.8m 이하이다. 가로 방향으로의 벨트의 길이는 기계 폭에 따라 결정되며, 예를 들어 1.5m 내지 12.6m 사이의 범위에 있을 수 있다.
슬리브 롤 벨트의 두께는 적어도 1.5mm, 보다 바람직하게는 적어도 2.0mm, 가장 바람직하게는 적어도 2.5mm일 수 있다. 따라서, 벨트 내에 적어도 일부의 얀을 배열하는 것이 가능하다. 또한, 슬리브 롤 벨트의 두께는 7mm 이하, 보다 바람직하게는 5mm 이하, 가장 바람직하게는 4mm 이하, 예를 들어 2.5mm-5mm 범위일 수 있다. 이 두께는 슬리브 롤에 특히 적합할 수 있다. 또한, 벨트의 재료 및 보강 구조와 함께 상기 두께는, 슬리브 롤 벨트에 양호한 강도 특성을 제공할 수 있다.
슬리브 롤 벨트의 외부 표면(12)은, 슬리브 롤 벨트(10)의 탈수 특성을 개선하기 위해, 예컨대 도 3a 내지 3b에 도시된 바와 같이 수 개의 평행한 그루브(50)를 포함할 수 있다.
대안적으로 슬리브 롤 벨트의 외부 표면(12)은, 예컨대 도 4b에 도시된 바와 같이 실질적으로 스무드할 수 있다. 따라서, 탄성체(15)는 상기 그루브(50)를 형성하지 않을 수 있다. 따라서, 벨트의 외부 표면(12) 근처에 적어도 일부의 보강 얀을 배치하는 것이 가능하다. 이는 슬리브 롤 벨트의 마모를 감소시킬 수 있다.
벨트의 외부 표면이 그루브를 포함하는 경우, 그들은 전형적으로는 슬리브 롤 벨트의 이동 방향으로 배열된다. 그루브(50)는 랜드(land)(53)에 의해 분리될 수 있다. 탈수 그루브(50)의 기능은, 슬리브 롤 벨트(10)에 의해 탈수될 섬유 웹으로부터 물의 제거를 향상시키고, 이에 의해 상기 섬유 웹의 건조 함량(dry content)을 증가시키는 것이다. 섬유 웹이 곡선 요소(110) 및 그 내부의 슬리브 롤 벨트 상에서 활주할 때, 적어도 일부의 물이 와이어를 통해 그루브(50)로 흐를 수 있다.
벨트의 외부 표면(12)이 탄성체 재료에 의해 형성되는 그루브를 갖는 경우, 상기 그루브의 깊이는 예컨대 0.2mm 이하와 같이 0.3mm 미만일 수 있다. 따라서, 제 2 얀 층의 보강 얀은 탄성체의 외부 표면 위 및/또는 외부 표면 근처에 배열될 수 있다. 따라서, 벨트 및 그 내부의 와이어의 표면 마모가 감소될 수 있도록 슬리브 롤 벨트의 특성이 개선될 수 있다.
탈수 그루브(50)는 바람직하게는 "무한(endless)"이고 슬리브 롤 벨트(10)의 이동 방향 MD에 실질적으로 평행하다; 즉, 그들은 사용 시 슬리브 롤 벨트(10)의 회전 방향으로 실질적으로 연장한다. 환언하면, 사용 시, 슬리브 롤 벨트(10)는, 상기 탈수 그루브(50)가, 섬유 웹과 면할 때, 바람직하게는 섬유 웹의 활주 방향으로, 즉 소위 기계 방향으로 연장하거나, 또는 적어도 실질적으로 상기 기계 방향으로 연장하는 방식으로, 제지 기계의 와이어 섹션과 같은 타겟에 끼워지거나 끼워지도록 의도된다.
탈수 그루브(50)는 슬리브 롤 벨트(10) 주위로 연장하는 별개의 그루브들일 수 있거나, 연속적인 나선형 그루브일 수 있다. 기계 방향, 즉 슬리브 롤 벨트의 회전 방향에 대한 탈수 그루브의 각도는 유리하게는 예컨대 0°내지 2°와 같이 2° 이하이고, 보다 유리하게는 1°이하이고, 바람직하게는 예컨대 0.0°내지 0.5°와 같이 0.5°이하이다. 이러한 방식으로, 탈수는 특히 곡선 요소(110)를 포함하는 슬리브 롤과 함께 사용할 때 특히 효과적일 수 있다.
탈수 그루브(50)의 깊이는 탈수 그루브의 가장 깊은 포인트로부터 측정하여, 유리하게는 적어도 0.4mm이고 2.0mm 이하이다. 탈수 그루브(50)의 폭은 0.5mm 이상이고 2.0mm 이하일 수 있다. 2개의 평행한 인접한 탈수 그루브(50)들의 중심선 사이의 거리는 유리하게는 적어도 1.5mm이고 7.0mm 이하이다. 2개의 탈수 그루브(50)들 사이의 랜드(53, 32a)의 폭은 유리하게는 적어도 1.0mm이고 5.0mm 이하이다. 탈수 그루브(50)의 총 물 부피는 예컨대 100 내지 800g/m2 사이에 있을 수 있다. 슬리브 롤 벨트의 외부 표면의 물 부피에 영향을 미치는 요인은, 탈수 그루브의 밀도(가로 방향으로의 수/m)와 함께 탈수 그루브의 단면적을 포함한다. 바람직하게는, 탈수 그루브(50)의 수는 적어도 140/m, 보다 유리하게는 적어도 200/m이고 유리하게는 670/m 이하이다. 탈수 그루브(50)의 전술한 특징(깊이, 폭, 중심선 사이의 거리, 리지(ridge)의 폭, 물 부피, 탈수 그루브의 수)에 의해, 물은 상기 탈수 그루브(50)를 거쳐 웹으로부터 보다 효율적으로 제거될 수 있다. 이들 혜택은, 전형적으로는, 슬리브 롤 벨트(10)에서 전술한 특징들이 더 많이 구현될수록 더 양호하게 실현된다.
슬리브 롤 벨트의 외부 표면(12)은 2개의 인접하는 제 2 얀(32a)들 사이에 형성되는 수 개의 평행한 그루브(50)를 포함할 수 있다. 이는 슬리브 롤 벨트의 탈수 특성을 향상시킬 수 있다. 제 2 얀(32a)들 사이에 형성되는 그루브(50)는 도 4a에 도시되어 있다. 따라서, 제 2 얀(32a)은 상기 인접하는 제 2 얀들 사이에 그루브가 형성되도록 탄성체의 표면에 배열될 수 있다. 그루브(50)는 제 2 얀(32a)들에 의해 분리될 수 있다. 인접하는 제 2 얀(32a)들 사이에 형성되는 그루브(50)의 깊이는 바람직하게는 0.1mm에서부터 그루브를 형성하는 제 2 얀의 직경까지이다. 2개의 인접하는 제 2 얀(32a)들 사이에 형성되는 그루브의 깊이는, 탈수 그루브의 가장 깊은 포인트에서 제 2 얀(32a)의 외부 표면까지 측정하여, 예컨대 적어도 0.4mm이고 2.0mm 이하일 수 있다. 2개의 인접하는 제 2 얀(32a)들 사이에 형성되는 그루브(50)의 깊이는, 탈수 그루브의 가장 깊은 포인트에서 제 2 얀(32a)의 외부 표면(즉, 상면)까지 측정하여, 바람직하게는 0.1mm 이상, 보다 바람직하게는 0.2mm 이상, 가장 바람직하게는 0.3mm 이상이다. 따라서 벨트의 수분 제거율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 2 얀(32a)을 벨트의 표면 근처에 배치함으로써 벨트의 마모를 감소시킬 수 있다. 또한, 2개의 인접하는 제 2 얀(32a)들 사이에 형성되는 그루브의 깊이는, 탈수 그루브의 가장 깊은 포인트에서 제 2 얀(32a)의 외부 표면(즉, 상면)까지 측정하여, 1.0mm 이하와 같이 바람직하게는 1.5mm 미만, 보다 바람직하게는 0.7mm 이하, 가장 바람직하게는 0.5mm 이하이다. 따라서, 외부 표면(12)의 스무드함(smoothness)이 향상될 수 있다. 또한 직경이 매우 작은 얀을 사용할 수 있다.
벨트(10)는 구부러질 수 있으며, 즉 벨트는 파단없이 적어도 미리 결정된 곡률 반경까지 구부러질 수 있다. 미리 결정된 곡률 반경은, 곡선 요소(110)의 임의의 위치에서, 곡선 요소(110)의 표면의 곡률 반경보다 작을 수 있으며, 따라서 벨트가 쉽게 손상되지 않을 수 있다.
슬리브 롤 벨트(10)는 양호한 탄성을 갖기 위해 탄성체(15)를 포함할 수 있다. 본 출원에서, "탄성"이라는 용어는 벨트가 신장되거나 눌려진 후 그 원래 형상으로 돌아가는 벨트의 능력을 일컫는다. 슬리브 롤 벨트(10)는 양호한 강도 특성을 얻기 위해 보강 구조(30)를 더 포함할 수 있다. 그러나, 슬리브 롤 벨트의 탄성은 상당히 높아야 할 수 있으므로, 보강 구조는 슬리브 롤 벨트의 탄성을 너무 많이 감소시키지 않아야 한다.
슬리브 롤 벨트의 내부 표면(11)은 실질적으로 스무드할 수 있다. 슬리브 롤 벨트(10)는 벨트(10)의 내부 표면(11)에 패턴을 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있다. 내부 표면(11)은 약간의 패터닝, 즉 소위 버핑(buffing)을 포함할 수 있다. 버핑의 깊이는 예를 들어 0 내지 15㎛, 바람직하게는 0.01㎛에서 4.00㎛까지일 수 있다. 또한, 버핑의 깊이는 유리하게는 적어도 0.05㎛일 수 있다. 벨트의 내부 표면의 상기 거칠기는 슬리브 롤 벨트의 내구성에 실질적인 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 슬리브 롤(100)의 외부 표면과 벨트(10)의 거친 내부 표면(11)의 조합은, 특히 윤활유 필름의 균일성이 깨진 경우에, 슬리브 롤(100)의 스무드한 금속 표면과 슬리브 롤 벨트의 스무드한 내부 표면(11)의 조합만큼 감속에 민감하지 않을 것이다. 이러한 상황에서, 내부 표면(11)이 버핑된 슬리브 롤 벨트는 스무드한 내부 표면을 가지는 벨트만큼 쉽게 손상되지 않을 수 있다.
벨트(10)의 외부 표면(12)은 바람직하게는 섬유 웹에 마킹을 유발하지 않도록 설계된다. 슬리브 롤 벨트의 외부 표면(12)은 약간의 패터닝, 즉 소위 버핑을 포함할 수 있다. 슬리브 롤 벨트(10)의 외부 표면(12) 상의 버핑의 깊이는 예를 들어 0 내지 50㎛일 수 있다. 슬리브 롤 벨트의 외부 표면의 적합한 거칠기는 제지 기계 직물과 함께 그 작용에 유리한 영향을 미칠 수 있다.
슬리브 롤 벨트(10)는 제지, 보드, 펄프 및 티슈 기계에 적합하고 와이어 또는 섬유 웹을 손상시키지 않고 적합한 신축 특성 및 강도 특성을 갖는 재료로 만들어질 수 있다.
슬리브 롤 벨트는 중합체(들)를 포함할 수 있다. 탄성체(15)는 엘라스토머 재료를 포함하거나 이로 구성될 수 있다. 엘라스토머 재료는 바람직하게는 슬리브 롤 벨트의 주 원료이다.
슬리브 롤 벨트는 다음을 포함하거나 다음으로 구성될 수 있다.
- 폴리우레탄, 및/또는
- 천연 고무(NR), 및/또는
- 합성 고무(SR).
상기 재료의 양은, 벨트의 총 중량으로부터 계산하여, 바람직하게는 적어도 50 중량%, 더 바람직하게는 적어도 70 중량%, 가장 바람직하게는 80 중량% 이상이다. 따라서, 벨트의 탄성 및 굽힘성이 향상될 수 있다. 이러한 재료는 양호한 강도와 탄성 특성을 얻는 데 사용될 수 있다; 그러므로 벨트는 파단되지 않고 작동 시간 동안 신축하고 구부러질 수 있다. 또한, 슬리브 롤 벨트는, 슬리브 롤 벨트의 총 중량으로부터 계산하여, 상기 재료를 99.9 중량% 이하, 더 유리하게는 97 중량% 이하, 바람직하게는 95 중량% 이하로 포함할 수 있다. 예를 들어, 보강 구조는 전형적으로 다른 재료(들)를 포함한다.
슬리브 롤 벨트는 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 탄성체는 폴리우레탄으로 구성되거나 주로 폴리우레탄을 함유한다. 유리하게는 슬리브 롤 벨트는, 슬리브 롤 벨트의 총 중량으로부터 계산하여, 적어도 50 중량%, 더 유리하게는 적어도 70 중량%, 바람직하게는 적어도 80 중량%의 폴리우레탄을 포함한다. 또한 슬리브 롤 벨트는, 슬리브 롤 벨트의 총 중량으로부터 계산하여, 99.9 중량% 이하, 더욱 유리하게 97 중량% 이하, 바람직하게는 95 중량% 이하의 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 폴리우레탄은 탄성 및 굽힘성과 같은 슬리브 롤 벨트의 특성을 향상시킬 수 있으며, 특히 슬리브 롤의 곡선 요소와 조합하여 사용하기에 적합하다.
슬리브 롤의 곡선 요소(110)는 슬리브 롤 벨트에 높은 응력을 유발할 수 있다. 따라서, 슬리브 롤 벨트(10)는 적합한 보강 구조를 가질 필요가 있을 수 있다. 그러나, 전형적으로 슬리브 롤 벨트를 신장 및/또는 압축하도록 강제하는 곡선 요소로 인해, 슬리브 롤 벨트는 양호한 탄성과 함께 양호한 신축성의 양자 모두를 가질 필요가 있을 수 있다. 종래에는 슬리브 롤을 위한 벨트를 얻기가 어려웠는데, 이 벨트는 벨트에 양호한 강도 특성을 제공하는 보강 구조를 가지고 있었고 예컨대 곡선 요소(110) 상에서 벨트의 스트레칭을 방지하지 못하였다.
슬리브 롤 벨트의 보강 구조(30)는 다음을 포함할 수 있다.
- 탄성체의 재료가 얀을 둘러싸도록 벨트 내에 배열되는 얀, 및/또는
- 상기 얀이 적어도 부분적으로 사람의 눈에 보일 수 있도록 탄성체 상에 배열되는 얀.
따라서, 벨트는 벨트의 외부 표면 및/또는 벨트의 외부 표면 근처에 배열되는 얀을 포함할 수 있다. 신규한 슬리브 롤 벨트는 양호한 탄성 및 신축 능력과 함께 양호한 강도 특성을 가질 수 있다.
도 3a 내지 3b 및 도 4a 내지 4b는 탄성체(15) 및 얀(32a, 31a)을 포함하는 벨트(10)의 예시적인 구조를 도시한다. 탄성체(15)는 가압 및 신장 후 그의 원래의 형상으로 돌아오는 능력을 가질 수 있다. 따라서 탄성체(15)는, 예컨대 압축된 후에 그의 초기 형상으로 돌아올 수 있는 능력을 가질 수 있다. 상기 도 3a 내지 3b 및 도 4a 내지 4b는 제 1 얀(31a) 및 제 2 얀(32a)을 도시한다. 벨트는 인접하는 제 1 얀(31a)들 사이에 탄성체(15)의 재료를 포함할 수 있다. 또한 벨트는, 인접하는 제 2 얀(32a)들 사이에 탄성체(15)의 재료를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 슬리브 롤 벨트(10)는 얀(31a, 32a)에 의해 형성되는 지지 구조인 보강 구조(30)를 포함할 수 있다. 얀(31a, 32a)은 바람직하게는 탄성체(15) 내에 층으로 배열된다. 보강 구조(30)는, 곡선 요소(110)에 의해 유발되는 스트레칭 후에 그의 원래 형상으로 되돌리는 능력과 함께 슬리브 롤 벨트에 대해 적합한 강도 특성을 제공할 수 있다.
보강 구조(30)는 제 1 얀 층(31) 및 제 2 얀 층(32)을 포함할 수 있다. 제 1 얀 층(31)은 바람직하게는 탄성체(15) 내에 제 1 방향 D1으로 배열되는 제 1 얀(31a)을 포함한다. 제 2 얀 층(32)은 제 2 방향 D2로 배열되는 제 2 얀(32a)을 포함한다.
제 1 얀(31)은 제 2 얀(32)에 수직 또는 실질적으로 수직으로 배열될 수 있다. 기술적 효과는 슬리브 롤 벨트의 이동 및 가로 방향에 양호한 강도 특성을 제공하는 것이다. 바람직하게는, 총 2개의 보강 얀 층(31, 32)이 제공된다.
논의된 바와 같이, 슬리브 롤 벨트(10)의 보강 구조(30)는 제 1 방향 D1로 배열되는 제 1 얀(31a)을 포함할 수 있다. 제 1 얀(31a)과 가로 방향 CD 사이의 각도는 바람직하게는 15° 미만, 보다 바람직하게는 10° 미만, 가장 바람직하게는 5° 미만이다. 제 1 방향은 슬리브 롤 벨트의 가로 방향 CD에 평행하거나 실질적으로 평행할 수 있다. 제 1 얀(31a)은, 벨트가 가로 방향으로 실질적으로 신축되지 않기 때문에 높은 신축성을 가질 필요가 없다. 따라서, 제 1 얀(31a)의 탄성은 제 2 얀(32a)의 탄성보다 작을 수 있다. 그러나, 제 1 얀(31a)은 양호한 강도를 가질 필요가 있다. 제 1 얀(31a)의 기술적 효과는 가로 방향으로 슬리브 롤 벨트의 치수 안정성을 향상시키는 것일 수 있다.
또한, 논의된 바와 같이, 보강 구조(30)는 제 2 얀 층(32)을 포함할 수 있다. 제 2 얀 층(32)의 제 2 얀들은 제 2 방향 D2에 평행하게 배열되고 제 1 방향 D1에 실질적으로 수직하게 배열될 수 있다. 제 2 얀(32a)과 벨트의 이동 방향 MD 사이의 각도는 바람직하게는 15° 미만, 보다 바람직하게는 10° 미만, 가장 바람직하게는 5° 미만이다. 제 2 방향은 슬리브 롤 벨트의 이동 방향 MD에 평행하거나 실질적으로 평행할 수 있다. 따라서, 슬리브 롤 벨트(10)의 이동 방향에 대해 양호한 보강 구조를 형성할 수 있다. 제 2 얀 층(32)의 얀(32)은 슬리브 롤의 곡선 요소(110)와 양호하게 작동할 수 있도록 높은 신축성을 가질 수 있다. 또한 제 2 얀은 양호한 강도 특성을 가질 수 있다.
제 2 얀(32a)은 벨트의 이동 방향으로 벨트에 대해 충분한 강도뿐만 아니라 벨트의 지지 구조에 대해 양호한 신축성 및/또는 탄성을 제공할 수 있다.
제 2 얀(32)은 도 4a에 도시된 바와 같이 사람의 눈으로 볼 수 있다. 바람직하게는, 제 2 얀(32a)은 도 3a 내지 3b 및 도 4a 내지 4b에 나타낸 바와 같이 탄성체에 적어도 부분적으로 포함되어진다.
바람직하게는, 제 2 얀 층의 얀(32a)은 탄성체 내에 적어도 부분적으로 배열된다. 따라서, 제 2 얀층(32)의 제 2 얀(32a)은 바람직하게는 벨트의 탄성체 내에 적어도 부분적으로 배열된다.
제 2 얀(32a)은 벨트(10)의 탄성체(15) 내에 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 제 2 얀(32a)은 깊이 T1에 배열될 수 있으며, 깊이 T1은 탄성체(15)의 외부 표면(15a)으로부터(즉, 벨트의 외부 표면으로부터) 벨트의 깊이 방향으로 제 2 얀(32a)의 바닥(32a-i)까지 측정하여 0mm 내지 3.0mm 사이의 범위에 있다. 바람직하게는 제 2 얀(32a)은, 탄성체(15)의 외부 표면(15a)으로부터(즉, 벨트의 외부 표면으로부터) 벨트의 깊이 방향으로 제 2 얀(32a)의 바닥(32a-i)까지 측정하여, 0.2mm 이상의 깊이(T1), 보다 바람직하게는 0.5mm 이상의 깊이(T1), 가장 바람직하게는 1.0mm 이상의 깊이에 배열된다. 또한 제 2 얀(32a)은, 탄성체(15)의 외부 표면(15a)으로부터(벨트의 외부 표면으로부터) 벨트의 깊이 방향으로 제 2 얀(32a)의 바닥(32a-i)까지 측정하여, 2.0mm 이하의 깊이(T1), 보다 바람직하게는 1.5mm 이하의 깊이(T1), 가장 바람직하게는 0.5mm 내지 2mm 사이의 범위의 깊이(T1)에와 같이 1,0mm 이하의 깊이(T1)에 배열될 수 있다. 기술적 효과는 벨트의 중립축이 슬리브 롤 벨트의 외부 표면 근처에 있을 수 있다는 것이다. 따라서, 사용 시,
- 벨트의 외부 표면과
- 벨트와 접촉하는 와이어의 표면 사이의 속도 차가 감소될 수 있다. 또한 신규한 솔루션 덕분에, 벨트와 와이어 사이의 마찰이 감소될 수 있다. 따라서, 벨트의 표면 마모 및 와이어의 표면 마모가 감소될 수 있다. 또한, 제 2 얀은 벨트의 외부 표면에 그루브를 형성할 수 있다. 따라서 벨트의 수분 제거 효율이 향상될 수 있다. 제 2 얀 층(32)의 제 2 얀(32a)이 벨트의 이동 방향으로 (적어도 실질적으로) 정렬되고 벨트의 외부 표면 근처에 배열되면, 와이어의 마모뿐만 아니라 벨트의 마모를 현저히 감소시킬 수 있다. 따라서 벨트로 인한 비용을 감소시킬 수 있다.
벨트의 중립축을 벨트의 외부 표면 근처에 배치하면 벨트의 외부 표면이 덜 마모될 수 있고, 벨트의 내부 표면이 보다 더 마모될 수 있다. 그러나 이는, 슬리브 롤의 외부 표면과 벨트의 내부 표면 사이에 전형적으로 오일 층과 같은 윤활층이 있기 때문에 벨트에 문제를 일으키지 않을 수 있다. 따라서 벨트와 슬리브 롤 사이의 마찰은 전형적으로 매우 낮다. 따라서 벨트의 중립축이 벨트의 외부 표면에 가까워도 벨트의 내부 표면이 많이 마모되지 않을 수 있다.
전술한 바와 같이, 보강 구조(30)는 보강 얀의 2개의 층(31, 32)을 포함하거나 이들로 구성될 수 있다. 유리하게는, 보강 구조는 상기 두 층의 얀으로 구성된다. 얀(31a, 32a)은 바람직하게는 꼬인 멀티필라멘트 얀이다. 유리하게는, 얀 층(31, 32)은 서로 실질적으로 수직으로 배열된다. 제 1 얀 층의 제 1 얀(31a)과 제 2 얀 층의 제 2 얀(32a) 사이의 각도는 바람직하게는 80°내지 100°사이와 같이 약 90 °이다.
제 1 얀(31a)은 탄성체 재료가 얀(31a) 주위에 정착되는 방식으로 서로 거리를 두고 서로 인접하게 배열될 수 있다.
제 2 얀(32a)은 탄성체 재료가 얀 주위에 정착되는 방식으로 서로 거리를 두고 서로 인접하게 배열될 수 있다. 따라서, 제 2 얀 층의 얀은 탄성체 내부에 배열될 수 있다. 대안적으로 제 2 얀(32a)은, 탄성체 재료가 제 2 얀(32a)의 일부(전부는 아님) 표면에 정착될 수 있는 방식으로 서로 거리를 두고 서로 인접하게 배열될 수 있다. 따라서, 제 2 얀은 탄성체의 외부 표면(15a)에 배열될 수 있다. 따라서, 제 2 얀 층(32)은 탄성체의 외부 표면(15a) 및/또는 벨트의 외부 표면 근처에 배열되는 얀을 포함할 수 있다.
얀의 직경, 얀의 재질 및 개수는 슬리브 롤 벨트의 특성에 영향을 미칠 수 있다.
벨트는 제 1 방향으로 배열되는 미터당 230 내지 390개의 제 1 얀(31a)을 포함할 수 있으며, 제 1 방향은 바람직하게는 벨트의 가로 방향에 평행하거나 실질적으로 평행하다. 미터당 제 1 얀(31a)의 수는 바람직하게는 미터당 260개 이상의 제 1 얀, 보다 바람직하게는 미터당 적어도 270개의 제 1 얀, 가장 바람직하게는 미터당 280개 이상의 제 1 얀(31a)이다. 또한 제 1 얀의 수는, 바람직하게는 미터당 360개 이하의 제 1 얀, 더욱 바람직하게는 미터당 350개 미만의 제 1 얀, 가장 바람직하게는 미터당 340개 이하의 제 1 얀(31a)이다. 따라서, 벨트의 가로 방향으로 양호한 치수 안정성뿐만 아니라 양호한 강도 특성을 갖는 슬리브 롤 벨트를 얻을 수 있다. 따라서, 벨트는 슬리브 롤에 확고히 고정될 수 있다.
벨트는 제 2 방향으로 배열되는 미터당 490개 내지 630개의 제 2 얀(32a)을 포함할 수 있으며, 제 2 방향은 바람직하게는 벨트의 이동 방향 MD에 평행하거나 실질적으로 평행하다. 제 2 얀(32a)의 수는 바람직하게는 미터당 490개 이상의 제2 얀, 보다 바람직하게는 미터당 적어도 510개의 제2 얀, 가장 바람직하게는 미터당 530개 이상의 제2 얀(32a)이다. 또한, 제 2 얀(32a)의 수는 바람직하게는 미터당 620개 이하의 제2 얀, 보다 바람직하게는 미터당 600개 미만의 제2 얀, 가장 바람직하게는 미터당 580개 이하의 제2 얀(32a)이다. 따라서, 벨트의 이동 방향으로 적합한 치수 안정성뿐만 아니라 양호한 탄성을 얻을 수 있다.
벨트에서의 얀의 상대적인 수 RNY는 다음과 같이 계산될 수 있다:
RNY=N(32a)/N(31a)
여기서 N(32a)는 미터당 제 2 얀(32a)의 수 N을 나타내고, N(31a)는 미터당 제 1 얀(31a)의 수 N을 나타낸다.
얀의 상대적인 수 RNY, 즉 미터당 제 1 얀의 수에 대한 미터당 제 2 얀의 수는 1.4 내지 2.8 사이의 범위와 같이 1.25 이상일 수 있으며, 바람직하게는 1.5 내지 2.3 사이의 범위, 가장 바람직하게는 1.6 내지 2.0 사이의 범위에 있을 수 있다.
상이한 층(31, 32)의 얀(31a, 32a)은 다음 층의 얀과 접촉하거나 이에 결합될 수 있거나, 서로 이격될 수 있다. 바람직하게는, 서로 포개진 보강 얀 층(31, 32)은 서로 분리된다. 따라서, 얀 층은 임의의 방식으로 서로 고정되거나 서로 결합될 필요가 없다.
유리하게는, 보강 구조(30)는 탄성체(15) 내부에 2개의 층으로 배열되는 얀을 포함하고, 이들 층(31, 32)은 서로 실질적으로 수직으로 배열된다. 제 2 얀 층(32)은 예컨대 제 1 얀 층으로부터 작은 거리로 제 1 얀 층(31) 위에 배열될 수 있다. 제 2 얀은 제 1 얀 위에 0mm 내지 2.0mm, 바람직하게는 0.2mm 내지 1.0mm로 배열될 수 있다.
제 1 얀 층(31)은 슬리브 롤 벨트(10)의 내부 표면(11)에 가장 가까운 최내측 얀 층일 수 있다. 제 1 얀 층(31)은 별개의 얀들로 구성될 수 있다. 따라서, 인접하는 얀들은 서로 이격될 수 있다. 바람직하게는, 제 1 얀은 균일하게 또는 실질적으로 균일하게 이격된다. 제 1 얀 층의 각각의 얀은 인접하는 얀들로부터 동일한 거리만큼 이격되도록 배열될 수 있다. 제 1 보강 얀 층의 인접하는 보강 얀들은 예컨대 1 내지 3mm 이격될 수 있다. 인접하는 제 1 얀들 사이의 영역은 바람직하게는 탄성체 재료로 구성된다.
제 2 얀 층은 별개의 얀들로 구성될 수 있으며, 인접하는 얀들은 서로 이격되어 있다. 제 2 얀 층(32)의 각각의 제 2 얀(32a)은 인접하는 얀들로부터 동일한 거리만큼 이격되도록 배열될 수 있다. 제 2 보강 얀 층의 인접하는 보강 얀들은 예컨대 1 내지 3mm 이격될 수 있다. 보강 얀들 사이의 영역은 바람직하게는, 그루브(50)를 형성하지 않는 경우 탄성체 재료로 구성된다. 제 2 얀 층(32)은 슬리브 롤 벨트의 외부 표면(12)에 가장 가까운 최외측 얀 층일 수 있다.
따라서, 보강 얀은 서로 인접하는 별개의 얀들일 수 있거나, 또는 그들은 예컨대 나선형으로 평행하게 배치된 하나 이상의 얀으로 형성될 수 있다. 단일 보강 얀 층의 인접하는 보강 얀들은 예를 들어 1 내지 3mm만큼 이격되어 보강 얀들 사이의 영역이 바람직하게는 탄성체 재료를 포함하거나 탄성체 재료로 구성된다.
보강 얀은 두께가 같거나 다를 수 있다. 바람직하게는, 제 1 얀은 서로 두께가 실질적으로 동일하다. 또한, 제 2 얀은 바람직하게는 서로 두께가 실질적으로 동일하다.
제 2 얀 층(32)의 제 2 얀은 제 1 얀 층(31)의 제 1 얀과 동일한 두께일 수 있다. 그러나, 제 2 얀(32a)은 바람직하게는 제 1 얀(31a)보다 얇다. 제 2 얀(32a)은 바람직하게는 제 1 얀(31a)보다 4% 이상 얇고, 예를 들어 제 1 얀(31a)보다 4% 내지 10% 얇다. 이러한 방식으로, 슬리브 롤 벨트의 이동 방향에 대한 향상된 탄성과 함께 양호한 강도 특성을 얻을 수 있을뿐만 아니라 슬리브 롤 벨트의 가로 방향에 대한 양호한 치수 안정성을 얻을 수 있다.
각 제 1 얀(31a)의 직경은, 예컨대 0.5mm 내지 2.0mm 사이의 범위에 있을 수 있다. 기술적 효과는 벨트의 가로 방향으로 양호한 치수 안정성과 함께 양호한 강도 특성을 얻는 것이다.
각 제 2 얀(32a)의 직경은, 예컨대 0.5mm 내지 1.5mm 사이의 범위, 바람직하게는 0.6mm 내지 1.2mm 사이의 범위에 있을 수 있다. 기술적 효과는 벨트의 이동 방향으로 양호한 탄성과 함께 양호한 강도 특성을 얻는 것이다.
벨트의 보강 구조(30)의 보강 얀(31a, 32a)은 동일한 재료 또는 상이한 재료로 만들어질 수 있다. 제 1 얀 층(31) 및 제 2 얀 층(32)은 모노필라멘트 얀 및/또는 멀티필라멘트 얀을 포함할 수 있다. 따라서 각 얀은 모노필라멘트 또는 멀티필라멘트일 수 있다. 모노 필라멘트는 얀당 단 하나의 필라멘트만 있음을 의미한다. 멀티필라멘트는 얀당 하나보다 많은 필라멘트가 있음을 의미한다. 멀티필라멘트 구조는 함께 비틀려진 필라멘트들을 가질 수 있다. 유리하게는, 얀 층(31,32)은 멀티필라멘트 얀을 포함하거나 멀티필라멘트로 구성된다. 필라멘트의 수는 얀의 특성에 영향을 미친다. 바람직하게는, 얀은 얀당 5 내지 10,000개의 필라멘트를 갖는 멀티필라멘트 얀이다.
제 1 얀은 얀당 5개 이상의 필라멘트, 보다 바람직하게는 얀당 200개 이상의 필라멘트, 가장 바람직하게는 얀당 600개 이상의 필라멘트를 가질 수 있다. 또한, 제 1 얀은 얀당 10,000개 이하의 필라멘트, 보다 바람직하게는 얀당 4000개 이하의 필라멘트, 가장 바람직하게는 얀당 2000개 이하의 필라멘트를 가질 수 있다.
제 2 얀 층의 얀은 얀당 5개 이상의 필라멘트, 보다 바람직하게는 얀당 200개 이상의 필라멘트, 가장 바람직하게는 얀당 400개 이상의 필라멘트를 가질 수 있다. 또한, 제 2 얀은 얀당 10,000개 이하, 보다 바람직하게는 얀당 3000개 이하의 필라멘트, 가장 바람직하게는 얀당 1000개 이하의 필라멘트를 가질 수 있다.
슬리브 롤 벨트(10)는 슬리브 롤의 곡선 요소(110) 상에서 작은 반경으로 스트레칭되고 구부러질 때 높은 응력을 받을 수 있다. 따라서, 제 2 얀 층(32)의 얀(32a)은 탄성 재료(들)로 만들어질 수 있다. 탄성 재료(들)는 슬리브 롤 벨트가 곡선 요소의 표면(10a, 10b) 상에서 그의 통과를 돕는 방식으로 특정 곡률 반경에서 구부러지게 할 수 있다.
얀은 고강도, 고모듈러스 및 고탄성 모듈러스를 갖는 합성 섬유를 포함할 수 있다. 얀은 다음을 포함할 수 있다.
- 폴리아미드(PA), 예컨대 나일론, 및/또는
- 폴리프로필렌(PP), 및/또는
- 폴리에틸렌(PE), 바람직하게는 소위 고강도 폴리에틸렌, 및/또는
- 레이온, 및/또는
- 비스코스, 및/또는
- 폴리에스테르, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및/또는
- 폴리비닐 알코올(PVA, PVOH), 및/또는
- 폴리아라미드, 및/또는
- 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 및/또는
- 액정 플라스틱(LCP), 및/또는
- 폴리이미드, 및/또는
- 탄소 섬유, 바람직하게는 탄소 섬유/열가소성 복합재, 및/또는
- 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 및/또는
- 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK).
상기 물질의 양은 얀의 총 중량으로부터 계산하되는, 바람직하게는 적어도 60 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 80 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 95 중량%이다. 따라서, 상기 언급된 재료를 포함하거나 상기 언급된 재료로 구성되는 얀은 벨트를 강화시킬 수 있지만, 벨트의 필요한 수준의 굽힘 및 스트레칭을 여전히 허용한다.
바람직하게는, 제 1 얀(31a)은 실질적으로 낮은 신축성과 높은 강도를 갖는다. 따라서 벨트는 슬리브 롤에 확고히 고정될 수 있다. 제 1 얀은 바람직하게는 다음을 포함하거나 다음으로 구성된다:
- 폴리아미드(PA), 및/또는
- 폴리에스테르, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및/또는
- 탄소 섬유, 및/또는
- 탄소 섬유/열가소성 복합 얀.
예를 들어, 탄소 섬유를 사용하여 벨트의 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 탄소 섬유 및 탄소 섬유/열가소성 복합재를 사용하여 가로 방향으로의 벨트의 스트레칭을 최소화할 수 있다. 폴리에스테르 및 폴리아미드는 벨트의 가로 방향에 대한 적합한 지지를 제공할 수 있다. 제 1 얀 층의 얀은 바람직하게는 그 자체로 알려진 방식으로 높은 비틀림 레벨로 비틀리거나 꼬인 멀티필라멘트 얀이다.
제 2 층의 얀은 제 1 층의 얀보다 더 큰 신축성, 예컨대 적어도 4% 더 크고, 보다 바람직하게는 적어도 8% 더 큰 신축성을 가질 수 있다. 따라서, 벨트는 슬리브 롤의 곡선 요소에서 쉽게 신축하도록 구성될 수 있다. 제 2 얀은 바람직하게는 다음을 포함하거나 다음으로 구성된다:
- 폴리에스테르, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및/또는
- 방향족 폴리아미드, 및/또는
- 탄소 섬유/열가소성 복합재.
예를 들어, 폴리에스테르는 벨트의 이동 방향에 대한 적합한 지지를 제공할 수 있다. 제 2 얀 층의 얀이 탄소 섬유 복합재를 포함하는 경우, 벨트는 어떤 경우에는 어떤 다른 재료에 의한만큼 신축하지 않을 수 있다. 그러나 탄소 섬유 복합재는 벨트의 강도를 향상시킬 수 있다. 제 2 얀 층의 얀은 바람직하게는 그 자체로 알려진 방식으로 높은 비틀림 레벨로 비틀리거나 꼬인 멀티필라멘트 얀이다.
제 2 얀 층(32)의 구조는, 제 2 얀 층이 제 1 얀 층보다 더 탄성적으로 가요 성을 갖도록 적응될 수 있다. 제 2 얀은 제 1 얀보다 얇을 수 있다. 이는 슬리브 롤 벨트(10)의 이동 방향으로 신축성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 제 2 얀의 직경이 제 1 얀의 직경보다 작으면, 제 2 얀 층(32)은 제 1 얀 층보다 더 유연할 수 있다. 바람직하게는, 벨트는, 벨트의 제 1 방향에서보다 벨트의 제 2 방향에서 더 탄성적으로 신축하도록 구성된다. 또한, 벨트는 바람직하게는 벨트의 가로 방향에서보다 벨트의 이동 방향에서 더 탄성적으로 신축하도록 구성된다.
각 제 2 얀(32a)의 얀의 강도, 즉 비응력(specific stress)(N/tex)은 예컨대 0.5 N/tex 내지 2 N/tex 사이의 범위에 있을 수 있다. N/tex는 tex당 뉴턴을 일컫는다. 따라서 벨트의 이동 방향으로 양호한 강도 특성을 얻을 수 있다.
각 제 1 얀(31a)의 얀의 강도, 즉 비응력(N/tex)은 예컨대 0.4 N/tex 내지 3 N/tex 사이의 범위에 있을 수 있다. 따라서 벨트에 대해 양호한 가로 방향 강도를 얻을 수 있다.
제 1 얀의 인장 강도는, 슬리브 롤 벨트의 단위면적을 기준으로 하여, 제 2 얀의 인장 강도보다 높을 수 있으며, 바람직하게는 적어도 4% 높고, 보다 바람직하게는 적어도 8% 더 높을 수 있다.
슬리브 롤 벨트의 파단 강도는, 슬리브 롤 벨트의 이동 방향으로 측정하여, 예컨대 100 kN/m 이상, 바람직하게는 140 kN/m 이상, 그리고 가장 바람직하게는 170 kN/m에서 230 kN/m까지와 같이 160 kN/m 이상일 수 있다. 따라서 벨트는, 예컨대 기계의 비상 정지로 인해서, 또는 예컨대 기계 가동 중단 후 슬리브 롤이 시작됨에 의해 슬리브 롤의 외부 표면과 슬리브 롤 벨트의 내부 표면 사이에 오일이 많지 않은 경우와 같은 특별한 경우라도 쉽게 손상되지 않을 수 있다. 또한, 벨트의 상기 파단 강도는, 슬리브 롤을 보호하기 위해 슬리브 롤의 파단 강도보다 작을 수 있다. 또한, 벨트의 상기 파단 강도는 슬리브 롤 벨트에 양호한 탄성을 제공할 수 있다.
슬리브 롤 벨트의 탄성은 힘이 제거되는 때 그의 원래 형상으로 돌아가는 벨트의 능력이다. 슬리브 롤 벨트는 탄성이 있어서 슬리브 롤에 의해 유발되는 힘이 제거되는 때 그 초기 형상 및 길이로 돌아갈 것이다. 벨트의 스트레칭은 슬리브 롤 벨트의 보강 구조(30)에 의해 제어될 수 있다.
슬리브 롤 벨트는 벨트의 제 1 방향 D1에서보다 제 2 방향 D2에서 더 가벼운 보강 구조를 가질 수 있고, 따라서 신규한 슬리브 롤 벨트는 제 2 방향으로 높은 신축성을 가질 수 있다. 따라서 제 2 얀 층의 얀은, 슬리브 롤 벨트가 예를 들어 곡선 요소(110) 상에서 구부러질 때 항복하여(yield) 그 길이 방향으로 신축할 수 있고, 따라서 신축할 필요가 있다. 그러나, 보강 구조는 여전히 벨트의 스트레칭 레벨을 제어할 수 있다. 따라서, 신규한 슬리브 롤 벨트는 보강 구조가 없는 벨트가 그럴 수 있는 것처럼 쉽게 손상되지 않을 수 있다.
특정 연신율(LASE)에서의 하중과 파단 강도는 표준 SFS 2983에 기반하여 결정될 수 있다. 그 값은 Lorentzen & Wettre AB(Lorentzen & Wettre, 스웨덴)의 Alwetron TCT 20 디바이스를 사용하여 결정될 수 있다. 테스트 값을 결정하는 동안 일정한 연신율(CRE)이 사용된다. 하중의 인가는 샘플의 연신율이 일정하게 유지되는 방식으로 이루어진다. 컴퓨터화된 제어 시스템을 사용하여 일정한 힘을 유지할 수 있다. 샘플에 적용되는 연신율은 10mm/분이다. 측정하는 동안, 고정 클램프와 이동 클램프 사이의 샘플이 단위시간당 일정한 거리(10mm/min)만큼 연장되고 그렇게 하는 데 요구되는 힘이 측정된다. 파단 연신율은 클램프 변위로부터 계산된다.
샘플의 총 사이즈는 240mm×30-40mm이며, 테스트 샘플의 길이는 240mm이고 샘플의 폭은 샘플 양쪽 끝에서 40mm이고, 샘플의 중앙에서 30mm이다. 클램프와 접촉하는 샘플의 폭은 40mm이다. 측정 중, 최대 하중이 1.7 kN 미만인 샘플에는 2 kN±0.1%의 하중이 사용된다. 또한 최대 하중이 1.7 kN 이상인 샘플에는 20 kN±0.1%의 하중이 사용된다.
슬리브 롤 벨트는 28 kN/m 내지 50 kN/m 사이의 범위에서 LASE 2%를 갖도록 구성될 수 있다. LASE 2%는, 슬리브 롤 벨트의 이동 방향에서 결정하고 그리고 표준 SFS 2983에 따라 측정하여, 28 kN/m 이상, 전형적으로 30 kN/m 이상, 그리고 가장 바람직하게는 35 kN/m 이상일 수 있다. 또한, LASE 2%는 슬리브 롤 벨트의 이동 방향에서 결정하고 그리고 표준 SFS 2983에 따라 측정하여, 50 kN/m 이하, 또는 40 kN/m 이하일 수 있다. 따라서 벨트는 양호한 신축성 레벨을 가질 수 있다.
슬리브 롤 벨트는 47 kN/m 내지 60 kN/m 사이의 범위에서 LASE 4%를 갖도록 구성될 수 있다. LASE 4%는, 슬리브 롤 벨트의 이동 방향에서 결정하고 그리고 표준 SFS 2983에 따라 측정하여, 47 kN/m 이상, 전형적으로 50 kN/m 이상, 그리고 가장 바람직하게는 52 kN/m 이상일 수 있다. 또한, LASE 4%는 슬리브 롤 벨트의 이동 방향에서 결정하고 그리고 표준 SFS 2983에 따라 측정하여, 60 kN/m 미만, 예를 들어 58 kN/m 이하일 수 있다. 기술적 효과는 벨트가 높은 하중에서 양호하게 동작하고 양호한 신축성과 양호한 치수 안정 특성을 가진다는 것이다. 또한, 상기 특정 연신율(LASE 2% 및 LASE 4%)을 갖는 벨트는 양호한 예측성을 가질 수 있으며, 즉, 벨트의 연신율이 상이한 응력에서 예측될 수 있다.
슬리브 롤 벨트는 벨트의 이동 방향으로 1.5%와 적어도 3.0% 사이의 범위 또는 2.0%에서 4.0%까지와 같이 1.5% 이상 신축하도록 구성될 수 있어서, 벨트를 신축하는 힘이 제거된 후 그 원래 길이로 돌아갈 것이다. 바람직하게는, 슬리브 롤 벨트는 슬리브 롤 벨트의 이동 방향으로 적어도 2.0%, 더 바람직하게는 적어도 2.2% 신축하도록 구성될 수 있어서 벨트를 신축하는 힘이 제거된 후에 그 원래 길이로 돌아갈 것이다.
슬리브 롤 벨트 및 그 내부의 얀 층은, 그 자체로 알려진 방식으로 만들어질 수 있다. 슬리브 롤 벨트는 예를 들어 다음에 의해 제조될 수 있다.
- 수 개의 지지 얀을 제공하는 단계;
- 몰드 표면에 대해 적어도 하나의 엘라스토머 재료를 캐스팅함으로써 슬리브 롤 벨트를 위한 탄성체를 성형하는 단계; 및
- 프레임을 경화시키는 단계; 및
- 선택적으로, 프레임의 외부 표면에 수 개의 그루브를 제공하는 단계.
슬리브 롤 벨트는 보드 기계, 제지 기계, 펄프 기계 또는 티슈 기계의 슬리브 롤에, 바람직하게는 그 내부의 와이어 섹션에 설치되도록 의도된다. 슬리브 롤 벨트는, 예를 들어 벨트의 설치를 위한 벨트의 복수의 부착 포인트(60)를 더 포함할 수 있다.
신규한 솔루션 덕분에, 곡선 요소(110) 상의 곡률 반경은 종래보다 작을 수 있다. 따라서 벨트에 매우 작은 곡률 반경을 가져올 수 있는 이러한 곡선 요소를 사용할 수 있다. 이는 슬리브 롤(100)의 효율성을 향상시킬 수 있다.
예
신규한 슬리브 롤 벨트의 샘플이 표준 SFS 2983에 따라 테스트 되었다.
테스트 결과에 따르면, LASE 2%는 29 kN/m였다. 또한 LASE 4%는 52 kN/m였다. 따라서, 상기 특정 연신율(LASE 2% 및 LASE 4%)에 필요한 하중은 슬리브 롤 벨트에 대해 적합한 레벨이였다.
또한, 30 kN/m의 힘을 사용하여 샘플이 스트레칭 되었을 때, 힘이 제거된 후 샘플은 그 원래 길이로 돌아갈 수 있었다. 따라서 샘플의 탄성은 슬리브 롤 벨트에 대해 양호한 레벨이였다.
또한 샘플의 파단 포인트가 테스트 되었다. 샘플이 파단된 평균 연신율은 22.40%였으며, 최소값은 21.90%였고 최대값은 23.22%였다. 샘플이 파단된 평균 하중은 199 kN/m였고, 최소값은 194 kN/m였고 최대값은 206 kN/m였다.
따라서 테스트 결과에 따르면, 신규한 벨트는 곡선 요소를 갖는 슬리브 롤에 대해 적합한 특성을 가졌다.
예시 및 실시예의 도움으로 본 발명을 설명하였다. 본 발명은 상기 제시된 실시형태에만 제한되지 않고 첨부된 특허청구의 범위 내에서 변경될 수 있다.
Claims (15)
- 종이, 보드, 펄프 또는 티슈 기계의 슬리브 롤을 위한 벨트(10)로서, 상기 벨트는 폐쇄 루프를 형성하고 그리고
- 내부 표면(11),
- 외부 표면(12),
- 탄성체(15), 및
- 보강 구조(30)
를 포함하고,
상기 보강 구조는
- 상기 벨트의 제 1 방향 D1으로 배열되는 제 1 얀(yarn)(31a), 및
- 상기 벨트의 제 2 방향 D2로 배열되는 제 2 얀(32a)을 포함하고, 제 2 방향 D2은
o 상기 벨트의 이동 방향과 평행 또는 실질적으로 평행이고, 그리고/또는
o 상기 제 1 방향 D1에 대해 수직 또는 실질적으로 수직이고,
상기 벨트(10)는 상기 제 1 방향 D1보다 상기 제 2 방향 D2로 더 탄성적으로 신축하도록 구성되어 상기 벨트를 신축하는 힘이 제거된 후 그의 원래 길이로 돌아오게 되고,
미터당(/m) 상기 제 2 얀(32a)의 수는 미터당(/m) 상기 제 1 얀(31a)의 수보다 많으며, 바람직하게는 미터당 상기 제 2 얀(32a)의 수는 미터당 상기 제 1 얀(31a)의 수의 적어도 1.25배인, 벨트(10). - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 얀(31a)의 수는 230 얀/m 내지 390 얀/m 사이의 범위에 있는, 벨트(10). - 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 얀(32a)의 수는 490 얀/m 내지 630 얀/m 사이의 범위에 있는, 벨트(10). - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 얀(32a)의 직경은 상기 제 1 얀(31a)의 직경보다 작은, 벨트(10). - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 제 1 얀(31a)의 직경은 0.5mm 내지 2.0mm 사이의 범위에 있고/있거나
- 상기 제 2 얀(32a)의 직경은 0.5mm 내지 1.5mm 사이의 범위에 있는, 벨트(10). - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 제 1 얀(31a)은 상기 벨트(10)의 상기 내부 표면(11)에 가장 가까운, 최내측 얀 층을 형성하고/하거나
- 상기 제 2 얀(32a)은 상기 벨트(10)의 상기 외부 표면(12)에 가장 가까운, 최외측 얀 층을 형성하는, 벨트(10). - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 벨트(10)는 상기 벨트(10)의 이동 방향으로 적어도 1.5%, 바람직하게는 상기 벨트(10)의 이동 방향으로 1.8% 내지 3.0% 사이의 범위에서 탄성적으로 신축하도록 구성되어 상기 벨트를 신축하는 힘이 제거된 후 그의 원래 길이로 돌아오는, 벨트(10). - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 벨트(10)의 이동 방향으로 2%의 특정 연신율에서 하중(LASE 2%)은 28 kN/m 이상이고 바람직하게는 50 kN/m 이하이고/이거나
- 상기 벨트(10)의 이동 방향으로 4%의 특정 연신율에서 하중(LASE 4%)은 49 kN/m 이상이고 바람직하게는 70 kN/m 이하인, 벨트(10). - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 벨트(10)는 상기 벨트의 제 1 방향에서보다 상기 벨트의 제 2 방향에서 적어도 4% 더 탄성적으로 신축하도록 구성되고, 바람직하게는 상기 벨트는 상기 벨트의 제 1 방향에서보다 상기 벨트의 제 2 방향에서 적어도 8% 더 탄성적으로 신축하도록 구성되는, 벨트(10). - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 벨트는 상기 벨트의 이동 방향으로 상기 벨트를 신축시키는 25 kN/m의 하중이 제거된 후 그의 원래 길이로 돌아오도록 구성되고, 바람직하게는 상기 벨트는 상기 벨트의 이동 방향으로 상기 벨트를 신축시키는 30 kN/m의 하중이 제거된 후 그 원래 길이로 돌아오도록 구성되는, 벨트(10). - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 벨트는 상기 벨트의 이동 방향으로 20℃의 온도에서 측정하여, 20% 내지 25%와 같이, 20% 이상의 파단에서 인장 연신율(tensile elongation)을 갖는, 벨트(10). - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 벨트는 상기 벨트의 이동 방향으로 측정하여, 100 kN/m 이상이고, 바람직하게는 130 kN/m 내지 230 kN/m 사이의 범위에 있는 파단 강도를 가지는, 벨트(10). - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 제 1 얀(31a)은:
o 폴리아미드(PA), 및/또는
o 방향족 폴리아미드, 및/또는
o 폴리에틸렌(PE), 및/또는
o 폴리에스테르, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및/또는
o 탄소 섬유, 및/또는
o 탄소/열가소성 복합재를 포함하고,
그리고/또는
- 상기 제 2 얀(32a)은:
o 폴리에스테르, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및/또는
o 폴리아미드(PA), 및/또는
o 방향족 폴리아미드, 및/또는
o 폴리에틸렌(PE), 및/또는
o 방향족 폴리아미드, 및/또는
o 탄소 섬유/열가소성 복합재 얀을 포함하는,
벨트(10). - - 슬리브 롤(100), 및
- 상기 슬리브 롤(100) 상의 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 벨트(10)를 포함하는, 장치. - 제지 기계 또는 보드 기계 또는 펄프 기계 또는 티슈 기계의 슬리브 롤을 위한 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 벨트의 용도.
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