WO2005028748A1 - プレスベルトおよびシュープレスロール - Google Patents

Abstract

　プレスベルト２は、ベルト走行方向に沿って延びる多数の排水溝１３と、隣接する排水溝１３間に位置しベルト走行方向に沿って延びる多数のランド１４とを有する。ランド１４は、ベルト幅方向に沿う横断面形状において、その上面部が全体的に曲面凸状に形成されている。

Description

明 細 書

プレスベルトおよびシユープレスロール

技術分野

[0001] この発明は、製紙工業等の分野において、プレス対象物を加圧処理するために用 いられるプレスベルトおよびシユープレスロールに関するものである。

背景技術

[0002] 各種工業において、プレスベルト上に帯状のプレス対象物を載せ、プレスベルトの 周内部に位置する一方の加圧部材とプレスベルトの周外部に位置する他方の加圧 部材との間でプレス対象物を加圧処理するベルトプレスが使用されて 、る。ここで ヽ う加圧部材とは、プレスロールや力卩圧シユーなどである。ベルトプレスの一例として、 製紙工業における脱水プレスとしてのシユープレスを挙げることができる。

[0003] シユープレスとは、製紙工業を例に簡単に説明すると、プレスベルトの周外部に位 置する外部加圧手段としてのプレスロールと、プレスベルトの周内部に位置する内部 加圧手段としての加圧シユーとの間で、プレスベルトの外周面上に載せたプレス対象 物 (湿紙）にプレスベルトを介して面圧力をかけ、加圧処理 (脱水処理)する方法であ る。 2本のロールでプレスを行なうロールプレスはプレス対象物に線圧力を加えるの に対し、シユープレスでは走行方向に所定の幅を持つ加圧シユーを用いることにより 、プレス対象物に面圧力をカ卩えることができる。このため、シユープレスによって脱水 プレスを行なった場合、 -ップ幅を大きくすることができ、脱水効率を高めることがで きるという利点がある。

[0004] シユープレスをコンパクトにするため、例えば特開昭 61— 179359号公報に開示さ れるように、内部加圧手段としての加圧シユーを、可撓性のある筒状のプレスベルト（ プレスジャケット）で覆 、、ロール状に組み立てたシユープレスロールが普及して 、る

[0005] プレスベルトに対する一般的な要求特性としては、強度、耐摩耗性、可撓性および 水、油、ガス等に対する非透過性が挙げられる。プレスベルトには、これらの諸特性 を備えた材料として、ウレタンプレボリマーと硬化剤とを反応させて得られるポリウレタ ンが一般的に使用されて 、る。

[0006] 製紙技術にお!、ては、プレスされる湿紙力も搾り出された水を運び去るために、プ レスベルトの外表面にベルト走行方向に沿って延びる多数の排水溝を設けることが 知られている。

[0007] 図 10は、従来の典型的な排水溝付きのプレスベルトを示す断面図である。図示す るプレスベルト 80は、ベルト走行方向に沿って延びる多数の排水溝 81と、隣接する 排水溝間に位置しベルト走行方向に沿って延びる多数のランド 82とを有する。通常 、排水溝 81およびランド 82は、ベルト幅方向に沿う断面でみたとき、長方形断面を有 するようにされている。

[0008] 図 11は、プレス対象物である湿紙 84とフェルト 83と力 プレスベルト 82とプレス口 ール 85との間に挟まれている状態を示している。この状態は、加圧前の状態である。 ランド 82の上面は平坦な面であり、この平坦な上面がフェルト 83に面接触している。

[0009] 図 11に示す状態から加圧動作を行なうと、図 12Bに示すようにランド 82の上部が 下方に押されて横に膨らむ。そのため、排水溝 81の開口部の大きさが小さくなり、搾 水性能 (排水性能)が低下する。

[0010] 図 12Aは、図 12Bに対応した湿紙に対する圧力分布を示している。湿紙に作用す る圧力分布を見てみると、排水溝 81上に位置する部分には圧力が力からないが、ラ ンド 82上に位置する部分には、高い圧力が作用する。ランド 82は、平坦な上面を有 しているので、同じ大きさの高圧力が作用する部分がある程度の幅を占め、その幅の 両端部、すなわち排水溝 81とランド 82との境界部上で急激に圧力が減少する。

[0011] 上記のような急激な圧力差は、紙の成分の変化を引き起こす。具体的には、繊維の 配向差、填料の歩留まりの差、かさ (容積)の差等が生じる。このような紙成分の変化 は、排水溝 81とランド 82との境界部上に位置する部分で顕著であるので、この境界 部分にベルト走行に沿って延びる溝マークが表れるようになる。溝マークの存在は、 紙質の評価を低下させる。

[0012] また、ランド 82の平坦な上面がフェルト 83を介して湿紙 84に高い圧力で面接触す るので、この平坦な上面部分で水が捕捉されて排水溝の方へ抜けきれず、搾水性が 悪くなることがある。また、図 12Bに示すように、排水溝 81は、底が広ぐ開口部また は中間部が狭い状態となるので、排水溝 81の中に入り込んだ水を排出しに《なる。 そのため、プレスベルト 80が水を含んだままで再度紙に接触するようなこと、いわゆる 「水回り」が起こる。そのような現象が生じると、湿紙力も搾水をすることができず、紙を さら〖こ湿らせてしまう（再湿）。

[0013] 実公平 1—36960号公報に開示されたプレスベルトにおいては、加圧時にプレスべ ルトが変形して排水溝の開口が塞がれてしまうのを防止するために、排水溝の面状 溝底の横幅より溝口（溝の開口）の横幅を拡開している。特表平 10— 510594号公報 に開示されたプレスベルトにぉ 、ては、加圧時の排水溝の閉塞を減少するために、 溝の両側部壁を溝開口に向力つて次第に広げる形状としている。特開平 11 3359 92号公報に開示されたプレスベルトにぉ ヽては、できるだけ大きな蓄水容積を維持 するために、排水溝の側壁の開口領域に開口幅を広げる斜面を形成している。

[0014] 排水性能の向上を意図した排水溝付きプレスベルトの場合においても、溝間に位 置するランドは平坦な上面を有して 、るので、ランドと溝との境界部における急激な 圧力差に起因する紙成分の変化は避けられない。また、平坦な上面部で水が捕捉さ れると 、う問題点も解消されな 、。

発明の開示

[0015] この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、 搾水性能に優れるとともに、紙成分の変化を極力生じさせないようにすることのできる プレスベルトを提供することである。

[0016] この発明の他の目的は、上記のプレスベルトを外筒として用いたシユープレスロー ルを提供することである。

[0017] 本発明のプレスベルトは、エンドレス形状を有し回転走行するものであって、該プレ スベルトの外周面側にプレス対象物を載せ、該プレスベルトの周内部および Zまた は周外部に位置し所定の幅を有する加圧手段によってプレス対象物を加圧処理す るプレス装置に用いられるものである。プレスベルトは、ベルト走行方向に沿って延び る多数の排水溝と、隣接する排水溝間に位置しベルト走行方向に沿って延びる多数 のランドとを有する。各ランドは、ベルト幅方向に沿う横断面形状において、その上面 部が全体的に曲面凸状に形成されている。 [0018] 上記構成の本発明によれば、ランドの上面部を全体的に曲面凸状に形成している ので、加圧動作の際にプレスベルトに作用する圧力の分布が滑らかになる。その結 果、プレス対象物である紙に対する圧力変化が急峻ではなぐなだらかになるので、 紙成分の変ィ匕もなだらかになる。したがって、紙の表面に溝マークが表れるのを防止 することができる。

[0019] また、加圧動作時におけるランドの横への広がりを小さく抑えることができるので、 排水溝の開口部が小さくなるのを防止し、良好な搾水性能および排水性能を維持で きる。さらに、加圧動作時には、ランドの頂上部から側方に水を押出すので、水がラン ド上部に捕捉されることはない。

[0020] 一つの実施形態では、ランドの横断面形状は、上方に凸の放物線形状である。ま た、より良好な搾水性能および排水性能を発揮するために、ランドの両側壁面を、上 方に行くほど幅が小さくなるテーパー形状としてもよい。

[0021] 他の実施形態として、ランドの上面部が、ベルト幅方向に沿う横断面形状において

、その頂部に直線部を含むものであってもよい。この場合、滑らかな圧力分布ならび に良好な搾水性能および排水性能を発揮するために、直線部の幅を sとし、ランドの 幅を Wとしたとき、 s/W< 0. 5の関係となるようにする。

[0022] この発明に従ったシユープレスロールは、前述した特徴を有するエンドレス形状の プレスベルトからなる外筒と、この外筒の周内部に位置する加圧手段としての加圧シ ユーとを備える。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]抄紙機のプレス工程で用いられるシユープレス装置の走行方向断面を示す図 である。

[図 2]図 1における加圧脱水部 Pの幅方向断面を示す要部断面図である。

[図 3A]本発明の一実施形態に係るプレスベルトを示す断面図である。

[図 3B]本発明の一実施形態に係るプレスベルトを示す平面図である。

[図 4]本発明の一実施形態であるプレスベルトの要部拡大断面図である。

[図 5]本発明の他の実施形態であるプレスベルトの要部拡大断面図である。

[図 6]本発明のさらに他の実施形態であるプレスベルトの要部拡大断面図である。 [図 7]本発明のさらに他の実施形態であるプレスベルトの要部拡大断面図である。

[図 8]図 7に示したプレスベルトの加圧状態および圧力分布を示す図である。

[図 9]本発明の一実施形態に係るシユープレスロールの幅方向断面を示す図である

[図 10]従来のプレスベルトを示す断面図である。

[図 11]従来のプレスベルトの加圧直前状態を示す図である。

[図 12A]従来のプレスベルトの圧力分布を示す図である。

[図 12B]従来のプレスベルトの加圧状態を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0024] 以下に、図面を参照しながら本発明の実施の形態について具体的に説明する。

[0025] 図 1は、抄紙機のプレス工程で用いられるシユープレス装置の走行方向断面を示 す図である。シユープレス装置は、加圧手段 1としてのプレスロールと、プレスロール 1 に対向するプレスベルト 2と、プレスベルト 2の周内部に位置する加圧手段 3としての 加圧シユーとを備えている。なお、図 1の装置においては、加圧シユー 3をプレスベル ト 2で覆い、プレスベルト 2を外筒としてロール状に組立て、シユープレスロール 30を 構成している力 プレスベルト 2はロール状に組み立てることなぐエンドレスベルトの まま使用することもできる。

[0026] プレスロール 1は、プレスベルト 2の周外部に位置し、一方の加圧手段として機能す る。加圧シユー 3は、プレスベルト 2の周内部に位置し、他方の加圧手段として機能す る。プレスベルト 2とプレスロール 1との間には、フェルト 4に重ねられてプレス対象物と しての湿紙 5が通される。プレスベルト 2の外周面とフェルト 4とは、直接接触している

[0027] プレスベルト 2と加圧シユー 3との間には潤滑油が供給され、プレスベルト 2は加圧 シユー 3の上を滑ることができる。プレスロール 1は駆動回転し、プレスベルト 2は走行 するフェルト 4との摩擦力によって加圧シユー 3の上を滑りながら従動回転する。

[0028] 加圧シユー 3は、プレスベルト 2の周内部からプレスロール 1に向けて押し付けられ ており、この押し付け力によって湿紙 5はプレスされ、脱水される。加圧シユー 3の表 面は、プレスロール 1の表面に対応した凹状となっている。このため、プレスロール 1と プレスベルト 2との間には、走行方向に広!、幅を持った加圧脱水部 Pが形成されて ヽ る。

[0029] 図 2は、図 1における加圧脱水部 Pの幅方向断面を示す要部断面図である。図 2に 示すように、プレスロール 1および加圧シユー 3は、幅方向に一定の長さを有している

[0030] 図 3Aおよび図 3Bは、プレスベルト 2の一例を示す図であり、図 3Aはその断面図、 図 3Bは平面図である。プレスベルト 2は、エンドレスの補強基材中に弾性材料が含 浸された補強層 10と、補強層 10の外周面側に位置し、補強層 10の補強基材中に 含浸された弾性材料と一体化した上部弾性層 11と、補強層 10の内周面側に位置し 、補強層 10の補強基材中に含浸された弾性材料と一体化した下部弾性層 12とで構 成されている。

[0031] 補強層 10を構成する補強基材としては、ポリアミド、ポリエステルなどの有機繊維で 構成された織布などが使用される。ベルト 2の全体は熱硬化性ポリウレタンなどの弹 性材料で一体的に形成され、ベルト 2中に、補強基材が埋設された構造となっている

[0032] 図 3に示すように、上部弾性層 11の外周面には、ベルトの走行方向に沿って延び る多数の排水溝 13があらわれている。排水溝 13は、プレスベルト 2の幅方向全体に 亘つてらせん状に延びて 、る。

[0033] 図 4は、プレスベルト 2の上部弾性層 11の拡大断面図である。プレスベルト 2は、ベ ルト走行方向に沿って延びる排水溝 13と、隣接する排水溝 13間に位置しベルト走 行方向に沿って延びるランド 14とを有する。ランド 14は、図示するように、ベルト幅方 向に沿う横断面形状にぉ 、て、その上面部が全体的に曲面凸状に形成されて 、る。 図 4の実施形態では、ランド 14は、その横断面形状が半円形である。この実施形態 の場合、ランド 14は、その横断面形状が半円形に限らず、上方に凸の放物線形状で あればよい。

[0034] 図 5は、他の実施形態のプレスベルト 20の拡大断面図である。プレスベルト 20は、 排水溝 21と、ランド 22とを備えている。ランド 22は、その上面部が緩かに湾曲した形 状に形成され、その両側壁面 22a, 22bが上方に行くほどその幅が小さくなるテーパ 形状に形成されている。

[0035] 本発明の各実施形態において、プレスベルトのランドは、曲面凸状の上面部を有 するものでなければならない。ここで、「曲面凸状」とは、平坦部分を含まない完全な 曲面であることを含むだけでなぐ僅かな平坦部を頂部に有するものをも含むもので ある。図 6は、そのような実施形態のプレスベルトのランド 40の拡大断面図である。ラ ンド 40の上面部は、ベルト幅方向に沿う横断面形状において、その頂部に直線部 4 1を含む。この実施形態の場合、なだらかな圧力分布ならびに良好な搾水性能およ び排水性能を発揮するために、直線部 41の幅を sとし、ランド 40の幅を Wとしたとき、 s/W<0. 5の関係となるようにすることが必要である。好ましくは、 sZW≤0. 3、より 好ましくは sZW≤0. 1にするのがよい。

[0036] 図 7に示すプレスベルトのランド 50は、半円形の上面部 51と、平行な両側壁面 52 とを有する。図 7は、ランド 50が加圧される前の状態を示し、図 8 (b)は加圧状態にあ るランド 50を示している。図 8 (a)は、図 8 (b)に対応した湿紙に対する圧力分布を示 している。

[0037] 図 7に示すように、加圧直前状態においては、ランド 50の頂点のみがプレス対象物 53 (湿紙またはフェルト）に当接している。この状態から、加圧動作が行なわれると、 ランド 50が押圧されてプレス対象物 53との当接面積が徐々に拡大して行く。こうして 、図 8 (b)に示すように、加圧状態では、プレス対象物 53に作用する圧力の分布が滑 らかに推移する。その結果、ランド 50と排水溝との境界部上にある紙に対する圧力変 化が急峻ではなぐなだらかになるので、紙成分の変化もなだらかになる。したがって 、紙の表面に溝マークが表れるのを防止することができる。

[0038] また、ランド 50の上面部を曲面凸状に形成することにより、加圧動作時におけるラン ドの横への広がりを小さく抑えることができ、排水溝の開口部が小さくなるのを防止で きる。さらに、加圧動作時には、ランド 50の頂上部力も側方に水を押出すので、水が ランド上部に捕捉されることはない。

[0039] 次に、図 9を参照して、本発明によるシユープレスロール 30の実施形態について説 明する。図 9は、シユープレスロールの幅方向断面を示す図である。シユープレスロー ル 30は、加圧手段としての加圧シユー 3をプレスベルト 2で覆い、プレスベルト 2を外 筒としてロール状に組み立てられている。プレスベルト 2は、前述の各実施形態で説 明したような排水溝およびランドを有しているが、図 9ではそれらの図示を省略してい る。

[0040] 加圧シユー 3は、支持軸 31上で油圧シリンダ 32によって支持されており、上方向に プレスベルト 2を押し付けることができる。支持軸 31の両端部上には、端部ディスク 3 3がベアリング 34を介して回転自在に支持されている。プレスベルト 2の端縁は、端部 ディスク 33の外周 36上で半径方向内側に折り曲げられている。プレスベルト 2端縁 の折り曲げ部は、端部ディスク 33の外周部と、リング状の固定プレート 35とに挟まれ 、ボルト等で締め付けられて固定されている。プレスベルト 2と加圧シユー 3との間に は潤滑油が供給される。このようにして、端部ディスク 33に固定されたプレスベルト 2 は、加圧シユー 3の上を滑りながら回転することができる。

[0041] 以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明した力 この発明は、図示した実 施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範 囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形をカ卩えることが 可能である。

産業上の利用可能性

[0042] 本発明によるプレスベルトは、搾水性能および排水性能に優れ、さらに紙に対して なだらかな圧力分布を与えることによって溝マークの発生を抑制するものである。した がって、特に製紙工業において、プレス対象物を加圧処理するために用いられるプ レスベルトおよびシユープレスロールに有利に適用され得る。

Claims

請求の範囲

[1] 回転走行するエンドレス形状のプレスベルトと、前記プレスベルトの周内部および Z または周外部に位置する加圧手段とを備えたプレス装置におけるプレスベルトであつ て、

ベルト走行方向に沿って延びる多数の排水溝と、

隣接する排水溝間に位置しベルト走行方向に沿って延びる多数のランドとを有し、 前記ランドは、ベルト幅方向に沿う横断面形状において、その上面部が全体的に 曲面凸状に形成されている、プレスベルト。

[2] 前記ランドの横断面形状は、上方に凸の放物線形状である、請求項 1に記載のプレ スベルト。

[3] 前記ランドの両側壁面は、上方に行くほど幅が小さくなる、テーパー形状である、請求 項 1または 2に記載のプレスベルト。

[4] 前記ランドの上面部は、ベルト幅方向に沿う横断面形状において、その頂部に直線 部を含み、

前記直線部の幅を sとし、ランドの幅を Wとしたとき、 s/W< 0. 5である、請求項 1に

[5] エンドレス形状のプレスベルトからなる外筒と、前記外筒の周内部に位置する加圧手 段としての加圧シユーとを備えたシユープレスロールであって、

前記外筒は、請求項 1一 4のいずれかに記載のプレスベルトである、シユープレス口 一ノレ。