WO2012029693A1 - プレスベルト及びシュープレスロール並びにプレスベルトの製造方法 - Google Patents

プレスベルト及びシュープレスロール並びにプレスベルトの製造方法 Download PDF

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村上　哲也
博之 安川
疋田　孝寿
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ヤマウチ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a press belt and a shoe press roll used for pressurizing an object to be pressed in various industries such as paper industry, magnetic recording medium manufacturing industry, and textile industry.
  • the shoe press is briefly explained by taking the paper industry as an example.
  • a press roll as an external pressurizing means located outside the circumference of the press belt and a press shoe as an internal pressurizing means located inside the circumference of the press belt.
  • the surface pressure is applied to the object to be pressed (wet paper) placed on the outer peripheral surface of the press belt via the press belt to perform a pressurizing process (dehydration process).
  • a roll press that performs press with two rolls applies a linear pressure to the object to be pressed, whereas a shoe press applies a surface pressure to the object to be pressed by using a pressure shoe having a predetermined width in the running direction. be able to. For this reason, when the dehydration press is performed by a shoe press, there is an advantage that the nip width can be increased and the dewatering efficiency can be increased.
  • the pressing object such as a calendar process performed to smooth the surface of the pressing object and impart gloss
  • a shoe press may be performed instead of the roll press or in combination with the roll press.
  • Typical required properties for press belts include strength, wear resistance, flexibility and impermeability to water, oil, gas and the like.
  • a polyurethane obtained by reacting a urethane prepolymer and a curing agent is generally used for a press belt as a material having these characteristics.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-97806
  • This press belt is positioned corresponding to both end portions in the width direction of the pressurizing means and has a thickness corresponding to both ends corresponding to the small thickness, and a thickness larger than the thickness corresponding to both ends corresponding regions positioned between the both end corresponding regions. And having a central region.
  • the stress corresponding to the longitudinal and width directions acts on the end belt corresponding region of the press belt, resulting in torsional stress.
  • the improved press belt described above the flexibility of this region is increased by reducing the thickness of the region corresponding to both ends. Therefore, when a torsional stress is applied to both end corresponding regions, the both end corresponding regions absorb the torsional stress due to the bending deformation, and thus the generation of cracks can be effectively suppressed.
  • the press belt disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-97806 has achieved certain results such as being able to delay the occurrence of cracks, but further improvement is desired.
  • the press belt is usually subjected to wet polishing with a grindstone as the final surface finish after molding. Also in the press belt disclosed in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-97806, the surface of the central region with a large thickness and the surface of the region corresponding to both ends with a small thickness are finally finished by wet polishing using a grindstone. .
  • the inventor of the present application examined the occurrence of cracks after use in a press belt having a shape disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-97806. As a result, it has been found that in many cases, the starting point of cracks is deep scratches or scratches extending in the circumferential direction (belt running direction) generated by polishing using a grindstone. It was also recognized that the cracks were concentrated in the areas corresponding to both end portions with a small thickness.
  • An object of the present invention is to provide a press belt having more durability by eliminating polishing scratches and scratches on the surface of both end corresponding areas in addition to reducing the thickness of the end corresponding areas of the press belt. It is.
  • the press belt of the present invention is used in a press apparatus including an endless press belt that rotates and pressurizing means positioned inside and / or outside the circumference of the press belt. It includes both end corresponding regions located corresponding to both ends in the width direction of the means and a central region located between both end corresponding regions. A step is formed between the outer peripheral surface of the both end corresponding region and the outer peripheral surface of the central region so that the thickness of the both end corresponding region is smaller than the thickness of the central region. A characteristic point is that the outer peripheral surface of the both end corresponding region is finished so that the depth of the processing flaw becomes 10 ⁇ m or less.
  • the height difference measured in the range of the measurement field of view of the scanning laser microscope is defined as the depth of the processing flaw. When the depth of the processing flaw was 10 ⁇ m or less, good breaking strength was shown, and good results were also shown in the bending test.
  • a plurality of drain grooves extending along the belt running direction are formed on the outer peripheral surface of the central region of the press belt.
  • no drainage groove is formed on the outer peripheral surface of the both end corresponding region. The reason for this is that the bottom end of the drainage groove may become a starting point of cracking, and therefore it is preferable not to provide the drainage groove in the region corresponding to both ends where cracks are likely to occur.
  • the shoe press roll according to the present invention includes an outer cylinder made of an endless press belt having the above-described features, and a pressure shoe as pressure means located inside the outer circumference of the outer cylinder.
  • the manufacturing method of the press belt according to the present invention forms a step between the outer peripheral surface of the both end corresponding region and the outer peripheral surface of the central region so that the thickness of the both end corresponding region is smaller than the thickness of the central region. And a step of finishing the outer peripheral surface of the both-end corresponding region so that the depth of the processing flaw is 10 ⁇ m or less after the step is formed.
  • the finishing process may be a cutting process using a cutting tool, or a buffing process using a buff made of cloth or leather.
  • both cutting and buffing may be performed.
  • it may be precision processing by dry polishing or film polishing.
  • buffing after cutting may be considered.
  • the processing for reducing the thickness of the both end corresponding regions may be polishing with a grindstone or cutting using a cutting tool.
  • the terms “traveling direction” and “width direction” used in this specification refer to the traveling direction and the width direction of the press object, respectively, unless otherwise specified.
  • the object to be pressed is a band-shaped material such as a wet paper, a magnetic tape, and a fabric, and is not particularly limited.
  • the pressurizing means is a press roll or a pressure shoe.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the cross section of the running direction of the shoe press apparatus used at the press process of a paper machine. It is principal part sectional drawing which shows the width direction cross section of the pressurization dehydration part P in FIG. It is an illustration sectional view showing the press belt concerning one embodiment of the present invention. It is a figure which shows the cross section of the width direction of the shoe press roll which concerns on one Embodiment of this invention. It is a perspective view which shows a ring cutting tool. It is a figure which shows the state which is cutting the surface of a press belt with a ring bit.
  • FIG. 1 is a diagram showing a cross section in a running direction of a shoe press device used in a press process of a paper machine.
  • the shoe press apparatus includes a press roll as the pressurizing unit 1, a press belt 2 facing the press roll 1, and a press shoe as the pressurizing unit 3 located inside the periphery of the press belt 2.
  • the pressure shoe 3 is covered with a press belt 2, and the press belt 2 is assembled in a roll shape with an outer cylinder to constitute a shoe press roll 30, but the press belt 2 is in a roll shape. It can be used as it is without being assembled.
  • the size of this type of press belt 2 is generally 2 to 15 m in width, 1 to 30 m in circumferential length, and 2 to 10 mm in thickness.
  • the press roll 1 is located outside the circumference of the press belt 2 and functions as one pressing means.
  • the pressure shoe 3 is located inside the circumference of the press belt 2 and functions as the other pressure means. Between the press belt 2 and the press roll 1, a wet paper 5 as a press object is passed over the felt 4. The outer peripheral surface of the press belt 2 and the felt 4 are in direct contact.
  • Lubricating oil is supplied between the press belt 2 and the pressure shoe 3, and the press belt 2 can slide on the pressure shoe 3.
  • the press roll 1 is driven to rotate, and the press belt 2 is driven to rotate while sliding on the pressure shoe 3 by frictional force with the traveling felt 4.
  • the pressure shoe 3 is pressed from the inner periphery of the press belt 2 toward the press roll 1, and the wet paper 5 is pressed and dehydrated by this pressing force.
  • the surface of the pressure shoe 3 has a concave shape corresponding to the surface of the press roll 1. For this reason, between the press roll 1 and the press belt 2, the pressurization dehydration part P with the wide width
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing a cross section in the width direction of the pressure dehydrating part P in FIG.
  • the press roll 1 and the pressure shoe 3 have a certain length in the width direction.
  • the press belt 2 includes a central area A, both end corresponding areas B, and an endmost area C.
  • the both end corresponding region B is a region corresponding to a part including both end portions 7 of the pressing surface 6 of the press roll 1 and both ends 9 of the pressing surface 8 of the pressing shoe 3.
  • the width of the pressure shoe 3 is generally equal to the width of the press roll 1 or smaller than the width of the press roll 1.
  • the both-end corresponding region B is a region corresponding to a portion including both end portions 9 of the pressure surface 8 of the pressure shoe 3.
  • the outermost region C is located outside the both-end corresponding region B.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the press belt 2.
  • the press belt 2 is positioned on the outer peripheral surface side of the reinforcing layer 10 and the reinforcing base material of the reinforcing layer 10 is impregnated in the reinforcing layer 10 in which the elastic material is impregnated in the endless reinforcing base material.
  • the press belt may be formed only with resin without having the reinforcing layer.
  • the reinforcing base material constituting the reinforcing layer 10 a woven fabric made of organic fibers such as polyamide and polyester is used.
  • the entire belt 2 is integrally formed of an elastic material such as thermosetting polyurethane, and has a structure in which a reinforcing base material is embedded in the belt 2.
  • a large number of drainage grooves 13 extending along the running direction of the belt appear on the outer peripheral surface of the upper elastic layer 11 located in the central region A.
  • the drainage groove 13 extends in a spiral shape over the entire width direction of the press belt 2.
  • no drainage groove is formed on the outer peripheral surface of the upper elastic layer 11 located in the both end corresponding region B and the outermost region C.
  • the thickness of the endmost region C is the same as the thickness of the both end corresponding region B.
  • the thickness of the endmost region C is the same as the thickness of the central region A. May be.
  • the press belt 2 generally has a width dimension of 2 to 15 m, a circumferential length of 1 to 30 m, and a thickness of 2 to 10 mm.
  • the width dimension of the both end corresponding region B is about 5 to 20 cm including the portion corresponding to the end 9 of the pressing surface 8 of the pressing shoe 3, and the upper elastic layer 11 has a thickness of 1
  • the depth d1 of the bottom end of the drain groove 13 is about 0.5 to 1.5 mm, and the height of the step is about 1.2 to 3 mm.
  • the width of the drainage groove 13 is about 0.6 to 1.2 mm, and the width of the land portion located between the adjacent drainage grooves 13 is about 0.9 to 3.6 mm.
  • the outer peripheral surface of the both end corresponding region B of the press belt 2 is finished so that the depth of the processing flaw is 10 ⁇ m or less. It is more preferable that the finishing process is performed so that the depth of the processing scratch is 5 ⁇ m or less.
  • the processing scratch is a sharp scratch generated during processing such as surface polishing, and usually appears as a scratch longer in the length direction than in the width.
  • the finishing process is preferably performed by cutting or buffing.
  • both-end corresponding region B As a processing method for reducing the thickness of the both-end corresponding region B, a polishing process using a grindstone or a cutting process using a cutting tool may be used. In the illustrated embodiment, both end corresponding regions B and the endmost region C are processed simultaneously to reduce the thickness of these regions.
  • the region to be surface-finished is the region B corresponding to both ends of the press belt 2, but the center region A and the end region C may be similarly finished.
  • the above-described finishing is performed until the depth of the processing flaw on the outer peripheral surface of the both end corresponding region B becomes 10 ⁇ m or less.
  • the scanning laser microscope used by the present inventor is SLM700 manufactured by Lasertec Corporation.
  • the bending stress or the torsional stress repeatedly acts on the both end corresponding region B of the press belt 2, according to the embodiment of the present invention, the occurrence of cracks in the both end corresponding region B is effective for the following reason. Can be suppressed.
  • the thickness of the both end corresponding region B is reduced to form a step between the outer peripheral surface of the central region A and the outer peripheral surface of the both end corresponding region B, the both end corresponding region B In addition to avoiding excessive stress concentration on the two ends, it is possible to increase the flexibility of the region B corresponding to both ends.
  • the outer peripheral surface of the press belt 2 located in the both end corresponding region B has a depth of processing scratches by cutting using a sharp cutting tool or buffing using a soft cloth or leather. Since it is finished so as to have a thickness of 10 ⁇ m or less, there is no deep and sharp processing flaw that becomes a starting point of cracks in the region B corresponding to both ends.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the shoe press roll in the width direction.
  • the shoe press roll 30 is assembled in a roll shape by covering the press shoe 3 as press means with the press belt 2 and using the press belt 2 as an outer cylinder.
  • the pressure shoe 3 is supported on a support shaft 31 by a hydraulic cylinder 32 and can press the press belt 2 upward.
  • End disks 33 are rotatably supported on both ends of the support shaft 31 via bearings 34.
  • the edge of the press belt 2 is bent radially inward on the outer periphery 36 of the end disk 33.
  • the bent portion of the end edge of the press belt 2 is sandwiched between the outer peripheral portion of the end disk 33 and the ring-shaped fixing plate 35 and is fastened and fixed with bolts or the like.
  • Lubricating oil is supplied between the press belt 2 and the pressure shoe 3. In this way, the press belt 2 fixed to the end disk 33 can rotate while sliding on the pressure shoe 3.
  • the cutting for finishing the outer peripheral surface of the region B corresponding to both ends of the press belt 2 is preferably performed using a ring-shaped ring cutting tool 40 as shown in FIG.
  • the diameter of the ring cutting tool 40 to be used is about 5 mm to 100 mm, preferably 10 mm to 50 mm.
  • the rake angle of the ring cutting tool 40 is 5 to 45 °, preferably 10 to 30 °.
  • carbide or high speed steel can be used as the material of the ring bit 40, the carbide can be expected to have a longer life.
  • FIG. 6 schematically shows a state in which the outer peripheral surface of the rotating press belt 2 is cut by the ring cutting tool 40. With the ring cutting tool 40, the machining allowance in the width direction is relatively large, so that the machining time can be shortened and the sharpness of the blade can be continued for a long time.
  • Buffing is a processing method in which the surface of the press belt is polished by applying an abrasive to a buff made of cloth or leather, and the surface after buffing becomes a pear surface. If the press belt is polished with a grindstone and then buffed to a thickness of about 0.2 mm, scratches and scratches generated by the polishing process disappear, and the crack starting point disappears.
  • FIG. 7 is a photograph showing a situation in which cracks are generated on the surface of the upper elastic layer (thermosetting polyurethane) in the region corresponding to both ends of the press belt after use.
  • the finishing process of the surface of the upper elastic layer in the both end corresponding regions was a wet polishing process using a grindstone.
  • Both the part shown by (a) and the part shown by (b) had cracks that originated from deep and sharp polishing scratches.
  • FIG. 8 is a photograph showing a state after the surface of the upper elastic layer (thermosetting polyurethane) of the press belt is wet-polished using a grindstone as in the conventional case.
  • Data measured using a scanning laser microscope (SLM700) manufactured by Lasertec Corporation were as follows. Magnification: 20 times Measurement field of view: 0.65 mm x 0.65 mm * Maximum height difference of processed scratches: 20.860 ⁇ m (depth of processed scratches is 20 ⁇ m) Plane distance: 77.250 ⁇ m Spatial distance: 80.17 ⁇ m Angle: -15.111 deg
  • the altitude difference depth of processing flaw
  • FIG. 9 is a photograph showing a state after cutting the surface of the upper elastic layer (thermosetting polyurethane) of the press belt using a ring bite.
  • Data measured using a scanning laser microscope (SLM700) manufactured by Lasertec Corporation were as follows. Magnification: 20x Measurement field of view: 0.65mm x 1.30mm * Maximum height difference of processed scratches: 4.745 ⁇ m (depth of processed scratches is 5 ⁇ m) Plane distance: 25.500 ⁇ m Spatial distance: 25.938 ⁇ m Angle: -10.541 deg
  • FIG. 10 is a photograph showing a state after the surface of the upper elastic layer (thermosetting polyurethane) of the press belt is finished by buffing. The height difference (scratch depth) measured using a scanning laser microscope (SLM700) manufactured by Lasertec Corporation was several ⁇ m.
  • Dematcher type bending test Dematcher-type bending tests were performed on six types of samples with different finishing methods on the upper elastic layer surface. Three samples were wet-polished with a grindstone, and the depth of the processing flaws of each sample was 20 ⁇ m, 40 ⁇ m, and 100 ⁇ m. One sample was cut using a ring bite, and the depth of the processing flaw was 5 ⁇ m. Two samples were buffed, and the depth of each processing flaw was 2 ⁇ m and 10 ⁇ m.
  • the used dematcher bending tester is the one shown in FIG. 1 of JIS K6260. However, the test piece is not as defined in JIS, and a rectangular sheet is cut out from the area corresponding to both ends of the actual press belt. . The structure and dimensions of the test piece are as follows.

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Abstract

　プレスベルト（２）は、プレスロール（１）または加圧シュー（３）の幅方向における両端部に対応して位置する両端部対応領域Ｂの厚みが中央領域Ａの厚みよりも小さくなるように、両端部対応領域の外周面と中央領域の外周面との間に段差が形成される。両端部対応領域Ｂの外周面は、加工傷の深さが１０μｍ以下となるように仕上げ加工されている。

Description

プレスベルト及びシュープレスロール並びにプレスベルトの製造方法
　この発明は、製紙工業、磁気記録媒体製造工業、繊維工業等の各種工業において、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ュープレスロールに関するものである。
　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いる。ここでいう加圧部材とは、プレスロールや加圧シューなどである。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ュープレスを挙げることができる。
　シュープレスとは、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ューとの間で、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、シュープレスでは走行方向に所定の幅を持つ加圧シューを用いることにより、プレス対象物に面圧力を加えることができる。このため、シュープレスによって脱水プレスを行なった場合、ニ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。
　シュ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（特許文献１）に開示されるように、内部加圧手段としての加圧シューを、可撓性のある筒状のプレスベルト（プレスジャケット）で覆い、ロール状に組み立てたシュープレスロールが普及している。
　上記のような脱水工程の他にも、例えば製紙工業、磁気記録媒体製造工業、繊維工業等において、プレス対象物の表面を平滑化し、光沢を付与するために行なわれるカレンダー工程等、プレス対象物の品質を向上させるために、ロールプレスに代えて、あるいはロールプレスと併用して、シュープレスが行なわれる場合がある。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、ウレタンプレポ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いる。しかし、プレスベルト、特にシュープレス用ベルトには、過酷な屈曲や加圧が繰り返されるため、外周面にクラックの発生しやすいことが耐久性の点で大きな問題となっている。特にシュー等の加圧手段の端部では加圧が開放される変曲点にもなっていて、この部分に位置するプレスベルト部分に屈曲や応力が集中し易く、クラックの発生し易い場所となっている。
　本願出願人は、上記の問題点に着目し、特開２００５－９７８０６号公報（特許文献２）において、形状を工夫したプレスベルトを提案した。このプレスベルトは、加圧手段の幅方向における両端部に対応して位置し厚みが小さい両端部対応領域と、両端部対応領域の間に位置しこの両端部対応領域の厚みよりも大きな厚みを有する中央領域とを含む。プレスベルトの両端部対応領域には、使用時に縦および幅方向に向く応力が作用し、結果的にねじり応力が作用する。上記の改良されたプレスベルトによれば、両端部対応領域の厚みを小さくすることにより、この領域の可撓性が高まっている。従って、両端部対応領域にねじり応力が作用した場合に、両端部対応領域は撓み変形によってねじり応力を吸収するので、クラックの発生を効果的に抑制し得る。
特開昭６１－１７９３５９号公報 特開２００５－９７８０６号公報
　特開２００５－９７８０６号公報に開示されたプレスベルトでは、クラックの発生を遅らせることができるなど、一定の成果を上げているが、更なる改良が望まれる。
　均一な厚み精度を得るために、プレスベルトは、通常、成形後の最終表面仕上げとして、砥石による湿式研磨加工が施される。上記の特開２００５－９７８０６号公報に開示されたプレスベルトにおいても、厚みの大きい中央領域の表面および厚みの小さい両端部対応領域の表面が、最終的に砥石による湿式研磨加工によって仕上げられている。
　本願発明者は、特開２００５－９７８０６号公報に開示された形状のプレスベルトにおける使用後のクラックの発生状況を調べた。その結果、多くの場合、クラックの発生起点が、砥石を用いた研磨加工によって発生した周方向（ベルト走行方向）に延びる深い研磨傷や、スクラッチであることがわかった。このクラックは、厚みの小さい両端部対応領域に集中的に発生していることも認められた。
　この発明の目的は、プレスベルトの両端部対応領域の厚みを減ずることに加えて、両端部対応領域の表面の研磨傷やスクラッチを無くすことによって、より耐久性に優れたプレスベルトを提供することである。
　本発明のプレスベルトは、回転走行するエンドレス形状のプレスベルトと、プレスベルトの周内部及び／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使用されるものであって、加圧手段の幅方向両端部に対応して位置する両端部対応領域と、両端部対応領域の間に位置する中央領域とを含む。両端部対応領域の厚みが中央領域の厚みよりも小さくなるように、両端部対応領域の外周面と中央領域の外周面との間に段差が形成されている。特徴的な点は、両端部対応領域の外周面が、加工傷の深さが１０μｍ以下となるように仕上げ加工されていることである。本発明では、走査型レーザー顕微鏡の測定視野の範囲で測定した高度差を加工傷の深さと定義する。加工傷の深さが１０μｍ以下であれば、良好な破断強度を示し、屈曲試験においても良好な結果を示した。
　砥石による湿式研磨加工の場合には、プレスベルトの表面の所々に深くて鋭利な研磨傷が発生する。一方、鋭利な切削工具を用いた切削加工や、軟らかい素材（布、皮等）を用いたバフ加工であれば、プレスベルト表面に深い加工傷は発生し難い。そこで、本発明では、好ましくはクラックが発生し易い厚みの小さい両端部対応領域の表面を切削加工および／またはバフ加工によって仕上げ加工することによって、クラックの発生起点となる深くて鋭利な加工傷を無くすようにしている。なお、切削加工やバフ加工以外に、乾式研磨加工やフィルム研磨による精密加工によっても加工傷の深さを１０μｍ以下とすることが可能である。
　両端部対応領域の表面を砥石で研磨加工した後に、切削加工またはバフ加工してもよい。研磨加工後に深くて鋭利な研磨傷が発生したとしても、その研磨傷の深さに達する程度までの切削加工およびバフ加工をすれば良い。
　切削加工は、好ましくは、リング形状のバイトを用いて行なう。リング形状のバイトであれば、幅方向の削り代が比較的大きいので加工時間を短縮でき、刃の切れ味も長続きさせることができる。
　好ましい実施形態では、プレスベルトは、補強層と上部弾性層とを備える。この場合、上部弾性層の外周面が前述の段差形状を有している。
　好ましい実施形態では、プレスベルトの中央領域の外周面にはベルト走行方向に沿って延びる多数の排水溝が形成されている。しかしながら、両端部対応領域の外周面には排水溝が形成されていない。その理由は、排水溝の底端はクラックの発生起点となるおそれがあるので、クラックが発生し易い両端部対応領域には排水溝を設けない方が好ましいからである。
　本発明に従ったシュープレスロールは、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ューとを備える。
　本発明に従ったプレスベルトの製造方法は、両端部対応領域の厚みが中央領域の厚みよりも小さくなるように、両端部対応領域の外周面と中央領域の外周面との間に段差を形成する工程と、段差を形成した後に、両端部対応領域の外周面を、加工傷の深さが１０μｍ以下となるように仕上げ加工する工程とを備える。
　上記方法によれば、両端部対応領域の表面に深くて鋭利な加工傷が残らないようになる。仕上げ加工としては、切削工具を用いた切削加工であっても良いし、布や皮等からなるバフを用いたバフ加工であっても良い。あるいは、切削加工およびバフ加工の両者を行っても良い。また、乾式研磨加工やフィルム研磨による精密加工であってもよい。例えば、切削加工後にバフ加工をすることも考えられる。両端部対応領域の厚みを減ずるための加工としては、砥石による研磨加工であっても良いし、切削工具を用いた切削加工であってもよい。
　なお、本明細書において使用する「走行方向」および「幅方向」という用語は、特記がない限り、それぞれプレス対象物の走行方向および幅方向を指すものとする。また、プレス対象物は、湿紙、磁気テープ、織物などの帯状材料であって特に限定はない。また、加圧手段は、プレスロールや加圧シューなどである。
抄紙機のプレス工程で用いられるシュープレス装置の走行方向断面を示す図である。 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。 本発明の一実施形態に係るプレスベルトを示す図解的断面図である。 本発明の一実施形態に係るシュープレスロールの幅方向断面を示す図である。 リングバイトを示す斜視図である。 リングバイトによってプレスベルトの表面を切削加工している状態を図解的に示す図である。 使用後のプレスベルトの両端部対応領域の上部弾性層の表面にクラックが発生している状況を示す写真である。 プレスベルトの上部弾性層の表面を湿式研磨加工した後の状態を示す写真である。 プレスベルトの上部弾性層の表面を切削加工した後の状態を示す写真である。 プレスベルトの上部弾性層の表面をバフ加工した後の状態を示す写真である。 デマッチャ式屈曲試験の結果を示す図である。
　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。
　図１は、抄紙機のプレス工程で用いられるシュープレス装置の走行方向断面を示す図である。シュープレス装置は、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としての加圧シューとを備えている。なお、図１の装置においては、加圧シュー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、シュープレスロール３０を構成しているが、プレスベルト２はロール状に組み立てることなく、エンドレスベルトのまま使用することもできる。この種のプレスベルト２のサイズは、一般的には、その幅が２～１５ｍ、周長が１～３０ｍ、厚みが２～１０ｍｍである。
　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。加圧シュー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。
　プレスベルト２と加圧シュー３との間には潤滑油が供給され、プレスベルト２は加圧シュー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ュー３の上を滑りながら従動回転する。
　加圧シュー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。加圧シュー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、走行方向に広い幅を持った加圧脱水部Ｐが形成されている。
　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および加圧シュー３は、幅方向に一定の長さを有している。プレスベルト２は、中央領域Ａと、両端部対応領域Ｂと、最端領域Ｃとを含む。両端部対応領域Ｂは、プレスロール１の加圧面６の両端部７および加圧シュー３の加圧面８の両端部９を含む部位に対応する領域である。加圧シュー３の幅は、図２に示すようにプレスロール１の幅と等しいか、またはプレスロール１の幅よりも小さいのが一般的である。加圧シュー３の幅がプレスロール１の幅よりも小さい場合、両端部対応領域Ｂは、加圧シュー３の加圧面８の両端部９を含む部位に対応する領域である。最端領域Ｃは、両端部対応領域Ｂの外側に位置する。
　図３は、プレスベルト２の一例を示す断面図である。一つの実施形態では、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。他の実施形態として、補強層を有さずに樹脂だけでプレスベルトを形成するものであっても良い。
　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弾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。
　図３に示すように、中央領域Ａに位置する上部弾性層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の幅方向全体に亘ってらせん状に延びている。一方、両端部対応領域Ｂおよび最端領域Ｃに位置する上部弾性層１１の外周面には、排水溝が形成されていない。
　図３に示すように、プレスベルト２の両端部対応領域Ｂの厚みが中央領域Ａの厚みよりも小さくなるように、両端部対応領域Ｂの外周面と中央領域Ａの外周面との間に段差が形成される。図示した実施形態では、最端領域Ｃの厚みが両端部対応領域Ｂの厚みと同じになっているが、他の実施形態として、最端領域Ｃの厚みが中央領域Ａの厚みと同じであっても良い。
　ここで具体的な寸法を例示的に記載する。前述したように、プレスベルト２は、一般的には、その幅寸法が２～１５ｍ、周長が１～３０ｍ、厚みが２～１０ｍｍである。このようなプレスベルト２において、両端部対応領域Ｂの幅寸法は、加圧シュー３の加圧面８の端部９に対応する部分を含んで５～２０ｃｍ程度、上部弾性層１１の厚みは１．２～３ｍｍ程度、排水溝１３の底端の深さｄ１は０．５～１．５ｍｍ程度、段差の高さは１．２～３ｍｍ程度である。また、排水溝１３の溝幅は０．６～１．２ｍｍ程度であり、隣接する排水溝１３間に位置するランド部の幅は０．９～３．６ｍｍ程度である。
　図３に示した実施形態において重要な特徴は、プレスベルト２の両端部対応領域Ｂの外周面が、加工傷の深さが１０μｍ以下となるように仕上げ加工されている点である。加工傷の深さが５μｍ以下となるように仕上げ加工されるのがより好ましい。なお、加工傷とは、表面研磨等の加工時に生じる鋭利な傷のことで、通常は幅よりも長さ方向に長い傷となって現われる。仕上げ加工は、好ましくは切削加工またはバフ加工によって行われる。プレスベルト２を製造するに際しては、まず、両端部対応領域Ｂの厚みが中央領域Ａの厚みよりも小さくなるように、両端部対応領域Ｂの外周面と中央領域Ａの外周面との間に段差を形成する。両端部対応領域Ｂの厚みを減ずる加工法としては、砥石を用いた研磨加工であっても良いし、切削工具を用いた切削加工であってもよい。図示した実施形態では、両端部対応領域Ｂおよび最端領域Ｃを同時に加工してそれらの領域の厚みを減じている。表面仕上げ加工すべき領域はプレスベルト２の両端部対応領域Ｂであるが、中央領域Ａおよび最端領域Ｃについても同様に仕上げ加工しても良い。
　走査型レーザー顕微鏡の測定視野の範囲で測定した高度差を加工傷の深さと定義すると、上記の仕上げ加工は、両端部対応領域Ｂの外周面の加工傷の深さが１０μｍ以下となるまで行なう。本願発明者が使用した走査型レーザー顕微鏡は、レーザーテック株式会社製のＳＬＭ７００である。
　プレスベルト２の両端部対応領域Ｂには屈曲応力またはねじり応力が繰り返して作用するが、本発明の実施形態によれば、以下の理由により、両端部対応領域Ｂでのクラックの発生を効果的に抑制することができる。先ず第１に、両端部対応領域Ｂの厚みを小さくして中央領域Ａの外周面と両端部対応領域Ｂの外周面との間に段差を形成するようにしているので、両端部対応領域Ｂへの過大な応力の集中を避けるとともに、両端部対応領域Ｂの可撓性を高めることができる。したがって、両端部対応領域Ｂにねじり応力や屈曲応力等が作用しても、撓み変形によってそのねじり応力等をある程度吸収できるので、クラックの発生を抑制し得る。
　第２に、両端部対応領域Ｂに位置するプレスベルト２の外周面は、鋭利な切削工具を用いた切削加工や、または軟らかい布や皮等を用いたバフ加工等によって加工傷の深さが１０μｍ以下となるように仕上げ加工されているので、両端部対応領域Ｂにクラックの発生起点となるような深くて鋭利な加工傷は残らない。
　次に、図４を参照して、本発明によるシュープレスロール３０の実施形態について説明する。図４は、シュープレスロールの幅方向断面を示す図である。シュープレスロール３０は、加圧手段としての加圧シュー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。
　加圧シュー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３３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と加圧シュー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、加圧シュー３の上を滑りながら回転することができる。
　プレスベルト２の両端部対応領域Ｂの外周面の仕上げ加工のための切削加工は、好ましくは、図５に示したようなリング形状のリングバイト４０を用いて行なう。使用するリングバイト４０の直径は５ｍｍ～１００ｍｍ程度のものであり、好ましくは１０ｍｍ～５０ｍｍの直径である。また、リングバイト４０のすくい角は５～４５°であり、好ましくは１０～３０°である。リングバイト４０の材質としては超硬や高速度鋼を使用することができるが、超硬の方が長寿命を期待できる。図６は、回転するプレスベルト２の外周面をリングバイト４０によって切削加工している状態を図解的に示している。リングバイト４０であれば、幅方向の削り代が比較的大きいので加工時間を短縮でき、刃の切れ味も長続きさせることができる。
　バフ加工は、布や皮等からなるバフに研磨材をつけてプレスベルトの表面を磨く加工法であり、バフ加工後の表面は梨地面となる。プレスベルトを砥石で研磨加工した後に０．２ｍｍ程度の厚み分をバフ加工すれば、研磨加工によって生じた傷やスクラッチが消え、クラックの起点となる部分がなくなる。
　本願発明者は、本発明の効果を確認するために、種々の観察、実験または試験を行なった。以下にその結果を記載する。
　［仕上げ加工後の表面状態の比較］
　図７は、使用後のプレスベルトの両端部対応領域の上部弾性層（熱硬化性ポリウレタン）の表面にクラックが発生している状況を示す写真である。この両端部対応領域の上部弾性層の表面の仕上げ加工は、砥石を用いた湿式研磨加工であった。（ａ）で示す部分および（ｂ）で示す部分の両者とも、深くて鋭利な研磨スクラッチが起点となってクラックが発生していた。
　図８は、プレスベルトの上部弾性層（熱硬化性ポリウレタン）の表面を、従来と同様に、砥石を用いて湿式研磨加工した後の状態を示す写真である。レーザーテック株式会社製の走査型レーザー顕微鏡（ＳＬＭ７００）を用いて計測したデータは、以下の通りであった。
倍率：２０倍
測定視野：０．６５ｍｍ×０．６５ｍｍ
＊最大加工傷部分
高度差：２０．８６０μｍ（加工傷の深さが２０μｍ）
平面距離：７７．２５０μｍ
空間距離：８０．０１７μｍ
角度：－１５．１１１ｄｅｇ
　砥石を用いて研磨加工した場合、測定場所によっては高度差（加工傷の深さ）が４０μｍのもの、１００μｍのものもあった。
　図９は、プレスベルトの上部弾性層（熱硬化性ポリウレタン）の表面を、リングバイトを用いて切削加工した後の状態を示す写真である。レーザーテック株式会社製の走査型レーザー顕微鏡（ＳＬＭ７００）を用いて計測したデータは、以下の通りであった。
倍率：２０倍
測定視野：０．６５ｍｍ×１．３０ｍｍ
＊最大加工傷部分
高度差：４．７４５μｍ（加工傷の深さが５μｍ）
平面距離：２５．５００μｍ
空間距離：２５．９３８μｍ
角度：－１０．５４１ｄｅｇ
　図１０は、プレスベルトの上部弾性層（熱硬化性ポリウレタン）の表面を、バフ加工によって仕上た後の状態を示す写真である。レーザーテック株式会社製の走査型レーザー顕微鏡（ＳＬＭ７００）を用いて計測した高度差（傷深さ）は数μｍであった。
　［デマッチャ式屈曲試験］
　上部弾性層表面の仕上げ加工方法を変えた６種の試料に対して、デマッチャ式屈曲試験を行なった。３個の試料は砥石による湿式研磨加工をしたものであり、それぞれの試料の加工傷の深さは２０μｍ、４０μｍおよび１００μｍであった。１個の試料はリングバイトを用いて切削加工したものであり、加工傷の深さは５μｍであった。２個の試料はバフ加工をしたものであり、それぞれの加工傷の深さは２μｍおよび１０μｍであった。使用したデマッチャ屈曲試験機は、ＪＩＳ　Ｋ６２６０の図１に示されているものであるが、試験片はＪＩＳの規定通りのものではなく、実際のプレスベルトの両端部対応領域から矩形シートを切り抜いた。試験片の構造および寸法は、次の通りである。
　ａ）構造：上部弾性層（表面硬度がＡ９５のポリウレタン）、補強層（基布）、下部弾性層（表面硬度がＡ９０のポリウレタン）の３層構造
　ｂ）寸法：プレスベルトの幅方向の長さが１５０ｍｍ、ベルト走行方向の長さが２０ｍｍ、厚みが４．１ｍｍ
　ｃ）各層の厚み：上部弾性層が０．７ｍｍ、補強層（基布）が２．３ｍｍ、下部弾性層が１．１ｍｍ
　なお、ＪＩＳ　Ｋ６２６０に規定されているような試験片中心部の溝は設けなかった。屈曲試験の結果を図１１に示す。
　加工傷の深さが１００μｍおよび４０μｍである湿式研磨加工後の試料片の場合、２００万回の屈曲でクラックが発生した。加工傷の深さが２０μｍである湿式研磨加工後の試料片の場合、４００万回の屈曲でクラックが発生した。それに対して、リングバイトで切削加工した加工傷の深さ５μｍの試料片の場合、８００万回の屈曲でもクラックが発生しなかった。同様に、バフ加工した加工傷の深さ２μｍおよび１０μｍの試料片の場合、８００万回の屈曲でもクラックが発生しなかった。
　以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示し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加えることが可能である。
　本発明によるプレスベルトは、従来クラックが発生しやすかった両端部対応領域においてクラックが起こりにくいものとなるので、長期に亘って使用することが可能になる。したがって、製紙工業、磁気記録媒体製造工業、繊維工業等の各種工業において、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ュープレスロールに有利に適用され得る。
　１　プレスロール、２　プレスベルト、３　加圧シュー、４　フェルト、５　湿紙、６
　加圧面、７　両端部、８　加圧面、９　両端部、１０　補強層、１１　上部弾性層、１２　下部弾性層、１３　排水溝、３０　シュープレスロール、３１　支持軸、３２　油圧シリンダ、３３　端部ディスク、３４　ベアリング、３５　固定プレート、３６　外周、４０　リングバイト、Ａ　中央領域、Ｂ　両端部対応領域、Ｃ　最端領域。

Claims (8)

  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及び／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使用されるプレスベルトであって、
    　前記加圧手段の幅方向両端部に対応して位置する両端部対応領域と、前記両端部対応領域の間に位置する中央領域とを含み、
    　前記両端部対応領域の厚みが前記中央領域の厚みよりも小さくなるように、両端部対応領域の外周面と中央領域の外周面との間に段差が形成され、
    　前記両端部対応領域の外周面は、加工傷の深さが１０μｍ以下となるように仕上げ加工されている、プレスベルト。
  2. 　前記仕上げ加工は、切削加工およびバフ加工のうちの少なくともいずれか一方によって行なわれている、請求項１に記載のプレスベルト。
  3. 　前記切削加工は、リング形状のバイトを用いて行なわれている、請求項１に記載のプレスベルト。
  4. 　補強層と上部弾性層とを備え、
    　前記上部弾性層の外周面が前記段差形状を有している、請求項１に記載のプレスベルト。
  5. 　前記中央領域の外周面にはベルト走行方向に沿って延びる多数の排水溝が形成され、前記両端部対応領域の外周面には排水溝が形成されていない、請求項１に記載のプレスベルト。
  6. 　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ューとを備えたシュープレスロールであって、
    　前記外筒は、請求項１に記載のプレスベルトである、シュープレスロール。
  7. 　プレス装置の加圧手段の幅方向両端部に対応して位置する両端部対応領域と、前記両端部対応領域の間に位置する中央領域とを含むプレスベルトの製造方法であって、
    　前記両端部対応領域の厚みが前記中央領域の厚みよりも小さくなるように、両端部対応領域の外周面と中央領域の外周面との間に段差を形成する工程と、
    　前記段差を形成した後に、前記両端部対応領域の外周面を、加工傷の深さが１０μｍ以下となるように仕上げ加工する工程とを備える、プレスベルトの製造方法。
  8. 　前記仕上げ加工は、切削加工およびバフ加工のうちの少なくともいずれか一方によって行なう、請求項７に記載のプレスベルトの製造方法。
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