壓榨帶及靴式壓榨輥的製作方法

2023-05-31 10:02:46 1

專利名稱：壓榨帶及靴式壓榨輥的製作方法
技術領域：
本發明涉及在造紙工業、磁記錄媒體製造工業、纖維工業等的各種工業中，用 於對壓榨對象物進行加壓處理的壓榨帶及靴式壓榨輥。
背景技術：
各種工業中，均使用了如下壓帶機，即在壓榨帶上放置帶狀的壓榨對象物， 在位於壓榨帶內周部的一側的加壓部件和位於壓榨帶外周部的另一側的加壓部件之間， 對壓榨對象物進行加壓處理。這裡所謂加壓部件，是指壓榨輥或加壓靴等。作為壓帶機 的一個例子，可舉出造紙工業中的作為脫水壓榨的靴式壓榨。所謂靴式壓榨(shoe press)，以造紙工業為例進行簡要說明的話，是指在位於壓 榨帶外周部的作為外部加壓單元的壓榨輥、和位於壓榨帶內周部的作為內部加壓單元的 加壓靴之間，隔著壓榨帶對放置在壓榨帶外周面上的壓榨對象物(溼紙)施加面壓力，而 進行加壓處理(脫水處理)的方法。以兩個輥子進行壓榨的輥式壓榨是對壓榨對象物施加 線壓力，與此相對，靴式壓榨中是可通過使用在移動方向上具有規定寬度的加壓靴，來 對壓榨對象物施加面壓力。因此，在通過靴式壓榨進行脫水時，具有可增加夾持寬度， 可提高脫水效率的優點。為了使靴式壓榨實現緊湊化，如JP特開昭61-179359號公報中所揭示的那樣， 普及了如下靴式壓榨輥，即用具有柔性的筒狀壓榨帶(壓榨套；press jacket)來覆蓋作 為內部加壓單元的加壓靴，並組裝成輥子狀。除了上述脫水工程，例如，在造紙工業、磁記錄媒體製造工業、纖維工業等 中，為使壓榨對象物的表面平滑化，並使其具有光澤而進行的砑光工序等，也有為了提 高壓榨對象物的品質，而取代輥式壓榨或與輥式壓榨並用來進行靴式壓榨的情況。作為 對壓榨帶的一般要求的特性，可以舉出強度、耐磨損性、柔性及對於水、油、氣體等的 非滲透性。壓榨帶中，作為具有這些各性能的材料，一般使用由氨基甲酸酯預聚合物和 硬化劑反應得到的聚氨酯。但是，就壓榨帶、特別是靴式壓榨用帶而言，由於要重複強 烈的彎曲及加壓，因此，在外周面上容易發生斷裂，這對持久性上而言成為重大問題。作為解決上述問題的方法，在JP特開平10-298893號公報中，公開了一種靴 式壓榨用帶，其通過按以下方式變化構成帶的樹脂的硬度，即提高寬度方向的中央區 硬度，且降低包括靴的邊緣對應部位在內的兩邊緣區硬度，從而改善耐磨損性和耐斷裂 性。此時，認為具有可在中央區維持耐磨損性及耐加壓變形性，而在兩邊緣區難以發生 斷裂的效果。斷裂容易集中發生在與壓榨輥或加壓靴等加壓單元的寬度方向兩端部相對應的 兩端部對應區內。在位於兩端部對應區之間且作為壓榨對象物的加壓處理面的中央區， 則不要求非常嚴密的耐斷裂性，與此相比更應該重視耐磨損性及耐加壓變形性。專利文獻2是基於這種思想而成的發明，為了通過硬度的變化而同時滿足耐磨 損性和耐斷裂性，需要將中央區和兩邊緣部的硬度變化擴大到某種程度。如果聚氨酯的硬度不同的話，則成形時的收縮力也不同。因此，對擴大了寬度方向上中央區和兩邊緣 區的硬度變化的帶而言，其圓柱度惡化，存在在移動性上會帶來障礙的可能。作為其它在先技術文獻，也有如下發明，即通過對壓榨帶的形狀、構造加 以改良，或對排水槽(榨水槽)的深度加以變化，從而抑制在與加壓單元的寬度方向 兩端部相對應的兩端部對應區內發生斷裂。例如，在JP特開2002-180393號公報中， 增大了與加壓單元的寬度方向兩端部對應的位置上的壓榨帶的中間層厚度。在JP特開 2002-327389號公報中，使與加壓單元的寬度方向兩端部對應的位置上的排水槽底部，靠 近中間層即加強層。在美國專利第5,943,951號公報中，通過逐漸改變壓榨帶的寬度方向 兩端部的厚度，來提高柔性。在美國專利第6,030,503號公報中，在壓榨帶的寬度方向兩 端部設置有與槽不同的多個凹部。在JP特開平11-12975號公報中，減小了壓榨帶的寬 度方向兩端部排水槽的深度。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種壓榨帶，其通過與上述在先技術相比更簡單的構 造，來對發生在與壓榨輥及加壓靴等加壓部件寬度方向上的兩端部對應位置即兩端部對 應區的斷裂，進行有效的抑制。本發明的其它目的在於，提供一種將上述壓榨帶作為外筒使用的靴式壓榨輥。本發明的壓榨帶為環狀且旋轉移動，且用於在該壓榨帶的外周面側放置壓榨對 象物，並通過位於該壓榨帶的內周部及/或外周部上的具有規定寬度的加壓單元，來對 壓榨對象物進行加壓處理的方法。壓榨帶包括兩端部對應區，其位於與加壓單元寬度 方向上的兩端部對應的位置，且厚度小；中央區，其位於兩端部對應區之間，且具有大 於該兩端部對應區厚度的厚度。在壓榨帶的兩端部對應區中，在使用時，產生縱向及橫向的應力，其結果產生 扭曲應力。根據上述構造的本發明，通過減小兩端部對應區的厚度，提高了該區域的柔 性。因此，在兩端部對應區內扭曲應力作用時，兩端部對應區通過扭曲變形來吸收扭曲 應力，從而可以有效抑制斷裂的發生。再者，本說明書中使用的「移動方向」及「寬度方向」等用語，如果沒有特別 標記，則分別指壓榨對象物的移動方向及寬度方向。並且，壓榨對象物為溼紙、磁帶、 紡織品等帶狀材料，並沒有特別的限定。並且，加壓單元為壓榨輥或加壓靴等。在一個實施方式中，在上述兩端部對應區的外側，包括與中央區相同厚度的最 外端區。通常，毛氈定位位於壓榨帶和壓榨對象物之間，壓榨對象物與毛氈一起通過加 壓單元。如使壓榨帶的最外端區與中央區具有相同的厚度，則可以穩定地支撐毛氈的寬 度方向兩端部，因此可以限制毛氈的自由移動。壓榨帶例如具有加強層、和其上面的上部彈性層。此時，上部彈性層中，其兩 端部對應區成為沿帶的移動方向環狀延伸的凹部。優選為，凹部的對置的兩側壁面，形 成為越向下方相互間隔越小的錐形狀。在壓榨帶的上部彈性層上，有時螺旋狀地形成沿 帶的移動方向延伸的排水槽，但如果凹部的兩側壁面為垂直壁面的話，則在與排水槽的 交叉部有可能產生稜角。為了防止這種稜角的發生，優選設為錐形狀的兩側壁面。加強 層中的加強基體材料例如為織物。
如上所述，在上部彈性層的外周面上，也可以形成多個沿帶的移動方向延伸的 排水槽。此時，凹部底面優選位於比排水槽的底端更深的位置。位於壓榨帶的兩端部對 應區的排水槽的底端，很有可能成為斷裂發生的起點。在該實施方式中，不但兩端部對 應區的厚度小，而且在該領域沒有形成排水槽，因此可以有效抑制斷裂發生。壓榨帶在兩端部對應區的外側，具有與中央區相同厚度的最外端區時，在中央 區及最外端區的外周面上，也可以沿帶的移動方向形成多個排水槽。由於最外端區的排 水槽的存在，可以提高最外端區的柔性，因此可以提高抑制斷裂發生的效果。本發明的其它實施方式涉及的壓榨帶，包括加強層、和其上面的上部彈性層。 上部彈性層的兩端部位於中央區和兩端部對應區的邊界部分。上部彈性層的兩端部優選 為平緩彎曲的斜面。本發明的又一其它實施方式涉及的壓榨帶，包括加強層、和其上面的上部彈性 層。上部彈性層中，在兩端部對應區上，具有向著寬度方向外側厚度逐漸減小的錐形部 分。在該錐形部分的中途位置上，形成有為減小厚度而挖去的凹槽。在上部彈性層的外 周面上，形成有多個沿帶的移動方向延伸的排水槽時，上述凹槽優選比排水槽的底端挖 得更深。在本發明的其它方式中，壓榨帶具有加強層、和該加強層上面的上部彈性層， 上部彈性層包括位於與加壓單元寬度方向上的兩端部對應位置的兩端部對應區；位於 兩端部對應區之間的中央區。該實施方式的特徵在於在上部彈性部的中央區上，形成 有多個沿帶移動方向延伸的排水槽，但是在兩端部對應區上沒有形成排水槽。位於兩端 部對應區內的排水槽的底端，容易成為斷裂的發生起點。於是，在該實施方式中，使兩 端部對應區內不形成排水槽，由此抑制斷裂的發生。在該實施方式中，兩端部對應區的 厚度也可以與中央區相同。在上述實施方式中，在兩端部對應區的外側也可以包括具有排水槽的最外端 區。由於最外端區的排水槽的存在，提高了最外端區的柔性，因此提高了抑制斷裂發生 的效果。依據本發明的靴式壓榨輥包括由具有前述特徵的環狀的壓榨帶形成的外筒； 位於該外筒內周部的作為加壓單元的加壓靴。


圖1是表示造紙機壓榨工序中所使用的靴式壓榨裝置的移動方向截面的圖。圖2是表示圖1中加壓脫水部P的寬度方向截面的主要部分剖視圖。圖3是表示本發明一個實施方式涉及的壓榨帶的圖，(a)是其剖視圖，(b)是其 俯視圖。圖4是本發明一個實施方式的放大剖視圖。圖5是本發明的其它實施方式的放大剖視圖。圖6是本發明又一其它實施方式的放大剖視圖。圖7是本發明又一其它實施方式的放大剖視圖。圖8是本發明又一其它實施方式的放大剖視圖。圖9是本發明又一其它實施方式的放大剖視圖。
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圖10是表示本發明一個實施方式涉及的靴式壓榨輥的寬度方向截面的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，具體說明本發明的實施方式。圖1是表示在造紙機的壓榨工程中所使用的靴式壓榨裝置的移動方向截面的 圖。靴式壓榨裝置包括作為加壓單元1的壓榨輥；與壓榨輥1相對置的壓榨帶2 ；位 於壓榨帶2的內周部的作為加壓單元3的加壓靴。此外，在圖1的裝置中，用壓榨帶2 來覆蓋加壓靴3，將壓榨帶2作為外筒而組裝成輥子狀，從而構成靴式壓榨輥30，但也可 以不將壓榨帶2組裝成輥子狀，而原樣使用環狀帶。該種壓榨帶2的尺寸一般為，其寬為2 15m，周長為1 30m，厚度為2 10mm。壓榨輥1位於壓榨帶2的外周部，作為一側的加壓單元而發揮作用。加壓靴3 位於壓榨帶2的內周部，作為另一側的加壓單元而發揮作用。在壓榨帶2和壓榨輥1之 間，使與毛氈4重疊的作為壓榨對象物的溼紙5從中通過。壓榨帶2的外周面與毛氈4 直接接觸。在壓榨帶2和加壓靴3之間提供有潤滑油，壓榨帶2可以在加壓靴3的上面滑 動。壓榨輥1驅動旋轉，壓榨帶2通過與移動的毛氈4之間的摩擦力，在壓榨靴3的上 面邊滑動邊從動旋轉。加壓靴3從壓榨帶2的內周部朝向壓榨輥1被推壓，通過該推壓力，溼紙5被壓 榨、脫水。加壓靴3的表面成為與壓榨輥1的表面對應的凹狀。因此，在壓榨輥1和壓 榨帶2之間，形成有在移動方向上具有很寬幅度的加壓脫水部P。圖2是表示圖1中加壓脫水部P的寬度方向截面的要部剖視圖。如圖2所示， 壓榨輥1及加壓靴3在寬度方向上具有一定的長度。壓榨帶2包括中央區A，兩端部 對應區B，和最外端區C。兩端部對應區B是與包括壓榨輥1的加壓面6的兩端部7及加 壓靴3的加壓面8的兩端部9相對應的區域。最外端區C位於兩端部對應區B的外側。圖3是表示壓榨帶2的一個例子的圖，(a)是其剖視圖，(b)是俯視圖。壓榨 帶2由以下部分構成，即加強層10，其是在環狀的加強基體材料中浸透有彈性材料的 加強層；上部彈性層11，其位於加強層10的外周面側，且與浸透於加強層10的加強基 體材料中的彈性材料成一體；下部彈性層12，其位於加強層10的內周面側，且與浸透於 加強層10的加強基體材料中的彈性材料成一體。作為構成加強層10的加強基體材料，可使用由聚醯胺、聚酯等有機纖維形成的 織布等。帶2的整體由熱硬化性的聚氨酯等彈性材料形成為一體，帶2中埋設有加強基 體材料。如圖3所示，在上部彈性層11的外周面上，出現沿帶移動方向延伸的多個排水 槽13。排水槽13跨越壓榨帶2的寬度方向整體且螺旋狀延伸。圖4是壓榨帶2的放大剖視圖。壓榨帶2中，與加壓單元的寬度方向上的兩端 部對應的位置的兩端部對應區B的厚度，小於中央區A及最外端區C。具體為，上部彈 性層11中，兩端部對應區B形成沿帶移動方向環狀延伸的凹部14，因此，兩端部對應區 B的厚度小於其它區域。
圖4所示的實施方式中，將排水槽13的底端的深度設為dl，凹部14的底面的深 度設為d2的話，以使d2^dl的關係成立的方式，來選擇排水槽13的深度及凹部14的深 度。通過設定為這種尺寸關係，在中央區A及最外端區C內形成有排水槽13，而在兩端 部對應區B則沒有形成排水槽。這裡舉例說明具體的尺寸。如前所述，壓榨帶2—般其寬度尺寸為2 15m、 周長為1 30m、厚度為2 10mm。在這種壓榨帶2中，兩端部對應區B的寬度尺寸 為2 15cm左右，上部彈性層11的厚度為1.2 3mm左右，排水槽13的底端的深度dl 為0.5 1.5mm左右，凹部14的底面的深度d2為1.2 3mm左右。並且，排水槽13的 槽寬為0.6 1.2mm左右，位於相鄰排水槽13之間的槽岸寬度為0.9 3.6mm左右。根據圖4所示的實施方式，具有以下優點。首先第一，通過減小兩端部對應區 B的厚度，可以提高該區域的柔性。因此，即使在該區域內有扭曲應力等作用，也可以 通過彎曲變形從某種程度上吸收該扭曲應力，因此可以抑制斷裂的發生。第二，通過在位於兩端部對應區B的上部彈性層上形成凹部14，來消除容易成 為斷裂發生起點的排水槽，因此抑制斷裂發生的效果好。凹部14的兩側壁面14a優選形 成為越向下方相互間隔越小的錐形狀。假設，如果凹部14的兩側壁面14a是垂直壁面的 話，則在垂直壁面和排水槽13的交叉部中有可能產生尖銳的稜角。為了防止這種稜角的 發生，優選設為錐形狀的兩側壁面14a。並且，為了避免在凹部14的底部拐角部中的應 力集中，可以使拐角部形成為曲面狀。第三，由於壓榨帶2的最外端區C與中央區A具有相同的厚度，因此，通過最 外端區C可以穩定地支撐毛氈的寬度方向兩端部，可以限制毛氈的自由移動。第四，由於在最外端區C的外周面上，沿帶的移動方向來形成有多個排水槽， 因此提高了最外端區C的柔性，提高了抑制斷裂發生的效果。圖5、6、7、8及9表示壓榨帶的其它實施方式。圖5所示的壓榨帶20包括加強層21、上部彈性層22、下部彈性層23。在該實 施方式中，排水槽24跨越上部彈性層22的寬度方向整體而螺旋狀地延伸。上部彈性層 22中，兩端部對應區B的部分形成為凹部25。凹部25的底面的深度小於排水槽24的底 部的深度。因此，在凹部25的底面出現有排水槽24。在該實施方式中，也由於減小了 厚度的兩端部對應區B發揮了良好的柔性，因此可以抑制斷裂的發生。圖6所示的壓榨帶40包括加強層41、上部彈性層42、下部彈性層43。在該實 施方式中，沒有形成排水槽。在上部彈性層42中，兩端部對應區B的部分形成為凹部 44，因此兩端部對應區B發揮出良好的柔性。圖7所示的壓榨帶60包括加強層61、上部彈性層62、下部彈性層63。上部彈 性層62內，排水槽64跨越寬度方向整體而螺旋狀地延伸。在該實施方式中，在大部分 的兩端部對應區B上及最外端區C上面，幾乎沒有形成上部彈性層，與加強層61的表面 實質上成為同一面。這裡「實質上同一面」是指，包括以下含義的概念，即假設即使 留有上部彈性層，其厚度也是在0.5mm以下的表皮層。並且，位於中央區A和兩端部對 應區B的邊界部分的上部彈性層62的兩端部65，形成為平緩彎曲的斜面。特別是在上 部彈性層62的上下拐角部中，為了避免應力集中，實施平緩的曲面狀的磨邊處理。圖8所示的壓榨帶70包括加強層71、上部彈性層72、下部彈性層73。在上部彈性層72內，排水槽74跨越寬度方向整體而螺旋狀地延伸。在該實施方式中，最外端區 C上面幾乎沒有形成上部彈性層，與加強層71的表面實質上成為同一面。並且，位於兩 端部對應區B上面的上部彈性層72具有朝向最外端區C逐漸減小厚度的錐形部75。如 圖所示，在錐形部75的中途位置上，形成有比排水槽74的底端挖得更深的凹槽76。厚 度逐漸減小的錐形部75起到緩和應力的作用。並且，在凹槽76的部分，由於沒有形成 容易成為斷裂發生起點的排水槽，因此可以抑制該部分中的斷裂發生。再者，凹槽76的 寬度尺寸為Icm IOcm左右。圖9所示的壓榨帶50包括加強層51、上部彈性層52、下部彈性層53。在該實 施方式中，沒有形成凹部。上部彈性層52包括與加壓單元寬度方向上的兩端部對應位 置的兩端部對應區B;位於兩端部對應區B之間的中央區A；位於兩端部對應區B的外 側的最外端區C。上部彈性層52的中央區A及最外端區C內，形成有沿帶移動方向延 伸的多個排水槽54，但在兩端部對應區B內沒有形成排水槽。在該實施方式中，由於在 兩端部對應區B內沒有形成容易成為斷裂發生起點的排水槽，因此可以抑制該區域內斷 裂的發生。其次，參照圖10，說明根據本發明的靴式壓榨輥30的實施方式。圖10是表示 靴式壓榨輥的寬度方向截面的圖。靴式壓榨輥30中，用壓榨帶2來覆蓋作為加壓單元的 加壓靴3，將壓榨帶2作為外筒而組裝成輥子狀。加壓靴3在支承軸31上面通過液壓缸32來支承，可以向上方推壓壓榨帶2。在 支承軸31的兩端部上面，端部盤33通過軸承34被可自由旋轉地支承。壓榨帶2的端緣 在端部盤33的外周36上面向半徑方向內側彎曲。壓榨帶2的端緣的彎曲部，被端部盤 33的外周部和環狀固定板35夾持，且用螺栓等加緊固定。在壓榨帶2和加壓靴3之間供 給潤滑油。這樣，固定於端部盤33的壓榨帶2，可以在加壓靴3上邊滑動邊旋轉。作為壓榨帶2，可以使用前述各實施方式的壓榨帶。以上，參照

了本發明的實施方式，但本發明並不局限於圖示的實施方 式。對於圖示的實施方式，只要在與本發明同一範圍內，或均等的範圍內，均可施加各 種修改及變形。產業上的可利用性根據本發明的壓榨帶，由於在以往容易發生斷裂的兩端部對應區不易發生斷 裂，所以可以長期使用。因此，在造紙工業、磁記錄媒體製造工業、纖維工業等的各種 工業中，可有效地應用於對壓榨對象物進行加壓處理的壓榨帶及靴式壓榨輥。
權利要求
1.一種壓榨帶，是具有旋轉移動的環狀的壓榨帶、和位於前述壓榨帶的內周部及/或 外周部的加壓單元的壓榨裝置中的壓榨帶，該壓榨帶的特徵在於，包括兩端部對應區，其位於與前述加壓單元的寬度方向的兩端部對應的位置，且厚度小；中央區，其位於前述兩端部對應區之間，且厚度大於前述兩端部對應區的厚度。
2.如權利要求1所述的壓榨帶，其特徵在於在前述兩端部對應區的外側，具有與 前述中央區相同厚度的最外端區。
3.如權利要求1或2所述的壓榨帶，其特徵在於 具有加強層、和其上面的上部彈性層，前述上部彈性層的前述兩端部對應區形成為環狀凹部。
4.如權利要求3所述的壓榨帶，其特徵在於前述凹部的對置的兩側壁面，形成為 越向下方相互間隔越小的錐形狀。
5.如權利要求3或4所述的壓榨帶，其特徵在於前述加強層包括織布。
6.如權利要求3 5任意一項所述的壓榨帶，其特徵在於在前述上部彈性層的外周 面上，形成有多個沿帶的移動方向延伸的排水槽。
7.如權利要求6所述的壓榨帶，其特徵在於前述凹部的底面位於與前述排水槽的 底端相同或比其更深的位置。
8.如權利要求2所述的壓榨帶，其特徵在於在前述中央區及前述最外端區的外周 面上，沿帶的移動方向而形成有多個排水槽。
9.如權利要求1所述的壓榨帶，其特徵在於 具有加強層、和其上面的上部彈性層，前述上部彈性層的兩端部位於前述中央區和前述兩端部對應區的邊界部分。
10.如權利要求9所述的壓榨帶，其特徵在於前述上部彈性層的兩端部形成為平緩 彎曲的斜面。
11.如權利要求1所述的壓榨帶，其特徵在於 具有加強層、和其上面的上部彈性層，前述上部彈性層中，在前述兩端部對應區上面，具有向寬度方向外側逐漸減小厚度 的錐形部，在前述錐形部的中途位置上，形成有為減小厚度而挖去的凹槽。
12.如權利要求11所述的壓榨帶，其特徵在於在前述上部彈性層的外周面上，形成有多個沿帶的移動方向延伸的排水槽， 前述凹槽比前述排水槽的底端挖得更深。
13.—種壓榨帶，是具有旋轉移動的環狀的壓榨帶、和位於前述壓榨帶的內周部及/ 或外周部的加壓單元的壓榨裝置中的壓榨帶，該壓榨帶的特徵在於具有加強層、和前述加強層上面的上部彈性層；前述上部彈性層包括位於與前述加壓單元寬度方向上的兩端部對應位置的兩端部 對應區；位於前述兩端部對應區之間的中央區；在前述上部彈性層的中央區內形成有多個沿帶移動方向延伸的排水槽，在前述兩端 部對應區內沒有形成排水槽。
14.如權利要求13所述的壓榨帶，其特徵在於在前述兩端部對應區的外側，包括 具有排水槽的最外端區。
15.—種靴式壓榨輥，包括由環狀的壓榨帶構成的外筒、和位於前述外筒的內周部的 作為加壓單元的加壓靴，該靴式壓榨輥的特徵在於前述外筒為權利要求1 14任意一項所述的壓榨帶。
全文摘要
壓榨帶(2)包括兩端部對應區(B)，其位於與壓榨輥(1)或加壓靴(3)的寬度方向上的兩端部對應的位置，且厚度小；中央區(A)，其位於兩端部對應區(B)之間，且厚度大於前述兩端部對應區(B)的厚度。
文檔編號D21F3/00GK102011335SQ201010522
公開日2011年4月13日 申請日期2004年9月1日 優先權日2003年9月4日
發明者渡邊篤雄, 疋田孝壽 申請人:山內株式會社