瓦形壓榨帶的製作方法

2023-05-24 05:46:31

專利名稱：瓦形壓榨帶的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於造紙工藝中瓦形壓榨裝置的一種瓦形壓榨帶、特別涉及對瓦形壓榨帶的耐用性的改進。


圖1裝置中使用較長瓦形壓榨帶。該瓦形壓榨帶套在多個導輥r(在圖1中為5個導輥)上行進，並張緊到預定張力。另一方面，圖2裝置使用較短瓦形壓榨帶。
圖3(a)為在橫向上剖取的通常使用在圖1或圖2所示那類瓦形壓榨裝置中的瓦形壓榨帶10A的剖面圖。該瓦形壓榨帶10A包括一基部或基體B、該基體B一表面(該無端環帶使用在瓦形壓榨裝置中時的外表面)上的一溼紙幅側層20、和一相對的瓦形側層S，使用時該層S在該無端環帶的內表面上。溼紙幅側層20和瓦形側層S用高分子重量彈性材料製成。基體B中也有高分子重量彈性材料。構成瓦形壓榨帶10A的各高分子重量彈性材料連成一體。
基體B用來賦予瓦形壓榨帶10A以強度。基體可呈各種結構。例如，基體可為有經線和緯線的織造織物、其中的經線和緯線不是織造而是堆集的織物、或包括卷繞成螺旋狀的窄條非織造或織造布的織物。
在製作瓦形壓榨帶時，可在基體B上先後或同時形成溼紙幅側層20和瓦形側層S。可從橡膠和各種其它彈性體中選擇合適的高分子重量彈性材料。在許多情況下使用聚氨基甲酸酯樹脂、特別是熱固性尿烷樹脂。
溼紙幅側層20的外部11中有存水凹座40臨時存儲從圖1和圖2所示壓區N中的溼紙幅擠出的水分。存儲在存水凹座40中的水在瓦形壓榨帶10A改變行進方向時從瓦形壓榨帶10A中甩出。
存水凹座40通常呈在縱向上伸展的凹槽形，但也可由形成在層20中的多個獨立盲孔構成，它們的深度未到達基體B。在圖3(a)中，存水凹座40的橫截面形狀呈兩筆直側壁與底面相交成直角。但是，存水凹座40隻要能存水其橫截面也可呈其它各種形狀。例如，凹座可如圖3(b)所示呈弧形底面、如圖3(c)所示呈角形底面、或如圖3(d)、3(e)和3(f)所示呈小開口大內部空間的燕尾槽形。
溼紙幅側層的外部11不僅包括存水凹座40，還包括在形成存水凹座40時形成的凸臺部50。
近年來，造紙機的運轉速度提高到前所未有的程度。為了提高造紙機的生產率，瓦形壓榨裝置的壓區壓力也大大提高。這就要求提高瓦形壓榨帶的耐用性，在這些更為嚴酷的運行條件下不至於斷裂。
使用時當瓦形壓榨裝置的壓區中的瓦形壓榨帶10A受到較高壓力時，瓦形壓榨帶在其厚度方向上受到很大壓縮負載。此外，一力作用在瓦形壓榨帶的溼紙幅側層的外部11上，該力在瓦形壓榨帶上的作用方向與機器方向相反。與機器方向反向上的該作用力起因於下列事實當瓦形壓榨帶的一部分通過壓區時，其後繼一部分仍在壓區中。因此，走出壓區的該部分在機器方向上行進的同時，一負載在瓦形壓榨帶的厚度方向上作用在壓區中的該後繼部分上。由於該負載為一作用在瓦形壓榨帶上的制動力，因此它在與機器方向相反的方向上生成一負載。
造紙機運轉時，作用在瓦形壓榨帶厚度方向上的該很強壓縮負載，和作用在與機器方向反向上的一剪切力反覆作用在瓦形壓榨帶上。這些力造成高分子重量彈性材料逐漸退化。一段時間後，瓦形壓榨帶無法再承受壓縮負載和剪切力，瓦形壓榨帶中生成裂縫。
圖4示出溼紙幅側層由低硬度高分子重量彈性材料製成時出現的裂縫位置。由於材料的硬度低，凸臺部50在壓區中受到擠壓，存水凹座40的形狀大大翹曲。存水凹座40橫截面形狀急劇變化的轉角43處出現裂縫CR。另一方面，由於材料的柔性，在與機器方向反向上作用在凸臺部50上的負載在一定程度上被吸收。
圖5示出溼紙幅側層由高硬度高分子重量彈性材料製成時出現的裂縫位置。在這種情況下，當一負載在瓦形壓榨帶的厚度方向上作用在壓區上時，由於瓦形壓榨帶的硬度很高，存水凹座40的變形不明顯。因此，與圖4情況不同，通常存水凹座40中不出現裂縫CR。另一方面，由於材料很硬，與機器方向反向上的負載未充分吸收，凸臺部50表面次層52中出現許多裂縫CR。

發明內容
鑑於上述問題，本發明的一個目的在於提供一種高耐用性的瓦形壓榨帶，防止在凸臺部表面和存水凹座轉角處出現裂縫。
用於造紙機瓦形壓榨部的本發明帶包括一基體、在該基體一個面上的一溼紙幅側層、和在該基體另一相對面上的一瓦形側層。該溼紙幅側層包括一高分子重量彈性材料，有一由一凸臺部和一存水凹部構成的外表面。該凸臺部有一表面次層，該存水凹部有一部分在該帶使用在一瓦形壓榨裝置中時改變其橫截面形狀。凸臺部的表面次層的硬度比存水凹部的改變其橫截面形狀的所述部分的硬度低。
最好是，凸臺部的表面次層的硬度最多為94°(JIS-A)，存水凹部的改變其橫截面形狀的部分的硬度至少為94°(JIS-A)。
在一優選實施例中，該存水部的側壁包括一低硬度部和高硬度部，所述低硬度部與所述高硬度部的厚度比在1∶9與1∶1.5之間。
由於凸臺部的表面次層的硬度比存水部的橫截面形狀改變部的硬度低，因此可防止厚度方向上的負載在橫截面形狀變化部中造成的裂縫，以及與機器方向反向上的負載在凸臺部表面上造成的裂縫，瓦形壓榨帶的耐用性大大提高。
圖3(b)至3(f)為具有各種不同橫截面的存水部的局部放大橫截面圖；圖4為一瓦形壓榨帶的示意圖，示出溼紙幅側層由低硬度高分子重量彈性材料製成時裂縫出現位置；圖5類似於圖4，示出溼紙幅側層由高硬度高分子重量彈性材料製成時裂縫出現位置；圖6(a)為本發明瓦形壓榨帶的局部剖面圖；圖6(b)為一局部放大橫截面圖，示出本發明瓦形壓榨帶的溼紙幅側層表面中的一存水凹座；圖7為一用來評估瓦形壓榨帶的耐用性的裝置的示意圖；以及圖8為一表，示出使用圖7所示測試裝置對現有瓦形壓榨帶和本發明瓦形壓榨帶進行評估所得結果。
瓦形壓榨帶10包括一基體B、該基體B外表面上的一溼紙幅側層20、以及該帶內表面上的一瓦形側層S。幾乎整個溼紙幅側層20和瓦形側層S都由高分子重量彈性材料製成。溼紙幅側層20的外部11包括一存水凹部40、以及一凸臺部50，即在存水部40形成過程中形成的凸起部。把凸臺部50的表面次層52的硬度設置成比存水部40的橫截面形狀改變部43的硬度低就可提高瓦形壓榨帶10的耐用性。「凸臺部的表面次層」指這樣一部分，該部分在厚度方向上從凸臺部表面起延伸到深度小於存水部底面的深度上。
在製作本發明瓦形壓榨帶10時，首先在一基體B上形成一溼紙幅側層20和一瓦形側層S。可獨立、也可先後形成溼紙幅側層和瓦形側層。用高硬度高分子重量彈性材料形成溼紙幅側層20的一部分31b。
然後，把低硬度高分子重量彈性材料加到高硬度部分31b上後固化成低硬度部分31a。然後在溼紙幅側層的外部11上形成一存水部40。存水部40形成後保留下來的低硬度部31a變成凸臺部50的表面次層52。
如圖6(b)所示，存水部40的側壁41包括一與低硬度部31a對應的低硬度部41a，和一與高硬度部31b對應的高硬度部41b。作為存水部40中改變其橫截面形狀的部分的轉角43是在高硬度部31b中形成的。原來最容易出現裂縫的橫截面形狀改變部43由部分31b的高硬度材料製成，因此可有效防止存水部40中出現裂縫。
實驗表明，當低硬度部31a的硬度不大於94°(JIS-A)、最好不大於93°，而高硬度部31b的硬度不小於94°、最好不小於95°時效果最佳。高硬度部與低硬度部之間的邊界可為清楚的邊界，也可以是硬度從一部分漸變為另一部分。
實驗還表明，低硬度部41a與高硬度部41b的厚度比(圖6(b)中為L1∶L2)最好在1∶9與1∶1.5之間。
在上述帶結構下，當一負載在帶厚度方向上作用在凸臺部50的一寬廣區域上時，由於存水部40中最容易出現裂縫的橫截面形狀改變部43形成在高硬度部31b中，因此可防止存水部40中出現裂縫。另一方面，在與機器方向反向上作用在外部11上的負載由於凸臺部的表面次層52形成在低硬度部31a中而被吸收。因此凸臺部中的裂縫也減少。
在所述實施例中，存水部40的橫截面呈長方形，側壁41與底面42相交成直角43。然而，本發明不限於這一典型結構，而是可適用於橫截面形狀為各種各樣的存水部。當存水部40的整個底面如圖3(b)所示呈弧形時，與圖6(b)轉角43對應的弧形轉角部43′為橫截面形狀改變部。當存水部40的底面如圖3(c)所示呈角形時，該存水部底面上的轉角部43″為橫截面形狀改變部。當存水部40如圖3(d)至3(f)所示呈小開口大內部空間的燕尾槽形時，存水部40底面上或底面旁的轉角部43a為橫截面形狀改變部。無論存水部40的結構如何，只要凸臺部表面次層的硬度設置成比存水部的橫截面形狀改變部的硬度低，就可獲得本發明所需效果。
下面結合圖8說明本發明瓦形壓榨帶的9個具體例和8個對照例。本發明例子和對照例具有如下共同特徵。
寬度300mm帶長6m厚度4.5mm基體B用都包括聚酯單絲紗的經線和緯線織造的三經線織物；高分子重量彈性材料熱固性尿烷，包括Uniroya1化學公司的Adiprene L167和Adiprene L100，以合適比例混合以獲得所需樹脂硬度，然後在其中加入Ihara化學工業有限公司的Cuamine MT；存水部40在溼紙幅側層的外部11中形成的寬度為1mm、深度為1nn、節距為2.5mm的凹槽。
在上述結構的例1-9和對照例1-8中，低硬度部的硬度、高硬度部的硬度、以及低硬度部與高硬度部的厚度比各不相同。在例1-3和對照例1和2中，低硬度部和高硬度部的硬度分別為93.5°和94.5°。在例4-6和對照例3、4中，低硬度部和高硬度部的硬度分別為93°和95°。在例7-9和對照例5和6中，低硬度部和高硬度部的硬度分別為92°和96°。在對照例7中低硬度部和高硬度部的硬度都為92°，在對照例8中低硬度部和高硬度部的硬度都為96°。在存水部側壁上測量的低硬度部與高硬度部的厚度比在例1、4和7中為1∶1.5；在例2、5和8中為1∶5；在例3、6和9中為1∶9；在對照例1、3和5中為1∶1；在對照例2、4和6中為1∶10。
使用圖7所示裝置進行測試來評估例1-9和對照例1-8的瓦形壓榨帶的耐用性。該裝置為一抗彎測試機，包括多個張緊輥TR和一對壓輥PR1和PR2。壓輥PR1可轉動並可相對壓輥PR2移動。因此可用兩壓輥對一支撐在張緊輥TR上的帶加壓。在該測試裝置中，張緊輥TR的直徑為100mm，壓輥PR1和PR2的直徑為200mm。
瓦形壓榨帶裝在該測試裝置中，其存水部面朝裡。隨著帶在測試裝置中行進，把水加到內表面上，每隔50小時帶停止行進後進行觀察。記錄裂縫出現的時間。運行速度為100m/min。壓輥施加的壓力為1000KN/m。帶的張力保持在20KN/m上。
如圖8中表所示，實驗結果表明，本發明例子的耐用性優於對照例。
在本發明瓦形壓榨帶中，由於凸臺部的表面次層的硬度較低而存水部的橫截面形狀改變部的硬度較高，因此作用在厚度方向上的負載不容易在存水部的橫截面改變部中生成裂縫。此外，作用在與機器方向反向上的負載也不容易在凸臺部表面上生成裂縫。因此該瓦形壓榨帶的耐用性大大提高。
權利要求
1.一種瓦形壓榨帶，包括一基體B、在所述基體一個面上的一溼紙幅側層(20)、以及在所述基體相對面上的一瓦形側層S，其中所述溼紙幅側層(20)包括一高分子重量彈性材料，有一由一凸臺部和一存水凹部構成的外表面；所述凸臺部有一表面次層；所述存水凹部有一部分在所述帶在瓦形壓榨中使用時改變其橫截面形狀；以及所述凸臺部的所述表面次層的硬度比所述存水凹部的改變其橫截面形狀的所述部分的硬度低。
2.根據權利要求1所述的瓦形壓榨帶，其中所述存水部有一側壁，所述側壁包括一低硬度部和一高硬度部，所述低硬度部與所述高硬度部的厚度比在1∶9至1∶1.5之間。
3.根據權利要求1所述的瓦形壓榨帶，其中所述凸臺部的所述表面次層的硬度最多為94°(JIS-A)，存水凹部的改變其橫截面形狀的所述部分的硬度至少為94°(JIS-A)。
4.根據權利要求3所述的瓦形壓榨帶，其中所述存水部有一側壁，所述側壁包括一低硬度部和一高硬度部，所述低硬度部與所述高硬度部的厚度比在1∶9至1∶1.5之間。
5.一種瓦形壓榨裝置，包括如權利要求1所述的瓦形壓榨帶、一壓輥和一壓榨瓦形件，其中所述瓦形壓榨帶位於所述壓輥與所述瓦形件之間。
6.一種瓦形壓榨裝置，包括如權利要求2所述的瓦形壓榨帶、一壓輥和一壓榨瓦形件，其中所述瓦形壓榨帶位於所述壓輥與所述瓦形件之間。
7.一種瓦形壓榨裝置，包括如權利要求3所述的瓦形壓榨帶、一壓輥和一壓榨瓦形件，其中所述瓦形壓榨帶位於所述壓輥與所述瓦形件之間。
8.一種瓦形壓榨裝置，包括如權利要求4所述的瓦形壓榨帶、一壓輥和一壓榨瓦形件，其中，所述瓦形壓榨帶位於所述壓輥與所述瓦形件之間。
全文摘要
一種造紙機中的瓦形壓榨帶，溼紙幅面層中形成存水凹槽的部分由一低硬度表面次層和底下一高硬度層構成。當瓦形壓榨帶受到壓縮時該底下層的較高硬度防止凹槽的橫截面形狀改變部出現裂縫。該表面次層的較低硬度防止由造紙機壓區上在機器方向反向上作用在瓦形壓榨帶上的力生成裂縫。
文檔編號D21F7/08GK1470705SQ031477
公開日2004年1月28日 申請日期2003年6月24日 優先權日2002年7月1日
發明者木村景一 申請人:市川毛織株式會社