JP4865132B2 - 転送帯 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペーパーウェブを乾燥させるための延長プレスギャップを備えた、湿式プレスの転送帯（ベルト）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
抄紙機の湿式プレスでは、新しいペーパーウェブに含まれた流体のほとんどの部分が、プレスギャップを形成する加圧ローラ間において、又は、いわゆるシュープレスの場合には、プレスシューとカウンタローラとの間において、圧搾される。通常、ペーパーウェブは、連続フェルトベルトにより、プレスギャップを通して導かれる。このプレスギャップにおいて、フェルトベルトは、ペーパーウェブから流体を吸い上げて排出する。
【０００３】
いわゆるタンデム型シュープレスでは、一般的に、脱水は、２つのプレスフェルト間において行われる。新開発品では、これらのプレスフェルトのうちの１つが転送ベルトに置き換えられることによって、プレスギャップ（ニップ）における脱水出力を向上させると共に、最終ウェブプレスと抄紙機の乾燥セクション（いわゆる「乾燥部」）との間の隙間を塞ぐことができる。転送ベルトは、圧力がプレスギャップ内に印加されているときでも、確実に良好なシート搬送を行わなければならないし、また、ペーパーウェブがプレスギャップから出てくるときに、ペーパーウェブを実質的に再加湿させてはならない。実際に用いられている転送ベルトは、実質的にポリウレタンで構成されており、その表面は、平滑で、一般的に研磨されている。このようなポリウレタン製転送ベルトのペーパー搬送特性は決して満足なものではなく、さらに、この転送ベルト上をプレスギャップを通して導かれるペーパーウェブの表面は平滑性が不均一（「二側面性」）であり、グラフィックペーパーの場合この二側面性は品質上の欠点と見なされるであろう、ということがわかっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、シート搬送及び製造されるペーパーウェブの表面テクスチャーに特に利点をもたらすような、改善されたアプリケーション特性を備える、転送ベルトを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項１の特徴を備えた転送ベルトによって達成される。
【０００６】
本発明には、平滑なペーパーウェブ側表面を有する従来の転送ベルトを、ペーパーウェブを挟んで反対側に位置するプレスフェルトの表面テクスチャーと実質的に一致する、繊維構造の表面を有する転送ベルトと置き換えるという、基本的着想が含まれる。これにより、ペーパーウェブの両面の表面テクスチャーが実質的に一致し、不都合な二側面性が実質的に排除される。
【０００７】
さらに、本発明には、転送ベルトのこのようなフェルト状且つ繊維状表面テクスチャーを、特に織られた又は機械加工された支持ベルトを２種類以上の要素でコーティングすることによって実現する、という着想も含まれる。
【０００８】
上記の複数要素コーティングは支持ベルトに縫い付けられ、また、加工熱手段によって、即ち、転送ベルトが抄紙機のウェブプレスセクションで処理されるときの高い機械的負荷に見合うような、圧力及び温度適用形態を適切に選択することによって、非常に堅固に結合される。繊維構造表面をもたらす、上記の２種類以上の要素から成る支持体コーティングは、支持体に堅固に結合される、比較的厚く撥水性の又はわずかな透水性の重合体コーティングと、重合体コーティングに堅固に結合される、薄くて非溶融性（或いは高温溶融性）且つ非粘着性繊維から成る繊維状の表面コーティングとを含む。
【０００９】
好ましくは、転送ベルトがその両面において重合層で絶縁されていることにより、転送ベルトの下面で水が「運ばれる」のを防止する。
【００１０】
好ましくは、低温溶融性であるポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、又はポリビニルが、重合層に用いられる。
【００１１】
低温溶融性重合層は、縫合処理後又は融着処理中に、１００〜２２０℃、好ましくは１２０〜１５０℃の温度において、相当する繊維を溶融させることにより形成される。また、５〜７０ｋｇ／ｃｍ²の圧力を印加することによって、重合体の軟化温度を低下させることができると共に、ベルトの圧縮を高めることができる。
【００１２】
重合層は、そのフェルト構造内の溶融可能な又は溶融接着性のある要素が圧力下において溶融されることにより、支持ベルトに付与されて形成される。この重合層形成方法によれば、所定の圧縮性を確実にもたらすことができ、この圧縮性によって、実質的に、プレスギャップにおける圧力伝導が均等となり、ペーパーウェブの乾燥部への転送間における搬送特性が優れたものとなる。撥水性重合層上に設けられる繊維状表面層の厚さが薄いため、ペーパーウェブの乾燥部での転送における搬送特性が確実に優れたものとなると共に、ペーパーウェブへの再加湿が確実に最小限度となり、これによって、提案した転送ベルトに係るプレスフェルトの重大な欠点が排除される。
【００１３】
転送ベルトは、全ての層において、特に、長手及び短手双方向に微細よりを施した多層又は積層構造を有する。微細繊維は、好ましくは、ワイヤ太さが０．１〜０．３ｍｍであるモノフィラメントを含む。このモノフィラメントには、フィラメントより又はモノフィラメントとマルチフィラメントとの混合よりである、多数のよりを施すことができる。支持ファブリックへの縫い目付けに関しては、ワイヤ太さが０．３〜０．８ｍｍである、より粗いモノフィラメントが用いられる。
【００１４】
有益な実施の形態では、支持ベルトの重合層と反対側に、フリース層が支持体に堅固に結合されて設けられており、このフリース層によって、プレスギャップにおける圧力伝導特性がさらに高められる。支持ウェブに複数の繊維層を付与する場合、これらの層は縫い付けることによって結合されるのが好ましい。これにより、特に繊維構造がもたらされて、重合層が形成されると同時にこれらの繊維層が結合される。
【００１５】
転送ベルトの、引き続き行われる加工熱仕上げによって重合層が形成される領域は、特に、溶融性又は溶融接着性のある繊維が少なくとも１０％、好ましくは２５〜１００％の割合で含まれた繊維から構成されている。重合層は、特に持続性構造において、長手糸及び／又は短手糸をさらに前記（縫い付けられた）繊維構造に溶融させることにより、さらに補強される。
【００１６】
重合層の厚さ（或いは２つの重合層を合わせた厚さ）は、転送ベルトの全体厚さの２０〜９０％、特に６０〜９０％である。これに対し、繊維状の表面層の平均厚さは、転送ベルトの全体厚さの１〜１０％しかない。実用的理由から、繊維状の表面層は、本質的に、耐熱性及び耐摩耗性のある繊維から構成されており、このため、この表面層と全体としての転送ベルトとの両方の寿命が確実に長くなり、ペーパーウェブに関してテクスチャー特性が一定に保たれる。好ましくは、この繊維状の表面層は、例えばポリエステル、ポリアミド、若しくはポリカーボネート繊維のような、融点が重合層の融点よりも高い５０〜１００℃である繊維材料、及び／又は、例えばＰＡＣ、アラミド(aramid)、テフロン（Ｒ）、若しくは炭素繊維のような、非溶融性の繊維材料から形成される。
【００１７】
転送ベルトの剛性を高めるためには、引っ張ると完全に確認される、縫い目付けベルト又は縫い目付けフェルトファブリックのような、構造にするのが特に好ましい。
【００１８】
支持ウェブの実施の形態には、特に、ポリアミド、ポリエステル、アラミド、並びに、耐伸縮性及び強度及び可撓性の高いその他の繊維が適している。ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、及びＰＶＣ繊維、並びにこれらのうちから選択された共重合体だけでなく、容易に適用可能なその他の重合繊維も、縫い付けられる繊維として、また裏側フリースを構成するのに、用いることができる。上記の繊維は熱可塑性を有するため、転送ベルトのペーパーウェブ側の表面下にある、高密度で撥水性のある重合層を形成するのに適している。所望の特性は、従来の方法で、基本となる重合体の適切な構造、特に鎖の長さや結合度を選択し、さらに必要であれば、軟化剤及びその他の添加剤を加えることにより、正確に設定される。
【００１９】
熱可塑性繊維の表面層を形成する場合、繊維の融着（テクスチャーの損失を伴う）が表面で起こらないように、加工熱処理が表面繊維材料の物理化学的特性に合っているかどうかを、転送ベルトの製造において確認する必要がある。
【００２０】
本発明の利点及び実用性については、従属クレーム、及び図面に基づいて説明された以下の好適な典型的実施の形態に述べられている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、単層支持ファブリック１１を備えた転送ベルト１０の構造を、断面で示している。
【００２２】
支持ファブリック１１の片面には、重合繊維構造体１２が付与されており、この重合繊維構造体１２と反対側の面には、短繊維フリース１３が付与されている。重合繊維構造体１２は、ファブリック１１上に縫い付けられており、加圧及び加熱処理を施されることによって、大きさ及び形の異なる空洞を形成しながら、撥水性及び圧縮性の高い重合層１４（図示せず）に溶け込む。水透過率は、プレスギャップにおける従来の圧力下で、０〜５０(ｌ／ｄｍ²．ｍｉｎ)の範囲、好ましくは３０(ｌ／ｄｍ²．ｍｉｎ)未満であるのが良い。耐熱性及び耐摩耗性のある繊維でできた繊維状若しくはフェルト状の薄い表面層（フロッキング）１５が、重合繊維構造体１２上に、又は重合繊維構造体１２から形成されている重合層１４上に設けられている。
【００２３】
支持ファブリック１１は、張力が高くしかも比較的微細なよりを施した、例えばポリアミド又はｐ−アラミド(p-aramide)でできており、従来のポリウレタンベルトと実質的に同じ値の引張強度及び走行特性を、転送ベルトにもたらしている。溶融接着繊維を５０％よりも多く含むような、縫い付けられた繊維構造体１２を加工熱処理することによって、ベルト厚さのおよそ６０％である、所定の圧縮性を備えた重合遮水層(a polymer water barrier layer)を確実に形成でき、それは同時に複数の重要な機能を果たす。まず、それは、プレスギャップにおいて圧力分配媒体として機能し、ローラからペーパーウェブ上への有益な圧力伝導特性をもたらす。さらに、それは、ペーパーウェブの湿気が限定された程度のみ転送ベルトの深さに吸収されるようにして、ペーパーウェブが最小限度しか再加湿されないようにする。最後に、それは、フロック１５の繊維状である第１のテクスチャーと、目がより粗く且つフェルト状であり不規則で耐圧性を備えた第２のテクスチャーとを重ね合わせ、これにより、そして表面層により、本改善された転送ベルトによって乾燥されたペーパーウェブは、実際上二側面性ではなくなる。
【００２４】
図２に示したさらなる実施の形態の転送ベルト２０は、その構造において、図１に示すと共に上に説明した第１の実施の形態と実質的に対応しているため、参照番号は図１のものに基づいており、対応する参照番号によって示した構成要素については説明を繰り返さない。
【００２５】
この第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なる主な点は、二層支持ファブリック２１が設けられている点である。この二層支持ファブリック２１のうちの１つのファブリック層はフリース２３に結合されており、重合繊維構造体２２がその２つのファブリック層を通して縫い付けられている。この重合繊維構造体２２は、さらに加圧融着によって、支持ファブリック２１のうちの上側ファブリック層に固定されている。この第２の実施の形態においても同じくフロック２５により形成されているベルト表面下にある、加工熱処理によって固定された重合層２４は、この第２の実施の形態では、転送ベルトの全体厚さのうち、支持ファブリック２１よりはいくらか小さな割合で延在している。支持ファブリック２１の２つの層は、剛性及び引張強度を高める機能を果たしており、ベルトの全体厚さのうち、重合層２４よりも大きな割合を占めている。
【００２６】
この実施の形態では、支持ファブリック２１の２つのファブリック層は、特定の弾性変位力を備える、縫い付けられた重合繊維構造体２２によって、本質的に互いに結合されているため、この積層ファブリック構造は、長期にわたり高い安定性を保つ。その他の利点については、図１の実施の形態に関して上に説明したものと対応する。
【００２７】
図３は、図１の実施の形態を簡略化した実施の形態を示しており、ここでも、一致する構成要素には、図１に基づいて参照番号が付与されている。図１の実施の形態と異なる主な点は、裏側のフリースコーティングを無くした点であり、これにより、転送ベルト３０の支持ファブリック３１が、湿式プレスのローラ上を直接走行する（図４及び以下の記述も参照）。
【００２８】
ここに説明した全ての実施の形態のうち、転送ベルト３０が最も可撓性があり、構造的に最も単純であるため、全く同一の繊維材料を用いる場合には、転送ベルト３０が最も経済的である。この転送ベルト３０では、他の２つの実施の形態にある、支持ファブリックを摩擦から保護するフリース層を無くしたので、支持ファブリックには、例えばポリアミドのような、十分に耐摩耗性のある材料を選択する必要がある。重合層３４を構成している重合繊維構造体３２、及び表面コーティング３５には、上記の材料が適している。表面層３５は、その他の実施の形態と同様に、特にそれ自体が重合層３４に縫い付けられており、加工熱処理することによって、耐摩耗性が高くなるように固定される。図３に示した転送ベルト３０には、引張強度を高め、ベルトの高さにわたる引張荷重の分布を最適化するため、重合層３４に長手糸３６が施されている。
【００２９】
図４は、図１の転送ベルト１０を変更した転送ベルト１０’を示している。この転送ベルト１０’では、重合繊維構造体１２が支持ファブリック１１の両側に延出するように形成されており、この支持ファブリック１１から、支持ファブリック１１上方に第１重合層１４ａが、また、支持ファブリック１１下方に第２重合層１４ｂが形成されている。この実施の形態は、転送ベルトがその両面において重合層で絶縁されていることにより、転送ベルトの下面で水が運ばれるのを防止する、という点で有益である。
【００３０】
図５は、本発明の転送ベルトを備えたウェブプレス１００の機能を示す、基本図である。図４は、抄紙機の一部である湿式プレス１００の基本図である（全体的には図示せず）。ペーパーウェブ１０１は、第１ローラ構造１０２（図の上側）と第２ローラ構造１０３（図の下側）との間を走行する。第１ローラ構造１０２は、プレスフェルト１０４を搬送し、第２ローラ構造１０３は、例えば前述した実施の形態のうちの１つである転送ベルト１０５を搬送する。第１ローラ群のプレスローラ１０２Ａと第２ローラ群のプレスローラ１０３Ａとの間には、プレスギャップ１０６が設けられており、このプレスギャップ１０６において、ペーパーウェブ１０１は、プレスフェルト１０４と転送ベルト１０５との間で実質的に脱水される。次に、ペーパーウェブ１０１は、乾燥部１０７（一部のみ図示）へ進み、この乾燥部１０７で乾燥ベルト１０８によって導かれる。脱水後、プレスフェルト１０４及び転送ベルト１０５は、ウェブプレス１００の入口に戻る。
【００３１】
本発明の構造は、上述した典型的な実施の形態に限定されるわけではなく、複数の変更も可能である。特に、転送ベルトの複合構造は、例えば、製造する紙の質やウェブプレスの動作パラメータというような、アプリケーションの具体的条件に応じて、多様に変更することができる。適用する材料は、上記のプラスチック材料に限定されるわけではなく、当業者には知られた特性のその他の繊維材料で置き換えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態による転送ベルトの断面図である（縮尺は忠実ではない）。
【図２】 第２の実施の形態の断面図である。
【図３】 第３の実施の形態の断面図である。
【図４】 第４の実施の形態の断面図である。
【図５】 本発明の転送ベルトが挿入されたウェブプレスの図である。
【符号の説明】
１０、１０’、２０、３０ 転送ベルト
１１、２１、３１ 支持ファブリック
１２、２２、３２ 重合繊維構造体
１３、２３ フリース
１４、１４ａ、１４ｂ、２４、３４ 重合層
１５、２５、３５ 表面層
３６ 補強糸
１００ 湿式プレス
１０１ ペーパーウェブ
１０２ 第１ローラ群
１０２Ａ プレスローラ
１０３ 第２ローラ群
１０３Ａ プレスローラ
１０４ プレスフェルト
１０５ 転送ベルト
１０６ プレスギャップ
１０７ 乾燥部
１０８ 搬送ベルト

Claims (17)

1. ペーパーウェブ（１０１）を乾燥させるための延長プレスギャップ（１０６）を備えた、湿式プレス（１００）の転送ベルト（１０、１０’、２０、３０）であって、
   織られた又は機械加工された支持ベルト（１１、２１、３１）と、
   フェルトのように前記支持ベルト上に縫い付けられており、溶融可能な繊維を含んでおり、加工熱処理によって撥水性の又は最大限でわずかな透水性の重合層（１４、１４ａ、１４ｂ、２４、３４）に少なくとも部分的に変換される本質的な重合繊維構造体（１２、２２、３２）と、
   縫い付けられることによって前記重合層上に設けられており、フェルト或いは繊維構造のテクスチャーを有する非溶融性且つ非粘着性の繊維から成る繊維状の表面層（１５、２５、３５）と、
   を含む転送ベルト。
2. 前記支持ベルト（２１）が、多層又は積層構造であることを特徴とする、請求項１に記載の転送ベルト。
3. フリース層（１３、２３）が、前記支持ベルト（１１、２１）の前記重合層（１４、２４）と反対側に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の転送ベルト。
4. 前記支持ベルト（１１）の両側に、前記撥水性の又は最大限でわずかな透水性の重合層（１４ａ、１４ｂ）に少なくとも部分的に変換される前記重合繊維構造体（１２）が設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の転送ベルト。
5. 縫い付け構造における、前記転送ベルトの長手方向に縫い目を付けたフェルトファブリックによって特徴付けられる、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の転送ベルト。
6. 前記重合繊維構造体（１２、２２、３２）が、少なくとも１０％の割合で、熱可塑性により変形可能であるか又は溶融接着性のある繊維を含む、繊維によって形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の転送ベルト。
7. 前記重合繊維構造体（１２、２２、３２）が、親水性及び疎水性要素の混合物から成ることを特徴とする、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の転送ベルト。
8. 前記重合層（１４、１４ａ、１４ｂ、２４、３４）の厚さ、或いは、２つの重合層を合わせた厚さが、前記転送ベルト（１０、１０’、２０、３０）の全体厚さの６０〜９０％であることを特徴とする、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の転送ベルト。
9. 前記重合層（３４）が、融着させた長手糸及び／又は短手糸（３６）によってさらに補強されることを特徴とする、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の転送ベルト。
10. 前記繊維状の表面層（１５、２５、３５）の平均厚さが、前記転送ベルト（１０、２０、３０）の全体厚さの１〜１０％であることを特徴とする、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の転送ベルト。
11. 前記繊維状の表面層（１５、２５、３５）が、耐摩耗性があると共に、耐熱性があるか又は溶融不可能であり、耐熱性がある場合には、その融点が、前記重合層を形成する繊維の融点よりも高い５０〜１００℃である、繊維から本質的に構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の転送ベルト。
12. 前記繊維状の表面層（１５、２５、３５）が、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ＰＡＣ、アラミド、テフロン（Ｒ）、又は炭素繊維から成ることを特徴とする、請求項１１に記載の転送ベルト。
13. 前記重合層が、低温溶融性であるポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、又はポリビニルから成ることを特徴とする、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の転送ベルト。
14. 前記重合層が、１００〜２２０℃の温度において、また、５〜７０ｋｇ／ｃｍ²の特定圧力下において、形成されることを特徴とする、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の転送ベルト。
15. 前記転送ベルトが、ワイヤ太さが０．１〜０．３ｍｍであるモノフィラメントを有しており、該モノフィラメントが任意に、多数のモノフィラメントより又はモノフィラメントとマルチフィラメントとの混合よりであることを特徴とする、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の転送ベルト。
16. 前記縫い目付けされた転送ベルトが、ワイヤ太さが０．３〜０．８ｍｍであるモノフィラメントを有することを特徴とする、請求項５〜１５のうちのいずれか一項に記載の転送ベルト。
17. 請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の転送ベルト（１０、２０、３０、１０５）によって特徴付けられる、ペーパーロール（１０１）を乾燥させるための延長プレスギャップ（１０６）を備えたウェブプレス（１００）。

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