CN101668896A - 造纸用靴型压榨带 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于，提供一种在制纸机械用带(靴型压榨带)中，湿纸榨水性好、使用中带外周面的损伤(裂纹及磨耗)少的带。在用于搭载收容从湿纸榨出的水的毛毯的造纸用靴型压榨带中，将延伸设置在所述毛毯侧表面上的排水槽设为不连续槽，并且使排水槽的行进方向(MD方向)的槽宽及槽深连续变化。不连续槽的槽形状形成为，槽宽可以左右对称也可以左右不对称，槽宽还可以在不连续槽的中央部窄或者深。通过将排水槽设为不连续槽，能够同时提高排水能力与纸质、湿纸表面的平滑性。
Description
技术领域
本发明涉及一种在造纸机的压榨部及其他类似机械中，为了从湿纸及毛毯提高榨水性而使用的靴型压榨带，尤其涉及一种在靴型压榨带的毛毯侧表面上延伸设置的槽形状。
背景技术
在造纸中，为了提高生产率，在对湿纸进行脱水的压榨部中，如何提高湿纸的脱水量，逐渐成为大的问题。为了尽可能地实现减少湿纸水分等目的，作为增加压榨脱水量的方法，近年来经常使用的方法有，采用提高压榨辊所施加的压力、提高压榨棍的硬度或者通过靴型压榨带来增加加压时间等方法，通过靴型压榨辊，增加压榨时的棍与毛毯之间的加压时间，从而提高脱水效果的方法。
并且，最近为了高效率地排出在靴型压榨带上所榨出的水，经常采用在毛毯侧表面延伸设置多个槽的方法。例如，专利文献1的记载所示，在宽式辊隙压榨(即靴型压榨)上所使用的带的外周面设置多个排水槽，从而提高湿纸的榨水性。
作为槽的形状，考虑到加工的容易度、生产率、成本等问题，现有的几乎为矩形状，但是也提出了弯曲设置槽底部(专利文献2及3)、在岸台(land)部设置凹曲的顶面(专利文献4)的方案。更为具体的是，专利文献2通过将截面设置为“U”字型来提供靴型压榨的脱水性(榨水性)与强度持续性好的带，因而对排水槽的岸台部的端部进行了倒角，槽宽为0.5～4mm、深度为0.5～5mm、相邻排水槽之间的间隔为1～4mm。专利文献3还示出了，除对槽底部进行弯曲之外，槽的侧壁朝外侧弯曲的形状。专利文献4所记载的压榨套(压榨带)在其外面具有多个网部(岸台部)，在这些网部之间夹杂槽，各网部具有凹曲的头顶面。并且，在专利文献5中示出了实质上在机械方向上具有多个不连续的槽的靴型压榨带。
然而现状是，上述各文献中的靴型压榨带的槽形状，不管哪一个都是固定的单一形状(槽宽、槽深、岸台部宽度、槽数)，因而不能得到能够解决槽内部的龟裂、岸台部的损伤、磨耗、转印图标、榨水性等问题的靴型压榨带。
专利文献1：日本实用新型申请昭57-147931号(日本实用新型公开59-54598号)的缩微胶卷
专利文献2：实用新型注册第3104830号公报
专利文献3：日本专利公开2001-95484号公报
专利文献4：日本专利公开昭64-61591号公报
专利文献5：国际公开第2005/049917号册子
发明内容
本发明人在本技术领域潜心研究结果发现以下问题，在使用以单一形状提高空隙容积(void volume)的带的情况下，容易发生槽内部的龟裂及岸台部的损伤、磨损，并且，存在通过压榨的纸质及湿纸表面的平滑性恶化(在湿纸上显现转印图标的比例增大)的倾向，相反，当将槽宽及槽深设定得小时，榨水性降低，因此导致压榨后的湿纸干燥消耗能增加。
本发明是为解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种在制纸机械用带(靴型压榨带)中，湿纸榨水性好、使用中带外周面的损伤(裂纹及磨耗)少的带。
本发明人发现，在上述靴型压榨带中，通过将排水槽设为不连续槽，并且在一个槽内使槽宽及/或槽深连续变化，能够解决上述课题，直至完成本发明。
本发明基本上为涉及在排水槽中，具有使行进方向(MD方向)的槽宽及/或槽深连续变化的槽形状的造纸用靴型压榨带，将以下的各技术作为基础。
(1)一种造纸用靴型压榨带，用于搭载收容从湿纸榨出的水的毛毯，其特征在于，具有在所述造纸用压榨带的所述毛毯侧的表面朝机械行进方向(MD方向)延伸设置的排水槽，该排水槽是具有槽宽及/或槽深连续变化的槽形状的不连续槽。
(2)如(1)所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的中央部至少比一侧的行进方向(MD方向)端部槽宽宽。
(3)如(1)所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的中央部至少比一侧的行进方向(MD方向)端部槽宽窄。
(4)如(1)或(2)所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的两端部为尖细的槽形状。
(5)如(1)～(4)中任一项所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的槽形状以MD方向为轴左右不对称。
(6)如(1)～(4)中任一项所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的槽形状以MD方向为轴左右对称。
(7)如(1)～(6)中任一项所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的一侧端部的槽深比另一侧端部的槽深深。
(8)如(1)～(6)中任一项所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的中央部的槽深至少比一侧端部的槽深深。
(9)如(1)～(8)中任一项所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的长度比压榨靴的宽度短。
(10)如(1)～(8)中任一项所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的槽长与压榨靴的宽度相等，或者为两倍于压榨靴宽度的范围。
在本说明书中，不连续槽是指，没有形成槽的岸台部与形成槽的槽底部朝MD方向交替排列的排水槽。并且，在本说明书中，不连续槽的中央部是指，所述槽底部的MD方向的中央部，不连续槽的端部是指，所述槽底部的MD方向的端部，不连续槽的槽长是指，所述槽底部的MD方向的槽长。并且，在本说明书中，不连续槽的一侧端部及另一侧端部和两端部是指，不连续槽的同一槽底部的端部。
按照本发明，在上述靴型压榨带中，通过将排水槽设为不连续槽，从而能够在辊隙入口防止水的逆流，能够在辊隙下接受水，从而在出口通过压榨压的作用对水进行强制脱水，因此在低速域不会发生回水，能够通过压榨进行正常的脱水。
并且，通过将一个槽中的中央部的槽宽、槽深设置得比端部大，从而在辊隙下水容易进入槽内，在辊隙出口槽内的水更容易排出，因此能够获得良好的榨水性，能够提供同时提高排水能力与纸质及湿纸表面平滑性的造纸用靴型压榨带。
附图说明
图1为用于形成本发明的靴型压榨带的排水槽的装置；
图2为对本发明的槽形成所使用的切削刀的配置进行说明的图；
图3为表示本发明的槽形状的形成方法的图；
图4为表示本发明的槽形状的第一形态的图；
图5为相同地表示本发明的槽形状的第一形态的图；
图6为表示本发明的槽形状的第一形态的变形形态的图；
图7为表示本发明的槽形状的第二形态的图；
图8为相同地表示本发明的槽形状的第二形态的图；
图9为表示本发明的槽形状的第三形态的图；
图10为表示图4(c)的槽形状的立体图；
图11为表示图5(c)的槽形状的立体图；
图12为表示图6(a)的槽形状及其变形的槽形状的立体图；
图13为表示图7(b)的槽形状的立体图；
图14为表示图8(c)的槽形状的立体图；
图15为表示图9(d)的槽形状的立体图；
图16为表示图9(b)的槽形状的立体图；
图17为表示矩形槽形状的立体图；
图18为表示裂纹试验所使用的装置的图；
图19为表示榨水试验的概要图。
图中：1、排水槽形成装置；2、基体；3、辊；4、聚氨基甲酸酯层；5、外周面；6、切槽装置；7、排水槽；8、压花刀；9、飞轮；10、驱动用马达；11、对向辊；12、加工物；S、试验片；CH、夹具手；PR、压榨辊；PS、压榨靴；B、带本体；N、喷嘴；W、水流；Ft、前侧毛毯；Fb、底侧毛毯；WS、湿纸片。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
图1为用于形成(压花加工)本发明的造纸用靴型压榨带的排水槽的装置1的简要图。
首先，将无端状的基体2架设到两根辊3、3之间，利用一定的张力使其拉紧。该辊3旋转自如，基体2朝辊3的旋转方向行进。在这种状态下，从基体2的上部适用液状聚氨基甲酸酯，通过使之硬化，在基体2的全周上形成聚氨基甲酸酯层4。在适当的时间之后，对设有聚氨基甲酸酯层4的基体2的外周面5，利用切槽装置6形成不连续的排水槽7。
切槽装置6，如图2所示，配置有多排用于形成槽的压花刀8，由驱动用马达10和支撑部件(飞轮9)构成。
压花加工其概略如图3所示，当加工物12通过压花刀8与对向辊11之间时，用压花刀8在加工物上印花。优选的是将压花刀8加热到200℃以上，由此容易对聚氨基甲酸酯层4进行印花。
对于本发明的槽形状，首先将第一实施例表示在图4、图5中。图4、图5所记载的槽形状为，变形量大的不连续槽中央部至少比一侧MD方向端部槽宽大。槽形状优选的是左右对称(图5)。
不连续槽通过压榨辊隙时，压榨带的弹性树脂层受压缩而以槽宽变窄的方式变形。越远离岸台部该变形的程度越大，因此不连续槽的整体以中央部变窄的方式变形。因此，为了维持槽的蓄水容积，将变形量大的不连续槽中央部设置得至少比一侧MD方向端部宽度大。槽上产生的变形应力左右相同，因此槽的形状优选的是左右对称。
并且，作为第一实施例的变形，图6所记载的槽形状为行进方向(MD方向)两端部尖细的槽形状，因此能够比图5的槽形状减小在MD方向两端部上产生的变形应力。
本发明的槽形状的第二实施例表示在图7、图8中。图7、图8所记载的形状为，不连续槽的中央部至少比一侧MD方向端部宽度窄。
不连续槽的MD方向槽长比压榨靴的宽度短的不连续槽在压榨中央能够得到最大压力(由蓄积在封闭的槽的水量产生最大压力)，因此为了在压榨出口降低流水阻力而容易使蓄水喷出，将不连续槽的中央部至少比一侧的MD方向端部宽度设置得窄。在压榨出口，优选的是最初开放的MD方向的前端部比不连续槽的中央部宽。
表示本发明的槽形状的第三实施例的图9，将不连续槽的中央部至少比一侧的MD方向端部设置得深。优选的是将不连续槽的中央部比MD方向前端部设置得深。
当不连续槽通过压榨辊隙时，压榨带的弹性树脂层受压缩，从而以槽变浅的方式变形。越远离岸台部该变形的程度越大，因此，不连续槽的截面其中央部的变形更大。因此，为了维持槽的蓄水容积，将变形量大的不连续槽的中央部至少比一侧的MD方向端部设置得深。槽上产生的变形应力前后相同，因此槽形状优选的是前后对称。
并且，为了在压榨出口降低流水阻力从而能够容易使蓄水喷出，优选的是，将MD方向前端部的槽设置得比不连续槽的中央部深，或者弯曲倾斜设置。
槽的尺寸采用，槽宽为0.5～2mm，槽深为0.5～2mm，相邻的排水槽与岸台部的间隔为1～5mm的范围，这些结构适当调整带外周面5与切槽装置6(压花刀8)的距离。
本发明的不连续槽的MD方向槽长，如上所述，比压榨靴的宽度(靴的MD方向长度)窄，但是由蓄积在封闭的槽的水量而产生最大压力，因此是优选的。在造纸机的压榨部用靴型压榨器中，压榨靴的宽度有多种多样，但是约在50mm～400mm的范围，因此，本发明的不连续槽的MD方向槽长，在作为比靴型压榨器的宽度窄的情况下，设定为40mm～390mm，而作为以与靴型压榨器的宽度相同或者长到两倍于该宽度的范围的靴型压榨器，可以设定在50mm～800mm的范围内。
对没有形成槽的岸台部的端部实施倒角，由此防止端部的缺损及缺角。
通过适当调整带外周面与切削刀的距离，能够相对MD方向设置为连续槽或者不连续槽。在设为不连续槽的情况下，通过利用厚度调整马达每隔一定时间推拉一次压花刀来进行机械性的推拉。或者使固定刀的旋转作椭圆运动。
并且，不连续槽优选的是，在槽内相对MD方向使深度连读变化，该分界部设为流场地削减厚度的锥形状。
(性能评价方法)
对于制造出的靴型压榨带，通过以下试验进行性能评价，并付与功能名次进行综合评价。
(裂纹试验)
使用图18所示的装置。该装置构成为，试验片S的两端受夹具手CH、CH的夹持，夹具手CH、CH连动而能够朝左右方向往复移动。并且，此时施加在试验片S上的张力为3kg/cm，往复速度为40cm/秒。并且，试验片S受压榨辊RR与压榨靴PS所施加的压力。此时，通过压榨靴PS朝压榨辊RR方向移动，对试验片S施压。其中，该压力为36kg/cm2。由该装置，测定发生裂纹为止的往复次数。并且，试验片S中的评价面朝向压榨辊RR侧。
评价点A：发生裂纹为止的次数(单位；万次)在26万次以上。
评价点B：在12万次～26万次的范围。
评价点C：在12万次以下。
(榨水试验)
使用图19所示的装置进行湿纸榨水测试。本测试装置在与压榨辊PR相对的位置配置有带本体B，并且在该带内周面侧配置压榨靴PS(靴宽：50mm)使该带本体B压迫压榨辊PR。并且，在所述压榨辊PR与带本体B之间，配置有前侧毛毯与底侧毛毯F，该前侧毛毯与侧毛毯F通过针刺法以使由尼龙6构成的11dtex的短纤维的面积量成1500g/m2的方式植入在基布上而构成。之后，使带本体B在1000kN/m的压榨辊PR与靴型压榨器PS的辊隙压力下，以1000m/分的速度行进。之后，使配置在上述压榨辊PR上方的喷嘴N在3kg/cm2的压力下，以15升/分喷射水流W。此时，前侧辊被水流W膜包覆，并且该水流W浸渍到前侧毛毯Ft及底侧毛毯Fb之后，还提供给带本体B。在这种状态下，在上述底侧毛毯Fb上，搭载含有70％的水分的湿纸片WS，使之通过辊隙，从而对通过后的湿纸片WS进行水分测定。
评价点A：湿纸水分在45％以下。
评价点B：在45％～53％的范围。
评价点C：在53％以上。
(功能名次)
根据上述各试验的各自的评价点对试验结果进行综合评价，给出以下的功能名次。
评价点全部为A →名次1
评价点一个为A其他为B →名次2
评价点全部为B →名次3
评价点至少存在一个C →名次4
对由上述结构构成的靴型压榨带，具体通过以下示出的工序，制作实施例1～9及比较例1。
工序1：使用图1所示的装置，将无端状的基体2套入2根辊之间，以一定张力拉紧。
工序2：从基体2的上方配置液状聚氨基甲酸酯，通过使之硬化，在基体2的全周上形成聚氨基甲酸酯层4。
工序3：在切槽装置6上配置压花加工用压花刀8。压花刀8由内部加热器保持在250℃。
由该压花刀8的形状，形成各实施例及比较例所记载的槽形状。
并且，将槽形状调整为以下的范围。
(1)槽宽：槽宽宽的部分为1.2mm，窄的部分为0.8mm。
(2)槽深：槽深深的部分为1.5mm，浅的部分为0.8mm。
(3)在CMD方向上邻接的排水槽与岸台部的间隔：窄的部分为1.5mm，宽的部分为1.9mm。
(4)在MD方向上邻接的排水槽与岸台部的间隔：以5.0mm固定
(5)不连续槽的MD方向长度：40mm，比图19的本测试装置中的靴型压榨器PS的靴宽50mm短。
对带外周面5与压花刀8的距离进行加工的同时适当调整，使在带外周面上的槽以相对MD方向成不连续槽的方式形成。
(实施例1)
为了成为图4(c)的槽形状，设置压花加工用压花刀。该刀构成为，不连续槽的中央部比MD方向两端部槽宽宽。通过该刀的加工，槽形状成为沿着MD方向两端部弯曲的形状。实施例1的槽形状用图10的立体图表示。
(实施例2)
为了成为图5(c)的槽形状，设置压花加工用压花刀。该刀将图4(c)的刀左右对称的方式构成，不连续槽中央部比MD方向两端部槽宽宽。通过该刀的加工，槽形状成为沿着MD方向两端部弯曲的形状。实施例2的槽形状用图11的立体图表示。
(实施例3)
为了成为如图6(a)的槽形状，设置压花加工用压花刀。该刀构成为如图6(a)的刀所示，通过该刀的加工，槽形状成为MD方向两端部尖细的槽形状。实施例3的槽形状用图12(a)的立体图表示。并且，成为如图6(a)的槽形状，还可以设置切槽用切削刀，以取代压花加工用压花刀。该刀可以使用切削带的连续的槽形状的通常的金属开缝锯及尖锯(tip saw)。通过适当调整带外周面与切削刀的距离，能够相对MD方向设置不连续槽，并且能够将一个槽内的槽深构成为MD方向两端部比中央部浅的形状。为了将这种槽设置成不连续、尖细且两端部浅的槽形状，能够通过使固定刀的旋转做椭圆运动来形成。通过该刀的加工，能够将槽形状构成为，带行进方向(MD方向)两端部尖细、MD方向两端部比中央部浅的槽形状。该槽形状用图12(b)的立体图表示。
(实施例4)
为了成为图7(b)的槽形状，设置压花加工用的压花刀，该刀构成为，不连续槽中央部比一侧MD方向端部宽度窄。通过该刀的加工，能够将槽形状构成为，带行进方向(MD方向)前端部比后端部宽度宽。实施例4的槽形状用图13的立体图表示。
(实施例5)
为了成为图8(c)的槽形状，设置压花加工用的压花刀。该刀构成为，不连续槽中央部比MD方向两端部槽宽窄。通过该刀的加工，槽形状能够成为沿着MD方向两端部弯曲的形状，槽中央部比MD方向两端部槽宽窄。实施例5的槽形状用图14的立体图表示。
(实施例6)
为了成为图9(d)的槽形状，设置压花加工用压花刀。该刀构成为，一侧的MD方向端部比另一侧的MD方向端部深。通过该刀的加工，能够将MD方向前端部构成为比后端部浅。实施例6的槽形状用图15的立体图表示。
(实施例7)
为了成为图9(b)的槽形状，设置压花加工用的压花刀。该刀构成为，槽中央部比一侧的MD方向端部深。通过该刀的加工，能够将MD方向中央部构成为至少比一侧的MD方向端部深。实施例7的槽形状用图16的立体图表示。
(实施例8)
与实施例7的槽形状相同，在实施例8中，将不连续槽的MD方向长度调整为50mm，从而调整为与本测试装置的靴型压榨器的宽度(50mm)相同。
(实施例9)
与实施例7的槽形状相同，将实施例9的不连续槽的MD方向长度调整为80mm，从而调整为比本测试装置的靴型压榨器的宽度(50mm)长。
(比较例)
为了成为一般的矩形的槽形状，设置压花加工用的压花刀。该刀构成为，槽中央部及MD方向两端部的槽宽固定。通过该刀的加工，槽形状成为沿着MD方向两端部的矩形。将其作为比较例1，该槽形状用图17侧立体图表示。
对实施例1～9及比较例1的靴型压榨带，进行裂纹实验、榨水实验，从而进行性能评价。其结果表示在表1。
表1
| 裂纹试验 | 榨水试验 | 功能名次 | |
| 实施例1 | A | B | 2 |
| 实施例2 | A | A | 1 |
| 实施例3 | A | B | 2 |
| 实施例4 | B | A | 2 |
| 实施例5 | B | A | 2 |
| 实施例6 | B | B | 3 |
| 实施例7 | A | A | 1 |
| 实施例8 | A | B | 2 |
| 实施例9 | A | B | 2 |
| 比较例1 | B | C | 4 |
按照表1的结果，实施例2与实施例7的槽形状相对两个评价实验不管哪一个都得到了良好的评价，平衡最好。
并且，不连续槽的MD方向长度与靴型压榨器的宽度相同的实施例8和比其长的实施例9，相比能够与之对比的实施例7，榨水试验的评价差，但功能名次毫不逊色。
工业实用性
按照本发明的靴型压榨带，能够同时提高排水能力和纸质及湿纸表面平滑性，因此作为为了在造纸用的压榨部及其他类似机械中从湿纸及毛毯提高榨水性而使用的靴型压榨带，及其有用。
Claims (10)
1、一种造纸用靴型压榨带，用于搭载收容从湿纸榨出的水的毛毯，其特征在于，具有在所述造纸用压榨带的所述毛毯侧的表面朝机械行进方向(MD方向)延伸设置的排水槽，该排水槽具有槽宽及/或槽深连续变化的槽形状。
2、如权利要求1所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的中央部至少比一侧的行进方向(MD方向)端部槽宽宽。
3、如权利要求1所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的中央部至少比一侧的行进方向(MD方向)端部槽宽窄。
4、如权利要求1或2所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的两端部为间隙的槽形状。
5、如权利要求1～4中任一项所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的槽形状以MD方向为轴左右不对称。
6、如权利要求1～4中任一项所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的槽形状以MD方向为轴左右对称。
7、如权利要求1～6中任一项所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的一侧端部的槽深比另一侧端部的槽深深。
8、如权利要求1～6中任一项所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的中央部的槽深至少比一侧端部的槽深深。
9、如权利要求1～8中任一项所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的长度比压榨靴的宽度短。
10、如权利要求1～8中任一项所述的造纸用靴型压榨带，其特征在于，不连续槽的槽长与压榨靴的宽度相等，或者为两倍于压榨靴宽度的范围。
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