(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマー材料(２０)に覆われた補強ヤーン(１６，１８)を含む環状無端プレスベルトの製造方法であって、前記補強ヤーンは、２つの層、すなわち、前記ベルトの外側面(１４)に隣接して配置された交差方向に延出するヤーン(１６)の外側層と、前記ベルトの内側面(１２)に隣接して配置された長手方向に延出するヤーン(１８)の内側層をなして配列されており、
前記製造方法は、
(i)交差方向の補強ヤーン(１６)の層を、前記プレスベルトの所望の外側直径に等しい内側直径を備える注入成形用シリンダ(３４)の内側に配列するステップ、
(ii)前記交差方向の補強ヤーン(１６)に、エラストマー材料の第１層(２０ａ)を注入成形して重ねるステップ、
(iii)前記エラストマー材料(２０ａ)の未硬化な第１層と接する交差方向の補強ヤーン(１６)の内側に、長手方向の補強ヤーン(１８)の層を配置するステップ、および、
(iv)前記長手方向の補強ヤーン(１８)に、エラストマー材料の第２層(２０ｂ)を注入成形して重ね、エラストマー材料の前記第１、第２の層(２０ａ，２０ｂ)が同時に硬化して、交差方向および長手方向の両補強ヤーン(１６，１８)を覆う一体化したエラストマー材料体を形成するるステップ、
からなる製造方法。
【請求項２】
前記エラストマー材料(２０)は、前記注入成形用シリンダ(３４)の内側から注入成形される請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記エラストマー材料(２０)は、前記注入成形用シリンダ(３４)の回転中に、前記シリンダを通ってその軸方向に移動される１つのノズルを介して前記注入成形用シリンダ(３４)内に供給され、
前記シリンダは、前記エラストマー材料(２０)の所望の厚さを実現するために事前に選択された速度で回転される請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記長手方向ヤーン(１８)は、前記注入成形用シリンダ(３４)内に螺旋状のパターンをなす連続ヤーンとして配置される請求項１〜３のいずれか１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
本発明の技術背景及び概要
本発明は、環状無端プレスベルト及びこのプレスベルトの製造方法に関する。
プレスベルトは、種々のプレス装置、例えば製紙装置及びつや出し機（カレンダ）に適用されるようなシュー型(shoe-type)プレスに用いられており、連続した織地や織布又はシートをプレス片を介して搬送するようになっている。
従来のプレスベルトには、一般的に、その両側面上に配され且つゴム材料やポリウレタン材料が注入された基礎織布が設けられている。この基礎織布は、プレスベルトに強度を与えるための補強材として機能する。なお、本願出願人が知ったUSP 5,238,537やUSP 5,134,010には、本発明の主題に近似した技術が開示されている。USP 5,238,537には、ベルト構造が開示されており、その補強材は、一方側からポリウレタン材料が注入された織紙装置用織地から構成されている。この場合、ベルトを製造することは困難である。なぜなら、正確な寸法でベルトを製造するためには、正確な寸法で織られた補強材が必要となるからである。更に、製造したベルトは、限られた弾性しか奏しない。このため、ベルトの走行中に生じる曲げに対して円滑に耐えられない。従って、ベルトは、かなりの程度の磨損が生じるため、頻繁に取り替えなければならない。また、USP 5,134,010には、鋳造シリンダの外側面に構成されたプレスベルトが開示されている。このプレスベルトは、鋳造型からある程度距離をおいて、緊張状態の下、交差した複数の補強織糸（ヤーン）を敷設した後、この交差したヤーンの回りに縦長の補強ヤーンを螺旋状に曲げることによって形成されており、この結果、両方向に走向する補強ヤーンが構成される。続いて、エラストマー材料が、ノズルを介して、上記ヤーン層（糸層）に亘って鋳造型の外側に供給される。このようにノズルを介してエラストマー材料を供給している間、交差したヤーンは、支持器（ブレース）によって支持される。この場合、交差したヤーンは、プレスベルトの内側面に近接して位置付けられると共に、縦長の補強ヤーンは、プレスベルトの外側面に近接して位置付けられる。このような製造方法は、交差したヤーンの頂部に縦長の補強ヤーンを螺旋状に曲げるためには複雑な装置が必要となる関係上、極めて煩雑となる。更に、複雑なノズル構造が必要となり、その結果、鋳造工程が困難になる。更に、製造されたプレスベルトは、プレスにおける繰り返しの曲げに充分耐え得る弾性を有していない。なぜなら、螺旋状に曲げられたヤーンの外側層が、内側の交差したヤーンと共に圧せられるからである。この結果、交差したヤーンは、プレスベルトの曲げに抵抗してベルト環状部からプレスシュー(press-shoe)の凹面上を頻繁に移動する。従って、極めて早期にプレスベルトが磨損するようになり、頻繁に取り替えなければならない。
従来技術に対して、本発明に設けられたプレスベルトは、互いに分離し且つ互いの頂部に配された交差補強ヤーン層と縦長補強ヤーン層とから構成されており、エラストマー材料で覆われている。このような本発明において、プレスベルトの交差したヤーン（交差ヤーン）は、プレスベルトの外側面に近接して配置され、縦長のヤーン（縦長ヤーン）は、プレスベルトの内側面に近接して配置されている。このような構成を有するヤーンは、シュー型プレス装置に用いた場合に要求される弾性を維持している間、最適な引張強さを発揮する。また、交差ヤーンがプレスベルトの外側面に近接しているため、急激な変化曲線を描いてベルト環状部から凹面状のプレスシューにプレスベルトが走行しても、上記交差ヤーンには、種々の抵抗が作用することは無い。また、本発明のプレスベルトは、鋳造シリンダ内に交差ヤーンを敷設する工程と、交差ヤーンに亘ってエラストマー材料の表面層を注入成形する工程と、湿潤状態のエラストマー材料表面層上に縦長ヤーンを注入成形する工程と、縦長ヤーンに亘ってエラストマー材料の内面層を注入成形する工程とを有する方法によって形成されており、エラストマー材料の内面層及び表面層（外面層）は、交差ヤーンと縦長ヤーンとを包含した一体的なエラストマー体を構成する。
本発明の目的は、シュー型プレス装置に適用可能な可撓性を維持しつつ頑丈で耐久性に富むプレスベルトを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、プレスベルトの外側面に近接して配置された交差補強ヤーン及びプレスベルトの内側面に近接して配置された縦長補強ヤーンを有するプレスベルトを提供することにある。
更に、本発明の他の目的は、簡単且つ低価格な可撓性プレスベルトを製造方法を提供することにある。
なお、本発明の他の目的、特徴や効果は、添付図面の内容から明らかである。
【図面の簡単な説明】
添付図面には、本発明を実施するための最適な実施の形態が示されている。
図１は、本発明の環状無端プレスベルトの側面図である。
図２は、図１の２−２線に沿う断面図である。
図３は、本発明のプレスベルトを形成するための鋳造装置の部分断面正面図である。
図４は、図３の４−４線に沿う断面図である。
図５は、エラストマー材料の内面層が供給された状態における鋳造装置の部分断面正面図である。
図６は、図５の６−６線に沿う断面図である。
図７は、シュー型プレス装置の正面図である。
発明の実施の形態
図１，２及び図７には、本発明の環状無端プレスベルト１０が示されている。このプレスベルト１０は、シュー型プレス装置に適用する場合に必要不可欠な可撓性（弾性）を維持している間、高い引張強さを有する。
プレスベルト１０は、その内側面１２及び外側面１４の夫々に無端状の閉じた環状部を有している。このプレスベルト１０は、互いに分離し且つ互いの頂部に配され且つ交差した複数の交差補強（糸）ヤーン１６から成る層と縦長の複数の縦長補強（糸）ヤーン１８から成る層とから構成されており、全体がエラストマー材料２０で覆われている。プレスベルト１０の交差ヤーン（交差した糸）１６は、夫々、このプレスベルト１０の外側面１４に近接して配置されており、縦長ヤーン（縦長の糸）１８は、夫々、このプレスベルト１０の内側面１２に近接して配置されている。このような補強ヤーン構造によれば、シュー型プレス装置に適用する場合に必要不可欠な弾性（可撓性）を維持している間、高い引張強さを有するプレスベルト１０が実現される。このように、交差ヤーン１６が、夫々、プレスベルト１０の外側面１４に近接しているため、急激な変化曲線を描いてベルト環状部から凹面状のプレスシューにプレスベルト１０が走行しても、交差ヤーン１６には、種々の抵抗が作用することは無い。また、このような補強ヤーン１６，１８は、プレスベルト１０の特定の物理的条件に応じて、モノフィラメント糸やマルチフィラメント糸を備えている。同様に、プレスベルト１０において、補強ヤーンの一部をモノフィラメント糸やマルチフィラメント糸で構成しても良い。また、交差ヤーン１６は、プレスベルト１０の物理的性質を変化させること無く、互いにある程度離間して配置することが可能である。また、縦長補強ヤーン１８は、夫々環状を成すように、連続した糸を螺旋状に配置して構成することが好ましい。なお、上述したようなヤーン層の間隔は任意に変更することが可能である。
エラストマー材料２０としては、任意の弾性材料を選択可能であるが、ポリウレタンを選択することが好ましい。
図７に示すように、プレスベルト１０は、シュー型プレス２２内に導入される。このシュー型プレス２２は、圧力シリンダ２４と、凹状面２８を有する圧力シュー２６とを備えている。圧力シリンダ２４及び圧力シュー２６は、相互の働きにより圧力片を構成している。また、プレスベルト１０は、圧力片を介して、連続した織地や織布等のシート３０を搬送する。プレスベルト１０が圧力片を通過する際、内側面１２が圧力シュー２６に隣接して受けられる。このため、動作中において、外側面１４は、シート３０に接触する。また、プレスベルト１０は、シート３０を潤滑油から隔離している。図３に示すように、補強ヤーン１６，１８は、互いに一定間隔で配置されており、圧力シュー２６の凹状面２８に対向することによってプレスベルト１０が凹状に屈曲した際に、所定の圧力が作用するように、これらヤーンの間のエラストマー材料２０には、充分なスペースが与えられている。
図３〜図６に示すように、プレスベルト１０は、鋳造装置３２によって形成される。鋳造装置３２は、プレスベルト１０の外径に等しい内径を有する鋳造シリンダ３４を備えている。この鋳造シリンダ３４は、この鋳造シリンダ３４を回転させることが可能な支持ローラ３６上に設けられている。また、補強ヤーン１６，１８は、鋳造シリンダ３４の内側面に配置されており、具体的には、交差ヤーン１６の内側に縦長ヤーン１８が夫々配置されている。なお、上述したように、縦長ヤーン１８は、環状を成し且つ螺旋状の単一ヤーンとなるように配置されている。
補強ヤーン１６，１８の周り亘って均一に広がるように、ポリウレタン製のエラストマー材料２０は、鋳造シリンダ３４が回転している際、ノズル集合体３８から流し込まれる。このノズル集合体３８は、鋳造シリンダ３４の軸方向に延出した支持梁４２上を軸方向に移動するキャリッジ４０に支持されている。
また、このようなプレスベルト１０の製造方法は、鋳造シリンダ３４内に交差ヤーン１６を敷設する工程と、交差ヤーン１６上にポリウレタン外面層（表面層）２０ａ（図３参照）を注入成形する工程と、湿潤状態のポリウレタン表面層上に縦長ヤーン１８を螺旋状に注入成形する工程と、縦長ヤーン１８上にポリウレタン内面層２０ｂ（図２参照）を注入成形する工程とを有する方法によって形成されており、ポリウレタン内面層２０ｂ及び表面層（外面層）２０ａは、交差ヤーン１６と縦長ヤーン１８とを包含した一体的なポリウレタン体を構成する。交差ヤーン１６は、夫々、ポリウレタンを注入成形する前に鋳造シリンダ３４内に設けられる。
このような状態において、その内端部に放射状に配置された複数の歯状突起部４６を有する円形スチール板４４（図４参照）上に交差ヤーン１６が設けられている。円形スチール板４４は、夫々、鋳造シリンダ３４の各端部に設けられており、また、交差ヤーン１６は、夫々、鋳造シリンダ３４の各端部の各歯状突起部４６の間に織り込まれ、各歯状突起部４６に結び付けられる。また、鋳造シリンダ３４の表面と交差ヤーン１６との間には、その表面を昇降させるためのスペーサ（図示しない）が挿入されている。また一方、円形スチール板４４の歯状突起部４６は、スペーサとして機能させることも可能である。縦長補強ヤーン１８は、最初のウレタン層２０ａの注入成形と同時に、鋳造シリンダ３４の内側に螺旋状に巻くことが好ましい（図３参照）。また、車輪５０及びガイド６２を搬送する接続アーム４８は、ノズル集合体即ちポリウレタン製の鋳造ヘッド３８と同様に、キャリッジ４０に取り付けられており、鋳造ヘッド３８を所定方向に移動させるようになっている。接続アーム４８は、鋳造シリンダ３４の面上に下げることが可能であり、複動気圧シリンダ５４によって持ち上げることが可能である。ウレタン材を互いに混合した混合物が、鋳造シリンダ３４に注入されると直ぐに、その混合物は、硬化し始める。そして、ある程度の時間が経過して、車輪５０が突き刺さらない程度に混合物が充分に硬化したとき、車輪５０によって充分な圧力で縦長ヤーン１８をウレタン層に圧する。この場合、交差ヤーン１６（注入前に挿入された）とウレタン層２０ａは、鋳造シリンダ３４の表面からの縦長ヤーン１８の間隔を規定する。縦長ヤーン１８の押し込み後、第２の可動鋳造ヘッド（図示しない）又は他の通路（図５参照）が形成されたキャリッジ４０から他のウレタン層２０ｂが注入成形される。この場合、後から注入した第２の層が最初に注入した第１の層の後で直ぐに硬化すれば、２つのポリウレタン層２０ａ，２０ｂは、共に硬化して、一つの均質なウレタン層２０となる。なお、外部には、螺旋状に巻くためのヤーン供給器５６が設けられており、ヤーン１８は、一連のガイド５２及びローラ（図３参照）を介して所定位置に案内される。
このように本発明によれば、新規なプレスベルト１０及びこのプレスベルト１０を製造する方法を提供することができる。プレスベルト１０は、エラストマー体２０内に包含され且つ互いに分離した交差補強ヤーン１６と縦長補強ヤーン１８を備えている。このプレスベルト１０において、交差ヤーン１６は、夫々、ベルト１０の外側面１４に近接しており、縦長ヤーン１８は、夫々、ベルト１０の内側面１２に近接している。このような補強ヤーン構造によれば、シュー型プレス装置に適用する場合に必要不可欠な弾性（可撓性）を維持している間、高い引張強さを有するプレスベルト１０が実現される。また、プレスベルト１０の製造方法は、簡単で経済的であり、鋳造シリンダ３４内に補強ヤーン１６，１８を敷設する工程と、これらヤーンに亘ってエラストマー材料２０の層を注入成形する工程とを有している。このため、本発明は、産業上の利点を有する高い技術的効果を奏する。
なお、本発明は、上記説明や請求の範囲の記載に限定されることは無く、新規事項を追加しない範囲で種々変更することが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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