(57)【要約】【課題】弾性スリーブの膨れを抑制することができ、その結果、走行安定性を長期間維持するとともに、耐久性の向上したシュープレス用弾性スリーブおよびそれを用いたシュープレスロールを提供する。【解決手段】未硬化ないし不完全硬化の弾性材料からなるスリーブを２本のロールに掛け渡し、２本のロールを互いに離れる方向に移動させ、スリーブの張力を利用して２本のロールを中央部が互いに近づく方向に撓ませ、この状態でスリーブを回転させながら弾性材料を完全硬化させることにより、弾性スリーブ１の軸方向の両端から中央に向かって内径を徐々に小さくする。【選択図】　　　　図１
2004124319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエブ材料に対して長いニップ幅で加圧処理するシュープレスロールの外筒に用いられる、弾性材料により筒状に形成された弾性スリーブにおいて、
軸方向の両端から中央に向かって内径を徐々に小さくしたことを特徴とする、シュープレス用弾性スリーブ。
【請求項２】
両端部と中央部との内径の差が１ｍｍ〜１５ｍｍである、請求項１に記載のシュープレス用弾性スリーブ。
【請求項３】
両端部と中央部との内径の差が５ｍｍ〜１０ｍｍである、請求項２に記載のシュープレス用弾性スリーブ。
【請求項４】
前記弾性スリーブは、弾性材料と補強材とを含んでいる、請求項１〜３のいずれかに記載のシュープレス用弾性スリーブ。
【請求項５】
前記補強材は、基布である、請求項４に記載のシュープレス用弾性スリーブ。
【請求項６】
未硬化ないし不完全硬化の弾性材料からなるスリーブを２本のロールに掛け渡し、前記２本のロールを互いに離れる方向に移動させ、前記スリーブの張力を利用して前記２本のロールを中央部が互いに近づく方向に撓ませ、この状態で前記スリーブを回転させながら前記弾性材料を完全硬化させる、シュープレス用弾性スリーブの製造方法。
【請求項７】
前記ロールの撓みの大きさが１ｍｍ〜１５ｍｍである、請求項６に記載のシュープレス用弾性スリーブの製造方法。
【請求項８】
前記弾性スリーブは、弾性材料と補強材とを含んでいる、請求項６または７に記載のシュープレス用弾性スリーブの製造方法。
【請求項９】
前記補強材は、基布である、請求項８に記載のシュープレス用弾性スリーブの製造方法。
【請求項１０】
実質的に回転しない支持軸と、前記支持軸上に載置された加圧シューと、前記支持軸の両端部に取付けられ前記支持軸に対して回転可能なスリーブ支持部材と、前記支持軸および前記加圧シューを覆い前記スリーブ支持部材によって端部が支持された弾性スリーブとを備え、
前記加圧シューは前記弾性スリーブを内側から外側に向けて加圧し、前記弾性スリーブは前記加圧シューの上を滑りながら前記スリーブ支持部材とともに前記支持軸の周りを回転するシュープレスロールにおいて、
前記弾性スリーブは、軸方向の両端から中央に向かって内径を徐々に小さくしたものであることを特徴とする、シュープレスロール。
【請求項１１】
前記弾性スリーブの両端部と中央部との内径の差が１ｍｍ〜１５ｍｍである、請求項１０に記載のシュープレスロール。
【請求項１２】
前記弾性スリーブは、弾性材料と補強材とを含んでいる、請求項１０または請求項１１に記載のシュープレスロール。
【請求項１３】
前記補強材は、基布である、請求項１２に記載のシュープレスロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ウエブ材料に対して長いニップ幅で加圧処理するシュープレスロールに関し、特に弾性材料により筒状に形成されたシュープレス用弾性スリーブおよびその製造方法ならびにそれを用いたシュープレスロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シュープレスは、製紙工業の脱水プレス工程で用いられている。シュープレスとは、簡単に言えば、走行方向に所定の幅を持つ加圧シューを用いて弾性ベルト（スリーブ）を対向するプレスロール側に押しつけることにより、広い幅の加圧領域を形成し、この加圧領域に加圧対象物であるウエブ材料（湿紙）を通して加圧処理（脱水）を行なうものである。通常のロールプレスは加圧対象物に線圧力を加えるのに対し、シュープレスでは加圧シューが走行方向に所定の幅を持つため、加圧対象物に面圧力を加えることができる。このため、シュープレスを用いた場合、ニップ幅を大きくすることができ、処理性能を高めることができるという利点がある。
【０００３】
なお、脱水プレス以外にも、製紙工業や磁気記録媒体製造工業等において、紙や磁気テープ等のウエブ材料のつや出しを行なうカレンダー用としても、シュープレスの使用が検討されている。
【０００４】
特公平２−５３５４３号公報には、カウンターロールと協働してプレスニップを形成するプレスロールが記載されており、特開２０００−１７８８９２号公報には、包囲形シュー・ロールを使用して繊維ウエブのカレンダ掛けを行う方法および装置が記載されている。
【０００５】
図３は、シュープレス装置１００を軸線に垂直な方向に切断した断面図を示し、図４は、シュープレス装置１００を軸線に沿って切断した断面図を示す。図において、シュープレス装置１００は、プレスロール１０１と、プレスロール１０１に対向するシュープレスロール１０２とで構成されている。
【０００６】
プレスロール１０１は、金属、石、合成ストーン、セラミックス等の硬質材料からなり、高速回転する。シュープレスロール１０２は、実質的に回転しない支持軸１０３と、支持軸１０３の上に載置された加圧シュー１０４と、支持軸１０３の両端部に取付けられたスリーブ支持部材１０５と、支持軸１０３および加圧シュー１０４を覆いスリーブ支持部材１０５によって端部が支持された弾性スリーブ１０６とを備えている。弾性スリーブ１０６は、シュープレスロール１０２の一端側からスリーブ支持部材１０５の外周面に被せて引っ張り込みながら取り付けられる。スリーブ支持部材１０５はディスク状であり、シュープレスロール１０２の端面を構成している。
【０００７】
スリーブ支持部材１０５の内径部と支持軸１０３との間にはベアリングが介在していて、スリーブ支持部材１０５が支持軸１０３に対して回転可能とされている。加圧シュー１０４は、気圧、油圧等の圧力手段により弾性スリーブ１０６を内側から外側に向けて加圧する。加圧シュー１０４と弾性スリーブ１０６の内面との間には潤滑油が供給され、弾性スリーブ１０６は、加圧シュー１０４の上を滑りながらスリーブ支持部材１０５とともに支持軸１０３の周りを回転する。弾性スリーブ１０６は、気体および液体に対して非透過性の合成樹脂材料からなっている。このような材料は、例えばポリウレタンである。
【０００８】
弾性スリーブ１０６とスリーブ支持部材１０５との間は、潤滑油を外部に漏らさないように、また、シュープレスロール１０２の内部の気密性を保つように、しっかりとシールされ、固定されている。内部に圧力ガスが供給されるシュープレスロール１０２は、弾性スリーブ１０６を膨らませた状態で運転される。弾性スリーブ１０６とプレスロール１０１との間には、処理対象物である湿紙等のウエブ材料１０７が通過する。加圧シュー１０４の表面は、走行方向に所定の幅を有し、プレスロール１０１の表面に対応した滑らかな凹状とされている。このため、プレスロール１０１とシュープレスロール１０２との間には、広い幅の加圧領域が形成され、ウエブ材料１０７は、この加圧領域でプレスされる。
【０００９】
【特許文献１】
特公平２−５３５４３号公報（第４欄）
【００１０】
【特許文献２】
特開２０００−１７８８９２号公報（段落番号０００２）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
運転時において、シュープレスロール１０２の弾性スリーブ１０６には、圧縮力、引張り力等の複雑な力が作用する。このため、従来、弾性スリーブ１０６は、運転時に作用する力に対抗して強度と寸法を維持する必要性から、弾性材料と基布等の補強材との複合材料により成形されていた。
【００１２】
それにもかかわらず、使用とともに、弾性スリーブ１０６には疲労による伸びが生じ、内部からの気圧も作用して、径方向に徐々に膨れていくことが避けられなかった。弾性スリーブ１０６が径方向に膨れると、運転時に弾性スリーブ１０６が煽り始め、走行が不安定になって、ウエブ材料の損傷や品質悪化の原因となったり、弾性スリーブ１０６に傷、摩耗、クラック等が発生する原因となったりするという問題があった。
【００１３】
それゆえに、この発明が解決しようとする課題は、弾性スリーブの膨れを抑制することができ、その結果として耐久性を向上させ、走行安定性を長期間維持することのできるシュープレス用弾性スリーブおよびその製造方法ならびにそれを用いたシュープレスロールを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明によるシュープレス用弾性スリーブは、ウエブ材料に対して長いニップ幅で加圧処理するシュープレスロールの外筒に用いられる、弾性材料により筒状に形成された弾性スリーブにおいて、軸方向の両端から中央に向かって内径を徐々に小さくしたことを特徴とする。
【００１５】
また、この発明によるシュープレスロールは、実質的に回転しない支持軸と支持軸上に載置された加圧シューと、支持軸の両端部に取付けられ支持軸に対して回転可能なスリーブ支持部材と、支持軸および加圧シューを覆いスリーブ支持部材によって端部が支持された弾性スリーブとを備え、加圧シューは弾性スリーブを内側から外側に向けて加圧し、弾性スリーブは加圧シューの上を滑りながらスリーブ支持部材とともに支持軸の周りを回転するシュープレスロールにおいて、弾性スリーブは、軸方向の両端から中央に向かって内径を徐々に小さくしたものであることを特徴とする。
【００１６】
上記のように、弾性スリーブの内径を、軸方向の両端から中央に向かって徐々に小さくすることにより、使用にともなう弾性スリーブの膨れを抑制することができる。
【００１７】
さらに、この発明によるシュープレス用弾性スリーブの製造方法は、未硬化ないし不完全硬化の弾性材料からなるスリーブを２本のロールに掛け渡し、２本のロールを互いに離れる方向に移動させ、スリーブの張力を利用して２本のロールを中央部が互いに近づく方向に撓ませ、この状態でスリーブを回転させながら弾性材料を完全硬化させることを特徴とする。
【００１８】
この方法によれば、軸方向の両端から中央に向かって内径を徐々に小さくしたシュープレス用弾性スリーブを容易に製造することができる。
【００１９】
より好ましくは、弾性スリーブの両端部と中央部との内径の差が１ｍｍ〜１５ｍｍであることを特徴とする。内径の差をこの範囲に選ぶことにより、比較的短期間の使用で弾性スリーブに膨れが生じることがなく、弾性スリーブの取り付けが困難になることがない。より好ましくは、差の下限値は５ｍｍで、上限値は１０ｍｍである。
【００２０】
また、弾性スリーブは、弾性材料と補強材とを含んでいて、補強材は、基布であることを特徴とする。これにより、弾性スリーブに多方向から圧縮力、引張り力等の複雑な力が作用しても、これらの力に対抗できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明によるシュープレス用弾性スリーブ１の断面図を示す。弾性スリーブ１は、弾性材料によってエンドレスの筒状に形成されている。図１に示すように、弾性スリーブ１は、軸方向の両端から中央に向かって内径を徐々に小さくしてある。両端部と中央部との内径の差は、１ｍｍ〜１５ｍｍの範囲であるのが好ましい。より好ましくは、前記下限値は５ｍｍとされ、その上限値は１０ｍｍとされる。両端部と中央部との内径の差が１ｍｍよりも小さいと、比較的短期間の使用で弾性スリーブに膨れが生じるので好ましくない。
【００２２】
シュープレスロール１０２は一般に図３および図４に示したような構造である。シュープレスロール１０２を組み立てる際、弾性スリーブ１はシュープレスロール１０２の一端側からスリーブ支持部材１０５に被せて引っ張り込みながら取り付けられる。その際、弾性スリーブ１の中央部の内径が両端部の内径よりも１５ｍｍを越えて小さいと、弾性スリーブ１の内周面がスリーブ支持部材１０５に引っ掛かって取り付けが困難となるので好ましくない。
【００２３】
弾性スリーブ１は、強度と寸法とを維持するために、弾性材料と補強材とを含む材料で構成され、これらが一体化した構造をとるのが好ましい。補強材は、基布や補強糸が使用される。運転時に、弾性スリーブ１には多方向から圧縮力、引張り力等の複雑な力が作用するため、これらの多方向からの力に対抗するためには、補強材として基布を用いるのが好ましい。より具体的には、エンドレスの多重織織布からなる補強基材の内周面または内外両周面に、弾性材料をコーティングした構造とするのが好ましい。弾性材料は、通常は熱硬化性樹脂により成形される。このような弾性材料としては、通常はポリウレタンが用いられるが、その他の弾性材料を用いてもよい。
【００２４】
次に、弾性スリーブ１の好ましい製造方法を、図２を参照して説明する。まず、多重織織布からなる筒状の基布の内周面または内外両周面に、液状の弾性材料をコーティングして、未硬化ないし不完全硬化の弾性材料からなる弾性スリーブ１を形成する。次に、未硬化ないし不完全硬化の弾性材料からなる弾性スリーブ１を、２本のロール２，３に掛け渡す。次いで、図２に示すように、２本のロール２、３を互いに離れる方向に移動させ、弾性スリーブ１の張力を利用して２本のロール２，３を中央部が互いに近づく方向に撓ませる。この状態で、弾性スリーブ１を回転させながら、弾性材料を加熱して完全硬化させる。このようにして、軸方向の両端から中央に向かって内径を徐々に小さくしたシュープレス用弾性スリーブを製造する。
【００２５】
この方法において、２本のロール２，３の撓みの大きさが１ｍｍ〜１５ｍｍとなるように、２本のロール２，３を互いに離れる方向に移動させる強さを調節するのが好ましい。このように調節することで、両端部と中央部との内径の差が１ｍｍ〜１５ｍｍである弾性スリーブ１を製造することができる。より好ましくは、ロールの撓みの大きさの下限値は５ｍｍとされ、上限値は１０ｍｍとされる。
【００２６】
この発明によるシュープレスロール１０２の構造は、従来のものと同様であり、先に記載した図３および図４の説明がそのまま適用できる。ただし、従来の弾性スリーブ１０６に置き換えて、本発明による弾性スリーブ１がシュープレスロール１０２の外筒として用いられる。
【００２７】
図面を参照してこの発明の一実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態に限定されるものではない。本発明と同一の範囲内において、または均等の範囲内において、図示した実施形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００２８】
【発明の効果】
この発明によるシュープレス用弾性スリーブおよびそれを用いたシュープレスロールは、弾性スリーブの内径を、軸方向の両端から中央に向かって徐々に小さくしているので、使用にともなう弾性スリーブの膨れを抑制することができる。その結果、走行安定性を長期間維持できるとともに、耐久性が向上する。
【００２９】
また、この発明によるシュープレス用弾性スリーブの製造方法は、未硬化ないし不完全硬化の弾性材料からなるスリーブを２本のロールに掛け渡し、２本のロールを互いに離れる方向に移動させ、スリーブの張力を利用して２本のロールを中央部が互いに近づく方向に撓ませ、この状態でスリーブを回転させながら弾性材料を完全硬化させるので、軸方向の両端から中央に向かって内径を徐々に小さくしたシュープレス用弾性スリーブを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシュープレス用弾性スリーブを示す断面図である。
【図２】本発明による弾性スリーブの製造方法を示す概念図である。
【図３】シュープレス装置を示す概念図である。
【図４】シュープレス装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１，１０６　弾性スリーブ、２，３　ロール、１００　シュープレス装置、１０１　プレスロール、１０２　シュープレスロール、１０３　支持軸、１０４　加圧シュー、１０５　スリーブ支持部材、１０７　ウエブ材料。
【図１】
2004124319.tif 000003
【図２】
2004124319.tif 000004
【図３】
2004124319.tif 000005
【図４】
2004124319.tif 000006