(57)【要約】【課題】ベルトとシューの間に潤滑剤を十分に供給できる製紙機械用ベルトを提供すること。【解決手段】製紙機械用ベルト１０は、基体２０と高分子弾性部３０とにより構成され、湿紙接触面１１とシュー接触面１２とを有する。高分子弾性部３０に含有される粉体４０により、シュー接触面１２には、微細な凹凸がランダムに形成される。シュー接触面１２の表面粗さはＲｚ＝５０〜５００ミクロン、粉体の粒径は５〜５００ミクロン、粉体の高分子弾性部に対する添加率は５〜５０重量％が好適である。粉体によって表面に形成される微細な凹凸に潤滑剤が保持されるので、より多くの潤滑剤を、シューとベルト１０との間に供給することができる。その結果、ベルトとシューとの摩擦が低減され、製紙機械の駆動エネルギーを低減させることができる。【選択図】　　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿紙接触面とシュー接触面とを有する製紙機械用ベルトにおいて、
該製紙機械用ベルトが基体と、少なくとも前記シュー接触面を構成する高分子弾性部とからなり、
該高分子弾性部が粉体を含有し、該粉体により前記高分子弾性部のシュー接触面に凹凸が形成されていることを特徴とする、
製紙機械用ベルト。
【請求項２】
前記シュー接触面を構成する高分子弾性部の表面粗さがＲｚ＝５０〜５００ミクロンである、請求項１の製紙機械用ベルト。
【請求項３】
前記粉体の粒径が５〜５００ミクロンである、請求項１又は２の製紙機械用ベルト。
【請求項４】
前記粉体の高分子弾性部に対する添加率が５〜５０重量％である、請求項１から３のいずれかの製紙機械用ベルト。
【請求項５】
前記粉体が金属粉体、無機化合物粉体、樹脂粉体の何れか一種類又は複数種類からなる、請求項１から４のいずれかの製紙機械用ベルト。
【請求項６】
前記無機化合物粉体が親油性無機化合物からなる、請求項５の製紙機械用ベルト。
【請求項７】
前記樹脂粉体が吸油性樹脂又は親油性樹脂からなる、請求項５の製紙機械用ベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は製紙機械用ベルト（以下、単に「ベルト」と記すことがある。）に関し、特に、抄紙工程におけるコスト削減を図ることのできる製紙機械用ベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、製紙機械には、プレスロールとシューとにより加圧部が構成されるシュープレス装置が使用されている。シュープレス装置は、従来のプレスロール同士の線状の加圧部に比して、面状の加圧部を構成できるため、抄紙工程の様々な箇所で特有の効果を発揮する。
【０００３】
図１は、プレスパートに使用される従来のシュープレス装置の概要図である。図１（ａ）の装置には比較的長尺のシュープレスベルトが使用され、図１（ｂ）の装置には、比較的短いシュープレスベルトが使用される。
図１（ａ）、（ｂ）のシュープレス装置１００ａ、１００ｂは、プレスロールＲとシューＳとで構成された加圧部Ｐを具えており、加圧部Ｐには、湿紙Ｗを挟持する一対のフェルトＦ、Ｆ、及びベルトＢが配置され、プレスロールＲの回転によって湿紙Ｗ、フェルトＦ、Ｆ及びベルトＢが走行して加圧部Ｐを通過するようにされている。
なお、図中の矢印ＭＤは、プレスロールＲの回転方向を示す。
【０００４】
図２は、カレンダパートに使用される従来のシュープレス装置の概要図である。
図２に示すカレンダパートに使用されるシュープレス装置１００ｃは、カレンダロールＲ’とシューＳとにより構成される加圧部Ｐ内に、カレンダ用ベルトＢＣと、紙材料である粗面紙Ｗ’とが挟持され、カレンダロールＲ’の回転に伴って、ベルトＢＣ、及び粗面紙Ｗ’が加圧部Ｐを通過するようにされている。
【０００５】
これらのプレスパート、カレンダパートにおけるシュープレス装置には、ベルトＢ及びＢＣが使用されている。ベルトＢ及びＢＣは、それぞれのパートにより特有の効果を発揮するため、詳細においては構造が異なるものであるが、ベルト全体の強度を発現するための基体と、基体に配置された高分子弾性部により構成されているという、基本構成は共通する。
なお、ベルトＢ及びＢＣは、一方の面から他方の面へ液体が通過しないように、高分子弾性部により構成されている。
【０００６】
一方、いずれのパートにおけるシュープレス装置であっても、シューとベルト間の摩擦を低減すべく、潤滑剤を供給する構成が形成されていることを共通とする。すなわち、ベルトは、回転するプレスロールにより駆動されるため、ベルトとシュー間の摩擦が低減されると、プレスロールの駆動に要するエネルギーが低減される。
なお、潤滑剤としてはオイルが多く使用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらのシュープレス装置は、シューとベルト間に潤滑剤の供給量が少ないと、必要な抄紙機の駆動動力が増大するという欠点があった。
これは、潤滑剤の薄膜層が摩擦低減に働く機能が弱い為で、増加する摩擦の影響により、潤滑剤の温度は徐々に高まり、所望の粘度が低下するので、潤滑剤の薄膜厚みが薄くなってしまい、ますます必要な抄紙機の駆動動力が増大してしまうという悪循環を招いていた。
【０００８】
そのため、シュープレス装置の機械構成として、シューとベルトの間に、多くの潤滑剤を供給する種々の構成が提案されている。
また、ベルトの構成についても、より多くの潤滑剤を加圧部内に供給する為の、種々の工夫が提案されている。
【０００９】
図３に、米国特許第４４８２４３０号に開示された、シュープレス装置加圧部に潤滑剤を供給するシステムを示す。
図３（ａ）には、シューＳとベルトＢ１のシュー接触面Ｂ１２の間に潤滑剤Ｌ１を供給する為に、シューＳに対してＭＤ方向上流側に配置された潤滑剤供給装置Ｌが示されている。
この発明は、ベルトＢ１のシュー接触面Ｂ１２の表面に、潤滑剤を保持するための複数の凹部Ｂ１３を設けることを特徴とするもので、凹部Ｂ１３により、ベルトＢ１は潤滑剤を保持しつつ、ニップ加圧下へ進行されるので、潤滑剤を、シューＳとベルトＢ１との間に供給することが可能となる。
【００１０】
なお、この米国特許第４４８２４３０号中には、様々な凹部の構成例が記載されており、例えば、図３（ｂ）のようなカップ状の凹部Ｂ１３や、図３（ｃ）のような溝状の凹部Ｂ１３’が開示されている。
【００１１】
一方、図４には、特開平６−８１２９１号公報に開示されたベルトを示す。この技術において、ベルトＢ２は、ＭＤ方向糸材Ｂ２４と、ＣＭＤ方向糸材Ｂ２５とを重ねることにより構成される基体と、基体に配置された高分子弾性部とにより構成される。また、ベルトＢ２は、湿紙接触面Ｂ２１と、シュー接触面Ｂ２２を有する。
【００１２】
そして、ベルトＢ２においては、シュー接触面Ｂ２２に凸部Ｂ２３が形成されている。この凸部Ｂ２３により、シュー接触面Ｂ２２には凹凸が形成される。これにより、ベルトＢ２のシュー接触面Ｂ２２に潤滑剤が保持され、シューとベルトＢ２との間に潤滑剤を供給することが可能となる。
【００１３】
しかし、図３、図４のいずれのベルトであっても、シューと接触するシュー接触面に凹部を設け、潤滑剤を保持するものである。しかし、実際にシューと接触する部分である凸部表面には何ら工夫が施されていない為に、ベルトとシューとの間への潤滑剤の供給は、十分なものではなかった。
本発明は、ベルトとシューの間に潤滑剤を十分に供給することが可能な製紙機械用ベルトを提供することを目的とする。
【００１４】
【問題点を解決するための手段】
本発明は、湿紙接触面とシュー接触面とを有する製紙機械用ベルトにおいて、
該製紙機械用ベルトが基体と、少なくとも前記シュー接触面を構成する高分子弾性部とからなり、
該高分子弾性部が粉体を含有し、該粉体により前記高分子弾性部のシュー接触面に凹凸が形成されていることを特徴とする製紙機械用ベルトによって、前記の課題を解決した。
【００１５】
【作用】
本発明によれば、粉体によりシュー接触面にランダムに形成された凹凸に潤滑剤を保持することができるので、潤滑剤をベルトとシューとの間により多く供給することができるようになる。
その結果、ベルトとシューとの摩擦を低減して製紙機械の駆動エネルギーを低減させることが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の製紙機械用ベルトの実施形態を、図５に基づき説明する。
ベルト１０は、基体２０と高分子弾性部３０で構成され、湿紙接触面１１とシュー接触面１２を有する。
基体２０は、ベルト１０の強度を発現させるために設けられるものであり、図５にはＭＤ方向糸材とＣＭＤ方向糸材とにより織製された基布が示されている。しかし、この例に限らず、基体２０として、ＭＤ方向糸材とＣＭＤ方向糸材とを織製せずに重ね合わせたものや、細帯状の布体をスパイラルに巻いて無端状布体としてもの等、基体としての機能を果たすものを用いることができる。
【００１７】
なお、図５には、基体２０の両面側に高分子弾性部３０が形成される例を示した。この場合、基体２０における糸材の隙間にも、高分子弾性部３０は形成されている。
なお、シュープレス用ベルト特有の構成として、湿紙接触面１１の高分子弾性部３０に湿紙からの水分を一時的に保持する溝部が構成されている場合や、湿紙接触面１１には高分子弾性部３０が形成されておらず、基体２０の一方の面がベルト１０の湿紙接触面１１を形成している場合があるが、本発明の製紙機械用ベルトは、いずれの用途であっても、シュー接触面１２は、必ず、高分子弾性部３０により形成される。
【００１８】
シュー接触面１２には、高分子弾性部３０に含有された粉体４０により微細な凹凸がランダムに形成される。なお、粉体４０はミクロンオーダーであるため、実際に図示するのは困難であるが、説明の便宜上、図５には記載するものとする。
本発明では、この粉体４０により形成された微細な凹凸に潤滑剤が保持されるため、より多くの潤滑剤をシューとベルト１０との間に供給することが可能となる。
製造にあっては、粉体４０と高分子弾性材料を混合し、基体２０に塗布・硬化させることにより、高分子弾性部３０を形成すれば足りるので、容易に、確実に優れた効果を有するベルトを製造することが可能である。
【００１９】
実験の結果、シュー接触面１２の表面粗さは、Ｒｚ＝５０〜５００ミクロンであると好適なことが確認された。ここで、表面粗さＲｚは、ＪＩＳ　Ｂ０６０１にて規定されている１０点平均粗さの測定方法に基づくものである。
なお、この範囲の表面の粗さを達成するためには、粉体４０として、平均粒径５〜５００ミクロン、好適には１００〜３００ミクロンのものを使用することが望ましい。なお、粉体４０の平均粒径は、当業者間で一般的に認識されている、粉体の非対称粒度分布曲線におけるメジアン径（中位径）である。
そして、このような大きさの粉体４０を、高分子弾性部材に対して５〜５０重量％、好適には１０〜２０重量％混合することが望ましい。
【００２０】
なお、前記粉体４０として、微細な金属粉体、無機化合物粉体、樹脂粉体を選択することができる。この際、粉体４０として単一の素材を用いても、複数種類の素材を用いてもよい。
【００２１】
この際、無機化合物粉体として、タルク等で代表される親油性無機化合物を用いることができる。この場合、シュー接触面１２の微細な凹凸により潤滑剤が保持されるだけではなく、化学的特性によっても、シュー接触面１２に潤滑剤が吸着されることとなる。
なお、親油性無機化合物は、それ自体摩擦抵抗が少ないので、実施に便利である。
【００２２】
また、前記樹脂粉体として、球状又は中空のパウダー、高分子ゲル等に代表される吸油性樹脂粉体や、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂等で代表される親油性樹脂を用いることもできる。
この場合も、樹脂粉体自体の作用により、より多くの潤滑剤をベルト１０のシュー接触面１２に保持させることが可能となる。
【実施例】
【００２３】
本発明の製紙機械用ベルトについて、図６に示す装置を使用して、その効果を確認するテストを行った。
まず、実施例として、サンプルを用意した。全てのサンプルに共通する構成は、次の工程により製造された。
工程１：基体として、ＣＤ方向糸材とＣＭＤ方向糸材とを織製してなる無端状織布を用意した。ＣＤ方向糸材、ＣＭＤ方向糸材はともにポリエステルモノフィラメントを使用した。なお、無端状織布の周長は６ｍ、幅は０．２ｍである。
基体は、２本の回転ロールに、所定の張力を掛けた状態で支持される。この回転ロールの回転に伴い、基体は駆動される。
【００２４】
工程２：プレポリマーとして、ユニロイヤル社製アジプレンＬ１６７（商品名）を用意した。硬化剤として、イハラケミカル社製キュアミンＭＴ（商品名）を用意した。この両者を混合することにより、熱硬化性液状ウレタンを得た。
工程３：工程２の液状ウレタンに、アクリル樹脂（有機化合物）からなる粉体を混合した。この際、粉体の粒径、混入量は、所望の表面粗さを得るべく、適宜調節した。
工程４：工程３の液状ウレタンを、工程１の織布の中間位置まで含浸させた。さらに、液状ウレタンは、この中間位置より上方の織布内を満たすとともに、織布上面を超えるまで積層され、硬化された。
【００２５】
工程５：基体を回転ロールから取外し、表裏を反転させ、再び回転ロールに支持させた。この工程により、前記粉体を含有したウレタン部は、製紙機械用ベルトの内周面を構成する。
工程６：上記工程２で用意した液状ウレタンを、基体上面から塗布した。この液状ウレタンは、工程４で形成された基体中の前記中間位置で、既に硬化されたウレタン部に塗布した。そして、液状ウレタンは、基体を満たし、基体上方まで積層され、硬化された。
工程７：外周面のウレタン部を研磨し、厚み４．５ｍｍのサンプルを得た。
【００２６】
この工程により得られたサンプルを、図６に示す実験装置で駆動し、実験を行った。サンプルは、プレスロールＲとシューＳとにより挟持され、駆動される。この駆動は、プレスロールＲの回転により行われるが、このプレスロールＲを駆動するモーターの負荷を計測するために、電流計Ａが設けられている。
なお、サンプル内周側では、シューとサンプルとの間にオイル噴射装置ＪによりオイルＬ１が噴射されている。なお、サンプルの内周から離脱したオイルＬ１は、オイル受け部ＯＲに集められる。このオイル受け部ＯＲのオイルは、ポンプＰＵにより、再びオイル噴射装置Ｊへと供給される。
【００２７】
この実験装置の駆動条件は、次の通りである。
・サンプル速度：１５ｍ／分
・サンプル張力：５０ＫＮ／ｍ
・加圧：３００ＫＮ／ｍ２
・オイル噴射量：１リットル／分
【００２８】
この実験の結果を、図７に示す。
この結果、表面粗さＲｚが５０〜５００ミクロンの場合、効果のあることが判明した。
なお、全体的な結果として、表面粗さＲｚが小さすぎても大きすぎても、モーターにかかる負荷が増大することが確認された。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、粉体によりシュー接触面にランダムに形成された凹凸により潤滑剤を保持することで、潤滑剤をベルトとシューとの間により多く供給できるため、ベルトとシューとの摩擦を低減することができ、その結果、製紙機械の駆動エネルギーを低減させることできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】プレスパートに使用される従来のシュープレス装置の概要図。
【図２】カレンダパートに使用される従来のシュープレス装置の概要図。
【図３】シューとベルトの間に潤滑剤を供給する為の従来技術の説明図。
【図４】シューとベルトの間に潤滑剤を供給する為の従来技術の説明図。
【図５】本発明の製紙機械用ベルトの断面図。
【図６】実施例の製紙機械用ベルトの性能をテストするための装置の概要図。
【図７】図６の装置によってテストした結果を示す図。
【符号の説明】
１０：製紙機械用ベルト
１１：湿紙接触面
１２：シュー接触面
２０：基体
Ｓ：シュー
Ｒ：プレスロール
３０：高分子弾性部
４０：粉体
【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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