专利名称：靴形压榨机的传送带的制作方法
技术领域：
本发明涉及造纸行业，尤其是一种靴形压榨机的一传送带的改进，传送带用来引导进入一造纸设备的高温压区，以有效地在造纸设备的压榨部将水压出湿纸幅。
对于高温造纸技术，最近已经提出一种称为脉冲烘干的技术，其中通过借助一高温的靴形压榨机挤压纸幅而将水压出纤维幅，靴形压榨机温度一般为200℃或更高，并且甚至可高达350℃。通过这一过程，脱水不仅通过压榨机施加的压力使纤维幅的水压出而实现，而且通过由加热而引起的水从纤维幅内部蒸发出来实现。纸幅通过设备的压榨区时将长时间地暴露于高温下。
尽管我们不希望受任何特定的理论的束缚，但是我们认为加热纤维幅可以使纤维幅内的水的粘性降低，从而能获得比惯常挤压温度所获得的更有效的挤压。公开号为63195/1994和33590/1994的日本专利2590170和2832713，和已公布的国际申请WO97/15718(PCT申请500793/1999在日本的公开)中论述了高温脉冲烘干技术。
日本专利公开33590/1994特别涉及一传送带，传送带表面上有沟槽，以确保对水的有效挤压，而防止纸张破损和成形效果差，其中破损是由于在高温高压挤压的过程中，大量的水从纤维幅中移走。
上面简短描述的技术带来一个问题，即传送带由树脂层构成，当暴露于高温和高压中时，易于变软。变软的树脂层易变形，阻塞沟槽，进而使脱水量变少。此外，变软的树脂层易于磨损，因此，减少了沟槽的容积，并缩短传送带的使用寿命。
另外，当传送带在高温下工作时，由于其组分，即支撑织物和树脂的热降解，使其耐久性减弱。支撑织物的降解导致尺寸不稳定性，并且树脂的降解导致传送带破裂。
在高温使用一靴形压榨机传送带所遇到的另一问题是用于减少传送带与靴之间的润滑剂的粘度随传送带温度的提高而减少了。润滑剂粘度的减少导致造纸设备上的驱动载荷提高。
我们已经对上述问题进行了大量的研究，目的是提供一种靴形压榨机的传送带，其构造使树脂层隔离或保护使其不受外部热量的影响，这样树脂层在高温和高压的工作过程中不会变软，并且其沟槽不会变形。
本发明的改进的靴形压榨机的传送带包括一基层和一树脂层，其中树脂层包括一面向基层的表面和一带有促进脱水的沟槽的相对表面。靴形压榨机的传送带的特征在于基层和树脂层都由一耐热材料制成，树脂层装有一控制其导热性的填料。因此，传送带用这种方式构造成其基层和树脂层都具有改进的耐热性，并且传送带受外部热量的影响较小。
根据本发明的一个实施例，填料由一种导热性低于树脂层材料的导热性的材料组成，这样，以防止树脂层由于外部热量的影响使其温度过分地升高。
根据本发明的另一实施例，填料由一种导热性高于树脂层材料导热性的材料组成，这样，树脂层能更有效地排出从外面进入树脂层的热量，因此使其自身更快地变冷。
根据本发明的另一实施例，树脂层由许多叠置的子层组成，至少一个所述子层，但最好不是全部，装有填料。用这种方式构造，传送带能具有可适当地控制的导热性，而不会影响树脂表面的性能。
在再一实施例中，树脂层由许多叠置的子层组成，至少两个子层装有一填料，并且每一装有填料的子层的导热性与每一其它子层的导热性不同。每一子层可以装有一填料，或者，一些子层，但不是全部子层可以装有一填料。这几层的导热性可以通过使用不同导热性的填料来控制，或者，可以通过在不同层装入不同含量的填料来控制。在本实施例中，整个传送带树脂的厚度能具有一变化的导热性，既可以从低到高，也可以从高到低，以有效地控制热量。对于足够的层数，导热性的变化实际上能作成连续的变化。
从下的说明，优点将是明显的，即为了实现热控制，和防止在高温高压下工作的靴形压榨机的传送带过热而产生的不利作用，可以通过对上述特征进行不同的组合而得到。
下面结合附图详细说明本发明的其它的目的、细节和优点。
图1是一表示本发明的一传送带的放大的局部示意图，其中带有一装有一填料的树脂层。
图2是一表示本发明的另一传送带的放大的局部示意图，其中树脂层包括许多子层，一些子层装有一填料。
图3是一表示本发明的再一传送带的放大的局部示意图，其中树脂层包括许多子层，每一子层装有一填料，并且填料的导热性从一个子层到另一个在传送带厚度上逐步变化。
图4是一表示一靴形压榨机的一试验装置的示意图。
图5是一表示不同材料的导热性(W/m°K)的图表。
图6是一表示本发明和比较实例传送带试样的物理特性的测试结果的图表，其中使用了图4的靴形压榨机的试验装置，并在时间间隔为100小时下进行。
图1-3的每一传送带10包括一基层11和一树脂层12(一般树脂层处于基层的两侧)。基层和树脂层由高耐热性材料制成。因此，树脂层12本身具有改进的高温下的耐久性。
树脂层适当高的耐热材料的实例是氟塑料，如聚四氟乙烯(PTFE)，四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)，和乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)；芳香族的和杂环的树脂，如聚醚醚酮(PEEK)，聚醚砜，和聚醚酰亚胺；和耐热橡胶，如丙烯酸类橡胶(ACM)，乙烯丙烯酸橡胶(EAR)，三元乙丙橡胶(EPDE)，氟橡胶，硅橡胶，氯化聚乙烯橡胶(CM)，氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)和丁基橡胶(IIR)。对于这个说明，术语“resin”应该理解为包括橡胶。
树脂层的高的耐热材料的实例是如基于PTFE,FEP,ETFE,PEEK,PES,PEI,para-aramide和meta-aramide的那些有机纤维；无机纤维如玻璃纤维和矿毛绝缘纤维；如那些基于钢，不锈钢和青铜的无机纤维。基层的这些材料可以使用用纱线(如单丝，多丝和细纱)机织的织物，无纺织物，和交叉的，无纺织物。
在图1,2和3的每个实施例中，树脂层12装有一控制传送带温度的填料13。
图1的实施例的形成是这样的，即在基层11的两侧涂上装有一填料13的树脂材料，热固化这个树脂材料，进而形成树脂层12，研磨这个树脂层，使之达到设计的厚度，最后在树脂层的朝外的一个表面上切割出脱水沟槽14。
图2的实施例的特征在于树脂层12由三层子层组成一与基层11的上表面接触的第一子层A，一覆盖第一子层A的上表面的第二子层B，和一与基层11的下表面接触的第三子层C。第一子层A通过给基层涂上装有一填料13的树脂材料而形成，并热固化树脂。第二子层B和第三子层C然后由无填料的树脂材料，并经热固化而制成。外面的树脂层B和C的上下表面被研磨，达到设计厚度。最后，在树脂子层B的外表面切割出脱水沟槽14。总体上，传送带10具有一受控的导热性，但其表面特征不受填料13的影响。
在图3的实施例中，树脂层12由四个子层A,B,C和D(从顶到底)组成，每一子层都装有一填料13。在相继层中的填料的同一性，或在相继层中的填料的数量，或同一性和数量从一层到另一层是改变的，这样树脂层12的导热性在传送带的厚度上逐步变化。象图2的情形一样，通过相继地涂覆步骤，接着进行热固化而制成这子层。再一次，如图2的情形一样，研磨树脂层12的上下表面，以达到设计厚度，最后在上表面切割脱水沟槽14。因此获得的传送带的导热性在其厚度上从高到低变化，或从低到高变化，如想要的那样。
上面所述的装在每个传送带的树脂层12内的填料13是用两种方式的一种来控制传送带的温度。它可以阻止传送带内温度的升高，或防止传送带内过度的热积聚。
为了阻止传送带的温度升高，必需使用一导热性比制成树脂层12的树脂材料的导热性更低的填料。例如，为此，由于泡沫表现出低的导热性，而被用作一适合的填料。当树脂层内填料由泡沫组成时，泡沫保护树脂层免于热降解，并防止润滑剂温度过分升高。
为了防止传送带内热积聚，必需使用一个导热性高于制成树脂层12的树脂材料的导热性更高的填料。通过使用一具有较高导热性的填料，可能提高制冷剂如水的制冷效果，从而防止传送带内的过度热积聚，并且也防止润滑剂的温度的过量升高。
根据图5所示的导热性(W/m°K)，可以选择基层11，树脂层12和填料13的原料。只要材料间在强度和耐久性方面，没有相反的作用，每一组分的原料能包括材料的组合或混合物。
实施例1
准备一与本发明一致的传送带101的一试样，其具有与图1相应的结构。包括一基层11和一遮盖基层两侧的树脂层12。基层11是一耐热的NOMEX纤维的无纺织物，尤其是经得起高温的一尼龙纤维(NOMEX纤维的导热性为H=0.13W/m°K)。树脂层12通过涂覆一填充有切碎的NOMEX纤维(H=0.13)的耐热氟塑料(H=0.25)而制成。涂覆后接着热固化。研磨涂覆层到想要的厚度。最后在树脂层的前侧内切割脱水沟槽。
如上所述准备的传送带101使用图4所示的靴形压榨机的41进行试验，该试验装置包括一压榨靴42，一加热辊43，和一压区44。环状传送带101以1000米/分钟的速度，在压榨靴42和加热辊43间运转100小时，其间压区压力为1000kg/cm，加热辊43保持200℃(在一实际机器的情形中，一环状毛毡45和一湿纸幅46，即用虚线示出的，也在加热辊和传送带101间通过。)。试验运转后，测量出传送带的物理特性。
根据试验运行的结果(如图6所示)，由于低的导热性，即使在压力下瞬间加热，伴有温度的稍微升高，但传送带温度保持在70℃之下。低的传送带温度也使压榨靴42和传送带101间喷射的润滑剂保持低温。结果，脱水沟槽只磨损5％左右，并且润滑薄膜保持有效，并未观察到驱动载荷的增加。
实施例2准备一与本发明一致的传送带102的试样，其结构与图2相应。传送带由一基层11，和一遮盖基层两侧的树脂层12组成。基层11是一个高导热的碳素纤维(H=11.7)的交叉的无纺织物。一第一树脂层在基层11的一侧通过涂覆一耐热氟塑料(与实施例1使用的相同)而作出，该耐热氟塑料填充有切碎的碳素纤维(H=11.7)，这种碳素纤维与用作基层11的相同。第一树脂层和基层的背面涂覆有一无填充的氟塑料。涂覆后接着是热固化。研磨涂覆层，最后在树脂层的前侧切割脱水沟槽。
如上所述准备的传送带102通过使用靴形压榨机试验装置41(图4)进行试验，其方式与实施例1相同。试验运行100小时后，测出传送带的物理特性。结果如图6所示。传送带温度超过70℃，但用一个喷水器很容易使之降到70℃之下。润滑剂温度也保持较低。润滑剂膜保持有效，没有观察到驱动载荷增加。在试验后，脱水沟槽保持其原容积的90％。
实施例3准备一与本发明一致的传送带103的试样，其结构与图3相应。传送带包括一基层11，和一遮盖基层两侧的树脂层12。基层是一聚酯纤维(H=0.27)的纺织织物。前外树脂层A由一聚氨酯树脂(H=0.27)制成，其中填充有氧化铝粉末(H=226)。中间树脂层B由填充有切碎的碳素纤维(H=11.7)的聚氨酯树脂制成。后外树脂层D由一填充有切碎的NOMEX纤维(H=0.13)的聚氨酯树脂制成。第二中间树脂层C由一填充有微囊剂(H=0.03)的聚氨酯树脂(H=0.27)制成。这四个树脂层的导热性是不同的。热固化后，研磨前和后外层，最后在树脂层A的前侧切割脱水沟槽14。
如上所述准备的传送带103，使用靴形压榨机试验装置41(图4)以与实施例1和2相同的方式进行测试。在试验运转100小时后，测量传送带的物理特性。结果如图6所示。可以通过喷水器防止表面层的热积聚。由于无热量传导的后层，传送带温度和润滑剂温度没有超过70℃。润滑薄膜保持有效，没有观察到驱动载荷的增加。脱水沟槽14在其后的试验中保持其原始容积的90％。
发明的实施例不仅限于上述三个实例。可以进行改变，而控制导热性。能使用的填料的其它实例包括中空的填料，如玻璃气球和微囊体。
比较实例1准备一个传送带104，用作一个比较实例。该传送带由一基层11和一遮盖在基层两侧的树脂层12。基层11是一聚酯纤维(H=0.27)的机织织物。通常，树脂层12由涂覆聚氨酯树脂(H=0.27)制成。涂覆后接着热固化和表面研磨。最后在树脂层的前侧切割脱水沟槽。
如上所述准备的比较传送带104通过使用靴形压榨机试验装置41(图4)以与实施例1,2,3相同的方式进行检测。试验进行100小时后，测出传送带的物理特性。结果如图6所示。传送带104的表面温度超过70℃，该温度是聚氨酯树脂可允许的最大温度。这个高温加速了树脂的磨损，因此脱水沟槽只在试验中保持了60％的容积。润滑剂的温度也超过75℃。薄膜效应不良，并且驱动载荷增加。水喷淋降低传送带温度和润滑剂温度，但传送带温度没有降到低于最大可允许温度70℃。
比较实例2传送带105用于准备作为第二比较实例。传送带包括一基层11和遮盖在其两侧的树脂层12。基层11是一NOMEX纤维(H=0.27)的无纺织物。一般，树脂层12通过涂覆一聚氨酯树脂(H=0.27)而制成。涂覆后接着热固化和表面研磨。最后在树脂层的前侧切割脱水沟槽。
如上所述准备的比较传送带105通过使用靴形压榨机试验装置41(图4)以与实施例1,2,3相同的方式进行检测。试验进行100小时后，测出传送带的物理特性。结果如图6所示。传送带105的表面温度超过75℃，该温度是聚氨酯树脂可允许的最大温度。这个高温加速了树脂的磨损，因此脱水沟槽只在试验中保持了70％的容积。润滑剂的温度也超过75℃。薄膜效应不良，并且驱动载荷增加。水喷淋降低传送带温度和润滑剂温度，但传送带温度和润滑剂没有降到低于传送带最大可允许温度70℃。
从图6很明显看出，如果基层11和树脂层由高的耐热材料制成，并且树脂层中混有一填料13，那么降低传送带的导热性，减少进入传送带的外部热量，和防止传送带温度升高是可能的，其中填料的导热性比其原料的导热性低。如果树脂层混有导热性高于树脂层原料的导热性的物质也能产生同样的效果。因而产生的传送带具有高的导热性，并且在冷却下，容易释放从外部进入传送带的热量。在任一情形中，传送带的耐久性被提高。
总之，在本发明的每一实施例中，传送带包括一基层和一树脂层，后者上有促进脱水的表面沟槽。基层和树脂层都由一耐热材料制成，并且树脂层装有一控制传送带导热性的填料。
根据本发明的一第一方面，基层和树脂层都具有高的耐热性。由于其中装有填料，传送带只允许少量热量从外部进入，或即使是外部热量进入，传送带也对热量不敏感。因此，润滑剂受到较少的热量，保持足够的粘性，并且产生薄膜效应，这样造纸设备的载荷没有增加，并且实现了在动力方面的成本的节约。
根据本发明的第二方面，填料包括一导热性低于树脂层材料的导热性的材料。由于填料的出现，给树脂层带来的低的导热性，这阻止传送带温度的显著升高，既使热量从外部进入树脂层，也能阻止。
根据本发明的第三方面，填料包括一导热性比树脂层的材料导热性高的材料。由于这种热传导的填料的出现，给树脂层带来了高的导热性，当热量从外部进入传送带，这允许传送带容易地将热量释放。因此，传送带本身迅速冷却，并且传送带内的热积聚被阻止。
根据本发明的第四方面，树脂层由许多叠置的子层组成，每一子层选择一改变其导热性的填料。即，至少一个子层，但最好不是全部，装有一填料。如果最上面的树脂子层没有装填料，并且其它树脂子层装有填料，可以作为一个整体控制传送带的导热性，而不用改变传送带表面，即毛毡的接触表面上的树脂的性能。
根据本发明的第五方面，树脂层由彼此叠置的许多子层组成，每个子层装有一填料。每一装有一填料的子层的导热性与每一其它子层的导热性不同。如果这些层被布置成其导热性是逐步的从高到低或从低到高推移的，可能有效地控制传送带的温度。
权利要求
1．一种靴形压榨机的传送带，所述传送带由一基层和一树脂层组成，树脂层带有朝向基层的表面和一相对表面，相对表面包括一促进脱水的沟槽，其特征在于所述基层和所述树脂层由耐热材料制成，所述树脂层装有一控制其导热性的填料。
2．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述填料由一导热性比树脂层材料的导热性低的材料组成。
3．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述填料由一导热性比树脂层材料的导热性高的材料组成。
4．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述树脂层由许多彼此叠置的子层组成，并且至少一个所述子层装有所述填料。
5．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述填料由一导热性比树脂层材料的导热性低的材料组成，树脂层由许多彼此叠置的子层组成，并且至少一个所述子层装有所述填料。
6．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述填料由一导热性比树脂层材料的导热性高的材料组成，树脂层由许多彼此叠置的子层组成，并且至少一个所述子层装有所述填料。
7．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述树脂层由许多彼此叠置的子层组成，并且至少一个所述子层，但不是全部，装有所述填料。
8．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述填料由一导热性比树脂层材料的导热性低的材料组成，树脂层由许多彼此叠置的子层组成，并且至少一个所述子层，但不是全部，装有所述填料。
9．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述填料由一导热性比树脂层材料的导热性高的材料组成，树脂层由许多彼此叠置的子层组成，并且至少一个所述子层，但不是全部，装有所述填料。
10．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述树脂层由许多彼此叠置的子层组成，每一子层装有一填料，并且每一子层内填料的导热性与每一其它子层中的填料的导热性不同。
11．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述填料由一导热性比树脂层材料的导热性低的材料组成，所述树脂层由许多彼此叠置的子层组成，每一子层装有一填料，并且每一子层内填料的导热性与每一其它子层中的填料的导热性不同。
12．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述填料由一导热性比树脂层材料的导热性高的材料组成，所述树脂层由许多彼此叠置的子层组成，每一子层装有一填料，并且每一子层内填料的导热性与每一其它子层中的填料的导热性不同。
13．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述树脂层由许多彼此叠置的子层组成，至少两个所述子层装有所述填料，并且装有一填料的每一子层的导热性与装有一填料的每一其它子层的导热性不同。
14．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述填料由一导热性比树脂层材料的导热性低的材料组成，所述树脂层由许多彼此叠置的子层组成，至少两个所述子层装有所述填料，并且装有一填料的每一子层的导热性与装有一填料的每一其它子层的导热性不同。
15．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述填料由一导热性比树脂层材料的导热性高的材料组成，所述树脂层由许多彼此叠置的子层组成，至少两个所述子层装有所述填料，并且装有一填料的每一子层的导热性与装有一填料的每一其它子层的导热性不同。
16．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述树脂层由许多彼此叠置的子层组成，至少两个所述子层装有所述填料，并且装有一填料的每一子层内的填料的导热性与装有一填料的每一其它子层内的填料的导热性不同。
17．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述填料由一导热性比树脂层材料的导热性低的材料组成，所述树脂层由许多彼此叠置的子层组成，至少两个所述子层装有所述填料，并且装有一填料的每一子层内的填料的导热性与装有一填料的每一其它子层内的填料的导热性不同。
18．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述填料由一导热性比树脂层材料的导热性高的材料组成，所述树脂层由许多彼此叠置的子层组成，至少两个所述子层装有所述填料，并且装有一填料的每一子层内的填料的导热性与装有一填料的每一其它子层内的填料的导热性不同。
19．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述树脂层由许多彼此叠置的子层组成，至少两个，但不是全部所述子层装有所述填料，并且装有一填料的每一子层的导热性与装有一填料的每一其它子层的导热性不同。
20．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述填料由一导热性比树脂层材料的导热性低的材料组成，所述树脂层由许多彼此叠置的子层组成，至少两个，但不是全部所述子层装有所述填料，并且装有一填料的每一子层的导热性与装有一填料的每一其它子层的导热性不同。
21．根据权利要求1所述的靴形压榨机的传送带，其特征在于所述填料由一导热性比树脂层材料的导热性高的材料组成，所述树脂层由许多彼此叠置的子层组成，至少两个，但不是全部所述子层装有所述填料，并且装有一填料的每一子层的导热性与装有一填料的每一其它子层的导热性不同。
全文摘要
一种造纸设备的靴形压榨机传送带,由耐热基层和树脂层组成,树脂层装有改进其导热性的一填料。树脂层在高温下不会软化,因此在传送带内作出的用于促进脱水的沟槽在压榨操作中不会变形。已经观察到带有降低导热性的填料和带有提高导热性的填料都会提高传送带的性能。在一种情形中,阻止外部热量进入传送带,在另一情形中,传送带的树脂层没有受外部热量的不利影响,甚至当它们允许热量进入时,也如此。树脂层可以由子层组成,一些带有填料,其外层最好无填料,这样传送带的表面特性不会受到影响。树脂子层可以装有具有不同导热性的填料,其导热性逐步地从低到高或从高到低推移,以改善整个传送带的温度控制。
文档编号D21F3/00GK1313428SQ011094
公开日2001年9月19日 申请日期2001年3月13日 优先权日2000年3月13日
发明者佐久间则夫, 小阿濑清 申请人:市川毛织株式会社