JP4592230B2

JP4592230B2 - 製紙用ベルト

Info

Publication number: JP4592230B2
Application number: JP2001232899A
Authority: JP
Inventors: 浩一濱本
Original assignee: Nippon Felt Co Ltd
Current assignee: Nippon Felt Co Ltd
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2021-07-31
Also published as: JP2003049382A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は製紙用ベルトに関し、更に詳しくは、再吸湿防止性及び表面平滑性に優れると共に、湿紙と製紙用ベルトの製紙面側層との間に形成される水膜を破壊することにより、優れた剥離性を備えた製紙用ベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より製紙工程においては、ワイヤーパートで脱水された湿紙を受け取ってプレスパートへ運び、プレスロールの間を通してさらに水を絞り、同時に湿紙の表面を平滑にしてドライパートに送るために、製紙用フェルトが利用されている。そして今日、抄造される紙の品質向上及び抄速の高速化による生産効率向上の要請に応えるために、製紙用織物として、平滑性を向上させて表面性に優れた紙を効率的に生産できる製紙用ベルトの開発が進められている。また、従来のニードルフェルトでは、プレスによる加圧状態が解除されると、湿紙及びニードルフェルトが膨張するが、湿紙がニードルフェルトから離れる際、ニードルフェルトに含まれていた水分が毛細管現象により再び湿紙へ移行する再吸湿現象が生じ、搾水効率が低下することもある。そこで、かかる再吸湿現象を防止でき、搾水効率の高い製紙用ベルトの開発が進められている。
【０００３】
製紙用ベルトの表面平滑性を向上させる方法としては、できる限り製紙面側層の湿紙と接する面を平滑にすることが考えられる。また、再吸湿現象を防止する方法としては、通気度が全くないか、あるいはかなり低い素材で製紙用ベルトを構成することが考えられる。しかし、単に製紙面側層の湿紙と接する面を平滑にしただけでは、湿紙の搬送の際、湿紙中の水分により形成される水膜が製紙用ベルトに強固に付着し、湿紙の剥離性を低下させるという問題がある。特に、再吸湿防止のために通気度が全くないか、あるいはかなり低い素材を用いた場合には水膜が生じ易いため、かかる問題が生じ易い。
【０００４】
かかる点に鑑み、従来より、製紙面側層の湿紙と接する面に凹凸を設け、この凹凸により水膜を破壊して湿紙の剥離性を向上させた製紙用ベルトが開発されている。例えば、高分子弾性部材内にカオリンクレー、無機材料、金属等の高分子弾性部材よりも硬度の高い粒子状フィラーを湿紙載置面に突出させ、多数の凸部を形成した製紙用ベルトが知られている（特開平６−５７６７８号公報）。
【０００５】
しかし、このように単に製紙面側層の湿紙と接する面に凹凸を設けただけでは、湿紙の剥離性は向上する反面、表面平滑性が損なわれて製造される紙の品質に影響を与えるという問題がある。また、上記のように粒子状フィラーを高分子弾性部材内に混入する場合、剥離性を向上させるには、比較的多量の粒子状フィラーを混入させる必要があるが、混入量が多いとベルトの硬度自体が高くなり、耐久性が低下したり、ベルトの重量が嵩み、装置への掛け入れ作業等に支障が生じるおそれがあるという問題がある。そこで従来より、粒子状フィラー等の異物を混入させることなく再吸湿防止効果及び表面平滑性に優れると共に、湿紙の剥離性にも優れた製紙用ベルトが求められていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、再吸湿防止性及び表面平滑性に優れると共に、湿紙と製紙用ベルトの製紙面側層との間に形成される水膜を破壊することにより、優れた剥離性を備えた製紙用ベルトを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記目的を達成するべく、製紙用ベルトの構造と表面平滑性、再吸湿防止効果及び湿紙の剥離性との関係について鋭意検討した結果、製紙用ベルトを構成する素材として弾性部材を用い、且つ、製紙面側層表面に特定の縦断面形状の凹部を設けることにより、上記目的を達成できることを見出して本発明を完成するに至った。
【０００８】
本発明の製紙用ベルトは、製紙面側層の表面に凹部を設けた製紙用ベルトにおいて、上記製紙面側層は弾性部材で構成され、且つ、上記凹部の縦断面形状は、最深頂点及び製紙面側頂点を有し、底辺側内角の一方が９０°を超える角度である略三角形状であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の製紙用ベルト１は、図１に示すように、弾性部材で構成され、その表面に湿紙を載置する製紙面側層２と、該製紙面側層２の湿紙を載置する表面に凹部３を有する構成の製紙用ベルトである。本発明の製紙用ベルト１は、弾性部材で構成される上記製紙面側層２を備える限り、その構成については限定はない。通常は、図１に示すように、単一の弾性部材で構成された単層構造であるが、必要に応じて他の材料により構成される層を複数有する多層構造とすることができる。また、経糸及び緯糸を織り込んだり、あるいは経糸又は緯糸を配列することにより構成される織物層やフェルト層をベース部材とし、該ベース部材に弾性部材を含浸、充填させて上記製紙面側層を形成することができる。かかる構成とすることにより、本発明の製紙用ベルト１を補強することができるので好ましい。
【００１０】
上記製紙面側層２を構成する上記弾性部材の材質については、弾性を有する限り特に限定はなく、通常はゴム、エラストマー等の各種樹脂の中から選択できるが、ポリウレタン樹脂等の疎水性の弾性材料を用いると、湿紙と製紙用ベルトとの間の水分を凝集させることにより水膜形成を妨げ、湿紙の剥離性を更に向上させることができるから好ましい。
【００１１】
本発明の製紙用ベルト１では、図１に示すように、上記製紙面側層２の表面に凹部３が設けられ、上記製紙面側層２の表面に点在している。この凹部３は、その縦断面形状は、上記凹部の縦断面形状は、最深頂点３１及び製紙面側頂点３２、３３を有し、底辺側内角α１、α２のうちの一方が９０°を超える角度である略三角形状である。ここで、上記最深頂点３１とは、上記凹部３の最も深い箇所に位置する点であり、上記製紙面側頂点３２、３３は、上記凹部３の製紙面側表面に位置する点である。また、底辺側内角α１、α２は、上記製紙面側頂点３２、３３における内角である。
【００１２】
本発明の製紙用ベルト１では、上記底辺側内角α１、α２のうちの一方が９０°を超える角度であれば、その角度については特に限定はなく、要求される特性に応じて種々の角度とすることができる。通常は９５〜１７０°、好ましくは１１０〜１６５°、更に好ましくは１２０〜１６０°特に好ましくは１３０〜１６０°である。かかる範囲とすると、後述のようにプレスの際、製紙面側層が押し下げられる結果、上記凹部３が塞がれて上記製紙面側層２の表面を略平面状態として、表面平滑性の低下を防ぐことができるので好ましい。
【００１３】
上記凹部３の形状は、その縦断面形状が最深頂点３１及び製紙面側頂点３２、３３を有し、底辺側の内角の一方が９０°を超える角度の略三角形状であれば、その形状、大きさ、深さ等については特に限定はない。本発明において、上記凹部３の形状としては、通常、直径１００μｍ、深さ２００μｍの略円錐形状とすることができる。尚、本発明において「略三角形状」とは、数学的な意味での完全な三角形状である必要はなく、上記最深頂点３２及び製紙面側頂点３２、３３を結ぶ辺を有していればよい。例えば、図２に示すように、上記最深頂点及び製紙面側頂点を結ぶ辺は直線でなく一部折れ曲がっていても（ａ）曲線状（ｂ）でもよく、また、上記最深頂点３１及び製紙面側頂点３２、３３も２本の直線が交わることにより形成されている他、この部分が略曲面状（ｃ）であってもよい。尚、製紙面側頂点３２、３３が略曲面状の場合、上記底辺側内角は接線の交点における角度となる。
【００１４】
また、上記凹部３においては、２つの上記底辺側内角α１、α２のうち、どちらか一方が９０°を超える角度であればよいが、製紙用ベルト１の進行方向上流側の上記底辺側内角（図１ではα２）が９０°を超える角度となる形状とすると、プレスの際に上記凹部３内の空気が内部に閉じ込められ、上記凹部３の下方側へ圧力が掛かり、上記凹部３の最深頂点３１付近にクラック等が生じるおそれがある。そのため、図１に示すように、製紙用ベルト１の進行方向下流側の上記底辺側内角（図１ではα１）の一方が９０°を超える角度となる形状とすることが好ましい。更に、上記凹部３は本発明の製紙用ベルト１の下方側まで連通させることができる。かかる構成とすることにより、プレスの際に上記凹部３内の空気を下方に逃がすことにより、クラック等を防ぐことができるので好ましい。
【００１５】
上記凹部３の形成方法については特に限定はなく、例えば、製紙面側層を構成する弾性部材が乾いてから傾斜板上に製紙用ベルトを載置し、垂直方向に上下し、形成する凹部又はこれに近い所定形状の針又は針状体で弾性部材を刺すことにより形成できる。この場合、針又は針状体の形状としては、表面が直線形状のものでもよいが、ギザギザの形状のものを用いると、凹状の壁の形状がきれいに保たれやすくなるので好ましい。また、製紙面側層を構成する弾性部材がまだかなり柔軟な状態（表面だけでもかなり液状に近い状態等）にあるときに、形成する凹部又はこれに近い所定形状の針又は針状体を植えた柔らかい帯状物を上記製紙面側層へ押し当てて上記針又は針状体を弾性部材に刺し、上記弾性部材が半乾き又は乾燥後、上記帯状物を剥がすことにより形成することもできる。尚、本発明において、製紙用ベルトにおける上記凹部の個数については特に限定はなく、必要に応じて種々の値とすることができるが、通常は１ｃｍ^２あたり５０個以上、好ましくは１００個以上、更に好ましくは２００個以上である。
【００１６】
そして、これらの方法等により凹部を形成した後、必要に応じて表面研磨をすることにより、製紙面側層の表面を平滑な面として、本発明の製紙用ベルトを得ることができる。
【００１７】
【作用】
本発明の製紙用ベルト１は、その製紙面側層２の表面に湿紙５を載置し、図３に示すように、プレスロール４１とニードルフェルト４２とを備えるプレス装置４に移動する。そして、プレスロール４１によってプレスすることにより製紙用ベルト１上の湿紙５の搾水が行われるが、この過程において、本発明の製紙用ベルト１は樹脂等のような弾性材料で構成されていることから、プレスの際に湿紙５から製紙面側層２へ移行した水分が、湿紙５側へ再度移行する再吸湿を防止することができる。
【００１８】
また、本発明の製紙用ベルト１は、上記製紙面側層２の表面に凹部３を形成していることから、かかる構成を備えることにより、湿紙と上記製紙面側層２の表面との間に形成される水膜を破壊し、湿紙５の剥離性を高めることができる。更に、本発明の製紙用ベルト１の凹部３は、その縦断面形状は、最深頂点３１及び製紙面側頂点３２、３３を有し、底辺側内角α１、α２の一方が９０°を超える角度である略三角形状であることから、図４（ａ）に示すように、プレス時においてはプレスの際の圧力と弾性部材の弾性作用により、９０°を超える底辺側内角α１側の製紙面側層２が押し下げられる結果、上記凹部３が塞がれて上記製紙面側層２の表面は略平面状態となり、表面平滑性の低下を防ぐことができ、プレス後は図４（ｂ）に示すように元の形状に復帰する。そして、復帰する際の弾性作用により物理的に湿紙５と上記製紙面側層２の表面との間に形成される水膜を破壊し、湿紙の剥離性を高めることができる。
【００１９】
尚、本発明においては、上記具体例に示すものに限られず、目的、用途に応じて種々変更した実施例とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製紙用ベルトの縦断面模式図（ａ）とその拡大図（ｂ）である。
【図２】本発明の製紙用ベルトの凹部の他の形状を示す縦断面模式図である。
【図３】本発明の製紙用ベルトを用いて搾水を行う状態を示す模式説明図である。
【図４】本発明の製紙用ベルトのプレス状態を示す縦断面模式図（ａ）と、プレス後の状態を示す縦断面模式図（ｂ）である。
【符号の説明】
１；製紙用ベルト、２；製紙面側層、３；凹部、３１；最深頂点、３２，３３；製紙面側頂点、４；プレス装置、４１；プレスロール、４２；ニードルフェルト、５；湿紙、α１，α２；底辺側内角。

Claims

製紙面側層の表面に凹部を設けた製紙用ベルトにおいて、上記製紙面側層は弾性部材で構成され、且つ、上記凹部の縦断面形状は、最深頂点及び製紙面側頂点を有し、底辺側内角の一方が９０°を超える角度である略三角形状であることを特徴とする製紙用ベルト。
上記弾性部材がポリウレタン樹脂である請求項１記載の製紙用ベルト。
製紙用ベルトの進行方向下流側の上記底辺側の内角が９０°を超える角度である請求項１又は２記載の製紙用ベルト。