JP4726719B2 - 抄紙シートの製造方法及び抄紙機 - Google Patents
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Description
堰24は、堰23の下流側にあって、堰23を通過して加速された原料スラリーの主流平均流速(流量を後述の流路断面積で除して求められる速度)が、前記添加物のフロックが沈降を開始する速度にまで低下する前の位置に配設されている。この場合、フロック沈降開始速度まで平均流速が低下する直前の位置に堰24を配設することが好ましい。これは、前述の堰23と同様に、堰24による原料スラリーの分配均一化機能が、堰24によって仕切られた堰上流側の空間容積に比例して高くなるためである。よって、堰24は、前記フロックが沈降しない範囲でできるだけ下流側に配設することが望ましい。また、堰24による原料スラリーの分配均一化機能は、原料スラリーの主流が十分な速度で堰24に衝突することによっても高められる。よって、堰の上流側の容積と原料スラリーの主流の堰への衝突速度とのバランスを考慮すると、堰24は、原料スラリーが前記フロックの沈降開始速度まで低下する直前の位置に配設することが好ましい。このように配された堰24によって、原料スラリーの主流平均流速は、幅方向において均一化されるとともに、堰24を通過して再度加速され、一様な流速分布が得られる。本実施形態では、堰24の堰止板243を前述のように加速された原料スラリーに対して正対させるとともに、原料スラリーの流路断面積を調整することによって原料スラリーの主流平均流速が調整される。
なお、下部ガイド部材26は、該ガイド部材のガイド面Sの延長線(図3、図4に記載の点線)Mに堰止板243が存在するように、その形状を決定することが、原料スラリーの主流の方向が堰24の堰止板243に対して確実に正対できる点で好ましい。
前記被酸化性金属としては、従来この種の抄紙シートに通常用いられている公知のものを特に制限無く用いることができる。被酸化性金属としては、例えば、鉄粉、アルミニウム粉、亜鉛粉、マンガン粉、マグネシウム粉等が挙げられる。これらの中でも取り扱い性や安全性、製造コストの点から鉄粉が好ましく用いられる。被酸化性金属はその粒径(以下、粒径というときには、その形態における最大長さ、又は動的光散乱法、レーザー回折法等により測定される平均粒径をいう。)が0.1〜300μmであることが、繊維状物への定着性が良好なことや、反応のコントロールが良好なことから好ましい。同様の理由から、粒径が0.1〜150μmものを50質量%以上含有することも好ましい。一方、繊維状の形態を有する被酸化性金属としては、スチールウール等が挙げられる。繊維状の形態を有する被酸化性金属は、成形性や得られるシートの機械的強度、表面の平滑性、発熱性能の点から繊維長0.1〜50mmで、太さ1〜1000μmであることが好ましい。
まず、図1に示す調製槽3内において分散媒を攪拌しながら、所定の配合の前記繊維状物及び前記添加物を順次投入して原料スラリーを調製する。このとき原料スラリー中の固形分濃度は、移送時のハンドリング性を考慮すると、3.0〜15.0質量%が好ましい。固形分の投入方法、投入順は問わないが、高比重の添加物の沈降を考慮し、均一なスラリー濃度とするためには、十分な攪拌力と攪拌時間をかけて行うことが好ましい。一方、過度な攪拌は添加物の表面を破壊して変性させるので、スラリーの状態を確認しながら攪拌を行う必要がある。分散媒には、水が好ましい。
本実施形態の抄紙機2’においても、前記実施形態の抄紙機と同様に、ヘッドボックス21のランディング部212に導入された原料スラリーの鉄粉等の高比重の添加物を含んだ抄紙シートをその坪量を均一にして抄紙することができる。
本発明は、前記実施形態のように、第2堰の手前から吸引脱水によって抄紙網上に抄紙を行うことが好ましいが、ヘッドボックスのランディング部を第2堰の下方まで延ばし、第2堰を通過した原料スラリーを当該第2堰の下流側からのみ抄紙網上に抄紙するようにしてもよい。ただし、当該第2堰はスラリー原料が加速した状態で堰止板に衝突できる範囲に配設される。
下記配合の原料スラリーを用いて長網抄紙機による抄紙を行い、脱水、乾燥を行って抄紙シートを製造した。なお、抄紙機による抄紙速度は16m/min(抄紙網の速度)、抄紙幅は1250mm、シートの目標坪量450g/m2とした。そして、得られた抄紙シートついて、抄紙幅方向に8分割、長手方向に1m毎に裁断し、抄紙運転時間1時間分の抄紙シートの坪量を測定した。ガイド部材としては、断面形状が台形形状の下部ガイド部材を用いた(図6参照)。実施例1の抄紙工程における原料スラリーの主流の流れを図6に、坪量分布の結果を図7にそれぞれ示す。
原料スラリー配合:固形分(鉄粉、活性炭、パルプ)の質量%比率を、鉄粉84%、活性炭8%、パルプ8%になるように配合し、濃度が5質量%になるように水で希釈した。
鉄粉:同和鉄粉工業(株)製、商品名RKH
活性炭:日本エンバイロケミカルズ(株)製、商品名カルボラフィン
パルプ:Mackengzie社製、NBKP(フリーネス:130mL)
原料スラリーの供給流量:1250(kg/min)
ヘッドボックスのランディング部の傾斜角度θ3:7.5度
抄紙網の抄紙開始位置:ランディング部の上流端より200mm
材質:ステンレス合金
設置位置L1:30mm(ランディング部上流端からの)
堰止板の寸法:幅1250mm、厚み20mm
流路深さD1:30mm(ランディング部との隙間)
設置角度θ1:80度(ランディング部に対して)
<第2堰の堰止板の仕様>
材質:ステンレス合金
設置位置L2:第1堰の堰止板の端から150mm
堰止板の寸法:幅1250mm、厚み20mm
流路深さD2:35mm
設置角度θ2:70度
<下部ガイド部材の仕様>
材質:アルミニウム合金
断面形状:台形
ガイド部材26:高さH2:30mm
ガイド部材26:設置位置L3:50mm(ランディング部上流端からの)
ガイド部材26:稜線角度θ4:10度(ランディング部に対して)
第1、第2堰の堰止板の設置角度及び第2堰止板による流路深さを下記のように変更し、ガイド部材26を取り外した以外は、実施例1と同様にして抄紙シートを製造した。比較例1の抄紙工程における原料スラリーの主流の流れを図8に、坪量分布の結果を図9にそれぞれ示す。
設置位置L1:ランディング部上流端より30mm
堰止板の寸法:幅1250mm、厚み20mm
流路深さD1:30mm
設置角度θ1:90度
<第2堰の堰止板の仕様>
設置位置:第1堰の堰止板の端から150mm(堰板間の距離)
堰止板の寸法:幅1250mm、厚み20mm
流路深さD2:15mm
設置角度θ2:90度
第1堰の堰止板の設置位置並びに第1、第2堰の堰止板の設置角度を下記のように変更し、ガイド部材26を取り外した以外は、実施例1と同様にして抄紙シートを製造した。比較例2の抄紙工程における原料スラリーの主流の流れを図10に示す。
設置位置L1:ランディング部上流端部より130mm
堰寸法:幅1250mm、厚み20mm
流路深さD1:30mm
設置角度:90度
<第2堰の仕様>
設置位置:第1堰の堰止板の端から100mm(堰間の距離)
堰寸法:幅1250mm、厚み20mm
流路深さD2:35mm
設置角度:90度
ガイド部材26を取り外した以外は、実施例1と同様にして抄紙シートを製造した。
比較例3により得られた抄紙シートは、坪量のばらつきが誤差範囲も含めると60g/m2であった。これも比較例1と同様、原料スラリーの主流方向が第2堰に対して正対していない為であると考えられる。
これらの結果から明らかなように、本発明によれば、鉄粉のような高比重の添加物を高
い含有率で含んでいても、坪量分布が均一な抄紙シートを製造できることがわかった。
2 抄紙機
21 ヘッドボックス
22 抄紙網
23 第1堰
24 第2堰
3 調製槽
4 貯留槽
5 脱水機
6 乾燥機
7 巻取機
10 抄紙シート
Claims (6)
- 抄紙機のヘッドボックス内の上流側に第1堰、該第1堰の下流に第2堰をそれぞれ配設し、該ヘッドボックスに導いた抄紙用の原料スラリーの流れを第1、第2堰で制御して抄紙網上に抄紙する抄紙シートの製造方法であって、
前記原料スラリーは、比重5以上の添加物を配合した水系のスラリーであり、
前記抄紙網の内側にはサクションボックスが配設され、該サクションボックスの上流側の吸引開始位置が前記第1堰と前記第2堰との間に配設されており、
前記原料スラリーの流路を第1堰で一旦絞り込んで該原料スラリーの流れを加速させるとともに、絞り込まれた前記原料スラリーの主流方向を第2堰に正対させ、前記原料スラリーを加速した状態で第2堰に衝突させてから第2堰を通過させる抄紙シートの製造方法。 - 前記第1堰はヘッドボックスのランディング部始端部から終端部間に配設されている請求項1に記載の抄紙シートの製造方法。
- 前記抄紙網上への抄紙を、第1堰よりも下流側で行う請求項1又は2に記載の抄紙シートの製造方法。
- 請求項1に記載の抄紙シートの製造方法の実施に用いるための抄紙機であって、
原料スラリーが導入されるヘッドボックスと、該ヘッドボックスを通った原料スラリーを抄紙する抄紙網とを備え、
前記ヘッドボックスに、上流側に第1堰、第1堰の下流に第2堰がそれぞれ配設され、第1堰を通過した原料スラリーの主流方向が第2堰に正対するよう設けられており、
前記原料スラリーは、比重5以上の添加物を配合した水系のスラリーであり、
前記抄紙網の内側にはサクションボックスが配設され、該サクションボックスの上流側の吸引開始位置が前記第1堰と前記第2堰との間に配設されている抄紙機。 - 前記第1堰はヘッドボックスのランディング部始端部から終端部間に配設されている請求項4に記載の抄紙機。
- 前記抄紙網が第1堰の下流で抄紙を行えるように配されている請求項4又は5に記載の抄紙機。
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