JP4779564B2 - 抄紙機のシュープレス装置及び紙の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、抄紙機の例えば脱水部に設けられ、走行している湿紙を加圧するための、抄紙機のシュープレス装置及び紙の製造方法に関するものである。

図７は、従来の抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、その装置幅方向（紙面に垂直な方向）に直角な面で切断したときの断面図である。このようなシュープレス装置は、抄紙機の例えば脱水部に設けられる。
図７に示すように、従来のシュープレス装置は、シューモジュール１２０と、このシューモジュール１２０に対向して設けられ、表面をゴム又は金属プレートで被覆された、或いは、耐腐食性の高い金属セルを用いた対向ロール４とを備えて構成されており、吸水性のあるフェルト２，３により挟まれた状態の湿紙（単に紙ともいう）１を対向ロール４とシューモジュール１２０とのニップ部で加圧して、湿紙１に含まれている水分をフェルト２，３へ移動させ、湿紙１を脱水するようになっている。なお、図７中、矢印Ａ₁は対向ロール４の回転方向、矢印Ａ₂はブランケット６の回転方向、矢印Ａ₃は湿紙１及びフェルト２，３の走行方向を示している。

シューモジュール１２０は、円筒形状のブランケット６と、ブランケット６の内部の対向ロール４に対向する位置に固設され、ブランケット６を対向ロール４へ向かって加圧する加圧機構１００と、ブランケット６内部の加圧機構１００よりもブランケット６の回転方向上流側に固設され、ブランケット６の内周面に潤滑油を噴射する潤滑油噴射ノズル２１とを主に備えて構成されている。

ブランケット６は可撓部材で形成されており、対向ロール４を回転駆動することにより対向ロール４に従動して回転するようになっている。加圧機構１００は、装置幅方向へ延設されたピストンブロック１０１と、ピストンブロック１０１の上面１０１ａに形成された溝部１０２，１０３と、溝部１０２，１０３のそれぞれに嵌挿されたピストン１０４，１０５と、ピストンブロック１０１内に形成され、外部から溝部１０２，１０３の底部に加圧油を供給する加圧油供給路１０６，１０７と、ピストン１０４，１０５の上部に配置され、装置幅方向へ延設されたシュー１０９とを主に備えて構成されている。

また、ピストン１０５とシュー１０９とは接触しているが、ピストン１０４とシュー１０９との間にはピストンバー１０８が介装されており、ピストン１０４が上下方向へ動くと、シュー１０９が、シュー１０９とピストン１０５との接触点を支点にして上下方向へ滑らかに動くようになっている。
さらに、シュー１０９の上面（即ち、対向ロール４に対向する面）１０９ａは、対向ロール４の表面に沿うように円弧状にくぼんで形成されており、このシュー１０９がブランケット６を介して対向ロール４に押し付けられることにより、対向ロール４とシューモジュール１２０との間にニップが形成される。

また、図７に示すシュープレス装置では、ピストン１０５は、対向ロール４の回転中心４ａから鉛直下方へ引いた(ピストン１０４，１０５による力の方向に平行に引いた)鉛直線Ｒ₀から紙走行方向上流側へ距離Ｌ₁だけ離れた位置に配置され、ピストン１０４は、この鉛直線Ｒ₀から紙走行方向下流側へ距離Ｌ₂（ここではＬ₂＞Ｌ₁）だけ離れた位置に配置されている。このようなピストン１０４，１０５の位置関係は適宜設定されるものである。

従来のシュープレス装置は、上述のように構成されているので、加圧油供給路１０７に加圧油を供給すると、ピストン１０５が上方向へ動いてシュー１０９のブランケット６の回転方向上流側を押し上げる。また、加圧油供給路１０６に加圧油を供給すると、ピストン１０４が上方向へ動いてシュー１０９のブランケット６の回転方向下流側を押し上げる。つまり、加圧油供給路１０６，１０７に供給する加圧油の油圧を変えることで、ピストン１０４，１０５がシュー１０９の下流側と上流側をそれぞれ押し上げる力を調整することが可能である。

例えば、図７に示すシュープレス装置（Ｌ₂＞Ｌ₁）では、加圧油供給路１０７に供給する加圧油の油圧Ｐ₁と、加圧油供給路１０６に供給する加圧油の油圧Ｐ₂とを同じ値（例えば約６．７ＭＰａ）にした場合には、図８（ａ）に示すように、紙１にかかる面圧が、シュー１０９の紙走行方向上流側端部Ｅ₁から下流側端部Ｅ₂にかけて上昇していき、シュー１０９の紙走行方向下流側端部Ｅ₂の部分で一番高い面圧（ピーク面圧）Ｐ₁₀₀（例えば約６．８ＭＰａ）となる圧力プロファイルが得られる。

また、油圧Ｐ₂を油圧Ｐ₁よりも高くした場合（例えばＰ₁＝約５ＭＰａ，Ｐ₂＝約８．３ＭＰａ）には、図８（ａ）に示す圧力プロファイルの勾配がさらに大きくなって例えば図８（ｂ）に示すような圧力プロファイルとなり、シュー１０９の紙走行方向下流側端部Ｅ₂のピーク面圧は、上記ピーク面圧Ｐ₁₀₀よりもさらに高い値（例えば約８．５ＭＰａ）Ｐ₂₀₀になる。

さらに、油圧Ｐ₂を油圧Ｐ₁よりも小さくした場合（例えばＰ₁＝約８．３ＭＰａ，Ｐ₂＝約５ＭＰａ）には、図８（ｃ）に示すように、圧力プロファイルの勾配は、図８（ａ）に示す圧力プロファイルの勾配よりも小さくなり、シュー１０９の紙走行方向下流側端部Ｅ₂のピーク面圧Ｐ₃₀₀は、図８（ａ）に示すピーク面圧Ｐ₁₀₀よりも小さい値（例えば約５ＭＰａ）となる。

なお、シュー１０９の紙走行方向下流側端部Ｅ₂の面圧がシュー１０９の紙走行方向上流側端部Ｅ₁の面圧よりも低い圧力プロファイルとすると、湿紙１からフェルト２，３へ一度吸収された水がまた湿紙１へ戻ってしまうため、一般には、上述したようにシュー１０９の紙走行方向下流側端部Ｅ₂の面圧がシュー１０９の紙走行方向上流側端部Ｅ₁の面圧よりも高い圧力プロファイルとなるように設定している。

上述したようなシュープレス装置は、例えば特許文献１や特許文献２に開示されている。
米国特許公報５１６７７６８ 米国特許公報４９１７７６８

ところで、一般に、シュープレス装置は、例えば一対のロールにより形成されるニップと比べて長い幅のニップを有しており、比較的低い圧力で且つ長い時間圧力をかけることができるため、湿紙１を圧密化せずに搾水することが可能で、厚みが要求されるかさ高の紙を搾水するのに適している。
一方、抄紙機で比較的厚みの薄い高密度のコート原紙などの紙を製造する場合には、より高いピーク面圧で湿紙１をつぶす（圧密する）必要がある。なお、このようなコート原紙を製造する場合、湿紙１にかける圧力が不十分であると、湿紙１の内部の層間強度が弱くなり、湿紙１を乾燥させたときに内部が裂けてしまうおそれがある（この現象を「ブリスター」ともいう）。

したがって、コート原紙を製造するには、例えばシュープレス装置よりも紙走行方向下流側に一対のロールを設けて湿紙１を圧密することが考えられるが、この場合、装置が大型化してしまう。そこで、シュープレス装置単体で、かさ高の紙だけでなく、コート原紙にも対応できるようにしたい。
しかしながら、従来のシュープレス装置では、油圧Ｐ₂をさらに大きくしてシュー１０９の紙走行方向下流側端部Ｅ₂のピーク面圧を大きくしても、図８（ｂ）に示す圧力プロファイルのようにピーク面圧は図８（ａ）に示すピーク面圧Ｐ₁₀₀と比べて高くなるが、その作用時間は非常に短く、湿紙１を効果的に圧密化するのは困難である。また、油圧Ｐ₁及び油圧Ｐ₂を共に大きくして全体的に面圧を大きくすることも考えられるが、この場合、非常に大きな線圧を必要とするため効率的ではない。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、シュープレス装置単体で、必要とされる紙の密度に応じて効率よく圧力をかけられるようにした、抄紙機のシュープレス装置及び紙の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置は、円筒形状のブランケットと該ブランケットの内部に装置幅方向に延設され該ブランケットを周外方向へ加圧する加圧機構とからなるシューモジュールと、該シューモジュールに対向して設けられ、該加圧機構により表面に該ブランケットが押圧される対向ロールとをそなえ、走行している湿紙を該シューモジュールと該対向ロールとのニップにより加圧する、抄紙機のシュープレス装置であって、該加圧機構が、該湿紙走行方向において２つの加圧領域を有し、該加圧領域毎に個別に該ブランケットを加圧するように構成されており、該湿紙走行方向の上流側の加圧領域では該ブランケットに動圧的に油膜が付与され、下流側の加圧領域では該ブランケットに静圧的に油膜が付与されることを特徴としている。

請求項２記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置は、請求項１記載の装置において、前記抄紙機の脱水部に設けられ、前記湿紙を２つのフェルトで挟んだ状態で前記シューモジュールと前記対向ロールとのニップで加圧することを特徴としている。
請求項３記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置は、請求項１又は２記載の装置において、前記加圧機構が前記湿紙走行方向の上流側と下流側との２つに分割されているとともに、該分割された加圧機構がそれぞれ個別に前記ブランケットを加圧することを特徴としている。

請求項４記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置は、請求項３記載の装置において、前記分割された加圧機構の加圧領域間の隙間が５０ｍｍ以下に設定されていることを特徴としている。
請求項５記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置は、請求項３又は４記載の装置において、前記分割された加圧機構がそれぞれ前記対向ロールの回転中心に向かって前記ブランケットを加圧することを特徴としている。

請求項６記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置は、請求項１記載の装置において、前記加圧機構が前記湿紙走行方向の上流側と下流側との前記２つの加圧領域を有しているとともに、該加圧機構の該２つの加圧領域の間の箇所が、該加圧機構の該２つの加圧領域の箇所よりも肉薄に形成されていることを特徴としている。
請求項７記載の紙の製造方法は、ブランケットの内部に装置幅方向に延設され該ブランケットを周外方向へ加圧する加圧機構を備えるシューモジュールと、該シューモジュールに対向して設けられ、該加圧機構により表面に該ブランケットが押圧される対向ロールとのニップにより、走行している湿紙を加圧する、紙の製造方法であって、該加圧機構が、該湿紙走行方向において２つの加圧領域を形成し、該湿紙走行方向の上流側の加圧領域では該ブランケットに動圧的に油膜を付与し、下流側の加圧領域では該ブランケットに静圧的に油膜を付与し、該加圧領域毎に個別に該ブランケットを加圧して紙を製造することを特徴としている。

請求項１記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置によれば、加圧機構が、湿紙走行方向において複数の加圧領域を有し、加圧領域毎に個別にブランケットを加圧するように構成されているので、加圧領域毎に個別に加圧力を変えることにより、シュープレス装置単体で、かさ高の紙（低密度の紙）だけでなく、コート原紙などの比較的高密度の紙であっても効率よく必要な圧力をかけることができる。

請求項２記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置によれば、抄紙機の脱水部に設けられ、湿紙を２つのフェルトで挟んだ状態で加圧するので、湿紙に含まれる水分をフェルトへ移動させて湿紙の脱水を行なうことができる。
請求項３記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置によれば、加圧機構の湿紙走行方向上流側と湿紙走行方向下流側との２つの加圧領域により個別にブランケットを加圧するので、簡素な構成により、効率よく必要な圧力をかけることができる。

請求項４記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置によれば、分割された加圧機構の加圧領域間の隙間が５０ｍｍ以下に設定されているので、この隙間区間でフェルトから湿紙に戻ってくる水分量（これを再湿量ともいう）を極めて少なくすることができる。
請求項５記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置によれば、分割された加圧機構がそれぞれ対向ロールの回転中心に向かってブランケットを加圧するので、より効率よく加圧を行なうことができる。

請求項６記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置によれば、加圧機構が湿紙走行方向の上流側と下流側との２つの加圧領域を有しているとともに、加圧機構の２つの加圧領域の間の箇所が、加圧機構の２つの加圧領域の箇所よりも肉薄に形成されているので、この肉薄部分が変形しやすくなり、これにより、加圧機構を完全に分割することなく上記２つの加圧領域の圧力をそれぞれ個別に変更することが可能となる。これにより、２つの加圧領域の間でフェルトから湿紙に戻ってくる水分量(再湿量)を極めて少なくする事ができる。

請求項７記載の紙の製造方法によれば、加圧機構が、湿紙走行方向において複数の加圧領域を形成し、加圧領域毎に個別にブランケットを加圧するので、加圧領域毎に個別に加圧力を変えることにより、シュープレス装置単体で、かさ高の紙（低密度の紙）だけでなく、コート原紙などの比較的高密度の紙であっても効率よく必要な圧力をかけて紙を製造することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
（Ａ）第１実施形態
図１〜図３は、本発明の第１実施形態としての抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、図１はその装置幅方向（紙面に垂直な方向）に直角な面で切断したときの断面図、図２（ａ）及び図２（ｂ）はそれぞれシューの紙走行方向位置における圧力プロファイルを示す図、図３は一般的なプレスによる脱水時におけるフェルト接触時間と再湿量との関係を示すグラフである。なお、図１において、前述した従来例と同一の部位については同一の符号を用いて示している。また、以下では、本シュープレス装置を、抄紙機の脱水部に設けた場合について説明する。

図１に示すように、本シュープレス装置は、シューモジュール５と、このシューモジュール５に対向して設けられ、表面をゴム又は金属プレートで被覆された、或いは、耐腐食性の高い金属セルを用いた対向ロール（金属ロール）４とを備えて構成されており、吸水性のあるフェルト２，３により挟まれた状態の湿紙（単に紙ともいう）１を対向ロール４とシューモジュール５とのニップ部で加圧して、湿紙１に含まれている水分をフェルト２，３へ移動させ、湿紙１を脱水するようになっている。なお、図１中、矢印Ａ₁は対向ロール４の回転方向、矢印Ａ₂はブランケット６の回転方向、矢印Ａ₃は湿紙１及びフェルト２，３の走行方向を示している。また、ここでは、便宜上、シューモジュール５の上方に対向ロール４を備えたシュープレス装置について説明するが、対向ロール４とシューモジュール５とを上下逆に配置したり、左右に配置したりしてもよい。

シューモジュール５は、円筒形状のブランケット６と、ブランケット６の内部の対向ロール４に対向する位置に固設され、ブランケット６を対向ロール４へ向かって加圧する加圧機構７と、ブランケット６の内部の加圧機構７よりもブランケット６の回転方向上流側に固設され、ブランケット６の内周面に潤滑油を噴射する潤滑油噴射ノズル２１とを主に備えて構成されている。

ブランケット６は可撓部材で形成されており、対向ロール４を回転駆動することにより対向ロール４に従動して回転するようになっている。また、潤滑油噴射ノズル２１から噴射される潤滑油によりブランケット６の内周面に油膜が形成され、ブランケット６と加圧機構７のシュー２０との接触を防止するようになっている。
また、本実施形態にかかる加圧機構７は、第１加圧機構（第１の加圧機構）２５と、第２加圧機構（第２の加圧機構）２６とを備えている。ここで、第１加圧機構２５は、ブランケット６に動圧的に油膜を付与する、即ち、ブランケット６がシュー２０に対して相対的に運動する事により、その間の潤滑油を引きずり込み油膜を形成し、流体潤滑を行う機構である。また、第２加圧機構２６は、ブランケット６に静圧的に油膜を付与する、即ち、ブランケット６とシュー１１間の隙間に潤滑油を圧送する事により油膜を形成し、流体潤滑を行う機構である。

より具体的には、第１加圧機構２５は、対向ロール４の回転中心４ａから鉛直下方へ引いた鉛直線Ｒ₀よりも紙走行方向上流側（又はブランケット６の回転方向上流側）に配置されており、また、第２加圧機構２６は、鉛直線Ｒ₀よりも紙走行方向下流側（又はブランケット６の回転方向下流側）に配置されている。
第１加圧機構２５は、装置幅方向へ延設されたピストンブロック１５を備えている。ピストンブロック１５の上面１５ａは、対向ロール４の回転中心４ａに対向するように傾斜して形成されている。即ち、ピストンブロック１５の上面１５ａの垂直上方に対向ロール４の回転中心４ａが位置している。

また、ピストンブロック１５の上面１５ａには、装置幅方向に亘って帯状に形成された溝部（凹部）１６が設けられている。この溝部１６は、上面１５ａに対して垂直に形成されている。即ち、溝部１６は、対向ロール４の回転中心４ａへ向かって開口している。
また、溝部１６にはピストン１８が嵌挿されているとともに、ピストンブロック１５の内部には、ピストン１８の下面と溝部１６の底部との間に加圧油を供給するための加圧油供給路１７が形成されている。そして、この加圧油供給路１７に外部から加圧油を供給することにより、ピストン１８を上方向、即ち対向ロール４の回転中心４ａへ向かう方向へ動作させるようになっている。

さらに、ピストン１８の上部にはピストンバー１９を介してシュー（第１のシュー）２０が配置されており、このシュー２０の上面２０ａがブランケット６の内周面に接するようになっている。シュー２０は装置幅方向に延びる板状に形成されており、シュー２０の上面２０ａは、対向ロール４の外周面に沿うような円弧状に形成されている。そして、シュー２０は、ピストン１８が上方向へ動くとピストンバー１９を介して押され、ブランケット６を周外方向、即ち対向ロール４の回転中心４ａへ向かって加圧するようになっている。また、ここでは、鉛直線Ｒ₀とシュー２０による加圧方向とのなす角度がθ₁に設定されている。

また、シュー２０の上面２０ａのブランケット６の回転方向上流側及び下流側の端部はそれぞれ丸みを帯びて形成されており、ブランケット６の損傷が防止されるようになっている。
一方、第２加圧機構２６は、装置幅方向へ延設されたピストンブロック８を備えている。ピストンブロック８の上面８ａは、対向ロール４の回転中心４ａに対向するように傾斜して形成されている。即ち、ピストンブロック８の上面８ａの垂直上方に対向ロール４の回転中心４ａが位置している。

また、ピストンブロック８の上面８ａには、装置幅方向に亘って帯状に形成された溝部（凹部）９が設けられている。この溝部９は、上面８ａに対して垂直に形成されている。即ち、溝部９は、対向ロール４の回転中心４ａへ向かって開口している。
また、溝部９にはピストンシュー（第２のシュー）１１が嵌挿されているとともに、ピストンブロック８の内部には、ピストンシュー１１の下面と溝部９の底部との間に加圧油を供給するための加圧油供給路１０が形成されている。そして、この加圧油供給路１０に外部から加圧油を供給することにより、ピストンシュー１１を上方向、即ち対向ロール４の回転中心４ａへ向かう方向へ動作させるようになっている。また、ここでは、鉛直線Ｒ₀とピストンシュー１１による加圧方向とのなす角度がθ₂に設定されている。

また、ピストンシュー１１の上面１１ａが、ブランケット６の内周面に接するようになっている。さらに、ピストンシュー１１の上面１１ａのブランケット６の回転方向における中間部には、装置幅方向に亘って帯状のシュー溝部１３が一つ又は複数形成されている。さらに、ピストンシュー１１の内部には、シュー溝部１３の底部とピストンシュー１１の下面とを接続する接続通路１２が形成されており、加圧油供給路１０を通してピストンシュー１１の下面とピストンブロック８の溝部９の底部との間に供給された圧力油が、ピストンシュー１１の接続通路１２を通してシュー溝部１３に供給され、ブランケット６を周外方向へ加圧するとともにピストンシュー１１，ブランケット６間へ潤滑油を供給するようになっている。

また、ピストンシュー１１の上面１１ａのブランケット６の回転方向上流側及び下流側の端部はそれぞれ丸みを帯びて形成されており、ブランケット６の損傷が防止されるようになっている。さらに、シュー溝部１３のブランケット６の回転方向下流側の壁部１３ａの上部も丸みを帯びて形成されており、これによってもブランケット６の損傷が防止されるようになっている。

さらに、シュー２０のブランケット６の回転方向下流側端部とピストンシュー１１のブランケット６の回転方向上流側端部との隙間２２は、ここでは５０ｍｍ以下に設定されている。また、より好ましくは、上記隙間２２が２５ｍｍ以下に設定されているのがよい。
本発明の第１実施形態にかかる抄紙機のシュープレス装置は、上述のごとく構成されているので、その紙走行方向（ブランケット６の回転方向又は対向ロール４の回転方向）における圧力プロファイルは、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すような圧力プロファイルとなる。なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）中、Ｇ₁はシュー２０の紙走行方向上流側端部の位置、Ｇ₂はシュー２０の紙走行方向下流側端部の位置、Ｇ₃はピストンシュー１１の紙走行方向上流側端部の位置、Ｇ₄はピストンシュー１１の紙走行方向下流側端部の位置を示している。

例えば、かさ高（例えば紙密度０．６ｇ／ｃｃ）の紙を製造する場合には比較的低いピーク面圧が必要となるため、例えば図２（ａ）に示すように、シュー２０の面圧とピストンシュー１１の面圧とが互いに低く且つ略同じ面圧となるように、第１加圧機構２５の油圧Ｐ₂₀と第２加圧機構２６の油圧Ｐ₂₁とを設定する。一方、コート原紙などの厚みの薄い（例えば紙密度０．７６ｇ／ｃｃ）紙を製造する場合には比較的高いピーク面圧が必要となるが、ニップ部全体のピーク面圧を高くしようとすると非常に大きな油圧が必要となり効率的でない。そこで、図２（ｂ）に示すように、必要な領域の面圧、即ち紙走行方向下流側の面圧（ピストンシュー１１の面圧）だけが大きくなるように、第１加圧機構２５の油圧Ｐ₂₀と第２加圧機構２６の油圧Ｐ₂₁とを設定する。

このように、本シュープレス装置によれば、ニップ部における加圧領域を、紙走行方向の上流側と下流側との２つの加圧領域に分割して、それぞれ個別に加圧力を変更することができる。これにより、必要とされる紙の密度に応じて効率よく必要な圧力をかけることが可能となる。例えば、上述したように、かさ高の紙だけでなく、コート原紙などの比較的高密度が必要な紙であっても効率よく必要な圧力をかけ圧密化することができる。また、シュープレス装置単体で対応できるので、従来のようにコート原紙を加圧するための一対のロールを設ける必要がなく、装置が大型化してしまうこともない。さらに、本実施形態のように、２つの加圧領域にするという簡素な構成により上記効果を得ることができる。

なお、図３に示すように、一般的に、湿紙１を２枚のフェルト２，３で挟んだ状態で加圧した場合、湿紙１からフェルト２，３へ移動した水分が湿紙１へ戻ってくる水分量（再湿量）は、計算値（実線）及び実験値（破線）とも、フェルト接触時間が長くなるにつれて増加していき、再湿量はフェルト１枚当り略６０ｇ／ｍ²に近づくことがわかっている。つまり、湿紙１はニップを出ると上記の再湿量の分だけ水分を吸収してしまう。したがって、本実施形態のようにシュー２０とピストンシュー１１との間に隙間２２が形成されていると、湿紙１がシュー２０と対向ロール４とのニップを通過してからピストンシュー１１と対向ロール４とのニップに突入するまでの間に、フェルト２，３から湿紙１に水分が戻ってきてしまうことが考えられるが、この隙間２２を通過する時間は非常に短いため、全体の再湿量にはほとんど影響がない。本実施形態にかかる抄紙機は、約１５００ｒｐｍ以上の高速で運転することが可能であるが、例えば約５００ｒｐｍの低速で運転した場合でも、湿紙１が隙間２２を通過する時間は数ｍｓｅｃであり非常に短く、また、例えば、隙間２２が２５ｍｍである場合には再湿量は４ｇ／ｍ²、隙間２２が約５０ｍｍである場合には再湿量は約６ｇ／ｍ²と非常に小さく、全体の再湿量を増加させる要因とはならない。このような理由から、上述したように、隙間２２は、５０ｍｍ以下に設定されていることが好ましく、より好ましくは２５ｍｍ以下に設定されているのがよい。

また、本実施形態では、ピストンシュー１１により静圧を付与するようにしたが、このような静圧では、ブランケット６の内周面とピストンシュー１１との間に油膜が形成されやすいためブランケット６の内周面の損傷を防止できる。また、より安定した圧力を付与しやすいという利点もある。
さらに、ピストンシュー１１による紙走行方向における加圧幅Ｗ₁（図２参照）は、約７５〜１００ｍｍであることが好ましい。このような加圧幅Ｗ₁を有していれば、例えばコート原紙を加圧する場合に十分な圧力をかけ、湿紙１を圧密化することが可能である。

（Ｂ）第２実施形態（参考例）
図４（ａ）および図４（ｂ）は本発明の第２実施形態としての抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、その装置幅方向（紙面に垂直な方向）に直角な面で切断したときの断面図である。ここで、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示したシュープレス装置のシュー３２の形状を変化させた変形例を示している。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）において、前述した従来例及び第１実施形態と同一の部位については同一の符号を用いて示している。また、図４（ｂ）については、シューモジュール５のみを図示している。

図４（ａ）に示すように、本実施形態にかかるシュープレス装置は、シューモジュール５の加圧機構７の第２加圧機構２６′が第１実施形態と異なる。以下、この第２加圧機構２６′について説明し、その他の構成については第１実施形態と同様であるのでここではその説明を省略する。
本実施形態にかかる第２加圧機構２６′は、第１加圧機構２５と同じ動圧式の加圧機構となっている。具体的には、第２加圧機構２６′は、装置幅方向へ延設されたピストンブロック８を備えている。ピストンブロック８の上面８ａは、対向ロール４の回転中心４ａに対向するように傾斜して形成されている。即ち、ピストンブロック８の上面８ａの垂直上方に対向ロール４の回転中心４ａが位置している。

また、ピストンブロック８の上面８ａには、装置幅方向に亘って帯状に形成された溝部（凹部）９が設けられている。この溝部９は、上面８ａに対して垂直に形成されている。即ち、溝部９は、対向ロール４の回転中心４ａへ向かって開口している。
また、溝部９にはピストン３０が嵌挿されているとともに、ピストンブロック８の内部には、ピストン３０の下面と溝部９の底部との間に加圧油を供給するための加圧油供給路１０が形成されている。そして、この加圧油供給路１０に外部から加圧油を供給することにより、ピストン３０を上方向、即ち対向ロール４の回転中心４ａへ向かう方向へ動作させるようになっている。

さらに、ピストン３０の上部にはピストンバー３１を介してシュー３２が配置されており、このシュー３２の上面３２ａがブランケット６の内周面に接するようになっている。図４（ａ）に示した実施例においては、シュー３２は装置幅方向に延びる板状に形成されており、シュー３２の上面３２ａは、対向ロール４の外周面に沿うような円弧状に形成されている。そして、シュー３２は、ピストン３０が上方向へ動くとピストンバー３１を介して押され、ブランケット６を周外方向、即ち対向ロール４の回転中心４ａへ向かって加圧するようになっている。また、ここでは、鉛直線Ｒ₀とシュー３２による加圧方向とのなす角度はθ₂に設定されている。

また、シュー３２の上面３２ａのブランケット６の回転方向上流側及び下流側の端部はそれぞれ丸みを帯びて形成されており、ブランケット６の損傷が防止されるようになっている。
本発明の第２実施形態にかかる抄紙機のシュープレス装置は、上述のごとく構成されているので、第１加圧機構２５のシュー２０及び第２加圧機構２６′のシュー３２により、紙走行方向の上流側と下流側とで異なる圧力をかけることができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、シュー３２の形状は図４（ａ）に示した形状に限られるものではなく、他の変形例として、図４（ｂ）に示すようにシュー３２を凸型の形状とし、湿紙の圧密性能を更に高める事も可能である。

（Ｃ）第３実施形態（参考例）
図５は本発明の第３実施形態としての抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、その装置幅方向（紙面に垂直な方向）に直角な面で切断したときの断面図である。なお、図５において、前述した従来例及び第１実施形態と同一の部位については同一の符号を用いて示している。

図５に示すように、本実施形態にかかるシュープレス装置は、シューモジュール５の加圧機構７′が第１実施形態と異なる。以下、この加圧機構７′について説明し、その他の構成については第１実施形態と同様であるのでここではその説明を省略する。
本実施形態にかかる加圧機構７′は、装置幅方向へ延設されたピストンブロック４０を備えている。ここでは、ピストンブロック４０は、対向ロール４の回転中心４ａから鉛直下方へ引いた鉛直線Ｒ₀上に配置されている。そして、ピストンブロック４０の上面４０ａは、対向ロール４の回転中心４ａに対向するように水平に形成されている。即ち、ピストンブロック４０の上面４０ａの垂直上方方向の直線上に対向ロール４の回転中心４ａとピストンバー４４が位置している。ただし、ピストンブロック４０とピストンバー４４の位置関係は、第１実施形態と同様に対向ロール４の鉛直下方に限定されるものではない。

また、ピストンブロック４０の上面４０ａには、装置幅方向に亘って帯状に形成された溝部（凹部）４１が設けられている。この溝部４１は、上面４０ａに対して垂直に形成されている。即ち、溝部４１は、対向ロール４の回転中心４ａへ向かって開口している。
また、溝部４１にはピストン４３が嵌挿されているとともに、ピストンブロック４０の内部には、ピストン４３の下面と溝部４１の底部との間に加圧油を供給するための加圧油供給路４２が形成されている。そして、この加圧油供給路４２に外部から加圧油を供給することにより、ピストン４３を上方向、即ち対向ロール４の回転中心４ａへ向かう方向へ動作させるようになっている。

さらに、ピストン４３の上部にはピストンバー４４を介してベース部材４５が配置されており、このベース部材４５の上部にボルト４９によりシュー５２が取り付けられている。また、このシュー５２の上面５２ａがブランケット６の内周面に接するようになっている。シュー５２は装置幅方向に延びる板状に形成されており、シュー５２の上面５２ａは、対向ロール４の外周面に沿うような円弧状に形成されている。そして、シュー５２は、ピストン４３が上方向へ動くとピストンバー４４を介して押され、ブランケット６を周外方向、即ち対向ロール４の回転中心４ａへ向かって加圧するようになっている。

また、シュー５２の上面５２ａのブランケット６の回転方向上流側及び下流側の端部はそれぞれ丸みを帯びて形成されており、ブランケット６の損傷が防止されるようになっている。
さらに、シュー５２の鉛直線Ｒ₀よりもブランケット６の回転方向上流側の部分（シュー前半部）５１ａはベース部材４５の上面に上記ボルト４９により固定されているが、シュー５２の鉛直線Ｒ₀よりもブランケット６の回転方向下流側の部分（シュー後半部）５１ｂはシュー前半部５１ａよりも厚みが薄く形成されている。また、シュー前半部５１ａとシュー後半部５１ｂとの間の部分、即ちシュー５２と鉛直線Ｒ₀が交わる部分（連結部）５１ｃは、シュー後半部５１ｂの厚みよりもさらに薄く形成されており、シュー前半部５１ａ及びシュー後半部５１ｂよりも変形しやすくなっている。

また、シュー後半部５１ｂの下面とベース部材４５の上面４５ａとの間には隙間が形成されている。さらに、ベース部材４５の上面４５ａのシュー後半部５１ｂに対応する位置、即ちベース部材４５の上面４５ａのブランケット６の回転方向下流側の位置には、装置幅方向に亘って帯状に溝部（凹部）４６が形成されており、この溝部４６にピストン４８が嵌挿されている。また、ベース部材４５の内部には、ピストン４８の下面と溝部４６の底部との間に加圧油を供給するための加圧油供給路４７が形成されている。そして、この加圧油供給路４７に外部から加圧油を供給することにより、ピストン４８を上方向へ動作させるようになっている。これにより、ピストン４８の上面がシュー後半部５１ｂの下面に当接し、連結部５１ｃを支点にしてシュー後半部５１ｂを上方向へ押し上げるようになっている。

本発明の第３実施形態にかかる抄紙機のシュープレス装置は、上述のごとく構成されているので、加圧油供給路４２に供給する加圧油の油圧Ｐ₄₀を調整することにより、シュー５２全体の加圧力を調整できるとともに、さらに加圧油供給路４７に供給する加圧油の油圧Ｐ₄₁を調整することにより、シュー後半部５１ｂの加圧力を調整することができる。

このように、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ニップ部における加圧領域を、紙走行方向の上流側と下流側との２つの加圧領域（ここではシュー前半部５１ａ，シュー後半部５１ｂの２つの動圧領域）に分割して、それぞれ個別に加圧力を変更することができる。これにより、必要とされる紙の密度に応じて効率よく必要な圧力をかけることが可能となる。例えば、かさ高の紙だけでなく、コート原紙などの比較的高密度が必要な紙であっても効率よく必要な圧力をかけ圧密化することができる。また、シュープレス装置単体で対応できるので、従来のようにコート原紙を加圧するための一対のロールを設ける必要がなく、装置が大型化してしまうこともない。本実施形態のように、２つの加圧領域にするという簡素な構成により上記効果を得ることができる。
また、本実施形態にかかるシュー５２には、第１実施形態のような隙間２２がないので、第１実施形態のように再湿量の僅かな増加も生じないという利点もある。

（Ｄ）第４実施形態
図６は本発明の第４実施形態としての抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、その装置幅方向（紙面に垂直な方向）に直角な面で切断したときの断面図である。なお、図６において、前述した従来例及び第１実施形態と同一の部位については同一の符号を用いて示している。

図６に示すように、本実施形態にかかるシュープレス装置は、シューモジュール５の加圧機構７″が第１実施形態と異なる。以下、この加圧機構７″について説明し、その他の構成については第１実施形態と同様であるのでここではその説明を省略する。
本実施形態にかかる加圧機構７″は、装置幅方向へ延設されたピストンブロック４０を備えている。ここでは、ピストンブロック４０は、対向ロール４の回転中心４ａから鉛直下方へ引いた(ピストン４３による力の方向に平行に引いた)鉛直線Ｒ₀上に配置されている。そして、ピストンブロック４０の上面４０ａは、対向ロール４の回転中心４ａに対向するように水平(ピストン４３による力の方向に垂直)に形成されている。即ち、ピストンブロック４０の上面４０ａの垂直上方に対向ロール４の回転中心４ａが位置している。

また、ピストンブロック４０の上面４０ａには、装置幅方向に亘って帯状に形成された溝部（凹部）４１が設けられている。この溝部４１は、上面４０ａに対して垂直に形成されている。即ち、溝部４１は、対向ロール４の回転中心４ａへ向かって開口している。
また、溝部４１にはピストン４３が嵌挿されているとともに、ピストンブロック４０の内部には、ピストン４３の下面と溝部４１の底部との間に加圧油を供給するための加圧油供給路４２が形成されている。そして、この加圧油供給路４２に外部から加圧油を供給することにより、ピストン４３を上方向、即ち対向ロール４の回転中心４ａへ向かう方向へ動作させるようになっている。

さらに、ピストン４０の上部にはピストンバー４４を介してベース部材４５が配置されており、このベース部材４５の上部にボルト４９によりシュー５２が取り付けられている。また、このシュー５２の上面５２ａがブランケット６の内周面に接するようになっている。シュー５２は装置幅方向に延びる板状に形成されており、シュー５２の上面５２ａは、対向ロール４の外周面に沿うような円弧状に形成されている。そして、シュー５２は、ピストン４３が上方向へ動くとピストンバー４４を介して押され、ブランケット６を周外方向、即ち対向ロール４の回転中心４ａへ向かって加圧するようになっている。

シュー５２の鉛直線Ｒ₀よりもブランケット６の回転方向上流側の部分（シュー前半部）５１ａはベース部材４５のブランケット６の回転方向上流側の上面に上記ボルト４９により固定されている。
また、シュー５２の鉛直線Ｒ₀よりもブランケット６の回転方向下流側の部分（シュー後半部）５１ｂの上面には、装置幅方向に亘って帯状に形成されたシュー溝部（凹部）５４が形成されているとともに、シュー後半部５１ｂの下面には突起部５５が形成されている。また、シュー前半部５１ａとシュー後半部５１ｂとの間の部分、即ちシュー５２と鉛直線Ｒ₀が交わる部分（連結部）５１ｃは、シュー後半部５１ｂの厚みよりもさらに薄く形成されており、シュー前半部５１ａ及びシュー後半部５１ｂよりも変形しやすくなっている。

また、シュー後半部５１ｂの内部には、シュー溝部５４の底部と突起部５５の上面とを接続する接続通路５６が形成されている。さらに、ベース部材４５の上面４５ａのシュー後半部５１ｂに対応する位置、即ちベース部材４５の上面４５ａのブランケット６の回転方向下流側の位置には、装置幅方向に亘って帯状に溝部（凹部）６０が形成されており、このシュー溝部６０にシュー後半部５１ｂの突起部５５が嵌挿されている。また、ベース部材４５の内部には、突起部５５の上面と溝部６０の底部との間に加圧油を供給するための加圧油供給路６１が形成されている。そして、この加圧油供給路６１に外部から加圧油を供給することにより、加圧油供給路６１を通してシュー後半部５１ｂの突起部５５の下面とベース部材４５の溝部６０の底部との間に供給された加圧油が、シュー後半部５１ｂの接続通路５６を通してシュー溝部５４に供給され、ブランケット６を周外方向へ加圧するとともにシュー５２，ブランケット６間へ潤滑油を供給するようになっている。

また、シュー５２の上面５２ａのブランケット６の回転方向上流側及び下流側の端部はそれぞれ丸みを帯びて形成されており、ブランケット６の損傷が防止されるようになっている。さらに、シュー溝部５４のブランケット６の回転方向下流側の壁部５４ａの上部も丸みを帯びて形成されており、これによってもブランケット６の損傷が防止されるようになっている。

本発明の第４実施形態にかかる抄紙機のシュープレス装置は、上述のごとく構成されているので、加圧油供給路４２に供給する加圧油の油圧Ｐ₄₀を調整することにより、シュー５２全体の加圧力を調整できるとともに、さらに加圧油供給路６１に供給する加圧油の油圧Ｐ₄₁を調整することにより、シュー後半部５１ｂの加圧力を調整することができる。

このように、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ニップ部における加圧領域を、紙走行方向の上流側と下流側との２つの加圧領域（シュー前半部５１ａは動圧領域、シュー後半部５１ｂは静圧領域）に分割して、それぞれ個別に加圧力を変更することができる。これにより、必要とされる紙の密度に応じて効率よく必要な圧力をかけることが可能となる。例えば、かさ高の紙だけでなく、コート原紙などの比較的高密度が必要な紙であっても効率よく必要な圧力をかけることができる。また、シュープレス装置単体で対応できるので、従来のようにコート原紙を加圧するための一対のロールを設ける必要がなく、装置が大型化してしまうこともない。さらに、本実施形態のように、２つの加圧領域にするという簡素な構成により上記効果を得ることができる。
また、本実施形態にかかるシュー５２には、第１実施形態のような隙間２２がないので、第１実施形態のように再湿量の僅かな増加も生じないという利点もある。

（Ｅ）その他
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述した実施形態では、一例として、本シュープレス装置を抄紙機の脱水部に設けた場合について説明したが、本シュープレス装置は脱水部だけでなく、例えば、脱水部の下流側に設けられ、湿紙１の表面に光沢を与えるカレンダ部に適用することもできる。

また、２つの加圧領域の圧力形式は、第１実施形態では動圧−静圧、第２実施形態では動圧−動圧、第３実施形態では動圧−動圧、第４実施形態では動圧−静圧としたが、動圧及び静圧の組み合わせはこれらに限定されるものではなく、いかなる組み合わせでもよい。
さらに、上述した実施形態では、ニップ部の紙走行方向において２つの加圧領域に分割したが、さらに複数の加圧領域に分割してもよい。

本発明の第１実施形態としての抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、その装置幅方向（紙面に垂直な方向）に直角な面で切断したときの断面図である。 本発明の第１実施形態としての抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、図２（ａ）及び図２（ｂ）はそれぞれシューの紙走行方向位置における圧力プロファイルを示す図である。 本発明の第１実施形態としての抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、一般的なプレスによる脱水時におけるフェルト接触時間と再湿量との関係を示すグラフである。 図４（ａ）は本発明の第２実施形態としての抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、その装置幅方向（紙面に垂直な方向）に直角な面で切断したときの断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すシュープレス装置のシュー３２の変形例を示す断面図である。 本発明の第３実施形態としての抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、その装置幅方向（紙面に垂直な方向）に直角な面で切断したときの断面図である。 本発明の第４実施形態としての抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、その装置幅方向（紙面に垂直な方向）に直角な面で切断したときの断面図である。 従来の抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、その装置幅方向（紙面に垂直な方向）に直角な面で切断したときの断面図である。 従来の抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、図８（ａ）〜図８（ｃ）はそれぞれシューの紙走行方向位置における圧力プロファイルを示す図である。

符号の説明

１ 湿紙
２，３ フェルト
４ 対向ロール（金属ロール）
４ａ 対向ロールの回転中心
５ シューモジュール
６ ブランケット
７，７′，７″ 加圧機構
８，１５，４０ ピストンブロック
８ａ，１５ａ，４０ａ ピストンブロックの上面
９，１６，４１，４６，６０ 溝部
１０ 加圧油供給路
１１ ピストンシュー（第２のシュー）
１１ａ ピストンシューの上面
１２ 接続通路
１３，５４ シュー溝部
１３ａ，５４ａ シュー溝部の壁部
１７，４２，４７，６１ 加圧油供給路
１８，３０，４３，４８ ピストン
１９，３１，４４ ピストンバー
２０，３２，５２ シュー（第１のシュー）
２０ａ，３２ａ，５２ａ シューの上面
２１ 潤滑油噴射ノズル
２２ 隙間
２５ 第１加圧機構
２６，２６′ 第２加圧機構
４５ ベース部材
４５ａ ベース部材の上面
４９ ボルト
５１ａ シュー前半部
５１ｂ シュー後半部
５１ｃ 連結部
５５ 突起部
５６ 接続通路
１００ 加圧機構
１０１ ピストンブロック
１０１ａ ピストンブロックの上面
１０２，１０３ 溝部
１０４，１０５ ピストン
１０６，１０７ 加圧油供給路
１０８ ピストンバー
１０９ シュー
１０９ａ シューの上面
１２０ シューモジュール

Claims (7)

1. 円筒形状のブランケットと該ブランケットの内部に装置幅方向に延設され該ブランケットを周外方向へ加圧する加圧機構とからなるシューモジュールと、該シューモジュールに対向して設けられ、該加圧機構により表面に該ブランケットが押圧される対向ロールとをそなえ、走行している湿紙を該シューモジュールと該対向ロールとのニップにより加圧する、抄紙機のシュープレス装置であって、
   該加圧機構が、該湿紙走行方向において２つの加圧領域を有し、該加圧領域毎に個別に該ブランケットを加圧するように構成されており、
   該湿紙走行方向の上流側の加圧領域では該ブランケットに動圧的に油膜が付与され、下流側の加圧領域では該ブランケットに静圧的に油膜が付与される
   ことを特徴とする、抄紙機のシュープレス装置。
2. 前記抄紙機の脱水部に設けられ、前記湿紙を２つのフェルトで挟んだ状態で前記シューモジュールと前記対向ロールとのニップで加圧する
   ことを特徴とする、請求項１記載の抄紙機のシュープレス装置。
3. 前記加圧機構が前記湿紙走行方向の上流側と下流側との２つに分割されているとともに、該分割された加圧機構がそれぞれ個別に前記ブランケットを加圧する
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の抄紙機のシュープレス装置。
4. 前記分割された加圧機構の加圧領域間の隙間が５０ｍｍ以下に設定されている
   ことを特徴とする、請求項３記載の抄紙機のシュープレス装置。
5. 前記分割された加圧機構がそれぞれ前記対向ロールの回転中心に向かって前記ブランケットを加圧する
   ことを特徴とする、請求項３又は４記載の抄紙機のシュープレス装置。
6. 前記加圧機構が前記湿紙走行方向の上流側と下流側との前記２つの加圧領域を有しているとともに、
   該加圧機構の該２つの加圧領域の間の箇所が、該加圧機構の該２つの加圧領域の箇所よりも肉薄に形成されている
   ことを特徴とする、請求項１記載の抄紙機のシュープレス装置。
7. ブランケットの内部に装置幅方向に延設され該ブランケットを周外方向へ加圧する加圧機構を備えるシューモジュールと、該シューモジュールに対向して設けられ、該加圧機構により表面に該ブランケットが押圧される対向ロールとのニップにより、走行している湿紙を加圧する、紙の製造方法であって、
   該加圧機構が、該湿紙走行方向において２つの加圧領域を形成し、該湿紙走行方向の上流側の加圧領域では該ブランケットに動圧的に油膜を付与し、下流側の加圧領域では該ブランケットに静圧的に油膜を付与し、該加圧領域毎に個別に該ブランケットを加圧して紙を製造する
   ことを特徴とする、紙の製造方法。

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