JP6445881B2

JP6445881B2 - 抄紙装置

Info

Publication number: JP6445881B2
Application number: JP2015015869A
Authority: JP
Inventors: 大祐中野; 栄男森下
Original assignee: Tokushu Tokai Paper Co Ltd
Current assignee: Tokushu Tokai Paper Co Ltd
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2015-01-29
Publication date: 2018-12-26
Anticipated expiration: 2035-01-29
Also published as: JP2016141890A

Description

本発明は製紙機械、特に円網抄紙機に好適な抄紙装置に関する。

従来、タオルペーパー、ティッシュペーパー、トイレットペーパー、ナプキン等の衛生薄葉紙は、各種抄紙機を用いて湿式抄紙法により製造されている。例えば特許文献１には、円網抄紙機を用いてタオルペーパーやトイレットペーパー等の紙シートを製造することが記載されており、具体的には、軸心周りに回転駆動される円網の外周部に紙料液を供給し、該円網の回転に伴って該紙料液を移動させつつ、該紙料液の水分を該円網内に排出させて脱水を進行させた後、その脱水により形成された湿紙をフェルトに転移させるワイヤーパートを経て、紙シートを製造する方法が記載されている。

図３には、衛生薄葉紙等の抄紙に従来使用されている抄紙装置の一例が示されている。図３に示す抄紙装置９０は、特許文献１の図２に記載の円網抄紙機と同様の基本構成を有しており、中心軸回りに図３中符号Ｒ１で示す方向に回転する円筒状の円網サクションシリンダー９１と、該円網サクションシリンダー９１の外周部９１０に紙料液を供給するヘッドボックス９２と、回転自在に軸支された複数の円筒状のガイドロール９３ａ，９３ｂ，９３ｃ，９３ｄに架け渡され、これら複数のガイドロール９３ａ〜９３ｄによって規定される走行路を走行する無端フェルト９４とを備えており、ヘッドボックス９２から外周部９１０に紙料液を供給して湿紙ＷＰを形成し、その湿紙ＷＰを、外周部９１０から無端フェルト９４に転移させて次工程に搬送するようになされている。抄紙装置９０においては、無端フェルト９４を架け渡している複数のガイドロール９３ａ〜９３ｄうちの２個のガイドロール９３ｂ，９３ｃが、円網サクションシリンダー９１の外周部９１０を圧接可能に配置されている。そのため、無端フェルト９４は、両ガイドロール９３ｂ，９３ｃ間を走行中は、円網サクションシリンダー９１の外周部９１０上の湿紙ＷＰに押し付けられつつ、円網サクションシリンダー９１の周方向に走行する。

特開２００６−３２０６２５号公報

図３に示す従来の抄紙装置９０を用いて湿式抄紙を行った場合、円網サクションシリンダー９１の外周部上の湿紙ＷＰが、本来は、円網サクションシリンダー９１とガイドロール９３ｃとの間を通過した無端フェルト９４に転移すべきところが、この転移がうまくいかずに円網サクションシリンダー９１側にとられてしまい、その結果、抄紙装置９０の稼働がストップする等、紙の製造効率の低下を著しく招くという問題があった。本発明者らの知見によれば、この湿紙の転移性の低下の問題は、特に坪量３０ｇ／ｍ²以上の比較的高坪量の紙を抄紙する場合に多発する。

本発明の課題は、紙料液を抄紙網上にて脱水して得られた湿紙をフェルトにスムーズに転移させて次工程に送ることができ、効率良く安定した抄紙が可能な抄紙装置に関する。

本発明は、外周部が抄紙網により形成され、中心軸回りに回転する円筒状の円網サクションシリンダーと、該円網サクションシリンダーの外周部に紙料液を供給するヘッドボックスと、複数のガイドロールに架け渡され、複数の該ガイドロールによって規定される走行路を走行する無端フェルトとを備え、前記ヘッドボックスから前記円網サクションシリンダーの外周部に紙料液を供給し、該円網サクションシリンダーの内部側からの吸引により該紙料液の含水量を低減させて該外周部上に湿紙を形成し、該湿紙に前記無端フェルトを重ね、該湿紙を該外周部から前記無端フェルトに転移させて次工程に送る抄紙装置であって、前記無端フェルトを架け渡している複数の前記ガイドロールのうちの１個のみが、前記円網サクションシリンダーの外周部を圧接可能に配置されたクーチロールであり、該クーチロールの該円網サクションシリンダーとの最近接部にて、前記湿紙が該外周部から該無端フェルトに転移されるようになされており、前記無端フェルトは、前記円網サクションシリンダーと前記クーチロールとの間にて、該円網サクションシリンダーの外周部上の前記湿紙に重ねられ、該円網サクションシリンダーと該クーチロールとの間よりも該円網サクションシリンダーの回転方向の上流側では、該円網サクションシリンダーの外周部上の該湿紙に重ねられない抄紙装置である。

本発明によれば、紙料液を抄紙網上にて脱水して得られた湿紙をフェルトにスムーズに転移させて次工程に送ることができ、効率良く安定した抄紙が可能な抄紙装置が提供される。

図１は、本発明の抄紙装置の一実施形態の全体の概略図である。図２は、図１に示す抄紙装置の要部即ち円網サクションシリンダー及びその周辺部の概略図である。図３は、従来の抄紙装置における円網サクションシリンダー及びその周辺部の概略図である。

以下、本発明の抄紙装置をその好ましい実施形態に基づき、図面を参照しながら説明する。図１及び図２には、本実施形態の抄紙装置１０が示されている。抄紙装置１０は、外周部１２０が抄紙網により形成され、中心軸回りに図２中符号Ｒ１で示す方向に回転する円筒状の円網サクションシリンダー１２と、該外周部１２０に紙料液を供給するヘッドボックス１１と、複数の円筒状のガイドロール１３に架け渡され、複数の該ガイドロール１３によって規定される走行路を走行する無端フェルト１４Ａとを備え、ヘッドボックス１１から円網サクションシリンダー１２の外周部１２０に紙料液を供給し、該円網サクションシリンダー１２の内部側からの吸引により該紙料液の含水量を低減させて該外周部１２０上に湿紙ＷＰを形成し、該湿紙ＷＰに無端フェルト１４Ａを重ね、該湿紙ＷＰを該外周部１２０から無端フェルト１４Ａに転移させて次工程に送るようになされている。

さらに説明すると、抄紙装置１０は、図１に示すように、ヘッドボックス１１から供給された紙料液を円網サクションシリンダー１２の外周部１２０上で湿紙ＷＰに形成するワイヤーパート部１０Ａと、外周部１２０上の湿紙ＷＰを無端フェルト１４Ａに転移させて搾水するプレスパート部１０Ｂと、湿紙ＷＰを乾燥して紙ＤＰとするドライヤーパート部１０Ｃと、紙ＤＰを巻き取るリールパート部１０Ｄとを含んで構成されている。

ワイヤーパート部１０Ａは、ヘッドボックス１１と円網サクションシリンダー１２とを含んで構成されている。ヘッドボックス１１は、図２に示すように、紙料液を噴出する供給口１１０を有し、この供給口１１０はヘッドボックス１１の円網サクションシリンダー１２との最近接部に位置している。また、ヘッドボックス１１は、供給口１１０位置から円網サクションシリンダー１２の外周部１２０に沿って回転方向Ｒ１の下流側に延び且つ外周部１２０を所定の隙間をもって覆う上リップ１１１と、供給口１１０に対して回転方向Ｒ１の上流側に配置された下リップ１１２とを有し、両リップ１１１，１１２によって、供給口１１０から噴出された紙料液の流路が画成されている。円網サクションシリンダー１２は、モータ等の図示しない原動機からの動力を受けて、中心軸回りを矢印Ｒ１方向に回転する。円網サクションシリンダー１２の外周部１２０は、金属製ワイヤー又は合成樹脂製ワイヤーを円筒状に製織してなる円筒体からなり、該ワイヤーとしては、この種のサクションシリンダーに通常用いられているものを特に制限無く用いることができ、該ワイヤーの網目のサイズは適宜選択可能である。

円網サクションシリンダー１２の外周部１２０における供給口１１０に対応する位置よりも回転方向Ｒ１の下流側には、無端フェルト１４Ａを架け渡している複数のガイドロール１３のうちの１個であるクーチロール１３Ａが、外周部１２０を圧接可能に配置されている。複数のガイドロール１３のうち、外周部１２０を圧接可能に配置されているのはこのクーチロール１３Ａ１個のみである。クーチロール１３Ａは、モータ等の図示しない原動機からの動力を受けて、中心軸回りを矢印Ｒ２方向に回転する。クーチロール１３Ａの直径は、他のガイドロール１３の直径よりも大きいが、円網サクションシリンダー１２の直径よりは小さい。クーチロール１３Ａの直径と円網サクションシリンダー１２の直径との比は、前者／後者として、好ましくは０．５０以上、さらに好ましくは０．５５〜１．００、さらにより好ましくは０．７０〜１．００である。

円網サクションシリンダー１２の外周部１２０上の湿紙ＷＰは、クーチロール１３Ａの円網サクションシリンダー１２との最近接部にて、外周部１２０から無端フェルト１４Ａに転移されるようになされており、該最近接部は湿紙ＷＰの転移位置である。前述したヘッドボックス１１の上リップ１１１は、湿紙ＷＰの転移位置までは延びておらず、該転移位置と供給口１１０との略中間位置まで延びている。

円網サクションシリンダー１２の内部は、図２に示すように、ヘッドボックス１１の供給口１１０と対応する位置から湿紙ＷＰの転移位置までの回転方向Ｒ１に亘る範囲が、仕切板１２１によって相互に独立した複数の空間部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに区画されている。空間部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、それぞれ、図示しないバルブを介して図示しない真空吸引ポンプに接続されており、空間部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの吸引力は、該バルブの開度により独立的に調整可能になされている。

ワイヤーパート部１０Ａにおいては、円網サクションシリンダー１２を符号Ｒ１で示す方向に回転駆動させた状態で、ヘッドボックス１１の供給口１１０から円網サクションシリンダー１２の外周部１２０に紙料液を供給する。外周部１２０に供給された紙料液は、円網サクションシリンダー１２の回転に伴って移動する過程で、円網サクションシリンダー１２の内部側からの吸引により脱水され、その脱水がある程度まで進行すると、外周部１２０上に湿紙ＷＰが形成される。円網サクションシリンダー１２による吸引力は、上リップ１１１の存在により紙料液に効果的に作用し、これにより紙料液の脱水が促進される。円網サクションシリンダー１２においては、空間部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの全てで吸引を行っても良く、これら複数の空間部の一部、例えば空間部１２Ａ及び１２Ｂのみで吸引を行い、空間部１２Ｃでは吸引を行わず、空間部１２Ｃに対応する湿紙ＷＰの転移位置及びその近傍では自然脱水としても良い。

プレスパート部１０Ｂは、ワイヤーパート部１０Ａで形成された湿紙ＷＰを圧搾して脱水し、より含水量の少ない湿紙ＷＰとするものであり、図１に示すように、複数のガイドロール１３に架け渡された無端フェルト１４Ａ，１４Ｂと、一対のプレスロール１５ａ，１５ｂとを含んで構成されている。プレスパート部１０Ｂは、走行路の異なる２種類の無端フェルト１４Ａ，１４Ｂを備えている。無端フェルト１４Ａは、円網サクションシリンダー１２の外周部１２０を圧接可能に配置されているクーチロール１３Ａに架け渡されており、湿紙ＷＰを外周部１２０上から転移させるいわゆるピックアップフェルトであり、湿紙ＷＰと共にプレスロール１５ａ，１５ｂ間に導入される。一方、無端フェルト１４Ｂは、クーチロール１３Ａに架け渡されておらず、無端フェルト１４Ａとは異なる走行路を走行してプレスロール１５ａ，１５ｂ間に導入される。無端フェルト１４Ａ，１４Ｂとしては、湿紙から水を搾る搾水性、湿紙の平滑性を高める平滑性、湿紙を搬送する湿紙搬送性等の基本的な機能を備えていれば良く、この種の抄紙装置で通常用いられている無端状に形成されたフェルトを特に制限無く用いることができ、例えば、織布等からなる基体と、該基体にニードルパンチで絡合一体化されたステープルファイバー層とを含んで構成されるフェルトが挙げられる。

プレスパート部１０Ｂにおいては、図１及び図２に示すように、円網サクションシリンダー１２の外周部１２０上の湿紙ＷＰを、クーチロール１３Ａの円網サクションシリンダー１２との最近接部にて無端フェルト１４Ａに転移させて、湿紙ＷＰと無端フェルト１４Ａとの一体化物２０とし、その一体化物２０を一対のプレスロール１５ａ，１５ｂ間に導入する。プレスロール１５ａ，１５ｂ間には一体化物２０と共に無端フェルト１４Ｂが導入され、一体化物２０における湿紙ＷＰは、無端フェルト１４Ａ，１４Ｂで挟まれつつ、プレスロール１５ａ，１５ｂによって押圧され搾水される。こうして搾水された湿紙ＷＰは、無端フェルト１４Ｂに付着して一体化物２１を形成し、無端フェルト１４Ｂと共にドライヤーパート部１０Ｃに搬送される。一方、無端フェルト１４Ａは湿紙ＷＰから離れ、再びクーチロール１３Ａに向かって所定の走行路を走行する。

ドライヤーパート部１０Ｃは、図１に示すように、回転シリンダー式抄紙乾燥機であるヤンキードライヤー１６を含んで構成されている。ドライヤーパート部１０Ｃにおいては、円筒状のヤンキードライヤー１６の周面に湿紙ＷＰの片面を密着乾燥させて紙ＤＰとした後、ドクターブレード１７を用いてヤンキードライヤー１６から紙ＤＰを引き剥がす。その際公知の方法により、ヤンキードライヤー１６上でドクターブレード１７によって紙ＤＰにクレープ加工を施しても良い。ドライヤーパート部１０Ｃで得られた紙ＤＰは、リールパート部１０Ｄでロール状に巻回される。その後、紙ＤＰに対して必要に応じ、裁断、カレンダー加工等の公知の各種加工を施すことができる。

本実施形態の抄紙装置１０の主たる特徴の１つとして、図２に示すように、無端フェルト１４Ａ（ピックアップフェルト）が、円網サクションシリンダー１２とクーチロール１３Ａとの間にて、円網サクションシリンダー１２の外周部１２０上の湿紙ＷＰに重ねられ、円網サクションシリンダー１２とクーチロール１３Ａとの間よりも回転方向Ｒ１の上流側では、外周部１２０上の湿紙ＷＰに重ねられない点が挙げられる。ここでいう、「円網サクションシリンダー１２とクーチロール１３Ａとの間」は、クーチロール１３Ａの円網サクションシリンダー１２との最近接部（湿紙ＷＰの転移位置）におけるクーチロール１３Ａの法線ＮＬと、法線ＮＬに平行で且つ円網サクションシリンダー１２の回転方向Ｒ１の上流側に位置するクーチロール１３Ａの接線ＴＬとに挟まれた領域である。

このように、円網サクションシリンダー１２の外周部１２０上の湿紙ＷＰに無端フェルト１４Ａを重ねるタイミングを、該湿紙ＷＰが円網サクションシリンダー１２とクーチロール１３Ａとの間に存するタイミングに限定することで、図３に示す如き従来の円網抄紙機において問題となっていた湿紙の転移不良が効果的に防止されるため、湿紙ＷＰを無端フェルト１４Ａにスムーズに転移させて次工程に送ることが可能となり、効率良く安定した抄紙が可能となる。従来の円網抄紙機において湿紙の転移不良が特に多発していたのは、坪量３０ｇ／ｍ²以上の比較的高坪量の紙を抄紙する場合であるから、抄紙装置１０は、坪量３０ｇ／ｍ²以上、好ましくは３５〜１００ｇ／ｍ²、さらに好ましくは３５〜７０ｇ／ｍ²の紙を抄紙する場合に有効である。

従来の円網抄紙機において坪量３０ｇ／ｍ²以上の紙を抄紙する場合に、湿紙がクーチロールの円網サクションシリンダーとの最近接部にてフェルトに転移せずに、円網サクションシリンダーの外周部上に残ってしまう理由は、定かではないが、以下のように推測される。即ち、湿紙のフェルトへの転移がスムーズに行われるためには、その転移位置において湿紙が湿潤状態を維持しつつ適切な紙力（コシの強さなど）を有している必要があり、そのためには転移位置において湿紙の含水率が一定の範囲にある必要がある。円網サクションシリンダーの外周部上に存する湿紙の含水率は、円網サクションシリンダーの吸引力を適宜調整することで調整可能であるが、該湿紙にフェルトが重ねられている状態では該フェルトによって円網サクションシリンダーの吸引力が低下するため、該吸引力による湿紙の含水率の調整が難しくなる。図３に示す従来の抄紙装置９０においては、無端フェルト９４が、円網サクションシリンダー９１とガイドロール９３ｃ（クーチロール）との間よりも回転方向Ｒ１の上流側にて、円網サクションシリンダー９１の外周部９１０上の湿紙ＷＰと重ねられており、図２に示す抄紙装置１０よりも早いタイミングで外周部９１０上の湿紙ＷＰに無端フェルト９４が重ねられ、無端フェルト９４と外周部９１０上の湿紙ＷＰとが重なり合う状態が比較的長時間維持される。そのため、抄紙装置９０においては、円網サクションシリンダー９１の吸引による湿紙ＷＰの脱水が進行し難く、外周部９１０上の湿紙ＷＰは、過剰量の水分を含んだ状態で無端フェルト９４と重なったまま転移位置（ガイドロール９３ｃの円網サクションシリンダー９１との最近接部）へ移送され、その移送の途中で、湿紙ＷＰ中の水分の一部が無端フェルト９４に吸収される。そして転移位置では、湿紙ＷＰから吸収され無端フェルト９４に含まれている水分がガイドロール９３ｃによって絞り出され、その絞り出された水分は、円網サクションシリンダー９１による吸引によって湿紙ＷＰに吸収されるため、湿紙ＷＰの紙力が低下し、その結果、湿紙ＷＰの無端フェルト９４への転移がうまくいかずに、湿紙ＷＰが外周部９１０上に残ってしまうことになる。

これに対し、本実施形態の抄紙装置１０は、円網サクションシリンダー１２の外周部１２０上の湿紙ＷＰに無端フェルト１４Ａを重ねるタイミングを、該湿紙ＷＰが円網サクションシリンダー１２とクーチロール１３Ａとの間に存するタイミングに限定し、外周部１２０上で湿紙ＷＰが単独で存在する状態を従来の抄紙装置よりも長時間維持し得るようにしたので、円網サクションシリンダー１２の吸引力の調整による湿紙ＷＰの含水率の調整が容易であり、所定の転移位置（クーチロール１３Ａの円網サクションシリンダー１２との最近接部）において湿紙ＷＰが外周部１２０から無端フェルト１４Ａへスムーズに転移し得る。

前述した作用効果をより確実に奏させるようにする観点から、無端フェルト１４Ａが、円網サクションシリンダー１２とクーチロール１３Ａとの間にて、円網サクションシリンダー１２の外周部１２０上の湿紙ＷＰに重ねられることを前提として、無端フェルト１４Ａは、クーチロール１３Ａの円網サクションシリンダー１２との最近接部（湿紙ＷＰの転移位置）から回転方向Ｒ１の上流側に回転方向Ｒ１に沿って１５０ｍｍ以内、特に７０ｍｍ以内、とりわけ３０ｍｍ以内の領域にて、円網サクションシリンダー１２の外周部１２０上の湿紙ＷＰに重ねられることが好ましい。

本実施形態の抄紙装置１０においては、図２に示すように、無端フェルト１４Ａは、クーチロール１３Ａの円網サクションシリンダー１２との最近接部（湿紙ＷＰの転移位置）における、クーチロール１３Ａの接線方向に沿って走行して、円網サクションシリンダー１２とクーチロール１３Ａとの間に導入される。従って、本実施形態の抄紙装置１０において無端フェルト１４Ａと外周部１２０上の湿紙ＷＰとが重ねられるのは、湿紙ＷＰの転移位置又はその近傍である。斯かる構成により抄紙装置１０においては、外周部１２０上の湿紙ＷＰが転移位置に到達する前の早い段階で、該湿紙ＷＰ中の水分がこれに重ねられた無端フェルト１４Ａに吸収されることがなく、従って前述した、転移位置における無端フェルト１４Ａから湿紙ＷＰへの水分の移行が抑制され、湿紙ＷＰの無端フェルト１４Ａへの転移がスムーズになされる。

本発明は前記実施形態に制限されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、ヘッドボックス１１の上リップ１１１及び下リップ１１２の位置、形状、長さは、供給口１１０から噴出される紙料液やその加圧条件、円網サクションシリンダー１２の吸引力等によって適宜調整される。また、ドライヤーパート部１０Ｃは、図示の如きヤンキードライヤーに制限されず、この種の抄紙装置において通常採用されている乾燥手段を含んで構成されていても良い。本発明の抄紙装置は、各種の紙の製造に用いることができ、特に、タオルペーパー、ティッシュペーパー、トイレットペーパー、ナプキン等の衛生薄葉紙の製造に好適である。

１０、９０抄紙装置
１０Ａワイヤーパート部
１０Ｂプレスパート部
１０Ｃドライヤーパート部
１０Ｄリールパート部
１１，９２ヘッドボックス
１１０供給口
１１１上リップ
１１２下リップ
１２，９１円網サクションシリンダー
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ円網サクションシリンダーの内部空間
１２０，９１０円網サクションシリンダーの外周部
１２１仕切板
１３，９３ａ，９３ｂ，９３ｃ，９３ｄガイドロール
１３Ａクーチロール
１４Ａ，１４Ｂ，９４無端フェルト
１５ａ，１５ｂプレスロール
１６ヤンキードライヤー
１７ドクターブレード
２０，２１湿紙と無端フェルトとの一体化物
ＷＰ湿紙
ＤＰ紙（湿紙の乾燥物）

Claims

外周部が抄紙網により形成され、中心軸回りに回転する円筒状の円網サクションシリンダーと、該円網サクションシリンダーの外周部に紙料液を供給するヘッドボックスと、複数のガイドロールに架け渡され、複数の該ガイドロールによって規定される走行路を走行する無端フェルトとを備え、
前記ヘッドボックスから前記円網サクションシリンダーの外周部に紙料液を供給し、該円網サクションシリンダーの内部側からの吸引により該紙料液の含水量を低減させて該外周部上に湿紙を形成し、該湿紙に前記無端フェルトを重ね、該湿紙を該外周部から前記無端フェルトに転移させて次工程に送るようになされ、坪量３０ｇ／ｍ ² 以上の紙を抄紙する抄紙装置であって、
前記無端フェルトを架け渡している複数の前記ガイドロールのうちの１個のみが、前記円網サクションシリンダーの外周部を圧接可能に配置されたクーチロールであり、該クーチロールの該円網サクションシリンダーとの最近接部にて、前記湿紙が該外周部から該無端フェルトに転移されるようになされており、
前記無端フェルトは、前記円網サクションシリンダーと前記クーチロールとの間にて、該円網サクションシリンダーの外周部上の前記湿紙に重ねられ、該円網サクションシリンダーと該クーチロールとの間よりも該円網サクションシリンダーの回転方向の上流側では、該円網サクションシリンダーの外周部上の該湿紙に重ねられない抄紙装置。
前記無端フェルトは、前記最近接部から前記円網サクションシリンダーの回転方向の上流側に１５０ｍｍ以内の領域にて、前記円網サクションシリンダーの外周部上の前記湿紙に重ねられる請求項１に記載の抄紙装置。
前記無端フェルトは、前記最近接部における前記クーチロールの接線方向に沿って走行して、該円網サクションシリンダーと該クーチロールとの間に導入される請求項１又は２に記載の抄紙装置。