JP2004277971A - 湿紙搬送用ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】湿紙を貼付けて搬送する機能と、次工程へ湿紙を受渡す際に湿紙をスムーズに離脱させる機能を兼ね備えた湿紙搬送用ベルトを提供すること。
【解決手段】湿紙搬送用ベルト１０は、基体３０、湿紙側層１１、及び機械側層１２からなる。湿紙側層１１は、高分子弾性部５０と繊維体２０とからなり、繊維体２０は親水性であって、この高分子弾性部５０の表面に、繊維体２０の少なくとも一部が露出している。この湿紙側層１１から露出した親水性の繊維体２０が湿紙からの水を保持することで、湿紙搬送用ベルト１０の耐久性を損なうことなく、湿紙ＷＷを貼付けて搬送する機能と、次工程へ湿紙を受け渡す際に湿紙ＷＷをスムーズに離脱させる機能を兼ね備えることができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は湿紙搬送用ベルト（以下、単に「ベルト」と記す場合がある。）、特に、高速で湿紙を搬送するための湿紙搬送用ベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、抄紙機においては、更なるスピードアップを図るため、オープンドローを有さない、クローズドドロー抄紙機が開発されている。
このクローズドドロー抄紙機は、抄紙工程の間に、湿紙が支持されずに搬送される部分（オープンドロー）を有さないものである。この構成により、オープンドローに基づく紙切れ問題等が解消され、一層の高速化を図ることが可能となる。
【０００３】
典型的なクローズドドロー抄紙機を、図９に基づき説明する。
同図において、破線で示される湿紙ＷＷは、プレスフェルトＰＦ１、ＰＦ２、湿紙搬送用ベルトＴＢ、ドライヤファブリックＤＦに支持され、右から左に向かって搬送される。このように、クローズドドロー抄紙機においては、湿紙が支持されていない部分は存在しない。
これらのプレスフェルトＰＦ１、ＰＦ２、湿紙搬送用ベルトＴＢ、ドライヤファブリックＤＦは、周知のように無端状に構成された帯状体であり、ガイドローラＧＲで支持されている。
【０００４】
なお、図中、プレスロールＰＲ、シューＰＳ、シュープレスベルトＳＢ、サクションロールＳＲは、いずれも周知の構成である。
前記シューＰＳは、プレスロールＰＲに対応した凹状となっている。このシューＰＳは、シュープレスベルトＳＢを介して、プレスロールＰＲとともにプレス部ＰＰを構成している。
【０００５】
ここで、前記クローズドドロー抄紙機における湿紙ＷＷの走行状況を説明する。なお、当然ではあるが湿紙ＷＷは連続する構成であるため、湿紙ＷＷにおける一部分の移動状況について説明する。
まず、湿紙ＷＷは、図示しないワイヤーパート、第一プレスパートを順次通過し、プレスフェルトＰＦ１からプレスフェルトＰＦ２へ受け渡される。そして、プレスフェルトＰＦ２により、プレス部ＰＰに搬送される。プレス部ＰＰにおいて、湿紙ＷＷは、プレスフェルトＰＦ２と湿紙搬送用ベルトＴＢとにより挟持された状態で、シュープレスベルトＳＢを介したシューＰＳと、プレスロールＰＲとにより加圧される。
【０００６】
この際、プレスフェルトＰＦ２は透水性が高く、湿紙搬送用ベルトＴＢは透水性が非常に低く構成されている。よって、プレス部ＰＰにおいて、湿紙ＷＷからの水分は、プレスフェルトＰＦ２に移行する。
プレス部ＰＰを脱した直後においては、急激に圧力から解放されるため、プレスフェルトＰＦ２、湿紙ＷＷ、湿紙搬送用ベルトＴＢの体積が膨張する。この膨張と、湿紙ＷＷを構成するパルプ繊維の毛細管現象とにより、プレスフェルトＰＦ２内の一部の水分が、湿紙ＷＷへと移行してしまう、いわゆる、再湿現象が生じる。
【０００７】
しかし、前述のように、湿紙搬送用ベルトＴＢは透水性が非常に低く構成されているので、その内部に水分を保持することはない。よって、湿紙搬送用ベルトＴＢから再湿現象は殆ど発生せず、湿紙搬送用ベルトＴＢは湿紙の搾水効率向上に寄与する。
なお、プレス部ＰＰを脱した湿紙ＷＷは、湿紙搬送用ベルトＴＢにより搬送される。そして、湿紙ＷＷは、サクションロールＳＲにより吸着され、ドライヤファブリックＤＦによりドライヤ工程へと搬送される。
【０００８】
ここで、湿紙搬送用ベルトＴＢには、次工程へ湿紙ＷＷを受け渡す際に、湿紙をスムーズに離脱（紙離れ）させる機能が要求される。
この機能を果たすために、従来から様々構成が提案されてきた。
【０００９】
例えば、湿紙搬送用ベルトの湿紙側層を、高分子弾性部と繊維体とにより構成し、この高分子弾性部と繊維体とのどちらか一方を疎水性の素材で構成した構造がある（例えば、特許文献１参照）。
そして、このように構成された湿紙搬送用ベルトは、疎水性の素材の作用により、プレス部を脱した後に、湿紙と湿紙搬送用ベルトとの間に形成される薄い水膜を破壊することができる。
すなわち、この湿紙搬送用ベルトにおいては、次工程への湿紙の受渡をスムーズに行えるものであった。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−８９９９０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
一方、湿紙搬送用ベルトとして、プレス部を脱出した直後の湿紙を、積極的にその表面に貼付ける機能の重要性が、最近では認識されるようになった。
しかし、特許文献１に記載されているような従来の湿紙搬送用ベルトでは、プレス脱出直後における湿紙がベルト表面に良好に貼付かず、次工程へ移動される最中や、次工程への受渡の際に、湿紙が破断されることがあり、良好に機能することができなかった。これは、この湿紙をベルト表面に貼付ける作用は、湿紙とベルト間に存在する水分によりなされるものであるが、製造すべき湿紙の種類や抄紙機械の構成によっては、プレス部を脱出した直後における、湿紙が有する水分量が少ない場合があるからである。
【００１２】
すなわち、特許文献１のベルトは、水膜を積極的に破壊するように構成されているため、プレス部を脱した直後における、湿紙とベルト間の水膜を破壊してしまい、プレス部を脱出した直後における湿紙を、ベルトの表面に貼付けることができなかった。
【００１３】
本発明は、上述した欠点に鑑み、湿紙を貼付けて搬送する機能と、次工程へ湿紙を受け渡す際に湿紙をスムーズに離脱させる機能を十分に実現した、湿紙搬送用ベルトを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、クローズドドロー抄紙機のプレスパートで使用され、基体、湿紙側層、及び機械側層からなる湿紙搬送用ベルトにおいて、前記湿紙側層が高分子弾性部と繊維体とからなり、該繊維体が親水性で少なくとも一部が表面から露出している湿紙搬送用ベルトによって、前記の課題を解決した。
【００１５】
【作用】
本発明によれば、湿紙側層の表面から露出した親水性の繊維体が湿紙からの水を保持することで、湿紙搬送用ベルトの湿紙を貼付けて搬送する機能と、次工程へ湿紙を受け渡す際に湿紙がスムーズに離脱する機能を実現した、長期使用が可能な湿紙搬送用ベルトを提供することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１〜図７に基づき説明する。
図１は本発明の湿紙搬送用ベルトの概要を示すＣＭＤ方向断面図、図２は平面図である。図において、湿紙搬送用ベルト１０は、基体３０、湿紙側層１１、及び機械側層１２からなる。湿紙側層１１は高分子弾性部５０と繊維体２０とからなり、繊維体２０は親水性で、この高分子弾性部５０の表面に繊維体２０の一部が露出している。
なお、「露出」とは、高分子弾性部５０の表面に現れている状態を指すものであり、繊維体２０が高分子弾性部５０の表面から突出しているか否かを問わない。
【００１７】
そして、本発明においては、高分子弾性部５０の表面に露出している繊維体２０が親水性とされている。
この際、親水性とは、水分を引き寄せる性質及び／又は水分を保持する性質を指す。
【００１８】
親水性の具体例として、繊維が吸湿性を有していることが挙げられる。この場合、繊維が吸湿することにより、水と繊維との間に親和力が働くこととなる。
なお、後述する実験の結果、本発明のベルトに適した吸湿性繊維の特性として、公定水分率が４．０％以上、好ましくは５．０％以上である場合、良好な結果を得ることが確認された。ここで、公定水分率とは、ＪＩＳ Ｌ０１０５（繊維製品の物理試験方法通則）に記載された、「公定水分率」の算出式に基づき求められた数値を指す。
【００１９】
また、上記繊維体２０として、具体的には、ナイロン（４．５％）、ビニロン（５．０％）、レーヨン（１１．０％）、綿（８．５％）、羊毛（１５．０％）等を使用することができる。ここで、（カッコ）内の数値は公定水分率である。
【００２０】
一方、繊維体２０として、繊維の表面に化学的な親水処理を施したものも使用することができる。
具体的には、当業者に周知である、マーセライズ加工、樹脂加工、電離放射線照射によるスパッタリング、グロー放電加工等を行ったものがある。
なお、親水処理をする場合、この処理を施されたモノフィラメント又は紡績糸の水分が３０〜５０％になるように調湿した条件下で、水との接触角が３０°以下であると、良好な結果を得ることができる。なお、上記モノフィラメント又は紡績糸の水分のパーセンテージは、（水／全体重量）×１００の式で算出される。
【００２１】
次に、図３及び図４に基づき、本発明の湿紙搬送用ベルトの作用を説明する。図３は、プレス部内における、プレスフェルトＰＦと、湿紙ＷＷと、湿紙搬送用ベルト１０が重なっている状態における断面図である。湿紙ＷＷは、プレスフェルトＰＦと湿紙搬送用ベルト１０とにより挟持されている。
この際、湿紙搬送用ベルト１０は、通気度がゼロか、又は非常に低く構成されているため、湿紙からの水分の殆どは、プレスフェルトＰＦへと移行する。なお、湿紙ＷＷと、湿紙搬送用ベルト１０との間は、湿紙ＷＷからの水分ＷＡで満たされている。
【００２２】
このプレスフェルトＰＦ、湿紙ＷＷ、湿紙搬送用ベルト１０が更に進行し、プレス部を脱した直後の状態を、図４に示す。
プレス部を脱した直後においては、湿紙ＷＷと湿紙搬送用ベルト１０の間を満たしていた水分が、親水性の繊維体２０に引き寄せられる。
この繊維体２０に保持された水分により、湿紙ＷＷは湿紙搬送用ベルト１０へ貼付く。
【００２３】
そして、湿紙搬送用ベルト１０及び湿紙ＷＷはさらに進行し、湿紙ＷＷが次工程へ受け渡される。この際、上述のように、湿紙搬送用ベルト１０と湿紙ＷＷとの間の水分は、繊維体２０に保持された状態にある。しかし、この水分は、強力な貼着力を有する水膜状ではないので、湿紙ＷＷの次工程への受渡しはスムーズに行われる。
【００２４】
次に、本発明の湿紙搬送用ベルトの具体的な構成を、図５〜図７に基づき説明する。
図５は、本発明の第１実施形態の湿紙搬送用ベルトの断面図である。湿紙搬送用ベルト１０は、基体３０、湿紙側層１１、及び機械側層１２からなる。機械側層１２は、基体３０の機械側に絡合一体化されたステープルファイバーによるバット層４０により構成され、湿紙側層１１は基体３０の湿紙側に絡合一体化されたステープルファイバー（繊維体２０）によるバット層４０に、高分子弾性材料を含浸・硬化させることにより構成された高分子弾性部５０によって構成されている。
なお、高分子弾性部５０の表面に、繊維体２０の一部が露出している。この繊維体２０は、高分子弾性部５０からなる湿紙側層１１の表面を、サンドペーパーや砥石等で研磨し、バット層４０の一部を露出させることにより得ることができる。
【００２５】
図６は、本発明の第２実施形態の湿紙搬送用ベルトの断面図である。湿紙搬送用ベルト１０は、基体３０、湿紙側層１１、及び機械側層１２からなる。ここで、湿紙側層１１は基体３０の湿紙側に形成された高分子弾性部５０により、機械側層１２は、基体３０の機械側に絡合一体化されたステープルファイバーによるバット層４０により構成されている。
なお、高分子弾性部５０の表面に、繊維体２０の一部が露出している。この繊維体２０は、前記高分子弾性部５０を得る際、液状の高分子弾性材料に繊維体２０を混入することにより得られる。すなわち、繊維体２０を混入させた高分子弾性材料が硬化した後、高分子弾性部５０の表面を、サンドペーパーや砥石等で研磨するような加工により、繊維体２０を露出させたものである。
【００２６】
図７は、本発明の第３実施形態の湿紙搬送用ベルトの断面図である。湿紙搬送用ベルト１０は、基体３０、湿紙側層１１、及び機械側層１２からなる。ここで、湿紙側層１１は基体３０の湿紙側に形成された高分子弾性部５０により、機械側層１２は基体３０の機械側に接合されたステープルファイバーによるバット層４０により構成されている。
なお、湿紙側層１１の表面に、繊維体２０が露出している。
この繊維体２０は、前記高分子弾性部５０の表層に、繊維体２０を有する帯状体６０を配置することにより得ることができる。すなわち、図７の場合は、織布６０を高分子弾性部５０の表層に配置した後、湿紙側層１１の表面を、サンドペーパーや砥石等で研磨するような加工により、繊維体２０を露出させている。
ちなみに、織布６０の高分子弾性部５０への配置は、まず、所望の高さまで高分子弾性部５０を形成した後、この高分子弾性部５０の湿紙側へ織布６０を配置する。そして、さらにこの織布６０に対して、この表面上を被覆するまで液状の高分子弾性材料を含浸・硬化させることにより得ることができる。
【００２７】
なお、織布６０において、表層側に配置される糸材として、マルチフィラメントを採用すると、多数の繊維を容易に露出させることが可能となる。すなわち、マルチフィラメントは複数の連続した細いフィラメントの集合体であるが、研磨によりマルチフィラメントが裁断された場合は、この連続した細いフィラメントが表層に複数本露出されることとなる。
また、図７のような構成の場合、織布６０に替えて、スパンボンド等の不織布を採用してもよい。
その他の構造として、基体３０の糸自体を研磨により表面に突出させてもよい。この場合、基体３０を多重織りにしたものや、それとも基体３０を複数枚重ね合わせてバット付けにより一体化させたものを使用する。
【００２８】
上述したように、いずれの場合であっても、表面に露出した繊維体２０は、高分子弾性部５０からなる湿紙側層１１の表面を研磨することにより得られるものである。
従って、本発明の湿紙搬送用ベルト１０の湿紙側層１１は、少なくとも、プレスフェルトＰＦの湿紙接触面よりは平滑にすることができるため、良好な紙面の形成に寄与することが可能となる。
【００２９】
この際、研磨による繊維体２０の切断を防ぐべく、繊維体２０を構成する繊維には、或る程度の強度が必要となる。この場合、０．８ｇ／ｄｔｅｘ以上の強度があることが望ましい。
【００３０】
高分子弾性部の素材としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを適宜使用することができる。この場合、素材の疎水性、親水性を選択したり、フィラーを混入させることができるのは勿論である。
【００３１】
なお、本発明の湿紙搬送用ベルトにあっては、基本的に通気性はゼロであるのが好ましい。
一方、使用される抄紙機によっては、多少の通気性が要求されることも考えられる。この場合は、高分子弾性材料の含浸量を少なくしたり、研磨量を多くしたり、また、連続気泡入りの高分子弾性材料を使用することにより、所望の構成を達成することが可能となる。
しかし、この場合であっても、湿紙搬送用ベルトの目的に鑑みて、通気度は２ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下であることが好ましい。なお、この通気度は、ＪＩＳＬ １０９６（一般織物試験方法）に規格されているＡ法（フラジール形試験機）によって測定されるものである。
【００３２】
なお、基体３０は、湿紙搬送用ベルト全体の強度を発現させるための構成である。図５〜図７においては、ＭＤ方向糸材と、ＣＭＤ方向糸材を織成することにより得られた織布を記載したが、この例には限らないのは勿論である。すなわち、ＭＤ方向糸材とＣＭＤ方向糸材を織成せずに重ねた構成、フィルム、編物、細い帯状体をスパイラルに巻回して幅広の帯状体を得た構成など、種々の構成を適宜採用することが可能である。
【００３３】
また、図５〜図７の湿紙搬送用ベルト１０における、いずれの機械側層１２も、バット層４０のみにより形成されている。しかし、この機械側層１２の構成はこれのみに限らず、例えば、高分子弾性材料をバット層４０に含浸させた構成や、高分子弾性部のみからなる構成であってもよい。
【００３４】
【実施例】
上記構成による本発明の湿紙搬送用ベルトについて、具体的に以下に示す工程により実施例１、２及び比較例１を作製した。
【００３５】
（実施例１）
工程１：無端状の織布の外周面・内周面にそれぞれ繊維マットをニードルパンチングで絡合一体化することにより、ニードルフェルトを得た。
この際、繊維マットとして、レーヨン（公定水分率＝１１％）、太さ６ｄｔｅｘのステープルファイバーによるものを用いた。
工程２：ニードルフェルトに、ヒートプレスを行うことにより、ステープルファイバーの密度を約０．５０ｇ／ｃｍ^３とした。
工程３：ニードルフェルトの外周面より、ウレタン樹脂を含浸させる。この際、ウレタン樹脂は、織布の中心位置から、外周面を覆うまで含浸させた。
工程４：ウレタン樹脂を硬化させた。
工程５：ウレタン樹脂の外周面をサンドペーパーで研磨した。
以上の工程により、外周面（湿紙側）に、レーヨン繊維が露出しているベルトを得た。
【００３６】
（実施例２）
前記実施例１の工程１において、繊維太さが６ｄｔｅｘのナイロン６（公定水分率＝４．５％）のステープルファイバーを用いた。
以上の工程により、外周面（湿紙側）に、ナイロン繊維が露出したベルトを得た。
【００３７】
（比較例１）
前記実施例１の工程１において、繊維太さが６ｄｔｅｘのポリエステル（公定水分率＝０．４％）のステープルファイバーを用いた。
以上の工程により、外周面（湿紙側）に、ポリエステル繊維が露出したベルトを得た。
【００３８】
これらの湿紙搬送用ベルトについて、図８に示す装置を使用して、以下の実験を行った。
この装置は、プレス部を形成する一対のプレスロールＰＲ，ＰＲと、プレスロールＰＲ，ＰＲに挟持されるプレスフェルトＰＦと湿紙搬送用ベルト１０とにより構成される。なお、このプレスフェルトＰＦと湿紙搬送用ベルト１０は、複数のガイドローラＧＲにより、一定の張力を保ちつつ支持されており、プレスロールＰＲの回転に連れ回りすることにより、駆動される。
なお、ドライヤファブリックＤＦは、便宜上一部のみ図示されているが、プレスフェルトＰＦ、湿紙搬送用ベルト１０と同様に、無端状に構成され、ガイドローラＧＲに支持されるとともに、駆動されている。
【００３９】
この装置において、湿紙ＷＷは、プレス部よりも上流側に位置する湿紙搬送用ベルト１０上へ載置される。湿紙ＷＷは、プレス部を通過し、さらに湿紙搬送用ベルト１０により搬送され、サクションロールＳＲまで到達する。ここで、湿紙ＷＷは、このサクションロールＳＲの吸引により、ドライヤファブリックＤＦへと移行される。
【００４０】
この装置を用いて実験を行い、下記の２点について、湿紙搬送用ベルトの性能の評価を行った。
１、湿紙ＷＷの、プレス部を脱した直後における、湿紙搬送用ベルト１０への移行安定性。
２、湿紙ＷＷの、ドライヤファブリックＤＦへの移行安定性。
なお、実験に当たっては、この１、２は、目視により評価を行った。
【００４１】
なお、実験は、装置の駆動速度が１５０ｍ／ｍｉｎ、プレス部の加圧圧力が４０ｋｇ／ｃｍ、サクションロールＳＲの真空度が１５０ｍｍＨｇでなされた。
湿紙ＷＷとして、クラフトパルプにより構成され、坪量８０ｇ／ｍ^２、ドライネス４０、４５及び５０％のものを使用した。
また、プレスフェルトＰＦとしては、織布と、織布にニードルパンチングにより絡合一体化されたバット層とからなる、一般的な構造のものが採用された。なお、このプレスフェルトＰＦの物性として、坪量１２００ｇ／ｍ^２、バット繊度５．６ｄｔｅｘ、フェルト密度０．４５ｇ／ｃｍ^３のものを使用した。
【００４２】
実験の結果を、表１に示す。
【表１】

この結果、実施例１は、プレス後の湿紙貼付け、及び次工程への湿紙受渡という、湿紙搬送用ベルトに要求される機能を、湿紙のドライネスに関係なく、十分に発揮することが確認された。
【００４３】
一方、実施例２にあっては、ドライネスが４０％、４５％の湿紙の場合は問題が無かった。しかし、ドライネスが５０％の湿紙は、プレス脱出直後に、フェルト側に移行してしまった。
従って、この実施例２にあっては、ドライネスが低い（湿紙が有する水分が多い）場合は、良好に機能するものの、ドライネスが高い湿紙にあっては、プレス直後に湿紙ＷＷとベルトとの間に形成される水膜を破壊しすぎてしまうことが確認された。
【００４４】
なお、比較例１にあっては、ドライネスが４０％の湿紙の場合は問題が無かったものの、ドライネスが４５％、５０％の湿紙は、プレス脱出直後に、フェルト側に移行してしまった。
従って、この比較例１にあっては、実際に湿紙搬送用ベルトとして使用する場合、使用されるべき機械構成や湿紙などの諸条件を極度に限定せねば、使用が困難であることが確認された。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、湿紙側層の表面から露出した親水性の繊維体が湿紙からの水を保持することで、湿紙搬送用ベルトの耐久性を損なうことなく、湿紙搬送用ベルトの湿紙を貼付けて搬送する機能と、次工程へ湿紙を受け渡す際に湿紙がスムーズに離脱する機能とが向上する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の湿紙搬送用ベルトの概要を示すＣＭＤ方向断面図。
【図２】本発明の湿紙搬送用ベルトの概要を示す平面図。
【図３】本発明の湿紙搬送用ベルトの作用の説明図。
【図４】本発明の湿紙搬送用ベルトの作用の説明図。
【図５】本発明の実施形態の湿紙搬送用ベルトの断面図。
【図６】本発明のさらなる実施形態の湿紙搬送用ベルトの断面図。
【図７】本発明のさらなる実施形態の湿紙搬送用ベルトの断面図。
【図８】実施例の湿紙搬送用ベルトの性能を評価するための装置の概要図。
【図９】典型的なクローズドドロー抄紙機の概要図。
【符号の説明】
１０：湿紙搬送用ベルト
１１：湿紙側層
１２：機械側層
２０：繊維体
３０：基体
４０：バット層
５０：高分子弾性部
６０：帯状体（織布）

Claims (3)

1. クローズドドロー抄紙機のプレスパートで使用され、基体、湿紙側層、及び機械側層からなる湿紙搬送用ベルトにおいて、
   前記湿紙側層が高分子弾性部と繊維体とからなり、
   該繊維体が親水性で少なくとも一部が表面に露出していることを特徴とする、
   湿紙搬送用ベルト。
2. 前記繊維体の公定水分率が４％以上である、請求項１の湿紙搬送用ベルト。
3. 前記繊維体の表面に親水加工が施されている、請求項１又は２の湿紙搬送用ベルト。

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