JP2012001820A - 抄紙機の紙表面平滑化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】湿紙の巻き付きおよび繊維流れの発生を防止し、かつ最終的に所定の圧力でカレンダー加工を行なうことができる抄紙機の紙表面平滑化装置を提供する。
【解決手段】搬送面に湿紙１２４を載置して搬送する下搬送ベルト３３と、湿紙先端の通過を検出する湿紙用センサ６０と、湿紙用センサ６０の出力値に応じて、湿紙１２４を下搬送ベルト３３との間で挟持するプレス位置と湿紙１２４から離間する退避位置とにわたって変位可能なプレスローラ４１を有したカレンダ部４を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、抄紙機の紙表面平滑化装置に関し、古紙を離解させた再生パルプから紙を製造する技術に係るものである。

一般的な製紙工場で行なっている製紙方法は、パルプ工程、抄紙工程、仕上工程からなり、古紙を原料として使用する場合には古紙パルプ工程が加わる。
このうち、抄紙工程では、抄紙機のワイヤーパート、プレスパート、ドライヤーパート、カレンダーパート、コーターパートを経て製品の紙とする。ワイヤーパートでは調製（再生）されたパルプを抄紙用の網（ワイヤー）に乗せて脱水して紙を抄き、プレスパートではワイヤーパートから出た水分を多く含んだ湿紙の水分を除去する。ドライヤーパートでは蒸気で加熱されたドライヤーに紙を通して乾燥させ、カレンダーパートではロール間に紙を通して表面の凹凸を平滑化し、コーターパートでは原紙に塗料を塗工する。

特許文献１に記載する古紙再生装置は、古紙を離解し叩解して古紙パルプを製造するパルプ製造部と、パルプ製造部で製造された古紙パルプを抄紙して再生紙を製造する抄紙部と、平滑面無端ベルト上の湿紙を加熱乾燥する加熱乾燥部を備えている。

加熱乾燥部は走行経路途中箇所に配されたヒータプレートを加熱部として備えており、ヒータプレートが平滑面無端ベルト上の湿紙を間接的に加熱乾燥させる。平滑面無端ベルトの走行途中には、カレンダー用の平滑面仕上げロールをヒータプレートと対向して並列状に配置しており、両平滑面仕上げロールが平滑面無端ベルト上の湿紙を順次転動加圧して湿紙を適正な平滑面に仕上げる。

特開２００７−８４９６７号公報

上記した従来の構成において、一般的な製紙工場のカレンダーパートは抄紙後に乾燥させた用紙に高圧力で行なっており、機械部品には高圧に耐えるものを使用している。しかしながら、小型製紙機に高圧力のカレンダーパートを設けることは耐久性に不安があり、また装置コストが高くなる問題があった。

このため、特許文献１に示すように、乾燥途中の湿紙にカレンダー加工を施すものがある。しかし、抄紙後の湿紙をプレスする場合には、湿紙がプレスローラに巻き付いたり、湿紙中の繊維が移動する繊維流れが発生して湿紙にダメージを与える。

本発明は上記した課題を解決するものであり、湿紙の巻き付きおよび繊維流れの発生を防止し、かつ最終的に所定の圧力でカレンダー加工を行なうことができる抄紙機の紙表面平滑化装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の抄紙機の紙表面平滑化装置は、搬送面に湿紙を載置して搬送する搬送ベルトと、湿紙先端の通過を検出するセンサと、センサの出力値に応じて、湿紙を搬送ベルトとの間で挟むプレス位置と湿紙から離間する退避位置とにわたって変位可能なプレスローラを有したカレンダ部を備えることを特徴とする。

本発明の抄紙機の紙表面平滑化装置は、搬送面に湿紙を載置して搬送する搬送ベルトと、搬送ベルトを介して湿紙を加熱する乾燥ローラと、搬送ベルトの搬送方向に沿って、かつ乾燥ローラに対向する位置を含む複数箇所に配置する複数のカレンダ部を備え、各カレンダ部は湿紙を搬送ベルトとの間で挟むプレスローラを有し、カレンダ部の配置位置が搬送ベルトの搬送方向下流側であるほどにプレスローラのプレス圧を高く設定することを特徴とする。

また、本発明の抄紙機の紙表面平滑化装置において、センサはカレンダ部より搬送方向下流側に配置し、カレンダ部はセンサが湿紙先端の通過を検出した場合にプレスローラをプレス位置に配置することを特徴とする。

また、本発明の抄紙機の紙表面平滑化装置において、センサはカレンダ部より搬送方向上流側に配置し、カレンダ部はセンサが湿紙先端の通過を検出して所定時間経過した後にプレスローラをプレス位置に配置することを特徴とする。

また、本発明の抄紙機の紙表面平滑化装置において、各カレンダ部のプレス圧は各カレンダ部に対応する位置での湿紙の含水率に応じて設定することを特徴とする。
本発明の抄紙機の紙表面平滑化装置は、搬送面に湿紙を載置して搬送する搬送ベルトと、搬送ベルト上にパルプを供給する供給ポンプの起動、停止を検出する検出手段と、湿紙を搬送ベルトとの間で挟むプレス位置と湿紙から離間する退避位置とにわたって変位可能なプレスローラを有したカレンダ部を備え、カレンダ部は検出手段が供給ポンプの起動を検出して所定時間経過した後にプレスローラをプレス位置に配置することを特徴とする。

以上のように本発明によれば、湿紙先端の通過をセンサで検出してプレスローラをプレス位置に変位させることにより、プレスローラは搬送ベルト上の湿紙の途中位置から湿紙に圧接して湿紙をプレスする。このため、プレスローラが湿紙の先端を巻き込むことを防止でき、湿紙段階で紙表面平滑化処理、つまりカレンダー加工を行なうことができる。

複数のカレンダ部のプレスローラのプレス圧を搬送ベルトの搬送方向下流側に位置するカレンダ部のものほど高く設定することで、含水率の高い湿紙にはプレスローラが低圧で当接し、乾燥ローラによる乾燥によって含水率が低下した湿紙にはプレスローラが高圧で圧接してプレスする。このため、含水率の高い湿紙がプレスローラに巻き付くことを防止できるとともに、含水率の高い湿紙を高い圧力でプレスすることにより生じる湿紙中の繊維の移動を防止してプレスが湿紙に与えるダメージを抑制しつつ、湿紙段階で紙表面平滑化処理、つまりカレンダー加工を行なうことができる。

本発明の実施の形態における抄紙機の紙表面平滑化装置を示す模式図 同実施の形態における紙表面平滑化装置のカレンダ部の退避位置を示す斜視図 同実施の形態における紙表面平滑化装置のカレンダ部の退避位置を示す要部拡大図 同実施の形態における紙表面平滑化装置のカレンダ部のプレス位置を示す斜視図 同実施の形態における紙表面平滑化装置のカレンダ部のプレス位置を示す要部拡大図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図５において、抄紙機である古紙処理装置は、抄紙部１と脱水部２と乾燥部３とカレンダ部４を備えており、図示を省略するが、その他に古紙を離解して再生パルプを調製する再生パルプ部と、インク、トナー等の異物を繊維から分離して脱墨パルプを調製する脱墨パルプ部を備えており、古紙から再生紙を調製するものである。

抄紙部１は、脱墨パルプを抄紙して再生紙を調製（再生）するものであり、ヘッドボックス１１、ワイヤー部１２からなる。ワイヤー部１２は両側のローラ１２１および中間のローラ１２２に掛け渡して展張したメッシュベルト１２３を有し、メッシュベルト１２３が無端軌道を形成している。メッシュベルト１２３にはヘッドボックス１１から脱墨パルプを含む脱墨パルプ含有液を均一に噴出させ、メッシュベルト１２３で水切りして繊維の層をなす湿紙１２４を形成する。

脱水部２は、複数のローラ２１の間に掛け渡したフェルトからなる吸水ベルト２２を有し、湿紙１２４をメッシュベルト１２３から吸水ベルト２２に転移させ、吸水ベルト２２で吸水して脱水するものであり、吸水ベルト２２の搬送軌道上にプレス部２３を形成している。プレス部２３はローラ２１と後述する乾燥部３のローラ３１の間で吸水ベルト２２と後述する乾燥部３の下搬送ベルト３３の間に挟んだ湿紙１２４を押圧して脱水するものであり、プレス部２３を通過した湿紙１２４が吸水ベルト２２から下搬送ベルト３３に転移する。

乾燥部３は、複数のローラ３１と内部にヒーターを備えた乾燥ローラ３２の間に掛け渡したスチール製の下搬送ベルト３３と、複数のローラ３４と乾燥ローラ３２の間に掛け渡した網状をなす樹脂製の上搬送ベルト３５を有し、下搬送ベルト３３と上搬送ベルト３５が湿紙１２４を挟んで乾燥ローラ３２の表面上で重なり、乾燥ローラ３２に圧接させて湿紙１２４を乾燥させるものである。

カレンダ部４は、下搬送ベルト３３の搬送方向に沿って複数箇所に配置し、少なくとも一つは乾燥ローラ３２に対向する位置に配置する。各カレンダ部４は湿紙１２４を下搬送ベルト３３との間で挟むプレスローラ４１を湿紙１２４に当接するプレス位置と湿紙１２４から離間する退避位置とにわたって変位可能に備えている。最上流位置の第１のカレンダ部４はプレスローラ４１がカウンターローラ４０に対向し、第２、第３のカレンダ部４はプレスローラ４１が乾燥ローラ３２に対向している。

図２乃至図５に示すように、カレンダ部４は、プレスローラ４１の回転軸の両端をそれぞれ軸受けブロック４２で回転自在に保持しており、サイドプレート４３が上下方向に長い形状をなす孔４４の内部に軸受けブロック４２を上下動可能に保持し、孔４４に配置した付勢体、ここではスプリング４５が軸受けブロック４２を下方へ押圧している。

双方のサイドプレート４３はそれぞれハンガープレート４６を介して駆動部４７に連結している。駆動部４７は、装置本体で回転自在に保持するドライブシャフト４８を備えるとともに、装置本体に固定した固定プレート４９、５０を有し、一方の固定プレート４９に駆動装置であるモータ５１を設け、他方の固定プレート５０に位置検出センサ５２を設けている。

モータ５１に設けたピニオンギア５３はドライブシャフト４８の一方端側に設けた従動ギア５４に噛合している。ドライブシャフト４８の他端側には位置検出センサ５２の遮光プレート５５を設けており、ドライブシャフト４８の回転に伴って遮光プレート５５が位置検出センサ５２の発光部５２ａと受光部５２ｂの間の光軸を遮る遮光位置と光軸から離間する退避位置とにわたって回動する。

ドライブシャフト４８の両端にはそれぞれ偏芯ブロック５６を設けており、偏芯ブロック５６の偏芯位置、つまりドライブシャフト４８の回転軸心から離れた位置にハンガープレート４６をネジ５７で枢着している。ハンガープレート４６は上下方向に長い形状をなす孔５８に挿通したネジ５９でサイドプレート４３に連結しており、孔５８においてネジ５９を上下動可能に保持している。

図１に示すように、下搬送ベルト３３の搬送軌道上にはカレンダ部４より搬送方向下流側の位置に湿紙用センサ６０を配置しており、湿紙用センサ６０は湿紙１２４の先端の通過を検出するものである。カレンダ部４は、湿紙用センサ６０の出力値が湿紙１２４の先端の通過を検出した値である場合に、モータ５１を駆動してプレスローラ４１をプレス位置に配置する。

カレンダ部４におけるプレスローラ４１のプレス圧はスプリング４５を変更することで任意に設定可能であり、本実施の形態ではカレンダ部４の配置位置が下搬送ベルト３３の搬送方向下流側であるほどにカレンダ部４のプレスローラ４１のプレス圧を高く設定している。また、本実施の形態では、各カレンダ部４のプレス圧はそれぞれが対応する位置における湿紙１２４の含水率に応じて設定しており、湿紙１２４は下搬送ベルト３３の搬送方向下流側であるほどに乾燥によって含水率が低下する。

以下、上記構成の作用を説明する。古紙処理装置の運転開始時において、図２および図３に示すように、カレンダ部４は、ハンガープレート４６がサイドプレート４３を介してプレスローラ４１を吊り上げて退避位置に保持している。

この状態で、図１に示すように、メッシュベルト１２３にヘッドボックス１１から脱墨パルプを含む脱墨パルプ含有液を均一に噴出させ、メッシュベルト１２３で水切りして繊維の層をなす湿紙１２４を形成する。

そして、湿紙１２４をメッシュベルト１２３から吸水ベルト２２に転移させ、吸水ベルト２２で吸水して脱水し、プレス部２３で吸水ベルト２２と下搬送ベルト３３の間に挟んだ湿紙１２４を押圧して脱水し、プレス部２３を通過した湿紙１２４を吸水ベルト２２から下搬送ベルト３３に転移させる。

下搬送ベルト３３の移動によって湿紙１２４が第１のカレンダ部４を通過し、その後に湿紙用センサ６０を通過すると、湿紙用センサ６０が湿紙１２４の先端の通過を検出する。湿紙用センサ６０の出力値が湿紙１２４の先端の通過を検出した値、ここではＯＮとなると、第１のカレンダ部４はモータ５１を駆動してプレスローラ４１をプレス位置に配置する。

すなわち、図４および図５に示すように、モータ５１の駆動によりピニオンギヤ５３および従動ギヤ５４を介してドライブシャフト４８が回転することでハンガープレート４６が下端位置に移動し、サイドプレート４３で支持するプレスローラ４１が湿紙１２４に当接するプレス位置に達し、プレスローラ４１とカウンターローラ４０との間で下搬送ベルト３３、湿紙１２４を挟む。

このように、湿紙先端の通過を湿紙用センサ６０で検出してプレスローラ４１をプレス位置に変位させることにより、プレスローラ４１は下搬送ベルト３３上の湿紙１２４の途中位置から湿紙１２４に圧接して湿紙１２４をプレスする。このため、プレスローラ４１が湿紙１２４の先端を巻き込むことを防止でき、湿紙段階で紙表面平滑化処理、つまりカレンダー加工を行なうことができる。

プレス位置では、ハンガープレート４６の孔５８の上端縁がネジ５９に当接してサイドプレート４３およびプレスローラ４１を下方へ押し圧し、さらにスプリング４５がプレスローラ４１にプレス圧を与える。

このとき、第１のカレンダ部４のプレス圧は第１のカレンダ部４に対応する位置における湿紙１２４の含水率に応じたものであり、本実施の形態では５０〜６０％の含水率の高い湿紙１２４にプレスローラ４１が低圧で当接し、乾燥ローラ３２による加熱乾燥前の含水率の高い湿紙１２４がプレスローラ４１に巻き付くことを防止できるとともに、含水率の高い湿紙１２４を高い圧力でプレスすることにより生じる湿紙１２４に含まれた繊維の移動を防止してプレスが湿紙１２４に与えるダメージを抑制できる。

次に、乾燥部３では、下搬送ベルト３３と上搬送ベルト３５が湿紙１２４を挟んで乾燥ローラ３２の表面上で重なり、乾燥ローラ３２に圧接させて湿紙１２４を乾燥させる。第２および第３のカレンダ部４では上搬送ベルト３５が湿紙１２４から離間してカレンダ部４を越えて移動する。

なお、このように上搬送ベルト３５が湿紙１２４から離間してカレンダ部４を越えて移動する構成を備えることで、湿紙１２４は上搬送ベルト３５と下搬送ベルト３３とに挟まれた状態でプレスされないので、湿紙１２４に上搬送ベルト３５の網目の跡形が付くことがなく、確実に紙表面平坦化処理が施される。

第１のカレンダ部４と同様に、下搬送ベルト３３の移動によって湿紙１２４が第２のカレンダ部４を通過し、湿紙用センサ６０が湿紙１２４の先端の通過を検出すると、第２のカレンダ部４はモータ５１を駆動してプレスローラ４１をプレス位置に配置し、プレスローラ４１と乾燥ローラ３２との間で下搬送ベルト３３、湿紙１２４を挟む。

同様にして、第３のカレンダ部４においてもプレスローラ４１と乾燥ローラ３２との間で下搬送ベルト３３、湿紙１２４を挟む。
このように、湿紙先端が通過した後にプレスローラ４１をプレス位置に変位させ、プレスローラ４１を湿紙１２４の途中位置から湿紙１２４に圧接させて湿紙１２４をプレスすることで、プレスローラ４１が湿紙１２４の先端を巻き込むことを防止できる。

この第２および第３のカレンダ部４のプレス圧はそのカレンダ部４に対応する位置における湿紙１２４の含水率に応じたもので、本実施の形態では、第２のカレンダ部４において湿紙１２４の含水率が４０〜５０％であり、第３のカレンダ部４において湿紙１２４の含水率が３０〜４０％であり、搬送方向下流側に位置するカレンダ部４のものほどプレス圧を高く設定することで、乾燥ローラ３２による乾燥によって含水率が低下した乾燥途中の湿紙１２４にプレスローラ４１が高圧で圧接してプレスする。

本実施の形態では、湿紙用センサ６０をカレンダ部４の搬送方向下流側に配置した構成を例示したが、湿紙用センサ６０はカレンダ部４の搬送上流側に配置することも可能である。この場合に、カレンダ部４は湿紙用センサ６０が湿紙先端の通過を検出して所定時間経過した後にプレスローラ４１をプレス位置に配置する。

また、湿紙用センサ６０に代えて、メッシュベルト１２３の上にパルプを供給する供給ポンプの起動、停止を検出する検出手段を設けることも可能である。この場合に、カレンダ部４は検出手段が供給ポンプの起動を検出して所定時間経過した後にプレスローラ４１をプレス位置に配置する。検出手段としては、一般的なセンサや、ＣＰＵがポンプの起動、停止を命ずるために発する指令信号を検出するものがある。

１ 抄紙部
２ 脱水部
３ 乾燥部
４ カレンダ部
１１ ヘッドボックス
１２ ワイヤー部
２１、３１、３４、１２１、１２２、 ローラ
２２ 吸水ベルト
２３ プレス部
３３ 下搬送ベルト
３２ 乾燥ローラ
３５ 上搬送ベルト
４０ カウンターローラ
４１ プレスローラ
４２ 軸受けブロック
４３ サイドプレート
４４、５８ 孔
４５ スプリング
４６ ハンガープレート
４７ 駆動部
４８ ドライブシャフト
４９、５０ 固定プレート
５１ モータ
５２ 位置検出センサ
５２ａ 発光部
５２ｂ 受光部
５３ ピニオンギア
５４ 従動ギア
５５ 遮光プレート
５６ 偏芯ブロック
５７、５９ ネジ
６０ 湿紙用センサ
１２３ メッシュベルト
１２４ 湿紙

Claims (6)

1. 搬送面に湿紙を載置して搬送する搬送ベルトと、湿紙先端の通過を検出するセンサと、センサの出力値に応じて、湿紙を搬送ベルトとの間で挟むプレス位置と湿紙から離間する退避位置とにわたって変位可能なプレスローラを有したカレンダ部を備えることを特徴とする抄紙機の紙表面平滑化装置。
2. 搬送面に湿紙を載置して搬送する搬送ベルトと、搬送ベルトを介して湿紙を加熱する乾燥ローラと、搬送ベルトの搬送方向に沿って、かつ乾燥ローラに対向する位置を含む複数箇所に配置する複数のカレンダ部を備え、各カレンダ部は湿紙を搬送ベルトとの間で挟むプレスローラを有し、カレンダ部の配置位置が搬送ベルトの搬送方向下流側であるほどにプレスローラのプレス圧を高く設定することを特徴とする抄紙機の紙表面平滑化装置。
3. センサはカレンダ部より搬送方向下流側に配置し、カレンダ部はセンサが湿紙先端の通過を検出した場合にプレスローラをプレス位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の抄紙機の紙表面平滑化装置。
4. センサはカレンダ部より搬送方向上流側に配置し、カレンダ部はセンサが湿紙先端の通過を検出して所定時間経過した後にプレスローラをプレス位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の抄紙機の紙表面平滑化装置。
5. 各カレンダ部のプレス圧は各カレンダ部に対応する位置での湿紙の含水率に応じて設定することを特徴とする請求項２に記載の抄紙機の紙表面平滑化装置。
6. 搬送面に湿紙を載置して搬送する搬送ベルトと、搬送ベルト上にパルプを供給する供給ポンプの起動、停止を検出する検出手段と、湿紙を搬送ベルトとの間で挟むプレス位置と湿紙から離間する退避位置とにわたって変位可能なプレスローラを有したカレンダ部を備え、カレンダ部は検出手段が供給ポンプの起動を検出して所定時間経過した後にプレスローラをプレス位置に配置することを特徴とする抄紙機の紙表面平滑化装置。

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