JP2015178059A - 紙面異物除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紙ウェブの繊維中にその一部が入り込んだ異物を取り除くことが可能な、紙面異物除去装置を提供する。【解決手段】走行中の紙ウェブ表面に接触するように設置する紙面異物除去装置であって、走行中の紙ウェブ巾以上の長さを有する複数のブレードと、該ブレードを保持するフレームとを少なくとも有する紙面異物除去装置。【選択図】図１

Description

本発明は、紙ウェブの繊維中にその一部が入り込んだ異物を取り除くことが可能な、紙面異物除去装置に関する。

周知のように、抄紙プラントにて紙を抄くには、先ず、紙料１〜２質量％の濃度のパルプ懸濁液を、ヘッドボックスからほぼ水平に張られた状態で周回するメッシュで構成されるエンドレスベルト状のワイヤーの上に流し込む。パルプの懸濁液中の水分の大部分はワイヤー上を走行中に、自重によりワイヤーの編み目から流出したり、ワイヤーサクションボックス、クーチロール等からの吸引、搾水により除去される。

搾水されたパルプ懸濁液は、パルプ中の繊維どうしが絡み合って、ある程度の形状保持力を有するシート状の湿紙となり、次工程のプレスパートに送り込まれる。プレスパートでは、前記パルプシートはエンドレスで回転するフェルト上に載せられ、ロールにより加圧されると同時に更に水分を吸引・搾水される。プレスパートを経た湿紙は、次のドライヤーパートに送られ、多数の加熱ロールに表裏を交互に押しつけられ、乾燥されて、紙が完成する。

これらのパートを搬送される際、紙ウェブ上、または内部に異物欠陥がしばしば発生する。原因としてはワイヤーパートに供給される原料に混入している異物の他、例えばプレスパートに蓄積されるガムピッチ状異物や、カンバスフェルト繊維の脱落物、サイズ剤の堆積粕、マシン保全用のオイル粕、虫等がある。このような異物は、紙の外観に悪影響を及ぼすだけでなく、外観に影響を与えない程度の微細な異物であっても、後の塗工や印刷等の加工工程において問題となる場合が多く、異物を取り除く技術は重要である。例えば特開２００５−２１９３２９号公報（特許文献１）においては、圧縮空気を紙ウェブ面に噴射することで、ウェブ面に付着した紙粉等を飛散させ、吸塵部材によって飛散した紙粉等を吸塵する方法が開示されている。

しかし、上記した方法によって取り除ける異物は、紙粉のように脱落した紙そのものや、ドライヤーパート後に紙ウェブ表面に付着した異物のように、紙との結合力の弱いものに限定され、ウェットパートとよばれるワイヤーパートやプレスパートにおいて、紙ウェブの繊維中にその一部が入り込んだ異物は、後工程で取り除くことが極めて困難であった。このような異物の混入を防止する方法として、例えば特開２０１０−１５０７０１号公報（特許文献２）、特開２００７−２７７７６９号公報（特許文献３）等には、特定の成分を含有する抄紙用フェルト洗浄剤、およびこれを用いた洗浄方法が開示されているが、十分満足できるものではなかった。

一方、特開平０７−２５１１１２号公報（特許文献４）では、ウェブの進行方向と逆方向に回転するプレーンバーとコイルバーを、平行に近傍かつ離隔してウェブに接着させる塗工装置において、該回転するコイルバーにウェブ巾方向全長に渡り接触するブレードを押し当て、異物を除去する方法が開示されている。また特開平０８−００１０６１号公報（特許文献５）では、ロール状あるいはブレード状等の空気遮断部材を走行中の紙ウェブ表面近傍に単独で配置することが記載され、特開平０６−０３９３３１号公報（特許文献６）、特開２０００−１７６３４５号公報（特許文献７）等には、エアブレードを走行中の紙ウェブ表面近傍に単独で配置し、ウェブが同伴するエアを遮断することが記載される。

特開２００５−２１９３２９号公報 特開２０１０−１５０７０１号公報 特開２００７−２７７７６９号公報 特開平０７−２５１１１２号公報 特開平０８−００１０６１号公報 特開平０６−０３９３３１号公報 特開２０００−１７６３４５号公報

本発明は、紙ウェブの繊維中にその一部が入り込んだ異物を取り除くことが可能な、紙面異物除去装置を提供することを課題とする。

上記課題は、以下の発明により解決される。
（１）走行中の紙ウェブ表面に接触するように設置する紙面異物除去装置であって、走行中の紙ウェブ巾以上の長さを有する複数のブレードと、該ブレードを保持するフレームとを少なくとも有する紙面異物除去装置。

本発明により、紙ウェブの繊維中にその一部が入り込んだ異物を取り除くことが可能な、紙面異物除去装置を提供することが可能となる。

本発明の紙面異物除去装置の使用状況の一例を示した斜視図である。 異物除去装置を紙ウェブに着脱させる機構を付与するための概略図である。 走行する紙ウェブに異物除去ブレードを押し当てた状態を示す概略図である。

以下、本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の紙面異物除去装置の使用状況の一例を示した斜視図である。図１において、図示しない駆動手段により搬送された紙ウェブ７は、搬送ロール６および搬送ロール１０により、図中矢印で示した方向に搬送される。搬送ロール１０によって案内された紙ウェブ７の表面には、コーターヘッド９より紙ウェブ７の幅方向に均一に広がった塗工液８が落下し、紙ウェブ７上に塗工液８が塗工される。

走行する紙ウェブ７の表面には、紙面異物除去装置Ａが紙ウェブ７に接触するように設置される。詳細には、該紙面異物除去装置Ａが有する複数のブレード１の先端部が、走行する紙ウェブ７に接触するように設置される。紙面異物除去装置Ａは、走行中の紙ウェブ７の巾以上の長さを有する複数のブレード１と、該ブレード１を保持するフレーム３とを少なくとも有する。更に紙面異物除去装置Ａは、ブレード１とブレード１の間にスペーサー２を有することが好ましい。このブレード１をスペーサー２で挟持することで、一定の間隔で複数のブレード１を安定的に保持することが可能となる。

本発明においてブレード１の厚みは２．０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．６ｍｍ以下である。また厚みの下限は０．１ｍｍ以上であることが好ましい。このような範囲に調整することで、紙ウェブの繊維中にその一部が入り込んだ異物の除去性がより良好となる。

ブレード１とブレード１の間隔は任意に変更可能であり、異物の除去効率やメンテナンス性、およびブレード１をフレーム３上に設置する際のスペース効率等を考慮し適宜調整することが可能である。本発明においてブレード１とブレード１の間隔は、１．０ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは２．０ｍｍ以上であり、上限は１００ｍｍ以下であることが好ましい。また上記したスペーサー２の厚みは前記したブレード１の間隔と同様に１．０ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは２．０ｍｍ以上であり、上限は１００ｍｍ以下であることが望ましい。

図１において、紙面異物除去装置Ａは、ブレード１をスペーサー２で挟持しつつフレーム３に固定し、該フレーム３はボルト５にてフレーム支持部材４に固定されている。紙面異物除去装置Ａが有するブレード１の枚数は５枚以上が好ましく、より好ましくは２０枚以上であり、更に４０枚以上とすることが好ましい。上限は特に定めないが、必要以上に設けた場合、走行する紙ウェブ７の強度が低下する場合があるので、６０枚以下であることが好ましい。図１では、１０枚のブレード１を１組としてこれを４組、フレーム３に固定した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば４０枚のブレードを１組としてフレーム３に固定しても良いし、５枚のブレードを１組としてこれを８組、フレーム３に固定しても良い。

本発明でいうフレームとは、前記したブレード１の先端を走行する紙ウェブ７の表面に接触させるにあたり、ブレード１の位置に振れが生じないよう、ブレード１を安定的に固定する部材を指す。ブレード１の固定方法としては、フレーム３の内側の少なくとも２面、より好ましくは３面に溝を切り、その溝内にブレード１を単独で納め固定しても良いし、あるいはブレード１をスペーサー２で挟持した挟持体を１つの溝に納め、固定しても良い。また機械的な強度の観点から、フレームの材質はステンレスやスチールであることが好ましい。

ブレード１の材質としてはステンレス、スチール、カーボン、セラミック等が例示され、ブレードの耐腐食性や耐摩耗性等の観点等から適宜選択することが可能である。スチール製であれば、例えば株式会社ドクター製作所よりスーパーブレードの名称で市販されているものがあるので、これを入手し使用することも可能である。

本発明では、本発明の紙面異物除去装置が有するブレード１の先端部を、紙ウェブ７に接触するよう押し当てるが、この場合、紙質によっては紙ウェブ７の面質が悪化する場合がある。異物が除去できる利点と面質悪化を考慮し、搬送ロール６と搬送ロール１０の間のウェブ張力やブレード１の押し込み距離を変化させ、異物を除去するのに最適な状態に調整することは好ましい。搬送ロール６と搬送ロール１０の間のウェブ張力としては、６０〜６００Ｎ／ｍが好ましく、押し込み距離（後述する図３にてｘとして記載）は２．０〜１０ｍｍであることが好ましい。

本発明の紙面異物除去装置を、例えば塗工装置や印刷装置等で利用する場合、例えば走行する紙ウェブに継目があると、ブレードにこの継目が衝突することで断紙する場合がある。この問題を防止するためには、紙ウェブの継目通過時に紙面異物除去装置を退避させる機能を付与することが好ましい。図２は異物除去装置を紙ウェブに着脱させる機構を付与するための概略図である。図２においてブレード１は、スペーサー２で挟持されつつフレーム３に固定され、該フレーム３は、複数のボルト５によってフレーム支持部材４に固定されている。フレーム支持部材４はエアシリンダー２０とレール１９によって支持される。またフレーム支持部材４はエアシリンダー２０によって任意に移動させることができ、前進した（図中右側に移動した）場合はブレード１が図示しない紙ウェブに接し、後退した（図中左側に移動した）場合は、ブレード１が紙ウェブに接しない状態となる。図２では、紙面異物除去装置が図示しない紙ウェブに接した状態を表しており、前進位置はボルト１７によって任意に調整することができ、後退位置はボルト１８によって任意に調整することができる。エアシリンダー２０とレール１９は、例えば図示しないコーターマシンの一部に固定されていることが好ましい。

図３は、走行する紙ウェブにブレードを押し当てた状態を示す概略図である。図３では、スペーサー２で挟持した３枚のブレード１を、搬送ロール６と搬送ロール１０の間で、紙ウェブ７に押し当てた部分のみを示し、他の部分については省略した。図３中、紙ウェブ７は図示しない駆動手段により、図中矢印の方向へ移動している。（３−１）では３枚のブレード１の先端が直線状（３枚の押し込み距離が同じ）に、且つ３枚のブレード１が平行に固定された状態で、紙ウェブ７に接触している。

（３−２）では、紙面異物除去装置のブレードが接触したことによる紙ウェブ７のたわみを考慮して、中央のブレード１の押し込み距離を長くし、且つ３枚のブレード１が平行に固定された状態で、紙ウェブ７に押し当てている。また（３−３）では、紙面異物除去装置が接触したことによる紙ウェブ７のたわみを考慮して、中央のブレード１の押し込み距離を長くし、且つ３枚のブレード１が扇形に固定された状態で、紙ウェブ７に押し当てている。ブレードの枚数が増加した場合は、前記した（３−２）あるいは（３−３）構造とすることで、紙ウェブに対してかかる各ブレードの力を均一化できる効果が期待される。

なお上記した図３では３枚のブレードを用いた例を示したが、前述の通り、本発明では複数のブレードを１組とし、これをフレーム上に複数組固定しても良いので、図３のブレード１を、複数のブレードからなる１組として置き換えることもできる。

以下に、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお本発明において問題となる異物は、紙ウェブの繊維中にその一部が入り込んでおり、また巾が０．０２ｍｍ程度、長さが３ｍｍ程度と小さく、異物そのものを検出することで本発明の効果の有無を確かめることは困難である。しかし、かかる異物が原因で発生する塗工欠陥の大きさは、原因となった異物よりも大きく、この検出は容易であるため、本発明の効果を塗布欠陥の個数として評価した。また実施例中、部および％は何れも質量基準である。

定法に従い、紙料１．５％の濃度のパルプ懸濁液を、メッシュで構成するエンドレスベルト状のワイヤーの上に流し込み、搾水されたパルプ懸濁液はパルプ中の繊維が絡み合ってシート状の湿紙となり、該湿紙をプレスパートに送り込んだ。プレスパートにおいて湿紙をエンドレスで回転するフェルト上に載せ、ロールにより加圧すると同時に更に水分を吸引・搾水した。プレスパートを経た湿紙を、次のドライヤーパートに送り、多数の加熱ロールに表裏を交互に押しつけることで乾燥し、坪量５０ｇ／ｍ^２、幅２５００ｍｍ、長さ５００００ｍの紙支持体を得た。

図１においてコーターヘッド９としてカーテンコーターを用い、上記で得られた紙支持体上に、下記組成の塗工液１を乾燥固形分量が４．０ｇ／ｍ^２となるよう塗工した。紙面異物除去装置は図２に示した構造とし、走行する紙ウェブから任意に着脱できるようにした。

＜塗工液１の作製＞
下記に示す配合で薬品を混合し、充分撹拌して塗工液１を得た。
小麦澱粉 ６０部
１０％ポリビニルアルコール水溶液 １００部
４８％ラテックス水溶液 ３６部
４１％ロイコ染料カプセル水溶液 １７０部
水 １５０部

上記した塗工液１を紙支持体上に塗工する際に使用した紙面異物除去装置（後述する紙面異物除去装置１〜４）は、図３の（３−１）の形態（複数のブレード１の先端が直線状に、且つ複数のブレード１が平行になるよう固定した形態）で、紙支持体の進行方向において、紙面異物除去装置の最上流側と最下流側ブレードの間の中央部が、搬送ロール６と搬送ロール１０の間の中央部で、紙支持体に接触するように配置した。その際の、搬送ロール６と搬送ロール１０間の距離は６ｍであり、搬送ロール６と搬送ロール１０間における押し込み距離ｘは７．０ｍｍである。なおこの押し込み距離は、比較例１の紙面異物除去装置５を用いたときも同じである。

＜実施例１＞
ブレードとして、株式会社ドクター製作所より市販されるスーパーブレード（長さ２９００ｍｍ、厚み０．４ｍｍのスチール製ブレード）を５枚、スペーサーとして長さ２９００ｍｍ、厚みが３．０ｍｍのアルミニウム板を４枚用い、これらをフレームに固定することで紙面異物除去装置１を作製した（ブレード枚数は５）。

＜実施例２＞
ブレード５枚とスペーサー４枚をフレームに固定したものを１組とし、これを４組連続で配置することで紙面異物除去装置２を作製した（ブレード枚数は２０）。なお、各組間の距離（各組の最外側に位置するブレード間の距離）は、２０ｍｍである。

＜実施例３＞
実施例２において、最下流側に位置する４組目の最下流側のブレードから５ｍ離し、更に実施例１で作製したブレード５枚とスペーサー４枚をフレームに固定した組をもう１組追加して、紙面異物除去装置３を作製した（ブレード枚数は２５）。

＜実施例４＞
ブレード５枚とスペーサー４枚をフレームに固定したものを１組とし、これを８組連続で配置することで紙面異物除去装置４を作製した（ブレード枚数は４０）。なお、各組間の距離は、実施例２と同様、２０ｍｍである。

＜比較例１＞
直径５０ｍｍの塩化ビニル製パイプに、ポリエチレン製のブラシシートである日本シール（株）製クリンクロスを巻き付け、紙面異物除去装置５を作製した。なお紙面異物除去装置５を紙支持体に接触させる際には、搬送ロール６と搬送ロール１０の間の中央部で、紙支持体の進行方向に対し、ブラシシートの目が逆目になるように配置した。

上記のようにして塗工した際の塗布欠陥を、紙面異物除去装置を何ら用いない場合の塗布欠陥の検出個数（比較例２）を１００とした場合の相対値として、表１に記載した。なお塗布欠陥の検出には、オムロン（株）製のシート表面欠陥検査システムを使用した。また塗布欠陥の原因物質が、パルプ繊維群中に一部が埋没し、一部が原紙面上に立体的に露出した化学繊維であることを、実物のサンプル採取により確認した。

表１の結果から、本発明の有効性が理解できる。

１ ブレード
２ スペーサー
３ フレーム
４ フレーム支持部材
５ ボルト
６、１０ 搬送ロール
７ 紙ウェブ
８ 塗工液
９ コーティング手段
Ａ 紙面異物除去装置

Claims (1)

1. 走行中の紙ウェブ表面に接触するように設置する紙面異物除去装置であって、走行中の紙ウェブ巾以上の長さを有する複数のブレードと、該ブレードを保持するフレームとを少なくとも有する紙面異物除去装置。