JP2016069777A - 湿紙搬送ベルト、抄紙システム、抄紙方法および湿紙搬送ベルトの製造方法 - Google Patents
湿紙搬送ベルト、抄紙システム、抄紙方法および湿紙搬送ベルトの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 湿紙搬送ベルト1は、湿紙Wを搬送するための湿紙搬送ベルト1であって、樹脂層22により構成されかつ湿紙Wを坦持する湿紙接触表面221を有し、湿紙担持表面221の粗さ曲線のスキューネスRskが、−0.5以下である。
【選択図】 図1
Description
したがって、本発明の目的は、プレスパートにおける湿紙の紙盗られが防止され、湿紙搬送性に優れた湿紙搬送ベルト、該湿紙搬送ベルトを備えた生産安定性に優れる抄紙システム、上記湿紙搬送ベルトを用いた生産安定性に優れる抄紙方法および上記湿紙搬送ベルトの製造方法を提供することにある。
そして、本発明者は、密着性と剥離性とに関する湿紙担持表面の相反する粗さ状態を両立させるべくさらに検討した結果、湿紙担持表面の粗さ曲線のスキューネスを所定の範囲とすることにより、優れた湿紙の密着性と剥離性とを両立できることを見出し、本発明に至った。
(1) 湿紙を搬送するための湿紙搬送ベルトであって、
樹脂層により構成され、かつ湿紙を坦持する湿紙担持表面を有し、
湿紙担持表面の粗さ曲線のスキューネスRskが、−0.5以下である、前記湿紙搬送ベルト。
(2) Rskが、−2.7〜−0.5である、(1)に記載の湿紙搬送ベルト。
(3) 湿紙担持表面の算術平均粗さRaが、2.0〜12.0μmである、(1)または(2)に記載の湿紙搬送ベルト。
プレスパートは、その少なくとも一部において、(1)〜(3)のいずれかに記載の湿紙搬送ベルトを用いてクローズドドロー方式で湿紙の受け渡しを行うように構成されている、抄紙システム。
(5) プレスパートは、少なくともその一部において、湿紙搬送ベルトとフェルトとの間で湿紙がクローズドドロー方式で受け渡されるように構成されている、(4)に記載の抄紙システム。
前記工程において、(1)〜(3)のいずれかに記載の湿紙搬送ベルトを用いてクローズドドロー方式で湿紙の受け渡しを行う、抄紙方法。
(7) 搾水する工程において、湿紙搬送ベルトとフェルトとの間で湿紙がクローズドドロー方式で受け渡される、(6)に記載の抄紙方法。
樹脂層を形成する工程と、
第1の研磨材と、第1の研磨材よりも粒度の細かい第2の研磨材とを順次用いて、2段階で樹脂層の表面の研磨を行い、湿紙を坦持するための湿紙担持表面を形成する工程と、を有する前記湿紙搬送ベルトの製造方法。
(9) 湿紙を搬送するための湿紙搬送ベルトの製造方法であって、
樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
#120以下の粒度を有する研磨材を用いて前記樹脂層の表面を研磨する第1の研磨工程と、
#240以上の粒度を有する研磨材を用いて前記表面を研磨する第2の研磨工程と、を有する前記湿紙搬送ベルトの製造方法。
(10) 第1の研磨工程と第2の研磨工程とが連続して行われる、(9)に記載の湿紙搬送ベルトの製造方法。
樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
第1の研磨材を用いて前記樹脂層の表面を研磨する第1の研磨工程と、
第1の研磨材よりも粒度の細かい第2の研磨材を用いて前記表面を研磨する第2の研磨工程と、を有し、
第1の研磨工程と第2の研磨工程とが連続して行われ、
第1の研磨工程で用いられる研磨材の粒度と第2の研磨工程で用いられる研磨材の粒度との差が、#120以上である、前記湿紙搬送ベルトの製造方法。
(12) (8)〜(11)のいずれかに記載の湿紙搬送ベルトの製造方法により製造された、湿紙搬送ベルト。
図1は、本発明の好適な実施形態にかかる湿紙搬送ベルトの一例を示す機械横断方向断面図、図2は、図1に示す湿紙搬送ベルトが備える湿紙担持表面の一例を示す模式的な機械横断方向拡大断面図である。なお、図1においては、理解を容易とするため、搬送されるべき湿紙Wが記載されているが、これが湿紙搬送ベルト1の構成でないことはいうまでもない。また、図中、各部材は、説明の容易化のため適宜大きさが強調されており、実際の各部材の比率および大きさが示されているものではない。なお、以下の説明において、抄紙システムにおいて予定される機械方向(Machine Direction)を「MD」と、抄紙システムにおいて予定される機械横断方向(Cross Machine Direction)を「CMD」ともいう。
補強繊維基材211を構成する繊維の繊度は、特に限定されないが、例えば、300〜10000dtex、好ましくは、500〜6000dtexとすることができる。
また、補強繊維基材211を構成する繊維の繊度は、その繊維を用いる部位によって異なっていてもよい。例えば、補強繊維基材211の経糸と緯糸とでそれらの繊度が異なっていてもよい。
第1の樹脂層22は、補強繊維基材層21に接合する主面とは反対側の主面において、湿紙と接触し、また湿紙Wを坦持するための湿紙担持表面221を構成している。すなわち、湿紙搬送ベルト1は、第1の樹脂層22の湿紙担持表面221に湿紙Wを坦持して、湿紙Wを搬送することができる。
ここで、粗さ曲線のスキューネスRskとは、JIS B0601:2001(またはこれに対応するISO 4287:1997)に定義されるパラメータである。Rskは、粗さ曲線の平均線に対する高さ分布の非対称性の度合いを表すことができる。Rsk=0の場合、粗さ曲線の高さ分布が平均線に対して対称であることを意味し、Rsk<0の場合、粗さ曲線の高さ分布が平均線に対して上側に、Rsk>0の場合、粗さ曲線の高さ分布が平均線に対して下側に偏っていることを意味する。そして、Rsk<0の場合、粗さ曲線の高さ分布が平均線に対して上側に偏ることから、平均線に対して突出した凸部の領域が広く、一方で、平均線に対して凹んだ凹部の領域が狭くなる。さらに、狭い領域の凹部の深さは、広い領域の凸部の高さよりも大きくなる。
これにより、湿紙搬送ベルト1についての上述した湿紙Wの密着性および剥離性がより確実に優れたものとなる。
なお、本明細書において、算術平均粗さRaとは、JIS B0601に定義されたものをいう。
また、第1の樹脂層22は、補強繊維基材層21と同様に無機充填剤を1種または2種以上含むものであってもよい。
なお、第1の樹脂層22中における樹脂材料および無機充填剤の組成および種類は、第1の樹脂層22中の部位ごとに異なるものであってもよいし、同一であってもよい。
第2の樹脂層23は、補強繊維基材層21に接合する主面とは反対側の主面において、後述するロールと接触するためのロール接触表面231を構成している。湿紙搬送ベルト1は、使用時において、ロール接触表面231がロールと接触することにより、ロールより湿紙の搬送のための動力を得ることができる。
また、第2の樹脂層23は、補強繊維基材層21と同様に無機充填剤を1種または2種以上含むものであってもよい。
なお、第2の樹脂層23中における樹脂材料および無機充填剤の組成および種類は、第2の樹脂層23中の部位ごとに異なるものであってもよいし、同一であってもよい。
例えば、湿紙搬送ベルト1の巾は、特に限定されないが、700〜13500mm、好ましくは、2500〜12500mmとすることができる。
また例えば、湿紙搬送ベルト1の長さ(周長)は、特に限定されないが、4〜35m、好ましくは、10〜30mとすることができる。
また、湿紙搬送ベルト1は、部位ごとにそれぞれ厚さが異なっていてもよいし、同一であってもよい。
なお、バット繊維の素材としては、補強繊維基材211に用いることのできる素材を1種または2種以上組み合わせて用いることができる。
また、適宜湿紙搬送ベルトには、用いられる抄紙機の構成に合わせて、タブ等を設けることができる。
具体的には、まず、図3(a)に示すように、環状かつ帯状の補強繊維基材211を、2本の平行に配置されたロール38に接触するように掛け入れる。
なお、樹脂材料は、上述した無機充填剤との混合物として付与されるものであってもよい。また、各層の各部位を形成するための樹脂材料および無機充填剤の種類および組成は同一であってもよいし、異なるものであってもよい。
また、加熱により樹脂材料を硬化する場合、樹脂材料の加熱温度は、60〜150℃であることが好ましく、90〜140℃であることがより好ましい。また、加熱時間は、例えば、2〜24時間、好ましくは3〜20時間とすることができる。
本工程は、具体的には、図4に示すように、2本のロール38に掛け入れられた状態の積層体1aに対し、研磨材を装着した研磨装置41を当接することにより行う。
なお、第1の樹脂層前駆体22aの端部付近に対応する外表面221aについては、研磨を行わなくてもよい。しかしながら、ロールエッジによる負担を考慮して、湿紙搬送ベルト1の端部付近の厚さが、他の部位の厚さよりも小さくなるように加工することが好ましい。
また、本工程においては、上述した範囲内の粒度の研磨材を用いて複数回の研磨を行ってもよい。この場合、研磨ごとに研磨材の粒度が異なっていてもよい。
また、第1の研磨工程で用いられる研磨材の粒度と第2の研磨工程で用いられる研磨材の粒度との差は、特に限定されないが、#180以上であることが好ましく、#240以上であることがより好ましい。これにより、より確実に比較的深く狭い凹部と、比較的平坦で広い領域に渡る凸部とを外表面221a(湿紙担持表面221)上に形成することができ、最終的に形成される湿紙担持表面221の粗さ曲線のスキューネスRskをより確実に所望の範囲内とすることができる。
本工程は、具体的には、第1の研磨工程と同様に、2本のロール38に掛け入れられた状態の積層体1aに対し、研磨材を装着した研磨装置41を当接することにより行う。
また、本工程においては、上述した範囲内の粒度の研磨材を用いて複数回の研磨を行ってもよい。この場合、研磨ごとに研磨材の粒度が異なっていてもよい。
本実施形態の湿紙搬送ベルトの製造方法は、湿紙を搬送するための湿紙搬送ベルトの製造方法であって、樹脂層を形成する工程と、第1の研磨材と第1の研磨材よりも粒度の細かい第2の研磨材とを順次用いて、2段階で樹脂層の表面の研磨を行い、湿紙を坦持するための湿紙担持表面を形成する工程と、を有する。
従来、湿紙担持表面の形成のための研磨においては表面を均一に研磨することを目的として、一般には異なる粒度を有する4種以上の研磨材が用いられており、研磨材の種類の数に応じた研磨が段階的に行われてきた。これに対し、本実施形態においては、敢えて2種類の研磨材を用い、2段階のみで樹脂層の表面を研磨することにより、形成される湿紙担持表面の高さの非対称性を増加させ、湿紙担持表面の粗さ曲面のスキューネスRskを小さいものとすることができる。
なお、本工程における具体的な研磨の方法は、上述した第1実施形態における第1の研磨工程および第2の研磨工程と同様とすることができる。
本実施形態の湿紙搬送ベルトの製造方法は、湿紙を搬送するための湿紙搬送ベルトの製造方法であって樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、第1の研磨材を用いて前記樹脂層の表面を研磨する第1の研磨工程と、第1の研磨材よりも粒度の細かい第2の研磨材を用いて前記表面を研磨する第2の研磨工程と、を有し、第1の研磨工程と第2の研磨工程とが連続して行われ、第1の研磨工程で用いられる研磨材の粒度と第2の研磨工程で用いられる研磨材の粒度との差が、#120以上である。
本工程で用いられる第1の研磨材の粒度は、特に限定されないが、好ましくは、第1実施形態の第1の研磨工程において用いられる研磨材の粒度と同様とすることができる。
また、本工程、すなわち、第2の研磨工程は、第1の研磨工程に続き連続して行われるものであり、さらに、第1の研磨工程で用いられる研磨材の粒度と第2の研磨工程で用いられる研磨材の粒度との差は、#120以上である。このように、従来の方法が段階的に研磨材の粒度を細かく設定するのに対し、本実施態様では敢えて第1の研磨材と第2の研磨材の粒度の差を比較的大きなものとし、さらにこれらの研磨工程を連続して行うことにより、形成される湿紙担持表面の高さの非対称性を増加させ、湿紙担持表面の粗さ曲面のスキューネスRskを小さいものとすることができる。
本工程で用いられる第2の研磨材の粒度は、特に限定されないが、好ましくは、第1実施形態の第2の研磨工程において用いられる研磨材の粒度と同様とすることができる。
なお、本工程における具体的な研磨の方法は、上述した第1実施形態における第2の研磨工程と同様とすることができる。
本発明の抄紙システムは、湿紙の搾水を行うプレスパートを有し、プレスパートは、その少なくとも一部において、本発明の湿紙搬送ベルトを用いてクローズドドロー方式で湿紙の受け渡しを行うように構成されている。
プレスフェルト6から湿紙搬送ベルト1への湿紙Wの受け渡しは、クローズドドロー方式にて、プレス部12を介して行われる。
本発明の抄紙方法は、パルプスラリーを脱水して形成された湿紙を搾水する工程を有し、前記工程において、本発明の湿紙搬送ベルトを用いてクローズドドロー方式で湿紙の受け渡しを行うものである。
搾水工程では、脱水工程において得られた湿紙をさらに搾水する。
特に、フェルトから湿紙搬送ベルトに湿紙をクローズドドロー方式で移送することが好ましい。この場合においては、上述したような紙盗られの問題がより確実に防止される。
なお、搾水工程は、上述したプレスパート3を利用することにより行うことができる。
実施例1〜9、比較例1〜3の湿紙搬送ベルトを以下の方法により製造した。
まず、以下の構成の繊維補強基材を準備した。
<補強繊維基材>
上経糸:ナイロン6からなる2000dtexのツイストモノフィラメント
下経糸:ナイロン6からなる2000dtexのツイストモノフィラメント
緯糸:ナイロン6からなる1400dtexのツイストモノフィラメント
組織:上・下経糸40本/5cm、緯糸40本/5cm、経2重組織
上記構成の織布のロール面側に、ナイロン6からなる20dtexのバット繊維を200/m2ニードリングし、織布と絡合、一体化した補強繊維基材。
次に、図3(b)に示すように、液状のウレタン樹脂を補強繊維基材の湿紙担持表面側から補強繊維基材の織布を貫通させて含浸させ、補強繊維基材の表面から1.1〜1.2mmの厚さで樹脂層が形成されるようにウレタン樹脂をコートした。
得られた半製品の第1の樹脂層前駆体の外周面について、図4に示すような研磨装置を用いて研磨を行った。
研磨としては、比較的粗い研磨材を用いて第1の樹脂層前駆体の厚さを1.0mm程度に調整する荒削り(第1の研磨工程)を行い、さらに、最終的に形成される湿紙担持表面の粗さを調整する仕上げ(第2の研磨工程)を行った。
表1に、得られた各実施例および各比較例の湿紙搬送ベルトの製造条件を粗さ曲線のスキューネス、算術平均粗さとともに示す。なお、粗さ曲線のスキューネス、算術平均粗さは、Surftest SJ−210(ミツトヨ製)を用い、湿紙搬送ベルトの巾方向に、すなわち研磨目と垂直に測定を行って得られた値である。
図6に示す湿紙搬送用ベルトの評価装置を用いて、以下の条件で、湿紙Wをプレスニップ12を通過させ、湿紙搬送ベルトについての湿紙Wの密着性および剥離性について、評価した。なお、図6に示す評価装置は、図5に示すプレスパート3の構成から、プレスフェルト6より上流の構成を省略したものである。また、プレス条件、プレスフェルト6の構成および湿紙の構成については、以下の通りとした。
抄速:1200m/min
プレス圧:1050kN/m
プレスフェルト6については、基布の両面にバット繊維をニードリングして、中層バット繊維層(外周側)および裏層バット繊維層(内周側)を形成し、さらに、中層バット繊維層の外周側にバット繊維をニードリングして表層バット繊維層を形成したものを用いた。なお、基布の構成および各バット繊維層の形成条件は、以下のとおりである。また、プレスフェルト6としては、3種類の表層バット繊維の繊度が異なるフェルトを用意した。各プレスフェルトの表層バット繊維の繊度は、3.3dtex、6.6dtexまたは11dtexである。
上布基布
経糸:ナイロン6からなる1400dtexのモノフィラメント
緯糸:ナイロン6からなる500dtexのモノフィラメント
組織:経糸50本/5cm、緯糸40本/5cm、1/1平組織
下布基布
経糸:ナイロン6からなる2000dtexのツイストモノフィラメント
緯糸:ナイロン6からなる1400dtexのツイストモノフィラメント
組織:経糸40本/5cm、緯糸40本/5cm、3/1崩し組織
表層バット繊維:ナイロン6からなるバット繊維200g/m2
中層バット繊維:ナイロン6なる20dtexのバット繊維300g/m2
裏層バット繊維:ナイロン6なる20dtexのバット繊維100g/m2
フェルト水分:フェルト水分重量/(フェルト水分重量+フェルト目付)=30%調整
パルプ:LBKP100% csf450mL
坪量:60g/m2
プレス前湿紙水分:プレス前湿紙水分重量/(プレス前湿紙水分重量+湿紙絶乾重量)=60%調整(ろ紙を挟んで水分調整実施)
湿紙サイズ:タテ200mm×ヨコ200mm
B:表層バット繊維の繊度が6.6dtex、11dtexの場合、湿紙Wが湿紙搬送ベルトに密着し、一方で表層バット繊維の繊度が3.3dtexの場合、湿紙Wが湿紙搬送ベルトに密着しなかった。
C:表層バット繊維の繊度が11dtexの場合、湿紙Wが湿紙搬送ベルトに密着し、一方で表層バット繊維の繊度が3.3dtex、6.6dtexの場合、湿紙Wが湿紙搬送ベルトに密着しなかった。
D:表層バット繊維の繊度がいずれの繊度の場合であっても、湿紙Wが湿紙搬送ベルトに密着しなかった。
なお、上記評価のうちA〜Cであれば、湿紙搬送ベルトについての湿紙の密着性は優れているといえる。
B:サクションロール14の真空度が−30kPa、−40kPaの場合、湿紙Wがドライヤーファブリックに移行し、一方でサクションロール14の真空度が−20kPaの場合、湿紙Wがドライヤーファブリックに移行しなかった。
C:サクションロール14の真空度が−40kPaの場合、湿紙Wがドライヤーファブリックに移行し、一方でサクションロール14の真空度が−20kPa、−30kPaの場合、湿紙Wがドライヤーファブリックに移行しなかった。
D:表層バット繊維の繊度がいずれの繊度の場合であっても、湿紙Wが湿紙搬送ベルトに密着しなかった。
なお、上記評価のうちA〜Cであれば、湿紙搬送ベルトについての湿紙の剥離性は優れているといえる。
以上の評価結果を表2に示す。
一方で、比較例1〜3にかかる湿紙搬送ベルトは、十分な密着性および剥離性を有しないものであった。特に、3日間運転後においては、掛け入れ直後の場合と比較して剥離性が、低下した。
Claims (12)
- 湿紙を搬送するための湿紙搬送ベルトであって、
樹脂層により構成され、かつ湿紙を坦持する湿紙担持表面を有し、
湿紙担持表面の粗さ曲線のスキューネスRskが、−0.5以下である、前記湿紙搬送ベルト。 - Rskが、−2.7〜−0.5である、請求項1に記載の湿紙搬送ベルト。
- 湿紙担持表面の算術平均粗さRaが、2.0〜12.0μmである、請求項1または2に記載の湿紙搬送ベルト。
- 湿紙の搾水を行うプレスパートを有し、
プレスパートは、その少なくとも一部において、請求項1〜3のいずれか一項に記載の湿紙搬送ベルトを用いてクローズドドロー方式で湿紙の受け渡しを行うように構成されている、抄紙システム。 - プレスパートは、少なくともその一部において、湿紙搬送ベルトとフェルトとの間で湿紙がクローズドドロー方式で受け渡されるように構成されている、請求項4に記載の抄紙システム。
- パルプスラリーを脱水して形成された湿紙を搾水する工程を含み、
前記工程において、請求項1〜3のいずれか一項に記載の湿紙搬送ベルトを用いてクローズドドロー方式で湿紙の受け渡しを行う、抄紙方法。 - 搾水する工程において、湿紙搬送ベルトとフェルトとの間で湿紙がクローズドドロー方式で受け渡される、請求項6に記載の抄紙方法。
- 湿紙を搬送するための湿紙搬送ベルトの製造方法であって、
樹脂層を形成する工程と、
第1の研磨材と、第1の研磨材よりも粒度の細かい第2の研磨材とを順次用いて、2段階で樹脂層の表面の研磨を行い、湿紙を坦持するための湿紙担持表面を形成する工程と、を有する前記湿紙搬送ベルトの製造方法。 - 湿紙を搬送するための湿紙搬送ベルトの製造方法であって、
樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
#120以下の粒度を有する研磨材を用いて前記樹脂層の表面を研磨する第1の研磨工程と、
#240以上の粒度を有する研磨材を用いて前記表面を研磨する第2の研磨工程と、を有する前記湿紙搬送ベルトの製造方法。 - 第1の研磨工程と第2の研磨工程とが連続して行われる、請求項9に記載の湿紙搬送ベルトの製造方法。
- 湿紙を搬送するための湿紙搬送ベルトの製造方法であって、
樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
第1の研磨材を用いて前記樹脂層の表面を研磨する第1の研磨工程と、
第1の研磨材よりも粒度の細かい第2の研磨材を用いて前記表面を研磨する第2の研磨工程と、を有し、
第1の研磨工程と第2の研磨工程とが連続して行われ、
第1の研磨工程で用いられる研磨材の粒度と第2の研磨工程で用いられる研磨材の粒度との差が、#120以上である、前記湿紙搬送ベルトの製造方法。 - 請求項8〜11のいずれか一項に記載の湿紙搬送ベルトの製造方法により製造された、湿紙搬送ベルト。
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