JP2018114692A - 抄造機、抄造体の抄き上げ量調整方法および抄造機用ワイヤーシリンダー - Google Patents

Abstract

【課題】種々の要因に対して抄造体の幅方向の厚みを好適に調整することができる抄造機を提供する。【解決手段】原料のスラリー１３を貯留する少なくとも１の槽３と、槽３内でスラリー１３に浸漬され、回転に伴いスラリー１３中の固形分を抄き上げるワイヤーシリンダー１４と、ワイヤーシリンダー１４の透水性をワイヤーシリンダー１４の幅方向において制御することにより、ワイヤーシリンダー１４に抄き上げられる固形分の量を幅方向において調整する抄き上げ量調整手段２２と、を備えた。【選択図】図２

Description

本発明は、抄造体の厚みのばらつきを低減することができる円網式抄造機、抄造体の抄き上げ量調整方法および抄造機用ワイヤーシリンダーに関する。

スラリー状の原料から製造される繊維板などの板材は、抄造法による抄造工程を経て製造される。そのうち、円網式抄造機を用いた抄造工程は、スラリー状の原料を一または複数の円網で抄く工程と、抄いて形成された固形分（抄造体）を積層させながら巻き取る工程とを有する。

この抄造法は、種々の要因に応じて、製造された、完成品としての板材の幅方向に約５〜３０％の厚みのばらつきを発生させる場合がある。要因としては、原料の濃度（鉱物材料や繊維材料の量）や粘度、繊維長や粒子径などの状態、繊維の質、フェルトの汚れ、原料の流速、原料の沈降度合い、原料の経時劣化、槽内のアジテーターによる回流方向および速さなどが挙げられる。

例えば、特許文献１には、板厚のばらつきを低減させる丸網式抄造機が開示されている。この丸網式抄造機は、原料スラリーを貯留する第１、第２の槽に、槽からスラリーを排出する排出手段を備える。第１の槽と第２の槽との各排出手段は、丸網を挟んで対向する位置に設けられる。これにより、槽内の圧力分布を調整し、板厚のばらつきを低減させるものである。

特開２０１３−１１２９０１号公報

特許文献１に記載の丸網式抄造機は、板厚のばらつきの要因として、槽内の圧力分布のみを考慮するものであった。しかし、上述したとおり、厚みのばらつきは原料の濃度および粘度やフェルトの汚れなど、種々の要因に依存するものである。このため、特許文献１に記載の丸網式抄造機では、均一な板厚を有する板材を得るには十分ではなかった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、種々の要因に対して抄造体の幅方向の厚みを好適に調整することができる抄造機、抄造体の抄き上げ量調整方法および抄造機用ワイヤーシリンダーを提供することを目的とする。

本発明に係る抄造機は、上述した課題を解決するために、原料のスラリーを貯留する少なくとも１の槽と、前記槽内で前記スラリーに浸漬され、回転に伴い前記スラリー中の固形分を抄き上げるワイヤーシリンダーと、前記ワイヤーシリンダーの透水性を前記ワイヤーシリンダーの幅方向において制御することにより、前記ワイヤーシリンダーに抄き上げられる前記固形分の量を前記幅方向において調整する抄き上げ量調整手段と、を備えた。

また、本発明に係る抄造体の抄き上げ量調整方法は、原料のスラリーを貯留する槽内で前記スラリーに浸漬されたワイヤーシリンダーで、回転に伴い前記スラリー中の固形分を抄き上げる工程と、前記ワイヤーシリンダーで抄き上げられ形成された抄造体の略幅方向の厚みに応じて、前記ワイヤーシリンダーの幅方向に複数に分割された各領域にシャワー装置で水分の噴射を制御し前記ワイヤーシリンダーに付着した前記固形分の量を制御することにより、前記ワイヤーシリンダーの透水性を前記ワイヤーシリンダーの幅方向において制御し、前記ワイヤーシリンダーに抄き上げられる前記固形分の量を前記幅方向において調整する工程と、を備える。

また、本発明に係る抄造機用ワイヤーシリンダーは、ワイヤーシリンダーに抄き上げられる固形分の量を、ワイヤーシリンダーに抄き上げられ形成される抄造体の幅方向において調整するために、前記ワイヤーシリンダーの表面の周方向の少なくとも一部に、前記ワイヤーシリンダーの幅方向に複数に分割された各領域の透水性を異ならせる抄き上げ量調整手段を備えた。

本発明に係る抄造機、抄造体の抄き上げ量調整方法および抄造機用ワイヤーシリンダーにおいては、種々の要因に対して抄造体の幅方向の厚みを好適に調整することができる。

本発明に係る抄造機の一実施形態を示す全体的な構成図。 本実施形態におけるシャワー装置を側面から見た説明図。 本実施形態におけるシャワー装置を正面から見た説明図。 変形例におけるシート付シャワー装置を側面から見た説明図。 （ａ）はシート付シャワー装置のシートの説明図、（ｂ）はシート付シャワー装置を上方から示す説明図。

本発明に係る抄造機、抄造体の抄き上げ量調整方法および抄造機用ワイヤーシリンダーの一実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る抄造機の一実施形態を示す全体的な構成図である。

抄造機１は、例えば住宅用建材であるサイディングボード、シリカボード、セメントボードなどの板材を製造する際の抄造工程で用いられるものである。抄造機１は、円網式抄造機であり、コンベア装置２と、槽３、３、３（以下単に槽３という。）と、巻取ローラー４とを有する。

コンベア装置２は、例えばフェルトで構成された抄造ベルト１０を有し、抄造体３０ａを移送する。

槽３は、コンベア装置２の下側に配置され、原料のスラリー１３を貯留する。槽３は、抄造される板材の用途などに応じて、単槽でも３槽以外の複数槽であってもよい。各槽３には、スラリー１３が原則として常時供給される。スラリー１３の供給は、ワイヤーシリンダー１４の回転方向の順流側であっても、逆流側であってもよい。原料は、例えばセメントなどの鉱物材料とパルプなどの繊維材料との混合物である。

各槽３内には、原料を抄くためにメッシュ状に形成された円筒状のワイヤーシリンダー１４、１４、１４（以下単にワイヤーシリンダー１４という。）が配置される。ワイヤーシリンダー１４は、槽３内でスラリー１３に浸漬され、回転に伴いスラリー１３中の固形分を抄き上げる。ワイヤーシリンダー１４の外周には、ワイヤーシリンダー１４の目開きよりも細かい目開きを有する金網が巻き付けられている。なお、「ワイヤーシリンダー表面」という場合には、金網が巻き付けられた場合も含む。ワイヤーシリンダー１４は、軸方向が抄造ベルト１０の送り方向に略直交する方向となるよう、配置される。ワイヤーシリンダー１４は、図示しない駆動源により調整可能な回転速度で回転する。または、抄造ベルト１０などとの摩擦力で回転する。なお、ワイヤーシリンダー１４は、図２に示すように、ワイヤーシリンダー１４表面の金網を通過した排水１３ｂを槽３の側面より排出させる排水手段（図示せず）を有する。また、槽３内には、スラリー１３の沈殿を防止するアジテーター１５（攪拌機）が設けられる。

巻取ローラー４は、コンベア装置２の送り方向下流側に、回転可能に設けられる。巻取ローラー４は、コンベア装置２上で輸送された抄造体３０ａを巻き取るために設けられる。巻取ローラー４近傍には、所定の層数の巻き取りが完了した抄造体３０ｂを切断するカッターなどの切断装置（図示せず）が配置される。巻取ローラー４の下流側には、さらに移送ベルト１８を有するコンベア装置１９が設けられる。巻取ローラー４から切断された抄造体３０ｂは移送ベルト１８上で次工程へ移送される。

本実施形態における抄造機１は、厚み測定装置２０を有する。厚み測定装置２０は、ワイヤーシリンダー１４で抄き上げられ形成された抄造体３０ｂの略幅方向（コンベア装置２、１９の送り方向に略直交する方向）の厚み（幅方向複数箇所の厚み）を測定する。厚み測定装置２０には、非接触の光学式、静電容量式など種々の形式を利用することができる。

なお、厚み測定装置２０は、巻取ローラー４上、または巻取ローラー４上流（すなわち抄造ベルト１０上）に設けられ、各抄造体の厚みを測定してもよい。すなわち、厚み測定装置２０の設置位置は、図１に示す例に限られない。また、厚み測定装置２０は、抄造機１の一部である必要はない。例えば、抄造機１から独立した厚み測定装置を用いて厚み情報を得、この厚み情報がコントローラー２１に提供されればよい。また、使用者（人間）の視認により厚みを判断し、厚み情報をコントローラー２１に入力してもよい。

厚み測定装置２０により測定された厚み情報は、コントローラー２１へ送信される。コントローラー２１は、厚み情報に基づいてシャワー装置２２（図２）を制御する。

図２は、本実施形態におけるシャワー装置２２を側面から見た説明図である。

図３は、本実施形態におけるシャワー装置２２を正面から見た説明図である。図３においては、説明の都合、槽３の一部の図示を省略した。

シャワー装置２２は、抄き上げ量調整手段として設けられる。抄き上げ量調整手段は、ワイヤーシリンダー１４の透水性をワイヤーシリンダー１４の幅方向において制御することにより、ワイヤーシリンダー１４に抄き上げられる固形分の量を幅方向において調整する。

シャワー装置２２は、ワイヤーシリンダー１４の幅方向に複数に分割されたシャワーパイプ２３から噴射される水分の水量や水圧を異ならせることにより水分の噴射を制御する。具体的には、シャワー装置２２は、ワイヤーシリンダー１４で抄き上げられ形成された抄造体３０ｂの略幅方向の厚みに応じて、ワイヤーシリンダー１４の幅方向に複数に分割された各領域（図３においては一点鎖線で５分割された領域）にシャワーパイプ２３から高圧の水分２２ａを噴射しワイヤーシリンダー１４に付着した固形分を取る。固形分は、ワイヤーシリンダー１４内部に押圧され、ワイヤーシリンダー１４表面から取り除かれる。これにより、シャワー装置２２は、固形分が取られた領域の透水性を大きくし、その領域に抄き上げられる抄造体３０ｃの量を増加させる。また、シャワー装置２２の水量または水圧を小さくした領域においては、固形分が取り除かれる量が減る。その結果、他の領域よりも透水性が小さくなり、その領域に抄き上げられる抄造体３０ｃの量が減少する。シャワー装置２２は、スラリー水面１３ａよりも上方に設けられる。シャワー装置２２は、コントローラー２１により制御されることにより、シャワーパイプ２３から所要の領域に対して水分２２ａを噴射する。例えば、シャワー装置２２は、領域毎に水分２２ａを制御するためのバルブを介してシャワーパイプ２３から噴射される水量や水圧を制御する。シャワー装置２２は、ワイヤーシリンダー１４に付着した固形分が取れる程度の水圧で水分２２ａを噴射すればよく、例えば１０ｋｇ〜４０ｋｇ程度の水圧で噴射される。なお、シャワー装置２２の水量や水圧、噴射時間は、付着した固形分の量、すなわち増加または減少させたい透水性の程度に応じて制御してもよい。

次に、本実施形態における抄造機１の作用について説明する。
槽３にスラリー１３が貯留された状態で、抄造ベルト１０を走行させるとともに、その速度に合わせてワイヤーシリンダー１４を回転させる。各槽３のスラリー１３中の原料は、ワイヤーシリンダー１４内の排水１３ｂとスラリー水面１３ａの水頭差（浸透圧）により、ワイヤーシリンダー１４表面に抄造体３０ｃとして付着する（抄かれる）。ワイヤーシリンダー１４の回転により、大部分の抄造体３０ｃは順次ワイヤーシリンダー１４表面から抄造ベルト１０の表面に転写される。ワイヤーシリンダー１４に付着した一部の（少量の）微細な原料は、抄造ベルト１０表面に転写されずにワイヤーシリンダー１４表面に残る。残った微細な原料は、経時変化により硬化が進んでワイヤーシリンダー１４の透水性を低下させる。また、抄造されなかった一部の原料と大部分の水分である排水１３ｂは、ワイヤーシリンダー１４表面のメッシュ状表面（金網）を通過し、ワイヤーシリンダー１４内部に入る。この排水１３ｂは、排水手段（図示せず）により槽３側面より外部に排水される。

抄造ベルト１０には、各槽３を通過した時点で抄造体３０ｃが１層ずつ積層され、全ての槽３を通過した段階では最終的に３層の抄造体３０ａが形成される。

抄造体３０ａは、抄造ベルト１０によって連続的に下流側へと送られ、巻取ローラー４まで送られたところで、この巻取ローラー４に巻き取られる。巻取ローラー４に巻き取られた抄造体３０ａは、所定の厚み分巻き取られたところで切断装置によって巻取ローラー４上で切断され、巻取ローラー４から剥離される。切断された抄造体３０ｂは、移送ベルト１８により移送される。

このように形成された抄造体３０ｂは、移送ベルト１８上において厚み測定装置２０により測定され、抄造体３０ｂの略幅方向の厚み情報が得られる。コントローラー２１は、厚み情報を取得し、シャワー装置２２を制御する。すなわち、厚みを変化させたい抄造体３０ｂの幅方向の領域には、シャワーパイプ２３の該当する領域から水分２２ａを噴射させてワイヤーシリンダー１４に付着した微量の固形分を取ったり、逆に水量や水圧を減らして固形分を取らなかったりすることにより、各領域の透水性を制御する。

例えば、コントローラー２１は、抄造体３０ｂの幅方向中央の厚みが両端と比べて１０％大きいと判断した場合、抄造体３０ｂの幅方向中央の厚みに比べて両端の厚みを大きくするために、図３に示すように、幅方向端部に位置する４つの領域のシャワーパイプ２３から水分２２ａを噴射し（または幅方向中央の領域のシャワー装置２２より水量または水圧を大きくし）、固形分を取る。または、幅方向中央に位置する領域のシャワー装置２２のみ水量を減少させ、または停止させて、幅方向中央の固形分を取らない。また、厚みの調整量によっては、３つすべての槽３でシャワー装置２２を用いてもよいし、１つの槽３のみ用いてもよい。

シャワー装置２２が作用することにより、ワイヤーシリンダー１４に抄き上げられるスラリー１３中の固形分の量が領域毎に調整され、抄造体３０ａ、３０ｂに生じる幅方向の厚みのばらつきが解消され、平滑な完成品としての板材が得られる。

このような本実施形態における抄造機１は、抄造体３０ｂの幅方向厚みのばらつきに応じて、ワイヤーシリンダー１４における抄き上げ量を調整することができる。シャワー装置２２は、各ワイヤーシリンダー１４に設けることができるため、積層された抄造体３０ｂの最小単位である各ワイヤーシリンダー１４で抄き上げられる抄造体３０ｃの厚みを調整対象とすることができる。

従来であれば、抄造体３０ｂに生じた幅方向の厚みのばらつきは、プレス加工したり、サンダーで削ったりして最終的に調整していたため、原料や製造エネルギーなどの無駄が生じていた。これに対し、本実施形態における抄造機１は、きめ細かく抄造量の調整ができ、最終的に得られる抄造体３０ｂの幅方向の厚みを均一にすることができる。

抄造機１は、シャワー装置２２の水量または水圧をバルブによる制御により各領域で異ならせることに替えて、またはそれに加え、シャワー装置２２の水量または水圧をシートによる制御により各領域で異ならせてもよい。

図４は、変形例としての抄造機１ａに設けられたシート付シャワー装置４０を側面から見た説明図である。
図５（ａ）はシート付シャワー装置４０のシート４３の説明図、（ｂ）はシート付シャワー装置４０を上方から示す説明図である。

シート付シャワー装置４０は、シャワーパイプ４１、４２の噴射口を領域毎に被覆するか開放するかを選択可能なシート４３を有し、このシート４３でシャワーパイプ４１、４２から噴射される水分の水量または水圧を異ならせることにより水分の噴射を制御する。シート付シャワー装置４０は、２つのシャワーパイプ４１、４２と、シート４３とを有する。シャワーパイプ４１、４２は、上述したシャワーパイプ２３とほぼ同様である。なお、シャワーパイプ４１、４２は、何れか一方のみであってもよい。シート４３は、シャワーパイプ４１、４２の幅方向の各領域に対応して、独立して回転可能な複数の分割シート４５の集合体である。シート４３は、透水性を有していても有していなくてもよい。各分割シート４５は、シートが存在する被覆領域４５ａと、シートが存在しない開放領域４５ｂとを長さ方向（周方向）に交互に有する。シート支持部４４は、シート４３を支持する。また、シート支持部４４は、分割シート４５毎に回転可能なハンドルなどの制御機構（図示せず）を有する。

このような変形例としての抄造機１ａは、シート４３を用いることによりシャワーパイプ４１、４２から噴射される水分の水圧または水量を幅方向において個別に制御することなく、好適に制御することができる。例えば、ワイヤーシリンダー１４に設けられている、ワイヤーシリンダー１４の表面を洗浄するための、幅方向に制御ができない既存のシャワー装置に対してこのようなシート４３を設けることにより、必要箇所の分割シート４５を制御して、幅方向の各領域における水圧または水量を制御（噴射の停止を含む）することができる。

なお、抄き上げ量調整手段は、上述したシャワー装置２２以外にもワイヤーシリンダー１４に抄き上げられる固形分の量を、固形分を取ることなどにより幅方向において調整することができる装置であればよい。
また、抄き上げ量調整手段に代えて、または抄き上げ量調整手段と共に、ワイヤーシリンダー１４に抄き上げられる固形分の量を幅方向において調整するために、ワイヤーシリンダー１４の表面に設けられ、幅方向に複数に分割された各領域の透水性をワイヤーシリンダー１４の周方向の少なくとも一部で異ならせてもよい。

例えば、ワイヤーシリンダー１４に、ワイヤーシリンダー１４の表面の目開きを小さくするために、ワイヤーシリンダー１４の表面に塗料が塗られたことにより、各領域の透水性を異ならせてもよい。この場合の塗料には、例えばタール剤などを用いることができる。また、ワイヤーシリンダー１４の表面の透水性を小さくする透水性を有するシートが設けられたことにより、各領域の透水性を異ならせてもよい。この場合のシートは、例えば他の領域よりも目開きが小さい（ワイヤーシリンダー１４の表面の透水性を小さくする）金網や布などを用いることができる。さらに、ワイヤーシリンダー１４の表面に透水性を小さくすることを意図して付着させたスラリー１３中の固形分であってもよい。この場合、固形分が意図的に付着されたワイヤーシリンダー１４を別途準備し、抄造機に取り付けてもよい。また、塗料、シートまたは固形分は、周方向の少なくとも一部に施されてもよいし、全周に渡って施されてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

抄造機１は、コントローラー２１を省略してもよい。この場合、厚み測定装置２０より得られた厚み情報に基づいて、使用者がシャワー装置２２の制御を行う。

１ 抄造機
２、１９ コンベア装置
３ 槽
４ 巻取ローラー
１０ 抄造ベルト
１３ スラリー
１３ｂ 排水
１４ ワイヤーシリンダー
１５ アジテーター
１８ 移送ベルト
２０ 厚み測定装置
２１ コントローラー
２２、４０ シャワー装置
２３、４１、４２ シャワーパイプ
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 抄造体
４３ シート
４４ シート支持部
４５ 分割シート
４５ａ 被覆領域
４５ｂ 開放領域

Claims (10)

1. 原料のスラリーを貯留する少なくとも１の槽と、
   前記槽内で前記スラリーに浸漬され、回転に伴い前記スラリー中の固形分を抄き上げるワイヤーシリンダーと、
   前記ワイヤーシリンダーの透水性を前記ワイヤーシリンダーの幅方向において制御することにより、前記ワイヤーシリンダーに抄き上げられる前記固形分の量を前記幅方向において調整する抄き上げ量調整手段と、を備えた抄造機。
2. 前記抄き上げ量調整手段は、前記ワイヤーシリンダーで抄き上げられ形成された抄造体の略幅方向の厚みに応じて、前記幅方向に複数に分割された各領域で水分の噴射を制御し前記ワイヤーシリンダーに付着した前記固形分の量を調整するシャワー装置である請求項１記載の抄造機。
3. 前記シャワー装置は、前記各領域に複数に分割されたシャワーパイプから噴射される前記水分の水量や水圧を異ならせることにより前記水分の噴射を制御する請求項２記載の抄造機。
4. 前記シャワー装置は、シャワーパイプの噴射口を前記領域毎に被覆するか開放するかを選択可能なシートを備え、前記シートで前記シャワーパイプから噴射される前記水分の水量または水圧を異ならせることにより前記水分の噴射を制御する請求項２記載の抄造機。
5. 前記幅方向の厚みを測定する厚み測定装置をさらに備えた請求項２記載の抄造機。
6. 前記抄き上げ量調整手段は、前記ワイヤーシリンダーの表面に設けられ、前記幅方向に複数に分割された各領域の透水性を前記ワイヤーシリンダーの周方向の少なくとも一部で異ならせた請求項１記載の抄造機。
7. 前記抄き上げ量調整手段は、前記ワイヤーシリンダーの表面の目開きを小さくするために前記ワイヤーシリンダーの表面に塗られた塗料、前記ワイヤーシリンダーの表面の透水性を小さくする透水性を有するシート、または前記ワイヤーシリンダーの表面に付着した前記固形分である請求項６記載の抄造機。
8. 原料のスラリーを貯留する槽内で前記スラリーに浸漬されたワイヤーシリンダーで、回転に伴い前記スラリー中の固形分を抄き上げる工程と、
   前記ワイヤーシリンダーで抄き上げられ形成された抄造体の略幅方向の厚みに応じて、前記ワイヤーシリンダーの幅方向に複数に分割された各領域にシャワー装置からの水分の噴射を制御し前記ワイヤーシリンダーに付着した前記固形分の量を調整することにより、前記ワイヤーシリンダーの透水性を前記ワイヤーシリンダーの幅方向において制御し、前記ワイヤーシリンダーに抄き上げられる前記固形分の量を前記幅方向において調整する工程と、を備える抄造体の抄き上げ量調整方法。
9. ワイヤーシリンダーに抄き上げられる固形分の量を、前記ワイヤーシリンダーに抄き上げられ形成される抄造体の幅方向において調整するために、前記ワイヤーシリンダーの表面の周方向の少なくとも一部に、前記ワイヤーシリンダーの幅方向に複数に分割された各領域の透水性を異ならせる抄き上げ量調整手段を備えた抄造機用ワイヤーシリンダー。
10. 前記抄き上げ量調整手段は、前記ワイヤーシリンダーの表面の目開きを小さくするために前記ワイヤーシリンダーの表面に塗られた塗料、前記ワイヤーシリンダーの表面の透水性を小さくする透水性を有するシート、または前記ワイヤーシリンダーの表面に付着した前記固形分である請求項９記載の抄造機用ワイヤーシリンダー。

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