JP2018141258A

JP2018141258A - 抄造機

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Publication number: JP2018141258A
Application number: JP2017110601A
Authority: JP
Inventors: 齋藤　勉; Tsutomu Saito; 勉齋藤; 良子齋藤; Ryoko Saito; 和重齋藤; Kazue Saito
Original assignee: BS KK
Current assignee: BS KK
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-06-05
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2037-06-05
Also published as: JP6861433B2

Abstract

【課題】時間とともに変化する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】原料のスラリーを貯留する少なくとも１の槽と、槽から前記スラリー中の固形分を抄き上げる抄き上げ装置と、抄き上げ装置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複数枚のシートが重ね合わされたシート片で抄き上げ装置表面の少なくとも一部を覆い、抄き上げ装置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ート状調整装置とを備える。【選択図】図４

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抄造機に関する。

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。

例えば、特許文献１には、板厚のばらつきを低減させる円網式抄造機が開示されている。この円網式抄造機は、ワイヤーシリンダーの幅方向に複数に分割されたシート片でワイヤーシリンダー表面の周方向の少なくとも一部を覆う。これにより、抄造機は、ワイヤーシリンダーに抄き上げられる抄造体の量を減少させる。シート片は、例えば鋼材、樹脂材、布材などのシート状部材である。

特開２０１６−０３０８６１号公報

特許文献１に記載の抄造機は、幅方向における厚みのばらつきを、シート片で覆うことにより解消することができるものであった。しかし、シート片の材料の選択によっては、摩耗による交換作業が頻繁に生じたり、比重に起因してワイヤーシリンダー表面を好適に覆ったりすることが困難な場合が起こりうる。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、時間とともに変化する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、前記槽から前記スラリー中の固形分を抄き上げる抄き上げ装置と、前記抄き上げ装置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複数枚のシートが重ね合わされたシート片で前記抄き上げ装置表面の少なくとも一部を覆い、前記抄き上げ装置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シート状調整装置と、を備えた。

本発明に係る抄造機においては、時間とともに変化する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実施形態を示す全体的な構成図。実施形態におけるシート状調整装置を側面から見た説明図。実施形態におけるシート状調整装置を正面から見た説明図。１枚のシート片の厚さ方向の断面図。１枚のシートに設けられた貫通孔を説明する平面図。２枚のシートが重ね合わされた場合の一組のシート片の厚さ方向の断面図。１枚のシートの貫通孔の他の例を説明する平面図。

本発明に係る抄造機の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、単層でも３層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、抄き上げ装置として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、原料を抄くためにメッシュ状に形成された円筒状であり、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。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。

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。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ート状調整装置２２（図２）を制御する。

図２は、実施形態におけるシート状調整装置２２を側面から見た説明図である。

図３は、実施形態におけるシート状調整装置２２を正面から見た説明図である。図３においては、５枚あるシート片２３のうち、２枚のみが使用され、その他の３枚は仮想線にて示される。

シート状調整装置２２は、厚み測定装置２０で測定された抄造体３０ｂの略幅方向の厚みに応じて、ワイヤーシリンダー１４に抄き上げられる固形分の量を略幅方向において調整する。シート状調整装置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（幅方向に複数枚設けられた）シート片２３でワイヤーシリンダー１４表面の周方向の少なくとも一部を覆う。これにより、シート状調整装置２２は、ワイヤーシリンダー１４に抄き上げられる抄造体３０ｃの量を減少させる。図２および図３においては、シート片２３は、槽３内のスラリー水面１３ａからワイヤーシリンダー１４の下端より上方まで覆う。シート状調整装置２２は、コントローラー２１により制御されることにより、巻上部２４によりシート片２３ごとに昇降が可能である。

図４は、１枚のシート片２３の厚さ方向の断面図である。
シート片２３は、重ね合わされた２枚の比重が異なるシートを有する。ワイヤーシリンダー１４側に配置され、抄造時においてはワイヤーシリンダー１４に接触する第１のシート２３ａは、例えば合成樹脂などの比重が小さい材料で構成される。ワイヤーシリンダー１４とは反対側から第１のシート２３ａに重ね合わされた第２のシート２３ｂは、ワイヤーシリンダー１４に沿って曲がる例えば金属製の極薄板などである。第２のシート２３ｂは、第１のシート２３ａよりも比重が大きく、摩耗に強い材料で構成される。第２のシート２３ｂは、第１のシート２３ａを覆いながらワイヤーシリンダー１４に第１のシート２３ａを押さえつけるおもりとして機能する。

第１のシート２３ａは、好ましくは比重が０．９程度の合成樹脂である。第２のシート２３ｂは、好ましくは厚さ０．０３〜０．０７ｍｍの真鍮板やステンレス、銅などであり、比重は６程度である。その他、第１および第２のシート２３ａ、２３ｂは、例えば鋼材、石粉材、樹脂材、布材などから選択することができ、原料を通過させないものであっても、ある程度の原料を通過させるメッシュ状であってもよい。

第１のシート２３ａと第２のシート２３ｂとは、同一形状であっても、異なる形状であってもよい。後述するように、第１のシート２３ａが摩耗した場合に第２のシート２３ｂを第１のシート２３ａの代替として作用させるため、第１のシート２３ａと第２のシート２３ｂとは同一形状が好ましい。異なる形状である場合、第２のシート２３ｂは第１のシート２３ａよりも小さく、少なくとも第２のシート２３ｂが第１のシート２３ａのおもりとして機能するような寸法であればよい。

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、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。また、付着しなかった（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、シート状調整装置２２を制御する。すなわち、分割された複数のシート片２３ごとにワイヤーシリンダー１４表面を覆うことにより、スラリー１３と接するワイヤーシリンダー１４の表面積を小さくしたり（変化させたり）、ワイヤーシリンダー１４に付着した抄造体３０ｃを削り取ったりすることにより固形分の量を調整する。また、シート片２３がメッシュ状の場合には、シート片２３を通過した原料は抄き上げられるが、このような場合であってもシート片２３により抄き上げに対する抵抗を増加させることにより、固形分の量を調整する。コントローラー２１は、固形分の量を、ワイヤーシリンダー１４表面を覆うシート片２３の種類（位置）および枚数や、巻上部２４の下降量（ワイヤーシリンダー１４を覆う面積）により調整する（少なくする）。なお、シート片２３を予め所定量（例えば２００ｍｍ）下降させてワイヤーシリンダー１４を覆っておき、厚みを増加させたい箇所に対応するシート片２３を上昇させてもよい。

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５％大きいと判断した場合、予めデータベースに記録された調整量に基づいて、ワイヤーシリンダー１４を覆うシート片２３を決定し下降量を所定量決定する。例えば中央のシート片２３に向かって、シート片２３の下降量が徐々に大きくなるように調整されるのが好ましい。抄造体３０ｂの中央部分と両端との厚みの差は、連続的に変化する。このため、常にコントローラー２１の制御によりシート片２３の下降量も変化するのが好ましい。また、厚みの調整量によっては、３つすべての槽３でシート状調整装置２２を用いてもよいし、１つの槽３のみ用いてもよい。

シート状調整装置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中の固形分の量が調整され、抄造体３０ａ、３０ｂ、３０ｃ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。

ここで、ワイヤーシリンダー１４は、通常３０〜１００ｍ／分程度の周速で回転している。また、第１のシート２３ａは、０．０１〜０．１Ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力でワイヤーシリンダー１４に接触している。このため、抄造を繰り返すことにより、合成樹脂などで構成された第１のシート２３ａは徐々に摩耗する。その結果、既定量のシート片２３を下降した場合であっても、想定された厚みの調整量どおりに調整が行われず、所望の厚みを有する抄造体３０ｂが得られない恐れがある。

これに対し、本実施形態における抄造機１は、シート片２３が２枚の重ね合わされたシートで構成されている。これにより、第１のシート２３ａが摩耗した場合であっても、第１のシート２３ａに重ね合わされた第２のシート２３ｂが第１のシート２３ａと同じ作用を発揮し、結果としてシート片２３を長寿命化することができる。

また、第１のシート２３ａのみではワイヤーシリンダー１４の表面に接触せずに、スラリー１３の液面に浮いてしまう恐れがある。ここで、第２のシート２３ｂは、第１のシート２３ａに比べて比重が大きい。このため、第２のシート２３ｂは第１のシート２３ａをワイヤーシリンダー１４に接触させるためのおもりとしても機能することができる。よって、別途シート片２３のためのおもりを設ける必要がない。

この結果、抄造機１は、時間とともに変化する抄造体３０ｂの幅方向厚みのばらつきをリアルタイムに得て、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。シート状調整装置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。

なお、第１のシート２３ａは、ワイヤーシリンダー１４内の排水１３ｂとの水頭差（浸透圧）により、ワイヤーシリンダー１４表面に密着する。また、第２のシート２３ｂは上述したとおり、第１のシート２３ａを押さえつけるおもりとして機能することにより、第１のシート２３ａおよび第２のシート２３ｂは一組のシート片２３としてワイヤーシリンダー１４表面に密着する。しかし、アジテーター１５によるスラリー１３の撹拌により、おもりとしての第２のシート２３ｂが浮き上がる恐れがある。これに対応するため、重ね合わされた複数枚のシートのうち、少なくともワイヤーシリンダー１４表面に対して最も外側に配置されたシート（以下、ワイヤーシリンダー１４表面に対して最も外側に配置されたシートを単に「外側のシート」という。）以外のシート（以下、外側のシート以外のシートを単に「内側のシート」という。）は、厚さ方向の貫通孔を有するのが好ましい。これにより、外側のシートに負圧が働き、外側のシートと内側のシートとがワイヤーシリンダー１４の表面に密着するためである。

図５は、１枚のシート５３ａに設けられた貫通孔５５を説明する平面図である。図６は、２枚のシート５３ａ、５３ｂが重ね合わされた場合の一組のシート片５３の厚さ方向の断面図である。このような貫通孔５５を有することにより、外側のシート５３ｂにも負圧（浸透圧）が働き、外側のシート５３ｂが浮き上がることがない。この結果、一組のシート片５３は確実にワイヤーシリンダー１４に密着し、好適に抄き上げ量を調整することができる。

なお、貫通孔５５の形状や貫通孔５５の個数は、外側のシート５３ｂに負圧を働かせることができれば、図５に示す例に限らない。例えば、貫通孔５５は、図７に示すような長穴形状であってもよい。また、シート片５３が３枚以上重ね合わされる場合、複数枚の内側のシートに設けられる貫通孔５５は形状、寸法、個数、位置などがシート間で共通している必要はない。すなわち、ワイヤーシリンダー１４表面の浸透圧が外側のシートに作用し、外側のシートがワイヤーシリンダー１４表面に密着すればよく、複数枚の内側のシートの貫通孔５５のうち少なくとも一部の貫通孔５５が重なり合い、複数枚の内側のシートの貫通孔５５がワイヤーシリンダー１４表面から外側のシートまで貫通していればよい。

また、外側のシートには、貫通孔のような穴が設けられていないことが好ましいが、設けられていてもよい。この場合、外側のシートに設けられた穴の少なくとも一部は、内側のシートの貫通孔５５と重なり合わず、または穴の面積が小さく、外側のシートに確実に負圧が作用し外側のシートをワイヤーシリンダー１４に密着させることが必要である。

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。

例えば、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、上述した例に限られない。また、厚み測定装置２０は、抄造機の一部である必要はない。例えば、抄造機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。

シート状調整装置２２は、幅方向に分割された複数のシート片２３を有する例を説明したが、１枚のシート片のみを備えてもよい。この場合、シート状調整装置はシート片を幅方向に移動可能とし、厚み情報に応じてシート片を使用する位置を変更するようにしてもよい。

シート状調整装置２２は、ワイヤーシリンダーに対して複数（ワイヤーシリンダー回転軸を介して対向する位置に）設けてもよい。

シート片２３は、３枚以上が重ね合わされたものであってもよい。この場合、ワイヤーシリンダー１４側に配置されるシート片よりも、このシート片よりもワイヤーシリンダー１４に対して外側に配置されるシート片の方が、比重が大きくなるように材料が選択されるのが、おもりの観点から好ましい。また、シート片２３を構成する複数枚のシートは、同一材料であってもよい。例えば、各シートがワイヤーシリンダー１４の表面に沿って曲がりやすいよう、同一材料のシートを複数枚重ね合わせて構成してもよい。例えば、シート片２３が厚さ０．５ｍｍの樹脂製シートを有する場合、厚さ０．２ｍｍのシートと厚さ０．３ｍｍのシートとを重ね合わせて０．５ｍｍのシートを構成してもよい。

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シート状調整装置
２３、５３シート片
２３ａ第１のシート
２３ｂ第２のシート
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ抄造体
５３ａ、５３ｂシート
５５貫通孔

Claims

原料のスラリーを貯留する少なくとも１の槽と、
前記槽から前記スラリー中の固形分を抄き上げる抄き上げ装置と、
前記抄き上げ装置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複数枚のシートが重ね合わされたシート片で前記抄き上げ装置表面の少なくとも一部を覆い、前記抄き上げ装置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シート状調整装置と、を備えた抄造機。
前記シート片は、前記抄き上げ装置側に配置された比重が小さい材料で構成された第１のシートと、前記第１のシートに重ね合わされ前記第１のシートよりも比重が大きい材料で構成された第２のシートとを少なくとも有する請求項１記載の抄造機。
前記シート片は、前記抄き上げ装置の幅方向に複数に分割されている請求項１または２記載の抄造機。
前記複数枚のシートのうち、少なくとも前記抄き上げ装置表面に対して最も外側に配置されたシート以外のシートは、厚さ方向の貫通孔を有する請求項１記載の抄造機。