JP2599955Y2

JP2599955Y2 - 抄紙機用フォイル

Info

Publication number: JP2599955Y2
Application number: JP1993016666U
Authority: JP
Inventors: 朗大前
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1993-04-05
Filing date: 1993-04-05
Publication date: 1999-09-27
Anticipated expiration: 2008-04-05
Also published as: JPH0676398U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、製紙工程でパルプ原料
中の水分を脱水するフォーマー部とプレス部からなる抄
紙機に用いられるフォイルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より用いられる抄紙機のうちパルプ
原料が吸水している水分を脱水する工程は、図６に示す
ようなフォーマー部１とプレス部２とから構成されてい
て、フォイル１０によってパルプ原料２４中の水分を脱
水するようになっている。このうちフォーマー部１では
ハイドロフォイル１０ａによって抄網２２の支持と、抄
網２２に垂れ下がった水滴を先端のエッジで掻き取るよ
うになっており、サクションボックス１０ｂによってパ
ルプ原料２４中の水分を図示していない真空ポンプで真
空吸引して脱水するようになっている。そして、上記フ
ォーマー部１である程度脱水されたパルプ原料２４は、
次のプレス部２に送られ、吸水性を有したフェルト３２
を押し当てることによってパルプ原料２４中の水分を吸
収するようになっている。又、フェルト３２が吸収した
水分はフェルトサクションボックス１０ｃによってサク
ションボックス１０ｂ同様、真空吸引して脱水するよう
になっている。

【０００３】又、各フォイル１０は基本的に支持部材と
保持台とから構成されており、その構造についてハイド
ロフォイル１０ａを例にとって説明すると、図５に示す
ように複数のセラミック片１２からなる支持部材１１と
ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製の保持台１４とから
構成されていて、上記保持台１４の上部には逆台形状を
した凸条係合部１４ａが長手方向に設けてあり、該凸条
係合部１４ａと嵌合する凹条溝１１ｂを有する支持部材
１１がエポキシ系の接着剤１６でもって保持台１４と一
体的に接合されている。

【０００４】又、支持部材１１をなす各セラミック片１
２はエポキシ系の接着剤１６で連設されており、支持部
材１１と接着層との段差を無くすために支持面１１ｃを
一体的に研磨している。

【０００５】又、支持部材１１をなすセラミックスには
アルミナセラミックスが用いられているが、今日では紙
の品質及び生産性の向上が求められており、その為には
抄網２２の高速化が要求されるため、アルミナより高い
耐摩耗性を有するジルコニアや窒化珪素等を主成分とす
るセラミックスが用いられたものもあった。（特開昭５
５−８０５９１号、特開昭５８−２０８４８５号公報参
照）

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】ところが、抄紙機を運
転する時には開始後数分間パルプ原料２４を供給せずに
抄網２２を空転させ、機械の動きを馴染ませるために暖
気運転を行うが、原料供給時と違って抄網２２には水分
が全く無いため、抄網２２が各フォイル１０の支持部材
１１と摺動すると１００°Ｃ以上にもおよぶ摩擦熱を発
生してフォイル１０が高温に加熱される。その際、フォ
イル１０の保持台１４を形成するＦＲＰの断面方向の熱
膨張係数（４０〜５０×１０^-6／℃）が、支持部材１１
をなすセラミックスの熱膨張係数（２．５〜１０×１０
^-6／℃）に比べて非常に大きいことから、支持台１４の
凸条係合部１４ａが大きく膨張し、支持部材１１に曲げ
応力が加わって凹条溝１１ｂの底面から支持面１１ｃに
かけてクラックが発生し、割れてしまうという問題があ
った。

【０００７】又、一つのセラミック片１２に割れが発生
すると、支持部材１１をなす各セラミック片１２はエポ
キシ系の接着剤１６で強固に接合して連設してあること
から、隣接するセラミック片１２にまで割れが繋がって
発生し、場合によっては支持部材１１全体を交換しなけ
ればならなかった。

【０００８】さらに、抄網２２は各フォイル１０に押さ
えつけられた状態で摺接しており、セラミック製の支持
部材１１であっても摩耗は避けられなかった。その為、
特に摩耗したセラミック片１２のみを交換する場合に
は、交換したいセラミック片１２をハンマー等で叩いて
割り、その周囲の接着剤１６を２００℃程度に加熱して
軟化させたあと、取り外して新しいセラミック片１２と
交換していたが、ハンマー等で割ると、その衝撃力が隣
接するセラミック片１２にまで伝達され、割れが隣接す
るセラミック片１２にまでおよぶことになり、使用可能
な部分まで交換しなければならなかった。

【０００９】又、各セラミック片１２同士を接合するエ
ポキシ系接着剤１６を軟化させるために加熱する際に
は、保持台１４の膨張によって支持部材１１を破壊して
しまうという問題もあった。

【００１０】このように上記構造を有するフォイル１０
を用いた抄紙機は、十分な暖気運転を行うことが難し
く、機械が馴染んでいない状態でパルプ原料２４の供給
を行わなければならないことから、機械が馴染むまでは
製紙された紙にはむらができ、その紙は使いものになら
ないといった具合に無駄な紙を製紙しなければならな
い。そのために生産性を向上させることができなかっ
た。

【００１１】さらに、セラミック片１２を交換する際に
は使用可能なセラミック片１２まで交換しなければなら
ない恐れがあって交換効率が悪く、コスト高となるとい
った問題もあった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本考案では上記
課題に鑑み、抄紙機のフォーマー部とプレス部に用いる
フォイルを、複数のセラミック片間に、１０％以上の弾
性率を有する接着剤を介して連設することにより形成し
た支持部材と、該支持部材の凹条溝に嵌入し、エポキシ
系の接着剤を介して接合した凸条係合部を有する保持台
とから構成するとともに、上記凸条係合部に、少なくと
も一つの溝をその長手方向に沿って形成したことを特徴
とする。

【００１３】又、本考案では上記フォイルを構成する保
持台と支持部材とをエポキシ系接着剤で接合するととも
に、支持部材をなす複数のセラミック片同士を弾性率が
１０％以上の接着剤で連設したものである。

【００１４】

【作用】本考案によれば、フォイルの支持台に設けた凸
条係合部に溝を形成することで、ＦＲＰ製の保持台とセ
ラミックスからなる支持部材との間の熱膨張差によって
支持部材に発生する曲げ応力を吸収し、支持部材の割れ
を防止することができる。

【００１５】又、本考案によれば、支持部材をなすセラ
ミック片同士を弾性率が１０％以上の接着剤で連設して
いるので、たとえ一つのセラミック片が割れたとして
も、その衝撃力は接着剤によって吸収されるため、割れ
が隣接するセラミック片にまでおよぶことがない。

【００１６】そして、セラミック片の一部が摩耗した時
には、摩耗したセラミック片のみをハンマー等で叩いて
割ったとしてもその衝撃力が接着剤で吸収され、隣接す
るセラミック片にまで達することがないので摩耗したセ
ラミック片のみを容易に交換することができ、交換効率
を向上させることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本考案の実施例について説明する。
（従来例と同一部分は同一符号を用いて説明する。）図
１（ａ），（ｂ），（ｃ）は本考案に係るフォイルの斜
視図であり、図１（ａ）に示すハイドロフォイル１０ａ
は主に抄網を支持するもので、その他に矢印方向から送
られてくる抄網に垂れ下がった水滴を支持部材１１の先
端のエッジ１１ａで掻き取るようになっている。又、図
１（ｂ）に示すサクションボックス１０ｂは抄網の支持
とともにパルプ原料の水分を吸引・脱水するためのもの
で、固定台１５に等間隔に配置した保持台１４と、該保
持台１４に接合する支持部材１１により溝１８を形成
し、該溝１８の底面部を構成する固定台１５に穿設した
吸引孔（不図示）から真空吸引してパルプ原料中の水分
を脱水するようになっている。又、ハイドロフォイル１
０ａと同様に矢印方向から送られてくる抄網に垂れ下が
った水滴を支持部材１１のエッジ１１ａで掻き取ること
もできる。

【００１８】さらに、図１（ｃ）に示すフェルトサクシ
ョンボックス１０ｃは、上記サクションボックス１０ｂ
と同様の構造を有しており、このフェルトサクションボ
ックス１０ｃをフェルト３２に押し当てて、真空吸引す
ることでフェルト３２が吸収した水分を脱水するように
なっている。但し、このフェルトサクションボックス１
０ｃにおける支持部材１１にはフェルト３２を傷つけな
いように外縁をＲ面に仕上げている。

【００１９】一方、これらのフォイル１０は共にセラミ
ックスからなる支持部材１１とＦＲＰ製の保持台１４と
から構成されている。

【００２０】そこで、ハイドロフォイル１０ａを例にと
って説明すると、図２に示すように保持台１４には長手
方向に沿った逆台形状の凸条係合部１４ａを形成してい
て、支持部材１１には一方の面に凹状溝１１ｂを形成し
ている。そして、支持部材１１の凹状溝１１ｂ側の全面
にエポキシ系の接着剤１６を塗布した後、保持台１４の
凸条係合部１４ａを上記支持部材１１の凹状溝１１ｂに
嵌入して支持部材１１と保持台１４とを一体的に接合し
ている。

【００２１】このうち支持部材１１と保持台１４とを接
合する最適な接着剤には、以下に上げる接着剤１６がよ
く、エポキシ樹脂接着剤、エポキシ樹脂・ポリアミノイ
ド系接着剤、エポキシ樹脂・ポリサルファイド系接着
剤、エポキシ樹脂・シリコン樹脂系接着剤、エポキシ樹
脂・ポリアミド系接着剤、エポキシ樹脂・フェノール樹
脂系接着剤などがあり、これらのエポキシ系接着剤はセ
ラミックスとＦＲＰとを強固に接着・固定することがで
きる。

【００２２】又、支持部材１１は保持台１４と強固に接
合するために凹状溝１１ｂの側壁を内側に向かってテー
パ状に形成したものであってもよい。

【００２３】さらに、支持部材１１を構成する各セラミ
ック片１２同士は弾性率が１０％以上の接着剤１７を介
して連設してあり、その接着剤１７の幅Ｗを０．２ｍｍ
以下に設定して支持面１１ｃを滑らかにするために研磨
を施している。

【００２４】これは、弾性率が１０％より小さい接着剤
１７であると弾力性が殆どなく、一つの支持部材１１に
割れが発生すると、その衝撃力を接着剤１７で吸収する
ことができずに隣接するセラミック片１２にまで割れが
及んでしまうからである。

【００２５】そして、弾性率が１０％以上を有する接着
剤１７にはシリコーン系接着剤が良く、シリコーンゴム
コンパウンド、ゴムコンパウンド、シーラント等が最適
である。

【００２６】又、接着剤１７の幅Ｗを０．２ｍｍより大
きくすると、接着剤１７が先に摩耗してしまって各セラ
ミック片１２の間に段差を形成し、この段差部のエッジ
で抄網を傷つけたり、逆にセラミック片１２に欠けを招
くとともに、研削液が入り込んで紙に黒シミを付けてし
まったり、パルプ原料の粕が段差部に溜まり、次に送ら
れてくるパルプ原料に傷を付けてしまうといった問題が
あるからである。

【００２７】さらに、保持台１４に設けた逆台形状の凸
条係合部１４ａには少なくとも一つの溝１４ｂを形成す
ることで、熱膨張差によって支持部材１１に発生する曲
げ応力を吸収できるようになっている。そして、図３に
示すように溝１４ｂの幅Ｖは凸条係合部１４ａの長辺の
長さＬに対して２５〜８５％、好ましくは５０〜８０％
とし、且つ溝１４ｂの深さＨは凸条係合部の高さＤに対
して３０％以上、好ましくは５０％以上にすることが望
ましい。

【００２８】これは、溝１４ｂの幅Ｖが、凸条係合部１
４ａの長辺の長さＬの２５％より短いと、抄網との摩擦
熱によってＦＲＰが膨張することにより支持部材１１に
加わる曲げ応力を溝１４ｂで吸収することができず、支
持部材１１が割れてしまうからであり、逆に８５％より
大きいと、凸条係合部１４ａの強度が小さくなり、ＦＲ
Ｐの膨張に対する支持部材１１からの反作用によって凸
条係合部１４ａが折れてしまうからである。

【００２９】又、溝１４ｂの深さＨが凸条係合部１４ａ
の高さＤに対して３０％より浅いとＦＲＰの膨張に伴っ
て支持部材１１に発生する曲げ応力を溝１４ｂで吸収す
ることができず、支持部材１１が割れてしまうからであ
る。

【００３０】なお、上記凸条係合部１４ａには図４
（ａ）に示すような２つの溝１２ｂを形成したものであ
ってもよく、この場合には各溝１４ｂの幅Ｖ_1,Ｖ₂の総
和が凸条係合部１４ａの長辺の長さＬに対して２５〜８
５％であればよい。又、２つ以上の溝１４ｂを形成した
ものであっても同様に、各溝１４ｂの幅Ｖの総和が凸条
係合部１４ａの長辺の長さＬに対して２５〜８５％であ
ればよい。さらに、図４（ｂ）に示すように溝１４ｂの
底面部を曲面状に形成することで凸条係合部１４ａの強
度を高めたものであってもよい。

【００３１】又、支持部材１１を形成するセラミックス
にはアルミナ、ジルコニア、炭化珪素、又は窒化珪素等
を主成分とするセラミックスを用いることができ、各フ
ォイル１０の支持部材１１は同一のセラミックスで構成
してもよく、更にはフォーマー部１とプレス部２に用い
る各フォイル１０の機能によって最適なセラミックスを
用いたものでもよい。

【００３２】以上の実施例ではハイドロフォイル１０ａ
について記したが、他にサクションボックス１０ｂやフ
ェルトサクションボックス１０ｃの場合においても同様
である。

【００３３】以上のように構成されたフォイル１０は、
暖気運転時に抄網と支持部材１１との摺動に伴い発生す
る摩擦熱によって加熱されても、支持部材１１が割れる
のを防止することができるとともに、支持部材１１のう
ち一つのセラミック片１２が割れたとしても他のセラミ
ック片１２にまで割れが連続することがない。

【００３４】さらに、磨耗又は破損したセラミック片１
２のみを簡単に交換することができる。

【００３５】その為、これらのフォイル１０を備えた抄
紙機は十分な暖気運転ができ、機械の動きを十分馴染ま
せることができるため、高品質の紙を製紙することがで
きるとともに、生産性を大幅に向上させることができ
る。

【００３６】実験例１そこで、本考案のフォイルと比較例として従来より用い
られているフォイルを用いて種々の実験を行った。

【００３７】本考案のフォイルには、図１（ａ）に示す
ハイドロフォイル１０を、比較例のフォイルには、図５
に示すハイドロフォイル１０ａを用い、本考案では、各
支持部材１１を構成するセラミック片１２間を、弾性率
が２００％程度のシリコーン系接着剤にて接合、連設
し、比較例では、各支持部材１１を構成するセラミック
片１２間を、エポキシ系の接着剤（弾性率５％程度）に
て接合、連設した。なお、いずれもセラミック片１２間
の接着層の厚みＷは、０．０５ｍｍ程度に設定し、セラ
ミック片１２にはアルミナセラミックスを用いた。さら
に、本考案の保持台１４の凸条係合部１４ａには、一つ
の溝１４ｂをその長手方向に沿って形成し、この溝１４
ｂの幅Ｖを、凸条係合部１４ａの長辺の長さＬの７０％
とするとともに、溝１４ｂの深さＨを、凸条係合部１４
ａの高さＤと同程度とした。そして、第１の実験として
ヒートショックテストを行った。

【００３８】この実験は各ハイドロフォイル１０ａを恒
温器に入れて６０℃に加熱して２４時間程度保持したあ
と、加熱したハイドロフォイル１０ａを取り出して水中
に投下した時のクラックの有無を測定した。

【００３９】そして、加熱温度を６０℃から順に１０℃
単位で上げていき、支持部材１１にクラックが発生する
まで同様の操作を行った。その結果、比較例のハイドロ
フォイル１０ａでは加熱温度が抄紙機の暖気運転時に発
生する摩擦熱と同程度の温度である１００℃でクラック
が発生し、しかもそのクラックが連設するセラミック片
１２全体に及んでいるのに対して、本考案のものは１０
０℃でも全くクラックが発生しなかった。

【００４０】そこで、溝１４ｂの大きさによる効果につ
いて、表１に示すように溝１４ｂの幅Ｖを変化させたハ
イドロフォイル１０ａを用いて支持部材１１に発生する
ひずみ量Εを測定した。

【００４１】加熱温度はヒートショックテストで比較例
のハイドロフォイル１０ａにクラックが発生した１００
℃に設定し、支持部材１１にひずみゲージを取り付けて
ひずみ量Εを測定した。その結果は表１に示す通りであ
る。

【００４２】なお、試料Ｎｏ．３は図４（ａ）に示すよ
うな２つの溝１４ｂを中心軸に対して対称に形成したも
のであり、他は凸条係合部１４ａの中心に１つの溝１４
ｂを形成したものである。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１より判るように、比較例である試料Ｎ
ｏ．５のハイドロフォイル１０ａでは、１８０μのひず
み量Εが支持部材１１に発生しており、支持部材１１は
割れてしまったのに対して、溝１４ｂを形成した試料Ｎ
ｏ．１〜４のハイドロフォイル１０ａでは、支持部材１
１に発生するひずみ量Εを小さくできることが判った。
特に、凸状係合部１４ａの長辺の長さＬに対する溝１４
ｂの幅Ｖの比率を２５％以上とした試料Ｎｏ．１〜３の
ハイドロフォイル１０ａではひずみ量Εが１４５μ以下
と支持部材１１に加わる曲げ応力を約２０％以上も低減
できることが判った。

【００４５】この実験により、本考案のフォイル１０を
備えた抄紙機は十分な暖気運転を行うことができること
が分かる。

【００４６】実験例２第２の実験は、３枚のセラミック片１２を連設してなる
支持部材１１に衝撃を加えたときのクラックの繋がり具
合について実験を行った。

【００４７】この実験では３枚のセラミック片１２をエ
ポキシ系接着剤で連設した比較例のものと、弾性率が２
００％を有するシリコーン系接着剤にて連設した本考案
のものを製作し、高さ２０ｃｍから直径５ｍｍ、質量５
２０ｇの鋼球を各支持部材１１に落下させ、クラックの
繋がり具合を測定した。

【００４８】その結果、比較例のものでは、全てのセラ
ミック片１２に一直線に繋がったクラックが発生した
が、本考案のものでは鋼球を落下させたセラミック片１
２にのみクラックが入り、隣接するセラミック片１２に
まで割れがおよぶことはなかった。

【００４９】

【考案の効果】本考案では、抄紙機のフォーマー部とプ
レス部に用いるフォイルを構成する保持台の凸条係合部
に溝を形成したことによって、ＦＲＰの膨張に伴い支持
部材に発生する曲げ応力を吸収して、支持部材が割れる
のを防止することができる。

【００５０】又、上記支持部材をなすセラミック片同士
は弾性率が１０％以上を有する接着剤で連設しているた
め、一つのセラミック片に割れが発生しても、その衝撃
力を各セラミック片の間に介在させた接着剤で吸収する
ことができるので、隣接するセラミック片にまで割れが
およぶことはない。

【００５１】さらに、一部のセラミック片が摩耗又は破
損した場合には、その摩耗又は破損した部分のみを割っ
て交換することができるので、交換作業が簡単で効率の
よい交換を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る抄紙機用のフォイルの斜視図であ
り、（ａ）はハイドロフォイルを、（ｂ）はサクション
ボックスを、（ｃ）はフェルトサクションボックスをそ
れぞれ示す。

【図２】図１（ａ）の一部を破断した斜視図である。

【図３】図１（ａ）のＸ−Ｘ線拡大断面図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は本考案の抄紙機を構成するフ
ォイルの他の実施例を示す拡大断面図である。

【図５】従来の抄紙機に用いられるフォイルのうち、ハ
イドロフォイルを示す斜視図である。

【図６】一般的な抄紙機の脱水工程を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１０フォイル１０ａハイドロフォイル１０ｂサクションボックス１０ｃフェルトサクションボックス１１支持部材１１ｂ凹条溝１２セラミック片１４保持台１４ａ凸条係合部１４ｂ溝１５固定台１６エポキシ系の接着剤１７接着剤

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】複数のセラミック片間に、１０％以上の弾
性率を有する接着剤を介し連設させて支持部材を形成
し、該支持部材の凹条溝に、保持台の凸条係合部を嵌入
させるとともに、エポキシ系の接着剤を介して接合させ
た抄紙機用フォイルであって、前記保持台の凸条係合部
に、少なくとも一つの溝を設けたことを特徴とする抄紙
機用フォイル。