JP3801553B2 - 抄紙機用プレス装置及び抄紙機のプレス方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抄紙機のプレス部において湿紙から搾水を行なうのに使用される、抄紙機用プレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
抄紙機では、紙層形成部で形成された紙匹（湿紙）を、プレス部でプレスしながら搾水を行なう抄紙機用プレス装置（以下、単にプレス装置ともいう）がそなえられており、このプレス装置を通じて、湿紙に押圧力を与えることで、搾水を行なうようになっている。
【０００３】
例えば図６に示すように、従来のプレス装置は、１番プレスとしてのシュープレス１０１及び２番プレスとしてのシュープレス２０１をそなえて構成されている（非特許文献１参照）。
紙層形成部で脱水されて形成された湿紙１は、紙層形成部出口でサクションロール２ａによりフェルト３の下面に吸着・保持されるようになっている。この後、湿紙１は、サクションロール２ｂを介してフェルト３とフェルト５との間に挟まれて、１番シュープレスモジュール１７と１番プレスロール１９とからなる１番シュープレス１０１に移送され、この１番シュープレス１０１のニップ部で押圧されて搾水されるようになっている。
【０００４】
そして、湿紙１は、１番シュープレス１０１により搾水された後、サクションロール２ｃ，２ｄを介してフェルト４とフェルト１６との間に挟まれて、２番シュープレスモジュール１８と２番プレスロール２０とからなる２番シュープレス２０１に移送され、この２番シュープレス２０１のニップ部で押圧されて搾水され、その後、サクションロール２ｅ，２ｆを介してドライヤ部入口の第１ドライヤロール１１に移送されてドライヤ部で乾燥されるようになっている。
【０００５】
また、図７に示すようなプレス装置も知られている（非特許文献２参照）。図７に示すように、このプレス装置は、主として、上述した非特許文献１のプレス装置とは１番プレスの構成が異なり、ここでは１番プレスはトップロール２７とボトムロール２９とからなるロールプレス１０２をそなえて構成されている。また、非特許文献１のプレス装置におけるフェルト１６の代わりに、水分を吸収しない不透水ベルト６をそなえて構成されている。なお、２番プレスには、非特許文献１と同様に、シュープレスモジュール１８及びプレスロール２０からなるシュープレス２０２がそなえられている。
【０００６】
さらに、図８に示すようなプレス装置も知られている（特許文献１参照）。図８に示すように、このプレス装置は、主として、上述した非特許文献１のプレス装置におけるフェルト１６の代わりに、水分を吸収しない不透水ベルト６をそなえて構成されている。また、配置位置は異なるが１番プレスとして１番プレスロール３７及び１番シュープレスモジュール３９からなる１番シュープレス１０３がそなえられ、そして、２番プレスとして２番シュープレスモジュール１８及び２番プレスロール２０からなる２番シュープレス２０３がそなえられている。
【０００７】
また、従来、プレス装置において搾水性能を向上させるために、１番プレス及び２番プレスにおけるシュープレスモジュールやロールの表面に、軸方向の一端から他端に向かって螺旋状に溝部を形成することが一般に知られている（非特許文献３及び非特許文献４参照）。例えば図９は、上記溝部の例として、図６に示す１番シュープレス１０１の側面図を示しており、この図９に示すように、１番シュープレスモジュール１７及び１番プレスロール１９の表面には溝部１７ａ，１９ａが形成されている。
【０００８】
図１０（ａ）は、図９に示す１番シュープレスモジュール１７表面の模式的な拡大断面図、図１０（ｂ）は、図９に示す１番プレスロール１９表面の模式的な拡大断面図を示している。図１０（ａ）に示すように、溝部１７ａは、１番シュープレスモジュール１７のブランケット１７ｂに、溝幅Ｗ；０．８ｍｍ，溝深さＤ；０．８ｍｍ，ピッチ（各溝部１７ａ間の距離）Ｐ；２．５ｍｍ、で形成されている。また、図１０（ｂ）に示すように、溝部１９ａは、１番プレスロール１９の外皮１９ｂに、溝幅Ｗ；０．５ｍｍ，溝深さＤ；２．５ｍｍ，ピッチ（各溝部１９ｂ間の距離）Ｐ；３．１７５ｍｍで形成されている。そして、上記の各溝幅Ｗ，溝深さＤ，ピッチＰが、１番シュープレスモジュール１７及び１番プレスロール１９における基準値となっている。
【０００９】
【特許文献１】
外国特許第５７９２３２０号明細書
【非特許文献１】
株式会社アイ・エイチ・アイフォイトペーパーテクノロジー、「ＶＯＩＴＨ ＰＡＰＥＲ ｐ３２５０ｅ４０００ ２００１−５」、２００１年５月
【非特許文献２】
Ｖａｌｍｅｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、「XII ＶＯＩＴＨ ＰＡＰＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＤＡＹＳ２０００」、２０００年６月
【非特許文献３】
日本製紙株式会社 音羽徹氏、「９ｍ／ｃウエットパート操業経験」、第５回製紙技術セミナー「最新抄紙技術…ヘッドボックスからプレスまで…」、日本、紙パルプ技術協会、平成１１年９月６日、８８頁
【非特許文献４】
十条製紙株式会社 石黒久三郎氏、「高速抄紙機プレス用弾性体被覆ロールの内部発熱について」、紙パルプ技術協会誌、日本、紙パルプ技術協会、昭和４９年８月号、２５頁
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した非特許文献１の技術では、特に２番シュープレス２０１において、２番シュープレスモジュール１８及び２番プレスロール２０によりフェルト４，１６に圧力を加えて湿紙１の搾水を行なうと、２番シュープレス２０１のニップ圧下において湿紙１からフェルト４，１６側に搾水された水分が、湿紙１がニップを通過した後、除荷により湿紙１の膨張過程で、フェルト４，１６側から湿紙１に逆流してしまう（これを再湿現象という）。従って、非特許文献１の技術では、搾水性能をさらに向上させることが困難である。
【００１１】
一方、非特許文献２の技術では、２番シュープレス２０２において不透水ベルト６を設けることにより、２番シュープレス２０２における上記の再湿現象を低減できるようになっている。
しかしながら、２番シュープレス２０２において湿紙１の不透水ベルト６に接する面（ここでは湿紙１下面）の搾水性能が低下してしまうため、両面均一な紙品質が得られないおそれがある。
【００１２】
また、非特許文献２の技術では、１番プレスにロールプレス１０２を設けているので、搾水性能確保のためニップ圧を高く設定する必要があり、且つ、ロール２７，２９表面のロール外皮も発熱防止の観点から硬度を上げる必要があり、抄紙機を高速で運転した場合には、フェルト３，５が凹凸化してしまう。そして、これに起因してロールプレス１０２において振動が発生してしまうため、抄紙機のさらなる高速化には対応できない。
【００１３】
さらに、特許文献１では、１番プレス及び２番プレスにおいてシュープレス１０３，２０３を設けているので振動は抑制されるが、２番プレスにおいて再湿抑制のために不透水ベルト６を使用しているので、湿紙１下面の搾水性能が低下してしまい、両面均一な紙品質が得られないという課題が残る。
【００１４】
また、図９，図１０に示す従来技術の場合を考えると、実機では、１番シュープレスモジュール１７のブランケット１７ｂが凹面のシューに沿って回転して３次元的に変形させられるため、シューのエッジ部においてブランケット１７ｂに亀裂が入ってしまうという課題があった。そこで、ブランケット１７ｂに亀裂が入らないように、ブランケット１７ｂ外側のゴム硬度を柔らかくする（例えばＪＩＳ９２〜９５度に柔らかくする）必要があるが、このようにゴム硬度を柔らかくするとニップ下においてはブランケット１７ｂの溝部が変形して狭くなってしまうため、これを考慮して１番シュープレスモジュール１７側の溝幅は予め広く設定されている。
【００１５】
通常、１番プレス及び２番プレスのそれぞれにおいて、２枚のフェルトで湿紙１を挟んで湿紙１を搾水した場合には、湿紙１の上下面を略等しく搾水できる。
【００１６】
しかしながら、上述したように、２番プレスにおいて生じる再湿を抑制するために不透水ベルト６を使用した場合には、湿紙１は、１番プレスで両面均一に搾水された後、２番プレスにおいて湿紙１のフェルト４に接する面は搾水されるが、湿紙１の不透水ベルト６に接する面では搾水されないため、完成した製品は二面性のある（表裏異質の）紙品質になってしまう。
【００１７】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、抄紙機の高速運転時においても湿紙の再湿を抑制しながら両面均一な紙品質を得られるようにした、抄紙機用プレス装置及び抄紙機のプレス方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の抄紙機用プレス装置（請求項１）は、抄紙機のプレス部に設けられ、湿紙を２枚のフェルトで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう１番シュープレスと、該１番シュープレスの下流側に設けられ、該湿紙をフェルトと不透水ベルトとで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう２番シュープレスとをそなえるとともに、該１番シュープレスは、該湿紙の一面側に設けられ、該フェルトと接触する外周面に該湿紙の水分を受け入れる溝部が形成された１番シュープレスモジュールと、該湿紙の他面側に設けられ、該フェルトと接触する外周面に該湿紙の水分を受け入れる溝部が形成された１番プレスロールとをそなえて構成され、該２番シュープレスにおける該湿紙の上下面の搾水量の差が相殺されるように、該１番シュープレスモジュール及び該１番プレスロールの少なくとも一方の該溝部の溝幅又はピッチが設定されていることを特徴としている。
【００１９】
また、該湿紙の該不透水ベルトに接する面側の該１番シュープレスモジュール又は該１番プレスロールの表面積に対する該溝部の開口面積の比率が、該２番シュープレスにおける該湿紙の上下面の搾水量の差が相殺されるように設定されていることが好ましい（請求項２）。
【００２０】
さらに、該湿紙の該不透水ベルトに接する面側の該１番シュープレスモジュール又は該１番プレスロールの該溝部の溝幅が、基準の溝幅０．５ｍｍよりも大きく設定されていることが好ましい（請求項３）。
また、該溝部の溝幅が、該基準の溝幅０．５ｍｍよりも４０％程度以上大きく設定されていることが好ましい（請求項４）。
【００２１】
該湿紙の該不透水ベルトに接する面側の該１番シュープレスモジュール又は該１番プレスロールの該溝部のピッチが、基準のピッチ３．１７５ｍｍよりも小さく設定されていることが好ましい（請求項５）
【００２２】
また、該溝部のピッチが、該基準のピッチ３．１７５ｍｍよりも３０％程度小さく設定されていることが好ましい（請求項６）。
さらに、該１番シュープレス及び該２番シュープレスのシューの少なくとも一方が、該湿紙の搬送方向において２００ｍｍ以下の加圧長さを有していることが好ましい（請求項７）。
【００２３】
本発明の抄紙機用プレス装置（請求項８）は、抄紙機のプレス部に設けられ、湿紙を２枚のフェルトで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう１番シュープレスと、該１番シュープレスの下流側に設けられ、該湿紙をフェルトと不透水ベルトとで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう２番シュープレスとをそなえるとともに、該１番シュープレスは、該湿紙の一面側に設けられ、溝部をそなえない１番シュープレスモジュールと、該湿紙の他面側に設けられ、該フェルトと接触する外周面に該湿紙の水分を受け入れる溝部が形成された１番プレスロールとをそなえて構成され、該２番シュープレスにおける該湿紙の上下面の搾水量の差が相殺されるように、該１番シュープレスモジュール及び該１番プレスロールの少なくとも一方の該溝部の溝幅又はピッチが設定されていることを特徴としている。
【００２４】
なお、該２番シュープレスの該不透水ベルトの代わりにフェルトを備えたときの該１番シュープレスの該溝部の溝幅を基準の溝幅とすると、該湿紙の該不透水ベルトに接する面側の該１番シュープレスモジュール又は該１番プレスロールの該溝部の溝幅が、基準の溝幅よりも大きく設定されていることが好ましい（請求項９）。
該溝部の溝幅が、該基準の溝幅よりも４０％程度以上大きく設定されていることが好ましい（請求項１０）。
該２番シュープレスの該不透水ベルトの代わりにフェルトを備えたときの該１番シュープレスの該溝部のピッチを基準のピッチとすると、該湿紙の該不透水ベルトに接する面側の該１番シュープレスモジュール又は該１番プレスロールの該溝部のピッチが、基準のピッチよりも小さく設定されていることが好ましい（請求項１１）。
該溝部のピッチが、該基準のピッチよりも３０％程度小さく設定されていることが好ましい（請求項１２）。
【００２５】
本発明の抄紙機のプレス方法（請求項１３）は、抄紙機のプレス部に設けられ、湿紙を２枚のフェルトで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう１番シュープレスと、該１番シュープレスの下流側に設けられ、該湿紙をフェルトと不透水ベルトとで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう２番シュープレスとをそなえた抄紙機のプレス方法であって、該２番シュープレスにおける該湿紙の上下面の搾水量の差を相殺するように該１番シュープレスにおける該湿紙の上下面からの搾水特性を設定したことを特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態としての抄紙機用プレス装置について示すもので、図１はその全体構成を示す模式的な構成図、図２（ａ），（ｂ）はその１番プレスロール表面の溝形状を模式的に示す断面図、図３はその１番シュープレスを模式的に示す断面図である。なお、図１〜図３において、前述した従来例のプレス装置と同一の部位については同一の符号を用いて示している。
【００２７】
本実施形態の抄紙機用プレス装置（以下、単にプレス装置ともいう）は、図１に示すように、抄紙機のプレス部にそなえられており、１番プレスとしての１番シュープレス１００及び２番プレスとしての２番シュープレス２００をそなえて構成されている。
【００２８】
紙層形成部で脱水されて形成された紙匹（湿紙）１は、サクションロール２ａにより紙層形成部出口からフェルト（トップフェルト）３の下面に吸着・保持されるようになっている。この後、湿紙１は、サクションロール２ｂを介してフェルト（トップフェルト）３とフェルト（ボトムフェルト）５との間に挟まれて、１番シュープレスモジュール７と１番プレスロール９とからなる１番シュープレス１００に移送され、１番シュープレスモジュール７と１番プレスロール９とのニップ部で押圧されて搾水されるようになっている。
【００２９】
そして、湿紙１は、１番シュープレス１００により搾水された後、サクションロール２ｃ，２ｄを介してフェルト（トップフェルト）４と不透水ベルト６との間に挟まれて、２番シュープレスモジュール８と２番プレスロール１０とからなる２番シュープレス２００に移送され、２番シュープレスモジュール８と２番プレスロール１０とのニップ部で押圧されて搾水された後、サクションロール２ｆを介してドライヤ部入口の第１ドライヤロール１１へ移送され、ドライヤ部で乾燥されるようになっている。
【００３０】
なお、本プレス装置では、振動防止の観点から１番シュープレスモジュール７及び２番シュープレスモジュール８は湿紙１の搬送路の上側に設けられ、また、１番プレスロール９及び２番プレスロール１０は湿紙１の搬送路の下側に設けられている。
また、図３に示すように、１番シュープレス１００は、加圧シュー７０の長さＷｐが湿紙１の搬送方向において２００ｍｍ以下に設定されたショートシューをそなえて構成されている。
【００３１】
抄紙機でシュープレスを用いて厚紙を製造する場合、長さ２５０ｍｍの加圧シューが使用されるのが一般的であるが、軽量紙をシュープレスでプレスする場合、紙種により湿紙に加わるプレス面圧が低くなるため、十分な搾水性能が得られず、また、シュープレス出口においての再湿現象が強く生じてしまう。そこで、本プレス装置では、２００ｍｍ以下（好ましくは、１２５ｍｍ〜１７５ｍｍ）の加圧シュー（ショートシュー）７０をそなえたシュープレス１００を設けることで、湿紙１に加わる面圧をより強化できるようになっている。これにより、高い面圧でフェルト内部の水分を搾り出すので再湿を抑制でき、搾水性能を向上できる。
【００３２】
なお、図示しないが、２番シュープレス２００の加圧シューもショートシューで構成されており、上記の１番シュープレス１００と同様に、搾水性能を向上できるようになっている。
【００３３】
また、１番シュープレス１００及び２番シュープレス２００の各ロールの外周面（表面）には、ロールの軸方向の一端から他端に向かって螺旋状に溝部が形成されている。この溝部は、各シュープレス１００，２００のニップ部において湿紙１から搾り出される水分を受け入れるために設けられるもので、これにより、各シュープレス１００，２００における搾水量を増加することができるようになっている。
【００３４】
また、本プレス装置では、２番シュープレス２００における湿紙１の上下面の搾水性能の相違を相殺するように１番シュープレス１００における湿紙１の上下面からの搾水特性が設定されている。すなわち、２番シュープレス２００における湿紙１下面の搾水不足分を、１番シュープレス１００において補うことで（通常よりも多く搾水することで）、プレス部出口における湿紙１の上下面を均一にすることができるようになっている。
【００３５】
このような搾水特性を設定するために、本発明者らは、まず、種々の計測データから推定搾水量を求める式（１）を求めた。
Ｆpr∝ＰαＷβＤγＬδ・・・式（１）
ここで、Ｆprは推定搾水量（ｌ／ｍｉｎ・ｍ）、Ｐはランド面に作用する線圧（ｋＮ／ｍ）、Ｗは溝幅（ｍｍ）、Ｄは溝深さ（ｍｍ）、Ｌはランド幅（ｍｍ）を示している。なお、上記のランドとは、フェルト５と接触する１番プレスロール９表面部分のことをいい、１番プレスロール９表面の軸方向長さから溝幅Ｗを引いたものに相当する。
【００３６】
そして、実際に溝幅Ｗや溝深さＤ等を変化させて得られた搾水量データから上記の各定数α，β，γ，δを決定した後、上記の式（１）に基づいて推定搾水量Ｆprと各パラメータＰ，Ｗ，Ｄ，Ｌを変化させて測定した搾水量Ｆobとの関係を調べたところ、図５に示すようなグラフが得られ、推定搾水量Ｆprがほぼ測定搾水量Ｆobと一致することが確認できた。
【００３７】
そして、このとき同時に、溝幅Ｗを大きくすることによって（即ち、ランド幅Ｌを小さくすることによって）、搾水量を増加できることがわかり、従来一般的であった溝幅Ｗ；０．５ｍｍ，溝深さＤ；２．５ｍｍ，ピッチＰ；３．１７５ｍｍという基準値に対し、特に、溝幅Ｗを０．７６ｍｍに変えた場合に、搾水量が約１２％も増加することがわかった。また、搾水量を約１０％増加させるには、溝幅Ｗを約０．７ｍｍとすれば良いことがわかった。なお、溝深さＤを変化させても搾水量の変化はあまりみられなかった。
【００３８】
したがって、本プレス装置では、図２（ａ）に示すように、１番プレスロール９表面の溝部９ａの溝幅Ｗが、基準の溝幅Ｗ０．５ｍｍよりも大きく設定されている。このように、１番プレスロール９の表面積に対する溝部９ａの開口面積の比率を基準比率よりも大きくすることで、１番プレスロール９における搾水量を増加できるようになっている。
【００３９】
なお、図２（ａ）では、溝深さＤとピッチＰとを変えないで基準の溝深さ及びピッチのままとし、溝幅Ｗだけを基準溝幅の０．５ｍｍから０．７６ｍｍに大きくした場合を示しているが、上述したように、溝幅Ｗを０．７ｍｍに設定しても十分な搾水量増加が見込めるため、溝幅Ｗは０．７ｍｍ以上である（即ち、基準溝幅よりも４０％程度大きい）ことが好ましい。
【００４０】
また、上記のように、溝深さＤ及びピッチＰを基準のままとし、溝幅Ｗだけを大きくしていくと、ランド幅Ｌが小さくなり、溝部９ａ間に形成された壁部９ｃが薄くなってしまうため、壁部９ｃが倒れやすくなり、十分な搾水量の増加が達成できないおそれがある。従って、壁部９ｃが倒れてしまわない程度の溝幅Ｗを設定することがさらに好ましく、例えば１．０ｍｍ程度、即ち、基準溝幅よりも１００％程度を限度として溝幅Ｗを大きく設定するのが良い。もちろん、壁部９ｃが倒れることがなければ、１．０ｍｍを超えても良いことは言うまでもない。
【００４１】
さらに、上記では、溝幅Ｗを基準溝幅０．５ｍｍよりも大きく設定することで搾水量を増加するようにしたが、１番プレスロール９の表面積に対する溝部９ａの開口面積の比率を大きくすれば、搾水量を増加できることは言うまでもない。従って、例えば、図２（ｂ）に示すように、溝深さＤと溝幅Ｗとを変えないで基準の溝深さ及び溝幅のままとし、ピッチＰだけを基準ピッチの３．１７５ｍｍから２．５ｍｍに小さくした場合（即ち、ピッチＰを基準ピッチよりも３０％程度小さくした場合）でも、搾水量を増加させることができる。
【００４２】
本発明の一実施形態としての抄紙機用プレス装置は、上述したように構成されているので、ショートシューをそなえた各シュープレス１００，２００により湿紙１の搾水性能を向上することができる。
また、２番シュープレス２００において不透水ベルト６を設けているので、湿紙１の不透水ベルト６に接する面の再湿を抑制することができる。
【００４３】
さらに、湿紙１の不透水ベルト６に接する面側に設けられた１番プレスロール９表面の溝部９ａの溝幅Ｗが基準溝幅よりも大きく設定されているので、あるいは、溝部９ａ間のピッチＰが基準ピッチよりも小さく設定されているので、２番シュープレス２００において湿紙１の不透水ベルト６に接する面と湿紙１のフェルト４に接する面との間に搾水差が生じても、この搾水差を相殺するように１番シュープレス１００において湿紙１の不透水ベルト６に接する面の搾水性能を向上させることができる。従って、両面均一な紙品質を得ることが可能である。
【００４４】
このように、１番プレスロール９表面の溝部９ａの開口面積を大きくすることで、１番プレスロール９側の搾水性能を向上させることができ、１番シュープレスモジュール７側の搾水性能に近づけることが可能である。
また、プレス部においてシュープレス１００，２００をそなえる構成としたので、１対のロールにより構成されるロールプレスで発生し易いフェルトの凹凸化を抑制することができ、抄紙機の高速運転時においても装置の振動を抑制できる。
【００４５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、本実施形態では、１番シュープレス１００において、湿紙１の搬送路の上側に１番シュープレスモジュール７をそなえ、また、湿紙１の搬送路の下側に１番プレスロール９をそなえて構成したが、これらの位置は逆であってももちろん良い。即ち、湿紙１の搬送路の上側に１番プレスロール９をそなえ、また、湿紙１の搬送路の下側に１番シュープレスモジュール７をそなえても良い。しかし、この場合、湿紙１の不透水ベルト６に接する面側に１番シュープレスモジュール７が設けられることになるので、１番シュープレスモジュール７表面の溝部の溝幅を基準溝幅よりも大きく設定したり、あるいは、ピッチを基準ピッチよりも小さく設定したりして、１番シュープレスモジュール７の表面積に対する溝部の開口面積の比率を大きくする必要があることは言うまでもない。
【００４６】
また、各シュープレス１００，２００がショートシューをそなえる構成としたが、１番シュープレス１００及び２番シュープレス２００の何れか一方にだけショートシューをそなえるようにしても良い。
【００４７】
さらに、本実施形態では、１番プレスロール９表面の溝部９ａの溝幅Ｗを基準溝幅よりも大きくしたり、ピッチＰを基準ピッチよりも小さくしたりすることで、搾水性能を向上させるようにしたが、図４（ａ），（ｂ）に示すように、１番プレスロール９表面の溝部９ａに加え、例えばドリル等により溝部９ａの間に孔部９ｂを適宜の数だけ追加形成しても良い。このようにしても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、１番プレスロール９の表面積に対する溝部９ａの開口面積の比率を、２番シュープレス２００における湿紙１の搾水性能に応じて基準比率よりも大きく設定したが、この基準比率は、１番シュープレスモジュール７の溝部の開口面積比に対応して予め所定値に決められている。したがって、１番シュープレスモジュール７表面における溝部の開口面積比率に対して設定される１番プレスロール９表面における溝部９ａの開口面積比率を、通常よりも（即ち、前記基準比率よりも）大きく設定しているとも言える。
【００４９】
さらに、１番シュープレスモジュール７表面には溝部を形成せず、１番プレスロール９表面にのみ溝部９ａを形成するように構成しても良い。このように１番シュープレスモジュール７側の搾水性能を低下させることで、１番プレスロール９側の搾水性能を相対的に向上させるようにしても良い。これにより、両面均一に搾水することができ、二面性のない紙品質を得ることが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の抄紙機用プレス装置によれば、抄紙機の高速運転時においても、不透水ベルトにより、２番シュープレスにおける再湿現象を抑制できるとともに、２番シュープレスにおいて湿紙両面に搾水差が生じても、その搾水差を相殺するように１番シュープレスにおいて湿紙を搾水することができる。従って、両面均一に搾水することが可能となり、二面性のない紙品質を得ることが可能である。また、フェルトの凹凸化を抑制することができ、装置の振動を抑制できる。
【００５１】
請求項２〜６，８〜１２記載の本発明の抄紙機用プレス装置によれば、１番シュープレスにおいて、２番シュープレスでの湿紙の搾水性能に応じて湿紙の不透水ベルトに接する面の搾水性能を向上することができる。これにより、両面均一に搾水することが可能となり、二面性のない紙品質を得ることができる。
【００５２】
請求項７記載の本発明の抄紙機用プレス装置によれば、加圧面圧をより強化することが可能であり、シュープレスでも比較的高い面圧でフェルト内部の水分を搾り出すので搾水性能を向上することができる。
請求項１３記載の本発明の抄紙機のプレス方法によれば、抄紙機の高速運転時においても、不透水ベルトにより、２番シュープレスにおける再湿現象を抑制できるとともに、２番シュープレスにおいて湿紙両面に搾水差が生じても、その搾水差を相殺するように１番シュープレスにおいて湿紙を搾水することができる。従って、両面均一に搾水することが可能となり、二面性のない紙品質を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての抄紙機用プレス装置を示す模式的な全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態としての抄紙機用プレス装置の１番プレスロール表面を拡大して示すもので、（ａ）はその溝幅を基準溝幅よりも大きく設定した場合の断面図、（ｂ）はその溝部間のピッチを基準ピッチよりも小さく設定した場合の断面図を示している。
【図３】本発明の一実施形態にかかる１番シュープレスを模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる１番プレスロール表面の溝部の変形例を示すもので、（ａ）はその上面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる１番シュープレスにおける推定搾水量と測定搾水量との関係を示すグラフである。
【図６】従来の抄紙機用プレス装置を模式的に示す全体構成図である。
【図７】従来の抄紙機用プレス装置を模式的に示す全体構成図である。
【図８】従来の抄紙機用プレス装置を模式的に示す全体構成図である。
【図９】従来の抄紙機用プレス装置にかかる１番シュープレスを模式的に示す側面図である。
【図１０】従来の抄紙機用プレス装置にかかる１番シュープレスの１番シュープレスモジュール表面及び１番プレスロール表面の基準の溝形状を説明するための模式的な断面図である。
【符号の説明】
１ 湿紙
２ａ〜２ｆ サクションロール
３，４ トップフェルト（フェルト）
５，１６ ボトムフェルト（フェルト）
６ 不透水ベルト
７，１７，３９ １番シュープレスモジュール
８，１８ ２番シュープレスモジュール
９，３７ １番プレスロール
９ａ，１７ａ，１９ａ 溝部
９ｂ 孔部
９ｃ 壁部
１０，２０ ２番プレスロール
１１ 第１ドライヤロール
１７ｂ ブランケット
１９ｂ 外皮
２０ ２番プレスロール
２７ トップロール
２９ ボトムロール
７０ 加圧シュー
１００，１０１，１０３ １番シュープレス
１０２ ロールプレス
２００，２０１，２０２，２０３ ２番シュープレス
Ｗｐ 加圧シュー長さ
【発明の属する技術分野】
本発明は、抄紙機のプレス部において湿紙から搾水を行なうのに使用される、抄紙機用プレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
抄紙機では、紙層形成部で形成された紙匹（湿紙）を、プレス部でプレスしながら搾水を行なう抄紙機用プレス装置（以下、単にプレス装置ともいう）がそなえられており、このプレス装置を通じて、湿紙に押圧力を与えることで、搾水を行なうようになっている。
【０００３】
例えば図６に示すように、従来のプレス装置は、１番プレスとしてのシュープレス１０１及び２番プレスとしてのシュープレス２０１をそなえて構成されている（非特許文献１参照）。
紙層形成部で脱水されて形成された湿紙１は、紙層形成部出口でサクションロール２ａによりフェルト３の下面に吸着・保持されるようになっている。この後、湿紙１は、サクションロール２ｂを介してフェルト３とフェルト５との間に挟まれて、１番シュープレスモジュール１７と１番プレスロール１９とからなる１番シュープレス１０１に移送され、この１番シュープレス１０１のニップ部で押圧されて搾水されるようになっている。
【０００４】
そして、湿紙１は、１番シュープレス１０１により搾水された後、サクションロール２ｃ，２ｄを介してフェルト４とフェルト１６との間に挟まれて、２番シュープレスモジュール１８と２番プレスロール２０とからなる２番シュープレス２０１に移送され、この２番シュープレス２０１のニップ部で押圧されて搾水され、その後、サクションロール２ｅ，２ｆを介してドライヤ部入口の第１ドライヤロール１１に移送されてドライヤ部で乾燥されるようになっている。
【０００５】
また、図７に示すようなプレス装置も知られている（非特許文献２参照）。図７に示すように、このプレス装置は、主として、上述した非特許文献１のプレス装置とは１番プレスの構成が異なり、ここでは１番プレスはトップロール２７とボトムロール２９とからなるロールプレス１０２をそなえて構成されている。また、非特許文献１のプレス装置におけるフェルト１６の代わりに、水分を吸収しない不透水ベルト６をそなえて構成されている。なお、２番プレスには、非特許文献１と同様に、シュープレスモジュール１８及びプレスロール２０からなるシュープレス２０２がそなえられている。
【０００６】
さらに、図８に示すようなプレス装置も知られている（特許文献１参照）。図８に示すように、このプレス装置は、主として、上述した非特許文献１のプレス装置におけるフェルト１６の代わりに、水分を吸収しない不透水ベルト６をそなえて構成されている。また、配置位置は異なるが１番プレスとして１番プレスロール３７及び１番シュープレスモジュール３９からなる１番シュープレス１０３がそなえられ、そして、２番プレスとして２番シュープレスモジュール１８及び２番プレスロール２０からなる２番シュープレス２０３がそなえられている。
【０００７】
また、従来、プレス装置において搾水性能を向上させるために、１番プレス及び２番プレスにおけるシュープレスモジュールやロールの表面に、軸方向の一端から他端に向かって螺旋状に溝部を形成することが一般に知られている（非特許文献３及び非特許文献４参照）。例えば図９は、上記溝部の例として、図６に示す１番シュープレス１０１の側面図を示しており、この図９に示すように、１番シュープレスモジュール１７及び１番プレスロール１９の表面には溝部１７ａ，１９ａが形成されている。
【０００８】
図１０（ａ）は、図９に示す１番シュープレスモジュール１７表面の模式的な拡大断面図、図１０（ｂ）は、図９に示す１番プレスロール１９表面の模式的な拡大断面図を示している。図１０（ａ）に示すように、溝部１７ａは、１番シュープレスモジュール１７のブランケット１７ｂに、溝幅Ｗ；０．８ｍｍ，溝深さＤ；０．８ｍｍ，ピッチ（各溝部１７ａ間の距離）Ｐ；２．５ｍｍ、で形成されている。また、図１０（ｂ）に示すように、溝部１９ａは、１番プレスロール１９の外皮１９ｂに、溝幅Ｗ；０．５ｍｍ，溝深さＤ；２．５ｍｍ，ピッチ（各溝部１９ｂ間の距離）Ｐ；３．１７５ｍｍで形成されている。そして、上記の各溝幅Ｗ，溝深さＤ，ピッチＰが、１番シュープレスモジュール１７及び１番プレスロール１９における基準値となっている。
【０００９】
【特許文献１】
外国特許第５７９２３２０号明細書
【非特許文献１】
株式会社アイ・エイチ・アイフォイトペーパーテクノロジー、「ＶＯＩＴＨ ＰＡＰＥＲ ｐ３２５０ｅ４０００ ２００１−５」、２００１年５月
【非特許文献２】
Ｖａｌｍｅｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、「XII ＶＯＩＴＨ ＰＡＰＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＤＡＹＳ２０００」、２０００年６月
【非特許文献３】
日本製紙株式会社 音羽徹氏、「９ｍ／ｃウエットパート操業経験」、第５回製紙技術セミナー「最新抄紙技術…ヘッドボックスからプレスまで…」、日本、紙パルプ技術協会、平成１１年９月６日、８８頁
【非特許文献４】
十条製紙株式会社 石黒久三郎氏、「高速抄紙機プレス用弾性体被覆ロールの内部発熱について」、紙パルプ技術協会誌、日本、紙パルプ技術協会、昭和４９年８月号、２５頁
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した非特許文献１の技術では、特に２番シュープレス２０１において、２番シュープレスモジュール１８及び２番プレスロール２０によりフェルト４，１６に圧力を加えて湿紙１の搾水を行なうと、２番シュープレス２０１のニップ圧下において湿紙１からフェルト４，１６側に搾水された水分が、湿紙１がニップを通過した後、除荷により湿紙１の膨張過程で、フェルト４，１６側から湿紙１に逆流してしまう（これを再湿現象という）。従って、非特許文献１の技術では、搾水性能をさらに向上させることが困難である。
【００１１】
一方、非特許文献２の技術では、２番シュープレス２０２において不透水ベルト６を設けることにより、２番シュープレス２０２における上記の再湿現象を低減できるようになっている。
しかしながら、２番シュープレス２０２において湿紙１の不透水ベルト６に接する面（ここでは湿紙１下面）の搾水性能が低下してしまうため、両面均一な紙品質が得られないおそれがある。
【００１２】
また、非特許文献２の技術では、１番プレスにロールプレス１０２を設けているので、搾水性能確保のためニップ圧を高く設定する必要があり、且つ、ロール２７，２９表面のロール外皮も発熱防止の観点から硬度を上げる必要があり、抄紙機を高速で運転した場合には、フェルト３，５が凹凸化してしまう。そして、これに起因してロールプレス１０２において振動が発生してしまうため、抄紙機のさらなる高速化には対応できない。
【００１３】
さらに、特許文献１では、１番プレス及び２番プレスにおいてシュープレス１０３，２０３を設けているので振動は抑制されるが、２番プレスにおいて再湿抑制のために不透水ベルト６を使用しているので、湿紙１下面の搾水性能が低下してしまい、両面均一な紙品質が得られないという課題が残る。
【００１４】
また、図９，図１０に示す従来技術の場合を考えると、実機では、１番シュープレスモジュール１７のブランケット１７ｂが凹面のシューに沿って回転して３次元的に変形させられるため、シューのエッジ部においてブランケット１７ｂに亀裂が入ってしまうという課題があった。そこで、ブランケット１７ｂに亀裂が入らないように、ブランケット１７ｂ外側のゴム硬度を柔らかくする（例えばＪＩＳ９２〜９５度に柔らかくする）必要があるが、このようにゴム硬度を柔らかくするとニップ下においてはブランケット１７ｂの溝部が変形して狭くなってしまうため、これを考慮して１番シュープレスモジュール１７側の溝幅は予め広く設定されている。
【００１５】
通常、１番プレス及び２番プレスのそれぞれにおいて、２枚のフェルトで湿紙１を挟んで湿紙１を搾水した場合には、湿紙１の上下面を略等しく搾水できる。
【００１６】
しかしながら、上述したように、２番プレスにおいて生じる再湿を抑制するために不透水ベルト６を使用した場合には、湿紙１は、１番プレスで両面均一に搾水された後、２番プレスにおいて湿紙１のフェルト４に接する面は搾水されるが、湿紙１の不透水ベルト６に接する面では搾水されないため、完成した製品は二面性のある（表裏異質の）紙品質になってしまう。
【００１７】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、抄紙機の高速運転時においても湿紙の再湿を抑制しながら両面均一な紙品質を得られるようにした、抄紙機用プレス装置及び抄紙機のプレス方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の抄紙機用プレス装置（請求項１）は、抄紙機のプレス部に設けられ、湿紙を２枚のフェルトで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう１番シュープレスと、該１番シュープレスの下流側に設けられ、該湿紙をフェルトと不透水ベルトとで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう２番シュープレスとをそなえるとともに、該１番シュープレスは、該湿紙の一面側に設けられ、該フェルトと接触する外周面に該湿紙の水分を受け入れる溝部が形成された１番シュープレスモジュールと、該湿紙の他面側に設けられ、該フェルトと接触する外周面に該湿紙の水分を受け入れる溝部が形成された１番プレスロールとをそなえて構成され、該２番シュープレスにおける該湿紙の上下面の搾水量の差が相殺されるように、該１番シュープレスモジュール及び該１番プレスロールの少なくとも一方の該溝部の溝幅又はピッチが設定されていることを特徴としている。
【００１９】
また、該湿紙の該不透水ベルトに接する面側の該１番シュープレスモジュール又は該１番プレスロールの表面積に対する該溝部の開口面積の比率が、該２番シュープレスにおける該湿紙の上下面の搾水量の差が相殺されるように設定されていることが好ましい（請求項２）。
【００２０】
さらに、該湿紙の該不透水ベルトに接する面側の該１番シュープレスモジュール又は該１番プレスロールの該溝部の溝幅が、基準の溝幅０．５ｍｍよりも大きく設定されていることが好ましい（請求項３）。
また、該溝部の溝幅が、該基準の溝幅０．５ｍｍよりも４０％程度以上大きく設定されていることが好ましい（請求項４）。
【００２１】
該湿紙の該不透水ベルトに接する面側の該１番シュープレスモジュール又は該１番プレスロールの該溝部のピッチが、基準のピッチ３．１７５ｍｍよりも小さく設定されていることが好ましい（請求項５）
【００２２】
また、該溝部のピッチが、該基準のピッチ３．１７５ｍｍよりも３０％程度小さく設定されていることが好ましい（請求項６）。
さらに、該１番シュープレス及び該２番シュープレスのシューの少なくとも一方が、該湿紙の搬送方向において２００ｍｍ以下の加圧長さを有していることが好ましい（請求項７）。
【００２３】
本発明の抄紙機用プレス装置（請求項８）は、抄紙機のプレス部に設けられ、湿紙を２枚のフェルトで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう１番シュープレスと、該１番シュープレスの下流側に設けられ、該湿紙をフェルトと不透水ベルトとで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう２番シュープレスとをそなえるとともに、該１番シュープレスは、該湿紙の一面側に設けられ、溝部をそなえない１番シュープレスモジュールと、該湿紙の他面側に設けられ、該フェルトと接触する外周面に該湿紙の水分を受け入れる溝部が形成された１番プレスロールとをそなえて構成され、該２番シュープレスにおける該湿紙の上下面の搾水量の差が相殺されるように、該１番シュープレスモジュール及び該１番プレスロールの少なくとも一方の該溝部の溝幅又はピッチが設定されていることを特徴としている。
【００２４】
なお、該２番シュープレスの該不透水ベルトの代わりにフェルトを備えたときの該１番シュープレスの該溝部の溝幅を基準の溝幅とすると、該湿紙の該不透水ベルトに接する面側の該１番シュープレスモジュール又は該１番プレスロールの該溝部の溝幅が、基準の溝幅よりも大きく設定されていることが好ましい（請求項９）。
該溝部の溝幅が、該基準の溝幅よりも４０％程度以上大きく設定されていることが好ましい（請求項１０）。
該２番シュープレスの該不透水ベルトの代わりにフェルトを備えたときの該１番シュープレスの該溝部のピッチを基準のピッチとすると、該湿紙の該不透水ベルトに接する面側の該１番シュープレスモジュール又は該１番プレスロールの該溝部のピッチが、基準のピッチよりも小さく設定されていることが好ましい（請求項１１）。
該溝部のピッチが、該基準のピッチよりも３０％程度小さく設定されていることが好ましい（請求項１２）。
【００２５】
本発明の抄紙機のプレス方法（請求項１３）は、抄紙機のプレス部に設けられ、湿紙を２枚のフェルトで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう１番シュープレスと、該１番シュープレスの下流側に設けられ、該湿紙をフェルトと不透水ベルトとで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう２番シュープレスとをそなえた抄紙機のプレス方法であって、該２番シュープレスにおける該湿紙の上下面の搾水量の差を相殺するように該１番シュープレスにおける該湿紙の上下面からの搾水特性を設定したことを特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態としての抄紙機用プレス装置について示すもので、図１はその全体構成を示す模式的な構成図、図２（ａ），（ｂ）はその１番プレスロール表面の溝形状を模式的に示す断面図、図３はその１番シュープレスを模式的に示す断面図である。なお、図１〜図３において、前述した従来例のプレス装置と同一の部位については同一の符号を用いて示している。
【００２７】
本実施形態の抄紙機用プレス装置（以下、単にプレス装置ともいう）は、図１に示すように、抄紙機のプレス部にそなえられており、１番プレスとしての１番シュープレス１００及び２番プレスとしての２番シュープレス２００をそなえて構成されている。
【００２８】
紙層形成部で脱水されて形成された紙匹（湿紙）１は、サクションロール２ａにより紙層形成部出口からフェルト（トップフェルト）３の下面に吸着・保持されるようになっている。この後、湿紙１は、サクションロール２ｂを介してフェルト（トップフェルト）３とフェルト（ボトムフェルト）５との間に挟まれて、１番シュープレスモジュール７と１番プレスロール９とからなる１番シュープレス１００に移送され、１番シュープレスモジュール７と１番プレスロール９とのニップ部で押圧されて搾水されるようになっている。
【００２９】
そして、湿紙１は、１番シュープレス１００により搾水された後、サクションロール２ｃ，２ｄを介してフェルト（トップフェルト）４と不透水ベルト６との間に挟まれて、２番シュープレスモジュール８と２番プレスロール１０とからなる２番シュープレス２００に移送され、２番シュープレスモジュール８と２番プレスロール１０とのニップ部で押圧されて搾水された後、サクションロール２ｆを介してドライヤ部入口の第１ドライヤロール１１へ移送され、ドライヤ部で乾燥されるようになっている。
【００３０】
なお、本プレス装置では、振動防止の観点から１番シュープレスモジュール７及び２番シュープレスモジュール８は湿紙１の搬送路の上側に設けられ、また、１番プレスロール９及び２番プレスロール１０は湿紙１の搬送路の下側に設けられている。
また、図３に示すように、１番シュープレス１００は、加圧シュー７０の長さＷｐが湿紙１の搬送方向において２００ｍｍ以下に設定されたショートシューをそなえて構成されている。
【００３１】
抄紙機でシュープレスを用いて厚紙を製造する場合、長さ２５０ｍｍの加圧シューが使用されるのが一般的であるが、軽量紙をシュープレスでプレスする場合、紙種により湿紙に加わるプレス面圧が低くなるため、十分な搾水性能が得られず、また、シュープレス出口においての再湿現象が強く生じてしまう。そこで、本プレス装置では、２００ｍｍ以下（好ましくは、１２５ｍｍ〜１７５ｍｍ）の加圧シュー（ショートシュー）７０をそなえたシュープレス１００を設けることで、湿紙１に加わる面圧をより強化できるようになっている。これにより、高い面圧でフェルト内部の水分を搾り出すので再湿を抑制でき、搾水性能を向上できる。
【００３２】
なお、図示しないが、２番シュープレス２００の加圧シューもショートシューで構成されており、上記の１番シュープレス１００と同様に、搾水性能を向上できるようになっている。
【００３３】
また、１番シュープレス１００及び２番シュープレス２００の各ロールの外周面（表面）には、ロールの軸方向の一端から他端に向かって螺旋状に溝部が形成されている。この溝部は、各シュープレス１００，２００のニップ部において湿紙１から搾り出される水分を受け入れるために設けられるもので、これにより、各シュープレス１００，２００における搾水量を増加することができるようになっている。
【００３４】
また、本プレス装置では、２番シュープレス２００における湿紙１の上下面の搾水性能の相違を相殺するように１番シュープレス１００における湿紙１の上下面からの搾水特性が設定されている。すなわち、２番シュープレス２００における湿紙１下面の搾水不足分を、１番シュープレス１００において補うことで（通常よりも多く搾水することで）、プレス部出口における湿紙１の上下面を均一にすることができるようになっている。
【００３５】
このような搾水特性を設定するために、本発明者らは、まず、種々の計測データから推定搾水量を求める式（１）を求めた。
Ｆpr∝ＰαＷβＤγＬδ・・・式（１）
ここで、Ｆprは推定搾水量（ｌ／ｍｉｎ・ｍ）、Ｐはランド面に作用する線圧（ｋＮ／ｍ）、Ｗは溝幅（ｍｍ）、Ｄは溝深さ（ｍｍ）、Ｌはランド幅（ｍｍ）を示している。なお、上記のランドとは、フェルト５と接触する１番プレスロール９表面部分のことをいい、１番プレスロール９表面の軸方向長さから溝幅Ｗを引いたものに相当する。
【００３６】
そして、実際に溝幅Ｗや溝深さＤ等を変化させて得られた搾水量データから上記の各定数α，β，γ，δを決定した後、上記の式（１）に基づいて推定搾水量Ｆprと各パラメータＰ，Ｗ，Ｄ，Ｌを変化させて測定した搾水量Ｆobとの関係を調べたところ、図５に示すようなグラフが得られ、推定搾水量Ｆprがほぼ測定搾水量Ｆobと一致することが確認できた。
【００３７】
そして、このとき同時に、溝幅Ｗを大きくすることによって（即ち、ランド幅Ｌを小さくすることによって）、搾水量を増加できることがわかり、従来一般的であった溝幅Ｗ；０．５ｍｍ，溝深さＤ；２．５ｍｍ，ピッチＰ；３．１７５ｍｍという基準値に対し、特に、溝幅Ｗを０．７６ｍｍに変えた場合に、搾水量が約１２％も増加することがわかった。また、搾水量を約１０％増加させるには、溝幅Ｗを約０．７ｍｍとすれば良いことがわかった。なお、溝深さＤを変化させても搾水量の変化はあまりみられなかった。
【００３８】
したがって、本プレス装置では、図２（ａ）に示すように、１番プレスロール９表面の溝部９ａの溝幅Ｗが、基準の溝幅Ｗ０．５ｍｍよりも大きく設定されている。このように、１番プレスロール９の表面積に対する溝部９ａの開口面積の比率を基準比率よりも大きくすることで、１番プレスロール９における搾水量を増加できるようになっている。
【００３９】
なお、図２（ａ）では、溝深さＤとピッチＰとを変えないで基準の溝深さ及びピッチのままとし、溝幅Ｗだけを基準溝幅の０．５ｍｍから０．７６ｍｍに大きくした場合を示しているが、上述したように、溝幅Ｗを０．７ｍｍに設定しても十分な搾水量増加が見込めるため、溝幅Ｗは０．７ｍｍ以上である（即ち、基準溝幅よりも４０％程度大きい）ことが好ましい。
【００４０】
また、上記のように、溝深さＤ及びピッチＰを基準のままとし、溝幅Ｗだけを大きくしていくと、ランド幅Ｌが小さくなり、溝部９ａ間に形成された壁部９ｃが薄くなってしまうため、壁部９ｃが倒れやすくなり、十分な搾水量の増加が達成できないおそれがある。従って、壁部９ｃが倒れてしまわない程度の溝幅Ｗを設定することがさらに好ましく、例えば１．０ｍｍ程度、即ち、基準溝幅よりも１００％程度を限度として溝幅Ｗを大きく設定するのが良い。もちろん、壁部９ｃが倒れることがなければ、１．０ｍｍを超えても良いことは言うまでもない。
【００４１】
さらに、上記では、溝幅Ｗを基準溝幅０．５ｍｍよりも大きく設定することで搾水量を増加するようにしたが、１番プレスロール９の表面積に対する溝部９ａの開口面積の比率を大きくすれば、搾水量を増加できることは言うまでもない。従って、例えば、図２（ｂ）に示すように、溝深さＤと溝幅Ｗとを変えないで基準の溝深さ及び溝幅のままとし、ピッチＰだけを基準ピッチの３．１７５ｍｍから２．５ｍｍに小さくした場合（即ち、ピッチＰを基準ピッチよりも３０％程度小さくした場合）でも、搾水量を増加させることができる。
【００４２】
本発明の一実施形態としての抄紙機用プレス装置は、上述したように構成されているので、ショートシューをそなえた各シュープレス１００，２００により湿紙１の搾水性能を向上することができる。
また、２番シュープレス２００において不透水ベルト６を設けているので、湿紙１の不透水ベルト６に接する面の再湿を抑制することができる。
【００４３】
さらに、湿紙１の不透水ベルト６に接する面側に設けられた１番プレスロール９表面の溝部９ａの溝幅Ｗが基準溝幅よりも大きく設定されているので、あるいは、溝部９ａ間のピッチＰが基準ピッチよりも小さく設定されているので、２番シュープレス２００において湿紙１の不透水ベルト６に接する面と湿紙１のフェルト４に接する面との間に搾水差が生じても、この搾水差を相殺するように１番シュープレス１００において湿紙１の不透水ベルト６に接する面の搾水性能を向上させることができる。従って、両面均一な紙品質を得ることが可能である。
【００４４】
このように、１番プレスロール９表面の溝部９ａの開口面積を大きくすることで、１番プレスロール９側の搾水性能を向上させることができ、１番シュープレスモジュール７側の搾水性能に近づけることが可能である。
また、プレス部においてシュープレス１００，２００をそなえる構成としたので、１対のロールにより構成されるロールプレスで発生し易いフェルトの凹凸化を抑制することができ、抄紙機の高速運転時においても装置の振動を抑制できる。
【００４５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、本実施形態では、１番シュープレス１００において、湿紙１の搬送路の上側に１番シュープレスモジュール７をそなえ、また、湿紙１の搬送路の下側に１番プレスロール９をそなえて構成したが、これらの位置は逆であってももちろん良い。即ち、湿紙１の搬送路の上側に１番プレスロール９をそなえ、また、湿紙１の搬送路の下側に１番シュープレスモジュール７をそなえても良い。しかし、この場合、湿紙１の不透水ベルト６に接する面側に１番シュープレスモジュール７が設けられることになるので、１番シュープレスモジュール７表面の溝部の溝幅を基準溝幅よりも大きく設定したり、あるいは、ピッチを基準ピッチよりも小さく設定したりして、１番シュープレスモジュール７の表面積に対する溝部の開口面積の比率を大きくする必要があることは言うまでもない。
【００４６】
また、各シュープレス１００，２００がショートシューをそなえる構成としたが、１番シュープレス１００及び２番シュープレス２００の何れか一方にだけショートシューをそなえるようにしても良い。
【００４７】
さらに、本実施形態では、１番プレスロール９表面の溝部９ａの溝幅Ｗを基準溝幅よりも大きくしたり、ピッチＰを基準ピッチよりも小さくしたりすることで、搾水性能を向上させるようにしたが、図４（ａ），（ｂ）に示すように、１番プレスロール９表面の溝部９ａに加え、例えばドリル等により溝部９ａの間に孔部９ｂを適宜の数だけ追加形成しても良い。このようにしても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、１番プレスロール９の表面積に対する溝部９ａの開口面積の比率を、２番シュープレス２００における湿紙１の搾水性能に応じて基準比率よりも大きく設定したが、この基準比率は、１番シュープレスモジュール７の溝部の開口面積比に対応して予め所定値に決められている。したがって、１番シュープレスモジュール７表面における溝部の開口面積比率に対して設定される１番プレスロール９表面における溝部９ａの開口面積比率を、通常よりも（即ち、前記基準比率よりも）大きく設定しているとも言える。
【００４９】
さらに、１番シュープレスモジュール７表面には溝部を形成せず、１番プレスロール９表面にのみ溝部９ａを形成するように構成しても良い。このように１番シュープレスモジュール７側の搾水性能を低下させることで、１番プレスロール９側の搾水性能を相対的に向上させるようにしても良い。これにより、両面均一に搾水することができ、二面性のない紙品質を得ることが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の抄紙機用プレス装置によれば、抄紙機の高速運転時においても、不透水ベルトにより、２番シュープレスにおける再湿現象を抑制できるとともに、２番シュープレスにおいて湿紙両面に搾水差が生じても、その搾水差を相殺するように１番シュープレスにおいて湿紙を搾水することができる。従って、両面均一に搾水することが可能となり、二面性のない紙品質を得ることが可能である。また、フェルトの凹凸化を抑制することができ、装置の振動を抑制できる。
【００５１】
請求項２〜６，８〜１２記載の本発明の抄紙機用プレス装置によれば、１番シュープレスにおいて、２番シュープレスでの湿紙の搾水性能に応じて湿紙の不透水ベルトに接する面の搾水性能を向上することができる。これにより、両面均一に搾水することが可能となり、二面性のない紙品質を得ることができる。
【００５２】
請求項７記載の本発明の抄紙機用プレス装置によれば、加圧面圧をより強化することが可能であり、シュープレスでも比較的高い面圧でフェルト内部の水分を搾り出すので搾水性能を向上することができる。
請求項１３記載の本発明の抄紙機のプレス方法によれば、抄紙機の高速運転時においても、不透水ベルトにより、２番シュープレスにおける再湿現象を抑制できるとともに、２番シュープレスにおいて湿紙両面に搾水差が生じても、その搾水差を相殺するように１番シュープレスにおいて湿紙を搾水することができる。従って、両面均一に搾水することが可能となり、二面性のない紙品質を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての抄紙機用プレス装置を示す模式的な全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態としての抄紙機用プレス装置の１番プレスロール表面を拡大して示すもので、（ａ）はその溝幅を基準溝幅よりも大きく設定した場合の断面図、（ｂ）はその溝部間のピッチを基準ピッチよりも小さく設定した場合の断面図を示している。
【図３】本発明の一実施形態にかかる１番シュープレスを模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる１番プレスロール表面の溝部の変形例を示すもので、（ａ）はその上面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる１番シュープレスにおける推定搾水量と測定搾水量との関係を示すグラフである。
【図６】従来の抄紙機用プレス装置を模式的に示す全体構成図である。
【図７】従来の抄紙機用プレス装置を模式的に示す全体構成図である。
【図８】従来の抄紙機用プレス装置を模式的に示す全体構成図である。
【図９】従来の抄紙機用プレス装置にかかる１番シュープレスを模式的に示す側面図である。
【図１０】従来の抄紙機用プレス装置にかかる１番シュープレスの１番シュープレスモジュール表面及び１番プレスロール表面の基準の溝形状を説明するための模式的な断面図である。
【符号の説明】
１ 湿紙
２ａ〜２ｆ サクションロール
３，４ トップフェルト（フェルト）
５，１６ ボトムフェルト（フェルト）
６ 不透水ベルト
７，１７，３９ １番シュープレスモジュール
８，１８ ２番シュープレスモジュール
９，３７ １番プレスロール
９ａ，１７ａ，１９ａ 溝部
９ｂ 孔部
９ｃ 壁部
１０，２０ ２番プレスロール
１１ 第１ドライヤロール
１７ｂ ブランケット
１９ｂ 外皮
２０ ２番プレスロール
２７ トップロール
２９ ボトムロール
７０ 加圧シュー
１００，１０１，１０３ １番シュープレス
１０２ ロールプレス
２００，２０１，２０２，２０３ ２番シュープレス
Ｗｐ 加圧シュー長さ
Claims (13)
- 抄紙機のプレス部に設けられ、湿紙を２枚のフェルトで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう１番シュープレスと、
該１番シュープレスの下流側に設けられ、該湿紙をフェルトと不透水ベルトとで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう２番シュープレスとをそなえるとともに、
該１番シュープレスは、
該湿紙の一面側に設けられ、該フェルトと接触する外周面に該湿紙の水分を受け入れる溝部が形成された１番シュープレスモジュールと、
該湿紙の他面側に設けられ、該フェルトと接触する外周面に該湿紙の水分を受け入れる溝部が形成された１番プレスロールとをそなえて構成され、
該２番シュープレスにおける該湿紙の上下面の搾水量の差が相殺されるように、該１番シュープレスモジュール及び該１番プレスロールの少なくとも一方の該溝部の溝幅又はピッチが設定されている
ことを特徴とする、抄紙機用プレス装置。 - 該湿紙の該不透水ベルトに接する面側の該１番シュープレスモジュール又は該１番プレスロールの表面積に対する該溝部の開口面積の比率が、該２番シュープレスにおける該湿紙の上下面の搾水量の差が相殺されるように設定されている
ことを特徴とする、請求項１記載の抄紙機用プレス装置。 - 該湿紙の該不透水ベルトに接する面側の該１番シュープレスモジュール又は該１番プレスロールの該溝部の溝幅が、基準の溝幅０．５ｍｍよりも大きく設定されている
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の抄紙機用プレス装置。 - 該溝部の溝幅が、該基準の溝幅０．５ｍｍよりも４０％程度以上大きく設定されている
ことを特徴とする、請求項３記載の抄紙機用プレス装置。 - 該湿紙の該不透水ベルトに接する面側の該１番シュープレスモジュール又は該１番プレスロールの該溝部のピッチが、基準のピッチ３．１７５ｍｍよりも小さく設定されている
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の抄紙機用プレス装置。 - 該溝部のピッチが、該基準のピッチ３．１７５ｍｍよりも３０％程度小さく設定されている
ことを特徴とする、請求項５記載の抄紙機用プレス装置。 - 該１番シュープレス及び該２番シュープレスのシューの少なくとも一方が、該湿紙の搬送方向において２００ｍｍ以下の加圧長さを有している
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の抄紙機用プレス装置。 - 抄紙機のプレス部に設けられ、湿紙を２枚のフェルトで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう１番シュープレスと、
該１番シュープレスの下流側に設けられ、該湿紙をフェルトと不透水ベルトとで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう２番シュープレスとをそなえるとともに、
該１番シュープレスは、
該湿紙の一面側に設けられ、溝部をそなえない１番シュープレスモジュールと、
該湿紙の他面側に設けられ、該フェルトと接触する外周面に該湿紙の水分を受け入れる溝部が形成された１番プレスロールとをそなえて構成され、
該２番シュープレスにおける該湿紙の上下面の搾水量の差が相殺されるように、該１番シュープレスモジュール及び該１番プレスロールの少なくとも一方の該溝部の溝幅又はピッチが設定されている
ことを特徴とする、抄紙機用プレス装置。 - 該２番シュープレスの該不透水ベルトの代わりにフェルトを備えたときの該１番シュープレスの該溝部の溝幅を基準の溝幅とすると、該湿紙の該不透水ベルトに接する面側の該１番シュープレスモジュール又は該１番プレスロールの該溝部の溝幅が、基準の溝幅よりも大きく設定されている
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の抄紙機用プレス装置。 - 該溝部の溝幅が、該基準の溝幅よりも４０％程度以上大きく設定されている
ことを特徴とする、請求項９記載の抄紙機用プレス装置。 - 該２番シュープレスの該不透水ベルトの代わりにフェルトを備えたときの該１番シュープレスの該溝部のピッチを基準のピッチとすると、該湿紙の該不透水ベルトに接する面側の該１番シュープレスモジュール又は該１番プレスロールの該溝部のピッチが、基準のピッチよりも小さく設定されている
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の抄紙機用プレス装置。 - 該溝部のピッチが、該基準のピッチよりも３０％程度小さく設定されている
ことを特徴とする、請求項１１記載の抄紙機用プレス装置。 - 抄紙機のプレス部に設けられ、湿紙を２枚のフェルトで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう１番シュープレスと、
該１番シュープレスの下流側に設けられ、該湿紙をフェルトと不透水ベルトとで挟み付けた状態で該湿紙を押圧して該湿紙から搾水を行なう２番シュープレスとをそなえた抄紙機のプレス方法であって、
該２番シュープレスにおける該湿紙の上下面の搾水量の差を相殺するように該１番シュープレスにおける該湿紙の上下面からの搾水特性を設定した
ことを特徴とする、抄紙機のプレス方法。
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