JP4779564B2 - 抄紙機のシュープレス装置及び紙の製造方法 - Google Patents
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Description
図7に示すように、従来のシュープレス装置は、シューモジュール120と、このシューモジュール120に対向して設けられ、表面をゴム又は金属プレートで被覆された、或いは、耐腐食性の高い金属セルを用いた対向ロール4とを備えて構成されており、吸水性のあるフェルト2,3により挟まれた状態の湿紙(単に紙ともいう)1を対向ロール4とシューモジュール120とのニップ部で加圧して、湿紙1に含まれている水分をフェルト2,3へ移動させ、湿紙1を脱水するようになっている。なお、図7中、矢印A1は対向ロール4の回転方向、矢印A2はブランケット6の回転方向、矢印A3は湿紙1及びフェルト2,3の走行方向を示している。
さらに、シュー109の上面(即ち、対向ロール4に対向する面)109aは、対向ロール4の表面に沿うように円弧状にくぼんで形成されており、このシュー109がブランケット6を介して対向ロール4に押し付けられることにより、対向ロール4とシューモジュール120との間にニップが形成される。
一方、抄紙機で比較的厚みの薄い高密度のコート原紙などの紙を製造する場合には、より高いピーク面圧で湿紙1をつぶす(圧密する)必要がある。なお、このようなコート原紙を製造する場合、湿紙1にかける圧力が不十分であると、湿紙1の内部の層間強度が弱くなり、湿紙1を乾燥させたときに内部が裂けてしまうおそれがある(この現象を「ブリスター」ともいう)。
しかしながら、従来のシュープレス装置では、油圧P2をさらに大きくしてシュー109の紙走行方向下流側端部E2のピーク面圧を大きくしても、図8(b)に示す圧力プロファイルのようにピーク面圧は図8(a)に示すピーク面圧P100と比べて高くなるが、その作用時間は非常に短く、湿紙1を効果的に圧密化するのは困難である。また、油圧P1及び油圧P2を共に大きくして全体的に面圧を大きくすることも考えられるが、この場合、非常に大きな線圧を必要とするため効率的ではない。
請求項3記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置は、請求項1又は2記載の装置において、前記加圧機構が前記湿紙走行方向の上流側と下流側との2つに分割されているとともに、該分割された加圧機構がそれぞれ個別に前記ブランケットを加圧することを特徴としている。
請求項5記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置は、請求項3又は4記載の装置において、前記分割された加圧機構がそれぞれ前記対向ロールの回転中心に向かって前記ブランケットを加圧することを特徴としている。
請求項7記載の紙の製造方法は、ブランケットの内部に装置幅方向に延設され該ブランケットを周外方向へ加圧する加圧機構を備えるシューモジュールと、該シューモジュールに対向して設けられ、該加圧機構により表面に該ブランケットが押圧される対向ロールとのニップにより、走行している湿紙を加圧する、紙の製造方法であって、該加圧機構が、該湿紙走行方向において2つの加圧領域を形成し、該湿紙走行方向の上流側の加圧領域では該ブランケットに動圧的に油膜を付与し、下流側の加圧領域では該ブランケットに静圧的に油膜を付与し、該加圧領域毎に個別に該ブランケットを加圧して紙を製造することを特徴としている。
請求項3記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置によれば、加圧機構の湿紙走行方向上流側と湿紙走行方向下流側との2つの加圧領域により個別にブランケットを加圧するので、簡素な構成により、効率よく必要な圧力をかけることができる。
請求項5記載の本発明の抄紙機のシュープレス装置によれば、分割された加圧機構がそれぞれ対向ロールの回転中心に向かってブランケットを加圧するので、より効率よく加圧を行なうことができる。
(A)第1実施形態
図1〜図3は、本発明の第1実施形態としての抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、図1はその装置幅方向(紙面に垂直な方向)に直角な面で切断したときの断面図、図2(a)及び図2(b)はそれぞれシューの紙走行方向位置における圧力プロファイルを示す図、図3は一般的なプレスによる脱水時におけるフェルト接触時間と再湿量との関係を示すグラフである。なお、図1において、前述した従来例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。また、以下では、本シュープレス装置を、抄紙機の脱水部に設けた場合について説明する。
また、本実施形態にかかる加圧機構7は、第1加圧機構(第1の加圧機構)25と、第2加圧機構(第2の加圧機構)26とを備えている。ここで、第1加圧機構25は、ブランケット6に動圧的に油膜を付与する、即ち、ブランケット6がシュー20に対して相対的に運動する事により、その間の潤滑油を引きずり込み油膜を形成し、流体潤滑を行う機構である。また、第2加圧機構26は、ブランケット6に静圧的に油膜を付与する、即ち、ブランケット6とシュー11間の隙間に潤滑油を圧送する事により油膜を形成し、流体潤滑を行う機構である。
第1加圧機構25は、装置幅方向へ延設されたピストンブロック15を備えている。ピストンブロック15の上面15aは、対向ロール4の回転中心4aに対向するように傾斜して形成されている。即ち、ピストンブロック15の上面15aの垂直上方に対向ロール4の回転中心4aが位置している。
また、溝部16にはピストン18が嵌挿されているとともに、ピストンブロック15の内部には、ピストン18の下面と溝部16の底部との間に加圧油を供給するための加圧油供給路17が形成されている。そして、この加圧油供給路17に外部から加圧油を供給することにより、ピストン18を上方向、即ち対向ロール4の回転中心4aへ向かう方向へ動作させるようになっている。
一方、第2加圧機構26は、装置幅方向へ延設されたピストンブロック8を備えている。ピストンブロック8の上面8aは、対向ロール4の回転中心4aに対向するように傾斜して形成されている。即ち、ピストンブロック8の上面8aの垂直上方に対向ロール4の回転中心4aが位置している。
また、溝部9にはピストンシュー(第2のシュー)11が嵌挿されているとともに、ピストンブロック8の内部には、ピストンシュー11の下面と溝部9の底部との間に加圧油を供給するための加圧油供給路10が形成されている。そして、この加圧油供給路10に外部から加圧油を供給することにより、ピストンシュー11を上方向、即ち対向ロール4の回転中心4aへ向かう方向へ動作させるようになっている。また、ここでは、鉛直線R0とピストンシュー11による加圧方向とのなす角度がθ2に設定されている。
本発明の第1実施形態にかかる抄紙機のシュープレス装置は、上述のごとく構成されているので、その紙走行方向(ブランケット6の回転方向又は対向ロール4の回転方向)における圧力プロファイルは、図2(a)及び図2(b)に示すような圧力プロファイルとなる。なお、図2(a)及び図2(b)中、G1はシュー20の紙走行方向上流側端部の位置、G2はシュー20の紙走行方向下流側端部の位置、G3はピストンシュー11の紙走行方向上流側端部の位置、G4はピストンシュー11の紙走行方向下流側端部の位置を示している。
さらに、ピストンシュー11による紙走行方向における加圧幅W1(図2参照)は、約75〜100mmであることが好ましい。このような加圧幅W1を有していれば、例えばコート原紙を加圧する場合に十分な圧力をかけ、湿紙1を圧密化することが可能である。
図4(a)および図4(b)は本発明の第2実施形態としての抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、その装置幅方向(紙面に垂直な方向)に直角な面で切断したときの断面図である。ここで、図4(b)は、図4(a)に示したシュープレス装置のシュー32の形状を変化させた変形例を示している。なお、図4(a)及び図4(b)において、前述した従来例及び第1実施形態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。また、図4(b)については、シューモジュール5のみを図示している。
本実施形態にかかる第2加圧機構26′は、第1加圧機構25と同じ動圧式の加圧機構となっている。具体的には、第2加圧機構26′は、装置幅方向へ延設されたピストンブロック8を備えている。ピストンブロック8の上面8aは、対向ロール4の回転中心4aに対向するように傾斜して形成されている。即ち、ピストンブロック8の上面8aの垂直上方に対向ロール4の回転中心4aが位置している。
また、溝部9にはピストン30が嵌挿されているとともに、ピストンブロック8の内部には、ピストン30の下面と溝部9の底部との間に加圧油を供給するための加圧油供給路10が形成されている。そして、この加圧油供給路10に外部から加圧油を供給することにより、ピストン30を上方向、即ち対向ロール4の回転中心4aへ向かう方向へ動作させるようになっている。
本発明の第2実施形態にかかる抄紙機のシュープレス装置は、上述のごとく構成されているので、第1加圧機構25のシュー20及び第2加圧機構26′のシュー32により、紙走行方向の上流側と下流側とで異なる圧力をかけることができ、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
図5は本発明の第3実施形態としての抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、その装置幅方向(紙面に垂直な方向)に直角な面で切断したときの断面図である。なお、図5において、前述した従来例及び第1実施形態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。
本実施形態にかかる加圧機構7′は、装置幅方向へ延設されたピストンブロック40を備えている。ここでは、ピストンブロック40は、対向ロール4の回転中心4aから鉛直下方へ引いた鉛直線R0上に配置されている。そして、ピストンブロック40の上面40aは、対向ロール4の回転中心4aに対向するように水平に形成されている。即ち、ピストンブロック40の上面40aの垂直上方方向の直線上に対向ロール4の回転中心4aとピストンバー44が位置している。ただし、ピストンブロック40とピストンバー44の位置関係は、第1実施形態と同様に対向ロール4の鉛直下方に限定されるものではない。
また、溝部41にはピストン43が嵌挿されているとともに、ピストンブロック40の内部には、ピストン43の下面と溝部41の底部との間に加圧油を供給するための加圧油供給路42が形成されている。そして、この加圧油供給路42に外部から加圧油を供給することにより、ピストン43を上方向、即ち対向ロール4の回転中心4aへ向かう方向へ動作させるようになっている。
さらに、シュー52の鉛直線R0よりもブランケット6の回転方向上流側の部分(シュー前半部)51aはベース部材45の上面に上記ボルト49により固定されているが、シュー52の鉛直線R0よりもブランケット6の回転方向下流側の部分(シュー後半部)51bはシュー前半部51aよりも厚みが薄く形成されている。また、シュー前半部51aとシュー後半部51bとの間の部分、即ちシュー52と鉛直線R0が交わる部分(連結部)51cは、シュー後半部51bの厚みよりもさらに薄く形成されており、シュー前半部51a及びシュー後半部51bよりも変形しやすくなっている。
また、本実施形態にかかるシュー52には、第1実施形態のような隙間22がないので、第1実施形態のように再湿量の僅かな増加も生じないという利点もある。
図6は本発明の第4実施形態としての抄紙機のシュープレス装置を説明するための図で、その装置幅方向(紙面に垂直な方向)に直角な面で切断したときの断面図である。なお、図6において、前述した従来例及び第1実施形態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。
本実施形態にかかる加圧機構7″は、装置幅方向へ延設されたピストンブロック40を備えている。ここでは、ピストンブロック40は、対向ロール4の回転中心4aから鉛直下方へ引いた(ピストン43による力の方向に平行に引いた)鉛直線R0上に配置されている。そして、ピストンブロック40の上面40aは、対向ロール4の回転中心4aに対向するように水平(ピストン43による力の方向に垂直)に形成されている。即ち、ピストンブロック40の上面40aの垂直上方に対向ロール4の回転中心4aが位置している。
また、溝部41にはピストン43が嵌挿されているとともに、ピストンブロック40の内部には、ピストン43の下面と溝部41の底部との間に加圧油を供給するための加圧油供給路42が形成されている。そして、この加圧油供給路42に外部から加圧油を供給することにより、ピストン43を上方向、即ち対向ロール4の回転中心4aへ向かう方向へ動作させるようになっている。
また、シュー52の鉛直線R0よりもブランケット6の回転方向下流側の部分(シュー後半部)51bの上面には、装置幅方向に亘って帯状に形成されたシュー溝部(凹部)54が形成されているとともに、シュー後半部51bの下面には突起部55が形成されている。また、シュー前半部51aとシュー後半部51bとの間の部分、即ちシュー52と鉛直線R0が交わる部分(連結部)51cは、シュー後半部51bの厚みよりもさらに薄く形成されており、シュー前半部51a及びシュー後半部51bよりも変形しやすくなっている。
また、本実施形態にかかるシュー52には、第1実施形態のような隙間22がないので、第1実施形態のように再湿量の僅かな増加も生じないという利点もある。
以上、本発明の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、上述した実施形態では、一例として、本シュープレス装置を抄紙機の脱水部に設けた場合について説明したが、本シュープレス装置は脱水部だけでなく、例えば、脱水部の下流側に設けられ、湿紙1の表面に光沢を与えるカレンダ部に適用することもできる。
さらに、上述した実施形態では、ニップ部の紙走行方向において2つの加圧領域に分割したが、さらに複数の加圧領域に分割してもよい。
2,3 フェルト
4 対向ロール(金属ロール)
4a 対向ロールの回転中心
5 シューモジュール
6 ブランケット
7,7′,7″ 加圧機構
8,15,40 ピストンブロック
8a,15a,40a ピストンブロックの上面
9,16,41,46,60 溝部
10 加圧油供給路
11 ピストンシュー(第2のシュー)
11a ピストンシューの上面
12 接続通路
13,54 シュー溝部
13a,54a シュー溝部の壁部
17,42,47,61 加圧油供給路
18,30,43,48 ピストン
19,31,44 ピストンバー
20,32,52 シュー(第1のシュー)
20a,32a,52a シューの上面
21 潤滑油噴射ノズル
22 隙間
25 第1加圧機構
26,26′ 第2加圧機構
45 ベース部材
45a ベース部材の上面
49 ボルト
51a シュー前半部
51b シュー後半部
51c 連結部
55 突起部
56 接続通路
100 加圧機構
101 ピストンブロック
101a ピストンブロックの上面
102,103 溝部
104,105 ピストン
106,107 加圧油供給路
108 ピストンバー
109 シュー
109a シューの上面
120 シューモジュール
Claims (7)
- 円筒形状のブランケットと該ブランケットの内部に装置幅方向に延設され該ブランケットを周外方向へ加圧する加圧機構とからなるシューモジュールと、該シューモジュールに対向して設けられ、該加圧機構により表面に該ブランケットが押圧される対向ロールとをそなえ、走行している湿紙を該シューモジュールと該対向ロールとのニップにより加圧する、抄紙機のシュープレス装置であって、
該加圧機構が、該湿紙走行方向において2つの加圧領域を有し、該加圧領域毎に個別に該ブランケットを加圧するように構成されており、
該湿紙走行方向の上流側の加圧領域では該ブランケットに動圧的に油膜が付与され、下流側の加圧領域では該ブランケットに静圧的に油膜が付与される
ことを特徴とする、抄紙機のシュープレス装置。 - 前記抄紙機の脱水部に設けられ、前記湿紙を2つのフェルトで挟んだ状態で前記シューモジュールと前記対向ロールとのニップで加圧する
ことを特徴とする、請求項1記載の抄紙機のシュープレス装置。 - 前記加圧機構が前記湿紙走行方向の上流側と下流側との2つに分割されているとともに、該分割された加圧機構がそれぞれ個別に前記ブランケットを加圧する
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の抄紙機のシュープレス装置。 - 前記分割された加圧機構の加圧領域間の隙間が50mm以下に設定されている
ことを特徴とする、請求項3記載の抄紙機のシュープレス装置。 - 前記分割された加圧機構がそれぞれ前記対向ロールの回転中心に向かって前記ブランケットを加圧する
ことを特徴とする、請求項3又は4記載の抄紙機のシュープレス装置。 - 前記加圧機構が前記湿紙走行方向の上流側と下流側との前記2つの加圧領域を有しているとともに、
該加圧機構の該2つの加圧領域の間の箇所が、該加圧機構の該2つの加圧領域の箇所よりも肉薄に形成されている
ことを特徴とする、請求項1記載の抄紙機のシュープレス装置。 - ブランケットの内部に装置幅方向に延設され該ブランケットを周外方向へ加圧する加圧機構を備えるシューモジュールと、該シューモジュールに対向して設けられ、該加圧機構により表面に該ブランケットが押圧される対向ロールとのニップにより、走行している湿紙を加圧する、紙の製造方法であって、
該加圧機構が、該湿紙走行方向において2つの加圧領域を形成し、該湿紙走行方向の上流側の加圧領域では該ブランケットに動圧的に油膜を付与し、下流側の加圧領域では該ブランケットに静圧的に油膜を付与し、該加圧領域毎に個別に該ブランケットを加圧して紙を製造する
ことを特徴とする、紙の製造方法。
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