JP5076715B2 - 汚れ抑制システム及び汚れ抑制方法 - Google Patents

Description

本発明は、抄紙装置に付着した汚れを抑制するシステム及び方法に関し、より詳しくは抄紙装置の乾燥部に付着した汚れを抑制するシステム及び方法に関する。

抄紙装置は一般に、原料を流出する紙料流出部（インレット）と、この紙料流出部から流出された原料を脱水する脱水部（ワイヤーパート）と、圧搾する圧搾部（プレスパート）とを備える。これら部を順次経ることで、原料の含水量が５０％程度にまで減少して、湿紙が形成される。また、抄紙装置は乾燥部（ドライヤーパート）を更に備えており、この乾燥部で湿紙が強力に乾燥させられることで、紙が作製される。

従来、抄紙装置では、紙に形成された孔や、紙に付着し又は抄き込まれた異物といった欠点が問題となっている。即ち、欠点が存在すると、紙の品質が低下するのみならず、断紙が誘発され、抄紙装置の稼動を停止せざるを得ない場合もある。

かかる欠点の大きな発生原因は、乾燥部に付着する汚れである。そこで乾燥部への汚れの付着を抑制するべく、ピッチコントロール剤、減粘剤、及び凝結剤等の薬剤が使用され、これらの成分として有用な所定構造のカチオン性ポリマーが開発されている（特許文献１参照）。
特開平６−３２９８６６号公報

乾燥部への汚れの付着を抑制する手段を講じる際には、乾燥部への汚れの付着状況を確認する必要がある。しかし、前述した抄紙装置では、乾燥部がフードによって覆われているので、抄紙装置の稼動時には乾燥部の汚れの付着状況を確認できない。そこで、乾燥部への汚れの付着状況の確認は、抄紙装置の稼動を停止してフードを取り外した状態で実施せざるを得ないため、生産性が低下する。

また、抄紙装置の稼動を停止させるとしても、停止頻度は１週間から２ヶ月ごとに一回のように低くならざるを得ない。換言すれば、１週間から２ヶ月といった長期間、乾燥部への汚れの付着状況を確認せずに抄紙装置を稼動させることになり、乾燥部への汚れの付着を充分に抑制することは困難である。

本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、抄紙装置の稼動を停止せずに乾燥部への汚れの付着を充分に抑制できる汚れ抑制システム及び汚れ抑制方法を提供することを目的とする。

（１） 湿紙を乾燥する乾燥部を備える抄紙装置について、前記乾燥部に付着した汚れを抑制する汚れ抑制システムであって、
前記乾燥部に付着した汚れを低減可能な低減手段と、
前記乾燥部に付着した汚れを検出する検出手段と、を備える抄紙システム。

（１）の発明によれば、検出手段を設けたので、乾燥部に汚れが付着すると、抄紙装置の稼動停止をしなくとも汚れが自動的に検出される。この検出は抄紙装置の稼動時にも逐次行われるため、検出結果に基づいて、手動又は自動に低減手段を適切に稼動させることで、乾燥部に付着した汚れを充分に抑制できる。

（２） 前記検出手段による検出結果に基づいて、前記低減手段を稼動させる制御手段を更に備える（１）記載の汚れ抑制システム。

（２）の発明によれば、制御手段を設けたので、検出結果に基づく低減手段の稼動が自動的に行われる。これにより、汚れ抑制の煩雑さを低減できる。

（３） 前記検出手段は、前記乾燥部に付着した汚れの程度を定量する定量手段を有し、
前記制御手段は、前記定量手段による定量値に応じて、前記低減手段の稼動状態を変動する変動手段を有する（２）記載の汚れ抑制システム。

（３）の発明によれば、低減手段の稼動状態が、定量値に応じて変動される。これにより、乾燥部に付着した汚れの程度に応じて、汚れを適切に抑制できる。また、必要以上に低減手段を稼動することが防止されるので、汚れ抑制システムの稼動コストを低減できる。

（４） 前記変動手段は、前記定量手段による定量値が所定値を超えたか否かを判定する判定手段と、前記定量値が前記所定値を超えたと判定された場合に前記低減手段を稼動させる稼動判断手段と、を有する（３）記載の汚れ抑制システム。

（４）の発明によれば、定量値が所定値を超えた場合にのみ、低減手段が稼動する。これにより、低減手段の稼動時間が低減されるので、汚れ抑制システムの稼動コストをより低減できる。ここで所定値は、紙に求められる所望の品質や稼動コスト等を考慮して、適宜設定されてよい。

（５） 湿紙を乾燥する乾燥部を備える抄紙装置について、前記乾燥部に付着した汚れを抑制する汚れ抑制方法であって、
前記乾燥部に付着した汚れを検出する検出手順と、
前記検出手順における検出結果に基づいて、前記乾燥部に付着した汚れを低減する低減手順と、を有する汚れ抑制方法。

（５）記載の汚れ抑制方法は、（２）記載の汚れ抑制システムを汚れ抑制方法として展開したものである。よって、（５）の発明によれば、（２）の発明と同様の効果が得られる。

（６） 前記検出手順は、前記乾燥部に付着した汚れの程度を定量する定量手順を有し、
前記低減手順は、前記定量手順における定量値に応じて、前記低減手順の条件を変動する変動手順を有する（５）記載の汚れ抑制方法。

（６）記載の汚れ抑制方法は、（３）記載の汚れ抑制システムを汚れ抑制方法として展開したものである。よって、（６）の発明によれば、（３）の発明と同様の効果が得られる。

（７） 前記変動手順は、前記定量手順における定量値が所定値を超えたか否かを判定する判定手順と、前記定量値が前記所定値を超えたと判定した場合に前記低減手順を実行する稼動判断手順と、を有する（６）記載の汚れ抑制方法。

（７）記載の汚れ抑制方法は、（４）記載の汚れ抑制システムを汚れ抑制方法として展開したものである。よって、（７）の発明によれば、（４）の発明と同様の効果が得られる。

（８） 湿紙を乾燥する乾燥部を備える抄紙装置について、前記乾燥部に付着した汚れを抑制する汚れ抑制方法であって、前記乾燥部に付着した汚れの有無を監視する監視手順を有する汚れ抑制方法。

（８）の発明によれば、乾燥部に付着した汚れの有無を監視し、この監視結果に基づいて、適切な汚れ抑制措置を順次行うことができる。よって、乾燥部への汚れの付着を充分に抑制できる。

本発明によれば、検出手段を設けたので、乾燥部に汚れが付着すると、抄紙装置の稼動停止をしなくとも汚れが自動的に検出される。この検出は抄紙装置の稼動時にも逐次行われるため、検出結果に基づいて、手動又は自動に低減手段を適切に稼動させることで、乾燥部に付着した汚れを充分に抑制できる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、第１実施形態以外の各実施形態の説明において、第１実施形態と共通するものについては、同一符号を付し、その説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る汚れ抑制システム１３を含む抄紙システム１０の概略構成図である。図１に示されるように、抄紙システム１０は、抄紙装置１１と、汚れ抑制システム１３とを備える。各構成要素について、以下詳細に説明する。

〔抄紙装置〕
抄紙装置１１は原料を紙へと加工する装置であって、上流から順に、原料貯留部２０、ウェット部３０、及び乾燥部４０を備える。

（原料貯留部）
原料貯留部２０は、原料及び適宜薬品の混合物を貯留し、ウェット部３０に移送する。具体的な原料としては、必要に応じて叩解されたパルプ繊維、及び填料、歩留まり向上剤、紙力向上剤、スライムコントロール剤、消泡剤、染料等の薬剤の混合物が挙げられる。

（ウェット部）
ウェット部３０は紙料流出部（インレット）３１を備え、この紙料流出部３１は、原料貯留部２０から移送された混合物を適切な濃度に希釈して紙料とする。そして、紙料流出部３１は紙料を脱水部（ワイヤーパート）３２の全幅に均一に噴出する。紙料流出部３１から噴出された時点の紙料は、通常９９％程度の含水量を有する。

脱水部３２は輪状の下ワイヤ３２４を備え、この下ワイヤ３２４は下ロール３２５の回転に伴って運動する。これにより、紙料流出部３１から噴出された紙料が下流方向（図１における左方向）へと搬送される。ここで、脱水部３２は上ロール３２３の回転に伴って運動する上ワイヤ３２１を更に備えており、この上ワイヤ３２１は紙料を挟んで下ワイヤ３２４と対向する。下ワイヤ３２４によって搬送された紙料はやがて上ワイヤ３２１及び下ワイヤ３２４に挟まれ、上下面均等に脱水された後、後述する圧搾部（プレスパート）３３へと搬送される。なお、上ワイヤ３２１の下方には受け皿３２６が設けられており、この受け皿３２６は脱水して落下する水を受け止める。また、脱水部３２から搬送された時点での紙料の含水量は、通常８０％程度となっている。

圧搾部３３は、上流から順に、第１圧搾ロール３３１、押出ロール３３３、及び第２圧搾ロール３３４を備え、第１圧搾ロール３３１は第１搬送ロール３３６と同期して回転することで第１圧搾ワイヤ３３５を運動させ、第２圧搾ロール３３４は第２搬送ロール３３８と同期して回転することで第２圧搾ワイヤ３３７を運動させる。これにより、圧搾部３３に搬送された紙が更に下流方向へと搬送される。

また、第１圧搾ロール３３１、押出ロール３３３、及び第２圧搾ロール３３４は、搬送方向に対して互い違いに配置されている。これにより、搬送される紙料は強制的に上下方向に伸ばされ、含有する水が搾り出される。その後、紙料は湿紙として乾燥部４０に搬送される。この時点での湿紙の含水量は通常５５％程度である。

（乾燥部）
乾燥部４０は、上流から順に、搬送方向に対して互い違いに配置された第１押ロール４１１、第１ドライヤーロール４１３、第２押ロール４１４、第２ドライヤーロール４１５、及び第３押ロール４１６を備え、これらが同期して回転することでカンバス４２を運動させる。湿紙はカンバス４２に沿って搬送され、強制的に上下方向に伸ばされることで、含有する水を搾り出される。第１ドライヤーロール４１３及び第２ドライヤーロール４１５を併せてドライヤーロール４１と称する。

また、加熱された第１ドライヤーロール４１３及び第２ドライヤーロール４１５の表面に湿紙が接触することで、湿紙中の水分が蒸発する。これにより、湿紙は急速に乾燥させられ、含水量５〜１０％の紙Ｐとなって搬出される。その後、紙Ｐは適宜更なる加工を施された後、製品として出荷されることになる。

なお、乾燥部４０は図示しないフードによって全体が覆われており、この状態では、外部から乾燥部４０の内部状態を観察することが困難である。

〔汚れ抑制システム〕
汚れ抑制システム１３は、低減手段としての低減部５０と、この低減部５０を制御する制御装置６０と、を備える。

（低減部）
低減部５０は抑制剤添加部５１及びロール清掃部５２を有する。抑制剤添加部５１は収容槽５１１を有し、この収容槽５１１には汚れの付着を抑制する抑制剤が収容されている。収容槽５１１は供給管５１５を介して原料貯留部２０に連通されており、この供給管５１５の途中には供給ポンプ５１３及び供給弁５１４が設けられている。供給弁５１４の開度及び供給ポンプ５１３の出力を調節することで、収容槽５１１から原料貯留部２０への抑制剤の供給量が変動する。

抑制剤は、抑制すべき汚れの質、程度等に応じて、公知のものから適宜選択されてよい。具体的には、ピッチコントロール剤（界面活性剤、溶剤、無機填料、酵素等）、シリコンオイル、石油炭化水素、酸コロイド、ポリマー（凝結剤、歩留剤、紙力剤等）、シリカ、ベントナイト等が挙げられる。

なお、本実施形態では、抑制剤が原料貯留部２０内部に供給されて原料と混合される内添方式を採用したが、これに限られず、紙料又は湿紙に噴霧等で直接供給する外添方式も採用できる。特に限定されないが、無機填料、酵素、ポリマー、シリカ、ベントナイトについては内添方式が好ましく、溶剤、シリコンオイル、酸コロイドについては外添方式が好ましい。外添方式を採用した場合、例えば、ドライヤーロール４１及びカンバス４２等の近傍に噴射ノズルを設ければよい。

ロール清掃部５２はスクレーパ５２１を有し、このスクレーパ５２１は第１ドライヤーロール４１３の表面に所定距離離れて対向する。第１ドライヤーロール４１３の表面に所定距離以上の厚みの汚れが付着すると、この汚れはスクレーパ５２１によって掻き取られて、第１ドライヤーロール４１３から除去される。

また、スクレーパ５２１には移動部５２３が接続されており、この移動部５２３はスクレーパ５２１を移動可能である。これにより、スクレーパ５２１を第１ドライヤーロール４１３の表面に対して接近離隔することができる。スクレーパ５２１を第１ドライヤーロール４１３の表面に接近させると、第１ドライヤーロール４１３上に付着した汚れがより多く除去される一方、スクレーパ５２１を第１ドライヤーロール４１３の表面から離隔させると、第１ドライヤーロール４１３上に付着した汚れがより少なく除去されることになる。

（制御装置）
制御装置６０は検出手段としての検出部６２を有し、この検出部６２は乾燥部４０の構成要素に付着した汚れを検出する。検出部６２は、撮影部６２１ａ，６２１ｂと、後述する定量手段としての定量部６２３と、を有する。

撮影部６２１ａはカンバス４２を撮影し、撮影部６２１ｂはスクレーパ５２１を撮影し、それぞれ撮影対象に付着した汚れを検出する（検出手順）。定量部６２３は検出された汚れの程度を定量し（定量手順）、定量値を判定部６１１へ送信する。ここで、汚れの程度の定量は、付着した汚れの質量、濃淡、面積又は体積のような量的特性を測定すること、あるいは汚れの組成、色調のような質的特性を、スコア化された等級に分類することで達成できる。

撮影部６２１は、撮影環境が暗所であることを考慮して、ＣＣＤカメラ、ファイバースコープ、赤外線カメラ等の視覚センサやレーザーセンサ等であることが好ましい。また、必要に応じて、撮影部６２１とともに光源、耐熱部材、耐塵装置を設けてもよい。

なお、撮影部６２１及び定量部６２３は、連続的に作動させてもよいし、断続的（例えば、１回／時間〜１回／週）に作動させてもよい。

図２は制御装置６０のブロック図である。制御部６１は、判定手段としての判定部６１１と、稼動判断手段としての稼動判断部６１３とを有する。判定部６１１は、定量部６２３から受信した定量値が所定値を超えたか否かを判定する。そして、稼動判断部６１３は、定量値が所定値を超えたと判定された場合に低減部５０を稼動させる。

具体的には、供給弁５１４を開放するとともに、供給ポンプ５１３を起動させ収容槽５１１から原料貯留部２０への抑制剤の供給を開始する。また、移動部５２３を起動して、スクレーパ５２１を第１ドライヤーロール４１３の表面に接近させる。このように、判定部６１１及び稼動判断部６１３は、定量部６２３による定量値に応じて、低減部５０の稼動状態を変動させており、変動手段を構成する。

以上の制御装置６０による制御を、図３を参照しながら説明する。なお、図３では便宜上、供給ポンプ５１３及び供給弁５１４の制御についてのみ説明する。

まず、稼動判断部６１３は、初期状態として供給弁５１４を閉止するとともに、供給ポンプ５１３を停止する（ＳＴ１０）。次に、判定部６１１は、定量部６２３からの定量値が所定値を超えるか否かを判定する（ＳＴ２０、判定手順）。この判定が”ＮＯ”であった場合には、ＳＴ２０を繰り返す。

ＳＴ２０での判定が”ＹＥＳ”であった場合、稼動判断部６１３が供給弁５１４を開放するとともに、供給ポンプ５１３を起動する（ＳＴ３０、稼動判断手順）。その後、再びＳＴ１０へと戻って、同様のステップを繰り返す。これにより、収容槽５１１に収容された抑制剤が原料貯留部２０へ供給され、原料貯留部２０内で紙料と混合された後、紙料流出部３１から噴出されることになる。なお、ＳＴ２０及びＳＴ３０は低減手順及び変動手順を構成する。

［作用効果］
本実施形態によれば、以下のような作用効果が得られる。

検出部６２を設けたので、乾燥部４０に汚れが付着すると、抄紙装置１１の稼動停止をしなくとも汚れが自動的に検出される。この検出は抄紙装置１１の稼動時にも逐次行われるため、検出結果に基づいて、手動又は自動に低減部５０を適切に稼動させることで、乾燥部４０に付着した汚れを充分に抑制できる。

制御部６１を設けたので、検出結果に基づく低減部５０の稼動が自動的に行われる。これにより、汚れ抑制の煩雑さを低減できる。

定量部６２３を設けたので、低減部５０の稼動状態が、定量値に応じて変動される。これにより、乾燥部４０に付着した汚れの程度に応じて、汚れを適切に抑制できる。また、必要以上に低減部５０を稼動することが防止されるので、汚れ抑制システム１３の稼動コストを低減できる。

判定部６１１及び稼動判断部６１３を設けたので、定量値が所定値を超えた場合にのみ、低減部５０が稼動する。これにより、低減部５０の稼動時間が低減されるので、汚れ抑制システム１３の稼動コストをより低減できる。

［変形例］
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

例えば、前記実施形態では、低減部５０を抑制剤添加部５１及びロール清掃部５２で構成したが、付着した汚れを高圧水又は圧縮空気によって吹き飛ばすような装置を設けてもよい。その他、カンバス４２にブラシを接触させる構成としてもよい。

また、前記実施形態では、稼動判断部６１３を設けて、定量値が所定値を超えた場合に低減部５０を稼動させる構成としたが、所定値に対する大小にかかわらず、定量値の絶対値に比例して低減部５０の稼動を調節してもよい。つまり、定量値の大きさに比例して、供給弁５１４の開度を調節するとともに、供給ポンプ５１３の出力を調節し、スクレーパ５２１及び第１ドライヤーロール４１３の表面の間隔を調節する。これによって、所定値以下の程度の汚れも必要且つ充分に抑制できる。

前記実施形態では、２個の撮影部６２１ａ，６２１ｂを設けたが、これに限られず、１個又は３個以上設けてもよい。例えば、撮影部を更に１個設け、この撮影部が第２ドライヤーロール４１５の表面を撮影する構成であってよい。撮影部の設置個数を増やすことで、欠点の発生確率を低減できる。

また、抑制剤の外添方式を採用する場合、前述した噴射ノズルが、ドライヤーロール４１及びカンバス４２の幅方向（図１における奥行方向）に移動可能としてよい。更に、検出部６２に汚れの付着位置を特定する位置特定手段としての位置特定部を設け、この位置特定部によって特定された位置に噴射ノズル移動させる供給位置調節手段としての供給位置調節部を制御部６１に設けてもよい。このように構成することで、汚れが付着した位置について重点的に抑制剤が供給され、少量の抑制剤で効果的に汚れの付着を抑制できる。

本発明の一実施形態に係る汚れ抑制システムの概略構成図である。 前記実施形態に係る汚れ抑制システムを構成する制御手段のブロック図である。 図２の制御手段のフローチャートである。

符号の説明

１０ 抄紙システム
１１ 抄紙装置
１３ 汚れ抑制システム
４０ 乾燥部
５０ 低減部（低減手段）
６１ 制御部（制御手段）
６１１ 判定部（判定手段）
６１３ 稼動判断部（稼動判断手段）
６２ 検出部（検出手段）
６２３ 定量部（定量手段）

Claims (4)

1. 湿紙を乾燥する乾燥部を備える抄紙装置について、前記乾燥部に付着した汚れを抑制する汚れ抑制システムであって、
   前記乾燥部にはロールが設けられ、
   前記ロールに付着した汚れを掻き取る掻取手段を有し、前記乾燥部に付着した汚れを低減可能な低減手段と、
   前記乾燥部に付着した汚れの程度を定量する定量手段と、
   前記定量手段による定量値が所定値を超えたか否かを判定する判定手段と、
   前記定量値が前記所定値を超えたと判定された場合に前記低減手段を稼動させる稼動判断手段と、
   を備え、
   前記掻取手段を前記ロールの表面に対して接近離隔可能な移動手段をさらに備え、
   前記稼動判断手段は、前記定量値が前記所定値を超えたと判定された場合、前記定量値に応じて前記移動手段を制御し、前記掻取手段の前記ロール表面に対する接近離隔の程度を変動させる汚れ抑制システム。
2. 前記乾燥部には、湿紙を搬送するカンバスが設けられ、
   前記低減手段は、汚れの付着を抑制する抑制剤を前記カンバス及び／又は前記ロールに供給する抑制剤供給手段を有し、
   前記稼動判断手段は、前記定量値が前記所定値を超えたか否かにかかわらず、前記定量値の大きさに比例して前記抑制剤供給手段の出力の程度を調整する、請求項１に記載の汚れ抑制システム。
3. 湿紙を乾燥する乾燥部を備える抄紙装置について、汚れ抑制システムを用いて前記乾燥部に付着した汚れを抑制する汚れ抑制方法であって、
   前記乾燥部にはロールが設けられ、
   前記汚れ抑制システムは、
   前記ロールに付着した汚れを掻き取る掻取手段を有し、前記乾燥部に付着した汚れを低減可能な低減手段と、
   前記掻取手段を前記ロールの表面に対して接近離隔可能な移動手段とを備え、
   前記汚れ抑制方法は、
   前記乾燥部に付着した汚れの程度を定量する定量手順と、
   前記定量手順における定量値が所定値を超えたか否かを判定する判定手順と、
   前記定量値が前記所定値を超えたと判定した場合に前記低減手段を実行する稼動判断手順と、
   を有し、
   前記稼動判断手順では、前記定量値が前記所定値を超えたと判定された場合、前記定量値に応じて前記移動手段を制御し、前記掻取手段の前記ロール表面に対する接近離隔の程度を変動させる汚れ抑制方法。
4. 前記乾燥部には、湿紙を搬送するカンバスが設けられ、
   前記低減手段は、汚れの付着を抑制する抑制剤を前記カンバス及び／又は前記ロールに供給する抑制剤供給手段を有し、
   前記稼動判断手順では、前記定量値が前記所定値を超えたか否かにかかわらず、前記定量値の大きさに比例して前記抑制剤供給手段の出力の程度を調整する、請求項３に記載の汚れ抑制方法。

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