JP5571957B2 - 湿紙搬送用ベルト - Google Patents
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Description
抄紙機には、オープンドローにて湿紙の受渡しを行うタイプのものがある。このオープンドロー抄紙機はベルトで湿紙を支持していない。その結果、湿紙の受渡し部分で紙切れなどが発生しやすいので、抄紙機の高速化が困難であった。
このため、近年は、クローズドドローにて湿紙の受渡しを行うタイプが主流になっている。このクローズドドロー抄紙機では、湿紙搬送用ベルトに湿紙を載置した状態で搬送して湿紙の受渡しを行う。その結果、抄紙機の高速化や作業の安定化が可能になる。
このようなクローズドドロー抄紙機において、湿紙は、ワイヤーパート、プレスパートおよびドライヤーパートの順に次々と受け渡されながら搬送される。プレスパートでは、湿紙は、湿紙搬送用ベルトで搬送されるとともにプレス装置で水分を搾り出され(搾水され)、その後、ドライヤーパートで乾燥される。
湿紙側層の表面から露出した親水性の繊維体が、湿紙からの水を保持するので、湿紙搬送用ベルトに湿紙を貼り付けて搬送する第1の機能が発揮される。また、繊維体の一部が湿紙側層の表面から露出しているので、次工程に湿紙を渡す際にこの湿紙をスムーズに離脱させる第2の機能が発揮される。
かかる材質の緯糸により、湿紙側バット層を構成する親水性繊維体の吸水作用によるベルト幅寸法の伸張を抑制することができる。
特許文献2に記載の湿紙搬送用ベルトでは、プレス部において加圧される際に下布(第2の製織布)のナックル(MD糸材に対するCMD糸材の浮き沈み)の形状が湿紙に転写され、湿紙に基布マークが生じ、紙質に悪影響を及ぼすことがあった。
上述の目的を達成するための、本発明にかかる湿紙搬送用ベルトは、親水性の繊維体を含んで湿紙側に配置される湿紙側層と、プレスロール側に配置される機械側層とを有するとともに内部に基布が設けられ、クローズドドロー抄紙機に使用されて前記湿紙を搬送するためのベルトである。
前記第1の製織布が機械方向(MD方向)糸材と機械横断方向(CMD方向)糸材とから製織され、前記MD方向糸材が紡績糸であり、前記CMD方向糸材が吸水率の小さい材質の糸であることを特徴とする。 また、本発明にかかる湿紙搬送用ベルトは、前記紡績糸が、ポリアミド、ポリエステル、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステルおよびポリエーテルケトンの1種類または複数種を含む、短繊維糸(スパン糸)または長繊維糸(フィラメント糸)、あるいは前記短繊維糸(スパン糸)と前記長繊維糸(フィラメント糸)とを撚り合わせた混繊糸で構成されており、また、前記CMD方向糸材が、ポリアミド、ポリエステル、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステルおよびポリエーテルケトンからなる群から選択された材質を1種類または複数種含む糸であることが好ましい。
2 クローズドドロー抄紙機
10 プレスロール
30 親水性繊維体
31 湿紙側層
32 機械側層
33,33a,33b 基布
34 第1の製織布
35 第2の製織布
36 緯糸
37 表面
W 湿紙
図1ないし図6は本発明を説明するための図である。図1は、本発明の湿紙搬送用ベルトを使用したクローズドドロー抄紙機の概略構成図である。
図1に示すように、紙の原料から水分を除去するクローズドドロー抄紙機(以下、抄紙機と記載)2は、ワイヤーパート(図示せず)と、プレスパート3と、ドライヤーパート4とを備えている。これらワイヤーパート、プレスパート3およびドライヤーパート4は、この工程順で湿紙Wの搬送方向(矢印B方向)に沿って配置されている。
湿紙Wは、ワイヤーパート、プレスパート3およびドライヤーパート4に次々と渡されながら搬送される。湿紙Wは、プレスパート3で搾水された後、最終的にはドライヤーパート4で乾燥される。湿紙搬送用ベルト(以下、ベルトと記載)1は、抄紙機2のプレスパート3に設けられて、湿紙Wを矢印B方向に搬送するのに使用される。
湿紙Wは、プレスフェルト5,6、ベルト1、ドライヤーファブリック7にそれぞれ支持されて、矢印B方向に搬送される。これらプレスフェルト5,6、ベルト1、ドライヤーファブリック7は、それぞれ無端状に構成された帯状体であり、ガイドローラ8で支持されている。
シュープレス機構13は、プレスロール10と、プレスロール10の上方(または、下方)に設けられたシュー9とを有している。シュープレス用ベルト11が、プレスロール10とシュー9との間に配置されて回転走行する。複数のシュープレス機構13を、湿紙Wの搬送方向(矢印B方向)に沿って直列に並べて配置することにより、抄紙機2のプレスパート3が構成される。
湿紙Wは、ワイヤーパート(図示せず)からプレスパート3に渡された後、プレスフェルト5からプレスフェルト6に渡される。そして、湿紙Wは、プレスフェルト6によりシュープレス機構13のプレス部12に搬送される。
プレス部12において、湿紙Wは、プレスフェルト6とベルト1とで挟持された状態で、シュープレス用ベルト11を介したシュー9と、プレスロール10とにより加圧される。その結果、湿紙W中の水分が搾水される。
プレスフェルト6は透水性が高く、ベルト1は透水性が低く構成されている。したがって、プレス部12において、湿紙W中の水分はプレスフェルト6に移行する。湿紙Wは、こうしてプレスパート3で搾水されるとともに表面が平滑化される。
しかし、ベルト1は透水性が低いので、その内部に水分を保持することは少ない。したがって、ベルト1から湿紙Wに水分が移行する再湿現象はほとんど発生せず、ベルト1は湿紙Wの平滑性の向上に寄与している。
プレス部12を通過した湿紙Wは、ベルト1により矢印Bに示す方向に搬送される。そして、湿紙Wは、サクションロール14に吸引され、ドライヤーファブリック7によりドライヤーパート4に搬送されて乾燥される。
ベルト1には、プレス部12を脱出した直後の湿紙Wを、積極的にベルト表面に貼り付ける第1の機能が要求される。また、ベルト1には、次工程(ここでは、ドライヤーパート4)との間で湿紙Wを受け渡す際に、湿紙Wをベルト1からスムーズに離脱(紙離れ)させる第2の機能も要求される。
図2は、本発明の第1の実施形態にかかるベルト1の断面図である。図3は、本発明の第2の実施形態にかかる湿紙搬送用ベルト1a(以下、ベルト1aと記載)の断面図で、図2相当図である。図4は、本発明の第3の実施形態にかかる湿紙搬送用ベルト1b(以下、ベルト1bと記載)の断面図で、図2相当図である。図5は、ベルト1,1a,1bの平面図である。
図1ないし図5において、ベルト1,1a,1bは、所定の機械横断方向(CMD方向)の寸法を有し、上面に湿紙Wが載置された状態で機械方向(MD方向)に走行するようになっている。
ベルト1,1a,1bは、親水性繊維体30を含んで湿紙W側に配置される湿紙側層31と、プレスロール10側に配置される機械側層32とを有している。ベルト1,1a,1b内部には、基布33,33a,33bが設けられている。基布33,33a,33bの両側に、湿紙側層31と機械側層32がそれぞれ配置されて、ベルト1,1a,1bは、全体として層状をなしている。
なお、親水性繊維体30における「親水性」とは、水分を引き寄せる性質および/または水分を保持する性質を指している。本発明では、「親水性」の特性を、JIS L0105(繊維製品の物理試験法通則)に記載された「公定水分率」で表す。
そして、親水性繊維体30の少なくとも一部が、湿紙側層31の表面37に露出している。ここで、「露出」とは、親水性繊維体30が湿紙側層31の表面37に表れている状態をさすものであり、親水性繊維体30が湿紙側層31の表面37から外方に突出しているか否かを問わない。図5は、湿紙側層31の表面37に、親水性繊維体30が露出した状態の一例を示したものであるが、この状態に限定されない。
ベルト1,1a,1bは、湿紙Wをベルト1,1a,1bに貼り付けて搬送する第1の機能と、次工程との間で湿紙Wを受渡す際に湿紙Wをスムーズに離脱させる第2の機能とを向上させるために、ベルト1,1a,1bの湿紙側層31に親水性繊維体30をニードルパンチで形成している。
高分子弾性体39としては、ウレタン、エポキシ、アクリルなどの熱硬化性樹脂、または、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの熱可塑性樹脂を適宜使用することができる。
ベルト1,1a,1bは、その通気性がゼロであるのが好ましいが、抄紙機2によっては、ベルト1,1a,1bに多少の通気性がある方がよい場合もある。この場合には、高分子弾性体39の含浸量を少なくしたり、湿紙側層31の表面37を研磨したり、連続気泡入りの高分子弾性体を使用すれば、所望の通気性が発揮される。
湿紙側バット層38は、ニードルパンチングにより基布33,33a,33bの湿紙側に絡合一体化されている。機械側バット層40は、基布33,33a,33bの機械側(プレスロール10側)に絡合一体化されている。なお、湿紙側バット層38を一体化させる手段と、機械側バット層40を一体化させる手段としては、ニードルパンチングの他に接着剤や静電気植毛などを用いて行うこともできる。
公定水分率が4.0%未満の繊維を用いた場合には、湿紙Wからの水分が十分に保持されなくなるので、ベルト1,1a,1bに湿紙Wを貼り付けて搬送する第1の機能を十分に発揮することができない。
親水性繊維体30として、繊維の表面に化学的な親水処理を施したものを使用することもできる。具体的には、マーセライズ加工、樹脂加工、電離放射線照射によるスパッタリング、グロー放電加工などを行なったものがある。
なお、親水処理を行う場合に、この親水処理を施されたモノフィラメントまたは紡績糸の水分が4〜5%になるように調湿した条件下で、水との接触角が30度以下であると、良好な結果を得ることができる。また、前記モノフィラメントまたは紡績糸の水分のパーセンテージは、(水/全体重量)×100の式で算出される。
その結果、湿紙側層31の表面37に、親水性繊維体30の少なくとも一部が露出することになる。したがって、ベルト1,1a,1bは、次工程に湿紙Wを渡す際に、湿紙Wをスムーズに離脱させる第2の機能を発揮する。
これとは別に、繊維体41としては、公定水分率の低いビニリデン(公定水分率0%)、ポリ塩化ビニル(同0%)、ポリエチレン(同0%)、ポリプロピレン(同0%)、ポリエステル(同0.4%)、芳香族ポリアミド(同0.4%)、ポリウレタン(同1.0%)、アクリル(同2.0%)などからなる繊維群の中から選択してもよい。
機械側バット層40はプレスロール10に接触するので、耐摩耗性に優れているナイロン繊維を主成分とし、他の繊維と混合したものを、機械側バット層40に使用することができる。
湿紙側層31を構成する湿紙側バット層38の坪量は、50〜1000g/m2の範囲で、機械側層32を構成する機械側バット層40の坪量は、0〜600g/m2の範囲で、それぞれ適宜設定するのが好ましい。
第1の製織布34と第2の製織布35は、一重織り、二重織りおよび三重織りのうちいずれかの組織を有している。
そして、第1製織布34がMD方向糸材42とCMD方向糸材36とから製織され、前記MD方向糸材42が紡績糸であり前記CMD方向糸材36が吸水率の小さい材質の糸である。
本発明では前記紡績糸が、ポリアミド、ポリエステル、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステルおよびポリエーテルケトンの1種類または複数種を含む短繊維で構成されているものである。すなわち上記材質の1種類を含む紡績糸であっても、または複数種を混綿してなる紡績糸であってもよい。または、スパン糸とフィラメント糸とを撚り合わせた混繊糸であってもよい。
実験装置20は、プレス部PPを形成する一対のプレスロールPR,PRと、プレスロールPR,PRに挟持されるプレスフェルトPFと、ベルト1,1a,1bとにより構成されている。
プレスフェルトPFとベルト1,1a,1bは、複数のガイドローラGRにより、一定の張力を保ちつつ支持されている。プレスフェルトPFとベルト1,1a,1bは、プレスロールPRの回転動作に従って連れ回りする。ドライヤーファブリックDFは、プレスフェルトPF、ベルト1,1a,1bと同様に、無端状に構成され、ガイドローラに支持されながら走行する。
1.基布33:
・上布(第1の製織布34)は、1/1一重織り組織(MD糸材はナイロンの紡績糸(スパン糸)1200dtex、CMD糸材はPETのモノフィラメント単糸1200dtex)で坪量200g/m2。
・下布(第2の製織布35)は、経二重織り組織(MD糸材はナイロンのモノフィラメント撚糸、CMD糸材はナイロンのモノフィラメント撚糸)で坪量400g/m2。
2.バット層:
湿紙側バット層38には、親水性繊維体30であるレーヨン繊維をニードルパンチで坪量600/m2で形成した。機械側バット層40には、ナイロン繊維をニードルパンチで坪量250/m2で形成した。
3.高分子弾性体39の含浸:
上述のようにして形成したニードルパンチ後のフェルトの湿紙側バット層に、ウレタン樹脂を含浸量500g/m2で含浸してから硬化した。
1.基布33a:
・上布(第1の製織布34)は、経二重織り組織(MD糸材はナイロンの紡績糸(フィラメント糸)1200dtex、CMD糸材はPETのモノフィラメント単糸1200dtex)で坪量400g/m2。
・下布(第2の製織布35)は、経三重織り組織(MD糸材はナイロンのモノフィラメント撚糸、CMD糸材はナイロンのモノフィラメント単糸)で坪量600g/m2。
2.バット層:実施例1と同じ。
3.高分子弾性体39の含浸:実施例1と同じ。
1.基布33b:
・上布(第1の製織布34)は、1/1一重織り組織(MD糸材はナイロンの紡績糸(スパン糸)1200dtex、CMD糸材はPETの単糸1200dtex)で坪量200g/m2。
・下布(第2の製織布35)は、経三重織り組織(MD糸材はナイロンのモノフィラメント撚糸、CMD糸材はナイロンのモノフィラメント単糸)で坪量600g/m2。
2.バット層:実施例1と同じ。
3.高分子弾性体39の含浸:実施例1と同じ。
1.基布:
・上布(湿紙側の製織布)は、1/1一重織り組織(MD糸材はナイロンのモノフィラメント撚糸1200dtex、CMD糸材はナイロンのモノフィラメント単糸1200dtex)で坪量200g/m2。
・下布(ロール側の製織布)は、経二重織り組織(MD糸材はナイロンのモノフィラメント撚糸、CMD糸材はナイロンのモノフィラメント撚糸)で坪量400g/m2。
2.バット層:実施例1と同じ。
3.高分子弾性体の含浸:実施例1と同じ。
1.基布:
・上布(湿紙側の製織布)は、経二重織り組織(MD糸材はナイロンのモノフィラメント撚糸1200dtex、CMD糸材はPETのモノフィラメント単糸1200dtex)で坪量400g/m2。
・下布(ロール側の製織布)は、経三重織り組織(MD糸材はナイロンのモノフィラメント撚糸、CMD糸材はナイロンのモノフィラメント撚糸)で坪量600g/m2。
2.バット層:実施例1と同じ。
3.高分子弾性体の含浸:実施例1と同じ。
投影機による観察・・実験後の製紙を投影機に配置し透視して観察する。下布(第2の製織布35)のナックルの形状が見えるものは基布マークありとする。
また、比較例2では寸法変化は少ないが、基布マークが見られることから総合評価としては不良とした。
また、比較例1〜2にかかる湿紙搬送用ベルトにより得られた製紙は基布マークが現れているのに対して、実施例1〜3にかかるベルトでは基布マークが見えず、本発明の効果が現れている。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (6)
- 親水性の繊維体および高分子弾性体を含んで湿紙側に配置される湿紙側層と、プレスロール側に配置される機械側層とを有するとともに内部に基布が設けられ、クローズドドロー抄紙機に使用されて前記湿紙を搬送するための湿紙搬送用ベルトであって、
前記基布は、前記湿紙側に配置される第1の製織布と、前記プレスロール側に配置される第2の製織布とを積層して構成され、
前記第1の製織布が機械方向糸材と機械横断方向糸材とから製織され、
前記機械方向糸材が、スパン糸またはスパン糸とフィラメント糸とを撚り合わせた混繊糸であり、
前記機械横断方向糸材が、ポリアミド、ポリエステル、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステルおよびポリエーテルケトンからなる群から選択された材質を1種類または複数種含む糸である、前記湿紙搬送用ベルト。 - 前記機械方向糸材が、ポリアミド、ポリエステル、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステルおよびポリエーテルケトンの1種類または複数種を含むスパン糸で構成される、請求項1に記載の湿紙搬送用ベルト。
- 前記機械方向糸材が、ポリアミド、ポリエステル、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステルおよびポリエーテルケトンの1種類または複数種を含むスパン糸と、ポリアミド、ポリエステル、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステルおよびポリエーテルケトンの1種類または複数種を含むフィラメント糸とを撚り合わせた混繊糸である、請求項1に記載の湿紙搬送用ベルト。
- 第1の製織布は一重織りで、第2の製織布は二重織りである、請求項1〜3のいずれかに記載の湿紙搬送用ベルト。
- 第1の製織布は二重織りで、第2の製織布は三重織りである、請求項1〜3のいずれかに記載の湿紙搬送用ベルト。
- 第1の製織布は一重織りで、第2の製織布は三重織りである、請求項1〜3のいずれかに記載の湿紙搬送用ベルト。
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