JPH0625991A - 脈動式シート作成方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルプスラリーから実機に近い評価を行なえ
る脈動式のシート作成方法と装置を提案すること 【構成】 パルプスラリーをジャー１内に設けたワイヤ
ースクリーン２で濾過してその濾液を下方に用意した間
歇的に大気圧以上の圧力と真空圧とが交互に作用する収
集ビン１０に収集し、該ワイヤースクリーン上でパルプ
スラリー中の繊維のシートを作成する方法に於いて、該
ワイヤースクリーンの下方から収集ビンまでの濾液の流
通経路を気密に繋ぎそこにパルプスラリーの濾過開始前
に予め液体を充填しておく 【効果】 脈動が確実に伝えられて実際の抄紙機で作成
されるシートに近いシートを実験的に作成でき、この作
成の際に実機の濾水性に近い評価を行なえる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パルプスラリーの濾水
性の測定や、填料・微細繊維等の歩留りの測定のため或
いは紙の物性の評価のためにパルプスラリーを濾過して
シートを作成する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】紙の製造工程に於いてパルプスラリーの
濾水性や歩留りの測定は、抄紙機械の進歩、歩留り向上
剤、抄紙原料の多様化などにより益々重要性を増してき
ている。また、それらの原料によって抄紙されたシート
の物性を事前に評価することも重要なことである。これ
らの測定を行なうには実験室的にパルプスラリーを濾過
したり、シートを作成することにより行なわれる。然る
に、抄紙機械の走行性の尺度になる濾水性やワンパスリ
テンションなどの測定装置に関してはあまり改良がなさ
れず、従来と殆ど変らない装置で測定しているのが実情
である。従来の測定装置で測定した濾水性や歩留りの測
定値は、実機に於ける抄紙工程の濾水性や歩留りの傾向
と異なる事がしばしば起るため試験法として信頼性に乏
しく、実機の実情を反映するような測定法や装置の開発
が待たれていた。また、紙の物性を調べるために実験室
的に手抄きシートを作成する場合、ＪＩＳに規定される
パルプ試験用手抄き紙調整方法によって作成しており、
この方法で作成されたシートの紙層構造は、実機のシー
トとは程遠いものであった。

【０００３】即ち、長網タイプに代表される抄紙機で
は、微細繊維や填料などの微細物質、紙力増強剤やサイ
ズ剤などの内添薬品を含むパルプスラリーは、高速で走
行するワイヤースクリーン（以下、ワイヤーという）の
上に0.1〜1％濃度のスラリーとしてヘッドボックスより
所定量流される。スラリー中の水は、ワイヤーを介して
填料や微細繊維と共に白水として脱水される。ワイヤー
はテーブルロールやハイドロフォイル（以下、フォイル
という）に支持されながら走行するが、ワイヤー上のス
ラリーはワイヤーメッシュからヘッド差による脱水と、
テーブルロールやフォイルによる減圧作用によって脱水
される。しかし、テーブルロールやフォイルは、ワイヤ
ー上のスラリーに対し減圧作用ばかりでなく、加圧器と
しても作用する。即ち、ワイヤー上のスラリーがワイヤ
ーに乗ってテーブルロールに近付くと、ワイヤー下の半
脱水状の白水が該ロールとワイヤーの間に挟まれて加圧
される。即ち、脱水が一時的に停止し、かえって白水が
ワイヤーを通してスラリー中に逆流し、スラリーは加圧
され持上げられる。換言すれば、１本のテーブルロール
は、加圧と減圧の作用をワイヤー上のスラリーに対して
及ぼし、脱水の効果はテーブルロールの直径や、走行ス
ピード、スラリー濃度によって異なる。脱水の初期段階
に於いては、ワイヤー上のスラリー濃度は低く、マット
の形成も殆どないため微細物質はワイヤーから抜けやす
い。或る程度脱水が進むと、ワイヤー上にマットが形成
されるが、形成されたマットはテーブルロールやフォイ
ルによって紙層が破壊され、一部はスラリーに再分散さ
れ、同時に水の通路を作る。次の減圧脱水過程で、スラ
リー中の水は、加圧作用によって作られた水の通路を通
ってスラリー中の微細繊維や填料を伴って脱水され、い
わゆる白水となる。マットの形成が或る程度進むと、ス
ラリーの性質に応じて微細繊維や填料などは効率良く長
繊維を主体としたマットに吸着される。そのため、実機
のシートにおける填料分布は、ワイヤー面側が少なくフ
ェルト面側が多くなっている。以上のように、実際の抄
紙機では、加圧作用と減圧作用が繰り返しパルプスラリ
ーに作用し、スラリーの濾水性や歩留りはウエットエン
ドケミストリーに応じて複雑に挙動する。

【０００４】従来、一般的に用いられているスラリーの
濾水性は、カナディアン標準型濾水度試験器に代表され
るような、静的な状態で実験し測定した値で評価してい
るのが普通であったが、実機の濾水性に近付けるための
改良がなされ、また、シートの作成までを行なう装置と
してワイヤー上のスラリーを強力に回転する攪拌翼で攪
拌しながら脱水し、シートを作成する動的濾水性試験器
や動的シート作成装置が開発された。その装置の１例と
して動的シート作成装置を図１に示すが、この装置は、
円筒容器ａの上方が攪拌機ｂにより回転される攪拌翼ｃ
と内壁面に邪魔板ｄを備えたジャーｅに構成され、その
下方が加圧空気の導入口ｆと空気の排気口ｇを備えた濾
液収集ビンｈに構成されており、該ジャーｅと濾液収集
ビンｈの間にワイヤーｉが設けられている。これで濾水
性を測定する場合、加圧空気を導入口ｆより吹き込ん
で、パルプスラリーがワイヤーｉから漏れないように加
圧したのちジャーｅの内部に所定量のパルプスラリーを
注入し、加圧空気の泡によりパルプスラリーを攪乱さ
せ、同時に該攪拌翼ｃを回転させ、バルブの切換え操作
により濾液収集ビンｈに加圧と減圧を交互に与えながら
パルプスラリーを濾過する。そして濾過の時間から濾水
性を評価し、収集ビンｈに収集された濾液のＳＳ分の量
を測定してリテンションを評価する。しかしながら、こ
の装置によって測定した値はばらつきが大きく、実機の
濾水性や微細物質などの歩留りを評価するには不充分で
あり、また、実用的なシートの作成は出来なかった。

【０００５】また、手抄きシートについてもＪＩＳに規
定されている作成方法は、スラリー濃度が0.01〜0.03％
と非常に薄く、ヘッド差も標準的な手抄きシートでは11
5cmもあり、最低でも常時80cmあり、実機の脱水条件と
大幅に異なる。脱水も静的なものであり、出来上がった
シートは当然実機のシートと異なる紙層構造となる。そ
のため手抄きシートも、実機を反映した紙層構造を持つ
ような、実機シミュレーション型の装置で作成したシー
トの要望が高まっていたが、それに該当するような簡便
な実験装置はなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、抄紙機
の高速化、原料や填料および内添薬品などの多様化に伴
い、パルプスラリーの濾水性や、ワンパスリテンション
およびリテンションエイドの評価が益々重要な課題とな
ってきており、また填料の分布や微細物質の分布などの
紙層構造が実機に近い手抄きシートの作成法の要求も高
い。また、上記のように、長網マシンはテーブルロール
やフォイルによる加圧、減圧が脈動的に繰り返されてお
り、実機の水切れ性等は改良された動的濾水性試験器で
も信頼性のある評価ができなかった。更に、現在のリテ
ンションや濾水性及びシートを評価するための装置で
は、シート物性等を評価するためのシートの作成は難し
く、濾水性の測定と紙の物性の評価のためのシートの作
成は別々に行なっているのが現状であり、しかもシート
の作成条件は実機と非常に異なっているため、実際のシ
ートの紙層構造を反映するものにはほど遠かった。濾水
性の測定や濾液の収集ばかりでなく、シート物性評価の
ための実機をシミュレートしたシートの作成を実験室レ
ベルで同時に行なえれば、各種薬品や填料などを加えた
ときのスラリーの濾水性やリテンションの評価ばかりで
なく、地合特性や強度特性を始め、填料の分布などのシ
ート特性が実機のシートに近いもので測定でき、今後の
抄紙に於けるウエットエンドケミストリーの研究開発に
便利である。

【０００７】本発明の目的は、実機に近い評価を行な
え、上記課題の解決と上記要望を同時に満足させるシー
ト作成方法と装置を提案することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記の目的
を達成するため、攪拌したパルプスラリーをジャー内に
設けたワイヤーで濾過してその濾液を下方に用意した間
歇的に大気圧以上の圧力と真空圧が交互に作用する収集
ビンに収集し、該ワイヤー上でパルプスラリー中の繊維
のマットを作成する方法に於いて、該ワイヤーの下方か
ら収集ビンまでの濾液の流通経路を気密に構成してそこ
にパルプスラリーの濾過開始前に予め液体を充填してお
くようにした。

【０００９】この方法は、パルプスラリーを攪拌する攪
拌槽をワイヤーを備えたジャーの上方に設け、該ワイヤ
ーを介して流下する濾液を該ジャーの下方の間歇的に加
圧、減圧が作用した収集ビンに受容して該ワイヤー上に
パルプスラリー中の繊維のマットを作成する装置に於い
て、該ジャーのワイヤーの下方の部分を漏斗に構成して
該漏斗内と収集ビン内とを導管で気密に連結することに
より好都合に実施される。

【００１０】

【作用】供試されるパルプスラリーは、ジャー内とは別
の場所で攪拌された後、該ジャー内に供給される。その
ため該ジャー内のパルプスラリーは、攪拌機による遠心
力を受けることなく該ジャー内のワイヤーで濾過され、
この濾過中に収集ビンに大気圧以上の圧力と真空圧を交
互に作用させ、その脈動をワイヤーを介してパルプスラ
リーに伝達し、パルプスラリーは脈動的に加圧及び脱水
され、その濾液が該収集ビンに収集される。この場合、
パルプスラリー中の繊維や微細物質は該ワイヤーに捕捉
されてマット状に堆積するが、該濾液の収集ビンまでの
通過経路が気密な細い導管で繋がれており、そこには予
め液体が充填されているため、収集ビンに作用する加圧
と減圧が、マットの堆積が進行する間中、予め水を満た
した導管を介してワイヤー全面に伝わるため、実機に近
い脈動状態で脱水とマットの作成が行なえる。従って、
例えば、その濾液の濾過時間の測定値からパルプスラリ
ーの実機における濾水性を近似的に知ることが出来る。
しかしながら、前記した従来の動的濾水試験機は、攪拌
機によってパルプスラリーを攪拌しながら測定するた
め、パルプスラリーは回転による遠心力を受け、実機の
挙動とは程遠い作用を受ける。また脈動は本発明と同じ
く空気圧によって行なっているが、液体を介してワイヤ
ー部に圧力を伝達するものではなく、空気圧の変動を直
接ワイヤー部へ伝える形式であったので、脈動をコント
ロールすることが難しく、実機を想定したようなシミュ
レーションを行なうことが出来なかった。

【００１１】また、本発明の装置では、予め液体を漏斗
の上部に位置するワイヤーに接するように入れてあるた
め、供試するパルプスラリーをジャーに注入した時、パ
ルプスラリー中の繊維が該ワイヤーのメッシュに刺さり
目詰まりを起こすことが少なくなる。また、該ジャーの
該ワイヤーの下方の部分を漏斗に構成して該漏斗内と収
集ビン内とを細い導管で連結したので、予め充填した液
体は、必要最小限にすることが出来、収集ビンに収集す
る濾液の合計量を少なくすることが出来る。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づき説明すると、
図２に於いて符号１は内部に金網状のワイヤー２を着脱
自在に設けた上端開放の円筒状のジャーを示し、該ジャ
ー１の内部上方に攪拌槽３を設ける。該攪拌槽３の内部
には、その内壁に固定した邪魔板４と攪拌機５の回転す
る攪拌翼６とが設けられ、該攪拌槽３の上方の開口から
パルプスラリーが注入される。該攪拌槽３の底部には、
コック７を有する流入管８が設けられ、該コック７の開
弁でパルプスラリーがジャー１内へ流下する。該ジャー
１のワイヤー２の下方には漏斗９が設けられ、該漏斗９
の低部から下方の気密の収集ビン１０内へ連通する途中
にコック１１を備えた導管１２が設けられる。該導管１
２の周囲にはゴム栓２６等を施して気密に取り付けるも
のとし、長さや直径の異なる各種寸法の導管１２に交換
できるように該導管１１の取り付け部が構成される。該
漏斗９内と導管１２の内部は、濾水性の測定やマットの
作成に先立ち水等の液体で満たされる。

【００１３】該収集ビン１０の底部は、収集した濾液を
取り出すための漏斗状に形成され、その低部にコック１
３を有する排出管１４を設けた。また、該収集ビン１０
には接続管１５を介して脈動装置１６を接続し、該収集
ビン１０内を大気圧以上の圧力と真空圧とに制御する。
該脈動装置１６は、オンオフタイマー１７により制御さ
れた三方電磁弁１８を介してボンベやコンプレッサーの
加圧装置１９と真空ポンプ２０とに交互に接続される構
成を有し、収集ビン１０内の圧力を検出するための圧力
センサー２１とレコーダー２２を接続管１５に設けるよ
うにした。２３は真空ポンプ２０の真空圧を調整する調
整弁、２４は加圧装置１９からの圧力を調整する調整弁
である。尚、収集ビン１０内の圧力を大気圧と適当な加
圧とによって脈動させる場合には、該真空ポンプ２０を
設ける必要はなく、調整弁２３の接続口を大気に開放し
ておくだけでよい。

【００１４】また、該攪拌槽３の流入管８の出口に小孔
を多数形成した傘型の分配板２５を設け、該流入管８か
ら流出するパルプスラリーがワイヤー２に直接衝突しな
いように、またできるだけ均一にワイヤー２上に分散す
るようにした。

【００１５】攪拌槽３内に入れたパルプスラリーは攪拌
翼６により適当な剪断力を受けて攪拌され、この際に填
料、内添薬品、リテンションエイド等が投入される。こ
の攪拌によって剪断されたパルプスラリーは、濾水性や
歩留りの測定の試料として用意され、流入管８のコック
７を開き、一気にジャー１内に流下させる。尚、攪拌槽
３は高い精度を必要とする実験には重要な装置である
が、一般的な実験には攪拌槽３の代りにパルプスラリー
の攪拌をＪＩＳ Ｐ 8209に規定されている多孔板かき
混ぜ機に準じたかき混ぜ器によって攪拌してもよく、ま
た、家庭用のミキサー等で攪拌したのちに該ジャー１に
投入、供試してもよい。

【００１６】該ジャー１の下方の漏斗９の容量と、該漏
斗９に水等の液体を満たすことは、濾水性などの実験を
行なう上で重要な条件となる。即ち、該漏斗９内に液体
が満たされていないと、脱水したときパルプなどにより
ワイヤースクリーン２が目詰まりを起こすため、濾水性
や歩留りの測定値のバラツキが大きくなり、信頼性の高
いデータが得られない。しかし該漏斗９内を１００％液
体で満たす必要はなく、９０％以上水で満たされている
ときにはデータのバラツキは少なくなり、信頼性の高い
データが得られる。該漏斗９の容量は制約されるもので
はないが、小さい方が後でＳＳ分を測定する時に好まし
い。

【００１７】パルプスラリーからの濾液を収集ビン１０
へ導く該漏斗９の下方の導管１２の内部も液体で満たさ
れるが、この導管１２の太さや長さに特に制限はなく、
好ましくは内径３〜１０mm程度、長さはパルプスラリー
をジャー１に投入したときの液面から収集ビン入口まで
の高さ（ヘッド差＝水柱）を決める重要な要素であり、
これによって濾過流量が決まるが、脱水時間等によって
適当に設定される。該導管１２の長さを調節することに
より、またオリフィスを設けその開度を調節することに
よっても濾液の流量の調節が可能になる。該導管１２の
途中に透明部を設け、そこを通過する濾液の透明度を測
定することによって、経時的な濾液のＳＳ分の変化を計
測することができる。

【００１８】該収集ビン１０は濾液を収容できる程度の
大きさでよいが、その容量が大きすぎると内部の空気が
緩衝材になって脈動装置１６からの制御された空気圧の
応答性が悪くなるので好ましくない。また、該排出管１
４は任意のもので、これのないときはゴム栓２６を外し
て濾液を移し替えてもよい。枝分れした導管に夫々コッ
クを設け、これらの先端部に収集ビンを接続することに
より、経時的に濾液を収集することもできる。

【００１９】該三方電磁弁１８は、オンオフタイマー１
７によりオン時間とオフ時間が任意に制御され、実施例
ではオフ時に真空ポンプ２０を接続管１５に接続し、オ
ン時に加圧ポンプ等の加圧装置１９を接続管１５に接続
する作動を行なうようにした。該加圧装置１９の圧力の
設定は、オンオフタイマー１７をオンにし、漏斗９の導
管１２のコック１１を閉じて収集ビン１０を閉鎖状態に
し、三方電磁弁１８を介して加圧装置１９を収集ビン１
０に接続する。そして、圧力センサー２１を見ながら加
圧装置１９の調整弁２４を調節して所望の圧力に調節す
る。この圧力調節後、オンオフタイマー１７のオン時間
を設定する。同じように真空ポンプ２０を三方電磁弁１
８をオフ状態にして圧力センサー２１を見ながら調整弁
２３を調整し、所望の真空圧に調節したのちオフ時間の
設定を行なう。

【００２０】以上が本発明の装置の構成であり、以下に
本装置を使用して、濾水性と歩留り及びシートの作成の
方法について説明する。装置の大きさは本発明を制限す
るものではないが、説明上、ジャー１の直径を１００mm
φ、攪拌槽３の直径を５０mmφとする。

【００２１】本発明の装置では、実機に使用しているス
ラリー濃度の大半をカバーできる。即ち、通常、実機の
スラリー濃度は0.1〜1.0％であり、0.3％前後が一般的
である。そこで、実機にシミュレートしたスラリー濃度
が0.3％（これはカナディアン標準型濾水度試験器で測
定するときのパルプスラリー濃度と同じ濃度である）
で、歩留りが100％のとき、乾燥秤量が95.5ｇ／ｍ²（パ
ルプスラリー容量として250ccに相当する）になるシー
トについて説明する。

【００２２】(1) 条件の設定 本発明の一つの特徴は、実機に近い脱水方法を実験的に
行なえることである。即ち、テーブルロールやフォイル
によって、スラリーが交互に繰り返し脈動的に受ける加
圧・減圧を実験室的にシミュレートできることである。
種々の実機を想定した実験を行なうとき、抄速やワイヤ
ーの長さ、テーブルロールの太さや本数等によって、パ
ルプスラリーが脱水されるまでの時間や脈動回数が異な
る。そのために、シミュレーションする条件を設定し、
その条件に合う脈動条件を設定する。脈動条件の設定
は、実機を想定した条件で行ない、例えば、抄紙機のワ
イヤーパートの長さが30ｍで、抄速が600ｍ／minなら、
３秒間で脱水する。その時のテーブルロールとフォイル
の合計が20個なら、３秒間で減圧・加圧の脈動回数が20
回となるように脈動装置１６を設定する。その設定方法
は前記した通りである。尚、加圧時間と減圧時間の比を
例えば１対２に設定することも可能であり、この場合、
加圧時間を0.05秒、減圧時間を0.1秒に設定する。

【００２３】(2) 収集ビン内の圧力の設定 脈動装置１６の設定が終わったら、脈動装置１６を動か
し、収集ビン１０内の圧力を圧力センサー２１で確認す
る。圧力は脈動的に変化するため、圧力センサー２１の
応答値をレコーダー２２に記録しておくと後の解析が容
易となる。次にスラリーと同量の清水（約250ｃｃ＝水
柱32ｍｍ）を用いて、脈動装置１６の設定値に於ける脱
水時間を測定し、脱水時間が設定時間（例えば３秒前
後）になることを確認する。この時も該漏斗９と導管１
２には清水を予め満たした状態で脱水時間を測定する。
もし、設定時間に脱水できないときには、加圧・減圧の
条件を設定時間で脱水できるように再調整する。実際の
パルプスラリーを脱水するとパルプスラリーの配合条件
によって、脱水時間が許容限度以上に長くなることがあ
り、こうした場合、実験の目的によっては脱水条件を再
調整するか、場合によってはオリフィスの開度や導管１
２の長さを調節することによってできる。該導管１２の
長さを長くすると短時間で脱水でき、短くすると長い時
間が必要になる。脈動装置の設定が終ったら、漏斗９と
導管１２には清水を満たしておく。漏斗９には前記した
ようにその容積の90％以上に清水を満たしておけばよい
が、実験誤差を少なくし、また濾液の取扱いを一様にす
るために、ほぼ100％清水を満たしておく方がよい。

【００２４】(3) スラリーの攪拌 0.3％濃度のスラリーの絶乾秤量95.5ｇ／ｍ²は、スラリ
ーの重量として31.8ｋｇ必要であり、水柱高さに換算す
ると、31.8ｍｍに相当する（秤量が低くなると、水柱高
さも比例して低くなる。）が、100ｍｍφの円筒なら250
ｃｃに相当する。このスラリーを50ｍｍφの攪拌槽３に
入れると、水柱高さは４倍の127.2ｍｍになり、攪拌の
ための充分な高さになる。そして実験計画に基づき設定
した回転数と回転時間で攪拌機３により攪拌する。

【００２５】(4) パルプスラリーのジャー１への供給 所定の条件の攪拌が終ったら、流入管８のコック７を開
いて一気にスラリーをジャー１内へ流下させる。スラリ
ーがワイヤー２に直接衝突すると、スラリー中の繊維が
該ワイヤー２のメッシュに刺さり、目詰まりの原因にな
るが、これは分配板２５を設けることで防止できる。ワ
イヤー２の材質や織り方などは実験目的に合わせ自由に
選択できる。

【００２６】(5) 濾水時間の測定 攪拌槽３からジャー１内に一気にスラリーを流下させた
後、直ちに導管１２のコック１３を開く。これによりス
ラリー中の水がワイヤー２で濾過され、脱水される。脱
水の終了は、ワイヤー２上に形成されたマットの水切れ
状態で判定する。脱水の瞬間から水切れまでをストップ
ウオッチで計測し、濾水時間とする。

【００２７】(6) マットの回収 脱水の終了後オンオフタイマー１７を切り、三方電磁弁
１８をオフ状態にし、コック１１を閉にして収集ビン１
０内の真空度を高め、一定の真空度に達したらコック１
１を一気に開にし、ワイヤー２上に形成されたマットの
水分を充分吸引する。この操作は、実機に設けられる真
空ボックスを想定した操作であり、マットの実験誤差を
少なくすることにもつながる。次にジャー１内から該マ
ットをワイヤー２と共に取りだし、該マットの質量を測
定する。このマットの質量は、脱水性の指標となる。こ
の後、該マットの水分を濾紙とローラーで除去したのち
ワイヤー２から剥がし、ＪＩＳの手抄きシート作成法に
準じて処理し手抄きシートとする。乾燥調湿後のシート
は、強度や地合測定などのシート物性評価や灰分測定お
よび電子線分析によるシート中の填料分布などの測定に
供される。

【００２８】(7) 濾液の回収と歩留まり測定 収集ビン１０に集められた濾液を排出管１４のコック１
３を開いて別のビンに移し、ＳＳ分の測定などの濾液分
析用試料とする。ＳＳ分の測定から歩留まりを算出す
る。

【００２９】以上の操作に於いて、脈動装置１６の設定
を変更したり、導管１２の長さを変えることによって、
実機の走行速度や脈動回数に応じたきめ細かい実験を行
なえる。また、パルプスラリーの攪拌は、該ジャー１と
別の場所で行なうため、パルプスラリーは充分に攪拌で
き、しかも攪拌槽３とワイヤー２は離れているので、攪
拌による渦流で繊維がワイヤーのメッシュを目詰りさせ
ることも防止できる。次に本発明によるシートと図１に
準じた動的濾水性試験器（ＤＤＪという）で作成された
シートの比較試験を行なった。本発明の場合は図２に示
す装置を使用した。本発明の場合もＤＤＪの場合も共に
ジャー及び収集ビンは同寸法で、共に攪拌機を備えてい
る。しかし本発明の場合は、攪拌機と攪拌槽がジャーと
別個にあり、またワイヤーの下方に清水を満たした漏斗
と導管が設けられている。この比較試験で想定した実機
の条件は、抄速が500ｍ／分、ワイヤーパートの長さが3
0ｍ、テーブルロールは100cm間隔で30本、脱水時間は3.
6秒（清水を脱水したとき）、脈動数は（加圧時間＋減
圧時間）＝0.12秒／１サイクル、パルプスラリー濃度が
0.3％、歩留り100％のときの絶乾秤量は95.5ｇ／ｍ²で
ある。尚測定データでは、本発明による測定値をＪＰＲ
Ｉとして表した。

【００３０】試験例 １ バージンのユーカリパルプ（ＬＢＫＰ）をＰＦ１ミルで
１万回叩解したあとの150メッシュオンの長繊維と、段
ボール古紙の150メッシュパスの微細繊維とが配合され
たパルプを用いて攪拌の影響を実験した。脈動条件は加
圧が790mmHg、減圧が760mmHgとした。分配板は試験例３
に記載したものを使用した。尚、パルプスラリーの攪拌
は、本発明もＤＤＪによる場合も1000rpmで２分間行な
ったのち、濾過のための供試サンプルとした。試験は微
細繊維の配合量を変えて４回行なった。その結果は表１
の通りである。

【００３１】

【表１】

【００３２】これより分かるように、攪拌をジャー内で
行なったＤＤＪの場合は、シートの厚さのＲ（バラツ
キ）が非常に大きく、特に微細繊維が増えるに従ってＲ
が大きくなっている。この原因は、攪拌によりパルプの
長繊維がジャーの円筒の真中あたりに集まって厚くな
り、密度の高い微細繊維や填料が周辺部に集まり薄くな
ったためであり、このようにバラツキの大きいシートで
は、シート物性などの測定用シートとしては使えない。
それに対し、本発明によるシートは均一性がよく、測定
用に使用できる。また、ＤＤＪのシートは白色度のバラ
ツキが大きく、攪拌翼の中心部が白く周辺部がねずみ色
になっており、微細繊維が偏在したことを示している。
データには示してないが、ＤＤＪのシートの白色度は表
裏差においても差が大きく、裏（ワイヤー側）の白色度
の方が低い。これに対し、本発明によるシートは、白色
度のバラツキは小さく、表裏差も少なく、微細繊維は均
一に分布している。従って、本発明の装置はパルプスラ
リーに充分な剪断力（攪拌）を与えたのち、脈動しなが
ら、脱水するため均質なシートが容易に作成できる。

【００３３】試験例 ２ ワイヤーの下方から収集ビンまでの濾液の流通経路を漏
斗と導管で気密に構成してそこにパルプスラリーの濾過
開始前に予め液体を充填しておくことが本発明の特徴で
あるが、この構成が結果に及ぼす影響を漏斗内に予め水
を満たしているか否かにより比較検討した。パルプ配合
は試験例１の場合と同様である。本発明の装置では、導
管１２に内径が10mmφのフレキシブルホース（長さ170m
m）を使用し、漏斗と導管内を水で満たした（これらの
容積は約200ccであった）。加圧・減圧の条件などは試
験例１と同様である。漏斗に水を満たさないで行なった
試験では、ワイヤーの下方には収集ビンの容量を含め約
３リットルの空間があるが、その他は本発明と同様に脈
動させながら試験を行なった。試験の結果は表２の通り
であった。

【００３４】

【表２】

【００３５】漏斗と導管を水で満たさない条件（ＤＤ
Ｊ）で本発明と同じように、脈動させながら脱水を行な
った実験では、コック１１を閉にしたのちビーカーでパ
ルプスラリーをジャー内に注ぐと、ワイヤーにパルプス
ラリー中の繊維が明らかにつき刺さったための目詰りが
起こり、同時にパルプスラリーの一部はその注入直後に
ワイヤーから漏れ出した。また、次にコック１１を開に
するとワイヤーを介してパルプスラリー内に気泡が発生
するため、収集ビン内の内圧を下げて脱水しても脱水時
間のコントロールが難かしく、しかも地合不良となり均
質なシートの作成はできなかった。しかしながら、本発
明のようにワイヤーの下方に漏斗９と細い導管１２を設
け、そこに予め液体を充填しておくことで均質なシート
の作成が可能になる。

【００３６】試験例 ３ 図２に示す構成で分配板２５の有無の影響を試験した。
該分配板２５は図２の場合、内径が80mm、高さ10mmの逆
漏斗型で、5mmの穴径の穴を約40個均等に分散させて開
孔されている。パルプスラリー、攪拌条件などは試験例
１の場合と同様である。試験結果は表３の通りであっ
た。

【００３７】

【表３】

【００３８】分配板２５が無い場合、攪拌槽３からジャ
ー１内にパルプスラリーが流下するとき、ワイヤー２に
パルプが刺さり目詰りを起こす（この現象は漏斗に水を
満たしていないときに顕著に起る）。目詰りを起こした
部分（コック７の真下の部分）は、マットが薄くなり、
マットをワイヤー２から剥がすときマットの一部が該ワ
イヤー２上に残り、マットの地合を乱し、均質なシート
の作成が出来なかった。分配板２５を設けた場合、攪拌
槽３から流下したパルプスラリーは、スムースにワイヤ
ー２上に平均的に広がり、目詰りのない良好なシートが
得られた。

【００３９】試験例 ４ 図２の構成で導管１２の長さの影響を試験した。試験例
１の微細繊維の配合のないパルプスラリーを使用した。
脈動の条件は、加圧が790mmHgで0.1秒、減圧が760mmHg
で0.05秒間に設定した。その他の条件は試験例１の場合
と同様である。その結果は表４の通りである。

【００４０】

【表４】

【００４１】表４の導管の長さとは、パルプスラリー25
0ccをジャー１に注入したときの液面と収集ビン１０に
達する導管１２の先端までの高さを表す。また、差圧と
は、大気圧と収集ビン１０の内部の圧との差であるが、
差圧と脱水時間との相関は高い。脱水時間は導管１２の
長さの伸縮によりコントロールすることが出来る。即
ち、導管１２を短くすると差圧が小さくなり、脱水時間
が長くなり、導管を短くすると差圧が高くなり脱水時間
は短くなる。尚、導管を伸縮したときの清水量の影響
は、導管１２の径が10mmφならば、長さを１cm延ばすこ
とは約0.8ｃｃ、長さ10cmでも８ｃｃ弱の水に相当し、
その程度の清水の増減で微妙な脱水時間を制御できる。

【００４２】試験例 ５ 本発明の装置によりリテンションエイドを使用して、脈
動の有無による濾水性（脱水時間）の差を検討した。パ
ルプスラリーの配合は試験例１の場合と同じであるが、
填料として炭酸カルシウムを対パルプ100％で内添し
た。その他の条件は試験例１と同様に設定した。脈動の
条件は、加圧が780mmHgで0.04秒、減圧が680mmHgでo.03
秒である。リテンションエイドはカチオン系高分子を使
用し、その添加量を対パルプで0.025％、0.05％、0.1％
に変えて試験した。その他の条件は試験例１と同様に設
定した。その結果は表５の通りである。

【００４３】

【表５】

【００４４】脈動がある時はリテンションエイドを加え
るに従って脱水時間が短くなっており、効果が認められ
るが、脈動の無いときは脱水時間に差が認められなかっ
た。従って、脈動を与えた方が脱水時間（濾水性）を精
度良く測定することができる。またシートの灰分は、リ
テンションエイドを加えないときには、脈動なしの方が
歩留りが悪いが、リテンションエイドを内添すると逆に
脈動有りの方が歩留まりが悪くなることを示しており、
脈動の有無により紙層形成の過程が異なることを示唆し
ている。

【００４５】試験例 ６ 試験例５の炭酸カルシウムに変えて、二酸化チタンをパ
ルプに対し20％内添した他は、試験例５と同様の条件で
試験した。その結果、濾水性や歩留まりは、実施例５と
同様な傾向を示した。これにより得られたシートのＺ方
向に於ける填料の分布をＸ線マイクロアナライザーによ
って分析したところ、図３に見られるように、脈動を与
えながら濾過したシートの填料の分布は、ワイヤー側の
面とその反対側の面とで略同じ程度の分布量を示してい
るが、脈動の無い濾過で作成したシートはワイヤー側の
面の方が填料分布が多くなっている。長網抄紙機におけ
る填料分布は、一般的にワイヤー側の面の方がその反対
側の面よりも少なくなる傾向を示すが、ＪＩＳ法による
手抄きシートでは逆にワイヤー側の面で多くなる。この
試験によれば、脈動を与えた方が実機に近い填料分布の
シートを実験的に作成できることが確認できた。

【００４６】以上の試験例１〜６は、手抄きシートの作
成までを考慮に入れて試験を行なっているが、パルプス
ラリーの濾水性や歩留りのみの評価を行なうなら、試験
例に準じた方法で試験できる。即ち、試験例１〜６はシ
ート作成までを意図しているため、パルプスラリーの投
入量を250ccで行なっているが、濾水性の評価試験なら1
000〜2000ccのパルプスラリーを投入することが出来、
より精度の高い評価実験が可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明の方法では、パルプ
スラリーを間歇的に大気圧以上の圧力と真空圧とが交互
に作用する収集ビンに収集し、ワイヤースクリーン上に
パルプのシートを作成する方法に於いて、該ワイヤース
クリーンの下方から収集ビンまでの濾液の流通経路を気
密に構成してそこにパルプスラリーの濾過開始前に予め
液体を充填しておくようにしたので、脈動が確実に伝え
られて実際の抄紙機で作成されるシートに近いシートを
実験的に作成でき、この作成の際に実機の濾水性に近い
評価を行なえ、また本発明の装置によれば上記の方法を
好都合に実施でき、実機の各種条件に応じた実験を行な
える等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の動的濾水性試験器（ＤＤＪ）の説明図

【図２】 本発明の装置の説明図

【図３】 本発明により作成したシートのＸ線マイクロ
アナライザによる分析図

【符号の説明】

１ ジャー ２ ワイヤースクリーン ３
攪拌槽 ５ 攪拌機 ９ 漏斗 １０
収集ビン １１ コック １２ 導管 １６
脈動装置 ２５ 分配板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルプスラリーをジャー内に設けたワイ
   ヤースクリーンで濾過して、その濾液を下方に用意した
   間歇的に大気圧以上の圧力と真空圧とが交互に作用する
   収集ビンに収集し、該パルプスラリー中の繊維から該ワ
   イヤースクリーン上にマットを形成して手抄きシートを
   作成する方法に於いて、該ワイヤースクリーンの下方か
   ら収集ビンまでの濾液の流通経路を気密に繋ぎ、そこに
   パルプスラリーの濾過開始前に予め液体を充填しておく
   ことを特徴とする脈動式シートの作成方法。
2. 【請求項２】 パルプスラリーをジャー内に設けたワイ
   ヤースクリーンで濾過して、その濾液を下方に用意した
   間歇的に大気圧以上の圧力と真空圧とが交互に作用する
   収集ビンに収集し、パルプスラリー中の繊維から該ワイ
   ヤースクリーン上にマットを形成して手抄きシートを作
   成する装置に於いて、該ジャーのワイヤースクリーンの
   下方の部分を漏斗に構成して該漏斗内と収集ビン内とを
   気密に細い導管で連結したことを特徴とする脈動式シー
   ト作成装置。
3. 【請求項３】 上記導管はその長さが可変できることを
   特徴とする請求項２に記載の脈動式シート作成装置。
4. 【請求項４】 パルプスラリーを攪拌する攪拌槽を、ワ
   イヤースクリーンを備えたジャーの上方に設け、該攪拌
   槽は攪拌機の回転翼と邪魔板とを備え、該攪拌槽の底部
   にコックを備えた排出管を有することを特徴とする請求
   項２に記載の脈動式シート作成装置。
5. 【請求項５】 上記ワイヤースクリーンの上方に多孔の
   傘状の分配板を設けたことを特徴とする請求項２に記載
   の脈動式シート作成装置。