JPH11293584A - 多孔質ウェブの連続乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多孔質ウェブの連続乾燥装置に関し、乾燥用
バンドの構成に工夫を凝らすことにより、連続運転した
場合でも多孔質ウェブの乾燥能力を維持できるようにす
る。 【解決手段】 乾燥ライン上を走行する多孔質ウェブ３
と、多孔質ウェブ３表面に接触支持し多孔質ウェブ３の
走行に同期して走行する乾燥用バンド４０と、多孔質ウ
ェブ３の乾燥用バンド４０と接触しない側の面を加熱す
る加熱手段１，２と、乾燥用バンド４０の多孔質ウェブ
３と接触しない側の面を冷却する冷却手段８，１１とを
そなえた多孔質ウェブの連続乾燥装置において、乾燥用
バンド４０内に液状水を透過せず水蒸気のみを透過する
機能性膜４２をそなえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上質紙、板紙など
の多孔質ウェブの連続乾燥装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来の多孔質ウェブの連続乾燥
装置を示す模式図である（特公平１−５６１９８号公報
から引用）。この装置では、図３に示すように、乾燥さ
れる紙あるいはシーツ等の多孔質ウェブ３とこの多孔質
ウェブ３を支持する多孔質バンド（乾燥フェルトまたは
ワイヤ）４とが、補助ワイヤ５と共に、まず、空気が吸
入ポンプで連続排気（矢印７参照）されている空気除去
チャンバ６に入り、空気除去処理を受けるようになって
いる。そして、その後、多孔質ウェブ３と多孔質バンド
４とは、良好な熱伝導性と空気非透過性とを有する円筒
表面１と金属バンド８とで挟持されながら乾燥処理され
るようになっている。

【０００３】ここで、上記の円筒表面１及び金属バンド
８は、それぞれ、多孔質ウェブ３をその全幅にわたって
取り囲んでいるもので、多孔質ウェブ３と接触している
側の円筒表面１は、円筒２内の加熱スペースの熱媒によ
って加熱されるようになっている。さらに、多孔質バン
ド４と接触している側の金属バンド８は、冷却スペース
１１を流れる液体によって冷却されるようになってい
る。

【０００４】このため、多孔質ウェブ３は円筒表面１を
介して加熱され、多孔質ウェブ３に含まれる水分は気化
して水蒸気となる。一方、多孔質バンド４は金属バンド
８を介して冷却されているので、多孔質ウェブ３から発
生した水蒸気は乾燥用バンド４内で凝縮して水になる。
こうして、多孔質ウェブ３に含まれた水（水分）は、外
部からの加熱及び冷却によって次第に除去されていき、
多孔質ウェブ３が連続的に乾燥されていくようになって
いる。

【０００５】また、多孔質バンド４は、円筒表面１と金
属バンド８との間を通過すると多孔質ウェブ３と分離
し、回転経路上にそなえられたサクションボックス１７
を通過するようになっている。このとき、多孔質バンド
４内に凝縮された水はサクションボックス１７において
除去されるようになっている。さらに、冷却スペース１
１は、支持梁１４によって支持されたフード１３とロー
ル９及び１０に対して、適当なシール１６ａ及び１６ｂ
を介してシールされるもので、この冷却スペース１１を
流れる冷却水１８は、その水圧により金属バンド８を加
圧しながら液供給口１２から供給されて液排出口１５か
ら排出されるようになっている。なお、１９は金属バン
ド搬送ロールである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
多孔質ウェブの連続乾燥装置では、多孔質ウェブ３に含
まれた水を多孔質バンド４により吸収し、さらに、多孔
質バンド４内に凝縮された水をサクションボックス１７
において除去することにより、連続して多孔質ウェブ３
を乾燥するようになっているが、必ずしもサクションボ
ックス１７において多孔質バンド４内の水を除去できる
とは限らない。この場合、多孔質バンド４の水分率は装
置の連続運転とともに徐々に増加していく。

【０００７】そして、多孔質バンド４の水分率がある一
定の割合に達すると、多孔質バンド４と多孔質ウェブ３
との間に、熱・物質平衡状態が形成されることになる。
つまり、多孔質ウェブ３から蒸発し多孔質バンド４で凝
縮することで多孔質ウェブ３から多孔質バンド４へ移動
した水が、再び、多孔質バンド４から多孔質ウェブ３へ
毛細管力により移動してしまうのである。このような平
衡状態においては、多孔質ウェブ３の乾燥速度は大きく
低下してしまう。

【０００８】また、多孔質ウェブ３は、円筒表面１，金
属バンド８に挟まれ加熱されている間は冷却スペース１
１を流れる冷却水１８の水圧により加圧されているが、
円筒２とロール１０とで形成されるニップから出ると
き、この加圧力から解放される。この時、多孔質ウェブ
３は、今までの圧縮された状態から元の厚さに復元しよ
うと膨張するが、同時に、多孔質ウェブ３の膨張にした
がい多孔質バンド４の水が多孔質ウェブ３に移動してし
まい、再び、多孔質ウェブ３に水分が含まれてしまう虞
がある。

【０００９】本発明はこのような課題に鑑み創案された
もので、乾燥用バンドの構成に工夫を凝らすことによ
り、連続運転した場合でも多孔質ウェブの乾燥能力を維
持できるようにした、多孔質ウェブの連続乾燥装置を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の多孔質ウェブの連続乾燥装置は、乾燥ライ
ン上を走行する多孔質ウェブと、該多孔質ウェブ表面に
接触支持し該多孔質ウェブの走行に同期して走行する乾
燥用バンドと、該多孔質ウェブの該乾燥用バンドと接触
しない側の面を加熱する加熱手段と、該乾燥用バンドの
該多孔質ウェブと接触しない側の面を冷却する冷却手段
とをそなえた多孔質ウェブの連続乾燥装置において、該
乾燥用バンド内に液状水を透過せず水蒸気のみを透過す
る機能性膜をそなえたことを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態とし
ての多孔質ウェブの連続乾燥装置にかかる乾燥用バンド
４０の構成を示すものであり、図１に示すように、乾燥
用バンド４０は、多孔質バンド４１，水蒸気透過膜（機
能性膜）４２，保護材４３から構成されている。

【００１２】多孔質バンド４１，保護材４３は、ともに
水及び空気を透過する材質で形成されたものであり、水
蒸気透過膜４２は、液状水は透過しないが水蒸気は透過
する機能を有した材質で形成された膜（機能性膜）であ
る。乾燥用バンド４０は、これらの多孔質バンド４１，
水蒸気透過膜４２，保護材４３を順に層状に重ね合わせ
て接着等により一体化して構成されたものである。

【００１３】このような乾燥用バンド４０を適用しうる
多孔質ウェブの連続乾燥装置は種々のものが考えられ、
例えば、前述の従来の多孔質ウェブの連続乾燥装置（図
３参照）にも適用しうる。この場合、従来の多孔質ウェ
ブの連続乾燥装置にかかる多孔質バンド４に換えて、本
乾燥用バンド４０を適用することになる。つまり、図３
を用いて説明すると、円筒表面１上のラインを走行する
多孔質ウェブ３の円筒表面１と接触しない側の面に本乾
燥用バンド４０を接触させ、多孔質ウェブ３と同期して
走行させるようにして、さらに、それに重ねて水及び空
気を透過しない金属バンド８を接触支持させて、円筒表
面１により多孔質ウェブ３を加熱するとともに、金属バ
ンド８を冷却することにより乾燥用バンド４０の多孔質
ウェブ３と接触しない側の面（即ち、保護材４３の外
面）を冷却しながら、多孔質ウェブ３を乾燥させるので
ある。

【００１４】なお、円筒表面１は、円筒２の内部から加
熱されるようになっており、円筒２および円筒表面１は
多孔質ウェブ３の一面（乾燥用バンド４０と接触しない
面）を加熱する加熱手段として機能する。また、円筒表
面１を加熱する手段としては、円筒２内に高温油等の熱
媒を流通させるものや、電気ヒータ，燃焼器等を用いる
ことができる。また、金属バンド８は、液供給口１２よ
り高圧の冷却水１８を冷却スペース１１へ供給して液排
出口１５から排出することにより、加圧されながら冷却
されるようになっている。つまり、冷却スペース１１，
冷却水１８及び金属バンド８は、乾燥用バンド４０の多
孔質ウェブ３と接触しない側の面（保護材４３の外面）
を冷却する冷却手段として機能する。また、高圧の冷却
水１８から冷却スペース１１のフードを支持するため、
冷却スペース１１の周囲には支持梁１４がそなえられ
る。

【００１５】本発明の第１実施形態としての多孔質ウェ
ブの連続乾燥装置は上述のように構成されているので、
以下のようにして多孔質ウェブの連続乾燥が行なわれ
る。なお、ここでは、図３に示す従来の多孔質ウェブの
連続乾燥装置に、図１に示す乾燥用バンド４０を適用す
ることで本多孔質ウェブの連続乾燥装置を構成した場合
について説明する。

【００１６】まず、多孔質ウェブ３は、多孔質ウェブ３
と同期して走行する乾燥用バンド４０と補助ワイヤ５と
共に空気除去チャンバ６に入る。この空気除去チャンバ
６では、多孔質ウェブ３，乾燥用バンド４０に含まれる
空気７が図示しない吸入ポンプで連続排気される。そし
て、空気除去処理された多孔質ウェブ３と乾燥用バンド
４０とは、円筒表面１と金属バンド８とに挟持される。
このとき、多孔質ウェブ３と接触している円筒表面１は
円筒２内の熱媒等によって加熱され、また、乾燥用バン
ド４０と接触している金属バンド８は、冷却スペース１
１を流れる冷却水１８によって加圧されるとともに冷却
されている。

【００１７】冷却水１８により加圧された金属バンド８
は、乾燥用バンド４０を介して多孔質ウェブ３を円筒表
面１に押しつける。このため、多孔質ウェブ３は円筒表
面（加熱手段）１により加熱され、多孔質ウェブ３の内
部に含まれる水は蒸発して水蒸気となる。多孔質ウェブ
３より発生した水蒸気は、多孔質ウェブ３に接触する乾
燥用バンド４０の多孔質バンド４１へ流れ込み、水蒸気
透過膜４２を通過して保護材４３まで達する。

【００１８】保護材４３には金属バンド８が接触してお
り、金属バンド８は、冷却スペース１１内を流通する冷
却水１８により冷却されることで冷却手段として機能し
て、乾燥用バンド４０を保護材４３の表面から冷却す
る。保護材４３に流れ込んだ水蒸気は、金属バンド８に
より冷却されて保護材４３の内部または金属バンド８の
表面で凝縮して水になる。この水蒸気の凝縮により、円
筒表面１と金属バンド８とで囲まれた閉空間内の水蒸気
圧は飽和蒸気圧に達してしまうことがなく、多孔質ウェ
ブ３に含まれる水の蒸発は連続して行なわれ、多孔質ウ
ェブ３は連続的に乾燥されていくのである。

【００１９】一方、多孔質ウェブ３の乾燥に伴い、乾燥
用バンド４０の保護材４３には多孔質ウェブ３から蒸発
した水蒸気が凝縮してできた水が溜まっていくことにな
る。しかしながら、保護材４３と多孔質バンド４１との
間にそなえられた水蒸気透過膜４２は、気体は透過する
が液体は透過しない機能を有しているため、保護材４３
で凝縮した水が多孔質バンド４１へ浸透することはな
い。つまり、多孔質バンド４１は乾燥状態に保たれるの
である。

【００２０】したがって、連続的に本多孔質ウェブの連
続乾燥装置を運転した場合でも、多孔質バンド４１にお
ける水分率は増加することはなく、多孔質バンド４１か
ら多孔質ウェブ３へ毛細管力に起因する液状水の移動が
生じることはない。また、円筒表面１，金属バンド８の
間で乾燥された多孔質ウェブ３は、円筒２とロール１０
とで形成されるニップから外部へ出るとき、冷却水１８
の加圧力から解放されるとともに乾燥用バンド４０と分
離する。この時、多孔質ウェブ３は、今までの圧縮され
た状態から元の厚さに復元しようと膨張するが、接触す
る乾燥用バンド４０の多孔質バンド４１には上述のよう
に水が含まれていないので、再び多孔質ウェブ３に水が
戻ってしまう虞はない。

【００２１】そして、多孔質ウェブ３，金属バンド８と
分離した乾燥用バンド４０は、回転経路上にそなえられ
たサクションボックス１７を通過する。このとき、乾燥
用バンド４０は、サクションボックス１７により多孔質
バンド４１側を真空脱水され、多孔質バンド４１に含ま
れている凝縮水が除去される。水分除去処理が行なわれ
た乾燥用バンド４０は、再び、多孔質ウェブ３と共に空
気除去チャンバ６に入り空気除去処理を受けた後、円筒
表面１と金属バンド８とに挟持され、連続して多孔質ウ
ェブ３の乾燥が行なわれる。

【００２２】このように、本多孔質ウェブの連続乾燥装
置によれば、多孔質バンド４１，水蒸気透過膜４２，保
護材４３を順に積層して一体化した乾燥用バンド４０を
用いているので、サクションボックス１７における水分
除去が完全でない場合でも、保護材４３に残留した水の
多孔質バンド４１側への移動は水蒸気透過膜４２により
遮られるため、多孔質バンド４１は乾燥状態に保たれ、
多孔質バンド４１と多孔質ウェブ３との間に熱・物質平
衡状態が形成されることはない。

【００２３】したがって、多孔質ウェブ３から乾燥用バ
ンド４０へ移動した水が、再び、乾燥用バンド４０から
多孔質ウェブ３へ毛細管力により移動してしまうことは
なく、これにより、多孔質ウェブ３の乾燥速度は低下せ
ず、乾燥能力を常に維持することができる利点がある。
また、多孔質ウェブ３が、円筒２とロール１０とで形成
されるニップから外部へ出る時、冷却水１８の加圧力か
ら解放されて今までの圧縮された状態から元の厚さに復
元しようと膨張するが、接触する乾燥用バンド４０の多
孔質バンド４１は上述のように乾燥した状態であるの
で、再び多孔質ウェブ３に水が戻ってしまうことがない
という利点もある。

【００２４】次に、本発明の第２実施形態としての多孔
質ウェブの連続乾燥装置について説明すると、図２は本
多孔質ウェブの連続乾燥装置にかかる乾燥用バンド５０
の構成を示すものである。図２に示すように、乾燥用バ
ンド５０は、水蒸気透過膜（機能性膜）５２，多孔質バ
ンド５１，保護材５３を順に層状に重ね合わせて接着等
により一体化して構成されたものである。

【００２５】このような乾燥用バンド５０が適用される
多孔質ウェブの連続乾燥装置としては、第１実施形態と
同様に、例えば、図３に示すような従来の多孔質ウェブ
の連続乾燥装置に適用することもでき、この場合、従来
の多孔質ウェブの連続乾燥装置にかかる多孔質バンド４
に換えて、本乾燥用バンド５０を適用することになる。

【００２６】本発明の第２実施形態としての多孔質ウェ
ブの連続乾燥装置は上述のように構成されているので、
図３に示す従来の多孔質ウェブの連続乾燥装置に、図２
に示す乾燥用バンド５０を適用することで本多孔質ウェ
ブの連続乾燥装置を構成した場合、多孔質ウェブ３より
発生した水蒸気は、多孔質ウェブ３に接触する乾燥用バ
ンド５０の水蒸気透過膜５２を通過し、多孔質バンド５
１に流れ込み、さらに保護材５３まで達する。

【００２７】保護材５３には金属バンド８が接触してお
り、この金属バンド８は冷却スペース１１内を流通する
冷却水１８により冷却されることで冷却手段として機能
し、乾燥用バンド５０を保護材５３の表面から冷却して
いるため、保護材５３に流れ込んだ水蒸気は、金属バン
ド８により冷却されて保護材５３及び多孔質バンド５１
の内部または金属バンド８の表面で凝縮して水になる。
この水蒸気の凝縮により、円筒表面１と金属バンド８と
で囲まれた閉空間内の水蒸気圧は飽和蒸気圧に達してし
まうことがなく、多孔質ウェブ３に含まれる水の蒸発は
連続して行なわれ、多孔質ウェブ３は連続的に乾燥され
ていく。

【００２８】一方、多孔質ウェブ３の乾燥に伴い、乾燥
用バンド５０の保護材５３及び多孔質バンド５１には多
孔質ウェブ３から蒸発した水蒸気が凝縮した水が溜まっ
ていくことになる。しかしながら、多孔質バンド５１と
多孔質ウェブ３との間にそなえられた水蒸気透過膜５２
は、気体は透過するが液体は透過しない機能性膜である
ため、多孔質バンド５１で凝縮した水が再び多孔質ウェ
ブ３へ浸透することはない。

【００２９】したがって、連続運転により、多孔質バン
ド５１及び保護材５３における水分率が増加した場合で
も、水蒸気透過膜５２により遮られ、多孔質バンド５１
から多孔質ウェブ３へ毛細管力に起因する液状水の移動
が生じることはない。また、円筒表面１，金属バンド８
との間で乾燥された多孔質ウェブ３は、円筒２とロール
１０とで形成されるニップから外部へ出るとき、冷却水
１８の加圧力から解放されるとともに乾燥用バンド５０
と分離する。この時、多孔質ウェブ３は、今までの圧縮
された状態から元の厚さに復元しようと膨張するが、多
孔質ウェブ３と多孔質バンド５１との間には水蒸気透過
膜５２がそなえられているので、再び、多孔質バンド５
１から多孔質ウェブ３へ水が戻ってしまう虞はない。

【００３０】このように、本多孔質ウェブの連続乾燥装
置によれば、水蒸気透過膜５２，多孔質バンド５１，保
護材５３を一体化した乾燥用バンド５０を用いているの
で、多孔質バンド５１，保護材５３に残留した水の多孔
質ウェブ３への移動は水蒸気透過膜５２により遮られ
る。このため、第１実施形態と同様に、多孔質ウェブ３
から乾燥用バンド５０へ移動した水が、再び、乾燥用バ
ンド５０から多孔質ウェブ３へ毛細管力により移動して
しまうことはなく、これにより、多孔質ウェブ３の乾燥
速度は低下せず、乾燥能力を常に維持することができる
利点がある。

【００３１】また、多孔質ウェブ３が、円筒２とロール
１０とから形成されるニップから外部へ出る時、冷却水
１８の加圧力から解放されて今までの圧縮された状態か
ら元の厚さに復元しようと膨張するが、多孔質ウェブ３
と多孔質バンド５１との間には水蒸気透過膜５２がそな
えられているので、膨張によって多孔質ウェブ３が多孔
質バンド５１の水を吸い込んでしまうことがないという
利点もある。

【００３２】なお、本発明の多孔質ウェブの連続乾燥装
置は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々変
形して実施することが可能であり、例えば、図３に示し
たような多孔質ウェブの連続乾燥装置のみならず、その
他の各種の多孔質ウェブの連続乾燥装置に本乾燥用バン
ド４０，５０を広く適用しうるものである。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の多孔質ウ
ェブの連続乾燥装置によれば、乾燥用バンド内に液状水
を透過せず水蒸気のみを透過する機能性膜がそなえられ
ているので、多孔質ウェブから蒸発して乾燥用バンドで
凝縮した水が、再び多孔質ウェブへ戻ることはなく、連
続して運転する場合でも多孔質ウェブの乾燥能力を維持
できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態としての多孔質ウェブの
連続乾燥装置にかかる乾燥用バンドの構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の第２実施形態としての多孔質ウェブの
連続乾燥装置にかかる乾燥用バンドの構成を示す図であ
る。

【図３】従来の多孔質ウェブの連続乾燥装置を示す模式
図である。

【符号の説明】

１ 円筒表面（加熱手段） ２ 円筒（加熱手段） ３ 多孔質ウェブ ４０，５０ 乾燥用バンド ４１，５１ 多孔質バンド ４２，５２ 水蒸気透過膜（機能性膜） ４３，５３ 保護材 ５ 補助ワイヤ ６ 空気除去チャンバ ７ 空気 ８ 金属バンド（冷却手段） ９，１０ ロール １１ 冷却スペース（冷却手段） １２ 液供給口 １３ フード １４ 支持梁 １５ 液排出口 １６ａ，１６ｂ シール １７ サクションボックス １８ 冷却水（冷却手段） １９ 金属バンド搬送ロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乾燥ライン上を走行する多孔質ウェブ
   と、該多孔質ウェブ表面に接触支持し該多孔質ウェブの
   走行に同期して走行する乾燥用バンドと、該多孔質ウェ
   ブの該乾燥用バンドと接触しない側の面を加熱する加熱
   手段と、該乾燥用バンドの該多孔質ウェブと接触しない
   側の面を冷却する冷却手段とをそなえた多孔質ウェブの
   連続乾燥装置において、 該乾燥用バンド内に液状水を透過せず水蒸気のみを透過
   する機能性膜をそなえたことを特徴とする、多孔質ウェ
   ブの連続乾燥装置。