WO2021235381A1 - 薬液の吹付け方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method of spraying a chemical solution, and more particularly to a method of spraying the chemical solution when spraying the chemical solution onto the canvas of a paper machine.
- a paper machine for producing paper is equipped with a dry part for heating and drying wet paper.
- the wet paper is supplied to the dry part, the wet paper is conveyed while being pressed against the surface of the dryer roll by the canvas. Then, the wet paper will be dried by the dryer roll.
- the applicant puts the nozzle devices arranged at regular intervals in a state where the dryer roll for guiding the wet paper is rotated along the rail extending in the width direction of the dryer roll.
- Patent Document 4 is an invention of a method of spraying a chemical solution on a dryer roll having a relatively short contact time with wet paper. Although it is possible to use this for the canvas, the spraying method described in Patent Document 4 is sufficient for the canvas when the time of contact with the wet paper is relatively long as in the present invention. It cannot be said that it can be solved.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and for a canvas having a contact time Tc of 0.03 seconds or more with wet paper, a chemical solution is applied to the surface of the canvas while reciprocating the nozzle device in the width direction. It is an object of the present invention to provide a method for spraying a chemical solution capable of imparting a sufficient amount of the chemical solution as uniformly as possible and leaving a sufficient amount of the chemical solution.
- the present inventors have diligently studied to solve the above problems, and found that the amount of the chemical solution sprayed, the time required for the nozzle device to move one way Tn, the traveling speed of the cambus Vp, the length of the cambus K, and the number of contacts N.
- We have found that the above-mentioned problems can be solved by identifying and adjusting them so as to satisfy a certain relationship within the range, and have completed the present invention.
- a chemical solution is blown onto a loop-shaped canvas in a side view while the nozzle device is reciprocated along a rail extending in the width direction of the canvas. It is a method of spraying the chemical solution to be applied, in which the canvas is guided by the dryer roll in contact with the wet paper and then guided by the canvas roll in a state of being separated from the wet paper.
- the contact time Tc is 0.03 seconds or more
- the time Tn required for the nozzle device to move one way is 1 to 20 minutes
- the traveling speed Vp of the canvas is 500 m / min or more
- the length of the canvas is 0.03 seconds or more
- N (Tn ⁇ Vp) / K
- a method of spraying a chemical solution which satisfies the above-mentioned relationship, has a contact frequency N of 50 to 150 times, and has a chemical solution spraying amount of 0.1 to 500 mg / m 2 as an active ingredient amount.
- the canvas roll has an outer canvas roll located outside the canvas and an inner canvas roll located inside the canvas, and the first outer canvas roll after the canvas is separated from the wet paper.
- the average moving speed Va of the nozzle device is 0.5 to 6 m / min
- the paper width R of the wet paper is 5 to 13 m
- the average moving speed Va, the paper width R and the time Tn are determined.
- Tn R / Va
- the nozzle device sprays the chemical solution onto the canvas in a fan shape that spreads in the width direction in the front view, and the spray width of the chemical solution instantaneously sprayed by the nozzle device on the canvas is 1.5 to 15 cm.
- the method for spraying the chemical solution according to any one of (1) to (3) above.
- the present invention resides in (5) the method for spraying a chemical solution according to any one of (1) to (4) above, wherein the wet paper contains 50% by mass or more of used paper pulp.
- the present invention is an anticontamination agent composition containing (6) a chemical solution containing at least one selected from the group consisting of amino-modified silicone oil, epoxy-modified silicone oil, polyether-modified silicone oil, polybutene, vegetable oil and synthetic ester oil.
- a chemical solution containing at least one selected from the group consisting of amino-modified silicone oil, epoxy-modified silicone oil, polyether-modified silicone oil, polybutene, vegetable oil and synthetic ester oil.
- the material of the cambus is polyethylene
- the absolute value of the zeta potential of the chemical solution is 3 to 100 mV
- the chemical solution is sprayed under the temperature conditions of 30 to 130 degrees. It exists in the method of spraying a chemical solution according to any one of (6).
- the productivity is improved and the paper product can be manufactured at a lower cost. ..
- the time Tc in contact with the wet paper of the cambus is 0.03 seconds or more, the amount of the chemical liquid sprayed, the time Tn required for the nozzle device to move one way, and any point on the surface of the cambus.
- the nozzle device sprays the chemical solution onto the canvas after the canvas separates from the wet paper and before it comes into contact with the first outer canvas roll. It is possible to transfer the chemical solution to the outer canvas roll that is in contact with the front side (the side that comes into contact with the wet paper). As a result, the effect based on the chemical solution can be imparted to the outer canvas roll. Since the transfer of the drug solution to the outer canvas roll is saturated, such transfer does not occur, so that a sufficient amount of the drug solution can remain on the surface of the canvas.
- the method of spraying the chemical solution of the present invention by setting the average moving speed Va of the nozzle device within the above range, stable spraying of the chemical solution by the nozzle device becomes possible, and the paper width R of the wet paper is within the above range. By doing so, the effect of the present invention can be surely exhibited. Further, since the time Tn required for the nozzle device to move one way can be calculated from the average moving speed Va and the paper width R of the wet paper, for example, even if the paper width changes due to the setup change of the wet paper. By adjusting the moving speed of the nozzle device and the like, it is possible to leave a sufficient amount of chemical solution on the surface of the canvas.
- the nozzle device sprays the chemical solution onto the canvas in a fan shape that spreads in the width direction in the front view, and the spray width of the chemical solution instantaneously sprayed by the nozzle device in the canvas is within the above range.
- the amount of the wet paper that absorbs the chemical solution tends to be large, so that the effect of the present invention is further enhanced. Can be demonstrated.
- the chemical solution contains at least one selected from the group consisting of amino-modified silicone oil, epoxy-modified silicone oil, polyether-modified silicone oil, polybutene, vegetable oil and synthetic ester oil to prevent contamination.
- the agent composition it is possible to prevent the paper dust and pitch contained in the wet paper from adhering to the cambus. From this, it is possible to suppress the transfer of paper dust and pitch from the canvas to the wet paper and the canvas roll.
- the chemical solution of the present invention when the material of the canvas is polyethylene and the absolute value of the zeta potential of the chemical solution is 3 to 100 mV, the chemical solution easily adheres to the canvas, so that a sufficient amount is sufficient on the surface of the canvas. It is possible to leave the chemical solution of.
- FIG. 1 is a schematic view showing a dry part of a paper machine in which the method of spraying a chemical solution according to the present embodiment is used.
- FIG. 2 is a schematic perspective view showing a state in which the nozzle device is spraying the chemical solution onto the canvas in the method of spraying the chemical solution according to the present embodiment.
- (A) of FIG. 3 and (b) of FIG. 3 are development views for one rotation of the canvas when the chemical solution is sprayed on the canvas in the method of spraying the chemical solution according to the present embodiment.
- FIG. 1 is a schematic view showing a dry part of a paper machine in which the method of spraying a chemical solution according to the present embodiment is used.
- the dry part DP of the paper machine includes a plurality of cylindrical dryer rolls (Yankee dryers) D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8 for heating and drying the wet paper X.
- D9 hereinafter referred to as "D1 to D9"
- the doctor blade DK abutting on any dryer rolls D1, D3, D5, D7, D9, and the wet paper X are pressed against the surfaces of the dryer rolls D1 to D9.
- the breaker stack roll B that rotates while temporarily pressing the wet paper X that has been heat-dried by the dryer rolls D1 to D9, and the breaker stack roll B that rotates while temporarily pressing the wet paper X that has been temporarily pressed by the breaker stack roll B.
- a calendar roll C is provided. That is, the dry part DP includes at least the dryer rolls D1 to D9, the canvas K1, the breaker stack roll B, and the calendar roll C as parts.
- the wet paper X conventional ones can be appropriately adopted, but among them, those containing 50% by mass or more of used paper pulp are preferably used, and those containing 90% by mass or more are more preferable. Used. In this case, since the wet paper X tends to absorb a large amount of the chemical solution, the effect of the present invention can be further exhibited.
- the transport speed (abstract speed) of the wet paper X is 500 m / min or more, preferably 500 to 1800 m / min, and more preferably 500 to 1300 m / min. In this case, the productivity is improved and the paper product can be manufactured at a lower cost.
- the method for spraying the chemical solution according to the present embodiment is preferably used for the canvas K1 in the dry part DP.
- the dry part DP when the canvas K1 comes into contact with the traveling wet paper X, it travels together at the same speed as the wet paper X and is guided by the dryer rolls D1 to D9 (hereinafter, also referred to as "first guide"). .. That is, the canvas K1 is guided by the dryer rolls D1 to D9 in a state of being in contact with the wet paper X. At this time, the canvas K1 sequentially presses the wet paper X against the surfaces of the dryer rolls D1 to D9.
- the chemical solution on the surface of the canvas K1 is absorbed by the wet paper X over time, and the wet paper X is heated and dried by the dryer rolls D1 to D9.
- the wet paper X and the canvas K1 pass through the dryer rolls D1 to D9, the wet paper X is separated from the canvas K1 and guided to the breaker stack roll B.
- the canvas K1 deviating from the wet paper X is a canvas roll located outside the canvas K1 (hereinafter, also referred to as "outer canvas roll OR") and a canvas roll located inside the canvas K1 (hereinafter, “inner canvas roll”). It is also referred to as "roll IR”) (hereinafter, also referred to as "second guidance").
- the canvas K1 has a loop shape when viewed from the side. Therefore, any point on the surface of the canvas K1 alternately passes through the first guide and the second guide.
- the canvas K1 travels together with the wet paper X at the same speed as the transport speed of the wet paper while pressing the wet paper X against the dryer rolls D1 to D9.
- the traveling speed Vp of the canvas K1 is 500 m / min or more, preferably 500 to 1800 m / min, and more preferably 500 to 1300 m / min, similar to the transport speed of the wet paper X.
- the length K of the canvas K1 is 20 to 80 m, preferably 40 to 70 m. If the length K of the canvas K1 is less than 20 m, the canvas K1 may be easily consumed, and if the length K of the canvas K1 exceeds 80 m, the apparatus becomes huge and requires space. In the method of spraying the chemical solution, by setting both the traveling speed Vp of the canvas and the length K of the canvas within the above ranges, the productivity is improved and the paper product can be manufactured at a lower cost. ..
- the time Tc in which an arbitrary point on the surface of the canvas K1 is in contact with the wet paper X is 0.03 seconds or more, preferably 0.05 seconds or more, and more preferably 0.05 to 5 seconds. ..
- the time Tc in which the canvas K1 is in contact with the wet paper X is less than 0.03 seconds, the difference from the prior art is small, and the special effect according to the present invention cannot be obtained.
- the time during which an arbitrary point on the surface of the canvas K1 travels is not particularly limited.
- the distance traveled while the arbitrary point on the surface of the canvas K1 is in contact with the wet paper X is 0.5 to 16 m.
- the drying of the wet paper X is a part of the dryer roll as compared with the case where the distance is within the above range. Therefore, there is a drawback that uneven drying is likely to occur, and when the distance traveled while the arbitrary point on the surface of the canvas K1 is in contact with the wet paper X exceeds 16 m, the distance may be within the above range. In comparison, there is a drawback that the device becomes large.
- the chemical solution is sprayed onto the canvas K1 by the nozzle device S at the position of the arrow P shown in FIG. That is, after the canvas K1 deviates from the wet paper X and before it comes into contact with the first outer canvas roll OR, the nozzle device S sprays the chemical solution onto the canvas K1.
- This makes it possible to transfer the drug solution to the outer canvas roll OR that is in contact with the front side of the canvas K1.
- the effect based on the chemical solution can be imparted to the outer canvas roll OR as well. Since the transfer of the drug solution to the outer canvas roll OR is saturated, the amount of the drug solution transferred to the outer canvas roll OR on the surface of the canvas K1 is reduced, so that a sufficient amount of the drug solution remains on the surface of the canvas K1. It becomes possible.
- the number of contacts N is the number of times one cycle is repeated during the time Tn.
- the number of contacts N is 50 to 150, more preferably 60 to 120.
- the number of contacts N is less than 50, the amount of the chemical solution absorbed by the wet paper X is small, while the amount of the chemical solution remaining in the canvas D1 is large, so that the solid content contained in the chemical solution itself contaminates the canvas K1. If the number of contacts N exceeds 150 times, the amount of the chemical solution absorbed by the wet paper increases, and the canvas K1 may be partially insufficient in the amount of the chemical solution.
- the material of the cambus K1 is not particularly limited, but for example, polyethylene, polypropylene, polyester, polyacrylic, polyamide, polyphenylene sulfide, Nomex, copolymers thereof, polymer alloys thereof and the like are preferably used. Further, as the structure of the canvas K1, a woven fabric, a non-woven fabric, a braid, or the like can be appropriately adopted.
- the type of canvas K1 is not particularly limited, but for example, a woven canvas using monofilament, multifilament or spun yarn for warp and weft, and a spiral using a plurality of spiral coils made of synthetic resin and a core wire of multifilament.
- a canvas or the like is preferably used.
- the air permeability of the canvas K1 is preferably 2000 to 50,000 cm 3 / cm 2 ⁇ min.
- the air permeability of the cambus K1 is less than 2000 cm 3 / cm 2 ⁇ min, the contaminants are more likely to be clogged than when the air permeability is within the above range, and the contaminants cannot be removed by normal cleaning.
- the air permeability of the cambus K1 exceeds 50,000 cm 3 / cm 2 ⁇ min, the wet paper X is sufficiently pressed against the dryer roll side in the first guide as compared with the case where the air permeability is within the above range. There may be cases where it cannot be done.
- FIG. 2 is a schematic perspective view showing a state in which the nozzle device is spraying the chemical solution onto the canvas in the method of spraying the chemical solution according to the present embodiment.
- one nozzle device S is reciprocated along a rail L extending in the width direction of the canvas K1 while the canvas K1 is running.
- the nozzle device S sprays the chemical solution onto the canvas K1.
- the amount of the chemical solution sprayed on the surface of the dryer roll during operation is 0.1 to 500 mg / m 2 and 0.3 to 500 mg / m 2 as the amount of the active ingredient. It is preferably 1 to 250 mg / m 2 , more preferably 1.5 to 95 mg / m 2 .
- the "active ingredient amount” means the total amount of components other than water, such as oil, surfactant, resin, and inorganic salt, in the chemical solution. That is, the sprayed amount means the amount of the active ingredient contained in the chemical solution given to the canvas K1 per 1 m 2.
- the sprayed amount of the chemical solution is less than 0.1 mg / m 2 as the amount of the active ingredient, the chemical solution is absorbed by the wet paper X, and the effect based on the chemical solution cannot be sufficiently exhibited. Further, if the sprayed amount of the chemical solution exceeds 500 mg / m 2 as the amount of the active ingredient, the solid content contained in the chemical solution itself may cause contamination.
- the nozzle device S reciprocates in the width direction along the rail L by a belt (not shown) built in the rail L. At this time, the nozzle device S reciprocates from the position P1 of the rail L corresponding to one end of the wet paper X to the position P2 of the rail L corresponding to the other end of the wet paper X.
- the movement control of the nozzle device S is performed by using a plurality of sensors (not shown) attached to the rail L.
- the nozzle device S momentarily sprays the chemical solution onto the canvas K1 in a fan shape in a front view.
- the front view means that the canvas K1 is viewed from the upstream side or the downstream side in the traveling direction. Therefore, the nozzle device S sprays the chemical solution in a fan shape or radially spreading in the width direction of the canvas K1.
- the spray width W of the chemical solution in the canvas K1 is preferably 1.5 to 15 cm, more preferably 3 to 9 cm.
- the spraying width W means the maximum width of the sprayed portion of the chemical solution in the width direction of the canvas K1.
- the one-way distance that the nozzle device S moves corresponds to half of the paper width R of the wet paper X. That is, the reciprocating distance that the nozzle device S moves corresponds to the paper width R of the wet paper X.
- the wet paper X preferably has a paper width R of 5 m or more from the viewpoint of productivity, and more preferably 5 to 13 m from the viewpoint of yield.
- FIG. 3 and (b) of FIG. 3 are development views for one rotation of the canvas when the chemical solution is sprayed on the canvas in the method of spraying the chemical solution according to the present embodiment.
- the nozzle device S continuously sprays the chemical solution while moving in the width direction while the canvas K1 makes one rotation. Therefore, as shown in (a) of FIG. 3 and (b) of FIG. 3, the chemical solution forms a sprayed portion having a parallel quadrilateral shape in the developed view for one rotation of the canvas.
- the nozzle device S reciprocates along the rail L at a constant speed Vc. It should be noted that the folded portions on both sides are accompanied by deceleration and acceleration, but do not exceed the constant speed Vc.
- the constant speed Vc can be set by dividing the moving distance H of the nozzle device S by the time for one rotation of the cambus K1 (the length K of the cambus K1 / the traveling speed Vp).
- the moving distance H of the nozzle device S during one rotation of the canvas K1 is preferably 0.5 to 45 cm, more preferably 0.5 to 30 cm.
- the moving distance H is less than 0.5 cm, it takes a longer time for the nozzle device S to reciprocate and respray, as compared with the case where the moving distance H is within the above range, and the contact with the wet paper X described later.
- the number of times is large, and when the moving distance H exceeds 45 cm, the spray width end, which has a weak impact, scatters and the adhesion efficiency to the target is higher than when the moving distance H is within the above range.
- the average moving speed Va of the nozzle device S is set in consideration of the above-mentioned constant speed Vc and deceleration and acceleration of the folded portion. Specifically, the average moving speed Va of the nozzle device S is preferably 0.5 to 6 m / min. In this case, the nozzle device S enables stable spraying of the chemical solution.
- the time required for one-way movement is the time required for the nozzle device S to move back and forth in half, and it does not matter whether the one-way movement is an outward trip or a return trip.
- the time Tn can be calculated in this way, for example, even if the paper width changes due to a change in the setup of the wet paper, it is sufficient for the surface of the canvas by adjusting the moving speed of the nozzle device or the like. It is possible to leave an amount of chemical solution.
- the time Tn required for the nozzle device S to move one way is preferably 1 to 20 minutes, and more preferably 2 to 15 minutes. If the time Tn is less than 1 minute, the friction between the nozzle device S and the rail L may be large and cause a failure. If the time Tn exceeds 20 minutes, the nozzle device S reciprocates to re-spray the chemical solution. It takes a long time to do so, and it tends to be difficult to obtain the effect based on the chemical solution. It is also possible to fix the time Tn required for the nozzle device S to move one way within this range and change the paper width R of the wet paper or the average moving speed Va of the nozzle device S so as to satisfy the above equation. ..
- the absolute value of the zeta potential of the chemical solution is preferably 3 to 100 mV, preferably 20 to 80 mV. Is more preferable.
- the absolute value of the zeta potential is less than 3 mV, the amount of the chemical solution remaining in the cambus K1 is not sufficient because the adsorption force of the chemical solution to the cambus K1 is smaller than that in the case where the absolute value of the zeta potential is within the above range.
- the zeta potential may be sufficient, and the zeta potential is more adsorbed to the cambus K1 than when the absolute value of the zeta potential is within the above range.
- the amount of the remaining chemical solution becomes too large, and as a result, the solid content contained in the chemical solution itself may contaminate the cambus K1.
- the chemical solution used in the method of spraying the chemical solution examples include a contamination inhibitor composition, a release agent composition, a cleaning agent composition and the like.
- the chemical solution is preferably a pollution control agent composition containing at least a pollution control agent and water.
- the anticontamination agent preferably contains at least one selected from the group consisting of amino-modified silicone oil, epoxy-modified silicone oil, polyether-modified silicone oil, polybutene, vegetable oil and synthetic ester oil, and is preferably amino-modified silicone oil, synthetic. It is more preferable to contain ester oil or vegetable oil.
- the pH is 3.0 to 6. It is preferably 0, the median diameter of the emulsion is preferably 0.05 to 1.2 ⁇ m, the viscosity is preferably 100 mPa ⁇ s or less, and the zeta potential is preferably 23 to 80 mV.
- the anticontamination agent contains at least one non-silicone oil selected from the group consisting of polybutene, vegetable oil and synthetic ester oil, the pH is preferably 8.5 to 10.5, and the emulsion is preferable.
- the median diameter is preferably 0.05 to 1.2 ⁇ m, the viscosity is preferably 100 mPa ⁇ s or less, and the zeta potential is preferably ⁇ 80 to ⁇ 15 mV.
- the nozzle device S sprays the chemical solution onto the canvas K1 after the canvas K1 dissociates from the wet paper X and before it comes into contact with the first outer canvas roll OR.
- the nozzle device S may be further increased to spray the chemical solution on the canvas K1.
- the position of the nozzle device S to be added may be on the upstream side or the downstream side of the outer canvas roll OR with respect to the traveling of the canvas K1.
- the chemical solution is applied to the canvas K1 so that no gap is formed between the sprayed portions.
- H ⁇ W The movement distance H of the nozzle device S and the spray width W of the chemical solution during one rotation of the canvas K1 are set so as to be, but this calculation method is not essential. That is, the constant speed Vc of the nozzle device S may be calculated as a condition that a gap is generated between the sprayed portions. Even if a gap is generated between the sprayed portions, the nozzle device S sprays the chemical solution while repeatedly moving back and forth, so that the gap will be eliminated eventually.
- Example 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 25 In an actual paper machine as shown in FIG. 1, a chemical solution was sprayed onto the canvas K1 using the nozzle device S as shown in FIG. The paper width R of the wet paper used at this time was 6 m, and the spray width W of the chemical solution was 8 cm. Further, as the chemical solution, in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 17, a contamination inhibitor composition having a zeta potential of 56.8 mV (clean keeper PBS0304D (amino-modified silicone oil), manufactured by Mentec Co., Ltd.) was used, and Example 10 was used.
- the method of spraying the chemicals of Examples 1 to 13 sufficiently contaminates the canvas K1 as compared with the method of spraying the chemicals of Comparative Examples 1 to 25. Since it can be suppressed, it can be said that the antifouling agent composition remains sufficiently on the surface of the canvas K1 and the effect thereof is exhibited. Further, Examples 1 to 9 using the anticontamination agent composition having an absolute value of the zeta potential of 56.8 mV, and Examples using the anticontamination agent composition having an absolute value of the zeta potential of 64.0 mV. In Nos. 12 and 13, the pollution prevention effect was more excellent. Further, among them, the pollution prevention effect was further excellent when the number of contacts was 67 to 100 times.
- the method for spraying the chemical solution according to the present invention is suitably used as a spraying method for spraying the chemical solution on the canvas in the dry part of the paper machine.
- the chemical solution is applied as uniformly as possible to the surface of the canvas while reciprocating the nozzle device in the width direction. A sufficient amount of chemical solution can be left.
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Abstract
Description
抄紙機においては、湿紙がドライパートに供給されてくると、湿紙は、カンバスによって、ドライヤーロールの表面に押し付けられながら搬送される。そして、湿紙は、ドライヤーロールにより乾燥されることになる。
これに対し、液体を噴霧するための噴霧ノズルと、気流を噴射するための気流噴射口とを備えた液体吹付付与装置を用い、噴霧ノズルから噴霧された液体に対して、該気流噴射口から気流を噴射し、噴霧された液体を該気流で加速してカンバスに吹き付ける液体の吹付け方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、カンバスの外面とアウトロールとの接触開始部位に向けて散布ノズルから汚染防止剤を散布し、アウトロールに汚染防止剤を付着させ、該アウトロールを介してカンバスに汚染防止剤を転移させて付与する汚染防止剤の吹付付与方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
また、噴射ノズルによりドライパートの走行部品の表面に汚染防止剤を塗布するに際して、複数の噴射ノズルを使う走行部品の表面の汚染防止方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
また、カンバスは湿紙と接触するため、カンバスの表面に付与された薬液が湿紙に吸い取られ易い。特に、カンバスの走行速度が高速になる程、ループ状になっているカンバスの表面の任意の点が、湿紙と接触する回数が増えることになるため、薬液が湿紙に吸い取られる頻度が多くなる。そうすると、カンバスの表面の任意の点における薬液量が不足することになるため、結果として、薬液に基づく効果が十分に発揮できないことになる。
N=(Tn・Vp)/K
の関係を満たし、且つ、接触回数Nが、50~150回であり、薬液の吹付け量が有効成分量として0.1~500mg/m2である薬液の吹付け方法に存する。
Tn=R/Va
の関係を満たす上記(1)又は(2)に記載の薬液の吹付け方法に存する。
これに加え、カンバスの湿紙と接している時間Tcが0.03秒以上である場合、薬液の吹付け量、ノズル装置が片道移動するのに要する時間Tn、及び、カンバス表面の任意の点が時間Tnの間に湿紙と接触する接触回数N、を上記範囲内とし、更に、その範囲の中で、これらが
N=(Tn・Vp)/K
の関係を満たすように調整することにより、高速で走行するカンバスに対して、ノズル装置を幅方向に往復移動させながら、カンバスの表面に極力均一に薬液を付与することができ、且つ、十分な量の薬液を残存させることが可能となる。
このことから、上記接触回数の範囲内において、搬送される湿紙が、カンバスに接触する毎に、当該カンバスの表面に付与された薬液を吸い取ったとしても、十分な量の薬液が残存しているので、カンバスが部分的に薬液量不足となることを防止できる。その結果、薬液に基づく効果を十分に発揮させることが可能となる。
また、平均移動速度Va及び湿紙の紙幅Rから、ノズル装置が片道移動するのに要する時間Tnを算出することができるので、例えば、湿紙の段取り変えで紙幅が変わった場合であっても、ノズル装置の移動速度等を調整することにより、カンバスの表面に十分な量の薬液を残存させることが可能となる。
図1は、本実施形態に係る薬液の吹付け方法が用いられる抄紙機のドライパートを示す概略図である。
図1に示すように、抄紙機のドライパートDPは、湿紙Xを加熱乾燥するための複数の円筒状のドライヤーロール(ヤンキードライヤー)D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8及びD9(以下「D1~D9」という。)と、任意のドライヤーロールD1,D3,D5,D7,D9に当接されたドクターブレードDKと、湿紙XをドライヤーロールD1~D9の表面に押し付けるためのカンバスK1と、ドライヤーロールD1~D9により加熱乾燥された湿紙Xを仮押圧しながら回転するブレーカースタックロールBと、ブレーカースタックロールBにより仮押圧された湿紙Xを押圧しながら回転するカレンダーロールCと、を備える。すなわち、ドライパートDPは、部品として、少なくとも、ドライヤーロールD1~D9、カンバスK1、ブレーカースタックロールB及びカレンダーロールCを備えている。
また、湿紙Xの搬送速度(抄速)は、500m/分以上であり、500~1800m/分であることが好ましく、500~1300m/分であることがより好ましい。この場合、生産性が向上し、紙製品をより安価に製造することが可能となる。
ドライパートDPにおいて、カンバスK1は、走行する湿紙Xに接すると、湿紙Xと同じ速度で共に走行し、各ドライヤーロールD1~D9により案内される(以下「第1案内」ともいう。)。すなわち、カンバスK1が、湿紙Xに接した状態でドライヤーロールD1~D9により案内される。このとき、カンバスK1は、湿紙XをドライヤーロールD1~D9の表面に順次圧接する。このため、カンバスK1表面の薬液が経時的に湿紙Xに吸い取られると共に、湿紙XがドライヤーロールD1~D9により加熱乾燥される。
湿紙X及びカンバスK1がドライヤーロールD1~D9を通過すると、湿紙Xは、カンバスK1から乖離され、ブレーカースタックロールBに案内される。
一方、湿紙Xから乖離したカンバスK1は、カンバスK1の外側に位置するカンバスロール(以下「外側カンバスロールOR」ともいう。)、及び、カンバスK1の内側に位置するカンバスロール(以下「内側カンバスロールIR」ともいう。)により案内される(以下「第2案内」ともいう。)。
このとき、カンバスK1は、側面視でループ状となっている。このため、カンバスK1表面の任意の点は、第1案内及び第2案内を交互に経ることになる。
したがって、カンバスK1の走行速度Vpは、湿紙Xの搬送速度と同様に、500m/分以上であり、500~1800m/分であることが好ましく、500~1300m/分であることがより好ましい。
カンバスK1の長さKが20m未満であると、カンバスK1が消耗し易くなる恐れがあり、カンバスK1の長さKが80mを超えると、装置が巨大化するためスペースを要するという欠点がある。
なお、薬液の吹付け方法においては、カンバスの走行速度Vp及びカンバスの長さKを共に上記範囲内とすることにより、生産性が向上し、紙製品をより安価に製造することが可能となる。
カンバスK1が湿紙Xと接している時間Tcが0.03秒未満であると、従来技術との差異は小さく、本発明による格別な効果は得られない。
なお、第2案内において、カンバスK1表面の任意の点が走行する時間は、特に限定されない。
カンバスK1表面の任意の点が湿紙Xと接しながら走行する距離が0.5m未満であると、距離が上記範囲内にある場合と比較して、湿紙Xの乾燥がドライヤーロールの一部に依存することになるので、乾燥ムラが生じ易いという欠点があり、カンバスK1表面の任意の点が湿紙Xと接しながら走行する距離が16mを超えると、距離が上記範囲内にある場合と比較して、装置が大型化するという欠点がある。
これにより、カンバスK1の表側と接する外側カンバスロールORにも薬液を転移させることが可能となる。その結果、外側カンバスロールORにも薬液に基づく効果を付与することができる。なお、外側カンバスロールORへの薬液の転移が飽和することにより、カンバスK1表面の薬液の外側カンバスロールORへの転移量が軽減されるので、カンバスK1の表面に十分な量の薬液を残存させることが可能となる。
このとき、後述するノズル装置Sが片道移動するのに要する時間Tnの間に、カンバスK1の任意の点が湿紙Xと接触する接触回数Nは、
N=(Tn・Vp)/K
の関係を満たす。
これにより、高速で走行するカンバスK1に対して、ノズル装置Sを幅方向に往復運動させながら薬液を吹き付ける場合においても、カンバスK1の表面に薬液を極力均一に付与することができ、且つ、十分な量の薬液を残存させることができる。
なお、接触回数Nとは、時間Tnの間に、1サイクルが繰り返される回数である。
接触回数Nが50回未満であると、湿紙Xが吸い取る薬液の量が少なくなり、一方で、カンバスD1に残存する薬液量が多くなるため、薬液自体に含まれる固形分によりカンバスK1が汚染される場合があり、接触回数Nが150回を超えると、湿紙が吸い取る薬液の量が多くなり、カンバスK1が部分的に薬液量不足となる恐れがある。
また、カンバスK1の組織は、織物、不織布、組物等を適宜採用できる。
カンバスK1の通気度が2000cm3/cm2・min未満であると、通気度が上記範囲内にある場合と比較して、汚染物が詰まり易くなり、通常の洗浄ではその汚染物を除去できない場合が生じ、カンバスK1の通気度が50000cm3/cm2・minを超えると、通気度が上記範囲内にある場合と比較して、第1案内において、湿紙Xをドライヤーロール側に十分に圧接させることができない場合が生じ得る。
図2に示すように、薬液の吹付け方法においては、カンバスK1を走行させた状態で、1基のノズル装置Sを、カンバスK1の幅方向に延びるレールLに沿って往復移動させながら、当該ノズル装置SがカンバスK1に薬液を吹付ける。
なお、「有効成分量」とは、薬液において、水以外の、油、界面活性剤、樹脂、無機塩等の成分の総量を意味する。すなわち、かかる吹付け量は、1m2あたりのカンバスK1に付与された薬液に含まれる有効成分量を意味する。
薬液の吹付け量が有効成分量として0.1mg/m2未満であると、薬液が湿紙Xに吸い取られ、薬液に基づく効果を十分に発揮できない。また、薬液の吹付け量が有効成分量として500mg/m2を超えると、薬液自体に含まれる固形分が汚染の原因となる恐れがある。
このとき、ノズル装置Sは、湿紙Xの一端に相当するレールLの位置P1から、湿紙Xの他端に相当するレールLの位置P2までの間を往復移動するようになっている。
なお、ノズル装置Sの移動制御は、レールLに取り付けられた複数のセンサー(図示しない)を用いて行われる。
したがって、かかるノズル装置Sは、カンバスK1の幅方向に広がる扇状、又は、放射状に薬液を吹き付けている。
ノズル装置Sが瞬間的に薬液をカンバスK1に吹き付けた場合のカンバスK1における薬液の吹付け幅Wは、1.5~15cmであることが好ましく、3~9cmであることがより好ましい。
吹付け幅Wが1.5cm未満であると、吹付け幅Wが上記範囲内にある場合と比較して、ノズル装置Sが往復して再散布するまでの時間が長く、湿紙の接触回数Nが多くなる欠点があり、吹付け幅Wが15cmを超えると、吹付け幅Wが上記範囲内にある場合と比較して、インパクトが弱いスプレー幅端部が飛散して対象への付着効率が低下するという欠点がある。なお、かかる吹付け幅Wは、カンバスK1の幅方向における薬液の吹付け部分の最大幅を意味する。
そして、湿紙Xの紙幅Rは、生産性の観点から、5m以上のものが好適に用いられ、歩留まりの観点から、5~13mのものがより好適に用いられる。
薬液の吹付け方法においては、カンバスK1が1回転する間にノズル装置Sが幅方向に移動しながら連続的に薬液を吹付ける。このため、図3の(a)及び図3の(b)に示すように、薬液は、カンバス1回転分の展開図において、平行四辺形状の吹付け部分を形成することになる。
したがって、カンバスK1に対して、吹付け部分間に隙間が生じないように薬液を付与するためには、
H≦W
となるように、カンバスK1が1回転する間におけるノズル装置Sの移動距離H及び薬液の吹付け幅Wを設定することが好ましい。
これにより、隙間が生じないように薬液を付与可能なノズル装置Sの一定速度Vaを算出することができる。
なお、一定速度Vcは、ノズル装置Sの移動距離Hを、カンバスK1が1回転する時間(カンバスK1の長さK/走行速度Vp)で除することにより設定することができる。
移動距離Hが0.5cm未満であると、移動距離Hが上記範囲内にある場合と比較して、ノズル装置Sが往復して再散布するまでの時間が長く、後述する湿紙Xの接触回数が多くなるという欠点があり、移動距離Hが45cmを超えると、移動距離Hが上記範囲内にある場合と比較して、インパクトが弱いスプレー幅端部が飛散して対象への付着効率が低下する欠点がある。
具体的には、ノズル装置Sの平均移動速度Vaは、0.5~6m/分であることが好ましい。この場合、ノズル装置Sによる安定した薬液の吹付けが可能となる。
そして、ノズル装置Sが片道移動するのに要する時間Tnは、
Tn=R/Va
の関係を満たすように、湿紙の紙幅R及びノズル装置Sの平均移動速度Vaから算出される。なお、片道移動するのに要する時間とは、ノズル装置Sが往復移動するのに要する時間を半分にした時間であり、片道が往路であるか復路であるかは問わない。
このように、時間Tnを算出することができるので、例えば、湿紙の段取り変えで紙幅が変わった場合であっても、ノズル装置の移動速度等を調整することにより、カンバスの表面に十分な量の薬液を残存させることが可能となる。
時間Tnが1分未満であると、ノズル装置SとレールLとの摩擦が大きく故障の原因となる恐れがあり、時間Tnが20分を超えると、ノズル装置Sが往復して薬液を再散布するまでの時間が長く、薬液に基づく効果が得られ難くなる傾向にある。
なお、ノズル装置Sが片道移動するのに要する時間Tnをこの範囲に固定し、上記式を満たすように、湿紙の紙幅R又はノズル装置Sの平均移動速度Vaを変更することも可能である。
ゼータ電位の絶対値が3mV未満であると、ゼータ電位の絶対値が上記範囲内にある場合と比較して、薬液のカンバスK1への吸着力が小さいため、カンバスK1に残存する薬液量が不十分となる恐れがあり、ゼータ電位の絶対値が100mVを超えると、ゼータ電位の絶対値が上記範囲内にある場合と比較して、薬液のカンバスK1への吸着力が大きいため、カンバスK1に残存する薬液量が多くなり過ぎ、その結果、薬液自体に含まれる固形分により当該カンバスK1が汚染される恐れがある。
これらの中でも、薬液は、少なくとも、汚染防止剤と水とを含む汚染防止剤組成物であることが好ましい。この場合、湿紙に含まれる紙粉やピッチがカンバスK1に付着することを抑制することが可能となる。
汚染防止剤は、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、ポリブテン、植物油及び合成エステルオイルからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましく、アミノ変性シリコーンオイル、合成エステルオイル又は植物油を含有することがより好ましい。
また、汚染防止剤が、ポリブテン、植物油及び合成エステルオイルからなる群より選ばれる少なくとも1種の非シリコーン系オイルを含有する場合は、pHが8.5~10.5であることが好ましく、エマルジョンのメジアン径が0.05~1.2μmであることが好ましく、粘度が100mPa・s以下であることが好ましく、ゼータ電位が-80~-15mVであることが好ましい。
この場合、追加するノズル装置Sの位置は、カンバスK1の走行に対して、外側カンバスロールORの上流側であっても下流側であってもよい。
H≦W
となるように、カンバスK1が1回転する間におけるノズル装置Sの移動距離H及び薬液の吹付け幅Wを設定しているが、この算出方法は必須ではない。すなわち、吹付け部分間に隙間が生じる条件として、ノズル装置Sの一定速度Vcを算出してもよい。なお、仮に、吹付け部分間に隙間が生じる場合であっても、ノズル装置Sは、繰り返し往復移動しながら薬液を吹付けるものであるため、隙間はいずれ解消されることになる。
図1に示すような抄紙機の実機において、図2に示すようにカンバスK1に対し、ノズル装置Sを用いて、薬液を吹き付けた。
このとき用いた湿紙の紙幅Rは6mであり、薬液の吹付け幅Wは8cmであった。
また、薬液として、実施例1~9及び比較例1~17ではゼータ電位56.8mVの汚染防止剤組成物(クリーンキーパーPBS0304D(アミノ変性シリコーンオイル)、株式会社メンテック製)を用い、実施例10,11及び比較例18~21ではゼータ電位0mVの汚染防止剤組成物(ポリエーテル変性シリコーンオイルを主成分)を用い、実施例12,13及び比較例22~25ではゼータ電位-64.0mVの汚染防止剤組成物(主成分:合成エステルオイル)を用い、これらの薬液の吹付け量が有効成分量として20mg/m2となるようにカンバスK1に付与した。
カンバスと湿紙との接触時間Tc(秒)、ノズル装置が片道移動するのに要する時間Tn(分)、カンバスの走行速度Vp(m/分)、及び、カンバスの長さK(m)の条件は、表1に示すように調整し、その値から接触回数Nを算出した。
実施例1~13及び比較例1~25において、5日経過後のカンバスK1の表面に付着したピッチや紙粉等による汚染の状況について目視にて評価した。
評価は、カンバスK1表面に汚れが付着していない状態を「◎」とし、カンバスK1表面の全体の1割程度に汚れが付着している状態を「〇」とし、カンバスK1表面の全体の1~3割程度に汚れが付着している状態を「△」とし、カンバスK1表面の全体の3割以上に汚れが付着している状態を「×」とした。なお、かかる評価が「◎」、「〇」又は「△」であれば、汚染防止剤組成物に基づく汚染防止効果が発揮されているといえる。
得られた結果を表2に示す。
また、ゼータ電位の絶対値が56.8mVである汚染防止剤組成物を用いた実施例1~9、及び、ゼータ電位の絶対値が64.0mVである汚染防止剤組成物を用いた実施例12,13、においては、汚染防止効果がより優れるものであった。さらに、その中でも、接触回数を67~100回とした場合に汚染防止効果がより一層優れるものであった。
C・・・カレンダーロール
D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8,D9・・・ドライヤーロール
DK・・・ドクターブレード
DP・・・ドライパート
H・・・移動距離
IR・・・内側カンバスロール
K1・・・カンバス
L・・・レール
OR・・・外側カンバスロール
P1,P2・・・位置
R・・・紙幅
S・・・ノズル装置
W・・・吹付け幅
X・・・湿紙
Claims (7)
- 抄紙機のドライパートにおいて、側面視でループ状のカンバスに対し、ノズル装置を、該カンバスの幅方向に延びるレールに沿って往復移動させながら、該カンバスに薬液を吹付ける薬液の吹付け方法であって、
前記カンバスが、湿紙に接した状態でドライヤーロールにより案内された後、前記湿紙と乖離した状態でカンバスロールにより案内されるものであり、
前記カンバスが前記湿紙と接している時間Tcが0.03秒以上であり、
前記ノズル装置が片道移動するのに要する時間Tnが1~20分であり、
前記カンバスの走行速度Vpが500m/分以上であり、
前記カンバスの長さKが20~80mであり、
前記カンバス表面の任意の点が前記時間Tnの間に前記湿紙と接する接触回数Nと、前記時間Tn、前記走行速度Vp及び前記長さKとが、
N=(Tn・Vp)/K
の関係を満たし、且つ、前記接触回数Nが、50~150回であり、
前記薬液の吹付け量が有効成分量として0.1~500mg/m2である薬液の吹付け方法。 - 前記カンバスロールが、前記カンバスの外側に位置する外側カンバスロールと、前記カンバスの内側に位置する内側カンバスロールとを有し、
前記カンバスが前記湿紙と乖離した後、前記外側カンバスロールに接するまでの間に、前記ノズル装置が該カンバスに前記薬液を吹付ける請求項1記載の薬液の吹付け方法。 - 前記ノズル装置の平均移動速度Vaが0.5~6m/分であり、
前記湿紙の紙幅Rが5~13mであり、
前記平均移動速度Va、前記紙幅R及び前記時間Tnが、
Tn=R/Va
の関係を満たす請求項1又は2に記載の薬液の吹付け方法。 - 前記ノズル装置が前記カンバスに対し、正面視で幅方向に広がる扇状に薬液を吹き付けるものであり、
前記ノズル装置が瞬間的に吹き付ける前記薬液の前記カンバスにおける吹付け幅が1.5~15cmである請求項1~3のいずれか1項に記載の薬液の吹付け方法。 - 前記湿紙が、古紙パルプを50質量%以上含有する請求項1~4のいずれか1項に記載の薬液の吹付け方法。
- 前記薬液が、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、ポリブテン、植物油及び合成エステルオイルからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する汚染防止剤組成物である請求項1~5のいずれか1項に記載の薬液の吹付け方法。
- 前記カンバスの材質がポリエチレンであり、
前記薬液のゼータ電位の絶対値が3~100mVであり、
前記薬液の吹付けが30~130度の温度条件下で行われる請求項1~6のいずれか1項に記載の薬液の吹付け方法。
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