(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
経糸と緯糸を製織して成る抄紙用ドライヤーカンバスにおいて、該経糸及び／又は緯糸に円形断面の熱可塑性合成繊維のモノフィラメントが使用され、経糸がカンバス表面において少なくとも２本以上の緯糸上を跨ぐ長浮き構造を有し、該経糸及び／又は緯糸によりカンバス表面に形成されるナックル部表面が、研磨加工により平面平滑部を形成しており、該平面平滑部の面積占有率が１６〜２３％であり、且つ該研磨加工前後のカンバス本体強力比が９０％以上であることを特徴とする抄紙用ドライヤーカンバス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抄紙機の乾燥部に使用されるドライヤーカンバスに関する。さらに詳しくは湿紙の乾燥効率を向上させるための抄紙用ドライヤーカンバスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より抄紙機の乾燥部においては、多筒式加熱シリンダーの上下各群に対し、上群用、下群用それぞれにドライヤーカンバスを使用し、２枚カンバス方式による湿紙の乾燥が行われてきた。しかしながら抄紙技術の向上により、抄紙速度の上昇と共に上下加熱シリンダー間における紙のフラッタリング等が発生しやすくなり、特に乾燥初期の湿紙は水分率が高く、湿紙強力も弱い為、断紙やしわの発生といったシートトラブルが多くなってきた。そのため近年では、カンバス１枚掛けのシングルラン方式が採用されてきており、乾燥工程における設計速度も１６００ｍｍ／分を超えることが可能になってきている。そこで、これらの抄紙速度の高速化に伴い、ドライヤーカンバスの技術分野においても湿紙を乾燥させるための熱伝達率特性の向上が求められてきている。
【０００３】
これらの要望に対応すべく例えば特開昭６２−１９９８９３号公報には金属繊維を混合した伝熱性にすぐれたドライヤーカンバスが開示されており、また特開平２−１６９７９３号公報には遠赤外線放射性セラミックの微粒子を含有する合成繊維を用いたドライヤーカンバスが開示されており、本出願人もまた特開平５−７８９９４号公報にてカーボン粒子を含有した複合繊維を用いたドライヤーカンバスを提案している。
【０００４】
しかしながら、これらはいずれも従来のドライヤーカンバスに汎用されている繊維素材と比較すればコスト的に割高となり実用上採用されることは稀であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで汎用の素材にて乾燥効率を高めるものとして、例えば、実開昭５７−５６７９８号公報や実開平２−６６６９９号公報記載の考案のように合成繊維のモノフィラメントの湿紙側表面のナックル部を一部研磨した表面が平滑なドライヤーカンバスが提案されている。しかしながら、これらの考案においては、いずれもナックル部を表面研磨することにより確かに湿紙に対する接触面積が増加し湿紙の乾燥効率を高めることは出来るが、反面研磨による糸の強力低下を招きカンバス寿命の短命化といった悪影響も有していた。反対に糸の強力低下を極力抑えれば、乾燥効率の向上が低くなるといったジレンマがあり、これらの相反する目的を兼ね備えたドライヤーカンバスが求められていた。
【０００６】
本発明は、湿紙に対するドライヤーカンバスの接触面積を一定範囲内にて制御することによりカンバス上の紙への熱伝達率を格段に高め、紙の乾燥効率の向上を図りつつ、且つドライヤーカンバスの糸の強力低下によるカンバス寿命の短命化を抑えたドライヤカンバスを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点に鑑み、カンバス表面に形成されているナックル部に如何にどの程度の接触面積を有する平面平滑部を形成すれば紙への熱伝達率を高めることが出来るか、またその平面平滑部を形成する糸の強力の低下を如何に抑えるかを鋭意研究した結果、該平面平滑部が占める面積率：平面平滑部の面積占有率（湿紙との接触面積）がカンバス単位面積当たり約１５％付近にて、紙への熱伝達率が急激に高くなることを見出し、本発明に至ったものである。
【０００８】
すなわち本発明は、経糸と緯糸を製織して成る抄紙用ドライヤーカンバスにおいて、該経糸及び／又は緯糸に円形断面の熱可塑性合成繊維のモノフィラメントが使用され、経糸がカンバス表面において少なくとも２本以上の緯糸上を跨ぐ長浮き構造を有し、該経糸及び／又は緯糸によりカンバス表面に形成されるナックル部表面が、研磨加工により平面平滑部を形成しており、該平面平滑部の面積占有率が１６〜２３％であり、且つ該研磨加工前後のカンバス本体強力比が９０％以上であることを特徴とする抄紙用ドライヤーカンバス、を以て上記課題を解決するものである。また、該経糸及び／又は緯糸を、四角断面モノフィラメントとしたものが好ましく、その四角断面のタテ／ヨコ寸法比を０．６以下とすることがより好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の抄紙用ドライヤーカンバスの一形態について図示の形態を基に詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明のドライヤーカンバスの側面図、図２はそのナックル部分の拡大図、図３は本発明の製造装置の側面図である。図において、１は経糸、２は緯糸、３はナックル部、４は平面平滑部、５は研磨ロールを示す。
【００１１】
本発明の抄紙用ドライヤーカンバスは、経糸及び／又は緯糸を円形断面の熱可塑性合成繊維のモノフィラメントから構成することが好ましい。本発明においてカンバス表面に形成されるナックル部の表面を平面平滑加工する上で、ナックル部を形成する糸がモノフィラメントであることが好ましい。カンバス織組織により適宜選択すればよく、例えば平織組織であれば、経糸と緯糸の両方にナックル部が形成されるため経糸、緯糸にモノフィラメントを使用し、緯２重織りの斜紋織組織であれば経糸にナックル部が形成されるため少なくとも経糸にモノフィラメントを使用すればよい。
【００１２】
平面平滑部とは上記ナックル部上面に形成される平面部を指し、ここでいう平面とはカンバス平面に平行した平面を指す。該平面平滑部の面積占有率は、約１５〜３０％に制御することが好ましい。後述する紙への熱伝達率と該平面平滑部の面積占有率（カンバス表面の湿紙に対する接触面積率）との関係から、該面積占有率が１５％付近を境にして熱伝達率は急な上昇カーブを描き、平面平滑部を有しないカンバスと比較しその熱伝達率は約２倍以上となる。よって、該面積占有率は約１５％以上とすることが最も効率が良い。紙への熱伝達率Ｋ（Ｋｃａｌ／ｍ２・ｈ・℃）を、Ｋ≧３００００とすることにより実質的に紙の乾燥効率の向上への寄与が大きくなる。該面積占有率は高ければ高い程その熱伝達率は高くなる傾向があるが、反面、平面平滑部を形成する上でカンバス本体の引張強力低下の影響も大となる。カンバス寿命は、使用箇所、使用条件、紙の生産品種等により、汚れや、歪み、皺等の発生といったカンバス表面荒れ、また、耳部、継手部等の部分的傷み、またカンバス本体表面の摩耗による本体強力の低下などの理由により適宜判断され、本体強力の低下のみをもって定められるものではないが、製紙会社の抄紙機での使用済みカンバスのカンバス本体強力を測定したところ、（使用済み本体強力）／（初期本体強力）で表されるカンバス本体強力比（％）が約６０〜８０％であることから、使用に伴うカンバス表面の摩耗劣化を考慮すると、少なくとも該カンバス本体強力比が９０％以上であることが実用上好ましい。該カンバス本体強力比を９０％以上とするためには、前記面積占有率は高々３０％が好ましい。より好ましくは高々２３％である。３０％を超えると前記残存強力比率は９０％未満となり、カンバス寿命の短命化への影響が大となる。本発明は上記面積比率が１５〜３０％となるべく、より好ましくは１６〜２３％となるべくカンバス表面上のナックル部に平面平滑部を形成することにより得られる。
【００１３】
上記平面平滑部は、表面研磨加工により形成することが好ましい。研磨加工においては特に限定するものではなく、公知の方法で処理すればよい。例えば図３に示すように張設されたカンバスを研磨ロールにて研磨加工する方法等である。平面平滑部の面積率を制御する上では、研磨加工が好ましい。しかしながら研磨加工においては研磨によるナックル部形成糸の糸強力低下を招きやすいため、極力研磨する研磨度（深さ）を少なくすることが肝要である。
【００１４】
研磨度をより少なくするために、経糸及び／又は緯糸が四角断面モノフィラメントであることが好ましい。より研磨度を少なくする上においては、該四角断面のタテ／ヨコ寸法比を０．６以下とすることが好ましい。０．６超えであると四角断面が正方形に近くなり該四角断面モノフィラメントを捻れなくカンバスに製織することが困難となり、捻れ部が生じ易くなり、研磨加工時において糸強力低下を招きやすくなる。
【００１５】
また経糸がカンバス表面において少なくとも２本以上の緯糸上を跨ぐ長浮き構造を有することが好ましい。例えば図１に例示したカンバス断面の織組織は緯２重織りの斜紋織のように経糸１ａが緯糸２ａと２ｂの緯糸２本を跨り、長浮き構造部１Ａとなっているものを示し、このような長浮き部を形成することにより、少ない研磨度（深さ）にて、ナックル部の平面平滑部を最大限に広くすることができ、糸強力低下を極力抑えることが出来る。反対に表１のサンプルＣ組織に示すような長浮き構造とならない２重織り組織の場合、研磨度を大きくしていくとナックル部表面の平面平滑部の面積比率が１５％に達する前に、前記カンバス本体強力比が８０％以下、該面積比率が１５％付近では該カンバス本体強力比が６０％程度となり使用に耐えないものになってしまう。
【００１６】
以上、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてもよいことはいうまでもない。次に本発明の効果を実施例と比較例で具体的に説明する。なお、本発明の実施の１形態である表面研磨加工による平面平滑部の形成で主に説明する。
【００１７】
【実施例】
（実施例及び比較例）  本発明の実施例と比較例の抄紙用ドライヤーカンバスは、表１に示すサンプルＡ〜サンプルＥのドライヤーカンバスを製織し、図３に示す様な研磨加工機に張設し、研磨ロールにて該カンバス表面のナックル部を徐々に研磨していったものである。（表１において使用素材はいずれもポリエステルモノフィラメントを使用。）その結果を表２〜表５に示す。この表において実○、比○と記したカンバスが実施例、比較例を示す。尚、表２〜表５における研磨度（ｍｍ）とは研磨ロールによりカンバス表面ナックル部を研磨した深さ（変位量）を示し、また、本体強力比（％）は、（研磨後カンバス本体強力）／（研磨前カンバス初期本体強力）を百分率にて表示しカンバス本体強力比とする。該本体強力は、オリエンテック社製テンシロン引張強力試験機にて、サンプルカンバス（巾３ｃｍ）を、チャック間距離１０ｃｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ条件での最大引張強力値を示す。また、平面平滑部の面積占有率（％）は、図４枠内に示すようにカンバスが一組織を成す部分を油性黒マジックにより色塗りし、研磨加工により研磨された部分の糸の原色である白色部分の面積を測定し、その面積を上記カンバス一組織面積にて除して百分率にて示したものである。また、紙への熱伝達率Ｋ（Ｋｃａｌ／ｍ２・ｈ・℃）は、図５、図６に示すような熱伝達率測定装置を用いて、下記算出式により、ヒーター温度１２０℃設定にて該ヒーターから伝達される熱流速ｑを算出し、紙への熱伝達率Ｋを導いたものである。（尚、紙は市販のコピー用紙を、８ｃｍ角とし使用した。）
記
Ｋ＝ｑ／（ｔ１−ｔ２）
Ｋ：熱伝達率（Ｋｃａｌ／ｍ２・ｈ・℃）
ｑ：熱流速（Ｋｃａｌ／ｍ２・ｈ）
ｔ１：ヒーターと紙の間の熱伝対温度（℃）
ｔ２：紙とカンバスの間の熱伝対温度（℃）
但し、ｑは、ｑ＝λ（ｔ３−ｔ４）／ｌ
λ：銅板１００℃付近の熱伝導率＝３４０（Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）
ｔ３：カンバスと銅板▲１▼の間の熱伝対温度（℃）
ｔ４：銅板▲１▼と銅板▲２▼の間の熱伝対温度（℃）
ｌ：銅板▲１▼の厚み＝０．０１（ｍ）
【００１８】
【表１】
0003585805.tif 000002
【００１９】
【表２】
0003585805.tif 000003
【００２０】
【表３】
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【００２１】
【表４】
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【００２２】
【表５】
0003585805.tif 000006
【００２３】
上記実施例により得られた測定値を基に各サンプル毎に紙への熱伝達率と接触面積（上記平面平滑部の面積占有率を示す。）をグラフ化したものが図７である。
【００２４】
図７から判断されるように、接触面積（上記平面平滑部の面積占有率）が１５％付近を境にして紙への熱伝達率は急な上昇カーブを描き、これ以下においては熱伝達率は上記平面平滑加工をしていないカンバスに比べ、その上昇率は低い。また、表１に示すように経糸にタテ０．２８ｍｍ、ヨコ０．５６ｍｍ（タテ／ヨコ寸法比：０．５０）の四角断面モノフィラメントを使用したサンプルＡは、経糸にタテ０．３８ｍｍ、ヨコ０．５７ｍｍ（タテ／ヨコ寸法比：０．６７）の四角断面モノフィラメントを使用したサンプルＢに比べ、紙への熱伝達率が全体的に高くなっているのが確認された。
【００２５】
また、表２〜表５において判断されるように、カンバス表面研磨加工前後のカンバス本体強力比を約９０％以上とするためには、接触面積（上記平面平滑部の面積占有率）が高々３０％となる。
【００２６】
また、サンプルＣのように、カンバス織組織において経糸がカンバス表面において少なくとも２本以上の緯糸上を跨ぐ長浮き構造を有していないものは、接触面積（上記平面平滑部の面積占有率）が１５％に達する前に上記カンバス本体強力比が約６０％となってしまい、実用上使用できないものであった。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によるドライヤーカンバスは、カンバス本体強力に悪影響を及ぼすことなく、紙への熱伝達率を高くするため、抄紙機の乾燥部における乾燥効率が向上し、最近の抄紙機の高速化に対応するものとなる。また、モノフィラメント糸によりカンバス表面へ形成されるナックル部表面が平面平滑加工処理されているため、湿紙に対するマークの防止性においても優れたカンバスとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドライヤーカンバスの側面図である。
【図２】図１のナックル部分の拡大図である。
【図３】本発明の製造装置の側面図である。
【図４】平面平滑部の面積占有率を説明するためのカンバス平面写真である。
【図５】熱伝達率測定装置の正面図である。
【図６】図５の熱伝達率測定装置の斜視略図である。
【図７】実施例における接触面積と紙への熱伝達率との関係を示す折れ線グラフである。
【符号の説明】
１、１ａ  経糸
１Ａ  長浮き構造部
２、２ａ、２ｂ  緯糸
３    ナックル部
４    平面平滑部
５    研磨ロール
６    ガイドロール
７    駆動ロール
８    ドライヤーカンバス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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