(57)【要約】      （修正有）【課題】抄紙機で製造する紙の地合を調整するための地合調整ロールを提供すると共に、該地合調整ロールを用いて地合を調整する地合調整装置の提供。【解決手段】抄紙機のワイヤーパート22の脱水が完了する前の位置に設置される地合調整ロール１のロール本体1aは軸直角面での断面が歯車形に形成され、軸方向に適宜な間隔で周方向の溝部1bが形成されており、この地合調整ロール１は、表面に製紙原料が供給されたワイヤーＷの裏面に接触させて設置され、回転自在としてあり、走行するワイヤーＷに振動を付与することにより原料中のパルプ繊維を分散させ、地合調整ロール１のワイヤーＷ走行方向位置と高さ、回転数を変更自在として、地合調整ロール１のワイヤーＷに対する状態を調整して、最良の地合を得ることができる状態に設定する地合調整装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抄紙機のワイヤー表面に供給された製紙原料中のパルプ繊維の分散の均一化を図って地合を調整する抄紙機における紙の地合調整ロールであって、
前記地合調整ロールの軸直角面での断面形状が歯車形に形成されており、
ワイヤーの走行方向と交差する水平方向を軸として、外周面がワイヤーの裏面に接触して回転自在に設けられることを特徴とする抄紙機における紙の地合調整ロール。
【請求項２】
前記地合調整ロールの外周面に、軸方向に適宜な間隔で周方向の溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機における紙の地合調整ロール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の地合調整ロールをワイヤーの走行方向に移動自在としてあることを特徴とする抄紙機における紙の地合調整装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の地合調整ロールを鉛直方向に昇降自在としてあることを特徴とする抄紙機における紙の地合調整装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の地合調整ロールを、ワイヤーの走行方向に移動自在で、かつ、鉛直方向に昇降自在としてあることを特徴とする抄紙機における紙の地合調整装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の地合調整ロールを、その回転数を変更可能としてあることを特徴とする請求項３から請求項５までのいずれかに記載の抄紙機における紙の地合調整装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の地合調整ロールを、ワイヤーパートの適宜位置に設置することを特徴とする請求項３から請求項６までのいずれかに記載の抄紙機における紙の地合調整装置。
【請求項８】
請求項１または請求項２に記載の地合調整ロールを複数本設置したこと特徴とする請求項３から請求項７までのいずれかに記載の抄紙機における紙の地合調整ロールと地合調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、抄紙機で製造される紙の地合を調整することができるようにした抄紙機における紙の地合調整ロールと地合調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、製紙工場における一般的な長網式の抄紙機等は、パルプ繊維が水に分散している製紙原料を、ワイヤーパートで循環移動しているワイヤー上に拡散させて供給し、このワイヤーに伴われて走行して脱水されながら紙層を形成する。形成された紙層はプレスパートに供給され、プレスパートを循環走行するフェルトに伴われて走行しながら搾水されてさらに水分が除去され、製紙原料はシート状の紙匹となって、ドライヤーパートに供給される。ドライヤーパートでは、回転している多数のドライヤーシリンダに巻回させながら紙匹を走行させる。ドライヤーシリンダには蒸気が供給されて、シリンダ表面に接触している紙匹との間で熱交換が行われ、紙匹中の水分を蒸発させて乾燥させることによって紙となる。ドライヤーパートで乾燥されて製造された紙は、カレンダーパートに供給され、カレンダーロールで圧潰されながら、光沢性や平滑性が付与されて所望の性質を備えた紙に生成される。その後、リールパートに供給されてリールに巻き取られ、巻取紙として完成される。
【０００３】
ワイヤーパートを循環移動しているワイヤーには、例えば、製紙原料が供給された面と反対側の裏面には地合を構成するためのフォーミングボードやバキュームフォイル、脱水ブレード、ワイヤーサクションボックス等の脱水装置が配され、この脱水装置を通過する際に脱水される。また、ワイヤーパートには、単一のワイヤーからなる長網式や、ワイヤーの走行域の一部に上下にワイヤーを配し、紙層をこれらワイヤーで挟持して脱水するツインワイヤー式等がある。
【０００４】
ところで、紙の品質を評価する一つの指標として地合の良否がある。これは、紙を構成するパルプ繊維の分散状態を評価するもので、一部に偏ることなく紙の全体に均一に分散されていることが良好な地合とされる。前述したように、紙の製造工程ではワイヤーパートにおいて製紙原料からの脱水が行われて紙層が形成される際に、紙の地合がほぼ決定される。このため、地合を良好なものとなるように、ワイヤーパートの各脱水装置を走行中の湿紙に作用させて地合を調整することが要求される。
【０００５】
この種の地合を改善する装置として、走行中のワイヤーをワイヤーの走行方向と直交する水平方向（以下、「ＣＭＤ」と記する。）に揺動させるシェーキングを行って、紙層にＣＭＤの力を作用させることにより原料中の繊維を移動させて繊維の分散の均一化を図るシェーキング装置や、シェーキングを行わせるシェーキングフレームを、下流側を支点にして上流側を上下動させるピッチングを行うピッチング装置等がある（特許文献１参照）。
【０００６】
また、ツインワイヤー式のワイヤーパートでは、走行中のワイヤーの上下動にパルス状の振動を付与して原料中の繊維に脱水方向の力を付与して移動させることにより繊維の抄紙方向における分散の均一化を図って地合の調整を行う地合調整装置が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２６６２７６号公報
【特許文献２】特開２０１１−７４５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に開示されているツインワイヤー式抄紙機において、走行中のワイヤーに上下振動を付与する装置は、上下一対のワイヤーに挟持されて走行する紙層に対して走行方向の位置をずらして、脱水ブレードと対向脱水ブレードを配し、対向脱水ブレードのワイヤーに対する押付圧を調整することにより、ワイヤーの上下動の振幅を変更させて最適な地合となるように調整するものである。この地合調整装置によって、地合が改善されて良好となることが知られている。
【０００９】
ツインワイヤー式では紙層は一対のワイヤーで挟持されているから、一方向の押付圧を作用させた場合でも安定して走行することができるが、長網式抄紙機では、ワイヤーの裏面から押圧力を付与すると、紙層が拘束されていないため、挙動が不安定となってしまい、紙層の改善を果たすことは難しかった。
【００１０】
しかしながら、地合の改善は長網式抄紙機の場合でも要求されている。そこで、この発明は、長網式抄紙機のワイヤーパートを走行する紙層に対しても上下方向の振動を付与して地合を改善できるようにした抄紙機における紙の地合調整ロールと地合調整装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係る抄紙機における紙の地合調整ロールは、抄紙機のワイヤー表面に供給された製紙原料中のパルプ繊維の分散の均一化を図って地合を調整する抄紙機における紙の地合調整ロールであって、前記地合調整ロールの軸直角面での断面形状が歯車形に形成されており、ワイヤーの走行方向と交差する水平方向を軸として、外周面がワイヤーの裏面に接触して回転自在に設けられることを特徴としている。
【００１２】
前記地合調整ロールの歯車の外周面が臨んだ部分をワイヤーが通過する際には、該地合調整ロールの歯先を臨む山部と歯底を臨む谷部とを交互に通過することにより該ワイヤーに上下方向の振動が付与されるようにしたものである。ワイヤー表面に供給された製紙原料がこの振動を受けると製紙原料中の繊維に振動が付与される。このため、該製紙原料により形成された紙層中で偏在していた繊維が分散されて均一化が図られて、地合が良化される。
【００１３】
また、請求項２の発明に係る抄紙機における抄紙の地合調整ロールは、前記断面歯車形の地合調整ロールの外周面に、軸方向に適宜な間隔で周方向の溝が形成されていることを特徴としている。
【００１４】
断面歯車形のロールの外周面に周方向の溝を形成するものである。この溝によってワイヤーからの搾水を促進し、脱水された水の排水を良好にして、紙層内での繊維の調整をより促進させようとするものである。
【００１５】
また、この発明に係る抄紙機における紙の地合調整装置は、前記地合調整ロールをワイヤーの走行方向に移動自在としてあることを特徴としている。
【００１６】
前記地合調整ロールをワイヤーの走行方向に移動自在として、最良の地合となる位置に設定できるようにしたものである。ワイヤーパートでは脱水装置によって脱水が進行するが、脱水状態応じてこの地合調整ロールを用いて最も良好な地合を得ることができる位置に設定する。また、製紙原料の変更に応じて地合調整ロールの位置を変更することにより、当該製紙原料での最良の地合を得ることができるようにする。
【００１７】
また、請求項4の発明に係る抄紙機における紙の地合調整装置は、前記地合調整ロールを鉛直方向に昇降自在としてあることを特徴としている。
【００１８】
前記地合調整ロールを鉛直方向に昇降自在として、最良の地合となる位置に設定できるようにしたものである。地合調整ロールの昇降によりワイヤーに作用する押付力が変更されると、ワイヤーの上下動の振幅が変更されるので、製紙原料中のパルプ繊維が均一に分散するように挙動する振幅となるようにして、最良の地合となるよう調整するものである。
【００１９】
また、請求項５の発明に係る抄紙機における紙の地合調整装置は、前記地合調整ロールを、ワイヤーの走行方向に移動自在で、かつ、鉛直方向に昇降自在としてあることを特徴としている。
【００２０】
地合調整ロールをワイヤーの走行方向に移動自在とすると共に、昇降自在としたものである。
【００２１】
また、請求項６の発明に係る抄紙機における紙の地合調整装置は、前記地合調整ロールを、その回転数を変更可能としてあることを特徴としている。
【００２２】
地合調整ロールの回転数を変更して、走行するワイヤーに山部と谷部が交互に作用して付与する振動数を変更できるようにしたものである。例えば、パルプ繊維の繊維長によって回転数を変更してパルプ繊維を効率よく分散させられるようにしたものである。
【００２３】
また、請求項７の発明に係る抄紙機における紙の地合調整装置は、前記地合調整ロールを、ワイヤーパートの適宜位置に設置することを特徴としている。
【００２４】
ワイヤーパートでは徐々に脱水が進行して、パルプ繊維がほぼ固定された状態となって、後続のプレスパートへ給送されることになる。地合を調整するためにはパルプ繊維にある程度の流動性があって、地合調製装置による外力を受けてパルプ繊維が紙層内を移動する必要がある。他方、脱水の進行初期に地合調製装置によって地合の均一化を図ったとしても、その後のワイヤーの移動により搬送中にパルプ繊維が移動してしまい、均一化された地合が崩れて不均一となってしまうおそれがある。すなわち、適宜位置とは、パルプ繊維を確実に移動させて地合が均一な状態となると共に、その後の搬送によってもパルプ繊維が不用意に移動することがないように調整できる位置であり、この適宜位置に地合調整ロールを設置するものである。なお、この位置は、製紙原料の性質や抄紙条件に応じて調整されることになる。
【００２５】
また、請求項８の発明に係る抄紙機における紙の地合調整装置は、前記地合調整ロールを複数本設置したこと特徴としている。
【００２６】
ワイヤーパートに複数本の地合調整ロールを設置したものであり、これらの全てについてワイヤーの走行方向の位置と高さ、回転数を変更可能としたものでも、あるいは、複数本の地合調整ロールのうちの適宜なものについては、高さと回転数のみを変更可能としたものでも構わない。
【発明の効果】
【００２７】
この発明に係る地合調整ロールによれば、ワイヤーが歯車形の断面形状の山部と谷部を交互に通過することにより、該ワイヤーに振動が付与され、ワイヤー表面に拡散された製紙原料のパルプ繊維を効率よく均等に分散させることができて、地合の良化を効率よく行うことができる。また、地合調整ロールは単純な形状でよく、設置スペースを小さくすることができる。
【００２８】
また、請求項２の発明に係る地合調整ロールによれば、効率よく脱水することができ、脱水された水を効率よく排出することができる。
【００２９】
また、この発明に係る地合調整装置によれば、前記地合調整ロールのワイヤー走行方向とワイヤーに対する押付力と地合調整ロールの回転数とのいずれか一つまたは二つ以上の要素を変更することにより、供給された製紙原料に応じて最適な地合に調整することを簡便に、かつ、確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明に係る地合調整ロールを備えたワイヤーパートの一部を示す概略の斜視図である。
【図２】この発明に係る地合調整ロールの正面図であり、一部を切断して示してある。
【図３】この発明に係る地合調整ロールの左側面図である。
【図４】この発明に係る地合調整ロールを設置したワイヤーパートの概略の側面図である。
【図５】この発明に係る地合調整ロールを設置しない場合と設置した場合とのそれぞれについて測定した地合を比較する表である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係る抄紙機における紙の地合調整ロールと地合調整装置を具体的に説明する。
【００３２】
この地合調整装置である地合調整ロール１は、図２及び図３に示すように、ロール本体1aにジャーナル部２が嵌合されて構成されている。ロール本体1aの外周面には軸直角面で切断した断面形状が、図２に示すように、歯車形に形成されている。また、このロール本体1aの外周面を、図１及び図４に示すように、走行するワイヤーＷが擦過するため、摩擦によってワイヤーＷを損傷させることのない材質により形成されている。あるいは、ロール本体1aが摩耗した際の補修が容易なように、表面にワイヤーＷを損傷させない材料によるライニングを施しても構わない。また、断面形状の歯車形は、平歯車形であってもハスバ歯車形その他の歯車の形状であっても構わない。
【００３３】
前記ロール本体1aの外周面には、周方向に適宜な深さの溝部1bが形成されている。なお、この溝部1bの深さは、ロール本体1aの前記歯車形の歯底円までの大きさとすれば、この溝部1bの加工が簡便となる。
【００３４】
前記地合調整ロール１は、図１に示すように、軸受フレーム10に保持されている軸受箱11に軸受を介して前記ジャーナル部２が回転自在に支持されている。なお、図１には手前側の軸受フレーム10を示しているが、反対側のジャーナル部２についても、軸受箱11を介して軸受フレーム10に支持されている。そして、軸受箱11は軸受フレーム10に対して鉛直方向の位置を変更できるように配されている。また、前記軸受フレーム10は抄紙機のワイヤーパートのフレーム５に敷設されたレール６に案内されて、図１上矢標Ｐで示すワイヤーＷの走行方向に移動自在とされている。なお、地合調整ロール１は、図示しない駆動手段によって回転数を変更可能で回転自在とされている。また、前記レール６に対する移動は作業員の操作により位置を変更することでも構わないが、移動用の駆動手段を具備させることが好ましい。また、前記軸受箱11を軸受フレーム10に対する昇降も作業員による操作によって高さ位置を変更することでも構わないが、昇降用の駆動手段を具備させることが好ましい。
【００３５】
図４は、この発明に係る地合調整装置を具備させるのに適した長網式抄紙機のワイヤーパート22を示す概略の側面図である。ストックインレット21から噴射された製紙原料がワイヤーパート22のワイヤーＷの表面に拡散されて供給される。
【００３６】
ワイヤーパート22には、ワイヤーＷがブレストロール22aとワイヤーターニングロール22bとの間を循環移動しており、ワイヤーＷの上側移動域の表面に製紙原料が供給される。ワイヤーＷの上側移動域の裏面には、脱水ブレードやバキュームフォイル等の脱水装置22cが適宜台数でワイヤー走行方向に配されて製紙原料の紙層からワイヤーＷを通して脱水される。なお、ストックインレット21から噴射された直後には、ワイヤーＷの表面に製紙原料が良好に拡散されるようフォーミングボード22eが配されて、地合の構成が行われる。また、ワイヤーＷの走行域の後方にはワイヤーサクションボックス22dが配されて、ワイヤーＷを通して紙層がら脱水するようにしてある。
【００３７】
また、ワイヤーパート22で紙層が形成された紙匹は、前述のように、プレスパート23、図示しないドライヤーパート、カレンダーパート、リールパートの順に走行し、プレスパート23で搾水され、ドライヤーパートで乾燥され、カレンダーパートで調整された後、リールパートでリールに巻き取られて巻取紙に形成される。
【００３８】
そして、この発明に係る地合調整ロール１は、ワイヤーパート22に配される。地合調整ロール１のワイヤーパート22における設置位置は、製紙原料がこの地合調整ロール22を臨む位置を通過する際に、後述するように、製紙原料中のパルプ繊維が該地合調整ロール１から外力を受けて適宜に移動して、パルプ繊維を均一に分散させることができ、かつ、その後にワイヤーにより搬送されてもパルプ繊維が移動して偏ることのない位置であることが好ましい。このため、地合調整ロール１は、図４に示すように、少なくともフォーミングボード22eよりも下流側に設置することが好ましく、複数基の脱水装置22cの途中の位置であっても構わない。さらに、脱水状態によっては、脱水装置22cの下流側に設置することもできる。
【００３９】
さらに、複数本の地合調整ロー１を、ワイヤーパートの適宜位置に設置することもできる。この場合、複数本の地合調整ロール１のうちの適宜なものについてワイヤーＷの走行方向の位置と高さ、回転数を変更可能とし、適宜なものにつては、高さと回転数のみを変更可能としたものでも構わない。
【００４０】
以上により構成されたこの発明に係る抄紙機における抄紙の地合調整ロールと地合調整装置の作用を、以下に説明する。
【００４１】
ストックインレット21から噴射された製紙原料はワイヤーＷの表面に供給されて拡散し、該ワイヤーＷの走行により搬送されてフォーミングボード22eの上方を通過しながら地合が構成され、脱水装置22cを通過する際には、該製紙原料中の水分がワイヤーＷを通して吸引されて脱水される。ワイヤーＷの走行によって徐々に脱水された製紙原料が、前記地合調整ロール１の上方を通過すると、回転している地合調整ロール１の歯車形の山部と谷部との作用を交互に受けて上下動するワイヤーＷにより製紙原料も上下方向に振動を受ける。製紙原料中のパルプ繊維がこの振動によって紙層内を移動して、パルプ繊維が分散されることになる。これにより、地合の均一化が図られて、地合を良化する。
【００４２】
紙層の地合は、製紙原料中のパルプ繊維の濃度や繊維長等によっても変化するため、最良な地合となるように、地合調整ロール１の位置等を調整する。すなわち、前記軸受フレーム10をレール６に沿って移動させて、地合調整ロール１のワイヤーＷの走行方向の位置を調整する。また、軸受フレーム10に対して軸受箱11を昇降させることにより、地合調整ロール１の高さを調整する。あるいは、地合調整ロール１の回転数を変更する。
【００４３】
地合調整ロール１のワイヤーＷの走行方向の位置を変更することにより、脱水の進行状態に応じてこの地合調整ロール１を作用させる位置を変更して、パルプ繊維を極力均一に分散させることができる位置を求める。
【００４４】
また、地合調整ロール１を昇降させることにより、ワイヤーＷに対する押付力が変更される。これにより、ワイヤーＷがこの地合調整ロール１を通過する際に付与される振幅が変更されるから、パルプ繊維を極力均一に分散させることができる高さを求める。
【００４５】
また、地合調整ロール１の回転数を変更することにより、該地合調整ロール１の歯車形の断面の山部と谷部がワイヤーＷに作用する振動数が変更されるから、パルプ繊維を極力均一に分散させることができる回転数を求める。
【００４６】
そして、上述したように、地合調整ロール１のワイヤーＷの走行方向の位置と高さ、回転数を調整して最適な地合を得ることができるように調整する。この場合、ワイヤーＷの走行方向の位置と高さ、回転数のいずれか一つを調整しても、あるいは二つ以上を組み合わせて調整することもできる。
【００４７】
前記ワイヤーパート22で紙層が形成された紙匹は、プレスパート23、図示しないドライヤーパート、カレンダーパートを通過しながら、順次搾水と乾燥、仕上げの処理が施されて、巻取紙として完成する。
【００４８】
なお、以上の説明では、長網式抄紙機に地合調整ロール１を設置した場合について説明したが、ツインワイヤー式抄紙機にこの地合調整ロール１を設置することもできる。
【００４９】
図５は、この地合調整ロール１を設置せずに抄造した場合の紙と、設置した場合の紙との地合の比較を示す表である。
坪量約３５．０g/m２の紙を抄造する際に、地合調整ロール１を設置した場合と、設置しない場合についての地合指数を測定して比較したものである。
同図の表に示すように、透気抵抗度と地合指数のいずれも地合調整ロール１を設置して製造した紙の方が優れていると認められる。
なお、地合指数は、紙の品質の良否を評価するものとして、例えば、単位面積当たりの透過光量の平均値に対する実際の透過光量のばらつき値（標準偏差）との比で表され、値の小さい方が地合は良好なものとされる。
またこの結果より、地合調整ロール１を設置して製造された紙では、パルプ繊維が均一に分散されて良好な地合となり、透気抵抗度も向上しているものとなる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
この発明に係る抄紙機における抄紙の地合調整装置によれば、製造された紙の地合を良好なものとして、最良の状態の地合を有する紙を製造することに寄与する。
【符号の説明】
【００５１】
１  地合調整ロール
1a  ロール本体
1b  溝部
２  ジャーナル部
５  フレーム
６  レール
10  軸受フレーム
11  軸受箱
21  ストックインレット
22  ワイヤーパート
22c  脱水装置
22d  サクションボックス
22e  フォーミングボード
Ｗ  ワイヤー
【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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