(57)【要約】      （修正有）【課題】紙のシワを効率よく延ばすことができ、粘着性物質が付着し難い抄紙機用ロールを提供する。【解決手段】ウェブのシワ防止用ロール５は、ロール５の中央部５５において振り分けられて方向が逆になる複数条の螺旋状谷部５３，５４と螺旋状山部５６，５７を形成し、螺旋状谷部５３，５４の立ち上がり先端部はロール中央部５５の振り分け線に接していると共に、同一円周上において等間隔に位置しており、螺旋状谷部５３，５４の底面形状をアール面によって形成し、螺旋状谷部５３，５４の端部と螺旋状山部５６，５７の端部とはアール面又は平面によって連続しており、螺旋状谷部５３，５４のピッチはロール両端部に向かって次第に大きくなるように形成した。螺旋状山部５６，５７の上面は、平面であってもアール面であってもよい。螺旋状谷部５３，５４の幅寸法を一定として、ピッチを一回転ごとに１％ずつ増加させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロールの中央部において振り分けられて方向が逆になる複数条の螺旋状谷部と螺旋状山部を形成し、前記螺旋状谷部の立ち上がり先端部はロール中央部の振り分け線に接していると共に、同一円周上において等間隔に位置しており、螺旋状谷部の底面形状をアール面に形成し、前記螺旋状谷部のピッチはロール両端部に向かって次第に大きくなるように形成したことを特徴とするウェブのシワ防止用ロール。
【請求項２】
螺旋状山部の上面に平面部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のウェブのシワ防止用ロール。
【請求項３】
螺旋状山部の上面をアール面に形成したことを特徴とする請求項１に記載のウェブのシワ防止用ロール。
【請求項４】
螺旋状谷部と螺旋状山部との接続部は、アール面又は平面によって連続していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のウェブのシワ防止用ロール。
【請求項５】
螺旋状谷部の幅寸法を一定として、ピッチを一回転ごとに１％ずつ増加させたことを特徴とする請求項１〜４に記載のウェブのシワ防止用ロール。
【請求項６】
螺旋状谷部の幅寸法を６〜１５ｍｍ、深さ寸法を０．０２〜０．８ｍｍ、アール面の大きさを６００〜９００Ｒとしたことを特徴とする請求項１〜５に記載のウェブのシワ防止用ロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックフィルム、紙、布などの薄物シート状物、いわゆるウェブを製造したり、巻き取る際に使用するロールに係り、特にゴミや汚れの付着、シワの発生を防止することができるウェブのシワ防止用ロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
何千メートルもの連続したプラスチックフィルム、紙、布などの長尺な薄物シート状物（以下、ウェブという）は、搬送する工程において、或いは製品として保管する際には、ロールに巻き取ることが最も効率がよいと考えれている。そこで、製紙工程、フィルムの製造工程、印刷工程等において、多くのロールが使用されている。製紙工程においては、紙を連続的に抄くために各パートに各種のロールが使用されている。また、フィルム等のウェブを巻き取る装置においても、ウェブを安定して搬送するためにガイドロールが使用されている。
【０００３】
このようなウェブを搬送したり、巻き取る際にシワやたるみが生じることがある。ウェブはロールを介して搬送され、最終的に巻き取られるが、ウェブとロール間、又はロール層間に巻き込まれる空気層がシワの発生原因の１つとなっている。
【０００４】
上記シワの発生を防止する手段としては、種々の手段が提案されている。例えば、ウェブの巻取り装置のガイドロールに螺旋状溝を設けて外方に張力を発生させることによりシワの発生を防止したり、ウェブに生じた静電気を除去する除電手段を設けることによってシワの発生を防止している。
【０００５】
一般にウェブを搬送する場合には、ウェブをロール同士でニップさせて張力を発生させる。その際、片方のロールが駆動されるが、フィルム、紙、銅やアルミ材質のウェブではシワが発生し易い。そこで、ウェブを案内するガイドロールの摩擦力を上げるとともに、ウェブとの相対的な歪みによるシワの発生を防止するために、ロールの中央部から対称にした螺旋状の溝を形成することが提案されている。
【０００６】
例えば、特開平１０−３２０７６６号公報記載の「シート状基体走行搬送装置及びこのシート状基体走行搬送装置を備えたコーティングフィルム材製造装置」（特許文献１）、特開２００８―６２２３８号公報記載の「ガイドロール」（特許文献２）がある。
【０００７】
古紙の回収率も年々増加しており、製紙業界での古紙利用率も増大している。古紙再生紙を製造するには、まず、抄紙機に投入する前に、回収された古紙をもみほぐして繊維状に離解し、スクリーンで砂、金物や小石を除去する。その後、古紙パルプより大きなサイズの異物を除去した後、付着しているインキや粘着物等を剥がす。次いで、古紙パルプからインキを除去した古紙パルプの原料を次工程の抄紙工程に送られる。
【０００８】
また、抄紙工程は、主にワイヤーパート（脱水部）、プレスパート（圧搾、搾水部）、ドライヤーパート（乾燥部）から構成されている。製紙工程において使用される抄紙機用ロールには、ワイヤーパート、プレスパート、ドライヤーパート等でそれぞれ紙層のシワを延ばすためのウォームロール、エステンダーロール、カンバスロール等がある。
【０００９】
図４に基づいて、抄紙工程の概要について説明する。抄紙工程では、ワイヤーパート１、プレスパート２、ドライヤーパート３、カレンダーパート４を経て、図示しないリールパートへと送られる。パルプ原料は、ストックインレット１Ａによってワイヤーパート１のワイヤー１１上に適正な濃度、速度、角度で供給される。ワイヤーパート１は、原料を脱水し紙層を形成させるところで、フォイルなどの脱水パーツで脱水され、次のプレスパート２に送られる。
【００１０】
ワイヤーパート１のワイヤー１１には、ブレストロール１２、ワイヤー１１を送るワイヤーロール１３、サクションロール１４及びドライブロール１５等の各種ロールが使用されている。また、ワイヤー１１ａには、リードロール１６、コーナーロール１７、ストレッチロール１８、ワイヤーガイドロール１９等が使用されている。
【００１１】
紙の原料には、ピッチ・タール等の粘着性物質が含まれており、深刻な問題を引き起こす。古紙の配合率や古紙のリサイクルが増加してくると、原料中の微細繊維が多くなるため濾水性が低下する。前記各種のロールは、常にワイヤー１１，１１ａ等の抄紙用具や紙と接するために、表面状態に問題があればそのまま紙の品質に影響を及ぼすことになる。
【００１２】
原料に含まれる粘着性物質を除去することは古紙再生の重要な技術であって、ワイヤーパート１における各種ロールの粘着性物質の除去が不可欠である。そこで、前記ワイヤーロール１３の一部、ワイヤーガイドロール１９等に汚れやシワを防止するために溝付きロールが使用されている。
【００１３】
ワイヤーパート１から送られてきた多くの水分を持った湿紙は、プレスパート２で脱水される。プレスパート２では、複数のロールとフィルト２１を介して機械的に圧搾脱水すると共に、ワイヤーマークなどを減らす。プレスパート２は、図示する例では二段のプレスユニットからなり、第１段プレスユニット２ａでは、センターロール２２の両側にボトムロール２３とピックアップロール２４が配置されており、フェルト２１ａとフェルト２１ｂがフェルトロール２５によって搬送される。
【００１４】
また、第２段プレスユニット２ｂは、フェルト２１ｃ、フェルト２１ｃを駆動するドライブロール２６、プレスするボトムロール２７とトップロール２８、フェルトロール２９からなる。ドライブロール２６の上方にはペーパーロール３０が配置されている。前記ペーパーロール３０とフェルトロール２９に、フェルトの汚れやシワを防止するために溝付きロールが使用されている。
【００１５】
上記プレスパート２においても上記粘着性物質がフェルトに付着すると、きれいな紙を製造することはできない。前工程のワイヤーパート１での濾水性が低下すると、粘着性物質のフェルトやロールへの付着が一層起こり易くなる。これらの対策として、ワイヤーパート１、プレスパート２においては、操業中に連続高圧洗浄を行ったり、図４に示すように、各ロール等にドクター装置Ｄを配置している。
【００１６】
ワイヤーロールやフェルトロールは、ワイヤー、フェルト等や紙に接するために、その表面にピッチ・タール等の粘着性物質が附着する。これらの粘着性物質を除去するための除去手段として、ドクター装置Ｄが用いられている。しかしながら、従来の除去手段ではコストアップになると共に、ロールの汚れの除去やシワ防止には十分ではなかった。
【００１７】
また、プレスパート２において、ペーパーロール３０とフェルトロール２９には表面を研摩した滑らかなプレーンロールだけでは十分な脱水ができないために、表面に円周方向に溝を付けたグルーブドロール等が使用されている。
【００１８】
プレスパート２を出た湿紙は、ドライヤーパート３で乾燥される。ドライヤーパート３では、数十本のドライヤーロール３１とカンバス３２とによって湿紙を挟持し、ドライヤーロール３１の表面に接触させて水分を蒸発させ、５〜１０％の製品水分まで乾燥する。ドライヤーロール３１は、密閉室内において蒸気を供給することによって加熱されている。カンバス３２はカンバスロール３３によって搬送される。
【００１９】
カレンダーパート４は、ドライヤーパート３から出てきた紙に一様な厚さと光沢を与える。カレンダー装置は上下に数本のカレンダーロール４１を組み合わせた構造を持ち、紙はこのロール間を通り加圧される。カレンダーロール４１には、クラウン付きのクラウンロールが多く用いられる。このカレンダーパート４においても、紙のシワの発生を防止するシワ防止用のロールが使用されている。
【００２０】
また、上記のシワ防止用ロールには、シワを延ばすためにロールの中央部から対称に螺旋状の溝を形成した溝付きロールが使用されている。このようなロールとして、例えば、特開２０００−１０９２５２号公報記載のウォームロール（特許文献３）、特開２０１０−３１３９７号公報記載の抄紙用ロール（特許文献４）がある。これらのロールは、紙のシワを防止すると共に、紙離れを良くして紙切れなどの不良を減少させようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平１０−３２０７６６号公報
【特許文献２】特開２００８―６２２３８号公報
【特許文献３】特開２０００−１０９２５２号公報
【特許文献４】特開２０１０−３１３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
上記特許文献１記載の搬送用ロールは、多数条の螺旋溝によって構成すると共に、これらの螺旋溝の深さを両側に向かって次第に大きくなるように形成したものである。このような螺旋溝によって、シート状基体との間の圧接力が幅方向の全域に亘って均一に拡張される方向に作用し、シワ等の変形の発生を抑制して安定した状態で走行させることができる。しかしながら、溝底にゴミや埃が溜り、シート状基体を汚すことがある。
【００２３】
また、特許文献２記載のガイドロールは、ロールの中央部の表面にのみウェブの滑り止め止めとして螺旋溝を形成したものである。このように、中央部にのみ螺旋溝を形成し両端部を平滑面とした場合には、ウェブとロールの間に巻き込まれる空気層をロールの両端部から排出できないために、シワの発生を防止するには不十分である。また、ウェブとロール間の空気層が排出されないことと相まって、溝底にゴミや埃が溜り易いという問題がある。
【００２４】
また、特許文献３に記載されているウォームロールは、紙の蛇行を防止し、十分シワを延ばすことができるものの、次のような問題がある。即ち、ロール中央部にいて振り分けた溝内を流れるエアーによってスムーズな拡幅作用が生じるので、紙のシワ伸ばし効果が得られるものの、溝の深さが０．５〜５ｍｍと大きいために、溝幅を大きくすると溝への落ち込みが大きくなり、返ってシワを発生させる原因となる。
【００２５】
さらに、溝形状は、角溝、Ｖ字溝、Ｕ字溝等であって溝の上端にエッジのある溝であるために、溝と紙との間に隙間が生じ、紙の品質に影響を与えるピッチ・タール等の粘着性物質が入り込んで付着する。この付着した粘着性物質が紙にも付着して紙の品質を低下させるばかりでなく、断紙によって製造ラインをストップせざるを得ないこともある。このような問題は、特許文献１及び特許文献２に記載のロールを抄紙機用ロールとして使用した場合にも生じる。
【００２６】
また、特許文献４に記載されている抄紙用ロールも、上記特許文献３記載のウォームロールと同様の溝形状であり、同様の問題がある。さらに、溝間のピッチが大きいとロール表面と紙との接触面積、即ち、溝と溝の間の無加工部分が紙と接触する寸法をあまり低減できないために剥離効果が低下する。
【００２７】
上記の通り、先行特許文献記載のロールに形成された溝は、いずれも溝の底辺に紙が接触しない深さと形状に形成されている。従って、紙のシワ防止効果は得られるものの、ゴミや埃を排除することができない。従って、品質の高いウェブを効率よく製造することができなかった。従来のような中央部から両端部に向かって対称に螺旋状溝を形成したロールでは、近年の製造ラインの高速化、ウェブの薄膜・広幅化、ウェブ材質の多様化などに対応することができなかった。また、抄紙工程において使用した場合には、粘着性物質の堆積を防止することができなかった。
【００２８】
この発明は、かかる現況に鑑みてなされたもので、長尺なウェブの製造工程において、ゴミや埃の付着を防止し、シワの発生を防止することができるウェブのシワ防止用ロールを提供することを目的とする。また、抄紙工程において、粘着性物質が抄紙機のワイヤー、フェルト、ロール等に付着して生じる目詰まりや汚れ等のトラブルを解消するとともに、紙に付着して生じる品質の低下や、断紙等を防止することができるロールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
この発明は上記目的を達成するために次のような構成とした。即ち、この発明に係るウェブのシワ防止用ロールは、ロールの中央部において振り分けられて方向が逆になる複数条の螺旋状谷部と螺旋状山部を形成し、前記螺旋状谷部の立ち上がり先端部はロール中央部の振り分け線に接していると共に、同一円周上において等間隔に位置しており、螺旋状谷部の底面形状はアール面によって形成され、螺旋状谷部の端部と螺旋状山部の端部とはアール面又は平面によって連続しており、前記螺旋状谷部のピッチはロール両端部に向かって次第に大きくなるように形成したことを特徴とする。
【００３０】
前記螺旋状山部の上面には、平面部を形成してもよいし、僅かに突出したアール面に形成してもよい。螺旋状谷部の幅寸法を６〜１５ｍｍ、深さ寸法を０．０２〜０．８ｍｍ、アール面の大きさを６００〜９００Ｒとすることができる。
【発明の効果】
【００３１】
この発明に係るウェブのシワ防止用ロールは、ロール表面の螺旋状谷部と螺旋状山部を角のないアール面によって形成したから、ウェブの製造工程において発生するシワを効率よく防止することができる。また、ウェブとロール表面との間には、微細な振動によってロールの両端に向かって乱流が生じ、この乱流によってゴミや埃、あるいは粘着性物質を吐き出すようにロール両端部に排出し、ウェブやロール表面に付着することが少ない。また、ロールの中央部において振り分けられて方向が逆になる複数条の螺旋状谷部の先端部は、振り分け線に接して形成されているから、ゴミや埃、あるいは粘着性物質が完全に排出され、ロール表面に付着することがないと共に、破断を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１実施形態の抄紙機用ロールの正面図である。
【図２】同じく第１実施形態のロールの表面形状を示す一部拡大断面図である。
【図３】第２実施形態のロールの表面形状を示す一部拡大断面図である。
【図４】抄紙機の構成の一例を示す説明用正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、図示する実施形態に基づいて説明する。図１は、ウェブのシワ防止用ロールの一例を示す正面図である。ウェブのシワ防止用ロール５は、従来の金属製ロール本体５１の表面に高硬度なゴム材質で被覆した被覆層５２を設け、前記被覆層５２の表面にロール本体の中央部５５において方向が逆になる螺旋状谷部５３，５４と、前記螺旋状谷部５３、５３の間の螺旋状山部５６，螺旋状谷部５４、５４の間の螺旋状山部５７を形成してなる。
【００３４】
なお、ここで、前記螺旋状谷部とは、谷部の下端面から山部の上端面までの深さ寸法の二分の一より内側をいい、螺旋状山部とは、前記深さの寸法の二分の一より外側をいう。即ち、谷部の下端面から山部の上端面までの深さの二分の一を境に内側を螺旋状谷部、外側を螺旋状山部という。
【００３５】
さらに詳述すると、ロール本体５１は、従来使用されているパイプ状のロール芯体であればよい。螺旋状谷部５３，５４は、ロール中央部５５において振り分けられて方向が逆になっており、立ち上がり先端部５３ａ，５４ａはロール本体部の中央部５５の振分線５５ａにそれぞれ接している。螺旋状谷部５３，５４は、同一円周上を等分してそれぞれ複数条ずつ形成されている。
【００３６】
前記螺旋状谷部５３，５４が複数条からなる場合には、立ち上がり先端部５３ａ，５４ａは、同一円周上において等間隔に位置するように形成すると共に、螺旋状谷部５３，５４は向かい合う先端部を互いにずらして形成することが好ましい。また、前記螺旋状谷部５３，５４のスタートピッチは、１０〜２０ｍｍとし、そのピッチ変化率は一回転するごとに１％ずつ増加させることが好ましい。ピッチの変化率を１％ずつ増加させると、立ち上がりに対して一回転目は１％であるが、二回転目は２％、三回転目は３％のように増加することになる。
【００３７】
図示する実施形態では、螺旋状谷部５３と螺旋状山部５６は、それぞれアール面によって形成されており、螺旋状谷部５３と螺旋状山部５６の接続部はアール面によって連続していることが好ましい。同様に、螺旋状谷部５４と螺旋状山部５７は、それぞれアール面によって形成されており、螺旋状谷部５４と螺旋状山部５７の接続部はアール面によって連続していることが好ましい。前記螺旋状谷部５３と螺旋状谷部５４は、互いにその先端部を円周方向にずらして形成されており、中央部の振分線５５ａに交互に接している。
【００３８】
前記螺旋状谷部５３，５４の谷幅寸法&#8467;は、６〜１５ｍｍ、好ましくは８〜１２ｍｍとする。また、前記螺旋状山部５６，５７の山幅寸法Ｌも立ち上がりにおいては、谷幅寸法と同様に、６〜１５ｍｍ、好ましくは８〜１２ｍｍとする。そして、前記螺旋状谷部５３，５４の深さ寸法ｔを０．０２〜０．８ｍｍとし、好ましくは０．０３５〜０．２ｍｍとする。
【００３９】
前記螺旋状谷部５３、５４と螺旋状山部５６、５７のアール面の大きさは、６００Ｒ〜９００Ｒとすることができる。上記の通り、螺旋状谷部５３，５４は、ロールの両端部に向かって一回転ごとに１％ずつ増加するから、図２に示すように、螺旋状山部５６，５７の幅寸法Ｌ、Ｌ１、Ｌ２・・・は次第に大きくなる。
【００４０】
前記螺旋状谷部５３，５４は、リード角の絶対値が増大するように形成されており、一回転ごとに０．１％ずつ増大させることが好ましい。ここでリード角とは、ロール本体５１の回転軸線５８に対する直角な線と螺旋状谷部５３，５４の交差角θであって、両端部に向かって次第にリード角θが大きくなり、傾斜の度合いが増大している。また、螺旋状山部５６，５７のリード角も両端部に向かって徐々に大きくなると共に、ピッチの増大に伴って両端部に向かって徐々に幅寸法を増大させるように形成される。
【００４１】
上記ウェブのシワ防止用ロール５は、表面が緩やかなアール面による波形に形成されており螺旋状谷部の深さも極めて浅いので、搬送中のウェブはロール表面全体に接触することになる。さらに、紙と谷部との間には、乱気流が生じて紙に極めて微妙な振動を与えることになり、乱気流は螺旋状谷部５３，５４によってロールの両端部に流れる。この乱気流の作用によって、ウェブのシワの発生を効率よく防止することができる。
【００４２】
前記乱気流によって、ゴミ、埃、水分等がロールの両端部から排出される。また、このウェブのシワ防止用ロール５を抄紙機のワイヤーロール、フェルトロール、カンバスロールの一部に使用した場合には、螺旋状谷部５３，５４のリード角が両端部に向かって次第に増大するように形成されているから、ロール５の両端部に向かってウェブの幅方向の伸長力が増大し、紙の微妙な振動により発生する乱気流によってゴミ、水分等ばかりでなく、抄紙工程においては、ピッチ・タール等の粘着性物質を排除し、ロールに付着するのを防止する。
【００４３】
図３は、この発明に係る第２実施形態を示し、ロールの一部を拡大した断面図である。この第２実施形態では、螺旋状山部の上面に平面部を設けた点において第１実施形態と異なる。よって、同一構成については同一符号を付して、その説明は省略する。即ち、螺旋状山部５９は、上面を平面部５９ａとして略台形状に形成されており、螺旋状谷部５３，５４と接続部はアール面５９ｂによって連続している。
【００４４】
尚、螺旋状谷部５３と螺旋状山部５９の接続部は、アール面ではなく平面によって連続してもよい。前記螺旋状谷部の幅寸法、深さ寸法、リード角等は第１実施形態と同様である。
【００４５】
この第２実施形態においても、ロール表面には角がなくアール面によって連続しており搬送中のウェブはロール表面の全体に接触することになる。さらに、第１実施形態と同様に、ウェブに微妙な振動を与える乱気流によって、ゴミ、埃は排出される。また、抄紙機用ロールとして使用した場合には、この乱気流によって粘着性物質がロールに付着することなくロール端部へ排出し、同時にシワの発生を防止する。
【００４６】
尚、この発明に係るロール表面の材質は、特に限定されるものではなく、金属、溶射、鍍金、樹脂、ゴム等のいずれであってもよい。
【００４７】
この発明に係るロールは、従来の溝付きロールのように、溝内のエアーの流れによってウェブのシワの発生を防止するのではなく、ウェブに微妙な振動を与える乱気流が、ロールの中央部から両端部方向に流れることによってウェブのシワの発生を防止するものである。
【００４８】
また、溝付きロールと違って、ウェブとロール表面との間に隙間が形成されないから、ゴミ、紙粉や粘着性物質がロール表面に付着することがない。さらに、ロール中央部において振り分けられて方向が逆になる螺旋状谷部の先端部は、それぞれ振分線に接しているとともに、交互に同一円周上にずらして形成されているから、ウェブの破断を防止する。
【実施例】
【００４９】
以下に、  抄紙機のプレスパートにおけるペーパーロールの実施例について説明する。ロールサイズは、外径２８５ｍｍ、全長４５００ｍｍ、表面の材質は、合成ゴム（ゴム硬度１００度）により形成した。螺旋状谷部の条数は６条とし、中央部の分割線に接して円周上に均等に振り分けた。螺旋状谷部の幅寸法を１５ｍｍ、深さを０．０４ｍｍとしアール面は６００Ｒとし、ピッチ寸法を立ち上がり１００ｍｍから一回転ごとに１％ずつ増大させた。螺旋状山部の上面に平面部を形成し、螺旋状谷部のピッチの増大に伴って螺旋状山部の平面部の幅寸法を１５ｍｍから２５ｍｍに次第に増大させた。
【００５０】
上記構成のペーパーロールをプレスパートに使用した。搬送後のシワの程度を観察したが、シワは全く見られずシワの発生を防止する効果の高いことが確認された。また、ロール表面には、ゴミや粘着性物質の付着はほとんど見られなかった。
【符号の説明】
【００５１】
５：ウォームロール
５１：ロール本体
５２：被覆層
５３，５４：螺旋状谷部
５３ａ，５４ａ：螺旋状谷部の先端部
５６，５７：螺旋状山部
５５：ロール本体中央部
５８：回転軸線
５９：螺旋状山部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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