(57)【要約】      （修正有）【課題】抄紙用プレスフェルトと抄紙用プレスベルト両者の特性の最適組合せによって、薄紙の製造に対して優れた搾水性と湿紙の紙質を有するシュープレス装置を提供する。【解決手段】最適なボイドボリュームを有する抄紙用プレスフェルト（５０）と抄紙用プレスベルトを装着することで、湿紙の搾水性能と紙質の良好なプレス装置を提供する。特に、プレスフェルトに紙の平滑性や強度向上の役目を主に分担させ、搾水性は主としてプレスベルトに分担させたプレス装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基層の湿紙側層とプレス側層とにバット層を具えた抄紙用プレスフェルトと、基層の両側にポリウレタン樹脂層を具え、前記抄紙用プレスフェルト側に排水溝を具えた抄紙用プレスベルトと、を装着した抄紙用シュープレス装置において、プレス圧力３０ｋｇ／ｃｍ２での加圧状態におけるボイドボリュームが、前記抄紙用プレスフェルトでは２５０〜６５０ｃｃ／ｍ２の範囲、前記抄紙用プレスベルトでは２５０〜５５０ｃｃ／ｍ２の範囲にある事を特徴とする、薄紙を製造するための抄紙用シュープレス装置。
【請求項２】
前記抄紙用プレスフェルトと前記抄紙用プレスベルトとのボイドボリュームの総和が、６５０〜１０５０ｃｃ／ｍ２の範囲にある事を特徴とする、請求項１に記載の薄紙を製造するための抄紙用シュープレス装置。
【請求項３】
前記薄紙の坪量が１０〜８０ｇ／ｍ２の範囲にある事を特徴とする、請求項１と２に記載の薄紙を製造するための抄紙用シュープレス装置。
【請求項４】
湿紙を抄紙用プレスフェルトで搬送し該湿紙から搾水を行う１番プレス装置とその下流側に設けられた２番プレス装置とを具えた抄紙用シュープレス装置において、
請求項１の抄紙用プレスフェルト１枚以上とプレスベルトを前記１番又は２番プレス装置に用いることを特徴とする、薄紙を製造するための抄紙用シュープレス装置。
【請求項５】
湿紙を抄紙用プレスフェルトで搬送し該湿紙から搾水を行う１番プレス装置とその下流側に設けられた２番プレス装置とを具えた抄紙機用シュープレス装置において、
請求項１の抄紙用プレスフェルト１枚以上と抄紙用プレスベルトを前記１番及び２番プレス装置に用いることを特徴とする、薄紙を製造するための抄紙用シュープレス装置。
【請求項６】
湿紙を抄紙用プレスフェルトで搬送し該湿紙から搾水を行う１番プレス装置のみを具えた抄紙機用シュープレス装置において、
請求項１の抄紙用プレスフェルト２枚と抄紙用プレスベルトを前記１番プレス装置に用いることを特徴とする、薄紙を製造するための抄紙用シュープレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、薄紙を製造するための抄紙用シュープレス装置（以下、単に「シュープレス装置」という。）に関する。
特に、薄紙の搾水性と紙質を向上するために、使用する抄紙用具［抄紙用プレスフェルト（以下、単に「プレスフェルト」という。）と抄紙用プレスベルト（以下、単に「プレスベルト」という。）］を最適に組合せたシュープレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  抄紙工程において、湿紙から搾水するため、従来から一般に抄紙機は、ワイヤーパートと、プレスパートと、ドライヤーパートと、を備える。これらワイヤーパート、プレスパート、およびドライヤーパートは、この並び順で湿紙の搬送方向に沿って配置される。湿紙は、ワイヤーパート、プレスパート、およびドライヤーパートそれぞれに配設された抄紙用具に次々と受け渡されながら搬送されるとともに水分を搾り出され（即ち、搾水され）、最終的にはドライヤーパートで乾燥させられる。プレスパートに配置されたプレス装置は、湿紙の搬送方向に沿って直列に並設された複数のプレス装置を具備する。各プレス装置は、一対の無端ベルト状のプレスフェルトと、当該プレスフェルトそれぞれの一部を間に挟むように上下に対向配置されるプレスとして一対のロール（即ち、ロールプレス）或いはロールおよびシュー（即ち、シュープレス）と、を有しており、略同一速度で同一方向に走行するプレスフェルトにより搬送されてくる湿紙を該プレスフェルトと共にロールとロール或いはロールとシューとで加圧することにより、該湿紙から水分を搾水しながらプレスフェルトにその水分を吸収させる。尚、このような抄紙機には、湿紙を挟持したプレスフェルトの一部をロールとロールとで挟みながら加圧するプレス装置がプレスパートに設けられたロールプレス型抄紙機、湿紙を挟持したプレスフェルトの一部をロールとシューとで挟みながら加圧するプレス装置がプレスパートに設けられたシュープレス型抄紙機、等がある。【０００３】  特にシュープレス型抄紙機によれば、より一般的なロールプレス型抄紙機と比べて、加圧部（即ち、ロールとシューとにより形成されるニップ）のプレスゾーンを広く取れ、それにより加圧時間を長くできるので、より搾水性に優れる。【０００４】  このようにして搾水した排水の量はプレス圧、抄紙用具の走行速度、紙質によって変わってくる。このようなプレス装置（例えば文献１）に使用するプレスフェルトとプレスベルトについて、簡単に説明する。【０００５】  プレスフェルトは、基層と、バット層とからなり、バット層は、湿紙側層と、プレス側層とにより構成される。この際、バット層は、バット繊維を基層にニードルパンチングにより絡合一体化して無端状に構成されている。プレスフェルトは湿紙を次工程（乾燥工程）に搬送する基本的特性と、紙の平滑性を向上し、プレス時の衝撃緩和とそれによる紙の砕け防止し、更に搾水性向上のための加圧均一性と通水性などの重要な機能を担っている。【０００６】  またプレスベルトはウレタン等の高分子弾性部材と、該高分子弾性部材を補強するための基層とから構成されている。プレスベルトを構成する高分子弾性部材によって物理的、化学的な耐久性があり、フェルト接触面側に付与された排水溝や孔の働きによる通水性、或いは空隙量（以下、ボイドボリュームという）を長期間維持できる。【０００７】  しかし、近年の高ニップ圧化、抄紙機全体の高速化に伴い、プレスパートに残存する水分量が多くなり、搾水効率向上の妨げとなっていた。すなわち、プレスフェルトやプレスベルトを介して、湿紙がプレスパートのニップ巾を通過する時間が極めて短時間となるため、該プレスパートから系外へ排出される水量に限界があった。【０００８】  ところが、従来の抄紙用具の構成はプレスフェルトの構成要素とプレスベルトの構成要素とが、全く個別に行われていた。つまりプレスフェルトの構成要素とは基層の強度や耐久性を高めたり、搾水性向上のために基層の比率を高めたり、坪量を増加してボイドボリュームを増加させることを目的としていた。
一方、プレスベルトの構成要素とは基層の強度や耐久性を高めたり、高分子弾性部材の強度や耐久性を高めたり、搾水性向上のために排水溝の形状や寸法を変えてボイドボリュームを増加させることを目的としていた。【０００９】  従来、このように、プレスフェルトとプレスベルトの構成要素が個別に行われていたため、特に薄紙（紙坪量として１０〜８０ｇ／ｍ２の範囲の軽量紙）の製造では、逆にマイナス効果をもたらすことがあった。すなわち、薄紙をシュープレス装置で製造する際に、プレスフェルトのボイドボリュームが多過ぎると、プレスゾーンでの湿紙への加圧伝達力が低下してしまい、必要とする搾水性が得られなくなることがあった。
または、プレスゾーンでの搾水量が不足すること、つまりプレスフェルトとプレスベルトのボイドボリュームが不足することで、湿紙の水分や平滑性が悪化したり湿紙がプレスゾーンで紙砕けを起すこともあった。【００１０】  従来、シュープレス装置におけるプレスフェルトとプレスベルトの組合せに対する、脱水（搾水）特性の評価と、そのための測定器が文献２に紹介されていた。ここでは、プレスベルトの最適条件は組合せるプレスフェルトの構造により変化することが明示されている。
しかし、抄紙用具のボイドボリューム不適合性は湿紙の紙質や搾水性に影響を与える。すなわち湿紙の平滑性を損ね然も乾燥工程での蒸気使用量が増してしまう問題や、抄紙用具のボイドボリューム不適合は上述した湿紙の紙質、搾水性への影響の問題が残存していた。
このことはシュープレス装置においては、湿紙からの搾水量はフェルトのみで受容することは適当ではなく、プレスフェルトとプレスベルトの双方によって水流動を制御しなければならない問題があることを示している。これらの諸問題とその対応については文献２には何らの提案も記載もなされていない。
つまり従来のプレスフェルトでは搾水性に必要なボイドボリュームを分担する考えが一般的であったので、必然的にプレスフェルトの設定坪量（ｇ／ｃｍ２）が過大になり、もう一方の搾水性の必要機能であるプレス時の加圧伝達性が大きくマイナスに作用していた。【００１１】
【文献１】
特開昭６０−２１５８９３号公報
【文献２】
８６ｔｈ  ＡＮＮＵＡＬ  ＭＥＥＴＩＮＧ，ＰＡＰＴＡＣ（Ｂ６１−Ｂ６５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】  本発明は、シュープレス装置における上述の問題に鑑み、プレスフェルトとプレスベルト両者の特性を巧みに組合せて、プレス下で両者の最適組合せによって、薄紙の製造に対して優れた搾水性と湿紙の紙質を有するシュープレス装置を提供することを目的とする。
特に本発明では、プレスフェルトに紙の平滑性や強度向上（すなわち紙質向上）の役目を主に分担、発揮させ、搾水に必要な搾水性（ボイドボリュームと通水性）は主としてプレスベルトに分担させたシュープレス装置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】
【００１３】  本発明は、基層の湿紙側層とプレス側層とにバット層を具えたプレスフェルトと、基層の両側にポリウレタン樹脂層を具え前記プレスフェルト側に排水溝を具えたプレスベルトと、を装着したシュープレス装置において、プレス圧力３０ｋｇ／ｃｍ２での加圧状態におけるボイドボリュームが、前記プレスフェルトでは２５０〜６５０ｃｃ／ｍ２の範囲、前記プレスベルトでは２５０〜５５０ｃｃ／ｍ２の範囲にある事を特徴とする、薄紙を製造するためのシュープレス装置である。【００１４】  更に、前記プレスフェルトと前記プレスベルトとのボイドボリュームの総和が、６５０〜１０５０ｃｃ／ｍ２の範囲にある事が、薄紙を製造するためのシュープレス装置として好ましい。【００１５】  ここで、前記薄紙の坪量が１０〜８０ｇ／ｍ２の範囲にある事が、薄紙を製造するためのシュープレス装置として特に好ましい。薄紙は坪量１２ｇ／ｍ２のティッシュペーパー、４６ｇ／ｍ２の新聞紙、７０ｇ／ｍ２の上質紙などの軽坪量の薄紙に適用できる。【００１６】  そして、湿紙をプレスフェルトで搬送し該湿紙から搾水を行う１番プレス装置とその下流側に設けられた２番プレス装置とを具えたシュープレス装置において、請求項１のプレスフェルト１枚以上とプレスベルトを、前記１番又は２番プレス装置に用いるか、或いは前記１番及び２番プレス装置に用いることを特徴とする、シュープレス装置が好適である。【００１７】  更に、湿紙をプレスフェルトで搬送し該湿紙から搾水を行う１番プレス装置のみを具えたシュープレス装置において、請求項１のプレスフェルト１枚以上とプレスベルトを前記１番プレス装置に用いることを特徴とする、シュープレス装置であってもよい。【００１８】  本発明ではクローズドドロー型抄紙機のプレスパートに設けられたシュープレス装置に用いることを特徴とすることが最も好ましい。
【発明の効果】
【００１９】    本発明によると、最適なボイドボリュームを有するプレスフェルトとプレスベルトを組合せて、薄紙を製造するためのプレス装置に装着することで、特に薄紙製造時の湿紙の搾水性能と紙質の良好なプレス装置を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】  本発明のプレスフェルトの実施形態を図１に基き説明する。なお、図１はプレスフェルトの機械横断方向（ＣＭＤ）断面図である。図１において、プレスフェルト５０は、基層６０と、バット層７０とにより構成され、これらはニードルパンチングにより絡合一体化されている。【００２１】  基層６０はプレスフェルトの強度を発現させるために設けられ、その素材としては、織布や、互いに平行の糸配列にバット層が付いた不織布、又は、糸材を織製せずに重ね合わせた構成の無織基材、フィルム等、当業者により種々提案されているものを適宜用いることができる。図１では織布の例を記載しているがこれに限定されない。【００２２】  バット層７０は、ステープルファイバー８０により構成され、湿紙側層７１とプレス側層７２とからなる。この際、基層６０内にもステープルファイバー８０が配置されているのは勿論である。
バット層７０を構成するステープルファイバー８０としては、６デシテックス（ｄｔｅｘ）以上の繊度のものが使用され、一般的には１７デシテックス（ｄｔｅｘ）程度のものが多く使用されている。【００２３】  なお、基層６０とバット層７０の素材としては、羊毛等の天然繊維や、耐摩耗性、耐疲労性、伸張特性、防汚性等に優れたナイロン６、ナイロン６６等の合成繊維が使用される。
本発明のプレスフェルトのボイドボリュームは、風乾での加圧状態でプレスフェルトの空隙の容積（プレスフェルトの単位面積当り）を意味する。【００２４】  次に、プレスベルト１０の実施形態を図２に基き説明する。図２はベルト１０のＣＭＤ断面図を示す。プレスベルト１０は基層３０の両面にポリウレタン樹脂層２０が形成されている。【００２５】  基層３０はプレスベルト１０の強度を発現させるために設けられ、その素材としては、織布や、互いに平行の糸配列にバット層が付いた不織布、又は、糸材を織製せずに重ね合わせた構成の無織基材、フィルム等、当業者により種々提案されているものを適宜用いることができる。図２では織布の例を記載しているがこれに限定されない。【００２６】  ベルト１０のプレスフェルト側樹脂２１の表面１１には、排水溝３３がベルトの走行方向に多数設けられている。この排水溝は、湿紙がシュープレス装置のプレスゾーンを通過するときに絞り出される水分を排出するのに役立つ。また、ベルト１０のシュー側樹脂２２はプレスシューに当接する。
本発明のプレスベルトのボイドボリュームは、風乾での加圧状態でプレスベルトの排水溝の容積（プレスベルトの単位面積当り）を意味する。【００２７】  排水溝３３の溝幅は０．５〜２ｍｍ、好ましくは０．８〜１．２ｍｍ、深さｃは０．５ｍ〜５ｍｍ、好ましくは１〜２ｍｍであり、隣接する排水溝３３とのランド部の間隔は１〜４ｍｍ、好ましくは２〜３ｍｍである。ランド部の間隔の端部には面取りを施すことができる。【００２８】  図３は本発明のプレスフェルトとプレスベルトとを組合せた、薄紙を製造するためのプレス装置の実施形態を示した概略図である。プレス装置３００は、湿紙Ｗを２組のプレスフェルト１００、１００とプレスフェルト２００、２００とで挟み、湿紙Ｗから搾水を行う１番プレス装置５１と、その下流側に設けられた２番プレス装置５３とを具えている。【００２９】  また図３における１番プレス装置５１と２番プレス装置５３のそれぞれ上段（トップ側）には、シュープレス装置５５、５９が、下段（ボトム側）にはプレスロール５７、６１が備わっており、それぞれのシュープレス装置にはプレスベルトが装着されている。【００３０】  また図１のプレスフェルト５０と図２のプレスベルト１０を、図３の１番プレス装置５１と２番プレス装置５３のいずれかに用いても、１番プレス装置５１と２番プレス装置５３の両方に用いてもよい。【００３１】  ここで、プレスフェルトとプレスベルトのボイドボリュームについて説明する。
風乾でプレス圧力３０ｋｇ／ｃｍ２での加圧状態におけるプレスフェルトのボイドボリューム（ＶＶ）は下記の式が使用できる。
式；
プレスフェルトのＶＶ（ｃｃ／ｍ２）＝（加圧状態におけるプレスフェルトの厚み）×１０００−［プレスフェルトの坪量（ｇ／ｍ２）／１．１４］
ここで、数値１．１４はプレスフェルトの基層及びバット層の素材をナイロンとしたときの素材の比重である。したがって他の素材を使用したときは、各素材の割合を算出して平均比重を当てはめればよい。
また、風乾でプレス圧力３０ｋｇ／ｃｍ２での加圧状態におけるプレスベルトのボイドボリューム（ＶＶ）は、加圧状態でプレスベルト表面の排水溝面積とＣＭＤ断面の溝深さの求めて、プレスベルト単位面積（ｍ２）当りの空隙量を算出する。【００３２】  次に、薄紙をプレス装置で製造する際に、プレス装置に装着する最適なプレスフェルトとプレスベルトの組合せについて、実施の形態を説明する。ただし水の比重を１（１ｃｃ＝１ｇ）とする。
▲１▼薄紙の坪量・・１２ｇ／ｍ２（ティッシュ）、４６ｇ／ｍ２（新聞紙）、７０ｇ／ｍ２（上質紙）を本発明で製造した。
▲２▼シュープレス装置・・１番プレス装置と２番プレス装置を具えた、図３に記載のクローズド・ドロータイプのシュープレス装置。
▲３▼シュープレス装置の駆動速度・・１４００、１６００、２０００ｍ／分の速度で走行。
▲４▼プレスフェルト・・上記▲１▼〜▲３▼の条件で種々のボイドボリュームを有するプレスフェルトとプレスベルトを組合わせした実験を行った。その実験結果から、プレスベルトと共に使用した場合の最適なボイドボリューム（ＶＶ）を有するプレスフェルトの範囲を、表に記載した。
▲５▼プレスベルト・・上記▲１▼〜▲４▼の条件に使用するための、プレスフェルトと共に使用した場合の最適なボイドボリューム（ＶＶ）を有するプレスベルトの範囲を、表に記載した。【００３３】
【表】
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【００３４】  表では、坪量１２ｇ／ｍ２のティッシュペーパーを製造する際に、２番プレス装置を使用する必要がなく、１番プレス装置では表中のプレスフェルト１枚とプレスベルトがそれぞれの範囲のボイドボリュームを有していれば、安定した薄紙製造が可能であった。しかしそれぞれの範囲の下限値以下であった場合、プレスゾーンでの紙砕けが顕著で湿紙平滑性も悪かった。そしてそれぞれの範囲の上限を超えた場合、プレスゾーンでの湿紙への加圧伝達力が不足する結果、搾水性が悪かった。【００３５】  また、表では坪量４６ｇ／ｍ２の新聞紙と坪量７０ｇ／ｍ２の上質紙を製造する際に、プレスフェルトのボイドボリュームが表中に示される範囲内であっても、プレスベルトのボイドボリュームが上限値５５０（ｃｃ／ｍ２）を越えた場合、プレスベルトの排水溝の形状が湿紙に転写するため、紙質つまり湿紙平滑性に影響することが分かった。
また、プレスフェルトとプレスベルトのボイドボリュームの総和が６５０（ｃｃ／ｍ２）から１０５０（ｃｃ／ｍ２）の範囲内であっても、プレスフェルト１枚で２５０〜６５０（ｃｃ／ｍ２）の範囲、プレスベルトで２５０〜５５０ｃｃ／ｍ２の範囲を同時に満たなさい場合は、搾水性が保たれないことが実験結果から分かった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】  本発明のプレスフェルトの実施形態のＣＭＤ断面図。
【図２】  本発明のプレスベルトの実施形態のＣＭＤ断面図。
【図３】  本発明のプレスフェルトとプレスベルトを装着したプレス装置の概要図。
【符号の説明】
【００３７】５０：プレスフェルト
６０：基層
７０：バット層
７１：湿紙側層
７２：プレス側層
８０：ステープルファイバー
１０：プレスベルト
１１：表面
２０：ポリウレタン樹脂層
２１：プレスフェルト側樹脂
２２：シュー側樹脂
３０：基層
３３：排水溝
３００：プレス装置
５１：１番プレス装置５１
５３：２番プレス装置５３
５５、５９：シュープレス装置
５７、６１：プレスロール
１００、２００：プレスフェルト
Ｗ：湿紙
Ａ：湿紙の移動方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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