(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製紙工程でのロール表面の異物除去方法であって、金属板の先端部にジルコニアセラミックス製の板状体を長尺状に固定し、該板状体の先端に面取りを有するランド部を形成し、ランド部が、幅０．０３〜１．０ｍｍの平坦面、または曲率半径０．０３〜１．０ｍｍの曲面であり、該板状体のランド部における刃先角度が２０〜７５°であるカス取りドクターを撓ませて、該板状体のランド部をロール表面に押しつけて使用することを特徴とする製紙工程でのロール表面の異物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製紙工程において、湿紙匹を加圧脱水したり、乾燥させたり、厚みを調整しながら搬送するために用いる各種のロールやシリンダードライヤー等の表面に付着した原料カスや異物を掻き取って除去する際に用いる製紙用カス取りドクターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、紙の表面に顔料塗被組成物を塗布して塗工紙とする工程に、塗布用のブレードが用いられている。このような塗布用ブレードは、従来、その殆どがハイス鋼等の金属材から形成されており、先端のランド部で塗被組成物を密着させながら伸ばして塗布するようになっている。しかしながら、金属材で形成されている場合、ランド部が摩耗して均一に塗布できなくなるため、長期の使用における信頼性の面で極めて重大な問題を有していた。
【０００３】
そこで、特公平２−３６６７１号公報に示すように、ブレードの先端側面に炭化タングステン（ＷＣ）等の硬質膜を溶射したり、あるいは、特公平２−５１３９８号公報に示すように、ブレードの少なくとも刃部をジルコニアセラミックスで形成することが提案されている。
【０００４】
また、製紙工程においては、パルプ懸濁物から湿紙匹を形成するためのワイヤーを支持しているロール、湿紙匹を加圧し水分を除去するウェットプレス部のプレスロール及びフェルトを支持しているロール、湿紙匹を乾燥させるシリンダー、紙に各種の機能を付与する為のサイズプレス及びゲートロール装置等のロール、密度及び平滑性を調整するためのカレンダーなど必要に応じて様々なロールが設置されている。
【０００５】
紙を造る際には湿紙匹と直接接触するロール表面にパルプ繊維、填料、サイズ剤、表面サイズ剤等に由来するカスが付着することは避けられない。更に、これらを放置しておくことは製品の品質を低下させるばかりでなく断紙の原因となり、甚だしい場合には事実上操業は不可能に陥る。
【０００６】
その対策として、各種ロールの表面のカスを除去する為にドクターブレードを設置している。堅いロールには堅い材質のドクターブレードを、柔らかい材質のロールには柔らかい材質のドクターブレードを通常は使用する。その理由としては、ドクターブレードの素材としてロールにキズが付かない様に該ロールの硬度よりも柔らかい物を選定する必要があるためである。しかしながら、運転効率の面からはできるだけ摩耗の少ない堅い素材が好ましく、良好な連続操業を維持する為にはドクターブレードの寿命は最低でも１ヶ月程度の期間は必要である。特にプレスパートの様な部位のドクターブレードは長寿命であることの要求は強い。
【０００７】
例えば、プレスパートの工程では、図３に示すように複数のロール１０で湿紙１２を加圧脱水する。このロール１０は、金属材、樹脂材、石材等からなり、湿紙１２を加圧して脱水したり、不図示の複数のロール群からなる乾燥パート（ドライヤー）で湿紙１２を乾燥させる作用を成しながら、紙を搬送するようになっている。
【０００８】
そして、上述したように、上記ロール１０の表面には、紙料、液体、ゴミ等の異物１１が付着しやすく、これらの異物１１が湿紙１２に付着すると、紙切れや不良品となってしまうため、予めカス取りドクター１の先端をロール１０に押し当てて、異物１１を除去するようになっている。
【０００９】
この掻き取りドクター１は金属板や樹脂板からなり、異物を除去しやすいように、先端にはランド部を有するものが一般的であり、このランド部を回転しているロール１０の表面に押し当てて、ロール１０表面に付着した異物を除去している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、製紙用カス取りドクター１の場合、先端のランド部はロール１０と密着して摺動し続けるため、摩耗が激しかった。特に、上記のような金属製又は樹脂製の製紙用カス取りドクター１の場合、先端のランド部の摩耗により２週間から１ヶ月程度の使用で交換しなければならず、極めて効率の悪いものであった。
【００１１】
また、このカス取りドクター１をセラミックスで形成することも考えられるが、その場合でも、使用時には先端のランド部に大きな力が加わるためチッピングが生じやすかった。あるいは、カス取りドクター１の取扱時に破損したり、先端ランド部にチッピングが生じやすく、その結果、使用時にロール１０の表面に傷をつけてしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、耐摩耗性に優れ、かつ使用時にロールに傷をつけにくい製紙用カス取りドクターを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、製紙工程で、湿紙匹を加圧したり乾燥させたり、厚みを調整しながら搬送するために用いるロールの表面に付着した紙料、液体、ゴミ等の異物を掻き取って除去するための異物除去方法であって、金属板の先端部に、ロールのＳＲＡよりも平滑な面に仕上げられたジルコニアセラミックス製の板状体を固定し、該板状体のランド部に微小な面取りを形成し、板状体のランド部が、幅０．０３〜１．０ｍｍの平坦面、または曲率半径０．０３〜１．０ｍｍの曲面とし、板状体のエッジ部における刃先角度を２０〜７５°としたカス取りドクターを撓ませて板状体のランド部をロール表面に押しつけて使用することを特徴とする製紙工程でのロール表面の異物除去方法である。
【００１６】
【作用】
本発明によれば、金属板の先端部にロールの表面平滑性の指標であるＳＲＡよりも平滑なジルコニアセラミックス製板状体を固定した構造により、ドクターの大部分が金属板からなるため取扱時等の破損を防止できる。また、ランド部に微小な面取りを形成したことによって、ランド部のチッピングを防止し、使用時にロールに傷をつけることを防止できる。さらに、ランド部がジルコニアセラミックスからなるため、耐摩耗性に優れ長期間良好に使用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、本発明のカス取りドクター１は、ハイス鋼やステンレス等からなる金属板２の先端側面に備えた凹状の取付部２ａにジルコニアセラミックスからなる板状体３を接着剤４で接合したものである。そして、この板状体３にはランド部３０を備えており、このランド部３０をロール１０の表面に接触させながら、ロール１０を矢印方向に回転させると、表面に付着した紙料、液体、ゴミ等の異物１１を掻き取って除去することができる。
【００１９】
また、他の実施形態を図１（ｂ）に示すように金属板２の先端に備えた平面状の取付部２ｂにジルコニアセラミックス製の板状体３を接合することもできる。
【００２０】
また、カス取りドクター１の寸法は通常、厚さ０．９〜１．２ｍｍ程度、幅は７０ｍｍ強で、全長は１５００〜９０００ｍｍと長いものであり、板状体３は、この長さにわたって一体的に形成し、長尺状に設けることが好ましいが、複数に分割して、各々のランド部３０が揃うように金属板２に接合しても良い。
【００２１】
なお、板状体３の寸法は、厚さ０．２〜１ｍｍ、幅は７ｍｍ程度である。また、金属板２に形成する凹状の取付部２ａの深さは、金属板２の厚さの１／３以下で、かつ板状体３の厚みを超えない範囲で設ければ良い。金属板２の厚さの１／３より深いと金属板２の強度が弱くなり、ロール１０との密着性が悪くなるので好ましくない。
【００２２】
また、図２に示すように、上記カス取りドクター１を成す板状体３のランド部３０には面取り３１を備えている。具体的には、図２（ａ）に示すように、ランド部３０は幅Ｌの平坦面からなり、面取り３１を備えている。
【００２３】
あるいは図２（ｂ）に示すようにランド部３０に曲率半径Ｒの曲面からなる面取り３２を備えてある。
【００２４】
そのため、使用時や取扱時等にこのランド部３０にチッピングが生じにくく、使用時にロール１０の表面に傷がついてしまうことを防止できる。
【００２５】
なお、図２（ａ）のようにランド部３０を平坦面とした場合、その幅Ｌは０．０３〜１．０ｍｍとすることが好ましく、ランド部３０のエッジ部は０．０５ｍｍ程度の微小な面取り３１を施すことが好ましい。
【００２６】
また、図２（ｂ）のように曲面状の面取り３１を備える場合、その曲率半径Ｒは０．０３〜１．０ｍｍとすることが好ましい。
【００２７】
これは、幅Ｌ又は曲率半径Ｒが０．０３ｍｍ未満であるとチッピングを防止する効果に乏しく、１．０ｍｍを超えると異物１１を掻き取る効果が乏しくなるためである。
【００２８】
なお、より好ましくは、幅Ｌ及び曲率半径Ｒは０．１〜１．０ｍｍの範囲が良い。
【００２９】
また、ランド部３０や面取り３１、３２の形状は、図２に示すものに限らず、先端のチッピングを防止し、かつ良好に掻き取りを行うことができれば、その他のさまざまな形状とすることができる。また、この面取り及び曲率は用途及び使用条件で変わる場合があり、使用者がこの加工を行う場合もありうる。
【００３０】
さらに、上記ランド部３０における刃先角度θは２０〜７５°とすることが好ましい。これはθが２０°未満であると刃先の形状が崩れやすく、７５°を超えると掻き取り効果が乏しくなるためである。
【００３１】
なお、本発明のカス取りドクター１を使用する際に、カス取りドクター１自体が撓むことが重要である。即ち、撓むことによって、板状体３のランド部３０をロール１０の表面に均一に押しつけることができ、異物１１を確実に掻き取ることができるのである。そこで、本発明では、金属板２の先端にジルコニアセラミックス製の板状体３を接合する構造として、主体を金属板２で構成したため、予めその厚みを調整しておけば、カス取りドクター１を撓みやすくすることができる。
【００３２】
また、カス取りドクター１自体を撓みやすくした場合、使用時や搬送時等の撓みにより板状体３にも曲げ応力が加わるため、板状体３の材質、寸法、形状を調整して、撓んでも破損が生じないようにしておけば良い。特に板状体３の材質が重要であり、撓みに耐えられるような、強度、靱性の高いジルコニアセラミックスを用いることが重要である。
【００３３】
具体的には、高強度、高靱性の部分安定化ジルコニアセラミックスを用いることが好ましい。これは、ＺｒＯ2 を主成分とし、Ｙ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ2 、Ｄｙ2 Ｏ3 等の一種以上の安定化剤を含み、正方晶の結晶相を主体とした部分安定化ジルコニアセラミックスのことであり、このようなジルコニアセラミックスは、応力を受けた際に正方晶相が単斜晶相に変化する応力誘起変態の作用によって、強度８０ｋｇ／ｍｍ2 以上、破壊靱性Ｋ1C５．０以上と、極めて強度、靱性を高くすることができる。
【００３４】
なお、本発明のカス取りドクター１は、図３に示す製紙工程に使用することができる。即ち、製紙工程において、パルプをシート状に成形して乾燥させ、厚みを調整して連続シート状の紙を製造する際に、図３に示すように、複数のロール１０で湿紙１２を搬送しながら、各ロール１０で湿紙１２を加圧脱水したり、不図示の乾燥手段を備えて湿紙１２を乾燥させる工程がある。
【００３５】
この時、上記ロール１０の表面には、紙料、液体、ゴミ等の異物１１が付着しやすく、これらの異物１１が湿紙１２に付着すると不良品となったり紙切れになってしまうため、本発明のカス取りドクター１の先端をロール１０に押し当てて、異物１１を除去するものである。
【００３６】
さらに他の実施形態として、図示していないが、金属板２の裏側にジルコニアセラミックス製の板状体３を配置しておいて、まず金属板２側をロール１０に当接させて使用することもできる。この場合、使用初期には金属板２が摩耗してロール１０の表面形状に沿った形状となり、この状態で裏側のジルコニアセラミックス製の板状体３が露出してくるため、ロール１０とのなじみを良くすることができる。
【００３７】
【実施例】
本発明を以下の実施例に基づき詳細に説明する。
【００３８】
実施例１、比較例１〜２
本発明実施例１として、図１（ａ）に示すカス取りドクター１を試作した。金属板２はハイス鋼で形成し、厚さ０．５ｍｍ、幅７０ｍｍ、長さ１５００ｍｍとし、取付部２ａの深さを０．２ｍｍとした。板状体３は、３モル％のＹ2 Ｏ3 を含む部分安定化ジルコニアセラミックスで形成し、厚み０．２ｍｍ、幅７ｍｍ、長さ１５００ｍｍとして、両者をエポキシ系の接着剤４で接合した。
【００３９】
なお、ランド部３０は、図２（ａ）に示すように、幅Ｌが０．２ｍｍの平坦面とし、下部のエッジ部には０．０３ｍｍの面取り３１を形成し、刃先角度θは４０°とした。
【００４０】
一方比較例１、２として、上記と同じ寸法で、全体が金属（ハイス鋼）からなるカス取りドクター、及び全体が樹脂（フッ素樹脂）からなるカス取りドクターをそれぞれ用意した。
【００４１】
各カス取りドクター１のランド部３０をＳＲＡ０．４μｍの金属製のロール１０に接触させ、周速度６００ｍ／分でロール１０を連続回転させた時、ランド部３０の摩耗により使用不能となるまでの時間を調べた。
【００４２】
結果は、表１に示す通り、樹脂や金属製のカス取りドクターでは１週間〜４週間で、ランド部の摩耗のために使用不能となったのに対し、本発明実施例のカス取りドクターは８週間後も充分使用可能であり、格段に寿命を長くできることがわかった。
【００４３】
【表１】
0003890123.tif 000002
【００４４】
実施例２〜５、比較例３〜４
次に、上記本発明実施例１のカス取りドクター１において、ランド部３０の形状を表２に示すように種々の形状、寸法となるように変化させ、実施例２〜５及び比較例３、４を用意した。それぞれ、実施例１と同じ試験を行い、使用不能となるまでの寿命と、異物１１の除去の程度を調べた。
【００４５】
結果は表２に示す通りである。この結果より、ランド部３０の幅Ｌまたは曲率半径Ｒが１．０ｍｍを超えるものでは異物１１が完全に除去できない場合があった。したがって、ランド部３０の幅Ｌまたは曲率半径Ｒは０．０３〜１．０ｍｍの範囲が好ましいことがわかる。
【００４６】
【表２】
0003890123.tif 000003
【００４７】
実施例６〜７、比較例５〜６
次に、実施例１において、刃先角度θを表３に示すように種々に変化させ、実施例１と同様の試験を行った。
【００４８】
結果は表３に示す通りである。この結果より、刃先角度θが２０°未満のものでは刃先角度がくずれて除去が困難になりやすく、７５°を超えるものでは掻き取り効果が乏しくなるため、刃先角度θは２０〜７５°の範囲が良いことがわかる。
【００４９】
【表３】
0003890123.tif 000004
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、製紙工程で、紙を加圧脱水したり、乾燥させたり、厚みを調整しながら搬送するために用いるロールの表面に付着した紙料、液体、ゴミ等の異物を掻き取って除去する製紙用カス取りドクターであって、金属板の先端にジルコニアセラミックス製の板状体を固定し、該板状体に微小な面取りを有するランド部を形成したことによって、使用時や取扱時等にランド部にチッピングが生じることがないためロールに傷をつけにくく、また耐摩耗性に優れるため、長期間良好に使用することができる。
【００５１】
特に、上記板状体のランド部の幅Ｌを０．０３〜１．０ｍｍの平坦面、または曲率半径０．０３〜１．０ｍｍの曲面とすることによって、良好に異物を除去できるとともに、耐摩耗性に優れたドクターとできる。
【００５２】
また、上記板状体のランド部における刃先角度を２０〜７５°とすることによって、異物の掻き取り効果を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の製紙用カス取りドクターの使用状態を示す斜視図、（ｂ）は他の実施形態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は本発明の製紙用カス取りドクターのランド部を示す拡大図である。
【図３】製紙用カス取りドクターの使用工程を示す概略図である。
【符号の説明】
１：カス取りドクター
２：金属板
２ａ：凹状の取付部
２ｂ：平面状の取付部
３：板状体
３０：ランド部
３１、３２：面取り
４：接着剤
１０：ロール紙
１１：異物
１２：湿紙
【図１】
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【図２】
0003890123.tif 000006
【図３】
0003890123.tif 000007