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技術 プレスロール装置とその運転方法

出願人 株式会社小林製作所静岡県
発明者 桑原啓至牧田輝夫田村克浩望月彰人櫻林皓芦沢一正
出願日 1994年7月15日 (25年9ヶ月経過) 出願番号 1994-185111
公開日 1996年3月26日 (24年1ヶ月経過) 公開番号 1996-081894
状態 特許登録済
技術分野 紙(4)
主要キーワード 圧力分布パターン 簡易計算 軟質被覆層 ブランケット方式 依存領域 経済環境 プレスロール装置 小ロール
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年3月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

目的

プレスロール装置において、ニップ幅の増大、及びニップ圧分布パターンに均等分散化を実現し、ニップ圧ウエブに及ぼす衝撃を緩和して従来よりも高い圧力で適切なニップ通過時間を与え嵩の減少を極力抑えながらウエブ表面の平滑性及び脱水効率を向上すること。

構成

一対の回転プレスロール11、12の間のニップ部にて走行するウエブ1を圧搾するプレスロール装置10において、上記ニップ部で一方のプレスロール11の外周面に接して該プレスロール11と同期して移動するゴムシートブランケット15を備えてなるもの。

概要

背景

本出願人は、湿紙等のウエブプレスロールにて圧搾するに際し、脱水効率を向上したり、ウエブ表面の平滑性を向上するため、特開平5-132887号に記載のものを提案した。

この従来技術は、「一対のプレスロール間のニップ部にて走行するウエブを圧搾するプレスロール装置において、一方のプレスロールが、支持体両端部に外セル両端部を一体化する状態で、支持体中間部回りに一定の間隙を介して外セルを装着して構成され、支持体はロール軸方向での十分な曲げ剛性を備え、外セルは支持体との間隙の範囲内でロール周方向にて円環弾性変形できるプレスロール装置」である。この従来技術では、両プレスロールがウエブを挟圧するとき、外セルが自らの円環楕円微小変形により相手プレスロールの外周面曲率になじむ曲率の変形を行ない、これによってニップ幅を増大し、ニップ部に図3(B)に示す如くのニップ圧分布パターンを生成する。このニップ圧分布パターンは、ニップ幅Wの範囲において、最大ニップ圧Pmax の急峻な立上りがなく、平均ニップ圧Pa に対し最大ニップ圧Pmax がなす比(Pmax /Pa )は 1.3以下程度となる。従って、ニップ圧がウエブに及ぼす衝撃を緩和し、結果として、ウエブ表面の平滑性を落さずに脱水効率を向上する。

概要

プレスロール装置において、ニップ幅の増大、及びニップ圧分布パターンに均等分散化を実現し、ニップ圧がウエブに及ぼす衝撃を緩和して従来よりも高い圧力で適切なニップ通過時間を与え嵩の減少を極力抑えながらウエブ表面の平滑性及び脱水効率を向上すること。

一対の回転プレスロール11、12の間のニップ部にて走行するウエブ1を圧搾するプレスロール装置10において、上記ニップ部で一方のプレスロール11の外周面に接して該プレスロール11と同期して移動するゴムシートブランケット15を備えてなるもの。

目的

本発明は、プレスロール装置において、ニップ幅の増大、及びニップ圧分布パターンに均等分散化を実現し、ニップ圧がウエブに及ぼす衝撃を緩和して従来よりも高い圧力で適切なニップ通過時間を与え、嵩の減少を極力抑えながらウエブ表面の平滑性及び脱水効率を向上することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

一対の回転プレスロール間のニップ部にて走行するウエブ圧搾するプレスロール装置において、上記ニップ部で一方のプレスロール外周面に接して該プレスロールと同期して移動するゴムシートブランケットを備え、両プレスロールが一定のニップ圧でウエブとゴムシートブランケットを挟圧するとき、両プレスロールのロール径のうちでより小さな小ロール径d、ゴムシートブランケットの厚み歪量εに対し、下記(1) 式の圧縮変形比率ε0 を定め、ε0 =[ε/d]×100 (%) …(1)更に、ウエブの坪量BW(g/m2)に対し、上記圧縮変形比率ε0 を下記(2) 式の如くに規定し、

請求項

ID=000003HE=015 WI=059 LX=0305 LY=1100適切なニップ幅を生成することを特徴とするプレスロール装置。

請求項2

請求項1に記載のプレスロール装置の運転方法において、両プレスロール間の回転トルク比率を調整し、ニップ部におけるニップ圧分布パターンの最大ニップ圧発生点をニップ部のウエブパス方向出側にずらして運転することを特徴とするプレスロール装置の運転方法。

技術分野

0001

本発明は、ウエブの処理、例えば抄紙機脱水プレスパートにおける如くの脱水処理スムーザーパートにおける如くの湿紙の表面平滑化処理等に用いて好適なプレスロール装置に関する。

背景技術

0002

本出願人は、湿紙等のウエブをプレスロールにて圧搾するに際し、脱水効率を向上したり、ウエブ表面の平滑性を向上するため、特開平5-132887号に記載のものを提案した。

0003

この従来技術は、「一対のプレスロール間のニップ部にて走行するウエブを圧搾するプレスロール装置において、一方のプレスロールが、支持体両端部に外セル両端部を一体化する状態で、支持体中間部回りに一定の間隙を介して外セルを装着して構成され、支持体はロール軸方向での十分な曲げ剛性を備え、外セルは支持体との間隙の範囲内でロール周方向にて円環弾性変形できるプレスロール装置」である。この従来技術では、両プレスロールがウエブを挟圧するとき、外セルが自らの円環楕円微小変形により相手プレスロールの外周面曲率になじむ曲率の変形を行ない、これによってニップ幅を増大し、ニップ部に図3(B)に示す如くのニップ圧分布パターンを生成する。このニップ圧分布パターンは、ニップ幅Wの範囲において、最大ニップ圧Pmax の急峻な立上りがなく、平均ニップ圧Pa に対し最大ニップ圧Pmax がなす比(Pmax /Pa )は 1.3以下程度となる。従って、ニップ圧がウエブに及ぼす衝撃を緩和し、結果として、ウエブ表面の平滑性を落さずに脱水効率を向上する。

発明が解決しようとする課題

0004

然しながら、上述した従来技術では、外セルが自らの円環楕円微小変形によってのみ相手プレスロールの外周面の曲率になじもうとするだけであり、ニップ幅の増大、及びニップ圧分布パターンの更なる均等分散化の実現には困難がある。

0005

尚、従来、クラフト伸張紙において、脱水後のウエブにフェルトを介さず直接ゴムシートブランケット加圧し、ゴム伸張性を利用してウエブに所望の破裂強度を発生させるようにしたものがある。然しながら、この従来の方式は、脱水後のウエブに目視不可能な微小クレープを発生させるために、ゴムシートブランケットの厚み歪量がプレスロール径に対し相当に大きく(即ち、前述の圧縮変形比率ε0 が、本発明に比べて桁違いに大きく)なるように設定されており、脱水処理や湿紙の表面平滑化処理に適用できるものでない。また、従来の方式でゴムシートブランケットの代りプラスチックワイヤを使用したインナーファブリック方式もあるが、これはサクションロール等のシャドウマークを軽減することを目的としており、本発明とは異なるものである。

0006

本発明は、プレスロール装置において、ニップ幅の増大、及びニップ圧分布パターンに均等分散化を実現し、ニップ圧がウエブに及ぼす衝撃を緩和して従来よりも高い圧力で適切なニップ通過時間を与え、嵩の減少を極力抑えながらウエブ表面の平滑性及び脱水効率を向上することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

請求項1に記載の本発明は、一対の回転プレスロール間のニップ部にて走行するウエブを圧搾するプレスロール装置において、上記ニップ部で一方のプレスロールの外周面に接して該プレスロールと同期して移動するゴムシートブランケットを備え、両プレスロールが一定のニップ圧でウエブとゴムシートブランケットを挟圧するとき、両プレスロールのロール径のうちでより小さな小ロール径d、ゴムシートブランケットの厚み歪量εに対し、下記(1) 式の圧縮変形比率ε0 を定め、
ε0 =[ε/d]×100 (%) …(1)

0008

更に、ウエブの坪量BW(g/m2)に対し、上記圧縮変形比率ε0 を下記(2) 式の如くに規定し、

0009

請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載のプレスロール装置の運転方法において、両プレスロール間の回転トルク比率を調整し、ニップ部におけるニップ圧分布パターンの最大ニップ圧発生点をニップ部のウエブパス方向出側にずらして運転するようにしたものである。

0010

請求項1に記載の本発明によれば、下記、の作用がある。
プレスロール装置は、ニップ部で、ゴムシートブランケットを大きく歪ませて坪量に対応した適切なニップ幅を生成できる。よって、ニップ部でのニップ圧分布パターンは、ニップ幅Wにおいて、平均ニップ圧Pa に対し、最大ニップ圧Pmax がなす比(Pmax /Pa )を略1に近づけるものとなる。従って、ニップ圧がウエブに及ぼす衝撃を確実に緩和し、結果として、嵩の減少を極力抑えながらウエブ表面の平滑性及び脱水効率を向上できる。

0011

このとき、ゴムシートブランケットは、ニップ部においてのみプレスロールに接し、ニップ部外冷却装置(例えば冷却水ノズル)により容易に冷却され得る。このため、プレスロールの全周にゴム被覆をしたゴムロールにおける如くの、ヒステリシス損失起因の発熱劣化による寿命の短縮やゴムの剥離トラブルを生ずることがない。

0012

プレスロール径に対するゴムシートブランケットの厚み歪によって定まる圧縮変形比率の許容最大値が、ウエブの坪量に応じて規定される。このため、両プレスロールによりウエブとゴムシートブランケットを挟圧しても、しわを発生させるような大きな速度変化を湿紙に生じさせることなく、脱水効率の改善及び製品となった紙の表面平滑化に良く適用できる。

0013

請求項2に記載の本発明によれば、下記の作用がある。
両プレスロール間の回転トルク比率を調整し、ニップ部における動的条件としてのニップ圧分布パターンの最大ニップ圧発生点(ニップ圧ピーク点)をニップ部のウエブパス方向出側にずらして運転することができる。ニップ部でのニップ圧ピーク点に対し入側長が大なるほど、ウエブをソフトに脱水し、ニップ圧ピーク点より出側でのウエブの再湿潤を起こしにくくすることができる。即ち、脱水効率を向上できる。

0014

図1は本発明の一実施例を示す模式図、図2許容圧縮変形比率を示す線図、図3はニップ部のニップ圧分布パターンを示す模式図、図4は一対をなすプレスロールの回転トルクバランスの調整によるニップ圧分布パターンの変化を示す模式図である。

0015

プレスロール装置10は、図1に示す如く、一対をなす回転プレスロール11、12の間のニップ部にて走行する湿紙等のウエブ1を圧搾する。プレスロール11、12はそれぞれ一定の回転トルクT1 、T2 で駆動される。

0016

プレスロール装置10は、例えば抄紙機の脱水プレスパートにて、2枚のフェルト14A、14Bに挟まれたウエブ1を圧搾し(ダブルフェルトプレス)、湿紙ウエブの脱水処理に供される。このとき、プレスロール装置10は、1枚のフェルト14Aに担持されたウエブ1を圧搾するものであっても良い(シングルフェルトプレス)。

0017

尚、プレスロール装置10は、例えば抄紙機のスムーザーパートにてフェルトなしにて湿紙ウエブを圧搾し、ウエブの表面平滑化処理に供されるものであっても良い。

0018

プレスロール11、12は、SS材軟鋼)、FC材(鋳鉄)、SC材鋳鋼)、ステンレス鋼、又はばね鋼等からなる円形筒状体にて構成され、それらの表面に所望によりソフトラバー等の軟質被覆層、又はセラミック溶射メッキ等の硬質被覆層を付加されたもの(被覆を付加されなくても良い)にて構成される。尚、本実施例のプレスロール11、12は、それぞれラバー11A、12Aにて被覆されている。

0019

然るに、プレスロール装置10は、両プレスロール11、12の間のニップ部で、一方のプレスロール11の外周面に接して該プレスロール11と同期して移動するゴムシートブランケット15を備えている。ゴムシートブランケット15は、天然ゴムプラスチック繊維補強FRP)ゴム、金属繊維補強(FRM)ゴム等にて構成される。

0020

そして、両プレスロール11、12が一定のニップ圧でウエブ1とゴムシートブランケット15を挟圧するとき、両プレスロール11、12のロール径のうちでより小なる小ロール径d、ゴムシートブランケット15の厚み歪量εに対し、下記(1) 式の圧縮変形比率ε0 を定めるものとする。
ε0 =[ε/d]×100 (%) …(1)

0021

更に、ウエブ1の坪量BW(g/m2)を横軸に、上記圧縮変形比率ε0 を縦軸にとり、各種坪量BWのウエブ1を各種圧縮変形比率ε0 で圧搾し、そのときの脱水状態、表面平滑化状態、しわ発生状態を観察し、図2を得た。図2使用可能範囲は、脱水、表面平滑化処理とも良好な範囲、使用不可範囲はそれらの不良範囲であり、使用可能範囲の限界(許容圧縮変形比率)は、下記(2) 式で定められるものとなる。

0022

即ち、プレスロール11とプレスロール12のニップだけによる歪をλR 、フェルト14A及び/又は14Bの圧縮による歪をλf 、ゴムシートブランケット15の歪をλB とするとき、ニップ幅簡易計算式として、下記(3) を定めることができる。D1 、D2 はプレスロール11、12のロール径である。

0023

更に、プレスロール装置10にあっては、両プレスロール11、12の間の回転トルク比率を調整し、ニップ部における動的条件としての、ニップ圧分布パターンの最大ニップ圧発生点(ニップ圧ピーク点)をニップ部のウエブパス方向出側にずらして運転することが好ましい。

0024

図4(A)、(B)、(C)はトップ側ロールがソフトロールである場合の一例であり、図4(A)はニップ圧ピーク点がニップ部のウエブパス方向出側にずれるものを示す。尚、図4(B)はニップ圧ピーク点がニップ部のウエブパス方向中央に位置するもの、図4(C)はニップ圧ピーク点がニップ部のウエブパス方向入側にずれるものを示す。図4(A)のニップ圧分布パターンはニップ圧ピーク点がニップ部のウエブパス方向出側に位置するから、ソフトに脱水できる期間が長く、理想的である。これに対し、図4(B)、(C)のニップ圧分布パターンはニップピーク点がニップ部のウエブパス方向入側に近づき、ニップ部でのウエブに対する衝撃が大きく、ニップ部の出側で再湿潤を生じ易い。

0025

この動的条件での最大ニップ圧発生点は、上下ロールゴム硬度差、フェルト、ブランケットの条件と上下ロールの駆動負荷分担率により影響を受ける。図4(A)の如く理想的な圧力分布パターンとするには上下ロールのトルクT1 、T2 を調整する。尚、プレスロール11、12は、ヒートロールとして使用できる。

0026

以下、本実施例の作用について説明する。
プレスロール装置10は、ニップ部で、ゴムシートブランケット15を大きく歪ませて適切なニップ幅を生成できる。よって、ニップ部でのニップ圧分布パターンは、ニップ幅Wにおいて、平均ニップ圧Pa に対し、最大ニップ圧Pmaxがなす比(Pmax /Pa )を略1に近づけるものとなる。従って、ニップ圧がウエブに及ぼす衝撃を確実に緩和し、結果として、従来よりも高い圧力で適切なニップ通過時間を与え、嵩の減少を極力抑えながらウエブ表面の平滑性及び脱水効率を向上できる。

0027

このとき、ゴムシートブランケット15は、ニップ部においてのみプレスロール11に接し、ニップ部外で冷却装置16(例えば冷却水ノズル)により容易に冷却され得る。このため、プレスロールの全周にゴム被覆をしたゴムロールにおける如くの、ヒステリシス損失起因の発熱劣化による寿命の短縮やゴムの剥離トラブルを生ずることがない。。

0028

プレスロール径に対するゴムシートブランケット15の厚み歪によって定まる圧縮変形比率の許容最大値が、ウエブ1の坪量に応じて規定される。このため、両プレスロール11、12によりウエブ1とゴムシートブランケット15を挟圧しても、しわを発生させるような大きな速度変化を湿紙に生じさせることなく、脱水効率の改善及び製品となった紙の表面平滑化に良く適用できる。

0029

両プレスロール11、12間の回転トルク比率を調整し、ニップ部におけるニップ圧分布パターンの最大ニップ圧発生点(ニップ圧ピーク点)をニップ部のウエブパス方向出側にずらして運転することができる。ニップ部でのニップ圧ピーク点に対し入側長が大なるほど、ウエブ1をソフトに脱水し、ニップ圧ピーク点より出側でのウエブの再湿潤を起こしにくくすることができる。即ち、脱水効率を向上できる。

0030

ロールを利用したプレス装置及びスムーザー等において、脱水効率の改善、嵩の減少を極力抑えての平滑性の向上及びランニングコスト設備コストメンテナンスコスト等の総合コストパフォーマンス低減の為には、湿紙に対する衝撃を緩和するという基本事項以外に湿紙の坪量、層間接着強度及び原料保水度等に応じた適切なニップ通過時間と圧力と温度の存在することが定量的に解明されつつある。

0031

従って今日にあっては、従来のシュープレスの如く、250 mm固定のロングニッププレスによる大は小を兼ねる式の発想は許されず、あくまでも最高効率点を追求する厳しい経済環境となっている。

0032

ここで坪量と適切なニップ通過時間の関係を示せば図5の如くなる。図中Aゾーンはニップ通過時間過少領域で、ふくれつぶれトラブルばかりでなくニップ圧の高い方が却って搾れないという逆転現象の発生するゾーンでもある。また、Dゾーンはニップ通過時間過多領域で、脱水効率が低下し、フェルトマークや嵩の減少が問題となるゾーンである。そしてこの過少と過多の境界域即ちプレス装置として好適の領域が、動的圧力分布パターンを改善できない従来のロールプレスにおいては極めて狭いものとなっている。

0033

図6に現状での実際の抄造品種別抄速におけるニップ幅とニップ通過時間の関係を示す。図から明らかな如く、薄物洋紙の分野では抄速は早いが薄物であるので、径φ1000以下の通常プレスロールを用いたもので、フェルトを含めたニップ幅が30mm〜60mmあれば十分であるが、中芯ライナ以上の板紙の分野では低速であっても厚物であるので、現下プレスパートはニップ通過時間過少領域で使われているものが殆どとなっている。

0034

脱水効率の改善のための最重要項目は、最適ニップ通過時間(圧力依存領域Cゾーン)を与えることであり、ニップ幅を増大させて、過小領域から最適領域までゾーンを移行させることにある。

0035

業界の大勢は大径化の方向及びシュープレス化の方向に進んでいるが、大径化だけでは不十分となるため、これと本発明のゴムシートブランケット方式組合わせ、プレスロールニップ幅を40%〜60%増大させ、90mm〜150 mm程度のニップ幅を得れば、シュープレスという基礎及びクレーンから建屋の一部まで大掛かりな改造を必要とするものを採用しなくても、現状のロールプレスに簡便で低コスト実績のある方法であるゴムシートブランケットを取付けるだけでまかなえることとなる(ニップ幅を倍にするためにはロール径は概略4倍必要となる)。以上のように本発明によれば、プレスロール装置において適切なニップ幅の増大及び圧力分布パターンに均等分散化を実現し、ニップ圧がウエブに及ぼす衝撃を緩和して従来よりも高い圧力で適切なニップ通過時間を与え、嵩の減少を極力抑えながら表面の平滑性及び脱水効率を向上することとなった。

0036

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、一対の回転プレスロールのうちの一方のプレスロールのみを駆動ロールとするものであっても良い。

発明の効果

0037

以上のように本発明によれば、プレスロール装置において、ニップ幅の増大、及びニップ圧分布パターンに均等分散化を実現し、ニップ圧がウエブに及ぼす衝撃を緩和して従来よりも高い圧力で適切なニップ通過時間を与え、嵩の減少を極力抑えながらウエブ表面の平滑性及び脱水効率を向上することができる。

図面の簡単な説明

0038

図1図1は本発明の一実施例を示す模式図である。
図2図2は許容圧縮変形比率を示す線図である。
図3図3はニップ部のニップ圧分布パターンを示す模式図である。
図4図4は一対をなすプレスロールの回転トルクバランスの調整によるニップ圧分布パターンの変化を示す模式図である。
図5図5は坪量と適切なニップ通過時間の関係を示す線図である。
図6図6は抄造品種別抄速におけるニップ幅とニップ通過時間の関係を示す線図である。

--

0039

1ウエブ
10プレスロール装置
11、12プレスロール
15ゴムシートブランケット

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