JP6308909B2 - 抄造機 - Google Patents

Description

本発明は、抄造体の厚みのばらつきを低減することができる長網式抄造機に関する。

スラリー状の原料から製造される繊維板などの板材は、抄造法を用いて製造される。そのうち、長網式抄造機を用いた抄造は、原料供給槽の吐出口から原料を吐出し、この原料を抄造ベルトにより搬送する。原料は、セメントやパルプなどを水と混合したスラリー状のもの、または主としてパルプと水とをスラリー化したものである。抄造ベルトの下側には、吸引ボックスが設けられる。この吸引ボックスにより原料の水分が吸引されることにより、湿潤なシートが形成される。その後、シートはカッターにより裁断されて所定形状の抄造体が得られる。

この抄造法は、種々の要因に応じて、製造された、完成品としての板材の幅方向に約５〜３０％の厚みのばらつきを発生させる場合がある。要因としては、原料の濃度（鉱物材料や繊維材料の量）や粘度、繊維長や粒子径などの状態、繊維の質、フェルトの汚れ、原料の流速、原料の沈降度合い、原料の経時劣化、槽内のアジテーターによる回流方向および速さなどが挙げられる。

例えば、特許文献１には、抄造体の幅方向における厚さの均一化を図る抄造機が開示されている。

ＷＯ２００９／０７２４１９号

特許文献１に記載の抄造機は、抄造ゾーンの始端から原料の搬送方向に延出する仕切板を抄造帯の上方に備える。これにより、抄造ゾーンを幅方向に区割して、厚さの均一化を図るものである。

しかし、特許文献１に記載の抄造機は、抄造時に抄造体に仕切板の痕跡が形成され、製品の仕上がりが劣るものであった。また、汚れた抄造帯のフェルトを取り替える際、仕切板を撤去する必要があり、メンテナンスが困難であった。さらに、仕切板自体の清掃もメンテナンスを困難にしていた。さらにまた、仕切板で仕切られた各区割への原料供給制御が必要であるため、装置構成や作業を複雑化していた。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、時間とともに変化する要因に対して抄造体の幅方向の厚みのばらつきを好適に調整することができる抄造機を提供することを目的とする。

本発明に係る抄造機は、上述した課題を解決するために、原料のスラリーを供給する供給層と、前記供給層から供給されたスラリー中の固形分を抄き上げ搬送する抄造ベルトと、前記抄造ベルト上に抄き上げられ形成された抄造体の略幅方向の厚みに応じて、前記抄造ベルト上に抄き上げられる前記固形分の量を前記幅方向において減少させる抄き上げ量調整装置と、を備え、前記抄き上げ量調整装置は、前記抄造ベルトの幅方向に複数に分割されたシート片で前記抄造ベルト表面の少なくとも一部を覆うシート状調整装置を備え、分割されたシート片ごとに前記抄造ベルト表面を覆うことにより前記固形分の量を調整することを特徴とする。

本発明に係る抄造機においては、時間とともに変化する要因に対して抄造体の幅方向の厚みのばらつきを好適に調整することができる。

本発明に係る抄造機の一実施形態を示す全体的な構成図。 第１実施形態におけるシート状調整装置を側面から見た説明図。 第１実施形態におけるシート状調整装置を上方から見た説明図。 第１実施形態の変形例としての抄造機のシート状調整装置を側面から見た説明図。 第１実施形態の他の変形例としての抄造機を示す全体的な構成図。 第２実施形態の抄造機の気泡調整装置を側面から見た説明図。 第２実施形態の抄造機の気泡調整装置を上方から見た説明図。 第２実施形態の変形例としての抄造機の気泡調整装置を側面から見た説明図。

［第１実施形態］
本発明に係る抄造機の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る抄造機の一実施形態を示す全体的な構成図である。
図２は、第１実施形態におけるシート状調整装置５０を側面から見た説明図である。
図３は、第１実施形態におけるシート状調整装置５０を上方から見た説明図である。図３においては、８枚あるシート片５１のうち、左右５枚のみが使用されており、その他の３枚は使用されていない状態であるため仮想線にて示される。

抄造機１ａは、例えば住宅用建材であるサイディングボード、シリカボード、パルプボード、セメントボードなどの板材を製造する際の抄造工程で用いられるものである。抄造機１ａは、長網式抄造機であり、コンベア装置２と、原料供給槽３と、巻取ローラー４とを有する。

コンベア装置２は、例えばフェルトや金網で構成された抄造ベルト１０を有し、抄造体を搬送する。この抄造ベルト１０は、原料供給槽３の吐出口１２（図２参照）の下方に設けられたブレストロール１６と、このブレストロール１６と所定の間隔で設けられたボトムクーチロール１７との間にループ状に架設される。

コンベア装置２は、吐出口１２近傍から抄造ベルト１０の搬送方向に向かって、登り傾斜を有する抄造ゾーン１８を備える。抄造ベルト１０は、抄造ゾーン１８に吐出されたスラリー１５を貯留しながら搬送する。抄造ゾーン１８の両側には、図３に示すように、側板１９が設けられる。また、抄造ゾーン１８には、抄造ベルト１０を介して原料とは反対側に吸引ボックス２０が設けられる。吸引ボックス２０は、真空吸引装置などを備え、抄造ベルト１０を介して抄造体５ａの水分を吸引する。なお、図示しないが、吸引ボックスは抄造ゾーン１８以外にも設けられる。

原料供給槽３は、抄造ゾーン１８の手前側に配置され、原料のスラリー１５を貯留する。すなわち、抄造機１ａは、抄造ベルト１０の搬送方向に沿ってスラリー（原料）を供給する順流式抄造機である。原料供給槽３内には、図２に示すように、スラリー１５の沈殿を防止するアジテーター２１（攪拌機）が設けられる。なお、アジテーター２１は、省略可能である。また、原料供給槽３は、吐出口１２を介して抄造ゾーン１８へスラリー１５を供給する。吐出口１２から抄造ゾーン１８へのスラリー１５の供給量を調整するため、原料供給槽３は上下動可能な仕切板１３を有する。原料（スラリー）は、例えば水と、セメントなどの鉱物材料と、パルプなどの繊維材料との混合物、または主としてパルプと水との混合物である。

巻取ローラー４は、コンベア装置２の搬送方向下流側に、回転可能に設けられる。巻取ローラー４は、コンベア装置２上で搬送された抄造体５ａを巻き取るために設けられる。巻取ローラー４近傍には、所定の層数の巻き取りが完了した抄造体５ｂを切断するカッターなどの切断装置２５が配置される。巻取ローラー４の下流側には、さらに移送ベルト３１を有するコンベア装置３０が設けられる。巻取ローラー４から切断された抄造体５ｃは移送ベルト３１上で次工程へ移送される。

第１実施形態における抄造機１ａは、厚み測定装置４０を有する。厚み測定装置４０は、抄造ベルト１０上で抄き上げられ形成された抄造体５ｃの略幅方向（コンベア装置２、３０の搬送方向に略直交する方向）の厚み（幅方向複数箇所の厚み）を測定する。厚み測定装置４０には、非接触の光学式、静電容量式など種々の形式を利用することができる。厚み測定装置４０により測定された厚み情報は、コントローラー４１へ送信される。コントローラー４１は、厚み情報に基づいてシート状調整装置５０を制御する。

コントローラー４１とシート状調整装置５０とは、抄き上げ量調整装置として設けられる。抄き上げ量調整装置は、厚み測定装置４０で測定された抄造体５ｃの略幅方向の厚みに応じて、抄造ベルト１０に抄き上げられる固形分の量を略幅方向において減少させる。

シート状調整装置５０は、抄造ベルト１０の幅方向に複数に分割されたシート片５１で抄造ゾーン１８における抄造ベルト１０の少なくとも一部を覆う。これにより、シート状調整装置５０は、抄造ベルト１０に抄き上げられる抄造体５ａの量を減少させる。シート状調整装置５０は、コントローラー４１により制御されることにより、巻取部５２によりシート片５１ごとに使用量の調整（巻き出しまたは巻き取り）が可能である。シート片５１は、例えば吐出口１２から抄造ゾーン１８の搬送方向長さ５０％程度まで巻き出されるのが好ましい。

シート片５１は、例えば鋼材、樹脂材、布材などのシート状部材であり、原料を通過させないものであっても、ある程度の原料を通過させるもの（例えばメッシュ状）であってもよい。

次に、第１実施形態における抄造機１ａの作用について説明する。

原料供給槽３にスラリー１５が貯留された状態で、抄造ベルト１０を走行させる。例えば、一般的な抄造速度は３０〜１５０ｍ／ｍｉｎである。原料供給槽３のスラリー１５は、抄造ベルト１０の走行およびスラリー１５の水頭差（水圧）により、抄造ゾーン１８に供給される。スラリー１５の重力および吸引ボックス２０による吸引により、スラリー１５中の固形分は、抄造ベルト１０表面に抄造体５ａとして付着する（抄かれる）。その際、スラリー１５中の大部分の水分は、吸引ボックス２０内から外部へ排出される。抄造体５ａの厚みは、例えば１〜３ｍｍである。

抄造ベルト１０に付着した抄造体５ａは、抄造ベルト１０により搬送され、連続的に送られる。抄造体５ａは巻取ローラー４まで送られたところで、この巻取ローラー４に巻き取られる。巻取ローラー４に巻き取られた抄造体５ｂは所定の厚みのタイミングで、切断装置によって巻取ローラー４から剥離され切断される。切断された抄造体５ｃは、移送ベルト３１により移送される。

このように形成された抄造体５ｃは、移送ベルト３１上において厚み測定装置４０により測定され、抄造体５ｃの略幅方向の厚み情報が得られる。コントローラー４１は、厚み情報を取得し、シート状調整装置５０を制御する。すなわち、分割された複数のシート片５１ごとに抄造ベルト１０表面を覆うことにより、抄造ベルト１０表面の面積を小さく変化させたり、抄造ベルト１０に付着した抄造体５ａを削り取ったりすることにより、抄造ベルト１０に抄き上げられる固形分の量を調整する。また、シート片５１がメッシュ状の場合には、シート片を通過したスラリーは抄き上げられるが、このような場合であってもシート片５１により抄き上げに対する抵抗を増加させることにより、固形分の量を調整する。なお、シート片５１は、巻取部５２から巻き出された後、抄造ベルト１０の走行に伴い抄造ベルト１０上にて搬送されるため、好適に抄造ベルト１０上を覆うことができる。

コントローラー４１は、固形分の量を、抄造ベルト１０表面を覆うシート片５１の種類（位置）および枚数や、巻取部５２の巻出量（抄造ベルト１０を覆う面積）により調整する（少なくする）。

例えば、コントローラー４１は、抄造体５ｃの幅方向中央の厚みが両端と比べて０．２ｍｍ小さいと判断した場合、予め実験的に求められデータベースに記録された調整量に基づいて、抄造ベルト１０を覆うシート片５１を決定し巻出量を決定する。例えば中央以外（両端部）のシート片５１の巻出量が調整されるのが好ましい。抄造体５ｃの中央部分と両端との厚みの差は、連続的に変化する。このため、常にコントローラー４１の制御によりシート片５１の巻出量も変化するのが好ましい。

シート状調整装置５０が作用することにより、抄造ベルト１０に抄き上げられるスラリー１５中の固形分の量が調整され、抄造体５ｃに生じる幅方向の厚みのばらつきが解消され、平滑な完成品としての板材が得られる。

このような第１実施形態における抄造機１ａは、時間とともに変化する抄造体５ｃの幅方向厚みのばらつきをリアルタイムに得て、抄造ベルト１０における抄き上げ量を調整することができる。

従来であれば、抄造体５ｃに生じた幅方向の厚みのばらつきは、プレス加工したり、サンダーで削ったりして最終的に調整していた。このため、厚みを均一化するために原料や製造エネルギーなどの無駄が生じていた。これに対し、第１実施形態における抄造機１ａは、きめ細かく抄造量の調整ができ、最終的に得られる抄造体５ｃの幅方向の厚みを均一にすることができる。

なお、シート状調整装置５０には、スラリー１５の固形分が付着する可能性がある。スラリー１５の固形分が付着した場合、コントローラー４１により決定された所望の調整量に対して誤差が出る可能性がある。これを解消するため、シート状調整装置５０は、清掃手段を備えてもよい。清掃手段は、例えば、シート状調整装置５０の各シート片５１に付着した固形分を掻き取るドクター装置（ヘラ）やシャワー（水）である。

なお、シート状調整装置５０は、シート片５１の巻き出しおよび巻き取りを、原料供給槽３手前ではなく他の位置から行ってもよい。

例えば、図４は、第１実施形態の変形例としての抄造機１ｂのシート状調整装置５０を側面から見た説明図である。第１実施形態と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図４に示すシート状調整装置５０は、シート片５１ごとに使用量の調整（巻き出しまたは巻き取り）を行う巻取部５２を、原料供給槽３の上方に備える。このように、シート片５１が抄造ベルト１０表面を覆うことができれば、シート状調整装置５０の構成は限定されない。また、シート状調整装置５０は、板状のシート片５１を動力源を用いて押し出したり、引き戻したりすることにより、抄造ベルト１０表面を覆ってもよい。

また、シート状調整装置５０は、順流式または逆流式単層抄造機にも適用してもよい。

例えば、図５は、第１実施形態の他の変形例としての抄造機１ｃを示す全体的な構成図である。

抄造機１ｃは、原料のスラリー１５を抄造ベルト１０の搬送方向とは逆方向に供給する形式の逆流式単層抄造機である。抄造機１ａが巻取ローラー４で複数層の抄造体５ａを巻き取ることにより多層の抄造体５ｂを形成するのに対し、抄造機１ｃは抄造ゾーン１８から送られた連続した単層の抄造体５ａが、所定のタイミングで切断装置（図示せず）により切断されて抄造体５ｃを形成する。抄造速度は、例えば５〜２０ｍ／ｍｉｎ、抄造体５ａ、５ｃの厚みは、例えば５〜３０ｍｍである。その他の構成は、抄造機１ａとほぼ同様であるため、対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する抄造機１ｃの説明は省略する。

他の変形例としての抄造機１ｃも、上記抄造機１ａと同様にきめ細かく抄造量の調整ができ、最終的に得られる抄造体５ｃの幅方向の厚みを均一にすることができる。

［第２実施形態］
本発明に係る抄造機の第２実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図６は、第２実施形態の抄造機１ｄの気泡調整装置６０を側面から見た説明図である。
図７は、第２実施形態の抄造機１ｄの気泡調整装置６０を上方から見た説明図である。

第２実施形態における抄造機１ｄが第１実施形態における抄造機１ａと異なる点は、抄き上げ量調整装置がシート状調整装置５０に代えて気泡調整装置６０を備える点である。第１実施形態と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

気泡調整装置６０（泡調整装置）は、幅方向に複数設けられたノズル６１から抄造ベルト１０表面近傍に向けて空気を加圧し気泡６２を噴射する。気泡調整装置６０は、ノズル６１ごとに噴霧された気泡６２によりスラリー１５中の固形分が抄造ベルト１０に付着すること（固形分が近接し抄き上げられること）を抑制する、または付着した固形分を削り取る。これにより、気泡調整装置６０は固形分の量を調整する。気泡調整装置６０は、ノズル６１ごとに気泡６２が噴射可能なよう、コントローラー４１により制御される。

図６および図７においては、気泡調整装置６０は原料供給槽３内の吐出口１２手前側に配置される。しかし、気泡調整装置６０は、スラリー１５の供給方向と気泡噴射方向とが一致していれば、抄造ゾーン１８内に配置されてもよい。

次に、第２実施形態における抄造機１ｄの作用について説明する。

図１に示すように、形成された抄造体５ｃは、移送ベルト３１上において厚み測定装置４０により測定され、抄造体５ｃの略幅方向の厚み情報が得られる。コントローラー４１は、厚み情報を取得し、気泡調整装置６０を制御する。すなわち、気泡調整装置６０は、所要のノズル６１から気泡６２を噴射し、抄造ベルト１０表面を気泡６２で覆うことにより気泡６２部分のスラリーの濃度などを変化させる。この結果、気泡調整装置６０は、抄造ベルト１０へ付着する固形分の量を調整する（少なくする）。

コントローラー４１は、固形分の量を、抄造ベルト１０表面を覆うために気泡６２を噴射するノズル６１の位置（噴射場所）および使用個数や、気泡６２の噴射量、噴射速度、噴射方向などにより調整する。

このように気泡調整装置６０が作用することにより、抄造ベルト１０に抄き上げられるスラリー１５中の固形分の量が調整され、抄造体５ｃに生じている幅方向の厚みのばらつきが解消され、平滑な完成品としての板材が得られる。

このような第２実施形態における抄造機１ｄは、時間とともに変化する抄造体５ｃの幅方向厚みのばらつきをリアルタイムに得て、抄造ベルト１０における抄き上げ量を調整することができる。

なお、気泡調整装置６０（ノズル６１）には、付着したスラリー１５の固形分を除去する清掃手段を設けてもよい。清掃手段は、例えば、ノズル６１に付着した固形分を除去するブラシや、定期的または任意のタイミングでノズル６１より強力に気泡を噴射する機能である。

また、泡調整装置は、気泡に代えて水泡を噴射する水泡調整装置であってもよい。また、泡調整装置は、気泡と水泡との混合物を噴射してもよい。さらに、第２実施形態においては、順流式の抄造機１ｄに気泡調整装置６０が設けられた例を説明したが、順流式単層抄造機や逆流式単層抄造機に設けられてもよい。

例えば、図８は、第２実施形態の変形例としての抄造機１ｅの気泡調整装置６０を側面から見た説明図である。

逆流式単層抄造機１ｅの気泡調整装置６０は、スラリー１５の供給方向とは逆方向に沿って、すなわち抄造ベルト１０の搬送方向に沿って気泡を供給する。変形例としての抄造機１ｅも、上記抄造機１ｄと同様にきめ細かく抄造量の調整ができ、最終的に得られる抄造体５ｃの幅方向の厚みを均一にすることができる。

なお、気泡調整装置６０は、図６〜図８に示す配置位置近傍に設けられるのが好ましいが、抄造ゾーン１８内に設けられていればこれらに限られない。また、気泡調整装置６０は、スラリー１５の供給方向に沿って、すなわち逆流式抄造機の場合は抄造ベルト１０の搬送方向とは逆方向に沿って気泡を供給するように設けられてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、第１および第２実施形態の各抄き上げ量調整装置を組み合わせてもよい。

厚み測定装置４０は、巻取ローラー４上、または巻取ローラー４上流（すなわち抄造ベルト１０上）に設けられ、各抄造体（例えば抄造体５ａ、５ｂ）の厚みを測定してもよい。すなわち、厚み測定装置４０の設置位置は、上述した実施形態に限られない。また、厚み測定装置４０は、抄造機の一部である必要はない。例えば、抄造機から独立した厚み測定装置を用いて厚み情報を得て、この厚み情報がコントローラー４１に提供されてもよい。また、使用者（人間）の視認により厚みを判断し、厚み情報をコントローラー４１に入力してもよい。

調整量の決定は、予め実験により得られた調整量を厚みのばらつきパターンごとにデータベースに記憶し、得られた厚み情報に応じて記憶された調整量から選択することができる。または、抄き上げ量調整装置に演算装置を設け、得られた厚み情報に応じてリアルタイムに演算し、調整量を決定してもよい。

原料供給槽３にスラリー１５を供給する供給口は１つであってもよいし、各シート片５１や各ノズル６１に対応する位置に複数あってもよい。供給口が複数設けられた場合、供給口ごとに原料の濃度や量を調整することができる。これにより、シート片５１およびノズル６１での抄き上げ量の調整に加えて抄造ゾーン１８への原料の供給を供給口ごとに調整することにより、よりきめ細かく抄き上げ量の調整を行うことができる。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ 抄造機
２、３０ コンベア装置
３ 原料供給槽
４ 巻取ローラー
５ａ、５ｂ、５ｃ 抄造体
１０ 抄造ベルト
１２ 吐出口
１３ 仕切板
１５ スラリー
１６ ブレストロール
１７ ボトムクーチロール
１８ 抄造ゾーン
１９ 側板
２０ 吸引ボックス
２１ アジテーター
２５ 切断装置
３１ 移送ベルト
４０ 厚み測定装置
４１ コントローラー
５０ シート状調整装置
５１ シート片
５２ 巻取部
６０ 気泡調整装置
６１ ノズル
６２ 気泡

Claims (2)

1. 原料のスラリーを供給する供給槽と、
   前記供給槽から供給されたスラリー中の固形分を抄き上げ搬送する抄造ベルトと、
   前記抄造ベルト上に抄き上げられ形成された抄造体の略幅方向の厚みに応じて、前記抄造ベルト上に抄き上げられる前記固形分の量を前記幅方向において減少させる抄き上げ量調整装置と、を備え、
   前記抄き上げ量調整装置は、前記抄造ベルトの幅方向に複数に分割されたシート片で前記抄造ベルト表面の少なくとも一部を覆うシート状調整装置を備え、分割されたシート片ごとに前記抄造ベルト表面を覆うことにより前記固形分の量を調整することを特徴とする抄造機。
2. 前記幅方向の厚みを測定する厚み測定装置をさらに備えた請求項１記載の抄造機。

Images