JPH06166982A

JPH06166982A - 抄紙機用脱水ユニット

Info

Publication number: JPH06166982A
Application number: JP31752592A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Ogasa; 洋祐織笠; Masahiro Yokomizo; 昌弘横溝
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1992-11-26
Filing date: 1992-11-26
Publication date: 1994-06-14

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は耐腐食性、耐摩耗性の良好な抄紙機の
脱水ユニットを提供することを目的とする。【構成】抄紙用ワイヤの一方の面と摺動することによ
り、抄紙用ワイヤの他方の面のパルプ液からの脱水を制
御する脱水ユニットであって、前記抄紙用ワイヤとの接
触部分に、Ｃｒ：１４〜２３％，Ｍｏ：１４〜２０％，
Ｗ：０．２〜５％，Ｆｅ：０．２〜７％，Ｃｏ：０．２
〜２．５％、残部Ｎｉおよび不可避不純物からなる組成
を有するＮｉ合金を圧延加工処理および熱処理した合金
を用いるようにしたものである。【効果】上記構成によれば、十分な硬度を有するので耐
摩耗性を発揮することができ、パルプ液に含まれる硫酸
塩や苛性ソーダに対して耐腐食性を発揮することができ
る。また強圧延処理されているので、組織が微細であ
り、摺動する相手である製紙用ワイヤを摩耗させること
が少ない。さらに、圧延処理により得られる材料である
から、容易に長尺の素材を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は抄紙機のワイヤパートに
設けられてパルプ液からの脱水を促進しあるいは抑制す
る脱水ユニットに係り、特に、耐腐食性および耐摩耗性
に優れるとともに、抄紙用ワイヤを摩耗させ難い脱水ユ
ニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は長網式抄紙機の一従来例を示すも
のである。符号２は抄紙用ワイヤと通称されている無端
状の抄網である。このワイヤは、青銅線、プラスチック
線等を縦糸、横糸として網状に形成されたもので、ブレ
ストロール４およびコーチロール６の間に掛け渡されて
いる。

【０００３】前記ブレストロール４の上方にはヘッドボ
ックス８が設けられており、このヘッドボックス８のス
ライスリップと呼ばれるノズル１０からパルプ液が前記
ワイヤ２の表面に噴出されている。なおパルプ液とは、
水中にパルプ繊維およびフィラー（填料）と呼ばれる微
細な鉱物質の粉末が分散したスラリーをいう。

【０００４】そして、上記ワイヤ２の表面（図中の上側
の面）に噴出されたパルプ液中の水分をワイヤ２の反対
側の面（裏面）から抜き取ることにより、ワイヤ２の表
面にパルプ層が形成されるようになっている。なお、形
成されたパルプ層は、コーチロール６に達すると、次工
程のプレス工程へ送られて搾水され、さらに乾燥工程、
塗工工程へ送られるようになっている。なお前記ワイヤ
２の下方にはセイブオールと呼ばれるタンク１２が設け
られていて、ワイヤ２の裏面から放出される白水（微細
なパルプ繊維やフィラーなどが混入したスラリー）を回
収するようになっている。

【０００５】上記抄紙機には、ワイヤ２上のパルプ液か
らの脱水を制御する各種の脱水ユニットが設けられてい
る。符号１４はフォーミングボードであって、このフォ
ーミングボード１４は、ワイヤ２の裏面に接触すること
により、パルプ液からの脱水を一定以下に制限するよう
になっている。すなわち、フォーミングボード１４に
は、通常、厚さ方向に貫通する孔が設けられており、こ
の孔の開口率を大きくすることによって脱水量を高め、
また、開口率を小さくすることによって脱水量を小さく
することができる。

【０００６】符号１６はハイドロフォイルであって、こ
のハイドロフォイル１６は、ワイヤ２の裏面に線接触し
て水滴を掻き落とすことにより脱水を促進するととも
に、その表面とワイヤ２の裏面との間に負圧を発生させ
てワイヤ２の裏面側への脱水を促進する機能を持ってい
る。

【０００７】符号１８はサクションフォイルであって、
ワイヤ２の裏面に接触するハイドロフォイル１６の周囲
を囲んで負圧を作用させることにより、さらに強力な脱
水作用を行っている。

【０００８】さらに符号２０はサクションボックスであ
って、このサクションボックス２０は、前記フォーミン
グボード１４と同様に多数の貫通孔を有し、この貫通孔
を通じてワイヤ２の裏面に負圧を作用させることによ
り、さらに強力な脱水を行っている。

【０００９】上記のように多種多様の脱水ユニットを用
いる理由は、紙の品質が、ワイヤ２における脱水モード
（いかなる範囲で緩慢な脱水を行い、いかなる範囲で急
激な脱水を行うか）によって左右されるからである。一
般に、ワイヤ２の表面にパルプ層が形成される以前の初
期の段階における脱水はできるだけ緩慢に、ある程度脱
水が進んでワイヤ上にパルプ層が形成されて安定した後
はできるだけ強力に脱水することが理想とされている。

【００１０】図４はツインワイヤ式抄紙機の一従来例を
示すものである。この抄紙機にあっては、第１ワイヤ２
２、第２ワイヤ２４の間にヘッドボックス２６のノズル
２８からパルプ液を供給する方式となっている。

【００１１】上記ツインワイヤ式抄紙機にあっても、両
方のワイヤ２２，２４を所定の曲率半径に湾曲して走行
させることによって遠心力による脱水を行わせるフォー
ミングボード３０、あるいは、ワイヤ２２，２４の裏面
からの脱水を促すハイドロフォイル（ディフレクタとも
いう）３２などの脱水ユニットが設けられていて、パル
プ液からの脱水を所定の脱水モードに沿って行わせるよ
うになっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記パルプ液は、木材
からパルプを製造する際に用いられた硫酸塩や苛性ソー
ダ等の薬液の残留成分を含むため、金属を腐食させる可
能性があり、また、上記フィラーは、クレー、滑石、炭
酸カルシウムなどの鉱物質からなる添加物であるから、
これに接触する物体に対してラッピング作用を行うこと
になる。したがって、このような成分を含むパルプ液が
介在する環境下で使用される上記各種脱水ユニットに
は、耐腐食性、および耐摩耗性が要求され、かかる条件
に合致する材料として、従来から、窒化珪素、炭化珪素
などのセラミックが用いられている。

【００１３】ところで、上記抄紙機の生産性向上を目的
として、その幅寸法（図の紙面と直交する方向への寸
法）が大きくなる傾向があり、最も広幅のものでは、６
〜７メートルにも及ぶ場合がある。

【００１４】しかしながら、かかる長尺物を一体のセラ
ミックスによって製造するのは容易ではなく、一般に数
十センチメートル程度の幅のセラミック製セグメントを
幅方向に多数個にわたって並べた構造を採用せざるを得
ない。また、かかる構造では、セグメント間の継目の部
分で幅方向への連続性が失われるため、この部分でワイ
ヤに異常摩耗を生じたり、抄かれた紙の幅方向への品質
プロファイル（水分、密度）に不均一が生じたりするお
それがある。また、かかる用途に用いられる材料とし
て、ステンレス鋼、あるいはその表面に超硬合金などの
硬質材料を溶着させた材料などが考えられるが、ステン
レス鋼では耐摩耗性が不十分であり、また超硬合金では
耐腐食性が不十分なため、いずれも、短い周期で交換や
再研磨を行わなければならず、連続運転を前提とする抄
紙機には不適当な材料と言わざるを得ない。

【００１５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、耐摩耗性、耐腐食性に富み、かつ、幅方向へのプロ
ファイルの均一な紙を抄造することが可能な脱水ユニッ
トを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１の発明は、抄紙用ワイヤの一方の面と摺動
することにより、該抄紙用ワイヤの他方の面のパルプ液
からの脱水を制御する脱水ユニットであって、該脱水ユ
ニットにおける前記抄紙用ワイヤとの接触部分の表面に
は、Ｃｒ：１４〜２３％，Ｍｏ：１４〜２０％，Ｗ：
０．２〜５％，Ｆｅ：０．２〜７％、Ｃｏ：０．２〜
２．５％、残部Ｎｉおよび不可避不純物からなる組成を
有するＮｉ合金を圧延加工処理および熱処理した合金か
らなることを特徴とする。請求項２の発明は、請求項１
の発明における脱水ユニットは、抄紙用ワイヤの一方の
面に線接触するシャープエッジを有するハイドロフォイ
ルであることを特徴とする。請求項３の発明は、請求項
１の発明における脱水ユニットは、抄紙用ワイヤの一方
の面に面接触するフォーミングボードであることを特徴
する。請求項４の発明は、請求項１の発明における脱水
ユニットの厚さ方向へ貫通する貫通孔が設けられたこと
を特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明の脱水ユニットは、Ｎｉ合金の素地中に
Ｎｉ―Ｍｏ系の金属間化合物が微細かつ均一に分散して
いるので、硬質のフィラー、および腐食性の硫酸塩や苛
性ソーダを含有するパルプ液が介在する条件下でワイヤ
と摺動するような使用状態において十分な耐腐食性およ
び耐摩耗性を有する。また圧延加工によって製造するこ
とができるから、同一横断面の長尺物を容易に製造する
ことができる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明を適用してなるハイドロフォイ
ルの一実施例を示すものである。符号４０は高密度ポリ
エチレンなどのプラスチック材料により形成されたベー
スであって、このベースの表面の一部には、本発明にか
かるニッケル合金からなるブレード４２が取り付けられ
ている。前記ベース４０は、抄紙機を幅方向（図１に矢
印で示すワイヤの進行方向と直交する方向）へ横断して
設けられたフレーム４３に支持されており、これらの間
には、あり４６およびあり溝４８からなる係合構造が採
用されている。したがって、図１のハイドロフォイルに
あっては、ベース４０およびブレード４２をあり溝４８
に沿って抄紙機の幅方向へ一体に引出し、あるいは、挿
入することができる。またベース４０が比較的軽量なプ
ラスチック材料により形成されているから、作業員が容
易に取り扱うことができる。

【００１９】図示の場合、ブレード４２の底部にそれぞ
れ係合用の凸部５０を設け、これをベース４０の凹部５
２に圧入することによってブレード４２がベース４０に
固定されている。なおパルプ液が供給される範囲外（あ
るいは、いわゆる耳として切り捨てられるため製品とし
ての品質に影響のない幅方向両端部分）のブレードに貫
通孔（図１においては省略されている）を設け、この貫
通孔にボルトを挿通させて、このボルトをベース４０に
ねじ込む方式によって固定してもよい。また図示の場
合、ワイヤ２と線接触するシャープエッジ部分と、ワイ
ヤ２のたわみ（重力および負圧によって下方へたわんだ
部分）によって面接触する領域とを含む先端部分のみに
ブレード４２を設けるようにしたが、ベース４０の上面
全体を覆うように設けるようにしてもよいのはもちろん
である。

【００２０】図２は本発明を適用してなるサクションボ
ックスの一実施例を示すものである。符号５４は本発明
のニッケル合金により形成されたトップボードである。
このトップボード５４は、横断面コ字状をなすボックス
本体５６の上側の開口を覆って設けられている。このボ
ックス本体５６はステンレス鋼などによって形成されて
おり、その側部にはターボブロアーや真空ポンプなどの
負圧源に接続される吸引口５８が設けられ、またその底
部には、内部に貯った白水を排出するための排水口６０
が設けられている。前記トップボード５４には、多数の
貫通孔６２が設けられており、この貫通孔６２を介し
て、前記ワイヤ２の下面にボックスの内側から負圧を作
用させてワイヤの表面のパルプ液を脱水するようになっ
ている。なお、図示のようにトップボード５４の全体を
本発明のＮｉ合金によって形成する方式に代えて、その
表面（ワイヤと摺動する範囲）をＮｉ合金製の薄板で被
覆する構造としてもよい。なお、脱水ユニットの一つと
して抄紙機に用いられるフォーミングボードは、上記サ
クションボックスのトップボード５４とほぼ同一の構成
であるから、要求されている脱水能力（通常はサクショ
ンボックスに比べて非常に小さい）に応じて、貫通孔６
２の開口率、平面形状を変更し、あるいは、ワイヤとの
摺動面を所定の曲率半径とすることにより得ることがで
きる。

【００２１】次に、上記ブレード４２およびトップボー
ド５４を構成するニッケル合金について説明する。この
合金は、パルプ液に含まれる硫酸塩や苛性ソーダに対す
る耐腐食性を有するとともに、鉱物質のフィラーを含む
白水中でワイヤと摺動することに対する耐摩耗性を得る
に十分な硬度を有している。すなわち、重量％でＣｒ：
１４〜２３％，Ｍｏ：１４〜２０％，Ｗ：０．２〜５
％，Ｆｅ：０．２〜７％，Ｃｏ：０．２〜２．５％、残
部Ｎｉおよび不可避不純物からなる組成を有するＮｉ合
金のインゴットに、通常の条件で熱間鍛造と熱間圧延を
施して熱延材とし、この熱延材に通常の条件（１１００
〜１２００°Ｃ）で溶体化処理を施してオーステナイト
組織とする。そして、オーステナイト組織の状態で、冷
間加工で加工率７０％以上、好ましくは８０％以上の塑
性加工を与え、ついでこれを４５０〜８００°Ｃ、好ま
しくは５００〜６００°Ｃで、０．３時間以上、好まし
くは０．５時間以上保持することにより、微細なＮｉ―
Ｍｏ系の金属間化合物を素地中に析出させることができ
る。

【００２２】ついで、上記組成の合金の成分、製造条件
を上述のように限定した理由を説明する。Ａ．成分組成ａ）ＣｒＣｒ成分には、オーステナイト素地の不動態化能力を著
しく向上させ、耐腐食性を向上させる作用があるが、そ
の含有量が１４％未満では、特に酸化雰囲気の耐腐食抵
抗が著しく低下するようになり、その含有量が２３％を
越えると、オーステナイト組織が不安定になり、オース
テナイト素地中に微細なＮｉ―Ｍｏ系金属間化合物が析
出した組織を安定的に形成することができなくなり、耐
腐食性低下の原因ともなることから、その含有量を１４
〜２３％に限定した。

【００２３】ｂ）ＭｏＭｏ成分には、Ｎｉと結合して前述の通り素地中に微細
均一に析出するＮｉ―Ｍｏ系金属間化合物を形成して強
度を向上させる作用があるが、その含有率が１４％未満
ではこの作用に所望の効果が得られず、一方、その含有
率が２０％を越えると、熱間および冷間圧延性が低下す
るようになることから、その含有量を１４〜２０％に限
定した。

【００２４】ｃ）ＷＷ成分には、オーステナイト素地に固溶して強度を向上
させる作用があるが、その含有量が０．２％未満では所
望の強度向上効果が得られず、一方、その含有量が５％
を越えると、熱間および冷間圧延性が低下することにな
るから、含有量を２〜５％に限定した。

【００２５】ｄ）ＦｅＦｅ成分には、熱間および冷間圧延性を向上させる作用
があるが、その含有量が０．２％未満ではこの作用に所
望の効果が得られず、一方その含有量が７％を越えると
強度が低下するようになることから、その含有量を０．
２〜７％に限定した。

【００２６】ｅ）ＣｏＣｏ成分には、オーステナイト素地に固溶してこれを安
定化し、析出硬化処理時の金属間化合物の安定的析出を
図る作用があるが、その含有量が０．２％未満ではこの
作用に効果が得られず、一方その含有量が２．５％を越
えてもこの作用により一層の向上効果が現れないことか
ら、経済性を考慮してその含有量を０．２〜２．５％に
限定した。

【００２７】Ｂ．製造条件ａ）冷間圧延率冷間圧延率が７０％未満では、冷間圧延後の析出硬化で
の金属間化合物の析出が十分に行われず、この場合、Ｈ
ＲＣで４８以上の硬度を得ることができなくなることか
ら、冷間圧延率を７０％以上と限定した。また、特に冷
間圧延率が８０％以上であれば、ＨＲＣで５６以上の硬
度が得られ、より好ましい。なお、この冷間加工を行う
場合には、冷間加工用圧延機で１パスあたり３〜４％の
圧下率で合計圧下率（加工率）が７０％（８０％）以上
となるように冷間圧延を継続すると、Ｎｉ合金の薄板が
得られる。この段階での薄板は加工硬化のために硬さが
ＨＲＣで４５（５０）以上になる。なお、加工率は９５
％以上にすることがより好ましい。前述した組成のＮｉ
合金を９５％以上の加工率で加工するには、超硬合金製
の圧延ロールを用いることで容易に実施することができ
る。このように９５％以上に加工し、後述するように析
出硬化処理することによってＨＲＣ６０以上の薄板を得
ることができる。

【００２８】ｂ）析出硬化処理上述した薄板を温度４５０〜８００°Ｃで０．３時間以
上保持すれば、金属間化合物の析出がなされてＨＲＣ硬
さが４８以上となる。ここで、処理温度が４５０°Ｃ未
満では、金属間化合物の析出に長時間を要し、生産性の
面で好ましくなく、一方その温度が８００°Ｃを越える
と、オーステナイト素地に固溶する合金成分の割合が多
くなって、金属間化合物の析出を満足に行うことができ
ず、ＨＲＣで４８以上の硬さを得ることができなくなる
ことから、その温度を４５０〜８００°Ｃに限定した。
また、特に上述した薄板を温度５００〜６００°Ｃで
０．５時間以上保持すれば、ＨＲＣ５６以上の高硬度の
ものが得られ、より好ましい。

【００２９】次いで、上記Ｎｉ合金を用いた脱水ユニッ
トの具体的な製造方法を説明する。まず、高周波誘導炉
を用い、それぞれ、下記の表１に示される成分組成を持
ったＮｉ合金の溶湯を調整し、直径１５０ｍｍ、長さ４
００ｍｍのインゴットを鋳造する。このインゴットに１
２００°Ｃの開始温度にて熱間鍛造加工を施して厚さ５
０ｍｍの板材を得、この板材に１２００°Ｃの開始温度
にて熱間圧延加工を施して厚さ２０ｍｍの熱延材とし、
次いで、この熱延材に、１１５０°Ｃで２時間保持の条
件で溶体化処理を施した後、同じく表１に示される圧延
率で冷間加工を施し、引き続いて同じく表１に示される
条件で析出硬化処理を施すことにより、本発明品製造方
法１〜１５を行い、図１のブレードを製造した。

【００３０】さらに、上記のようにして得られたブレー
ドについて、引っ張り強さ、硬さ（ＨＲＣ）および耐腐
食性をそれぞれ測定し、測定結果を表１に示した。また
表１には、比較例として、超硬合金およびステンレス鋼
についての同種実験の結果を示した。なお、耐腐食性の
測定は、ＪＩＳＧ０５７８のステンレス鋼の塩化
第二鉄腐食試験方法を用いた。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１から明らかなように、本発明品１〜１
５によって製造された脱水ユニットは、いずれも従来の
金属材料と比較して強度が高く、また、耐腐食性につい
ても、腐食性環境下における重量減が全くみられず、き
わめて高い耐腐食性を有することがわかる。これに対し
て超硬合金製の従来品は、硬さこそ本発明品より高い数
値を示すものの、強度が低く、耐腐食性に至ってはかな
りの重量減が見られ、耐腐食性が大きく劣っている。

【００３３】なお、本発明のＮｉ合金を適用することが
できる脱水ユニットの種類、あるいは具体的形状は上記
実施例に限定されるものではなく、例えば、ツインワイ
ヤ式抄紙機用に所定の曲率半径で湾曲した形状とされた
フォーミングボード、異なる脱水性能を求めて上面を異
なる角度で傾斜させたハイドロフォイルに本発明を適用
することができるのはもちろんである。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＮｉ合金
を用いた脱水ユニットは下記の効果を奏する。イ．十分な硬度を有するので、パルプ液のラッピング作
用に抗して十分な耐摩耗性を発揮することができる。ロ．パルプ液に含まれる硫酸塩や苛性ソーダに対して十
分な耐腐食性を発揮することができる。ハ．強圧延処理されているので、組織が微細であり、か
つ、均一であるので、、脱水ユニットと摺動する相手で
ある製紙用ワイヤを摩耗させることが少ない。ニ．圧延処理により得られる材料であり、この圧延処理
は、一般にロールなどを用いて連続的に行われるから、
容易に長尺の素材を得ることができ、したがって、広幅
の抄紙機の脱水ユニットにも容易に適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかるハイドロフォイルの
横断面図である。

【図２】本発明の他の実施例にかかるサクションボック
スの横断面図である。

【図３】長網式抄紙機の一従来例を示す側面図である。

【図４】ツインワイヤ式抄紙機の一従来例を示す側面図
である。

【符号の説明】

２ワイヤ４０ベース４２
エッジ５４トップボード５６ボックス本体６
２貫通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】抄紙用ワイヤの一方の面と摺動すること
により、該抄紙用ワイヤの他方の面のパルプ液からの脱
水を制御する脱水ユニットであって、該脱水ユニットに
おける前記抄紙用ワイヤとの接触部分は、Ｃｒ：１４〜
２３％，Ｍｏ：１４〜２０％，Ｗ：０．２〜５％，Ｆ
ｅ：０．２〜７％，Ｃｏ：０．２〜２．５％、残部Ｎｉ
および不可避不純物からなる組成を有するＮｉ合金を圧
延加工処理および熱処理した合金からなることを特徴と
する抄紙機用脱水ユニット。
【請求項２】上記脱水ユニットは、抄紙用ワイヤの一
方の面に線接触するシャープエッジを有するハイドロフ
ォイルであることを特徴とする請求項１の抄紙機用脱水
ユニット。
【請求項３】上記脱水ユニットは、抄紙用ワイヤの一
方の面に面接触するフォーミングボードであることを特
徴とする抄紙機用脱水ユニット。
【請求項４】上記脱水ユニットには、その厚さ方向へ
貫通する孔が設けられたことを特徴とする抄紙機用脱水
ユニット。