JP2000096475A - 収縮クロスプロフィ―ルを改善する方法及び装置 - Google Patents
収縮クロスプロフィ―ルを改善する方法及び装置Info
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Abstract
質クロスプロフィールを均等化する方法と装置を提供す
ること。 【解決手段】 定流部(アプローチフローシステム)
が、異なった収縮特性の繊維混合物を有する、異なった
懸濁液を準備する少なくとも2つの領域を有し、定流部
から流送箱への懸濁液供給部が、少なくとも2つの異な
る懸濁液のための少なくとも2つのストランドを有し、
流送箱の領域が収縮特性の異なる懸濁液が合流する多数
のセクション別の混合個所を有していること。
Description
念として記載した、紙又は厚紙から成る、移動する材料
ウエブの性質クロスプロフィールを均等化する方法及び
装置に関する。
として記載した、上記方法を実施するのに適した抄紙機
に関する。
号によれば、紙ウエブのウエブ縁のばたつきを減少させ
る方法並びにこの方法を実施する抄紙機が公知である。
この公開明細書によれば、抄造しようとする紙ウエブの
縁範囲にて、他のウエブ幅範囲よりも強度ポテンシャル
の高い懸濁液を使用することが提案されている。抄紙機
に関しては、流送箱に付加的な導管を設け、この導管を
用いて値の高い懸濁液を流送箱の側部領域に供給するこ
とが提案されている。
又は懸濁液に対し異なる添加剤が添加されるにも拘ら
ず、発生する材料ウエブには、材料ウエブ幅に亙って異
なる収縮が生じる。通常は縁は、抄紙機における別の加
工の結果、材料ウエブの中央範囲よりも強く収縮する。
もちろん、全材料幅に亙って速さの異なる乾燥又は異な
る加工によっても、全材料ウエブ幅に亙って異なる収縮
特性が生じることがある。したがって不均等な収縮の問
題は紙ウエブの縁だけに制限されるものではない。
厚紙から成る移動する材料ウエブウェを製造する方法で
あって、材料ウエブの収縮性質が全幅に亙って均等化さ
れる方法を提供することである。
するための装置を提供することである。
ブの異なる収縮特性に基づき、良好な紙質に必要な別の
重要な品質基準、例えば表面粗さ又は強度値等も、幅に
亙り収縮クロスプロフィールに応じて変化することを確
認した。したがって紙ウエブの収縮特性を均等化するこ
とによっては、収縮特性自体だけではなく、これに関連
した紙の性質パラメータもウエブ幅に亙って均等化され
るようにしたい。
する方法を改善して、材料ウエブの発生プロセスの間、
材料ウエブの収縮クロスプロフィールを、幅に亙ってセ
クション別に、収縮特性の異なる成分を有する懸濁液の
局所的な組成に影響を及ぼして均等化することが提案さ
れている。これが達成されると必然的に材料ウエブの全
幅に亙る性質、特に材料ウエブの表面に関する性質、例
えば粗面度の差も減少させられる。
ば、収縮傾向の高い繊維及び/又はその他の均質の供給
量を増大することによりセクション別の領域の収縮を強
めることが提案された。
せることが望まれていると、これは本発明の他の有利な
実施例によれば、当該セクションに、収縮傾向の減少さ
せられた繊維又はその他の物質を増量して供給するこ
と、もしくは普通の繊維混合物を収縮傾向の減少した繊
維混合物に変えることが提案されている。これに相応す
ることは収縮を高めるという反対の方向にも当嵌まる。
すその他の物質の調量添加は流送箱にて行われる。異な
る繊維特性を有する懸濁液の調量添加又は添加混合の可
能性に関しては、本出願人による古い特許出願DE37
41603A1、DE4019593A1、DE442
2907A1、DE4237304A1及びDE421
1291号A1の各明細書を挙げておく。これらの明細
書の公開内容は完全にこの出願の公開内容に含まれるも
のとする。特に引用した明細書の公知技術には、特殊な
繊維物質等の添加調量によって発生することのある面積
重量の変化は濃度の異なる懸濁液が供給される、セクシ
ョン別に制御される、セクションに分けられた公知の流
送箱における調整メカニズムによって補償されることが
示されている。同様にこれらの引用した公知技術には、
性質の異なる懸濁液を流送箱へどのように供給しかつ材
料ウエブの面積重量のクロスプロフィールを均等に保つ
かが詳細に開示されている。
れば、所望のクロスプロフィールを達成するためもしく
は維持するために、抄紙機又は厚紙抄造機の定流部(ア
プローチフローシステム)に、収縮特性の異なる繊維及
び/又はその他の収縮影響物質を有する少なくとも2つ
の懸濁液流を準備し、流送箱の範囲にて収縮傾向の異な
る繊維を有する少なくとも2つの懸濁液流をセクション
別に混合することで、材料ウエブの収縮を、機械幅に亙
って補償するのに対し、面積重量クロスプロフィール及
び/又は繊維配向クロスプロフィールを、漉網水流をセ
クション別に添加調量することにより、所望の面積重量
プロフィールが保たれるかもしくは達成されるようにコ
ントロールしている。
れた収縮特性を有する繊維として長い繊維が使用され、
収縮特性の減じられた繊維として短い繊維が使用されて
いる。
は、収縮特性の高められた繊維として解繊度の高い繊維
が使用され、収縮度の低い繊維として解繊度の低い繊維
が使用されている。
い粉砕度に基づき収縮特性が高められているかもしくは
低い粉砕度に基づき収縮特性が低下させられている繊維
を利用することもできる。同様に、収縮に影響を及ぼ
す、例えば収縮を促進させる(CMC=カルボキシメチ
ルセルローズ)か又は阻止する(合成樹脂、耐湿剤)他
の物質を添加することもできる。さらに出発材料が木で
はない繊維又は繊維混合物−例えばプラスチック繊維−
の使用も、可能な変化実施例の1つを成している。
部、定流部からの懸濁液供給装置を少なくとも1つ有す
る流送箱、湿部、プレス部及び乾部を有する抄紙機を改
良し、定流部が収縮特性の異なる繊維混合物を有する異
なった懸濁液を準備する少なくとも2つの範囲を有し、
定流部から流送箱への懸濁液供給装置が少なくとも2つ
の異なる懸濁液のために少なくとも2つのストランドを
有し、流送箱の範囲に多数のセクション別の混合個所が
設けられ、これらの混合個所が収縮性質の異なる懸濁液
を混合することを提案する。すでに述べたように、異な
った繊維混合物は、長いか短い繊維を有する繊維材料を
使用しかつ/又は多かれ少なかれ解繊された繊維及び/
又は多かれ少なかれ粉砕された繊維及び/又は収縮に影
響を及ぼす物質が利用されることで形成される。この繊
維はその加工及び/又は組織及び/又はその出発材料に
相応して異なる収縮特性を生ぜしめ、この収縮特性は最
終的にウエブ幅全体に亙って材料ウエブの均等な収縮特
性を得るために使用することができる。
る、移動する材料ウエブの面積重量クロスプロフィール
を調整する方法を使用することもできる。
テップを有する面積重量を調整するための公知の方法ス
テップに加えて、以下の(イ)、(ロ)、(ハ)の方法
ステップを提案する。
ン・ライン・マッピングによって収縮クロスプロフィー
ルを算出すること。
幅に亙ってM個のセクションにて収縮に影響を及ぼす調
整値を決定すること。
せるためにアクチェータを作動させること。
は、「Papier(紙)」6/1998、344−3
54、特に6章、表題「実りの多い設備のための前提条
件」を参照されたい。この論文の公開内容はオン・ライ
ン・マッピングに関し、明細書の内容に含まれるもので
ある。
し択一的に以下の(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)の方
法ステップを提案する。
と。
によって収縮クロスプロフィールを計算すること。
基づき、機械幅に亙ってM個のセクションで収縮をコン
トロールするための調整値を決定すること。
せるためにアクチェータを作動すること。
と、したがって、以下の(イ)、(ロ)、(ハ)、
(ニ)、(ホ)、(ヘ)の方法ステップを実施する可能
性もある。
ン・ライン・マッピングにより算出すること。
すること。
により収縮クロスプロフィールを算出すること。
スプロフィールから重みづけされた収縮クロスプロフィ
ールを決定すること。
基づき機械幅に亙ってM個のセクションで収縮に影響を
及ぼす調整値を決定すること。
せるためにアクチェータを作動すること。
方法が稀薄化水調整装置を有する流送箱でも調節可能な
絞りを有する流送箱でも実施できることである。稀薄化
水調整された流送箱の場合には、面積重量クロスプロフ
ィールを調整するためのアクチェータはたいてい稀薄化
水を制御するための弁から成っている。絞り調整された
流送箱の場合には流送箱絞りの調節スピンドルが面積重
量クロスプロフィールを調整するための前記アクチェー
タを成す。
ては、プロフィール調整アルゴリズムにおいて、面積重
量クロスプロフィールと収縮クロスプロフィールとの間
の連結解除を実施し、したがってクロスプロフィール調
整が相互に影響を及ぼし合うことが少なくとも第1の序
列で回避されるようになっている。
って、この値を介して収縮クロスプロフィールが直接的
に測定もしくは決定される値としては、特に形成される
紙ウエブの平滑及び/又は強度が適している。もちろん
測定に利用できる紙ウエブの他の性質値を使用すること
もできる。
くは第1の装置請求項に対する従属請求項と以後の図面
についての記述に開示されている。
徴は開示した組合わせだけではなく、本発明の枠を逸脱
することなく、他の組合わせで又は単独で用いることも
できる。
有利な実施例についての記述で開示してある。
る。
ロフィールが示されている。縁領域B1とB3は、高い
収縮勾配と高い収縮絶対値ε2とを特徴としている。中
央領域B2においては収縮は比較的に低いレベルにあり
かつほぼ直線的でかつ水平な経過を有している。この収
縮経過は多くの紙種にとって典型的なものであるが、し
かしこの他に多くの別の形をした収縮クロスプロフィー
ルも生じる。これらの収縮クロスプロフィールは多くの
パラメータ、例えば紙種と抄紙方法ステップの構成、例
えば乾燥プロセス−とに関連する。例えば非対称的な経
過を有するか又は紙ウエブの中央領域B2において非直
線的な経過を有する収縮クロスプロフィールが生じるこ
ともある。
において収縮傾向の小さい繊維の割合が高められるか収
縮傾向の大きい繊維の割合が減じられているのに対し、
紙ウエブの中央領域B2の懸濁液の組成が変えられてい
ない収縮クロスプロフィール1が示されている。この場
合には、収縮のできるだけ直線的な経過を達成するため
には縁領域を幅に亙ってセクション化し、収縮に対する
影響をセクション別に異なった強さで与えることも必要
である。
る、例えば前記DE4019593号明細書に記載され
た、稀薄化水原理にしたがって構成された流送箱が示さ
れている。高及び低濃度の部分流QHとQLとの他に、
渦流発生器の前で、流送箱幅に亙って分配されて複数の
供給個所7において懸濁液QFが供給される。この懸濁
液QFは収縮特性において懸濁液QHに含まれている繊
維とは異なっている繊維を含んでいる。例えば懸濁液Q
Fにおける繊維が懸濁液QHにおける繊維よりもわずか
な収縮傾向を有していると図1に示された収縮クロスプ
ロフィール1は、縁においてセクション別の容積流QF
が高められると改善される。
不均等に−例えば縁だけにおいて−流送箱幅に亙って分
布されていることができる。容積流QFの供給は幾何学
的に、ノズルの出口における総容積流が容積流QFの変
化にも拘わらず一定に保たれるように行なわれると有利
である。流送箱のこのような構成はDE4211291
号に詳細に記載されている。懸濁液を流送箱幅に亙って
分配するためには横分配管又は中央分配器を用いること
ができる。
する一次流送箱を有する抄紙機の始端部が示されてい
る。漉網11はローラ12を介して変向されかつ懸濁液
の脱水は公知の形式で吸引ボックスと脱水条片とから成
る脱水部材13を介して行なわれる。一次の流送箱2に
次いで2次の流送箱2.1が設けられ、この流送箱2.
1を介して懸濁液QFは機械幅に亙ってセクション別に
調量されて、すでに形成されている懸濁液層の上に供給
される。
方向から見て、2次流送箱2.1が示されている。2次
流送箱2.1は横分配器3.1を介している。この横分
配器3.1を介して懸濁液QFは機械幅で流送箱の第1
の室8.1に供給される。分配器3.1と流送箱2.1
の第1の室8.1との間には多数の弁6が接続されてい
る。これらの弁6は調量された、機械幅にセクション化
された懸濁液QFの供給を可能にする。流送箱の第1の
室8.1に次いで公知の形式で渦流発生器9.1と後続
のノズル10.1が示されている。
が示されている。この長漉網抄紙機の流送箱2には高濃
度の懸濁液流QHと低濃度の懸濁液流QLが供給され
る。流送箱2は懸濁液を均等に漉網11の上に分配す
る。漉網11は複数のローラ12を介して変向される。
流送箱2に続いては脱水部材13が設けられている。こ
の脱水部材13は漉網11の上にある繊維紙料層を脱水
する。機械方向で見て流送箱2の後ろには、機械幅に亙
って横に延びる噴射管17が設けられている。この噴射
管17には収縮に影響を及ぼす懸濁液QFが供給され
る。この懸濁液QFは本発明によれば、収縮傾向に関
し、懸濁液QHの繊維混合物とは異なる繊維混合物を有
している。又、前記噴射管17を介しては直接的に収縮
に影響を及ぼす物質、例えばカルボキシメチルセルロー
ズ(CMC)、耐湿剤又はそれに類似したものが供給さ
れることができる。噴射管17は複数の噴射ノズル15
と16を有し、これらの噴射ノズル15,16はここで
は例えば紙ウエブの縁にもっぱら配置され、ひいてはも
っぱら紙ウエブの縁に懸濁液QFを噴射することができ
る。出発材料が木ではない繊維もしくは繊維物、例えば
プラスチック繊維を本発明の枠内で使用することもでき
る。
っては紙又は厚紙から成る移動する材料ウエブを抄造す
る場合に、材料ウエブの全幅に亙って材料ウエブの収縮
特性の均等化を行なうことができる。
調整の1例が示されている。
工程が示されている。この製造工程の進行する間に収縮
が発生し、紙は最終的に巻取装置に導かれる。流送箱2
は例えば自体公知の稀薄化水調整装置をアトロ(atr
o−)面積重量プロフィールの適合のために備えてい
る。この稀薄化水調整装置は巻取装置の前に機械幅のス
キャナを有している。このスキャナはatro/面積重
量クロスプロフィールを測定し、プロフィール調整アル
ゴリズムを導き、アクチェータ、この場合にはN個のセ
クションを有する稀薄化水供給装置のN個の弁7を作動
する。
クロスプロフィール)の実際プロフィールが自体公知オ
ン・ライン・マッピングを介して算出され、収縮のため
の目標プロフィールと比較される。次いでプロフィール
調整アルゴリズムが必要な修正を決定し、アクチェータ
調節調整器を介してアクチェータに収縮コントロールの
ために影響を及ぼす。この場合にはアクチェータは収縮
をコントロールする液体の供給ストランドのM個のセク
ションにおける調整弁7の形で実現されている。
調整のM個のセクションの数は、この場合には同じであ
るが、しかしながら異なっていることもできる。特に有
利であるのは、収縮調整のためのセクションを紙ウエブ
の縁範囲にて中央の範囲よりも細かく分割することであ
る。
ことにより、必然的に面積重量プロフィールも変化す
る。この変化はそのセクションに関しても、その大きさ
に関してもあらかじめ決定できるので、期待された面積
重量誤差の補償は既に先取り法で実施することができ
る。同じ原理は反対に使用することもできる。図面には
この補償の可能性は両方のプロフィール調整回路の連結
解除回路によって示されている。このような形式で面積
重量調整と収縮調整との間にはほとんど関連性がなくな
る。
値の測定による収縮クロスプロフィールの間接的な測定
の可能性が示されている。例えばこのためには紙ウエブ
の平滑/表面粗さ及び/又は強度を用いることができ
る。調整方法においてはこの測定されたプロフィールは
直接及び単独で又は算出された収縮プロフィールと関連
して使用することができる。両方のプロフィールを調整
に関与させたい場合には適当な調整によって調整メカニ
ズムの最適化を実施することができる。
示した図。
で収縮特性をセクション別に本発明により調整した後の
収縮クロスプロフィールを示した図。
理による流送箱を示した図。
始端領域を示した図で、(b)は(a)を矢印Aの方向
から見た図。
する抄紙機の始端領域を示した図。
3 分配器、 3.1 横分配器、 4 容器、 5
接続導管、 6 弁、 7 供給個所/弁、8 流送
箱における第1の室、 8.1 流送箱における第1の
室、 9 渦流発生器、 9.1 渦流発生器、 10
ノズル、 10.1 ノズル、 11 漉網、 12
ローラ、 13 脱水部材、 14 供給個所、 1
5,16 噴射ノズル、 17 噴射管、 18 収縮
に影響を及ぼす液体供給、 19 稀薄化水供給、 2
0 懸濁液供給、 QL 低濃度の懸濁液、 QH 高
濃度の懸濁液、 QF 収縮に影響を及ぼす懸濁液
Claims (18)
- 【請求項1】 紙又は厚紙から成る、移動する材料ウエ
ブの性質クロスプロフィールを均等化する方法であっ
て、 (イ)1つの漉網(11)の上又は2つの漉網の間に少
なくとも1つの、機械幅の懸濁液層を形成すること、 (ロ)懸濁液層から生じた材料ウエブを脱水し、プレス
しかつ乾燥すること、以上少なくとも(イ)、(ロ)の
方法ステップを有する方法において、 (ハ)材料ウエブの収縮クロスプロフィール(1)を、
該材料ウエブの発生プロセスの間に、異なる収縮特性を
有する成分の割合を変えることで、懸濁液の局部的な組
成を幅に亙ってセクション別にコントロールして均等化
することを特徴とする、収縮クロスプロフィールを改善
する方法。 - 【請求項2】 高められた収縮傾向を有する繊維及び/
又はその他の物質の増量した供給によってセクション領
域の収縮の強化を惹き起す、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 減少させられた収縮傾向を有する繊維
を、高められた収縮傾向を有する繊維及び/又はその他
の物質に交換することによってセクション領域の収縮の
強化を惹き起す、請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 1つのセクション領域の収縮の減少を、
減少された収縮傾向を有する繊維及び/又はその他の物
質の増量した供給によって惹き起す、請求項1から3ま
でのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項5】 1つのセクション領域の収縮の減少を、
高められた収縮傾向を有する繊維を、減少した収縮傾向
を有する繊維及び/又はその他の物質と交換することで
惹き起す、請求項1から3までのいずれか1項記載の方
法。 - 【請求項6】 所望の繊維及び/又はその他の物質の調
量添加を流送箱及び/又は湿部で行う、請求項1から5
までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項7】 抄紙機又は厚紙抄造機の定流部(アプロ
ーチフローシステム)にて、異なる収縮特性を有する繊
維及び/又はその他の物質を有する少なくとも2つの懸
濁液流を準備し、流送箱の領域にて、収縮傾向の異なる
繊維及び/又はその他の物質を有する少なくとも2つの
懸濁液流をセクション別に混合することによって、機械
幅に亙る材料ウエブの収縮を補償するのに対し、面積重
量クロスプロフィール及び/又は繊維配向クロスプロフ
ィールを稀薄化水をセクション別に調量することによっ
てコントロールする、請求項1から6までのいずれか1
項記載の方法。 - 【請求項8】 高められた収縮傾向を有する繊維として
長い繊維を使用かつ反対に減少された収縮傾向を有する
繊維として短い繊維を使用する請求項1から7までのい
ずれか1項記載の方法。 - 【請求項9】 高められた収縮傾向を有する繊維として
解繊度の高い繊維を使用しかつ反対に減少された収縮傾
向を有する繊維として解繊度の低い繊維を使用する、請
求項1から8までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項10】 高められた収縮傾向を有する繊維とし
て粉砕度の高い繊維を使用し、反対に収縮傾向の低い繊
維として粉砕度の低い繊維を使用する、請求項1から9
までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項11】 収縮を高める手段としてカルボキシメ
チルセルローズ(CMC)及び/又はその他の物質を使
用しかつ収縮阻止するために合成樹脂及び/又は耐湿性
媒体及び/又はその他の物質を使用する、請求項1から
10までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項12】 紙又は厚紙から成る、移動する材料ウ
エブの収縮クロスプロフィールを調整する方法であっ
て、 (イ)材料ウエブの面積重量クロスプロフィールを測定
すること、 (ロ)機械幅に亙ってN個のセクションで面積重量の目
標プロフィールに基づき面積重量を適合させるための調
整値を決定すること、 (ハ)面積重量クロスプロフィールを適合させるための
アクチェータ(7)を作動させること 以上(イ)、(ロ)、(ハ)の方法ステップを有する方
法において、 (ニ)収縮クロスプロフィールを面積重量クロスプロフ
ィールのオン・ライン・マッピングによって算出するこ
と、 (ホ)機械幅に亙ってM個のセクションで、収縮の目標
プロフィールに基づき収縮をコントロールする調整値を
決定すること、 (ヘ)収縮クロスプロフィールを適合させるためにアク
チェータを作動させること 以上(ニ)、(ホ)、(ヘ)の方法ステップを有するこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項13】 (イ)収縮に関係する値を測定するこ
と、 (ロ)測定された値と収縮との間の関係によって収縮ク
ロスプロフィールを算出すること、 (ハ)機械幅に亙ってM個のセクションにて収縮のため
の目標プロフィールに基づき、収縮をコントロールする
調整値を決定すること、 (ニ)収縮クロスプロフィールを適合させるためのアク
チェータを作動すること、 以上(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)の方法ステップを
特徴とする、請求項12の上位概念記載の方法。 - 【請求項14】 (イ)面積重量クロスプロフィールの
オン・ライン・マッピングによって収縮クロスプロフィ
ールを算出すること、 (ロ)収縮に関係する値を付加的に測定すること、 (ハ)測定した値と収縮との関係から収縮クロスプロフ
ィールを算出すること、 (ニ)測定した値と算出した収縮クロスプロフィールと
から重み付けした収縮クロスプロフィールを決定するこ
と、 (ホ)機械幅に亙ってM個のセクションで、収縮のため
の目標プロフィールに基づき収縮をコントロールするた
めの調整値を決定すること、 (ヘ)収縮クロスプロフィールを適合させるためにアク
チェータを作動すること、 以上(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)、(ホ)、(ヘ)
の方法ステップを特徴とする、請求項12の上位概念記
載の方法。 - 【請求項15】 プロフィール調整アルゴリズムにおい
て面積重量クロスプロフィールと収縮クロスプロフィー
ルとの間の連結を解除する、請求項12から14までの
いずれか1項記載の方法。 - 【請求項16】 収縮クロスプロフィールの適合を請求
項1から11までのいずれか1項記載の方法で行う、請
求項12から15までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項17】 収縮と関係する、測定しようとする値
として、平滑度及び/又は強度を使用する、請求項13
から16までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項18】 定流部、流送箱及び定流部からの懸濁
液供給装置、湿部、プレス部及び乾部を有する抄紙機又
は抄造機であって、 (イ)流送箱の範囲に、特性の異なる紙料流及びその混
合物をセクション別に供給する多数の供給部が設けられ
ている形式のものにおいて、 (ロ)定流部が異なる収縮特性を有する繊維混合物を有
する異なる懸濁液を準備する少なくとも2つの範囲を有
し、 (ハ)定流部から流送箱へ懸濁液を供給する装置が少な
くとも2つの異なった懸濁液のために少なくとも2つの
ストランドを有しており、 (ニ)流送箱の範囲に多数のセクション別の混合個所が
設けられており、これらの混合個所が異なる収縮特性を
有する懸濁液を合流させるようになっている 以上(ロ)、(ハ)、(ニ)の特徴を有する抄紙機又は
厚紙抄造機。
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