JP2004019076A

JP2004019076A - ツインワイヤ式抄紙機のフォーマー

Info

Publication number: JP2004019076A
Application number: JP2002179481A
Authority: JP
Inventors: Hirochika Kumegawa; 粂川　博親; Antti Poikolainen; アンティ　ポイカライネン; Jyrki Jaakkola; ユルキ　ヤーコラ; Leinonen Anti; アンティ　レイノネン
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: JP3776837B2

Abstract

【課題】紙料を均一に分散させ良好な紙層形成を可能とする抄紙機のフォーマーを提供する。
【解決手段】フォーミングロール１とガイドロール１１に巻き掛けた上部フォーミングワイヤ３と、ブレストロール２とガイドロール１２に巻き掛けられた下部フォーミングワイヤ４が、フォーミングロール１とブレストロール２によるニップ部Ｎから重なって走行する領域をフォーミングゾーンとする抄紙機において、フォーミングロール１に設けられたセーブオール２０と、フォーミングロール１に対し上部フォーミングワイヤ３の走行方向下流側であって、上部フォーミングワイヤ３の上方に設けられたサクションボックス３０とが設けられており、セーブオール２０の後壁面２０ｂ　とサクションボックス３０の前壁面３０ｆ　とで、サクションボックス３０内へ水を吸引する吸引水路４１を形成した。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ツインワイヤ式抄紙機のフォーマーに関する。さらに詳しくは、一対のフォーミングワイヤが重なり合ったフォーミングギャップへ紙料懸濁液を送り込んで紙層形成を行うツインワイヤ式抄紙機のフォーマーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のツインワイヤ式抄紙機の基本構成を、図５に基づき説明する。
図５は従来のツインワイヤ式抄紙機の概略説明図である。１はフォーミングロール、２はブレストロールで、これらのロール１，２は互いに接近して配置されている。３は上部フォーミングワイヤ（以下、単に上部ワイヤ３という）で、フォーミングロール１とガイドロール１１にエンドレスに巻き掛けられて、ワイヤパートの上半分領域で循環する。４は下部フォーミングワイヤ（以下、単に下部ワイヤ４という）で、ブレストロール２とガイドロール１２にエンドレスに巻き掛けられて、ワイヤパートの下半分領域で循環する。
前記上部ワイヤ３がフォーミングロール１に巻き掛けられた部分と、前記下部ワイヤ４がブレストロール２に巻き掛けられた部分は、ワイヤ３，４が互いに接近する方向に走行する部分であり、側面視で漏斗状の開口部を形成している。そして、開口部の奥底が、フォーミングロール１とブレストロール２で挟まれるニップ部Ｎであり、そこから各ワイヤ３，４の走行方向下流側において、各ワイヤ３，４が重なって走行する領域の内部が紙層を形成するフォーミングギャップを構成している。
そして、前記開口部に臨むように、ヘッドボックス６が配置されており、紙料懸濁液（以下、紙料液という）を前記ワイヤ３，４間に噴出させるようにしている。このようにして紙料液がフォーミングギャップに供給される。この紙料液は、パルプと水の割合（重量）が約１対１００　の懸濁液である。
【０００３】
前記フォーミングロール１の上方と後方（各ワイヤ３，４の走行方向下流側という。以下同じ）には、水を回収するためのセーブオール１０１　が取付けられている。つまり、フォーミングロール１の回転に伴って遠心力方向に紙料液の一部がはね飛ばされるが、これを外部に飛散させないように回収するためのセーブオール１０１　が設けられている。
【０００４】
また、上部ワイヤ３の上方であって前記セーブオール１０１　の後方には、サクションボックス１０２　が設けられている。このサクションボックス１０２　はフォーミングギャップを通過していく紙料液から水分の数１０％を吸引するために設けられている。さらに、このサクションボックス１０２　の下面には数本の固定ブレード７が固定されており、上部ワイヤ３をガイドするようにしている。
さらに、上記サクションボックス１０２　の下方領域において、下部ワイヤ４の下面には可動式のブレード８が配置されており、下部ワイヤ４を下方から支えている。
【０００５】
このため、フォーミングロール１とブレストロール２に挟まれたニップ部Ｎに供給された紙料は、上下ワイヤ３，４によってニップ部Ｎと上下のブレード７，８との間を通過する間に大部分の水分が除去されて紙層に形成されていく。
そして、紙料を、上下ワイヤ３，４でさらに搬送しつつ紙層形成することによって湿紙となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、紙料は上下のブレード７，８を通過する間にパルス圧を受け地合が形成されるが、この地合の形成には、ニップ部Ｎを越え最初の固定ブレード７に至る間の上下のワイヤ３，４の支持が重要である。これは、その間に上下のワイヤ３，４を支える部材がなく、外力が加わりやすいことによる。
【０００７】
上下のワイヤ３，４に加わる外力の例としては、次のようなものがある。
フォーミングロール１はニップ部Ｎにおいて上部ワイヤ３を通してフォーミングロール１側に脱水された水を吸引するバキューム機構を備えており、フォーミングロール１の直下より少し下流の部分まではその負圧が作用するため上部ワイヤ３が上方に吸い上げられる。すると、フォーミングロール１が上部ワイヤ３と離れようとする部分には若干の負圧が発生し上部ワイヤ３が上方に引き上げられる現象が発生する。
このとき、上部ワイヤ３が膨らみ、上下のワイヤ３，４の間隔が広がり上下のワイヤ３，４間に空気を吸い込むと、紙料中のパルプ繊維のからみが崩れたり、空気の泡が紙料中に残った状態で紙料が固定し、いわゆる地合崩れが生じ紙品質を低下させてしまう。
上記以外にも、上下のワイヤ３，４を支える部材同士の間隔が広いと上下のワイヤ３，４の挙動が不安定となり上記と同様の欠陥を生じる。
【０００８】
フォーミングロール１とセーブオール１０１　だけで脱水が完了するのであれば、上下のワイヤ３，４に加わる外乱による紙品質の低下は生じないが、実際上不可能であるため、上下のワイヤ３，４に加わる外乱の影響を少なくしなければならない。
例えば、固定ブレード７を支持するサクションボックス１０２　をフォーミングロール１に近づければ、フォーミングロール１から固定ブレード７までの距離を短くなり上下のワイヤ３，４に加わる外乱の影響を少なくすることはできるが、セーブオール１０１　の取付けスペースを確保すると、ニップ部Ｎまでの距離を縮めるには限界がある。
かといって、セーブオール１０１　の下面に固定ブレード７を設ければ、フォーミングロール１から固定ブレード７までの距離を短くできるが、セーブオール１０１　は剛性が低く固定ブレード７に加わる荷重を支持することができないので、実際上、採用することができない。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑み、紙料を均一に分散させ良好な紙層形成を可能とする抄紙機のフォーマーを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１のツインワイヤ式抄紙機のフォーマーは、フォーミングロールとガイドロールに巻き掛けられて、ワイヤパートの上半分領域で循環する上部フォーミングワイヤと、ブレストロールとガイドロールに巻き掛けられて、ワイヤパートの下半分領域で循環する下部フォーミングワイヤが、前記フォーミングロールと前記ブレストロールによるニップ部から重なって走行する領域をフォーミングゾーンとする抄紙機において、前記フォーミングロールに設けられたセーブオールと、前記フォーミングロールに対し上部フォーミングワイヤの走行方向下流側であって、前記上部フォーミングワイヤの上方に設けられたサクションボックスとが設けられており、前記セーブオールの後壁面と前記サクションボックスの前壁面とで、前記サクションボックス内へ水を吸引する吸引水路を形成したことを特徴とする。
請求項２のツインワイヤ式抄紙機のフォーマーは、請求項１記載の発明において、前記セーブオールが、その下面によって前記フォーミングロールの上方を覆うように配置されており、前記サクションボックスが、その前壁面によって前記フォーミングロールの後方を覆うように配置されており、前記サクションボックスの前壁面と前記フォーミングロールの外周面との間に、前記吸引水路に連通する下部吸引水路を形成したことを特徴とする。
請求項３のツインワイヤ式抄紙機のフォーマーは、請求項２記載の発明において、前記サクションボックスの前壁面において、前記フォーミングロールを覆っている部分が、前記フォーミングロールの回転軸を中心軸とする円筒状凹面であることを特徴とする。
請求項４のツインワイヤ式抄紙機のフォーマーは、請求項３記載の発明において、前記サクションボックスの前壁面において、前記フォーミングロールを覆っている部分と、前記フォーミングロールの外周面との距離が、４０〜６０ｍｍであることを特徴とする。
請求項５のツインワイヤ式抄紙機のフォーマーは、請求項１記載の発明において、前記サクションボックスの下方において、前記下部フォーミングワイヤを下方から支持する可動ブレードが設けられており、該可動ブレードと前記ブレストロールとの間に、前記下部フォーミングワイヤを下方から支持するプレローディングブレードが設けられたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明によれば、セーブオールの後壁面とサクションボックスの前壁面とでサクションボックス内の吸引室への吸水路を構成しているので、サクションボックスをニップ部に近づけて配置することができる。このため、サクションボックスの下面に固定される固定ブレードもニップ部に接近するため、フォーミングロールから先端の固定ブレードに至るまでにおける上下部ワイヤの無支持部分の長さが短くなる。よって、外部の影響によって上下ワイヤ間で進行している紙層の形成に悪影響が及ぶことが少なくなり、高品質の紙を抄紙することができる。
請求項２の発明によれば、サクションボックスの前壁面とフォーミングロールの外周面との間に下部吸引水路が形成されているから、サクションボックスをニップ部のごく近傍に配置することができる。このため、フォーミングロールから先端の固定ブレードに至るまでにおける上下部ワイヤの無支持部分がほとんどない状態とすることができる。よって、外部の影響によって上下ワイヤ間で進行している紙層の形成に悪影響が及ぶことが少なくなり、高品質の紙を抄紙することができる。
請求項３の発明によれば、前記サクションボックスの前壁面において、前記フォーミングロールを覆っている部分が、前記フォーミングロールの回転軸を中心軸とする円筒状凹面となっているから、下部吸引水路の流路の高さを一定に保つことができる。よって、下部吸引水路内における水の流れを安定させることができる。
請求項４の発明によれば、下部吸引水路の高さを、水を吸引するのに最適な高さとすることができる。このため、吸引水路が狭すぎてオーバーフローすることを防ぐことができる。また、吸引水路が広すぎてフォーミングロールの回転に伴う遠心力によって後方に飛ばされた紙料液の水分がサクションボックスの前壁面をつたって、再び紙料液に戻ることを防ぐことができる。よって、紙料液から除去された水分を確実にサクションボックスに回収することができる。
請求項５の発明によれば、ブレストロールと可動ブレードの間にプレローディングブレードを設けているので、プレローディングブレードによって両者の間の上下部ワイヤを下方から支持することができる。つまり、プレローディングブレードによって支持することができるから、上下部ワイヤを無支持部分の長さを短くすることができる。よって、外部の影響によって上下ワイヤ間で進行している紙層の形成に悪影響が及ぶことをさらに少なくすることができ、高品質の紙を抄紙することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るサクションボックス３０の概略説明図である。図２はサクションボックス３０の部分拡大断面図である。図３は図２のＩＩＩ　−ＩＩＩ線断面図である。図４はツインワイヤ式抄紙機の概略説明図である。
【００１３】
まず、図１および図４に基づきツインワイヤ式抄紙機の全体構成を説明する。フォーミングロール１と、ブレストロール２は互いに接近して配置されている。上部ワイヤ３は、フォーミングロール１とワイヤパートの上半分適所に配置されたガイドロール１１にエンドレスに巻き掛けられて、ワイヤパートの上半分領域で循環する。下部ワイヤ４は、ブレストロール２とワイヤパートの下半分適所に配置されたガイドロール１２にエンドレスに巻き掛けられて、ワイヤパートの下半分領域で循環する。
前記上部ワイヤ３がフォーミングロール１に巻き掛けられた部分と、前記下部ワイヤ４がブレストロール２に巻き掛けられた部分で側面視漏半状に形成された開口部に臨むように、ヘッドボックス６が配置されている。そして、ニップ部Ｎから下流側においてワイヤ３，４が重なって走行する領域の内部が紙層を形成するフォーミングギャップとなっている。
【００１４】
前記フォーミングロール１の上方には、セーブオール２０が取付けられている。このセーブオール２０は、その下面がフォーミングロール１の上方を覆うように配設されている。
このセーブオール２０は、図示しない負圧源に接続されて、その内部が負圧に保たれており、その下面から、空気とともに、フォーミングロール１の回転に伴って遠心力方向にはね飛ばされた紙料液の水分を吸引して、水が外部に飛散しないように回収するためのものである。
【００１５】
また、上部ワイヤ３の上方であって前記フォーミングロール１の後方には、上部ワイヤ３をガイドするように、数本の固定ブレード７が設けられている。この固定ブレード７は後述するサクションボックス３０の下面に取り付けられている。
また、上記サクションボックス３０の下方領域において、下部ワイヤ４の下面には浮動式のブレード８が配置されており、下部ワイヤ４を下方から支えている。
【００１６】
前記フォーミングロール１およびセーブオール２０の後方かつ固定ブレード７の上方には、サクションボックス３０が設けられている。このサクションボックス３０はフォーミングゾーンを通過していく紙料液から水分の数１０％を吸引するためのものである。このサクションボックス３０は、複数のチャンバ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ　を備えており、いずれも図示しない負圧源に接続され、その内部が負圧に保たれている。
【００１７】
このサクションボックス３０の下部には、チャンバ３０ａ　，３０ｂと前記フォーミングゾーンとの間を連通させる誘水路３０ｈ　が設けられている（図１参照）。この誘水路３０ｈ　は、いずれもその一端がチャンバ３０ａ　，３０ｂに連結されており、その他端における前記上部ワイヤ３に面する部分、つまりフォーミングゾーンと面する部分に開口部が設けられている。
また、チャンバ３０ｃ　は、サクションボックス３０の前壁面３０ｆ　とセーブオール２０の後壁面２０ｂ　との間に形成された上方吸引水路４１に連通されているが、詳細は後述する。
【００１８】
このため、紙料液をニップ部Ｎにおける前記ワイヤ３，４間に噴出させてフォーミングギャップに供給し、上下ワイヤ３，４によって下流側に搬送すれば、ニップ部Ｎと上下のブレード７，８との間を通過する間に地合を形成し、サクションボックス３０等によって紙料液から大部分の水分を除去することができるので、紙層を形成することができる。
【００１９】
そして、紙料液を上下ワイヤ３，４でさらに下流側に搬送されつつ紙層形成することによって湿紙とし、ついで全ての抄紙機が備えているプレスパートで湿紙の組織を緻密にし、ドライパートで乾燥させ、カレンダパートで紙の平滑性や光沢をつけ、最後にリールパートでロール状に巻き取ることによって、製品に仕上げられる。
【００２０】
さて、本発明の特徴であるサクションボックス３０を詳細に説明する。
図１および図２に示すように、前記フォーミングロール１およびセーブオール２０の後方には、サクションボックス３０が設けられている。
このサクションボックス３０の前壁面３０ｆ　は、その下方部分３０ｄ　が、前記フォーミングロール１の後方を覆うように形成されている。このサクションボックス３０の前壁面３０ｆ　の下方部分３０ｄ　（以下、単に下方部分３０ｄ　という）は、その形状が、フォーミングロール１の回転軸を中心軸とする円筒状凹面となるように形成されている。そして、サクションボックス３０は、この下方部分３０ｄ　とフォーミングロール１の外周面１ｆとの間の距離Ｈが４０〜６０ｍｍとなるように配設されている。このサクションボックス３０の下方部分３０ｄ　とフォーミングロール１の外周面１ｆとの間に、下部吸引水路４２が形成されている。
【００２１】
一方、サクションボックス３０の前壁面３０ｆ　の上方部分３０ｅ　（以下、単に上方部分３０ｅ　という）は、前記下方部分３０ｄ　と滑らかに連続する面に形成されている。しかも、サクションボックス３０を、その下方部分３０ｄ　がフォーミングロール１の外周面１ｆとの間の距離Ｈが４０〜６０ｍｍとなるように配設すると、前記セーブオール２０の後壁面２０ｂ　との距離が３０〜５０ｍｍとなるように形成されている。そして、このサクションボックス３０の上方部分３０ｅ　とセーブオール２０の後壁面２０ｂ　との間に、一端がチャンバ３０ｃ　に連結された上部吸引水路４１が形成されている。
【００２２】
なお、サクションボックス３０の下方部分３０ｄ　とフォーミングロール１の外周面１ｆとの間の距離Ｈ、およびサクションボックス３０の上方部分３０ｅ　とセーブオール２０の後壁面２０ｂ　との間の距離は、上記の範囲に限定されず、抄紙する物や抄紙速度に対応させて、紙料から脱水された水が下部吸引水路４２内および上部吸引水路４１内をスムースに流れるように最適な距離に調整すればよい。
【００２３】
図３に示すように、サクションボックス３０の両側壁３０ｗ　は、セーブオール２０の両側面２０ｗ　の側方まで延びており、側壁３０ｗ　の内面と側面２０ｗ　の外面との間には、両者の間を液密に遮閉するパッキンＰが設けられている。
このため、上部吸引水路４１の側方を、外部から遮閉することができるので、上部吸引水路４１を通して確実に水をチャンバ３ｃ内に回収することができ、上部吸引水路４１内の水が外部に飛散することを防ぐことができる。
【００２４】
上記のごとき構成であるから、下部吸引水路４２および上部吸引水路４１を通して、フォーミングロール１の回転に伴って遠心力方向に飛ばされた紙料液の水分を、周囲に飛散させることなく、確実にサクションボックス３０のチャンバ３０ｃ　内に回収することができる。
【００２５】
また、サクションボックス３０の前壁面３０ｆ　の上方部分３０ｅ　とセーブオール２０の後壁面２０ｂ　との間に上部吸引水路４１を形成し、サクションボックス３０の前壁面３０ｆ　の下方部分３０ｄ　とフォーミングロール１の外周面１ｆとの間に下部吸引水路４２を形成しているから、サクションボックス３０をニップ部Ｎのごく近傍に配置することができる。このため、フォーミングロール１から先端の固定ブレード７に至るまでの長さを短くすることができ、上下のワイヤ３，４の無支持部分がほとんどない状態とすることができる。
よって、上下のワイヤ３，４のうちフォーミングロール１から先端の固定ブレード７に至るまでの間の部分が波打つことを防ぐことができ、上部ワイヤ３に加わるフォーミングロール１の負圧の影響を削減することができ、さらに上部ワイヤ３の不安定な挙動を排除できるので、上下のワイヤ３，４間で進行している紙層の形成に悪影響が及ぶことが少なくなり、高品質の紙を抄紙することができる。
【００２６】
さらに、サクションボックス３０の前壁面３０ｆ　の下方部分３０ｄ　、つまりサクションボックス３０の前壁面３０ｆ　のうちフォーミングロール１の後方を覆っている部分が、フォーミングロール１の回転軸を中心軸とする円筒状凹面となっている。
このため、サクションボックス３０の前壁面３０ｆ　の下方部分３０ｄ　とフォーミングロール１の外周面１ｆとの間の距離Ｈ、つまり下部吸引水路４２の流路の高さを一定に保つことができるので、下部吸引水路４２内における水の流れを安定させることができる。
【００２７】
さらに、下部吸引水路４２の高さが、４０〜６０ｍｍであるから、下部吸引水路４２が狭すぎて紙料液から吸引した水が水路からオーバーフローすることを防ぐことができる。逆に、下部吸引水路４２の広すぎて、フォーミングロール１の回転に伴う遠心力によって後方に飛ばされた紙料液の水分がサクションボックス３０の前壁面３０ｆ　をつたって、再び紙料液に戻ることを防ぐことができるから、紙料液から除去された水分を確実にサクションボックス３０のチャンバ３０ｃ　に回収することができる。
【００２８】
なお、図１および図２に示すように、可動ブレード８とブレストロール２との間に、下部ワイヤ４を下方から支持するプレローディングブレード９を設けてもよい。この場合、上下ワイヤ３，４の無支持部分の長さを短くすることができるから、外部の影響によって上下ワイヤ３，４間で進行している紙層の形成に悪影響が及ぶことをさらに少なくすることができ、高品質の紙を抄紙することができる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、外部の影響によって上下ワイヤ間で進行している紙層の形成に悪影響が及ぶことが少なくなり、高品質の紙を抄紙することができる。
請求項２の発明によれば、外部の影響によって上下ワイヤ間で進行している紙層の形成に悪影響が及ぶことが少なくなり、高品質の紙を抄紙することができる。
請求項３の発明によれば、下部吸引水路内における水の流れを安定させることができる。
請求項４の発明によれば、紙料液から除去された水分を確実にサクションボックスに回収することができる。
請求項５の発明によれば、外部の影響によって上下ワイヤ間で進行している紙層の形成に悪影響が及ぶことをさらに少なくすることができ、高品質の紙を抄紙することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るサクションボックス３０の概略説明図である。
【図２】サクションボックス３０の部分拡大断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ　−　ＩＩＩ線断面図である。
【図４】ツインワイヤ式抄紙機の概略説明図である。
【図５】従来のツインワイヤ式抄紙機の概略説明図である。
【符号の説明】
２０　　　セーブオール
３０　　　サクションボックス
３０ｃ　　チャンバ
４１　　　上部吸引水路
４２　　　下部吸引水路

Claims

フォーミングロールとガイドロールに巻き掛けられて、ワイヤパートの上半分領域で循環する上部フォーミングワイヤと、ブレストロールとガイドロールに巻き掛けられて、ワイヤパートの下半分領域で循環する下部フォーミングワイヤが、前記フォーミングロールと前記ブレストロールによるニップ部から重なって走行する領域をフォーミングゾーンとする抄紙機において、
前記フォーミングロールに設けられたセーブオールと、
前記フォーミングロールに対し上部フォーミングワイヤの走行方向下流側であって、前記上部フォーミングワイヤの上方に設けられたサクションボックスとが設けられており、
前記セーブオールの後壁面と前記サクションボックスの前壁面とで、前記サクションボックス内へ水を吸引する吸引水路を形成した
ことを特徴とするツインワイヤ式抄紙機のフォーマー。
前記セーブオールが、その下面によって前記フォーミングロールの上方を覆うように配置されており、
前記サクションボックスが、その前壁面によって前記フォーミングロールの後方を覆うように配置されており、
前記サクションボックスの前壁面と前記フォーミングロールの外周面との間に、前記吸引水路に連通する下部吸引水路を形成した
ことを特徴とする請求項１記載のツインワイヤ式抄紙機のフォーマー。
前記サクションボックスの前壁面において、前記フォーミングロールを覆っている部分が、前記フォーミングロールの回転軸を中心軸とする円筒状凹面であることを特徴とする請求項２記載のツインワイヤ式抄紙機のフォーマー。
前記サクションボックスの前壁面において、前記フォーミングロールを覆っている部分と、前記フォーミングロールの外周面との距離が、
４０〜６０ｍｍである
ことを特徴とする請求項３記載のツインワイヤ式抄紙機のフォーマー。
前記サクションボックスの下方において、前記下部フォーミングワイヤを下方から支持する可動ブレードが設けられており、
該可動ブレードと前記ブレストロールとの間に、前記下部フォーミングワイヤを下方から支持するプレローディングブレードが設けられた
ことを特徴とする請求項１記載のツインワイヤ式抄紙機のフォーマー。