JP2007511677A - Fiber web processing method in dryer section of paper machine or paperboard machine with finishing equipment - Google Patents
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Abstract
本発明は、紙/板紙抄紙機のドライヤセクション、及び、ドライヤセクション(3)に後続する仕上げ装置(1)において特定の水分含有率まで乾燥される繊維ウェブの処理方法に関する。本方法では、繊維ウェブ内に含まれる水が利用されて、処理対象のウェブがドライヤセクションと仕上げ装置との間を、温度及び水分に関して制御された条件下で、走行するように構成されるようにし、当該条件により、繊維ウェブからの水の蒸発が調整される。繊維ウェブは、ドライヤセクション(3)の後に通常よりも多い水分を維持し、仕上げ装置(1)により最終の乾燥が実行されるような態様で、ドライヤセクションで乾燥される。The present invention relates to a dryer section of a paper / board machine and a method for treating a fibrous web which is dried to a specific moisture content in a finishing device (1) following the dryer section (3). The method utilizes water contained within the fibrous web so that the web to be treated is configured to travel between the dryer section and the finishing device under controlled conditions of temperature and moisture. The evaporation of water from the fiber web is adjusted according to the conditions. The fibrous web is dried in the dryer section in such a way that after the dryer section (3) it retains more moisture than usual and final drying is carried out by the finishing device (1).
Description
本発明は、紙/板紙の生産ラインのオンライン型のドライヤセクション、及び、ドライヤセクションの後に配置されるウェブ移送セクション、更には、カレンダやコーティング装置のような、ドライヤセクションに後続するオンライン型仕上げ装置における繊維ウェブの処理方法に関する。カレンダは、例えば、金属ベルトカレンダ、ロングニップ型カレンダ、マルチニップ型のカレンダ、ソフトカレンダ又はマシーンカレンダであってよい。 The present invention relates to an on-line dryer section of a paper / board production line, a web transfer section located after the dryer section, and an on-line finishing device following the dryer section, such as a calendar or coating device. The present invention relates to a method for treating a fiber web. The calendar may be, for example, a metal belt calender, a long nip calender, a multi-nip calender, a soft calender, or a machine calender.
現代の抄紙機の概念では、ドライヤセクション及びカレンダリングのような仕上げ処理は、紙ウェブがしばしばオープンドローとして搬送される間の別個の副処理である。オープンドローの結果、特にウェブがカレンダに又は乾燥後の他の仕上げ装置に搬送するときに、相当な量の水分(moisture)がウェブから蒸発し、ウェブが冷却される。プロセス全体を考慮すると、ドライヤとカレンダ間で生ずる蒸発は、望ましくない。なぜならば、繊維ウェブは、カレンダ処理されるときに湿潤であり且つ高温であるべきであるからである。蒸発の結果、ウェブが劇的に冷却し、従って、例えば、オンライン型のカレンダは、その能力が部分的に冷却されたウェブを処理するのに十分なように設計されなければならなくなる。蒸発は、また、不経済であると共に、工場建屋内の空調にとって負荷となる。 In modern paper machine concepts, finishing processes such as dryer section and calendering are separate sub-processes while the paper web is often conveyed as an open draw. As a result of the open draw, a significant amount of moisture evaporates from the web and cools the web, especially when the web is transported to the calendar or to other finishing equipment after drying. Considering the entire process, the evaporation that occurs between the dryer and the calendar is undesirable. This is because the fibrous web should be wet and hot when calendered. As a result of the evaporation, the web cools dramatically, so for example, an on-line calendar must be designed so that its capacity is sufficient to process a partially cooled web. Evaporation is also uneconomical and a burden for air conditioning in the factory building.
蒸発により、また、いわゆる乾燥されすぎのウェブを再湿潤させるために、水の塗布がしばしば紙/板紙の生産ラインで用いられ、水の塗布は、ドライヤセクションとカレンダ処理の間に通常は配置される。塗布方法は、しばしば微細な水のミスト若しくはスチームである。紙ウェブの水分分布(水分プロファイル)のより良い制御は、より安定な紙の構造と同様、過剰な乾燥及び再湿潤を通して目指されている。 Water application is often used in paper / board production lines to evaporate and re-wet so-called over-dried webs, which is usually placed between the dryer section and the calendering process. The The application method is often fine water mist or steam. Better control of the moisture distribution (moisture profile) of the paper web is aimed at through excessive drying and rewetting as well as a more stable paper structure.
紙が過剰な乾燥を受け、次いで再湿潤される現在のプロセスでは、特別なエネルギ消費、及びそれに伴う生産量のトン当たりのコストが、過剰な乾燥が実行されないプロセスに比べて大きくなる。紙の製造における最も顕著なエネルギ消費の目的の1つは、実際には蒸発による乾燥である。明らかなことは、ウェブが先ずドライヤセクションで約2−4%の水分まで乾燥され、次いで約8−10%まで際湿潤され、ウェブがカレンダ上で約5%へと最終乾燥する方法は、エネルギ消費の観点から全体として欠点がある。 In current processes where the paper is subjected to excessive drying and then rewet, the extra energy consumption and associated cost per ton of production is greater compared to processes where excessive drying is not performed. One of the most notable energy consumption objectives in paper manufacture is actually drying by evaporation. It is clear that the method in which the web is first dried to about 2-4% moisture in the dryer section and then wetted to about 8-10% and the web is finally dried to about 5% on the calendar is energy efficient. There are disadvantages as a whole from the point of view of consumption.
そこで、本発明は、特に生産ラインのエネルギ消費を低減でき、ドライヤ集合を短くでき、それによるスペースの節約によりコストを低減することができる方法の提供を目的とする。 Therefore, the present invention has an object to provide a method that can reduce energy consumption of a production line, shorten a dryer assembly, and thereby reduce costs by saving space.
本発明の目的の目的を達成するため、本発明による方法は、処理対象の繊維ウェブが、温度及び水分に対して制御された条件でドライヤセクション及び仕上げ装置間を走行し、当該条件により、前記繊維ウェブからの熱及び水分の蒸発が調整され、前記繊維ウェブが、ドライヤセクションにおいて、ドライヤセクションの後で通常よりも大きい水分含有量を維持し、最終の乾燥が前記仕上げ装置により実行されるような態様で、乾燥されることを特徴とする。 In order to achieve the object of the object of the present invention, the method according to the present invention is such that the fiber web to be treated travels between the dryer section and the finishing device under controlled conditions with respect to temperature and moisture, and according to said conditions Heat and moisture evaporation from the fiber web is adjusted so that the fiber web maintains a higher moisture content in the dryer section after the dryer section and final drying is performed by the finishing device. In this manner, it is dried.
本発明による方法では、繊維ウェブ内の水及び熱エネルギは、ドライヤセクションとカレンダの間のセクションにおいてウェブから熱及び水分の移動を最小化又は防止する目的で利用される。処理対象の繊維ウェブは、ドライヤセクションとカレンダの間を工場建屋内のエアから隔離され且つ温度及び水分に対して制御された条件で、走行し、これにより、繊維ウェブからの水及び熱の放出が制御される。本発明によれば、繊維ウェブは、ドライヤセクションで通常よりも高い水分含有量が維持されるように蒸発され、最終の乾燥は、カレンダにより実行される。本発明による方法では、乾燥及びカレンダ処理は、温度及び水分制御に関連して統合され、それらが協働して、ドライヤセクションは、必要とされる量だけを乾燥するようにし、ドライヤセクションからカレンダへとウェブを移送するときに、水及び熱の放出が調整されて、ウェブがカレンダへの到着時に十分な水分と温度であるようにし、最終の乾燥の一部がカレンダにて生じるようにする。 In the method according to the invention, the water and heat energy in the fiber web is utilized for the purpose of minimizing or preventing heat and moisture transfer from the web in the section between the dryer section and the calendar. The fiber web to be treated travels between the dryer section and the calendar in a condition that is isolated from the air in the factory building and controlled for temperature and moisture, thereby releasing water and heat from the fiber web. Is controlled. According to the present invention, the fibrous web is evaporated so that a moisture content higher than normal is maintained in the dryer section, and the final drying is carried out by means of a calendar. In the method according to the invention, drying and calendering are integrated in relation to temperature and moisture control, and they work together to ensure that the dryer section dries only the required amount, from the dryer section to the calendar. As the web is transported to the water, the water and heat release is adjusted so that the web is at sufficient moisture and temperature upon arrival at the calendar and a portion of the final drying occurs at the calendar. .
以下、本発明は、添付図を参照して実施例を用いて詳説される。 Hereinafter, the present invention will be described in detail using embodiments with reference to the accompanying drawings.
図1は、オンライン型の生産ラインの一部を概略的に示し、参照番号1は、金属ベルトカレンダとして実現される仕上げ装置を示し、参照番号3は、ドライヤセクションの端部を示す。参照番号2は、閉塞空間を指し、ウェブは、当該閉塞空間を通って、ドライヤセクションとカレンダ1の間の領域を温度及び水分に対して制御された条件で案内されることができる。閉塞空間は、ドライヤセクションの端部及びカレンダの間の全体領域に亘って延在してもよく、当該領域の一部に亘って延在するだけでもよい。
FIG. 1 schematically shows a part of an on-line production line, reference number 1 indicates a finishing device realized as a metal belt calender and
仕上げ装置は、例えば、ロングニップ型カレンダ、マルチニップ型のカレンダ、ソフトカレンダ又はマシーンカレンダとして実現されてよい。仕上げ装置は、乾燥コーティング装置のようなコーティング装置であってもよい。 The finishing device may be realized, for example, as a long nip type calendar, a multi-nip type calendar, a soft calendar, or a machine calendar. The finishing device may be a coating device such as a dry coating device.
本発明による方法では、繊維ウェブ内に含まれる水及び熱エネルギは、ドライヤセクション3後の紙内の水及び熱の放出を制限することにより、カレンダ1の要求による繊維ウェブを加熱及び湿潤する必要性が低減されるような態様で、利用される。紙ウェブは、如何なる場合も、カレンダ処理後又はカレンダ処理に関連して乾燥及び冷却されることになるので、この乾燥プロセスを利用することは効果的である。その結果、本発明に係る方法では、ドライヤセクション3、ウェブ移送部2及びカレンダ1の作動は、ドライヤセクションの乾燥機能の一部がカレンダに割り当てられるような態様で、協調され、本方法全体において、熱及び水の利用は最大限に経済的である。
In the method according to the invention, the water and heat energy contained in the fiber web needs to heat and wet the fiber web as required by the calendar 1 by limiting the release of water and heat in the paper after the
図1を参照するに、上述の本発明によるウェブの熱及び水分制御は、最終の乾燥シリンダ3とカレンダ1との間において繊維ウェブとその周囲との間での水及び熱エネルギの移動を調整することによって達成できる。本発明によれば、これらの移動現象は、ドライヤセクションとカレンダとの間において、ウェブを、温度及び水分に関して制御された条件下で走行させるように構成することによって、調整できる。蒸発又は冷却を防止することが望まれる場合、ウェブの外面又はその直近での温度及び周囲の水分(蒸気圧又はエアの相対的な水分)は、繊維ウェブの水分及び温度に略対応する平衡状態に調整される。これは、ウェブとその周囲との間に有意な温度差又は水分差がなく、従って、水分若しくは温度の移動流れが形成されないことを、意味する。
Referring to FIG. 1, the heat and moisture control of the web according to the present invention described above regulates the transfer of water and heat energy between the fiber web and its surroundings between the
また、望ましく且つ便利な場合には、ウェブの直近の条件を調整して、所望の大きさの熱又は水分の流れをウェブとその直近の周囲環境との間で達成するようにすることも可能である。例えば、ウェブの方向における熱の流れ(追加的な加熱)は、ウェブの温度よりも高いレベルまで周囲温度を上昇させることにより引き起こすことができる。また、ウェブの平衡含水率よりも高いレベルに周囲の湿度を上昇させることによって、ウェブの方向における水分の流れ(追加的な湿潤)を引き起こすことも可能である。また、ウェブとその周囲との間の対応する水分差及び温度差を反転させることによって、対応する逆の移動現象を引き起こすことも明らかに可能である。 If desired and convenient, the web's immediate conditions can be adjusted to achieve the desired amount of heat or moisture flow between the web and its immediate surroundings. It is. For example, heat flow in the web direction (additional heating) can be caused by raising the ambient temperature to a level higher than the temperature of the web. It is also possible to cause a flow of moisture (additional wetting) in the direction of the web by raising the ambient humidity to a level higher than the equilibrium moisture content of the web. It is also clearly possible to cause a corresponding reverse movement phenomenon by reversing the corresponding moisture and temperature differences between the web and its surroundings.
ウェブの温度及び水分を制御するための上述の本発明による解決策は、例えば、固定式のトンネル(風洞)又はフード構造を通って繊維ウェブを走行させるように構成することによって、達成されてもよい。風洞又はフード構造の壁は、プロセスに効果的となるように調整された水分及び温度条件を有する空間を内部に画成する。壁構造は、温度及び水分の損失を防止し、当該空間は、十分にシールされ、工場建屋内のエアから隔離される。 The above-described solution according to the invention for controlling the temperature and moisture of the web may be achieved, for example, by configuring the fiber web to travel through a stationary tunnel (wind tunnel) or hood structure. Good. The walls of the wind tunnel or hood structure define a space inside that has moisture and temperature conditions adjusted to be effective for the process. The wall structure prevents temperature and moisture loss and the space is well sealed and isolated from the air in the factory building.
本発明を実現するためのその他の可能性は、支持構造が所望の態様で直近の周囲への水及び熱の移動を調整し、それらの移動する支持構造間にウェブの走行を構成することである。最も現実的な解決策は、両側又は片側で回転するワイヤ又はベルトループによりウェブの走行を支持することである。ワイヤ又はベルトは、非浸透性であっても、ある程度浸透性があってもよく(水分移動制御)、必要に応じて、全体に対して適切な場合には、加熱/冷却(熱制御)される。 Another possibility for realizing the present invention is that the support structure regulates the movement of water and heat to the immediate surroundings in the desired manner and configures the web travel between these moving support structures. is there. The most realistic solution is to support the web travel by a wire or belt loop that rotates on both sides or one side. The wire or belt may be impermeable or permeable to some extent (moisture transfer control) and, if necessary, heated / cooled (heat controlled) if appropriate for the whole. The
繊維ウェブの温度及び水分を制御するための原理上の第3の解決策は、流れ及び熱移動の境界層を制御することである。工場のエアとスワールにより通常的に混合されている境界層のエアを、制御された水分及び/又は温度調整されたエアにより置換することによって、ウェブの温度及び水分は、ウェブとその直近の周囲との間で作用する移動現象を介して変化するだろう。例えば、ウェブの水分を制御するため、水分のあるエア若しくは蒸気で飽和されたエアは、移動する繊維ウェブの境界層に噴射される。境界層へのエアの浸透は、前の境界層を掻き取ることにより保証できる。図2は、この種の解決策を概略的に示し、この場合、以前の境界層7は、ドクタブレード4により除去され、新しい境界層7を形成するエアが、噴射手段5によりウェブWの表面上に噴射される。 A third theoretical solution for controlling the temperature and moisture of the fibrous web is to control the boundary layer of flow and heat transfer. By replacing the boundary layer air normally mixed by factory air and swirl with controlled moisture and / or temperature-controlled air, the temperature and moisture of the web can be reduced to the web and its immediate surroundings. Will change through the movement phenomenon acting between. For example, to control the moisture of the web, moist air or air saturated with steam is injected into the boundary layer of the moving fibrous web. Air penetration into the boundary layer can be ensured by scraping the previous boundary layer. FIG. 2 schematically shows a solution of this kind, in which the previous boundary layer 7 is removed by the doctor blade 4 and the air forming the new boundary layer 7 is transferred by the jetting means 5 to the surface of the web W. Jetted up.
上述の実施例では、ウェブとその周囲との間の水分及び熱の移動は、望ましい場合には、マシーン方向及び特に横断方向の双方で調整されてよい。更に、ドライヤセクション及び仕上げ装置間のドローに加えて、水分及び熱の移動は、ソフトカレンダの異なるニップ間のポイントや、マルチニップ型のカレンダの異なるロールスタック間、又は、対応するポイントのような、仕上げ装置の異なる部分間のポイントで調整されてもよい。 In the embodiments described above, moisture and heat transfer between the web and its surroundings may be adjusted both in the machine direction and in particular in the transverse direction, if desired. Furthermore, in addition to the draw between the dryer section and the finisher, moisture and heat transfer can occur between points between different nips of a soft calendar, between different roll stacks of a multi-nip type calendar, or corresponding points. , May be adjusted at points between different parts of the finishing device.
本発明の一の好ましい実施例では、紙は、紙の最終使用の水分含有率よりも低いレベル(約5%)までドライヤセクションでは乾燥されず、これにより、当該水分レベルまでの最終の乾燥は、カレンダにおいて生ずることになる。 In one preferred embodiment of the invention, the paper is not dried in the dryer section to a level (about 5%) lower than the water content of the end use of the paper, so that the final drying to that moisture level is Will occur in the calendar.
本発明による方法は、紙及び板紙生産ラインに適用可能であり、そこでは、カレンダ処理のような、熱若しくは水分を要求する更なる処理が、オンライン型の態様でラインに配置される。本方法は、カレンダ作用が従来的なカレンダよりも大きく繊維ウェブ上の温度の軟化作用に依存する金属ベルトカレンダ及びロングニップ型のカレンダに特に好適である。 The method according to the present invention is applicable to paper and paperboard production lines, where further processing requiring heat or moisture, such as calendering, is placed on the line in an on-line manner. This method is particularly suitable for metal belt calenders and long nip calenders where the calendering action is greater than that of conventional calenders and relies on the softening action of the temperature on the fiber web.
本発明は、また、カレンダに代わるその他の装置でウェブが処理されるプロセスであって、ウェブの温度及び水分の制御が重要であるプロセスに対しても、適用可能である。かかる装置は、コーティング装置、特に乾燥コーティング装置、乾燥剤を中に含有させる固着プレス、即ちサイザープレスであってよい。 The present invention is also applicable to processes in which the web is processed in other devices in place of the calendar where control of the web temperature and moisture is important. Such a device may be a coating device, in particular a dry coating device, a fixing press in which a desiccant is contained, ie a sizer press.
現在のプロセスに対して本発明による方法の効果は、とりわけ、顕著なエネルギの節約である。本方法は、ウェブに含まれる水分を維持するので、別の水/軟化剤の塗布又は再湿潤が必要でなくなり、これは、ライン全体で必要とされる装置の数が減り、第2の蒸発ステージが無くなることにより生産効率が改善されることを意味する。ウェブからの水の蒸発が著しく低減されるので、ウェブの温度がより高く留まり、従って、カレンダにてさほど多くの熱エネルギをウェブに供給しなくてもよくなる。 The effect of the method according to the invention over current processes is, among other things, a significant energy saving. Since the method maintains the moisture contained in the web, there is no need for another water / softener application or rewet, which reduces the number of equipment required throughout the line and reduces the second evaporation. It means that production efficiency is improved by eliminating the stage. Since the evaporation of water from the web is significantly reduced, the temperature of the web stays higher, thus eliminating the need to supply as much thermal energy to the web in the calendar.
更なる効果は、水/軟化剤が紙の構造により良好に分散され、水分レベルを制御することが、蒸発が移送全体に亘って制御されるときにより容易であるという事実である。水分の厚さに関する分散は、例えば、乾燥シリンダの作動を制御することにより、又は、ウェブの移送自体の間に生ずる蒸発を調整することにより、影響されてもよい。 A further effect is the fact that the water / softener is better dispersed in the paper structure and it is easier to control the moisture level when evaporation is controlled throughout the transfer. Dispersion with respect to moisture thickness may be affected, for example, by controlling the operation of the drying cylinder or by adjusting the evaporation that occurs during the web transfer itself.
Claims (12)
前記処理対象の繊維ウェブは、温度及び水分に対して制御された条件(2)でドライヤセクション及び仕上げ装置間を走行し、当該条件により、前記繊維ウェブからの熱及び水の蒸発が調整され、
前記繊維ウェブは、ドライヤセクションにおいて、ドライヤセクションの後で通常よりも大きい水分含有量を維持し、最終の乾燥が前記仕上げ装置により実行されるような態様で、乾燥されることを特徴とする、方法。 Drying to a specific moisture content by the dryer section (3) of the paper machine or paperboard machine and the web transfer section located after the dryer section and by the on-line finishing device (1) following the dryer section In a method for treating a fibrous web,
The fiber web to be treated travels between the dryer section and the finishing device under conditions (2) controlled with respect to temperature and moisture, and the heat and water evaporation from the fiber web is adjusted by the conditions,
The fibrous web is dried in the dryer section in such a way that after the dryer section it maintains a higher moisture content than usual and final drying is carried out by the finishing device, Method.
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