JP2007526409A - 抄紙機ベルト調整機構、装置及び方法 - Google Patents

Abstract

抄紙機ベルトの調整方法、装置及び該方法及び該装置を用いた抄紙機を提供する。ベルトの調整方法及び装置には、複数の調整装置が備わっており、搬送ベルトなどの抄紙機ベルトの不透水性表面を調整し、堆積物の該ベルトへの積層を防止するために、化学薬品が用いられる。一実施形態において、ベルトは、該ベルトの環の第１の位置でウェブを支持し、第２の位置で該ベルトは該ウェブから離される。当該調整装置は、第２の位置に設けられている。

Description

本発明は、搬送機構に関し、さらに詳しくは、紙搬送機構で作動する不透水ベルトの洗浄又は調整に関する。

製紙工程においては、抄紙機の形成領域にて、形成繊維又はプレス繊維の上にスラリーを置いて（place）セルロース系繊維の繊維状のウェブを形成する。該形成領域において、該スラリーを搾水して、スラリーの紙繊維を含む繊維状ウェブをプレス繊維の上に形成する。この形成された新しいウェブは、続いて加圧領域に搬送される。該加圧領域には、一連のプレスニップが含まれる。繊維状ウェブは該プレスニップから圧縮力を受ける。この力は、ウェブからさらに水を除去するために加えられる。該水は押圧され、水を吸収し保持する前記プレス繊維に入る。該ウェブは続いて乾燥領域に搬送される。該乾燥領域において、典型的には乾燥ドラムが用いられ、該乾燥ドラムの周り前記該乾燥ウェブが搬送される。前記乾燥ドラムによって、ウェブの水分は、蒸発して最終的な所望の程度まで低減し、切断又は処理及び包装することができる紙製品が生産される。

加圧ロールに通すなど機械処理によって可能な限りウェブから水を除去することが望ましい。乾燥領域では大量のエネルギーが消費される。多くの場合、乾燥ドラムは蒸気によって内側から加熱される。蒸気の生成に伴うエネルギーコストはかなりの量であり、乾燥領域の広範囲の使用を緩和しようという一つの要因となる。近年、蒸発に対立するものとして、機械的加圧によって可能な限り水を除去する試みが行われている。

従来の加圧領域には、隣接した対の円筒状の加圧ロールによって形成された一連のニップが含まれている。要求の高まりと共に、ウェブの高速化を含む抄紙機のさらなる高速化が求められた。しかしながら、ウェブ速度が上昇すると、ウェブがプレスニップの間にいる時間が減少し、加圧乾燥の効率が下がる傾向がある。プレスニップが加える圧力を増加させることはできるが、繊維状ウェブ又はペーパーウェブが受け得る加圧量には限界がある。

近年の上記ジレンマに対する１つの解決策としては、長いプレスニップを用いることである。その中の１つの種類は「シュー」タイプのプレスニップとして知られている。長いプレスニップはウェブを長い間加圧し、より多くの水をウェブから除去することができるため、より長いシュープレスニップは、対のニップロールよりも優れている。その結果、乾燥領域の蒸発において除去すべき水は少ししか残っていない。

シュータイプのプレスニップは、円筒状の加圧ロール及び弓形のプレッシャーシューを含む。該シューは凹面を有し、円筒状の加圧ロールの曲率半径に近い、曲率半径を有する。ロールとシューは合わせた時にプレスニップを形成し、合わせた面の長さは、同様のサイズの円筒状の加圧ロールニップよりも５〜１０倍長い。合わせた面の長さが５〜１０倍長いため、繊維状のウェブが長いニップで加圧されている間の所謂滞留時間は、２つの円筒状ロールプレスよりも同様に長い。新しいロングニップの技術は、抄紙機の加圧領域の脱水量を劇的に増加させた。

シュータイプのロングニッププレスには、繊維状のウェブを保持、搬送及び脱水するプレス繊維を保護するための特別なベルトが用いられる。該ベルトがない場合には、固定されたプレッシャーシューの上における直接的な滑り接触が生じる結果、滞留時間が長くなるため、プレス繊維は過度及び加速度的な摩耗にさらされる。保護ベルトは、油の潤滑性フィルム上の固定されたシューの上を滑る、滑らかな不透水性の面又は塗膜を有する。不透水ベルトは、おおよそプレス繊維と同じ速度でニップの間を通過し、該プレス繊維が不透水ベルトの表面に対して最小の摩耗量となるようにする。

不透水性の搬送ベルトを作成する１つの方法としては、合成ポリマーコーティングをエンドレスループ状の織布下地繊維の上又は内に浸透させることが挙げられる。該コーティングによって、典型的には少なくとも弓形のプレッシャーシューに接したベルトの表面上に所定の厚さの不透水層が形成され、識布下地繊維をシューから保護する。コーティングは滑らかな不透水性表面を有し、潤滑なシューの上を容易に滑り、コーティングとシューの間の潤滑油がベルトの構造繊維に染み込み、プレス繊維及び繊維状ウェブが汚染されることを防ぐ。

ニップロールの間の「滞留時間」を増加して機械の高速化を実現する他に、今日のいくつかの抄紙機は、加圧領域と乾燥領域の間の「ドロー（draw）」を閉じることによって、生産性を上げる試みがなされている。過去には、実質的に加圧領域と乾燥領域の間の約１．０〜２．０ｍのペーパーウェブは、完全に支持されていなかった。このようなウェブの支持されていない領域は、強い気流に晒されている。ドローが必要な理由の１つは、ウェブをセンターロルから離すためである。支持されない領域で自由にはためくウェブは、対向するロールの間の領域における速度に大きな差を設けることによって制御され、そのためにウェブはきつく引かれた。

クローズドドローの考え方は、問題、即ちペーパーウェブの最も弱い箇所、つまり加圧量域及び乾燥領域との間の支持されていない領域、で高いテンションが加わっていることを解決するために発展した。クローズドドローの考え方においては、乾燥繊維をできる限り加圧領域の近くに移動する。自由な支持されていないウェブの加圧領域から第１乾燥機への搬送の長さを最小限に抑えることによって、ウェブのはためきを大きく減少させる又は完全になくすことができる。残りのドローは単にウェブを加圧ロールの表面から引くためのみに必要であるため、以前は必要であった速度の大きな差は、今では大きく減少した。

最新の高速抄紙機の速度は１９００ｍ／分に迫り、加圧領域でシートを剥離するために必要な力が増加しているため、オープンドロー領域のウェブにかかるテンションは、さらに増加する。ある時点で、ウェブは加えられる力に耐えられなくなる。そのため、クローズドドローの考え方は、将来の高速抄紙機において重要と思われる。

メツォペーパー社（Metso Paper）のヴァルメットオプチプレス（商標、Valmet OptiPress）などの新しい加圧領域のデザインでは、オープンドローはなく、完全にシートの支持が設けられている。しかしながら、この機構は特に４つのフェルトで運転した場合に、飽和したフェルトによって、ウェブに水分が戻され、多量に再湿潤されてしまう可能性がある。再湿潤を低減し、シートの取り扱い性を高めるためには、ボトムプレスフェルトの１つを無孔の不透水性の繊維に代えることが有効である。そのようなベルトの１つとして、アルバニーインターナショナル社（Albany International Corp., Albany NY）のトランスベルト（商標、TransBelt）が挙げられる。該ベルトには、織布支材、及びベルトの紙側又は表側に設けられた複数成分のポリマー層が含まれる。ポリマーコーティングは、高速下でウェブから接着・剥離することに非常に適している。

上述した考察には、プレス繊維にポリマーコーティングのような不透水性のコーティングが塗布されている２つの例が示されている。第１の例においては、弓形のプレッシャーシューを用いた運転のために、備えられたベルトの紙ではない側又は裏側にコーティングを塗布している。第２の例においては、クローズドドローシステムの中の再湿潤を低減するために、抄紙機に備えられたベルトの紙側又は表側にコーティングを塗布している。

上記システムの上記不透水ベルトは比較的新しいため、このようなベルトに必要な条件はあまり知られていない。ウェブのウェットエンド及びドライエンドのワイヤや乾燥領域のフェルトなどのウェブを支持する典型的な繊維は、適宜掃除しない場合には、繊維材料及び不純物を吸収し、それらが次第に繊維を塞ぎ、該繊維からの水の移動を妨げる。そのため、調整装置においては、例えば、繊維がガイドロールを通過する時に繊維を洗浄する繊維リターンループ（fabric return loop）において、又は、繊維がガイドロールを通過する時に繊維を洗浄する繊維リターンループ又は類似の装置において、透水性の繊維が共に使用されている。

今日まで、不透水ベルトが化学溶剤で洗浄されていることは知られていなかった。国際公開公報ＷＯ９８／４５５３４（ＰＣＴ／Ｆ１９８／００２８８）には、「水不受容性（water non-receiving）」の搬送ベルトであること、及び該ベルトが例えば高圧ウォータージェット又は調節器具（doctors）などの徹底した洗浄に耐えうることが議論されている。更に、トランスベルト（商標）のベルトの資料には、表面をよい稼動条件に保つのに必要なものは、トランスベルト（商標）のベルトの表面に軽い整備（doctoring）とファン潤滑シャワー（fan lubrication shower）だけであると述べられている。

本発明の発明者らは、不透水ベルトには、多くの堆積物が積層するため、化学的な調整が必要であると考える。本発明はこの要求を扱う。

本発明は、装置、方法及び該装置及び方法を用いた抄紙機であって、ベルト上に積層する堆積物（ここにおいて、破片、汚れ及び化学残留物も加えて言及する）を除去し、ベルト上の堆積物の積層を防止して、不透水ベルトを化学的に調整するものである。一形態において、化学薬品をベルトの表側に位置する不透水性表面に塗布する。この形態において、本発明の装置は、オープンドローがなく、シート全体を支持する、新しいタイプの加圧領域で稼動できる。そのような加圧領域は、典型的には、１つ又は両方がシュープレスである２つの直線状のプレスを含む。その形状は、有意水準（significant）又は再湿潤となってもよい。再湿潤を低減し、シートの取り扱い性を向上させるには、第２の底部の加圧フェルトが不透水性で柔軟な搬送繊維に置き換える。本発明の調整装置は、不透水性の柔軟な搬送繊維の表側を調整する。

前記装置には、まず、大きい又は解れた堆積物を取り除き、化学洗浄の負担を軽減するための予備洗浄として作用するフェルトロールなどの表側の駆動のあるロール（face-side driven roll）が含まれる。一形態において、該ロールは、所望の表面接触摩擦を得るために、実質的に搬送ベルトの速度と比較して遅い速度で走行する。フェルトロール自体は、半連続的又は連続的に溶液が投与するドクターブレード及びシャワーで調整することができる。

前記装置には、少なくとも１つのケミカルシャワーが含まれ、該シャワーは搬送ベルトと接触する表側ロールの近傍に設置される。該シャワーは、ベルトの全幅域に渡るようにスプレーを導く、周期的に振動するファンシャワーであってもよい。１つの形態において、該スプレーは直接ロールに向けられ、該ロールはベルトと接触している。化学溶液は、中性、酸性又はアルカリ−塩基性の配合物であってもよく、シャワーを通じて連続的又は半連続的に投与されてもよい。

一形態において、ドクターブレードシャワーなどシャワーは、不透水性の搬送ベルトの表面と接触する表側ロールの少なくとも１つに又はその傍に、又は全ての表側ロールに又はその傍に設けられる。ドクターブレードシャワーの好ましい位置の１つは、ベルトの走行方向に対するロールのリターン側（return side）である。ベルトが化学溶液で調整されている時、ドクターブレードは、ベルトを拭く（ベルトの動き方向に向いてベルトに接する）又は修理する（doctors）（ベルトの動き方向と反対に向いてベルトに接する）。一形態において、ドクターブレードシャワーは化学薬品をベルト上に連続的に投与する。

前記装置には、ベルトの表側を向いている１以上の高圧のケミカルシャワーが含まれていてもよい。高圧のシャワーは、化学溶液及び水の混合液を噴霧しながら連続的又は半連続的に走行する、オシレーティング又はスキャニングタイプのシャワーであってもよい。ドクターを有するサクションボックス又は「テーブルロール」などの様々な乾燥装置を、最後のシャワーの後に設置し、シャワーによってベルトに塗布された水の少なくともいくらかを除去することができる。

さらに、調整用化学薬品（conditioning chemicals）からベルトに残った残留薬品を除去するために、第２の化学溶液を噴霧するシャワーをさらに設けることができる。このようなスプレーの好ましい位置の１つは、他のケミカルスプレーの下流である。しかし当然のことながら、複数の「リンス」タイプのシャワーは、ベルトに沿って設けることができる。ドクターブレードは、装置のリターン側の末端に設けることもできる。一形態においては、ベルトが再び繊維ウェブと接触する前に、ベルトの表面から余分な水を除去するにあたって、ブレードを充分に支持するために、バッキングロールがドクターブレードの背後で、搬送ベルトの後側に設けられる。

当然のことながら、下記に示す実施態様においてベルトの表側が調整されている間、本発明はベルトの表側の調整に限定されず、また、適用できるかぎり、替わりに不透水性表面を有するベルトの裏側を調整することもできる。そのような適用の１つが上述されており、プレスニップのシューによる摩擦を低減するために、ベルトの裏側がポリマーコーティングされている。

したがって、本発明の利点は、改善された抄紙機を提供することである。

本発明の別の利点は、抄紙機のベルトの不透水性表面を洗浄し及び／又は表面の堆積物の積層を防ぐために実施することができる調整方法及びその装置を提供することである。

さらに、本発明の利点は、抄紙機のベルトの不透水性表面の調整に最適な位置に調整装置を設置することである。

さらに、本発明の利点は、調整装置の性能が向上するように設けられる該調整装置の支持を提供することである。

さらに、本発明の利点は、不透水ベルトから堆積物を洗浄するために処方された化学溶液を提供することである。

さらに、本発明の利点は、不透水ベルトの堆積物の蓄積を防ぐために処方された化学溶液を提供することである。

さらに、本発明の利点は、不透水ベルトから残留した薬品をすすぐために処方された化学溶液を提供することである。

本発明のさらなる特徴及び利点は本明細書に記載され、以下の発明を実施するための最良の形態及び図面から明らかである。

以下、図面、特に図１を参照しながら、本発明における抄紙機１０を説明する。抄紙機１０は作動することによって、多くの異なるグレードの紙（全てのグレードの紙、紙タオル、トイレットペーパ、ナプキンおよびフェースティッシュを含むがこれらに限定されない）、及び板紙（全てのグレードのボール紙及び建設用板材を含むがこれらに限定されない）などの様々な異なるタイプの紙製品を生産することができる。抄紙機１０は、これらに限定されないが、加圧領域の加圧工程、サイズプレス工程及びコーター工程を含む、いかなる抄紙工程も実施することができる。

一実施形態において、抄紙機１０には加圧領域２０と乾燥領域３０が含まれる。上述したように、加圧領域２０には複数のプレスニップロールが含まれ、該プレスニップロールは、セルロース系繊維及びプレス繊維（press fabric）を含有するウェブ４０から機械的に水又は水分を絞り出す。乾燥領域３０にはシリンダーが含まれる。該シリンダーはウェブから水を蒸発させ、更に該ウェブを乾燥させる、蒸気加熱された乾燥用シリンダーとすることができる。

図に示した実施形態において、ウェブ４０はクローズドドローとして加圧領域２０から乾燥領域３０へ移送される。クローズドドローのウェブ４０には、搬送ベルト５０が用いられる。加圧領域３０において用いられる高圧ニップロールは、通常の加圧フェルト（felts）からウェブ４０に水を戻すことができる（再湿潤）が、該高圧ニップロールと関連する再湿潤の問題を解決するために、搬送ベルト５０は不透水性の外面で覆われている。不透水性コーティングの材料は、ポリマー類、ゴム材料及び複合材料など、水を吸収しない好適な材料であればどのようなものであってもよい。好適な本発明の搬送ベルトとしては、上述したトランスベルト（商品名）ベルトが挙げられる。

当然のことながら、クローズドドロー機は不透水ベルトを用いる装置のよく知られた一例であり、本発明における抄紙機は、クローズドドロー機である必要はなく、むしろ本発明は不透水ベルトを用いるあらゆる種類の機械に適用することができる。更に、本発明は、搬送ベルトに限定されず、むしろ１以上の不透水性の面を有するあらゆる抄紙機のベルトに適用することができる。

搬送ベルト５０は、一形態において、ウェブがロール５２によってベルト５０から引き離されるまで、ウェブ４０に大体付着している。ベルト５０及びウェブ４０が互いに付着している時には、不純物がウェブからベルト５０へ堆積し、その後ウェブがベルトから引き離される時も該不純物はウェブ上に留まる。ベルトとウェブを一緒に加圧ロールの中を通って走行させることで、堆積物の量は増加し得る。やがて、ベルト５０がベルトとウェブの間の密着性に影響を及ぼし、潜在的には得られる紙製品の滑らかさに影響を与えるようになるまで、堆積物は蓄積し得る。

図１に示すように、ウェブ４０がベルト５０から引き離された後、ベルト５０は、ロール５４及び５６の上を縦に引き下げられ、そして、表側ロール５８に沿うように少し傾けられる。その後、ベルト５０はテンションロール６０の周りを鋭く回り、ウェブ４０に向かって戻り始める。ウェブ４０に戻る途中、ベルト５０とウェブ４０が再び接触する場所であるロール６４から６６の周りに導かれる前に、ベルト５０は表側ロール６２と接する。

様々な理由から、表側ロール５８及び６２は、ベルト５０に調整用化学薬品を添加するのに最適な場所を提供すると考えられている。その理由の１つとしては、ロール５８及び６２は、化学薬品がベルト５０に接してできる限り全体に広がることを手助けするからである。第２としては、ロール５８及び６２自身が堆積物を発生させることがあるため、これらのロールで化学薬品を添加することによって、ロールからベルト５０に移動する堆積物の量の削減に役立つことになる。したがって、少なくとも１つの化学溶液のスプレーシャワーを、最も近い位置でロール５８及び６２に向けて及び／又はロール５８及び６２の上に、設置することが望ましい。様々な態様において、ロール５８及び６２の上流側及び下流側の一方又は両方が調整される。本明細書において用いる「調整した（conditioned）」又は「調整する（conditioning）」とは、ベルト５０の堆積物を洗浄する機能、及び、ベルト５０の堆積物の蓄積を防止する機能の１つ又は両方を含む。

ロール５８及び６２は、既存の機械に本発明の器具を後から取り付けられている、抄紙機１０の既存のロールであってもよい。そのような場合には、本発明の器具としては、少なくとも１つの駆動のある又は駆動のないロール、ドクターブレード又はその他のタイプの摩擦を生じさせる装置（friction causing device）を、ベルトの表側に追加することができ、それにより、更なる調整及び／又は化学薬品を添加する好ましい場所を提供することができる。本発明は、改造された抄紙機に限定されないことは明らかであり、開示した器具を有する新しい抄紙機にも適用することができる。

一実施形態として、表側の駆動のあるロール６８は、最初の調整用の器具として、抄紙機１０に好適な留め具で固定されている。該ロール６８は、駆動のあるフェルトロールであってもよいが、これに限定されない。表側の駆動のあるロール６８は、比較的大きく解れた粒子をベルト５０から除去するためのものである。駆動のあるロール６８の位置は、化学的な洗浄又は調整への依存ができる限り少なく、機械的な洗浄又は調整の量が最大になるように選択される。ベルト５０は滑らかで不透水性であるため、繊維又は他の材料を駆動のあるロール６８から受けてベルト５０に流す虞は要因とはならない。そのために、駆動のあるロール６８は、電気的に又は空気圧によって、ベルト５０の速度と方向との相対的な関係において、所望の速度（遅く又は速く）及び方向に走行し、所望の量及びタイプの表面接触抵抗を発生させることができる。

駆動のあるロール６８には、ロール６８用の調整装置を備えることができる。例えば、駆動のあるロール６８には、ドクターブレード７８ａ及び／又はドクターシャワー７６ａを設けて調整することができる。該ドクターブレード７８ａ及び／又はドクターシャワー７６ａから化学薬品を連続的又は半連続的に投入し、ロール表面の堆積物の除去を補助する。調整装置７６ａ及び７８ａは、後述する器具のいずれかを介して抄紙機１０に取り付けられている。ドクターブレードシャワー７６（まとめてシャワー７６ａ〜７６ｃを意味する）に用いられる化学薬品としては、以下の化学薬品、これらの誘導体又は組み合わせを用いることができる：低分子量ポリアミン類などの公知のロールリリース化学薬品（roll release chemicals）；低分子量ポリアミン類と、エトキシレートアルコール類などのノニオン性界面活性剤及び／又は４級アンモニア化合物などのカチオン性界面活性剤との組み合わせ；ケロシン、イソパラフィン、鉱油などの脂肪族有機溶剤、場合によってはシリコン系界面活性剤などのノニオン性界面活性剤及び／又は燐酸エステル及び脂肪酸塩などのアニオン性界面活性剤との組み合わせ；ナフタレン−ホルムアルデヒド縮合物、ナフタレンスルホネート、及びアルカノールアミドなどの分散剤。好適な化学薬品は公知文献から知られており、ナルコ カンパニー社（ネイパーヴィル、イリノイ州）など多くの供給業者から入手可能である。

ベルト５０が駆動のあるロール６８を通過した後に、該ベルトは走行して表側ロール５８と接触する。ケミカルシャワー７０は、搬送ベルトの表側に位置し、スプレーは、好ましくはベルト５０と表側ロール５８との間の接触面又はニップの方向を向いている。一実施形態において、ケミカルシャワー７０は、抄紙機１０のフレームに固定され、表側ロール５８のいかなる動きにも追随するように固定することができる。ケミカルシャワー７０は、水だけによるよりも効果的なドクター溶液を提供する。第２のケミカルシャワー７０は、点線で図示されおり、接触面又はニップのリターン側（return side）の隣に任意に配置することができる。

当然のことながら、本明細書に記載のいずれの位置のシャワーにおいても、水のみ、化学薬品のみ、又は水と化学薬品の組み合わせを噴霧することができる。好ましくは、少なくとも１つのシャワーは、化学薬品のみ又は水と化学薬品の組み合わせを噴霧する。さらに、本明細書に記載のいずれの位置のシャワーも、所望の比較的低い圧力又は比較的高い圧力とすることができる。またさらに、本明細書に記載のいずれの位置のシャワーも、周期的に振動しても、しなくてもよい。また、本発明においては、図示された位置のシャワーに限定されず、より多くの又は少ない数のシャワーを同じ又は異なる位置に任意に含めることができる。しかしながら、図面は、１つの好適な及び好ましい実施形態を示している。

ケミカルシャワー７０は、別の又はさらなる方法として、ロール５８の方向に向くことができる。一実施形態において、シャワー７０は周期的に振動するファンシャワーであり、該ファンシャワーはパイプのマニホールドから伸びた複数のスプレーを備える。該マニホールドは、化学薬品がベルトの幅全体に均等に噴霧されるように、ベルト５０の表側に沿って周期的に振動し、又は、前後に向きを変える。また、マルホールドは搬送ベルト５０の表側の被覆範囲を増やすために周期的に振動する。

ケミカルノズルからは化学薬品が噴霧され、ベルト５０が該ベルトを支持する表側ロール５８を通過する時に、該薬品は洗浄及び不透水性のベルト５０の表面に付着する。ケミカルシャワー７０は、サポートビーム又は抄紙機１０の同様の構造に可動な状態で固定されている。該サポートビーム等はベルト５０又はその近傍まで延在し、シャワー７０がロール５８の動きに追随できるようにロール５８を保持するサブフレームに取り付けられていてもよい。一実施形態において、ケミカルシャワー７０は、噴霧される面から４〜６インチ（１０〜１５ｃｍ）離れた位置に設けられ、約５〜約３５０ｐｓｉｇの範囲の圧力にて運転される。

シャワー７０のケミカルスプレーノズルは、スプレーが実質的にベルト５０及び／又はロール５８に対して垂直に噴霧するように配置することができる。別の１つの方法としては、シャワー７０のノズルは、回転することも、移動することもでき、又はベルト５０の不透水面及び／又はロール５８に対していずれの所望の衝撃角度にも設定することもできる。すなわち、ケミカルスプレーは、ベルト５０の表面に直接、又は、正接の角度をつけて噴霧することができる。例えば、シャワー７０は１５°ファンノズルを有するオシレーティングシャワーであってもよい。該ファンノズルは、ベルト上に化学薬品を噴霧し、ベルトの表面を覆いながら、ベルト５０の表面から堆積物を除去する。

スプレーノズルから移動する化学薬品は、ノズルを清潔で開いた状態に維持するため、ベルト５０の表側を化学薬品で均一に覆うことができる。さらに均一な噴霧範囲とする場合には、シャワー７０の振動数は、ベルトの速度と一致させ、自動的に変更することができる。

ケミカルシャワー７０は、ベルト５０の不透水性表面から不純物及び堆積物を移動させる。ベルト５０が連続して走行している間、シャワーは間欠的又は連続的に作動させることができる。再利用繊維を大量に含む作業など調整がより困難な場合には、ケミカルシャワー７０と組み合わせてブラシ（回転又は固定）又はドクター（図示せず）を設けることができる。ブラシを用いた場合には、表側の駆動のあるロール６８について上述したのと同様の方法で、該ブラシ自体を調整することができる・

図２に、ロール７２とロール５８の間のプレスニップを形成する又は高めるために、バッキングロール７２を表側ロール５８の背後に設けた、別の実施形態を示す。このような構造においては、シャワー７０の化学薬品がベルト５０に接触する時の圧力が増加し、化学薬品の被覆範囲及び効率が増加する。上述したように、バッキングロール７２は、既存の装置に後から取り付けても、新しい抄紙機に設けてもよく、（所望の方向に）駆動を有しても、有さなくてもよい。図２には、表側ロール６２と共にプレスニップを形成する又は高めるように設けられた第２のバッキングロール７４が示されている。本発明には、バッキングロールを有さない、バッキングロールをいくつか有する、又は表側ロールとバッキングロールを対にすることのいずれの組み合わせも含まれる。

本明細書に記載のシャワー７０、及び実際には各ファンシャワー及び高圧ジェットシャワーが塗布する薬品用液には、中性、酸性又はアルカリ性の配合物が含まれる。異なるシャワーごとの配合は同じでも異なってもよい。配合物には、次の化学薬品、その誘導体又は混合物を含めることができるが、これに限定されない：アニオン性、ノニオン性、及び両性の界面活性剤を含む洗浄薬品；グリコールエーテル、Ｄ−リモネン、低分子量アルコール類などの（including）溶剤；脂肪族又は芳香族の炭化水素溶剤；鉱酸（塩酸、硫酸）、有機酸（クエン酸、グリコール酸）、アルキルスルホン酸などの酸性系洗浄剤；フィルミングアミン類、及びキレート化剤（ＥＤＴＡ、ＤＰＴＡ）などの腐食防止剤；水酸化物、ケイ酸塩及び無機リン酸塩などのアルカリ性洗浄剤等。好適な化学薬品の配合物は、従来技術において知られており、ナルコ カンパニー社（ネイパーヴィル、イリノイ州）などの様々の供給会社から入手可能である。

ドクターシャワー７６（例えばシャワー７６ｂ及び７６ｃ）は周期的に振動するファンシャワーであってもよいが、一実施形態において、上述したいずれの方法で、ベルト５０に接触するそれぞれの表側ロール５８及び６２に取り付けられている。別の方法においては、シャワー７６を各ロール５８又は６２と共に用いらなくてもよい。シャワー７６は、低圧又は高圧シャワーであってもよい。１つの好ましい態様としては、シャワー７６ｂ及び７６ｃが、ベルト５０の角度のある走行方向に対して、付随するドクターブレード７８の前に設けられている。シャワー７６を通して上述した化学薬品を連続して又は半連続的に投与し、更に洗浄する、及び／又はベルト５０及びロール５８及び６２に不純物が積層することを防ぐ。

一実施形態におけるシャワー７６は、化学薬品をベルト５０及びロール５８及び６２に噴霧し、ベルト５０からロールに移行した不純物を一時的に止める（suspend）。留められた不純物は、一実施形態として図示された位置及び角度でロール５８及び６２と接触するドクターブレード７８（ブレード７８ａ〜７８ｄをまとめて意味する）によってより容易に除去される。別の又はさらなる方法としては、１以上の追加のドクターブレード７８、例えばドクターブレード７８ｄを、ベルト５０に接触するように設け、ベルトから堆積物を機械的に除去する。

図示した実施形態において、ドクターブレードシャワー７６ａ〜７６ｃは、それぞれロール６８、５８及び６２に対して適切な円周の位置（circumferential positions）及び接触角度に配置されている。他の好適な円周の位置及び接触角度も可能である。見られるように、各ロール６８、５８及び６２にはドクターブレードシャワー７６ａ〜７６ｃが、付随ずる矢印で示されたロールの走行する回転方向に対して、付随するドクターブレード７８ａ〜７８ｃの前に設けられている。この方法によって、シャワー７６ａ〜７６ｃによって供給された薬品フィルムが、ドクターブレード７８ａ〜７８ｃとロール６８、５８及び６２のそれぞれの間の接触を円滑にする。化学薬品は、ロール上の堆積物を留め、ドクターブレード７８ａ〜７８ｃを経由した該堆積物の除去の向上を促進する傾向がある。

図示した実施形態においては、ドクターブレード７８ａ〜７８ｄは、それぞれロール６８、５８及び６２に対して適切な円周の位置及び接触角度で配置されている。その他の円周の位置及び接触角度であってもよい。見られるように、各ロール６８、５８及び６２には、ドクターブレード７６ａ〜７８ｃがロールに対し少なくともやや角度をもってそれぞれ配置され、回転する矢印で示されるロールの回転方向と反対の方向に延びている。別の方法においては、ブレード７８ａ〜７８ｃはロールの回転方向と同じ方向に延びている。

オシレーティング又はスキャニングタイプの表側の高圧シャワー８０は、上述したいずれかの方法で、ベルト５０のロール６２に上昇するリターン側に取り付けられる。１つの好ましい形態において、ベルト５０を圧迫して調整するために、高圧シャワー８０を水、化学薬品又は化学薬品／水混合液を用いて連続的に作動させる。１つの好ましい形態においては、水のみを高圧シャワー８０に使用する。１つの実施形態において、図示したような高圧スプレーは、所望の角度をつけてベルトの方向に向けられている。別の又はさらなる方法においては、スプレーはベルト５０とロール、例えばロール６２の間の接触面の方向に向けられている。

１つの実施形態において、高圧シャワー８０は、噴霧面から約６インチ（１５ｃｍ）離れた位置に装着され、約１５０ｐｓｉｇ以上の圧力で運転される。高圧シャワー８０のノズルを出る水及び／又は液体薬品の圧力は、不透水ベルト５０を痛めるレベルよりも低く保たれるが、圧力はフェルトや繊維の調整の場合ほど問題ではない。１つの実施形態において、高圧シャワー８０は上述したように振動し、上述したようにベルト５０の不透水性表面及び／又はロール６２との関係でいかなる方向にも向くことができる高圧ノズルを有する。

高圧シャワー８０には、例えば「テーブルロール」ドクター、又は、斜めの真空ボックスなどの吸引装置など、ベルト５０から余分な水及び化学薬品を除去するための適切な装置（図示せず）を組み合わせることができる。該吸引装置は、ベルトを脱水するため及びベルトをさらに洗浄するために用いられ、均一な吸引をベルト全体に行って堆積物を吸引する。

図２をもって説明したように、もう１つの方法として、ロール６２はバッキングロール７４を伴ってプレスニップとして機能することもできる。ドクターシャワー７６ｃ及びドクターブレード７８ｃ及び／又はロール７４をロール６２の動きに追随するように装着することができる。ドクターシャワー７６ｃは、シャワー７６ｂと同じ又は類似の方法で機能し、同じ又は類似の結果を得る。ケミカルシャワー７０（図示せず）には、必要であれば、ロール６２を、例えばベルト５０とロール６２の間の一方又は両方の接触面に設けることができる。

図示した実施形態において、表側ドクターブレード７８ｄは、上述したいずれかの方法で、シャワー７０及び８０の後に取り付けられている。図示したように、ブレード７８ｄはベルト５０が走行する方向と反対の方向に延びているが、走行方向と同じ方向に延ばしてもよい。余分な水や残留した堆積物をベルトの表面から除去するためのブレード７８ｄの圧力に対して充分支持できるように、ベルト５０の背面の抄紙機１０のフレームに、バッキングロール８４が取り付けられている。バッキングロール８４は所望の方向に駆動を有しても、有しなくてもよい。いずれの駆動のない内部ロール（例えば、ロール７２、７４及び８４に駆動がない場合）も、ベルトによって、直線の矢印で示した方向にベルト５０が角度のある接触をもって走行する方向に回転される。

ドクターブレード７８ｄの好ましい位置の１つは、リターン側（return side）又は各スプレーの後であるが、ベルト５０が形成する環のいずれの適切な部分に、１以上のブレード７８ｄなどのドクターブレードを代わりとして又は追加して設けることができる。さらに、上述したシャワー７０及び８０はベルト５０が形成する環のいずれの好適な部分にも配置することができ、ロール５８及び６２などの表側ロールと共に配置されることに限定されない。

一実施形態において、ロール６２の後又はロール６２のリターン側においてドクターブレードシャワー７６ａ〜７６ｃを通じて噴霧された化学薬品は、ドクターブレード７８ｄにその後接触するベルト５０を円滑にするように、及び、ウェブ４０と再び結合する時に蓄積した堆積物の影響を少なくするためにベルト５０を被覆するように処方される。したがって、一実施形態において、化学薬品は以下を目的として選ばれる：（ｉ）ベルト５０を洗浄する（例えばシャワー７０及び８０を通って）；（ｉｉ）ベルト５０から余分な調整用化学薬品を除去する（例えば、シャワー８０を通って）；（ｉｉｉ）ベルト５０がウェブ４０と再び結合する前にベルト５０を被覆する（例えばシャワー７６ａを通って）。

本明細書に示した実施形態においては、各シャワー及び調整装置がベルト５０の表側に配置されているが、必要であれば、シャワー及び装置はベルト５０の後側に配置することもできる。上述した理由から、ベルト５０の後側は不透水性表面を有してもよい。ベルトの後側の堆積物の蓄積が、運転上問題となる場合には、上述したような方法及び器具によって、化学的に堆積物を除去することができる。

当然のことながら、本明細書に記載した現在の好ましい実施形態に加え得る種々の変更や改良は、当業者に明らかである。そのような変更や改良は本発明の意図及び範囲から外れない範囲において、及び、目的とする効果を薄めない範囲において行うことができる。したがって、このような変化及び改良は添付するクレームの範囲に入っている。

本発明の抄紙機及びベルト調整装置の一実施形態を示す立面図である。 本発明の抄紙機及びベルト調整装置の別の一実施形態を示す立面図である。

Claims (34)

1. 不透水性表面を有するベルト、及び、該不透水性表面に接触する表側ロールのためのベルト調整装置であって、該ベルトが抄紙機中を連続的に走行し、該装置が該表側ロールの近傍に設けられたケミカルシャワーを備え、該シャワーが調整用化学薬品を該不透水性表面又は該表側ロールに噴霧できることを特徴とするベルト調整用装置。
2. 前記化学薬品が中性、酸性又はアルカリ性の処方に基づく、請求項１に記載のベルト調整装置。
3. 前記化学薬品が（ｉ）アニオン性、ノニオン性、及び両性の界面活性剤；（ｉｉ）グリコールエーテル、Ｄ−リモネン、及び低分子量アルコール類を含む溶剤；（ｉｉｉ）脂肪族及び芳香族の炭化水素溶剤；（ｉｖ）鉱酸、塩酸、硫酸、有機酸、クエン酸、グリコール酸、及びアルキルスルホン酸を含む酸性系洗浄剤；（ｖ）フィルミングアミン類、及びキレート化剤を含む腐食防止剤；（ｖｉ）水酸化物、ケイ酸塩及び無機リン酸塩を含むアルカリ性洗浄剤；及び（ｖｉｉ）これらの混合物又は誘導体からなる群より選択される、請求項１に記載のベルト調整装置。
4. 前記シャワーが、オシレーティングシャワー、ドクターブレードシャワー、高圧シャワー、又はこれらの組み合わせである、請求項１に記載のベルト調整装置。
5. 前記シャワーが水とともに作動するベルト調整装置であって、前記高圧シャワーと関係して作動するように設けられたドクターブレードを備える、請求項１に記載のベルト調整装置。
6. 前記ベルトの裏側に設けられたバッキングロールを備え、該バッキングロールが前記ドクターブレードに対して適切な反作用力を与えるように作動する、請求項５に記載のベルト調整装置。
7. 前記シャワーが、前記ベルトの走行方向に対して、前記表側ロールの直前又は直後に設けられている、請求項１に記載のベルト調整装置。
8. 前記シャワーが、前記ベルトの走行方向に対して、前記表側ロールの前に設けられた第１のシャワーであって、前記表側ロールの後に設けられた第２のシャワーを備える、請求項１に記載のベルト調整装置。
9. 前記第２のシャワーが、（ｉ）同じ調整用化学薬品、（ｉｉ）異なる調整用化学薬品、又は（ｉｉｉ）水を、前記不透水性表面に噴霧する、請求項８に記載のベルト調整装置。
10. 前記表側ロールが第１の表側ロールであり、前記シャワーが第１のシャワーであり、前記ベルトが第２の表側ロールと接触したベルト調整装置であって、第２のシャワーを該第２の表側ロールの近傍に備える、請求項１に記載のベルト調整装置。
11. 前記第２のシャワーが、（ｉ）同じ調整用化学薬品、（ｉｉ）異なる調整用化学薬品、又は（ｉｉｉ）水を、前記不透水性表面に噴霧する、請求項１０に記載のベルト調整装置。
12. 前記不透水性表面の反対側に設けられた表側の駆動のあるロールを備える、請求項１に記載のベルト調整装置。
13. 前記表側の駆動のあるロールが、（ｉ）前記表側ロールの前に設けられる、（ｉｉ）前記ベルトとは異なる速度で走行する、及び（ｉｉｉ）少なくとも１つのドクターブレード及びケミカルシャワーによって調整される、からなる群より選択される少なくとも１つの特徴を有する、請求項１２に記載のベルト調整装置。
14. 前記表側の駆動のあるロールが、（ｉ）低分子量ポリアミン類、（ｉｉ）低分子量ポリアミン類と、エトキシレートアルコール類を含むノニオン性界面活性剤及び４級アンモニア化合物を含むカチオン性界面活性剤との組み合わせ、（ｉｉｉ）ケロシン、イソパラフィン、及び鉱油を含む脂肪族有機溶剤、（ｉｖ）有機溶剤と、シリコン系界面活性剤を含むノニオン性界面活性剤、及び燐酸エステル及び脂肪酸塩を含むアニオン性界面活性剤との組み合わせ、（ｖ）ナフタレン−ホルムアルデヒド縮合物、ナフタレンスルホネート、及びアルカノールアミドを含む分散剤、及び（ｖｉ）これらの混合物又は誘導体、からなる群より選択される化学薬品によって調整される、請求項１２に記載のベルト調整装置。
15. 前記表側ロールに対して前記ベルトの反対側に設けられたバッキングロールを備え、該バッキングロールが前記表側ロールにプレスニップを形成する、請求項１に記載のベルト調整装置。
16. 前記ベルトの前記不透水性表面の反対に設けられたドクターブレード、及び、該ドクターブレードに対して適切な反作用力を与えるように作動するバッキングロールを備える、請求項１に記載のベルト調整装置。
17. 繊維状ウェブから水分を機械的に押圧することができる加圧領域、
    該ウェブから水分を蒸発させることができる乾燥領域、
    少なくとも該加圧領域及び該乾燥領域のいずれか一方で作動することができ、不透水性表面を有する連続的なベルト、及び
    該ベルトの近傍に設けられ、調整用化学薬品を該不透水性表面に噴霧することができるケミカルシャワー
    を備えることを特徴とする抄紙機。
18. 前記繊維状ウェブが、ペーパーウェブ及び板紙ウェブからなる群より選択される種類である、請求項１７に記載の抄紙機。
19. 前記不透水性表面が、前記ベルトの表側又は前記ベルトの裏側に配置されている、請求項１７に記載の抄紙機。
20. 前記不透水性表面と接触する表側ロールを備え、前記シャワーが、前記ベルトの走行方向に対して、前記表側ロールの直前、隣接して、又は直後に設けられている、請求項１７に記載の抄紙機。
21. 前記化学薬品が（ｉ）アニオン性、ノニオン性、及び両性の界面活性剤；（ｉｉ）グリコールエーテル、Ｄ−リモネン、及び低分子量アルコール類を含む溶剤；（ｉｉｉ）脂肪族及び芳香族の炭化水素溶剤；（ｉｖ）鉱酸、塩酸、硫酸、有機酸、クエン酸、グリコール酸、及びアルキルスルホン酸を含む酸性系洗浄剤；（ｖ）フィルミングアミン類、及びキレート化剤（ＥＤＴＡ、ＤＰＴＡ）を含む腐食防止剤；（ｖｉ）水酸化物、ケイ酸塩及び無機リン酸塩を含むアルカリ性洗浄剤；及び（ｖｉｉ）これらの混合物又は誘導体からなる群より選択される、請求項１７に記載の抄紙機。
22. 前記ベルトが、前記ウェブを前記加圧領域から前記乾燥領域まで搬送することができる、請求項１７に記載の抄紙機。
23. 調整用化学薬品を連続的に巡回するベルトの不透水性表面に、該ベルトと走行する繊維状ウェブが該ベルトから引き離されている位置で、噴霧することによって、（ｉ）該ベルトの該不透水性表面から堆積物を除去することができる、又は、（ｉｉ）該表面が該繊維状ウェブの一部と再び接触する時に、該ベルト上の堆積物の積層を防ぐ工程を含むことを特徴とする、抄紙機ベルトの調整方法。
24. 前記表面が表側ロールと接触している位置で、前記化学薬品を前記不透水性表面に噴霧することを含む、請求項２３に記載の抄紙機ベルトの調整方法。
25. 前記表側ロールを前記ロールに対して前記ベルトの反対側から支持することを含む、請求項２４に記載の抄紙機ベルトの調整方法。
26. 前記ベルトの走行方向に対して、前記表側ロールの直前及び直後に前記ベルトに噴霧することを含む、請求項２４に記載の抄紙機ベルトの調整方法。
27. 前記表側ロールのインプット側及びリターン側における前記ベルトへの噴霧に、それぞれ異なる化学薬品を用いることを含む、請求項２４に記載の抄紙機ベルトの調整方法。
28. 前記表側ロールに直接前記調整用化学薬品を噴霧することを含む、請求項２４に記載の抄紙機ベルトの調整方法。
29. 少なくとも１つの部材で前記ベルトを修理する／拭く工程、及び、該部材に対して適切な反作用力を与えるために、バッキングロールを前記ベルトの背後に設けることを含む、請求項２３に記載の抄紙機ベルトの調整方法。
30. 複数の位置で前記調整用化学薬品を前記ベルトの表側に噴霧することを含む、請求項２３に記載の抄紙機ベルトの調整方法。
31. 前記調整用化学薬品が第１の化学薬品であって、異なる第２の調製用化学薬品を前記ベルトの前記不透水性表面に噴霧する工程を含む、請求項２３に記載の抄紙機ベルトの調整方法。
32. 前記調整用化学薬品が第１の化学薬品であって、該第１の化学薬品の残留物の除去を補助する、異なる第２の調製用化学薬品を、前記ベルトに噴霧する工程を含む、請求項２３に記載の抄紙機ベルトの調整方法。
33. 少なくとも１つの部材によって前記不透水性表面を脱水する工程を含む、請求項２３に記載の抄紙機ベルトの調整方法。
34. 前記部材が、ドクターブレード、フェルトロール及び吸引装置からなる群より選択される、請求項３３に記載の抄紙機ベルトの調整方法。
    
    

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