JP2010059599A - ツインワイヤ型形成セクション - Google Patents

Abstract

【課題】脱水率の制御を可能にし、紙層形成と残留率のバランスが制御された新規のツインワイヤ型形成セクションの提供。
【解決手段】ヘッドボックス１から供給された繊維ストックが、ワイヤループとして形成された形成ワイヤ１１、１２間でガイドされ、水が少なくとも二つの連続した脱水ゾーンＺ１、Ｚ２で繊維ストックから取除かれる。第一脱水ゾーンＺ１の一部は少なくとも曲面を持つ固定形成シュー３により構成され、残りの脱水ゾーンＺ２は、形成ワイヤ１１、１２のもう一方側で固定脱水ブレード２１によって形成される。形成ワイヤ１１、１２は、ツインワイヤ型形成セクションの開始から、固定形成シュー３が繊維ストック中で本質的に非脈動的な脱水を生じる使用となるように、第一脱水ゾーンＺ１の固定形成シュー３領域にガイドされ、その脱水は固定形成シュー３の前端の後方の領域で繊維ストックに適用される。
【選択図】図１

Description

本発明は、水を含む木部繊維ストックから紙又は板状ウェブの形成に関するものである。より詳細に述べると、本発明は、ウェブ形成の初期段階で紙又は板紙を高速で形成するための方法と装置とに関するものである。更により詳細に述べると、本発明は、円網又は板紙抄紙機のツインワイヤ型形成セクションに関する独立請求項１の前文通りの方法と、独立請求項８の前文通りの円網又は板紙抄紙機のツインワイヤ型形成セクションに関するものである。

水を含む木材繊維ストックから紙を作るとき、初期形成はそのとき、長網ワイヤ部のように、一つの形成ワイヤ上、又はギャップフォーマと呼ばれるような、ツインワイヤフォーマ内で行われ、ツインワイヤフォーマでは、同じ方向に移動する一対の向かい合わせのワイヤループが閉じる（ｃｌｏｓｉｎｇ）間隙を形成し、ストックがヘッドボックスから形成ワイヤ間の空間へ供給され、形成ワイヤ上又は共に移動する形成ワイヤ間で、ランダムに分布した木材パルプ繊維を残すことにより紙ウェブの形成を始めるため、形成ワイヤ（ｆｏｒｍｉｎｇ ｗｉｒｅ）を通ってストックから水が取除かれる。

作られる紙又は板紙の質に依存して、違ったタイプの繊維パルプが用いられる。良質の紙生産をもたらすために違った繊維パルプから水が取除かれる量は、例えば、紙生産の所望基準、作られる紙生産の所望カリパス（ｃａｌｉｐｅｒ）、円網抄紙機の設計速度、最終紙生産における細かさ、繊維や充填材に関する所望基準の関数のような、多くのファクターの関数である。

円網抄紙機の形成セクション（ｆｏｒｍｉｎｇ ｓｅｃｔｉｏｎ）に関し、一つ又は二つの形成ワイヤを案内するため形成シュー（ｆｏｒｍｉｎｇ ｓｈｏｅ）を使うことが、最先端技術として知られている。形成ワイヤの外表面に支持されている繊維パルプから、形成ワイヤを通して形成ロールの内部に水を受けるために、開口、例えば、多孔質表面を備えた所謂形成ロールを使うことが、また知られている。

形成シューを使うことは、更に知られていて、その表面は、形成シューの前端から供給下流方向で始まり、マシン方向に関し（即ち、円網抄紙機の紙ウェブの移動方向に関し）ある小さな角度で延びている溝を持っている。

幾つかのタイプの装置は、円網抄紙機の形成セクション、即ち、フォイルブレード（ｆｏｉｌ ｂｌａｄｅ）、吸引ボックス、ヒッチロール（ｈｉｔｃｈ ｒｏｌｌ）、吸引ロールと開口表面を備えるロールのようなフォーマにおいて知られており、排出する水の量、時間と紙ウェブ形成中の位置を最適化することを目指すとき、幾つかの異なった構成と並びで使われてきている。紙を作ることは、今なおある程度芸術であり、水を出来るだけ早く簡単に取除くことが、最適な良質の紙製品を生産しないであろう。言い換えると、例えば約２０００ｍ／ｍｉｎでの高速で高品質の紙製品の生産は、取除かれる水の量、水が取除かれる方法、脱水の期間や水が紙ストックから又は形成ワイヤ間で取除かれる位置の関数である。

円網抄紙機が低速、例えば９００−１２００ｍ／ｍｉｎ、で操作されていたこれまででは、上述のファクターの相関的な利用は、紙製品における所望の品質を達成するために変えることが出来たであろう。更に、高速で製品を作る際に、製品の品質を維持又は改善することを希望するとき、予期しない問題が多くのプロセスで起こるであろう、その結果として、製品の量が所望の品質を維持又は達成するために減少されねばならないか、又は所望の品質が高い生産量を達成するために犠牲にしなければならない。

これまでの形成シュー又はブレードシューのブレード要素又はフォイルは、曲面又は平面形状の形成シュー表面を持ち、それらはブレード要素間に、ブレード要素長さの上に長手方向に伸びているいくつかの間隙を持っていた。それらの部品に適した間隙は、ブレード要素に対する前端を定義し、そのブレード要素が形成ワイヤの移動方向に直角にクロスマシン方向に並べられている。そのような配置はよく機能をする。ストックジェット（ｓｔｏｃｋ ｊｅｔ）は、形成シュー／ブレードの前端上で、ストックジェットの水の一部が形成ワイヤを通過しシュー／ブレードの下で終わるような方法で形成ワイヤに向けられる。各フォイル、ブレード要素又は形成シューは、その底面で大気に開放されているか、若しくは、隣接するフォイル又はブレード要素間での間隙に水を流し込むことによって脱水を改善するために負圧源に接続されている。ブレード要素はフォイル又は形成シューの上面又はデッキを形成する。

しかしながら、更に経済的に改善した紙生産を行うための円網抄紙機速度の増加で、新しい現象が、円網抄紙機の走行機能に関連して起こり始め、また製造された紙製品の表面と内部構造に関連し始める。これらの変化の殆どは、望ましいものではない。

これらの現象は、紙製品の表面又は内部で微細繊維や充填材の望ましくない分布のような別の形で起こる、それによって許容残留（ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ）又はより微細な残留（ｆｉｎｅｒ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ）が減少するであろう。これらの変化と欠陥は、紙製品において損害が大きくその販売力に影響する。

印刷ストックと文書紙の形成において一般に使われる二つの本質的な技術、即ち、ブレードタイプギャップフォーマとロールギャップフォーマがある。これら両技術は次に列記する種の利点と欠点を持つ。

ロールギャップフォーマの利点は、相対的に大きな半径をもつロール上へのヘッドボックスジェット（ｈｅａｄｂｏｘ ｊｅｔ）の衝突が、噴流特性に関しマイナーな幾何学的な誤差に対してと伴風や水滴のような外部影響に対して非常に鈍感であること、充填材や異方性のようなＺ方向特性と、最初に一定の脱水圧（即ち、脈動なし）で両ワイヤ上に同時に繊維マットが形成されることによって優れた両面とが達成され得ること、初期の一定脱水圧（即ち、脈動なし）が脱水ゾーンで存在することにより、良好な残留が達成されことである。この技術のかなり大きな欠点は、形成ロールの回転がロール間隙の出口側で真空脈動（ｖａｃｕｕｍ ｐｕｌｓｅ）状態になることである。もしも紙がこの点で非常に濡れているとすると、一定の圧力を持つ領域から脈動圧を持つ次のゾーンに移動するので、この脈動は部分的に形成された紙構造に損傷（ｃｒｕｓｈ）を与えるであろう。実際上、これは、脈動ゾーンに移動させることの出来る水の量がこの真空脈動により限定されるので、このタイプのフォーマの形成品質を限定する。本質的な欠点は、また形成ロールとメインテナンスのロールの必要性はもちろんスペア部品と機械のシャットダウンにより派生する時間によるコストである。ロールギャップフォーマの持つ他の注意しなければならない問題は、高速（＞１６００ｍ／ｍｉｎ）と高密度パルプでの不十分な脱水容量である。

ブレードタイプギャップフォーマの利点は、噴流脱水で脱水を始めることは脈動圧で実行されるので、このタイプのフォーマの形成ポテンシャルが非常にいいことである。すべての脱水構成部品が固定されるので、受入れとメインテナンスコストがロールを第一脱水装置として使うときよりも低くなる。

この技術は、とりわけ次の欠点がある。相対的に大きな半径を持ち脈動圧を発生させるために構成されたシューへの噴流の衝突は、多くのものからなる誤差に敏感である。これがこのタイプのフォーマの効率的操作に関する主な限界である。初期の脱水は、全く非対称で、特に、充填材と異方性に関して、Ｚ方向の片側紙構造をもたらす。パルプの脱水が初期に脈動圧で行われるので、残留率は低い。

先端技術に関して、特許文献１−４も参照される。

米国特許Ｎｏ．５７９８０２４ 米国特許出願公開Ｎｏ．２００１／００２５６９７ 米国特許Ｎｏ．６３７２０９１ ＧＢ特許Ｎｏ．１２８８２７７

本発明は、上述の先行技術の問題点を少なくとも部分的に解消することを目的とする。

本発明の支援で、紙製品の製造と品質に対し円網抄紙機の形成セクションにおける形成シュー又はブレード要素に起因する上述の難点と欠点は、解消するか減らされる。本発明による方法は、独立請求項１の特徴を記した部分で定義されたところに主な特徴があり、同時に本発明に関する円網抄紙機または板網抄紙機のツインワイヤ型形成セクションの主な特徴が、独立請求項１の特徴を記した部分に定義されている。
本発明のその他の特徴は従属請求項に記載されている。

本発明のその他の目的、特徴的特性や利点は次の詳細な記述からと添付図から呈示されるであろう。

本発明によるフォーマの有用な実施例を示す側面図である。 図１に関連するフォーマの変形例の図１に対応する図である。 ヘッドボックスリップジェットの当たる領域での図１と２におけるフォーマの開始端の拡大詳細図である。 図１と２に示した形成シューのデッキ構造と有用な実施例の断面図である。 表面方向から見ている形成シューのデッキを示す図である。 本発明に関するフォーマの異なるタイプの有用な実施例を示す側面図である。 図５に関するフォーマの変形例の図５に対応する図である。 本発明の本質的な部分を形成する形成シューのハイブリッドフォーマにおけるアプリケーションを示す側面図である。

図１から図を詳細に参照にし、本発明におけるフォーマの有用な実施例を示す。図１に示されたフォーマは、ブレードタイプギャップフォーマであり、参照番号１０で一般的に印付けられている。フォーマ１０は、二つの形成ワイヤ１１、１２を含み、この二つのワイヤはヒッチロールとガイドロールの助けでエンドレスワイヤループ（示されていない）を形成している。ロールについて、図１は、ワイヤループ側で、第一形成ワイヤ１１が脱水領域にガイドされる第一形成ワイヤ１１の第一ブレストロール１３と、形成領域の後方で第一形成ワイヤ１１を第一ワイヤループにガイドするガイドロール１５を示す。それに対応して、第二形成ワイヤ１２の第二ブレストロール１４は、ワイヤループ側で示され、そのブレストロールを通過して第二形成ワイヤ１２が脱水領域にガイドされ、形成領域の後方で第二形成ワイヤ１２を第二ワイヤループにガイドし、それから、それに対応して、形成されたワイヤＷが更に次の処置にガイドされる吸引ロール１６が示されている。図１に示した方法では、初期軸ベベル（ａｘｉａｌ ｂｅｖｅｌ）１７を持つ吸引ロール１６が提供され、そのベベルは吸引ゾーン又はベベル間における他の吸引領域のようなものを限定する。ブレストロール１３、１４は、それらを通過し脱水領域に移動する形成ワイヤ１１、１２がそれら間で楔形形成間隙Ｇを形成するように配置され、ヘッドボックス１がリップジェット（ｌｉｐ ｊｅｔ）２としてストックをその間隙に供給する。

フォーマ１０において、二つの連続した脱水ゾーンＺ１、Ｚ２があり、ヘッドボックス１のリップジェット２が第一脱水ゾーンＺ１の領域に導かれる。第一脱水ゾーンＺ１は形成シュー３を含み、そこで第二形成ワイヤ１２に接触する表面が曲面になっており、その結果として、形成ワイヤ１１、１２間を移動するウェブＷ中に何らの脈動的な脱水を生じさせないであろう。形成シュー３と第一脱水ゾーンＺ１は、図２、３と３Ａと関連してより綿密に考察される。第一脱水ゾーンＺ１は、第二脱水ゾーンＺ２に後を引き継がれ、形成ワイヤ間を移動するウェブＷ中に脈動的な脱水がもたらされる。固定脱水ブレード２１が、第一ワイヤループの内部で第一形成ワイヤ１１の片側に配置され、第一形成ワイヤ１１を支持するような状態で、脈動的な脱水がもたらされ、その脱水ブレードはクロスマシン方向（ｃｒｏｓｓ−ｍａｃｈｉｎｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に置かれる。固定脱水ブレード２１は、クロスマシン方向で間隙２２が脱水ブレード間に存続するように配置される。固定脱水ブレード２１は、好ましくは、負圧源２３と連結された吸引ボックスの底面を形成するように配置される。負圧源によって生じる負圧は、固定脱水ブレード２１間の間隙２２経由でウェブＷに作用される。

第二ワイヤループ内部の、第二形成ワイヤ１２側上で、制御された方法で荷重を掛けることの出来る脱水ブレード２４は、第二形成ワイヤ１２に寄りかかって配置される。制御される脱水ブレード２４はクロスマシン方向にあり、制御された脱水ブレード２４が固定脱水ブレード２１間にある間隙２２に配置される。これらの脱水ブレード（固定／制御）２１、２４と荷重要素と吸引ボックス２３の組合せとによって、脈動的な脱水がウェブＷ内にもたらされる。

従って、第一脱水ゾーンＺ１は第二形成ワイヤ１２に寄りかかって置かれた曲面形成シュー３によって形成され、そのシュー上で第二形成ワイヤ１２が移動し、その形成シューに穴、開口部、溝、間隙又は６のようなもの（図２と３）を持ち、その上面を形成している曲面デッキ５がある。形成シュー３の内部に、負圧が、形成ワイヤ１１、１２間に置かれたストックから水を取除くために、参照番号４で示され矢印で図示されているように、手配される。穴、開口部、溝又は６のようなものは、形成シュー３のデッキ５中に配置され、該デッキ５が大きな開口表面積、好ましくは、５０−９０％持つようにし、それらの設計および／又は配置により、それらはウェブＷ内に何らの圧力脈動を生じさせないようにする。もし形成ワイヤ１１、１２における張力により、クロスマシン方向におけるある角度が形成ワイヤとデッキの開口部間で形成されるならば、ウェブＷ内に圧力脈動を引起ことになるであろう。もし開口表面がマシンの長手方向に穴又は間隙又は開口部によって実質的に形成されるならば、圧力脈動は生じないであろう。穴６又は同様のものは、好ましくは、水がそれらにより適切にガイドされるようにデッキ５に対し斜めに、図２と３に示したような方法で、配置される。デッキ５に関して、穴６又は同様のものの迎角は小さい。上に指摘したように、デッキ５は曲面形状を与え、デッキ５の曲率半径Ｒは６００−４０００ｍｍの範囲内で、好ましくは、８００−３０００ｍｍの範囲である。デッキ５の領域内でのワイヤ１２のオーバラップ角度は、３から４５度の間であり、好ましくは、５と３０度の間である。
図２は図１によるフォーマの変形を示し、フォーマはこの実施例でもまたブレードタイプギャップフォーマである。フォーマは参照番号１０ａで一般に示され、二つの形成ワイヤ１１、１２を含み、それらはヒッチロールとガイドロールの支援でエンドレスワイヤループ（図示されていない）を形成する。ロールについて、図２は第一形成ワイヤ１１のワイヤループ側で第一ブレストロール１３を示し、そのブレストロールを通過して第一形成ワイヤ１１が脱水領域と吸引ロール１６にガイドされ、その吸引ロールはこの具体例では、第一ワイヤループを形成するために形成領域の後方に第一形成ワイヤ１１をガイドし、そこから、それに対応して、形成されるウェブＷは更に第一形成ワイヤ１１によって支持されるか又はダッシュ線と図１と同様に対応するように参照符号Ｗ’で示されたような処置を続けるためにガイドされる。吸引ロール１６は、吸引ゾーン１８又は他のそのような吸引領域を限定する内部の軸方向シール１７を持って提供されている。それに対応して、第二ブレストロール１４は第二形成ワイヤ１２のワイヤループ側で示され、そのブレストロールを通過して、第二形成ワイヤ１２が脱水領域にガイドされ、この具体例では、ガイドロール１５が第二ワイヤループを形成するために、形成領域の後方に第二形成ワイヤ１２をガイドするガイドロール１５が示されている。ブレストロール１３、１４は、それらを通過し脱水領域に移動する形成ワイヤ１１、１２がそれら間で楔形状形成間隙Ｇを形成し、そこにリップジェット２としてストックをヘッドボックス１が供給するように配置される。

フォーマ１０ａでは、二つの連続した脱水ゾーンＺ１、Ｚ２があり、そこからヘッドボックス１のリップジェット２が第一脱水ゾーンＺ１の領域に導かれる。第一脱水ゾーンＺ１は形成シュー３、３ａを含み、そこで形成シューに対応する形成ワイヤ１１、１２に接触している表面が、形成ワイヤ１１、１２間で移動するウェブＷ内に脈動的な脱水が起こらないように曲面形状を与える。従って、図２で示したような具体例では、二つの形成シュー３、３ａがあり、それらは、両形成ワイヤ１１、１２、即ち、両方向を通過して、形成ワイヤ１１、１２間に置かれた繊維ストックから水を取除くために、形成ワイヤ１１、１２の反対側に交互に並べられる。図２に示した方法では、第一形成シュー３は第二形成ワイヤ１２を通し水を取除くために使われ、それに対応して、第二形成シュー３ａは第一形成ワイヤ１１を通し水を取除くために使われる。脱水を増大させるために、形成シュー３、３ａは負圧源４、４ａに接続される。従って、図２の表現では、第一脱水ゾーンＺ１で非脈動的な形成シュー３、３ａによって、形成ワイヤ１１、１２間で形成されるウェブの両面から水は取除かれる。この具体例は、ウェブにおけるよい対象性と充填材分布を可能にする。形成シュー３、３ａはそれらの機能と構造に関し相似である。形成シュー３と第一脱水ゾーンＺ１の前端に関する構造と機能に関しては、図３、４と４ａを参照する。

第一脱水ゾーンＺ１には第二脱水ゾーンＺ２が後続し、そこで、形成ワイヤ間で移動するウェブＷ内に脈動的な脱水が起こる原因となる。図２に示した具体例では、第二ワイヤループ内、第二形成ワイヤ１２側で、固定脱水ブレード２１が並べられるような方法で、脈動的な脱水は生じ、その脱水ブレードは第二形成ワイヤ１２に寄りそって支持され、クロスマシン方向に置かれる。固定脱水ブレード２１は、クロスマシン方向に間隙２２がそれらブレード間で形成されるように配置される。固定脱水ブレード２１は、好ましくは、負圧源２３に接続された吸引ボックスの底面を形成するために配置される。負圧源２３により作られる負圧は、固定脱水ブレード２１間の間隙２２経由でウェブＷに適用される。

第一ワイヤループ内部、第一形成ワイヤ１１側に、脱水ブレード２４が配置され、それが制御できる方法で第一形成ワイヤ１１に対し荷重を掛けることが出来る。制御された脱水ブレード２４はクロスマシン方向にあり、制御された脱水ブレード２４が固定脱水ブレード２１間に置かれている間隙２２に位置するように特に配置される。これらの脱水ブレード（固定／制御）２１、２４と荷重を掛ける要素と吸引ボックス２３の組合せを用いて、脈動的な脱水はウェブＷ内にもたらされる。図２に図示したように、制御された脱水ブレード２４は、少なくとも第二脱水ゾーンＺ２の一部に配置され、好ましくは、第二脱水ゾーンＺ２の前方部分に配置される。それらのブレードは、例えば、図１の説明でなされたように、実際、第二脱水ゾーンの全長さに沿ってまた配置されるであろう。同様に、図１の配置はまたこの点に関し図２の配置と相似であろう。

従って、図２の表現では、第一脱水ゾーンＺ１は、二つの曲面で連続して配置されている形成シュー３、３ａによって形成され、これら形成シューは形成ワイヤ１１、１２の反対側に配置され、形成ワイヤ１１、１２がそれらの上を移動している。各形成シュー３、３ａは上面を形作り、穴、開口部、溝、間隙または６のようなもの（図３と４）を提供している曲面デッキ５を持つ。形成シュー３、３ａは、形成シューの下で負圧が形成ワイヤ１１、１２間にあるストックから水を取除くために配置されるような方法で、負圧源４、４ａに接続される。穴、開口部、間隙、溝又は６のようなものは、形成シュー３、３ａのデッキ５において、該デッキ５が大きな表面積、好ましくは、５０−９０％、を持つように配置され、それらの形状及び／又は配置により、それらがウェブＷで何らの圧力の脈動を起こさないように配置される。もし形成ワイヤ１１、１２の張力により、ある角度が、クロスマシン方向で、形成ワイヤとデッキ中の開口部との間で形成されると、圧力脈動はウェブＷ内で生じるであろう。もしも開口面が、穴によって又は実用上マシンの長手方向に位置する間隙又は開口部によって形成されるならば、圧力脈動は起こらないであろう。穴６又はそのようなものは、デッキ５に関して図３と４に示すように、最も効果的に斜めに配置される。デッキ５に関して穴６又はそのようなものの迎角は小さい。デッキ５は以前に述べたように曲面形状を与え、デッキ５の曲率半径Ｒは６００と４０００ｍｍの間の範囲にあり、好ましくは、８００と３０００ｍｍの間である。デッキ５の領域内でワイヤ１１、１２のオーバラップ角は３と４５度間であり、好ましくは、５と３０度の間である。

図３を詳細に見ることによって分かることとして、ヘッドボックス１のリップジェット２は、形成シュー３と反対の形成ワイヤ側上の形成間隙Ｇに向けられる、即ち、図中の第一形成ワイヤ１１に向けられる。リップジェット２は、従って第一形成ワイヤ１１にぶつかり、形成シュー３の前で該ワイヤ１１の非支持領域Ｂに向けられる。これによって、ヘッドボックス１によって供給され第一形成ワイヤ１１によって輸送されたストックは、形成シュー３の前端又はチップ７に当たらないであろうが、しかし噴流はデッキ５の領域内でチップ７の後方でのみ形成シュー３と出会う。従って、形成シュー３の前端は、全く水を取除かないであろう、これは操作上本質的に重要である。ヘッドボックス１のリップジェットが形成シュー３のデッキ５の領域中でのみ形成ワイヤ１２と出会うので、これはまた、リップジェット２が形成ワイヤ１２と出会う前に、形成ワイヤ１２とリップジェット２とで輸送される空気を、デッキ５中の穴６を通して影響される負圧により取除く時間を残している。所望の方法で、第一ブレストロール１３の後方で、第一形成ワイヤ１１の非支持領域にリップジェットを自由に向けることは、ブレストロール１３と１４が同じ面内にないことの効果で、図３に示した幾何形状によって可能になるが、しかし、図に示された表示では、形成シュー３側でワイヤループ（第二ワイヤループ）のブレストロール１４（第二ブレストロール）は、反対のワイヤループ（第一ワイヤループ）のブレストロール１３（第一ブレストロール）よりもより高い位置である。従って、ストックの供給方向に関し、形成シュー３側のブレストロール１４は、反対側に位置するブレストロール１３の後方に置かれる。この横方向シフトは、図３の参照符号Ａによって示される。脱水事象は、異なった曲率を持つ形成シュー３を取り替えることによって制御したり変えたりできる。形成間隙Ｇ領域内で、その曲率の制御と脱水制御は、これまでの解決策より本質的に優れている。図３に示した解決策では、参照番号１０１と形成シュー３で示したヘッドボックス１の形状板は、好ましくは、ヘッドボックス１のリップジェット２と同じ側である。これは、ヘッドボックス１からワイヤセクションに、リップジェットを出来るだけ短くすることを可能にする。

対称な紙を作るために使うことが出来ることが、ブレードタイプギャップフォーマ１０、１０ａのこのタイプの利点である、なぜならば、異なったワイヤループ側で、脱水ゾーンＺ１、Ｚ２によって取除かれる脱水分布を制御するために、負圧レベルを使うことが出来るからである。更に、ブレードタイプギャップフォーマ１０、１０ａのこのタイプは、十分に低い乾燥物質含量を持つウェブＷに荷重を掛ける要素と吸引ボックスの組合せ２１、２３、２４に案内するのに使うことができ、これらの組合せによって、脈動的な脱水が紙／板ウェブＷの形成を出来るだけ良好に達成するために使うことが出来る。もしウェブＷの乾燥物質含量が非常に高いならば、紙の形成は荷重を掛ける要素と吸引ボックスの組合せ２１、２３、２４では、もはや改善できない。また残留率（ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ）がよい状態である、なぜならば、脈動なし形成シュー３は、ワイヤ１１、１２の張力と形成シュー３のデッキ５の曲率との間の比率（脱水圧力＝ワイヤ１１、１２の張力／形成シュー３のデッキ５の曲率半径、即ち、Ｐ＝Ｔ／Ｒ）に関係し、形成シュー３の負圧によって支援され、ウェブＷから水を取除くからである。負圧レベルは、好ましくは、１−２５ｋＰａである。

ブレードタイプフォーマはずいぶん長い間知られていた。これらの知られていたフォーマでは、第一脱水要素は形成シューであって、ウェブ内で脈動的な脱水を引起すために使われてきた。そのような配置を持つ構成はよかったが、しかし残留率が悪く、紙は片側であった、即ち、非対称であった。米国特許出願公開Ｎｏ．２００１／００２５６９７（米国特許Ｎｏ．６３７２０９１）は第一脱水要素として非脈動的な形成シューを表示し、それによって、この文献による解決策で、残留率と紙の対称性の両方が改善されると想定されてきたが、紙の良好な形成は同時に失われる、なぜならば、この非脈動的な形成シューの後方に脱水ゾーンが配置され、それがウェブ内に十分な強さの圧力脈動を生じさせないからである。

二つ又はそれ以上の脱水ゾーンを含む脱水は、それ自体は知られている。ブレードタイプギャップフォーマで非脈動的な脱水ゾーンと併せて脈動的な脱水ゾーンとの組合せを使うことは、また知られている、そのフォーマでは、二つの形成ワイヤ間の間隙に、ヘッドボックスからストックがガイドされ、それによって第一非脈動的な脱水ゾーンは、荷重を掛ける要素と吸引ボックスの組合せを含む脈動的な脱水ゾーンに続く形成ロール（開口吸引ロール）を含む。そのような配置では、良好な残留率と対称な紙は達成されてきたが、しかし従来のブレードタイプギャップフォーマの場合に比べ低品質の形成が達成されてきた。これに対する理由は、形成ロールの回転が、形成ロール後方でウェブ中に負圧のピークを作り出し、そのピークが既に形成されたウェブを損傷させることによることが見出された。ウェブが低乾燥物質含量で荷重を掛ける要素と吸引ボックスの組合せに送られてくる結果にともなって、固定した非脈動的な形成シューは、その形成シューの後方で負圧のピークを何ら生じさせないことが、本発明の利点であり、それによって、荷重を掛ける要素と吸引ボックスのこの組合せで、ウェブ内に優れた形成が達成される。このことは、本発明がブレードタイプギャップフォーマとロールとブレードギャップフォーマの良好な点と長所を組み合わせていることを意味している。

図５と６は本発明の幾つかのより多くの代替具体例を示す。図５と６は、図５では参照番号３０、図６では参照符号３０ａで一般に示されているロールとブレードギャップフォーマを示す。フォーマ３０、３０ａは二つの形成ワイヤ１１、１２を含み、それらはヒッチロールとガイドロールを用いるエンドレスワイヤループ（示されていない）内に形成される。ロールについて、図５と６は、第一ブレストロールを通して第一形成ワイヤ１１が脱水領域にガイドされる第一形成ワイヤ１１のワイヤループ側での第一ブレストロール１３と、第一ワイヤループを形成するために形成領域の後方に第一形成ワイヤ１１をガイドする第二形成ロール３７又は他のそのような吸引ロールとを示す。第二形成ロール３７は、ロール内部横方向シール（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｒｏｓｓｗｉｓｅ ｓｅａｌ）３８によって限定された吸引ゾーン３９を備え、その吸引ゾーンは上述の吸引ゾーン３９の後方で形成されるウェブＷが第一形成ワイヤ１１に続くであろうことを確かにさせるために使われ、その吸引ゾーンの上でウェブＷが巻上ロール（示されていない）に取り上げられ、それによってウェブＷが巻上織物に転送され更に圧縮セクション（示されていない）のような連続する処理に送られる。

従って、形成ロール３４（第一形成ロール）は第二形成ワイヤ１２のワイヤループ側に示され、その形成ロールを通過して第二形成ワイヤ１２は脱水領域と第二ワイヤループを形成するために形成領域の後方に第二形成ワイヤ１２をガイドしているガイドロール４０とにガイドする。脱水領域に転送している形成ワイヤ１１、１２がそれら間で楔形状形成間隙Ｇを形成するように、ブレストロール１３と形成ロール３４は配置され、その間隙にヘッドボックス１がリップジェット２としてストックを供給する。形成ロール３４は、開口面、例えば、有孔面を持って提供され、ロールの内部軸、即ち、横方向シール３５によって限定された吸引ゾーン３６を含んでいる吸引ロールである。

フォーマ３０、３０ａは二つの連続する脱水ゾーンＺ１、Ｚ２を持ち、ヘッドボックス１のリップジェット２は第一脱水ゾーンＺ１の領域に導かれる。第一脱水ゾーンＺ１は非脈動的な脱水ゾーンで、実際、次のような二つの部分に分けられる、非脈動的な脱水ゾーンの第一部分は第二形成ワイヤ１２側に置かれている形成ロール３４を含んでおり、同様に、第二部分は形成ロール３４の後方に置かれ、第一形成ワイヤ１１側に置かれている形成シュー３を含んでいて、その形成シューでは第一形成ワイヤ１１に接触する表面は曲面で与えられる、その結果として、形成ワイヤ１１、１２間で移送するウェブＷ中で何らの脈動的な脱水を引起こさないであろう。これらの実施例で使われる形成シュー３は、負圧源４に接続され、図１のフォーマに関連して既に記載したものと相似なものであり、その構造と機能は図３、４と４Ａの助けを借りて詳細に記載された。これに関し、これまでの明細書が参考にされる。

これらの実施例においてもまた、第一脱水ゾーンＺ１は第二脱水ゾーンＺ２によって引き継がれ、そこで脈動的な脱水が形成ワイヤ間を移送しているウェブＷ中で生じる。第二ワイヤループの内部で、第二形成ワイヤ１２側に、固定脱水ブレード２１が配置されるような方法で、図５によるロールとブレードギャップフォーマ３０で脈動的な脱水が生じ、その脱水ブレードは第二形成ワイヤ１２に寄りそって支持され、クロスマシン方向に置かれる。固定脱水ブレード２１は、クロスマシン方向に間隙２２がそれら間で形成されるように配置される。固定脱水ブレード２１は、好ましくは、負圧源２３に接続された吸引ボックスの底面を形成するように配置される。負圧源２３によって作られる負圧は、固定脱水ブレード２１間の間隙２２を通してウェブＷに作用する。図６のロールとブレードギャップフォーマ３０ａは、第一形成ワイヤに寄りそって支持するように、第一ワイヤループ内部、第一形成ワイヤ１１側に配置された対応する固定脱水ブレード２１を持つ。その他の点では、構造は負圧源２３、固定脱水ブレード２１間の間隙２２、等々を持つ図５に関して記載されたものと同様である。

図５に示された実施例では、脱水ブレード２４は、第一ワイヤループ内部、第一形成ワイヤ１１側に配置され、その脱水ブレードはある制御された方法で第一形成ワイヤに荷重を掛けることが出来る。図６に示された解決策では、対応する制御される脱水ブレード２４は、第二ワイヤループ内部、第二形成ワイヤ１２側に配置されている。制御される脱水ブレード２４はクロスマシン方向にあり、それらは特に制御される脱水ブレード２４が固定脱水ブレード２１間の間隙２２に置かれるように配置される。これらの脱水ブレード（固定／制御）２１、２４と荷重を掛ける要素と吸引ボックス２３との組合せでもって、脈動的な脱水はウェブＷ内に引起される。図５と６に示された本発明による配置では、非脈動的な形成シュー３は、従って形成ロール３４の直後で形成ロール３４に関しウェブの反対側に置かれる。このことは、新しい制御の可能性をもたらし、それでもって、形成ロール３４に関し反対側でウェブ底面の特性を制御することが出来る。これまでは、この側でロールとブレードギャップフォーマ３０における脱水の多くの制御をすることは可能ではなかった、このことは最先端技術に比べ、本発明で著しい利点が達成されることを意味している。更に、図５と６による解決策でもって、負圧で非脈動的な脱水がウェブの両面で達成され、そうすると、両ウェブ表面は脈動的な脱水領域にガイドされる。非脈動的な形成シュー３の構造は高い負圧レベルの使用を可能にし、負圧レベルで最大２５ｋＰａまで可能になる。このことは、より良好な脱水量と同様に充填材分布のより良好な形成と制御を再び可能にする。

図７はハイブリッドフォーマに関しての本発明の使用に関する概略図である。参照番号５０はハイブリッドフォーマの全体として図７に示す。知られている方法では、ハイブリッドフォーマ５０は、長網ワイヤ５１を含み長網ワイヤの下に配置された脱水装置を含む長網ワイヤセクションを含んでいる。ヘッドボックス１はブレストロール５２の上又はその直後にストックを長網ワイヤの前端で長網ワイヤの上に供給する。長網ワイヤセクション５１では、脱水は一方向のみ、即ち、後流で、配置された脱水装置５３の助けで行われる。長網ワイヤセクションの脱水装置５３は、図５に完全に概略的に示されていて、それらは、例えば、吸引のある又はないどちらかの脱水ブレード、種々の吸引ボックス、形成シュー又は他のそのようなものを含む。それらは、本発明の観点からは本質的ではなく、この理由で、この点について非常に詳細に記載されていない。

フォーマユニット６０は、長網ワイヤ５１と共に関連するフォーマユニット６０がフォーマ５０でツインワイヤ部分を形成するように、長網ワイヤ５１の上部に据え付けられる。フォーマユニット６０はトップワイヤ６１を含み、そのワイヤはヒッチロールとガイドロール６２、６３、６４、６５の助けでエンドレスワイヤループを形成し、それらの第一ロール６２はツインワイヤ部分の始まりで楔状の間隙Ｇが形成されるように長網ワイヤ５１の上に調整され、その間隙に長網ワイヤ５１上に供給されたストックが導かれる。間隙中でストックが終わる前に、長網ワイヤ５１の脱水装置５３の助けを借りてストックから、水は既に取除かれていた。上部ワイヤループ６１内部では、吸引ボックス６６は搭載され、図７に示した例では、このボックスは三つの連続した吸引室６６ａ、６６ｂ、６６ｃに分割され、それら内で、異なった大きさの負圧レベルが所望の方法で使われよう。吸引ボックス６６の後方で、負圧化された移送吸引ボックス５４が、形成されたウェブＷがツインワイヤ部分の後方で長網ワイヤ５１に追従するであろうことを確かにさせるために、長網ワイヤ５１の下に配置され、そこからウェブがその後の巻上点（示されていない）で更なる処理のために巻上げられるであろう。

本発明によると、上部ワイヤ６１に接触している吸引ボックス６６の第一室６６ａの下面は、図１、２、５と６による実施例に関連して、これまでに記載されてきたと同様の種類の形成シュー３によって形成される。従って、形成シュー３は図３、４と４Ａの助けをかりて非常に詳細に記載されている。従って、これに関し、これまでの記述を参照にされる。吸引ボックスの第二と第三吸引室６６ｂと６６ａの底面は、固定脱水ブレード２１の助けで形成され、これら固定脱水ブレード２１間で、間隙２２があり、その間隙を通して吸引室６６ｂ、６６ｃ内で生じる負圧が、ウェブから水を取除くため、上部ワイヤ６１と長網ワイヤ５１間に位置する部分的に既に形成されたウェブに、影響を与えるようになっている。更に、図７に示した例では、制御された脱水ブレード２４が長網ワイヤ５１下部の第二吸引室６６ｂで配置され、そのブレードは長網ワイヤに荷重を与え、更に、図７での図示に従って、固定脱水ブレード２１間に位置している間隙２２に置かれている。この解決策で持って、本発明のこれまでの実施例に関して既に記載されたように、その関わるブレードで脈動的な脱水が生じる。

従って、吸引ボックス６６の第一室６６ａで、形成シュー３は上に記載したように搭載され、その形成シューはウェブに何らの脈動的な脱水を引起さない。形成シュー３は更に、長網ワイヤ５１上で間隙Ｇに達する繊維ストックが、形成シュー３の前端に当たらないが、前端の後方で形成シュー３のデッキ領域にガイドされるように配置される。従って、形成シュー３の前端は、例えば、図１に関連して記載されたと同じように、繊維ストックから水を取除かないであろう。従って、吸引ボックスの領域では二つの連続した脱水ゾーンがあり、即ち、形成シュー３の領域では第一脱水ゾーンＺ１があり、それは非脈動的な脱水を生じさせるために使われ、第二脱水ゾーンは固定され、制御された脱水ブレード２１、２４の領域に置かれ、脈動的な脱水を生じさせるために使われる。

従って、非脈動的な脱水と脈動的な脱水は、例えば、図１に関連して記載されたように、例えば、図７に示した例における形成シュー３が、図１に示した例とは異なって、形成ワイヤ５１、６１に関し固定脱水ブレード２１側に置かれていても、同じ方法で、順々に同じ順で起こる。従って、先端技術と比較して図７による解決策の利点は、図１に示した例での利点と同じ方向にあり、大部分は相似である。形成シュー３によって可能にされる高脱水容量は、ツインワイヤゾーンに入ってくる各紙等級の濃度が作られる紙等級に従って最適にされ得ることを可能にする。これによって、長網ワイヤストレッチは、また短縮され、更にウェブ厚さがツインワイヤゾーンの入口点で現在よりもより大きな範囲内で変えられるであろう。

上述の如く、本発明による新しいフォーマは、その構造に関することと操作技術的条件とにおいて二要素の組合せであり、ロールとブレードギャップフォーマ、ブレードタイプギャップフォーマとハイブリッドフォーマのすべての長所が、それに関係する何らの短所もなく達成できるようになっている。第一要素は曲面デッキ５を持つ固定形成シュー３の新しいタイプであり、形成シューでは脱水の制御とそれをより効率的にさせるために、負圧４を使用することを可能にしている。この形成シューはウェブＷの下又は上のどちらかで使うことが出来る。形成シュー３の曲面デッキ５上を移動している両形成ワイヤを通して、障害なしに同時に脱水が起こるように構成されている。デッキ５が式Ｐ＝Ｔ／Ｒに従って本質的に一定の脱水圧を与えるために構成されていることが、本発明による形成シュー３の重要な特性であり、ここで、Ｐ＝形成シュー上を移動する形成ワイヤ間に位置する水の圧力、Ｔ＝外部繊維の張力で、Ｒ＝固定した形成シューの曲率である。本目的は、脱水が負圧のもとで増大されるときでさえ、形成シューが何らの脈動的な脱水を引起さないことである。そのようなアイデアは可能で、それは、本発明による形成シューは開口面を持つ“固定ロール”のアーチである。デッキは大きな開口面領域を持ち、その開口部を通して形成シュー内部に置かれた負圧室に接続される。形成シューのデッキでの開口は、脈動的な脱水を回避するように形成され、もしも開口部が断面方向に本質的に向けられているならば、そのような結果となるであろう。この本質的な一定圧力を達成するため、これらの開口部は丸い穴、楕円穴、マシン方向に本質的に並べられた間隙、波状間隙、デッキ上で繊維を支持するため突き出している接触面等のいずれかである。

本発明では、第二脱水要素は最先端技術で知られていない脈動的な脱水であり、間隙を持つ断面方向の固定脱水ブレードがあり、そのブレードは、脈動効果を更に増加させるために、形成ワイヤの反対側で制御された脱水ブレードを使用することによって更により効率的にさせる脱水をもたらす。

図１−７に示されたように、既知のタイプのフォーマに関連する欠点もなく、それらのフォーマの利点を達成するために、脱水要素の二つの異なったタイプの組合せには、いくらかの異なった方法がある。脱水要素のこの組合せによって提供される相乗効果に関する理由は次のようなものである。

脱水は、Ｚ方向の構造がロールと共に対象である結果として、両側脱水（ロールと共にまた起こるように）として非脈動的なゾーンで、最初に一定圧力で本質的に起こる。

ヘッドボックスのリップジェットの作用はまた、ロールに関連して起こるものに関して類似である、即ち、リップジェットは僅かに曲率を持つ表面上に向けられ、その曲率は形成シューの凸面デッキへの負圧による脱水と関連付けられるであろう。

楔状形状に縮む布地又形成ワイヤの最終的な角度は、リップジェットを多くの故障や問題に敏感にさせる。

一定の圧力を持つ非脈動的なゾーンの出力側では負圧は起こらないであろう、なぜならば、このゾーンを形成する構造が固定されているからである。この方法では、ウェブ損傷効果は回避され、それは元々の一定圧力又は非脈動的なゾーンがロールによって形成されるときに起こるであろう。一定圧力ゾーンはフォーマの脱水容量を限定しないが、相対的に濡れたウェブが、第二の脈動的な脱水ゾーンの形成を改良するような能力から全利点を達成するために、脈動的な脱水ゾーンに移送されるであろう。

本発明による非脈動的な脱水ゾーンの固定された構造の資本経費と維持経費は、ロールとスタンバイロールの対応する経費に比べより低い。

本発明による非脈動的な脱水ゾーンの半径を、ロールを使用するとき実用的であるよりもより大きな範囲で変えることは可能である。ロールに比べ、形成シュー半径が修正できることは（例えば、入力端でより長いが、出口端に向かってスパイラル曲線として徐々により短くする）固定脱水ゾーンの更なる利点である。そのような場合、脱水圧は形成シューでもはや一定ではないが、まだ非脈動的のままであり、それ故に最先端技術の形成シューに比べなお利点がある。これらの両方法において半径を変えることの可能性は、非脈動的な脱水がロールを用いて行うことが出来るより、各使用でより適切になるようにいつも設計できることを意味している。

非脈動的な固定脱水ゾーンと最先端技術による脈動的なゾーンの組合せは、非脈動的な脱水と脈動的な脱水との間で、より容易な脱水率の制御を可能にし、それによって脱水ゾーンが最先端技術によるフォーマにおけるより、より良好により容易に制御され得る。従って、形成と残留率間のバランスがよりよく制御される。

本発明が、ここに記載し明細したどの一つの特別な構造や配置にも厳密に制限してはいないことを理解すべきであるが、添付の請求項の範囲内で修正できる。

１ ヘッドボックス
Ｚ１、Ｚ２ 脱水ゾーン

Claims (11)

1. ガイドロールとヒッチロール及び／又はその類の構造によりワイヤループとして形成される形成ワイヤ（１１、１２；５１、６１）を含み、形成ワイヤの領域には少なくとも２つの連続する脱水ゾーン（Ｚ１、Ｚ２）が配設される、抄紙機ないし板紙抄紙機のツインワイヤ型形成セクションであって、
   第１の脱水ゾーン（Ｚ１）の少なくとも一部が、曲面を有するデッキ（５）を備える少なくとも１つの固定形成シュー（３、３ａ）により構成され、該形成シューに対して形成ワイヤ（１１／１２；６１）の一方が支持される一方で、他方の形成ワイヤ（１２／１１；５１）は、形成シュー（３、３ａ）の領域において支持されておらず、第２の脱水ゾーン（Ｚ２）は、形成ワイヤ（１１、１２；５１、６１）の他方側でクロスマシン方向にあり、且つ、それら形成ワイヤ間に位置する繊維ストックに対して支持される、相互間に隙間（２２）のある固定脱水ブレード（２１）により構成され、形成ワイヤ（１１、１２；５１、６１）の反対側では、固定脱水ブレード（２１）間の隙間（２２）にて形成ワイヤ間の繊維ストックに対して制御された態様で荷重を負荷できる脱水ブレード（２４）により構成され、第２の脱水ゾーン（Ｚ２）が繊維ストックの脈動的な脱水を引き起こすために使用される、ツインワイヤ型形成セクションにおいて、
   形成ワイヤ（１１、１２；５１、６１）は、ツインワイヤ型形成セクションの開始部から第１の脱水ゾーン（Ｚ１）の固定形成シュー（３）の領域内へと案内され、
   固定形成シュー（３）が、実質的に開口した表面を備え、固定形成シュー（３）の下で配置された負圧（４）の作用下で構成され、形成ワイヤ（１１、１２；５１、６１）間を移動する繊維ストックに実質的に非脈動的な脱水を引き起こし、該脱水が、固定形成シューの前縁（７）よりも後の領域における繊維ストックに適用されること、を特徴とするツインワイヤ型形成セクション。
2. ヘッドボックス（１）は、固定形成シュー（３）から遠い側に位置する形成ワイヤ（１１、５１）上へと繊維ストックを供給するように構成され、該形成ワイヤは、繊維ストックが固定形成シュー（３）の前縁（７）よりも後で上記固定形成シュー（３）に近い側の形成ワイヤ（１２、６１）と接触するように、繊維ストックを固定形成シュー（３）の領域内へと導く、請求項１に記載のツインワイヤ型形成セクション。
3. 当該形成セクションは、ブレードタイプのギャップフォーマ（１０，１０ａ）であり、そのギャップ（Ｇ）内に、ヘッドボックス（１）のリップジェット（２）が、固定形成シュー（３）より前で、固定形成シュー（３）から遠い側の形成ワイヤ上へと方向付けられる、請求項２に記載のツインワイヤ型形成セクション。
4. ヘッドボックス（１）のリップジェット（２）が、固定形成シュー（３）から遠い側の形成ワイヤ上へと、固定形成シュー（３）より前に位置する形成ワイヤ（１１）の非支持領域（Ｂ）内に方向付けられる、請求項３に記載のツインワイヤ型形成セクション。
5. ツインワイヤ型形成セクションが、長網ワイヤ（５１）とその上部に配設されるフォーマユニット（６０）とにより形成され、繊維ストックが、長網ワイヤ（５１）上でツインワイヤのフォーマユニットのギャップ（Ｇ）まで導かれる、知られたハイブリッドフォーマ（５０）である請求項１又は２に記載のツインワイヤ型形成セクションにおいて、
   ツインワイヤ型形成セクションの最初の脱水要素が、負圧にされた固定形成シュー（３）を含むことを特徴とする、ツインワイヤ型形成セクション。
6. 当該形成セクションが、ロール及びブレードギャップフォーマ（３０，３０ａ）であり、第１の非脈動的な脱水ゾーン（Ｚ１）は、形成ロール（３４）とその後に配設される固定形成シュー（３）とを含み、繊維ストックが、固定形成シュー（３）と接触するために形成ロール（３４）によりガイドされる、請求項１に記載のツインワイヤ型形成セクション。
7. 固定形成シュー（３、３ａ）のデッキ（５）の開口する表面領域が、シューの全表面領域の少なくとも５０％である、請求項１〜６の何れか１項に記載のツインワイヤ型形成セクション。
8. 固定形成シュー（３、３ａ）のデッキ（５）の開口する表面領域は、穴（６）又はその類である他のデッキを貫通する開口部により形成される、請求項１〜７の何れか１項に記載のツインワイヤ型形成セクション。
9. 前記穴（６）又はその類である他のデッキを貫通して固定形成シュー（３、３ａ）のデッキ（５）の開口を形成する開口部は、デッキ（５）の上面に対して、デッキ上を走行する形成ワイヤの移動方向に逆らう方向に傾斜して配置される、請求項８に記載のツインワイヤ型形成セクション。
10. 固定形成シュー（３、３ａ）のデッキ（５）の曲率半径（Ｒ）は、６００−４０００ｍｍの範囲内であり、好ましくは８００−３０００ｍｍの範囲内である、請求項１〜９の何れか１項に記載のツインワイヤ型形成セクション。
11. 固定形成シュー（３、３ａ）のデッキ（５）の領域における固定形成シュー（３、３ａ）上を移動する形成ワイヤ（１１、１２、６１）のオーバラップ角は、３−４５度の範囲内であり、好ましくは５−３０度の範囲内である、請求項１〜１０の何れか１項に記載のツインワイヤ型形成セクション。

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