JP2012506503A - 複数の排水シューを有するツインファブリック形成部 - Google Patents
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- D—TEXTILES; PAPER
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Abstract
【選択図】図1
Description
本願は、米国特許出願第61/107,051号(その内容は参照により本明細書に援用される)の優先権を主張する。
本発明は、紙製品の排水特性及び保持特性を最適化するためのツインファブリック製紙機械の形成部の始端部分における幾つかの排水要素及び形成要素のうち選択した幾つかの要素の配置に関する。本発明は特に、2つのファブリックの巻付角度を調整することでウェブの排水特性、保持特性及び形成特性を最適化するために、バッキングファブリック及び/又は搬送ファブリックの一方又は双方と摺接状態で連続的に配設される2つ以上の排水シューの使用に関する。排水シューは、様々な坪量のセルロース製品の製造の際にウェブ排水速度及びシート形成の改善された制御を提供するように構成及び配置され、従来技術の配置では達成することがこれまで困難であったか又は不可能であった、ファブリックの巻付角度及び排水速度を提供することができる。
特許文献1(Buchanan他)は、単一ファブリック又はツインファブリックの形成部内の衝突点に、間に通過フロー排水孔が配設されているMD配向、形状のファブリック支持面を含む溝付き衝突シューを配設することによる、流体排水及び原料噴流からの同伴空気の除去の改善を開示している。衝突シューは複数の少なくとも第1と第2の薄肉の積層セグメントからなり、これらの積層セグメントは形成ファブリックが摺動するのに適した表面形状になるように形状決めされており、該セグメントの間には同伴空気及び水の除去のための通過フロー排水孔が配設されている。
巻付角度:後縁のシュー面に対する接線の向きに対する、前縁のシュー面に対する接線の向きの変化によって測定された場合の、シューの前縁及び後縁間の角変位。この巻付角度は方向値なしに特定され、そのため、本発明の形成部において、2つ以上の排水シューが、排水シューのそれぞれに対する巻付角度の正の値の和である、ファブリックに対しての巻付角度の総計を提供するように配置される。
圧力パルス:原料を保持しているファブリックが外側要素を通過する際の該原料中の流体圧力の変化。
曲率半径:曲率が排水シューの表面の一部の曲率に対応する仮想の円の中心までの直線距離。
ファブリック当接面:移動ファブリックが摺接通過する、ファブリック支持要素の一部の表面。
機械方向(MD):紙製品が乾燥部を介してヘッドボックスから抄紙機を通過する際の紙製品の移動方向に対して平行な方向。
機械横断方向(CD):MDの平面に対して横断するがMDの平面内にある方向。
(a)原料の特性及び生成すべき製品の特性の変化に応じた形成ファブリックの巻付角度の変化、及び
(b)吸引成形ロールの製造コストを必要としない形成ファブリックの大きな巻付角度
のいずれか又は双方を可能にする装置が、吸引成形ロールの代わりに利用可能であれば非常に望ましい。特に、そのような装置が大きな排水能力、すなわち、ウェブの排水のために大量の流体を扱う能力を備え、同時に、非脈動である場合、すなわち、これは紙製品における充填材及び微細繊維の保持を低減させる破壊的な圧力パルスを原料にもたらすことがない場合がさらにより有利であろう。広範の紙製品に対して上述の利点を持つ、複数のかかる装置が、比較的低いコストで形成部内に配置されることができるとすれば、さらに有益であろう。
(i)ヘッドボックススライスを有するヘッドボックスであって、動作の際、
(a)該ヘッドボックスは前記ヘッドボックススライスを通じて前記第1のファブリック上の衝突点に原料噴流を送出し、
(b)前記第1のファブリックは前記衝突点の上流の第1の支持要素を通過し、前記衝突点の後に前記原料を層として保持し、
(c)前記第2のファブリックは第2の支持要素を通過すると共に該第2の支持要素によってガイドされて前記衝突点に近接して前記原料層と接触し、その後、前記第1のファブリックと協働して前記原料層を挟み込む、
ヘッドボックスと、
(ii)複数の排水シューであって、少なくとも、
(a)前記第1のファブリック及び前記第2のファブリックのうち選択した一方を摺接支持するように配設される第1の排水シュー、及び
(b)前記形成ファブリックのうち選択した一方が摺接通過する前記第1の排水シューの下流の、かつ該第1の排水シューから離間した、少なくとも第2の排水シューを含む、
複数の排水シューと、
を備え、
(1)前記排水シューはそれぞれ、
(A)前縁及び後縁、
(B)前記後縁まで延在すると共に所定の機械方向形状及び機械横断方向形状を有し、また、前記形成ファブリックのうち各選択した一方に接触すると共に機械方向に連続的な支持を提供し、かつ、前記排水シューの前記前縁及び前記後縁間の角変位を含む選択される巻付角度だけ、前記第1のファブリック及び前記第2のファブリックの双方と該ファブリック間の原料とを撓ませるように構成及び配置されるファブリック当接面であって、前記角変位は、前記後縁における該ファブリック当接面に対する接線に対する、前記前縁における該ファブリック当接面に対する接線の向きの変化によって測定される、ファブリック当接面、及び
(C)機械側の面、
を有し、
(2)前記排水シューの少なくとも1つは排水ボックスに固定され、複数の排水開口を設けられ、該排水開口は前記ファブリック当接面から前記シューの前記機械側の面を貫通して延在する、形成部を提供する。
Claims (37)
- ツインファブリック製紙機械の形成部であって、それぞれが複数のロール及び支持要素によって支持される、第1のファブリック及び第2のファブリックを含む一対の形成ファブリックを受けるように構成及び配置され、該形成部は、
(i)ヘッドボックススライスを有するヘッドボックスであって、動作の際、
(a)該ヘッドボックスは前記ヘッドボックススライスを通じて前記第1のファブリック上の衝突点に原料噴流を送出し、
(b)前記第1のファブリックは前記衝突点の上流の第1の支持要素を通り越し、前記衝突点の後に前記原料を層として保持し、
(c)前記第2のファブリックは第2の支持要素を通り越すと共に該第2の支持要素によってガイドされて前記衝突点に近接して前記原料層と接触し、その後、前記第1のファブリックと協働して前記原料層を挟み込む、
ヘッドボックスと、
(ii)複数の排水シューであって、少なくとも、
(a)前記第1のファブリック及び前記第2のファブリックのうち選択した一方を摺接支持するように配設される第1の排水シュー、及び
(b)前記形成ファブリックのうち選択した一方が摺接通過する前記第1の排水シューの下流の、かつ該第1の排水シューから離間した、少なくとも第2の排水シューを含む、
複数の排水シューと、
を備え、
(1)前記排水シューはそれぞれ、前記形成ファブリックのうち各選択した一方に接触すると共に機械方向に連続的な支持を提供するように構成及び配置され、また、
(A)前縁及び後縁、
(B)前記後縁まで延在すると共に所定の機械方向形状及び機械横断方向形状を有し、また、前記排水シューの前記前縁及び前記後縁間の角変位を含む選択される巻付角度だけ、前記第1のファブリック及び前記第2のファブリックの双方と該ファブリック間の原料とを撓ませるように構成及び配置されるファブリック当接面であって、前記角変位は、前記後縁における該ファブリック当接面に対する接線に対する、前記前縁における該ファブリック当接面に対する接線の向きの変化によって測定される、ファブリック当接面、及び
(C)機械側の面、
を有し、
(2)前記排水シューの少なくとも1つは排水ボックスに固定され、複数の排水開口を設けられ、該排水開口は前記ファブリック当接面から前記シューの前記機械側の面を貫通して延在する、形成部。 - 前記第1の排水シューは前記第1のファブリックに対して提供される、請求項1に記載の形成部。
- 前記第1の排水シューは前記第2のファブリックに対して提供される、請求項1に記載の形成部。
- 前記複数の排水シューのそれぞれの前記ファブリック当接面は0%〜70%の開口面積を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の形成部。
- 前記複数の排水シューの少なくとも1つの前記ファブリック当接面は40%〜70%の開口面積を有する、請求項4に記載の形成部。
- 前記排水シューのそれぞれは排水ボックスに固定され、複数の排水開口を設けられ、該排水開口は前記ファブリック当接面から前記排水シューの前記機械側の面を貫通して延在し、前記排水シューのそれぞれについて、前記ファブリック当接面の形状、前記巻付角度、並びに前記排水開口の形状及びサイズのそれぞれは同じである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の形成部。
- 前記排水シューの少なくとも1つについて、前記ファブリック当接面の形状、前記巻付角度、並びに前記排水開口の形状及びサイズから選択される少なくとも1つの特性は、前記排水シューの少なくとも他のもう1つの排水シューの対応する特性とは異なる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の形成部。
- 前記第1の排水シューは衝突シューである、請求項1又は2に記載の形成部。
- 前記第2の排水シューは前記第2のファブリックに対して提供される、請求項1又は2に記載の形成部。
- 前記排水シューの少なくとも2つは前記第1のファブリックに対して隣接順で提供される、請求項1に記載の形成部。
- 少なくとも1つの排水シューが、前記第1のファブリックに対して提供される前記少なくとも2つの排水シューの下流に第2のファブリックに対して提供される、請求項10に記載の形成部。
- 前記第1のファブリックに対して提供される少なくとも一対の隣接した排水シューの各部材が、共通の排水ボックスに固定される、請求項10又は請求項11に記載の形成部。
- 同じファブリックに対して提供される各対の隣接した排水シューについて、前記対のうち前記第1の排水シューの前記後縁が前記対のうち前記第2の排水シューの前記前縁から1インチ〜12インチ(約2.54センチメートル〜約30.48センチメートル)の距離だけ離間する、請求項1に記載の形成部。
- 前記ファブリックの対向したそれぞれに対して提供される各対の連続した排水シューについて、前記対のうち前記第1の排水シューの前記後縁が前記対の前記第2の排水シューの前記前縁から2インチ〜18インチ(約5.08センチメートル〜約45.72センチメートル)の距離だけ離間する、請求項1に記載の形成部。
- 前記排水シューの少なくとも1つは調整可能な排水ボックスに固定される、請求項1〜14のいずれか一項に記載の形成部。
- 前記排水シューはそれぞれ調整可能な排水ボックスに固定される、請求項15に記載の形成部。
- 前記調整可能な排水ボックスは、並進移動及び枢動の少なくとも一方によって確実に選択的に調整されるように構成及び配置される、請求項1〜16のいずれか一項に記載の形成部。
- 前記第1の支持要素はブレストロールを含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載の形成部。
- 前記第1の支持要素は少なくとも1つの回転棒を含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載の形成部。
- 前記第2の支持要素は形成ロールを含む、請求項1〜19のいずれか一項に記載の形成部。
- 前記第2の支持要素は少なくとも1つの回転棒を含む、請求項1〜19のいずれか一項に記載の形成部。
- 最後の排水シューの前記後縁の下流に、かつ該最後の排水シューの該後縁から離間した、複数のファブリック支持要素を含む少なくとも1つの形成シューをさらに備える、請求項1〜21のいずれか一項に記載の形成部。
- 前記少なくとも1つの形成シューは前記第2のファブリックに対して提供され、前記形成部は、前記少なくとも1つの形成シューの第1の形成シューと実質的に対向する、前記第1のファブリックに対して提供される少なくとも1つのカウンターブレードユニットをさらに備える、請求項22に記載の形成部。
- 前記少なくとも1つの形成シューの少なくとも前記第1の形成シューにおける前記複数のファブリック支持要素の隣接したファブリック支持要素どうしが、機械方向に漸減する距離だけ互いに離間する、請求項22又は23に記載の形成部。
- 前記少なくとも1つの形成シューの少なくとも前記第1の形成シューにおける前記複数のファブリック支持要素の隣接したファブリック支持要素は、幅が機械方向に漸減する、請求項22〜24のいずれか一項に記載の形成部。
- 前記最後の排水シューの前記後縁から下流にクーチロールをさらに備える、請求項1〜21のいずれか一項に記載の形成部。
- 前記最後の形成シューの前記後縁から下流にクーチロールをさらに備える、請求項22〜25のいずれか一項に記載の形成部。
- 前記クーチロールは少なくとも1つの真空ゾーンを含むサクションロールである、請求項26又は請求項27に記載の形成部。
- 前記排水シューそれぞれについて選択される巻付角度は5度〜50度である、請求項1〜28のいずれか一項に記載の形成部。
- 前記第1の排水シューについて前記選択される巻付角度は5度〜45度である、請求項29に記載の形成部。
- 前記第1の排水シューについて前記選択される巻付角度は10度〜35度である、請求項30に記載の形成部。
- 前記排水シューの少なくとも1つの前記選択される巻付角度は15度〜35度である、請求項29に記載の形成部。
- 前記排水シューの少なくとも1つの前記選択される巻付角度は15度〜25度である、請求項32に記載の形成部。
- 前記排水シューの全てについて前記選択される巻付角度の総計は10度〜100度である、請求項1〜33のいずれか一項に記載の形成部。
- 前記選択される巻付角度の総計は30度〜70度である、請求項34に記載の形成部。
- 前記ヘッドボックスは二層構造ヘッドボックスを含む、請求項1〜35のいずれか一項に記載の形成部。
- ツインファブリック製紙機械の形成部であって、
(i)ヘッドボックススライスを有するヘッドボックスと、
(ii)第1のファブリック及び第2のファブリックを含み、それぞれが複数のロール及び支持要素によって支持される、一対の形成ファブリックであって、
(a)前記ヘッドボックスは前記ヘッドボックススライスを通じて前記第1のファブリック上の衝突点に原料噴流を送出するように構成及び配置され、
(b)前記第1のファブリックは前記衝突点の上流の第1の支持要素を通り越し、前記衝突点の後に前記原料を層として保持し、
(c)前記第2のファブリックは第2の支持要素を通過すると共に該第2の支持要素によってガイドされて前記衝突点に近接して前記原料層と接触し、その後、前記第1のファブリックと協働して前記原料層を挟み込む、
一対の形成ファブリックと、
(ii)複数の排水シューであって、少なくとも、
(a)前記第1のファブリック及び前記第2のファブリックのうち選択した一方を摺接支持するように配設される第1の排水シュー、及び
(b)前記形成ファブリックのうち選択した一方が摺接通過する前記第1の排水シューの下流の、かつ該第1の排水シューから離間した、少なくとも第2の排水シューを含む、
複数の排水シューと、
を備え、
(1)前記排水シューはそれぞれ、前記形成ファブリックのうち各選択した一方に接触すると共に機械方向に連続的な支持を提供するように構成及び配置され、また、
(A)前縁及び後縁、
(B)前記後縁まで延在すると共に所定の機械方向形状及び機械横断方向形状を有し、また、前記排水シューの前記前縁及び前記後縁間の角変位を含む選択される巻付角度だけ、前記第1のファブリック及び前記第2のファブリックの双方と該ファブリック間の原料とを撓ませるように構成及び配置されるファブリック当接面であって、前記角変位は、前記後縁における該ファブリック当接面に対する接線に対する、前記前縁における該ファブリック当接面に対する接線の向きの変化によって測定される、ファブリック当接面、及び
(C)機械側の面、
を有し、
(2)前記排水シューの少なくとも1つは排水ボックスに固定され、複数の排水開口を設けられ、該排水開口は前記ファブリック当接面から前記シューの前記機械側の面を貫通して延在する、形成部。
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