JP3046889B2 - 遠心型連続抄紙機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は遠心型連続抄紙機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図４〜図６は従来の長網式抄紙機におけ
る一般的なウエットエンド部の構成説明図である。抄紙
機における一般的なウエットエンド部は、図４に示すよ
うに、紙原料としてのパルプスラリーを連続して供給す
るヘッドボックス１、形成された繊維マット２を搬送す
るワイヤ３、同ワイヤ３の裏面に巾方向全域にわたって
摺接させた複数個のフォイルブレード５等によって構成
されている。そして前記ワイヤ３は、エンドレスで複数
個のロール４を巻回し、図示省略の駆動装置により回転
するロールによって矢印方向に回転駆動することができ
るようになっている。即ち、前工程において製造された
パルプスラリーは、ヘッドボックス１より連続してワイ
ヤ３上へ供給され、同ワイヤ３の下側に設備した複数個
のフォイルブレード５によって順次パルプスラリーは脱
水されて湿紙として形成されて行き、更にサクションボ
ックス、サクションクーチロール等により、濃度１５〜
１８％程度まで脱水されて次工程へ送られる。

【０００３】この従来のフォイルブレード５として、３
組のフォイルブレードが取付けられたものを図５に例示
する。フォイルブレード５の上面は、図６に示すように
ワイヤ３と摺接し、各ワイヤ３を介して搬送される繊維
マット２と平行な面５ａ及び同面５ａのワイヤ３の走行
方向下流側に連接され、ワイヤ３と繊維マット２に対し
て或る角度を持つ傾斜した勾配面５ｂよりなる。この勾
配面５ｂの上方の隙間には矢印方向に走行するワイヤ３
及び繊維マット２によって負圧域が形成され、ワイヤ３
を介してマット２に含まれる水分をワイヤ３の垂直方向
（下方）へ図６に示す如く脱水することができる。繊維
マット２より脱水された水分は、ワイヤ裏面部に付着し
た状態で搬送され、並列して設置した次のフォイルブレ
ード５の先端５ｃで順次掻き落とされ、セーブオール６
に集められて排出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の抄紙機のウ
エットエンド部では、図７及び図８に示すようにワイヤ
３がフォイルブレード５を通過する際、ワイヤ３上のパ
ルプ液の流れはワイヤに垂直な比較的遅い下向き流れで
支配されているため、繊維同士が一部凝集する。そのた
め更に地合向上が望まれていた。紙繊維のＭＤ／ＣＤ比
に関しては（ＭＤ：紙の流れ（ワイヤ走行）方向、Ｃ
Ｄ：紙の巾方向）、その制御感度は比較的鈍い。その第
１の理由は、ヘッドボックス１から噴出されるパルプ液
の噴流厚みが比較的厚いため（約１０ｍｍ）、ワイヤ３
との相対速度の影響が噴流上面（ワイヤの反対側）に伝
わりにくいためであると考えられる。第２の理由は、ヘ
ッドボックス１からのパルプ液の噴出向きはワイヤ３の
移動方向と同じため（一部端子は除く）、ヘッドボック
ス１内の繊維配向がかなり支配する。そしてワイヤ３上
の繊維はパルプ液が下向き流れで支配されているという
ことは、図９に示すように、繊維がそのまま積層されて
いくので、ＭＤ／ＣＤ比制御の感度は鈍くなる。紙のＭ
Ｄ／ＣＤ比は、紙層形成中の繊維の向きを表し、図９に
示すようにＭＤ／ＣＤ比が大きい時は、繊維がほぼ一方
向に配向されて積層しており、カール（紙の寸法安定性
が立体的に現れたもの）の一原因にもなり、地合向上と
共に重要な課題の１つである。

【０００５】また実験室レベルでは図１０〜図１４に示
すような紙層形成装置（ダイナミックフォーマ）があ
る。それは垂直軸を中心に回転するドラム７を有し、そ
の内側に多孔板３０とフェルト１５とワイヤ３があり、
水壁１０が形成される。その中に図１０〜図１４に示す
ようなノズル９が垂直方向に往復し、一定厚さ（約８ｍ
ｍ）の水壁１０上にパルプ懸濁液１１を噴射する。ノズ
ル９を充分な回数垂直方向にトラバースさせた後、最後
に図１４に示すように水壁１０を遠心力によって排出さ
せる（噴出流れ１２）。なお、２９は排出バルブであ
る。また水壁１０の中にセットされていたワイヤ３に
は、図１４に示すように繊維８が捕集される。即ち、繊
維懸濁液１１が円筒上の水壁１０に着地するやいなや、
繊維（比重１．３）と水（比重１．０）の比重差によっ
て繊維同士が凝集する前に、ノズル９から噴出した高分
散の状態で、特に繊維が遠心力（約１００ｇ）の作用で
ワイヤ３面に固着される。このようにして、良好な地合
のシートが形成される。この装置では水壁１０とスラリ
ー噴射の回転方向速度の差が回転ドラム７の水平方向の
繊維の配向性を左右する。即ち、ドラム７の回転速度と
パルプ懸濁液１１の噴射速度でシートの配向性を制御す
る。

【０００６】またこの場合ＭＤ／ＣＤ比に関しては、前
述した様に比較的制御し易い。その１番目の要因は、ノ
ズルから噴出されたジェットのパルプ懸濁液１１は、ド
ラム７の高さ方向に約７０°で広がるため薄膜状（約３
ｍｍ）になり、相対速度が作用する単位面積当りの噴流
流量が少なくなるためと考えられる。更に２番目の要因
として噴流は約７０°で広がっているので、繊維もドラ
ム高さ方向に配向しやすいと推定される。前述したよう
にこの装置は、地合も良く、配向も制御し易いという特
徴を持つが、紙を連続的に抄紙することが出来ないた
め、商業ベースにはのらず、あくまで実験室レベル内に
とどまっていた。次に前記従来の長網式抄紙機とダイナ
ミックフォーマとを比較する。先ず構造からの比較で
は、長網式抄紙機は連続的に抄紙できるのに対し、ダイ
ナミックフォーマは連続的に抄紙ができない。また紙層
形成方法からくる紙品質の比較では、長網式抄紙機で抄
紙された紙地合（地合指数：地合指数とは、紙地合の指
標の１つで紙に光を透過させた時の濃淡差を数字で表現
したもので数字が大きい程地合が悪い。）は、ダイナミ
ックフォーマのそれと比較すると良くない（長網式抄紙
機：地合指数５．０、ダイナミックフォーマ：地合指数
４．３）。一方長網式抄紙機で抄紙された紙の繊維配向
（引っ張り強度のＭＤ／ＣＤ比）は、ダイナミックフォ
ーマのそれと比較すると大きい（長網式抄紙機：１．
６、ダイナミックフォーマ：１．４）。基本的には、Ｍ
Ｄ／ＣＤ比が小さい方、即ち配向のかたまりが少ない方
が、コピー用紙の紙品質には良い。本発明は前記従来の
問題を解決するために提案されたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、外部
の繊維懸濁液供給手段に接続し、周面の一部に前記懸濁
液ノズルを備え、略水平方向に設置された円筒型繊維懸
濁液噴出装置と、同噴出装置の円筒面に沿って侵入して
周回し、外部に脱出して回動する無端状ワイヤと、少な
くとも前記ノズル部に対応するワイヤ背面に接触して回
動する無端状フェルトと、同フェルトの背面に接触し、
前記ワイヤ及びフェルトを案内するガイドとから構成さ
れ、前記噴出装置の円筒面とガイドとの間に圧力をか
け、その圧力を一定に保つようにし、その圧力によって
ワイヤ及びフェルトを同ガイドに沿わせるようにしてな
るもので、これを課題解決のための手段とするものであ
る。

【０００８】

【作用】ワイヤがある曲率を持って移動することによ
り、円筒型繊維懸濁液噴出装置から噴出された繊維は、
同ワイヤ上で遠心力を受け、凝集力が作用する前に遠心
力によって紙層が高速度で形成される。従ってよりよい
地合が得られる。またこのノズルから噴出された噴流は
薄膜のため、繊維配向に大きく影響を与え、かつワイヤ
面における単位面積当りの噴流流量は小さいため、容易
にＭＤ／ＣＤを制御出来る。

【０００９】

【実施例】以下本発明を図面の実施例について説明する
と、図１〜図３は本発明の実施例を示す。さて図１〜図
３に示すように、遠心型連続抄紙機における円筒型繊維
懸濁液噴出装置は、複数の多管ノズル１３を円周上に、
かつ巾方向に埋設し、ワイヤ３は同懸濁液噴出装置２６
の円筒面１８と同心円の外側において移動することによ
り繊維マットを搬送する。またワイヤ３はフェルト１５
で押さえられると共に、同心円上のガイド１６で円筒型
繊維懸濁液噴出装置２６の約半円程度を支持されてい
る。またガイド１６と円筒型繊維懸濁液噴出装置２６と
の間の紙層形成部２８の領域には、コンプレッサ１７と
その配管２２を接続して圧力をかけ、その圧力によって
ワイヤ３、並びにフェルト１５をガイドに沿わせること
が出来るようになっている。また紙層形成部２８の入側
と出側に、夫々圧力を一定に保てるようにシール１９，
１９を設置してある。更に円筒型繊維懸濁液噴出装置２
６の約半円程度の後半部においてはフェルト１５は円筒
部から離れ、またワイヤ３に沿ってブロワ２１とその配
管２２とからなる真空ボックス２０が設置されている。
図２はワイヤ３及び真空ボックス２０を、円筒型繊維懸
濁液噴出装置２６の円筒面１８の後半部に沿って配設し
てなる実施例であるが、図１の実施例と作用効果におい
て差異はない。

【００１０】円筒型繊維懸濁液噴出装置２６の紙層形成
部２８の初期領域Ａにおいては、水のみを噴出できるよ
うに水配管２２が接続されており、その配管２２は水を
圧送する水ポンプ３１と、流量を制御するバルブ２５で
構成されており、噴出された水ジェットはその後ワイヤ
３上で水膜を形成するようになっている。その後繊維懸
濁液１１をノズル１３を経てワイヤ３上に噴出させ、遠
心力によって繊維はワイヤ３面に固着される。なお、２
３は繊維懸濁液１１の供給用ポンプ、２４は水噴出ノズ
ルである。ワイヤ３は紙層形成部出口部のシール１９を
通過した後、更に真空ボックス２０にて脱水が促進され
る。この紙層形成部と脱水部の長さがより必要な場合に
は、この円筒型繊維懸濁液噴出装置２６を複数個設け
る。また地合制御は円筒型繊維懸濁液噴出装置２６のＡ
部からの水膜制御で主に行なう。なお、この方式による
と濃度約３％まで適用でき、またＭＤ／ＣＤ比に関して
は、ワイヤ３の速度と円筒型繊維懸濁液噴出装置２６か
らの噴流速度で制御する。

【００１１】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明による
と、ワイヤがある曲率を持って移動することにより、円
筒型繊維懸濁液噴出装置から噴出された繊維は、同ワイ
ヤ上で遠心力を受け、凝集力が作用する前に遠心力によ
って紙層が高速度で形成される。従って地合（地合比
較）の良い、低ＭＤ／ＣＤ比の高品質な紙が連続的に得
られる。また本発明ではガイドを設け、前記噴出装置の
円筒面とガイドとの間に圧力をかけ、その圧力を一定に
保つようにし、その圧力によってワイヤ及びフェルトを
同ガイドに沿わせるようにした。従ってこのガイドの作
用により、曲率部におけるパルプスラリの脱水が抑制さ
れると共に、比重の重いパルプ繊維が遠心力によってワ
イヤ表面に泳動してマット層を形成し、懸濁液中の水分
はノズル側に集まることになる。このようにしてノズル
側に集まった水層は、曲率部通過中においてワイヤ上の
繊維マット層が直接ノズル表面に接触、破壊されるのを
防いでおり、フェルトはワイヤとガイドが接触、摩擦し
てワイヤが破損するのを防ぐ効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す遠心型連続抄紙機の系統
図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す遠心型連続抄紙機の
系統図である。

【図３】図１のＡ〜Ａ’拡大断面図である。

【図４】従来の抄紙機におけるウエットエンド部の構成
を説明する斜視図である。

【図５】従来の抄紙機のウエットエンド部におけるフォ
イルブレード部の分解斜視図である。

【図６】図４の側面図である。

【図７】従来の抄紙機においてワイヤがフォイルブレー
ドを通過する際の流れの模式図状態を示す側面図であ
る。

【図８】従来の抄紙機におけるワイヤがフォイルブレー
ドを通過する際の流れの模式状態を示す斜視図である。

【図９】従来の抄紙機における紙層形成過程の模式図で
ある。

【図１０】従来考えられたダイナミックフォーマの一部
切截斜視図である。

【図１１】図１０における原料吹付け状態の断面図であ
る。

【図１２】図１０における紙層形成中（脱水過程）の状
態を示す断面図である。

【図１３】図１０における紙層形成完了状態を示す断面
図である。

【図１４】図１０におけるダイナミックフォーマの紙層
形成部の詳細断面図である。

【符号の説明】

２ 繊維マット ３ ワイヤ ４ ロール １１ 繊維懸濁液 １３ 多管ノズル １５ フェルト １６ ガイド １７ コンプレッサ １８ 円筒面 １９ シール ２０ 真空ボックス ２１ ブロワ ２２ 配管 ２３ ポンプ ２４ 水噴出ノズル ２５ バルブ ２６ 円筒型繊維懸濁液噴出装置 ２８ 紙層形成部 ３１ 水ポンプ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部の繊維懸濁液供給手段に接続し、周
   面の一部に前記懸濁液ノズルを備え、略水平方向に設置
   された円筒型繊維懸濁液噴出装置と、同噴出装置の円筒
   面に沿って侵入して周回し、外部に脱出して回動する無
   端状ワイヤと、少なくとも前記ノズル部に対応するワイ
   ヤ背面に接触して回動する無端状フェルトと、同フェル
   トの背面に接触し、前記ワイヤ及びフェルトを案内する
   ガイドとから構成され、前記噴出装置の円筒面とガイド
   との間に圧力をかけ、その圧力を一定に保つようにし、
   その圧力によってワイヤ及びフェルトを同ガイドに沿わ
   せるようにしてなることを特徴とする遠心型連続抄紙
   機。