JP3271118B2

JP3271118B2 - 製紙機械のドライヤ

Info

Publication number: JP3271118B2
Application number: JP54236197A
Authority: JP
Inventors: デシュパンデ、ラジェンドラ・ディー; プルコウキー、ジェフリー・エイチ
Original assignee: ベロイト・テクノロジーズ・インコーポレイテッド
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 2002-04-02
Anticipated expiration: 2017-04-03
Also published as: DE69714442T2; US5933980A; EP0907796A1; WO1997045588A1; DE69714442D1; US5933977A; EP0907796B1; FI982574A0; BR9709401A; CA2256370C; FI982574A; CA2256370A1; JPH11511816A

Description

【発明の詳細な説明】関連出願本出願は1995年９月12日出願の出願No.08/527,048の
一部継続出願である。

技術分野本発明は一般に、製紙のために使用されるドライヤに
関し、特に、一列型のドライヤに関する。

背景技術移動するワイヤスクリーン上で繊維マット、通常はウ
ッド繊維を形成することによって紙を作る。その繊維は
その混合物の99％以上の水で希釈されている。紙ウェブ
が形成スクリーンを離れる時、それはまだ80％以上も水
を含んでいる。その紙ウェブは製紙機械の形成部分、即
ち湿潤端部から移動してプレス部分へ入り、そこでウェ
ブはドライヤファブリック上に支持され、紙の湿気含有
量はウェブをプレスすることによって減らされ、繊維の
含有量が42〜45％になるまで脱水される。プレス部分を
通って後、紙ウェブは蒸気で加熱される多数のドライヤ
ロール上で乾燥させ、そこで、紙の湿気含有量は約５％
まで減らされる。

ドライヤ部分は、製紙機械の長さの大部分を占める。
ウェブは、それが形成端部から巻きとりロールまで移動
する時、長さが1/4マイルにわたって伸長する。この長
さの大部分はドライヤ部分で占める。製紙技術は毎分4,
000〜5,000フィートもの速いウェブ速度まできてるの
で、ドライヤ部分はそれに応じて長さが次第に長くなっ
てきた。なぜなら、紙がドライヤを通ってより速く移動
する時、個々のドライヤで行われる乾燥はそれだけ少な
くなるからである。

２列型ドライヤとして知られている１つの型のドライ
ヤは直径が４〜７フィートの蒸気で加熱されるドライヤ
ロールが２列をなして配置される。上の列と下の列のド
ライヤロールは互い違いに配置される。紙ウェブは必要
とされる多数のロールの上を、上部ドライヤロールから
下部ドライヤロールへ、それから上部ロールへと曲がり
くねって進む。上部ドライヤファブリックはそれが上部
ドライヤロール上を移動する時、ウェブを支持し、それ
が下部ロールへ移る時、紙ウェブから離れる。上部ドラ
イヤファブリックは上部ロール間に間隔をおいて位置す
るドライヤファブリック逆転ロールによって転向され
る。下部ドライヤロール上で、ウェブは下部ドライヤフ
ァブリックにより支持され、この下部ドライヤファブリ
ックもまた、下部ドライヤファブリック逆転ロールによ
り下部ドライヤロール間で転向される。この装置は最初
にウェブの片面を乾燥させ、次に反対面を効果的に乾燥
させる。しかしながら、紙ウェブはそれが上部ドライヤ
ロールから下部ドライヤロールへ移動し、それから下部
ロールから上部ロールへ移動する時、支持されない状態
にある。このように支持されない紙ウェブは、ウェブの
速度が増す時、問題を生じる。ウェブ速度がより高速に
なると、紙はエアに触れてはためき始める。このはため
きは紙ウェブにしわを生じさせ、製造される紙の品質に
大きなダメージを与える。さらに、そのはためきは破断
や紙ウェブの不完全さにつながり、紙通しをやり直す紙
の損失と共に機械の運転休止時間を必要とし、それがコ
ストにひびく。

この問題を克服する第１の方法は、一本のドライヤフ
ァブリック又はワイヤを使用してそれを上下ドライヤの
両方の上を紙ウェブと共に移動するようにし、それによ
って、紙がオープンドロの間も支持されるようにするこ
とである。この方法は、オープンドロにおける紙のはた
めきを抑制したが、乾燥される紙ウェブと下部ドライヤ
ロールとの間にブランケットが配置されているので、下
部ドライヤロールの有孔性は事実上、減退してしまう。

もうひとつのドライヤの開発は、一列のドライヤロー
ルを配置し、それらの間に真空逆転ロールを配置するこ
とである。例えばU.S.No.特許4,882,854（ウェデル他）
に示されるもののような真空ロールは、紙の辺縁を逆転
ロールに引きつけて、辺縁のはためきを防ぐために真空
を使用し、ブランケットと逆転ロールとの間で境界層を
制限して通過させるように中央部の溝を使用する。

一列型ドライヤシステムは、乾燥率を上昇させ、製紙
機械のドライヤ部分を短縮させる点で効果がある。それ
はウェブの両側を乾燥させるために、頂部フェルトがけ
型一列ドライヤと底部フェルトがけ型一列ドライヤの両
方を有効に使用する必要がある。底部フェルトがけ型ド
ライヤは、紙の破片をドライヤファブリックとドライヤ
との間から取り出すことが困難で、時間のかかる仕事で
ある点で好ましくない。他方、頂部フェルトがけ型ドラ
イヤでは、ドライヤファブリックをゆるめれば、紙の破
片はドライヤファブリックとドライヤロールとの間から
比較的容易に抜ける。一列型ドライヤに伴うもうひとつ
の問題は、はじめに片側を、それから他側を連続して乾
燥させることである。シートの両側が同時に乾燥されな
い場合、乾燥効果によりシートの片側の繊維の寸法が、
シートの他側のまだ濡れている繊維の寸法と異なること
になり、紙にカールが生じてしまう。それは紙ウェブが
クロスマシン方向とマシン方向の両方向にカールする傾
向を生じさせる。

紙ウェブがドライヤ部分を通って移動する時、その紙
ウェブをカールさせることによる問題はまた、紙ウェブ
がその中央より辺縁部の方がより速く乾燥するという周
知の事実からも生じる。乾燥する紙ウェブの湿潤プロフ
ィルが変化するというこの問題は従来、例えば、種々の
ゾーンに分光させる赤外線放射を使用することによって
ウェブの中央部を更に乾燥することによって処理してき
た、また、紙の辺縁に水をスプレーして、ウェブの中央
部に対して辺縁部の湿気含有量を上げる方法も行われて
きた。もうひとつの方法は、蒸気ボックスを紙ウェブの
幅にわたって伸長させて配置し、それを蒸気源に接続さ
せて蒸気をウェブに送り、ウェブの特性を均一にするこ
とである。

製紙機械がクロスマシン方向へ不均一にウェブを乾燥
させると、その紙はドライヤの辺縁部の方がより多く収
縮し、不均一な引っ張りプロフィルが生じ、用紙に形成
される時、そのことがウェブをカールさせることにつな
がる。紙のカールは特に、新式の印刷及び複写方法を使
って使用される高級紙の場合非常に望ましくないもので
ある。レーザプリンタやフォトコピアは紙を片側から迅
速に加熱する。この加熱が紙にカールを生じさせる場
合、紙がレーザプリンタ、或いはフォトコピア機によっ
て供給される時、紙詰まりが生じる。

そこで必要とされるものは、ウェブの両側を同時に乾
燥させ、クロスマシン方向へ紙の湿潤プロフィルを積極
的にコントロールするようにした長さの短いドライヤ部
分である。

発明の開示本発明の紙ドライヤ部分は、一列配置の頂部フェルト
がけドライヤを使用する。ドライヤロールは好ましく
は、従来の６フィート直径のものではなくて、８〜20フ
ィート直径のものである。この一列配置は頂部フェルト
がけと相まって、紙片の取出しを容易にする。ウェブの
両側を同時に乾燥して、カールを防ぎ、乾燥率を向上さ
せるために、ドライヤロール上にエアキャップを使用す
る。そのエアキャップは200〜900゜Fの温度で、毎分8,0
00〜40,000フィートのエア速度で吹きつけられるエアを
使用する。使用されるドライヤファブリックは有孔性で
あって、0.5インチの水圧で１平方フィート当り毎分300
〜1,200立方フィートの高い透過性を有し、900゜Fまで
のピーク温度に耐え、500〜600゜Fの平均温度に耐える
ように設計される。ウェブの周囲の巻きを最大にするた
めに、ドライヤロール間に１個又は効果的にはそれ以上
の数、即ち２個の真空ロールを真空ボックス内に配置
し、その真空ロールはドライヤロール間でウェブを支持
し移送させる。

本発明では、前記のようなドライヤロールとエアキャ
ップに加えて前記のように高い透過性の有孔性ドライヤ
ファブリックを使用することによって、紙ウェブの両面
は、それぞれドライヤロールとエアキャップから前記有
孔性ドライヤファブリックを通して吹きつけられる空気
とによって、同時に効果的に乾燥され、また、この同時
に行われる両面からの乾燥によって、紙ウェブのカール
の発生が防止される。また、前記のような高い透過性を
有する有孔性ドライヤファブリックは紙詰まりの発生を
防止することができる。

本発明のドライヤロールは、2.4〜6.1m（８〜20フィ
ート）の直径を有することが望ましい。

もうひとつのドライヤ部分は、一列の底部フェルトが
け型ドライヤに関連して一列の頂部フェルトがけ型ドラ
イヤロールを使用する。この一列配置のドライヤの上、
又は下にエアキャップを位置づける。本発明のドライヤ
部分は、更にクロスマシン方向へ隔室に区分したエアキ
ャップを使用する。この隔室を形成したエアキャップ
は、ドライヤファブリックを通して紙ウェブへかけられ
るエアの量と温度のクロスマシン方向のプロフィル化を
達成し、それによってクロスマシン方向の湿気含有量を
均一にする。紙ウェブがドライヤ部分を離れる時、紙ウ
ェブの湿気含有量を検出するためにセンサ手段を使用す
る。紙ウェブの各クロスマシン方向の部分の乾燥量をコ
ントロールするために、センサ手段によって生じる湿気
プロフィルをコントロールする手段が利用される。

本発明の特徴は、紙ウェブの乾燥率を向上させる製紙
機械の一列型のドライヤ装置を提供することである。

本発明のもうひとつの特徴は、よりコンパクトな製紙
機械の一列型ドライヤ部分を提供することである。

本発明の更にもうひとつの特徴は、乾燥される紙ウェ
ブにカールが形成されることのないようにした製紙機械
の一列型ドライヤ部分を提供することである。

本発明の更なる特徴は、紙ウェブのクロスマシン方向
の湿気含有量を積極的にコントロールして紙ウェブのエ
カールの発生を防止すると共に紙ウェブの乾燥率を向上
させることができる製紙機械の一列型ドライヤ部分を提
供することである。

本発明の他の１つの特徴は、形成される紙のカールを
コントロールし、紙の一側性を最大限にする製紙機械の
一列型ドライヤ部分を提供することである。

本発明の他の目的、特徴、効果は、添付図面と関連付
けて読むとき、以下の詳細な説明から明らかとなるであ
ろう。

図面の簡単な説明図１は２個の逆転ロールを使用した本発明のドライヤ
部分の概略側面図である。

図２は１個の逆転ロールを使用した本発明のドライヤ
部分の概略側面図である。

図3A、3Bは図１のドライヤ部分を使用した製紙機械の
概略図である。

図4A、4Bは本発明のドライヤ部分を有するもうひとつ
の実施例の製紙機械の概略図である。

図５はクロスマシン方向へ多数の障壁を有するドライ
ヤのエアキャップの一部切除した等角投影図である。

発明を実施するための最良の形態同一部品に同一符号を付して示す図１〜５において、
図3A〜3Bには、製紙機械20が示されている。その製紙機
械はドライヤ部分22を使用する。このドライヤ部分は、
内部から蒸気で加熱されるドライヤロール24で成り、そ
れは直径６フィートの従来のドライヤロールとは異な
り、８〜20フィートもの直径を有するものが好ましい。
ドライヤロールは軸線26のまわりで回転し、それら軸線
は１つの面に位置する。そのようなドライヤロールの配
置は一列型ドライヤ部分として知られている。

図3A、3Bに示すように、紙ウェブ28は、ドライヤ部分
22を通って移動する時、はじめに第１ドライヤファブリ
ック30により、それから第２ドライヤファブリック32に
より、最後に、第３ドライヤファブリック34により順
次、ドライヤロール24に巻かれる。各ドライヤロール24
はドライヤ面36を有する。このドライヤロール面36は胴
を形成するので、ドライヤロール24は円形横断面を有す
る。この円形横断面は最上点、即ち、頂点38と、各ドラ
イヤロール24の底部に最下点、即ち、底点40を有する。
ドライヤファブリック30,32,34は、ロールの頂点38がカ
バーされるが、底点40は包囲されないようにドライヤロ
ール24を包囲する。ドライヤファブリックをこのような
形態でロールにかけることを頂部フェルトがけと呼ぶ。

頂部フェルトがけ型ドライヤ部分22は、ウェブが破断
した時、その破断片を頂部フェルトがけ型ドライヤ部分
から一層容易に除去することができる点で、ドライヤフ
ァブリックをドライヤロールの底点に巻くようにした底
部フェルトがけ型ドライヤシステムより効果的である。

図3A〜3Bに示す製紙機械20は毎分、6500フィートで作
動する。紙の破片は、製紙機械において非常に好ましく
ないものであるけれども、特に、等級の異なる紙に取り
かえる時、機械の変更を行う場合や、長期にわたる保守
を行う時、或いはドライヤファブリックの取りかえを行
う時には、避け難いものである。製紙機械が高速になる
と、紙の破損が生じる時、紙の破片が検出される前に、
或いは機械が停止する前に、その機械内に紙の破片が多
量にたまってしまう。その結果、破断した紙ウェブが個
々のドライヤロールのまわりに巻きついてしまう。頂部
フェルト型の場合、ドライヤファブリックはドライヤロ
ール24からゆるめられるので、紙がたまっても、それら
の紙はドライヤロールから容易に除去され、そして脱落
する。このことは、底部フェルトがけ型単一列ドライヤ
の場合とは対照的であって、その底部フェルトがけ型の
場合、ドライヤファブリックとドライヤロールとの間か
ら破片を探し出す必要があり、そのドライヤファブリッ
クはドライヤロールのまわりにポケットを形成し、そこ
に破断した紙がたまってしまう。

単一列の頂部フェルトがけ型ドライヤの欠点は、通常
は紙ウェブが片側からのみ乾燥されることである。紙ウ
ェブのこの単一方向からの乾燥は、ドライヤ側と紙ウェ
ブのドライヤファブリック側との間に寸法の変化を生じ
させ、これが順次、紙ウェブに永久的なゆがみを生じさ
せたり、カールを生じさせたりするので、これは望まし
い結果とはならない。本発明のドライヤ部分22は、ウェ
ブのドライヤファブリック側を乾燥させるためにエアキ
ャップ42を使用することによってこの問題を克服するも
のである。エアキャップ42はドライヤロール24の上部部
分44の上に位置するフードであって、それはドライヤフ
ァブリックを通って高速熱気を吹きつけ、ウェブの上面
を同時に乾燥させ、好ましくは、紙のロール側はドライ
ヤロール24の表面36に伝達される蒸気熱によって乾燥さ
れるのと同一比率で乾燥させる。

ドライヤファブリック30,32,34を通って空気を通過さ
せるために、ドライヤファブリックは多孔性でなければ
ならない。かくして、このドライヤ部分22に使用される
ドライヤファブリックは、製紙用ドライヤファイバのデ
ザインと構造の技術分野で熟達した者が典型的な形で測
定した時、0.5インチの水圧で、１平方フィート当り毎
分400〜1200立方フィートの範囲の多孔性を有する。エ
アキャップ42によって供給されるエアは250〜900゜Fの
温度を有し、毎分8,000〜40,000フィートの速度で吹き
つけられる。そのエア温度が高いので、ドライヤファブ
リックは、短時間の場合900゜Fに耐える必要があり、安
定状態の温度では、500〜600゜Fに耐えなければならな
い。

この性質をもつドライヤファブリックは金属や耐高温
プラスチック、例えば、フィリップスペトロリウム社
製のポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、又はリトン
（Ryton）７ファイバーとして販売されているポリフェ
ニレンサルファイド（PPS）、又はその他の耐高温材
料、例えば、デラウェア州、ウィルミントン市、マーケ
ットストリート、1007番地に所在するイーアイデュ
ポンデヌムール社製のノメックス（Nomex）７ファ
イバーで構成されるとよい。

図3A〜3Bに示すように、多数のドライヤファブリック
30,32,34が使用される。典型的な移送システムは、紙ウ
ェブ28が第１ドライヤファブリック30と第２ドライヤフ
ァブリック32との間、或いは第２ドライヤファブリック
32と第３ドライヤファブリック34との間を通過する時、
紙ウェブが短い部分46だけドライヤファブリックによっ
て支持されないでドライヤロール上に支持されるような
いわゆる軽く触れたウェブ移送で成る。その軽く触れた
ウェブ移送部分47に隣接するエアキャップ48は、前記支
持されない部分46には吹きつけないので、その支持され
ていないウェブがドライヤロール面36から吹きとばされ
ることはない。

ウェブ28は単一列をなす多数のドライヤロール24間を
移送される。ドライヤ部分22には、一列のドライヤロー
ル24が使用されるので、逆転ロール50は１個のドライヤ
ロール24の表面36から隣接するドライヤロールの表面へ
紙ウェブ28を移送するために使用される。逆転ロール50
の回転軸は、複数のドライヤロール24の軸線26を含む１
つの共通面より下方に位置する。１個のドライヤロール
24につき乾燥される部分の量を最大にするために、ウェ
ブは各ドライヤロールのドライヤ面38の実際的な最大部
分のまわり巻かれるようにするのが望ましい。図１及び
図3A〜3Bに示すように、２個の間隔をおいて位置する逆
転ロール50を使用すると、ドライヤファブリック30,32,
34及びウェブ28によって包囲されるロール面36の部分52
を最大限にする。ドライヤファブリックは、ドライヤロ
ール面36の約80％で成る部分52を包囲し、これはロール
面の約290＃に相当する。

図１に示すように、２個の逆転ロール50が使用される
場合には、ウェブ28が逆転ロール50のまわりを移動する
時、ウェブを支持するのが望ましい。なぜなら、ウェブ
がはためいて紙が破断するのを防ぐことができるからで
ある。ドライヤロール24間の間隙56間に位置する、剛直
な金属構造体のカバー58によって、真空室54が形成され
る。この真空室54は減圧が引き抜かれる内部容積を形成
するため移動するドライヤファブリック30,32,34に対し
てシールされた金属カバー58によって形成される。カバ
ー58は２枚の側板60で成り、その片方が図１に示されて
いる。側板60は頂板62によって頂部に沿って接合され
る。各側板60は逆転ロール50より直径が小さい２個のク
リアランス開口64を有する。真空は好ましくは、真空室
54により引抜かれるけれども、ブローボックスにより同
様の効果を得ることもできる。しかしながら、ブローボ
ックスの場合、それによって得られる圧力低下が制限さ
れるので、締めつけ効果が小さくなる。

逆転ロール50は好ましくは、周囲溝を有し、それによ
って、紙ウェブとドライヤファブリックを逆転ロール50
に保持し易くする。逆転ロール50は真空室54内に回転自
在に装着される。開口64はロール50を取付ける軸（図示
せず）を側壁から伸長させるためにクリアランスを与え
る。側板60は、互いに対面していて、ドライヤロール24
の中心軸26に対して直角をなす。外部の真空手段（図示
せず）によって真空室54を真空にすることができるよう
に側板60に穴（図示せず）が形成されている。各側板60
は溝付ロール50の上方へ伸長する上部セグメント66と、
溝付ロールの側部に対して空気の漏れを遮断する下方へ
の伸長タブ68とを有する。タブ68の下方水平辺縁部70
は、ドライヤファブリックが２個の溝付ロール50間を通
過する時、ドライヤファブリック30,32,34と接触する。
真空をかけることによって側板60が過度に変形するのを
防ぐために、側板60の内周から内方へ向って強化リブ
（図示せず）が突出する。両側板60間で頂板62から２個
の傾斜フランジ72が伸長する。各傾斜フランジ72は、頂
板62から上方へ、しかも側板60の中央部へ向って内向き
に伸長するので、そこに頂板62と鋭角を形成する。溝付
ロール50と真空ボックス54との真の機能は、ウェブとそ
の支持用ドライヤファブリックとが１つのドライヤロー
ルから次のドライヤロールへ移送される時、それらのは
ためきを制限することであり、同時に紙の破断をも防止
する。

図２に示すように、もうひとつのドライヤ部分122
は、ドライヤロール124とエアキャップ142を使用する。
ドライヤ部分124は図１のドライヤ部分に類似するが、
ドライヤロール124間でウェブ128とドライヤファブリッ
ク130とを移送させるために逆転ロール150を１個だけ使
用する点が異なる。逆転ロールを１個だけ使用すると、
ドライヤ部分122の複雑さを緩和することができる。し
かしながら、逆転ロールを１個だけ使用した場合、ロー
ルの総表面積136の包囲される部分152が図１のドライヤ
部分22の包囲されるパーセントに比較して幾分小さくな
る。

逆転ロール50,150は好ましくは、ドライヤロールにで
きるだけ接近して位置づける。なぜなら、ウェブにおい
て、ドライヤファブリック又はドライヤ面にしっかりと
締めつけられない部分を最少限にしたいからである。ウ
ェブがドライヤ部分を通って移動する時、そのウェブを
押さえることにより、シートの特性を改善できる。マシ
ン方向への収縮は、ドライヤ速度の制御による生じるウ
ェブの引っ張りによってコントロールされる。クロスマ
シン方向の収縮は、ドライヤファブリックの引っ張りに
よりウェブをドライヤ面に締めつけ、ウェブが逆転ロー
ルをまわって移動する時、真空によりウェブをドライヤ
ファブリック上に保持することによってのみコントロー
ルされる。かくして、ウェブはできるだけ多く拘束する
ことが重要である。直径８〜20フィートのドライヤロー
ルを使用することは、ドライヤロール面に対する締めつ
け力を一定に保持しなければならない場合、ドライヤフ
ァブリックの引っ張りを増強させなければならないこと
を意味する。ドライヤファブリックの引っ張りを増す
と、ドライヤロール、逆転ロール、及びドライヤファブ
リックを処理する他のロールへの負荷が増強されること
になり、その結果、ロールの強度を増すことが必要とな
り、さらに、ロール軸受もより強度のあるものにする必
要がある。例えば、ドライヤファブリックにかけられる
引っ張りは、直径６フィートのドライヤの場合、直線方
向１インチ当り、約10〜12ポンドであるが、その引っ張
りは、直径20フィートまで、ドライヤの直径に比例して
増大する。

しかしながら、逆転ロール50,150はドライヤロールに
接近させ過ぎてもいけない。なぜなら、紙が破断する場
合、ウェブがドライヤのまわりに巻かれているのである
が、そのドライヤが隣接する逆転ロールに接触して破壊
しそうになるからである。実際に、逆転ロールとドライ
ヤロールとの間の最小間隔は、製造される紙の厚みや、
紙の破片が自動的に検知され、そのウェブがドライヤ部
分から転向される速度や、逆転ロールがドライヤロール
から離れてピボット動きできるように装着されているか
否かによって決まる。通常、逆転ロールはドライヤロー
ルから１〜５インチ離して位置づけられ、特定状況での
選択は、製紙機械のオペレータによって行われる。

このドライヤ部分22を使用した典型的な製紙機械20を
図3A〜3Bに示す。図示の製紙機械20は、28ポンドの新聞
印刷用紙を製造するために使用され、そのワイヤの幅は
420インチで、毎分6,500フィートの速度で作動する。こ
の製紙機械20は、縦型ヘッドボックス80を有するフォー
マ88を使用しており、その縦型ヘッドボックス80は、第
１形成ワイヤ84と第２形成ワイヤ86との間にパルプの流
れを注入するスライス開口82を有し、これはツインワイ
ヤフォーマ88を構成する。紙ウェブ28は、プレス部分90
へ送られ、そこで、広巾ニッププレス92がプレス機能を
行う。ウェブ28はそれから第１ドライヤファブリック30
上に巻かれ、ドライヤ部分22へ送られる。ドライヤ部分
22へ送られた後、ウェブは高温ソフトニップカレンダ9
4,95によりカレンダ処理される。カレンダ処理の後、ウ
ェブはワインダ96によってリールに巻かれる。

ソフトニップカレンダ94は上部加熱プレスロール98
と、しなやかな下部支持ロール100とを有する。カレン
ダ94は温度勾配型のものであって、ウェブは予加熱の必
要がなく、従って、加熱ロールとの接触面のみがカレン
ダ94を通過する時に変形する。第２ソフトニップカレン
ダ95は下部加熱プレスロール102と、上部支持ロール104
とを有する。加熱プレスロール98と102は、ウェブ28の
反対側でそれぞれ接触する。かくして、下部加熱プレス
ロールの温度に対して上部加熱プレスロール98の温度を
変化させ、そして、第２カレンダ95の圧力に対して第１
カレンダ94のプレス圧を変化させることによって、ウェ
ブ28の表面は、ドライヤ部分22によって生じる二側性を
補償するために相異なるように処理することが可能であ
る。

１つの好ましいシステムはウィスコンシン州、ベロイ
トにあるベロイトコーポレーションで製造された構成要
素を使用する。そのツインワイヤ型フォーマは、ベロイ
トコーポレーションから入手できるベルベイ（Bel−Ba
i）RCB型包囲式ジェットフォーマである。使用されるヘ
ッドボックスは好ましくは、これもまた、ベロイトコー
ポレーションから入手できる一貫したプロフィルをもつ
IV−MHヘッドボックスである。プレス部分、高温ソフト
ニップカレンダ及びリールもまた、ベロイトコーポレー
ションから入手できる。

ドライヤ部分24を使用した製紙機械22は比較的少数の
ドライヤロールを使ってコンパクトである。個々のロー
ルやその軸受及び支持システムは高価であるので、図3A
〜3Bに示すもののような製紙機械は、コストの低減、信
頼性及び性能に貢献する。

ドライヤ部分222を備えたもうひとつの実施例の製紙
機械220が図4A、図4Bに示される。この製紙機械220は、
フォーマ88に類似するフォーマ224を有する。このフォ
ーマ224は、紙料の流れを第１ワイヤ230と第２ワイヤ23
2との間に導くスライス228を備えたヘッドボックス226
を有する。下部プレスロール236と上部支持ロール238と
で塊破壊プレス234を形成する。下部プレスロール236
は、第２ワイヤ232により形成されるループ内に位置す
る。

上部支持ロール238は、プレスフェルト240により形成
されるループ内に含まれる。塊破壊プレス234を使用す
ると、フォーマ224によって形成されるウェブ242の繊維
含有量が乾燥重量比で16〜約22％増加する。塊破壊プレ
ス234は、プレスフェルト240が第２形成ワイヤ232と接
触する地点の前方に位置づけられる。これは、プレスさ
れてプレスフェルト240へ浸み込む水の量を最少限にす
る効果を有する。下部プレスロール236と上部プレスロ
ール238は、好ましくは、形成ワイヤ224によって形成さ
れるウェブにかかる圧力を最少限にするために、弾性カ
バーを有する。

例えば、ベロイトコーポレーション社製の広巾ニップ
型プレスのような単一の凹状シュープレス246を使用し
たプレス部分244がフォーマ224に後続する。図4Bに示す
ドライヤ部分248は、ドライヤ部分22の変形例である。
このドライヤ部分248は単一列のドライヤを使用する。
しかしながら、第１ファブリックグループ250はエアキ
ャップを有しない。これは、現存の機械にエアキャップ
を取付ける場合に必要とされるドライヤ部分22の変更の
典型であって、その場合、スペースが制限されるため
に、プレス部分に隣接するドライヤロールからエアキャ
ップを除去せざるを得ない。さらに、図4Bに示すドライ
ヤロールの第１ファブリックグループ250には、ドライ
ヤロールがわずかな数しかないので、ドライヤ部分がよ
り短い場合、そのようにエアキャップが欠落していて
も、大きな影響はない。ドライヤロールの第１ファブリ
ックグループは軸線254のまわりで回転するドライヤロ
ール252を使用する。

ドライヤロールの“ファブリックグループ”は、単一
のドライヤファブリックによって接触されるほぼ単一面
にあるドライヤロールのグループとして定義づける。ド
ライヤロールの第２ファブリックグループ256は、ドラ
イヤロール260の頂部にエアキャップ258を有する。各対
のドライヤロール260間の逆転ロール262は、紙ウェブ24
2と共にドライヤファブリック264を、そのドライヤファ
ブリック264を通して引きつける真空によって引き締め
るように働く。各ドライヤロール260は頂点266と底点26
8とを有する。ドライヤロール260は頂部がフェルトがけ
される型のものであって、ドライヤファブリック264が
頂点266を含むドライヤロールの頂部を包囲するが、底
点268は包囲しない。破断した紙片を処理するとき、操
作上の効果があるために、頂部フェルトがけドライヤロ
ールが好ましいけれども、紙ウェブ242のよりすぐれた
片面性を達成するためには、底部フェルトがけドライヤ
ロール270を１個以上使用する方が望ましい場合があ
る。

底部フェルトがけドライヤロール270の手前のファブ
リックグループ256にある最後のドライヤロール272は、
スペースを考慮してエアキャップを使用しておらず、図
4Bに示すようにＳ型ウェブ移送274の形をとる。ここで
は、図面を見易くするために、移送用ドライヤファブリ
ック間には、小さな間隙があって、ウェブ242は示して
いない。そのＳ型ウェブ移送は、ウェブを頂部ドライヤ
フェルト264と底部ドライヤフェルト276との間に保持す
る。このＳ型ウェブ移送は、第１ドライヤ部分から第２
ドライヤ部分までウェブを移送する手段を備え、その場
合、ウェブ242は、頂部フェルトがけドライアファブリ
ックグループ256から底部フェルトがけドライヤロール
のファブリックグループ278までオープンドローなしに
移送される。そのＳ型ウェブ移送は、ウェブが底部ドラ
イヤファブリックに厳密に従って頂部ドライヤファブリ
ックにより運ばれるように、ドライヤの頂部ドライヤフ
ァブリック264と底部ドライヤファブリック276との一致
走行を限定する。その結果、頂部ドライヤファブリック
はウェブから離れ、ウェブは底部ドライヤファブリック
により運ばれる。

図4Bの底部フェルトがけドライヤロール270は、エア
キャップ280を有して示されているが、乾燥される紙次
第では、エアキャップを使用しないで使用されることも
ある。底部フェルトがけドライヤロール270を使用する
効果は、ウェブ242の一側性を改善する能力にある。こ
の効果は、底部フェルトがけドライヤロールから紙の破
片を除去することに関連した問題を提起することがあ
る。底部フェルトがけファブリックグループ278に後続
する頂部フェルトがけドライヤロールの更なるファブリ
ックグループ282は紙ウェブ242を所望なだけ乾燥させる
ために必要なものとして使用される。

紙ウェブの乾燥において１つの重要な問題は、ウェブ
の或る場所がクロスマシン方向の他の場所より一層迅速
に乾燥する傾向があることである。図５に示すように、
邪魔板288によって区画された隔室284に分割されるエア
キャップ283は、クロスマシン方向へウェブの湿気含有
量を調節するために使用される。図4Bに概略的に示され
るように、ウェブの湿気を測定するセンサ286がウェブ
を横切るように装着され、ウェブが形成される時、その
ウェブに湿気プロフィルデータを与える。典型的なセン
サは、ウェブ内の湿気含有量をモニタするために、ベー
タ放射線を利用する。

エアキャップ283の区分された各隔室284へ流入する空
気の速度及び／または、気温を調節するためにコンピュ
ータまたはコントローラ（図示せず）がセンサの出力を
利用する。そのコントローラはかくして、処理されるウ
ェブの湿度プロフィルに応答して、そのウェブの次の部
分の処理を調整する。実際に、コンピュータ又はコント
ローラの制御のもとに区分された各隔室284へ供給され
る熱気の量を調節する一連のダンパ（図示せず）によっ
て、単一温度の空気が各隔室284へ導入される。その隔
室284はエアキャップ283をいくつもの区域に分割する邪
魔板288によって形成され、それらの区域へ流入する気
流は別々にコントロールされる。邪魔板288はマシン方
向へ伸長し、隔室284はクロスマシン方向へ一線に並
ぶ。邪魔板288は、図１〜4Bに示されるエアキャップ25
8,280,42,122のいづれについても、湿気のプロファイリ
ングに使用される。エアキャップ283は典型的なドライ
ヤロール290の上にエアキャップを位置づけて示す概略
図である。その他のダクト装置やガス発火ユニットは図
面を明瞭にするために省略する。

図4A〜4Bに示す発明は、典型的には、新しい製紙機械
として構成され、尚、図示の実施例は、旧式の機械を改
善する際に必要とされる種々の構造体を含むものとして
理解されるべきである。特に、図示のドライヤロールの
或るものは、エアキャップを使用していないが、好まし
くは、全ての新しく構成される製紙機械において、最大
の乾燥容量を望む場合には、各ドライヤロールがエアキ
ャップを有するようにする。ドライヤのファブリック移
送に関連してスペースの制限により、ドライヤロールの
全てにエアキャップを位置づけることができない場合に
は、部分的にエアキャップを使用することもできる。

ドライヤのエアキャップに使用されるエアの温度は、
ドライヤの湿潤端部と乾燥端部との間で変動があり、湿
潤端部でより高温のエアが使用される。

また、典型的には、エアの速度は毎分28,000フィート
であり、エアの温度は、750゜Fが使用される。一般に、
エアの温度は250゜F以上であり、エア速度は毎分12,000
フィート以上である。

取引市場でドライヤフェルト又はドライヤキャンバス
とも呼ばれているドライヤファブリックの透過性は、0.
5インチの水圧で、１平方フィート当り毎分90〜120立方
フィートの透過性を有する典型的なドライヤファブリッ
クより大である。好ましくは、ドライヤファブリックの
透過性は、0.5インチの水圧で１立方フィート当り毎分3
00立方フィート以上であり、0.5インチの水圧で１平方
フィート当り毎分300〜1200立方フィートの範囲にあ
る。

より大型のドライヤロールを使用することによって、
あらかじめ定められた床プリントに対して一層大きいド
ライヤ面を生じさせることができ、ヤンキードライヤの
製造者が用いている技術は、20フィートもの大きいドラ
イヤロールを形成しうることを保証している。

また、本発明のドライヤ部分22の更なる効果は、全て
のドライヤロールが単一列に位置する時、ドライヤの下
に基礎部を建造する必要なしに、ドライヤ部分をミルの
床に直接、取付けることができる。このように比較的簡
単でより剛性のある取付けが好ましい。

また、ここには、３本のドライヤファブリックが示さ
れているけれども、ドライヤファブリックはそれより少
数であってもよい。それ以上の数のドライヤファブリッ
クを使用する効果は３つある。第１に、乾燥工程が行わ
れる時、紙はわずかに伸長したり短縮したりするので、
その紙がドライヤ部分22を通って前進する時、ドライヤ
ロールはより迅速に走行する必要がある。従って、ドラ
イヤファブリックの数を増せば増すほど、紙速度を増す
段階がそれだけ増えるということである。第２に、ドラ
イヤファブリックを取りかえることにより、単一のドラ
イヤファブリックがパターンをウェブ表面に押圧するこ
とを防止できる。第３に、ドライヤファブリックが短い
ほど、それだけ取りかえも容易である。

本発明はここに図示かつ説明した部品の当該構造及び
配置に制限されるものではなく、請求の範囲に記載の範
囲内でその変形をも包含するものとする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−189163（ＪＰ，Ａ) 特開平７−252793（ＪＰ，Ａ) 特開平３−174084（ＪＰ，Ａ) 特許3225315（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許5495679（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21F 5/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少くとも１つのグループのドライヤロール
を備え、そのグループの各ドライヤロールは１本の有孔
性ドライヤファブリックにより包囲される部分を有し、
そのグループの各ドライヤロールあ回転軸を有し、その
グループの複数のドライヤロールの回転軸は同一平面上
に並んでおり、そのグループの各ドライヤロールは、頂
点と最下点とを有しており；紙ウェブはドライヤロールを通って移動し、かつ、前記
グループの各ドライヤロールの乾燥面の部分を包囲して
おり；前記グループの隣接するドライヤロール間に位置する少
くとも１個の逆転ロールを備え、前記逆転ロールはドラ
イヤロールの回転軸を含む共通面より下方に位置する回
転軸を有しており；前記有孔性ドライヤファブリックは前記グループのドラ
イヤロールと逆転ロールとのまわりに巻かれており、そ
の有孔性ドライヤファブリックはそのグループの各ドラ
イヤロールの各頂点を包囲するがそのグループのドライ
ヤロールの最下点は包囲しておらず；かつ、前記グループの少くとも１個のドライヤロールの
上方に位置し、前記有孔性ドライヤファブリックが前記
少くとも１個のドライヤロールのまわりに巻かれる時そ
の有孔性ドライヤファブリックに加熱されたエアを吹き
つけるエアキャップを備えた製紙機械の一列型ドライヤ
部分において；前記有孔性ドライヤファブリックは、124.2Paの圧力
（0.5インチの水圧）で1.52〜6.1m³/秒/m²（１平方フィ
ート当り毎分300〜1200立方フィート）の透過性を有
し；前記エアキャップは前記紙ウェブが前記グループの少く
とも１個のドライヤロールを横切って移動する時そのウ
ェブへ加熱されたエアを向けるための複数の隔室に区分
され、前記隔室はクロスマシン方向において列を形成
し；前記グループの少くとも１個のドライヤロールの下流に
位置するセンサ手段を備え、同センサ手段はクロスマシ
ン方向における紙ウェブの湿潤プロフィルをモニタし；更に、前記紙ウェブへ加熱されたエアを導くため前記隔
室への加熱されたエアの量のコントロールする手段を備
え、同コントロールする手段は、前記センサ手段によっ
てモニタされた湿潤プロフィルに応答して前記加熱され
たエアの量をコントロールしてクロスマシン方向におけ
る前記紙ウェブの湿潤プロフィルをコントロールする；ことを特徴とする製紙機械の一列型ドライヤ部分。
【請求項２】隣接するドライヤロール間に２個の逆転ロ
ールが位置づけられていることを特徴とする請求の範囲
１に記載の製紙機械の一列型ドライヤ部分。
【請求項３】隣接するドライヤロール間に真空ボックス
が配置され、前記２個の逆転ロールがそれらのドライヤ
ロール間に位置づけられ、前記紙ウェブが隣接するドラ
イヤロール間を移動する時同紙ウェブのはためきを防止
することを特徴とする請求の範囲２に記載の製紙機械の
一列型ドライヤ部分。
【請求項４】ドライヤロールは、少くとも2.4m（８フィ
ート）の直径を有してなることを特徴とする請求の範囲
１に記載の製紙機械の一列型ドライヤ部分。
【請求項５】ドライヤロールは、2.4〜6.1m（８〜20フ
ィート）の直径を有してなることを特徴とする請求の範
囲１に記載の製紙機械の一列型ドライヤ部分。
【請求項６】有孔性ドライヤファブリックは各ドライヤ
ロールの約290度を包囲してなることを特徴とする請求
の範囲２に記載の製紙機械の一列型ドライヤ部分。
【請求項７】少くとも１つのドライヤロールのグループ
は、第１ドライヤ部分である一列型ドライヤ部分を形成
する複数の第１ドライヤロールを備え、前記１つのドラ
イヤロールのグループには、隣接する第１ドライヤロー
ル間にある少くとも１個の第１逆転ロールと前記複数の
第１ドライヤロールと第１逆転ロールとのまわりに巻か
れる第１有孔性ドライヤファブリックと、前記第１ドラ
イヤロールの少くとも１個の上に位置し、その少くとも
１個の第１ドライヤロールのまわりに第１有孔性ドライ
ヤファブリックが巻かれるとき、その第１有孔性ドライ
ヤファブリックの少くとも一部に熱気を吹きつけるエア
キャップとが設けられており；第２ドライヤ部分を形成する複数の第２ドライヤロール
を備え、各第２ドライヤロールは回転軸を有し、複数の
第２ドライヤロールの回転軸は事実上単一面に配置さ
れ、各第２ドライヤロールは頂点と最下点とを有し；前記複数の第２ドライヤロールの各々の間に位置する少
くとも１個の第２逆転ロールは第２ドライヤロールの回
転軸を含む共通面の上方に回転軸を有し；前記複数の第２ドライヤロールと第２逆転ロールとのま
わりに巻かれる少くとも１本の第２有孔性ドライヤファ
ブリックを備え、同第２有孔性ドライヤファブリックは
各第２ドライヤロールの最下点を包囲するが第２ドライ
ヤロールのどのロールの頂点を包囲しておらず；前記第２ドライヤロールの少くとも１つは、前記第２有
孔性ドライヤファブリックが前記少くとも１つの第２ド
ライヤロールのまわりに巻かれる時第２有孔性ドライヤ
ファブリックの少くとも一部分に加熱されたエアを吹き
かけるように位置づけられたエアキャップを有し；第１ドライヤ部分から第２ドライヤ部分へ紙ウェブを移
送するドライヤ移送手段を備え、同ドライヤ移送手段
は、紙ウェブを第１ドライヤロールから第２ドライヤロ
ールまでオープンドローなしに移送し、前記ドライヤ移
送手段は更に、第１有孔性ドライヤファブリックと第２
有孔性ドライヤファブリックとの一致走行部分を有し、
紙ウェブは第２有孔性ドライヤファブリックに密接して
第１有孔性ドライヤファブリックにより運ばれ、それか
ら紙ウェブは、第１有孔性ドライヤファブリックが前記
一致走行部分の下流で第２有孔性ドライヤファブリック
から分かれる時第２有孔性ドライヤファブリック上に支
持される；ことを特徴とする請求の範囲１ないし６のいずれかに記
載の製紙機械の一列型ドライヤ部分。
【請求項８】少くとも３本の異なるドライヤファブリッ
クが使用され、紙ウェブがドライヤ部分を通って移動す
る時、ドライヤ部分を移行する紙ウェブの速度が上昇し
長さも増大することを特徴とする請求の範囲７に記載の
製紙機械の一列型ドライヤ部分。