JP4350712B2 - ウェブ成形機のプレス部 - Google Patents

Description

本発明は、本質的に密閉移送としてウェブ成形機で製造されるウェブの乾燥分を増大するためのウェブ成形機のプレス部に関し、プレス部は少なくとも３つの別個のプレスニップを含み、第一プレスニップに関連して、第一プレス織布及び第二プレス織布があり、ウェブは、ウェブの両面を通じて水分を除去するために、第一プレスニップを通じて進行するよう、第一プレス織布及び第二プレス織布の間に配置され、第二プレスニップ及び第三プレスニップに関連して、第三プレス織布及び第四プレス織布があり、よって、ウェブはプレスニップを通じて運搬され、水は第三プレス織布及び第四織布に移され、第二プレスニップ及び第三プレスニップに関連して、第三プレス織布及び第四プレス織布と比べてウェブの異なるウェブ面に適合された移送ベルト配列がある。

米国特許第５，８３３，８１０号は、信頼性のあるウェブ移送及び効率的な両面脱水を達成するために用いられる抄紙機プレス部を開示している。脱水は幾つかの連続的なプレスニップを用いることによって達成される。加えて、プレスニップに通される移送ベルトがプレス部内で用いられ、それは所謂密閉移送を創成している。換言すれば、ウェブは１つのプレスニップから移送ベルトによって支持された他のプレスニップに移送される。この構造を用いることによって、開放経路を通じた移送を回避することが可能である。

両面脱水にも拘わらず、提案されているプレス部は、表面が互いに相違するウェブを成形する。実際上、１つのウェブ表面は、他よりも著しくより平滑である。何故ならば、それは移送ベルトによって支持された幾つかのプレスニップを通じて進行するからである。加えて、ウェブ構造は非対称でさえあり、移送ベルトは不利に長くなる。
米国特許第５，８３３，８１０号

本発明の目的は、ウェブ成形機の新規な種類のプレス部を提供することであり、それによって、効率的且つ対称的な脱水に加えて、特に表面品質及び密度分布に関して対称的で且つ平滑なウェブを達成することが可能である。本発明を特色付ける特徴は添付の請求項から明らかになる。

本発明によれば、ウェブの両面が平滑な対向面に対して押圧される。このようにして、ウェブの両面について本質的に均等に平滑な表面を得ることが可能である。相応して、両面脱水によって、ウェブの均一な品質が保証される。平滑面に対する加圧及び脱水の両方を、それらが本質的に類似であるよう処置することによって、全体構造のために有利に対称的なウェブを達成することが可能である。加えて、プレス部への多様な構成部材を選択することによって、加圧事象を調節し得る。プレス部に続く生成部にウェブを移送することも多様な方法で保証し得る。

本発明の一部の実施態様を例証する同封の図面を参照することによって、本発明を以下に記載する。

図１乃至６は、本発明に従った多様な実施態様を例証している。本発明の提案されている特徴の殆どを様々な実施態様に相互に単独で適用可能であり、それは利用可能な変形の数を増大する。変形にも拘わらず、実施態様は共通の基本的な解決策を包含し、本発明の目的はそれによって達成される。例えば、原材料又は利用可能な構成部材の故に、プレス部動作のさらなる調節のために他の追加的な解決策を用い得る。ウェブ成形機におけるウェブ動作に影響を及ぼすために、とりわけ、最終生成物の品質に影響を及ぼすために、追加的な解決策も用い得る。

ウェブ成形機のプレス部は、ウェブ成形機で生成されるウェブの乾燥分を増大することを対象としている。実際上、プレス中にウェブから除去されるのは主として水である。現在のウェブ成形機の設計速度は２０００〜２４００ｍ／ｍｉｎほどもある。従って、プレス部における湿ったウェブを制御するために、本質的に密閉移送を用いることが必要である。換言すれば、ウェブは所謂オープンドローなしで、可能な限りプレス部の全経路に亘って支持されている。最もありふれたウェブ成形機は抄紙機又は板紙機である。

図面において例証されている各プレス部は、少なくとも３つの別々のプレスニップ１０，１１，１２を含む。プレスニップの数は、除去される水の量を最大限化し、よって、プレス部の終わりにウェブ乾燥分を増大する。同時に、プレスニップの選択及び調節によって、プレス部の動作及び最終生成物の品質に影響を及ぼすことが可能である。第一プレスニップに関連して、第一プレス織布及び第二プレス織布があり、ウェブは、第一プレスニップ１０を通じて進行するようそれらの間に配置される。この配置を用いて、水はウェブの両面を通じて除去される。同様に、第二プレスニップ１１及び第二プレスニップ１２と関連して、プレスニップ１１，１２を通じてウェブを搬送するために、第三プレス織布１５及び第四プレス織布１６がある。ここでは、プレス織布はウェブの片面にあるだけであるが、プレス織布は、ウェブ両面の一方を通じて同時に水を除去しながら、ウェブを支持する。加えて、第二プレスニップ１１及び第三プレスニップ１２と関連して、第三プレス織布１５及び第四プレス織布１６と比べウェブの異なる側面に適合された移送ベルト配列１７がある。このようにして、第二プレスニップ及び第三プレスニップを通じた進行中、ウェブは第三プレス織布及び第四プレス織布並びに移送ベルト配列の双方によって支持されている。

本発明によれば、移送ベルト配列１７は、２つの移送ベルト１８，１９を含む。これは有利に短い移送ベルトを用いることを許容し、それらを支持するために単純なベルトループを用い得る。互いに異なる移送ベルトに個別加熱のような処置を適用することも可能であり、このようにしてプレス部の管理を容易にする。加えて、本発明によれば、移送ベルトは、ウェブの異なる面に接触するよう配置されている。換言すれば、ウェブはその表面の双方で平滑な対向面に対して押圧されている。これは既にプレス部にあるウェブのために平滑な頂面及び底面を得ることを可能にし、よって、カレンダ掛け、及び、場合によっては塗布の後、最終生成物のためにも良好な表面を達成する。例えば、この種類のプレス部で成形された紙は印刷に適している。印刷品質は、特に、輪転グラビア印刷物において優れており、ドット漏れがない。平滑面に対する頂面及び底面での概ね類似の方法で可能な限り対称なウェブ脱水及び圧縮は、可能な限り対称なｚ方向密度を備えたウェブも提供する。オイル及び印刷インク吸収が印刷紙の多様な地点及び両面で類似するとき、この特徴も、紙を印刷するために有利である。加えて、粗さプロファイル及び横方向湿度プロファイルは均一であり、ウェブの異なる表面で対称でもある。

移送ベルトが別々であるとき、ウェブを第一移送ベルト１８から第二移送ベルト１９に搬送するための適切な装置が用いられる。例証されている実施態様では、プレス部は双方の移送ベルトと関連して配置された移送織布２０を含む。この解決策を用いて、双方のウェブ表面を平滑な移送ベルトと交互に接触させることが可能であり、このようにして、頂面及び底面を可能な限り同様に平滑化し且つ圧縮させる。実際上、移送ベルト２０の前に配置される第二プレスニップ１１と関連する第三プレス織布１５は、移送織布の後に配置される第三プレスニップと関連する第四プレス織布と比べて異なるウェブ表面に接触する。このようにして、水もウェブ両面を通じて交互に除去され、それはウェブ構造を向上し且つより均一にする。プレスニップでは、一方のウェブ表面が平滑な移送ベルトに対して押圧されると、水が他の表面を通じてプレス織布に同時に移される。

ウェブは先行するウェブ成形部からプレス部に案内され、そのワイヤ２１の一部のみがここに示されている。ワイヤ２１から、ウェブは所謂ピックアップロール２２で第一プレス織布１３に移送される。この後、ウェブは第一プレス織布と第二プレス織布との間から第一プレスニップ１０に進行する。第一プレス織布１３と関連して、移送吸引ロール２３もあり、それは、第二プレスニップ１１内にカウンタロール２４として適合された所謂中央ロールまで、ウェブがプレス織布と共に進行することを保証する。第二プレスニップ１１では、ウェブは第三プレス織布１５と第一移送ベルト１８との間で押圧され、移送織布２０を介して第四プレス織布１６まで密閉移送として進行する。第二プレスニップ１１では、平滑な移送ベルト１８がウェブ底面に対して配置され、相応して、第三プレスニップ１２では、ウェブの頂面は平滑になる。本発明によれば、移送ベルト１８，１９は、第二プレスニップ１１及び第三プレスニップ１２内に含まれるカウンタロール２４，２５としてウェブの同一側面に有利に適合される。換言すれば、移送ベルトはカウンタロールに対して適切に支持され、移送ベルトの平滑性を保証する。第三プレスニップ１２の後、ウェブはプレス部に続く生成部に移送され、主としてその乾燥織布２６及び第一乾燥シリンダ２７のみがここに記載されている。ウェブを多様な方法で乾燥織布に移送可能であり、それは以下により詳細に記載される。

プレス部で用いられるプレス織布はプレスフェルトであり、水はそれによってウェブから除去される。移送ベルトは空気及び水に対して殆ど不浸透であるが、それらは部分的に水透過性を有し、脱水にも関与し得る。加えて、本発明に従ったプレス部では、可能な限り平滑面を有する移送ベルトが用いられる。移送ベルトの表面粗さＲ_ａは約０．５〜４μｍであり、より有利には０．７〜２μｍである。移送ワイヤが移送織布として有利に用いられるが、フェルト状の織布も用い得る。移送ベルトはウェブマーキングを回避し、それは平滑面の達成を容易にする。他方、移送フェルトを通じて真空効果をウェブに広げることは、移送ワイヤを用いるときよりも困難である。図１乃至６は、フェルト吸引ボックス並びに潤滑及び洗浄シャワーのような従来的なフェルト調節機器も例証している。

上述の本発明に従った基本的な配置を用いて、ウェブ両面を通じた効率的な脱水、両面の平滑化、及び密閉移送を達成することが可能である。構成部材を変更及び／又は追加することによって、プレス部を変更し且つ調節し得る。このようにして、ウェブ等級に拘わらず信頼性のある動作が各プレス部で達成され、高品質な最終生成物が得られる。第一プレスニップ１０のように、ロールニップ（図３）又は長ニップを使用することが可能であり、それは効率的な脱水をもたらし、ウェブの破損がなく、即ち、所謂クラッシングがない。加えて、ロールの場所、具体的には、長ニップを形成するロールの場所を様々な実施態様で変え得る。第一プレス織布１３及び第二プレス織布１４の本質的に直線的な部分に第一プレスニップ１０を適合することによって、対称的な脱水を保証し得る。第一プレスニップと同様に、第三プレスニップはロールニップ又は長ニップであってもよいのに対し、第二プレスニップ１１は常に長ニップであるのが好ましい。加えて、高い負荷性にも拘わらず振動に関して長ニップは有利である。

第一プレス織布１３を支持するために適合される上述の移送吸引ロール２３を様々な方法で位置付け得る。図３において、移送吸引ロール２３は、第二プレスニップ１１に含まれるカウンタロール２４とニップを形成するよう適合されている。他方、移送吸引ロール２３は、プレス部に含まれるニップロール２８とのニップ接点（図２）を創成可能であり、双方（図５）と創成可能でさえある。さらに、中央ロールとニップを形成するために第一プレスニップのカウンタロールさえも適合し得る（図６）。これはプレス部のサイズ及び所要構成部材の数を削減する。

図１乃至５では、移送吸引ロール２３と関連して、追加的に蒸気ボックス３０があり、蒸気流がそれを通じてウェブに向けられている。ウェブの加熱は、粘性減少の故に、後続のニップにおける水除去を向上し、中央ロールの移送ベルトへのウェブ移送を保証する。蒸気ボックス３１を移送織布２０との関連で配置するのも好ましく、ここでは、蒸気ボックスは第二移送ベルト１９より前でウェブに向けられている。同様に、第一プレスニップ１０より前でも、蒸気ボックス２９がプレス部に含まれている。蒸気ボックスは機器に従ってプレス部に位置付けられ且つ用いられる。蒸気ボックス３１の代わりに、インフラヒータ(infraheater)を用いることも可能であり、それは機械の横方向に調節されるのが好ましく、よって、ウェブ湿度プロファイルを整えることを可能にする。加熱機器に加え、ウェブをプロファイリングによって湿潤することによっても、湿度プロファイルを制御し得る。

一般的に、ウェブへの熱伝達は乾燥分の増大に寄与する。移送ベルトのために同一の方法を用い得る。移送ベルトの加熱もウェブ表面品質を向上する。本発明によれば、第一移送ベルト１８及び／又は第二移送ベルト１９と関連して配置された状態で、第二プレスニップ１１又は第二プレスニップ１２より前に加熱機器３２，３３がある。加熱手段３２，３３は図５に示されており、そこでは、蒸気ボックスは凝縮ドクタリングとの組み合わせで例証されている。蒸気ボックスの代わりに、加熱手段を例えばインフラヒータ又は暖気ヒータで構成し得る。加熱手段３２，３３は横方向におけるプロファイリングでもあり得る。加えて、インピンジメント乾燥機器と関連して、必要であれば、上述の加熱又は湿潤手段であり得るプロファイリング機器を接続することが可能である。図５において、機器４２は水平部３７の後に適合され、相応して、他の機器４３が垂直部の間に適合される。加えて、加熱手段又は湿潤手段をウェブの異なる側面から適切に選択することによって、前記手段を、カールを補正するためにも用い得る。即ち、シリンダ乾燥と同一側面からのシリンダ乾燥又は湿潤に対する反対表面を通じたウェブ加熱である。機器は要件に従って位置付けられ且つ用いられる。

本発明によれば、第二移送ベルト１９と関連して配置された状態で、ウェブをプレス部から後続の乾燥部に含まれる乾燥織布２６に搬送するための手段がある（図４）。このようにして、ウェブを生成部間で制御可能に移送可能であり、プレス部を異なるウェブ成形機に適合し得る。図２において、手段３４は、ウェブを第二移送ベルト１９から乾燥織布２６に移送するために用いられる第二移送織布３５を含む。第三プレスニップから到着したばかりのウェブは依然として湿っている可能性があるので、スティッキングを回避するために第一乾燥シリンダ内で換算温度を用いることが必要である。加えて、湿った弾性のあるウェブは、例えば、開放間隙の真空の故に、乾燥織布よりもむしろ平滑面付きの乾燥シリンダに従う傾向にあり、生成部の速度の相違の故に、ウェブは破損し得る。

インピンジメント乾燥機３６を用いることによって、上記の問題点を回避し得る。インピンジメント乾燥機はウェブ支持ウェブ配列及び吹付けチャンバを含み、インピンジメント乾燥機はその吹付け表面及びウェブ表面の双方に熱気又は他の熱ガスを分配するためにウェブ側の表面に穿孔を有する。湿気は吹付け表面の他の空孔を通じて除去される。インピンジメント乾燥機を上記提示のもの以外の他の種類のプレス部と共にも用い得る。本発明によれば、インピンジメント乾燥機３６は、水平部３７又は水平及び垂直部３８を含む。例えば、図３では、インピンジメント乾燥機３６は水平部３７のみを有するのに対し、図１では、水平部３７及び垂直部３８の双方が含まれる。機能的に類似の部材は同一の参照板を用いて参照されている。

上述の全てのプレス部において、ピックアップロール２２に対して適合された真空乾燥機３９を用いることも可能であるが、それは図２のみに示されている。実際上、移送ベルトループ内部に位置するニップロールは平滑面又はコア抜き面のいずれかを有し得る。もし移送ベルトが部分的に水浸透性を有するならば、コア抜き面を備えるニップロールが用いられるのが好ましい。これは、除去された水がニップロールの表面パターンに、さらに、跳返り水（図示せず）としての水滴受けに押し付けられることを保証する。実際の脱水は、滑りシューに基づく高い負荷能力を備える長ニップ、或いは、高い負荷能力を備えるロールニップで行われる。長ロールニップに関しては、「シュープレス」という用語も用いられる。所謂移送ニップは、適用される負荷に依存して、脱水及び／又はウェブ構造の生成にも関与し得る。移送ニップは番号４０，４１で参照されている。長ニップでは、負荷範囲は約５００〜１５００ｋＮ／ｍであるのが最も好ましいのに対し、ロールニップの負荷範囲は８０〜２５０ｋＮ／ｍである。

従って、移送ニップの負荷範囲は３０〜１００ｋＮｍ／ｍである。図６において、第一プレスニップは吸引ロールを含み、この実施態様では、その耐久性はシュープレスを用いて１００〜４００ｋＮ／ｍの負荷範囲で保証される。

本発明に従ったプレス部を多数の方法で変更し得る。しかしながら、高品質の最終生成物を達成するために、平滑面に対するウェブ両面の対称的な脱水及び押圧は本質的である。これは本発明に従った移送ベルト配列によって達成され、その動作を様々な方法で追加的に調節し且つ向上し得る。

本発明に従ったプレス部の第一実施態様を示す概略図である。 本発明に従ったプレス部の第二実施態様を示す概略図である。 本発明に従ったプレス部の第三実施態様を示す概略図である。 本発明に従ったプレス部の第四実施態様を示す概略図である。 本発明に従ったプレス部の第五実施態様を示す概略図である。 本発明に従ったプレス部の第六実施態様を示す概略図である。

符号の説明

１０ 第一プレスニップ
１１ 第二プレスニップ
１２ 第三プレスニップ
１３ 第一プレス織布
１４ 第二プレス織布
１５ 第三プレス織布
１６ 第四プレス織布
１７ 移送ベルト配列
１８ 移送ベルト
１９ 移送ベルト
２０ 移送織布
２１ ワイヤ
２２ ピックアップロール
２３ 移送吸引ロール
２４ カウンタロール
２５ カウンタロール
２６ 乾燥織布
２７ 第一乾燥シリンダ
２８ ニップロール
２９ 蒸気ボックス
３０ 蒸気ボックス
３１ 蒸気ボックス
３２ 加熱機器
３３ 加熱機器
３４ 手段
３６ インピンジメント乾燥機
３７ 水平部
３８ 垂直部
３９ 真空乾燥機
４０ 移送ニップ
４２ 機器
４３ 他の機器

Claims (17)

1. 少なくとも３つの別々のプレスニップを含み、
   前記第一プレスニップに関連して、第一プレス織布及び第二プレス織布があり、前記ウェブは、前記ウェブの両面を通じて水を除去するために、前記第一プレスニップを通じて進行するよう、前記第一プレス織布及び前記第二プレス織布の間に配置され、
   前記第二プレスニップ及び前記第三プレスニップに関連して、第三プレス織布及び第四プレス織布があり、よって、前記ウェブは前記第一プレスニップ及び前記第二プレスニップを通じて移送され、水は前記第三プレス織布及び前記第四プレス織布に移され、
   前記第二プレスニップ及び前記第三プレスニップに関連して、前記第三プレス織布及び前記第四プレス織布と比べて前記ウェブの異なる側面に適合された移送ベルト配列がある、
   本質的に密閉移送としてウェブ成形機で製造されるウェブの乾燥分を増大するためのウェブ成形機のプレス部であって、
   前記移送ベルト配列は、前記ウェブの異なる表面に接触するよう配置された２つの移送ベルトを含み、当該プレス部は、前記ウェブを前記第一移送ベルトから前記第二移送ベルトに搬送するための移送織布を含むことを特徴とするプレス部。
2. 前記第二プレスニップ及び前記第三プレスニップは、カウンタロールを含み、前記ウェブに対する側面に前記移送ベルトが適合されていることを特徴とする、請求項１に記載のプレス部。
3. 前記移送織布の前に配置された、前記第二プレスニップに関連する前記第三プレス織布は、前記移送織布の後に配置された、前記第三プレスニップに関連する前記第四プレス織布と比べて異なる前記ウェブの表面に接触することを特徴とする、請求項１に記載のプレス部。
4. 前記第一プレスニップはロールニップ又は長ニップであることを特徴とする、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のプレス部。
5. 前記第一プレスニップは、前記第一プレス織布及び前記第二プレス織布の本質的に直線的な部分に適合されていることを特徴とする、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のプレス部。
6. 前記第二プレスニップは長ニップであることを特徴とする、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のプレス部。
7. 前記第三プレスニップはロールニップ又は長ニップであることを特徴とする、請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のプレス部。
8. 前記第一プレスニップの前記第一プレス織布を支持するよう適合された移送吸引ロールを含むことを特徴とする、請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のプレス部。
9. 前記移送吸引ロールは、前記第二プレスニップに含まれるカウンタロール、及び／又は、当該プレス部に含まれるニップロールを備えるニップを形成するよう適合されていることを特徴とする、請求項８に記載のプレス部。
10. 前記移送吸引ロールに関連して、前記ウェブに向けられた蒸気ボックスがあることを特徴とする、請求項８又は９に記載のプレス部。
11. 前記移送織布に関連して、前記第二移送ベルトの前で前記ウェブに向けられた蒸気ボックスを含むことを特徴とする、請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載のプレス部。
12. 前記第一移送ベルト及び前記第二移送ベルトに関連して、前記第二プレスニップ又は前記第三プレスニップの前に加熱手段があることを特徴とする、請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載のプレス部。
13. 前記加熱手段は、インフラヒータ、暖気ヒータ、又は、蒸気ボックスから成ることを特徴とする、請求項１２に記載のプレス部。
14. 前記第一プレスニップの前に蒸気ボックスを含むことを特徴とする、請求項１乃至１３のうちいずれか１項に記載のプレス部。
15. 前記第二移送ベルトと関連して、前記ウェブを当該プレス部から後続の乾燥部に含まれる乾燥織布に搬送するための手段があることを特徴とする、請求項１乃至１４のうちいずれか１項に記載のプレス部。
16. 前記手段は、第二移送織布又はインピンジメント乾燥機を含むことを特徴とする、請求項１５に記載のプレス部。
17. 前記インピンジメント乾燥機は、水平部又は水平部及び垂直部を含むことを特徴とする、請求項１６に記載のプレス部。

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