JP5179021B2 - 抄紙機又は板紙機の形成部上の脱水素子及び抄紙機又は板紙機の脱水素子のカバー - Google Patents

Description

本発明は、抄紙機又は板紙機の形成部上の脱水素子に関する。形成部は可動ワイヤを含み、可動ワイヤは脱水素子の壁部と接触し、壁部は少なくともワイヤと同程度の幅の非脈動吸引ゾーンを有する。本発明は、抄紙機又は板紙機の脱水素子のカバーにも関する。

脈動及び非脈動脱水素子が抄紙機及び板紙機上で用いられている。非脈動脱水素子は良好な保持をもたらす。次いで、脈動脱水素子は良好な地合をもたらす。非脈動脱水はロールユニットによって構成されることが多く、脈動フォイルユニットが後続する。この構成は、先ず、良好な保持をもたらし、次に、地合の向上をもたらす。ロールギャップフォーマーの使用は、適用される速度に制限を課す。故に、まさに初めから脈動脱水を特色とするブレードギャップフォーマーは、速度の増大を可能にするために導入されている。しかしながら、これらを用いても、保持は極めて低く、紙はＺ方向に異方性がある。上述の技術において直面される問題は、例えば、国際公開第ＷＯ２００４／０１８７６８に記載された手段を通じて解決されている。この公報中に示される技術において、非脈動脱水素子は、脱水素子中に含まれる非脈動吸引ゾーンによって遂行される。保持は脈動脱水を用いるよりもこの種類の非脈動脱水を用いる方が良好であるが、地合は貧弱であることは周知である。さらに、抄紙機又は板紙機の寸法は、機械速度の増大に応じて増大する。

本発明の目的は、以前よりも最適な保持と地合との間の関係を提供する抄紙機又は板紙機の形成部上の脱水素子を達成することである。本発明に従った脱水素子の特徴的機能は、添付の請求項１からより完全に理解されよう。本発明の他の目的は、抄紙機又は板紙機の脱水素子のカバーを達成することである。本発明に従ったカバーの特徴的機能は、添付の請求項５からより完全に理解されよう。本発明によれば、脱水素子及びそのカバーは、吸引ゾーンの後に、出口溝を含む。本発明に従った脱水素子は、単一の脱水素子中で非脈動及び脈動脱水を達成する。非脈動脱水の直後に、ウェブの同一側面上で脈動脱水がある。非脈動脱水及び脈動脱水が単一の脱水素子中で遂行されるとき、ユニットのサイズを低減し得る。周知のように、抄紙機の工学技術に主要な目的がある。何故ならば、さもなければ、機械速度の増大に応じて、機械寸法が増大するからである。

本発明に従った脱水素子を抄紙機又は板紙機の形成部上に用い得る。形成部は無端ループとして回転するワイヤを含む。ワイヤは脱水素子の壁と接触し、壁は少なくともワイヤと同程度の幅の非脈動吸引ゾーンを有する。ワイヤの進行方向において、本質的に抄紙機又は板紙機の横方向にある吸引ゾーンの後に、壁上に出口溝がある。故に、吸引ゾーン及び出口溝は、ワイヤによって接触される壁上にある。換言すれば、ワイヤが移動すると、先ず、吸引ゾーン上で、水がワイヤの他面に位置する繊維状紙料から吸引され、然る後、吸引は出口溝上で継続する。吸引ゾーンは、非脈動脱水を達成し、出口溝は脈動脱水を達成する。故に、先ず、吸引ゾーンが良好な保持をもたらし、然る後、出口溝が地合を向上する。脈動脱水が非脈動脱水と同一方向において非脈動脱水の直後に行われるとき、形成されるウェブは特に良好な地合潜在性を有する。脈動脱水が非脈動脱水の直後に非脈動脱水と同一方向に行われるので、非脈動脱水によって引き起こされる僅かなマーキングが効率的に除去される。

１つの実施態様では、本質的に抄紙機又は板紙機の横方向にあるワイヤの進行方向における吸引ゾーンの前に、前記壁上に入口溝がある。故に、入口溝、吸引ゾーン、及び、出口溝は、ワイヤによって接触される壁上にある。入口溝は、ヘッドボックスの流れと混合される空気を除去する。入口溝は、ワイヤ間隙に進入し且つ未だ繊維状紙料と混合されていないが別の位相にある空気も効率的に除去する。入口溝が、ワイヤ間隙に進入した空気及びヘッドボックスと部分的に混合された空気のかなりの部分を除去するとき、より多くの水を、入口溝によって先行されない吸引ゾーンよりも、吸引ゾーン上に拡散した繊維状紙料から除去し得る。吸引ゾーンに続く出口溝上の脱水は脈動脱水として遂行され、それは地合を向上する。一部の紙等級では、非脈動脱水ゾーンの孔の穿孔パターンが、形成されたウェブの表面上にかすかに見られることが分かっており、それは問題を構成する。この問題を出口溝によって解消可能であり、それはウェブの水分プロファイルを均衡させる。入口溝上に拡散した繊維状紙料から空気が除去されるとき、機械速度を依然として同一に維持しながら、より短い吸引ゾーンを用い得る。

他の実施態様において、出口溝、入口溝、又は、それらの双方は、壁を通じて延在する均一なスロットから成る。スロットの長さは、スロットが本質的にワイヤ及び形成されるウェブの幅に亘って延在するような長さとされている。溝が壁を貫通して延在するスロットであるとき、溝を作成するのは容易である。溝を形成するスロットが本質的にワイヤと同程度の幅であるとき、脈動脱水を拡散した繊維状紙料の全幅に亘って同時に遂行し得る。この種類の同時脈動脱水は、繊維状紙料によって形成されるウェブのために、良好な地合潜在性を創成する。吸引ゾーン及び出口溝を含む脱水素子の前記壁を多くの材料から製造し得るが、セラミック材料から製造されるのが好ましい。

以下に、本発明の幾つかの用途を記載する添付の図面を参照して、本発明をより詳細に記載する。

図１は、抄紙機又は板紙機の形成部上の本発明に従った脱水素子１０を示している。形成部は、２つのワイヤ１２及び１４を含み、それらは無端ループとして回転する。ワイヤ１２は、脱水素子１０の壁１６と接触し、壁１６は少なくともワイヤ１２ぐらいの幅の非脈動吸引ゾーン１８を有する。本発明によれば、ワイヤ１２の進行方向における吸引ゾーン１８の後に、壁１６上に新規な出口溝２０がある。故に、吸引ゾーン１８及び出口溝２０は、ワイヤ１２によって接触された壁の上にある。吸引ゾーンは多孔性であるのが好ましい。脱水素子１０は、先ず、吸引ゾーン１８上で、次に、出口溝２０上で、ワイヤ１２を通じて繊維状紙料２２から水を吸引する。非脈動脱水は吸引ゾーン上で達成される。脈動脱水は出口溝上で達成される。非脈動脱水は距離Ｐ１に亘って形成部上で行われる。脈動脱水は距離Ｐ２に亘って行われる。先ず、非脈動吸引ゾーンが効率的な脱水及び良好な保持を達成し、その後、この地合が出口溝上で向上される。脈動脱水が、非脈動脱水と同一方向において非脈動脱水の直後に行われるとき、形成されるウェブは特に良好な地合潜在性を得て、非脈動脱水によって引き起こされるマーキングをウェブから除去し得る。図１に例証される場合は、本発明に従った脱水素子のための１つの潜在的な用途に過ぎず、多くの他の種類の形成部と共に用い得る。

図１に例証される脱水素子１０では、ワイヤ１２の移動方向における吸引ゾーン１８の前に、入口溝２４も壁１６上にある。出口溝と同様に、入口溝は、本質的に抄紙機又は板紙機の横方向にある。入口溝２４、吸引ゾーン１８、及び、出口溝２０は、同一の壁１６の上に位置する。繊維状紙料２２は、壁１６から見られるときに、ワイヤ１２の他の側面に広がり、ワイヤ１２は壁１６通過時に壁１６に接触する。ヘッドボックス２６の傍らの矢印は、ワイヤ及び紙料の進行方向を示している。案内ロール２８及び３０が、ワイヤ１２及び１４を案内する。繊維状紙料２２は、ヘッドボックス２６から、案内ロール２８及び３０を越えて、ワイヤ１２及び１４の間に向けられている。脱水後、繊維状紙料２２は、ウェブ４６になる。本発明に従った脱水素子を用いることによって、繊維状紙料からの脱水はより効率的になる。空気が繊維状紙料を備えるワイヤの間に進む。この空気を入口溝によって効率的に除去し得る。入口溝は、未だ繊維状紙料と混合されていないが依然として別の層にある空気を効率的に除去する。入口溝が、ワイヤ上に拡散した繊維状紙料と共に進行する空気のかなりの部分を除去するとき、より多くの水を、入口溝によって先行されない吸引ゾーン上よりも、入口溝の後の吸引ゾーン上に拡散した繊維状紙料から除去し得る。吸引ゾーンに続く出口溝上での脱水は、脈動脱水によって遂行され、それは地合を向上する。入口溝上に拡散する繊維状紙料からの空気の除去は、より短い吸引ゾーン又は吸引ゾーンにおけるより低い真空の使用を可能にする。脱水がより効率的になるので、機械速度も上げ得る。

図１に例証される脱水素子１０では、入口溝２４及び出口溝２０の双方が、カバー３６を通過するので、入口溝及び出口溝はスロットから成る。例えば、必要な脈動を出口溝上で達成可能であり、それはチャネル（図示せず）を用いた真空を備える。出口溝２０は出口スロット３２であるのが好ましく、それは壁１６を貫通して延在する。故に、脱水は、出口スロットの全幅に亘って均一に行われる。例えば、複雑なチャネルよりも出口スロットの方が製造するのも容易である。相応して、入口溝２４は入口スロット３４であるのが好ましい。相応して、入口スロットは、ワイヤの横方向における均一な脱水を可能にする。入口溝、吸引ゾーン、及び、出口溝を包含する脱水素子の前記壁を多くの材料から製造し得るが、壁はセラミック材料から製造されるのが好ましい。

図２は、本発明に従った脱水素子のカバー３６を例証しており、カバー３６は、入口縁部４０と、出口縁部４０とを含む。カバー３６は、吸引ゾーン１８も含む。本発明によれば、カバー３６は、吸引ゾーン１８と出口縁部４０との間に出口溝２０を含む。図２において、ワイヤは、矢印によって示される方向に進行する。ワイヤはカバーと接触し、ワイヤは、前方又は入口縁部３８からカバー領域に達し、後方又は出口縁部４０からカバー領域を離れる。出口溝２０は、本質的にカバー３６の横方向にある。出口溝の方向は、抄紙機又は板紙機の横方向から０〜２０°、好ましくは、０〜１０°で変化し得る。カバーの表面から見られると、溝の形状は直線以外であってもよく、即ち、溝は巻線（図示せず）であり得る。数個の溝（図示せず）もあり得る。本質的な機能は、吸引ゾーンが非脈動脱水を達成し、出口溝が脈動脱水を達成することである。先ず、非脈動吸引ゾーンが良好な保持を達成し、然る後、出口溝上で地合が向上する。脈動脱水が非脈動脱水と同一方向において非脈動脱水の直後に行われるとき、形成されるウェブは特に良好な地合潜在性を有する。同一側面で行われる脈動脱水を用いることで、非脈動脱水によって引き起こされる潜在的なマーキングも効率的に除去し得る。図２は、表面から見られるときに、円形孔を例証しており、それは非脈動脱水を遂行する１つの方法である。ほぼ機械方向にある溝によっても非脈動脱水を遂行し得る。溝がほぼ機械方向にあるとき、それらは突然の圧力変化を引き起こさないが、溝は抄紙機又は板紙機の横方向における異なる地点で漸進的に真空を加える。故に、溝で行われる脱水は非脈動である。しかしながら、ワイヤの他の側面に位置する繊維状紙料上へ真空を加えるのには、本質的に円形な孔が用いられるのが好ましい。

図２に例証されるカバー３６では、入口縁部３８と吸引ゾーン１８との間に入口溝２４がある。入口溝２４は、本質的に抄紙機又は板紙機の横方向にある。空気が繊維状紙料を備えるワイヤの間を進行する。入口溝によって空気を効率的に除去し得る。入口溝が、ワイヤ上に拡散した繊維状紙料と共に移動する空気のかなりの部分を除去するとき、入口溝を有さないカバー３６を用いるよりも多くの水を吸引ゾーン上の繊維状紙料から除去し得る。入口溝２４及び出口溝２０の双方はカバー３６を通過している。この場合には、入口溝２４は入口スロット３４から成り、出口溝２０は出口スロット３２から成る。入口スロット３４及び出口スロット３２を容易に機械加工し得る。入口スロット３４及び出口スロット３２の双方は、本質的にカバー３６の横方向にある。入口スロット３４及び出口スロット３２の双方は、本質的にワイヤ及び吸引ゾーンの幅と類似の長さである。入口スロット３４及び出口スロット３２の長手方向は、抄紙機又は板紙機に対して横方向にある。入口溝２４及び出口溝２０がカバー３６の全幅をカバーし得るよう、入口スロット３４及び出口スロット３２から延びる溝がある。長手方向、即ち、抄紙機又は板紙機の機械方向における出口溝の幅は、５〜４０ｍｍ、好ましくは、１０〜２０ｍｍである。抄紙機又は板紙機の機械方向におけるカバーの長さは、２００〜７００ｍｍ、好ましくは、３５０〜５００ｍｍである。

図３は、本発明に従った脱水素子のカバー３６の断面図を示している。ワイヤは、カバー３６の外面４２に接触しており、外面４２は湾曲している。湾曲したカバーは、ワイヤ間の間隙を接近させる。外面の曲率半径は、３００〜８０００ｍｍ、好ましくは、９００〜２０００ｍｍである。カバーの中央部に吸引ゾーン１８がある。入口縁部３８と吸引ゾーン１８との間に入口スロット３４があり、吸引ゾーン１８と出口縁部４０との間に出口スロット３２がある。カバー端部から見られるとき、入口スロット３２及び出口スロット３４の双方は傾斜している。好ましくは吸引ゾーン１８を成す円形孔４４も、ワイヤの進行方向に対して傾斜している。

非脈動脱水は、脱水素子の形状によって引き起こされる圧力パルスがウェブに加えられないときのウェブからの脱水を指す。そのような非脈動形状は、円形又は楕円形の孔、並びに、本質的にウェブの進行方向に走る溝である。非脈動脱水の領域では、真空、ワイヤ張力、及び、湾曲カバーを用いて、水がウェブから除去される。

脈動脱水の領域では、脱水素子の形状に引き起こされる圧力パルスがウェブに加えられる。そのような形状は、機械の横方向における脱水フォイルを含む。

抄紙機又は板紙機の形成部上の本発明に従った脱水素子を示す概略図である。 本発明に従った脱水素子のカバーを示す斜視図である。 本発明に従った脱水素子のカバーを示す断面図である。

符号の説明

１０ 脱水素子
１２ ワイヤ
１４ ワイヤ
１６ 壁
１８ 吸引ゾーン
２０ 出口溝
２２ 繊維状紙料
２４ 入口溝
２６ ヘッドボックス
２８ 案内ロール
３０ 案内ロール
３２ 出口スロット
３４ 入口スロット
３６ カバー
３８ 入口縁部
４０ 出口縁部
４２ 外面
４４ 円形孔
４６ ウェブ

Claims (6)

1. 抄紙機又は板紙機の形成部の上の脱水素子であり、
   前記形成部は、当該脱水素子の壁と接触する可動のワイヤを含み、前記壁は、少なくとも前記ワイヤと同程度の幅の非脈動脱水を行う吸引ゾーンを含む脱水素子であって、
   前記ワイヤの進行方向における前記吸引ゾーンの後に、前記壁は脈動脱水を行う出口溝を含み、該出口溝は本質的に前記ワイヤの幅方向にあることを特徴とする、
   脱水素子。
2. 前記壁は、本質的に前記ワイヤの幅方向にある前記ワイヤの進行方向における前記吸引ゾーンの前に、入口溝を含むことを特徴とする、請求項１に記載の脱水素子。
3. 前記出口溝、前記入口溝、又は、これらの双方は、均一なスロットから成り、該スロットは前記壁を貫通して延び、前記スロットは本質的に前記ワイヤの幅に亘って延在することを特徴とする、請求項１又は２に記載の脱水素子。
4. 当該脱水素子の前記壁はセラミック材料から成る、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の脱水素子。
5. 抄紙機又は板紙機の脱水素子のカバーであり、
   当該カバーは、入口縁部と、出口縁部とを含み、前記入口縁部と前記出口縁部との間に、少なくともワイヤと同程度の幅の非脈動脱水を行う吸引ゾーンがあるカバーであって、
   前記吸引ゾーンと前記出口縁部との間に、前記ワイヤの進行方向における前記吸引ゾーンの後に、本質的に前記ワイヤの幅方向に脈動脱水を行う出口溝があることを特徴とする、
   カバー。
6. 前記入口縁部と前記吸引ゾーンとの間に、本質的に前記ワイヤの幅方向に入口溝があることを特徴とする、請求項５に記載のカバー。

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