JPH0260792B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 紙原料液はヘツドボツクスに送られてくる途
中、配管内面の凹凸や曲がりの部分で発生した流
れの乱れによつて、原料液中の繊維がからみ合
い、繊維の塊り（フロツク）が形成されるが、こ
の原料液をヘツドボツクスからそのまま噴出させ
て紙をつくると、出来上つた紙は透かして見たと
きに明暗がはつきりとしたものとなる。

このような地合の良くない紙は、一般に強度な
どの品質が地合の良いものに比べて劣るため、ヘ
ツドボツクスでは供給された原料液のフロツク
を、できるだけ分散して噴出することが要求され
る。また噴出したジエツトの表面が乱れると、ワ
イヤ上で原料液の脱水が乱れて地合が悪くなるの
で、表面が滑らかなジエツトを噴出させる必要が
ある。

さて従来の抄紙機のヘツドボツクスでは、フロ
ツクを分散する方法として、流れに乱れを与えて
分散を計る方法が一般的であつた。この方法で
は、流れに乱れを与える具体的手段として、壁面
に種々の形状の突起を設けたり、流れの方向を変
えたりして流れに剥離を起こし、流れに乱れを与
え、この際発生する原料液の撹拌によつてフロツ
クを分解し、まじり合せて繊維をマクロ的に均一
に分布させていた。

ところがこの撹拌による繊維分散では次のよう
な欠点があつた。

(1) 流れに乱れがあるので、そのまま噴出する
と、ジエツトが乱れ、また滑らかなジエツトを
得ようとすると、乱れを減衰するための区間が
必要である。

(2) 流れが撹拌されている時は、小さなサイズの
乱れによつて小さなフロツクに分解されたとし
ても、その後方の流路において滑らかなジエツ
トを得るために、乱れの減衰区間を計ると小さ
なサイズの乱れは減衰が早く、大きなサイズの
乱れの方が優勢となつて、大きなサイズのフロ
ツクが新しく発生する、所謂再フロツクがおこ
る。

(3) 流れに乱れを与えるために、流れを剥離させ
ると、渦が発生するが、渦をつくると、遠心力
により繊維は渦の外側方向に移動するため、濃
度差ができ、新しいフロツクが発生する。

(4) また渦をつくると、回転によつて繊維の捩れ
ができやすく、かつ分解しにくいフロツクをつ
くる原因となる。

(5) 更に透かして見たとき、フロツクとフロツク
でない部分で、明るさの変化率が大きい紙がで
き易い傾向がある。

一方本発明の発明者等が特開昭57−35092号公
報で、１例として開示した繊維分散の方法は、流
れに乱れを与えないで原料液に加速及び減速を繰
り返えし与えて分散を図る新しい方法であつた。
この方法では、流れが剥離して乱れが発生しない
ように、巾方向通しの流路の断面積を流れ方向に
滑らかに減少したり、増加したりして原料液に加
速及び減速を与え、フロツクが加速域にあるとき
は引きちぎる力を、減速域にあるときは押しのば
す力を与えて、フロツクを細分化し、繊維の分散
が図られる。

また加減速による分散では、後で詳しく説明す
るが、フロツクの中心部と、フロツクの周辺部と
では繊維密度が異なるので、水から受ける力が異
なり、繊維が拡散する。このような分散は原料液
中のすべてのフロツクに分散する力が働らいて、
フロツク自身の周辺部の繊維が、まわりの原料液
に拡がつて行き、フロツクが分散していくので、
透かして見たときに、単にフロツクを撹拌して分
解したものに比べて、フロツクとフロツクでない
部分の明るさの変化率が少ない等の優れた地合の
紙となる。

本発明は前記従来と異なり、原料液中のフロツ
クをヘツドボツクス内部で分散させたのち、この
原料液を噴出し、脱水して作つた紙の地合や強度
などの品質向上を図ることを目的とするものであ
る。

撹拌は原料液のフロツクを分解し、まじり合せ
て繊維をマクロ的に均一に分布させる作用もある
が、新しいフロツクを作る作用もあることを明ら
かにして、本発明の抄紙機のヘツドボツクスで
は、撹拌の前者の作用を有効に利用するため、ま
ず流れに剥離を起こさせて流れに乱れをつくり、
原料液を撹拌する流路を設けるが、撹拌で生じた
流れの乱れが大きくならないように、すぐに加減
速流路を設け、流れに全く乱れを与えずに原料液
に加速及び減速を繰り返えし与え、撹拌部で発生
した流れの乱れを消滅させると共に、加減速によ
る繊維の分散を図るようにしたものである。

即ち、本発明は、ヘツドボツクスの巾方向に先
細りで矩形断面であるヘツダの一面が多孔板から
構成され、同多孔板の穴の出口の一部はヘツドボ
ツクスの巾方向に連続した部材の一部で塞がれる
と共に、前記穴に連通し、かつ同穴の径よりも小
さい高さの流路を設け、同流路の下流に連結して
流路の深さが前記多孔板の穴径と同程度まで急に
拡大する撹拌室を設け、同撹拌室の出口を絞つた
のち原料液に加速及び減速を繰り返えし与えるた
めに流路の断面積を滑らかに減少させたり、増加
させたりする巾方向通しの流路を設けたことを特
徴とするものである。

以下本発明の実施例を図面について説明する
と、先ず第１図の実施例では、原料液は巾方向に
先細りになつている矩形のヘツダ１を流れ、90゜
方向を変えて多孔板２の穴を通り抜け、上板３と
下板４で形成された巾方向通しの流路に入る。こ
の部分の入口の流路の深さは、多孔板の穴径より
も小さい。

撹拌室５に入る直前の流路の深さを小さくし
て、撹拌室５で急に流路深さを大きくする。撹拌
室５の寸法は、原料液の性状に応じて適宜決定す
る。また撹拌室５で撹拌したらすぐに流路の断面
積を小さくして流れを加速し、流れに全く乱れを
与えないで流路の断面積が滑かに減少増加する加
減速流路６に接続する。

またノズルリツプ７はそれ自身が撓むことがで
き、図示しない調整棒でノズルリツプの先端を変
位させて噴出口の開度を調整する。

さて第１図では、撹拌室５に入る直前の巾方向
通しの流路の深さは小さくしてある。この部分で
原料液は巾方向で均一な速度に加速され、撹拌に
必要な流速にする。

また撹拌室の入口で流路の深さが急に拡大して
いるので、巾方向で同時に流れが剥離して、流れ
の主流と剥離した流れがまじり合つて、原料液中
の繊維がマクロ的に均一に分布する。また撹拌さ
れている時フロツクは分解される。

更に撹拌室の寸法は原料液の性状に応じて適宜
決定されており、巾方向通しの流路で同時に流れ
が剥離して巾方向及び流路の深さ方向で均一な撹
拌が行なわれる。また撹拌後はすぐに流れを加速
させているが、流れに加速を与えると、流れに含
まれる乱れが急に減衰するので、フロツクの再発
生が抑えられる。

また撹拌室５のすぐ下流に、流れに乱れを与え
ずに加速及び減速を繰り返えす加減速流路６があ
るが、流れに加速を与えると、流れに含まれる乱
れが急に減衰するという性質があるので、加速区
間では、流れの乱れが急に減衰し、減速区間で
は、流れに乱れが生じないように、減速させてい
るので、流れに含まれる乱れは流れるにつれて減
衰する。この加速及び減速を繰り返えすので、撹
拌室で生じた乱れは、速やかに消滅する。従つて
流れの乱れのサイズが成長して再フロツクした
り、流れの乱れによつてジエツトの表面が乱れる
ことがない。

次に加減速流路における繊維分散について説明
すると、流路の断面を変化させることにより、こ
こを流れている紙原料液の流れに加速及び減速を
起す。紙原料液中のフロツクが加速域にある時、
上流側流速は低く、下流側流速は高いため、フロ
ツクは引きちぎられて分散する。また減速域で
は、流速の高低が逆になるため、フロツクは平均
進行方向と直角方向、即ち巾方向及び厚み方向に
押し延ばされる。これを繰り返すことにより、フ
ロツクは細分化されて行き、繊維は紙原料液中で
均一に分散することになる。

また流路の断面積を変化させることにより、こ
こを流れている紙原料液流れに加速及び減速を起
こすと、紙原料液中のフロツクは、水の流れから
力を受けて加速及び減速されるが、フロツクの中
心部の繊維密度は高く、周辺部は密度が低いた
め、その部分によつて繊維が水の流れから受ける
力が異なる。中心部では繊維が重なり合つている
ので、加減速時に水から受ける力が弱く、周辺部
では大きい。

このためフロツクが加速域にあるとき、周辺部
は流れの進行方向に拡がり、他方減速域にあると
きは、周辺部は流れの上流方向に拡がる。これを
繰り返すことにより、周辺部からフロツクは拡散
されて行き、繊維は紙原料液中で均一に分散する
ことになる。フロツクの中心部でも密度差のある
所、又は結合の弱い所があれば、前記理由により
そこから分割も行なわれる。

繊維は加速域では平均進行方向に向くが、減速
域では繊維が後方から押されるため、方向がばら
ばらになる。従つて分散した繊維は無方向にな
り、未分散のフロツクも流体抵抗的に球形でなけ
れば向きがばらばらになる。故に未分散のフロツ
クには角度を変えた分散力が働く様になる。

第２図は上板８と下板９で形成された巾方向通
しの流路において、撹拌流路の形状が第１図と異
なる。また撹拌の回数が多い。即ち、撹拌流路で
は上下非対称の凹凸を有し、流れに剥離を起こし
て流れに乱れを与え、原料液を撹拌するが、そ具
体的手段としては、図面の構造の他に壁面に種々
の形状の突起を設けたり、流れの方向を変えたり
する従来の種々の撹拌方法を、第２図の撹拌流路
の部分に採用することができる。

第３図は多孔板１０に固定されたホルダー１１
の溝に、抑流素子１２の一端が保持されている。
そしてホルダー１１、抑流素子１２、上板１３、
下板１４によつて巾方向通しの流路が上下２つ形
成され、それぞれの流路は撹拌を行なう流路と加
減速を行なう流路から構成されている。しかし第
２図、第３図の実施例も作用効果において、第１
図の実施例と差異はない。

以上の如く本発明は多孔板の穴の出口で一部は
ヘツドボツクスの巾方向に連続した部材の一部で
塞がれると共に、前記の穴の径よりも小さい高さ
の流路を設けたので、この流路の部分で原料液は
巾方向で均一な速度に加速され、撹拌に必要な流
速にされる。また前記流路の下流に連結して流路
の深さが前記多孔板の穴径と同程度まで急に拡大
する撹拌室を設けたので、巾方向で同時に流れが
剥離して、流れの主流と剥離した流れがまじり合
つて原料液中の繊維がマクロ的に均一に分布す
る。また撹拌されている時フロツクは分解され
る。従つて撹拌によつてフロツクを分解し、まじ
り合せて繊維をマクロ的に均一に分布させたの
ち、加減速によつてさらにフロツクを細分化し、
その上、加減速によつてフロツク自身の周辺部の
繊維がまわりの原料液に拡がつて行き、フロツク
が分散していくので、マクロ的にもミクロ的にも
従来のものに比べて格段に優れた繊維分散の原料
液が、短い流路のヘツドボツクス中で得られる。

また撹拌流路で発生した乱れは、加減速流路で
速かに消滅し、得られた原料液の繊維分散状態が
悪化することなく、また滑らかなジエツトが得ら
れる。従つてこの原料液をワイヤ上に噴出して得
た紙は、地合が良く、かつ強度が大きく、品質的
にも優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は夫々本発明の実施
例を示す抄紙機ヘツドボツクスの側断面図であ
る。 図の主要部分の説明、１……ヘツダ、２……多
孔板、３……上板、４……下板、５……撹拌室、
６……加減速流路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ヘツドボツクスの巾方向に先細りで矩形断面
   であるヘツダの一面が多孔板から構成され、同多
   孔板の穴の出口の一部はヘツドボツクスの巾方向
   に連続した部材の一部で塞がれると共に、前記穴
   に連通し、かつ同穴の径よりも小さい高さの流路
   を設け、同流路の下流に連結して流路の深さが前
   記多孔板の穴径と同程度まで急に拡大する撹拌室
   を設け、同撹拌室の出口を絞つたのち原料液に加
   速及び減速を繰り返えし与えるために流路の断面
   積を滑らかに減少させたり、増加させたりする巾
   方向通しの流路を設けたことを特徴とする抄紙機
   のヘツドボツクス。