JPH0345155B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は製紙機に於けるウエブ形成用デバイス
に関する。

製紙機で紙を製造する場合、ウエブが制御され
た条件の基で、製紙機の湿潤部に於てウエブが形
成されるることが、紙製品の特性にとつて極めて
重要である。通常、パルプ懸濁液（原料）をヘツ
ドボツクスから抄き網上に自由噴流の形態で噴出
させる。その後、抄き網上でパルプ懸濁液が脱水
されて、ウエブが形成される。例えば、原料中の
繊維の不完全な分散、ヘツドボツクスからの原料
の不均一な流出量、原料噴流と抄き網間の速度
差、不適切な脱水部材又は不完全な脱水部材に起
因する不均一な脱水等の多数の種々の乱因によつ
て、シートの形成が影響される。上記最初の２つ
の乱因と取り組むことは特に困難である。幾何学
的−機械的な理由から、繊維は綿状のまわりにな
る傾向がある。繊維の濃度と長さを増加させるに
従つて、この綿状の固まりになる傾向が強められ
る。好適な形態を備えた紙を製造するためには、
原料中の繊維の固まりが充分に分散されねばなら
ない。これは、繊維濃度を極めて低くすることに
よつて達成することができるけれども、繊維濃度
を低くすると大きな流量を処理する必要があるた
めに、大抵の場合、繊維濃度を極端に低下させる
ことにはそれほど興味がそそがれない。充分な強
度をもつた微小規模の乱流によつて繊維の固まり
を破壊することもできる。然しながら、実際に経
験によつて知つた事であるが、これは２つの欠点
のいずれかを選択することを意味する。発生した
乱流は比較的広いスペクトルを屡々示す、即ち比
較的大きな規模の乱流が微小規模の乱流と混合さ
れている。微小規模の乱流は急速に衰え、それに
よつて綿状の固りの再生成が急速に生起する。エ
ネルギの大きな渦流が、比較的長時間衰えないで
維持され、且つ屡々、ヘツドボツクスから流出す
ると同時に引続いて生起する機会がある。ヘツド
ボツクスからの噴流中での乱流のレベルが高すぎ
る場合には、噴流の形状（本来は、リツプの形状
によつて決定される）が変えられていまう。原料
の噴流の厚みは、機械の方向に沿つて、及び機械
の方向を横断して局部的に変化する。形成された
シートの密度は抄き網を横切る原料層の厚みに左
右されるので、シートの密度はウエブ中の位置ご
とに変化することになる。

必要な乱流のレベルが抄き網上でのシートの形
成に受け入れられない乱因を生ずるような場合に
は、上述の問題が原料の綿状の固まりの不充分な
崩壊を屡々暗示する。勿論、この問題は、ツウイ
ンワイヤ機（twin−wire machine）の場合より
もフオードリニア機（Fourdrinier machine）の
場合の方が比較的重大である。ツイン−ワイヤ機
の噴流の長さは、一般に短く、脱水が急速に進行
する。従つて、原料の厚み変化がフオードリニア
機と同じ程度まで発生するだけの時間が存在しな
い。

フオードリニア機の場合、個々の繊維がフアイ
バーベツドに固定される状態までの脱水は、各種
のタイプの脱水部材、即ち形成テーブル、抄き網
支持ロール，フオイル，ウエツトセクシヨンボツ
クスを用いて減圧によつて行われる。これらの脱
水部材はすべて、脱水という主要な目的の外に、
多かれすくなかれ原料層に乱因を導入する。１つ
の例として、フオイルによる脱水を説明すること
ができる。機械の方向に抄き網と共に未広形に分
岐する空間を形成するように、抄き網に関連して
一定の角度でフオイルストリツプを定置する。原
料層を伴つた抄き網が、フオイルの上方を高速で
進む場合に、未広形の空間に負圧が発生し、この
負圧が脱水を行う。水切りされた多少の水は、次
に後続するフオイルストリツプまでずつと抄き網
下部表面に着いて抄き網と一緒に進み、後続のフ
オイルストリツプの前方の縁部に接して水はこす
り取られる。水のこすり取りによつて、抄き網
と、抄き網上に横たわつて形成されたシートに対
して上向きの圧力パルスが発生する。圧力パルス
の大きさは、こすり取られた水量、こすり取りの
角度及び抄き網の速度の関数である。上述の理由
のために、ヘツドボツクスから来る途中の原料中
では、綿状の固りを形成する条件が屡々支配して
いる。この条件は、紙形成にとつては受け入れら
れない。フオイルストリツプの前方の縁部に発生
する圧力パルスは抄き網上の原料に剪断力を導入
する。この剪断力は、シート形成工程の初期段階
に於て、綿状の固りを崩壊するプラスの効果を生
ずる。然しながら、この効果は制御することが困
難であり、シート形成工程の若干後の段階に於て
は強すぎるパルスは、抄き網上に既に形成された
繊維の網目構造を破壊してしまい、そのためにシ
ート形成に対してマイナスの効果を有する。

上述の問題を解決するために、各種の方法と構
造上の構成とが提案された。例えばWO80／0275
では抄き網の上に且つ抄き網の下方に配置された
脱水部材の上に抄き網の運動方向において伸張す
る上部リツプと共に、ヘツドボツクスに着けたノ
ズルを用いることが公知である。この配置の目的
は、上部リツプと抄き網との間に収束する空間を
設けることにある。この空間は脱水速度に応じて
調節させ、そのために一定の速度でこの空間に原
料の流れを維持することができる。その結果、脱
水工程の大部分の間、伸張した上部リツプと抄き
網とによつて充分に限定された原料層が得られ
る。この場合、ヘツドボツクス中に発生した流体
の乱れが発達する可能性はない。ある場合には、
収束する空間は、その形状について剛い上部リツ
プと、抄き網にある程度の伸びを生ぜしめる脱水
部材によつて支持される抄き網の間に規定され
る。脱水部材は、サクシヨンブレストロール又は
平らなサクシヨンボツクスでありうる。サクシヨ
ンボツクスの外観は変更しうる。サクシヨンボツ
クスカバーの開放領域は穴又は機械に対して横方
向に伸張するスリツトの型式でありうる。抄き網
が、吸入区域ではたわみが最少になる方法で支持
されるように、開放領域と平面部領域とがそれぞ
れ配置されることは、すべてのサクシヨンボツク
スカバーに共通している。別々の区画に各種の減
圧レベルを適用できるように、サクシヨンボツク
スを複数の区画に分割しうる。脱水はシート形成
空間で行われねばならない、又この配置によつ
て、脱水速度を制御するように努力し、結局脱水
速度が収束シート形成空間に合せられる。然しな
がら、フオイルについて既に検討したように、脱
水段階の間抄き網下方の支持部からは、圧力パル
スが抄き網に対して上方に向つて作用して、形成
されたシートに対して破壊効果を及ぼしうること
を意味する。安定化した吸入力によつて、形成さ
れた繊維の網目構造が平面部領域上方で影響され
ない場合には、状態は更に悪化する。

これらの問題を除去するために、少くとも最終
の形成段階の間に、下方に横たわる抄き網部分に
全く支持部を設けないと同時に、伸張する上部リ
ツプがたわみ得るように構成された。抄き網の下
方に配置された開放サクシヨンボツクス中の負圧
によつて脱水が行われる。しかしながらこれは、
依然として、サクシヨンボツクスの縁部に沿つて
密封が必要なことを意味する。サクシヨンボツク
スはウエブの縁領域に乱れを生じさせる。更に、
脱水率はサクシヨンボツクス中に得られる負圧に
よつて制限される。

従つて、抄き網の目的は、抄き網上に形成され
た繊維の網目構造を破壊してしまうような乱因を
生起せず、原料層の流体力学的な乱れを押さえ、
ウエブの密度を均一に維持し得ると共に、脱水能
力を調整し得るウエブ形成用デバイスを提供する
ことである。

上記の目的は、本発明によれば、第１ローラと
第２のローラとによつて支持され、第１のローラ
と第２のローラとの間に支持されない部分を有す
る抄き網と、第１のローラの上方に配置され、パ
ルプ懸濁液を抄き網上に供給するためのノズル
と、局率半径がパルプ懸濁液の流れの方向におい
て変化し得る湾曲した形状を有し、抄き網の前述
の支持されない部分と協働して形成空間を規定す
べく、ノズルの上方部分から突出する弾力性上部
リツプと、抄き網の支持されない部分の上方に横
たわるように配置され、大気圧を超過する圧力を
形成空間内のパルプ懸濁液に加えることにより形
成空間内のパルプ懸濁液を脱水すべく、弾力性上
部リツプを抄き網に押し付ける加圧手段とを具備
してなる、製紙機のウエブ形成用デバイスによつ
て達成される。

上記構成のウエブ形成用デバイスにおいては、
パルプ懸濁液が抄き網の支持されない部分上に規
定された形成空間内に導入され、加圧手段によつ
て上部リツプを抄き網に押し付けることにより形
成空間内のパルプ懸濁液を脱水し、ウエブを形成
する。

上記構成のウエブ形成用デバイスは、全く減圧
を用いることなしに脱水を行うので、従来サクシ
ヨンボツクスの縁部に沿つた密封ストリツプによ
つて生ずるであろう乱因は完全に除去され、従つ
て抄き網上に形成された繊維の網目構造を破壊し
てしまうような乱因を一切生起せず、原料層の流
体力学的な乱れをウエブの幅全体を横切つて効果
的に押さえ、ウエブの密度を均一に維持し得ると
共に、形成工程を乱すことなく、原料濃度を高く
し得、高い嵩を持つた紙の製造を可能にし、更に
加圧手段の圧力を変更することによつて脱水能力
を増加させることができ、これに伴い抄き網の搬
送速度を増加させることができる。

上記の構成中、上部リツプは可撓性リツプと加
圧手段からの圧力を前記可撓性リツプに分配する
ように配置された弾性部材とからなつてもよく、
また可撓性リツプと、可撓性リツプの上から大気
圧を超過する圧力をパルプ懸濁液に加えるように
配置された互いに隣接する複数の空気クツシヨン
とからなつてもよい。後者の場合、空気クツシヨ
ン内の圧力は可変であり、パルプ懸濁液の流れる
方向に於いて上部リツプへの圧力が増加するよう
に調整されていることが望ましい。即ち、脱水抵
抗が最も低い形成領域の初めの部分においては圧
力は最少に、またその後、紙ウエブが形成され且
つ脱水抵抗が増加するに従つて、形成領域に沿つ
て圧力が連続的に増加する。この観点において
は、上部リツプがパルプ懸濁液の流れる方向に連
続して減少する剛さを有していてもよく、このよ
うな、上部リツプは、互いに長さが異なると共
に、パルプ懸濁液の流れる方向に連続して上部リ
ツプの厚みが減少するように互に積層された複数
の金属シートからなることができる。この場合、
圧力は抄き網の聴力に比例し、且つ上部リツプの
局率半径に逆比例する。

以下、本発明のいくつかの実施例を図面に基づ
き詳述する。

それぞれの実施例には、ヘツドボツクス（図示
せず）に着いたノズル１が含まれる。ノズル１を
介して抄き網３上に原料２が噴出される。抄き網
３はブレストロール４上に押しつけられる。ノズ
ル１の上方の部分から上部リツプ５，１８が伸張
する。この上部リツプはノズルへ取り付けられ
る。ノズル１は、原料噴流と抄き網の間に形成さ
れる角度が小さくなるような方向に向けられる。
上部リツプ５，８と抄き網３との間に、ウエブ形
成空間８が形成されるる。

第１図によると、可撓性の上部リツプ５が、締
め付け手段６によつてノズル１に取り付けられ
る。調整デバイス７によつてノズルオリフイスを
調節することができる。可撓性の上部リツプ５の
下方に配置された抄き網の部分は、抄き網の幅全
体に亘つて支持されず、この支持されてない部分
は、上部リツプ５以上の距離を通り過ぎてはるば
る支持ロール９まで伸張する。そのために、ウエ
ブが形成空間８を離れた際に、乱れが現れない。

可撓性の上部リツプ５は、圧力手段１０によつ
て静圧に曝される。圧力手段１０と上部リツプ５
の間に部材１１が配置される。この部材が上部リ
ツプ上に圧力を分配する。前記部材１１は、弾性
材料、例えば発泡プラスチツク又は空気クツシヨ
ンからなりうる。圧力を制御することによつて、
脱水を制御することができる。

第２図は、第１図に相当する実施例を示すけれ
ども、第２図の場合は、抄き網が形成空間８の入
口部分のストリツプ１２又はその他同種のものに
よつて支持される。そのために、形成空間の入口
部分の原料中に微小乱流を顕著に発生させること
ができる。剪断力が流れの中に導入されて、原料
に対して綿状の固りを崩壊させる効果を及ぼす。
それによつて、ある場合には、シートの形成を更
に改善することができる。既に形成された繊維の
網目構造に対する緩和効果が同時に得られ、それ
によつて連続した脱水を促進することができる。

第３及び４図によると、上部リツプ５，１８の
下方に配置された抄き網３の部分は、抄き網の幅
全体に亘つて支持されない。この支持されていな
い部分は、上部リツプ５，１８以上の距離を通り
過ぎてはるばる支持ロール９まで伸張する。

第３図によると、上部リツプ５は可撓性であつ
て、複数の空気クツシヨン１６によつて、原料２
の流れる方向に変化する圧力を受ける。これらの
空気クツシヨンは剛性の対抗支持部１７に対抗し
て作動する。それぞれの空気クツシヨン１６中の
圧力は可変であつて、上部リツプ５に対する圧力
が原料２の流れる方向に於て増加するように調整
されるのが好ましい。

第４図によれば、上部リツプ１８は弾力をもつ
ており、その剛さは原料２の流れる方向に於て減
少する。好ましくは、ノズル１全体を回転させる
ことによつて、上部リツプ１８が抄き網３に押し
付けられ、そのために上部リツプは湾曲した形状
を帯びる。減少する剛さのために、圧力が増加す
ると同時に、局率半径が原料２の流れる方向に連
続して減少する。上部リツプ１８について剛性の
減少を生じさせるために、第４図から明らかなよ
うに、例えば、異なる長さをもつ金属シートを重
ねて配置することによつて、上部リツプを厚みが
減少するように構成することができる。あるい
は、弾力性のある上部リツプ１８の下方に可撓性
の上部リツプを設けてもよい。

空間８内でのウエブ形成を本装置によつて制御
すると、ヘツドボツクス中の原料濃度は、低密度
の紙を造る場合には0.5〜１％に達し得、又高密
度の紙及びパルプシートを造る場合には３〜５％
に達し得る。更に、抄き網が形成領域内の２個の
ロール間に固定されないで支持される場合には、
抄き網の磨耗を最少限度まで減少させることがで
きる。

以上図示された上部リツプはいずれも平滑な下
部表面を有する。形成空間の入口に於て原料中に
比較的多量の微少乱流を生ぜしめるために、上部
リツプはこれらの下部表面上に小さな凹凸を備え
ることができるる。この小さな凹凸は流れに剪断
力を導入し、且つ原料に対して固まりを崩壊させ
る効果を生じさせる。これによつて、ある場合に
は、シートの形成を更に改善しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は可撓性上部リツプを備えた
ウエブ形成用デバイスの例を示す図、第４図は弾
力性のある上部リツプを備えたウエブ形成用デバ
イスの例を示す図である。 １……ノズル、３……抄き網、５，１８……上
部リツプ、８……形成空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１のローラと第２のローラとによつて支持
   され、前記第１のローラと前記第２のローラとの
   間に支持されない部分を有する抄き網と、前記第
   １のローラの上方に配置され、パルプ懸濁液を前
   記抄き網上に供給するためのノズルと、局率半径
   がパルプ懸濁液の流れの方向において変化し得る
   湾曲した形状を有し、前記抄き網の前記支持され
   ない部分と協働して形成空間を規定すべく、前記
   ノズルの上方部分から突出する弾力性上部リツプ
   と、前記抄き網の前記支持されない部分の上方に
   横たわるように配置され、大気圧を超過する圧力
   を前記形成空間内のパルプ懸濁液に加えることに
   より前記形成空間内のパルプ懸濁液を脱水すべ
   く、前記弾力性上部リツプを前記抄き網に押し付
   ける加圧手段とを具備してなる、製紙機のウエブ
   形成用デバイス。 ２ 前記上部リツプは可撓性リツプと前記加圧手
   段からの圧力を前記可撓性リツプに分配するよう
   に配置された弾性部材とからなる特許請求の範囲
   第１項に記載のデバイス。 ３ 前記上部リツプが、可撓性リツプと、前記可
   撓性リツプの上から前記大気圧を超過する圧力を
   パルプ懸濁液に加えるように配置された互いに隣
   接する複数の空気クツシヨンとからなる特許請求
   の範囲第１項に記載のデバイス。 ４ 前記空気クツシヨン内の圧力は可変であり、
   パルプ懸濁液の流れる方向に於いて前記上部リツ
   プへの圧力が増加するように調整された特許請求
   の範囲第３項に記載のデバイス。 ５ 前記上部リツプがパルプ懸濁液の流れる方向
   に連続して減少する剛さを有する特許請求の範囲
   第１項に記載のデバイス。 ６ 前記上部リツプは、互いに長さが異なると共
   に、パルプ懸濁液の流れる方向に連続して前記上
   部リツプの厚みが減少するように互いに積層され
   た複数の金属シートからなる特許請求の範囲第５
   項に記載のデバイス。