JPH04503539A - 紙成形方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、吸引力を使って紙料の水分を除去する手段を備えた、「フラットワイ ヤ」成形部、または、　「オーブンワイヤ」形成部を有する型式の抄紙機に関す るものである。

「双ワイヤ」機や「ギャップフォーマ」機と対照をなすこの型の機械では、重量 で約０．１％から１．５％ぐらいの量の繊維とその他の物質とを含有する、紙料 として知られる水性スラリーが、ヘッドボックススライスから、移動する単一の 成形抄上に送られる。水分は、抄紙機の「成形部」として知られる箇所において 、成形抄で紙料から徐々に除去される。前記成形部では各種脱水装置が使用され 、紙料は、重量が約２％から４％ぐらいの固形物質を最終的に含有する。まだか なり湿った紙料中の繊維とその他固体の配分と配向は、ダンディロールや「トッ プワイヤ」等の別の装置を紙料と接触させない限り、本段階でほぼ決定されるの で、残りの紙形成段階ではあまり変化しない。したがって、紙載形は、本段階で ほぼ完了する。

概して、従来のオープンワイヤ成形部は、ブレストロールによってヘッドボック ススライス端部で支えられた成形抄を備え、前記ブレストロールの後に続いて、 「成形板」と、脱水フォイルまたはテーブルロールたる一連の脱水装置と、吸引 箱とが列を成す。ごく最近の成形部は、成形板と、この後ろに続く、米国特許第 ４，１４０゜５７３号でジＨンソンが説明した型式の吸引箱とを備えている。従 来、上記吸引箱は、非脱水空間である隙間を有する成形部の長さに沿って前記各 隙間の間に分散されている。オープンワイヤ成形部の全長にわたって真空式脱水 を利用する試みであると報告されたものは支障があると思われる。かかる抄紙機 は、（ベロイト製鉄所に譲渡された、１９６２年発行の）米国特許第３，０５２ ゜２９６号でイー、ジェー、ジャスタスによって説明されている。成形抄は、彼 の説明のように、「連続、すなわち、はぼ不断の」列を成す吸引箱で支持され、 また、できる限すヘッドボックススライスの近くから始まる。上記吸引箱には、 成形抄を支持する有孔表面が設けてあり、この場合、複数の設計が提唱されてい る。ジャスタスによると、上記機械では、成形抄上の繊維保持率が約５０％未満 の通常値に比べて最大７０％に増加すること、紙上のワイヤマークの減少、およ び、　「良質」紙という利点が得られる。さらに、彼の主張によると、はぼ平坦 な表面を有する吸引箱によって、当時基本的脱水装置として使用されたテーブル クールに随伴する、　「キックアップ」として知られる現象が紙料中に発生しな い。キックアップは、米国特許第２，９２８，４８５号で説明されているように 、前記ロールによって生じる吸引力が引き起こす成形抄の垂直偏向によって発生 する。キックアップが生じたとき、成形抄と成形抄に載った紙料とが、テーブル ロール近傍でほぼ垂直に運動するのが観察されるが、前記運動は、紙料を成形抄 から実際に持ち上げるほど激しくなることがある。かかる発生は良質紙の製造に つながらない。その後、ベロイト製鉄所から出された情報では（英国、ロンドン の英国製紙板紙業協会の１９６２年度版、「紙の成形と構造」の８６３ページと ８６４ページ、ビー、リストの報告）、確かに、ジャスタスが提唱する全真空式 脱水方式による利点が多数得られるにもかかわらず、「許容不可能なまでに劣化 した枚葉（紙）の成形」が注目される（ビー、リスト宛のベロイト製鉄所の連絡 ）。換言すれば、ジャスタスが提唱する改造された抄紙機を使って許容可能な品 質の紙を製造することは不可能であるということが分かった。紙料脱水の本解決 法は、おそらく上記障害の結果であろうが、これ以上追求されず、ジャスタスで すら、別の方法（例えば、米国特許第３，１０２，０６６号に記載のもの）に関 心を向けた。

現在、認識されていることは、ジャスタスの試みの欠陥が、−見無関係の、少な くとも２つの理由に直接起因するということである。まず、強い吸引力とキック アップという当時既知の問題が、テーブルロールの使用で拡大すること（また、 成形抄の線速度が上昇するにつれて吸引力とキックアップ効果がさらに激しくな るので、製紙速度を抑える働きをする障害となっていた）を防止する設計におい て、ジャスタスは、成形部における紙料の攪拌をすべて除去することに注力した 。

現在、成形抄上の紙料がまだ流体性の非常に高い状態の間に、ある程度故意に制 御した攪拌を前記紙料中に誘起させると優れた製紙効果を生むことができるとい うことがしばらく分かっていた。

現在、紙料の攪拌を発生させるために使用する各装置を正確な間隔で配列するこ とが、枚葉紙の質に非常に重要な影響を及ぼすことが明らかにされた。装置を等 間隔に配列すると、前記装置は、周期的に、すなわち、調和して互いに作動し合 うので、後続の各装置（すなわち、ヘッドボックススライスから先の装置）は、 その前の装置によって生じた紙料の攪拌を強化増進させるか、あるいは、低下減 衰させるかのいずれかを行うことができる。

これによって、制御された均一の紙料撹拌、すなわち、容易に発生すると同時に 容易に制御される紙料の撹拌が得られ、枚葉紙成形に有益となる。

第２に、ジャスタスは、ヘッドボックススライス近傍の吸引箱ではほぼ零の低準 位から、３％の段階では２インチの水銀値、すなわち、約７０ｃｍ水位の値まで の範囲の真空準位を使用することを推奨するが、これもまた誤りであること、ま た、彼が提唱するものと多少類似する脱水装置の場合、通常、ヘッドボックスス ライス近傍では超低準位から成形部出口では水位５０ｃｍ以下の値までの範囲の 、もっとはるかに低い準位の真空で十分であることが明らかにされた。ジャスタ スが示唆した準位よりもはるかに低い準位の真空は、上記攪拌、すなわち、キッ クアップを得ることができるとするならば、保持率とワイヤマークに非常に効果 的に用いることができることが分かった。これは、米国特許第４，１４０，５７ ３号でジせンソンが説明しているイソフロ（商標）として知られた固定脱水装置 を用いて実現することができる。

したがって、現在、明らかにされたことは、まず、正確な準位の真空を吸引箱に 使用し、次に、紙料がまだ流体性の非常に高い間に、ある程度の攪拌が紙料中に 得られるように成形抄が移動する通路を適切に制御すると、成形部は、連続する 真空式脱水で巧みに稼働することができるということである。上記方法によって 、実際の数値は機械ごとに異なるが、真空式脱水を受ける成形抄の面積を３０％ を越える程度に増加することが可能になった。

さらに、また、繊維の保持率も際立って高くなる。

保持率は紙製造における基本である。ファーストバス保持率（ＦＰＲ）の場合、 紙製造において一般に使用される定義は以下の通りである。

ヘッドボックスのフンシスチンシ　−　白水のコンシスＦＰＲ値の範囲は、充填 物含有量の高い紙の場合は３０％から、繊維構成度がある程度高い場合は９０％ を越える。

ＦＰＲは、紙料の型、成形抄の種類、化学的保持助成物の使用、紙料攪拌の量、 紙成形で消費される吸引量、および、特に、成形中に前記吸引によって紙料中に 誘起される速度などの複数の要因によって影響を受ける。保持率が４５％から７ ０％に上昇すると、スライス開口量が一定の状態の場合、再循環する白水のフン シスチンシーは相当低下する。（本文中の「フンシスチンシー」によって、紙料 中、または、場合によっては、白水中に浮遊する固体の全含有量が重量で百分率 に表される。）上記によって、紙攪拌全体に有利な効果が得られ、繊維量と充填 物損失が減少する。あるいは、抄紙機はスライス開口を縮小することができ、ま た、比較的小量の水を使って紙を成形することができる。したがって、低度の真 空を使用できるとともに、それでも、良好な成形が得られる本発明の利点の一つ は、脱水速度を下げ、これによって、保持率を高めてワイヤマークを改善するこ とである。

したがって、第１の概略的様相では、水性紙料がヘッドボックススライスから成 形抄上に堆積し、前記ヘッドボックススライスを有するヘッドボックスに隣接し たブレストロールを通過する少なくとも１つの連続走行する成形抄と、成形抄上 に白水脱水手段を設けた多数の紙料脱水装置とを備えた開放表面成形部を有し、 前記成形部においては、ヘッドボックスからヘッドボックススライスを経て成形 抄上に堆積する紙料の固体含有量が初期の低値から約２％より４％ぐらいの値に 上昇する抄紙機において、 （ｉ）　水性紙料を、移動する前記成形抄上に排出し、（ｉｉ）　各チャンバに 制御された準位の真空が印加される多数のチャンバと、成形抄と減圧された吸引 箱の各チャンバとの間に真空密閉シールを設ける成形砂用の有孔上部支持表面と を備えた、連続する真空式吸引箱から構成される装置 （ｉｉｉ）　真空準位が、ヘッドボックススライス近傍では水位計５ｃｍ未満の 初期の低値から成形部出口では水位計５０ｃｍ以下の値に上昇するように、吸引 箱の各チャンバに印加された真空準位を制御し、さらに（　ｉ　ｖ）　成形部の 長さに沿って成形抄の部分間ごとに高さを変えることによって、所望準位の攪拌 を成形抄上の紙料中に等間隔で周期的に発生させることを特徴とする、紙成形を 改良する方法が本発明によって得られる。

好適な実施例において、吸引箱中の真空は、成形部の長さに沿って吸引箱の各仕 切り中で、水位計５ｃｍ未満の初期の低値から水位計５０ｃｍ以下の最大値まで 徐々に上昇するように制御される。真空準位の数は、できる限り多いほうが望ま しく、できれば４つ以上、最低５つあれば非常に好ましい。

第２の概略的様相では、水性紙料がヘッドボックススライスから成形抄上に堆積 し、前記ヘッドボックススライスを有するヘッドボックスに隣接したブレストロ ールを通過する少なくとも１つの連続走行する成形抄と、成形抄上に白水脱水手 段を設けた多数の紙料脱水装置とを備えた開放表面成形部を有し、前記成形部に おいては、ヘッドボックスからヘッドボックススライスを経て成形抄上に堆積し た紙料の固体含有量が初期の低値から約２％より４％ぐらいの値に上昇する抄紙 機において、（ａ）　各チャンバに真空密閉脱水手段を設け、ヘッドボックスス ライスに隣接する成形部に配置され、かつ、成形部の長さにわたって連続して伸 びる多数の減圧されたチャンバから構成される吸引箱と、 （ｂ）　成形抄が吸引箱中の真空の影響下で排水する複数の孔を設け、制御され た準位の攪拌を成形抄上の紙料中に等間隔で周期的に発生させる成形抄が移動す る通路を設け、さらに、成形抄と減圧された吸引箱の各チャンバとの間に真空密 閉シールを設ける、成形抄を支持するように作られた吸引箱上の有孔表面と、（ Ｃ）　吸引箱の減圧されたチャンバ中の真空を、ヘッドボックススライス近傍で は水位計５ｃｏ＋未満の初期の低値から成形部出口では水位計５０ｃｍ＋以下の 最大値まで、成形部の長さにわたり吸引箱に沿って徐々に上昇する値に制御する 真空制御手段との組み合わせからほぼ成る紙料脱水装置が本発明によって得られ る。

１つの実施例において、吸引箱は、容箱が成形部の全幅を占める多数の隣接する 吸引箱から構成される。あるいは、第２の実施例において、横方向に連続する各 真空密閉仕切りを単一の大型の吸引箱中に設けることができる。したがって、前 記吸引箱は独立した一連の脱水チャンバから構成され、各チャンバには制御され た準位の真空が印加され、ヘッドボックススライス近傍では水位計５ｃｍ以下の 準位から、吸引箱の片方の端部、すなわち、成形部出口では水位計５０ｃｍ以下 に徐々に上昇する。また、各脱水チャンバは、独立した真空密閉脱水手段を設け ている。

好適な実施例において、有孔表面は、等間隔に連続して配列された成形抄支持ブ レードから成る溝付き型抄支持カバーを形成し、前記ブレードは、抄の走行方向 に対してほぼ水平に交差するほぼ平坦な上部面を有し、前記各ブレード間には成 形抄をほとんど支持せずに下方に吸引して各隙間中に紙料撹拌波動を生じさせる 吸引到達可能な前記隙間を設け、前記カバーは、各抄支持ブレード間の前記隙間 中に介在し、かつ、前記抄支持ブレードの上部面よりも低い高さに抄の走行方向 に対し交差する上部面を有する水封じ形成ブレードを備え、少なくとも成形抄の 各下方波動において水封じを形成し、これによって吸引を一時的に中断して脱水 を防ぐ一方で、成形部を通過する抄上の繊維を垂直に攪拌させる。非常に好適な 実施例において、各抄支持ブレードは、成形部の長さにわたって互いに等間隔で 配列される。したがって、成形抄とこの上の紙料は、成形部の長さにわたって周 期的に、すなわち、調和して波動するので、所望で所要の撹拌が紙料中に得られ る。

特定の条件で考えられることは、例えば、既存の抄紙機を改造する場合、真空式 脱水を使った開放表面成形部の全長を利用することが機能的であるか、あるいは 、望ましいのか分からないことである。

さらに、ヘッドボックススライスそのものの近傍に必要な極小の真空準位を得て 制御することは極めて困難であることを注意すべきである。上述のように、水位 計５ｃｍ未満の圧力差、または、約０．　５％だけの大気が使用されている。た だし、それでも、本発明の基本的概念は、真空利用部が、別の固定脱水装置を使 った短小な脱水部の前にある開放表面成形部を有する抄紙機において利用するこ とができる。

したがって、第３の概略的様相では、水性紙料がヘッドボックススライスから成 形抄上に堆積し、前記ヘッドボックススライスを有するヘッドボックスに隣接し たブレストロールを通過する少なくとも１つの連続走行する成形抄と、成形抄上 に白水脱水手段を設けた多数の紙料脱水装置とを備えた開放表面成形部を育し、 前記成形部においては、ヘッドボックスからヘッドボックススライスを経て成形 抄上に堆積した紙料の固体含有量が、初期の低値から約２％より４％ぐらいの値 に上昇する抄紙機において、 （ａ）　ヘッドボックススライスに隣接する、成形板を少なくとも１つ備えた成 形板部と、各フォイルが平坦な支持表面、および、零より大きく５度未満の角度 で（成形抄の走行方向に）前記抄の平面から分岐する後尾部から成る多数のフォ イルを備えた前記成形板部に隣接するフォイル部とからほぼ構成される、前記ス ライスに隣接する比較的短小な有孔脱水装置と、（ｂ）　各仕切りに真空供給手 段と排水手段を設けた横方向の複数の真空密閉仕切りを設けた単一の箱でほぼ構 成されるか、あるいは、容箱が成形抄全幅に伸び、互いに隣接配置されることに よって仕切り壁を効率的に残数の脱水箱でほぼ構成される、成形部の残りの長さ にわたって伸びた、前記脱水装置に隣接する吸引箱と、（Ｃ）　等間隔に連続し て配列された成形抄支持ブレードから成る溝付き型抄支持カバーをほぼ形成する 吸引箱上の有孔表面で、前記ブレードは、抄の走行方向に対してほぼ水平に交差 するほぼ平坦な上部面を有し、前記各ブレード間には、成形抄をほとんど支持せ ずに下方に吸引し紙料攪拌波動を各隙間中に生じさせる吸引到達可能な前記隙間 が設けられ、前記カバーは、各抄支持ブレード間の前記隙間中に介在し、かつ、 前記抄支持ブレードの上部面よりも低い高さに抄の走行方向に対し交差する上部 面を有する水封じ成形ブレードを備え、少なくとも成形抄の各下方波動において 水封じを形成し、これによって吸引を一時的に中断して脱水を防ぐ一方で、成形 部を通過する抄上の繊維の垂直攪拌を発生させ、さらに、内部横方向の真空密閉 仕切り、あるいは、隣接する２つの吸引箱の横方向に隣接する１組の壁のいずれ かの上に配置された、最初と最後の支持ブレードとこの間に介在する任意の支持 ブレードのいずれもが、すべて、成形抄支持ブレードであり、これによって等間 隔で周期的な攪拌を紙料中に誘起させる、成形抄を支持するように作られた吸引 箱上の前記有孔表面と、 （ｄ）　吸引箱中の真空を、前記有孔脱水装置近傍では水位計５ｃｍ未溝の低値 から成形部出口では水位計５０ｃｍ以下の最大値まで、吸引箱の長さに沿って徐 々に上昇する値に制御する真空制御手段との組み合わせからほぼ構成される紙料 脱水装置が本発明によって得られる。

さらに、第４の概略的様相では、水性紙料がヘッドボックススライスから成形抄 上に堆積し、前記ヘッドボックススライスを有するヘッドボックスに隣接したブ レストロールを通過する少なくとも１つの連続走行する成形抄と、成形抄上に白 水脱水手段を設けた多数の紙料脱水装置とを備えた開放表面成形部を有し、前記 成形部においては、ヘッドボックスからヘッドボックススライスを経て成形抄上 に堆積した紙料の固体含有量が、初期の低値から約２％より４％ぐらいの値に上 昇する抄紙機において、 （ａ）　紙を構成する水性繊維紙料を、移動する成形抄上に前記成形抄の幅にわ たって排出し、（ｂ）　成形抄を支持するように前記抄に交差して配列された多 数の固定脱水要素を備える、ヘッドボックススライスに隣接する比較的短小な有 孔脱水装置に、成形抄を通過させたあとに、 （Ｃ）　各チャンバに制御された準位の真空が印加される多数のチャンバと、成 形部の残りの長さにわたって伸び、かつ、成形抄と減圧された吸引箱の各チャン バとの間に真空密閉シールを設ける、成形砂用の宵孔上部支持とを備えた、連続 する真空式吸引箱に、成形抄を通過させ、 （ｄ）　前記短小有孔脱水装置近傍では水位計５ｃ＋ｓ未溝の初期の低値から成 形部出口では水位計５０ｃｍ以下の最大値まで、吸引箱の長さに沿って徐々に上 昇する値に、吸引箱の減圧されたチャンバ中の真空を制御し、（ｅ）　吸引箱の 長さに沿って成形抄の部分間ごとに高さを変えることによって、所望準位の攪拌 を成形抄上の紙料中に等間隔で周期的に発生させることを特徴とする、紙成形を 改良する方法が本発明によって得られる。

さらに、本発明の概要的様相の上記装置と方法のもう一つの改良において、短小 有孔脱水装置もまた、成形抄の高さを変える通路を設けることによって、成形抄 が吸引箱の有孔表面に達する前に制御された準位の攪拌を紙料中に始めさせるこ とができるということもまた考えられる。したがって、前記短小有孔脱水装置は 、ヘッドボックススライスに隣接する成形板と、短小有孔脱水装置によって脱水 される面積の最大５分の４を占める（成形板と吸引箱間の）フォイル部とを備え たものが望ましい。

前記フォイル部において、各フォイルは、平坦な支持表面と、零度より大きく５ 度未満の角度で（成形抄の走行方向に）前記抄の平面から分岐する後尾部とから 成る。

通常、前記フォイルは、適切な大きさの各脱水箱上に集められる。

また、各フォイルは、制御された攪拌が成形抄上の紙料に生じるように配置する ことが望ましい。成形板とフォイル部の組み合わせによる成形部の長さに占める 割合は、約２０％以下であることが望ましい。

前記吸引箱は、前述のように、隣接する多数の吸引箱（容箱は、成形部の全幅を 占める）から構成されたものか、または、各チャンバに制御された準位の真空が 印加される一連の独立した脱水チャンバを設ける、横方向に連続する真空密閉仕 切りを設けた吸引箱のいずれかが望ましい。したがって、印加された真空は、吸 引箱において水位計５ｃｍ以下の初期低値から成形部出口で水位計５０ｃｎ＋以 下の最大値まで徐々に上昇する。かかる構造方式によって、印加された真空単位 を簡単に制御することができる。

同様に、本発明の前記各様相で非常に好適な実施例において、溝付き型砂支持カ バーを形成する同上有孔表面は、米国特許第４，１４０，５７３号にジョンソン が説明するように、本発明のこの様相の場合に使用される。

したがって、さらに範囲を限定した様相においては、本発明によって、下記を特 徴とする、抄紙機による紙料形成を改良する方法が得られる。すなわち、（ａ） 　紙を構成する水性繊維紙料を、移動する成形抄上に前記成形抄の幅にわたって 排出し、（ｂ）　ヘッドボックススライスに隣接する成形板部と、各フォイルが 、平坦な支持表面、および、零度より大きく５度未満の角度で（成形抄の走行方 向に）前記抄の平面から分岐する後尾部とから成るフォイルユニット部との組み 合わせから構成される比較的短小な有孔脱水装置に、成形抄を通過させ、 （Ｃ）　各チャンバに制御された準位の真空が抄の走行と交差する方向に等間隔 で印加される多数のチャンバを備えた一連の吸引箱上に成形抄を支持し、支持領 域間の各隙間中に前記抄を降下させて垂直抄波動を前記隙間中に形成させること によって、等間隔で周期的な撹拌を紙料中に誘起させ、 （ｄ）　水封じ手段を、支持された抄よりも低く水平に前記各隙間の間に介在さ せて吸引を中断し、（ｅ）　前記隙間中の真空を成形抄上部に印加して前記抄を 各隙間の間に下方へ吸引させ、紙を構成する繊維の水性懸濁液が排水されると、 各隙間中の印加された吸引力が水封じ成形手段によって中断され、さらに、（ｆ ）　印加された真空が、フォイルユニット近傍では水位計５ｃ＋ｅ未満の初期低 値から成形部出口では水位計５０ｃｍ以下の最大値まで徐々に上昇するように、 隙間中に印加された真空を制御する。

以下、添付図面をもとに本発明を説明する。

図１は従来の抄紙機の最初の部分の概略図、図２は従来のフォイルブレード、 図３はいわゆるイソフロ装置、 図４は一連のフォイルに伴う調和的紙料撹拌、図５は本発明の１つの様相にした がって改造した抄紙機の概略図、 図６は図５の機械の改造図、および 図７は図５の詳細図。

以上の図面では、部品など関連するものは同一番号を記載している。

図１は、ＩＡとＩＢで示す矢印方向に移動する成形砂１を組み込んだ従来の開放 表面抄紙機の成形部を表す。

成形砂はブレストロール２と各種テンシロン低速ローラ３を通過する。紙料は、 概略で４に示したヘッドボックスから、成形砂１と交差するスライス５を経て成 形砂１上に堆積する。脱水部の成形砂下部には、一連の白水脱水装置１５．１Ｂ 、１７．１８．１９を設けた脱水装置６．７．８．９．１０．１１．１２が連続 して配置されている。上記脱水装置の第１番目の装置６は成形板から成り、２番 目の装置７はオープンフォイルユニットから構成され、また、残りの装置はいわ ゆるイソフロ装置（商標）である。また、８から１２の各端には、それぞれ、真 空パイプ２０．２１．２２．２３．２４で制御される真空空間を設けている。通 常、印加される真空は、箱８中では零ｃｍより５ｃｍの水位計から、箱１２中で は水位計６０ｃｍ以下までの範囲であり、白水脱水装置１５．１Ｂ、１７．１８ ．１９は適切な真空製を備える。本発明の様相で重要な特徴は、成形部のすべて が活性的に脱水されるわけではないことである。各脱水吸引箱は、偶然重力で排 出されることがある水は別にして、非脱水領域を表すａｌ　ｂｌ　Ｃ１ｄｌ　ｅ ｌ　ｆで印した各スパンによって分離される。図示した機械では、上記スパンは 、成形部の全領域のほぼ３０％を占める。

従来の技術の代表的な既存の機械である本機において、ヘッドボックススライス ５から先へ列を成す種類の脱水要素が使用される。この中の第１番目の脱水要素 は、箱６と係合する従来の１組の平成杉板ブレードである。

箱７中の脱水要素２５は、図２に断面を示したデザインとほぼ一致する従来のフ ォイルブレードである。前記フォイルブレードは、頭部がＴ字型の支持棒２８と 、この上に挿着されたフォイルブレードプロパ２９とから成る。前記フォイルブ レードプロパは、成形砂１を支持する平面３０と分岐する後尾面３１とを備える 。分岐角２は、明瞭にするために図面では誇張して表している。通常、分岐角は 、図示したものより小さく、この範囲は約１度から５度ぐらいまであり、一般に ２度から２．５度の角度が使われる。成形砂が矢印３２の方向に前記フォイルを 通過するとき、後尾面３１によってできたニップ中に生じる水圧現象の結果、紙 料の水分が成形砂で吸収される。

８から１２の各筒中には、ジｅンソンの米国特許第４゜１４０．５７３号で詳細 に説明された、いわゆる、イソフロ装置が使用される。前記イソフロは、図３に 示しているので（図４のジタンソンのイソフロ装置とほぼ同一）、固定装置２６ と２７の２つのグループがあることが分かる。２６と２７の装置は１字型棒２８ でそれぞれ支持され、前記１字型棒２８は、適当に配置された各支持台３３によ り前記箱の幅にわたって支持される。固定装置２６と２７は、外観は図２のフォ イルブレードに類似するが、２通りの点で異なる。上記全装置の成形砂１を支え る各上部面は、はぼ平坦であり、成形砂と同一平面であるか（装置２６）、ある いは、これより少し低い（装置２７）。装置２７の垂直低下は、図３に示すよう にＡで表すが、これは明瞭にするために誇張している。通常、この距離の実際の 範囲は約０．　５ｍｏから約５．　Ｏｍｍまである。成形砂は、かかる有孔表面 を通過する場合、連続する装置２６間で波動するので、介在する各装置２７は、 水封じが成形砂下部に設けられるように垂直に配置される。また、図示していな いが、複数の密閉要素が、成形砂の両側と平行に上記各端の側面に沿って各脱水 装置間に配列される。紙料の水分は、前記箱に真空を印加することによって成形 砂で吸引される。

さらに、この型の固定脱水装置のいずれにも共通する特徴がある。図４は、紙料 の調和的攪拌、すなわち、周期的撹拌の概略図であり、前記紙料撹拌は、成形砂 を支持するフォイルブレードによって生じる規則的で等間隔の垂直パルスで発生 させることができる。図４は、矢印ＩＡの方向に移動する成形砂１の短小部を示 す。成形砂は一連のフォイルブレードを通過し、前記ブレードは、すべて、１字 型棒４１と４２上に取り付けられたフォイルブレード４５と４６の間に示すよう に、距離Ｙで等間隔に配列されている。紙料撹拌は、一定距離Ｙの間隔でそれぞ れ配列されたフォイルブレードによる成形砂の垂直運動によって発生するので、 ４８で示す垂直紙料攪拌の領域の後にもう一つの領域５０が続く。同様に、無活 性領域４９の後には、前記領域５０に後続する別の無活性領域５１が有る。垂直 撹拌領域４８と５０、および、無活性領域４９と５１とも、図４に示すように、 それぞれ同一距離Ｙの間隔で配列されている。紙料の垂直撹拌は、１字型棒４３ 上にフォイルブレードがない場合でも、図４に示すように５２の位置に発生する が（図４では１字型棒４３上にフォイルブレードがないことを強調するため前記 位置の陰影を変えている）、ただし、前記位置５２の撹拌の大きさは、フォイル ブレードが所定の１字型棒４３上に育る場合に得られる攪拌よりもやや小さい。

（フォイルブレードがない）１字型棒４３近傍で発生する上記活性は、　「ゴー ストブレード」と呼ばれる。また、紙料中の撹拌と無活性の上記領域は、成形部 とともに移動することはな（、むしろ、同一場所にほぼ維持されることに注目す ることが肝要である。同様の無活性領域５３は「ゴーストブレード」とフォイル のあとに続くので、誘起された攪拌５４がフォイル４７近傍に発生する。

図３の前記ジ式ンソンのイソフロ装置の場合、垂直紙料撹拌の領域は、抄が抄支 持表面２６から２７に移動する時の前記抄の下方偏向に起因するので、図４の周 期性と類似する周期性が観察される。

したがって、成形部用の各種支持表面の間隔を利用して、成形抄上の紙料中に生 じる撹拌の発生、最適化、および制御を行うことができることが分かった。各脱 水支持表面は、この以前の各脱水装置によって始まった前記垂直運動を制御でき るように配置することができる。

成形抄上の紙料中に発生させた垂直攪拌の量の制御におけるかかる柔軟性は、紙 料が成形部で成形部を通過する場合の優れた紙料脱水を考慮したものである。本 発明を活用する２つの考えられる方法を図５と図６に示す。

各図面とも図１に示す抄紙機とほぼ同一の部分図であるが、特定の差異がある。

図１と共通するのは、成形部１が各ローラ３を通過し、ブレストロール２周辺を 廻って、ヘッドボックススライス５を通過し、この時点で紙料が成形抄上に堆積 することである。脱水は、箱６上の成形板部によって開始し、箱７と係合する各 フォイルによって継続されるが、箱６と箱７は隙間ａでまだ分離されていること に注意すべきである。

前記成形部の残りの部分は拡張した単一の吸引箱１００から成り、前記吸引箱は 、分離器を備えた連続する単一の吸引箱を用いるか、あるいは、互いに密接に噛 み合った比較的小型の多数の箱を用いて、独立したチャンバ８．９．１０．１１ ．１２の列に分割されている。また、上記吸引装置は、図３に示す配置とは別の 形で異なる。

図３では、最初の支持表面２６は上方表面であり、この後ろには下方表面２７が 続く。また、前記筒中の最後の支持表面も、米国特許第４，１４０，５７３号で ジーンソンが説明するように上方表面である。一連のこの型の箱に本発明の隣接 関係を適用させると、任意の筒中の最後の支持表面もまた、次の箱の最初の支持 表面になるため、上記表面の中１つが余分となる。この点は図７でさらに明瞭に 示している。

本発明の連続する吸引箱を利用して図１に示した型式の機械を改良する方法が２ 通りある。図５では、Ｃからｆまでの隙間は、８から１２の容箱を長く伸ばすこ とによって除去されており、したがって、成形部の全長は変わらない。

あるいは、Ｃからｆの各隙間のスパンが同じになるように箱をもう１つ追加し、 ９．１０１１１の容箱を移動させてスパンを合わせることによって、同上の効果 が得られるであろう。いずれにしても、成形部の長さは不変のまま維持される。

残りの選択肢は、単に、８から１２までの各吸引箱を一緒に移動してＣからｆま での隙間を除去するすることである。これは効率的であるが、同時に欠点が２つ ある。まず、機械の全長も短縮する多少思い切った処置を取らない限り、　（除 去された隙間の長さにほぼ相当する）はとんど未使用の成形部と同じ長さがまだ 残る。第２に、紙料から同一の水量を除去しても、全長が比較的短い成形部を使 用すると、水分は、成形部の長さが不変のまま保持される場合よりもいっそう急 速に除去されることになる。同一量の水分を成形部の比較的長大な長さにわたっ て除去すると、水分が除去される速度が低下するので、成形部の長さを保持する ことが有益であると思われる。一般に、脱水速度が下がると、優れた紙型成形が 生まれワイヤマークが減少するため、製造される紙の品質が向上する。また、さ らに、ＦＰＲ値も上昇し、したがって、本発明の方法を用いると、２０％の大台 の上昇を得ることが可能であると思われる。

図５では、活性的に脱水されない上記２つの隙間、すなわち、ａとｂが、成形抄 中にまだある。また、図６に示すように、隙間すを除去することもできるので、 したがって、吸引箱１００をさらに少し長く伸ばすことができる。また、同上の 考えは、図５について上述したように、箱１００を長く伸ばすか、別の箱を追加 するか、あるいは、箱１００を横方向に移動するかして隙間すを除去するか否か に関して適用できる。隙間すを除去するには、箱１００を長く伸ばすことが好ま しいと考えられる。

また、隙間すが除去できる場合は、抄支持ブレードがチャンバ７と吸引箱１００ に隣接する壁土にあると図７に概略で示した配置を利用する必要があるので、前 記隙間に隣接する箱すの壁土に通常有る箱７中の最後のフォイルは余分となるこ とに注意する必要がある。

手続補正書 平成　４年　２月１４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水性紙料がヘッドボックススライスから成形抄上に堆積し、前記ヘッドボッ クススライスを有するヘッドボックスに隣接したプレストロールを通過する少な くとも１つの連続走行する成形抄と、成形抄下に白水脱水手段を設けた多数の紙 料脱水装置とを備えた開放表面成形部を有し、前記成形部においては、ヘッドボ ックスからヘッドボックススライスを経て成形抄上に堆積した紙料の固体含有量 が初期の低値から約２％より４％ぐらいの値に上昇する抄紙機において、 （ｉ）水性紙料を、移動する前記成形抄上に排出し、（ｉｉ）各チャンバに制御 された準位の真空が印加される多数のチャンバと、成形抄と減圧された吸引箱の 各チャンバとの間に真空密閉シールを設ける成形抄用の有孔上部支持表面とを備 えた、連続する真空式吸引箱から構成される脱水装置に、成形抄を通過させ、（ ｉｉｉ）真空準位が、ヘッドボックススライス近傍では水位計５ｃｍ未満の初期 の低値から成形部出口では水位計５０ｃｍ以下の値に上昇するように、吸引箱の 各チャンバに印加された真空準位を制御し、さらに（ｉｖ）成形部の長さに沿っ て成形抄の部分間ごとに高さを変えることによって、所望準位の撹拌を成形抄上 の紙料中に等間隔で周期的に発生させることを特徴とする、紙成形を改良する方 法。 ２、吸引箱が成形抄の長さに沿って隣接する多数の箱から構成され、各箱が成形 抄の幅にわたって伸び、各箱に初期の低値から最大値まで漸進するように制御さ れた準位の真空が別々に印加される、請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、吸引箱が成形部の全長にわたって伸びる単一の箱から成り、前記単一の箱に は横方向の真空密閉仕切りを多数設け、前記各仕切り間に、初期の低値から最大 値まで漸進するように制御された準位の真空が別々に印加される、請求の範囲第 １項に記載の方法。 ４、水性紙料がヘッドボックススライスから成形抄上に堆積し、前記ヘッドボッ クススライスを有するヘッドボックスに隣接したプレストロールを通過する少な くとも１つの連続走行する成形抄と、成形抄下に白水脱水手段を設けた多数の紙 料脱水装置とを備えた開放表面成形部を有し、前記成形部においては、ヘッドボ ックスからヘッドボックススライスを経て成形抄上に堆積した紙料の固体含有量 が初期の低値から約２％より４％ぐらいの値に上昇する抄紙機において、 （ａ）各チャンバに真空密閉脱水手段を設け、ヘッドボックススライスに隣接す る成形部に配置され、かつ、成形部の長さにわたって連続して伸びる多数の減圧 されたチャンバから構成される吸引箱と、 （ｂ）成形抄が吸引箱中の真空の影響下で排水する複数の孔を設け、制御された 準位の撹拌を成形抄上の紙料中に等間隔で周期的に発生させる成形抄が移動する 通路を設け、さらに、成形抄と減圧された吸引箱の各チャンバとの間に真空密閉 シールを設ける、成形抄を支持するように作られた吸引箱上の有孔表面と、（ｃ ）吸引箱の減圧されたチャンバ中の真空を、ヘッドボックススライス近傍では水 位計５ｃｍ未満の初期の低値から成形部出口では水位計５０ｃｍ以下の最大値ま で、成形部の長さにわたり吸引箱に沿って徐々に上昇する値に制御する真空制御 手段との組み合わせからほぼ成る紙料脱水装置。 ５、吸引箱が多数の隣接する箱から構成され、各箱には、初期の低値から最大値 まで漸進するように別々に制御される真空手段を設けた、請求の範囲第４項に記 載の装置。 ６、吸引箱が成形部の全長にわたって伸びる単一の箱から成り、前記箱には、横 方向の真空密閉仕切りを設け、各仕切り間の空間には、初期の低値から最大値ま で漸進するように別々に制御される真空手段を設けた、請求の範囲第４項に記載 の装置。 ７、水性紙料がヘッドボックススライスから成形抄上に堆積し、前記ヘッドボッ クススライスを有するヘッドボックスに隣接したブレストロールを通過する少な くとも１つの連続走行する成形抄と、成形抄下に白水脱水手段を設けた多数の紙 料脱水装置とを備えた開放表面成形部を有し、前記成形部においては、ヘッドボ ックスからヘッドボックススライスを経て成形抄上に堆積した紙料の固体含有量 が初期の低値から約２％より４％ぐらいの値に上昇する抄紙機において、 （ｉ）成形抄に対してほぼ交差して支持するように配置された多数の固定脱水要 素を具備する、ヘッドボックススライスに隣接する比較的短小な有孔脱水装置と 、（ｉｉ）各チャンバには成形部の残りの部分にわたって連続して伸びる真空密 閉脱水手段を設けた多数の減圧されたチャンバから成る、上記脱水装置に隣接す る吸引箱と、 （ｉｉｉ）成形抄が吸引箱中の真空の影響下で排水する複数の孔を設け、制御さ れた準位の撹拌を成形抄上の紙料中に等間隔で周期的に発生させる成形抄が移動 する通路を設け、さらに、成形抄と減圧された吸引箱の各チャンバとの間に真空 密閉シールを設ける、成形抄を支持するように作られた吸引箱上の有孔表面と、 さらに、（ｉｖ）吸引箱の減圧されたチャンバ中の真空を、上記有孔脱水装置近 傍では水位計５ｃｍ未満の低値から成形部出口では水位計５０ｃｍ以下の最大値 まで、吸引箱の長さに沿って徐々に上昇する値に制御する真空制御手段との組み 合わせからほぼ成る紙料脱水装置。 ８、吸引箱が、多数の真空密閉仕切りによって多数の独立したチャンバに分割さ れた単一の吸引箱を形成する、請求の範囲第７項に記載の装置。 ９、吸引箱が多数の隣接する箱から成る、請求の範囲第７項に記載の装置。 １０、脱水装置がヘッドボックススライスとすぐ隣接するその部分において、固 定脱水要素が少なくとも１つの成形板を具備する、請求の範囲第７項に記載の装 置。 １１、脱水装置がヘッドボックススライスから遠く隔たったその部分において、 固定脱水要素がフォイル部から成り、前記フォイル部において、各フォイルが、 平坦な支持表面と、零度より大きく５度未満の角度で（成形抄の走行方向に）前 記抄の平面から分岐する後尾部とから成る、請求の範囲第７項に記載の装置。 １２、後尾部が、約２度から２．５度ぐらいの角度で抄の平面から分岐する、請 求の範囲第７項に記載の装置。 １３、脱水装置が、分離脱水式の独立した２台の固定脱水装置を具備し、前記固 定脱水装置が、ヘッドボックススライスに隣接する成形板部と、それから間隔を 取って配置された独立したフォイル部とから構成され、前記フォイル部において 、各フォイルが平坦な支持表面と、零度より大きく５度未満の角度で（成形抄の 走行方向に）前記抄の平面から分岐する後尾部とを形成する、請求の範囲第７項 に記載の装置。 １４、後尾部が、約２度から２．５度ぐらいの角度で抄の平面から分岐する、請 求の範囲第１３項に記載の装置。 １５、有孔表面が、連続して配列された成形抄支持ブレードから成る溝付き型抄 カバーを形成し、前記ブレードは、抄の走行方向に対してほぼ水平に交差するほ ぼ平坦な上部面を有し、前記各ブレード間には、成形抄をほとんど支持せずに下 方に吸引して紙料撹拌波動を各隙間中に発生させる吸引到達可能な前記隙間が設 けられ、前記カバーは、各抄支持ブレード間の前記隙間中に介在し、かつ、前記 抄支持ブレードの上部面よりも低い高さに抄の走行方向に対し交差する上部面を 有する水封じ成形ブレードを備え、少なくとも成形抄の各下方波動において水封 じを形成し、これによって吸引を一時的に中断して脱水を防ぐ一方で、成形部を 通過する抄上の繊維の垂直撹拌を発生させ、さらに、内部横方向の真空密閉仕切 り、あるいは、隣接する２つの吸引箱の横方向に隣接する１組の壁のいずれかの 上に配置された最初と最後の支持ブレードとこの間に介在する任意の支持ブレー ドのいずれもが、すべて、成形抄支持ブレードである、請求の範囲第７項に記載 の装置。 １６、脱水装置が、各フォイルが平坦な支持表面と、零度より大きく５度未満の 角度で（成形抄の走行方向に）前記抄の平面から分岐する後尾部とを形成するフ ォイル部を具備し、前記フォイル部が、吸引箱と隣接する独自の脱水チャンバを 設け、さらに、成形抄支持ブレードが前記脱水チャンバと吸引箱とが隣接する横 方向の壁上に配置された、請求の範囲第項１５に記載の装置。 １７、フォイル部において、各フォイルが、成形抄上で制御された紙料の撹拌を 発生させるように配置された、請求の範囲第１１項に記載の装置。 １８、脱水装置が成形部の長さの約２０％以下を占める、請求の範囲第７項に記 載の装置。 １９、水性紙料がヘッドボックススライスから成形抄上に堆積し、前記ヘッドボ ックススライスを有するヘッドボックスに隣接したプレストロールを通過する少 なくとも１つの連続走行する成形抄と、成形抄下に白水脱水手段を設けた多数の 紙料脱水装置とを備えた開放表面成形部を有し、前記成形部においては、ヘッド ボックスからヘッドボックススライスを経て成形抄上に堆積した紙料の固体含有 量が初期の低値から約２％より４％ぐらいの値に上昇する抄紙機において、 （ａ）紙を構成する水性繊維紙料を、移動する成形抄上に前記成形抄の幅にわた って排出し、（ｂ）成形抄に対してほぼ交差して支持するように配列された多数 の固定脱水要素を備えた、ヘッドボックススライスに隣接する比較的短小な有孔 脱水装置に、成形抄を通過させたあとに、 （ｃ）各チャンバに制御された準位の真空が印加される多数のチャンバと、成形 部の残りの長さにわたって伸び、かつ、成形抄と減圧された吸引箱の各チャンバ との間に真空密閉シールを設ける、成形抄用の有孔上部支持とを備えた連続する 真空式吸引箱に、成形抄を通過させ、 （ｄ）前記短小有孔脱水装置近傍では水位計５ｃｍ未満の初期の低値から成形部 出口では水位計５０ｃｍ以下の最大値まで、吸引箱の長さに沿って徐々に上昇す る値に、吸引箱の減圧された各チャンバ中の真空を制御し、（ｅ）吸引箱の長さ に沿って成形抄の部分間ごとに高さを変えることによって、所望準位の撹拌を成 形抄上の紙料中に等間隔で周期的に発生させることを特徴とする、紙成形を改良 する方法。 ２０、吸引箱が多数の隣接する箱から構成され、各箱が成形抄の幅にわたって伸 び、各箱に制御された準位の真空が別々に印加される、請求の範囲第１９項に記 載の方法。 ２１、吸引箱が脱水装置近傍から伸びる単一の箱から成り、前記箱が横方向の真 空密閉仕切りによって独立した多数のチャンバに分割された、請求の範囲第１９ 項に記載の方法。 ２２、 （ａ）紙を構成する水性繊維紙料を、移動する成形抄上に前記成形抄の幅にわた って排出し、（ｂ）ヘッドボックススライスに隣接する成形板部と、各フォイル が、平坦な支持表面と零度より大きく５度未満の角度で（成形抄の走行方向に） 前記抄の平面から分岐する後尾部とから成るフォイルユニット部との組み合わせ から構成される比較的短小な有孔脱水装置に、成形抄を通過させ、 （ｃ）各チャンバに、制御された準位の真空を抄の走行と交差する方向に等間隔 で印加される多数のチャンバを備えた連続する吸引箱上に成形抄を支持し、支持 領域間の各隙間中に前記抄を降下させて垂直抄波動を前記隙間中に形成させるこ とによって、等間隔で周期的な撹拌を紙料中に誘起させ、 （ｄ）水封じ手段を、支持された抄よりも低く水平に前記各隙間の間に介在させ て、吸引を中断させ、（ｅ）前記隙間中の真空を成形抄下部に印加して前記抄を 各隙間の間に下方へ吸引させ、紙を構成する繊維の水性懸濁液が排水されると、 各隙間中に印加された吸引力が水封じ成形手段によって中断され、さらに、（ｆ ）印加された真空が、フォイルユニット近傍では水位計５ｃｍ未満の初期低値か ら成形部出口では水位計５０ｃｍ以下の最大値まで徐々に上昇するように、隙間 下の各チャンバに印加された真空を制御することを特徴とする、請求の範囲第１ ９項に記載された方法。 ２３、水性紙料がヘッドボックススライスから成形抄上に堆積し、前記ヘッドボ ックススライスを有するヘッドボックスに隣接したブレストロールを通過する少 なくとも１つの連続走行する成形抄と、成形抄下に白水脱水手段を設けた多数の 紙料脱水装置とを備えた開放表面成形部を有し、前記成形部においては、ヘッド ボックスからヘッドボックススライスを経て成形抄上に堆積した紙料の固体含有 量が初期の低値から約２％より４％ぐらいの値に上昇する抄紙機において、 （ａ）ヘッドボックススライスに隣接する、成形板を少なくとも１つ備えた成形 板部と、各フォイルが平坦な支持表面および零度より大きく５度未満の角度で（ 成形抄の走行方向に）前記抄の平面から分岐する後尾部から成る多数のフォイル を備えた前記成形板部に隣接するフォイル部とからほぼ構成される、前記スライ スに隣接する比較的短小な有孔脱水装置と、 （ｂ）各仕切りに真空供給手段と排水手段を設けた横方向の複数の真空密閉仕切 りを設けた単一の箱でほぼ構成されるか、あるいは、または、各箱が成形抄全幅 に伸び、互いに隣接配置されることによって仕切り壁を効率的に共有し、かつ、 各箱に真空供給手段と脱水手段を設けた多数の脱水箱でほぼ構成される、成形抄 の残りの長さにわたって伸びた、前記脱水装置に隣接する吸引箱と、 （ｃ）等間隔に連続して配列された成形抄支持ブレードから成る溝付き型抄カバ ーをほぼ形成する吸引箱上の有孔表面で、前記ブレードは、抄の走行方向に対し てほぼ水平に交差するほぼ平坦な上部面を有し、前記各ブレード間には、成形抄 をほとんど支持せずに下方に吸引して紙料撹拌波動を各隙間中に発生させる吸引 到達可能な前記隙間が設けられ、前記カバーは、各抄支持ブレード間の前記隙間 中に介在し、かつ、前記抄支持ブレードの上部面よりも低い高さに抄の走行方向 に対し交差する上部面を有する水封じ成形ブレードを備え、少なくとも成形抄の 各下方波動において水封じを形成し、これによって吸引を一時的に中断して脱水 を防ぐ一方で、成形部を通過する抄上の繊維の垂直撹拌を発生させ、さらに、内 部横方同の真空密閉仕切り、あるいは、隣接する２つの吸引箱の横方向に隣接す る１組の壁のいずれかの上に配置された最初と最後の支持ブレードとこの間に介 在する任意の支持ブレードのいずれもが、すべて、成形抄支持ブレードであり、 これによって等間隔で周期的な撹拌を紙料中に誘起させる、成形抄を支持するよ うに作られた吸引箱上の前記有孔表面と、 （ｄ）吸引箱中の真空を、前記有孔脱水装置近傍では水位計５ｃｍ未満の低値か ら成形部出口では水位計５０ｃｍ以下の最大値まで、吸引箱の長さに沿って徐々 に上昇する値に制御する真空制御手段との組み合わせからほぼ構成される紙料脱 水装置。 ２４、吸引箱がフォイル部の脱水箱と隣接し、前記脱水箱の有孔表面の最初の抄 支持ブレードが、吸引箱とフォイル脱水箱との隣接する壁上にほぼ配置された、 請求の範囲第２３項に記載の装置。