JPH06506990A - 連続材料ウエブの処理方法および装置 - 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】 連続材料ウェブの処理方法および装置 本発明は、請求の範囲のクレーム１の前文部分に従って連続材料ウェブ、特に紙 ウェブを処理する方法に関する。本発明はまた、クレーム】による方法を実施す るための装置にも関し、この装置は第１の装置クレームに更に詳細に規定されて いるものである。

例えば１紙材料を乾燥する際には、連続した紙ウェブは一台または複数台の赤外 線加熱要素を通過して走ることになる。これらの加熱要素は、反射器フレーム内 に取付けられて例えば火災の防止とランプの保護のためにガラス板によって隔て られた赤外線ランプを備えている。この場合、赤外線ランプは極めて高温となる ため、ガラス板とホルダーと共に冷却する必要がある。このような冷却を達成す るために、通常は反射器フレームとその取付座並びにガラス板ホルダーの背部の 領域を加圧状態とし、使用冷却空気を冷却すべき全ての部分に通すようにキャビ ティ系統内に流し、最終的に加熱要素側から紙ウェブに向かって冷却空気を流し て、排気を乾燥工程で再利用するようにしている。

以上のような従来の赤外線加熱要素にとって、冷却空気は通常は孔の列または空 気力学的に設計されていない間隙を通ってウェブに流れ、これば冷却空気が孔の 近くで非常に急激に拡散して比較的低い流速で紙ウェブに達することを意味する 。通常、この流速は非常に低く、そのため紙ウェブの表面に沿った湿気を帯びた 空気の境界層およびこれに隣接する空気を完全には除去することができない。

その結果、紙ウェブに向かって流れる冷却空気は十分な乾燥効果を持たず、その ため相当な数の赤外線加熱要素および／または高い放射強度および供給エネルギ ーが要求されている。またパターン状の複数の孔を用いる場合もあるが、これら は垂直方向に均等に紙ウェブをカバーすることはなく、縞状効果、従って不均一 な乾燥効果しか得られない。また、これらの孔や間隙は夫々調節が不可能で、そ のため冷却空気の供給は後から調節することができない。製造および／または組 み立てのコストも従来の設備では問題が多いものとなっている。

国際出願公開公報第ＷＯ−Ａ−８７１００５６４４号は、特に紙ウェブのための 空気浮動乾燥装置、即ち、乾燥すべきウェブの両面に交互に配置された換気装置 と赤外線加熱放射装置とを含む多数のユニッ（−を述べている。この換気装置に よる空気ジェットはウェブ面にほぼ平行に向けられるものであり、そのためウェ ブ上の湿った境界層はこの空気ジェットによって実質的に影響を受けることはな く、その主な役目は、ウェブを赤外線加熱放射装置から離すように曲げて、その 状態に支持、即ち伸張させるように赤外線加熱装置の曲面に加圧状態を生ぜしめ ることである。

係る乾燥装置の全体は非常に大型であり、その製造と組立て及び操業のコストは 高く、エネルギー消費も極めて大きいことは理解される通りである。この乾燥装 置の乾燥効果に関する欠点の一つは、紙ウェブに供給される換気用空気が赤外線 加熱装置を通過できず、従って乾燥に効果的な高温に加熱されることなく赤外線 加熱装置を迂回して流れ、一方で加熱装置を通って流れる空気はプラント内に再 還流するようにキャビティ２３と３１を通って排出されてしまう点にある。また 各ユニットの寸法は大きく、従って設備全体としての乾燥ユニットは極めて大型 となり、更に換気を如何に取り扱うかについては議論されていない。

スウェーデン特許公報第８−４０４２１３号は、熱放射設備なしに移動中の材料 ウェブを乾燥するための装置を述べており、この装置では換気用空気はスクリー ンの種々の寸法の孔を通して材料ウェブに吹き付けられる。この空気はウェブ表 面に垂直に吹き付けられて連続的な空気フロート作用が得られるのは事実である が、何れにせよ空気流は材料ウェブ上の境界層に当たっても跳ね返ることがなく 、境界層を引き裂くことはない。この乾燥装置は、最低限の占有面積で最大限の 乾燥効果を得ると共に供給エネルギーを最大限に利用するという利用面において 、明らかにあまり効率的ではなく、また有効なものでもない。

スウェーデン特許公報第Ｂ−４５５７０９号は、例えば紙ウェブのための赤外線 放射及び換気の組合わせ型乾燥装置を述べている。しかしながら、この場合の換 気用の空気はウェブには全く向けられずにウェブと平行に流され、境界層に対し ては何ら影響を与えていない。勿論、この方式の乾燥装置は極めて効率が悪く、 何等かの十分な努力なしにはエネルギー消費も大きい。

本発明の目的は、上述の事項に関して連続材料ウェブを処理するための従来の方 法と装置とを改良し、更に発展させることである。

この目的は、前述の冒頭部分で説明した形式の方法を請求の範囲のクレーム１の 特徴事項に従って遂行することにより達成される。また、この目的は第１の装置 クレームに従った装置によって達成される。

本発明のその他の特徴と長所は、限定的ではない好適な実施例を示す添付図面を 参照した以下の説明から明らかである。添付図面において、図１は、本発明によ る装置を示す縦断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線矢視図であり、図３は、 ダンパーの全開状態における図１の要部を示し、図４は、本発明におけるガラス ホルダーの各面を示し、図５は、図４に示すガラスホルダーの一部を示す図であ る。

図において、本発明による装置１を全体として示す。この装置は、複数の反射板 ３を有する反射器フレームと複数の赤外線ランプ４とを備えている。各反射器フ レームは取付装置５に吊持されている。反射器フレームに連結して好ましくは排 気ダクト６力揃ｊ後両端に有り、紙ウェブに吹き付けられた取入れ空気の大部分 がこれらのダクトを通じて図示しない例えば負圧装置によって吸引除去される。

この取入れ空気は図示しないファンによって供給可能であり、ここでは詳細を示 さない公知の要領で前記反射器フレームを貫流させている。

前記取付は装置５の下部にはねじ７によるねじ止めで対構成のガラスホルダー８ が取り付けられ、このホルダーは対になってガラス板９を支持し、このガラス板 は１通過する紙ウェブ１２の上方に間隔をあけた平行な平面内に延在する好まし くは平らな帯板部分として設計されたホルダー下部ｌｌ内の満ｌＯ中に挿入され ている。前記帯板部分の溝を挟む２つの長手縁部は好ましくはガラス板の下面及 び／又は上面側でベベル加工されている。

ガラスホルダー下部１１は、相互に間隔をあけて取り付けられた例えば２つのス ペーサー１３と、それらの上部に取り付けられたガイド部１４と共に一体成形さ れ、このガイド部１４は外側の長い側に板状部を有し、この板状部は紙ウェブに 向かって下向きに緩く曲げられてガイドフランジ１５を形成している。ガイド部 分の全断面に沿って材料厚さを種々に選ぶことができ、例えば前記フランジは充 分に薄くすることができる。ガイド部１４は、そのガイドフランジを除いてホル ダー下部１１と少なくともほぼ平行な平面方向に延在している。ガイド部１４の 内側率部分には前記フランジに向かう僅かな気流集束形状を採用することもでき る。

好ましくはガラスホルダーの固定用ねじは、スペーサー１３の軸心およびその隣 接部のホルダー下部１１とガイド部１４を貫通する孔１６に通されている。

ホルダー下部１１の外側に向いた長手縁部にも満１７が有り、この溝は紙ウェブ の長平方向に移動可能にダンパ〜１８を受入れるように設計され、このダンパー は、フランジ１５に対面する外側の長平端部を除いて平らな帯板２１で形成され 、前記フランジに面する端部は好ましくは厚手に形成されてノズル１９の間隙の 一方の内壁面を形成し、他方の内壁面は固定配置の前記フランジ１５で形成され ている。前記一方の内壁面はフランジ１５に平行な面をなすダンパー表面２０で あり、好ましくは前記帯板２１で形成される中心面の両側に拡がっている。前記 平行面の延在部に続いて前記表面２０は上部および下部曲面部分につながってお り、上部曲面の曲率半径は下部曲面のそれよりも２倍程度の大きさである。これ らの曲面部分は、帯板２１の上側に下側のガイドビードよりも２倍幅広で厚いガ イドビード２２が得られるように、帯板２１部分では半円筒面となっている。以 上のようなダンパーの設計によってノズルの入口でも出口でも良好な空気流を得 ることができる。

図面に示したように、ダンパーを溝１７内に種々の深さで挿入し、帯板１１に止 められたねじ２３によって前記挿入位置に固定することにより、ダンパーを種々 の位置に調節可能である。このようにして、フランジ１５と表面２０によって形 成されるノズル間隙２４は高い精度で無段階に調節される。従って、フランジの 長い自由端縁は、紙ウェブの横断方向の全長について、表面２０のほぼ中央部の 前面に有利に終端し得る。各フランジ１５は、その曲がった部分の先端部におい て、紙ウェブの長平方向に関して対応する排気ダクト６の開口中心のところに位 置されている。

ノズル間隙幅は例えば４〜１１ｍｍとすることができ、ダンパーを無くせば１６ 關までとすることができる。

平らな帯板２１の両端近傍には、帯板移動方向に長くされた孔２５が設けられ、 これらの孔２５は、ねじ２３を囲むように設計されている。両方の孔２５の間に おいて帯板２１にはスペーサー１３を囲も凹部２６が設けられている。ガイド部 １４にはその外面側に長平方向に延在する一対の台形断面形状のリブ２７が設け られ、これらはスペーサー１３の両側に位置すると共に、各ユニット１の両端か ら下向きに突出する盛り上り部分２８直下に位置してこれを抱持している。更に 、ガイド部１４は孔２９および３０を備えており、組立てと分解作業を可能とす ると共に容易にしている。

図示するように、本発明による一連の装置は、好ましくは相互に隣接する装置の 端縁を斜めにして紙ウェブの全幅に互って橋渡状に相互連結できるので、途切れ の無い間隙が得られると共に、その結果として熱処理及び冷却空気の供給につい て紙ウェブに対する間断のない処理が可能である。この冷却空気の供給は、従来 では処理に寄与するとは思われていなかったものであり、単に無駄に消費される 冷却空気の適宜噴射領域としてしか思われていなかったものである。本発明の特 徴により、そして冷却空気を強く加圧できることからノズルを通して高速の噴射 を得ることができるという特徴により、無駄に消費されていた冷却空気を、実際 には強く加熱された排気として、紙ウェブの幅全体に７０ｍ／ｓｅｃ以上の相対 速度を有するエアーナイフに変換することができ、このエアーナイフを紙ウェブ に沿って前述の境界層に効果的に侵入させ、初段のノズルが位置するライン人口 近傍この境界層を破壊することが可能となる。これに関連して強制乾燥プロセス が達成されるが、これは、前記境界層が一部開離されて湿度が非常に減少してお り、熱放射の吸収が少ないと共に、もはやウェブからの湿気の消失に対する阻害 作用気中の主境界層部分の更に効果的な吸引除去が行われ、これはまた下流の赤 外線加熱装置の強制乾燥をもたらすことになる。

ガラス板は紙ウェブの幅に亙るクローズドユニットを形成可能とするものであす るものである。このような制限された排気の流出は前記ガラス表面の清浄状態の 改善による装置の全効率の向上に寄与し得る。

流出速度及びそれによって生起される紙ウェブに対する圧力インパルスは、排出 空気の一定の吸引除去との組合わせで、赤外線加熱装置のハウジングにウェブの 幅に亙って一体に組み込まれた例えば任意の曲り方向を有するウェブに関するガ イド装置としての機能を持たせることができる。即ち、ガラスホルダーのノズル をウェブ幅に亙って種々の間隙幅に調節することによって、互いに異なるウェブ 区画に種々の流速／圧力のインパルスを得ることができ、この場合、赤外線加熱 装置のハウジングはガイド装置として機能するので、紙ウェブの走行性の積極的 な付勢が達成される。

ノズルは充分に集められた空気流を作り出すように最適な要領で空気力学的に設 計すべきであり、紙ウェブに対する空気の衝撃最高速度は、間隔距離３０〜４０ ｍにおいて出口速度よりもあまり低くしないほうがよい。出口開口が例えば鋭い 端縁を持っているとすると、乱流が生じて相当な流速低下が生じるので好ましく なガラス板の重なり合いと関連した上記ノズル寸法は出口速度７０ｍ／Ｓ以下で ガラス板の下部に加圧を生起すると同時に、最高の対流熱伝導と境界層効果を得 るために最も効果的な垂直インパクト吹付けが紙ウェブに対して使用される。こ の出口速度は従来のシステムの殆ど２倍に高められており、より集中された空気 流と共に利用することで、紙ウェブの高い湿度に対して特に赤外線加熱領域にお いて際立って改善された乾燥効果を得ることができる。

ガラスホルダーの間隙の設計は、低い高さに置かれた排気ダクトの位置と相まっ て、ウェブに供給された空気の大部分を捕捉してプロセス内の他の適当な乾燥セ クションでの再利用にまわすことを可能としている。

ガラスホルダーの調節可能な間隙幅は、紙ウェブに対する衝撃流速を赤外線加熱 装置内で簡単な方法で可変調整して、低いワエブ張力を有する自由走行紙ウェブ に適当なレベルにすることを可能にする。このようにして、各個の紙ウェブの走 行性と乾燥に関連して境界層へ影響を与える必要性とを考慮して、最も高速で最 適な供給空気速度を利用することが可能である。

個々に調節可能な間隙幅とそれに伴う衝撃吹付は速度、ウェブ横断方向への各モ ジュールの圧力インパルスは、ウェブを横切って赤外線加熱装置のハウジングと 一体に、即ち反射器フレームの上部又は背部のスペースに取り付けられた空気国 際調査報告 国際調査報告 フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ 、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ ）、ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ，ＣＳ、　ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ、 ＭＧ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ，ＲＵ、ＳＤ、ＳＥ、　ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．主に紙などの連続的な材料ウエブ（１２）を、複数の加熱・換気ユニット（ １）を用いて間隙ノズルからの空気流の吹付けと赤外線ランプ（４）からの放射 によって主に乾燥のために処理する方法であって、前記赤外線ランプを両端縁が ガラスホルダー（８）内に挿入されたガラス板（９）によって前記材料ウエブか らシールドし、ウエブ移動方向の前後で吹付け空気流の噴出に適合するように前 記間隙ノズル（１９）を前記ガラスホルダーとその外側に位置するガイド部分（ １４）とで形成する連続材料ウエブの処理方法において、 前記吹付け空気流として前記赤外線ランプ（４）とその周辺機器部材の冷却に利 用された空気を用いることにより該空気流を強加熱された加圧排気に変換して前 記間隙ノズル（１９）から例えば７０ｍ／ｓｅｃ程度までの高速噴射流とするこ とと、一連の複数のユニット（１）を相互に連設することにより前記材料ウエブ の全幅に亙る途切れのないノズル間隙（２４）を形成して熱処理に関して前記材 料ウエブに途切れのない処理を施すと共に、対流熱伝導と境界層への影響を増大 するために材料ウエブ（１２）の横断方向へ全幅に亙って延在させた複数のエア ーナイフから前記吹付け空気流を供給し、この場合、ウエブの移動方向に関して 最初のエアーナイフよりも湿気及び熱を含む空気の予備的吸引除去のための吸引 手段（６）を先行させると共に前記最初のエアーナイフを後続の強制乾燥工程を 遂げる目的で材料ウエブに沿った前記境界層を開離するために使用することと、 開離された境界層の残りを下流側で２番目のエアーナイフによって撹乱して後続 の吸引手段（６）により吸引除去することを特徴とする連続材料ウエブの処理方 法。 ２．請求項１に記載の処理方法に従い、主に紙などの連続的な材料ウエブ（１２ ）を、複数の加熱・換気ユニット（１）を用いて間隙ノズルからの空気流の吹付 けと赤外線ランプ（４）からの放射によって主に乾燥のために処理する装置であ って、前記赤外線ランプがガラスホルダー（８）内に両端縁を挿入したガラス板 （９）によって前記材料ウエブからシールドされ、ウエブ移動方向の前後で吹付 け空気流を噴出するように前記間隙ノズル（１９）が前記ガラスホルダーとその 外側に位置するガイド部分（１４）とで形成されている連続材料ウエブの処理装 置において、前記吹付け空気流が前記赤外線ランプ（４）とその周辺機器部材の 冷却に利用された空気であることと、これにより前記吹付け空気流が強加熱され た加圧排気に変換されて前記間隙ノズル（１９）から例えば７０ｍ／ｓｅｃ程度 までの高速噴射流とされることと、一連の複数のユニット（１）が相互に連設さ れて熱処理に関して前記材料ウエブに途切れのない処理を施すための前記材料ウ エブの全幅に亙る途切れのないノズル間隙（２４）が形成されていると共に、対 流熱伝導と境界層への影響を増大するために前記材料ウエブ（１２）の横断方向 へ全幅に亙って延在させた複数のエアーナイフから前記吹付け空気流が供給され 、且つ、ウエブの移動方向に関して最初のエアーナイフよりも湿気及び熱を含む 空気の予備的吸引除去のための吸引手段（６）が先行されていると共に前記最初 のエアーナイフが後続の強制乾燥工程を遂げる目的で前記材料ウエブに沿った前 記境界層を開離するために使用されることと、２番目のエアーナイフが前記開離 された境界層の残りを下流側で撹乱して後続の吸引手段（６）により吸引除去さ せるために使用されることを特徴とする連続材料ウエブの処理装置。 ３．前記各ユニット（１）が、反射板（３）と赤外線ランプ（４）及び吊持手段 （５）とを有する反射器フレーム（２）を備え、前記吊持手段（５）には前記反 射器フレームが取付けられると共に、これらの部材に連結して排気ダクト（６） が両端に設けられ、これらのダクトを通して、前記ウエブ（１２）に吹付けられ た空気の大部分が負圧によって吸引除去され、一方、前記供給空気はファンによ って供給されて前記反射器フレームを貫流することを特徴とする請求項２に記載 の処理装置。 ４．前記ガラスホルダー（８）が前記吊持手段（５）の下部にねじ（７）によっ て固定的に取付けられ、前記ガラス板（９）が前記ガラスホルダー（８）の対の 間に支持されていると共に前記ガラスホルダーの下部（１１）内の溝（１０）の 中に挿入され、前記ホルター下部が平らな帯板としてウエブ（１２）の通過面と 平行に上方に間隔をあけて延在され、前記帯板の両長手縁が前記ガラス板の表面 に対して上部及び／又は下部でベベル加工されていることを特徴とする請求項３ に記載の処理装置。 ５．前記ガラスホルダー部分が相互に間隔を置いて設けられた２つのスペーサー （１３）とこれらスペーサーの上部位置で長い外側線をもつ板状のガイド部分（ １４）と一体形成され、前記ガイド部分が前記ウエブに向かって下方に曲げられ てガイドフランジ（１５）を形成し、前記ガイド部分の全断面に沿って異なる厚 さが与えられて前記フランジが比較的薄く形成され、更に前記ガイドフランジを 除いて前記ガイド部分（１４）が少なくともホルダー下部（１１）とほぼ平行な 面内に延在し、前記ガイド部分（１４）の内部が中ほどでフランジ先端に向かっ て僅かに集束する流路となっていることを特徴とする請求項４に記載の処理装置 。 ６．前記ガラスホルダー（８）の固定ねじ（２３）が、前記スペーサー（１３） の軸心と隣接する前記ホルター下部（１１）及び前記ガイド部分（１４）とを貫 通する孔（１６）に通されていることを特徴とする請求項５に記載の処理装置。 ７．前記ホルター下部（１１）の外側長手縁に溝（１７）が設けられ、前記溝内 にはウエブの長手方向に移動可能なようにダンパー（１８）が受け入れられ、前 記タンパーが外側のフランジ（１５）に対面する長手端縁部を除いて平らな帯板 （２１）からなり、この帯板の前記長手端縁部が厚肉玉ぶち部とされて前記間隙 ノズル（１９）の一方の内壁面を形成し、前記間隙ノズルの他方の内壁面は固定 配置の前記フランジ（１５）によって形成されていることを特徴とする請求項５ に記載の処理装置。 ８．前記ダンパー（１８）の前記厚肉玉ぶち部の外面がダンパー面（２０）を形 成し、該ダンパー面が前記フランジ（１５）に平行で且つ前記平らな帯板（２１ ）によって形成される中心面の両側に延在する平行面を含み、この平行面延在部 に隣接する部分で前記ダンパー面（２０）が上下の玉ぶち曲面につながり、上部 曲面の曲率半径が下部曲面のそれのほぼ２倍に大きくされ、また前記上下の玉ぶ ち曲面がほぼ半円筒面状であって上部玉ぶち曲面が前記帯板（２１）の上面側の ガイドビード（２２）を形成し、この上面側のガイドビードが前記帯板（２１） の下面側の玉ぶち曲面で形成されたガイドビードに対してほぼ２倍の幅及び／又 は厚さを有していることを特徴とする請求項７に記載の処理装置。 ９．無段階に調節可能なノズル間隙（２４）を前記フランジ（１５）と前記ダン パー面（２０）との間に形成するために前記タンパー（１８）が前記溝（１７） 内に種々の深さで挿入されることによって種々の位置に調整可能であると共に前 記ホルダー下部（１１）に取り付けられた前記ねじ（２３）によって種々の位置 にロック可能であり、前記フランジの自由端が前記ウエブ（１２）の横断方向に 亙って前記タンパー面（２０）のほぼ中央部の高さ位置にて終端し、前記ノズル 間隙の幅が４〜１１ｍｍの間で調節可能であって前記ダンパーの無い乗多雨では １６ｍｍに設定可能であることを特徴とする請求項８に記載の処理装置。 １０．前記フランジ（１５）が、対応する排気ダクト（６）のほぼ中心領域に対 置して前記ウエブの長手方向に延在されていることを特徴とする請求項９に記載 の処理装置。