JPH0816317B2 - 紙形成方法及び紙形成部分 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は製紙機械の改良、特に、
製紙機械の紙ウェブ形成部分と紙ウェブの形成方法の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】製紙機械の技術的進歩の上で最も重要な
開発の１つは、製紙機械全体は最初のウェブ形成用脱水
部分より速い速度で運転することができないので、製紙
速度を上げたいという要求に基づく最初のウェブ形成に
ある。前記の進歩には長網式の（フォードリニア）部分
において、脱水工程の効率と速度を上げ、しかも製造さ
れる紙ウェブが両面性を有する欠点を有しないように２
本のワイヤで成る形成部分が含まれている。

【０００３】紙質の向上と製紙機械の高速化の要求に伴
って、製紙業界は、装置の製造費と操作費を両方とも安
価にすることに次第に関心を向けるようになった。フォ
ーマーの場合、このことは、それらを製造費と運転費を
安価にして構成要素も簡単化し、電気費やエネルギー費
が軽減するように構成しなければならないことを意味す
る。また、製紙メーカーの観点から重要なことは、それ
らの機械が、例えばホイルブレイドや形成ワイヤのよう
な構成要素の交換や置きかえを迅速かつ容易に可能と
し、また、運転中、構成部品の上にたまるほこりや粘着
物や繊維物質塊の堆積をきれいに除去する作業を迅速か
つ容易にすることを可能にしなければならないことであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】商業上非常に成功した
１つの型式のフォーマーの場合、２本のループをなす形
成ワイヤが実質的に平行をなして鉛直方向の脱水通路を
通って案内され、この鉛直形成走路の下端部からストッ
クの噴流が供給されるようになっている。このような装
置の場合、勿論、走路の端部で形成ワイヤを案内する必
要があり、ある構造の場合、ウェブは内側の形成ワイヤ
へ移送され、大型で重量のある頂部腕構造物上で外側形
成ワイヤを案内することが不可欠であった。この構造で
は、背丈の高い装置を収納する建物が必要であり、フォ
ーマーの上方にクレーンが通過する空間を必要とする。
これはまた、より多くのメインテナンスを必要とし、か
つ、このユニットは、フォーマー全体の高さにわたって
配置されるので振動し易く、フォーマー全体の固有振動
数を低下させる。しかし、生産を上げるためには機械速
度を上げることが望ましいので、固有振動数の低下を来
すようなものは望ましくない。

【０００５】現存の構造体のもうひとつの欠点は、スト
ックから下方ワイヤを通って水分を引き抜くために真空
を与える装置を必要とすることである。このような真空
装置は、ファンポンプ及び空気と水の除去ダクトを必要
とする。ウェブが下方の形成ワイヤへ移される時、形成
ワイヤによってカバーされるクーチロールの弧状セグメ
ントの下方でクーチロール内に真空グランドを備えなけ
ればならない。さらに、ブレストロールとクーチロール
との間にわたる形成ゾーン全体はカーブしているので、
セラミックブレイド部材と同ブレイドが取付られる支持
構造体の両方を正確に機械仕上げする必要がある。この
型式の構造体の場合、ブレストロールのすぐ下流に位置
する最初の形成シューの下方と１個ないし複数個の下流
のサクションボックスの下方との両方で真空圧が使用さ
れる。これらは両方とも、通常内側又は下方の形成ワイ
ヤ内に配置されている。真空によるウェブの形成と脱水
は成功したが、例えば、水から空気を分離して除去し、
そして、フォーマーからそれらを除去する時空気と水を
分離状態に保持するためにセパレータのような多くの装
置を必要とした。また、形成シューとサクションボック
スを内側又は下方の形成ワイヤ内に配置させることによ
り、紙の表裏をより等質にするために十分な量の水を除
去するようにデフレクターを作動させるため、紙の等級
次第では毎分３，０００〜４，０００フィートのように
比較的高速度でフォーマーが作動しない限り、紙の両面
性が問題となった。

【０００６】真空によって水を除去するには、また、多
量の電力を必要とする。なぜなら、形成シュー上で脱水
を行うためにウェブを通して気流を発生させ、かつ、そ
れを維持しながら形成シューに接続される全てのダクト
ワークを真空圧のもとに保持しなければならないからで
ある。

【０００７】真空による脱水に伴うもうひとつの問題
は、形成ワイヤの下にある室内の大気圧以下の空気圧が
形成ワイヤをウェブから離れる方向へ移動させたり、又
は、ウェブとウェブの下の形成ワイヤの両方を隣接する
脱水ブレイド間の間隙へ移動させる傾向があることであ
る。これは作用する真空に限界を与えることになった
り、又は、ブレイド間の空間をもっと狭くすることを要
求することになったりする。いずれの場合にも、これ
は、製紙メーカーにとって機械の運転に当って一層融通
性上の制約が加えられることになる。

【０００８】本発明の目的は、真空による脱水と形成部
分に後続して行われる一方のワイヤへの真空によるウェ
ブの移送とを利用する現在商業的に利用されている２本
のワイヤによる形成機械に伴う欠点を排除した製紙機械
の改良型のウェブ形成部分を提供することである。

【０００９】本発明のもうひとつの目的は、この機械の
固有振動数の低下を回避するため、大型装置、特に、形
成ワイヤを送る回転ロールを支持する大型の腕を使用し
ないですむようにした２本のワイヤ型の形成機械の構造
と運転方法を提供することである。

【００１０】本発明のもうひとつの目的は、製紙機械の
２本のワイヤの走路でウェブをワイヤの一方へ移送する
改良された方法と装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段、作用】本発明によれば、
脱水を行うため大気圧以下の空気圧を使用しないで加圧
空気を使用する。加圧空気は、また、有効な移送を行う
ため形成走路の端部でワイヤへ降ろされるウェブを移送
するためにも使用され、また、それは必要な機械類のサ
イズとかさばりを減らし、ひいては構造体の費用の削減
と固有振動数の低下を防ぐためにも有効である。

【００１２】その加圧空気は、２本のワイヤ型のフォー
マーにおいてワイヤのうちの１本と密着走行関係にある
一連の隔室へ供給され、必要とされる空気を供給するの
に適した容量のコンプレッサーファンを駆動するために
空気を供給するモーターを大きくする必要はない。加圧
ドームの加圧空気は、２本のワイヤ間に形成されるスト
ックの繊維から脱水するため真空圧がダクトへ供給され
る場合に必要とされるほどの電気エネルギーを必要とし
ない。真空圧の場合、フォーマーのダクトワーク全部が
真空圧に保持されねばならないが、空気圧を使用する場
合、大気圧以上の空気圧のもとに保持する必要のあるも
のは、加圧ドームへ通じる比較的直径の小さい管だけで
ある。真空システムに比べて加圧システムに必要な電力
は実質的に小さいので、フォーマーの運転費用を削減す
ることができる。

【００１３】本発明に従って構成した２本のワイヤ型の
フォーマーの場合、吸引を利用した最初の形成シューが
使用され、これは、空気圧により収集される水とは別に
収集される繊維とフィラー含有物の多い水を除去する。
空気圧によってウェブから引き抜かれる水は比較的含有
物が少いので、この水を製紙機械を通って再循環させる
ことができる。

【００１４】空気圧を利用するもうひとつの特徴は、そ
の空気が加熱されてウェブにぶつかるのでウェブの繊維
から水分がより効果的に分離されることである。加圧ド
ームへ供給される空気としては、多くのスチーム加熱式
ドライヤーによって加熱されたものがドライヤー部分か
ら集められるので、この加熱空気は余分の費用をかけな
いで得ることができる。空気を水から隔離するため水リ
ングを有するいわゆる水リング型ポンプが加熱空気を収
集し、それを加圧し、それを加圧ドームの隔室へ送るの
で、その加熱空気は形成ゾーンを通って送られる紙ウェ
ブにぶつかり、その一部は紙ウェブを通過する。さもな
ければドライヤ部分で捨てられるこの加熱空気は、脱水
効率を改善するために形成部分にあるウェブ中の水分の
粘性を低下させる。

【００１５】形成シューによって初期脱水を行い、その
後の脱水を空気圧ドームによって行う配置を使用するこ
とによって、紙の一面性を改善することができる。形成
走路の端部でウェブを移送するため空気圧を利用するこ
とによって、ループをなす頂部形成ワイヤ内で回転ロー
ルのために使用される装置は著しく小型化し、これまで
の構造体より著しく低いところに取付られる。クリーニ
ングや構成部品の取りかえ、調整のため形成ゾーンへ容
易にかつ広い範囲でアクセスできるように、前記装置は
製紙機械内の一点で枢支される。

【００１６】加圧ドームを利用した形成ゾーンには、実
質的に直線の通路を走行するワイヤが配置され、個々の
ホイルブレイドの製造費を実質的に削減することができ
る。これらのホイルブレイドは形成ワイヤと接触する平
らな面を有しているので、機械仕上げを容易に行うこと
ができる。形成ブレイドを取付ける構造体も平らに機械
加工することができるので、製造工程が一層容易かつ安
価となる。

【００１７】水が圧力によって除去される場合、形成ワ
イヤの受水側のダクトワークは真空圧を必要とせず、水
は重力によって排出されるので、水から空気を分離する
装置を必要としない。

【００１８】空気圧によってウェブを下方ワイヤへ移送
することに伴って、クーチロールには、ウェブの移送を
行わせるため、又は、その移送を促進させるために真空
グランドを備える必要がない。このことは実質的にクー
チロールの設計及び製造費を軽減させることになる。

【００１９】本発明のその他の目的・効果及び特徴は、
好ましい実施例の開示に関連してなされる本発明の説明
により一層明らかとなるであろう。

【００２０】

【実施例】図１に示すように、２本のループをなした形
成ワイヤ１１，１２は走路を案内され、そして形成ゾー
ン１０で一緒になり、同ゾーンを走行する間に２本のワ
イヤの間でストックの脱水が行われ、ウェブが形成され
る。ループをなす形成ワイヤ１１，１２は、符号がつけ
られていなくて種々の型式にすることのできる一連のロ
ーラ上に支持される。そして製紙技術に熟達した人々に
よって十分に認識されているものであるので、ループを
なす形成ワイヤ１１，１２の支持ロールについては、特
に符号をつけず、図１に示されるそれらの位置に関して
の説明を省略する。

【００２１】形成ゾーン１０の入口端部で、２本のワイ
ヤはカーブしたシュー１５，１６上を通ってスロート４
０へ入る。製紙用ストックが加圧ヘッドボックス１９か
ら送給されるジェットによってスロート内へ供給され
る。前記加圧ヘッドボックス１９は、ストックに適切な
軌道を与えるように調整することが可能である。

【００２２】図１及び図２に示すように、２本の形成ワ
イヤ１１，１２は、はじめにカーブした円弧状のサクシ
ョンボックス１７を通り、そこでストックから脱水を開
始するため吸引が行われ、そこから除去された水分は部
屋１８へ受入れられ、例えば、過剰繊維の除去のような
次の処理のために部屋１８から送り出される。

【００２３】円弧状のサクションボックス１７の次に、
ウェブはほぼまっすぐな直線脱水通路を通って送られ、
そこで空気圧を受ける。その空気圧は好ましくは、２個
の空気圧ドーム２０，３０にかけられ、空気圧は、はじ
めに下部ワイヤ１１の内側からかけられ、それから上部
ワイヤ１２の内側へかけられる。

【００２４】加圧ドーム２０は符号２１，２２で示すよ
うな一連の隔室に分割することができ、加圧隔室はシュ
ー２３，２４，２５を下部ワイヤ１１の下面と密着走行
関係におくことによって空気が漏れないようにシールさ
れる。

【００２５】図１に示すように、空気圧ドームの隔室２
１には、加圧源２８から圧力制御弁５０を経てライン２
６から加熱空気が供給される。前記加圧源２８は好まし
くは符号２９で概略的に示すドライヤー部分からの加熱
空気を受入れる。

【００２６】第２隔室２２は、同一の加圧源２８から空
気を受容れる加圧調整弁５１によって制御されてわずか
により高い圧力でライン２７から空気を受容する。この
空気は形成されたウェブからの水を加圧位置とは反対側
に位置する受水室１９へ流入させ、水は受水槽３３へ重
力で流入する。水は新しいストックと混合するように再
循環される。

【００２７】第１加圧位置に続いて、第２加圧ドーム３
０を備えた第２加圧位置が続く。加圧ドーム３０は、ま
た、一連の加圧された隔室で成り、その各隔室は逐次わ
ずかに高い圧力に保持される。加圧ドーム２０の隔室２
１，２２と同様に、好ましくはドライヤー部分からの加
熱空気４３が供給される水リング型ポンプ４２から圧力
制御弁５２又は５３を備えたライン４又は４０を経て加
熱空気が加圧ドーム３０の各隔室に供給される。ウェブ
へ形成される繊維から押し出された水分は、第２加圧位
置にある受水室３８に収容され、受水槽３９へ重力で流
れる。

【００２８】図１及び図２において、加圧ドーム２０，
３０の各々は、２個の連続する加圧隔室を有するものと
して概略的に示されているが、図３に示すように一連の
加圧隔室を備えることも好ましい。連続する加圧隔室は
符号３１，３２，３３，３４，３５で示され、これらの
加圧隔室は符号３６，３７で示すように加圧隔室間の壁
によって分離される。加圧隔室３１〜３４の空気圧は、
好ましくは、順次下流側へ行くに従って約０psi から復
１０psi へと変化する。加圧隔室３５の好ましい移送圧
力は２．５psi である。

【００２９】ワイヤ１２と密着走行関係にある加圧隔室
の辺縁部はシューであって、これは加圧隔室を分離し、
空気圧が逃げるのを防ぐ。例えば４４のようなシューは
ワイヤと密着走行関係にある先端部４５を有し、隔壁の
辺縁部で弾性加圧部材４６により係止される。シューの
各々は、どれも同一構造とすることができ、これ以上の
説明を省略する。

【００３０】加圧ゾーンの反対側で、受水室３８はそこ
から水を除去するため内側ワイヤ１１と密着走行関係に
ある複数のすくいとりブレイド４７を有し、水を加圧室
３１へ重力で流入させる。

【００３１】脱水ゾーンの終端部において、ウェブ４８
は下部ワイヤ１１へ移される。この目的のために、回転
ロール１３，１４は、０．０３０インチのオーダーでワ
イヤをわずかだけ分離させるように位置づけられる。加
圧隔室３５はウェブを下部ワイヤ１１へ移すのに十分な
２．５psi のオーダーの圧力で加圧されているので、ウ
ェブはワイヤにくっつき、回転するクーチロール１３を
まわって移動することができる。ワイヤの拡開角度は、
図１に示すように、回転ロール１４を調整することによ
ってコントロールされ、回転ロール１４は油圧ピストン
及びシリンダ５０によって操作される回動腕４９に支持
される。回動腕はまた、ワイヤを交換するために回転ロ
ール１４を図示の点線位置へ下降させる。このように、
回転ロール１４の操作機構を機械の枠組の範囲内に位置
づけることができるので、機械の高さを低減させうるこ
とがわかる。また、空気圧を供給する管は比較的小さく
して、機械の側部をフォーマーの後側へ配置することが
できる。同様に、容器３３，３９から水を排水する管
を、機械の後側に配置することができるので、機械の全
体高さが低減し、固有振動数の低減が防止される。現在
使用されている機械では、毎分３，５００〜６，０００
フィートの速度が望まれているので、固有振動数を低減
させない構造体を使用しなければならない。本発明の配
置は特に、そのような機械の設計に適する。

【００３２】運転時には、図１及び図２に示すように、
ストックがヘッドボックス１９から形成用走路１０へつ
ながるスライススロートへ配給される。最初にカーブし
たシュー１５，１６にかけられる２本のワイヤは、初期
脱水のためカーブしたサクションボックス１７上を送ら
れる。ワイヤは、それから比較的まっすぐな直線走路に
入り、第１及び第２加圧ドーム２０，３０上を送られ、
そこで、２本の平行ワイヤ１１，１２の両側に空気圧が
連続してかけられる。空気圧はワイヤの走行方向におい
て漸次増大するように設定される。図３に示すように、
ワイヤの走行路の終りの端部では２本のワイヤはわずか
に広がり、最後の加圧隔室３５はウェブを上部ワイヤ１
２から離反させてそれを下部ワイヤ１１へ移動させるの
で、ウェブはワイヤ１２から離れてクーチロール１３の
まわりを移動する。

【００３３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、高速
で運転することができ、しかも、スペースをとる高価な
真空ダクトではなくて空気加圧管を利用し低軽な費用で
構成される機械を有する改良型の２本ワイヤ型機械を提
供することができる。加圧ドームを移動する脱水走路は
直線走路を構成するので、平らな面をもち、しかも、所
定の円弧に調和するように注意深く設計する必要のない
ブレイドとシューを構成することが可能となる。本発明
に係る機械は、従来の型式の高さが高い機械に比べて構
成し易く、組立易く、輪郭が低く、かつ、重心の低い配
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理に従って構成され運転された製紙
機械の形成部分の全体的立面図である。

【図２】形成部分のさらに詳細を示す図１より幾分拡大
した立面図である。

【図３】ウェブから水が除去されるところの空気圧ドー
ム部分の部分断面図である。

【符号の説明】

１０ 形成ゾーン １１，１２ 形成ワイヤ １３，１４ 回転ロール １５，１６ シュー １７ 円弧状のサクションボックス １８ 部屋 １９ 加圧ヘッドボックス ２０，３０ 加圧ドーム ２１，２２ 隔室 ２３，２４，２５ シュー ３１〜３５ 隔室 ３６，３７ 壁 ３８ 受水室 ４０ スロート ４４ シュー ４８ ウェブ ４９ 回動腕 ５０ 油圧ピストン及びシリンダ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−89397（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−2097（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭43−11443（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭50−13922（ＪＰ，Ｙ１) 「紙パルプ技術便覧」紙パルプ技術協会 （昭57−10−１）Ｐ．294−296

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上方に向って延びる実質的に真直なウェ
   ブ形成用脱水走路を形成するため実質的に平行に案内さ
   れる一対の対向してループとなった形成ワイヤの間のす
   き間に直接ストックを供給し、ループをなす形成ワイヤ
   の一方内にあるカーブした形成シューを含み更に形成ワ
   イヤは上記ループをなす形成ワイヤの一方を通してスト
   ックに真空圧をかけるべく配置された第１の脱水装置に
   よりストックを脱水し、ワイヤの間のストックから水分
   を押し出すため形成走路に沿った第１形成ワイヤ内の第
   １加圧位置で第１形成ワイヤに加熱空気圧を作用するこ
   とによってカーブした形成シューの下流ストックの脱水
   を続け、加圧位置の対向側でループをなす第２形成ワイ
   ヤ内に配置されかつ第２形成ワイヤと密着走行関係をな
   す複数のすくいとりブレイドを備えた第１の室内に水分
   を集め、ワイヤの間のストックから水分を押し出すため
   形成走路に沿った第２加圧位置で第２形成ワイヤに加熱
   空気圧を作用することによって第１加圧位置の後方の走
   路に沿ってストックの脱水を続け、第２加圧位置の対向
   側でループをなす第１形成ワイヤ内に配置されかつ第１
   形成ワイヤと密着走行関係をなす複数のすくいとりブレ
   イドを備えた第２の室内に水分を集めるようにしたこと
   を特徴とする製紙機械のウェブ形成部分において紙スト
   ックから脱水し紙ウェブを形成する方法。
2. 【請求項２】 上方に向って延びその間に実質的に真す
   ぐなウェブ形成用脱水走路を形成するため実質的に平行
   に案内される一対の対向してループとなった形成ワイヤ
   と、形成ワイヤの間の走路のヘッド端にあってストック
   の噴流を供給しかつ脱水走路の開始位置に直接接近して
   配置された手段と、形成ワイヤと密着走行関係をなす上
   記脱水走路の開始端近くに配置され上記真空シューに真
   空圧をかける装置を備えたウェブ形成真空シューと、上
   記走路に沿って脱水されたストックへ脱水圧をかけるた
   め上記真空シューの下流位置でかつ上記形成ワイヤの一
   方と密着走行関係にある開いた加圧隔室を備え脱水走路
   に沿った加圧位置で形成ワイヤの一方の内部に配置され
   た第１の固定圧力ドームと、上記走路に沿って脱水され
   たストックへ脱水圧をかけるため上記他の形成ワイヤと
   密着走行関係にある開かれた加圧隔室を備え脱水走路に
   沿った他の形成ワイヤ内の第２の加圧位置で上記第１の
   加圧ドームの下流に配置された第２の固定圧力ドーム
   と、脱水圧を かけるために上記第１及び第２の圧力ドー
   ムへ加圧された空気を供給する空気加圧手段と、ワイヤ
   の間のストックを通して供給された空気が脱水効果を高
   めるべく加熱されるように上記空気加圧手段の空気を加
   熱する手段と、上記ループ状形成ワイヤの夫々の中の各
   加圧位置で対応する加圧ドームと対向しておりかつウェ
   ブから絞り出された水分がその中に受容されるように対
   応するワイヤと密着走行関係にある複数のすくいとりブ
   レイドを夫々有する集水室とよりなることを特徴とする
   製紙機械の紙ウェブ形成部分。
3. 【請求項３】 ウェブの脱水を改善するために加熱され
   た空気がワイヤを通して流れるように加熱した空気を製
   紙機械のドライヤ区域から導いて、各加圧ドームへ供給
   する手段を含む空気を加熱する手段を有してなることを
   特徴とする請求項２に記載の製紙機械の紙ウェブ形成部
   分。