JPH11502270A - 高真空によって通過する熱気を用いてセルロース材料シートを脱水する方法、この方法の実施装置および得られる製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 セルロース材料のシート、特に乾燥状態の単位面積あたりの重量が１０〜８０ｇ／ｍ２で、最初の乾燥率が約８〜３０％である湿った紙シートの乾燥法であって、該シートを透水性のワイヤーで支持し、高速の熱風によってシートを通過させる方法において、熱風は、ワイヤーの下に形成される１００〜５００ミリバールの負圧によって生じることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 高真空によって通過する熱気を用いてセルロース材料シートを脱水する方法、こ の方法の実施装置および得られる製品 本発明は、特にセルロース綿または綿入れ繊維すなわちトイレットペーパー、 ナプキン、家庭用ペーパータオルなど、単位面積あたりの重量が比較的小さく、 一般にクレープ加工される衛生または家庭用吸収紙の製造範囲におけるセルロー ス材料シートの脱水に関する。本発明は特に、成形段階後だが最終乾燥前に実施 される紙シートの脱水法に関する。 通常の紙の製造法では、紙を成形し、第一の水切りをする段階の後で、紙が乾 く前に機械プレスによって脱水を行う。セルロース綿または綿入れ繊維の製造の 場合、既知の方法は、まだ湿った紙を、乾燥フードを備えたいわゆるヤンキーシ リンダに適切な接着剤で張り付けることからなる。 また、透水性のワイヤーそれ自体が透水性の支持体で運ばれ、このワイヤーに よって支持されるシートに熱風ブローを通す脱水乾燥法が知られている。この方 法は、回転ドラムの多孔質の壁から構成される。大気圧よりもやや高い圧力を持 つ熱風流は、ドラムの内部からシートの表面に向かって案内され、シートを通過 する。シートと向かい合った面に開かれ、やや負圧におかれる槽は、排気ブロワ から排出される湿気で飽和した空気を収集する。米国特許第３３０３５７６号に よれば、このようにして初期乾燥度２０％、繊維の単位面積あたりの重量２０ｇ ／ｍ２のシートを乾燥度５０％まで導いているが、これには流量が約２〜３Ｎｍ ３／秒ｍ２（３０−４５ｌｂｓ／分ｆｔ２）の２５０°Ｃの熱風流を用い、周囲 の圧力よりも水柱が約５〜１５ｃｍ高い供給槽内の圧力を用いている。また第二 の通過空気ドライヤで乾燥度を８０％まで高めている。こうした装置を持つ該特 許によれば、繊維を損なうことなくシートの幅全体が一様に乾燥される。このよ うな乾燥システムの有効性は、その一部が、ドライヤに入る湿った繊維と乾燥空 気との接触による蒸発に起因し、また空気流によって発生する液体としての水の 同伴効果にも起因する。以下、一つまたは複数のシリンダを持つこのタイプのド ライヤを通過空気型と呼ぶことにする。 蒸発による乾燥が、空気の容積および乾燥温度と湿った温度とによって決定さ れる場合、液体粒子の同伴は、その速度から生じる。米国特許第３４４７２４７ 号で提案された乾燥装置では、乾燥空気を小型直径の複数の高速噴流としてシー トに高速で噴出している。そのためこの空気は、これは圧力差が少ない場合に起 こりうることであるが、抵抗が弱い方のゾーンだけを通って繊維材料を通過する のではなく、シートの表面全体を通るようにさせられる。その結果、乾燥はより 均質になる。さらに噴流が高速であるために側面の漏れが制限され、パッキンの 必要性が低減される。このようなシステムの有効性を理由として、他のドライヤ または、熱風ドライヤと組み合わせて用いられているプレス、あるいはその両方 を除去することができる。この特許に開示されている技術によれば、空気噴流は 速度４０ｍ／秒で発生する。この速度は、従来の通過空気型ドライヤで発生する 速度を大幅に上回る。しかしながら吸気槽レベルでの負圧は、水柱３０ｃｍ以下 の低い値に保持される。 このタイプの乾燥は何年も前に提案されたが、一見して工業化されるには至っ ておらず、恐らくこれは、紙シートの構造とシステムの気密性を妨害する高エネ ルギー空気噴流を制御することが難しいためであろう。 本発明は、液体の状態での水の同伴と、透水性のワイヤーが搬送する湿ったシ ートに極めて多量の熱風流を通過させることから生じる蒸発とによる脱水を提案 する。 この方法は、熱風がシートの自由面に運ばれると同時に、固定面を通して繰り 出されるワイヤーの下で１００〜５００ミリバールの高真空が形成されて通過空 気流が生じることを特徴とする。 比較的高い真空を使用することで、粘性によって自由水を繊維面に同伴すると 共にこれをエーロゾルとしてシートから取り出すのに十分な速度で、シートの多 孔質構造を通して空気流を形成することを目的とする。従って通過空気流を供給 するための熱風の使用には次の二つの目的がある。 −繊維面の自由水を熱交換により加熱して、その粘性を低減し、結果として繊 維との界面活性結合力を低減する。これにより空気を加熱しない抽出手段に比べ ると、シートから機械的に抽出される水の量が著しく増加する。 −湿った繊維との熱交換による水の蒸発を引き起こす。 シートの表面に熱風噴流を噴射することからなる従来技術の解決法に比べ、ず っと単純でかつ経済的な方法を実施する装置を実現することができる。たとえば 気密手段は、周辺パッキンだけにされ、紙シートのレベルに気密手段を備える必 要はないが、これはシートを二枚のワイヤーの間に挟んで保護することを意味す る。複数の狭い面に空気噴流を集中させていた従来技術とは異なり、空気案内手 段が供給ボックス内に配され、シートの表面にできるだけ一様に空気流を配分す る。確かに従来技術において、噴流の有効性は、シート内の繊維の配分が場合に よっては不均質であることによって影響されないものの、その作動は表面全体で 一様ではない。本発明ではさらに、真空により、空気の塊に対する脱水ポテンシ ャルを同じエンタルピーで増加することができる。 本発明の方法により、成形部を出た湿ったシートの乾燥度を約８〜２５％の値 から２０〜７５％の値まで高めることができる。本発明の説明において、乾燥度 は、完全に乾いた繊維の重量に対する湿った繊維の重量である。 最終乾燥度は、通過熱風流内のシートの滞在時間に依存する。この滞在時間は 、通過空気流の強さおよびその温度の所定値に対して１／１０００秒〜３／１０ 秒まで変わる。 最終乾燥値も同様に、上記制限内で決められた滞在時間に対し、シートの最初 の乾燥度、空気が通過する表面の構成、シートの多孔性および真空レベルに応じ て５〜５０Ｎｍ３／ｍ２である通過空気量、また乾燥温度および湿った温度に依 存する。 かくしてこの方法の他の特徴によれば、空気の乾燥温度は１００〜５００°Ｃ である。 この方法の別の特徴によれば、空気は湿り、その湿った温度は５０〜９０°Ｃ である。 この方法のもう一つの特徴によれば、空気は閉回路で循環し、該シートを通過 後、空気は連続して、 −１００〜５００ミリバールの負圧下に保持される回収ボックスによって収集 され、 −浮遊する水を除去するように空気と水の分離手段に導かれ、 −大気圧よりもやや高い圧力で圧縮され、 −温度１００°Ｃ〜５００°Ｃに加熱され、 −シートを再び通過するように運ばれる。 この方法の他の特徴によれば、圧縮空気の一部を排出し、対応する分量を回路 内に導入して、脱水空気を５０〜９０°Ｃの湿った温度に保持する。 この方法のさらに他の特徴によれば、シートは、第一の空気流の後段で少なく とも第二の熱風流が通過するが、第二の熱風流の湿った温度は異なり、好適には 第一の空気流よりも低い。こうした通過熱風流の機械的な方向における分割によ り、シートの乾燥度の変化に応じて空気流の熱力学的なパラメータを最適化する ことができる。特に乾燥度が４０％を越える場合、空気の含水量は、より少ない 。 発明の他の特徴によれば、紙シートの製造法において、水切り後のシートの乾 燥度を、本発明による高真空脱水法によって約３５〜７５％、好適には３５〜５ ０％の値まで上昇し、次いでヤンキー型のシリンダによって約９５％の乾燥度ま でシートを乾燥する。 この方法によれば、従来の機械ではフェルトで実施されたシートの機械的なプ レスを本発明による脱水に代え、同じ乾燥度を得るように脱水をパラメータ化し ている。方法のこうした特徴により、速度性能、従って機械の容量の性能は元の ままに保持しながら従来の機械を用いた場合よりも高いバルクを有する紙シート が得られるが、これはヤンキードライヤに入るシートの乾燥レベルは不変である からである。 発明の他の特徴によれば、抄紙機において、水切り後、約３５〜７５％の乾燥 度まで本発明による高真空脱水を実施し、そのとき搬送ワイヤーは「マーカー」 のワイヤーでは次にヤンキー型シリンダで乾燥される。 「マーカー」のワイヤーとは、本発明による通過空気脱水の効果そのものによ って異なる圧縮化ゾーンを含む不均質な構造をシートにもたらすように、高い多 孔質ゾーンと低い多孔質ゾーンとを所定の幾何学的な決定に従って配置した製織 構造を含むワイヤーを意味する。 水切り後のシートの乾燥度は、バルクに対して、また紙の抵抗に対して所望の 品質に従って３５〜７５％に選択される。驚くべきことに、シートをワイヤー上 でプリントするマーカーのワイヤーで高バルクの紙を製造する場合、最も多孔質 のゾーンでシートのボリュームがアップする重要な型押し効果を得た。これは恐 らくワイヤーの下を支配する高真空のためである。また同じく驚くべきことに、 一見して破裂のリスクが高いのに、真空は層の外観および成形に有害な結果をも たらさず、層は元のまま保持される。 発明の他の特徴によれば、抄紙機において、水切り後、約２０〜４５％の乾燥 度まで本発明による高真空脱水を実施し、そのとき搬送ワイヤーは「マーカー」 のワイヤーである。次にシートをこの同じ搬送ワイヤーで、従来技術の通過空気 型ドライヤによって乾燥度約５０〜９０％まで乾かし、最後にクレーピングドク タ付きのヤンキーシリンダによって乾燥度約９５％まで乾かす。 発明の他の特徴によれば、水切り後、該脱水法によってシートの乾燥度を約８ 〜３０％の値から約２０〜４５％の値まで増加し、そのとき搬送ワイヤーは「マ ーカー」である。次いでこの搬送ワイヤーを、少なくとも一つの通過空気型ドラ イヤで乾燥度約９５％まで乾燥する。 発明の他の特徴によれば、配分ケースを供給する空気の少なくとも一部は、該 通過空気型ドライヤから抽出される。 発明の他の特徴によれば、配分ケースを供給する空気の少なくとも一部は、ヤ ンキーシリンダ付きのドライヤの乾燥フードから抽出される。 本発明による脱水手段を実施する紙シート製造法の他の特徴によれば、脱水法 が複数のゾーンを含む場合、特にシートの進行方向の第一の脱水ゾーンにおいて 、熱風流をシートに通す前に、決められた多量の水蒸気を熱風流に噴射する。こ の噴射は、シートの幅方向に沿って空気の湿度を変えるように調整され、シート に対して横方向に様々な水の量を抽出することを目的とする。このようにして、 乾燥後のシートの湿度特性とその品質を正確に制御する。 本発明はまた、この方法を実施可能な装置を目的とする。装置は、空気流入管 とシートに向いた配分開口部とを有する少なくとも一つの空気供給ボックス、空 気流入管に入る空気を加熱するための少なくとも一つの手段、該シートとその搬 送支持ワイヤーとの反対側に配置され、供給ボックスの配分開口部の正面に少な くとも一つの吸入スリットを有する、供給ボックスから出る空気の少なくとも一 つの回収ボックス、および１００〜５００ミリバールの負圧にボックスを保持す る手段を含む。装置は殊に、加熱手段と接続するコンプレッサにより空気の循環 を可能にする、気水分離器を同様に含む。 特にこの方法は、全エネルギー装置の実施を可能にする。かくしてこの場合、 コンプレッサはガスタービン群によって駆動可能であり、その排気ガスは、供給 ボックスに導入される前にコンプレッサからの空気流を加熱するための熱交換機 に向かって進む。コンプレッサは、同様に複数の圧縮ユニットからなり、ガスタ ービン群もまた複数のガスタービンユニットからなる。 本発明はまた、高真空脱水法によって製造される特に高バルクの紙シートを目 的とする。 この方法の他の特徴ならびに長所は、添付図面とともに、発明の限定的ではな い実施例を読めば明らかになろう。 図１は、回転吸入シリンダを有する発明の第１実施例による装置を示す。 図２は、固定された吸入ボックスを有する第２実施例を示す。 図３は、発明の全エネルギー式の第３実施例を示す。 図４は、高真空脱水手段と従来の通過乾燥手段を組み合わせた発明の第４実施 例を示す。 図５〜８は、モデル機械で実施した実験をまとめたグラフである。 図９は、シートの乾燥特性を補正するための蒸気噴射手段を含む、発明の第５ 実施例を示す。 単位面積あたりの重量が１２〜８０ｇ／ｍ²の吸収紙を製造するための第１実 施例に対応する装置は、当業者に知られているあらゆるタイプのシート成形部を その湿った部分に含む。図示した実施例では、この装置は二重ワイヤー（すき網 ）１１および１２を含み、それらが重なる空間にヘッドボックス１３からパルプ 噴流が噴射される。続いて、乾燥度８〜２５％までシートを水切りした後、シー トは、透水性のワイヤー１７にシートを搬送する手段１５に向けて送られる。透 水性のワイヤーは実施される製造法に依存して平ワイヤーでもよいし、マーカ ーワイヤーでもよい。湿ったシートは脱水装置１６に向けて搬送され、シートは 水分の大半を除去されてそこから出る。シートの乾燥度はそのとき２５〜７５％ である。 次いでワイヤーは、ヤンキー(Yankee)という名で知られるタイプの乾燥フード を備えた乾燥シリンダ１８に向けてシートを搬送し、シートは適切な接着剤によ ってシリンダに貼り付けられる。シリンダの回転の間で、シートは乾燥フードの 下を通過し、そして周知のようにシートをクレープ仕上げするためにドクタによ って剥がされる。 脱水装置１６は、軸を水平にして取付けた回転シリンダ１９からなっている。 シリンダの表面は開孔率が高い多孔質である。回収ボックスを形成する内部容積 スペース２０は、シリンダの一部を被覆する固定マスク２１と、シリンダの残り の部分とによって画成されている。この回収ボックスは、導管２２を介して比較 的に低圧の真空源に接続されている。補集ボックスは更に、マスク２１によって 塞がれていないシリンダの表面部分を介して、シリンダ外部に配置された一つま たは複数の熱風供給ボックス２４と接続し、このボックス２４は、シリンダの壁 と平行な円弧の形をした複数の開口部を含む。これらの開口部は、フィンまたは その他の同等手段のような空気流の均一化手段を備え、それによって空気流がシ ートの表面全体を一定の速度で流れる。ボックス２４には、たとえば電気モータ ２７によって駆動されるコンプレッサ２６により熱風を供給される。コンプレッ サは、軸流型でもよいし、遠心型でもよい。コンプレッサから送られる空気は加 熱手段によって所望の温度に加熱され、この加熱手段は図示された例ではバーナ ２８である。コンプレッサをバーナ２８に接続する導管３０は、回路からの空気 抽出を制御するバルブ３１を備えた分岐管３４を含む。さらに可変式空気導入手 段３２を有する開口部３３は、開口部３４から抽出された空気を補い、バーナ２ ８によって加熱する前に管３０からの残りの圧縮空気との混合物を形成すること を可能にする。新しい空気と抽出空気の分量は、ボックス２４の内部の空気の湿 度に応じて適切な制御装置により制御することができる。同様に制御回路は、供 給ボックス２４の空気の温度に応じてバーナ２８への燃料の流量を制御する。導 管２２は、空気中に浮遊する水滴が回路から排出されるようにサイクロンまたは 他のタイプの分離器２３に接続されている。この分離器は図示されているように 脱水装置の外部にある。しかしながら、たとえば樋を備えたそらせ板を槽２０の 入口領域の空気流に対して横方向に配置し、湿った紙シートの下流側すぐ後で空 気出口近くの空気から水を分離することもまた発明の範囲内に入る。この実施例 は図示されていない。分離器で回収した水は大気圧になるまで加圧されて放出さ れる。湿り気を取った空気は分離器を出るとコンプレッサ２６の入口に導かれ、 大気圧よりもやや高い圧力に再び圧縮され、脱水に用いられる。 脱水装置は次のように機能する。ワイヤー１７上の湿ったシートはシリンダ１ ９の周囲に搬送され、ボックス２４の熱風の出口ノズルの下を通る。ボックス内 の低い負圧はコンプレッサ２６の吸入によって発生し、１００〜５００ミリバー ルの値に調整されるため、ボックスから出る空気流は高速でシートを通過するこ とになる。この速度は好適には５〜５０ｍ／秒である。水分は、一部が蒸発によ って、一部がエーロゾルとしてシートから排出される。分離器は、ボックス２０ から選択した一定距離のところに配置され、液体として空気中に浮遊する水が、 空気流に蒸発する前に分離器で沈降するようにした。分離器から負圧で抽出され た飽和した空気は、コンプレッサによって大気圧よりもやや高い圧力に圧縮され る。 加熱器の出口の空気の温度は１００°Ｃ〜５００°Ｃに調整され、３４のとこ ろで回路から抽出される空気の量をと、また新しく３３のところから導入される 空気の量を３３で適切に調整しながら湿った空気の温度を５０°Ｃ〜９０°Ｃに 保持される。 図１に示した構成が唯一の可能性ではない。特に、シリンダの吸入部分および 熱風供給ボックスを、シリンダの上部に配置づけることもできる。 この場合、シート成形部とヤンキードライヤへの貼り付け部との間で１個しか ない透水性の脱水ワイヤーは、図示された軌道とは別の軌道を取ることになる。 しかしこうした構成は、実施例の原理といささかも違わない。 連続しての脱水を可能にするために、複数、少なくとも２個の閉鎖回路を備え ることもまた発明の範囲に入る。各閉鎖回路は、供給ボックス、吸入スリットを 有する回収ボックスと、圧縮手段と、供給ボックスに再導入される空気の加熱手 段を備える。このような構造の目的は、各回路に個別の新しい空気導入手段を調 整することにより、空気の熱力学的な状態とりわけ空気の湿潤温度を調整可能に することにある。主として液体としての水の抽出による脱水が２０〜３５％まで 行われる一つまたは複数の第一ゾーンでは、回収ボックスとコンプレッサとの間 に気水分離器を組み込むようにする。 図２に示された第２実施例では（図１と同じ要素は同じ参照番号を有する）、 マーカーの脱水ワイヤー１７は、二個の固定ボックス装置１２０および１２４を 通して湿ったシートを送る。脱水ワイヤー側の吸い込み回収ボックス１２０はシ ートを脱水する吸い込み面を決定し、熱風供給ボックス１２４は湿ったシート側 に位置づけられる。 二個のボックスは互いに近距離に配置される。ワイヤー１７は、このように二 個のボックス間に形成される間隔に、熱風が導入されるボックス側に湿ったシー トがくるように案内される。ワイヤー自体はたとえばローラ１２１によって支持 され、あるいはスリットを備えたプレート上をスライドする。図１の実施例のよ うに、ボックス１２４を支配する負圧のため空気は速度５〜５０ｍ／秒に上げら れ、湿ったシートと多孔質のワイヤーとを連続して通過し、空気は所望の分量の 湿気をそこから抽出する。 ここでもまた図２に示された構成が唯一の可能性ではない。従って二個のボッ クスを逆にして、回収ケースを脱水ワイヤーの下に配置すると、図示された軌道 とは別の軌道を取ることになるが、この実施例の原理は少しも変わらない。ここ で脱水ワイヤーは、シートの湿った成形部分と乾燥シリンダ上の乾燥部分との間 でただ一つであることに気づく。 図３に全エネルギー式の実施例を示した。上記同様、さまざまな実施例に共通 な装置の要素は同じ参照番号で示されている。この実施例では、コンプレッサ２ ６の駆動はガスタービン群１２６によって確保される。ガスタービン群は、それ 自体既知の方法でコンプレッサ１２６Ｃを含み、コンプレッサ１２６Ｃのロータ 軸を駆動するタービン１２６Ｔは、コンプレッサによってそれ自体燃焼空気を供 給される燃焼室から出るガスによって作動される。タービンはまたコンプレッサ ２６の軸へ連結部によって接続される軸を駆動する。タービンを出るガスは、本 発明の脱水装置における熱源として用いるのに十分な温度で、約５００°Ｃであ る。このため、コンプレッサ２６から送られる空気の加熱手段は、熱交換機１２ ８から構成される。熱交換機は、一方で導管１２７によってタービン１２６から 送られる熱風に接続され、他方で導管１３０によってコンプレッサ２６の空気の 出口に接続される。交換機の空気用分路１２９を備えることもできる。二個のダ ンパ１３２，１３３は、空気供給ボックス１２４の内部で空気の温度調整回路に よって制御され、交換機を有効に通過する空気の流量を制御する。図示されてい ない補助バーナは、交換機１２８の後段のボックス１２４の吸気管に配置するこ とができる。このバーナの供給は、同じ温度調整器によるダンパ１３２，１３３ と縦続接続で制御される。 コンプレッサから出る空気を熱交換機によって加熱する代わりに、ガスタービ ンの排気ガスの少なくとも一部をコンプレッサの空気と混合することも本発明の 範囲に入る。 図４は、発明の第四実施例を示したもので、湿ったシートの行程において、高 真空脱水装置１６とヤンキー型の乾燥シリンダとの間に、水平軸の周囲に回転装 着されたシリンダ１４２を含む少なくとも一つの従来の通過空気型ドライヤ１４ ０を配置した。バーナ１４６によって加熱される空気は、循環ブロワ１４４によ って、ワイヤー１７に取り付けた湿ったシートを通って送られる。ドライヤへの 空気導入回路において、周知のようにバーナを配備した。 湿った紙シートは、成形ワイヤーからワイヤー１７へ移送され、その乾燥度は 約８〜３０％である。紙シートは本発明による装置１６を通って高真空脱水を受 け、乾燥度２０〜４５％でそこから出る。次いで紙シートはドライヤ１４０を通 過し、その乾燥度を５０〜９０％まで上げる乾燥を受ける。さらにシートはヤン キー型乾燥シリンダ１８に取り付けられ、乾燥度約９５％まで乾かされる。乾か されたシートは、クレープ加工製品を製造する場合に知られているように、クレ ーピングドクタによってシリンダからはがされる。 図４は原理図であって、特に複数システムまたは付加搬送ワイヤーの使用など 、実際の機能で必要な要素全体を図示しているわけではない。 発明の高真空脱水を例外的に従来の通過空気型ドライヤに結びつけることもま た発明の範囲に入る。 脱水および乾燥の有効性に対する各種パラメータの影響を明確にするために実 験装置で幾つかの実験をした。 Ｉ−最初の乾燥度の影響 O'KAY 商標で商品化されているもののような、クレープ加工したセルロース綿 または綿入れ繊維で製造される市販のペーパータオルシートで、この方法をテス トした。測定した分量の水分を霧状にして吹きかけることによりシートを濡らし た。 実験装置は、真空スリットを備えた平面支持体を含み、この支持体の上で通気 性のワイヤーを移動する。ワイヤーの速度は所定の設定値に調整することができ る。加熱可能な空気を供給されるノズルがワイヤーの上の真空スリットのレベル に配置される。真空スリットは２５０ミリバールに調整された真空源と接続する 。 シートの初期乾燥度を変えることにより、四組の実験を行った。この四組に対 して、ノズルから出る空気の温度と、サンプルが受ける乾燥の時間とを決めた（ 真空スリット上のワイヤーの移動速度を調整することにより）。 これらの値は次のようになった。 複数の初期乾燥値に対して、サンプルが達した乾燥値を記録した。これらの値 を図５のグラフにした。 これによれば、空気が室温にある場合（曲線１）、初期乾燥度がいかなるもの であっても、到達する乾燥度は４５％を越えない。同じ乾燥時間（９／１００秒 ）でも、熱風は乾燥度を６５〜７５％にすることができる（曲線４）。 II−乾燥時間の影響 単位面積あたりの重量１７．６ｇ／ｍ２で、初期乾燥度が同じ繊維紙のサンプ ルで新しい二組の実験を行った。真空源は３４０ミリバールに調整した。 第一組（１）では、ノズルの供給空気を室温の条件においた（２０°Ｃで、乾 燥空気１キロ当たり水蒸気５ｇ） 第二組（２）では、空気を予め２００°Ｃに加熱し、著しく加湿した。測定さ れた湿った温度は６４°Ｃであった（乾燥空気１キロ当たり水蒸気１２０ｇ）。 サンプルが受ける乾燥時間の値の増加に対してサンプルが達した乾燥度を測定 した。図６は、得られたグラフを示している。これによれば室温（曲線１）では 、時間が長くても乾燥度４０〜４５％を越えることは不可能である。しかし湿っ た熱風（曲線２）はこの値を非常に早く超えることができる。また脱水速度がい つでもずっと速いことが認められる。これは、シートの乾燥度と関連して１ｍ２ ごとに毎時抽出される水（ｋｇ）で脱水速度を対数目盛において示した各曲線（ １’）および（２’）から非常にはっきりと現れている。 それに比べて、従来の通過空気ブローによる乾燥（いわゆる通過空気型）は、 次の特徴すなわち −ワイヤーの速度 ７６０ｍ／分 −空気の乾燥温度 ２００°Ｃ −２７０°に開いた直径３．６０ｍのシリンダ を有し、６７／１００秒でシートの乾燥度を６５％にする。従って本発明による ドライヤの乾燥時間は、５〜１０倍高い真空で７〜８倍短い。 III−非常に湿ったシートの脱水容量に対する通過空気中の湿気の分量の影響 成形ワイヤーを有する成形部と、マーカーのワイヤーへの搬送手段と、迂回が 可能な通過空気による乾燥部と、搬送プレス付きのヤンキー型乾燥シリンダとを 含む、紙幅が狭い実験抄紙機で複数の実験をした。これらの実験の必要性から、 本発明による脱水／乾燥部をマーカーのワイヤーのレベルに配置した。装置の全 体は、図４の装置にほぼ対応するものであった。 三組の実験を行った。操作パラメータは、以下のものとした。 さまざまな乾燥時間の複数の値に対して、シートの対応乾燥値を正規直交基準 において示した。これらの値を平滑化した後で、１組、２組、３組に対応する図 ７の曲線（１）、（２）、（３）を得た。 これによれば、液体の水の搬送によって主に脱水が行われる乾燥度１５〜３５ ％のゾーンで、曲線の勾配に対応する脱水速度は、空気に含まれる蒸気の量とと もに増加する。 このゾーンでの平均脱水速度は、１ｍ２当たり毎時抽出される水分ｋｇで示す と、次のようであった。 IV−シートのバルクに対する本発明による方法の影響 マーカーのワイヤーを用いて上記の実験抄紙機で繊維紙の製造実験を行った。 これらの実験では、製造された製品は単位面積あたりの重量が全てほぼ同じで、 また繊維の組成が同じである。これらは全て、同一乾燥度９５％にヤンキーで乾 燥かつクレープ加工された。ヤンキードライヤの入口における乾燥度と、クレー プ加工後のシートのバルク（ｃｍ３／ｇ）とを測定した。 実験第一組（１）：通過空気乾燥装置のマーカーのワイヤーに結合した従来の 真空ボックスのように、空気を加熱せずに脱水装置を用いた。 実験第二組（２）：本発明による脱水装置だけを用い、シートの乾燥度がヤン キードライヤの入り口で５０％になるように時間および空気の湿度パラメータを 調整した。 実験第三組（３）：湿った熱風を供給される真空ボックスを用いた本発明の脱 水を、従来の通過空気による乾燥に組み合わせた。 図８では、三つの組（１，２，３）で得られたシートのバルクの値を示した。 対応する三つの点群（１）、（２）、（３）が得られる。 これによれば、本発明による方法だけを適用してシートを乾燥度５０％だけに 乾燥することにより（２）、１５〜１７ｃｍ３／ｇのバルクが得られる。従来の 通過空気ブロー型の方法（１）では、６０〜６５％まで乾燥することが必要であ る。 二つの方法を組み合わせると（３）、シートのバルクが１９〜２１ｃｍ３／ｇ という著しい増加が認められる。 任意の説明によって関連づけなくても、本発明の方法は、マーカーのワイヤー の構造に繊維をよりよく適合することができるが、というのも繊維は、空気が室 温であった従来技術の真空ボックス内よりも熱く、従ってより柔軟であるからで ある。さらに、高真空による成形後、繊維をずっと急に乾燥する。このようにし て平均湿度をより低くして、構造をより早く安定化する。また、従来の通過空気 乾燥の範囲よりも乾燥度を低くしてヤンキードライヤのシリンダの壁にシートを 貼っても、同じバルクを得ることができる。 次に、図９に関して発明のもう一つの実施例を説明する。この図では、従来の 通過空気型ドライヤ１０１を組み込んだ抄紙機のドライパートを、多孔質の壁を 有する回転シリンダ１０２と、空気ブローフード１０３と共に示した。たとえば マーカーのワイヤー１０４は、成形部から送られるシートを支持し、シリンダ１ ０２の周囲のドライヤに運ばれる。 本発明によれば、シリンダ１０２の前段に回収ボックス１０５を配置し、その 吸入スリットはシートに相対するワイヤー１０４の側に開いている。ボックス１ ０５は、１００〜５００ミリバールの高真空源と接続される。スリットが周囲の 空気を吸い込む従来技術の装置とは異なり、本発明の回収ボックスは、吸入側で 、熱風供給ボックス１０６と接続される。空気の乾燥温度は１００〜５００°Ｃ である。その湿った温度は５０〜９０°Ｃである。 発明の新しい特徴によれば、この空気の湿度を幅方向に調整する。実際、上記 に示したように、装置によってシートの液体としての水を脱水する有効性は、通 過する熱風流によって運ばれる湿度が高ければ高いほど大きい。この特性を利用 して、シートの残留湿度特性を幅方向に調整する。 このため、一定の間隔でボックス１０６の横方向に配置される分離壁によって 、ボックス１０６をより小型の多数の隣接ボックス１０６’に分割する。各ボッ ク ス１０６’の内部に、好適には過熱した蒸気噴射勾配１０７を位置づけた。各勾 配は、バルブ１０７’を介して管寄せから蒸気を供給され、バルブの開閉は、シ ートの対応ゾーンに対する所望の乾燥度によって決定される設定値に応じて制御 される。これらのゾーンの各々に対してドライヤの後段あるいはドライヤに続く ヤンキーシリンダの後段でシートの乾燥度を測定し、またバルブ１０７’の各々 を相関的に制御することにより、ドライヤの出口あるいはドライヤに続くヤンキ ーシリンダの出口でシートの乾燥特性を補正することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レーエルヴェ・ジャン フランス国、Ｆ−68000 コルマール、リ ュ・カミレ−シュルムベルガー、２ (72)発明者 キーンツ・エマニュエル フランス国、Ｆ−68000 コルマール、リ ュ・ドゥ・セレスター、40

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．セルロース材料のシート、特に湿った紙シートを乾燥させるための方法であ って、このシートの乾燥状態の単位面積あたりの重量が１０〜８０ｇ／ｍ²で、 最初の乾燥率がたとえば成形ワイヤー上で水切りした後で約８〜３０％であり、 該シートが透水性のワイヤーで支持され、少なくとも１回の高速の熱風がシート を通過する、方法において、熱風が、ワイヤーの下の１００〜５００ミリバール の負圧によって生じることを特徴とする方法。 ２．空気の乾燥温度が１００°Ｃ〜５００°Ｃであることを特徴とする請求の範 囲第１項記載の方法。 ３．空気の湿潤温度で５０°Ｃ〜９０°Ｃであることを特徴とする請求の範囲第 １項および２項のいずれか一項に記載の方法。 ４．気流は、該シートを通過後、閉回路で循環し、気流は続いて−１００〜５０ ０ミリバールの負圧下に保持される回収ボックスに収集され、 −浮遊する水分を除去するように気水分離手段に導かれ、 −大気圧よりも高い圧力に圧縮され、 −温度１００°Ｃ〜５００°Ｃに加熱され、 −透水性ワイヤーによって支持されるシートの表面に向けて、気流の通過運動 により案内されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ５．圧縮空気の一部を外部に排出し、対応する分量を回路内に導入して、供給ボ ックスに入る空気を湿った温度５０〜９０°Ｃに保持することを特徴とする、前 記請求の範囲に記載の方法。 ６．少なくとも一つの第二の熱風が第一の熱風の後段でシートを通過し、第二の 熱風の湿った温度は異なり、好適には低いことを特徴とする前記請求の範囲のい ずれか一項に記載の脱水法。 ７．二つの空気流は二つの個別閉回路の一部をなし、各回路は請求の範囲第４項 に記載の方法の複数の段階と、気水分離手段を含む少なくとも第一回路とを含む ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の方法。 ８．水切り後のシートの乾燥度を、高真空脱水法によって約８〜３０％の値から 約３５〜７５％、好適には約３５〜５０％の値まで上昇させること、次いでヤン キー型のシリンダによって約９５％の乾燥度までシートを乾燥させることを特徴 とする請求の範囲第１項から第７項に記載の高真空脱水法を実施する紙シートの 製造法。 ９．水切り後のシートの乾燥度を、該脱水法によって約８〜３０％の値から約３ ５〜７５％の値まで上昇させ、その場合、搬送ワイヤーは「マーカー」のワイヤ ーであること、次いでヤンキー型のシリンダで乾燥度９５％までシートを乾かす ことを特徴とする請求の範囲第１項から７項のいずれか一項に記載の脱水法を実 施する紙シートの製造法。 １０．水切り後のシートの乾燥度を、該脱水法によって約８〜３０％の値から約 ２０〜４５の値まで上昇させ、その場合、搬送ワイヤーは「マーカー」型のワイ ヤーであること、次いでこの搬送ワイヤーを少なくとも一つの通過空気型ドライ ヤで乾燥度約５０〜９０％まで乾燥し、最後にクレーピングドクタと結合するヤ ンキーシリンダで乾燥度約９５％まで乾燥することを特徴とする請求の範囲第１ 項から７項のいずれか一項に記載の脱水法を実施する紙シートの製造法。 １１．水切り後のシートの乾燥度を、該脱水法によって約８〜３０％の値から約 ２０〜４５％の値まで上昇させ、その場合、搬送ワイヤーは「マーカー」のワイ ヤーであること、次いで、同じ搬送ワイヤー上で少なくとも一つの通過空気型の ドライヤにより乾燥度９５％まで乾燥することを特徴とする請求の範囲第１項か ら７項のいずれか一項に記載の脱水法を実施する紙シートの製造法。 １２．供給ボックスを供給する空気の少なくとも一部は、該通過空気型のドライ ヤから抽出されることを特徴とする請求の範囲第１０項または第１１項に記載の 紙シートの製造法。 １３．供給ボックスを供給する空気の少なくとも一部は、該ヤンキーシリンダ付 きドライヤの乾燥フードから抽出されることを特徴とする請求の範囲第８項から １０項のいずれか一項に記載の紙シートの製造法。 １４．熱風をシートに通す前に、決められた多量の水蒸気で、特にシートの幅方 向に調整した多量の水蒸気を熱風に噴射し、熱風がシートを通過する前に熱風 の湿度を変えることを特徴とする請求の範囲１から１３のいずれか一項に記載の 脱水手段を実施する紙シートの製造法。 １５．第一の熱風に水蒸気を噴射することを特徴とする請求の範囲第７項から第 １４項に記載の方法。 １６．−脱水シートの支持面を有する可動透水性ワイヤー −空気流入管および該支持面に向いた配分開口部を有する空気供給ボックス −空気流入管に入る空気の加熱手段 −該支持面の反対側に配置され、供給ボックスの配分開口部の正面に少なくと も一つの吸入スリットを有する、供給ボックスから出る空気の回収ボックス −１００〜５００ミリバールの負圧で回収ボックスを保持する手段 を含むことを特徴とする前記請求の範囲のいずれか一項に記載の方法を実施す るための装置。 １７．さらに、 −回収ボックスと接続する気水分離器 −気水分離器と接続するエアコンプレッサ −エアコンプレッサと接続する空気の加熱手段 −加熱手段を供給ボックスに接続する導管 −エアコンプレッサと接続する排気手段 −加熱手段と接続する空気導入手段 を含むことを特徴とする前記請求の範囲に記載の装置。 １８．該コンプレッサを駆動するガスタービン群を含むこと、該加熱手段は、該 ガスタービン群の排気ガスによって供給されることを特徴とする前記請求の範囲 に記載の装置。 １９．該コンプレッサを駆動するガスタービン群を含むこと、該加熱手段は、該 ガスタービン群の排気ガスと該エアコンプレッサから出る空気流とに接続する熱 交換機から構成されることを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の装置。 ２０．連続ゾーン用の供給ボックスを有する少なくとも二個の脱気用回路を含み 、少なくとも第一回路は、気水分離器を含む第一ゾーンを供給することを特徴と する請求の範囲第１６項から第１９項のいずれか一項に記載の装置。 ２１．供給ボックスの少なくとも第一ボックスの内部に配置される蒸気噴射手段 を含むことを特徴とする請求の範囲第１６項から第２０項のいずれか一項に記載 の装置。 ２２．供給ボックスは、機械の方向に関して幅方向に配置された複数のボックス に仕切られ、少なくとも一つの仕切りは蒸気投入手段を含むことを特徴とする前 記請求の範囲に記載の装置。 ２３．請求の範囲第１項から第１５項のいずれか一項によって製造された紙シー ト。 ２４．請求の範囲第１項から第１５項のいずれか一項によって製造された高バル クの紙シート。