JPS58184480A - 多孔性ウエブの乾燥方法 - 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、長手方向に延在する押圧挾持装置における多
孔性ウェブの乾燥方法に関するものである。

特に、本発明は、紙やカード状ウェブ等の多孔性ウェブ
の乾燥方法において、ぬれた前記ウェブを少なくとも一
つの乾燥フェルト１．を通過させ、前記ウェブ及び乾燥
フェルトを脱気処理し、液体に対し非透過性でありかつ
延長押圧領域を形成する二つの面材間を前記ウェブ及び
乾燥フェルトを通過させ、前記抑圧領域において、二つ
の面材によシ両側から前記ウェブに押圧効果を与え、前
記ウェブに対する前記抑圧効果の間、前記乾燥フェルト
を部分的に真空状態にする多孔性ウェブの乾燥方法に関
するものである。

紙やカードｆ−Ｐを扱う装置においては、ぬれたウェブ
が押圧挾持装置に入る前にウェブな加熱しかつ押圧動作
中に部分的負圧のもとに乾燥フェルトまたは単なるフェ
ルトをウェブに隣接させることにより、脱水が押圧領域
で促進されることはよく知られている。

予熱は特殊な抑圧挟持方法（フィンランド特許出願筒８
０２．１０６号）とともに少しは利用されるが、押圧動
作の前にウェブを加熱することは、挟持ローラ（フィン
ランド特許出願筒７Ｓ１．３９８号、同第７６３．４３
４号及び同第７７０．５３８号）か１ｉ′ らなる従来の挟持装置と関連してだけ工業上用いられて
いる。

多孔性プレスローラやロール装置内の吸引ボックスを用
いて、押圧挾持装置において部分負圧に乾燥フェルトを
保持することは当技術分野においては一搬的な方法であ
る。一方、抑圧動作中に部分負圧に保持された乾燥フェ
ルトを長手方向に延びた押圧挾持装置に用いることはほ
とんどなかった。このような提案は、前記フィンランド
特許出願筒８０６．１０６号及び米国特許第３．２９３
．１２１号になされているが、前者においては、微小な
孔を有しかつ浸水された特殊な膜が部分負圧を受けるマ
ットとウェブとの間に用いられている。部分負圧におけ
る乾燥フェルト動作の良好な吸水力を有する延長押圧挾
持装置を使用することが制限される理由は、前記部分負
圧を維持する特殊な装置を設けることが構造的に困難で
あるからである。

抑圧挟持装置の前でぬれたウェブを加熱することにより
ウェブから乾燥フェルトまでの押圧動作における水の良
好な伝達は、主としてウェブ内の水温が高ければ高いほ
ど粘性が低下する事実による。抑圧挟持装置の前でぬれ
たウェブが非常に高い温度、例えば、１００℃まで上昇
するだけで、脱水を補助する他の現象も良好になる。よ
シ高い温度及び水分含有量で、ウェブの繊維は軟化屈曲
する。この変形により、繊維内の空洞が収縮し脱水作用
が行なわれる。同時に、この変形によシスロットや通路
が開き、水を排出しやすくなる。繊維の温度が上昇する
と繊維内の毛細管現象が促進される。この現象により繊
維が平坦になる傾向が生まれ脱水が行なわれる。

押圧挾持の前にウェブの温度を上昇させることに関して
考慮しなければならない特に重要なことは、ウェブの最
終性状におけるこのように高温にされたことによる影響
である。ウェブの強度が強ければ強いほど、ウェブの温
度は乾燥プロセスでよシ早く上昇するとともにその温度
もより高くなる。さらに、これが″２方向”の押圧動作
について言えれば、その結果は注目に値するものである
。

この場合、良好な最終強度は、水分を含み加熱されたウ
ェブの軟質化及び相互変形に主に起因する。

このようにして、繊維間の接触面積が増大する。

″ｚ力方向の同時抑圧効果も、もちろん、この点につい
ての影響因子である。高温高水分量では、ヘミセルロー
スも軟化流動する。このヘミセルロースにより繊維間の
結合がはかられる。

ウェブから乾燥フェルトへ水を送る圧力は、明らかにフ
ェルト内の負圧によシ増大される。しかしながら、従来
の抑圧ローラにおいては、脱水を良好にするため吸引ボ
ックスにより部分負圧に維持されたフェルトの主たる機
能は、通常、いわゆる「リウエツテイングＪ（ｒｅｗθ
ｔｔｔｎｇ　）を阻止することであった。この「リウエ
ツティング」とは、きつい押圧挾持間を抜げた後、フェ
ルトからウェブへの水の移送を意味している。

本発明の目的は、連続的に搬送されぬれた多孔性のウェ
ブを長手方向に延びて抑圧挟持を施し、一方では、ウェ
ブからフェルトへの水の移送が容易になるため、通常よ
シ乾燥した押圧領域からウェブを得て、他方では、延長
した押圧挾持が高温高水分含有量で行なわれるため最簀
ウェブの強度が改良される方法を提供することである。

本発明によると、この目的は、ぬれたウェブが押圧領域
の前で少なくとも１００℃に近い温度まで加熱され、乾
燥フェルトがウェブの温度よりも低い温度に保持された
抑圧領域を通ることを特徴とする方法により達成される
。

本発明の方法によると、延長された押圧挾持は、水をウ
ェブからフェルトに搬送するのを促進するファクター、
すなわち、温度が高ければ高いほど低くなる粘性と乾燥
フェルトにおける部分負圧との両者を同時に良好に保っ
た条件下で、達成される。ぬれたウェブがウェブを押圧
するフェルト上の１００℃に近い温度の押圧領域に入シ
、かつ、抑圧領域のはじめのフェルトの細孔内圧力が非
常に低く保持され得るので、一つ以上の装置によシウエ
プからフェルトへの脱水が行なわれる。このことは本発
明の上述した条件下のみで可能である。

すなわち、乾燥フェルトの細孔内圧力が急に降下すると
、１００℃に近い温度のフェルト内の水が部分的に爆発
的に蒸鼻する。この爆発によシ、水は通常より速くフェ
ルトに入って行く。しかしながら、これと同時に、水は
不連続な状態にはならない。この理由は、面材がこの間
にある水を高押圧力で両側から押込めるためである。こ
のように、本発明の方法は、部分負圧が乾燥フェルト内
で発達したときウェブ内部の水の高温度により水の爆発
蒸発が発生し高速で水がウェブから乾燥フェルトに移動
すると言う事実に基づいている。

ウェブから乾燥フェルトへの水のよシ高速な搬送が必要
ならば、面材へ作用する圧力媒体の温度は、好ましくは
０〜７５℃に保持される。

ウェブの最終強度を考慮した有機繊維材の良好な軟質化
とともに紙、カードボードまたはバートボルド内の繊維
やチップ間の曳好な変形状態が望まれるときは、面材に
作用する圧力媒体の温度は７５〜１００℃の範囲が望ま
しい。

以下、添付図面を参照して本発明を詳述する。

第１図に示す抑圧装置は、回転ローラ２にかけられ互い
に一定距離にわたって平行なエンドレス乾燥フェル）１
ａ、１ｂを有している。液体に対して非透過性であシ、
がっ、良好な熱伝導性を有するエンドレスバンド３　ａ
　ｓ　　３　ｂがそれぞれ乾燥フェルト内を走行してお
シ、各エンドレスバンドは回転ローラ４ａ、５ａ及び４
ｂ、５ｂにがけられており、互いに前記フェルトの一定
距離平行に走行しながらフェルトの内側に押圧されてい
る。

各バンドの内側には圧力室６　ａ　Ｊ　５　ｂが設けら
れている。これら圧力室は前記バンドに対してシールさ
れておりかつ圧力媒体７　ａ　＋　７　ｂの入口６ｃを
有している。圧力室はバンドの方に開口しており、延長
押圧領域（ＰＶ）がバンドの対応する長さにそって形成
されている。この実施例における圧力媒体は水であシ、
両方の圧力室に同じ圧力が維持されている。このことは
、内圧カ室を、好ましくはパイプで連結することにょ多
達成される。

乾燥フェルトの入口側には、抑圧領域に供給されるぬれ
たウェブ９の両側に作用する脱気装置８が取付けられて
いる。エンドレス補助ワイヤ１０がウェブのために配設
されている。脱気装置の中には、ブロー装置がウェブ及
び両フェルトのために設けられている。このブロー装置
は、蒸気流をウェブに向けるノズル１１と蒸気と空気の
混合物を吸引排出する対向する吸引ボックス１２を有し
ている。

脱気装置は、外の大気圧よシすこし高い圧力の蒸気２０
で満たされており、一定量の蒸気がシール間隙１３から
連続的に洩れるので、空気が脱気装置のシール間隙１３
から入り込むことはな〜・。

上述の押圧挾持装置は以下のように作動する。

ぬれたウェブ９が脱気装置８内の補助ワイヤー１０に供
給される。この装置の中でノズル１１及び吸引ボックス
１２により空気がウェブ及びフェルト１ａ＋１ｂから脱
気され、もとの空気量の６〜１０チだけがウェブ及びフ
ェルトに残留することになる。

脱気装置内に存在する蒸気によυその中のウェブが加熱
されフェルトの間をほぼ１００℃で走行する。太い繊維
の表面部は凝縮蒸気の温度まで到達するが、その内芯部
は、脱気装置通過時に、１００℃にはならない。しかし
ながら、繊維と水との最終平均温度は脱気装置内の蒸気
にウェブを保持する時間を長くすることによシはぼ１０
０°Ｃにすることができる。ウェブの温度は高い温度、
すなわち、通常１００℃に近い温度にすることが好まし
く、一方、フェルトは非常に高い温度に加熱することは
好ましくないから、フェルトが脱気装置を通過する時間
を短くしてウェブをその中に長く保持するように脱気装
置を構成することは明らかである。

フェルトとその間のウェブは、脱気装置８からバンド３
ａ、３ｂの間を通過する。この後、バンド、フェルト及
びこの間のウェブは、圧力室５　ａ。

６ｂの間に形成された抑圧領域（ＰＶ）に入る。圧力、
１１ 媒体７ａ＋７ｂの温、□度が適度に低い温度１５〜９０
℃であれば、遅くともフェルトが圧力室の領域に入ると
きには、脱気装置からフェルトの細孔に入った蒸気は、
フェルトに対向するバンド３ａ＋３ｂの表面上で凝縮す
る。脱気装置から出るバンドの温度はおそらく１００℃
よシわずかに低い温度であるから、上述した蒸気はすで
にバンドの表面上で凝縮していることもある。バンド３
ａ、３ｂが抑圧領域（ｐｖ）に入るときのバンドの平均
温度は、バンド３　ａ　ｔ　３　ｂが脱気装置８の蒸気
スペース２０内を走行する距離を変化させることにより
少しは調整することができる。

抑圧領域においては、バンドは圧力媒体７ａ＋７ｂによ
シ冷却される。そして、蒸気はフェルトの細孔からバン
ドの表面上に凝縮し、フェルトの細孔内の圧力は降下す
る。このとき、水がウェブの外表面から蒸発し、この外
表面はほぼ１００°Ｃの温度である。この蒸気はフェル
トを通ってバンド上に凝縮する。しかしながら、このと
き、ウェブの内部に含まれている水蒸気圧力は、例えば
、はぼ１０３　ＫＰａであり、フェルト内の圧力、例え
ば、５　Ｑ　ＫＰａ以下よりはるかに高いものである。

従って、ウェブの内部の水は爆発的に蒸発し、つ２ ニブの水をフェルトに移動させる。同時に、例えば１〜
４　ＭＰａである圧力媒体７ａ、７ｂの高圧力で外側へ
フェルトを押しウェブがフェルトの間で圧縮されるので
、ウェブは従来と同様な抑圧効果も受けるみ 抑圧挟持装置において、過度にぬれたウェブが過度に強
い圧力を急激に受けると、ウェブがつぶれてしまうとい
う問題が生じる。従って、この点は、延長抑圧挟持装置
においても考慮されなければならない。圧力室６ａ＋６
ｂにより画成された抑圧領域（ｐｖ）は、仕切壁１４　
ａ、　　１４　ｂ　＋　１５　ａ。

１５ｂの使用によシ二つ以上の区画に分割することがで
きる（第２図）。このように形成された各区画内の圧力
媒体７ａｔ７ｂの圧力はバンドの上下で同じにすること
は明らかである。圧力媒体流体は入口６Ｃから供給され
、この圧力は各区画ごとに独立して調圧する。

圧力室Ｂａｔｂｂからの圧力媒体の過度の洩れを防止す
るため、シール１６ａｔ　　１６ｂ、　　１７ａ。

１７ｂを圧力室の出入口端部とバンド３　ａ、　　３　
ｂとの間に設けるべきである。バンド、フェルト及びウ
ェブによシ形成された挟持部分の厚さ及び弾性は時間及
び位置により変動するので、シールは第１図の垂直方向
についてわずかに弾性を持たせなければならない。適度
な弾性シール構造が好ましい。第２図に示すように、圧
力室の入口端部のシール１６ａｔ１６ｂにおいては、洩
れを減少させるため二つ以上の直列シールストリップを
用いることもできる。

圧力室６ａ＋６ｂの内側の多数の区画間には、各々シー
ル１８ａ、１８ｂｔ　１９ａ、１９ｂを用いることも必
要である。これらのシールは、圧力室の出入口端部にお
けるシールと同じまたはほぼ同様なものを使うことがで
きる。

装置の側部においても、圧力室からの圧力媒体の洩れを
防止するため同様なシール１６ａ、　１６ｂが用いられ
、その間に、バンド、フェルト及び摺動するウェブが挾
持されている。

フェルト及びウェブが一対のシール１７ａ。

１７ｂを過ぎると、ウェブへの押圧効果はなくなる。こ
のとき、「リウエツテイング」が始ｔｂ、水がフェルト
から再びウェブに移送される。この現象を防ぐため、フ
ェルトはできるだけ速くウェブから分離させなければな
らない。迅速な分離は、一連のシール１７ａ、　　１７
　ｂのシールストリップの数及び巾を減少させること、
好ましくは、一つの細いシールス）　ＩＪツゾを各圧力
室に用いることにより達成される。バンドがシールｉｙ
ａ、ｉｙｂを通過すると、バンドとこれに接触するフェ
ルトは、フェルトが必要以上にウェブに接触してはなら
ないので、急速に分離されなげればならない。

しかしながら、バンドが走行しできるだけ速く分離する
とき、このバンドが曲がることに問題が生じる。すなわ
ち、一般のバンド材は、この強力な繰返し曲げ動作で疲
労してしまう。

バンド３ａ＋３’ｂをスチール製にすると、よく知られ
ているように、実際上は無限回数の所定応力に耐えるこ
とかで癲る。このことに基づき、回転ローラ４ａｐ　４
ｂ＋　　５ａ及び５ｂの径が決定される。スチール製バ
ンドは小径に曲がらないでシ］！：１ 一ル１７ａ１１７ｂから離れなければならない。

従って、第６図に示すように、適度な曲率を有する摺動
シ’−−２０ａｔ２０ｂをこれらのシールと回転ローラ
５　ａ　＋　　５　ｂとの間に設ける必要がある。

回転ローラ５ａ、５ｂは少し長い間隔をおいて位置して
いる。

バンド３ａ、３ｂがスチール製もあれば、同様な摺動シ
ュー２０＆、２０１）を、バンドが回転ロー２４　ａ　
＋　　４　ｂからシール１５ａ、Ｉｊｂまで走行する領
域の入口端部にも設けなければならない。

こうしないと、スチールバンドがシール１６ａ。

１６ｂにおいて、回転ローラ４　ａ　＊　　４　ｂの径
よりも小さい径に曲がってしまう。

上述の装置は、もちろん、連続動作のためには補助的装
置を必要とするものである。補助的装置としては、例え
ば、高水圧ポンプと圧力レヤユレータがある。補助的装
置により、所定圧の圧力媒体が連続的に圧力室に供給さ
れる。また、公知のドライコンディショナー２１もフェ
ルト用に第１図に示すように必要である。この装置によ
り、つ６ ニブからフェルトに移った水が除去される。フェルトや
バンド用の案内装置、ストレッチャー及び駆動装置も周
知の方法によシ取付けられることも明らかである。

図面及びそれに関する記載は本発明を説明するためのも
のであり、本発明による方法は多くの変更例が特許請求
の範囲内で可能であることは云うまでもない。最も簡岸
な形態としては、本発明の方法は乾燥フェルトだけを用
いることＫよっても達成され得る。図示実施例において
は、押圧領域に延在する両面材としてバンド３ａ１３ｂ
が用いられたが、一方の面材をソリッドシェルを有する
プレスローラとし、他方の面材をバンドあるいは弾性シ
ェルまたは摺動シューを有するプレスローラとしてもよ
い。このようにして、延長押圧領域を形成し、この中で
ぬれたウェブに前述の加熱抑圧効果を与えることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、延長押圧挾持装置に適用された本発明の方法
の原理を示す図、第２図は、ウェブの移動方向にそった
押圧挾持装置の拡大断面図、及び第６図は、押圧挾持装
置の出口端部の断面図である。 図中、 １ａ、１ｂ　　・乾燥フェルト、２・・回転ローラ、３
ａ、３ｂ−・バンド、４ａ＋　　４ｂｙ　　５ａ、５ｂ
”’回転ローラ、６ａ１６ｂ・・・圧力室、６Ｃ・・・
入口、？ａＳ７ｂ・・・圧力媒体、８・・・脱気装置、
９・・・ウェブ、１０・・・補助ワイヤ、１１・・・ノ
ズル、１２・・・吸引ボックス、１３・・・シール間隙
、１４ａｊ１４ｂ１１５ａ、１５ｂ−・・仕切壁、１６
１１ｊ　　１６１）ｌ　　１７ａ。 １７１）ｊ　　１８１１＋　　１８ｂｌ　　１９ａｔ　
　１９ｂ・・・シール、２０・・・蒸気（スペース）、
２１・・・ドライコンディショナー 代理人　浅　村　　　皓 外４名 ９ ↓ Ｆｏｃｉ　、ブ （：・：１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）紙やカード状ウェブ等の多孔性ウェブの乾燥方法
   において、ぬれた前記ウェブを少なくとも一つの乾燥フ
   ェルトを通過させ、前記ウェブ及び乾燥フェルトな脱気
   処理し、液体に対し非透過性でありかつ延長押圧領域を
   形成する二つの面材間を前記ウェブ及び乾燥フェルトを
   通過させ、前記押圧領゛域において、二つの面材によシ
   両側から前記□ウェブに押圧効果を与え、前記ウェブに
   対する前記抑圧効果の間、前記乾燥フェルトを部分的に
   真空状態にして、前記押圧領域の前で少なくとも１００
   ℃に近い温度までぬれた前記ウェブを加熱し、ぬれた前
   記ウェブの温度よりも低い温度に保持された前記押圧領
   域に前記乾燥フェルトを通すことを特徴とする多孔性ウ
   ェブの乾燥方法。 （２、特許請求の範囲第１項記載の多孔性ウェブの乾燥
   方法において、前記ウェブが二つの乾燥フェルトの間を
   通過するとともに、前記二つの乾燥フェルトがぬれた前
   記ウェブの温度よりも低い温度に保持されることを特徴
   とする多孔性ウェブの乾燥方法。 （３）　　特許請求の範囲第１項または第２項記載の多
   孔性ウェブの乾燥方法において、面材に作用する圧力媒
   体によシ前記抑圧領域において前記二つの面材が互いに
   押圧されるとともに、前記圧力媒体が０から７５℃に保
   持されることを特徴とする多孔性ウェブの乾燥方法。 （４）特許請求の範囲第１項または第２項記載の多孔性
   ウェブの乾燥方法において、直材に作用する圧力媒体に
   よ）前記抑圧領域において前記二つの面材が互いに押圧
   されるとともに、前記圧力媒体が７５から１００℃に保
   持されることを特徴とする多孔性ウェブの乾燥方法。 （５）特許請求の範囲第３項または第４項記載の多孔性
   ウェブの乾燥方法において、前記圧力媒体が前記ウェブ
   の移動方向に段階状の圧力下及び温度下に保持されるこ
   とを特徴とする多孔性ウェブの乾燥方法。 （６）　　特許請求の範囲第１項から第５項までのいず
   れか一項記載の多孔性ウェブの乾燥方法において、前記
   圧力媒体が水であることを特徴とする多孔性ウェブの乾
   燥方法。 （７１’ｌ？許請求の範囲第１項から第６項までのいず
   れか一項記載の多孔性ウェブの乾燥方法において、金属
   シートまたはバンドが水に対して非透過性でありかつ良
   好な熱伝導性を有する前記面材として用いられているこ
   とを特徴とする多孔性ウェブの乾燥方法。