JPS5887390A - 製紙機のウエブ形成用デバイス - 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】 本発明は製紙機に於けるウェブ形成力法及び該方法を集
施するためのデバイスに関する。

製紙機で紙を製造する場合、ウェブが制御された条件下
にある製紙機の湿ｌＩＩｓに於て形成されることが、紙
製品の特性にとって極めて重要である。

通常、バルブ懸濁液（原料）をヘッドボックスから抄き
網上に自由噴流の形態で噴出させる。その際に、パルプ
ａ淘液が脱水されて、ウェブが形成される。例えば、原
料中の繊維の不完全な分散、ヘッドボックスからの原料
の不均一な流出量、原料噴流と抄き網間の速度差、不適
切な脱水部材又は不完全な脱水部材に起因する不均一な
脱水等の多数の異った乱れによって、シートの形成が影
響される７上記最初の２つの乱れと取り組むことは特に
困一である。幾何学的−機械的な理由から、繊維は綿状
の固まりになる傾向がある、繊細の濃度と長さ全増加さ
せる際に、この綿状の固まりになる傾向が強められる。

好適な形態を備えた紙を製造しつるためには、原料中の
＄ＪＩ維の固まりが充分に分散されねばならない。こｔ
は、繊細濃度を極めて低くすることによって達成するこ
とができるけれど４、＃Ｉ．維濃度を低くすると大傘な
流量を処理する必要があるために、大抵の場合、繊維濃
度を極鴻に低下させることにはそれほど興味がない、、
充分な強閾をもった微小規模の乱流によってＮｌ！維の
固まりを破舖することもできる．、然しな力！ら、実際
に経続によって知った事であるが、こｔｌは２つの欠点
のいずれかｔ−遺択することを意味する。発生した乱流
は比較的広匹スペクトルを屡々示す、即ち比較的大きな
規模の乱流が砿小規模の乱流と混合されている、微小規
模の乱流は急速に衰え、それによって綿状の固りの再生
成が急速に生起する，エネルギの多い渦流が、比較的長
時間衰えないで維持され、且つ１々、ヘッドボックスか
ら流出すると同時に引続いて生起する機会がある。ヘッ
ドボックスからの噴流中での乱流のレベルが高すぎる場
合には、噴流の形状（本来は　＋７ツブの形状によって
決ボされる）が変えられる。

原料の噴流の厚みｔよ、機械の方向に沿って、及び機械
の方向を横断して局部的に変化する。形成されたシート
の密度は抄き＃ｌを横切る原料層の厚みに左右されるの
で、シートの密度はウェブ中の位置ごとに変化する。

必要な乱流のレベルが抄き網上でのシートの形成に受は
入れられない乱れを生ず石場合には、上述の問題が原料
の綿状の固ま９の不充分な崩Ｊｓ金屡々暗示する。勿−
、この問題は、ツウインワイヤ機（　ｔｗｉｎ−ｗｉｒ
＠ｒｎａｅｈ１ｎｅ　）の場合よりもフォードリニア機
（　Ｆｏｕｒｄｒｌｎｌ＠ｒ　ｒｎｍｅｈｌｎ＊　）の
場合の方が比較的重大である。ツイン−ワイヤ機の噴流
の長さは、一般に短く、脱水が急速に進行する，従って
、原料中の濃！ｆ変化がフォードリニア機と同じ程度ま
で発生するだけの時間が存在しない。

フォードリニア機の場合、個々の繊維がファイバーベッ
ドに固定される状態までの脱水は、各棟のタイプの脱水
部材、即ち形成テーブル、抄き網支持ロール．フォイル
．ウエットセク７ヨンボツクスを用いて真空によって行
われる　これらの脱水部材はすべて、脱水という主要な
目的の外に１多かれ少なかれ原料層に乱れを導入すると
いう目的を共通してもっている。１つの例として、フォ
イルによる脱水を説明することができる。機械の方向に
抄き網と共に末広形に分岐する空間を形成するように、
抄き網に関連して一定の角度でフォイルストリップを定
置する。原料層を伴つ九抄き網が、フォイルの上方を高
速で進む場合に、末広形の空間に真空が発生し、この真
空が脱水を行う。

水切りされ次多少の水は、次に後続するフォイルストリ
ップまでずつと抄き網下部表面に着いて抄き網と一緒に
進み、後続のフォイルストリップの前方の縁部に接して
水はこすり取られる。水のこすり取りによって、抄き網
と、抄き網上に横念わって形成されたシートに対して上
向きの圧力パルスが発生する。圧力パルスの大きさは、
・こすり取られた水量、こすシ取シの角度及び抄き網の
通板の関数である。上述の理由のために、ヘッドボック
スから来る途中の原料中では、綿状の固りを形成する条
件が屡々支配している。この条件は、紙形成にとっては
受は入れられない。フォイルストリップの両方の縁部に
発生する圧カバルスは抄き網上の原料に剪断力を導入す
る。この剪断力は。

シート形成工程の初期段階に於て、綿状の固りを崩壊す
るプラスの効果を生ずる。然しなから、この効果は制御
することが困難であり、シート形成Ｔ１の若干後の段階
に於ては強すぎるパルスは、抄き網上に既に形成された
繊維の網目構造を破壊することができ、そのためにシー
ト形成に対してマイナスの効果を有する。

上述の問題を解決するために、各種の方法と構造上の構
成とが提案された。例えば、抄き網の運動方向に抄き網
を覆い且つ抄き網の下方に配電された脱水部材を覆って
前方に伸張する上部リップと共に、ヘッドボックスに着
けたノズルを用いることが公知である。この配電の目的
は、上部リップと抄き網との間に収束する空間を設ける
ことくある。この空間は脱水速度に応じて調節させ、そ
のために一定の速度でこの空間に原料の流れを維持する
ことができる。その結果、脱水工程の大部分の間、伸張
した上部リップと抄龜網とによって光分に限定された原
料層が得られる。この場汁、ヘッドボックス中に発生し
た流体の乱れが発達する可能性はない。ある場合には、
伸張し走上部リップと抄き網間の収束する空間は、その
形状については、上部リップがＩＥｌＩＪ＜、且つ抄き
網が、抄き網にある８１度の伸びを生ぜしめる脱水部材
によって支持される場合に限定さｔＬる。脱水部材は、
サクションプレストロール又は平らなサクションボック
スでありうる。サクションボックスの９Ｓ＊ｉｈ変更し
うる。サクションボックスカバーの開放領域は大又は機
械に対して横方向に伸張するスリットの型式でありうる
。抄き網が、吸入区域ではたわみが最少くなる方法で支
持されるように、開放領斌と平面部領琥とがそれぞれ配
置されることは、すべてのサクションボックスカバーに
共通シている。別々の区画に各種の真空レベルを適用で
きるように、サクションボックスを複数の区画に分割し
うる。脱水はシート形成空間で行われねばならない、又
この配置によって、脱水速度を制御するように努力し、
結局脱水速度が収束シート形成空間に合せられる。然し
なから、フォイルについて既に検討したように、脱水段
階の間抄き網下方の支持部は、圧力パルスが抄き網に対
して上方に向って作用して、形成されたシートに対して
破壊効果を及はしうることを意味する。安定化した吸入
力によって、形成された繊維の網目構造が平面部領斌上
方で影響されない場合には、状態は更に悪化する。

これらの間Ｍを除去するために、少くとも最終の形成段
階の間に、下方に横たわる抄き網部分に全く支持部を設
けないと同時に、伸張する上部リップをたわみ得るよう
に構成した。抄き網の下方に配置された開放サクション
ボックス中の真空によって脱水が行われる。これは、依
然として、チクジョンボックスの縁部に沿って密封が必
要なことｔ−ｍ味する　サクションボックスはウェブの
縁部領緘に乱れを生じさせる。史１こ、脱水率はサクシ
ョンボックス中に得られる真９によって制限される。

本発明の目的は、ウェブの形成を更に改良し且つ簡単に
することにある。この目的は、特許請求の範囲に於て述
べたように、上部リップと抄き網との間の超過圧力によ
ってパルプ懸濁液（原料）の脱水を行う際に達成される
、 その念めに、抄き網のＦ部表面の真空を低下させること
ができる。脱水は全く真空なしで行われるのが好ましい
。そｔしによって、乱れが除去されるけれども、主とし
てサクションボックスの縁部に沿った密封ストリップに
よって乱れが生ずるであろう、可撓性の上部リップによ
って超過圧力を生じさせることができ、この可撓性の上
部リップは、原料の流れる方向の形成領域に沿った一定
の超過圧力又は変化する超過圧力によって負荷を加えら
れる。脱水抵抗が最も低い形成領域の初めの部分に於て
最少になるように圧力を維持できるのが好ましい。その
後、紙ウェブが形成され且つ脱水抵抗が増加するにつれ
て、形成領域に沿って圧力が連続的に増加する１、 超過圧力は弾力のある上部リップによって生じさせるこ
ともできる。このリップは　抄き網の支持されてない部
分に押し付けられる、形成領域に沿って原料の流れる方
向に変化する剛″２を上部リップが備える場合にこの圧
力は変化することができる。この圧力は抄き綱の張力に
比例し、且つ一ヒ部リップの曲率半径に逆比例する。形
成領域に沿って所望の連続的な圧力増加を生じさせるた
めに、上部リップは、形成領域に沿って減少するＭ２を
備えるように構成される。その際、上部リップの曲率半
径は減少し、それによって、形成領域に沿って圧力は増
加する。

予め決定された形状（ｉｌ−伽えた堅い上部リップによ
って超過圧力を生せしめることもｉ＝Ｊ能である。

抄き網は上部リップに押し付ｋｊられ、その際形成領域
に沿った圧力分布は、ヒ述の如く、上部リップの曲率半
径によって決定される。このように、形成領域に沿った
相対的な圧力分布の決定は上部リップの配置によって可
能になり、又超過圧力の大きさの決定は抄き網の張力に
よって可能になる。

本発明によると、製紙機中の流体力学的な乱れは、ウェ
ーブの１−全体を横切って効果的に弱められうる。これ
は、ウェブの密度を比較的均一に維持できることを意味
する。形成工根を乱すことなく、ヘッドボックス中の１
９、料纒度を高くしうる。

これは、高い嵩をもった紙を製造する場合Ｋ特に有利で
ある。脱水圧力を所望の通りに１ｉＩ１１１＃できるの
で、脱水能力及びそれに伴って機械の連間を増加させる
ことができる。

次に、図面を参照しながら、いくつかの具体例によって
本発明を説明する。

それぞれの具体例には、ヘッドボックス（図示せず）に
着いたノズル１が含まれる。ノズルｌを介して抄き網３
上に原料２が噴出される。抄き網３はプレストロール４
．１４上に押しつけられる。

ノズル１の上方の部分から上部リップ５．１８゜１９が
伸張する。この上部リップはノズル七に取り付けられる
。ノズルｌは、原料噴流と抄き網の間に形成される角度
が小さくなるような方向に向けられる、上部リップ５，
８．１９と抄き網３との間に、ウェブ形成空間８が形成
される。

第１図によると、可撓性の上部リップ５が、締め付は手
段６によってノズル１に取り付けられる。

１ＩｌｌＩｌ整デバイス７によってノズルオリフィスを
胸頗することができる。可撓性の上部リップ５の下方に
配置された抄き網の部分は、抄き網の幅全体に亘って支
持されず、この支持されてない部分は、ヒ部すッグ５以
上の距離を通り過ぎてはるばる支持ロール９まで伸張す
る。そのために、ウェブが形成空間８ｔ−陥れた際に、
乱れが史れない。

目」虎性のＬ部リップ５は、圧力＋捩１０によって静圧
に曝逼れる。圧力手段ｌＯと上部リップ５０間に部材１
１が配置される。この部材が上部リップ上に圧力を分配
する。前記部材１１は、弾性材料、例えば発泡プラスチ
ック又は空気クッションからなりうる。圧力を制御する
ことによって、脱水を制御することができる。

第２図は、第１図に和尚する具体例を示すけれども、第
２図の機台は、抄き網が形成空間８の入口部分のストリ
ップ１２父はその他＋ｆｆＪ　ａ［のものによって支持
される３、そのために、形成空間の入口部分の原料中に
微小乱流を融着に発生させることができる。剪断力が流
れの中に導入されて、原料に対して綿状の固りを崩壊さ
せる効果を及ぼす。

それによって、ある場合には、シートの形成を更に改善
することができる。既に形成された繊維の網目構造に対
する緩和効果が同時に得られ、それによって連続した脱
水を促進することができる。

第３図は、脱水部材１３を用いて形成されたブレストロ
ール１４上でウェブ形成が行われる具体例である。この
場合、抄き網３は、プレストロール１４によって形成空
間８の下方に支持される。

圧力手段ｌＯと上部リップ５との間に、弾性材料が空気
クッション１５の形態で配置される。

第４．５及び６図によると、上部リップ５，１８゜１９
の下方に配置された抄き網３の部分は、抄き網の幅全体
に亘って支持されない。この支持されてない部分は、上
部リップ５．１８．１９以上の距−を通り過ぎてはるば
る支持ロール９まで伸！する。

第４図によると、上部リップ５はｉ＝Ｊ撓性であって、
複数の空気クッション１６によって、原料２の流れる方
向に変化する圧力を受ける。これらの空気クッションは
剛性の対抗支持部１７に対抗して作動する、それぞれの
空気クッション１６中の圧力はｉ’Ｊｆであって、上部
リップ５に対する圧力が原料２の誠れる方向に於てＩＩ
　７Ｊｌ］するように調整されるのが好ましい。

第５図によれば、上部リップ１８は弾力をもっており、
その１−リコは原料２の流れる方向に於て減少する。好
ましくは、ノズル１全体を回転させることによって、上
Ｍ　ＩＪッグ１８が抄き網３に押し付けられ、その之め
に上部リップは湾曲した形状を帯びる。減少する１ｊ１
＋１２の念めに、圧力が増加すると同時に、曲率牛径が
原料２の流れる方向に連続して減少する。上部リップ１
８について剛性の減少を生じさせるために、第５図から
明らかなように、Ｖすえは、異なる長さ金もう金属シー
トを厘ねて配置することによって、上部リップを厚みが
減少するように構成することができる。あるいは、！力
性のある上部リップ１８の下方にＯＴ撓性の上部リップ
を設けてもよい。

第６図に示された具体例によれば、上部リップ１６は剛
体であり、即ち、その形状は形成工程の間に影譬を受は
得ない。上部リップ１９０曲率半径及びそれに伴って原
料２の流れる方向の圧力分布は変化し得ない。然しなか
ら、抄き網の張力により、又は抄き網３に対してｈｌＩ
ＩＩＪツブ１９″ｆ、押し付けることにより、好ましく
は、ノズル１全体を回転させることＫよって、圧力の大
きさを鉤部することができる。曲率半径が原料２の流れ
る方向に連続的に減少するのが好ましい。抄き網３に対
して剛性上部リップ１９を押し付けることは形成空間８
の長さが増加することをも意味する。

そのために、上部リップ１９の端部で曲率牛径を減少さ
せると、形成空間８の端部に於ける超通圧力を更に増加
させる。剛性上部リップ１９ｉｊｌｉｉＪ佛性リツプ２
０と一緒に終趨している、この可撓性リップは、剛性り
部リップ１９の端部と抄き網３との間に形成されている
末広形の領域のウェブ中に乱君が起らないようにする。

あるいは、町使性すッグ２０は剛性に１部リップ１９の
下部全表面に沿って伸張しＣもよい。

仝聞８内でのウェブ形成を本発明に従って制御すると、
ヘッドボックス中の原料ｍ度は、低一度の紙を造る嚇合
には０．５〜ＩＸＫ達し得、又高密変の紙及びバルブシ
ートを造る場合には３〜５％に達し得る。更に、抄き網
が形成領域内の２個のロール間に固定されないで支持さ
れる場合には、抄き網の摩耗を最少限度まで減少させる
ことができる。

図示された一ヒ部リップは平滑な下部表面を有する。形
成空間の入口に於て原料中に比較的多量の倣少ｆｉ、流
を生せしめるために、上部リップはこれらの下部表面上
に小さな凹凸を備えることができる。この小さな凹凸は
流れに剪断力を導入し、且つ原料に対して固まりを崩壊
させる効果を生じさせる。これによって、ある場合には
、シートの形成を更に改善しうる。

勿論、本発明はト述の具体例に限定されるものではなく
、本発明の理念の範囲内で変更しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は可撓性上部リップを備えた製紙機を
示す図、第５図は弾力性のある一ｈｌｌｌｌＪツブを備
えた製紙機を示す図、及び第６図は剛性上部リップを備
えた製紙機を示す図である。 １・・・ノズル、３・・・抄き網、５．１８．１９・・
・上部リップ、８・・・形成空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　パルプＭｆｉｍが、ノズルを介して抄き網上
   にＸｔ田して、ノズルから突出する一ヒ部すッグと、抄
   き網の−を部分との間の空間内に於て形成されるウェブ
   の形成力法であって、パルプ懸濁液の脱水が、上部リッ
   プと抄き網間の超過圧力によって行われる製紙機に於け
   るウェブ形成方法。 （２）形成空間内での脱水を制御するために、超過圧力
   が藺節されつることを特徴とする特ＦｌＦＭ求の軛１ｉ
   ！ｆｉ１１槍に記載の方法、・（３）　　超過圧力が、
   変化し、且つ好ましくは、形成空間に沿ってパルプ［１
   １１液の流れる方向に連続して増加することを特徴とす
   る請求 １項又ｉｉ第２項に記載の方法。 （４　パルプ懸濁液を抄龜網上に通用するためのノズル
   及びノズルの上方部分から突出する上部リップを含み、
   それによって、上部リップと抄き網の一部分との間に形
   成空間が規定されるウェブ形成用デバイスであって、形
   成空間内のパルプ懸濁液を脱水するための超過圧力によ
   って、上部リップと抄き網とが相互に押し付けられ得る
   製紙機のウェブ形成用デバイス。 （勾　上部リップがｃｉＪ側性であって、調節しうる圧
   力手段によって負荷を加えられることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項に記載のデバイス。 （６）可撓性の上部リップ上の圧力手段から圧力を分配
   するために、弾性部材が設けられることを４９黴とする
   特許請求の範囲第５項に記載のデバイス。 （７）超過圧力によって、上部リップと抄き網の支持さ
   れてない部分とが相互に押し付けられることができ、こ
   の超過圧力が変化し得、且つ好ましくは形成空ｌ！！に
   沿りてパルプ懸濁液の流れる方向に連続して増加してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲＠４項又は第５項に
   １絨のデバイス。 ｌ８）Ｌ部リップがバルブ懸濁液の流れる方向に連続し
   て減少する剛ざを有して弾力性があることを特徴とする
   特杵祠求の範囲第７項に記載のデノ（イス。 （９）　　上部リップが剛体でちり且つ・くルプＳ淘液
   の流れる方向に於て変化する曲率半径を有して構成され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第７項にに２載のデ
   バイス。 傾　剛性Ｉ：部リップが可撓性のリップと組み合わされ
   、との可撓性のリップが剛性上、％　ＩＪツブの自由端
   を越えて伸張することを特徴とする請求求の範囲第９項
   に記載のデバイス。