JPS61501859A - 繊維ウェブを形成する装置 - 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】 ９エブ形成装置 本発明は、水中に懸濁された噴維状粒子からウェブ（ｗｅ　ｂ　）を形成する際 の脱水装置に関するものである。特に本発明は、製紙装置のウェットエン白こ使 用しつる装置に関するものである。

スエーデン特許第７９０４５５５−５号明細書には紙形成（ｆｏｒｍｉｎｇ　ｐ ａｐｅｒ　）方法が記載されており、この場合厳密な意味での形成工程は可撓性 の上部リップと開放サクションボックスの上方におけるワイヤの未支持部分との 間で行なわれる。

可撓性の上部リップはヘッドボックスの縛固定上部リップの延長部である。この ことは、ヘット１ボツクスからの紙料ジェットが可撓性リップによりシート形成 帯域（５ｈｅｅｔ　ｆｏｒｍｉｎｇｚｏｎｅ　）の方向へ下向に向い、かつ全シ ート形成工程に際し紙料層が明確にその形状を規定されることを意味する。紙料 ジェットの表面層に障害のないことが、製造される紙の重量変動（ｇｒａｍｍａ ｇｅ　ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ　）を低レイルに維持するための前提となる。紙の 均一性に関する改良は、さらに固定上部リップと可動ワイヤとの間の粘性剪断力 （ｓｈｅａｒｉｎｇ　ｆｏｒｃｅｓ　）の作用によって形成される際に得られる 。サクションボックスにおける低圧と大気圧との間の圧力差の作用により、ワイ ヤは曲線通路にしたがって移動する。可撓性の上部リップも、このワイヤの形状 に適合して曲線形状をとる。サクションボックス内に減圧を発生させるため、こ のボックスの両側を密封せねばならない。この密封は、調節自在な密封用ストリ ップによって行なわれる。このことは、これらストリップの形状とは無関係に、 ワイヤがサクションボックス上をその側部に沿って三次元的に湾曲することを意 味する。成る程度の曲げ耐性を持たねばならない可撓性の上部リップは、ワイヤ の三次元的形状に充分適合することができない。したがって、成る程度の縁部障 害が形成された紙シートに生じて、製紙装置の操作性に問題を引き起こす。これ らの問題は、軽量の紙および脱水容易な紙料については無視することができる。

何故なら、ワイヤに対し極く僅かの圧力差しか必要とされずに、ワイヤは下方向 に僅かしか変位しないからである。しかしながら、重質の紙および脱水困難な紙 料については、より大きい圧力差並びにより長い脱水距離が必要とされ、これは ワイヤに相当な下方向変位をもたらす結果、形成されるシートの縁部障害を増大 させる。

この方法の他の欠点は、サクションボックス内に減圧を発生させるには多量のエ ネルギが必要とされることである。

上記欠点を解消し、しかもその利点をそのまま利用し得る１つの方法は、ワイヤ の未支持部分の上方における可撓性リップに対する過剰圧力によって必要な脱水 圧力を発生させることである。この場合、該上部リップとワイヤとは裏紙装置を 横断するそれらの全長にわたって荷重がかけられ、したがって二次元的変位しか 生じない。この過剰圧力は、紙料と凸状表面とを対面させるよう設計した剛性加 圧プレートまたはエアクッションにより発生させることができる。凸状加圧プレ ートの場合、このプレートは可撓性の上部リップと共に使用することができ、或 いはこれと完全に置換することもできる。この種の装置は米国特許第４４１６７ ３０号明細書で提案されている。

この米国特許には、一般に紙料の方向へ湾曲した凸状表面を有する加圧プレート （この米国特許ではスライドシューと呼ばれている）が記載されている。さらに 、加圧プレートはへット９ボックスに堅固に接続されて、ヘッドボックスの上ｍ （ｔたは下部１１Ｊツ≠め延長部と見なすことができる。この米国特許の実施例 において、紙料ジェットは出口開口部の後に凸状表面に沿って輸送され、ここで 対向表面は少なくとも成る距離にわたり自由液体表面（ｆｒｅｅ　１ｉｑｕｉｄ 　５ｕｒｆａｃｅ　）となる。この方法の欠点を下記に詳細に説明すると共に、 本発明についても説明する。

状表面を対面させる８ｇ２部分１ｂとよりなっている。加圧プレート１はロール ２に対し、加圧プレートとロールとの間の最短距離が加圧プレートの変曲点、す なわち加圧プレートの曲率が凹状から凸状に変化する点に位置するように連結す る。ロール２はワイヤ３を支持する。ヘッドボックスにおける出口開口部４から 、紙料ジェット５を加圧プレートの凹状表面１ａに対しほぼ接線方向で内方に噴 霧する。この紙料ジェットは加圧プレートにおける凹状表面にしたがって変曲点 まで下方向に移動し、ここで加圧プレートとワイヤとの間に包封される。加圧プ レートの凸状表面に沿って厳密な意味でのシート形成帯域が存在し、ここで脱水 が起こる。

シート形成条件をさらに説明するため、第２図に試験操作の際に実験用製紙装置 における加圧プレートの下で測定された静水圧を示す。加圧プレートの重要な測 定値を第２図において寵で示す。この試験において、製紙装置は４００ｍ／分の 速度で運転した。ヘッドボックスからのジェット速度Ｖは４８０ｍ／ｆ＋とじ、 ヘッドボックスにおける出口開口部は１０ｍとし、ジェットの厚さＨはしたがっ て１０ｍで゛あった。加圧プレートの凹状表面に沿って移動する際、ジェットは 遠心力の作用を受ける。

この遠心力により加圧プレートの表面に発生する静圧は、次式にしたがって計算 することができる： 式中Ｐ＝静圧（Ｐａ　） デ＝水密度（ヰ／イ） Ｖ、　＝＝ニジエツト度（ｍ／Ｓ） ヘット９ボツクスからのジェットをシート形成帯域まで凹状表面に沿って移動さ せることの利点は明らかである。加圧プレートに沿った圧力蓄積（ｐｒｅｓｓｕ ｒｅ　ｂｕｉｌｄ−ｕｐ　）により、空気がプレートとジェットとの間に吸引さ れないよう防止される。

これにより、加圧プレートをヘッドボックスから分離させることができ、設計上 の観点から有利となる。

さらに、静圧は加圧プレート方向へ内方に増加するので、紙料中に含まれている 可能性のある空気はジェット自由表面の方のジェットがシート形成帯域に供給さ れることである。

上記したようｌこ湾曲凹状表面に沿った紙料ジェットの移動が凸状表面に沿って も対応して生ずると考えられる場合は、この明らかな利点が明白な欠点に変する ことが容易に理解される。

上記と同様に、凸状表面に沿った紙料ジェットの移動に際し加圧プレートの表面 に沿って圧力が生ずるが、この圧力は逆の徴候を示し、すなわち過剰圧でなく減 圧となる。加圧プレートの表面に沿って減圧が生ずると、プレートとジェットと の間ｌこ空気が吸引されるという危険が生ずる。これが生ずるのを防止する１つ の前提は、加圧プレートをヘッドボックスに気密（ａｉｒ　−ｔｉｇｈｔ　）　 接続することである。

実用上普及している条件下では、紙料に対する空気混入を回避するのはほとんど 不可能である。凸状表面、すなわち紙料層における圧力が加圧プレート方向へ内 方に低下する場合、空気は加圧プレートの方向へ移動し、ここで空気層が急速に 蓄積される結果、ジェットが加圧プレートから分離される。

上記の凹状表面に対する場合とは、反対に、遠心力は、凸状表面に沿って移動す る紙料ジェットに対し、自由液体表面（ｆｒｅｅｌｉｑｕｉｄ　５ｕｒｆａｃｅ 　）に存在する障九大するようｌζ作用する。

結論として、上記Ｉこ引用した米国特許による加圧プレートの形状は、シート形 成領域ｌご達した際に紙料ジェットが極めて破壊され易いことを意味する。この 結果、紙料ジェットの品質を反映した紙が生ずる。

変曲点の近傍において、８１！２図にしたがい、紙料ジェットは加圧プレートと ワイヤとの間に包封される。加圧プレートの凸状表面に沿って、ワイヤは加圧プ レート及び、それらの間に存在する紙料ジェットを押圧する。この圧力の大きさ は、ワイヤ式により示される： 式中Ｐ＝靜静圧　Ｐａ　） 第２図から判るように、加圧プレートの全長に沿って測定した圧力は理論値とか なりよく一致する。

加圧プレートの凸状部分の下で測定した圧力は、実質的に脱水圧力に相当する。

第１近似における加圧プレートの脱水能ヵは、次式にしたがう脱水インノＺルス エに比例して設定すること式中、工＝脱水インパルス（Ｐａ・３）Ｐｉ＝時点ｔ における圧力パルスの大きさく　Ｐａ　）τ＝圧力パルスの接続時間（ｓ） 式（３）は次式のように展開することができる：式中４＝ワイヤ速度（ｍ／Ｓ） したがって、脱水能力は第２図にしたがう圧力曲線の下の面積に比例する。

特に二重ワイヤ（ｔｗｉｎ　ｗｉｒｅ　）　装置を用いた製紙の実験その他が示 すところでは、紙の均一性は圧力パルスの発生に依存では問題がない。その２つ の具体例を下記に示す。

第３図は第１図にしたがう加圧プレートを示しているが、この場合凹状部分と凸 状部分との間に長さＬ３の直線部分ｉｃを設ける。この加圧プレートは、圧力が 弐　Ｐ＝Ｔ　に一致するしくルまで徐々に増大する圧力パルスを発生する。

第４図も舅１図にしたがう加圧プレートを示しているが、こ径Ｒ２よりも小さい 。この設計により、式Ｐ＝−工−　に一致するレイルまで急上昇する圧力パルス が発生し、その後圧力はＰ＝舟に一致するしくルまで低下する。

Ｍ５図は、同様に本発明の範囲内にある実施例を示している。

ここに見られる形状は第４図におけるものと同様であるが、加圧プレートの第１ 凹状部分１ａが加圧プレートの凸状部分から物理的に分離されている。紙料ジェ ットに対する作用の点では顕著な差がない。何故なら、可撓性プレート６はｙＪ ｃ１凹状部分に堅固に接続されかつ凹状表面に沿って延在し、この凹状部分の流 れを凸状部分の流れと接続させるからである。可撓性プレートは凸状部分の長さ に対応する全長を有し、したがって凹状部分の上に装着され、凸状部分は、凹状 部分と可撓性プレートとの間の紙料ジェットの移行が緩和になるように幾何学的 に配置にしたがう配置は、脱水帯域の長さをたとえば加圧プレートの後のワイヤ の方向に影響を与えるガイドロール７の位置により変化させつるという利点を有 する。ワイヤの方向を変化させることにより、加圧プレートの凸状表面のワイヤ にょる包封およびそれによる脱水能力を変化させることができる。可撓性プレー トと加圧プレートの凸状部分との組み合せにより、プレートとワイヤとの間の分 岐した空隙部で形成されるシートを破壊するという危険なしに、加圧プレートの 凸状表面の限られた部分を利用することができる。

本発明による上記装置は、好ましくは別のヘッドボックスと共に直列にワイヤの 過程に装着して、多層紙を形成することが第６図はこの種の配置の例を示してい る。

第２工程において追加繊維層を形成する代りに、この配置は予め形成された層の 上にたとえば充填剤（たとえば粘土）を施こすために使用することができ、或い は第２工程は薬品溶液を施こしかつたとえば洗浄液をワイヤ洗浄室において脱水 することを意味し得る。

１８表日Ｕ６１−５０ｆＢ５９　（６）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．ノズルを通り越して移動しうるワイヤにパルプ懸濁物を施こすための該ノズ ルを有するヘツドボツクスを備えた、繊維パルプ懸濁物から繊維ウエブを形成す る装置において、加圧プレートをパルプ懸濁物の上方でノズルの後に配置し、前 記加圧プレートはノズルに最も近接しかつパルプ懸濁物に対面する凹状部分と、 それに続いてパルプ懸濁物に対面する凸状部分とからなり、前記凸状部分はワイ ヤの未支持部分と連携して、加圧プレートとワイヤとが互いに押圧されて脱水を 行なう形成帯域を形成することを特徴とする前記繊維ウエブの形成装置。
2. ２．パルプ懸濁物を加圧プレートの凹状部分に対し接線方向に噴霧するようノズ ルを指向させることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
3. ３．加圧プレートの凸状部分が、形成帯域に沿って変化する曲率半径を有するこ とを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の装置。
4. ４．加圧プレートが凹状部分と凸状部分との間に平面かつワイヤの未支持部分の 上方に位置する部分を備えて、形成帯域の第１部分を形成することを特徴とする 請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の装置。
5. ５．可撓性リップを加圧プレートに該加圧プレートとパルプ懸濁物との間に配置 し、前記可撓性リップは加圧プレートに沿つて少なくとも該リツプが加圧プレー トに対し弛緩する形成帯域に沿つてノズルから離間した加圧プレート端の領域ま でずつと延在することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記 載の装置。
6. ６．形成帯域の長さが可変であり、かつ可撓性リツプが形成帯域の後に、形成さ れた繊維ウエブに沿って延在することを特徴とする請求の範囲第４項記載の装置 。
7. ７．加圧プレートをノズルから離間配置し、かつ加圧プレートとノズルとが互い に独立して調整自在であることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第６項のいず れかに記載の装置。
8. ８．凹状部分が１５０〜６００ｍｍの曲率半径と１００〜５００ｍｍの長さとを 有することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第７項のいずれかに記載の装置。
9. ９．加圧プレートを、凹状部分に沿って殆んど懸濁物の脱水が生じないように配 置することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第８項のいずれかに記載の装置。
10. １０．加圧プレートを、懸濁物がワイヤと実質的に接触することなく凹状部分に 従つて移動するよう配置することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第９項のい ずれかに記載の装置。