JP3074311B2 - 紙ウェブの形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明分野〕 本発明は、引張り比の小さい紙ウェブを形成する方法
に関する。更に詳細に述べれば、本発明は、放出ストッ
クからの脱水を漸次行い、これにより放出ストックから
微細物が除去されないようにし、得られるウェブの引張
り比を極力小さくする紙ウェブの形成方法に関する。

〔背景技術〕

紙ウェブを製造する間、得られるウェブに特定の特性
を与えるために多数の要因が相互に作用し合う。

たとえば、ストックをヘッドボックスから移動長網抄
紙ワイヤに放出すると、放出ストックの速度の移動長網
ワイヤの速度に対する比が、得られるウェブに影響す
る。

一定の等級の紙について、特に美術紙の場合、機械方
向のウェブの引張り強さは、機械と交差する方向のウェ
ブの引張り強さに可能な限り近くすべきである。

製紙技術では、機械交差方向に対する機械方向の前途
の引張り強さのこのような比は「引張り比」として知ら
れている。

特に、封筒などの製造中、引張り比は可能な限り１に
近く、紙の変換操作中、紙のシートはシートを折る方向
に関係なく同等に応答するようになることが望ましい。

ブラウンズ（Brauns）に与えられたヨーロッパ特許16
0615は、初期脱水ゾーン、ならびに自動スライスおよび
図３に示すロール50が後置された弯曲脱水シューを備え
たツイン・ワイヤ形成ゾーンを備え、水を上方線および
下方線、それぞれ40および41、を通して除去するツイン
・ワイヤ・フォーマーを教示している。

EP160615は従来技術の代表である。

ベロイト社（Beloit Corporation）に譲渡された米国
特許出願07/127,525で教示されているホリゾンタル・ベ
ル・ベイ（Horizontal Bel Baie）形成機は特性的に、
高い排水容量を備えており、放出ストック内に微細物を
保持するという利点を備えている。それにも拘わらず、
ホリゾンタル・ベル・ベイ（Horizontal Bel Baie）
は、前述のジェット対ワイヤ比に関係なく、一般的に引
張り比が２より小さいウェブを形成できない。ホリゾン
タル・ベル・ベイ（Horizontal Bel Baie）はベロイト
社（Beloit Corporation）の商標である。

本発明は、引張り比が比較的小さいウェブを製造する
という前述の問題を、ホリゾンタル・ベル・ベイ（Hori
zontal Bel Baie）の特徴およびツイン ワイヤ・ベル
・ボンド（Bel Bond）機の弯曲反転真空ボックスの特徴
を、初期シングルワイヤ脱水ゾーンと共に取入れること
により克服している。

それ故、引張り比の小さい紙ウェブを形成する方法を
提供するのが本発明の主たる目的であり、この方法は製
紙技術にかなりな且つ自明でない寄与をなすものであ
る。

本発明の他の目的は、微細物保持を維持しながら引張
り比の小さい紙ウェブを作る方法を提供することであ
る。

本発明の他の目的および長所は、当業者には付図に関
連して以下行う詳細な説明を考察することにより明らか
になるであろう。

〔発明の開示〕

本発明は、引張り比の小さい紙ウェブを形成する方法
に関する。この方法はストックをヘッドボックスから実
質上水平に放出する工程を含む。ストックは放出ストッ
クとほぼ同じ速さで同じ方向に移動する水平に設置され
たループ状の第１のワイヤに受けられる。装置は放出ス
トックが最初の脱水ゾーンを通過する間に水の第１の部
分が第１のワイヤを通して下方に除去されるようになっ
ている。部分的に脱水されたストックは第１のワイヤと
これと同じ方向に、かつ、同じ速さで移動するループ状
の第２のワイヤとの間にはさみ込まれる。このワイヤは
それらの間に放出ストックを更に脱水する二次脱水ゾー
ンを形成している。二次脱水ゾーンは最初の脱水ゾーン
に対して下流に設けられている。これらのワイヤは、不
連続の弯曲脱水シューの上を案内され、放出ストックが
シューを通過して移動する間、水の第２の部分が第１の
ワイヤを通して下方へ除去されるようになっている。水
の第３の部分が、ワイヤが弯曲シューの周りを移動する
間に第２のワイヤを通して上方に遠心的に除去される。
「遠心的に除去される」という用語を今後使用するが、
当業者はこのような水の除去は主として、協働してこの
ような水をストックから絞り作用により押出すそれぞれ
のワイヤにより行われるということを認めるであろう。
それ故、この出願では、このような絞り作用を水の遠心
除去に関して含める。水の第３の部分は、弯曲脱水シュ
ーに対してワイヤの反対側に設置された真空スロットを
通して集められる。二次脱水ゾーンの曲率は、次いで、
ワイヤが部分真空源に接続されている弯曲反転ボックス
の周りに張るように反転され、水の第４の部分を第２の
ワイヤを通して上方に曲りボックス内に除去する。装置
は、ストックが最初のおよび二次の脱水ゾーンを通過す
る間に放出ストックの漸次脱水が行われ、それにより微
細物が放出ストックから除去されないようにし、得られ
るウェブの引張り比を極力小さくするようになってい
る。

本発明を実施する一層特定の方法では、ストックを放
出する工程が二次脱水ゾーンから0.25乃至10mの範囲内
にある距離で行われる。

放出ストックを受ける工程は、水の第１の部分を放出
ストックから重力により除去することを含んでいる。

更に、放出ストックを受ける工程は、ヘッドボックス
と第２のワイヤとの距離を調節して、得られるウェブの
引張り比が放出ストックの特定の特性に対して極小にな
るようにすることを含んでいる。

部分的に脱水されたストックをはさみ込む工程は、最
初の脱水ゾーンに対して直ぐ下流から始まる。

ワイヤを案内する工程は、脱水シューを通して部分真
空を加え、第１のワイヤを通して水の第２の部分を除去
するのを助けることをも含んでいる。

水の第３の部分を除去する工程は更に、弯曲シューの
曲率をワイヤの移動方向に次第に減らして第２のワイヤ
による水の第３の部分の上方への除去が、放出ストック
が弯曲シューを通過して移動するにつれて減少するよう
にすることを含んでいる。

水の第３の部分を集める工程は、弯曲シューの下流端
に向って行われる。真空スロットが第２のワイヤの上方
で機械交差方向に延在し、第２のワイヤを通して遠心力
により除去される水の第３の部分が真空スロットを通し
て上方に引かれ、これにより次第に脱水されたストック
が再び濡れることがないようにしている。

水の第３の部分を集める工程は、真空スロットと第２
のワイヤとの間の隙間を調節して、水の第３の部分が最
大限に除去されるようにすることをも含んでいる。

二次脱水ゾーンの曲率を逆にする工程は、水の第３の
部分を集める工程に対して直ぐ下流で行われる。

また、二次脱水ゾーンの曲率を逆にする工程は、次第
に脱水されるストックが弯曲反転真空ボックスの周りを
移動する間に、水の第５の部分を第１のワイヤを通して
下方に遠心的に除去することを含んでいる。

本発明の一実施例では、ワイヤは反転ボックスに対し
て下流に設置されているロールの周りを移動し、脱水ス
トックから形成されたウェブがロールの周りを通過する
につれて水の第６の部分が第１のワイヤを通して下方に
遠心的に除去されるようになっている。このロールは反
転ボックスと同じワイヤの側に設置されており、その半
径は反転ボックスの曲率半径より小さい。

また、ワイヤは第１のワイヤを通して水の第７の部分
を下方に除去する反転ボックスに対して下流に設置され
ている排気された半径トップボックスの上を通される。
半径トップボックスはロールに対して下流に、かつ、ワ
イヤの反対側に設置されている。

当業者には本発明のプロセス工程を実施する好適実施
例を示す付図に関連してこれから行う詳細な説明を考察
することにより本発明の多数の修正案および変形が容易
に明らかになるであろう。

このような修正案には、ワイヤの移動方向に弯曲シュ
ーの曲率を増大させるというものがある。

代案として、弯曲シューの長さに沿って曲率を一定に
しておいてもよい。

しかし、このような修正案および変形は、請求の範囲
に規定する本発明の精神および範囲の中に入るものであ
る。

〔図面の簡単な説明〕

図１は、本発明の種々の方法工程に従ってウェブを形
成する形成装置の側面立面図である。

図２は、本発明による工程により形成されたウェブの
引張り比を比較するグラフである。

第３図は、本発明による工程により形成されるウェブ
の形成を比較するグラフである。

図面の各種の図を通じて同じ参照文字は同じ特徴を指
す。

〔発明を実施するための最良の形態〕

図１は、本発明の方法工程による引張り比の小さい紙
ウェブＷを形成する全般に10で示した形成装置の側面図
である。

全般にＳで示したストックはヘッドボックス12から実
質上水平に放出される。放出されたストックＳは、矢印
16で示すように、放出ストックＳと実質上同じ速さおよ
び方向に移動する実質上水平に設けられたループ状の第
１のワイヤ14に受けられる。装置は、放出ストックＳが
最初の脱水ゾーン20を通過する間に、矢印18で示した水
の第１の部分が第１のワイヤ14を通して放出ストックＳ
から除去されるように構成されている。部分的に脱水さ
れたストックＳは次に第１のワイヤ14と、第１のワイヤ
14と同じ方向16に同じ速さで移動するループ状の第２の
ワイヤ22との間にはさみ込まれる。第１および第２のワ
イヤ14および22はそれらの間に、放出ストックＳを更に
脱水する二次脱水ゾーン24を形成している。二次脱水ゾ
ーン24は最初の脱水ゾーン20に対して下流に設置されて
いる。

ワイヤ14および22は全般に26で示した不連続な弯曲脱
水シューの上を案内され、矢印28で示した水の第２の部
分が、ストックＳがシュー26を通過して移動する間に、
第１のワイヤ14を通して下方に除去されるようになって
いる。

矢印30で示した水の第３の部分は、ワイヤ14および22
が弯曲シュー26の周りを移動する間に第２のワイヤ22を
通して上方に遠心的に除去される。

水の第３の部分30は、脱水シュー26に対してワイヤ14
および22の反対側に設置されている真空スロット32の中
に集められる。

二次脱水ゾーン24の曲率は次いで、逆になって、ワイ
ヤ14および22が部分真空源36に接続された弯曲反転ボッ
クス34の周りに張られて矢印38で示した水の第４の部分
が第２のワイヤ22を通して下方に弯曲ボックス34の中に
除去されるようになっている。装置は、ストックが最初
のおよび二次の脱水ゾーン、それぞれ20および24、を通
過する間に放出ストックの漸次脱水が行われ、これによ
り放出ストックから微細物が除去されないようにし、得
られるウェブの引張り比を極力小さくするようになって
いる。

ストックＳをヘッドボックス12から放出される工程
は、二次脱水ゾーン24から0.25乃至10mの範囲内にある
距離Ｄのところで行われる。

放出ストックを受ける工程は、放出ストックから水の
第１の部分18を重力により除去することを含む。

放出ストックを受ける工程は、ヘッドボックス12と第
２のワイヤ22との間の距離Ｄを調節して得られるウェブ
Ｗの引張り比が放出ストックＳの特定の特性に対して極
小になるようにすることを含んでいる。

部分的に脱水されたストックをはさみ込む工程は、最
初の脱水ゾーン20に対して直ぐ下流で始まる。

それぞれワイヤ14および22を案内する工程は更に、38
で示すように、脱水シュー26を通して部分真空を加え、
第１のワイヤ14を通して水の第２の部分28を除去するの
を助けることを含んでいる。

水の第３の部分30を除去する工程は更に、ワイヤ14お
よび22の移動16の方向に弯曲シュー26の曲率Ｃを次第に
減らして、第２のワイヤ22による水の第３の部分30の上
方への除去が、放出ストックが弯曲シュー26を通過して
移動するにつれて減少するようにすることを含んでい
る。

水の第３の部分30を集める工程は、弯曲シュー26の下
流端40に向って行われる。真空スロット32は第２のワイ
ヤ22の機械と交差する方向に延長し、第２のワイヤ22を
通して遠心力により除去される水の第３の部分30が真空
スロット32を通して上方に引かれ、これにより次第に脱
水されたストックが再び濡れることがないようにしてい
る。

水の第３の部分を集める工程は、真空スロット32の上
部リップ43と第２のワイヤ22に隣接して設けられた真空
スロット32の静止下部リップ45との間の隙間42を調節し
て水の第３の部分30の除去が最大限になるようにするこ
とをも含んでいる。

二次脱水ゾーン24の曲率を逆にする工程は、水の第３
の部分30を集める工程に対して直ぐ下流で行われる。

二次脱水ゾーン24の曲率を逆にする工程は、次第に脱
水されたストックが弯曲反転ボックス34の周りを移動す
る間に、水の第５の部分を矢印47で示したように第１の
ワイヤ14を通して下方に遠心的に除去することを含んで
いる。

本発明の一実施例では、ワイヤ14および22は反転ボッ
クス34に対して下流に設置されているロール44の周りを
移動する。装置は、脱水されたストックから形成された
ウェブＷがロール44の周りを通過するにつれて水の第６
の部分が、矢印46で示すように、第１のワイヤ14を通し
て下方に遠心的に除去されるようになっている。ロール
44はワイヤ14および22の反転ボックス34と同じ側にあ
り、その半径Ｒは反転ボックス34の曲率半径35より小さ
い。

本発明の前途の実施例では、ワイヤ14および22は、反
転ボックス34に対して下流に配設されている排気された
半径トップボックス48の上を通り、矢印50で示した水の
第７の部分を第１の線14を通して下方に除去している。
半径トップボックス48はロール44に対して下流に、ワイ
ヤ14および22の反対側に設置されている。半径トップボ
ックスはウェブを下方の第１のワイヤ14に移すことも行
う。

装置10の動作中、本発明によれば、ストックＳは下方
のワイヤ14の上に放出され、ストックが最初ワイヤ14に
より、その後ワイヤ14と22との間に、支持されるにつれ
て、水がストックから次第に排出される。水の第１の部
分18は重力により下方に除去され、次に水の第２の部分
28がシュー26を通して下方に除去され、このような除去
は真空手段38により補助される。シュー26の曲率半径Ｃ
は下流端40に向って減少し、第２のワイヤ22を通して遠
心的に除去される水の第３の部分30が真空スロット32に
向って減少するようになっている。

その後、二次脱水ゾーン24の曲率は、ワイヤが弯曲反
転真空ボックス34の周りに張られるにつれて変化し、水
の第４の部分38および水の第５の部分42がワイヤに対し
てそれぞれ上方および下方に除去されるようになってい
る。

ワイヤは次にロール44の周りに延び、水の第６の部分
46が、ワイヤがロール44の周りに曲る結果下方に除去さ
れるようになっている。

最後に、ワイヤは排気された半径トップボックス48の
周りに延び、水の第７の部分が半径トップボックスを通
して下方に除去されるようになっている。

本発明による装置は、ストックＳの漸次脱水を可能と
し、試験結果から、得られたウェブＷの引張り比が本発
明による方法工程により減少することが明らかにわかっ
ている。

図２は、放出ストック噴出速度のワイヤの速度に対す
る比が変るときの得られたウェブの引張り比を示すグラ
フである。図12は、ホリゾンタル・ベル・ベイ（Horizo
ntal Bel Baie）真正間隙フォーマーから得られた試験
結果を示す各種グラフを本発明による試験結果を示すグ
ラフと比較して示している。数字52で示してあるグラフ
はホリゾンタル・ベル・ベイ（Horizontal Bel Baie）
についての結果を示す。図２からわかるように、帯ワイ
ヤ噴出比が１であるとき、ホリゾンタル・ベル・ベイ
（Horizontal Bel Baie）フォーマーにより形成された
ウェブの引張り比は2.6の範囲にある。

グラフ54,56および58はそれぞれ、最初の脱水ゾー
ン、すなわち予備形成ゾーンの距離Ｄがそれぞれ6m、2
m、および1mのときの本発明に従って得られた結果を示
す。

図２に示すグラフからわかるとおり、丁度１を超す対
ワイヤ噴出比について、グラフ54,56および58の各々に
おける引張り比は1.4から1.7の範囲内にあった。

図２に示す試験結果は、各々重量で80％の硬材クラフ
トおよび20％の軟材クラフトから成る濃度を有するスト
ックを含んでいる。各場合におけるウェブは平方メート
ル当り80グラムの基礎重量を有していた。

図３は、ホリゾンタル・ベル・ベイ（Horizontal Bel
Baie）で形成されたウェブの本発明の工程により形成
されたウェブに対する形成特性を比較する種々のグラフ
を示す。

更に詳細に述べれば、図３に示すように、各グラフは
対ワイヤ噴出比に対するそれぞれの非一様性指標（NU
I）を示している。非一様性指標は、カナダのケベック
にあるリード社（Reed Limited）で開発された実験室計
器で得られた読みであり、シートを通る光の透過の変化
を測定してシート形成の指標を与えるものである。グラ
フ52′はホリゾンタル・ベル・ベイ（Horizontal Bel B
aie）で形成されたウェブに対する試験結果を示す。グ
ラフ54′,56′および58′はそれぞれ、距離Ｄがそれぞ
れ6m、2m、および1mであった場合の、本発明の工程に従
って形成されたウェブから得られた結果を示す。

図３からわかるように、わずかに１より大きい対ワイ
ヤ噴出比については、ホリゾンタル・ベル・ベイ（Hori
zontal Bel Baie）フォーマーから得られた結果と比較
して本発明の工程によるウェブの形成の差はほとんどな
い。

図２に示した試験結果でのように、図３に示した試験
結果は80％HWK/20％SWKストックから製作された毎平方
メートル当り80グラムのシートに対するものである。

よって本発明は、得られたウェブの引張り比を大幅に
減少し、かつ、得られたウェブの二面性を回避しながら
微細物保持の利点をも有するウェブ形成の方法を提供す
るものである。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】引張り比の小さい紙ウェブを形成する方法
   であって、 ストック（Ｓ）をヘッドボックス（12）から実質上水平
   に放出する工程と、 放出されたストック（Ｓ）を放出ストック（Ｓ）と実質
   上同じ速さで且つ同じ方向に移動する実質上水平に設置
   されたループ状の第１のワイヤ（14）の上に受け、前記
   放出ストック（Ｓ）が最初の脱水ゾーン（20）を通過す
   る間に水の第１の部分（18）を前記第１のワイヤ（14）
   を通して前記放出ストック（Ｓ）から下方に除去するよ
   うにする工程と； 前記第１のワイヤ（14）および同第１のワイヤ（14）と
   同じ方向に同じ速さで移動するループ状の第２のワイヤ
   （22）がそれらの間に放出ストック（Ｓ）を更に脱水す
   る二次脱水ゾーン（24）を形成しており、同二次脱水ゾ
   ーン（24）は最初の脱水ゾーン（20）に対して下流に設
   置されていて、前記第１のワイヤ（14）と第２のワイヤ
   （22）との間に前記部分的に脱水されたストック（Ｓ）
   をはさみ込む工程と； 前記ワイヤ（14,22）を不連続な弯曲脱水シュー（26）
   の上を案内して、前記放出ストック（Ｓ）が前記シュー
   （26）を通過して移動する間に水の第２の部分（28）を
   第１のワイヤ（14）を通して下方に除去するようにする
   工程と； 前記ワイヤ（14,22）が前記弯曲シュー（26）の周りを
   移動する間に水の第３の部分（30）を前記第２のワイヤ
   （22）を通して上方に遠心的に除去する工程と； 水の第３の部分（30）を前記脱水シュー（26）に対して
   前記ワイヤ（14,22）の反対側に設けられている真空ス
   ロット（32）の中に集める工程と； 前記二次脱水ゾーン（24）の曲率を逆にして前記ワイヤ
   （14,22）が部分真空源（36）に接続された弯曲反転ボ
   ックス（34）の周りに張られるようにして水の第４の部
   分（38）が前記第２のワイヤ（22）を通して前記上方の
   弯曲ボックス（34）の中に除去されるようにし、 前記二次脱水ゾーン（24）の曲率を逆にする工程が更
   に、 前記次第に脱水されるストック（Ｓ）が前記弯曲反転ボ
   ックス（34）の周りを移動する間に水の第５の部分（4
   7）を前記第１のワイヤ（14）を通して下方に遠心的に
   除去することを含んでおり、 前記ワイヤ（14,22）を、前記反転ボックス（34）に対
   して下流に配設されたロール（44）の周りを移動させ、
   前記脱水されたストック（Ｓ）から形成されたウェブ
   （Ｗ）が前記ロール（44）の周りを通過するにつれて水
   の第６の部分（46）が前記第１のワイヤ（14）を通して
   下方に遠心的に除去する工程を更に含んでおり、前記ロ
   ール（44）は前記ワイヤ（14,22）の反転ボックス（3
   4）と同じ側にあり、その半径（Ｒ）は前記反転ボック
   ス（34）の曲率半径（35）より小さく、 前記放出ストック（Ｓ）の漸次脱水が前記ストック
   （Ｓ）が前記最初のおよび二次の脱水ゾーン（20,24）
   を通過する間に行われ、これにより前記放出ストック
   （Ｓ）から微細物が除去されないようにし、得られるウ
   ェブ（Ｗ）の引張り比を極力小さくするように構成され
   ている紙ウェブの形成方法。
2. 【請求項２】前記ワイヤ（14,22）を前記反転ボックス
   （34）に対して下流に設置された排気半径トップボック
   ス（48）の上を通過させて水の第７の部分（50）を前記
   第１のワイヤ（14）を通して下方に除去する工程を更に
   含んでおり、前記半径トップボックス（48）は前記ロー
   ル（44）に対して下流に、前記ワイヤ（14,22）の反対
   側に設置されている請求項１に記載の紙ウェブの形成方
   法。
3. 【請求項３】引張り比の小さい紙ウェブを形成する装置
   であって、 ストックを実質上水平に放出するヘッドボックス（12）
   と； 前記放出ストック（Ｓ）と協働する実質上水平に配設さ
   れたループ状の第１のワイヤ（14）であって、同第１の
   ワイヤ（14）は前記放出ストック（Ｓ）と実質上同じ速
   さで同じ方向に移動し、前記放出ストック（Ｓ）が最初
   の脱水ゾーン（20）を通過する間に水の第１の部分（1
   8）が前記放出ストック（Ｓ）から前記第１のワイヤ（1
   4）を通して下方に除去されるようになっている第１の
   ワイヤ（14）と； 前記第１のワイヤ（14）と同じ方向に同じ速さで移動す
   るループ状の第２のワイヤ（22）であって、部分的に脱
   水されたストック（Ｓ）を前記第１のワイヤ（14）と同
   第２のワイヤ（22）との間にはさみ込むようになってお
   り、前記ワイヤ（14,22）はそれらの間に前記放出スト
   ック（Ｓ）を更に脱水する二次脱水ゾーン（24）を形成
   しており、同二次脱水ゾーン（24）は前記最初の脱水ゾ
   ーン（20）に対して下流に配設されている第２のワイヤ
   （22）と； 前記ワイヤ（14,22）を案内する不連続な弯曲脱水シュ
   ー（26）であって、前記放出ストック（Ｓ）が同シュー
   （26）を通過して移動する間に水の第２の部分（28）が
   前記第１のワイヤ（14）を通して下方に除去されるよう
   になっており、前記ワイヤ（14,22）が前記弯曲シュー
   （26）の周りを移動する間に水の第３の部分（30）を前
   記第２のワイヤ（22）を通して上方に遠心的に除去する
   脱水シュー（26）と； 前記脱水ゾーン（24）に対して前記ワイヤ（14,22）の
   反対側に配設され、前記水の第３の部分（30）を集める
   真空スロット（32）と； 前記真空スロット（32）に対して下流に配設された部分
   真空源（36）に接続されて前記二次脱水ゾーン（24）の
   曲率を逆にする弯曲反転ボックス（34）であって、前記
   ワイヤ（14,22）が同反転ボックス（34）の周りに張っ
   て水の第４の部分（38）が前記第２のワイヤ（22）を通
   して前記弯曲ボックス（34）の中に上方に除去するよう
   になっており、前記ストック（Ｓ）が前記最初のおよび
   二次の脱水ゾーン（20,24）を通過する間に前記放出ス
   トック（Ｓ）の漸次脱水が行われ、これにより前記放出
   ストック（Ｓ）から微細物が除去されないようにし、得
   られるウェブ（Ｗ）の引張り比を極力小さくするように
   構成されている弯曲反転ボックス（34）と； から構成されている紙ウェブの形成装置。