JP4429921B2 - 製紙機械用ファブリック支持要素 - Google Patents

Description

本発明は、製紙機械に使用するファブリック支持要素と、要素内で使用するセグメントと、要素の作成方法と、製紙機械又はその内部で使用するその形成部とに関するものである。

製紙機械の形成部の始端部分には、多量に水を含む原料の非支持噴流がヘッドボックススライスから移動形成ファブリックの面へ射出される。非支持噴流は通常、衝突点で形成ファブリックの面に衝突する前に、約６ｃｍ〜約４０ｃｍの距離を横断する。衝突点で原料噴流と形成ファブリックの面間に形成される衝突角度αは通常、約４°〜約１０°を有する。角度αと非支持自由噴流の長さの両方を最小化することで改善された製紙が達成できることは、良く知られている。角度αが増大するにつれ、形成ファブリックの面に対し噴流が及ぼす圧力の大きさもまた増大する。

約５°を超える衝突角度は通常、シートマーキングや製紙微細繊維及び充填材の低保持や形成ファブリックの目詰まりを招くことになるピーク衝突圧力を生み出すことが判っている。それ故、その角度αを出来得る限り小さくし、かくして理想的には非支持原料噴流がファブリックに対しほぼ接線方向に衝突するようにすべきである。

自由原料噴流の非支持長が増大するにつれ、その外面は***と畦溝に解体し始め、そのことが結果的にシートの基礎重量変動を引き起こすことになる。さらに、原料内の微細に分散した繊維は衝突点の手前で非支持噴流内で素早く再凝集し始める。それ故、非支持原料噴流はこれらの影響を最小化するよう出来得る限り短くするべきである。

ヘッドボックススライスリップ構造とブレストロールや形成ロール等の隣接上流ロール双方の競合空間要件が故に、角度αを増大させることなく非支持原料噴流長を短縮することは困難である。たとえ角度αが小さくなるようヘッドボックススライスリップを配置し、自由噴流を形成ファブリックに対しほぼ接線方向としたとしても、形成ファブリックの面と非支持原料噴流の面の間の小さな楔形状空間内に捕捉される空気が原料内へ同伴するようになり、シート形成にとって有害な気泡を形成する。

これらの障害を克服するため、様々な提案がなされてきた。ネルソン（Ｎｅｌｓｏｎ）等の米国特許第３，４４０，１３６号には、形成領域からの空気の排気により空気同伴を排除し、この領域を水浸しにする方法が開示されている。しかしながら、この提案は実際には実現が困難であることが判った。アーウィン（Ｉｒｗｉｎ）等の米国特許第４，７３４，１６４号には、第１のブレードを若干湾曲させてブレストロールを若干降下できるようにした単一ファブリック機械用の形成ボードが開示されている。この提案に付随する障害は、空気が湾曲した第１のブレードの排出孔を持たない固体の面上を通過する際に噴流と形成ファブリックの間の浅い楔空間内に捕捉されることにある。この空気は、形成欠陥を引き起こす気泡として原料内に押し込められる。マラシェンコ（Ｍａｌａｓｈｅｎｋｏ）の米国特許第４，８０２，９５４号には、アーウィン（Ｉｒｗｉｎ）等が提案した湾曲ブレード要素の前方に配置した引き込みブレードが開示されており、これが形成ファブリックにより噴流とファブリックの間の楔形状空間内に圧送される流体量を低減すると言われている。しかしながら、小さな楔形の空気入り空間は残る。この空間の圧力は、噴流妨害を低減すべく真空ポンプにより制御される。エバルド（Ｅｗａｌｄ）は、米国特許第５，０８４，１３８号において、大径のブレストロールと固体湾曲ブレードに置き換えるべく湾曲回動棒を用いて過剰自由噴流長問題に対処しているが、噴流とファブリックの間の楔における空気同伴は排除されていない。

フジワラ（Ｆｕｊｉｗａｒａ）は、米国特許第４，４２５，１８８号において、ツインワイヤ形成シュー内の長手方向に離間する溝を用いて横断方向流を生成し、繊維を発端ウェブ内に再整列配置し、機械方向繊維配列を低減している。ワイルドフォン（Ｗｉｌｄｆｏｎｇ）等の米国特許第６，３７２，０９１号では、形成シューの面内に溝を使用することで改善された水の除去に対処している。

しかしながら、衝突シューとも呼ばれる形成シューの溝形成が生成紙内の品質改善をもたらし得ることは知られているが、この種の溝の使用に関連する問題が存在することが判っている。第１に、溝が原料を素早く充填し、かくしてそれらの有利な効果をほぼ失うことが判っており、何故なら排出された流体をファブリック当接面から素早く取り除く絶対的な手段が存在しないからである。第２に、溝がファブリックの機械側と溝内部との間のフォイル効果を生み、紙品質の劣化を引き起こすに十分な吸引レベルを生成することが判っている。第３に、これらのブレードの通常のセラミック面内に精密な寸法をもった溝を作成することは困難であり、時間を浪費し、かくして費用がかかり、セラミックの一体性が機械加工工程により危殆化することがある。

以下の用語は、以下に示す意味を有する。本願明細書に使用する他の用語は、製紙業界においてそれらに通常関連する意味を有する。

機械横断方向（ＣＤ）は、ほぼ紙シートの平面内にあって、機械方向（ＭＤ）にほぼ垂直な方向である。

下流は、仕上がった紙製品が機械を出る箇所のリールにほぼ対向する製紙機械内の方向である。

ファブリック支持要素は、製紙機械ファブリックのうちの少なくとも一つが摺動通過する製紙機械内の任意の静止要素であり、これらに限定はしないが、形成部内のシューやブレードやフォイルやアジテータや押圧部内のユールボックスカバーを含む。

積層セグメントは、約１ｍｍ（０．０４インチ）以下から約２５４ｍｍ（１インチ）以上までの範囲の肉厚を有する比較的薄肉の部品であり、所望幅のファブリック支持要素を構築すべく横に並べた関係で組み立てることができる。薄層セグメントは、一般にセラミック或いは他の耐摩耗性材料で形成される。

機械方向（ＭＤ）は、紙シートの全体的な移動方向に対しほぼ平行な製紙機械内の方向である。

機械側（ＭＳ）の面は、紙側の面とは反対側で紙シートには当接しないファブリック又はファブリック支持要素の側である。

紙側（ＰＳ）の面は、製紙機械上で作成し、そこを通過搬送する紙シートに当接或いは対向するかのいずれかであるファブリック又はファブリック支持要素の側である。

上流は、ヘッドボックスにほぼ対向する製紙機械内の方向である。

排出孔形成は、支持要素の紙側の面から機械側の面を通過する、すなわちファブリック当接側からその反対側への開放通路の存在を表わし、この通路は本願明細書では通流排出孔と呼ぶことにする。

これらの前述の障害の一部は排出孔の使用により完全に或いはほぼ取り除くことができ、この排出孔は衝突シューを完全に挿通し、かくして十分な流体の効果的な除去を可能にし、溝の充填を防止する。これらの通流排出孔は衝突シューの紙側の面から機械側の面へ開口しており、ワイルドフォン（Ｗｉｌｄｆｏｎｇ）等が米国特許第６，３７２，０９１号に規定した如き溝付き面をもって、過去に可能であった衝突シュー上の初期衝突領域から形成ファブリックと原料噴流との間にさもなくば捕捉される筈の空気と併せより大量の流体の除去を可能にする。

さらに、これらの通流排出孔は、生成される紙品質に対するかなりの悪影響を伴なうことなく原料噴流の衝突角度と衝突点の生成位置の双方における相当の変動を見込んだものであることが判っている。この結果は非常に驚くべきものであり、何故ならこれまでは最適値から１度の半分ほど小さな原料噴流の衝突角度における変動がシート作成・保持・形成に関するシート品質に対する相当に有害な影響を生成することもあるからである。本発明により、かくして過去に実施可能であったものよりも原料噴流の衝突角度においてより広範な範囲が可能となる。

これらの通流排出孔は複数の比較的薄肉の積層セグメントから衝突シューを構成することで最も好都合に配設することができ、これらのセグメントは製紙機械内の適当な保持手段上に併せ装着し、互いにほぼ平行に当接させ、機械方向（ＭＤ）に対しほぼ一定の角度で配向する。これらの積層セグメントは、好ましくはセラミック等の適当な材料から成形し、保持手段と使用時に形成ファブリックに対向する紙側の面と上流面（すなわち先導端）と下流面（すなわち後続端）と使用時に機械横断方向（ＣＤ）に対向するほぼ平行な側方嵌合面とに装着するよう設ける機械側の面を持たせる。少なくとも第１組のセグメントのＰＳ面が、形成ファブリックを支持することを目的とする衝突シューのファブリック当接面を併せて定義（ｄｅｆｉｎｅ）する。この面は、普及している製紙要件に適するであろう任意の所望の輪郭を持たせることができる。第２組のセグメントは、そのＰＳ輪郭が第１組のものとは異なるが、第１のセグメント対間のＣＤ内に適当な間隔で配置することができる。好ましくは、第２組のセグメントは要素のファブリック当接面内に開口を形成し、かつＭＳ面を通りＰＳ面から開口することになる排出孔の定義（ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）を可能にする形状とする。さもなくば、離間手段は第１組のセグメントの側方ＣＤ面の一方又は両方に一体構成でき、その場合に衝突シューは概ねこの種の第１のセグメントだけで構成されることになる。離間手段は、第１群のセグメントと一体構成するか又は第２のセグメントで構成するかのいずれにせよ、適当な構成を持たせ、原料噴流からの流体及び捕捉空気の除去を最適化することが判っている。

適当な保持手段に装着し、必要に応じて製紙機械の形成部や押圧部や乾燥部のいずれかに配置するような形状として複数の少なくとも第１と第２の積層セグメントを用い、製紙機械の任意の部分に使用する目的をもったセグメント化したファブリック支持要素を組み立てることが可能であることもまた判明している。これらの第１と第２の積層セグメントは周知の保持手段に装着し、互いにほぼ平行にかつ当接させ、ほぼＭＤ内に或いはそれに対し一定の角度で配向するようにする。セグメントの構成と構造は、衝突シューに関連してほぼ上記した通りであり、少なくとも第１のセグメントのＰＳ面は、製紙ファブリックの支持を目的とするファブリック当接面を併せ定義（ｄｅｆｉｎｅ）している。少なくとも第１と第２のセグメントのＰＳ面は、組み立てたときに普及製紙条件に適するであろう任意の所望輪郭をもった要素のＰＳ面を提供する形状としてある。第２組のセグメントは選択された第１のセグメント対間ＣＤ内に適当な間隔でもって離間或いは輪郭付けのいずれかの手段として配置して開口の定義（ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）を可能とすることができ、この開口は必ずというわけではないが、要素のＰＳ面からＭＳ面まで開口する排出孔を含ませることができる。第２と第１のセグメントのＰＳ面は、所望のＭＤ輪郭とＣＤ輪郭のいずれか又は両方を備える組み立て要素を提供する形状とすることができる。第３又は第４の或いはそれ以上のセグメントは、第１と第２のセグメントと組み合わせ同様の仕方で使用することもできる。

本発明は、輪郭付き上面から延び衝撃シューの下面を通る複数の通流排出孔を有する製紙機械内で使用する排出孔付き衝撃シューの提供を探求するものである。

本発明は、その要素が複数の積層セグメントで出来た高速製紙機械の形成部の衝突領域に使用するセグメント化したファブリック支持要素の提供を探求するものである。セグメントのＰＳ面は、ファブリック当接面すなわち要素のＰＳの全体的な所望輪郭に寄与し、要素を介して排出し、必要に応じ選択された積層セグメント間の開口により定義（ｄｅｆｉｎｅ）される。

かくして、本発明に従い構成した衝突シューが四つの主要機能を果たす。第１に、それは形成ファブリックをそれが衝突領域に進入する際に支持するのに役立ち、第２に、それは形成ファブリック面と原料噴流面との間の楔形状空間内に捕捉されることになる少なくとも相当部分のあらゆる空気の排出に役立つ。第３に、それは排出された水を効率的にかつ素早く取り除けるようにし、第４に、それは衝突点の位置と衝突角度とに過去達成不能であった公差をもたらす。

さらに、本発明は製紙機械用に静止ファブリック支持要素の提供を探求するものであり、この要素は複数の少なくとも第１と第２の比較的薄肉の積層セグメントからなる。

さらに、本発明は衝突シュー或いは他の静止ファブリック支持要素に使用するセグメントを提供し、かくしてセグメントの少なくとも一部のＰＳ面を要素の輪郭付きファブリック当接面に当接させ、要素を通る排出孔がセグメントの少なくとも一部間の開口により定義（ｄｅｆｉｎｅｄ）できるようにしてある。セグメントは、ファブリック支持要素が適当な保持手段内に取り外し可能な固定態様で装着できるような形状としてある。

またさらに、本発明はその形成部が衝突シューとして通流排出孔を含むセグメント化されたファブリック支持要素を含む製紙機械用の形成部の提供を探求するものである。

またさらに、本発明は複数のセグメントから組み立てたこの種の要素の作成方法の提供を探求するものである。

かくして、第１の概略実施形態では、本発明は製紙機械の形成部の初期衝突領域内で衝突シューとして使用する排出孔付きセグメント化ファブリック支持要素の提供を探求するものである。

衝突シューは複数の積層セグメントで出来ており、それらは共通の支持手段上に構成しかつ配置し、互いにほぼ平行な当接関係にて取り外し可能に固定してあり、かくして形成ファブリックがセグメントの共通のＰＳファブリック当接面上を摺接移動するようにしてある。

衝突シューの一つの代替構成では、積層セグメントは同一形状をなし、必ずというわけではないが、それらと一体に構成することのできる離間手段を含ませることができる。

第２の代替構成では、衝突シューは少なくとも第１と第２の積層セグメントからなり、ここで第１のセグメントがＰＳファブリック当接面に寄与し、第２のセグメントは寄与しないが、その代りに任意の二つのセグメント間又は２以上のセグメント群間に位置する。第２のセグメントは、二つの隣接セグメント間に排出孔を、また必要に応じて要素のＰＳ面上に追加の開口を形成する形状とし、これらの排出孔は衝突シューのＰＳ面からＭＳ面まで開口しており、形成ファブリックを介する原料噴流からの流体及び同伴空気の通過を見込むものである。随意選択的ではあるが、この排出は、衝突シューの下側に接続した真空引き手段により増大させることができる。都合良くは、第２のセグメントは流体力学的に成形し、比較的高速で移動する大量の流体の除去を支援することができる。第２のセグメントは通常第１のセグメントの一部を分離し、衝突シューのファブリック当接面に開口を形成する。これらの開口は、積層セグメントに適当な成形を施すことでＭＤに対し任意の所望角度にて配向することができる。好ましくは、これらの開口はスロット形状とし、ＭＤに対し約２〜約２０度の角度で配向するものとする。排出孔と開口は、共に衝突シューの構成のお陰でＭＤに対し同一角度で配向するものとする。

第３の代替構成では、第３のセグメントを配設し、選択された第１と第２のセグメント間に必要に応じて配置し、第３のセグメントのＰＳ面は目的とする応用分野向けに適当な輪郭を持たせる。

セグメントの取り外し可能な固定装着は、Ｔ形スロットや蟻継ぎ装着等の様々な周知手段により行なうことができる。さもなくば或いは加えて、セグメントには例えば複数の同一セグメント用にリー（Ｌｅｅ）等により米国特許第３，８７１，９５３号に開示された如く、ロッドやケーブルを貫通させることのできる開口を配設することができる。ロッドやケーブルは、かくして形成部の側面に位置する適当な端部ブロックに対し周知の手段により固定することができる。

かくして、本発明はヘッドボックススライスから移動形成ファブリック上に射出される原料噴流の衝突点に隣接配置された製紙機械内で使用する排出孔付き衝突シューの提供を探求するものであり、この衝突シューは、
（ｉ）衝突点の上流に位置する先導端と、
（ｉｉ）後続端と、
（ｉｉｉ）固定手段により製紙機械に取り外し可能に固定するよう設けた機械側の面と、
（ｉｖ）製紙ファブリックを摺接状態に支持するよう設けたファブリック当接面を含む所定の機械横断方向輪郭と機械方向輪郭を有する紙側の面とを備え、
紙側の面に、先導端にほぼ隣接して始まって後続端にほぼ隣接して終わり、紙側の面から衝突シューの機械側の面まで延びる複数の排出孔を含む。

好ましくは、先導端と後続端の間の衝突シューの輪郭付きＰＳ面はほぼ概ね凸状をなすが、特定環境では任意の適当な構成とすることができる。これには、一定の半径のほぼ円形の凸状湾曲面や、後続端に向かって増大して成形後続端部分がほぼ平坦となるような曲率半径を有する面を含ませることができる。製紙機械の他の領域、すなわち衝突シュー以外での使用を意図するときは、ＰＳ面を平坦としたり、溝付きとしたり、他の輪郭を持たせることができる。この種の選択は、使用する意図した領域の製紙条件に依存することになる。

第２の概略実施形態では、本発明は機械方向と機械横断方向を有する製紙機械の形成部の提供を探求しており、これには
前記機械方向に移動する少なくとも一つの形成ファブリックと、
衝突点において第１の形成ファブリックに対し所定の衝突角度で衝突する製紙原料噴流を供給するヘッドボックススライスを含むヘッドボックスと、
その周囲を第１の形成ファブリックが通過し、前記ヘッドボックススライスの上流に位置するロールと、
前記衝突点の下流に位置し、各形成ファブリックが通過するファブリック通路を定義（ｄｅｆｉｎｅ）する静止支持要素を含む形成部とが含まれ、
少なくとも一つの形成ファブリックには原料が各形成ファブリックに当接する個別点に隣接配置した排出孔付き衝突シューが配設してあり、各衝突シューが、
（ｉ）先導端と、
（ｉｉ）後続端と、
（ｉｉｉ）固定手段により前記製紙機械に取り外し可能に固定するよう設けた機械側の面と、
（ｉｖ）前記製紙ファブリックを摺接状態に支持するよう設けたファブリック当接面を含む所定の機械横断方向輪郭と機械方向輪郭を有する紙側の面を有し、
紙側の面に、先導端にほぼ隣接して始まって後続端にほぼ隣接して終わり、紙側の面から衝突シューの機械側の面まで延びる複数の排出孔を含む。

二つの形成ファブリックを有する製紙機械では、二つの衝突シューを同一とすること、すなわちそれらの輪郭付きファブリック支持面が同一形状を有することが概ね好ましい。しかしながら、特定の状況にあっては、二つの衝突シューとそれらの輪郭付きファブリック支持面は、異なる形状とすることもできる。

衝突シューの使用に加え、セグメント化したファブリック支持要素は脱水ブレードやユールボックスカバーとしてを含めて、製紙機械内の様々な位置で使用するよう設けることができる。

第３の実施形態では、本発明は製紙機械内で使用するファブリック支持要素の提供を探求するものであり、これは
（ｉ）先導端と、
（ｉｉ）後続端と、
（ｉｉｉ）固定手段により前記製紙機械に取り外し可能に固定するよう設けた機械側の面と、
（ｉｖ）製紙ファブリックを摺接状態に支持するよう設けたファブリック当接面を含む所定の機械横断方向輪郭と機械方向輪郭を有する紙側の面とを有し、
（ａ）要素が複数の少なくとも第１と第２の積層セグメントを備え、
（ｂ）第１の積層セグメントのファブリック当接紙側の面輪郭は第２の積層セグメントの紙側の面輪郭とは異なり、
（ｃ）第１と第２の積層セグメントの少なくとも一部が要素の所定のファブリック当接紙側の面輪郭に寄与する。

第４の概略実施形態では、本発明は機械方向と機械横断方向を有する製紙機械の提供を探求するものであり、この機械は、
機械方向に移動する製紙ファブリックと、
ファブリック支持要素で、
（ｉ）先導端と、
（ｉｉ）後続端と、
（ｉｉｉ）固定手段により製紙機械に取り外し可能に固定するよう設けた機械側の面と、
（ｉｖ）前記製紙ファブリックを摺接状態に支持するよう設けたファブリック当接面を含む所定の機械横断方向輪郭と機械方向輪郭を有する紙側の面とを有するファブリック支持要素とを備え、
（ａ）要素が複数の少なくとも第１と第２の積層セグメントを備え、
（ｂ）第１の積層セグメントの紙側の面輪郭は第２の積層セグメントの紙側の面輪郭とは異なり、
（ｃ）第１の積層セグメントの少なくとも一部が要素のファブリック当接紙側面の所定輪郭に寄与する。

第５の概略実施形態では、本発明はセグメントの提供を探求するものであり、この複数のセグメントは取り外し可能に固定して移動製紙ファブリックを支持する静止ファブリック支持要素を構成し、セグメントの少なくとも一部のＰＳ面がＭＤ内で要素の輪郭付きの面に寄与し、要素を通る通流排出孔は、少なくとも一部のセグメント間の空間により定義（ｄｅｆｉｎｅｄ）され、さらに離間手段により定義（ｄｅｆｉｎｅｄ）して要素のＣＤ輪郭とＭＤ輪郭に寄与させることができる。

ファブリック支持要素を衝突シューとして用いたときに、通流排出孔の先導端にほぼ凸状湾曲形状を持たせ、排出孔の後続端に対応するほぼ凹状湾曲形状を持たせることが有利であることが判っている。これらの形状が衝突領域内でファブリックを介して排出される大量の流体の管理を支援することが、判っている。

さらに、複数のセグメントからの衝突シュー或いは他の静止ファブリック支持要素の構成により、複雑な形状の研磨に関連する問題や、より大型の部品に関するこの種の形状の作成に関連する大規模な鋳造を伴うことなく、複雑な形状に対しセラミック等の硬質で耐摩耗性材料の使用が可能になる。

第６の概略実施形態では、本発明は、製紙機械内で移動する製紙ファブリックを支持する静止ファブリック支持要素の作成方法の提供を探求するものであり、この方法は、
（ｉ）複数の積層セグメントを離間分離させかつほぼ平行な構成にて組み立て、それによってセグメントの少なくとも一部の隣接対間に開口を定義（ｄｅｆｉｎｅ）するステップで、セグメントの少なくとも一部の紙側の面が移動ファブリックが摺接できる合成紙側の面を定義（ｄｅｆｉｎｅ）する前記ステップと、
（ｉｉ）セグメントを取り外し可能に固定し、かくしてそれらを固定手段により製紙機械の保持手段へ向け機械方向に対しほぼ平行又は小角度に配向するステップとを含む。

ここで、本発明を添付図面を参照して説明することにする。

図１〜図３には、本発明の理解に必要な製紙機械の一部だけが図示してある。

図１は、本発明の教示になる排出孔付き衝突シューを含む製紙機械の初期衝突領域を示す。ヘッドボックス１０のスライスリップ１Ａ，１Ｂが、衝突点Ｉにおいて形成ファブリック３のＰＳ面１３上へ原料２の噴流を給送する。形成ファブリック３はロール６を巻いて通過し、排出孔付き衝突シュー５に巻き付き、続いて形成部内の第１の静止支持要素４の上を通過する。衝突シュー５には、ＰＳ面内にスロット様式開口２２を形成する通流排出孔２０が配設してある。衝突シュー５は、複数の比較的薄肉の積層セグメントから組み立てることができ、排出ボックス（図示せず）上の適当な装着手段（図示せず）に離脱可能に固定してある。さもなくば、衝突シュー５は通流排出孔２０を含む単一の一体構造で構成することもできる。

移動形成ファブリック３と原料噴流２とが収束して衝突角度αで出会うと、原料噴流２の下面９とヘッドボックスリップ１Ｂの下面１１と形成ファブリック３のＰＳ面１３との間の楔形状空間内に空気８が捕捉されるようになり、形成ファブリック３へ侵入する。この空気は、この時点での形成ファブリック内の一部液体と併せ、形成ファブリック３のＭＳ面２３を通って通流排出孔２０内へ流入し、衝突シュー５のＰＳ面１６を通過し、捕捉空気８を含む流体が排出孔付き衝突シュー５のＭＳ面１８を介して排出される。通流排出孔２０の様々な構成ならびに機能を、図４，５，６を参照して以下により詳しく説明する。排出孔２０は開口２２を形成しており、これは先導端１２近傍に始まって後続端１４近傍に終わる衝突シュー５のＰＳ面１６上の図１に示したようなスロット形状の様にすることができる。

この構成では、ロール６は形成ファブリック３の通路から離して配置でき、排出孔付き衝突シュー５がロール６よりもずっと小さな空間を占めるため、衝突角度αを零近くに保ち、原料噴流２の非支持長を顕著に低減することができる。さらに、あらゆる同伴空気８の全て或いは殆どの部分が液体と共に素早く通過し、この液体は通流排出孔２０により排出孔付き衝突シュー５のＭＳ面１８を通って排出され、かくして形成部内の原料内の形成工程における干渉は排除される。

図６を参照して以下により詳細に説明する如く、開口２２の深さはまた排出孔付き衝突シュー５の後続端１４へ向け輪郭付きＰＳ面１６内で増大させ、追加液体と捕捉空気の除去を見込むことができる。

図２と図３には、二つの形成ファブリックを有し、かつ本発明の教示に従い二つの排出孔付き衝突シュー５１，５２を組み込んだ製紙機械の初期衝突領域を示す。これら二つの図の記述にあっては、用語「上方」と「下方」は図示の方向だけを指すものであるが、実際にはツインファブリック機械にあっては、形成部分はしばしば垂直に或いはそれに対し若干の角度でもって配向される。排出孔付き衝撃シュー５１，５２は、ＰＳ面にスロット様開口１２２を形成する通流排出孔１２０を含む。

図２はツインファブリック機械の衝突領域を示し、この機械では下部形成ファブリック３１上の原料噴流２の衝突点Ｉは上部形成ファブリック３２と下部形成ファブリック３１のＰＳ面上に担持せんとする発端ウェブとの間の当接点Ｊに先行する。衝突点Ｉは、下部形成ファブリック３１の下面１２３が排出孔付き衝突シュー５１により支持される箇所の位置に在る。同様に、当接点Ｊは上部形成ファブリック３２のＰＳ面１２４が排出孔付き衝突シュー５２により支持される箇所の位置に在る。移動形成ファブリック３１と原料噴流２とが収束すると、原料噴流２の下面９１とヘッドボックスリップ１Ｂの下面１０１と形成ファブリック３１のＰＳ面１１３との間の楔形状の空間内に空気８１が捕捉されるようになり、形成ファブリック３１へ侵入する。この空気８１は、この時点で形成ファブリック３１が担持する液体の一部と併せ、形成ファブリック３１のＭＳ面１２３を通って下部排出孔付き衝突シュー５１内の排出孔１２０内へ流れ、ＭＳ面１１８から流出する。下側の形成ファブリック３１に関するこの構成は、かくして図１とほぼ同一である。衝突点Ｉの下流で、上部形成ファブリック３２がここでは下部形成ファブリック３１により支持された原料噴流２の上面９２との当接点Ｊに収束する。さらなる空気が、上部形成ファブリック３２のＰＳ面１１２と原料２の面９２との間の空間８２に捕捉される。形成ファブリック３２内のこの追加の空気と一部液体が形成ファブリック３２のＭＳ面１２４を通って通流排出孔１２０内へ流入し、ＭＳ面１１９にて衝突シュー５２から排出される。

図３は、図２のそれに対する代替装置を示す。下部形成ファブリック３１の構成は、同じである。上部形成ファブリック３２は下部形成ファブリック３１と同一点、すなわちほぼ衝突点Ｉにおいて原料噴流２に収束する。上部形成ファブリック３２に関連して、空気８２はここで原料噴流の上面９２と上部形成ファブリック３２のＰＳ面１１２とヘッドボックスリップ１Ａの上面１０２とにより境界付けられた空間内に捕捉される。捕捉空気８２の殆ど全ては、二つの形成ファブリック内の一部液体と併せ、下部排出孔付き衝突シュー５１のＭＳ面１１８を通りかつ排出孔付きシュー５２のＭＳ面１１９を通る通流排出孔１２０を介して排出される。

これらのツインファブリック機械の両方において、二つの排出孔付き衝突シューはしばしば同一とされ、しばしば同一の凸状湾曲形状を有する。しかしながら、一部の環境では、異なる凸状湾曲形状を有し得る二つの異なる排出孔付き衝突シューを用いることが望ましかろう。さもなくば、他の環境にあっては、単一の衝撃シューをもたせたツインファブリック機械を配設することもできる。

図１，２，３のそれぞれに図示した排出孔付き衝突シューは、単一の一体構成とするか、或いは以下により詳しく説明する如く、ほぼ平行な関係で装着した複数の積層セグメントにて構成することができる。

ここで図４，５，６を参照するに、３個の異なる積層セグメント５５，６５，７５の構成がそれぞれ図示してある。これらは、排出孔付き衝突シュー５や、前述した他の静止ファブリック支持要素８０（図８と図９に図示）向けの使用に適したものである。先ず図４を参照するに、積層セグメント５５は、先導端２１２と後続端２１４と輪郭付けしたＰＳ面２１６とＭＳ面２１８とを有する。開口２２０が積層セグメント５５内の適当な位置に配設してあり、それを介してロッドやケーブル（図示せず）等の固締手段を挿通させ、複数の積層セグメント５５の取り外し可能な固定を促進し、衝突シュー５を形成することができる。積層セグメント５５用のさらなる装着手段を、凹部２２１等のその下面２１８に配設することができる。

積層セグメント５５のＰＳ面２１６はファブリックを支持し、図１に示す如く、併せて排出孔付き衝突シュー５のファブリック支持ＰＳ面１６を提供している。同様に、積層セグメント５５のＭＳ面２１８が併せて排出孔付き衝突シュー５のＭＳ面１８に寄与している。

積層セグメント５５の隣接対間には、副セグメント５６，５７，５８が配設してある。これらは、第１に隣接積層セグメント５５を分離付勢することで間隙をもたせ、第２に排出孔付き衝突シュー５のＰＳ面１６からＭＳ面１８まで排出孔２０を定義（ｄｅｆｉｎｅ）する二つの目的に適うものである。副セグメント５６，５７，５８は個別セグメントで構成するか、さもなくば全て或いは一部を積層セグメント５５と一体構成することができる。図４に示す如く、排出孔先導端２５８は各副セグメント５６，５７により定義（ｄｅｆｉｎｅ）し、排出孔後続端２５９は各副セグメント５７，５８により定義（ｄｅｆｉｎｅ）してある。排出孔先導端２５８は任意の適当な構成とすることができるが、好ましくはＭＳ面２１８を向く方向に規則的に或いは不規則にいずれかで傾斜させ、ＭＳ面２１８の下流部分に対し鈍角β或いはδを形成している。

図５を参照するに、積層セグメント６５は図４に示した積層セグメント５５とほぼ同一の構成を有する。しかしながら、副セグメント２６５，２６６，２６７は併せてほぼ湾曲した排出孔２０と第１の排出孔２０の後続端２６９とを定義（ｄｅｆｉｎｅ）しており、この後続端は第２のセグメント２６６により定義（ｄｅｆｉｎｅｄ）されてほぼ凹状に湾曲させ、第２の排出孔２０の先導端２６８と後続端２６９は、それぞれほぼ凸状と凹状に湾曲させてある。

副セグメント２５５，２５６，２５７や２６５，２６６，２６７のＰＳ面２６０には、任意の適当な構成を持たせることができる。それらは、例えば副セグメント２５５，２５７と２６５，２６７に関して図示した如く、排出孔付き衝突シュー５のファブリック支持ＰＳ面１６に寄与させることができる。さもなくば、図６に示す如く、副セグメント２７６，２７７のＰＳ面２６０は排出孔付き衝突シュー５のファブリック支持ＰＳ面１６まで延びず、併せて開口２２を定義（ｄｅｆｉｎｅ）しており、これが排出孔付き衝突シュー５の後続端１４を形成する各積層セグメント７５の後続端２１４において液体と同伴空気８の追加の排出をもたらす。

加えて、図７Ａ〜７Ｄを参照して最も良く理解される如く、第３の積層セグメントを配設でき、それらの紙側の面が静止ファブリック支持要素の紙側の面１６に一部寄与し、浅い「Ｖ」等の適当な構成を持たせ、形成ファブリック３上に担持された原料２に振動効果を分与する。

図７Ａを参照するに、静止ファブリック支持要素１８０は第１と第２の積層セグメント８５Ａ，８５Ｂで構成される。第１の積層セグメント８５ＡはそれぞれＭＤに対し所定の小角度θでもって互いほぼ平行に装着してあり、角度付きの態様でもってＣＤ内の想像上の交差線１８１にて同様に平行な第２の積層セグメント８５Ｂに当接させてある。第１と第２の積層セグメント８５Ａ，８５Ｂ間には、それぞれ第１及び第２の積層セグメント８５Ａ，８５Ｂとは異なるＰＳ面輪郭を有する第３と第４の積層セグメント８６Ａ，８６Ｂが同様の態様にて装着してあり、装着手段（図示せず）により要素１８０の小組立体に取り外し可能に固定してある。端部ブロック１８２，１８３は、要素１８０の外側縁部２４１，２５１に配設してある。

図７Ｂを参照するに、この実施形態の積層セグメント用の代替構成の３個の実例が図示してあり、ＰＳ面の差異を示している。かくして、第１の積層セグメント１８５ＡのＰＳ面輪郭は浅い「Ｖ」を備え、第２の積層セグメント２８５ＡのＰＳ面はより深い「Ｖ」を備え、第３の積層セグメント３８５ＡのＰＳ面はほぼ平坦である。

図７Ｃは、図７Ｂに示した要素１８０用の積層セグメントのグループ分けの概略平面図を示す。この版では、積層セグメント３８５Ａは積層セグメント１８５Ａと２８５Ａと交互に介挿してある。しかしながら、積層セグメント１８５Ａ，２８５Ａ，３８５Ａ等のＰＳ面輪郭のうちのいずれかを有する第３の積層セグメントは、要素１８０の目的用途に応じて図４，５，６に示した汎用構成のいずれかの積層セグメントと組み合わせて使用することができる。

図７Ｄは代替構成を有する静止ファブリック支持要素２８０を示すものであり、この構成では先導積層セグメント８５Ａ，８６Ａは所定角度θ_１にてＣＤに装着してあるが、想像上の交差線２８１にて先導セグメントに当接する後続積層セグメント８５Ａ，８６Ｂは所定角度２θ_１にてＣＤに装着してある。端部ブロック２８２，２８３は、それぞれ外側縁部２４２，２４３に配設してある。図７Ｄは二組の積層セグメントの使用を示しているが、積層セグメント８６Ａ，８６Ｂは要素２８０の目的用途、例えば図７Ｃの概略図に示した態様に応じて異なる構成の組み合わせを有するセグメントにより置き換えることができる。

図８を参照するに、製紙機械の様々な位置のうちのいずれかに使用する排出孔付き静止ファブリック支持要素８０が等角図にて示してある。要素８０は複数の積層セグメント８５で構成してあり、それらはそれぞれ図４，５，６に示した積層セグメント５５，６５，７５のうちの任意の構成、或いは他の任意の適当な構成とすることができる。選択された積層セグメント８５は集約的には積層セグメント８６として特定される第２と第３と第４の副積層セグメントにより離間関係に付勢され、この積層セグメントは副セグメント５６，５７，５８（図４）や２６５，２６６，２６７（図５）や２７５，２７６，２７７（図６）や他の任意の構成の個別セグメントで構成することができる。さもなくば、図示の如く、副セグメント８６は任意の適当な構成とし、積層セグメント８５と一体構成することができる。積層セグメント８５，８６はロッド８８やＴ形スロット８９等の適当な装着手段により小組立体８７（詳細には図示せず）に取り外し可能に固定してあり、この小組立体は翻って製紙機械の所定位置に固定してある。ロッド８８は、積層セグメント８５内の開口２２０を挿通させ、要素８０の側方端２４，２５に隣接して取り外し可能に固定してある。図７Ａに示した端部ブロック１８２，１８３や図７Ｄに示した端部ブロック２８２，２８３等の適当な形状の端部ブロックを、要素８０の側方端２４，２５のそれぞれに配置し、要素８０の構成時に積層セグメント８５の確実な配置を促すことができる。

図９に最も良く見られる如く、積層セグメント８５は、ほぼＭＤ内に在るもののそれに対し一定角度εにあり、互いにほぼ平行な関係で取り外し可能に固定してある。この角度εは、好ましくは約２度〜約２０度の範囲にある。

動作時に、積層セグメント８５等の所望構成の所定数の積層セグメントを整列配置してセグメント化ファブリック支持要素８０を形成し、図８，９に示す如く小組立体８７に装着することができ、この小組立体は翻って適当な手段（図示せず）により製紙機械の所望位置に装着され、製紙機械のファブリックをその位置に支持する。第１の積層セグメント８５は、５６，５７，５８（図４）や２６５，２６６，２６７（図５）や２７５，２７６，２７７（図６）により或いは適当な形状の積層セグメント群により、必要に応じて分離することができる。第２の或いは追加の積層セグメントの数と形状と配置は、普及製紙条件により規定されることになる。

要素８０のＰＳ面輪郭は、かくしてファブリック上に担持される原料やナセントウェブ（ｎａｓｃｅｎｔ ｗｅｂ）内に所望の有益な効果を生み出すよう成形することができる。例えば、ＰＳ面に前述の仕方でスロットを形成するか、或いは浅い「Ｖ」等のＭＤ輪郭を持たせるか、或いはほぼ平坦とすることができる。この面のＰＳ形状は、ファブリック支持要素８０の組み立てに使用する積層セグメントの適切な選択により規定される。通流排出孔１２０は、必ずしも必要というわけではないが、配設することができる。

本発明の積層セグメント５５，６５，７５，８５は、好ましくはセラミックや高密度ポリエチレン等の耐摩耗性材料で作成する。製紙ファブリックに当接しない第２、第３、第４の積層セグメント（５６，５７，５８と等価物）を積層セグメントと一体に形成しない場合、それらは積層セグメントとは異なる材料で容易に作成することができる。

排出孔付き衝撃シューを含む開表面製紙機械の一部を示す図である。 二つの異なるツインファブリック製紙機械の一部を示す図である。 二つの異なるツインファブリック製紙機械の一部を示す図である。 本発明の三つの異なる実施形態のうちの第１のものを示す図である。 本発明の三つの異なる実施形態のうちの第２のものを示す図である。 本発明の三つの異なる実施形態のうちの第３のものを示す図である。 本発明の積層セグメント用の随意選択的な輪郭の使用に向けた代替構成を示す図である。 本発明の一実施形態における排出孔付き静止支持要素の等角図である。 本発明の一実施形態におけるセグメント用の構成の平面図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ スライスリップ
２ 原料噴流
３ 形成ファブリック
４ 静止支持要素
５ 衝突シュー
６ ロール
８ 空気
９ 下面
１０ ヘッドボックス
１１ 下面
１２ 先導端
１３ ＰＳ面
１４ 後続端
１６ ファブリック支持ＰＳ面
１８ ＭＳ面
２０ 通流排出孔
２２ スロット様開口
２３ ＭＳ面
２４，２５ 側方端
３１，３２ 形成ファブリック
５１，５２ 衝突シュー
５５，６５，７５ 積層セグメント
５６，５７，５８ 副セグメント
８０ 静止ファブリック支持要素
８２ 空気
８５ 積層セグメント
８５Ａ，８５Ｂ 副積層セグメント
８６ 追加の積層セグメント
８６Ａ，８６Ｂ 積層セグメント
８７ 小組立体
８８ ロッド
８９ Ｔ形スロット
９１ 下面
９２ 上面
１０１ 下面
１１２，１１３ ＰＳ面
１１８，１１９ ＭＳ面
１２０ 通流排出孔
１２３ 下面
１２４ ＰＳ面
１８０ 静止ファブリック支持要素
１８１ 交差線
１８２，１８３ 端部ブロック
１８５Ａ 積層セグメント
２１２ 先導端
２１４ 後続端
２１６ ＰＳ面
２１８ ＭＳ面
２２０ 開口
２２１ 凹部
２４１，２５１ 外側阿縁部
２４２，２４３ 側方端
２５５，２５６，２５７，２６５，２６６，２６７，２７５，２７６，２７７ 副セグメント
２５８ 排出孔先導端
２５９ 排出孔後続端
２６０ ＰＳ面
２６８ 先導端
２６９ 後続端
２８０ 静止ファブリック支持要素
２８１ 交差線
２８２，２８３ 端部ブロック
２８５Ａ，３８５Ａ 積層セグメント

Claims (10)

1. 製紙機械内で使用するファブリック支持要素であって、
   （i）先導端と、
   （ii）後続端と、
   （iii）固定手段により前記製紙機械に取り外し可能に固定するよう設けた機械側の面と、
   （iv）製紙ファブリックを摺接状態に支持するよう設けたファブリック当接面を含む所定の機械横断方向輪郭と機械方向輪郭を有する紙側の面とを有し、
   （ａ）ファブリック支持要素は、固定手段により取り外し可能に固定するよう調整され、離間手段により離間された少なくとも複数の第１の積層セグメントを備え、
   （ｂ）第１の積層セグメントは、ファブリック支持要素のファブリック当接紙側の面の所定輪郭に寄与するファブリック当接面を有し、
   （ｃ）さらに、隣接する第１の積層セグメントの間に設けられる複数の第２の積層セグメントを備え、第１の積層セグメントのファブリック当接紙側の面の輪郭は、第２の積層セグメントの紙側の面の輪郭と異なり、
   （ｄ）離間手段は、第２の積層セグメントまたは前記先導端および前記後続端に各々隣接して設けられる複数の副セグメントの一方であり、当該離間手段および第１の積層セグメントは併せて紙側の面の複数の排出孔付き開口を規定し、
   （ｅ）排出孔付き開口は、ファブリック支持要素の先導端に設けられる離間手段の先導端に隣接した位置から始まって、ファブリック支持要素の後続端に設けられる離間手段の後続端に隣接した位置で終わり、ファブリック支持要素の紙側の面から機械側の面まで伸びる、ファブリック支持要素。
2. 請求項１記載のファブリック支持要素であって、
   少なくとも幾つかの副セグメントが、少なくとも幾つかの前記積層セグメントと一体的構造とされるファブリック支持要素。
3. 請求項１に記載のファブリック支持要素であって、
   前記複数の排出孔付き開口の少なくとも一部がさらにＶ形状の刻みを備えるファブリック支持要素。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のファブリック支持要素であって、
   前記積層セグメントは、前記機械方向に対し２度〜２０度の範囲の角度εにて配向させるようほぼ平行な関係にて解離可能に固着されているファブリック支持要素。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のファブリック支持要素であって、
   ヘッドボックススライスから移動形成ファブリック上に射出される原料噴流の衝突点に隣接するように配置され、衝突シューの前記先導端が、前記衝突点の上流側に位置するように構成、調整される製紙機械用の排出孔付き衝突シューを備えるファブリック支持要素。
6. 機械方向と機械横断方向を備える製紙機械の形成部であって、
   少なくとも１つの前記機械方向に移動する形成ファブリックと；
   衝突点における第1の形成ファブリック上に衝突（α）角度で衝突する製紙原料噴流を供給するヘッドボックススライスを有するヘッドボックスと；
   ヘッドボックススライスの上流に位置し、それに向かって前記第1の形成ファブリックが通過するロールと；
   前記衝突点の下流に位置し、各形成ファブリックが通過するファブリック通路を定義する静止支持要素と；
   を具備し、かつ、請求項１〜５のいずれかに記載の少なくとも１つのファブリック支持要素を具備する
   ことを特徴とする製紙機械の形成部。
7. 請求項１〜５のいずれかに記載のファブリック支持要素を有する製紙機械。
8. 請求項１〜５のいずれかに記載のファブリック支持要素の複数に解除可能に構成され、調整された積層セグメント。
9. 請求項８に記載の積層セグメントであって、
   副セグメントにより、複数の離間した状態になるように解除可能に構成され、調整された積層セグメント。
10. 請求項９に記載の積層セグメントであって、
    前記副セグメントが前記セグメントと一体的に構成される積層セグメント。

Images