KR100458847B1 - Papermaking headbox - Google Patents

Abstract

제지기는 기계 방향으로 테이퍼진 제지 재료(紙料) 공급 매니폴드 또는 헤드박스를 구비한다. 제지 재료는 제지 재료 공급 매니폴드로부터 튜브 뱅크(tube bank)를 통하여 슬라이스로 흘러서 성형 와이어 위에 분출된다. 튜브 뱅크의 각 튜브는 형성될 종이 웹의 이동 방향에 거의 평행한 평면에서 연장한다. 튜브는 제지 재료 공급 벽을 따라 헤드박스 매니폴드의 내부와 연통한다. 복수 개의 공급 도관이 공급 벽에 연결되며, 이 도관을 통하여 화학물 및 충전물과 같은 미세분(微細粉)이 매니폴드로 방출되며, 이 매니폴드에서 미세분은 제지 재료와 함께 인접한 튜브 단부로 이동되며, 뒤이어 종이 웹을 형성하도록 제지 재료와 부가된 미세분이 슬라이스에 공급된다.The paper machine includes a paper material supply manifold or headbox tapered in the machine direction. Papermaking material flows from the papermaking material supply manifold into the slices through a tube bank and is ejected onto the forming wire. Each tube of the tube bank extends in a plane substantially parallel to the direction of movement of the paper web to be formed. The tube communicates with the interior of the headbox manifold along the paper material supply wall. A plurality of supply conduits are connected to the supply wall through which the fines, such as chemicals and fillers, are released into the manifold, where the fines move with the papermaking material to the adjacent tube ends. The paper material and added fines are then fed to the slices to form a paper web.

Description

제지기용 헤드박스{PAPERMAKING HEADBOX}Paper box head box {PAPERMAKING HEADBOX}

본 발명은 제지기용 헤드박스에 관한 것으로, 구체적으로 말하자면 헤드박스 매니폴드와 슬라이스 사이에 일정 유량이 일정한 튜브를 이용하는 헤드박스에 관한 것이다.The present invention relates to a paper box head box, and more specifically, to a head box using a tube having a constant flow rate between the head box manifold and the slice.

종이의 제조시에, 목질 섬유가 물에 분산되어 제지 재료가 만들어진다. 일반적으로, 제지 재료는 99% 이상이 물이며, 0.5% 내지 1%의 종이 섬유(paper fiber)를 함유한다. 제지 재료는 슬라이스(slice)로 알려져 있는 테이퍼형 유동 제어 채널을 통해 가동형 장망 초지기 와이어 스크린 상에 분출되어 종이 웹을 형성한다. 어떤 조건에서, 제지 재료는 소위 트윈 와이어 기구 상에서 두 개의 가동형 장망 초지기 와이어 스크린 사이에 분출된다. 성형 스크린 또는 와이어를 통하여 제지 재료로부터 물이 배출되어 종이 섬유 웹이 남겨지는 바, 이 종이 섬유 웹은 압착 및 건조되어 종이 웹을 형성하게 된다.In the manufacture of paper, wood fibers are dispersed in water to make papermaking materials. Generally, at least 99% of the papermaking material is water and contains 0.5% to 1% of paper fibers. The papermaking material is ejected onto the movable long paper machine wire screen through a tapered flow control channel known as a slice to form a paper web. In some conditions, the papermaking material is ejected between two movable long paper machine wire screens on a so-called twin wire mechanism. Water is discharged from the papermaking material through the forming screen or wire, leaving a paper fiber web that is pressed and dried to form a paper web.

현대의 제지기는 1백 내지 4백 인치의 폭을 가지며, 분당 4000 피트 이상에 이르는 속도로 작동된다. 그러므로, 종이 웹으로 형성될 제지 재료를 공급하는 슬라이스와 헤드박스는 현대 제지 공정의 높은 성형 속도를 만족시키도록 많은 양의 제지 재료를 공급해야 하며, 뿐만 아니라 형성될 종이 시트가 웹의 폭을 가로질러 균일한 두께를 갖도록 제지 재료를 매우 균일하게 공급해야 한다.Modern paper machines range from one hundred to four hundred inches wide and operate at speeds of over 4000 feet per minute. Therefore, the slice and headbox supplying the papermaking material to be formed into the paper web must supply a large amount of papermaking material to satisfy the high forming speed of the modern papermaking process, as well as the paper sheet to be formed crosses the width of the web. The paper material must be supplied very uniformly to have a uniform thickness.

제지 재료가 슬라이스를 통하여 균일하고 큰 유량으로 분출되도록, 제지 재료는 급송 기구에 의하여 매우 높은 압력으로 급송된다. 제지 재료 급송 기구에 의하여 야기된 압력 펄스를 감쇠시키도록 헤드박스에 대해 상류측에는 감쇠기(attenuator)가 배치된다. 이러한 장비로 인하여 헤드박스에 도입되는 제지 재료의 양은 비교적 일정해진다.The papermaking material is fed at a very high pressure by the feeding mechanism so that the papermaking material is ejected through the slice at a uniform and large flow rate. An attenuator is disposed upstream to the headbox to attenuate the pressure pulses caused by the papermaking material feeding mechanism. This equipment makes the amount of papermaking material introduced into the headbox relatively constant.

성형 와이어 상에 또는 와이어 사이로 제지 재료가 균일하게 흐르도록 하기 위하여, 헤드박스는 테이퍼형 구조의 매니폴드 또는 유입 헤더(inlet header)를 채용한다. 유입 헤더와 슬라이스 사이에는 튜브 뱅크로 배열되어 있는 복수 개의 분배 튜브가 있다. 통상적으로, 튜브 뱅크는 높이 방향으로는 약 6개의 튜브가 배치되어 있고, 그 폭 방향으로는 수백 개의 튜브가 배치되어 있다. 제지 재료는 테이퍼형 튜브 입구로부터 튜브 뱅크 내에 배치된 각각의 튜브를 통하여 흐른다. 슬라이스의 립(rip)으로부터 유출되는 제지 재료가 성형 와이어의 일 가장자리로부터 타 가장자리에 이르기까지 균일하도록 각 분배 튜브를 통한 제지 재료의 유량은 반드시 균일해야 한다.In order to allow the paper material to flow evenly on or between the forming wires, the headbox employs a tapered structure of manifold or inlet header. There are a plurality of dispensing tubes arranged in tube banks between the inlet header and the slices. Usually, about 6 tubes are arrange | positioned at the height direction in a tube bank, and several hundred tubes are arrange | positioned at the width direction. The papermaking material flows through each tube disposed in the tube bank from the tapered tube inlet. The flow rate of the paper material through each dispensing tube must be uniform so that the paper material flowing out of the rip of the slice is uniform from one edge to the other edge of the forming wire.

이와 같이 유량을 일정하게 하기 위하여, 유입 헤더 또는 매니폴드는 기계의 횡방향으로 테이퍼져 있다. 다시 말하면, 기계 방향으로의 매니폴드의 폭은 제지 재료 유입부로부터 멀어질수록 감소한다. 가장 협소한 부분에서 유입 헤더의 단면적은 제지 재료 유입부에서의 유입 헤더의 단면적과 동일하며, 이 단면적은 헤더에서 떨어져 개방되는 튜브의 총면적의 3배보다 작다. 제지 재료의 유동이 테이퍼형 헤더의 아래로 이동함에 따라, 주요 유동의 일부는 튜브를 통해서 방향이 전환된다. 그러므로, 헤더의 단면적은 기계의 횡방향으로 갈수록 감소하여 그 면적은 헤더에 아직 도달하기 전의 튜브의 단면적의 3배와 거의 동일하게 유지된다. 이에 따라, 헤더의 단면적은 감소하여 제지 재료가 헤더의 일측으로부터 타측으로 유동함에 따라 유체 용적의 손실을 보상한다. 이러한 단면적의 변화는 기계 횡방향으로 헤더 내에 동일 압력을 유지하며, 이에 따라 튜브를 통한 기계 횡방향으로의 유동은 동일하게 유지된다.In order to make the flow rate constant in this way, the inflow header or manifold is tapered in the transverse direction of the machine. In other words, the width of the manifold in the machine direction decreases away from the paper material inlet. In the narrowest part, the cross-sectional area of the inlet header is equal to the cross-sectional area of the inlet header at the papermaking material inlet, which is less than three times the total area of the tube opening away from the header. As the flow of papermaking material moves down the tapered header, some of the main flow is diverted through the tube. Therefore, the cross-sectional area of the header decreases in the transverse direction of the machine so that the area remains almost equal to three times the cross-sectional area of the tube before reaching the header. Thus, the cross-sectional area of the header is reduced to compensate for the loss of fluid volume as the papermaking material flows from one side of the header to the other. This change in cross-sectional area maintains the same pressure in the header in the machine transverse direction, so that the flow in the machine transverse direction through the tube remains the same.

결과적으로, 기계 횡방향으로 모든 튜브를 통과하는 제지 재료의 유량은 거의 일정하게 유지된다. 그러나, 실제의 밀도는 기계 횡방향으로의 두께 또는 평량(basis weight)에 있어서의 어떤 변동을 방지할 정도로 충분하게 균일하지는 않았다. 이에 따라, 어떤 종이 성형 헤드박스에 있어서는, 종이 웹을 가로질러 균일한 종이 중량을 유지하려는 노력으로 슬라이스 개구의 깊이를 변경하기 위하여 슬라이스의 립 상의 액츄에이터가 사용되었다. 리챠드 이. 허거트(Richard E. Hergert)에 허여되고 벨로이트 테크놀러지 사에 양도되었으며, 본 명세서에 원용된 미국 특허 제5,196,091호에 개시된 바와 같이 최근에 개발된 한 시스템에 있어서는, 기계 횡방향으로 제지 재료의 희석을 제어하기 위하여 튜브 입구에 인접한 헤드박스 헤더 또는 매니폴드에 희석수(diluting water)를 분출하는 것을 이용하였다. 그에 따라, 이러한 희석 제어는 종이 웹의 중량 또는 두께를 제어하도록 작용한다. 사실, 이러한 기술로 인하여 보다 균일한 특성을 가지는 종이 웹을 형성할 수 있게 되었다.As a result, the flow rate of the papermaking material passing through all the tubes in the machine transverse direction is kept almost constant. However, the actual density was not sufficiently uniform to prevent any variation in the thickness or basis weight in the machine transverse direction. Thus, in some paper forming headboxes, actuators on the lips of the slices were used to vary the depth of the slice openings in an effort to maintain a uniform paper weight across the paper web. Richard Lee. In a recently developed system as disclosed in US Pat. No. 5,196,091, incorporated herein by Richard E. Hergert, and incorporated by Beloit Technologies, the dilution of papermaking material in the machine transverse direction. Jetting diluting water into the headbox header or manifold adjacent to the tube inlet was used to control this. Thus, this dilution control acts to control the weight or thickness of the paper web. In fact, this technique has enabled the formation of paper webs with more uniform properties.

종이를 형성하는 제지 재료는 종이 섬유와, 종이 웹의 형성을 향상시키거나 용이하게 하도록 구성된 다양한 첨가물을 함유한다. 이러한 첨가물로는 미세분(微細粉)이 있다. 때때로, 다른 첨가물로는 종이 웹 내에 미세분을 유지하는 것을 지원하는 장쇄 중합체(long chain polymers)와 같은 것이 포함된다. 제지 재료와 조합되는 다른 재료로는 특정 등급의 박엽지에 사용하는 연화제를 포함한다. 추가로, 섬유간의 결합을 용이하게 하는 전분과 같은 첨가물이 공급될 수도 있다. 종이 형성을 위한 현재의 공정에 있어서, 이러한 미세분과 첨가물은 헤드박스 유입 헤더 훨씬 전에서 첨가되어 제지 재료와 균일하게 혼합된다.The papermaking material that forms the paper contains paper fibers and various additives configured to enhance or facilitate the formation of the paper web. Such additives include fine powder. Sometimes other additives include such as long chain polymers that assist in maintaining the fines in the paper web. Other materials in combination with papermaking materials include softeners for use in certain grades of lamination paper. In addition, additives such as starch may be supplied to facilitate bonding between the fibers. In current processes for paper formation, these fines and additives are added well before the headbox inlet header and are evenly mixed with the papermaking material.

이로 인하여, 특정 종이 웹의 형성을 위하여 미세분 및/또는 충전물을 첨가하는 것이 종종 필요하지만, 한편으로는 종이 형성 제지 재료에 미세분을 분산하는 현재의 방법은 그다지 효과적이지 않을 수 있다.Because of this, it is often necessary to add fines and / or fillers for the formation of certain paper webs, while on the other hand current methods of dispersing fines in paper-forming papermaking materials may not be very effective.

미세분과 충전물은 어떠한 특정층 또는 위치에 그러한 미세분을 도포하는 것을 제한하지 않고 종이 웹의 z 방향 또는 두께 방향을 통하여 이상적으로 분배된다. 이것은 단일 헤드박스와 단일 슬라이스를 채용하는 현재의 방법으로는 불가능하다. 여러 상이한 종류의 제지 재료가 동시에 분출되어 다층 웹을 형성할 수 있도록 헤더가 여러 섹션으로 분리되어 있는 헤드박스를 채용하여 다층 웹(multi-ply web)을 형성하는 것은 공지되어 있다. 그러나, 이러한 장치는 미세분, 화학적 첨가물 또는 충전물의 양이 변화함에 따라 균일한 섬유 성분을 가지는 것이 아니라 상이한 섬유 성분을 가지는 웹을 제공하도록 구성된다. 또한, 이러한 장치는 전술한 제지 재료 희석 방법이 둘 또는 그 이상의 헤더에 동시에 적용되는 경우에는 항상 바람직한 것은 아니다.The fines and fillers are ideally dispensed through the z direction or the thickness direction of the paper web without limiting the application of such fines to any particular layer or location. This is not possible with current methods employing a single headbox and a single slice. It is known to form a multi-ply web by employing a headbox in which the header is divided into several sections so that several different kinds of papermaking material can be ejected simultaneously to form a multilayer web. However, such devices are configured to provide webs with different fiber components rather than having a uniform fiber component as the amount of fines, chemical additives or fillers changes. In addition, such a device is not always desirable when the papermaking method of paper dilution described above is applied simultaneously to two or more headers.

본 발명은 종이 웹의 z 방향으로 미세분의 양 및 화학적 첨가물과 충전재 첨가물의 농도를 변경시키는 장치를 제공하는 것이다.The present invention provides an apparatus for changing the amount of fines and the concentration of chemical additives and filler additives in the z direction of a paper web.

도 1은 본 발명의 헤드박스 장치의 단면도.1 is a cross-sectional view of the headbox device of the present invention.

도 2는 도 1의 헤드박스 장치를 부분적으로 절결하여 확대한 사시도.FIG. 2 is a partially enlarged perspective view of the headbox device of FIG. 1; FIG.

도 3은 도 1의 선 3-3을 따라 취한 헤드박스 장치의 단면도.3 is a cross-sectional view of the headbox device taken along line 3-3 of FIG.

도 4는 도 1의 장치의 튜브중 하나를 확대한 사시도.4 is an enlarged perspective view of one of the tubes of the device of FIG. 1;

도 5는 도 6의 선 5-5를 따라 취한 테이퍼형 튜브의 개략도.5 is a schematic view of a tapered tube taken along line 5-5 of FIG.

도 6은 도 1의 선 6-6을 따라 취한 헤드박스 장치의 단면도.6 is a cross-sectional view of the headbox device taken along line 6-6 of FIG.

도 7은 본 발명에 따라 제지 재료에 미세분(fines)을 첨가하는 방법을 도시한 도 5와 유사한 개략도.FIG. 7 is a schematic view similar to FIG. 5 illustrating a method of adding fines to papermaking material in accordance with the present invention. FIG.

도 8은 도 7의 선 8-8을 따라 취한 단면도.8 is a sectional view taken along line 8-8 of FIG.

도 9는 도 8의 선 9-9를 따라 취한 단면도.9 is a sectional view taken along line 9-9 of FIG.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10: 헤드박스10: headbox

12: 와이어 스크린12: wire screen

16: 제지 재료 공급 매니폴드16: papermaking material supply manifold

21: 제지 재료 공급 벽21: Paper Material Supply Wall

24: 튜브24: tube

30: 슬라이스30: slice

39: 개구39: opening

본 발명은 웹을 형성하기 위하여 성형 와이어 상에 제지 재료를 분출하는 방법 및 헤드박스 장치에 관한 것이다. 이 헤드박스 장치는 가압 제지 재료 공급원에 연결되는 하우징을 구비한다. 하우징은 기계 방향으로 테이퍼형 제지 재료 공급 매니폴드 또는 헤더를 형성한다. 복수의 튜브로 구성된 튜브 뱅크는 제지 재료를 제지 재료 공급 매니폴드로부터 슬라이스로 흐르게 하여 제지 재료를 성형 와이어 상에 분출할 수 있다. 튜브 뱅크의 각 튜브는 형성될 종이 웹의 이동 방향과 거의 평행한 평면으로 연장한다. 각 튜브에서 제지 재료는 헤드박스 매니폴드로부터 슬라이스로 거의 일정한 유동으로 전진하기 때문에, 슬라이스로부터 성형 와이어로의 제지 재료의 유동은 기계의 횡방향으로 거의 균일하다.The present invention relates to a method and a headbox apparatus for ejecting a papermaking material onto a forming wire to form a web. The headbox device has a housing connected to a pressurized papermaking material source. The housing forms a tapered papermaking material supply manifold or header in the machine direction. A tube bank consisting of a plurality of tubes may cause the paper material to flow from the paper material supply manifold into slices to eject the paper material onto the forming wire. Each tube of the tube bank extends in a plane substantially parallel to the direction of movement of the paper web to be formed. Since the papermaking material in each tube advances in a nearly constant flow from the headbox manifold to the slices, the flow of papermaking material from the slices to the forming wire is almost uniform in the transverse direction of the machine.

튜브 뱅크를 구성하는 튜브는 제지 재료 공급 벽 또는 표면을 따라 헤드박스 매니폴드의 내부와 연통한다. 제지 재료를 슬라이스로 전달하는 튜브와 유사한 방식으로 복수 개의 공급 도관이 충만한 공급벽(plenum supply wall)에 연결되어 있다. 공급 도관은 튜브의 배수 개구 사이에서 개방되어 있다. 공급 튜브는 미세분 및/또는 화학물과 충전물을 매니폴드에 공급하며, 여기서 미세분 및/또는 화학물과 충전물은 제지 재료와 함께 인접한 튜브 단부로 배출되며, 이 단부에서 제지 재료와 부가된 미세분 또는 화학물을 슬라이스로 이송하여 종이 웹을 형성한다. 통상적으로, 공급 도관은 기계 횡방향으로 미세분과 화학물을 균일한 유동으로 공급하도록 배열된다. 또한 튜브는, 미세분 또는 화학물을 기계의 횡방향 축선을 따른 어떤 위치에 바람직하게 공급하거나, z 방향으로 성형 웹 내에서 소정 높이에서 미세분 또는 첨가물을 바람직하게 공급하는 방식으로 미세분 및 다른 충전 물질 및/또는 화학물을 튜브 뱅크에 공급하도록 배치되어 있다.The tubes making up the tube bank communicate with the interior of the headbox manifold along the paper material supply wall or surface. A plurality of supply conduits are connected to a plenum supply wall in a manner similar to a tube for delivering papermaking material to slices. The feed conduit is open between the drain openings of the tube. The feed tube supplies fines and / or chemicals and fillers to the manifold, where the fines and / or chemicals and fillers are discharged together with the papermaking material to an adjacent tube end, where the fines added with the papermaking material The powder or chemical is transferred into slices to form a paper web. Typically, the feed conduits are arranged to supply a uniform flow of fines and chemicals in the machine transverse direction. The tube may also provide fines and other chemicals in such a way as to feed the fines or chemicals at any position along the transverse axis of the machine, or to feed the fines or additives at a predetermined height in the forming web in the z direction. It is arranged to supply the filler material and / or chemical to the tube bank.

전형적인 튜브 뱅크는 상하로 적층되어 위치된 6개의 튜브와 기계 횡방향으로 연장하는 수백 개의 튜브로 구성되며, 각각의 튜브는 대략 장방형의 개구를 형성하도록 변형된 제지 재료 출구를 갖는다. 이에 따라, 수백 개의 튜브가 6열로 형성된 배열에 있어서, 미세분과 제지 재료 첨가물 또는 화학물이 공급 도관에 의하여 첨가되며, 이 공급 도관은 튜브 뱅크의 전체 기계 횡방향을 따라 연장하며, 6층의 튜브 중 어느 하나 이상에 인접하게 배치된다. 미세분 또는 제지 재료 첨가물이 형성될 종이 웹의 표면에 작용하는 것이 바람직한 경우, 공급 도관은 종이의 상층 또는 하층을 형성하는 튜브의 열에 인접하며, 반면에 미세분 또는 제지 재료 첨가물이 종이 웹의 내부 성질에 영향을 끼쳐야 하는 경우, 공급 도관은 종이 웹의 z 방향을 형성하는 6개의 튜브의 중간 근처에 배치된다.A typical tube bank consists of six tubes positioned stacked up and down and hundreds of tubes extending in the machine transverse direction, each tube having a paper material outlet modified to form an approximately rectangular opening. Thus, in an arrangement in which hundreds of tubes are formed in six rows, fines and paper material additives or chemicals are added by means of a feed conduit, which extends along the entire machine transverse direction of the tube bank and forms a six-layer tube. It is disposed adjacent to any one or more of the. If it is desired to act on the surface of the paper web from which the fines or paper material additives are to be formed, the feed conduit is adjacent to a row of tubes forming the upper or lower layer of paper, while the fines or paper material additives are inside the paper web. If the properties should be affected, the feed conduit is placed near the middle of the six tubes forming the z direction of the paper web.

본 발명의 특징은 제지 재료의 분출을 제어하여 z 방향의 성분을 변화시킬 수 있는 종이 웹 형성용 헤드박스를 제공하는 것이다.It is a feature of the present invention to provide a headbox for forming a paper web that can control the ejection of papermaking material to change the component in the z direction.

본 발명의 다른 특징은 종이 웹의 z 방향으로 국부적으로 응집되고 기계의 횡방향으로 균일한 미세분 및 다른 첨가물을 동시에 공급하면서 평량 프로파일(basis weight profile)을 제어하는 헤드박스를 제공하는 것이다.Another feature of the present invention is to provide a headbox which locally aggregates in the z direction of the paper web and controls the basis weight profile while simultaneously supplying uniform fines and other additives in the transverse direction of the machine.

본 발명의 또 다른 특징은 제지 재료가 종이 웹으로 형성되기 전에 제지 재료가 과도한 유체 동역학적 전단을 받지 않도록 제지 재료에 미세분 및 첨가물을 분출하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.It is another feature of the present invention to provide a method and apparatus for ejecting fines and additives to a paper material such that the paper material is not subjected to excessive hydrodynamic shear before the paper material is formed into a paper web.

본 발명의 추가의 특징은 웹의 두께 전체에 걸쳐 어떤 위치에 또는 그 두께를 따라 균일하게 미세분 또는 섬유 결합 첨가물을 갖는 종이 웹의 형성을 용이하게 하는 헤드박스를 제공하는 것이다.It is a further feature of the present invention to provide a headbox that facilitates the formation of a paper web with fines or fiber binding additives uniformly at any location along or along the thickness of the web.

본 발명의 다른 특징은, 미세분과 충전물로 형성되는 종이 웹을 용이하게 생산하는 헤드박스와 그 형성 방법을 제공하는 것이며, 여기서 미세분 또는 충전물은 종이 웹의 전 두께에 걸쳐 분산된다.Another feature of the present invention is to provide a headbox for easily producing a paper web formed of fines and fillers and a method of forming the fines, wherein the fines or fillers are dispersed over the entire thickness of the paper web.

본 발명의 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조로한 이하의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 6에 있어서, 동일 부호는 동일 부분을 지칭하며, 도 1에는 헤드박스 장치(10)가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 헤드박스(10)는 가압 제지 재료(紙料) 공급원(15)에 연결된 하우징(14)을 구비한다. 하우징(14)은 제지 재료 공급 매니폴드(16)의 테이퍼형 유입부를 형성하며, 이 매니폴드를 통하여 제지 재료가 튜브 뱅크(18)로 도입된다. 튜브 뱅크(18)는 서로 나란하게, 상하로 적층되어 있는 일련의 튜브(24)를 구비한다. 미세분(微細粉)을 선택된 높이에서 형성된 종이 웹 내에 도입하는 도입 수단은 이하에서 보다 자세하게 설명되는 공급 도관의 배치에 의하여 마련된다.1 to 6, like reference numerals refer to like parts, and FIG. 1 shows a headbox device 10. As shown in FIG. 2, the headbox 10 has a housing 14 connected to a pressurized papermaking material source 15. The housing 14 forms a tapered inlet of the papermaking material supply manifold 16 through which the papermaking material is introduced into the tube bank 18. The tube bank 18 has a series of tubes 24 stacked side by side with one another. The introduction means for introducing the fines into the paper web formed at the selected height is provided by the arrangement of the supply conduits described in more detail below.

각각의 튜브(24)는 제지 재료 공급 매니폴드(16)로부터 슬라이스 챔버(30)로 연장한다. 이에 따라, 튜브 뱅크는 매니폴드(16)에 상류측 단부(20)를, 슬라이스 챔버(30)에 하류측 단부(22)를 구비한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 튜브 뱅크(18)의 상류측 단부(20)는 제지 재료 공급 벽 또는 표면(21)에서 헤드박스 매니폴드(16)의 내부와 연통한다. 그러므로, 각각의 튜브(24)는 제지 재료 공급 벽(21)을 관통하여, 헤드박스 매니폴드(16)의 내부와 연통하고, 그에 따라 제지 재료가 공급된다.Each tube 24 extends from the papermaking material supply manifold 16 to the slice chamber 30. Accordingly, the tube bank has an upstream end 20 in the manifold 16 and a downstream end 22 in the slice chamber 30. As shown in FIG. 2, the upstream end 20 of the tube bank 18 communicates with the interior of the headbox manifold 16 at the papermaking material supply wall or surface 21. Therefore, each tube 24 penetrates through the papermaking material supply wall 21 and communicates with the interior of the headbox manifold 16, whereby the papermaking material is supplied.

튜브 뱅크(18)는 일련의 튜브(24)를 구비한다. 이러한 배열은 튜브(24)로 이루어진 복수의 중첩된 열(50)을 포함하며, 이는 일반적으로 5열 내지 7열 또는, 도 1 내지 도 3에 예로서 도시된 바와 같이 6열이다. 각 열(50)은 수백 개에 이르는 튜브(24)를 구비하며, 하우징(14)의 거의 전체 길이에 걸쳐 연장한다. 하우징(14)의 길이는 헤드박스(10)를 통하여 흐르는 제지 재료에 의하여 형성되는 종이 웹의 폭과 거의 동일하다.Tube bank 18 has a series of tubes 24. This arrangement includes a plurality of nested rows 50 of tubes 24, which are generally rows 5 to 7, or row 6 as shown by way of example in Figs. Each row 50 has hundreds of tubes 24 and extends over almost the entire length of the housing 14. The length of the housing 14 is approximately equal to the width of the paper web formed by the papermaking material flowing through the headbox 10.

튜브 뱅크(18)의 하류측 단부(22)는 슬라이스 챔버(30)의 유입부 또는 상류측 단부(32)에 연결된다. 슬라이스 챔버(30)에 공급된 제지 재료는 슬라이스 챔버(30)를 통과하여, 도 1에 도시된 바와 같이 슬라이스 챔버(30)의 립(34) 또는 하류측 단부로부터 성형 와이어(12) 상에 분출된다. 튜브 뱅크(18)의 열(50)은 와이어(12) 상에 형성되는 종이 웹의 폭을 정하며, 각각의 열은 웹의 z 방향 또는 전체 두께의 일부를 정한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 튜브 뱅크(18)의 열(50) 사이에 배치되는 길고 얇은 힌지 부재인 트레일링 요소(64, trailing element)가 개개의 열(50)로부터의 유동이 서로 분리되는 것을 방지한다. 트레일링 요소(64)는 슬라이스(30)의 립(34)에 인접해서 종결된다. 이에 따라, 각각의 튜브 열(50)로부터의 유동은, 와이어(12)에 형성될 종이 웹의 z 방향으로 중첩되고 부분적으로 혼합된 층을 형성하는 섬유를 적층한다.The downstream end 22 of the tube bank 18 is connected to the inlet or upstream end 32 of the slice chamber 30. The papermaking material supplied to the slice chamber 30 passes through the slice chamber 30 and blows onto the forming wire 12 from the lip 34 or downstream end of the slice chamber 30 as shown in FIG. 1. do. The rows 50 of the tube banks 18 define the width of the paper web formed on the wire 12, each row defining a portion of the web's z direction or overall thickness. As shown in FIG. 2, the trailing element 64, which is a long thin hinge member disposed between the rows 50 of the tube banks 18, allows the flow from the individual rows 50 to be separated from each other. To prevent them. The trailing element 64 terminates adjacent to the lip 34 of the slice 30. Thus, the flow from each tube row 50 stacks the fibers to form a layer that is overlapped and partially mixed in the z direction of the paper web to be formed in the wire 12.

도 3에 도시된 바와 같이, 튜브(24)의 열(50) 각각은 슬라이스(30)에 거의 연속적인 제지 재료 시트를 제공한다. 튜브(24)의 열(50)은 최상의 열(51)이 형성될 종이 웹에 있는 섬유의 최상층에 대응하는 상태로 중첩된다. 최하의 열(53)은 z 방향으로 시트의 저부에서 종이 섬유에 대응하며, 이 종이 섬유는 이동 와이어(12)에 맞닿게 형성된다.As shown in FIG. 3, each of rows 50 of tubes 24 provides a sheet of paper material that is substantially continuous in slice 30. The rows 50 of tubes 24 overlap in a state corresponding to the top layer of fibers in the paper web from which the best rows 51 are to be formed. The bottom row 53 corresponds to the paper fiber at the bottom of the sheet in the z direction, which is formed to abut the moving wire 12.

도 5에 도시된 바와 같이, 6열의 개개의 튜브(24)는 수직으로 배열되어 있으며, 공급 벽(21)으로부터 연장한다. 그에 따라, 튜브(24)는 제지 재료 공급 매니폴드(16)로부터의 제지 재료를 수용하도록 배치된다. 수직 배열된 각각의 튜브(24)는 튜브 뱅크(18)의 상이한 중첩 열(50)로부터 연장한다. 복수 개의 공급 도관(36)이 미세분을 제지 재료 공급 매니폴드(16)로 방출한다. 단일의 공급 도관(36)이 미세분을 제지 재료 공급 벽(21)을 통하여 제지 재료 공급 매니폴드(16)로 분출한다.As shown in FIG. 5, six rows of individual tubes 24 are arranged vertically and extend from the supply wall 21. Accordingly, the tube 24 is arranged to receive the papermaking material from the papermaking material supply manifold 16. Each tube 24 arranged vertically extends from a different overlapping row 50 of tube banks 18. A plurality of feed conduits 36 discharges the fines to the papermaking material supply manifold 16. A single feed conduit 36 ejects the fines through the paper material supply wall 21 to the paper material supply manifold 16.

도관은 매니폴드 내에서 다른 위치에 배치될 수 있지만, 도 5에는 튜브(24)의 두 열(50) 사이에서 제지 재료를 분출하는 예시적인 공급 도관(36)이 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 복수 개의 공급 도관(36)은 미세분 공급원(38)을 튜브(24)의 열(50) 사이에 있는 개개의 튜브(24) 사이에서 복수 개의 미세분 분출 지점 또는 개구(39)에 연결한다.Conduits may be placed at other locations within the manifold, but FIG. 5 shows an exemplary supply conduit 36 that ejects papermaking material between two rows 50 of tubes 24. As shown in FIG. 3, the plurality of feed conduits 36 connects the fines source 38 between the individual tubes 24 between the individual tubes 24 between the rows 50 of the tubes 24 or. To the opening 39.

예시된 미세분 분출 지점(39)은 종이 웹의 중앙 또는 웹의 z 방향의 어떤 위치에 미세분을 부가하도록 배치된다. 종이 웹의 중앙에 부가될 수 있는 미세분은 전분(starch)을 포함할 수 있다. 평량 종이(basis weight paper) 또는 라이너 보드가 트윈 와이어 성형기 사이에 형성되는 경우, 시트의 중앙은 갈라질 수 있다. 시트의 중앙은, 미세분을 선택적으로 부가함으로써, 그리고 전분과 같은 결합재를 섬유 웹의 중앙부에 부가함으로써 강화될 수 있다. 분출 지점(39)이 최상부 열(51) 또는 최하부 열(53)에 인접하게 위치되는 경우, 미세분 또는 클레이 충전물과 같은 물질은 종이의 표면 근처에 선택적으로 부가되어 표면의 품질을 향상시킬 수 있다.The illustrated fine powder ejection point 39 is arranged to add fine powder at the center of the paper web or at a position in the z direction of the web. Fines that may be added to the center of the paper web may include starch. If a basis weight paper or liner board is formed between twin wire formers, the center of the sheet may crack. The center of the sheet can be reinforced by selectively adding fines and by adding a binder such as starch to the center of the fibrous web. When the jetting point 39 is located adjacent to the top row 51 or the bottom row 53, materials such as fines or clay fillers can be selectively added near the surface of the paper to improve the quality of the surface. .

장망식 성형부(fourdrinier forming section)에 이용되는 와이어 스크린(12)의 개구는 대부분의 종이 섬유가 그 개구를 자유롭게 통과할 수 있도록 되어 있다. 이에 따라 장망 초지기 와이어 또는 트윈 와이어 성형기의 트윈 와이어는 약간 큰 크기의 섬유 매트 상에 놓여지며, 이 매트는 제지 재료로부터의 계속적인 섬유를 유지하도록 와이어 상에 먼저 마련된다. 특정 길이의 사슬 분자 첨가물(chain molecular additives)이 와이어 상에서의 섬유의 초기 유지를 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 성형 와이어를 통한 섬유의 과도한 손실없이 종이 웹을 보다 쉽게 배수하는 데에 큰 개방 면적을 갖는 와이어를 이용할 수 있다. 일반적으로, 이들 미세분 또는 화학물은 헤드박스 전방에서 제지 재료에 첨가된다. 이러한 미세분을 처음에 성형 와이어와 접촉하는 제지 재료의 부분에 선택적으로 분출함에 의하여, 초기 섬유를 와이어 상에 유지하는 기능이 향상되는 동시에, 필요한 화학물의 양이 감소된다. 성형 와이어에 바로 인접한 제지 재료의 부분만이 중합체를 포함할 필요가 있기 때문에 전술한 목적이 달성된다. 이로 인하여, 폐수에 있는 미세분과 화학물의 전체 농도를 감소될 뿐 아니라 화학물의 공급이 감소되어, 비용이 절감된다. 또한, 장쇄 분자가 유체 전단력에 의하여 깨질 수 있기 때문에, 헤드박스 매니폴드(16)와 슬라이스 립(34) 사이에서 비교적 제한된 양의 전단력을 유체에 가하는 것은 미세분과 화학물이 공정에 덜 필요하다는 것을 의미한다.The openings of the wire screen 12 used in the fourdrinier forming section allow most paper fibers to pass freely through the openings. The twin wires of the long-term paper machine wire or twin wire former are thus laid on a slightly larger sized fiber mat, which is first laid on the wire to hold the continuous fibers from the papermaking material. Certain lengths of chain molecular additives can improve the initial retention of the fiber on the wire, thus having a large open area for easier draining of the paper web without undue loss of fiber through the forming wire. Wire can be used. Generally, these fines or chemicals are added to the papermaking material in front of the headbox. By selectively ejecting such fines to the portion of the papermaking material initially in contact with the forming wire, the function of retaining the initial fibers on the wire is improved, while the amount of chemicals required is reduced. The above object is achieved because only a portion of the papermaking material immediately adjacent to the forming wire needs to comprise a polymer. This not only reduces the total concentration of fines and chemicals in the waste water, but also reduces the supply of chemicals, thereby reducing costs. Also, because long chain molecules can be broken by fluid shear forces, applying a relatively limited amount of shear force to the fluid between the headbox manifold 16 and the slice lip 34 indicates that less fines and chemicals are needed for the process. it means.

헤드박스(10)는 와이어(12) 상에 기계의 횡방향으로 놓여지는 섬유의 균일한 방향 및 밀도를 이루도록 구성된다. 이러한 균일성은 제지 재료 급송 기구에 의하여 야기된 압력 펄스를 감쇠시키도록 헤드박스에 대해 상류에 배치된 감쇠기(도시 생략)로 인한 것이다. 그 다음에, 제지 재료는 제지 재료 공급 매니폴드(16)로 흐른다. 매니폴드는 선형 또는 포물선 모양으로 기계의 횡방향으로 테이퍼져 있으며, 그에 따라 매니폴드 내의 압력은 기계의 횡방향으로 일정하게 유지된다.The headbox 10 is configured to achieve a uniform direction and density of fibers laid transverse to the machine on the wire 12. This uniformity is due to an attenuator (not shown) disposed upstream to the headbox to attenuate the pressure pulses caused by the papermaking material feeding mechanism. The papermaking material then flows to the papermaking material supply manifold 16. The manifold is tapered in the transverse direction of the machine in a linear or parabolic shape, so that the pressure in the manifold remains constant in the transverse direction of the machine.

예로서 도 4에 잘 도시되어 있는 각 튜브(24)의 역할은 제지 재료의 유동 방향을 기계의 횡방향으로부터 기계 방향으로 변환시키는 것이다. 각 튜브는 거의 원통형인 상류부(54)를 포함하며, 이 상류부는 매니폴드(16)로부터의 제지 재료를 수용한다. 상류부(54)는 확장 조인트(61)에서 평탄한 하류부(60)에 결합되고, 이 하류부는 제지 재료를 와이어(12) 상에 분출한다. 튜브(24)의 상류부(54)의 길이는 유동이 완전히 대칭으로 되도록 선택되고, 기계 방향으로 정렬된다. 그 다음에, 유동은 하류부(60)와의 결합부(61)에서 갑작스럽게 팽창된다. 갑작스런 팽창으로 인하여, 섬유 분산을 향상시키는 전단력이 발생되고, 기계 횡방향의 균일성을 위한 수두 손실(head loss)도 또한 발생된다. 튜브(24)를 통과하는 유동은 전체 압력 강하에 의존하기 때문에, 확장 조인트(61)에서 야기된 큰 압력 강하는 상류 압력 변동의 효과를 감소시키며, 이에 따라 튜브 뱅크(18)의 모든 튜브(24)를 통과하는 유동의 균일성이 증가된다.For example, the role of each tube 24, which is shown well in FIG. 4, is to convert the flow direction of the papermaking material from the transverse direction of the machine to the machine direction. Each tube includes an upstream portion 54 that is substantially cylindrical, which receives the papermaking material from the manifold 16. The upstream portion 54 is coupled to the flat downstream portion 60 at the expansion joint 61, which blows the papermaking material onto the wire 12. The length of the upstream portion 54 of the tube 24 is selected such that the flow is completely symmetrical and aligned in the machine direction. The flow then expands abruptly at the junction 61 with the downstream portion 60. Sudden expansion results in shear forces that improve fiber dispersion and head loss for machine-wide uniformity. Since the flow through the tube 24 depends on the total pressure drop, the large pressure drop caused by the expansion joint 61 reduces the effect of the upstream pressure fluctuations, and thus all the tubes 24 of the tube bank 18. Uniformity of flow through

제1 원형부(54)와 제2 원형부(60) 사이의 전이로 인하여 확장 조인트(61) 하류에서 짧은 거리 내에 균일하고 안정한 프로파일이 형성된다. 그 다음에, 유동은 거의 장방형의 출구(62)로 완만하게 전이된다. 튜브의 둘레 길이는 일정하게 유지되어, 단면적이 감소된다. 그 결과, 튜브 섹션에서의 유동은 가속되어, 유동의 안정성과 균일성은 향상된다.The transition between the first circular portion 54 and the second circular portion 60 forms a uniform and stable profile within a short distance downstream of the expansion joint 61. The flow then smoothly transitions to an almost rectangular outlet 62. The circumferential length of the tube is kept constant, so that the cross sectional area is reduced. As a result, the flow in the tube section is accelerated, improving the stability and uniformity of the flow.

확장 조인트(61) 이후의 하류부(60)의 길이는 중요한 요소이다. 적절한 길이를 선택하면, 물이 풍부하고 밀도가 낮은 층이 튜브 벽 근처에 형성되는 것이 방지된다.The length of the downstream part 60 after the expansion joint 61 is an important factor. Choosing the proper length prevents water rich and dense layers from forming near the tube wall.

길이가 상이한 튜브로부터 유출되는 유동을 직접 샘플 검사하여 얻은 밀도의 측정치로 인하여, 튜브의 길이가 길수록, 밀도 프로파일은 불균일해지는 것을 알수 있다. 제지 재료 공급 매니폴드(16) 내의 균일한 압력 프로파일과 조합된 튜브(24) 내의 압력 강하는 공급 도관(36)의 분출 위치(39)가 개개의 튜브(24)를 통과하는 일정 유량에 최소의 영향을 끼치거나 또는 영향을 전혀 끼치지 않는 것을 의미한다. 또한, 분출 지점이 기계의 횡방향으로 균일하게 간격을 두고 위치되는 것이 바람직하기 때문에, 미세분에 의하여 야기된 어떤 희석 효과는 기계의 횡방향으로 균일하다. 유동이 슬라이스(30)에 의하여 형성된 노즐로 유입됨에 따라 유동의 팽창을 제한하는 보다 두꺼운 베이스 치수를 갖는 트레일링 요소(64)를 활용함으로써 슬라이스 챔버(30)에서의 유동 안정성은 향상된다. 종이의 방향성에 민감한 등급의 경우에는, 유동 경로가 매니폴드(16)로부터 튜브 뱅크(18)와 슬라이스(30)를 통하여 인라인으로 되도록 배치되는 것이 바람직하다.Due to the measurement of the density obtained by direct sample inspection of flows flowing out of tubes of different lengths, it can be seen that the longer the length of the tube, the more uneven the density profile. The pressure drop in the tube 24 combined with the uniform pressure profile in the papermaking material supply manifold 16 is minimal to a constant flow rate through which the ejection position 39 of the supply conduit 36 passes through the individual tubes 24. It means to have no impact or no impact at all. Also, since the ejection points are preferably evenly spaced in the transverse direction of the machine, any dilution effect caused by the fines is uniform in the transverse direction of the machine. Flow stability in the slice chamber 30 is improved by utilizing a trailing element 64 with a thicker base dimension that limits the expansion of the flow as the flow enters the nozzle formed by the slice 30. For grades sensitive to the orientation of the paper, it is preferred that the flow path be arranged in-line from the manifold 16 through the tube bank 18 and the slice 30.

도 3에 도시된 바와 같이, 밸브(88)는 미세분 공급원(38)으로부터 기계의 횡방향으로 미세분을 첨가하는 것을 조절할 수 있다. 그러나, 일반적으로 밸브는 기계의 횡방향으로 미세분을 균일하게 분출하도록 조절된다. 밸브는 미세분에 의하여 발생되는 효과의 하류 측정치에 따라서 조절될 수 있지만, 일반적으로 밸브는 시간에 걸쳐 비교적 일정하게 작동되게 유지되며, 많은 경우에 밸브(88)는 필요치 않다.As shown in FIG. 3, the valve 88 may control the addition of fines in the transverse direction of the machine from the fines source 38. Generally, however, the valve is adjusted to evenly eject the fines in the transverse direction of the machine. The valve can be adjusted according to the downstream measurement of the effect caused by the fines, but in general the valve remains relatively constant over time and in many cases the valve 88 is not needed.

공급 도관이 단일 열의 튜브 내에 또는 두열의 튜브 근처에 있는 것으로 도시되어 있지만, 둘 또는 그 이상의 공급 도관 세트가 하나의 헤드박스에 설치될 수 있으며, 이에 따라 상이한 형태의 미세분이 종이 웹의 z 방향으로 상이한 층 또는 영역으로 분출될 수 있다.Although the feed conduits are shown as being within a single row of tubes or near two rows of tubes, two or more sets of feed conduits may be installed in one headbox, such that different types of fines are directed in the z direction of the paper web. It can be ejected to different layers or regions.

또한, 미세분의 분출은 기계의 횡방향으로 시트의 밀도를 조절하도록 급류(white water)를 분출하는 별도의 시스템과 조합될 수 있다. 이러한 급류 분출 시스템은 허거트(Hergert)에 허여되고, 본 발명에서 참고로 인용된 미국 특허 제5,196,091호에 개시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 미세분 공급원(38)과 공급 도관(36) 사이에는 제어 수단(40)이 설치될 수 있다. 한가지 전형적인 제어 수단으로는 미세분을 제어된 유량으로 정확하게 제어된 양으로 공급 도관(38)에 공급할 수 있는 계량 펌프가 있으며, 이 미세분은 분출 지점(39)을 통하여 제지 재료 공급 매니폴드(16)로 분출된다. 요동이 심한 확장 조인트(61)로 인하여, 튜브(24)를 통하여 흐르는 제지 재료를 미세분과 균일하게 혼합하는 것이 용이하다는 것을 이해해야 한다. 적당한 형태의 분출 튜브를 이용하고, 여러 분사 튜브에 대한 미세분 또는 첨가물의 유량을 개별적으로 조절함으로써, 미세분 또는 첨가물의 첨가량은 시트의 저부, 중앙 또는 상부에서 임의의 z 방향 위치에 미세분 또는 첨가물을 바람직하게 응집하도록 정확하게 제어될 수 있거나, 또는 기계의 폭을 가로질러서 첨가물의 사용량을 최적화하도록 기계의 횡방향으로 변경될 수 있다.In addition, the ejection of fines can be combined with a separate system that ejects white water to control the density of the sheet in the transverse direction of the machine. Such torrent ejection systems are disclosed in US Pat. No. 5,196,091 to Hergert, which is incorporated herein by reference. As shown in FIG. 2, a control means 40 may be provided between the fine powder source 38 and the supply conduit 36. One typical control means is a metering pump capable of supplying fines to the feed conduit 38 at a precisely controlled amount at a controlled flow rate, which is passed through the ejection point 39 to the papermaking material supply manifold 16. Squirts). It should be understood that due to the rocking expansion joint 61, it is easy to uniformly mix the papermaking material flowing through the tube 24 with the fines. By using an ejection tube of a suitable type and individually controlling the flow rate of the fines or additives for the various injection tubes, the amount of the fines or additives can be added to the fines at any z-direction at the bottom, center or top of the sheet. The additives can be precisely controlled to agglomerate preferably, or can be altered in the transverse direction of the machine to optimize the usage of the additives across the width of the machine.

미세분과 첨가물이 헤드박스로 직접 분출되기 때문에, 첨가제에 가해지는 유체 전단의 크기는 최소화된다. 이로 인하여 고분자량의 중합체의 파괴가 최소화되고, 이용된 화학물의 효과를 최대로 하는 것이 보장된다. 또한, 여러 개의 작은 분출 튜브를 이용함으로써, 미세분 또는 첨가물의 보다 정확한 분배가 보장되며, 미세분 또는 첨가물의 확산이 크게 감소하는 영역에서 국부화된 혼합이 향상된다.Since the fines and additives are ejected directly into the headbox, the size of the fluid shear applied to the additives is minimized. This minimizes the breakdown of high molecular weight polymers and ensures maximum effect of the chemicals used. In addition, by using several small ejection tubes, more accurate distribution of fines or additives is ensured, and localized mixing is improved in areas where the diffusion of fines or additives is greatly reduced.

분출 튜브의 유동은 복수의 분출 위치에 동일 미세분 및/또는 첨가물을 제공하는 통상의 제어 공급원에 의하여 공급될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 선택적으로, 다양한 분사 튜브로의 추가적인 유량은 개별적으로 조절될 수 있으며, 그에 따라 추가적인 융통성을 제공하여 가장 효과적인 미세분 이용을 위해 기계 횡방향과 z 방향 또는 두께 방향으로의 첨가물의 첨가량을 변화시킨다. 또한, z 방향 및 기계 횡방향으로 모두 제어되는 이러한 새로운 미세분 분출 방법은, 제지 재료 공급 전체에 걸쳐서 미세분 또는 첨가물을 혼합할 필요성이 있기 때문에 현재에는 이용될 수 없는 새로운 화학물과 화학물 계의 도포에 바람직하게 이용될 수 있다. 또한, 예로서 길이가 9m인 포물선 모양으로 테이퍼형 매니폴드는 매니폴드의 직선과 포물선 곡선 사이의 최대 차이 지점에서 약 30㎜ 만큼 선형 프로파일로부터 변화되는 것을 이해해야 한다.It should be understood that the flow of the ejection tube may be supplied by conventional control sources that provide the same fines and / or additives to multiple ejection locations. Optionally, additional flow rates to the various injection tubes can be adjusted individually, thus providing additional flexibility to vary the amount of addition of additives in the machine transverse and z or thickness directions for the most effective use of fines. In addition, this new fine powder ejection method, which is controlled in both the z direction and the machine cross direction, is a new chemical and chemical system that is not currently available because of the need to mix fines or additives throughout the papermaking feed. It can be preferably used for the application of. It should also be understood that the tapered manifold, for example in a parabolic shape of 9 m in length, varies from the linear profile by about 30 mm at the point of maximum difference between the straight and parabolic curves of the manifold.

도 7은 도 5와 유사하게 본 발명에 따라서 미세분을 제지 재료에 첨가하는 방법을 개략적으로 도시하고 있다.FIG. 7 schematically illustrates a method for adding fines to a papermaking material in accordance with the invention similarly to FIG. 5.

보다 구체적으로 말하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 제지 재료 공급 매니폴드(16)의 테이퍼형 유입부는 화살표(S)로 표시된 바와 같이 복수의 튜브(124, 125, 126 및 127)에 제지 재료를 공급한다.More specifically, as shown in FIG. 7, the tapered inlet of the papermaking material supply manifold 16 delivers the papermaking material to the plurality of tubes 124, 125, 126, and 127 as indicated by arrow S. FIG. Supply.

분출 지점 또는 개구(139, 140 및 141)에서의 복수의 미세분은 미세분이 유동(S)으로 분출되도록 배열되며, 이에 따라 분출된 미세분은 제지 재료 유동에 분산되고 분출 지점의 하류에 각각 배치되어 있는 튜브(125, 126 및 127)로 흐른다.The plurality of fines at the ejection point or openings 139, 140, and 141 are arranged such that the fines are ejected into the flow S such that the ejected fines are dispersed in the papermaking material flow and disposed respectively downstream of the ejection point. To the tubes 125, 126 and 127.

도 8은 도 7의 선 8-8을 따라 취한 단면도로서, 튜브(125 내지 127)와 분출 지점(139 내지 141)을 도시한 도면이며, 도 9는 도 8의 선 9-9를 따라 취한 단면도이다.FIG. 8 is a cross sectional view taken along the line 8-8 of FIG. 7 showing the tubes 125-127 and the ejection points 139-141, and FIG. 9 taken along the line 9-9 of FIG. to be.

도 9에 도시된 바와 같이. 분출 지점(141)는 튜브(127)로 흐르는 미세분을 분출하는 것으로 도시되어 있다. 도 7 내지 도 9의 배열에 도시된 바와 같이, 분출 지점(139 내지 141)은 미세분이 최종 웹의 상면 및 하면에 인접하게 분출되도록 적층된 튜브(125 내지 127)에 대하여 배열되어 있다.As shown in FIG. 9. The ejection point 141 is shown to eject the fines flowing into the tube 127. As shown in the arrangement of FIGS. 7-9, the ejection points 139-141 are arranged relative to the stacked tubes 125-127 such that the fines are ejected adjacent to the top and bottom surfaces of the final web.

본 발명은 이 명세서에서 도시되고 설명된 부품의 특정 구조 및 장치로 한정되지 않고 이하의 청구 범위의 영역 내에서 있을 수 있는 변형예를 수용한다는 것을 이해할 수 있다.It is to be understood that the present invention is not limited to the specific structures and devices of the components shown and described herein, but embraces variations that may be within the scope of the following claims.

본 발명의 헤드박스에 의하여, 미세분 또는 섬유 결합 첨가물로 웹의 두께 전체에 걸쳐서 또는 그 두께를 따라 균일하게 종이 웹을 용이하게 형성할 수 있으며, 제지 재료를 제어하여 z 방향의 성분을 변화시킬수 있고, 제지 재료가 종이 웹으로 형성되기 전에 과도한 유체 동역학적 전단력을 받지 않도록 제지 재료에 미세분 및 첨가물을 분출할 수 있다.According to the headbox of the present invention, it is possible to easily form a paper web uniformly over or along the thickness of the web with fine powder or fiber-bonding additives, and control the paper material to change the component in the z direction. And fines and additives can be ejected into the papermaking material such that it is not subjected to excessive hydrodynamic shear forces before the papermaking material is formed into a paper web.

Claims (8)

소정의 폭과 두께를 가지는 종이 웹을 형성하기 위하여 성형 와이어 상에 제지 재료를 분출하는 헤드박스 장치로서, 가압 제지 재료 공급원에 연결되고 제지 재료의 유동로인 테이퍼형 유입부를 형성하는 하우징과, 상류측 단부와 하류측 단부를 갖는 튜브 뱅크를 포함하며, 상기 튜브 뱅크의 상류측 단부는 테이퍼형 유입부에 연결되어, 제지 재료가 유입부와 튜브 뱅크의 상류측 단부를 통하여 튜브 뱅크의 하류측 단부로 거의 일정한 유량으로 흐르며,A headbox device for ejecting papermaking material on a forming wire to form a paper web having a predetermined width and thickness, comprising: a housing connected to a pressurized papermaking material source and forming a tapered inlet which is a flow path of papermaking material, upstream A tube bank having a side end and a downstream end, the upstream end of the tube bank being connected to a tapered inlet such that the papermaking material is downstream of the tube bank through the inlet and the upstream end of the tube bank. At almost constant flow rate, 상기 튜브 뱅크는,The tube bank is, 튜브의 배열을 형성하고, 종이의 폭을 실질적으로 가로질러 연장하며, 배열의 폭을 정하며, 상기 제지 재료의 유동로인 복수 개의 튜브로서, 상기 튜브의 배열은 종이 웹의 두께와 관련하여 배열의 두께를 정하는 둘 이상의 튜브 열을 포함하는 그러한 복수 개의 튜브와,A plurality of tubes forming an array of tubes, extending substantially across the width of the paper, defining the width of the array, the flow path of the papermaking material, wherein the arrangement of the tubes in relation to the thickness of the paper web Such a plurality of tubes comprising two or more tube rows defining a thickness, 상류측 단부와 하류측 단부를 갖는 슬라이스 챔버를 형성하는 부재로서, 상기 슬라이스 챔버의 상류측 단부는 상기 튜브 뱅크의 하류측 단부에 연결되고, 상기 슬라이스 챔버의 하류측 단부는 제지 재료가 상기 튜브 뱅크의 하류측 단부와 상기 슬라이스 챔버의 상류측 단부를 통하여 흐르도록 성형 와이어에 인접하게 배치되어, 제지 재료가 상기 슬라이스 챔버의 하류측 단부로부터 성형 와이어 상에 분출되게 하는 그러한 부재와,A member for forming a slice chamber having an upstream end portion and a downstream end portion, wherein an upstream end of the slice chamber is connected to a downstream end of the tube bank, and a downstream end of the slice chamber is formed of a paper material in the tube bank. Such a member disposed adjacent the forming wire to flow through the downstream end of the slice chamber and the upstream end of the slice chamber, such that the papermaking material is ejected onto the forming wire from the downstream end of the slice chamber; 상기 튜브 뱅크의 상류측 단부에 연결되고 상기 튜브의 배열을 따라 간격을 두고 배치되는 복수 개의 공급 도관으로서, 각각의 공급 도관이 미세분 공급원에 연결되어 상기 튜브 뱅크에 의하여 형성될 종이 웹으로 연화제를 분출하는 그러한 복수 개의 공급 도관을 구비하며,A plurality of supply conduits connected to an upstream end of the tube bank and spaced along the arrangement of the tubes, each supply conduit connected to a fine powder source to form a softener into a paper web to be formed by the tube bank. Having a plurality of such supply conduits for ejecting, 각각의 공급 도관은 인접한 튜브 사이에서 상기 튜브 뱅크를 통하여 연장하고, 각각의 도관은 상기 복수의 튜브중 어떤 튜브의 상류 및 그 상류에 매우 인접한 위치에서 상기 제지 재료 유입부 내에 미세분을 방출하고,Each feed conduit extends through the tube bank between adjacent tubes, each conduit releasing fines in the papermaking material inlet at a position upstream of and very close to any one of the plurality of tubes, 상기 미세분이 최종 웹의 상면 및 하면에 인접하게 분출되도록, 상기 공급 도관은 종이 웹의 두께 방향에서 선택된 위치에 대응하는 두개의 라인을 따라 종단하는 것을 특징으로 하는 헤드박스 장치.And the feed conduit terminates along two lines corresponding to a selected position in the thickness direction of the paper web such that the fines are ejected adjacent to the top and bottom surfaces of the final web. 제1항에 있어서, 상기 공급 도관 모두는 종이 웹의 두께 방향에서 어떤 선택된 위치에 대응하는 라인을 따라 종단되는 것을 특징으로 하는 헤드박스 장치.2. The headbox apparatus as claimed in claim 1, wherein all of the supply conduits terminate along a line corresponding to any selected position in the thickness direction of the paper web. 미세분을 제지용 제지 재료에 첨가하는 첨가 방법으로서,As an addition method of adding fine powder to papermaking material, 튜브 뱅크에 대해 상류측에 배치되고 기계의 횡방향으로 테이퍼져 있는 헤드박스의 매니폴드에 가압된 제지 재료를 공급하도록 분출하는 단계와,Ejecting to supply pressurized papermaking material to the manifold of the headbox, which is disposed upstream to the tube bank and tapered in the transverse direction of the machine, 상기 분출 단계와 동시에, 매니폴드로부터 두개 이상의 겹층된 튜브 열로 구성된 튜브 뱅크를 통하여 제지 재료를 유동시키는 단계로서, 상기 겹층된 튜브 열은 기계의 횡방향으로 연장하며, 형성될 웹의 폭에 상응하며, 개개의 겹층된 열이 z 방향으로 형성될 웹의 부분에 상응하는 것인, 단계와,Simultaneously with the ejecting step, a paper material flows from the manifold through a tube bank consisting of two or more layered tube rows, the layered tube rows extending transverse to the machine and corresponding to the width of the web to be formed. Wherein the individual layered columns correspond to the portions of the web to be formed in the z direction, 상기 제지 재료를 두개 이상이 겹층된 튜브 열로 분출하는 단계와 동시에, 헤드박스의 폭을 따라 미세분을 분출하는 단계Simultaneously ejecting the papermaking material into two or more layered tube rows and simultaneously ejecting fines along the width of the headbox; 를 포함하며,Including; 상기 미세분은 밀접한 간격을 둔 분출 지점으로부터 튜브 뱅크의 튜브의 상류측 단부로 분출되며, 상기 분출 지점은 형성될 종이 웹의 전체 두께 중에서 선택된 영역에 미세분을 공급하도록 배치되어, 미세분이 종이 웹의 z 방향으로 균일하게 분배되고,The fines are ejected from the closely spaced ejection points to the upstream end of the tube of the tube bank, the ejection points being arranged to supply the fines to a selected area of the entire thickness of the paper web to be formed, so that the fines are Evenly distributed in the z direction of 상기 미세분이 최종 웹의 상면 및 하면에 인접하게 분출되도록, 상기 공급 도관은 종이 웹의 두께 방향에서 선택된 위치에 대응하는 두개의 라인을 따라 종단하는 것을 특징으로 하는 미세분 첨가 방법.And the feed conduit terminates along two lines corresponding to a selected position in the thickness direction of the paper web so that the fines are ejected adjacent to the top and bottom surfaces of the final web. 제3항에 있어서, 미세분은 중앙 열의 튜브로부터 간격을 둔 위치에서 분출되어, 미세분이 형성될 종이 웹의 중앙 근처에 응집되는 것을 특징으로 하는 미세분 첨가 방법.4. A method according to claim 3, wherein the fines are ejected at spaced positions from the tubes of the central row so that the fines are agglomerated near the center of the paper web on which the fines are to be formed. 제3항에 있어서, 튜브 뱅크는 제지 재료가 동시에 통과하여 흐르는 3열 이상의 튜브를 포함하며, 미세분은 헤드박스에 도입되어 형성될 종이 웹의 표면 품질에 영향을 끼치며, 종이의 표면 근처에서 응집되도록 분출되는 것을 특징으로 하는 미세분 첨가 방법.4. The tube bank of claim 3, wherein the tube bank comprises three or more rows of tubes through which the papermaking material flows simultaneously, and the fines affect the surface quality of the paper web to be formed and introduced into the headbox, and aggregate near the surface of the paper. The fine powder addition method characterized in that it is ejected to. 제3항에 있어서, 튜브 뱅크는 제지 재료가 동시에 통과하여 흐르는 3열 이상의 튜브를 구비하며, 미세분은 섬유를 성형 와이어 상에 유지하는 것을 용이하게 하도록 구성되며, 미세분은 성형 와이어에 인접한 종이 웹의 부분에 응집되도록 헤드박스로 분출되는 것을 특징으로 하는 미세분 첨가 방법.4. The tube bank of claim 3, wherein the tube bank comprises three or more rows of tubes through which the papermaking material flows simultaneously, wherein the fines are configured to facilitate holding the fibers on the forming wires, wherein the fines are paper adjacent to the forming wires. The fine powder addition method characterized in that it is ejected to the headbox to agglomerate to a portion of the web. 제3항에 있어서, 상기 매니폴드는 튜브 뱅크의 상류측을 형성하는 제지 재료 공급 벽을 포함하며, 미세분은 상기 제지 재료 공급벽을 통하여 매니폴드로 분출되며, 형성될 종이 웹의 z 방향의 선택 영역에 대응하는 선택된 튜브 개구에 인접하는 것을 특징으로 하는 미세분 첨가 방법.4. The paper sheet of claim 3 wherein the manifold includes a papermaking material supply wall forming an upstream side of the tube bank, wherein fines are ejected through the papermaking material supply wall to the manifold and in the z direction of the paper web to be formed. And adjoining the selected tube opening corresponding to the selection region. 소정의 폭과 두께를 갖는 종이 웹을 형성하기 위하여 성형 와이어 상에 제지 재료를 분출하는 헤드박스 장치로서,A headbox apparatus for ejecting a paper material onto a forming wire to form a paper web having a predetermined width and thickness, 가압 제지 재료 공급원과,A pressurized paper material source, 상기 가압 제지 재료 공급원에 연결되고, 제지 재료의 유동을 위한 테이퍼형 유입부를 형성하는 하우징과,A housing connected to the pressurized papermaking material source and forming a tapered inlet for the flow of papermaking material; 복수 개의 튜브 열을 구비하는 튜브 뱅크와,A tube bank having a plurality of tube rows, 상기 튜브 뱅크와 성형 와이어 사이에서 연장하는 슬라이스 챔버와,A slice chamber extending between the tube bank and the forming wire, 미세분 공급원과,Fine powder source, 형성된 종이 웹 내에서 z방향으로 선택된 높이에서 미세분을 도입하는 도입 수단을 구비하며,And introducing means for introducing fine powder at a height selected in the z direction in the formed paper web, 상기 복수 개의 튜브 열의 각 열은 정렬된 복수 개의 튜브를 구비하며, 각각의 튜브는 유입부 매니폴드로부터의 제지 재료를 수용하여, 제지 재료는 상기 매니폴드를 통하여 실질적으로 일정한 유량으로 흐르고,Each row of the plurality of tube rows having a plurality of aligned tubes, each tube receiving paper material from an inlet manifold such that paper material flows through the manifold at a substantially constant flow rate, 튜브로부터 방출된 유체는 슬라이스 챔버를 통하여 유동하여 성형 와이어 상에 방출되어, 종이 웹을 형성하며,The fluid discharged from the tube flows through the slice chamber and is released onto the forming wire, forming a paper web, 상기 도입 수단은 미세분 공급원에 연결되며, 이 도입 수단은 미세분을 복수 개의 출구를 통하여 유입부 매니폴드로 방출하고,The introduction means is connected to a source of fines, which introduces fines through a plurality of outlets to the inlet manifold, 상기 미세분이 최종 웹의 상면 및 하면에 인접하게 분출되도록, 상기 공급 도관은 종이 웹의 두께 방향에서 선택된 위치에 대응하는 두개의 라인을 따라 종단하는 것을 특징으로 하는 헤드박스 장치.And the feed conduit terminates along two lines corresponding to a selected position in the thickness direction of the paper web such that the fines are ejected adjacent to the top and bottom surfaces of the final web.