JPH04333687A - 抄紙機ヘッドボックス - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は巾方向の流量、濃度の調
整を図る抄紙機ヘッドボックスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４に抄紙機ヘッドボックスの原料入口
配管から原料をワイヤパートに噴出するヘッドボックス
のリップ部までの構成を示す。図４において抄紙原料１
は立ち上り配管２、エルボ３、直管部４、丸角変換配管
部５、テーパヘッダ６を経て分配部分岐孔群７でヘッド
ボックス８の巾方向に均一に流量分配される。そして原
料液はディストリビュータからの噴流を混合する混合ゾ
ーン９で流速の均一化及び濃度の均一化が図られ、分散
部１０、スライス部１１、リップ部１２を経てヘッドボ
ックスからジェット１３としてワイヤ１４上に噴出され
る。このワイヤ１４上に噴出した原料は、図示しない脱
水装置、圧縮装置、乾燥装置を経て紙として巻取られる
。

【０００３】図５及び図６に紙の巾方向の坪量（単位面
積当りの重量）を均一化するための坪量調節装置として
、最も一般的に利用されている従来例を示す。ヘッドボ
ックス先端の上リップ１５を、５０〜１５０ｍｍピッチ
程度に配置されたジャッキ装置１６，１７，１８で撓ま
せ、リップ開度を変えて巾方向の流量を変化させ、巾方
向坪量プロファイルの微調整を行なうことを基本として
いる。しかし上リップには剛性があること、及びジャッ
キ装置にはバックラッシュが存在することにより、上リ
ップの動きとジャッキ装置の動きを完全に対応させるこ
とは困難であった。

【０００４】前記の如く互いに隣接のリップ調整装置で
、リップの開度の広狭を設けることにより坪量を均一化
させているが、リップ開度の狭い所から広い所の方へ流
れが偏向する。このように流れが偏向したままワイヤパ
ートで脱水されると、繊維配向が巾方向で異なることに
なり、情報用紙等での感熱用紙、熱転写用紙として使用
される場合、カール（紙の曲がり、ねじれ）を生じ、複
写印刷機械の中での紙詰まり等の問題が発生する。

【０００５】次に巾方向坪量プロファイルの改善を図っ
た従来例を、図７及び図８に示すと、図７は坪量プロフ
ァイル調整装置の側断面図、図８は図７のＢ〜Ｂ断面を
示す。図においてヘッドボックス８のエプロンリップ１
９に、坪量微調整用パイプ２２を、ヘッドボックスの原
料噴出口、即ちリップ部１２より上流側で、図８に示す
如く巾方向に所定間隔離して複数個設けられた希釈水（
白水又は清水）の供給口２１を介して配列し、微調整用
パイプ２２に設けた流量調節バルブ２３によってヘッダ
２４からの希釈水を制御し、原料濃度を変えて坪量の巾
方向プロファイルの微調整を行なっている。

【０００６】また特に図示しないが、分配部分岐孔群の
孔部に希釈水を注入することで原料濃度を変え、巾方向
坪量プロファイルの微調整を実施した例もある。この希
釈水の注入方法では、分配部で巾方向に均一に流量分配
された後、希釈水を注入するため、流量の不均一を発生
させ、速度プロファイルを悪化させると共に、流れの向
きの偏向を発生させる問題がある。

【０００７】前述の如くヘッドボックスの巾方向の流量
分配は、分配部にて行なわれ、均一な流量分配を得る様
に、ヘッダはテーパ状又は曲線的に断面が変化している
。即ち、分配部の各孔に入る速度が理論上同一速度とな
る様に設計、製作されている。また立ち上り配管、エル
ボによる流れの乱れは、直管部、丸角変換配管部にて整
流し、乱れを減少させるようになっているが、管の壁面
と管内部の流速は全く同一とはならないので、乱流の流
れが生じている。このため巾方向に流量分配が行なわれ
る時、時間経過からみて、ディストリビュータの孔への
流入量が微少に変化していることになる。このためスラ
イスリップ微調整装置により坪量調整しても、流れの変
動があるため、厳しくなる坪量プロファイルの品質基準
を外れることがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のヘッドボッ
クスでは、紙の巾方向の坪量プロファイルの均一化のた
めに、スライスリップを変形させて、巾方向の原料厚み
を調節している。またスライスリップの調節装置は、機
械の巾方向で５０〜１５０ｍｍピッチで配置されている
。リップ開口の大小により、微少にみると流れ易さ、流
れにくさが生じる。即ち、原料は開口の狭い流れにくい
部分から、開口の大きい流れ易い方向へ流れ、坪量を増
加させたい部分の重量は増やせるが、リップ開口からで
る原料ジェットの流れる方向（流向）が巾方向で、機械
の抄紙方向と異なり、巾方向流向プロファイルが悪化す
る。この流れの向きが巾方向で均一でないと、紙を構成
する木材繊維の向きが巾方向で異なり、情報用紙（例え
ば熱転写用紙）として使用する時カール（紙が変形する
こと）を発生し、複写印刷時紙詰まり等のトラブルが発
生する。このためリップ開度微調整により坪量プロファ
イル調節をしても、流れの向きが機械方向と同じになる
ようにする必要がある。

【０００９】また希釈水の注入により、原料濃度を変化
させて坪量プロファイルの均一化を図る方法では、ディ
ストリビュータにより均一化された流量分配を崩すこと
になり、坪量プロファイルは均一化されるが、流れの向
きが偏向するため繊維配向プロファイルが均一とはなら
ない。このため坪量プロファイル調整しても、流れの向
きは機械方向と合わせる必要がある。またテーパヘッダ
内部の流れは、乱流の流れであるため、ディストリビュ
ータの各孔に流入する流量が変動し、近接する孔と孔と
の間の流量むらを発生させる。このため流量の多い方か
ら流量の少ない方へ流れが偏向する。これを防止するた
め、各孔へ流入する流量を均一とし、かつ変動も少なく
する必要があった。

【００１０】更にヘッドボックスの据付面積の関係で、
直管部４の長さが短いと、エルボ部での不安定流れが整
流されず、不安定のままヘッダに流入する。また丸角変
換配管部５の広がり角度が大きいと流れに剥離が発生し
、不安定な流れとなってヘッダに流入する。この不安定
な流れは、分配部での巾方向の均一分配の安定性を著し
く悪化させ、ヘッドボックス内での流速、流れの向き、
濃度の不安定要因となる。従ってこれが坪量の巾方向プ
ロファイルの安定性に欠ける原因となっていた。そこで
従来のヘッドボックスにおける分配部の各々の分岐孔へ
の流入量の調整により、ヘッドボックス内部での流速分
布を均一化し、流れの向きが偏向しない様にする必要が
あった。本発明は前記従来の課題を解決できる抄紙機ヘ
ッドボックスを提供せんとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、抄紙
機ヘッドボックスにおいて、機械の巾方向に抄紙原料を
分配する分岐孔群の巾方向に列をなす孔の１列、又は全
ての孔の流量及び濃度が自由に調整できるようにしてな
るもので、これを課題解決のための手段とするものであ
る。

【００１２】

【作用】坪量計から得られた紙巾方向の坪量プロファイ
ル信号は、制御装置にて変更すべき制御弁の位置を決定
し、白水量制御弁開度、繊維流量制御弁開度を決定する
。このとき白水量と繊維流量の和が弁開度変更前と同じ
になるように開度決定される。このため分岐孔に入る流
量は変化しないため、ヘッドボックス内部での流れの偏
流は起こらないことになる。このことから従来に比べ精
度よく微調整が可能となり、よりよい坪量プロファイル
の均一化を図ることができる。

【００１３】一般にヘッドボックスの両端部は、壁面が
あるため境界層が発達し、ジェットからの噴出速度が低
下することはよく知られている。このため両端部近くの
孔からの流量を増加する対策が実施されているが、本発
明のヘッドボックスでは、白水量と繊維原料流量の和を
中央部より増やすことで可能となる。

【００１４】

【実施例】以下本発明を図面の実施例について説明する
と、図１〜図３は本発明の実施例を示す。図１において
ヘッドボックス８の巾方向に原料を分配する分配部分岐
孔群４４は、多数の孔又はチューブ群で構成され、各々
の孔又はチューブはその上流側に管３１、白水と繊維原
料を混合する混合部３２があり、更に白水管３３が接続
され、その途中に白水量制御弁３５、白水量検出器３７
が接続されている。白水管３３には繊維原料が流入可能
な様に、繊維流入管３４が接続され、その途中に繊維流
量制御弁３６、繊維流量検出器３８が接続されている。

【００１５】また各々の白水管３３は白水ヘッダ管３９
に接続され、図示しない白水ポンプより白水が送り込ま
れる。同様に各々の繊維流入管は、繊維流入管ヘッダ４
０に接続され、図示しない繊維原料送りポンプにより設
定された繊維濃度の繊維原料が送り込まれる。

【００１６】図２に坪量プロファイル制御のシステム図
を示す。図において４１は制御装置で、坪量計４２から
電送された紙の巾方向のプロファイルデータと白水流量
計３７ａ〜３７ｎ、繊維原料流量３８ａ〜３８ｎの流量
データから、白水量制御弁３５ａ〜３５ｎ及び繊維原料
流量制御弁３６ａ〜３６ｎの開度量を決定する装置であ
る。白水及び繊維原料は混合部３２ａ〜３２ｎで混合さ
れ、分配部分岐孔群の孔又はチューブ４４ａ〜４４ｎに
流入する。また信号対応装置４３は、制御装置４１から
出力される弁開度信号と、制御すべき白水制御弁又は繊
維原料流量制御弁との対応づけを行なうものである。更
に各々の白水、又は繊維原料流量計の信号を、常時制御
装置に伝送する切換器が設けられている。

【００１７】なお、前記の実施例は分配部分岐孔の全て
の孔に適用した例を示すが、ヘッドボックスの設置スペ
ースが十分あり、ヘッダに入るまでに十分整流され、ヘ
ッドボックスの巾方向流量プロファイル、濃度プロファ
イルが均一化されている場合は、従来の原料分配方式と
併用が可能である。

【００１８】図３にその実施例を示すと、上側１列に関
し、全巾にわたる分岐チューブ３０について白水と繊維
原料の量を制御した例を示す。本例では制御系部品個数
が少なくなり、安価に目的を達成することができる。ま
た前記実施例では、従来のスライスリップ微調整装置と
の関係を特に記載していないが、基本的に不要となる。 しかし、機械加工、組立の精度は現実的には若干の公差
があり、これを補正する目的で従来のスライスリップ微
調整装置を併用することは、本発明の主旨を外れるもの
ではない。

【００１９】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明によれば
、分配部の各分岐孔に流入する流量を各々調節すること
ができるので、速度プロファイル、流向プロファイルが
希望のプロファイルに可能であり、繊維配向プロファイ
ルが向上する。また流量は同じで、原料濃度の調整も可
能となるため、坪量プロファイルも均一となる。更にエ
ルボ、丸角変換配管部がなく、またヘッダ部も不要とな
り、従来発生していたヘッダから各分岐孔への流量不安
定成分が除去できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る抄紙機ヘッドボック
スの斜視図である。

【図２】図１のヘッドボックスのシステム図である。

【図３】本発明の第２実施例を示すヘッドボックスの側
断面図である。

【図４】従来のヘッドボックスの斜視図である。

【図５】従来の坪量プロファイル調整のためのスライス
リップ微調整装置の正面図である。

【図６】図５のＡ〜Ａ断面図である。

【図７】従来の坪量プロファイル調整のための濃度プロ
ファイル方式のヘッドボックスの側断面図である。

【図８】図７のＢ〜Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１　　抄紙原料 ８　　ヘッドボックス １２　　スライスリップ ３５　　白水量制御弁 ３６　　繊維流量制御弁 ３７　　白水量検出器 ３８　　繊維流量検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　抄紙機ヘッドボックスにおいて、機械
   の巾方向に抄紙原料を分配する分岐孔群の巾方向に列を
   なす孔の１列、又は全ての孔の流量及び濃度が自由に調
   整できるようにしたことを特徴とする抄紙機ヘッドボッ
   クス。