JPH08504901A - 製紙機械用ダブルワイヤフォーマ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は次の特徴を有するキャップフォーマとして形成された繊維材料のウエブ、特に紙ウエブを形成するダブルワイヤフォーマに関するものである。共同でダブルワイヤを形成する第１（１）と第２（２）のワイヤバンドが設けられており、材料懸濁液（３）をダブルワイヤ間に直接噴射する材料溜りが設けられており、機械方向に見て湾曲した、回転しない、破断された表面（６）、例えばフォーミングシューまたは１つの表面を形成する多数のバーからなる少なくとも１つの第１の脱水ゾーンが設けられている。本発明は、第１の脱水ゾーンの最初に直接噴流衝突点のところで始まる凸状に湾曲した脱水部材（６）が設けられており、その脱水部材が機械方向に見てワイヤに接触する少なくとも２つの曲率半径Ｒ_iを有し、その場合に各曲率半径Ｒ_iはそれぞれ機械方向において後続の曲率半径Ｒ_i+1より小さいことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 製紙機械用ダブルワイヤフォーマ 本発明は請求項１の上位概念に記載の製紙機械用のダブルワイヤフォーマに関 するものである。 製紙機械用のダブルワイヤフォーマ、特にギャップフォーマと称されるものは 多様な仕様で知られている。次の刊行物を参照することができる。 （１）ＷＯ９１／０２８４２には請求項１の上位概念のほぼすべての特徴を有 するダブルワイヤフォーマが記載されている。ここではギャップフォーマとして 形成されたダブルワイヤフォーマが取り扱われており、そこでは特にどちらかと 言うと比較的小さい湾曲を有する固定のフォーミングボックスを介しての最初の 脱水が図示されている。フォーミングボックスにはバーで画成された多数の脱水 スリットが設けられており、その上をワイヤがそれらの間にある製紙材料と共に 走行する。あるいはまた、例えば吸引ロールとして形成することのできる回転す るフォーミングロールを介しての最初の脱水が図示されている。 （２）ＥＰ０３３５８２１Ａ２にはダブルワイヤフォーマの変形例が記載され ており、このダブルワイヤフォーマにおいては材料溜りとワイヤギャップ間の狭 くなったスペース状況を改良して、オーバーワイヤとアンダーワイヤがそれぞれ 小さい曲率半径を有する固定の方向変換部材を介して第１の脱水ゾーンへ供給さ れる試みがなされており、その場合に固定の方向変換部材において発生するワイ ヤと方向変換部材との間の大きな摩擦を、方向変換部材の前でさらにノズルで水 を供給することによって減少させる試みがなされている。 （１）に示すダブルワイヤフォーマの欠点は、ワイヤ走行方向に互いに前後し て配置された、大きな曲率半径を有する最初の脱水ゾーンを形成する多数のバー を備えた固定のフォーメーションボックスを有するダブルワイヤフォーマか、あ るいは最初の脱水ゾーン内にある比較的小さい曲率半径を有する回転するフォー ミング部材を備えたダブルワイヤフォーマかのどちらかを選ばなければならない ことである。固定のフォーミングボックスの方向に決定が行われた場合には、多 数のバーのおかげで結果として小塊のない良好なフォーメーションを有する紙が 得られるが、曲率半径が大きい場合にワイヤが機械方向に対して横方向に波を打 つ傾向があるので、面積重量プロフィールは悪くなる。小さい曲率半径の第１の フォーミング部材、すなわちフォーミングロールを選ぶことに決定した場合には 、良好な面積重量プロフィールを有する紙が得られるが、紙のフォーメーション に関する損失を覚悟しなければならない。 （２）に示すダブルワイヤフォーマの場合の欠点は、非常に大きなワイヤ摩耗 と、特にワイヤと固定の方向変換部材との間の潤滑を保証するために別に水をノ ズルで供給する必要があることである。方向変換部材に続くフォーメーションボ ックスも非常に大きな曲率半径を有し、その結果面積重量プロフィールが悪くな る。 本発明の課題は、２つの要請を同時に満たすダブルワイヤフォーマを提供する こと、すなわち非常に良好な、すなわちできるだけ小塊のないフォーメーション をできるだけ均一な面積重量プロフィールと共に有する紙が形成されなければな らないことである。従って後者は、第１の脱水部材としてのフォーミングロール によって形成された紙の面積重量プロフィールに相当する。 この課題は、請求項１に記載の特徴によって解決される。 本発明者は、第１の脱水部材としてフォーミングロールを有するダブルワイヤ フォーマの利点と、その第１の脱水部材が固定のフォーミングボックスであるダ ブルワイヤフォーマの利点が組み合わせられることを認識した。ダブルワイヤフ ォーマ内に第１の脱水部材としてフォーミングロールが設けられる場合には、フ ォーミングロールの曲率半径が比較的小さいので、実際のワイヤの張力、特にフ ォーミングロールと対向するワイヤの張力によって２つのダブルワイヤが波打た ず、きれいに添接する。ワイヤガイドのこの長所によっても、形成される紙ウエ ブのきわめて均一な横プロフィールがもたらされる。しかし同時に紙ウエブのフ ォーメーションの品質が低下するという欠点がある。他方で、形成される紙ウエ ブの最初の脱水を行うために多数のバーを有する固定のフォーミングボックスが 使用される場合には、形成される紙ウエブはきわめて良好かつ均一なフォーメー ション特性を有するが、横プロフィールの均一性が望まれる、というのは、ワイ ヤがフォーメーションボックスの上方で波打つ傾向があるからである。 本発明によれは、まず回転するフォーミングロールが省かれ、その代わりに固 定のフォーミングボックスが最初の脱水部材として設けられることによって、そ れぞれプラスとなる上述の特性を同時に達成することが提案される。その場合に 特別な関心はフォーミングボックスの最初の領域に置かれ、特別な実施例におい ては特に最初の脱水バーに置かれる。本発明によれば２つのワイヤをピンと張る ことは、フォーミングボックスの少なくとも（供給側の）開始領域がほぼフォー ミングロールの曲率半径に相当する曲率半径を有する（大きさのオーダーは０． ５から１．５ｍ）ことによって達成される。次の領域は通常ずっと大きい曲率半 径を有する。上述の特殊な実施例は、少なくとも２つの異なる曲率半径を有する 最初の脱水バーが形成されており、その場合に第１の部分として少なくとも１ｍ より小さい曲率半径を有する著しい湾曲が設けられており、（本発明の他の実施 例においては）その上にワイヤに接触する１００ｍｍより小さい弦距離が設けら れていることを特徴としている。同じ最初のバー上のそのすぐ後に現在の技術の 状態に相当する曲率半径を有する、従って２〜５ｍの範囲の半径を有する第２の 部分が設けられている。その場合に材料懸濁液噴流は２つのワイヤ間に、衝突点 が第１の脱水バーの前端縁の直前に来るように噴射されるので、ワイヤ水分の約 １０％がこの第１の端縁で掻き取られる。ここから２つのワイヤは同じ方向に向 けられた曲率半径においてワイヤ間の繊維懸濁液と共に第１の脱水バーを介して 案内される。その場合に「外側の」ワイヤについても湾曲して案内される表面を 介して均一な締付けが得られ、それによって波打ち（と、それに伴う不規則な面 積重量ブロフィール）が回避される。同時に小塊の形成を防止するために繊維懸 濁液内に圧力パルスを発生させる、互いに前後して配置された多数のバーに基づ いて良好なフォーメーションが得られる（すなわち良好に「透けて見える」）。 従って形成された紙ウエブにおいて特性の所望の組合せが得られる。同時に最初 の材料溜り側端縁においてワイヤ水分の一部が即座に掻き取られることによって 、この箇所におけるワイヤの充分に大きい潤滑がもたらされ、かつワイヤ表面と 脱水部材の摩耗が防止される。 本発明の枠内においてさらに、最初の脱水部材が小さい曲率半径を有する著し い湾曲からそれより大きい曲率半径を有する平坦な湾曲へ連続的に移行するよう に形成される。同様に、少なくとも２つの曲率半径を有するこの最初の脱水部材 の代わりに、少なくとも２つの異なる曲率半径を有する２つあるいは多数の互い に前後して配置された個別の脱水部材が設けられ、その場合に個々の部材間に脱 水間隙が設けられるようにする方法もある。最初の脱水部材に続くバーを同方向 または反対方向に湾曲した平坦な他の曲率半径上に配置すること、ないしは平面 上に配置することも可能である。後続の脱水区間の形成は、従来技術に相当する ようにすることができる。 図面を用いて本発明を詳細に説明する。 図面には次のものが図示されている。 図１と図２は、種々のダブルワイヤフォーマの概略的な側面図である。 図３は、図１に示すダブルワイヤフォーマの第１の脱水バーの横断面図である 。 図１に示す２つのダブルワイヤフォーマにはそれぞれ回転するワイヤバンド１ 、２が設けられている。材料溜りが機械幅の材料噴流３を、２つのワイヤ１、２ によって形成されるくさび形状の流入ギャップ内へ噴射する。 図１に示す実施形態においては、フォーメーションボックス７の構成部材であ る第１の脱水バー６が設けられている。脱水バーは、ワイヤ走行方向に見てその 前端縁が直接噴流３の衝突点に来るように配置されている。バー６は凸状に湾曲 している。その場合に湾曲はワイヤ走行方向に変化し、特に減少しており、表現 を変えると、曲率半径が増加する。 フォーメーションボックス７に連続して他の脱水ボックス８が設けられている 。これらも２つのワイヤ１、２に凸状の湾曲を与える。その場合にこれら２つの ボックスの曲率半径は、フォーメーションボックス７の最後の曲率半径に、すな わちＲ₂にほぼ等しい。 ここでは（上方の）ワイヤ１のループ内にオーバーワイヤボックスが設けられ ている。これはここでは垂直の仕切り壁によって分割されているので、到達する 水はすでに「最初から」２つの量に分割される。 図２に示す実施形態においては、第１の脱水ゾーンの最初に湾曲した脱水部材 としてフォーメーションボックス１２が設けられている。その前にブレストロー ル１１が設けられている。下方のブレストロール１１とフォメーションボックス １２は一点鎖線で示唆するフォーミングロール１３の代わりに設けられている。 フォーミングロール１３は通常は半径Ｒ₁を有する。ボックス１２は多数の、特 に本実施例においては５本のバーを有する。これらのバーが２つのワイヤ１、２ を湾曲したカーブで案内する。この湾曲は凸である。曲率半径はＲ₂となる。 上述の５本のバーの形状と配置に関しては以下に示す２つの可能性がある： すべてのバーが半径Ｒ₁を有する円弧上に位置し、あるいは前方ないしは第１ のバーのみが半径Ｒを有する円弧を形成する場合には、図示のように、後続のバ ーはより大きい半径Ｒ₂を有する円弧を形成する。 フォーメーションボックス１２に連続してバーバンク１４が設けられている。 個々のバーは可撓的に軸承されており、かつ調節可能な力でアンダーワイヤ２に 対して押圧可能である。 この実施形態においても同様にオーバーワイヤボックスが設けられている。こ れにも同様に多数のバーが設けられている。オーバーワイヤボックスには種々の ワイヤ水量を分離して収容するために横方向に延びる多数の仕切り壁が設けられ ている。その場合にオーバーワイヤボックスのバーとワイヤバンク１４の個々の バーは、ボックス１２の湾曲と反対側に向けられた湾曲が形成されるように形成 されて配置されている。 図３にはフォーメーションボックスの第１の脱水バー６の噴流衝突点の横断面 が示されている。オーバーワイヤ１とアンダーワイヤ２が左から来ており、噴流 厚４を有する噴流３が脱水バー６の前端縁の領域でアンダーワイヤに衝突する。 脱水バーのワイヤ側は湾曲して図示されており、その場合にまず半径Ｒ₁を有す る湾曲が与えられており、それに続いて曲率半径Ｒ₁より大きい曲率半径Ｒ₂へ移 行している。曲率半径Ｒ₁の上方の弦の高さ５は好ましくは材料噴流３の噴流厚 ４の半分よりも大きい。本発明によれはオーバーワイヤ１は、第１のバー６の同 様に前端縁の領域で、好ましくはこの前端縁の後方の短い区間で材料噴流３と接 触するように形成されている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 (１) １．１ 共同でダブルワイヤを形成する第１と第２のワイヤバンドが設 けられており、 １．２ 材料懸濁液をダブルワイヤ間に直接噴射する材料溜りが設けられてお り、 １．３ 機械方向に見て湾曲した、回転しない破断された表面、例えばフォー ミングシューまたは１つの表面を形成する多数のバーからなる少なくとも１つの 脱水ゾーンが設けられている、 ことを特徴とするギャップフォーマとして形成された繊維材料のウエブ、特に紙 ウエブを形成するダブルワイヤフォーマにおいて、 １．４ 第１の脱水ゾーンの最初に噴流衝突点で直接始まって凸状に湾曲する 脱水部材が設けられており、この脱水部材が機械方向に見て少なくとも２つのワ イヤに接触する曲率半径Ｒ_iを有し、その場合に機械方向において後続の曲率半 径Ｒ_i+1よりそれぞれ小さい各曲率半径Ｒ_iが設けられていることを特徴とするダ ブルワイヤフォーマ。 (２) 第１の脱水部材のワイヤに接触する最も小さい曲率半径Ｒ₁が１００か ら１０００ｍｍの間であることを特徴とする請求項１に記載のダブルワイヤフォ ーマ。 (３) Ｒ₁の上方の弦の高さが材料噴流の半分の厚みより大きいか等しいこと を特徴とする請求項１または２に記載のダブルワイヤフォーマ。 (４) 第１の脱水部材のワイヤに接触する２０００ｍｍより大きい最大の曲率 半径が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の ダブルワイヤフォーマ。 (５) 第１の脱水部材が正確に２つの曲率半径Ｒ₁とＲ₂を有することを特徴と する請求項１乃至４のいずれか1項に記載のダブルワイヤフォーマ。 (６) ６．１ 第１の脱水ゾーンの最初に少なくとも１つの１０００ｍｍよ り小さい曲率半径（＜１０００ｍｍ）を有する第１の凸状の脱水部材が設けられ ており、 ６．２ 第１の部材のすぐ後に少なくとも１つの２０００ｍｍより大きい曲率 半径（＞２０００ｍｍ）を有する第２の凸状の脱水部材が設けられていることを 特徴とする請求項１に記載のダブルワイヤフォーマ。 (７) 第１と第２の脱水部材間の自由な距離が最大で１００ｍｍであることを 特徴とする請求項６に記載のダブルワイヤフォーマ。 (８) 第１の脱水部材が、ワイヤに接触する材料溜り側の端縁が充分にワイヤ 水分を掻き取って、それによってワイヤとバー間の潤滑が保証されるように配置 されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のダブルワイ ヤフォーマ。 (９) Ｒ≦１０００ｍｍを有する第１の脱水部材の上方のワイヤに接触する弦 の距離Ｓ₁についてＳ₁≦１００ｍｍが成立することを特徴とする請求項１乃至８ のいずれか１項に記載のダブルワイヤフォーマ。 (１０) 第１の脱水部材が機械幅にわたって異なる半径Ｒ_iを有する部分Ａ_iに 分割されており、かつこれら部分間にワイヤを支持しない部分が設けられている ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のダブルワイヤフォーマ 。 (１１) 個々のバー部分Ａ_iが、流出側端縁に接する接線が後続の部分の材料 溜り側端縁に接する接線と合同になるように配置されていることを特徴とする請 求項１０に記載のダブルワイヤフォーマ。 (１２) オーバーワイヤが最後の方向変換ロールから流出する流出点が、大き い半径Ｒ_maxの始まりに対する接線と小さい半径Ｒ₁の始まりに対する接線間の角 度セクタ内に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項 に記載のダブルワイヤフォーマ。 (１３) １３．１ ２つのエンドルスのワイヤループによって流入ギャップが 形成され、 １３．２ 材料溜りから材料懸濁液ができるだけ均一にワイヤ間の流入ギャッ プへ噴射され、 １３．３ ワイヤ間にある材料懸濁液が少なくとも１つの脱水ユニットを介し て脱水されるので、繊維のウエブが形成され、 １３．４ 最初の脱水が、互いに前後して配置された多数の脱水ユニットから なる凸状に湾曲した脱水部材上で行われる ことを特徴とする繊維材料のウエブ、特に紙ウエブを形成する方法において、 １３．５ ２つのワイヤが噴流衝突点から湾曲して、かつ締付けられて案内さ れ、その場合に第１の脱水部材の側にあるワイヤがワイヤに接触する第１の面上 で少なくとも２つの半径を介して案内されており、その場合に最初の半径が最後 の半径よりも小さいことを特徴とする繊維のウエブ、特に紙ウエブを形成する方 法。