JPH10502979A - 紙製造装置用のヘッドボックス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 紙製造のヘッドボックスにおいて、各搬送チューブの分出流路（５）が対応するチャネル（３７）に最大直径となるように開口し、分離手段（３６）の全長（ｄ’）は渦発生装置（２６）と裏面板との間の距離（ｄ）よりも短く設定される。紙製造において希釈が上流側で制御される応用ができる。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 紙製造装置用のヘッドボックス 発明の分野 本発明は、紙製造の分野に係り、より詳しくは現在知られている添加物を 含む液状媒体中において溶解しているパルプ繊維からシート状の紙を連続的に製 造する分野に関するものである。 発明の背景 上記の分野においては、ヘッドボックスと呼ばれる部屋の中にパルプ繊維 の溶液を供給するためのものが使用される。このヘッドボックスにはコンベアベ ルト上に位置する二つのリップの間に構成されるノズルから上記の溶液を供給し て、シート製造の工程を開始する第１の機能と、シートを後続のユニットに送り 出すようにして連続的に紙を製造する第２の機能が備わっている。 このような技術は広範に知られており、多孔の裏面板を介して連通する分 配器の手段から供給する機能が、ヘッドボックスにとって必要な機能であること が知られている。 良好な均一性を確保するために、溶液に渦を発生することが必要であって 、また上記ノズルの上流からコンベアベルト上に広げる前に溶液を均一に分配す ることがさらに必要となることが知られている。 このような供給システムによれば、溶液中で発生した渦または流れにより 繊維が、特定の範囲で極度に集中される結果、製造後のシートが均一であるとは 言えない状態になることが観察されている。また、制御不可能な部分的な繊維の 配向（オリエンテーション）は非均一となる最終製品を同様に招くことが観察さ れている。 そこで、一般的には、繊維の集中と配向を制御できることが望ましい。 従来の技術 以上のような事情のために現在使用されている装置において、上記のノズ ルを構成するリップの内の少なくとも一方を変形することで、溶液の流れの部分 を変化して、特定の応用をしたり、溶液を広げることでナズルの幅方向の分配を 図るための提案がなされている。 かかる提案によれば、ヘッドボックスの下流側で作用する一種の調整手段 が設けられることになる。この「下流側」とは、ヘッドボックスの入口側から供 給される溶液が広げられる流れに沿う方向の相対位置である。 このような手段によれば、供給されたパルプの濃度を整えることが可能と なるが、繊維の配向が表れることが観察されている。したがって、このような手 段は集中と配向の両方を制御できないものである。 ヘッドボックスの動作の改善を図るとともに、変形可能なノズルのリッ プによるマイナス要因を除くために、異なる技術が望まれている。 この技術は、ヘッドボックスを液状の溶液を搬送チューブまたはパイプを 介してヘッドボックスの背面に導入するものであり、搬送チューブまたはパイプ を互いに並設するように構成されている。 この技術によれば、従来の分配器との比較において部分な送り出しの制御 の改善を可能にできるが、上記の問題の解消に充分ではない。 このような技術において、ヘッドボックスの溶液を導入する部屋において 分離壁を設けることで、対応する搬送チューブに対応する内部チャネルを規定す る改良が行われている。例えば、出願番号ＷＯ ８８／０１３１８がある。しか しかる改良でも所期の改善とならないようである。 ヘッドボックスに設けられる種々の搬送チューブに対して調整弁を含む希 釈調整ブロックを設けることで、特定の溶液の希釈調整をすることで、各チュー ブによる溶液を独立して供給可能にする等が行われている。かかる提案は、出願 番号 ＤＥ ４ ０１９ ５９３でなされている。 この技術では、ヘッドボックス上流側の調節を可能にでき、シート全体に 渡る制御を可能にすることで、横方向の濃度制御を可能にすることで、均一な製 品を得ることが期待される。 この技術は、なるほど改善をもたらすものであるが、上記の問題を全て解 消できるものではないようである。実際には、ノズルのリップの一つを変形させ て、ノズルからの流れの一部を調整することが必要であり、このようにして繊維 の濃度と配向の問題を解消することが以前として必要であることが判明している 。 本発明の目的は、上記の提案の溶液の搬送システムに対して取付けられる ヘッドボックスの構造及び機能上の改善を提案するものである。 さらに本発明の改善によれば、ヘッドボックス内における繊維の溶液のを 均一にするための分配をより効果的に制御するために、所定の流れ中で自然発生 する配向を考慮に入れることで、濃度の一致を制御可能にするようにして、上流 側の希釈を調整することなく一致するようにして、部分的に発生する好ましくな い繊維の配向を含む種々の障害を除くことを目的としている。 他の目的としては、従来のヘッドボックス構造に対して一度設置された後 には、頻繁でかつ正確さを要する調整であって、シート状の紙を連続製造工程に おいて障害となるような全ての作業が不要となる技術的な改善手段を簡単に取付 けるようにすることである。 本発明の他の目的は、一度設置されたら、調整または交換が不要であって 、かつシート状の紙を連続製造工程において障害となるような監視と定期的な保 守が不要となる静的な性質の手段を提供することにある。 本発明の他の利点は、ヘッドボックスの構成要素への早期かつ迅速なア クセスが可能であるので、必要に応じて、清掃でき長期かつ複雑な取り外し作業 を不要とする点である。 発明の要約 上述の目的を達成するために、紙製造機械用のヘッドボックスはｎ個の搬 送チューブを裏面板において接続してなるタイプであって、抄紙用のパルプを制 御下の希釈状態において分配し、上記裏面板側の開口部から流れるようにした混 合部屋と、この混合部屋を規定する渦発生装置であって上記裏面板から離間して 設けられて上記部屋がノズルのリップから分離するように設けられる渦発生装置 とを備えてなりパルプをエンドレスのドレイン用のコンベアベルト上に広げる渦 発生装置と、混合部屋をチューブの配設分のチャネルに分離するための分離手段 とを備えたヘッドボックスであって、 前記裏面板は各チューブ開口ブの最大の部分から分出して対応するチャネ ルに通じる流路を有し、 前記分離手段は前記裏面板と前記渦発生装置の間の長さより短く構成され ることを特徴としている。 ここで、本発明の種々の他の利点は、明細書と添付図面から想到できるで あろう。 図面の簡単な説明 図１は、連続紙製造機械用のヘッドボックスを一部破断して示した模式図 である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ面に沿う外観斜視図である。 図１は、連続して紙を製造する機械１の上流側の端部の一部構成を示して いる。本図において、従来の方法のように、この機械は基部２または相当品を備 えており、種々の機能上のサブ組立て品を搭載しているが、図では２個のサブ組 立て品のみを示している。これらのサブ組立て品は搬送装置３とドレインとコン ベアベルト４であり、これについて以下に述べる。 搬送装置３は、適当な方法により基部２上に搭載されるヘッドボックス５ を備え、このヘッドボックスは２つのリップ７、８により規定されるノズル６か ら構成される出口を有しており、リップ７、８の間で流出部９を構成して、繊維 溶液をベルト４上に流出することで、続いてシートを抄紙する。この流出部９は ベルト４の上方ストランド１０の上方に位置しており、またベルト４は少なくと も一方が駆動力を得るようにしたシリンダーまたはローラ１１の間において張設 されており、上記の上方ストランド１０が矢印ｆ１方向に移動するように構成さ れている。 模式図において模式的に示されているように、上方ストランド１０の下方 にはこの上方ストランド１０を介して流出した溶液を回収するとともに、再循環 する目的で設けられた装置１２が配設されている。 ヘッドボックス５は、ヘッドボックス５を構成するための裏面板１６に対 して適宜直接的に接続されるｎ本のチューブまたはパイプに対して繊維の溶液を 供給するタンク１４を具備する組立て体１３からの供給を受ける形式のものであ る。 ヘッドボックスの構成と機能に関する従来からの形式及び文献または多く の作業によれば、種々のチューブ１５から搬送される搬送流を均一にし、かつ分 布を一定にする目的で、「混合用」の部屋を種々のチューブまたはパイプ１５の 出口部分とノズル６の間に配設することが、推奨されている。この均一化の機能 にもかかわらず、リップ８を調整するとともに変形するための手段を使用する必 要があり、これにより例えば上方ストランド１０上に注がれる水−繊維の成分の 分配状態の分布を調整するようにしている。 出口部９の断面のバラツキがあるために、このような調整手段は溶液に含 まれている繊維であって、不規則に分布している繊維により均一な品質のシート を得るために障害となる予め配向する必要がある。 事実、もしも混合部屋において種々のチューブ１５とノズル６の間におい て溶液の流れのための充分な距離が確保できるのであれば、混合部屋の均一化の 機能は少なくとも理論上では効果的であると考えることができる。しかしながら 、このような要件を満足する混合部屋を実施することは、コストと容積及び実際 の運転上の問題であって、溶液中に制御不可能な凝集が発生する虞を招くことか ら実施は不可能である。 以上のように均一化のための部屋を省略できないために、本発明において は係る部屋を構造上及び機能上で変更するようにして、上述の問題点を解消する ものである。 図２において、ヘッドボックス５は弁２２により制御される希釈管２１に 夫々が接続された種々の搬送チューブまたはパイプ１５が接続される継ぎ手２０ を間隔を隔てて設けた裏面板１６を具備している。各管２１は、その上流の端部 において供給源に接続されており、対応するパイプ１５を介して搬送される繊維 溶液中に希釈のための液体を供給するようにしている。 本発明の最良の実施形態 本発明によれば、ヘッドボックス５は裏面板１６に連結される底壁面部２ ３と上部壁面部２４とから構成される形式であり、夫々の各フランジ２５が少な くともノズル６が固定された渦発生装置２６に対して固定されている。上記のよ うにして規定される作業容積の両側部分を閉じるための二つの端部壁面（不図示 ）が設けられており、このようにして全体を符号３０で示した「混合」部屋が形 成される。一実施例では、この渦発生装置２６は、ノズル６に対して搬送のため の流れを作り出すために適宜分布する流路３１を有する前面板部材から構成され る。 本発明によれば、裏面板１６は各接続継ぎ手２０において分出する分出部 を有する流路３５を備えるように形成され、大開口部が部屋３０に開口するよう に構成される。この分出流路３５は過渡的な範囲を形成するのに役立つことから 、パイプ１５から供給される繊維溶液の体積が分出流路３５の右側の部分におい て増大するので、パイプ１５と部屋３０の間の部分における繊維溶液の体積増大 を可能にする。この分出流路３５の角度は１°から１０°の範囲が好ましい。本 発明の構成によれば、部屋３０はその内部において互いに平行になるように固定 された分離壁部３６によって、上記の分出流路３５の配設分と同じになるように 分離されており、夫々がチャネル３７に対応するように構成されている。 裏面板１６とともに混合部屋３０を規定するための端部壁面部が存在する ことが必要であるとして、底壁面部２３と上部壁面部２４と渦発生装置２６とが 必要となるが、このとき分離壁部３６の数は分出流路３５の数から１つを引いた 数となる。 本発明の構成によれば、分離壁部３６は裏面板１６と当接するように設け られており、底壁面部２３と上部壁面部２４の表面に対して固定される。これに 加えて、各分離壁部３６の全長ｄ’は、裏面板１６と渦発生装置２６の内側表面 の間の全長ｄよりも小さい値に設定される。この分離壁部３６の全長ｄ’は、Ｋ が４から１０の範囲であり、またＤが流体直径として式ＫＤから求まる。 この流体直径Ｄは、次の式から求まる。 本式において、Ｌは混合部屋３０を構成するチャネル３７の右側の横断面の幅寸 法、またｌはその高さ寸法である。 分離壁と部屋の全長の差は、５ｍｍから１０ｍｍの範囲内になる。 上記のように構成されるヘッドボックスによれば、以下の効果が得られる 。 先ず、チューブ１５から分配される繊維溶液またはパルプは、各分出流路 ３５において穏やかな混合が行われ、即座に渦が発生しない条件下で対応するチ ャネル３７へ分離壁部３６で案内されつつ流出される。このようにして溶液が分 離壁部の自由端部を通過すると、複数のチャネル３７の共通ゾーンに入ることで 渦発生装置２６の手段による均一化部分に入る前に、縦方向のゾーンにおいて混 合する。 このようにして、ノズル６に対して連続した供給が行われるばかりでなく 、混合部屋３０の大部分を占有する複数のチャネル３７の存在により多かれ 少なかれ注目されるべき長手方向に沿う流れの存在下における搬送が行われる一 方で、流れを横切る希釈液の導入を渦発生装置２６の前の共通部分において行え るように構成されている。 このようにして、弁２２を調節することで上流側の制御が効果的かつ正確 に維持できるようにして、各流れにおいて正確な希釈率での分配が可能となり、 この結果、混合部屋３０の共通部分において行われる均一化にもかかわらず、上 記の希釈率の確保を可能にして、ノズル６から最適状態での横方向の濃度に対応 する分配状態と、図１に示したベルト４上への所望の配向を保証するようにして いる。 この他の実施例によれば、混合部屋３０は独立した容器として構成されて 、この容器を裏面板１６と底壁面部２３と上部壁面部２４とオプション設定され る端部壁部とから構成するようにし、この容器を相対移動可能にし、図２示すよ うに矢印ｆ２方向に前後方向に移動できるようにして清掃作業を簡単にてきるよ うにしてもよい。このように相対的に配設することは、渦発生装置２６に近づけ るか遠くなるようにすることで維持できるようになり、いつでも容易に混合部屋 ３０のチャネル３７にアクセスできることになる。 図示の実施例では、分離壁部３６は直線状の横端部３８であって底壁面部 ２３と上部壁面部２４の間において垂直に伸びる横端部３８を有している。この 分離壁部３６は、直線状の各端部とともに形成されて、図中の破線図示のように 切り欠き部３８ａを設けてもよい。 容器を渦発生装置２６の間の接続は、特にフランジ２５においてガスケッ ト（不図示）を使用する等して、適宜適当な手段を用いて行われる。 以上のように移動可能に構成するものとしては、軸体４１の回りに回動自 在に保持されたタブ４０上にヘッドボックスを渦発生装置２６と平行になるよう に設け、基部２上の１個またはそれ以上のフォーク４２により固定するか、部屋 ３０に面するように構成してもよい。 ヘッドボックスを渦発生装置２６に対して円弧の軌跡を描くように回動自 在に支持することで図中の両矢印ｆ３方向に容器を移動するための駆動手段を設 けることで、上記の保守を簡単にするようにしてもよい。 図示されていないが、知識を有するものによりヘッドボックスを、基部２ 上の矢印ｆ２方向に移動する機構を備えるようにできる。 尚、本発明は上記の実施例に限定されず種々の構成が可能であることは言 うまでもない。 産業上の応用 本発明の好適な利用分野は再生紙を製造する機械に適用される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルエフ， マルタン フランス国 グルノーブル エフ−38000 ルー ギー−アラール， ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 紙製造装置用のヘッドボックスにおいて、 前記ヘッドボックスはｎ個の搬送チューブ（１５）を裏面板（１６）において 接続してなるタイプであって、抄紙用のパルプを制御下の希釈状態において分配 し、前記裏面板側から流れ出る開口部を介して流れるようにした混合部屋（３０ ）と、 前記混合部屋を前記裏面板（１６）から離間して規定する渦発生装置（２６） であって、前記混合部屋をノズル（６）のリップ（７、８）から前記混合部屋を 分離するように設けられる渦発生装置により前記パルプをエンドレスのドレイン 用のコンベアベルト（４）上に広げるとともに、 前記混合部屋を前記チューブの配設分のチャネル（３７）に分離するための分 離手段とを備えたヘッドボックスであって、 前記分離手段（３６）は全長（ｄ’）を有してなり、前記裏面板（１６） に当接するとともに、前記渦発生装置（２６）と前記裏面板との間の距離（ｄ） よりも短く設定されることを特徴とする紙製造装置用のヘッドボックス。 ２ 請求項１に記載の紙製造装置用のヘッドボックスであって、前記各裏面板は 分出流路（３５）であって、それらに対応する前記各チャネル（３７）に対して 最大開口部が面することを特徴とする紙製造装置用のヘッドボックス。 ３ 請求項１または請求項２に記載の紙製造装置用のヘッドボックスであって、 前記分離手段の前記全長（ｄ’）は、Ｋが４から１０の範囲であり、またＤが流 体直径として、式ｄ’＝ＫＤから求まることを特徴とする紙製造装置用のヘッド ボックス。 ４ 請求項３に記載の紙製造装置用のヘッドボックスであって、前記流体直径Ｄ は、Ｌを前記混合部屋（３０）を構成するチャネル（３７）の右側の横断面の幅 寸法、またｌをその高さ寸法として式、 を満足することを特徴とする紙製造装置用のヘッドボックス。 ５ 請求項１、２または３に記載の紙製造装置用のヘッドボックスであって、前 記分離手段（３６）は前記裏面板（１６）と当接し、また底壁面部（２３）と上 部壁面部（２４）に対して固定されていることを特徴とする紙製造装置用のヘッ ドボックス。 ６ 請求項１、２、３または５に記載の紙製造装置用のヘッドボックスであって 、前記分離手段と前記混合部屋の全長の差は、５ｍｍから１００ｍｍの範囲に設 定されることを特徴とする紙製造装置用のヘッドボックス。 ７ 請求項１、２、３、５または６に記載の紙製造装置用のヘッドボックスで あって、 前記渦発生装置（２６）に対向して、前記各分離手段は直線状の端部を有する ことを特徴とする紙製造装置用のヘッドボックス。 ８ 請求項１、２、３、５または６に記載の紙製造装置用のヘッドボックスであ って、 前記渦発生装置（２６）に対向して、前記各分離手段は切欠部を有することを 特徴とする紙製造装置用のヘッドボックス。 ９ 請求項２に記載の紙製造装置用のヘッドボックスであって、 前記分出流路（３５）は１°から１０°の傾斜面を有することを特徴とする紙 製造装置用のヘッドボックス。 １０ 請求項１または５に記載の紙製造装置用のヘッドボックスであって、 前記渦発生装置から独立して構成される容器の形をなし、前記容器を前記渦発 生装置に対して相対移動可能に構成することを特徴とする紙製造装置用のヘッド ボックス。 １１ 請求項１０に記載の紙製造装置用のヘッドボックスであって、 前記独立容器は、裏面板（１６）と上方壁面部（２４）と底壁面部（２３）と 、分離壁部（３６）とフランジ部（２５）から構成され、前記渦発生装置に対し て係合されることを特徴とする紙製造装置用のヘッドボックス。 １２ 請求項１０に記載の紙製造装置用のヘッドボックスであって、 前記独立容器は、前記分離壁部に平行な直線状の軌跡に沿うように移動可能に 設けられることを特徴とする紙製造装置用のヘッドボックス。 １３ 請求項１０に記載の紙製造装置用のヘッドボックスであって、 前記独立容器は、前記渦発生装置の面に平行な軸（４１）回りに回動自在に取 付けられることを特徴とする紙製造装置用のヘッドボックス。