JPS5959992A - 抄紙機ヘツドボツクス内での紙料繊維の分散方法及びその装置 - 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】 本発明は懸濁繊維を高濃度な場合にも良好に分散させる
ことができる抄紙機のヘットボックス内での紙料繊維の
分散方法及びその装置に関するものである。

抄紙機のヘットボックスは、紙料を抄紙機のｌ！’ｉｉ
ｓ方向及び流れ方向に均一に分配すると共に紙料中の懸
濁繊維を均一に分散させｍへ均一・な紙料流として抄網
上に噴出させることを目的とするが、かかる目的を完全
に満たすことは容易でない。殊にヘットボックス内の紙
オ・Ｉ中の繊にｆＧ　濃度が高濃度（１係以」二）の場
合は、紙料の見掛は粘度が増大し、紙料中で形成される
繊維の網目構造の強度が著しく増大するため、上記の如
き均一な紙料流とすることが゛ますます回能となる。

従来、高濃度の紙料中の懸濁縁にイイ：を均一に分散さ
ぜる／ζめの方法、装置が数多く提案さノ１．ている。

第１図及び第２図ばぞれぞれ従来の分散装置例の断面説
明図、第６図（イ）、（ロ）及び（ハ）ｔ」、それぞれ
第２図中の１部分についての変形例を示す図、第４図に
、従来の他の分散装置例の断面説明図である。

第１図に示す一装置（特開昭４９−２０４０８け）は射
入部、転向部及び送出】Ｊｎ路ｆ　１１！＃えたヘット
ボックスであり、次のように作用する。すなわち、射入
部Ａから流入しまた紙料を射入口Ａ１を経て転向部の壁
面１（に衝突させ、面角ｅこ方向を変えさぜ／こ後、狭
部Ｃを、７１過させて加速し、更に底面１）に７ｉｊ突
させて方向を＃ｒ９０°転じさぜることにより、紙料中
の繊＆ｆｌ；を均一に分散さぜ、−（子な分＠状態の断
面を持ったｉＭ、　ｆしとして送出通路ｌ・〕より流出
さ・せるのである。第２図に示す装置’、（！＋、〒開
昭５０−８３５０８号）は第１図の装置を改良し／こも
ので、送出通路１弓の一部に抄造通路１・゛が設けら７
１でいる。第２図の抄造通路Ｉパは流路断面が拡大と縮
小とを交１７ｉ　（ｔ（複数回繰り返している構造をイ
］しているが、この他、第６図（イ）、（蛸及び（ハ）
の各図に〉ｉ、゛ず如く流路断面が一定のＪ”ｌさを５
ｒ（ｆｉ　；：〜し湾曲或いシ」：屈曲して流れ方向を
変えている変形１＋１も提案されている。

第４図に示す装置（特開昭５７−３５０９２″、−３）
では、頂板（−１と底板■（とで形成されるｉつｌｉ＋
次その流路断面を縮小ぜしめられるスライス室■にスラ
イス開１１部Ｊに向って収束する抑流素子■〈が複数開
設けられ、抑流素子に間には隣接する抑流素子■（面が
ｆハに接近４、たけ離隔する（っまり流路が拡大と縮小
とを繰り返す）滑らかな表面を１清っ抑ＩＡｔ、　１ｉ
Ｔ１路ｌ・が形成されている。すなわち、とｉｚら従来
の、笥一度紙料用分散装置は、流路に狭部、方向転換す
る転向部、流路断面の拡大と縮小とを繰り返す臥縮部・
ｔどを設けることにより、紙γ・１中の部ｆ）娼こよ１
）゛て生じる速度差を利用して懸濁、識、ｔ；１７の網
目構造を引きちき′り分１１＋さぜるものである。しが
（７ながｔ・紙イ１中の、１．ｔ、４燭繊にｆｌの網［
」才１″７Ｉｊζ（先の強度は濃１皮と共に指数関数的
に増力１ｊするため、濃度１チ以上、殊にろ係程度の、
ψ？、？農度紙イ′１に対しては−」―記の如き従来の
分１１り装置でｔ」、充分な効果（よ得られていない。

そして従来の分散装置腎において分７）Ｙを向上させる
ため流路断面を可能な限り小さくして剪断力を高めよつ
としても紙イ′１のｊ１間ｊ　／蜀Ｗ戒糸１［によるＭ
口）洛の１」１１古りが４１・じて困難である。

本発明者らは、上記従来の欠点なく高濃度な紙不１中の
繊糸ｆ１を充分に分散することができる分散方法及び装
置６を提（１（するととを目的に研究した結宋、紙料の
流れを２つに分割してそれぞれの流路で従来の如き分散
を行い、その後２つの分割流を大きな対向角で衝突せし
めることによりｌ」的を達成できることを究明して本発
明を成し／ζ。

ずなわぢ本発明の−っ＆；Ｉ：、ヘラ］・ボックス内ノ
スライス出口士流の流路において、紙料の流れ４２分し
て分岐流、を形成せしめ、それぞれの分岐流で該分岐流
の断面の拡大と縮小とを襟数回繰り返させてそれぞれ剪
断力と微小渦、ｉ′ｌｃ、とＱこより紙１１Ｎ’の懸濁
縁δ４１を一次分散伊しめ７／４−後、該分岐１Ａ１゛
合一その対向角が９０〜１８０．、＋でなる状態−（イ
・ｌｉｉ突さＩた／、ことによって二次分散を行わし７
め、次いで合１’、’ｉｆシ／こ紙料を整流してスライ
ス出１−１より流、出さ−ｌトることを特徴とする抄紙
機−＼ットボソクス内Ｃの紙イ′・１１′裁ｉｆ（の分
散方法に関するものである。

ｔた本発明の他の一つＯ」２、組木・Ｉの流入１−１と
二次分散室とがそれぞれ両側に対向して開ＩＩ　してい
るり）。

洞室内に流路分割体が設置されで該空洞室の内壁と該流
路分割体の外壁とで形成された流入「１から二次分散室
までの２つの分岐流路がそれぞれ拡縮を繰り返し月つ該
二次分散室の人１」で９０〜１８（Ｊの対向角を成して
おり、前ｉ：１頴−′次分７ｊＪｌ室に整が１、部及び
スライス出口が順次ｉ１　＃ＪＱ　していることを特ｉ
）□父とする抄紙機ヘットボックス内での紙イ１ｆｆｌ
ｆイ１．の分散装置に関するものである。

以下、本発明を図面によって詳ｊ４１１１　Ｋ　Ｍｌ、
明する。

第５図・〜第８図はそれぞノ１本発明装置の実施例を示
す縦断面図、第９図は分岐流路での流れ状態を・ｊミず
説明図、第１０図は２つの分岐流が挿工突、合流゛Ｊる
状態を示す説明図、第１１図は本発明装置の洩部形状の
拡大説明図である。

本発明方法においては、ヘットボックス内のスライス出
［上１５１ｒ、の流路において、先ず紙料の流れを２分
して２つの分岐流を形成させる。この分岐の開き状態は
流速を低下せしめないように成る田く急でなく緩やかな
ことが好ましい。次いでそれぞれの分岐流では、分岐流
路断［ηｉの拡大と縮小とを複数回繰り１尽き研、拡大
するときに発生−４゛る微１１・名ｖＯ流と、縮小する
ときの剪断力とにより紙料中の懸涜）繊組を分散させる
（本発明でＶ」、この段階−この分ちダを一次分散とい
う）。かくし７て一次分散せしめられた各分岐流同士を
対向角（後に説明する第１１図中の角θに相当）が９０
０・〜１８０と７ンる状ｊｐ、Ｉ、でｆ！［１突きする
ことによって、剪断作用を４紙￥−Ｉｉ／こ−Ｉヅえて
繊糸１１の網目り胃造の、ｑｎ＋分化と拡散とを強力に
１Σ■１進する（本発明ではこの段階での分散を二次分
散上いう）。かくして二次外Ｉ！ＩＪｉされると同時に
合′ｂＴ、　した紙オ・１は次いで整流されて繊維の分
散状態を安定せしめられ／こ後、スライス出１１，１、
り流出させて抄紙工程に移行されるのである。

以上の如き本発明方法の実施に打部な本冗四髄−櫛につ
いて説明する。

第５図〜第８図に示すように、本発明装置ｉ３　）；Ｉ
ｌ、その基本構成部側が砥石の流入１−１１と二１次分
散室２とがそれぞれ両側に対向して開１−１シている空
洞室ろととの空洞室６内に設置され／ζ流路分割体４と
、二次分散室２に連続する整流部５とから成り、？）５
？ｌ１ｔｌ室６の内１１トと流路分割体４の外壁とで流
入１−１１から二次分散室２寸での２つの分岐Ｉｌで、
路ろ、６が形成されており、そ、ｆ′ｌぞれの分岐流路
６，６では流路断面が漸次拡大する拡大部６ａと７１１
１次縮小する！＋ｒｉ小部６））とが複数回繰す配され
てお八日つ２つの分岐流路６，６は二次分散室２の入ｏ
　−ｃ　９０　〜１８０の対向角（第１１図に示す角θ
）で合流している。そして整流部５にはスライス出口を
形成するスライスリップ７が続いている。

かかる本発明装置を、ヘッダ部７分配部２分散部及び整
流部から構成される抄紙機のへットボツクスの一般構成
に位置（；Ｊけすれば、第５図の如く示さｉｌ、る。

以［パ、本発明装置Ｋ１゛の態様について説明する。

第５図に示す本発明装置の実施例では、空洞室６と流路
分割体４とは共に断面がほぼ止る角形を有して一力の６
角形の各頂点が他方の６角形の各辺のほぼ中央点に対向
しており、従って流路分割体４の１１１点では分岐流路
６のλイｄ小部６ｂを、件た′や１１１ｉｌ室６の頂点
でＩＪ−分岐流路６の拡大部６１簑−形成している。

第６図に示す実Ｍｉｉ例では空洞室６と流路分割体４と
が共に１０ｆ面がほぼｒｌＥ　８角形を有している以外
は第５図と同様である。第７図に示す実ＩＫｑ例では。

空ｄ、１室６に、１６角形の、また流路分割体４は８角
形のそれぞれ断ｉ？ｔｉを有し７でいて、後者の各頂点
が前者の１つ置きの頂点と対向していて縮小部６１）を
形成し、前者の他の頂点の部分で拡大部６ａを・形成し
ており、さらに分岐流路乙において流入［二１１からニ
ー、次分故室２に進むに従い、拡大部６，１と縮小部６
１）との間隔が短くなっている。第８図に示す実施例で
は空洞′イクろの１．１ｊ而が１６角形で、θイ１路分
割体４の断面が星形状の１６辺形をなしていてその頂角
が空洞室乙の頂角にす・１向して分岐流路乙の縮小部６
１〕を形成しており、従ってｔ；“ｔらかな表面の流路
分割体４の凹角と空洞室６０珀角と°Ｃ形成する拡大部
６ａは第７図の１易舒に、トシべで拡大部６ａは広く微
小渦流の発生を容易にしてい／′）。

但し、流路分割体４の凹部を深くし過き”ることにより
大きな渦流を発生させるような、２１激な流路１つ［而
の拡大−一避けることが望゛土しい。

第８図の実施例においても第７図と同様ｒＦｌ流入１１
１から二次分散室２に進゛むに征い拡大部６ａと縮小部
６ｂとの間隔が短くなり、共（て縮小部６　＋）　ｉｉ
ｊ＋過後に発生する微小渦流の細分１ヒが図られている
。

士、記の各図に示す実施例では、？、゛二刺−・ｉ＜６
及び６ＩＣ路分割体４の断面は共に多角形（多辺形含む
）であるが、いずれか一方が多角形で他方が円また（弓
、（Ｉ＋４円であっても良く、また多角形の代わりに滑
らかに曲る波形であっても良い。史に流路分割体４が流
入口１と二次分散室２との間を移動１ｊＪ　１ｉ（ｔに
設ｊｊ％しでも良く、との場合は紙ポ：Ｉ中の繊荊１の
利１類によって分岐流路６の断面を調整して適当な分散
状態とすることができる。例えば紙料中の懸濁繊細に長
繊糸ｆｌ（企１葉系パルプ紙才こ１繊維）が多い場合に
は、繊維が絡んで分散させにくくなる。このため流路分
割体４を二次分散室２方向に移動させて分岐流路６の出
口近くのいくつかの縮小部６ｂの間隙を狭くすることに
より、良好且つ均一な分散状態を得ることができる。

２つの分岐流を（Ｉｌｉｉ突させるだめの２つの分岐流
路６　、６　ｉ’Ｊ’、二次分散室２の入１」で第１−
１図に示す如く合流しその対向角θは９００〜１８ｏ０
である。二次分散室２は大きな渦流が発生しない稈度の
スペースを有する。整流部５はその間で渦流状態がなく
なり、分散状態が安定するだけの長さを要する。二次分
散室２の間隙の大きさく１゛θ）及び長さＬθと整流部
５の流路間隙の大きさＴＯとはＴｏ＜Ｔｅ≦２７．”。

及びＴｏ≦Ｌｅｐ５Ｔｏの関係にあるのが好ましい。−
例として紙料濃度１〜３％　、　ｊＰＴｊｉ’１６０〜
１２０ｇ／ｉ＋＋’。

、スライスジェソトスヒ゛−ド２ｏＯ〜６０（ｈｙ＋／
分２］少〜′１１３８００　ｙ＋＋　＋ｙ＋の抄紙を行
う場合に適当な本発明装置は、流入［コ１の間隙が１０
〜４　Ｑ　＋＋＋＋＋＋、整流部の？＋１１路間隙（Ｔ
ｏ）が５〜２０ｍ？＋Ｚ１及び分岐流路６の縮小″ｆｌ
（６ｂの間隙５〜１０ｍｍの寸法のものが！ｌ！ｆまし
い。な訃、−流路分割体４の利質ｉ、ｔ：Ａｔ−ＩＶＩ
（＜−８」−系合金か好ましい。

本発明装置は以上の如き構成を翁することにより次のよ
うに作用する。高濃度紙料は低濃度紙ネＩに比べ懸濁繊
維の網目構造の強度が大きく−Ｃ故だ分散し難い。この
ような高濃度紙料が流入ｌ−１１から流入して先ず２つ
の分岐流路６，６に入る。そして第９図に示すように、
各分岐流路６において紙オ′−１が矢印Ｘ方向に進みな
がら、縮小部６ｂを通過する際に受ける側壁からの剪断
力の作用と、ｉ＋Ｉ’を過少流路の拡大部６ａで発生す
る微小渦流との相乗作用を繰シ返しｌ受けて−・次分散
が行われる。この−次分散は次の各分岐流の薗突による
分散効果を高めるための前段階として行われる分散であ
る。

かくして−次分散された紙料は、第１０図に示す如く、
２つの分岐流路６，６の合流点で紙１’１同士が衝突ノ
ーる。このとき、衝突直前の２つの分岐流ｄ、カ１．速
■で流れて来るが、衝突の対向角（θ）が９００〜１８
０°であるから衝突部分における速度■は流出方向の速
度成分Ｖｘに較べて非常に大きく、従って強い力で２つ
の分岐流は衝突し、しかも各分岐流路６において側壁（
＝１近でのみ強く受ける剪断力による分散と異なり、紙
料全体にわたって一様に剪断力を強く受りる。それと同
時に二次分散室２に流入して繊糸イ１の網目構造の細分
化と分散とか保進されることにより−“次分散が行われ
る。かくし−Ｃ二次分散されだ紙料は次いで狭い通路の
整流部５に流入して渦流状態がなくなり、な定した繊維
分散状態となってスライスリップ７から抄網上に噴出さ
れるのである。

以ト、本発明方法の実施例を示Ｊ−６ 実施例］ 広葉樹系晒クラフトパルプ８０係と飼葉位１糸晒、クラ
７＋・パルプ２０係とから成る繊維を懸ｌ蜀さぜたｎル
度３％、Ｐ水度ｃ、ｓ、ｆ、４５０ＣＣ（１）填料を含
せない紙ｆ１をｆ′［す、第５図、第６図、第７１ス、
及び第８図に示した分散装置（流路分割体４の移動可能
式）をそれぞれ備えた各・＼ノドホックスから噴出杯す
た。各分散装置の各部（ｊ′θ、μ次の］Ｉαりであっ
た。

流入部１の間隙２０＋肋、整流ｉへ１；５の間隙（Ｔ（
１）１０＋＋１ｆｆｌ、２つの分岐流路６，６０合流点
イ［五の縮小ｆｒｄ（。

６ｂの間隙５ｍｍ、開き角度（θ）１２０’、−二次分
散室２０間隙（Ｔ　ｅ　）　］、　４　ｙｏｍ、同じく
長さく、１．、ｅ）３０　ｍ、ｎ＋、スライスリップ７
の開度３−５１１１１１１　、ヘノ１゛ホックス流路幅
１０００＋ｙ＋、ｍＯなお、スライスジェットスピード
に、３００ｍ／分であった。Ｉ−記各腸合共、スライス
リップ７からの紙料の噴出状態は７［？らかな而を有し
ていた。寸だ、スライスリップ７を出−Ｃ５０ｙ＋＋ｔ
＋＋の地点で噴流ド′ＫＬ源を置き、噴流上１００ｎ＋
ｍの位置に投首した光電管で噴流透過光を受光し、その
変動量から１１バ流中の繊組の分散状態を判定しだが、
分散は」−記いずれの場合も極めて良好であった。また
分散状態ｅよ高速度写Ｑ　ｊｆ（ｌ影によっても良好で
あることが確′認された。

実施例２ 針葉樹系晒クラフトパルプ］、　ＯＯ係の長繊卸を１跡
濁させた濃ｖ３ｑｔ、、′ｌｒｉ水度Ｃ，Ｒ，ｆ、４Ｑ
ＱｃｃのｉＢ’４＊１を含捷ない紙料を作り、第５図、
第６図、第７図及び第８図に示しだ分散装置をそれぞれ
備えだ各ヘッドボックスから噴出させた。各分散装置及
びヘンドポソクス１一実施例１との同じものを使用し１
、寸だ、紙料Ｏ噴出条件（スライスジ：［ソトスビード
）−や分散状態回定方法についても実施例」と同様に実
施した。−に二記各場合において、分散装置の流路分割
体４を移動させて紙料の分散状態を調べたところ、２つ
の分岐流路６，６０合流点例近の縮小ｉ′４１ｔ　６　
ｂの間隙を４ｍｍとしたときに実施例１と同様の良好な
分散状態が得られた。

以上の如く、本発明方法及び本発明装置は、紙判の繊組
濃度か１係以上、更には３チ以上の高濃度であっても極
めて良好に分散させることができ、また流路分割体４を
移動可能にすることにより、繊維の種類によって自由に
流１路状態を変更してその種類に適切な分散条件とする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ従来の分散装向例の断面説
明図、第３図（イ）　、　（口＞　、及び（ハ）はそれ
ぞれ第２図中の１部分についての変形例ろ−・示す図、
第４図は従来の他の分散装置の断面説明図、第５図〜第
８図はそれぞれ本発明装置の実施例を示すネメ断面図、
第９図は分岐流路での流れ状態を小す１．（ａ明図、第
１０図は２つの分岐流１が側突、合流、する状態を示す
説明図、第１１図は本発明装置の要７１Ｈ形状の拡大説
明図である。 ■・・流入口 ２・・二次分散室 ３・　空洞室 ４・・流路分割体 ５・・整流部 ６・・分岐流路 ６ａ・・拡大部 ６ｂ・・縮小部 ７・・スライスリップ Ｘ、・・矢印 Ａ・・射入部 Ａ１　　・射入１］ Ｂ・・転向部の壁面 Ｃご・・狭部 ｊ〕・・底面 Ｅ・・送出通路 Ｆ・・抄造通路 Ｇ・・頂板 １−Ｉ・・底板 ■・・スライス室 Ｊ・・スライス開口部 ■ぐ・・３＋（＋流累子 Ｌ・・抑流通路 第１図 第５図 第　６　図 第　７　ｒＡ 第８図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ヘットボックス内のスライス出口上流の流路におい
   て、紙料の流れを２分して分岐流を形成せしめ、それぞ
   れの分岐流で該分岐流の断面の拡大と縮小とを複数回繰
   り返させてそれぞれ剪断力と微小渦流とにより紙料中の
   ｊ１％ｊｊ濁繊維を一次分散せしめた後、該分岐流をそ
   の対向角が９０°〜１８０°となる状態で衝突させるこ
   とによって二次分散を行わしめ、次いで合流した紙料を
   整流してスライス出Ｅ］より流出させることを特徴とす
   る抄紙機・＼ットボックス内での紙料繊維の分散方法。 ２　紙料の流入に１と二次分散室とがそれぞれ両側に対
   向して開１コしている空洞室内に流路分割体が設置され
   て該空洞室の内壁と該流路分割体の外壁とで形成された
   流入口から二次分散室までの２つの分岐流路がそれぞれ
   拡縮を繰り返し一目つ該二次分散室の入口で９０’〜１
   ８００対向角を成１〜ており、前記二次分散室に整流部
   及びスライス出Ｌ１が順次連Ｍｅ　Ｌでいることを！特
   徴とする抄紙機ヘットボックス内での紙料繊維の分散装
   置。 ６　流路分割体が流入ｌ−１と二次分散室との間を移動
   可能に設置されたものである行π１゛晶求の範囲第２項
   に記載の抄紙機−＼ットボックス内での紙料繊維の分散
   装置。