(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）被乾燥紙ウェブ（Ｗ）をプレス部から、正規のシングルワイヤドローを備えたシングルワイヤグループ（R1〜RN）のみで構成される前置乾燥部（D1）へ送り、前記紙ウェブ（Ｗ）をその底面側から、前記正規のシングルワイヤドローを用いる乾燥機グループ（R1〜RN）内で乾燥させる工程と、
ｂ）前記前置乾燥部（D1）から前記紙ウェブ（Ｗ）を仕上部（D2）へ送り込み、前記紙ウェブ（Ｗ）に塗工／表面サイズ処理装置（20）によって塗被／表面サイズ処理を行ない、後置乾燥機（30）において乾燥させ、前記紙ウェブ（Ｗ）を正規のシングルワイヤドローを用いる少なくとも１つの乾燥機グループ（R21）内で乾燥させ、その後、前記紙ウェブ（Ｗ）をカレンダにおいてカレンダ掛けし、巻取部（50）へ送り、前記紙ウェブ（Ｗ）を機械リール（MR）へ巻き取る工程とを含む紙の乾燥方法において、
少なくとも前記後置乾燥機（30）では、少なくとも１つのスチームボックス（31）によって前記紙ウェブ（Ｗ）のカールを調整し、該スチームボックスの効果は該スチームボックスの手前の前記ウェブを冷却することにより強化し、少なくとも前記仕上部（D2）では、インピンジメント吹出装置（19）、赤外線乾燥機（32）、下部支持ワイヤまたはベルト（33）、スプレッダーバー（34）、水噴霧装置／各装置（35）、フード（36）および乾燥用シリンダ（10）・逆転ロール（11）の直径比（Dsy1,Dtela）のいずれかによって、さらに／またはこれらの要素から形成された組立体および組合せ体によって、前記紙ウェブのカールを調整することを特徴とする紙の乾燥方法。
【請求項２】
請求の範囲第１項記載の方法において、前記蒸気の供給に関連して、蒸気の液化を強化するために、温度可調節の冷却用シリンダを用いることを特徴とする紙の乾燥方法。
【請求項３】
請求の範囲第１項または第２項記載の方法において、前記紙ウェブ（Ｗ）の温度を湿潤化により下げることを特徴とする紙の乾燥方法。
【請求項４】
請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の方法において、乾燥用シリンダ（10）／各シリンダ上の前置乾燥部（D1）内に配されるインピンジメント吹出装置（19）によって、前記紙ウェブ（Ｗ）のカールに対して影響を与え、該装置（19）によって含湿熱風を前記紙ウェブ（Ｗ）へ向けて吹き付けることを特徴とする紙の乾燥方法。
【請求項５】
請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の方法において、前記紙ウェブ（Ｗ）のカールを後置乾燥機（30）においてスチームボックス（31）によって調整し、これによって一定のエネルギー含有量の蒸気を、シングルワイヤドローを備えた前記グループ（R21、R23）内の逆転シリンダ（11）に関連して前記後置乾燥機（30）内を走行する紙ウェブ（Ｗ）上へ吹き付けることを特徴とする紙の乾燥方法。
【請求項６】
請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の方法において、前記紙ウェブのカールを前記後置乾燥機（30）の少なくとも１つの乾燥機グループ（R21、R22、R23）内に取り付けられた下部支持ワイヤまたはベルト（33）によって調整し、該支持ワイヤ／ベルトによって、前記紙ウェブ（Ｗ）から下方への水分の蒸発を防止することを特徴とする紙の乾燥方法。
【請求項７】
請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の方法において、前記紙ウェブのカールを、前記後置乾燥機（30）内にツインワイヤドローを用いる乾燥機グループ（R22、R33）として配された最後の２つの乾燥機グループ内で調整し、前記紙ウェブ（Ｗ）をその上面側および底面側の両方から乾燥させることを特徴とする紙の乾燥方法。
【請求項８】
請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の方法において、前記後置乾燥機（30）では、前記紙ウェブ（Ｗ）のカールを、前記後置乾燥機（30）内の正規のシングルワイヤドローを備えた少なくとも１つの乾燥機グループ（R21、R22、R23）内の乾燥用シリンダ（10）／各シリンダ（10）の上に配されるインピンジメント吹出装置（19）によって調整することを特徴とする紙の乾燥方法。
【請求項９】
請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載の方法において、前記紙ウェブのカールを前記後置乾燥機（30）の乾燥機グループ内で調整し、前記紙ウェブ（Ｗ）を、前記前置乾燥部（D1）に比較して直径比（Dsy1;Dtela）が大きい乾燥用シリンダ（10）および逆転ロール（11）上へ案内し、より均一な乾燥を実現することを特徴とする紙の乾燥方法。
【請求項１０】
請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載の方法において、前記後置乾燥機（30）内の水噴霧装置／各装置（35）により、前記紙ウェブに水霧を吹き付けるよう噴霧することによって、前記紙ウェブのカールに影響を与えることを特徴とする紙の乾燥方法。
【請求項１１】
請求の範囲第１項ないし第10項のいずれかに記載の方法において、前記紙ウェブ（Ｗ）をカレンダ（40）へ送り込む手前で、赤外線乾燥機（32）による前記紙ウェブ（Ｗ）のスルー乾燥によって、前記紙ウェブのカールに影響を与えることを特徴とする紙の乾燥方法。
【請求項１２】
請求の範囲第１項ないし第11項のいずれかに記載の方法において、前記前置乾燥部（D1）から取り出され、前記後置乾燥機内の少なくとも１つの乾燥機グループ（R21、R22、R23）に対して配されたフード（36）を介して前記紙ウェブ（Ｗ）へ向けて吹き付けられる含湿空気によって、前記紙ウェブのカールを調整することを特徴とする紙の乾燥方法。
【請求項１３】
請求の範囲第１項ないし第12項のいずれかに記載の方法において、前記紙ウェブのカールをスプレッダーバー（34）によって調整し、これによって前記紙ウェブ（Ｗ）を機械的に処理することを特徴とする紙の乾燥方法。
【請求項１４】
請求の範囲第１項ないし第５項または第７項ないし第13項のいずれかに記載の方法において、底部に向けて開口したシングルワイヤドローを備えた正規のグループのみで前記前置乾燥部を構成し、さらに／または前記後置乾燥機（30）では前記紙ウェブ（Ｗ）を正規のシングルワイヤドローを備えた前記乾燥機グループ（R21、R22、R23）のみで乾燥させることを特徴とする紙の乾燥方法。
【請求項１５】
前置乾燥部（D1）と仕上部（D2）とを含み、該仕上部（D2）は塗工／表面サイズ処理装置（20）と、後置乾燥機（30）と、カレンダ（40）と、巻取部（50）とを含む抄紙機のドライエンドにおいて、該抄紙機のドライエンドは、少なくとも前記仕上部（D2）の区域において前記紙ウェブ（Ｗ）のカールを調整するために、少なくとも１つのスチームボックス（31）を含み、該スチームボックスの効果は該スチームボックスの手前の前記ウェブを冷却することにより強化されており、前記抄紙機のドライエンドは、少なくとも前記仕上部（D2）の区域において紙ウェブ（Ｗ）のカールを調整するために、さらに、インピンジメント吹出装置（19）、赤外線乾燥機（32）、下部支持ワイヤまたはベルト（33）、スプレッダーバー（34）、水噴霧装置／各装置（35）、フード（36）および乾燥用シリンダ（10）・逆転ロール（11）の直径比（Dsy1,Dtela）のいずれかによって、および／またはこれらの要素から形成される組立体および組合せ体を含むことを特徴とする抄紙機のドライエンド。
【請求項１６】
請求の範囲第15項記載の抄紙機のドライエンドにおいて、前記蒸気の供給に関連して、蒸気の液化を強化するために温度可調節の冷却用シリンダが用いられることを特徴とする抄紙機のドライエンド。
【請求項１７】
請求の範囲第15項または第16項記載の抄紙機のドライエンドにおいて、該ドライエンドは、前記紙ウェブ（Ｗ）の温度を湿潤化により下げる要素を含むことを特徴とする抄紙機のドライエンド。
【請求項１８】
請求の範囲第15項ないし第17項のいずれかに記載の抄紙機のドライエンドにおいて、該ドライエンドは、前記前置乾燥部（D1）および／または前記後置乾燥機（30）における乾燥用シリンダ（10）／各シリンダ（10）上の少なくとも１つの乾燥機グループに対して取り付けられたインピンジメント吹出装置（19）を含むことを特徴とするドライエンド。
【請求項１９】
請求の範囲第15項または第18項のいずれかに記載の抄紙機のドライエンドにおいて、該ドライエンドは、前記後置乾燥機（30）内に取り付けられた少なくとも１つのスチームボックス（31）を含み、前記後置乾燥機（30）内におけるシングルワイヤドローを備えたグループ（R21、R22、R23）に関連して、紙ウェブ（Ｗ）に向けて蒸気を吹き付けることを特徴とする抄紙機のドライエンド。
【請求項２０】
請求の範囲第15項ないし第19項のいずれかに記載のドライエンドにおいて、該ドライエンドは、前記後置乾燥機（30）の乾燥機グループ（R21、R22、R23）内に取り付けられた少なくとも１つの支持ワイヤまたはベルト（33）を含み、前記紙ウェブ（Ｗ）から下方への水分の蒸発を防止することを特徴とする抄紙機のドライエンド。
【請求項２１】
請求の範囲第15項ないし第20項のいずれかに記載の抄紙機のドライエンドにおいて、前記後置乾燥機（30）の最後の２つの乾燥グループはツインワイヤドローを備えた乾燥機グループ（R22、R23）であることを特徴とする抄紙機のドライエンド。
【請求項２２】
請求の範囲第15項ないし第20項のいずれかに記載の抄紙機のドライエンドにおいて、前記後置乾燥機では、前記乾燥用シリンダの直径の比（Dsy1;Dtela）は、前記前置乾燥部における前記比よりも大きいことを特徴とする抄紙機のドライエンド。
【請求項２３】
請求の範囲第15項ないし第22項のいずれかに記載の抄紙機のドライエンドにおいて、該ドライエンドは、カールの調整用の水霧を前記紙ウェブ（Ｗ）に吹き付けるよう噴霧する目的で、水噴霧装置／各装置（35）を含むことを特徴とする抄紙機のドライエンド。
【請求項２４】
請求の範囲第15項ないし第23項のいずれかに記載の抄紙機のドライエンドにおいて、前記後置乾燥機は赤外線乾燥機（32）を含み、該赤外線乾燥機は前記紙ウェブを前記カレンダ（40）へ送り込む手前に配されることを特徴とする抄紙機のドライエンド。
【請求項２５】
請求の範囲第15項ないし第23項のいずれかに記載の抄紙機のドライエンドにおいて、該ドライエンドは、前記前置乾燥部（D1）から取り出された含湿空気を前記紙ウェブに向けて吹き付けるために、前記後置乾燥機（30）内の少なくとも１つの乾燥機グループに対して取り付けられたフード（36）を含むことを特徴とする抄紙機のドライエンド。
【請求項２６】
請求の範囲第15項ないし第25項のいずれかに記載の抄紙機のドライエンドにおいて、前記紙ウェブを機械的に処理し該紙ウェブのカールを調整するため、前記後置乾燥機内にスプレッダーバー（34）が取り付けられていることを特徴とする抄紙機のドライエンド。
【請求項２７】
請求の範囲第15項ないし第20項または第22項ないし第26項のいずれかに記載の抄紙機のドライエンドにおいて、前記後置乾燥機（30）は正規のシングルワイヤドローを備えた乾燥機グループ（R21、R22、R23）のみを含むことを特徴とする抄紙機のドライエンド。
【請求項２８】
請求の範囲第１項ないし第14項のいずれかに記載の方法において、前記乾燥部および補助装置は、最終全体品質を達成するために、カールと品質のオンラインまたはオフライン測定に基づいて調整されることを特徴とする紙の乾燥方法。
【請求項２９】
請求の範囲第15項ないし第27項のいずれかに記載の抄紙機のドライエンドにおいて、前記乾燥部および補助装置は、最終全体品質を達成するために、カールと品質のオンラインまたはオフライン測定に基づいて調整されることを特徴とする抄紙機のドライエンド。
【発明の詳細な説明】
本発明は、紙の乾燥方法であって、次の工程、すなわち
ａ）被乾燥紙ウェブをプレス部から、正規のシングルワイヤドローを備えたシングルワイヤグループのみで構成される前置乾燥部へ送り、紙ウェブをその底面側から、正規のシングルワイヤドローを用いる乾燥機グループ内で乾燥させる工程と、
ｂ）前置乾燥部から紙ウェブを仕上部へ送り込み、紙ウェブに塗工／表面サイズ処理装置によって塗被／表面サイズ処理を行ない、後置乾燥機において乾燥させ、紙ウェブを正規のシングルワイヤドローを用いる少なくとも１つの乾燥機グループ内で乾燥させ、その後、紙ウェブをカレンダにおいてカレンダ掛けし、巻取部へ送り、紙ウェブを機械リールへ巻き取る工程
とを含む方法に関するものである。
更に本発明は、前置乾燥部および仕上部を含み、仕上部が塗工／表面サイズ処理装置と、後置乾燥機と、カレンダと、巻取部とを含む抄紙機のドライエンドにも関するものである。
従来技術から知られているように、抄紙機のマルチシリンダ乾燥機においては、ツインワイヤドローおよび／またはシングルワイヤドローが用いられる。ツインワイヤドローでは、乾燥用シリンダのグループは２つのワイヤを含み、それらはウェブを、一方が上から、他方が下から、加熱シリンダ面に対して押しつける。通常は水平な列である乾燥用シリンダの列の間では、ウェブは、自由な無支持のドローを有し、それらははためきの影響を受け易く、特にウェブがまだ比較的湿潤であるため低強度である時には、ウェブの破損の原因となり得る。このため、近年においては、前記シングルワイヤドローの利用がかつてないほど多く行われており、その場合、乾燥用シリンダの各グループは１つの乾燥用ワイヤしか含まず、それに支持されてウェブはグループ全体を通り、乾燥用ワイヤが乾燥用シリンダ上でウェブを加熱シリンダ面に対して押しつけるが、乾燥用シリンダ間の逆転シリンダまたはロール上で、ウェブは外側の湾曲部の側に残る。したがって、シングルワイヤドローにおいては、乾燥用シリンダはワイヤループの外側に配置され、逆転シリンダまたはロールは前記ループの内側に配置される。
経験則から、紙が片側のみから乾燥される場合、結果としてその平板紙にカールの性向を生じることを分かっている。紙をシングルワイヤドローを備えた正規グループによってその底面の側から乾燥させ、かかる非対称的乾燥が前方乾燥部の全長にわたって及ぶ場合、乾燥は、まず紙ウェブの底面側を乾燥させ、その乾燥が進むと、乾燥効果がその紙ウェブの上面の側にも及ぶように行う。こうした状況では、乾燥された紙は通常カールし、上から見ると凹面になる。
従来技術から知られているように、スライスジェットとワイヤとの間の速度差の選択によって、および他の運転用パラメータによって、紙のカールの性向は、ウェブの形成に関連して、特にシート形成段階（例えば、本願出願人のSym−FormerTM）で既に影響を受ける。従来技術から知られているように、例えば複写用紙の場合、後置乾燥機における乾燥の不等側性により適切な初期カール形状をシート用に調整して、片側複写または両側複写後の紙カールを最適化することができる。複写用紙の場合、カールの反発性、すなわち含水量の単位変化あたりにカールが発生する程度は、湿潤部でのウェブ形成に関連して生じる紙の多層構造によって相当に影響を受ける。
高速抄紙機における本発明に関する最近の技術は、乾燥部の長さの大部分にわたってシングルワイヤドローを配した乾燥部を基本としており、カール発生の性向を調整するため、実際上、逆転グループをも用いて、乾燥をＺ方向に充分に対称的に行う。しかし逆転グループは、機械の走行性および全体の効率を考慮すると、更に抄紙機の投資の利益性を考慮すると、明らかな欠点を生じている。したがって、抄紙機の走行性の観点から、その全長にわたって完全に支持され、また逆転グループを具備しないシングルワイヤドローを備えた正規のグループを基本とした乾燥部が非常に正当な方式となりうる。しかし、当業者はこの方式を実施に移すことに踏み切れなかった。なぜなら、それは結果として、紙のカールの性向の観点から、調整不能で不利な方式となると考えられていたからである。逆転乾燥機グループを含む従来技術の方式に関する１つの問題は、ウェブ破損の場合における損紙の除去である。なぜなら逆転グループは重力作用による自浄式にはなっていないからである。
そこで本発明は、逆転グループを全く必要とせず、課せられるすべての他の要求を満たす抄紙機のドライエンドを提供することを目的とする。
したがって、本発明は新たな観点からこれらの問題に接近し、前記問題の新規の解決策であって、従来の考え方とは逆の解決策を提唱することとを目的とする。
本発明に関連する従来技術に関しては本願出願人のフィンランド特許第91,900号（米国特許第5,416,980号に対応）を参照でき、ここでは、抄紙機の乾燥部における特に紙のカールの性向に関する方法が記載されており、この方法では紙ウェブは乾燥用シリンダよって乾燥させ、その加熱面に対して紙ウェブを乾燥用ワイヤによって押し付け、さらにそこで乾燥用シリンダの乾燥機グループを使用し、ツインワイヤドローおよび／またはシングルワイヤドローを用いる。この方法で新規性があると考えられているのは、乾燥部で紙ウェブの実質的に全幅にわたって熱水蒸気を供給し、これによって紙ウェブ内の繊維のメッシュに生じる、または生じ易いひずみをそのひずみの形成区域内で、または実質的にその直後で熱および水分によって緩和することである。
本発明に関連する従来技術に関して、本願出願人のフィンランド特許第93,876号（米国特許第5,553,393号に対応）と、本願出願人のフィンランド特許出願第925942号（米国特許第5,465,505号に対応）、第935340号、第950434号および第951746号と、本願出願人の、現在のところ未公開のフィンランド特許出願第963024号、第963734号および第963735号とをさらに参照できる。
本願出願人のフィンランド特許第93,876号には、シングルワイヤドローを設けた乾燥機グループを配した抄紙機の乾燥部が記載されている。かかる乾燥部で新規性があると考えられているのは、乾燥部の縦方向の単位長あたりに計算された乾燥能力を最適化するため、乾燥の進捗に応じて、逆転ロールの直径に対するさまざまな比の直径を有する乾燥用シリンダを用い、乾燥部の最初の端部の第１のグループまたは各グループにおいて、その比を乾燥部の中央領域のグループにおけるものよりも大きくし、乾燥部の最終端部のグループまたは各グループにおいては前記比よりも大きい直径比を用いることである。
本願出願人のフィンランド特許出願第935340号には、紙ウェブの乾燥方法と、紙ウェブ用の乾燥部とが記載されており、ここではプレス部の後に、紙ウェブをシングルワイヤドローを備えた多数の連続したグループで乾燥させ、その実施例によれば、紙ウェブをその底面側から全長にわたって前記接触乾燥用シリンダによって乾燥させ、さらにその紙ウェブをその上面側から、ワイヤから解放されている紙ウェブのドローまたは各ドロー上で乾燥させ、さらに／またはその紙ウェブをその上面側から、紙ウェブの上面に対して乾燥用空気流を乾燥用ワイヤを介して吹き付けることによって乾燥させる。
本願出願人のフィンランド特許出願第925942号には、抄紙機のマルチシリンダ乾燥機用シングルワイヤドローを備えたいわゆる逆転乾燥機グループが記載されており、ここでは、支持ワイヤを実質的に大きな区間にわたって逆転シリンダに接触するように配設し、ワイヤを逆転シリンダ間の空隙内に取り付けられたそのガイドロールによって、さらに他の必要なロールによって案内し、ウェブを支持ワイヤの張力によって前記区間上で乾燥用ワイヤに対して押し付けている。
本願出願人のフィンランド特許出願第951746号には、紙／板紙ウェブの乾燥における乾燥部の概念および方法が記載されており、ここでは、インピンジ吹出装置またはその等価物を少なくともいくつかの乾燥用シリンダに対して配設し、それら装置を介して加熱媒体、望ましくは空気または蒸気を、ワイヤを通してウェブへ吹き付けるように送り込んで両面乾燥効果を生み出し、乾燥能力を増大させている。
本願出願人のフィンランド特許出願第963734号には、抄紙機の後置乾燥機における表面処理された紙またはその等価物の乾燥方法と、その方法を適用する抄紙機の乾燥部とが記載されており、ここでは、紙ウェブのカールの性向を補償する観点から、後置乾燥機において紙ウェブを正規のシングルワイヤドローを用いる乾燥機グループ／各グループ内で乾燥させ、さらに、その乾燥に関連してまたはその後に、紙ウェブを装置／各装置により処理して、紙ウェブのカールの性向を補償しており、それら装置は、例えばスチームボックス、ブロワ装置、湿潤装置および／またはソフトカレンダである。
他方、本願出願人のフィンランド特許出願第963735号には、抄紙機の後置乾燥機における表面処理された紙またはその等価物の乾燥方法と、その方法を適用する抄紙機の後置乾燥機とが記載されており、その後置乾燥機では、紙ウェブをシングルワイヤドローを用いる少なくとも１つの乾燥機グループ内で乾燥させると同時に、その紙ウェブを前記乾燥機グループ内の少なくとも１つのシリンダまたはロールに対して取り付けられたインピンジ乾燥装置によって乾燥させている。
本願出願人のフィンランド特許出願第963024号には、抄紙機の後置乾燥機における表面処理された紙、特に上級紙の乾燥方法と、その方法を実行する抄紙機の後置乾燥機とが記載されており、ここでは紙ウェブを、表面サイズ処理または塗工の後に、シングルワイヤドローを備えた上方に開口した逆転グループにより乾燥させ、これによって前置乾燥部において紙ウェブに形成されるカールの性向を実質的に解消および／または補償可能としている。
本発明は上述の初期の方式を更に発展させて、紙のカールを抄紙機のドライエンドにおいてより効果的に調整可能とすることを目的とする。
更に本発明は、不等側性、粗さおよび光沢など、紙の特性を調整する仕上装置を有する、上述の抄紙機のドライエンドを提供することを追加目的とする。
上述の目的および後述の目的を達成するために、本発明による方法では、紙ウェブのカールを各要素によって、さらに／または前記各要素から形成される組立体および組合せ体によって、少なくとも仕上部の領域内で調整することを主たる特徴とする。
他方、本発明による抄紙機のドライエンドは、紙ウェブのカールを少なくとも仕上部の領域において調整するために、各要素、および／または前記各要素から形成される組立体および組合せ体を抄紙機のドライエンドが含むことを主たる特徴とする。
本発明による方式において、抄紙機のドライエンドにおける前置乾燥部はシングルワイヤドローを備えた乾燥機グループのみに基づいており、この場合、損紙の除去は常時重力によって行なわれ、したがって、問題を生じることはない。同様に、前置乾燥部内のシングルワイヤドローにおいて紙ウェブは常時ワイヤにより支持され、これによって走行性が改善され、また走行速度を増すことができる。
紙の不等側性、特に片面乾燥から生じるカールを調整するために、抄紙機のドライエンドの前置乾燥部および／または後置乾燥機内にはカールの性向を調整する要素が取り付けられ、紙について所望のカール形状を得ている。カールを調整するため、スチームボックス、インピンジ吹出装置、ツインワイヤドローの乾燥機グループ、別個の下部支持ファブリック、乾燥用シリンダの逆転シリンダに対する比その他のさまざまな要素が使用され、適切な方法でドライエンド全体の領域に、さまざまな組合せ体として取り付けられている。したがって本発明では、カールを抄紙機のドライエンドにおいて多数のさまざまな方法で調整可能としている。
本発明の実施例によれば、前置乾燥部および後置乾燥機は、正規のシングルワイヤドローを備えた乾燥機グループのみによって実現される。前置乾燥部では、ワイヤを通した吹き付けをカールの調整に用い、さまざまなシリンダの上からは、インピンジ吹出装置からの熱風が吹き付けられ、蒸発がワイヤを通して行なわれ、乾燥に影響を与え、したがって紙のカールにも影響を与える。他方、後置乾燥機においては、例えばスチームボックスと、場合によっては前置乾燥部から得られる含湿空気の吹き付けとがカールの調整に用いられる。
本発明の第２の実施例の主要構成要件によれば、前置乾燥部および後置乾燥機の双方が、正規のシングルワイヤドローを備えた乾燥機グループのみによって実現され、さらに適用可能な場合には、能力を増大しカールを補償するため、インピンジ吹出装置がそれぞれの乾燥機グループ内の乾燥用シリンダに対して付加され、カールを調整するため、下部支持ベルトもが乾燥機グループに付加され、そのベルトは逆転ロールの下面に対して、それ自身のガイドロールによって案内されながら移動し、その支持ベルトは不侵透性であるため、ウェブの下面からの水の蒸発を防止し、それによってカールの性向を調整可能とする。
本発明の更なる実施例によれば、前置乾燥部はシングルワイヤドローを備えた乾燥機グループのみによって実現され、適用可能な場合は、カールの調整のため、さらに、場合によっては能力を増大させるため、インピンジ吹出装置がそれらグループに対して付加される。後置乾燥機は、シングルワイヤドローおよびツインワイヤドローの両方の乾燥機グループを含むように実現され、カールはツインワイヤドローの乾燥機グループによって調整される。この実施例の変形はよれば、インピンジ吹出装置を後置乾燥機内のシングルワイヤドローを備えたグループへも付加可能である。
前置乾燥部が後置乾燥機と同様に、シングルワイヤドローを備えた乾燥機グループのみで構成される本発明の実施例によれば、後置乾燥機としては、後置乾燥機においてカールを調整するために、逆転ロールの直径に対する乾燥用シリンダの直径には、前置乾燥部におけるものよりも大きな比が用いられ、この場合、より均等な蒸発が上面側と底面側から得られる。更に必要に応じて、乾燥機グループにおいて浮遊式フードを使用可能であり、後置乾燥機および前置乾燥機の両方で、逆転シリンダに対して取り付けて能力を増大させ、さらに／またはカールを補償する。
前置乾燥部が後置乾燥機と同様に、シングルワイヤドローを備えた乾燥機グループのみで構成される本発明の更なる実施例によれば、後置乾燥機としては、後置乾燥機においてカールを調整するために、スチームボックスが取り付けられ、これによって一定のエネルギー含有量を有する蒸気が逆転シリンダの区域においてウェブに対して吹き付けられる。液化を強化するために、１つまたはいくつかの乾燥用シリンダを温度可調節のシリンダ、すなわち冷却／加熱用シリンダとしてもよい。乾燥部とカレンダとの間に、カールを調整するために追加のスチームボックスを置いてもよい。スチームボックスの代わりに、含湿空気、または前置乾燥機から送られる含湿空気を吹き出す装置などの他のあらゆる同等の媒体、例えば独立した噴霧ボックスを用いることもでき、これによって水分が小水滴として、空気により、ウェブまたはその下に配される浮遊式フードの方へ噴霧される。更に、後置乾燥機において「スプレッダーバー」と呼ばれるものを紙ウェブの片側または両側に配設して、紙ウェブのカールに対して機械的に作用させることができる。このようにして、特に長手方向のウェブのカールに影響を及ぼす。スプレッダーバーをスプレッダーロール式のものにしてもよく、その場合、横方向のカールに対する影響を高めることができる。
次に添付図面の各図を参照して本発明をより詳細に説明するが、本発明はいかなる場合もこれらの図面の内容に限定されることはない。
第１図ないし第４図は抄紙機のドライエンドにおける本発明のさまざまな実施例の概略図であり、これらの図では、抄紙機のドライエンドの前置乾燥機から機械巻取装置までを示す。
第５図は抄紙機の後置乾燥機の部分図としての本発明の実施例の概略図である。
第6A図ないし第6C図は本発明の実施例の概略図であり、これらの図では、後置乾燥機の最後の乾燥機グループおよび機械巻取装置を示す。
第6D図ないし第6E図は本発明の実施例の概略図であり、これらの図では、抄紙機のドライエンド全体を、前置乾燥部から機械巻取装置にかけて示す。
第１図ないし第４図および第6D図ないし第6E図に示すように、紙ウェブＷはプレス部から、シングルワイヤドローを備えた第１のグループR0の乾燥用ワイヤに乗せられて前置乾燥部D1の中へ送り込まれ、そのワイヤに対してウェブはサクションボックス13における真空作用によって付着される。前置乾燥部はシングルワイヤドローを有する７個のグループR0〜r6を含み、ウェブＷは前記グループ間のグループの空隙をまたいで閉鎖ドローを有している。同図において縦方向、すなわちウェブＷの進行方向を矢印Ｓで示す。本発明による前置乾燥部D1におけるすべてのシングルワイヤドローを有するグループR0〜RNは、いわゆる正規のグループであり、それらには、例えばスチーム加熱式平滑面付き乾燥用シリンダ10が上部水平列に配され、逆転サクションシリンダ11が下部水平列に配される。乾燥機グループR0〜RNの数は、原則として、Ｎ＝４〜12、最適にはＮ＝６〜８である。
各正規グループR0〜RNはそれ自身の乾燥用ワイヤ15を有し、それはガイドロール18によって案内される。乾燥用ワイヤ15は被乾燥ウェブＷを乾燥用シリンダ10上でそのシリンダの平滑な加熱面に対して押し付け、逆転シリンダ11上ではウェブＷはワイヤ15の外側面上の湾曲部の側に留まる。逆転シリンダ11上ではウェブＷは遠心力の作用に逆らって、逆転シリンダの溝付き面12上、またはそれと同等のサクションロールの穿孔マント上に存在する真空の作用によって確実にワイヤ15に支持された状態に保たれ、これによってウェブＷの横方向の収縮も相殺される。逆転サクションシリンダ11としては、商標「VAC−ROLLTM」で本願出願人により市販されている、内部サクションボックスを有しないサクションシリンダが特に有利に用いられるが、前記サクションシリンダの構造の詳細に関しては本願出願人のフィンランド特許第83,680号（米国特許第5,022,163号および第5,172,491号に対応）を参照できる。
本発明の実施例による前置乾燥機D1では、ウェブＷと乾燥用ワイヤ15との間の支持接触は、乾燥用シリンダ10と逆転シリンダ11との間の直線ドロー上においても、少なくとも乾燥用シリンダ10から逆転シリンダ11までの走程上でブローサクションボックス17を用いて適切に保たれ、それらボックスによって、ワイヤ15とシリンダ11のマントとの間の開閉くさび形ニップ空間においてワイヤ15により誘発される圧力の生成も防止される。ブローサクションボックス17はその空気の吹き出しによって真空を生成するブローボックスと解することができ、前記ボックス17は真空源には連絡していない。本願出願人により商標「UNO RUN BLOW BOXTM」で市販されているこれらブローサクションボックス17の構造の詳細に関しては、本願出願人のフィンランド特許第59,637号、第65,460号および第80,491号（米国特許第4,441,263号、第4,516,330号および第4,905,380号に対応）を参照できる。他の種類のブローボックスによる方式も、それら自体公知であるが、本発明の概念全体の範囲に含まれる。
前置乾燥機D1のシングルワイヤドローを備えたグループR0〜RNでは、ブローボックス16も逆転シリンダ11間の空隙内で用いられ、これらボックス16によって前記空隙空間が空調され、ウェブＷからの蒸発が促進される。乾燥用シリンダ10の面はドクタ14によって清潔に保たれる。
本発明で用いられる前置乾燥部D1の更なる実質的な利点は、乾燥部の全長に及ぶシングルワイヤドローを備えたグループR0〜RNにおいて重力の作用による損紙の除去を適用可能な点であり、その理由はシングルワイヤグループR0〜RNが底部へ向けて開口して、損紙となった紙ウェブＷを特別な設備なしに、抄紙機の基部の空間に配される損紙用コンベア（図示しない）上へ、さらに前記コンベアに載せて更にパルパーまたは各パルパーの中へ除去できるからである。
ウェブＷの横方向の収縮を防止するために、前置乾燥部D1でウェブＷが常に乾燥用ワイヤ15と確実な接触を保つことは特に重要である。この保持作用は、逆転シリンダ11上における前記シリンダ上の溝付きマント12またはその等価物に存在する真空によって、更にシリンダ10と逆転シリンダ11との間の直線走程上ではブローサクションボックス17により提供される圧力の程度によって、また部分的にはウェブＷの縦方向の張力Ｔによって生じ、この張力はウェブＷとワイヤ15との間に接触圧pk＝T/R（Ｒ＝シリンダ11の半径）を生成する。
上述のように、前置乾燥機D1における逆転シリンダ11として、好ましくは本願出願人のVACTMロールが用いられる。この真空効果を逆転シリンダ11上の穿孔を介して溝付きマント12上へ波及させて、逆転シリンダ11と乾燥用ワイヤとの間のくさび形ニップ空間をも効果的に真空とすることが可能であるため、圧力がそれらのくさび形空間へ誘導されることはなく、その圧力はウェブＷが外側に配される時は、ウェブＷを乾燥用ワイヤから離そうとする。内部サクションボックスを備えたサクションロールが逆転シリンダ11として前置乾燥部D1において用いられる場合、そのサクション区域を望ましくは乾燥用ワイヤ15およびウェブの回転区域よりも広い区域上へ延長して、上述の目的のために吸引作用および自由な空気流を前記くさび形空間の中へ波及可能とする。
上述の前置乾燥部D1の他に、本発明による抄紙機のドライエンドは前置乾燥機D1の後に配置された仕上装置D2を含み、その仕上装置は機械巻取装置50、例えばポープ型巻取装置を含む。この巻取装置50によるオンラインで生成中の機械リールを参照符号MR0で示し、１つの完成した機械リールを参照符号MRで示す。ウェブＷは機械巻取装置50へ、仕上部D2内の塗工装置20の後に配されている後置乾燥機30からカレンダ40を介して送られる。
これらの図に示すように、前置乾燥部D1の後、k2≒96〜99％の乾燥加熱残分まで乾燥された紙ウェブＷは、紙ガイドロール25上およびそのガイドロール25の間に配されており、さらに紙の特製プロファイルを測定する測定光26上を越えて塗工装置20、これは例えば本願出願人により名称Sym−SizerTMで市販されている塗工装置へ送り込まれる。この塗工装置20は２つの塗工用ロール21および22を一方を他方に対面させて含んでおり、サイズ供給装置23および24が前記ロールの両方に対して配されて、紙ウェブＷをロール21および22の間の塗工用ニップNSにおいて両面から塗被する。水を含有する塗工剤のため、ウェブＷは塗工用ニップNSにおいて両面から部分的に湿潤となる。したがって、前置乾燥機D1においてその底面Ｗから非対称に乾燥され、カールの性向を有するこのウェブＷは、その内部ひずみが一部緩和、または少なくとも実質的に減少される状態となるように処理される。
第１図に示す実施例において、前置乾燥部D1はシングルワイヤドローを備えた乾燥機グループR0〜R6のみから成り、紙ウェブＷは乾燥用シリンダ10から逆転ロール11の上へ、さらに乾燥用シリンダ10の上へと繰り返し蛇行して走行する。乾燥機グループR0〜R6において、それらグループ内の乾燥用シリンダ10のいくつかに対して上部インピンジ吹出装置19が取り付けられてカールが調整され、このインピンジ吹出装置19によって熱風がウェブＷに向けて吹き付けられ、ワイヤ15を通して蒸発が行なわれて、カールが調整される。仕上部D2における後置乾燥機30もシングルワイヤドローを備えた乾燥機グループR21、R22、R23のみで構成され、それらグループに対してインピンジ吹出装置19Aとしてのオプションが、生じ得るカールの追加調整の必要上、配備される。その他の点では、後置乾燥機30においてカールがスチームボックス31によって調整される。均一な乾燥を達成するために、最後のグループR23内の最後の乾燥用シリンダ10に対して、赤外線乾燥機32が取り付けられる。更にカールを調整するために、１つのスチームボックス31が、ウェブＷがカレンダ40へ送られる手前に取り付けられる。
インピンジ吹出装置19によって吹き付けがワイヤ15を通して行なわれ、これによって、熱風または蒸気が吹き出されると、カールの調整に影響を及ぼすことができ、これにより蒸発がワイヤ15を通して行なわれる。前置乾燥部D1において、例えば運転速度の増大および両面乾燥などの追加能力の必要に応じてインピンジ乾燥を用いてもよい。インピンジ吹出装置19からの吹き付けによってカールの調整も影響を受け、ウェブ区域に空調が行なわれ、その場合蒸発は片面とはならない。このような構造を用いる場合、ワイヤ15を可能な限り粗目とする必要があり、ウェブが例えば秒速25メートルで走行するときは、吹き付け空気の吹き付け速度を秒速25ないし150メートル、最適には秒速約100メートルとする必要がある。インピンジ吹出装置19のノズルの吹き出し角度は使用されるワイヤの特性と、機械の運転速度と、他のパラメータとに基づいて最適に選択される。吹き付け空気を、400℃までの、望ましくは70〜200℃の温度の外気もしくは加熱空気としてもよい。
第２図に示す実施例において、前置乾燥部D1は第１図に示すものと同様であるが、ここでは後置乾燥機30にもインピンジ吹出装置19が設けられる。その後置乾燥機30内の最後の乾燥機グループR23に対して下部支持ベルト33が配設され、このベルトによってウェブＷの底面からの水の蒸発が防止され、これによってカールが調整される。
下部支持ベルト33は防水性のベルトであり、これにより底面からの水分の除去を防止し、この場合、水分はウェブＷの反対の面から除去される。このようにベルト33が底面からの蒸発を防止するため、ウェブＷは底面の方向へカールする。支持ベルト33の更なる利点は、ここではウェブが２つのベルト33、15の間を走行し、この場合ウェブＷも一部支持されることである。支持ベルト33を用いる場合、そのガイドロール33Aは低い高さ、すなわち逆転シリンダの底部縁とほぼ同じ高さに配され、この場合、ベルト33は同時に損紙コンベアとして機能するため、損紙の除去が容易となる。この支持ベルト33にはそれ自身の駆動装置が設けられており、この場合、その張力を必要に応じて調整できる。支持ベルト33は望ましくは浸透性の低い密なワイヤまたは平滑面付きベルトである。ベルト33の温度は調整可能であり、カールを調整する時に必要に応じて冷却および／または加熱できる。これにより、含湿空気を好適にはベルト33と逆転シリンダ11との間の区域に送り込むことも可能であり、したがってこの工程を更に効率化できる。
第３図に示す実施例における前置乾燥部D1は第１図および第２図に示すものと同様であるが、本実施例において後置乾燥機30内の最後の乾燥機グループR32、R33はツインワイヤドローを備えた乾燥グループとして形成されており、したがって、それらのグループによってカールが調整される。ツインワイヤドローを備えた乾燥機グループR32、R33では乾燥機のシリンダ10A、10Bが２列に取りつけられ、各列のそれぞれのシリンダはガイドロール18A、18Bによって案内されるそれぞれ自身のワイヤの循環15A、15Bを有し、それら列の間ではウェブＷは自由な無支持のドローを有する。本実施例においても、インピンジ吹出装置19が、カールの調整と、能力の増大と、両面乾燥とを行うために、前置乾燥部内に上列の乾燥用シリンダ10に対して取りつけられる。
第４図に示す実施例は第３図に示すものと同様であるが、本実施例では、カールを調整するためにインピンジ吹出装置19が後置乾燥機内の第１の乾燥機グループR21に対して追加配備されている。本実施例において、サイザーの後では通常と同様に、シリンダ10内の蒸気温度はむしろ低くなっており、この場合、インピンジ吹出装置19もウェブＷの加熱能力を増大する。インピンジ吹出装置19の顕著な利点は、むろんここに記載のすべての実施例に関してであるが、温度調整が迅速に可能であり、その場合、例えば１つの等級紙から他の等級紙への機械の変更が迅速となり、これによって生産の増加が達成されることである。
第５図に示すように、後置乾燥機30では、逆転ロールの直径に対する乾燥用シリンダの直径（第５図のDsy1/Dtela）として、前置乾燥部D1と比較して大きな直径比を用いており、この場合、より均一な蒸発が上／底面で行われ、これによってカールを調整可能である。仕上部D2の後置乾燥機30はシングルワイヤドローを備えた２つの乾燥機グループR21、R22から成る。後者のグループR22内の逆転ロールに対しては、スチームボックス31も配設され、カールを調整する。第５図に示すように、この実施例を後置乾燥機30として、上述の各図に示す前置乾燥機D1に対して取り付けることができる。
本構造により蒸発の方向が逆となり、そのためウェブＷは、蒸発が主として行われる乾燥用シリンダ10上に走行用の長い走路を有する。この乾燥用シリンダ10には望ましくは可調整蒸気圧を持たせ、必要に応じてインピンジ吹出装置19をこれらの乾燥用シリンダに対しても使用し、能力を増大することが可能である。逆転シリンダ11の側で、必要に応じて追加水分を、例えば前置乾燥部D1から含湿空気を取り出し、水噴霧装置、支持ベルトまたはそれと同等の上述および後述の装置を用いることにより、供給することができる。
第6A図に示す実施例には、シングルワイヤドローを設けた最後の乾燥機グループR23に対して、後置乾燥機30内にスチームボックス31が取り付けられ、これによって蒸気が逆転シリンダ11上でウェブＷ上へ吹き付けられ、したがってカールが調整される。更に噴霧湿潤装置35が設けられ、これによって水もウェブＷ上へ噴霧されて、カールか調整される。乾燥用シリンダ10のうち、３つのシリンダを温度可調節のシリンダＣとして、それらを冷却用または加熱用シリンダとして用いることができる。
第6B図に示す実施例において、後置乾燥機の最後の乾燥機グループR23の後には赤外線乾燥機32が取り付けられ、これによってウェブＷは上面から強力に乾燥される。
第6A図ないし第6C図において、いわゆるスプレッダーバー34がウェブに対しても取り付けられ、バー34によってウェブＷの縦方向のカールが機械的に処理される。スプレッダーバー34は、例えばスプレッダーロール型のプロファイリングロールであり、その場合、長手方向のカールを処理する目的であるが、これにより機械的処理を用いて横方向のカールに対して作用させることも容易である。スプレッダーバー34はウェブの片側、あるいは両側のいずれにも取付可能である。
第6C図に示す実施例において、後置乾燥機の最後の乾燥機グループR23に対して、逆転シリンダ11上には浮遊式のフード36が設けられ、これによって含湿熱風がカールの調整のためにウェブＷに向けて吹き付けられる。
第6D図に示す実施例は、シングルワイヤドローを備えた前置乾燥部D1を含み、存在しうるインピンジ吹出装置19用のオプションが配設されている。本実施例では、カールの調整は、後置乾燥機30内の最後の乾燥機グループR23に対して取り付けられる、スチームボックス31および水噴霧装置35によって提供される。後置乾燥機にもインピンジ吹出装置19A用の任意の設備が置かれる。
実質的に第6D図に示すものと類似する第6E図に示す実施例において、カールの調整のために、後置乾燥機30内の最後の２つのグループR22、R23には下部支持ベルト33が設けられ、これらが水の蒸発を防止し、更に、最後の乾燥グループに対してスチームボックス31および水噴霧装置35が取り付けられる。
第6A図ないし第6E図に示す実施例で特に強調すべき、カレンダ40の手前でウェブＷが冷たいうちにカールを調整することである。スチームボックス31と温度可調節シリンダＣとの組合せによって、特に効率的な組合せ体が実現される。なぜなら、ウェブＷが熱くなるほど蒸気が液化しにくくなり、そのため、冷却用シリンダが用いられれば、効率的な蒸気の液化が得られるからである。カールの性向を補償するために、蒸気処理前にウェブＷを可能な限り乾燥させ、その蒸気を液化させ、その蒸気作用によってウェブＷを加熱することを可能とすることも重要であり、その場合、その水分はウェブＷの片側に残って、カールの除去を行う。カールの調整においては、ウェブＷが乾燥が行われる側の方へカールしがちであることを考慮に入れる必要がある。上述の本発明の実施例から明らかなように、カールに対してはさまざまな段階でさまざまな方法によって影響を与えて、最適な適用方法を得ることができる。
第6A図ないし第6E図に示す実施例は、前置乾燥機D1および後置乾燥機30の両方がシングルワイヤドローを備えた乾燥機グループR0〜R6、R21〜R23のみによって実施される場合と、カールの性向が主として後置乾燥機30の最後の乾燥機グループR23によって調整される場合とで、最適となる。カールの性向が補償される時、一定のエネルギー含有量の蒸気がスチームボックス31から吹き出され、前記蒸気の過熱度を望ましくは低くすることにより、最大の効率の液化を達成する。したがって、蒸気の温度は典型的には露天温度よりも２〜10℃高い。そのような場合、湿潤と熱エネルギーとの合併効果がカールの調整において達成される。スチームボックス31は実質的にウェブの全幅にわたって延びており、むろん、調節可能なプロファイリング手段として取り付けられる。
ウェブＷを湿潤にさせて、乾燥部の最終端部において１つまたはいくつかの乾燥用シリンダの面を、例えば、望ましくはドクタ14に対して取り付けられた水噴霧装置によって湿潤にさせ、前記噴霧装置から供給される水を蒸発させ、ワイヤにより生じる圧力の効果によりウェブへ効率的に付着させることができる。シリンダの代わりに、むろん、他のロールとすることもでき、その場合、そのロール面に塗布される水膜は、ワイヤがウェブをそのロールに対して押し付けると、ウェブに接触する。
本発明に関するフィンランド特許第70,275号は乾燥用ワイヤの温度を調整して、乾燥効率に影響を与えることを教示する。同様に、乾燥用ワイヤの温度によって乾燥の不等側性を調整できる。本発明によれば、後置乾燥機に各装置を配置し、これによってワイヤまたは各ワイヤの温度に影響を与え、このようにしてカールに影響を与える。ワイヤを、例えばスチームボックスによって加熱することができる。冷却に関しては、例えば前記フィンランド特許第70,275号から知られる方法および装置を用いることができる。
カールをUNORUNTMブローボックスを介して吹き出される空気の湿度および温度を調節することによって調整することもできる。同様に、ウェブの不等側性の蒸発およびカールに対して、ウェブを取り巻くフード内の空気の湿度によって両側から影響を与えることができる。したがって、空調ボックス16から吹き出される空気の状態を、可能性にはワイヤを通して吹き出される空気、またはUNORUNTMボックスで用いられる空気と共に調整することによって、効率的にカールに対して影響を与えることができる。
本特許出願の概論の部分で言及した米国特許第5,557,860号では、スチームボックスはカレンダの手前であって、シングルワイヤドローのみを設けた前置乾燥部の後に用いられる。このような方式のみが用いられるとすると、カールの調整において、最終製品の表面特性がもはや所望通りにはならなくなる危険性が高い。本発明の範囲は、カレンダの手前で蒸気または含湿空気を吹き出すことによって、乾燥部内に配される調整装置と共にカールを調整する組合せ体を含む。
以上本発明を、その好適ないくつかの実施例のみを参照して説明したが、本発明はいかなる場合も前記実施例の内容に限定されるものではない。本発明のさまざまな実施例において説明したさまざまな構成要件を、さまざまな方法により組み合わせて、抄紙機のドライエンドにおいてカールを調整することができる。次の請求の範囲に定義する本発明の概念の範囲内で、多くの改変および変形が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
0003650131.tif 000008
【図６Ｃ】
0003650131.tif 000009
【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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