(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙ウェブ（Ｗ）のスチーム処理および／または湿潤化を利用する紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法において、紙ウェブ（Ｗ）のカールを調整する目的で実行される前記スチーム処理および／または湿潤化は、仕上装置の前の複数の工程で行ない、該仕上装置は、前記ウェブの乾燥固形質がK1＝最終乾燥固形質−７％、K2＝最終乾燥固形質＋３％のK1〜K2の範囲にあり、少なくとも１工程中は前記ウェブ温度が75℃よりも低い場合に、前記ウェブに対して機械的に作用させることを特徴とする紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法。
【請求項２】
請求の範囲第１項記載の紙のカールの調整方法において、前記紙ウェブ（Ｗ）は、乾燥機グループ（R0〜RN）の前置乾燥部（D1）で乾燥用シリンダ（10）によって乾燥させ、該乾燥用シリンダの加熱面に対して、乾燥用ワイヤ（15）により前記紙ウェブ（Ｗ）を押し付け、この後、前記紙ウェブ（Ｗ）は、前置乾燥機（D1）から仕上部（D2）に送り込み、該仕上部で、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、前記紙ウェブ（Ｗ）は、後置乾燥機（30）で乾燥させ、その後、前記紙ウェブ（Ｗ）は、カレンダ（40）においてカレンダ掛けし、巻取部（50）へ送り、前記紙ウェブは機械リール（MR）へ巻き取ることを特徴とする紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法。
【請求項３】
請求の範囲第２項記載の紙のカールの調整方法において、前記前置乾燥部（D1）では、正規のシングルワイヤドローを用いる乾燥機グループ（R0〜RN）内で、前記紙ウェブ（Ｗ）を、その底面の側から乾燥させることを特徴とする紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法。
【請求項４】
請求の範囲第２項または第３項のいずれかに記載の紙のカールの調整方法において、前記後置乾燥機（30）では、正規のシングルワイヤドローを用いる乾燥機グループ（R21、R22、R23）内で、前記紙ウェブ（Ｗ）を乾燥させることを特徴とする紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法。
【請求項５】
請求の範囲第２項ないし第４項のいずれかに記載の紙のカールの調整方法において、前記乾燥機（30）の最後の乾燥機グループ（R23）では、乾燥用シリンダ（10）の逆転シリンダ（11）に対する直径比（D0:D11）として、１〜1.5の比を使用することを特徴とする紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法。
【請求項６】
請求の範囲第２項ないし第５項のいずれかに記載の紙のカールの調整方法において、少なくとも最後のシリンダとして、最後の乾燥機グループ（R23）に、各々独立に温度調整可能なシリンダを使用することを特徴とする紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法。
【請求項７】
請求の範囲第６項記載の紙のカールの調整方法において、最後の２つのシリンダ（61、63）として、最後の乾燥機グループ（R23）に、各々独立に温度調整可能なシリンダを使用することを特徴とする紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法。
【請求項８】
請求の範囲第７項記載の紙のカールの調整方法において、前記各々独立に温度調整可能なシリンダとして、冷却可能なシリンダ（61、63）を使用することを特徴とする紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法。
【請求項９】
請求の範囲第７項に記載の紙のカールの調整方法において、前記ウェブ（Ｗ）は、前記最後のシリンダ（61、63）に対して、それらに固有のワイヤ循環によって運搬することを特徴とする紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法。
【請求項１０】
請求の範囲第９項記載の紙のカールの調整方法において、前記最後のシリンダは、それらに固有のワイヤ循環を備え、乾燥部のフードの残りの部分から、該フード内に配置された隔壁によって離隔することを特徴とする紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法。
【請求項１１】
請求の範囲第９項記載の紙のカールの調整方法において、前記ワイヤ循環のワイヤを冷却することを特徴とする紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法。
【請求項１２】
請求の範囲第２項ないし第11項のいずれかに記載の紙のカールの調整方法において、カールの調整は、前記乾燥部の最後の乾燥機グループで行ない、前記紙ウェブ（Ｗ）は、湿潤装置（62）によって湿潤化し、この後、該紙ウェブ（Ｗ）は、第１のシリンダ（61）のシリンダ面に沿って送り、後続の逆転シリンダ（11）上で冷却可能であり、これに関連して、前記ウェブ（Ｗ）は、スチームボックス（64）によってスチーム処理しまたは湿潤装置によって湿潤化し、その後、前記ウェブ（Ｗ）は、冷却シリンダ（63）の面に沿って、スチームボックス（65）または湿潤装置を通過させ、カレンダ（40）まで送ることを特徴とする紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法。
【請求項１３】
請求の範囲第12項記載の紙のカールの調整方法において、前記紙ウェブ（Ｗ）は、カールの調整の前に、過度の乾燥状態まで乾燥させることを特徴とする紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法。
【請求項１４】
請求の範囲第１項記載の紙のカールの調整方法において、前記紙ウェブ（Ｗ）は、スチーム処理／湿潤化処理中、縦方向に支持しまたはドロー下に保持することを特徴とする紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法。
【請求項１５】
請求の範囲第１項記載の紙のカールの調整方法において、前記紙ウェブ（Ｗ）に対して、スチーム処理／湿潤化処理中、または該処理直後に、伸張作用を加えることを特徴とする紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法。
【請求項１６】
少なくともヘッドボックス、成型部、プレス部および乾燥部を含み、スチームボックスまたは湿潤装置がカールの調整に利用される紙／板紙抄紙機において、複数の工程でカールの調整を行なう目的で、少なくとも２つのカール調整装置が存在し、紙ウェブ（Ｗ）のカールを調整する目的で実行されるスチーム処理および／または湿潤化は、仕上装置の前の複数の工程で行なわれ、該仕上装置は、前記ウェブの乾燥固形質がK1＝最終乾燥固形質−７％、K2＝最終乾燥固形質＋３％のK1〜K2の範囲にあり、少なくとも１工程中は前記ウェブ温度が75℃よりも低い場合に、前記ウェブに対して機械的に作用することを特徴とする紙／板紙抄紙機。
【請求項１７】
請求の範囲第16項記載の紙／板紙抄紙機において、前記乾燥部は、前置乾燥部（D1）および仕上部（D2）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）とを含むことを特徴とする紙／板紙抄紙機。
【請求項１８】
請求の範囲第17項記載の紙／板紙抄紙機において、前記前置乾燥部（D1）は、正規のシングルワイヤドローを用いる乾燥機グループ（R0〜R6）を含むことを特徴とする紙／板紙抄紙機。
【請求項１９】
請求の範囲第17項または第18項に記載の紙／板紙抄紙機において、前記後置乾燥機（30）の乾燥機グループ（R21、R22、R23）は、正規のシングルワイヤドローを用いる乾燥機グループであることを特徴とする紙／板紙抄紙機。
【請求項２０】
請求の範囲第17項ないし第19項のいずれかに記載の紙／板紙抄紙機において、前記後置乾燥機（30）の最後の乾燥機グループでは、乾燥用シリンダ（10）の逆転シリンダ（11）に対する直径比（D0:D11）は、１〜1.5であることを特徴とする紙／板紙抄紙機。
【請求項２１】
請求の範囲第17項ないし第20項のいずれかに記載の紙／板紙抄紙機において、前記後置乾燥機（30）の最後の乾燥機グループ（R23）の少なくとも最後のシリンダは、各々独立に温度調整可能なシリンダであることを特徴とする紙／板紙抄紙機。
【請求項２２】
請求の範囲第21項記載の紙／板紙抄紙機において、前記後置乾燥機（30）の最後の乾燥機グループ（R23）の最後の２つのシリンダ（61、63）は、各々独立に温度調整可能なシリンダであることを特徴とする紙／板紙抄紙機。
【請求項２３】
請求の範囲第22項記載の紙／板紙抄紙機において、前記各々独立に温度調整可能なシリンダは、冷却可能なシリンダ（61、63）であることを特徴とする紙／板紙抄紙機。
【請求項２４】
請求の範囲第22項記載の紙／板紙抄紙機において、前記最後のシリンダ（61、63）は、それらに固有のワイヤ循環を有することを特徴とする紙／板紙抄紙機。
【請求項２５】
請求の範囲第24項記載の紙／板紙抄紙機において、前記乾燥部のフードは、隔壁を含み、前記最後のシリンダ（61、63）のワイヤ循環は、前記乾燥部のフードの残りの部分から離隔されていることを特徴とする紙／板紙抄紙機。
【請求項２６】
請求の範囲第24項記載の紙／板紙抄紙機において、前記最後のシリンダ（61、63）のワイヤ循環のワイヤは、冷却可能であることを特徴とする紙／板紙抄紙機。
【請求項２７】
請求の範囲第17項ないし第26項のいずれかに記載の紙／板紙抄紙機において、前記カール調整装置は、前記乾燥部の最後の乾燥機グループに配置され、湿潤装置（62）は、第１のシリンダ（61）の前に配置され、該第１のシリンダは、前記ウェブ（Ｗ）を湿潤化するために冷却可能であり、スチームボックス（64）または湿潤装置は、冷却可能な第２のシリンダの前に配置され、スチームボックス（65）または湿潤装置は、前記ウェブ（Ｗ）をカレンダ（40）に転送する前に配置されることを特徴とする紙／板紙抄紙機。
【請求項２８】
請求の範囲第27項記載の紙／板紙抄紙機において、前記ウェブ（Ｗ）は、前記カール調整装置の前に、過度の乾燥状態まで乾燥するように設置されることを特徴とする紙／板紙抄紙機。
【請求項２９】
請求の範囲第16項記載の紙／板紙抄紙機において、スチーム処理／湿潤化処理に関連して、前記紙ウェブ（Ｗ）は、縦方向に支持されまたはドローに当接されることを特徴とする紙／板紙抄紙機。
【請求項３０】
請求の範囲第16項記載の紙／板紙抄紙機において、スチーム処理／湿潤化処理に関連して、または該処理の直後に、ウェブ（Ｗ）伸張装置が設置されていることを特徴とする紙／板紙抄紙機。
【発明の詳細な説明】
本発明は、紙／板紙抄紙機の乾燥部における紙のカールの調整方法に関するものであり、本方法では、紙ウェブのスチーム処理および／または湿潤化を利用する。
また本発明は、紙／板紙抄紙機に関するものであり、当該抄紙機は少なくともヘッドボックス、成型部、プレス部および乾燥部を含み、スチームボックスまたは湿潤装置がカールの調整に使用される。
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なわれていて、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が分かっている。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置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なう。こうした状況では、乾燥させ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・ワイヤ間の速度差の選択と、成型部の選択およびその走行モードと、他の運転用パラメータとによって、紙のカールの性向は、ウェブの成型に関連して、特にシート成型段階（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、湿潤部でのウェブ成型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、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なう。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特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、これには、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、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、更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。この方法で新規性で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に熱および水分によって緩和することである。
本願出願人のフィンランド特許出願第963734号（米国特許出願第60/030,693号に相当）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部とが記載され、これは、紙ウェブのカールの性向を補償するために、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、更に、その乾燥に関連してまたはその後に、紙ウェブを、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などの装置により処理して、紙ウェブのカールの性向を補償するものである。
一方、本願出願人のフィンランド公開公報第98,387号（米国特許出願第08/705,059号に対応）には、表面処理される紙、特に上級紙の製紙方法と、その方法を使用する抄紙機のドライエンドとが記載されている。プレスによって脱水された紙ウェブは前置乾燥部で乾燥され、乾燥エネルギーは、前置乾燥部の全長にわたって、ウェブの底面側からｚ方向に非対称に紙ウェブに加えられる。前記工程は、乾燥用ワイヤの支持により底方向に開口したシングルワイヤドローを有する、複数の連続したグループによって行なわれる。このようにして、乾燥固形質の増加にともなって縦方向および横方向の両方に生じる傾向のあるウェブの収縮は、実質的に防止される。ウェブ破損に関連して、損紙は、底方向に開口した乾燥機グループから、実質的に重力によって、下方に除去され、下に配置された損紙用コンベアへ到達する。この非対称な前置乾燥により、カールの性向を有する紙ウェブは、仕上部に送られ、後処理されるのと同時に、湿潤化されまたは可塑的に加工され、前置乾燥工程で生じたカールの性向が除去される。例を挙げれば、後置乾燥部では、ツインワイヤドローおよびスチーム調整付きグループと、カールを調整するために設置されたスチームボックスと、赤外・空気支持ウェブ乾燥である。
本願出願人のフィンランド特許出願第964830号（米国仮特許出願第60/032,405号）では、抄紙機のドライエンドと同等に紙を乾燥させる方法が記載されている。この紙の乾燥方法は、次の工程を含む。被乾燥紙ウェブはプレス部から前置乾燥部へ送り、紙ウェブはその底面側から、正規シングルワイヤドローを利用する乾燥機グループで乾燥させる。前記前置乾燥部は、専ら、正規シングルワイヤドローを有するシングルワイヤグループを含む。前置乾燥部から、紙ウェブは仕上部へ送り、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、後置乾燥部で乾燥させ、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。本方法では、紙ウェブのカールは、各要素によって、更に／または当該要素で形成された集合および組み合わせによって、前置乾燥部および／または仕上部の区域で調整する。一方、抄紙機のドライエンドは、前置乾燥部および仕上部を含み、仕上部は、塗工／表面サイズ処理装置、後置乾燥機、カレンダおよび巻取部を含む。抄紙機のドライエンドに、各要素および／または当該要素で形成された集合および組み合わせを含むことにより、紙ウェブのカールは、前置乾燥部および／または仕上部の区域で調整される。カール調整用要素は、例えば、前置乾燥部における熱湿潤空気のワイヤを通した吹き付け、後置乾燥機で使用するスチームボックス、スチームボックスによるスチーム処理と冷却シリンダとの組み合わせ、後置乾燥機における下方支持ベルトまたは支持ワイヤ、後置乾燥機で使用するツインワイヤグループ、後置乾燥機の少なくとも１つのシリンダに連結するワイヤを通した吹き付け、適切なシリンダ直径比の使用、後置乾燥機におけるウェブへの水の噴霧、カレンダ前のウェブ処理用赤外線ボックス、前置乾燥機から後置乾燥機へのウェブ吹き付け用湿潤空気の転送、およびスプレッダーバーによるウェブへの機械的作用を含む。
従来技術に関しては、米国特許第5,557,860号を参照することもできる。これには、正規シングルワイヤドローと、乾燥機グループの後に設置された湿潤装置とで構成された乾燥部が記載され、湿潤装置によってカールが調整される。
本発明は上述の従来技術における方式を更に発展させて、紙ウェブのカールを、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。
また本発明は、走行性を格段に高いレベルまで改善可能な、仕上装置を有する抄紙機のドライエンドを提供することを目的とする。
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調整する目的で実行される操作は、仕上部の前の複数の工程で行ない、仕上部は、ウェブの乾燥固形質がK1〜K2の範囲、すなわちK1＝最終乾燥固形質−７％、K2＝最終乾燥固形質＋３％の範囲にあり、更に、少なくとも１工程中はウェブ温度が85℃よりも低く、好ましくは75℃よりも低い場合に、ウェブに対して機械的に作用させることを主たる特徴とする。
本発明による紙／板紙抄紙機は、カール調整が複数の工程で行なわれることを意図して、少なくとも２つの前記カール調整装置があり、紙ウェブのカールを調整する目的で実行される操作は、仕上部の前の複数の工程で行なわれ、仕上部は、ウェブの乾燥固形質がK1〜K2の範囲、すなわちK1＝最終乾燥固形質−７％、K2＝最終乾燥固形質＋３％の範囲にあり、更に、少なくとも１工程中はウェブ温度が85℃よりも低く、好ましくは75℃よりも低い場合に、ウェブに対して機械的に作用することを特徴とする。
本発明によれば、ウェブ温度が85℃よりも低く、好ましくは75℃よりも低い場合に、カールは調整される。ウェブ温度が85℃よりも低く、好ましくは75℃よりも低いレベルに低下すると、スチームは、より効果的にウェブ内へ凝縮する。これに関連して、本願出願人は、試作機によって実験を行なった。乾燥部の最後の上部シリンダを熱した場合は、当該シリンダ直後に配置されたスチームボックスは、カールに対して、顕著な効果を何ら与えなかった。前記シリンダへのスチームの供給を閉止した場合は、ウェブの温度は低下し、スチームボックスによる大きな効果が得られた。
本発明によれば、紙ウェブのカールは乾燥工程の最後に調整する。本願出願人は、湿潤化／スチーム処理を使用する場合、過度の乾燥は、カールの調整を促進することにも注目した。本発明によれば、乾燥固形質が、理想的な最終乾燥固形質以下約７％から、前記所望の最終固形質以上約３％までの範囲にある場合に、最適な制御性が得られる。表面サイズ処理された上級紙の場合、前記範囲は典型的には88％から98％となる。
更に本発明によれば、スチーム処理／湿潤化などの調整操作およびウェブの冷却は、複数の工程で行ない、その場合、非常に効率的なカール調整効果が得られる。これは添付の第３図から明らかであり、同図の試験結果から、一方の側からのみ乾燥させたウェブは、激しくカールする（20単位分）ことが分かる。１つの工程での少量のスチーム処理によって、カールは実質的に減少するが、ウェブは依然として当初の方向に約５単位分カールする。スチーム処理する直前にウェブを湿潤化した場合、ウェブのカール方向を逆転させることもできる。
湿潤装置は、ウェブ温度を低下させるのに非常に効果的である。他の応用例として、例えば冷却シリンダを湿潤装置に代用できる。
本発明の方式では、抄紙機のドライエンドは、好ましくは、専ら、シングルワイヤドローを有する乾燥機グループに基づいていて、この場合、損紙の除去は定常的に、重力によって行なわれ、そのために、問題を生じない。同様に、シングルワイヤドローでは、紙ウェブは定常的にワイヤに支持され、この場合、走行性は改善され、加速が可能である。紙の不等側性、特に不等側な乾燥から発生するカールを調整する目的で、抄紙機のドライエンドの後置乾燥機に各要素が設けられ、上述の原理に従ってカールの性向を調整し、紙によって理想的なカールを得る。
本発明の一実施例によれば、後置乾燥機において、カールの調整のため、冷却可能な、更に／またはその温度を調整可能なシリンダと、湿潤またはスチームボックスとを使用し、それらは交互に設置して、多工程の冷却／湿潤カールサイクルを、好ましい方法で形成された組み合わせとしての最適なロール／シリンダ直径とともに、提供する。従来技術の方式では、シリンダ−ロール直径比の最適化によって影響を受け、サクションロールの直径が大きいときは、底面を通して行なわれる蒸発量は増加し、他の場合は全範囲に一様である。本発明の好ましい特徴は、適切なシリンダ−ロール直径比を選択して、ウェブが直径の大きいサクションロールまたはその等価物の周囲を走行するときに、ウェブ温度を低下させることである。この後、例えばスチームボックスが、カールを調整する目的で、湿潤機能を提供するために設置される。
乾燥部の前置乾燥機および後置乾燥機は、原則として、正規シングルワイヤドローを備える場合、紙ウェブは、好ましいことに、最初に低側から冷却される。すなわち、原則的に、紙ウェブの温度勾配を生成する試みがなされ、カールの調整のために湿潤化された側が、ウェブの反対側よりも冷却される。
次に、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。本発明は、しかし、いかなる場合も、前記図面の詳細に限定されるものではない。
第１図は抄紙機のドライエンドについての本発明の実施例の概略図であり、抄紙機のドライエンドは、前置乾燥部から機械巻取装置までを示す。
第２図は第１図の部分概略図であり、主として、抄紙機のドライエンドの仕上部の後置乾燥機における最後の乾燥機グループを示す。
第３図は、水分による湿潤化およびスチーム処理を用いた、紙のカールの調整試験結果の概略図である。
第１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の走行方向を矢印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は、原則として、Ｎ＝４〜12、好適には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の外側面上の曲状部の側に留まる。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11の溝付き面上、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、そ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 BLOWBOXTM」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、更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、紙の特性プロファイルを測定する測定ビーム26を越えて塗工装置20へ送り込まれる。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である。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み、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図に示す実施例では、仕上部D2の後置乾燥機30も、専ら、シングルワイヤドローを有する乾燥機グループR21、R22、R23で構成されている。後置乾燥機30の最後の乾燥機グループR23には、カール調整装置が設置され、詳細は第２図で示す。最初の２つのグループR21、R22は、インピンジメント吹き付け19を設置可能であり、基本的に、前置乾燥機D1の乾燥機グループR0〜R6に類似していて、対応する部分には同じ参照番号が用いられている。
第２図に示すように、後置乾燥機の最後の乾燥機グループR23は、まず、グループ間隙に乾燥用シリンダ10、後続の逆転ロールまたはシリンダ11、更に第２の乾燥用シリンダ10および後続の逆転シリンダ11を含む。この後、温度調整可能なシリンダ61が続き、これは好ましくは冷却可能のシリンダである。この後、ウェブＷは、下方列の逆転ロールまたはシリンダ11、および温度調整可能な第２のシリンダ63に送られ、これは好ましくは冷却可能のシリンダである。乾燥用ワイヤは参照番号15で示し、そのガイドロールは参照番号18で示し、走行性要素は参照番号17で示し、ドクタは参照番号14で示し、第１図と同様である。後置乾燥機30の最後の乾燥機グループR23の最後の２つの逆転ロールまたはシリンダ11の出口側には、温度調節可能なシリンダ61、63の前に、好ましくは湿潤装置62および好ましくはスチームボックス64が配置されている。両装置は、むろん、湿潤またはスチーム処理装置としてもよい。紙ウェブＷは、ウェブがシリンダ61、63に送られる前に、湿潤化／スチーム処理されるため、これらシリンダは、好ましくは、冷却されたシリンダである。後方の冷却シリンダ63から、ウェブＷは、ガイドロール71のスチームボックス65を通過して、カレンダ40、更にリールアップ50に送られる。
本発明によれば、湿潤化／スチーム処理装置62、64と、冷却シリンダ61、63を用いたウェブＷの冷却との交互作用により、カールの調整が、複数の工程で行なわれ、このため、非常に効果的である。本工程において、ウェブＷの乾燥固形質はK1〜K2の範囲、すなわちK1＝最終乾燥固形質−７％、K2＝最終乾燥固形質＋３％の範囲であり、ウェブ温度は、スチームボックス64、65において、85℃よりも低く、好ましくは75℃よりも低い。
図面から分かるように、最後の乾燥機グループR23の逆転ロールまたはシリンダ11の直径D11は、先行するグループの逆転ロールまたはシリンダ11の直径Ｄよりも大きい。カールの性向を調整するために、最後の乾燥機グループR23では、逆転シリンダ11の直径D11の乾燥用シリンダ10/冷却シリンダ61、63の直径D0に対する比は、ウェブＷが、この経路において、通常よりも大きい直径の逆転シリンダ11の面で冷却も行なわれ、カールの調整効果を高めるように、選択されている。直径比D0/D11は、0.75〜2.5であり、好ましくは、１〜1.5である。
乾燥部の最後に配置された低温のシリンダを用いて、また場合によって大きな逆転シリンダを使用して、ウェブの冷却を試みることにより、前記各シリンダに、それら自身のワイヤ循環を使用することも、利点となる。このようにして、他の加熱されうるシリンダおよび長いワイヤ循環は、ワイヤを加熱不能であり、これにより、乾燥部の最後でウェブを加熱不能である。付加的な能力を備えるため、ワイヤは更に冷却可能であり、これは例えば、冷気の吹き付けによる。
図示していないが、乾燥部は、湿潤空気の回復のために、フード内に従来の方法で配置され、エネルギー効率を改善し、乾燥部の空調を強化している。特に、それ自身のワイヤ循環が最後尾で使用される場合は、前記領域は隔壁によってフードの残りの部分から離隔するのが望ましい。本方式により、ワイヤは冷却状態に保たれ、エネルギー効率および乾燥部の空調の操作性の両方が改善される。
本特許出願人は、紙の最終特性から見て、ウェブが、第１図および第２図に示すように、例えば乾燥用ワイヤに対して支持されている時に、前記カール調整操作を行なうことが有利であることにも注目した。ウェブがドローに、縦方向または横方向に当接している場合に、最終結果も良好である。第２図において、ウェブは、最後の乾燥用シリンダとカレンダとの間に引き延ばされ、すなわち、ウェブは、装置65によってスチーム処理／湿潤化されている時に、縦方向に張力を受けている。
第３図は、水分による湿潤化およびスチーム処理を用いた、紙のカールの調整試験結果の概略図である。Ｙ軸はカールを表し、Ｘ軸は試験点１〜３を示す。試験点１では、片側乾燥が用いられ、試験点２では、片側乾燥およびスチーム処理が用いられ、試験点３では、片側乾燥、水分による湿潤化およびスチーム処理が用いられている。カールの符号が正の場合は、カールは上側に向かって生じ、カールの符号が負の場合は、カールは下側に向かって生じている。同図に見られるように、片側乾燥ウェブは、激しくカールしている（20単位分）。１つの工程においてスチーム処理のみを行なった場合、カールは実質的に減少しているが、ウェブは依然として当初の方向に５単位分カールしている。ウェブがスチーム処理の直前に水分により湿潤化された場合は、ウェブのカール方向を逆転させることもできる。
本発明は、実施例において述べた乾燥部方式に関して適用するのが好ましいが、本発明は、いかなる場合も、前記方式に限定されるものではなく、本発明は、従来のシリンダ乾燥方式またはシリンダ乾燥以外の乾燥、例えば、インピンジメント乾燥などにも適用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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