(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製紙機の成形テーブル上の液体懸濁液に含まれる繊維の密度又はコンシステンシを低下させる装置であって、
外表面及び内表面を有し、その上を繊維スラリーが運搬される成形ファブリックと、
前記成形ファブリックの内表面とすべり接触の状態にある先端サポート面を有する主要ブレードと、
成形テーブルの自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ又は排液セクションの一部を少なくとも含んでいる中心プレートとを備え、
前記中心プレートは、下流側から上流側に向けて前記液体の少なくとも一部を再循環させるためのチャネルを形成するために、所定距離だけボトムプレートから離間されており、
一つ以上のサポートブレードを更に備え、前記一つのサポートブレードは、上記のファブリックを前記主要ブレード又は中心プレートから切り離して、紙ストックから排出された液体を制御されたゾーンに導くチャネルを形成する装置。
【請求項２】
前記中心プレートの最上面は、制御された乱流又はマイクロアクティビティゾーンを生成するために構成された一つ以上の段差を備えている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
中心プレートの後端は、上記のファブリックから、０．１〜１０度の範囲で離れているように傾斜している請求項１に記載の上記の装置。
【請求項４】
前記中心プレートは、その最上面に一つ以上の収束又は分流セクションを備える請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記中心プレートは、当該中心プレートの一部がその周囲を回転できる一つ以上のピボット点を備える請求項１に記載の上記の装置。
【請求項６】
前記少なくとも一つのピボット点は排液セクションの角度が当該ピボット点において、変わることができるように位置決めされている請求項５に記載の上記の装置。
【請求項７】
サポートブレードは、スペーサとボルトによって、適所に設置されている請求項１に記載の上記の装置。
【請求項８】
前記成形ファブリックの内表面と前記中心プレートの最上面との距離は、均一又は不均一である請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記中心プレートは、スペーサとボルト、或いはスペーサとＴバーを用いて所定距離だけボトムプレートから離間されている請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置は、排出された液体が所望の水力学的な効果を生成するために成形工程の少なくとも一部において、再利用できるように構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
繊維スラリーを脱液体化する動水圧を発生させるように構成された少なくとも一つのブレード又はフォイルを更に備え、前記動水圧は真空により生成される請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記段差は、繊維スラリーの厚み及びシステムの速度に従って大きさが設定される請求項２に記載の装置。
【請求項１３】
製紙機の成形テーブル上の液体懸濁液に含まれる繊維の密度又はコンシステンシを低下させるシステムであって、
外表面及び内表面を有し、その上を繊維スラリーが運搬される成形ファブリックと、前記成形ファブリックの内表面とすべり接触の状態にある先端サポート面を有する主要ブレードと、成形テーブルの自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ又は排液セクションの一部を少なくとも含んでいる中心プレートとを備える装置を具備し、
前記中心プレートは、下流側から上流側に向けて前記液体の少なくとも一部を再循環させるためのチャネルを形成するために、所定距離だけボトムプレートから離間されており、
一つ以上のサポートブレードを更に備え、前記一つのサポートブレードは、上記のファブリックを前記主要ブレード又は中心プレートから切り離して、紙ストックから排出された液体を制御されたゾーンに導くチャネルを形成するシステム。
【請求項１４】
製紙機の成形テーブル上の繊維懸濁液の密度又はコンシステンシを低下させる方法であって、
その上を繊維スラリーが運搬される成形ファブリックを提供し、前記成形ファブリックは外表面と内表面とを有し、
前記成形ファブリックの内表面とすべり接触の状態にある先端サポート面を有する主要ブレードを提供し、
成形テーブルの自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ又は排液セクションの一部を少なくとも含んでいる中心プレートを提供し、
前記中心プレートは、下流側から上流側に向けて液体の少なくとも一部を再循環させるためのチャネルを形成するために、所定距離だけ成形テーブルのボトムプレートから離間されており、
一つ以上のサポートブレードを更に備え、前記一つのサポートブレードは、上記のファブリックを前記主要ブレード又は中心プレートから切り離して、紙ストックから排出された液体を制御されたゾーンに導くチャネルを形成する方法。
【請求項１５】
少なくとも一つのピボット点の周囲で前記中心プレートの少なくとも一部を回転させる工程を更に備える請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ピボット点の一つ以上で排液セクションの角度を変える工程を更に備える請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
所望の水力学的な効果を発生させるために成形工程の少なくとも一部で液体を再使用する工程を更に備える請求項１４に記載の上記の方法。
【請求項１８】
繊維スラリーを脱液体化する動水圧を発生させるために少なくとも一つのブレード又はフォイルを構成する工程を更に備え、前記動水圧は真空により生成される請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願についての相互参照］
本出願は、その全てが参照により本願明細書に引用されたものとする２０１０年１２月１６日に出願された米国仮特許出願番号第６１／４２３，９７７号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は紙の成形において使用する装置に関する。より詳しくは、本発明は成形テーブル上の繊維懸濁液のコンシステンシ又は密度を低下させ、かつ、その上に成形される紙の品質及び物性を改善するための装置、システム、及び、方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、製紙産業では、品質のよい製品を確保するうえで、成形ファブリック上の紙ストックから液体を適切に排水させることが重要なステップであることが知られている。これは、機械、例えば長網抄紙機のウェット端に通常位置する排水ブレード又はフォイルを用いることによりなされる。（排水ブレードという用語は、本明細書で用いられる場合、排水又はストックアクティビティ或いは双方を生じさせるブレード又はフォイルを含む意味である点に注意されたい。）これらのブレードの多種多様な異なる設計が今日では利用できる。概して、これらのブレードは、ワイヤから離れるように角度付けされた脱水のためのトレーリング部を有するワイヤ又は成形ファブリックのための軸受又はサポート面を提供する。これによりブレード表面とファブリックとの間にギャップが生成され、それによりブレードとファブリックの間に真空が生み出される。これは、ファブリックから水を排水するだけでなく、吸引に起因するファブリックの引き下げをも生じさせ得る。しかしながら、真空が壊れるときには、ファブリックはその第一の位置に戻り、ストックの配給にとって好ましいことのあるパルスがストック全体に与えられる結果が生じ得る。（ワイヤのたわみによって生じたる）アクティビティ及びシートから排出される水量は、ブレードにより生成される真空に直接関係している。この種のブレードによる排水及びアクティビティは、真空チャンバ上に単一又は複数のブレードを配置することによって増やすことができる。活性が常に望ましい間は、シート成形プロセス初期の過剰な排水が繊維及びフィラーを維持する上で悪影響を与えることがあるため、排水とアクティビティの直接的な関係は望まれない。急速な排水はシート遮水を生じさせ、後の除水をより困難にしてしまうこともある。現存の技術は、初期の排水を低減させるために製紙業者に対して所望のアクティビティに対する妥協を強制している。
【０００４】
排水は、本願明細書に引用したものとするワードに対する米国特許番号３，８２３，０６２において、教示されているような液体から液体への転送の方法により達成できる。この参考文献は、ストックに対する突然の圧力ショックによる液体の除去を教示している。その参考文献は、懸濁液からの制御された液体から液体への水の排液が従来の排液より激烈ではないと述べている。
【０００５】
コルベリーニに対する米国特許番号５，２４２，５４７には排液の類似タイプが教示されている。この特許は、排出されるシートの反対側の成形ファブリックの表面上にメニスカス（空気と水の界面）が成形されるのを防止することを教示している。この参考文献は、ブレードを含む真空箱構造をあふれさせ、かつ、制御メカニズムによって、液体の水抜きを調整することによりこれを達成する。これは、「液中の排液」と呼ばれる。吸引箱において、大気中より低い圧力を用いることにより排水の改善が生ずると言われている。
【０００６】
排液に加えて、ブレードは、ストックの望ましい配給を提供するために懸濁液中に意図的にアクティビティを発生させるために構成される。この種のブレードは、例えば、ファッシュに対する米国特許番号４，７８９，４３３において、教示されている。この参考文献は、繊維懸濁液中に微視的乱流を生成するために、（好ましくは、荒い脱水面を有している）波状ブレードを用いることを教示する。
【０００７】
例えば、カルメスに対する米国特許番号４，６８７，５４９に記載されているような他のタイプのブレードは、乱流の回避を望んでいるが、今のところ排水に影響を及ぼしている。この参考文献は、ブレードとウェブの間のギャップを埋めることを教示しており、かつ、空気の欠如が、ギャップ中の水の拡張と「空洞化」を防止して、如何なる圧力パルスをも実質的に除去することを述べている。この種のブレード及び他の装置は、以下の従来技術中に多数見つけることができる：米国特許番号５，９５１，８２３、５，３９３，３８２、５，０８９，０９０、４，８３８，９９６、５，０１１，５７７、４，１２３，３２２、３，８７４，９９８、４，９０９，９０６、３，５９８，６９４、４，４５９，１７６、４，５４４，４４９、４，４２５，１８９、５，４３７，７６９、３，９２２，１９０、５，３８９，２０７、３，８７０，５９７、５，３８７，３２０、３，７３８，９１１、５，１６９，５００及び５，８３０，３２２。これらは、本願明細書に引用したものとする。
【０００８】
伝統的に、高速及び低速の抄紙機は、坪量が広範囲にわたるグレードの異なる紙を生成する。シート成形は、ハイドロメカニカルなプロセスであり、個々の繊維の慣性力が液体の粘性抵抗と比べて小さいことから、繊維の運動は液体の運動に従う。成形及び排水要素は３つの原理水力学的プロセス、即ち、排水、ストックアクティビティ及び指向剪断に影響を与える。液体は、その内部又はそれに対して作用している剪断力に従って反応する物質である。排液はワイヤ又はファブリックを通した流れであり、通常は時間に依存する流速によって特徴づけられる。ストックアクティビティは、理想化された意味では、排液されていない繊維懸濁液における流速のランダムな揺らぎであり、一般には、排液力に応答して又はブレードの構成により引き起こされるような成形用ファブリックの反りに起因した流れの運動量の変化によって現れる。ストックアクティビティの支配的な効果は、ネットワークを破壊して、懸濁液の繊維に移動性を与えることである。指向剪断及びストックアクティビティは、何れも、かなり大きいスケール、即ち個々の繊維のサイズと比較して大きいスケールでそれらの指向の程度においてのみ異なる剪断生成プロセスである。
【０００９】
指向剪断は、排液されていない繊維懸濁液中の明白で認識可能なパターンを有する剪断流である。横方向（”ＣＤ”）の指向剪断は、シート成形及びテストの両方を改善する。（振動しない抄紙機上での）横方向剪断の主要なメカニズムは、ファブリックのストックにおいて、十分に定められた縦方向（”ＭＤ”）隆起線の生成、圧壊及び再生である。ヘッドボックス整流ロール、ヘッドボックススライスリップ（例えば、ＰＣＴ国際出願ＷＯ９５／３００４８、１９９５年１１月９日公表を参照）又は成形シャワーは、これらの隆起線の源となることがある。隆起線は、機械の速度及び成形ファブリック上の質量に応じて、一定の間隔で圧壊し、かつ改質される。これは横方向剪断転化と呼ばれる。繊維と水のスラリーがその当初の運動エネルギの最大を維持し、かつ（縦方向において）自然な転化点の直下に位置する排水パルスにさらされる場合、転化の数、従って横方向剪断の効果は極大化される。
【００１０】
いかなる成形システムにおいても、これらの水力学的なプロセスは全て同時に発生することがある。それらは通常、時間的にも空間的にも一様には分配されず、かつ、それらは互いに完全には独立していない。つまり、それらは相互に作用している。事実、これらのプロセスの各々は、複数の方法でシステムの全体に対して貢献している。このように、上述した従来技術は、先に述べた水力学的プロセスの幾つかの態様に対しては貢献することがある一方、それらは、比較的単純かつ効果的な方法で全てのプロセスを調和させるものではない。
【００１１】
上述したような長網抄紙機テーブルの初期部分のストックアクティビティは、良好な紙シートを生産するうえできわめて重大である。一般に、ストックアクティビティは、成形ファブリック上の繊維と水のスラリーにおける乱流として定義できる。この乱流が、３つの次元の全てにおいて起こる。ストックアクティビティは、繊維の群れを分解することにより、また繊維の配向性をランダムにすることにより、シートの成形時にそれが層別化されるのを防ぐことで、良好な成形を展開するにあたって主要な役割を果たす。
【００１２】
一般に、ストックアクティビティの品質はシートからの水の除去に反比例する。すなわち、脱水レートが減じられ又は制御されるとアクティビティは一般に増強される。シートがセットになると、その中でアクティビティが行われる主要な媒体である水の不足がより一層不十分になるので、水が除去されるにつれてアクティビティはより一層困難になる。良好な抄紙機の動作は、このように、アクティビティと排水と剪断効果との間のバランスである。
【００１３】
各成形装置のキャパシティは、テーブルを構成する成形要素により決定される。成形ボードの後で、続く要素は、すでに成形されているマットを破壊することなく残存する水を排水しなければならない。これらの要素の目的は、先の成形要素によってなされる仕事を増強することである。
【００１４】
坪量が増加するにつれて、マットの厚みは増加する。実際の成形／排液要素では、良好に成形された紙のシートを作るために必要な水力学的なプロセスを発生させるのに十分な強さを持つような制御された流体パルスを維持することは不可能である。
【００１５】
アクティビティ及び排液を促進するために繊維ストックに排液水を再導入するための従来の手段の例は、図１乃至図４において見ることができる。
【００１６】
図１のテーブルロール１００は、シート又は繊維ストック９６に印加されるべき大きな正圧パルスを生じさせ、それはロール９２のリードと成形ファブリック９８とにより成形されてニップの中に強制的に入れられる成形ファブリック９８下方の水９４から生ずる。再導入される水の量は、ロール９２の表面に付着した水に限られている。上記の正パルスは、ストックアクティビティに良好な影響を及ぼす。即ち、それは、シート面に対して垂直な流れを引き起こす。同様に、ロール９０の出口側には、大きな負圧が発生し、それが排水と微粉除去とを多大に誘導する。しかし、マットのコンシステンシの減少は目立ったものではなく、従ってアクティビティの増加による改善は殆ど存在しない。特定の速度で重い坪量のシートに伝播された望ましい正のパルスは、より高速でより軽い坪量のシートを分裂させる望ましくない正パルスとなるので、テーブルロールは通常比較的ゆっくりとした機械に限られている。
【００１７】
図２乃至図４は、異なるブレード構成を有する低真空ボックス８４を示す。重力フォイルが、低真空ボックスにおいても用いられている。これらの低真空増大ユニット８４は、製紙業者に、印加される真空及びパルス特性を制御することによりプロセスに非常に影響を及ぼすツールを提供する。ブレードボックス構成の例としては、以下のような、図２乃至図３に示すステップブレード８２、及び例えば図４に示すような正パルスステップブレード７８が挙げられる。伝統的に、フォイルブレードボックス、オフセット平面ブレードボックス及びステップブレードボックスが、成形プロセスにおいて主に用いられている。
【００１８】
使用において、真空増大フォイルブレードボックスは重力フォイルがするように真空を生成し、水は制御なしで連続的に除去され、また、支配的な排水プロセスはろ過である。一般に、すでに成形されたマットが再流動化することはない。
【００１９】
真空増大フラットブレードボックスにおいては、ブレード／ワイヤ接触面の上に僅かな正パルスが生成され、かつ、繊維マットに作用する圧力はボックス内に維持される真空レベルだけに起因する。
【００２０】
真空増大ステップブレードボックスにおいては、例えば図２に示すように、ステップ長さ、ブレード間隔、機械速度、ステップの深さ、及び適用される真空などのような因子に従って、様々な圧力プロファイルが生成される。ステップブレードは、ブレードの初期部分において、機械速度の二乗に関連するピーク真空を生成し、このピーク負圧が水を排出させ、これと同時にワイヤがステップ方向に偏らされ、既に排出されている水の一部が、強制的にマットの中に戻し移され、繊維を再流動化させ、かつ、結果として生ずる剪断力により群れを分解する。印加される真空が必要なものより高い場合、図２に示すように、ワイヤはブレードのステップと接触することを強いられる。このような条件下である程度の時間動作がなされると、フォイルはステップ内に汚物７６を蓄積し、図３に示すように、最低限に低下された水力パルスが失われ、マットに対する水の再導入が阻止される。
【００２１】
上記の真空増大正パルスステップブレード低真空ボックスは、図４に示すように、各ブレードに前述のブレードにより除去された水の一部をマット内に再導入させることによって、シートを流動化する。しかしながら、シートに再導入される水の量については制御がなされない。
【００２２】
正（ポジティブ）パルスブレードは、ファブリックと、ブレードとファブリックのリード角により生成される集中ニップを通って水が排出される際に、強制的に水をシートに戻し入れる。例えば図５に示されているように、これは繊維マットを壊してストックスラリーを貫通することのできる剪断力を生成し、スラリーの再流動化は最低限である。
【００２３】
特別なタイプは、正及び負圧力パルスを生成するために、正インカミングニップを組み込んでいる。このブレードは端部のリードで繊維マットに水を再導入させ、再導入される水は成形ファブリックの底部に付着する量に制限される。このタイプのブレードは、コンシステンシ削減よりむしろ圧力パルスを生成する。この種のブレードは、例えば図６に示されるように、テーブルロールを模擬する。
【００２４】
”Velocity induced drainage method and unit"と題され１９９６年に出願されたカブレラらに対する米国特許第５，８３０，３２２号には、アクティビティと排液を生成する代替の手段が記載されている。その中に記載されている上記の装置は、アクティビティと排液を分離して、このようにしてそれらを制御し、かつ最適化する手段を提示する。その装置は、シートの初期アクティビティを誘導するために、略非フラットな、或いは部分的に非フラットな表面を有する長いブレードを使用し、かつ、そのブレードの後ろの流れを、排液を制御するための追跡ブレードの配置によって制限している。上記'３２２特許は、長いブレードと成形ファブリックとの間の領域が浸水し、かつファブリックの上下の水の間に表面張力が維持されると排液が増強されることを開示している。その中に開示されている発明は、例えば図７に模式的に示されている。
【００２５】
しかしながら、上記'３２２特許では、繊維懸濁液に最小限の水量を再導入するための方法が一つだけ存在している。それは、非圧縮性流体が長いブレードの非フラットな最上層に追従し、そして、成形ファブリックを通じてこのようにポンピングされるため、「逆流ゾーン」において起こり、かつ存在している。速度誘導ユニットの端部において、リードに達するコンシステンシは、同じブレードに沿って変化することがない。速度誘導ユニットが多数の長いブレードを有して設計されており、かつ、コンシステンシが速度誘導ユニットに沿って絶えず増加する場合には、排出された水のために、ストックがトライアルブレードに達した際にストックコンシステンシが増加する。
【００２６】
前述の参考文献のいくつかは特定の効果を有している一方で、更なる改良及び／又は代替の形は常に望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
抄紙機の成形セクションにおけるストックの希釈は、良好な紙シートを生産するうえできわめて重大である。一般に、ストックの希釈は、白水の再循環を増加させることによって、機械の成形セクションの短いループシステムにおいて達成される。
【００２８】
成形テーブル上のストックの希釈は良好な成形の発達における主要な役割を果たし、良好に成形された紙のシートを作るのに必要な３つの水力学的プロセスの実現を促進して、繊維の配向を無秩序にすることができる。
【００２９】
大部分の抄紙機は、生産高を増やすためにスピードアップがされてきており、また、より良好な紙質を得るためにより低いコンシステンシを有しており、そして、成形テーブルに水とストックを供給するために未だに同じ機械スクリーン、同じ配管、及び同じヘッドボックスを有している。上記の成形テーブルは、過剰な流れを処理するために再加工がされている。
【００３０】
例として、幅２００インチのヘッドボックスを備え、０．６５％のヘッドボックスコンシステンシを伴う毎分８００フィートの速度で、１平方メートルにつき５４グラムで７０％の保持率の紙を製造する抄紙機を想定すると、計算されるヘッドボックスからの流れは毎分約３９２７ガロンとなる。しかしながら、ここ何年かの間に、その機械は速度が１．７５倍に増加されており、ヘッドボックスコンシステンシはより良好な品質を得るために０．３８％に下がり、保持率が６５％に落ち、その結果ヘッドボックスからの流れが現在では毎分約１２６６０ガロンとなっている。その流れは３．２２倍となっており、その結果、システム全ての内部速度が３倍を越え、有害な結果が起こり得る状態となっている。
【００３１】
従って、低いコンシステンシで作業するとき、或いは抄紙機の速度を上げるときには、ヘッドボックスからの流れの増加に対応するため、排液要素の数を増やすことが必要である。いくつかの例においては、追加の排液設備を据え付けるためのスペースを作るために、或いは真空による補助機能を備えた排液設備を新たに据え付けるために、テーブルの長さを増大させることも必要である。
【００３２】
しかしながら、本発明のためには、テーブルの長さを増大させることも真空による補助機能を備えた排液設備を新たに据え付けることも必要ではない。加えて、成形テーブル上でのエネルギ消費が相当に削減される。
【００３３】
したがって、本発明の目的は、機械の速度に関わりなく成形テーブル上の水力学的なプロセスを維持するための機械を提供することである。
【００３４】
本発明の更なる目的は、成形ボード及び又は速度誘導排液機械と共に使用することのできる機械を提供することである。
【００３５】
本発明の更なる目的は、機械の効率が、機械の速度、紙シートの坪量、及び又はマットの厚みに影響を受けないことである。
【００３６】
本発明は、ヘッドボックスの後方でテーブル上の繊維懸濁液を所望レベルに希釈するためにそれ自体によって水を再生する機械を記載する。本発明の希釈率は、０％〜１００％間の何でもあってもよい。本発明の機械によってなされる仕事は、純度、機械速度、紙シートの坪量又はマットの厚みに影響を受けない。本発明によってシートが形成された後、継続する装置によって排液とシートの固定とが行われる。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
本発明の１つの例示的実施形態は、製紙機の成形テーブル上の液体懸濁液に含まれる繊維のコンシステンシ又は密度を低下させる装置であって、外表面及び内表面を有し、その上を繊維スラリーが運搬される成形ファブリックと、前記成形ファブリックの内表面とすべり接触の状態にある先端サポート面を有する主要ブレードと、成形テーブルの自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ又は排液セクションの一部を少なくとも含んでいる中心プレートとを備え、前記中心プレートは、前記液体の少なくとも一部を再循環させるためのチャネルを形成するために、所定距離だけボトムプレートから離間されている装置である。
【００３８】
本発明の他の例示的実施形態は、製紙機の成形テーブル上の液体懸濁液に含まれる繊維のコンシステンシ又は密度を低下させるシステムであって、外表面及び内表面を有し、その上を繊維スラリーが運搬される成形ファブリックと、前記成形ファブリックの内表面とすべり接触の状態にある先端サポート面を有する主要ブレードと、成形テーブルの自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ又は排液セクションの一部を少なくとも含んでいる中心プレートとを備える装置を具備し、前記中心プレートは、前記液体の少なくとも一部を再循環させるためのチャネルを形成するために、所定距離だけボトムプレートから離間されているシステムである。
【００３９】
本発明の他の例示的実施形態は、製紙機の成形テーブル上の繊維懸濁液の密度又はコンシステンシを低下させる方法であって、その上を繊維スラリーが運搬される成形ファブリックを提供する工程を有し、前記成形ファブリックは外表面と内表面とを有し、前記成形ファブリックの内表面とすべり接触の状態にある先端サポート面を有する主要ブレードを提供する工程と、成形テーブルの自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ又は排液セクションの一部を少なくとも含んでいる中心プレートを提供する工程とを備え、前記中心プレートは、液体の少なくとも一部を再循環させるためのチャネルを形成するために、所定距離だけ成形テーブルのボトムプレートから離間されている方法である。
【００４０】
本発明を特徴づける新規な種々の特徴は、好ましい実施態様についての以下の記載において特に指し示される。
本発明、その操作上の優位性、及びその使用により達成される特別な目的のより良好な理解のため、本発明の好ましい実施形態が例証されている添付の図面及び記述事項を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
以下の詳細な説明は、例として与えられるものであり、本発明を単にそれに制限することを意図するものではなく、添付の図面との関連において最も連動して最も理解されるものと思われる。ここでは、同様の参照符号は同様の要素及び部分を意味している。
【図１】周知のテーブルロールを表す。
【図２】ステップブレードを有する周知の低真空ボックスを表す。
【図３】汚損集積を有する周知の低真空ボックスステップブレードを表す。
【図４】周知の正パルスブレード低真空ボックスを表す。
【図５】周知の正パルスブレードを表す。
【図６】周知の二重正パルスブレードを表す。
【図７】周知の速度誘発排水ユニットを表す。
【図８】抄紙機における水再循環システムを表す。
【図９】成形ワイヤ上に放出されるヘッドボックス流を表す。
【図１０】ヘッドボックスからの０．８％のコンシステンシにおけるマスバランスを表す。
【図１１】ヘッドボックスからの０．５％のコンシステンシにおけるマスバランスを表す。
【図１２】本発明の一実施形態に係るマスバランスを表す。
【図１３】新規な成形発明を表す。
【図１４】ブレード４２に異なるリードを有する新規な成形発明の他の態様を表す。
【図１５】ブレード４４に異なるリードを有する新規な成形発明の他の態様を表す。
【図１６】サポートブレードを伴わない新規な成形発明の他の態様を表す。
【図１７】新規な成形発明、ピボット点を伴う自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ及排液セクションの他の態様を表す。
【図１８】新規な成形発明、排液セクションの角度を変えるピボット点を伴う自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションの他の態様を表す。
【図１９】新規な成形発明の他の態様を表し、複数の収束及び分流セクションを伴う自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションにおける流体性能を詳述する。
【図２０】複数の収束及び分流セクションを伴う長い自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションのジオメトリを詳述する新規な成形発明の他の態様を表す。
【図２１】図１３に示すような新規な発明を伴う抄紙機のウェット端において、新規な発明７５の位置を表すフローシートである。
【図２２】図１３に示すような抄紙機のウェット端において、新規な発明７５の位置を表すフローシートである。
【図２３】図２０に示すような新規な発明を伴う抄紙機のウェット端において、新規な発明７６の位置を表すフローシートである。
【図２４】図２０に示すような抄紙機のウェット端において、新規な発明７６の位置を詳細に表すフローシートである。
【図２５】新規な成形発明の他の態様を表し、成形ファブリックと複数の成形ファブリックサポートを伴う中心プレート４８との間に同じ距離を有する長い自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションのブレードジオメトリを詳述する。
【図２６】新規な成形発明の他の態様を表し、成形ファブリックと複数の成形ファブリックサポートを伴う中心プレート４９との間の距離を増加させる複数の自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションを伴う中心プレートジオメトリを詳述する。
【図２７】新規な成形発明の他の態様を表し、成形ファブリックと複数の成形ファブリックサポートを伴う中心プレートとの間のオフセット平表面を伴う複数の自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションを伴う中心プレートを詳述する。
【図２８】自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクション上のオフセット平面のジオメトリを詳述する新規な成形発明の他の態様を表す。
【図２９】排液セクションにおいてピボット点を有する長い自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションの詳細なビュージオメトリと共に、新規な成形発明の他の態様を表す。
【図３０】ストリームラインの説明を含む自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションにおける水力学の詳細な説明と共に、新規な成形発明の他の態様を表す。
【図３１】ワイヤのたわみを削減するための２つのブレードを伴うストリームラインの説明を含む自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションにおける水力学の詳細な説明と共に、新規な成形発明の他の態様を表す。
【図３２】自己希釈及び剪断セクションにおける水力学の詳細な説明と共に、新規な成形発明の他の態様を表す。
【図３３】新規な成形発明の他の態様を表し、中心プレートを保持するための一つのシステムの詳細なジオメトリを示す。
【図３４】新規な成形発明の他の態様を表し、中心プレートを保持するための他のシステムの詳細なジオメトリを示す。
【図３５】中心プレート３５及び又は何れかのブレードを保持するために用いるＴバーの詳細ジオメトリを表す。
【図３６】新規な発明の自己希釈及び剪断ゾーン５４における流体性能を表す。
【図３７】新規な発明の低コンシステンシマイクロアクティビティゾーン５５における流体性能を表す。
【図３８】新規な発明の排液ゾーン５６における流体性能を表す。
【図３９】新規な発明の排液ゾーン５６における流体性能の他の設計を表す。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
従来の技術の一部として既に記述された全てのデバイスは、図８に示す重力及び力学的排液ゾーン又はシート成形ゾーン４の一部であるか、それを成形する。
【００４３】
図８は、成形テーブル上でいかなるレベルにもコンシステンシを低減させうるシステムを示す。しばしば約１〜５％のコンシステンシを有する濃厚ストック２０は、ファンポンプ２４のインレット３３において白水（white water）１７で薄められる。濃厚ストックの必要量は弁２１により制御される。ファンポンプ２４は、製紙用の完成紙料の希釈スラリーを、全ての破片及び所望されない対象物２８を除去するクリーニングシステム２７に向けて送出し、清浄なストックが抄紙機のヘッドボックス１に送られる。クリーニングシステム２７及び３２から出てくる希薄ストック完成紙料のコンシステンシは、一般に固体物０．１％から１％の間にある。
【００４４】
ファンポンプ２４並びにクリーニングシステム２７及び３２は、抄紙機の成形セクション下の基底に一般に位置する。ストックは、ヘッドボックス１から、スライス２を通って長網抄紙機ワイヤ１１上へ分配される。ヘッドボックス１のスライスリップ２によって、成形ワイヤ１１上に放出される総流量は、ファンポンプ２４の回転を変えることにより、また、弁２３及び２２を調整することにより制御され、より多くの流れが必要な場合には、ファンポンプ２４が回転を増加させ、かつ、弁２３が開口を増加させ、所望の流れを微調整するために弁２２が調整される。いくつかの施設においては、ファンポンプ２４は、ポンプからの流れを増加又は減少させるための一定のモータ速度を有している。この場合は、弁２３及び２２を調整することが必要である。
【００４５】
ウェットシート１０は、現実には、抄紙機のウェット端を構成する成形及び排液装置によって、ゾーン４、５及び６内に支持される無端成形メッシュベルト１１で本質的に構成される長網抄紙機テーブルの上に成形される。
【００４６】
ヘッドボックス１の近くで、成形メッシュはブレストロール３により支持され、そのブレストロールはゾーン４、５において成形及び排液装置により追従される。無端成形メッシュは、サクションクーチロール７及び駆動ロール９の上方を通って戻る前に、ゾーン６において幾つかの吸引ボックスの上を進む。
【００４７】
水は、量的に最も重要な製紙の原料である。ストックは、成形テーブルの成形メッシュ１１上に放出される前に非常に希釈されている。その繊維含有量は０．１％程度の低さである。この点から、水除去は、機械における最も決定的な機能の１つになっている。ヘッドボックス１から出たストックは繊維に加えて他の固体を含有しており、その影響で０．５パーセント程度のコンシステンシを有している。そして、クーチ７から出た繊維マット１０は、２３〜２５パーセントのコンシステンシを有する。
【００４８】
しかしながら、水の粘性を下げて適切に水を排出させるためには、繊維スラリーを１３５〜１４０°Ｆの範囲において加熱することが必要である。このプロセスの過程では、５〜１０°Ｆの範囲でヒートロスが生ずるのが通常である。
【００４９】
ここで図９を参照して、０．１％〜１％の間のコンシステンシを有するファイバーフロー１Ａが、ヘッドボックススライスリップ２を通ってヘッドボックス１から移動成形メッシュ１１上に放出される。ファイバーフロー１Ａと成形メッシュ１１との間の放出速度比（流速をメッシュ速度で割った値）は、通常０．６〜１．３の範囲内にある。しかしながら、これらの機械は、毎分３，０００フィートより速い速度で作動できる。
【００５０】
図１０に詳細に描かれている製紙機の成形テーブルは、以下に示すように、３つのメインセクションから成る。
【００５１】
Ａ．シート成形が行われる重力及び力学的排液ゾーン４。成形ゾーン４の始まりにおいて繊維のコンシステンシは０．１〜１．０％の範囲内にあり、この点では繊維が高い自由度を有しており、そして、ここが、紙シートを形成するために必要な３つの水力学的なプロセスを増強することにより成形を改善することのできる場所である。重力及び力学的な排液ゾーン４の出口でコンシステンシは、１．５〜２．０％の範囲にある。そして、このゾーンの後で、成形はまさに最低限において、改良され得る。
【００５２】
Ｂ．低中真空ゾーン５  −  低真空ボックスを用いるこのゾーンでは、少量の真空が印加され、真空は２〜６０インチ水の範囲内であり、そして、ゾーン５の出口におけるコンシステンシは６〜８％の範囲内である。
【００５３】
ゾーン４及び５により排出された水は、成形及び排液装置の下でレセプタクル２５に集められ、水は、例えば図８に示すように、ウェット端ループシステム内でストック希釈において再使用するためにチャネル２６によって貯蔵タンク１８に導かれる。
【００５４】
Ｃ．高真空排液ゾーン６。ここはシート固定が発生するところであり、水は高真空ボックスを用いて除去される。適用される真空は２〜１６インチ水銀の範囲内である。ワイヤセクションの終端では、プレスロール８にアシストされたクーチ７がより高い真空（２０〜２２インチ水銀）で水を除去する。ゾーン６において、排出された水１２はシールタンク１３に集められ、その水の一部がポンプ１４によってタンク１８のレベル制御１５に送られ、余剰の水１６は水貯蔵タンク１８からのオーバーフロー水１９と連動してストック準備システムに送られる。
【００５５】
繊維マットが、高真空排液ゾーン６及び吸引クーチ７とランプブレーカ８によるプレスにおいて強化されたあと、シート１０は、２３〜２７％の間のコンシステンシで成形テーブルから離脱する。
【００５６】
既に言及したように、抄紙機のウェット端の短ループシステムは、ヘッドボックス１の放出においてコンシステンシを減少又は増加させることができる唯一のシステムである。
【００５７】
一例としてのマスバランスを提供する。一つは図１０であり、ヘッドボックスからの０．８％のコンシステンシでのマスバランスを示す。もう一つは図１１であり、ヘッドボックスからの０．５％のコンシステンシでのマスバランスを示す。
【００５８】
両方のマスバランスにおいて、以下の作動パラメーターが全く同一である点に注意することが重要である。
ヘッドボックス再循環                      ５．０％
重量による第１クリーニングシステム不合格  ２％
第１不合格濃縮因子                        １．４
重量による第２クリーニングシステム不合格  １０％
第２不合格濃縮因子                        ４
機械速度                                  ２０００  フィート／分
ヘッドボックス幅                          ２００  インチ
紙坪量                                    ２６  Ｌｂｓ／１０００平方フィート
成形テーブルからの１０での紙生産高        ６２４．０  ショート・トン／日
【００５９】
その結果、成形テーブルからの生産高１０は、以下の通り、両方のバランスにおいて、全く同一である。
シート固体ショート・トン／日              ６２４
シートコンシステンシ  ％                  ２３
ガロン／分                                ４５３
【００６０】
シート成形は、ヘッドボックスからのコンシステンシが０．５％であるときに０．８％である場合より良好であり、そして、設備の性能は双方のケースにおいて、全く異なっている。これらの２つのバランスの主要な違いは、以下の通り短ループシステムの内部にある。
【００６１】
【表１】
0005933585.tif 000002
【００６２】
ＳＴＰＤ  ショート・トン／日（Short tons per day）
ＧＰＭ    ガロン／日（Gallons per day）
%        コンシステンシ
【００６３】
０．８％から０．５％までコンシステンシを減少することにより、流体の流れは平均で１５，９１３ＧＰＭ増加し、また、固体は平均として１８３ＳＴＰＤだけ増加した。追加の流れを進めるためには、ファンポンプ２４のポンプ並びにスクリーン２７及び３２のパワーを増加させることが必要であり、また多くの例においては設備を変えることが必要である。
【００６４】
０．５％の低いコンシステンシで作業する際には、余剰流のためにより多くの化学物質が必要となり、ゾーン４及び５の排液はより困難になる。余剰流に起因してあまりに多くの乱流が生ずる場合、ヘッドボックスの性能が劣化する。すなわち、シート成形ゾーンへの不均等なストックの分配を導く横流が生成される。適切に機能しないヘッドボックスは、完成したシートに数多くの欠陥を生じさせ得る。これらのうちで最悪なのは、繊維が均一に又は一様に散布されないときに結果として生ずる欠陥のある成形である。
【００６５】
０．５％の代わりに０．８％のコンシステンシで作業することにより、ヘッドボックスへの流れには顕著な減少、即ち、１５，９１３ＧＰＭ程度の減少が生ずる。その結果、スラリーをその使用温度に保つのに必要な蒸気がより少量となり、そしてそれは、５度の温度降下当たり８０７，９４６英国熱量単位（Ｂｔｕ）／分の削減を意味する。加熱目的のための燃料油を使用する会社に関して、これは、大気中への二酸化炭素の放出が年当たり４６４０トン削減できることを意味し、また、加熱目的のためのガスを使用する会社に関しては、大気中への二酸化炭素の削減は年当たり約４１６トンとなる点に注意をするべきである。
【００６６】
上記に加えて、図１０及び図１１から認められるように、水処置に送り返される余剰水１９はより固体の少ないものとなる（１．８トン／日だけ少ない）。
【００６７】
例えば、本発明の一態様は、図１２乃至図１９において見ることができる。図１３において、ブレード３６は、２つの重要な機能を果たすサポートブレード３７Ａを有し、一つは、サポートブレード３７と共に、ブレード３６から切り離された成形ファブリックを維持することであり、他方の最も重要な機能は、既に排出された水１Ｄがサポートブレード３７Ａの下を通過できるようにすることである。ブレード３６の出口側は、０．１〜１０．０度の間の角度で成形ファブリック１１から進路をそらす斜面３６Ａを有しており、繊維スラリーからの排出水はサポートブレード３７の下方を通過し、絶え間なく増加するフロー５８を形成するために、その排出水５７は再循環水６２と合流して持続的増加フロー５８を形成し、このフローの大部分は繊維スラリー１Ａに再導入され、フロー１Ａより低いコンシステンシを有する繊維スラリーフロー１Ｂとなる。コンシステンシの削減は、ボトムプレート６３と支持材６４によって適所に保持されるゲート３８を開閉することにより制御される。ゲート３８は、放出流４２を増加させ、又は減少させることができる。ゲート３８を開閉することにより、上記のフロー６２は所望のレベルに変化し、結果として、１Ｂにおけるコンシステンシは、横方向に、また同様に縦方向に、繊維の均一なマットを生成するために制御できる。サポートブレード３７とトレイルブレード３９は、成形ファブリック１１を中心プレート３５から離れた状態に保つ。成形ファブリック１１と中心プレートとの間のギャップは繊維スラリーから排出された水で常に充填されており、水の定常流のため、中心プレート３５と成形ファブリック１１との間の摩擦は極小である。中心プレート３５の終端は排液ゾーン５６に位置しており、この点において、中心プレート３５の表面は成形ファブリック１１から離れるように傾斜し、その傾斜を有する表面７１は、７度を上回らないことが好ましいが、０．１〜最高１０度までの間の何れかを有することができる。この種のジオメトリは、スラリー１Ｂからの水３４を、ストリーム５８により再導入させるために、ストリーム線５９、６０及び６１によって、図１３に示されるように再循環させる。中心プレート３５とボトムプレート６３はチャネル７３を形成しており、そこでは、その双方の部材が、トレイルブレード３９によってこそぎ取られた排水がチャネル７４に向かって前進するのを可能とするスペーサ６６によって離れた状態とされており、この点において、上記のフロー６２が排水５７と合流して、１Ｂにおけるコンシステンシを任意の所望レベルに低下させるために繊維スラリーに再導入されるストリームフロー５８を生成する。速度の異なる二つの流れの合流が生じ、また、セクション５４において高いせん断効果が発生するのは、チャネル７３の形成に起因している。しかしながら、パージフロー４２の量はゲート３８が制御している点に注意することが重要である。本発明に係るシステムの設計を使用して生成される固有な流れ及び高い剪断効果に起因して、ファンポンプ２４のモータ又はスクリーン２７及び３２のパワーを増加させることが必要でない。従来のシステムと比較して、上記例示の設計、例えば、中心プレート３５とボトムプレート６３を離間させて切迫した排水の循環を可能とするチャネル７３を形成することによれば、エネルギ消費の低下を達成できる。
【００６８】
排液ゾーン５６の後方において、繊維スラリー１Ｃのコンシステンシは、ゲート３８により排出される水の量４２に応じて１Ａと同じか、或いはそれより高い値となる。中心プレート３５はサポートブレード３７を保持しており、中心プレート３５は、中心プレートから成形ファブリック１１、インレットブレード３６、トレイルブレード３９、及びボトムプレート６３までの指定された距離を維持するために定位置にあり、それらの距離は、特定の抄紙機のプロセスに対する必要性に従って設計され、中心プレート３５は、自己希釈、剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションの長さに応じて、必要により一つ、二つ、或いは又は多数のＴバー６８により固定される。Ｔバーはボルト６５及びスペーサ６６によって定位置に取り付けられる。排液セクションにおける中心プレート３５の表面７１は成形ファブリック１１からそれており、その傾斜は、好ましくは７度をこえない０．１から１０度の分離の何れかを有することができる。
【００６９】
図１３、図１４、図１５、図１６、図１７、図１８、図１９における中心プレート３５、並びに図２０における中心プレート５３の長さは、特定の抄紙機のプロセスの必要性に従って設計されたものである。中心プレートの長さは、機械速度、坪量及び必要とされるコンシステンシの低減量に依存もする。
【００７０】
図２１は、シート成形ゾーン４内の重力及び力学的排液における新規な本発明７５の位置を示す。図２２は、シート成形ゾーン４内の重力及び力学的排液における新規な本発明７５の詳細な位置を示す。
【００７１】
図２３は、シート成形ゾーン４内の重力及び力学的排液における新規な本発明７６の位置を示す。図２４は、シート成形ゾーン４内の重力及び力学的排液における新規な本発明７６の詳細位置を示す。
【００７２】
シート成形ゾーン４内の重力及び力学的排液に取り付けられた新規な本発明は、ヘッドボックスで繊維スラリーのコンシステンシを低下させる必要性を消滅させ、その結果、（全システムのコンシステンシを低下させる）従来のシステムで作業する場合と同様の利益を提供する。
【００７３】
シート成形の新規な発明で得られる利点の例として、抄紙機が低いコンシステンシによって作動する際の物理的特性及び生産性を図１２のマスバランスに示す。前記利点は、従来のシステムの代わりに図２１、図２２、図２３及び図２４に従って取り付けられた新規な本発明を備えて作動することにより得ることができる。
【００７４】
新規な本発明を有するマスバランスは図１２に示される。新規な本発明で作動することによる利点は以下の通りである。
Ｉ．従来のシステムでの作業より新規な本発明での作業によりエネルギ消費が低下する。
II．機械やパイプのような現実の設備を大きなものと交換する必要がない。
III. 繊維スラリーを加温するのに必要な蒸気又は燃料が少なくなることから大気への排気物が低下する。
IV. 水処置ユニットに送られる固体が少なくなるためより環境に優しいものとなる。
Ｖ．水システム内の固体がより少なくなる。
VI. 化学品の使用量が減少する。
VII. 新規な本発明は、コンシステンシの削減に加えて、製紙に必要な３つの水力学的プロセスの同時生成をもするため、従来のシステムでの作業より新規な本発明での作業により紙質が改善される。
VIII. オペレーションが新規な本発明でなされる際には、設計フローを越えることがないため、ヘッドボックス１、スクリーン２７及び３２のような機械内部の設計作動速度が常に設計限界の内側となる。
IX. 新規な本発明では喪失される繊維が少量である。
Ｘ．成形テーブルを離れたときでさえなく、成形ファブリックを離れた直後に同じ排水を再循環させる。
XI. 他の供給源からの繊維汚染が存在しない。この利点は、プロセスをより安定なものにする。
XII. 成形セクション４には温度変化がない。
XIII. システム内に空気が混入しない。
XIV. 保持率が変化しない。
XV. 新規な本発明内部の体積が少量であるため紙のグレード変更が容易である。
XVI. 継続的再循環プラグ流である。
XVII.  図３０に示されるように、表面６９のラジアル設計は、繊維マットの横方向の変異性を減少させている流れ５８を均等にする。
XVIII. ブレードの初期部分にはろ過プロセスが存在しない。
XIX. ワイヤとブレード間の摩擦が最低限であり、また、成形テーブル上の総流量が削減されているため、ワイヤを駆動する力が削減される。
XX. 水の定常流があるためブレードに汚損集積が生じない。
XXI. ワイヤ上の繊維が、同じ水で再分布され、かつ活性化される。
XXII. 繊維保持率が上昇する。
XXIII. 成形が改善される。
XXIV. 必要に応じてシートの直角度が制御される。
XXV. 排液も制御される。
XXVI. 繊維がシートの厚み全体に渡って均一に分配される。
XXVII. 紙の物性が、それらの必要に応じて改善又は制御される。
【００７５】
図２５は、成形ファブリック１１と中心プレート４８との間に一定のギャップＤ１を有する自己希釈、複数の剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションを有する新規な本発明を提示する。
【００７６】
図２６は、成形ファブリック１１と中心プレート４９との間に徐々に増加するギャップＤ２、Ｄ３及びＤ４を有する自己希釈、複数の剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションを有する新規な本発明を提示する。
【００７７】
図２７は、成形ファブリック１１と中心プレート５０との間にオフセット平面７２を有する自己希釈、複数の剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションを有する新規な本発明を提示する。
【００７８】
図２８は、成形ファブリック１１と中心プレート５０との間のオフセット平面の詳細記述と共に自己希釈、複数の剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションを有する新規な本発明を提示し、表面７２Ａはステップ７２による表層７２Ｂのオフセットであり、ここで観察される水力学的な動作は、特許出願公開番号：米２００９／０３０１６７７Ａ１のカブレラによるFIBER MAT FORMING APPARATUS AND METHOD OF PRESERVING THE HYDRODYNAMIC PROCESSES NEEDED TO FORM A PAPER SHEETに記述されている。
【００７９】
図２９は、排出される水のアクティビティと量を制御するために中心プレート５２の排水エリアにピボット点を有する自己希釈、複数の剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションを有する新規な本発明を提示する。ピボット点は、プロセスの必要性に応じたセクション５２Ａの調整を可能にする。
【００８０】
図３０は、以下の異なるセクションの詳細説明と共に、自己希釈、複数の剪断、マイクロアクティビティ及び排液セクションを有する新規な本発明を提示する。
【００８１】
Ａ．自己希釈及び剪断セクション５４：
このセクションは、サポート３７の先端で始まり、ラジアルセクション６９の端部で終了する。このセクションの長さは、機械速度と、繊維スラリー１Ａに導入される水の量５８に依存する。ストリームフロー５８は、ストリームフロー５７及び６２により構成され、そして、ストリームフロー６２は、後にフロー５７と合流してフロー１Ｂになるべく成形ファブリック１１内に分配されることになる継続的かつ均一な流れの発生を可能なら締めるチャネル７４の通路に従う。ストリームフロー６２の量は、ゲート３８を通ってパージされる水の量４２により制御される。
【００８２】
フロー１Ａとフロー５８との間の速度の違いを制御することにより、このセクションにおいて高い剪断効果が生み出され、これらのフローが合流した後、フロー１Ａに高い希釈が生じ、また、マイクロアクティビティが開始される。表面６９のラジアル設計は、フロー５８を均等にし、横方向における繊維マットの変異性を減少させる。
【００８３】
自己希釈及び剪断セクションの長さは、機械速度、坪量及びコンシステンシの減少次第である。
【００８４】
Ｂ．低いコンシステンシ５５でのマイクロアクティビティ：
中心プレート３５の表面７０は、本明細書の初めに、またカブレラによる特許出願公開番号：米２００９／０３０１６７７Ａ１の FIBER MAT FORMING APPARATUS AND METHOD OF PRESERVING THE HYDRODYNAMIC PROCESSES NEEDED TO FORM A PAPER SHEETにも記載されていたものとは異なる構成を有することができる。中心プレート３５の表面７０とワイヤ１１との間にはギャップが存在しており、この特徴により、それらの間に水を有し、マイクロアクティビティ及び剪断効果を引き起こすことが可能とされており、そして、このセクションが最低のコンシステンシの得られるところである。
【００８５】
低コンシステンシセクションのマイクロアクティビティの長さは、機械速度、坪量及び繊維のタイプに依存する。
【００８６】
Ｃ．排液５６：
図３０及び図３１におけるストリームフロー５９は、中心プレート３５の最後のセクションで発生している。排液セクションにおける中心プレート３５の表面７１は、成形ファブリック１１からそれている。その傾斜は、７度を上回らないことが好ましいが、０．１から最高１０度の離脱の中で任意の値をとることができる。排液セクションの長さは、排出されるべき流れの量に依存する。フロー５９は、中心プレートの最終部とトレイルブレード３９との間に位置するチャネル７７を通ってフロー６０へと続く。チャネル７７は繊維ステープリングを回避し、かつ摩擦損を最小にするために設計されており、ストリームフローはチャネル７３を通って継続される。
【００８７】
図３１に示すように、ワイヤ１１が偏向して中心プレートと接触する場合に備えて、第２のサポートブレード３７Ｂが追加されている。中心プレート３５の表面７０端部では、ストリームフロー５９が（フローの分離を回避して）中心プレート３５と継続的に接触する状態を維持するためにラジアル面７１Ａが継続して追従している。
【００８８】
図３２は、新規な本発明の自己希釈及び剪断セクションにおける水力学の詳細説明を提供している。サポートブレード３７は、ワイヤが偏向して中心プレート５３と接触するのを防止しており、繊維スラリー１Ｂから排出されたストリームフローがサポートブレードの下方を通過し後にその繊維スラリーに再導入されて剪断効果が生ずる。
【００８９】
図３３は、中心プレート３５を保持するジオメトリの詳細説明を示す。チャネル７３の形成を支援するために、ボトムプレート６３と中心プレート３５との間に、例えば、ボルト６５とスペーサ６６を用いることができる。
【００９０】
図３４に示すように、他の実施形態においては、中心プレート３５を保持してチャネル７３を形成するために、ボトムプレート６３と中心プレート３５の間に、例えばＴバー６８とスペーサ６６を用いることができる。
【００９１】
図３５は、Ｔバー６８のジオメトリの詳細説明を示す。タップホール６８Ａの間の距離６８Ｂは４インチと１０インチの間で変動するものであり、抄紙機ごとに特別に設計される。距離Ｌ１と距離Ｌ２は等しく、スペーサ６６又はボックスの主要構造と直接繋がるのはこのセクションである。距離Ｌ３と距離Ｌ４は各々異なっており、本ケースではＬ３がＬ４より大きいが、本発明の原理を損なうことなく反対の場合もあり得る。Ｔバー６８Ｃのヘッドは、このケースでは中心プレート３５と直接連結するが、任意のブレードと連結することもできる部材であり、距離Ｌ３とＬ４の違いのため、中心プレート３５及び又は任意のブレードは一方向においてのみスライドする。
【００９２】
図３６、図３７、図３８及び図３９は、新規な本発明の液圧性能の詳細説明を示す。図３６について、ブレード３６とサポートブレード３７Ａとにより創出される効果は、カブレラによる特許出願公開番号：米国の２００９／０３０１６７７Ａ１、FIBER MAT FORMING APPARATUS AND METHOD OF PRESERVING THE HYDRODYNAMIC PROCESSES NEEDED TO FORM A PAPER SHEETに説明されており、その全ての内容は参照により本願明細書に引用されたものとする。ストリームフロー５７は、繊維スラリー１Ａに再導入５８されるためにサポートブレード３７の下方を流れるストリームフロー６２と合流し、セクション５４においては、速度の異なる２つの流れの合併により高い剪断効果が生み出されるが、ゲート３８がパージ流４２の量を制御する点に注意することが重要である。
【００９３】
図３８及び図３９は排液プロセスの詳細説明を示しており、そこでは、表面７１が成形ファブリック１１から離れるように傾斜しており、その傾斜は、７度を上回らないことが好ましいが、０．１から最高１０度の範囲の任意の値で離間できる。この種のジオメトリは位置エネルギの損失に起因して真空を生成し、また、排出された水はフロー線６０及び６１の経路を追従する。サポートブレード３７からトレイルブレード３９までの距離が大きく、成形ファブリック１１が中心プレート３５に接触してしまう場合に備えて、付加的なサポートブレード３７Ｂを取り付けることとしてもよく、フロー５９が中心プレート３５から離れてしまうのを避け、フローがチャネル７７を、後にチャネル７３を通って継続するためにラジアル面７１Ａが取り付けられる。
【００９４】
本発明は、ここまで最も実際的でかつ好ましい実施形態と考えられるものとして記述されてきたが、本発明が、開示された実施形態に限定されるものではなく、むしろ反対に、添付の請求の範囲の精神及び技術的範囲に含まれる種々の変形や均等な装置をカバーすることを目的としていることは理解されるべきである。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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