(57)【要約】  本発明は、層状繊維ウェブを形成する方法で、ヘッド・ボックス（１０）を通して少なくとも２つの異なる繊維懸濁物を案内することと、ブレード手段（１８、１８０）によって繊維懸濁物を相互から分離することと、ウェブ形成装置（２４）に繊維懸濁物を供給することと、ブレード手段（１８、１８０）の端部にある出口で横方向に均一な流れを有する水の層を形成することとを含み、したがって水の層がブレードの延長部を構成し、それによって繊維懸濁物の混合を防止する方法に関する。方法は、ブレード手段によって分離される繊維懸濁物層間で圧力を等化し、それによってブレード手段の縁の下流で後流効果を減少させることができるため、ほぼ垂直方向に自由に移動可能であるようブレード手段（１８、１８０）を配置することを含む。本発明はさらに、前記方法を実行する抄紙機に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状繊維質ウェブを形成する方法で、ヘッド・ボックス（１０）を通して少なくとも２つの異なる繊維懸濁物を案内することと、ブレード手段（１８、１８０）によって繊維懸濁物を相互から分離することと、繊維懸濁物をウェブ形成装置（２４）に供給することと、ブレード手段（１８、１８０）の端部にある出口で横方向に均一な流れを有する水の層を形成することとを含み、したがって水の層がブレード手段の延長部を構成して、それにより繊維懸濁物の混合を防止する方法であって、ブレード手段（１８、１８０）によって分離される繊維懸濁物層間で圧力を等化し、それによってブレード手段（１８、１８０）の縁の下流で後流効果を減少させることができるため、ほぼ垂直方向に自由に移動可能であるようブレード手段（１８、１８０）を配置することを特徴とする方法。
【請求項２】
内部流路（３０）内でブレード手段（１８、１８０）を通して水を給送することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ブレード手段から出る水の均一な流量を提供するため、ブレード手段（１８、１８０）の端部にある水出口からある距離で終了するよう、流路（３０）を配置することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ブレード手段（１８、１８０）からの水出口の高さを、それによって水層の高さを一定に維持し、水の給送圧力を変化させることによって水の流量を調節することを特徴とする、請求項１から３いずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
ブレード手段（１８、１８０）の上流端で意図された水流の方向に対して直角に配置された給水パイプ（３２）によって、ブレード手段（１８、１８０）に水を供給することを特徴とする、請求項１から４いずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
意図された水流の方向に対して横方向で、ブレード手段（１８、１８０）の内側に圧力低下スクリーン（３８）を配置することを特徴とする、請求項１から５いずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
弾力的に変形可能で、それにより繊維懸濁物層間の圧力等化を可能にするような方法で、ブレード手段（１８、１８０）を動作自在に配置することを特徴とする、請求項１から６いずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
その上流端に旋回自在に支持され、流方向に対して直角の旋回軸（２０）の周囲で自由に旋回でき、それによって繊維懸濁物層間の圧力等化を可能にするような方法で、ブレード手段（１８、１８０）を動作自在に配置することを特徴とする、請求項１から７いずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
給水パイプ（３２）がブレード手段（１８、１８０）の旋回軸（２０）と一致するよう、回転方向に固定した状態で給水パイプ（３２）をブレード手段（１８、１８０）に接続することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
水出口を設けた少なくとも１つの繊維懸濁物分離ブレード手段（１８、１８０）を備えるヘッド・ボックス（１０）を含み、出口が、ブレード手段（１８、１８０）の延長部を構成して、横方向に均一な流量を有する水の層を形成するよう配置された抄紙機であって、ブレード手段（１８、１８０）が、ブレード手段（１８、１８０）によって分離した繊維懸濁物層間の圧力を等化させ、それによってブレード手段（１８、１８０）の縁の下流で後流効果を軽減するため、ほぼ垂直方向にて自由に動作可能であるよう配置されることを特徴とする抄紙機。
【請求項１１】
ブレード手段に内部流路（３０）を設け、この中で水がブレード手段（１８、１８０）を通って給送されることを特徴とする、請求項１０に記載の抄紙機。
【請求項１２】
流路（３０）が、ブレード手段（１８、１８０）から出る水の均一な流量を提供するため、ブレード手段（１８、１８０）の端部で水出口からある距離にて終了することを特徴とする、請求項１１に記載の抄紙機。
【請求項１３】
少なくとも１つの圧力低下スクリーン（３８）が、意図された水流の方向に対して横方向でブレード手段（１８、１８０）の内側に配置されることを特徴とする、請求項１０から１２いずれか１項に記載の抄紙機。
【請求項１４】
圧力低下スクリーン（３８）が多孔性材料を備えることを特徴とする、請求項１３に記載の抄紙機。
【請求項１５】
ブレード手段（１８、１８０）からの水出口の高さが、およびそれによって水層の高さが一定であり、水の流量が、水の給送圧力を変化させることによって調節されることを特徴とする、請求項１０から１４いずれか１項に記載の抄紙機。
【請求項１６】
ブレード手段（１８、１８０）に水を供給する給水パイプ（３２）が、意図された水流の方向に対して直角にてブレード手段の上流端に配置されることを特徴とする、請求項１０から１５いずれか１項に記載の抄紙機。
【請求項１７】
ブレード手段（１８、１８０）が弾力的に変形可能であり、それによって繊維懸濁物層間の圧力の等化を可能にすることを特徴とする、請求項１０から１６いずれか１項に記載の抄紙機。
【請求項１８】
ブレード手段（１８、１８０）が、ブレード手段（１８、１８０）の上流端に旋回自在に支持され、意図された水流の方向に対して直角の旋回軸（２０）の周囲で自由に旋回することができ、それによって繊維懸濁物層間の圧力等化を可能にすることを特徴とする、請求項１０から１７いずれか１項に記載の抄紙機。
【請求項１９】
給水パイプ（３２）が、回転方向に固定された状態でブレード手段（１８、１８０）に接続され、給水パイプ（３２）がブレード手段（１８、１８０）の旋回軸（２０）と一致することを特徴とする、請求項１８に記載の抄紙機。
【請求項２０】
ブレード手段（１８、１８０）が１対の相互に隔置された平行のシート（２６、２８）を備えることを特徴とする、請求項１０から１９いずれか１項に記載の抄紙機。
【請求項２１】
ブレード手段（１８０）が１対のシート（２６０、２８０）を備え、これが意図された水流の方向にて相互に向かって収束し、それによってブレード手段（１８０）の出口が入口より狭くなることを特徴とする、請求項１０から１９いずれか１項に記載の抄紙機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は層状繊維質ウェブの形成方法およびその機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
製紙産業では、異なる層に異なる繊維懸濁物を使用する多層繊維質パルプ・ウェブを形成することが往々にして望ましい。紙は例えばリサイクル繊維材料で作成した芯で構成され、表面層は紙に所望の表面を与えるために異なる繊維材料で構成される。このような多層ウェブは、層状ヘッド・ボックスによって生成することができ、様々な繊維懸濁物が１つまたは複数のブレードによって分離される。ヘッド・ボックスの出口で、繊維懸濁物層は、紙を形成するワイヤ上で相互に重ねて配量され、それによって多層繊維質パルプ・ウェブを形成する。異なる層が異なる繊維特性、さらには異なる色の材料で構成されることが多いので、層の混合を防止することが非常に重要である。混合は主に、ブレードの後縁の背後に形成される後流によって生じる。このような後流は、強力な乱流混合を生成し、これは良好な層の純粋性を獲得する可能性を効果的に妨げる。この問題を解決するため、幾つかの試みが実行されてきた。
【０００３】
英国特許出願第Ａ２１０７７５１号は、抄紙機および多層繊維質パルプ・ウェブを生成するプロセスを開示し、ここで２層の繊維懸濁物は、中間流ダクトによって分離され、これを通って水が流れ、それによって繊維懸濁層間に分離層を形成する。前記流ダクトは、ヘッド・ボックスの入口端からほぼヘッド・ボックスの中心まで延在し、剛性隔壁で構成される。この構成は、後縁でブレードの両側が等圧になるため、ヘッド・ボックスのブレードを対称位置にする必要がある。また、流ダクトを形成する隔壁を極めて正確に配置しない限り、深刻な混合が発生し、このような配置は現実には実際的に不可能である。その結果、繊維懸濁層間に望ましくない圧力差を引き起こさずに、隔壁によって分離される繊維懸濁物の異なる体積の流れを供給することは不可能である。したがって、ブレードの両側で等しい圧力を達成するための隔壁の位置決めは、繊維懸濁物の特定の１つの速度に適合しなければならず、このため抄紙機の使用に融通性がなくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、先行技術に関連する問題を解決することである。これは、請求項１による方法によって達成される。特に、本発明は層状繊維ウェブを形成する方法で、ヘッド・ボックスを通して少なくとも２つの異なる繊維懸濁物を案内することと、ブレード手段によって繊維懸濁物を相互から分離することと、ウェブ形成装置に繊維懸濁物を供給することと、ブレード手段の端部にある出口で横方向に均一な流れを有する水の層を形成することとを含み、したがって水の層がブレードの延長部を構成し、それによって繊維懸濁物の混合を防止する方法に関する。方法はさらに、ブレード手段によって分離される繊維懸濁物層間で圧力を等化し、それによってブレード手段の縁の下流で後流効果を減少させることができるため、ほぼ垂直方向に自由に移動可能であるようブレード手段を配置することを含む。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
さらに、本発明は、水出口を設けた少なくとも１つの繊維懸濁物分離ブレード手段を備えるヘッド・ボックスを含む静止機械に関し、出口は、ブレード手段の延長部を構成する水の層を形成するよう配置され、横方向に均一な流速を有する。ブレード手段は、ブレード手段によって分離される繊維懸濁物層間で圧力を等化し、それによってブレード手段の縁の下流で後流効果を減少させることができるため、ほぼ垂直方向に自由に移動可能であるよう配置される。
【０００６】
その結果、ブレード手段は、異なる繊維懸濁物層の圧力差を、したがってその速度差を補償するよう自動的に調節される。したがって、多層ヘッド・ボックスの各層に異なる流量の繊維懸濁物を供給し、異なる繊維懸濁物層の速度を等しく維持することが可能である。これは、例えば異なる厚さを有する層で紙の層状ウェブを形成する場合などに有用である。ヘッド・ボックス内に１つまたは複数のブレードを非対称に位置決めすることも可能である。
【０００７】
本発明の一つの好ましい実施形態によると、水は、圧力低下を達成するために内部流路内のブレード手段を通って給送され、これにより全ての流路で水の流量が同じであることが保証される。流路は、ブレード手段から出る水の流量を均一にするために、ブレード手段の端部にある水の出口からある距離で終了することが好ましい。
【０００８】
本発明の別の好ましい実施形態では、圧力低下スクリーンが、意図された水流の方向に対して横方向にてブレード手段の内側に配置される。圧力低下スクリーンは、ブレード手段からの均一な水流を提供するため、ブレード手段の断面の幅および高さ全体に広がるように配置された網部材などの多孔性材料で構成できることが好ましい。
【０００９】
ブレード手段からの水出口の高さ、およびそれによる水の層の高さは、一定に維持することが好ましく、水の流量は、水の給送圧力を変化させることにより調節される。水には、繊維質懸濁物の速度より速い、または遅い速度を与えることができる。繊維質懸濁物の速度より遅い水の速度では、ブレード手段の端部の下流になお後流効果が存在する。これに対して、繊維質懸濁物速度より速い水の速度にすると、ジェット効果を生じることがあり、これは層の混合の増加を導く。水の流量を変化させることにより、最適状態を達成するために様々な繊維懸濁物の層形成を制御することが可能であり、ここで水の消費量を最少にして、層間の混合が最少になる。
【００１０】
水は、好ましくは給水パイプによってブレード手段に供給され、給水パイプはブレード手段の上流端に配置され、意図された水流の方向に対して直角である。
【００１１】
ブレード手段によって分離された繊維懸濁物層間の圧力等化は、様々な方法で達成することができる。本発明の一つの実施形態では、弾性変形可能で、それにより繊維懸濁物層間の圧力等化が可能になるような方法で、ブレード手段は動作可能である。
【００１２】
別の好ましい実施形態では、ブレード手段はその上流端で旋回自在に支持され、意図された流方向に対して直角の旋回軸を中心に自由に旋回することができ、それによって繊維懸濁物層間の圧力を等化することができる。給水パイプは、給水パイプがブレードの旋回軸と一致するように、回転方向に固定された状態でブレード手段に接続することが好ましい。
【００１３】
ブレード手段はさらに、弾力的に可撓性で、旋回自在に支持することができる。
【００１４】
ブレード手段は、相互に隔置され、相互に重なり、意図された水流の方向とほぼ平行な１対の平行なシートを備えることができる。あるいは、ブレード手段は１対のシートを備えることができ、これは相互に重なり、意図された水流の方向で相互に向かって収束し、それによってブレード手段からの出口は入口より狭くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、抄紙機のヘッド・ボックス１０の断面を示す。ヘッド・ボックス１０には、入口ノズル１２、１４を介して繊維懸濁物の２つの異なる流れが供給され、ノズルは繊維懸濁物をダクト１５、１６へと供給し、これは相互に重なり、ほぼ水平のブレード手段１８によって分離される。繊維懸濁物は、出口２２を通ってヘッド・ボックス１０から紙形成ワイヤ２４へと配量され、ここで繊維懸濁物の２つの層が重なって紙の層状ウェブを形成する。図２は、上部シート２６、下部シート２８、および上部シートと下部シートの間に配置された平行パイプ３０の形態の内部流路で構成されたブレード手段１８を示す。パイプ３０は、横に並び、繊維懸濁物の流方向に平行に配置される。シート２６、２８は平行に配置され、図１および図３に示すように相互に隔置される。水は給送構成（図示せず）によってヘッド・ボックス１０の上流端から給送され、これにより内部流路は、ブレード手段（１８）内に流れる水に圧力低下効果を及ぼす。これにより、均一な水層がブレード手段１８の端部の下流に形成され、これの延長部を形成する。水層は、ブレード手段１８の縁の下流で後流の発生を防止するか、軽減する。後流は、繊維懸濁物層に渦を発達させ、それによって層の望ましくない混合を引き起こす。ブレード手段１８は、ほぼヘッド・ボックス１０の上流端から出口２２まで延在する。パイプ３０は、ブレード手段１８からの均一な水流を達成するため、図３で示すようにブレード手段１８の出口端からある距離で終了する。
【００１６】
本発明の代替実施形態が図４に図示され、ここでブレード手段１８は上部シート２６０および下部シート２８０を備え、このシートは意図された水流の方向で相互に向かって収束する。
【００１７】
本発明の別の実施形態では、ブレード手段１８、１８０は、内部流路なしに配置され、その代わりに図４に示すような水流の意図された方向に対して横方向で、ブレード手段１８、１８０の内側に配置された１つまたは複数の圧力低下スクリーン３８を設ける。圧力低下スクリーンは、網などの多孔性材料を備えることが好ましく、ブレード手段１８、１８０からの均一な水流を提供するため、ブレード手段１８、１８０の断面の幅および高さ全体に広がるよう配置される。
【００１８】
好ましい実施形態によると、ブレード手段１８、１８０は、意図された水流の方向にほぼ直角である軸線２０の周囲で自由に旋回するよう配置される。ブレード手段１８、１８０は、剛性であるか弾力的に変形可能でよい。しかし、ブレード手段１８、１８０からの水出口の高さ、およびそれによる水層の高さは、一定に維持される。弾力的に変形可能なブレード手段を備える実施形態では、例えばブレード手段１８、１８０の出口部分を形成するために剛性材料を使用しながら、ブレード手段の残りの部分を弾力的に変形可能な材料から製造することにより達成することができる。
【００１９】
水の速度は、水の給送圧力を調節することによって制御することができる。ブレードに水を供給する給水パイプ３２は、旋回軸２０と一致する位置に配置される。給水パイプ３２には開口３４を設け、それを通して水がブレード手段１８、１８０に供給される。ブレード手段１８、１８０は、回転方向に固定した状態で給水パイプ３２に取り付ける。給水パイプ３２は、好ましくは図３に示すような回り継手３６によって回転自在に配置され、したがってブレード手段１８、１８０は自由に旋回することができる。
【００２０】
代替実施形態によると、水は、１つのスロット付き長手方向口（図示せず）を有する給水パイプによってブレード手段１８、１８０に供給することができ、水はこの口を通ってブレード手段１８、１８０に供給される。
【００２１】
本発明の別の実施形態では、ブレード手段１８、１８０は弾性変形可能であり、ヘッド・ボックス１０内に旋回できない状態で装着される。これにより、繊維懸濁物層間の圧力等化は、ブレード手段１８、１８０の変形動作によってのみ達成される。ブレードに水を供給する給水パイプ３２が、意図された水流の方向に対して直角にブレード手段の端部の上流に配置され、水をブレード手段１８、１８０へと供給する開口３４が設けられる。
【００２２】
ヘッド・ボックス１０にはさらに、図５に示すような２つ以上のブレード手段１８、１８０を設けることができ、これにより多層の紙ウェブが形成される。繊維懸濁物層間の圧力を等化するためのブレード手段１８、１８０の自動調節により、ヘッド・ボックス１０内におけるブレード手段１８、１８０の垂直方向の配置は、対称または非対称でよい。
【００２３】
本発明は、上述した例示的実施形態に制限されない。請求の範囲にある本発明の範囲内で、当業者にはさらなる用途が見出される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】分離する水を配量するブレード手段を有する、本発明によるヘッド・ボックスを示す。
【図２】図１に示した２−２で切り取ったブレード手段の断面を示す。
【図３】旋回自在に支持されたブレード手段を示す。
【図４】ブレード手段の代替実施形態を示す。
【図５】２つのブレード手段を有する本発明によるヘッド・ボックスを示す。
【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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【国際調査報告】
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2005511911.tif 000009