(57)【要約】  本発明は、濃厚原料を繊維ウェブ機械の短循環路に配合するための方法及び配置構成に関する。具体的には、本発明の方法及び配置構成は、約２〜１２％、好ましくは２〜５％の濃度を有する製紙原料の濃厚原料成分を、例えば白水中に次々と成分を単独で又は添加剤と共に加える、処理及び配合に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃厚原料を繊維ウェブ機械の短循環路に配合するための方法であって、前記濃厚原料の成分の少なくとも１つが前記繊維ウェブ機械の前記短循環路に注入によって導入されることを特徴とする方法。
【請求項２】
濃厚原料成分が前記短循環路の主管路の幾つかの位置に注入によって導入されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
濃厚原料成分が繊維ウェブ機械の短循環路の少なくとも３つの異なる位置に導入されることを特徴とする、濃厚原料を繊維ウェブ機械の短循環路に配合する方法。
【請求項４】
濃厚原料成分を繊維ウェブ機械の短循環路に導入する間、充填剤、添加剤、又は化学物質が少なくとも１つの濃厚原料成分と共に導入されることを特徴とする、濃厚原料を繊維ウェブ機械の短循環路に配合する方法。
【請求項５】
濃厚原料成分の少なくとも一部が注入によって前記短循環路に導入されることを特徴とする、請求項１、３、又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記短循環路の主原料流中に注入される各濃厚原料成分の濃度が、注入中に、注入点の前記主原料流の濃度よりも高いことを特徴とする、請求項１、２、４、又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記繊維ウェブの製造に必要とされる充填剤、添加剤、又は化学物質が少なくとも１つの濃厚原料成分と共に前記短循環路に注入されることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記繊維ウェブの製造に必要とされる充填剤、添加剤、又は化学物質が濃厚原料成分中に導入されてから、前記濃厚原料成分が前記主原料流中に注入されることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
湿潤強度サイズ剤が化学パルプを含む濃厚原料成分と共に注入されることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
歩留向上剤が繊維回収フィルタの回収された繊維部分と共に注入されることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
二酸化炭素及び石灰乳が２つの異なる濃厚原料成分と共に前記主原料流中に注入されることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
充填剤、添加剤、又は化学物質が、前記濃厚原料成分の少なくとも一部を供給液として使用して、前記短循環路内に注入されることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
濃厚原料を繊維ウェブ機械の短循環路に配合するための配置構成であり、前記配置構成が、濃厚原料用の幾つかの配合タンクを備え、前記タンクが流路によって前記短循環路の主管路（１００）に結合された配置構成であって、前記配置構成が前記少なくとも１つの流路と連通し、前記流路を前記主管路（１００）に連結するように配置構成された注入供給装置（ＩＦ）をさらに備えることを特徴とする配置構成。
【請求項１４】
前記注入供給装置に前記繊維ウェブの製造に必要とされる少なくとも１つの充填剤、添加剤、又は化学物質用の少なくとも１つのダクトが設けられることを特徴とする、請求項１３に記載の配置構成。
【請求項１５】
前記配合タンクから前記注入供給装置に至る流路に前記繊維ウェブの製造に必要とされる少なくとも１つの充填剤、添加剤、又は化学物質を濃厚原料成分中に導入する手段が設けられることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の配置構成。
【請求項１６】
前記導入手段が注入供給装置であることを特徴とする、請求項１５に記載の配置構成。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濃厚原料を繊維ウェブ機械の短循環路に配合するための方法及び配置構成に関する。具体的には、本発明の方法及び配置構成は、約２〜１２％、好ましくは２〜５％の濃度を有する製紙原料の濃厚原料成分を、例えば白水中に次々と成分を単独で又は添加剤と共に加える、処理及び配合に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙、又は、より一般的に言えば繊維ウェブは、多様なタイプの繊維成分を使用して製造される。その例は、化学パルプ、化学機械パルプ、機械パルプ、再生パルプ、及び損紙である。さらに、様々な充填剤、及び添加剤、並びに繊維ウェブ機械からの様々な濾液、並びにそれから分離された固体が、繊維ウェブの製造に使用される。
【０００３】
上記に述べた原料成分の大部分は、貯蔵タワー内に保持され、貯蔵タワーから原料成分が、直接、又は特別の投与タンクを通って、さらに混合タンクに配合され、混合タンク内で原料成分が共に混合される。約５パーセントの濃度を有する原料が混合タンクから機械チェスト内に送られ、そこで原料が約３パーセントの濃度に希釈される。原料は、機械チェストからワイヤ・ピットに送られ、ワイヤ・ピット内で繊維ウェブ機械のワイヤ・セクションからの濾液が収集され、そこで原料が約０．５〜１％のヘッドボックス濃度に希釈される。
【０００４】
製紙業界では、原料処理工程を単純化し、特に、抄紙機に配合する前のタンクの体積を減少させることが長期的目標である。混合タンクと機械チェストを組合せ、残りの機械チェストの体積を減少させることも目標である。
【０００５】
これは、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、及び特許文献４の特許公報に記載された工程で行われている。
【０００６】
特許文献１には、新しい原料と水を混合して、原料をヘッドボックス濃度に希釈することが教示されている。この公報による配置構成では、新しい原料が戻り循環路から来る水と共に、互いに内部に配置された管内を通ってワイヤ・ピットの出口端まで導入され、その地点で３つの流れが互いに統合且つ混合され、その結果、管及び後続のポンプの特別な形状の断面が得られる。
【０００７】
特許文献２には、上記のものと同様のタイプの混合配置構成が教示されており、第１のパルプ成分を輸送する外側チューブが、混合地点に至る幾つかの内側チューブを含み、その混合地点で前記内側チューブが開放される。内側チューブは他のパルプ成分、添加剤、希釈液などを混合地点に運搬する。パルプ成分の混合は、外側チューブ内と関連する内側チューブの端部開口部内の両方に配置された乱流手段の助けによって行われる。
【０００８】
特許文献３には、複数の液体を互いに混合するための混合装置が教示されている。前記混合装置は複数の円錐形室を備える。各室のより収束した端部は開放端を形成し、混合すべき液体が反対側の端部に接線方向に供給される。こうした円錐形室が混合機の固定の中心軸の周りで次々に軸方向に連結され、室の端部開口から排出された流れが前記中心軸の周りを渦巻状に通過し始めるようになされる。室が同じ軸の周りに次々に連結されるため、端部開口も次々に位置付けられて、各開口から排出される流れが前の開口から排出される流れの上に落下するようになされる。前記室の入口ダクトが反対方向に接線方向に配置され、隣接する室内の液体の循環方向が互いに反対になるため、混合効果をかなり増強することができる。この公報による配置構成では、幾つかの繊維成分で形成される繊維懸濁液が、このタイプの混合装置によって、１つの流れチューブを通って白水内に送られ、ヘッドボックス濃度にさらに希釈される。
【０００９】
特許文献４には、抄紙機の短循環路の工程配置構成が教示されており、その配置構成では、それぞれ製紙原料を形成する様々な一部の原料が独自の貯蔵タワー内に貯蔵され、その貯蔵タワーから一部の原料が配合タンクにポンピングされ、次いで、それぞれ独自の投与ポンプによって閉鎖された混合空間にさらにポンピングされる。混合空間では、一部の原料が互いに混合され、適した濃度の原料に希釈されて、製紙原料を形成し、製紙原料を工程の主ラインの供給ポンプで機械のスクリーンを通してヘッドボックスに、又は第１の供給ポンプでスクリーン装置及びボルテックス・クリーニングを通して第２の希釈段階に、且つそこからさらに第２の供給ポンプで機械のスクリーンを通してヘッドボックスにポンピングすることができるようになされる。この公報は、原理上、２つの異なるタイプの配合を教示している。第１の選択では、各濃厚原料成分が脱気タンクを通って循環される濾液に別々にポンピングされ、第２の選択では、濃厚原料の一部が先ず１つの流れにポンピングされ、その後に初めて抄紙機のワイヤ・セクションから来る濾液と合流される。
【００１０】
上記で引用した全ての公報の短循環路の配置構成は、従来の配置構成よりも僅かに進歩したものであるが、解決すべき問題は、抄紙機のヘッドボックスの前に原料成分を十分に混合することである。公報では、様々な方法で問題を解決しようとしている。最初の２つの公報では、流れ配管に配置された固定混合手段及び供給ポンプが有効な混合を確保するのに十分な手段であると考えられる。第３の公報では、そのように固定された混合手段の構造がより有効な混合を行うように開発されている。しかし、我々の認識では、上記で扱われる短循環路の配置構成は全て、濃厚原料成分の実際の混合地点とヘッドボックスの間に少なくとも１つ、おそらくは幾つかのポンプが必要とされる特徴を有する。抄紙機の短循環路の自由な最適化が、この要件によってかなり規制される。
【００１１】
特許文献５には、抄紙機アプローチ・システムが教示されており、抄紙機に導入される濃厚原料成分が、抄紙機に送られる原料成分をボルテックス・クリーニング・プラントで処理する必要があるかどうかに基づいて、２つのグループに分割される。換言すれば、ボルテックス・クリーニングは、例えば、損紙ラインからの原料、又は準備ラインのボルテックス・クリーニングされていない他の原料に使用される。例えば、セルロース・パルプ、再生パルプ、又はサーモメカニカル・パルプはボルテックス・クリーニングを迂回する。なぜなら、それらの製造ラインには、従来、ボルテックス・クリーニング段階が設けられているからである。引用した特許では、単に開始点で、準備中に濃厚原料成分の一部がすでにボルテックス・クリーニング装置で処理されており、従って、それらを実際に抄紙機の短循環路のボルテックス・クリーニング・プラントに送る必要がないことが観察された。従って、特許公報に開示された本発明の目的は、ボルテックス・クリーニング・プラントのサイズの最適化である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第９９／６４６６６号明細書
【特許文献２】米国特許第６，７４０，１９８号明細書
【特許文献３】国際公開第２００６／１１７４３５号明細書
【特許文献４】欧州特許第１１０２８８７号明細書
【特許文献５】フィンランド国特許出願公開第１１３９７１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、例えばＷｅｔｅｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＯｙのＴｒｕｍｐＪｅｔ（商標）技術など注入供給技術を適用して、濃厚原料成分を抄紙機に個々に導入し、例えば、１つ又は複数の成分を同時に白水に混合し希釈することによって、上記の従来技術の配置構成の弱点を排除することである。成分は、例えば、化学的に前処理されたパルプの長い繊維と短い繊維、機械パルプ、再生繊維、損紙パルプ、繊維回収からの戻り部分である。通常、抄紙機での部分の数は３〜５である。
【００１４】
本発明の他の目的は、とりわけ、工程に関連する様々なチェストの数、及び／又は体積を減少させることである。
【００１５】
本発明の第３の目的は、抄紙機のアプローチ配管が上記の従来技術の配置構成を使用する場合よりも実質的に少ない変更しか必要としない配置構成を使用して、抄紙機の短循環路をさらに単純化させることである。
【００１６】
本発明の第４の目的は、濃厚原料成分の供給を最適化して、各成分を短循環路の最適な地点に供給することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の上記の目的は、例えば、濃厚原料を繊維ウェブ機械の短循環路に配合する方法であって、少なくとも１つの濃厚原料成分が注入によって繊維ウェブ機械の短循環路に導入されることを特徴とする、本発明による方法によって達成される。
【００１８】
また、本発明の目的は、濃厚原料を繊維ウェブ機械の短循環路に配合する配置構成であり、濃厚原料成分用の複数の配合タンクを含み、前記配合タンクが流路を通して短循環路の主管路に連結される配置構成であって、濃厚原料成分用の注入供給手段がさらに設けられ、前記注入供給手段が前記流路の少なくとも１つに配置され、前記流路を前記主管路に連結することを特徴とする、本発明による配置構成によって達成される。
【００１９】
本発明による本発明の方法及び配置構成の他の特徴は添付の特許請求の範囲に記載されている。
【００２０】
本発明による方法及び配置構成を使用することによって、例えば、以下の利点が得られる：
・配合タンクを除外することができる
・混合タンクを全て除外し、又は混合タンクを機械チェストと組合せ、或いは少なくともその体積を減少させることができる
・機械チェストを完全に排除し、又は少なくともその体積を減少させることができる
・タンクの体積が減少し、又はタンクが完全に除外されるため、空間をかなり節約することができる
・特別の混合装置を完全に排除することができる
・いかなる方法でも、タンクの体積の減少により、原料を変える時間が短縮され、それによって抄紙機の有効稼働時間が増加する
・濃厚原料成分を短循環路内の濃厚原料成分に最適な位置で流すことができる
○すでにボルテックス・クリーニングで処理された原料成分は、再びクリーニング段階に送られる必要がなく、抄紙機に送られる全ての原料がボルテックス・クリーニング・プラントを通って流れる必要がないため、ボルテックス・クリーニング・プラントのサイズが縮小される
○同様に、一部の濃厚原料成分を脱気部で使用する必要がないことが評価される場合、脱気装置の後に主原料流に導入することができる
・同時に、短循環路の実行可能性、及び抄紙機全体、並びに工程制御がより容易になる
・新しいミルが建設され、現存の抄紙機が例えば新しい位置に移動される場合にコストが驚くほど節約される
・配合の順序及び位置を自由に選択することができる
・位置ごとに最適な添加剤を選択することができるため、フロック構造、微細繊維の結合などに影響を与えることもできる
・所望の場合は、各添加剤を独自の原料部分に向けることができ、脱水、ウェブ形成、清浄度、化学物質の効果、サイジングの結果、不透明度、印刷適性などに影響を与えることもできる
【００２１】
本発明による方法及び配置構成を添付の図面を参照して以下にさらに詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来技術による、抄紙機のアプローチ・システム、いわゆる短循環路を示す概略図である。
【図２】従来技術による、抄紙機の第２のアプローチ・システム、いわゆる短循環路を示す概略図である。
【図３】本発明の好ましい実施例による抄紙機のアプローチ・システムを示す概略図である。
【図４】本発明の第２の好ましい実施例による抄紙機のアプローチ・システムを示す概略図である。
【図５】本発明の第３の好ましい実施例による抄紙機のアプローチ・システムを示す概略図である。
【図６】本発明の第４の好ましい実施例による抄紙機のアプローチ・システムを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２３】
従来技術による抄紙機の短循環路の工程配置構成の図１の概略図では、参照番号２は、濃厚原料成分Ｓ１用の貯蔵タンク又は貯蔵タワーを指し、それから前記成分が第１のポンプ４によって配合タンク６にポンピングされる。前記濃厚原料成分Ｓ１は貯蔵タワー２の下方セクションでそこに導入される希釈水流ｆ１によって希釈される。次に、濃厚原料成分の濃度が低下され、又は少なくとも希釈水流ｆ２を第１のポンプ４に導入することによって低下させることができる。短循環路に濃厚原料成分Ｓの数と同じ数の配合タンク６及び貯蔵タワー２が設けられる。各原料成分は、その配合タンク６から第２のポンプ８によって混合タンク１２に別々に誘導され、又は全ての成分が混合タンク１２に至る主工程ライン１０に送られる。図１は、上記の目的のための、換言すれば、すでに部分的に希釈された原料成分Ｓ〜ＳＮを主ライン１０に送るための幾つかの隣接するポンプ８を示している。充填剤又は歩留向上剤など、製紙工程に必要とされる他の物質を混合タンク１２内に導入することもできる。原料成分は、混合タンク１２内で混合され、第３のポンプ１４によって機械チェスト（図示せず）に送られる。機械チェストからいわゆる機械原料（machine stock）がワイヤ・ピット１６に送られる。混合タンク１２、機械チェスト、及びワイヤ・ピット１６は、原料の均等化ユニットを形成し、その中でパルプが液体ｆ３及びＷＷによって最終投与濃度に希釈される。いわゆる機械原料は、ワイヤ・ピットから第４のポンプ１８で抄紙機の短循環路に導入される。
【００２４】
前記機械原料は、短循環路内で先ずボルテックス・クリーニング・プラント２０に送られて、ボルテックス・クリーニングされ、その工程中に比較的重い粒子が紙料から分離される。ボルテックス・クリーニング・プラント２０から受けたものは、続いて脱気タンク２２に送られ、そこで空気、又は可能性のある他のガスが製紙工程を妨げないように真空によって原料から除去される。原料は、脱気タンク２２からヘッドボックスの供給ポンプ２４に流れ、供給ポンプ２４が原料をいわゆるヘッドボックス・スクリーン２６にポンピングし、ヘッドボックス・スクリーン２６で製紙するのに過剰に大きい粒子が原料から分離され、原料の許容された部分がそのヘッドボックス２８を通って抄紙機に送られる。ヘッドボックス２８から原料が抄紙機のワイヤ・セクション３０に続けて送られ、ワイヤ・セクション３０で液体ＷＷがウェブ形成と関連してそこから排出される。図２で示したように、このいわゆる白水ＷＷはワイヤ・ピットに送られ、そこから再循環されて、工程の様々な段階で希釈水ｆ１〜ｆ３として再使用することができる。あまり厳格でない最終製品を作製する一部の繊維ウェブ機械では、短循環路はボルテックス・クリーニング・プラント、脱気、及び／又はヘッドボックス・スクリーンを全く含まなくてもよい。さらに、一部の態様では、脱気は真空タンクで行われず、分離が遠心力に基づく特別の装置で行われる。
【００２５】
先行技術の公報には、図２で示したように、ウェブ形成から来る白水ＷＷが脱気タンクに直接送られ、実質的にガスを含まない濾液を濃厚原料成分の希釈に使用することができる抄紙機アプローチ・システムも開示されている。換言すれば、フィルタ内に含まれた自由空気が除去され、濃厚原料成分が有害なほど空気を含んでいないと想定される時は、実際の製紙原料を脱気部を介して循環させる必要がない。残りの本質的な部分に関して、図２は図１に対応しており、さらなる詳細な説明は不要である。
【００２６】
図３は、１つ又は複数の濃厚原料成分を注入することができる実際の全ての位置を示す概略図である。換言すれば、図３は、貯蔵タワー２から出される濃厚原料成分Ｓ１が貯蔵タンク２内で濾液ｆ１、又はいわゆる白水で、必要な場合は濾液ｆ２でも希釈され、ポンプ４で注入供給装置ＩＦにポンピングされ、注入供給装置ＩＦによって、希釈された原料成分Ｓ１が主原料ライン１００に注入される方法を示す図である。主原料ライン１００内にはワイヤ・ピット１６から来る白水ＷＷ、又は等価のものだけがこれまで流れており、その白水は抄紙機のワイヤ・セクション３０から直接来ることができるが、又は図２で示したように、脱気装置によって処理される。他の可能な供給点（Ｓ２）は同じ主原料ラインの少し後方である。こうした２つの明らかに連続した供給点を使用する目的は、濃厚原料成分を注入手段によって、すぐ連続する位置に、又は、例えば、第１の濃厚原料成分が別の濃厚原料成分が供給される前に第１の濃厚原料成分に与えられる可能性がある化学物質又は添加剤の影響を受けて所望のフロックを形成する時間を有することができるように、距離を置いた位置に導入できることを指摘することである。図３で示したように、当然、２つの濃厚原料成分を別々に供給するための他の理由を見つけることもできる。
【００２７】
次に、ボルテックス・クリーニング・プラント２０の供給ポンプ１８のすぐ前、又はすぐ後に、濃厚原料成分（Ｓ３）を注入供給装置ＩＦで主原料ライン１００に注入することができる。前記原料成分は、好ましくは、第１の濃厚原料成分と同様に希釈され、独自の貯蔵タワーからポンピングされる。ボルテックス・クリーニング・プラント２０の後、脱気部２２の前に、濃厚原料成分（Ｓ４）を注入することもできる。前のもの（Ｓ１〜Ｓ３）と比較して、当然、清浄度に関するさらに厳しい要件が上記その他の成分に課せられる。なぜなら、こうした成分はもはやボルテックス・クリーニングを通過しないからである。通常、それ自体の製造の際にボルテックス・クリーニングをすでに通過した原料がこの位置及び後の位置で注入される。濃厚原料成分の次の可能な注入点（Ｓ５）は、ヘッドボックス供給ポンプ２４の前に位置付けられた注入供給装置ＩＦである。次の可能な濃厚原料成分Ｓ６をヘッドボックス供給ポンプ２４とヘッドボックス・スクリーン２６の間に注入供給装置ＩＦで供給することができる。最後の可能な注入位置Ｓ７は、当然、ヘッドボックス・スクリーンとヘッドボックスの間の主原料ラインの部分である。
【００２８】
図３で示した供給位置は、注入供給装置を使用して、濃厚原料成分を短循環路の主原料ラインの任意の位置に供給することができる方法を明確に示すものである。どの原料成分がポンプの前又は後に供給されるかはあまり重要ではない。なぜなら、例えば、Ｗｅｔｅｎｄ  ＯｙのＴｒｕｍｐＪｅｔ（商標）注入供給装置は、濃厚原料成分をポンプの圧力側に供給することと、ポンプの混合効果を必ずしも使用する必要がないように原料成分を主原料ライン内を流れる原料に有効に混合することの両方を行うことができるからである。注入供給装置とは、具体的には、第１の媒体を第２の媒体に、第２の媒体の流れる方向に対して実質的に横方向に供給する装置を指す。上記の用語「実質的に横方向」は、流れ管内を流れる第２の媒体の流れる方向から３０度より大きくそれた方向であると理解される。注入は、注入される媒体が第２の媒体よりも実質的に速い速度を有し、それによって、第２の媒体に広範に存在する可能性がある乱流の有無に関係なく、第１の媒体が第２の媒体中に扇形ジェットの形で溶解され、所定の深さに達するように、第１の媒体を第２の媒体に導入することであることがさらに理解される。次に、例えば、４つの注入供給装置を第２の媒体を輸送する流れ管の円に配置することによって、流れ管の断面積全体をこうした注入供給装置の噴射で実際にカバーすることができる。注入の第１の媒体の送り速度は、第２の媒体の速度の好ましくは約３〜１５倍、好ましくは５〜１０倍である。
【００２９】
本発明の特徴は、本発明により注入される濃厚原料成分が、前記濃厚原料成分が導入される懸濁液よりも常に高い濃度を有することである。当然、開始点は、約２〜１２％の濃度の第１の濃厚原料成分が、１パーセントの何分の１かの濃度の白水中に導入される点である。
【００３０】
図３は、様々な濃厚原料成分の導入部がボルテックス・クリーニングの様々な側面に配置される方法を示す、本発明の好ましい実施例を示している。しかし、必ずしもこのように作動する必要はないが、希釈された原料全体にボルテックス・クリーニングを行うこともでき、その場合、全ての濃厚原料成分がボルテックス・クリーニングの前に、本質的に、１つの同じ位置、又は２つ以上の位置に注入される。
【００３１】
図３は、様々な濃厚原料成分の導入部が脱気部の様々な側面に配置される方法を示す本発明の他の好ましい実施例も示している。しかし、必ずしもこのように作動する必要はないが、脱気部を、白水ＷＷだけに、（図３で示したように）白水ＷＷ及び白水ＷＷに供給される１つ又は複数のガス状濃厚原料成分に、又は白水ＷＷ及び白水ＷＷに混合される全ての濃厚原料成分に配置することができる。
【００３２】
図４は、１つ又は複数の濃厚原料成分を１つ又は複数の添加剤用注入液として使用することができる方法を示す、本発明の好ましい実施例を示す図である。図４は、原料成分と共に供給される添加剤として、添加剤Ｆ、二酸化炭素（ＣＯ２）、及び石灰乳（ＭｏＬ）の主原料ラインへの供給を示している。図４による実施例では、充填剤Ｆが、例えば、濃厚原料成分を注入液として使用することによって、濃厚原料成分（Ｓ２）と共に主原料ライン１００に導入される。上記の注入位置で使用することができる濃厚原料成分（Ｓ２）は、破砕部分である。この図の実施例では、注入はワイヤ・ピットの前に行われるが、充填剤を原料成分と共に他の適切な位置に供給することもできる。図４の実施例では、二酸化炭素は濃厚原料成分Ｓ６によってヘッドボックス供給ポンプの圧力側に導入されて、石灰乳（ＭｏＬ）が後続の濃厚原料成分Ｓ７と共にヘッドボックス・スクリーンとヘッドボックスの間に注入される前に、繊維原料中に溶解する時間を有することが好ましい。上記の位置では、濃厚原料成分は、短い繊維又は長い繊維のパルプ、再生パルプでもよく、ＴＭＰも使用可能である。当然、二酸化炭素及び石灰乳を工程の早い段階に導入し、濃厚原料成分を注入液として使用して、その両方を繊維原料に注入する必要を回避することもできる他に、液体の混合又は注入の他の適した方法を使用することもできる。濃厚原料成分と併せた注入を、化学物質のどちらか１つ、又は両方のための注入液として主原料ライン１００から分離された側方流を使用して任意選択で行うこともできる。
【００３３】
図５は、上記と同様に、濃厚原料成分Ｓ５及びＳ６を使用して、二酸化炭素（ＣＯ２）及び石灰乳（ＭｏＬ）がヘッドボックス供給ポンプの非常に近くに導入される実施例を示す図である。濃厚原料成分Ｓ７は、この実施例では繊維回収フィルタからの微細繊維部分であり、すでにガスを含んでおらず、性質上非常に細かい材料であり、従って、ボルテックス・クリーニング装置、又はヘッドボックス・スクリーンでふるいにかける必要がなく、又は脱気装置で処理する必要もなく、ヘッドボックスの非常に近くに注入される。本発明のこの実施例によれば、前記濃厚原料成分を歩留向上剤の繊維原料中への注入に使用することが有利である。この粒子の微細部分は、ワイヤ上で保持するために歩留向上剤の使用が求められ、これらを共に供給することによって微細繊維と歩留向上剤が接触するため、これは当然、有益である。一方、より広く考えると、濃厚原料成分として供給される微細繊維量は比較的少ないため、微細繊維部分を他の供給成分と共に供給することが有利であり、その場合、この他の成分が実際の供給位置を最終的に決定することができる。従って、回収繊維の微細繊維部分を脱気装置及び／又はボルテックス・クリーニング装置の前に、それだけで、又は歩留向上剤、或いは製紙に使用される他の添加剤と共に注入することができる。同様に、他の濃厚原料成分と共に注入することもできる。
【００３４】
図６は、前記濃厚原料成分Ｓ６が抄紙機の短循環路内に注入される前に、添加剤又は化学物質Ｃを所定の濃厚原料成分Ｓ６中に混合することができる方法を示す、本発明の好ましい実施例を示す図である。この図は、前記化学物質Ｃを濃厚原料成分に注入によって加えることを示しているが、追加及び混合の他のモードを適用することもできる。放出をより広範に見ることもでき、添加剤又は化学物質の原料成分中への混合は、原料成分を希釈水、又はいわゆる主原料流中に混合する前に行われる。この方法で混合されるのに適した化学物質Ｃは、例えば、デンプン、サイズ剤、固着剤、及び石灰乳（ＭｏＬ）である。図でも示されているように、好ましい実施例として記載することができる選択枝では、石灰乳（ＭｏＬ）が濃厚原料成分中に予め混合され、共に短循環路に注入され、それに二酸化炭素（ＣＯ２）が、例えば、濃厚原料成分Ｓ５と共にすでに前に供給されている場合、それによって形成される結晶（ＰＣＣ）は、前記濃厚原料成分の繊維に、繊維の外面と内面の両方により強固に密集する。
【００３５】
図６は、２つの成分を含む歩留向上剤が主原料流１００内に導入される方法を示す、他の好ましい実施例も示している。第１の歩留向上剤成分Ｒｅｔ１は、ヘッドボックス供給ポンプ２４の前に、濃厚原料成分Ｓ４と共に主原料流１００に注入される。その場合、化学物質Ｒｅｔ１がせん断力に良好に耐えるタイプであることが好ましい。他の歩留向上剤成分Ｒｅｔ２は、ヘッドボックス・スクリーン２６の後に初めて濃厚原料成分Ｓ７と共に注入され、その場合、前記成分Ｒｅｔ２はせん断力に対する耐性が乏しいタイプのものでもよい。当然、歩留向上剤の１つをヘッドボックス供給ポンプとヘッドボックス・スクリーンの間に、それ自体で、又は一部の濃厚原料成分と共に注入することができる。
【００３６】
図７は、濃厚原料成分と繊維ウェブの形成に必要とされる添加剤の両方を繊維ウェブ機械の短循環路に加えるための、前のものとは僅かに異なる他の方法を示す図である。濃厚原料成分Ｓ２に関連して、第１の添加剤Ａ１を濃厚原料成分Ｓ２に混合してから、濃厚原料成分Ｓ２が第２の添加剤Ａ２の注入液として注入される可能性が開示される。第１の添加剤Ａ１を濃厚原料成分Ｓ２に、図６で示したように、石灰乳など化学物質Ｃと共に注入することによって、又はより従来の方法で混合することができる。
【００３７】
図７は、固着剤（Ｆｉｘ）が主原料流１００に供給される場合に、機械原料成分Ｓ３が注入液として使用される方法も示している。前記原料成分Ｓ３及び化学物質（Ｆｉｘ）は一対として導入されるため、機械原料中に含まれる妨害物質を繊維に固着することができる。この実例では、必ずしも注入をこの位置で行う必要はないが、特に、濃厚原料成分の前処理、又は実際に濃厚原料成分をボルテックス・クリーニング装置及び／又は脱気部で処理する必要があるかどうかを考慮すべきである。
【００３８】
さらに、図７は、例えばＡＳＡ又はＡＫＤでもよい湿潤強度サイズ剤（ＷＳ）の注入液としての原料成分Ｓ５の使用を示している。この実例では、原料成分Ｓ５が独自の製造の際にすでにボルテックス・クリーニングされていることが想定される。そうでない場合は、前記対をボルテックス・クリーニング２０の前に主原料流に注入すべきである。
【００３９】
上記の実例の他に、化学物質の注入に関して、本発明は様々な製紙化学物質の注入を全体に関して最適な工程の正確な点に合わせる広範な可能性を提供することを留意されたい。ＴｒｕｍｐＪｅｔ（登録商標）技術は、以前に、化学物質自体の注入を工程の任意の点で行うことができるように、すなわち、様々な加工機器を考慮して、化学物質の供給を一定の地点に位置付けることができるようにしたが、本発明は、化学物質供給の可能性を本質的に向上させるものである。なぜなら、様々な濃厚原料部分も考慮して、化学物質を正確な地点に供給することができるからである。換言すれば、化学物質、或いは濃厚原料成分を共に、又は一定の順序で供給することが有利であると見られる場合は、常に、工程を組み立てる場合にこれを考慮に入れることができる。こうした実例は、強力デンプン（ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｓｔａｒｃｈ）、短循環路の化学物質、又は添加剤、充填剤、及び微細繊維である。最適な添加剤及び原料成分を選択することによって、前記添加剤が、使用される注入原料と共により強力に反応するように影響を与えることができる。必要に応じて、化学物質と濃厚原料成分の両方の供給の間に様々な歩留剤を配置することもできる。
【００４０】
本発明の利用によって、様々なタイプの歩留向上剤及びサイズ剤を濃厚原料成分と共に抄紙機の短循環路の様々な位置に導入することができる。利点は、対の濃厚原料化学物質を使用して供給が行われ、その結果、とりわけ、ウェブ形成、フロックのサイジング及びタイプを最適化できることである。
【００４１】
本発明の注入による混合は、開放大気空間への短循環路の混合ポンプの前、又は加圧空間へのポンプの後の濃厚原料成分の混合も可能にする。換言すれば、注入による混合によって、濃厚原料成分を前記成分の供給が前記成分に何らかの利点をもたらす正確な位置に混合する、従来技術と比較して明らかにより多様な可能性が提供される。
【００４２】
この技術は、例えば、原料部分の位置及び配合順序、並びに、その特定の位置で工程に必要とされる適した添加剤の選択により、フロックの構造、及び微細繊維の結合に影響を与えることができ、添加剤を原料部分ごとに直接方向付け、それによって、脱水、形成、清浄度、化学物質の効果、サイジングの結果、不透明度、印刷適性などに影響を与えることができるように適用可能である。
【００４３】
上記に関して、記載中に使用される用語、抄紙機は、非常に広範囲に考えられるべきであり、ウェブとして形成される繊維原料が複数の濃厚原料成分で構成される全てのこうした繊維ウェブ機械が考慮されることを留意されたい。換言すれば、従来の抄紙機の他に、少なくとも厚紙及び薄葉紙機も考えられる。さらに、上記に開示された実施例に関して、様々な化学物質及び添加剤を導入するための好ましい実例の選択肢だけが記載されていることを留意されたい。従って、明らかなように、上記の実例は、様々な添加剤及び化学物質を導入するための全ての可能な選択肢を含むものではない。また、理解されるように、上記に開示された各実施例に関して、実施例に記載されていない一部の添加剤又は化学物質を一部の濃厚原料成分と共に、又は幾つかの他の適した方法でさらに導入することができる。さらに理解されるように、二酸化炭素と石灰乳など、一部の化学物質、又は添加剤、或いは濃厚原料成分が互いに結合した一対であることが上記に明確に強調されていない場合は、単一の化学物質及び添加剤は、別々の例であり、それらは同じ実施例に関して記載された他の化学物質又は添加剤と結合されないと考えられるべきである。
【図１】
2011512462.tif 000002
【図２】
2011512462.tif 000003
【図３】
2011512462.tif 000004
【図４】
2011512462.tif 000005
【図５】
2011512462.tif 000006
【図６】
2011512462.tif 000007
【図７】
2011512462.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月17日(2009.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃厚原料成分を繊維ウェブ機械の短循環路に配合する方法であり、前記短循環路が、前記繊維ウェブ機械のワイヤ・ピット（１６）とヘッドボックス（２８）の間の主原料ライン（１００）、並びに、前記主原料ライン（１００）に沿って配置された、少なくとも１つのボルテックス・クリーニング・プラント（２０）、脱気タンク（２２）、ヘッドボックス供給ポンプ（２４）、及びヘッドボックス・スクリーン（２６）を備え、前記繊維ウェブ機械（３０）に源を発する少なくとも１つの白水（ＷＷ）が前記主原料ライン（１００）中に導入され、濃厚原料成分Ｓ１が前記主原料ライン（１００）中に導入されて前記白水と共にいわゆる主原料流を形成する、配置構成であって、少なくとも１つの濃厚原料成分（Ｓ２〜Ｓ７）を前記主原料流中に前記主原料流の方向に対して実質的に横方向に、且つ前記主原料流の速度よりも実質的に速い速度で注入することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記濃厚原料成分（Ｓ２〜Ｓ７）を少なくとも１つの充填剤、添加剤、又は化学物質と共に注入して、フロック構造、微細繊維の結合、脱水、ウェブ形成、清浄度、化学物質の効果、サイジングの結果、不透明度、印刷適性などに影響を与えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記主原料ライン（１００）中に注入される各濃厚原料成分（Ｓ１〜Ｓ７）の濃度が、注入中に、注入点の前記主原料流の濃度よりも高いことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
二酸化炭素が第１の濃厚原料成分Ｓ６と共に前記主原料流中に導入され、その後に石灰乳が第２の濃厚原料成分Ｓ７と共に前記主原料流中に導入され、濃厚原料成分Ｓ６及びＳ７の表面上にＰＣＣが形成されることが望ましいことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記二酸化炭素及び前記石灰乳が共に導入される前記原料成分Ｓ６及びＳ７が短い繊維パルプ、長い繊維パルプ、再生パルプ、及びＴＭＰのうちの２つであることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記二酸化炭素及び前記石灰乳が前記主原料ライン（１００）内の前記ヘッドボックス供給ポンプ（２４）の近くに導入されることを特徴とする、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
繊維回収からの微細繊維部分が前記主原料流中に前記ヘッドボックス・スクリーン（２６）の後の前記ヘッドボックス（２８）の近くに導入されることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
繊維回収からの微細繊維部分が前記主原料流中に歩留向上剤と共に導入されることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
繊維回収からの微細繊維部分が前記主原料流中に濃厚原料成分と共に導入されることを特徴とする、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記歩留向上剤が２つの成分を含み、そのうちの第１の成分が前記主原料流中にヘッドボックス・スクリーンの前に濃厚原料成分と共に導入され、第２の成分が前記主原料流中にヘッドボックス・スクリーンの後に別の濃厚原料成分と共に導入されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
固着剤が前記主原料流中に機械原料成分と共に導入されて、前記機械原料中に含まれる妨害物質を前記繊維に固着することを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
希釈液が前記主原料流中に濃厚原料成分と共に導入されることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
充填剤が前記主原料流中に損紙と共に導入されることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
繊維ウェブの製造に必要とされる（デンプン、サイズ剤、固着剤、石灰乳など）充填剤、添加剤、又は化学物質が濃厚原料成分中に導入されてから、前記濃厚原料成分が前記主原料流中に導入されることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
湿潤強度サイズ剤が化学パルプを含む濃厚原料成分と共に注入されることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
充填剤、添加剤、又は他の化学物質が前記主原料ライン中に前記濃厚原料成分の少なくとも一部を供給液として使用することによって注入されることを特徴とする、請求項１から１５までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
濃厚原料成分が前記繊維ウェブ機械の前記短循環路の少なくとも３つの異なる位置に導入されることを特徴とする、請求項１から１６までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記濃厚原料成分が送り速度を有し、前記主原料流が流速を有し、前記送り速度が前記流速よりも実質的に速いことを特徴とする、請求項１から１７までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記濃厚原料成分の前記送り速度が前記主原料流の前記流速の３から１５倍であることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記濃厚原料成分が前記主原料流の方向に対して実質的に横方向に注入されることを特徴とする、請求項１から１９までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
濃厚原料成分を繊維ウェブ機械の短循環路内に配合するための配置構成であって、前記短循環路が、前記繊維ウェブ機械のワイヤ・ピット（１６）とヘッドボックス（２８）の間の主原料ライン（１００）、並びに、前記主原料ライン（１００）に沿って配置された、少なくとも１つのボルテックス・クリーニング・プラント（２０）、脱気タンク（２２）、ヘッドボックス供給ポンプ（２４）、及びヘッドボックス・スクリーン（２６）を備え、前記配置構成が濃厚原料成分用の幾つかの配合タンク（２）を備え、各タンク（２）が流路によって前記主原料ライン（１００）に連結された配置構成であって、前記配置構成が、前記流路と連通するように配置され、前記流路を前記主原料ライン（１００）に連結して、濃厚原料成分を前記主原料ライン（１００）に注入する少なくとも１つの注入供給装置（ＩＦ）をさらに備えることを特徴とする配置構成。
【請求項２２】
前記注入供給装置（ＩＦ）に前記繊維ウェブの製造に必要とされる少なくとも１つの充填剤、添加剤、又は化学物質用の少なくとも１つのダクトがさらに設けられることを特徴とする、請求項２１に記載の配置構成。
【請求項２３】
前記配合タンク（２）から前記注入供給装置（ＩＦ）に至る流路に前記繊維ウェブの製造に必要とされる少なくとも１つの充填剤、添加剤、又は化学物質を濃厚原料成分中に導入する手段が設けられることを特徴とする、請求項２１又は２２に記載の配置構成。
【請求項２４】
前記導入手段が注入供給装置であることを特徴とする、請求項２３に記載の配置構成。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
特許文献４には、抄紙機の短循環路の工程配置構成が教示されており、その配置構成では、それぞれ製紙原料を形成する様々な一部の原料が独自の貯蔵タワー内に貯蔵され、その貯蔵タワーから一部の原料が配合タンクにポンピングされ、次いで、それぞれ独自の投与ポンプによって閉鎖された混合空間にさらにポンピングされる。混合空間では、一部の原料が互いに混合され、適した濃度の原料に希釈されて、製紙原料を形成し、製紙原料を工程の主ラインの供給ポンプで機械のスクリーンを通してヘッドボックスに、又は第１の供給ポンプでスクリーン装置及びボルテックス・クリーニングを通して第２の希釈段階に、且つそこからさらに第２の供給ポンプで機械のスクリーンを通してヘッドボックスにポンピングすることができるようになされる。この公報は、原理上、２つの異なるタイプの配合を教示している。第１の選択では、各濃厚原料成分が脱気タンクを通って循環される濾液に別々にポンピングされ、第２の選択では、濃厚原料の一部が先ず１つの流れにポンピングされ、その後に初めて抄紙機のワイヤ・セクションから来る濾液と合流される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記で引用した全ての公報の短循環路の配置構成は、従来の配置構成よりも僅かに進歩したものであるが、解決すべき問題は、抄紙機のヘッドボックスの前に原料成分を十分に混合することである。公報では、様々な方法で問題を解決しようとしている。最初の２つの公報では、流れ配管に配置された固定混合手段及び供給ポンプが有効な混合を確保するのに十分な手段であると考えられる。第３の公報では、そのように固定された混合手段の構造がより有効な混合を行うように開発されている。しかし、我々の認識では、上記で扱われる短循環路の配置構成は全て、濃厚原料成分の実際の混合地点とヘッドボックスの間に少なくとも１つ、おそらくは幾つかのポンプが必要とされる特徴を有する。抄紙機の短循環路の自由な最適化が、この要件によってかなり規制される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
特許文献５には、抄紙機アプローチ・システムが教示されており、抄紙機に導入される濃厚原料成分が、抄紙機に送られる原料成分をボルテックス・クリーニング・プラントで処理する必要があるかどうかに基づいて、２つのグループに分割される。換言すれば、ボルテックス・クリーニングは、例えば、損紙ラインからの原料、又は準備ラインのボルテックス・クリーニングされていない他の原料に使用される。例えば、セルロース・パルプ、再生パルプ、又はサーモメカニカル・パルプはボルテックス・クリーニングを迂回する。なぜなら、それらの製造ラインには、従来、ボルテックス・クリーニング段階が設けられているからである。引用した特許では、単に開始点で、準備中に濃厚原料成分の一部がすでにボルテックス・クリーニング装置で処理されており、従って、それらを実際に抄紙機の短循環路のボルテックス・クリーニング・プラントに送る必要がないことが観察された。従って、特許公報に開示された本発明の目的は、ボルテックス・クリーニング・プラントのサイズの最適化である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第９９／６４６６６号明細書
【特許文献２】米国特許第６，７４０，１９８号明細書
【特許文献３】国際公開第２００６／１１７４３５号明細書
【特許文献４】欧州特許第１１０２８８７号明細書
【特許文献５】フィンランド国特許出願公開第１１３９７１号明細書
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
前記機械原料は、短循環路内で先ずボルテックス・クリーニング・プラント２０に送られて、ボルテックス・クリーニングされ、その工程中に比較的重い粒子が紙料から分離される。ボルテックス・クリーニング・プラント２０から受けたものは、続いて脱気タンク２２に送られ、そこで空気、又は可能性のある他のガスが製紙工程を妨げないように真空によって原料から除去される。原料は、脱気タンク２２からヘッドボックスの供給ポンプ２４に流れ、供給ポンプ２４が原料をいわゆるヘッドボックス・スクリーン２６にポンピングし、ヘッドボックス・スクリーン２６で製紙するのに過剰に大きい粒子が原料から分離され、原料の許容された部分がそのヘッドボックス２８を通って抄紙機に送られる。ヘッドボックス２８から原料が抄紙機のワイヤ・セクション３０に続けて送られ、ワイヤ・セクション３０で液体ＷＷがウェブ形成と関連してそこから排出される。図２で示したように、このいわゆる白水ＷＷはワイヤ・ピットに送られ、そこから再循環されて、工程の様々な段階で希釈水ｆ１〜ｆ３として再使用することができる。あまり厳格でない最終製品を作製する一部の繊維ウェブ機械では、短循環路はボルテックス・クリーニング・プラント、脱気、及び／又はヘッドボックス・スクリーンを全く含まなくてもよい。さらに、一部の態様では、脱気は真空タンクで行われず、分離が遠心力に基づく特別の装置で行われる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
先行技術の公報には、図２で示したように、ウェブ形成から来る白水ＷＷが脱気タンクに直接送られ、実質的にガスを含まない濾液を濃厚原料成分の希釈に使用することができる抄紙機アプローチ・システムも開示されている。換言すれば、フィルタ内に含まれた自由空気が除去され、濃厚原料成分が有害なほど空気を含んでいないと想定される時は、実際の製紙原料を脱気部を介して循環させる必要がない。残りの本質的な部分に関して、図２は図１に対応しており、さらなる詳細な説明は不要である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図３は、１つ又は複数の濃厚原料成分を注入することができる実際の全ての位置を示す概略図である。換言すれば、図３は、貯蔵タワー２から出される濃厚原料成分Ｓ１が貯蔵タンク２内で濾液ｆ１、又はいわゆる白水で、必要な場合は濾液ｆ２でも希釈され、ポンプ４で注入供給装置ＩＦにポンピングされ、注入供給装置ＩＦによって、希釈された原料成分Ｓ１が主原料ライン１００に注入される方法を示す図である。主原料ライン１００内にはワイヤ・ピット１６から来る白水ＷＷ、又は等価のものだけがこれまで流れており、その白水は抄紙機のワイヤ・セクション３０から直接来ることができるが、又は図２で示したように、脱気装置によって処理される。他の可能な供給点（Ｓ２）は同じ主原料ラインの少し後方である。こうした２つの明らかに連続した供給点を使用する目的は、濃厚原料成分を注入手段によって、すぐ連続する位置に、又は、例えば、第１の濃厚原料成分が別の濃厚原料成分が供給される前に第１の濃厚原料成分に与えられる可能性がある化学物質又は添加剤の影響を受けて所望のフロックを形成する時間を有することができるように、距離を置いた位置に導入できることを指摘することである。図３で示したように、当然、２つの濃厚原料成分を別々に供給するための他の理由を見つけることもできる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
次に、ボルテックス・クリーニング・プラント２０の供給ポンプ１８のすぐ前、又はすぐ後に、濃厚原料成分（Ｓ３）を注入供給装置ＩＦで主原料ライン１００に注入することができる。前記原料成分は、好ましくは、第１の濃厚原料成分と同様に希釈され、独自の貯蔵タワーからポンピングされる。ボルテックス・クリーニング・プラント２０の後、脱気部２２の前に、濃厚原料成分（Ｓ４）を注入することもできる。前のもの（Ｓ１〜Ｓ３）と比較して、当然、清浄度に関するさらに厳しい要件が上記その他の成分に課せられる。なぜなら、こうした成分はもはやボルテックス・クリーニングを通過しないからである。通常、それ自体の製造の際にボルテックス・クリーニングをすでに通過した原料がこの位置及び後の位置で注入される。濃厚原料成分の次の可能な注入点（Ｓ５）は、ヘッドボックス供給ポンプ２４の前に位置付けられた注入供給装置ＩＦである。次の可能な濃厚原料成分Ｓ６をヘッドボックス供給ポンプ２４とヘッドボックス・スクリーン２６の間に注入供給装置ＩＦで供給することができる。最後の可能な注入位置Ｓ７は、当然、ヘッドボックス・スクリーンとヘッドボックスの間の主原料ラインの部分である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
図３で示した供給位置は、注入供給装置を使用して、濃厚原料成分を短循環路の主原料ラインの任意の位置に供給することができる方法を明確に示すものである。どの原料成分がポンプの前又は後に供給されるかはあまり重要ではない。なぜなら、例えば、Ｗｅｔｅｎｄ  ＯｙのＴｒｕｍｐＪｅｔ（商標）注入供給装置は、濃厚原料成分をポンプの圧力側に供給することと、ポンプの混合効果を必ずしも使用する必要がないように原料成分を主原料ライン内を流れる原料に有効に混合することの両方を行うことができるからである。注入供給装置とは、具体的には、第１の媒体を第２の媒体に、第２の媒体の流れる方向に対して実質的に横方向に供給する装置を指す。上記の用語「実質的に横方向」は、流れ管内を流れる第２の媒体の流れる方向から３０度より大きくそれた方向であると理解される。注入は、注入される媒体が第２の媒体よりも実質的に速い速度を有し、それによって、第２の媒体に広範に存在する可能性がある乱流の有無に関係なく、第１の媒体が第２の媒体中に扇形ジェットの形で溶解され、所定の深さに達するように、第１の媒体を第２の媒体に導入することであることがさらに理解される。次に、例えば、４つの注入供給装置を第２の媒体を輸送する流れ管の外周に配置することによって、流れ管の断面積全体をこうした注入供給装置の噴射で実際にカバーすることができる。注入の第１の媒体の送り速度は、第２の媒体の速度の好ましくは約３〜１５倍、好ましくは５〜１０倍である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本発明の特徴は、本発明により注入される濃厚原料成分が、前記濃厚原料成分が導入される懸濁液よりも常に高い濃度を有することである。当然、開始点は、約２〜１２％の濃度の第１の濃厚原料成分が、１パーセントの何分の１かの濃度の白水中に導入される点である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図３は、様々な濃厚原料成分の導入部がボルテックス・クリーニングの様々な側面に配置される方法を示す、本発明の好ましい実施例を示している。しかし、必ずしもこのように作動する必要はないが、希釈された原料全体にボルテックス・クリーニングを行うこともでき、その場合、全ての濃厚原料成分がボルテックス・クリーニングの前に、本質的に、１つの同じ位置、又は２つ以上の位置に注入される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
図３は、様々な濃厚原料成分の導入部が脱気部の様々な側面に配置される方法を示す本発明の他の好ましい実施例も示している。しかし、必ずしもこのように作動する必要はないが、脱気部を、白水ＷＷだけに、（図３で示したように）白水ＷＷ及び白水ＷＷに供給される１つ又は複数のガス含有濃厚原料成分に、又は白水ＷＷ及び白水ＷＷに混合される全ての濃厚原料成分に配置することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月3日(2010.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃厚原料成分を繊維ウェブ機械の短循環路に配合する方法であり、前記短循環路が、前記繊維ウェブ機械のワイヤ・ピット（１６）とヘッドボックス（２８）の間の主原料ライン（１００）、並びに、前記主原料ライン（１００）に沿って配置された、少なくとも１つのボルテックス・クリーニング・プラント（２０）、脱気タンク（２２）、ヘッドボックス供給ポンプ（２４）、及びヘッドボックス・スクリーン（２６）を備え、前記繊維ウェブ機械（３０）に源を発する少なくとも１つの白水（ＷＷ）が前記主原料ライン（１００）中に導入され、濃厚原料成分Ｓ１が前記主原料ライン（１００）中に導入されて前記白水と共にいわゆる主原料流を形成する、配置構成であって、少なくとも１つの濃厚原料成分（Ｓ１〜Ｓ７）を前記主原料流中に前記主原料流の方向に対して実質的に横方向に、且つ前記主原料流の速度よりも実質的に速い速度で注入することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記濃厚原料成分（Ｓ１〜Ｓ７）を少なくとも１つの充填剤、添加剤、又は化学物質と共に注入して、フロック構造、微細繊維の結合、脱水、ウェブ形成、清浄度、化学物質の効果、サイジングの結果、不透明度、印刷適性などに影響を与えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記主原料ライン（１００）中に注入される各濃厚原料成分（Ｓ１〜Ｓ７）の濃度が、注入中に、注入点の前記主原料流の濃度よりも高いことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
二酸化炭素が第１の濃厚原料成分Ｓ６と共に前記主原料流中に導入され、その後に石灰乳が第２の濃厚原料成分Ｓ７と共に前記主原料流中に導入され、濃厚原料成分Ｓ６及びＳ７の表面上にＰＣＣが形成されることが望ましいことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記二酸化炭素及び前記石灰乳が共に導入される前記原料成分Ｓ６及びＳ７が短い繊維パルプ、長い繊維パルプ、再生パルプ、及びＴＭＰのうちの２つであることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記二酸化炭素及び前記石灰乳が前記主原料ライン（１００）内の前記ヘッドボックス供給ポンプ（２４）の近くに導入されることを特徴とする、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
繊維回収からの微細繊維部分が前記主原料流中に前記ヘッドボックス・スクリーン（２６）の後の前記ヘッドボックス（２８）の近くに導入されることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
繊維回収からの微細繊維部分が前記主原料流中に歩留向上剤と共に導入されることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
繊維回収からの微細繊維部分が前記主原料流中に濃厚原料成分と共に導入されることを特徴とする、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記歩留向上剤が２つの成分を含み、そのうちの第１の成分が前記主原料流中にヘッドボックス・スクリーンの前に濃厚原料成分と共に導入され、第２の成分が前記主原料流中にヘッドボックス・スクリーンの後に別の濃厚原料成分と共に導入されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
固着剤が前記主原料流中に機械原料成分と共に導入されて、前記機械原料中に含まれる妨害物質を前記繊維に固着することを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
希釈液が前記主原料流中に濃厚原料成分と共に導入されることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
充填剤が前記主原料流中に損紙と共に導入されることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
繊維ウェブの製造に必要とされる（デンプン、サイズ剤、固着剤、石灰乳など）充填剤、添加剤、又は化学物質が濃厚原料成分中に導入されてから、前記濃厚原料成分が前記主原料流中に導入されることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
湿潤強度サイズ剤が化学パルプを含む濃厚原料成分と共に注入されることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
充填剤、添加剤、又は他の化学物質が前記主原料ライン中に前記濃厚原料成分の少なくとも一部を供給液として使用することによって注入されることを特徴とする、請求項１から１５までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
濃厚原料成分が前記繊維ウェブ機械の前記短循環路の少なくとも３つの異なる位置に導入されることを特徴とする、請求項１から１６までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記濃厚原料成分が送り速度を有し、前記主原料流が流速を有し、前記送り速度が前記流速よりも実質的に速いことを特徴とする、請求項１から１７までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記濃厚原料成分の前記送り速度が前記主原料流の前記流速の３から１５倍であることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記濃厚原料成分が前記主原料流の方向に対して実質的に横方向に注入されることを特徴とする、請求項１から１９までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
濃厚原料成分を繊維ウェブ機械の短循環路内に配合するための配置構成であって、前記短循環路が、前記繊維ウェブ機械のワイヤ・ピット（１６）とヘッドボックス（２８）の間の主原料ライン（１００）、並びに、前記主原料ライン（１００）に沿って配置された、少なくとも１つのボルテックス・クリーニング・プラント（２０）、脱気タンク（２２）、ヘッドボックス供給ポンプ（２４）、及びヘッドボックス・スクリーン（２６）を備え、前記配置構成が濃厚原料成分用の幾つかの配合タンク（２）を備え、各タンク（２）が流路によって前記主原料ライン（１００）に連結された配置構成であって、前記配置構成が、主原料流の方向に対して実質的に横方向に、前記流路と連通するように配置され、前記流路を前記主原料ライン（１００）に連結して、濃厚原料成分を前記主原料ライン（１００）に注入する少なくとも１つの注入供給装置（ＩＦ）をさらに備えることを特徴とする配置構成。
【請求項２２】
前記注入供給装置（ＩＦ）に前記繊維ウェブの製造に必要とされる少なくとも１つの充填剤、添加剤、又は化学物質用の少なくとも１つのダクトがさらに設けられることを特徴とする、請求項２１に記載の配置構成。
【請求項２３】
前記配合タンク（２）から前記注入供給装置（ＩＦ）に至る流路に前記繊維ウェブの製造に必要とされる少なくとも１つの充填剤、添加剤、又は化学物質を濃厚原料成分中に導入する手段が設けられることを特徴とする、請求項２１又は２２に記載の配置構成。
【請求項２４】
前記導入手段が注入供給装置であることを特徴とする、請求項２３に記載の配置構成。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濃厚原料を繊維ウェブ機械の短循環路に配合するための方法及び配置構成に関する。具体的には、本発明の方法及び配置構成は、約２〜１２％、好ましくは２〜５％の濃度を有する製紙原料の濃厚原料成分を、例えば白水中に次々と成分を単独で又は添加剤と共に加える、処理及び配合に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙、又は、より一般的に言えば繊維ウェブは、多様なタイプの繊維成分を使用して製造される。その例は、化学パルプ、化学機械パルプ、機械パルプ、再生パルプ、及び損紙である。さらに、様々な充填剤、及び添加剤、並びに繊維ウェブ機械からの様々な濾液、並びにそれから分離された固体が、繊維ウェブの製造に使用される。
【０００３】
上記に述べた原料成分の大部分は、貯蔵タワー内に保持され、貯蔵タワーから原料成分が、直接、又は特別の投与タンクを通って、さらに混合タンクに配合され、混合タンク内で原料成分が共に混合される。約５パーセントの濃度を有する原料が混合タンクから機械チェスト内に送られ、そこで原料が約３パーセントの濃度に希釈される。原料は、機械チェストからワイヤ・ピットに送られ、ワイヤ・ピット内で繊維ウェブ機械のワイヤ・セクションからの濾液が収集され、そこで原料が約０．５〜１％のヘッドボックス濃度に希釈される。
【０００４】
製紙業界では、原料処理工程を単純化し、特に、抄紙機に配合する前のタンクの体積を減少させることが長期的目標である。混合タンクと機械チェストを組合せ、残りの機械チェストの体積を減少させることも目標である。
【０００５】
これは、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、及び、特許文献４の特許公報に記載された工程で行われている。
【０００６】
特許文献１には、新しい原料と水を混合して、原料をヘッドボックス濃度に希釈することが教示されている。この公報による配置構成では、新しい原料が戻り循環路から来る水と共に、互いに内部に配置された管内を通ってワイヤ・ピットの出口端まで導入され、その地点で３つの流れが互いに統合且つ混合され、その結果、管及び後続のポンプの特別な形状の断面が得られる。
【０００７】
特許文献２には、上記のものと同様のタイプの混合配置構成が教示されており、第１のパルプ成分を輸送する外側チューブが、混合地点に至る幾つかの内側チューブを含み、その混合地点で前記内側チューブが開放される。内側チューブは他のパルプ成分、添加剤、希釈液などを混合地点に運搬する。パルプ成分の混合は、外側チューブ内と関連する内側チューブの端部開口部内の両方に配置された乱流手段の助けによって行われる。
【０００８】
特許文献３には、複数の液体を互いに混合するための混合装置が教示されている。前記混合装置は複数の円錐形室を備える。各室のより収束した端部は開放端を形成し、混合すべき液体が反対側の端部に接線方向に供給される。こうした円錐形室が混合機の固定の中心軸の周りで次々に軸方向に連結され、室の端部開口から排出された流れが前記中心軸の周りを渦巻状に通過し始めるようになされる。室が同じ軸の周りに次々に連結されるため、端部開口も次々に位置付けられて、各開口から排出される流れが前の開口から排出される流れの上に落下するようになされる。前記室の入口ダクトが反対方向に接線方向に配置され、隣接する室内の液体の循環方向が互いに反対になるため、混合効果をかなり増強することができる。この公報による配置構成では、幾つかの繊維成分で形成される繊維懸濁液が、このタイプの混合装置によって、１つの流れチューブを通って白水内に送られ、ヘッドボックス濃度にさらに希釈される。
【０００９】
特許文献４には、抄紙機の短循環路の工程配置構成が教示されており、その配置構成では、それぞれ製紙原料を形成する様々な一部の原料が独自の貯蔵タワー内に貯蔵され、その貯蔵タワーから一部の原料が配合タンクにポンピングされ、次いで、それぞれ独自の投与ポンプによって閉鎖された混合空間にさらにポンピングされる。混合空間では、一部の原料が互いに混合され、適した濃度の原料に希釈されて、製紙原料を形成し、製紙原料を工程の主ラインの供給ポンプで機械のスクリーンを通してヘッドボックスに、又は第１の供給ポンプでスクリーン装置及びボルテックス・クリーニングを通して第２の希釈段階に、且つそこからさらに第２の供給ポンプで機械のスクリーンを通してヘッドボックスにポンピングすることができるようになされる。この公報は、原理上、２つの異なるタイプの配合を教示している。第１の選択では、各濃厚原料成分が脱気タンクを通って循環される濾液に別々にポンピングされ、第２の選択では、濃厚原料の一部が先ず１つの流れにポンピングされ、その後に初めて抄紙機のワイヤ・セクションから来る濾液と合流される。
【００１０】
上記で引用した全ての公報の短循環路の配置構成は、従来の配置構成よりも僅かに進歩したものであるが、解決すべき問題は、抄紙機のヘッドボックスの前に原料成分を十分に混合することである。公報では、様々な方法で問題を解決しようとしている。最初の２つの公報では、流れ配管に配置された固定混合手段及び供給ポンプが有効な混合を確保するのに十分な手段であると考えられる。第３の公報では、そのように固定された混合手段の構造がより有効な混合を行うように開発されている。しかし、我々の認識では、上記で扱われる短循環路の配置構成は全て、濃厚原料成分の実際の混合地点とヘッドボックスの間に少なくとも１つ、おそらくは幾つかのポンプが必要とされる特徴を有する。抄紙機の短循環路の自由な最適化が、この要件によってかなり規制される。
【００１１】
（特許文献５に相当する）特許文献６には、抄紙機アプローチ・システムが教示されており、抄紙機に導入される濃厚原料成分が、抄紙機に送られる原料成分をボルテックス・クリーニング・プラントで処理する必要があるかどうかに基づいて、２つのグループに分割される。換言すれば、ボルテックス・クリーニングは、例えば、損紙ラインからの原料、又は準備ラインのボルテックス・クリーニングされていない他の原料に使用される。例えば、セルロース・パルプ、再生パルプ、又はサーモメカニカル・パルプはボルテックス・クリーニングを迂回する。なぜなら、それらの製造ラインには、従来、ボルテックス・クリーニング段階が設けられているからである。引用した特許では、単に開始点で、準備中に濃厚原料成分の一部がすでにボルテックス・クリーニング装置で処理されており、従って、それらを実際に抄紙機の短循環路のボルテックス・クリーニング・プラントに送る必要がないことが観察された。従って、特許公報に開示された本発明の目的は、ボルテックス・クリーニング・プラントのサイズの最適化である。
【００１２】
特許文献７では、歩留向上剤をヘッドボックスに向かう繊維懸濁液流中に供給して、混合装置内で、供給液を保留化学溶液に、溶液が抄紙機に案内される繊維懸濁液流中に導入される前に加えるのに特に適した、液体流中に化学物質を供給するための方法及び装置が論じられている。供給液は、好ましくは、製紙工場からの循環水、又は製紙工場からの他の非清浄液である。
【００１３】
特許文献８では、化学物質を液体流中に供給するための方法及び装置が論じられている。この方法及び装置は、液体化学物質の液体流中への円滑な供給に特に良好に適用可能である。本発明の方法及び装置は、歩留向上剤を抄紙機のヘッドボックス内に流れる繊維懸濁液中に供給するのに有利に適用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】国際公開第９９／６４６６６号明細書
【特許文献２】米国特許第６，７４０，１９８号明細書
【特許文献３】国際公開第２００６／１１７４３５号明細書
【特許文献４】欧州特許第１１０２８８７号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第１５９２８４１号明細書
【特許文献６】フィンランド国特許出願公開第１１３９７１号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００２／０１３１３２５号明細書
【特許文献８】国際公開第０２／２５０１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、例えばＷｅｔｅｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＯｙのＴｒｕｍｐＪｅｔ（商標）技術など注入供給技術を適用して、濃厚原料成分を抄紙機に個々に導入し、例えば、１つ又は複数の成分を同時に白水に混合し希釈することによって、上記の従来技術の配置構成の弱点を排除することである。成分は、例えば、化学的に前処理されたパルプの長い繊維と短い繊維、機械パルプ、再生繊維、損紙パルプ、繊維回収からの戻り部分である。通常、抄紙機での部分の数は３〜５である。
【００１６】
本発明の他の目的は、とりわけ、工程に関連する様々なチェストの数、及び／又は体積を減少させることである。
【００１７】
本発明の第３の目的は、抄紙機のアプローチ配管が上記の従来技術の配置構成を使用する場合よりも実質的に少ない変更しか必要としない配置構成を使用して、抄紙機の短循環路をさらに単純化させることである。
【００１８】
本発明の第４の目的は、濃厚原料成分の供給を最適化して、各成分を短循環路の最適な地点に供給することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の上記の目的は、例えば、濃厚原料を繊維ウェブ機械の短循環路に配合する方法であって、少なくとも１つの濃厚原料成分が注入によって繊維ウェブ機械の短循環路に導入されることを特徴とする、本発明による方法によって達成される。
【００２０】
また、本発明の目的は、濃厚原料を繊維ウェブ機械の短循環路に配合する配置構成であり、濃厚原料成分用の複数の配合タンクを含み、前記配合タンクが流路を通して短循環路の主管路に連結される配置構成であって、濃厚原料成分用の注入供給手段がさらに設けられ、前記注入供給手段が前記流路の少なくとも１つに配置され、前記流路を前記主管路に連結することを特徴とする、本発明による配置構成によって達成される。
【００２１】
本発明による本発明の方法及び配置構成の他の特徴は添付の特許請求の範囲に記載されている。
【００２２】
本発明による方法及び配置構成を使用することによって、例えば、以下の利点が得られる：
・配合タンクを除外することができる
・混合タンクを全て除外し、又は混合タンクを機械チェストと組合せ、或いは少なくともその体積を減少させることができる
・機械チェストを完全に排除し、又は少なくともその体積を減少させることができる
・タンクの体積が減少し、又はタンクが完全に除外されるため、空間をかなり節約することができる
・特別の混合装置を完全に排除することができる
・いかなる方法でも、タンクの体積の減少により、原料を変える時間が短縮され、それによって抄紙機の有効稼働時間が増加する
・濃厚原料成分を短循環路内の濃厚原料成分に最適な位置で流すことができる
○すでにボルテックス・クリーニングで処理された原料成分は、再びクリーニング段階に送られる必要がなく、抄紙機に送られる全ての原料がボルテックス・クリーニング・プラントを通って流れる必要がないため、ボルテックス・クリーニング・プラントのサイズが縮小される
○同様に、一部の濃厚原料成分を脱気部で使用する必要がないことが評価される場合、脱気装置の後に主原料流に導入することができる
・同時に、短循環路の実行可能性、及び抄紙機全体、並びに工程制御がより容易になる
・新しいミルが建設され、現存の抄紙機が例えば新しい位置に移動される場合にコストが驚くほど節約される
・配合の順序及び位置を自由に選択することができる
・位置ごとに最適な添加剤を選択することができるため、フロック構造、微細繊維の結合などに影響を与えることもできる
・所望の場合は、各添加剤を独自の原料部分に向けることができ、脱水、ウェブ形成、清浄度、化学物質の効果、サイジングの結果、不透明度、印刷適性などに影響を与えることもできる
【００２３】
本発明による方法及び配置構成を添付の図面を参照して以下にさらに詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来技術による、抄紙機のアプローチ・システム、いわゆる短循環路を示す概略図である。
【図２】従来技術による、抄紙機の第２のアプローチ・システム、いわゆる短循環路を示す概略図である。
【図３】本発明の好ましい実施例による抄紙機のアプローチ・システムを示す概略図である。
【図４】本発明の第２の好ましい実施例による抄紙機のアプローチ・システムを示す概略図である。
【図５】本発明の第３の好ましい実施例による抄紙機のアプローチ・システムを示す概略図である。
【図６】本発明の第４の好ましい実施例による抄紙機のアプローチ・システムを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２５】
従来技術による抄紙機の短循環路の工程配置構成の図１の概略図では、参照番号２は、濃厚原料成分Ｓ１用の貯蔵タンク又は貯蔵タワーを指し、それから前記成分が第１のポンプ４によって配合タンク６にポンピングされる。前記濃厚原料成分Ｓ１は貯蔵タワー２の下方セクションでそこに導入される希釈水流ｆ１によって希釈される。次に、濃厚原料成分の濃度が低下され、又は少なくとも希釈水流ｆ２を第１のポンプ４に導入することによって低下させることができる。短循環路に濃厚原料成分Ｓの数と同じ数の配合タンク６及び貯蔵タワー２が設けられる。各原料成分は、その配合タンク６から第２のポンプ８によって混合タンク１２に別々に誘導され、又は全ての成分が混合タンク１２に至る主工程ライン１０に送られる。図１は、上記の目的のための、換言すれば、すでに部分的に希釈された原料成分Ｓ〜ＳＮを主ライン１０に送るための幾つかの隣接するポンプ８を示している。充填剤又は歩留向上剤など、製紙工程に必要とされる他の物質を混合タンク１２内に導入することもできる。原料成分は、混合タンク１２内で混合され、第３のポンプ１４によって機械チェスト（図示せず）に送られる。機械チェストからいわゆる機械原料（machine stock）がワイヤ・ピット１６に送られる。混合タンク１２、機械チェスト、及びワイヤ・ピット１６は、原料の均等化ユニットを形成し、その中でパルプが液体ｆ３及びＷＷによって最終投与濃度に希釈される。いわゆる機械原料は、ワイヤ・ピットから第４のポンプ１８で抄紙機の短循環路に導入される。
【００２６】
前記機械原料は、短循環路内で先ずボルテックス・クリーニング・プラント２０に送られて、ボルテックス・クリーニングされ、その工程中に比較的重い粒子が紙料から分離される。ボルテックス・クリーニング・プラント２０から受けたものは、続いて脱気タンク２２に送られ、そこで空気、又は可能性のある他のガスが製紙工程を妨げないように真空によって原料から除去される。原料は、脱気タンク２２からヘッドボックスの供給ポンプ２４に流れ、供給ポンプ２４が原料をいわゆるヘッドボックス・スクリーン２６にポンピングし、ヘッドボックス・スクリーン２６で製紙するのに過剰に大きい粒子が原料から分離され、原料の許容された部分がそのヘッドボックス２８を通って抄紙機に送られる。ヘッドボックス２８から原料が抄紙機のワイヤ・セクション３０に続けて送られ、ワイヤ・セクション３０で液体ＷＷがウェブ形成と関連してそこから排出される。図２で示したように、このいわゆる白水ＷＷはワイヤ・ピットに送られ、そこから再循環されて、工程の様々な段階で希釈水ｆ１〜ｆ３として再使用することができる。あまり厳格でない最終製品を作製する一部の繊維ウェブ機械では、短循環路はボルテックス・クリーニング・プラント、脱気、及び／又はヘッドボックス・スクリーンを全く含まなくてもよい。さらに、一部の態様では、脱気は真空タンクで行われず、分離が遠心力に基づく特別の装置で行われる。
【００２７】
先行技術の公報には、図２で示したように、ウェブ形成から来る白水ＷＷが脱気タンクに直接送られ、実質的にガスを含まない濾液を濃厚原料成分の希釈に使用することができる抄紙機アプローチ・システムも開示されている。換言すれば、フィルタ内に含まれた自由空気が除去され、濃厚原料成分が有害なほど空気を含んでいないと想定される時は、実際の製紙原料を脱気部を介して循環させる必要がない。残りの本質的な部分に関して、図２は図１に対応しており、さらなる詳細な説明は不要である。
【００２８】
図３は、１つ又は複数の濃厚原料成分を注入することができる実際の全ての位置を示す概略図である。換言すれば、図３は、貯蔵タワー２から出される濃厚原料成分Ｓ１が貯蔵タンク２内で濾液ｆ１、又はいわゆる白水で、必要な場合は濾液ｆ２でも希釈され、ポンプ４で注入供給装置ＩＦにポンピングされ、注入供給装置ＩＦによって、希釈された原料成分Ｓ１が主原料ライン１００に注入される方法を示す図である。主原料ライン１００内にはワイヤ・ピット１６から来る白水ＷＷ、又は等価のものだけがこれまで流れており、その白水は抄紙機のワイヤ・セクション３０から直接来ることができるが、又は図２で示したように、脱気装置によって処理される。他の可能な供給点（Ｓ２）は同じ主原料ラインの少し後方である。こうした２つの明らかに連続した供給点を使用する目的は、濃厚原料成分を注入手段によって、すぐ連続する位置に、又は、例えば、第１の濃厚原料成分が別の濃厚原料成分が供給される前に第１の濃厚原料成分に与えられる可能性がある化学物質又は添加剤の影響を受けて所望のフロックを形成する時間を有することができるように、距離を置いた位置に導入できることを指摘することである。図３で示したように、当然、２つの濃厚原料成分を別々に供給するための他の理由を見つけることもできる。
【００２９】
次に、ボルテックス・クリーニング・プラント２０の供給ポンプ１８のすぐ前、又はすぐ後に、濃厚原料成分（Ｓ３）を注入供給装置ＩＦで主原料ライン１００に注入することができる。前記原料成分は、好ましくは、第１の濃厚原料成分と同様に希釈され、独自の貯蔵タワーからポンピングされる。ボルテックス・クリーニング・プラント２０の後、脱気部２２の前に、濃厚原料成分（Ｓ４）を注入することもできる。前のもの（Ｓ１〜Ｓ３）と比較して、当然、清浄度に関するさらに厳しい要件が上記その他の成分に課せられる。なぜなら、こうした成分はもはやボルテックス・クリーニングを通過しないからである。通常、それ自体の製造の際にボルテックス・クリーニングをすでに通過した原料がこの位置及び後の位置で注入される。濃厚原料成分の次の可能な注入点（Ｓ５）は、ヘッドボックス供給ポンプ２４の前に位置付けられた注入供給装置ＩＦである。次の可能な濃厚原料成分Ｓ６をヘッドボックス供給ポンプ２４とヘッドボックス・スクリーン２６の間に注入供給装置ＩＦで供給することができる。最後の可能な注入位置Ｓ７は、当然、ヘッドボックス・スクリーンとヘッドボックスの間の主原料ラインの部分である。
【００３０】
図３で示した供給位置は、注入供給装置を使用して、濃厚原料成分を短循環路の主原料ラインの任意の位置に供給することができる方法を明確に示すものである。どの原料成分がポンプの前又は後に供給されるかはあまり重要ではない。なぜなら、例えば、Ｗｅｔｅｎｄ  ＯｙのＴｒｕｍｐＪｅｔ（商標）注入供給装置は、濃厚原料成分をポンプの圧力側に供給することと、ポンプの混合効果を必ずしも使用する必要がないように原料成分を主原料ライン内を流れる原料に有効に混合することの両方を行うことができるからである。注入供給装置とは、具体的には、第１の媒体を第２の媒体に、第２の媒体の流れる方向に対して実質的に横方向に供給する装置を指す。上記の用語「実質的に横方向」は、流れ管内を流れる第２の媒体の流れる方向から３０度より大きくそれた方向であると理解される。注入は、注入される媒体が第２の媒体よりも実質的に速い速度を有し、それによって、第２の媒体に広範に存在する可能性がある乱流の有無に関係なく、第１の媒体が第２の媒体中に扇形ジェットの形で溶解され、所定の深さに達するように、第１の媒体を第２の媒体に導入することであることがさらに理解される。次に、例えば、４つの注入供給装置を第２の媒体を輸送する流れ管の外周に配置することによって、流れ管の断面積全体をこうした注入供給装置の噴射で実際にカバーすることができる。注入の第１の媒体の送り速度は、第２の媒体の速度の好ましくは約３〜１５倍、好ましくは５〜１０倍である。
【００３１】
本発明の特徴は、本発明により注入される濃厚原料成分が、前記濃厚原料成分が導入される懸濁液よりも常に高い濃度を有することである。当然、開始点は、約２〜１２％の濃度の第１の濃厚原料成分が、１パーセントの何分の１かの濃度の白水中に導入される点である。
【００３２】
図３は、様々な濃厚原料成分の導入部がボルテックス・クリーニングの様々な側面に配置される方法を示す、本発明の好ましい実施例を示している。しかし、必ずしもこのように作動する必要はないが、希釈された原料全体にボルテックス・クリーニングを行うこともでき、その場合、全ての濃厚原料成分がボルテックス・クリーニングの前に、本質的に、１つの同じ位置、又は２つ以上の位置に注入される。
【００３３】
図３は、様々な濃厚原料成分の導入部が脱気部の様々な側面に配置される方法を示す本発明の他の好ましい実施例も示している。しかし、必ずしもこのように作動する必要はないが、脱気部を、白水ＷＷだけに、（図３で示したように）白水ＷＷ及び白水ＷＷに供給される１つ又は複数のガス含有濃厚原料成分に、又は白水ＷＷ及び白水ＷＷに混合される全ての濃厚原料成分に配置することができる。
【００３４】
図４は、１つ又は複数の濃厚原料成分を１つ又は複数の添加剤用注入液として使用することができる方法を示す、本発明の好ましい実施例を示す図である。図４は、原料成分と共に供給される添加剤として、添加剤Ｆ、二酸化炭素（ＣＯ２）、及び石灰乳（ＭｏＬ）の主原料ラインへの供給を示している。図４による実施例では、充填剤Ｆが、例えば、濃厚原料成分を注入液として使用することによって、濃厚原料成分（Ｓ２）と共に主原料ライン１００に導入される。上記の注入位置で使用することができる濃厚原料成分（Ｓ２）は、破砕部分である。この図の実施例では、注入はワイヤ・ピットの前に行われるが、充填剤を原料成分と共に他の適切な位置に供給することもできる。図４の実施例では、二酸化炭素は濃厚原料成分Ｓ６によってヘッドボックス供給ポンプの圧力側に導入されて、石灰乳（ＭｏＬ）が後続の濃厚原料成分Ｓ７と共にヘッドボックス・スクリーンとヘッドボックスの間に注入される前に、繊維原料中に溶解する時間を有することが好ましい。上記の位置では、濃厚原料成分は、短い繊維又は長い繊維のパルプ、再生パルプでもよく、ＴＭＰも使用可能である。当然、二酸化炭素及び石灰乳を工程の早い段階に導入し、濃厚原料成分を注入液として使用して、その両方を繊維原料に注入する必要を回避することもできる他に、液体の混合又は注入の他の適した方法を使用することもできる。濃厚原料成分と併せた注入を、化学物質のどちらか１つ、又は両方のための注入液として主原料ライン１００から分離された側方流を使用して任意選択で行うこともできる。
【００３５】
図５は、上記と同様に、濃厚原料成分Ｓ５及びＳ６を使用して、二酸化炭素（ＣＯ２）及び石灰乳（ＭｏＬ）がヘッドボックス供給ポンプの非常に近くに導入される実施例を示す図である。濃厚原料成分Ｓ７は、この実施例では繊維回収フィルタからの微細繊維部分であり、すでにガスを含んでおらず、性質上非常に細かい材料であり、従って、ボルテックス・クリーニング装置、又はヘッドボックス・スクリーンでふるいにかける必要がなく、又は脱気装置で処理する必要もなく、ヘッドボックスの非常に近くに注入される。本発明のこの実施例によれば、前記濃厚原料成分を歩留向上剤の繊維原料中への注入に使用することが有利である。この粒子の微細部分は、ワイヤ上で保持するために歩留向上剤の使用が求められ、これらを共に供給することによって微細繊維と歩留向上剤が接触するため、これは当然、有益である。一方、より広く考えると、濃厚原料成分として供給される微細繊維量は比較的少ないため、微細繊維部分を他の供給成分と共に供給することが有利であり、その場合、この他の成分が実際の供給位置を最終的に決定することができる。従って、回収繊維の微細繊維部分を脱気装置及び／又はボルテックス・クリーニング装置の前に、それだけで、又は歩留向上剤、或いは製紙に使用される他の添加剤と共に注入することができる。同様に、他の濃厚原料成分と共に注入することもできる。
【００３６】
図６は、前記濃厚原料成分Ｓ６が抄紙機の短循環路内に注入される前に、添加剤又は化学物質Ｃを所定の濃厚原料成分Ｓ６中に混合することができる方法を示す、本発明の好ましい実施例を示す図である。この図は、前記化学物質Ｃを濃厚原料成分に注入によって加えることを示しているが、追加及び混合の他のモードを適用することもできる。放出をより広範に見ることもでき、添加剤又は化学物質の原料成分中への混合は、原料成分を希釈水、又はいわゆる主原料流中に混合する前に行われる。この方法で混合されるのに適した化学物質Ｃは、例えば、デンプン、サイズ剤、固着剤、及び石灰乳（ＭｏＬ）である。図でも示されているように、好ましい実施例として記載することができる選択枝では、石灰乳（ＭｏＬ）が濃厚原料成分中に予め混合され、共に短循環路に注入され、それに二酸化炭素（ＣＯ２）が、例えば、濃厚原料成分Ｓ５と共にすでに前に供給されている場合、それによって形成される結晶（ＰＣＣ）は、前記濃厚原料成分の繊維に、繊維の外面と内面の両方により強固に密集する。
【００３７】
図６は、２つの成分を含む歩留向上剤が主原料流１００内に導入される方法を示す、他の好ましい実施例も示している。第１の歩留向上剤成分Ｒｅｔ１は、ヘッドボックス供給ポンプ２４の前に、濃厚原料成分Ｓ４と共に主原料流１００に注入される。その場合、化学物質Ｒｅｔ１がせん断力に良好に耐えるタイプであることが好ましい。他の歩留向上剤成分Ｒｅｔ２は、ヘッドボックス・スクリーン２６の後に初めて濃厚原料成分Ｓ７と共に注入され、その場合、前記成分Ｒｅｔ２はせん断力に対する耐性が乏しいタイプのものでもよい。当然、歩留向上剤の１つをヘッドボックス供給ポンプとヘッドボックス・スクリーンの間に、それ自体で、又は一部の濃厚原料成分と共に注入することができる。
【００３８】
図７は、濃厚原料成分と繊維ウェブの形成に必要とされる添加剤の両方を繊維ウェブ機械の短循環路に加えるための、前のものとは僅かに異なる他の方法を示す図である。濃厚原料成分Ｓ２に関連して、第１の添加剤Ａ１を濃厚原料成分Ｓ２に混合してから、濃厚原料成分Ｓ２が第２の添加剤Ａ２の注入液として注入される可能性が開示される。第１の添加剤Ａ１を濃厚原料成分Ｓ２に、図６で示したように、石灰乳など化学物質Ｃと共に注入することによって、又はより従来の方法で混合することができる。
【００３９】
図７は、固着剤（Ｆｉｘ）が主原料流１００に供給される場合に、機械原料成分Ｓ３が注入液として使用される方法も示している。前記原料成分Ｓ３及び化学物質（Ｆｉｘ）は一対として導入されるため、機械原料中に含まれる妨害物質を繊維に固着することができる。この実例では、必ずしも注入をこの位置で行う必要はないが、特に、濃厚原料成分の前処理、又は実際に濃厚原料成分をボルテックス・クリーニング装置及び／又は脱気部で処理する必要があるかどうかを考慮すべきである。
【００４０】
さらに、図７は、例えばＡＳＡ又はＡＫＤでもよい湿潤強度サイズ剤（ＷＳ）の注入液としての原料成分Ｓ５の使用を示している。この実例では、原料成分Ｓ５が独自の製造の際にすでにボルテックス・クリーニングされていることが想定される。そうでない場合は、前記対をボルテックス・クリーニング２０の前に主原料流に注入すべきである。
【００４１】
上記の実例の他に、化学物質の注入に関して、本発明は様々な製紙化学物質の注入を全体に関して最適な工程の正確な点に合わせる広範な可能性を提供することを留意されたい。ＴｒｕｍｐＪｅｔ（登録商標）技術は、以前に、化学物質自体の注入を工程の任意の点で行うことができるように、すなわち、様々な加工機器を考慮して、化学物質の供給を一定の地点に位置付けることができるようにしたが、本発明は、化学物質供給の可能性を本質的に向上させるものである。なぜなら、様々な濃厚原料部分も考慮して、化学物質を正確な地点に供給することができるからである。換言すれば、化学物質、或いは濃厚原料成分を共に、又は一定の順序で供給することが有利であると見られる場合は、常に、工程を組み立てる場合にこれを考慮に入れることができる。こうした実例は、強力デンプン（ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｓｔａｒｃｈ）、短循環路の化学物質、又は添加剤、充填剤、及び微細繊維である。最適な添加剤及び原料成分を選択することによって、前記添加剤が、使用される注入原料と共により強力に反応するように影響を与えることができる。必要に応じて、化学物質と濃厚原料成分の両方の供給の間に様々な歩留剤を配置することもできる。
【００４２】
本発明の利用によって、様々なタイプの歩留向上剤及びサイズ剤を濃厚原料成分と共に抄紙機の短循環路の様々な位置に導入することができる。利点は、対の濃厚原料化学物質を使用して供給が行われ、その結果、とりわけ、ウェブ形成、フロックのサイジング及びタイプを最適化できることである。
【００４３】
本発明の注入による混合は、開放大気空間への短循環路の混合ポンプの前、又は加圧空間へのポンプの後の濃厚原料成分の混合も可能にする。換言すれば、注入による混合によって、濃厚原料成分を前記成分の供給が前記成分に何らかの利点をもたらす正確な位置に混合する、従来技術と比較して明らかにより多様な可能性が提供される。
【００４４】
この技術は、例えば、原料部分の位置及び配合順序、並びに、その特定の位置で工程に必要とされる適した添加剤の選択により、フロックの構造、及び微細繊維の結合に影響を与えることができ、添加剤を原料部分ごとに直接方向付け、それによって、脱水、形成、清浄度、化学物質の効果、サイジングの結果、不透明度、印刷適性などに影響を与えることができるように適用可能である。
【００４５】
上記に関して、記載中に使用される用語、抄紙機は、非常に広範囲に考えられるべきであり、ウェブとして形成される繊維原料が複数の濃厚原料成分で構成される全てのこうした繊維ウェブ機械が考慮されることを留意されたい。換言すれば、従来の抄紙機の他に、少なくとも厚紙及び薄葉紙機も考えられる。さらに、上記に開示された実施例に関して、様々な化学物質及び添加剤を導入するための好ましい実例の選択肢だけが記載されていることを留意されたい。従って、明らかなように、上記の実例は、様々な添加剤及び化学物質を導入するための全ての可能な選択肢を含むものではない。また、理解されるように、上記に開示された各実施例に関して、実施例に記載されていない一部の添加剤又は化学物質を一部の濃厚原料成分と共に、又は幾つかの他の適した方法でさらに導入することができる。さらに理解されるように、二酸化炭素と石灰乳など、一部の化学物質、又は添加剤、或いは濃厚原料成分が互いに結合した一対であることが上記に明確に強調されていない場合は、単一の化学物質及び添加剤は、別々の例であり、それらは同じ実施例に関して記載された他の化学物質又は添加剤と結合されないと考えられるべきである。
【国際調査報告】
2011512462.tif 000009
2011512462.tif 000010