(57)【要約】【課題】製紙工程の核心機能であるシートフォーミング工程はワイヤパーツにおいて行われるのが、現在までの基礎であったが、1工程短縮して2工程に改良した結果、品質を従来より著しく向上させ、最低コスト(不良品が著しく減り、故障率低下によるメンテナンス費用低下、生産量増大)の製品を生産する。【解決手段】本発明は、パルプ液を供給するヘッドボックス１０と外部ワイヤパーツ２０と内部ワイヤパーツ３０とプレスパーツ４０とドライヤーパーツ５０とで構成された従来の製紙システムの内部ワイヤパーツ３０機能を省略し、そのところをプレスパーツ４０を連結して３工程を２工程に短縮し、工程を単純簡明化しながらも高品質でもっと低コストになるように再創造プラントに改良した画期的なものである。【選択図】図２
2004204375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプ液を供給するヘッドボックス(Head Box)(１０)と、
外部ワイヤパーツ(Out Wire Part)(２０)と、
プレスパーツ(Press Part)(４０)及びドライヤーパーツ(Dryer Part)(５０)からなり、
ヘッドボックス(１０)を上部に設置し、従来の内部ワイヤーパーツを除去して外部ワイヤと、プレスパーツ(４０)がフォーミングロール(２４)に直接連結され、フェルトフォーミングシステムに構成した製紙システム。
【請求項２】
従来の製紙システムのパルプ液を供給するヘッドボックス(１０)と、外部ワイヤパーツ(２０)と、内部ワイヤパーツ(３０)と、プレスパーツ(４０)及びドライヤーパーツ(５０)で構成された従来の製紙システムにおいて、内部ワイヤパーツ(３０)の機能を省略し、
外部ワイヤパーツ(２０)にプレスパーツ(４０)を直接連結して１工程を短縮し、外部ワイヤパーツ(２０)とフォーミングロール(２４)の回転を反対にし、従来のシステムでは下部にあったヘッドボックス(１０)を上部に移転設置して、従来のシステムの構造を改良したシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、改良された製紙システム(Paper-manufacturing system)に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来の過程を表したシステムであって、従来の製紙システムは、パルプ液を供給するヘッドボックス(Head Box)(１０)と、外部ワイヤパーツ(Out Wire Part)(２０)と、内部ワイヤパーツ(Inner Wire Part)(３０)と、プレスパーツ(Press Part)(４０)及びドライヤーパーツ(Dryer Part)(５０)に区分されている。
１．ヘッドボックス(１０)は、ワイヤベルト(２５)のメッシュ上に製紙原料を等しく配布する部分であって、最近の製紙機械では広幅(３〜５ｍ)であり、高速(１５００ｍ/min；時速９０ｋｍに該当する)で、広い幅に等しく原料を供給する重要な役割をする(製紙原料の平均濃度はパルプ含量の０.１５%程度である)。
２．外部ワイヤパーツ(２０)は、ワイヤロール(２１)と、ワイヤガイドロール(２２)と、ウォータートレー(２３)と、フォーミングロール(２４)及びワイヤベルト(２５)で構成されており、ワイヤロール(Wire Roll：約５〜６個)(２１)は、ワイヤベルト(２５)がワイヤループ(Wire Loop)に沿って回るようにする役割をする。このワイヤロールの直径は、速度と幅によって異なるが、３００〜６００ｍｍ程度である。表面は、ゴムやその他の弾性のある材料で構成されている。
【０００３】
ワイヤガイドロール(Wire Guide Roll)(２２)は、ワイヤベルト(２５)が中心軌道を離脱しないで続けて中央に回るように自動的に復帰させる役割をするロールであり、ワイヤロールのようにゴムのような弾性体で被覆されている。
【０００４】
ヘッドボックス(１０)からワイヤベルト(２５)のメッシュに供給される原料は９９.８%以上が水で、ウォータートレー(Water Tray)(２３)は、この多量の水を瞬間的にワイヤボックスの外に排出する。この排出された水を受けて移動させる桶のようなものである。
【０００５】
フォーミングロール(forming Roll)(２４)は、外部ワイヤパーツ(２０)と内部ワイヤパーツ(３０)を同時に重なるようにさせながら回転する大型の駆動ロールであり、ここで脱水と紙の形成(Sheet Forming)が行われる。
【０００６】
外部ワイヤベルト(２５)は、供給される希釈原料を受け取って水を濾す役割をする網を有する。
３．内部ワイヤパーツ(３０)は、ワイヤロール(Wire Roll)(３１)と、ワイヤガイドロール(Wire Guide Roll)(３４)と、内部ワイヤベルト(Inner Wire Belt)(３３)で構成されており、内部ワイヤベルト(３３)は、上のフォーミングロール(２４)にかみ合って連動し、ワイヤロール(３１)とワイヤガイドロール(３４)は、外部ワイヤパーツ(２０)での時と同じ役割をする。
【０００７】
内部ワイヤの役割は、形成された湿紙(Wet Sheet)をプレスパーツのフェルトに移送する役割をする。
【０００８】
ピックアップロール(３２)は、内部ワイヤ上に移送されてきた湿紙をフェルトに移送させるロールであって、真空で吸着してフェルトに紙匹を移転させる。
【０００９】
図面に表れてないバキュームボックスは、フォーミングロールで形成された紙匹が、外部ワイヤと内部ワイヤが分離される時点で内部ワイヤに移されるように吸入する真空箱である。
【００１０】
内部ワイヤベルト(３３)は、外部ワイヤループ(Out Wire Loop)のような網や紙匹が内部ワイヤにもっと良く移されるように組織が緻密である。
４．プレスパーツ(４０)は、ピックアップロール(３２)と、サクション・プレスロール(Suction Press Roll)(４１)と、第二タッチロール(２nd Touch Roll)(４２)と、フェルト・ガイドロール(Felt Guide Roll)(４３)と、フェルト・ロール(Felt Roll)(４４)と、フェルト(Felt)(４５)とで構成されている。
５．ピックアップロール(３２)は、内部ワイヤの上に移送された湿紙をフェルトに移送するロールで、真空により吸着させ、フェルトもまた湿紙を移送する。
６．サクション・プレスロール(４１)は、内部ワイヤパーツ(３０)と連動し、湿紙が持っている水分をドライヤー面において高圧で圧縮し、真空をもって脱水された水を吸入する真空ロールであり、外部シェル(Shell)は、回転するけど、内部の真空ボックスが装着されており、脱水された水分を外部に排出する。
７．第二タッチロール(４２)は、サクション・プレスロール(４１)で圧縮脱水された紙匹の水分をもっと減らすために再度圧着するロールであり、真空ではなく平面ロールに穴があるのみである。
８．フェルトロール(４４)は、フェルトがフェルトループに沿って回るようにさせるロールである。
９．フェルト(４５)は、湿紙を移送するコンベヤーの役割と共に水分を圧着脱水するときに湿紙が破損されないように保護する。
【００１１】
このような構造からなっている従来のシステムにおいては、ヘッドボックスから排出された原料が、外部ワイヤと内部ワイヤが重なって回るフォーミングロールに挿入され、希釈原料は、外部ワイヤの引張力によって圧縮を受けて脱水が行われる。外部ワイヤと内部ワイヤによってろ過された湿紙は、先ず内部ワイヤに付着して移送されて、次の段階においてピックアップシステムによって真空力でフェルトに移されてから、サクション・プレスロールと第二次タッチロールで二次圧着脱水(強力脱水)された後、ヤンキードライヤー(Yankee Dryer)によって移転し、乾燥されて製紙となる。
【００１２】
しかし、このような従来の方法（工程）は、１００年以上製紙工程の基礎として何らかの変化も革新もなく継続してきたので、低品質(Low Quality)、柔軟性の低下、また強度が低くピンホールの発生率とそのほか不良・低質品の発生率が高くなるため高コストという経済上の重大な問題が積もってきた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、このような従来の製紙システムの問題点改善に関して長期間に渡って研究した結果、従来のシステムから内部ワイヤの機能を省略し、そのところにフェルトループ(Felt Loop)を代置させて３工程を２工程に１工程を短縮させて、▲１▼品質が最上級に向上し、▲２▼コスト低減の理由はティッシュの特性にあるといえる。
【００１４】
近代文明社会の進展に従い、ティッシュは必要不可欠であり、また大量消費とともに高品質を要求しているということは誰も否定できない事実になっている。
【００１５】
それで、高品質のティッシュを大量生産するためには、ハイスピードと柔らかさ(Softness)、強度、High Bulky、Best Forming、Thinest(軟薄)が要求される。ペーパーの大量生産のもっとも難しいところが、ハイスピードと良質のThinestペーパーであるが、従来のワイヤフォーミング方法では、粗悪な品質(Harsh, Low strength, Stiff, Bad formation)の紙が生産されるほかはなかった。
【００１６】
Pro-Renovation Tissue machineのFelt formingにおいて、ハイスピードとベストクォリティーが万能なのは、(ａ)フェルトが良好なパルプ付着生と、(ｂ)Low consistencyパルプのダイレクト・フォーミングにある低濃度のものより、フェルトに付着したパルプは強力に付着し、高速でThinnest ウエットティッシュ(wet tissue)が最高の品質でもってヤンキードライヤーにプレスボンディングされ、多量生産が可能になる。最高速度と共にThinness ティッシュが最高品質の生産をするような構造は、マーケティング戦略(高価ブランドの創出、売出高の増大など)によりビジネスモデルを革新することができ、企業を大幅に変化させることになる。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
内部ワイヤを除去してフェルトフォーミングをする短縮工程を実行するためには、図２のように、ヘッドボックスを上部に移動させ、外部ワイヤパーツとフォーミングロールの回転を反対方向にするところにある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施例を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図２は、本発明の工程を表したもので、パルプ液を供給するヘッドボックス(Head Box)(１０)と、外部ワイヤパーツ(Inner Wire Part)(２０)と、プレスパーツ(Press Part)(４０)及びドライヤーパーツ(Dryer Part)(５０)からなっている。
【００２０】
本発明のシステムにおいては、従来下部に位置したヘッドボックス(１０)を上部に移動設置し、従来の内部ワイヤパーツを除去し、プレスパーツ(４０)がフォーミングロール(２４)に連結されている。
１．ヘッドボックスは、ワイヤ・メッシュ上に製紙原料を等しく配布する部分であって、最近の製紙機械には広幅(３〜５ｃｍ)でありしかも高速(１５００ｍ/min；時速９０ｋｍに該当する)である。これに等しく原料を供給する重要な役割をする(製紙原料の平均濃度は約０.１５%程度)。
２．外部ワイヤパーツ(２０)は、ワイヤロール(２１)と、ワイヤガイドロール(Wire Guide Roll)(２２)と、ウォータートレー(Water Tray)(２３)と、フォーミングロール(forming Roll)(２４)及びワイヤベルト(２５)で構成されており、ワイヤロール(Wire Roll：約５〜６個)は、ワイヤベルトがワイヤループ(Wire Loop)に沿って回るようにさせる役割をする。このワイヤロール(２１)の直径は、速度と幅によって異なるが、３００〜６００ｍｍ程度である。表面は、ゴムまたはその他の弾性のある材料でなっている。
３．ワイヤガイドロール (２２)は、ワイヤメッシュが中心軌道を離脱しないで続けて中央に向かって回るように自動復帰させる役割をするもので、ワイヤロールのように、ゴムのような弾性体で被覆されている。
４．ヘッドボックス(１０)からワイヤベルトへ供給された原料は９９.８%以上が水であり、瞬間的に多量の水がワイヤボックスの外に排出されるが、ウォータートレー (２３)は、この排出された水を受けて移動させる桶のようなものである。
５．フォーミングロール (２４)は、外部ワイヤパーツ(２０)とフェルト(４５)を同時に重なるようにさせながら回転させる大型の駆動ロールであり、ここで脱水と紙の形成(Sheet Forming)が行われる。
６．ワイヤベルト(外部ワイヤベルト)は、供給された希釈原料を受け取って水を排出させるとともにろ過するための網になっている。
７．プレスパーツ(４０)は、サクション・プレスロール(Suction Press Roll)(４１)と、第二タッチロール(２nd Touch Roll)(４２)と、フェルト・ガイドロール(Felt Guide Roll)(４３)と、フェルト・ロール(Felt Roll)(４４)及びフェルト(Felt)(４５)が連動するように構成されていろ。
８．サクション・プレスロール(４１)は、湿紙(Wet Sheet)が持っている水分をドライヤーの面に高圧で圧縮させてから真空で脱水された水を吸入する真空ロールであり、外部シェル(Shell)は、回転するが、内部に真空ボックスが装着されて、脱水された水を外部に排出する。
９．第二タッチロール(４２)は、サクション・プレスロール(４１)で圧縮脱水された紙匹の水分をもっと減らすために再度圧着するロールであり、真空ではなく平ロールに穴があるだけである。
１０．フェルトロール(４４)は、フェルトがフェルトループに沿って回るようにさせるロールである。
１１．フェルト・ガイドロール(４３)は、フェルトが中心軌道を離脱しないで続けて中央に向って回転するように自動復帰させる役割をするロールである。
１２．フェルト(Felt)(４５)は、湿紙を移送するコンベヤーの役割と、水分を圧着脱水するときに湿紙が破損されないように保護する。
【００２１】
以上のように構造されている、改良されたシステムでは、ヘッドボックス(１０)から排出された原料は、外部ワイヤパーツ(２０)とフェルトとが重なるフォーミングロール(２４)の上部に挿入されて、引張圧縮力と原料の落下圧力＋遠心力により、よって脱水力が爆発的に増大されながら順理的な工程で品質が向上できる。ろ過された湿紙(Wet Sheet)は、付着力が大きなフェルトに理想的に付着するため、ピックアップ装置を使わなくても従来のシステムよりはるかに高速作動が可能になり、品質は大幅に向上されるようになった。次の段階のサクション・プレスロール(４１)と第二次タッチロール(４２)を経て、ドライヤーパーツ(５０)であるヤンキードライヤー(Yankee Dryer)に移送、乾燥されてから、セパレーター(５１)によって引き出される。
【００２２】
まだ、本発明は、従来の製紙システムのパルプ液を供給するヘッドボックス(１０)と、外部ワイヤパーツ(２０)と、内部ワイヤパーツ(３０)と、プレスパーツ(４０)及びドライヤーパーツ(５０)で構成された、従来の製紙システムにおいて、内部ワイヤパーツ(３０)の機能を省略し、外部ワイヤパーツ(２０)にプレスパーツ(４０)を直接連結して１工程を短縮し、外部ワイヤパーツ(２０)とフォーミングロール(２４)の回転を反対にし、従来のシステムでは下部にあったヘッドボックス(１０)を上部に移転設置して、従来のシステムの構造を改良したシステムに関する。
【００２３】
高価な製紙プラント装置の核心パーツを新設又は増設しないで、また大きな費用をかけないで構造を革新し、結果的にコストを低減しながら品質向上をもたらす科学的な技術を達成する方法である。
（詳細）
１．ヘッドパーツ
ａ）ヘッドボックスの位置を下から上部に移し、
ｂ）最適機能になるように位置の調整が万能になる。
ｃ）上部に移動しながら下部にあったサポートを除去して、フェルト交換のときに時間短縮及び作業が容易になる。
２．外部ワイヤーパーツ
ａ）従来のループをフェルトフォーミングに適合するようにしたフォーミングパーツ。
ｂ）高速に適合するようにロールの位置を変更し、６ロールから５ロールに単純化。
ｃ）ワイヤーの水洗いを強烈に行い、長時間高品質と高速を可能にする無動力廉価型白水(White water)、ゼットシャワーを最適な位置に設置(２６) 。
ｄ）フェルトフォーミングと高速に適合する従来のウォータートレー(２３)の位置修正。
３．プレスパーツ
ａ）内部ワイヤーループを除去して、そのところにプレスループのフェルトを代置させ、工程を１工程単純化しながら、フェルトフォーミングの革新的な構造が成り立ち、高品質、高速、しかも低コストの一流ブランドになる。
ｂ）プレスパーツのフェルトロール(４４−1)をハンガースタイルにヘッドボックスに吊り下げた形にして、フェルト交換のときに作業が便利であると共に時間も短縮できるようにした(図２の４４−１ 参照)。
【００２４】
本発明のシステムと従来のシステムとを比較すれば、次のようである。
【００２５】
表１：従来のシステムと本発明のシステムとの比較表
項目                      従来のシステム        本発明のシステム
シート形成                ３工程                ２工程
フォーミングロールの回転  従来の回転方向        従来と反対方向の回転
外部ワイヤーの回転        同上                  同上
ヘッドボックス            下部設置              上部設置
原料噴出                  上向き噴出式          下向き噴出式
主な効果
2004204375.tif 000003
上記の表をみても分かるように、本発明のシステムは、従来のシステムに比べて驚くべき効果をもたらす。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、従来のシステムから内部ワイヤの機能を省略し、そのところにフェルトループ(Felt Loop)を代置させて、３工程を２工程に１工程を短縮させて、外部ワイヤとフォーミングロールの回転を反対にし、従来下部にあったヘッドバックスを上部に移転設置して原料供給機能を大幅に向上させ、製紙工程の三大核心機能である、▲１▼脱水機能(高速機能に最大に増大)、▲２▼フェルトのフォーミング機能を高めて品質向上を図り、▲３▼ピックアップ機能及びトランスファー機能(湿紙移転及び輸送機能)を大幅に増大させて別途の装置費の投資なしに、装置の性能を大幅に高めた製紙システムを提供することである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の過程を表したシステム図
【図２】本発明の過程を表したシステム図
【符号の説明】
１０：ヘッドボックス    ２０：外部ワイヤパーツ
４０：プレスパーツ      ５０：ドライパーツ
【図１】
2004204375.tif 000004
【図２】
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