(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フローボックスアセンブリの使用幅に亘って懸濁液に添加剤を分配するための、抄紙機のためのフローボックスアセンブリにおいて、
懸濁液を受け取るためのフローボックス入口を備えた上流側を有する上流端部領域を有するフローボックスが設けられており、前記フローボックスの上流端部領域が、フローボックスの幅を横切る複数の区分から成っており、
フローボックスが、反対の下流側と、懸濁液をフローボックスから更なる処理のために排出するための、前記下流側からの排出出口とを有しており、
抄紙機によって製造される紙において、所望の坪量横方向プロファイル及び所望の繊維配向性横方向プロファイルを形成するために、排出出口の幅に亘って懸濁液の濃度を調整するための手段が設けられており、該調整手段が、
フローボックスの幅を横切る各区分のために、
前記フローボックスが、各区分の、フローボックスの上流側に位置しており、
第１の濃度を有する第１の液体の第１の流れＱＨのための第１の供給導管と、第１の流れを区分の入口へ導入するための、第１の供給導管から入口への第１の接続部と、
第２の濃度を有する第２の液体の第２の流れＱＬのための第２の供給導管と、前記第２の流れを区分の入口へ導入するための、第２の供給導管から入口への第２の接続部とが設けられており、前記第１の濃度又は第２の濃度の一方が、パルプ濃度であり、
流れＱＨ及びＱＬの流量の比に依存した濃度ＣＭを備えた個々の区分の混合された流れＱＭを形成することを目的として、区分のための第１及び第２の流れの混合を提供するために、また、区分のための流れＱＨ及びＱＬの流量の比を調整するために、また、第１及び第２の流れの混合を可能にするために、１つの供給導管から入口への流れの容量及び流量を、他の個々の区分の入口における他の供給導管からの流れの容積及び流量に対して制御するための、区分のための第１及び第２の供給導管のうちの少なくとも一方と、区分のフローボックス入口との間に、区分流調整手段が設けられており、この場合、フローボックスの上流端部領域の幅に亘る区分のそれぞれの入口における懸濁液の濃度が、互いに対して調整されるようになっており、
懸濁液への添加剤流Ｑａｄのための第３の供給導管が設けられており、該第３の供給導管は、添加剤流Ｑａｄがフローボックス内の区分混合流ＱＭを形成するように合流されるように接続されており、
第３の供給導管における添加剤流の容量及び流速を調整するための添加剤流調整手段が設けられており、懸濁液から製造される紙の選択された坪量横方向プロファイル及び繊維配向性横方向プロファイルを維持するためのレベルに、Ｑａｄを備えた区分混合流ＱＭの値を設定するために、流れＱＨ，ＱＬ，Ｑａｄの流量全体を維持しながら、区分混合流ＱＭにおける懸濁液の特定の濃度と、区分混合流ＱＭにおける添加剤の特定の濃度とを選択するために、区分混合流ＱＭの流量を制御するための前記区分流調整手段が添加剤流調整手段と協働するようになっていることを特徴とする、フローボックスアセンブリ。
【請求項２】
前記第３の供給導管が、フローボックスに向かう懸濁液の経路へ、該経路に対して、添加剤が流入する懸濁液流への添加剤の混合を高めるために選択された角度を成して接続されている、請求項１記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項３】
添加剤供給のための前記第３の供給導管が、添加剤流Ｑａｄの供給のための第４の導管と、添加剤流Ｑａｄを混合させたい懸濁液の流れＱｓｕｓｐの供給のための第５の導管とから成っており、前記第４の導管と前記第５の導管とが、第３の導管を形成するように結合しており、
前記添加剤流調整手段が、添加剤流Ｑａｄのための第４の導管に配置されており、添加剤の供給のための第３の導管におけるＱａｄｔｏｔを相俟って規定するように第５の導管における懸濁液の流れＱｓｕｓｐと混合させるために第４の導管から通過する添加剤流Ｑａｄの容量及び流量を制御するようになっている、請求項１記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項４】
各第１の供給導管への第１の流れＱＨの共通の第１の供給部と、各第２の供給部への第２の流れＱＬの共通の第２の供給部と、第３の供給導管のそれぞれへの添加剤Ｑａｄの共通の第３の供給部とが設けられている、請求項１記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項５】
懸濁液から製造される紙の所望の基本重量横方向プロファイル及び繊維配向性横方向プロファイルを維持するために区分流調整手段を操作することにより、フローボックスの幅に亘って懸濁液流ＱＭの濃度を調整するために、全ての区分の全ての区分流調整手段に対する共通の制御装置が設けられている、請求項１記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項６】
フローボックスが、該フローボックスの上流端部の下流に微小乱流発生装置を有しており、該微小乱流発生装置が、フローボックスを通過する流れ方向に微小乱流発生装置を貫通した小さな横断面の流路を有しており、該流路を、懸濁液に乱流を生ぜしめるために懸濁液が流過するようになっている、請求項１記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項７】
フローボックスの上流側端部と、微小乱流発生装置との間でフローボックス内に形成された中間室が設けられており、
中間室内に個々の分離用の隔壁が設けられており、該隔壁が、フローボックスの幅を横切って中間室内に隣接する２つの区分を規定しかつ分離させており、前記隔壁が、微小乱流発生装置に向かって、上流から下流へ延びている、請求項６記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項８】
前記隔壁が、フローボックスの上流側端部から、微小乱流発生装置に向かって延びているが、微小乱流発生装置にまで完全には延びていない、請求項７記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項９】
前記隔壁が、フローボックスの上流側端部から微小乱流発生装置にまで延びている、請求項７記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項１０】
前記区分流調整手段が、第１の導管及び第２の導管の少なくとも一方に設けられた弁から成っており、該弁が、個々の導管における個々の流れの容量及び流量を制御するために選択的に動作可能である、請求項１記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項１１】
前記添加剤流調整手段が、第３の導管における添加剤流の容量及び流量を制御するために選択的に動作可能な第３の導管に設けられた別の弁から成っている、請求項１０記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項１２】
各区分への液体の第１の流れＱＨ及び第２の流れＱＬのための個々のミキサが設けられており、該ミキサが、フローボックスの入口からの、区分混合流ＱＭの流路において上流に配置されており、各区分への第１及び第２の供給導管は、個々の流れＱＨ及びＱＬを個々のミキサへ連通させている、請求項１記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項１３】
添加剤のための個々の第３の導管が、ミキサの上流において、各区分の第１又は第２の供給導管の一方へ接続されている、請求項１２記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項１４】
添加剤のための個々の第３の供給導管が、個々のミキサへ接続されている、請求項１２記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項１５】
添加剤のための第３の供給導管が、ミキサの下流の区分混合流ＱＭの流路において、フローボックスへの入口と接続されている、請求項１２記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項１６】
添加剤のための第３の供給導管が、流れＱＭの流路において、フローボックスへの入口の下流において、フローボックスへ接続されている、請求項１２記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項１７】
フローボックスの上流側端部の下流に間隔を置いて配置された複数の通路から成る微小乱流発生装置が設けられており、該微小乱流発生装置が、各区分においてフローボックスを貫通する流路に配置されており、微小乱流発生装置を通過する区分流ＱＭに乱流を生ぜしめるためにフローボックスの上流側端部の下流に間隔を置いて配置されており、
前記第３の供給導管が、フローボックスの上流側端部と微小乱流発生装置との間においてフローボックスに接続されており、該第３の供給導管が、フローボックスに流入した区分混合流ＱＭに、所定の形式で添加剤流Ｑａｄを混合させるために、添加剤流Ｑａｄを十分な容量及び流量で供給するように働くことができる、請求項１６記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項１８】
フローボックスが、微小乱流発生装置を有しており、該微小乱流発生装置が、該微小乱流発生装置を通過する区分流ＱＭに乱流を生ぜしめるために、フローボックスを貫通する流路に配置されておりかつフローボックスの上流側端部の下流に間隔を置いて配置された複数の通路から成っており、
前記第３の供給導管が、微小乱流発生装置の下流でかつフローボックスからの出口の上流においてフローボックスに接続されており、前記第３の供給導管が、微小乱流発生装置を通過した区分混合流ＱＭに添加剤流Ｑａｄを所定の形式で混合させるために、十分な容量及び流量を備えた添加剤流Ｑａｄを供給するように働くことができる、請求項１２記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項１９】
フローボックスが、上側と下側とを有しており、添加剤のための前記第３の供給導管が、前記上側又は下側の一方においてフローボックスに連通している、請求項１８記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項２０】
選択された添加剤の供給のための第４の導管が設けられており、該第４の導管が、フローボックスの上側及び下側のうちの、第３の供給導管とは反対側の一方に接続されており、前記第４の供給導管が、添加剤が第３の供給導管によって供給される方向とはほぼ反対の方向から混合流ＱＭに選択された添加剤を供給するためのものであり、
フローボックスの出口を通過する、第３及び第４の供給導管からの全体のＱＭ及び全体のＱａｄを制御するために、フローボックスへの第３及び第４の供給導管からの添加剤の容量及び流量を調整するための第２の添加剤流調整手段が設けられている、請求項１９記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項２１】
前記ミキサから、フローボックスへの個々の入口に通じた単一の管が設けられている、請求項１２記載のフローボックス。
【請求項２２】
前記ミキサとフローボックスへの入口との間に通じた複数の懸濁液搬送管が設けられており、これらの懸濁液搬送管が、よりフローボックスの上部に向かってフローボックスに通じた上部管と、よりフローボックスの底部に向かってフローボックスに通じた下部管と、前記上部管と前記下部管との間でフローボックスに通じた中間管とを有しており、
添加剤の供給のための第３の供給導管が、フローボックスの入口に通じた上部管又は下部管のうちの少なくとも一方に連通している、請求項１２記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項２３】
第３の供給導管とは別個の、選択された添加剤の供給のための第４の供給導管が設けられており、添加剤の供給のための第４の供給導管が、フローボックスの入口に通じた上部管又は下部管の他方と連通しており、
フローボックスの出口から流出する、全体的なＱＭと、第３及び第４の供給導管からの全体的なＱａｄとを制御するために、第３及び第４の供給導管からのフローボックスへの添加剤の容量及び流量を調整するための、第２の添加剤流調整手段が設けられている、請求項２２記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項２４】
フローボックスの上流側端部からフローボックスの下流側端部に向かって延びた薄板が設けられており、該薄板が、上部管及び中間管から入口流を分離させかつ中間管及び下部管からの入口流を分離させることによって、フローボックスへの入口流を各区分において分離させるようになっている、請求項２３記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項２５】
フローボックスの各区分においてフローボックスの上流側端部の下流に微小乱流発生装置が設けられており、該微小乱流発生装置が、該微小乱流発生装置を通過する懸濁液に乱流を生ぜしめるために、フローボックスを通る流れ方向に、微小乱流発生装置を貫通した、小さな横断面の複数の通路から成っており、
前記薄板が、フローボックスの上流側端部から微小乱流発生装置に向かって延びている、請求項２４記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項２６】
微小乱流発生装置からフローボックスの出口に向かって延びた付加的な薄板が設けられており、該付加的な薄板のそれぞれが、フローボックスの上流側端部から延びた薄板の１つとほぼ整合しており、これにより、フローボックスの上流側端部において薄板によって生ぜしめられる流れの分割が、付加的な薄板によって、微小乱流発生装置の下流においても継続されるようになっている、請求項２５記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項２７】
添加剤供給のための前記第３の供給導管が、ミキサの下流においてフローボックスの入口に連通しており、ミキサからフローボックスにまで延びた管が設けられており、
ミキサから流出して前記管へ流入する懸濁液の乱流を増大させるために、管に通じるようにミキサに絞りが設けられている、請求項１２記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項２８】
前記ミキサが、フローボックスの入口へ向かう懸濁液のための出口を有しており、該ミキサからの出口が、ミキサを通過する懸濁液のための絞りを有しており、該絞りを通過する懸濁液における乱流を増大させるようになっている、請求項１２記載のフローボックスアセンブリ。
【請求項２９】
フローボックスに続く更なる処理のためにフローボックスを通過するパルプ懸濁液の供給から生ぜしめられる紙に、選択された坪量横方向プロファイル、選択された繊維配向性横方向プロファイル及び選択された添加剤分配を提供するための方法であって、
前記フローボックスが、フローボックスの上流側端部への入口を有しており、各区分においてフローボックス入口に懸濁液を供給するためにフローボックスの幅に亘って分配された複数の別個の懸濁液供給区分が設けられており、
前記方法において、
区分のための組み合わされた流れＱＭを形成するために、液体の第１の部分流ＱＨと液体の第２の部分流ＱＬとを各区分においてフローボックス入口へ供給し、この場合、各区分にパルプ懸濁液を含んだ個々の組み合わされた流れＱＭが供給されるように、区分における入口への第１又は第２の部分流の少なくとも一方が、パルプ懸濁液を含んでおり、
フローボックスを有する抄紙機から製造される紙の坪量横方向プロファイル及び繊維配向性横方向プロファイルを制御することを目的として、各区分におけるフローボックスの入口への組み合わされた流れＱＭの単位時間毎の容量及び流量を制御するために、各区分への第１の部分流ＱＨ又は第２の部分流ＱＬの少なくとも一方の単位時間毎の流量及び速度を選択的に制御し、
フローボックスの区分においてフローボックスの入口に流入する懸濁液ＱＭ及び添加剤Ｑａｄの全体容量及び流量に作用することによって、フローボックスを有する抄紙機から製造される紙の坪量横方向プロファイル及び繊維配向性横方向プロファイルに選択的に影響するために、各区分においてフローボックスの入口に添加剤の個々の第３の流れＱａｄを供給し、組み合わされた部分流ＱＭへの添加剤の第３の流れＱａｄの単位時間毎の容量及び流量を選択的に制御することを特徴とする、フローボックスに続く更なる処理のためにフローボックスを通過するパルプ懸濁液の供給から生ぜしめられる紙に、選択された基本重量横方向プロファイル、選択された繊維配向性横方向プロファイル及び選択された添加剤分配を提供するための方法。
【請求項３０】
フローボックスを有する抄紙機から製造される紙の選択された坪量横方向プロファイル及び選択された繊維配向性横方向プロファイルを得るために、各区分において、組み合わされた第１及び第２の部分流と、第３の添加剤流との、単位時間毎の全体容量及び流量を調和させる、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
フローボックスの個々の区分のために、フローボックスへの懸濁液及び添加剤の全体の流れを選択的に増大又は減少させるために、懸濁液流ＱＨ及びＱＬそれぞれの単位時間毎の容量及び流量と、添加剤流Ｑａｄの単位時間毎の容量及び流量とを、選択的に制御する、請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
第１の共通の供給部を介してフローボックスの区分にそれぞれの第１の部分流を供給し、第２の共通の供給部を介してフローボックスの区分にそれぞれの第２の部分流を供給し、第３の共通の供給部を介してフローボックスの区分にそれぞれの第３の添加剤流を供給し、各区分における個々の共通の供給部とフローボックスへの入口との間の流路における位置において、第１及び第２の部分流のそれぞれと、第３の添加剤流との単位時間毎の容量及び流量を制御する、請求項３０記載の方法。
【請求項３３】
第１の部分流が第２の部分流に混合される前に第１の部分流に第３の添加剤の供給を付加する、請求項２９記載の方法。
【請求項３４】
第３の添加剤流を、第１及び第２の部分流と一緒に混合する、請求項２９記載の方法。
【請求項３５】
混合された第１及び第２の部分流に第３の添加剤流を付加する、請求項２９記載の方法。
【請求項３６】
第３の添加剤流を、フローボックス内へ、混合された第１及び第２の部分流に付加する、請求項２９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙、板紙、薄葉紙等を製造するための抄紙機のフローボックス、特に、フローボックスに紙料懸濁液及び補助的な材料を妨げなく供給するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
抄紙機のフローボックスは、管ラインを介してフローボックスに供給される紙料懸濁液を受取り、この懸濁液をフローボックスの幅に亘って均一に分配し、分配された懸濁液を、機械幅のジェットとして、長網又はハイブリッド・フォーマの脱水ワイヤへ、又はダブル・ワイヤ・フォーマの２つの脱水ワイヤへ放出する。分配された懸濁液の均一性は、フローボックスの幅を横切る紙料ジェット幅に亘る及び紙料ジェット高さに亘る質量分布と、紙料ジェットの幅に亘る懸濁液の速度分布とに関する。後者の要因については、幅位置における懸濁液速度の局所的変化が、懸濁液が速度を変化させた局所的領域と、懸濁液が同様に速度を変化させていない隣接領域との間で、特に紙ウェブにおける界面に沿って、抄紙機において製造される紙における繊維配向性に局所的に影響を与える。
【０００３】
前記分配仕事が遂行されないと、ウェブ幅に亘る単位領域ごとの質量の分布、すなわち単位領域ごと質量の横方向プロファイル及び／又は予め設定された繊維配向性横方向プロファイル等の紙質が低下する。
【０００４】
分配仕事を遂行するために、フローボックスは様々な流れ区分を有している。
懸濁液は、管ラインから、フローボックスの全幅に亘って伸びた横方向分配管に供給される。この分配管は、全幅に亘って懸濁液を均一にしかつ制御するために、フローボックスの全幅に亘って管の流れ方向で減少する流過横断面を有している。例えば、管からフローボックスへ供給される懸濁液の速度及び力は、全幅に亘って均一化される。
【０００５】
横方向分配管は、フローボックス及び管内の１つ又は２つのガイド装置に結合されており、ガイド装置は、通常、中間通路又は室によって、分配管から分離されている。ガイド装置は、乱流を発生させ、流れを整え、ガイド装置の下流に設けられた下流ノズルからの均一な流出を提供する。このノズルは、流れ方向で次第に狭くなるようにテーパしている。フローボックスの下流端部は、機械幅のノズルギャップを有しており、このノズルギャップから、紙料ジェットが、ウェブフォーマの方向に噴出される。
【０００６】
最適なフローボックス構成を有していても、妨害変数が紙製造プロセスに影響を与え、例えば単位領域ごとの質量分布を妨害する。したがって、多くのフローボックスは、ノズルギャップにスライスを有しており、このスライスは、ギャップ幅（ここでは出口開口の局所的な高さを意味している）の局所的な設定を可能にし、これにより、紙ウェブ幅に亘って単位領域ごと質量を修正することができる。
【０００７】
米国特許出願番号第０８／６６２９８０号明細書に対応するドイツ連邦共和国特許出願公開第４０１９５９３号は、新たなフローボックス原理を開示しており、この場合、フローボックスを有する抄紙機によって製造された紙における単位領域ごとの質量分布の修正は、フローボックスにおける位置においてパルプ懸濁液の密度を局所的に変化させることによって行われる。この場合、フローボックスへの供給は、フローボックスの幅に亘って見ると、多数の別個の通路、いわゆる区分によって形成されている。懸濁液ミキサは、各区分の上流に接続されている。２つの部分的な流れが、各ミキサに供給され、このミキサにおいてこれらの２つの流れが混合され、混合された体積流量又は区分体積流量を形成する。第１の部分的な流れは、固形分ＣＨを有する紙料懸濁液から成っている。第２の部分的な流れは、水、有利には、固形分ＣＬを有する、紙製造プロセスからのワイヤ水又は白水から成っており、この場合、固形分ＣＬは、固形分ＣＨよりも小さい。この装置により、２つの部分流の混合比が、各区分における全体的な合流させられた区分混合体積流量を変化させることなしに、すなわち各区分における流速を変化させることなしに、意図的に設定されることができる。このことは、製造される紙の繊維配向性横方向プロファイルが特定の区分において設定されるか、又は隣接する区分において設定されることが、単位領域ごとの重量の局所的な修正時に局所領域流速変化によって損なわれることがないという利点を有している。
【０００８】
これらのいわゆる希釈水フローボックスの発展の結果、単位領域ごとの質量の横方向プロファイル及び繊維配向性横方向プロファイルの観点から、紙質を著しく改良することが可能である。しかしながら、増大する抄紙機運転速度により、紙製造プロセスにおける良好な紙質のための個々に望まれる一定の条件を得ることがより困難となる。妨げとなる影響が大きくなりつつある。同時に、印刷性、強度関係及び光学的特性等の様々な紙の特性に関するコンバータの必要性が増大している。紙ウェブ幅及び紙ウェブ厚さに亘る規定された特性は特に重要である。
【０００９】
抄紙機の紙層形成領域においては、ワイヤ及び脱水エレメントの条件の小さな差異が、抄紙機速度が増大すると、幅に亘って妨害効果を増大させる。このことは、脱水に、ひいては幅に亘って紙懸濁液に含有された様々な固体材料の保持に差異を生ぜしめるおそれがあり、ひいては、完成した紙ウェブの異なる組成を生ぜしめるおそれがある。このことは、ウェブ幅に亘って紙特性のストリーク分布を招来する。
【００１０】
欧州特許出願公開第０６５１０９２号明細書には、紙の厚さに亘って、すなわちｚ方向での複数の層に亘って充填材及び化学製品の分布に意図的に影響を与えるための多層式フローボックスが開示されている。各層は、フローボックス内の別の層から別個に通過した固有の供給部を有している。各供給部には、化学物質及び填料のための調量個所が設けられている。これにより、ｚ方向で複数の層に亘って種々異なる組成を有する紙を製造することができる。
【００１１】
しかしながら、この解決手段は、一層式フローボックスと比較してきわめて複雑である。なぜならば、ノズルに分離薄板が必要であり、また、少なくとも３つの供給装置が、すなわち通常各層に対して１つの供給装置が使用されるからである。さらに別の欠点は、補助的な材料又は填料及び化学物質の分配が、ｚ方向にのみ影響されることができ、横方向又は幅方向、すなわちｙ方向には影響され得ないことである。したがって、幅に亘って生じるストリークを回避することができない。
【００１２】
米国特許第５５６０８０７号明細書には、ｚ方向にもｙ方向にも填料及び化学物質に影響することができるようなフローボックスが開示されている。この場合、補助的材料のための調量ラインが、ガイド装置の管の管開口の間において一列に横方向分配装置内へ開口している。調量される流れの方向は、抄紙機走行方向とは逆方向であり、横方向分配管内の主流れの供給方向に対して９０°を成している。したがって、調量された流れは、主流れによって下流へ運ばれ、また、主流れによってガイド装置の隣接する管内へ運ばれ、これにより、例えば、紙の、対応する管と整合する個所における填料濃度に影響を与える。
【００１３】
調量ラインから分配管への流入は、この装置において不利な効果を有している。例えば、填料横方向プロファイルを修正したい場合、適切量の填料がｙ方向に沿って正確な個所へ供給されなければならない。填料量、すなわち調量する体積流量が増大されると、填料流入速度も必然的に増大する。調量流は、主流れへさらに深く突入し、その結果、主流れの経路に沿ってより下流へ押し流される。調量される量が増大した場合、このことは、填料が、目標のガイド装置の隣接する管にではなく、次のより遠方の管に供給される危険性を示す。このことは、フローボックスに沿って誤った個所において懸濁液に影響を与え、製造される紙のｙ方向での填料プロファイルを悪化させてしまう。
【００１４】
紙グレード変化は、所定のプロファイルを維持するための特定の問題を示す。
なぜならば、この紙グレード変化は、しばしば全体の流量の変化を伴うからである。経験による値は、最大処理量と最小処理量との比は２〜３であってよいことを示している。これは、紙グレードＡのための横方向流れ分配装置の速度が、グレードＢのための速度の３倍であることを意味している。これも同様に、上で述べた、ｙ方向での、調量された物質の引張りを招来する。
【００１５】
フローボックスに添加剤を調量するための別の解決手段は、１９９６年８月１４日付けのドイツ連邦共和国特許出願番号第１９６３２６７３．７号明細書に提案されている。調量は、例えば、横方向分配管の領域において、又はガイド装置の管において、又は出口ノズルにおいて行われる。これらの解決手段においても前記のような欠点が生じる。さらに、ガイド装置の管への調量は製造の観点から見て極めて複雑であり、特にその個所では、しばしば互いに対してずらされた、管の多数の列が設けられている。さらに、調量管横断面のサイズが小さいため調量は僅かに可能である。この形式でノズル空間に添加剤を調量することは、添加剤のストリーク形成を招来するおそれがある。なぜならば、著しい混合乱流を備えたガイド装置が続いていないからである。さらに別の欠点は、ランスのような調量管における繊維ストリング形成の危険性があり、この繊維ストリングは、主流れに対し直角に突入する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、単位ユニットごと質量横方向プロファイル及び／又は繊維配向性横方向プロファイル等の他の品質特徴を損うことなしに及び抄紙プロセスを妨害することなしに、ウェブ幅及びウェブ厚さに亘って紙品質及び紙組成に意図的に影響を与えるために、填料及び化学物質のような添加剤、例えば軟化剤、歩留り向上剤、脱水速度を低下又は増大させるための化学物質をフローボックス内に調量するための改良された、より費用有効性のよい解決手段を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、フローボックス内の微小乱流発生装置の上流に配置された紙料懸濁液の混合領域内へ又はその僅か上流に少なくとも１つの添加剤が調量される。均一な混合を保証するために、混合領域は、乱流発生ゾーンの領域又は乱流発生ゾーンの上流に位置していると有利である。少なくとも１つの添加剤は、ｙ方向又は幅に亘って、また選択的にｚ方向若しくは高さに亘っても、フローボックスの様々な区分において希釈水フローボックスへ調量される。混合ゾーンにおける紙料懸濁液の流れ方向は、ｙ方向速度成分とは無関係である。
【００１８】
少なくとも１つの添加剤が、微小乱流発生装置の上流において、流れＱＭとして合流される前に区分部分流れＱＬ及び／又はＱＨのうちの一方に付加されるか、又は部分流が合流された後にこの合流された区分流ＱＭに付加される。
【００１９】
課題を達成するための前提条件は、フローボックスの幅に渡って区分に細分されたフローボックスの存在である。各区分はミキサを有しており、このミキサへ２つの液体流が導入される。少なくとも一方の流れは、パルプ懸濁液又は紙料流である。特にミキサは、種々異なる濃度の部分的な紙料流Ｑ及びＱＨを受け取る。
【００２０】
各区分は、区分を通る流路に沿ったあらゆる所望の個所において少なくとも１つの制御可能な部分的な添加剤流を供給するための、少なくとも１つの接続部を有しているが、フローボックスに設けられた微小乱流発生装置への紙料懸濁液の流入部の上流であると有利である。特に、この流入部は、混合領域内、例えば部分的な紙料流の流路の突然の膨張部の近傍又は絞り装置の近傍であると有利であり、この場合、部分的な紙料流の主流れ方向は、ｙ方向成分に無関係である。例えば、この接続部は、部分的な紙料流ラインのうちの一方に設けられたミキサの上流、ミキサの下流においてミキサから直接に流出する区分流れライン内へ又は、微小乱流発生装置の前にフローボックス内の機械幅の中間通路内に配置されていてよい。
【００２１】
幾つかの実施例においては、修正は、択一的に微小乱流発生装置の下流において行われてよい。しかしながら、その位置は、微小乱流発生装置において発生させられた乱流の混合効果を利用するために微小乱流発生装置の下流端部近傍である。この配置は、製造される紙のｚ方向での２つ又は３つの層の添加剤分配が望まれている場合には有利である。乱流発生装置の下流端部までの調量個所の距離は、混合効果が、１つの区分の幅にほぼ等しいできるだけ大きな幅を有するように、最大であることが望ましい。これは、２つの隣接する区分の間での添加剤の分配のスムーズな移行を保証する。全ての区分へのパルプ懸濁液及び添加剤の各流れの供給は、各懸濁液流及び添加剤流のための個々の共通の供給部を介していると有利である。各区分への各流れの供給は、個々の共通の供給部から分岐している。各区分への懸濁液成分の流量を制御するための弁Ｖ１と、各区分への添加剤の流量を制御するための弁Ｖ２とは、別々に制御される。弁Ｖ１は、基本重量横方向プロファイルを調整するためのアクチュエータであり、弁Ｖ２は、ｚ方向での分配を調整するために添加剤横方向プロファイルを個々に調整する。実際の横方向プロファイルは、基本重量のために及び関連のある添加剤のそれぞれのために、製造された紙においてオンラインで又はオフラインで測定される。所望の横方向プロファイルと差異がある場合には、プロセス制御システムが個々の弁Ｖ１及び／又はＶ２に対して新たな設定値を与え、これにより、各区分における、紙の実際の品質横方向プロファイルと所望の品質横方向プロファイルとの間の差異を最小限にする。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、各区分内で個々の区分幅に亘って、紙料懸濁液との少なくとも１つの添加剤の完全な混合を達成する。したがって、ｙ方向に、紙の紙料組成にストリークが全く生じない。さらに、ｙ方向での添加剤流の引きずり又はシフトが、紙料懸濁液の流れによって及び／又は紙料懸濁液及び添加剤の混合ゾーンの領域における横方向のｙ方向成分を有しない調量された流れによって回避される。
【００２３】
その結果、フローボックスのスループット又は少なくとも１つの添加剤のための調量された流れの体積流量等のフローボックスの動作条件に拘わらず、紙ウェブ組成の横方向プロファイルは、意図した形式で設定されることができる。これにより、紙の特性は、ｙ方向及び／又はｚ方向に沿ったあらゆる個所において、意図した形式で影響を受けることができる。
【００２４】
さらに、本発明によるプロセス及び本発明による希釈フローボックスの構成は、費用効率性よく実施することができる。なぜならば、区分流又は区分部分流のラインが、調量ラインの結合のために容易にアクセス可能であるからである。
【００２５】
ノズル又は微小乱流発生装置挿入体に高価な変更を加えずに、フローボックスに本発明によるシステムを再装備することが可能である。所要の単純な部材は、抄紙機の運転とは無関係に準備されることができかつ短い抄紙機停止時間で取り付けることができる。
【００２６】
本発明の別の利点は、ランス状の調量管等の、妨害となる装具が流路へ開口していないということである。したがって、繊維の形成及び繊維状粕の形成が回避され、これにより、紙製造時に高価な000紙ウェブの破損が回避される。したがって、本発明によれば、抄紙機の運転信頼性及びランナビリティが、添加剤を調量することによって損なわれることはない。このことは、前記の従来の解決手段とは対照的に、製紙業者に顕著な経済的利点を提供する。
【００２７】
添付の図面を参照した以下の本発明の説明より、本発明のその他の特徴及び利点が明らかとなるであろう。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面につきさらに詳しく説明する。
【００２９】
図１には、当該技術分野において知られているタイプの２枚ワイヤギャップフォーマ２と組み合わせられた従来の希釈水フローボックス１が示されている。このフローボックスは、以下の図面に示した本発明の実施例に適している。懸濁液は、複数のフローボックス区分１０，１２，１４，１６等を通じてフローボックスに供給される。この実施例の場合、各区分は個々のミキサ２０を有しており、このミキサ２０は、個々の通常種々異なる濃度（ＣＨ，ＣＬ）を有する少なくとも２つの懸濁液（ＱＨ、ＱＬ）を混合し、これにより、区分における混合比ＱＬ/ＱＨが基本重量横方向プロファイルを調整するために変化する場合でさえも、混合された体積流量ＱＭひいては個々の区分における流速は一定のままである。
例えば、幅に亘った各区分のために、懸濁液ＱＬのためのライン２６とこの区分のための個々のミキサ２０との間を連絡した各ライン２９に弁Ｖ１が配置されている。１つ又は２つ以上の様々な紙料流入ライン又はディストリビュータに配置された弁によって一定の流量が達成され、この弁は、ＱＬＴＯＴＡＬ対ＱＨＴＯＴＡＬの比を維持し、これにより紙グレードの製造時にＱＬＴＯＴＡＬとＱＨＴＯＴＡＬとが一定であるように操作される。
【００３０】
部分流ＱＬＴＯＴＡＬ、例えば水、ワイヤ水と、ＱＨＴＯＴＡＬ、例えば濃縮された懸濁液とは、ＱＬのための横方向の分配管２６及びＱＨのための横方向の分配管２８によって（図２ａも参照）、及び/又は中央ディストリビュータ（図１９参照）によって適切な区分へ供給される。分配管２６からの区分流ＱＬは、区分管２９を通って区分ミキサ２０へ流れる。分配管２８からの区分流ＱＨは、区分管３０を通って区分ミキサ２０内へ流れる。
【００３１】
従来技術の図１ａを参照すると、付加的な弁Ｖ３が、紙料流入管すなわち分配管２８と各ミキサ２０との間で、ラインすなわち区分管３０に設けられている。
混合比ＱＬ/ＱＨが調整されながら個々の区分における流量ＱＭを一定に保持するために、弁Ｖ１とＶ３とは、各弁Ｖ１とＶ３とに接続された制御装置１０３によって共通して制御され、これにより、幅に亘る各区分におけるＱＭは一定のままである。例えば、より大きな混合比が望まれているならば、弁Ｖ１が開放されると同時に弁Ｖ３が閉鎖される。これにより、１つの懸濁液成分における変化した、例えば増大した流量ΔＱＬが、別の懸濁液成分における減少した流量ΔＱＨと等しくなる（例えば、ＱＬが約１０ｌ/ｍｉｎだけ増大させられたならば、ＱＨも約１０ｌ/ｍｉｎだけ減少させられることが望ましい）。ミキサ２０から、混合された体積流量ＱＭを備えた区分ライン３１が、フローボックス１へ開放している。
【００３２】
個々の区分における流量ＱＭを一定に保持するための別の可能性は、米国特許第５３１６３８３号明細書に記載されたミキサ装置を使用することである。この装置は、前記明細書の図１に示されている。１つの弁Ｖ１しか必要ではない。区分流ＱＬが弁Ｖ１によって増大させられると、ＱＨは、同じ分の流量だけ減少させられる。これは、調量個所におけるＱＨのラインとＱＬのラインとの間の角度αによるものである。
【００３３】
記載されたフローボックス１は、中間通路又は室３２を有している。通路３２は、図１に示したようにフローボックスの幅に亘って開放していてもよく、又は例えば図１７に、隣接する区分１０，１２の間に示されたタイプの隔壁３６を有していてもよい。隔壁３６は、微小乱流発生装置３４からできるだけ遠方へ延びていてよく（図１７）、又は微小乱流発生装置から所定の距離だけ間隔を置いて終わっていてもよい（図１８）。
【００３４】
微小乱流発生装置３４は、フローボックス内の中間通路に隣接しておりこの中間通路に続いている。この微小乱流発生装置は、図示したように、多数の管から成っているか、又は板によって形成された正方形又は長方形の通路から成っていてよい。
【００３５】
集束した若しくはテーパしたノズル４０が、微小乱流発生装置３４の出口側の下流に隣接している。ノズル４０は、出口ギャップ、スロット若しくはスライスにおいて終わっている。ギャップ４２から懸濁液ジェットが流出し、この懸濁液ジェットは、抄紙機の後続の脱水・紙層形成ユニット２へ供給される。
【００３６】
一層式フローボックスが、ほとんど全ての実施例に示されている。これは、フローボックス内の懸濁液の組成が、ｚ方向、すなわち厚さ又は高さ方向で一定であることを示している。全ての実施例において、区分の混合された体積流量ＱＭが、影響を受けず、また単位時間又は速度ごとの選択された容積及び流れに保たれるように調量されなければならない。さもないと、ウェブに亘る所望の繊維配向性又は固形分プロファイルにおける破壊が存在してしまう。１つの区分において１つの成分の流量が変化した場合、該当区分における他の流れ成分の流量が、ＱＭを一定に保持するために調整されなければならない。
【００３７】
以下の図面は、図２以下の実施例を実施するために、図１又は図１ａにおける従来のフローボックスに関連した又は付加される、本発明の可能な典型的な実施例を示している。対応する部材には対応する符号が用いられており、１つの実施例において提供された部材の説明は、後に記載される実施例において繰り返し記載しない。
【００３８】
図２には、個々の第１の弁Ｖ１の上流における区分管２９において区分部分流ＱＬに添加剤を調量するための第１実施例が示されている。図２に示したフローボックス及びフローボックスへ導入されたエレメントと、フローボックスに続く紙層形成区分とは、図１に示したものと同じである。
【００３９】
図２に示された付加的なエレメントは、添加剤の付加に関する。添加剤は、紙層形成区分におけるパルプの脱水性能に影響するための、例えば、最適な紙質横方向プロファイルを得るために脱水速度を増大又は低下させるための１つ又は２つ以上の填料、軟化剤、化学物質、又はフローボックスによる分配前に懸濁液と混合したい紙料懸濁液に通常提供される別のタイプの添加剤から成っていてよい。全ての区分１０，１２，１４その他のための添加剤の調量された流れＱａｄは、同様に、例えばホース又は管を使用して、横方向分配管４６、中央ディストリビュータ（図１９）又は供給容器によっても供給される。Ｑａｄｔｏｔａｌのための管又はラインを通る共通の流れは、各区分のためのミキサ２０に部分流ＱＬを供給する該当区分のための個々の管２９へ連通した、各区分における個々の管又はライン４８を通って、選択的に逸らされる。したがって、各区分のための個々の弁Ｖ１の上流において各区分に対して個々の流れＱＬに添加剤が付加される。各管４８に設けられた第２の弁Ｖ２は、各区分の流れＱＬにおける単位時間ごとの添加剤の容量を調整する。混合された材料の流量ＱＭはＱａｄを設定しながらも一定でなければならないので、特別な調量装置が必要とされる。以下に詳しく説明するように図３及び図４には、例えば区分の部分流ＱＨに添加剤を調量するための２つの可能性を示している。
【００４０】
図２に示したように、管４８は、第１の弁Ｖ１の上流において管２９と連通しており、これにより、フローボックスを横切る区分に対応する紙ウェブの幅に亘る個々の個所における紙ウェブの坪量を調整するために、弁Ｖ１は、ＱａｄとＱＬとの混合された流れ全体をが調整された容量になるよう調整する。したがって、特定の区分における流れＱＬに対する流れＱａｄの比は、弁Ｖ２によって調整される。この調量された体積流量は、弁Ｖ１の上流において区分部分流ＱＬに供給される。したがって、個々の区分における添加剤の濃度を変化させることができ、これにより、紙ウェブの幅に亘る添加剤の分配は、フローボックスを横切って区分ごとに弁Ｖ２によって調整されることができる。
【００４１】
全ての区分を通る流れは、懸濁液及び懸濁液から製造されるウェブを横切って所望のプロファイルを達成するために調和させられることが望ましいので、全ての弁Ｖ１及び／又はＶ２及び／又はＶ３は共通の調和制御ユニット１０４に、又は１つの弁のための又は複数の弁のための個々の制御装置に接続されていてよく、この制御装置は、懸濁液の各プロファイル及び／又は製造される紙の状態に関する情報を検出し又は前記情報が供給され、ウェブの幅に亘って所望のプロファイルを設定するための個々の弁を調整する。
【００４２】
図２ａには、概して図２に対応する区分、例えば１０の典型的な構造が鉛直方向長手方向断面図で示されている。図２ａに示したエレメントの向き及び長さは図２に示したエレメントと一貫していないが、エレメント間の機能上の結合は同じであり、弁及び同様のものの位置及び機能は、説明の目的のために同じである。
【００４３】
図２ａには特に有利な実施例が示されている。なぜならば、Ｖ２における調量個所に、ライン２９及び弁Ｖ１が続いているからである。したがって、添加剤の流れＱａｄは、弁Ｖ１を備えた絞り個所の領域において区分部分流ＱＬと均一に混合される（乱流の発生）。また、添加剤の流れＱａｄによる区分部分容積流れＱＬへのあらゆる影響が弁Ｖ２によって補償することができることも有利である。その結果、紙ウェブの個々の区分における坪量は妨害されない。また、ライン３１における区分混合流ＱＭは、ライン３０に対する管２９の特定の配置により、一定に保たれる（米国特許第５３１６３８３号明細書に記載された角度α）。
その結果、調量ライン又は管４８はあらゆる所望の角度、有利には９０°で区分のライン又は管２９に開口することができる。
【００４４】
図２及び図２ａにおいては添加剤は部分流ＱＬに調量されるが、図３の実施例においては、添加剤は、ライン３０の区分部分流ＱＨに調量される。調量装置Ｄ１は、区分管４８の、分配管４６の下流でかつミキサ２０の上流に配置されている。
【００４５】
調量の間部分的な区分の体積流量（ＱＨ＋Ｑａｄ）が常に一定であるように、調量装置Ｄ１の下流における添加剤の管４８と区分管３０の間の角度は、９０°よりも小さく４５°よりも大きいことが望ましく、これにより、フローボックス１からのＱｔｏｔは損失されない。この調量装置Ｄ１と区分ライン３０への入口とは、複数の実施例において同様に用いられている。
【００４６】
図４に示した実施例は、添加剤ラインすなわち混合管５８の入口を区分ライン３０に配置した点において図３の実施例に類似している。図４に示した調量装置Ｄ２は、弁Ｖ２の動作によって、Ｑａｄの調量の間Ｑａｄｔｏｔを一定に保持する。この場合、弁によって調整された添加剤Ｑａｄは、区分部分体積流量ＱＨに流入する前に、別の容積懸濁液流Ｑｓｕｓｐとまず混合される。Ｑａｄのための管４８とＱｓｕｓｐのための管５４とは、Ｑａｄｔｏｔ＝Ｑａｄ＋Ｑｓｕｓｐが一定を保つように、混合個所Ｍ１において角度α（４５°．．．＜９０°）の角度を形成しながら結合されている。有利には、混合個所Ｍ１は、流れ方向で見て、混合管５８に配置された絞り５６の上流に設けられている。したがって、混合管５８における調量された流れＱａｄｔｏｔは、あらゆる所望の角度、有利には９０°でミキサの上流において区分管３０内の区分部分流ＱＨへ調量されることができる。調量装置Ｄ２及び区分ライン３０への調量装置Ｄ２の入口は、複数の実施例において同様に用いられている。
【００４７】
図５は、混合管５８においてＱａｄをＱｓｕｓｐに混合する点において図４に類似している。添加剤のための管４８と懸濁液のための管５４とは、図４に示したのと同じ角度で交わっている。Ｑａｄの調量は、弁Ｖ２において行われる。図５の場合には、Ｑａｄｔｏｔは区分ライン管３０又は主流懸濁液分配管２８には流入しないが、その代わりに底側において、上側において流入する分配管２９及び弁Ｖ１からの流れＱＬとは反対方向にミキサ２０に流入し、これによりミキサ２０内に混合ゾーンを提供する。図５の実施例の場合には、図４とは対照的に、混合管５８は、区分管３０に進入するのではなくミキサ２０に進入し、Ｑａｄの初期的な混合を区分管３０においてではなくミキサ２０において生ぜしめる。フローボックスにおける懸濁液の更なる処理のために、ミキサ２０において十分な混合及び乱流が形成される。
【００４８】
図５の実施例におけるフローボックスは、フローボックス内に乱流を形成するために、流れ方向で見て間隔を置いて配置された、２つの管束すなわち乱流発生装置３４及び５９を有している。上流側の束若しくは乱流発生装置５９は、下流の微小乱流発生装置３４よりも大きな横断面の開口を有している。
【００４９】
図６の実施例は、ほぼ図３の実施例と同等である。しかしながら、添加剤を供給する分配管４６からの区分管４８は、直接に区分管３０と交わっておらず、その代わりに、図３における角度に類似の角度でミキサ２０に進入している。図６の場合には、図５に対応して、管４８は区分管３０ではなくミキサ２０に進入している。
【００５０】
図７の実施例は、ほぼ図５の実施例に対応しており、懸濁液の調量及び混合に関しては図７の実施例と図５の実施例とは同じである。図７の場合には、図５の実施例の場合のように乱流を発生させるための２つの連続的な管束ではなく、他のほとんどの実施例のように、単一の乱流発生装置３４を有している。
【００５１】
図８の実施例は、図６の実施例の全ての特徴を有しており、これらの特徴は繰り返し詳しく説明しない。しかしながら、図８の場合、添加剤の調量ライン４８は、ミキサ２０の下流において区分の混合された体積流量ＱＭのためのライン３１に接続されかつこのライン３１へ開口している。調量箇所６２は、ミキサ２０を貫通した通路に続く管３０において、絞り５９によって生ぜしめられる乱流発生ゾーンの領域に配置されている。絞り５９からの調量箇所６２の距離は、最大で、ミキサ及び調量箇所の下流における管３１の直径ｄＭの８倍であることが望ましい。添加剤は、ミキサの下流において管３１へ流入するので、管３１の寸法、添加剤を前記管に付加する力及び絞り５９において発生させられる乱流は全て、添加剤Ｑａｄが、調量箇所６２を通過する混合されたＱＨ＋ＱＬ＝ＱＭと完全に混合されることを保証するように選択されている。
【００５２】
図９の実施例は、調量箇所６２が、ミキサ２０の絞り５９の下流に設けられておりかつミキサ２０の下流において管３１に設けられているという点において図８の実施例に類似している。Ｑａｄは、図４を参照して説明した装置に対応する装置においてＱｓｕｓｐと混合される。
【００５３】
図１０の実施例は、調量が、ミキサ２０において又はミキサの前後においてではなく、中央チャネル若しくは中央室３２への混合された容積流ＱＭの進入時に、微小乱流発生装置３４の前の領域に設けられたフローボックス１の中央チャネル又は中央室３２において行われることを除いては、図３の実施例にほぼ対応している。添加剤の均一な混合を提供するために、フローボックス１の上流の端部からの、添加剤のための調量箇所６２の距離Ａは、乱流領域を形成しており、この乱流領域において、管３１から通路３２への突然の拡開により乱流が発生させられる（図１０の矢印参照）。この距離Ａは、通路の幅、すなわちチャネルの高さの５倍よりも小さいことが望ましい。微小乱流発生装置３４を通過する前に、添加剤を懸濁液ＱＭと十分に混合させるために中央室すなわち通路３２内に十分な乱流が提供される。
【００５４】
図１１の実施例は、添加剤流Ｑａｄｔｏｔがフローボックス１の中央室３２に流入するという点で図１０の実施例に類似している。しかしながら、中央室に流入するＱａｄｔｏｔは、図４に示された形式で形成される。添加剤が図１０においてはフローボックスの下方から、また、図１１においてはフローボックスの上方から中央チャンバに流入することは、添加剤流がＱＭにおいて完全に混合される限り、最終的な懸濁液流に影響を与えない。完全な混合なしには、フローボックス出口ギャップからの懸濁液の結果的なジェットは、僅かに層状となり、懸濁液層の高さ又は厚さに亘って添加剤の不均一な分配が生じる。
【００５５】
図１２の実施例は、添加剤の２つの別個の流れＱａｄｔｏｔを有しており、個々に下方から図３の、上方から図４の添加剤調量技術を利用している。添加剤を上方及び下方から調量するために、図３の調量技術Ｄ１及び図４の調量技術Ｄ２を利用することも可能である。Ｄ１とＤ２とは同じ調量装置である。両添加剤流は、 ＱＭの経路におけるミキサ２０を遙かに通り過ぎたフローボックス１における微小乱流発生装置３４の下流において供給される。添加剤は、フローボックス内のＱＭに所望のように混合されるために十分な力で供給されねばならない。
添加剤は乱流発生装置３４の下流において付加されるので、フローボックス１のギャップ４２を通って流出する懸濁液流において幾つかの層が形成され、懸濁液層の高さに亘って、懸濁液の外側の層は中央領域よりも、上方及び下方からそれぞれ供給される添加剤の濃度がより高いという傾向がある。調量箇所６２と乱流発生装置の下流側端部４２との間の図１２における距離Ｂが、乱流発生装置の高さの２倍よりも小さいならば、このことは、隣接する区分の間のｙ方向での添加剤分配のスムーズな移行を保証することができる。これは、乱流発生装置において発生させられた乱流の効果によるものであり、これにより、区分幅は、区分幅の上流側において最大でノズル４０の高さの２倍である。
【００５６】
図１３には、単一層式の懸濁液フローボックスが示されている。フローボックスの幅に亘って存在する各区分において、区分流混合管３１が置き換えられており、この区分流混合管３１は、ミキサ２０の下流において、ｚ方向若しくは高さで見て上部、中央及び下部の３つの個々の管６４，６６，６８に分割されている。図４に示した添加剤供給・混合装置のうちの２つ７２，７４が設けられている。第１の装置７２は、フローボックスの直ぐ上流においてフローボックスの外側において、上部の管６４に結合されている。第２の装置７４は、フローボックスへの入口からさらに上流において、下部の管６８に結合されている。
【００５７】
選択された添加剤は、上部及び／又は下部の管６４又は６８へ調量される。これにより添加剤の分配は、ｚ方向に亘って意図した形式で付加的に設定されることができる。フローボックスの出口ギャップ４２を通って供給される懸濁液は層状化させられ、この場合、上部の層が、装置７２からの添加剤のより大きな濃度を有しており、下部の層は、装置７４からの添加剤のより大きな濃度を有している。
【００５８】
図１４の実施例は、ほぼ図１３の実施例に対応しているが、微小乱流発生装置３４の前の中央室３２が、薄板７８を有しており、この薄板７８は、流路に沿って全体的に微小乱流挿入体３４にまで延びているか又は択一的にその距離の一部に亘って延びている。薄板７８は、図１３の実施例よりも、ｚ方向に亘る添加剤の別の分配を保証し易く、ギャップ４２における懸濁液の種々異なる濃度の層を形成し易い。
【００５９】
図１５の実施例は、図１４の実施例のように、微小乱流発生装置３４の上流において中央室３２に薄板７８を有している。各区分における添加剤の混合及び懸濁液流ＱＭの形成は、図１４の実施例と同様に行われる。図１５の場合、乱流発生装置３４の下流におけるフローボックスのノズルも同様に薄板８２，８４を有している。これらの薄板８２，８４は、隣接する薄板の間に、またフローボックスの外壁と薄板８２との間に懸濁液の層を形成し、これにより、ギャップ４２から流出する懸濁液は層状となる。実際には、これは３層式ボックスであり、この場合、隣接する薄板の間の層と、薄板と外壁との間の各層とは、各層において加えられる添加剤のタイプ及び濃度が異なるため異なっている。
【００６０】
図１６の実施例は、３層式フローボックスを示している。中間層のための紙料供給は、フローボックスの横幅方向で区分化されており、紙ウェブにユニット領域ごとの重量の横方向プロファイルを設定する。別の層のための紙料流Ｑ１及びＱ２は、個々の分配管２８の後に、横幅方向で区分化されている。
【００６１】
外側の、上側及び下側の又は縁部の層には、中間層とは異なる組成を有する紙料懸濁液を供給することができる。フローボックスは、図１５のフローボックスと同じ構造を有しており、この場合、乱流発生装置の前後に薄板７８，８２，８４が設けられており、フローボックスのギャップ出口４２から懸濁液の３つの層を形成することを保証する。懸濁液の外側の層のそれぞれには、個々の懸濁液の混合物Ｑ１及びＱ２が供給され、この混合物は、それぞれ、図４の実施例に類似の混合・添加剤供給装置によって提供される。上下の両層には、個々の基本懸濁液Ｑ１及びＱ２と、個々の添加剤混合物Ｑａｄ１及びＱａｄ２との組合せから成る個々の組み合わされた流れが別々に供給される。上下の層それぞれのための調量は、図４に示したようなものであってよいが、上下の層それぞれのために弁Ｖ１は示されていない。しかしながら、弁Ｖ１は、上下の層を形成するために提供されてもよい。個々の弁Ｖ２は、それぞれの外側層における添加剤の濃度を確立する。各層の組成は、別々に決定されるので、３つの層が形成されることができ、これらの層は、様々な容量及び成分の組成の点で極めて異なっていることができる。フローボックスへの流量全体は、全ての流れ、すなわち、個々の管又はラインを通るＱＨｔｏｔａｌ、ＱＬｔｏｔａｌ、Ｑ１，Ｑ２，Ｑａｄ１及びＱａｄ２からなっている。これらの流れは、流速が制御されていても圧力が制御されていてもよい。
【００６２】
図１７には、図２と同様のフローボックスの実施例が示されている。しかしながら、微小乱流発生装置３４の上流の中間室３２は、隔壁３６を有しており、この隔壁３６は、フローボックスの上流の壁から流れ方向に延びており、マイク乱流発生装置３４に接触している。各隔壁３６は、フローボックス１の幅に亘って隣接する区分の間に設けられていてこの隣接する区分を形成している。この場合、区分は、各管３１からの主入口８８を有しており、中間室３２は、流体を受け取り、次いでこの流体を、微小乱流発生装置３４を貫通した、より小さな管９２へ分配する。
【００６３】
図１８の実施例は、図２及び図１７の実施例に対応しているが、図１７の実施例とは異なっている。なぜならば、フローボックス１の幅方向に沿った、隣接する区分の間の隔壁３６が、微小乱流発生装置３４にまで完全に延びておらず、途中までしか延びていないからである。これにより、懸濁液が乱流発生装置３４に到達する前に、隣接する区分における懸濁液の更なる混合を可能にする。しかしながら、それにも拘わらずフローボックスの区分化は、このフローボックスにおいて生ぜしめられる懸濁液の添加剤プロファイルの適切な調整を可能にする。隣接する区分の間での、添加剤分配の移行は、図１７の実施例よりも図１８の実施例におけるほうがスムーズである。
【００６４】
前記実施例は全て、フローボックスの幅方向にわたって延びた横方向分配管２６，２８を使用している。図１９及び図２０のは、横方向分配管の代わりに使用されてよい中央ディストリビュータ９０が示されている。総懸濁液流ＱＨｔｏｔａｌは、入口９１を通って円形のディストリビュータ本体９０へ受け取られ、次いで、中央ディストリビュータ９０の出口９２から半径方向に個々のホース又は管９４を介して個々の区分のそれぞれのミキサ２０へ供給される。
【００６５】
添加剤供給・混合装置が、ディストリビュータ９０の容器の内側又は外側に設けられていてよい。図１９ｄに示したように、ディストリビュータ９０から各出口９２を通じての供給は、出口通路９２及び管９４から流出する区分の供給ＱＨと、同じ出口通路９２から流出する弁９８を介しての付加的な個々の添加剤供給Ｑａｄとを含んでおり、これにより、ＱＨとＱａｄとは出口通路９２において混合され、混合された懸濁液として管９４へ流入する。管９４は、別の実施例における管３０のような、個々のフローボックスの区分へ連通している。
【００６６】
図２０の択一例においては、添加剤流Ｑａｄは、流れＱＨのための中央ディストリビュータ９０から通路９４へではなく、管４８へ供給されるので、図２又は図１７の別の実施例のように、Ｑａｄは弁Ｖ２によって、次いで区分流Ｑ２において弁Ｖ１によって調整される。図１９及び図２０に示した中央ディストリビュータ９０からのの供給形式は、同じ目的を達成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のフローボックスを示す概略的な斜視図である。
【図１ａ】付加的な弁を備えた、図１に示したものと同じタイプの図である。
【図２】図１に示したようなフローボックスの同じタイプの図であり、本発明の実施例による付加的な供給部を有している。
【図２ａ】本発明の第１実施例を示す、フローボックスとフローボックスへの入口との一部を示す概略的な横断面図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す、図２ａと同じタイプの図である。
【図４】本発明の第３実施例を示す、図２ａと同じタイプの図である。
【図５】本発明の第４実施例を示す、図２ａと同じタイプの図である。
【図６】本発明の第５実施例を示す、図２ａと同じタイプの図である。
【図７】本発明の第６実施例を示す、図２ａと同じタイプの図である。
【図８】本発明の第７実施例を示す、図２ａと同じタイプの図である。
【図９】本発明の第８実施例を示す、図２ａと同じタイプの図である。
【図１０】本発明の第９実施例を示す、図２ａと同じタイプの図である。
【図１１】本発明の第１０実施例を示す、図２ａと同じタイプの図である。
【図１２】本発明の第１１実施例を示す、図２ａと同じタイプの図である。
【図１３】本発明の第１２実施例を示す、図２ａと同じタイプの図である。
【図１４】本発明の第１３実施例を示す、図２ａと同じタイプの図である。
【図１５】本発明の第１４実施例を示す、図２ａと同じタイプの図である。
【図１６】本発明の第１５実施例を示す、図２ａと同じタイプの図である。
【図１７】本発明の第１６実施例を示す、図２ａに類似の概略的な斜視図である。
【図１８】本発明の第１７実施例を示す、図２ａに類似の概略的な斜視図である。
【図１９】ａは、あらゆるフローボックス実施例に関連して使用するための懸濁液のための交互の中心分配装置を示す概略的な上面図であり、ｂは、ａの分配装置の正面図であり、ｃは、中心分配装置の底面図であり、ｄは、分配装置内の懸濁液混合及び調量結合部のうちの１つを示す、ｂに示したＸで見た概略的な断片図である。
【図２０】図１９のような中心分配装置を備えた図２のような実施例を示す図である。
【符号の説明】
ＣＨ，ＣＬ  固形分、  ＱＬ，ＱＨ  区分部分流、  ＱＭ  区分流、  Ｑａｄ添加剤流、  Ｖ１，Ｖ２  弁、  Ｄ１，Ｄ２  調量装置、  Ｍ１  、  Ｑｓｕｓｐ  懸濁液流、  １０，１２，１４，１６  区分、  ２０  ミキサ、  ２６，２８  分配管、  ２９，３０  区分管、  ３２  中央室、  ３４  微量乱流発生装置、  ３６  隔壁、３８  主入口、  ４２  ギャップ、  ４６  分配管、  ４８  調量管、  ５４  管、  ５６  絞り、  ５８  混合管、  ５９  絞り、  ６２  調量箇所、  ７２，７４  添加剤供給・混合装置、  ７２，８２，８４  薄板、  ８８  主入口、  ９０  ディストリビュータ、  ９２  出口、  ９４  管、  ９８  弁、  １０３  制御装置、  １０４  共通の調和制御ユニット
【図１】
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【図１ａ】
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【図２】
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【図２ａ】
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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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