(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプをヘッドボックス（２）から２つの金網（３，４）などで形成されるくさび状収束空間（５）へ送り、前記金網などは少なくとも１つの水収容チャンバ（８）をそれぞれ有するチャンバユニット（６，７）で支持され、前記パルプは少なくとも１０％から１２％の値に前記収束空間（５）で増加した乾燥含有量を有するパルプウェブ形成方法において、
前記収束空間（５）のほぼ直近および／またはその下流側端部で、パルプに対してそれに垂直（Ｚ方向）な独立調節可能な圧搾力をかけ、前記少なくとも１つのチャンバは、工程が続行する間に、前記パルプから除去された水でほぼ満たされ、脱水アセンブリが水の流量を調節する装置（２２）とともに設けられていることを特徴とするパルプウェブ形成方法。
【請求項２】
前記収束空間の前記下流側部分で、および／または、そのほぼ直近で適用される前記圧搾力が前記収束空間（５）内に存在する圧力と少なくとも等しい圧力を前記パルプにかけ、前記ウェブは次の前プレス処理(prepress treatment)に耐え得る十分な乾燥含有量を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ウェブは、前記圧搾力によって少なくとも１８％の値に増加した乾燥含有量を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記パルプウェブに対してそれに垂直（Ｚ方向）な圧搾力をかけた後、前記ウェブは異なる前プレス領域（１０，１１）を通って前記２つの金網（３，４）の間を引き続き搬送され、その後、上部金網（３）と下部金網（４）は互いに離れるようにガイドされ、ウェブ（Ｗ）は前記下部金網（４）の上面に載ってさらに前進することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ウェブ（Ｗ）は前記下部金網（４）の上面上で支持された状態で搬送されて上部フェルト（１４）を有するプレスニップ（Ｎ）を通過し、ローラ（１２，１３）間の前記ニップ（Ｎ）において前記ウェブ（Ｗ）は上側面が前記フェルトに接するとともに下側面が前記下部金網（４）に接した状態で移動し、この工程は前記ニップの下流側での乾燥含有量が少なくとも４０％であるように前記ウェブ（Ｗ）を乾燥させることを特徴とする請求項１または４に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくもと１つの水収容チャンバ（８）には前記チャンバから圧力を測定する要素が設けられるとともに、この圧力測定値を工程制御のため使用する調節制御要素（２１）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
水の流量を調節する前記装置（２２）が前記調節制御ユニット（２１）に接続され、前記調節制御ユニットが工程から生じる情報に基づいて水の流量を調節する装置を駆動することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記調節制御ユニットが、工程から生じる情報に基づいて水の流量を調節する装置を駆動することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
パルプウェブ形成装置であって、前記装置（１）は２つの金網（３，４）などで形成されるくさび状収束空間（５）を有し、前記空間にはヘッドボックス（２）から第１の乾燥含有量でパルプが供給され、前記金網などは少なくとも１つの水収容チャンバ（８）をそれぞれ有するチャンバユニット（６，７）で支持されたパルプウェブ形成装置において、
前記収束空間（５）は、前記金網（３，４）などの間にある前記パルプに垂直方向（Ｚ方向）の圧搾をかける圧縮部材（９）を設けた下流側部分または直近部分を有し、前記少なくとも１つの水収容チャンバは、工程が続行する間に、前記パルプから除去された水でほぼ満たされ、脱水アセンブリを水の流量を調節する装置（２２）と共に設けたことを特徴とするパルプウェブ形成装置。
【請求項１０】
前記圧縮部材（９）には、前記第１の値より高い値にパルプの前記乾燥含有量を増加させるために、前記収束空間（５）内の圧力と少なくとも等しい圧力で圧搾をかける動力装置(power units)が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
圧縮部材（９）には、ウェブ厚みにおける時々刻々の機械支配(machine-directed)の変動を補償する要素（３６）を有する動力装置が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
ウェブ厚みにおける時々刻々の機械支配の変動を補償する要素が、圧縮部材（９）の時々刻々の動作を補償する空気クッション（３６）を有することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記金網（３，４）などの間にあるパルプの垂直圧搾のための前記圧縮部材（９）には、前記圧搾を制御するための測定、調節および制御装置（２１）が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記金網（３，４）などの間にあるパルプの垂直圧搾のための前記圧縮部材（９）には、圧搾力および／または圧力を測定する測定装置と、前記空間（５）から圧力を測定する測定装置と、前記空間（５）内の圧力と少なくとも等しくなるように前記圧縮部材（９）間に存在する圧力を調節する要素とを設けたことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記圧縮部材（９）は平面プレス（３０，３１）で構成され、上部要素（３１）と下部要素（３０）間の相対位置が調節可能な手段（３３）によって機械的に決められ得ることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１６】
前記手段（３３）には、機械が操業している間に前記手段を調節するアクチュエータが設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記圧縮部材が２つのローラ（６１，６２）で構成されるニッププレスを有することを特徴とする請求項９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、パルプウェブを形成するための前記請求項１の前段に示す方法に関する。
【０００２】
その方法によれば、パルプ乾燥工程、より詳細には、パルプ原料のウェブ形成が好適な方法で実行され得る。
【０００３】
本発明はまた、前記請求項９の前段に示す装置に関する。
【０００４】
（背景技術および発明が解決しようとする技術的課題）
ＵＳ３８２３０６２号公報は、２つの金網型ウェブ形成装置を開示する。この装置は２つの金網で構成されるくさび状ギャップを有し、その中にパルプがウェブ形成のために送られる。金網で構成されるギャップは、金網を支持する排水ボックスと水浸透性表面を有する金網との境界とによってつくられていることが述べられている。前記公報によれば、ウェブ形成は、排水ボックスから流れ出たしみ出し水の量を測定して絞ることにより調節される。これは非常に概略的に方法を提供するもので、特に同等の方法がパルプウェブ形成に適用されると、幾つかの欠点を伴う。この従来技術の方法は、通常はパルプの場合であるが、特に厚いウェブについて、ウェブの形成と形成部下流側でのウェブの結合力を制御するのに非常に困難な方法を提供するものであることが分かっている。この解決手段は、脱水能力に関しても制限があり、約１２％より高い乾燥含有量を達成できない。なぜなら、くさび状部の下流側端部での圧力が、パルプが取り扱いにくい状態でギャップ部から放出されることになるような高いレベルに増加することになるためである。これは金網部を離れさせ、その結果、ウェブはその結合力の制御を失い、ウェブ形成に失敗することになる。
【０００５】
フォードリニアワイヤ形成部を有する従来公知のパルプ乾燥機がある。これでは、フォードリニアワイヤ上に製紙原料を供給するためにヘッドボックスが使用される。製紙原料はワイヤ部で脱水され、ワイヤ部下流側での乾燥含有量は一般に約２０％である。パルプ乾燥に関してフォードリニアワイヤを用いたときの１つの問題は、片側のみの脱水である。ある時点では、いわゆるウェットワイヤがそれ自体に対抗してウェブの層を発展させているが、これはウェブからの水の放出を減少させる。従来技術では、この問題は、いわゆる吸引ホイルボックスまたは吸引フラットボックスのようないわゆる減圧脱水装置をワイヤ部に設けることによって対処されている。これにより、水の分離を引き起こすか又は促進する圧力差を増加させることにより脱水が強化される。このタイプおよび同様の以前の部分では、吸引装置が運転に不可欠の要素である。しかしながら、吸引装置は、パルプ乾燥機の形成部に関する運転費用と共に設備投資コストのかなりの部分を構成する。
【０００６】
フィンランド公報第６１２１８号は、パルプ乾燥機を開示する。この乾燥機は、乾燥させる製紙材料と共に、ウェットまたはくさび状部、幾つかのローラ対を有するレジスタ部、および前方プレス部を備えている。この公報は、ウェット部に金網を通して水分を吸い取る吸引ボックスを設けることを提案する。このタイプの解決手段にあっても、吸引装置が上述した欠点を伴う。
【０００７】
公報ＷＯ９７／４２３７４号は一種のウェットラップ機を開示するが、この機械は種々のサブアセンブリを有するので非常に複雑になる。
【０００８】
従来公知の解決手段における別の問題は、概して脱水効率である。利用できる解決手段は、所望の効率でパルプを脱水できない。特に、強力な減圧のために設計された吸引ボックスは、金網の目詰まりとウェブ表層の圧縮を招来し、脱水を妨害することになる。
【０００９】
（発明の開示）
本発明の目的は、従来技術の欠点を排除し、パルプウェブの形成および乾燥のための全く新しい解決手段を提供し、従来技術の不都合を最小にすることにある。
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明のパルプウェブ形成方法は、パルプをヘッドボックスから２つの金網などで形成されるくさび状収束空間へ送り、前記金網などは少なくとも１つの水収容チャンバをそれぞれ有するチャンバユニットで支持され、前記パルプは少なくとも約１０％から約１２％の値に前記収束空間で増加した乾燥含有量を有するパルプウェブ形成方法において、前記収束空間のほぼ直近および／またはその下流側端部で、パルプに対してそれに垂直（Ｚ方向）な独立調節可能な圧搾力をかけることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明のパルプウェブ形成装置は、２つの金網などで形成されるくさび状収束空間を有し、前記空間にはヘッドボックスから第１の乾燥含有量でパルプが供給され、前記金網などは少なくとも１つの水収容チャンバをそれぞれ有するチャンバユニットで支持されたパルプウェブ形成装置において、前記収束空間は、前記金網などの間にある前記パルプに垂直方向（Ｚ方向）の圧搾をかける圧縮部材を設けた下流側部分または直近部分を有することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の１つの好適な実施形態では、前記圧縮部材が平面プレスとして設計される。
【００１３】
本発明は、添付図面を参照してより詳細に以下に説明されるであろう。
【００１４】
（発明を実施するための最良の形態）
図１は、ウェブＷを形成する本発明の装置１を概略的に示す。この装置は、上部金網３および下部金網４のような２つの無端金網ループの間に形成される収束するくさび状空間５に少なくとも約１．５％の乾燥含有量(dry content)でパルプを供給するための、本発明のパルプ乾燥工程で使用されるヘッドボックス２を備えている。前記空間５は、該空間５の上流側端部に間隔をおいて配置された逆転ローラ５０，５１の周囲を金網３，４がくさび状空間を形成するために相対的に収束するようにそれぞれ移動するようしたことにより形成される。チャンバユニット６，７が（パルプの流れから離れた）金網３，４の内面に係合してそれぞれ取り付けられている。チャンバユニット６，７には、幾つかの脱水チャンバ８が設けられている。脱水チャンバ８では、パルプから放出されることになる水の流量および二次的には水圧もまたバルブ２２によって調節可能であり、工程が続行するにつれてパルプから除去された水でほぼ満たされる。それゆえ、パルプから放出された水は、チャンバ８内で既に除去された水と混ざるように導かれ、さらには放出管へと導かれる。脱水チャンバからは、ウェブから除去された水を後続の工程へ運ぶための水放出管が延びている。このように、本発明の解決手段では、パルプウェブから放出される水の流れが、脱水工程を制御するこの方法によって必要に応じて調節される。そのため、放出管には、絞りを変えて流量を調節するためのバルブ２２が設けられている。各チャンバの流量は、前もって設定された値に維持されるのが望ましい。明瞭にするため、図面は下部チャンバからの管だけを示すが、上部チャンバにも管がそれぞれ設けられているか、あるいは、上部および下部の横並びの各チャンバが１つの共通管に連結されていることは明らかである。図示された解決手段では、パルプは、それが移動している間に空間５で正の圧力が生じるような速度および圧力で搬送される。この超過圧力(overpressure)により、パルプの水が金網を通過して脱水チャンバ８へしみ出る。本質的なことは、脱水チャンバと空間５との間に圧力差があることである。本発明の１つの好適な実施形態では、空間５と脱水チャンバ８との間の圧力差が連続的に測定され、その測定値が工程制御で用いられる。チャンバ８からの脱水は、各チャンバの領域の速度比が好ましくは約０．９−１．１であるように調節される。速度比は、金網前進速度によって分離される、ウェブに平行なチャンバ間に生じる液体の流れに関連する(refers to)。チャンバ８は、金網３，４に係合する表面がパルプから除去される水がチャンバ８内へ移動できるようになっている点を除けば、大体は水を通さない。金網に係合する表面がほぼ連続するように幾つかのチャンバ８が連続して配置されているのが好ましい。分かれたチャンバユニット６，７は、上部金網３および下部金網４用の逆転ローラ５０，５１のすぐ下流側から始まり、くさび状空間５を形成するように所定距離だけ延びており、そこを上部および下部金網３，４が通っている。チャンバユニット６，７は、好適なくさび形状を形成するように、適当な位置にほぼ対称に、かつ固定的に支持されているのが好ましい。チャンバユニット６，７によって形成される収束する空間５には、そ���下流側部分またはその直近に、上部金網３と下部金網４間の相対距離を調節するための圧縮部材(compaction member)９などが必要に応じて設けられている。図１において、圧縮部材は、回動可能に連結された上部要素３１，３４と、固定された下部要素３０とを有する平面プレス(plane press)９からなるように示されている。空間５を通過する間に、パルプは平面プレス９の前に少なくとも１２％の乾燥含有量を有するように脱水する。平面プレスは、平面プレスの後においてパルプの乾燥含有量が約１８％、好ましくは約２０％であるように、パルプからさらに水を除去するために用いられる。乾燥含有量は、収束空間５内において容易に約１８−２０％に増加可能であり、したがって平面プレス９は空間５の出口から出てくるパルプの結合力を維持するためだけに使用され得る。くさび状空間から出てくるパルプは高圧力で出てくるため、本発明の圧縮部材がないと、制御不能になって、金網３，４が離れるように開き、その結果、既に形成されたパルプウェブが崩壊することになる。必要であれば、例えば２つのローラ１０，１１間で集合体を圧搾することによって、ウェブＷが二つの金網３，４間に支持されたままの状態で平面プレス９の下流側で本発明により水がさらに除去される。その後、上部金網３と下部金網４は互いに離れるようにガイドされ、本発明ではウェブＷは下部金網４の上面に載って引き続き搬送され、そのときウェブはおおよそ２８％の乾燥含有量を有する。このように、本発明によれば、ウェブは十分に支持された状態で搬送される。必要であれば、下部金網は、下部金網と共にウェブが移動するのを確実にするために、いわゆる移動吸引ボックスを取り付けた下側表面を有する。ウェブＷは、下部金網４の上面に支持された状態で上部フェルト１４を有するプレスニップＮを通って引き続き搬送される。ウェブＷは、ローラ１２，１３間のニップＮにおいて、上部側面が前記フェルトに接するとともに下部側面が下部金網４に接して移動する。前記ニップは、いわゆる靴プレス(shoe press)で構成されるのが好ましい。
【００１５】
特に、パルプウェブは、総合工程(comprehensive process)によって形成されるとともに、効率的に脱水され得る。総合工程において、パルプは、上部金網３および下部金網４のような２つの無端金網ループ間に形成される収束するくさび状空間５に送られる。このくさび状空間５には、複数の脱水チャンバが連通している。パルプから除去されて前記脱水チャンバを通る水の流量は調節可能である。この場合、パルプウェブから放出される水の流れは、このように脱水工程を制御するために必要に応じて調節される。チャンバユニット６，７によって形成される収束空間５には、その下流側部分に又はその直近に、上部金網３と下部金網４との間の相対距離を調節するための圧縮部材９などが必要に応じて設けられる。本発明では、ウェブＷは、下部金網４の上面上に支持された状態でさらに連続的に搬送されて、上部フェルト１４を有するプレスニップＮを通過する。ローラ１２，１３間のニップＮにおいて、ウェブは上面が前記フェルトと接するとともに下面が下部金網４に接した状態で前記プレスを通って移動する。前記ニップは、特に、十分なニップ圧力と長い作用時間を与えるために、いわゆる靴プレスにより構成されるのが好ましい。
【００１６】
この工程において、ウェブＷは、ニップＮの下流側での乾燥含有量がおおよそ４０％になるように乾燥される。本発明の上述した方法は、ウェブＷの効率的でかつ信頼性のある形成を行うためのパルプ乾燥機において使用可能である。この解決手段は簡易化された形成部分を提供し、ウェブＷは乾燥含有量がおおよそ４０％になるまで包括的に支持され、この時点でウェブＷは後続の工程段階への最初の支持されていない通過を破断することなく耐え得る十分な強度を有する。本発明の方法では、ウェブＷはまた相当な厚みを有する。したがって、本発明によれば、ウェブＷを支持する下部金網４の通路がほぼ直線状に延びるようにしてある。
【００１７】
本発明は、例えば以下のような主要な恩恵を提供する。
従来公知の装置を用いた場合よりもパルプウェブの形成をより効率的に行える。
パルプ製造機のウェブ形成部分を従来公知の解決手段よりも小さいスペースに収容でき、これは投資コストについて数百万マルッカの節約につながる。
支持された走行によりウェブの通行がより信頼性のあるものになり、これにより中断時間が減少し、機械の全体効率が向上する。
【００１８】
図２は、主として平面プレス９が上部要素および下部要素の両方について調節可能にしてある点において、図１の実施形態とは異なる装置１を示す。また、図２は、配線１５−２０による例で示すように、測定データを伝送する適当な測定装置に接続され、かつ種々の適当な要素に駆動指令を伝送する調節制御ユニット２１を図示する。本発明では、そのデータは、ヘッドボックス供給コンシステンシ(consistency)、ヘッドボックス圧力、空間５内の圧力、チャンバ８内の圧力、金網速度、平面プレスの圧搾力／圧力、バルブ２２を通る水流量のうちの幾つか又はすべてを含む。これらの数量のうち予め選択された幾つかのもの又はそれら全てが調節制御ユニットに伝送され、乾燥工程を制御するための数量に基づいて所望の方法で駆動指令が実行される。前記駆動は、バルブ２２の制御、平面プレスの荷重(loading)、金網速度、ヘッドボックス供給ポンプの制御、ヘッドボックスコンシステンシの制御などの制御を含むのが好ましい。本発明では、圧搾力を測定および調節するためのロードセル(loadcell)および／または圧力測定センサを平面プレス９に設けてもよい。チャンバ８には、チャンバから圧力を測定するためのゲージが取り付けられており、必要であれば、空間５内の圧力を測定し、および／または、チャンバ８と空間５との間の圧力差を決定するための圧力送信機も取り付けられ、これによりチャンバ８と空間５との間の圧力差の調節を行うために例えばバルブ２２を使用することができる。ウェブＷはまた、乾燥工程の適当な位置で乾燥含有量について測定され、そこから受信した情報に基づいて、必要であれば、調節制御ユニットにより駆動指令を実行することが可能になる。さらに、本発明では、空間５内において所望により圧力を調節できるとともに、種々の位置で所望により乾燥含有量を調節して脱水するための平面プレス９ならびにプレスローラ１０，１１および１２，１３による圧力を調節できる。したがって、本発明によれば、チャンバ８からの水の放出が、工程から発生する情報に基づいて明確に、乾燥機のすべての運転パラメータを監視することによって包括的に制御され、チャンバから出る水流量だけでなく所望に応じてかつ最適な方法で連続的に進行するように乾燥脱水工程を運転することができる。
【００１９】
図３，４は、平面プレス９の１つの実施形態を示す。平面プレス９は、固定した下部要素３０と、下部要素３０に対する位置を調節可能な上部要素３１とを有する。上部要素３０は、空間５の下流側部分に符号３２の位置で回動可能に連結されている。パルプは、スロット４０に沿って空間５から金網間に送られる。要素３１は、連結部材３７により下部で互いに連結された直立ストラット３５に固定されている。連結部材３７は、クッション要素すなわちベロー３６を介して平面プレス９の固定下部要素３０に固定されている。本発明では、空間５から送られてくるウェブは制御された方法で前方にガイドされ、平面プレスの上部および下部要素はチャンバユニットの位置に関してだけでなくその相対位置に関しても調節可能である。さらに、本発明では、平面プレスの荷重は、ウェブ厚みにおいて起こり得る変動に適度に従うことができる手段によってもたらされる。したがって、起こり得る不調の事態においても、平面プレスでの過度の圧力の発生が防止される。標準状態では、平面プレスは調節可能な調節ロッド３３などにより所望の力でもって荷重がかけられている。これらのロッド３３には、特定の安定した設定を維持するために特定の力が作用している。その結果、上部要素３１と下部要素３０間の相対位置は、調節可能な手段によって機械的に決められ得る。例えば、平面プレスが生産の変更のためにリセットされなければならない位置にあるのであれば、機械が操業している間に調節ロッドを調節するためのアクチュエータを調節ロッドなどに設けるのが好ましい。荷重は、例えば空気のような圧縮性媒体を用いたクッション３６によって付与され得るのが好ましく、これによりウェブ厚みの時々の増大が媒体の圧縮によって補償される。不調が通過した後、距離は元の状態に自動的に戻される。このように、クッション部材３６の弾性によって、この解決手段では、非常に簡単な方法で、厚み変動を起こすパルプに生じ得る不調を排除することができる。異なるタイプの距離制御も可能であり、平面プレスは圧力および距離の測定によって調節された位置を有する。
【００２０】
上述した圧縮部材は平面プレスであるが、本発明は、２つのローラで構成されるニッププレスからなり、そのニップは収束空間の出口の直近に位置している圧縮部材を用いることも考えられる。これは、例えば図５に示すように、ローラ６１，６２で構成されるニップの近傍に延びるようにチャンバユニットの末端部６０を設計することにより実行され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明のパルプウェブ形成装置を概略的に示す。
【図２】  図２は図１の装置で本発明を実施する１つの変形例を概略的に示す。
【図３】  図３は本発明のパルプウェブ形成装置の圧縮部材を側面図で概略的に示す。
【図４】  図４は図３の圧縮部材を正面図で示す。
【図５】  図５は圧縮部材の代替設計を示す。
【符号の説明】
１…パルプウェブ形成装置、２…ヘッドボックス、３…上部金網、４…下部金網、５…くさび状空間、６，７…チャンバユニット、８…脱水チャンバ、９…圧縮部材、２１…調節制御ユニット、２２…バルブ。
【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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