(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙料コンセプトを多層ヘッドボックスの各入口ヘッダへ送り込み、これらの紙料コンセプトは、同じ未加工紙料から、必要な薬品および填料を該未加工紙料に添加することによって生成したものであり、１つの単一未加工紙料用容器を含み、紙料用管路を備え、該管路の中へ前記填料、添加物およびその等価物を各コンセプトの条件に従って添加する多層ヘッドボックス用紙料供給システムにおいて、該多層ヘッドボックスの紙料供給システムは、少なくとも１つの繊維分配器を含み、これによって長繊維を、紙の表面層を形成する紙料から該紙の内部に配される層、望ましくは中間層を形成する紙料へ運び込み、これに関連して、前記紙料用容器から得られる主紙料の繊維の平均分布に比べて短い長さの繊維を紙／板紙の表面層に残留させ、繊維の平均分布に比べて長い繊維を前記中間層内に残留させ、および該中間層へ運び込むことを特徴とする多層ヘッドボックス用紙料供給システム。
【請求項２】
請求の範囲第１項記載のシステムにおいて、前記表面層の紙料用管路は、スクリーンもしくはその等価物を含み、そこから長い繊維用の管路が該紙料用管路の中へ向かい、その管路の紙料が前記ウエブの１つもしくはいくつかの中間層を形成することを特徴とする多層ヘッドボックス用紙料供給システム。
【請求項３】
請求の範囲第１項または第２項に記載のシステムにおいて、前記紙料用管路のうち、その紙料からウエブの表面層が形成される紙料から、長い繊維を、該表面層の間に残る層、すなわち該中間層を形成する紙料へ運び込み、該中間層を形成する紙料から、同様にして、短い繊維を、該ウェブの表面層を形成する紙料用管路へ運び込むことを特徴とする多層ヘッドボックス用紙料供給システム。
【請求項４】
請求の範囲第３項記載のシステムにおいて、前記中間層を形成する紙料用管路は、繊維長に基づいて前記紙料を分散させるスクリーンもしくはそれと同等の装置を含み、該装置から、短い繊維を含有する紙料から成るリジェクトのための管路が前記表面層用の紙料用管路に向かっていることを特徴とする多層ヘッドボックス用紙料供給システム。
【請求項５】
多層ヘッドボックスが少なくとも２つの入口ヘッダを含み、これらの入口ヘッダのそれぞれに自身の紙料コンセプトを送り込み、それらの入口ヘッダから紙料をさらに分散用多岐管を通して乱流発生器へ、さらにスライスコーンへ流入させ、それぞれの入口ヘッダの紙料を同じ未加工紙料から、必要な薬品および填料を該未加工紙料の中へ該ヘッドボックスの流入管系に関連して添加することによって用意する多層ヘッドボックスの作動方法において、該方法は、前記多層ヘッドボックスの管系において、紙の表面層を形成する紙料の紙料用管路から、長い繊維を、該表面層の間に残る層、すなわち中間層を形成する管路へ運び込むことを特徴とする多層ヘッドボックスの作動方法。
【請求項６】
請求の範囲第５項記載の方法において、該方法は、紙用もしくは板紙用紙料を分級するスクリーンもしくはそれと同等の装置からの短い繊維を含有する紙料を、前記表面層の間の中間層から前記ウエブの表面層を形成する紙料へ運び込むことを特徴とする多層ヘッドボックスの作動方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は多層ヘッドボックス用紙料供給システムおよび多層ヘッドボックスの作動方法に関するものである。
本出願人のフィンランド特許第92,729号からは、シグナル紙料システムと称するものが多層ヘッドボックスの作動において知られている。このシステムは、多層ヘッドボックスと、その中に少なくとも２つの独立した入口ヘッダもしくはその等価物とを有している。それらの入口ヘッダに対しては、ヘッドボックスに関連して配置されている同じ紙料用容器から得られる同じ未加工紙料から異なる紙料が形成される。この紙料用容器から送り出される未加工紙料は望ましくは、２本以上の分流に分割される。多層ヘッドボックスへ供給される上記分流の中へは、異なる等級紙の品質と生産経済性の目的を持つ薬品および／または添加物が送り込まれる。このシステムは簡素であり、その構造上、有利である。１つの紙料用容器から得られる紙料には、最適な方法で填料を添加することができる。このシステムでは、多層ヘッドボックスに直接関連して１つの主紙料だけを取り扱い、この主紙料に対して、填料と、望ましくは希釈水や他の歩留まり向上剤がそれぞれの層の条件に応じて添加される。
本特許出願では、多層ヘッドボックスの紙料システムの改善案を提唱している。本出願人のフィンランド特許第92,729号から公知のシングル紙料システムに対して紙料の分級、すなわち繊維長に基づく分級を加えて、短い繊維が表面層に残り、長い繊維が表面層から中間層へ転送されるようにすることを提唱している。
この分級システムと言われるものでは、紙料用容器から得られるある分流の中へ、紙料から分級されたある部分が、上記容器から得られた他の分流から送り込まれる。長い繊維を表面層から中間層へ移送することによって紙の印刷面の質を改善することができる。長い繊維を中間層へ移動させながら、これに応じて短い繊維を中間層から表面層へ移送させるようにも作動させることができる。全体から見て、分級を様々に変化させて、紙のある性状の各特性を得ることができる。例えば、ある種の特殊なスクリーンによって、３層を有する多層ヘッドボックスでは、中間層におけるスクリーンからアクセプトを表面層へ送り込むことができるのに対して、当該スクリーンのリジェクトを中間層に残すことができる。
こうして、本出願人のフィンランド特許第92,729号に記載のシングル紙料システムの主紙料であって、生成される紙に使用される実質的にすべての繊維を含有する紙料からは、少なくとも２つの異なる成分が形成され、そのうちの一方の成分は、主紙料の繊維長の分布に比べて平均より長い繊維を含み、他方の紙料コンセプトは実質的に平均より短い繊維を含有する。さらにこの方法は、短い繊維が表面層に残り、長い繊維が表面層の紙料用管路から中間層の中へ移送されるようにしている。
本発明は次の特徴を有する。すなわち、多層ヘッドボックスの紙料供給システムは少なくとも１つの繊維分配器を有し、これによって長い繊維を、紙の表面層を形成する紙料から紙の内部に配されている層、好ましくは中間層を形成する紙料へ移入させ、これに関連して、紙料用容器から得られる主紙料における繊維の平均分布に比べて短い長さの繊維が紙／板紙の表面層に残留させ、繊維の平均分布に比べて長い繊維を中間層に残留させ、および／または中間層へ移送するものである。
次に、添付図面の各図に示す本発明のいくつかの実施例を参照して、本発明を説明するが、本発明がこの発明の実施例のみに限定されることはない。
第１図は、本発明の第１の実施例を示し、これは、未加工紙料容器から得られる紙料が３本の分流に分割されて、それらがさらに、薬品および填料の供給後、多層ヘッドボックス内の異なる入口ヘッダへ送り込まれるものである。
第２図は、本発明による多層ヘッドボックス用紙料供給システムの第２の実施例を示す。
第3A図は、従来技術の方法によって長い繊維を分離して達成される、表面層へ供給される紙料における繊維長の分布を示す。
第3B図は、中間層ｂへ供給され上記方法により得られた紙料の繊維長の分布を示す。
第４図は、従来の機械スクリーンの分散動作を示す。
以下の説明において、中間層について言及する場合、その意味するものは、紙料の表面層の間に残留して紙ウエブなどのウエブ内に中間層を形成する紙料、および上記紙料に関連した分配管路である。したがって、１つまたはいくつかの中間層があり得る。同様に表面層は、紙ウエブもしくは板紙ウエブなどのウエブ内の表面層を形成する紙料および紙料用管路として理解される。
第１図は、本発明の、望ましくはSC紙に適した第１の実施例の概略図である。第１図の実施例において、紙ウエブもしくは板紙ウエブが形成され、これは表面層a1およびa2と中間層ｂを有している。この発明の構成によってウエブは、その中間層a1およびa2に短い方の繊維が、また中間層ｂに長い方の繊維が存在するように形成される。このようにして、紙には良好な表面と印刷特性が得られる。以下にスクリーンについて言及する場合、その意味するものは、紙料の分級に関連する場合は、一般に、紙料を繊維長に基づいて異なる流れに分割して長い繊維をウエブの中間部へ送り込み、短い繊維をウエブの表面層a1およびa2に残留させ、もしくは移入させる紙料分級機である。同図に示すように、多層ヘッドボックス10は３つの入口ヘッダ、すなわち入口ヘッダ11、12および13を有している。入口ヘッダ11から、紙料が分散用多岐管14a1.1、14a1.2...を介して乱流発生器15のその乱流管15a1.1、15a1.2...の中へ、さらにスライスコーン16の中へ送り込まれる。入口ヘッダ12からは、紙料M2が分散用多岐管14の分配管14a2.1、14a2.2...を通って乱流発生器15の乱流管15a2.1、15a2.2...の中へ、さらにスライスコーン16の中へ送り込まれ、入口ヘッダ13からは、紙料M3が分散用多岐管14の分配管14a3.1、14a3.2...を通って乱流発生器15の乱流管15a3.1、15a3.2...の中へ、さらにスライスコーン16の中へ送り込まれる。したがって、第１図に示す多層ヘッドボックスによって紙は、３つの紙料コンセプトM1、M2およびM3から形成される。故に、ウエブは、異なる紙料コンセプトから形成され３つの層を有することになる。
この装置は、同じ未加工紙料Ｍから紙料M1、M2およびM3が形成される単一紙料系を有している。したがって、この単一紙料系では、多層ヘッドボックスに対して異なる紙料を用意し、これは、同じ未加工紙料から、必要な薬品／填料をヘッドボックスの紙料流入管に関連してその未加工紙料に添加することによって行なわれる。従来技術の方式では、いくつかの未加工紙料用管路および未加工紙料用容器があるが、本発明による装置方式および解決策では、１つの未加工紙料用容器17から得られる同じ未加工紙料Ｍから異なる層が形成される。第１図に示すように、未加工紙料Ｍは、未加工紙料用容器17から管路18aに沿って流され、分岐点P1で２本の分岐管路18a2および18a1に分岐される。第１図に示す実施例では、分岐管路18a2において薬品3aが紙料Ｍに添加され、分岐管路18a1においては薬品3b、例えば填料もしくは澱粉が添加される。管路18a2、18a1において、これらの紙料はポンプ19a1および19a2によってさらに流送されて、管路18a1に沿ってその紙料は、機械スクリーン20a1へ送り込まれる。紙料に対して、機械スクリーン20a1の手前で歩留まり向上剤5bが、また機械スクリーンの後では歩留まり向上剤5bbが供給される。このようにして、歩留まり向上剤と紙料との良好な混合が達成される。形成された紙料M2は、管路21a1に沿って多層ヘッドボックス内の中央入口ヘッダ12へ送り込まれる。
ポンプ19a2の後の管路18a2からの分岐点Ｃからは、管路18a2.1が機械スクリーン20a2まであり、機械スクリーン20a2からは、管路21a2が多層ヘッドボックスまである。機械スクリーン20a2の手前で歩留まり向上剤5aが管路18a2.1へ供給され、機械スクリーン20a2の後には歩留まり向上剤5aaが管路21a2へ供給される。紙料流M3は、管路21a2に沿って多層ヘッドボックス内のヘッダ13へ送り込まれる。
分岐点Ｃからは、管路18a2.3が機械スクリーン20a3へ、さらに多層ヘッドボックスへ通っている。管路18a2.3の中へは、歩留まり向上剤5cが機械スクリーン20a3の手前で供給され、また歩留まり向上剤5ccが機械スクリーン20a3の後で供給される。管路21a3に沿って紙料流M1は、多層ヘッドボックス内の入口ヘッダ11へ送り込まれる。
第１図に示す系において、表面層の紙料用管路21a2のスクリーン200a2からのリジェクトは長い繊維から成り、このリジェクトは、管路f1に沿って中間層の管路21a1へ送り込まれる。同様に、表面層の上記スクリーン200a2からのアクセプトは短い繊維から成り、このアクセプトはさらに、表面層の上記管路21a2へ送り込まれる。管路21a1、すなわちウエブの中間層を形成する管路に配されているスクリーン200a1は、紙料を繊維に基づいて分割して、上記スクリーン200a1のアクセプトが長い繊維から成るようにし、この長い繊維を上記管路21a1の紙料流内に残留させる。同様に、上記スクリーン200a1からの短い繊維は、リジェクトとして管路f3に沿って表面層の管路21a2へ、また第１図に示すように管路f4に沿って他方の表面層の管路21a3へも送り込まれる。管路21a3に配されているスクリーン200a3は管路21a2のスクリーンと同じ方法で作動し、すなわち上記スクリーン200a3から表面層のリジェクトとして到来する長い繊維が管路f2に沿って中間層の中のその管路21a1へ移送され、上記スクリーン200a3からのアクセプト、すなわち短い繊維を含有する紙料がさらに管路21a3に流される。
第２図は、系が表面層の管路21a2および21a3のスクリーン200a2および200a3のみを含む本発明の実施例を示す。これらのスクリーンは、第１図の実施例におけると同様に作動して、これによって、管路21a2および21a3に沿ってスクリーン200a2および200a3の中へ到達する紙料流を繊維に基づいて分割し、長い繊維を含有する紙料がスクリーン200a2、200a3から管路f1およびf2に沿って中央管路21a1へ送り込まれる。その代わり、短い繊維は、上記管路21a2および21a3に残留できるようにし、これらの管路に沿って短い繊維はさらに、多層ヘッドボックスのそれぞれの入口ヘッダへ送り込まれる。
上記に本発明のいくつかの実施例の好ましい概念を説明したが、本発明はそれらのみに限定されない。ウエブの座標の縦系においても紙料の分級を行なって、長い繊維をウエブの一方の表面層からのみその中間層の中へ移すことができることは、明らかである。本発明の範囲内において、上下に重ねた多数の入口ヘッダへ通る多数の管路を多層ヘッドボックスが有し、その場合、長い繊維を表面層から以外に、ウエブの表面層の近くに層を形成する１本もしくはいくつかの紙料用管路からも、紙ウエブもしくは板紙ウエブの中間層を形成する１本もしくはいくつかの紙料管路へ移送することができる実施例も可能である。このように、本発明は、本特許出願に記載の発明の概念の範囲内で多様に変化させることができる。
第3A図は、表面層a1およびa2における繊維長の分布を示す。縦軸は百分率を表わし、横軸は繊維長を表わす。
第3B図は、中間層ｂにおける繊維長の分布を示す。縦軸は百分率を表わし、横軸は繊維長を表わす。
第４図は、機械スクリーンの実施例を示す。機械スクリーンに到達する主紙料は、粗大分級物と呼ばれるもの、すなわち長繊維を含むリジェクトと、微小分級物と呼ばれるもの、すなわち短繊維を含むアクセプトとに分割される。第４図に示す従来の機械スクリーンは、その装置の中央に環状スクリーン面を有している。主紙料はこのスクリーンの中央へ送り込まれ、アクセプト分級物、すなわちこの場合、短繊維を含む微小分級物は、ポンプ圧によって環状スクリーン面を通り、側方へ押しつけられる。非アクセプト分級物、すなわちリジェクトは、環状シリンダの中央を通り下方および側方へ送られる。同図に示すモータＯが回転子とそれに取り付けたパルスブレードを回転させ、このブレードは、スクリーン面に沿って拭き取りを行なって、それを目づまりのない状態に保つ。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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