(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙料用の紙料用入口ヘッダを複数含み、該入口ヘッダはチューブ・バンクと連絡しており、中間チャンバで該チューブ・バンクを経由し、該中間チャンバから紙料は、過流発生装置の中へ流れ、渦流発生装置のパイプを経由し、さらに、スライス・コーンへ、フォーミング・ワイヤへ流れる抄紙機／板紙抄紙機の多層ヘッドボックスにおいて、該ヘッドボックスは、該ヘッドボックスの幅にわたる希釈用の分配弁を含み、該弁のそれぞれは、チューブ・バンクと接続するように配置された分配プレートと連通し、前記接続において、１つの弁から、希釈液が同時に少なくとも２つの紙料へ分配され、該少なくとも２つの紙料は、それぞれ異なる前記入口ヘッダから送り込まれ、前記ヘッドボックスにおいてウェブの異なる層を形成するものであることを特徴とする多層ヘッドボックス。
【請求項２】
請求の範囲第１項記載の多層ヘッドボックスにおいて、前記希釈液、望ましくは希釈水の液流は、希釈水用の入口ヘッダから、前記各弁を選択的に経由し、接続された導管へ、さらに、希釈ヘッドボックスにおいて表面層を形成する紙料の液流へ接続し、他の表面層に接続し、該接続において希釈液、望ましくは希釈水は、中間層を形成する前記紙料の液流に接続されて分配されることがないことを特徴とする多層ヘッドボックス。
【請求項３】
請求の範囲第１項記載の多層ヘッドボックスにおいて、前記希釈液、望ましくは希釈水は、弁を選択可能に経由し、該弁を接続した導管へ送り込まれ、３層ヘッドボックスにおいて希釈液は分配され、該ヘッドボックスは、３つの紙料用の紙料用入口ヘッダを含み、１つの表面層を形成する紙料の液流と接続し、そのときに、同一の弁を通り抜けて、ウェブにおける１つの中間層を形成する紙料の液流と接続し、その希釈液は、他の表面層を形成する紙料の液流と接続され分配されることがないことを特徴とする多層ヘッドボックス。
【請求項４】
請求の範囲第１項記載の多層ヘッドボックスにおいて、該多層ヘッドボックスは、前記層のすべてに共通な分配プレートと、該プレートにおいて、前記弁へ接続された導管とを含み、該接続では、前記導管のそれぞれから、対応する鉛直列におけるすべての紙料流パイプへ送り込まれる分岐導管があり、該接続において、希釈液は、前記弁のそれぞれに接続されている分岐導管から、同時に、該多層ヘッドボックスにおいて異なるウェブ層を形成する紙料のすべてへ送り込まれることを特徴とする多層ヘッドボックス。
【請求項５】
請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の多層ヘッドボックスにおいて、前記スライス・コーンは、異なる層の間で、スライス・コーンの長さにわたって伸びるエプロンを含むことを特徴とする多層ヘッドボックス。
【請求項６】
請求の範囲第５項に記載の多層ヘッドボックスにおいて、それぞれのウェブの層を形成するチューブの群に、付加的に短い中間エプロンがあることを特徴とする多層ヘッドボックス。
【請求項７】
請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の多層ヘッドボックスにおいて、該多層ヘッドボックスにおいて異なる層を形成するチューブ・バンクのチューブなどの構造単位は、相互に類似であり、これに接続する異なる層の紙料流の速度は、相互に等しく、紙料流の間の速度の差は、層の不純性を生じないことを特徴とする多層ヘッドボックス。
【請求項８】
請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の抄紙機／板紙抄紙機の多層ヘッドボックスにおいて、前記紙料は前記入口ヘッダへ、該多層ヘッドボックスに接続して、またはその付近に配置された同一の紙料槽から送り込まれ、それぞれの層を形成する独立の紙料は、前記基本紙料から前記入口ヘッダの接近経路において、前記異なる紙料の形成のために必要な混入物／化学薬品／歩留り向上剤を添加した基本紙料に形成されることを特徴とする抄紙機／板紙抄紙機の多層ヘッドボックス。
【発明の詳細な説明】
本発明は抄紙機／板紙抄紙機の多層ヘッドボックスに関する。
従来例に関して、ヨーロッパ特許第634,523号、ドイツ特許第44 35 860号およびドイツ特許第44 16 909号による解決法を参照する。上述の公報によれば、一般に、多層ウェブの幅方向のウェブ秤量を調節するために、多層ヘッドボックスに関連して希釈液を使用することが公知である。
多層紙を製造するとき、主たる必要条件のひとつは、各層の純度である。本特許出願には、抄紙機および板紙抄紙機のどちらにも好適な多層ヘッドボックスの新規な構造が記載されている。本発明によれば、次のような多層ヘッドボックスの構造が実現される。すなわちこれは、それぞれの紙料ごとに専用の独立の入口ヘッダと、そのあとに、共通の分配プレートを含み、これを通って希釈液がウェブの幅方向の所望の部分に、望ましくは同時に、ウェブの幅方向における秤量の調節を考慮して、各層のすべてに分配される。さらに、希釈液、好ましくは希釈水をそれぞれの層の中へ等量、送り込むことが望ましい。
本発明に基づく多層ヘッドボックスの構造おいては、希釈液の調節のために、幅方向における調節領域ごとに、１個の弁を必要とするだけである。そのため本解決法は、従来の解決法と比較すると、費用がかからず簡素になる。本発明に基づく解決法では、各層を安定させることが可能である。これに関連して、異なった濃度の各層が相互に局部的に混合することすら予防される。上述のように、我々の本発明に基づく解決法においては、各層はプロポーションが等しく保たれる。このことは個々の層が薄いとき重要であり、それは印刷用紙の場合、事実である。本発明の出願の最適の分野は、印刷用紙の製造用の３層ヘッドボックスである。
さらに、本発明によれば、ヘッドボックスの構造は、つぎのようになる。つまり、個々の層に対応する各構造部は、管の数、および管の断面形状の両方を相互に等しくする。この場合、流速は、各層それぞれで等しくなる。このように、流速が各層において実質的に等しいために、液流の差に起因する夾雑層の発生がない。そのうえ、本発明に基づく構造では、各層間に、スライス・コーンに、端部に向かって先細で、スライス・コーンの実質的に全長にわたり伸びている長いエプロンが用いられる。その上さらに、それぞれの層で、水平の管列の間で、端部に向かって先細の中間エプロンが用いられる。
本発明に基づく多層ヘッドボックスにおいては、望ましくは単一紙料方式と呼称される方式が用いられる。紙料は、１個の共通の液槽から分岐導管へ送り込まれ、分岐する。各分岐管では、それぞれの層で必要とされる填料／混合物が基礎紙料へ添加される。
本発明に基づく多層ヘッドボックスにおいては、少なくとも２層、望ましくは３層がある。３層をさらに上回ってもよい。
本発明に基づく多層ヘッドボックスは、特許請求の範囲に明示したとおりの主たる特徴を有する。
本発明を、以下に、添付図面の各図に図示した本発明の好適な実施例をいくつか参照して説明する。本発明は、しかしながら、これらの具体例のみに限定されない。
第１Ａ図は、本発明に基づく多層ヘッドボックスの長手方向に沿った断面図である。
第１Ｂ図は、第１Ａ図の構造を、上方から見て第１Ａ図のI-I線に沿って示した断面図である。
第２Ａ図は、本発明に基づく多層ヘッドボックスへ、異なる層に共通な分配プレートに関連しての希釈液を供給する様子を示す拡大図である。
第２Ｂ図は、第１Ａ図のII-II線に沿った断面図である。この図に示すように、希釈液流は、先細の導管から同時に、それぞれの鉛直管列ごとに、多層ヘッドボックスにおいて異なる層を形成するすべての液流管構成部分へと分配される。
第３図に、本発明に基づく多層ヘッドボックスにおいて使用される紙料系を図示する。
第４Ａ図は、本発明の第２の好適な実施例を示す。
第４Ｂ図は、第４Ａ図におけるIII-III線に沿った断面図である。
第５Ａ図は、本発明の実施例を示し、３層ヘッドボックスにおいて、同時に同一の弁を経由し表面層のひとつへおよび中間層へ、希釈液が送り込まれるものである。
第５Ｂ図は、第５Ａ図のIV-IV線に沿った断面図である。
第１Ａ図は、抄紙機／板紙抄紙機の本発明に基づく多層ヘッドボックス10の長手方向の断面図である。図示の多層ヘッドボックスは、３個の紙料用の入口ヘッダを含む。すなわち、紙料M1、M2およびM3用のヘッダJ1、J2およびJ3である。紙料M1、M2、M3の各々は、入口ヘッダJ1、J2およびJ3から送り込まれ、紙料が相互に混合せず、３つの分離したウェブの層が形成されるように構成されている。第１Ａ図に示すように、希釈液、望ましくは希釈水は、ヘッダＴから、ヘッダに接続された弁V1および／またはV2および／またはV3…を経由して、これらの弁と接続された導管D1および／またはD2および／またはD3…へ選択的に送り込まれる。このようにして、弁V1および／またはV2および／またはV3…の調節により、希釈液、望ましくは希釈水の液流を、ウェブの幅にわたって調整することが可能である。希釈液、望ましくは希釈水の濃度は、紙料懸濁液の平均濃度とは差がある。このようにして、ウェブの秤量は、ウェブの全幅にわたって所望の状態に調節することが可能である。
以上は、紙料M1、M2、M3を、入口ヘッダJ1、J2、J3から入口ヘッダの後に位置するチューブ・バンクへ、チューブ・バンクの個々のチューブ11a1.1、11a1.2、…；11a2.1、11a2.2の中へと、さらに、前述のチューブ・バンク11の各チューブから紙料M1、M2およびM3に係る中間チャンバE1、E2、E3へ、そして、中間チャンバE1、E2、E3から渦流発生装置12へ、パイプ12a1.1、12a1.2…；12a2.1、12a2.2…の中へと、さらに、スライス・コーン13の実質的に全長にわたって伸びたエプロン14a1、14a2を含むスライス・コーン13へと、流すことによって行なわれる。さらに、スライス・コーン13では、各紙料M1、M2、M3ごとに設けられたスライス・コーンのブロックまたは層における垂直管列の２本のパイプの間に、中間エプロン15a1、15a2、15a3が取り付けられている。これは、各ブロックの間に配置され各ブロックを分割しスライス・コーンの実質的に全長にわたって伸び端部に向かって先細のエプロン14a1、14a2よりも実質的に短い。
本発明に基づくヘッドボックスでは、入口プレート160により、紙料M1、M2、M3は、ヘッダJ1、J2およびJ3から、矢印L2'、L2''、L2'''で示すように、入口プレート160で液流パイプ16a1.1、16a1.2…；16a2.1、16a2.2へ送り込まれる。プレート160から、液流は、分配プレート16において対応する数字で示す導管へ送り込まれる。そして、前述の分配プレート16では、希釈液L1は、垂直方向のパイプ列におけるそれぞれのパイプに分配されて、希釈液L1が、紙料M1、M2およびM3のすべてへ一様に分配される。分配プレート16から、紙料流と希釈水流とが合流した液流が、チューブ・バンク11のチューブ16a1.1、16a1.2…；16a2.1、16a2.2へ送り込まれる。チューブ・バンクの各チューブから、紙料M1、M2、M3およびそれらと合流した希釈液流L1は、中間チャンバの区画E1、E2およびE3へ送り込まれる。中間チャンバE1、E2およびE3は、ヘッドボックスの幅にわたって伸びる水平隔壁g1およびg2によって、鉛直方向に相互に分離されている。中間チャンバの区画E1から、紙料は、渦流発生装置12のパイプ12a1.1、12a1.2…；12a2.1、12a2.2…；12a3.1、12a3.2…へ送り込まれる。中央の区画E2から、紙料は、渦流発生装置12の中央のパイプ12a1.3、12a1.4；12a2.3、12a2.4へ送り込まれる。また、区画E3からは、紙料は、渦流発生装置12のパイプ12a1.5、12a1.6；12a2.5、12a2.6…へ送り込まれる。渦流発生装置12から、紙料M1、M2およびM3とそれらに加えた希釈水は、さらにスライス・コーン13の主エプロン14a1、14a2の間の空間へ、さらにフォーミング・ワイヤＨへ送り込まれる。本発明に基づくヘッドボックスにおいてさらに、スライス・コーン13の端部に調整可能な頂部スライス・バーＫを用いることが可能である。
同図に示すように、入口ヘッダJ1、J2、J3は、一体化した枠Ｒで囲われた構体を構成している。入口ヘッダJ1およびJ2の間には、図の水平方向に横切って、枠Ｒと入口プレート160の間に、区画壁C1がある。同様に、入口ヘッダJ2およびJ3の間には、枠Ｒと入口プレート160の間を横切って、水平の区画壁C2がある。
この図は、３層の紙が製造可能なヘッドボックスを示している。本発明は、上述の実施例に限定されるという訳ではなく、ヘッドボックスは、２層の紙を製造し２つの入口ヘッダJ1およびJ2のみを含む構成単位からなっていてもよいことは明らかである。そのような場合、分配プレート16は、希釈液を紙料M1およびM2へ分ける。本発明は、４種以上の異なった紙料M1、M2、M3、M4…について、４個以上の入口ヘッダJ1、J2、J3、J4…がある多層ヘッドボックスにも好適なものである。
第１Ｂ図に、第１Ａ図の上面図を示す。第１Ｂ図に示すように、希釈液は、弁V1、V2...VN（第２Ｂ図）を経由して、本発明に基づく多層ヘッドボックスへ、ヘッドボックスの幅の様々な箇所の中へ、鉛直な導管17a1、17a2、…の中へ、さらに、チューブ16a1.1、16a1.2；16a2.1、16a2.2へ、ウェブの秤量の調節を考慮して、分配される。希釈液は、希釈水、たとえば、繊維の入った水または清水、またはリテンションとしてワイヤから除去した水でよい。一般に、希釈液の濃度は、紙料M1、M2およびM3の濃度と異なる。
本発明によれば、希釈液（矢印L1）は、幅の各箇所に配置された弁V1、V2…（第２Ｂ図）を経由して、幅方向のある箇所で多層ヘッドボックス10へと接続し、多層ヘッドボックス10のすべての層へ、すなわち、図に示した紙料M1と、紙料M2と、紙料M3とのいずれへも分配され、ウェブの幅にわたって形成される多層ウェブの秤量を調節する。
第２Ａ図は、本発明に基づく多層ヘッドボックスへの希釈液の供給を拡大して示したものである。第２Ａ図に示すように、別個の分配プレート16を用い、これは、紙料流の方向L2における入口ヘッダJ1、J2およびJ3の後で、チューブ・バンク11の前に、取り付けられている。分配プレート16の前には、入口プレート160がある。前述の別個の分配プレート16は、チューブ・バンク11と接続して取り付けられており、希釈液の液流の方向に先細の液流導管17a1、17a2…を含む。液流導管D1からと弁V1から、また、液流導管D2からと弁V2等から来た希釈液L1は、接続されている先細の導管17a1、17a2…へと流れる。そこからさらに、液流は、それぞれの特定の弁V1、V2に接続されたチューブの鉛直線に沿って、チューブ16a1.1、16a1.2…；16a2.1、16a2.2のすべてへ同時に分配される。このようにして、分配プレート16のところで、ある弁V1、V2…の吐出口側に接続した導管17a1、17a2、…を経由して、希釈水は多層ヘッドボックスのすべての紙料M1、M2およびM3へ分配される。
第２Ａ図に、弁V1と接続した導管17a1の部分断面を示す。その導管は、その端部に向かって先細になっている。前述の先細の形状によって、液流は前述の鉛直チューブ列における流れチューブ16a1.1、16a1.2および16a1.3のすべてに所望の方法で、望ましくは一様に分配されるようにするとよい。同様に、弁V2を経由して、チューブ16a2.1、16a2.2および16a2.3等へ、希釈液が分配される。
第２Ｂ図は、第１Ａ図のII-IIの線に沿った断面図である。第２Ｂ図に示すように、分岐導管18a1.1、18a1.2、18a1.3…は、先細の導管17a1へ開口している。第２Ｂ図に示すように、分岐導管18a1.1は、液流L1を先細の導管17a1から紙料M1のチューブ16a1.1へ分配する。また同様に、分岐導管18a1.2は、希釈液流L1を先細の導管17a1から紙料M2のチューブ16a1.2へ分配する。また同様に、分岐導管18a1.3は、先細の導管17a1からの液流を、その低い方の端部から紙料M3のチューブ16a1.3へ分配する。
第２Ｂ図に示すとおり、矢印L1は、弁V1から先細の導管17a1への希釈液流の導入を図示したものである。この矢印は、紙料M1、M2、M3の入口ヘッダJ1、J2、J3から到来する液流L2'、L2''およびL2'''への希釈液流の接続分配を示している。
ヘッドボックス10は、紙料M1、M2、M3のそれぞれの処理に係る配管系およびヘッドボックス構体が相互に、たとえば、それらのパイプの数とパイプの寸法において類似している構造である。このようにして、層の不純性を生ずるであろう異なる層間の液流の速度差は除去される。たとえば、チューブ・バンク11において紙料M1用に備えられているチューブの数は、中央の紙料M2用に備えられているチューブと数および寸法が同じである。同様に、もう一方の表面層の紙料M3用のチューブの数と寸法は、前述の層と同じである。同様に、紙料M1、M2およびM3用に備えられている各構体は、中間チャンバおよび渦流発生装置おいて、相互に類似している。スライス用導管のエプロン14a1、14a2は、望ましくはスライス用導管の長さ全体に伸び、それらの端部に向かって均分に先細になっている。さらに、スライス用導管13のそれぞれの層において、本発明に基づくヘッドボックスは、中間エプロン15a1、15a2、15a3を含む。それらは、主エプロン14a1、14a2よりも実質的に短い。
第３図は、本発明に基づくヘッドボックスと接続した単一紙料方式を図示したものである。入口ヘッダJ1、J2およびJ3のなかへ送り込む紙料M1、M2およびM3は、多層ヘッドボックスと接続して配置した同一の紙料槽Ｆから移送されたものである。紙料M1、M2およびM3は、１本の共通の基本紙料Ｍから、基本紙料Ｍに各層に必要な、したがってそれぞれ個別の紙料M1、M2およびM3に必要な填料や混合物を添加することによって、調製されたものである。それゆえ、基本紙料Ｍは、紙料槽ＦからポンプＰによって送り込まれ、分岐経路e1、e2、e3、e4、e5へと分岐する。その後、填料および／または歩留まり向上剤を、紙料、M1、M2およびM3のそれぞれの必要条件に応じて、各点b1およびb2において添加する。
第４Ａ図および第４Ｂ図は、本発明の実施例を示し、希釈液は、そのヘッダＴから一連の弁V1、V2を経由して導管D1，D2、…へ、常に弁V1、V2…の制御状況によって、ヘッドボックスの幅にわたる所望の位置で送り込まれる。希釈液、望ましくは希釈水は、同時に送り込まれ、たとえば、第４Ａ図に図示する方法では、導管D1を経由して、紙料用入口ヘッダJ1およびJ2から送り込まれた紙料流L2'およびL2''に接続される。このようにして、同図に示したように、たとえば、希釈液流L1は、ヘッダＴから導管D1を経由して送り込まれ、そのときに、制御弁のあるもの（図に示した弁V1）を経由して、少なくとも２つの紙料層へ送り込まれ、図示するように、３層ヘッドボックスにおいて表面層を形成する紙料M1およびM3へ接続される。紙料M2は、液流L2''として入口ヘッダJ2から送り込まれ、図示した実施例では、液流L1が、前述の中間の液流L2''へ接続して送り込まれることがないようにしている。
こうして、第４Ａ図に示すように、希釈液L1は最初に、ヘッダＴから導管D1へ送り込まれる。その後、導管16を経由して先細の導管17a1へ、そして、そこから分岐導管18a1.1および18a1.3を経由して導管16a1.1および16a1.3において流れている紙料M1およびM3の紙料流L2'およびL2''へ送り込まれる。
それゆえ、第４Ａ図および第４Ｂ図の実施例の本質的な特徴は次のとおりである。すなわち、希釈液L1は、調整弁V1および／またはV2…および／またはV3…および／またはVnのあるものにより調節されながら、前述の弁に接続された導管D1および／またはD2…へ送り込まれる。そして、前述の希釈液は、ヘッダＴから、そのときに、少なくとも２つの紙料層の中へと送り込まれる。そして、図示の実施例では、それは３層ヘッドボックスにおいて表面層M1およびM3に形成される紙料流L2'およびL2'''に接続される。紙料流L2'およびL2'''は、入口ヘッダJ1およびJ2を出て、導管16a1.1および16a1.3へ送り込まれる。そして、前述の導管16a1.1および16a1.3で、希釈液L1は、図示するように、先細の導管17a1から前述の液流L2'およびL2'''に接続されて送り込まれる。紙料流と希釈液が合流した液流は、さらにチューブ・バンク11の中へと、またさらにヘッドボックス構体へ送り込まれる。
第５Ａ図および第５Ｂ図には、先掲の図に示した実施例と他の点で類似するが、希釈液L1'が表面層を形成する紙料M1の液流L2'と接続し、また、中間層を形成する紙料M2の液流L2''と接続して送り込まれる点で異なる本発明の実施例を示す。この実施例では、紙料流L2'''に接続して送り込まれる液流L1はない。のみならず本実施例においては、ヘッドボックスの幅にわたって取り付けられた一連の弁V1、V2、…がある。この場合、希釈液流L1、望ましくは希釈水は、希釈液のヘッダＴから、所望の方法により、弁V1および／またはV2および／またはV3…を経由して、接続された導管D1および／またはD2…へ、さらに、先細の導管17a1および／または17a2へ送り込まれる。そして液流は、前述の導管から、そのときに、紙料用入口ヘッダJ1およびJ2から送り込まれた紙料M1およびM2の液流L1'およびL2''と接続して、分岐される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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