Web of humidification method and apparatus

申请号 JP2000559299 申请日 1999-07-09 公开(公告)号 JP2002520500A 公开(公告)日 2002-07-09
申请人 メッツォ ペーパー、インク.; 发明人 タニ、ミッコ; ヘイッキネン、アンッティ;
摘要 (57)【要約】 ウェブの加湿方法において、 水 が加湿装置(2)により、所定の地点で、その地点を通過する紙ウェブ(W)又はそれの同等物の表面に塗布され、該ウェブはその後にカレンダ(C)に移送される。 液体は、湿潤を受ける紙ウェブ(W)又はそれの同等物の繊維が、その繊維の吸収可能な液体量の少なくとも80%を吸収するための時間を、表面処理の前に、有する程早期の段階において塗布される。
权利要求 【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】 液体が所定の地点で、その地点を通過する紙ウェブ(W)又はそれの同等物の表面に塗布され、上記ウェブがその後に表面処理に移送されるウェブの加湿方法において、湿潤を受ける上記紙ウェブ(W)又はそれの同等物の繊維が、その繊維の吸収可能な液体量の少なくとも80%を吸収するための時間を、上記表面処理の前に、有する程早期の段階において上記液体が塗布されることを特徴とする方法。
  • 【請求項2】 上記液体は、上記表面処理よりも少なくとも0.2秒前に、好ましくは少なくとも0.3秒前に、塗布されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  • 【請求項3】 上記液体は、上記表面処理よりも、0.2〜2秒前に、好ましくは0.3〜2秒前に塗布されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
  • 【請求項4】 上記液体は、上記表面処理よりも0.5〜1.5秒前に塗布されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
  • 【請求項5】 上記液体はスプレ湿潤の形で塗布されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。
  • 【請求項6】 上記ウェブ(W)は、上記液体添加の地点と上記表面処理との間を、曲がりくねった通路に沿って上記ウェブを案内する部材(1)を経由して通過することを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。
  • 【請求項7】 上記ウェブ(W)の液体吸収時間は、上記液体添加地点と上記表面処理との間の上記ウェブ(W)の通路の全長を変化させることによって、調整され、上記全長の変化は、ウェブ案内システム(T)の少なくとも1個のウェブ案内部材(1
    )の位置を変えることによって行われることを特徴とする前記の請求項のいずれかに記載の方法。
  • 【請求項8】 上記ウェブ(W)の液体吸収時間は、少なくとも1個の部材(1)の位置を高さ方向に変化させることによって調整することを特徴とする請求項7に記載の方法。
  • 【請求項9】 上記ウェブ(W)の液体吸収時間は、上記システム(T)の少なくとも一つの部材列(TR)の位置を変化させることによって、調整され、上記部材列(TR
    )は2個以上の連続する部材(1)を含み、上記ウェブは上記2個以上の連続する部材(1)の間を、上記部材列(TR)から除外された一つの部材を経由して案内されることを特徴とする請求項7又は8に記載の方法。
  • 【請求項10】 上記ウェブ(W)の水吸収時間は、上記システム(T)の上記部材列(TR)
    の位置を高さ方向に変化させることによって、調整されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  • 【請求項11】 上記添加地点において、上記紙ウェブ(W)の収着能力(Vsorp)よりも大きい液体量(Vapp)が塗布されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。
  • 【請求項12】 上記液体はスプレ湿潤の形で塗布され、上記量(Vapp)は、上記紙ウェブ(W
    )の走行方向におけるジェットの長さ(d)を調節することによって、調整されることを特徴とする請求項11に記載の方法。
  • 【請求項13】 上記ジェットの長さ(d)は、上記紙ウェブ(W)からの対応するノズルの距離を調節することによって、調整されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
  • 【請求項14】 上記繊維によって吸収される上記液体は、2回以上に分けて上記ウェブの同一面に塗布されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。
  • 【請求項15】 上記液体は、2箇所以上の連続するスプレ湿潤部において上記ウェブ(W)の少なくとも一方の面に塗布されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
  • 【請求項16】 液体はスプレ湿潤の形で塗布され、空気流は、上記ウェブの走行方向においてジェット(2a)の少なくとも一方側に配置された1個の制御部材(5)によって、制御されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。
  • 【請求項17】 上記空気流は、上記制御部材(5)によって、2本の連続するジェット(2a
    )の間で制御されることを特徴とする請求項15又は16に記載の方法。
  • 【請求項18】 上記液体は上記ウェブ(W)の下においてスプレ湿潤として塗布されることを特徴とする請求項11乃至17のいずれかに記載の方法。
  • 【請求項19】 上記湿潤処理はSC紙の製造において行われ、上記紙ウェブ(W)はカレンダ処理の前に湿潤されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。
  • 【請求項20】 紙又は板紙の製造において上記湿潤処理は乾燥部の後で行われることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。
  • 【請求項21】 紙ウェブ(W)又はその同等物の表面処理を行う部材(3,4)の前であって上記紙ウェブ(W)の走行方向に配置され、液体を添加して上記ウェブ(W)の湿潤処理を行う少なくとも1個の装置(2)を具備するウェブ(W)の加湿装置において、上記装置(2)は、上記紙ウェブ(W)又はその同等物の走行速度を考慮して上記表面処理部材(3,4)から所定の距離だけ離れた所に配置され、
    上記所定の距離は、湿潤処理を受けた上記ウェブ(W)の繊維が2個以上の装置(2)によって上記ウェブ(W)に添加された上記液体を、上記表面処理部材(
    3,4)への上記ウェブの到達前に或る量だけ吸収する為に必要な時間を確保する為の距離であり、上記或る量は、上記繊維が吸収可能な液体の総量の少なくとも80%であることを特徴とするウェブ(W)の加湿装置。
  • 【請求項22】 上記液体添加装置(2)は、上記ウェブ(W)の走行路に沿って測定した時に上記表面処理部材(3,4)の前方、最大40mの所、好ましくは最大35mの所に配置されることを特徴とする請求項21に記載の装置。
  • 【請求項23】 上記液体添加装置(2)は上記ウェブの表面処理部材(3,4)の前方、2〜
    10mの所に配置されることを特徴とする請求項22に記載の装置。
  • 【請求項24】 上記液体添加装置(2)は、上記ウェブの表面処理部材(3,4)の前方、5
    〜25mの所に配置されることを特徴とする請求項22に記載の装置。
  • 【請求項25】 上記液体添加装置(2)と上記ウェブの表面処理部材(3,4)との間にロールのような部材(1)が設けられ、上記部材(1)は曲がりくねった通路に沿って上記ウェブ(W)を案内するように配置されることを特徴とする前記請求項2
    1乃至24のいずれかに記載の装置。
  • 【請求項26】 上記液体添加装置(2)と上記表面処理部材(3,4)との間で上記ウェブ(
    W)を移送するロール・システム(T)が設けられ、上記ロール・システム(T)は、少なくとも2個のロール(1)から、好ましくは1個以上のロール列(TR)に配列された数個のロール(1)から構成され、 上記ロール・システム(T)の少なくとも1個のロール(1)の位置は、上記ロール・システム(T)の部分内において上記ウェブ(W)の通路の全長を変える為に上記ロール・システム(T)の高さ方向及び/又は長手方向に変更可能に配置されることを特徴とする請求項25に記載の装置。
  • 【請求項27】 上記少なくとも1個のロール列(TR)の位置は高さ方向に変更可能に配置されることを特徴とする請求項26に記載の装置。
  • 【請求項28】 上記液体添加装置(2)は、紙又は板紙用の抄紙機の乾燥部の後に配置されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の装置。
  • 【請求項29】 上記表面処理部材(3,4)は、カレンダであり、好ましくは5以上のニップを備えたカレンダであることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の装置。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】

    【0001】 本発明はウェブの加湿方法に関し、このウェブの加湿方法にあっては、所定の地点を通過する紙ウェブ又はその同等物の表面に液体が塗布され、その後に、そのウェブが表面処理部に案内される。 本発明は特に、紙ウェブのカレンダ処理前に、抄紙機の湿潤ユニットにおいてそのウェブ表面を湿潤処理する方法に関する。 本発明はまた、上述の方法を実施する装置に関する。 尚、以下において、用語紙ウェブは、繊維状材料から作られかつ液体を吸収することができる可撓性ウェブの形のすべての材料を意味する。

    【0002】 紙が乾燥された後に、そのウェブ表面構造が機械的処理、即ちカレンダ処理によって適当な形に作られる。 カレンダ処理にはいくつかの方法が存在するが、いずれのカレンダ処理方法にあっても、ウェブは2表面間、典型的には回転ロール表面間に形成される一個のニップ又は数個のニップを通過する。 尚、このカレンダ処理の目的は、紙を押圧して所定の最終厚さにすること、特にその表面を平滑化することによって、紙質を改良することである。 周知のように、紙又は板紙に含まれる繊維の成形性(モールダビリティ)やカレンダ処理に関連するウェブの「可塑化」は、温度及び/又は分を高めることによって、改良することができる。 紙に含有それるポリマーの成形性は、その処理温度をガラス転移温度まで又はそれ以上に高めることによって、増大することができる。 含水量を増大することによって、ガラス転移温度を低下させることが可能である。 ウェブに温度及び水分を加える際に、それをそのウェブの一方の表面層のみ又は両方の表面層のみに制限することがしばしば好ましい。 このような制限によって、ウェブの中央層に過度の影響を及ぼすことなく、ウェブの繊維の成形性を改良することができる。 この結果、公知の方法は、ウェブのカレンダ処理前に、ウェブ表面の湿潤処理を行う。 別の公知の方法は、カレンダ・ロール間のニップの前に、蒸気を加えるもので、この場合には、表面の予加熱も行われることになる。 カレンダ処理は例えば欧州特許第617165号に開示されている。

    【0003】 現在では、SC(スーパーカレンダ)紙の製造は、いわゆる紙の過乾燥処理を必要とする。 この過乾燥処理は、カレンダ処理の前に紙を、その使用時の水分よりも少ない水分まで乾燥するものである。 これは最大限、紙を1.5〜2.5の水分範囲(moisture range)まで乾燥することを意味する。

    【0004】 製紙工程中に生ずる最小の含水量が低減する時に、紙の水分の膨張可能性(mo
    isture expansion potential)が低下するので、過乾燥処理は充分に根拠のある処理である。 小さな水分膨張可能性は、製品の印刷適性を向上する。 更に、現時点で過乾燥処理及び再湿潤処理は、紙をカレンダ処理の目標入口水分(target inlet mois
    ture)まで直接乾燥処理する場合と比べた時には、カレンダ処理の観点からプロファイルを良好にする。

    【0005】 特にSC紙の製造プロセスにおいては、紙は、適正な目標水分を得る為に湿潤しなければならない。 「オフライン」プロセスにあっては、湿潤処理処理とその湿潤位置とはあまり決定的なものではない。 なぜならば、紙の水分プロファイルや引張り状態やその他の相当の変量は、スーパーカレンダ処理の前にリール領域において充分に均等化される為の時間が存在するからである。 また、オンライン・プロセスにあっては、紙は、カレンダ処理の前に適正な水分に達していることが重要である。

    【0006】 連続する細片、即ち連続ストリップ形のウェブを湿潤する場合の問題は、ウェブの厚さ方向の水分勾配を所望の勾配にする為に含水量を極めて高精度に設定することが困難である点である。 水分勾配が極めて低く設定されるリスクが存在すると共に、カレンダ処理の平坦化効果が必要とされるウェブの表面繊維に作用するのではなく、必要とされないウェブの中央層に作用してしまう。 しかしながら、紙又は板紙の最終品質の観点からは、カレンダ処理をうまく行うことは重要である。 こうして、水の適正な適用量即ち投量は、表面処理をうまく行う為の基本的な条件である。

    【0007】 水分勾配を非常に急峻にする為には、湿潤装置の構造及び/又はその配置に関する公知の構成を使用することが可能であるが、しかしながら、これらの公知の構成にもかかわらず、水分勾配は、ウェブがカレンダに進入する時に、不都合になることがある。 こうして、問題は、湿潤装置の後に発生する水の吸収の結果として、適正な水分勾配をどのようにして得るかという点に帰結する。 湿潤処理の後において、カレンダの前におけるウェブでの水の吸収が不充分であったり、又は水の吸収が過剰になるといった事態が発生することがある。 同様に、水によりに所望の効果がカレンダ処理において得られないという問題が存在する。 これは、ウェブの湿潤が不均一であるか、ウェブの中央層が不必要に湿潤されるか、又は繊維がニップにおいて充分に成形されないといった事態になりうる。

    【0008】 公知の方法は、例えば欧州特許第617165号及び米国特許第4,945,6
    54号に開示されるように、湿潤装置をカレンダに対してカレンダ・ニップに非常に接近するように配置するものである。

    【0009】 本発明の目的は、上述の問題を軽減すること、及び意図した湿潤を行うことができる方法を提供するものである。 この目的を達成する為に、本発明による方法は、湿潤処理を受ける紙ウェブ等の繊維が表面処理の前にその繊維の吸収可能な液体の総量の少なくとも80%の液体を吸収することができる時間的余裕を有するような早期の段階において液体を塗布することに、主たる特徴を有する。 このウェブは、この液体の添加によって得られる含水量の状態において、表面処理部に案内される。

    【0010】 湿潤処理後にその湿潤が効果を呈する時間は、特に上記湿潤地点からのウェブの走行距離を調整することによって、影響を受ける、即ち変化するものである。
    尚、この走行距離の調整は、ロール・システム内のウェブの通路の全長が変化するように、そのロール・システム内のウェブ案内用のロールの位置を変えることによって、達成することができる。

    【0011】 本発明は結局のところ、ウェブが湿潤装置からカレンダまで走行した時のウェブにおける湿潤効果の最適持続時間のみが意図した水分効果を発揮することができるという観察結果に基づくものである。 ウェブは湿潤されて目標水分を得て、
    この目標水分の状態でカレンダ・ニップまで案内される。

    【0012】 本発明による方法の別の特徴事項は、添付の従属形式の請求項に記載され、湿潤の均一性に影響する別の調整方法及び可能性を提供する。

    【0013】 本発明による装置は、液体を添加する装置を具備し、この液体添加装置は、ウェブの速度を考慮して、表面処理装置から以下の距離の所に配置される。 即ち、
    ウェブに添加された液体は、ウェブにおける湿潤を受けた繊維によって、その繊維が吸収可能な液体の総量の少なくとも80%が吸収されるだけの時間が存するように、上記距離が定められる。

    【0014】 以下に、本発明を添付の図面を参照して更に詳細に説明する。

    【0015】 図1は、紙又は板紙用の抄紙機の乾燥部から移送される紙又は板紙のウェブW
    を概略的に示したもので、このウェブWは湿潤ユニットを通ってカレンダCに移送される。 この湿潤ユニットは少なくとも一台の湿潤装置2を具備し、この湿潤装置2はそれ自体公知の方法でウェブWの一表面を加湿する。 尚、湿潤装置2は以下のいくつかの原理のいずれか一つによって機能することができる。 即ち、 スプレー湿潤法、 フィルム・トランスファー湿潤法(LAS、シムサイザー等)、 空気の相対湿度の調整による加湿法、 蒸気あて法、必要に応じて蒸気あての前にウェブの冷却を行う。

    【0016】 両面湿潤の場合には、ウェブWの夫々の面に異なった湿潤原理処理を行うことが可能であることは、もちろんである。 この湿潤処理において、ウェブWは、所望の表面水分を得て、この湿り状態でカレンダのカレンダ・ニップNに送られる。 このカレンダは公知のタイプのものでよいが、しかしながら、本発明は、図示された積み重ね(スタック)形のカレンダ・ロール又は連続ロール対から構成されるカレンダのような4個を超えるニップを有するオンライン形のカレンダの前に特に適用することができる。 本発明は、上述の多ニップ形カレンダによって成されるオンライン・カレンダ処理の前のSC紙の製造プロセスに特に適用可能である。

    【0017】 図1に示したように、湿潤装置2はウェブWの両側に配置される。 この両側にはいくつかの連続する湿潤装置2、図1では2台の湿潤装置が存する。

    【0018】 しかしながら、湿潤処理の後に、湿潤されたウェブWは、その表面層において水分の吸収が起こり、この水分吸収はウェブWの表面層からその中央層へと進むので、最後の湿潤装置2とカレンダのニップNとの間のウェブの通路の全長を以下の条件を満足するように設定することが必要となる。 即ち、ウェブが或る時間要してカレンダCに到達した時に、そのウェブWがカレンダ処理について最適状態に湿潤されているという条件を満足するように、ウェブ通路長が設定される。
    このカレンダ処理における最適状態とは換言すると、ウェブは、特にその外層では充分に湿潤されるが、その中央層では実質的に乾燥状態のままであり、これによって、ウェブWはそのZ方向に充分に急峻な水分勾配が生ずる。

    【0019】 上述の時間は、特に湿潤処理を受けた繊維が以下の所定水量を吸収することができる時間となるように選定される。 即ち、繊維が吸収する所定水量とは、一台以上の湿潤装置2によってウェブWの同一面に湿潤処理において添加された水のうちの、繊維が吸収可能である水量の少なくとも80%である。 尚、用語吸収は、紙ウェブ繊維、典型的には木部繊維の膨潤を意味し、この膨潤は、水吸着や吸水や繊維への水拡散移動や浸透圧によって生ずる移動含むものである。 換言すると、繊維の膨潤は少なくとも80%であるべきである。

    【0020】 実際には、繊維が水を充分に吸収するのに要する時間は、最短でほぼ0.3秒である。 図2は実験室の条件下で測定した単繊維の水吸着時間を示す。 単繊維の場合、カレンダについての適切な水量は最大のほぼ80%である。 即ち、相当の吸収時間はほぼ200ミリ秒(ms)である。 繊維は実際には、個々別々に存するのではなく、紙の網目構造状に互に密集的に接続されている。 この紙の網目構造と水の塗布条件とは、最小時間が上述の0.3秒となるように、水の吸収を減速させる。 或る好ましい条件にあっては、最小時間は、小さな安全上のマージンを含んで0.2秒とすることができる。

    【0021】 最適の塗布時間はもちろん紙の繊維材料と表面化学と網目構造とに依存する。
    化学パルプから機械パルプへ遷移するにつれて、必要な吸収時間は増大する。 従って、紙の等級に応じて、ニップよりも0.2〜2秒前に、好ましくは0.3〜2
    秒前に、水を塗布することが好ましい。 大部分のプロセスの最も好ましい吸収時間は0.5〜1.0秒である。 例えば、板紙の製造プロセスにおいて、運転速度即ち走行速度は600m/分にすることができる。 こうして、第1のカレンダ・ニップの所から2〜10mの距離に湿潤装置を配置することが好ましい。 (この距離は0.2〜1.0秒の時間に対応する)。 SC紙の典型的な製造プロセスにあっては、運転速度は1500m/分にすることができる。 こうして、第1のカレンダ・ニップの前、5〜25mの所に湿潤装置を配置することが好ましい(これは0.2〜1.0秒の時間に相当する)。

    【0022】 他方、水は紙の繊維間の結合を破断して、紙の乾燥処理中に作られた引張を緩め、紙の水添膨張(hydroexpansion)を発生し、これは、乾燥処理部から生ずるストリーク即ち筋(可変の水分クロス・プロファイル)の効果を低減し、紙のクロス・プロファイルを均等化する。 例えば、SC紙にあっては、上述のプロセスを実施する為の湿潤の最適結果は500〜1500ミリ秒、好ましくは600
    〜1300ミリ秒の時間内であると思われる。 尚、これらの時間は、運転速度が1500m/分の場合には夫々12.5〜37.5mの距離と、15〜32.5mの距離に相当する。

    【0023】 こうして、運転速度が高速である場合には、湿潤装置をカレンダからできるだけ遠く離して配置することが基本的に好ましい。 湿潤装置の設置距離の上限は抄紙機の構造及び/又は水分保持力に基づいて決定される。 もし、湿潤装置が第1
    のカレンダ・ニップから遠すぎる位置に配置された場合には、ウェブは再乾燥される可能性がある。 このような事態は、湿潤装置が乾燥部の内部に、例えば最後の乾燥機グループの前方に位置する場合に特に発生し易すい。 全ての紙又は板紙用の抄紙機及び特にSC紙用の抄紙機においては、好ましい設置位置は、カレンダの第1のカレンダ・ニップの前方、最大40mの所、好ましくは最大35mの所であり、かつ好ましくは乾燥部の後方である。 高速の抄紙機の場合には、その速度によって必要とされるウェブの走行路に沿って測った長い設置距離は、抄紙機の進行方向における乾燥部とカレンダとのまっすぐな固定距離に無関係に、以下に記載する構成によって実現できる。

    【0024】 吸収時間を充分にとることによって、紙の繊維状材料に含有されるポリマーは、水の効果によって確実に可塑化される。 この可塑化によって、カレンダ処理結果が大幅に向上する。 図3及び図4は、添加量を変化させた時の吸収時間の関数としてPPSの進展を示したものである。 ここで図3は非スプレSC紙の上面側の結果を示したものであり、図4はスプレされたSC紙の下面側の結果を示したものである。 これらの図面において、水量「−1」は1g/m の増加を表し、
    「0」は1.8g/m の増加を表し、「1」は2.8g/m の増加を表す。 図5は吸収時間の関数として密度の変化を示したものである。 また、図5は図3 及び図4の実験条件を説明するものである。

    【0025】 従来の解決手段にあっては、水を充分吸収する為の時間が充分ではない。 こうして、水の効果は繊維間の結合破壊効果に主に基づくものであり、ここにおいて、紙の表面層は緩められ、この結果、その成形性が向上する。 本発明による方法は、水の両方の積極的な効果を使用して、カレンダ処理を大幅に向上させる。 こうして、塗布される水量は、実際の吸着で繊維を湿潤する為に必要である量よりも多い。 即ち、ウェブの表面層の繊維間には自由水(遊離水)が存在する。

    【0026】 影響時間が長いことは、液体塗布の結果の観点からも好ましいことである。 もし、液体が小滴の形でのスプレによってウェブWの表面に塗布される場合には、
    これによって形成される液体フィルムは、最良のスプレプロセスであっても不連続になってしまう。 水滴傷を回避する為に、液体はウェブの平面の方向に広がる為の時間が与えられる。 こうして、液体フィルムの不均一性によって生ずる紙の小さな光沢変動を回避することが可能である。

    【0027】 以下に、ウェブが乾燥部とカレンダとの間に設けられた部分を通過する場合の好ましい方法を説明する。

    【0028】 ウェブが湿潤点からカレンダまで走行する距離は、高速機の場合に充分な吸収時間を確保する為に、比較的長くする必要があるので、乾燥部と乾燥との間に配置されたロール・システムTにおいて、そのシステムTの上部ロール1と下部ロール1との間に曲がりくねった通路又はジグザグ状の通路を設け、ウェブがこの通路に沿って走行するように構成することが好ましい。 こうして、走行距離を、
    抄紙機の水平方向距離に無関係に、増大することができる。 複数のロール1が湿潤装置2の後方に配置される。 図1に示したように、ウェブの同一面を湿潤する2個の連続する湿潤装置2の間には、1個のロール1が設けられ、このロール1
    によってこの連続する湿潤装置の間の距離を増大することができる。

    【0029】 ロール・システムTの部分のウェブWの通路の全長を変えるようにロール・システムTの複数のロール1の相互位置を変更することによって、湿潤装置2とニップNとの間の距離も増減することができる。 これを実行する為に、ロール・システムTの少なくとも1個のロール1の位置を変化させると、即ち、2個の連続するロール1の間の距離を変化させると、ロール・システムTの最初のロール1
    と最後のロール1との間の通路の全長が変化する。 この距離の変更の為には、ロール1は湿潤ユニットの長手方向(図1の左右方向)及び/又はその高さ方向(
    図1の上下方向)に移動することができるが、しかしながら、抄紙機が必要とする空間節約の観点からして、ロール1を実質的に高さ方向に移動する方法が最良の実施例であることは明白である。

    【0030】 同様に、湿潤装置2間のロール1を移動することによって、湿潤装置2間の距離を、それらの湿潤装置2の移動なしに、変化させることが可能となる。

    【0031】 本発明の目的の実行について述べると、ロール・システムTにおいて、1個のロール1を移動するのではなくて、数個のロール1を同時に又は異なった時に移動可能に配置することが好ましい。 こうして、湿潤ユニットにとって典型的には、複数のロール1は複数の特別なロール列TR(好ましくは、図示のように二列)を構成するように配置され、このようなロール列TRは紙又は板紙用の抄紙機の空間節約の観点で好ましい。 こうして、本発明の好適実施例によると、一方のロール列TRの全体が第2のロール・ラインTR即ち他方のロール列TRに対して特に実質的に高さ方向に移動されるように配置される。

    【0032】 複数のロール1及び/又はロール列TRを移動する為には、それ自体公知の力装置や動力伝達装置や自動制御装置又はその相当装置を抄紙機技術に関連させて使用することが可能である。 特にロール列TR全体を移動する場合には、複数のロールの同時移動の為に支持構造体や連結装置及びその他の相当装置を設ける必要があるが、これらの装置は公知技術に基づくものである。 上述の装置を使用することによって、ロール列TR全体の移動構成に加えて、1個以上のロール1を別個に移動することができるような実施例も実現可能であることは明らかである。

    【0033】 上述の構成は、湿潤ユニットがたった1個のロール1を有する特別な場合にも適用できるものである。 このような特別な場合には、ウェブWの通路の最短の全長は、湿潤装置2とカレンダCとの間の直線によって実質的に作られ、この全長はロール1によってウェブWの通路を曲げる、即ち方向を変えることによって、
    増大させることができる。 上述の距離が数メートルである場合を考慮に入れると、もっと好適の解決手段はウェブの走行路を増長するには少なくとも2個のロール1又はその同等物を必要とする。 湿潤2とカレンダCとの間に少なくとも3個のロール1又はその同等物を有する多ロール構造体が最適の実施例である。

    【0034】 ロール1をウェブ走行案内用の別の手段に置換えることも可能であり、この場合にはこの別の手段を移動することによってウェブの走行路の長さを変えることができる。

    【0035】 ウェブWは、湿潤ユニットを通った後に、カレンダCまで走行する。 このカレンダCの2個の第1のロールは図においてロール3及び4として示され、両ロール間にカレンダ・ニップNを形成する。 ウェブWはこのニップNを通過する。 尚、このニップは、カレンダCの唯一のニップとすることもできるが、図1に示した例では多ロール式カレンダCの第1のニップである。 尚、この多ロール式カレンダCではウェブWの走行方向に数個の連続カレンダ・ニップNが設けられている。 このニップNにおいては、ウェブが湿潤処理を受けた側の面には過熱されたロールが配置されることはもちろんである。 もし、湿潤処理が両面に行われる場合には、両方のロール表面を加熱することができる。

    【0036】 このような方法及び装置は、製紙プロセス用の直接延長部として働く抄紙機カレンダと特に関連して使用されるものであるが、中間貯蔵部からの紙ウェブを別個の作業ステージにおいてカレンダ処理する場合にも使用することが可能である。 この後者の場合には、巻かれていた紙は、ほどかれて湿潤処理を受け、その後に第1のカレンダ・ニップを通過する。

    【0037】 液体の添加後に充分長い滞留時間が存在するので、紙ウェブの平面の方向における紙の均一吸収性を向上することが可能である。 以下に、特にウェブWの平面の方向において湿潤装置2による液体の添加を改良したいくつかの方法を説明する。

    【0038】 上述のように、スプレ・ジェットによってカレンダ処理の目的の為に充分均一な水フィルムを紙の表面に塗布することはかなりむずかしいことが判明している。 現在の構成にあっては、不均質なフィルムによって水滴傷のような不均一なカレンダ結果や表面損傷が生じる。 これらの問題は、吸収時間を充分長くすることによって、軽減することができる。 以下に、特に小滴スプレの時の塗布結果を改良する別の方法を説明する。

    【0039】 均一な水フィルムを作り出す為の基本的な必要条件の一つは、公知の機能を備えた高機能スプレ・ノズルを使用することである。 このようなノズルを見出すことは以下の理由により困難である。 即ち、現状では、高精度の要求はあまり重要視されておらず、ノズルの製造公差が大部分の場合高すぎ、かつノズルの機能(
    小滴の大きさ分布や紙の塗布領域や紙に移送される水分や水分の均一性)の評価及び測定は非常にむずかしい。

    【0040】 湿潤装置2として現在の基本的なノズルを使用することによって、湿潤処理において均一な水フィルムを得ることが可能である。 この方法は紙の収着能力を調査した知見に基づくものである。 或る紙の等級は所与の時間単位内において一定の表面面積で或る水量を結合及び吸収することができる。 図6は、ウェブWの下から行うスプレ湿潤処理の原理を概略的に示したものである。

    【0041】 水量が上述の水収着能力よりも統計的に充分大きい場合には、ウェブの進行方向におけるスプレ・ジェットの長さを調節することによって水量を調整することができ、こうして、スプレ・ジェットのわずかな不規則性にもかかわらず、均一な水フィルムを得る。 尚、水量とは、単位時間中に湿潤装置から塗布される単位表面積当りの液体の量である。 この水量は、表面からはね返る水の損失を考慮して、かなり多くしなければならない。

    【0042】 図6は、湿潤装置として機能するスプレ・ノズルから噴出されたスプレ・ビーム2aを示す。 この図において、この現象、即ちスプレ・ビームは標準幅のウェブWの幅全体に広がっているので、ウェブの長手方向の指定は表面積として取扱うことができる。

    【0043】 接触時間tcはd/Vwであり、ここでdはウェブの表面上のスプレ・ビーム2aの長さであり、VwはウェブWの速度である。 水量Vappは、単位が例えばg/(m ×s)であり、スプレ・ジェットによってカバーされる表面積A1
    にスプレされた量であり、この水量は、ビームの長さとノズルのスプレ速度とによって決まる。 他方、ウェブWは紙等級特有の水収着能力Vsorpを有し、この水収着能力は、表面が単位表面積及び単位時間当りで水量を吸収することができる能力を示し、この単位もg/(m ×s)である。 水収着能力よりも多い水量がスプレされる。 即ちVapp>Vsorpである。 実際上、これはまた、吸収又は膨潤の時間tiが接触時間tcよりも長いことを意味し、即ち、ビーム2
    aの後にウェブWの表面上に均一な液体フィルムが生成されることを意味する。
    これがカレンダの前の長い影響時間と組合せられると、非常に均一な湿潤処理が達成される。

    【0044】 ウェブWからノズルまでの距離を調整可能にすることによって、ビーム2aの長さd(表面積)を例えば表面積A2に変えることができる。 この時、Vapp
    も変化するが、ノズルの流量(g/s)は一定のままである。

    【0045】 Vsorpは、いくつかのファクター、例えば紙の組成や種々の塗布条件(空気流やジェットの直線速度やスプレ)に依存する。 これは紙の等級毎に、種々の条件に従って決定することができる。

    【0046】 繊維を膨潤する液体をウェブWに、少なくとも二つの連続する箇所で、添加することは好ましいことである。 この場合には、一度に少量を塗布することが可能になる。 この結果、水は、カレンダ処理結果の観点から重要である表面層に向けられる。 これは例えばSC紙等級の製造時には大切である。 一度の添加によっても良好な効果を得ることができるけれども、2以上の連続する箇所で少量ずつ添加することは、紙の平滑度及び/又は疎水性を増す場合、又は水分勾配の形が重要である場合に、特に好ましい。

    【0047】 水が次々と少量づつウェブに吸収される様子は以下のようにして行われる。 即ち、第1の添加、即ち塗布地点において、添加された水の大部分はウェブに吸収されてしまうが、しかしこの水の一部は、次の水が添加される時にも、紙又は板紙の粗さの容積内に表面水として残存する。 その後に、第3の水を添加することができ、この添加地点では、上述の表面水とすぐ前の添加地点で添加された水との大部分が既にウェブ内に吸収されている。

    【0048】 移動中のウェブの表面に均一にスプレ塗布される水フィルム又は他の液体の塗布作業は、数個の連続する水ジェットの使用を必要とするであろう。 ウェブが高速度で移動している時には、水ジェットは、ウェブに確実に接触するように、かなりの高速度でなければならない。 スプレ実験によって、空気の非制御流に起因するウェブ表面の乱れ現象が発生することが判明した。 図7aにおいて、これらの乱れ領域が文字Zで示されている。

    【0049】 この乱れ領域においては、空気とウェブ表面ではねかえった水との混合物が、
    ウェブ表面に衝突してウェブ表面にいわゆる「風」跡、即ち5〜10cmの間隔で生ずる量的変動を作る。 尚、この「風」跡は例えばカレンダ成果を害するものである。

    【0050】 図7bにおいて、制御部材5が、スプレ角に応じて、両ジェット2aの間に又は単一ジェットの両側若しくは一方側に配置される。 これらの部材は、空気とウェブ表面ではね返った水との混合物が先行の水ジェットに干渉せずにかつそのウェブ表面にサイド付着しないようにする為に、設けられる。 これによって、極めて有害な風跡が除去される。 こうして、上述の部材はまた、システム全体の制御性を改良する。 これらの制御部材5は例えば、ウェブWの表面の方に向けられた壁であってもよい。 これらの壁は、ウェブ表面に充分接近配置され、これによってウェブ表面近傍に存する水と空気との混合物が上述の壁に衝突する。 図7bはウェブの真下からのスプレ湿潤を示し、ここでは、水は部材5の表面に沿って下方に流れる。 このような方法は別の方向の場合、例えば湿潤が上方から行われる場合にも適用することができ、この場合には、上述の部材は、水がウェブに戻らないようにする構造体、即ち例えば水吸収体とすることができる。

    【0051】 本発明は上述の説明及び図面にのみ限定されるものではなく、添付の図面に応じて変更することができる。 上述の説明はスプレ式の湿潤処理に集中していたが、紙ウェブ又は板紙ウェブの仕上処理に関する本発明の効果は他の湿潤方法であっても得ることができる。

    【0052】 特に、本発明は、紙がそのフォーメーションの後に2〜6%の最終水分範囲まで乾燥され、それから再湿潤の目標水分が8〜11%であるオンライン形製紙工程に適用することができる。

    【0053】 塗布される液体は典型的には水である。 この水は、水のみとすることもできるし、溶質として他の物質を含有することもできる。

    【0054】 湿潤処理後に行われるウェブ表面の処理は、表面の湿潤が有効であるようなタイプのものである。 この処理は例えば機械成形であり、多分、この機械成形には熱処理が組み合わされる。 カレンダ処理はこのような処理の実用的な例である。

    【図面の簡単な説明】

    【図1】 本発明による方法の原理を示すと共に本発明による装置を示す側面図。

    【図2】 水の吸収及び水量の効果を示す図。

    【図3】 水の吸収及び水量の効果を示す図。

    【図4】 水の吸収及び水量の効果を示す図。

    【図5】 水の吸収及び水量の効果を示す図。

    【図6】 均一な二次元塗布を得る為の調整原理及び水の投量を示す図。

    【図7】 ウェブの平面に対する二次元状の均一塗布を得る為の好適方法を示す図。

    ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,Z A,ZW Fターム(参考) 4L055 BD08 BE01 BE02 BE20 CH01 CH02 EA19 EA24 FA23 FA30

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