アクティブなウエブ広げ処理及び安定化シャワー

(関連出願への相互参照) 本出願は2014年12月11日付けで出願された米国仮特許出願第62/090,684号に基づいており、その出願は、その全体が参照によってここに援用される。

本開示は、紙の製造及び処理に関する。本開示はまた、巻き取り又はカレンダー処理に先立って、又はその一部として、折り目又は皺の低減、除去、又は防止のための方法及びシステムに関する。

紙の製造及び処理の間、紙ウエブ又はシートは、ウエブの厚さ、かさ、及び/又は表面の性質を制御するために、一つ又はそれ以上のカレンダー処理ロールの間を通過することができる。いくつかの場合には、カレンダー処理は、ウエブがカレンダー処理ローラの間を通過する際にウエブに与えられるパターン又はテクスチュアを有する一対の連続回転しているローラの間を、連続したウエブを通過させることを伴うことができる。他の場合には、カレンダー処理は、一対の連続回転しているローラの間を連続したウエブを通過させて、ウエブがカレンダー処理ローラの間を通過する際にウエブの表面に平滑さ又は一様性を与えることを伴うことができる。

ウエブはまた、処理の間に、大きなロール又はリールに1回又はそれ以上巻き取られることができる。この巻取り処理は、大きなロールを中心シャフトの周囲に連続的且つ繰り返し回転させ、紙シートをそのロール上に、シートが製紙機械の他の部品を離れるにつれて引き出すことを伴う。例えば、この巻取り処理は、ウエブが製紙機械の乾燥セクションを出る際に、又はウエブがカレンダー処理ローラを出る際に、生じ得る。ウエブはまた、一つ又はそれ以上の引き続くロール・トゥ・ロール巻取りセクションで、第1の巻き取りセクションに続いて再巻き取りされ得る。

紙製造及び処理は典型的には、紙製品を非常に高速度で動かすことを伴う。これらの高速度のために、欠陥がウエブに生じ得る。例えば、紙製品は、皺、折り目、ねじれ(カール)、エッジのばたつき(フラッター)などを経験し得る。カレンダー処理及び巻き取りのようなある紙処理操作は、これらの欠陥の可能性を増す。例えば、ウエブが乾燥機からカレンダー処理ローラに進む際に、ウエブがカレンダー処理ローラに移送されるにつれて折り目及び皺が形成される。これらの折り目及び皺はカレンダー処理ローラによって加圧されることができて、ウエブにおける折り目、皺、又はその他の欠陥、ならびにローラによって与えられるカレンダー処理パターンにおける欠陥も生成する。これらの折り目、皺、及びパターン欠陥は、最終的な紙ウエブで見られる「視覚的欠陥」のタイプである。

紙ウエブを制御してそのような欠陥を避けるために様々な方法が利用されてきている。例えば、機械的な広げ処理(スプレッディング)が使われ、これはウエブが弓状の要素の上で引っ張られることを必要とする。しかし、そのような引っ張り動作は、典型的にはシートの特性に負の効果を有する。そのような従来の方法は理想的ではなく、典型的にはシートの特性に負の効果を有し、より高い速度ほど有効ではない。それらはまた、カレンダー処理及び巻き取り処理における折り目及び皺を十分に低減せず、最終製品に視覚的欠陥をもたらす結果となる。

したがって、製紙処理における欠陥を低減、防止、又は除去して上述の問題を生じない改良された方法に対する必要性が存在する。本開示は、ウエブを様々な要素上で引っ張ること無しに、エアスプレッダを介してウエブを直接的に広げるためにエアを印加することによって、従来の機械的な広げ処理に対して利点を提供する。ウエブの反対側にホイルを印加することもまた、気体が噴出される際にウエブを支持するという付加的な利点を提供し得る。ここに記述されるエアスプレッダはまた、ウエブが例えばカレンダー処理ローラ、エンボスローラ、又は巻き取りローラを通過する際にウエブの皺及び折り目を減らすか又は低減するというある利点も提供し、これが、最終的なウエブにおける皺、折り目、又はパターン欠陥のような視覚的欠陥を防ぐ。

本開示のある局面及び実施形態によれば、カレンダー処理又は巻き取りの間に又はそれに先立って、皺又は折り目を含む視覚的な欠陥のような紙ウエブ又はシートにおける欠陥を低減、防止、又は除去するために、様々な方法、装置、及びシステムが記述される。「ウエブ」及び「シート」という用語は、そうではないと示されない限りは、ここでは相互交換可能に使用される。

本開示のある局面によれば、製紙の間に紙シートにおける皺を低減するシステムが、連続した紙シートを乾燥するように構成された乾燥機を含み得る。本システムはまた、乾燥された連続した紙シートを受け取るように構成された少なくとも一つのロールも含み得る。本システムはまた、乾燥機の下流で且つロールの上流に位置されたエアスプレッダも含み得る。エアスプレッダは、乾燥されたシートに向かって気体を噴出するように構成された複数のノズルを備え得る。これらのノズルは、乾燥されたシートの移動方向とは少なくとも部分的に反対向きに向けられ得る。

一つの局面によれば、乾燥機はヤンキー乾燥機であり得る。他の局面によれば、乾燥機はエア貫通乾燥機であり得る。他の局面によれば、少なくとも一つのロールはカレンダー処理ロールか又は一対のカレンダー処理ロールを含み得る。他の局面によれば、少なくとも一つのロールは巻き取りロール又は再巻き取りロールを含み得る。他の局面によれば、少なくとも一つのロールは、一つ又はそれ以上の巻き取りロールが後に続くカレンダー処理ロールを含み得る。

さらなる局面によれば、システムは、エアスプレッダの位置を変えるように構成された位置決め部品を含み得る。この位置決め部品は、エアスプレッダの位置を休止位置と動作位置との間で動かすように構成され得る。動作位置は、休止位置よりもシートに接近していてもよい。システムはまた、エアスプレッダが動作位置にあるときにエアスプレッダを加圧し且つエアスプレッダが休止位置にあるときにエアスプレッダを減圧するように構成された制御ユニットも含み得る。

さらにさらなる局面によれば、エアスプレッダは、気体をシートに向かって、シートにおける皺を低減するために十分な方向及び速度で噴出するように構成され得る。エアスプレッダは、気体をシートに向かって、シート内の張力を増すために十分な方向及び速度で噴出するように構成され得る。

さらに他の局面によれば、複数のノズルにおける各ノズルが、シートに向かって円錐形状の気体流を噴出するように構成され得る。

さらに他の局面によれば、複数のノズルにおける各ノズルは、エアスプレッダのベース部分から延在している金属チューブを備え得る。

さらなる局面によれば、本システムは、乾燥されたシートからエアスプレッダによって除去されたダストを収集するように構成されたダスト収集器を含み得る。

本方法はまた、乾燥された紙ウエブの第1の側の一部に沿ってホイルを提供するステップも含み得る。本方法はまた、乾燥された連続した紙ウエブの第1の側とは反対側の第2の側に向かって、エアスプレッダを介して気体を噴出するステップを含み得る。エアスプレッダは、乾燥された紙ウエブの移動方向とは少なくとも部分的に反対向きに向けられた複数のノズルを含み得る。本方法は、引き続いて乾燥された紙ウエブを少なくとも一つのホイルに接触させるステップを含み得る。

一つの局面によれば、少なくとも一つのロールがカレンダー処理ロールであり得る。カレンダー処理ロールはエアスプレッダの下流であり得る。

他の局面によれば、少なくとも一つのロールは巻き取りロールであり得る。巻き取りはエアスプレッダの下流であり得る。巻き取りロールはまた、カレンダー処理ロールの下流でもあり得る。

さらなる局面によれば、本方法は可動位置決め部品を使用してエアスプレッダを位置決めするステップを含み得る。本方法は、エアスプレッダを休止位置と動作位置との間で回転させるステップを含み得る。動作位置は、休止位置よりも乾燥された紙ウエブに接近していてもよい。

他の局面によれば、乾燥された紙ウエブに向けて気体を噴出するステップは、乾燥された紙ウエブにおける皺を低減するために十分な方向及び速度で気体を噴出するステップを含み得る。乾燥された紙ウエブに向けて気体を噴出するステップは、乾燥された紙ウエブ内の張力を増すために十分な方向及び速度で気体を噴出するステップを含み得る。

さらに他の局面によれば、複数のノズルにおける各ノズルが、エアスプレッダのベース部分から延在している金属チューブを含み得る。複数のノズルにおける各ノズルは円錐形状の気体流を噴出し得る。

さらにさらなる局面によれば、本方法は、エアスプレッダが動作位置にあるときにエアスプレッダを加圧するステップと、エアスプレッダが休止位置にあるときにエアスプレッダを減圧するステップと、を含み得る。本システムはさらに、エアスプレッダが動作位置にあるときにエアスプレッダを加圧し且つエアスプレッダが休止位置にあるときにエアスプレッダを減圧するように構成された制御ユニットを含み得る。

他の局面によれば、ウエブを安定化させるシステムが、移動方向を有するウエブを含み得る。このウエブは、第1の側及び第2の側を有し得る。本システムは、ウエブの第1の側の一部に沿って配置されたホイルを含み得る。本システムは、ウエブの第2の側に近接して置かれたエアスプレッダを含み得る。エアスプレッダは、ウエブの第2の側に向かって、移動方向とは少なくとも部分的に反対向きに気体を噴出するように構成された複数のノズルを含み得る。

他の局面によれば、本システムは、エアスプレッダの上流に位置してウエブを乾燥するように構成された乾燥機を含み得る。乾燥機はヤンキー乾燥機であり得る。

さらなる局面によれば、本システムは、エアスプレッダの下流に少なくとも一つのロールを含み得る。少なくとも一つのロールは、少なくとも一つのカレンダー処理ロールを含み得る。少なくとも一つのロールは、少なくとも一つの巻き取りロールを含み得る。

他の局面によれば、エアスプレッダは、エアスプレッダの位置を変えるように構成された位置決め部品に取り付けられ得る。位置決め部品は、エアスプレッダが休止位置と動作位置との間で動かされることができるように回転可能であり得る。動作位置は休止位置よりもウエブに接近していてもよい。

他の局面によれば、エアスプレッダは、気体をウエブの第2の側に向かって、ウエブから皺を低減するために十分な方向及び速度で噴出するように構成され得る。

さらなる局面によれば、エアスプレッダは、気体をウエブの第2の側に向かって、ウエブ内の張力を増すために十分な方向及び速度で噴出するように構成され得る。

さらに他の局面によれば、複数のノズルにおける各ノズルが、エアスプレッダのベース部分から延在している金属チューブを含み得る。複数のノズルにおける各ノズルは円錐形状の気体流を噴出するように構成され得る。

記述される方法、装置、及びシステムの付加的な利点は、部分的には以下に続く記述内に提示され且つ部分的には記述から明らかになるか、あるいは、本開示の実践によって学ばれ得る。本開示の利点は、添付の請求項に特に指摘される要素及び組み合わせによって実現され且つ得られるであろう。

前述の一般的な記述及び以下の詳細な記述の両方は例示的で且つ説明的なだけであり、請求されているように本発明を限定するものではない。

本明細書に組み込まれ且つその一部を構成する添付の図面はいくつかの実施形態を描いており、記述と一緒に本開示の原理を説明するために役立つ。

例示的な製紙システムの側面図を示す図である。

図1の平面A−Aについて取られた例示的なエアスプレッダの一部の断面を示す図である。

図1の平面B−Bについて取られた例示的なエアスプレッダの一部を示す図である。

例示的な製紙システムの一部とエアスプレッダの例示的な動きとを示す図である。

例示的な製紙システムの一部とエアスプレッダの例示的な動きとを示す図である。

例示的な製紙システムの一部とエアスプレッダの例示的な動きとを示す図である。

例示的なエアスプレッダとともに使用され得る例示的なノズルを示す図である。

例示的なエアスプレッダとともに使用され得る例示的なノズルを示す図である。

例示的なエアスプレッダとともに使用され得る例示的なノズルを示す図である。

例示的なエアスプレッダとともに使用され得る例示的なノズルを示す図である。

例示的なエアスプレッダとともに使用され得る例示的なノズルを示す図である。

例示的なエアスプレッダとともに使用され得る例示的なノズルを示す図である。

例示的なエアスプレッダとともに使用され得る例示的なノズルを示す図である。

例示的なエアスプレッダとともに使用され得る例示的なノズルを示す図である。

ある例示的な実施形態がここで参照され、その例は添付の図面に描かれている。可能な場合には、同じ参照番号が、同じ又は類似の項目を指すために全図面を通して使われる。

図1は例示的な製紙システムの例示的な実施形態を描いている。この例示的な製紙システムは、紙の形成及び処理の全体処理の一部のみを描いており、図1には示されていない他のステップ、処理、機械、又は装置を含み得る。図1は、乾燥セクション12、ウエブ広げ処理セクション14、及びカレンダー処理セクション16を含む。乾燥セクション12、ウエブ広げ処理セクション14、及びカレンダー処理セクション16が例示的なだけであり、これらのセクションが図1には示されていない他の部品及び処理を含み得ることが理解される。

図1に示されるように、ウエブ18は、移動方向20に乾燥セクション12、ウエブ広げ処理セクション14、及びカレンダー処理セクション16を通過する。ウエブ18は、例えば紙ウエブ、不織ポリマウエブ、溶融噴出しウエブ、又は溶融スピンウエブのような不織ウエブであり得る。

乾燥セクション12は、湿った又はウエットな状態のウエブ18を受け取り、乾燥機を使用してウエブ18を乾燥する。ここで一般的に記述されるように、ウエブ18が乾燥セクション12に入ったときに比べて、乾燥セクション12からウエブ広げ処理セクション14に通過するときには、ウエブ18は比較的より乾燥した状態である。乾燥セクション12で実行される乾燥の度合いは、製紙システムの設計に依存して変わり得る。例えばウエブは、約0%〜約25%、約5%〜約20%、又は約5%〜約15%の範囲内のように、約30%以下、約25%以下、約20%以下、約15%以下、約10%以下、又は約5%以下の水分含有量で、乾燥セクション12を出ても良い。

図1に示されるように、乾燥セクション12の乾燥機は当該技術で既知のようなヤンキー乾燥機であり得る。ヤンキー乾燥機の要素は図1に部分的にのみ示されており、乾燥セクション12は図1に示されない他の部品を含み得ることが理解される。乾燥機は乾燥機ロール22を含み得て、これは乾燥機フード又は乾燥機シュラウド23によって囲まれ得る。乾燥機ロール22は、熱の印加によってのように、ウエブ18が乾燥される場所である乾燥機フード23を通るウエブ18の移動を容易にする。乾燥セクション12は圧力ロール24も含み得て、これは、ウエブ18が乾燥セクション12を通過してウエブ広げ処理セクション14に入るときに、ウエブ18の張力を維持する。いくつかの実施形態によれば、乾燥セクション12は、例えばドクタリング又はクレーピングブレードのようなブレード(図示せず)を含み得て、ウエブ18が圧力ロール24を通過する際のウエブ18の乾燥機ロール22からの除去を容易にする。

ウエブ広げ処理セクション14はエアスプレッダ26を含む。エアスプレッダ26は、ウエブ18が乾燥セクション12からカレンダー処理セクション16に通過するときに、ウエブ18に向けて気体を噴出する。エアスプレッダ26はまた「ウエブスプレッダ」とも呼ばれ得て、噴出された気体の印加を通して、ウエブ18における皺及び折り目を防止、除去、又は平滑化する。いくつかの実施形態によれば、エアスプレッダ26は、例えば圧力ロール24の下流、又は乾燥機ロール22からのウエブ18の除去を容易にするクレーピングブレード(図示せず)の下流のような、乾燥セクション12の下流に位置され得る。いくつかの実施形態によれば、ウエブスプレッダ26は、カレンダー処理セクション、エンボスセクション、カレンダー処理ロール、又はエンボスロールの上流に位置され得る。いくつかの実施形態によれば、ウエブスプレッダ26は巻き取りロール又は再巻き取りロールの上流に位置され得る。エアスプレッダ26は、ベース部分28及び複数のノズル30を含み得る。ノズル30は、ベース部分28から突出又は延在し得る。例えば、ノズル30は、ベース部分28から延在又は突出しているチューブを含み得て、そこを通って気体が噴出される。

いくつかの実施形態によれば、ベース部分28は、気体が複数のノズル30へ通過する導管を提供し得て、そこを通って気体がウエブ28に向かって噴出される。例えば、エアスプレッダ26から噴出された気体は、ベース部分28に動作的に結合された気体サプライ又は気体源(図示せず)から来てもよい。気体サプライは、例えば圧縮エアタンクのような、例えば圧縮気体サプライを含み得る。気体サプライ又は気体源からの気体は、ベース部分28のチューブ又は中空部分を通過し得て、気体をノズル30に供給する。気体はそれからノズル30に通過し得て、そこでウエブ18に向かって噴出される。気体サプライ又は気体源はコンプレッサを含み得て、ノズル30から噴出された気体の圧力を増す。コンプレッサは可変速度コンプレッサを含み得て、気体が供給されてエアスプレッダ26から噴出される圧力を調整する。気体サプライ又は気体源は、当該技術で一般的に知られているホース又はパイプを通って、ベース部分28に動作的に結合され得る。

いくつかの実施形態によれば、ノズル30は気体をウエブ18に向けて、ウエブを広げることを容易にする。いくつかの実施形態によれば、ノズル30は、例えば図1に示されているように、ウエブ18の移動方向とは少なくとも部分的に逆向きの方向34に気体を噴出するように位置されている。方向34は例えば、ウエブ18のエッジに向かって向けられているが移動方向20とは反対に向けられてもいる方向であり得る。

いくつかの実施形態によれば、方向34は例えば、ウエブ18のエッジに向かって向けられているが移動方向20と順方向に向けられてもいる方向であり得る。

図2Aは、ベース部分28及びノズル30を含む例示的なエアスプレッダ26の一部の断面図を示す。例えば、図2Aは、図1の平面A−Aを通して見られたベース部分28の断面を示す。図2Aはまた、移動方向20及び気体放出方向34も示す。エアスプレッダ26の製造は多くの形態を取り得るが、図2Aに示されるようないくつかの実施形態では、ベース部分28は、ベース部分28の少なくとも一部を形成する金属製の又はプラスチック製のチューブのような中空のチューブ状の部品29を含み得る。噴出された気体は、図2Bの流入口33のようなチューブ状の部品29の流入口を介して受け取られ得る。ノズル30は、ベース部分28のチューブ状の部品29の外部に取り付けら得て、チューブ状の部品29の孔は、気体がベース部分28の内部からノズル30を通って流れることを可能にし、そこで気体はウエブ18に向かって噴出される。ノズル30の形状及び方向は、噴出された気体の方向を決定する。

図2Aは単一のチューブ状の部品29を示すが、ベース部分28は一つより多くのチューブ状の部品を含み得て、各々のチューブ状の部品は一つ又はそれ以上のノズル30に接続されている。例えば、ベース部分28は2つのチューブ状の部品を含み得て、各々のチューブ状の部品は気体をウエブ18の異なるエッジに向かって噴出する。いくつかの実施形態によれば、ベース部分28は、移動方向20に並んで位置された複数のチューブ状の部品を含み得る。

図2Aは、一般的に円形の断面を有するチューブ状の部品29を示すが、チューブ状の部品29が、例えば楕円、正方形、又は長方形の断面のような任意の形状の断面を有し得ることが企図される。

図2Aに見ることができるように、ノズル30から噴出された気体の方向34は移動方向20とは逆向きに向けられ得るが、ウエブ18のエッジ19A及び19B(図2Aに破線で示されている)に向かって角度φだけオフセットされ得る。ウエブ18の平面(図1の平面A−Aと平行である)に投影された方向34を表す移動方向20と方向34との間の角度φは、0度(すなわち方向34がウエブ18の平面において移動方向20と正反対であるとき)より大きいが、90度(すなわち方向34がウエブ18の平面において移動方向20に垂直であるとき)よりは小さくてよい。図2Aに示されるように、ノズル30は、移動方向20とは部分的に反対である角度φで、気体を噴出する。角度φは例えば、10度〜75度、30度〜60度、10度〜30度、30度〜45度、45度〜60度、又は60度〜75度のような、5度〜80度の間であり得る。異なるノズル30は、各々同じ又は異なる角度φを有し得る。

角度φは、方向34をウエブ18の平面に投影することによって測定される。しかし、方向34がまた、(図3Aに示されるように)図3Aの平面(図面では図1の平面と同じである)に投影された角度θによってのように、それ自身ウエブ18に角度を有し得る。例えば、図3Aに示されるように、角度θは、0度(すなわち、図3Aの平面に投影されたときに方向34がウエブ18の移動方向20と正反対であるとき)より大きいが、90度(すなわち、図3Aの平面に投影されたときに方向34が移動方向20に垂直であるとき)よりは小さくてよい。角度θは例えば、30度〜60度又は40度〜50度、45度〜60度、又は60度〜90度のような、15度〜90度の間であり得る。特定の理論に拘束されることなく、可変の角度θは、ウエブ18がエアスプレッダ26を通過する際にウエブ18によって経験されるシートの引っ張り量を変更し得る。

異なるノズル30は、各々同じ又は異なる角度θを有し得る。角度θは、本開示に記述されるように、エアスプレッダ26が動作位置46にあるときに決定される。

いくつかの実施形態によれば、角度φ及びθは例えば、(移動方向20と同じ方向にある方向34のように)120度〜150度又は130度〜140度、135度〜150度、又は150度〜180度のような、90度〜180度の間であり得る。例えば、角度φが90度より大きいとき、方向34はウエブ18の平面に投影されると、ウエブ18のエッジに向かうが、部分的には移動方向20の方向にもある。角度θが90度よりも大きいと、図3Aの平面に投影されたノズル30は、少なくとも部分的に移動方向20の方向でウエブ18に向けられる。

いくつかの実施形態によれば、複数のノズル30におけるいくつかのノズルは、部分的に移動方向20と反対向きであり得て、複数のノズル30におけるいくつかのノズルは、部分的に移動方向20の方向にあり得る。

角度φ及びθは一緒に、三次元製紙システムにおける方向34の角度成分を記述する。

図2Bは、図1の平面B−Bから見られた例示的なエアスプレッダ26の一部をウエブ18及びホイル38とともに示し、ウエブ18の移動方向20は図2Bの平面にある。図2Bに示されるように、ノズル30は、ウエブ18の各々のエッジ19A及び19Bに向いた2つのノズルグループ30A及び30Bに向けられ得る。例えば、図2Bに示されるように、ノズルグループ30Aは、ウエブ18のエッジ19Aに向かう方向34に気体を噴出する。同様に、ノズルグループ30Bは、ウエブ18のエッジ19Bに向かう方向34に気体を噴出する。ノズルグループ30A及び30Bの各々は、ウエブ18の中央に対応する中央線44から、例えば角度φだけ、しかしウエブ18の異なるエッジに向かって、離れるように向けられ得る。

図2Bにまた示されるように、方向34に噴出される気体がウエブ18の幅に沿ったウエブ18のエッジ19A及び19Bに向かって噴出されるように、ノズル30はシート18のエッジに向かって延在し得る。しかし、いくつかの実施形態によれば、ノズル30からベース部分28のエッジで噴出された気体がウエブ18に接触する気体を噴出しないが、ベース部分28の中心により近いノズル30がウエブ18に接触してウエブ18を広げる気体を噴出しないように、ウエブ18のエッジ19A及び19Bを越えて延在し得る。

他の実施形態によれば、ノズル30は、ウエブ18のエッジ19A及び19Bに達しないように置かれ得る。例えば、ノズル30は気体を方向34に噴出し得るが、ノズル30はウエブ18の全幅よりも小さい間隔で位置される。

いくつかの実施形態によれば、エアスプレッダ26の長さに渡ってノズル30に作用される圧力は、比較的一様であり得る。しかし、異なるノズル30からの圧力は、異なるサイズ又は形状のノズルを通して、一つより多いチューブ状の部品29の使用を通して、ベース部分28の変動を通して、又はコントローラの使用を通して、可変され得ることが企図される。エアスプレッダ26の異なる位置における圧力を変えることが、エアスプレッダ26の性能をさらに改良し得る。

図2Bにまた示されるように、ノズル30はウエブ18に比較的接近して置かれ得る。例えば、動作位置46にあるとき、ノズル30はウエブ18から、約0.5インチ(1.27cm)〜約5インチ(12.7cm)、約1インチ(2.54cm)〜約4インチ(10.16cm)、約1インチ(2.54cm)〜約3インチ(7.62cm)、約1インチ(2.54cm)〜約2インチ(5.08cm)、約2インチ(5.08cm)〜約4インチ(10.16cm)、約2インチ(5.08cm)〜約3インチ(7.62cm)、約3インチ(7.62cm)〜約4インチ(10.16cm)、約3インチ(7.62cm)〜約4インチ(10.16cm)、約4インチ(10.16cm)〜約5インチ(12.7cm)、又は約0.5(1.27cm)インチ〜約2インチ(5.08cm)のように、ウエブ18から約0.25インチ(0.635cm)〜約5インチ(12.7cm)の範囲に位置され得る。ノズル30は、ウエブ18の第1の面又は側に向かって気体を噴出し、ウエブ18の第2の面又は側はホイル38に面している。ホイル38は、エアスプレッダ26からの気体がそれに吹き付けるときにウエブ18を支持するように作用する。ホイル38は、噴出された気体からの圧力の結果として、ウエブ18に孔又は皺が発生することを防ぎ得る。

気体をウエブ18に向かって、方向34においてのように噴出することによって、エアスプレッダ26は、ウエブ18を広げることによってウエブ18における皺又は折り目を防止又は除去し得る。例えば、放出された気体が方向34でウエブ18を押し付ける際に、ウエブ18の外部エッジに向かってウエブ18を広げることによって、ウエブにおける折り目又は皺を平滑化、低減、又は防止し得る。例えば、気体の方向34及び速度はウエブ18における皺及び折り目を平滑化し得て、それによって、ウエブ18がカレンダー処理セクション16を通過する際にウエブ18における折り目及び皺のような視覚的な欠陥を防止する。いくつかの実施形態によれば、エアスプレッダ26は皺又は折り目を、ウエブ18のエッジにそれらを押し付けることによって防止又は除去し得る。いくつかの実施形態によれば、エアスプレッダ26はまた、ウエブ18の張力を増し得る。例えば、噴出される気体の速度及び方向34は、外部エッジ(図2Bの19A及び19B)に向かってウエブ18を広げることによって、張力を増し得る。ウエブ18における張力を増し且つ/又は皺を防止することによって、エアスプレッダ26はまた、ウエブ18の幅をインクリメント的に増やし得る。

エアスプレッダ26は様々な手段を通して製紙システムに取り付けられ得る。例えば、エアスプレッダ26は、製紙システムのフレーム又は支持構造(図示せず)に取り付けられ得る。エアスプレッダ26はまた、現存している処理器具に結合されるか又は取り付けられる別個の部品を構成し得る。例えば、エアスプレッダ26は、いくつかの実施形態では、製紙装置の構造要素にボルト留め、クランプ留め、又はその他の方法で締め付けられ得る。それゆえ、エアスプレッダ26が製紙システムの他の部分から取り外し可能であり得て、このことがエアスプレッダ26のメンテナンス又は交換を容易にし得る。

エアスプレッダ26はまた、噴出された気体の印加を通して、ウエブ18からダスト又はその他の粒子を除去する役割を果たし得る。例えば、方向34は少なくとも部分的に移動方向20とは反対向きなので、噴出された気体は粒子又はダストをウエブ18から取り除き得る。これは、ウエブが引き続くカレンダー処理又は巻き取りセクションを通過する際にダスト及び粒子がウエブに埋め込まれないので、最終製品の視覚的アピールをさらに増し得る。

いくつかの実施形態によれば、エアスプレッダ26はオプションとして、エアスプレッダ26のメンテナンスを容易にするために且つエアスプレッダ26の動作を調整するために、可動であり得る。例えば、図3Aに示されるように、エアスプレッダ26は可動部分32を含み得て、これは、エアスプレッダ26がそれからウエブ18からさらに離れるようにエアスプレッダ26が動かされることを可能にする。ノズル30がウエブ18に向かって向けられるようにエアスプレッダ26が位置されるとき、この位置は動作位置46と呼ばれ得る。エアスプレッダ26がウエブ18から離れるように動かされるとき、これは休止位置48と呼ばれ得る。例示的な休止位置48は、図3Aに示されているように、ノズル30がウエブ18の方に向けられないようなものであり得る。例えば、図1及び図3Aは、動作位置46にあるエアスプレッダ26を示す。いくつかの実施形態では、可動部分32はエアスプレッダ26を方向36に休止位置48まで回転させ得る。図3Aにおける例示的な休止位置48は、ウエブ18から離れるように回転された後のエアスプレッダ26を表す点線によって示されている。

休止位置はいくつかの目的のうちの一つ又はそれ以上の役割を果たし得る。例えばそれは、ノズル30及びベース部分28のようなエアスプレッダ26の清掃を容易にし得る。それはまた、コンプレッサ又は圧縮気体サプライ(図示せず)、気体サプライホース(図示せず)、又は構造的器具(図示せず)のような、エアスプレッダ26における機械のメンテナンスを容易にし得る。休止位置はさらに、製紙システムの他の部品の清掃及びメンテナンスを容易にし得る。休止位置はさらにまた、ウエブ18の連続処理を可能にしながら、エアスプレッダ26の清掃を容易にし得る。例えば、エアスプレッダ26を動かしてウエブ18から離すことによって、ウエブ18が製紙システムによって処理され続けられながら、技術者又はメンテナンス要員がエアスプレッダ26を保守することができる。

図3Aは、エアスプレッダ26を動作位置46から休止位置48まで回転させているものとして可動部分32を示しているが、エアスプレッダ26が他の手段によって動作位置46と休止位置48との間を動かされ得ることが理解される。例えば、可動部分32は、エアスプレッダ26を動かしてウエブ18から離すスライド可能フレームを含み得る。例えば、スライド可能フレームは、図3Bに示されるように、エアスプレッダ26が図1の平面内に又はその外に、あるいは移動方向20に垂直に、スライドすることを可能にし得る。図3Bは、図1の平面A−Aに平行な平面からのウエブ広がりセクション14の部分の図であるが、ウエブ18のエアスプレッダ26に向かい合った側から見た図を描いている。図3Bは、動作位置46(ウエブ18の下方の破線)から、実線で示されるようにウエブ18から離れる方向36に休止位置48まで動かされているエアスプレッダ26を示す。この動きは、エアスプレッダ26がその上でスライド又はローリングし得る可動部分32によって容易にされる。このようにして、エアスプレッダ26はウエブ18から離れるように動かされ得て、エアスプレッダ26のメンテナンス及び清掃を容易にする。

他の実施形態では、スライド可能フレームがウエブスプレッダ26を、例えば図1の平面内でウエブ18から離れるように垂直に又は対角線状に、しかしウエブ18から離れるように、動かし得る。いくつかの実施形態によれば、可動部分32は、例えば図3Cに示されるようにエアスプレッダ26をウエブ18の平面に垂直な軸の周囲で回転させることによって、エアスプレッダ26をウエブ18から離れるようにスイングするように動作し得る。図3B及び3Cに示されるように、休止位置48(実線)はウエブ18から離れて位置し得る。例示的な可動要素がまたお互いとの組み合わせで使用され得ることが企図される。例えば、エアスプレッダ26は垂直に又はスライド可能なフレームの上で水平に動かされ、それから回転可能部分の周囲で回転されても良い。

図1に示されるように、ウエブ広げ処理セクション14は、オプションとしてホイル38を含み得る。ホイル38はウエブ18に比較的接近して位置され得る。気体がエアスプレッダ26からウエブ18に向けて噴出されると、ウエブ18は、気体が印加されるにつれて撓み又は曲がり得る。ホイル38はウエブ18を支持し、それによってウエブ18が破損したり、孔が成長したり、又は裂けたりすることを防ぐ。

図1は一つの例示的なホイル38のみを示しているが、他のホイル又は支持体(図示せず)が、ウエブ広げ処理セクション14の全体に渡ってウエブ18を支持又は保持するために使用され得ることが理解される。例えば、一つ又はそれ以上のホイル、バー、又はローラがウエブ18の上方又は下方に置かれて、ウエブ18が乾燥セクション12からウエブ広げ処理セクション14を通ってカレンダー処理セクション16まで進む際にウエブ18を支持し得る。付加的なローラ(図示せず)もまた、ウエブの経路に影響を与えて、ウエブ18がウエブ広げ処理セクション14を通過する際にウエブ18の張力を維持又は調節し得る。

いくつかの実施形態によれば、ウエブ広げ処理セクション14はオプションとして収集器40を含み得る。収集器40は、エアスプレッダ26によってウエブ18から除去されるダスト又は他の粒子をトラップ又は収集し得る。収集器40は、ダスト及び粒子を収集器40にひきつけるために、真空のような負の圧力源を含み得る。

ウエブ広げ処理セクション14を通過後に、ウエブ18はカレンダー処理セクション16を通過し得る。いくつかの実施形態によれば、カレンダー処理セクション16は一つ又はそれ以上のカレンダー処理ローラ42を含み得る。カレンダー処理ローラ42は、平滑な表面を有しているか、又は、ウエブ18に圧力を印加することによってウエブ18にパターン、エンボス、又はテクスチュアを印加してテクスチュア又はパターンをウエブに与え得る。いくつかの実施形態によれば、カレンダー処理ローラ42はエンボスローラを含み得て、これらは、当該技術で知られているように、ウエブ18の表面を変えるエンボスローラ上の凸パターンを通して、ウエブ18にテクスチュアされたパターンを与える。カレンダー処理ローラ42及びエンボスローラはウエブ18に視覚的なパターン又はテクスチュアを印加するので、ウエブ18が折り目又は皺を有してローラに入ると、印加される圧力がその折り目又は皺をパターン内に押し付けて、視覚的な欠陥を生成する。同様に、折り目又は皺が後に除去又は平坦化されると、カレンダー処理又はエンボス処理からの視覚的パターンは、折り目又は皺が存在していたところで壊れるか又は変形される。折り目及び皺を防止するか又は平滑化することによって、エアスプレッダ26は、ウエブがカレンダー処理セクション16に入る際により平滑なウエブ18を提供することによって、これらの視覚的な欠陥を防ぐ。

いくつかの実施形態によれば、カレンダー処理セクション16は、カレンダー処理ローラ42の後に又はその位置に、一つ又はそれ以上の巻き取りローラ(図示せず)を含み得る。巻き取りローラは、連続的に回転してウエブ18を巻き取りロールの周囲に巻きつけることによって、引き続く保管又は輸送のためにウエブ18を収集する。カレンダー処理ローラ42と同様に、エアスプレッダ26が、巻き取りロールに先立ってエアスプレッダを使用して、ウエブ18が巻き取りローラに通過する際に皺及び折り目を平滑化することによって、視覚的な欠陥が巻き取られたウエブに導入されることを防ぎ得る。

図1、2A、及び2Bは一般的に直線状、円形の断面形状のノズルを示しているが、これらが例示的なものに過ぎず、他のノズル形状が使用されることができることが理解される。図4A〜4Hは、ノズル30に関する他の例示的な構成を示す。例えば、図4Aは、ウエブ18に向かって円錐状のエアを噴出する円錐状のノズルを示す。図4Bは細長い長方形のノズルを示す。図4Cは、長方形の開口を有し、そこを通って気体が噴出されるが、テーパ状又は三角形の形状を有するテーパ付き形状のノズルを示す。図4Dは、円形のベースを有するが長方形の開口を有し、そこを通って気体が噴出されるノズルを示す。図4Eは、円形のベース及び長方形の開口を有し、そこを通って気体が噴出されるが、一般的にテーパ付き形状のノズルを示す。図4Fは、一般的に円形の断面を有するが、気体を方向34に向けるための曲げ部分を有するチューブ状ノズルを示す。図4Gは、図4Fと同様に曲がったチューブであるが、一般的に長方形の断面形状を有するものを示す。図4Hは、ベース部分28から突出したハウジングを有して気体を方向34に噴出するノズルを示す。図4A〜4Hに示されたノズルの様々な組み合わせもまた使用され得ることも、また企図されている。例えば、図4F及び4Gに示されたノズルは、それぞれ図4A及び4Cに示されるようにテーパ付き又は円錐状の形状を有し得る。ノズル形状の他の組み合わせもまた企図される。しかし、他のノズル形状は、エアスプレッダの一部として使用され得て、当業者には既知であろう。方向34ならびに角度φ及びθは、図4A〜4Hに示されているように、ノズル30の中心軸に対して測定される。

ベース部分28もまた様々な断面形状を有し得る。図1、2A、2B、及び3Aは、ベース部分28に対してほぼ円形のチューブを描いているが、正方形、長方形、又は楕円形の断面形状もまた使用され得ることが企図される。しかし、ベース部分28に対しては、円形、正方形、又は長方形の断面のような規則的配置の断面形状の使用が、エアスプレッダ26のより容易な製造を容易にし得る。

エアスプレッダ26の部品は、使用される環境に対して適切な任意の適当な材料から形成され得る。例えば、ベース部分28及びノズル30は、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、あるいは他の金属又は合金から形成され得る。それらは、例えばPVC、ABS、又はポリマ合成体のようなプラスチック又は合成材料からも形成され得る。エアスプレッダ26の部品が異なる材料から形成され得ることもまた、企図されている。例えば、ベース部分28及びノズル30は金属材料又はプラスチックから形成され得るが、気体をエアスプレッダ26に供給するホース又はチューブは、例えばステンレスのフレックスホース、プラスチックチューブ、又はゴムチューブから形成され得る。他の組み合わせ又は材料もまた企図されており、任意の適切な組み合わせが使用され得る。

図1は単一のエアスプレッダ26を示しているが、一つより多くのエアスプレッダ26が存在し得ることが企図される。例えば、2つ又はそれ以上のエアスプレッダが移動方向20に沿ってウエブ広げ処理セクション14に連続して置かれ得る。いくつかの実施形態によれば、一つより多くのエアスプレッダ26は、ウエブ18の幅に渡って並列に置かれ得る。例えば、ノズルグループ30Aが第1のエアスプレッダを含み得て、ノズルグループ30Bが第2のエアスプレッダを含み得る。いくつかの実施形態によれば、一つ又はそれ以上のエアスプレッダ26が、例えばカレンダー処理ローラ42に先立ってウエブ広げ処理セクション14に置かれ得て、一つ又はそれ以上の付加的なエアスプレッダ26が、カレンダー処理ローラ42の後で例えば巻き取りロール(図示せず)に先立って、移動方向に沿って置かれ得る。2つ又はそれ以上のエアスプレッダのほかの組み合わせもまた可能である。

ウエブ18を広げることを容易にするために任意の数のノズル30が使用され得ることが企図される。エアスプレッダ26における異なるノズルは、異なる形状を有し得る。

エアスプレッダ26が、例えば2列又はそれ以上の列のノズル30のような、一列よりも多いノズル30の列を有し得ることもまた企図される。一列よりも多いノズル30の列が存在するときには、それらの列は、同じ数のノズル30を含んでもよく、あるいは異なる数のノズル30を含んでもよい。

いくつかの実施形態によれば、製紙システム又はウエブ広げ処理セクション14は、エアスプレッダ26の動作を制御するために制御ユニット(図示せず)を含み得る。例えば、制御ユニットは、エアスプレッダ26の動作を制御するようにプログラムされた命令又はソフトウエアを有するコンピュータプロセッサ及び/又はメモリを含み得る。

いくつかの実施形態によれば、制御ユニットは、例えば動作位置46から休止位置48までのエアスプレッダ26の動きを制御するように動作し得る。例えば、ウエブ18の破損時、あるいは製紙システムが動作していないときに、制御ユニットはエアスプレッダ26を動作位置46から休止位置48まで動かし得る。このことは、ウエブスプレッダ26及び製紙システムの両方のメンテナンス又は清掃を容易にし得る。制御ユニットはまた、エアスプレッダ26から噴出された気体の流れを制御するようにも構成され得る。例えば、エアスプレッダ26が動作位置46にあるとき、制御ユニットは、気体がノズル30からウエブ18に向かって噴出されるように、エアコンプレッサ又はポンプを制御してエアスプレッダを加圧し得る。エアスプレッダ26が休止位置48にあるとき、制御ユニットは、気体がノズル30から噴出されないように、エアスプレッダ26を減圧し得る。

いくつかの実施形態によれば、制御ユニットはまた、ウエブ18が存在して製紙システムが動作しているかどうかに依存して、エアスプレッダ26を加圧又は減圧するように動作し得る。例えば、ウエブ18が存在していなければ、制御ユニットは、ウエブ18がウエブ広げ処理セクション14を通過し始めるまでエアスプレッダ26を減圧し得て、その時点で制御ユニットはエアスプレッダ26を加圧する。

ここに記述された方法及びシステムが提供された例に限定されないことに留意されたい。むしろ、これらの例は、性質的に描写的であるに過ぎない。

加えて、他の実施形態が、本開示の明細書及び実行の考慮から明白である。明細書及び例が例示的であるに過ぎないと考慮されるべきであり、本発明の真の範囲及び思想が以下の請求項によって示されることが意図される。