紙の表裏差は、ウェットウェブの形成と脱水時に生じる物理的条件に大きく起因します。シートの両面で異なる繊維構造や、微細繊維・填料の分布の違いが生じると、それらの違いが完成した紙にそのまま現れることがあります。
したがって、製紙工場にとって、表裏差の制御は単なる最終的な表面調整の問題ではありません。原料の供給からシート形成、プレス、乾燥、カレンダー加工に至るまでの全プロセスを考慮する必要があります。
基本的な目標は、厚み方向に均一な構造を持つシートを構築し、ワイヤーサイドとトップサイドの過度な違いを避けることです。
表裏差は、特に従来のフォーリニエ抄紙機に関連しており、水は主に形成中のシートの一方の側から除去されます。
特に重要な2つのメカニズムは、微細繊維・填料の不均一な分布と、繊維配向の違いです。
従来のフォーリニエマシンでは、原料スラリーは主にフォーミングファブリックに向かって排水されます。
水がワイヤーの開口部を通過する際に、微細繊維と填料の一部がワイヤーサイドに移行したり、白水と一緒にシートから流出したりすることがあります。
一方、ワイヤー上に既に形成された繊維マットは、ろ過層を形成します。この層は、形成プロセス後半に到着する微細繊維や填料をより多く保持するため、トップサイド（空気側）の組成が異なります。
その結果、両面で異なる微細構造が発達する可能性があります。
これらの違いは、以下のような重要な紙の特性に影響を与える可能性があります：
表面平滑性
通気性
印刷適性
吸収性
表面強度
光学特性
したがって、この問題は仕上げ工程で現れるだけでなく、シート形成時に始まります。
繊維配向も表裏差に寄与する別の要因です。
原料がフォーミングセクションを高速で移動し、水が除去されるにつれて、多くの繊維はマシン方向に優先的に配向する傾向があります。
この配向が、主に片側からの排水と相互作用すると、シートの厚み方向に不均一な構造が発達する可能性があります。
乾燥中に、両面で異なる収縮応力を経験する可能性があります。
目に見える結果の一つとして、紙のカールが挙げられます。これは、両面間のシート構造と乾燥応答の違いを反映しています。
表裏差を低減するための最も基本的なアプローチは、フォーミングと排水プロセスの対称性を改善することです。
片側への排水に大きく依存するのではなく、フォーミングセクションを設計またはアップグレードして、ウェットウェブの両側から水を効率的に除去できるようにします。
ギャップフォーマーは、2つのフォーミングファブリックの間に原料ジェットを導入します。
ウェットウェブはこれらのファブリック間に支持され、両側に向かって水が除去されます。
従来のフォーリニエマシンでの主に片側からの排水と比較して、この配置はよりバランスの取れたフォーミング環境を提供し、シートの両面間の構造的な違いを低減できます。
フォーメーションとシートの対称性が重要な紙の種類では、表裏両面からの排水がプロセス上の大きな利点となる可能性があります。
既存のフォーリニエ製紙機の場合、フォーミングセクション全体を交換する必要がない場合もあります。
トップワイヤーフォーマーは、元のフォーミングテーブルの上に2番目のフォーミングファブリックを追加します。ウェットウェブが上下のファブリック間を移動する際に、両方向に排水が発生します。
この配置は以下に役立ちます：
繊維の凝集を低減する
シートのフォーメーションを改善する
厚み方向の均一性を改善する
紙の表裏差を低減する
したがって、よりバランスの取れた排水を実現するために既存のフォーリニエマシンをアップグレードする際には、トップワイヤーフォーマーを検討できます。
新しいフォーマーの設置が現実的でない場合でも、既存のフォーミングテーブルに的を絞った変更を加えることで、シート構造を改善できます。
ダンディロールを設置すると、形成中のウェットウェブの上面に機械的な作用を加えることができます。
適切に選択・操作されたダンディロールは、フォーメーションを改善し、繊維や填料のより均一な分布を促進します。
元の資料では、適切な運転条件下でフォーメーションが約30％改善されたという研究報告があります。
ただし、実際の性能は、マシンの構成と運転条件によって異なります。
非常に積極的な初期排水は、微細繊維や填料がワイヤーサイドに移動し、白水システムに流れ込むのを増加させる可能性があります。
より穏やかで段階的な排水プロファイルは、この効果を低減できます。
従来のテーブルロール排水を、適切な脱水フォイルやその他の制御された脱水要素に置き換えることで、排水ショックを低減し、シート構成要素の厚み方向へのより均一な分布を促進できます。
目標は、可能な限り早い段階で除去される水の量を最大化することだけでなく、シート構造が発達している間に排水を制御された方法で管理することです。
フォーミングセクションはシート構造の多くを確立しますが、プレスセクションは両面間の違いを減らすことも強化することもできます。
プレス構成は、吸収性や表面強度などの特性に影響を与えます。
適切なプレス配置は、より均一な水の除去に役立ちますが、不適切な構成は両面間の違いを増加させる可能性があります。
紙の種類とマシンの構成に応じて、プレスセクションの機器には以下が含まれる場合があります：
吸引プレスロール
ブラインドドリルプレスロール
ジャンボプレスロール
目標は、バランスの取れたシート特性を維持しながら、効果的な脱水を実現することです。
したがって、プレスセクションの最適化は、独立したプロセスとしてではなく、フォーミングセクションの条件と合わせて検討する必要があります。
フォーミングとプレスの後、仕上げ工程は残りの表面の違いを修正する追加の機会を提供します。
加熱されたカレンダーロールは、紙の平滑性を改善し、両面間の違いを減らすのに役立ちます。
成功した操作には、適切な制御が必要です：
ロール温度
ニップ圧力
シート水分
過度のカレンダー加工は、紙のバルクやその他の特性に影響を与える可能性があるため避けるべきです。
乾燥機またはカレンダーセクションの周りで使用されるスチームボックスは、紙の選択された領域に蒸気を供給できます。
早く乾燥した表面を再湿潤させることで、両面間の応力とひずみの違いを減らすことができます。
この方法は、特にシングルティア乾燥機構成など、非対称な乾燥条件に関連するカールと表裏差に役立ちます。
紙の表裏差は、単一のコンポーネントの結果であることはめったにありません。
実用的な評価では、生産シーケンス全体を考慮する必要があります：
原料フロー → ヘッドボックス → フォーミング → 脱水 → プレス → 乾燥 → カレンダー加工
例えば、フォーミングセクションでの強い片側排水に起因する過度の表裏差がある場合、単にカレンダー圧力を高くしても、元の原因は除去されません。
同様に、プレスと乾燥条件を見直さずに新しいフォーミングデバイスを設置しても、シートの非対称性の他の原因はそのまま残る可能性があります。
フォーミング、脱水、プレス、仕上げを連携させたアプローチは、最終シートを改善するためのより効果的なルートを提供します。
2008年以来、華陶グループはパルプ・製紙業界向けの機器、コンポーネント、スペアパーツの製造と輸出に注力してきました。
シートフォーメーション、脱水性能、紙の表裏差の改善を目指す製紙工場向けに、当社の製品ラインナップには以下が含まれます：
ギャップフォーマー
トップワイヤーフォーマー
ダンディロール
脱水要素
吸引プレスロール
ブラインドドリルプレスロール
ジャンボプレスロール
カレンダーロール
ボウロール
お客様の製紙機で、フォーメーション不良、過度の表裏差、表面特性の不均一性、または紙のカールが発生している場合、華陶グループは機器の選定とカスタマイズされた製紙機アップグレードソリューションでお手伝いできます。
ウェブサイト：www.huataolover.com
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