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製紙業界では、地球温暖化防止に関するCOP15の消費エネルギー削減目標に向けて、また東日本大震災復興および原発問題による電力節約のために、脱水設備の小型化と省エネルギーが強く求められている。そのため、業界では、これまでの0.5～0.8％の低濃度パルプ液から、高濃度パルプ液中でも繊維分散が可能となる抄紙機ヘッドボックスについての技術開発と、それに関わる学術的研究が急務となっている。そこで、本研究では報告者が開発したパルプ繊維濃度評価技術や流れ中の繊維挙動に関する知見から、ディフューザ型流路を用いて高濃度パルプ繊維の分散を促進してその制御を図るとともに、ヘッドボックス内流路の最適化を探求するものである。
実機のハイドロリック型ヘッドボックスの形状を参考に、初年度（平成26年度）には広がり角が12°、続いて平成27年度には16°の試験流路におけるパルプ液流れを可視化観察してきた。また、27年度後期から平成28年度初期には、入り口内径が小さい12mmのディフューザ型流路（広がり角度12°）についてパルプ液流れ特性を調査した。つづいて、流路断面を縮小した絞り流路を取り付けた場合について繊維分散の状況と濃度むらの流れ方向変化を調査した。
その結果、以下の知見が得られた。(i)低流速の場合、絞り部から下流部にかけてパルプ繊維塊は流路内に広がって流下する、(ii)中流速の場合、パルプ繊維のフロックが解れてくるため、下流部になると濃度むらは小さくなる、(iii)流路内の流れが乱流化するとパルプ繊維濃度は均一化する。
実機適用に際しては、高濃度繊維流の繊維分散度を高める基礎資料は得られたものの、乱れ（流速変動）の小さい流れを保持するとう重要性が増した。
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