JP2007524767A - バインダーヤーンの三重体で共に結合された２つの縦糸システムを有する多重層形成布 - Google Patents

Abstract

抄紙機の形成部に使用し得る抄紙機用布は、機械方向（ＭＤ）の縦糸と機械を横切る方向（ＣＤ）の横糸との上部層及び下部層並びに上部層及び下部層とで編み込まれるＣＤバインダーヤーンの三重体を有する。このバインダーヤーンの三重体は、上部層において平織りパターンで編み込むように組み合わせる。これにより、シートのマーキングを減少させるとともに、高いレベルでウェブの支持性を提供する。

Description

本発明は、抄紙機に係り、特に、抄紙機の形成部用の形成布に関する。

抄紙工程中、セルロース製の繊維ウェブは、繊維スラリー、つまり、セルロース繊維の水性懸濁液を、抄紙機の形成部にあり移動する形成布上に堆積させて形成される。この形成布を介してスラリーから大量の水が排出され、形成布の表面上にセルロース製の繊維ウェブが残留する。

新たに形成されたセルロース製繊維ウェブは、形成部から、一連のプレスニップを有するプレス部へと進む。セルロース製繊維ウェブは、プレス布に支持されるかしばしば斯かる２つのプレス布の間で支持されたプレスニップを通過する。プレスニップにおいて、セルロース製繊維ウェブには、圧縮力がかけられ、水が絞り出され、セルロース製繊維ウェブが紙シートに変わるように、互いにウェブにおいてセルロース製繊維に接着する。この水は、プレス繊維又は繊維群に受け入れられ、理想的には、紙シートに戻らない。

紙シートは、蒸気で内的に加熱された回転可能なドライヤードラム又はシリンダーのシリーズの少なくとも１つを有する乾燥部へと、最終的に進む。新規の形成された紙シートは、ドラムの表面に近接して紙シートを保持する乾燥布により一連のドラムのそれぞれの周囲で連続したサーペンタイン路（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ ｐａｔｈ）に向けられる。加熱されたドラムは、蒸発により、紙シートの水分含量を所望のレベルにまで減少させる。

なお、形成布、プレス布、乾燥布のすべては、抄紙機上でエンドレスループの形状を取り、且つ、コンベヤーの様式で機能すると理解されるべきである。また、紙製造は、かなりの速度で進行する連続工程であることを理解されるべきである。つまり、繊維スラリーは、形成部にある形成布上に連続して堆積されつつ、新たに製造された紙シートは、乾燥部から出た後連続してロールを傷つける。

織布は、多くの異なる形態をとる。例えば、織られたエンドレスの形態、平坦な織布、及びこれを継ぎ目を有するエンドレスの形態にしたものなどである。

本発明は、形成部に用いられる形成布に特に関する。形成布は、紙製造工程において重要な役割を演じる。上述に包含されるこれらの機能の一つは、プレス部で製造される紙製品を形成し且つ運搬することである。

しかしながら、形成布は、水を除去しシートを形成させるのに必要でもある。つまり、形成布は、（排出率を制御して）水を通過させると同時に、水で繊維及びその他の固形物が通過するのを阻止するのを可能とする。この排出が非常に急速に又は非常にゆっくりと起こる場合、シートの質及び抄紙機の有効性は、影響を受ける。排出を制御するため、通常、ボイド容量と参照される水を排出するための形成布は、適切に設計される必要がある。

一次形成布は、製造される紙のグレードに合わせて導入される抄紙機の要件に合致するように設計された種々のスタイルで製造される。一般に、形成布は、単繊維から通常織られる基礎布を有し、単一層又は多重層であってもよい。このヤーン（ｙａｒｎ）は、抄紙機布技術の当業者によりこの目的で使用されるポリアミドやポリエステル樹脂などの種々の合成ポリマー樹脂のいずれかから典型的に成形される。

形成布の設計は、所望の繊維の支持と繊維の安定性との間の妥協を追加的に含む。微細メッシュ布（ｆｉｎｅ ｍｅｓｈ ｆａｂｒｉｃ）は、紙の所望の表面特性を提供するが、斯かる設計は、所望の安定性を欠く可能性があり、布の寿命を短くする。逆に、粗いメッシュ布は、繊維支持のコストの点で、安定性と長い寿命とを提供する。この設計のトレードオフの関係を最小限とし且つ支持と安定性との両方を最適化するため、多重層布が開発されている。例えば、二重層及び三重層の布において、その形成側は、支持用に設計される一方、摩耗側（ｗｅａｒ ｓｉｄｅ）は、安定性と排出性に合わせて設計される。

加えて、三重層設計により、布の形成表面は、摩耗表面と独立して編まれ得るようになる。この独立性に起因して、三重層設計は、繊維の支持を高いレベルとするとともに、適切な内部ボイド容量を提供し得るようになる。従って、三重層は、単一層及び二重層設計に対して排出性の点で、有意に向上する可能性がある。

本質的に、三重層布は、接結ヤーン（ｂｉｎｄｉｎｇ ｙａｒｎ）で互いに保持された形成層と摩耗層との二つの層からなる。接結（ｂｉｎｄｉｎｇ）は、布の全体的な強固性に非常に重要である。三重層布に係る１つの問題は、経時的に布が破断するという、上述の２つの層間の相対的な滑りがある。加えて、接結ヤーンは、形成層の構造を崩壊させる可能があり、これにより、紙にマークが付いてしまう。この現象は、Ｏｓｔｅｒｂｅｒｇらの文献（特許文献１）を参照のこと。なお、この文献の内容を参照して、本願に取り込む。

これらの布の強固性とシートの支持をさらに向上させるため、バインダーペア（ｂｉｎｄｅｒ ｐａｉｒ）を導入した三重層布が製造されている。これらバインダーのペアは、種々の編み込みパターンとピッキングシーケンス（ｐｉｃｋｉｎｇ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）とにおいて、構造中に取り込まれる。この点、Ｓｅａｂｒｏｏｋらの文献（特許文献２）及びＷａｒｄの文献（特許文献３）を参照のこと。なお、これらの文献の内容を参照して、本願に取り込む。
米国特許第４，５０１，３０３号明細書 米国特許第５，８２６，６２７号明細書 米国特許第５，９６７，１９５号明細書

本発明は、バインダーヤーンの三重体（ｔｒｉｐｌｅｔ）を用いて形成された三重層編み込み構造を有する形成布に関する。本発明は、所望する繊維の支持と布の安定性とのトレードオフの関係に対する解決法を提供する。

従って、本発明は、抄紙機の形成部、プレス部及び乾燥部への適用も見出し得る形成布に関する。

本発明は、機械を横切る方向（ＣＤ）のバインダーヤーンの三重体を用いて形成された三重層編み込み構造を有する形成布に関する。所望の繊維の支持と布の安定性との間のトレードオフの関係を解消するため、バインダーヤーンの三重体は、上部層の平織りパターンを編み込むように組み合わせる（ｃｏｍｂｉｎｅ）。この三重体バインダーは、ウェブを支持するヤーンの数が多く、所望の機械方向に配向される繊維を支持するＣＤヤーン間の距離が減少することに起因して、形成側における紙繊維用の支持の能力が向上する可能性がある。この三重体バインダーは、布の表面上の開口部（ホール）用の幾何学的形状の多様性を増加させ、その結果、この構造で形成される紙シートにおけるいわゆる対角線の脱水マーキング（ｄｉａｇｏｎａｌ ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ ｍａｒｋｉｎｇ）の可能性を減少させる。この開口部に関する増加した幾何学的形状の多様性により、バインダーの三重体で形成される布の上部層における上述の対角線の構造は、解消される。加えて、本発明は、接結位置の数を増加させ、布層間の接結機能を向上させる。この構造により、動作中、形成布が張力下にある場合、上述の層間の相対的な移動が減少され、内的なバインダーの摩擦に対して布の抵抗性が強化される。

この布は、機械方向（ＭＤ）の縦糸ヤーンと機械を横切る方向（ＣＤ）の横糸ヤーンとの上部層と下部層とを有し、ＭＤ縦糸の上部層と下部層とを織り合わされた横糸バインダーヤーンの三重体を有する形成布である。バインダーヤーンの三重体は、上部側の縦糸と横糸との編み込みに適合した上部層における平織りパターンを編み込むように組合せ、これにより、シートのマーキングを減少させ、高いレベルでウェブの支持を提供する。

好適実施例において、上述の布は、布の形成側を形成するＭＤ縦糸ヤーンとＣＤ横糸ヤーンとの第１システムと、布の摩耗側を形成するＭＤ縦糸ヤーンとＣＤ横糸ヤーンとの第１システムとを有する三重層形成布であり、この複合的な布は、三重体バインダーヤーンのシステムで共に結合されているものである。

本発明の他の態様において含まれるのは、上述の三重体が、２つの縦糸層及び２つ以上の横糸層で好ましく使用される点である。この三重体は、３〜１０ハーネス（ｈａｒｎｅｓｓ）編み込みパターン配列を用いて編み込まれる。さらに、三重体は、直線型があっても、逆に杼投げ（ｒｅｖｅｒｓｅ ｐｉｃｋｉｎｇ）されてもよい。この三重体のヤーンは、上部層上に平織りを維持するようなパターンで織られてもよい。各バインダー三重体間で、１つ以上のＣＤ横糸ヤーンが織られてもよい。三重体ヤーンの少なくとも１つは、下部層の１つ以上の横糸を横切ってもよく、或いは、下部層上で部分的に平織りパターンを形成してもよく、或いは、ＣＤ横糸を有するパターンで編まれてもよい。このバインダーの三重体が「仮想的な」複合された横糸として考慮される場合、上部層と下部層との間の比率は、好ましくは、１：１、２：１、３：１、３：２、４：３、又は５：４である。

以下、図面を参照しつつ、本発明をより詳細に説明する。

本発明の理解を完全に深めるため、以下の記述及び図面を参照する。

本発明は、少なくとも２つの縦糸システムと２つ以上の横糸システムとを有する三重層形成布に関する。ヤーンの１つの縦糸システムは、ヤーンの１つの横糸システムで編む。ヤーンの第二の縦糸システムは、横糸ヤーンの第二のシステムで編む。任意で、縦糸の第三層は、積層され、又は積層されていない編み込みにおいて、第一及び第二の縦糸ＣＤヤーン間に挿入されてもよい。この複合的な三重層布は、バインダーヤーンの三重体で共に接結（ｂｏｕｎｄ）される。このバインダーヤーンは、上述の横糸ヤーンの第一システムと第二システムとの両方の上方及び下方、並びにＣＤ横糸ヤーンの両システムの間を編み込んで布層を共に接結（ｂｉｎｄ）するように機能する。三重層布を用いる利点は、形成布の形成表面上に平織りを提供し得る点である（マーキングを最小限とし、高いレベルのウェブ支持を提供する）。従って、上述の３つのバインダーヤーンは、平織り表面構造を提供するように、連続して編み込まれる。このバインダーヤーンの三重体は、また、形成布の紙側上で支持ヤーンとしても機能する。

図１は、本発明の教示に従った、布パターンにおけるバインダー三重体の境界を示す概略的な断面図である。図１に示すように、３つのバインダーヤーン１００、１１０及び１２０は、（形成側又は紙側の）上部層と、（摩耗側又は機械側の）下部層との間を編む。上部層において平織りパターンを形成する、この三重体の共に編み込む様子に留意されたい。

この三重体におけるバインダーヤーンは、平織りにおける１つ以上の連続した横糸で編んでもよい（つまり、２−、３−、４−、及び５−ハーネス編み）。同様に、布の下部層は、３、４、５、６、７、８、９又は１０シェドパターン（ｓｈｅｄ ｐａｔｔｅｒｎ）であってもよい。

本発明の例示的な実施例では、三重体ヤーンが異なるシーケンス；例えば２−２−１、２−２−１又は２−２−１、１−２−２に従った５ハーネス編みである。２−２−１シーケンスにおいて、第一のバインダーは、平織りを２つの上部縦糸で編み、２つの上部縦糸でも編む次のバインダーで編む一方、最後のバインダーは、１つの上部縦糸で編むのみである。同様に、６−ハーネスパターンでは、三重体は、２−２−２、２−２−２；３−２−１、１−２−３；又は１−２−３、１−２−３なるシーケンスに従ってもよい。本発明は、これらのパターンに限定されず、多くの編み込みパターンを包含する。

本発明は、バインダーヤーンの三重体を用いて形成された三重層編み込み構造を有する形成布に関する。この三重体は、２つの縦糸層と２つ以上の横糸層とで好ましく使用される。三重体は、３〜１０ハーネス編み込みパターン配列を用いて編み込まれる。さらに、三重体は、直線型であっても、逆に杼投げされてもよい。図１で述べたように、三重体のヤーンは、上部層上に平織りを保持するようなパターンで編まれる。各バインダー三重体間において、１つ以上の横糸が編み込まれてもよい。１つ以上の三重体ヤーンは、下部層の１つ以上の縦糸を横切ってもよく、或いは、下部層上に部分的な平織りパターンを形成してもよく、或いは、下部のＣＤ横糸ヤーンシステムパターンで連続して編んでもよい。このバインダーの三重体が１つの「仮想的な」複合的な横糸として考慮される場合、上部層と下部層横糸との比は、好ましくは、１：１、２：１、３：１、３：２、４：３、又は５：４である。

所望する繊維の支持と布の安定性とのトレードオフの関係を解決するため、バインダーヤーンの三重体は、上部層において平織りパターンを編むように組み合わせる。この三重体バインダーは、ウェブを支持するヤーンの数が多いことと、好適な機械方向に配列される繊維を支持するＣＤヤーン間の距離が減少することとに起因して、形成側において紙繊維用の支持の特性を増加させてもよい。この三重体バインダーは、布の表面上に開口部（ホール）に関する幾何学的な形状の種類を増加させ、従って、この構造で形成される紙シートにおいていわゆる対角線の脱水マーキングを減少させる。この増加された開口部に関する幾何学的な形状は、バインダーの三重体で形成された布の上部層における上述の対角線の構造を、解消する。

本発明の他の利点は、接結位置の数が増加し、布層間の接結機能が向上する点である。この構造により、形成布が動作中に張力下にある場合、上述の層間の相対的な移動が減少され、且つ、内的な摩耗に対する布の抵抗性が強化される。

本発明の教示に従って、形成布のサンプルを製造した。図２は、本発明の教示に従って編み込まれた布に関する断面図であって、ａ）は、縦糸の境界に関するもの、ｂ）は、横糸の境界に関するものを示す。図３は、本発明の教示に従って編み込まれた布に関する図であって、ａ）は、形成側、ｂ）は、摩耗側に対応する。図３ａ）には、形成側表面の平織りパターンを示す。

このサンプルの布を用いた実験が示すのは、紙の形成時に支持位置の数を増加させるため、三重体バインダーヤーンの直径は、紙側の最も大きな縦糸の直径よりも少なくとも０．０１ｍｍ好ましく小さくすべきことである。例えば、上部の縦糸の直径が０．１３ｍｍである場合、各バインダーの直径は、０．１２ｍｍを越えてはならない。

本発明による布は、好ましく単繊維ヤーンのみを有し、好ましくは、ポリエステル、ポリアミド、又はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）若しくはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などの他のポリマーを有する。生体適合性又は鞘（ｓｈｅａｔｈ）／コアヤーンを使用してもよい。種々のヤーンに関して種々のポリマーを組み合わせた当業者が認識するであろうものを使用してもよい。ＣＤ及びＭＤヤーンは、１つ以上の異なる直径を有する円形断面形状を有してもよい。さらに、円形の断面形状に加えて、１つ以上のヤーンは、方形断面、非円形断面などの他の断面形状を有していてもよい。

まとめると、本発明におけるバインダーヤーンの三重体は、以下の３つの主要な利点を提供する：つまり、１）このヤーンは、紙繊維の支持を潜在的に増加する；２）このヤーンは、形成表面において上述の対角線の傾向を解消するのに使用され得るこの表面における種々の開口部を形成することにより、形成される紙シート上に排出マーキングを発生させる可能性を減少させる；及び３）このヤーンは、布層の接結機能を向上させるように接結位置の数を増加する；点である。

上述の事項に対する改変は、当業者に明らかであるが、このような改変は、本発明の範囲を超えるものではない。本願に添付の特許請求の範囲は、斯かる状況を包含するように解釈されるべきである。

本発明の教示に従った、布パターンにおけるバインダー三重体の境界を示す概略的な断面図である。 本発明の教示に従って編まれた布に関する断面図であって、ａ）は、縦糸の境界、ｂ）は、横糸の境界を示す図である。 本発明の教示に従って編まれた布に関する図であって、ａ）は、形成側を示す図であり、ｂ）は、摩耗側を示す図である。

符号の説明

１００ バインダーヤーン
１１０ バインダーヤーン
１２０ バインダーヤーン

Claims (13)

1. 機械を横切る方向（ＣＤ）の横糸ヤーンの第一システムと編み合わされた機械方向（ＭＤ）の縦糸ヤーンの第一システムで形成された第一層と；
   ＣＤの横糸ヤーンの第二システムと編み合わされたＭＤの縦糸ヤーンの第二システムで形成された第二層と；
   複合的な三重層布を形成するように、三重体接結として、前記第一層と前記第二層とを共に編まれた横糸バインダーヤーンのシステムと；
   を有することを特徴とする抄紙機用布。
2. ＭＤ縦糸ヤーン及びＣＤ横糸ヤーンの前記第一システムは、当該布の形成側を形成し、
   ＭＤ縦糸ヤーン及びＣＤ横糸ヤーンの前記第二システムは、当該布の摩耗側を形成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
3. 前記のバインダーヤーンの三重体は、３以上１０以下のハーネス編み込みパターン配列を用いて編まれることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
4. 前記のバインダーヤーンの三重体は、前記第一層における種々の対角線の構造を解消するように、編まれることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
5. 前記のバインダーヤーンの三重体における前記のヤーンは、直線的に杼投げされ、又は逆に杼投げされてもよいことを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
6. 前記のバインダーヤーンの三重体における各ヤーンは、前記の上部層において平織りを製造するように、ねじれパターンで編まれることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
7. １つ以上のＣＤ横糸は、前記のバインダーヤーンの三重体間で編まれることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
8. 前記の三重体ヤーンの少なくとも１つは、前記の下部層において少なくとも１つの縦糸を通過するか、前記の下部層において部分的な平織りパターンを製造するか、又は前記の下部のＣＤ横糸ヤーンで連続して編むことを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
9. 前記のバインダーヤーンの三重体が１つの「仮想的な」複合的な横糸として考慮される場合、前記の上部層と前記の下部層の横糸との間の比率は、１：１、２：１、３：１、３：２、４：３、又は５：４であることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
10. 前記ＭＤヤーンの少なくとも複数のものは、ポリアミド、ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）製ヤーンであることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
11. 前記ＣＤ横糸の少なくとも複数のものは、ポリアミド、ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）製ヤーンであることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
12. 形成布、プレス布または乾燥布であることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
13. ＭＤ縦糸ヤーン、ＣＤ横糸ヤーン又はバインダーヤーンのいずれかは、円形断面、方形断面又は非円形断面形状を有することを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。

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