JP2008531866A - ペアとなった縦糸の結合ヤーンを有する二重の層の形成布 - Google Patents

Abstract

抄紙機の形成部に使用し得る抄紙機用布であって、この布は、機械方向（ＭＤ）のヤーンのセットと織り交ぜられた機械を横切る方向（ＣＤ）のヤーンの第１層及び第２層を有する。各セットは、ＭＤヤーンの４つのペアを有し、各ペアは、第１のＭＤヤーン及び第２のＭＤヤーンを有する。第１及び第２のＭＤヤーンのそれぞれは、それらの間を横切り、且つＣＤヤーンの第１及び第２層の両方と織成する。ＭＤにおいて、各ペアは、第１層において４つのシェド輪郭（ｓｈｅｄ ｃｏｎｔｏｕｒ）を、第２層において、２つのシェド輪郭をそれぞれ効果的に生じさせる。各ペアは、ＭＤヤーンの４つのペアが組み合わさって第１層のＣＤに４つのシェド輪郭を効果的に生じさせるように、ＣＤに移動される。

Description

本発明は、製紙技術に関する。特に、本発明は、抄紙機の形成部用の形成布に関する。

製紙工程中、セルロース製の繊維ウェブは、繊維スラリー、つまり、セルロース製繊維の水性懸濁液を、抄紙機の形成部で移動する形成布上に堆積させることで、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存する。

新規に形成されたセルロース製の繊維ウェブは、形成部から、一連のプレスニップを含むプレス部へと進む。このセルロース製繊維ウェブは、プレス布又は多くの場合斯かる２つのプレス布間で支持される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、この力によって、水が絞り出され、ウェブにおけるセルロース製ウェブが接着し、セルロース製繊維ウェブから紙シートへと変わる。この水は、プレス布又は各種布に受容され、理想的には、紙シートに戻らない。

当然のことながら、形成布、プレス布及び乾燥布は、すべて、抄紙機上で無端ループの形状をとり、コンベアの機能を果たす。さらに、当然のことながら、製紙は、かなりの速度で進行する連続工程である。つまり、繊維スラリーは、形成部における形成布上に連続的に堆積される一方、新規に製造された紙シートは、乾燥部を脱出した後、ロール上に連続して巻き取られる。

また、プレス布は、紙シートの表面仕上げに関与する。つまり、プレス布は、プレスニップを通過する間、平滑でマークを有さない表面を紙に補完するように、平滑な表面と均一な弾性構造とを有するように、設計される。

プレス布は、プレスニップにおいて湿潤した紙から抽出された大量の水を受容する。この要件を満たすため、水を移行させるように、プレス布の内部には、文字通り、ボイド容量と一般的に称されるスペースを有する必要があり、布は、その有用期間の全ての間、水に対して十分な透過性を有する必要がある。最後に、プレス布は、湿潤した紙から受容した水が、プレスニップを脱出した紙に戻り且つ再湿潤させるのを、防止し得る必要がある。

紙シートは、最終的に、蒸気で内的に加熱される少なくとも一連の回転可能乾燥ドラム又はシリンダーを含む乾燥部へと進む。新規に形成された紙シートは、乾燥布によって、一連のドラムのそれぞれの周囲に連続して配置されたセルペンタイン路（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ ｐａｔｈ）へと向けられ、ここで、ドラムの表面に近接して紙シートを保持する。加熱されたドラムは、紙シートの水分含量を、蒸発を介して、所望のレベルにまで、低減する。

当業者が理解するように、各種布は、織成で作成され、且つ縦糸又は機械方向（ＭＤ）と、横糸又は機械を横切る方向（ＣＤ）との両方で繰り返す織成パターンを有する。織成布は、多くの異なる形態をとる。例えば、織成された無端の形態、又は平織りの形態を続いて継目を有する無端の形態としたものなどであってもよい。また、理解されるように、得られる布は、見た目、均一である必要がある；つまり、上記の織成パターンにおいて、形成される紙シートに所望しない特性をもたらす突然の変化を有さない。織成パターンの繰り返しの性質ゆえ、一般的な布の不備は、この布における特徴的な対角線のパターンである。また、形成されるティシュに補完される種々のパターンのマーキングは、紙の性質に影響を及ぼす。

本発明は、形成部に使用される形成布に特に関する。形成布は、紙の製造工程の間、重要な役割を演じる。その機能のひとつとしては、上述したように、製造される紙製品を形成し、これを、プレス部へ運搬することである。

しかしながら、形成布は、水の除去及びシートの形成に関する問題を解決する必要もある。つまり、形成布は、水を通過させる（つまり、排出率を制御する）と同時に、繊維及びその他の固形物が水とともに通過するのを可能とするように、設計される。この排出が非常に速く又は非常に遅くなると、シートの質及び機械の効率に影響が及ぶ。排出を制御するため、形成布中に形成される、水を排出するための、一般的にボイド容量と称されるスペースは、適切に設計される必要がある。

現代の形成布は、製造される紙のグレードにあわせて導入される抄紙機の要件を満たすように設計された広範なスタイルで製造される。一般的に、布は、単繊維から織成された基礎布を有し、単層であっても、多層であってもよい。そのヤーンは、抄紙機用の布技術において当業者がこの目的で使用する、ポリアミドやポリエステルなどの、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。

吸収性、強度、柔軟性及び美観などの特性は、意図する目的に使用される場合、多くの製品に重要であり、特に、繊維状セルロース製品が、ティッシュペーパー、トイレットペーパー、紙タオル、生理用ナプキン又はおむつなどである場合、顕著である。

紙のシートにバルク性、前後方向の張力、吸収性及び柔軟性を生じさせるため、布は、上部表面が局所的な変化（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を示すように、しばしば構築される。これらの局所的な変化は、ストランド間の平面の差異として、しばしば測定される。例えば、平面の差異は、摩耗側の表面の平面における２つの隣り合う横糸（機械方向）のストランド間の高さの違い、又は形成表面におけるＭＤナックル（ｋｎｕｃｋｌｅ）及びＣＤナックル間の高さの違いとして、典型的に測定される。バルク性、前後方向の張力、吸収性及び柔軟性は、ティシュ、ナプキン及びタオル紙のシートを製造する際、特に重要な特徴である。従って、ティシュの形成布は、形成側において平面の差異を好ましく示す。

形成布の設計は、所望の繊維の支持性と布の安定性との間の妥協に追加的に関与する。微細なメッシュの布は、所望の紙表面と繊維の支持特性とを提供してもよいが、斯かる設計は、布の寿命を短縮してしまう所望の安定性を欠く場合がある。一方、粗いメッシュの布は、繊維の支持性及びマーキングの可能性に一定の費用的な負担をした場合において、安定性と長い寿命とを提供する。この設計上のトレードオフの関係を最小限とし、並びに支持性及び安定性を最適化するため、多層の布が開発されてきた。例えば、二重層及び三重層の布において、形成側は、シート及び繊維の支持性にあわせて設計される一方、摩耗側は、安定性、ボイド容量及び摩耗耐性にあわせて設計される。

二重層の布は、紙工業において、一般的に使用される。典型的な二重層の布は、横糸ヤーンを形成するセット（シュート；ｓｈｕｔｅ）と、縦糸ヤーンのセットと織り交ぜられた摩耗側の横糸ヤーンのセットとを有する。多くの場合、各横糸ヤーンは、隣り合う縦糸ヤーンからｎ個のシュート（横糸ヤーン）だけ移動した同様の輪郭を織成する。上記の通り移動した縦糸ヤーンの数の後、輪郭パターンは、完全な周期で移動され、パターンが繰り返される（つまり、完全なパターンの繰り返し）。典型的に、二重層の布は、７、８、１４又は１６の縦糸ヤーンからなる。図１は、形成側の概略図であって、従来の二重層の布の表面の織成パターンを示す。図１に示す布は、８の縦糸ヤーンごとに、繰り返される。言い換えれば、縦糸１の輪郭パターンは、縦糸番号８の上の次の縦糸（９については、図示せず）として、またはその逆として、繰り返される。このパターンは、布を横切って（ＣＤにおいて）、繰り返して連続する。

多くの二重層の布は、「ペアとなった縦糸」の概念を導入しており、ここで、２つの縦糸ヤーンは、布の上部表面において破壊されていない１つの輪郭を効果的に織成するように、ともに（つまり、ペアとして）機能する。ペアとなったＭＤヤーンを有する布を開示する文献としては、二重層の布に関する特許文献１（Ｊｏｈａｎｓｓｏｎの特許）があり、ここでは、ひとつの縦糸ヤーンが、摩耗側の層に下がり、ペアにおけるその他の縦糸ヤーンは、形成層に載置されており、特許文献２（Ｏｓｔｅｒｂｅｒｇの特許）では、縦糸ヤーンのペアは、上部層の一体部として存在するが、下部層では、結合ヤーンとして機能しており、特許文献３（Ｖｏｈｒｉｎｇｅｒの特許）では、ペアとなった縦糸ヤーンは、垂直方向に積層され、上部層及び下部層の両方に一体となっており、特許文献４（Ｌｅｅの特許）では、縦糸ヤーンのペアは、上部層及び下部層の両方で平面の織成パターンを生じている。
米国特許第４，６０５，５８５号明細書 米国特許第４，５０１，３０３号明細書 米国特許第５，１５２，３２６号明細書 米国特許第５，８６５，２１９号明細書

二重層の布又は三重層の布などの多層の布は、内的な摩耗に対する許容範囲を超えた耐性を有する場合があり、及び／又は、上記の織成は、使用の間、ほどかれる場合（ヤーンが、元の位置からパターンの内部へと摺動する場合）がある。本発明は、斯かる欠点を克服する布を提供する。

従って、本発明は、形成布に係るものであるが、抄紙機の形成部、プレス部及び乾燥部に適用してもよい。

本発明は、好ましくは、ペアとなった縦糸ヤーンのセットを用いて形成された二重層の織成構造を有する形成布である。所望の繊維の支持性と布の安定性との間のトレードオフの関係を解決するため、各縦糸ヤーンは、各層を結合する役割を演じ、これにより、追加の結合ヤーンの必要がなくなる。さらに、ＭＤにおいて、各ペアは、形成層において４つのシェドパターン（ｓｈｅｄ ｐａｔｔｅｒｎ）を生じ、摩耗側の層において平織りのパターンを生じる。ＣＤにおいて、ペアは、形成層において４つのシェドパターンを完成するように、組み合わされ、摩耗側の層において平行な輪郭パターンを形成する。この構造は、三重層の布の特徴を二重層の布に与える。

好適実施例において、本発明の布は、ＭＤヤーンのセットと織り交ぜられた、ＣＤヤーンの第１層及び第２層を有する。各セットは、ＭＤヤーンの４つのセットを有し、各ペアは、第１のＭＤヤーン及び第２のＭＤヤーンを有する。第１及び第２のＭＤヤーンのそれぞれは、これらの間を横断し、ＣＤヤーンの第１及び第２の層の両方と織成する。第１のＭＤヤーンは、第２層における単一のＣＤヤーンを結合する。ＭＤにおいて、各ペアは、第１層において４つのシェド輪郭（ｓｈｅｄ ｃｏｎｔｏｕｒ）を生じ、第２層において２つのシェド輪郭を生じる。各ペアは、ＭＤヤーンの４つのペアが組み合わされて第１層のＣＤにおいて４つのシェド輪郭を効果的に生じるように、ＣＤに移動される。第２層において、ＭＤヤーンの２つのペアは、第２層のＭＤにおいて平行な２つのシェド輪郭を効果的に生じるように、組み合わされる。

本発明の布は、好ましくは、二重層の形成布であって、第１層がこの布の形成側であり、第２層がこの布の摩耗側であり、第１及び第２の層は、ＭＤヤーンのセットでともに結合されるものである。各ペアは、第１層において、９のＣＤヤーン分だけ、次のペアから好ましく移動される。本発明の布は、ティシュ、ナプキン及びタオル紙の製造に適したものであってもよい。

本発明のその他の態様に含まれるものとしては、第２層におけるＣＤヤーンは、第１層におけるものと異なる径であってもよい。ＭＤヤーン及びＣＤヤーンの少なくともいくつかは、単繊維ヤーンからなるものであってもよく、ポリアミドヤーン又はポリエステルヤーンであってもよい。本発明の布は、１６のハーネスの織機で織成されてもよい。ＭＤヤーン及びＣＤヤーンの少なくともいくつかは、円形の断面形状、方形の断面形状、及び非円形の断面形状のいずれかを有する。

本発明について、下記の添付の図面をしばしば参照しながら、さらに詳細に述べる。

本発明をより完全に理解するため、以下の記載及び添付の図面について、述べる。

本発明は、好ましくは、二重層の形成布であって、ペアとなった機械方向（ＭＤ）の縦糸ヤーンのセットと織り交ぜられた機械を横切る方向（ＣＤ）の横糸ヤーンの第１及び第２の層で織成されたものである。しかしながら、各ペアが完全なパターンを形成する従来のペアとなった縦糸の布とは異なり、本発明は、複数のペアを、ひとつのセットに組み合わせ、形成側及び摩耗側の層のパターンを完成させるものである。例えば、単一のペアの横糸ヤーンを組み合わせて、布の形成層のＭＤにおいて、４つのシェドパターンを織成してもよい。しかしながら、このペア自体は、ＣＤにおいて、４つのシェドパターンを生じるのに、必須のものではない。本発明において、縦糸ヤーンの４つの交互のペアは、ＣＤにおいて４つのシェドパターンを効果的に生じさせるのに、１つのセットとして観察され得るものである。この様式において、ペアとなった縦糸ヤーンのセットは、ＭＤ及びＣＤの両方において完全な４つのシェドパターンを形成するのに使用されてもよい。

本発明に利点としては、三重層の布と同様の外観及び特徴を有する二重層で構築された布が含まれる。本発明では、布が時期尚早に摩耗し、布の層を分離させる、ＭＤ又はＣＤのいずれかに小径の結合ヤーンを使用する必要がなくなる。また、ＣＤの結合シュード（ｂｉｎｄｅｒ ｓｈｕｔｅ）を布に導入する必要がなく、これにより、必要な全ピック（ｐｉｃｋ）の２０〜２５％が不要となる。縦糸ヤーンの全てが結合ヤーンとして機能するので、ＭＤの結合ヤーン用の第３の縦糸ビーム（ｗａｒｐ ｂｅａｍ）は、必要ない。本発明の布は、種々の二重層の織機上で織成されてもよく、この織機は、適切に布に織成され、且つ表面のくぼみ（ｄｅｎｔ）当たり２つ又は４つの端部にリードを施す６つのハーネスフレームを装着された、８又は１６のシェド設計された標準的な二重層を運搬し得るものである。本発明の布の二重層の構造は、現存する三重層の設計に対して、向上した継目の強度を示す。

図２乃至４には、本発明の好適実施例であって、形成層において４つのシェドパターンを生じ、且つ摩耗側の層において、平織りパターンを生じさせる、布を製造したものである。

図２は、本発明の好適実施例による、表面の織成パターンを示す、形成側の概略図を示す。図２において、縦糸１〜８は、図面を水平方向に横切ってＭＤにおいて織成する。形成層のＣＤヤーン（つまり、シュート又は横ヤーン）は、図面において、垂直に進行する。縦糸ヤーンは、ペア（１−２、３−４、５−６、７−８）として、観察されてもよく、各ペアは、ＭＤにおいて、４つのシェドパターンを効果的に形成する。例えば、縦糸１は、シュートヤーン８、１４、２０、２６及び３２の上方に織成する一方、対となった縦糸ヤーン２は、シュートヤーン２の上方に織成する。同様に、縦糸１及び縦糸２は、４つ毎のシュート上に織成する。ペアが単一のユニットとして観察される場合には、４つのシェッドの縦糸の輪郭パターンが生じる。縦糸ヤーンの各ペアは、９の形成層のＣＤヤーンによって、次のペアから移動される（交互に配置される）。ＣＤにおいて、４つのペア（縦糸ヤーン１〜８）は、ともに作用し、４つのシェドの横糸の輪郭パターンを生じる。この横糸の輪郭は、３＋１のパターンと通常称され、形成する横糸ヤーンが、１つの横糸ヤーンの数を通過する前に、３つの横糸ヤーン上を通過することを意味する。特に、横糸ヤーン１−２、３−４、５−６及び７−８は、単一の「非破壊（ｕｎｂｒｏｋｅｎ）」の輪郭パターンを効果的に生じるように組み合わされるペアを形成する。例えば、シュート８は、複数の縦糸ヤーン１を通過し、縦糸ヤーン２〜８の上部を通過するが、これらの縦糸は、ペアとなっているので、同等であって、１つのペアの下部を通過して、４つのペアの上を通過して、ＣＤにおいて、４つのシェドパターンを形成する。この様式において、斯かる４つのペアは、ＭＤ及びＣＤの両方において、４つのシェドパターンを完成するのに、必要である。布のパターンは、８の縦糸の後に、繰り返される。

図３は、図２に示した布の表面の織成パターンを示す、摩耗側の概略図である。縦糸ヤーン１〜８は、各図で同様であるが、布の逆側を見ていることから、逆の順序で示されている。摩耗層のＣＤヤーンである１、４、７等は、大型の径を有し、形成層のＣＤヤーン２、５、８等とともに垂直に重ねられている。形成層のＣＤヤーン３、６、９等は、摩耗層のＣＤヤーン（シュート１とシュート４との間の破線で示したヤーンで示したもの）間で空間を置いて配置されているが、明りょうとするため、図示していない。対となった縦糸ヤーン１及び２は、組み合わされて、摩耗側のシュートヤーンと、２つのシェド（平織り）パターンを形成する。特に、縦糸ヤーン１は、シュートヤーン１上を通過し；縦糸ヤーン２は、シュートヤーン７、１３、１９、２５及び３１上を通過する。この様式において、縦糸ヤーン１及び２は、効果的に組み合わされて、２つのシェド（つまり平織り）の縦糸の輪郭パターンを生じる。縦糸ヤーン３及び４は、同じ様式で作用する；つまり、特に、これらは、シュートヤーン１、７、１３、１９、２５及び３１上を通過する。これらの２つのペア（全体で４つの縦糸ヤーン）は、非破壊で、平行な２つの輪郭を形成するという効果を提供する。縦糸ヤーンのペア５−６及び７−８は、１つの横糸で移動される；つまり、これらは、シュートヤーン１、７、１３、１９、２５及び３１の下部を通過し、シュートヤーン４、１０、１６、２２、２８及び３４上を通過する。

図４は、機械を横切る方向（ＣＤ）における４つの断面概略図であって、図２及び３に示す布の縦糸ヤーン１〜４の例示的な縦糸の輪郭パターンを示す。例えば、縦糸ヤーン１（４０１）は、形成層を横切る前であってＣＤヤーン８、１４、２０、２６及び３２（４つのＣＤヤーン毎）の上を織成する前に、摩耗層においてＣＤヤーン１と結合する。縦糸ヤーン１は、摩耗側の層を横切りその他のＣＤヤーン毎に織成される前に、形成側の層においてＣＤヤーン２と結合する縦糸ヤーン２（４０２）とペアとなる。図示するように、縦糸ヤーン１及び２は、組み合わされて、形成側の層において４番目のＣＤヤーン毎に織成され（つまり、４つのシェドパターン）、且つ摩耗側の層において２番目のＣＤヤーン毎日に織成される（つまり、２つのシェド又は平織りのパターン）。縦糸ヤーン３（４０３）及び４（４０４）は、組み合わされて、同様のパターンを生じるが、９つの形成層のＣＤヤーン分だけ、右にシフトされる。各ペアの１つの縦糸ヤーンのみ、摩耗側の層と一体化されることを記する。各ペアにおけるその他の縦糸ヤーンは、形成側の層において主として織成し、摩耗側の層において１つのシュートヤーンと単に結合する。

本発明による布は、単繊維のヤーンのみを有することが好ましく、このヤーンは、ポリエステル、ナイロン、ポリアミド又はその他のポリマーからなることが好ましい。当業者に公知なように、種々のヤーンについて種々のポリマーを組み合わせて用いてもよい。ＣＤ及びＭＤのヤーンは、１つ以上の異なる径を有する円形の断面形状を有してもよい。例えば、形成側の層の横糸ヤーンは、摩耗側の層の横糸ヤーンと異なる径であってもよい。典型的な形成側の層の横糸ヤーンの径は、０．１１〜０．１５ｍｍであり、摩耗側の層の横糸ヤーンの径は、０．１７〜０．３０ｍｍである。縦糸ヤーンの径は、典型的に０．１０〜０．１５ｍｍである。しかしながら、種々の径の組み合わせを使用してもよく、いずれにしても、本発明を限定するものとして、上記の例示的な径を解釈すべきではない。さらに、円形の断面形状に加え、１つ以上のヤーンは、方形の断面形状又は非円形の断面形状などの、その他の断面形状を有してもよい。

上記の事項の改変は、当業者に明らかであるが、本発明の範囲を超えて改変されるものではない。添付の特許請求の範囲は、斯かる状況を包含するように、考慮されるべきものである。

従来の二重層の布の表面の織成パターンを示す、形成側の概略図である。 本発明の教示に従って織成された布の表面の織成パターンを示す、形成側の概略図である。 本発明の教示に従って織成された布の表面の織成パターンを示す、摩耗側の概略図である。 図２及び図３に示す布の例示的な縦糸の輪郭パターンを示す、機械を横切る方向（ＣＤ）における４つの概略的な断面図のセットである。

Claims (10)

1. 機械を横切る方向（ＣＤ）のヤーンの第１層及び第２層と；
   機械方向（ＭＤ）のヤーンのセットと；
   を有する抄紙機用布であって、
   前記の各セットは、ＭＤヤーンの４つのペアを有し；
   各ペアは、第１のＭＤヤーン及び第２のＭＤヤーンを有し；
   第１のＭＤヤーン及び第２のＭＤヤーンは、前記のＣＤヤーンの第１及び第２の層の間を横切り且つ織成し；
   前記の第１のヤーンは、前記第２層において単一のＣＤヤーンを結合し；
   前記ＭＤにおいて、各ペアは、前記第１層において４つのシェド輪郭と、第２層において２つのシェド輪郭とを効果的に生じ；
   各ペアは、ＣＤにおいて、ＭＤヤーンの４つのペアを組み合わせて前記第１層のＣＤにおいて４つのシェド輪郭を効果的に生じるように、ＣＤに移動され；
   前記のＭＤヤーンの２つのペアは、組み合わされて、前記第２層のＭＤにおいて、平行な２つのシェド輪郭を効果的に生じることを特徴とする抄紙機用布。
2. 前記第１層は、当該布の形成側であり、
   前記第２層は、当該布の摩耗側であることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
3. 各ペアは、前記第１層において、次のペアから、９つのＣＤヤーン分だけ、移動されていることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
4. 前記第２層における前記ＣＤヤーンは、前記第２層におけるものと異なる径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。
5. 前記のＭＤヤーン及びＣＤヤーンの少なくともいくつかは、単繊維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。
6. 前記のＭＤヤーン及びＣＤヤーンの少なくともいくつかは、ポリアミドヤーン又はポリエステルヤーンのいずれかからなることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
7. １６つのハーネスの織機上で織成されることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
8. 二重層の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。
9. 前記のＭＤヤーン及びＣＤヤーンの少なくともいくつかは、円形の断面形状、方形の断面形状及び非円形の断面形状のいずれか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。
10. ティシュ、ナプキン及びタオル紙を製造するための形成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。

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