説明

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

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。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【特許文献1】米国特許第4,605,585号明細書
【特許文献2】米国特許第4,501,303号明細書
【特許文献3】米国特許第5,152,326号明細書
【特許文献4】米国特許第5,865,219号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
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。
【0018】
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。
【課題を解決するための手段】
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】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。
【図2】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。
【図3】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4】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。

【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公表番号】特表2008−531866(P2008−531866A)
【公表日】平成20年8月14日(2008.8.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−558057(P2007−558057)
【出願日】平成18年2月22日(2006.2.22)
【国際出願番号】PCT/US2006/006022
【国際公開番号】WO2006/096318
【国際公開日】平成18年9月14日(2006.9.14)
【出願人】(591097414)アルバニー インターナショナル コーポレイション (110)
【氏名又は名称原語表記】ALBANY INTERNATIONAL CORPORATION
【Fターム(参考)】