抄紙機および製紙方法
紙のファイバウェブ（１２）をスルーエアー乾燥（ＴＡＤ）またはプレスなしで製造するための抄紙機（１）であって、少なくとも一つのフォーミングワイヤ（７、８）を含むワイヤセクション（５）と、空気透過性であるとともに水透過性である抄紙用具（１６）と、ファイバウェブを脱水するための脱水ユニット（２０）と、を有したウェットエンド（２）と;ファイバウェブのための乾燥面（２４）を有した乾燥セクション（３）と；ファイバウェブを乾燥セクションに転載するためのトランスファーロール（２３）と；を備える。ファイバウェブは、ワイヤセクションからトランスファーニップまでの間にわたって、並びに、トランスファーニップを通過する間、抄紙用具によって支持される。抄紙用具は、ファイバウェブに構造を与えるための立体的構造を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙のファイバウェブをスルーエアー乾燥（ＴＡＤ）またはプレスなしで製造するための抄紙機であって、
ファイバウェブを形成するための少なくとも一つのフォーミングワイヤを含むワイヤセクションと、空気透過性であるとともに水透過性である抄紙用具と、前記ファイバウェブを脱水するための少なくとも一つの脱水ユニットと、を有したウェットエンドと、
前記ファイバウェブを乾燥させるための乾燥面を有した乾燥セクションと、
前記ファイバウェブを前記ウェットエンドから前記乾燥セクションに転載するため、トランスファーニップにおいて前記乾燥面と相互作用するように配置されたトランスファーロールと、を備え、
前記ファイバウェブは、前記ワイヤセクションから前記トランスファーニップまでの間にわたって、並びに、前記トランスファーニップを通過する間、前記抄紙用具によって支持される、抄紙機に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、スルーエアー乾燥（ＴＡＤ）またはプレスなしで、紙を抄紙機で製造するための方法であって、
ワイヤセクションでファイバウェブを形成する工程と、
前記ファイバウェブを、空気透過性であるとともに水透過性である抄紙用具によって、前記ワイヤセクションから乾燥セクションまで支持し、この間に、少なくとも一つの脱水ユニットによって前記ファイバウェブを脱水する工程と、
前記ファイバウェブを前記抄紙用具から前記乾燥セクションの乾燥面へ転載する工程と、
前記乾燥面から前記ファイバウェブを取り出す工程と、を備えた方法に関する。
【０００３】
さらに、本発明は、前記方法によって製造されたペーパー（紙）に関する。
【背景技術】
【０００４】
従来のティッシュマシンは、プレスセクションを有する。プレスセクションにおいて、一以上のフェルトによって支持された紙ウェブは、紙ウェブの乾燥度を高めるため、一以上の脱水プレスに通されるようになる。しかしながら、脱水プレスには、軟質紙に関し、最終的な紙ウェブの嵩を減少させるという負の効果がある。紙ウェブの最終的な嵩は、この種の抄紙機において、通常は、７ｃｍ3 ／ｇ乃至１０ｃｍ3 ／ｇを越えない。
【０００５】
米国特許第６，２８７，４２６号には、プレスを備えた抄紙機が開示されている。この抄紙機は、プレスセクション、および紙ウェブをプレスセクションに通す際に失われた嵩の少なくとも幾分かを再形成するための構造化手段（structuring means）を有する。構造化手段は、一方では、紙ウェブをプレスセクションから抄紙機の乾燥セクションまで搬送する、所定の構造を有する透過性ワイヤの形態の抄紙用具で形成され、他方では、紙ウェブを吸いつけてワイヤとぴったりと接触させるため、ワイヤの内側、即ち紙ウェブとは反対の側と摺動接触した状態で配置されるサクション装置で形成され、このようにして、紙ウェブの嵩を増大する。
【０００６】
米国特許第６，２８７，４２６号による構造化手段は、紙ウェブの嵩の再形成を行う上でうまくいかなかった。これは、ウェブのファイバ基礎構造（framework）がプレス時に既に固定されており、ウェブの乾燥度が高いためにファイバが互いに対して移動できないためである。このような手段で、または任意の他の方法で、脱水プレスニップが紙ウェブのファイバ基礎構造に及ぼした、嵩破壊効果を「修復」することは困難である。したがって、嵩高の軟質クレープ紙を製造する場合には、このようなプレスニップを回避しなければならない。
【０００７】
さらに、プレスを行うことに対する変形例として、当該技術分野において、紙ウェブを脱水するため、ＴＡＤとして一般に周知のスルーエアー乾燥プロセス（a through air drying process）を使用することが既知である。ＴＡＤユニットは、大きなフードで覆われた有孔回転シリンダを備えている。空気透過性であり且つ水透過性である抄紙用具によって支持された紙ウェブをシリンダ上に置き、乾燥した高温の空気を、紙ウェブおよび抄紙用具を通して、シリンダの開口部内に圧送する。次いで、空気を、脱水および乾燥の後にフードに再循環する。ＴＡＤユニットは大きく且つ複雑であり、ＴＡＤ抄紙機の建設には大きな投資を必要とする。さらに、紙ウェブを脱水するためのＴＡＤプロセスは、空気の乾燥および再循環に大量のエネルギを必要とするため、費用がかかる。
【０００８】
欧州特許第０４４０６９７号には、嵩高の軟質クレープ紙を製造するため、一つの作動形態において、技術のいらないスルーエアー乾燥およびプレスを提供する抄紙機が開示されている。この抄紙機は、第１作動形態と第２作動形態との間で切り換え可能である。第１作動形態では、フェルトが従来の方法で配置されている。フェルトは、紙ウェブを抄紙機のワイヤセクションのフォーミングワイヤから取り上げ、紙ウェブを最初にプレスロール上に、次いで盲穴が設けられたロール上に持ち込む。盲穴が設けられたロールは、抄紙機の乾燥セクションでヤンキーシリンダと相互作用する。第２作動形態においては、第１作動形態で製造されたファイバウェブに関して嵩および柔らかさの値が比較的高い紙ウェブを製造する。第２作動形態においては、盲穴が設けられたロールが省かれており、さらに、フェルトがワイヤ型のベルトと置き換えられており、一方ではフォーミングワイヤが延長してあり、他方では、紙ウェブをフォーミングワイヤとベルトとの間に包囲するため、フォーミングワイヤがヤンキーシリンダまでの全ての道のりを走行するように延長してある。したがって、ベルト、フォーミングワイヤ、および紙ウェブは、乾燥セクションまでの道のりの間にわたって、サンドウィッチ構造を形成し、乾燥セクションまでの距離中に紙ウェブがベルトとフォーミングワイヤとの間に包囲された状態で脱水される。
【０００９】
第２作動形態においては、欧州特許第０４４０６９７号による抄紙機は、嵩および柔らかさの値が比較的高い軟質クレープ紙を製造する。しかしながら、この抄紙機にも欠点がある。紙ウェブがサンドウィッチ構造を形成するため、紙ウェブを乾燥セクションの前に所望の通りに脱水することが困難であるということが判明した。このことは、製造速度を制限し、乾燥セクションでの乾燥の必要性を高める。さらに、サンドウィッチ構造は、最終的な紙ウェブの嵩に悪影響を及ぼす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、スルーエアー乾燥ユニットおよびプレスが省かれた紙を製造するための抄紙機であって、一方では、従来既知の抄紙機と比較して簡単であり、他方では、高い製造速度で動作することができる新たな抄紙機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による抄紙機は、ファイバウェブに所定の構造を与えるための立体的構造を持つ抄紙用具を含む、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明による方法は、抄紙用具の立体的構造によって、ファイバウェブに所定の構造を与える工程を含む、ことを特徴とする。
【００１３】
以下において、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、軟質のクレープ紙を製造するための抄紙機１を概略的に示す。抄紙機１は、ウェットエンド（湿部、wet end）２および乾燥セクション３を含むが、プレスセクションを含んでいない。したがって、本発明による抄紙機には脱水プレスが設けられておらず、すなわち、脱水ニップが設けられていない。ウェットエンド２は、ヘッドボックス４と、ワイヤセクション５とを備えている。ワイヤセクション５は、フォーミングロール６と、二つのフォーミングワイヤ７および８とを備えている。これらのフォーミングワイヤ７および８の各々は、複数のガイドロール９および１０の周囲を、夫々閉ループをなして走行する。フォーミングワイヤ７および８は、フォーミングロール６上を周知の方法で走行し、ヘッドボックス４からの紙料噴流をその間に受け取る。フォーミングロールの下流には、フォーミングゾーン１１が設けられている。ここで、紙料は、脱水により、連続したファイバウェブ１２を形成し、またこの位置において、紙料は、前記フォーミングワイヤのうちの内側のフォーミングワイヤ８によって搬送される。脱水を行うため、ワイヤセクション５は、一方では、ファイバウェブ１２を加熱するために内側ワイヤ８のループの外側に配置されたスチームボックス１３を有し、他方では、内側ワイヤ８の穴を通してファイバウェブ１２から水を除去するため、内側ワイヤ８のループの内側に配置されたサクションボックス１４を有する。したがって、原理的には、上文中に説明したワイヤセクション５は、従来のツインワイヤセクションである。ここで、サクションボックス１４の下流におけるファイバウェブ１２の乾燥度は２０％乃至２５％となる。
【００１５】
ワイヤセクション５の下流において、ウェットエンド２は、ワイヤセクション５から乾燥セクション３までの経路にわたって延びる構造化セクション１５を有する。この構造化セクション１５は、複数のガイドロール１７の周囲を閉ループをなして走行する抄紙用具（the clothing）１６を含む。ファイバウェブ１２をワイヤセクション５から構造化セクション１５に転載するため、抄紙用具１６の内側にトランスファーボックス１８が配置されている。さらに詳細には、トランスファーボックス１８は、抄紙用具１６を内側ワイヤ８に近付け、ファイバウェブ１２を内側ワイヤ８から負圧によって取り上げるため、前記ガイドロール１７のうちの二つのガイドロール間に配置されている。好ましくは、トランスファーセクションまたは転移点には所定の負のドロー（draw）がある。すなわち抄紙用具１６の速度は、好ましくは、内側ワイヤ８の速度よりも低くしてあり、トランスファーセクションまたは転移点でウェットクレーピング効果（紙に皺を付ける効果）が得られる。負のドローでの速度差は、最大３０％であるが、好ましくは、製造しようとする製品に応じて０％乃至２０％内にある。
【００１６】
抄紙用具１６は、空気および水に対して透過性であり、空気に関する透過性は、１００ＣＦＭ乃至７００ＣＦＭであり、好ましくは４００ＣＦＭ乃至６００ＣＦＭである。本明細書中では、ＣＦＭは、１２７Ｐａの圧力で、１平方フィートの抄紙用具を一分間に通過する空気の立方フィート単位の体積に関する。これは、０．５インチの水頭に対応する。さらに、抄紙用具１６は、立体的であり且つ有孔であり、すなわち、厚さ方向に複数の通孔を備えた開放した構造を有し、これにより、抄紙用具１６は、高い嵩を形成するためにファイバウェブ１２を受け取ることができる。換言すると、抄紙用具１６の立体的な構造は、ファイバウェブ１２のファイバ基礎構造を受け取り、嵩高の立体的ファイバウェブ１２を形成する。好ましくは、抄紙用具１６はワイヤ状であり、すなわち、好ましくはポリエステル製の糸を織製して形成される。例えば、抄紙用具１６は、ＧＳＴおよびＭＳＴの表示で既知の種類の抄紙用具のうちの一つであってもよい。試験によれば、１インチあたりの糸の数が４４本×３０本の粗さ（a coarseness）は、「タオル」等級の紙(the paper grade “towel”)、すなわち台所用のロール状の紙に適しているのに対し、１インチあたりの糸の数が５１本×４８本の粗さは、「浴室」等級の紙(the paper grade “bath room”)、すなわちトイレットペーパーに適しているということが示された。さらに、原理的には、いわゆるＴＡＤ−ワイヤまたはＴＡＤ−ファブリックを使用できるが、ＴＡＤ−ワイヤまたはＴＡＤ−ファブリックに課される空気透過性および熱抵抗についての要求は、本発明による抄紙機で必ずしも必要とされず、このため、使用可能なワイヤ品質または抄紙用具品質がかなり高く、これによって、空気透過性の値が１００ＣＦＭと比較的低くなる。これは、ＴＡＤ−ワイヤまたはＴＡＤ−ファブリックでの空気透過性の値よりもかなり低い。成形（molding）によって得られる抄紙用具を織製ファブリックに対する変形例として使用できる。
【００１７】
トランスファーボックス１８の内部の負圧により、ファイバウェブ１２のファイバあるいはファイバ基礎構造が抄紙用具１６の立体構造に押し込まれる際に、ファイバウェブ１２の嵩、あるいは、ファイバウェブ１２の基礎構造の大部分は、トランスファーボックス１８によって、既に形成される。ワイヤセクション５から構造化セクション１５への転移時の負のドローがこの効果を増大する。トランスファーボックス１８内部の負圧は、高真空領域内にあってもよく、すなわち約６０ｋＰａ乃至７０ｋＰａであってもよい。このことは、所定の脱水がトランスファーセクションすなわち転移点でさらに行われるということを意味する。変形例として、負圧は低くてもよく、例えば２０ｋＰａ乃至３０ｋＰａであってもよい。これは、嵩でなく表面の柔らかさを得ようとする場合に好ましい。
【００１８】
トランスファーボックス１８の後、ファイバウェブ１２は抄紙用具１６の下側に開放状態で搬送される。本明細書中では、抄紙用具１６がファイバウェブ１２を開放状態で搬送するということは、ファイバウェブ１２が抄紙用具１６によって搬送されるとき、ファイバウェブ１２が、自由な、すなわち覆われていない側（自由で覆われていない側部）１９を有するということを意味する。ファイバウェブ１２を開放状態で搬送することにより、ファイバウェブ１２が構造化セクション１５を通過するとき、ファイバウェブ１２の嵩を保存した状態で、効率的に確実に脱水できる。脱水を行うため、構造化セクション１５は、少なくとも一つの脱水ユニット２０を含む。この脱水ユニット２０は、ファイバウェブ１２の自由な側（自由側部）１９に向かって面する、少なくとも一つの脱水部材即ち脱水装置を備えている。図１による実施の形態において、脱水ユニット２０は、抄紙用具１６のループの外側に配置され、ファイバウェブ１２の自由な側１９に対面するスチームボックス２１を有する。したがって、スチームボックス２１は、前記少なくとも一つの脱水部材即ち脱水装置を構成する。脱水ユニット２０は、抄紙用具１６のループの内側に、スチームボックス２１と向き合っておよび／またはスチームボックス２１の下流に配置された、サクションボックス２２をさらに含む。スチームボックス２１は、ファイバウェブ１２の自由な側１９に向かって直接面することにより、ファイバウェブ１２の温度およびファイバウェブ１２に含まれる水の量を効率的に上昇させることができる。これにより、続いて行われるサクションボックス２２の脱水性能を向上する。これは、水の粘度を低下させることによる。変形例として、脱水ユニット２０の脱水部材即ち脱水装置は、別の嵩保存脱水技術に基づいていてもよい。例えば、赤外線の照射や高温空気によってファイバウェブ１２を加熱する技術に基づいていてもよい。したがって、抄紙用具１６は、ファイバウェブ１２をワイヤセクション５と乾燥セクション３との間で所定距離に亘って開放状態で搬送するように構成されている。この所定距離内で、ファイバウェブ１２の自由な側１９は、前記少なくとも一つの脱水部材即ち脱水装置にアクセスすることができる。この所定距離は、ワイヤセクション５と乾燥セクション３との間の全距離であってもよいし、この距離の一部だけであってもよい。
【００１９】
構造化セクション１５において、すなわち、ワイヤセクション５から乾燥セクション３までの全道のりにわたって、ファイバウェブ１２は、抄紙用具１６によって支持されて搬送される。ファイバウェブ１２を構造化セクション１５の抄紙用具１６から乾燥セクション３の高温乾燥表面２４へ転載するため、平滑で中実のトランスファーロール２３が、抄紙用具１６のループの内部に配置されている。さらに詳細には、トランスファーロール２３は、ファイバウェブ１２用のトランスファーニップ２５を形成するため、乾燥表面２４と相互作用するように配置されている。乾燥表面２４へのファイバウェブ１２の転載を容易にするため、抄紙用具１６の外側面には平らな部分が設けられている。これらの平らな部分は、抄紙用具１６がトランスファーニップ２５を通過するときに、乾燥表面２４と相互作用するための接触表面を形成するように構成されている。これによって、平らな部分は、乾燥表面２４に対する抄紙用具１６の接触面の、好ましくは１５％乃至４０％を占め、好ましくは２２％乃至２８％を占め、例えば２５％を占める。これらの平らな部分は、例えば、抄紙用具１６の表面を研削することによって、または圧延することによって得ることができる。抄紙用具１６の立体的構造と平らな部分との組み合わせにより、ファイバウェブ１２の嵩を保存しながら、すなわち、抄紙用具１６の立体的構造で形成されたファイバウェブ１２のファイバ基礎構造の立体的構造を保存しながら、ファイバウェブ１２が効率的に転載される。ファイバウェブ１２は、平らな部分が乾燥表面２４と相互作用する特定のスポットが機械的にぎっしり詰められていてもよいが、トランスファーニップ２５での線型の負荷は平均して低く、ファイバウェブ１２の表面の５０％よりも小さい領域に作用するこの局所的効果は、ファイバウェブ１２の嵩のトータルとしての値に影響を及ぼさない。さらに、トランスファーニップ２５では、脱水は行われない。ここで、抄紙機１には脱水プレスニップが全く存在せず、そのため、製造された軟質紙の嵩値を高くするということを強調しておかなければならない。
【００２０】
好ましくは、乾燥セクション３は、フード２７を持つヤンキーシリンダ２６を含む。これによって、ヤンキーシリンダ２６のシェル表面は、ファイバウェブ１２用の前記乾燥表面２４を構成する。好ましくは、ファイバウェブ１２と乾燥表面２４との間を所望のとおりに確実に接着するため、ヤンキーシリンダ２６のトランスファーニップ２５の手前のところに配置されたノズル２８によって乾燥表面２４に塗布された化学接着剤が用いられる。ファイバウェブ１２は、高温の乾燥表面２４上で、約９７％乃至９８％の乾燥度まで乾燥させられ、そのとき、ファイバウェブ１２は、例えばクレーピングドクター２９によって、乾燥表面２４から取り外される。化学接着剤の目的は、さらに、乾燥表面２４を磨耗から保護することである。
【００２１】
図２は、軟質紙を製造するための抄紙機３０の他の実施の形態の概略図である。この抄紙機３０は、ウェットエンド３１および乾燥セクション３２を含むが、上述した実施の形態と同様に、プレスセクションを含んでいない。ウェットエンド３１は、ヘッドボックス３３およびワイヤセクション３４を備えている。ワイヤセクション３４は、フォーミングロール３５と、複数のガイドロール３７の周囲をループをなして走行するフォーミングワイヤ３６と、を含む。フォーミングワイヤは、フォーミングロール３５上を走行する。さらに、ウェットエンド３１は、図１による抄紙機１におけるのと同じ種類の抄紙用具３９を備えた構造化セクション３８を含む。抄紙用具３９は、複数のガイドロール４０の周囲を閉ループをなして走行するが、この場合には、さらに、ワイヤセクション３４内に延びており、ここで、図１における内側フォーミングワイヤ８の代わりにフォーミングロール３５の周囲を走行する。したがって、ヘッドボックス３３は、フォーミングワイヤ３６と抄紙用具３９との間に紙料噴流を送出するように配置され、紙料は、フォーミングゾーン４２で脱水され、抄紙用具３９上に直接的に連続したファイバウェブ４１を形成する。紙料の脱水を行うため、ワイヤセクション３４は、フォーミングワイヤ３６のループの内部に配置された脱水ボックス４３を備えている。フォーミングワイヤ３６および抄紙用具３９が互いから離れるときにファイバウェブ４１が確実に抄紙用具３９に追従するようにするため、トランスファーボックス４４が、フォーミングゾーン４２の下流で抄紙用具３９のループの内側に配置されている。したがって、トランスファーボックス４４の下流で、ファイバウェブ４１は抄紙用具３９の下側を開放状態で搬送され、ファイバウェブ４１は自由で覆われていない側（自由で覆われていない側部）４５を有する。ファイバウェブ４１の乾燥度をさらに高めるため、ウェットエンド３１は、トランスファーボックス４４の下流に第１脱水ユニット４６を備えている。この第１脱水ユニット４６は、スチームボックス４７の形態をとった第１脱水部材すなわち脱水装置と、いわゆる「成形ボックス」４８、即ち部分的に脱水を行うため、および部分的にファイバウェブの構造化を行うために構成されたサクションボックスの形態をとった第２脱水部材すなわち脱水装置と、を含んでいる。これによって、スチームボックス４７は、ファイバウェブ４１の自由な側４５に対面するように、抄紙用具３９のループの外部に配置され、サクションボックス４８は、抄紙用具３９のループの内部に配置されている。第１脱水ユニット４６の下流において、抄紙機３０全体は、上述した抄紙機と同様に設計されている。ファイバウェブ４１は、図１の脱水ユニット２０と対応する第２脱水ユニット４９を通過する。この第２脱水ユニット４９は、スチームボックス５０と、サクションボックス５１とを含む。これによって、スチームボックス５０は、ファイバウェブ４１の自由な側４５に向かって直接的に面するため、抄紙用具３９のループの外部に配置されている。脱水ユニット４９の後、ファイバウェブ４１は、平滑で中実のトランスファーロール５２およびトランスファーニップ５３を介して、フードを備えたヤンキーシリンダ５５のシェル表面の形態をとった乾燥表面５４に転載される。最終的に、ファイバウェブ４１は、例えばクレーピングドクター５６によって、シェル表面５４から取り外される。
【００２２】
図３は、本発明による抄紙機用のトランスファーロールの他の実施の形態の概略図である。トランスファーロール５７はサクションロールであり、乾燥表面６０に転載される前であってもファイバウェブ５９の乾燥度を高めるため、結局はトランスファーニップ５８に存在する圧力上昇を利用する。トランスファーロール５７は、低真空ゾーン（low vacuum zone）６１と、この低真空ゾーン６１の上流に位置し、トランスファーニップ５８とちょうど向かい合って配置された高真空ゾーン（high vacuum zone）６２と、を含む。スチームボックス６３は、ファイバウェブ５９の温度を、このファイバウェブ５９が低真空ゾーン６１上を走行しきる前に約８０°乃至９０°まで上昇させるため、トランスファーロール５７と直接的に向き合って配置されている。この温度上昇は、ファイバウェブ５９の内部の水の粘度が低下することにより、続く真空ゾーンでの脱水が上昇すること、および、ファイバウェブ５９による乾燥表面６０の冷却が低下することの二つの利点をもたらす。これにより、ヤンキーシリンダの乾燥能力が向上する。低真空ゾーン６１では、圧力は比較的低く、２０ｋＰａ乃至３０ｋＰａである。低真空ゾーンの目的は、抄紙用具からのスチーム流路を形成することである。高真空ゾーン６２では、負圧がより高く、約６０ｋＰａ乃至７０ｋＰａである。抄紙用具を介してファイバウェブ５９からスチームおよび水を除去するときの実際の脱水は、このゾーンで行われる。さらに、いわゆるスチームの「フラッシング（flashing）」を行うため、トランスファーニップ５８における圧力を利用する。これにより、ファイバウェブ５０の乾燥度がさらに向上する。
【００２３】
主に、本発明による抄紙機は、「タオル」等級の紙および「浴室」等級の紙を製造しようとするものである。「タオル」等級では、好ましくは、針葉樹材パルプを７０容量％（体積％、per cent by volume）乃至１００容量％使用し、広葉樹材パルプを０容量％乃至３０容量％使用し、このうち、パルプの０容量％乃至３０容量％がケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ、chemi-thermomechanical pulp）からなっている。「浴室」等級では、好ましくは、針葉樹材パルプを２０容量％乃至６０容量％使用し、および広葉樹材パルプを４０容量％乃至８０容量％使用する。ファイバの平均長は、針葉樹材パルプおよび広葉樹材パルプの両方において、０．５ｍｍ乃至３．０ｍｍである。両紙等級において、パルプの０％乃至１００％がリサイクルファイバからなっていてもよい。加工前に、製造した「タオル」等級の紙は、嵩が１５ｃｍ3 ／ｇ乃至２０ｃｍ3 ／ｇであり、秤量が約２０ｇ／ｍ2 であるのに対し、「浴室」等級の紙は、嵩が１２ｃｍ3 ／ｇ乃至１８ｃｍ3 ／ｇまたは１４ｃｍ3 ／ｇ乃至１８ｃｍ3 ／ｇであり、秤量が約１５ｇ／ｍ2 乃至２４ｇ／ｍ2 である。
【００２４】
１２フットのヤンキーシリンダ(a 12 foot Yankee cylinder)を備えた本発明による抄紙機は、「タオル」等級の紙について、４８０ｍ／分の速度で動作することができ、２３フットのヤンキーシリンダ(a 23 foot Yankee cylinder)は、「浴室」等級の紙について、１２００ｍ／分の速度で動作することができる。
【００２５】
上文中において、本発明を、幾つかの特定の実施の形態から説明した。しかしながら、本発明の範囲内で修正および変形が可能であるということが、理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明による抄紙機の第１の実施の形態を示す。
【図２】図２は、本発明による抄紙機の第２の実施の形態を示す。
【図３】図３は、本発明による抄紙機用のトランスファーロールの変形例を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙のファイバウェブをスルーエアー乾燥（ＴＡＤ）またはプレスなしで製造するための抄紙機であって、
ファイバウェブを形成するための少なくとも一つのフォーミングワイヤを含むワイヤセクションと、空気透過性であるとともに水透過性である抄紙用具と、前記ファイバウェブを脱水するための少なくとも一つの脱水ユニットと、を有したウェットエンドと、
前記ファイバウェブを乾燥させるための乾燥面を有した乾燥セクションと、
前記ファイバウェブを前記ウェットエンドから前記乾燥セクションに転載するため、トランスファーニップにおいて前記乾燥面と相互作用するように配置されたトランスファーロールと、を備え、
前記ファイバウェブは、前記ワイヤセクションから前記トランスファーニップまでの間にわたって、並びに、前記トランスファーニップを通過する間、前記抄紙用具によって支持される、抄紙機に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、スルーエアー乾燥（ＴＡＤ）またはプレスなしで、紙を抄紙機で製造するための方法であって、
ワイヤセクションでファイバウェブを形成する工程と、
前記ファイバウェブを、空気透過性であるとともに水透過性である抄紙用具によって、前記ワイヤセクションから乾燥セクションまで支持し、この間に、少なくとも一つの脱水ユニットによって前記ファイバウェブを脱水する工程と、
前記ファイバウェブを前記抄紙用具から前記乾燥セクションの乾燥面へ転載する工程と、
前記乾燥面から前記ファイバウェブを取り出す工程と、を備えた方法に関する。
【０００３】
さらに、本発明は、前記方法によって製造されたペーパー（紙）に関する。
【背景技術】
【０００４】
従来のティッシュマシンは、プレスセクションを有する。プレスセクションにおいて、一以上のフェルトによって支持された紙ウェブは、紙ウェブの乾燥度を高めるため、一以上の脱水プレスに通されるようになる。しかしながら、脱水プレスには、軟質紙に関し、最終的な紙ウェブの嵩を減少させるという負の効果がある。紙ウェブの最終的な嵩は、この種の抄紙機において、通常は、７ｃｍ3 ／ｇ乃至１０ｃｍ3 ／ｇを越えない。
【０００５】
米国特許第６，２８７，４２６号には、プレスを備えた抄紙機が開示されている。この抄紙機は、プレスセクション、および紙ウェブをプレスセクションに通す際に失われた嵩の少なくとも幾分かを再形成するための構造化手段（structuring means）を有する。構造化手段は、一方では、紙ウェブをプレスセクションから抄紙機の乾燥セクションまで搬送する、所定の構造を有する透過性ワイヤの形態の抄紙用具で形成され、他方では、紙ウェブを吸いつけてワイヤとぴったりと接触させるため、ワイヤの内側、即ち紙ウェブとは反対の側と摺動接触した状態で配置されるサクション装置で形成され、このようにして、紙ウェブの嵩を増大する。
【０００６】
米国特許第６，２８７，４２６号による構造化手段は、紙ウェブの嵩の再形成を行う上でうまくいかなかった。これは、ウェブのファイバ基礎構造（framework）がプレス時に既に固定されており、ウェブの乾燥度が高いためにファイバが互いに対して移動できないためである。このような手段で、または任意の他の方法で、脱水プレスニップが紙ウェブのファイバ基礎構造に及ぼした、嵩破壊効果を「修復」することは困難である。したがって、嵩高の軟質クレープ紙を製造する場合には、このようなプレスニップを回避しなければならない。
【０００７】
さらに、プレスを行うことに対する変形例として、当該技術分野において、紙ウェブを脱水するため、ＴＡＤとして一般に周知のスルーエアー乾燥プロセス（a through air drying process）を使用することが既知である。ＴＡＤユニットは、大きなフードで覆われた有孔回転シリンダを備えている。空気透過性であり且つ水透過性である抄紙用具によって支持された紙ウェブをシリンダ上に置き、乾燥した高温の空気を、紙ウェブおよび抄紙用具を通して、シリンダの開口部内に圧送する。次いで、空気を、脱水および乾燥の後にフードに再循環する。ＴＡＤユニットは大きく且つ複雑であり、ＴＡＤ抄紙機の建設には大きな投資を必要とする。さらに、紙ウェブを脱水するためのＴＡＤプロセスは、空気の乾燥および再循環に大量のエネルギを必要とするため、費用がかかる。
【０００８】
欧州特許第０４４０６９７号には、嵩高の軟質クレープ紙を製造するため、一つの作動形態において、技術のいらないスルーエアー乾燥およびプレスを提供する抄紙機が開示されている。この抄紙機は、第１作動形態と第２作動形態との間で切り換え可能である。第１作動形態では、フェルトが従来の方法で配置されている。フェルトは、紙ウェブを抄紙機のワイヤセクションのフォーミングワイヤから取り上げ、紙ウェブを最初にプレスロール上に、次いで盲穴が設けられたロール上に持ち込む。盲穴が設けられたロールは、抄紙機の乾燥セクションでヤンキーシリンダと相互作用する。第２作動形態においては、第１作動形態で製造されたファイバウェブに関して嵩および柔らかさの値が比較的高い紙ウェブを製造する。第２作動形態においては、盲穴が設けられたロールが省かれており、さらに、フェルトがワイヤ型のベルトと置き換えられており、一方ではフォーミングワイヤが延長してあり、他方では、紙ウェブをフォーミングワイヤとベルトとの間に包囲するため、フォーミングワイヤがヤンキーシリンダまでの全ての道のりを走行するように延長してある。したがって、ベルト、フォーミングワイヤ、および紙ウェブは、乾燥セクションまでの道のりの間にわたって、サンドウィッチ構造を形成し、乾燥セクションまでの距離中に紙ウェブがベルトとフォーミングワイヤとの間に包囲された状態で脱水される。
【０００９】
第２作動形態においては、欧州特許第０４４０６９７号による抄紙機は、嵩および柔らかさの値が比較的高い軟質クレープ紙を製造する。しかしながら、この抄紙機にも欠点がある。紙ウェブがサンドウィッチ構造を形成するため、紙ウェブを乾燥セクションの前に所望の通りに脱水することが困難であるということが判明した。このことは、製造速度を制限し、乾燥セクションでの乾燥の必要性を高める。さらに、サンドウィッチ構造は、最終的な紙ウェブの嵩に悪影響を及ぼす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、スルーエアー乾燥ユニットおよびプレスが省かれた紙を製造するための抄紙機であって、一方では、従来既知の抄紙機と比較して簡単であり、他方では、高い製造速度で動作することができる新たな抄紙機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による抄紙機は、ファイバウェブに所定の構造を与えるための立体的構造を持つ抄紙用具を含む、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明による方法は、抄紙用具の立体的構造によって、ファイバウェブに所定の構造を与える工程を含む、ことを特徴とする。
【００１３】
以下において、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、軟質のクレープ紙を製造するための抄紙機１を概略的に示す。抄紙機１は、ウェットエンド（湿部、wet end）２および乾燥セクション３を含むが、プレスセクションを含んでいない。したがって、本発明による抄紙機には脱水プレスが設けられておらず、すなわち、脱水ニップが設けられていない。ウェットエンド２は、ヘッドボックス４と、ワイヤセクション５とを備えている。ワイヤセクション５は、フォーミングロール６と、二つのフォーミングワイヤ７および８とを備えている。これらのフォーミングワイヤ７および８の各々は、複数のガイドロール９および１０の周囲を、夫々閉ループをなして走行する。フォーミングワイヤ７および８は、フォーミングロール６上を周知の方法で走行し、ヘッドボックス４からの紙料噴流をその間に受け取る。フォーミングロールの下流には、フォーミングゾーン１１が設けられている。ここで、紙料は、脱水により、連続したファイバウェブ１２を形成し、またこの位置において、紙料は、前記フォーミングワイヤのうちの内側のフォーミングワイヤ８によって搬送される。脱水を行うため、ワイヤセクション５は、一方では、ファイバウェブ１２を加熱するために内側ワイヤ８のループの外側に配置されたスチームボックス１３を有し、他方では、内側ワイヤ８の穴を通してファイバウェブ１２から水を除去するため、内側ワイヤ８のループの内側に配置されたサクションボックス１４を有する。したがって、原理的には、上文中に説明したワイヤセクション５は、従来のツインワイヤセクションである。ここで、サクションボックス１４の下流におけるファイバウェブ１２の乾燥度は２０％乃至２５％となる。
【００１５】
ワイヤセクション５の下流において、ウェットエンド２は、ワイヤセクション５から乾燥セクション３までの経路にわたって延びる構造化セクション１５を有する。この構造化セクション１５は、複数のガイドロール１７の周囲を閉ループをなして走行する抄紙用具（the clothing）１６を含む。ファイバウェブ１２をワイヤセクション５から構造化セクション１５に転載するため、抄紙用具１６の内側にトランスファーボックス１８が配置されている。さらに詳細には、トランスファーボックス１８は、抄紙用具１６を内側ワイヤ８に近付け、ファイバウェブ１２を内側ワイヤ８から負圧によって取り上げるため、前記ガイドロール１７のうちの二つのガイドロール間に配置されている。好ましくは、トランスファーセクションまたは転移点には所定の負のドロー（draw）がある。すなわち抄紙用具１６の速度は、好ましくは、内側ワイヤ８の速度よりも低くしてあり、トランスファーセクションまたは転移点でウェットクレーピング効果（紙に皺を付ける効果）が得られる。負のドローでの速度差は、最大３０％であるが、好ましくは、製造しようとする製品に応じて０％乃至２０％内にある。
【００１６】
抄紙用具１６は、空気および水に対して透過性であり、空気に関する透過性は、１００ＣＦＭ乃至７００ＣＦＭであり、好ましくは４００ＣＦＭ乃至６００ＣＦＭである。本明細書中では、ＣＦＭは、１２７Ｐａの圧力で、１平方フィートの抄紙用具を一分間に通過する空気の立方フィート単位の体積に関する。これは、０．５インチの水頭に対応する。さらに、抄紙用具１６は、立体的であり且つ有孔であり、すなわち、厚さ方向に複数の通孔を備えた開放した構造を有し、これにより、抄紙用具１６は、高い嵩を形成するためにファイバウェブ１２を受け取ることができる。換言すると、抄紙用具１６の立体的な構造は、ファイバウェブ１２のファイバ基礎構造を受け取り、嵩高の立体的ファイバウェブ１２を形成する。好ましくは、抄紙用具１６はワイヤ状であり、すなわち、好ましくはポリエステル製の糸を織製して形成される。例えば、抄紙用具１６は、ＧＳＴおよびＭＳＴの表示で既知の種類の抄紙用具のうちの一つであってもよい。試験によれば、１インチあたりの糸の数が４４本×３０本の粗さ（a coarseness）は、「タオル」等級の紙(the paper grade “towel”)、すなわち台所用のロール状の紙に適しているのに対し、１インチあたりの糸の数が５１本×４８本の粗さは、「浴室」等級の紙(the paper grade “bath room”)、すなわちトイレットペーパーに適しているということが示された。さらに、原理的には、いわゆるＴＡＤ−ワイヤまたはＴＡＤ−ファブリックを使用できるが、ＴＡＤ−ワイヤまたはＴＡＤ−ファブリックに課される空気透過性および熱抵抗についての要求は、本発明による抄紙機で必ずしも必要とされず、このため、使用可能なワイヤ品質または抄紙用具品質がかなり高く、これによって、空気透過性の値が１００ＣＦＭと比較的低くなる。これは、ＴＡＤ−ワイヤまたはＴＡＤ−ファブリックでの空気透過性の値よりもかなり低い。成形（molding）によって得られる抄紙用具を織製ファブリックに対する変形例として使用できる。
【００１７】
トランスファーボックス１８の内部の負圧により、ファイバウェブ１２のファイバあるいはファイバ基礎構造が抄紙用具１６の立体構造に押し込まれる際に、ファイバウェブ１２の嵩、あるいは、ファイバウェブ１２の基礎構造の大部分は、トランスファーボックス１８によって、既に形成される。ワイヤセクション５から構造化セクション１５への転移時の負のドローがこの効果を増大する。トランスファーボックス１８内部の負圧は、高真空領域内にあってもよく、すなわち約６０ｋＰａ乃至７０ｋＰａであってもよい。このことは、所定の脱水がトランスファーセクションすなわち転移点でさらに行われるということを意味する。変形例として、負圧は低くてもよく、例えば２０ｋＰａ乃至３０ｋＰａであってもよい。これは、嵩でなく表面の柔らかさを得ようとする場合に好ましい。
【００１８】
トランスファーボックス１８の後、ファイバウェブ１２は抄紙用具１６の下側に開放状態で搬送される。本明細書中では、抄紙用具１６がファイバウェブ１２を開放状態で搬送するということは、ファイバウェブ１２が抄紙用具１６によって搬送されるとき、ファイバウェブ１２が、自由な、すなわち覆われていない側（自由で覆われていない側部）１９を有するということを意味する。ファイバウェブ１２を開放状態で搬送することにより、ファイバウェブ１２が構造化セクション１５を通過するとき、ファイバウェブ１２の嵩を保存した状態で、効率的に確実に脱水できる。脱水を行うため、構造化セクション１５は、少なくとも一つの脱水ユニット２０を含む。この脱水ユニット２０は、ファイバウェブ１２の自由な側（自由側部）１９に向かって面する、少なくとも一つの脱水部材即ち脱水装置を備えている。図１による実施の形態において、脱水ユニット２０は、抄紙用具１６のループの外側に配置され、ファイバウェブ１２の自由な側１９に対面するスチームボックス２１を有する。したがって、スチームボックス２１は、前記少なくとも一つの脱水部材即ち脱水装置を構成する。脱水ユニット２０は、抄紙用具１６のループの内側に、スチームボックス２１と向き合っておよび／またはスチームボックス２１の下流に配置された、サクションボックス２２をさらに含む。スチームボックス２１は、ファイバウェブ１２の自由な側１９に向かって直接面することにより、ファイバウェブ１２の温度およびファイバウェブ１２に含まれる水の量を効率的に上昇させることができる。これにより、続いて行われるサクションボックス２２の脱水性能を向上する。これは、水の粘度を低下させることによる。変形例として、脱水ユニット２０の脱水部材即ち脱水装置は、別の嵩保存脱水技術に基づいていてもよい。例えば、赤外線の照射や高温空気によってファイバウェブ１２を加熱する技術に基づいていてもよい。したがって、抄紙用具１６は、ファイバウェブ１２をワイヤセクション５と乾燥セクション３との間で所定距離に亘って開放状態で搬送するように構成されている。この所定距離内で、ファイバウェブ１２の自由な側１９は、前記少なくとも一つの脱水部材即ち脱水装置にアクセスすることができる。この所定距離は、ワイヤセクション５と乾燥セクション３との間の全距離であってもよいし、この距離の一部だけであってもよい。
【００１９】
構造化セクション１５において、すなわち、ワイヤセクション５から乾燥セクション３までの全道のりにわたって、ファイバウェブ１２は、抄紙用具１６によって支持されて搬送される。ファイバウェブ１２を構造化セクション１５の抄紙用具１６から乾燥セクション３の高温乾燥表面２４へ転載するため、平滑で中実のトランスファーロール２３が、抄紙用具１６のループの内部に配置されている。さらに詳細には、トランスファーロール２３は、ファイバウェブ１２用のトランスファーニップ２５を形成するため、乾燥表面２４と相互作用するように配置されている。乾燥表面２４へのファイバウェブ１２の転載を容易にするため、抄紙用具１６の外側面には平らな部分が設けられている。これらの平らな部分は、抄紙用具１６がトランスファーニップ２５を通過するときに、乾燥表面２４と相互作用するための接触表面を形成するように構成されている。これによって、平らな部分は、乾燥表面２４に対する抄紙用具１６の接触面の、好ましくは１５％乃至４０％を占め、好ましくは２２％乃至２８％を占め、例えば２５％を占める。これらの平らな部分は、例えば、抄紙用具１６の表面を研削することによって、または圧延することによって得ることができる。抄紙用具１６の立体的構造と平らな部分との組み合わせにより、ファイバウェブ１２の嵩を保存しながら、すなわち、抄紙用具１６の立体的構造で形成されたファイバウェブ１２のファイバ基礎構造の立体的構造を保存しながら、ファイバウェブ１２が効率的に転載される。ファイバウェブ１２は、平らな部分が乾燥表面２４と相互作用する特定のスポットが機械的にぎっしり詰められていてもよいが、トランスファーニップ２５での線型の負荷は平均して低く、ファイバウェブ１２の表面の５０％よりも小さい領域に作用するこの局所的効果は、ファイバウェブ１２の嵩のトータルとしての値に影響を及ぼさない。さらに、トランスファーニップ２５では、脱水は行われない。ここで、抄紙機１には脱水プレスニップが全く存在せず、そのため、製造された軟質紙の嵩値を高くするということを強調しておかなければならない。
【００２０】
好ましくは、乾燥セクション３は、フード２７を持つヤンキーシリンダ２６を含む。これによって、ヤンキーシリンダ２６のシェル表面は、ファイバウェブ１２用の前記乾燥表面２４を構成する。好ましくは、ファイバウェブ１２と乾燥表面２４との間を所望のとおりに確実に接着するため、ヤンキーシリンダ２６のトランスファーニップ２５の手前のところに配置されたノズル２８によって乾燥表面２４に塗布された化学接着剤が用いられる。ファイバウェブ１２は、高温の乾燥表面２４上で、約９７％乃至９８％の乾燥度まで乾燥させられ、そのとき、ファイバウェブ１２は、例えばクレーピングドクター２９によって、乾燥表面２４から取り外される。化学接着剤の目的は、さらに、乾燥表面２４を磨耗から保護することである。
【００２１】
図２は、軟質紙を製造するための抄紙機３０の他の実施の形態の概略図である。この抄紙機３０は、ウェットエンド３１および乾燥セクション３２を含むが、上述した実施の形態と同様に、プレスセクションを含んでいない。ウェットエンド３１は、ヘッドボックス３３およびワイヤセクション３４を備えている。ワイヤセクション３４は、フォーミングロール３５と、複数のガイドロール３７の周囲をループをなして走行するフォーミングワイヤ３６と、を含む。フォーミングワイヤは、フォーミングロール３５上を走行する。さらに、ウェットエンド３１は、図１による抄紙機１におけるのと同じ種類の抄紙用具３９を備えた構造化セクション３８を含む。抄紙用具３９は、複数のガイドロール４０の周囲を閉ループをなして走行するが、この場合には、さらに、ワイヤセクション３４内に延びており、ここで、図１における内側フォーミングワイヤ８の代わりにフォーミングロール３５の周囲を走行する。したがって、ヘッドボックス３３は、フォーミングワイヤ３６と抄紙用具３９との間に紙料噴流を送出するように配置され、紙料は、フォーミングゾーン４２で脱水され、抄紙用具３９上に直接的に連続したファイバウェブ４１を形成する。紙料の脱水を行うため、ワイヤセクション３４は、フォーミングワイヤ３６のループの内部に配置された脱水ボックス４３を備えている。フォーミングワイヤ３６および抄紙用具３９が互いから離れるときにファイバウェブ４１が確実に抄紙用具３９に追従するようにするため、トランスファーボックス４４が、フォーミングゾーン４２の下流で抄紙用具３９のループの内側に配置されている。したがって、トランスファーボックス４４の下流で、ファイバウェブ４１は抄紙用具３９の下側を開放状態で搬送され、ファイバウェブ４１は自由で覆われていない側（自由で覆われていない側部）４５を有する。ファイバウェブ４１の乾燥度をさらに高めるため、ウェットエンド３１は、トランスファーボックス４４の下流に第１脱水ユニット４６を備えている。この第１脱水ユニット４６は、スチームボックス４７の形態をとった第１脱水部材すなわち脱水装置と、いわゆる「成形ボックス」４８、即ち部分的に脱水を行うため、および部分的にファイバウェブの構造化を行うために構成されたサクションボックスの形態をとった第２脱水部材すなわち脱水装置と、を含んでいる。これによって、スチームボックス４７は、ファイバウェブ４１の自由な側４５に対面するように、抄紙用具３９のループの外部に配置され、サクションボックス４８は、抄紙用具３９のループの内部に配置されている。第１脱水ユニット４６の下流において、抄紙機３０全体は、上述した抄紙機と同様に設計されている。ファイバウェブ４１は、図１の脱水ユニット２０と対応する第２脱水ユニット４９を通過する。この第２脱水ユニット４９は、スチームボックス５０と、サクションボックス５１とを含む。これによって、スチームボックス５０は、ファイバウェブ４１の自由な側４５に向かって直接的に面するため、抄紙用具３９のループの外部に配置されている。脱水ユニット４９の後、ファイバウェブ４１は、平滑で中実のトランスファーロール５２およびトランスファーニップ５３を介して、フードを備えたヤンキーシリンダ５５のシェル表面の形態をとった乾燥表面５４に転載される。最終的に、ファイバウェブ４１は、例えばクレーピングドクター５６によって、シェル表面５４から取り外される。
【００２２】
図３は、本発明による抄紙機用のトランスファーロールの他の実施の形態の概略図である。トランスファーロール５７はサクションロールであり、乾燥表面６０に転載される前であってもファイバウェブ５９の乾燥度を高めるため、結局はトランスファーニップ５８に存在する圧力上昇を利用する。トランスファーロール５７は、低真空ゾーン（low vacuum zone）６１と、この低真空ゾーン６１の上流に位置し、トランスファーニップ５８とちょうど向かい合って配置された高真空ゾーン（high vacuum zone）６２と、を含む。スチームボックス６３は、ファイバウェブ５９の温度を、このファイバウェブ５９が低真空ゾーン６１上を走行しきる前に約８０°乃至９０°まで上昇させるため、トランスファーロール５７と直接的に向き合って配置されている。この温度上昇は、ファイバウェブ５９の内部の水の粘度が低下することにより、続く真空ゾーンでの脱水が上昇すること、および、ファイバウェブ５９による乾燥表面６０の冷却が低下することの二つの利点をもたらす。これにより、ヤンキーシリンダの乾燥能力が向上する。低真空ゾーン６１では、圧力は比較的低く、２０ｋＰａ乃至３０ｋＰａである。低真空ゾーンの目的は、抄紙用具からのスチーム流路を形成することである。高真空ゾーン６２では、負圧がより高く、約６０ｋＰａ乃至７０ｋＰａである。抄紙用具を介してファイバウェブ５９からスチームおよび水を除去するときの実際の脱水は、このゾーンで行われる。さらに、いわゆるスチームの「フラッシング（flashing）」を行うため、トランスファーニップ５８における圧力を利用する。これにより、ファイバウェブ５０の乾燥度がさらに向上する。
【００２３】
主に、本発明による抄紙機は、「タオル」等級の紙および「浴室」等級の紙を製造しようとするものである。「タオル」等級では、好ましくは、針葉樹材パルプを７０容量％（体積％、per cent by volume）乃至１００容量％使用し、広葉樹材パルプを０容量％乃至３０容量％使用し、このうち、パルプの０容量％乃至３０容量％がケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ、chemi-thermomechanical pulp）からなっている。「浴室」等級では、好ましくは、針葉樹材パルプを２０容量％乃至６０容量％使用し、および広葉樹材パルプを４０容量％乃至８０容量％使用する。ファイバの平均長は、針葉樹材パルプおよび広葉樹材パルプの両方において、０．５ｍｍ乃至３．０ｍｍである。両紙等級において、パルプの０％乃至１００％がリサイクルファイバからなっていてもよい。加工前に、製造した「タオル」等級の紙は、嵩が１５ｃｍ3 ／ｇ乃至２０ｃｍ3 ／ｇであり、秤量が約２０ｇ／ｍ2 であるのに対し、「浴室」等級の紙は、嵩が１２ｃｍ3 ／ｇ乃至１８ｃｍ3 ／ｇまたは１４ｃｍ3 ／ｇ乃至１８ｃｍ3 ／ｇであり、秤量が約１５ｇ／ｍ2 乃至２４ｇ／ｍ2 である。
【００２４】
１２フットのヤンキーシリンダ(a 12 foot Yankee cylinder)を備えた本発明による抄紙機は、「タオル」等級の紙について、４８０ｍ／分の速度で動作することができ、２３フットのヤンキーシリンダ(a 23 foot Yankee cylinder)は、「浴室」等級の紙について、１２００ｍ／分の速度で動作することができる。
【００２５】
上文中において、本発明を、幾つかの特定の実施の形態から説明した。しかしながら、本発明の範囲内で修正および変形が可能であるということが、理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明による抄紙機の第１の実施の形態を示す。
【図２】図２は、本発明による抄紙機の第２の実施の形態を示す。
【図３】図３は、本発明による抄紙機用のトランスファーロールの変形例を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙のファイバウェブ（１２、４１）をスルーエアー乾燥（ＴＡＤ）またはプレスなしで製造するための抄紙機（１、３０）であって、
ファイバウェブ（１２、４１）を形成するための少なくとも一つのフォーミングワイヤ（７、８、３６）を含むワイヤセクション（５、３４）と、空気透過性であるとともに水透過性である抄紙用具（１６、３９）と、前記ファイバウェブ（１２、４１）を脱水するための少なくとも一つの脱水ユニット（２０、４６、４９）と、を有したウェットエンド（２、３１）と、
前記ファイバウェブ（１２、４１）を乾燥させるための乾燥面（２４、５４）を有した乾燥セクション（３、３２）と、
前記ファイバウェブ（１２、４１）を前記ウェットエンド（２、３１）から前記乾燥セクション（３、３２）に転載するため、トランスファーニップ（２５、５３）において前記乾燥面（２４、５４）と相互作用するように配置されたトランスファーロール（２３、５２）と、を備え、
前記ファイバウェブ（１２、４１）は、前記ワイヤセクション（５、３４）から前記トランスファーニップ（２５、５３）までの間にわたって、並びに、前記トランスファーニップ（２５、５３）を通過する間、前記抄紙用具（１６、３９）によって支持され
前記抄紙用具（１６、３９）は、前記ファイバウェブ（１２、４１）に構造を与えるための立体的構造を有する
ことを特徴とする抄紙機（１、３０）。
【請求項２】
前記抄紙用具（１６、３９）は、前記ファイバウェブ（１２、４１）が自由な側（１９、４５）を持つように、前記ファイバウェブ（１２、４１）を開放状態で搬送するように構成され、
前記少なくとも一つの脱水ユニット（２０、４６、４９）は少なくとも一つの脱水部材（２１、４７、５０）を有し、前記少なくとも一つの脱水部材（２１、４７、５０）は前記ファイバウェブ（１２、４１）の前記自由な側（１９、４５）に対面するように配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項３】
前記乾燥面（２４、５４）は、化学接着剤でコーティングされている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項４】
前記少なくとも一つの脱水部材または脱水装置は、スチームボックス（２１、４７、５０）を含む
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項５】
前記抄紙用具（１６）は、前記少なくとも一つのフォーミングワイヤ（８）から前記ファイバウェブ（１２）を取り上げるように配置され、
前記抄紙用具（１６）の速度は、前記フォーミングワイヤ（８）の速度よりも０％乃至３０％、好ましくは０％乃至２０％低速となっている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項６】
前記抄紙用具（１６、３９）は有孔である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項７】
前記抄紙用具（１６、３９）は、約１００ＣＦＭ乃至７００ＣＦＭの空気透過性を有する
ことを特徴とする請求項６に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項８】
前記抄紙用具（１６、３９）は、約４００ＣＦＭ乃至６００ＣＦＭの空気透過性を有する
ことを特徴とする請求項７に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項９】
前記抄紙用具（１６、３９）は、その一方の側に、平らな部分を有し、
平らな部分は、前記トランスファーニップ（２５、５３）において前記乾燥面（２４、５４）と相互作用するように配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１０】
前記平らな部分の面積は、前記乾燥面（２４、５４）に対する前記抄紙用具（１６、３９）の接触面の１５％乃至４０％を占めることを特徴とする請求項９に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１１】
前記平らな部分の面積は、前記乾燥面（２４、５４）に対する前記抄紙用具（１６、３９）の接触面の２２％乃至２８％、好ましくは２５％を占める
ことを特徴とする請求項１０に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１２】
前記トランスファーロール（２３、５２）は、平滑であるとともに均質である
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１３】
前記トランスファーロール（５７）は、サクションロールであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１４】
前記ウェットエンド（２、３１）には、脱水プレスが設けられていない
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１５】
前記乾燥セクション（３、３２）は、前記ファイバウェブ（１２、４１）にクレープ仕上げを施すためのクレーピングドクター（２９、５６）を有する
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１６】
前記抄紙用具（１６、３９）の前記立体的構造は、前記抄紙用具（１６、３９）の前記ファイバウェブ（１２、４１）に対面する側に設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１７】
スルーエアー乾燥（ＴＡＤ）またはプレスなしで、紙を抄紙機で製造するための方法であって、
ワイヤセクション（５、３４）でファイバウェブ（１２、４１）を形成する工程と、
前記ファイバウェブ（１２、４１）を、空気透過性であるとともに水透過性である抄紙用具（１６、３９）によって、前記ワイヤセクション（５、３４）から乾燥セクション（３、３２）まで支持し、この間に、少なくとも一つの脱水ユニット（２０、４６、４９）によって前記ファイバウェブ（１２、４１）を脱水する工程と、
前記ファイバウェブ（１２、４１）を前記抄紙用具（１６、３９）から前記乾燥セクション（３、３２）の乾燥面（２４、５４）へ転載する工程と、
前記乾燥面（２４、５４）から前記ファイバウェブ（１２、４１）を取り出す工程と、を備え、
前記抄紙用具（１６、３９）の立体的構造により前記ファイバウェブ（１２、４１）に構造を与える工程によって、特徴付けられる方法。
【請求項１８】
前記ファイバウェブ（１２、４１）が自由な側（１９、４５）を持つように前記ファイバウェブ（１２、４１）を前記抄紙用具（１６、３９）によって開放状態で搬送する工程と、
前記ファイバウェブ（１２、４１）の前記自由な側（１９、４５）に対面するように配置された脱水装置（２１、４７、５０）により、前記ファイバウェブ（１２、４１）を脱水する工程と、によって特徴付けられる請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記乾燥面（２４、５４）を化学接着剤でコーティングする工程によって、特徴付けられる請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記抄紙用具（１６）の速度を、前記フォーミングワイヤ（８）の速度よりも０％乃至３０％、好ましくは０％乃至２０％低速として、前記ファイバウェブ（１２）を前記ワイヤセクション（５）のフォーミングワイヤ（８）から前記抄紙用具（１６）へ転載する工程によって、特徴付けられる請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
クレーピングドクター（２９、５６）を用いて、前記ファイバウェブ（１２、４１）にクレープ仕上げを施すとともに前記ファイバウェブ（１２、４１）を前記乾燥面（２４、５４）から取り出す工程によって、特徴付けられる請求項１７乃至２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記ファイバウェブ（１２、４１）の前記抄紙用具（１６、３９）に対面する側に、前記ファイバウェブ（１２、４１）の立体的構造を形成することによって、特徴付けられる請求項１７乃至２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
請求項１７乃至２１のうちのいずれか一項に記載の方法によって製造された紙であって、
加工前に、１５ｃｍ3 ／ｇ乃至２０ｃｍ3 ／ｇの嵩、あるいは、１２ｃｍ3 ／ｇ乃至１８ｃｍ3 ／ｇの嵩を有する
ことを特徴とする紙。
【請求項２４】
１５ｇ／ｍ2 乃至２４ｇ／ｍ2 の秤量を有する
ことを特徴とする請求項２３に記載の紙。
【請求項２５】
７０容量％乃至１００容量％を針葉樹材パルプから形成され、０容量％乃至３０容量％を広葉樹材パルプから形成されている
ことを特徴とする請求項２３または２４に記載の紙。
【請求項２６】
パルプの０容量％乃至３０容量％が、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）からなる
ことを特徴とする請求項２５に記載の紙。
【請求項２７】
２０容量％乃至６０容量％を針葉樹材パルプから形成され、４０容量％乃至８０容量％を広葉樹材パルプから形成されている
ことを特徴とする請求項２３または２４に記載の紙。
【請求項２８】
ファイバの平均長は、０．５ｍｍ乃至３．０ｍｍである
ことを特徴とする請求項２３乃至２７のいずれか一項に記載の紙。
【請求項２９】
クレープ仕上げを施されている
ことを特徴とする請求項２３乃至２８のいずれか一項に記載の紙。
【請求項１】
紙のファイバウェブ（１２、４１）をスルーエアー乾燥（ＴＡＤ）またはプレスなしで製造するための抄紙機（１、３０）であって、
ファイバウェブ（１２、４１）を形成するための少なくとも一つのフォーミングワイヤ（７、８、３６）を含むワイヤセクション（５、３４）と、空気透過性であるとともに水透過性である抄紙用具（１６、３９）と、前記ファイバウェブ（１２、４１）を脱水するための少なくとも一つの脱水ユニット（２０、４６、４９）と、を有したウェットエンド（２、３１）と、
前記ファイバウェブ（１２、４１）を乾燥させるための乾燥面（２４、５４）を有した乾燥セクション（３、３２）と、
前記ファイバウェブ（１２、４１）を前記ウェットエンド（２、３１）から前記乾燥セクション（３、３２）に転載するため、トランスファーニップ（２５、５３）において前記乾燥面（２４、５４）と相互作用するように配置されたトランスファーロール（２３、５２）と、を備え、
前記ファイバウェブ（１２、４１）は、前記ワイヤセクション（５、３４）から前記トランスファーニップ（２５、５３）までの間にわたって、並びに、前記トランスファーニップ（２５、５３）を通過する間、前記抄紙用具（１６、３９）によって支持され
前記抄紙用具（１６、３９）は、前記ファイバウェブ（１２、４１）に構造を与えるための立体的構造を有する
ことを特徴とする抄紙機（１、３０）。
【請求項２】
前記抄紙用具（１６、３９）は、前記ファイバウェブ（１２、４１）が自由な側（１９、４５）を持つように、前記ファイバウェブ（１２、４１）を開放状態で搬送するように構成され、
前記少なくとも一つの脱水ユニット（２０、４６、４９）は少なくとも一つの脱水部材（２１、４７、５０）を有し、前記少なくとも一つの脱水部材（２１、４７、５０）は前記ファイバウェブ（１２、４１）の前記自由な側（１９、４５）に対面するように配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項３】
前記乾燥面（２４、５４）は、化学接着剤でコーティングされている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項４】
前記少なくとも一つの脱水部材または脱水装置は、スチームボックス（２１、４７、５０）を含む
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項５】
前記抄紙用具（１６）は、前記少なくとも一つのフォーミングワイヤ（８）から前記ファイバウェブ（１２）を取り上げるように配置され、
前記抄紙用具（１６）の速度は、前記フォーミングワイヤ（８）の速度よりも０％乃至３０％、好ましくは０％乃至２０％低速となっている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項６】
前記抄紙用具（１６、３９）は有孔である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項７】
前記抄紙用具（１６、３９）は、約１００ＣＦＭ乃至７００ＣＦＭの空気透過性を有する
ことを特徴とする請求項６に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項８】
前記抄紙用具（１６、３９）は、約４００ＣＦＭ乃至６００ＣＦＭの空気透過性を有する
ことを特徴とする請求項７に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項９】
前記抄紙用具（１６、３９）は、その一方の側に、平らな部分を有し、
平らな部分は、前記トランスファーニップ（２５、５３）において前記乾燥面（２４、５４）と相互作用するように配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１０】
前記平らな部分の面積は、前記乾燥面（２４、５４）に対する前記抄紙用具（１６、３９）の接触面の１５％乃至４０％を占めることを特徴とする請求項９に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１１】
前記平らな部分の面積は、前記乾燥面（２４、５４）に対する前記抄紙用具（１６、３９）の接触面の２２％乃至２８％、好ましくは２５％を占める
ことを特徴とする請求項１０に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１２】
前記トランスファーロール（２３、５２）は、平滑であるとともに均質である
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１３】
前記トランスファーロール（５７）は、サクションロールであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１４】
前記ウェットエンド（２、３１）には、脱水プレスが設けられていない
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１５】
前記乾燥セクション（３、３２）は、前記ファイバウェブ（１２、４１）にクレープ仕上げを施すためのクレーピングドクター（２９、５６）を有する
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１６】
前記抄紙用具（１６、３９）の前記立体的構造は、前記抄紙用具（１６、３９）の前記ファイバウェブ（１２、４１）に対面する側に設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の抄紙機（１、３０）。
【請求項１７】
スルーエアー乾燥（ＴＡＤ）またはプレスなしで、紙を抄紙機で製造するための方法であって、
ワイヤセクション（５、３４）でファイバウェブ（１２、４１）を形成する工程と、
前記ファイバウェブ（１２、４１）を、空気透過性であるとともに水透過性である抄紙用具（１６、３９）によって、前記ワイヤセクション（５、３４）から乾燥セクション（３、３２）まで支持し、この間に、少なくとも一つの脱水ユニット（２０、４６、４９）によって前記ファイバウェブ（１２、４１）を脱水する工程と、
前記ファイバウェブ（１２、４１）を前記抄紙用具（１６、３９）から前記乾燥セクション（３、３２）の乾燥面（２４、５４）へ転載する工程と、
前記乾燥面（２４、５４）から前記ファイバウェブ（１２、４１）を取り出す工程と、を備え、
前記抄紙用具（１６、３９）の立体的構造により前記ファイバウェブ（１２、４１）に構造を与える工程によって、特徴付けられる方法。
【請求項１８】
前記ファイバウェブ（１２、４１）が自由な側（１９、４５）を持つように前記ファイバウェブ（１２、４１）を前記抄紙用具（１６、３９）によって開放状態で搬送する工程と、
前記ファイバウェブ（１２、４１）の前記自由な側（１９、４５）に対面するように配置された脱水装置（２１、４７、５０）により、前記ファイバウェブ（１２、４１）を脱水する工程と、によって特徴付けられる請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記乾燥面（２４、５４）を化学接着剤でコーティングする工程によって、特徴付けられる請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記抄紙用具（１６）の速度を、前記フォーミングワイヤ（８）の速度よりも０％乃至３０％、好ましくは０％乃至２０％低速として、前記ファイバウェブ（１２）を前記ワイヤセクション（５）のフォーミングワイヤ（８）から前記抄紙用具（１６）へ転載する工程によって、特徴付けられる請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
クレーピングドクター（２９、５６）を用いて、前記ファイバウェブ（１２、４１）にクレープ仕上げを施すとともに前記ファイバウェブ（１２、４１）を前記乾燥面（２４、５４）から取り出す工程によって、特徴付けられる請求項１７乃至２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記ファイバウェブ（１２、４１）の前記抄紙用具（１６、３９）に対面する側に、前記ファイバウェブ（１２、４１）の立体的構造を形成することによって、特徴付けられる請求項１７乃至２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
請求項１７乃至２１のうちのいずれか一項に記載の方法によって製造された紙であって、
加工前に、１５ｃｍ3 ／ｇ乃至２０ｃｍ3 ／ｇの嵩、あるいは、１２ｃｍ3 ／ｇ乃至１８ｃｍ3 ／ｇの嵩を有する
ことを特徴とする紙。
【請求項２４】
１５ｇ／ｍ2 乃至２４ｇ／ｍ2 の秤量を有する
ことを特徴とする請求項２３に記載の紙。
【請求項２５】
７０容量％乃至１００容量％を針葉樹材パルプから形成され、０容量％乃至３０容量％を広葉樹材パルプから形成されている
ことを特徴とする請求項２３または２４に記載の紙。
【請求項２６】
パルプの０容量％乃至３０容量％が、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）からなる
ことを特徴とする請求項２５に記載の紙。
【請求項２７】
２０容量％乃至６０容量％を針葉樹材パルプから形成され、４０容量％乃至８０容量％を広葉樹材パルプから形成されている
ことを特徴とする請求項２３または２４に記載の紙。
【請求項２８】
ファイバの平均長は、０．５ｍｍ乃至３．０ｍｍである
ことを特徴とする請求項２３乃至２７のいずれか一項に記載の紙。
【請求項２９】
クレープ仕上げを施されている
ことを特徴とする請求項２３乃至２８のいずれか一項に記載の紙。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２００８−５００４６４（Ｐ２００８−５００４６４Ａ）
【公表日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１４９７５（Ｐ２００７−５１４９７５）
【出願日】平成１７年５月１８日（２００５．５．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２００５／０００７１３
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１１６３３２
【国際公開日】平成１７年１２月８日（２００５．１２．８）
【出願人】（５０１３３７３６２）メッツォ ペーパー カルルスタッド アクチボラグ (8)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１８日（２００５．５．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２００５／０００７１３
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１１６３３２
【国際公開日】平成１７年１２月８日（２００５．１２．８）
【出願人】（５０１３３７３６２）メッツォ ペーパー カルルスタッド アクチボラグ (8)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]