JP2008500909A - ティッシュペーパーの生産方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも一つの形成繊維の上に製紙繊維の水性懸濁液の層を施す工程と、上記層における繊維の重量パーセントが最初の値に上昇するまで上記層の含水量を減らす工程と、一組のエンボス加工用ローラーの間の噛み合いで上記層に湿潤エンボス加工を施す工程と、ティッシュペーパーのウェブを形成するために上記層を乾燥する工程と
を含むティッシュペーパーのウェブの生産方法に係る。（図１）

Description

本発明は、一般的にいわゆるティッシュペーパーの生産に関し、又トイレットペーパー及び拭き取り用ペーパー及び類似の用途のためのペーパーのロールの形成によるいくつかのケースにおいてクレープペーパーと称されるペーパーの生産に関する。更に一般的に本発明は、高度の吸収力と高度の柔軟性をもったウェブ状の繊維材料、特に製紙繊維或いはセルロース繊維の生産に関わるものである。

製紙業の主要なセクターは、例えばトイレットペーパー及び拭き取り用ペーパー及び類似製品の生産のために、液体の吸収性及び柔軟性をもった優れた特徴を有する紙の生産に向けられている。この種の紙製品は「ティッシュペーパー」の名前で通っており、また特定のケースにおいて、様々な可能な技術を採用し、形成の一つの工程でクレーピングがそれらに施されるという事実からクレープペーパーと呼ばれている。それらの中で、「ヤンキードライヤー」或いはヤンキーローラーと称される内部に加熱されたローラー或いは大きな直径のドラムを備えていて、その上に多量の水分を包含する状態でセルロース繊維ウェブを付着させるのが最も広く知られていると想定される。このため、乾燥において、繊維ウェブはローラーに付着したままであって、そしてローラーからそれらを剥離する間、紙の上に波形加工或いはしわ加工を施すブレードを使用することによって剥離される。この波形加工は紙のボリュームの増加及びその弾力性に関与しており、それらは一般的に、例えば機械を通してウェブの給紙の方向に平行な方向、つまり流れ方向で行われている。

上記システムを使用しているティッシュペーパーの湿式生産のためのシステムの例としては、米国特許第４３５６０５９号、同第４８４９０５４号、同第５６９０７８８号、同第６０７７５９０号、同第６３４８１３１号、同第６４５５１２９号、同第５０４８５８９号、同第６１７１４４２号、同第５９３２０６８号、同第５６５６１３２号、同第５６０７５５１号、及び欧州特許第０３４２６４６号に開示されている。

技術的に連続機械と称されるこれらのシステムは、他の要素或いは特定の装置に加えて、すべてにヘッドボックスの存在が想定される。このヘッドボックスは、およそ０．５から０．８重量％の乾式含有量（ｄｒｙ ｃｏｎｔｅｎｔ）の非常に低いパーセンテージで、製紙繊維と水分の混成層を形成繊維の上に形成する。機械を通した一連の処理工程によって、水分の割合は、およそ４８から５２重量％の乾式繊維含有量（ｄｒｙ ｆｉｂｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ）で、ウェブが形成されるまで漸次減らされる。現在、システムの形態によって、ウェブは繊維或いはフェルトからプレスを用いてヤンキーローラーの回転する表面へ積み換えられ、およそ９５から９８重量％の繊維含有量が得られるまで、ここでウェブの湿気は更に減らされる。この時点で、ウェブは乾燥したと考えられ、次の工程を待つことになる；つまり、上述の通りクレーピングブレードによって剥離され、次にリールに巻き取られる。

いくつかのシステムにおいて、例えば米国特許第４３５６０５９号に開示されているシステムは、一連の設備の中に２台のヤンキーローラーを備えていて、"Ｔｈｒｏｕｇｈ Ａｉｒ Ｄｒｉｅｒ"（ＴＡＤ）と称される熱風乾燥システムの中に設置され、そこでセルロース繊維のウェブは、熱風の流れが発生するところを通って透水性の円筒形の壁面を備えた回転ローラーの周りで空気を取り込む。この乾燥システムが厚みとボリュームのあるウェブをもたらしている。

クレーピングブレードの使用は多くの欠点に関わり、まずはウェブの断裂である。事実、繊維ウェブに向けられる機械的なブレードの動きはかなり激しく、乾燥ローラーからその剥離の間、ウェブの断裂の本質的な原因となっている。ペーパーの湿式生産用システムにおけるウェブの断裂は、システムを停止することができないために、相当に深刻な問題を提示している。そのシステムは、特にヤンキーローラーの端末の慣性のために連続して１日あたり３シフトに取り組むよう構築されていて、それらの妨害はリールウェブの損傷によって、深刻な技術的な結果つまりそれらのリールを使用する変換システムの効率において経済的本質に大きな損失という形の結果を伴うであろう。

ヤンキーローラーと共同操作するブレードを使うことによるクレーピング技術における他のいくつかの欠点が提示されている：クレーピングブレードの速い磨耗、シフト毎に少なくとも一回交換しなければならない；ヤンキーローラー上の滑らかな表面で固められて乾燥されるウェブ繊維の高密集度；繊維間の高密度水素結合の形成、主に水平面によって適応される；そして、新しいブレードと使い古したブレードとによって得られるウェブの厚みの相違、それらは明らかにウェブの恒常性という特徴を保証するものではない（米国特許第６１８７１３７号参照）。

異なる技術によると、第一の形成繊維が第一の速度で進み、第二の形成繊維が第二の速度で進み、第二の速度は第一よりも遅い速度で、高い湿度を保持した状態のウェブを通すことによって、ウェブにおける波形加工が得られる。ウェブによって受ける減速は、それらのクレーピング及び波形加工を引き起こしている。形成繊維に対して適切に設定された吸気システムは、ウェブのしわの発生を助けるために形成された製紙原料の使用を見合わせている。この技術に基づくシステムの例は米国特許第４０７２５５７号及び同第４４４０５９７号に記載されている。

米国特許第４５５１１９９号には、ウェブがより速い繊維からより遅い繊維へ移され、より遅い繊維はウェブに波形加工をもたらすため、特定の表面メッシュを備えている方法及びシステムについて開示されている。

このタイプの同様なシステム及び方法は、米国特許第５６０７５５１号、同第５６５６１３２号、同第５６６７６３６号、同第５６７２２４８号、同第５７４６８８７号、同第５７７２８４５号、同第５８８８３４７号及び同第６１７１４４２号に開示されている。

これらの先行技術文献から公知のシステムにおいては、波形加工が施される繊維の下流で、ウェブはＴＡＤシステムによって乾燥される、つまりヤンキーローラーの使用に関連した他の欠点をも防いでいるのである。

その一方で、ＴＡＤシステムもまた欠点に影響されている。それはヤンキードライヤーでの乾燥システムに代わるものとして使用され、必ずしも実行可能でなく、望ましいものでもない。例えばそれを乾燥させるためにウェブを横断する熱風の流れの莫大なレートを発生することが必要なために、エネルギー消費に関わる経費はより高額になる。更に、それを乾燥させるためにウェブを横断する空気の流れを使用するために、このように形成されたウェブはクレーピングブレードで得られたものより大きな厚みを持ちしかもいくつもの穿孔が見られる。

連続機械で生産される製紙材料の厚みを増すために、異なるクレーピングシステムのいずれかと複合的に組み合わされた様々な方法及び技術が提案されている。米国特許第６０７７５９０号においては、例えばクレーピングブレードと関わるヤンキーローラーの下流に、加湿機が設けられており、先に乾燥されてクレーピングされた製紙にもう一度湿度が与えられる。加湿機からの出力には、湿潤エンボス加工用アセンブリーが設けられる。鉄鋼でできている一組のエンボス加工用ローラーを備えて、その一方がいくつかの隆起部を有し、もう一方が相互に対応する空洞部を備えている。このシステムの目的は、かなりの厚みと高度な抵抗力がある製品を得ることである。ヤンキーローラー及びそれらの下流の湿潤部及び湿潤エンボス加工部の使用は、多数の欠点を伴っている。主な欠点は以下の通りである；クレーピングブレードの使用のためにウェブの断裂のリスクに起因する問題は解決されていない；生産ラインは複雑で費用が嵩み厄介である；そして、ウェブの加湿はエネルギーと水に対して高い消費レベルを伴う。

米国特許第４８４９０５４号に開示されているシステムは、高含水量のセルロース繊維ウェブが、ウェブのエンボス加工で施されるそれを形成する繊維構造のメッシュによって与えられる表面の風合いを持つ形成繊維へとそれ自身のパスに沿って転送されるシステムである。これは、ウェブが高い含水量とそれゆえに限られた抵抗で、繊維構造を画定する糸の間に形成される凹部で停止するという事実による。エンボス加工は、ウェブが停止するのと反対側の繊維の側に設置された吸気システムの使用によって促進される。またこのケースにおいて、この技術を使用することでエンボス加工されたウェブは、次にヤンキーローラーで乾燥され、乾燥ローラーからそれを剥離するクレーピングブレードを用いてクレープされる。このシステムはつまり上記の欠点によって特徴付けられ、それらはクレーピングブレードの使用に関わっている。

また、形成ウェブに湿潤エンボス加工の効果を与えるために設計された表面構造を備えた繊維の使用は、米国特許第６１８７１３７号及びＷＯ−Ａ−９９２３３００に記載されている。エンボス加工は、上流の繊維設置から表層構造がなされた繊維までウェブを転送する加圧空気システムによって、前述の表層構造を備えた特定の繊維との組合せによって得られる。ヤンキーローラーとの組合せによるクレーピングブレードの使用を避けるために、また同時にＴＡＤ乾燥システムを使用しないために、それに関連した上記の経費に対応して、繊維にエンボス加工し、ウェブを作成し、更に湿った状態で、ヤンキーローラーに付着させ、それを乾燥させ、その後クレーピングブレードを使用せず、そこから剥離するというような後続の操作を実行することは、先行技術の上記文書中ですでに提案されている。この方法での乾燥は、ＴＡＤシステムの使用による乾燥に比べて低コストであり、いくつかの欠点を引き起こすクレーピングブレードは使用されていない。

しかしながら、この技術は一方ではローラーへのウェブの適度な付着を、もう一方では断裂の如何なるリスクもなく且つ例えばクレーピングブレードのような機械的な部材を用いることなく容易な剥離を可能にする付着要因及び剥離要因の混成がヤンキーローラーに適用されている。この複数製品の混成使用は、一方で電力消費と操作コストに対して欠点を含んでいる。そして他方で適用される製品は、２つの相互に対照的な動きを実質的に実行しなければならない限り、慎重に混成の製品を選びまた正確で厳密な方法でバランスを保つために、結果として生じた必要性から、そのプロセスにおいて重大な一面を構成している。

本発明の主な目的は、従来のシステム及び方法から１つ以上の前述の特有の欠点を完全に或いは部分的に解決したティッシュペーパーの生産方法及びシステムを提供することにある。

特別な実施形態によれば、本発明の目的は、第一にクレーピングブレードを使用せずに、クレーピングブレードに関る乾燥シリンダーからその剥離の間、ウェブ断裂のリスクという欠点を避けて、ティッシュペーパーがクレーピングブレードを用いたクレープペーパーのそれらに類似する或いはそれより優れた特徴を備えて、得ることができる方法及びシステムを提供することである。

本発明の具体的な実施形態の特別な特徴によれば、更なる目的は連続機械の生産性を向上させることにある。

基本的に、第一の特徴によれば、本発明は、
少なくとも一つの形成繊維の上に製紙繊維の水性懸濁液の層を施す工程と、
上記層における繊維の重量パーセントが最初の値に上昇するまで上記層の含水量を減らす工程と、
一組のエンボス加工用ローラーの間の噛み合いで上記層に湿潤エンボス加工を施す工程と、
ティッシュペーパーのウェブを形成するために上記層を乾燥する工程と
を含むことを特徴とするティッシュペーパーのウェブの生産方法に係る。

本来、本発明は、製紙繊維層に波形加工を施す概念に基づき、ウェブ上に望ましい弾力性を与え、特に材料に「記憶」、例えば張力のストレスを受けてその後開放されるならば、その最初の構成に帰する傾向を作るようにして形成されるウェブがまだ湿度を保っているとき、一連の高い弾力性のあるプロフィールを作り且つ後続の工程において上記ウェブの乾燥を完了する能力をも有する特定のパターンに基づくエンボス加工のプロセスを介し、完全な乾燥に到達した材料をクリーピングする代わりに、乾燥シリンダー例えばいわゆる鋼製のヤンキードライヤーと一体に組み合わされて動くブレード或いは医者用ナイフを使用し、完全に乾燥がなされたときウェブを剥離し、そしてその上にウェブに弾力性を与えるミクロのしわを作る。

いくつかの公知の方法及びシステムによると、事実、製紙繊維層に湿潤エンボス加工が施されている。しかしこのエンボス加工は、エンボス加工用シリンダー或いはローラーを使用せず、むしろ製紙繊維の湿式層を粗い表層構造を見せる繊維の上に置くことによって、ウェブに厚みを与える目的を有するだけである。この技術を用いる公知のシステムにおいて、製紙繊維層は、いくつかの場合において、鋼製のヤンキードライヤーと共同操作する剥離用ブレードを使用して、乾燥及びクレーピングの操作を受ける。それに代わって、本発明によれば、繊維ウェブ上の波形加工は、実質的にエンボス加工用シリンダー或いはローラーの間のエンボス加工の結果としてのみ、影響を受けているものであって、２つの目的を有している：第一にそして最も重要な目的は、クレーピングブレードを使わずにペーパーに弾力性を与えることであり、第二の目的は、ウェブ自身に厚みを与えることである。

乾燥は、エンボス加工用ローラーの下流に設定された乾燥シリンダーを使用することで達成することができる。でなければ、一組のアイドル案内ローラーを使って、それの周りで製紙繊維層は空気を取り込む。それに代わるものとして、乾燥はエンボス加工用ローラーを通して完全に或いは部分的に得られることができ、それのうち少なくとも１つは加熱される。また、すべてのそれらのシステムは温風フードと一体に組み合わされて使用されることが可能であり、それは乾燥時間を減らし、ウェブの第二の表面に取り組むことに貢献している。上記の或いは他の同等の乾燥システムは相互に併用することができる。

含水量の減少、例えば部分的にそれらにエンボス加工する前の製紙繊維層の乾燥は、例えば乾式含有量が層の総重量に関わる繊維の重量パーセントに達するまで行われ、層自体にエンボス加工の機械操作に対抗するのに十分な一貫性を与える。

本発明の有利な実施形態によれば、少なくとも上記エンボス加工用ローラーの最初の１台は隆起部を備え、少なくとも上記エンボス加工用ローラーの次の１台は空洞部を備えている。上記エンボス加工用ローラーの最初の１台の隆起部は差し込むようになっている。実際には２台のローラーは対応する切込みを持ち、相補的な隆起部及び空洞部を画定している、つまり２台のローラーは一方の隆起部がもう一方の隆起部と噛み合うよう相互に協力し、すなわちそれらはもう一方の空洞部に差し込まれる。基本的に２台のローラーは鏡面のようであり得る。

乾燥したペーパーが変換される間に実行されるエンボス加工のプロセスで最も一般的に想定されることとは対照的に、それは隆起部を備えている堅いシリンダと滑らかで素直な材料（通常ゴム）でコーティングされている圧力シリンダーの間で起こっている。本発明に従い、湿潤エンボス加工のプロセスにおいて、製紙繊維層或いはウェブが湿ったままの状態で、第二のローラーの空洞部と噛み合う第一のローラーの隆起部との間を通過させ、またその逆の場合も同様に、望ましい弾力性をその上に発生させ且つ総合的な最終的な厚みを増加させる変形を、ウェブ或いは層に与えている。

好ましくは、エンボス加工用ローラーは、第一のエンボス加工用ローラーの隆起部と第二のエンボス加工用ローラーの空洞部が相互に接触しないよう距離をもって保たれる。しかし、できれば等しい間隔で離されるか或いは製紙繊維層の厚みより僅かに大きい距離で保たれるのが好ましい。

好ましくは、第一のエンボス加工用ローラーの隆起部は、層が進む方向（流れ方向）に第一の寸法を有する基部を備え、横軸の方向に第二の寸法を備え、第一の寸法は第二の寸法より小さい。例えば隆起部は、四角形の底面を備えたピラミッド形を備えることができ、特に好ましくは多少角に丸みのある偏菱形で、かかる層が進む方向に沿って小さな対角線が向けられ、横軸の方向に沿って大きな対角線が向けられる。

本発明の異なる特徴によれば、本発明は、少なくとも１台のヘッドボックスと；上記ヘッドボックスが製紙繊維の水性懸濁液の層を分配する少なくとも１つの形成繊維と; 乾式含有量の最初の値に上昇するまで上記の層から水分を除去するシステムと；第一のエンボス加工用ローラーと第二のエンボス加工用ローラーを備え、それらローラーの間を完全乾燥前の上記層を通すエンボス加工用アセンブリと；製紙繊維層を乾燥するためのシステムに係る。

本発明の更なる有利な特徴及び実施形態は、添付の特許請求の範囲に示され、実施形態の制限されない例を参考にして更に詳細に説明されるでしょう。

本発明のより良い理解は、本発明の実際的な限定されない実施形態を例示している添付図面と説明から得られる。

図１は、本発明によるティッシュペーパーの生産のための可能なシステムの配列に関する略図である。参照番号１は全体で、参照番号３と５によって示された２つの形成繊維の間で供給される懸濁液の層或いは製紙繊維と水の混成物（当該技術に熟達している者には周知の可能な添加物）を形成するヘッドボックスを指定している。２つの形成繊維３及び５の進む方向は、図１に矢印で示されている。例証では、形成繊維５に関連づけられているのは、層Ｓを形成しながら混成物か或いは懸濁液に含まれた水分の一部の排出を行う吸気チャンバー６である。

層Ｓは、繊維３と５の間で形成され、運搬フェルト７へ変換される吸気チャンバー６を通して水分が排出される部分から、最初の加熱乾燥シリンダー或いはローラー９へ開放される。このローラー９は鋼製ヤンキーローラー、ハニカムローラー、或いは他のＴＡＤタイプの乾燥システムのローラーであってもよい。すなわちローラーは、その内側から外側に熱風の流れの通過を可能にするローラー自身の外周に沿って穿孔を備えていて、製紙繊維層を横断する上記の空気の流れが、上記の層に含まれる水分の一部を取り除くためにローラーの周りで取り込まれる。

乾燥システム９が例え何を使用しても、それは層Ｓから、どんな損害も断裂も経ることなくエンボス加工動作を受けるのに十分な機械抵抗をウェブ自体に与えるある程度の乾式含有量に達するために十分な水分を除去する。一般的に、層Ｓはすなわち製紙繊維層の乾式含有量が６０重量％から９０重量％の範囲に達するまで乾燥される。すなわち、条件によって、層に含まれる製紙繊維の乾式含有量が層の総重量に関わる６０重量％から９０重量％に達し、その残りは水分となる。

部分的に乾燥された層は、例えば繊維１１を通して乾燥シリンダ或いは他の乾燥システムから剥離される。それらの表層に対して繊維の反対側に設置されている吸気チャンバー１２と関連していて、製紙繊維層Ｓと接触する。層Ｓの進む方向に対して吸気チャンバー１２の下流では、圧力チャンバー１５すなわち僅かな圧力の空気の流れが発されるチャンバーの設置がなされる。圧力チャンバー１５は、繊維１１に対してチャンバー１２と同じ側に設置される。チャンバー１５は、繊維１１から層Ｓの剥離を容易にする空気の流れを発生する目的がある。

繊維１１の下流には、それに先行して乾燥ローラー９で部分的に乾燥された製紙繊維層Ｓを供給されて、それらの間でエンボス加工用の噛み合いを画定する、第一のエンボス加工用ローラー１９と第二のエンボス加工用ローラー２１とを備えたエンボス加工用アセンブリー１７が設置されている。

特に図２及び図３に例示されているように、２台のエンボス加工用ローラー１９と２１は、相互に対応するすなわち相互に噛み合う隆起部２３及び空洞部２５を備えている。上記隆起部と空洞部は、プラスティックの変形、化学的なエッチング加工、或いは他の公知のシステムによって、機械加工システムを使用するエッチング加工によって得ることができる。２台のローラーの表層は、他の切込み或いは空洞部に対応する１つの隆起部を備えて相補的であることができる。実際、２本のシリンダーは先端を切られた角錐或いはピラミッドの形態を持っている隆起部を生み出す切込みのプロセスを使用して得られると想定することもできる。空洞部は４つの隆起部の各々の配列の中で示されるスペースによって表されている。

エンボス加工用ローラー１９と２１の中心の間の距離は、２台のローラーがそれぞれの軸を含んでいる平面に対応する位置でさえ、お互いに触れないような距離である。隆起部２３の表面と対応する空洞部２５の表面の間で、ローラーの間の噛み合いにおいても、実質的に製紙繊維層Ｓの厚みと等しいか或いは上記厚みより僅かに大きいスペースで常に留まっている。このように、層Ｓは絞られることなく、機械的圧縮によって圧力をかけられることもなく、それに代わって、ペーパーの乾燥エンボス加工において、隆起部を備えたシリンダーが滑らかなゴムで覆われたローラーに押圧されるときに起こるのであり、その表層はエンボス加工用圧力で変形する。

特に図４及び図５に例示されているように、隆起部２３は偏菱形の底面を備えたピラミッド状の形態を有し、小さな対角線がｄによって示され、大きな対角線がＤによって示されている。空洞部２５は形態と対応する切込みによって得られ、そこにピラミッド状の隆起部の侵入を可能にする。図にあるように、隆起部と対応する空洞部２３、２５は、それぞれの基部の大きな対角線がローラー１９、２１の回転軸と平行である、すなわち層Ｓの進む方向に対して横軸方向に方向付けされているような方法で適応されている。小さな対角線は層Ｓの進む方向に方向付けされ、流れ方向とも称される。

エンボス加工用アセンブリ１７の下流には、第二の乾燥ローラー２７が設置されている。それは鋼製のヤンキーローラー、ハニカムローラー、ＴＡＤローラー、或いは他の如何なる同等のシステムであっても良い。例えば湿潤エンボス加工された層Ｓが案内されるのに沿って複数のローラーを備える乾燥システムで使用することが可能である。乾燥ローラー２７（或いは同等の乾燥システム）の出力において、その直後の変換の準備ができているティッシュペーパーのウェブを形成して乾燥された層Ｓは、リールＢを形成するために巻き取られる。

エンボス加工プロセスの下流の乾燥プロセスは、エンボス加工で得られた変形を安定させる。すなわち、ペーパーが静止状態で安定して、エンボス加工用ローラー１９、２１の空洞部２５と一体に組み合わされた隆起部２３によってペーパー上に与えられた波型加工を維持する。これはペーパーに弾力性を与えている、その弾力性はエンボス加工の特定の形成のお陰でバネのように変形することができて、且つ張力を受けたとしても、その後の変換工程において役に立つ「延び」に耐えることが可能であり、少なくとも張力のストレス値がペーパーの断裂の負荷を超えないものであるなら、張力のストレスが終わるとその最初の状態に戻ることができる。

乾燥作業の一部（或いは乾燥作業の全体においても）が、エンボス加工用アセンブリの下流に、乾燥手段に代わり、加熱或いはその他の或いはエンボス加工用ローラー１９及び２１の両者によって得ることができると考えられる。

図６及び図７は、ここに記述されたシステム及び方法で得られるペーパーの縦断面概略図である。上記ペーパーは、エンボス加工用ローラー１９、２１の隆起部及び空洞部２３、２５の配置に対応する隆起部及び空洞部の連続した配列を備えている。これによって、視覚的なペーパーの厚みＳＡは、それを形成する繊維の実際の厚みＳＲよりも非常に大きくなっている。

従来の方法に関する紙の湿式生産のための上記プロセス或いは方法の利点は、多様である。まず、ブレードを使うことでクレーピングを想定するシステムによって得られるペーパーの柔軟性、吸収力及び弾力性の全ての特徴を備えるのがティッシュペーパーであるけれども、この完成した製品がクレーピングブレードを使うことでは得られない点に留意することができるでしょう。その結果は、先に概説されたクレーピングブレードの使用を特徴付けるすべての欠点の除去にある。

更に、通常製紙業におけるケースがそうであるように、９５から９８重量％の値の範囲で、最終的な乾燥の値まで製紙繊維層を持ってくる必要がない限り、このヤンキーシリンダー９は、実質的に通常使用されるヤンキーシリンダーより小さい寸法を提示することができる。

ペーパーのクレーピングのためにヤンキーシリンダーと共同操作するクレーピングブレードを使用する必要がないので、柔軟性の要因となる大量の製紙繊維を混成するために加えることが可能である。その２次的な作用として、ブレードを使わずヤンキーシリンダーからの剥離を容易にし、断裂のより低いリスクで、より柔らかな紙の生産を可能にする。

エンボス加工が相互に押圧しない２台のローラーの間で施されるため、しかしそれぞれの表面がむしろ特定の距離で離されて保たれ、繊維は凝集されず、ペーパーはその柔軟性及び吸収性の特徴を維持する。

ヤンキーローラーとクレーピングブレードの使用によるペーパーの生産において起こっていることとは対照的に、隆起部及び空洞部によって特徴付けされる表面を備えるエンボス加工用ローラーの使用によって「滑らかな」側面のないウェブが得られる。それはヤンキーシリンダーの使用に代わって起こる。従って、ペーパーは変換の工程において如何なる特別の注意も必要としない。

エンボス加工用ローラー上にきめ細かい切込みを使用することで、例えば小さな寸法の空洞部及び隆起部２５、２３が、本発明による方法を採用し、ＴＡＤペーパーの繊維によって残された印象のそれらに関連付けられるペーパーの表面の特徴を得ることが可能であるが、しかし公知のシステムによって達成されるであろうものよりも、より大きな視覚上の厚みを得られる。

最終的に、本発明によるプロセスは、ペーパーの生産のための連続機械の生産性の実質的増加を可能にする。

実際、従来のシステムでは、ヘッドボックスが形成繊維上に施すことが可能な混成の或いは製紙繊維の水性懸濁液の量は、クレーピング工程において、ペーパーの厚みを増加するという事実を考慮しなければならない。一旦従来の方法を使用することによって、クレーピング後に得ることを要求される実際の最終的な厚みが固定されるならば、ヘッドボックスが形成繊維の上に施すことができる厚み（つまり混成量）は、機械からの出力のペーパーが持たなければならないものより、いずれにせよ小さくなる。これはヘッドボックスが供給することができる単位時間当りの材料量における縮小、つまり実際問題として連続機械の全体的な生産性の制限に係わるものである。言い換えれば、ヘッドボックスが特定のレートでペーパーを生産できるならば、例えば毎分１０００ｍ、このレートはクレーピングの結果としてプロセスの終端部において、毎分８００から９００ｍまで縮小するであろう、それは視覚的な厚みを増加することにより進む方向に対応するウェブの寸法を縮小している。

それに代わって、本発明による方法を使用し、エンボス加工セクションにおいて、ペーパー（すなわち部分的に乾燥された繊維層）はウェブの進む方向に「延び」ることに伴って、実際の厚みの増加を経る。従って（そして、以下に記述されるエンボス加工の更なる肯定的な影響に係わりなく）、リール上でウェブの同じ最終的な特徴を考慮して、層Ｓの厚み、すなわち、ヘッドボックスによって供給される材料量は、最終的な望ましい厚みより大きくなければならない。つまり、従来のクレーピングによってもたらされた厚みを出す効果が、更に大きく厚みを出し且つエンボス加工によって発生する「延び」によって、取って代わるのである。基本的に、これはヘッドボックスによって単位時間当りに供給することができる製紙繊維の混成の或いは水性懸濁液の量が、従来の連続機械で達成されるであろうものよりも、より大きいことを意味する。

言い換えれば、ヘッドボックスが毎分１０００ｍでペーパーを生産できるならば、このレートはエンボス加工によって施される「延び」の結果としてプロセスの終端部において毎分１１００から１２００ｍまで上昇するであろう、それは進む方向に対応するウェブの寸法を増大している。

例えば出力のペーパーの実際の厚みＳＲを０．０８ｍｍと考えると、図４及び図５に示されたピラミッド形による隆起部及び空洞部を備えたエンボス加工用ローラー１９、２１を使用すると、以下の寸法（最も頻繁なデータの比較可能値）が達成されるであろう。
Ｄ＝０．８ｍｍ； ｄ＝０．２９１ｍｍ； ｈ＝０．１７４ｍｍ
且つ、隆起部の高さｈの８０％の層Ｓの変形が達成されると仮定すると、すなわちエッチングの深さの、視覚的な厚みは以下のように達成される。
ＳＡ＝ｓ＋０．８０＊ｈ＝０．０８＋０．８＊０．１７４＝０．２１９ｍｍ
更に、エンボス加工用層の材料の表面単位当りのボリュームが、ヘッドボックスによって供給されたボリュームと同等でなければならないと想定し、０．０８ｍｍの実際の最終的な厚みを得るための同じ表面(ボリュームの保護)単位を考慮して、最初に平面の層がローラー１９、２１の隆起部及び空洞部の側面に追従して変形されることを考慮されるならば、上述のローラーの切込みについての寸法を考えて、ヘッドボックスからの出力における層の厚さは、０．１２７ｍｍであると計算される。

それは、同じ最終的な実際の厚みＳＲ（０．０８ｍｍ）を前提として、従来の連続機械で得られることができた厚みと比較しても非常に大きな厚みである。保守的な仮説で、ヤンキードライヤー上にブレードを使ってクレーピングを備えた機械からの出力で実際の厚みＳＲを得ることを仮定すると、ヘッドボックスによって形成された層の厚みは、０．０８ｍｍでなければならないであろう。（つまり、実際の厚みの増加のためにクレーピングによって施される上記の厚みは、実際には小さいという事実を無視しても）クレーピングブレードを備えたシステムと比べても、本発明によるプロセスを使用する生産性の増加は、係数０．１２７／０．０８＝１．５８７と等しい。それは、およそ６０％の増加を意味する。

事実、同じレートを前提として、時間内に供給することが可能な混成物のボリュームによって、連続機械の生産性は与えられる。

実際には機械の生産性を増大する更なる係数は、エンボス加工が層或いはペーパーウェブの長さを増加しているという事実によって示されている、つまり、エンボス加工アセンブリ１７からの出力の層Ｓのスピード及びその結果リールＢに巻き取られるスピードは、エンボス加工装置１７へのインプットのスピードより大きい、つまり層Ｓがヘッドボックスによって形成されるレートなのである。代わりに、従来の連続機械では、クレーピングブレードに起因するペーパー層の長さの減少のため、巻き取るレートが生産レートより低くなっている。

図８は、エンボス加工されたペーパーウェブの概略斜視図である。図で示されているのは、ローラーの基本の直径に正方形の基部を備えたいくつかのピラミッド形の隆起部の基部と、及び流れ方向（ＭＤ）つまり進む方向、そして交差流れ方向（ＣＭＤ）つまり流れ方向に直行している、２本の断面を表す線である。図８の表現は純粋に概要であり、実際にエンボス加工されたウェブの隆起部はそれほど切り子面を施さないことが理解されるでしょう。

図９は、本発明に従い、前述の図面で例証されているように、細長い偏菱形の基部を持つ代わりに、四角い基部を切り詰めたピラミッド形を持っている隆起部によって構成されたエンボス加工用プロフィールを備えて取り扱われているウェブの一部の拡大写真を例示している。

代りの実施形態では、２本のエンボス加工用ローラーの突起或いは隆起部、及び空洞部は、平行か又は実質的にローラーの軸に平行して広がる連続した直線的な形を備えている。これは、ヤンキーローラーで共同作動する医師用ブレードで発生する実際のクレーピングと非常に類似した溝彫り或いは波型加工の形態でエンボス加工を提供する。２本のエンボス加工用ローラーの空洞部及び突起の他の代替の形状と構成は、可能である。直線的なエンボス加工用突起の寸法は、１ｃｍ当り２０から１００個の突起の密集度を備えてもよい。

図面は、本発明の１つの可能な実施形態を示しているに過ぎず、本発明の基礎をなす概念の範囲から逸脱することなく、その形状及び配列に対して種々変更することができることが理解される。

本発明によるシステムの概略図。 ローラー自体の軸に直角な断面における２台のエンボス加工用ローラーの間の噛み合い状態を示す拡大図。 ローラーの軸を備えている平面に従う２台のエンボス加工用ローラーの間の噛み合い状態を示す断面図。 エンボス加工用ローラーの隆起部の平面図。 エンボス加工用ローラーの隆起部の側面図。 ペーパーが張力を受けたときに想定される弾性的変形の状態及び静止している構成における本発明による方法で得られたペーパーの拡大概略断面図。 ペーパーが張力を受けたときに想定される弾性的変形の状態及び静止している構成における本発明による方法で得られたペーパーの拡大概略断面図。 本発明によって得られたペーパーの部分概略斜視図。 偏菱形の代わりに、四角い基部を備えたピラミッド形或いは角錐台のような形態のプロフィールを持つエンボス加工用ローラーの隆起部を備えている場合において本発明による方法で得られたペーパーの部分拡大写真。

Claims (42)

1. 少なくとも一つの形成繊維の上に製紙繊維の水性懸濁液の層を施す工程と、
   上記層における繊維の重量パーセントが最初の値に上昇するまで上記層の含水量を減らす工程と、
   一組のエンボス加工用ローラーの間の噛み合いで上記層に湿潤エンボス加工を施す工程と、
   ティッシュペーパーのウェブを形成するために上記層を乾燥する工程と
   を含むことを特徴とするティッシュペーパーのウェブの生産方法。
2. 上記エンボス加工用ローラーが隆起部と空洞部とを備え、一方のローラーの隆起部がもう一方の空洞部に差し込まれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 上記隆起部が切込みによって形成され、空洞部が近接したいくつかの隆起部の間の空き領域によって画定されていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 上記エンボス加工用ローラーが平方センチメートル２０乃至１００を数える隆起部及び空洞部を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 隆起部を備えている上記エンボス加工用ローラーのうち少なくとも一方が隆起部の欠落或いは部分的に欠落して施されていることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 上記層が、層の進む方向に第一の寸法をそして横切る方向に第二の寸法を備えた基部を有する隆起部によってエンボス加工され、上記第一の寸法が第二の寸法より小さいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 上記隆起部が四角形の基部を有するピラミッド状の形態を備えていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 上記基部が偏菱形であって、層の進む方向に沿って小さな対角線が方向付けられ横切る方向に沿って大きな対角線が方向付けられていることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 上記隆起部が縁部を丸くした形態を備えていることを特徴とする少なくとも請求項２に記載の方法。
10. 上記エンボス加工用ローラーが金属製のローラーであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 上記第一及び第二のエンボス加工用ローラーは、上記隆起部と上記空洞部を画定する表面が相互に接触しないように、離間して保たれることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 上記二つのローラーは、隆起部の表面と空洞部の表面が上記の噛み合いに給紙される製紙繊維層の厚みと同等量或いは僅かに大きくお互いから離れるように両者の中心部間の距離を持って保たれることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 上記層が、上記層を後続のエンボス加工プロセスを支持できるようにする値までエンボス加工の前に部分的に乾燥されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 上記層における繊維の重量パーセントの上記の最初の値が好ましくは５０重量パーセント乃至９０重量パーセントであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 上記層がクレーピングブレードを使用せず第一の乾燥システムから剥離されることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
16. 上記層がエンボス加工用ローラーの下流で完全に乾燥されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 上記層がエンボス加工用ローラーを用いて少なくとも部分的に乾燥され、少なくともそれらローラーのうちの一方が加熱されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 乾燥システムが温風フードによって支援されていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 上記層がクレーピングを受けないことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 上記層が乾燥シリンダーの周りにそれを取り込みそしてクレーピングブレードを使わずそこからそれを剥離することによって乾燥されることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
21. エンボス加工用ローラーが実質的にローラー軸に平行にのびる直線的な形態を有する突起部及び空洞部を備えていることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の方法。
22. 少なくとも１台のヘッドボックスと；上記ヘッドボックスが製紙繊維の水性懸濁液の層を分配する少なくとも１つの形成繊維と; 乾式含有量の最初の値に上昇するまで上記の層から水分を除去するシステムと；第一のエンボス加工用ローラーと第二のエンボス加工用ローラーを備え、それらローラーの間を完全乾燥前の上記層を通すエンボス加工用アセンブリと；製紙繊維層を乾燥するためのシステムと
    を有することを特徴とするティッシュペーパーの生産システム。
23. 上記エンボス加工用ローラーが隆起部と空洞部とを備え、一方のローラーの隆起部がもう一方の空洞部に差し込まれることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
24. 上記隆起部が切込みによって形成され、空洞部が近接したいくつかの隆起部の間の空き領域によって画定されていることを特徴とする請求項２３に記載のシステム。
25. 上記エンボス加工用ローラーのうち少なくとも一方が平方センチメートル当り２０乃至１００を数える隆起部を備えていることを特徴とする請求項２２〜２４に記載のシステム。
26. 上記エンボス加工用ローラーのうち少なくとも一方が隆起部の削除或いは部分的に削除して施されていることを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
27. エンボス加工用ローラーの隆起部が層の進む方向に第一の寸法をそして横切る方向に第二の寸法を備え、上記の第一の寸法は第二の寸法より小さい基部を備えていることを特徴とする請求項２３〜２６のいずれか一項に記載のシステム。
28. 上記隆起部が四角形の基部を有するピラミッド状の形態を備えていることを特徴とする請求項２２〜２７のいずれか一項に記載のシステム。
29. 上記基部が偏菱形であって、層の進む方向に沿って小さな対角線が方向付けられ、横切る方向に沿って大きな対角線が方向付けられていることを特徴とする請求項２８に記載のシステム。
30. 上記隆起部が縁部を丸くした形態を備えていることを特徴とする請求項２２〜２９のいずれか一項に記載のシステム。
31. 上記のエンボス加工用ローラーが金属製のローラーであることを特徴とする請求項２２〜３０のいずれか一項に記載のシステム。
32. 上記の第一及び第二のエンボス加工用ローラーは、隆起部と空洞部の表面が相互に接触しないように離間して設置されることを特徴とする請求項２２〜３１のいずれか一項に記載のシステム。
33. 上記の２つのローラーは、隆起部の表面と空洞部の表面が上記の噛み合いに給紙される製紙繊維層の厚みと同等量或いは僅かに大きくお互いから離れているように両者の中心間の距離を持って設置されることを特徴とする請求項３２に記載のシステム。
34. 上記層が、上記層を後続のエンボス加工プロセスを支持することができるようにする値までエンボス加工の前に部分的に乾燥されていることを特徴とする請求項２２〜３３のいずれか一項に記載のシステム。
35. 上記層における繊維の重量パーセントの上記の最初の値が好ましくは５０重量パーセント乃至９０重量パーセントであることを特徴とする請求項２２〜３４のいずれか一項に記載のシステム。
36. 上記層がクレーピングブレードを使用せず第一の乾燥システムから剥離されることを特徴とする請求項２２〜３５のいずれか一項に記載のシステム。
37. 上記最終乾燥システムがエンボス加工用ローラーの下流に設置されることを特徴とする請求項２２〜３６のいずれか一項に記載のシステム。
38. エンボス加工用ローラーのうち少なくとも一方が加熱されることを特徴とする請求項２２〜３７のいずれか一項に記載のシステム。
39. 乾燥システムに関連して１台以上の温風フードが設けられることを特徴とする請求項２２〜３８のいずれか一項に記載のシステム。
40. 上記最終乾燥システムが加熱シリンダーを備え、加熱シリンダーの周囲で上記層が空気を取り込み、そこからそれが乾燥工程の終了時に剥離されることを特徴とする請求項２２〜３９のいずれか一項に記載のシステム。
41. 上記加熱シリンダーに関連するクレーピングブレードが設けられないことを特徴とする請求項４０に記載のシステム。
42. 上記のエンボス加工用ローラーが実質的にローラー軸に平行にのびる直線的な形態を有する突起部及び空洞部を備えていることを特徴とする請求項２２〜４１のいずれか一項に記載のシステム。

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