JP2010007224A - High caliper paper and papermaking belt for producing the same - Google Patents

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    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/006Making patterned paper

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  • Paper (AREA)
  • Belt Conveyors (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a papermaking belt for producing a high caliper web of papermaking fibers and the paper produced thereby. <P>SOLUTION: The papermaking belt comprises a reinforcing structure having a continuous network region and a plurality of discrete deflection conduits disposed thereon. The deflection conduits are sized, shaped, and arranged to maximize fiber deflection along the periphery of the conduits. The conduits are generally elliptical in shape having a mean width sized relative to the mean fiber length. The conduits are arranged to maximize perimeter and corresponding fiber deflection per unit area. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

発明の分野
本発明は低密度で、柔らかく、しかも吸収性のある紙製品を抄造する抄紙機で使用する抄紙ベルトおよびそのベルトによって抄造される紙製品に関する。特に、本発明は模様を付けた樹脂構成物および強化構造物からなる抄紙ベルトおよびそのベルトによって抄造される、大きい厚さで低密度の紙製品に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a papermaking belt for use in a papermaking machine for making a low density, soft and absorbent paper product and to a paper product made with the belt. In particular, the present invention relates to a papermaking belt made of a patterned resin component and a reinforced structure, and a large thickness and low density paper product made by the belt.

発明の背景
紙のようなセルロース繊維ウェブはこの技術分野ではよく知られている。この繊維ウェブは、今日、ペーパタオル、トイレット・ティッシュ、化粧ティッシュ、ナプキンおよびその類似物のために普通に使用されている。このような紙製品への膨大な需要が基となって紙製品およびその製造方法を改良することに対する要望が発生している。
Background of the Invention Cellulose fiber webs such as paper are well known in the art. This fibrous web is commonly used today for paper towels, toilet tissue, cosmetic tissue, napkins and the like. Based on the enormous demand for such paper products, there has been a demand for improving paper products and their manufacturing methods.

消費者の要求に応じるためにはセルロース繊維ウェブは幾つかの特性を呈する必要がある。このためには、通常の使用中、比較的小さい引張り力が作用したとき、紙組織が裂けあるいは切断するのを防ぐのに十分な引張強さを備えていなければならない。このセルロース繊維ウェブは繊維構造によって液体を素早く吸収し、内部に十分に保留するように吸収性でなければならない。   Cellulosic fiber webs need to exhibit several properties in order to meet consumer demands. For this purpose, it must have sufficient tensile strength to prevent tearing or cutting of the paper tissue when a relatively small tensile force is applied during normal use. This cellulosic fibrous web must be absorbable so that it can absorb liquid quickly and retain well within the fiber structure.

引張り強さとはセルロース繊維ウェブに備わる使用時に物理的な一体性を保持する能力のことである。引張り強さはセルロース繊維ウェブの坪量の関数とみることができる。   Tensile strength is the ability of a cellulose fiber web to retain physical integrity during use. Tensile strength can be viewed as a function of the basis weight of the cellulose fiber web.

吸収性とはセルロース繊維ウェブに備わる、接触させた液体を吸い上げ、保持する性質のことである。吸収性はセルロース繊維ウェブの密度によって影響を受ける。このウェブがあまりにも密であるとき、繊維間の隙間は小さくなり過ぎ、吸収率は意図した用途に応じられるほど十分に大きくならない。この隙間があまりにも大きくなると、接触させた流体の毛管引力は小さくなり、表面張力が制限されるために流体をセルロース繊維ウェブによって保持するのに妨げになる。   Absorptivity is a property of the cellulose fiber web that sucks and holds the contacted liquid. Absorbency is affected by the density of the cellulose fiber web. When the web is too dense, the gaps between the fibers are too small and the absorption rate is not large enough to meet the intended application. If this gap becomes too large, the capillary attraction of the contacted fluid will be reduced and the surface tension will be limited, preventing the fluid from being retained by the cellulose fiber web.

このウェブは、また、使用時、触感として心地よく、ざらざらした感じを与えることのないように柔らかくなければならない。柔らかさとはセルロース繊維に備わる触感として使用者の皮膚に特に望ましい感じを与える能力のことである。柔らかさはセルロース繊維ウェブに備わる繊維ウェブの平面と垂直な方向への変形に逆らう能力に例外なく比例する。   The web should also be soft to the touch and not feel rough during use. Softness is the ability to give a particularly desirable feeling to the user's skin as a tactile sensation provided in cellulose fibers. Softness is proportional to the ability of the cellulose fiber web to resist deformation in the direction perpendicular to the plane of the fiber web.

厚さとはある機械的な圧力のもとで測定したセルロース繊維ウェブの厚さのことであり、坪量およびウェブ構造の関数とみることができる。強さ、吸収性および柔らかさはセルロース繊維ウェブの厚さによって影響を受ける。   Thickness is the thickness of a cellulosic fiber web measured under some mechanical pressure and can be viewed as a function of basis weight and web structure. Strength, absorbency and softness are affected by the thickness of the cellulose fiber web.

紙製品を製造する工程は、一般に、セルロース繊維を有する水性スラリーを準備し、続いて、初期ウェブを形成するために繊維を再配列する間に、同時発生的に、スラリーから水分を除去する工程を伴う。この脱水工程では、脱水を助ける多様な種類の機器類が利用されている。典型的な製造工程は抄紙スラリーを移動するエンドレスベルトの表面側に供給する長網ワイヤ抄紙機を使用している。このエンドレスベルトは最初の脱水を行い、繊維の再配列を果たす。   The process of producing a paper product generally involves preparing an aqueous slurry having cellulosic fibers and subsequently removing moisture from the slurry simultaneously while rearranging the fibers to form an initial web. Accompanied by. In this dehydration process, various types of devices that assist dehydration are used. A typical manufacturing process uses a long wire machine that feeds paper slurry to the surface side of an endless belt that moves. The endless belt performs initial dewatering and performs fiber rearrangement.

初期ウェブを形成した後、紙ウェブはエンドレスベルト形態の乾燥ファブリックと呼ばれる別の織物上で乾燥工程を実施する。この乾燥工程は抄紙ウェブの機械的な圧搾、真空吸引、通気乾燥および他の種類の方法を含む。この乾燥工程中、初期ウェブはセルロース繊維が配列し、偏向して生じる特定の模様または形を帯びる。   After forming the initial web, the paper web is subjected to a drying process on another fabric called a dry fabric in the form of an endless belt. This drying process includes mechanical squeezing of the papermaking web, vacuum suction, through-air drying and other types of methods. During this drying process, the initial web assumes a specific pattern or shape that results from the alignment and deflection of cellulose fibers.

トロクハンに付与された1985年7月16日発行の米国特許第4,529,480号明細書は硬化された感光性樹脂構成物によって周りを囲われる多孔製織部材からなる抄紙ベルトを提案している。この樹脂構成物は偏向通路として知られる、分離している不連続の複数個の通路を備える。この工程で使用される抄紙ベルトは流体に圧力差を生じさせたとき、抄紙繊維が通路内に偏り、そこで再配列するので、偏向部材と呼ばれている。抄紙工程で抄紙ベルトを利用することは強さ、吸収性および柔らかさに関しては望ましい一定の特性を備える紙を抄造できる可能性をもたらした。   U.S. Pat. No. 4,529,480 issued Jul. 16, 1985, issued to Trokhan, proposes a papermaking belt comprising a perforated woven member surrounded by a cured photosensitive resin composition. . This resin component comprises a plurality of discrete, discontinuous passages known as deflection passages. The papermaking belt used in this process is called a deflecting member because when the pressure difference is generated in the fluid, the papermaking fibers are biased in the passage and rearranged there. The use of papermaking belts in the papermaking process has the potential to produce papers with certain properties that are desirable in terms of strength, absorbency and softness.

米国特許第4,529,480号明細書に開示された方法を用いて抄造される紙は参照によってここに取り入れられる、トロクハンに付与された米国特許第4,687,859号明細書に説明されている。この紙は紙面の両側に配分された物理的に区別される2つの領域を備えることに特徴がある。一方の領域は比較的高密度で、大きい固有の強さを有する、連続する組織からなる領域である。他方の領域はその連続する組織によって完全に囲われる複数個のドームからなる領域である。後者の領域にあるドームは連続する組織領域と比べて比較的低密度で、比較的小さい固有の強さを備えている。   Paper made using the method disclosed in U.S. Pat. No. 4,529,480 is described in U.S. Pat. No. 4,687,859 to Trokhan, incorporated herein by reference. ing. This paper is characterized by having two physically distinct areas distributed on both sides of the page. One region is a region of continuous tissue having a relatively high density and a large intrinsic strength. The other region is a region composed of a plurality of domes completely surrounded by the continuous tissue. The dome in the latter region is relatively low density and has a relatively low inherent strength compared to the continuous tissue region.

このドームは、抄紙工程中、繊維が抄紙ベルトの偏向通路を満たすときに形成される。この偏向通路により紙ウェブが乾燥工程中に加圧されたとき、通路内にある繊維が密集してしまうのを防ぐことができる。結果として、ドームは厚さが増し、ウェブの繊維が密集した領域と比べて低密度で、固有の強さを備えることになる。したがって、紙ウェブの厚さはドームの固有の強さによって制限される。   This dome is formed when the fiber fills the deflection path of the papermaking belt during the papermaking process. When the paper web is pressed during the drying process by this deflecting passage, it is possible to prevent the fibers in the passage from becoming dense. As a result, the dome will increase in thickness, have a lower density and inherent strength compared to the densely populated area of the web. Thus, the thickness of the paper web is limited by the inherent strength of the dome.

紙の乾燥が終了すると、直ちに、紙繊維の再配列および偏向が完了する。しかしながら、完成製品の種類に応じて紙はカレンダ処理、柔軟化、特殊加工のような追加工程を経る。これらの工程は紙のドーム領域を密にする傾向があり、厚さを減少させる。それゆえ、物理的に区別される2つの領域を有する紙製品においてはドーム内部に機械的な圧力に対して抵抗力を有するセルロース繊維構造を形成することを求められている。   As soon as the paper has been dried, the paper fiber rearrangement and deflection is complete. However, depending on the type of finished product, the paper undergoes additional processes such as calendaring, softening, and special processing. These processes tend to close the paper dome area and reduce the thickness. Therefore, in a paper product having two regions which are physically distinguished, it is required to form a cellulose fiber structure having resistance to mechanical pressure inside the dome.

セルロース繊維ウェブを形成したとき、繊維はウェブのX−Y面内に主に配向され、この結果、Z方向の構造的な剛さはとるに足らない値となる。X−Y面内に配向された繊維が機械的な圧力によって密集したとき、直ちに、これらの繊維は同時に加圧され、紙ウェブは厚みが減少する一方、密度が増加する。   When a cellulose fiber web is formed, the fibers are primarily oriented in the XY plane of the web, resulting in negligible structural stiffness in the Z direction. As soon as the fibers oriented in the XY plane are compacted by mechanical pressure, these fibers are simultaneously pressed and the paper web decreases in thickness while the density increases.

繊維のZ方向への配向によりウェブのZ方向の構造的な剛さを高めることができる。したがって、繊維のZ方向への配向を最大化することにより厚さを最大にすることが可能になる。   The orientation of the fibers in the Z direction can increase the structural rigidity of the web in the Z direction. Therefore, it is possible to maximize the thickness by maximizing the orientation of the fibers in the Z direction.

偏向通路は繊維を通路の周辺部に沿って偏向させることことによりZ方向への繊維の配向を生じさせる手段を提供する。繊維全体の偏向は繊維長さに関係のある偏向通路の大きさならびに形状により左右される。   The deflection passage provides a means for deflecting the fibers along the periphery of the passage, thereby causing the orientation of the fibers in the Z direction. The deflection of the entire fiber depends on the size and shape of the deflection path which is related to the fiber length.

大きい偏向通路は通路開口よりも小さい繊維が通路の底部に蓄積するのを抑えられず、この結果、後から偏向通路内に降りてくる繊維が偏向するのを制限することになる。反対に、小さい通路は大きい繊維が通路開口に架橋してそこを塞いでしまうことから、繊維偏向が最小に留まる。   Large deflection passages do not prevent fibers smaller than the passage openings from accumulating at the bottom of the passages, and as a result limit the subsequent deflection of fibers that fall into the deflection passages. Conversely, small passages minimize fiber deflection because large fibers bridge the passage openings and plug them.

偏向通路の形状も、また、繊維偏向に影響を及ぼす。たとえば、鋭角のコーナまたは小さい半径を形成している周辺部で構成した偏向通路では繊維偏向を最小にする繊維の架橋が発生する可能性がより大きくなる。繊維の架橋に影響を及ぼす多様な通路形状に関する実例についてはラスクらに付与された1997年10月21日発行の米国特許第5,679,222号明細書を参照する。   The shape of the deflection passage also affects the fiber deflection. For example, a deflection path comprised of sharp corners or a peripheral portion forming a small radius is more likely to cause fiber cross-linking that minimizes fiber deflection. See U.S. Pat. No. 5,679,222 issued Oct. 21, 1997 to Rusk et al. For examples of various channel shapes that affect fiber cross-linking.

したがって、本発明は繊維偏向およびZ方向に一致する繊維配向を最大化する大きさならびに形状に合わせて構成される連続する組織領域および不連続な複数個の偏向通路を備える抄紙ベルトを提供する。   Accordingly, the present invention provides a papermaking belt comprising a continuous tissue region and a plurality of discontinuous deflection passages that are sized and shaped to maximize fiber deflection and fiber orientation consistent with the Z direction.

さらに、本発明は本質的に連続し、本質的、かつ巨視的に単一平面からなる組織領域および組織領域全体にわたって分散させた不連続な複数個のドームを備える紙ウェブを提供する。このドームは最適の厚さを生じる大きさならびに形状に合わせて構成される。   Furthermore, the present invention provides a paper web comprising a tissue region that is essentially continuous, essentially and macroscopically a single plane, and a plurality of discontinuous domes distributed throughout the tissue region. The dome is sized and shaped to produce the optimum thickness.

発明の概要
本発明は低密度/大きい厚さの紙ウェブを抄造する、模様を付けた構成物を有する抄紙ベルトおよびそのベルトにより抄造される紙ウェブを対象とする。この抄紙ベルトは模様を付けた構成物を有する強化構造物を備える。この模様を付けた構成物は連続する組織領域および不連続な複数個の偏向通路を備える。この偏向通路は連続する組織領域によってお互いから分離している。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a papermaking belt having a patterned composition for making a low density / large thickness paper web and a paper web made by the belt. The papermaking belt includes a reinforced structure having a patterned component. This patterned structure comprises a continuous tissue region and a plurality of discontinuous deflection channels. The deflection passages are separated from each other by successive tissue regions.

この偏向通路は形状が全体的には長円形であり、偏向通路の平均幅<3の関係になるように、平均ウェブ繊維長さに対して大きさを合わせている。この偏向通路は少なくとも約1.0から約2.0の範囲にわたるアスペクト比を有し、平均幅に対する最小半径の比が少なくとも約0.29から約0.5までの範囲にわたっている。 This deflection passage is generally oval in shape and is sized to the average web fiber length L such that the average width W of the deflection passage is in the relationship of L < W < 3L . . The deflection path has an aspect ratio ranging from at least about 1.0 to about 2.0, with a ratio of the minimum radius to the average width ranging from at least about 0.29 to about 0.5.

偏向通路は単位面積あたりの通路の密集を最大化する一方、同時に、連続する組織領域の面積を最小化するように、六角形状に配置されている。この連続する組織領域は少なくとも約0.178mm(0.0007インチ)から約0.508mm(0.020インチ)までの範囲にわたる幅を有するナックル領域を備える。   The deflection channels are arranged in a hexagonal shape to maximize the density of channels per unit area while at the same time minimizing the area of successive tissue regions. The continuous tissue region comprises a knuckle region having a width that ranges from at least about 0.0007 inches to about 0.020 inches.

この抄紙ベルト上で抄造される紙は本質的、かつ巨視的に単一平面の組織領域および連続する組織領域全体にわたって分散し、その組織領域によってお互いから分離している、不連続な複数個のドームを備える。このドームは上述した全体的に長円形の偏向通路と同一の形状および配置を帯びる。   The paper produced on this papermaking belt is essentially and macroscopically distributed over a single planar tissue region and continuous tissue regions, and is separated from each other by the tissue regions. Provide a dome. The dome has the same shape and arrangement as the generally oval deflection passage described above.

発明の詳細な説明
定義
ここで用いられるとき、次の用語は以下に述べる意味を有する。
MDで示す流れ方向とは抄紙機器を通じて抄紙ウェブの流れる方向と平行な方向のことである。
CDで示す幅方向とはX−Y面内において流れ方向と垂直な方向のことである。
領域中心とは偏向通路の周辺部によって境界の定まる薄く均一な分散物集合体中心と一致する、偏向通路内の点のことである。
主軸とは偏向通路の領域中心を横切り、偏向通路の周辺部上の2点を結ぶ最長の軸のことである。
補助軸とは偏向通路の領域中心を横切り、偏向通路の周辺部上の2点を結ぶ最短の軸または幅のことである。
アスペクト比とは主軸長さの補助軸長さに対する比のことである。
偏向通路の平均幅とは偏向通路の領域中心を通り、偏向通路の周辺部上の2点を結んで引く直線の平均長さのことである。
曲率半径とは曲線上の1点に存在するその瞬間の曲率半径のことである。
曲線で囲われるとは曲線に付随することである。
直線で囲われるとは直線と付随することである。
Z方向高さとは強化構造物の抄紙側に向く面から延びる樹脂構成物の部分のことである。
平均繊維長とは重み付き平均繊維長のことである。
Detailed Description of the Invention
Definitions As used herein, the following terms have the meanings set forth below.
The flow direction indicated by MD is a direction parallel to the direction in which the papermaking web flows through the papermaking machine.
The width direction indicated by CD is a direction perpendicular to the flow direction in the XY plane.
The region center is a point in the deflection path that coincides with the center of the thin and uniform dispersion aggregate whose boundary is defined by the periphery of the deflection path.
The main axis is the longest axis that crosses the center of the area of the deflection path and connects two points on the periphery of the deflection path.
The auxiliary axis is the shortest axis or width that crosses the center of the area of the deflection path and connects two points on the periphery of the deflection path.
The aspect ratio is the ratio of the main shaft length to the auxiliary shaft length.
The average width of the deflection path is the average length of a straight line that passes through the center of the area of the deflection path and connects two points on the periphery of the deflection path.
The radius of curvature is the instantaneous radius of curvature existing at one point on the curve.
To be surrounded by a curve is to accompany the curve.
To be surrounded by a straight line is to accompany the straight line.
The height in the Z direction refers to the portion of the resin component that extends from the surface of the reinforced structure facing the papermaking side.
The average fiber length is a weighted average fiber length.

明細内容には(1)本発明に係る抄紙ベルトおよび(2)本発明に係る完成紙製品に関する詳細な説明を含む。   The description includes detailed descriptions of (1) the papermaking belt according to the present invention and (2) the finished paper product according to the present invention.

(1)抄紙ベルト
図1に図式的に示す代表的な抄紙機では、本発明の抄紙ベルトはエンドレスベルト形態の抄紙ベルトを採用する。この抄紙ベルト10は紙と接する面11およびこの紙接触面11と反対側の背面12を有する。この抄紙ベルト10は形成物(初期ウェブ27および中間ウェブ29)に関係のある多様な工程で抄紙ウェブ(または“繊維ウェブ”)を搬送する。初期ウェブを形成する工程は、双方の特許明細書が参照によってここに取り入れられる、サンフォードおよびシゾンに付与された1974年1月31日発行の米国特許第3,301,746号明細書およびモーガンおよびリッチに付与された1976年11月30日発行の米国特許第3,994,771号明細書のような、多くの文献に説明されている。この抄紙ベルト10はリターンロール19a、19b、加圧ニップロール20、リターンロール19c、19d、19eおよびエマルジョン分配ロール21を回って方向矢印Bで示す方向に移動する。この抄紙ベルト10が移動するループには真空ピックアップシュー(PUS)24aおよびマルチスロット真空ボックス24のような、初期ウェブ27に対して流体の圧力差を作用させる手段を備える。図1では、抄紙ベルト10は、また、ブロースルードライヤ26のようなプレドライヤの周りを移動し、さらに加圧ニップロール20によって形成されるニップの間およびヤンキー乾燥ドラム28を通過する。
(1) Papermaking belt In a typical papermaking machine schematically shown in FIG. 1, the papermaking belt of the present invention employs a papermaking belt in the form of an endless belt. The papermaking belt 10 has a surface 11 in contact with paper and a back surface 12 opposite to the paper contact surface 11. The papermaking belt 10 conveys the papermaking web (or “fiber web”) in a variety of steps related to the formation (initial web 27 and intermediate web 29). The process of forming the initial web is described in U.S. Pat. No. 3,301,746 issued to Sanford and Sison, issued January 31, 1974, and Morgan, both of which are hereby incorporated by reference. And in rich literature such as U.S. Pat. No. 3,994,771 issued Nov. 30, 1976 to Rich. The papermaking belt 10 moves around the return rolls 19a and 19b, the pressure nip roll 20, the return rolls 19c, 19d and 19e, and the emulsion distribution roll 21 in the direction indicated by the direction arrow B. The loop in which the papermaking belt 10 moves includes means for applying a fluid pressure difference to the initial web 27, such as a vacuum pickup shoe (PUS) 24 a and a multi-slot vacuum box 24. In FIG. 1, the papermaking belt 10 also moves around a pre-dryer such as a blow-through dryer 26 and further passes between the nip formed by the pressure nip roll 20 and through the Yankee drying drum 28.

本発明に係る抄紙ベルト10の好ましい実施例はエンドレスベルト10の形態であるが、これは、たとえば、ハンドシートを製造する場合に使用する固定プレートあるいは他の形式の連続工程において使用する回転ドラムを含む、エンドレスベルト以外の数多くの形態にも取り入れることができる。抄紙ベルト10が請求された本発明を実施するために採用する物理的な形態とは関係なく、一般に、本発明は以下に詳述される一定の物理的特性を有する。本発明の抄紙ベルト10は、参照によってここに取り入れられる、トロクハンらに付与された米国特許第5,334,289号明細書に従って製造することができる。   A preferred embodiment of the papermaking belt 10 according to the present invention is in the form of an endless belt 10, which may be, for example, a stationary plate used in the manufacture of handsheets or a rotating drum used in other types of continuous processes. Including many forms other than endless belts. Regardless of the physical form employed by the papermaking belt 10 to carry out the claimed invention, in general, the invention has certain physical characteristics as detailed below. The papermaking belt 10 of the present invention can be manufactured according to US Pat. No. 5,334,289 to Trokhan et al., Incorporated herein by reference.

図2に示すように、本発明に従う抄紙ベルト10は主要な2つの構成要素;構成物30および強化構造物32を備える。この構成物30は、好ましくは、感光性高分子樹脂硬化物からなる。構成物30および抄紙ベルト10は抄紙ベルト10の紙接触面11を形成する第1の面11およびこの抄紙ベルト10を使用する抄紙機の方向に向く第2の面12を有する。   As shown in FIG. 2, the papermaking belt 10 according to the present invention comprises two main components: a component 30 and a reinforcing structure 32. This constituent 30 is preferably made of a cured photosensitive polymer resin. The component 30 and the papermaking belt 10 have a first surface 11 that forms the paper contact surface 11 of the papermaking belt 10 and a second surface 12 that faces the direction of the papermaking machine that uses the papermaking belt 10.

ここで用いられるとき、本発明の抄紙ベルト10(またはそのベルト上に置かれた紙ウェブ27)に関係のあるX、YおよびZ方向とはデカルト座標系における方向のことである。本発明に従う抄紙ベルト10は巨視的に単一平面である。抄紙ベルト10の平面はそのX−Y方向を規定している。抄紙ベルト10のZ方向はX−Y方向および抄紙ベルト10の平面と垂直である。同様に、本発明に従う紙ウェブ27は巨視的に単一平面として考えることができ、X−Y面内にある。この紙ウェブ27のZ方向はX−Y面およびウェブ27の平面と垂直である。   As used herein, the X, Y, and Z directions relevant to the papermaking belt 10 of the present invention (or the paper web 27 placed on the belt) are directions in a Cartesian coordinate system. The papermaking belt 10 according to the present invention is macroscopically a single plane. The plane of the papermaking belt 10 defines its XY direction. The Z direction of the papermaking belt 10 is perpendicular to the XY direction and the plane of the papermaking belt 10. Similarly, the paper web 27 according to the present invention can be considered macroscopically as a single plane and is in the XY plane. The Z direction of the paper web 27 is perpendicular to the XY plane and the plane of the web 27.

好ましくは、この構成物30は予め決められた模様の境界を定め、本発明の紙ウェブ27上にある適切な模様を圧痕形成するナックル域36を備える。構成物30のために特に好ましい模様は本質的に連続する組織である。構成物30のために好ましい本質的に連続する組織からなる模様を選ぶとするならば、不連続の偏向通路34は抄紙ベルト10の第1の面11から第2の面12にかけて延ばす。この本質的に連続する組織は偏向通路34を取り囲み、その境界を定める。   Preferably, the structure 30 includes a knuckle area 36 that defines a predetermined pattern boundary and indents the appropriate pattern on the paper web 27 of the present invention. A particularly preferred pattern for composition 30 is an essentially continuous texture. Given the preferred pattern of essentially continuous texture for the construction 30, the discontinuous deflection passage 34 extends from the first surface 11 to the second surface 12 of the papermaking belt 10. This essentially continuous tissue surrounds and delimits the deflection passageway 34.

この構成物30は構成物30の模様と同一の模様をそこに搬送された抄紙ウェブ27上に圧痕形成する。圧痕を形成するのはどのような場合も抄紙ベルト10と抄紙ウェブ27とがそれを刻印するのに十分な間隙を保つ2つの剛体面の間を通過するときに生じる。これは、一般に、2個のロールの間にあるニップで生じ、多くの場合、通常、抄紙ベルト10が紙をヤンキー乾燥ドラム28に移動させるときに生じる。圧痕の形成は加圧ロール20の位置で構成物30を抄紙ウェブ27に押し付けることによって生じる。   This composition 30 forms an indentation on the papermaking web 27 that has the same pattern as that of the composition 30 conveyed thereon. In any case, the indentation occurs when the papermaking belt 10 and the papermaking web 27 pass between two rigid surfaces that maintain a sufficient gap to imprint it. This generally occurs at the nip between the two rolls and often occurs when the papermaking belt 10 moves the paper to the Yankee drying drum 28. The formation of the indentation occurs by pressing the component 30 against the papermaking web 27 at the position of the pressure roll 20.

抄紙ベルト10の第1の面11はそこに搬送された紙ウェブ27と接触する。抄紙の搬送中に抄紙ベルト10の第1の面は構成物30に付けた模様と同一の模様を抄紙ウェブ27に形成する。   The first surface 11 of the papermaking belt 10 is in contact with the paper web 27 conveyed there. During conveyance of the papermaking, the first surface of the papermaking belt 10 forms a pattern on the papermaking web 27 that is identical to the pattern applied to the component 30.

抄紙ベルト10の第2の面12はその抄紙ベルト10の抄紙機接触面である。この第2の面は偏向通路34と異なる通路を有する背面組織で製作されている。この通路は抄紙ベルト10の第2の面の背面組織に不規則性を与える。この通路は抄紙ベルト10のX−Y面内で抄紙ベルト10の偏向通路34を通して必ずしもZ方向に流動させない空気漏洩を考慮したものである。このような背面組織を取り入れている抄紙ベルト10はスマルコスキーらに付与された1992年3月24日発行の米国特許第5,098,522号明細書、スマルコスキーらに付与された1994年11月15日発行の米国特許第5,364,504号明細書およびスマルコスキーらに付与された1993年11月9日発行の米国特許第5,260,171号明細書に従い製作される。これらの特許明細書の開示は参照によってここに取り入れられる。   The second surface 12 of the papermaking belt 10 is a paper machine contact surface of the papermaking belt 10. This second surface is made of a back tissue having a passage different from the deflection passage 34. This passage imparts irregularity to the back surface structure of the second surface of the papermaking belt 10. This passage takes into account air leakage that does not necessarily flow in the Z direction through the deflection passage 34 of the papermaking belt 10 in the XY plane of the papermaking belt 10. US Pat. No. 5,098,522 issued on Mar. 24, 1992 to Smarkoski et al., 1994 granted to Smarkoski et al. Manufactured in accordance with US Pat. No. 5,364,504 issued Nov. 15, 1997 and US Pat. No. 5,260,171 issued Nov. 9, 1993 to Smarkoski et al. . The disclosures of these patent specifications are incorporated herein by reference.

本発明に従う抄紙ベルト10の第2の主要な構成要素は強化構造物32である。構成物30と同様に、この強化構造物32は第1の面または紙対向面13およびこの紙対向面と反対側の第2の面または抄紙機対向面12を有する。この強化構造物32は主として抄紙ベルト10の背中合わせの両面間に配置され、抄紙ベルト10の背面と面一の面を有する。強化構造物32は構成物30に対する支持を与える。この強化要素はこの技術分野でよく知られるように、典型的には、製織して作られている。強化構造物32の偏向通路34と重なる部分は抄紙の製造で使用する繊維が偏向通路34を完全に通り抜けてしまうのを防ぎ、これにより、ピンホールの発生を減少させることができる。仮に、強化構造物32に製織ファブリックを使用するのを望まないとすれば、不織要素、スクリーン、ネットまたは複数個の孔を有するプレートによって適切な強さおよび本発明の構成物30に対する支持を与えるようにしてもよい。   The second main component of the papermaking belt 10 according to the present invention is a reinforced structure 32. Similar to the component 30, the reinforced structure 32 has a first surface or paper facing surface 13 and a second surface or paper machine facing surface 12 opposite the paper facing surface. The reinforcing structure 32 is mainly disposed between the back-to-back surfaces of the papermaking belt 10 and has a surface flush with the back surface of the papermaking belt 10. The reinforcing structure 32 provides support for the structure 30. This reinforcing element is typically made by weaving, as is well known in the art. The portion of the reinforced structure 32 that overlaps with the deflection passage 34 prevents the fibers used in papermaking from passing completely through the deflection passage 34, thereby reducing the occurrence of pinholes. If it is not desired to use a woven fabric for the reinforced structure 32, the non-woven element, screen, net or plate having a plurality of holes provides adequate strength and support for the structure 30 of the present invention. You may make it give.

図3に示すように、構成物30は強化構造物32と結合されている。構成物30は強化構造物32の紙対向面13から外方向に延びている。強化構造物32は構成物30に強度を生じさせ、紙製造工程で使用される真空脱水機器が初期ウェブ27から水分を除去し、除去した水分を抄紙ベルト10から排出する機能を適切に果たすために突出させた適当な開口域を有する。   As shown in FIG. 3, the structure 30 is coupled to a reinforced structure 32. The component 30 extends outward from the paper facing surface 13 of the reinforced structure 32. The reinforced structure 32 gives strength to the structure 30 so that the vacuum dewatering equipment used in the paper manufacturing process can properly remove moisture from the initial web 27 and discharge the removed moisture from the papermaking belt 10. A suitable opening area projecting into

本発明による抄紙ベルト10はその開示が参照によってここに取り入れられる、次の特許明細書のいずれかに従い製造される。これはジョンソンらに付与された1985年4月30日発行の米国特許第4,514,345号明細書、トロクハンに付与された1985年7月9日発行の米国特許第4,528,239号明細書、スマルコスキーらに付与された1992年3月24日発行の米国特許第5,098,522号明細書、1993年11月9日発行の米国特許第5,260,171号明細書、トロクハンに付与された1994年1月4日発行の米国特許第5,275,700号明細書、ラスクらに付与された1994年7月12日発行の米国特許第5,328,565号明細書、トロクハンらに付与された1994年8月2日発行の米国特許第5,334,289号明細書、ラスクらに付与された1995年7月11日発行の米国特許第5,431,786号明細書、ステルジェス ジュニアらに付与された1996年3月5日発行の米国特許第5,496,624号明細書、トロクハンらに付与された1996年3月19日発行の米国特許第5,500,277号明細書、トロクハンらに付与された1996年5月7日発行の米国特許第5,514,523号明細書、トロクハンらに付与された1996年9月10日発行の米国特許第5,554,467号明細書、トロクハンらに付与された1996年10月22日発行の米国特許第5,566,724号明細書、トロクハンらに付与された1997年4月29日発行の米国特許第5,624,790号明細書、エヤースらに付与された1997年5月13日発行の米国特許第5,628,876号明細書、ラスクらに付与された1997年10月21日発行の米国特許第5,679,222号明細書およびエヤースらに付与された1998年2月3日発行の米国特許第5,714,041号明細書である。   The papermaking belt 10 according to the present invention is manufactured according to any of the following patent specifications, the disclosure of which is hereby incorporated by reference. No. 4,514,345 issued Apr. 30, 1985 to Johnson et al., U.S. Pat. No. 4,528,239 issued Jul. 9, 1985 to Trokhan. US Pat. No. 5,098,522 issued March 24, 1992, US Pat. No. 5,260,171 issued November 9, 1993, issued to Smarkoski et al. US Pat. No. 5,275,700 issued Jan. 4, 1994 to Trokhan, US Pat. No. 5,328,565 issued Jul. 12, 1994 to Rusk et al. US Pat. No. 5,334,289 issued August 2, 1994 to Trokhan et al., US Pat. No. 5,431,786 issued July 11, 1995 to Rusk et al. Issue U.S. Pat. No. 5,496,624 issued March 5, 1996, issued to Steruges Jr. et al., U.S. Pat. No. 5,500, issued March 19, 1996, issued to Trokhan et al. No. 277, U.S. Pat. No. 5,514,523 issued May 7, 1996 to Trokhan et al., U.S. Pat. No. 5, issued September 10, 1996 to Trokhan et al. No. 554,467, U.S. Pat. No. 5,566,724 issued to Trokhan et al., Issued on Oct. 22, 1996, U.S. Pat. No. 5,624,790, U.S. Pat. No. 5,628,876 issued May 13, 1997, granted to Ayers et al., Oct. 2, 1997, granted to Rusk et al. U.S. Pat. No. 5,679,222 issued on the 1st and U.S. Pat. No. 5,714,041 issued Feb. 3, 1998 to Ayers et al.

ある特定の密集度を有する紙ウェブを抄造する能力はそのウェブの厚さの関数とみることができる。厚さとはある一定の機械的圧力のもとで測定したセルロース繊維ウェブのみかけ上の厚さのことである。厚さはウェブの坪量およびウェブ構造の関数とみることができる。坪量は紙の278.7平方メートル(3000平方フィート)あたり0.4536kg(1.00002ポンド)単位の重さである。ウェブ構造は抄紙ウェブ27を構成する繊維の配向および密度に関係がある。   The ability to produce a paper web having a certain density can be viewed as a function of the web thickness. Thickness is the apparent thickness of a cellulose fiber web measured under a certain mechanical pressure. Thickness can be viewed as a function of web basis weight and web structure. The basis weight weighs 0.4536 kg (1.00002 lb) per 278.7 square meters of paper. The web structure is related to the orientation and density of the fibers constituting the papermaking web 27.

紙ウェブ27を構成する繊維は、典型的には、X−Y面内に配向されており、Z方向の構造的な支持は最小に留まる。それゆえ、紙ウェブ27が模様を付けた構成物30によって押し付けられると、紙ウェブ27が密集し、厚みの減少した模様のある高密度の領域を生じる。反対に、紙ウェブ27の偏向通路34と重なっている部分は密集することなく、結果として、厚さがより厚く、低密度の領域を生じる。   The fibers that make up the paper web 27 are typically oriented in the XY plane, with minimal structural support in the Z direction. Therefore, when the paper web 27 is pressed by the patterned structure 30, the paper web 27 is dense, resulting in a dense, patterned high density region. In contrast, the portion of the paper web 27 that overlaps the deflection passage 34 does not become dense, resulting in a thicker, lower density region.

ドームと呼ばれる低密度領域は紙ウェブ27にみかけ上の厚さを付与する。典型的なドームを構成する繊維は紙ウェブ27のX−Y面内に主に配向されるので、この繊維によるZ方向の支持はとるに足りない値である。したがって、ドームは著しく変形し易くなり、後に続く抄紙操作中、厚みが小さくなる。それゆえ、紙ウェブ27の厚さは、一般に、ドームに備わる機械的圧力に逆う力によって制限される。   A low density region called a dome imparts an apparent thickness to the paper web 27. Since the fibers that make up a typical dome are primarily oriented in the XY plane of the paper web 27, the support in the Z direction by these fibers is negligible. Therefore, the dome is significantly easier to deform and becomes thinner during subsequent papermaking operations. Therefore, the thickness of the paper web 27 is generally limited by the force against the mechanical pressure on the dome.

しかしながら、偏向通路34は繊維を周辺部38に沿ってZ方向に偏向させる手段を提供する。繊維偏向はZ方向成分を含む、繊維の配向を生じる。このような繊維配向は抄紙ウェブのみかけ上の厚さを増すだけでなく、紙製造工程全体を通じて紙ウェブ27がその厚みを維持できる、Z方向の構造的な剛さを一定量増大させる。したがって、本発明の場合、偏向通路34については繊維が周辺部38に沿って偏向するのを最大化するように、大きさならびに形状を合わせて構成する。   However, the deflection channel 34 provides a means for deflecting the fibers along the periphery 38 in the Z direction. Fiber deflection results in fiber orientation, including a Z-direction component. Such fiber orientation not only increases the apparent thickness of the papermaking web, but also increases the structural stiffness in the Z direction by a certain amount that allows the paper web 27 to maintain its thickness throughout the paper manufacturing process. Therefore, in the case of the present invention, the deflection passage 34 is configured in size and shape so as to maximize the deflection of the fibers along the peripheral portion 38.

初期ウェブ27からの水分の除去は繊維50が偏向し、偏向通路34内に入ったときに始まる。この水分の除去は繊維が偏り、再配列した後に、繊維を所定の位置に固定するのに役立つ繊維の流動性を減少させる。偏向通路34に入る繊維の偏りは初期ウェブ27に作用させる流体の圧力差によって生じる。圧力差を生じさせる好ましい一つの方法は初期ウェブ27を偏向通路34を介して真空にさらすことである。図1では、好ましい方法として真空ピックアップシュー24aを使用することを示している。   The removal of moisture from the initial web 27 begins when the fibers 50 are deflected and enter the deflection passageway 34. This removal of moisture reduces the fluidity of the fiber which helps to fix the fiber in place after the fiber is biased and rearranged. The deviation of the fibers entering the deflection passage 34 is caused by the pressure difference of the fluid acting on the initial web 27. One preferred method of creating a pressure differential is to expose the initial web 27 to a vacuum through the deflection passage 34. FIG. 1 shows that a vacuum pickup shoe 24a is used as a preferred method.

理論に拘束されることなく、偏向通路34に係わりのある初期ウェブ27の繊維の再配列は、一般には、繊維長を含む、多くの要因により左右される、2つのモデルのうち、1つを取ると考える。図4に図式的に示すように、長さの長い繊維50の両端は繊維50の中間域が偏向通路34の内部に十分に偏らないで曲がった状態でナックル36の上面に拘束されている。それゆえ、偏向通路34の“架橋”が発生する。これに代わるものでは、図5に示すように、繊維50(主に、長さが短い繊維)は、偏向が起こるとすれば、少しだけで、繊維50の山を生じて偏向通路34内に蓄積され、後から続いて偏向通路34に降りてくる繊維が偏向するのを最小に留めている。   Without being bound by theory, the rearrangement of the fibers of the initial web 27 associated with the deflection path 34 is generally dependent on many factors, including fiber length, and one of two models is determined. Think to take. As schematically shown in FIG. 4, both ends of the long fiber 50 are constrained to the upper surface of the knuckle 36 in a state where the intermediate region of the fiber 50 is bent without being sufficiently biased into the deflection passage 34. Therefore, a “bridge” of the deflection passage 34 occurs. As an alternative, as shown in FIG. 5, if the fiber 50 (mainly a fiber having a short length) is deflected, a small amount of the fiber 50 is formed in the deflecting passage 34. The fibers that are accumulated and subsequently descend into the deflection passage 34 are kept from deflecting to a minimum.

繊維配向は紙ウェブの曲げに対する抵抗の関数とみることができる。ウェブの曲げ剛さは2つの要因;(1)個別の繊維の曲げ剛さおよび(2)繊維同士の結合強さによって左右される。しかしながら、真空ピックアップシュー24aの箇所ではウェブは湿潤状態にあり、繊維同士の結合はウェブに含まれる多量の水分によって良好に果たされない。それゆえ、主な要因は個別繊維の曲げ剛さということになる。この繊維の曲げ剛さが大きくなればなるほど、繊維偏向はさらに小さくなる。   Fiber orientation can be viewed as a function of resistance to paper web bending. The bending stiffness of the web depends on two factors; (1) the bending stiffness of the individual fibers and (2) the bond strength between the fibers. However, the web is in a wet state at the location of the vacuum pick-up shoe 24a, and the fibers are not satisfactorily bonded by the large amount of moisture contained in the web. Therefore, the main factor is the bending stiffness of the individual fibers. The greater the bending stiffness of this fiber, the smaller the fiber deflection.

繊維の偏向は繊維50の固有の曲げ剛さに依存するとしても、偏向の大きさは主として繊維50が偏向通路34の幅に架橋するのに十分な長さがあるか、否かによって決まる。図6および図7は繊維偏向における2つの可能な背景について示している。図6では、繊維50は点Aに固定され、偏向通路34の開口の上方で片持ちばりの状態にある。この繊維50に対して真空のような均一な荷重が作用すると、点Aに高い曲げモーメント、点Bに次式によって定まるたわみを生じる。   Even though the deflection of the fiber depends on the inherent bending stiffness of the fiber 50, the magnitude of the deflection depends primarily on whether or not the fiber 50 is long enough to bridge the width of the deflection path 34. Figures 6 and 7 show two possible backgrounds in fiber deflection. In FIG. 6, the fiber 50 is fixed at point A and is in a cantilevered state above the opening of the deflection passage 34. When a uniform load such as a vacuum acts on the fiber 50, a high bending moment is generated at the point A and a deflection determined by the following equation is generated at the point B.

B=FL3/8EI (1)
ここで、fB :点Bにおけるたわみ量
F :繊維長さにわたって均一に分布する力
L :支持点からの繊維長さ
E :縦弾性係数
I :慣性モーメント
図7において、繊維セグメント50は偏向通路の幅よりも長さが長く、この結果、2つの固定点A、Bを生じる。繊維セグメント50が同じ真空圧を受けるとすれば、点A、B箇所の支持力は偏心曲げモーメントを生じ、点Cに次式によって定まる繊維のたわみを生じる。
f B = FL 3 / 8EI (1)
Where f B : deflection amount at point B
F: Force uniformly distributed over the fiber length
L: Fiber length from the support point
E: Longitudinal elastic modulus
I: Moment of inertia In FIG. 7, the fiber segment 50 is longer than the width of the deflection path, resulting in two fixed points A, B. If the fiber segment 50 is subjected to the same vacuum pressure, the supporting force at the points A and B generates an eccentric bending moment, and a deflection of the fiber determined by the following equation occurs at the point C.

C=FL3/384EI (2)
ここで、fC は点Cにおける繊維のたわみ量である。
f C = FL 3 / 384EI (2)
Here, f C is the amount of deflection of the fiber at point C.

パラメータF、L、EおよびIについて図6および図7に示す繊維に対して同一であると仮定すると、繊維のたわみ量fB は繊維のたわみ量fC よりも48倍大きいことは明らかである。 Assuming the parameters F, L, E and I are the same for the fibers shown in FIGS. 6 and 7, it is clear that the fiber deflection f B is 48 times greater than the fiber deflection f C. .

B=48fC (3)
したがって、繊維偏向は繊維の架橋の発生を最小にするために偏向通路34について大きさを合わせることによって高めることができる。しかしながら、偏向通路は、また、その大きさについて偏向通路34の内部に蓄積することのできる、紙料中の小さい繊維の一群、したがって、多量の繊維が偏向通路34の内部に偏るのを抑えることにより制限する。
f B = 48 f C (3)
Thus, fiber deflection can be enhanced by sizing the deflection passage 34 to minimize the occurrence of fiber cross-linking. However, the deflection path also suppresses a group of small fibers in the stock that can accumulate within the deflection path 34 for their size, and thus a large amount of fibers biased inside the deflection path 34. Limited by.

紙料は、通常では、広葉樹および針葉樹の双方を含む。広葉樹繊維の一例はユーカリ樹(EUC)材であり、一方、針葉樹繊維の一例は ノーザン・ソフトウッド・クラフト(NSK)材である。紙料の一例は重量比で針葉樹30%および広葉樹70%からなる。針葉樹の平均繊維長は広葉樹の平均繊維長の約3倍であるので、針葉樹の平均繊維長に対して偏向通路の大きさを合わせることは偏向通路がより小さい広葉樹繊維の蓄積に著しく影響され易くなり、このため、より長い繊維の偏向を制限する。したがって、偏向通路の幅Wは紙料の平均繊維長に対して大きさを合わせることが好ましい。 Paper stocks usually include both hardwoods and conifers. An example of a hardwood fiber is a Eucalyptus tree (EUC) material, while an example of a softwood fiber is a Northern Softwood Craft (NSK) material. An example of the stock consists of 30% softwood and 70% hardwood by weight. Since the average fiber length of conifers is about three times the average fiber length of hardwoods, adjusting the size of the deflection path to the average fiber length of the conifer is significantly affected by the accumulation of hardwood fibers with smaller deflection paths. This limits the deflection of longer fibers. Therefore, it is preferable that the width W of the deflection passage is matched with the average fiber length L of the stock.

W≧ (4)
本発明の場合、平均繊維長は次式によって定まる平均繊維長を比較考量した長さである。
W ≧ L (4)
In the case of the present invention, the average fiber length is a length obtained by comparative consideration of the average fiber length determined by the following equation.

Figure 2010007224
Figure 2010007224

ここで、 i :クラスiの平均繊維長
i:クラスiの測定された繊維数
本発明の場合、長さ加重平均繊維長は約1.092mm(0.043インチ)である。
Where L i : average fiber length of class i
n i : Number of fibers measured in class i In the case of the present invention, the length weighted average fiber length is about 0.043 inches.

図9および図10に示すように、偏向通路34は可変または一定のどちらかの幅を有する、異なる多様な形状を採用することができる。可変の幅を有する通路形状は主軸40、補助軸42および平均幅46の条件について規定する。主軸40は偏向通路の領域中心を横切る最長軸または最大幅、補助軸42は偏向通路の領域中心を横切る最短軸および平均幅46は偏向通路の領域中心を横切る平均幅として定義する。   As shown in FIGS. 9 and 10, the deflection passage 34 can adopt a variety of different shapes having either a variable or constant width. A passage shape having a variable width defines the conditions of the main shaft 40, the auxiliary shaft 42 and the average width 46. The main axis 40 is defined as the longest axis or maximum width across the deflection path area center, the auxiliary axis 42 is defined as the shortest axis across the deflection path area center, and the average width 46 is defined as the average width across the deflection path area center.

この平均幅46は、初めに、CD方向に領域中心を通り、偏向通路の周辺部上の2点を結んで引く線の長さを測定することにより決定する。(15度またはCDを表わす0°から165°までの範囲よりも小さい角度のような)CDに対して角度Δθの増分を保って方向を定めた類似する線の長さを測定し、平均幅を決めるために平均を求める。   The average width 46 is determined by first measuring the length of a line that passes through the center of the region in the CD direction and connects two points on the periphery of the deflection path. Measure the length of a similar line oriented with an increment of angle Δθ relative to CD (such as 15 degrees or an angle smaller than the range of 0 ° to 165 ° representing CD) and average width Find the average to determine.

繊維の架橋は補助軸42に沿って起こることが最も予想されるので、平均繊維長さに対して偏向通路34の最小幅について次のように大きさを合わせることは好ましい。 Since fiber bridging is most likely to occur along the auxiliary axis 42, it is preferable to size the minimum width of the deflection passage 34 relative to the average fiber length L as follows.

min (6)
したがって、本発明の場合、好ましい最小通路幅は少なくとも約1.092mm(0.043インチ)である。
W minL (6)
Thus, for the present invention, the preferred minimum passage width is at least about 0.043 inches.

小さい繊維の蓄積は偏向通路の長軸および短軸40、42の双方に沿って起こるので、双方の軸40、42のどちらに対しても繊維の蓄積を最小にし、繊維の偏向を最大化する上限を定めることは難しい。しかしながら、本発明の場合、平均幅46が平均繊維長さと平均繊維長さを3倍した値との間にあるように偏向通路34について大きさを合わせたとき、結果的に最大の厚さを得ることができることを見出した。 Small fiber accumulation occurs along both the major and minor axes 40, 42 of the deflection path, thus minimizing fiber accumulation for both axes 40, 42 and maximizing fiber deflection. It is difficult to set an upper limit. However, in the present invention, when the average width 46 of the combined size of the deflection path 34 to be between the average fiber length L and the average fiber length 3 times the value of L, resulting in the largest It has been found that thickness can be obtained.

<3
したがって、本発明の場合、平均通路幅は約1.092mm(0.043インチ)から約3.277mm(0.129インチ)の範囲にわたるように偏向通路について大きさを合わせることが好ましい。
L < W <3 L
Thus, for the present invention, it is preferred that the deflection path be sized so that the average path width ranges from about 0.043 inches to about 0.129 inches.

紙ウェブ27はほぼ2次元の繊維組織である。理想的な繊維組織は繊維配向が特定の方向に偏らない、ばらばらな分布からなる。このような理想的な繊維の場合、平均繊維長さはすべての方向において同一である。 The paper web 27 has a substantially two-dimensional fiber structure. An ideal fiber structure consists of disjointed distributions in which the fiber orientation is not biased in a specific direction. For such ideal fibers, the average fiber length L is the same in all directions.

しかしながら、繊維組織は、典型的には、特定の方向に偏っている繊維配向を持つ紙ウェブとして配列されている。このような偏った組織の場合、平均繊維長は紙ウェブ27のX−Y面内で配向角度に見合って変化する。このような平均繊維長θは次のように表わすことができる。 However, the fiber texture is typically arranged as a paper web with fiber orientation biased in a particular direction. In the case of such a biased structure, the average fiber length changes in accordance with the orientation angle in the XY plane of the paper web 27. Such average fiber length L theta can be expressed as follows.

Figure 2010007224
Figure 2010007224

ここで、θ :CDに対するX−Y面内での配向角度
Lθi:X−Y面内で配向角度θである成分の繊維の長さ
θ :X−Y面内で配向角度θであるときの平均繊維長
n :X−Y面内で配向角度θで測定された繊維数
本発明の場合、2次元繊維組織を構成している繊維50は主に流れ方向MDに配向することができる。したがって、流れ方向の平均繊維長は幅方向CDの平均繊維長よりも大きくなる。
Here, θ: orientation angle in the XY plane with respect to CD
i : Length of the component fiber having the orientation angle θ in the XY plane
L θ : Average fiber length when the orientation angle is θ in the XY plane
n: Number of fibers measured at an orientation angle θ in the XY plane In the case of the present invention, the fibers 50 constituting the two-dimensional fiber structure can be mainly oriented in the flow direction MD. Therefore, the average fiber length in the flow direction is larger than the average fiber length in the width direction CD.

Figure 2010007224
Figure 2010007224

上記式(4)から次の結果を得ることができる。 The following result can be obtained from the above equation (4).

MD>WCD (9)
したがって、図11に示すように、偏向通路34について主軸40が抄紙ベルトの流れ方向と平行に移動するように向けることは好ましい。しかし、繊維配向が、典型的には、流れ方向MDに偏っているので、当業者は、図12に示すように、主軸40をMDに対して22.5°±22.5°の傾斜角度を保つように斜めに向けてもよいと理解することができる。
W MD > W CD (9)
Therefore, as shown in FIG. 11, it is preferable to orient the main shaft 40 with respect to the deflection passage 34 so as to move parallel to the flow direction of the papermaking belt. However, since the fiber orientation is typically biased in the flow direction MD, those skilled in the art will be able to incline the main axis 40 with respect to the MD at 22.5 ° ± 22.5 ° as shown in FIG. It can be understood that it may be directed at an angle so as to maintain.

偏向通路の形状は主軸40と補助軸42との比として定義する、アスペクト比RAの条件について規定する。繊維の最大の偏向を得るために上記式(8)および式(9)からアスペクト比を次のように規定する。 The shape of the deflection path defines the condition of the aspect ratio RA , which is defined as the ratio between the main shaft 40 and the auxiliary shaft 42. In order to obtain the maximum deflection of the fiber, the aspect ratio is defined as follows from the above equations (8) and (9).

Figure 2010007224
Figure 2010007224

しかしながら、繊維が偏向通路34内にまさに偏る前のウェブ状態においてはX−Y面内で抄紙ウェブの特定方向の平均繊維長を測定することは実用的でない。したがって、最大の繊維の偏向をもたらす通路形状に対する好ましいアスペクト比を決定するために繊維長の関数である紙ウェブの固有の物理的特性を考慮する必要がある。 However, it is not practical to measure the average fiber length in a specific direction of the papermaking web in the XY plane in the web state before the fibers are just deflected in the deflection passage 34. Therefore, it is necessary to take into account the inherent physical properties of the paper web as a function of fiber length in order to determine the preferred aspect ratio for the channel shape that results in maximum fiber deflection.

紙ウェブ27の物理的特性は主として紙ウェブ27のX−Y面内での繊維配向に影響を受ける。たとえば、流れ方向MDに偏った繊維配向を有する紙ウェブ27においては引張り強さではCDよりもMDが強く、伸びではMDよりもCDが大きく、さらに曲げ剛さではCDよりもMDが大きい。   The physical properties of the paper web 27 are mainly affected by the fiber orientation in the XY plane of the paper web 27. For example, in the paper web 27 having a fiber orientation biased in the flow direction MD, MD is stronger than CD in tensile strength, CD is larger than MD in elongation, and MD is larger than CD in bending stiffness.

繊維配向に加えて、紙ウェブの引張り強さはX−Y面内で特定の方向に配向された繊維の長さに比例する。したがって、流れ方向MDおよび幅方向CDのウェブ引張り強さはMDおよびCDの平均繊維長に比例する。   In addition to fiber orientation, the tensile strength of the paper web is proportional to the length of the fiber oriented in a particular direction in the XY plane. Accordingly, the web tensile strength in the flow direction MD and the width direction CD is proportional to the average fiber length of the MD and CD.

MDCD(引張り強さ)∝ MDCD (11)
したがって、式(8)から次の結果を得ることができる。
TMD , CD (tensile strength) LMD , CD (11)
Therefore, the following result can be obtained from the equation (8).

MD>TCD (12)
さらに、式(10)の MD CD にTMD /TCD を代入することによって通路形状を規定する、アスペクト比RAを次のように表わすことができる。
T MD > T CD (12)
Furthermore, the aspect ratio R A that defines the passage shape by substituting T MD / T CD into L MD / L CD in the equation (10) can be expressed as follows.

Figure 2010007224
Figure 2010007224

流れ方向MDおよび幅方向CDの紙ウェブ27の引張り強さはスイング−アルバート社(Thwing−Albert Co.,ペンシルベニア州、フィラデルフィア)によって製造される、スイング−アルバート インテレクトII標準引張り試験機を用いて測定した。最大の繊維偏向およびZ方向に一致する厚さの発生をもたらす、好ましい通路形状は1から約2までのアスペクト比を有する。より好ましい通路形状は約1.3から1.7までの範囲のアスペクト比を有する。最も好ましい通路形状は1.4から1.6までの範囲のアスペクト比を有する。   The tensile strength of the paper web 27 in the flow direction MD and the width direction CD was measured using a Swing-Albert Intellect II standard tensile tester manufactured by Swing-Albert Co., Philadelphia, PA. It was measured. A preferred channel shape that results in maximum fiber deflection and generation of a thickness consistent with the Z direction has an aspect ratio of 1 to about 2. A more preferred passage shape has an aspect ratio in the range of about 1.3 to 1.7. The most preferred channel shape has an aspect ratio in the range of 1.4 to 1.6.

偏向通路34の形状は通路幅を横切って生じる繊維の架橋を最小化するために重要であるだけでなく、通路壁を備えた周辺部38に沿って架橋する繊維を最小化するために重要である。繊維を架橋する特別の指定箇所には隙間のない半径または鋭角のコーナを形成する通路壁を備えるようにする。このような目的のために好ましくない通路形状の例は図8aおよび図8bに示されている。   The shape of the deflection passage 34 is not only important to minimize fiber bridging that occurs across the passage width, but is also important to minimize fiber bridging along the periphery 38 with the passage walls. is there. Special designated points for bridging the fibers are provided with passage walls that form a radiused or sharp corner with no gaps. Examples of channel shapes that are undesirable for such purposes are shown in FIGS. 8a and 8b.

図9および図10に示すように、本発明にとって好ましい通路形状の一つは、これに限られないが、円形、楕円および6またはそれ以上の面からなる多角形を含む、全体的には、長円形からなる。図9は個別の側壁セグメント44からなる直線で囲われた周辺部を有する、長円形の偏向通路を示している。このような通路形状の場合、周辺部に沿う繊維の架橋は少なくとも約120°の隣接する2つの側壁セグメントのなす夾角39を与えることによって最小化することができる。   As shown in FIGS. 9 and 10, one of the preferred channel shapes for the present invention generally includes, but is not limited to, a circle, an ellipse and a polygon consisting of 6 or more faces. It consists of an oval. FIG. 9 shows an oval deflection passage having a straight line perimeter consisting of individual side wall segments 44. For such channel shapes, fiber cross-linking along the periphery can be minimized by providing a depression angle 39 between two adjacent side wall segments of at least about 120 °.

図10は偏向通路の中心に向けて凹ませた曲線からなる周辺部を有する、長円形の偏向通路を示している。この曲線からなる周辺部は最小半径48を備える。同様に、周辺部に沿う繊維の架橋は平均通路幅に対する最小半径48の比が少なくとも0.29に等しく、0.50よりも大きくならない形状に制限することで、最小化することができる。   FIG. 10 shows an oval deflection passage having a peripheral portion made of a curve recessed toward the center of the deflection passage. The perimeter composed of this curve has a minimum radius 48. Similarly, fiber bridging along the perimeter can be minimized by limiting the minimum radius 48 to average passage width ratio to at least 0.29 and no more than 0.50.

Figure 2010007224
Figure 2010007224

図13に示すように、理想的には、ナックル36上面の紙ウェブ27は伸び量が零であり、これに対して、偏向通路34の上方の紙ウェブ27は通路内に十分に偏り、次の平均伸び量εを生じる。   As shown in FIG. 13, ideally, the paper web 27 on the upper surface of the knuckle 36 has zero elongation, whereas the paper web 27 above the deflection passage 34 is sufficiently biased into the passage, Yields an average elongation of ε.

Figure 2010007224
Figure 2010007224

ここで、ε :平均伸び量
OB:Z方向高さ
W :通路幅
限界伸び量は抄紙ウェブ27が破断したときの値に基づいて決定する。伸び量が抄紙ウェブ27の限界伸び量よりも大きいならば、繊維組織は破断し、ウェブ内にピンホールが発生する。抄紙ウェブ27の限界伸び量は繊維長さおよび繊維配向のような繊維組織の特性に依存する。面同士の結合は真空ピックアップシューの箇所ではウェブが湿潤状態にあり、面同士の結合が良好に保たれないので、限界伸び量を高めることには殆ど役割を果たせない。
Where ε is the average elongation
OB: Height in the Z direction
W: Passage width The critical elongation amount is determined based on the value when the papermaking web 27 is broken. If the elongation amount is larger than the limit elongation amount of the papermaking web 27, the fiber structure breaks and pinholes are generated in the web. The critical elongation of the papermaking web 27 depends on the properties of the fiber structure such as fiber length and fiber orientation. Since the webs are in a wet state at the location of the vacuum pick-up shoe and the bonding between the surfaces cannot be maintained well, the bonding between the surfaces hardly plays a role in increasing the limit elongation.

抄紙ウェブ27が偏向通路34に偏るときの合計距離はZ方向高さ60により左右される。抄紙ウェブの限界伸び量はOB60に正比例して増減するので、OB60は抄紙ウェブ27の限界伸び量によって制限するという、結論に達する。したがって、式(15)からOBに対する合理的な範囲は次のように表わすことができる。   The total distance when the papermaking web 27 is biased toward the deflection passage 34 depends on the height 60 in the Z direction. Since the limit elongation of the papermaking web increases and decreases in direct proportion to the OB60, the conclusion is reached that the OB60 is limited by the limit elongation of the papermaking web 27. Therefore, a reasonable range for OB from equation (15) can be expressed as:

Figure 2010007224
Figure 2010007224

この限界伸び量εcriticalは繊維長、繊維配向および坪量が係わる取り扱いの複雑な関数である。定性的には、この限界伸び量は繊維長および/または坪量が大きくなったとき増加する。本発明の場合、最大のウェブ偏向を得るのに好ましいZ方向高さは少なくとも約0.127mm(0.005インチ)から約0.991mm(0.039インチ)までの範囲にわたる。 This critical elongation ε critical is a complex function of handling that involves fiber length, fiber orientation and basis weight. Qualitatively, this critical elongation increases as the fiber length and / or basis weight increases. For the present invention, the preferred Z-direction height for maximum web deflection ranges from at least about 0.127 mm (0.005 inches) to about 0.991 mm (0.039 inches).

紙ウェブが偏向通路内で受ける合計偏向量は、また、主に模様を付けた構成物のナックル/通路界面を形成している角度によって決定する。この紙ウェブの偏向角度62はZ方向に対するナックル/通路界面地点でのウェブ角度として定義される。図14に紙ウェブの偏向する様子を示している。ナックル/通路界面で蓄積する繊維50は繊維が外部の押し付け力に耐えることのできる支持構造を与えるのを可能にする、Z方向成分を備えるように配向される。ナックル/通路界面でZ方向と平行に配向される繊維は最大の支持を与えることができる。しかしながら、抄紙ウェブ27は無限には曲がらないので、偏向通路34の輪郭に完全には従うことができない。そのうえ、製造上の制約のために偏向通路の側壁は傾斜しており、ナックル/通路界面に樹脂角度64を生じる。さらに、偏向角度62が樹脂角度64よりも小さくならないことから、樹脂角度64はウェブの偏向を制限する。本発明の場合、樹脂角度64は、好ましくは、5度から10度の範囲で傾斜させる。このウェブ偏向角度は、典型的には、約20度から約50度の範囲である。   The total amount of deflection that the paper web undergoes in the deflection path is also determined primarily by the angle forming the knuckle / path interface of the patterned component. This paper web deflection angle 62 is defined as the web angle at the knuckle / passage interface point relative to the Z direction. FIG. 14 shows how the paper web is deflected. The fibers 50 that accumulate at the knuckle / passage interface are oriented to have a Z-direction component that allows the fibers to provide a support structure that can withstand external pressing forces. Fibers oriented parallel to the Z direction at the knuckle / passage interface can provide maximum support. However, since the papermaking web 27 does not bend indefinitely, it cannot completely follow the contour of the deflection passage 34. Moreover, due to manufacturing constraints, the side walls of the deflection passage are inclined, resulting in a resin angle 64 at the knuckle / passage interface. Furthermore, since the deflection angle 62 does not become smaller than the resin angle 64, the resin angle 64 limits the deflection of the web. In the present invention, the resin angle 64 is preferably inclined in the range of 5 to 10 degrees. This web deflection angle typically ranges from about 20 degrees to about 50 degrees.

多様な工程を通じて紙に外力が作用したとき、ナックル/通路界面にある繊維から支持力に従って反力が生じるので、この領域の繊維数が多くなればなるほど、一段と支持力を高め、厚さを大きくすることができる。この移行域の繊維50の数はナックル/通路界面の合計周囲長さ38を最大化することにより最適にすることができる。これは単位面積当たりの偏向通路34の数を最大化すること、またはナックル36の割合を最小化することと等価である。理論的には、偏向通路34は極値まで数を増すことができる。しかしながら、図11および図12に示すように、偏向通路34と分離しているナックル36は樹脂を第2の要素32と確実に固着させるための最小幅52を備えることを求められる。本発明の場合、好ましい最小ナックル幅52は少なくとも約0.178mm(0.007インチ)から約0.508mm(0.020インチ)までの範囲にわたる。   When external force is applied to the paper through various processes, reaction force is generated according to the supporting force from the fiber at the knuckle / passage interface. The larger the number of fibers in this region, the higher the supporting force and the greater the thickness. can do. The number of fibers 50 in this transition zone can be optimized by maximizing the total perimeter length 38 of the knuckle / passage interface. This is equivalent to maximizing the number of deflection passages 34 per unit area or minimizing the percentage of knuckles 36. Theoretically, the deflection passage 34 can increase in number to an extreme value. However, as shown in FIGS. 11 and 12, the knuckle 36 separated from the deflection passage 34 is required to have a minimum width 52 for securely fixing the resin to the second element 32. For the present invention, the preferred minimum knuckle width 52 ranges from at least about 0.007 inches to about 0.020 inches.

さらに、単位面積あたりの偏向通路34の数はこれを効率よく配置し、無駄なく詰めることにより最大化することができる。偏向通路34の好ましい配置は、図11および図12に示すように、六角形状に形成することである。   Furthermore, the number of deflection passages 34 per unit area can be maximized by arranging them efficiently and packing them without waste. A preferable arrangement of the deflection passage 34 is to form a hexagonal shape as shown in FIGS.

(2)抄紙
本発明の紙80は2つの主要な領域を備える。第1の領域は抄紙ベルト10の構成物30に当てて圧痕を形成される圧痕形成域82からなる。この圧痕形成域82は、好ましくは、本質的に連続する組織からなる。紙80の第1の領域を構成している連続組織82は抄紙ベルト10の本質的に連続する構成物30上に形成され、そして、紙製造中、所定の位置で、幾何学的には、全体的にそれと一致し、それと極接近して配置される。
(2) Papermaking The paper 80 of the present invention comprises two main areas. The first region includes an indentation formation region 82 in which an indentation is formed on the component 30 of the papermaking belt 10. This indentation zone 82 preferably consists essentially of continuous tissue. A continuous structure 82 constituting the first region of the paper 80 is formed on the essentially continuous structure 30 of the papermaking belt 10 and geometrically at a predetermined location during paper manufacture. It is generally consistent with it and placed very close to it.

紙80の第2の領域は組織領域82の全体にわたって分散させた複数個のドーム84からなる。このドーム84は、紙製造中、所定の位置で、幾何学的には、抄紙ベルト10の偏向通路34と全体的に一致している。ドーム84内の繊維は、紙製造工程中、構成物30の紙対向面と強化構造物32の紙対向面との間で偏向通路34に従いZ方向に偏向する。結果として、ドーム84は紙80の連続する組織領域82から外方向に突出する。このドーム84は、好ましくは、不連続で、連続する組織領域82によってお互いから分離している。   The second region of the paper 80 is comprised of a plurality of domes 84 distributed throughout the tissue region 82. The dome 84 is geometrically coincident with the deflection path 34 of the papermaking belt 10 at a predetermined position during paper manufacture. The fibers in the dome 84 are deflected in the Z direction along the deflection path 34 between the paper facing surface of the component 30 and the paper facing surface of the reinforcing structure 32 during the paper manufacturing process. As a result, the dome 84 protrudes outward from the continuous tissue region 82 of the paper 80. The domes 84 are preferably discontinuous and separated from each other by a continuous tissue region 82.

理論に拘束されることなく、紙80のドーム84および本質的に連続する組織領域82は、一般に、同等の坪量を有すると考える。ドーム80の密度は偏向通路34内に偏ることで、本質的に連続する組織領域82の密度と比べて減少する。さらに、本質的に連続する繊維領域82(または選択されるような、他の模様)については後工程で、たとえば、ヤンキー乾燥ドラムに当てて圧痕を形成してもよい。このような圧痕形成によりドーム84の密度と比べて本質的に連続する繊維領域82の密度をさらに高めることができる。こうして得られる紙80は後工程において、この技術分野でよく知られるように、エンボス加工する。   Without being bound by theory, the dome 84 and the essentially continuous tissue region 82 of the paper 80 are generally considered to have equivalent basis weights. The density of the dome 80 is biased into the deflection passageway 34 and is reduced compared to the density of the essentially continuous tissue region 82. Further, the essentially continuous fiber region 82 (or other pattern, as selected) may be post-processed, for example, against a Yankee drying drum to form an indentation. Such indentation can further increase the density of the essentially continuous fiber region 82 compared to the density of the dome 84. The paper 80 thus obtained is embossed in a later step, as is well known in the art.

本発明に従う紙80は、その開示が参照によってここに取り入れられる、トロクハンに付与された1985年7月16日発行の米国特許第4,529,480号明細書、トロクハンに付与された1987年1月20日発行の米国特許第4,637,859号明細書、スマルコスキーらに付与された1994年11月15日発行の米国特許第5,364,504号明細書、トロクハンらに付与された1996年6月25日発行の米国特許第5,529,664号明細書、ラスクらに付与された1997年10月21日発行の米国特許第5,679,222号明細書に従い製造することができる。   Paper 80 according to the present invention is disclosed in U.S. Pat. No. 4,529,480 issued Jul. 16, 1985 to Trokhan, the disclosure of which is hereby incorporated by reference. U.S. Pat. No. 4,637,859 issued on May 20th, U.S. Pat. No. 5,364,504 issued on Nov. 15, 1994, granted to Smarkoski et al. US Pat. No. 5,529,664 issued June 25, 1996, and US Pat. No. 5,679,222 issued October 21, 1997 to Rusk et al. Can do.

X−Y面内にあるドーム84の形状は、これに限られないが、円形、楕円形および6ないしそれ以上の面からなる多角形を含む。好ましくは、ドーム84は曲線または直線のどちらかで囲う周辺部86を備える、全体的には長円形からなる。曲線で囲う周辺部86はドームの平均幅に対する最小半径の比が少なくとも約0.29から約0.50までの範囲にわたる最小半径を備える。直線で囲う周辺部86は隣接する2つの側壁セグメントのなす夾角が少なくとも約120度になるように側壁セグメントの数を決めて構成する。   The shape of the dome 84 in the XY plane includes, but is not limited to, a circle, an ellipse, and a polygon composed of 6 or more planes. Preferably, the dome 84 is generally oval with a peripheral portion 86 that is enclosed by either a curve or a straight line. The curved perimeter 86 comprises a minimum radius ranging from a ratio of the minimum radius to the average width of the dome ranging from at least about 0.29 to about 0.50. The peripheral portion 86 surrounded by a straight line is configured by determining the number of side wall segments so that the included angle between two adjacent side wall segments is at least about 120 degrees.

大きい厚さを有する紙80を提供するにはウェブの単位面積あたりのZ方向の繊維数を最大化する必要がある。繊維がZ方向に向くとき、その大部分は繊維配向が起こるドーム84の周辺部86に沿って配向する。それゆえ、紙ウェブにおけるZ方向への繊維配向およびZ方向に一致する厚さは主に単位面積あたりのドームの数により左右される。   Providing paper 80 with a large thickness requires maximizing the number of fibers in the Z direction per unit area of the web. When the fibers are oriented in the Z direction, most of them are oriented along the periphery 86 of the dome 84 where fiber orientation occurs. Therefore, the fiber orientation in the Z direction and the thickness corresponding to the Z direction in the paper web depend mainly on the number of domes per unit area.

図15に示すように、単位面積あたりのドーム84の数はドームを効率よく並ばせ、無駄なく配置することで果たす、隣接するドーム間の距離を最小に保つことにより最大化する。本発明の場合、ドーム84間の好ましい最小距離88は少なくとも約0.178mm(0.007インチ)にであり、0.508mm(0.020インチ)よりも大きくない。この好ましいドーム84の配置は六角形状に形成している配置である。   As shown in FIG. 15, the number of domes 84 per unit area is maximized by keeping the distance between adjacent domes to a minimum, which is achieved by arranging the domes efficiently and arranging them without waste. For the present invention, the preferred minimum distance 88 between the domes 84 is at least about 0.007 inches and no greater than 0.020 inches. This preferred arrangement of the dome 84 is a hexagonal arrangement.

紙80の単位面積あたりのドーム84の数は上述した偏向通路の大きさならびに形状により左右される。本発明の場合、ドーム84の好ましい平均幅は少なくとも約1.092mm(0.043インチ)であり、約3.277mm(0.129インチ)よりも小さい。ドームにとって好ましい長円形とは1.0から約2.0までの範囲のアスペクト比を有する長円形である。より好ましい長円形は約1.3から1.7までの範囲のアスペクト比を有する。最も好ましい長円形は1.4から1.6までの範囲のアスペクト比を有する。   The number of domes 84 per unit area of the paper 80 depends on the size and shape of the deflection path described above. For the present invention, the preferred average width of the dome 84 is at least about 0.043 inches and less than about 0.129 inches. A preferred oval for the dome is an oval having an aspect ratio in the range of 1.0 to about 2.0. A more preferred oval has an aspect ratio in the range of about 1.3 to 1.7. The most preferred oval has an aspect ratio in the range of 1.4 to 1.6.

紙ウェブの厚さは、典型的には、直径5.08cm(2インチ)の円形プレッサフートを使用して6.4516cm2(1平方インチ)あたり95gの圧力を掛け、3秒の静止時間を置いた後に測定した。この厚さはスイング−アルバート社(Thwing−Albert Co.,ペンシルベニア州、フィラデルフィア)によって製造される、スイング−アルバート厚み試験機(モデル89−100)を用いて測定することができる。この厚さは米国紙パルプ技術協会(TAPPI)試験方法の指定温度および湿度条件のもとで測定した。 The thickness of the paper web, typically a pressure of 6.4516cm 2 (1 square inch) per 95g by using a circular presser foot having a diameter of 5.08 cm (2 inches), the 3-second rest time of Measured after placing. This thickness can be measured using a Swing-Albert thickness tester (Model 89-100) manufactured by Swing-Albert Co., Philadelphia, PA. This thickness was measured under the specified temperature and humidity conditions of the American Paper and Pulp Technology Association (TAPPI) test method.

本発明の場合、厚さは2プライからなる紙ウェブについて測定した。2プライ紙ウェブの厚さは、好ましくは、0.508mm(20ミル)から1.016mm(40ミル)の間である。より好ましい2プライ紙ウェブの厚さは0.965mm(38ミル)から1.168mm(46ミル)の間である。最も好ましい2層抄紙ウェブの厚さは0.635mm(25ミル)から0.762mm(30ミル)の間である。   For the present invention, the thickness was measured on a two-ply paper web. The thickness of the two-ply paper web is preferably between 0.508 mm (20 mils) and 1.016 mm (40 mils). A more preferred two-ply paper web thickness is between 0.965 mm (38 mils) and 1.168 mm (46 mils). The most preferred bilayer papermaking web thickness is between 0.635 mm (25 mils) and 0.762 mm (30 mils).

本発明の特定の実施例が図示され、かつ説明されたが、当業者をもってすれば本発明の範囲および意図したところから離れずに多様な変更ならびに変形がなし得ること明らかである。添付の請求の範囲は本発明の範囲内にあるこうした変更ならびに変形のすべてを含むことを意図する。   While particular embodiments of the present invention have been illustrated and described, it would be obvious to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the scope and spirit of the invention. The appended claims are intended to cover all such changes and modifications that are within the scope of this invention.

図1は本発明に係る抄紙ベルトを使用する抄紙機の一実施例を示す図式的側面図である。FIG. 1 is a schematic side view showing an embodiment of a paper machine using a paper making belt according to the present invention. 図2は強化構造物と結合され、かつ長円形に形成される偏向通路の紙側面開口を有する樹脂構成物を表わす、本発明に係る抄紙ベルトの一部を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a part of a papermaking belt according to the present invention, which represents a resin structure having a paper side opening of a deflection passage formed in an oval shape and coupled with a reinforcing structure. 図3は図2の3−3線に沿う抄紙ベルトの一部を示す縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a part of the papermaking belt taken along line 3-3 in FIG. 図4は偏向通路に架橋する繊維を表わす、図3に示す抄紙ベルトの一部を示す縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a part of the papermaking belt shown in FIG. 図5は偏向通路の底部に集まる繊維を表わす、図3に示す抄紙ベルトの一部を示す縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a part of the papermaking belt shown in FIG. 3, showing fibers gathering at the bottom of the deflection passage. 図6は繊維偏向を示すために偏向通路の開口の上方で片持ちばりの状態にたわむ繊維を表わす、図3に示す抄紙ベルトの一部を示す縦断面図である。6 is a longitudinal cross-sectional view showing a portion of the papermaking belt shown in FIG. 3, showing the fiber deflecting in a cantilevered manner above the opening of the deflection passage to show fiber deflection. 図7は繊維偏向を示すために偏向通路に架橋した繊維を表わす、図3に示す抄紙ベルトの一部を示す縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal cross-sectional view of a portion of the papermaking belt shown in FIG. 3, showing the fibers cross-linked in the deflection path to show fiber deflection. 図8aは繊維の架橋を生じ易い隙間のない半径または鋭角のコーナを有する通路形状を示す平面図である。FIG. 8a is a plan view showing the shape of a passage having a radiusless or acute corner with no gaps that are prone to fiber cross-linking. 図8bは繊維の架橋を生じ易い隙間のない半径または鋭角のコーナを有する通路形状を示す平面図である。FIG. 8b is a plan view showing a channel shape with a clear radius or acute corner that is prone to fiber cross-linking. 図9は直線で囲われる周辺部を有する、長円形通路を示す図式的平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view showing an oval passage having a perimeter surrounded by a straight line. 図10は曲線で囲われる周辺部を有する、長円形通路を示す図式的平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view showing an oval passage having a perimeter surrounded by a curve. 図11は抄紙ベルトの流れ方向と平行に向ける主軸を備えた六角形状に配置される偏向通路を示す図式的平面図である。FIG. 11 is a schematic plan view showing deflection passages arranged in a hexagonal shape with a main shaft oriented parallel to the flow direction of the papermaking belt. 図12は抄紙ベルトの流れ方向に対して斜めに向ける主軸を備えた六角形状に配置される偏向通路を示す図式的平面図である。FIG. 12 is a schematic plan view showing deflection passages arranged in a hexagonal shape with a main shaft oriented obliquely with respect to the flow direction of the papermaking belt. 図13は繊維の偏向通路への偏向を表わすと共に、通路幅、通路のZ方向高さおよびウェブの伸び量についての関係を示す、図3に示す抄紙ベルトの一部を示す縦断面図である。FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a part of the papermaking belt shown in FIG. 3 showing the deflection of the fiber into the deflection passage and showing the relationship between the passage width, the Z-direction height of the passage and the amount of web extension. . 図14は繊維の偏向通路への偏向を表わすと共に、ウェブ偏向角度およびナックル/通路開口界面を形成している角度の間の関係を示す、図3に示す抄紙ベルトの一部を示す縦断面図である。FIG. 14 is a longitudinal cross-sectional view of a portion of the papermaking belt shown in FIG. 3 showing the deflection of the fibers into the deflection path and showing the relationship between the web deflection angle and the angle forming the knuckle / passage opening interface. It is. 図15は六角形状に配置されるドームを有する、抄紙ウェブを示す図式的平面図である。FIG. 15 is a schematic plan view showing a papermaking web having domes arranged in a hexagonal shape. 図16は図15の16−16線に沿う、抄紙ウェブの一部を示す縦断面図である。FIG. 16 is a longitudinal sectional view showing a part of the papermaking web along the line 16-16 in FIG.

Claims (1)

平均繊維長をもつ抄紙繊維を有するウェブを搬送する紙ウェブ接触面と前記紙ウェブ接触面に反対側の抄紙機接触面とを有する抄紙ベルトであって、前記抄紙ベルトが、
連続する組織領域と不連続な複数個の偏向通路とからなる模様を付けた構成物を有する強化構造物を備え、前記偏向通路が、前記連続する組織領域によって互いに隔離されており、前記偏向通路が、全体的に長円形を形成している側壁セグメントからなる、直線で囲われた周辺部を有し、<3の関係にある平均幅と、少なくとも1.0から2.0までの範囲にわたるアスペクト比と、少なくとも120度の隣接する側壁セグメントのなす夾角とを備えてなる抄紙ベルト。
A papermaking belt having a paper web contact surface for conveying a web having papermaking fibers having an average fiber length L and a paper machine contact surface opposite to the paper web contact surface, wherein the papermaking belt comprises:
A reinforcing structure having a patterned structure consisting of a continuous tissue region and a plurality of discontinuous deflection passages, wherein the deflection passages are separated from each other by the continuous tissue region, but consists sidewall segments form a generally oval, having a peripheral portion surrounded by a straight line, the average width W in the relation of L <W <3 L, at least 1.0 2. A papermaking belt comprising an aspect ratio over a range up to 0 and an included angle between adjacent side wall segments of at least 120 degrees.
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