JP3942397B2

JP3942397B2 - 自動縫継ぎ可能な３層製紙機械用ウェブ形成布

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Publication number: JP3942397B2
Application number: JP2001309947A
Authority: JP
Inventors: ロバート・ジー・ウィルソン; ケヴィン・ジョン・ウォード
Original assignee: ウィーヴェックス・コーポレイション
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2021-10-05
Also published as: JP2002302889A; AU777512B2; CA2357908C; EP1195462A3; BR0104433A; DE60129391T2; AU7823601A; AR030855A1; ATE367476T1; EP1195462A2; EP1195462B1; US6379506B1; CA2357908A1; DE60129391D1; MXPA01010042A; ES2290079T3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して製紙に関し、さらに具体的には製紙に用いられるウェブ形成布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の長網抄紙式製紙プロセスにおいて、（紙原料として知られている）セルロース繊維の水スラリーすなわち懸濁液は、２つ以上のロール間を走行する線材および/または合成材料の布からなる無端ベルトの上面に供給される。「ウエブ形成布」とも呼ばれるこのベルトは、その上側走行路において、上面すなわち製紙面が紙原料のセルロース繊維を水性媒体から分離して湿潤紙ウエブを形成するフィルターとして作用する。水性媒体は、重量によってまたは布の上側走行路における下側（すなわち、「機械側」）の面に配置された真空装置によって、排水穴として知られるウエブ形成布の網状開口部を通して排水される。
【０００３】
ウエブ形成部を通過した後、紙ウエブは製紙機械の加圧部に移送され、その加圧部において、通常「加圧フェルト」と呼ばれる他の布によって被覆された１対以上の加圧ローラのローラ間隙を通される。ローラによる加圧によって、紙ウエブからさらに水分が除去される。この水分の除去効率を高めるために、加圧フェルトに「当て木」層が設けられることもある。次いで、紙材料は乾燥部に移送され、さらに水分が除去される。乾燥の後、紙材料は２次的な処理および包装に供される。
【０００４】
製紙機械用布は、通常、２つの基本的な編み技術の１つによって無端ベルトとして製造される。第１の基本的な編み技術によれば、平織りプロセスによって平織りされた布は、よく知られている多くの縫継ぎ法のいずれかによって、その両端が縫継がれて、無端ベルトを形成する。縫継ぎ法として、例えば、（通常、撚継ぎ法として知られる）端部をいったんほぐしてから編み直す方法、および、各端部に設けられたピン状縫目を形成するための垂れ縁または特殊な折返し部に布の両端を縫い込み、次いで、布の両端をピン状縫目のループが得られるように編み直す方法などが挙げられる。現在、多くの自動縫継ぎ機械が市販されている。それらの自動縫継ぎ機械は、布の種類にもよるが、縫継ぎプロセスの少なくとも一部が自動化されている。平織りされた製紙機械用布において、たて糸は機械の縦方向に延長し、よこ糸（充填糸）は機械の横方向に延長している。
【０００５】
第２の基本的な編み技術によれば、布は無端編みプロセスによって直接連続ベルトの形状に編まれる。この無端編みプロセスにおいて、たて糸は機械横方向に延長され、よこ糸は機械縦方向に延長されている。なお、本明細書において、「機械縦方向（ＭＤ）」という用語は、製紙機械上の製紙機械用布の走行方向と一致する方向を意味し、「機械横方向（ＣＭＤ）」という用語は、布表面に平行でかつ走行方向と横切る方向を意味している。上記の２つの基本的な編み方法は業界で良く知られ、本明細書で用いられる「無端ベルト」という用語は、上記の２つの方法のいずれかによって得られるベルトを意味している。
【０００６】
紙原料の繊維をシート状にいかに効果的に保持するかという考察は、製紙工程において、特に湿潤ウエブが最初に形成されるウエブ形成工程において、重要である。そのような繊維を効果的に保持する機能が求められるウエブ形成布は、さらに、製紙機械上を高速で走行する際の安定性と、好ましくは、製紙機械の加圧部に移送されるウエブに残留する水分を十分に減少させることができる透水性を有することが必要とされる。テッシュや精密紙（高品質印刷、炭化、タバコ、蓄電池などに用いられる紙）の用途において、通常、製紙面は極めて微細に編まれるかまたは線材からなる微細な網目構造を有している。
【０００７】
例えば、精密紙やテッシュの用途などに用いられる微細に編まれた布は、少なくとも何本かの比較的小径の機械縦方向糸または機械横方向糸を含んでいる。しかし、このような糸は、残念ながら、脆くて布の寿命が短いという欠点を有している。さらに、小径の糸の使用は、布の機械的な安定性（具体的には、斜め方向の抵抗、狭幅の傾向および剛性）に悪影響を与え、布の寿命と性能を低減させる欠点も有している。
【０００８】
微細に編まれた布が有するこのような問題に対処するため、多層ウエブ形成布が開発されている。この多層ウエブ形成布において、紙形成面は紙の形成を容易にするため微細な網目の糸によって構成され、機械と接触する面は強度と耐久性を向上させるために粗い網目の糸によって構成されている。多層ウエブ形成布の１例として、１組の機械縦方向糸と２組の機械横方向糸を相互に編むことによって、微細な紙形成面と更に丈夫な機械側面を形成するように構成された布が挙げられる。このような布は、一般的に「２層」布と呼ばれるカテゴリに属している。また、多層ウエブ形成布の他の例として、２組の機械縦方向糸と２組の機械横方向糸によって、微細な網目の紙側布層と、その紙側布層とは別の粗い網目の機械側布層を形成するように構成された布が挙げられる。このような布は、一般的に「３層」布と呼ばれるカテゴリに属し、通常、２つの布層は独立した縫い込み糸によって互いに結合されている。ただし、２つの布層は、前述の２組の下層および上層機械縦方向糸と２組の下層および上層機械横方向糸の１本以上の糸を用いて互いに結合されてもよい。このような２層および３層布は、１層布と比較して余分の組の糸を含むので、通常、１層布と比べて「キャリパー（厚み）」が厚くなる。２層布の例は、トンプソンに付与された米国特許第４，４２３，７５５号に開示されている。また、３層布の例は、オスターバーグに付与された米国特許第４，５０１，３０３号、ボーリンガーに付与された米国特許第５，１５２，３２６号、およびワードに付与された米国特許第５，４３７，３１５号に開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような多層布は、概して好ましく使用されているが、いくつかの欠点も有している。例えば、多くの多層布は、現在市販されている設備によって自動縫継ぎすることができない。すでに述べたように、自動縫継ぎは、平織りプロセスによって編まれた布の両端を縫継ぐことによって、連続的なループ形状の布を得る自動化プロセスである。しかし、この自動縫継ぎ機械は、隣接する機械縦方向糸が同じ編み経路を有している布の場合、それらの糸を確実にかつ正確に分離できないので、その布の両端を縫継ぐことができない。もし、隣接する糸が対をなしていると、自動縫継ぎ機械は、自動縫継ぎプロセス中において、対象となる糸とその糸に隣接する糸を同時に選択することはできても、対象となる糸だけを確実に選択することができない。従って、布層に対となる機械縦方向糸を有する布は、通常手動編みプロセスによって縫継がれるが、この手動編みプロセスは自動縫継ぎプロセスと比較してコストと時間が掛かるという問題がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は、比較的薄い厚みと、良好な機械的安定性と、さらに比較的大きい透水性を有する自動縫継ぎ可能な３層製紙機械用ウエブ形成布を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の１実施態様による３層製紙機械用ウエブ形成布は、一組の上層機械縦方向糸と一組の上層機械横方向糸、および一組の下層機械縦方向糸と一組の下層機械横方向糸を有し、一組の下層機械縦方向糸において、各糸は、その糸に最隣接して織られる２本の糸と交互に近接対部を形成することを特徴とする。このような布は、一組の上層機械縦方向糸の少なくとも何本かが一組の下層機械横方向糸に織り込まれ、上側布層と下側布層を結合させるように構成されるか、または別の一組の縫込み糸を用いて、上側布層と下側布層を結合させるように構成されるとよい。このような別の縫込み糸を用いる場合、それらの糸は上側布層の一部をなすか、または、上側布層から独立してその上側布層に織り込まれるとよい。
【００１２】
本発明の他の実施態様によれば、上記の３層ウエブ形成布において、一組の下層機械縦方向糸の各糸が布の繰返し単位において一組の下層機械横方向糸の半数の下方を潜るように織られるかおよび／または一組の下層機械横方向糸の各糸が互いに隣接する２本の下層機械縦方向糸の上方、および次の２本の下層機械縦方向糸の下方を通過する繰返しパターンで、一組の下層機械縦方向糸に織られるとよい。この実施態様の一具体例として、一組の下層機械縦方向糸の各糸は、互いに隣接する２本の下層機械横方向糸の上方、次の２本の下層機械横方向糸の下方、次の１本の下層機械横方向糸の上方、および次の１本の下層機械横方向糸の下方を通過する繰返しパターンで織られる。この具体例において、製紙面は１×３綾織パターンで織られるとよい。
【００１３】
本発明のさらに他の実施態様による３層製紙機械用ウエブ形成布は、一組の上層機械縦方向糸と一組の上層機械横方向糸、および一組の下層機械縦方向糸と一組の下層機械横方向糸を有し、一組の下層機械縦方向糸の各糸は一組の下層機械横方向糸とジグザグパターンで織られることを特徴とする。この布は、上側布層を下側布層に結合させる一組の縫込み糸を含むか、または布の生地の一部をこのような縫込み糸として用いるとよい。この実施態様において、一組の下層機械縦方向糸の隣接する各対は、下側布層において、繰返し砂時計状パターンを形成するように織られるとよい。この布の製紙面は、種々の異なった織りパターン、具体的には、１×２、１×３、１×４、２×２、および２×３綾織パターン、および１×１平織りパターンで織られるとよい。一組の下層機械縦方向糸の各糸は一組の下層機械横方向糸と、布の繰返し単位において、少なくとも１つの一重浮き隆起部および少なくとも１つの二重浮き隆起部が下側布層の裏面（機械側面）に形成されるように織られるか、および／または一組の機械縦方向糸の各糸は下層機械横方向糸の少なくとも半数の下方を通過するように織られるとよい。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、３層製紙機械用ウエブ形成布を用いて紙を製造する方法が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態が記載されている図面に基づいて、本発明をさらに詳細に説明する。しかし、本発明は多くの異なった形態で実施可能であり、ここに例示されている実施形態または例示されてはいないがここに記載されている他の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、その開示内容が完全であるように、また当業者に本発明の範囲を完全に理解せしめるようになされたものである。図面において、説明を明確にするために、いくつかの構成要素の寸法は誇張されている。
【００１６】
本発明の一態様によれば、両端の自動縫継ぎ可能な３層製紙機械用ウエブ形成布は、上側布層と下側布層を備え、布の一部をなす縫込み糸かまたは布とは別の従来の縫込み糸を用いて、上側布層と下側布層を結合するとよい。本発明の示唆によれば、このような布はジグザグパターンに編まれた下層ＭＤ糸を有するように構成されるとよい。さらに、ジグザグパターンは、各下層ＭＤ糸がその下層ＭＤ糸に隣接して編まれる両側の２本の下層ＭＤ糸と交互に近接対部をなすように配置されるとよい。下側布層におけるこのような編みパターンによって、隣接する２本のジグザグパターンの下層機械縦方向（ＭＤ）糸が部分的に上側布層の１本の上層機械縦方向（ＭＤ）糸の下方に積層され、その結果、良好な透水性を呈し、また、機械縦方向（ＭＤ）糸の編み経路を異ならせて両端の自動縫継ぎを可能とする布が得られる。
【００１７】
本発明の３層ウエブ形成布の一実施形態が図１〜図３に例示されている。図１は、３層布１０の下側布層１１の平面図である（すなわち、製紙機械と接触しない下側布層１１の面を示す図である）。図２は、布１０の上側布層１２の平面図である（すなわち、製紙面に臨む上側布層１２の面を示す図である）。図３Ａは図1の線３Ａ−３Ａに沿った図１および図２に示される布の断面図であり、図３Ｂは図２の線３Ｂ―３Ｂに沿った図1および図２に示される布の断面図である。図１〜図３Ｂに示される３層布１０は１６通糸パターンで編まれ、布の繰返し単位には、８本の上層機械縦方向糸と８本の下層機械縦方向糸が含まれている。図１および図２には、布の１つの繰返し単位しか示されていないが、工業的には、図１および図２に示される繰返し単位が機械縦方向と機械横方向において何度も繰り返されて製紙機械に適した大きな寸法の布を形成することができることは当業者にとっては明らかである。
【００１８】
図１に示されるように、布１０の繰返し単位は、一組の下層ＭＤ糸２１〜２８と一組の下層ＣＭＤ糸３１〜３８を備えている。これらの糸２１〜２８と３１〜３８は、一組の下層ＣＭＤ糸３１〜３８の各糸が一組の下層糸２１〜２８の２本の糸の上方と下方を交互に通過するように、互いに編まれている。例えば、下層ＣＭＤ糸３１は、下層ＭＤ糸２１〜２２の上方、下層ＭＤ糸２３〜２４の下方、下層ＭＤ糸２５〜２６の上方、および下層ＭＤ糸２７〜２８の下方を通過する。同様に、下層ＣＭＤ糸３２は、下層ＭＤ糸２１〜２２の下方、下層ＭＤ糸２３〜２４の上方、下層ＭＤ糸２５〜２６の下方、および下層ＭＤ糸２７〜２８の上方を通過する。
【００１９】
また、図１に示されるように、一組の下層ＭＤ糸２１〜２８の各糸は、（下１/上２/下２/上１/下１/上１）のパターンで、一組の下層ＣＭＤ糸３１〜３８に編み込まれる。例えば、下層ＭＤ糸２１は、下層ＣＭＤ糸３１の下方、下層ＣＭＤ糸３２〜３３の上方、下層ＣＭＤ糸３４〜３５の下方、下層ＣＭＤ糸３６の上方、下層ＣＭＤ糸３７の下方、および下層ＣＭＤ糸３８の上方を通過する。下層ＭＤ糸２２は、４本の下層ＣＭＤ糸分だけずれる以外は下層ＭＤ糸２１と同じパターンで、一組のＣＭＤ糸３１〜３８に編み込まれる（すなわち、下１/上２/下２/上１/下１/上１のパターンが、下層ＭＤ糸２２が下層ＣＭＤ糸３５の下方を通過する時点から始まる）。下層ＭＤ糸２３は、同様に、６本の下層ＣＭＤ糸分だけ下層ＭＤ糸２２からずれる以外は下層ＭＤ糸２１と同じパターンで、一組のＣＭＤ糸３１〜３８に編み込まれる。また、下層ＭＤ糸２４は、同様に、６本の下層ＣＭＤ糸分だけ下層ＭＤ糸２３からずれる以外は下層ＭＤ糸２１と同じパターンで、一組のＣＭＤ糸３１〜３８に編み込まれる。下層ＭＤ糸２５〜２８は、それぞれ、下層ＭＤ糸２１〜２４と同じパターンで、一組のＣＭＤ糸３１〜３８に編み込まれる。従って、例えば、下層ＭＤ糸２５は、２本のＣＭＤ糸分だけ下層ＭＤ糸２４からずれて、一組のＣＭＤ糸３１〜３８に編み込まれる。
【００２０】
布１０の上側布層１２の１つの繰返し単位が図２に示されている。この繰返し単位は、一組の上層ＣＭＤ糸５１〜６６と相互に編まれる一組の上層ＭＤ糸４１〜４８を備えている。図２に示されるように、一組の上層ＣＭＤ糸５１〜６６からなる糸は、１×３綾織りパターンで、一組の上層ＭＤ糸４１〜４８に相互に編まれる。１×３綾織りパターンは、一組の上層ＣＭＤ糸５１〜６６の各糸が、一組の上層ＭＤ糸４１〜４８の１本の下方、次の３本の上方、次の一本の下方、および次の３本の上方を通過するパターンである。例えば、上層ＣＭＤ糸５１は、上層ＭＤ糸４１の下方、上層ＭＤ糸４２〜４４の上方、上層ＭＤ糸４５の下方、および上層ＭＤ糸４６〜４８の上方を通過する。他の上層ＣＭＤ糸５２〜６６の各々は、隣接するＣＭＤ糸に対して１本の上層ＭＤ糸だけずれるが、同様の（上３/下１）の編みパターンで編み込まれる。例えば、上層ＣＭＤ糸５２は上層ＭＤ糸４１〜４３および４５〜４７の上方を通過するが、隣接する上層ＣＭＤ糸５１は上層ＭＤ糸４２〜４４および４６〜４８の上方を通過する。製紙面の１×３綾織りパターンは、一般的に、大きな開口面積と機械横方向における良好な繊維保持性を与えることができる。
【００２１】
図１および図２に示される布において、（図２に示される）上側布層１２と（図１に示される）下側布層１１は、上層ＭＤ糸４１〜４８によって互いに縫い込まれる。図２に示されるように、上層ＭＤ糸４２および４７の一部が、それぞれ、下層ＣＭＤ糸３３および３６の図示される個所において、それらの下層ＣＭＤ糸３３および３６の下方を潜るように、下側布層１１に編み込まれている。図１および図２の実施形態において、２本の上層ＭＤ糸（図１および図２に示される繰返し単位における上層ＭＤ糸４２および４７）のみが布の繰返し単位において下層ＣＭＤ糸に縫い込まれている。しかし、当業者にとっては明らかであるが、さらに別の縫込み点が布の各繰返し単位内に含まれてもよいし、また、全てまたは所定の本数の上層ＭＤ糸４１〜４８が縫い込み機能を有してもよい。
【００２２】
図３Ａは、図１の線３Ａ―３Ａに沿った断面図であり、上層ＭＤ糸４２の編み経路を示している。図３Ａに示されるように、上層ＭＤ糸４２は、上層ＣＭＤ糸５１〜５３の下方、上層ＣＭＤ糸５４の上方、上層ＣＭＤ糸５５〜５７の下方、上層ＣＭＤ糸５８の上方、上層ＣＭＤ糸５９〜６１の下方、上層ＣＭＤ糸６２の上方、上層ＣＭＤ糸６３〜６５の下方、および上層ＣＭＤ糸６６の上方を通過する。また、図３Ａに示されるように、上層ＭＤ糸４２は下層ＣＭＤ糸３３の下方を通過する。このように、上層ＭＤ糸４２は、上側布層１２と下側布層１１を互いに縫い込むためにも用いられる。既述したように、一組の上層ＭＤ糸４１〜４８の各糸は、所定の本数だけずれる以外は、図３Ａにおける上層ＭＤ糸４２に対して例示された編みパターンと同じパターンで、上層ＣＭＤ糸５１〜６６に対して編み込まれる。また、既述したように、上層ＭＤ糸４１〜４８の全てを布１０の下方に潜らせて下層ＣＭＤ糸３１〜３８に縫い込む必要はない。
【００２３】
図３Ｂは、図２の線３Ｂ―３Ｂに沿った断面図であり、上層ＭＤ糸４３の編み経路を示している。図３Ｂに示されるように、上層ＭＤ糸４３は、上層ＣＭＤ糸５１〜５２の下方、上層ＣＭＤ糸５３の上方、上層ＣＭＤ糸５４〜５６の下方、上層ＣＭＤ糸５７の上方、上層ＣＭＤ糸５８〜６０の下方、上層ＣＭＤ糸６１の上方、上層ＣＭＤ糸６２〜６４の下方、上層ＣＭＤ糸６５の上方、および上層ＣＭＤ糸６６の下方を通過する。また、図３Ｂに示されるように、上層ＭＤ糸４３は、図示される布の繰返し単位において、どの下層糸にも縫い込まれていない。
【００２４】
既述したように、上層ＭＤ糸４２および４７は、それぞれ、下層ＣＭＤ糸３３および３６に縫い込まれている。それらの縫い込みを最も詳細に示す図１において、上層ＭＤ糸４２および４７が下側布層１１の下方を潜っている個所が示されている。図１に示されるように、上層ＭＤ糸４２および４７は、それぞれ２本の下層ＣＭＤ糸の近接対部において、下側布層１１に縫い込まれている。例えば、上層ＭＤ糸４２は下側布層１１に対して、２本の下層ＭＤ糸、すなわち、下層ＭＤ糸２２および２３が近接対部を形成する位置で下層ＣＭＤ糸３３に縫い込まれている。上層ＭＤ糸を、２本の下層ＭＤ糸の近接対部において、下側布層１１に縫い込むことによって、上層ＭＤ糸の製紙機械と接触する部分を少なくし、上層ＭＤ糸の早期磨耗を防ぐことができる。
【００２５】
図１に最も詳細に示されているように、一組の下層ＭＤ糸２１〜２８の各糸はジグザグパターンに編まれている。図１の下側布層１１において、ジグザグパターンは、一組の下層ＭＤ糸２１〜２８の各糸が、その片側において隣接する糸と交互に近接対部を形成するようなパターンである。例えば、下層ＭＤ糸２２は、下層ＣＭＤ糸３１〜３２および３５〜３６の近傍において、下層ＭＤ糸２１と近接対部を形成し、一方、下層ＭＤ糸２２は、下層ＣＭＤ糸３３〜３４および３７〜３８の近傍において、下層ＭＤ糸２３と近接対部を形成する。このような近接対部を形成する配列は、図１に最も詳細に示されるように、比較的大きな排水穴を下層ＭＤ糸２１〜２８の互いの隣接する２本の近接対部の近傍に設けることができるので、多くの用途において有益である。すなわち、これらの大きな排水穴を利用して、多くの用途において、布１０から水を容易に排水させることができる。さらに、一組の下層ＭＤ糸２１〜２８の各糸を、そのいずれかの側において隣接する下層ＭＤ糸と交互に近接対部を形成することによって、自動編継ぎを容易にする利点もある。従って、図１〜図３に示される布は、隣接する下層ＭＤ糸に近接対部を形成することによって、自動編継ぎが可能であり、さらに、厚みを減少させ、高速走行時の安定性を向上させ、透水性を改善させることができる。
【００２６】
また、図１に示されるように、一組の下層ＭＤ糸２１〜２８の各糸は隣接する下層ＭＤ糸と、それらの互いに隣接する２本の下層ＭＤ糸２１〜２８が同じ下層ＣＭＤ糸３１〜３８の上方と次の下層ＣＭＤ糸３１〜３８の下方を通過する個所において、近接対部を形成する。例えば、下層ＭＤ糸２３および２４は、下層ＣＭＤ糸３１〜３２の近傍において近接対部を形成し、次いで、下層ＣＭＤ糸３５〜３６の近傍において再び近接対部を形成する。この場合、下層ＭＤ糸２３および２４は下層ＣＭＤ糸３１の上方および下層ＣＭＤ糸３２の下方を通過する。同様に、下層ＭＤ糸２３および２４は下層ＣＭＤ糸３５の上方および下層ＣＭＤ糸３６の下方を通過する。なお、布の各繰返し単位において、一組の下層ＭＤ糸２１〜２８の各糸は、それに隣接する２本の下層ＭＤ糸の各々と、２個所において近接対部を形成する。例えば、下層ＭＤ糸２３は下層ＣＭＤ糸３１〜３２および３５〜３６の近傍において下層ＭＤ糸２４と近接対部を形成し、下層ＣＭＤ糸３３〜３４および３７〜３８の近傍において下層ＭＤ糸２２と近接対部を形成する。
【００２７】
本発明の示唆によって構成された他の布１００が図４〜図６に示されている。図４は、３層布１００の下側布層１１１の平面図である（すなわち、製紙機械に接触しない、下側布層１１１の面を示す図である）。図５は、布１００の上側布層１１２の平面図である（すなわち、製紙面に臨む上側布層１１２の面を示す図である）。図６は、図５の線６−６に沿った布の断面図である。図４〜図６に示される３層布は１６通糸パターンで編まれ、布の繰返し単位に、８本の上層機械縦方向糸と８本の下層機械横方向糸が含まれている。
【００２８】
図４に示されるように、布１００は、一組の下層ＭＤ糸１２１〜１２８および一組の下層ＣＭＤ糸１３１〜１３８からなる下側布層１１１を備えている。また、図４に示されるように、下側布層１１１は、図１に基づいて述べられた布１０の下側布層１１と同じパターンで編まれている。
【００２９】
布１００の上側布層１１２の繰返し単位が図５に示されている。上側布層１１２の繰返し単位は、一組の上層ＣＭＤ糸１５１〜１６６と相互に編まれる一組の上層ＭＤ糸１４１〜１４８を備えている。図５に示されるように、一組の上層ＣＭＤ糸１５１〜１６６は、一組の上層ＭＤ糸１４１〜１４８と１×１パターン、すなわち、「平織り」パターンで相互に編まれる。平織りパターンは、一組の上層ＣＭＤ糸１５１〜１６６の各糸が交互に、一組の上層ＭＤ糸１４１〜１４８の１本の下方、次いで、１本の上方を通過するパターンである。例えば、上層ＣＭＤ糸１５１は、上層ＭＤ糸１４１の上方、上層ＭＤ糸１４２の下方、上層ＭＤ糸１４３の上方、上層ＭＤ糸１４４の下方、上層ＭＤ糸１４５の上方、上層ＭＤ糸１４６の下方、上層ＭＤ糸１４７の上方、上層ＭＤ糸１４８の下方を通過する。他の上層ＣＭＤ糸１５２〜１６６の各糸も、隣接する上層ＣＭＤ糸１５１〜１６６に対して１本の上層ＭＤ糸だけずれるだけで、同じ（上１/下１）のパターンで編まれる。
【００３０】
図５に示されるように、上層ＣＭＤ糸の何本かは（具体的には、上層ＣＭＤ糸１５３，１５７，１６１および１６５）は、各々、２本の別の糸からなる。例えば、上層ＣＭＤ糸１５３は、糸１５３Ａと１５３Ｂからなる。これら２本の糸１５３Ａと１５３Ｂは、上側布層１１２において、上層ＭＤ糸１４１〜１４８に平織りパターンで編まれているが、布層１１２の平面図である図５においては、２本の糸１５３Ａと１５３Ｂが重なって１本の糸のように見える。
【００３１】
図４〜図６に示される布において、（図５に示される）上側布層１１２と（図４に示される）下側布層１１１は、対の上層ＣＭＤ糸１５３Ａと１５３Ｂ、１５７Ａと１５７Ｂ、１６１Ａと１６１Ｂ、および１６５Ａと１６５Ｂによって互いに縫い込まれる。ここで、対の上層ＣＭＤ糸１５３Ａと１５３Ｂ、１５７Ａと１５７Ｂ、１６１Ａと１６１Ｂ、および１６５Ａと１６５Ｂは「ＤＰＳ」上層ＣＭＤ糸と呼び、残りの上層ＣＭＤ糸１５１〜１５２、１５４〜１５６、１５８〜１６０、１６２〜１６４、および１６６を通常上層ＣＭＤ糸と呼ぶ。図５に示されるように、ＤＰＳ上層ＣＭＤ糸は、３本の通常上層ＣＭＤ糸毎に、それらの後に設けられる。
【００３２】
図６は、布１００の断面図であり、布内における上層ＭＤ糸１４３と下層ＭＤ糸１２３の編み経路を示している。なお、図６は図５の線６−６に沿った断面図である。図６に示されるように、上層ＭＤ糸１４３は、上層ＣＭＤ糸１５１〜１６６に対して、上側布表面の平織りの一部を構成する（上１/下１）のパターンで編まれている。また、図６に示されるように、下層ＭＤ糸１２３は、下層ＣＭＤ糸１３１〜１３８に対して、図４に基づいて既述したパターンと同じパターン、すなわち、（上１/下２/上２/下１/上１/下１）のパターンで編まれている。
【００３３】
図６に示されるように、１対のＤＰＳ上層ＣＭＤ糸の１本は、選択された間隔で、下側布層の下方を潜って、下層ＭＤ糸に縫い込まれる。具体的に、図６において、ＤＰＳ上層ＣＭＤ糸１５７Ｂは下層ＭＤ糸１２３の下方を潜って、それによって、上側布層が下側布層に縫い込まれる。他のＤＰＳ上層ＣＭＤ糸の各糸も布の他の点において下側布層の下方を潜って縫い込まれる。図４〜図６に示される布において、所定のＤＰＳ上層ＣＭＤ糸（例えば、糸１５３Ａまたは１５３Ｂ）は、８本の下層ＭＤ糸ごとに１度、下側布層１１１に縫い込まれる。上側布層と下側布層の縫い込みは図４にも詳細に示されている。図４に示されるように、ＤＰＳ上層ＣＭＤ糸の１本は、下層ＭＤ糸１２１〜１２８の隣接する２本の近接対部の下方を通過するように、下側布層１１１に縫い込まれる。例えば、ＤＰＳ上層ＣＭＤ糸１５３Ａは、隣接する下層ＭＤ糸１２５および１２６の近接対部の下方を通過する。
【００３４】
また、図４に示されているように、対のＤＰＳ上層ＣＭＤ糸は、その対の片方が１本の下層ＣＭＤ糸の片側において縫い込まれ、その対の他方がその下層ＣＭＤ糸の反対側において縫い込まれる。例えば、ＤＰＳ上層ＣＭＤ糸１５３Ａは下層ＣＭＤ糸１３２の片側において縫い込まれ、ＤＰＳ上層ＣＭＤ糸１５３Ｂは下層ＣＭＤ糸１３２の反対側において縫い込まれる。このような縫い込みパターンは、布の設計性という観点から布の性能を改善する効果がある。
【００３５】
対のＤＰＳ上層ＣＭＤ糸は、図４〜図６に示される布の場合、３本の通常上層ＣＭＤ糸毎に、それらの後に設けられたが、他の間隔、例えば、１本、２本、４本または５本の通常上層ＣＭＤ糸毎に、それらの後に設けられてもよい、ことは当業者にとっては明らかである。また、縫い込みの頻度は図４〜図６に示されている頻度から変更可能であることも、当業者にとっては明らかである。ただし、縫い込み糸は、上側布層と下側布層との間に余分な動きが生じないように、それらの布層を十分に結合する必要がある。上側布層と下側布層との間に、余分な動きが生じると、過酷な層間磨耗の問題が生じるからである。また、用途によっては、前述のＤＰＳ上層ＣＭＤ糸と対向して一組の機械縦方向（ＭＤ）縫い込み糸を用いてもよい、ことも当業者にとっては明らかである。
【００３６】
本発明の図示された実施形態の各々において（図１と図４を参照）、一組の下層ＭＤ糸２１〜２８または１２１〜１２８の各糸は下層ＣＭＤ糸の半数の下方を潜って編まれている。本発明の示唆によるこのような構成は、他の構成と比較して布の厚みを可能な限り薄くすることができるので、所定の用途に対して利点を発揮する。さらに、例示された各布において、一組の下層ＭＤ糸２１〜２８または１２１〜１２８の各糸は、連続した２本よりも多い本数の下層ＣＭＤ糸の下方を通過することがないパターンで編まれている。このような構成は他の構成と比較して機械縦方向糸の製紙機械側の面の磨耗を防ぐことができるので、所定の用途において有益である。ただし、用途によっては、下層ＭＤ糸が下層ＣＭＤ糸の半数未満を通過するパターンまたは下層ＭＤ糸が連続する２本よりも多い本数の下層ＣＭＤ糸の下方を潜るパターンで布を編むことも可能であり、むしろ、そのような編みパターンの方が好ましい場合があることは、当業者にとっては明らかである。
【００３７】
既述したように、本発明の示唆によれば、一組の下層機械縦方向（ＭＤ）糸において、各糸は最隣接する２本の糸に対して、交互に近接対部を形成するように編まれている。例えば、図１に示されるように、下層ＭＤ糸２２は、下層ＭＤ糸２１と下層ＭＤ糸２３に対して、交互に近接対部を形成するように編まれている。本発明の布は、下層ＭＤ糸が隣接する下層ＭＤ糸と近接対部を形成する個所において、それらの互いに隣接する２本の下層ＭＤ糸が１本の上層機械縦方向（ＭＤ）の下方に積層されるように、設計されている。この構成によって、下側布において、互いに隣接する下層ＭＤ糸の各々の片側の近接対部の近傍に形成される比較的大きな穴が上側布層の対応する排水穴の下方に位置するので、それらの穴を介して良好な排水経路が形成される。従って、本発明の示唆による布は、自動編継ぎ可能な糸が部分的に近接対部を形成することによって、良好な透水特性を得ることができる。
【００３８】
なお、布１０の下側布層１１および布１００の下側布層１１１の各々において（図１および図４を参照）、一組の下層ＭＤ糸と一組の下層ＣＭＤ糸は、機械縦方向において「一重浮き」隆起部および「二重浮き」隆起部の組合せを有する機械側面を形成している。機械側（すなわち、図１および図４において、紙面の裏側）における機械縦方向に沿った「一重浮き」隆起部は、下側布層を上方から見たとき、どの機械縦方向（ＭＤ）糸も、下側布層の上面に戻る前に、連続する１本より多い本数の機械横方向（ＣＭＤ）糸の下方を通過しない、ことを意味している。同様に、機械側（すなわち、図１および図４において、紙面の裏側）における機械縦方向に沿った「二重浮き」隆起部は、下側布層を上方から見たとき、どの機械縦方向（ＭＤ）糸も、下側布層の上面に戻る前に、連続する２本よりも多い本数の機械横方向（ＣＭＤ）糸の下方を通過しない、ことを意味している。本発明の３層ウエブ形成布の好適な実施形態において、下側布層は、機械縦方向における「一重浮き」隆起部および「二重浮き」隆起部のみを有するように、編まれている。なお、「隆起部」が一重浮きの隆起部か二重浮きの隆起部であるかを決定する場合、ＭＤ糸が何本の連続ＣＭＤ糸の下方を通過して機械側に浮き出すか、その連続ＣＭＤ糸の本数を決定するときに、ＣＭＤ縫い込み糸は計数されない。
【００３９】
図１および図４に示される下側布層１１および１１１の実施形態の各々において、隣接する下層ＭＤ糸の各対は、布内に「砂時計状」パターンを形成する。このような砂時計状パターンが布の繰返し単位に１つ形成される。例えば、下層ＭＤ糸２１〜２２（図１を参照）は、上側の隣接下層ＣＭＤ糸３１〜３２、中間点の隣接下層ＣＭＤ糸３５〜３６、および下側の隣接下層ＣＭＤ糸３８〜３９（糸３９は図１に図示されていない）で絞られた砂時計状パターンを形成している。この砂時計状パターンによって、下層ＭＤ糸は隣接する下層ＭＤ糸に対して、交互に近接対部を容易に形成することができ、また、布の厚みを少なくすることができる。
【００４０】
図１〜図３および図４〜図６に例示される布、および本明細書および請求の範囲に記載される他の布は、精密紙、包装紙、新聞紙などを含む種々の紙の製造に用いることができ、特に、テッシュの製造に好ましく用いることができる。
【００４１】
図１〜図３および図４〜図６に例示される布に対して、本発明の範囲から逸脱することなく、多くの変更例を実施することが可能であることは当業者にとっては、自明のことである。例えば、本発明の２つの実施形態において、上側布層の製紙面に、１×１平織、１×２綾織、２×２綾織、１×３綾織、および１×４綾織などを含む種々の異なる編みパターンを適用させることができ、また、業界において良好な製紙面を与えることで知られている４本または５本の通糸パターンのサテンからなる布層として実施される途切れ綾織パターンなどを含む、上記の編みパターンの種々の改良パターンを適用させることもできる。同様に、本発明の布において、その布に含まれる縫い込み糸（すなわち、実質的に下側布層か上側布層のいずれかの一部を形成する糸）、または別の縫い込み糸のいずれかを用いることができ、また、機械縦方向の縫い込み糸と機械横方向の縫い込み糸の両方を用いることもできる。同様に、縫い込み糸の本数および/または縫い込み点の数を変更させてもよく、上層機械縦方向糸と下層機械縦方向糸の比率および/または上層機械横方向糸と下層機械横方向糸の比率を変更させてもよい。このように、ここに例示された実施形態は当業者が請求の範囲に記載の発明を十分に実施することができるように記載されたものであり、本発明の範囲は請求の範囲に基づいて解釈されるべきである。
【００４２】
本発明の布に用いられる個々の糸の構成は、最終的な製紙機械用布の必要とされる特性に応じて変更可能である。例えば、本発明に用いられる糸として、多重フィラメント糸、単一フィラメント糸、撚り合わせ多重フィラメント糸または単一フィラメント糸、紡績糸、またはそれらの組合せが挙げられる。また、本発明の布に用いられる糸の材料として、通常製紙機械に用いられる材料、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロンなどを用いることができる。当業者にとっては明らかなことであるが、糸の材料は最終的な布の所定の用途に応じて選択されるべきである。
【００４３】
糸の寸法は、具体的には、製紙面の大きさと編み目の間隔に依存して決定される。ここに開示された３層布の代表的な一実施例において、好ましくは、上層ＣＭＤ糸の寸法は約０．１０から０．１８ｍｍの範囲にあり、上層ＭＤ糸の寸法は約０．１０から０．１８ｍｍの範囲にある。また、好ましくは、下層ＭＤ糸の寸法は約０．１０から０．１８ｍｍの範囲にあり、下層ＣＭＤ糸の寸法は約０．１５から０．２５ｍｍの範囲にある。さらに、（布とは別に縫い込み糸が用いられる場合、）その縫い込み糸は、例えば、約０．１０から０．１５ｍｍの範囲にある。ただし、当業者にとっては明らかであるが、特定の用途に対して、上記の範囲から外れた寸法の糸を用いてもよい。
【００４４】
図１〜図３に示される布の一実施例において、上層ＭＤ糸の径は０．１２ｍｍであり、上層ＣＭＤ糸の径も０．１２ｍｍである。また、下層ＭＤ糸の径は０．１２ｍｍであり、下層ＣＭＤ糸の径は０．１８ｍｍである。この布に用いられる布は、ナイロンまたはポリエステル、またはそれらの組合せからなる。同様に、図４〜図６に示される布の一実施例において、上層ＭＤ糸の径は０．１２ｍｍであり、上層ＣＭＤ糸の径も０．１２ｍｍである。また、下層ＭＤ糸の径は０．１２ｍｍであり、下層ＣＭＤ糸の径は０．１８ｍｍである。
【００４５】
本発明の他の態様によれば、紙を製造する種々の方法が提供される。これらの方法によれば、ここに記載された具体的な製紙機械用ウエブ形成布の一つを用いて、そのウエブ形成布に紙原料を塗布し、その紙原料から水分を除去することによって、紙が製造される。なお、紙原料をいかにウエブ形成布に塗布するか、また、紙原料からいかに水分を除去するかについては当業者にとって自明のことであり、その詳細な説明は省略する。
【００４６】
上記の実施形態は本発明の単なる例示に過ぎず、本発明はそれらによって限定されると解釈されるべきではない。すなわち、本発明は、請求の範囲によって定義され、請求の範囲の等価物も本発明に包含されると見なされるべきである。
【００４７】
【発明の効果】
本発明による３層製紙機械用ウエブ形成布は、以上のように構成されるので、自動編継ぎが可能であり、さらに、厚みを減少させ、高速走行時の安定性を向上させ、透水性を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による１６通糸パターン３層ウエブ形成布の実施形態における下側布層の平面図である。
【図２】図１に示される３層ウエブ形成布の上側布層の平面図である。
【図３】Ａは図１の線３Ａ−３Ａに沿った、図１および図２に示される３層布の断面図Ｂは図２の線３Ｂ−３Ｂに沿った、図１および図２に示される３層布の断面図である。
【図４】本発明による１６通糸パターン３層ウエブ形成布の他の実施形態における下側布層の平面図である。
【図５】図４に示される３層ウエブ形成布の上側布層の平面図である。
【図６】図５の線６−６に沿った、図４および図５に示される３層布の断面図である。
【符号の説明】
１０３層布
１１下側布層
１２上側布層
２１〜２８下層ＭＤ糸
３１〜３８下層ＣＭＤ糸
４１〜４８上層ＭＤ糸
５１〜６６上層ＣＭＤ糸
１００３層布
１１１下側布層
１１２上側布層
１２１〜１２８下層ＭＤ糸
１３１〜１３８下層ＣＭＤ糸
１４１〜１４８上層ＭＤ糸
１５１〜１６６上層ＣＭＤ糸
１５３Ａ，１５３ＢＤＰＳ上層ＣＭＤ糸
１５７Ａ，１５７ＢＤＰＳ上層ＣＭＤ糸
１６１Ａ，１６１ＢＤＰＳ上層ＣＭＤ糸
１６５Ａ，１６５ＢＤＰＳ上層ＣＭＤ糸

Claims

３層製紙機械用ウエブ形成布において、
相互に織られて製紙面を有する上側布層を形成する、一組の上層機械縦方向糸および一組の上層機械横方向糸と、
相互に織られて機械側面を有する下側布層を形成する、一組の下層機械縦方向糸および一組の下層機械横方向糸と、
を備え、
前記上層機械縦方向糸の少なくとも何本かは前記下層機械横方向糸と相互に織られて、前記上側布層を前記下側布層に結合させ、
前記一組の下層機械縦方向糸において、各糸はその糸と最隣接して織り込まれている２本の糸と交互に近接対部を形成する、
ことを特徴とする３層製紙機械用ウエブ形成布。
前記一組の下層機械縦方向糸の各糸は、前記一組の下層機械横方向糸の少なくとも半数の下を潜るように織られる、ことを特徴とする請求項１に記載の３層製紙機械用ウエブ形成布。
前記一組の下層機械縦方向糸の各糸は、布の繰返し単位において、前記一組の下層機械横方向糸の正確に半数の下を潜るように織られる、ことを特徴とする請求項２に記載の３層製紙機械用ウエブ形成布。
前記一組の下層機械縦方向糸の各糸は、前記一組の下層機械横方向糸の互いに隣接する２本以下の本数の糸の下方を通過する、ことを特徴とする請求項１に記載の３層製紙機械用ウエブ形成布。
前記一組の下層機械縦方向糸の各糸は前記一組の下層横方向糸と、前記布の繰返し単位において、少なくとも１本の機械縦方向一重浮き隆起部と少なくとも１本の機械縦方向二重浮き隆起部が前記下側布層の裏面に形成されるように織られる、ことを特徴とする請求項４に記載の３層製紙機械用ウエブ形成布。
前記一組の下層機械横方向糸の各糸は、互いに隣接する２本の下層機械縦方向糸の上方と次の２本の下層機械縦方向糸の下方を通過するような繰返しパターンで、前記一組の下層機械縦方向糸に織られる、ことを特徴とする請求項１に記載の３層製紙機械用ウエブ形成布。
前記一組の下層機械縦方向糸の各糸は、互いに隣接する２本の下層機械横方向糸の上方、次の２本の下層機械横方向糸の下方、次の１本の下層機械横方向糸の上方、次の１本の下層機械横方向糸の下方、次の１本の下層機械横方向糸の上方、および次の１本の下層機械横方向糸の下方を通過するような繰返しパターンで織られる、ことを特徴とする請求項１に記載の３層製紙機械用ウエブ形成布。
前記製紙面は、１×３綾織りパターンで織られることを特徴とする請求項１に記載の３層製紙機械用ウエブ形成布。
前記製紙面は、１×２綾織りパターンで織られることを特徴とする請求項１に記載の３層製紙機械用ウエブ形成布。
前記下層機械横方向糸と相互に織られて前記上側布層を前記下側布層に結合させる前記上層機械縦方向糸は、前記上層機械縦方向糸が前記下層機械横方向糸と織られる点に隣接して実質的に近接対部を形成する２本の下層機械縦方向糸間において、前記下層機械横方向糸と織られる、ことを特徴とする請求項１に記載の３層製紙機械用ウエブ形成布。
前記一組の下層機械縦方向糸の各糸は、隣接する下層機械縦方向糸と、それらの隣接する２本の下側機械縦方向糸が同一の１本の機械横方向糸の上を通過する個所において、近接対部を形成することを特徴とする請求項１に記載の３層製紙機械用ウエブ形成布。
前記一組の下層機械縦方向糸の各糸は、前記布の各繰返し単位において、２箇所で、隣接する下層機械縦方向糸と近接対部を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載の３層製紙機械用ウエブ形成布。
３層製紙機械用ウエブ形成布において、
相互に織られて製紙面を有する上側布層を形成する、一組の上層機械縦方向糸、一組の上層機械横方向糸および一組の機械横方向縫い込み糸と、
相互に織られて機械側面を有する下側布層を形成する、一組の下層機械縦方向糸および一組の下層機械横方向糸と、
を備え、
前記機械横方向縫込み糸は、前記上層機械縦方向糸および前記下層機械縦方向糸と相互に織られ、前記上側布層を前記下側布層に結合させ、
前記一組の下層機械縦方向糸において、各糸は、その糸に最隣接して織り込まれている２本の糸と交互に近接対部を形成する、
ことを特徴とする３層製紙機械用ウエブ形成布。
前記一組の下層機械縦方向糸の各糸は、前記一組の下層機械横方向糸の少なくとも半数の下方を潜るように織られる、ことを特徴とする請求項１３に記載の３層製紙機械用ウエブ形成布。
前記一組の下層機械縦方向糸の各糸は、前記一組の下層横方向糸と、前記布の繰返し単位において、少なくとも１本の機械縦方向一重浮き隆起部と少なくとも１本の機械縦方向二重浮き隆起部が前記下側布層の裏面に形成されるように織られる、ことを特徴とする請求項１３に記載の３層製紙機械用ウエブ形成布。
前記一組の下層機械横方向糸の各糸は、互いに隣接する２本の下層機械縦方向糸の上方と次の２本の下層機械縦方向糸の下方を通過するような繰返しパターンで、前記一組の下層機械縦方向糸に織られる、ことを特徴とする請求項１４に記載の３層製紙機械用ウエブ形成布。
前記製紙面は１×３綾織りパターンで織られる、ことを特徴とする請求項１４に記載の３層製紙機械用ウエブ形成布。
製紙方法において、
（ａ）相互に織られて製紙面を有する上側布層を形成する一組の上層機械縦方向糸および一組の上層機械横方向糸と、相互に織られて機械側面を有する下側布層を形成する一組の下層機械縦方向糸および一組の下層機械横方向糸と、前記上側布層を前記下側布層に結合する一組の縫い込み糸とを備え、前記下層機械縦方向糸において、各糸は、その糸に最隣接して織り込まれている２本の糸と交互に近接対部を形成するような３層製紙機械用布を用意する工程と、
（ｂ）前記製紙機械用布に製紙原料を塗布する工程と、
（ｃ）前記製紙原料から水分を除去する工程と、
を含むことを特徴とする製紙方法。
前記一組の下層機械縦方向糸の隣接する各対は、前記下側布層において、繰返し砂時計状パターンを形成するように織られることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
前記一組の下層機械縦方向糸の各糸は、前記一組の下層機械横方向糸にジグザグパターンで織られることを特徴とする請求項１８に記載の方法。