JP4971423B2 - 抄紙機用織物のための上部、特には紙側部 - Google Patents

Description

本発明は、特には抄紙機のウェットエンド部において使用するための、多層の抄紙機用織物及び関連する抄紙機用織物のための上部、特には紙側部の構造に関する。

抄紙機のウェットエンド部では、機械のタイプに応じて、紙シートが２つの抄紙機用織物の一方又はその間に形成される。ここで、約１％の繊維物質及び補助物質と９９％の水からなる懸濁液が抄紙機用織物の上に均一に供給され、含まれる固体成分が濾過プロセスによって水と分離される。ウェットエンド部の端まで様々な排水要素を用いることで、通常、２０〜２２％の固体部分又は乾燥分が達成される。このようにして製造された紙はすでに十分固体であるため、プレスエンドまで移動され、さらに乾燥させることができる。ギャップフォーマーなどの現代の抄紙機では、この濾過プロセスを実施するための技術は、２，０００ｍ／分以上の速度で、１秒よりもはるかに短い秒数がこの目的のために必要とされるまで改善されている。

製紙技術における一連の量、例えば、白色度、引張強度及び伸びは、用いられる原料及び補助物質によって決定されるが、シート形成用織物は、物質の質量プロファイルや横方向の厚さプロファイル、繊維の保持及び紙において現れる織物マーキングに大きな影響を与える。とりわけ、グラフィック紙の分野では、これらの品質要件は高い。明らかにより低い品質の原料、例えば、屑紙を用いること、及び物質の質量を低減することで原料、それゆえお金を節約しようとすることはこれらの品質要件に反する。

抄紙機のためのシート形成用織物の開発では、これらの傾向に対してかなり早い反応があり、できる限り高い紙側部の繊度とできる限り丈夫で粗い機械側部との間で妥協点を見出して、ワイヤークロス（すき網）の高い摩耗寿命と全体的に高い安定性を達成するために種々の解決策が実施された。

これらの要件を満足するために、少なくとも２本の横糸系とともに縦糸系によって特徴付けられ、少なくとも１本の横糸系がもっぱら紙側部で織られ、第２の横糸系がもっぱら機械側部で織られた、いわゆる２層ワイヤークロスが開発された。これらのシート形成用織物の幾つかの態様は、とりわけ、以下の特許文献、即ち、欧州特許出願公開第０１８６４０６号明細書、西独国特許出願公開第３１４３４３３号明細書、西独国特許第２５４０４９０号明細書、西独国特許第２２６３４７６号明細書、西独国特許出願公開第３８１７１４４号明細書、西独国特許出願公開第３８０１０５１号明細書、西独国特許出願公開第３９１００１９号明細書、及び独国特許第４１０７６３３号明細書に見出すことができる。

このタイプのシート形成用織物は現在用いられていることも多いが、これらのクロスはすべて、しっかりと互いに隣り合って配置された機械方向糸のために比較的低い透水性によって特徴付けられる。さらに、このタイプのクロスでは、リネン織りとして認識される理想的な紙側部を製造すること及びそれを下方のクロスに結びつけることは不可能である。したがって、望ましくないマーキングが紙に生じることが多い。

これらの不利な点を改善するために、紙側部がリネン織りからなる織物が開発されようとしている。関連する３層の複合クロスは、その上部がリネン織りによって特徴付けられそして他のクロス層に好適な方法で接続された少なくとも２つの別々のクロス層からなる。層を互いに結びつけるために、公知の解決法では、縦糸と横方向糸の両方を形成することができる別々の綴じ糸が用いられる。さらに、この接続は、１つのクロス層から次のクロス層へ移行する（逆の場合も同じ）上記の糸によって一方のクロスの縦糸系と横糸系がもう一方のクロスに結合されるという点で作り出すこともできる。この幾つかの例は、以下の文献、即ち、西独国特許出願公開第３３１８９８５号明細書、独国特許第４２２９８２８号明細書、西独国特許第２９１７６９４号明細書、欧州特許第０１０９３０９６号明細書、欧州特許第００６９１０１号明細書、欧州特許第００９７９６６号明細書、及び国際公開第９３／００４７２号パンフレットに見出すことができる。

このタイプの公知のクロスでは、上部の均一性は、紙に残ったマーキングが２層織物の場合よりもはるかに少なくかつ透過性が紙側部の比較的多数の糸に関して維持されるように改善することができる。このことは、示されるグラフィック紙のための３層織物の使用の増加をもたらす。

しかし、多層構造は、抄紙機用織物の厚さを大きく増加させ、それによってより多くの材料がクロス中に介在することがあり、このようにして排水性能が低下する。３層の複合クロスの別の不利な点は層の接合に関連する。抄紙機において操作する場合に、綴じ糸によって互いに接続された個々のクロス層は、織物の中間部の中立相に対して偏向して曲げ応力を受けることが多く、一方の層は伸び、同時に中立相と反対側の織物層が縮む。その結果、クロスの接続の緩みが一般に生じ、これは、極端な場合に生じるクロス層の分離とともに、進行した段階において層の移動をもたらす場合がある。これにより抄紙機用織物が使用に適さなくなる。

層の分離を防ぐために、機械方向糸を綴じ糸として使用し、その結果、縦糸又は機械方向糸を紙側から機械側に変更することで（逆の場合も同じ）、２つのクロス側の伸びと縮みを等しくすることが独国特許第１００３０６５０号明細書においてすでに記載されている。このタイプの織り方でさえ、複合クロスの構造に起因するより大きな厚さをその低下した排水性能で補うことはできない。

この従来技術から進んで、本発明の目的は、公知の解決策をさらに改善して、リネン織りの利点を有する抄紙機用織物の上部又は紙側部が形成され、それにもかかわらず、そのクロスが用いられる抄紙機用織物に加えて、クロスのための簡単でコンパクトな耐久性のある構造が得られるようにすることである。この目的は、請求項１の特徴を有する上部、特には紙側部、及び請求項５の特徴を有する抄紙機用織物によって達成される。

本発明による解決策は、請求項１の特徴の構成によれば、上部又は紙側部が、複数の横糸で織られた複数の縦糸からなり、縦及び横方向の進行形態の繰り返しにおいて、横糸の繰り返しが縦糸の繰り返しの少なくとも３倍の糸を含み、縦糸の繰り返しが少なくとも３本の糸からなり、横糸の繰り返しが少なくとも９本の糸からなり、すべての縦糸が３本の横糸の上と３本の横糸の下を交互に走り、次いで残りの横糸の下を走り、縦方向の２本の直接隣り合う縦糸が少なくとも３本の横糸分だけ互いに対して移動されたことを特徴とする。上記の目的はまた、請求項５の特徴を有する抄紙機によっても達成される。

本発明による上部は従来のリネン織りに近く、この点でマークのない紙の製造を可能にする。しかしながら、上部の特別な実施は高い排水を可能にし、上部がそれに対応して適した追加のクロス層を下部に備えている場合には、層の望ましくない分離を防ぐコンパクトで耐久性のある構造が得られる。本発明の上部又は紙側部は従来の織り込み手段で経済的に得ることができるので、結果として特定の高価な機械的手段を省くことができる。理想的なリネン織りのために、少なくとも３本の機械方向糸を使用することで、追加の機械側の横方向糸を結びつけることができ、抄紙機用織物の上部又は上方のクロス層のための高い均一性が達成される。

本発明の織り方の原理は、ほとんどすべての数の縦糸に繰り返しにおいて及ぼすことができ、１つ以内の繰り返しで３本、５本及び６本の縦糸に関して容易に実施することができる。繰り返し内の縦糸が多くなるほど、横方向糸の方向における上部のシフトに関して縦糸と横方向糸の長さ比が大きくなる。この点で、織り方は次第に幅広くなり、理論的には、これは紙側部の均一性にとって不利であるが、抄紙機のストックインレットから主として縦方向に出る紙繊維のためのより良いサポートを次第に作り出す。実施する上で生じる要件に応じて、この簡単なやり方で、上部は一般的な環境に容易に適合させることができる。

本発明による解決策の１つの特に有利な態様では、上部は熱硬化され、その結果として、クロス構造の縦方向の伸び及び変化が生じ、上方の横糸と結合した領域の縦糸がもはや厳密に垂直に又は縦方向に走らないが、わずかに斜めに配向される。

機械側の横糸、即ち、下方のクロスと上方のクロス又は上部との結合は多数の方法で行うことができる。１つの好ましい態様では、３本の上方の横糸と２本の下方の横糸の比が選択される。ここで、下方のクロスのピッチは好ましくは２であり、これはピック比に対応し、下方のクロスのピックの繰り返しは、８本の綜絖上を走る下方の横糸の浮上を実施するために２倍の長さに選択される。しかし、基本的には、他の横糸の比もここで同様に考えられ、また、下方の横糸の浮上の長さは上方の縦糸の繰り返しの整数倍で行うことができる。

本発明による解決策の他の有利な態様は他の従属請求項の主題である。

本発明による解決策は、図面において概略的に示される様々な態様を用いて以下に詳述される。

本発明による主題は、従来のリネン織り（図６を参照）に近いものに対応するよう意図された１つの紙側部を有する多層の抄紙機用織物に関するが、複数の機械方向糸を用いることで、追加の機械側の横糸の結合を可能にすることが意図される。

図６に示されるように、理想的な従来のリネン織りをより細かく調べると、この織り方の高い均一性は主として２本の縦糸と横方向糸のみの短い繰り返し１０１によって決定される。加えて、同じ数の糸と同じ糸の直径が縦方向及び横方向において用いられると、正方形メッシュ及び横糸と縦糸の曲げの均一な高さが得られる。

糸の数が２の条件下で、隣接するメッシュ間の糸直径の距離１０２及び１０５はメッシュ幅１０６及びメッシュ長さ１０３に等しい。可能な限り関連するリネンのような上部に近づけるために、とりわけ、本発明による解決策は以下、即ち、
・少なくとも３本の機械方向糸を使用すること、
・それらの互いに対する距離が縦糸の直径の２０％よりも小さいこと、
・横糸の繰り返しを縦糸の繰り返しの３倍の長さとすること、
・各機械方向糸が３本の横糸の上と３本の横糸の下を交互に、次いで上部の下を走らなければならないこと、及び
・織り方が３つのピッチを有すること
を必要とする。

図４は、４本の異なる縦糸の繰り返しを用いた関連する織り方の原理を示す。この図では、織物技術において通常であるように、機械方向糸が列で表され、横糸が行で表される。さらに、各縦糸が指定される横糸の上を走る交差点は×でマークされる。

図４ａ）では、本発明による解決策は、３本の糸２１〜２３の縦糸の繰り返しに適用される。横糸の繰り返しは９本の糸１〜９の長さを有し、第１の縦糸２１はピック１〜６と交互に曲がり、ピック１、３及び５に対して上であり、ピック２、４及び６に対して下である。その後、この縦糸はピック７〜９の下にある。

すぐ右隣の縦糸２２も同じように走るが、３本の横糸分だけ上に移動される。上の抜けたピックは出発点の下に加えられる。この配置は、通常、「ピッチ」という用語で称される。それゆえ、縦糸２２は横糸４の上で始まり、続いて縦糸２１と同様に走る。

図４ｂ）は、４本の糸２１〜２４の縦糸の繰り返しを有する本発明による解決策の１つの好ましい態様を示す。したがって、横糸の繰り返しは１２本の糸１〜１２ということになり、それゆえ、縦糸の繰り返しの３倍の長さになる。ここで、第１の６つのピック１〜６はまた、１、３及び４の上と２、４及び６の下を交互に縦糸２１によって結合される。残りのピック７〜１２は縦糸２１の下にある。同等の配置を他の縦糸２２、２３及び２４について行う。

図４ｂ）に示される織り図に従った概略的な織り表面が図７である。同じ直径の縦糸及び横糸１０２及び１０５並びに同じ横糸の距離１０３の場合に、縦糸と横糸の浮上長さ１０４及び１０７は全く同じに表すことができる。メッシュ幅１０６のみ異なる。

従来の熱硬化プロセスが、プラスチックの糸が用いられる場合に使用されると、熱硬化の間に縦方向の伸びが変化することで構造の変化が生じ、それは図１に概略的に示される。

上方の横糸１〜５と結合した領域の縦糸２１〜２４はもはや厳密に垂直に又は縦方向に整列して走らないが、わずかに斜めに配向される。このことは、例えば、図１に見られる縦糸２１に沿って、横糸１上の縦糸の立ち上がり部が横糸３上のものよりも右寄りであり、横糸５上の縦糸の立ち上がり部が一番左寄りに配置されることを意味する。これは、縦糸の伸びに対して比較的真っすぐに織られた横糸が図の平面に曲げられ、このプロセスにおいて縦糸を再配向するという点で達成される。したがって、大きなメッシュ１１８からリネン織り１０８のメッシュと同様の２つのより小さなメッシュ１１９及び１２０（図１）が得られる。

この織り方の原理は、ほとんどすべての数の縦糸に繰り返しにおいて及ぼすことができ、これは３本、５本及び６本の縦糸に関して図４ａ）、４ｃ）及び４ｄ）の例によって示される。繰り返し内の縦糸が多くなるほど、横糸の方向における上部のシフトに関して縦糸と横糸の長さ比が大きくなる。これに応じて幅広くなる。紙側部の均一性に関してこれは望ましくないが、その代わりに抄紙機のストックアウトレットから主として縦方向に出る紙繊維のためのより良いサポートを次第に作り出す。実現性を考慮して、このようにして、上部は一般的な環境に容易に適合させることができる。この点で、図１に示される第１の態様は、図４ｂ）に示される織り図に従った４本の糸２１〜２４の縦糸の繰り返しと１２本の糸１〜１２の横糸の繰り返しを有する本発明によるデザインの表面を示す。繰り返し又はそれに応じて繰り返す糸の配置は各符号に続くアポストロフィで示される。

第１の態様では、第１の縦糸２１は第１の６本の横糸１〜６の上と下でと交互に結びつけられ、次いで残りの横糸７〜１２の下のみを走る。繰り返し内の次の各縦糸２２、２３及び２４は、この例では右側にそれぞれ３本の横糸分だけ上に移動される。任意の織り方においても同様に、本質的に左側へのピッチも可能であり、その結果として、表面の左右対称の像が得られる（図示せず）。

図２及び３に示される態様では、３本と５本の糸の縦糸の繰り返しを有する１つの態様が示される。ここで、互いに隣接する合計４つの縦糸の繰り返しが表面のより良い印象を与えるために示される。

図５に示される第４の態様では、本発明による表面の使用は、抄紙機用織物としての２層のシート形成用織物において示され、縦糸が進行的に示され、横糸がカットされている。このように、上方の横糸の下を走る縦糸の領域は下方の横糸を結合するのにどのように使用できるかが示される。したがって、意味するものは縦糸２１に関して横糸６〜１２又は６’〜１２’の下に配置される領域である。

ここで用いられる表面は、４本の糸の縦糸の繰り返しとそれに対応する１２本の糸の横糸の繰り返しを有する図１に示されるものに対応する。横糸の数は、３本の上方の横糸と２本の下方の横糸の比において選択した。上方のクロスの３つの所与のピッチで、下方のクロスのためのピッチは２つである。したがって、上方のクロスと下方のクロスの間の横糸の数とピッチの比は両方とも同じであり、これは全体として構造のためになる。図５に示される態様では、下方の横糸の浮上長さは上方のクロスの縦糸の繰り返しの２倍の長さにされ、即ち、合計８本の糸が同時に含まれる。したがって、本発明による表面は、複数の異なる機械側部、それゆえ下方のクロスのための紙側部として使用することができる。

図４ｂ）に示される織り図の記載に従った４本の糸の縦糸の繰り返しと１２本の糸の横糸の繰り返しを有するクロス表面に関する第１の態様を示す。 図４ａ）に示される織り図の記載に従った３本の糸の縦糸の繰り返しと９本の糸の横糸の繰り返しを有するクロス表面に関する第２の態様を示す。 図４ｃ）に示される織り図の記載に従った５本の糸の縦糸の繰り返しと１５本の糸の横糸の繰り返しを有するクロス表面に関する第３の態様を示す。 織り図の様々な態様を示し、ａ）は３本の糸の縦糸の繰り返しと９本の糸の横糸の繰り返しを示し、ｂ）は４本の糸の縦糸の繰り返しと１２本の糸の横糸の繰り返しを示し、ｃ）は５本の糸の縦糸の繰り返しと１５本の糸の横糸の繰り返しを示し、ｄ）は６本の糸の縦糸の繰り返しと１８本の糸の横糸の繰り返しを示す。 ４本の糸の縦糸の繰り返しと１２本の糸の横糸の繰り返しを有する表面及び結合された機械側ピックの１つの態様の縦方向の糸の進行を示す。 従来のリネン織りを示す。 ４本の糸の縦糸の繰り返しと１２本の糸の横糸の繰り返しを有する上部を図式的な構造において示す。

Claims (9)

1. 抄紙機のウェットエンド部において使用するための、多層のシート形成用織物のための抄紙部であって、複数の横糸（１、２、３、．．．）で織られた複数の縦糸（２１、２２、２３、．．．）からなり、縦及び横方向の進行形態の繰り返しにおいて、横糸の繰り返しが縦糸の繰り返しの３倍の糸を含み、縦糸の繰り返しが少なくとも３本の縦糸（２１、２２、２３）からなり、したがって横糸の繰り返しが少なくとも９本の横糸（１、２、３、．．．９）からなり、すべての縦糸が３本の横糸（１、３、５）の上と３本の横糸（２、４、６）の下を交互に走り、次いで横糸の繰り返しの残りの横糸（７、８、９、．．．）の下を走り、縦方向の２本の直接隣り合う縦糸（２１と２２、２２と２３、２３と２４、．．．）が少なくとも３本の横糸分だけ互いに対して移動された、抄紙部。
2. 縦糸の繰り返しが４本、５本又は６本の縦糸を有し、それに対応する配置における横糸の繰り返しが１２本、１５本又は１８本の横糸を有する、請求項１に記載の抄紙部。
3. １つの横糸の繰り返しにおける各横糸（１、２、３、．．．）の互いに対する距離が縦糸（２１）の直径の２０％よりも小さい、請求項１又は２に記載の抄紙部。
4. 熱硬化における縦方向の伸びの後、糸の進行が、上方の横糸（１〜５）と結びついた領域の縦糸（２１〜２４’’’）が斜めに走り始めるように再配向された、請求項１〜３のいずれか１項に記載の抄紙部。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の抄紙部を有することを特徴とする、抄紙機用織物。
6. 下方の層の２本の下方の横糸（５１〜５８、５９〜６６）に対して上方の層の３本の上方の横糸（１〜１２、１’〜１２’）の比を有する２つの層において作られたことを特徴とする、請求項５に記載の抄紙機用織物。
7. 下方の層のピッチが２であることを特徴とする、請求項５又は６に記載の抄紙機用織物。
8. 縦糸によって形成されかつ下方の横糸（５１〜６６）の上を走る浮上長さが、抄紙部の縦糸の繰り返しの２倍の長さで形成されたことを特徴とする、請求項６又は７に記載の抄紙機用織物。
9. 下方の層の横糸の繰り返しが、縦糸によって形成されかつ８本の下方の横糸（５１〜６６）の上を走る浮上が達成されるような長さであることを特徴とする、請求項８に記載の抄紙機用織物。

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