JP4998951B2 - 対となった内在性縦糸バインダーを有する縦糸ランナーの３層布 - Google Patents

Description

本発明は、製紙技術に関する。特に、本発明は、抄紙機の形成部用の形成布に関する。

製紙工程中、セルロース製の繊維ウェブは、繊維スラリー、つまりセルロース繊維の水性懸濁液を抄紙機の形成部で移動する形成布上に堆積させて、形成される。この形成布を介してスラリーから大量の水が排出され、形成布の表面上にセルロース製の繊維ウェブが残存する。

新規に形成されたセルロース製の繊維ウェブは、形成部から、一連のプレスニップを含むプレス部へと進む。セルロース製の繊維ウェブは、プレス布、又はしばしば斯かる２つのプレス布で支持されるプレスニップを通過する。プレスニップにおいて、セルロース製の繊維ウェブには、圧縮力がかけられ、この力でここから水が絞り出され、ウェブ中のセルロース繊維が接着して、セルロース製の繊維ウェブから紙シートとなる。この水は、プレス布又は各種の布に受容され、理想的には、紙シートに戻らない。

紙シートは、最終的に、蒸気で内的に加熱された少なくとも一連の回転可能な乾燥ドラム又はシリンダーを有する乾燥部へと進む。新規に形成された紙シートは、乾燥布により一連のドラムのそれぞれの周囲に連続して配置されたセルペンタイン路（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ ｐａｔｈ）に向けられ、ここで、ドラムの表面に対して近接して紙シートを保持する。加熱されたドラムは、蒸発により、紙シートの水分含量を所望のレベルにまで低減する。

理解されるべきように、形成布、プレス布及び乾燥布は、すべて、抄紙機上で無端の形態をとり、コンベアの様式で機能する。また、紙の製造は、かなりの速度で進行する連続工程であることも理解すべきである。つまり、繊維スラリーは、形成部の形成布上に連続して堆積される一方、新規に製造された紙シートは、乾燥部から脱出した後、ロール上に巻き取られる。

プレス布は、紙シートの表面の最終仕上げにも関与する。つまり、プレス布は、プレスニップの通過中、紙に平滑でマークのない表面を補完するように、平滑な表面と一様な弾性構造を有するように、設計される。

プレス布は、プレスニップにおいて湿潤する紙から抽出された大量の水を受容する。この機能を満たすため、移動する水のためにプレス布の内部にいわゆるボイド容量と一般的に称される空間を文字通り有しなければならず、この布は、耐用年数の全体で水に対して十分な透過性を有しなければならない。最後に、プレス布は、湿潤する紙から受容した水がプレスニップを脱出した後の紙に戻り且つ紙を再湿潤することを、防止することが可能でなければならない。

織成布は、多くの異なる形態をとる。例えば、織成された無端の形態や、平織りされた後に継目を有する無端の形態などである。

本発明は、形成部に使用される形成布に特に関する。形成布は、製紙工程中、重要な役割を演じる。その機能の一つには、上述したように、紙製品を形成し、製造される紙製品をプレス部に運搬する機能である。

しかしながら、形成布は、水の除去及びシートの形成の問題を解決する必要もある。つまり、形成布は、水の通過（つまり、排出率を制御すること）を可能とするように設計される一方、同時に、水の通過に伴い繊維及びその他の固形物の通過を阻止する必要がある。排出が極端に早く又は遅く起こると、紙の質及び機械の効率が影響を受ける。排出を制御するため、一般的にボイド容量と称される水を排出する形成布内の空間は、適切に設計されなければならない。

現代の形成布は、製造される紙のグレードにあわせて導入される抄紙機の要件を満たすように設計された種々の形態に製造される。一般的に、形成布は、モノフィラメントで織成された基礎布を有し、単層であっても、多層であってもよい。そのヤーンは、ポリアミドやポリエステル樹脂などの抄紙機用布技術における当業者がこの目的で使用する種々の合成ポリマー樹脂のいずれかから典型的に成形される。

形成布の設計は、所望の繊維の支持性と繊維の安定性との妥協を必要とする。微細なメッシュ布は、所望の紙の表面特性を提供してもよいが、斯かる設計は、所望の安定性を欠如する可能性があり、結果として布の寿命を短くしてしまう。逆に、粗いメッシュ布は、紙の支持性のコストで、安定性と長い寿命とを提供する。この設計上のトレードオフの関係を最小限とし且つ支持性及び安定性の両方を最適化するように、多層布が開発されていた。例えば、二重層及び三重層の布において、排出性とともに、その形成側は、支持性のために設計される一方、摩耗側は、安定性のために設計される。

また、三重層の設計により、摩耗表面と独立して、布の形成表面を織成することが可能となる。この独立性故、三重層の設計は、高いレベルの繊維の支持性と、最適な内部のボイド容量とを提供し得る。従って、三重層は、単層及び二重層の設計に対して、排出の点で有意に向上する。

本質的に、三重層の布は、形成層と摩耗層との２つの布を結合ヤーンで共に保持してなる。この結合は、布の全体的な一体性に極めて重要である。三重層の布の一つの問題は、経時的に布を破断させる上記の２つの層間の相対的な滑りである。また、結合ヤーンは、紙のマーキングをもたらすこととなる形成布の構造を破断する可能性がある。

本発明は、対となった内在性のバインダーと、摩耗側の縦糸ランナーとを有する三重層の形成布について開示する。本発明は、布の機械側上の摩損の問題に対する解決を提供するとともに、相対的に低いキャリパーと適当なボイド容量とを有する良好な繊維支持性を提供する。

従って、本発明は、抄紙機の形成部に使用する形成布に関するものであるが、本発明は、抄紙機のプレス部及び／又は乾燥部にも適用し得る。

本発明による布は、機械を横切る方向（ＣＤ）の横糸ヤーンの第１システムと織り交ぜられた対となった機械方向（ＭＤ）の縦糸ヤーンの第１システムで形成された第１層と、ＣＤの横糸ヤーンの第２システムと織り交ぜられたＭＤの縦糸ヤーンの第２システムで形成された第２層とを有する三重層の形成布である。対となったＭＤの縦糸ヤーンは、第１層に内在性を有し、第１層に第２層を結合するように、ＣＤの横糸ヤーンの第２システムと織り交ぜられる。ＭＤの縦糸ヤーンの第２システムは、第２層の外部表面上で、長いフロート（ｌｏｎｇ ｆｌｏａｔ）、又は縦糸ランナー（ｗａｒｐ ｒｕｎｎｅｒ）を形成する。第１層は、布の形成側に存在し、第２層は、布の摩耗側に存在する。この様式において、対となった内在性のバインダー及び縦糸ランナーを有する三重層の形成布は、摩耗側において向上した摩耗耐性を有するように製造されてもよい。

本発明による布の他の態様は、対となったＭＤの縦糸が、第２層に内在性を有さないことである。縦糸で対となった第２層は、各層間の結合点（ｂｉｎｄｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）の保護を助ける。摩耗側の各横糸が少なくとも２つの連続する摩耗側の縦糸の下部を通るので、摩耗側の縦糸は、先行技術の布と比較して大きく異なる平面を形成するようにより強力に覆われてもよい。

本発明の他の態様として、本発明による布は、ＣＤの横糸ヤーンの第１システムの、ＣＤの横糸ヤーンの第２システムに対する横糸の比率が種々の比率を有することを含む。上述の長いフロートは、異なる長さを有してもよい。本発明による布は、平織りであっても、無端の形態であってもよい。上述のヤーンのいくつかは、異なる径及び／又は形状を有してもよい。

図面を参照しつつ、本発明について、以下に詳細に述べる。

本発明をより完全に理解するため、以下の通り、記載し、図面について述べる。

本発明による好適実施例は、抄紙機の形成部への使用に適した三重層の布である。本発明による布は、上部層又は形成層と下部層又は摩耗層とを含む。各層は、織り交ぜられた機械方向（ＭＤ）のヤーン又は縦糸ヤーンと、機械を横切る方向（ＣＤ）のヤーン又は横糸ヤーンとで形成される。従って、本発明による布は、形成側の縦糸及び摩耗側の縦糸を有する形成側の横糸及び摩耗側の横糸で形成される。

形成層及び摩耗層は、形成側の横糸及び摩耗側の横糸の両方で織り交ぜられた形成側の縦糸で、共に結合される。これらの形成側の縦糸は、共に対となり、少なくとも形成層に、可能であれば上述の両方の層に内在性を有する。従って、これらを、対となった内在性のバインダーと称する。ここで、用語「内在性」とは、一つの層を他の層に単に結合させるのとは異なり、ヤーンが、上部層に繊維の支持性を提供するように、織成されることを意味する。

本発明の他の特徴としては、布の摩耗層の縦糸が、本発明による三重層の布の外部の摩耗側の表面上に長いフロートを形成するように、織成されることである。ここで、「長いフロート」とは、縦糸が、摩耗側の表面上で、少なくとも２つの横糸の下部を通過することを意味する。従って、斯かる長いフロートは、摩耗側上で２、３、４又はそれ以上のヤーンの下部を通過してもよい。これらの長いフロートは、縦糸ランナーとも称する。このフロートは、布と抄紙機との最初の接点である。フロートを形成するのに、種々の縦糸、又は縦糸の組み合わせを使用し得る；例えば、摩耗側の縦糸、若しくは形成側の縦糸、又は摩耗側の縦糸及び形成側の縦糸の両方を縦糸ランナーの形成に使用してもよい。さらに、摩耗側の縦糸及び／又は形成側の縦糸のそれぞれ、又はこれらのいくつかのみを、縦糸ランナーの形成に使用してもよい。フロートの長さは、種々の範囲であってもよい。これらのフロートは、ＭＤ方向に走行し、比較的平滑な布表面を提供するので、抄紙機の静止する要素との接触で生じる布上の摩損を軽減する。言い換えれば、本発明による布の縦糸ランナーは、摩耗耐性を向上させる。また、縦糸ランナーは、この種の布が抄紙機上を走行する際に生じる負荷の軽減を助ける。

図１は、本発明の教示に従った、対となった内在性の縦糸バインダーを有する縦糸ランナーの三重層の布の好適実施例についての断面図を示す。特に、図１は、内在性のバインダーヤーンのＷ１１及びＷ１２の対についての形成層及び摩耗層における縦糸の境界を示す。対の縦糸Ｗ１１及びＷ１２は、内在性を有するように形成層に織成され、摩耗層を結合するように交差する。対の縦糸Ｗ１１は、横糸ヤーン２３において摩耗層を結合し、対の縦糸Ｗ１２は、横糸ヤーン８において摩耗層を結合する。本発明による布は、摩耗層におけるもの（例えば、２、５、８）に対して形成層における横糸ヤーン（例えば、１、３、４）の２倍からも明らかなように、２：１の横糸比を有する。摩耗側の縦糸Ｗ１及び摩耗側の縦糸Ｗ２は、摩耗層を織成し、横糸ヤーン２乃至１１及び１７乃至２６からの長いフロートを有する対の縦糸を形成する。図１において、フロートの長さは、４であるように示されているが、２よりも大きいフロートの長さを利用してもよい。さらに、摩耗側の縦糸は、対となった縦糸及び／又は対となっていない縦糸であってもよい。

本発明による布の追加の利点には、比較的大きな織成の効率、形成表面上で減少したくぼみ（ｄｉｍｐｌｅ）（初期的には横糸よりもバインダー縦糸を使用することによるもの）、比較的低いキャリパー及び適当なボイド容量が含まれる。本発明による布は、比較的容易に洗浄することが可能であり、相対的に長い予想寿命を有し、且つ垂直方向に機械の要素に接触する摩耗側の長いフロートに起因したこの種の布が走行する抄紙機に関する比較的低い駆動的負荷を有する。

本発明の他の態様に含むものとしては、布のパターンは、１：１、２：１、３：１、３：２又はその他の比率の摩耗側の横糸比を有するように形成してもよい。本発明による布は、異なる径又は形状のヤーンを導入してもよい。例えば、形成側のヤーンは、摩耗側のヤーンよりも小さな径のヤーンであってもよい。縦糸及び横糸ヤーンの種々の寸法の組み合わせを使用してもよい。また、縦糸及び／又は横糸ヤーンは、積層されてもよく、積層されていなくてもよい。例えば、形成側の横糸は、摩耗側の横糸に対して、積層されてもよいし、積層されていなくてもよい。これらの例は、本発明の単なる代表例であって、本発明を限定することを意図するものではない。

本発明による布は、モノフィラメントヤーンのみを好ましく有する。ＣＤ及びＭＤのヤーンは、１つ以上の異なる径を有する円形断面形状を有してもよい。また、形成側及び摩耗側のＣＤのヤーン及びＭＤのヤーンは、異なる径を有してもよい。形成側のＣＤ及びＭＤのヤーンについて、摩耗側のＣＤ及びＭＤのヤーンよりも小さな径を有することが好ましい。しかしながら、本発明において、ヤーンの径は、種々の組み合わせで使用されてもよい。さらに、円形の断面形状に加えて、一つ以上のヤーンは、方形の断面形状又は非円形の断面形状などの、その他の断面形状を有してもよい。

上述のヤーンは、抄紙機用布の斯かるヤーンの製造に使用する種々の合成ポリマー樹脂の円形断面のモノフィラメントヤーンであってもよい。斯かる材料の２つの例として、ポリエステル及び及びポリアミドがある。

上述の事項の改変は、当業者に明らかであるが、このように改変することは、本発明の範囲を逸脱させるものではない。添付した特許請求の範囲は、斯かる状況を包含するように解釈されるべきである。

本発明の教示に従った、対となった内在性のバインダーと対となった縦糸ランナーとを有する、縦糸が結合し縦糸ランナーの三重層の布の好適実施例についての断面図を示す。

符号の説明

１ 横糸ヤーン
２ 横糸ヤーン
３ 横糸ヤーン
４ 横糸ヤーン
５ 横糸ヤーン
６ 横糸ヤーン
７ 横糸ヤーン
８ 横糸ヤーン
９ 横糸ヤーン
１０ 横糸ヤーン
１１ 横糸ヤーン
１７ 横糸ヤーン
１８ 横糸ヤーン
１９ 横糸ヤーン
２０ 横糸ヤーン
２１ 横糸ヤーン
２２ 横糸ヤーン
２３ 横糸ヤーン
２４ 横糸ヤーン
２５ 横糸ヤーン
２６ 横糸ヤーン
Ｗ１ 縦糸
Ｗ２ 縦糸
Ｗ１１ 対の縦糸
Ｗ１２ 対の縦糸

Claims (13)

1. 機械を横切る方向（ＣＤ）の横糸ヤーンの第１システムと織り交ぜられた、対となった機械方向（ＭＤ）の縦糸ヤーンの第１システムで形成された第１層と；
   ＣＤの横糸ヤーンの第２システムと織り交ぜられた、ＭＤの縦糸ヤーンの第２システムで形成された第２層と；
   を有する抄紙機用布であって、
   前記の対となったＭＤの縦糸ヤーンは、前記第１層又は前記第２層に内在性を有し、前記第２層を前記第１層に結合するように前記のＣＤの横糸ヤーンの第２システムと織り交ぜられ；
   前記のＭＤの縦糸ヤーンの第２システムは、前記第２層の外部表面上に長いフロートを形成することを特徴とする抄紙機用布。
2. 当該抄紙機用布は、三重層の形成布であることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
3. 前記第１層は、当該抄紙機用布の形成側に存在し、
   前記第２層は、当該抄紙機用布の摩耗側に存在することを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
4. 前記の外部表面上の長いフロートは、当該抄紙機用布の摩耗耐性を向上することを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
5. 当該抄紙機用布は、前記のＣＤの横糸ヤーンの第２システムに対する、前記のＣＤの横糸ヤーンの第１システムの横糸の比率が２：１であることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
6. 当該抄紙機用布は、前記のＣＤの横糸ヤーンの第２システムに対する、前記のＣＤの横糸ヤーンの第１システムの横糸の比率が１：１であることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
7. 各長いフロートのヤーンは、前記第２システムのＣＤの横糸ヤーンの少なくとも２つの下部を通ることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
8. 当該抄紙機用布は、平織り、又は無端の形態であることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
9. 前記のヤーンのいくつかは、異なる径を有することを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
10. 前記のヤーンの少なくともいくつかは、非円形の断面形状を有することを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
11. 前記のＭＤの縦糸ヤーンのいくつかは、ポリアミドヤーン又はポリエステルヤーンであることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
12. 前記のＣＤの横糸ヤーンのいくつかは、ポリアミドヤーン又はポリエステルヤーンであることを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。
13. 前記の対となったＭＤの縦糸ヤーンは、前記第１層及び前記第２層に内在性を有することを特徴とする請求項１に記載の抄紙機用布。

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