JP5149304B2 - 三角形の緯糸を有する通気性乾燥布 - Google Patents

Description

発明の背景
本発明は、製紙技術に関する。より特定的には、本発明は、バルクのティッシュおよびタオル、ならびに不織物品および布の製造に用いられる、通気性乾燥（through-air-drying、ＴＡＤ）布に関する。

背景技術の説明
柔らかく、吸収性のある廃棄可能な、たとえばティッシュペーパー、トイレットペーパーおよび紙タオルのような紙製品は、近代の工業化社会において、現代生活に広く普及する特質を有する。このような製品を製造する多数の方法があるが、概括的に言うと、これらの製造は、抄紙機の形成部におけるセルロース繊維ウェブの形成から始まる。セルロース繊維ウェブは、繊維スラリー、すなわちセルロース繊維の水分散液を、形成部内の移動するフォーミングファブリック上に堆積させることにより、形成される。このスラリーから、フォーミングファブリックを介して多量の水が排出され、フォーミングファブリックの表面上にセルロース繊維ウェブが残る。

セルロース繊維ウェブはその後、空気流れによって、通気性乾燥（through-air-drying、ＴＡＤ）布またはベルトへ移送される。当該空気流れは、真空または吸引によりもたらされ、ウェブを偏向させ、少なくとも一部分においてＴＡＤ布またはベルトの地形にウェブを一致させることを強いる。移送点の下流で、ＴＡＤ布またはベルトに搬送されたウェブは、通気乾燥機を通過する。通気乾燥機で、ウェブへ向かいＴＡＤ布またはベルトを通過する加熱空気の流れが、ウェブを所望の程度に乾燥させる。最終的に、通風乾燥機の下流で、さらなるかつ完全な乾燥のために、ＴＡＤ布またはベルトの表面によって、ウェブはヤンキードライヤーの表面に固着され刷り込まれる。完全に乾燥したウェブはその後、ドクターブレードを用いてヤンキードライヤーの表面から除去されるが、これにより、ウェブは縮小または縮められ、そのバルク性を増大する。縮小されたウェブはその後、消費者への出荷および消費者による購入のために好適な形態への梱包を含む次なる処理用に、ロール上に巻き取られる。

上述したように、バルクのティッシュ製品を製造する多数の方法があり、前述の記載は、複数の方法に共通な一般的なステップの概要であると理解されたい。たとえば、ヤンキードライヤーの使用は必ずしも必要とは限らない。なぜなら、所定の状況では短縮することが所望されないため、また、ウェブを短縮するためにたとえば「湿式縮小（wet creping）」のような他の手段が既に行なわれていてもよいためである。

ＴＡＤ布は、抄紙機上で無限ループの形態をとり、かつコンベヤのように機能してもよいと認識されたい。さらに、製紙とは、かなりの速度で進行する連続工程であると認識されたい。つまり、形成部において繊維スラリーはフォーミングファブリック上に連続的に堆積され、一方、新たに製造された紙シートは、乾燥後にロール上に連続的に巻き取られる。

布は織成により作成され、経または機械方向（ＭＤ）と、緯または機械と直交する方向（ＣＤ）との両方において繰り返す織成パターンを有することを、当業者は理解するであろう。織成布は、多数の異なる形態をとる。たとえば、織成布は無端に織成されてもよく、平織りされてもよく、継ぎ目を有する実質的に無端な形態とされてもよい。得られる布は、外観上均一でなければならないこともまた認識されたい。つまり、形成された紙シー
トに望まれない特質をもたらす、織成パターンの突然の変化はない。加えて、形成されたティッシュに付与された任意のパターンのマーキングは、紙の特質に影響を与える。

現代の製紙用布は、それらが取り付けられる抄紙機の、製造される紙のグレードのための要求を満たすために設計された、多種の型式に製造される。概して、これら布は、モノフィラメントから織成された基布を備え、単層でも多層でもよい。糸は、典型的には、抄紙機用布技術において当業者によってこの目的で使用される、たとえばポリアミドやポリエステル樹脂のような、種々の合成ポリマー樹脂のうちの一つから成形される。

本出願は、少なくとも一部分において、バルクのティッシュ製造機の通風乾燥機に使用されるＴＡＤ布またはベルトに関するが、この他の用途を有してもよい。しかしながら、本出願は主としてＴＡＤ布に関する。

このような布はまた、相対的に坪量の高い連続した背景内に、相対的に坪量の低い分離した領域を有するセルロース繊維ウェブを形成するための、バルクのティッシュまたはタオル製造機の形成部において用いられてもよい。この種の布はまた、不織製品または布を製造するために用いられてもよい。これらは、隣接する領域よりも繊維密度が低く、そのためにたとえば水交絡のような処理によって不織製品の地形が変化された、分離した領域を有する。

多くの製品にとって、本来の目的で使用されるとき、特に、繊維セルロース製品がティッシュペーパー、トイレットペーパー、紙タオル、生理ナプキンまたはおむつであるとき、吸収性、強度、柔軟性および美観に係る特性は重要である。

バルク性、直交する方向の張力、吸収性および柔軟性は、ティッシュ、ナプキンおよびタオル紙のシートを製造するときに、特に重要な特質である。これらの特質を有する紙製品を製造するために、布はしばしば、その表面が地形的な可変性を示すように構成される。この地形的な可変性は、布の表面の単糸間の平面差として、しばしば計測される。たとえば、平面差は典型的には、隆起した緯糸または経糸の単糸間の高さの差として、または布の表面におけるＭＤナックル（knuckle）とＣＤナックルとの高さの差として、計測される。しばしば布の表面は、平面差がポケット深さとして計測され得る、ポケットを示す。

加えて、工業用の布の乾燥容量は、たとえばＴＡＤのような処理における使用のために、殊に重要である。典型的には、紙タオルを製造する製紙産業における標準的なＴＡＤ布の構造は、５杼口（shed）、３×２の織成パターンである。この構造は、より高い紙厚および吸収性を示し、そのためにシートの坪量をより小さくできる。トイレットペーパー製品に典型的に用いられる他の構造は、より高いシートの柔軟性をもたらすことを示した５杼口、４×１の織成パターンである。両方の構造は、高温高湿の、より良いシート特性を有するＴＡＤ環境において、強度を有することがわかった。布の設計者が理解するように、織成パターンにより形成されたポケット深さもまた重要であり、そのため多層の厚い布が試されている。しかしながら、これらの多層構造は、たとえば、当該構造が概してより多量の水を搬送することにより布の含水量が増加し、その結果、乾燥時間をより長くすることのような、いくつかの重大な短所をもたらす。ＴＡＤ処理を用いて、低密度で厚みの大きいティッシュのウェブを製造することに対する第一の仕組みは、布のポケット深さである。したがって、ティッシュのウェブの厚みを決定するのは、布のポケット深さである。上述された構造に係る詳細な検討により、経糸と緯糸との両方がポケットの深さの形成、ひいては限られたシート厚の生成に対する、主たる原因であることが示された。特に、一層構造においては、経糸よりも緯糸がポケット深さに係る優れた制御性を示す。それゆえに、緯糸の外形を従来の丸い糸に替えて三角形状または実質的に三角形状の断面形状に
変えることで、ポケット深さの増加をもたらし、その結果、より大きなシート厚さおよびその他の望ましいシートの特質をもたらすことが認められる。

本発明は、ティッシュペーパーおよび関連する製品を形成するために好ましい特質を示す、改良されたＴＡＤ布を提供する。

発明の要約
したがって、本発明はＴＡＤ布であるが、抄紙機の形成部、押圧部および乾燥部において使用されてもよい。たとえば、本発明は、複数の緯糸に織り合わされた複数の経糸を備える、抄紙機用布である。

本発明は、好ましくは、ＴＡＤ布であって、複数の緯糸に織り合わされた複数の経糸を備え、同一の網目および番手で深さおよび容積がより大きいポケットによって特徴付けられる、紙側の表面パターンを形成する。本発明に従った布では、緯糸は三角形の断面または実質的に三角形状の断面を有する。緯糸は、その平らな表面が布の機械側表面に対向して、配向されている。経糸と織り交ざる点で、経糸は三角形状の緯糸の上を越える、または下を通るので、深さおよび容積がより大きいポケットをＴＡＤ布内に形成する。

それゆえに、本発明の目的は、シートにパターンを刷り込むためにＴＡＤ布または組織化された布を活用する、ＴＡＤまたは他のシートを形成する処理において、たとえばシート厚、バルク性および吸収性などのシート特性を改善するために、工業用布のポケット深さおよびポケット容積を増加させることである。

本発明の他の目的は、布の空気透過性を増加させ、より効率のよい運転を行なうことである。

本発明のさらなる目的は、シートの乾燥率を改善し、したがってエネルギー消費量を低減することである。

本発明のさらに他の目的は、布の清掃性を向上させることである。
ここで、本発明は、以下に特定される図面を頻繁に参照しつつ、より完全な詳細について説明される。

本発明のより完全な理解のために、以下の説明および付随する図面が参照される。

本発明の好ましい実施の形態の、紙側の表面上の相対的なポケット寸法を強調する、紙側の図および表面の奥行きの図である。 本発明の教示に関連する布の断面図である。 本発明の教示に関連する布の断面図である。 標準的なＴＡＤ布の断面図である。 「家」形状の糸の断面図である。

好ましい実施例の詳細な説明
本発明は、好ましくは、布の紙側の表面におけるポケット深さおよびポケット容積の向上したＴＡＤ布である。このポケットの寸法は、織成パターン、網目、番手およびパター
ンに使用される糸の関数である。ポケットの寸法は、ＭＤ／ＣＤ寸法および／またはポケット深さにより特徴付けられる。ポケットは、使用される織成パターンによって形成された布表面のベース面から隆起する緯糸と経糸とによって、形成され、境界をつけられる。ポケットの寸法および深さは、たとえばとりわけ吸収性のような、これに伴うシート特性に影響を与える。

図１Ａは、本発明の好ましい実施の形態の、紙側の表面上の相対的なポケット寸法を強調する、紙側の図および表面の奥行きの図である。図１Ａに示すように、本実施の形態に従った布５０は、三角形の断面形状を有する緯糸２０を用いて形成される。緯糸２０を三角形の断面形状を有すると述べたが、実際には、断面形状は図１Ｂに示されるものである。図１Ｂに示されるように、緯糸２０は、わずかに丸くされた端部２２を含む、幾分または実質的に三角形の断面形状を有する。側部２４を有する正三角形状が示されるが、本目的に好適な他の三角形状もまた、望ましい結果を提供し得る。図１Ａでは、三角形の緯糸２０は横に延び、経糸１０は縦に延びることが示される。緯糸２０は、布５０の内部において、三角形の平坦な表面または側部２４が布５０の機械側に対向し、三角形の尖った側部が布５０の紙側または表面側に対向し、経糸１０が三角形の緯糸２０の上を越えまたは下を通って経糸１０と織り交ざる点を有して、より深いポケット深さを形成するような態様で、配向されてもよい。図１Ｃはまた、本実施の形態に従った布の形態のための経糸１０のうねりを示す。経糸１０に関し、円形の断面形状を有することが示されていることに留意する。本目的に好適な他の断面形状も可能である。このうねりに見られるように、布５０はより深いポケット３０，４０を有する。これらは、布５０の紙側の表面上において、対応して強調されている。布５０の紙側の表面に示された隆起した緯糸２０および隆起した経糸１０とは、これらが互いに織り合わさる点、または三角形の緯糸２０の上を超えまたは下を通るように経糸が織り交ざる点において、ポケット３０，４０を形成して、より深いポケット深さを形成することが認められ得る。

このような（平坦な表面が機械側に対向する）三角形の緯糸の配向はまた、本発明の背景において論じられた５杼口の織成構造の両方に対し、ボトルネックの形状を大きく変化させる。これは、定められた網目および番手に対して、布の空気透過性もまた向上させることを意味する。したがって、同じ網目および番手を保つことによって、本発明に従った布は、高温高湿のＴＡＤ環境における強度を維持し、より優れたシート厚と、吸収性または柔軟性とをもたらし、従来技術の欠点を克服する。

比較の観点から、図１Ｄに、図１Ｂに示す織成パターンと同一のパターンで織成されているが、円形の断面形状を有する糸を使用している、標準的なＴＡＤ布の断面図を示す。緯糸は２０’と指定され、経糸は１０’と指定されている。図１Ｄの３０’および４０’において形成されるポケット領域を、図１Ｂのポケット３０，４０と比較すると、実質的に三角形状の断面の糸のために、後者のポケットがより大きいことがわかる。たとえば、図１Ｂ中に「Ｘ」および図１Ｄ中に「Ｙ」と指定されている、隣接する糸との間の開口が見られる。したがって、糸の線密度は同一であるために、図１Ｂに示す布にはより大きなポケットが形成され、それに付随する利点が得られる。

本発明に従った布は、たとえば平織り、あや織り、緯または経の浮糸のみを有するシート表面、またはこれらの組合せのような、任意の織成パターンを用いて形成されてもよいことに留意する。本発明は、異なる寸法および形状のポケット、異なるポケット深さ、および異なる糸のうねりを有する、他の布の形態を包含することが意図される。したがって、本発明は、上記に開示された好ましい実施の形態に限定されるように解釈されるべきではない。

本発明に従った布は、好ましくは、モノフィラメントの糸のみを備える。ポリエステル、ナイロン、ポリアミドまたはその他のポリマーからなるものが好ましい。当業者により理解されるように、いずれかの糸として複数のポリマーの組合せを使用してもよい。布のＣＤ糸は、異なる寸法の三角形の断面形状の糸を有してもよく、たとえば円や他の形状のような三角形ではない異なる断面を有する糸と交互に入れ替えられてもよい。この交互の入れ替えは、本目的に好適な方法で、一本の糸ごと、または対の糸ごと、またはその他の偶数または奇数の糸の組合せごとであってもよい。同様に、ＭＤ糸は、一以上の異なる径を有する円形状の断面を有してもよい。さらに、三角形および円形の断面形状に加えて、たとえば図２に示す「家」形状の糸６０のような、他の形状が考えられる。その上、ＭＤ糸を含む糸のいくつかは、たとえば矩形状の断面形状のような他の断面形状、もしくは、たとえば三角形または実質的に三角形のような円形でない断面形状を有してもよい。

上記に対する改変は、当技術分野における当業者にとって明らかであるが、本発明の範囲を超えて改変するようなものではない。添付した特許請求の範囲は、そのような改変を包含するように解釈されるべきである。

Claims (14)

1. 抄紙機に用いられる布であって、
   複数の緯糸に織り合わされ、前記布の紙側の表面上にポケットを形成する、複数の経糸と、
   三角形状の断面を有する前記緯糸と、を備え、
   前記緯糸は、平坦な表面が前記布の機械側表面に対向して配向されており、
   前記経糸が前記緯糸と織り交ざる点は、深さおよび容積がより大きいポケットを前記布内に形成する、布。
2. 経糸および緯糸の複数のうねりを含む５杼口の織成パターンを有する、請求項１に記載の布。
3. 前記複数の経糸および前記複数の緯糸の少なくともいくつかは、ポリアミドの糸またはポリエステルの糸のいずれかである、請求項１に記載の布。
4. 前記布は、単層の通気性乾燥（ＴＡＤ）布である、請求項１に記載の布。
5. 前記複数の経糸の少なくともいくつかは、円形の断面形状、矩形の断面形状、円形でない断面形状、もしくは三角形状の断面形状のいずれかを有する、請求項１に記載の布。
6. 前記複数の緯糸の少なくともいくつかは、三角形状でない断面を有する、請求項１に記載の布。
7. 前記三角形状の緯糸と、三角形状でない緯糸とが、交互に入れ替えられ、対ごとに交互に入れ替えられ、または所望の本数の組みごとに交互に入れ替えられる、請求項１に記載の布。
8. 抄紙機に用いられる布を形成する方法であって、
   複数の経糸を複数の緯糸と織り合わせ、前記布の紙側の表面上にポケットを形成するステップと、
   前記緯糸が三角形状の断面を有するステップと、を備え、
   前記緯糸は、平坦な表面が前記布の機械側表面に対向して配向されており、
   前記経糸が前記緯糸と織り交ざる点は、深さおよび容積がより大きいポケットを前記布内に形成する、方法。
9. 前記布は、経糸および緯糸の複数のうねりを含む５杼口の織成パターンである、請求項８に記載の方法。
10. 前記複数の経糸および前記複数の緯糸の少なくともいくつかは、ポリアミドの糸またはポリエステルの糸のいずれかである、請求項８に記載の方法。
11. 前記布は、単層の通気性乾燥（ＴＡＤ）布である、請求項８に記載の方法。
12. 前記複数の経糸の少なくともいくつかは、円形の断面形状、矩形の断面形状、円形でない断面形状、もしくは三角形状の断面形状のいずれかを有する、請求項８に記載の方法。
13. 前記複数の緯糸の少なくともいくつかは、三角形状でない断面を有する、請求項８に記載の方法。
14. 前記三角形の緯糸と、三角形でない緯糸とが、交互に入れ替えられ、対ごとに交互に入れ替えられ、または所望の本数の組ごとに交互に入れ替えられる、請求項１３に記載の方法。