JP7048750B2 - 補助ボトム側ｍｄヤーンを有する製紙用多層フォーミング織物 - Google Patents

Description

本願は、２０１８年２月１２日に出願された米国仮特許出願第６２／６２９，３４８号の優先権および利得を主張するものであり、その開示内容は、参照することによって、その全体がここに含まれるものとする。

本願は、一般的に、製紙に関し、更に詳細には、製紙に用いられる織物に関する。

従来の長網式製紙プロセスでは、（「製紙原料（papert stock）」として知られる）セルロース繊維の水スラリーまたは懸濁液が、２つ以上のロール間を走行するワイヤおよび／または合成材料の織物から成るエンドレスベルトの上側走行部の上面に送給される。「フォーミング織物（forming fabric）」とも呼ばれるベルトは、その上側走行部の上面に製紙面をもたらす。製紙面は、製紙原料のセルロース繊維を水性媒体から分離することによって湿った紙ウエブを形成するためのフィルタとして機能する。水性媒体は、重量によって、または織物の上側走行部の下面（すなわち、「マシン側」）に準備された真空によって、フォーミング織物の（排水孔として知られる）メッシュ開口を通して排出される。

フォーミング区域を出た後、紙ウエブは、製紙機のプレス区域に移送される。プレス区域において、紙ウエブは、一般的に「プレスフェルト」と呼ばれる、他の織物によって被覆された１対または複数対の加圧ローラのニップに通される。ローラの圧力によって、更なる水分がウエブから除去されるが、この水分除去は、プレスフェルトの「バット層（batt layer）」の存在によって促進される。次いで、紙は、更なる水分除去のために、乾燥区域に移送される。乾燥された後、紙は、二次加工および包装のための準備が整えられることになる。

本明細書に用いられるマシン方向（ＭＤ）およびマシン横断方向（ＣＭＤ）という用語は、それぞれ、製紙機上の製紙用織物の走行の方向と一致する方向、および織物面と平行であって走行の方向を横断する方向を指している。同様に、織物のヤーンの上下方向に関連する記述（例えば、上、下、トップ側、ボトム側、直下、等）は、織物の製紙面が織物のトップ側にあり、織物のマシン側面が織物のボトム側にあることを前提としている。

典型的には、製紙用織物は、２つの基本的な製織技術の１つによってエンドレスベルトとして製造される。第１の技術によれば、平織プロセスによって平織りされた織物の両端が、多数の周知の接合方法のいずれかによって接合され、これによって、エンドレスベルトが形成される。周知の接合方法として、（一般的にスプライス加工として知られる）両端を一緒にほぐし、再び織る方法、またはピン継合せ可能なフラップまたは特別な折返しを各端に縫い付け、これらをピン継合せ可能なループに再び織る方法が挙げられる。現在、一部の織物に対して接合プロセスの少なくとも一部を自動化するために用いられる多数の自動接合機が市販されている。平織りされた製紙用織物では、経糸がマシン方向に延び、緯糸がマシン横断方向に延びる。

第２の基本的な製織技術では、織物は、無端製織プロセスによって、連続ベルトの形態に直接製織される。無端製織プロセスでは、経糸がマシン横断方向に延び、緯糸がマシン方向に延びる。前述の製織方法は、いずれも当業界において周知であり、本明細書に用いられる「エンドレスベルト（endless belt）」という用語は、本明細書では、上記の方法のいずれかによって作製されたベルトを指している。

製紙において、特に、湿ったウエブを最初に形成する製紙機のフォーミング区域の製紙工程では、効果的なシートおよび繊維の支持は、重要な検討事項である。加えて、フォーミング織物は、製紙機上を高速で走行する時に良好な安定性を示すべきであり、且つ製紙機のプレス区域に移送される時にウエブに残る水の量を低減させるために高透過性を有していると好ましい。テッシュペーパおよび上質紙（すなわち、上質印刷、炭素化、巻きタバコ、蓄電池、等に用いられる紙）の用途では、製紙面は、極めて微細に織られた構造または微細なワイヤメッシュ構造を備えている。

典型的には、上質紙およびテッシュペーパの用途に用いられるような微細に織られた織物は、少なくとも何本かの比較的小径のマシン方向ヤーンまたはマシン横断方向ヤーンを含んでいる。しかし、残念ながら、このようなヤーンは、傷みやすく、織物の表面寿命を短縮させる。更に、小径ヤーンの使用は、織物の機械的安定性（特に、伸張抵抗、捻じれ抵抗、狭幅傾向、および剛性に関する機械的安定性）を悪化させ、織物の耐用寿命および性能の両方に悪影響を及ぼすことがある。

繊細に織られた織物に関連するこれらの問題に対処するために、多層フォーミング織物が開発されてきている。多層フォーミング織物は、紙形成を容易にするために微細なメッシュヤーンから成る紙形成面および強度および耐久性をもたらすために粗大メッシュヤーンから成る機械接触面を備えている。例えば、微細な紙形成面およびより耐久性のあるマシン側面を有する織物を形成するために、２組のマシン横断方向ヤーンと織られる１組のマシン方向ヤーンを用いる織物が作製されてきている。これらの織物は、一般的に「２層（double layer）」織物と呼ばれる織物の分類の一部を成す。同様に、微細メッシュの紙側織物層および他の粗大メッシュのマシン側織物層を形成する２組のマシン方向ヤーンおよび２組のマシン横断方向ヤーンを備える織物が作製されてきている。一般的に「３層（triple layer）」織物と呼ばれる織物の分類の一部を成すこれらの織物では、従来より、２つの織物層は、典型的には、別の接結ヤーンによって一緒に接結されている。しかし、今日では、２つの織物層は、一組または複数組のボトム側およびトップ側のマシン横断方向ヤーンおよびマシン方向ヤーンの一部を用いて、更に多くの点において接結されている。２層織物および３層織物は、単層織物と比較して、追加的な組のヤーンを含むので、一般的に、比較し得る単層織物よりも大きいキャリパ（caliper）を有している（すなわち、厚くなっている）。例示的な２層織物は、Thompsonに付与された特許文献１に示されており、例示的な３層織物は、Osterbergに付与された特許文献２、Vohringerに付与された特許文献３、Wardに付与された特許文献４，５およびTroughtonに付与された特許文献６に示されている。

特許文献５は、三層織物を開示している。この三層織物では、接結ヤーン対がマシン横断方向に延び、実質的に製紙面の「織込み」を完結させることによって製紙面の一部を形成し、その一方、ボトム層にも織り込まれている。特許文献５に開示されるこの織物は、同数のトップ側マシン方向ヤーンおよびボトム側マシン方向ヤーンを有している。このような織物は、（特に接結ヤーンが製紙面の織込みの一部とされることによって）優れた製紙面をもたらし、層内摩耗に対処することが分かっている。特許文献７は、ＭＤ接結ヤーンを用いる同様の概念を示している。

フォーミング織物からの水の効率的な排出は、製紙の課題である。効率的な排水をもたらすための１つの解決策が、本発明の譲受人に譲渡されたBaumannに付与された特許文献８において提案されている。この特許文献の開示内容は、参照することによってここに含まれるものとする。特許文献８は、効率的な排水をもたらすために織物内の隙間によって形成される改変された通路の使用を記載している。また、特許文献８は、排水効率を改良するための計算によって求められる「排水因子」および「通路因子」の使用を提案している。この概念を発展させる更なる織物が提供されることが望まれている。

米国特許第４，４２３，７５５号明細書 米国特許第４，５０１，３０３号明細書 米国特許第５，１５２，３２６号明細書 米国特許第５，４３７，３１５号明細書 米国特許第５，９６７，１９５号明細書 米国特許第６，７４５，７９７号明細書 米国特許第６，８９６，００９号明細書 米国特許第８，２５１，１０３号明細書

第１の態様によれば、本発明の実施形態は、一連の繰返しユニットを備える製紙用織物に関する。繰返しユニットの各々は、第１の直径を有する一組のトップ側ＭＤヤーンと、第１の直径よりも大きい第２の直径を有する一組のボトム側ＭＤヤーンと、第１の直径を有する一組の補助ボトム側ＭＤヤーンと、トップ側織物層を形成するようにトップ側ＭＤヤーンと織られた一組のトップ側ＣＭＤヤーンと、ボトム側織物層を形成するようにボトム側ＭＤヤーンおよび補助ボトム側ＭＤヤーンと織られた一組のボトム側ＣＭＤヤーンと、対で配置された一組の接結ヤーンであって、対の接結ヤーンの少なくとも１本がトップ側およびボトム側織物層と織られている、対で配置された一組の接結ヤーンと、を備えている。

第２の態様によれば、本発明の実施形態は、一連の繰返しユニットを備える製紙用織物に関する。繰返しユニットの各々は、一組のトップ側ＭＤヤーンと、一組のボトム側ＭＤヤーンと、一組の補助ボトム側ＭＤヤーンと、トップ側織物層を形成するようにトップ側ＭＤヤーンと織られた一組のトップ側ＣＭＤヤーンと、ボトム側織物層を形成するようにボトム側ＭＤヤーンおよび補助ボトム側ＭＤヤーンと織られた一組のボトム側ＣＭＤヤーンと、対で配置された一組の接結ヤーンであって、対の接結ヤーンの少なくとも１本がトップ側およびボトム側織物層と織られている、対で配置された一組の接結ヤーンと、を備えている。補助ボトム側ＭＤヤーンの各々は、隣接するボトム側ＭＤヤーンのボトム側ＣＭＤヤーンに対する織込み順序と同一のボトム側ＣＭＤヤーンに対する織込み順序に従っている。

第３の態様によれば、本発明の実施形態は、一連の繰返しユニットを備える製紙用織物に関する。繰返しユニットの各々は、一組のトップ側ＭＤヤーンと、一組のボトム側ＭＤヤーンと、一組の補助ボトム側ＭＤヤーンと、トップ側織物層を形成するようにトップ側ＭＤヤーンと織られた一組のトップ側ＣＭＤヤーンと、ボトム側織物層を形成するようにボトム側ＭＤヤーンおよび補助ボトム側ＭＤヤーンと織られた一組のボトム側ＣＭＤヤーンと、対で配置された一組の接結ヤーンであって、対の接結ヤーンの少なくとも１本がトップ側およびボトム側織物層と織られている、対で配置された一組の接結ヤーンと、を備えている。補助ボトム側ＭＤヤーンの各々は、隣接するボトム側ＭＤヤーンが下にナックルを形成するボトム側ＣＭＤヤーンの下にナックルを形成するように、ボトム側ＣＭＤヤーンと織られている。

本発明の実施形態による製紙用フォーミング織物の繰返しユニットの上面図である。 図１の織物の底面図である。 図１の織物の典型的なトップ側ＣＭＤヤーンの断面図である。 図１の織物の典型的な対の接結ヤーンの断面図である。 図１の織物の典型的なボトム側ＭＤヤーンの断面図である。 本発明の実施形態による製紙用フォーミング織物の繰返しユニットの上面図である。 図６の織物の底面図である。 図６の織物の２本の典型的なトップ側ＣＭＤヤーンの断面図である。 図６の織物の典型的な対の接結ヤーンの断面図である。 図６の織物の典型的なボトム側ＭＤヤーンおよび補助ボトム側ＭＤヤーンの断面図である。 本発明の実施形態による製紙用フォーミング織物の繰返しユニットの上面図である。 図１１の織物の底面図である。 図１１の織物の典型的なトップ側ＣＭＤヤーンの断面図である。 図１１の織物の典型的な対の接結ヤーンの断面図である。 図１１の織物の典型的なボトム側ＭＤヤーンおよび補助ボトム側ＭＤヤーンの断面図である。 ３つの異なる織物において流れ抵抗を織物深さの関数としてプロットしたグラフである。

以下、図示される本発明の実施形態に基づき、本発明を更に十分に説明する。しかし、本発明は、種々の形態で実施されてもよく、本明細書に記載される実施形態に制限されると解釈されるべきはない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が十分且つ完全であって、本発明の範囲を当業者に十分に知らしめるために、提示されている。図面において、同様の番号は、全体を通して同様の要素を指すものとする。いくつかの構成部品については、明瞭にするために、それらの厚みおよび寸法が誇張されることがある。

特段の規定がない限り、本明細書に用いられる（技術用語および科学用語を含む）全ての用語は、本発明が属する技術分野における当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有している。一般的に用いられる辞書に定義されるような用語は、関連技術の文脈における意味と一致している意味を有するものと解釈されるべきであり、本明細書に明示的に規定されない限り、理想化された意味または過度に形式的な意味に解釈されてはならないことを更に理解されたい。

本明細書に用いられる専門用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的とし、本発明を制限することを意図するものではない。本明細書に用いられる単数形の「a」、「an」および「the」は、文脈が明らかに別のことを示さない限り、複数形も含むことが意図されている。「～を備える（comprise）」および／または「～を備えている（comprising）」という用語は、本明細書に用いられる時、記載される特徴、完全体、工程、操作、要素、および／または構成部品の存在を特定するが、１つまたは複数の他の特徴、完全体、工程、操作、要素、構成部品、および／またはそれらの群の存在または追加を排除するものではないことを更に理解されたい。本明細書に用いられる「および／または」という用語は、１つまたは複数の関連して列挙されている項目のいずれかの組合せおよびあらゆる組合せを含んでいる。

加えて、「～の下に」、「~の下方に」、「～の下側の」、「～の上方に」、「～の上側の」、等の空間に関連する用語は、本明細書で、図面に示される１つの要素または特徴部と１つまたは複数の他の要素または特徴部との関係を示す記述を容易にするために用いられる。空間に関連する用語は、図面に描かれる方位に加えて、使用時または操作時における装置の別の方位も含むことが意図されていることを理解されたい。装置は、図示される以外の方向に配向されることもあり、（例えば、９０°または他の方位に回転することもあり）、この場合、本明細書に用いられる空間に関連する用語も、これに応じて、解釈されるとよい。

周知の機能または構成は、簡素化および／または明瞭化のために、詳細に説明されないことがある。

以下、図面を参照すると、総称的に１００で表される製紙用フォーミング織物の繰返しユニットが、図１－５に示されている。図１は、織物１００の紙側または「トップ」側を示し、図２は、織物１００のマシン側（すなわち、本明細書において織物１００の「ボトム」側とも呼ばれる、製紙機に面する側）を示している。

図１は、織物１００のトップ層１０２を示している。トップ層１０２は、１２本のトップ側ＭＤヤーン１－１２、８本のトップ側ＣＭＤヤーン２１－２８、および８対の接結ヤーン３１ａ，３１ｂ－３８ａ，３８ｂを備えている。各接結対は、互いに隣接するトップ側ＣＭＤヤーン間に位置している。トップ側ＭＤヤーン１－１２、トップ側ＣＭＤヤーン２１－２８、および、接結ヤーン対３１ａ，３１ｂ－３８ａ，３８ｂは、互いに織り合され、トップ層１０２に平織面を形成している。

図１，３から分かるように、代表的なトップ側ＣＭＤヤーン、例えば、トップ側ＣＭＤヤーン２１は、トップ側ＭＤヤーン１－１２と織られる時、「上１／下１」の順序に従っている。更に具体的には、トップ側ＣＭＤヤーン２１は、トップ側ＭＤヤーン１，３，５，７，９，１１の上およびトップ側ＭＤヤーン２，４，６，８，１０, １２の下を通過している。他のトップ側ＣＭＤヤーン２２－２８も、それぞれ、同じ順序に従っている。

図１，４から分かるように、対の接結ヤーン３１ａ，３１ｂ－３８ａ，３８ｂは、以下のパターンに従って、対応するトップ側ＭＤヤーンおよびボトム側ＭＤヤーンと織られている。繰返しユニットの接結ヤーンの各々は、２つの部分、すなわち、トップ側ＭＤヤーンと織られる繊維支持部分と、トップ側ＭＤヤーンの下を通って、図示の実施形態では、ボトム側ＭＤヤーンと織られる接結部分とに分かれている。繊維支持部分および接結部分は、「移行（transitional）」トップ側ＭＤヤーンにおいて分かれている。移行トップ側ＭＤヤーンの下において、接結ヤーン対の一方の接結ヤーンは、該接結ヤーン対の他方の接結ヤーンと交差する。各対の接結ヤーンは、該対の一方のヤーンの繊維支持部分が該対の他方のヤーンの接結部分の上に位置するように互いに織り合されている。各対の一方の接結ヤーンの繊維支持部分は、５本のトップ側ＭＤヤーンに交互に織られている（すなわち、３本のトップ側ＭＤヤーンの上および２本のトップ側ＭＤヤーンの下を交互に通過している）。一方、この対の他方の接結ヤーンの繊維支持部分は、繰返しユニットの他の３本のトップ側ＭＤヤーンの上およびこれらの３本のトップ側ＭＤヤーン間に位置する他の２本のトップ側ＭＤヤーンの下を通過している。これらの接結ヤーンは、いずれも、移行トップ側ＭＤヤーンの下を通過している。従って、各対の接結ヤーンは、トップ側ＣＭＤヤーンの「上１／下１」のパターンと同様の「上１／下１」のパターンに従って、６本のトップ側ＭＤヤーンの上および６本のトップ側ＭＤヤーンの下を通過している。

接結ヤーン対３２ａ，３２ｂによって例示されている図４において、各接結ヤーンは、５本のトップ側ＭＤヤーンと織られ（すなわち、３本のトップ側ＭＤヤーンの上および２本のトップ側ＭＤヤーンの下を交互に通過し）、１本のボトム側ＭＤヤーンの下を通過している。例えば、接結ヤーン３２ａは、トップ側ＭＤヤーン２，４，６の上およびトップ側ＭＤヤーン３，５の下を通過し、且つ（以下に述べるように）、ボトム側ＭＤヤーン４６の下を通過している。一方、接結ヤーン３２ｂは、トップ側ＭＤヤーン８，１０，１２の上およびボトム側ＭＤヤーン９，１１の下を通過している。従って、接結ヤーン３２ａ，３２ｂ（および他の各接結ヤーン対）は、一緒になって、接結ヤーン３２ａ，３２ｂに続いて「上１／下１」の順序で織り込まれる１本のトップ側ＣＭＤヤーンと同等の機能を果たすことになる。その結果、トップ側ＭＤヤーン１－１２、トップ側ＣＭＤヤーン２１－２８、およびトップ側ＭＤヤーンと織られる接結ヤーン３１ａ－３１ｂ－３８ａ，３８ｂの部分は、一緒になって、トップ層１０２に平織面を形成する。このようなトップ面の構成は、周知であり（例えば、Wardに付与された米国特許第５，９６７，１９５号に例示されており）、ここでは詳細に説明しないことにする。なお、この文献の開示内容は、ここに含まれるものとする。

図２を参照すると、織物１００のマシン側は、ボトム層１０１を形成するために、８本のボトム側ＭＤヤーン４１－４８と、４本の補助ボトム側ＭＤヤーン４２ａ，４４ａ，４６ａ，４８ａと、８本のボトム側ＣＭＤヤーン５１－５８とを備えている。説明のための例として、（トップ側ＭＤヤーン１－１２と同様の太さを有し、従って、ボトム側ＭＤヤーン４１－４８よりも細い）補助ボトム側ＭＤヤーン４２ａ，４４ａ，４６ａ，４８ａは、それぞれ、ボトム側ＭＤヤーン４２，４４，４６，４８と対にされ、これらの対にされたボトム側ＭＤヤーンの織パターンと同一の織パターンで織り込まれている。ボトム側ＭＤヤーン４１－４８および補助ボトム側ＭＤヤーン４２ａ，４４ａ，４６ａ，４８ａは、「上３／下１／上３／下１」の順序に従って、ボトム側ＣＭＤヤーン５１－５８と織られている。（なお、参照のために、本明細書における「上」および「下」という用語は、図１および図３－５に示されるように、織物１０の紙側を「上」とし、マシン側を「下」とした場合に基づいているので、図２の底面図において他のヤーンの「上」を通過しているように見えるヤーンは、実際には他のヤーンの「下」を通過していることを理解されたい）。例えば、ボトム側ＭＤヤーン４４は、ボトム側ＣＭＤヤーン５１－５３の上、ボトム側ＣＭＤヤーン５４の下、ボトム側ＣＭＤヤーン５５－５７の上、およびボトム側ＣＭＤヤーン５８の下を通過している。補助ボトム側ＭＤヤーン４２ａ，４４ａ，４６ａ，４８ａは、それぞれ、ボトム側ＭＤヤーン４２，４４，４６，４８に同じように織られている。

図２，５を参照すると、各ボトム側ＭＤヤーンは、ボトム側ＭＤヤーンによって形成された「ナックル（knuckle）」によって４枚破れ斜文織パターンをボトム面にもたらすように、そのすぐ隣接するボトム側ＭＤヤーンから位置ずれしている。例えば、ボトム側ＭＤヤーン４１は、ボトム側ＣＭＤヤーン５２，５６の下を通過し、ボトム側ＭＤヤーン４２は、ボトム側ＣＭＤヤーン５３，５７の下を通過し、ボトム側ＭＤヤーン４３は、ボトム側ＣＭＤヤーン５１，５５の下を通過し、ボトム側ＭＤヤーン４４は、ボトム側ＣＭＤヤーン５４，５８の下を通過している。残っているボトム側ＭＤヤーン４５－４８も、同様の位置ずれパターンに従っている（図２参照）。

また、ボトム層１０１は、接結ヤーン３１ａ，３１ｂ－３８ａ，３８ｂによってボトム側ＭＤヤーン４１－４８および補助ボトム側ＭＤヤーン４２ａ，４４ａ，４６ａ，４８ａの下に形成されたナックルを備えている。これらのナックルは、４枚破れ斜文織パターンを形成している。例えば、接結ヤーン３１ａ，３１ｂは、ボトム側ＭＤヤーン４１，４５の下にナックルを形成し、接結ヤーン３２ａ，３２ｂは、ボトム側ＭＤヤーン４２，４６の下（同様に、補助ボトム側ＭＤヤーン４２ａ，４６ａの下）にナックルを形成し、接結ヤーン３３ａ，３３ｂは、ボトム側ＭＤヤーン４４，４８の下（同様に、補助ボトム側ＭＤヤーン４４ａ，４８ａの下）にナックルを形成し、接結ヤーン３４ａ，３４ｂは、ボトム側ＭＤヤーン４３，４７の下にナックルを形成している。同様のパターンが、接結ヤーン３５ａ，３５ｂ－３８ａ，３８ｂに対して繰り返されている（図２，４参照）。

当業者であれば、接結ヤーン対３１ａ，３１ｂ－３８ａ，３８ｂの各々の両方の接結ヤーンがトップ側ＭＤヤーンと織られると共にボトム側ＭＤヤーンの下に織られているが、いくつか実施形態では、対の一方の接結ヤーンのみがボトム側ＭＤヤーンの下に織られ、該対の他方の接結ヤーンは、織られる代わりにトップ側およびボトム側ＭＤヤーン間に通されてもよいことを理解するだろう。この所謂「見掛け（phantom）」の接結ヤーンは、例えば、Wardに付与された米国特許第７，９３１，０５１号に記載されている。この文献の開示内容は、参照することによって、その全体がここに含まれるものとする。

図６－１０を参照すると、総称的に２００で表される本発明の実施形態によるフォーミング織物の繰返しユニットが示されている。繰返しユニット２００は、１２本のトップ側ＭＤヤーン２０１－２１２と、８本のトップ側ＣＭＤヤーン２２１－２２８と、４対の接結ヤーン２３１ａ，２３１ｂ－２３４ａ，２３４ｂと、８本のボトム側ＭＤヤーン２４１－２４８と、４本の補助ボトム側ＭＤヤーン２４１ａ，２４３ａ，２４５ａ，２４７ａと、８本のボトム側ＣＭＤヤーン２５１－２５８とを備えている。以下、これらのヤーンの織込みについて説明する。

図６を最初に参照すると、織物２００のトップ面が示されている。トップ側ＣＭＤヤーン２２１－２２８および接結ヤーン２３１ａ，２３１ｂ－２３４ａ，２３４ｂは、２本のトップ側ＣＭＤヤーンに１対の接結ヤーンが続く交互パターンに従って配置されている。図６に例示されるように、トップ側ＣＭＤヤーン２２１，２２２が接結対２３１ａ，２３１ｂに続き、次いで、接結ヤーン対２３２ａ，２３２ｂがトップ側ＣＭＤヤーン２２２に続いている。「接結ヤーン対／２本のＣＭＤヤーン」のこのパターンは、繰返しユニットの全体に及んでいる。

トップ側ＣＭＤヤーン２２１－２２８の各々は、「上１／下１」の順序でトップ側ＭＤヤーンと織られている。２本のトップ側ＣＭＤヤーンは、１対の接結ヤーン間に位置しているので、トップ側ＭＤヤーンの上を交互に通過する。このパターンは、図８に示されている。図示されるように、トップ側ＣＭＤヤーン２２２は、トップ側ＭＤヤーン２０２，２０４，２０６，２０８，２１０，２１２の上を通過し、トップ側ＣＭＤヤーン２２１は、トップ側ＭＤヤーン２０１，２０３，２０５，２０７，２０９，２１１の上を通過している。

各接結ヤーン２３１ａ，２３１ｂ－２３４ａ，２３４ｂの繊維支持部分は、隣接するトップ側ＣＭＤヤーンが下を通過するトップ側ＭＤヤーンの上および隣接するトップ側ＣＭＤが上を通過するトップ側ＭＤヤーンの下を通過する。例えば、図９に示されるように、接結ヤーン２３２ａの繊維支持部分は、トップ側ＭＤヤーン２０１，２０３，２０５の上およびトップ側ＭＤヤーン２０２，２０４の下を通過し、接結ヤーン２３２ｂの繊維支持部分は、トップ側ＭＤヤーン２０７，２０９，２１１の上およびトップ側ＭＤヤーン２０８，２１０の下を通過している。接結ヤーン２３２ａ，２３２ｂは、いずれも移行トップ側ＭＤヤーン２０６，２１２の下を通過している。残っている接結ヤーン対は、同じように織られるが、隣接する接結ヤーン対から３本のトップ側ＭＤヤーンの分だけ位置ずれする。このようにして、接結ヤーン２３１ａ，２３１ｂ－２３４ａ，２３４ｂおよびトップ側ＣＭＤヤーン２２１－２２８は、トップ側ＭＤヤーン２０１－２１２と織られ、平織パターンを形成することになる（図６参照）。

図７，１０を参照すると、織物のボトム面が示されている。ボトム側ＭＤヤーン２４１－２４８は、「上７／下１」のパターンに従ってボトム側ＣＭＤヤーン２５１－２５８と織られている（図７は、織物２００の底面図であり、図６の図と逆であり、ボトムＭＤヤーンが４本のボトム側ＣＭＤヤーンの「上」を通過するという記述は、図９の「上」および「下」の方向ではなく、むしろ図６および図８－１０の「上」および「下」の方向を基準とすることに留意されたい）。例えば、ボトム側ＭＤヤーン２４１は、ボトム側ＣＭＤヤーン２５１，２５２の上、ボトム側ＣＭＤヤーン２５３の下、およびボトム側ＣＭＤヤーン２５４－２５８の上を通過している（図１０参照）。残っているボトム側ＭＤヤーンは、同様のパターンに従い、各ボトム側ＭＤヤーンは、その隣接するボトム側ＭＤヤーンから位置ずれし、２破れ斜文織パターンを形成することになる。

補助ボトム側ＭＤヤーン２４１ａ，２４３ａ，２４５ａ，２４７ａは、「上５／下１／上１／下１」の順序または「上２／下１／上４／下１」の順序のいずれかに従って、ボトム側ＣＭＤヤーン２５１－２５８と織られている。補助ボトム側ＭＤヤーンの各「下１」のナックルは、該補助ボトム側ＭＤヤーンを挟むボトム側ＭＤヤーンの「下１」のナックルと真っすぐに並んでいる。例えば、補助ボトム側ＭＤヤーン２４１ａは、（該補助ボトム側ＭＤヤーン２４１ａのいずれかの側に位置する）ボトム側ＭＤヤーン２４１，２４２が下にナックルを形成するボトム側ＣＭＤヤーン２５１，２５３の下にナックルを形成している（図１０参照）。残っている補助ボトム側ＭＤヤーンも同様に、それらの隣接するボトム側ＭＤヤーンによって形成されたナックルと真っすぐに並ぶナックルを形成することになる。

また、接結ヤーン２３１ａ，２３１ｂ－２３４ａ，２４３ｂの各々の接結部分は、２本のボトム側ＭＤヤーンの下に織られ、この場合、対の接結ヤーンは、２本のボトム側ＭＤヤーンの分だけ互いに分離したボトム側ＭＤヤーンの下に織られる。例えば、図9に示されるように、接結ヤーン２３２ａは、ボトム側ＭＤヤーン２４６，２４７の下を通過し、接結ヤーン２３２ｂは、ボトム側ＭＤヤーン２４２，２４３の下を通過している。互いに隣接する対の接結ヤーンは、２本のボトム側ＭＤヤーンの分だけ互いにオフセットされている。

図１１－１５を参照すると、総称的に３００で表される本発明の実施形態によるフォーミング織物の繰返しユニットが示されている、繰返しユニット３００は、１２本のトップ側ＭＤヤーン３０１－３１２と、６本のトップ側ＣＭＤヤーン３２１－３２６と、４対の接結ヤーン３３１ａ，３３１ｂ－３３４ａ，３３４ｂと、８本のボトム側ＭＤヤーン３４１－３４８と、４本の補助ボトム側ＭＤヤーン３４２ａ，３４４ａ，３４６ａ，３４８ａと、４本のボトム側ＣＭＤヤーン３５１－３５４と、を備えている。以下、これらのヤーンの織込みについて説明する。

図１１を参照すると、織物３００のトップ面が示されている。トップ側ＣＭＤヤーン３２１－３２６および接結ヤーン３３１ａ，３３１ｂ－３３４ａ，３３４ｂは、１本のトップ側ＣＭＤヤーンに1対の接結ヤーンが続き、次いで、２本のトップ側ＣＭＤヤーンに他の対の接結ヤーンが続くパターンに従って配置されている。図１１に例示されるように、トップ側ＣＭＤヤーン３２１に接結対３３１ａ，３３１ｂが続き、次いで、２本のトップ側ＣＭＤヤーン３２２，３２３に接結ヤーン対３３２ａ，３３２ｂが続いている。「1本のトップ側ＣＭＤヤーン／接結ヤーン対／２本のトップ側ＣＭＤヤーン／接結ヤーン対」のこのパターンは、繰返しユニットの全体に及んでいる。

トップ側ＣＭＤヤーン３２１－３２６の各々は、「上１／下１」の順序に従ってトップ側ＭＤヤーンと織られている。このパターンは、図１３に示されている。図示のように、トップ側ＣＭＤヤーン３２１は、トップ側ＭＤヤーン３０１，３０３，３０５，３０７，３０９，３１１の上およびトップ側ＭＤヤーン３０２，３０４，３０６，３０８，３１０，３１２の下を通過している。

各接結ヤーン３３１ａ，３３１ｂ－３３４ａ，３３４ｂの繊維支持部分は、隣接するトップ側ＣＭＤヤーンが下を通過するトップ側ＭＤヤーンの上を通過し、隣接するトップ側ＣＭＤヤーンが上を通過するトップ側ＭＤヤーンの下を通過している。例えば、図１４に示されるように、接結ヤーン３３１ａの繊維支持部分は、トップ側ＭＤヤーン３０２，３１０，３１２の上およびトップ側ＭＤヤーン３０１，３１１の上を通過している。一方、接結ヤーン３３１ｂの繊維支持部分は、トップ側ＭＤヤーン３０４，３０６、３０８の上およびトップ側ＭＤヤーン３０５，３０７の下を通過している。接結ヤーン３３１ａ，３３１ｂは、いずれも移行トップ側ＭＤヤーン３０３，３０９の下を通過している。残っている接結ヤーン対も同様に織られるが、これらの接結対は、隣接する接結対から位置ずれし、２破れ斜文織パターンを形成する。このようにして、接結ヤーン３３１ａ，３３１ｂ－３３４ａ，３３４ｂおよびトップ側ＣＭＤヤーン３２１－３２６は、トップ側ＭＤヤーン３０１－３１２と織られ、平織パターンを形成することになる（図１１参照）。

図１２，１５を参照すると、織物のボトム面が示されている。ボトム側ＭＤヤーン３４１－３４８は、「上３／下１のパターン」に従って、ボトム側ＣＭＤヤーン３５１－３５４と織られている（図１２は、織物３００の底面図であり、図１１の図と逆であり、ボトム側ＭＤヤーンが４本のボトム側ＣＭＤヤーンの「上」を通過するという記述は、図１２の「上」および「下」の方向ではなく、むしろ図１１および図１３－１５の「上」および「下」の方向を基準とすることに留意されたい）。例えば、ボトム側ＭＤヤーン３４２は、ボトム側ＣＭＤヤーン３５１－３５３の上およびボトム側ＣＭＤヤーン３５４の下を通過している（図１５参照）。残っているボトム側ＭＤヤーンも同様のパターンに従い、各ボトム側ＭＤヤーンは、その隣接するボトム側ＭＤヤーンから位置ずれし、２破れ斜文綾パターンを形成することになる。

補助ボトム側ＭＤヤーン３４２ａ，３４４ａ，３４６ａ，３４８ａは、「上３／下１」の順序に従ってボトム側ＣＭＤヤーン３５１－３５４と織られている。補助ボトム側ＭＤヤーンの各「下１」のナックルは、対になる隣接するボトム側ＭＳヤーンの「下１」のナックルと真っすぐに並んでいる。例えば、補助ボトム側ＭＤヤーン３４２ａは、対になるボトム側ＣＭＤヤーン３４２が下にナックルを形成するボトム側ＣＭＤヤーン３５２の下にナックルを形成している（図１５参照）。残っている補助ボトム側ＭＤヤーンも、同様にそれらの隣接するボトム側ＭＤヤーンによって形成されるナックルと真っすぐに並ぶナックルを形成することになる。

また、接結ヤーン３３１ａ，３３１ｂ－３３４ａ，３３４ｂの各々の接結部分は、１本のボトム側ＭＤヤーンの下に織られ、この場合、対の接結ヤーンは、３本のボトム側ＭＤヤーンの分だけ互いに分離したボトム側ＭＤヤーンの下に織られる。例えば、図１４に示されるように、接結ヤーン３３１ａは、ボトム側ＭＤヤーン３４８（および補助ボトム側ＭＤヤーン３４８ａ）の下を通過し、接結ヤーン３３１ｂは、ボトム側ＭＤヤーン３４４（および補助ボトム側ＭＤヤーン３４４ａ）の「下」を通過している。隣接する接結ヤーン対は、互いに位置ずれし、２破れ斜文綾パターンを形成している。

当業者であれば、６本のトップ側ＣＭＤヤーン、４対のＣＭＤ接結ヤーン、および４本ののボトム側ＣＭＤヤーンの合計は、ボトム側ＣＭＤヤーン（すなわち、ボトム側ＣＭＤヤーンの数）に対するトップ側ＣＭＤヤーン（すなわち、トップ側ＣＭＤヤーンの数＋接結対の数）の有効な比率である５：２をもたらすことを理解するであろう。例えば、Wardに付与された米国特許第８，１９６，６１３号において検討されているこの比率は、浸透性、繊維支持、安定性、および摩耗量を含む優れた特性バランスを有する織物を提供することを可能にする。特に、ＣＭＤ繊維支持は、２：１の比率を有する織物によっても改良されるが、その理由は、単位長さ当たりのトップ側ＣＭＤヤーンの数が多いからである。いくつかの実施形態では、５：３の比率が用いられてもよい。

当業者であれば、種々の太さのヤーンが本発明の織物実施形態に用いられてもよいことを理解するだろう。例えば、トップ側ＭＤヤーン、トップ側ＣＭＤヤーン、補助ボトム側ＭＤヤーン、および接結ヤーンは、約０．１０ｍｍから０．２０ｍｍの間の直径を有しているとよく、ボトム側ＭＤヤーンは、約０．１８ｍｍから０．４０ｍｍの間の直径を有しているとよく、ボトム側ＣＭＤヤーンは、０．２０ｍｍから０．５０ｍｍの間の直径を有しているとよい。本発明の実施形態による織物のメッシュが変更されてもよい。例えば、トップ面のメッシュの縦横比（epcm×ppcm）は、約２０×３０から３０×５０に変更されてもよく、全メッシュは、６０×４５から９０×７５に変更されてもよい。更に具体的には、織物１００，２００に用いられるヤーンは、表１に記載されるように選択されるとよい。

図１１－１５の繊維３００の特定の実施形態におけるパラメータは、表２に記載されている。

織物１００，２００，３００の織パターンは、前述のBaumannの特許に記載される種類の改変された排水通路をもたらすことができる。しかも、これは、ボトム側ＭＤヤーンの本数が、トップ側ＭＤヤーンの太さを有するヤーン（すなわち、補助ボトム側ＢＭヤーン）によって、主ボトム側ＭＤヤーンの本数よりも多くなっている織物によって、達成される。このように構成することによって、（紙側ＣＭＤヤーンの本数を維持するかまたは増大させながら）マシン側ＭＤヤーンの本数に対する紙側ＭＤヤーンの本数を相対的に減少させ、これによって、織物の排水を改良することができるBaumannの特許に記載される排水通路と同程度の排水通路が得られるまで、紙側開口領域を増大させ、マシン側開口領域を低減させることができる。一例を挙げると、図１６は、織物の厚みに対する流れ圧力を示すグラフである。「織物３」の符号が付された線は、図１１－１５の織物を表している。この織物３は、同様の先行技術による織物と比べて織物の紙側およびマシン側のいずれにおいても排水圧が減少していることを示している。また、流れ速度は、織物の紙側において減少している。

また、紙側ＣＭＤヤーンの本数および／または直径を減少させることなく紙側開口面積を増大させることによって、表面摩耗および内部摩耗を維持または改良することができる。これによって、特に長浮きボトム織の織物に対して、該織物の安定性およびシーム強度が改良される。また、これによって、マシン側ＭＤヤーンの本数に対する紙側ＭＤヤーンの本数の比率が１よりも大きい場合、これらのＭＤヤーンの設計柔軟性を著しく増大させることができる。

本発明の織物に利用されるヤーンの形態は、最終的な製紙用織物の所望の特性に応じて変更可能である。例えば、ヤーンは、モノフィラメント糸、ここに記載される扁平モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸、マルチフィラメント撚糸またはモノフィラメント撚糸、スパン糸、またはそれらの任意の組合せとすることができる。また、本発明の織物に用いられるヤーンの材料は、製紙用織物に一般的に用いられるものであればよい。例えば、ヤーンは、ポリエステル、ポリアミド（ナイロン）、ポリウレタン、ポリプロピレン、アラミド、等から形成されるとよい。熟練の職人であれば、最終的な織物の特定の用途に応じてヤーン材料を選択することになるだろう、特に、ポリエステルまたはポリアミドから形成された丸形モノフィラメント糸が適しており、前述したように、ボトム側ＭＤヤーンとしてのモノフィラメント糸の使用は、特に適している。

各実施形態では平織のトップ面を備えているが、他の実施形態では、綾織、サテン織、等を含む種々の織パターンを有するトップ面を備えていてもよい。加えて、織物のボトム面は、サテン織、綾織、等を含む他の織パターンを有していてもよい。また、異なる数および異なる比率のトップ側およびボトム側ＭＤヤーンおよびトップ側およびボトム側ＣＭＤヤーンを有する更なる織パターンも、本明細書において検討した概念から有益である場合もある。更に、いくつかの実施形態では、接結ヤーンは、ＣＭＤ接結ヤーンでなく、ＭＤ接結ヤーンであってもよい。

本発明の他の態様によれば、製紙方法が提供される。これらの方法によれば、本明細書に記載される例示的な製紙用フォーミング織物の１つが準備され、次いで、紙原料をフォーミング織物に供給し、紙原料から水分を除去することによって、紙が作製されることになる。紙原料がフォーミング織物に供給される方法および水分が紙原料から除去される方法の詳細は、当業者によってよく理解されているので、本明細書ではこれらの態様に関して、これ以上説明しないことにする。

以上述べた実施形態は、本発明の例示にすぎず、本発明を制限すると解釈されるべきではない。本発明の例示的な実施形態について説明してきたが、当業者であれば、本発明の新規の示唆および利点から実質的に逸脱することなく、これらの例示的な実施形態において多くの修正が可能であることを容易に理解するだろう。従って、このような修正の全ては、請求項に記載される本発明の範囲内に含まれることが意図されている。本発明は、以下の請求項によって規定され、請求項の等価物は、請求項に含まれるべきである。

Claims (10)

1. 一連の繰返しユニットを備える製紙用織物であって、前記繰返しユニットの各々は、
   第１の直径を有する一組のトップ側マシン方向（ＭＤ）ヤーンと、
   前記第１の直径よりも大きい第２の直径を有する一組のボトム側ＭＤヤーンと、
   前記第１の直径を有する一組の補助ボトム側ＭＤヤーンと、
   トップ側織物層を形成するように前記トップ側ＭＤヤーンと織られた一組のトップ側マシン横断方向（ＣＭＤ）ヤーンと、
   ボトム側織物層を形成するように前記ボトム側ＭＤヤーンおよび前記補助ボトム側ＭＤヤーンと織られた一組のボトム側ＣＭＤヤーンと、
   対で配置された一組の接結ヤーンであって、前記対の前記接結ヤーンの少なくとも１本が前記トップ側およびボトム側織物層と織られている、対で配置された一組の接結ヤーンと、を備える、製紙用織物。
2. 前記補助ボトム側ＭＤヤーンの各々は、隣接するボトム側ＭＤヤーンの前記ボトム側ＣＭＤヤーンに対する織込み順序と同一の前記ボトム側ＣＭＤヤーンに対する織込み順序に従っている、請求項１に記載の製紙用織物。
3. 前記補助ボトム側ＭＤヤーンの各々は、すぐ隣接するボトム側ＭＤヤーンが下にナックルを形成するボトム側ＣＭＤヤーンの下にナックルを形成するように、前記ボトム側ＣＭＤヤーンと織られている、請求項１に記載の製紙用織物。
4. 前記トップ側ＭＤヤーン、前記トップ側ＣＭＤヤーン、および前記接結ヤーンは、平織面を形成している、請求項１に記載の製紙用織物
5. 前記接結ヤーンは、ＣＭＤ接結ヤーンである、請求項１に記載の製紙用織物。
6. トップ側ＭＤヤーンの数は、ボトム側ＭＤヤーンの数および補助ボトム側ＭＤヤーンの数の合計と等しい、請求項１に記載の製紙用織物。
7. 等しい数のトップ側ＣＭＤヤーンおよび接結ヤーン対を備える、請求項１に記載の製紙用織物。
8. 接結ヤーン対の数の２倍の数のトップ側ＣＭＤヤーンを備える、請求項１に記載の製紙用織物。
9. ボトム側ＣＭＤヤーン（ｂ）に対するトップ側ＣＭＤヤーンおよび接結ヤーン対（ａ）の比率は、５：２である、請求項１に記載の製紙用織物。
10. 各接結ヤーン対の前記ヤーンの両方が、前記ボトム側ＭＤヤーンと織られている、請求項１に記載の製紙用織物。

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