(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ティッシュ製紙機械のプレス部分におけるプレス処理で湿った繊維性ウエブ（１’）に凹凸付けするための凹凸付け部材（１４）であり、その凹凸付け部材（１４）は、キャリヤ層（５９）、および繊維性ウエブ（１’）に接触しキャリヤ層（５９）に支持される凹凸付け層（６０）とを備え、その凹凸付け層（６０）は、互いに編んだ縦糸（６６）と横糸（６７）とを備える三次元の織り構造物であって、出っ張り（６２）と、その出っ張り（６２）によって定まるくぼみ（６３）を形作っており、出っ張り（６２）は、くぼみ（６３）と同様に、凹凸付け部材の縦および横の両方向に繰り返しかつ分布し、幾何学的に同一の小さな四角形の単位表面（６４）を形成し、小さな単位表面（６４）は、互いに隣接し、共通の境界線をもち、そして、面積がａであり、平均深さｄの複数のくぼみを含み、小さな単位表面（６４）のそれぞれの位置および整列状態は、それについての角が出っ張り（６２）に一致していることによって定まり、出っ張り（６２）は、互いの関係により入れ替わり、連続する４つの縦糸（６６）によって形成されるものにおいて、
凹凸付け層（６０）の小さな単位表面（６４）のそれぞれの面積ａおよび平均深さｄについて、ａを１．０〜３．０ｍｍ２の範囲、そして、ｄを０．０３〜０．０９ｍｍの範囲からそれぞれ選択して、長さの単位をｍｍで算出するとき、それらのａ／ｄの比が３０ｍｍに等しいかそれよりも大きいことを特徴とする凹凸付け部材（１４）。
【請求項２】
前記面積ａを１．３〜２．６ｍｍ２の範囲の中から選ぶことを特徴とする、請求項１の凹凸付け部材（１４）。
【請求項３】
前記小さな単位表面（６４）は、平行四辺形の場合を含む四角形であり、小さな単位表面（６４）のそれぞれの位置および整列状態は、それについての角が隣接する４つの出っ張り（６２）に一致していることによって定まり、出っ張り（６２）は、互いの関係により入れ替わり、連続する４つの縦糸（６６）によって形成されることを特徴とする、請求項１および２のいずれか一つの凹凸付け部材（１４）。  
【請求項４】
前記凹凸付け層（６０）は、繊維性ウエブ（１’）に接触する側に、編んだ糸（６６，６７）上にポリマーを塗布したコーティングを含み、しかも、前記キャリヤ層（５９）は、凹凸付け層（６０）に接合されて単一体を形作っていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの凹凸付け部材（１４）。
【請求項５】
前記凹凸付け部材が非通水性であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つの凹凸付け部材（１４）。
【請求項６】
前記凹凸付け部材が通水性であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つの凹凸付け部材（１４）。
【請求項７】
前記凹凸付け層（６０）は、互いに編み、縦糸（６６）の第１のグループと横糸（６７）の第２のグループとに分配し、前記出っ張り（６２）およびくぼみ（６３）を形成する糸（６６，６７）を備え、出っ張り（６２）が縦および横のナックル（それぞれ６８および６９）を含み、それぞれのグループの隣接する２本の糸（６６，６７）のナックル（６８，６９）は互いに関連して入れ替わり、前記単位表面（６４）は、その角が引き続く４本の縦糸（６６）の縦のナックル（６８）の中央に位置する平行四辺形であることを特徴とする、請求項４の凹凸付け部材（１４）。
【請求項８】
凹凸付けおよびクレープ付けしたティッシュ紙ウエブを製造するための製紙機械であり、次の各構成および特徴部分を備えるティッシュ製紙機械。
−  繊維性ウエブ（１’）を成形するためのウエット部分（２）であり、
−  ヘッドボックス（６）、
−  成形ロール（７）、および
−  成形ロール（７）に接触し走行する第１の部材（８）を備えるウエット部分（２）。
−  プレス部分（３）であり、
−  第１のプレス要素（１２）と、−  第１のプレス要素（１２）と一緒にそれらの間に所定圧のプレスニップを形成する第２のプレス要素（１３）とを含む主プレス（１１）と、−  弾性的に圧縮可能なプレスフェルトの形態であり、複数のガイドロール（１８）の回りに無端のループを形成し、成形された繊維性ウエブ（１’）と一緒にそのウエブと接触しながら前記プレスニップを通して走行し、前記第２のプレス要素（１３）をプレスフェルト（１７）のループ内に配置した第１の部材と、−  複数のガイドロール（１５）の回りに無端のループを形成し、成形された繊維性ウエブ（１’）と一緒にそのウエブと接触しながら前記プレスニップを通して走行し、前記第１のプレス要素（１２）を第２の部材（１４）のループ内に配置した第２の部材（１４）と、−  第２の部材（１４）のループ内に配置した転送ロール（１６）とを備えるプレス部分（３）。
−  プレスした繊維性ウエブ（１”）を最終的に乾燥するための乾燥部分（４）であり、
−  プレスした繊維性ウエブ（１”）を乾燥するための乾燥表面（２０）、および
−  ウエブをクレープ付けするためのものであり、クレープ付けしたティッシュ紙ウエブ（１）を乾燥表面（２０）から離すようにするクレープ付けドクター（２１）。ここで、前記転送ロール（１６）は、乾燥表面（２０）と一緒に転送ニップを形成する配置であり、その転送ニップは、繊維性ウエブ（１”）を圧縮することなく乾燥表面（２０）に転送する。
特徴部分：前記第２の部材が、請求項１〜７のいずれか一つの凹凸付け部材（１４）であり、その凹凸付け部材（１４）は、成形された繊維性ウエブ（１’）を前記プレスニップで凹凸付けし、凹凸付けされた繊維性ウエブ（１”）がプレスニップを離すようになっている。
【請求項９】
前記プレスフェルト（１７）は、前記所定の圧で、凹凸付け部材（１４）の凹凸付け層（６０）に応じてそれ自体が弾性的に変形し、それにより、成形された繊維性ウエブ（１’）がくぼみ（６３）の中に完全に侵入し、そしてまた、凹凸付けされた繊維性ウエブ（１”）が３８％以上の乾燥度でプレスニップを離れ、しかも、凹凸付けされたティッシュ紙ウエブ（１）が８〜２０ｃｍ３／ｇのバルクのクレープ付け形態で乾燥部分から離れることを特徴とする、請求項８のティッシュ製紙機械。
【請求項１０】
前記乾燥表面（２０）は、乾燥シリンダー（１９）の外被で構成されることを特徴とする、請求項８あるいは９のティッシュ製紙機械。
【請求項１１】
前記ウエット部分（２）は、繊維性ウエブ（１’）の乾燥度を１６〜２５％に増すための脱水装置（２４）を備えることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか一つのティッシュ製紙機械。
【請求項１２】
前記脱水装置は、前記成形ロール（７）の下流の第１の成形部材（８）のループ内に位置するサクションロール（２５）と、そのサクションロール（２５）とは反対の成形部材（８）のループの外側に位置するスチームボックス（２６）とを備えることを特徴とする、請求項１１のティッシュ製紙機械。
【請求項１３】
前記主プレス（１１）は、広いプレスニップを伴うプレスであり、そのプレスの第２のプレス要素（１３）が第１のプレス要素（１２）と協力して広いプレスニップを形成するための装置を備えることを特徴とする、請求項８〜１２のいずれか一つのティッシュ製紙機械。
【請求項１４】
前記主プレス（１１）はシュープレスであり、広いプレスニップを形成するための装置は、プレスシューと、広いプレスニップを通して走る無端のベルトとを備え、前記プレスシューが前記ベルトの内側にプレスされるようになっている、請求項１３のティッシュ製紙機械。
【請求項１５】
前記広いプレスニップを形成するための装置は、前記第１のプレス要素に向かう方向にプレスするように配置した弾力性のサポート本体を備えることを特徴とする、請求項１３のティッシュ製紙機械。
【請求項１６】
前記プレス部分（３）は、また、第１のプレス要素（３３）および第２のプレス要素（３４）を含み、それらのプレス要素（３３，３４）がそれらの間にプレスニップを形成する予備プレス（３２）と、複数のガイドロール（１８；３８）の回りを無端のループを作って走行し、前記主プレス（１１）のプレスフェルト（１７）と一緒に前記プレスニップを通るプレスフェルト（８，３７）とを備え、前記第２のプレス要素（３４）は予備プレス（３２）のプレスフェルト（８，３７）のループ内に位置し、第１のプレス要素（３３）は主プレスのプレスフェルト（１７）のループ内に位置し、そして、成形された繊維性ウエブ（１’）が二つのプレスフェルト（１７，８；１７，３７）の間に取り囲まれた予備プレスのプレスニップを通して走行することを特徴とする、請求項８〜１５のいずれか一つのティッシュ製紙機械。
【請求項１７】
前記予備プレス（３２）は、広いニップを伴うプレスを備えることを特徴とする、請求項１６のティッシュ製紙機械。
【請求項１８】
前記凹凸付け部材（１４）のループは、主プレス（１１）と転送ロール（１６）との間に伸び、そして、主プレス（１１）のプレスフェルト（１７）のループは、成形ロール（７）と主プレス（１１）との間に伸び、主プレス（１１）のプレスフェルト（１７）が前記第１の成形ベルト（８）をも形成することを特徴とする、請求項１１のティッシュ製紙機械。
【請求項１９】
前記凹凸付け部材（１４）のループは、成形ロール（７）と転送ロール（１６）の間に伸び、それにより、前記第１の成形部材（８）をも形成することを特徴とする、請求項８のティッシュ製紙機械。
【請求項２０】
前記凹凸付け部材（１４）が主プレス（１１）と転送ロール（１６）との間に伸び、プレスフェルト（１７）が予備プレス（３２）と主プレス（１１）との間に伸び、そして、前記第１の成形部材（８）が成形ロール（７）と予備プレス（３２）との間に伸びて予備プレス（３２）のプレスフェルトを構成することを特徴とする、請求項１６あるいは１７のティッシュ製紙機械。
【請求項２１】
前記凹凸付け部材（１４）が主プレス（１１）と転送ロール（１６）との間に伸び、プレスフェルト（１７）が予備プレス（３２）と主プレス（１１）との間に伸び、予備プレス（３２）のプレスフェルトが転送ゾーンと予備プレス（３２）との間に伸び、そして、成形部材（８）のループが成形ロール（７）と前記転送ゾーンに関連して配置したガイドロールとの間に伸びることを特徴とする、請求項１６あるいは１７のティッシュ製紙機械。
【請求項２２】
前記予備加熱装置（２７）は、主プレス（１１）の下流に位置することを特徴とする、請求項８〜２１のいずれか一つのティッシュ製紙機械。  
【請求項２３】
凹凸付けした繊維性ウエブ（１”）を製造するためのものであり、クレープ付けした高バルクのティッシュ紙ウエブ（１）を製造するための製紙機械に用いるプレス部分であって、次の各構成および特徴部分を備えるプレス部分。
−  第１のプレス要素（１２）と、−  第１のプレス要素（１２）と一緒にそれらの間に所定圧のプレスニップを形成する第２のプレス要素（１３）とを含む主プレス（１１）。
−  弾性的に圧縮可能なプレスフェルト（１７）の形態であり、複数のガイドロール（１８）の回りに無端のループを形成し、成形された繊維性ウエブ（１’）と一緒にそのウエブと接触しながら前記プレスニップを通して走行し、前記第２のプレス要素（１３）をプレスフェルト（１７）のループ内に配置した第１の部材。
−  複数のガイドロール（１５）の回りに無端のループを形成し、成形された繊維性ウエブ（１’）と一緒にそのウエブと接触しながら前記プレスニップを通して走行し、前記第１のプレス要素（１２）を第２の部材（１４）のループ内に配置した第２の部材（１４）。
特徴部分：前記第２の部材が、請求項１〜７のいずれか一つの凹凸付け部材（１４）であり、その凹凸付け部材（１４）は、成形された繊維性ウエブ（１’）を前記プレスニップで凹凸付けし、凹凸付けされた繊維性ウエブ（１”）がプレスニップを離すようになっている。
【請求項２４】
前記プレスフェルト（１７）は、前記所定の圧で、凹凸付け部材（１４）の凹凸付け層（６０）に応じてそれ自体が弾性的に変形し、それにより、成形された繊維性ウエブ（１’）がくぼみ（６３）の中に完全に侵入し、そしてまた、凹凸付けされた繊維性ウエブ（１”）が３８％以上の乾燥度でプレスニップを離れることを特徴とする、請求項２３のプレス部分。
【請求項２５】
前記乾燥度が３８〜５２％の間にあることを特徴とする、請求項２４のプレス部分。
【請求項２６】
前記主プレス（１１）は、広いプレスニップを伴うプレスであり、そのプレスの第２のプレス要素（１３）が第１のプレス要素（１２）と協力して広いプレスニップを形成するための装置を備えることを特徴とする、請求項２３〜２５のいずれか一つのプレス部分。
【請求項２７】
前記主プレス（１１）はシュープレスであり、広いプレスニップを形成するための装置は、プレスシューと、広いプレスニップを通して走る無端のベルトとを備え、前記プレスシューが前記ベルトの内側にプレスされるようになっている、請求項２６のプレス部分。
【請求項２８】
前記広いプレスニップを形成するための装置は、前記第１のプレス要素に向かう方向にプレスするように配置した弾力性のサポート本体を備えることを特徴とする、請求項２６のプレス部分。
【請求項２９】
ティッシュ製紙機械で凹凸付けした高バルクなティッシュ紙ウエブ（１）を製造する方法であって、次のような各工程および条件、ならびに特徴部分を備える製造方法。
−  ヘッドボックス（６）、成形ロール（７）、およびその成形ロール（７）の回りを接触しながら走行する第１の部材（８）を備えるウエット部分（２）において、繊維性ウエブ（１’）を成形する工程。
−  第１のプレス要素（１２）と、その第１のプレス要素（１２）との間に所定圧のプレスニップを形成する第２のプレス要素（１３）とを含む主プレス（１１）と、複数のガイドロール（１８）の回りに無端のループを形成し、成形された繊維性ウエブ（１’）と一緒にそのウエブに接触しながら前記プレスニップを通して走行し、前記第２のプレス要素（１３）をプレスフェルトのループ内に配置した第１の部材（１７）と、複数のガイドロール（１５）の回りに無端のループを形成し、成形された繊維性ウエブ（１’）と一緒にそのウエブに接触しながら前記プレスニップを通して走行し、前記第１のプレス要素（１２）を第２の部材（１４）のループ内に配置した第２の部材（１４）と、前記第２の部材（１４）のループ内に配置した転送ロール（１６）とを備えるプレス部分（３）において、成形された繊維性ウエブ（１’）をプレスする工程。
−  乾燥表面（２０）を含む乾燥部分（４）において、凹凸付けされた繊維性ウエブ（１”）を乾燥する工程。
−  前記乾燥表面（２０）で乾燥した繊維性ウエブ（１”）に、クレープ付けドクター（２１）でクレープ付けし、クレープ付けしたティッシュ紙ウエブ（１）を乾燥表面（２０）から取り除くことができるようにする工程。
ここで、前記転送ロール（１６）は、乾燥表面（２０）と一緒に転送ニップを形成し、凹凸付けされた繊維性ウエブ（１”）をその転送ニップで圧縮することなく乾燥表面（２０）に転送するようになっていること。
特徴部分：成形された繊維性ウエブ（１’）のプレスおよび凹凸付けについて、プレスニップの中のプレス工程で、凹凸付け部材の形態である前記第２の部材を用いるときに実行し、三次元の凹凸付けされた繊維性ウエブ（１”）を得、その凹凸付け部材は、キャリヤ層（５９）、および繊維性ウエブ（１’）に接触しキャリヤ層（５９）に支持される凹凸付け層（６０）とを備え、凹凸付け層（６０）は、互いに編んだ縦糸（６６）と横糸（６７）とを備える三次元の織り構造物であって、出っ張り（６２）と、その出っ張り（６２）によって定まるくぼみ（６３）を形作っており、出っ張り（６２）は、くぼみ（６３）と同様に、凹凸付け部材の縦および横の両方向に繰り返しかつ分布し、幾何学的に同様の小さな多角形の単位表面（６４）を形成し、小さな単位表面（６４）は、互いに隣接し、共通の境界線をもち、そして、面積がａであり、平均深さｄの複数のくぼみ（６３）を含み、しかも、小さな単位表面（６４）のそれぞれの位置および整列状態は、それについての角が出っ張り（６２）に一致していることによって定まり、出っ張り（６２）は、互いの関係により入れ替わり、連続する４つの縦糸（６６）によって形成され、凹凸付け層（６０）の小さな単位表面（６４）のそれぞれの面積ａおよび平均深さｄについて、ａを１．０〜３．０ｍｍ２の範囲、そして、ｄを０．０３〜０．０９ｍｍの範囲からそれぞれ選択して、長さの単位をｍｍで算出するとき、それらのａ／ｄの比が３０ｍｍに等しいかそれよりも大きいこと。
【請求項３０】
前記プレスフェルト（１７）は、前記所定の圧で、前記くぼみ（６３）中に必要な水圧を維持するために凹凸付け部材（１４）の凹凸付け層（６０）に応じてそれ自体が弾性的に変形し、それにより、成形された繊維性ウエブ（１’）がくぼみ（６３）の中に完全に侵入し、そしてまた、凹凸付けされた繊維性ウエブ（１”）が３８％以上の乾燥度でプレスニップを離れ、しかも、凹凸付けされたティッシュ紙ウエブ（１）が８〜２０ｃｍ３／ｇのバルクのクレープ付け形態で乾燥部分から離れることを特徴とする、請求項２９の製造方法。
【請求項３１】
前記成形された繊維性ウエブ（１’）は、プレスおよびＴＡＤに無関係な脱水装置によって、主プレス（１１）に達するまでにさらに乾燥度を増すことを特徴とする、請求項２９あるいは３０の製造方法。
【請求項３２】
前記成形された繊維性ウエブ（１’）は、予備プレス（３２）によって、主プレス（１１）に達するまでにさらに乾燥度を増すことを特徴とする、請求項３１の製造方法。
【請求項３３】
前記凹凸付けされた繊維性ウエブ（１”）は、乾燥シリンダー（１９）に到達するまでに予め加熱されることを特徴とする、請求項２９〜３１のいずれか一つの製造方法。
【請求項３４】
前記繊維性ウエブ（１’）は、凹凸付け部材（１４）上で形作られるが、凹凸付け部材（１４）は、成形ロール（７）および転送ロール（１６）の回りを無端のループを作って走行し、その凹凸付け部材（１４）は繊維性ウエブ（１’）を主プレス（１１）に達するまでずっと運ぶことを特徴とする、請求項２９，３０、３２および３３のいずれか一つの製造方法。
【請求項３５】
製造にかかるクレープ付けしたティッシュ紙は、次のような特性である、請求項２８〜３４のいずれか一つの製造方法。
坪量                  １０〜５０ｇ／ｍ２ 
厚さ                  １６０〜４００μｍ
バルク                 ８〜２０ｃｍ３／ｇ
ＭＤ引っ張り強度      ５０〜３００Ｎ／ｍ
ＣＤ引っ張り強度      ３０〜３００Ｎ／ｍ
【請求項３６】
請求項２３のプリアンブルのプレス部分を備え、そのプレス部分の第２の部材が請求項１〜７のいずれか一つの凹凸付け部材（１４）で置き換わることを特徴とする、ティッシュ製紙機械の改良技術。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ティッシュ製紙機械のプレス部分におけるプレス処理で湿った繊維性ウエブに凹凸付け（あるいは組織化）するための凹凸付け部材（あるいは凹凸付けベルト）に関する。その凹凸付けベルトは、キャリヤ層、および繊維性ウエブに接触しキャリヤ層に支持される凹凸付け層とを備える。凹凸付け層は、互いに編んだ縦糸と横糸とを備える三次元の織り構造物であって、出っ張りと、その出っ張りによって定まるくぼみを形作っている。出っ張りは、くぼみと同様に、凹凸付けベルトの縦および横の両方向に繰り返しかつ分布し、幾何学的に同一の小さな多角形の単位表面を形成する。小さな単位表面は、互いに隣接し、共通の境界線をもち、そして、面積がａであり、平均深さｄの複数のくぼみを含んでいる。小さな単位表面のそれぞれの位置および整列状態は、それについての角が出っ張りに一致していることによって定まる。出っ張りは、互いの関係により入れ替わり、連続する４つの縦糸によって形成される。
【０００２】
この発明は、また、ティッシュ製紙機械において、凹凸付けした高バルクなティッシュ紙ウエブを製造する方法に関する。その製造方法は、次のような各工程を備える。
−  ヘッドボックス、成形ロール、およびその成形ロールの回りを接触しながら走行する第１のベルトを備えるウエット部分において、繊維性ウエブを成形する工程。
−  第１のプレス要素と、その第１のプレス要素との間に所定圧のプレスニップを形成する第２のプレス要素とを含む主プレスと、複数のガイドロールの回りに無端のループを形成し、成形された繊維性ウエブと一緒にそのウエブに接触しながら前記プレスニップを通して走行し、前記第２のプレス要素をプレスフェルトのループ内に配置した第１のベルトと、複数のガイドロールの回りに無端のループを形成し、成形された繊維性ウエブと一緒にそのウエブに接触しながら前記プレスニップを通して走行し、前記第１のプレス要素を第２のベルトのループ内に配置した第２のベルトと、前記第２のベルトのループ内に配置した転送ロールとを備えるプレス部分において、成形された繊維性ウエブをプレスする工程。
−  乾燥表面を含む乾燥部分において、凹凸付けされた繊維性ウエブを乾燥する工程。
−  前記乾燥表面で乾燥した繊維性ウエブに、クレープ付けドクターでクレープ付けし、クレープ付けしたティッシュ紙ウエブを乾燥表面から取り除くことができるようにする工程。
【０００３】
前記転送ロールの配置といえば、乾燥表面と一緒に転送ニップを形成し、その転送ニップで凹凸付けされた繊維性ウエブを圧縮することなく、その繊維性ウエブを乾燥表面に転送するようになっている。
【０００４】
この発明において、「凹凸付けあるいは組織化（structuring）」という表現は、次に述べるようなことをいう。プレス処理の間、繊維性ウエブの乾燥度が増すとき、凹凸付けベルトが繊維性ウエブを型押しするように作用する。湿った繊維性のウエブは互いに相対的に可動であり、そのため、プレスフェルトが弾性的に圧縮する作用により、それらのウエブは互いに新しい位置および方向を取る。プレスフェルトは、湿った繊維性のウエブを凹凸付けベルトの三次元の模様に押し付ける。これらの作用が一緒になって、同じグラメージでバルクが増し、ティッシュ紙ウエブの完成品におけるＭＤおよびＣＤの引張強度が大きくなり、かつ、改良された構造になるのである。
【背景技術】
【０００５】
今までの方法でティッシュ紙を製造する場合、ヤンキードライヤー（シリンダー）での処理の前に、成形した湿った繊維性ウエブを一部脱水する。その脱水は、通常、プレス技術あるいは風乾技術（通し風乾：ＴＡＤ／through air drying
として知られる）のいずれかによる。一般的なプレス技術は、ヤンキードライヤーに対し滑らかなプレスフェルトあるいは滑らかなプレスニップでプレスするものであり、厚さの薄い繊維性ウエブを生じることになる。また、広いプレスニップであるシュープレスを用いるという提案がなされている。それによれば、圧を下げることになり、しかもまた、再び湿らせることが少なくなり、ウエブの厚さが増すことにより、品質つまりバルクを改良することができる。この提案技術により、ＴＡＤ技術で得るものと同様の品質（バルク）あるいは厚さを得ることが期待される。しかし、今のところ、それが可能かどうかは判明していない。したがって、ＴＡＤ技術は、紙ウエブの特性に関してプレス技術よりもまだ優れている。しかし、その技術には、プレス技術の場合よりもかなり高いエネルギー消費が必要であるという大きな不利な点がある。
【０００６】
米国特許の第６，５４７，９２４号は、請求項８のプリアンブルに記載するものと同種の製紙機械を示している。しかし、この特許の明細書が示す製紙機械では、顧客の要求および要望に応える上で充分に高品質のティッシュ紙を簡単には製造することができない。
【０００７】
模様付けあるいは凹凸付けをするベルトを備えたティッシュ紙の製造機械のさらに他の例について、ヨーロッパ特許第１ ０７８ １２６号、ヨーロッパ特許第０ ５２６ ５９２号、米国特許第６，７４３，３３９号、ヨーロッパ特許第１ ０７５ ５６７号、ヨーロッパ特許第１ ０４０ ２２３号、米国特許第５，３９３，３８４号、ヨーロッパ特許第１ ０３６ ８８０号、および米国特許第５，２３０，７７６号がある。
【０００８】
広範囲にわたるテストの結果、発明者らは、次のようなことを理解するに至った。まず、今までのようにプレス技術を用いた製紙機械で作りうるものよりも高いバルクのティッシュ紙を得るという点からして、凹凸付けベルトの構成が大きな、おそらくは決定的に重要であることである。そしてまた、凹凸付けベルトの構成は、また、湿った繊維性のウエブに実際の凹凸付けが生じるプレス部分において、プレス操作とともにウエブを良く乾燥させるための要因として活用できることである。
【発明の概要】
【０００９】
この発明の目的は、高バルクのティッシュ紙を低エネルギーコストで製造することができるティッシュ紙の技術を提供することである。したがって、この発明は、乾燥度を増すために繊維性ウエブから脱水する、前記したＴＡＤ技術を除外する。
【００１０】
この発明によれば、この目的は、次のような特性をもつ凹凸付けベルトによって達成される。すなわち、凹凸付け層の小さな単位表面のそれぞれの面積ａおよび平均深さｄについて、長さの単位をｍｍで算出するとき、それらのａ／ｄの比が３０ｍｍに等しいかそれよりも大きいことである。ただし、ａは１．０〜３．０ｍｍ２の範囲、そして、ｄは０．０３〜０．０９ｍｍの範囲からそれぞれ選択する。
【００１１】
また、この発明によるティッシュ紙の製造方法には、次のような特徴がある。すなわち、成形し湿った繊維性ウエブのプレスおよび凹凸付けについて、プレスニップの中のプレス工程で、凹凸付けベルトの形態である前記第２のベルトを用いるときに実行し、三次元の凹凸付けされた繊維性ウエブを得る。その凹凸付けベルトは、キャリヤ層、および繊維性ウエブに接触しキャリヤ層に支持される凹凸付け層とを備える。凹凸付け層は、互いに編んだ縦糸と横糸とを備える三次元の織り構造物であって、出っ張りと、その出っ張りによって定まるくぼみを形作っている。出っ張りは、くぼみと同様に、凹凸付けベルトの縦および横の両方向に繰り返しかつ分布し、幾何学的に同様の小さな多角形の単位表面を形成する。小さな単位表面は、互いに隣接し、共通の境界線をもち、そして、面積がａであり、平均深さｄの複数のくぼみを含んでいる。小さな単位表面のそれぞれの位置および整列状態は、それについての角が出っ張りに一致していることによって定まる。出っ張りは、互いの関係により入れ替わり、連続する４つの縦糸によって形成される。ここで、凹凸付け層の小さな単位表面のそれぞれの面積ａおよび平均深さｄについて、長さの単位をｍｍで算出するとき、それらのａ／ｄの比が３０ｍｍに等しいかそれよりも大きいことである。ただし、ａは１．０〜３．０ｍｍ２の範囲、そして、ｄは０．０３〜０．０９ｍｍの範囲からそれぞれ選択する。
【００１２】
凹凸付けベルトは、本来、織ったファブリックを意味する。
以下に、図面を参照しながら、この発明をさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明による凹凸付けベルトを備えるティッシュ紙の製造機械の第１の例を示す構成図である。
【図２】この発明による凹凸付けベルトを備えるティッシュ紙の製造機械の第２の例を示す構成図である。
【図３】この発明による凹凸付けベルトを備えるティッシュ紙の製造機械の第３の例を示す構成図である。
【図４】この発明による凹凸付けベルトを備えるティッシュ紙の製造機械の第４の例を示す構成図である。
【図５】この発明による凹凸付けベルトを備えるティッシュ紙の製造機械の第５の例を示す構成図である。
【図６】この発明による凹凸付けベルトを備えるティッシュ紙の製造機械の第６の例を示す構成図である。
【図７】この発明による凹凸付けベルトを備えるティッシュ紙の製造機械の第７の例を示す構成図である。
【図８】この発明による凹凸付けベルトを備えるティッシュ紙の製造機械の第８の例を示す構成図である。
【図９】この発明による凹凸付けベルトを備えるティッシュ紙の製造機械の第９の例を示す構成図である。
【図１０】この発明による凹凸付けベルトを備えるティッシュ紙の製造機械の第１０の例を示す構成図である。
【図１１】この発明の第１実施例による凹凸付けベルトを示す図である。
【図１２】この発明の第２実施例による凹凸付けベルトを示す図である。
【図１３】この発明による凹凸付けベルトの２つの大きさ（面積および深さ）間の関係を示すグラフである。
【００１４】
図１〜１０は、この発明にしたがって、紙ウエブを乾燥するために通し風乾（ＴＡＤ）を使うことなく、ティッシュ紙ウエブ１を製造するためのティッシュ紙の製造機械の異なる例を示す模式図である。これらの異なる例のすべては、ウエット部分２、プレス部分３、および乾燥部分４を備える。これらの各例のティッシュ紙の製造機械のウエット部分２には、成形部分５があり、その成形部分５は、ヘッドボックス６、成形ロール７、および、成形ロール７に接触し走行する第１の成形ベルト８を含む。図１〜８に示す例において、成形部分５には、また、第２の成形ベルト９（ファブリックである）がある。その第２の成形ベルト９は無端なループ形態であり、複数のガイドロール１０および成形ロール７の回りを走行し、第１のベルト８に接触し、それと第１のベルトとの間にヘッドボックス６から紙料ジェットを受ける。その後、紙料は脱水され、成形された繊維性ウエブ１’を形作る。
【００１５】
プレス部分３には、第１のプレス要素１２と第２のプレス要素１３とを含む主プレス１１がある。それら第１および第２のプレス要素１２，１３は、互いに協力してそれらの間にプレスニップを形成する。プレス部分３には、さらに、第１および第２のベルトを備える。第２のベルトは凹凸付けベルト１４の形態である。そのベルト１４は、複数のガイドロール１５、および乾燥部分４に隣接するように位置する滑らかな転送ロール１６の回りを走行し、主プレス１１のプレスニップを通り、成形された繊維性ウエブ１’と接触する。繊維性ウエブ１’がプレスニップを通るとき、成形された繊維性ウエブ１’の凹凸付けを行う。凹凸付けされた繊維性ウエブ１”は、プレスニップから離れる。その凹凸付けされた繊維性ウエブ１”は、凹凸付けベルト１４によって転送ニップにまで運ばれる。転送ニップは、転送ロール１６と乾燥シリンダー１９との間にあり、そのニップではプレスおよび脱水を行わずに、繊維性ウエブ１”を乾燥シリンダー１９の表面まで転送するだけである。プレス部分３の前記の第１のベルトは、ｚ−方向に弾性的に形成可能であり、かつ圧縮可能な受水プレスベルト１７の形態である。受水プレスベルト１７は、複数のガイドロール１８の回りを無端なループ形態で走行し、凹凸付けベルト１４と一緒に主プレス１１のプレスニップを通り、成形された繊維性ウエブ１’と接触する。第１のプレス要素１２は凹凸付けベルト１４のループ内に位置し、また、第２のプレス要素１３は第２のプレスフェルト１７のループ内に位置する。図１〜１０の例において、両方のプレス要素１２，１３はプレスロールである。プレスフェルト１７は、凹凸付けされた繊維性ウエブ１”がプレスニップを通り過ぎた後、すぐにそのウエブ１”を離し、ウエブ１”を再び湿らさないようにする。プレス要素１２，１３の一つを、広いあるいは長いニッププレスのプレスロールとして設計することができる。限定されるわけではないが、そのようなプレスロールとして、プレスの上部あるいは下部に配置したシュープレスロールがある。
【００１６】
主プレス１１の後で第１のガイドロール１８の直前に、スプレー装置５３がプレスフェルト１７の内側に配置されている。そのスプレー装置５３は、プレスフェルト１７とガイドロール１８との間のくさび形の狭いスペースに清水を供給するためのものである。清水は、プレスフェルト１７に押し込まれ、プレスフェルト１７を通して中の汚れた水と置き換わる。それは、プレスフェルト１７がガイドロール１８の回りを走るとき、主プレス１１でのプレスの後である。次に続くガイドロール１８の上流に、プレスフェルトから水を引き出すため、サクションボックス５４がプレスフェルトの外側に配置されている。高圧のスプレー装置は、水で充満させることなく、プレスフェルト１７の表面の汚れを落とす。
【００１７】
凹凸付けベルト１４が転送ロール１６を離れた後、それが主プレス１１に到達する前に、凹凸付けベルト１４はクリーニングステーション３０を通り、そこで凹凸ベルトの三次元の凹凸付け層を清浄にする。
【００１８】
乾燥部分４には、第１の乾燥シリンダー１９がある。図に示す例では、単一の乾燥シリンダー、好ましくはヤンキー乾燥シリンダーを示すが、乾燥部分を他のタイプのものにすることもできる。たとえば、より多くのシリンダーを含むもの、あるいは、製紙工業で知られた乾燥部分の他のものを用いることができる。乾燥シリンダー１９は、転送ロール１６と一緒に転送ニップを形成するが、凹凸付けされた繊維性ウエブ１”を乾燥するための乾燥表面２０をもつ。乾燥表面２０の下流には、クレープ付けドクター２１が配置されている。このドクター２１は、乾燥した繊維性ウエブ１”をクレープ付けし乾燥表面２０から離し、それによって、クレープ付けを行ったティッシュ紙ウエブ１を得る。必ずというわけではないが、好ましくは、乾燥シリンダー１９は、フード２２で被うのが良い。転送ロール１６と乾燥シリンダー１９とは、それらの間に転送ニップを定める。凹凸付けベルト１４および凹凸付けされた繊維性ウエブ１”は、一緒にその転送ニップを通るが、転送ニップからは別々に離れる。凹凸付けされた繊維性ウエブ１”は、乾燥シリンダー１９の乾燥表面２０に付着し、その乾燥表面２０側に転送される。ロール１６と乾燥シリンダー１９とによって形成される転送ニップの圧力は、１ＭＰａ以下であり、圧縮することなくウエブ１を転送する。乾燥表面２０の側に繊維性ウエブ１”を確実に転送させるため、スプレー装置２３によって乾燥表面２０に適切な接着剤を塗布する。スプレー装置２３は、クレープ付けドクター２１と転送ニップとの間であって、乾燥表面２０が紙ウエブから開放されたところに位置する。
【００１９】
成形部分５については、図１、２、７および８に示すように、いわゆるＣ−フォーマーに、あるいは、図３〜６に示すように、いわゆる三日月形フォーマーに、または、図９および１０に示すように、いわゆるサクションブレストロールフォーマーにすることができる。
【００２０】
主プレス１１は、２つのプレス要素１２，１３が滑らかな外側表面をもつロールであるロールプレス、あるいは、好ましくは、たとえばシュープレス（図示しない）のような広いニッププレスにすることができる。広いニッププレスの場合、第１のプレス要素１２が滑らかなカウンターロールであり、第２のプレス要素１３は、プレスシュー、および無端ベルトを備える。無端ベルトは、プレスシューに接触しスライドしながら、シュープレスのプレスニップを走り過ぎる。それにより、ベルトの内側およびカウンターロール１２に所定の圧力を生じる。このように、プレスシューは、広がったプレスニップを形作る装置を構成する。主プレス１１のさらに好ましい例では、第１のプレス要素１２は滑らかなカウンターロールであり、第２のプレス要素が広がったプレスニップを形作る装置であるが、その装置はカウンターロールに向かう方向に押すようになった弾力性のサポート本体を含む。プレス要素１２，１３の両方が、それぞれの弾力性サポート本体を含むようにすることもできる。また、代わりの例では、第２のプレス要素１３が滑らかなカウンターロールであり、第１のプレス要素１２の方が、広がったプレスニップを形作る装置（上述したどのタイプのものでも良い）である。
【００２１】
図１に示す例において、主プレスのプレスフェルト１７は、また、成形部分５の第１の内側成形ベルト８として用いることができる。そのとき、成形ロール７もまたプレスフェルト１７のループ内に配置する。また、この例におけるウエット部分は、プレスフェルト１７のループ内に配置したサクションロール２５を含む予備脱水装置２４と、プレスフェルト１７のループの外側（サクションロール２５の反対側）に配置したスチームボックス２６とを備える。スチームボックス２６は、成形された繊維性ウエブの中の水を加熱し、粘性を減じて脱水を促進する。成形された繊維性ウエブ１’の中およびプレスフェルト１７の中の水の量は、そのようなサクションロール２５およびスチームボックス２６の助けにより減少し、成形された繊維性ウエブ１’の乾燥度は主プレス１１に行く前に１６〜２８％にまで高める。この高まりによって、プレスの運転性が確実になる。次に続くプレスによって、ウエブの乾燥度は３８〜５２％となり、乾燥部分で蒸発させるべき水の量が減るので、乾燥部分でのエネルギー節約となる。高圧スプレー装置５５が、成形ロール７上流の成形フェルト８の外側に配置されている。このスプレー装置は、成形フェルト８が成形ロール７に到達するときに、成形フェルト８に水が充満しないように清浄にする。
【００２２】
図２に示す例は、図１のものと同様である。異なる点は、主プレス１１の下流に予備加熱装置２７が追加している点である。その予備加熱装置２７は、繊維性のウエブ１”が乾燥シリンダー１９に到達するまでに、その繊維性ウエブ１”の温度を高めるためのものである。
【００２３】
図３に示す例において、凹凸付けベルト１４は、成形部分の第１の内側成形ベルト８としても用いることができる。そのとき、成形ロール７もまた凹凸付けベルト１４のループ内でありループで囲まれるように配置する。脱水は、大体がベルト９を通して発生する。この場合、主プレス１１のプレスフェルト１７は、複数のガイドロール２８および第２のプレス要素１３の回りのそれ自身のループの中を走行する。第２のプレス要素１３の上流に位置するガイドロールはサクションロール２９である。そのサクションロール２９によって、プレスフェルト１７がプレスに入る前にプレスフェルト１７から水を取り除く。それによって、フェルト１７の吸水能力を確保する。この例では、凹凸付けベルト１４が成形ロール７の回りをも通るが、この例による特別な効果の一つは、紙料の繊維が凹凸付けベルト１４のくぼみの中に入り込み、それら自体の方向付けを行うことができ、それにより、成形された繊維性のウエブ１’の幾分かが、主プレス１１で圧縮が始まる前にすでにくぼみの中で方向付けされることである。このようにくぼみの中で繊維が前もって方向付けされることは、都合が良いことである。主プレス１１の後の第１のガイドロール２８のすぐ前に、スプレー装置５３がプレスフェルト１７の内側に配置されている。そのスプレー装置５３は、プレスフェルト１７とガイドロール２８との間のくさび形の傾斜したスペースに清水を供給するためのものである。この清水は、プレスフェルト１７に押し込まれ、プレスフェルト１７を通してプレスフェルト１７中の汚れた水と置き換わる。それは、プレスフェルト１７がガイドロール２８の回りを走るとき、主プレス１１でのプレスの後である。次に続くガイドロール２８の上流に、プレスフェルト１７から水を引き出すため、サクションボックス５４がプレスフェルト１７の外側に配置されている。そしてまた、そのプレスフェルト１７を清浄にするための高圧スプレー装置５５も配置されている。
【００２４】
図４に示す例は、図３のものと同様である。異なる点は、図２の例に対応する予備加熱装置２７を追加している点、および、サクションロール２９の反対側のプレスフェルト１７の外側にスチームボックス３１を配置した点である。
【００２５】
図５に示す例においては、第１の内側成形ベルト８、プレスフェルト１７および凹凸付けベルト１４が、それら自体のループをもつ。ここで、成形ベルト８は、複数のガイドロール１８’の回りを走行するフェルトである。この場合のプレス部分３は、予備プレス３２を備える。予備プレス３２は、プレスフェルト１７のループ内にある第１のプレス要素３３と、第１の内側成形フェルト８内の第２のプレス要素３４とを含む。これらのプレス要素３３，３４は、互いにプレスニップを形成する。繊維性ウエブ１’を運ぶ成形フェルト８は、そのプレスニップを通って走行し、プレスフェルト１７（このプレスフェルト１７もまた、成形された繊維性ウエブ１’を受け取るために前記プレスニップを走行する）に出くわし、それを主プレス１１上に運ぶ。このように、成形フェルト８は、また、予備プレス３２の第２のプレスフェルトを形成する。第２のプレス要素３４のすぐ上流に位置するガイドロールは、成形フェルト８から水を取り除くためのサクションロール３５である。また、サクションロール３５のすぐ前面の成形フェルト８の外側にスチームボックス３６がある。予備プレス３２の後の第１のガイドロール１８’のすぐ前面に、スプレー装置５３’が成形ベルト８の内側に配置されている。そのスプレー装置５３’は、成形フェルト８とガイドロール１８’との間のくさび形の狭いスペースに清水を供給するためのものである。清水は、成形フェルト８に押し込まれ、成形フェルト８を通して中の汚れた水と置き換わる。それは、成形フェルト８がガイドロール１８’の回りを走るとき、予備プレス３２でのプレスの後である。次に続くガイドロール１８’の上流に、プレスフェルト８から水を引き出すため、サクションボックス５４’が成形フェルト８の外側に配置されている。そしてまた、その成形フェルト８を清浄にするための高圧スプレー装置５５’も配置されている。予備プレス３２は、シュープレスを含む広いニップを伴うプレスを備えることもできる。
【００２６】
図６に示す例は、図５のものと同様である。異なる点は、図２の例に対応する予備加熱装置２７を追加している点である。
【００２７】
図７に示す例においては、第１の内側成形ベルト８（これは、成形ファブリックである）、プレスフェルト１７および凹凸付けベルト１４が、図５による例と同様に、それら自身のループをもつ。したがって、この場合、成形部分５は、ツイン−ワイヤのＣ−フォーマーである。成形ロール７は、望むならば、サクションロールにすることができる。この場合のプレス部分３は、また、予備プレス３２を備える。予備プレス３２は、プレスフェルト１７のループ内に位置する第１のプレス要素３３と、複数のガイドロール３８の回りをループ状に走行する第２のプレスフェルト３７内に位置する第２のプレス要素３４とを含む。ここで、第２のプレス要素３４のすぐ上流に位置するガイドロールは、サクションロール３９であり、それによって、第２のプレスフェルト３７から水を除去する。サクションロール３９の反対側の第２のプレスフェルト３７の外側にスチームボックス５０がある。第２のプレスフェルト３７は、第１の内側成形ファブリック８に接触しながら走行し、プレスフェルト３７、成形された繊維性ウエブ１’、および成形ファブリック８がサンドイッチ構造を形作る転送ゾーンを形成する。繊維性ウエブ１’がその転送ゾーンを離れるとき、第２のプレスフェルト３７がそれを運ぶ。サクション装置５１を、転送ゾーンの後の第２のプレスフェルト３７のループ内に配置することにより、繊維性ウエブ１’の転送を確実にすることができる。予備プレス３２の後の第１のガイドロール３８のすぐ前面に、スプレー装置５３’がプレスフェルト３７の内側に配置されている。そのスプレー装置５３’は、プレスフェルト３７とガイドロール３８との間のくさび形の狭いスペースに清水を供給するためのものである。清水は、プレスフェルト３７に押し込まれ、プレスフェルト３７を通して中の汚れた水と置き換わる。それは、プレスフェルト３７がガイドロール３８の回りを走るとき、予備プレス３２でのプレスの後である。次に続くガイドロール３８の上流に、プレスフェルト３７から水を引き出すため、サクションボックス５４’がプレスフェルト３７の外側に配置されている。そしてまた、サクション装置５１に到達するときにプレスフェルト３７が水で充満しないようにプレスフェルト３７を清浄にするための高圧スプレー装置５５’も配置されている。予備プレス３２は、シュープレスを含む広いニップを伴うプレスを備えることもできる。
【００２８】
図８に示す例は、図７のものと同様である。異なる点は、図２の例に対応する予備加熱装置２７を主プレスの後に追加している点である。
【００２９】
図９に示す例は、図７のものと同様である。異なる点は、ウエット部分が前に述べたＣ−フォーマーおよび三日月形フォーマーとは違うタイプの成形部分をもつ点である。図９による成形部分は、いわゆるサクションブレストロールフォーマーであり、ヘッドボックス６，成形ロール７（これはサクションブレストロールである）、および成形ベルト８（これは成形ファブリックである）を含む。成形ベルトは、サクションブレストロール７およびガイドロール１８の回りのループを走行し、図７の例に相当する第２のプレスフェルト３７と一緒に転送ゾーンを形成する。サクションブレストロール７には、成形ゾーンを形成するサクションゾーン５２がある。ヘッドボックス６からジェットになって放出される紙料と一緒に成形ファブリック８が、そのゾーン上を通り、成形ゾーン５２の中で脱水され、成形された繊維性ウエブ１’を形成する。
【００３０】
図１０に示す例は、図９のものと同様である。異なる点は、図２の例に対応する予備加熱装置２７を追加している点である。
【００３１】
図５〜１０による各例で用いる予備プレス３２については、主プレス１１に関連して説明した異なるプレスのグループの中から選択したものを用いることができる。
【００３２】
凹凸付けベルト１４は、ティッシュ製紙機械について述べたように、非通水性である。これは、液体も空気もそれらを通過しないことを意味する。一部通水性の凹凸付けベルトを用いることもできる。これは、ベルトの一面に液体を注ぐとき、液体がそれを通るようにさせられ、そのベルトの後面で見ることができることを意味する。
【００３３】
湿った繊維性ウエブ１’に凹凸付けするための凹凸付けベルト１４は、キャリヤ層５９、およびそのキャリヤ層５９に支持され、凹凸付けベルトの成形面を構成する凹凸付け層６０を備える。その層６０は、三次元構造になったウエブ接触面６１を備える。その三次元構造は、出っ張り６２が境界を定めるくぼみ６３と出っ張り６２によって形成される。出っ張り６２は、くぼみ６３と同様、凹凸付けベルトの縦方向および横方向に規則的に繰り返して分布し、幾何学的に同様の小さな多角形の単位表面、すなわち、単位表面６４を形成する。単位表面は互いに隣接し、しかも、共通の境界線をもつ。単位表面６４は、凹凸付けベルト１４の単位となる基礎パターンの繰り返しを形成する。このように、単位表面６４は、仮想のものであり、ベルトの構造の中に視覚的な境界を定めることなく、互いに隣り合い合体している。単位表面６４のそれぞれはａで示す面積をもつ。また、単位表面６４のそれぞれは複数のくぼみ６３に及ぶ。それらのくぼみ６３は、一緒になって体積ｖで平均深さｄのポケット６５を形成する。これらの単位表面６４および仲間のポケット６５は、前記の各大きさを測定し計算し、それにより、ティッシュ製紙機械での特性および有用性を決定するために活用する。それの狙いとするのは、乾燥部分に行くまでに充分な大きさの乾燥度をもつ繊維性ウエブを作るため、および、満足できる構造／バルクや他の特性をもつティッシュ紙を下記する間に作るためにある。そのような単位表面６４のそれぞれは平ら（二次元の）であり、凹凸付けベルトの面（これは、出っ張りの上部に接する）と符合する。
【００３４】
ウエブの最適な構造および乾燥度を得るためには、繊維性ウエブ１’がプレスフェルト１７、および湿ったウエブ１’をその間に囲んだ凹凸付けベルト１４と一緒にプレスニップを通り過ぎるとき、繊維性ウエブ１’をくぼみ６３に入り込ませ成形することである。そしてまた、重要なことは、プレス処理のとき、プレスフェルト１７がポケット６５のすべてのくぼみの中にまで到達できることである。それにより、充分に高い水圧を築き、湿った繊維性ウエブ１’中の水をプレスフェルト１７に移動し、プレス作業の終了時点で繊維性ウエブに残さないようにすることができる。ポケット６５には、プレスフェルト１７が出っ張り６２の周囲に形を変えてポケット６５中に侵入することができるだけの大きさが必要である。各ポケット６５は、ポケット６５の底の水が運び去られる最適な深さである。言い換えると、ポケット６５の深さは、大きすぎてはならない。というのは、過剰な深さが、必要な水圧を築く上で妨げになるからである。したがって、ポケット６５の平均深さは、プレスフェルトの弾性的な変形能力によって決まる。すなわち、ポケット６５が深くなればなるほど、プレス処理のとき、プレスフェルト１７が弾性的により大きく変形することが求められるし、その逆もまた同じである。ポケット６５が浅くなればなるほど、プレスフェルト１７にはより小さな弾性が求められる。他方、ポケット６５が小さすぎると、ベルトの三次元構造は低すぎ、その結果、繊維性ウエブの三次元構造あるいはバルクが低すぎることになろう。ポケット６５が深すぎると、プレスフェルト１７はポケット６５の底まで到達するほどには充分に弾性変形することなく、必要な水圧を作り出すことができない。その結果、脱水が減少、つまり、乾燥度が減り、そして、放出特性が悪化し、ウエブが破れることになる。これによって、プレスおよび凹凸付け処理、ならびに、繊維性ウエブが今までの処理で得るものよりも高いバルクを得るという事実に対する理由が明らかになる。
【００３５】
この明確に規定された凹凸構造のウエブ接触面６１をもつ凹凸付けベルト１４こそ、最終的な乾燥を行う前のプレスニップの後において、凹凸付けされた繊維性ウエブ１”の構造および乾燥度をコントロールするための重要な要素である。勿論、プレスニップにおける圧力は高すぎることなく、プレスに用いる通常の範囲であることを前提とする。また、プレスフェルト１７は、弾性的に圧縮可能な今までのタイプであって、圧縮の際に必要とする受水能力に加えて、上に述べたように、その間に位置する湿った繊維性ウエブと一緒に凹凸付け層のウエブ接触面に弾性的に変形するものであることも勿論である。
【００３６】
図１１および１２は、凹凸付けベルト１４の好ましい実施例を示す。この凹凸付けベルトの凹凸付け層６０は、成形側に向いており、出っ張り６２およびくぼみ６３のための基礎を構成する網状組織構造を備える。網状組織構造は、網の目パターンを得るために、たとえば、金属あるいはプラスチック（ポリエステル／ポリアミド）などの適当な材料からなる糸６６，６７で編んだか、あるいは織ったいずれかのファブリックの形態である。図１１において、網の目パターンは、各縦糸６６（ＭＤ）を３本の横糸６７（ＣＤ）の上を伸ばした後で２本の横糸６７の下を通すことにより形成されている。その場合、次の縦糸６６の編み処理で２本の横糸をオフセットし段を作るようにしている。また、図１２における網の目パターンは、各縦糸６６を４本の横糸６７の上を伸ばした後で１本の横糸６７の下を通すことにより形成されている。その場合、次の縦糸６６の編み処理で２本の横糸をオフセットし段を作るようにしている。繊維性ウエブに対面するファブリック面には、ポリマー層をコーティングすることにより、ファブリック面をその構造に保つ。そのポリマー層の厚さは、また、くぼみの体積を調節するための大切なコントロール要素である。薄い層のコーティングを一回あるいは複数回行うことにより、プラスチック層の厚さを増すことができるからである。
【００３７】
上述した網目パターンは、縦および横の両方の糸６６，６７にナックル様の形をした出っ張り６２を生じる。縦糸のナックル６８は、本質的に横糸のナックル６９よりも長い。図１１に、図１２も同様であるが、多角形の（もう少し正確には四角形の）小さな単位表面６４を示している。それら小さな単位表面のそれぞれの位置および整列状態は、四角形の角が引き続く４本の縦糸６６の隣接した４つのナックル６８のほぼ中央に符合するという事実によって決まる。ナックル６８は、互いに関連して縦方向に入れ替わる。図に示す場合、単位表面６４は平行四辺形である。図１１に示す単位表面６４は、凹凸付けベルト１４上の縦方向および横方向の異なる点のどこでも読み取ること、マークを付けること、描くことなどができる。単位表面６４およびその仲間のポケット６５（これは、単位表面に含まれる）は、測定用に活用される。寸法公差が避けられないとしても、満足できる測定結果を得るために、小さな単位表面６４およびそのポケット６５については、凹凸付けベルト１４に沿い、そして横切る個所をランダムに選択し、複数の所で測定する。それにより、たくさんの測定個所のすべての測定値の平均値を計算する。
【００３８】
凹凸付けベルトのキャリヤ層５９は、非通水性あるいは通水性にすることができる。
【００３９】
テスト
４つの異なる凹凸付け部材（以下、凹凸付けベルトという）のそれぞれを、小さな単位表面６４およびその仲間のポケット６５の体積に関して調べ検討した。選択した凹凸付けベルトは、ベルトＡ、ベルトＣ、ベルトＤおよびベルトＥで示す。ベルトＡ、ベルトＤおよびベルトＥが図１１による糸構成であり、ベルトＣは図１２による糸構成である。測定については、ドイツ、Ｄ−３７０７３、カール−マーア−ストラーセ  １番地のカール  マーア  ホールディング会社（ＧｍｂＨ）のマーサーフ  ＷＳ１型の測定装置で行った。この測定装置は、０．１ｎｍの垂直解像力でコンタクトフリーの三次元の測定を迅速に行うことができる。ベルトの製造における寸法公差を考慮し、平均値を計算するために、各場合について単位表面６４の５個所の異なる位置で測定を行った。測定値を用いて、体積ｖと面積ａの比を算出した。それにより、底面が非常にでこぼこしたポケット６５のくぼみ６３のすべての深さの平均値ｄをｍｍで表した長さの値を得た。測定した体積ｖおよび面積ａの測定値、ならびにそれらから算出した比を下記の表１に示す。  
【００４０】
【表１】
0005676266.tif 000002
【００４１】
４つの凹凸付けベルトＡ、Ｃ、Ｄ、およびＥのそれぞれを、図１に示す実施例によって形成したティッシュ製紙機械で用いた。製紙機械は１２００ｍ／分の速度で運転し、製造したクレープ付けした巻き取ったウエブは、坪量２０ｇ／ｍ２であった。いずれの場合でも、成形した繊維性ウエブ１’は、サクションロール２５の前での乾燥度が約１６％、サクションロール２５の後での乾燥度が約２５％であった。主プレス１１はシュープレスであり、プレス要素１３がプレスシューと無端の非通水性の溝付きベルトとを備え、その溝付きベルトがフェルトの裏側に接触したプレスシューの回りを走行するようになっている。このように、プレスニップは、この場合、広いプレスニップであった。プレスニップにおける具体的な圧力は４ＭＰａであった。用いたプレスフェルトはオルバニー  インターナショナル社が提供したものであり、坪量１４２５ｇ／ｃｍ２であった。また、そのフェルトの厚さは、負荷を受けない状態で２．４ｍｍであり、ロールプレスニップで最大７．３ＭＰａの圧で圧縮したとき約１．７ｍｍになるような弾性的な圧縮特性がある。その厚さはロールプレスニップの中央で算出した値であり、その中央部分は最大の負荷を示す場所である。その後、プレスニップの出口で負荷がなくなると、フェルトは元の厚さになる。このようにして凹凸付けされた各繊維性ウエブ１”は、それからヤンキードライヤーに移り乾燥され、そして、クレープ付けドクター２１によってドライヤー（シリンダー）表面からこすり取られる。ウエブの乾燥度については、転送ロール１６のすぐ後で測った。また、完成した巻き取り紙ウエブについて、そのウエブはリールに巻き付けるのであるが、バルク、引っ張り強度および伸長度について調べた。凹凸付けした繊維性ウエブ１”について上のように乾燥する前における乾燥度、および完成した巻き取り紙ウエブの厚さについて、次の表２に示す。
【００４２】
【表２】
0005676266.tif 000003
【００４３】
得られた結果を見ると、驚くべきことに、ベルトＣおよびベルトＥ、これらは両方ともに互いにこの発明を適用した面積ａおよび平均深さｄをもっているのであるが、プレスニップ後の繊維性ウエブの乾燥度が非常に高くなっており、また、ベルトＡおよびベルトＤ、これらは互いにこの発明による面積ａおよび平均深さｄをもっていないのであるが、プレスニップ後の繊維性ウエブの乾燥度が比較的に低くなっている。この驚くべき結果は、また、最も高い乾燥度の繊維性ウエブをもたらした凹凸付けベルト、つまりベルトＣが最も高いバルクになっている。このバルクの高くなった原因は、ベルトＣの粗い構造にある。ベルトＥによるバルクもまた許容することができる。一般的には、粗いベルト構造は高いバルクを生じるが、柔軟さは低くなり、反対に、微細な構造は低バルクではあるが、柔軟さは高くなる。このように、ベルトＣおよびベルトＥは、基本的に乾燥部分において、エネルギー消費の低減を図ることができる。
【００４４】
得られた結果については、図１３の図に示すように、面積ａと平均深さｄとの関係を座標上にプロットしている。４つの凹凸付けベルトに対するａ／ｄ座標に印を付け、原点を通り傾き係数ｋが３０の直線Ｌを引いてある。この直線Ｌの下の領域であり、面積ａおよび平均深さｄを明示した範囲が、この発明の考え方による凹凸付けベルトを表し、乾燥度が高く、満足すべき構造の繊維性ウエブを生み出す。ところが、ここで示す比較テストから分かるように、直線Ｌの上の領域はこの発明の考え方には入らない。
【００４５】
この発明による凹凸付け層をもつ凹凸付けベルトを備えるティッシュ製紙機械で製造したところ、クレープ付けし巻き取ったティッシュ紙は、次のような特性である。
【００４６】
坪量                  １０〜５０ｇ／ｍ２ 
厚さ                  １６０〜４００μｍ
バルク                 ８〜２０ｃｍ３／ｇ
ＭＤ引っ張り強度      ５０〜３００Ｎ／ｍ
ＣＤ引っ張り強度      ３０〜３００Ｎ／ｍ
【００４７】
凹凸付け部材（凹凸付けベルト）は、キャリヤ層５９と凹凸付け層６０とを形成することにより製造することができる。凹凸付け層６０は、繊維性ウエブ１’に接触するものであり、キャリヤ層５９で支持される。凹凸付け層６０は、三次元の織り構造物であり、出っ張り６２によって定められるくぼみ６３と出っ張り６２から形成される。
出っ張り６２は、くぼみ６３と同様、凹凸付けベルトの縦方向および横方向に規則的に繰り返して分布し、幾何学的に同一の小さな多角形の単位表面６４を形成する。単位表面は互いに隣接し、しかも、共通の境界線をもつ。単位表面６４のそれぞれはａで示す面積をもち、それぞれは平均深さｄの複数のくぼみ６３を含んでいる。小さな単位表面６４のそれぞれの位置および整列状態は、それについての角が出っ張り６２に一致していることによって定まる。出っ張り６２は、互いの関係により入れ替わり、連続する４つの縦糸によって形成される。ここで、凹凸付け層の小さな単位表面６４のそれぞれの面積ａおよび平均深さｄについて、長さの単位をｍｍで算出するとき、それらのａ／ｄの比が３０ｍｍに等しいかそれよりも大きいことである。ただし、ａは１．０〜３．０ｍｍ２の範囲、そして、ｄは０．０３〜０．０９ｍｍの範囲からそれぞれ選択する。ファブリックの一面に液体ポリマーの形態のコーティングを行い、それが凹凸付け層６０を形成し、繊維性ウエブに接触する。
【００４８】
「複数のくぼみ」という表現は、一つおよび同じ単位表面の中に完全に位置するそのようなくぼみに及ぶだけでなく、第１の単位表面、および隣接する第２の単位表面の中に位置する部分を備えるくぼみにも及ぶ。測定においては、そのような各単位表面のほか、この単位表面に関係するくぼみの各部分についても測定すると理解されたい。
【００４９】
「小さな（つまり、最小の）単位表面」という表現は、一つおよび同じ凹凸付けベルトの小さな単位表面のすべてが下層の底面に関する地形と同じであること、すなわち、凹凸付け層の中に繰り返しパターンとして生じる出っ張り６２およびくぼみ６３が同じ分布および位置あるいは方向であることを意味する。
【００５０】
この発明は、また、第１および第２のベルトを伴い、第１のベルトが弾性的な圧縮性のプレスフェルトであるプレス部分を備えるティッシュ製紙機械を改造する方法に関する。改造に際しては、プレス部分の第２のベルトを請求項１〜７のいずれか一つの凹凸付けベルトと取り替える。
【符号の説明】
【００５１】
１  ティッシュ紙ウエブ
１’  成形された繊維性ウエブ
１”  凹凸付けされた繊維性ウエブ
２  ウエット部分
３  プレス部分
４  乾燥部分
５  成形部分
６  ヘッドボックス
７  成形ロール
８  成形ベルト（成形部材）
９  第２の成形布
１１  主プレス
１４  凹凸付けベルト（凹凸付け部材）
１６  転送ロール
１７  プレスベルト
１９  乾燥シリンダー
２０  乾燥表面
２１  クレープ付けドクター
２３  スプレー装置
２４  予備脱水装置
２７  予備加熱装置
３２  予備プレス
５３  スプレー装置
５４  サクションボックス
５５  高圧スプレー装置
５９  キャリヤ層
６０  凹凸付け層
６１  ウエブ接触面
６２  出っ張り
６３  くぼみ
６４  単位表面
６５  ポケット
６６  縦糸
６７  横糸
６８，６９  ナックル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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