(57)【要約】  紙ウェブに接触する層（１６）を形成するために織り合わされた紙側の複数の緯糸（１４）及び経糸（１２）を備えた成形織物（１０）を有する抄紙機。複数の緯糸（２０）及び経糸（１８）は、成形織物のための機械側層（２２）を形成するための織り合わされている。複数の経糸バインダ糸（２８）が、多層成形織物を形成するために紙側及び機械側の糸と織り交ぜられている。織物の幅安定性を維持するために、機械側層における緯糸の直径は、経糸の直径よりも大きい。織物は、高い透過率、高い空隙率、高い部ランの繊維支持指数とを特徴とする。
2010529322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維ウェブを乾燥させるための抄紙機において、該抄紙機に、
少なくとも１つのステーションが設けられており、該ステーションにおいて、繊維ウェブの含水量が減じられ、前記ステーションが、ウェブを乾燥装置上に搬送する透過性の織物と、ウェブに接触し且つ乾燥装置上に案内される透過性の脱水織物と、乾燥装置において透過性の織物と、ウェブと、脱水織物とに圧力を加えるための機構とを有しており、
繊維ウェブを前記ステーションの前方の位置へ搬送するための成形織物が設けられており、該成形織物に、
繊維ウェブに接触する織物を形成するために織り合わされた複数のウェブ側の緯糸及び経糸が設けられており、
前記成形織物のための機械側織物を形成するために織り合わされた複数の機械側の緯糸及び経糸が設けられており、
著しい透過性を有する多層成形織物を形成するために所定の方向で前記複数の前記ウェブ側及び機械側の糸と織り合わされた複数のバインダ糸が設けられていることを特徴とする、繊維ウェブを乾燥させるための抄紙機。
【請求項２】
前記糸が、織物の透過率が約３００ｃｆｍ〜１０００ｃｆｍであるように織り合わされていることを特徴とする、請求項１記載の抄紙機。
【請求項３】
糸が、織物の透過率が約４５０ｃｆｍ〜約１０００ｃｆｍであるように織り合わされていることを特徴とする、請求項１記載の抄紙機。
【請求項４】
前記糸が、織物の透過率が約５２５ｃｆｍ〜約７００ｃｆｍであるように織り合わされていることを特徴とする、請求項１記載の抄紙機。
【請求項５】
糸が、空隙率が約４０％〜約８０％であるように織り合わされていることを特徴とする、請求項１記載の抄紙機。
【請求項６】
糸が、空隙率が約６０％〜約８０％であるように織り合わされていることを特徴とする、請求項１記載の抄紙機。
【請求項７】
糸が、空隙率が約６５％〜約８０％であるように織り合わされていることを特徴とする、請求項１記載の抄紙機。
【請求項８】
糸が、前記紙成形織物の表面開口面積が約２０％〜約６０％であるように織り合わされていることを特徴とする、請求項１記載の抄紙機。
【請求項９】
糸が、前記紙成形織物の表面開口面積が約３０％〜約６０％であるように織り合わされていることを特徴とする、請求項１記載の抄紙機。
【請求項１０】
糸が、前記紙成形織物の表面開口面積が約３５％〜約４５％であるように織り合わされていることを特徴とする、請求項１記載の抄紙機。
【請求項１１】
前記糸が、ベランの繊維支持指数が約１００〜約２５０であるように織り合わされていることを特徴とする、請求項１記載の抄紙機。
【請求項１２】
前記糸が、ベランの繊維支持指数が約１２５〜約２５０であるように織り合わされていることを特徴とする、請求項１記載の抄紙機。
【請求項１３】
前記糸が、ベランの繊維支持指数が約１５０〜約２５０であるように織り合わされていることを特徴とする、請求項１記載の抄紙機。
【請求項１４】
前記織物の幅安定性を維持するために、機械側の緯糸の直径が経糸よりも大きいことを特徴とする、請求項１記載の抄紙機。
【請求項１５】
織物の厚さが０．０３０インチ未満であることを特徴とする、請求項１４記載の抄紙機。
【請求項１６】
前記経糸の直径が０．１７ｍｍ未満であることを特徴とする、請求項１４記載の抄紙機。
【請求項１７】
前記経糸の直径が０．１５ｍｍ未満であることを特徴とする、請求項１４記載の抄紙機。
【請求項１８】
前記経糸の直径が０．１３ｍｍ未満であることを特徴とする、請求項１４記載の抄紙機。
【請求項１９】
前記織物の機械側に隣接する層における緯糸が０．２２ｍｍよりも大きいことを特徴とする、請求項１４記載の抄紙機。
【請求項２０】
前記バインダ糸が経糸であることを特徴とする、請求項１記載の抄紙機。
【請求項２１】
前記バインダ糸が緯糸であることを特徴とする、請求項１記載の抄紙機。
【請求項２２】
前記経糸バインダ糸が、前記織物のうちの一方の織物の緯糸と織り合わされており、周期的に他方の織物の緯糸の上を通過することを特徴とする、請求項２０記載の抄紙機。
【請求項２３】
前記織物のうちの他方のための経糸織物が、バインダ経糸織物が前記緯糸上を通過する箇所において織物から外れていることを特徴とする、請求項２２記載の抄紙機。
【請求項２４】
前記経糸バインダ糸が、第１の織物に戻る前に前記織物のうちの他方の織物の複数の緯糸の上を通過することを特徴とする、請求項２０記載の抄紙機。
【請求項２５】
前記経糸バインダ織物が３本の緯糸の上を通過することを特徴とする、請求項２４記載の抄紙機。
【請求項２６】
前記バインダ糸が５本の緯糸の上を通過することを特徴とする、請求項２４記載の抄紙機。
【請求項２７】
前記経糸バインダ糸が他方の織物の４本の緯糸の上を通過することを特徴とする、請求項２４記載の抄紙機。
【請求項２８】
前記バインダ糸が、経糸バインダ糸が上を通過する選択された緯糸の間において等しい数の緯糸の下を通過することを特徴とする、請求項２４記載の抄紙機。
【請求項２９】
前記経糸バインダ糸が、経糸バインダ糸が上を通過する選択された緯糸の間において等しくない数の緯糸の下を通過することを特徴とする、請求項２４記載の抄紙機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
１．発明の分野
本発明は、抄紙機及び不織布ウェブ形成装置等のウェブ成形装置において使用される織物、特に、ウェブ形成装置又は抄紙機における成形織物に関する。
【０００２】
２．関連技術の説明
紙は、セルロース繊維のスラリと、水と、適切な添加剤とから成る完成紙料を、抄紙機の成形区分における成形織物上に又は２つの成形織物の間に搬送することによって製造される。次いで、シートは、プレス区分を通過させられ、最後に抄紙機の乾燥区分を通過させられる。標準的なティッシュ抄紙機の場合、紙ウェブはプレス織物からヤンキードライヤへ搬送され、次いでクレーピングされる。
【０００３】
織物の性能の本質的な部分は、排水及び繊維保持である。現在、高い脱水能力、精密な成形面、及び高い幅安定性とにより、これらの用途のために、３層織り構造が使用されている。通気乾燥（ＴＡＤ）に関連した新たなティッシュ形成技術は、成形織物に対する一層増大する要求を課している。ATMOSの名称でVoith Paper社によって販売されている、国際公開第２００５／０７５７３６号パンフレットにさらに完全に記述されている、乾燥への別のアプローチは、織物により大きな要求を課す。このシステムにおいて、繊維ウェブは、ドラムの円弧の一部に沿って搬送され、繊維ウェブから水分を除去するために負圧に曝される。
【０００４】
現在の３層織り成形織物は、機械横方向で結合されており、これは、このような用途において必要とされる高い排水と、シート形成のために必要とされる精密な成形面とに対する妨げを形成する。言い換えれば、シート形状は、十分に充填されている必要があり、また、均一な坪量分布と、最小限のピンホールとを有する必要がある。
【０００５】
つまり、増大した幅安定性と、排水及び繊維支持手段とを有する成形織物を提供することが技術分野において必要とされている。
【０００６】
さらに、紙成形技術には、速度をより一層を増大させるという要求が課されているので、前記パラメータに関する能力及び安定性をより一層増大させる必要がある。
【０００７】
発明の概要
本発明は、１つの態様において、紙又は繊維ウェブを乾燥するための抄紙機に関する。抄紙機は、少なくとも１つのステーションを有しており、このステーションにおいて、紙又は繊維ウェブの含水量が減じられる。成形織物は、紙又は繊維ウェブを少なくともステーションへ搬送する。成形織物は、紙又は繊維ウェブに接触する織物を形成するように織り合わされた、複数の紙側の緯糸及び経糸を有している。複数の機械側の緯糸及び経糸は、成形織物のための機械側の層を形成するように織り合わされている。多層成形織物を形成するために、複数のバインダ糸が複数の紙側及び機械側の糸と織り交ぜられている。織物の安定性を維持するために、機械側の層における緯糸の直径は、経糸の直径よりも大きい。
【０００８】
本発明の利点は、増大した幅安定性を有すると同時に、優れた排水及び繊維支持を許容する成形織物を提供することである。
【０００９】
図面の簡単な説明
添付の図面に関連した発明の実施形態の以下の説明を参照することによって、本発明の前記特徴及び利点並びにその他の特徴及び利点、またそれらを達成する形態がより明らかになり、また、発明がよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が使用される脱水システムの概略図である。
【図２】本発明の１つの形態を具体化する多層織物の斜視図である。
【図３】発明の別の形態の斜視図である。
【図４】図２の織物にバインダ糸が織られる択一的な形式を示す図である。
【図５】図２の織物にバインダ糸が織られる択一的な形式を示す図である。
【図６】図２の織物にバインダ糸が織られる択一的な形式を示す図である。
【００１１】
ここで図面を参照すると、図１は脱水システムの図を示しており、この脱水システムは、概して参照符号１９によって示されたベルトプレスの形式の主圧力場を利用する。繊維材料のウェブＷは、構造化された織物４によって真空ボックス５へ搬送され、この真空ボックスは、約−０．２〜約−０．８ｂａｒの真空で走行する、公称２０グラム毎平方メートル（ｇｓｍ）の走行ウェブにおいて、約１５％〜約２５％の固体レベルを達成することを要求されており、好適な形式では、約−０．４〜約−０．６ｂａｒのレベルで作動することができる。真空ローラ９は、約−０．２ｂａｒ〜約−０．８ｂａｒの真空レベルにおいて作動させられる。好適には、真空ローラは、約−０．４ｂａｒ以上のレベルで作動させられる。ベルトプレス１９は、１つの織物の走行路３１を有しており、この走行路は、吸引ローラ９の周囲でウェブＷを搬送する構造化された織物４の非シート接触側に圧力を加えることができる。織物３１は、複数の案内ローラの周囲に案内された連続する又は無端の循環するベルトであり、透過性であることを特徴とする。選択的な高温空気フード１１が、ベルト３１内に配置されており、脱水を向上させるために真空ローラ９上に位置決めされている。さらに、脱水プロセスを向上させるために、真空ローラ９の上流においてフード１１内に蒸気シャワー（図示せず）が位置決めされていてよい。真空ローラ９は、少なくとも１つの真空領域Ｚを有しており、約２００ｍｍ〜約２５００ｍｍ、好適には約８００ｍｍ〜約１８００ｍｍ、より好適には約１２００ｍｍ〜約１６００ｍｍの周方向長さを有している。真空ローラシェルの厚さは、好適には約２５ｍｍ〜約７５ｍｍであることができる。吸引領域Ｚにおいて織物を通る平均空気流量は、機械幅の１ｍごとに約１５０ｍ3／ｍｉｎであることができる。吸引ローラ９から出る固体レベルは、導入されたオプションに応じて約２５％〜約５５％であり、好適には、約３０％より高く、より好適には約３５％より高く、さらにより好適には約４０％よりも高い。選択的な引寄せ真空ボックス１３は、シート又はウェブＷが構造化された織物４に追従し、脱水織物７から分離することを保証するために使用されることができる。第１の圧力場（すなわち真空ボックス５）及び主圧力場（すなわち真空ローラ９によって形成されている）における空気流の方向は互いに反対方向である。システムは、１つ又は２つ以上のシャワーユニット８と、１つ又は２つ以上のウーレボックス（Uhle boxes）６とを使用してもよい。
【００１２】
ベルトプレス１９を用いることにより乾燥度の著しい増大が生じる。ベルト３１は、破壊されることなく及びウェブ品質を破壊することなく約８０ＫＮ／ｍまでのベルト張力の増大を維持することができるべきである。張力が２０ＫＮ／ｍ増大するごとにウェブＷにおいて概して２％のさらなる乾燥度が生じる。
【００１３】
図１に示された脱水システムは、増大する排水及び均一なシート形状を提供するために、脱水織物７に高い要求を課す。脱水織物７の性能は、システムの有効性を決定する。なぜならば、ウェブＷがベルトプレス１９に進入する時のウェブＷの十分な乾燥が、処理速度を高めるからである。
【００１４】
図２を参照すると、成形織物１０が示されており、この成形織物１０は、紙又は繊維ウェブ側部の層１６を形成するために緯糸１４と織り合わされた複数の経糸１２を有している。経糸１２は縦方向（ＭＤ）に延びており、緯糸１４は幅方向（ＣＤ）に延びている。図２に示されているように、矢印ＭＤは織物のための縦方向を示している。言い換えれば、ＭＤ方向は織物の長さであり、適当な矢印によって示されたＣＤは織物の幅である。織物のがベルト状である場合、織物は連続している。
【００１５】
経糸１８及び緯糸２０の付加的なセットが、互いに編み合わされており、機械対面側２２である付加的な層を形成している。機械対面側２２は、通常、ベルト１０を所定の経路を通じて移動させるために駆動ドラム又は案内ローラ（本発明の説明を単純にするために示されていない）に当接する。編み合わされた緯糸及び経糸１４及び１２は、それぞれ、紙側層２４を形成しており、緯糸及び経糸１８及び２０は機械側層２６を形成している。層２４及び２６はバインダ糸２８によって結合されており、このバインダ糸２８は、織物１０の例示された周縁を超えて延びた破線によって示されている。本発明の理解を単純にするためにバインダ糸２８の一部のみが示されている。図２に示されているように、層２４及び２６を多層織物に結合するために、バインダ糸２８は経糸方向又はＭＤ方向に延びている。ＭＤ方向に延びたバインダ糸２８の利点は、織物１０の高められた排水である。ＭＤ糸の寸法は、織物をできるだけ薄く保つために、小さく形成されている。ＭＤ糸の直径は、０．１７ｍｍ未満、好適には０．１５ｍｍ未満、好適には０．１３ｍｍ未満である。少なくとも機械対面側におけるＣＤ糸の直径は、幅安定性を高めるために０．２２ｍｍよりも大きい。糸直径のこの選択の結果は、織物１０を通る排水を高めるために、好適に０．０３０インチ未満の厚さである。
【００１６】
紙側層２４及び機械側層２６を形成する糸は、織物１０の透過率が広く約３００ｃｆｍ〜〜約１０００ｃｆｍであるように編み合わされている。好適な範囲は約４５０ｃｆｍ〜約１０００ｃｆｍであるが、最も好適な範囲は、排水を最大化するために約５２５ｃｆｍ〜約７００ｃｆｍである。空隙率は、約４０％〜約８０％、好適には約６０％〜約８０％である。最も好適な空隙率は約６５％〜８０％である。この高い空隙率は、織物１０の極めて高い脱水率を得るために必要とされる。
【００１７】
紙側層２４及び機械側層２６を形成する糸は、表面開口面積が約２０％〜約６０％であるようにも編み合わされており、好適な開口面積は約３０％〜約６０％である。最も好適には約３５％〜約４５％である。高い表面開口面積は、極めて迅速な脱水要求のために必要とされる。
【００１８】
織物は、ベランの繊維支持指数（Beran's Fiber Support Index）（ＦＳＩ）のあるレベルを達成するようにも編み合わされている。ここで使用されているように、ＦＳＩは、引用により本明細書に記載されたものとするRobert L. Beran, "The Evaluation and Selection of Forming Fabrics" TAPPI, １９７９年４月、第６２巻、第４番に定義されている。結果として生じる織物のためのＦＳＩは、約１００〜約２５０の範囲であり、より好適なＦＳＩは約１２５〜約２５０である。最も好適なＦＳＩは約１５０〜約２５０である。高いＦＳＩ値は、繊維保持のため、シート成形のため、及び不十分な繊維支持により早過ぎる脱水によって生じるピンホールを最小限にするために、必要とされる。このこと自体によって、繊維が織物を通って引き出され、これによってシートの穴が生じる。
【００１９】
図２に示された織物は、繊維ウェブの形成及び脱水の性能を著しく進歩させる。図２に示された織物１０は、ＭＤバインディング糸２８を有している。しかしながら、図３に示された織物３０は、ＣＤ方向に延びたバインディング糸を有している。図３に示されているように、複数の経糸３２及び緯糸３４は、紙側層３６を形成するように織り合わされている。複数の経糸３８及び緯糸４０は、機械側層４２を形成するように編み合わされている。織物３０の説明されたパラメータを超えて延びた破線によって示された、複数のバインダ糸４４は、多層織物を提供するために層３６及び４２の間に織り合わされている。
【００２０】
本発明の理解を単純にするために、バインダ糸４４の一部のみが示されている。このような配列の透過率は、図２に示された織物ほど高くはないが、依然として、繊維ウェブを脱水する場合に著しい利点を提供する。
【００２１】
図２及び図３に示された織物は、平織であるが、当業者には、その他の形式の織りが使用されてよく、依然として本発明の利益を実現することが明らかであるべきである。ＣＤ糸支配により、機械において走行する成形織物の幅安定性は、１％未満の収縮値を達成することができる。織物は、様々な材料の糸から形成されてよく、改善された寿命、安定性、及び清潔度を提供するために織物に処理が行われてよい。
【００２２】
図４を参照すると、繊維ウェブ側織物４８と機械側織物５０とから形成された成形織物４６の断面図が示されている。これらの織物における経糸及び緯糸の複雑な織りの詳細は、本発明の理解を単純にするために示されていない。さらに、この図及び後続の図に示された断面図は、見本であり、織物の幅を横切って見たそれぞれの正確な断面ではない。繊維ウェブ側織物４８は、複数の織り合わされた緯糸５２及び経糸５４から形成されており、１つの経糸のみが示されている。機械側織物５０は、一連の織り合わされた緯糸５６及び経糸５８を有しており、１つの経糸のみが示されている。織物５０の経糸５８は、６２において、織物４８の選択された緯糸５２と交差しており、これにより、織物４８及び５０を織り合わせている。この場合、経糸５８は、選択的に、隣接する織物の緯糸に結合し、バインダ糸として機能する。また、箇所６２において、織物４８の経糸５４は、織物４８のための織りパターンから外れており、織物５０の経糸５８と交代されている。緯糸がバインダ糸を形成する形式は、特定の用途に適したように、織物の幅に亘って変化することができることが当業者に明らかであるべきである。
【００２３】
図５は、隣接する織物を結合するためのバインダ糸を織り合わせるさらに別の形式を示している。図５において、繊維ウェブ側織物６４は機械側織物６６に隣接している。各織物の緯糸は、互いに隣接する数字によって表されている。バインダ糸６８は、ＭＤ方向に延びており、一方の織物層から他方の織物層へ選択的に通過し、２つの織物の結合を形成している。図５に示されているように、バインダ糸６８は、織物を結合するのに適したように、隣接する織物６４における不均一な数の緯糸の上を通過している。織物６４の上側部分におけるパターンは、５番目の緯糸の上を通過した後、３番目の緯糸の上を通過し、次いで織物６６に戻る経糸５８を示している。図５の下側部分は、織物６４及び６６の幅に沿った別の部分を示しており、バインダ糸６８が織り合わされるさらに別の形式を示している。
【００２４】
図６は、繊維ウェブ側織物７０が機械側織物７２に隣接しているさらに別の変化態様を示している。経糸バインダ糸７４は、隣接する織物における等しい数の緯糸の下を通過した後、織物７０の緯糸と織り合わせながら、緯糸上を通過している。すなわち、経糸バインダ糸は、様々な繊維ウェブ側織物と機械側織物とを織り合わせ且つ２つの織物を結合する二重の機能を提供する。
【００２５】
上記構造は、典型的であるが、繊維ウェブ側によって搬送されるウェブから水分を排除するための優れた能力を有する成形織物を提供する。この優れた水能力は、排除しないならば、システム全体に複雑さ及びコストを付加する図１の抄紙機における補足的な真空運転の必要性を最小限にする。
【００２６】
本発明は少なくとも１つの実施形態に関して説明されたが、本発明はさらに開示の精神及び範囲内でさらに変更されることができる。したがって、本出願は、発明の一般的な原理を使用して発明のあらゆる変更、使用又は適応を網羅することが意図されている。本出願は、発明が属する技術の分野において知られている又は慣用的な実用の範囲の、添付の請求項の範囲に含まれる本開示からのこのような逸脱を網羅することが意図されている。
【符号の説明】
【００２７】
４  構造化された織物、  ５  真空ボックス、  ７  脱水織物、  ９  真空ローラ、  １０  成形織物、  １２  経糸、  １４  緯糸、  １８  経糸、  ２０  緯糸、  ２２  機械対面側、  ２８  バインダ糸、  １３  真空ボックス、  １９  ベルトプレス、  ２４  紙側層、  ２６  機械側層、  ３０  織物、  ３１  走行路、  ３２  経糸、  ３４  緯糸、  ３６  紙側層、  ３８  経糸、  ４０  緯糸、  ４２  機械側層、  ４４  バインダ糸、  ４８  繊維ウェブ側織物、  ５０  機械側織物、  ５２  緯糸、  ５４  経糸、  ５６  緯糸、  ５８  経糸、  ６４  繊維ウェブ側織物、  ６６  機械側織物、  ６８  バインダ糸、  ７０  繊維ウェブ側織物、  ７２  機械側織物、  ７４  経糸バインダ糸
【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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【国際調査報告】
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2010529322.tif 000010
2010529322.tif 000011