(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
a)紙製造繊維の水性懸濁液を無端移動多孔性形成用布の表面上に堆積させ、15ないし25パーセントの濃度を有する湿潤ウェブを形成し、
b)該湿潤ウェブを、前記形成用布から該形成用布の空隙容積に等しいか、それ以下の空隙容積を有する第１の移送用布に移し、この際、該移送用布が前記形成用布よりも5ないし75％だけ遅い速度で移動するようにし、
c)前記湿潤ウェブを前記第１の移送用布から貫通乾燥用布に移し、前記ウェブを貫通乾燥させる、
段階からなるセルロースウェブを製造する方法。
【請求項２】
前記貫通乾燥ウェブは、前記貫通乾燥用布から前記貫通乾燥用布と比較すると滑らかな表面を有する搬送布に移され、該搬送布と別の滑らかな表面を有する布との間の一定ギャップ内で圧縮されて、前記乾燥されたウェブのキャリパーを制御し減少させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記貫通乾燥されたウェブが２つか、それ以上の一定ギャップ内で圧縮されて、連続する前記ギャップは先のギャップよりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記貫通乾燥ウェブは３つか、それ以上の一定ギャップ内で圧縮されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記湿潤ウェブは、貫通乾燥の前に、前記第１の移送用布から第２の移送用布に移されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の移送用布は、前記第１の移送用布よりも遅い速度で移動することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記湿潤ウェブは、真空スロットを有する移送シューを用いて前記形成用布から前記第１移送用布に移され、前記形成用布と前記移送用布は前記真空スロットの前縁において接近し離散するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の移送用布から前記貫通乾燥用布への前記ウェブの移送は、前記移送用布と前記貫通乾燥用布との間の一定ギャップ内で実行され、該一定ギャップは前記移送用布から離れつつある前記ウェブの厚さに等しいか、それ以上の広がりを有することにより、前記ウェブは前記移送中に圧縮されないようになっていることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
a)紙製造繊維の水性懸濁液を無端移動多孔性形成用布の表面上に堆積させ、15ないし25パーセントの濃度を有する湿潤ウェブを形成し、
b)該湿潤ウェブを、真空スロットを有する移送シューを用いて前記形成用布から移送用布に移し、この際、前記形成用布と前記移送用布が前記真空スロットの前縁において接近し離散するようにし、さらに前記移送用布が前記形成用布よりも15ないし25％遅い速度で移動するようにし、
c)前記湿潤ウェブを前記移送用布から貫通乾燥用布に移し、前記ウェブが貫通乾燥されるようにする、
段階からなるセルロースウェブを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
ティッシューやタオル、ワイパー等のような紙製品の製造においては、製品の意図する目的に適した性質が最終製品に与えられるように、種々の製品特性に注意を払わねばならない。これらの種々の特性の中では、表面の感触、強度、吸収性、嵩高性及びストレッチ性が常に主要な要因とされている。従来は、これら紙製品の多くは、湿式プレス法により、非常に大量の水を湿潤状態で堆積したウエブからプレスによるか又は絞りにより除去することで製造されていた。特に、ウエブを吸収性紙製造フェルトにより支持した状態で、該フェルトと回転する加熱シリンダ（ヤンキードライヤー）の間に移送しながらプレスロールを使用して、該フェルトと回転するシリンダの表面の間でウエブを絞る手法が行われていた。次いで乾燥したウエブはドクターブレード（クレーピング）によりヤンキードライヤーから外されるが、この過程で、乾燥したウエブは湿式プレス段階で形成された接合の多くに破壊を生じることにより、部分的に接合解除される。クレーピングはウエブの感触を大幅に改善するが、強度に大きな損失を生じる。
最近になって、貫通乾燥が紙ウエブを乾燥させる別の手段となってきた。貫通乾燥は、ウエブが乾燥するまで高温空気を該ウエブに通すことによりウエブから水を除去するもので、比較的非圧縮性の方法である。特に、湿式堆積されたウエブが形成用布から粗い高度に透過性の貫通乾燥用布に送られ、乾燥するまで該貫通乾燥用布の上に保持される。結果として得られる乾燥ウエブは、接合部が少なく、圧縮の程度が低いので、従来の乾燥された非クレープシートよりも柔らかく嵩高である。湿ったウエブから水を絞り出すことは必要でなくなるが、その後にウエブをヤンキードライヤーに送ってクレープを形成するために加圧ロールを使用することが必要となる。
ヤンキードライヤーを省略して非クレープ貫通乾燥製品を得るという処理についての要望もあるが、非クレープ貫通乾燥シートは通常は極めて硬く、クレープされた製品に比べて感触が粗い。これは、特に非クレープ製品に固有の高い剛さと高い強度によるものであるが、湿潤ウエブが形成され乾燥される貫通乾燥用布の粗さにも一部原因がある。
したがって、種々の異なる製品のシート特性の改善された組み合わせを与えることができる非クレープ貫通乾燥紙を製造する方法についての必要性がある。
発明の要約
湿潤ウエブを形成用布から一又はそれ以上の中間移送用布に移し、その後に該ウエブを貫通乾燥用布に移して乾燥を行うことにより、改善された非クレープ貫通乾燥ウエブを製造できることが見出された。中間移送用布は、形成用布よりも遅い速度で移動しており、移される間にシートにストレッチが与えられる。形成用布とそれよりも遅い移送用布の間の速度差が増大すると（時には、「負の引っ張り」或いは「ラッシュ移転」と呼ぶことがある）、ウエブが移される間に該ウエブに与えられるストレッチも又、増加される。移送用布は、通常の貫通乾燥用布と粗い目と比べて比較的スムーズで密度の高いものとすることができる。移送用布は、実際的な観点からできる限り微細なものすることが好ましい。移送用布の表面にナックルを形成することにより、ウエブの把持が可能になる。さらに、移送用布のあるところ、又はないところで、後で詳述するように、布が同時に接近したり或いは互いに離れるようにした「一定ギャップ」又は「キッス」移送を使用することにより、湿潤ウエブの移転を１回又はそれ以上の回数にわたって行うことが好ましい。この移転は、ウエブが湿潤接合形成状態にあるときに該ウエブが過度に圧縮されるのを避けるだけでなく、速度差移転又はスムーズな移送用布と組み合わせて使用するときに、ウエブ及び最終乾燥シートの表面をスムーズにする効果がある。
したがって、本発明の一態様は、(a)紙製造繊維の水性懸濁液を無端移動多孔性形成用布上に堆積させ、約１５ないし２５重量％の濃度を有する湿潤ウエブを形成し、(b)該湿潤ウエブを該形成用布より約５ないし７５％だけ遅い速度で移動する移送用布（後述する）に移して該ウエブにストレッチを与え、(c)該ウエブを乾燥用布、好ましくは貫通乾燥用布に移して、該ウエブを非クレープ状態で最終乾燥状態まで乾燥させることからなる方法にある。この方法は、改善されたスムーズさとストレッチと比較的高いキャリパーすなわち一つの側から他の側にむけて測定した厚さを比較的低い秤量のもとで有するウエブを製造する手段を提供する。
ラッシュ移転を行う場合に、結果として生じる（形成用布とウエブと移送用布からなる）「サンドイッチ」状態ができるだけ短い時間内に生じるようにする。特に、移転を行うために使用される真空シュー又は移転シュースロットの前縁でのみこの状態が生じるようにする。実際には、形成用布と移送用布が真空スロットの前縁で互いに接近し離れていくようにする。この狙いは、ウエブが両方の布に同時に接触する距離を最小にすることである。接近と離散を同時に行わせることがマクロ的な折り目の形成を除去し得られるティッシュー又は他の製品のスムーズさを高めるのに肝要であることが見出された。
実際には、２つの布の間が真空スロットの前縁に接近するときにおける両者の間の接近角が十分に保たれ、真空スロットの下流側で２つの布の間の拡がり角が十分であれば、２つの布の接近と離散とが同時に生じるのは真空スロットの前縁のみである。接近角と拡がり角の最小値は0.5°又はそれ以上であり、特に１°又はそれ以上であり、さらに２°又はそれ以上、さらに又、５°又はそれ以上である。接近角及び拡がり角は同一でも違う値でもよい。角度が大きいと作動中の誤差に対する余裕が大きくなる。適当な範囲は約１°から約１０°である。真空スロットの後縁を前縁に対して十分に引っ込ませて、布が真空スロットの前縁を通過したとき直ぐに離れるようにすることで、同時の接近と離散を達成することができる。これは、図面を参照してさらに詳細に説明する。
移転中にウエブの圧縮を最小にするように布が一定ギャップを有する状態で機械を最初に設定するときには、布間の距離は、ウエブが真空スロットの前縁を移送されるとき顕著に圧縮されないように、ウエブの厚さすなわちキャリパーより大きくなければならない。
他の態様においては、本発明は、(a)紙製造繊維の水性懸濁液を無端移動多孔性形成用布上に堆積させ、約１５ないし２５重量％の濃度を有する湿潤ウエブを形成し、(b)湿潤ウエブを、前縁と後縁を有する真空スロットを備えた真空シュー上に該ウエブを通すことによって、形成用布の約５ないし７５％の速度で移動する乾燥用布、好ましくは貫通乾燥用布に移し、この際、形成用布と乾燥用布は該真空スロットの前縁で約0.5°又はそれより大きい角度で接近し離れるようにし、(c)該ウエブを非圧縮的に乾燥させることからなる非圧縮乾燥セルロースウエブを製造する方法にある。
さらに別の態様では、本発明は、表面平滑度（図３について後で定義する）が約3200マイクロインチ又はそれより小さく、好ましくは約2500マイクロインチ又はそれより小さく、より好ましくは約1500マイクロインチ又はそれより小さい非クレープ状で非カレンダー仕上げの貫通乾燥セルロースウエブにある。後述するように、移送用布を使用することにより、また好ましくは乾燥に続いて一定ギャップ搬送布部を使用することにより、スムーズさが増大される。このレベルのスムーズさを得るには、カレンダー処理は必要ではないが、シートの特性をさらに改善するために、カレンダー処理、エンボス加工又はクレープ処理のような他の処理を本発明のスムーズなウエブに施すのも、本発明の範囲内である。形成工程及びタックルは、製紙産業で周知の通常の手法でよい。この形成工程としては、フールドニール、ルーフ形成（吸引呼吸ロールのような）、及びギャップ形成機（ツインワイヤ形成機のような）等がある。形成用ワイヤ又は布も又、通常のものでよく、よりスムーズなシート又はウエブを得るためには、繊維支持能力が大きい微細目の編み構造が好ましい。繊維を形成用布の上に堆積させるためのヘッドボックスは、重ねて配置しても重ねなくてもよい。
本発明のウエブの秤量は、ペーパータオルやワイパーとして使用するのに適したどのような重量であってもよい。このウエブは、１平方メートルあたり約１５グラムから約６０グラムまで、より適切には、１平方メートルあたり約２０グラムから約３０グラムまでの秤量とすることができる。
ここで、「移送用布」は、ウエブ製造工程の形成部と乾燥部の間に置かれる布である。適当な移送用布としては、高い繊維支持指標を有し、形成用布から移す際の布・シート間の接触を最大にするように良好なシールを備えた製紙用布がある。布は、ウエブにスムーズさを与えるために、比較的スムーズな表面形状を有するものとすることができるが、ラッシュ移転の間にウエブを把持し接触状態を維持するのに十分な風合いでなければならない。微細な布は高い程度のストレッチをウエブに生じることができ、これは幾つかの製品の用途では好ましいものである。
移送用布は、単一層でも、多重層でも、複合透過性構造でもよい。好ましい布は、少なくとも次の特性を備える。(1)湿潤ウエブに接触する移送用布の側で（上側）、一インチ（メッシュ）あたりの機械方向（MD）ストランドの数が１０から２００であり、一インチ（カウント）あたりの機械横方向（CD）外ランドの数も又１０から２００である。ストランドの直径は典型的には0.050インチである。(2)上側では、MDナックルの最も高い点とCDナックルの最も高い点の間の距離が約0.001から約0.02又は0.03インチである。これら２つのレベルの間には、MDストランド又はCDストランドにより形成されたナックルがあって３次元の形状を与えるようにすることができる。(3)上側では、MDナックルの長さはCDナックルの長さと等しいか、それよりも長い。(4)布が多重層構造であれば、下層が上層より微細な目となるようにして、ウエブの浸透深さを制御し、繊維の保持を最大にすることが好ましい。(5)布は、眼によい感じを与えるようなある程度の幾何学的パターンを示すように形成することができ、この場合、典型的には２ないし５０横糸間隔で反副するように形成する。
適当な移送用布としては、例を挙げると、ウイスコンシン州アペルトン所在のアステン・フォーミング・ファブリックス・インコーポレーテッドにより製造されている934、937、939、959の製造番号のものがある。移送用布の空隙容積は、該移送用布にウエブを移す側の布のそれと等しいか、又はそれよりも小さいものとすることができる。
形成用布と移送用布の間の速度差は、約５ないし約７５％又はそれよりも大きくすることができ、好ましくは約１０ないし約３５％、より好ましくは約１５ないし約２５％とし、移送用布が形成用布よりも遅い。理想的な速度差は、製造する特定の製品の形式など、種々の要因による。先に述べたように、ウエブに与えられるストレッチの増加は、速度差に比例する。例えば、プライ当たり１平方メートル約２０グラムの秤量を有する３プライの非クレープ状貫通乾燥ワイパーの場合、形成用布と単一の移送用布の間の速度差を、各プライの製造に際して、約２０ないし約２５％としたとき、最終製品のストレッチは約１５ないし約２０％となる。
湿潤ウエブの乾燥前に、単一の速度差移移転又は２以上の速度差移転を行うことにより、ストレッチを与えることができる。したがって、１又はそれ以上の移送用布を設けることができる。ウエブに与えられるストレッチの大きさは、１、２、３又はそれ以上の速度差移転間で分割することができる。
乾燥工程は、湿潤ウエブの嵩高性又は厚さを維持する傾向を持ったどのような非圧縮乾燥法によってもよく、それに限定するものではないが、貫通乾燥、赤外線照射、マイクロ波乾燥等がある。商業的な利用可能性と実用性から、貫通乾燥が良く知られており、ウエブを非圧縮乾燥するための好ましい手段である。適当な貫通乾燥用布としては、これに限定するものではないが、アステン920Ａ及び937Ａ、ベロスターＰ800及び103Ａがある。クレープ加工はウエブ強度と嵩高性を低下させる傾向があるので、ウエブはクレープなしに最終乾燥度まで乾燥させることが好ましい。
機構は完全に理解されてはいないが、移送用布と貫通乾燥用布が最終製品の特性に別々で独立した寄与をしていることは明らかである。例えば、感触パネルにより定められるシート表面平滑性は、移送用布を変えることにより広い範囲で操作することができ、貫通乾燥用布に関しても同様である。本発明により製造されたウエブは、カレンダー処理されない場合には、２面性を持つ傾向がある。しかし、カレンダー処理をされないウエブを、特定の製品形態の場合には、スムーズな又は粗い表面を持ったものと組み合わせることもできる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明による非クレープ貫通乾燥シートを製造する方法を示す概略フロー図である。
図２は、本発明の方法を実施するのに使用できる移転シューの概略図である。
図３は、真空少なくともの前縁において布の接近と離散が同時に生じる状態を示す移転部分の概略図である。
図４は、試料の表面平滑度を求めるための設備設定の概略図である。
発明の詳細な説明
図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、本発明方法を実行する手段を示す。（簡単のため、材料の流れを形成するため使用する幾つかの引っ張りロールを示すが、番号は付けない。）形成織物１３上に製紙繊維の水性懸濁液の流れ１１を噴射又は堆積する製紙ヘッドボックス１０を示し、該形成用布は、ウェブが部分的に約１０乾燥重量％の濃度に脱水されるとき、工程の下流で新しく形成された湿ったウェブを支持し運搬する。
形成後、形成用布は、湿ったウェブ１５を選択的な液体ニードルステーション１６に運び、そこでウェブは嵩を増加させるため液体ニードルされる。液体ニードルの好適な手段は、1992年８月11日にバーネスらに発行された液体ニードルされた不織パルプファイバーウェブ」という名称の米国特許第5,137,600号に開示され、その内容をここに参照組み込みする。このような手段は、新しく形成された湿ったウェブの表面に形成用布の上に支持されている間、衝突する多数の加圧水ジェットを提供し、ウェブの多孔性を増し、それゆえ嵩を増す。
追加の液体ニードルの動作を使用してもしなくても、湿ったウェブが形成用布の上に支持されている間、真空吸引等により湿ったウェブの追加の脱水を行うことができる。他の形成装置を使用することもできるが、前に示した長綱抄紙機は、ワイパー、タオル等に有用なより重いベース重量のシートを作るのに特に有用である。
次に湿ったウェブは、ウェブに増大したストレッチ性を付与するために形成用布より遅い速度で移動する移送用布１７へ送られる。以下に図３を参照して説明する真空シュー１８の助けで行われるのが好ましい。
移送用布１７は、ほぼ同じ速度で又は所望により異なる速度で移動している貫通乾燥用布１９に移送される前にロール３３と３４の上を通過する。真空は真空シュー３５により与えられ、これは前の移送に使用されたのと同じ設計であって、もよい。ウェブは、完全乾燥機２０の上を運ばれる間に最終的な乾燥状態まで乾燥される。
最終製品の形に転換するためリール２１に巻かれる前に、乾燥したウェブ２２は搬送用布２３と２４の間に形成された１つ又はそれ以上の追加の一定ギャップ布ニップを通過させることもできる。ウェブの嵩、即ち厚みは、ロール２５と２６、２７と２８、２９と３０の間に形成される織物エンボスニップにより制御することができる。この目的の好適な搬送用布は、アルバニーインターナショナルの８４Ｍ又は９４Ｍ、アステン９５９又は９３７であり、それらは全て細かい模様を有する比較的滑らかな布である。色々のロール対の間のニップのギャップは約0.001インチから0.02インチまでとすることができる。図示するように、機械の搬送用布部分は、ウェブの厚みを制御し、オフラインカレンダーかけを置き換える即ち与えることができる一連の一定ギャップニップがあり作動する。又は、リールカレンダーは最終厚み即ち完成オフラインカレンダーかけを行うのに使用できる。
図２は、図１に開示する工程の移送用布部分に使用される移送シューの設計をより明確に示す。図示する移送シュー１８は、真空源に好適に接続された長さ「Ｌ」の真空スロット４１を有する。真空スロットの長さは、約0.5から約１インチとすることができる。しわのない中まで乾燥させたバスティシューを製造するためには、好適な真空スロット長さは約１インチである。真空スロットは、先端部４２と後端部４３を有する。これに対応して、移送シューは、入口平坦領域４４と出口平坦領域４５を有する。真空スロットの後端部は先端部に対して低くなっている。これは、入口平坦領域に対して出口平坦領域が異なる方向を向いていることによる。入口平坦領域の平面と出口平坦領域の間の角度「Ａ」は、以下に記述するように、形成用布と移送用布が集束し発散するとき十分分離するためには、約0.5°以上、より詳しくは約１°以上、さらにより詳しくは約５°以上とすることができる。
図３は、さらに移送シューに近づくときの湿ったウェブ１５を運ぶ矢印方向に移動する形成用布１３からの湿ったティシューウェブの移送を示す。移送シューに近づくときも、移送織物１７はより遅い速度で移動する。２つの入ってくる織物の集束する角度は、「Ｃ」で示される。２つの織物の発散する角度は、「Ｄ」で示される。図示するように、２つの布は真空スロットの前端部４２に対応する点「Ｐ」で同時に集束し発散する。形成用布から移送用布への移送を行うためには、真空スロットの全長に渡ってウェブが両方の布と接触することは不要であり望ましくない。前述したように、ウェブが両方の布と接触する間の距離を最小にすることにより、出来上がったティシューにひだが少なくなるか又は無くなる。図３から明らかなように、移送を行うのに形成織物と移送織物の何方も小さい量より大きく湾曲させる必要はなく、そのため布の磨耗を減少させることができる。数値で表すと、いずれの布の方向変化も５°より小さくすることができる。
移送用布の表面は、湿ったウェブを滑らかにするため比較的滑らかである。空隙体積で測定した移用布物の開放性は比較的低く、形成用布と同じかそれより低くすることができる。
前述したように、移送用布は形成用布より遅い速度で移動する。速度の差は、形成織物の速度によって約２０％から約３０％が好ましい。１つ以上の移送織物が使用される場合は、織物間の速度差は同じでも異なってもよい。多くの移送織物を使用することにより、作動の柔軟性を与えることができ、織物と速度の組合せを様々に変えることにより、最終製品の性質を変えることができる。
差動速度移送に使用される真空のレベルは、水銀柱約３から約１５インチとすることができ、水銀柱約５インチが好ましい。真空シュー（負圧）は、ウェブを次の布に吹き飛ばすウェブの反対側からの正圧の使用で置き換えることができ、真空で次の布上へ吸いつけることに加えて又はこれに代えることができる。又、真空シューの代わりの真空ロールを使用することができる。
図４を参照すると、表面滑らかさを求める方法が詳細に説明されている。表面滑らかさ試験では、人間の観察者が指先でシートの表面をやさしく触るのを真似るようにティシューシートの表面滑らかさを測定する。シートの何方の側も測定することができる。試験は、シートの機械方向に対して公称４５°でティシュー試料の表面外形を測定することに基づく。ティシュー、タオル、又はワイパー製品の人間の触覚反応に重要な表面粗さの成分のみを含むようにするために、表面外形の標準のずれは、2.5から22.5サイクル／インチの特別の周波数で得ることができる。
簡潔に説明すると、この試験は、５０ミリグラムのトラッキング力が０．０２０インチの径のボール先端記録針上にかけられた状態で、０．１インチ／秒の速度でシートを走査する表面輪郭計測器具に基づいて行なわれる。ティッシュ表面の表面輪郭は、大きな多様性を有するので、輪郭走査ラインの長さは、統計的に有効な結果を確実にするように１０インチ以上でなければならない。標準的な輪郭計測器具は、このような長い距離を走査する能力を有していないので、この試験では、約１．５インチを走査する器具に基いて行なわれる。より大きな総走査距離を得るために、試験試料が、これの平面内において、輪郭走査方向に垂直な方向に変換される。このサンプルの変換は、輪郭器具読み取り速度の約１／４０の速度でなされる。これにより、記録針がティッシュシートにわたって前後にジグザグ線を描くことになり、２つ以上の所定位置をサンプリングすることなく１０インチ以上の総経路を得ることができる。輪郭計測器具の出力信号がシグナルアナライザを通過し、対象となる周波数範囲内における振幅情報が得られる。この情報が積分されて、対象となる周波数範囲における信号の標準分布を表すＲＭＳ平均数になる。
特定の試験器具は、以下のものを含む。
(1)  ５０ミリグラムのトラッキング力が０．０２０インチのボール先端針（部品番号ＰＭＰ−３１１３２）に結合された状態で自在プローブ（部品番号ＰＭＰ−３１０１７）を組み入れるフェデラル・プロダクツ・コーポレーション（ロードアイランド・プロビデンス在住）のスーフアナライザ・システム２０００表面アナライザ。プローブ針プロテクタが、全ての試験中に外される。
(2)  ２インチの変換ステージ（部品番号  Ｘ２）、回転式アクチュエータ（部品番号１４５０−２２２３−５４８）、コントローラ（部品番号１２００ＳＣ−９００）、電源（部品番号１０００Ｐ）および相互接続ケーブル（部品番号１２００Ｉ−１０）からなる、ＡＴ．Ｓ．プロダクツ（カリフォルニア、アレタ在住）変換テーブル。
(3)  サイエンティフィック・アトランタ・スペクトラル・ダイナミック・デビジョン（カリフォルニア、サンジエゴ在住）のモデルＳＤ３８０・シグナル・アナライザ。
サーフアナライザをシグナル・アナライザと相互接続するためのケーブルも含まれている。
サーフアナライザと変換テーブルがニューポート・コーポレーション（カリフォルニア、フォウンテン・ビュー）リサーチ・シリーズ・テーブル・トップ（エアーテーブル）に取り付けられており、室内の床振動から防ぐようになっている。プローブが変換範囲の中央になるまで、プローブ変換がオン状態である。次いで、変換テーブルが、このテーブルの中央がプローブ先端の直下になるように配置される。変換テーブルの動きの軸線が、サーフアナライザプローブの動きの軸線と直交するように注意深く変換テーブルが整列される。
図４は、サンプルの表面の平滑度を計測するための器具一式の概略的線図である。サーフアナライザ制御ユニット５０、ＳＤ３８０−シグナル・アナライザ５１、サーフアナライザ・サーボ・ユニット５２、変換アーム５３、プローブ５４、読取針先端５５、ガラススライド上に取り付けられているティッシュサンプル５６、用紙の面に垂直な方向の変換テーブル５７、および接続ケーブル５８が示されている。
上述に記載の設備、様々な試験結果を得るために適切に構成されていなければならない。設備の各器具は以下のように設定される。
(1)  サーフアナライザ−アナライザは、まず器具に与えられる較正ブロックで較正され、続いて、設備マニュアルの手順が行なわれる。次に、１．５インチのプローブ読み取り距離に基づいて１０ミクロインチのレベルを器具が表すまで、粗いバーニアレベルノブを調整することによって、アナライザが変換テーブルに対し水平にされる。最後に、コントロールが以下のように設定される。
粗さカットオフ  −  ０．０３０インチに設定
横方向の速度  −  ０．１インチ／秒に設定
感度  −  ２００ミクロインチ／分割に設定
針の進行限度  −  全体で１．５インチに設定
２インチの範囲の中央を進行
変換テーブル  −  速度制御は、テーブルが正確な罫引き器とストップウオッチを用いて計測されて６分間の時間長さで０．９０インチの距離動くように設定される。次いで、速度制御が全材料試験中に、所定の位置に維持される。
(3)  シグナルアナライザ  −  アナライザが以下のように設定される。
４００ラインベースバンドのシグナル−チャネルのスペクトル（１０２４のタイムドメインのポイントを与える）。（注：サーフアナライザのシグナルケーブルが物理的に選択されたチャネルと物理的に接続されているかぎり、活性チャネルを４つの利用可能なチャネルのいずれに対しても設定できる。）；
ＤＣ結合での１０ボルト入力範囲；
１０ヘルツの周波数範囲；
内部サンプリング源；
標準メモリ作動（非拡張メモリ）；
“時間およびスペクトル”サブモードを有する“時間”作動モード；
線形スケールの“ヘルツ”および“秒”のＸ軸単位；
線形スケールと“２Ｘ”ディジタルゲインの“ボルト”Ｙ軸単位；
上側トレースが表示が入力（時間ドメイン）メモリを表示し、下側トレースが平均スペクトルデータを表示するようになっているデュアルディスプレーモード；
８０ｄＢ視聴ウィンドー；
“ハニング(Hanning)”スペクトル処理ウィンドー；
スペクトルデータ、“合計（Sum）”モード、１２０秒の“時間どおりに停止（Stop on Time）”に設定される“データアベレージャ（Data Averager）”；
０．２５から２．２５ヘルツの範囲の“デルタＰ”に設定されたカーソルモード。
ＳＤ３８０シグナル・アナライザは、別の多くの“コントロール”を有しているが、これの設定は、この試験に影響を及ぼすものではない。
表面平度滑試験の試料が、有効な結果を得るためにガラスのマイクロスコープスライド上に適切に配置された。詳細には、縦３インチで横１インチのサイズの公称厚さが１．０ミリメートルの清潔なコーニング・マイクロ−スライド製品番号２９４７上に配置される。（これらのスライドは、イリノイ州、マックガウパーク在住のバクスタ・ダイアノステイックから入手可能である。）試験結果を無効にするようなサンプルの滑りを回避するために、３Ｍスコッチ−ブランドのダブル−コーティングマイラーテープ＃４１５を使用することによって、試料がスライドに結合される。テープは、イリノイ州のシカゴ在住のマッカスターカー・サプライ・カンパニーから入手可能である。試料を以下の手順に従って載せる。
1)縦６．０インチ、横２．０インチの試験試料を、試験側の反対方向から試料を見たときに、長い方の寸法が試験材料の機械方向対して４５度の時計周りの角度にあるように、切断する。
2)はさみでガラススライドよりもわずかに大きく一片のテープを切断する。
3)一方の手にガラススライドを持って、切断テープをスライドに当て、一端から始まり、指で全表面にわたって進み、ねじれ、エアポケット、および別の不完全状態を回避するように、ゆっくりだが、しっかりとテープをスライドに取付ける。このような不完全状態は、テープを載せている間スライドを通して見ることによってはっきりとわかる。接着テープがスライドの全表面にわたって均一に結合されていない場合には、スライドを廃棄する。
4)切断された試料の試験側を段階1)清潔で滑らかなテーブル上に載せる。ガラススライドに付けられたテープから裏ペーパを剥がす。ガラススライドの接着剤でカバーされた側を試料上に軽く押し、スライドの長い方の寸法が切断試料の長い方の寸法と正確に整列されるようにする。
5)サンプルが載せられた後、レーザナイフを用いて、スライドの両端部の下側から突出している接着剤と試料の領域を注意深く切断する。
6)最後に、取り付けの間に、しわも別の変形も発生しなかったことを確かめるために試料を検査する。不完全状態を示す、いかなる取り付け試料も廃棄しなければならない。
試料スライドを変換テーブル上に配置することによって試験され、試料が片づけられる。スライドは、長い方の寸法が、サーフアナライザのプローブ走査方向と平行となるように整列される。完全に伸ばされると、サーフアナライザの針が試料スライドの角から約１／４インチだけスライド対角線に沿ってスライドの中央方向に向かうように配置される。
シグナルアナライザのデータ獲得が開始される。サーフアナライザ変換（走査）運動が、オンされた状態であり、変換テーブルはスライドの中心線を針先端に向けて動かす方向に開始される。双方の運動が開始するとすぐに、シグナルアナライザ・タイムドメインディスプレーが、信号の追跡が、約０電圧レベルのまわりに均等に分割されることを示すまで、サーフアナライザの針が、サンプルに向かって垂直方向に調整され、計測範囲内において針の進行進行の公称中央を表す。針のセンタリング中に必要とされる全データがシグナル・アナライザ・メモリを通るように、センタリング後、４０秒の遅れが必要となる。４０秒後、清潔なシグナル・アナライザ・アベレジャ・メモリがオン状態になる。アベレジャは、スペクトルデータ獲得の１２０秒の間作動し、その後、アバレジャは自動的にオフされ、これは、パネルライトを消すことによって示される。この点において、変換テーブルとサーフアナライザ変換がオフ状態になり、針が試料から離れて上がり、スライドから取り除くことができる。
表面平滑度値の先駆物質が、“デルタＰ”カーソルモードを用いて約０．２５から２．２５ヘルツの平均スペクトル信号を積分することによってシグナル・アナライザ試料平均器から読み取られる。“デルタＰ”モードは、対象となる周波数の範囲内にＲＭＳ“パワー”を与えるように表示された大きさのスペクトルの平方を積分する。出力単位はボルトである。
シグナルアナライザの数が、サーフアナライザの出力のボルトに対する針の変位のマイクロ−インチの割合を掛けて、マイクロインチの単位に変換しなければならない。サーフアナライザが分割感度範囲あたり２００ミクロインチで作動されると、補助出力電圧が、１ボルトあたり１６００ミクロインチを表す。従って“デルタＰ”の値に、１６００が掛けられて、ボルトの単位をミクロインチに変換する。
プローブの平均変換速度は、約０．１インチ／秒（変換テーブル速度の成分は全速度に影響を及ぼさないほど小さい。）であるので、０．２５ヘルツから２．２５ヘルツの一時的な周波数範囲が２．５から２２．５サイクル／インチの特定の周波数に対応する。従って、表面の平滑度の値が、２．５と２２．５サイクル／インチの周波数の間の、試料表面輪郭の標準分布に関連する周波数に等しい。
有効な試験結果を得るために、少なくとも５個、好ましくは１０個の試料が各シートサンプル側部ごとに試験されなければならない。
例
例１（本発明）  本発明をさらに記載するために、クレープされていない貫通乾燥ウェブが、図１に示された方法を用いて形成された。より詳細には、１００パーセントの第二次製紙繊維の水性懸濁液が、約０．２重量％の繊維を含んで準備された。繊維懸濁液が長網ヘッドボックスに給送され、形成用布上に堆積された。形成用布は、６４．５％の空隙容積を有するＡｓｔｅｎ８６６であった。形成用布の速度は８６２フィート／分であった。新しく形成されたウェブが、約７５０フィート／分（１５％速度差）の速度で進行する移送用布に移される前に、形成用布の下側から真空サクションを用いて約２０重量％の密度にまで脱水される。移送用布は、空隙５９．９パーセントを有するＡｓｔｅｎ９５９であった。移送シューの前縁における移送点において形成用布と移送用布との間に約０．６３５ミリメートルの一定ギャップが最初に形成され、一定ギャップは、この工程の地点で湿潤ウェブの厚さよりもわずかに広く、移送しながらシートを拡張させることができる。５水銀柱インチの真空を引っ張る真空シューが、湿潤ウェブを圧縮することなく移送を行なうのに用いられた。次いで、ウェブが、７５０フィート／分の速度で進む９２０Ａ貫通乾燥用布に移された。接近角が約０．５°であり、拡がり角が約１°であった。ウェブが約３５０°Ｆの温度で作動するハニカム貫通ドライヤ上に運ばれ、最終の乾燥（約２％の湿分）にまで乾燥された。その結果得られたベースシートがソフトロール状に巻かれて、以下の特性を表した。坪量が２２グラム／平方メートル（ｇｓｍ）、幾何的平均引張強度が２１８８グラム／３インチの幅（ｇｒａｍｓ）、および表面平滑度が３１１０ミクロインチであった。
例２（本発明）  形成用布の速度が８１０フィート／分（８％の速度差）であったことを除いては、クレープされていない貫通乾燥シートが例１に記載したように作られた。ベースシートのこの特性は以下の通りであった。坪量が２１グラム／平方メートル（ｇｓｍ）、幾何的平均引張強度が１４７６ｇｒａｍｓ、および表面平滑度が２３９０ミクロインチであった。
例３（本発明）  新しく形成されたシートが水流ニードルされ、シートの吸収吸い上げ性を改善したことを除けば、クレープされていない貫通乾燥シートが例１に記載したように作られた。この結果のシートの特性は以下の通りであった。坪量が２２グラム／平方メートル（ｇｓｍ）、幾何的平均引張強度が１９０１ｇｒａｍｓ、および表面平滑度が３２１０ミクロインチであった。
例４（本発明）  新しく形成されたウェブが前述したように液体ニードルされたことを除けばクレープされていない貫通乾燥シートが例２に記載したように作られた。この結果得られたシートの特性は以下の通りであった。坪量が２１グラム／平方メートル（ｇｓｍ）、幾何的平均引張強度が１４７６ｇｒａｍｓ、および表面平滑度が２３９０ミクロインチであった。
例５  比較のために、移送用布および一定ギャップ移送なしの状態で、クレープされていない貫通乾燥シートが例１に記載したのと同じように形成された。かわりに、移送用布を一般的な貫通乾燥用布（Ａｓｔｅｎ９２０Ａ）と取り替えられ、形成用布に対する速度差は２０％遅かった。その結果ウェブは、以下の特性を有していた。坪量が１６グラム／平方メートル（ｇｓｍ）、幾何的平均引張強度が２０５６ｇｒａｍｓ、および表面平滑度が３４７０ミクロインチであった。例５を繰り返すことによって３３６０ミクロインチの表面平滑度を作り出した。
上述した例によって示されたように、本明細書に記載されたような移送用布をも用いることにより、表面平滑度によって明らかになるように、よりスムーズなシートを作り出すことができる。
図示のために前述の例は、本発明の範囲を制限するものではなく、請求の範囲とこれに均等な全てにより定義されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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