JPH08500644A - 半連続パタンを有する製紙ベルトおよびこの製紙ベルト上で製造された紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 半連続パタンを有する製紙ベルトおよびこのベルト上で製造された紙。本発明の製紙用二次ベルトは、片寄らせ導溝（４０）の半連続パタンを成すように半連続パタンに配置された突起（２０）の骨組を有する。この半連続パタンは先行技術の不連続パタンおよび連続パタンと相違する。突起は全体として相互に平行とし、または突起間の片寄らせ導溝の中に個別のセルを備える事ができる。またこのような二次べルト上で製造された紙が開示される。

Description

【発明の詳細な説明】 半連続パタンを有する製紙ベルトおよびこの製紙ベルト上で製造された紙 発明の分野 本発明は紙などのセルローズ繊維構造を製造するために使用されるベルトに関 するものである。さらに詳しくは本発明はセルローズ繊維構造を製造するための 通気乾燥工程に使用されるベルトに関するものであり、特に特定のパタンを有し 紙に対して同一パタン特性を与えるベルトに関するものである。 発明の背景 紙などのセルローズ繊維構造は業界公知である。例えばセルローズ繊維構造は 日常生活に使用される製品であって、顔ティシュ、トイレットティシュおよび紙 タオルの中に含まれる。 セルローズ繊維構造の技術の１つの進歩は複数区域から成るセルローズ繊維構 造である。セルローズ繊維構造の１つの区域が他の区域と坪量、密度またはその 両方において異なる場合にこのセルローズ繊維構造は複数区域を有すると見なさ れる。 セルローズ繊維構造中の複数区域は、材料の節約、二、三の望ましい特性の増 進、および望ましくない特性の低 減など、いくつかの利点を与える事ができる。しかしこのような複数区域セルロ ーズ繊維構造の製造に使用される装置がこれらの特性に大きな影響を与える。 さらに詳しくは、二次ベルトまたは同様の他の装置がセルローズ繊維構造に与 えられる特性に影響する。この場合、「二次装置」または「二次ベルト」とは、 エンブリオンニック・ウエブ接触面を有し、製紙機のウエットエンドにおける最 初の形成後にセルローズ繊維のエンブリオンニック・ウエブを搬送しまたはその 他の処理するために使用される装置またはべルトを言う。二次ベルトは非制限的 に、セルローズ繊維構造のエンブリオンニック・ウエブを形成するために使用さ れるベルト、通気乾燥ベルト、エンブリオンニック・ウエブを製紙機の他の部品 に転送するために使用されるベルト、または初期形成以外の目的のために製紙機 のウエットエンドに使用される裏あてワイヤ（ツインワイヤ・フォーマ）を含む 事ができる。本発明による装置またはベルトは、繊維−繊維結合が生じた後に乾 燥繊維を変形させるためのエンボス処理ロールを含んでいない。もちろん本発明 によるセルローズ繊維構造は後でエンボス処理する事ができ、またはエンボス処 理しないままにする事ができる。 二次ベルトがセルローズ繊維構造に対して特殊の特性を与える一例として、同 一譲り受け米国特許第４，５１４，３４５号（ジョンソン特許）の第４図による 二次ベ ルト上に形成された湿式成形−通気乾燥セルローズ繊維構造は、同一譲り受け米 国特許第４，５２８，２３９号（トロカン特許）による二次ベルトの上に形成さ れたセルローズ繊維構造よりも縁のカーリングが少ない。逆に前記のトロカン特 許による二次ベルト上で形成されたセルローズ繊維構造は、前記のジョンソン特 許の第４図による二次ベルト上で作られたセルローズ繊維構造よりも大きな破裂 強度を有する。 このような吸収性および破裂強さなどの特性に関する性能の差異は、それぞれ のセルローズ繊維構造を製造するための湿式成形−通気乾燥工程において使用さ れる乾燥用ベルトのパタンによるものである。前記のジョンソン特許の第４図に よる二次ベルト上で形成されたセルローズ繊維構造は不連続高密度区域と本質的 に連続的な低密度区域とを有する。逆に前記のトロカン特許による二次ベルト上 で作られたセルローズ繊維構造は連続的高密度区域と不連続低密度区域とを有す る。このような区域パタンの差異はそれぞれのセルローズ繊維構造の他の特性に も影響する。 例えば、前記のトロカン特許によるベルト上で形成されたセルローズ繊維構造 は、前記のジョンソン特許によって作られたベルト上で形成されたセルローズ繊 維構造よりも低いクロスマシン方向弾性率と、より高いクロスマシン方向伸展性 とを有する。しかし一般に前記のジョ ンソン特許によるベルト上で作られたセルローズ繊維構造においてはこのような 特性はシート収縮と縁カーリングが少ない事によって相殺される。 一部のセルローズ繊維構造のキャリパーは、ドクターブレードの衝撃角度によ って生じるクレープパタンと密接に関連している。ドクターブレードは、加熱さ れたヤンキー乾燥ドラムの表面からセルローズ繊維構造を除去し、このセルロー ズ繊維構造をマシン方向において予め短縮させてクレープを生じるために使用さ れる。しかし、一定の材料特性（例えばマシン方向伸展性）はドクターブレード によって影響されるので、この特性を保持する事は困難である。ドクターブレー ドが摩耗する事によりこのような困難が生じる。摩耗が生じた時にドクターブレ ードのテーパとその剛性が三乗の割合で変化するのでこのような摩耗は時間と共 に一定では有り得ない。さらにまた特定のドクターブレードを使用した１つの製 紙機上で生じる摩耗と変化は、同形のドクターブレードを使用した他の製紙機に おける摩耗および変化と全く相違する事が多い。 ドクターブレードが摩耗しこのドクターブレードとヤンキー乾燥ドラムとの間 の衝撃角度が小さくなるに従って、セルローズ繊維構造は一般に柔らかになるが 引張り強さを失う。また衝撃角度が摩耗の故に小さくなるに従って、セルローズ 繊維構造のキャリパーが大きくなる。 逆にドクターブレードのベベル角度が増大するような場合にドクターブレードと 乾燥ドラム表面との間の衝撃角度が大きくなるに従って、一般にドクターブレー ドはより急速に摩耗する。 しかし、すべての二次ベルトがドクターブレードの衝撃角度の変化に一様に対 応するセルローズ繊維構造を形成する訳ではないので、事態は前述よりもさらに 複雑となる。例えば、同一譲り受け米国特許第３，３０１，７４６号（サンフォ ード特許）に従って製造されたベル卜の上で通気乾燥されたセルローズ繊維構造 は、ドクターブレードの衝撃角度が減少するに従ってキャリパーが増大する。し かし前記のサンフォード特許による二次ベルト上で形成されたセルローズ繊維構 造のキャリパーは前記のトロカン特許による二次ベルトの上で形成された同様の セルローズ繊維構造のキャリパーほどに大ではない。しかまた前記のトロカン特 許の欠点は、形成されたセルローズ繊維構造がドクターブレードの衝撃角度に関 連しない事にある。従って当業者は、より大きなキャリパーの発生と、ドクター ブレードの調整によるキャリパー（およびその他）の特性の制御とのいずれかを 選択しなければならない。 さらにドクターブレードの摩耗と対応の衝撃角度の変化はそれぞれのセルロー ズ繊維構造において相異なる効果を生じ、これらの効果は二次ベルト中の突起の パタン に依存している。不連続突起パタンを有するベルトで形成されたセルローズ繊維 構造は、ドクターブレードの衝撃角度が補正されない限り、ドクターブレードが 摩耗するに従ってキャリパーの増大を生じる。逆に連続突起パタンを有する二次 ベルト上で形成されたセルローズ繊維構造はこのような摩耗に対してそれほど敏 感でない。 ドクターブレードの衝撃角度を調整する事によって一定の材料特性を得るため に当業者において相当の努力が払われた事は驚くべき事ではない。例えば同一譲 り受け米国特許第４，９１９，７５６号に記載の一例においては、セルローズ繊 維構造の特性に対するドクターブレードの摩耗の効果を最小限にするためにドク ターブレードが連続的に調整される。 しかしドクターブレードの調整には、ドクターブレドの衝撃角度の変動に簡単 に耐える事のできる製紙機よりも多数の機器と、対応の保守作業、および多くの 設定時間を必要とする。もちろん、ユーザの所望の特性を有する紙を製造する事 が望ましいのであるが、当業界は明らかに製造工程の柔軟性を必要とし、特に複 雑な機構を使用してドクターブレードの衝撃角度を調整する必要なしで柔軟性を 増大する方法を望んでいる。 さらに重要な事は、当業者は比較的高いキャリパーを生じ、しかもドクターブ レードの衝撃角度の変動に応答して、形成されたセルローズ繊維構造のキャリパ ーの対 応の変化を生じる事のできる二次ベルトを必要としている。 前述のように、キャリパーを増大する１つの方法はドクターブレードを調整す るにある。複数区域を有するセルローズ繊維構造のキャリパーを増大する他の方 法はその坪量を増大するにある。しかしこの方法は坪量の増大が望ましくない他 の区域での坪量も増大させ、従って繊維の使用量を増大させまたユーザに対して コストを増大させる。 本発明によれば、突起のＺ方向延長とセルローズ繊維構造のキャリパーとの相 関関係を断ち切る方法が発見された。さらに本発明による二次ベルト上での形成 によってセルローズ繊維構造の他の特性が改良される。 例えば、繊維使用量を最小限にしてユーザコストを切り下げようとするセルロ ーズ繊維構造についてしばしば見られる他の問題点はピンホールである。セルロ ーズ繊維構造の各区域を二次ベルトの片寄らせ導溝の中に片寄らせ空気を吹き通 す際にピンホールが生じ、開口が開かれてこの開口中を光が通過する。ピンホー ルと光の通過は耐久性の低い外観の悪いセルローズ繊維構造をユーザに提供し、 ユーザにとっては望ましくない。 前記のトロカン特許によるベルト上で形成されるセルローズ繊維構造中のピン ホールの１つの原因は、Ｚ方向に大きすぎる突起によるキャリパーの発生にある 。この ような形でキャリパーを発生する場合、セルローズ繊維構造のＺ方向片寄がピン ホールの生じる程度に達する。 従って前記のトロカンベルトを使用する場合、キャリパー発生とピンホールの 減少のいずれかを選択しなければならない。 先行技術の前記トロカン特許によるベルト上で形成されたセルローズ繊維構造 の他の問題点は、セルローズ繊維構造のクロスマシン方向の収縮と縁部分のカー リングである。このような収縮とカーリングは、巻き取りと変換処理に際して生 じるマシン方向引張運動中の構造運動が原因である。収縮作用は、より幅広いセ ルローズ繊維構造を製造する事を必要とする。縁部分のカーリングは折り返しを 生じて、製造中のウエブの破断に導く。いずれも製造コストを増大させる。 不幸にして、収縮度はセルローズ繊維構造の破断までのクロスマシン方向伸展 量と密接に関連している。比較的大きなクロスマシン方向伸展度はセルローズ繊 維構造の使用中にその裂開または寸断を生じる事なく弾性変形させる事ができる ので望ましいが、このような望ましいクロスマシン方向伸展度のペナルティーと してクロスマシン方向の収縮とカーリングが増大する。 従って本発明の目的は、製造中のセルローズ繊維構造のピンホールの発生、収 縮およびカーリングを低減させる二次装置または二次ベルトを提供するにある。 本発明 の目的は、製造されるセルローズ繊維構造のキャリパーの対応の減少を必要とせ ずにピンホールの発生を低下させる二次装置または二次ベルトを提供するにある 。さらに本発明の目的は、ドクターブレードの衝撃角度によるセルローズ繊維構 造のキャリパーに対する制御を増進するにある。 発明の簡単な説明 本発明はセルローズ繊維構造の製造装置に関するものである。この装置は、補 強構造と前記補強構造上に半連続パタンで接合された突起骨組とを有する無限ベ ルトを含む。これらの突起の間に、空気を通過させる片寄らせ導溝が配置される 。突起は全体として平行に配置され、または片寄らせ導溝中に個別のセルを成す ように配置される。他の実施態様において、本発明はこの二次装置または二次ベ ルト上で形成された紙を含む。 図面の簡単な説明 以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明するが本発明はこれに限 定されるものではない。これらの図において同一部品は同一数字で示される。付 図において、 第１図は平行な片寄らせ導溝を介在させた複数の平行突起を有する本発明によ る二次ベルトの平面図であって、これらの突起と片寄らせ導溝はマシン方向およ びクロスマシン方向に対して対角線方向に配向される図である。 第２図は第１図の２−２線に沿った断面図である。 また第３図は隣接突起から等距離に配置されない突起を含み片寄らせ導溝の中 に個別のセルを形成した本発明による二次ベルトの他の実施態様の平面図である 。 発明の詳細な説明 本発明はセルローズ繊維構造を製造する装置に関するものである。本発明によ る装置は種々の形状に、例えばハンドシートを製造するための定置プレート、連 続処理のための回転ドラム、および好ましくは第１図に図示のような通常の製紙 機用の無限ベルト１０として形成する事ができる。本発明のこれらの実施態様お よびその他の実施態様はいずれも適当であるが、他の実施態様も当業者によって 容易に実施できるという了解のもとに、下記においては無限ベルト１０の好まし い実施態様について説明する。 本発明による装置の好ましい無限べルト１０の実施態様は２つの主要要素、す なわち突起２０のパタン骨組と補強構造３０とを含む。ベルト１０の補強構造３ ０は２つの対向主面を有する。すなわち、一方の主面は突起２０の延在する紙接 触側面３２である。製紙ベルト１０の補強構造３０の他方の主面は裏側面３４で あって、代表的製紙作業に使用される機械と接触する。この代表的製紙作業に使 用れる機械は真空ピックアップシュー、ローラなどを含み、業界公知であるので 、さらに詳細に説明 しない。 一般に、本発明によるベルトについて、ベルトの「マシン方向」とは製造中の セルローズ繊維構造の主走行方向に対して平行なベルト面中の方向を言う。第１ 図と第３図においてマシン方向は矢印ＭＤによって示される。クロスマシン方向 はマシン方向に対して大体に直交し、同じくベルト１０の面の中にある。Ｚ方向 はマシン方向とクロスマシン方向の両方に対して直交し、製紙工程中、任意位置 においてベルト１０の面に対して大体に垂直である。マシン方向、クロスマシン 方向およびＺ方向はデカルト座標系を形成する。 本発明によるベルト１０は本質的に巨視的には単面である。この場合、ある要 素が比較的小さい第３サイズに対して２つの非常に大きいサイズを有するならば 、このような要素は「巨視的に単面」と言われる。絶対平面からの偏差が製紙ベ ルト１０上でセルローズ繊維構造を製造する性能に悪影響を与えない限り、許容 可能であれば本質的に巨視的に単面である。 本発明の回転ドラム型実施態様（図示されず）において、補強構造３０は複数 の孔を貫設された全体として円筒形のシェルから成る事ができる。製紙ベルト１ ０の１つの実施態様において、補強構造３０は好ましくは相互間に間隙を成すよ うに長方形パタンに織成された一連のフィラメントを有する。本発明によればこ れらの間隙が 乾燥空気などの流体を製紙ベルト１０中を貫流させる。これらの間隙は本発明に よる製紙ベルト１０の開口グループの１つを成し、この開口は好ましくは突起２ ０によって形成される開口より小とする事が好ましい。 所望ならば、安定性と荷重支持能力とを増大するため、補強構造３０は垂直に 堆積されたマシン方向フィラメントから成る。補強構造３０のマシン方向フィラ メントを垂直に堆積させる事により、本発明の製紙ベルト１０の耐久性と性能全 体が増進される。 補強構造３０は乾燥空気などの流体の貫流に対して大きな障害を成してはなら ないので、十分に透過性でなければならない。補強構造３０の透過性は水柱１． ３センチメートル（０．５インチ）の差圧における空気流量によって測定される 。突起２０を取付けられていない好ましい補強構造３０はこの差圧において、製 紙ベルト１０の平方メートルあたり約２４０乃至４９０標準立方メートル（８０ ０乃至１，６００標準立方フィート／平方フート）の透過性を有しなければなら ない。もちろん、突起２０が補強構造３０に対して取付けられた時、製紙ベルト １０の透過性が低減される事は明かである。突起２０の骨組を有する製紙ベルト １０は好ましくは平方メートルあたり約９０乃至１８０標準立方メートル（３０ ０乃至６００標準立方フィート／平方フート）の透過性を有する。 他の好ましい実施態様において、本発明による製紙ベルト１０の補強構造３０ はテキスチャーバックシート３４を有する事ができる。テキスチャーバックシー ト３４は、その上での製紙繊維の蓄積を防止して、製紙工程中に真空が加えられ る際に製紙ベルト１０前後の差圧を低下させ、最大差圧の生じるまでの差圧立ち 上がり時間を増大するように凹凸の表面形状を有する。 本発明において使用される特に好ましい補強構造３０は同一譲り受け米国特許 第５，０９８，５２２号の開示に従って製造する事ができ、本発明による製紙ベ ルト１０について使用するに適した特に好ましい補強構造３０の製造法を説明し またこのような製紙ベルト１０を使用したセルローズ繊維構造の製造法を説明す るために、この特を引例として加える。 本発明による製紙ベルト１０の他の主たる要素は突起２０である。突起２０は その間に片寄らせ導溝４０を画成する。この片寄らせ導溝４０は、乾燥空気が製 紙ベルト１０上においてセルローズ繊維構造を通過する際にまたは製紙ベルト１ ０を通して真空が加えられる際に、流体差圧または蒸発メカニズムまたはその両 方によってセルローズ繊維構造から水分を除去する。このようにして片寄らせ導 溝４０はセルローズ繊維構造をＺ方向に片寄らせ、得られたセルローズ繊維構造 のキャリパーを生じまたその上にきれいなパタンを生じる。 突起２０は半連続パタンに配置されている。この場合、突起２０のパタンは実 質的に装置の１方向に延在してそれぞれ隣接の突起２０から離間されていれば、 「半連続」とみなされる。 半連続パタンを成す突起２０は第１図に図示のように全体として平行に配置さ れ、また第３図に図示のように波形パタンを成し、また／あるいは第３図に図示 のように相互に位相ずれして配置される事ができる。半連続突起２０は製紙ベル ト１０の面の中において任意方向に配置される。 従って、突起２０は製紙ベルト１０のクロスマシン方向全体に延在し、または マシン方向に無限に製紙ベル卜１０を包囲する事ができ、またはマシン方向およ びクロスマシン方向に対して対角線的に走る事ができる。もちろん、前記の突起 ２０の配列方向（マシン方向、クロスマシン方向または対角線方向）は突起２０ の主配列方向を言う。各配列方向において、突起２０は別の方向に配列されたセ グメントを有する事ができるが、全体として突起２０の特定の配列方向を生じる 。 半連続パタンを有する骨組の中に配置された突起２０は、どの突起２０も実質 的に製紙ベルト１０の主方向に延在しない不連続突起から成るパタンと区別され なければならない。このような不連続突起の例は同一譲り受け米国特許第４，５ １４，３４５号の第４図に記載されて いる。 同様に、半連続突起２０のパタンは、本質的に連続パタンを成す突起２０とは 区別されなければならない。本質的に連続的なパタンは、必ずしも直線ではない が、静止ベルト１０の実質的にマシン方向とクロスマシン方向の両方に延在する 。あるいは骨組が少なくとも１つの本質的に破断されない網状パタンを成す場合 にこれを本質的に連続的なパタンという事ができる。本質的に連続的なパタンを 成す突起２０の例は前記の米国特許第４，５１４，３４５号の第２図乃至第３図 、または米国特許第４，５２８，２３９号において図示されている。 第２図に図示のように、本発明による半連続的突起２０の骨組は補強構造３０ に固着され、この補強構造の紙接触側面３２からＺ方向に外側に延在する。これ らの突起２０はまっすぐな側壁または先細側壁を有する事ができ、また製紙工程 に際して生じる温度、圧力および変形作用に抵抗するに適した任意材料で作る事 ができる。特に好ましい突起２０は感光性樹脂から成る。 この感光性樹脂、または半連続突起２０のパタンを形成するために使用される 他の材料は補強構造３０に対して任意の方法で接合させる事ができる。特に好ま しい接合法は液状感光性樹脂を補強構造３０の回りに付着させ、突起２０の半連 続パタンを形成する樹脂部分を硬化させ、未硬化状態にある樹脂の残分を洗い落 とすにある。本発 明による製紙ベルト１０の適当な製造方法は前記の米国特許第４，５１４、３４ ５号、同一譲受米国特許第４，５２８，２３９号および前記米国特許第５，０９ ８，５２２号に記載され、ここに突起２０を形成しこれらの突起を補強構造３０ に接合する特に好ましい方法の説明のため、これらの特許を引例として加える。 これらの引例特許を読めば明らかなように、突起２０のパタンは、活性化波長 の光を通過させられるマスクの透明度によって決定される。活性化光はマスクの 透明部分に対向する感光性樹脂部分を硬化させる。逆に、マスクの不透明部分に 対向する感光性樹脂部分が洗い落とされて補強構造３０の紙接触面３２をこれら の区域において露出させる。 従って、本発明による製紙ベルト１０の特に好ましい実施態様を形成するには 、マスクは前記のような半連続パタンの透明区域を有するように形成されなけれ ばならない。このようなマスクは製紙ベルト１０の上に同様の突起パタン２０を 形成するであろう。 前記の各実施態様において、半連続パタンを形成する突起２０は、セルローズ 繊維構造の所望の特性を生じるような特性を有しなければならない。すなわち、 これらの突起２０のゼオメトリーはその二次ベルト１０の上で作られたセルロー ズ繊維構造の特性に対して大きく影響する。例えば突起２０がセルローズ繊維構 造の中にヒン ジ線を生じて、これらのヒンジ線が繊維構造に対して柔らかさまたは破裂強度を 与える事ができる。 さらに突起２０の半連続パタンは、このベルト１０の上に形成されたセルロー ズ繊維構造の中に高密度区域と低密度区域とから成る同様の半連続パタンを生じ る。得られたセルローズ繊維構造中のこのようなパタンは下記の２つの理由から 生じる。第１の理由は、半連続片寄らせ導溝４０と一致するセルローズ繊維構造 区域がこの導溝の中を通る空気流によって、またはこの導溝に対して加えられる 真空作用によって低密度化される事にある。第２の理由は、このセルローズ繊維 構造をヤンキー乾燥ドラムなどの剛性裏当て面によって支持する事によって突起 ２０に一致するセルローズ繊維構造区域が高密度化される事にある。 突起２０のゼオメトリーは単一方向にあると見なされ、または２方向にあると 見なされ、また本発明による二次ベルト１０の中にありまたはこの面に対して直 交すると見なす事ができる。 さらに詳しくは、ベルト１０の面に対して直交する単一方向の突起２０のＺ方 向延長が、補強構造３０の紙接触面上方の突起２０の高さを決定する。これらの 突起２０の高さが高すぎると、セルローズ繊維構造を通してピンホールおよび透 明部分を生じまたは光を透過させる。逆に突起２０のＺ方向高さが低すぎると、 得られたセル ローズ繊維構造のキャリパーが少なくなる。前記のようなピンホールも低キャリ パーも、消費者にとって低品質のセルローズ繊維構造を提供するので望ましくな い。 前記の実施態様において、突起２０は好ましくは０．０５乃至０．６４ミリメ ートル（０．００２乃至０．０２５インチ）、好ましくは０．１３乃至０．３８ ミリメトル（０．００５乃至０．０１５インチ）、さらに好ましくは０．２０乃 至０．２６ミリメートル（０．００８乃至０．０１０インチ）の高さを有する。 再び第１図について単一方向分析を続ければ、隣接突起２０の内向き縁の間隔 を考慮しなければならない。もしこの間隔が与えられたＺ方向延長に対して限度 内において広すぎれば、ピンホールが発生しやすい。またこの間隔が広すぎれば 、繊維が隣接突起２０の遠位端４６の間に橋かけされないという望ましくない結 果を生じ、従ってそれぞれの繊維が隣接突起２０を橋かけした場合よりもセルロ ーズ繊維構造の強度が低下する。逆に、この間隔が狭すぎれば、セルローズ繊維 が隣接突起２０を橋かけし、極端な場合にはほとんどキャリパーが生じない。従 ってこの間隔は、十分なキャリパーを発生させまたピンホールを最小限にするよ うに最適化されなければならない。 前記の実施態様において、隣接突起２０の内向き面はこれらの面に対してだい たい直交する方向において、相 互に約０．６４乃至約１．４０ミリメートル（０．０２５乃至０．０５５インチ ）離間する事ができる。このような間隔の結果として、セルローズ繊維構造が通 常のセルローズ繊維、例えばノザン針葉樹クラフトまたはユーカリから成る場合 に最大キャリパーを生じる。 他の単一サイズ分析は突起２０の遠位端の幅に関するものである。この幅は、 ベルト１０の面において与えられた場所で突起２０の主サイズに対して全体とし て垂直方向に測定される。突起２０の幅が十分でなければ、この突起２０は製紙 工程に付随して生じる圧力差および温度差に耐える事ができない。従ってこのよ うな製紙ベルト１０は比較的短い寿命を有し、しばしば交換されなければならな い。突起２０の幅が広すぎれば、さらに一面的な組織が生じ、これを補償するた めに下記のセルサイズを増大しなければならない。 もちろん、突起２０は代表的にはテーパを有し、突起の近位端縁において突起 の占める面積が広くなる。前記の実施例において、代表的には突起２０の近位端 面積は製紙ベルト１０の表面の約２５乃至７５％であり、遠位端面積は製紙ベル ト１０面積の約約１５乃至６５％である。 一般に、前記の各実施例において、０．３乃至１．３ミリメートル（０．０１ １乃至０．０５０インチ）の近位端幅を有する突起２０が適当である。突起の遠 位端４ ６の幅は約０．１３乃至０．６４ミリメートル（０．００５乃至０．０２５イン チ）とする事ができる。 ２次元、特にマシン方向およびクロスマシン方向において半連続突起２０のパ タンを検討すれば、本発明により２つの相異なる型の突起２０を使用できる事は 明かである。すべての突起２０が全体として交差しないものとする。第１図に図 示の第１型の突起は全体として平行な（必ずしもまっすぐでない）突起２０を使 用する。これらの突起２０はその間の片寄らせ導溝４０において全体として同等 の間隔を有するので、個々のセル４２は形成されない。 逆に、第３図に図示のように、二次ベルト１０の非接触突起２０は隣接突起２ ０から等間隔で離間されず、片寄らせ導溝４０の中に個々のセル４２を画成する 。このようなベルト１０の突起２０は相互に平行としない事ができる。さらに突 起２０は一定幅を有しない事ができる。このような構造は、一部の区域では隣接 突起２０の繊維の橋かけを示す片寄らせ導溝４０を生じ、また他の区域では片寄 らせ導溝４０中への繊維片寄り生じる。 この構造は、半連続パタンを示し相異なる３密度を有するセルローズ繊維構造 が形成されるという利点を示す。この相異なる３密度は下記の理由から生じる。 （１）隣接突起２０を橋かけし、セルローズ繊維構造の高密度区域の厚さの少な くとも約半分だけ突起２０の遠位端４６ からＺ方向に延在する低密度繊維。（２）隣接突起２０を橋かけし、セルローズ 繊維構造の低密度繊維のＺ方向片寄りの約５０％以下、Ｚ方向に片寄った中密度 繊維。（３）突起２０のまた４６と一致する高密度繊維。 前記のような半連続パタンの３密度繊維構造は、平行突起２０を有する二次ベ ルト１０上に形成された同様のセルローズ繊維構造よりも等方性可撓性と、すぐ れた柔らかさと、より魅力ある組織とを与える。 セル４２はセルローズ繊維構造中の不連続低密度区域と定義され、少なくとも 相異なる３密度を含むセルローズ繊維構造の中において半連続高密度区域と不連 続中密度区域との間に限定され、あるいはセル４２はこのようなセルローズ繊維 構造を形成する二次ベルト１０の対応区域と定義される。 突起２０間の片寄らせ導溝４０中の各セル４２が大きすぎれば、乾燥工程中に 生じるキャリパーが、特に低坪量セルローズ繊維構造の場合に次のカレンダリン グ処理またはその他の変換処理に耐える事ができない。従って、製造中の適当な キャリパー発生にも関わらず比較的低キャリパー（従って低品質）の製品が消費 者に提供される事となる。 逆に隣接突起２０間の片寄らせ導溝４０中の各セル４２が小さすぎれば、隣接 ２０間の１方向スペースに関して前述したように低キャリパーが生じる。さらに 各セル ４２が小さすぎると、与えられたセルサイズに対して突起２０の遠位端の幅が小 さくなりすぎて、ベルト１０の寿命が短くなる。 各セル４２は任意所望のマトリックスの中に配置される事ができる。各セル４ ２はマシン方向および／またはクロスマシン方向のいずれかまたはその両方向に 配置する事ができる。また各セル４２は、マシン方向に、およびクロスマシン方 向において互い違いに片寄らされる事ができ、あるいは好ましくは両方向におい て互い違いに片寄らされる。前記の実施態様において、平方センチメートルあた り約１６乃至１０９（平方インチあたり約１００乃至７００）、好ましくは平方 センチメートルあたり約３１乃至７８（平方インチあたり約２００乃至５００） 、さらに好ましくは平方センチメートルあたり約６２（平方インチあたり約４０ ０）のセル４２を有する突起２０が適当と判断されている。 本発明の他の実施態様において、製紙機のウエットエンドの形成ワイヤとして 突起２０の半連続パタンと片寄らせ導溝４０の半連続パタンとを使用する事がで きる。製紙機において形成ワイヤとしてこのようなベルト１０が使用される場合 、少なくとも２つの相異なる坪量の区域を有するセルローズ繊維構造が得られる 。これらの相異なる坪量区域はマシン方向に、またはクロスマシン方向に、また はこれに対して対角線方向に配列する事がで きる。 このセルローズ繊維構造は、例えば相異なる坪量の半連続パタンがクロスマシ ン方向に配列され、このセルローズ繊維構造をコア巻き取り紙製品として（例え ばトイレットティシュまたはペーパタオルとして）使用される場合、低坪量区域 が引き裂き線を成すという利点がある。ユーザが家事のために製品の特定長を必 要とする場合のようにコア巻き製品の一端を引張る時にこの引き裂き線が有効で ある。一般にセルローズ繊維構造は低坪量区域にそった線において引き裂かれる 。この構造は、紙の変換処理に際してパーフォレーション操作を省略する事がで き、またユーザはパーフォレーションの間隔によって制限される事なく仕事に必 要なほとんど任意のサイズのシートを選べるという利点がある。 実施例 前記のトロカン特許による連続パタンの二次ベルト１０、同一譲り受け米国特 許第４，２３９，０６５号の第８図による不連続パタンを有する二次ベルト１０ 、および本発明による半連続パタンを有する二次ベルト１０によってセルローズ 繊維構造の比較例を構成した。 前記の半連続パタン１０は同一譲り受け特願第０７／７１８，４５２号に記載 のように、半連続突起２０上に重ね合されたバラの大型パタンを有していた。突 起２０は第３図のＴで示すように０．３３ミリメートル（０． ０１３インチ）の厚さを有していた。これらの突起２０は、サイズＡによって示 されるように、１．２２ミリメ卜ル（０．０４８インチ）の大サイズと、Ｎで示 されるように０．６９ミリメートル（０．０２７インチ）の小サイズとを有する 全体として長方形のセル４２を画成した。各突起２０は隣接突起２０からＣで示 されように０．２３ミリメートル（０．００９インチ）の最短距離で相互に分離 されていた。 連続パタンベルトおよび半連続パタンベルト１０はそれぞれ平方センチメート ルあたり６２セル（平方インチあたり４００セル）を有していた。不連続パタン ベルトは平方センチメートルあたり２３×２７フィラメント（平方インチあたり ５９×４４フィラメント）のメッシュカウントを有し、平方センチメートルあた り約６７セル（平方インチあたり４３３セル）を生じた。これらのセルは、前記 のトロカン特許による連続パタン中の多角形の各片寄らせ導溝、または前記のト ロカン特許’０６５による不連続パタンベルト中の６フィラメントナックルによ って形成された単位セル、または本発明によるベルト１０中の前記の片寄らせ導 溝４０中の単位セル４２とする。 連続パタンおよび半連続パタンの二次ベルト１０はそれぞれ０．２３ミリメー トル（０．００９インチ）のＺ方向突起延長を有していた。前記のトロカン特許 ’０６ ５によるベルト１０の見掛け突起高さは織成パタンによって測定された。さらに 詳しくは、見掛け突起２０の高さは二次ベルトのキャリパー ・マイナス・シュ ート・フィラメント直径として取られた。不連続パタンベルト１０におけるセル ４２のカウントと補強構造を成すフィラメントの適正直径とをほぼ同等に保持す るため、この不連続パタンベルト１０について前記の０．２３ミリメトル（０． ００９インチ）の突起高さを保持する事ができなかった。その代わりに突起２０ の見掛け高さは０．３２ミリメートル（０．０１３インチ）であった。 これらの３種のベルト上に形成されたセルローズ繊維構造は３積層構造であっ た。外側の２層はそれぞれ少なくとも４０％の全完成紙料を含み、ユーカリ繊維 であった。中心層は完成紙料の残分を含み、ノザン針葉樹クラフト（ＮＳＫ）繊 維であった。積層工程は同一譲り受け米国特許第３，９９４，７７１号に詳細に 記載され、この実施例においてこれらの積層セルローズ繊維構造を製造する方法 を説明するためにこの特許を引例とする。 これらの実施例のために製造されたセルローズ繊維構造はクーチロールにおい て２０％のコンシステンシーを有していた。形成ワイヤから二次ベルトにエンブ リオニック・ウエブを転送するために使用された真空シューは３１．８センチメ ートル水銀（１２．５インチ水銀）の真空を有していた。 得られたセルローズ繊維構造をＡＳＴＭ規格Ｄ５８５７４によって坪量テスト し、また毎分１０．２センチメートル（毎分４インチ）のクロスヘッド分離速度 と、５．０８センチメートル（２インチ）のゲージ長とを有するスウィング・ア ルバート引張り装置によって引張強さテストを実施した。キャリパーは、平方セ ンチメートルあたり１４．７グラム（平方インチあたり９５グラム）の閉じ込め 圧力のもとに測定された。ノザン針葉樹クラフト繊維の相異なるパーセントの効 果を考慮すれば、サンプルごとに引張強度はほとんど変動しなかった。 表Ｉから明かなように、３サンプル全部の坪量は本質的に一定であった。不連 続パタンベルト１０上で製造されたセルローズ繊維構造は半連続および連続パタ ンベルト１０上で製造されたセルローズ繊維構造よりも相当に低いキャリパーを 有していた。 連続パタンベルト上で製造されたセルローズ繊維構造はドクターブレード衝撃 角度のキャリパーに対する関連を示さなかった。半連続ベルト１０と不連続ベル ト１０上で製造されたセルローズ繊維構造は、ドクターブレドの衝撃角度が増大 する際にキャリパーの単調な減少関係を示した。このようにして、比較的高いキ ャリパーとキャリパーに対するドクターブレード衝撃角度の線形または単調な関 係とを示す唯一のベルト１０は本発明によるベルト１０であった。 表Ｉに示すキャリパーの利点は次の変換操作中に保持された。 シートカール、収縮およびピンホーリングに対する突起２０パタンの効果を特 定するための追加テストを実施した。これらのテストにおいて、ドクターブレー ドの衝撃角度は８１゜の一定角度に保持された。前記の実施例において使用され たトロカン’０６５特許による不連続パタンベルト１０の代わりに前記のジョン ソンほかの特許の第４図による不連続パタンベルト１０を使用した。この実施例 において使用された不連続パタンベルト１０は平方センチメートルあたり６２セ ル（平方インチあたり４００セル）と、０．２ミリメートル（０．００９インチ ）の突起２０高さとを有していた。突起２０は全体として長方形で丸い縁を備え 、３．３７５のアスペクト ・レイショを有し、また交互の突起２０は前記のトロカン特許’０６５の第１図 の印刷パタンによって示されるように、角度９０゜に配向されていた。 これらの３ベルト１０上において製造されたセルローズ繊維構造は、シートカ ール、収縮およびピンホーリングに対する突起２０パタンの効果を特定するため 、ほぼ同等の坪量を有していた。ピンホーリングは、ジョージア、ノルクロスの カジャーニ・オートメイションによって供給されるペーパラブ−１ 形成 ロボ テスター(Paperlab-1 Formatlon RoboTester) によって測定された。 シートカールおよびシート収縮は、シート幅をそれぞれヤンキー直前（ＰＹ） 、カレンダリングロールとリールとの間（ＢＣＲ）、切断後に親ロールから（Ａ Ｃ）測定する事によって求められた。シートカールは式（ＰＹ−ＢＣＲ）／ＰＹ によって与えられる。シート収縮は式：（ＰＹ−ＡＣ）／ＰＹによって与えられ る。 表ＩＩＡは前記のベルト１０から製造されインチあたり約４００グラムの全引 張強さを有する３セルローズ繊維構造を示す。表ＩＩＢは、全引張強さが５００ グラム／インチである事以外は前記と同様のセルローズ繊維構造を示す。これら 両方の表において、柔らかさ（引張強さによって強く影響される）は、２５グラ ム／インチの引張強さあたり柔らかさ０．１ＰＳＵの単位で適正引張 強さまで補正されている。 前記の表ＩＩＡおよび表ＩＩＢから明かなように、本発明によるベルト１０上 に形成されたセルローズ繊維構造は、連続パタンベルト上に形成されたセルロー ズ繊維構造よりもすぐれたシート収縮およびシートカールを有するが、不連続パ タンベルト上に形成されたセルローズ繊維構造と全体として同等のシート収縮お よびシートカールを有していた。また本発明によるベルト１０上で形成されたセ ルローズ繊維構造は不連続パタンベルト上で形成されたセルローズ繊維構造より 高い破裂強さ／引張強さレイショを有していたが、このレイショは連続パタンベ ルト上で形成されたセルローズ繊維構造ほどに高くなかった。さらに、本発明に よるベルト１０上で形成されたセルローズ繊維構造は連続パタンベルト上で形成 されたセルローズ繊維構造よりすぐれたピンホーリング特性を示したが、不連続 パタンベルト上で形成されたセルローズ繊維構造と比較してピンホールに関する 混合結果を示した。 本発明の主旨の範囲内においてパタン、突起２０のサイズおよび間隔に関して 種々の変動または組合わが可能であるが、これらすべての変動は下記のクレーム の範囲内にある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＺ，ＦＩ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，Ｍ Ｇ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＫ，ＵＡ，ＶＮ (72)発明者 トロカン，ポール デニス アメリカ合衆国オハイオ州、ハミルトン、 ウォーベル、ロード、1356

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． セルローズ繊維構造を製造する際に使用されるベルトにおいて、前記ベ ルトは補強構造と、突起の半連続パタン骨組とを含み、また好ましくは前記パタ ン骨組を成す前記突起が全体として相互に平行である事を特徴とするセルローズ 繊維構造の製造用ベルト。 ２． セルローズ繊維構造を製造するためのベルトにおいて、前記ベルトは、 補強構造と、前記補強構造に接合されこの補強構造から外側に延在して突起の間 に片寄らせ導溝を画成する突起骨組とを含み、前記突起骨組が半連続パタンを成 す事を特徴とするセルローズ繊維構造の製造用ベルト。 ３． 前記の突起骨組は硬化された感光性樹脂を含む事を特徴とする請求項１ または２のいずれかに記載の二次ベルト。 ４． 前記の突起骨組は硬化された感光性樹脂を含む事を特徴とする請求項１ または２のいずれかに記載の形成ベルト。 ５． 請求項１、２、３または４のいずれかのベルトによって形成されたセル ローズ繊維構造。 ６． 前記セルローズ繊維構造は相異なる密度の３区域を有し、また好ましく は前記３区域は少なくとも１つの高密度区域と少なくとも１つの中密度区域とに よって 画成された低密度区域を含む事を特徴とする請求項５に記載のセルローズ繊維構 造。 ７． エンボス処理されていない低密度区域の半連続パタンによって相互に分 離されたエンボス処理されていない高密度区域の半連続パタンを有し、また好ま しくは相異なる密度の少なくとも３区域を有する事を特徴とするセルローズ繊維 構造。 ８． 前記３区域は少なくとも１つの高密度区域と少なくとも１つの中密度区 域とによって画成された低密度区域を含む事を特徴とする請求項７に記載のセル ローズ繊維構造。 ９． 請求項７または８のいずれかに記載の通気乾燥されたセルローズ繊維構 造。 １０． 請求項７、８または９のいずれかに記載のクレープ処理されたセルロ ーズ繊維構造。