KR100814898B1

KR100814898B1 - 제지기 직물용 적층 구조물

Info

Publication number: KR100814898B1
Application number: KR1020037010257A
Authority: KR
Inventors: 한센로버트에이.; 파퀸모리스알.
Original assignee: 알바니 인터내셔널 코포레이션
Priority date: 2001-02-03
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2022-02-01
Also published as: US6565713B2; KR20030079983A; NO20033431D0; DE60201576T2; BR0206843A; JP2004526877A; CA2435355C; AU2002243772C1; CA2435355A1; JP4118141B2; ES2225766T3; BR0206843B1; MXPA03006839A; ATE279576T1; US20020104631A1; EP1356157A2; TWI240031B; RU2286413C2; ZA200305654B; DE60201576D1

Abstract

스트립을 복수개의 중첩되지 않은 인접한 회전들로 나선상으로 감고 또한 상기 스트립의 각 회전을 이전에 감긴 회전과 접착시킴으로써 프레스 직물이 제조된다. 상기 스트립은 서로 부착된 적어도 2층을 구비한 적층 구조물이다. 상기 스트립은 차후에 임의의 길이 및 폭으로 프레스 직물을 제조하는 데 사용하기 위하여 상당한 길이로 제조된다.

Description

제지기 직물용 적층 구조물{Laminated structure for paper machine clothing}

본 발명은 제지기술(papermaking arts)에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 제지기의 프레스부에 사용되는 프레스 직물(press fabrics)에 관한 것이다.

제지공정 도중, 섬유상 슬러리, 즉 셀룰로오스 섬유의 수분산액(aqueous dispersion)을 제지기의 성형부내의 이동 성형 직물(moving forming fabric) 상에 퇴적시킴으로써 셀룰로오스 섬유 웹(cellulose fibrous web)이 형성된다. 이 과정에서 많은 양의 물이 성형 직물을 통하여 상기 슬러리로부터 배출되어, 성형 직물의 표면상에 셀룰로오스 섬유 웹을 남긴다.

새로이 형성된 셀룰로오스 섬유 웹은 성형부로부터 일련의 프레스 닙(press nips)을 포함하는 프레스부로 진행한다. 셀룰로오스 섬유 웹은 하나의 프레스 직물에 의하여 지지되는 프레스 닙을 통과하거나, 또는, 종종 그러한 바와 같이, 2개의 프레스 직물의 사이를 통과한다. 프레스 닙에서, 셀룰로오스 섬유 웹은 압축력을 받는데, 이 힘은 웹으로부터 물을 짜내고, 웹내의 셀룰로오스 섬유를 서로 부착시켜서 셀룰로오스 섬유 웹을 종이로 전환시킨다. 이 물은 프레스 직물에 의하여 수용되어, 이상적으로는 종이로 돌아가지 않는다.

종이는 최종적으로 건조부로 진행하는데, 이 건조부는 스팀에 의하여 내부적으로 가열되는 적어도 하나의 일련의 회전가능한 건조 드럼 또는 실린더를 포함한다. 새로이 형성된 종이는, 드럼의 표면에 대하여 종이를 밀착시키는 건조 직물에 의하여, 상기 일련의 각 드럼의 둘레를 연속적으로 꾸불꾸불한 행로를 따라서 진행한다. 가열된 드럼은 종이의 수분 함량을 증발을 통하여 소망하는 수준으로 감소시킨다.

성형 직물(forming fabrics), 프레스 직물(press fabrics) 및 건조 직물(dryer fabrics)은 제지기에서 모두 순환 루프(endless loops)의 형상을 취하며, 컨베이어와 같이 기능한다는 것이 인식되어야 한다. 또한, 제지 공정은 상당한 속도로 진행되는 연속 공정이라는 것도 인식되어야 한다. 즉, 새로이 제조된 종이 가 건조부를 빠져 나온 후 롤상으로 연속적으로 권취되는 중에도, 섬유 슬러리는 연속적으로 성형부내의 성형 직물위에 퇴적된다.

본 발명은 특히 프레스부에 사용되는 프레스 직물(press fabrics)에 관한 것이다. 프레스 직물은 제지 프로세스 동안에 중대한 역할을 한다. 그들의 역할중의 하나는 위에서 암시되었듯이 프레스 닙들을 통하여 제조되고 있는 종이 제품을 지지하고 이송하는 것이다.

프레스 직물은 또한 종이 표면의 마무리에도 관여한다. 즉 프레스 직물은 매끄러운 표면 및 균일하게 탄성이 있는 구조를 갖도록 디자인되어 프레스 닙을 통과하는 동안에 매끄럽고 마크가 없는 표면을 종이에 부여한다.

아마도 가장 중요하게는, 프레스 직물은 프레스 닙내의 젖은 종이로부터 추 출된 많은 양의 물을 수용한다. 이러한 기능을 충족시키기 위하여, 프레스 직물내에는 물이 갈 수 있는 흔히 공극 부피(void volume)로 지칭되는 공간이 있어야 하며, 또한 프레스 직물은 전유효수명 기간 동안 적당한 수투과도를 가져야 한다. 마지막으로, 프레스 직물은 젖은 종이로부터 수용된 물이 프레스 닙을 빠져 나온 종이로 되돌아가 이를 다시 젖게 하는 것을 방지할 수 있어야 한다.

현재의 프레스 직물들은 제조되고 있는 등급의 종이를 위하여 이 프레스 직물이 장착되는 제지기의 요구조건을 충족시키기 위하여 디자인된 다양한 스타일로 제조된다. 일반적으로, 프레스 직물은 섬세한 부직 섬유재료의 배트(batt)가 니들링된 베이스 직물(woven base fabric)을 포함한다. 베이스 직물은 모노필라멘트사, 합연 모노필라멘트사, 멀티필라멘트사 또는 합연 멀티필라멘트사로 제직될 수 있으며, 또한 일층, 다층 또는 적층될 수 있다. 상기 실(사, yarn)들은 통상적으로 폴리아미드 및 폴리에스테르 수지와 같이 제지기 직물 기술분야의 당업자들에 의하여 이러한 목적을 위하여 사용되는 임의의 합성 고분자 수지로부터 압출될 수 있다.

상기 제직 베이스 직물(woven base fabric)은 많은 다양한 형태를 취한다. 예를 들면, 이들은 순환상으로 제직되거나 또는 플랫 제직(flat woven)된 후 이어서 제직 시임(woven seam)에 의하여 순환상으로 될 수 있다. 또는, 이들은 흔히 변형된 순환 제직법(modified endless weaving)으로 불리우는 프로세스에 의하여 생산될 수 있는데, 여기서 상기 베이스 직물의 폭방향 에지는 자신의 기계방향사(MD yarns)를 사용하여 시밍 루프(seaming loop)를 구비한다. 이 프로세스에서, 상기 MD 사는 상기 직물의 폭방향 에지(widthwise edge) 사이에서 앞 뒤로 연속적으로 제직되는데, 각 에지에서 되돌아서 하나의 시밍 루프를 형성한다. 이러한 방식으로 생산된 베이스 직물은 제지기에 장착할 때 순환상으로 되며, 이러한 이유에서 기계상에서 솔기잇기를 할 수 있는 직물(on-machine-seamable fabric) 로 지칭된다. 이러한 직물을 순환상으로 하기 위하여, 상기 두 폭방향 에지를 함께 한 후, 상기 두 에지의 시밍 루프를 서로 깍지끼고(interdigitated), 이어서 상기 깍지끼어진 시밍 루프에 의하여 생긴 통로를 관통하도록 시밍 핀(seaming pin), 또는 시밍 핀틀(seaming pintle)을 삽입한다.

또한, 하나의 베이스 직물을 다른 베이스 직물에 의하여 형성된 순환 루프의 내부에 위치시키고 스테이플 섬유 배트를 양 베이스 직물으로 통하여 니들링하여 양 베이스 직물을 서로 접착함으로써 상기 제직 베이스 직물은 적층될 수 있다. 하나 또는 두개 모두의 제직 베이스 직물 모두 기계상에서 솔기잇기를 할 수 있는 타잎일 수 있다.

어느 경우라도, 제직 베이스 직물은 길이방향으로 둘레를 따라 측정된 일정한 길이 및 횡방향으로 가로질러 측정된 일정한 폭을 갖는 순환 루프의 형태이거나 또는 그러한 순환 루프 형태로 솔기잇기를 할 수 있다.

제지기 형태(configuration)는 다양하기 때문에, 제지기 직물 제조업자들은 고객의 제지기의 특정 포지션에 맞는 치수로 프레스 직물 및 다른 제지기 직물을 제조할 필요가 있다. 말할 필요도 없이, 각 프레스 직물은 통상적으로 주문에 응하여 제조되기 때문에 이러한 요구조건은 제조 프로세스를 합리화하기 어렵게 한다.

다양한 길이 및 폭의 프레스 직물을 더 빨리 그리고 효율적으로 제조해야 하 는 이러한 필요에 대응하여, 프레스 직물은 근년에는 본 출원인에게 양도된 Rexfelt 등의 미국특허 5,360,656호에 개시된 나선 기술을 이용하여 제조되어 왔다. 이 특허의 개시내용은 인용에 의하여 여기에 통합된다.

미국특허 5,360,656호는 1 층 이상의 스테이플 섬유 재료를 구비한 베이스 직물을 포함하는 프레스 직물을 개시하는데, 스테이플 섬유 재료층은 상기 베이스 직물에 니들링되어 있다. 상기 베이스 직물은 이 베이스 직물의 폭 보다 작은 폭을 갖는 제직물의 나선상으로 감긴 스트립으로 이루어진 층을 적어도 1층 포함한다. 상기 베이스 직물은 길이, 또는 기계 방향으로 순환상이다. 상기 나선상으로 감긴 스트립의 종방향 스레드(lengthwise thread)는 프레스 직물의 종방향과 각을 이룬다. 상기 제직물 스트립은 제지기 직물의 생산에 사용되는 통상적인 직기들보다 좁은 제직기 상에서 플랫제직될 수 있다.

상기 베이스 직물은 상기 상대적으로 좁은 제직물 스트립으로 된 복수개의 나선상으로 감기고 접착된 회전들(spirally wound and joined turns)을 포함한다. 상기 직물 스트립은 종방향사(경사) 및 횡방향사(위사)로 제직된다. 나선상으로 감긴 직물 스트립의 이웃한 회전들은 서로 인접(abut)할 수 있으며, 그와 같이 생성된 상기 나선상으로 연속된 시임은 바느질(sewing), 스티칭, 멜팅 또는 웰딩(welding)에 의하여 닫힐 수 있다. 또는, 인접한 나선상 회전의 이웃한 종방향 에지들은, 중첩된 영역에서 두께가 증가하지 않도록 상기 에지가 감소된 두께를 가지면, 중첩적으로 배열될 수 있다. 또한, 종방향사들 사이의 간격은 상기 스트립의 에지에서 증가될 수 있는 데, 이 때문에 인접한 나선상 회전들이 중첩적으로 배열 되었을 때 이 중첩영역에서의 종방향 스레드 사이의 간격이 변하지 않을 수 있다.

어떠한 경우에도, 순환 루프의 형태를 하고 내부 표면, 종방항(기계방향) 및 횡방향(교차기계방향)을 갖는 제직 베이스 직물이 결과물이다. 이어서 제직 베이스 직물의 측면 에지들은 트리밍되어 이들을 그 종방향(기계방향)에 평행하게 한다. 제직 베이스 직물의 기계방향 및 나선상 연속 시임 사이의 각은 비교적 작다. 즉 통상적으로 10°미만이다. 마찬가지로, 제직물 스트립의 종방향사(경사)는 제직 베이스 직물의 종방향(기계방향)과 동일한 비교적 작은 각을 이룬다. 유사하게, 종방향사(경사)에 수직한 제직물 스트립의 횡방향사(위사)는 제직 베이스 직물의 횡방향(교차기계방향)과 동일한 비교적 작은 각을 이룬다. 간단히 말해서, 제직 베이스 직물의 종방향사(경사)도 횡방향사(위사)도 제직 베이스 직물의 종방향(기계방향) 또는 횡방향(교차기계방향)과 정렬되지 않는다.

미국 특허 5,360, 656호에 개시된 방법에서, 제직물 스트립이 제직 베이스 직물을 조립하기 위하여 두 개의 평행롤의 둘레에 감긴다. 두 개의 평행롤의 둘레에 비교적 좁은 제직물 스트립을 나선상으로 감음으로써 다양한 폭 및 길이를 갖는 순환상 베이스 직물이 제공될 수 있다는 것이 인식될 것인데, 특정한 순환상 베이스 직물의 길이는 제직물 스트립의 각 나선상 회전의 길이에 의하여 결정되며, 그 폭은 제직물 스트립의 나선상 회전들의 수에 의하여 결정된다. 따라서 주문에 응하여 특정된 길이 및 폭의 완전한 베이스 직물을 제직해야 하는 종래의 필요성은 피할 수 있다. 대신, 20 인치(0.5 미터) 정도로 좁은 직기가 제직물 스트립을 제조하는 데 이용될 수 있을 것이지만, 실용성의 이유에서, 40 내지 60 인치(1.0 내지 1.5 미터)의 폭을 갖는 종래의 섬유 직기가 바람직할 것이다.

미국 특허 5,360, 656호는 또한 각각 나선상으로 감긴 제직물 스트립으로 이루어진 두 층을 구비한 베이스 직물을 포함하는 프레스 직물을 개시한다. 두 층은 모두 순환 루프의 형태인 데, 한 층은 다른 층에 의하여 형성된 순환 루프의 내부에 존재한다. 바람직하게는, 한 층의 나선상으로 감긴 제직물 스트립은 다른 층의 제직물 스트립의 그것과는 반대 방향으로 나선을 이룬다. 즉, 더욱 상세하게는, 한 층의 나선상 스트립은 우선 나선(right-handed spiral)이고, 다른 층의 나선상 스트립은 좌선 나선(left-handed spiral)이다. 그러한 2층, 적층 베이스 직물에서, 두 층의 각 층에서의 제직물 스트립의 종방향사(경사)는 제직 베이스 직물의 종방향(기계방향)과 비교적 작은 각을 이루고, 한 층의 제직물 스트립의 종방향사(경사)는 다른 층의 제직물 스트립의 종방향사(경사)와 각을 이룬다. 유사하게, 두 층의 각 층에서의 제직물 스트립의 횡방향사(위사)는 제직 베이스 직물의 횡방향(교차기계방향)과 비교적 작은 각을 이루고, 한 층의 제직물 스트립의 횡방향사(위사)는 다른 층의 제직물 스트립의 횡방향사(위사)와 각을 이룬다. 간단히 말해서, 각 층의 제직 베이스 직물의 종방향사(경사)도 횡방향사(위사)도 상기 베이스 직물의 종방향(기계방향) 또는 횡방향(교차기계방향)과 정렬되지 않는다. 또한, 각 층의 제직 베이스 직물의 종방향사(경사)도 횡방향사(위사)도 다른 층의 그 것들과 정렬되지 않는다.

그 결과, 미국 특허 5,360, 656호에 개시된 베이스 직물은 명확한 기계방향사 또는 교차기계방향사를 갖지 않는다. 대신, 그 실 시스템들은 기계방향 및 교차 기계방향에 대하여 비스듬한 각의 방향에 놓여 있다. 그러한 베이스 직물을 구비한 프레스 직물은 다축 프레스 직물(multi-axial press fabric)로 지칭될 수 있다. 종래 기술의 표준 프레스 직물이 3개의 축(기계방향(MD)에 하나, 교차기계방향(CMD)에 하나, 및 직물의 두께를 관통하여 수직인 z-방향에 하나)을 갖는데 반하여, 다축 프레스 직물은 이들 3개의 축 뿐만 아니라 그 나선상으로 감긴 층(들)의 실 시스템들의 방향에 의하여 한정되는 적어도 2개의 축을 더 갖는다. 게다가, 다축 프레스 직물의 z-방향에는 복수개의 유로(flow path)가 있다. 그 결과, 다축 프레스 직물은 적어도 5개의 축을 갖는다. 그 다축 구조 때문에, 한 층 이상을 갖는 다축 프레스 직물은, 실 시스템들이 서로 평행한 베이스 직물층들을 갖는 프레스 직물과 비교할 때, 네스팅(nesting) 및/또는 제지 프로세스 동안의 프레스 닙에서의 압축에 의한 붕괴에 우수한 내성을 나타낸다.

미국 특허 5,360, 656호의 교시내용에 따라 베이스 직물이 제조된 후, 부가층들의 형태로 다른 재료가 거기에 부착될 수 있다. 종종, 이러한 부가층들은 니들링 또는 하이드로인탱글링(hydroentangling)에 의하여 베이스 직물에 부착된 스테이플 섬유 재료의 배트(batt)를 포함한다. 상기 스테이플 섬유 재료는 프레스 직물의 종이 지지표면을 형성하며, 베이스 직물이 적층된 경우 니들링 또는 하이드로인탱글링에 의하여 적층된 베이스 직물내로 들어간 개개 섬유들이 상기 층들이 함께 부착되게 되는 하는 수단이 된다.

또한, 스테이플 섬유 재료 배트가 베이스 직물에 부착되기 전에 천공된 열가소성 시트 재료 또는 부직 메시 직물과 같은 다른 재료층이 베이스 직물을 피복하 기 위하여 자주 사용된다. 이들 다른 재료는 예를 들면 재젖음 방지층(anti-rewet layer)으로서 또는 종이 웹으로부터 압착된 물을 임시로 저장하기 위한 부가적인 공극 부피 또는 더 매끄러운 너클이 없는 표면을 제공하기 위하여 포함된다.

분명히, 이들 부가적인 층을 제공하는 것은 부가적인 제조 단계에 의하여 이루어지는데, 이 부가적인 제조 단계는 결국 미국 특허 5,360, 656호의 교시내용에 따른 베이스 직물을 제조하는 것에 의하여 절약된 시간의 많은 부분을 다 사용하여 버린다. 본 발명은 위의 미국 특허의 교시내용에 따른 이전의 적층 구조물로부터 더욱 효율적으로 프레스 직물을 제조할 수 있는 수단을 제공한다.

따라서, 본 발명은 프레스 직물 제조방법 및 프레스 직물 제품 모두에 관한 것인데, 여기서 스트립 형태의 적층 구조물이 예비제조된 이후에 나선상 감음 기술(spiral winding technique)에 따라 특정한 길이 및 폭으로 프레스 직물을 형성하는데 사용된다.

상기 적층 구조물은 샌드위치와 같은 방식으로 서로 부착된 상부층 및 하부층의 적어도 두층을 포함한다. 제지기의 프레스부에서 궁극적으로 종이 웹을 지지하는 상부층은 스테이플 섬유 재료; 젖은 종이 웹에 마킹을 남기지 않을 정도로 충분히 섬세한 섬유 또는 필라멘트로 제직된 직물; 스펀-본드, 하이드로인탱글드 및 멜트-블로운 부직포; 및 천공된(apertured) 압출 고분자 필름으로 이루어진 군에서 선택된 재료의 하나를 포함한다.

하부층은 스테이플 섬유 재료; 젖은 종이 웹에 마킹을 남기지 않을 정도로 충분히 섬세한 섬유 또는 필라멘트로 제직된 직물; 스펀-본드, 하이드로인탱글드 및 멜트-블로운 부직포; 및 천공된(apertured) 압출 고분자 필름; 편성포(knitted fabrics); 부직 네팅 재료 또는 메시 직물(nonwoven netting materials or mesh fabrics); 및 제직물 스트립(woven fabric strip)으로 이루어진 군에서 선택된 재료의 하나를 포함한다.

상기 적층 구조물은 또한 상부층과 하부층의 사이에 상기 상부층 또는 하부층용으로 위에 제시된 재료들 중의 하나를 포함하는 중간층을 포함할 수 있다.

상기 상부층 또는 상부층과 중간층은 니들링, 멜팅, 퓨징(fusing), 글루잉(gluing) 등에 의하여 하부층에 부착되며, 이에 의하여 생긴 적층 구조물은 다음에 프레스 직물 제조하는데 사용하기 위하여 저장된다.

이하, 본 발명을 아래의 첨부도면을 빈번히 참조하면서 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 프레스 직물 제조방법을 나타내는 개략적인 상부평면도이다.

도 2는 본 발명의 프레스 직물의 상부평면도이다.

도 3은 본 발명의 프레스 직물의 제조에 사용되는 적층 구조물의 개략적인 단면도이다.

이제 첨부도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 프레스 직물 제조방법을 나타 내는 개략적인 상부평면도이다. 본 방법은 서로 평행하고 화살표에 의하여 표시된 방향으로 회전할 수 있는 제1 롤(12) 및 제2 롤(14)을 포함하는 장치(10)를 사용하여 실시될 수 있다. 스트립 형태의 적층 구조물(16)은 스톡 롤(18)로부터 연속적인 나선상으로 제1 롤(12) 및 제2 롤(14)의 둘레로 감긴다. 적층 구조물(16)이 롤(12, 14)의 둘레에 감김에 따라 스톡 롤(18)을 적당한 속도로 제2 롤(14)을 따라(도 1에서 우측으로) 이동시키는 것이 필요할 수 있다는 것이 인식될 것이다.

제1 롤(12) 및 제2 롤(14)은 제조되고 있는 프레스 직물에 요구되는 전길이 C를 고려하여 결정되는 거리 D 만큼 분리되어 있다. 상기 전길이 C는 프레스 직물의 순환 루프의 길이방향(기계방향)으로 측정된다. 폭 W를 갖는 적층 구조물(16)은 감는 도중에 제2 롤(14)을 따라 이동될 수 있는 스톡 롤(18)로부터 복수개의 회전으로 제1 롤(12) 및 제2 롤(14) 상으로 나선상으로 감긴다. 적층 구조물(16)의 연속적인 회전들은 서로 인접하게(abutting)되어, 바느질(sewing), 스티칭, 멜팅, 퓨징 또는 웰딩(welding)에 의하여 나선상으로 연속적인 시임(20)을 따라 서로 부착되어 도 2에 도시된 프레스 직물(22)이 제조된다. 그러한 부착은 프레스 직물(22)에 의하여 형성된 순환 루프의 내면 또는 외면 중의 어디에서도 실행될 수 있으나, 내면에 부착시키는 것이 바람직하다. 소정 폭 W의 프레스 직물(22)을 생성시키도록 충분한 수의 적층 구조물(16)의 회전이 이루어지면, 나선상 감음이 완료된다. 상기 소정 폭 W는 프레스 직물(22)의 순환 루프 형태를 가로질러 횡방향(교차기계방향)으로 측정된다. 이렇게 하여 얻어진 프레스 직물(22)은 내부 표면, 외부 표면, 기계방향 및 교차기계방향을 구비한다. 처음에, 프레스 직물(22)의 측면 에지는 그 기계방향에 평행하지 않아서, 소정 폭 W 및 그 순환 루프 형태의 기계방향에 평행한 두 개의 측면 에지를 구비한 프레스 직물(22)을 만들기 위하여 라인(24)를 따라 트리밍되어야 한다는 것을 알 수 있을 것이다.

적층 구조물(16)의 성분 및 제조방법이 이하에 더욱 상세하게 설명될 것인데, 이 적층 구조물(16)은 상술한 바와 같이 폭 w의 스트립 형태이다. 상기 스트립은 바람직하게는 39.4 인치(1.0 미터)의 폭을 갖지만, 더 크거나 더 작은 폭의 스트립도 본 발명을 실시하는데 유용하다는 것이 입증될 수 있다.

적층 구조물(16)은 프레스 직물(22)을 조립하기 위하여 나선상으로 감기기 때문에, 나선상으로 연속적인 시임(20)은 프레스 직물922)의 종방향, 또는 기계방향과 정렬되지 않지만, 그 대신에 작은 각, θ, 을 이룬다. 이 각의 크기는 도 2에 도시된 상부평면도에 암시된 것과 같이 프레스 직물(22)의 기계방향에 대한 적층 구조물(16)의 나선상 감김의 피치의 척도이다. 이 각은 앞에서 언급된 바와 같이 통상적으로 10°미만이다.

적층 구조물(16)은 그 폭 w를 함께 한정하는 제1 측면 에지(30) 및 제2 측면 에지(32)를 구비한다. 적층 구조물(16)이 제1 롤(12) 및 제2 롤(14) 상으로 나선상으로 감겨감에 따라, 각 회전의 제1 측면 에지(30)는 바로 이전 회전의 제2 측면 에지(32)에 중첩없이 인접하게 되고(abutting), 바느질, 스티칭, 멜팅, 퓨징 또는 웰딩에 의하여 거기에 접착된다.

적층 구조물(16)로부터 앞의 방식으로 제조된 프레스 직물(22)을 통합하는 적층 프레스 직물이, 먼저 위에서 설명된 표준 종류의 임의의 베이스 직물을 제1 롤(12) 및 제2 롤(14) 상에 장착한 후, 이어서 위에서 설명된 순서에 따라 상기 베이스 직물의 상부에 프레스 직물(22) 형태의 한 층을 형성하기 위하여 상기 베이스 직물 위에 적층 구조물(16)의 스트립을 나선상으로 감음으로써 제조될 수 있다. 또는, 혹은 부가적으로, 위에서 설명된 순서에 따라 나선상으로 감음으로써 미리 형성된 것 위에 적층 구조물(16)의 스트립을 나선상으로 감음으로써 프레스 직물(22) 형태의 또 다른 층이 제조될 수 있다. 바람직하게는, 그러한 층은 적층 구조물(16)의 스트립을 이전 층의 감김 방향과 반대 방향으로 나선상으로 감음으로써 제조될 것이다. 이에 의하여, 한 층에서 적층 구조물(16)은 한 방향으로 나선상을 이루어 우선 나선(right-handed spiral)을 형성할 것이고, 다른 층에서 적층 구조물(16)은 다른 방향으로 나선을 이루어 좌선 나선(left-handed spiral)을 형성할 것이다.

또한, 적층 구조물(16)로부터 앞에서 설명한 방식으로 제조된 프레스 직물(22)을 통합하는 적층 프레스 직물은 위에서 설명된 표준 종류의 임의의 베이스 직물상에 프레스 직물(22)을 슬리핑(slipping)하고 적절히 매칭되는 치수로 함으로써도 제조될 수 있다.

상기 프레스 직물이 적층되든지 또는 적층 구조물(16)을 나선상으로 감음으로써 형성된 단 한 층만을 포함하든지 어느 경우라도, 한 층 이상의 스테이플 섬유 재료가 그 외부 표면, 내부 표면 또는 양 표면 모두에 적용되어 니들링 또는 하이드로인탱글링에 의하여 그 내부로 쳐박혀질 수 있다. 상기 한 층 이상의 스테이플 섬유 재료는 프레스 직물상에서 나선상을 이루는 스트립 형태일 수 있고 또는 프레스 직물상에 전폭(全幅; full-width)으로 적용될 수도 있다. 프레스 직물이 적층된 경우, 쳐박혀진 스테이플 섬유 재료의 개개의 섬유가 상기 층들이 서로 부착되는 주요 수단이다. 어느 경우라도, 이 추가적인 배트는 프레스 직물의 구조 일체성을 향상시켜 시트 마킹(sheet marking)의 위험을 감소시킨다.

또는, 프레스 직물이 적층된 경우, 그 층들의 사이에 비교적 저융점 재료를 배치시키고, 이 저융점 재료를 용융시켜 그 층들을 서로 결합 또는 융합시키기 위하여 상기 프레스 직물을 열 및 선택적으로 압력에 노출시킴으로써 그 층들은 서로 부착될 수 있다. 상기 저융점 재료 대신에 아교가 이용될 수 있다. 또는 적층 구조물(16)의 층들의 하나는 저융점 재료로 이루어질 수 있다.

이제 적층 구조물(16)을 주목하면, 도 3은 이 적층 구조물의 개략적인 단면도이다. 적층 구조물(16)은 적어도 2 층을 포함하며, 따라서 편의상 상부층(34), 중간층(36) 및 하부층(38)으로 지칭될 3 층을 포함할 수 있다. 상부층(34)은 프레스 직물(22)의 외부 표면을 형성하며, 제지기 상에서 제조되고 있는 젖은 종이 웹을 접촉한다는 것이 인식되어야 하고 이해되어야 한다.

위에서 언급된 바와 같이, 상부층(34)은 스테이플 섬유 재료; 젖은 종이 웹에 마킹을 남기지 않을 정도로 충분히 섬세한 섬유 또는 필라멘트로 제직된 직물; 스펀-본드, 하이드로인탱글드 및 멜트-블로운 부직포; 및 천공된(apertured) 압출 고분자 필름으로 이루어진 군에서 선택된 재료의 하나를 포함한다.

예를 들면, 상부층(34)은 스테이플 섬유 재료의 배트 또는 배트들을 포함할 수 있다. 또는, 상부층(34)은 배트 섬유의 데니어와 필적할 만한 데니어의 섬세한 실(yarn) 또는 필라멘트의 (제직 또는 부직) 직물을 포함하여 그와 접촉하게 되는 젖은 종이 웹을 심각하게 마킹하지 않을 수 있다.

그러므로, 상부층(34)은 본 출원인에게 같이 양도된 미국특허 5,525,410호에 개시된 종류의 섬세한 제직물일 수 있는데, 상기 특허의 교시내용은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다. 또는, 가네보(Kanebo)사에 의하여 제조되고 판매되는 것들과 같은 섬세한 제직 메시 제품들(fine woven mesh products)도 또한 사용될 수 있다. Cerex로부터 입수할 수 있는 스펀-본드 부직포 및 Dupont으로부터 Sontara라는 상표명으로 입수할 수 있는 하이드로인탱글드 부직포도 역시 사용될 수 있다. 후자의 재료는 하이드로인탱글링된, 매우 섬세한 데니어의 폴리에스테르 섬유 재료이다. 관심의 대상이 되는 멜트-블로운 부직포는 통상적으로 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌을 포함한다.

상부층(34)은 또한 천공된 열가소성 폴리우레탄(TPU) 시트 재료와 같은 천공된 압출 고분자 필름을 포함할 수 있다. 상기 천공된 TPU 시트 재료는 140 내지 850 g/m²의 밀도, 0.13 내지 1.3 mm(5 내지 50 mil)의 두께, 및 20% 내지 60%의 열린 영역(open area)을 가질 수 있다. 구멍들은 직사각형, 정사각형, 원형 등과 같이 임의의 형상일 수 있다.

하부층(38)은 상부층(34)에 적당한 것으로 밝혀진 상기 재료; 편성포; 부직 네팅 재료 또는 메시 직물; 및 제직물 스트립(woven fabric strip)으로 이루어진 군에서 선택된 재료의 하나를 포함한다. 이들 후자의 세 재료(편성포; 부직 네팅 재료 또는 메시 직물; 및 제직물 스트립)의 하나 이상은, 하부층(38)이 제지기상에 서 하중을 지탱하는 기능을 수행해야 하고 또한 기계방향 및 교차기계방향 모두에서 치수 안정성을 제지기 직물에 부여해야 하는 경우에 포함된다.

그러므로, 하부층(38)은 제지 산업에서 사용되는 다른 직물이 제직되는 것과 같은 방식으로 폴리아미드 또는 폴리에스테르와 같은 합성 고분자 수지의 모노필라멘트사, 합연 모노필라멘트사 또는 합연 멀티필라멘트사로 제직될 수 있는 제직물 스트립을 포함할 수 있다. 제직후, 제직물 스트립은 스톡 롤상에 임시적으로 저장하기 전에 통상적인 방법으로 히트 세트될 수 있다. 그러한 제직물 스트립은 종방향사 및 횡방향사를 포함할 수 있는데, 예를 들면 종방향사는 합연 모노필라멘트사일 수 있고, 횡방향사는 모노필라멘트사일 수 있으며, 단일층 조직 또는 다층 조직(single-layer weave or multi-layer weave)일 수 있다. 위에서와 같이, 상기 제직물 스트립은 본 출원인에게 같이 양도된 미국 특허 5,525,410호에 개시된 종류의 섬세한 제직물 또는 가네보(Kanebo)사에 의하여 판매되는 종류의 섬세한 제직 메시 직물일 수 있다.

또는, 하부층(38)은 본 출원인에게 같이 양도된 Johnson의 미국특허 4,427,734호에 개시된 종류의 메시 부직포 스트립(strip of nonwoven mesh fabric)을 포함할 수 있는데, 상기 특허의 교시내용은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다. 이 미국특허에 개시된 메시 부직포는 메시를 한정하는 립(rib) 또는 실의 네트와 같은 구조를 갖는다. 상기 메시 부직포를 이루는 모노필라멘트와 같은 요소는 상기 메시 부직포의 종방향 및 횡방향으로 배향되지만, 상기 방향들에 대하여 대각선으로 배향될 수도 있다. 상기 메시 부직포는 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에 틸렌 등과 같은 열가소성 수지로부터 압출 또는 그와 유사한 기술에 의하여 제조된다. 예를 들면, 0.33 mm (0.013 인치 또는 13 mil) 내지 2.03 mm (0.080 인치 또는 80 mil) 범위의 직경의 스트랜드 및 3 내지 16 스트랜드/센티미터 (7 내지 40 스트랜드/인치)의 카운트(count)를 가지며 Naltex로부터 입수할 수 있는 부직 네팅 재료(nonwoven mesh fabric)가 이러한 목적을 위하여 사용될 수 있다. 이들 재료는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로부터 제조된다.

적층 구조물(16)은 또한 상부 또는 하부층(38)에 대하여 위에서 밝혔던 재료들의 적어도 하나를 포함하는 중간층(36)을 포함할 수 있다. 중간층(36)이 제지기상에서 하중을 지탱하는 기능을 수행해야 하고 또한 기계방향 및 교차기계방향 모두에서 치수 안정성을 제지기 직물에 부여해야 하는 경우, a) 편성포; b) 부직 네팅 재료 또는 메시 직물; 및 c) 제직물 스트립 중의 하나 이상이 포함된다.

상부층(34)와 하부층(38) 또는 상부층(34), 중간층(36) 및 하부층(38)은 서로 접착되어 프레스 직물(22)을 제조하는데 사용되는 적층 구조물(16)을 형성한다. 이와 관련하여, 많은 길이의 적층 구조물(16)이 제조되어 차후 고객에 의하여 주문된 사이즈 규격에 맞추어 프레스 직물(22)을 제조하는 데 사용하기 위하여 비축될 수 있다. 상기 상부 및 하부의 2층(34, 38), 또는 상기 상부, 중간, 하부의 3층(34, 36, 38)은 니들링, 퓨징, 멜팅, 글루잉(gluing) 또는 직물층을 서로 접착시키는 용도로 본 기술분야의 당업자에게 잘 알려진 다른 프로세스에 의하여 서로 접착된다. 그와 같이 접착된 후, 얻어진 적층 구조물(16)의 측면 에지들을 트리밍하여 이들을 서로 균일하게 평행하게 하고 또한 적층 구조물(16)이 균일한 너비 w 를 갖도록 하는 것이 필요할 수 있다.

다른 유형의 프레스 직물의 경우와 같이, 워싱, 건조, 표면마무리(surfacing), 예비콤팩트(precompacting) 등과 같이 당업계에서 알려진 후속 제조 단계들이 수행되어 본 발명의 프레스 직물(22)의 제조가 완성될 수 있다.

본 발명의 경우, 적층 구조물을 제조하기 위하여 전폭의 구조물(full-width structure)을 서로 본딩시킬 필요성이 제거될 수 있다. 그 대신, 적층 구조물이 먼저 비교적 좁은 폭으로 제조된 후, 이어서 나선상 감음 기술(spiral winding technique)에 의하여 전폭 구조물을 조립하는 데 사용된다. 스트립 형태의 상기 적층 구조물은 신속하게 제조될 수 있으며 다음에 이 목적을 위하여 사용될 수 있다.

위에서 설명한 사항에 대한 변형예들은 당업자들에게 자명할 것이지만, 그렇게 변형된 발명이 첨부된 청구의 범위를 넘지는 않을 것이다.

본 발명의 제조방법에 의하여 얻어진 프레스 직물은 제지기의 프레스부에 사용되는 프레스 직물(press fabrics)로서 유용하게 사용될 수 있다.

Claims

제지기의 프레스부에 사용되는 프레스 직물의 제조방법으로서,

서로 부착된 적어도 두 개의 분리된 별개의 층, 제1 측면 에지 및 제2 측면 에지, 및 상기 에지들을 가로질러 횡방향으로 측정된 스트립 폭을 구비하는 적층 구조의 스트립으로서, 상기 스트립 폭이 상기 프레스 직물의 폭 보다 작은 적층 구조의 스트립을 제공하는 단계;

상기 적층 구조의 상기 스트립을 중첩되지 않은(non-overlapping) 복수개의 회전들로 나선상으로 감는 단계;

상기 적층 구조의 상기 스트립의 각 회전을 이전에 감긴 회전과 인접(abutting)시키는 단계; 및

내부 표면 및 외부 표면을 구비한 순환 루프의 형태의 상기 프레스 직물을 형성하기 위하여 상기 적층 구조의 상기 스트립의 각 회전을 이전에 감긴 회전과 접착시키는 단계를 포함하는 프레스 직물의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 적층 구조의 스트립을 제공하는 단계는,

상기 적층 구조물의 베이스가 되는 하부층을 제공하는 단계;

제지기의 프레스부에서 종이 웹을 지지하도록 적합하게 된(adapted) 상부층을 제공하는 단계;

상기 하부층상에 상기 상부층을 배치하는 단계; 및

상기 적층 구조를 형성하기 위하여 상기 상부층 및 하부층을 함께 부착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제2항에 있어서,

중간층을 제공하는 단계; 및

상기 상부층과 하부층을 함께 부착시키기 전에 상기 상부층과 상기 하부층의 사이에 상기 중간층을 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 부착 단계는 니들링에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 부착 단계는 글루잉(gluing)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 부착 단계는 퓨징에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 부착 단계는 멜팅에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 에지들을 서로 평행하게 하고 또한 상기 스트립 폭을 균일하게 하기 위하여 상기 제1 측면 에지와 상기 제2 측면 에지를 트리밍하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 프레스 직물에 스테이플 섬유 재료의 적어도 하나의 부가층을 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 부착 단계는 상기 프레스 직물의 상기 내부 표면상에 실시되는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 부착 단계는 상기 프레스 직물의 상기 외부 표면상에 실시되는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 부착 단계는 상기 프레스 직물의 상기 내부 표면상 및 외부 표면상에 실시되는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 스테이플 섬유 재료의 적어도 하나의 부가층은 상기 프레스 직물의 상기 내부 표면 및 외부 표면의 하나상에서 나선상을 이루는 스트립 의 형태인 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 스테이플 섬유 재료의 적어도 하나의 부가층은 상기 프레스 직물의 상기 내부 표면 및 외부 표면의 하나상에 전폭(全幅; full-width)으로 적용되는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 프레스 직물에, 내부 표면, 외부 표면, 제1 및 제2 측면 에지, 및 상기 측면 에지들의 사이에서 횡방향으로 측정된 직물 폭을 구비하는 순환 루프의 형태의 베이스 직물(base fabric)을 제공하는 단계를 더 포함하며, 또한

상기 적층 구조의 스트립은 상기 베이스 직물의 상기 외부 표면상에 복수개의 중첩되지 않은 회전들로 나선상으로 감긴 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 프레스 직물에, 내부 표면, 외부 표면, 제1 및 제2 측면 에지, 및 상기 측면 에지들의 사이에서 횡방향으로 측정된 직물 폭을 구비하는 순환 루프의 형태의 베이스 직물(base fabric)을 제공하는 단계; 및

상기 프레스 직물의 내부에 상기 베이스 직물을 슬리핑(slipping)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제1항에 있어서,

서로 적층된 적어도 두 개의 별개의 층, 제1 측면 에지 및 제2 측면 에지, 및 상기 에지들을 가로질러 횡방향으로 측정된 스트립 폭을 구비하는 적층 구조의 제2 스트립으로서, 상기 스트립 폭이 상기 프레스 직물의 폭 보다 작은 적층 구조의 제2 스트립을 제공하는 단계;

상기 프레스 직물 위에 상기 적층 구조의 상기 제2 스트립을 중첩되지 않은 복수개의 회전들로 나선상으로 감는 단계;

상기 적층 구조의 상기 제2 스트립의 각 회전을 이전에 감긴 회전과 인접(abutting)시키는 단계; 및

상기 프레스 직물 상에 층을 형성하기 위하여 상기 적층 구조의 상기 제2 스트립의 각 회전을 이전에 감긴 회전과 접착시키는 단계를 더 포함하는 프레스 직물의 제조방법.
제17항에 있어서, 상기 적층 구조의 제2 스트립을 제공하는 단계는,

상기 적층 구조의 베이스가 되는 하부층을 제공하는 단계;

제지기의 프레스부에서 종이 웹을 지지하도록 적합하게 된(adapted) 상부층을 제공하는 단계;

상기 하부층상에 상기 상부층을 배치하는 단계; 및

상기 적층 구조를 형성하기 위하여 상기 상부층 및 하부층을 함께 부착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제18항에 있어서,

중간층을 제공하는 단계; 및

상기 상부층과 하부층을 함께 부착시키기 전에 상기 상부층과 상기 하부층의 사이에 상기 중간층을 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제18항에 있어서, 상기 부착 단계는 니들링에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제18항에 있어서, 상기 부착 단계는 글루잉(gluing)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제18항에 있어서, 상기 부착 단계는 퓨징에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제18항에 있어서, 상기 부착 단계는 멜팅에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제17항에 있어서, 상기 적층 구조의 제2 스트립은 상기 프레스 직물의 상기 스트립이 감긴 방향과 반대 방향으로 나선상으로 감긴 것을 특징으로 하는 프레스 직물의 제조방법.
제지기의 프레스부에 사용되는 프레스 직물로서,

상기 프레스 직물은,

상부층 및 하부층의 서로 부착된 적어도 두 개의 분리된 별개의 층 , 제1 측면 에지 및 제2 측면 에지, 및 상기 에지들을 가로질러 횡방향으로 측정된 스트립 폭을 구비하는 적층 구조의 스트립으로서, 상기 스트립 폭이 상기 프레스 직물의 폭 보다 작은 적층 구조의 스트립을 포함하며,

상기 스트립은 복수개의 인접한 회전들로 나선상으로 감겨 있고,

상기 스트립의 한 회전의 상기 제1 측면 에지는 상기 스트립의 이웃 회전의 제2 측면 에지와 인접(abutting)함으로써 상기 스트립의 이웃한 회전들을 분리시키는 나선상으로 연속적인 시임(seam)을 형성하며,

상기 나선상으로 연속적인 시임은 상기 스트립의 인접하는 제1 및 제2 에지를 서로 부착시킴으로써 닫히는(closed) 것을 특징으로 하는 프레스 직물.
제25항에 있어서, 상기 적층 구조물은 상기 상부층 및 하부층의 사이에 샌드위치된 중간층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 직물.
제25항에 있어서, 상기 프레스 직물의 상기 내부 및 외부 표면의 하나에 부 착된 스테이플 섬유 재료의 적어도 하나의 부가층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 직물.
제25항에 있어서, 스테이플 섬유 재료의 적어도 하나의 부가층이 상기 프레스 직물의 상기 내부 및 외부 표면의 각각에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 프레스 직물.
제27항에 있어서, 상기 스테이플 섬유 재료의 적어도 하나의 부가층은 상기 프레스 직물의 상기 내부 표면 및 외부 표면의 하나상에서 나선상을 이루는 스트립의 형태인 것을 특징으로 하는 프레스 직물.
제27항에 있어서, 상기 스테이플 섬유 재료의 적어도 하나의 부가층은 상기 프레스 직물의 상기 내부 표면 및 외부 표면의 하나상에 전폭(全幅; full-width)으로 적용된 것을 특징으로 하는 프레스 직물.
제25항에 있어서, 내부 표면 및 외부 표면을 구비한 순환 루프 형태의 베이스 직물을 더 포함하며,

상기 적층 구조의 스트립은 상기 베이스 직물의 상기 외부 표면상에 나선상으로 감긴 것을 특징으로 하는 프레스 직물.
제25항에 있어서, 내부 표면 및 외부 표면을 구비한 순환 루프 형태의 베이스 직물을 더 포함하며,

상기 베이스 직물은 상기 프레스 직물의 내부에 존재하는 것을 특징으로 하는 프레스 직물.
제25항에 있어서,

상기 나선상으로 감긴 스트립상에 복수개의 인접한 회전으로 나선상으로 감긴 상기 적층 구조의 제2 스트립을 더 포함하고,

상기 제2 스트립의 한 회전의 상기 제1 측면 에지는 상기 제2 스트립의 이웃 회전의 상기 제2 측면 에지를 인접함으로써 상기 제2 스트립의 이웃 회전들을 분리시키는 나선상의 연속적인 시임을 형성하고, 상기 나선상의 연속적인 시임은 상기 제2 스트립의 인접하는 제1 및 제2 에지를 서로 부착시킴으로써 닫히는(closed) 것을 특징으로 하는 프레스 직물.
제25항에 있어서, 상기 적층 구조의 상기 상부층은 스테이플 섬유 재료; 섬유 또는 필라멘트로 제직된 직물; 스펀-본드, 하이드로인탱글드 및 멜트-블로운 부직포; 및 천공된(apertured) 압출 고분자 필름으로 이루어진 군에서 선택된 재료의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 직물.
제25항에 있어서, 상기 적층 구조의 상기 하부층은 스테이플 섬유 재료; 섬 유 또는 필라멘트로 제직된 직물; 스펀-본드, 하이드로인탱글드 및 멜트-블로운 부직포; 천공된(apertured) 압출 고분자 필름; 편성포; 부직 네팅 재료 또는 메시 직물(nonwoven netting materials or mesh fabrics); 및 제직물 스트립(woven fabric strip)으로 이루어진 군에서 선택된 재료의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 직물.
제26항에 있어서, 상기 적층 구조의 상기 중간층은 스테이플 섬유 재료; 섬유 또는 필라멘트로 제직된 직물; 스펀-본드, 하이드로인탱글드 및 멜트-블로운 부직포; 천공된(apertured) 압출 고분자 필름; 편성포; 부직 네팅 재료 또는 메시 직물(nonwoven netting materials or mesh fabrics); 및 제직물 스트립(woven fabric strip)으로 이루어진 군에서 선택된 재료의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 직물.