KR100231620B1 - 다수의 불투명도를 갖는 다층 배면 조직화 벨트및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셀룰로즈 섬유 구조물의 통기-건조용 벨트에 관한 것이다. 이 벨트는 두 개의 층, 즉 웹 접촉 제 1 층 및 기계 대향 제 2 층을 포함한다. 이 두 개의 층은 부속 연결 얀 또는 일체형 연결 얀에 의해 함께 연결된다. 생성된 벨트는 화학선을 차폐하는 불투명 얀에 의한 배면 조직을 가진다. 불투명 얀은 제 2 층으로 제한되고, 제 2 층을 제 1 층에 연결하지 않는다. 두 개의 층은 수직으로 적층된 기계 방향 얀을 포함할 수 있다.

Description

다수의 불투명도를 갖는 다층 배면 조직화 벨트 및 이의 제조방법

종이 타월, 고급 휴지 및 화장지와 같은 셀룰로즈 섬유 구조물은 일상 생활의 생필품이다. 이러한 소비재에 대한 대량 수요와 일정한 사용으로 인해, 제품의 개선, 및 마찬가지로 이의 제조방법에서의 개선이 필요해졌다. 이러한 셀룰로즈 섬유 구조물은 수성 슬러리를 헤드박스로부터 포드리니어 와이어(Fourdrinier wire) 또는 트윈 와이어 초지기상으로 침적시켜 제조한다. 이러한 성형 와이어는 이를 통해 초기 탈수가 이루어지고 섬유가 재배열되는 순환 벨트이다.

셀룰로즈 섬유 구조물이 되는 웹의 초기 성형 후, 웹은 초지기의 건조 말단부로 수송된다. 통상적인 초지기의 건조 말단부에서는, 가압 펠트가 웹을 최종 건조 전에 단일 영역 셀룰로즈 섬유 구조물로 압축시킨다. 최종 건조는 통상적으로 얀키(Yankee) 건조 드럼과 같은 가열된 드럼에 의해 수행된다.

결과적으로 소비재의 상당한 향상을 가져오는, 상기 제조공정의 상당한 개선점중 하나는 통상적인 가압 펠트 탈수 대신 통기-건조를 이용하는 것이다. 통기-건조에서는, 가압 펠트 건조와 같이, 헤드박스로부터 1% 미만의 점조도의 수성 슬러리를 수용하는 성형 와이어상에서 웹이 시작한다. 일반적으로, 초기 탈수는 성형 와이어상에서 이루어진다. 그러나 성형 와이어는 보통은 30%보다 큰 웹 점조도에는 노출되지 않는다. 성형 와이어로부터, 웹은 공기 투과성 통기-건조 벨트로 수송된다.

공기는 웹 및 통기-건조 벨트를 통과하고 탈수공정으로 이어진다. 통기-건조 벨트 및 웹을 통과하는 공기는 진공 수송 슬롯, 다른 진공 박스 또는 슈, 예비건조기 롤 등에 의해 구동되고, 통기-건조 벨트의 외형을 갖도록 웹을 성형하고 웹의 점조도를 증가시킨다. 이러한 성형은 더욱 3차원적인 웹을 형성시키지만, 또한 연속적인 섬유가 위로 솟아오르는 제 3 차원에서 섬유가 편향되는 경우에는 핀홀도 생성한다.

이어서 웹이 임프린팅되기도 하는 최종 건조 단계로 웹을 수송한다. 최종 건조단계에서, 통기-건조 벨트는 웹을 최종 건조용 얀키 건조 드럼과 같은 가열된 드럼으로 이송한다. 이렇게 이송하는 동안, 임프린팅시 웹의 일부가 밀집되어 다-영역 구조물을 생성한다. 많은 이러한 다-영역 구조물은 바람직한 소비재로서 광범위하게 수용되어 왔다. 상업적으로 대단히 성공한 초기의 통기-건조 벨트의 예는 다음 문헌에 기재되어 있다(참조: 통상적으로 양도된 1967년 1월 31일자로 Sanford 등에게 허여된 미국 특허 제 3,301,746 호).

계속해서, 추가의 개선이 필요해졌다. 통기-건조 벨트에서의 상당한 향상점은 보강 구조물상에 수지 틀을 사용하는 것이다. 이러한 배열은 건조 벨트가, 단지 선행기술의 제직 벨트에 의해 수득할 수 있는 불연속 패턴보다는 연속 패턴, 또는 임의의 바람직한 형태의 패턴을 제공할 수 있게 해준다. 이러한 벨트 및 이에 의해 제조된 셀룰로즈 섬유 구조물의 예는 다음 문헌에 개시되어 있다(참조: 통상적으로 양도된, 1985년 4월 30일자로 Johnson 등에게 허여된 미국 특허 제 4,514,345 호; 1985년 7월 9일자로 Trokhan에게 허여된 제 4,528,239 호; 1985년 7월 16일자로 Trokhan에게 허여된 제 4,529,480 호; 및 1987년 1월 20일자로 Trokhan에게 허여된 제 4,637,859 호). 상기 네 가지 특허는 패턴화된 수지 틀과 보강형 통기-건조 벨트의 바람직한 구성 및 그 위에서 제조된 제품을 나타낼 목적으로 본원에서 참조로 한다. 이러한 벨트는 모두 본 양수인에 의해 제조되고 판매되는 바운티(Bounty) 종이 타월 및 차민 울트라(Charmin Ultra) 화장지와 같은 상업적으로 매우 성공한 제품을 제조하는데 사용되어 왔다.

위에서 명시하였듯이, 이러한 통기-건조 벨트에서는 수지를 안정화시키기 위해 보강 요소를 사용하였다. 이러한 보강 요소는 또한 벨트의 배면에 적용된 진공 및 이 벨트를 통한 공기 유동으로부터 발생하는 제지용 섬유의 편향을 억제하였다. 이러한 유형의 초기 벨트는, 일반적으로 인치당 약 50개의 기계 방향 얀 및 50개의 횡기계 방향 얀을 가지는 미세 메시 보강 요소를 사용하였다. 이러한 미세 메시는 벨트로의 섬유 편향을 억제한다는 견지에서 보면 허용될 수 있지만, 일반적인 초지기의 환경을 견디지 못했다. 예를 들면, 이러한 벨트는 너무 가요성이어서 구조를 망치는 주름과 구김이 자주 발생하였다. 이러한 미세 얀은 적절한 이음 강도를 제공하지 못하고 제지과정중에 나타나는 고온에서 종종 타기도 했다.

또 다른 단점이 이러한 유형의 통기-건조 벨트의 초기 실시양태에서 지적되었다. 예를 들면, 바람직한 소비재를 제조하기 위해 사용되는 연속적인 패턴이 벨트의 배면을 통해 누출될 수 없었다. 사실, 이러한 누출은 보강 구조물상으로 수지 패턴을 단단히 고정시키기 위해 부득이하게 최소화되었다. 공교롭게도, 보강 구조물로의 수지의 고정이 최대화될 때, 진공이 가해지는 동안 차등적인 압력이 각각의 섬유 영역에 적용되는 짧은 라이즈 타임(rise time)으로 인해, 섬유가 보강 요소를 통해 자주 당겨져서, 결과적으로 공정중에 위생적인 문제 및 핀홀과 같은 제품 허용성 문제가 발생하였다.

패턴화된 수지 틀 및 보강 구조물 통기-건조 벨트의 새로운 제조방법은 이러한 문제점들중 일부를 처리하였다. 이러한 제조방법에서는 수직으로 적층된 기계 방향 얀을 가지는 이층 보강 구조물을 사용하였다. 단일 횡-기계 방향 얀 시스템이 두 개의 기계 방향 얀을 함께 연결한다.

종이 타월의 경우, 인치당 35개의 기계 방향 얀 및 30개의 횡-기계 방향 얀과 같은 상대적으로 큰 메시의 이층 디자인은 이음 강도 및 구김 문제를 상당히 개선시켰다. 이층 디자인은 또한 약간의 배면 누출이 일어나도록 하였다. 이러한 누출가능성은 수지를 보강 구조물에 연결시킬 때 더 적은 예비경화 에너지를 사용함으로써 유도되었고, 결과적으로 목적하는 배면 누출성 및 보강 구조물상으로의 수지의 고정능력을 절충하였다.

그후의 디자인에서는 불투명 배면 필라멘트를 적층된 기계 방향 얀 이층 디자인으로 사용하여, 적절한 배면 누출성을 유지하면서도 더 높은 예비경화 에너지 및 수지의 보강 구조물에 대한 더 우수한 고정성을 허용할 수 있었다. 이러한 디자인은 선행기술의 적절한 수지 고정성 및 적절한 배면 누출성을 효율적으로 절충하였다. 이러한 유형의 벨트에서의 이러한 개선점의 예는 다음 문헌에 개시되어 있다(참조: 1992년 6월 15일자로 Trokhan 등의 명의로 출원된 미국 특허원 제 07/872,470 호, Issue Batch No. V73). 배면 조직을 수득하기 위한 다른 방법이 또한 다음 문헌에 개시되어 있으며, 하기 특허 및 상기 특허원은 패턴화된 수지 및 보강 구조물 통기-건조 벨트상의 배면 조직을 수득하기 위한 방법을 나타낼 목적으로 본원에서 참조로 인용한다(참조: 1992년 3월 24일자로 Smurkoski 등에게 허여된 미국 특허 제 5,098,522 호; 1993년 11월 9일자로 Smurkoski 등에게 허여된 미국 특허 제 5,260,171 호; 및 1994년 1월 4일자로 Trokhan에게 허여된 미국 특허 제 5,275,700 호).

이러한 수지 틀 및 보강 구조물 벨트가 상업적으로 성공한 위에서 언급한 차민 울트라와 같은 티슈를 제조하기 위해 사용될 때, 새로운 문제점이 생겼다. 예를 들면, 티슈 제조에서의 한가지 문제점은 웹의 편향된 구역에서 작은 핀홀이 생성된다는 것이다. 핀홀은 웹이 벨트로 편향되는 깊이와 밀접하게 관련이 있다. 이러한 깊이는 보강 구조물상의 수지 두께 및 섬유를 보강 구조물의 가상 상부 표면 평면을 지나 편향시키는 보강 구조물 안의 임의의 포킷 모두를 포함한다. 일반적인 적층된 기계 방향 얀 이층 보강 구조물 디자인은 특정 제직 구성으로부터 생성된 다양한 깊이를 가진다. 수지내에서 편향 도관으로 레지스터링된 제직물의 특정 위치 내에서의 깊이가 깊을수록, 이 영역에서 발생하는 핀홀 형성 성향이 더 크다.

본 발명에 따르는 최근 공정으로, 삼층 보강 구조물의 사용이 예기치 않게 핀홀의 발생을 감소시킨다는 것을 발견하였다. 삼층 보강 구조물은, 각각이 자신의 특정한 기계 방향 및 횡-기계 방향 메시를 가지는, 2개의 완전하게 독립적으로 제직된 요소를 포함한다. 이 두 개의 독립적인 제직 요소는 일반적으로 연결 얀에 의해 함께 연결된다.

특히, 웹을 접촉시키고 핀홀을 최소화하기 위해, 이 삼층 벨트는 바람직하게는 상층으로서 더욱 미세한 메시의 정사각형 짜임새를 사용한다. 하층 또는 기계 대향 층은 강성을 증가시키고 이음 강도를 개선시키기 위해 조제의 얀을 사용한다. 연결 얀은 특별히 부가되고 어떤 층에도 존재하지 않는 기계 방향 또는 횡-기계 방향 얀일 수 있다.

선택적으로, 연결 얀은 보강 구조물의 상부 및/또는 하부 요소로부터의 횡-기계 방향 연결 얀 또는 기계 방향 연결 얀으로 구성될 수 있다. 기계 방향 얀은 증가된 이음 강도를 제공하므로 연결 얀으로서 바람직하다.

그러나, 이러한 디자인은 여전히 배면 누출이 요구되는 문제를 해결하지 못한다. 배면 조직화의 선행 교시를 참조해도 이러한 문제는 역시 해결되지 않는다. 예를 들면, 상기 미국 특허원 제 07/872,470 호는 밑에 있는 수지의 경화를 방지하는 불투명 얀의 사용을 교시한다. 경화되지 않은 이 수지는 벨트 제조공정중에 세척되어 벨트의 배면에 조직성을 부여한다. 그러나, 기계 방향 얀은 일반적으로 보강 구조물의 배면 표면에 횡-기계 방향 얀보다 가깝게 배치되기 때문에 이러한 교시는 기계 방향 얀이 불투명인 것이 바람직하다는 것을 추가로 진술한다. 그러나, 기계 방향 얀이 연결 얀으로서 사용된다면, 이러한 기재 내용은 맞지 않다.

따라서, 기계 방향 얀은 두 개의 서로 배타적인 기능중 하나로서 작용하여야 한다: 즉, 이는 조직이 벨트내로 너무 깊게 들어가는 것을 방지하기 위해 하층내에 존재하거나, 또는 하층을 제 1 층에 연결시키기 위해 하층 밖으로 돌출되어야 한다. 이러한 문제점을 삼층 벨트로 해결하면, 연결 얀으로서 사용되는 임의의 불투명 기계 방향 얀이 간헐적으로 보강 구조물의 상부면상에 배치되기 때문에, 이 얀이 밑의 수지의 고정을 분해시킬 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 높은 이음 강도 및 최소한의 핀홀 발생 사이의 절충문제를 극복할 벨트를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 배면 누출과 낮은 수지 고정성 사이의 절충문제를 극복하는 벨트를 제공하는 것이다. 선행 기술은 아직 목적하는 소비재(최소한의 핀홀 발생)를 생산하는 수명이 길고(높은 이음 강도 및 높은 강성), 소비재의 제조중에 기능성 구성요소를 손실(열등한 수지 고정성)하지 않는 벨트를 제공하지 못했다.

본 발명은 벨트, 더욱 구체적으로는 수지 틀 및 보강 구조물을 포함하는 벨트, 더욱 구체적으로는 수지 틀의 기계 대향 측면, 또는 배면상에 조직을 가지는 건조 벨트에 관한 것이다.

도 1은 명확함을 위해 부분적으로 나타낸, 부속 연결 얀을 가지는 본 발명에 따르는 벨트의 단편적인 평면도이다.

도 2는 도 1 의 라인 2-2를 따라 취한 수직 단면도이다.

도 3은 명확함을 위해 부분적으로 나타낸, 제 2 층으로부터의 일체형 연결 얀에 의해 함께 연결된 제 1 층 및 제 2 층을 가지는 벨트의 단편적인 평면도이다.

도 4 및 도 5는 명확함을 위해 부분적으로 제거된 패턴 층을 포함하는, 도 3의 라인 4A-4A 및 4B-4B를 따라 취한 수직 단면도이다.

본 발명은 셀룰로즈 섬유 구조물 통기 건조 벨트를 포함한다. 이 벨트는 혼방제직된 기계 방향 얀 및 횡-기계 방향 얀의 웹 대향 제 1 층을 포함하는 보강 구조물을 포함한다. 이러한 제 1 층의 기계 방향 및 횡-기계 방향 얀은 실질적으로 화학선에는 투명한 제 1 불투명도를 가지고 특정 짜임새로 혼방제직된다. 이 보강 구조물은 또한 혼방제직된 기계 방향 얀 및 횡-기계 방향 얀의 기계 대향 제 2 층을 포함한다. 제 2 층의 다수의 기계 방향 얀 또는 횡-기계 방향 얀은 제 2 불투명도를 가진다. 제 2 불투명도는 제 1 불투명도보다 크고 실질적으로 화학선에 대해 불투명하다. 이러한 제 2 층의 기계 방향 얀 및 횡-기계 방향 얀은 특정 짜임새로 혼방제직된다. 제 1 층 및 제 2 층은 다수의 연결 얀에 의해 함께 연결된다. 이러한 연결 얀은 제 2 불투명도보다 낮은 불투명도를 가지고 실질적으로 화학선에 대해 투명하다.

이 벨트는 제 1 층으로부터 제 2 층으로 외향 연장되는 패턴 층을 포함하는데, 여기서, 이 패턴 층은 제 1 층의 웹 대향 표면으로부터 외향 대향 웹 접촉 표면을 제공한다. 이 패턴 층은 셀룰로즈 섬유 구조물의 제조중에 제 1 층을 제 2 층에 대해 안정화시킨다. 이 패턴 층은 제 2 불투명도를 가지는 제 2 층의 얀으로 레지스터링된 제 2 층의 기계 대향 표면상에 배면 조직을 가진다. 셀룰로즈 섬유 구조물 및 배면 조직을 통한 공기 유동은 셀룰로즈 섬유 구조물로부터 물을 제거한다.

연결 얀은 제 1 층 및 제 2 층의 각각의 기계 방향 얀 또는 횡-기계 방향 얀으로 혼방제직된 부속 횡-기계 방향 연결 얀 또는 부속 기계 방향 연결 얀일 수 있다.

연결 얀은 제 1 층 및 제 2 층을 서로 연결하고 제 1 층 및 제 2 층의 각각의 평면 안에서 제직되고 다른 층의 각각의 얀과 추가로 혼방제직된 일체형 연결 얀일 수 있다.

도 1 및 도 2에 있어서, 본 발명의 벨트(10)는 바람직하게는 순환 벨트이고 성형 와이어로부터 건조 장치, 특히 얀키 건조 드럼(도시되지 않음)같은 가열된 드럼까지 셀룰로즈 섬유의 웹을 수송한다. 본 발명의 벨트(10)는 두 개의 주요소[보강 구조물(12) 및 패턴 층(30)]를 포함한다. 이 보강 구조물(12)은 두 개 이상의 층, 즉 웹 대향 제 1 층(16) 및 기계 대향 제 2 층(18)으로 추가로 구성된다. 보강 구조물(12)의 각 층(16, 18)은 혼방제직된 기계 방향 얀(120, 220) 및 횡-기계 방향 얀(122, 222)으로 추가로 구성된다. 이 보강 구조물(12)은 웹 대향 층(16) 및 기계 대향 층(18)의 각각의 얀(100)과 혼방제직된 연결 얀(322)을 추가로 포함한다.

본원에서 사용되는, "얀(100)"은 제 1 층(16)의 기계 방향 얀(120), 횡-기계 방향 얀(122) 뿐만 아니라 제 2 층(18)의 기계 방향 얀(220) 및 횡-기계 방향 얀(222)을 총칭하고 포괄한다.

벨트(10)의 제 2 주요소는 패턴 층(30)이다. 이 패턴 층(30)은 수지로부터 보강 구조물(12)의 제 1 층(16)의 상부상으로 캐스팅된다. 패턴 층(30)은 보강 구조물(12)에 침투하고, 액체 수지를 불투명부 및 투명부를 가지는 이원 마스크를 통해 화학선을 조사함으로써 임의의 바람직한 두가지 패턴으로 경화된다.

도 2에 있어서, 벨트(10)는 두가지 상반된 표면, 즉 패턴 층(30)의 외향 대향 표면상에 배치된 웹 접촉 표면(40) 및 반대의 배면(42)을 가진다. 벨트(10)의 배면(42)은 제지공정중에 사용되는 기계와 접촉한다. 이러한 기계(도시되지 않음)는 진공 픽업 슈, 진공 박스, 다양한 롤러 등을 포함한다.

이 벨트(10)는 벨트(10)의 웹 접촉 표면(40)으로부터 벨트(10)의 배면(42)까지 연장되고 이들 사이에 유체 연통되어 있는 도관(44)을 추가로 포함할 수 있다. 도관(44)은 제지 공정중에 벨트(10)의 평면에 대해 수직인 셀룰로즈 섬유의 편향을 가능하게 한다.

도관(44)은 도시된 바와 같이, 실질적으로 연속 패턴 층(30)이 선택된다면, 불연속일 수 있다. 선택적으로, 패턴 층(30)은 불연속일 수 있고 도관(44)은 실질적으로 연속일 수 있다. 이러한 배열은 당해 기술 분야의 숙련인들에 의해, 도 1에 도시한 바와 일반적으로 반대로 용이하게 생각될 수 있다. 불연속 패턴 층(30) 및 실질적인 연속 도관(44)을 포함하는 이러한 배열은 본원에서 참조로 인용하는 상기 미국 특허 제 4,514,345 호(Johnson 등에게 허여됨)의 도 4에 도시되어 있다. 물론, 불연속 및 연속 패턴이 함께 선택될 수 있음은 당해 기술분야의 숙련인들에 의해 이해될 수 있다.

이러한 패턴 층(30)은 상기한 바와 같이, 또한 상기 본원에서 참조로 인용한 특허에서와 같이, 감광성 수지로부터 캐스팅된다. 패턴 층(30)을 보강 구조물(12)에 목적하는 패턴으로 형성시키는 감광성 수지를 적용시키는 바람직한 방법은 이러한 보강 층을 액체 형태의 감광성 수지로 피복하는 것이다. 수지를 경화시키는데 적합한 활성 파장을 가지는 화학선으로 투명 영역과 불투명 영역을 포함하는 마스크를 통해 액체 감광성 수지를 조명한다. 화학선은 투명 영역을 지나 그 아래의 수지를 바람직한 패턴으로 경화시킨다. 마스크의 불투명 영역에 의해 차폐된 액체 수지는 경화되지 않고 세척되어, 패턴 층(30)중의 도관(44)을 떠난다.

본원에서 참조로 인용하는 트로칸(Trokhan) 등의 명칭으로 출원된 상기 미국 특허원 제 07/872,470 호에서 밝혀진 바와 같이, 불투명 기계 방향 얀(220) 또는 횡-기계 방향 얀(222)은 배면 조직을 생성하기 위해 이러한 기계 방향 얀(220) 및 횡-기계 방향 얀(222)과 벨트(10)의 배면(42) 사이의 보강 구조물(12)의 부분을 가리는데 사용될 수 있다. 상기 특허원은 본원에서 이러한 불투명 얀(220, 222)을 본 발명에 따르는 보강 구조물(12)내로 혼입시키는 방법을 나타낼 목적으로 참조로 인용한 것이다. 제 2 층(18)의 얀(220, 222)은 이러한 얀(220, 222)의 바깥면을 피복하고 카본 블랙 또는 이산화 티탄 등과 같은 충전제를 가함으로써 불투명하게 제조될 수 있다.

화학선은 실질적으로 불투명한 제 2 층(18)의 얀(220, 222)을 통과하지 않는다. 이는 결과적으로 제 2 층(18)의 기계 대향 표면상에 배면 조직을 생성시킨다. 이 배면 조직은 제 2 불투명도를 가지고 실질적으로 화학선에 대해서는 불투명한 제 2 층(18)의 얀(220, 222)으로 레지스터링된다. 셀룰로즈 섬유 구조물 및 배면 조직을 통한 공기 유동은 셀룰로즈 섬유 구조물로부터 물을 제거한다.

그러나, 이러한 선행기술의 시도는 이러한 목적으로 기계 방향 얀(220)을 사용하는 것을 교시한다. 그러나, 아래에 지적한 바와 같이, 위에서 논의한 벨트 수명의 불리한 점을 극복하고자 하는 본 발명에 따르는 보강 구조물(12)에서는 이러한 교시가 항상 바람직한 것은 아니다.

패턴 층(30)은 보강 구조물(12)의 제 2 층(18)의 배면(42)으로부터, 보강 구조물(12)의 제 1 층(16)으로부터 바깥쪽으로 이를 지나서 연장된다. 물론, 하기 더욱 상세히 설명하겠지만, 모든 패턴 층(30)이 벨트(10)의 배면(42)의 가장 바깥 평면까지 연장되지는 않는다. 대신, 패턴 층(30)의 일정 부분은 보강 구조물(12)의 제 2 층(18)의 특정 얀(220, 222) 아래로 연장되지 않는다. 이러한 패턴 층(30)은 또한 제 1 층(16)의 웹 대향 표면을 지나 이로부터 바깥쪽으로 약 0.002 in(0.05 mm) 내지 약 0.050 in(1.3mm)의 거리만큼 연장된다. 제 1 층(16)에 수직인 그리고 이를 지나는 이러한 패턴 층(30)의 크기는 일반적으로 패턴이 거칠어짐에 따라 증가한다. 제 1 층(16)의 웹 대향 표면으로부터 연장되는 패턴 층(30)의 거리는 제 1 층(16)에서의 평면(46)으로부터, 가장 멀게는 제 2 층(18)의 배면(42)으로부터 측정된다. 본원에서 사용되는, "너클"이란 기계 방향 얀(120, 220) 및 횡-기계 방향 얀(122, 222)의 교차점이다.

"기계 방향"이란 용어는 제지 기구를 통한 종이 웹의 주요 유동에 평행한 방향을 말한다. "횡-기계 방향"이란 기계 방향에 수직이고 벨트(10)의 평면 안에 놓여 있다.

상기에서 지적한 바와 같이, 벨트(10)의 상이한 얀(100)은 상이한 불투명도를 가진다. 얀(100)의 불투명도는 얀(100)을 통과하지 않는(반사, 산란 또는 흡수에 의해) 화학선의 양 대 얀(100)상에 입사되는 화학선의 양의 비율이다. 본원에서 사용되는, 얀(100)의 "비불투명도"는 원형 얀(100)의 단위 직경당 불투명도를 말한다.

주어진 얀(100)의 단면 전체에서 국부적인 불투명도는 변할 수 있는 것으로 생각된다. 그러나, 이 불투명도는 위에서 설명한 바와 같이, 특정 단면의 총 불투명도를 말하는 것이지, 직경을 이루는 상이한 요소중 임의의 것에 의해 나타나는 불투명도를 말하는 것은 아니다.

기계 방향 얀(120) 및 횡-기계 방향 얀(122)은 웹 대향 제 1 층(16)으로 혼방제직된다. 이러한 제 1 층(16)은 한 번은 위로 또 한 번은 아래로 지나는 정사각형 짜임새, 또는 상부 평면(46)으로부터 최소한의 편향을 가지는 다른 짜임새를 가질 수 있다. 바람직하게는 제 1 층(16)을 구성하는 기계 방향 얀(120) 및 횡-기계 방향 얀(122)은 제 1 불투명도를 가진다. 제 1 불투명도는 제 1 층(16)을 구성하는 기계 방향 얀 및 횡-기계 방향 얀(120, 122)이 패턴 층(30)을 경화시키기 위해 사용되는 화학선에 대해 실질적으로 투명하도록 충분히 낮아야 한다. 화학선이 벨트(10)의 평면에 일반적으로 수직인 방향으로 얀(120, 122)의 최대 교차 크기를 통과하고, 여전히 아래의 감광성 수지를 충분히 경화시킬 수 있다면, 이러한 얀(120, 122)은 실질적으로 투명하다고 간주된다.

기계 방향 얀(220) 및 횡-기계 방향 얀(222)은 또한 기계 대향 제 2 층(18)으로 혼방제직된다. 기계 대향 제 2 층(18)의 얀(220, 222), 특히 횡-기계 방향 얀(222)은 바람직하게는 제 1 층(16)의 얀(120, 122)보다 더 커서 이음 강도를 개선시킨다.

원형 단면을 가지는 얀(100)이 사용된다면, 직경이 제 1 층의 기계 방향 얀(120)보다 더 큰 제 2 층(18)의 횡-기계 방향 얀(222)을 제공함으로써 이러한 결과를 성취할 수 있다. 상이한 단면을 가지는 얀(100)이 사용되는 경우, 이는 제 1 층의 기계 방향 얀(120)보다 큰 단면의 제 2 층에서의 기계 방향 얀(220)을 제공하여 수행될 수 있다. 선택적으로, 그리고 덜 바람직하게는, 제 2 층(18)의 기계 방향 얀(220)은 제 1 층(16)의 얀(120, 122)보다 더 큰 인장 강도를 가지는 물질로 제조될 수 있다.

바람직하게는, 제 2 층(18)은 이음 강도를 최대화하기 위해 정사각형 짜임새를 가진다.

임의의 실시양태에서, 제 2 층(18)의 기계 방향 및/또는 횡-기계 방향 얀(220, 222)은 제 2 불투명도 및/또는 제 2 비불투명도를 가지는데, 이는 각각 제 1 층(16)의 얀(120, 122)의 제 1 불투명도 및/또는 제 1 비불투명도보다 크다. 제 2 층의 얀(220, 222)은 실질적으로 화학선에 대해 불투명하다. "실질적으로 불투명한"이란, 이러한 불투명도를 가지는 얀(220, 222)에 가려진 액체 수지가 기능성 패턴 층(30)으로 경화되지 않고, 대신 벨트(10) 제조 공정의 일부로서 세척됨을 의미한다.

제 2 층(18)을 포함하는 기계 방향 및 횡-기계 방향 얀(220, 222)은 도시된 정사각형 짜임새, 또는 바둑무늬 또는 파능직 짜임새와 같은, 임의의 적절한 패턴 및/또는 임의의 적절한 세드로 제직될 수 있다. 경우에 따라, 제 2 층(18)은 모든 다른 위치에서 제 1 층의 횡-기계 방향 얀(122)에 상응하는 횡-기계 방향 얀(222)을 가질 수 있다. 충분한 섬유 지지력을 제공하기 위해, 제 1 층(16)이 다수의 더욱 밀착되게 배치된 횡-기계 방향 얀(122)을 가지는 것이 더욱 중요하다. 일반적으로, 제 2 층(18)의 기계 방향 얀(220)은 이음 강도를 보전하기 위해 제 1 층(16)의 기계 방향 얀(120)과 동일한 빈도로 존재한다.

부속 연결 얀(320, 322)은 제 1 층(16) 및 제 2 층(18) 사이에 중첩될 수 있다. 부속 연결 얀(320, 322)은 제 1 층(16) 및 제 2 층(18)의 각 횡-기계 방향 얀(122, 222)과 혼방제직된 기계 방향 연결 얀(320) 또는 제 1 층(16) 및 제 2 층(18)의 각 기계 방향 얀(120, 220)과 혼방제직된 횡-기계 방향 연결 얀(322)일 수 있다. 본원에서 사용된, 연결 얀(320, 322)은 이러한 연결 얀(320, 322)이 제 1 층(16) 또는 제 2 층(18)에 선택된 짜임새에 고유의 얀(100)을 포함하지 않으면 "부속물"로서 간주되며, 심지어는 제 1 층(16) 또는 제 2 층(18)의 짜임새를 분리시킬 수 있다.

바람직하게는 부속 연결 얀(320, 322)은 직경이 제 1 층(16) 및 제 2 층(18)의 얀(100)보다 작아서, 이러한 연결 얀(320, 322)은 벨트(10)의 돌출된 개방 영역을 과다하게 감소시키지 않는다.

부속 연결 얀(320, 322)을 위한 바람직한 제직 패턴은 제 1 층(16)을 제 2 층(18)에 대해 안정화시키기 위해 필요한 연결점의 최소한의 수를 포함한다. 이러한 연결 얀(324)은 바람직하게는 횡-기계 방향으로 배향되는데, 이러한 배열이 일반적으로 제직하기가 더 용이하기 때문이다.

선행기술에 의해 지시된 제직 패턴의 유형과는 달리, 패턴 층(30)의 안정화 효과는 제 1 층(16) 및 제 2 층(18)을 맞물리게 하는데 필요한 얀(320, 322)의 수를 최소화한다. 이는 일단 캐스팅이 종이 제작 공정을 통해 완성되면, 패턴 층(30)이 제 1 층(16)을 제 2 층(18)에 대해 안정화시키기 때문이다. 따라서, 제 1 층(16) 또는 제 2층(18)을 제조하는데 사용되는 얀(100)보다 더 작고 더 적은 부속 연결 얀(320, 322)이 선택될 수 있다.

연결 얀(320, 322)에 의해 야기되는 또 다른 문제점은 효율적인 섬유 지지력면에서의 차이이다. 이 연결 얀(320, 322)은 제 1 층(16)의 기계 방향 및 횡-기계 방향 얀(120, 122) 사이의 일정한 개방된 틈을 막아서, 마무리 가공된 제품 균일성에서 차이를 유발시킨다.

부속 연결 얀(320, 322)이 벨트(10)를 통한 돌출된 개방 구역을 차단하기 때문에, 상대적으로 더 적고 더 작은 얀을 포함하는 부속 연결 얀(320, 322)이 바람직하다. 전체 보강 구조물(12)은 25% 이상의 돌출된 개방 구역을 가지는 것이 바람직하다. 이 개방 구역은 이를 통한 공기 유동이 일어나기에 충분한 경로를 제공하는데 필요하다. 다음 문헌에 유리하게 기술된 바와 같이, 오리피스 건조를 제한하는 것이 바람직하며, 벨트(10)가 충분한 개방 구역을 가지는 것이 더욱 중요해진다(참조: 1994년 1월 4일자로 Ensign 등에게 허여된, 통상적으로 양도된 미국 특허 제 5,274,930 호).

보강 구조물(12)의 돌출된 개방 구역은 본원에서 보강 구조물의 개방 구역의 측정 방법을 나타낼 목적으로 인용하는 다음 특허에 기재되어 있는 돌출된 평균 공극 크기를 결정하기 위한 방법에 따라서 측정될 수 있다(단, 너무 투명하지 않아야 한다)(참조: 1994년 1월 11일자로 Phan 및 Trokhan에게 허여된, 통상적으로 양도된 미국 특허 제 5,277,761 호). 물론, 패턴 층(30)이 돌출된 개방 구역 계산에 포함되지 않아야 하는 것이 중요하다. 이는 패턴 층(30)을 채색하거나 또는 벨트(10)를 패턴 층(30)의 굴절률과 일치하는 굴절률을 가지는 액체에 침지시킨 후 돌출된 개방 구역을 분석하여 수행할 수 있다.

더욱 중요하게는, 본 발명에 따르는 보강 구조물(12)은 보강 구조물(12)의 평면에 수직인 충분한 공기 유동을 가능하게 해야 한다. 보강 구조물(12)은 바람직하게는 900 이상, 바람직하게는 1,000 이상 및 더욱 바람직하게는 1,100 이상의 표준 피트³/분/피트²의 공기 투과도를 가진다. 물론 패턴 층(30)은 선택된 특정 패턴에 따른 벨트(10)의 공기 투과도를 감소시킬 것이다. 보강 구조물(12)의 공기 투과도는 발메(Valmet) 투과도 측정 장치(제조원: 핀랜드의 Valmet Company)를 100 파스칼의 차등 압력에서 사용하여 선형 인치당 15 파운드의 장력하에 측정된다. 보강 구조물(12)의 임의의 부분이 위에서 언급한 공기 투과성 한계를 만족시킨다면, 전체 보강 구조물(12)은 이러한 한계를 만족시킨다고 간주된다.

연결 얀(320, 322)은 각각, 제 2 층(18)의 기계 방향 얀(220)의 제 2 불투명도 및/또는 제 2 비불투명도보다 작은 불투명도 및/또는 비불투명도를 가진다. 부속 연결 얀(320, 322)은 실질적으로 화학선에 대해 투명하다.

도 3 및 도 4에 있어서, 경우에 따라, 부속 연결 얀(320, 322)은 생략될 수 있다. 부속 연결 얀(320, 322) 대신, 제 2 층(18)의 다수의 기계 방향 얀 또는 횡-기계 방향 얀(320, 322)이 제 1 층(16)의 각 횡-기계 방향 또는 기계 방향 얀(122, 120)과 혼방제직될 수 있다. 제 2 층(18)의 평면에 있지 않은 이러한 혼방제직된 얀(320, 322)을 이후 "일체형 연결 얀"(320, 322)이라 칭하는데, 이러한 제 1 층(16)과 제 2 층(18)을 연결하고 제 2 층(18)을 제 1 층(16)에 대해 안정화시키는 일체형 연결 얀(320, 322)이 본래 하나 이상의 이러한 층(16, 18)의 짜임새에서 발견되기 때문이다. 제 1 층(16) 또는 제 2 층(18)의 평면안에 남아 있는 얀(100)을 비-연결 얀(100)이라 칭한다.

바람직하게는, 제 1 층(16)의 각 횡-기계 방향 또는 기계 방향 얀(122, 120)과 혼방제직된 제 2 층(18)의 일체형 연결 얀(320, 322)은 이음 강도를 최대화하기 위해 기계 방향 연결 얀(320)이다. 그러나, 횡-기계 방향 일체형 연결 얀(322)을 가지는 배열을 사용할 수 있다.

바람직하게는, 제 2 층(18)의 일체형 연결 얀(320, 322)은 제 2 층(18)의 얀(220, 222)의 제 2 불투명도 및 제 2 비불투명도보다는 작은 불투명도 및 비불투명도를 가져서, 일체형 연결 얀(320, 322)은 실질적으로 화학선에 대해 투명하다. 제 2 층(18)의 다수의 비연결 얀(220, 222)은 각각 제 1 불투명도 및/또는 비불투명도보다 크고 실질적으로 화학선에 불투명한 제 2 불투명도 및/또는 비불투명도를 가진다.

선택적인 실시양태에서(도시되지 않음), 일체형 연결 얀(322, 320)은 제 1 층(16)으로부터 연장될 수 있고 제 2 층(18)의 각 기계 방향 또는 횡-기계 방향 얀(220, 222)과 혼방제직될 수 있다. 이러한 실시양태는 도 4 및 도 5를 거꾸로 돌려서 용이하게 상상할 수 있다.

선택적으로, 두가지 선행 교시를 배합하여, 일체형 연결 얀(320, 322)을 제 1 및 제 2 층(16, 18) 모두로부터 발산시킬 수 있다. 물론, 당해 기술분야의 숙련인들은 이러한 배열이 부속 연결 얀(320, 322)과 함께 사용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

본 발명의 다른 실시양태도 가능하고, 선행 교시의 다양한 배합 및 교환이 주어지지만, 본 발명을 위에서 나타내고 기술한 내용에만 한정시키고자 하는 것은 아니다.

Claims (10)

1. 혼방제직된 기계 방향 얀 및 횡-기계 방향 얀의 웹 대향 제 1 층(여기서, 상기 제 1 층의 상기 기계 방향 얀 및 횡-기계 방향 얀은 실질적으로 화학선에는 투명한 제 1 불투명도를 가지고 특정 짜임새로 혼방제직된다);

   혼방제직된 기계 방향 얀 및 횡-기계 방향 얀의 기계 대향 제 2 층(여기서, 상기 기계 대향 제 2 층의 다수의 상기 기계 방향 얀 및/또는 횡-기계 방향 얀은 상기 제 1 불투명도보다 큰 제 2 불투명도를 가지고 실질적으로 화학선에 대해서 불투명하며, 특정 짜임새로 혼방제직되고; 상기 제 1 층과 상기 제 2 층은 상기 제 2 불투명도보다 작은 불투명도를 가지고 실질적으로 화학선에 대해 투명한 다수의 연결 얀에 의해 함께 연결된다); 및

   상기 제 1 층으로부터 상기 제 2 층으로 외향 연장되는 패턴 층(여기서, 상기 패턴 층은 상기 제 1 층의 상기 웹 대향 표면으로부터의 외향 대향 웹 접촉 표면을 제공하고, 상기 제 1 층과 제 2 층을 연결함으로써 셀룰로즈 섬유 구조물을 그 위에 제조하는 동안에 상기 제 1 층을 상기 제 2 층에 대해 안정화시키고 상기 제 2 층의 기계 대향 표면상에 배면 조직을 가지며, 상기 제 2 불투명도를 가지는 상기 제 2 층의 상기 얀으로 레지스터링되며, 이로써 상기 셀룰로즈 섬유 구조물 및 상기 배면 조직을 통한 공기 유동이 상기 셀룰로즈 섬유 구조물로부터 물을 제거함을 특징으로 한다)을 포함하는 보강 구조물을 포함함을 특징으로 하는, 셀룰로즈 섬유 구조물 통기-건조 벨트.
2. 혼방제직된 기계 방향 얀 및 횡-기계 방향 얀의 웹 대향 제 1 층(여기서, 상기 제 1 층의 다수의 상기 기계 방향 얀 및 횡-기계 방향 얀은 실질적으로 화학선에는 투명한 제 1 불투명도를 가지고 특정 짜임새로 혼방제직된다);

   혼방제직된 기계 방향 얀 및 횡-기계 방향 얀의 기계 대향 제 2 층(여기서, 상기 기계 대향 제 2 층의 다수의 상기 기계 방향 얀 및/또는 횡-기계 방향 얀은 상기 제 1 불투명도보다 큰 제 2 불투명도를 가지고 실질적으로 화학선에 대해서 불투명하며, 특정 짜임새로 혼방제직된다);

   상기 제 1 층 및 상기 제 2 층을 서로에 연결시키기 위해, 상기 웹 접촉 층 및 상기 기계 대향 층의 각각의 기계 방향 얀 또는 횡-기계 방향 얀과 함께 혼방제직된 부속 횡-기계 방향 또는 부속 기계 방향 연결 얀(여기서, 상기 부속 연결 얀은 상기 제 2 층의 상기 얀의 상기 제 2 불투명도보다 작은 불투명도를 가지고 실질적으로는 화학선에 투명하다); 및

   상기 제 1 층으로부터 상기 제 2 층으로 외향 연장되는 패턴 층(여기서, 상기 패턴 층은 상기 제 1 층의 웹 대향 표면으로부터 외향 대향 웹 접촉 표면을 제공하고, 상기 제 1 층과 제 2 층을 연결함으로써 셀룰로즈 섬유 구조물을 그 위에 제조하는 동안에 상기 제 1 층을 상기 제 2 층에 대해 안정화시키고 상기 제 2 층의 기계 대향 표면상에 배면 조직을 가지며, 상기 제 2 불투명도를 가지는 상기 제 2 층의 상기 얀으로 레지스터링되며, 이로써 상기 셀룰로즈 섬유 구조물 및 상기 배면 조직을 통한 공기 유동이 상기 셀룰로즈 섬유 구조물로부터 물을 제거함을 특징으로 한다)을 포함하는 보강 구조물을 포함함을 특징으로 하는, 셀룰로즈 섬유 구조물 통기-건조 벨트.
3. 혼방제직된 기계 방향 얀 및 횡-기계 방향 얀의 웹 대향 제 1 층(여기서, 상기 기계 방향 얀 및 횡-기계 방향 얀은 실질적으로 화학선에는 투명한 제 1 불투명도를 가지고 특정 짜임새로 혼방제직된다);

   혼방제직된 기계 방향 얀 및 횡-기계 방향 얀의 기계 대향 제 2 층(여기서, 상기 기계 대향 제 2 층의 상기 기계 방향 얀 및/또는 횡-기계 방향 얀은 특정 짜임새로 혼방제직되고, 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층을 서로 연결시키기 위해, 상기 제 1 층 및/또는 상기 제 2 층의 다수의 상기 기계 방향 얀 또는 횡-기계 방향 얀이 일체형 연결 얀으로서 상기 다른 층의 각각의 횡-기계 방향 얀 또는 기계 방향 얀과 함께 혼방제직되고; 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층의 상기 얀중 나머지가 비-연결 얀이고 제 1 층 및 제 2 층의 각 평면에 존재하며 상기 제 1 불투명도보다 큰 제 2 불투명도를 갖고 이 제 2 불투명도가 실질적으로 화학선에 불투명함을 특징으로 한다); 및

   상기 제 1 층으로부터 상기 제 2 층으로 외향 연장되는 패턴 층(여기서, 상기 제 1 층과 제 2 층을 연결함으로써 셀룰로즈 섬유 구조물을 그 위에 제조하는 동안에 상기 제 1 층을 상기 제 2 층에 대해 안정화시키고 상기 제 2 층의 기계 대향 표면상에 배면 조직을 가지며, 상기 제 2 불투명도를 가지는 상기 제 2 층의 상기 얀으로 레지스터링되는 상기 패턴 층이 상기 제 1 층의 웹 대향 표면으로부터 외향 대향 웹 접촉 표면을 제공하고, 이로써 상기 셀룰로즈 섬유 구조물 및 상기 배면 조직을 통한 공기 유동이 상기 셀룰로즈 섬유 구조물로부터 물을 제거함을 특징으로 한다)을 포함하는 보강 구조물을 포함함을 특징으로 하는, 셀룰로즈 섬유 구조물 통기-건조 벨트.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기계 방향 연결 얀 또는 횡-기계 방향 연결 얀이 상기 제 2 층의 상기 횡-기계 방향 얀의 직경보다 작은 직경을 가짐을 특징으로 하는 벨트.
5. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 2 층의 상기 얀 및 상기 부속 연결 얀이 원형이고, 상기 제 2 층의 상기 얀이 상기 연결 얀보다 큰 비불투명도를 가지며, 바람직하게는 상기 제 2 비불투명도를 가지는 상기 제 2 층이 불투명제를 함유함을 특징으로 하는 벨트.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 부속 연결 얀이 상기 제 2 층의 상기 비-연결 얀보다 작은 직경을 가짐을 특징으로 하는 벨트.
7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 패턴 층의 웹 접촉 표면이 상기 제 1 층과 유체 연통되어 있는 다수의 불연속 개방부를 그 안에 가지는 실질적으로 연속인 네트워크를 포함함을 특징으로 하는 벨트.
8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 보강 구조물이 900 표준 피트³/분/피트²이상, 바람직하게는 1,100 표준 피트³/분/피트²이상의 공기 투과도를 가짐을 특징으로 하는 벨트.
9. 제 3 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 연결 얀이 상기 제 2 층의 기계 방향 얀을 포함하고, 바람직하게는 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층의 기계 방향 얀을 포함함을 특징으로 하는 벨트.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 2 층의 상기 비-연결 얀이 정사각형 짜임새를 포함함을 특징으로 하는 벨트.