KR100291880B1 - 제한오리피스통기건조종이제조장치및셀룰로스섬유구조체를제한오리피스통기건조시키는방법과상기장치및방법에의해제조된셀룰로오스섬유구조체 - Google Patents
제한오리피스통기건조종이제조장치및셀룰로스섬유구조체를제한오리피스통기건조시키는방법과상기장치및방법에의해제조된셀룰로오스섬유구조체 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 따른 제한 오리피스 공기중 건조장치는 제지용 또는 다른 흡수성 미형성 웨브용이다. 이 장치는 제 1 영역(41)과 제 2 영역(42)을 구비한다. 제 1 영역(41)은 탈출 압력 미만의 차압으로 유지되는 반면, 제 2 영역(42)은 탈출 압력 이상의 차압으로 유지된다. 본 발명의 장치에 의해 건조될 미형성 웨브의 잔류 시간은 제 1 영역상에서 약 35 밀리초 미만으로 유지되는 것이 바람직하다. 전술한 이중 영역 시스템을 사용하면, 본 발명의 장치를 이용하는데 요구되는 전체 에너지를 감소할 수 있다.
Description
흡수성 미형성 웨브는 일상 생활의 주요 상품이다. 흡수성 미형성 웨브는 셀룰로오스 섬유 구조체와, 흡수 포움 등을 포함한다. 셀룰로오스 섬유 구조체는 고급 화장지, 두루마리 화장지 및 종이 타월에서 발견된다.
셀룰로오스 섬유 구조체의 제조에 있어서, 액체 담체에 분산된 셀룰로오스 섬유의 습식 미형성 웨브는 성형 와이어상에 배치된다. 습식 미형성 웨브는 여러 기존의 수단중 어느 하나 또는 그들의 조합에 의해 건조될 수도 있다. 이 건조 수단 각각은 최종 셀룰로오스 섬유 구조체의 특성에 영향을 미칠 것이다. 예를 들면, 건조 수단과 공정은 최종 셀룰로오스 섬유 구조체의 연화도, 두께, 인장 강도 및 흡수성에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 셀룰로오스 섬유 구조체를 건조시키는데 사용되는 수단 및 공정은 그의 제조율에 영향을 미치나, 비율은 이러한 건조 수단 및 공정에 의해 제한되지 않는다.
이러한 건조 수단의 일 예는 펠트 벨트이다. 펠트 건조 벨트는 미형성 웨브와 접촉을 유지하는 투과성 펠트 매체내로 액체 담체를 모세관 유동시킴으로써 미형성 셀룰로오스 섬유 구조체를 탈수시키는데 오랫동안 사용되어 왔다. 그러나, 펠트 벨트를 사용하여 셀룰로오스 섬유 구조체를 탈수시키는 것은 전체적으로 건조시킬 미형성 셀룰로오스 섬유 구조체의 불균일한 압축 및 콤팩트화를 초래한다.
펠트 벨트는 진공에 의해 지원되거나, 또는 대향 압축 롤에 의해 지원될 수도 있다. 이러한 압축 롤은 셀룰로오스 섬유 구조체에 대한 펠트의 기계적 압축을 최대화한다. 이러한 펠트 벨트 건조의 예는 1982년 5월 11일자로 볼튼(Bolton)에게 허여된 미국 특허 제 4,329,201 호와, 1989년 12월 19일자로 코완 등(Cowan et al.)에게 허여된 미국 특허 제 4,888,096 호에 나타나 있다.
펠트 벨트의 도움 없이, 진공 탈수를 통해서 셀룰로오스 섬유 구조체를 건조하는 것이 당해 기술분야에 공지되어 있다. 셀룰로오스 섬유 구조체의 진공 탈수는 습기가 액체 상태로 존재하는 동안, 셀룰로오스 섬유 구조체로부터 습기를 기계적으로 제거한다. 게다가, 진공은 셀룰로오스 섬유 구조체의 개별 영역을 건조 벨트의 편향 도관내로 편향하고, 셀룰로오스 섬유 구조체의 여러 영역에서 상이한 양의 습기를 흡수하는데 기여한다. 이와 유사하게, 선택적인 크기의 공극을 갖는 다공성 실린더를 사용하여, 진공에 의해 지원받는 모세관 유동을 통해 셀룰로오스 섬유 구조체를 건조시키는 것이 또한 당업계에 공지되어 있다. 그러한 진공 구동 건조 방법의 예가 1985년 12월 3일자 추앙 등(Chuang et al.)에게 허여된 미국 특허 제 4,556,450 호와, 1990년 11월 27일자 진 등(Jean et al.)에게 허여된 미국 특허 제 4,973,385 호에 개시되어 있다.
또 다른 건조 공정에 있어서, 통기 건조 방법에 의해 셀룰로오스 섬유 구조체의 미형성 웨브를 건조시키는 데 상당한 성공이 이루어져 왔다. 전형적인 통기 건조 방법에 있어서, 유공의 공기 투과성 벨트(foraminous air permeable belt)가 건조될 미형성 웨브를 지지한다. 고온 공기는 셀룰로오스 섬유 구조체를 통과한 다음 투과성 벨트를 통과하거나 또는 그 반대로 유동한다. 기류는 주로 증발에 의해서 미형성 웨브를 건조시킨다. 공기 투과성 벨트내의 유공층에 일치하며 그 내로 향하는 영역이 우선적으로 건조되어 최종 셀룰로오스 섬유 구조체의 두께는 증가된다. 공기 투과성 벨트의 마디에 일치하는 영역은 덜 건조된다.
통기 건조에 사용되는 공기 투과성 벨트에 대한 여러 개선이 당업계에서 이루어져 왔다. 예를 들면, 공기 투과성 벨트는 개방 영역(적어도 40%)을 크게 제조할 수도 있다. 또는, 이 벨트는 공기 투과성이 감소되도록 제조될 수도 있다. 공기 투과성의 감소는 수지질 혼합물을 가하여 벨트내의 직물 날실들 사이의 틈새를 막는 것에 의해 성취될 수도 있다. 건조 벨트는 금속 입자로 충만되어 그의 열 전도율을 증가시키며 방사율을 감소시키거나, 또는 건조 벨트는 연속 망으로 된 감광성 수지로 구성될 수도 있다. 건조 벨트는 약 815℃(1500℉)의 고온 기류에 특히 적합할 수도 있다. 그러한 통기 건조 방법의 예는 1975년 7월 1일자 콜 등(Cole et al.)에게 재 허여된 미국 특허 제 28,459 호와; 1979년 10월 30자 로타(Rotar)에게 허여된 미국 특허 제 4,172,910 호와; 1981년 2월 24일자 로타에게 허여된 미국 특허 제 4,251,928 호와; 1985년 7월 9일자 허여되고 본 출원인에게 양도된 미국 특허 제 4,528,239 호와; 1990년 5월 1일자 토드(Todd)에게 허여된 미국 특허 제 4,921,750 호에 개시되어 있다. 부가하여, 당업계에서는 여전히 건조가 진행되는 미형성 웨브인 동안, 셀룰로오스 섬유 구조체의 건조 형상을 조절하려는 여러가지 시도가 이루어져 왔다. 그러한 시도들은 건조 벨트 또는 투과 건조기를 양키 후드와 조합하여 사용하는 것일 것이다. 그러한 성형 건조(profiled drying)의 예는 1986년 4월 22일자 스미스(Smith)에게 허여된 미국 특허 제 4,583,302 호와; 1990년 7월 24일자 선도비스트(Sundovist)에게 허여된 미국 특허 제 4,942,675 호에 개시되어 있다.
전술한 종래 기술은, 특히 통기 건조 방법에 대한 것일 뿐, 다중 영역 셀룰로오스 섬유 구조체를 건조시킬 때 직면하는 문제점을 해결하지는 못한다. 예를 들면, 셀룰로오스 섬유 구조체의 제 1 영역은, 제 2 영역보다 작은 절대 습도, 밀도 및 기본 중량을 가지며, 전형적으로는 제 2 영역보다 그를 통과하는 기류가 비교적 크다. 절대 습도, 밀도 및 기본 중량이 보다 작은 제 1 영역이 그러한 영역을 통과하는 공기에 대해 비례적으로 작은 유동 저항을 나타내므로, 비교적 큰 기류가 발생된다.
이러한 문제점은 건조될 다중 영역 셀룰로오스 섬유 구조체가 양키 건조 드럼으로 전달될 때 확산된다. 양키 건조 드럼상에서, 셀룰로오스 섬유 구조체의 고립된 개별 영역은 가열된 실린더의 원주와 긴밀하게 접촉하며, 후드로부터의 고온 공기가 가열된 실린더에 대향하는 셀룰로오스 섬유 구조체의 표면에 도입된다. 그러나, 전형적으로는 양키 건조 드럼과 가장 긴밀한 접촉이 저 밀도 또는 저 기본 중량 영역만큼 건조되지 않는 고 밀도 또는 고 기본 중량 영역에서 발생한다. 저밀도 영역의 우선적인 건조는 양키 건조 드럼 후드내의 기류로부터의 대류에 의한 열 전달에 의해 발생한다. 따라서, 셀룰로오스 섬유 구조체의 제조율은 고 밀도 또는 고 기본 중량 영역의 많은 습기를 보상하도록 느려야 한다. 셀룰로오스 섬유 구조체의 고 밀도 및 고 기본 중량 영역이 완전히 건조되게 하고 또 후드로부터의 공기에 의해 이미 건조된 저 밀도 또는 저 기본 중량 영역이 그슬리거나 타는 것을 방지하기 위하여, 양키 후드의 공기 온도를 감소시켜야 하며, 양키 후드내의 셀룰로오스 섬유 구조체의 잔류 시간이 증가되어야 하므로 제조율이 저하된다.
종래 기술의 해결책에 대한 다른 단점(펠트 벨트와 같은 기계식 압축기를 사용하는 것을 제외함)은, 각기 건조될 셀룰로오스 섬유 구조체를 지지하는 데 의존한다는 것이다. 기류는 셀룰로오스 섬유 구조체를 향하며, 지지 벨트를 통해 전달되거나, 또는 변형예로 건조 벨트를 통해 셀룰로오스 섬유 구조체로 유동한다. 벨트를 통한 유동 저항의 차이 또는 셀룰로오스 섬유 구조체를 통한 유동 저항의 차이에 의해, 셀룰로오스 섬유 구조체내의 습기 분포의 차이가 증폭되고 또한/또는 이전에는 존재하지 않던 습기 분포의 차이가 형성된다. 그러나, 종래 기술에 있어서는 기류를 셀룰로오스 섬유 구조체의 여러 영역의 차이에 따라 적합하게 하려는 시도가 없었다.
이러한 문제점을 다루는 하나의 개선책은 1994년 1월 4일자 엔사인 등(Ensign et al.)에게 허여되고 본 출원인에게 양도된 미국 특허 제 5,274,930 호에 개시되어 있는 바, 상기 특허는 통기 건조 방법과 함께 셀룰로오스 섬유 구조체의 제한 오리피스 건조 방법을 개시하며 본 명세서에 참조로 인용된다. 이 특허에 따르면, 셀룰로오스 섬유 구조체의 섬유들간의 틈새보다 유동 저항이 큰 미세공극 건조 매체(micropore drying medium)를 이용하는 장치가 언급된다. 따라서, 미세공극 매체는 통기 건조 방법에 있어서는 제한 오리피스이므로, 동일하거나 또는 기껏해야 더 균일한 습기 분배가 건조 방법에서 성취되게 한다.
엔사인 등의 제한 오리피스 통기 건조 장치에 따르면, 대기압 이하 또는 양의 압력을 갖는 하나 또는 그 이상의 영역을 구비하여 양방향으로의 기류를 촉진한다.
그러나, 이 특허(8 칼럼 17 내지 26 행)에 따르면, 논리적으로 미형성 웨브의 기본 중량이 증가할 때 미세공극 매체상에서의 보다 긴 잔류 시간이 필요할 것이다. 상세하게는, 이 특허에 따르면, 보통 티슈 종이의 기초 중량(3000 평방피트당 12 파운드)에는 미세공극 매체상에 적어도 약 250 밀리초의 잔류 시간이 요구될 것이다.
본 발명자들은, 제한 오리피스 통기 건조 장치가 다수의 영역으로 분할되면, 제 1 영역에 필요한 잔류시간을 감소시킬 수 있음을 발견하였다. 부가하여, 이 장치의 전체 에너지 소모는 적절한 영역을 이용하여 감소시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 상세하게는, 영역들이 적절한 크기로 선택된다면 작은 팬 마력(fan horsepower)이 요구된다. 본 발명을 이용함으로써 전술한 엔사인 등의 특허에 개시된 본래의 장치보다 약 10 내지 15%의 팬 마력 감소가 달성될 수 있다. 연간 마력당 $200 내지 $250의 공시된 연간 작동 비용이 절감될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 통기 건조와 함께 셀룰로오스 섬유 구조체를 제조하는데 사용될 수 있는 미세공극 매체를 구비한 제한 오리피스 통기 건조 장치를 제공하는 것이다. 부가하여, 본 발명의 목적은, 종래 기술의 것보다 적은 에너지를 요구하며, 필요한 잔류 시간이 감소된, 제한 오리피스 통기 건조 장치를 제공하는 것이다.
발명의 요약
본 발명은 그 내에 습기가 분포된 흡수성 미형성 웨브와 조합하여 제한 오리피스 통기 건조 장치를 포함한다. 미형성 웨브는 셀룰로오스 섬유 구조체를 포함할 수도 있다. 미형성 웨브는 적어도 18%의 농도를 가질 수도 있다. 이 장치는 미형성 웨브를 통해 공기가 흐르기 위한 제한 오리피스를 포함할 수도 있다. 이 장치는 제 1 영역 및 제 2 영역으로 이루어진 다수의 개별 영역을 순서대로 포함할 수도 있다. 이 영역들은 대기압에 대해 상호 다른 차압을 가질 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 이 장치는 제 2 영역에서 1초에 미형성 웨브 1 파운드당 적어도 수분 약 5 파운드의 탈수율을 가진다. 제 2 실시예에 있어서, 본 발명의 장치는 제 2 영역에서 제 1 영역의 탈수율의 적어도 0.10배의 탈수율을 가지며, 제 2 영역의 탈수율은 1초에 미형성 웨브 1 파운드당 적어도 수분 5 파운드이다. 제 3 실시예에 있어서, 본 발명의 장치는 제 1 영역에서 약 35 밀리초 미만의 잔류 시간을 가진다.
본 발명은 공기를 통해 건조되는 흡수성 미형성 웨브(absorbent embryonic webs)에 관한 것으로, 특히 공기를 통해 건조되는 셀룰로오스 섬유 구조체에 관한 것이다.
도 1은 투과성 실린더상에 삽입되고 대기압보다 작은 내부 압력을 갖는 본 발명에 따른 미세공 매체의 개략적인 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 장치상의 농도와 잔류 시간 사이의 관계를 나타내는 그래프,
도 3은 본 발명의 미세공 매체 건조 장치(CC)와, 종래 기술의 미세공 매체 건조 장치(BB)와, 추앙(Chuang) 등의 미국 특허 제 4,556,450 호(1985년 12월 3일)에 따른 종래 기술의 미세공 매체 건조 장치(AA)에 대해, 시간의 함수로서 에너지 흡수율와 탈수율을 나타내는 그래프.
도 1을 참조하면, 본 발명은 미세공 매체(30)와 결합된 제한 오리피스 통기 건조 장치(20)(a limiting orifice through-air-drying apparatus)를 포함한다. 상기 장치(20) 및 매체(30)는 상술한 미국 특허 제 5,274,930 호에 따라 제조될 수 있으며, 상기 특허의 내용은 참고로 본원에 인용한다. 상기 장치(20)는 투과성 실린더(32)와, 이 투과성 실린더(32)를 둘러싸는 미세공 매체(30)를 포함한다. 통기 건조 벨트와 같은 지지 부재(28)는 유입 롤(34)로부터 권취 롤(36)까지 투과성 실린더(32)를 감아서, 원형 세그먼트(40)를 규정하는 호에 대응한다. 이러한 원형 세그먼트(40)는 대기압에 대해 서로 다른 차압을 갖는 다중 영역(41, 42)으로 분할될 수도 있다. 선택적으로, 장치(20)는 분할된 진공 슬롯 또는 무한 벨트(endless belt)를 포함할 수도 있다. 장치(20)는 미형성 웨브로부터 습기를 제거한다.
특히, 본 발명에 따른 제한 오리피스 통기 건조 장치(20)는 다수의 영역으로 분할될 수도 있다. 바람직한 장치(20)는 2개의 영역, 즉 제 1 영역(41) 및 제 2 영역(42)을 갖는다. 미형성 웨브는 차례로 제 1 영역(41) 및 제 2 영역(42), 다음영역이 있는 경우, 그 다음 영역을 만난다. 제 1 영역(41)은 장치(20)의 관통압력(breakthrough)보다 작은 압력으로 유지된다. 제 2 영역(42)은 장치(20)의 관통압력보다 큰 압력으로 유지된다. 관통압력은 1968년 3월 1일에 발간된 ″Society of Automotive Engineer's Aerospace Recommended Practice 901″의 ″버블점 테스트 방법(Bubble Point Test Method)″에서 알려졌으며, 50㎜ 침수 깊이를 사용하도록 변형되었고, 상기 문헌은 본 명세서에 참고로 인용된다.
제 1 및 제 2 영역(41, 42)은 공통으로 약 180°내지 270°, 보다 바람직하게는 210°내지 240°의 호를 형성할 수도 있다. 제 1 영역(41)은 제 1 및 제 2 영역(41, 42)에 의해 형성된 전체 호의 60°까지, 보다 바람직하게는 20 내지 30°를 포함할 수 있다.
지지 부재(28)는 제 1 영역(41)에서 미형성 웨브가 35㎳ 이하, 바람직하게는 25㎳ 이하, 보다 바람직하게는 15㎳ 이하의 잔류 시간을 갖도록 하는 속도로 장치(20)에 대해 그리고 영역(41, 42)을 가로질러 흡수성 미형성 웨브를 이송한다. 제 2 영역(42)에서의 잔류 시간은 적어도 125㎳, 바람직하게는 적어도 175㎳이어야 한다.
본원에서 사용한 용어 ″흡수성 미형성 웨브(absorbent embryonic web)″는 축축한 상태로 퇴적되어 기능적인 건조 상태로 되기 위해 수분이 제거되어야 하는 셀룰로오스 섬유 구조체 또는 다른 임의의 웨브를 포함한다. 본원에서 웨브가 물을 보유 및 함유할 수 있고 또한, 표면으로부터 물을 제거할 수 있다면, ″흡수성(absorbent)″이다. 본원에서 사용한 용어 ″셀룰로오스 섬유 구조체(cellulosic fibrous structures)″는 적어도 50%의 셀룰로오스 섬유와, 나머지는 인조 섬유, 유기 충전물, 무기 충전물, 폼 등을 포함하는 종이와 같은 구조체를 말한다. 본 발명에 사용하기에 적당한 셀룰로오스 섬유 구조체는 트로켄(Trokhan) 등의 미국 특허 제 5,245,025 호(1993년 9월 14일)에 개시되어 있으며, 상기 특허는 참고로 본원에 인용한다.
2개의 개별 영역(41, 42), 즉 상술한 잔류 시간에서 제한 오리피스 건조 장치(20)의 상기 관통압력보다 작은 압력을 갖는 제 1 영역(41)과, 관통압력보다 큰 압력을 갖는 제 2 영역(42)을 제공함으로써, 차압을 제공하기 위해 필요한 팬 마력을 실질적으로 감소시킬 수 있다는 것을 알게 되었다. 본 출원인은, 도 2에 도시된 바와 같이 부가의 건조에 따른 농도의 증가는 제 1 영역(41)에서의 상술한 잔류 시간 이후에는 더 이상 실질적으로 증가하지 않는다는 뜻밖의 발견을 하였다.
제 1 영역(41)에서의 잔류 시간을 적당히 선택하고, 다음에 제 2 영역(42)으로 미형성 웨브를 이동시킴으로써, 건조 공정의 효율은 최대화될 수 있으며, 팬 마력은 감소될 수 있다. 본 명세서에서 설명되고 청구된 본 발명에 있어서, 상기 장치(20)는 제 2 영역(42)에서, 1초에 미형성 웨브 1 파운드당 적어도 수분 5 파운드, 바람직하게는 수분 7파운드의 탈수율을 갖는다.
제 1 및 제 2 영역(41, 42) 사이의 적당한 전이점(transition point)은 제 2 영역(42)의 탈수율이 제 1 영역(41)의 탈수율을 초과하는 지점이다. 실제 전이점은 대기압에 대한 장치(20)를 통한 차압이 관통압력보다 작은 압력으로부터 관통압력보다 큰 압력으로 이동하는 지점이다. 시스템은 실제 전이점과 적당한 전이점이 일치할 때 최적화된다. 정확한 전이점은 흡수성 미형성 웨브의 다공성 및 배수성과, 미세공 매체내의 오리피스의 유동 특성과 사이즈 및 다른 요인에 따라 좌우될 수 있다.
제 2 영역(42)은 각기 전용 팬을 구비한 하나 또는 그 이상의 소영역으로 분할될 수도 있으며, 각기 전용 팬을 갖거나 칸막이 없이 유지되어, 소망하는 단일의 대형 팬을 구비할 수 있다. 선택적으로, 단일 영역(41, 42)은 2개 또는 그 이상의 팬에 의해 발생된 차압을 가질 수도 있다. 팬은 직렬로 또는 병렬로 배열될 수 있다. 동일한 전체 마력을 갖는 2개의 보다 작은 팬 또는 보다 큰 하나의 팬에 필요한 마력은 본 발명과 관련해서 사용될 때 매우 유사하다고 믿어진다.
제 1 영역(41)이 보다 작은 관통 압력에서 작동하기 때문에, 팬이 필요하지 않으며, 진공 펌프에 의해 잘 작동될 수 있다. 따라서, 청구된 본 발명에 따른 장치(20)에서 제 1 영역(41)은 최소의 에너지만을 소비한다. 본원에서 사용한 단위 마력은 장치(20)에 차압을 발생시키는데 필요한 마력만을 말하며, 장치(20)에 대해 미형성 웨브를 이송하는데 필요한 마력은 포함하지 않는다.
본 명세서에서 설명하고 청구한 본 발명에 있어서, 단위 마력당 1초에 미형성 웨브 1 파운드당 수분을 파운드로 측정했을 때, 제 1 영역(41)의 건조율에 대한 제 2 영역(42)의 건조율의 비는 적어도 0.10배, 바람직하게는 적어도 0.12배이다. 물론, 이 비는 제 1 영역(41)을 비효율적으로 작동시킴으로써 인위적으로 크게 할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해서, 제 1 영역은 1초에 미형성 웨브 1 파운드당 적어도 수분 40 파운드의 비율로 물을 제거할 수 있다. 제 1 영역(41)이 관통 압력 이하에서 발생하는 모세관 탈수현상에 의존하고, 관통압력 이상의 기류를 발생시키는 팬에 의존하지 않기 때문에, 제 1 영역(41)의 탈수율과 관련하여 최소 마력이 든다.
전술한 잔류 시간은 5 내지 20, 바람직하게는 10 내지 11의 펄프 여과 저항(pulp filtration resistance : PFR)을 갖는 미형성 웨브에 유용하다. 펄프 여과 저항은 빈슨(Vinson)의 미국 특허 제 5,228,954 호(1993년 7월 20일)에 개시된 방법에 따라 측정되며, 상기 특허의 내용은 참고로 본원에 인용한다.
도 2를 참조하면, 제 1 영역(41)에서의 건조율은 PFR에 따라 변화한다는 것을 알 수 있다. 제 2 영역(42)의 건조율은 세개의 곡선(A, B, C) 모두에 대해 동일하다. 도 2에 도시된 곡선(A, B, C)은 PFR의 증가순으로 도시되어 있다.
일반적으로, 장치(20)상에서의 최적의 잔류 시간은 펄프 여과 저항에 정비례한다. 유입하는 미형성 웨브는 적어도 18%의 농도를 갖고 있으며, 적어도 19%의 농도를 가질 수도 있다.
본 발명에 따른 장치(20)는, 추앙(Chuang) 등의 미국 특허 제 4,556,450 호(1985년 12월 3일)에 도시된 바와 같이, 모세관 인력에 의해 웨브를 건조시키며 관통 압력보다 낮게 유지되는 종래의 다공성 실린더에 의해 얻을 수 있는 것보다 큰 소정의 PFR에 대한 탈수율을 갖고 있으며, 종래 기술의 직조 지지 부재(28) 및 종래 기술의 감광성 수지 지지 부재(28)를 갖는다. 상기 특허의 내용은 본원에 참조로 인용된다.
탈수율은 섬유 1 파운드당 제거된 수분의 파운드를 섬유가 처리되는 시간으로 나눈 것으로 측정되며,
탈수율=(제거된 수분의 파운드/섬유의 파운드)/시간(초)가 된다.
탈수율은 바싹 마른 기준선을 제공하는 중력에 의한 무게 부가(gravimetric weighting) 및 대류 건조를 이용하여 당해 영역(41, 42)의 전후의 미형성 웨브의 농도를 측정함으로써 조사된다. 잔류 시간은 영역(41, 42)의 경로 길이와, 미형성 웨브의 속도를 알면 쉽게 계산할 수 있다.
도 3을 참조하면, 영역(2)에서의 탈수율이 상술한 추앙 등의 특허에 따라 제조된 실린더에서의 탈수율보다 본 발명에 따른 장치에서 상당히 높다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 장치(20)는 제 2 영역(42)에서 1초에 미형성 웨브 1 파운드당 적어도 수분 5파운드, 보다 바람직하게는 1초에 미형성 웨브 1 파운드당 적어도 수분 7파운드의 탈수율을 갖고 있다. 본 발명에 따른 장치(20)는 제 1 영역(41)에서 1초에 미형성 웨브 1 파운드당 적어도 수분 40 파운드, 보다 바람직하게는 1초에 미형성 웨브 1 파운드당 적어도 수분 50 파운드의 탈수율을 갖고 있다.
본 발명에 따른 장치(20)는 제 1 영역(41)에서 처리되는 웨브 영역의 ft2당 5마력 이하, 보다 바람직하게는 4마력 이하의 전력을 소비한다. 본 발명에 따른 장치(20)는 제 2 영역(42)에서 처리되는 웨브 영역의 ft2당 20마력 이하, 바람직하게는 18마력 이하, 보다 바람직하게는 16마력 이하의 전력을 소비한다.
Claims (19)
- 내부에 습기가 분포된 흡수성 미형성 웨브와 결합하는 제한 오리피스 통기 건조 종이제조 장치(a limiting orifice through-air-drying papermaking apparatus)에 있어서,상기 장치는 상기 미형성 웨브를 통해 공기가 흐르기 위한 제한 오리피스를 포함하며, 상기 장치는 차례로 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하는 다수의 개별 영역을 더 포함하며, 상기 개별 영역들은 대기압에 대해 상호 상이한 차압을 가지며,그에 의해 미형성 웨브는 상기 제 1 영역에서 35㎳ 이하의 잔류 시간을 가지며, 상기 제 1 영역은 상기 장치의 관통압력보다 작은 차압을 가지며, 상기 제 2 영역은 상기 장치의 관통압력보다 큰 차압을 갖는 것을 특징으로 하는 제한 오리피스 통기 건조 종이제조 장치.
- 내부에 습기가 분포되고 18% 이상의 농도를 가진 흡수성 미형성 웨브와 결합하는 제한 오리피스 통기 건조 장치에 있어서,상기 장치는 상기 미형성 웨브를 통해 공기가 흐르기 위한 제한 오리피스를 포함하며, 상기 장치는 2개의 개별 영역, 즉 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 영역은 대기압에 대해 상호 상이한 차압을 갖고 있으며, 상기 장치는 상기 제 1 영역에서의 탈수율의 0.10배 이상인 상기 제 2 영역에서의 탈수율을 갖고 있으며, 상기 제 2 영역에서의 탈수율은 1초에 미형성 웨브 1 파운드당 수분 5파운드 이상이며, 상기 제 1 영역은 상기 장치의 관통압력보다 작은 차압을 가지며, 상기 제 2 영역은 상기 장치의 관통압력보다 큰 차압을 갖는 것을 특징으로 하는 제한 오리피스 통기 건조 장치.
- 내부에 습기가 분포된 흡수성 미형성 웨브와 결합하는 제한 오리피스 통기 건조 종이제조 장치에 있어서,상기 장치는 상기 미형성 웨브를 통해 공기가 흐르기 위한 제한 오리피스를 포함하며, 상기 장치는 제 1 및 제 2 영역을 차례로 포함하는 2개의 개별 영역을 더 포함하며, 상기 영역들은 대기압에 대해 상호 상이한 차압을 갖고 있으며, 상기 장치는 제 2 영역에서 1초에 미형성 웨브 1 파운드당 수분 5파운드 이상의 탈수율을 가지며, 상기 제 1 영역은 상기 장치의 관통압력보다 작은 차압을 가지며, 상기 제 2 영역은 상기 장치의 관통압력보다 큰 차압을 갖는 것을 특징으로 하는 제한 오리피스 통기 건조 종이제조 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 장치는 상기 제 1 영역에서 미형성 웨브의 ft2당 7마력 이하의 전력을 소비하는 것을 특징으로 하는 제한 오리피스 통기 건조 종이제조 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 장치는 상기 제 2 영역에서 미형성 웨브의 ft2당 20마력 이하의 전력을 소비하는 것을 특징으로 하는 제한 오리피스 통기 건조 종이제조 장치.
- 셀룰로오스 섬유 구조체를 제한 오리피스 통기 건조시키는 방법에 있어서,내부에 습기가 분포된 건조될 흡수성 미형성 웨브를 제공하는 단계와,상기 미형성 웨브를 통해 공기가 흐르게 하기 위한 수단을 제공하는 단계와,상기 미형성 웨브를 지지하기 위한 지지 부재를 제공하는 단계와,상기 지지 부재에 대향된 상기 미형성 웨브의 측면상에 제한 오리피스 통기 건조 장치를 제공하여, 상기 미형성 웨브가 상기 지지 부재와 상기 장치 중간에 있도록 하며, 상기 장치는 상기 공기 흐름을 위한 제한 오리피스이며, 상기 장치는 공기가 그것을 통해 흐르는 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 다수의 개별 영역을 구비하며, 상기 제 1 및 제 2 영역은 대기압에 대해 상호 상이한 차압을 가지며, 상기 제 1 영역은 상기 장치의 관통압력보다 작은 차압을 가지며, 상기 제 2 영역은 상기 장치의 관통압력보다 큰 차압을 갖는 단계와,상기 지지 부재상에 상기 미형성 웨브를 배치하는 단계와,상기 미형성 웨브와 상기 장치를 통해 공기가 흐르도록 하기 위한 단계와,상기 장치에 대해 상기 미형성 웨브를 이동시켜서, 상기 미형성 웨브가 제 1 영역에서 35㎳ 이하의 잔류 시간을 갖는 단계를 포함하는 셀룰로오스 섬유 구조체를 제한 오리피스 통기 건조시키는 방법.
- 흡수성 미형성 웨브를 제한 오리피스 통기 건조시키는 방법에 있어서,내부에 습기가 분포되고 18% 이상의 농도를 가진 건조될 흡수성 미형성 웨브를 제공하는 단계와,상기 미형성 웨브를 통해 공기가 흐르도록 하기 위한 수단을 제공하는 단계와,상기 미형성 웨브를 지지하기 위한 지지 부재를 제공하는 단계와,상기 지지 부재에 대향된 상기 미형성 웨브의 측면상에 제한 오리피스 통기 건조 장치를 제공하여, 상기 미형성 웨브가 상기 지지 부재와 상기 장치 중간에 있도록 하며, 상기 장치는 상기 공기 흐름을 위한 제한 오리피스이며, 상기 장치는 공기가 그것을 통해 흐르는 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 다수의 개별 영역을 구비하며, 상기 제 1 및 제 2 영역은 대기압에 대해 상호 상이한 차압을 가지며, 상기 제 1 영역은 상기 장치의 관통압력보다 작은 차압을 가지며, 상기 제 2 영역은 상기 장치의 관통압력보다 큰 차압을 갖는 단계와,상기 지지 부재상에 상기 미형성 웨브를 배치하는 단계와,상기 미형성 웨브 및 상기 장치를 통해 공기가 흐르도록 하여, 습기는 제 2 영역에서 1초에 미형성 웨브 1 파운드당 수분 5파운드 이상의 탈수율로 상기 미형성 웨브로부터 제거되는 단계를 포함하는 흡수성 미형성 웨브를 제한 오리피스 통기 건조시키는 방법.
- 제 1 항의 장치에 의해 제조된 셀룰로오스 섬유 구조체.
- 제 6 항의 방법에 의해 제조된 셀룰로오스 섬유 구조체.
- 제 1 항에 있어서,상기 잔류 시간은 15ms 이하인 것을 특징으로 하는 제한 오리피스 통기 건조 종이제조 장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 잔류 시간은 25ms 이하인 것을 특징으로 하는 제한 오리피스 통기 건조 종이제조 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 2 영역의 탈수율은 상기 제 1 영역의 탈수율의 0.12배 이상인 것을 특징으로 하는 제한 오리피스 통기 건조 종이제조 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 탈수율은 1초에 미형성 웨브 1 파운드당 수분 7 파운드 이상인 것을 특징으로 하는 제한 오리피스 통기 건조 종이제조 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 장치는 제 1 영역에서 미형성 웨브의 ft2당 5마력 이하의 전력을 소비하는 것을 특징으로 하는 제한 오리피스 통기 건조 종이제조 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 장치는 제 2 영역에서 미형성 웨브의 ft2당 18마력 이하의 전력을 소비하는 것을 특징으로 하는 제한 오리피스 통기 건조 종이제조 장치.
- 제 15 항에 있어서,상기 장치는 제 2 영역에서 ft2당 16마력 이하의 전력을 소비하는 것을 특징으로 하는 제한 오리피스 통기 건조 종이제조 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 잔류 시간은 15ms 이하인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 섬유 구조체를 제한 오리피스 통기 건조시키는 방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 잔류 시간은 15ms 이하인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 섬유 구조체를 제한 오리피스 통기 건조시키는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 미형성 웨브는 제 2 영역에서 125ms 이상의 잔류시간을 갖는 제한 오리피스 통기 건조 종이제조 장치.
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