KR100536132B1

KR100536132B1 - 제지기에 사용하기 위한 텍스쳐라이즈드 외면을 갖는 수지 함침 벨트

Info

Publication number: KR100536132B1
Application number: KR10-1999-7012132A
Authority: KR
Inventors: 윌리엄 에이치. 더트
Original assignee: 알바니 인터내셔널 코포레이션
Priority date: 1998-04-22
Filing date: 1998-08-04
Publication date: 2005-12-14
Also published as: ZA987909B; KR20010020479A; CA2295020A1; TW538177B; NZ501761A; CA2295020C; US6419795B1

Abstract

본 발명은, 텍스쳐라이즈드 표면을 갖는 지지 구조물인 원통형 맨드릴 또는 한 쌍의 운반 로울의 사용을 필요로 하는, 텍스쳐라이즈드 외면을 갖는 수지 함침된 무한 벨트 구조물의 제조 방법에 관한 것이다. 기본 구조물에 길이 방향으로의 장력을 가하는 지지 구조물 둘레에 투과성의 무한 기본 구조물이 위치한다. 중합체 수지 물질이 지지 구조물 상의 기본 구조물의 외측에 분배된다. 중합체 수지 물질은 기본 구조물을 완전히 함침시키고, 기본 구조물을 통과하여 지지 구조물의 텍스쳐라이즈드 표면을 피복시킨다. 중합체 수지 물질 층이 또한 기본 구조물의 외측 상에 축적된다. 그 다음, 중합체 수지 물질은 경화되고 연마되어, 중합체 수지 물질의 층에 매끄럽고 균일한 표면을 제공할 수 있으며, 이와 같이 해서 얻어진 벨트 구조물을 지지 구조물로부터 분리시킨다. 벨트 구조물의 내측을 최종적으로 뒤집어서, 벨트 구조물의 외측 상에 지지 구조물의 텍스쳐라이즈드 표면의 압흔이 위치하게 되며, 이 텍스쳐라이즈드 표면은 프레스 닙에서 섬유 웹으로부터 프레싱되는 물을 임시적으로 저장하기 위한 다수의 요면을 갖는다.

Description

제지기에 사용하기 위한 텍스쳐라이즈드 외면을 갖는 수지 함침 벨트 {RESIN-IMPREGNATED BELT HAVING A TEXTURIZED OUTER SURFACE FOR APPLICATION ON PAPERMAKING MACHINES}

본 발명은 웹 물질, 더욱 상세하게는 제지기에서 종이 제품으로 가공되는 섬유 웹으로부터 물을 추출하기 위한 수단에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 텍스쳐라이즈드(texturized) 외면을 가지며, 제지기에서 슈우 타입(shoe type)의 긴 닙 프레스에 사용하도록 설계된 수지 함침된 무한 벨트 구조물(endless belt structure)을 제조하는 방법, 및 이러한 방법에 따라 제조된 벨트 구조물에 관한 것이다.

제지 공정 동안, 셀룰로오스 섬유 웹은 제지기의 성형 섹션에서 성형 와이어 상에 섬유 슬러리를 침착시킴으로써 성형 와이어 상에서 형성된다. 성형 섹션에서 다량의 물이 슬러리로부터 배출된 후, 새로 형성된 웹이 프레스 섹션으로 운반된다. 프레스 섹션은, 섬유 웹에 압축력을 가하여 이로부터 물을 제거하는 일련의 프레스 닙을 포함한다. 웹은 최종적으로, 가열된 건조기 드럼을 포함하며 이 건조기 드럼 둘레로 웹이 배향되는 건조 섹션으로 이송된다. 가열된 건조기 드럼은 증발을 통해 웹의 수분 함량을 바람직한 수준으로 감소시켜 종이 제품을 생성시킨다.

에너지 비용의 증가로 인해, 웹이 건조기 섹션으로 도입되기 전에 웹으로부터 가능한한 많은 물을 제거하는 것이 점점 더 요구되고 있다. 건조기 드럼은 종종 스팀에 의해 내부로부터 가열되기 때문에, 특히 다량의 물을 웹으로부터 제거하려는 경우에는 스팀 생성과 관련된 비용이 상당해질 수 있다.

통상적으로, 프레스 섹션은 인접한 원통형 프레스 로울 쌍에 의해 형성된 일련의 닙을 포함하고 있었다. 근년에, 슈우 타입의 긴 프레스 닙을 사용하는 것이, 인접한 프레스 로울 쌍에 의해 형성된 닙을 사용하는 것보다 유리한 것으로 밝혀졌다. 그 이유는, 닙에서 웹이 가압될 수 있는 시간이 길어지면, 더 많은 물이 제거될 수 있으며, 결과적으로 건조기 섹션에서 증발을 통해 제거해야 하는 물이 웹 내에 더 적게 잔류하게 되기 때문이다.

도 1은 긴 닙 프레스의 측단면도이다.

도 2는 본 발명의 방법에 따라 제조된 벨트의 사시도이다.

도 3은 도 2의 선 3-3으로 표시된 대로 취해진 벨트의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 벨트를 제조하는데 사용된 장치의 개략도이다.

도 5는 본 발명의 벨트를 제조하는데 사용된 대안 장치의 개략도이다.

도 6은 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 텍스쳐라이징(texturizing) 벨트의 단면도이다.

바람직한 구체예의 상세한 설명

제지기에서 종이 제품으로 가공되는 섬유 웹을 탈수시키기 위한 긴 닙 프레스가 도 1에 측단면도로 도시되어 있다. 상기 프레스 닙(10)은 원통형의 매끄러운 프레스 로울(12) 및 호상 압력 슈우(14)에 의해 형성된다. 상기 호상 압력 슈우(14)는 원통형 프레스 로울(12)과 거의 동일한 곡률반경을 갖는다. 원통형 프레스 로울(12)과 호상 압력 슈우(14) 사이의 거리는, 호상 압력 슈우(14)에 작동적으로 부착되어 닙(10)의 로딩을 조절하는 유압식 수단에 의해 조절될 수 있다. 원통형의 매끄러운 프레스 로울(12)은 호상 압력 슈우(14)에 매치되어 평활한 교차-기계(cross-machine) 닙 프로파일을 얻기 위한, 조절된 크라운 로울일 수 있다.

무한 벨트 구조물(16)은 닙(10)을 통해 폐쇄된 루프 형태로 연장되어, 프레스 로울(12)을 호상 압력 슈우(14)로부터 분리시킨다. 종이 시이트로 가공되는 섬유 웹(20) 및 습식 프레스 직물(18)은, 도 1에서 화살표로 표시된 바와 같이 닙(10)을 통해 함께 통과한다. 섬유 웹(20)은 습식 프레스 직물(18)에 의해 지지되고, 닙(10)에서 원통형의 매끄러운 프레스 로울(12)과 직접 접촉하게 된다. 섬유 웹(20) 및 습식 프레스 직물(18)은 화살표로 표시된 바와 같이 닙(10)을 통해 진행한다. 화살표로 표시되는 바와 같이 프레스 닙(10)을 통해 이동하는, 즉 도 1에 표시된 바와 같이 반시계 방향으로 이동하는 무한 벨트 구조물(16)은 습식 프레스 직물(18)이 호상 압력 슈우(14)에 대해 직접적으로 슬라이딩 접촉하는 것을 방지하며, 호상 압력 슈우 위로 윤활성 오일막상에서 슬라이딩된다. 따라서, 무한 벨트 구조물(16)은 오일에 대해 불투과성이어서, 습식 프레스 직물(18) 및 섬유 웹(20)이 오일에 의해 오염되지 않도록 해야 한다.

벨트(16)의 사시도가 도 2에 도시되어 있다. 벨트(16)는 내면(28) 및 외면(30)을 갖는다. 내면(28)은 매끄러우나, 외면(30)은 텍스쳐링되며 이는 프레스 닙(10)에서 섬유 웹(20)으로부터 프레싱되는 물을 임시적으로 저장하기 위한 다수의 표면 압흔을 갖는다.

도 3은 도 2의 라인 3-3으로 표시된 대로 취해진 벨트의 단면도이다. 단면은 벨트(16)의 폭 방향 또는 교차-기계(cross machine) 방향으로 취해진다. 외면(30)은 다수의 표면 압흔(32)을 구비하여, 이로써 외면(30)을 텍스쳐라이징시킨다.

벨트(16)는 기본 구조물(40)을 포함한다. 기본 구조물(40)은 도 3에서 측면으로 보이는 폭 또는 교차-기계 방향의 실(42), 및 도 3에서 단면으로 보이는 길이 방향 또는 기계 방향의 실(44)로부터 제직된다. 기본 구조물(40)은, 무한 제직 공정의 듀플렉스 위브(duplex weave)에서 위사인 포개진 길이 방향 실(44)의 위, 아래 및 그 사이에서 제직되는 경사로서 서술되는 무한의 폭 방향 실(42)을 갖는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 기본 구조물(40)은 플랫 제직되고, 후속적으로 봉합부를 갖는 무한 형태로 접합될 수 있음을 이해해야 한다. 추가로, 기본 구조물(40)은 단층 위브, 또는 제지기 클로딩(clothing)의 제조에 사용될 수 있는 임의의 기타 위브로 제직될 수 있다.

기본 구조물(40)은 대안적으로, 상호 교차 지점에서 함께 접합된 폭방향 실과 길이방향 실의 조립체 형태의 부직포일 수 있다. 또한, 기본 구조물(40)은 편성물(knitted fabric) 또는 조물(braided fabric)일 수 있거나, 본원에 참고문헌으로 인용된 고티어(Gauthier)의 미국 특허 제 4,567,077호에 기재된 유형의 나선형 연결 벨트일 수 있다. 기본 구조물(40)은 또한, 후속적으로 홀 또는 천공이 형성될 수 있는 시이트 또는 막의 형태로 중합체 수지 물질로부터 압출될 수 있다. 대안적으로, 기본 구조물(40)은 본원에 참고문헌으로 인용된 존슨(Johnson)의 미국 특허 제 4,427,734호에 기재된 것과 같은 메쉬 직물(mesh fabric)을 포함할 수 있다.

또한, 기본 구조물(40)은 본원에 참고문헌으로 인용된 렉스펠트(Rexfelt) 등의 미국 특허 제 5,360,656호에 기재된 방법에 따라 직포, 부직포, 편성물, 조물, 압출 또는 메쉬 물질의 스트립을 나선형으로 와인딩시킴으로써 제조될 수 있다. 따라서, 기본 구조물(40)은 나선형으로 와인딩된 스트립을 포함하며, 이 스트립에서 각각의 나선형 터언은 기본 구조물(40)을 길이 방향으로 무한이게 하는 연속 이음매(seam)에 의해 다음 터언에 연결된다.

벨트(16)의 내면(28) 및 외면(30)은, 기본 구조물(40)을 함침시키고 벨트(16)를 오일 및 물에 대해 불투과성이게 만드는 중합체 수지 물질(50)에 의해 형성된다. 중합체 수지 물질(50)은 바람직하게는, 촉매와 화학적으로 가교되거나 열에 의해 가교되는 반응성 타입이다. 용매는 경화 과정 동안 기포를 발생시키려는 경향이 있기 때문에, 100% 고체 조성을 갖는, 즉 용매가 없는 중합체 수지 물질(50%)이 바람직하다. 100% 고체 조성을 갖는 폴리우레탄 수지가 바람직하다.

도 4는 본 발명의 벨트를 제조하는데 사용된 장치(60)의 개략도이다. 장치(60)는, 기본 구조물(40)에 길이 방향으로의 장력을 가하도록 서로 상대적으로 이동가능한 제 1 운반 로울(62) 및 제 2 운반 로울(64)을 포함한다. 제 1 운반 로울(62) 및 제 2 운반 로울(64)은 함께 지지 구조물을 포함하며, 기본 구조물(40)이 함침되고 중합체 수지 물질로 피복되는 공정 동안, 기본 구조물(40)이 이러한 지지 구조물 둘레에 배치된다. 운반 로울(62, 64)의 대안으로서, 기본 구조물(40)의 길이와 실질적으로 동일한 원주를 갖는 원통형 맨드릴이 지지 구조물로서 사용될 수 있다.

운반 로울(62, 64) 중 하나 또는 원통형 맨드릴은, 다수의 표면 불규칙점 또는 절대 평활면으로부터의 이탈점을 포함하는 텍스쳐라이즈드 표면을 갖는다.

일단 기본 구조물(40)이 제 1 및 제 2 운반 로울(62, 64) 둘레에 배치되고, 길이 방향으로 장력을 받도록 위치하면, 여기에 중합체 수지 물질(66)을 피복시킨다. 이는 도 4에서 화살표로 표시된 바와 같이 기본 구조물(40)을 이동시키고, 피복 막대(68)로부터 상류로 중합체 수지 물질(66)을 분배시켜서, 중합체 수지 물질(66)의 균일하게 두꺼운 층이 기본 구조물(40)의 외측에 도포되게 함으로써 수행될 수 있다.

중합체 수지 물질(66)은 기본 구조물(40)을 완전히 함침시키고, 기본 구조물을 통해 기본 구조물(40)의 내측으로 통과하여, 텍스쳐라이즈드 표면을 갖는 2개의 운반 로울(62, 64) 중 하나의 텍스쳐라이즈드 표면에 접촉한다. 이러한 접촉으로, 기본 구조물(40)의 내측 상의 중합체 수지 물질(66) 상에 텍스쳐라이즈드 표면의 압흔이 형성된다.

그후, 기본 구조물(40)이 지지 구조물 상에 유지된 채, 중합체 수지 물질(66)이 경화된다. 지지 구조물로부터 벨트(16)의 최종 분리를 용이하게 하기 위해, 지지 구조물은 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 실리콘과 같은 물질로 피복되어, 지지 구조물 상에서 경화된 중합체 수지 물질을 용이하게 분리시킬 수 있을 것이다.

이렇게 생성된 벨트(16)를 지지 구조물로부터 분리시키기 전에, 외면은 연마되고 버핑(buffing)되어서, 외면 상에 형성된 중합체 수지 물질 층의 표면은 매끄럽고 균일하게 된다. 벨트(16)를 지지 구조물로부터 분리시킨 다음 뒤집어서, 제지기에 사용되도록 내측 상에 매끄러운 표면을 위치시키고, 외측 상에는 텍스쳐라이즈드 표면을 위치시킨다.

원통형 맨드릴, 또는 운반 로울(62, 64) 중 하나 이상에는, 직포 형태의 슬리브형 덮개에 의해 텍스쳐라이즈드 표면이 형성될 수 있으며, 이 직물의 돌기는 제조되는 벨트(16)의 중합체 수지 물질(66)의 피막 상으로 텍스쳐라이즈드 표면을 가압시킬 것이다. 이러한 직물은 하기에서 설명된다.

도 5는 본 발명의 벨트를 제조하기 위한 대안 장치의 개략도이다. 장치(70)는, 기본 구조물(40)에 길이 방향으로의 장력을 가하도록 서로 상대적으로 이동할 수 있는 제 1 운반 로울(72) 및 제 2 운반 로울(74)를 포함한다. 또한, 제 1 운반 로울(72) 및 제 2 운반 로울(74)은 피복 공정 동안 기본 구조물(40)에 대한 지지 구조물을 포함한다. 대안적으로, 기본 구조물(40)의 길이와 실질적으로 동일한 원주를 갖는 원통형 맨드릴이 지지 구조물로서 사용될 수 있다.

운반 로울(72, 74) 둘 모두, 또는 원통형 맨드릴은 매끄럽고 연마된 표면을 갖는다. 상기와 같이, 이들 표면은 중합체 수지 물질로 피복되고, 경화된 중합성 수지 물질이 이들 표면으로부터 용이하게 분리될 것이다.

일단 기본 구조물(40)이 제 1 및 제 2 운반 로울(72, 74) 둘레에 배치되어, 길이 방향으로 장력을 받도록 위치하면, 기본 구조물(40)은 중합체 수지 물질(76)로 피복된다. 상기와 같이, 이는 기본 구조물(40)을 도 5에서 화살표로 표시된 바와 같이 이동시키고, 피복 막대(78)로부터 상류로 중합체 수지 물질(76)를 분배시켜서, 중합체 수지 물질(76)의 균일하게 두꺼운 층이 기본 구조물(40)의 외측에 도포되게 함으로써 수행될 수 있다.

중합체 수지 물질(76)은 기본 구조물(40)을 완전히 함침시키고, 기본 구조물을 통해 기본 구조물(40)의 내측으로 통과하여, 운반 로울(72, 74) (또는 원통형 맨드릴)의 매끄러운 표면에 접촉한다. 중합체 수지 물질(76)은 또한 기본 구조물(40)의 외측 상에 층을 형성한다.

기본 구조물(40)이 지지 구조물 상에 유지된 채, 중합체 수지 물질(76)이 경화된다. 경화 후에, 중합체 수지 물질(76)은 연마되고 버핑되어, 표면이 매끄럽고 균일하게 된다. 그 후, 중합체 수지 물질(76)의 피막을 갖는 기본 구조물(40)을 지지 구조물로부터 분리시키고, 전향시키고(뒤집고), 이의 내측 상에 매끄러운 피복 표면을 갖도록 지지 구조물 상에 다시 위치시킨다.

다시, 내면 상에 피막을 갖게 된 기본 구조물(40)을 제 1 및 제 2 운반 로울(72, 74)에 의해 길이 방향으로 장력을 받도록 위치시키고, 중합체 수지 물질(76)로 피복시킨다. 상기와 같이, 이는 내면 상에 피막을 갖는 기본 구조물(40)을 도 5에서 화살표로 표시된 방식으로 이동시키고, 피복 막대(78)로부터 상류로 중합체 수지 물질(76)을 분배시켜서, 중합체 수지 물질(76)의 균일하게 두꺼운 층이 기본 구조물(40)의 외측으로 도포되게 함으로써 수행될 수 있다. 중합체 수지 물질(76)은 기본 구조물(40)의 외측 상에 층을 형성시킨다.

그 후, 텍스쳐라이징 벨트(80)와 같은 텍스쳐라이즈드 표면을 갖는 매체를 2개의 운반 로울(72, 74) (또는 원통형 맨드릴) 중 하나의 원주 일부 둘레를 감싸도록 배열시켜, 기본 구조물(40)의 외측 상의 중합체 수지 물질(76) 층으로 벨트의 텍스쳐라이즈드 표면 패턴이 가압된다. 텍스쳐라이징 벨트(80)는 직포이며, 이것의 돌기는 기본 구조물(40) 상의 중합체 수지 물질(76)의 피막 위로 텍스쳐라이즈드 표면을 가압시킬 것이다.

그후, 기본 구조물(40)이 지지 구조물 상에 유지된 채, 중합체 수지 물질(76)이 경화되고, 최종적으로 수득된 벨트(16)가 지지 구조물로부터 분리되어 제지기에 사용된다.

도 6은 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 텍스쳐라이징 벨트(80)의 단면도이다. 텍스쳐라이징 벨트(80)은 경사(warp) 방향 및 충전(filling) 방향 둘 모두의 방향으로 헤비 게이지 코튼 밧줄(heavy gauge cotton cordage)로부터 제직될 수 있다. 도시된 위브는 교차 배열로 도시된 2개의 경사 시스템을 이용하는 간단한 평직이다. 즉, 하나의 경사(82)는 제 1 직기 빔(loom beam)으로부터 드로잉되고, 나머지 다른 하나의 경사(84)는 제 2 직기 빔으로부터 드로잉된다. 제직 시에, 제 1 직기 빔은 매우 높은 장력으로 고정되어, 제직 과정 동안 거의 굽혀지지 않거나 전혀 굽혀지지 않게 한다. 제 2 직기 빔은 매우 약한 경사 장력으로 고정되어, 잘 굽혀지게 한다. 이에 의해, 제 1 경사(82) 시스템이 텍스쳐라이징 벨트(80)의 중간에 직선으로 놓이고 제 2 경사(84) 시스템이 텍스쳐라이징 벨트(80)의 양면 상에 돌출부(86)를 형성시키는 구조물이 얻어진다. 이들 구조물은 피복된 벨트에 바람직한 텍스쳐를 제공하도록 사용될 수 있다. 충전 방향 실(88)은 제 1 경사(82)의 위 또는 아래에 놓인다. 제직 구조물의 어느 한 측면(side)이 피복된 직물 표면에 텍스쳐를 제공하기 위해 사용될 수 있지만, 텍스쳐라이징 벨트(80)는 이것의 두께의 일부가 중합체 물질(90)로 함침되어 안정성이 더해진 텍스쳐라이징 벨트(80)가 제공될 수도 있다.

본 발명에 대한 변형이 당업자들에게는 자명해질 것이지만, 본 발명은 첨부된 청구의범위를 벗어나도록 변형되지는 않는다.

본 발명은 슈우 타입의 긴 닙 프레스에 관한 것이다. 긴 닙 프레스의 이러한 변형에서, 닙은 원통형 프레스 로울과 호상(arcuate) 압력 슈우 사이에서 형성된다. 호상 압력 슈우는 원통형 프레스 로울의 곡률반경과 유사한 곡률반경을 갖는 원통형의 오목한 표면을 갖는다. 로울과 슈우가 서로 물리적으로 근접하게 되면, 제지기 방향으로, 즉 웹이 제지기를 통해 운반되는 방향으로, 2개의 로울 사이에서 형성되는 것보다 5 내지 10배 더 긴 닙이 형성된다. 긴 닙은 통상적인 2개의 로울 프레스에서의 닙보다 5 내지 10배 더 길기 때문에, 소위 긴 닙에서의 섬유 웹의 체류 시간은, 2개의 로울 프레스에 사용된 압축력과 동일한 수준의 제곱 인치당 압력 하에서 이에 상응하여 더 길어진다. 이러한 새로운 긴 닙 기술의 결과, 제기기 상의 통상적인 닙과 비교하여 긴 닙에서의 섬유 웹의 탈수량이 급격히 증가하였다.

슈우 타입의 긴 닙 프레스는 미국 특허 제 5,238,537호에 제시된 바와 같은 특정 벨트를 필요로 한다. 이 벨트는 섬유 웹을 지지하고 운반하고 탈수시키는 프레스 직물이, 정지 압력 슈우에 대한 직접적인 슬라이딩 접촉으로부터 가속적으로 마모되는 것을 방지하도록 설계된다. 이러한 벨트에는, 윤활성 오일막 상의 정지 슈우에 대해 움직이거나 슬라이딩되는, 불투과성의 매끄러운 내면이 제공된다. 벨트는 프레스 직물과 거의 동일한 속도에서 닙을 통해 이동하여, 프레스 직물에 벨트의 표면에 대한 최소량의 마찰을 가한다.

미국 특허 제 5,238,537호에 제시된 변형된 벨트는, 무한 루프 형태로 된 기본 직포(woven basic fabric)를 합성 중합체 수지로 함침시킴으로써 제조된다. 바람직하게는, 상기 수지는 적어도 벨트의 내면 상에 어느 정도의 소정 두께를 갖는 피막을 형성하여, 기본 직포가 제직되는 실이, 긴 닙 프레스의 호상 압력 슈우 부재와 직접 접촉되는 것을 방지할 수 있다. 상세하게는, 상기 피막은 윤활처리된 슈우 상에서 용이하게 미끄러지고, 임의의 윤활유가 벨트 구조물에 침투하여 프레스 직물(들) 및 섬유 웹이 오염되는 것을 방지하도록 불투과성의 매끄러운 표면을 가져야 한다.

미국 특허 제 5,238,537호에 제시된 벨트의 기본 직물은 단층직 또는 다층직의 모노필라멘트사로부터 제직될 수 있으며, 함침 재료가 상기 단층직 또는 다층직을 완전히 함침시킬 수 있도록 충분히 개방되어 제직된다. 이로 인해, 최종 벨트에서 임의의 공극이 형성될 가능성이 제거된다. 이러한 공극은, 벨트와 슈우 사이에서 사용되는 윤활유가 벨트를 통과하여 프레스 직물(들) 및 섬유 웹이 오염되게 할 수 있다. 기본 직물은 플랫(flat) 제직되어 그 후 무한으로 봉합될 수 있거나, 관형으로 무한 제직될 수 있다.

함침 물질이 경화되어 고체 상태가 되면, 이것은 일차적으로 기계적 맞물림에 의해 기본 직물에 결합되며, 이 때 경화된 함침 물질은 기본 직물의 실을 둘러싼다. 또한, 경화된 함침 물질과 기본 직물의 실 재료 사이에서 어느 정도의 화학적 결합 또는 접착이 일어날 수 있다.

미국 특허 제 5,238,537호에 제시된 바와 같은 긴 닙 프레스 벨트는, 이들이 설치되는 긴 닙 프레스의 크기 요건에 따라, 길이는 무한 루프 형태의 둘레에서 길이 방향으로 측정하여 약 13 내지 15 피트(약 4 내지 11 미터)이고, 폭은 무한 루프 형태를 가로질러 폭 방향으로 약 100 내지 450 인치(약 250 내지 1125 센티미터)이다. 기본 직물이 합성 중합체 수지에 의해 함침되기 전에 무한-루프 형태를 띠어야 하기 때문에, 이러한 벨트의 제조가 복잡해짐은 자명할 것이다.

종종, 내면 뿐만 아니라 외면 상에도 어느 정도의 소정 두께를 갖는 수지 피막을 갖는 벨트를 제공하는 것이 요구되고 있다. 벨트의 양면을 피복시킴으로써, 이의 기본 직포는 벨트의 중간 굽힘축과 일치하지는 않더라도 이에 근접하게는 될 것이다. 이러한 경우에, 벨트가 제지기에서 로울 등의 둘레를 통과할 때 굽혀지는 경우에 발생하는 내부 응력은, 피막이 벨트의 어느 면으로부터 덜 분리되게 할 것이다.

또한, 벨트의 외면이 어느 정도의 소정 두께를 갖는 수지 피막을 갖는 경우에, 기본 직포의 임의 부분을 노출시키지 않으면서 외면 상에 홈, 블라인드 홀 또는 다른 공동을 형성시킬 수 있다. 이러한 특징은 프레스 닙에서 웹으로부터 프레싱되는 물을 임시적으로 저장할 수 있게 한다.

이러한 홈 또는 블라인드 홀은 일반적으로 수지 피막의 경화에 후속하는 별도의 제조 단계에서 그레이빙(graving) 또는 드릴링(drilling)에 의해 형성됨이 자명할 것이다.

본 발명은 이러한 특정한 문제점에 대한 해결책, 즉 외면 상에 홈, 블라인드 홀 등의 형태로 공극 공간을 갖는 수지 함침된 무한 벨트 구조물을 제조하기 위한 종래 방법을 특성화시키는 별도의 제조 단계에 대한 필요성을 제공한다.

발명의 요약

따라서, 본 발명의 목적은, 프레스 닙에서 섬유 웹으로부터 프레싱되는 물을 임시적으로 저장하기 위한 공극 공간을 구비하는 벨트 구조물의 외면을 제공하는, 텍스쳐라이즈드 외면을 갖는 수지 함침된 무한 벨트 구조물을 제조하는 방법을 제공하는 데에 있다. 상기 텍스쳐라이즈드 외면은 종래의 홈, 블라인드 홀 등에 대해 개선된 것이다.

따라서, 본 발명은 수지 함침된 무한 벨트 구조물을 제조하는 방법, 및 제지 공정에 사용하도록 제조된 이러한 벨트 구조물에 관한 것으로서, 물, 오일 및 다른 유체에 대해 불투과성이고, 종이 웹으로부터 프레싱되는 물을 임시적으로 저장하기 위한 다수의 요면(indentation)을 갖는 텍스쳐라이즈드 외면을 구비한 무한 벨트가 바람직하다.

방법의 제 1 구체예에서, 둘레에서 길이 방향으로 측정한 일정 길이를 가지며 내측 및 외측을 구비한 투과성의 무한 기본 구조물이 지지 구조물 둘레에 배치된다. 지지 구조물은 텍스쳐라이즈드 표면을 가지며, 이는 기본 구조물에 길이 방향으로의 장력을 가한다. "텍스쳐라이즈드" 표면은, 서로 분리되고 구별되는 다수의 돌출 엘리먼트를 갖는다. 상기 지지 구조물은 원통형 맨드릴이거나, 한 쌍의 운반 로울일 수 있다.

기본 구조물이 지지 구조물 상에 유지된 채, 기본 구조물은 중합체 수지 물질로 완전히 함침된다. 중합체 수지 물질은 기본 구조물의 외측 상으로 분배되고, 기본 구조물을 통해 완전히 통과되어 지지 구조물의 텍스쳐라이즈드 표면에 접촉되고, 텍스쳐라이즈드 표면의 압흔이 기본 구조물 내측의 중합체 수지 물질 상에 형성된다. 상기 중합체 수지 물질은 또한, 기본 구조물의 외측 상에 층을 형성한다. 그 다음, 중합체 수지 물질은 경화되고 연마되어, 표면이 매끄럽고 균일하게 되며, 이렇게 얻어진 벨트 구조물을 지지 구조물로부터 분리시킨다. 최종적으로 벨트 구조물을 뒤집어서, 벨트 구조물의 외측 상에 지지 구조물의 텍스쳐라이즈드 표면의 압흔이 위치하도록 한다.

방법의 제 2 구체예에서는, 둘레에서 길이 방향으로 측정한 일정 길이를 가지며 내측 및 외측을 구비한 투과성의 무한 기본 구조물이 지지 구조물 둘레에 다시 배치된다. 이 구체예에서, 지지 구조물은 매끄럽고 연마된 표면을 가지며, 기본 구조물에 길이 방향으로 장력을 가한다. 지지 구조물은 원통형 맨드릴이거나, 한쌍의 운반 로울일 수 있다.

기본 구조물이 지지 구조물 상에 유지된 채, 기본 구조물은 중합체 수지 물질로 다시 완전히 함침된다. 중합체 수지 물질은 기본 구조물의 외측 상으로 분배되고, 기본 구조물을 통해 완전히 통과되어, 지지 구조물의 매끄럽고 연마된 표면에 접촉되고, 기본 구조물의 외측 상에 층을 형성한다. 그 후, 중합체 수지 물질이 경화되고 연마되어, 표면이 매끄럽고 균일하게 된다.

그 후, 한 쪽만 피복된 기본 구조물을 지지 구조물로부터 분리시키고; 내면 상에 피막이 위치하도록 전향시키고(뒤집고); 지지 구조물 둘레에 재배치시킨다. 중합체 수지 물질은 기본 구조물의 외측 상으로 다시 분배되어, 그 위에 층을 형성시킨다. 그 후, 직포 벨트와 같은 텍스쳐라이즈드 표면을 갖는 매체가 사용되어, 상응하는 텍스쳐라이즈드 표면이 기본 구조물의 외측 상의 중합체 수지 물질의 층내로 가압된다.

그 후, 중합체 수지 물질이 경화되고, 이렇게 얻어진 벨트 구조물을 지지 구조물로부터 분리시킨다.

상기 방법 중 어느 하나에 따라 제조되는 경우에, 제조된 벨트는 외측 및 내측을 구비한, 무한 루프 형태의 기본 구조물을 포함한다. 중합체 수지 물질은 기본 구조물을 함침시켜서, 오일 및 물과 같은 유체가 기본 구조물을 투과하지 못하도록 한다. 중합체 수지 물질은 또한 기본 구조물의 내측 상에 내층을 형성한다. 내층은 매끄러운 표면을 갖는다. 기본 구조물의 외측 상에서 중합체 수지 물질은 외층을 형성하며, 텍스쳐라이즈드 표면을 갖는 지지 구조물에 의해 또는 이러한 표면을 갖는 벨트에 의해 텍스쳐라이즈드 표면이 상기 외층 상으로 가압된다.

본 발명의 다수 구체예가 하기에서 더욱 상세히 설명될 것이다. 하기 설명에서, 자주 인용되는 참조 부호는 바로 아래에 설명된 도면에 대한 것이다.

Claims

텍스쳐라이즈드(texturized) 외면을 갖는 수지 함침된 무한 벨트 구조물(endless belt structure)을 제조하는 방법으로서,

(a) 둘레에서 길이 방향으로 측정한 일정 길이를 가지며 내측 및 외측을 구비한, 무한 벨트 구조물을 위한 투과성의 무한 기본 구조물을 제공하는 단계;

(b) 기본 구조물에 길이 방향으로의 장력을 가하는, 텍스쳐라이즈드 표면을 갖는 지지 구조물을 제공하는 단계;

(c) 지지 구조물 둘레에 기본 구조물을 배치시키는 단계로서, 지지 구조물이 기본 구조물에 길이 방향으로의 장력을 제공하여, 기본 구조물의 내측을 지지 구조물의 텍스쳐라이즈드 표면에 접촉시키는 단계;

(d) 지지 구조물 상의 기본 구조물의 외측 상으로 중합체 수지 물질을 분배시키는 단계로서, 중합체 수지 물질이 기본 구조물을 완전히 함침시키고, 기본 구조물을 통과함으로써, 지지 구조물의 텍스쳐라이즈드 표면에 접촉하여 중합체 수지 물질 상에 텍스쳐라이즈드 표면의 압흔을 제공하고, 중합체 수지 물질이 기본 구조물의 외측 상에 층을 형성시키는 단계;

(e) 중합체 수지 물질을 경화시키는 단계;

(f) 수득한 벨트 구조물을 지지 구조물로부터 분리시키는 단계; 및

(g) 벨트 구조물을 뒤집어서, 벨트 구조물의 외측 상에 지지 구조물의 텍스쳐라이즈드 표면의 압흔을 위치시키는 단계를 포함하는 방법.
제 1항에 있어서, 단계(e)와 (f) 사이에, 중합체 수지 물질 층을 연마시켜서 매끄럽고 균일한 표면을 제공하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 텍스쳐라이즈드 표면을 갖는 지지 구조물이 원통형 맨드릴이며, 원통형 맨드릴은 기본 구조물의 길이와 동일한 원주를 가져서, 기본 구조물이 원통형 맨드릴 위에 위치할 때 길이 방향으로 장력을 받게 됨을 특징으로 하는 방법.
제 3항에 있어서, 원통형 맨드릴이, 원통형 맨드릴에 텍스쳐라이즈드 표면을 제공하는 직포(woven fabric)인 슬리브로 덮혀짐(covered)을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 텍스쳐라이즈드 표면을 갖는 지지 구조물이 한 쌍의 운반 로울이며, 운반 로울 중 하나가 텍스쳐라이즈드 표면을 가지며, 두 운반 로울은 서로 평행하고 이격되어 배치될 수 있어서, 이 주위에 배치된 기본 구조물이 길이 방향으로 장력을 받게 됨을 특징으로 하는 방법.
제 5항에 있어서, 한 쌍의 운반 로울 중 하나가, 운반 로울에 텍스쳐라이즈드 표면을 제공하는 직포인 슬리브로 덮혀짐을 특징으로 하는 방법.
텍스쳐라이즈드 외면을 갖는 수지 함침된 무한 벨트 구조물을 제조하는 방법으로서,

(a) 둘레에서 길이 방향으로 측정한 일정 길이를 가지며 내측 및 외측을 구비한, 무한 벨트 구조물을 위한 투과성의 무한 기본 구조물을 제공하는 단계;

(b) 기본 구조물에 길이 방향으로의 장력을 가하는, 매끄럽고 연마된 표면을 갖는 지지 구조물을 제공하는 단계;

(c) 지지 구조물 둘레에 기본 구조물을 배치시키는 단계로서, 지지 구조물이 기본 구조물에 길이 방향으로의 장력을 제공하여, 기본 구조물의 내측을 지지 구조물의 매끄럽고 연마된 표면에 접촉시키는 단계;

(d) 지지 구조물 상의 기본 구조물의 외측 상으로 중합체 수지 물질을 분배시키는 단계로서, 중합체 수지 물질이 기본 구조물을 완전히 함침시키고, 기본 구조물을 통과하며, 중합체 수지 물질이 기본 구조물의 외측 상에 층을 형성시키는 단계;

(e) 중합체 수지 물질을 경화시키는 단계;

(f) 기본 구조물을 지지 구조물로부터 분리시키는 단계;

(g) 기본 구조물을 뒤집어서, 기본 구조물의 내측 상에 중합체 수지 물질의 층을 위치시키는 단계;

(h) 기본 구조물을 지지 구조물 둘레에 재배치시키는 단계로서, 지지 구조물이 기본 구조물에 길이 방향으로의 장력을 다시 제공하여, 기본 구조물의 내측 상의 중합체 수지 물질 층을 지지 구조물의 매끄럽고 연마된 표면에 접촉시키는 단계;

(i) 경화되지 않은 중합체 수지 물질 상으로 상응하는 텍스쳐라이즈드 표면을 가압시키기 위한 텍스쳐라이즈드 표면을 갖는 매체를 제공하는 단계;

(j) 중합체 수지 물질을 기본 구조물의 외측 상으로 분배하여, 중합체 수지 물질이 기본 구조물의 외측 상에 층을 형성시키는 단계;

(k) 텍스쳐라이즈드 표면을 갖는 매체를 기본 구조물의 외측 상의 중합체 수지 물질 층내로 가압시켜, 상응하는 텍스쳐라이즈드 표면을 층에 제공하는 단계;

(l) 중합체 수지 물질을 경화시키는 단계; 및

(m) 수득한 벨트 구조물을 지지 구조물로부터 분리시키는 단계를 포함하는 방법.
제 7항에 있어서, 단계(e)와 (f) 사이에, 중합체 수지 물질 층을 연마시켜서 매끄럽고 균일한 표면을 제공하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서, 매끄럽고 연마된 표면을 갖는 지지 구조물이 원통형 맨드릴이며, 원통형 맨드릴은 기본 구조물의 길이와 동일한 원주를 가져서, 기본 구조물이 원통형 맨드릴 위에 위치할 때 길이 방향으로 장력을 받게 됨을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서, 매끄럽고 연마된 표면을 갖는 지지 구조물이 매끄럽고 연마된 표면을 갖는 한 쌍의 운반 로울이며, 두 운반 로울은 서로 평행하고 이격되어 배치될 수 있어서, 이 주위에 배치된 기본 구조물이 길이 방향으로 장력을 받게 됨을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서, 텍스쳐라이즈드 표면을 갖는 매체가 직포 형태의 텍스쳐라이징(texturizing) 벨트임을 특징으로 하는 방법.
제 9항에 있어서, 텍스쳐라이즈드 표면을 갖는 매체가 직포 형태의 텍스쳐라이징 벨트이며, 텍스쳐라이징 벨트는 원통형 맨드릴의 원주 일부 둘레에 감겨져서, 중합체 수지 물질 층에 상응하는 텍스쳐라이즈드 표면을 제공함을 특징으로 하는 방법.
제 10항에 있어서, 텍스쳐라이즈드 표면을 갖는 매체가 직포 형태의 텍스쳐라이징 벨트이며, 텍스쳐라이징 벨트는 한 쌍의 운반 로울중 하나의 원주 일부 둘레에 감겨져서, 중합체 수지 물질의 층에 상응하는 텍스쳐라이즈드 표면을 제공함을 특징으로 하는 방법.
슈우 타입의 긴 닙 프레스용의 수지 함침된 무한 벨트로서,

내측 및 외측을 구비한, 무한 루프 형태의 기본 구조물; 및

기본 구조물을 함침시키고, 기본 구조물을 유체 불투과성이게 만드는 중합체 수지 물질로서, 중합체 수지 물질이 기본 구조물의 내측 상에는 매끄러운 표면을 갖는 내층을 형성시키고, 기본 구조물의 외측 상에는 텍스쳐라이즈드 표면을 갖는 외층을 형성시키는 중합체 수지 물질을 포함하는 수지 함침된 무한 벨트.
제 14항에 있어서, 기본 구조물이 직포임을 특징으로 하는 수지 함침된 무한 벨트.
제 14항에 있어서, 기본 구조물이 부직포임을 특징으로 하는 수지 함침된 무한 벨트.
제 14항에 있어서, 기본 구조물이 편성물(knitted fabric)임을 특징으로 하는 수지 함침된 무한 벨트.
제 14항에 있어서, 기본 구조물이 조물(braided fabric)임을 특징으로 하는 수지 함침된 무한 벨트.
제 14항에 있어서, 기본 구조물이 중합체 수지 물질의 압출된 시이트임을 특징으로 하는 수지 함침된 무한 벨트.
제 14항에 있어서, 기본 구조물이 압출된 메쉬 직물(mesh fabric)임을 특징으로 하는 수지 함침된 무한 벨트.
제 14항에 있어서, 기본 구조물이 나선형 연결부를 갖는 직물(spiral-link fabric)임을 특징으로 하는 수지 함침된 무한 벨트.
제 14항에 있어서, 기본 구조물이 다수의 터언(turn)으로 나선형으로 감겨진 스트립 물질이며, 각각의 터언은 연속 이음매(seam)에 의해 인접한 터언에 연결되고, 기본 구조물은 길이 방향으로 무한이며, 스트립 물질은 직포, 부직포, 편성물, 조물, 중합체 물질의 압출된 시이트 및 압출된 메쉬 직물로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 수지 함침된 무한 벨트.
제 14항에 있어서, 중합체 수지 물질이 폴리우레탄임을 특징으로 하는 수지 함침된 무한 벨트.
제 14항에 있어서, 외층의 텍스쳐라이즈드 표면이 직포 자국(imprint)을 포함함을 특징으로 하는 수지 함침된 무한 벨트.