KR100572219B1 - 제지기용의 엠보싱 벨트 - Google Patents

제지기용의 엠보싱 벨트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 섬유 웹과 함께 제지기의 프레스 섹션을 통과하여 프레스 섹션에서 웹을 엠보싱시키고, 엠보싱된 섬유 웹을 프레스 섹션으로부터 직접 트랜스퍼 수단으로 전달하여 이를 통해 제지기의 건조 섹션에 전달시키는 제지기용의 엠보싱 벨트에 관한 것이다. 엠보싱 벨트는 본질적으로 불투과성이며, 후면층(33)과, 프레스 섹션의 통과시에 섬유 웹에 상응하는 양각(relief) 패턴을 형성시키기 위한 웹 접촉층(34)으로 구성되며, 이러한 웹 접촉층(34)은 다수의 균일하게 분포된 함몰부(35)와 이들 사이에 위치한 표면 부분(36)을 포함한다.

Description

제지기용의 엠보싱 벨트 {EMBOSSING BELT FOR A PAPER MACHINE}
본 발명은 엠보싱된 종이 웹을 제조하기 위한 제기기용 엠보싱 벨트에 관한 것이다.
DE-195 48 747에는 슈우(shoe) 프레스 롤, 카운터 롤(counter roll) 및 석션 롤(suction roll)을 포함하는 프레스를 갖는 크레이핑된(creped) 티슈 제조용 제지기로서, 카운터 롤이 석션 롤과 제 1 프레스 닙(nip)을 형성하고 슈우 프레스 롤과 제 2 프레스 닙을 형성하는 제지기가 개시되어 있다. 펠트는 종이 웹과 함께 2개의 프레스 닙을 통과한 후, 종이 웹을 동반한 상태로 양키(Yankee) 실린더에 도달하여, 펠트와 종이 웹이 양키 실린더와 함께 비압축성 닙을 형성하는 트랜스퍼 롤 주위를 통과할 때 상기 종이 웹을 상기 양키 실린더로 전달시킨다. 펠트를 탈수시키기 위한 석션 구역은 제 1 프레스 닙의 전방 및 후방에 위치할 수 있는데, 석션 구역이 프레스 닙의 전방에 있는 경우에는 석션 롤의 내부에 위치하는 반면 석션 구역이 프레스 닙의 후방에 있는 경우에는 측면 루프내에 위치하며, 여기에서 펠트는 단독으로 이동하여 제 2 프레스 닙의 입구에서 종이 웹과 다시 만난다. 이러한 제지기는 종이 웹이 양키 실린더에 도달하기 전에 습윤 펠트에 의해 재습윤화되므로 불리하다.
US-A-5,393,384에는 도 6에 따른 구체예에서 비압축성이고 불투수성인 벨트를 포함하는 티슈 웹 제조용 제지기로서, 벨트의 밑면이 슈우 프레스 닙을 통해 종이 웹을 안내하고, 양키 실린더와 닙을 형성하는 트랜스퍼 롤에 의해 프레스 닙으로부터 양키 실린더로 안내하는 제지기가 개시되어 있다. 이러한 불투과성인 벨트는 벨트가 종이 웹과 접촉하는 매끄럽지 않은 표면을 갖는 프레스 펠트와 함께 프레스 닙을 통과함에 따라 접착성 수막이 형성되는 매끄러운 웹 운반 표면을 갖는다. 공지된 바와 같이, 양키 실린더는 매끄러운 표면을 갖는다. 종이 웹이 접촉하게 되는 양키 실린더와 불투과성인 벨트 둘 모두 매끄러운 표면을 가지므로, 종이 웹이 요망되는 바와 같이 건조기 실린더의 매끄러운 표면에 전달되는 대신 양키 실린더에 인접해 있는 닙을 통과한 후 불투과성인 벨트의 매끄로운 표면에 계속해서 부착되어 있을 위험이 있다. 많은 양의 접착제가 건조기 실린더의 주변 표면에 가해지지 않는다고 하더라도, 종이 웹이 양키 실린더에 부착됨이 확실할 것이다.
US-5-298,124호에는 트랜스퍼 벨트가 프레스 펠트와 함께 만족할 만한 방식으로 달성하여야 하는 과제 뿐만 아니라 트랜스퍼 벨트의 특성 및 구성도 잘 제시되어 있다. 이러한 특성 및 구성은 이후 특허 문헌 US-A-4,483,745; 4,976,821; 4,500,588; 5,002,638; 4,529,643 및 CA-A-1,188,556호에도 개시된다.
프레스 직물(fabric)과 함께 작용하도록 의도된 트랜스퍼 벨트의 US-A-5,298,124에 따른 중요한 과제로는 a) 불안정성의 문제를 일으키지 않으면서 프레스 직물로부터 종이 웹을 분리시키는 것; b) 하나 이상의 닙에서 프레스 직물과 함께 작용하여 최적의 탈수 및 고급 종이 웹을 보장하는 것; c) 폐쇄 드로우(draw)내의 종이 웹을 프레스 섹션의 프레스로부터 프레스 섹션의 후속 프레스(프레스들)내의 종이 수용 와이어 또는 벨트에 전달시키거나 건조 섹션의 픽업(pick-up) 와이어에 전달시키는 것이 포함된다.
US-A-5,298,124에는 특정 디자인을 갖는 제지기의 프레스 섹션용 트랜스퍼 벨트가 제시되어 있으며, 이러한 트랜스퍼 벨트는 상이한 프레스 섹션을 갖춘 3개의 제지기에서의 동작을 위해 도시되고 기술되어 있고, 벨트는 종이 웹을 프레스 섹션으로부터, 전달된 웹을 건조기 실린더로 이동시키는 건조기 직물로 전달시킨다. 상기 공보의 도 2에 있어서, 프레스 섹션은 최종 프레스 닙으로서 슈우 프레스 닙을 갖는다.
제지기의 프레스 섹션에 대해 US-5,298,124에 기술된 트랜스퍼 벨트는 수분과 공기에 대해 본질적으로 불투과성이고 압력 반응성 미세규모 지형을 갖는 웹 접촉 표면을 갖는다. 프레스 섹션의 프레스 닙에서의 압력의 작용하에, 트랜스퍼 벨트는, 상기 표면의 미세규모 거칠기가 감소하여 표면을 훨씬 매끄럽게 하고 연속적인 얇은 수막이 종이 웹과 상기 표면 사이에 형성되도록 압축된다. 연속적인 얇은 수막은 종이 웹과 프레스 직물 사이 보다 종이 웹과 트랜스퍼 벨트 사이에 훨씬 강력한 접착력을 제공함으로써, 종이 웹이 프레스 닙으로부터 배출되는 경우에 종이 웹이 확실히 트랜스퍼 벨트를 따라 이동할 수 있게 된다. 이와 관련하여, 트랜스퍼 벨트는 두께 방향으로 확대되고, 웹 접촉 표면상의 액체막이 파괴될 정도로 이것의 비압축된 상태에 근접한다.
대량의 연질 티슈를 제조하기 위한 제지기는 다수의 특허 출원으로부터 공지되어 있다. 일반적으로, 형성된 종이 웹과 함께 프레스 닙을 통과하여 종이 웹을 엠보싱 직물로 압축시키고, 이러한 방식으로 한쪽 면상에 엠보싱된 패턴이 얻어지는 엠보싱 직물 또는 엠보싱 펠트가 사용된다. 이러한 엠보싱 직물 및 프레스 닙을 갖는 제지기는 US-3,301,746, US-3,537,954, US-4,309,246, US-4,533,437, US-5,569,358, US-5,591,305 및 WO 91/16493에 개시되어 있다. 이들 공보에 따른 제지기의 단점은 프레스 닙에서의 탈수가 비교적 작아서, 종이 웹이 건조기 실린더에 전달되는 경우에 종이 웹의 건조 고체 함량이 낮아지므로 제지기의 생산율이 상대적으로 낮아진다는 데 있다.
US-4,849,054에는 프레스 닙을 사용함이 없이 엠보싱된 대량의 섬유 웹을 제조하는 기계가 개시되어 있다. 트랜스퍼 롤 또는 펠트 운반 롤과 같은 롤은, 엠보싱 직물이 전달 지점을 향해 유도된 슬롯 오프닝을 갖는 진공 튜브 둘레를 돌아 이동하는 경우에 웹의 전달 지점에서 엠보싱 직물과 닙을 형성한다. 닙은 웹이 이를 통해 이동하는 경우에 찌부러지지 않을 정도로 넓다. 협소한 슬롯 오프닝을 통한 진공 튜브의 석션은 웹을 엠보싱 벨트에 전달하는 것 뿐만 아니라 웹을 웹과 마주보며 3차원 패턴을 갖는 엠보싱 벨트 표면에 적합시키기에 충분하다. 전달 지점 전방에서, 섬유 웹은 엠보싱 직물의 속도 보다 높은 속도를 갖는다. 웹을 비압축성 닙까지 운반하는 롤은 매끄러운 표면을 가지며, 30 내지 50%의 건조 고체 함량으로 예비압축되는 섬유 웹을 매끄러운 표면으로부터 직물로 전달하는 데에는 실시상 커다란 문제점이 수반되는 것으로 일반적으로 공지되어 있다.
US-5,411,636에는 종이 웹을 성형 직물상에서 형성시키고, 이중 펠팅(felting)된 프레스 닙에서 예비압축시키고, 거친(coarse) 메시 직물에 전달시켜서 티슈 종이를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 종이 웹이 거친 메시 직물에 의해 지지되는 경우, 종이 웹은 직물의 오프닝과 함몰부내로 흡입되도록 흡입 구역에서 진공처리되어, 종이 웹의 두께가 증가하므로 부피가 증가한다. 그 후, 거친 메시 직물은 종이 웹을 건조기 실린더로 운반시킨다. 이중 펠팅된 프레스 닙은 프레스 닙 후방에서 종이 웹의 건조 고체 함량이 비교적 낮음을 의미하며, 사실상 25 내지 30%이다. 탈수가 건조기 실린더에 인접해 있는 닙에서 수행될 수 없기 때문에, 건조기 실린더로의 전달시에 종이 웹의 건조 고체 함량은 상응하게 낮다. 더욱이, 종이 웹이 펠트로부터 거친 메시 직물로 실제로 전달되는 지는 매우 불확실하다.
본 발명의 목적은 양키 실린더 전방에서 큰 부피 및 높은 건조 고체 함량을 갖는 엠보싱된 섬유 웹을 제조할 수 있게 하는 개선된 엠보싱 벨트를 제공함으로써, 합당한 비용으로 높은 생산율을 달성하고, 또한 신뢰할만한 방식으로 엠보싱된 섬유 웹을 양키 실린더에 전달하는 데에 있다.
본 발명의 목적은 청구의 범위 제 1항에 따른 엠보싱 벨트에 의해 달성된다. 유리한 구체예는 종속항에 기재된 특징을 갖는다.
본 발명에 따르면, 불투과성인 엠보싱 벨트가 제지기의 건조 섹션에서 양키 실린더에 인접해 있는 트랜스퍼 닙에 압축된 종이 웹을 운반하는데 또한 사용되는 경우 불투과성 또는 본질적 불투과성이 본 발명에 따른 엠보싱 벨트의 매우 유리한 특성인 것으로 놀랍게도 밝혀졌다. 이러한 특성으로 인해, 양키 실린더의 가열 때문에 엠보싱 패턴의 함몰부 또는 피트에 형성되는 (수)증기가 가압될 수 있으며, 이는 프레스 섹션의 압축 효과로 인해 피트 또는 함몰부에 또한 존재하는 종이 섬유를 압축시켜서, 이들 섬유가 양키 실린더의 닙내에서 피트 또는 함몰부내로 압축되는 동시에 엠보싱 패턴의 상승부와 양키 실린더 사이에 위치한 섬유 웹 부분이 얇아져서 종이 웹의 원하는 엠보싱 효과 및 고부피화를 달성한다.
엠보싱 효과 및 생산성은 종이 웹과 접촉하도록 의도되는 엠보싱 벨트 또는 이것의 한 층에 가역적 압축성이 또한 제공되어 엠보싱 벨트가 양키 실린더에 인접해 있는 트랜스퍼 닙에서 압축되는 경우에 증가될 수 있다. 그 후 엠보싱 벨트가 트랜스퍼 닙으로부터 배출되면서 이것의 비압축 상태를 회복하는 경우, 진공이 발생되어 수증기의 형성에 기여하며, 이는 한편으로는 트랜스퍼 닙 후방에서의 엠보싱 벨트와 종이 웹의 분리를 용이하게 하고, 다른 한편으로는 양키 실린더상에서 종이 웹이 신속하게 건조되도록 하는데, 즉, 종이 생산성을 높아진다. 진공 발생 효과가 커질수록 회복 속도가 빨라지는데, 즉, 가역적 압축성이 더 신축적이 된다.
본 발명에 따른 엠보싱 벨트의 엠보싱 패턴은 당연히 제조하려는 종이의 원하는 엠보싱된 패턴에 따라 선택된다. 엠보싱 패턴은 엠보싱 벨트 전체에 규칙적이거나, 종이 웹의 엠보싱된 패턴이 그림 또는 로고타입과 같은 특이한 부가적인 패턴을 포함해야 하는 경우에는 부가적인 패턴이 겹쳐지게 되는 함몰부 또는 피트의 규칙적 기본 패턴을 갖는다. 규칙성이 반드시 엠보싱 벨트의 모든 방향에 걸친 규칙성을 의미하는 것은 아니다. 예를 들어, 종이가 크레이핑하려는 연질 티슈인 경우, 조밀하고 우세한 횡(기계 방향을 가로지르는) 패턴은 함몰부 및 피트의 장방향 패턴과 비교하여 증가된 크레이프 효과를 나타낸다. 따라서, 종이의 특성은 패턴에 의해 원하는 방향으로 변화될 수 있다.
엠보싱 패턴은 예를 들어 에칭, 캘린더링, 레이저 처리 또는 엠보싱에 의해 종이 웹을 맞물게 될 엠보싱 벨트 또는 이것의 표면층의 물질에 대해 몇몇 종래의 방식으로 제공될 수 있다.
양키 실린더상에서의 종이 웹에 대한 건조 효과는 엠보싱 패턴의 조밀도에 의해 또한 영향을 받을 수 있다. 따라서, 양키 실린더와 종이 웹 사이에 접촉점이 거의 없으면 양키 실린더의 건조 효과가 감소되지만, 더 얇은 접촉점 사이로 연장되는 종이 웹의 보풀이 일어난 부분에 대한 양키 실린더 주위의 열기 후드의 건조 효과는 증가한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조로 하여 더욱 상세히 기술될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 엠보싱 및 트랜스퍼 벨트를 갖춘 제지기를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 엠보싱 및 트랜스퍼 벨트를 갖춘 또 다른 제지기를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 엠보싱 및 트랜스퍼 벨트를 갖춘 또 다른 제지기를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 엠보싱 및 트랜스퍼 벨트를 갖춘 또 다른 제지기를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 엠보싱 및 트랜스퍼 벨트를 갖춘 또 다른 제지기를 도시한다.
도 6은 밀착 중합체 층을 갖는 후면상에 코팅된 직물 형태의 중합체 코팅된 캐리어로 제조된 본 발명에 따른 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트의 일부의 투시도이다.
도 7은 장방향 그루브를 갖는 신축성이고 압축성인 중합체 층이 제공된 캐리 어로 제조된 본 발명에 따른 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트의 일부의 평면도이다.
도 8은 도 7의 엠보싱 벨트의 횡단면도이다.
도 9는 도 7과 동일한 타입이지만 사선으로 교차하는 그루브가 제공된 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트의 일부의 평면도이다.
도 1 내지 3은 위생 종이 제품과 같은 연질 티슈의 엠보싱된 섬유 웹(1)을 제조하는 제지기의 일부를 개략적으로 도시한다. 각각의 제지기는 습윤 섹션(2), 프레스 섹션(3) 및 건조 섹션(4)을 포함한다.
습윤 섹션(2)은 헤드 박스(7), 성형 롤(8), 운반용 순환 내부 클로딩(9), 및 성형 직물로 구성된 덮개용 순환 외부 클로딩(10)을 포함한다. 내부 및 외부 클로딩(9,10)은 각각 다수의 가이드 롤(11,12) 주위에서 루프 형태로 동작한다.
건조 섹션(4)은 후드(30)로 덮혀있는 양키 타입 건조기 실린더(5)를 포함한다. 건조 섹션의 배출측에는, 양키 실린더(5)로부터의 섬유 웹(1)을 크레이핑시키기에 적합한 크레이프 독터(doctor)(21)가 제공된다. 또한, 트랜스퍼 닙 바로 전방에는 양키 실린더(5)의 주변 표면에 적합한 접착제를 도포시키기 위한 도포 수단(31)이 제공된다.
프레스 섹션(3)은 슈우 프레스 롤(14)과 카운터 롤(19)을 갖는 슈우 프레스를 포함하며, 이들 롤(14, 19)은 함께 연장된 프레스 닙을 형성한다. 또한, 프레스 섹션은 가이드 롤(6) 주위에서 루프 형태로 동작하는 순환 프레스 직물(15) 및 순환하는, 본질적으로 불투과성인 엠보싱 및 트랜스퍼 벨트(16)를 포함한다. 본질적으로 불투과성인 벨트(16)는 카운터 롤(19), 트랜스퍼 롤(17) 및 다수의 가이드 롤(18) 주위에서 루프 형태로 동작한다.
트랜스퍼 롤(17)은 양키 실린더(5)와 함께 낮은 선형 부하를 갖는 트랜스퍼 닙을 형성시키고, 이 트랜스퍼 닙을 통해 본질적으로 불투과성인 벨트(16)를 동작시킨다.
도 1 및 2에 도시된 구체예에 있어서, 프레스 섹션(3)은 또한 프레스를 포함하며, 프레스의 롤은 석션 프레스 롤(13)과 상기 카운터 롤(19)로 구성되어 프레스 닙을 형성하며, 이를 통해 본질적으로 불투과성인 벨트(16)와 프레스 직물(15)이 섬유 웹(1)과 함께 동작한다. 이러한 초기 프레스 닙 후에, 프레스 직물(15)은 석션 프레스 롤(13)과 2개의 가이드 롤(32) 주위에서 측면 루프 형태로 섬유 웹(1)과 본질적으로 불투과성인 벨트(16)로부터 배출된다. 그 후, 프레스 직물(15)은 연장된 프레스 닙 바로 전방에서 섬유 웹(1)과 본질적으로 불투과성인 벨트(16)와 다시 합쳐진다. 소망에 따라, 연장된 프레스 닙으로의 유입시에 프레스 직물의 흡수력(吸水力)을 증가시키기 위해 상기한 프레스 직물(15)의 측면 루프내에 석션 수단이 배열될 수 있다.
도 1 및 3에 도시된 구체예에 있어서, 습윤 섹션(2)의 내부 클로딩(9)은 프레스 직물(15)로서 또한 사용하기 위해 프레스 섹션(3)으로 유도되어 루프 형태로 성형 롤(8)로 다시 귀환되는 직물이다.
도 2에 도시된 구체예에 있어서, 습윤 섹션(2)의 내부 클로딩(9)은 직물이며, 프레스 직물(15)은 직물(9)의 루프에 근접하게 배열된 픽업 롤(20) 주위를 선회함으로써 프레스 직물(15)과 직물(9)이 서로 접촉하여 동작하여 직물(9)로부터의 섬유 웹을 프레스 직물(15)로 전달시킨다. 픽업 롤(20)에는 석션 슈우가 제공될 수 있다(도시되지 않음). 대안적으로, 석션 슈우를 갖춘 픽업 롤은 픽업 석션 박스에 의해 대체될 수 있다.
도 4는 프레스 직물(15)이 2개의 프레스 닙 사이에서 측면 루프 형태로 유도되지 않지만 대신 카운터 롤(19)을 따라 유도됨으로써 섬유 웹(1)이 본질적으로 불투과성인 벨트(16)와 프레스 직물(15) 사이에 포함된 채로 유지되는 것을 제외하고는, 도 1에 도시된 구체예와 유사한 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 제지기의 일부를 개략적으로 도시한다. 이러한 구체예는 섬유 웹이 재습윤될 위험이 적은 경우에 사용될 수 있다.
도 1 내지 4에 따른 구체예에 있어서, 카운터 롤(19)은 매끄러운 롤이며, 본질적으로 불투과성인 벨트(16)의 루프내에 배열되어 있다. 도 3에 따른 프레스 섹션의 또 다른 구체예(도시되지 않음)에 있어서, 롤(14,19)의 위치가 반대인데, 즉, 슈우 프레스 롤(14)은 본질적으로 불투과성인 벨트(16)의 루프내에 배열되고, 카운터 롤(19)은 프레스 직물(15)의 루프내에 배열된다. 이러한 구성에 있어서, 카운터 롤은 석션 롤, 그루빙된 롤 또는 블라인드 보어 롤일 수 있다.
도 5는 위생 종이 제품과 같은 연질 티슈의 엠보싱된 섬유 웹(1)을 제조하기 위한 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 제지기의 일부를 개략적으로 도시한다. 제지기는 습윤 섹션(2), 프레스 섹션(3) 및 건조 섹션(4)을 포함한다. 습윤 섹션(2)은 헤드 박스(7), 성형 롤(8), 운반용 순환 내부 클로딩(9) 및 성형 직물로 구성된 덮개용 순환 외부 클로딩(10)을 포함한다. 내부 및 외부 클로딩(9,10)은 각각 다수의 가이드 롤(11,12) 주위에서 루프 형태로 동작한다. 건조 섹션(4)은 후드(30)로 덮혀진 건조기 실린더(5)를 포함한다. 건조기 실린더는 적당하게는 양키 실린더이다. 건조 섹션의 배출측에는, 양키 실린더(5)로부터의 섬유 웹(1)을 크레이핑시키기에 적합한 크레이프 독터(21)가 제공된다. 또한, 트랜스퍼 닙 바로 전방에는 양키 실린더(5)의 주변 표면에 적합한 접착제를 도포시키기 위한 도포 수단(31)이 제공된다. 프레스 섹션(3)은 슈우 프레스 롤(14)과 카운터 롤(19)을 갖는 슈우 프레스를 포함하며, 상기 롤(14, 19)은 함께 연장된 프레스 닙을 형성한다. 또한, 프레스 섹션은 가이드 롤(6) 주위에서 루프 형태로 동작하는 순환 프레스 직물(15) 및 순환하는, 본질적으로 불투과성인 엠보싱 및 트랜스퍼 벨트(16)를 포함한다. 본질적으로 불투과성인 벨트(16)는 카운터 롤(19), 트랜스퍼 롤(17) 및 다수의 가이드 롤(18) 주위에서 루프 형태로 동작한다. 트랜스퍼 롤(17)은 양키 실린더(5)와 함께 낮은 선형 부하를 갖는 트랜스퍼 닙을 형성시키고, 이 트랜스퍼 닙을 통해 본질적으로 불투과성인 벨트(16)를 동작시키게 한다. 이러한 구체예에 있어서, 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트(16)가 성형 롤(8)까지 연장되는 이것의 루프에 의해 또한 습윤 섹션(2)의 내부 클로딩(9)으로서 사용됨으로써, 본질적으로 불투과성인 벨트(16)가 트랜스퍼 롤(17), 가이드 롤(18,11) 및 성형 롤(8) 주위에서 습윤 섹션(2)과 건조 섹션 사이에서 루프 형태로 동작하게 된다. 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트는 이것의 밑면상의 섬유 웹을 성형 롤로부터 건조기 실린더로 운반시킨다.
도 1 내지 5에 따른 구체예에 있어서, 카운터 롤(19)은 매끄러운 롤이며, 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트(16)의 루프내에 배열되어 있다. 도 3 및 5에 따른 프레스 섹션의 또 다른 구체예(도시되지 않음)에 있어서, 롤(14,19)의 위치가 반대인데, 즉, 슈우 프레스 롤(14)은 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트(16)의 루프내에 배열되고, 카운터 롤(19)은 프레스 직물(15)의 루프내에 배열된다. 이러한 구성에 있어서, 카운터 롤은 석션 롤, 그루빙된 롤 또는 블라인드 보어 롤일 수 있다.
본 발명의 제지기의 상기 기술된 구체예에 사용되는, 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트는 후면층(33), 및 다수의 함몰부(35)가 균일하게 분포되어 있고 이들 사이에 위치한 평면 또는 곡면 표면 부분(36)을 갖는 웹 접촉층(34)을 포함한다(도 6 내지 9 참조).
도 6에 도시된 제 1 구체예에 따르면, 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트(16)는 후면층(33)을 형성하는 밀착층, 및 상기 웹 접촉층(34)을 형성하는 직물로 구성된다. 직물(34)은 이것의 웹 접촉 표면상에서 함몰부(35)와 이들 사이에 위치한 곡면 또는 볼록 표면 부분(36)으로 형성되는 직물의 기하학적 구조의 변형없이 직물사(fabric thread)가 포함된 중합체로 코팅되며, 상기 함몰부(35)와 상기 표면 부분(36)은 번갈아서 기계 방향 및 이의 횡방향으로 연장되는 직물사로 형성된다. 함몰부(35)는 중합체를 직물의 웹 접촉 표면이 아닌 표면상에 코팅시킴으로써 형성되는 밀착 후면층(33)에 의해 밀폐된다. 상기 곡면 표면 부분(36)은 한편으로는 장방향 직물사의 길다란 아치형 리지(ridge)(36a)를 포함하고, 다른 한편으로는 횡 실(thread)의 넉클(knuckle)(36b)을 포함하며, 넉클은 엠보싱 작업에서 섬유 웹에 작은 컵 모양의 피트(pits)를 제공한다. 도 6에 도시된 구체예에 있어서, 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트는 1㎠ 당 100개의 넉클(36b)을 갖는다. 이것은 일반적으로 1㎠ 당 25 내지 150개의 넉클, 바람직하게는 1㎠ 당 50 내지 100개의 넉클을 가질 수 있다. 함몰부, 리지 및 넉클의 이러한 구조는 이것이 엠보싱 벨트(16) 및 프레스 직물(15)과 함께 연장된 프레스 닙을 통과하는 경우에 섬유 웹에 상응하는 엠보싱된 패턴을 형성시킨다.
직물의 중합체 코팅은 섬유 웹이 연장된 프레스 닙으로부터 배출되는 경우에 섬유 웹을 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트에 확고히 부착시킨다. 이것은 섬유 웹이 프레스 직물(15)이 아니라 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트(16)를 따라 이동함을 보장한다. 본질적으로 불투과성인 벨트의 웹 접촉층, 즉, 중합체 코팅된 직물(34)의 구조는 또한, 연속 접착층으로 코팅되는 건조기 실린더(5)의 주변 표면과 함께, 섬유 웹이 트랜스퍼 닙을 통해 이로부터 배출되는 경우에 섬유 웹이 건조기 실린더(5)에 확실히 전달됨을 의미한다.
본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트의 상기 기술된 첫 번째 구체예의 직물로서, 1㎠ 당 100개의 넉클을 갖는 거친 단일층 직물로서 일반적으로 언급되는 직물을 사용할 수 있다. 본질적으로 불투과성인 후면층은 적합한 중합체 물질, 예를 들어 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트의 두 번째 구체예의 중합체층에 대해 하기 기술되는 중합체로 구성될 수 있다. 직물사를 코팅하는 중합체는 동일한 방식으로 선택될 수 있다.
두 번째 구체예에 따르면, 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트(16)는 후면층(33)을 구성하는 캐리어, 및 경도가 50 내지 97 쇼어(Shore) A인 캐리어의 웹 접촉층상의 중합체층(34)으로 구성되며, 중합체 코팅은 ISO 4287, 파트(Part) I에 따라 측정하여 비압축된 조도가 RZ = 2 - 80㎛이고, 20 내지 200 kN/m의 선형 부하가 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트에 적용되는 경우에 낮은 조도 RZ = 0 - 20㎛로 압축될 수 있고, 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트에 작용하는 압력이 중단되면 비압축된 조도로 고쳐질 수 있다. RZ 값은 더욱 상세하게는 이러한 ISO 규격에서 중심 라인과 평행하고 표면 프로파일과 교차하지 않는 라인으로부터 측정된 기준 길이의 5개의 최고 크레스트(crest)와 5개의 최심 트로프(trough) 간의 평균 길이로서 규정된 10 포인트 높이이다. 바람직하게는, 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트는 방법[Standard Test Method for Air Permeability of Textile Fabrics, ASTM D 737-75, American Society of Testing and Materials]에 따라 측정하여 6㎥/㎡/분 미만인 공기 투과성을 갖는다.
따라서, 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트(16)는 연장된 프레스 닙에 퍼져있는 압축력의 작용하에서 압축될 수 있다. 따라서, 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트(16)는 연장된 프레스 닙의 업스트림과 다운스트림에서 비압축된 상태로 나타나고, 이것이 연장된 프레스 닙을 통과하는 경우 압축된 상태로 나타나며, 이 경우, 섬유 웹과 마주보는 표면, 즉, 웹 운반 표면은 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트의 비압축된 상태에서 높은 조도를 가지고 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트의 압축된 상태에서 낮은 조도를 가져서, 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트의 압축된 상태에서의 웹 운반 표면은 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트가 프레스 직물(15) 및 섬유 웹(1)과 함께 연장된 프레스 닙을 통과하는 경우에 웹 운반 표면상에 연속 액체 막을 형성시키기에 충분히 매끄러우며, 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트의 비압축된 상태에서의 웹 운반 표면은 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트가 두께 방향으로 팽창시킨 후에 연속 액체 막을 파괴시키기에 충분히 거칠다.
압축성 중합체층(34)은 웹 접촉 표면의 대부분, 즉, 30% 내지 70%를 차지하도록 대량으로 존재하는 균일하게 분포된 상기 함몰부(35)를 갖는다. 함몰부(35)는 섬유 웹에서 양각(relief) 패턴을 엠보싱시켜서 이것의 부피를 증가시키는 원하는 효과를 달성하기 위해 다수의 상이한 방식으로 설계될 수 있다. 함몰부는 기계 방향으로 연장되는 중합체층(33)의 연속 그루브로 구성될 수 있다 (도 7 참조). 또 다른 구체예에 따르면, 그루브는 하나의 에지로부터 다른 하나로 사선 방향으로 연장되며, 이 경우, 이들은 기계 방향과 10 내지 80˚를 이룬다. 또 다른 구체예(도 8 참조)에 따르면, 함몰부는 하나의 군에서 제 1 에지로부터 제 2 에지로 연장되고 또 다른 군에서 제 2 에지로부터 제 1 에지로 연장되는 사선 교차 그루브로 구성되며, 이 경우, 2개의 교차 그루브는 10 내지 170˚의 각도(α)를 이룬다. 상이한 구체예에서의 그루브는 도시된 바와 같이 직선 형태이거나, 물결형 등의 형태, 예를 들어 사인형 또는 지그재그형일 수 있다. 동일 방향으로 연장하는 2개의 그루브(35) 사이의 거리는 1 내지 3㎜일 수 있다. 그루브의 폭 b는 0.5 내지 1.0㎜이고, 깊이 c는 0.1 내지 1.0㎜ 이다.
또 다른 구체예(도시되지 않음)에 따르면, 함몰부는 동일하거나 상이한 형태의 캐비티(cavity)로 구성된다. 캐비티는 원형, 타원형, 다각형, 예를 들어 삼각형, 사각형 또는 육각형일 수 있고, 최대 치수는 0.5 내지 3.0㎜ 이고, 깊이는 0.5 내지 1.0㎜ 이다.
개별 또는 군 형태의 함몰부의 전부 또는 일부는, 벨트의 단위 길이내에서 일정한 간격으로 반복될 수 있는 상징 형상, 예를 들어 그림, 문자 또는 제품 또는 회사 상징과 같은 특수 상징 형상의 캐비티로 추가로 구성될 수 있다.
상기 제 2 구체예에 따른 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트는 도입 부분에 논의된 US-5,298,124에 기술된 구성에 따라 구성될 수 있다. 중합체층(34)은 중합체 조성물, 예를 들어 아크릴 중합체 수지, 폴리우레탄 중합체 수지 및 폴리우레탄/폴리카보네이트 중합체 수지 조성물을 포함한다. 중합체층은 중합체 물질의 경도와는 다른 경도를 가지며, 예를 들어 카올린 점토, 중합체 물질 또는 금속, 바람직하게는 스테인레스 강일 수 있는 미립자 충전제를 또한 포함한다. 후면층(33)을 구성하는 캐리어는 어느 방식으로든 순환형으로 제조되는 모든 타입의 베이스 엘리먼트를 포함한다. 이러한 순환형은 이음매가 있는 베이스 엘리먼트도 또한 포함한다. 캐리어는 예를 들어 폴리에스테르, 폴리아미드 등과 같은 중합체 단섬유 방사로 제조된 단일층 또는 다층 부직포로 구성될 수 있다. 베이스 엘리먼트는 결합제, 결합된 감긴 실, 중합체 호일/필름, 날실 니트 등에 의해 함께 유지된 섬유 웹(부직포)으로 또한 구성될 수 있다. 캐리어는 후면상에서 중합체층(34)에 대해 사용된 동일한 타입의 중합체 물질로 코팅될 수 있다.
US-A-5,298,124에 따르면 프레스 섹션에서 압축용으로 의도되고 종이 웹을 프레스 섹션으로부터 건조기 직물로 전달시키는데 사용될 수 있는 이러한 트랜스퍼 벨트가 연질 티슈 웹을 엠보싱시켜서 슈우 프레스 닙으로부터 양키 실린더로 직접 전달시키는데 유리하게 사용될 수 있음은 놀라운 것이다. 양키 실린더에 있어서, 조건은 실제로 및 공지된 바와 같이, 종래의 프레스 닙에서의 조건과 판이하게 다르다. 양키 실린더의 경우, 직접적인 탈수를 위한 연질 티슈 웹의 압축은 일어나지 않는 대신, 연질 티슈 웹의 섬유가 가열에 의해 양키 실린더의 표면에 부착하여 결합됨으로써 종이 웹에 대해 양호한 열전도율을 달성하도록, 연질 티슈 웹을 양키 실린더의 외부 표면에 대해 지지시키는 것이 문제가 된다. 정확하게는, 이러한 효과는 본 발명의 트랜스퍼 벨트에 의해 달성되지만, 양호한 부착을 저해하는 프레스 섹션에서의 최종 프레스 닙 후방에서의 종이 웹의 상기 언급된 재습윤으로 인해 DE 195 48 747에 따라 프레스 펠트를 사용해서는 달성될 수 없고, 상기 기술된 이유로 인해 US-5,393,384에 따라 트랜스퍼 벨트를 사용해서는 달성될 수 없거나 달성되더라도 실질적으로 적은 정도로 달성된다. 본 발명의 트랜스퍼 벨트의 압축성은 증가된 작업성, 즉, 높은 생산율을 수반하는 부착점에서의 낮은 비압력(specific pressure)을 생성시킨다. 또한, 이러한 특성은 높은 생산율을 또한 촉진시키는, 연질 티슈 웹으로부터 수분의 증발량 증가, 양키 실린더상에서의 연질 티슈 웹의 신속한 건조를 야기시킨다.
본 발명의 엠보싱 벨트가 제공되고 프레스 닙(들)이 단일 펠팅된 제지기는 건조 섹션 전방에서, 현재 실제 사용되는 제지기에서 달성될 수 있는 45% 이하의 건조 고체 함량과 비교하여 높은 건조 고체 함량, 즉, 55% 이하의 건조 고체 함량을 갖는 엠보싱된 섬유 웹을 생성시킨다. 이러한 개선은 높은 생산율로 제지기를 동작시키거나, 건조 섹션에서의 에너지 소비를 줄이는데 이용될 수 있으며, 이 경우 건조기 실린더의 직경을 또한 줄일 수 있다.
기술되고 예시된 구체예에 있어서, 가이드 롤은 소망에 따라 트랜스퍼 롤(17) 바로 전방에 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트(16)의 루프내에 배열될 수 있다.
기술되고 도시된 구체예에 있어서, 트랜스퍼 롤(17)로 구성된 트랜스퍼 수단이 사용된다. 또 다른 구체예(도시되지 않음)에 따르면, 트랜스퍼 롤은 본질적으로 불투과성인 엠보싱 벨트 자체에 의해 대체되며, 건조기 실린더와 연장된 트랜스퍼 닙을 형성하기 위해 건조기 실린더의 소정 부분 주위를, 예를 들어 30 내지 60˚섹터 각도로 동작할 수 있다.
상기 기술된 제지기의 구체예는 모두 슈우 프레스를 포함하는 프레스 섹션을 갖지만, 본 발명은 프레스 섹션이 슈우 프레스를 갖지 않는 대신에, 2개의 프레스 롤을 갖춘 하나 이상의 프레스를 가지며, 이 중에 프레스 직물이 주위에서 동작하는 프레스 롤은 석션 롤, 그루빙된 롤 또는 블라인드 보어 롤이다.
이상에서와 같이, 본 발명은 대부분의 경우에 엠보싱된 연질 티슈를 제조하기 위한 제지기와 관련하여 설명되었다. 그러나, 엠보싱 벨트는 엠보싱된 보통의 종이, 엠보싱된 포대 크라프트(craft) 종이와 같은 임의의 기타 엠보싱된 종이 타입의 제조시에도 또한 사용가능하며, 이 경우 양키 실린더 이외의 장치 타입이 종이 웹을 건조시키는데 사용된다.

Claims (14)

  1. 섬유 웹과 함께 제지기의 프레스 섹션을 통과하여 프레스 섹션에서 섬유 웹을 엠보싱시키고, 엠보싱된 섬유 웹을 프레스 섹션으로부터 직접 트랜스퍼 수단으로 전달하여 이 수단을 통해 제지기의 건조 섹션으로 전달시키기 위한 제지기용 엠보싱 벨트로서,
    - 엠보싱 벨트가 불투과성이고, 후면층(33)과, 프레스 섹션의 통과시에 섬유 웹에 상응하는 양각 패턴을 형성시키기 위한 웹 접촉층(34)을 포함하며, 웹 접촉층(34)이 다수의 균일하게 분포된 함몰부(35)와 함몰부(35) 사이에 위치한 표면 부분(36)을 포함하고,
    - 후면층(33)이 캐리어이고,
    - 웹 접촉층(34)이 경도가 50 내지 97 쇼어 A인 압축성 중합체층이며, 중합체층이 압력 민감성이고 재조정가능한 정도의 조도를 갖는 웹 접촉 표면을 가지며, 웹 접촉 표면이 ISO 4287, Part I에 따라 측정하여 비압축 상태에서 RZ = 2-80㎛(여기에서, RZ 값은 중심 라인과 평행하고 표면 프로파일과 교차하지 않는 라인으로부터 측정된 기준 길이의 5개의 최고 크레스트(crest)와 5개의 최심 트로프(trough) 간의 평균 길이로서 규정된 10 포인트 높이이다)의 조도를 갖고, 중합체층이 연장되지 않은 프레스 닙에서 측정되는 불투과성인 엠보싱 벨트에 인가된 20-220 kN/m의 선형 부하에 의해 압축되는 경우에 RZ = 0-20㎛의 낮은 조도를 갖는 엠보싱 벨트.
  2. 섬유 웹과 함께 제지기의 프레스 섹션을 통과하여 프레스 섹션에서 섬유 웹을 엠보싱시키고, 엠보싱된 섬유 웹을 프레스 섹션으로부터 직접 트랜스퍼 수단으로 전달하여 이 수단을 통해 제지기의 건조 섹션으로 전달시키기 위한 제지기용 엠보싱 벨트로서,
    - 엠보싱 벨트가 불투과성이고, 후면층(33)과, 프레스 섹션의 통과시에 섬유 웹에 상응하는 양각 패턴을 형성시키기 위한 웹 접촉층(34)을 포함하며, 웹 접촉층(34)이 다수의 균일하게 분포된 함몰부(35)와 함몰부(35) 사이에 위치한 표면 부분(36)을 가지며,
    - 후면층(33)이 투과성인 층이고,
    - 웹 접촉층(34)이 기하학적 구조를 유지하면서 중합체로 코팅된 직물이며, 기하학적 구조가 함몰부(35)와 함몰부(35) 사이에 위치하며 곡선 형태 또는 볼록한 형태를 갖는 표면 부분(36)으로 이루어진 엠보싱 벨트.
  3. 제 2항에 있어서, 곡선 또는 볼록 표면 부분(36)이 동일 방향으로 연장되는 직물사로 구성된 다수의 넉클(36b)을 포함하며, 넉클이 1㎠ 당 25 내지 150개로 균일하게 분포됨을 특징으로 하는 엠보싱 벨트.
  4. 제 1항에 있어서, 함몰부(35)가 웹 접촉 표면의 30% 내지 70%를 차지함을 특징으로 하는 엠보싱 벨트.
  5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 함몰부(35)가 중합체층(34)내에서 연속 그루브로 구성되며, 그루브(35)가 하나 이상의 군으로 배열되고, 동일한 군의 그루브는 동일 방향으로 연장됨을 특징으로 하는 엠보싱 벨트.
  6. 제 5항에 있어서, 동일한 군의 2개의 그루브(35) 사이의 거리(a)가 1 내지 3㎜이고, 그루브의 폭(b)이 0.5 내지 1.0㎜이며, 깊이(c)가 0.1 내지 1.0㎜임을 특징으로 하는 엠보싱 벨트.
  7. 제 5항에 있어서, 그루브(35)가 기계 방향으로 연장되거나, 기계와 10 내지 80˚의 각도를 이룸을 특징으로 하는 엠보싱 벨트.
  8. 제 5항에 있어서, 그루브(35)가 제 1군 및 제 2군으로 배열되고, 제 1군의 그루브는 동일 방향으로 연장되며, 제 2 군의 그루브는 제 1군의 그루브의 방향과 10 내지 170˚의 각도(α)를 이루는 동일 방향으로 연장됨을 특징으로 하는 엠보싱 벨트.
  9. 제 5항에 있어서, 그루브(35)가 직선형 또는 물결형임을 특징으로 하는 엠보싱 벨트.
  10. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 함몰부(35)가 0.5 내지 3.0㎜의 최대 치수 및 0.5 내지 1.0㎜의 깊이를 갖는 원형, 타원형, 다각형을 포함한 동일하거나 상이한 기하학적 형상의 캐비티로 구성됨을 특징으로 하는 엠보싱 벨트.
  11. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 함몰부(35)의 일부 또는 전부는 깊이가 0.5 내지 1.0㎜인 그림, 문자, 또는 제품 또는 회사 상징을 포함한 비기하학적 상징 형상의 캐비티로 구성됨을 특징으로 하는 엠보싱 벨트.
  12. 제 1항 내지 제 4항 중의 어느 한 항에 있어서, 불투과성인 엠보싱 벨트(16)가 [Standard Test Method for Air Permeability of Textile Fabrics, ASTM D 737-75, American Society of Testing and Materials]에 기재된 방법에 따라 측정하여 6㎥/㎡/분 미만의 공기 투과성을 가짐을 특징으로 하는 엠보싱 벨트.
  13. 제 1항 내지 제 4항 중의 어느 한 항에 있어서, 트랜스퍼 수단이 불투과성 엠보싱인 벨트(16)로 구성되며, 건조 섹션의 건조기 실린더(5)의 소정 부분 주위를 순환하여 연장된 트랜스퍼 닙을 형성함을 특징으로 하는 엠보싱 벨트.
  14. 제 3항에 있어서, 넉클이 1㎠ 당 50 내지 100개로 균일하게 분포됨을 특징으로 하는 엠보싱 벨트.
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