KR101193388B1 - 실 이주를 방지하기 위한 다축 제지 직물의 봉합방법 및그에 상응하는 제지 직물 - Google Patents

Abstract

실 이주(yarn migration)를 방지하도록 기계상에서 재봉가능한(on-machine-seamable) 다축 제지업자 직물을 봉합하는 방법이 개시된다. 다축 직물(22)은 접힘 라인(38)을 따라서 2개의 층들(40,42) 내로 평평해지는 무한 루프의 형태이다. 라벨 영역을 만들어 내도록 교차기계방향사들(CD yarns)(28)이 접힘 라인(38)으로부터 제거된다. 이것은 라벨 영역에 매여있지 않은 기계방향사들(MD yarns)(26)을 남긴다. 봉합 루프들(56)은 접힘 라인(38)에서 매여있지 않은 기계방향사들(26)로부터 형성된다. 얇은 다공성 재료(90)가 각각의 접힘 라인(38)에서 직물에 재봉된다. 다공성 재료(90)는 봉합 루프들이 다공성 재료를 통과할 수 있도록 허용하면서 라벨 영역의 테두리들을 따라서 교차기계방향사들을 결속한다. 라미네이트는 교차기계방향사 꼬리들이 봉합 영역 내로 이주하는 것을 방지한다.

다축, 제지업자 직물, 교차기계방향사, 기계방향사, 라벨 영역, 봉합 영역, 봉합 루프, 다공성 재료

Description

실 이주를 방지하기 위한 다축 제지 직물의 봉합방법 및 그에 상응하는 제지 직물{Method of seaming a multiaxial papermaking fabric to prevent yarn migration and corresponding papermaking fabric}

본 발명은 제지기 상에서 다축 직물들을 봉합하는 것에 관한 것이다.

제지공정 도중에, 섬유상 슬러리, 즉 셀룰로오스 섬유의 수분산액(aqueous dispersion)을 제지기의 성형부 내에서 이동 성형 직물(moving forming fabric) 상에 증착시킴으로써 셀룰로스 섬유 웹(cellulose fibrous web)이 형성된다. 이때 다량의 물이 성형 직물을 통하여 상기 슬러리로부터 배수되어, 성형 직물의 표면상에 셀룰로스 섬유 웹을 남긴다.

새로이 형성된 셀룰로스 섬유 웹은 성형부로부터 일련의 프레스 닙들(press nips)을 포함하는 프레스부로 진행한다. 셀룰로스 섬유 웹은 하나의 프레스 직물에 의해서 지지되는 프레스 닙들을 통과하거나, 또는, 종종 그러하듯이, 2개의 프레스 직물들 사이를 통과한다. 프레스 닙들에 있어서, 셀룰로스 섬유 웹은 가압력을 받든데, 이 힘은 웹으로부터 물을 짜내고 웹 내의 셀룰로스 섬유들을 서로 부착시켜 서 셀룰로스 섬유상 웹을 종이 시이트로 전환시킨다. 이 물은 프레스 직물 또는 직물들에 의해서 수용되고, 이상적으로는 종이 시이트로 되돌아가지 않는다.

종이 시이트는 최종적으로 건조기 구간으로 진행하는데, 건고기 구간은 증기에 의해서 내부적으로 가열되는 적어도 하나의 일련의 회전가능한 건조기 드럼 또는 실린더들을 포함한다. 새롭게 형성된 종이 시이트는 드럼의 표면에 대하여 종이를 밀착시키는 건조기 직물에 의해서 상기 일련의 각 드럼의 둘레를 순차적으로 꾸불꾸불한 경로를 따라서 진행한다. 가열된 드럼들은 증발을 통해서 종이 시이트의 수분함량을 원하는 수준으로 감소시킨다.

성형 직물, 프레스 직물 및 건조기 직물들은 제지기에서 모두 순환 루프들의 형태를 취하며 컨베이어와 같이 기능한다는 것이 인식되어야 한다. 또한, 제지공정은 상당한 속도로 진행되는 연속적인 공정이라는 것도 인식되어야 한다. 즉, 새로이 제조된 종이가 건조기 구간을 빠져나온후 롤상으로 연속적으로 권취되는 중에도, 섬유 슬러리는 성형부 내의 성형 직물 위로 연속해서 증착된다.

본 발명은 일반적으로 프레스 직물로서 알려진 것으로 프레스 구간에서 사용된 직물에 관한 것이며, 이는 예를 들어 기다란 닙 프레스 벨트와 같이 중합체로 피복된 종이 산업 공정 벨트에 대한 베이스로서 사용되는 것 뿐만아니라 형성구간과 건조기 구간에서 사용된 직물에 적용될 수 있다.

프레스 직물은 종이 제조과정 동안에 결정적인 역할을 수행한다. 그러한 역할중 하나는, 위에서 강조한 바와 같이, 프레스 닙들을 통해서 제조되는 종이제품들을 지지하고 운반하는 것이다.

프레스 직물들은 종이 시이트의 표면 마감에 기여한다. 즉, 프레스 직물들은 매끄러운 표면과 균등하게 탄력 있는 구조물들을 가져서 프레스 닙들을 통과하는 도중에 매끄럽고 마크가 없는 표면이 종이에 부과되도록 설계된다.

가장 중요하게도, 프레스 직물은 프레스 닙에서 젖은 종이로부터 추출되는 많은 양의 물을 수용한다. 이러한 기능을 이행하기 위해서, 프레스 직물 내에는 물에 대하여 공극 체적으로서 언급되는 공간이 마련되어야 하고, 직물은 전체의 유용한 수명 동안에 물에 대한 적당한 투수성을 가져야만 한다. 마지막으로, 프레스 직물은 젖은 종이로부터 수용한 물이 다시 젖은 종이로 복귀하여 종이가 프레스 닙을 빠져나갈때 다시 젖는 것을 방지할 수 있어야 한다.

현대의 프레스 직물들은 제조될 종이 등급에 맞추어 설치되는 제지장치의 요구조건에 부합하도록 설계된 다양한 스타일로 제조된다. 일반적으로, 프레스 직물들은 미세한 부직포 섬유상 재료의 속솜 내로 바느질되는 제직된 기초 직물을 포함한다. 기초 직물들은 단섬사, 꼬인 단섬사, 다섬사 또는 꼬인 다섬사로부터 제직된 것이며, 단층이나 다층 또는 적층의 형태를 취한다. 실들은 제지기 의류 기술분야에서 숙련된 당업자에 의해서 이러한 목적을 위해 통상적으로 사용되는 폴리아미드와 폴리에스테르 수지들과 같은 몇몇 합성 중합체 수지들 중 어느 하나로부터 압출된다.

제직된 기초 직물들은 많은 각기 다른 형태들을 취한다. 예를 들면, 이들은 무한 직물의 형태로 제직되거나, 혹은 평평하게 제직되어 부수적으로 짠 솔기를 갖는 무한형태로 전환된다. 이와는 달리, 이들은 통상적으로 알려진 공정에 의해 변 형된 무한 제직물로서 제조된다. 이때, 기초 직물의 폭방향 테두리들은 그것의 기계방향사들(MD yarns)을 이용하여 만든 봉합 루프들(seaming loops)을 구비한다. 이러한 공정에 있어서, 기계방향사들은 직물의 폭방향 테두리들 사이에서 연속적으로 전후방으로 제직되고, 각각의 테두리에서 방향전환하여 봉합 루프를 형성한다. 이러한 방식으로 제조된 기초 직물은 제지기 상에 설치되는 동안에 무한형태를 취하고, 이러한 이유로 기계상에서 재봉가능한 직물(on-machine-seamable fabric)로서 언급된다. 그러한 직물을 무한 형태로 배치하기 위해서, 2개의 폭방향 테두리들이 서로 접촉하고, 2개의 테두리들에서 봉합 루프들이 서로 얽히게 되며, 서로 얽힌 봉합 루프들에 의해서 한정된 통로를 통하여 봉합 핀이나 핀틀이 통과된다.

또한, 제직된 기초 직물들은, 하나의 기초 직물을 다른 직물에 의해서 형성된 무한 루프 내에 위치시키고, 기초 직물들과 주요 섬유 속솜이 결합하도록 기초 직물들 모두를 통해서 주요 섬유 속솜을 바느질함으로써 적층된다. 하나 또는 두개의 제직된 기초 직물들이 기계상에서 재봉가능한 형식(on-machine-seamable type)을 취하게 된다.

어떤 경우에 있어서, 제직된 기초 직물들은 무한 루프들의 형태를 이루고, 종방향으로 측정했을 때 특정한 길이를 가지며 횡방향으로 측정했을 때 특정한 폭을 갖는 형태로 재봉가능하다. 제지기 구성은 다양하게 변하기 때문에, 제지기 의류 제조업자들에게는 고객들의 제지기들에서 특정 위치들에 부합하는 치수로 직물들 및 벨트들을 제조하는 것이 필요하다. 말할 필요도 없이, 각각의 직물이 주문대로 만들어져야 하므로 이러한 요구조건들로 인하여 제조공정을 합리화하는 것이 어 렵다.

현대 제지장치에서 직물들은 5 내지 33피트의 폭, 40 내지 400피트의 길이 그리고 약 100 내지 3,000파운드의 무게를 갖는다. 이러한 직물들은 닳아 없어지고 교체가 요구된다. 직물들의 교체를 위해서는 기계장치를 멈추어야만 하는데, 직조된 직물의 제거, 직물의 설치를 위한 셋팅 및 새로운 직물의 설치와 같은 경우도 마찬가지다. 몇몇 제지공정 벨트들(Paper Industry Process Belts; PIPBs)은 Transbelt®로서 알려진 몇몇 이송 벨트들과 같이 기계장치 봉합 능력을 갖도록 고려되고 있다. 직물의 설치는 직물 본체를 기계장치 위로 잡아당기고 무한 벨트를 형성하도록 직물 단부들을 결합시키는 과정을 포함한다.

다양한 길이와 폭의 직물들을 신속하고 효율적으로 생산하여야 하는 필요성에 따라서, 여기에서는 참고문헌으로서 기재된 Rexfelt 등에게 허여된 미합중국 특허 제 5,360,656 호에 개시된 바와 같은 나선형 권선 기술을 사용하여 프레스 직물들을 제조하는 것이 최근에 제안된 바 있다.

미합중국 특허 제 5,360,656 호에 따른 프레스 직물은, 기초 직물 내로 바느질되는 주요한 섬유재료의 하나 또는 그 이상의 층들을 갖는 기초 직물을 포함한다. 기초 직물은 기초 직물의 폭보다 작은 폭을 갖는 짜여진 직물의 나선형으로 감겨진 스트립으로 구성된 적어도 하나의 층을 포함한다. 기초 직물은 종방향 또는 기계방향으로 무한형태를 취한다. 나선형으로 감겨진 스트립의 종방향 바느질 실은 프레스 직물의 종방향으로 일정각도를 이룬다. 짜여진 직물의 스트립은 직기상에서 평평하게 짜여지는데, 제지기 의류의 제조에 통상적으로 사용되는 것들보다 좁다.

기초 직물은 상대적으로 좁은 직조 직물 스트립의 다수의 나선형으로 감겨지고 결합된 방향 전환부들(turns)을 포함한다. 직물 스트립은 종방향 실(날실)과 횡방향 실(씨실)로부터 직조된다. 나선형으로 감겨진 직물의 인접한 방향 전환부들은 서로에 대하여 인접하고, 나선형의 연속적인 봉합(seam)은 재봉(sewing), 꿰매기(stitching), 용해(melting), 용접(welding)(즉, 초음파 용접) 또는 아교접합(gluing)에 의해서 폐쇄된다. 이와는 달리, 서로 접한 나선형 방향 전환부들의 인접한 종방향 테두리 부분들은 중첩 영역에서 두께의 증가를 초래하지 않도록 하기 위하여 줄어든 두께를 가지는 한 중첩하여 배열된다. 이와는 달리, 세로의 실들 사이의 공간은 스트립의 테두리들에서 증가하고, 그래서 서로 접한 나선형 방향 전환부들은 중첩하여 배열되고, 중첩 영역에서 세로의 실들 사이에는 변하지 않는 공간이 조성된다.

모든 경우에 있어서, 무한 루프의 형태를 취하고 내부 면을 가지며 종(기계) 방향과 횡(교차기계) 방향을 짜여진 기초 직물이 얻어진다. 기초 직물의 측방향 테두리들은 종(기계) 방향에 대하여 평행을 이루도록 잘라내어 진다. 기초 직물의 기계방향과 나선형으로 연속적인 솔기 사이의 각도는 비교적 작으며, 통상적으로는 10°보다 작다. 마찬가지로, 직물 스트립의 세로 실들(날실들)은 기초 직물의 종방향에 대하여 동일하게 작은 각도를 이룬다. 유사하게도, 날실들에 대하여 대체적으로 수직한 직물 스트립의 씨실들은 기초 직물의 횡(교차기계) 방향에 대하여 동일하게 작은 각도를 이룬다. 직물 스트립에서 씨실과 날실은 서로에 대하여 항상 수직하지 않게 빗나간다. 간단히 말하면, 직물 스트립의 날실과 씨실은 기초 직물의 종(기계)방향 이나 횡(교차기계) 방향과 정렬되지 않는다.

그러한 기초 직물을 갖는 프레스 직물은 다축 프레스 직물로서 언급된다. 종래 기술에 따른 표준 프레스 직물들은 3개의 축을 갖는다. 하나는 기계방향(MD)이고, 다른 하나는 교차기계방향(CD)이고, 마지막 하나는 직물의 두께를 관통하는 Z 방향이다. 다축 프레스 직물은 이러한 3개의 축들뿐만 아니라, 나선형으로 감겨진 층이나 층들에서 실 시스템들의 방향에 의해서 한정된 적어도 2개 이상의 축을 구비한다. 또한, 다축 프레스 직물의 Z 방향으로 다중 유동 경로들이 존재한다. 결과적으로, 다축 프레스 직물은 적어도 5개의 축을 갖는다. 다축 구조로 인하여, 하나의 층 이상을 갖는 다축 프레스 직물은, 서로에 대하여 평행한 실 시스템들을 갖는 기초 직물 층을 구비한 것과 비교해서, 네스팅(nesting)에 대하여 및/또는 제지 공정동안에 프레스 닙에서의 압축에 반응하여 붕괴에 대하여 우수한 저항성을 나타낸다.

최근까지, 앞서 설명한 타입의 다축 프레스 직물은 단지 무한 형태로 제조되어 왔다. 그에 따라, 이들의 용도는 무한 프레스 직물이 프레스 구간의 측면으로부터 설치되게 하는 외팔보형(cantilevered) 프레스 롤들 및 다른 부품들을 갖는 프레스 구간들로 한정되었다. 이들은 제조가 용이하고 다짐(compaction)에 대한 우수한 저항성을 가지므로 관심도가 증가하고 있고, 프레스 구간에 설치하는 동안 무한 형태로 꿰매어질 수 있는 다축 프레스 직물에 대한 필요성이 증가하고 있으며, 이로 인하여 그러한 프레스 직물은 외팔보형 부품들이 없는 제지기에서 사용하기에 유용하다. 이러한 수요를 만족시키도록 개발된 기계상에서 재봉가능한 다축 프레스 직물(on-machine-seamable multiaxial press fabrics)이 여기에서는 참고 문헌으로서 기재한 Yook에게 허여된 미합중국 특허 제 5,916,421; 5,939,176; 및 6,117,274 호에 개시된 바 있다.

미합중국 특허 제 5,916,421 호에는 제지기의 프레스 구간에 대한 기계상에서 재봉가능한 다축 프레스 직물이 개시되어 있는데, 이는 서로에 대하여 인접하여 부착된 다수의 인접 방향 전환부들에서 직물 스트립을 나선형으로 권선하여 조립된 기초 직물 층으로부터 만들어진다. 결과적으로 생성된 무한 기초 직물 층은 그들의 폭 방향 테두리들에 있는 포개진 부분에서 서로 결합되는 제 1 및 제 2 가닥들을 만들어 내도록 평평해진다. 씨실들은 씨실의 매여있지 않은 구간들을 만들어 내도록 폭 방향 테두리들에 있는 포개진 부분에서 직물 스트립의 각각의 방향 전환부로부터 제거된다. 폭 방향 테두리들 중 하나를 따르는 봉합 루프들을 갖는 봉합 요소(seaming element)는 평평해진 기초 직물 층의 2개의 폭 방향 테두리들에 있는 포개진 부분들 각각에서 제 1 가닥과 제 2 가닥 사이에 배치된다. 봉합 루프들은 제 1 가닥과 제 2 가닥 사이로부터 날실의 매여있지 않은 구간들 사이에서 외부로 연장된다. 제 1 가닥과 제 2 가닥은 이들 사이를 통과하는 스테이플 섬유 탄 솜 재료를 바느질함으로써 서로 층을 이루게 된다. 프레스 직물은 2개의 폭 방향 테두리들에서 봉합 루프들의 서로 겹침(interdigitation)에 의해서 형성된 통로에 핀틀을 통과시킴으로써, 제지기 상에서 설치하는 동안에 무한 형태로 결합된다.

미합중국 특허 제 5,939,176 호에는 기계상에서 재봉가능한 다축 프레스 직물(on-machine-seamable multiaxial press fabrics)이 또한 개시되어 있다. 프레스 직물은 서로에 대하여 인접하여 부착된 다수의 인접 방향 전환부들에서 직물 스트립을 나선형으로 권선하여 조립된 기초 직물 층으로부터 만들어진다. 결과적으로 생성된 무한 기초 직물 층은 그들의 폭 방향 테두리들에 있는 포개진 부분에서 서로 결합되는 제 1 및 제 2 가닥들을 만들어 내도록 평평해진다. 씨실들은 봉합 루프들을 만들어 내도록 폭 방향 테두리들에 있는 포개진 부분에서 직물 스트립의 각각의 방향 전환부로부터 제거된다. 제 1 가닥과 제 2 가닥은 이들 사이를 통과하는 스테이플 섬유 탄 솜 재료를 바느질함으로써 서로 층을 이루게 된다. 프레스 직물은 2개의 폭 방향 테두리들에서 봉합 루프들의 서로 겹침(interdigitation)에 의해서 형성된 통로에 핀틀을 통과시킴으로써, 제지기 상에서 설치하는 동안에 무한 형태로 결합된다.

끝으로, 미합중국 특허 제 6,117,274 호에는 기계상에서 재봉가능한 다축 프레스 직물(on-machine-seamable multiaxial press fabrics)이 또한 개시되어 있다. 프레스 직물은 서로에 대하여 인접하여 부착된 다수의 인접 방향 전환부들에서 직물 스트립을 나선형으로 권선하여 조립된 기초 직물 층으로부터 만들어진다. 결과적으로 생성된 무한 기초 직물 층은 그들의 폭 방향 테두리들에 있는 포개진 부분에서 서로 결합되는 제 1 및 제 2 가닥들을 만들어 내도록 평평해진다. 씨실들은 날실들의 매여있지 않은 구간들을 만들어 내도록 폭 방향 테두리들에 있는 포개진 부분에서 직물 스트립의 각각의 방향 전환부로부터 제거된다. 부수적으로, 폭 테두리들을 따르는 봉합 루프들을 갖는 기계상에서 재봉가능한 기초 직물은 평평해진 직물 층의 제 1 직물 가닥과 제 2 직물 가닥 사이에 배치된다. 봉합 루프들은 제 1 직물 가닥과 제 2 직물 가닥 사이로부터 날실의 매여있지 않은 구간들 사이에서 외부로 연장된다. 제 1 직물 가닥, 기계상에서 재봉가능한 기초 직물 및 제 2 직물 가닥은 스테이플 섬유 탄 솜 재료를 그들 사이에 바느질함으로써 서로 층을 이루게 된다. 프레스 직물은 2개의 폭 방향 테두리들에서 봉합 루프들의 서로 겹침(interdigitation)에 의해서 형성된 통로에 핀틀을 통과시킴으로써, 제지기 상에서 설치하는 동안에 무한 형태로 결합된다.

솔기는 일반적으로 재봉한 직물의 임계 부분이며, 균등한 종이 질, 낮은 마킹 (marking) 및 우수한 주행성으로 인하여, 두께, 강도, 투과성 등과 같은 성질들에 대하여 직물의 나머지가 나타내는 것과 유사한 솔기가 요구된다. 작업 가능한 직물의 봉합 영역은 부하 하에서 거동하며, 직물의 나머지 부분과 마찬가지로 물과 공기에 대한 동일한 투과성을 나타내고, 이에 의해 종이 제품의 주기적인 표식이 봉합 영역에 의해서 만들어지는 것이 방지된다. 이러한 봉합 요구조건들에 의해서 마주치게 되는 상당한 기술적인 어려움에도 불구하고, 비교적 쉽게 설치할 수 있고 안전하기 때문에 봉합 가능한 직물들을 개발하는 것이 바람직하다.

미합중국 특허 제 5,939,176 호를 참조하여 설명한 바와 같이, 다축 직물의 교차기계방향 영역(CD area)은 밖으로 나오게 되고, 그러면 직물은 봉합 루프를 형성하도록 이러한 영역에 걸쳐서 접히게 된다. 다축 직물 구조물에서 솔기를 만드는 이러한 해법의 결점은 봉합 영역에 교차기계방향사 꼬리가 남는다는 것이다. 이러한 교차기계방향사 꼬리는 패널 폭, 직물 길이 및 패널 휨에 연관된 교차기계방향사 각도의 함수이다. 이러한 교차기계방향사 꼬리는 기초 직물 내로 고정되지 않으 며, 봉합 영역 내로 자유로이 이동하거나 "이주(migrate)" 하게 된다. 이 문제는 실 이주로서 알려져 있다. 이러한 실 이주가 일어나는 경우에, 교차기계방향사 단부들은 봉합 영역 내로 이동하고 봉합을 방해한다(때로는 심각하게). 또한, 이러한 매여있지 않은 실들은 봉합 영역에서 섬유 탄 솜 재료에 대하여 적당한 균등 지지를 제공하지 않는다.

이러한 실들을 결속하고 실 이주를 방지하기 위하여 일정한 접착제를 사용하는 시도들이 있었으나, 제한적으로만 성공하였다. 그러므로, 다축 직물들에서 실 이주를 방지하기 위한 개선된 솔기의 개발 필요성이 대두하였다.

본 발명은 다축 직물의 봉합방법을 제공하려는 것이다. 본 발명의 방법은 봉합 영역에서 실 이주의 문제점에 대한 해법을 제공한다.

그러므로, 본 발명의 목적은 제지기 직물을 봉합하는 경우에 위에서 언급한 문제점들을 극복하기 위한 것이다.

따라서, 본 발명은 제지업자 직물을 제조하기 위한 방법 및 그 방법에 따라서 만들어진 직물에 관한 것이다.

본 발명은 기계상에서 재봉가능한 다축 제지업자 직물을 봉합하는 방법이다. 이 직물은 제 1의 포개진 부분과 제 2의 포개진 부분을 따라서 2개의 층들 내로 평평하게 배치된 무한 루프의 형태를 이룬다. 교차기계방향사들은 라벨 영역들을 만들어 내도록 제 1의 포개진 부분과 제 2의 포개진 부분으로부터 제거된다. 이것은 라벨 영역에서 매여있지 않은 기계방향사들을 남긴다. 봉합 루프들은 제 1의 포개진 부분과 제 2의 포개진 부분에서 매여있지 않은 기계방향사들로부터 형성된다. 각각의 포개진 부분에서 직물의 외부면과 교차기계방향사 테두리들 모두에 얇은 다공성 재료가 연속적인 형태로 부착된다. 재료는 재료를 통해서 봉합 루프들이 통과할 수 있도록 허용하면서 라벨 영역의 교차기계방향사 테두리들을 따라 교차기계방향사들을 결속한다. 직물은 제 1의 포개진 부분과 제 2의 포개진 부분으로부터 봉합 루프들을 서로 겹치고 그 결과로서 생긴 결과물 내로 핀틀을 삽입하여 봉합된다.

본 발명의 다른 실시 양태에 따르면, 직물의 실들은 교차기계방향사와 기계방향사에 대하여 약간의 각도를 이루며, 라벨 영역의 테두리들을 따라서 교차기계방향사로부터 제거된 실들의 일부는 직물의 전체 폭을 가로질러서 연장되지 않는다. 이것은 봉합 루프 영역 내로 이주하는 경우에 문제를 일으키는 실들과 작은 세그멘트들을 교차기계방향사에 완전히 남긴다. 직물은 직물의 폭보다 작은 폭을 갖는 직조 직물 스트립으로 형성되고, 직물 스트립이 직물을 형성하도록 연속적인 나선형으로 권선되는 경우에 나선 권선 솔기를 형성하도록 측방향 테두리들이 서로 인접하거나 중첩하게 형성된다.

본 발명의 다른 실시 양태에 따르면, 직물은 제지기의 프레스 구간에 대한 기계상에서 재봉가능한 다축 프레스 직물이다. 바람직하게는, 얇은 다공성 재료가 폴리아미드 면포 재료이다. 스테이플 섬유 탄 솜 재료의 적어도 하나의 층이 직물 내로 바느질된다. 실들 중 적어도 일부는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 또는 제지 직물의 제조에서 사용된 실을 형성하도록 사용된 다른 수지 중 하나이다. 실들 중 소정의 실은 원형 단면형상, 직사각형 단면형상 또는 비원형 단면형상을 갖는다.

본 발명은 하기의 첨부도면들을 참조한 본 발명의 상세한 설명을 통해서 명백하게 밝혀질 것이다.

도 1은 평평해진 상태의 다축 기초 직물의 평면도;

도 2는 다축 기초 직물 층의 표면 중 일부의 평면도;

도 3은 도 1의 선 6-6을 따라 도시한 평평해진 기초 직물 층의 개략적인 단면도;

도 4는 도 3과 유사한 도면으로서, 라벨 영역을 따라서 포개진 상태를 나타낸 개략적인 단면도;

도 5는 라벨 영역을 형성하도록 씨실들을 제거한 상태를 나타낸 도면으로서, 도 2에 도시된 기초 직물 층의 표면 중 일부의 평면도;

도 5A는 도 5에 도시된 바와 같은 다축 기초 직물 층에 있는 라벨 영역의 평면도;

도 6은 포개진 부분을 따라서 봉합 루프가 형성되는 상태를 보여주는 도면으로서, 평평해진 기초 직물의 개략적인 단면도;

도 7은 봉합된 다축 프레스 직물이 제지기 상에 설치된 상태를 나타낸 도면 으로서, 개략적인 단면도;

도 8은 도 7에 도시된 바와 같이 봉합된 다축 프레스 직물의 봉합 영역의 평면도;

도 9는 평평해진 기초 직물의 봉합 루프 영역의 개략적인 확대 단면도; 그리고

도 10은 본 발명에 따라서 실 이주를 방지하도록 다공성 재료의 설치를 보여주는 도면으로서, 평평해진 기초 직물의 봉합 루프 영역의 개략적인 확대 단면도.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 실시 예들은 도 1을 참조하여 설명될 것이다. 도 1은 평평해진 상태의 다축 기초 직물의 평면도이다. 기초 직물(22)이 조립되면, Yook에게 허여되고 본 출원인과 공동 명의로 설정된 미합중국 특허 제 5,916,421; 5,939,176; 및 6,117,274 호에 개시된 바와 같이, 도 1에서 평면도로 나타낸 바와 같이 평평해진다. 이것은 기초 직물 층(22)을 전체 길이(C)의 1/2과 같은 길이(L)과 폭(W)의 2 가닥 직물의 형태로 구성한 것이다. 직조 직물 스트립(16)의 인접한 방향 전환부들 사이의 솔기(20)는 2개 가닥의 최상부에서 일 방향으로 경사지고, 도 1에서 파선으로 나타낸 바와 같이 바닥 가닥에서 반대 방향으로 경사진다. 평평해진 기초 직물(22)은 2개의 폭 방향 테두리들(36)을 갖는다.

도 3은 도 1의 선 6-6을 따라 도시한 개략적인 단면도이다. 본 발명에 따르면, 날실들(26)의 묶이지 않은 구간들에 의해서 폭 방향 테두리들(36)에서 서로 결합한 제 1의 직물 가닥(40)과 제 2의 직물 가닥(42)을 만들어 내도록 직물 스트립(16)의 다수의 씨실(28)과 직물 스트립(16)의 세그멘트들이 인접한 포개진 부분(38)으로부터 제거된다. 도 4는 도 3과 유사한 도면으로서, 평평해진 기초 직물 층(22)의 2개의 폭 방향 테두리들(36) 중 하나의 개략적인 단면도이며, 씨실들을 제거한 상태를 나타낸 것이다. 날실들(26)의 묶이지 않은 구간들은 Yook의 '176 특허에 개시된 바와 같이, 제지기 상에서 설치하는 동안에 기초 직물 층(22)으로부터 무한 평태로 만들도록 제지업자 직물을 결합하는데 사용하기 위한 봉합 루프들을 형성한다.

도 2는 직물 스트립(16)의 2개의 인접한 나선 방향 전환부들 사이에서 나선형의 연속적인 솔기(20) 근처에서 포개진 부분(38)들 중 하나에서 소정 지점에 다축 기초 직물 층의 표면의 일부의 평면도이다. 씨실(26)과 날실(28)은 기계방향(MD)과 교차기계방향(CD)에 대하여 약간의 각도를 이룬다.

이웃하는 날실(28)을 제거하는 동안에 평평해진 포개진 부분(38)은 은 도 2에서 파선으로 나타내었다. 실제로, 기초 직물 층(22)은 상기한 바와 같이 평평해지고, 2개의 폭 방향 테두리들(36)에서 포개진 부분(38)은 동일한 방식으로 표시되고, 평평해지는 경우에 그 위치가 분명해진다. 포개진 부분(38)에서 씨실(26)의 필요한 매여있지 않은 구간들을 제공하기 위해서, 파선들(46,48)에 의해서 한정된 영역으로부터 씨실(28)을 제거하는 것이 필요하고, 반대쪽에서는 포개진 부분(38)으 로부터 동등하게 분리되는 것이 필요하다. 이 공정은 직물의 라벨 영역을 만들어내는 라벨링(ravelling)이다.

도 5는 포개진 부분(38) 주위의 영역으로부터 씨실들을 제거한 상태를 나타낸 도면으로서, 도 2에 도시된 기초 직물 층의 표면 중 일부의 평면도이다. 씨실들(26)의 매여있지 않은 구간들(44)은 포개진 부분(38)의 영역에서 파선들(46,48) 사이에서 연장한다. 파선(46)을 지나서 연장된 씨실(50)의 일부는 상기한 바와 같이 제거된다.

평평해진 기초 직물 층(22)의 2개의 폭 방향 테두리들(36)에서 날실(26)의 매여있지 않은 구간들의 설치는 2개의 요소들로 인하여 복잡하다. 첫째는, 직물 스트립(16)이 기초 직물 층(22)보다 작은 폭을 가지기 때문에, 씨실(28)은 기초 직물 층(22)의 전체 폭에 걸쳐서 연장되지 않는다. 둘째는, 보다 중요하게도, 직물 스트립(16)이 기초 직물 층(22)을 만들어 내도록 나선형으로 권선되기 때문에, 씨실들은 기초 직물 층(22)의 교차기계방향으로 놓이지 않고, 그 결과 포개진 부분(38)에 대하여 평행하지 않다. 그 대신에, 씨실(28)은 기초 직물 층(22)의 교차기계방향에 대하여 통상적으로 10도보다 작은 약간의 각도를 이룬다. 따라서, 포개진 부분(38)에서 날실(26)의 매여있지 않은 구간들을 제공하기 위해서, 씨실들(28)은 기초 직물 층(22)의 폭(W)을 가로질러서 포개진 부분(38)으로부터 단계적으로 제거되어야만 한다.

다시 말해서, 날실들(28)은 포개진 부분(38)이나 파선들(46,48)에 대하여 평행하지 않기 때문에, 씨실(28)의 파선들(46,48) 사이의 공간을 명확하게 하기 위하 여, 다축 직물에서 도 2에 도시된 바와 같은 씨실(50)의 경우에서와 같이 주어진 씨실(28)의 단지 일부를 제거하는 것이 필요하다.

도 5A는 도 5에 도시된 바와 같은 다축 기초 직물 층의 라벨 영역의 평면도이다. 라벨 영역의 테두리들을 따르는 교차기계방향사들(이 도면에서는 수평방향)은 전체 직물을 가로질러서 연장되지 않으며, 이들이 라벨 영역 내로 구부러짐에 따라서 몇몇 지점에서 짧게 나타난다. 교차기계방향사의 꼬리들은 직물을 가로질러서 완전히 연장되지 않기 때문에, 이들은 라벨/봉합 루프 영역 내로 이주할 여지가 있다.

도 6은 포개진 부분을 따라서 봉합 루프가 형성되는 볼 발명의 예를 보여주는 도면으로서, 평평해진 기초 직물의 개략적인 단면도이다. 이러한 특별한 방법에 있어서, 제 1 직물 가닥(40)과 제 2 직물 가닥(42) 사이에서 날실(26)의 매여있지 않은 구간들에 대하여 루프 형성 케이블(52)이 설치된다. 예를 들어 날실(26)의 매여있지 않은 구간들로부터 봉합 루프들(56)을 형성하도록 루프 형성 케이블(52)에 인접한 제 1 직물 가닥(40)과 제 2 직물 가닥(42)을 연결하도록 바느질(54)이 이루어진다. 이와는 달리, 제 1 직물 가닥(40)은 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게 그러한 목적으로 사용되고 있는 다른 수단에 의해서 루프 형성 케이블(52)에 인접한 제 2 직물 가닥(42)에 연결된다. 루프 형성 케이블(52)은 기초 직물 층(22)의 2개의 폭 방향 테두리(36)에서 상기한 방식으로 형성된 봉합 루프(56)을 남기면서 제거된다.

도 7은 봉합된 다축 프레스 직물이 제지기 상에 설치된 상태를 나타낸 도면 으로서, 개략적인 단면도이다. 도 7은 돌출한 봉합 루프들을 구비하고 있고 두 포개진 부분에서 표시된 평평해진 기초 직물 층(22)을 포함한 적층 직물로서, 최종적으로는 기계상에서 재봉가능한 직물(60)이 형성된 상태를 보여준다. 기계상에서 재봉가능한 직물(60)의 층들은, 기계상에서 재봉가능한 얇은 판 모양의 다축 프레스 직물의 제조를 완벽하게 하기 위하여, 스테이플 섬유 탄 솜 재료(80)로 이루어진 하나 또는 그 이상의 층들을 기초 직물(60) 내로 바느질함으로써 서로 결합된다. 스테이플 섬유 탄 솜 재료(80)는 중합체 수지 재료로 이루어지고, 바람직하게는 폴리아미드 또는 폴리에스테르 수지로 이루어진다. 기초 직물 층의 봉합 루프(56)들은 함께 겹쳐지고 그 사이에 핀틀(58)을 삽입함으로써 솔기가 형성된다.

도 8은 도 7에 도시된 바와 같이 봉합된 다축 프레스 직물의 봉합 영역의 평면도이다. 상기한 바와 같이, 다축 구조물에서 솔기를 만들 때 발생하는 주요한 결점은 교차기계방향사 꼬리가 봉합 영역에 생기는 것이다. 도 8은 봉합 영역 내로 이주하는 교차기계방향사 꼬리(100)를 나타낸 것이다. 교차기계방향사 꼬리는 다축 직물 베이스의 패널 폭, 직물 길이 및 패널 휨에 연관된 교차기계방향사 각도의 함수이다. 이러한 교차기계방향사 꼬리는 기초 직물 내로 고정되지 않으며, 봉합 영역 내로 자유로이 이동하거나 "이주(migrate)" 하게 된다. 실들을 제 위치에 고정하기 위해서 일정한 접착 시스템들이 적용되지만, 제한된 범위 내에서만 성공한다. 이주가 일어나는 경우, 교차기계방향사 단부들은 봉합 영역 내로 이동하고, (어떤 경우에는 심각하게) 봉합을 방해한다.

도 9는 평평해진 베이스 직물의 봉합 루프 영역의 개략적인 확대 단면도이 다.교차기계방향사들 또는 꼬리들(70,72)은 매여있지 않고 봉합 루프 영역내로 이주하게 된다. 특히, 교차기계방향사(70)는 봉합 루프(56) 내로 자유로이 이주하고, 봉합을 방해하지 않는다. 또한, 교차기계방향사(72)는 봉합 영역에서 주위로 이동하고, 그 결과 봉합 영역에서 탄 솜 재료에 대한 한결같지않은 지지를 야기한다. 이렇게 이주하는 실들 또는 실 꼬리들은 제지기 상에서 직물을 봉합하는 경우에 많은 어려움을 야기하게 된다.

도 10은 본 발명에 따라서 실 이주를 방지하기 위한 얇은 다공성 재료(90)의 설치를 나타낸 도면으로서, 평평해진 기초 직물의 봉합 루프 영역의 개략적인 확대 단면도이다. 실 이주를 방지하기 위해서, 본 발명은 교차기계방향사들과 그 꼬리들을 제 위치에 고정하기 위해서 봉합 루프 영역의 교차기계방향사 테두리들을 커버하도록 얇은 다공성 재료(90)를 부착하며, 이때 봉합 루프들(56)은 다공성 재료를 통과하도록 허용된다. 다공성 재료는 나일론 면포(scrim) 재료 또는 해당 기술분야에 알려진 다른 적당한 재료가 될 수 있다. 다공성 재료는 직물 베이스에 재봉되거나, 또는 해당 기술분야에 알려진 접착제와 같은 다른 수단에 의해서 부착된다.

상기한 바와 같이, 얇은 다공성 재료는 직조 또는 부직 면포 재료이다. 그러한 면포 재료는 통상적으로 스핀 결합하고 습기하에 놓아두거나 공기 중에 놓아둔 웹을 포함한다. 스핀 결합된 웹들 및 그 준비 방법들은 해당 기술분야에 널리 알려져 있다. 예를 들면, Bregnala 등에게 허여된 미합중국 특허 제 5,750,151 호에는 폴리올레핀(폴리프로필렌), 폴리에스테르(폴리에틸렌 테레프탈레이트), 폴리아미드(나일론-6) 및 폴리우레탄과 같은 열가소성 중합체들로부터 파생된 다섬사들을 압출하여 스핀 결합된 웹을 제조하는 방법 및 웹을 인발하는 장치가 개시되어 있다. 마찬가지로, 습기하에 놓아둔 웹들은 Nielsen 등에게 허여된 미합중국 특허 제 5,167,764 호에 개시된 방법에 의해서 제조되는데, 이 방법은 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트와 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌으로 이루어진 수성 시이트의 형성단계와 그 시이트들의 건조단계를 포함한다. 셀룰로오스 섬유, 열가소성 수지, 폴리아미드, 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌의 공기중에 놓아둔 웹들은, Lauren 등에게 허여된 미합중국 특허 제 4,640,810 호에 개시된 바와 같이, 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트의 섬유들을 폴리프로필렌과 같은 열가소성 수지와 혼합하고 그 혼합물을 공기 흐름에 실어서 캐리어의 표면 내로 분배함으로써 제조된다.

또한, 다공성 재료는 압출된 메쉬나 짜여진 재료가 될 수 있다. 봉합 루프들을 재료를 통해서 이동할 수 있도록 하기에 충분한 다공성 및 유연성이 확보되어야 한다. 또한, 봉합된 다축 기초 직물의 실제적인 윤곽을 따르기에 충분한 유연성이 확보되어야 한다. 재봉이나 접착제 이용과 같은 여러 가지 방법들이 다공성 재료를 부착시키는데 사용된다. 예를 들면, 다공성 재료는 가열에 의해서 활성화되고 다공성 재료를 구성하는 실들이나 섬유들 중 적어도 일부가 고온 용융될 수 있는 접착 성분(라미네이트)을 가질 수 있다. 즉, 열에 노출되는 경우에, 재료의 일부는 유동하거나 다축 베이스에 끈적끈적하게 고정된다. 덮개/코어 또는 이중 성분 섬유들과 실들은 다공성 재료에 대한 재료/실과 같이 양호하게 작용하게 된다.

기계상에서 재봉가능한 기초 직물을 제공하도록 직조한 직물은 단일 층이나 다층을 이루고, 폴리에스테르나 폴리아미드와 같은 합성 중합체 수지의 단섬사, 여러 겹의 단섬사 또는 다섬사로부터 직조된다. 봉합 루프(56)를 형성하고 씨실을 이루는 실들은 바람직하게는 단섬사들이다.

본 발명에 따른 직물은 해당 기술 분야의 숙련된 당업자에게 알려진 바와 같이 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 또는 다른 중합체들로 제조된 실들을 포함한다. 이중성분 혹은 덮개/코어 실들이 채용될 수 있다. 실들에 대한 중합체들의 조합은 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게 구별된다. 교차기계방향사와 기계방향사는 하나 또는 그 이상의 각기 다른 직경들을 갖는 원형 단면 형상을 가진다. 또한, 원형 단면 형상에 추가하여, 하나 또는 그 이상의 교차기계방향사, 기계방향사, 또는 재직조/재봉 실들은 직사각형 단면형상 또는 원형의 단면형상과 같은 다른 단면 형상을 가질 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

1. 제 1의 포개진 부분과 제 2의 포개진 부분을 따라서 2개의 층으로 평평해지는 무한 루프의 형태를 갖는 기계상에서 재봉가능한 다축 제지업자 직물(on-machine-seamable multiaxial papermaker's fabric)의 재봉방법으로서,

   라벨 영역들을 형성하도록 상기 제 1의 포개진 부분과 상기 제 2의 포개진 부분으로부터 교차기계방향사들을 제거하는 단계로, 이때 기계방향사들은 상기 라벨 영역에서 매여있지 않은 상태인, 단계;

   상기 제 1의 포개진 부분과 상기 제 2의 포개진 부분에서 매여있지 않은 기계방향사들로부터 봉합 루프들을 형성하는 단계;

   각각의 포개진 부분에서 상기 직물의 외면과 상기 직물의 교차기계방향사 테두리들에 대하여 얇은 다공성 재료를 상기 직물에 연속적으로 부착시키는 단계;

   상기 제 1의 포개진 부분과 상기 제 2의 포개진 부분으로부터 봉합 루프들을 겹치고 그 사이에 핀틀을 삽입하여 상기 직물을 봉합하는 단계;

   를 포함하고,

   상기 라벨 영역의 상기 교차기계방향사 테두리들을 따라서 실들을 다공성 재료가 결속시키는 동시에 상기 봉합 루프들은 다공성 재료를 통과하고, 직물의 제1외면에서 직물의 제2외면까지 얇은 다공성 재료가 감싸여지며, 상기 얇은 다공성 재료에 의하여 결속된 실은 교차기계방향사의 세그먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 재봉방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 얇은 다공성 재료가 폴리아미드 면포 재료(polyamide scrim material)인 것을 특징으로 하는 재봉방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 직물에 있는 실들은 교차기계방향사 및 기계방향사에 대하여 약간의 각도를 이루고, 그리하여 상기 라벨 영역의 테두리들을 따라서 제거된 상기 교차기계방향사들 중 적어도 일부는 상기 직물의 전체 폭을 가로질러서 연장하지 않는 것을 특징으로 하는 재봉방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 직물은 상기 직물의 폭보다 작은 폭을 갖는 직조 직물 스트립으로 형성되고, 상기 직조 직물 스트립은 2개의 측방향 테두리들을 갖는 다층 직조물의 형태를 취하며, 상기 측방향 테두리들은 상기 직물 스트립이 직물을 형성하도록 연속적인 나선형으로 권선되는 경우에 형성되고, 상기 측방향 테두리들은 나선형으로 감겨진 솔기를 형성하도록 인접하거나 중첩되는 것을 특징으로 하는 재봉방법.
5. 제 1 항에 있어서, 적어도 한 층의 스테이플 섬유 탄 솜 재료를 상기 직물 내로 바느질하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재봉방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 직물은 제지기의 프레스 구간에 대하여 기계상에서 재봉가능한 얇은 판 모양의 다축 프레스 직물인 것을 특징으로 하는 재봉방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 실들 중 적어도 일부는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 또는 이중 성분의 덮개/코어 실들인 것을 특징으로 하는 재봉방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 직물에서 실들은 원형 단면형상, 직사각형 단면형상 또는 비원형 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 재봉방법.
9. 제지업자 직물로서,

   제 1의 포개진 부분과 제 2의 포개진 부분을 따라서 2개의 층으로 평평해진 무한 루프 형태의 다축 직물 베이스로서, 이 다축 직물 베이스는 상기 제 1의 포개진 부분과 상기 제 2의 포개진 부분을 따라서 라벨 영역에서 매여있지 않은 기계방향사들로부터 형성된 봉합 루프들을 가지며, 상기 라벨 영역은 교차기계방향사에서 실들을 제거함으로써 형성되고, 이에 의해 상기 라벨 영역에는 매여있지 않은 기계방향사에 실들이 남겨지는, 다축 직물 베이스;

   (ⅱ) 각각의 포개진 부분에서 상기 직물 베이스의 교차기계방향사 테두리상의 양외표면에 부착되고, 직물 베이스의 제1외면에서 제2외면까지 감싸여지는 얇은 다공성 재료로서, 상기 봉합 루프들이 상기 다공성 재료를 통과하는 것을 허용하면서 상기 라벨 영역의 상기 교차기계방향사 테두리들을 따라서 실들을 결속하고, 다공성 재료에 의하여 결속된 실들은 교차기계방향사 세그먼트를 포함하도록 한 다공성 재료; 그리고

   (ⅲ) 적어도 하나의 표면으로부터 상기 직물 베이스로 바느질되는 탄 솜(batt fiber);을 포함하는 제지업자 직물.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1의 포개진 부분과 상기 제 2의 포개진 부분으로부터 봉합 루프들을 겹치고 그 사이에 핀틀을 삽입함으로써 상기 직물이 봉합되는 것을 특징으로 하는 제지업자 직물.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 얇은 다공성 재료가 폴리아미드 면포 재료(polyamide scrim material)인 것을 특징으로 하는 제지업자 직물.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 직물에 있는 실들은 교차기계방향사 및 기계방향사에 대하여 약간의 각도를 이루고, 그리하여 상기 라벨 영역의 테두리들을 따라서 제거된 상기 교차기계방향사들 중 적어도 일부는 상기 직물의 전체 폭을 가로질러서 연장하지 않는 것을 특징으로 하는 제지업자 직물.
13. 제 9 항에 있어서, 상기 직물은 상기 직물의 폭보다 작은 폭을 갖는 직조 직물 스트립으로 형성되고, 상기 직조 직물 스트립은 2개의 측방향 테두리들을 갖는 다층 직조물의 형태를 취하며, 상기 측방향 테두리들은 상기 직물 스트립이 직물을 형성하도록 연속적인 나선형으로 권선되는 경우에 형성되고, 상기 측방향 테두리들은 나선형으로 감겨진 솔기를 형성하도록 인접하거나 중첩되는 것을 특징으로 하는 제지업자 직물.
14. 제 9 항에 있어서, 상기 직물은 제지기의 프레스 구간에 대하여 기계상에서 재봉가능한 얇은 판 모양의 다축 프레스 직물인 것을 특징으로 하는 제지업자 직물.
15. 제 9 항에 있어서, 상기 실들 중 적어도 일부는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 또는 이중 성분의 덮개/코어 실들인 것을 특징으로 하는 제지업자 직물.
16. 제 9 항에 있어서, 상기 직물에서 실들은 원형 단면형상, 직사각형 단면형상 또는 비원형 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 제지업자 직물.

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