KR101550647B1 - 화장지, 타월 및 부직포의 제조를 위한 투과성 벨트 - Google Patents
화장지, 타월 및 부직포의 제조를 위한 투과성 벨트 Download PDFInfo
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Abstract
특별한 질감이 나게 만든 화장지나 타월 또는 부직포를 제조하는데 사용하는 직물 구조가 개시되어 있는데, 이 직물 구조는 공기나 물에 대하여 투과성을 나타내고, 화장지나 타월 또는 부직포에 텍스쳐를 부여하기에 적합한 일련의 융기된 랜드 영역들 및 그에 대응하는 함몰부들들, 상기 직물 구조로부터 상기 표면으로 물과 공기의 소통을 허용하기에 적합한 일련의 공극들을 포함한다.
Description
관련출원의 상호참조
본 출원은 2008년 9월 11일자로 출원된 미국 임시 출원번호 제 61/096,149 호의 우선권을 주장하며, 상기 미국 임시출원은 여기에서는 참조로서 통합된 것이다.
본 발명은 화장지, 타월 또는 부직포, 더욱 상세하게는 구조화되거나 특별한 질감이 나게 만든 화장지, 타월 또는 부직포의 제조에서 사용하기 위하여 벨트나 슬리이브 형태를 갖는 무한 구조물에 관한 것이다.
제지 벨트는 해당 기술분야에 널리 알려져 있다. 제지 벨트는 제지기에서 셀룰로오스 섬유들을 탈수 및 이송하는데 사용된다. 셀룰로오스 섬유들은 초기 웹이 되고 건조후 최종 제품이 된다.
통상적으로, 제지 벨트들은 그 위에 만들어진 종이에 구조를 부과하지 않는다. "구조(structure)"는 보통의 제지과정에서 발생하고 크레이프 가공(creping)에 의해서 유도되는 것과 같은 보통의 변화보다 정도가 큰 종이의 기초 중량 및/또는 밀도에서의 변화를 지칭한다. "구조"는 화장지나 타월 시이트에서의 텍스처(texture) 또는 패턴을 또한 지칭할 수 있다. 그러한 "구조화된" 화장지/타월 시이트들은 일반적으로 부드럽고 높은 흡수성을 가지면서 부피가 크다. 그러한 제지 벨트들은 통기 건조(Through Air Drying; "TAD") 벨트 또는 종래의 프레스 직물들, 이송 직물들 또는 성형 직물들이 될 수 있다. 그러한 직물들은 표면 패터닝 체계를 포함하며 보강 구조물을 구비한다. 구조화된 화장지와 타월은 더 부드러워질 수 있고, 보다 흡수성이 높으며, 구조화되지 않은 화장지/타월 보다 낮은 기본 중량을 가질 수 있다. 구조화된 화장지/타월을 제조하기 위한 바람직한 방법은 통기 건조방식(Through Air Drying;TAD)인데, 이 방법은 비용이 많이 들고 에너지를 많이 소비하게 된다.
화장지나 타월 시이트에 구조를 제공하기 위하여 불침투성 벨트를 사용하는 것은 미국 특허 제 6,743,339 호를 통해서 알려져 있으며, 상기 미국 특허는 여기에서는 참조로서 통합된 것으로서, 화장지를 제조하는데 사용되는 매끄러운 불침투성 벨트의 사용을 알려주고 있다. 미국특허 제 5,972,813 호, 제 6,340,413 호와 제 6,547,924 호는 여기에서는 참조로서 통합된 것이며, 각각의 상기 미국 특허는 화장지나 타월 시이트에 텍스쳐를 제공하기 위한 불침투성 벨트의 사용을 알려주고 있다. 상기 특허들은 상기 불침투성 벨트들이 20cfm(1/2인치 워터 게이지 압력에서 벨트의 평방 피트를 통과하는 공기의 cfm) 이하의 측정된 공기 유동을 갖는다는 것을 설명하고 있다. 또한, 미국 특허 제 5,972,813 호는 50미크론 보다 큰 치수를 갖는 모세관을 통해서 물이 통과하지 않음을 알려준다.
텍스쳐를 갖는 투과성 벨트의 사용이 미국 특허 제 5,837,102 호에 알려져 있으며, 상기 미국 특허는 여기에서는 참조로서 통합된 것이며 관통공들을 갖는 벨트를 개시하고 있다. 그런데, 벨트 표면 상의 마이크로 텍스쳐는 단지 시이트 릴리스를 돕는다.
부드럽고 부피가 큰 구조 화장지 또는 타월을 그러한 방식으로 제조하기 위해서 많은 프레스 및 장치들(기계 장치들)이 수년에 걸쳐서 개발되어 왔다. 모든 이러한 장치들은 구조화된 시이트의 부피특성들을 비용 및 복잡성 측면에서 균형을 이루도록 시도되어 왔다. 에너지 및 섬유 단가가 2가지 중요한 요소이다. 투과성 벨트의 사용은 초대 시이트 탈수를 제공하지 못하기 때문에, 에너지 비용을 최소화하기 위해서 불투과성 벨트의 사용이 제안된 바 있다.
여기에서는 참조로서 통합된 독일 특허 제 195 48 747 호에는 주름진 화장지를 제조하기 위한 제지기가 개시되어 있는데, 이는 슈 프레스 롤, 카운터 롤 및 흡입 롤을 포함하는 프레스를 구비하고 있고, 상기 카운터 롤은 상기 흡입 롤과 함께 제 1의 프레스 닙을 형성하고 상기 슈 프레스 롤과 함께 제 2의 연장된 프레스 닙을 형성한다. 프레스 직물은 종이 웹과 함께 2개의 프레스 닙들을 통과하고 다음에는 종이 웹을 따라서 양키 실린더(Yankee cylinder)로 이동하며, 프레스 직물과 종이 웹이 이송 롤 주위를 통과할 때 종이 웹이 상기 양키 실린더로 이송되는데, 상기 이송 롤은 상기 양키 실린더와 함께 비-압축 닙을 형성한다. 프레스 직물을 탈수하기 위한 흡입 영역들은 상기 제 1 프레스 닙 전후에 유용하고, 상기 프레스 닙 전의 흡입 영역은 상기 흡입 롤 내부에 위치하는 반면, 상기 프레스 닙 후의 흡입 영역은 측면 루프에 위치하고, 프레스 직물은 상기 제 2 프레스 닙의 입구에서 종이 웹과 다시 만나도록 단독으로 진행하게 된다. 종이 웹이 양키 실린더에 도달하기 전에 젖은 프레스 직물에 의해서 다시 젖게 되므로, 그러한 제지기는 불편하다. 미국 특허 제 5,393,384 호("'384 특허")는 여기에서는 참조로서 통합된 것이며, 화장지 웹을 제조하기 위한 제지기를 개시하고 있고, 상기 '384 특허의 도 6에 따른 실시 예에 있어서 압축 불가능한 불투과성 벨트를 포함하며, 상기 벨트의 밑면은 슈 프레스 닙을 통해서 거기로부터 양키 실린더와 함께 닙을 형성하는 이송 롤을 경유하여 양키 실린더로 종이 웹을 안내한다. 이러한 불투과성 벨트는 매끄러운 웹-보유 표면을 가지며, 벨트가 프레스 직물과 함께 프레스 닙(종이 웹과 접촉하는 매끄럽지 않은 표면을 가짐)을 통과함에 따라서 상기 웹-보유 표면은 그 위에 접착성 수막을 형성한다.
양키 실린더는 매끄러운 표면을 갖는다. 종이 웹이 접촉하도록 의도되는 매끄러운 표면을 양키 실린더와 불투과성 벨트가 가짐에 따라서, 종이 웹은 건조 실린더의 매끄러운 표면으로 이송되는 것이 바람직하지만, 그렇게 이송되는 대신에 양키 실린더에 인접한 닙을 통과한 후에 종이 웹이 불투과성 벨트의 매끄러운 표면에 계속해서 달라붙을 수 있다.
비록 많은 양의 접착제가 건조기 실린더의 외주면에 도포되지는 않았을 지라도, 종이 웹을 양키 실린더에 고착시키는 것은 가능할 것이다.
부직포의 제조는 해당 기술분야에 잘 알려져 있다. 그러한 제품들은 직조나 뜨개질과 같은 종래의 직조방법을 사용함이 없이 섬유들로부터 직접적으로 생산된다. 대신에, 상기 제품들은 에어레이드(airlaid), 드라이레이드(drylaid) 및 카딩(carding)과 같은 부직포 제조방법들 또는 일체형 부직포 웹을 형성하도록 섬유들이 축적되는 이러한 프로세스들의 몇몇 조합에 의해서 생산될 수 있다.
부직포 제품은 에어레잉(airlaying) 또는 카딩(carding)에 의해서 제조될 수 있고, 이때 섬유들의 웹은 통합되거나 처리되어 부수적으로 바느질이나 스펀레이싱(spunlacing)(hydroentanglement; 고수압직조법)에 의해서 부직포 제품 내로 증착된다. 후자에 있어서, 고압 물 제트는 섬유들을 서로 꼬이게 하기 위해서 종이 웹 위로 수직 하방향을 향하게 되고, 바느질에 있어서, 섬유 얽힘(entanglement)은 가시가 있는 바늘들의 왕복 베드의 사용을 통해서 기계적으로 달성되는데, 이때 상기 바늘들은 바늘들의 엔트리 스트로크(entry stroke) 동안에 섬유들을 웹의 표면 상에서 그 안쪽으로 향하게 한다.
통상적으로 열가소성 수지로 제조되는 섬사들 또는 섬유들로부터 형성된 스핀결합 웹들, 구조물들 또는 물품들과 같은 부직포들의 제조를 위한 장치가 현재 존재한다. 그러한 장치가 미국 특허 제 5,814,349 호에 개시되어 있으며, 이는 여기에서는 참조로서 통합된 것이다. 그러한 장치들은 통상적으로 스트랜드들의 커튼을 제조하기위한 방적돌기(spinneret) 및 열가소성 섬사들을 형성하도록 이들을 냉각시키기 위해서 스트랜드들의 커튼 위로 처리 공기를 송풍하기 위한 처리공기 송풍기를 포함한다. 열가소성 섬사들은 열가소성 섬사들의 공기역학적 스트레칭을 위해서 처리 공기에 공기역학적으로 비말동반되며, 그런 후에는 디퓨저를 통과하고, 서로 얽힌 섬사들의 수집을 위해서 그리고 그 위에 웹을 형성하기 위해서 연속적으로 순환하는 벨트나 스크린(투과성 직물) 위로 증착된다. 그렇게 형성된 웹, 구조물 또는 물품은 이송되어 다음의 처리과정을 거치게 된다.
부직포 재료들을 제조하기 위한 멜트브로운(meltblown) 공정에 있어서, 열가소성 중합체가 압출기에 위치하고 다이 폭의 인치당 20 내지 40개의 작은 오리피스들을 포함하는 선형 다이를 통과하게 된다. 고온의 수렴하는 기류가 고화된 필라멘트들을 형성하기 위해서 압출된 중합체 기류를 급속하게 약화시킨다. 고화 필라멘트들은 고속의 공기에 의해서 권취 스크린이나 직조된 재료나 부직포 재료의 다른 층 위로 부수적으로 송풍되고 그 결과 멜트브로운 웹을 형성하게 된다.
스핀결합 및 멜트브로잉 공정들은 스핀결합-멜트브로운-스핀결합(spunbound-meltblown-spunbound; "SMS")과 같은 응용들에서 결합될 수 있다. SMS에 있어서, 스핀결합된 재료의 제 1 층이 벨트나 컨베이어 상에 형성된다. 벨트는 통상적으로 스핀결합 공정 동안에 올바른 웹 형성을 달성하기 위해서 균등한 표면 패턴과 공기 투과성을 갖는다. 스핀결합된 재료는 제 1 스핀결합 빔에서 웹을 형성하도록 레이 다운 성형 영역에서 벨트 상에 증착된다. 프레스 닙 또는 고온 에어 나이프를 이용하는 것과 같은 장치들은 성형 벨트 위로 열가소성 섬유들을 끌어당기는 것을 지원하기 위해서 웹 상에 작용하는 예비-결합 압력 및/또는 온도를 향상시키도록 도울 수 있으며, 진공 박스는 벨트 아래에 위치하여 벨트로 흡입력을 가한다. 스핀결합 공정에 필요한 기류가 적절한 크기의 진공펌프에 연결된 진공 박스에 의해서 상기 장치에 공급된다.
에어레이드 공정이 부직포 웹을 형성하도록 사용될 것이다. 보풀 펄프를 개방시키기 위해서 에어레이드 공정이 근섬유소 분리장치(defibrillation system)를 사용하여 개시된다. 별개의 섬유들을 형성하기 위해서 종래의 제섬기(fiberizer)나 다른 절단장치(shredding device)가 사용될 것이다. 흡수 재료들(예를 들면 초 흡수 분말)의 입자들, 접착제들 또는 다른 재료들이 섬유들과 혼합될 것이다. 그러면 혼합물이 성형 장치 내에서 공기 흐름에서 부유하여 이동 성형 벨트나 회전 관통 실린더에 증착되며, 상세하게는 금속이나 중합체 슬리이브가 될 수 있는 회전 관통 실린더의 원주면에 증착된다. 임의로 배향된 에어형성 섬유는 라텍스 바인더의 적용에 의해서 결합되어 건조되거나 또는 열적으로 결합된다.
모든 이러한 공정들은 벨트나 슬리이브를 사용할 수 있는데, 이들은 텍스쳐가공이 되거나 또는 생산된 부직포 시이트에 텍스쳐를 제공할 수 있다. 이 벨트들은 공기나 물에 대하여 투과성을 나타낼 수 있다. 그러나, 사용된 벨트들은 몇몇 패턴에 있어서 중합체 실들의 직조 기판을 거쳐서 생산된다.
부직포 제품들은 강한 접착성 구조를 제공하도록 화학적 바인더들이나 필라민트 융합(fusing) 존재하에서 또는 부존재하에서 섬유 상호작용에 의해서 제 위치에 로크된 섬유들로 구성된다. 제품들은 제품의 평균 영역 밀도보다 높은 영역 밀도(단위 면적당 중량)의 혼성된 섬유 영역들 반복 패턴을 가질 것이며, 치밀하게 혼성된 영역들 사이에서 연장되고 서로 임의로 혼성된 섬유들을 서로 연결하게 된다. 직조 벨트가 제지기를 통과함에 따라 부직포가 직조 벨트 위에서 지지됨에 따라서, 국부화된 혼성 영역들은 인접한 고 밀도 영역의 밀도보다 낮은 영역 밀도의 영역들을 한정하도록 인접한 혼성 영역들 사이에서 연장하는 섬유들에 의해서 서로 연결될 것이다. 벨트들로부터 실질적으로 자유로운 틈새들의 패턴은 치밀하게 혼성된 영역들 내에서 또는 그 사이에서 한정될 것이며 섬유들을 서로 연결하게 된다. 몇몇 제품들에 있어서 치밀하게 얽힌 영역들은 종래의 직조 직물의 외양과 유사한 외양을 갖는 부직포 제품을 제공하기 위해서 규칙적인 패턴으로 배열되고 섬유들의 순서화된 그룹들에 의해서 결합되며, 섬유들은 얽힌 영역으로부터 얽힌 영역으로 제품을 통해서 임의로 진행하게 된다.
순서화된 그룹의 섬유들은 서로에 대하여 실질적으로 평행하거나 임의로 증착된다. 실시 예들은 부직포의 다른 두께 영역들에 위치한 순서화된 섬유 그룹들에 의해서 서로 연결된 얽힌 섬유 영역들이 있는 복잡한 섬유 구조를 갖는, 드레스 물품들 및 양복 재료 및 와이프(wipes)와 같은 산업용 제품들을 포함하여 부직포 제품을 구비한다.
그러나, 그러한 텍스쳐나 밀도 변화들은 직조 구조의 직조 패턴, 기계적인 롤이나 압력을 사용한 엠보싱과 같은 부수적인 공정들에 의해서 야기되고, 그 자체로서 공정을 형성한다(고수압직조는 섬유 배향 및 섬유얽힘의 차이를 야기한다).
특별한 질감이 나게 만든 화장지나 타월 또는 부직포들을 제조하는데 사용되는 직물 구조가 개시되어 있는데, 이 구조는 공기 및/또는 물에 대하여 투과성을 나타낸다.
또한, 이 구조는 화장지나 타월 시이트 또는 부직포 제품에 텍스쳐를 부여하는 일련의 융기된 랜드 영역들 및 그에 대응하는 함몰부들의 시이트 접촉면 패턴을 갖는다. 본 발명의 다른 양태는 상기 직물 구조가 물이든지 공기의 소통을 허용하기 위하여 관통공들과 같은 공극들을 갖는 것이다.
본 발명의 다른 양태는 공극들이 일정한 원하는 패턴으로 구조물에 존재하는 것이다.
특별한 질감이 나게 만든 화장지나 타월 또는 부직포를 제조하는데 사용하는 직물 구조는 공기나 물에 대하여 투과성을 나타내고, 화장지나 타월 또는 부직포에 텍스쳐를 부여하기에 적합한 일련의 융기된 랜드 영역들 및 그에 대응하는 함몰부들들, 상기 직물 구조로부터 상기 표면으로 물과 공기의 소통을 허용하기에 적합한 일련의 공극들을 포함하며, 상기 공극은 유효 직경이 50미크론보다 크다.
개시된 직물 구조는 불투과성 벨트에 비해서 향상된 탈수능력을 제공한다. 또한, 관통 구멍들은 매끄러운 무늬없는 벨트에 비해서 최종 제품의 텍스쳐링을 지원할 수 있다. 또한, 특정 패턴의 랜드들/함몰부들/공극들은 양키 실린더로의 시이트 이송을 지원하여, 결과적으로는 균등한 크레이프 가공을 돕게 된다. 직물 구조는 직조 다공성 구조나 종래의 프레스 직물에 비해서 최소의 시이트 다시젖음(rewet)을 야기할 수 있다.
본 발명은 하기의 첨부도면들을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 화장지나 타월을 제조하는데 사용될 수 있는 기계장치를 나타낸 도면이다. 도 2는 서로에 대하여 위와 아래로 직조되는 실들에 의해서 야기되는 랜드들 및 함몰부들의 패턴을 보여주는 직조 기판의 도면이다.
도 3은 함몰부들이 직물, 슬리이브 또는 벨트의 막이나 피복 내로 새겨지는 직물 구조의 표면을 갖는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 막이나 피복이 되는 구조의 표면을 내려다본 도면이다. 어두운 영역들은 함몰부들을 나타낸 것이고, 밝은 영역들은 융기된 랜드 영역들을 나타낸 것이며, 원들은 공극이나 관통공들을 나타낸 것이다. 도 5는 특별한 질감이 나게 만든 표면을 갖는 피복이나 박막 표면을 구비한 다층 직조 기판을 보여주는 실시 예의 단면도이다. 피복/막은 장벽층을 갖는 직조 구조 내로 침투한다. 관통공들과 같은 관통 공극들은 공기 및/또는 물의 소통이 가능하도록 불투과성 막/피복을 통과하여 개방 직조 구조 내로 연장되는 것으로 도시되어 있다.
도 6A 내지 도 6E는 그레이빙이나 절단에 의해서 형성된 랜드 영역들과 대응하는 함몰부들의 패턴을 나타낸 도면이다. 도 6D는 랜드 영역들에 있는 공극(관통공)을 보여준다.
도 7은 십자/교차 패턴으로 새겨진 피복을 구비한 벨트의 사진이다. 공극들의 쌍들이 리세스들/함몰부들에 위치하는데, 이들은 일정한 위치들에서 교차한다. 이러한 방식에 있어서, 공극들은 일반적으로 기계방향(MD) 라인들을 따라서 배향된다. 공극들의 위치선정은 유체(공기나 물 또는 이들 모두)가 특별한 질감이 있는 표면으로부터 공극들을 통과해서 구조의 나머지로 유동함에 따라서 국부화된 섬유 재배향을 야기함에 의해서 어느 정도는 최종 화장지, 타월 또는 부직포의 텍스쳐에 기여한다.
도 8A 내지 8C는 랜드들의 몇몇을 통해서 원하는 패턴으로 관통공들을 갖는 랜드들 및 함몰부들의 다른 패턴들을 나타낸 도면이다.
도 9A 내지 도 9G는 컨베이어가 화장지, 타월 및 부직포 제조공정들에서 유용하도록 구성된 직물 구조들을 나타낸 도면이다. 도 10A 내지 도 10C는 분기된 공극 구조를 갖는 직물 구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 소정의 깊이와 형상을 갖는 한정된 포켓 패턴을 포함하는 투과성 중합체 막을 구비한 직물 구조의 평면도 또는 측면도이다.
도 3은 함몰부들이 직물, 슬리이브 또는 벨트의 막이나 피복 내로 새겨지는 직물 구조의 표면을 갖는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 막이나 피복이 되는 구조의 표면을 내려다본 도면이다. 어두운 영역들은 함몰부들을 나타낸 것이고, 밝은 영역들은 융기된 랜드 영역들을 나타낸 것이며, 원들은 공극이나 관통공들을 나타낸 것이다. 도 5는 특별한 질감이 나게 만든 표면을 갖는 피복이나 박막 표면을 구비한 다층 직조 기판을 보여주는 실시 예의 단면도이다. 피복/막은 장벽층을 갖는 직조 구조 내로 침투한다. 관통공들과 같은 관통 공극들은 공기 및/또는 물의 소통이 가능하도록 불투과성 막/피복을 통과하여 개방 직조 구조 내로 연장되는 것으로 도시되어 있다.
도 6A 내지 도 6E는 그레이빙이나 절단에 의해서 형성된 랜드 영역들과 대응하는 함몰부들의 패턴을 나타낸 도면이다. 도 6D는 랜드 영역들에 있는 공극(관통공)을 보여준다.
도 7은 십자/교차 패턴으로 새겨진 피복을 구비한 벨트의 사진이다. 공극들의 쌍들이 리세스들/함몰부들에 위치하는데, 이들은 일정한 위치들에서 교차한다. 이러한 방식에 있어서, 공극들은 일반적으로 기계방향(MD) 라인들을 따라서 배향된다. 공극들의 위치선정은 유체(공기나 물 또는 이들 모두)가 특별한 질감이 있는 표면으로부터 공극들을 통과해서 구조의 나머지로 유동함에 따라서 국부화된 섬유 재배향을 야기함에 의해서 어느 정도는 최종 화장지, 타월 또는 부직포의 텍스쳐에 기여한다.
도 8A 내지 8C는 랜드들의 몇몇을 통해서 원하는 패턴으로 관통공들을 갖는 랜드들 및 함몰부들의 다른 패턴들을 나타낸 도면이다.
도 9A 내지 도 9G는 컨베이어가 화장지, 타월 및 부직포 제조공정들에서 유용하도록 구성된 직물 구조들을 나타낸 도면이다. 도 10A 내지 도 10C는 분기된 공극 구조를 갖는 직물 구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 소정의 깊이와 형상을 갖는 한정된 포켓 패턴을 포함하는 투과성 중합체 막을 구비한 직물 구조의 평면도 또는 측면도이다.
본 발명은 하기에서 본 발명의 바람직한 실시 예들이 도시되어 있는 첨부 도면들을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 많은 다른 형태로 구체화될 수 있으며, 여기에서 설명한 실시 예들로서 한정하도록 구성되는 것은 아니다. 여기의 실시 예들은 설명을 목적으로 제공된 것이며, 본 설명은 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게 명백한 본 발명의 영역 내에 있는 것이다.
본 출원의 영역은 부직포와 화장지나 타월의 제조에 있어서 벨트나 슬리이브 구조의 사용을 설명하며, 설명의 대부분은 화장지/타월에 관한 것이다.
용어 직물과 직물 구조가 사용되지만, 직물, 벨트, 컨베이어 및 직물 구조가 여기에서 설명한 구조를 설명하도록 교대로 사용된다.
도 1은 화장지나 타월을 제조하는데 사용될 수 있는 기계장치를 나타낸 도면이며, 3개의 직물들, 즉 성형 직물(1), 프레스 직물(2) 및 이송 직물(3)을 보여준다. 설명된 직물 구조는 이러한 직물들(1,2,3)의 어느 것으로서 사용될 수 있다. 즉, 직물 구조는 화장지나 타월 제품에 텍스쳐(예를 들면, 함몰부들)를 부여하는 기계장치에서 사용하기에 적합할 수 있다.
화장지/타월 시이트가 기계장치를 통해서 이송됨에 따라서, 이것은 다수의 프레스 닙들(A, B, C)을 통과하는데, 여기에서 시이트는 탈수되고 직물 구조(1, 2 또는 3)는 그 위에 있는 지형상의 표면 패턴으로 인하여 직물 구조와 시이트가 함께 통과하는 소정의 닙(A, B, C)에서 화장지/타월에 소정의 텍스쳐를 부여한다.
직물 구조는 특별한 질감이 나게 만든 화장지나 타월 또는 부직포들을 제조하는데 사용될 수 있고, 이때 상기 직물 구조는 공기 및/또는 물에 대하여 투과성을 나타낸다. 또한, 이 구조는 화장지나 타월 시이트 또는 부직포 제품에 텍스쳐를 부여하기에 적합한 일련의 융기된 랜드 영역들 및 그에 대응하는 함몰부들을 포함한 패턴을 갖는 시이트 접촉면 패턴을 구비한다. 직물 구조는 지지 기판을 포함하는데, 이는 하나 이상의 섬유 재료로 구성될 수 있으며, 직조 실, 부직포들, 실 어레이, 나선형 링크들, 니트들, 브레이들; 이렇게 언급된 형태들중 어느 것으로 이루어진 나선형 권선 스트립들, 및 다른 압출된 요소 형태들과 같은 직조 또는 부직포 지지 기판(예를 들어 기초 직물)을 포함한다. 예를 들면, 섬유재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; "PET"), 폴리아미드(polyamide; "PA"), 폴리에틸렌(polyethylene; "PE"), 폴리프로필렌(polypropylene; "PP"), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide; "PPS"), 폴리에테르 에테르 케톤(polyether ether ketone; "PEEK"), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate; "PEN")와 같은 중합체들, 금속, 또는 중합체들과 금속의 조합으로부터 제조될 수 있다.
다른 실시 예에 있어서, 도 2는 직조 기판의 일 실시예의 다이어그램으로서, 기계방향사들(MD yarns)이 서로의 위와 아래로 직조됨에 따라 기계방향사들(MD yarns)에 의해서 형성된 랜드들(22) 사이에 함몰부들(23)이 형성되는 랜드들(22)의 패턴을 보여주고 있다. 기판은 소정 개수의 직조 형태들, 예를 들면 긴 날실 너클 업 직조 또는 긴 날실 너클 다운 직조의 형태를 취할 수 있다. 그러한 직조들의 예들이 미국 특허 제 6,769,535 호에 개시되어 있으며, 상기 미국 특허는 여기에서는 참조로서 통합된 것이다. 멜트 브로잉(melt blowing)과 같은 "드라이(dry)" 프로세스를 거쳐서 부직포들을 제조하는데 있어서 정전기방지 특성 또는 정전기 소산 특성들이 요소가 됨에 따라, 전체 직물 구조 또는 그 지지 기판은 정전기방지 특성들을 포함하기에 적합할 수 있다.
도 3은 공극들이 내부에 통합될 직물 구조의 표면의 다른 실시 예를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 함몰부들은 직물, 슬리이브 또는 벨트의 막이나 피복과 같은 표면 재료 내로 새겨지는 홈들(35)이다. 표면 재료는 액체나 용융 파우더, 박막 또는 용융된 섬유로부터 형성된 피복일 수 있으며, 예를 들어 액체(수성 또는 하이 솔리드), 응고 재료, 용융된 입자 중합체 또는 발포체를 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 피복은 폴리우레탄, 아크릴, 실리콘 또는 중합체나 셀룰로오스 섬유들로 보강된 플루오로카본을 함유하거나 또는 소정 크기(예를 들면 나노메트릭 입자들)의 무기 입자들로 충전된 피복이 될 수 있다. 입자들은 예를 들면 개선된 시이트 릴리스, 마모에 대한 저항성 또는 오염에 대한 저항성을 직물 구조에 제공하기에 적합할 수 있다.
직물 구조는 공기와 물에 대하여 투과성을 나타내며, 직물 표면으로부터 직물 구조를 통해서 물 및/또는 공기의 소통을 허용하기에 적합한 구멍들과 같은 일련의 공극들을 포함하며, 이때 상기 공극들은 50미크론 보다 큰 유효직경을 갖는다. 바람직하게는, 구멍들은 0.2mm 보다 큰 유효직경을 갖는다. 공극들은 구멍들로 설명하였지만, 공극들은 하기에서 설명하는 바와 같이 소정 개수의 배열 형태들을 포함한다. 구멍들은 물 및/또는 공기가 표면을 통과하여 직물 구조 내부를 통과할 수 있게 허용하도록 구성될 수 있다. 구멍들은 동일하거나 다른 크기가 될 수 있다. 또한, 구멍들은 단지 함몰부들에만 존재하도록 구성될 수 있다(도 4 참조). 그러나, 직물 구조는 또한 구멍들이 랜드 영역들에만 존재하거나 랜드 영역들과 함몰부들 모두에 존재하도록 구성될 수도 있다. 구멍들이 랜드 영역들과 함몰부들 모두에 존재하는 경우에 있어서, 구멍들은 랜드 영역들에 있는 구멍들의 치수가 함몰부들에 있는 구멍들의 치수와는 다른 치수를 갖도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 랜드 영역에 있는 구멍들은 함몰부들에 있는 구멍들보다 크거나, 또는 랜드 영역들에 있는 구멍들은 함몰부들에 있는 구멍들보다 작을 수 있다. 다른 예에 있어서, 구멍 치수들은 구멍의 내부나 바닥에서 보다 구멍 표면에서 작도록 설정될 수 있다. 다른 한편으로, 구멍 치수들은 구멍의 내부나 바닥에서 보다 구멍의 표면에서 더 크게 설정될 수도 있다. 구멍들은 원통형상을 가질 수 있다. 직물 구조는 구멍들이 랜드 영역들 모두에 존재하도록 설계될 수 있다. 직물 구조는 모든 함몰부 영역들에 존재하도록 설계될 수도 있다. 구멍들은 기계적인 펀칭이나 레이저 관통을 포함한 여러 방법들로 형성될 수 있다. 직물 구조는 피복/막 표면이 유연하고 Z방향으로(즉, 두께방향으로) 압축 가능하도록 그리고 탄력있게 설계될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 직물 구조는 복합 텍스쳐를 포함하는 표면 패턴을 포함할 수 있다. 복합 텍스쳐는 표면 재료에 형성된 랜드 영역들 및 그에 대응하는 함몰부들에 의해서 형성된 제 1 텍스쳐를 포함할 수 있다. 함몰부들은 예를 들면 수지 피복, 막 또는 발포체와 같은 표면재료를 절단, 엠보싱, 그레이빙 또는 레이저 그레이빙 하는 것에 의해서 형성될 수 있다. 제 2 텍스쳐는 기판의 섬유재료 및 기판의 섬유재료의 작은 틈에 의해서 형성될 수 있다. 섬유재료 구성은 직조 실들, 부직포, 기계방향사(MD yarns) 어레이, 교차기계방향사(CD yarns) 어레이, 나선형 링크들, 독립적인 링들, 압출된 요소, 니트 또는 브레이드가 될 수 있다. 예를 들면, 섬유재료가 실들로부터 직조되거나 또는 서로 연결된 나선형 링크들로부터 형성되는 경우에, 제 2 텍스쳐는 실들이나 나선형 링크들 및 기판의 나선형 링크들의 실들 사이에 있는 작은 틈들에 의해서 형성된다. 여기에서 설명한 표면 재료는 피복, 막, 용융 섬유, 용융 입자들이나 발포체를 포함한다. 표면재료는 충분한 유연성을 가질 수 있고, 그래서 예를 들어 직조 기판에 적용되면 특별한 질감이 나게 만든 표면을 생성하기 위해서 너클들을 포함하는 형상을 따르게 된다. 막의 경우에 있어서, 표면 재료는 기판에 적용되는 경우에 열이 가해질 때 기판의 유연성에 부합하는 충분한 유연성(예를 들어 폴리우레탄 막)을 나타낸다. 예를 들면, 만일 기판이 직조되면, 막은 직조 패턴, 너클들 및 이들 모두에 부합한다. 그러나 만일 막이 단단하면(예를 들어 MYLAR(R)) 부수적으로 특정한 결을 내는 평면을 만들어 내기 위해서 기판의 표면 보다는 다소 높은 지점들(예를 들면, 직조 기판의 경유에 너클들)을 따르게 된다. 직물 구조에 있어서, 구멍들은 텍스쳐들 중 단지 하나의 랜드 영역들에 존재할 수 있거나, 또는 구멍들은 텍스쳐들 모두의 랜드 영역들에 존재할 수 있다. 또한, 구멍들은 단지 하나의 텍스쳐의 함몰부들 또는 텍스쳐들 모두의 함몰부들에 존재할 수 있다. 다른 변형에 있어서, 구멍들은 텍스쳐들 중 하나의 랜드들 및 다른 텍스쳐의 함몰부들에 존재할 수 있다.
도 4는 막이나 피복이 될 수 있는 직물 구조의 표면을 내려다본 다어그램이다. 어두운 영역들은 새겨진 함몰부들(44)이고 밝은 영역들은 융기된 랜드들(42)이고 원들은 공극들이나 구멍들(46)을 나타낸다. 다이어그램에 있어서, 구멍들(46)은 단지 함몰부들(44)에만 존재하도록 구성된다.. 도 4에 도시된 바와 같이, 표면 패턴은 균등하고 반복가능할 수 있다. 표면 패턴은 랜드 영역들이 불균일한 영역들이 되도록 설계될 수 있지만, 표면 패턴의 랜드 영역들(42)은 연속적이다. 함몰부들(44)은 불균일한 함몰부들(44)로서 도시되어 있지만, 함몰부들은 연속적으로 설계될 수도 있다. 함몰부들은 엠보싱, 절단, 그레이빙 또는 레이저 그레이빙을 포함한 여러 방식으로 형성될 수 있다. 랜드 영역들과 함몰부들은 랜드 영역들이 함몰부들의 형상을 취하거나 그 반대로 변경될 수 있음이 명백하며, 여기에서는 다른 실시 예들이 설명된다.
내려다 보았을 때 섬의 표면 패턴 형상은 함몰부들이나 랜드 영역이 되고, 원형, 장방형, 정사각형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 다이아몬드 형상, 절두원추형, 삼각형 또는 다른 다각형을 포함한 여러 형상을 가질 수 있다. 연속적인 랜드 영역들이나 함몰부들은 기계방향("MD")에 대하여 직선을 이룰 수 있고, 교차기계방향("CD")에 대하여 직선을 이룰수 있으며, MD 또는 CD에 대하여 각을 이루거나 또는 MD나 CD에 대하여 일정 각도로 2개의 독특한 세트들로 직선을 이룰 수 있다(각각의 세트에 대하여). 연속적인 랜드 영역들이나 연속적인 함몰부들은 만곡되거나 직선형을 이룰 수 있다. 또한, 연속적인 랜드 영역들이나 연속적인 함몰부들은 동일한 직물 구조 상에서 곡선 및 직선으로 이루어질 수 있고 연속적인 영역들은 곡선 및 직선의 구간들을 가질 수 있다. 섬들의 랜드 영역들 및 연속적인 랜드 영역들의 단면 형상들은 그 목적에 적합한 다각형이나 다른 형상들을 포함한 여러 형상들을 취할 수 있다. 단면은 직물을 축방향으로 따라서 보는 것을 의미한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 불균일한 함몰부들(44) 및 연속적인 랜드 영역들(42)은 기계방향(MD)에 대하여 직선을 이룬다. 함몰부들 및 랜드 영역들은 직사각형 형상으로 도시되었지만, 화장지, 타월 또는 부직포에 로고를 형성하는 것을 포함하여 많은 형상들을 취할 수 있다.
구조의 표면은 제조업자가 직물 구조를 만들어내려는 경우에 직접적인 몰딩에 의해서 또는 다른 경우에 예를 들면 직물의 시이트나 웹 접촉면 또는 측면을 레이저 그레이빙(즉, 레이저)에 의해서, 또는 미국 특허 제 7,005,044 호, 제 7,008,513 호, 제 7,014,735 호, 제 7,022,208 호, 제 7,144,479 호, 제 7,166,196 호 및 제 7,169,265 호에 발표한 것과 같은 정밀한 수지 증착에 의해서, 또는 미국 특허 제 6,358,594 호에 개시된 것과 같은 압출에 의해서와 같은 여러 방식으로 제조될 수 있으며, 상기 미국 특허들은 여기에서는 참조로서 통합된 것이다. 화장지, 타월 또는 부직포를 제조하기 위해서 직물 구조가 사용되는 경우, 고려된 패턴들은 시이트 벌크들, 텍스쳐 및 기계 작동능력을 최적화하기 위한 것이다.
도 5는 피복이나 박막 표면과 같은 표면 재료(52)를 갖는 다층 직조 기판(53)을 보여주는 실시 예의 단면도이다. 피복이나 막은 직조 구조에 포함된 너클들의 표면에 잔류하도록 충분한 강성을 갖도록 하기에 적합할 수 있다. 도 5는 기계방향사(MD yarns)(54)와 교차기계방향사(CD yarns)(55)를 포함하며 기본 직물 내로 바느질된 속솜을 포함하지는 않는 직조 기판(53)을 보여준다. 도 5에 도시된 바와 같이, 피복/막(52)은 장벽층(58)을 갖는 직조 구조(53) 내로 침투한다. 피복과 같은 표면재료(52)는 다공성 또는 다공성 발포체가 될 수 있으며, 직물 구조(50)는 구멍들(52)을 제외하고는 공기나 물에 대하여 투과성을 갖지 않도록 설계될 수 있다.. 공기와 물의 소통을 허용하기 위해서 구멍들 또는 공극들(56)은 투과성 막/피복(52)을 통과해서 개방된 직조 구조(53) 내로 연장되는 것으로 도시되어 있다.
표면재료는 예를 들면 폴리우레탄, 아크릴, 실리콘 또는 풀루오로카본을 함유하는 피복과 같이 하이 솔리드 콘텐츠를 갖는 내구성 재료를 포함할 수 있으며, 각각은 중합체나 셀룰로오스 섬유들로 보강되거나 또는 일정크기(나노메트릭 입자들)의 무기 입자들로 충전될 수 있다. 입자들은 예를 들면 개선된 시트 릴리스, 마모에 대한 저항성, 또는 오염에 대한 저항성을 직물 구조에 제공하기에 적합할 수 있다. 이에 의해서 피복된 직물은 표면 상의 솔리드 피복을 포함한다. 피복은 지지 기판을 침투하지 않으며, 복합 구조는 불투과성이 된다. 피복된 직물은 매끄러운 표면을 얻도록 연마되거나 향상된 표면이 될 수 있다. 구멍들은 예를 들어 구멍들을 형성하기 위해서 레이저 펀칭에 의해 직물 구조로 형성될 수 있다. 레이저 펀칭은 구멍들이 단지 피복을 침투하지만 지지 기판의 요소들(즉, 실들)을 침투하지는 않도록 구성될 수 있다. 표면은 원하는 텍스쳐를 제공하도록 새겨질 수 있으며, 그 결과로서 만든 직물 구조는 피복에 관통공을 갖는 특별한 질감의 피복 직물이다. 결과로서 만든 직물 표면은 내구성이 있으며, 공기 및/또는 물에 대하여 투과성을 갖는다.
그럼에도 불구하고, 표면 재료는 소정 섬유재료의 지지 기판을 덮을 수 있고, 기본 구조로 바느질된 섬유의 속솜을 갖는 직조 및 부직 기본 직물을 포함한다. 예를 들면, 직물 구조는 직물 구조의 피복된 표면 아래에 속솜 섬유 층을 포함할 수 있다. 속솜 층은 표면 재료가 속솜 층을 통과할 수 있게 하고 및/또는 기판 내로 적어도 부분적으로 침투하기에 적합할 수 있다.
도 6A 내지 도 6E는 예를 들어 그레이빙이나 절단에 의해서 형성된 랜드 영역들 및 대응하는 함몰부들의 패턴들을 나타내며, 음영처리가 된 영역들은 랜드 영역들(62)을 나타낸다. 도 6D는 랜드 영역들에 있는 공극이나 구멍(66)을 나타낸다. 표면 패턴들은 불균등하고 임의적인것 뿐만아니라 균등하고 반복가능하거나 불균등하고 반복가능해지기에 적합할 수 있다. 상기한 바와 같이(즉 도 4를 참조하여 설명한 것), 표면 패턴의 랜드 영역들(62)은 불균일한 섬들(62) 또는 연속적인 영역들(도시되지 않음)을 포함하며, 함몰부들(64)은 불균일한 섬들(도시되지 않음) 또는 연속적인 영역들(64)을 포함할 수 있다. 섬의 형상은 원형, 장방형, 정사각형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 다이아몬드형, 절두원추형, 삼각형 및 다른 다각형이 될 수 있다. 도 6A에 있어서, 패턴은 cm2 당 약 3 랜드 영역들(62)을 갖는다. 도 6B 및 6D에 있어서, 패턴은 약 2.0 mm×1.0 mm의 직사각형 불균일한 랜드 영역들(62) 및 연속적인 함몰부들(64)을 포함하며, 이때 상기 함몰부들은 약 1.0mm의 불균일한 랜드 영역들(62)의 컬럼들(63a, 63b)을 분리시킨다. 랜드 영역들(62)의 대안적인 컬럼들(63a)은 약 1.0mm의 함몰부들(64a)에 의해서 분리된다.
도 6C에 있어서, 패턴은 약 0.5 mm×1.0mm의 직사각형 불균일한 랜드 영역들(62) 및 연속적인 함몰부들(64a)을 포함하며, 이때 상기 함몰부들은 불균일 랜드 영역들의 별도 컬럼들(63a, 63b)은 약 0.5mm이다. 랜드 영역들(62)의 대안적인 컬럼들(63a)은 약 0.5mm의 함몰부들(64a)에 의해서 분리된다. 도 6E는 사선으로 빗금친 모양의 연속적인 랜드 영역들(62) 및 불균일한 정사각형 또는 다이아몬드 형상의 함몰부들(64)을 포함하며, 함몰부들 및 랜드 영역들은 약 1.0mm의 폭을 가지며 불균일한 함몰부들(64)은 약 1.0mm의 폭을 갖는다.
도 7은 열십자 패턴으로 새겨진 피복을 갖는 벨트(70)의 사진이다. 여기에서 설명한 바와 같이, 공극들(76)의 쌍이 리세스들(71)에 위치하고, 여기에서 이들은 일정한 소정 위치들에서 열십자를 이룬다. 이러한 방식에 있어서, 공극들(76)은 일반적으로 기계방향(MD)라인들을 따라서 배향된다. 공극들(76)의 위치선정은, 유체(공기나 물 또는 이들 모두)가 구조의 나머지를 통한 특정한 결을 낸 표면으로부터 공극(76)을 통과함에 따라서 국부화된 섬유 재배향을 야기함으로써, 결과로서 얻은 화장지, 타월 또는 부직포의 텍스쳐에 또한 기여한다.
도 8A 내지 8C는 몇몇 랜드들을 통해서 원하는 패턴으로 관통공들(86)을 갖는 랜드들(82)과 함몰부들(84)의 다른 패턴들을 나타낸다. 연속적인 랜드들(82)이나 함몰부들(84)은 기계방향("MD")에 대하여 직선을 이룰 수 있고, 교차기계방향("CD")에 대하여 직선을 이룰수 있으며, MD 또는 CD에 대하여 각을 이루거나 또는 MD나 CD에 대하여 일정 각도로 2개의 독특한 세트들로 직선을 이룰 수 있다. 2개 세트들의 각도들은 동일한 각도이거나 다른 각도일 수 있다. 연속적인 랜드들(82)이나 함몰부들(84)은 곡선으로 이루어지거나 직선으로 이루어질 수 있다. 또한, 연속적인 랜드들(82)이나 함몰부들(84)은 모두 곡선과 직선으로 이루어질 수 있고; 또는 연속적인 랜드들(82)이나 함몰부들(84)은 곡선과 직선으로 이루어진 구간들을 가질 수 있다. 함몰부들은 엠보싱, 절단, 그레이빙 또는 레이저 그레이빙 중 어느 하나에 의해서 형성될 수 있다. 도 8A에 도시된 바와 같이, 패턴은 CD와 MD에서 매 제 3 패턴에서 cm2 당 약 4개의 구멍들(86)을 가지며, 반면에 도 8B에서, CD에서 매 2차 패턴에서 그리고 MD에서 매 2차 패턴에서 cm2 당 약 7개의 구멍들(86)을 가지며, 도 8C에서는 cm2 당 12개 구멍들(86)을 나타낸다. 도 8A 내지 도 8C에 있어서, 공극들(86)은 불균일한 섬과 직사각형인 랜드 영역들(82)에 있는 것으로 도시된다.
다른 예에 있어서, 직물 구조는 수지나 다공성 발포체로 피복된 직물 기판을 가지며, 상기 직물 기판은 실들의 직조 직물, MD 실 어레이; CD 실 어레이; MD와 CD 실 어레이, 나선형 링크 베이스; 다수의 독립적인 링들; 압출 형성된 요소; 짜여진 베이스; 및 꼬인 베이스 중 어느 것이 될 수 있는 섬유재료 구성으로부터 형성된다. 랜드 영역들과 함몰부들은 기판 및 섬유재료의 작은 틈들을 구성하는 섬유 재료로부터 형성될 수 있다. 예를 들면, 랜드 영역들과 함몰부들은 기판을 구성하고 실들 또는 나선형 링크들 사이에서 작은 틈새들을 구성하는 실들 또는 서로 연결된 나선형 링크들로부터 형성될 수 있다. 랜드 영역들은 기하학적 특징을 갖는다. 예를 들면, 랜드 영역들은 실질적으로 동일하거나 다르게 형상화될 수 있다. 랜드 영역들은 동일한 높이나 다른 높이를 가질 수 있다. 랜드 영역들은 기하학적 특성에 있어서 또한 다르다. 이것은 여기에서 발표한 다른 실시 예들에 동등하게 적용된다. 또한, 구멍들은 단지 랜드 영역들에 존재하고 랜드 영역들을 형성하는 아래에 놓인 섬유재료를 통해서 연장하도록 구성된다. 구멍들은 섬유재료에 의해서 형성된 랜드영역들 사이에서 단지 함몰부들(예를 들어 작은 틈새들)에 존재하도록 설계될 수 있다. 구멍들은 섬유재료의 실들이나 요소들 사이에서 랜드영역과 함몰부들에 또한 존재할 수 있다.
도 9A 내지 도 9G에 도시된 바와 같이, 다른 실시 예에 있어서, 직물 구조는 화장지, 타월, 부직포 제조공정에서 사용될 수 있다. 그러나, 이 실시 예는 스펀레이싱 부직포 공정에서 사용되는 경우에 특별히 경제적으로 이득이 되는 것으로 밝혀졌다. 그러한 실시 예에 있어서, 직물 구조는 상기한 용도로서 사용하기 위하여 공기 투과성 컨베이어를 형성하기에 적합할 수 있다. 컨베이어는 압출되거나 라미네이트된 막(91)으로부터 형성될 수 있으며, 원하는 공기 투과성에 도달하기 위해서 한정된 구멍들(96)이 만들어진다. 이 구멍들(96)은 약 0.2mm 내지 약 5.0mm의 다른 직경을 가질 수 있고, 구멍들(96)은 컨베이어 표면의 평면에 대하여 다른 각도를 이루도록 구성될 수 있다. 구멍들(96)의 형상은 원형, 정사각형, 장방형 또는 별모양과 같이 소정의 주어진 형상이 될 수 있다.
도 9A에 도시된 바와 같이, 컨베이어의 표면 상의 구멍들(96)은 균등하게 혹은 임의적으로 분포할 수 있다. 구멍들(96)은 예를 들어 부직포가 생산되는데 필요한 조건들에 따라서 컨베이어의 주어진 영역이나 전체 표면에 걸쳐서 균등하게 분포하는 특정 밀도를 갖도록 분포할 수 있다. 공극들(96)은 예를 들어 로고를 만들기 위해서 컨베이너 내로 절단되거나 새겨지는 라인들의 형태를 취할 수 있다. 컨베이어는 섬유 보강물(직조하거나 직조하지 않음)을 갖거나 갖지 않은 중합체 막들(91a,91b)의 층이나 다수의 층들을 갖도록 제조될 수 있다. 직물 구조는 다수의 중합체 막들 사이에서 라미네이트된 직조 또는 부직조 층을 갖는 샌드위치 성분으로서 제조될 수 있으며, 이미 앞서 설명한 바와 같은 기판들의 경우가 될 수 있다. 이 보강물은 직물 구조의 기계적인 안정성을 증가시킬 수 있다.
컨베이어의 표면은 벌집형이나 다른 패턴과 같은 지형학을 만들어내기 위해서 새겨질 수 있거나 또는 정전기 소산, 오염방지와 같은 특정 용도를 위해서 추가로 처리될 수 있다. 컨베이어의 표면은 다른 패터닝 응용을 위한 지형학을 만들어내기 위해서 새겨질 수 있다. 직물 구조는 드럼(수축가능한 슬리이브) 상에 설치될 슬리이브로서 또는 무한 또는 재봉가능한 직물 구조로서 제조될 수 있다.
도 9F에 도시된 바와 같이, 이러한 형식의 컨베이어의 사용은 표준 직조 벨트와 비교했을 때 물 제트 공정(고수압직조)에서 사용되는 경우에 에너지 절감을 가능하게 한다. 이 구조는 예를 들면 직조 구조물의 작은 틈이나 실 교차에서 섬유들의 침투를 방지할 뿐만아니라 섬유들의 개선된 융착을 제공하게 된다. 이러한 양호한 섬유 융착 및 감소한 섬유 픽킹(picking)은 예를 들면 부직포 제품의 양호한 릴리스를 가능하게 하거나 또는 공정에 있어서 이러한 컨베이어 벨트로부터 다음 위치로의 이송을 가능하게 한다.
도 9G에 도시된 바와 같이, 직물 구조의 기계 측면은 습윤 공정의 경우에 있어서 높은 배수를 달성하기 위해서 또는 건식 공정의 경우에 있어서 공기역학적 효과를 만들어내기 위해서 표면 지형학, 홈들 또는 추가된 단섬사(93)를 갖도록 제조될 수 있다.
기판은 그 자체로서 정전기 방지 또는 정전기 소산 특성들을 가질 수 있다.
설명한 다른 실시 예에 있어서, 직물 구조는 기본 지지 기판을 구비하거나 구비하지 않으며, 화장지, 타월, 또는 부직포에 텍스쳐를 부여하기에 적합한 일련의 랜드 영역들 및 함몰부들 그리고 분기된 공극 구조를 갖는 시이트 접촉면을 포함한다. 랜드 영역들과 함몰부들은 여기에서 설명한 방법들과 구조에 따라서 형성될 수 있다. 도 10A 내지 도 10C는 분기된 공극이나 개구부를 갖는 직물 구조(10)의 표면 및 표면의 단면을 보여주며, 상기 공극이나 개구부는 시이트 측면(12) 상에 다수의 작은 구멍들(10a, 10b, 10c, 10d)을 포함하며, 이때 상기 작은 구멍들은 표면의 대향하는 측면(14)에서 큰 공극(10e) 내로 통합한다. 예를 들면, 제지기의 성형구간에 있어서, 그러한 투과성 특별한 질감이 내게 만든 구조는 직조 구조를 대체할 수 있다. 그러한 구조는 직물 구조에 있어서 많은 수의 작은 구멍들이 존재하고, 고 굽힘강도를 교차기계방향(CD)으로 허용하는 반면에 낮고 긴 신장부가 기계방향(MD)으로 허용되게 한다. 그러한 구조물은 예를 들어 오염에 의한 구멍 막힘현상 없이 기판 두께보다 작은 직경으로 직물 구조에 구멍들을 형성하게 허용하도록 하기에 적합하다.
상기한 분기된 구조 표면을 갖는 직물 구조는 TAD 또는 다른 화장지나 타월이나 부직포 응용에 대하여 고려하였다. 예를 들면, 종이면 상의 조악한 구조 및 대향하는 기계 측면 상의 작은 구멍들은 예를 들어 원하는 패턴으로 직물 구조 상에 배치된 예를 들어 캡쳐, 형상 및/또는 오리엔트 섬유들에 존재할 수 있고 고 벌크 화장지, 타월 또는 부직포를 만들 수 있다.
공극들은 직선형(원통형)이거나 원추형이 될 수 있다. 예를 들면, 다른 패턴들의 원추형 구멍들은 크게 그리고 웹이나 시이트 측면과 같은 일 측면에 걸쳐서 잘 분포될 수 있도록 설계될 수 있으며, 반면에 대향하는 기계 측면 상의 공극들은 기계방향(MD)을 따라서 실질적으로 정렬될 수 있고, 이에 의해서 예를 들어 증가된 배수성을 제공할 수 있다.
분기된 공극은 도시된 바와 같은 구조 또는 박판 기판에 형성될 수 있다. 공극들은 레이저 천공, 기계적인 천공 또는 엠보싱(예를 들면, 열적 또는 초음파적)을 포함한 일정 개수의 관통방법들 또는 그 조합들에 의해서 만들어질 수 있다. 예를 들면, 공극들은 레이저 천공을 엠보싱과 조합하여 생성할 수 있다. 도 10C에 도시한 바와 같이, 4개의 제 1 측면 공극들(10a, 10b, 10c, 1Od)은 하나의 제 2 측면 공극(10e)과 통합하게 되고, 소정 개수의 분기된 공극들의 조합이 직물 구조의 양 측면에 대하여 고려된다.
다른 실시 예들에 있어서, 화장지, 타월 또는 부직포에 텍스쳐를 부여하기에 적합한 랜드 영역들과 함몰부들을 포함하는 패턴을 갖는 시이트 접촉면을 구비한 직물 구조가 개시되어 있다. 도 11은 소정 깊이와 형상의 한정된 포켓 패턴을 포함하는 투과성있는 중합체 막이나 피복을 포함하는 직물 구조의 표면(110)의 평면 또는 측면도이다. 포켓 패턴은 표면 내로 레이저 식각되거나 자국을 내거나 새겨지거나 또는 엠보싱될 수 있다. 직물 구조는 연속적인 랜드 영역들(112) 및 불균일한 함몰부들(114)을 가지며, 이에 의해서 증가하는 깊이는 더욱 어두운 음영으로 보여진다. 랜드 영역들(112)은 더욱 어두운 음영의 함몰부들(114) 보다 높은 평면에서 육각형 매트릭스나 격자를 형성한다. 함몰부들(114)은 육각형(114)으로 도시된 바와 같이 소정의 형상을 취하도록 직물 구조의 표면 내로 형성될 수 있다.. 포켓들(114)의 깊이는 음영이 어두워짐에 따라서 증가한다. 공극들(106)은 표면에 걸쳐서 분포하고, 직물 구조를 투과성으로 만든다.
레이저 천공 구멍들을 따라서 표면을 텍스쳐링(texturing)하는 것은 다양한 형상들의 포켓 체적을 갖는 표면을 만들어 낸다. 이에 의해서 포켓들은 예를 들면 TAD 제지기의 성형 구간이나 TAD 구간에서 사용되는 경우에 표면 상에서 섬유상 매트(화장지나 타월 시이트)를 형성하거나 이송할 때 형성되고 매트는 패턴이 있는 직물 구조의 거울 이미지 형태를 취할 수 있고, 이에 의해서 섬유상 매트로부터 형성된 종이(예를 들어 화장지나 타월)에 벌크를 발생시키게 된다.
포켓들(114)은 소정의 패턴을 형성할 수 있다. 포켓들(114)은 예를 들어 다이아몬드 형상, 임의의 형상, 나비모양, 고양이 발모양, 다른 동물들, 로고 등과 같은 소정 형상을 취할 수 있다. 함몰부들(114)은 소정의 깊이를 가질 수 있다. 포켓들(114)은 독특한 패턴 뿐만아니라 섬유상 매트에 대한 영역을 제공할 수 있으며, 이에 의해서 직물 구조(110) 상에 생성되는 화장지/타월이나 부직포에 추가적인 Z방향 두께(벌크)를 생성하게 된다. 위에서 언급한 보통의 제지 벨트들은 그 위에서 제조되는 종이에 구조를 부여하지는 않는다는 것을 명심해야 한다. "구조"는 보통의 제지기에서 일어나는 것보다 크고 크레이핑에 의해서 유도된 것과 같은 보통의 변화에 기인하며 기본 하중 /또는 종이의 밀도에서의 변화에 관련된다. 그러나, "구조"는 화장지나 타월 시이트에 있는 텍스쳐나 패턴을 언급한다. 그렇게 "구조화된" 화장지/타월 시이트들은 일반적으로 부드럽고 높은 흡수성을 가지며 부피가 많이 나간다. 그러한 제지 벨트들은 TAD 벨트들이나 종래의 프레스 직물들, 이송 직물들 또는 성형 직물들이 될 것이다. 그러한 벨트들은 표면 패터닝 체계를 포함하며, 보강 구조를 가질 것이다. 구조화된 화장지와 타월은 부드러워질 수 있고, 보다 흡수성이 높아질 수 있으며, 구조화되지 않은 화장지/타월보다 낮은 기본 하중을 갖게될 것이다.
상기한 실시 예들 모두에 있어서와 같이, 텍스쳐링은 적용분야에 따라서 직물 표면 전체에 해당되며, 직물 표면의 일부 또는 부분들에 걸쳐서 일어날 것이다.
상기한 것에 대한 변형들은 해당 기술분야의 숙련된 당업자들에게 명백할 것이지만, 특허청구범위의 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 해당하는 것이다.
1 : 성형 직물
2 : 프레스 직물
3 : 이송 직물
A, B, C : 프레스 닙
2 : 프레스 직물
3 : 이송 직물
A, B, C : 프레스 닙
Claims (63)
- 공기나 물에 대하여 투과성을 나타내고, 질감이 나게 만든 화장지나 타월이나 부직포를 제조하는데 사용하는 직물 구조로서,
화장지나 타월이나 부직포에 텍스쳐를 부여하도록 일련의 융기된 랜드 영역들 및 함몰부들을 포함하는 표면 패턴을 갖는 시이트 접촉면;
상기 직물 표면으로부터 상기 직물 구조속으로의 물이나 공기의 소통을 허용하는 50미크론 보다 큰 유효직경을 갖는 일련의 공극들; 및
섬유 재료로 부터 구성된 시이트 접촉면을 지지하는 지지 기판;을
포함하며,
상기 표면 패턴은 융기된 랜드 영역들과 함몰부들을 구비하는 제 1 섬유와, 상기 지지 기판의 섬유 재료에 의해 형성된 제 1 텍스쳐와 다른 제 2 섬유를 포함하는 복합 섬유를 포함하여 구성된 직물 구조. - 제 1 항에 있어서, 상기 공극들은 단지 상기 랜드 영역들에만 있는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공극들은 단지 상기 함몰부들에만 있는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공극들은 상기 랜드 영역들 및 상기 함몰부들 모두에 있는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 랜드 영역들에 있는 상기 공극들은 상기 함몰부들에 있는 상기 공극들과는 다른 치수들을 갖는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 랜드 영역들에 있는 상기 공극들은 상기 함몰부들에 있는 상기 공극들보다 큰 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 랜드 영역들에 있는 상기 공극들은 상기 함몰부들에 있는 상기 공극들보다 작은 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공극들은 동일한 크기를 갖는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공극 치수들은 상기 공극의 내부나 바닥보다는 상기 공극의 표면에서 더 작은 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 치수들은 상기 공극의 내부나 바닥보다는 상기 공극의 표면에서 더 큰 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공극들은 원통형상을 갖는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공극들은 기계적인 펀칭이나 레이저 천공을 포함한 몇몇 방식으로 만들어지는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 표면은 유연하고 Z방향으로 압축될 수 있으며, 탄력성이 있는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 표면은 표면 재료로 이루어지고, 상기 표면 재료는 피복, 박막, 용융 섬유, 발포체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 지지 기판은 직조 실들; 부직포, 실 어레이, 나선형 링크, 니트, 브레이드(braid); 나선형 권선 스트립, 일련의 독립된 링들, 및 압출된 요소, 열거한 형태들의 하나 이상의 조합으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 섬유 재료로 구성된 직물 구조.
- 제 15 항에 있어서, 상기 섬유 재료의 성분은 중합체와 금속으로부터 선택되고, 상기 중합체는 PET, PA, PE, PP, PPS, PEEK 및 PEN으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 직물 구조.
- 제 14 항에 있어서, 상기 피복은 아크릴, 실리콘, 플루오로카본을 함유하는 피복, 폴리우레탄으로 구성되는 그룹으로부터 선택되고, 상기 그룹의 각각은 중합체나 셀룰로오스 섬유들로 보강되거나, 무기 입자들로 채워지고, 상기 입자들은 상기 구조에 개선된 시이트 릴리스, 마모 저항, 오염에 대한 저항을 제공하는 직물 구조.
- 제 17 항에 있어서, 상기 피복은 다공성을 갖는 다공성 발포체이고, 상기 직물 구조는 상기 공극들을 제외하고는 공기나 물에 대하여 투과성을 나타내지 않는 직물 구조.
- 제 14 항에 있어서, 상기 표면 재료는 상기 직물 구조상에 평평한 표면을 제공하는 강성을 갖는 막인 직물 구조.
- 제 15 항에 있어서, 피복, 박막, 용융 섬유나 발포체로 이루어진 그룹으로부터 선택되고 상기 표면 구조의 상기 기판에 대하여 순응하는 유연성을 갖도록 된 표면 재료를 더 포함하는 직물 구조.
- 제 14 항에 있어서, 상기 직물 구조는 상기 직물 구조의 상기 표면 아래에 속 솜 섬유의 층을 더 포함하며, 상기 속 솜 층은 상기 표면 재료로 하여금 상기 속솜 층 내로 침투하거나 상기 기판을 적어도 부분적으로 침투할 수 있도록 된 직물 구조.
- 제 14 항에 있어서, 상기 직물 구조는 표면 재료 침투의 깊이를 제어하도록 된 장벽 층을 더 포함하는 직물 구조.
- 제 14 항에 있어서, 상기 표면 재료는 피복이고, 액체, 응고 재료, 용융 입자 중합체나 발포체로 구성되는 그룹으로부터 선택된 성형 재료를 포함하는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 표면 패턴은 균등하고 반복되는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 표면 패턴은 균등하지 않거나 반복하도록 된 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 표면 패턴은 균등하지 않고 임의적인 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 표면 패턴의 상기 랜드 영역들은 불균일한 섬 또는 연속적인 영역들을 포함하는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 표면 패턴은 불균일한 함몰부 또는 연속적인 영역을 포함하는 직물 구조.
- 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서, 상기 섬이나 불균일한 함몰부들의 형상은 원형, 장방형, 정사각형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 다이아몬드형, 절두원추형, 삼각형 및 다각형으로 필수적으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 직물 구조.
- 제 27 항에 있어서, 상기 섬이나 연속적인 영역들의 단면형상은 다각형인 직물 구조.
- 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서, 상기 연속적인 랜드들이나 상기 함몰부들은 기계방향("MD")에 대하여 일직선을 이룰 수 있고, 교차기계방향("CD")에 대하여 일직선을 이룰 수 있으며, MD 또는 CD에 대하여 각을 이루거나 또는 MD나 CD에 대하여 일정 각도로 2개의 독특한 세트들로 일직선을 이룰 수 있는 직물 구조.
- 제 31 항에 있어서, 상기 2개 세트들의 각도들은 동일하거나 다른 직물 구조.
- 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서, 상기 연속적인 랜드들이나 함몰부들은 곡선을 이루거나 또는 직선을 이루는 직물 구조.
- 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서, 상기 연속적인 랜드들이나 상기 함몰부들은 곡선과 직선을 이루거나, 또는 상기 연속적인 랜드들이나 상기 함몰부들은 곡선 및 직선을 이루는 섹션들을 갖는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 함몰부들은 엠보싱, 절단, 그레이빙 또는 레이저 그레이빙으로 필수적으로 구성되는 방법들의 그룹으로부터 선택된 방법에 의해서 형성되는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 지지 기판은 수지나 다공성 발포체로 피복되거나, 거기에 부착된 막을 가지며, 상기 직물 기판은 직조 직물, MD 실 어레이; CD 실 어레이; 나선형 링크 베이스; 다수의 독립적인 링들; 압출된 요소; 짜여진 베이스; 및 꼬인 베이스로 필수적으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 섬유 재료 구성으로부터 형성되고, 상기 랜드 영역과 함몰부들은 상기 기판을 구성하는 상기 섬유 재료로부터 형성되는 직물 구조.
- 제 36 항에 있어서, 상기 공극들은 단지 상기 랜드 영역들에 존재하고, 상기 랜드 영역을 형성하는 아래의 섬유 재료를 통해서 연장되는 직물 구조.
- 제 36 항에 있어서, 상기 공극들은 상기 섬유 재료에 의해서 형성된 상기 랜드 영역들 사이에서 상기 함몰부들에만 존재하는 직물 구조.
- 제 36 항에 있어서, 상기 공극들은 상기 섬유 재료 사이에서 상기 랜드 영역들과 상기 함몰부들 사이에 존재하는 직물 구조.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 섬유 재료는 직조 실, MD 실 어레이, CD 실 어레이, 나선형 링크, 독립적인 링들, 압출된 요소, 짜여진 것 또는 꼬인 것으로 필수적으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공극들은 상기 텍스쳐들 중 단지 하나의 랜드 영역에 존재하는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공극들은 상기 텍스쳐들 모두의 상기 랜드 영역에 존재하는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공극들은 단지 하나의 텍스쳐의 함몰부들에 존재하는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공극들은 상기 텍스쳐의 모두의 함몰부들에 존재하는 직물 구조.
- 제 39 항에 있어서, 상기 공극들은 상기 텍스쳐들 중 하나의 랜드들에 존재하고 다른 텍스쳐의 함몰부들에 존재하는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 랜드 영역들은 기하학적 특징을 공유하는 직물 구조.
- 제 46 항에 있어서, 상기 랜드 영역들은 동일하거나 다르게 형상화되는 직물 구조.
- 제 46 항에 있어서, 상기 랜드 영역들은 동일하거나 다른 높이를 갖는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 랜드 영역들은 기하학적 특징이 서로 다른 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 직물 구조는 정전기 방지 특성을 포함하도록 된 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 직물 구조는 부직포에 텍스쳐를 부여하기 위해서 기계장치에서 사용되는 직물들의 그룹으로부터 선택되는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 직물 구조는 긴 날실 너클 업 직조를 갖는 직조 기판을 포함하는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 직물 구조는 긴 날실 너클 다운 직조를 갖는 직조 기판을 포함하는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공극들은 상기 랜드 영역들 모두에 존재하는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공극들은 상기 함몰부 영역들 모두에 존재하는 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 랜드 영역들은 연속적이고, 격자 패턴을 형성하는 직물 구조.
- 제 57 항에 있어서, 상기 함몰부들은 소정의 깊이와 형상을 갖도록 된 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 직물 구조의 표면상에서 다수의 공극들은 상기 직물 구조의 대향하는 표면상의 공극 내로 통합되는 직물 구조.
- 제 59 항에 있어서, 상기 공극들의 직경은 상기 기판의 두께보다 작은 직물 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 랜드 영역들은 연속적이고, 격자 패턴을 형성하는 직물 구조.
- 제 61 항에 있어서, 상기 함몰부들은 소정의 깊이와 형상을 갖도록 된 직물 구조.
- 제 59 항에 있어서, 상기 직물 구조의 표면상에 있는 다수의 공극들은 상기 직물 구조의 대향하는 표면상에서 공극 내로 통합되는 직물 구조.
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