KR101663016B1

KR101663016B1 - 하이 벌크 주름화장지 웹을 제조하기 위한 조직화 벨트, 프레스 구간, 화장지 제지기 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101663016B1
Application number: KR1020107013654A
Authority: KR
Inventors: 잉그바르 클레리드; 올라 토마쓴; 보-크리스터 어버그; 케리 피. 존슨; 존 제이. 라폰드
Original assignee: 알바니 인터내셔널 코포레이션
Priority date: 2007-11-20
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2016-10-06
Also published as: US8202396B2; KR20100092959A; EP2229478B1; BRPI0819346B1; JP5504169B2; CN101952507B; EP2229478A4; JP2011506780A; CA2706321C; SE0801991L; SE532839C2; RU2010120643A; EP2227591A1; CN101952506B; BRPI0820618A2; KR20100110304A; BRPI0819346A2; RU2519930C2; JP2011506779A; JP5676266B2

Abstract

하이 벌크(high bulk) 화장지(1)를 제조하기 위한 화장지 제지기의 프레스 구간(3)에서 젖은 섬유상 웹(1')을 조직화 하기 위한 조직화 벨트(14)의 조직화 층(60)이 개시되어 있는데, 이 조직화 층은 섬유상 웹과 협동하기 위한 표면(61)을 갖는 웹-운반 측면을 가지며, 상기 표면은 상기 표면의 3차원 구조를 형성하는 함몰부(63)를 구비한다. 본 발명에 따르면, 상기 함몰부는 웹 운반 측면에 걸쳐서 분포되고 상기 표면(61)의 20 내지 80%를 구성하며, 상기 표면은 상기 함몰부들(63) 사이에 평평하고 연속적인 상부면 영역(70)을 포함하고, 상기 상부면 영역은 상기 함몰부를 한정하며, 각각의 상기 함몰부는 상기 상부면 영역(70)의 평면에서 제 1 방향으로 0.25 내지 2.5mm의 치수 l, 상기 상부면 영역(70)의 평면에서 제 2 방향으로 0.25 내지 2.0mm의 치수 b, 0.05-0.6 mm의 깊이 d, 그리고 상기 평면에서 0.3 내지 4.0mm2의 표면적(70)으로 측정되는 면적 a를 가지며, 이때 상기 방향들은 서로에 대하여 직각을 이룬다. 본 발명은 또한 그러한 층을 갖는 조직화 벨트, 그러한 조직화 층을 갖는 프레스 구간, 그러한 프레스 구간을 갖는 화장지 제지기, 그러한 제지기에서 조직화된 하이 벌크 화장지 웹을 제조하기 위한 방법, 상기 벨트의 사용, 상기 제지기에서 생산된 화장지 웹에 관한 것이다.

Description

하이 벌크 주름화장지 웹을 제조하기 위한 조직화 벨트, 프레스 구간, 화장지 제지기 및 그 제조방법{Structuring belt, press section and tissue papermaking machine for manufacturing a high bulk creped tissue paper web and method therefor}

본 발명은 특허청구범위 제 1 항의 전제부에 다른 조직화 층 및 제 10 항의 전제부에 따른 조직화 벨트에 관한 것이다. 본 발명은 특허청구범위 제 15 항의 전제부에 다른 프레스 구간 및 제 18 항의 전제부에 따른 화장지 제지기에 관한 것이다.

본 발명은 또한 조직화된 하이 벌크 화장지 웹의 제조방법 및 그 하이 벌크 화장지 웹에 관한 것이다.

본 발명은 또한 현존 제지기를 변환하거나 업그레이드하기 위한 방법에 관한 것이다.

여기에서 사용되고 있는 용어 "화장지"는 25g/㎡ 이하의 기본 중량을 갖는 연질 종이를 언급한다. 화장지 웹은 한 겹 및 여러 겹 제품들, 예를 들어 냅킨, 타월 및 두루마리 화장지를 위한 원지를 형성한다.

제지업자들은 하이 벌크(high bulk) 및 부드러움을 갖는 제품을 생산하기를 원한다. 이와 동시에 제지공정에 대한 에너지 비용이 중요하다.

주름진 화장지의 제조에 있어서, 화장지를 건조하여 양키 실린더(Yankee cylinder) 상에서 주름을 형성하기 전에 셀룰로오스 섬유들의 형성된 젖은 종이 웹을 탈수시키기 위한 2가지 기술들이 존재한다. 상업적으로 주목받는 기술에 있어서, 펠트(felt)에 의해서 운반된 종이 웹은 양키 실린더에 마주 대하여 롤들을 구비한 하나 또는 2개의 프레스 닙들에서 탈수된다. 이러한 공정은 화장지 제품에 비교적 낮은 벌크를 제공하고 그 표면상에 독특한 구조는 존재하지 않는다. 다른 기술은 TAD(Through Air Drying; 통기건조)인데, 종이 웹은 진공의 도움으로 탈수되어 최종 건조 및 주름형성을 위해서 양키 실린더로 운반되기 전에 TAD에 의해서 건조된다. TAD 공정은 하이 벌크 및 독특한 구조를 제공하지만, 종이 1톤을 생산하는데 있어서 2배 이상의 훨씬 많은 에너지를 필요로 한다.

종이제품의 질을 개선하기 위해서 양키 실린더에 대하여 연장된 프레스 닙을 구비한 슈 프레스(shoe press)를 사용하는 것이 제안된 바 있다. 그 목적은 종래의 공정과 비교하여 개선된 질, 높아진 벌크 및 부드러움을 제공하는 것이다. 일정한 개선을 달성하는 것이 가능하다는 것이 밝혀졌지만, 그 제품은 TAD 제조제품 보다 종래 제조제품에 가깝다. 종이의 두께와 부피는 직물 구조의 느낌 및 부드러움 뿐만 아니라 물을 흡수하는 능력에 있어서 중요하다. TAD 기술은 종이 웹의 질에 있어서 프레스 기술보다 여전히 우월하지만, 프레스 기술에 비해서 상당히 높은 에너지 소비를 하는 큰 결점을 갖고 있다.

탈수를 위해서 프레스 기술을 사용하는 제지기 및 조직화 직물의 도움으로 종이웹을 동시에 조직화하는 것이 제안되었다. 이러한 탈수 및 조직화는 종이 웹이 펠트로부터 조직화 직물로 전달되는 동안에 하나 이상의 프레스 닙에서 일어난다. 조직화 직물은 종이 웹을 양키 실린더로 운반하고, 여기에서 종이 웹의 전달을 보장하는 프레스 롤의 도움으로 운반된다. 이러한 종류의 조직화 직물은 벨트 또는 직물이 될 것이다. 본 발명은 조직화 벨트, 예를 들어 부직 조직화 직물에 관한 것이다. 이것은 3D 패턴이 창조되는 것이 직조 구조물에 의해서가 아니라 다른 수단에 의해서 창조된다. 벨트의 구조에 있는 공동들은 섬유상 네트워크를 수용하고 프레스 팁에서 탈수가 진행되는 동안에 섬유상 네트워크의 압축을 방지하므로, 종이의 부피는 유지된다.

여기에서 사용된 바와 같이 표현 "조직화(structuring)"는, 섬유상 네트워크 구조가 조직화 벨트의 3차원 패턴을 채우는 경우에 제지공정 동안에 조직화층의 3차원 패턴이 습윤 섬유상 웹 내로 양각되고 습윤 섬유상 웹에 있는 섬유들이 서로에 대하여 움직일 수 있고 그래서 바람직하게는 탄력적으로 압축가능한 프레스 펠트의 작용에 의해서 서로에 대하여 새로운 위치와 방향을 취하며, 이것은 동일한 기본중량으로 증가된 벌크와 부드러움에 함께 기여하고 개선된 구조에 기여하는 것을 말한다.

미국특허 제 6,547,924 호 및 제 6,340,413 호에는 조직화 벨트가 프레스 구간에 있는 마지막 프레스로부터 건조 실린더로 섬유상 웹을 운반하는 화장지 제조기가 개시되어 있다. 그런데, 상기 미국특허 명세서에 개시된 제지기는 현재 소비자들의 요구조건과 희망을 충족하는 다수의 프레스 닙들 때문에 충분히 높은 질의 화장지를 생산할 수 없다. 프레스 펠트가 물로 포화되고 닙에서 충분한 양을 흡수할수 없어서 종이 파열을 야기할 수 있으므로, 기계의 작동능력과 관련된 문제점이 존재한다. 엠보싱 또는 조직화 직물을 구비한 화장지 제지기의 추가적인 예들로는 EP 1 078 126, EP 0 526 592, US 6,743,339, EP 1 075 567, EP 1 040 223, US 5,393,384, EP 1 036 880 및 US 5,230,776를 들 수 있다.

종합적인 연구에 따라서 본 발명자들은, 프레싱 기술을 사용하는 제지기에서 하이 벌크를 갖는 화장지를 만들 수 있다는 견지에서 프레싱 공정 동안에 웹과 접촉하는 조직화 벨트의 조직화층의 구조가 매우 그리고 결정적으로 중요하고, 조직화 벨트의 이러한 층의 구조는 습윤 섬유상 웹의 실제적인 조직화가 일어나는 프레스 구간에서의 프레싱과 관련하여 닙 후에 웹의 슬립 특성들을 제어하고 웹의 높은 건조를 달성하기 위한 매개변수로서 사용될 수 있다는 것을 실현하였다.

본 발명의 목적은 적어도 8-20 ㎤/g, 예를 들어 적어도 10-16 ㎤/g의 벌크로 화장지를 제조할 수 있게 하는 것이며, 이때 상기 벌크는 낮은 에너지 비용들이 소모되는 프레싱 기술을 사용하여 12-20 ㎤/g인 TAD 종이의 것과 비교 가능하다. 프레싱 기술에 의해서 제조되는 종래의 화장지는 5-9 ㎤/g 범위의 벌크를 갖는다. 낮은 에너지 비용은 본 발명에 따른 조직화 벨트의 사용이 프레스 구간후에 섬유상 웹의 40 내지 50% 범위의 높은 건조도를 제공함으로써 달성된다. 높은 건조도는 작은 양의 물이 부수적인 건조 단계에서 건조 표면으로부터 증발되어 에너지 절감을 가능하게 하는 것을 의미한다. 섬유상 웹으로부터 물을 제거하기 위한 에너지-집약적인 TAD 기술이 회피될 수 있다.

화장지 웹의 높은 벌크는 웹의 흡수 능력에 있어서 중요하다. 제조 후에, 화장지 웹은 위생 종이, 냅킨, 타월 및 두루마리 화장지와 같은 다수의 종이 층들로 구성되는 최종 제품들로 다시 감겨질 수 있다. 이러한 제품들의 질은 특히 제품의 흡수능력과 소비자들이 그 제품들을 어떻게 발견하는가에 의해서 결정된다.

상기한 목적은 특허청구범위 1항의 특징부에 따른 조직화 벨트의 조직화 층에 의해서 본 발명에 따라서 얻어진다.

본 발명에 따르면, 프레싱 기술을 사용하는 제지기에서 하이 벌크를 갖는 화장지를 만들 수 있다는 견지에서 프레싱 공정 동안에 웹과 접촉하는 조직화 벨트의 조직화층의 구조가 매우 그리고 결정적으로 중요함에 따라, 조직화 벨트의 이러한 층의 구조는 습윤 섬유상 웹의 실제적인 조직화가 일어나는 프레스 구간에서의 프레싱과 관련하여 닙 후에 웹의 슬립 특성들을 제어하고 웹의 높은 건조를 달성할 수 있다.

도 1 내지 도 10은 본 발명에 따른 조직화 벨트를 구비한 10개의 각기 다른 화장지 제지기를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 조직화 벨트를 나타낸 도면이다.
도 12는 도 11에 따른 조직화 벨트의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 조직화 벨트의 조직화 층을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 조직화 벨트의 조직화 층을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 조직화 층을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 조직화 층을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 화장지 제지기에 의해서 제조된 화장지의 단면을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명에 따른 화장지 제지기에 의해서 제조된 화장지의 평면도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 1 내지 도 10은 본 발명에 따른 예비 탈수를 위한 통기(TAD)의 사용없이 프레싱에 의해서 조직된 화장지 웹(1)을 제조하기 위한 화장지 제지기의 다른 실시예들을 개략적으로 나타낸 도면이다. 다른 실시 예들에 대하여 공통적인 것은, 연속적인 종이 웹을 형성하기 위한 습윤 구간(2), 웹의 탈수 및 조직화를 위한 프레스 구간(3) 및 웹의 최종 건조를 위한 건조 구간(4)을 포함한다는 사실이다.

도시된 실시 예들에 따른 각각의 화장지 제지기의 습윤 구간(2)은 섬유의 저장품과 물을 성형 직물로 공급하는 헤드 박스(6)를 구비하는 성형 구간(5), 웹의 부분적인 탈수를 위하여 성형 직물에 의해서 둘러싸인 성형 롤(7) 및 상기 성형 롤(7) 주위를 주행하고 성형 롤(7)과 접촉하며 종이 웹을 운반하는 제 1 성형 직물(8)을 포함한다. 도 1 내지 도 8에 도시된 실시 예들에 있어서, 성형구간(5)은 제 2 성형 직물(9)를 또한 구비하는데, 이는 성형된 섬유상 웹(1')의 형성을 위해 섬유 비축물이 직물(9)을 통해서 탈수된 후에 헤드 박스(6)와 제 1 직물 사이에서 헤드 박스(6)로부터 나오는 스톡 제트(stock jet)를 수용하기 위해서 다수의 가이드 롤(10) 그리고 제 1 직물(8)과 접촉하는 성형 롤(7) 주위로 무한루프로서 주행한다.

프레스 구간(3)은 제 1 프레스 요소(12)와 제 2 프레스 요소(13)를 구비한 메인 프레스(11)를 포함하는데, 이들은 그들 사이에 프레스 닙(N1)을 형성하도록 서로 협동한다.

메인 프레스(11)는 롤 프레스, 긴 닙 프레스 또는 슈 프레스(도면에 도시되지 않음)가 될 것이다. 프레스 구간(3)은 프레스 닙(N1)을 통과하는 경우에 기형성된 섬유상 웹(1)의 탈수와 조직화를 제공하기 위해서 기형성된 섬유상 웹(1)과 함께 접촉하여 메인 프레스(11)의 프레스 닙(N1)을 통해서 다수의 가이드 롤들(15) 주위와 건조 구간(4)에 대하여 연결하여 위치된 매끄러운 이송 롤(16)을 무한 루프로서 주행하고 그래서 조직화된 섬유상 웹(1")은 프레스 닙(N1)을 떠나게 되는 조직화 벨트(14)를 더 포함한다.

조직화된 섬유상 웹(1")은 조직화 벨트(14)에 의해서 이송 롤(16)과 건조구간(4)의 건조 실린더(19) 사이에서 이송 닙(N2)으로 운반되고, 건조나 탈수가 상기 닙(N2)에서 일어나지 않으며, 단지 섬유상 웹(1")이 건조 실린더(19)의 표면으로 이송된다.

이 경우에 있어서, 건조 실린더(19)는 양키 실린더(Yankee cylinder)이지만, 다른 형태의 건조 구간들도 가능하다. 프레스 구간(3)은 탄력적으로 형성가능하고 z-방향으로 압축가능한 물-수용 프레스 펠트(17)를 더 포함하는데, 이는 다수의 가이드 롤(18) 주위를 무한 루프로서 주행하고 조직화 벨트(14)와 함께 기형성된 섬유상 웹('1')과 접촉하여 메인 프레스(11)의 프레스 닙(N1)을 통해서 주행한다. 제 1 프레스 요소(12)는 조직화 벨트(14)의 루프에 위치하고, 제 2 프레스 요소(13)는 제 2 프레스 펠트(17)의 루프에 위치한다. 도 1 내지 도 10에 도시된 실시 예들에 있어서, 두 프레스 요소들(12,13)은 프레스 롤들이지만, 이와는 달리 긴 닙을 형성하는 롤들이 될 수 있다. 프레스 펠트(17)는 섬유상 웹(1")의 재흡수를 방지하기 위해서 프레스 닙(N1)을 통과한 직후에 조직화된 섬유상 웹(1")을 떠난다.

메인 프레스(11)를 지나고 제 1 가이드 롤(18) 바로 전에, 프레스 펠트(17)와 가이드 롤(18) 사이에서 쐐기형 좁은 공간으로 신선한 물을 공급하기 위해서 분무장치(53)가 프레스 펠트(17)의 내부에 배열되며, 이때 물은 프레스 펠트(17) 내로 가압되고, 신선한 물은 메인 프레스(11)를 가압한 후에 프레스 펠트(17)에서 오염된 물을 대체하고 프레스 펠트(17)가 가이드 롤(18) 주위를 진행하는 경우에 프레스 펠트(17)로부터 빠져나간다. 가이드 롤(18)의 상류에서, 프레스 펠트로부터 물을 빼내기 위해서 흡입 박스(54)가 프레스 펠트의 외부에 배치된다.

일단 조직화 벨트(14)가 이송 롤(16)을 떠나서 메인 프레스(11)에 도달하기 전에, 조직화 벨트(14)는 웹-접촉면을 세척하기 위해서 세척대(30)를 통과한다.

프레스 구간(3)을 통과하는 동안에, 섬유상 웹(1',1")은 15 내지 30 % 범위의 건조도부터 42-52 %의 건조도를 나타낸다.

건조구간(4)은 상기 건조 실린더(19)를 포함하는데, 도시된 실시 예들에 있어서 건조 실린더는 단지 건조 실린더, 바람직하게는 양키 건조 실린더이다. 이와는 달리, 건조 구간은 금속으로 제조된 다수의 건조 실린더 또는 건조 벨트들로 구성될 것이다. 이송 롤(16)이 상기 이송 닙(N2)을 형성하는 건조 실린더(19)는 조직화된 섬유상 웹(1")을 건조시키기 위한 건조 표면(20)을 갖는다. 조직화되고 주름진 화장지 웹(1)을 얻어내기 위해서 건조된 섬유상 웹(1")을 건조 표면(20)으로부터 주름지게 하기 위해서 크레핑 독터(creping doctor)(21)가 건조 표면(20)의 하류에 배치된다. 건조 실린더(19)는 후드(22)에 의해서 덮힌다. 조직화 벨트(14)와 조직화된 섬유상 웹(1")은 이송 닙(N2)을 통해서 함께 이동하지만, 조직화된 섬유상 웹(1")은 조직화된 섬유상 웹(1")이 고착되는 이송 닙(N2)을 별개로 떠나서 건조 실린더(19)의 건조 표면(20)으로 이송된다. 롤(16)과 건조 실린더(19)에 의해서 형성된 이송 닙(N2)에서의 압력은 1MPa 보다 작으며, 이러한 닙에서 섬유상 웹(1")의 탈수는 일어나지 않는다. 섬유상 웹(1")이 건조 표면(20)으로 이송되는 것을 보장하기 위해서, 건조 표면(20)이 자유로워지는 이송 닙(N2)과 그레이핑 독터(21) 사이의 지점에서 접착제가 분무장치(23)에 의해서 건조 표면(20)에 바람직하게 도포된다. 도 1,2,7 및 8에 도시된 바와 같이 성형 구간(5)는 소위 C-former가 될 것이며, 그렇지 않으면 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 소위 크레센트 포머(Crescent former)가 될 것이며, 그렇지 않으면 도 9 및 10에 도시된 바와 같이 소위 흡입 브레스트 롤 포머(suction breast roll former)가 될 것이다.

메인 프레스(11)는 2개의 프레스 요소들(12,13)이 매끄러운 맨틀 표면을 갖는 롤들을 갖는 롤 프레스, 또는 바람직하게는 긴 닙 프레스, 예를 들어 슈 프레스가 될 것이며, 이때 제 1 프레스 요소(12)는 매끄러운 카운터 롤이고 제 2 프레스 요소(13)는 프레스 슈와 무한 벨트나 재킷을 포함하고, 이때 무한 벨트나 재킷은 프레스 슈와 미끄럼 접촉하는 슈 프레시의 프레스 닙을 통과하며, 벨트와 카운터 롤(12)의 내부에 소정의 압력을 발휘한다. 그러므로 프레스 슈는 연장된 프레스 닙을 형성하는 장치를 구성한다. 메인 프레스(11)의 바람직한 실시 예들에 있어서, 제 1 프레스 요소(12)는 매끄러운 카운터 롤이고, 제 2 프레스 요소는 연장된 프레스 닙을 형성하기 위한 장치를 포함하며, 상기 장치는 카운터 롤 방향으로 가압하도록 배열된 탄성 지지 몸체를 포함한다. 대안적인 실시 예에 있어서, 프레스 요소(13)는 매끄러운 카운터 롤이고, 제 2 프레스 요소(12)는 제지 분야에서 알려진 형식들 중 하나의 연장된 닙을 형성하는 장치를 포함한다.

도 1에 다른 실시 예에 있어서, 메인 프레스의 프레스 펠트(17)는 성형 구간(5)의 제 1 내부 성형 직물(8)로서 사용되고, 그래서 성형 롤(7)은 프레스 펠트(17)의 루프 내에 위치한다. 이 경우에 있어서 습윤 구간(2)은 예비탈수 장치(24), 즉 흡입장치를 또한 포함한다. 이 실시 예에 있어서, 장치(24)는 프레스 펠트(17)의 루프 내에 위치된 흡입 롤(25), 그리고 형성된 섬유상 웹(1')의 섬유상 네트워크에서 물을 가열하기 위하여 흡입 롤(25)의 전방에서 프레스 펠트(17)의 루프의 외부에 위치된 증기 박스(26)를 포함한다. 형성된 섬유상 웹(1')의 섬유상 구조 그리고 프레스 펠트(17)에 있어서 물의 양은, 메인 프레스(11) 전에 원하는 증가된 건조도를 형성된 섬유상 웹(1')에 제공하기 위해서 흡입 롤(25)과 증기 박스(26)의 도움으로 감소된다. 성형 롤(7)에 도착하기 전에 성형 펠트(8)를 세척하기 위해서, 1mm 직경의 제트를 분사하는 니들타입 분무장치인 고압 분무장치(55)가 성형 롤(7)의 상류에서 성형 펠트(8)의 외측에 배치된다.

섬유상 웹(1")이 건조 실린더(19)에 도달하기 전에 프레스(11)에서 조직화된 섬유상 웹(1")의 온도를 증가시키기 위해서 메인 프레스(11)의 하류에 예열장치(27)를 추가로 제공한 것을 제외하고는, 도 2에 따른 실시 예는 도 1의 실시 예와 유사하다.

도 3에 따른 실시 예에 있어서, 조직화 벨트(14)는 성형 구간의 제 1 내부 성형 직물(8)로서 사용되고, 그래서 성형 롤(7)은 조직화 벨트(14) 내에 위치하여 둘러싸인다. 이 경우에 있어서, 메인 프레스(11)의 프레스 펠트(17)는 다수의 가이드 롤들(28)과 제 2 프레스 요소(13) 주위에서 단일 루프로 진행한다.. 제 2 프레스 요소(13)의 상류에 위치된 가이드 롤은 닙(N1)에서 가압된 비교적 많은 양의 물을 처분하기 위해서 프레스 펠트(17)의 용량을 증가시키기 위해서 물이 프레스 펠트(17)로부터 제거되는 흡입 롤(29)이다.

이러한 실시 예에서 한가지 특별한 효과는, 조직화 벨트(14)가 성형 롤(7) 주위를 또한 통과하는 것은, 조직화 벨트(14)의 가압에 있어서 스톡(stock)의 섬유들이 z-방향으로 관통하거나 그들을 향하도록 하기 위해서이며,

그래서 성형된 섬유상 웹(1')의 일부는 메인 프레스(11)에서 가압이 시작되기 전에 함몰부에서 이미 배향된다. 함몰부에서 그러한 섬유들의 예비 배향은 높은 벌크를 제공하기 위해서 바람직하다. 주 프레스(11) 후에서 제 1 가이드 롤(28) 바로 전에, 프레스 펠트(17)와 가이드 롤(18) 사이에서 쐐기형 테이퍼지는 공간으로 신선한 물을 공급하기 위해서 분무장치(53)가 프레스 펠트(17)의 내부에 배열되며, 물은 프레스 펠트(17) 내로 가압되고, 오염된 물은 주 프레스(11)를 가압한 후에 프레스 펠트(17)에서 오염된 물을 대체하고 프레스 펠트(17)가 가이드 롤(18) 주위를 진행하는 경우에 프레스 펠트(17)로부터 빠져나간다. 다음의 가이드 롤(28) 상류에서, 흡입 박스(54)는 프레스 펠트(17)로부터 물을 빼내기 위해서 프레스 펠트(17)의 외부에 배열되고, 고압 분무장치(55)는 프레스 펠트(17)가 흡입 롤(29)에 도착하기 전에 프레스 펠트(170를 세척하며 프레스 펠트(17)에 있는 나머지 물을 다룬다.. 흡입 롤(29)은 프레스 펠트(17)로부터 물을 제거하고, 그러므로 닙(N1)에서 물을 흡수하도록 프레스 펠트의 능력을 증가시킨다.

도 4에 따른 실시 예는, 도 2에 따른 실시예에 대응하는 예열장치(27)를 추가적으로 구비하고 흡입 롤(29)의 탈수 용량을 증가시키기 위해서 흡입 롤(29)의 바로 전방에서 프레스 펠트(17)의 외부에 증기 박스(31)가 배열된 것을 제외하고는, 도 3에 따른 실시 예와 비슷하다.

도 5에 따른 실시 예에 있어서, 제 1 내부 성형 직물(8), 프레스 펠트(17) 및 조직화 벨트(14)는 자체 루프를 가지며, 이때 성형 직물(8)는 다수의 가이드 롤들(18') 주위로 진행하는 펠트이다. 이 경우에 있어서 프레스 구간(3)은 프레스 펠트(17)의 루프 내에 위치된 제 1 프레스 요소(33)와 제 1 내부 성형 직물(8) 내에 위치한 제 2 프레스 요소(34)를 구비한 예비프레스(32)를 포함하며, 상기 프레스 요소들(33,34)은 프레스 펠트(17)를 만나기 위해서 주행하는 섬유상 웹(1')을 운반하는 성형 펠트(8)를 통해서 서로 프레스 닙(N3)을 형성하며, 성형된 섬유상 웹(1')을 수용하여 그것을 메인 프레스(11)로 운반하기 위해서 상기 프레스 닙(N3)을 통해서 또한 주행한다.

그러므로 성형 펠트(8)는 예비 프레스(32)의 제 2 프레스를 또한 형성한다.. 제 2 프레스 요소(34)의 바로 상류에 위치한 가이드 롤은 성형 펠트(8)로부터 물을 제거하는 흡입 롤(35)이다. 펠트(8)의 탈수를 보다 효과적으로 수행하기 위해서 흡입 롤(35)의 전방 바로앞에서 증기 박스(36)가 성형 펠트(8)의 외측에 위치한다. 예비 프레스(11) 후에서 제 1 가이드 롤(18) 바로 전에, 성형 펠트(8)와 가이드 롤(18') 사이에서 쐐기형 테이퍼지는 공간으로 신선한 물을 공급하기 위해서 분무장치(53')가 성형 펠트(8)의 내부에 배열되며, 물은 성형 펠트(8) 내로 가압되고, 오염된 물은 예비 프레스(32)를 가압한 후에 성형 펠트(8)에서 오염된 물을 대체하고 성형 펠트(8)가 가이드 롤(18') 주위를 진행하는 경우에 성형 펠트(8)로부터 빠져나간다. 다음의 가이드 롤(18') 상류에서, 흡입 박스(54')는 프레스 펠트(8)로부터 물을 빼내기 위해서 성형 펠트(8)의 외부에 배열되고, 고압 분무장치(55')는 성형 펠트(8)가 성형 롤(7)에 도착하기전에 성형 펠트(8)를 세척하며 성형 펠트(8)에 있는 나머지 물을 다룬다.

도 6에 따른 실시 예는 도 2에 따른 실시 예에 대응하는 예열장치(27)가 추가로 구비되어 있다는 것을 제외하고는, 도 5에 따른 실시 예와 유사하다.

도 7에 따른 실시 예에 있어서, 성형직물인 제 1 내부 성형 직물(8), 프레스 펠트(17) 및 조직화 벨트(14)는 도 5에 따른 실시 예에서와 같이 자체 루프를 갖는다. 이 경우에 있어서, 성형 구간(5)은 트윈-와이어 C-포머이다. 성형 롤(7)은 필요에 따라서 흡입 롤이 될 수 있다. 이 경우에 있어서, 프레스 구간(3)은 또한 프레스 펠트(17)의 루프 내에 위치된 제 1 프레스 요소(33)와 제 2 프레스 펠트(37) 내에 위치한 제 2 프레스 요소(34)를 구비한 예비 프레스(32)를 포함하며, 상기 제 2 프레스 요소(34)는 다수의 가이드 롤들(38) 주위를 루프로서 진행하는 제 2 프레스 펠트(37) 내에 위치하고, 상기 제 2 프레스 요소(34)의 바로 상류에 위치한 가이드 롤은 제 2 프레스 펠트(37)로부터 물을 제거하는 흡입 롤(39)이다. 프레스 펠트(37)의 탈수를 보다 효과적으로 수행하기 위해서 흡입 롤(39)의 전방 바로앞에서 증기 박스(50)가 제 2 프레스 펠트(37)의 외측에 위치한다.. 제 2 프레스 펠트(37)는 프레스 펠트(37), 형성된 섬유상 웹(1') 및 성형 직물(8)이 샌드위치 구조물을 형성하는 이송 영역을 형성하기 위해서 제 1 내부 성형직물(8)과 접촉하여 이동한다. 섬유상 웹(1')이 이송 영역을 떠나는 경우, 제 2 프레스 펠트(37)에 의해서 운반된다. 흡입장치(51)는 섬유상 웹(1)의 이송을 보장하기 위해서 이송 영역 후에 제 2 프레스 펠트(37)의 루프 내에 위치한다. 예비 프레스(32) 후에서 제 1 가이드 롤(38) 바로 전에, 프레스 펠트(37)와 가이드 롤(38) 사이에서 쐐기형 테이퍼지는 공간으로 신선한 물을 공급하기 위해서 분무장치(53')가 프레스 펠트(37)의 내부에 배열되며, 물은 프레스 펠트(37) 내로 가압되고, 오염된 물은 예비 프레스(32)를 가압한 후에 프레스 펠트(37)에서 오염된 물을 대체하고 프레스 펠트(37)가 가이드 롤(38) 주위를 진행하는 경우에 프레스 펠트(37)로부터 빠져나간다. 다음의 가이드 롤(38) 상류에서, 흡입 박스(54')는 프레스 펠트(37)로부터 물을 빼내기 위해서 프레스 펠트(37)의 외부에 배열되고, 고압 분무장치(55')는 프레스 펠트(37)가 흡입 장치(51)에 도착하기전에 프레스 펠트(37)를 세척한다.

도 8에 따른 실시 예는 종이 웹(1")의 온도와 건조도를 증가시키기 위해서 도 2에 따른 실시 예에 대응하는 예열장치(27)가 메인 프레스 후에 추가로 구비되어 있다는 것을 제외하고는, 도 7에 따른 실시 예와 유사하다.

습윤 구간(2)이 앞서 언급한 바와 같은 C-former 및 Crescent former 이외의 다른 성형 구간을 갖는 것을 제외하고는, 도 9에 따른 실시 예는 도 7에 따른 실시예와 유사하다. 도 9에 따른 성형구간은 헤드 박스(6), 흡입 브레스트(breast) 롤인 성형 롤(7), 성형직물인 성형 직물(8)를 포함하는 소위 흡입 브레스트 롤 포머이며, 성형 직물(8)는 루프로 흡입 브레스트 롤(7)과 가이드 롤(18) 주위를 진행하며, 도 7에 따른 실시 예에 대응하는 제 2 프레스 펠트(37)를 갖는 이송 영역을 형성한다. 흡입 브레스트 롤(7)은 성형 영역을 형성하는 흡입 영역(52)을 갖는데, 이때 성형 직물(8)은 헤드 박스(6)로부터 제트로 방출된 스톡(stock)과 함께 성형 영역을 통과하고, 형성된 섬유상 웹(1')을 형성하기 위해서 성형 영역(52) 내에서 탈수된다.

도 10에 따른 실시 예는 도 2에 따른 실시 예에 대응하는 예열장치(27)가 추가로 구비되어 있다는 것을 제외하고는, 도 9에 따른 실시 예와 유사하다.

도 5 내지 도 10에 따른 실시 예들에 사용된 예비 프레스(32)는 메인 프레스(11)와 연결하여 상기한 다른 프레스들의 그룹으로부터 선택된 프레스일 것이다.

조직화 벨트(14)는 종이 웹을 운반하는 조직화 벨트의 일측을 형성하는 조직화 층(60)을 포함한다. 층(60)은 리세스나 포켓의 형태인 함몰부(63)에 의해서 형성된 3차원 구조를 갖는 웹-접촉 표면(61)을 구비하는데, 웹 접촉 표면(61)은 이와는 달리 평평하게 형성될 수 있고, 상기 함몰부(63)는 조직화 벨트의 종방향(MD)과 횡방향(CD)으로 규칙적으로 반복되고 분포된다. 그러므로 웹 접촉 표면(61)은 상기 함몰부(63)가 형성되는 평평하고 연속적인 상부 표면적(70)을 갖는다. 웹 접촉 표면(61)에서 각각의 함몰부(63)는 상기 연속적인 표면적(70)에 의해서 범위가 정해진다. 이러한 함몰부들(63)에 추가하여, 추가적인 패턴들이 그림이나 텍스트의 형태로 조직화 층(60)에 형성될 것이다.

모든 함몰부들(63)은 바람직하게 동일하고 규칙적인 패턴으로 배치된다. 이와는 달리, 하나의 동일한 조직화 벨트는 둘 또는 그 이상의 함몰부들의 그룹을 포함할 것이며, 이때 각기 다른 그룹들의 디자인은 다르지만, 각각의 그룹 내에 있는 함몰부들은 동일하다.

테스트는 함몰부(63)의 형태와 범위가 제지기의 작동능력과 양호한 질, 예를 들어 8-20㎤/g의 높은 벌크와 높은 부드러움을 갖는 화장지 웹을 생산하는 능력 에 대하여 매우 중요하다는 것을 보여주고 있다. 충분히 높은 수압을 축적하기 위해서 프레싱 공정동안에 프레스 펠트(17)가 모든 함몰부(63) 내로 도달할 수 있고 그래서 습윤 섬유상 웹(1')이 프레스 직물(17)내로 움직일 수 있으며 프레싱 작동의 말기에는 섬유상 웹에 남아있지 않은 것이 또한 중요하다. 함몰부들(63)은 프레스 펠트(17)가 함몰부들(63)을 관통할 수 있도록 충분히 커야만 한다. 각각의 함몰부들(63)은 함몰부(63)의 바닥에 있는 물이 이송될 수 있도록 최적 깊이를 가져야만 한다. 다시 말해서, 과도한 깊이는 원하는 수압이 축적되는 것을 막기 때문에, 함몰부(63)의 깊이는 너무 커서는 안된다.

이렇게 특별히 잘 한정되고 조직화된 웹 접촉면(61)을 갖는 조직화 층(60)은 최종 건조전에 프레스 닙(N1)후에 조직화되고 탈수된 섬유상 웹(1")에서 기대될 수 있는 구조, 두께/벌크 및 건조도를 제어하는데 있어서 중요한 매개변수이다.

프레스 닙(N1)에서의 압력은 가압에 통상적으로 사용되는 보통의 범위, 정상적으로는 최대 6 MPa이고, 프레스 펠트(17)는 종래의 탄력적으로 압축가능한 타입이고, 압축과정 동안에 필요한 물 수용 용량에 추가하여, 위에서 특정한 목적에 대하여 그 방식으로 그 사이에 위치된 습윤 섬유상 웹을 갖는 조직화 층의 웹 접촉 표면 내로 탄성적으로 형성한다.

각각의 함몰부(63)는 조직화 층(60)의 기계방향(MD)으로 소정의 치수(1)를 가지며, 벨트(14)의 교차기계방향(CD)으로 소정의 치수(b)를 갖는다. 함몰부(63)는 기계방향으로 I > b, 또는 교차기계방향으로 1 < b인 경우에 배향된다. 그러나, 함몰부들(63)은 바람직하게는 기계방향으로 배향되고, 이것은 양호한 주름형성을 가능하게 하여 부드러운 화장지를 제공하게 된다. 정상적으로 직조한 구조물은 기계방향(MD)으로 배향된 패턴을 갖는다.

각각의 함몰부(63)는 또한 소정의 깊이 d, 소정의 면적 a, 그리고 소정의 체적 v를 갖는다. 함몰부(63)가 평평하고 표면 영역(70)에 대하여 평행한 바닥면(71)을 갖는 경우에 함몰부들의 깊이는 모든 함몰부(63)에 걸쳐서 일정하다. 깊이 d는 함몰부(63)의 표면에 걸쳐서 변하며, 평균 깊이는 z-방향으로 함몰부(63)의 연장부를 특징화하도록 사용된다.

함몰부들(63)은 서로에 대하여 소정의 거리로 배열되고, 이들은 웹 접촉 표면(61)에 걸쳐서 균등한 방식으로 분배되고 소정의 부분을 커버한다. 그러므로, 상기한 연속적인 상부면 영역(70)은, 함몰부(63)를 한정하고, 섬유상 웹(1")이 건조 실린더(19)로 이송되는 경우에 건조 표면(20)과 협동하는 웹 접촉면(61)의 일부를 구성하며, 웹 접촉면(61)의 나머지 부분을 구성한다.

상기한 매개변수들은 화장지 웹(1)의 양호한 작동성과 양호한 질을 얻기 위해서 협동하여야 한다. 테스트들은 이것을 달성하기 위해서 다음의 매개변수들이 이행되어야 함을 보여준다:

l[mm]	b[mm]	d[mm]	a[㎟]	v[㎣m]
0.25~2.5	0.25~2.0	0.05~0.6	0.3~4.0	0.05~1.0

상기한 매개변수 값 a은 상부면 영역(70)의 평면에서 측정된다. 그러나, 테스트들은 0.5-2.0㎟ 범위로 바람직하게 이루어진다.

조직화 벨트(14)는 프레스 요소들(12,13) 사이에서 닙(N1)을 통과하는 경우에 압축된다. d에 대한 상기한 범위는 조직화 벨트(14)와 함몰부(63)가 압축된 상태, 예를 들어 조직화 벨트(14)가 닙(N1)을 통과하는 경우에 적용된다.. 이러한 닙에서의 프레스 압력은 보통은 최대 6 MPa을 갖는다. 조직화 벨트(14)가 압축 상태에 있는 것으로 서술되는 경우, 이것은 6 MPa의 최대 압력이 가해지는 것을 언급한다. 비압축상태에 있는 함몰부들(63)은 0.6mm이상의 깊이(d)를 가질 수 있으며, 압축된 상태, 예를들어 닙(N1)에서는, 0.6mm를 초과하지 못한다. 함몰부(63)의 깊이가 변하는 경우에, 값 d는 함몰부의 평균깊이를 언급한다. 그러나, 함몰부가 압축된 상태인 경우에 함몰부의 최대 깊이는 0.6mm를 초과하는 상황은 없다.

상기한 매개변수 값들에 추가하여, 함몰부는 전체 웹-접촉면(61)의 20% 내지 80% 범위를 커버한다.

다음의 특성들을 갖는 주름진, 말린 화장지는 상기한 바와 같은 조직화 층을 갖는 조직화 벨트를 구비한 화장지 제지기에서 제조될 수 있다.

기본 중량 10-50 g/㎡

두께 160-400 ㎛, 바람직하게는 200-300 ㎛

벌크 8-20 ㎤/g

MD 인장강도 50-300 N/m

CD 인장 강도 30-250 N/m 그리고

부드러움(softness) 70-90.

상기 값들은 20℃ 및 50 % 대기습도에서 조건화된 종이를 언급한다. 부드러움 값은 EMTEC TSA (Tissue Softness Analyzer)에 따라서 0 내지 100의 측정값으로 측정된다. 상기한 벌크와 부드러움 값들은 종래의 주름진 화장지의 것들과 비교되어야 하고, 이것은 5-9 ㎤/g 그리고 50-70 범위의 부드러움을 갖는다.

특히, 양질의 화장지, 예를 들어 고급 화장지, 두루마리 화장지 및 가정용 화장지는 본 발명에 따른 화장지 제지기에 의해서 제조될 수 있으며, 상기 화장지는 다음의 특징들을 갖는다:

	얼굴용 화장지	화장실용 화장지	가정용 화장지
기본 중량[g/㎡]	13~15	15~25	18~23
벌크[㎤/g]	10~13	10~15	10~14
MD 인장강도[N/m]	70~120	50~150	170~300
CD 인장강도[N/m]	50~100	30~100	170~300

도 11은 본 발명에 따른 조직화 층(60)을 갖는 조직화 벨트(14)의 제 1 실시 예를 나타내며, 상기 조직화 층(60)은 보강수단(57)을 포함하고 마모 층(58) 위에 배치된다. 도 12는 기계방향(MD)으로 단면으로 나타낸 벨트(14)의 부분도이다. 조직화 층(60)의 웹 접촉면(61)은 리세스나 포켓의 형태인 다수의 동일한 함몰부(63)를 구비하는데, 이들은 벨트(14)의 기계방향으로 연장되는 평행한 열들(72)로서 배치된다. 인접한 열들(72)은 기계방향으로 서로에 대하여 포켓의 길이의 약 반으로 배치된다. 각각의 함몰부(63)는 원통형 단부들을 갖는 사각형 블록의 형태를 가지며, 각각의 사각형 블록은 벨트(14)의 기계방향으로 연장된다. 각각의 함몰부(63)의 바닥면(71)은 평평하고, 연속적인 상부면 영역(70)에 대하여 평행하다.. 함몰부(63)의 측벽(73)은 포켓의 바닥면(71)에 대하여 실질적으로 90도를 형성한다. 함몰부(63)는 기계방향으로 2.0mm 그리고 교차기계방향으로 1.0mm의 치수를 갖는다. 깊이는 0.3mm이다. 함몰부(63)는 0.3-4.0 ㎟ 범위, 바람직하게는 0.5-2.0 ㎟ 범위, 예를 들어 약 1.8 ㎟의 면적과, 0.05-1.0 ㎣ 범위, 바람직하게는 약 0.54 ㎣의 체적을 갖는다. 2개의 인접한 함몰부들(63)의 기계방향 거리는 약 1.0mm이다. 함몰부들(63)의 2개의 인접한 열들(72) 사이의 거리는 약 0.5mm이다. 함몰부(63)는 웹 접촉 영역(61)의 약 40%를 커버한다.

도 13은 본 발명에 따른 조직화 벨트(14)의 조직화 층(60)의 제 2 실시 예를 나타낸다. 벨트(14)의 조직화 층(60)은 상기한 함몰부와 동일한 형태를 가지며 동일한 방식으로 배열된 함몰부(63)를 갖는다. 이러한 경우에 있어서, 함몰부(63)는 기계방향으로 1.0 mm의 치수 l, 교차기계방향으로 0.5 mm의 치수 b, 0.2 mm의 깊이 d, 약 0.3-4.0 ㎟, 예를 들어 0.45 ㎟의 면적 a, 그리고 약 0.09 ㎣의 부피 v를 갖는다. 2개의 인접한 함몰부들(63)의 기계방향 거리 s는 0.5mm이다. 함몰부들(63)의 2개의 인접한 열들(72) 사이의 거리 t는 0.5mm이다.

도 14는 본 발명에 따른 조직화 층의 제 3 실시 예를 나타낸 도면이고, 이때 상기 조직화 층은 도 1과 관련하여 전술한 함몰부와 동일한 형태를 가지며 동일한 방식으로 배열된 함몰부(63)를 구비한다. 이러한 경우에 있어서, 함몰부(63)는 도 13에 도시된 함몰부보다 약간 크고, 기계방향으로 0.5 mm의 치수 l, 교차기계방향으로 1.0 mm의 치수 b, 0.4 mm의 깊이 d, 약 1.3 ㎟의 면적 a와 약 0.51 ㎣의 부피 v를 갖는다. 2개의 인접한 함몰부들(63)의 기계방향 거리 s는 0.5mm이다. 함몰부들(63)의 2개의 인접한 열들(72) 사이의 거리 t는 0.5mm이다.

도 15는 본 발명에 따른 조직화 층의 다른 실시 예를 나타낸 도면이다. 이 경우에 있어서, 함몰부들(63)은 실질적으로 전체적으로 직사각형을 이루거나 사각형 블록으로서 형성되는 굴곡진 내부 코너들을 제외하고는, 리세스나 포켓에 의해서 형성된다.

함몰부들(63)은 벨트(14)의 기계방향으로 연장된 열들(72) 및 벨트(14)의 교차기계방향으로 연장된 행들(74)로 배치된다. 이러한 실시 예에 있어서, 함몰부(63)는 기계방향으로 2.0 mm의 치수 l, 교차기계방향으로 2.0mm의 범위 b, 0.2 mm의 깊이 d, 약 3.9 ㎟의 면적 a, 그리고 약 0.79 ㎣의 부피 v를 갖는다. 2개의 인접한 함몰부들(63)의 기계방향 거리 s는 1.0mm이다. 함몰부들(63)의 2개의 인접한 열들(72) 사이의 거리 t는 1.0mm이다.

도 16은 본 발명에 따른 조직화 층의 다른 실시 예를 나타낸 도면이며, 이때 리세스 대신에 조직화 층은 돌출부 또는 한편으로 평평한 연속적인 하부면 영역(76)에서 "섬" 형태의 융기부(62)를 구비한다. 리세스를 갖는 조직화 층의 경우에 있어서 상기한 동일한 치수 값들은 조직화 층의 이러한 변형예에도 또한 적용되며, 이러한 경우에 있어서 값 d에서의 차이는 융기부의 높이를 부여한다. 도 16에 도시된 실시 예에 잇어서, 융기부(62)는 하부면 영역(76)으로부터 약 0.2mm만큼 돌출하고 약간 굴곡진 외부 코너들을 갖는 사각형 블록의 형태를 취한다. 사각형 블록은 약 1mm의 길이와 1mm의 폭을 가지며, 조직화 벨트(14)의 기계방향으로 대각선으로 연장되는 열들로서 배치된다. 함몰부는 결과적으로 각각의 경우에 있어서 기계방향으로 치수 l 그리고 교차기계방향으로 1.4mm의 치수 b를 갖는다. 각각의 융기부(62)는 약 0.95 ㎟의 면적 a와 0.19 ㎣의 부피 v를 갖는다. 인접한 함몰부들 사이의 거리는 약 0.5mm이고, 융기부(62)는 결과적으로 웹 접촉 면(61)의 약 42%를 커버한다. 융기부들(62)의 상부면 영역들(75)은 바람직하게는 평평하고, 그래서 이들은 섬유상 웹(1")이 건조 실린더(19)로 이송되는 경우에 건조 표면(20)과 협동한다.

본 발명에 따른 조직화 층은 바람직하게는 중합체 재료, 예를 들어 폴리우레판으로 제조되고, 함몰부(63)나 하부표면 영역(76)은 상기 조직화 층에 바람직하게 형성되고, 재료는 조직화 층의 표면으로부터 절단된다. 이와는 달리, 조직화 층(60)은 다른 재료, 예를 들어 금속이나 탄소섬유로 제조될 수 있고, 다른 기술들이 함몰부들이나 상기 하부면 영역을 형성하는데 사용될 수 있다. 조직화 층(60)은 바람직하게는 약 3~6mm두께를 가지나, 그 두께는 0.2 내지 10mm 범위가 될 것이다.

조직화 벨트는 바람직하게는 도시된 화장지 제지기에 대하여 설명한 바와 같이 불투수성이다. 이와는 달리, 조직화 벨트는 투수성이 될 수도 있다. 예를 들면, 조직화 층은 바느질될 수 있고, 그래서 관통 홀들을 갖는다. 함몰부들(63)이나 함몰부들을 에워싸는 표면 영역(70) 또는 이들 모두는 바느질될 수 있다. 유사한 방식으로, 융기부(62) 및/또는 낮은 표면적(76)이 바느질될 수 있다. 조직화 벨트가 바느질되는 경우, 이것은 조직화 벨트가 작은 관통 개구부들을 구비하며, 상기 개구부는 물을 통과시키면서 종이 섬유들은 통과시키지 않는 것을 의미한다.

도 11과 관련하여 전술한 바와 같이, 조직화 벨트(14)의 수명을 증가시키기 위해서, 조직화 벨트(14)는 예를 들어 섬유상 웹(1')으로부터 멀어지는 방향으로 조직화 벨트(140의 일측에 배열된 펠트 층의 형태로 마모층(58)을 포함할 것이다. 조직화 층(60)과 같이 마모층(58)도 바느질될 수 있다.

조직화 벨트(14)의 강도를 증가시키기 위해서, 조직화 벨트(14)는 예를 들어 조직화 층(60) 내에 배열된 보강 와이어의 형태인 보강 수단(57)을 포함할 것이다. 이와는 달리, 보강 수단은 조직화 층(60) 내에 배열된 금속 스트립이나 직물에 의해서 형성될 수도 있다.

본 발명에 따른 조직화 벨트(14)의 도움으로, 건조 표면(20)으로부터 주름을 형성하고 20℃의 온도와 50 %의 습도 조건하에서 공기조화한 후에 10-50 g/㎡의 기본 중량, 160-400 ㎛ 범위, 바람직하게는 200-300 ㎛ 범위의 두께, 8-20 ㎤/g 범위의 벌크, 50-300 N/m 범위의 MD 인장강도, 30-250 N/m 범위의 CD 인장강도 및 0 내지 100의 측정 크기로 EMTEC TSA (Tissue Softness Analyzer)에 따라서 측정했을 때 70-90 범위의 부드러움을 갖는 화장지 웹의 제조가 가능하다.

도 17은 본 발명에 따른 함몰부를 포함하는 조직화 벨트에 의해서 제조된 화장지 웹(1)의 단면도이다. 조직화 층(60)의 3차원 구조로 인하여, 마감된 화장지 웹(1)은 가변 두께를 가지며, 화장지 웹(1)의 두께는 화장지 웹(1)이 조직화 벨트(14)의 함몰부(63)에 의해서 형성되는 부분(78)보다 화장지 웹(1)이 상부면 영역(70)에 의해서 형성되는 부분(77)에서 크다.

섬유상 웹(1',1")은 바람직하게는 짧은 섬유층과 긴 섬유층을 포함하고, 이때 섬유상 웹(1',1")은 건조 표면(20)을 향하는 짧은 섬유층과 함께 이송 닙(N2)에 있는 건조 표면(20)으로 이송된다. 그러므로, 마감된 화장지 웹은 일측(79), 예를 들어 건조 표면(20)과 접촉하는 일측에서 짧은 섬유층을 가지며, 그것의 타측(80), 예를 들어 조직화 벨트(14)와 접촉하는 타측에서 긴 섬유층을 갖는다.. 도 18은 화장지 섬유 웹(1)의 긴 섬유 측(80)을 나타낸 도면이다.

본 발명은 다수의 실시 예들에 의해서 전술한 바와 같이 설명되었다. 그러나, 다른 실시 예들이나 변형들이 본 발명의 영역 내에 있음은 명백하다. 예를 들면, 특허청구범위에서 한정된 바와 같은 본 발명의 영역을 벗어남이 없이 함몰부나 융기부들의 다른 실시 예들이 가능함을 명백하게 알 수 있다. 이러한 종류의 대안적인 실시 예들은 예를 들어 원형, 마름모꼴 또는 타원형 함몰부나 융기부를 포함하며, 필수적이지 않은 종축들은 조직화 벨트의 기계방향 또는 교차기계방향으로 위치하고, 예각을 형성할 수도 있다.

Claims

하이 벌크 화장지(1)를 제조하기 위한 화장지 제지기의 프레스 구간(3)에서 프레싱에 의해 젖은 섬유상 웹(1')을 조직화하기 위한 조직화 벨트(14)의 조직화 층(60)으로, 상기 조직화 층(60)은 짠 것이 아니며, 상기 섬유상 웹(1')과 협동하기 위한 표면(61)을 갖는 웹-운반 측면을 구비하고, 상기 표면(61)은 상기 표면(61)의 3차원 구조를 형성하는 함몰부(63) 또는 융기부(62)를 갖는, 조직화 층(60)에 있어서,
상기 함몰부(63) 또는 상기 융기부(62)는 각각 상기 웹-운반 측면에 걸쳐서 분포하고, 함께 상기 표면(61)의 20~80%를 구성하며, 상기 표면(61)은 상기 함몰부들(63)을 포함하는 경우에 상기 함몰부들(63) 사이에 평평한 상부면 영역(70)을 포함하고, 상기 상부면 영역(70)은 상기 함몰부들(63)을 한정하며, 상기 표면(61)은 상기 융기부들(62)을 포함하는 경우에 상기 융기부들(62) 사이에 평평한 밸리(valley) 표면 영역(76)을 포함하고, 상기 밸리 표면 영역(76)은 상기 융기부들(62)을 한정하며, 상기 함몰부(63)와 상기 융기부(62)는 각각 상기 상부면 영역(70)이나 상기 밸리 표면 영역(76)의 평면에서 제 1 방향으로 0.25~2.5mm의 치수 (l)을 가지며, 각각 상기 상부면 영역(70)이나 상기 밸리 표면 영역(76)의 평면에서 제 2 방향으로 0.25~2.0mm의 치수 (b)를 가지며, 상기 방향들은 서로에 대하여 직각을 이루고, 0.5~0.6mm의 평균 깊이나 평균 높이 (d)를 가지며, 상기 상부면 영역(70)이나 상기 밸리 표면 영역(76)의 평면에서 측정한 0.3~4.0㎟의 면적(a)을 가지며,
상기 조직화 층은 투수성이며, 상기 함몰부 또는 상기 융기부는 상기 조직화층 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 조직화 층(60).
제 1 항에 있어서, 상기 상부면 영역(70)이나 상기 밸리 표면 영역(76)은 각각 연속적인 것을 특징으로 하는 조직화 층(60).
제 2 항에 있어서, 각각의 상기 함몰부(63) 또는 상기 융기부는 각각 상기 상부면 영역(70)이나 상기 밸리 표면 영역(76)의 평면에서 측정한 0.5~2.0㎟의 면적(a)을 갖는 것을 특징으로 하는 조직화 층(60).
제 2 항에 있어서, 각각의 상기 함몰부(63) 또는 상기 융기부(62)는 각각 0.05~1.0㎣의 체적(v)을 갖는 것을 특징으로 하는 조직화 층(60).
제 2 항에 있어서, 상기 표면(61)에서 상기 함몰부(63) 또는 상기 융기부(62)의 모두는 각각 동일한 것을 특징으로 하는 조직화 층(60).
제 2 항에 있어서, 상기 함몰부(63) 또는 상기 융기부(62)는 각각 규칙적인 패턴으로 배열되는 것을 특징으로 하는 조직화 층(60).
제 2 항에 있어서, 상기 함몰부(63) 또는 상기 융기부(62)는 각각 상기 조직화 층(60)의 기계방향(MD)으로 연장되는 평행한 열(72)로서 배열되는 것을 특징으로 하는 조직화 층(60).
제 2 항에 있어서, 상기 함몰부(63) 또는 상기 융기부(62)의 각각의 치수 (l)은 상기 조직화 층(60)의 기계방향(MD)으로 연장되고, 상기 함몰부(63) 또는 상기 융기부(62)의 각각의 치수 (b)는 상기 조직화 층(60)의 교차기계방향(CD)으로 연장되고, l > b인 것을 특징으로 하는 조직화 층(60).
제 2 항에 있어서, 폴리우레탄, 탄소 섬유 및 금속 중 하나로 제조되는 것을 특징으로 하는 조직화 층(60).
하이 벌크(high bulk) 화장지(1)를 제조하기 위한 화장지 제지기에서 프레스 구간(3)에서의 프레싱에 의해 젖은 섬유상 웹(1')을 조직화하기 위한 조직화 벨트(14)에 있어서, 제 1 항에 따른 조직화 층(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조직화 벨트(14).
제 10 항에 있어서, 상기 섬유상 웹(1')으로부터 멀어지는 방향으로 의도된 상기 조직화 벨트(14)의 일측에 배열된 마모 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 조직화 벨트(14).
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제 10 항에 있어서, 불투수성인 것을 특징으로 하는 조직화 벨트(14).
화장지 제지기용 프레스 구간(3)으로,
상기 프레스 구간(3)은 메인 프레스(11)을 포함하고,
상기 메인 프레스(11)는,
제 1 프레스 요소(12);
제 2 프레스 요소(13) - 이때 상기 프레스 요소들(12,13)은 그들 사이에서 소정의 압력으로 프레스 닙(N1)을 형성함 -;
탄력 있는 압축가능한 프레스 펠트(17)의 형태인 제 1 직물 - 상기 프레스 펠트(17)는 다수의 가이드 롤들(18) 주위로 무한 루프로서 진행하고, 기형성된 섬유상 웹(1')과 함께 그리고 상기 기형성된 섬유상 웹(1')과 접촉하면서 상기 프레스 닙(N1)을 통과하고, 이때 상기 제 2 프레스 요소(13)는 상기 프레스 펠트(17)의 상기 루프내에 배열됨 -;
다수의 가이드 롤들(15) 주위로 무한 루프로서 진행하고 기형성된 섬유상 웹(1')과 함께 그리고 상기 기형성된 섬유상 웹(1')과 접촉하면서 상기 프레스 닙(N1)을 통과하는 제 2 직물(14) - 이때 상기 제 1 프레스 요소(12)는 상기 제 2 직물(14)의 루프 내에 배열됨 -; 그리고
상기 제 2 직물(14)의 루프 내에 배열되고, 건조 구간(4)의 건조 표면(20)과 그 다음의 상기 프레스 구간(3)에 대하여 이송 닙(N2)을 형성하기 위한 이송 롤(16);을 포함하는 화장지 제지기용 프레스 구간(3)에 있어서,
상기 제 2 직물(14)은 제 10 항에 따른 조직화 벨트인 것을 특징으로 하는 프레스 구간(3).
제 15 항에 있어서, 상기 프레스 닙(N1)은 연장된 프레스 닙(Extended Press Nip)인 것을 특징으로 하는 프레스 구간(3).
제 16 항에 있어서, 상기 프레스 요소들(12,13) 중 하나는 슈 프레스 롤(shoe press roll)인 것을 특징으로 하는 프레스 구간(3).
프레싱(pressing)에 의해서 조직화된 하이 벌크(high bulk) 화장지 웹(1)을 제조하기 위한 화장지 제지기로,
섬유상 웹(1')을 형성하기 위한 습윤 구간(2); 그리고
상기 섬유상 웹(1")의 최종 건조를 위한 건조 구간(4) - 상기 건조 구간(4)은, 상기 섬유상 웹(1")을 건조하기 위한 건조 표면(20), 및 상기 건조 표면(20)으로부터 상기 웹을 주름지게 하여 주름진 화장지 웹(1)이 상기 건조 표면(20)으로부터 제거될 수 있는 크레이핑 독터(creping doctor)(21)를 구비함 -;을 포함하는 화장지 제지기에 있어서,
상기 화장지 제지기는 상기 습윤 구간(2)과 상기 건조 구간(4) 사이에 배열된 제 15 항에 따른 프레스 구간(3)을 포함하고, 상기 프레스 구간(3)의 상기 이송 롤(16)은 이송 닙(N2)에서 상기 섬유상 웹(1")을 탈수시킴이 없이 상기 섬유상 웹(1")을 상기 건조 표면(20)으로 이송하기 위해서 상기 건조 표면(20)과 함께 상기 이송 닙(N2)을 형성하는 것을 특징으로 하는 화장지 제지기.
제 18 항에 있어서, 상기 습윤 구간(2)은 헤드 박스(6), 성형 롤(7), 상기 성형 롤(7) 주위로 진행하고 상기 성형 롤(7)과 접촉하는 제 1 직물(8), 및 탈수장치(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화장지 제지기.
제 19 항에 있어서, 상기 탈수장치는 상기 성형 롤(7)의 하류에 있는 상기 제 1 성형 직물(8)의 루프에 배열된 흡입 롤(25) 및 상기 흡입 롤(25)의 전방에서 상기 제 1 성형 직물(8)의 외측에 배열된 증기 박스(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화장지 제지기.
제 18 항에 있어서, 상기 건조 표면(20)은 건조 실린더(19)의 셸(shell) 표면에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 화장지 제지기.
제 21 항에 있어서, 상기 건조 실린더(19)는 양키 실린더(Yankee cylinder)인 것을 특징으로 하는 화장지 제지기.
제 18 항에 있어서, 상기 건조 표면(20)은 금속 벨트에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 화장지 제지기.
제 19 항에 있어서, 상기 프레스 구간(3)은 제 1 프레스 요소(33)와 제 2 프레스 요소(34)를 구비한 예비 프레스(32)를 또한 포함하고, 이때 상기 프레스 요소들(33,34)은 그들 사이에서 프레스 닙(N3)을 형성하며, 상기 프레스 구간(3)은 다수의 가이드 롤들(18,38) 주위로 그리고 메인 프레스(11)의 상기 프레스 펠트(17)와 함께 상기 프레스 닙을 통해서 무한 루프로 주행하는 프레스 펠트(8,37)를 포함하고, 상기 제 2 프레스 요소(34)는 상기 예비 프레스(32)의 상기 프레스 펠트(8,37)의 루프 내에 배열되며, 상기 제 1 프레스 요소(33)는 상기 예비 프레스(32)의 상기 프레스 펠트(17) 내에 배열되고, 상기 형성된 섬유상 웹(1')은 2개의 프레스 펠트들(17,8;17,37) 사이에서 에워싸인 상기 예비 프레스의 상기 프레스 닙을 통해서 주행하는 것을 특징으로 하는 화장지 제지기.
제 24 항에 있어서, 상기 조직화 벨트(14)의 루프는 상기 메인 프레스(11)와 상기 이송 롤(16) 사이에서 연장되고, 상기 메인 프레스(11)의 상기 프레스 펠트(17)의 루프는 상기 성형 롤(7)과 상기 메인 프레스(11) 사이에서 연장되고, 상기 메인 프레스(11)의 상기 프레스 펠트(17)는 상기 제 1 성형 직물(8)을 또한 형성하는 것을 특징으로 하는 화장지 제지기.
제 24 항에 있어서, 상기 조직화 벨트(14)의 루프는 상기 제 1 성형 직물(8)을 형성하기 위해서 상기 성형 롤(7)과 상기 이송 롤(16) 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 화장지 제지기.
제 24 항에 있어서, 상기 조직화 벨트(14)는 상기 메인 프레스(11)와 상기 이송 롤(16) 사이에서 연장되고, 상기 프레스 펠트(17)는 상기 예비 프레스(32)와 상기 메인 프레스(11) 사이에서 연장되고, 상기 제 1 성형 직물(8)은 상기 성형 롤(7)과 상기 예비 프레스(32) 사이에서 연장되고 상기 예비 프레스(32)의 프레스 펠트를 형성하는 것을 특징으로 하는 화장지 제지기.
제 24 항에 있어서, 상기 조직화 벨트(14)는 상기 메인 프레스(11)와 상기 이송 롤(16) 사이에서 연장되고, 상기 프레스 펠트(17)는 상기 예비 프레스(32)와 상기 메인 프레스(11) 사이에서 연장되고, 상기 예비 프레스(32)의 프레스 펠트는 이송 영역과 상기 예비 프레스(32) 사이에서 연장되며, 상기 성형 직물(8)의 루프는 상기 이송 영역과 관련하여 배열된 가이드 롤과 상기 성형 롤(7) 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 화장지 제지기.
제 24 항에 있어서, 상기 프레스들(11,32) 중 적어도 하나는 연장된 프레스 닙을 갖는 프레스이고, 상기 프레스의 상기 프레스 요소(13)는 상기 제 1 프레스 요소(12)와 협동을 위한 연장된 프레스 닙을 형성하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 화장지 제지기.
제 29 항에 있어서, 상기 메인 프레스(11)는 슈 프레스(shoe press)이고, 상기 연장된 프레스 닙을 형성하기 위한 장치는 프레스 슈(press shoe) 및 상기 연장된 프레스 닙을 통해서 진행하는 무한 벨트를 포함하며, 이때 상기 프레스 슈는 상기 벨트의 내부에 대하여 가압하도록 설계된 것을 특징으로 하는 화장지 제지기.
제 18 항에 따른 화장지 제지기에서 조직화된 하이 벌크 화장지 웹(1)을 제조하기 위한 방법으로서,
상기 습윤 구간(2)에서 상기 섬유상 웹(1')을 형성하는 단계;
상기 프레스 구간(3)에서 프레싱에 의해서 상기 섬유상 웹(1')을 탈수 및 조직화하는 단계; 그리고
상기 건조 구간(4)에서 상기 섬유상 웹(1')을 최종 건조시키는 단계;를 포함하며,
상기 섬유상 웹(1')은 상기 메인 프레스(11)의 상기 프레스 닙(N1)으로부터 상기 건조 표면(20)에 대하여 상기 이송 롤(16)의 상기 이송 닙(N2)으로 상기 조직화 벨트(14)에 의해서 운반되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 31 항에 있어서, 상기 프레스 구간(3)을 통과하는 동안에, 상기 섬유상 웹(1',1")은 15-30 % 범위의 건조도 내지 42-52 %의 건조도를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
제 31 항에 있어서, 상기 섬유상 웹(1',1")은 짧은 섬유층과 긴 섬유층을 포함하고, 이때 상기 섬유상 웹(1',1")은 상기 건조 표면(20)을 향하는 짧은 섬유층과 함께 상기 이송 닙(N2)에 있는 건조 표면(20)으로 이송되는 것을 특징으로 하는 방법.
프레스 구간을 포함하는 화장지 제지기의 변환방법에 있어서, 상기 프레스 구간의 상기 제 2 직물은 제 10 항에 따른 조직화 벨트(14)에 의해서 대체되는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 따른 조직화 벨트를 이용하여 화장지 섬유상 웹을 제조하는 방법.
제 18 항에 따른 화장지 제지기에서 제조되는 화장지 웹(1)에 있어서,
상기 건조 표면(20)으로부터 주름을 형성하고 20℃의 온도와 50%의 습도 조건하에서, 10-50g/㎡의 기본 중량, 160-400㎛ 범위의 두께, 8-20㎤/g 범위의 벌크, 50-300N/m 범위의 MD 인장강도, 30-250N/m 범위의 CD 인장강도 및 0 내지 100의 측정 크기로 EMTEC TSA(Tissue Softness Analyzer)에 의해서 측정했을 때 70-90 범위의 부드러움(softness)을 갖는 화장지 웹(1).
제 36 항에 있어서, 가변 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 화장지 웹(1).
제 37 항에 있어서, 상기 화장지 웹(1)의 두께는 상기 화장지 웹(1)이 상기 제지기의 상기 조직화 벨트(14)의 상기 함몰부(63)에 의해서 형성되는 부분에서 보다 상기 상부면 영역(70)에 의해서 형성되는 부분들에서 더 큰 것을 특징으로 하는 화장지 웹(1).