KR102513850B1 - 인발 공정을 통해 재펄프화 가능한 종이 스트링 및 스트랩을 제조하는 방법 및 관련된 디바이스 - Google Patents

인발 공정을 통해 재펄프화 가능한 종이 스트링 및 스트랩을 제조하는 방법 및 관련된 디바이스 Download PDF

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Abstract

종이 스트랩 형성 방법이 제공된다. 방법은 베이스 시트로부터 종이 스트립 제공 및 제1 다이를 통해 종이 스트립을 지향하여 중간 스트링 형성을 포함할 수 있다. 방법은 제1 다이로부터 제2 다이를 통해 중간 스트링 지향을 더 포함할 수 있으며, 제2 다이를 출사하는 중간 스트링은 실질적으로 꼬임 없는 상태이다. 종이 스트랩을 형성하기 위한 연관된 장치 및 디바이스가 또한 제공된다.

Description

인발 공정을 통해 재펄프화 가능한 종이 스트링 및 스트랩을 제조하는 방법 및 관련된 디바이스
본 개시는 일반적으로 종이 스트링(string) 및 스트랩(strap)에 관한 것이며, 더 구체적으로는 인발(pultrusion) 형성된 재펄프화 가능한 종이 스트랩에 관한 것이다.
물건을 묶는 데에 종종 스트래핑 머신(strapping machine)이 사용된다. 스트래핑 머신은 물건을 함께 묶을 수 있도록 스택 주위로 스트랩을 감을(apply) 수 있다. 어떤 경우에는, 펄프 베일(pulp bale)과 같은 물체를 묶는 데 사용되는 기존의 스트랩이 철사, 강철 및 플라스틱으로 만들어져 왔다. 펄프 베일은 종종 스트랩과 함께 재펄프화되어야 하기 때문에 펄프 베일에 이러한 재료를 사용하는 것이 문제가 되는 것으로 밝혀졌다. 따라서 재펄프화 공정을 시작하기 전에 재펄프화를 지원하지 않는 재료로 제조된 스트랩을 제거하여야 하므로 재펄프화가 어려워질 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 전형적인 해결책은 펄프 베일을 묶기 위해 종이로 만든 스트랩을 사용하는 것을 포함한다. 이러한 종래의 종이 스트랩은 종이를 스트링, 코드(cord), 또는 트와인(twine)으로 꼬아서 제조할 수 있다. 어떤 경우에는, 종래의 종이 스트랩이 종이 스트립(strip)을 종이 스트랩으로 접어서 제조될 수 있다. 다른 예에서, 종래의 종이 스트랩은 종이 스트립을 종이 스트랩으로 접고 꼬는 것의 조합에 의해 제조될 수 있다.
그러나, 종래의 종이 스트랩은 제조 비용의 증가뿐만 아니라 제한된 강도를 갖는 종이 스트랩 및 경우에 따라 재펄프화 가능성에서의 추가적인 어려움을 야기했다. 예를 들어, 종래의 종이 스트랩은 강화되고(consolidated) 원통형으로 둥근 형상으로 스트랩을 유지하기 위해 단단한 꼬임을 필요로 할 수 있으며, 길고 비용이 많이 드는 제조 공정을 추가한다. 유사하게, 접힌 종이 스트랩은 종이 스트랩을 형성하기 위해 종이 스트랩이 하나 이상의 위치에서 접혀야 할 수 있다. 종이 스트랩이 여러 번 꼬이고 접히는 것은 섬유와 종이 방향이 지속적으로 변경되도록 하여, 종이 스트랩의 강도가 떨어질 수 있다. 또한, 꼬임 및 접힘은 종이 스트랩에 물이 침투하는 것을 억제하여, 다시 종이 스트랩의 재펄프와 가능성을 방해할 수 있다. 결과적으로, 강도의 손실을 해결하기 위한 일반적인 해결책은 더 부피가 크며, 따라서 비용이 많이 드는 베이스 종이(base paper)의 사용을 필요로 할 수 있다. 다른 해결책은 기존의 종이 스트랩의 인장 강도를 향상시키기 위해 합성 섬유를 추가해야 할 수도 있다. 그러나 레이온, 유리, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등과 같은 합성 섬유는 종이 스트랩의 재펄프화 가능성 및 기계 가동성을 저해할 수 있다.
본 명세서에 기술된 실시예는 종이 스트링 및 종이 스트랩을 형성하기 위한 효율적이며 강력한 제조 요소(form factors)를 갖는 방법, 디바이스, 장치 및 기계를 제공한다. 일 실시예에 따르면, 종이 스트랩 형성 방법은 복수의 종이 스트립의 제공 및 복수의 종이 스트립 각각을 각 제1 인발 스트링 다이(pultrusion string die)를 통해 지향하여 중간 스트링의 형성을 포함하는 것으로 요약될 수 있다. 각 중간 스트링은 각 제1 인발 스트링 다이로부터 제2 인발 스트링 다이를 통해 지향될 수 있으며, 제2 다이를 출사하는(exiting) 중간 스트링은 실질적으로 꼬임 없는(non-twisted) 상태에 있어 꼬임 없는 스트링을 형성한다. 꼬임 없는 스트링은 인발 스트랩 다이(pultrusion strap die)를 통해 지향될 수 있으며, 꼬임 없는 스트링이 종이 스트랩을 형성한다.
다른 실시예에 따르면, 스트링 형성 방법은 베이스 시트로부터 종이 스트립 제공 및 종이 스트립을 제1 인발 스트링 다이를 통해 지향하여 중간 스트링 형성을 포함하는 것으로 요약될 수 있다. 방법은 중간 스트링을 제1 인발 다이로부터 제2 인발 스트링 다이를 통해 지향하는 것을 더 포함할 수 있으며, 제2 인발 스트링 다이를 출사하는 중간 스트링은 실질적으로 꼬임 없는 상태에 있어 꼬임 없는 스트링을 형성한다.
다른 실시예에 따르면, 종이 스트랩 형성 장치는 복수의 종이 스트립을 전달하도록 구성되는 종이 스트립 전달 시스템, 및 복수의 제1 인발 스트링 다이 세트를 포함하며, 제1 인발 스트링 다이 세트의 각각은 복수의 종이 스트립을 수용하고 종이 스트립을 중간 스트링으로 압축(compact)하도록 구성되는 제1 리셉터클을 갖는 것으로 요약될 수 있다. 장치는 복수의 제2 리셉터클을 갖는 제2 인발 스트링 다이를 더 포함할 수 있으며, 제2 리셉터클은 중간 스트링을 수용하고 중간 스트링을 꼬임 없는 스트링으로 압축하도록 구성된다. 장치는 제3 리셉터클을 갖는 인발 스트랩 다이를 더 포함할 수 있으며, 제3 리셉터클은 꼬임 없는 스트링을 수용하고 종이 스트랩으로 압축하도록 구성된다.
또 다른 실시예에 따르면, 종이 스트랩 형성 장치는 복수의 종이 스트립을 전달하도록 구성되는 종이 스트립 전달 시스템, 및 복수의 제1 인발 스트링 다이 세트를 포함하며, 제1 인발 스트링 다이 세트의 각각은 복수의 종이 스트립을 수용하고 종이 스트립을 중간 스트링으로 압축하도록 구성되는 제1 리셉터클을 갖는 것으로 요약될 수 있다. 장치는 복수의 제2 리셉터클을 가지며 제2 리셉터클은 중간 스트링을 수용하고 중간 스트링을 꼬임 없는 스트링으로 압축하도록 구성되는 제2 인발 스트링 다이, 및 제3 리셉터클을 가지며 제3 리셉터클은 꼬임 없는 스트링을 수용하고 종이 스트랩으로 압축하도록 구성되는 인발 스트랩 다이를 더 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 꼬임 없는(non-twisted) 스트링을 형성하기 위한 장치의 사시도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 꼬임 없는 스트링을 형성하기 위한 장치의 사시도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 꼬임 없는 스트링을 형성하기 위한 장치의 사시도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 꼬임 없는 스트링을 형성하기 위한 장치의 사시도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 꼬임 없는 스트링을 형성하기 위한 장치의 사시도이다.
도 6은 개시된 청구 대상의 실시예에 따른 꼬임 없는 스트링의 극한(ultimate) 인장 강도를 나타내는 그래프이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 꼬임 없는 스트링을 형성하기 위한 장치의 사시도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 꼬임 없는 스트링을 압축하기 위한 장치의 사시도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 인발 스트랩 다이의 사시도이다.
도 10은 도 9의 인장 스트랩 다이에 대해 명료성을 위해 특정한 구성 요소를 제거한 부분 사시도로서, 복수의 꼬임 없는 스트링을 수용한 인발 스트랩 다이를 도시한다.
도 11은 수용성 접착제를 인발 스트랩 다이 안으로 주입하기 위한 장치의 사시도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 종이 스트랩의 평면도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 스트랩 인발 기계의 개략적인 블록도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 스트랩 인발 기계의 개략적인 블록도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 스트랩 인발 기계의 개략적인 블록도이다.
도 16은 개시된 청구 대상의 실시예에 따라 벤치마크된 상업적으로 제조된 종이 스트랩의 극한 인장 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 17은 개시된 청구 대상의 실시예에 따른 종이 스트랩의 극한 인장 강도를 나타내는 그래프이다.
도 18은 개시된 청구 대상의 실시예에 따른 종이 스트랩의 극한 인장 강도를 나타내는 그래프이다.
도 19는 개시된 청구 대상의 실시예에 따른 베이스 시트의 인장 지수를 나타내는 그래프이다.
도 20은 개시된 청구 대상의 실시예에 따른 베이스 시트의 인장 지수를 나타내는 그래프이다.
이하의 설명에서, 개시된 다양한 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 일정한 특정 세부 사항이 설명된다. 관련 기술 분야의 기술자는 실시예가 이들 특정 세부 사항 중 하나 이상이 없이도 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 다른 예들에서, 종이 스트랩 기계 및 관련 장치 및 방법과 연관된 공지의 구조 및 디바이스는 실시예들의 설명을 불필요하게 불분명하게 하는 것을 피하기 위해 상세히 도시되거나 설명되지 않을 수 있다.
문맥상 달리 요구되지 않는 한, 명세서 및 청구범위 전체에 걸쳐, "포함하다(comprise)"라는 단어 및 "포함하다(comprises)" 및 "포함하는(comprising)"과 같은 그 변형은 개방적이고 포괄적인 의미로, 즉 "포함하지만, 이에 제한되지는 않는"으로 해석되어야 한다.
이 명세서 전반에 걸쳐 "일 실시예" 또는 "실시예"는 실시예와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 이 명세서 전반에 걸쳐 다양한 곳에서 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 문구의 등장이 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 바에 따르면, 단수 형태 "하나(a, an)" 및 "그(the)"는 내용이 명확하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 대상을 포함한다. 또한, 용어 "또는"은 내용이 명확하게 달리 지시하지 않는 한 일반적으로 "및/또는"을 포함하여 그 의미로 사용됨을 유의해야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 꼬임 없는(non-twisted) 스트링(1)을 형성하기 위한 장치(10)를 도시한다. 장치(10)는 베이스 종이가 감기는 회전 가능한 릴(미도시)을 포함할 수 있다. 감긴 베이스 종이는 롤(예를 들면, 단단히 감긴 롤)을 형성하며 회전 가능한 릴로부터 베이스 종이가 잡아당겨짐에 따라 풀릴 수 있어 종이 스트립(2)을 제공한다. 일부 실시예에서, 종이 스트립(2)은 접착제로 코팅될 수 있다. 접착제는 폴리비닐 알코올("PVOH")과 같은 수용성 접착제일 수 있다. 예를 들어, 베이스 종이는 회전 가능한 릴로부터 풀리고, 베이스 종이를 코팅하고, 코팅된 종이 스트립(2)을 공급하도록 구성될 수 있는 코팅 시스템으로 지향될 수 있다. 일부 실시예에서, 회전 가능한 릴에 감긴 베이스 종이가 수용성 접착제로 사전 코팅되어 코팅된 종이 스트립(2)을 제공할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예를 포함하는 다른 실시예에서, 종이 스트립(2)은 코팅되지 않은 채로 유지되고 풀린 베이스 종이로부터 공급될 수 있다. 장치(10)는 회전 가능한 릴의 회전을 일으키기에 충분한 힘으로 회전 가능한 릴로부터 종이 스트립(2)을 당기도록 구성되는 모터 구동 롤러, 예를 들면, 핀치 롤러와 같은 추가 구성요소를 포함할 수 있으나, 이는 명료성을 위해 제거되었다. 종이 스트립(2)은 특정 폭 W을 갖도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 종이 스트립(2)의 폭 W은 특정한 요구조건, 예를 들면, 강도 요구조건, 최종 사용자 요구조건 등을 만족하도록 선택될 수 있으며, 이는 아래에서 더 자세히 논의된다.
종이 스트립(2)은 인발 스트링 다이(pultrusion string die)(4)(예를 들면, 퍼넬링 다이(funneling die), 노즐 다이 등)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨진다. 다시, 종이 스트립(2)은 예를 들어, 모터에 의해 구동될 수 있는 핀치 롤러와 같은 다양한 수단 등을 사용하여 인발 스트링 다이(4)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨질 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 인발 스트링 다이(4)는 퍼넬링 다이(5), 예를 들면 피펫이다. 퍼넬링 다이(5)는 리셉터클(9)을 갖는 몸체(7)를 포함한다. 리셉터클(9)은 입구 개구(11)와 출구 개구(12) 사이에 배치된다. 리셉터클(9)은 일정한(constant) 단면 부분(14)과 테이퍼 단면 부분(16)을 포함한다. 일정한 단면 부분(14)은 입구 개구(11)로부터 연장되며, 제1 용적(18)을 둘러싸고, 따라서 형성하는 제1 벽(17)을 포함한다. 일정한 단면 부분(14)은 테이퍼 단면 부분(16)으로 매끄럽게 전환(transition)된다. 테이퍼 단면 부분(16)은 일정한 단면 부분(14)으로부터 연장되며, 제2 용적(20)을 둘러싸고, 따라서 형성하는 제2 벽(19)을 포함한다. 테이퍼 단면 부분(16)은 테이퍼되거나 아래로 내려져(necks down) 출구 개구(12)에서 끝난다. 일부 실시예에서, 일정한 고정 폭 영역이 또한 테이퍼 단면 부분(16) 이후에 포함될 수 있다(미도시). 도 1에 도시된 바와 같이, 퍼넬링 다이(5)를 통해 당겨진 종이 스트립(2)이, 리셉터클(9)을 통과하면서, 퍼넬링 다이(5)가 종이 스트립(2)을 점진적으로 압축 및/또는 강화하여, 퍼넬링 다이(5)를 출사하는 종이 스트립(2)이 중간 스트링(1a)을 형성하도록 하며, 중간 스트링(1a)은 실질적으로 원통형 형상을 갖는다.
장치는 또한 인발 스트링 다이(21)(예를 들면, 퍼넬링 다이, 노즐 다이 등)을 포함한다. 중간 스트링(1a)은 인발 스트링 다이(21)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨진다. 다시, 중간 스트링(1a)은 예를 들어, 모터 등에 의해 구동될 수 있는 핀치 롤러와 같은 다양한 수단 등을 사용하여 인발 스트링 다이(21)를 통해 당겨질 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 인발 스트링 다이(21)는 노즐 다이(22)이다. 노즐 다이(22)는 리셉터클(28)을 갖는 몸체(26)를 포함한다. 리셉터클(28)은 입구 개구(30)와 출구 개구(32) 사이에 배치된다. 리셉터클(28)은 일정한 단면 부분(34) 및 테이퍼 단면 부분(36)을 포함한다. 테이퍼 단면 부분(36)은 입구 개구(30)로부터 연장되며, 제1 용적(40)을 둘러싸고, 따라서 형성하는 제1 벽(38)을 포함한다. 테이퍼 단면 부분(36)은 테이퍼되거나 아래로 내려져, 일정한 단면 부분(34) 내로 매끄럽게 전환된다. 일정한 단면 부분(34)은 테이퍼 단면 부분(36)으로부터 연장되며, 제2 용적(42)을 둘러싸고, 따라서 형성하는 제2 벽(41)을 포함한다. 일정한 단면 부분(34)은 출구 개구(32)에서 끝난다. 중간 스트링(1a)은 노즐 다이(22)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨져, 리셉터클(28)을 통과하고, 노즐 다이(22)가 점진적으로 중간 스트링(1a)을 꼬임 없는 스트링(1)으로 압축 및/또는 강화한다(consolidates). 다시, 중간 스트링(1a)을 노즐 다이(22)의 리셉터클(28)을 통과시키는 것은 계속하여 중간 스트링(1a)을 압축 및/또는 강화하여, 꼬임 없는 스트링(1)이 실질적으로 압축된 원통형 형상을 가질 수 있도록 한다. 이 방법으로 형성된 꼬임 없는 스트링(1)은 꼬임, 접힘 및/또는 이의 임의의 조합과 관련된 추가 단계를 부가하는 것을 유리하게 생략하거나 및/또는 피할 수 있다.
도시된 다이(예를 들면, 4, 5, 21, 22)는 명료성을 위해 도시되지 않았으나, 개시된 청구 대상의 범위 내에 있는 다이 플레이트, 슈즈, 다이 세트, 부싱, 핀 등과 같은 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 또한, 도시된 다이(예를 들면, 4, 5, 21, 22)는 알루미늄, 텅스텐, 스테인레스 강, 낮은 마찰 및 높은 내마모성의 플라스틱 또는 세라믹 기반 재료 또는 다른 적합한 재료와 같은 다양한 재료로 형성될 수 있다.
도 2는 다른 실시에에 따른 꼬임 없는 스트링(101)을 형성하기 위한 장치(100)를 도시한다. 장치(100)는 인발 스트링 다이, 예를 들면, 퍼넬링 다이(105), 및 퍼넬링 다이(105)에 인접하게 위치하며 이를 통해 종이 스트립(102)이 지향되거나 및/또는 당겨지는 복수의 인발 스트링 다이, 예를 들면 노즐 다이(122a, 122b, 122c)를 포함한다. 다시, 퍼넬링 다이(105)는 리셉터클(109)을 갖는 몸체(107)를 포함한다. 리셉터클(109)은 입구 개구(110)와 출구 개구(112) 사이에 배치된다. 리셉터클(109)은 일정한 단면 부분(114)과 테이퍼 단면 부분(116)을 포함한다. 일정한 단면 부분(114)은 입구 개구(110)로부터 연장되며, 제1 용적(118)을 둘러싸고 따라서 형성하는 제1 벽(117)을 포함한다. 일정한 단면 부분(114)은 테이퍼 단면 부분(116)으로 매끄럽게 전환된다. 테이퍼 단면 부분(116)은 일정한 단면 부분(114)으로부터 연장되며, 제2 용적(120)을 둘러싸고, 따라서 형성하는 제2 벽(119)을 포함한다. 테이퍼 단면 부분(116)은 테이퍼되거나 아래로 내려져 출구 개구(112)에서 끝난다. 종이 스트립(102)이 퍼넬링 다이(105)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨지고, 리셉터클(109)을 통과하면서, 퍼넬링 다이(105)가 종이 스트립(102)을 점진적으로 압축 및/또는 강화하여, 퍼넬링 다이(105)를 출사하는 종이 스트립(102)이 중간 스트링(101a)을 형성하도록 하며, 중간 스트링(101a)은 실질적으로 원통형 형상을 갖는다.
중간 스트링(101a)은 그 후에 노즐 다이(122a)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨져 꼬임 없는 스트링(101)을 형성한다. 다시, 노즐 다이(122a)는 리셉터클(128a)을 갖는 몸체(126a)를 포함한다. 리셉터클(128a)은 입구 개구(130a)와 출구 개구(132a) 사이에 배치되며, 일정한 단면 부분(134a) 및 테이퍼 단면 부분(136a)을 포함한다. 상술한 바와 같이, 테이퍼 단면 부분(136a)은 입구 개구(130a)로부터 연장되며, 제1 용적(140a)을 둘러싸고, 따라서 형성하는 제1 벽(138a)을 포함한다. 테이퍼 단면 부분(136a)은 테이퍼되거나 아래로 내려져, 일정한 단면 부분(134a) 내로 매끄럽게 전환되며, 제2 용적(142a)을 둘러싸고, 따라서 형성하는 제2 벽(141a)을 포함한다.
꼬임 없는 스트링(101)은 그 후에 노즐 다이(122b, 122c)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨진다. 노즐 다이(122b)는 또한 리셉터클(128b)을 갖는 몸체(126b)를 포함한다. 리셉터클(128b)은 입구 개구(130b)와 출구 개구(132b) 사이에 배치되며, 일정한 단면 부분(134b) 및 테이퍼 단면 부분(136b)을 포함한다. 상술한 바와 같이, 테이퍼 단면 부분(136b)은 입구 개구(130b)로부터 연장되며, 제1 용적(140b)을 둘러싸고, 따라서 형성하는 제1 벽(138b)을 포함한다. 테이퍼 단면 부분(136b)은 테이퍼되거나 아래로 내려져, 일정한 단면 부분(134b) 내로 매끄럽게 전환되며, 제2 용적(142b)을 둘러싸고, 따라서 형성하는 제2 벽(141b)을 포함한다.
노즐 다이(122c)는 또한 리셉터클(128c)을 갖는 몸체(126c)를 포함한다. 리셉터클(128c)은 입구 개구(130c)와 출구 개구(132c) 사이에 배치되며, 일정한 단면 부분(134c) 및 테이퍼 단면 부분(136c)을 포함한다. 상술한 바와 같이, 테이퍼 단면 부분(136c)은 입구 개구(130c)로부터 연장되며, 제1 용적(140c)을 둘러싸고, 따라서 형성하는 제1 벽(138c)을 포함한다. 테이퍼 단면 부분(136c)은 테이퍼되거나 아래로 내려져, 일정한 단면 부분(134c) 내로 매끄럽게 전환되며, 제2 용적(142c)을 둘러싸고, 따라서 형성하는 제2 벽(141c)을 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 노즐 다이(122a, 122b, 122c)는 서로 인접하게 배치된다. 대응하는 리셉터클(128a, 128b, 128c)의 입구 및 출구 개구(130a, 130b, 130c, 132a, 132b, 132c) 및/또는 제1 및 제2 용적(140a, 140b, 140c, 142a, 142b, 142c)은 연속적으로 크기 및/또는 용적을 줄이거나 감소시키도록 선택된다. 예를 들면, 노즐 다이(122a)의 입구 및 출구 개구(130a, 132a)는 노즐 다이(122b)의 입구 및 출구 개구(130b, 132b)보다 큰 직경을 갖도록 선택된다. 유사하게, 노즐 다이(122a)의 리셉터클(128a)의 제1 및 제2 용적(140a, 142a)은 노즐 다이(122b)의 리셉터클(128b)의 제1 및 제2 용적(140b, 142b)보다 크게 선택된다. 이 방식으로, 종이 스트립(102)이 퍼넬링 다이(105)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨지고, 중간 스트링(101a)이 노즐 다이(122a)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨지며, 꼬임 없는 스트링(101)이 각 연속적인 노즐 다이(122b, 122c)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨짐에 따라, 종이 스트립(102)은 유리하게 점진적으로 압축될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 실시예가 노즐 다이(122a, 122b, 122c)를 도시하고 있지만, 다른 실시예에서, 장치(100)는 임의의 수의 예를 들어 노즐 다이 또는 퍼넬링 다이와 같은 인발 스트링 다이를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 중간 스트링(101a) 및/또는 꼬임 없는 스트링(101)이 대응하는 리셉터클(128a, 128b, 128c)로 지향되거나 및/또는 당겨질 때 노즐 다이(122a, 122b, 122c) 중 하나 이상이 중간 스트링(101a) 및/또는 꼬임 없는 스트링(101)을 가열하도록 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 실시예를 포함하는 일부 실시예에서, 노즐 다이(122c)가 꼬임 없는 스트링(101)을 가열하도록 구성될 수 있다. 노즐 다이(122c)는 꼬임 없는 스트링(101)을 가열하기 위하여 코일 등과 같은 전기 가열 시스템을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 노즐 다이(122c)는 꼬임 없는 스트링(101)을 가열하도록 구성될 수 있는 히터, 램프 등과 같은 꼬임 없는 스트링(101)을 가열하기 위한 다른 시스템 및 방법을 포함할 수 있다. 이 방식으로, 노즐 다이(122c)에 의해 제공되는 가열이 꼬임 없는 스트링(101)의 압축 및/또는 강화를 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, PVOH와 같은 수용성 접착제로 코팅된 꼬임 없는 스트링(101)을 당길 때, 노즐 다이(122c)에 의해 제공되는 가열, 또는, 예를 들어, 물과 같은 액체의 도포가 접착제의 표면 점성을 활성화시킬 수 있다. 수용성 접착제의 표면 점성의 활성화는 따라서 꼬임 없는 스트링(101)이 노즐 다이(예를 들면, 122a, 122b, 122c)를 통과할 때 꼬임 없는 스트링(101)의 압축 및/또는 강화를 용이하게 할 수 있다.
일부 실시예에서, 다양한 다이(4, 5, 21, 22 등)의 입구 및 출구 개구(예를 들면, 입구 개구(11, 30), 출구 개구(12, 32) 등) 및 용적(예를 들면, 제1 및 제2 용적(18, 20, 40, 42) 등)이 특정한 강도 특성을 부여하기 위해 유리하게 선택된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 입구 개구(예를 들면, 11, 30)는 약 2.4 내지 2.8 mm의 입구 직경을 갖도록 선택될 수 있다. 출구 개구(예를 들면, 12, 32)는 약 1.2 내지 1.6 mm의 출구 직경을 갖도록 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 다이(4, 5, 21, 22)의 테이퍼 단면 부분(예를 들면, 테이퍼 단면 부분(16, 36))은 약 3 내지 5 mm의 세로 길이를 갖도록 선택될 수 있다. 이 방식으로 다양한 다이를 선택하는 것은 종이 스트립의 압축 및/또는 강화를 용이하게 하여, 종이 스트립이 개선된 강도 특성을 가질 수 있게 한다.
도 3은 다른 실시예에 따른 꼬임 없는 스트링(201)을 형성하기 위한 장치(200)를 도시한다. 장치(200)는 한쪽 면이 코팅된 종이 스트립(202)이 가습 시스템(208)을 통해 지향되거나 및/또는 당겨지는 변형을 제공한다. 도 3에 도시된 실시예를 포함하는 일부 실시예에서, 종이 스트립(202)은 PVOH와 같은 수용성 접착제로 하나의 면이 코팅된다. 일부 실시예에서, 가습 시스템(208)은 종이 스트립(202)의 접착제 코팅을 활성화하기 위하여 물과 같은 액체의 미세한 양을 도포하는 초미세 분무 노즐, 물안개 배스(bath), 증기 챔버, 또는 다른 시스템을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 것을 포함하는 일부 실시예에서, 가습 시스템(208)은 두 쌍의 롤러(244a, 244b)(집합적으로, 롤러(244))를 포함한다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 하부 롤러 쌍(244b)의 아래쪽 롤러와 같은 롤러 쌍(244) 중 적어도 하나의 롤이 액체 배스에 잠긴다. 일부 실시예에서, 액체는 물이거나, 또는 다른 적합한 액체일 수 있다. 하부 롤러(244b)의 아래쪽 롤러가 액체 배스를 통해 회전하므로, 하부 롤러(244b) 및 상부 롤러(244a)는 그 외부 표면(248b, 248a)을 통해 예를 들면 물과 같은 액체를 수용하도록 구성된다. 하부 롤러 쌍(244b)의 위쪽 롤러의 표면은 그루브(250)를 통해 액체로 채워진다. 특히, 그루브(250)는 예를 들면 물 또는 다른 적합한 액체인 액체를 수용하고 롤러(244a)의 외부 표면(248a)에 가습하도록 구성된다. 롤러(244)는 서로에 대해 또는 서로와 회전할 수 있어 종이 스트립(202)이 가습 시스템(208)을 통해 지향되거나 및/또는 당겨진다. 이 방식으로, 가습 시스템(208)이 수용성 접착제로 코팅된 종이 스트립(202)에 가습할 수 있다. 물과 같은 액체의 도포는 접착제의 표면 점착성을 활성화시킬 수 있어 꼬임 없는 스트링(201)의 압축 및 강화를 용이하게 한다. 일부 실시예에서, 가습 시스템(208)은 AniloxTM 롤러와 같은 상업적으로 이용 가능한 롤러를 포함할 수 있다. 그러나, 통과하는 대상에 가습을 할 수 있는 다른 롤러도 개시된 청구 대상의 범위 내이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 꼬임 없는 스트링(301)을 형성하기 위한 장치(300)를 도시한다. 장치(300)는 복수의 스트립 부분(352)을 정의하도록 종이 스트립(302)이 복수의 종방향 연장 슬릿(350)을 포함할 수 있는 변형을 제공한다. 일부 실시예에서, 장치(300)는 종이 스트립(302)을 종방향으로 복수의 스트립 부분(352)으로 컷, 스크레이프 또는 슬라이스하기 위한 슬라이서, 나이프, 슬릿터, 또는 다른 적합한 디바이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 슬릿(350)은 횡방향으로 일정 간격으로 떨어져 있을 수 있어, 각 스트립 부분(352)이 횡방향으로 동일한 거리로 연장된다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 슬릿(350)이 횡방향으로 고르지 않게 떨어져 있을 수 있어, 각 스트립 부분(352)이 횡방향으로 상이한 거리로 연장된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 스트립 부분(352)은 상술한 바와 같이 인발 스트링 다이, 예를 들면, 퍼넬링 다이(305) 및 복수의 인발 스트링 다이, 예를 들면, 노즐 다이(322a, 322b, 322c)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨져 꼬임 없는 스트링(301)을 형성한다. 일부 실시예에서, 종이 스트립(302)은 수용성 PVOH와 같은 접착제로 코팅될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 코팅된 종이 스트립(302)은 가습 시스템(예를 들면, 가습 시스템(208))을 통해 당겨지거나 및/또는 지향될 수 있다. 다른 실시예에서, 종이 스트립(302)은 퍼넬링 다이(305)를 통해 당겨지거나 및/또는 지향될 때 코팅되지 않은 상태로 유지될 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 꼬임 없는 스트링(401)을 형성하기 위한 장치(400)를 도시한다. 장치(400)는 복수의 스트립 부분(452)을 정의하도록 종이 스트립(402)이 다수의 종방향 연장 천공(450)을 포함할 수 있는 변형을 제공한다. 일부 실시예에서, 장치(400)는 천공(450)을 형성하기 위하여 천공 건, 니들, 또는 다른 적합한 디바이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 천공(450)은 횡방향으로 일정 간격으로 떨어져 있을 수 있어, 각 스트립 부분(452)이 횡방향으로 동일한 거리로 연장된다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 천공(450)이 횡방향으로 고르지 않게 떨어져 있을 수 있어, 각 스트립 부분(452)이 횡방향으로 상이한 거리로 연장된다.
다시, 도 5에 도시된 바와 같이, 스트립 부분(452)은 상술한 바와 같이 인발 스트링 다이, 예를 들면, 퍼넬링 다이(405) 및 복수의 인발 스트링 다이, 예를 들면, 노즐 다이(422a, 422b, 422c)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨져 꼬임 없는 스트링(401)을 형성한다. 일부 실시예에서, 종이 스트립(402)은 수용성 PVOH와 같은 접착제로 코팅될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 코팅된 종이 스트립(402)은 가습 시스템(예를 들면, 가습 시스템(208))을 통해 당겨지거나 및/또는 지향될 수 있다. 다른 실시예에서, 종이 스트립(402)은 퍼넬링 다이(405)를 통해 당겨지거나 및/또는 지향될 때 코팅되지 않은 상태로 유지될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 실시예는 꼬임 없는 스트링(예를 들면, 꼬임 없는 스트링(1, 101, 201, 301, 401))의 강도 특성 증가를 용이하게 한다. 발명자들은 스트립 부분(예를 들면, 352, 452)을 슬라이싱, 천공 또는 일반적으로 제공하는 것이 인발 스트링 다이(예를 들면, 퍼넬링 다이(305, 405) 및 노즐 다이(322a, 322b, 322c, 422a, 422b, 422c))의 입구 및 출구 개구를 통한 종이 스트립(예를 들면, 종이 스트립(302, 402))의 압축 및/또는 강화를 용이하게 하는 것을 실험적으로 발견하였으며, 이는 종이 스트립(예를 들면, 종이 스트립(302, 402))의 주름(crimping) 및/또는 찌그러짐(distortion)을 제한, 금지 또는 축소한다.
도 6은 인장 하중에 해당하는 수직축 및 연장(extension)에 해당하는 수평축을 갖는 그래프를 도시한다. 실선은 일 실시예에 따른 꼬임 없는 스트링을 형성하기 위해 인발 스트링 다이를 통해 15개의 개별적으로 손으로 당긴(hand-pulled) 종이 스트립으로부터 조립한 스트랩에 대응하고, 점선은 다른 실시예에 따른 꼬임 없는 스트링을 형성하기 위해 인발 스트링 다이를 통해 15개의 개별적으로 손으로 당긴 슬릿 종이 스트립으로부터 조립한 스트랩에 대응한다. 꼬임 없는 스트링은 4개의 종이 스트립 부분을 정의하기 위하여 동일한 간격으로 떨어져 있는 슬릿을 갖는 종이 스트립으로부터 형성되었다. 19 mm 폭의 종이 스트립을 동일한 폭(19/4 mm)의 4개의 종방향 종이 스트립 부분으로 슬릿팅하였다. 두 꼬임 없는 스트링 스트랩 모두 접착제로 코팅하여 12% w/w 함량의 최종 코팅 중량을 제공한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 점선에 대응하는 슬라이스된 스트립으로 형성된 꼬임 없는 스트링의 실시예는 12%의 극한 강도(ultimate strength) 증가를 나타내었다.
도 7은 다른 실시예에 따른 꼬임 없는 스트링(501)을 형성하기 위한 장치(500)를 도시한다. 장치(500)는 장치(500)가 함침(impregnation) 시스템(560)을 포함하는 변형을 제공한다. 함침 시스템(560)은 꼬임 없는 스트링(501)을 수용하도록 구성되며 용기(562) 및 롤러(564)를 포함한다. 용기(562)는 꼬임 없는 스트링(501)을 코팅 및/또는 함침하기 위한 액체를 포함한다. 일부 실시예에서, 액체는 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제(water retention agent)를 함유할 수 있는 수용성 PVOH 접착제를 포함할 수 있다. PVOH 용액 내의 보수 보조제는 용액 내의 수분을 유지하는 역할을 하여 종이가 젖는 속도를 늦춘다. 단단히 꼬인 종이 스트링이 물의 침투를 늦추므로 보수 보조제의 첨가가 필수적이지 않은 종이 꼬인 스트링과 반대로, 수용성 접착제 용매에 대해 보수 보조제를 첨가하는 것은 젖은 꼬임 없는 스트링이 노즐 다이를 통한 인발 동안 파손되는 것을 방지한다. 일부 상업용 수용성 PVOH 등급에 대해, 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제의 첨가가 생략될 수 있다. 스트링 및 스트랩 유연성에 관해서는, 종이 스트립 꼬임이 스트링 및 최종 종이 스트랩에 자연스러운 유연성을 부여하는 종래의 스트링 및 스트랩과는 반대로, 꼬임 없는 스트링 및 연관된 스트랩은 자연스럽게 유연성이 떨어진다. 따라서, 수용성 접착제는 꼬임 없는 스트링의 유연성을 향상시키기 위해 폴리프로필렌 글리콜(분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제(flexibilizer)를 함유할 수 있거나 함유해야 한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 종이 스트립(502)은 중간 스트링(501a)을 형성하기 위해 인발 스트링 다이, 예를 들면, 퍼넬링 다이(505)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨지고, 그 후에 중간 스트링(501a)은 제2 세트의 인발 스트링 다이, 예를 들면, 제1 노즐 다이(522a)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨져 꼬임 없는 스트링(501)을 형성한다. 꼬임 없는 스트링(501)은 그 후에 제1 노즐 다이(522a)와 제2 노즐 다이(522b) 사이에 배치된 함침 시스템(560)을 갖는 제2 노즐 다이(522b)를 통해 꼬임 없는 스트링(501)이 지향되거나 및/또는 당겨진다. 롤러(564)가 회전함에 따라, 꼬임 없는 스트링(501)은 제1 노즐 다이(522a)로부터 인출되고 PVOH로 적셔진 롤러(564)의 상부 표면에 대해 당겨져 꼬임 없는 스트링(501)에 수용성 접착제를 함침 또는 코팅하며, 이는 예를 들면, 카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있는 수용성 PVOH 접착제이고, 폴리프로필렌 글리콜(분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유해야 한다. 꼬임 없는 스트링(501)에 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고 폴리프로필렌 글리콜(분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 수용성 PVOH 접착제를 함침시킨 후, 꼬임 없는 스트링(501)은 제2 노즐 다이(522b)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨진다. 일부 실시예에서, 제2 노즐 다이(522b)는 꼬임 없는 스트링(501)을 가열하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 꼬임 없는 스트링(501)은 가열되거나 가열되지 않을 수 있는 제3, 제4 또는 임의의 수의 노즐 다이를 통해 지향되거나 및/또는 당겨져 꼬임 없는 스트링(501)을 형성할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 하나 이상의 용기(들)(562) 및 롤러(들)(564)가 제1 노즐 다이(522a)와 임의의 후속 노즐 다이, 예컨대 노즐 다이(522b) 및/또는 노즐 다이(522b) 이후에 위치된 임의의 수의 후속 노즐 다이 사이에 배치될 수 있다.
또한, 일부 실시예에서, 하나 이상의 노즐 다이가 꼬임 없는 스트링(501)을 가열하도록 구성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 꼬임 없는 스트링(501)을 가열하도록 구성될 수 있는 노즐 다이는 히터, 램프 등과 같은 꼬임 없는 스트링을 가열하기 위한 전기적 가열 시스템 또는 다른 시스템 및 방법을 포함할 수 있다. 다시, 퍼넬링 및 노즐 다이(예를 들면, 505, 522a, 522b)는 종이 스트립(502)이 중간 스트링(501a) 및 꼬임 없는 스트링(510)으로 형성되면서 종이 스트립(502)의 압축 및/또는 강화를 용이하게 하기 위하여 크기가 조정될 수 있다. 예를 들어, 대응하는 퍼넬링 및 노즐 다이의 입구 및 출구 개구 및 제1 및 제2 용적은 연속적인 방식으로 점진적으로 감소하여 종이 스트립(502), 중간 스트링(501a) 및 꼬임 없는 스트링(501)의 압축 및/또는 강화를 용이하게 할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따라 꼬임 없는 스트링(601)을 압축하고 꼬임 없는 스트링(601)을 인발 스트랩 다이 내로 안내 및 조립하는 장치(600)를 도시한다. 실시예가 꼬임 없는 스트링(601)과 연관하여 설명되지만, 아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이 꼬인 스트링을 인발 스트랩 다이 내로 압축, 안내 및 조립하는 것도 개시된 청구 주제의 범위 내이다.
꼬임 없는 스트링(601)은 본 명세서에 기술된 다양한 실시예에 따라 형성될 수 있다. 도 8에 도시된 장치(600)는 선택적으로 및/또는 추가적으로 꼬임 없는 스트링(601)의 압축 및/또는 강화를 용이하게 할 수 있다. 장치(600)는 복수의 안내 및 압축 롤러 시스템(670)을 포함한다. 도 8에 도시된 실시예가 3개의 안내 및 압축 롤러 시스템(670)을 포함하지만, 다른 실시예에서, 장치(600)가 한 쌍의 안내 및 압축 롤러 시스템(670) 또는 임의의 수의 안내 및 압축 롤러 시스템(670)을 포함할 수 있다. 안내 및 압축 롤러 시스템(670)은 위쪽 롤러(674) 및 아래쪽 롤러(676)를 포함하는 제1 롤러 세트(672)를 포함한다. 위쪽 롤러(674)는 아래쪽 롤러(676)에 인접하게 배치되어 제1 통로 갭(680)을 정의한다. 제1 통로 갭(680)은 꼬임 없는 스트링(601)이 이를 통과함에 따라 꼬임 없는 스트링(601)을 안내하고, 압착(compress) 및/또는 압축하도록 구성된다.
안내 및 압축 롤러 시스템(670)은 좌측 롤러(684) 및 우측 롤러(686)를 포함하는 제2 롤러 세트(682)를 포함한다. 좌측 롤러(684)는 우측 롤러(686)에 인접하게 배치되어 제2 통로 갭(688)을 정의한다. 제2 통로 갭(688)은 꼬임 없는 스트링(601)이 이를 통과함에 따라 꼬임 없는 스트링(601)을 압착 및/또는 압축하도록 구성된다. 특히, 제1 롤러 세트(672) 및 제2 롤러 세트(682)는 제1 롤러 세트(672) 및 제2 롤러 세트(682)가 서로에 대해 소정 각도로 배향되도록 배열된다. 예를 들어, 제1 롤러 세트(672)가 실질적으로 수평으로 배향되는 한편 제2 롤러 세트(682)가 실질적으로 수직으로 배향되며, 제1 롤러 세트(672)의 배향은 제2 롤러 세트(682)에 실질적으로 직각을 이룬다. 그러나, 다른 실시예에서, 제1 및 제2 롤러 세트(672, 682)가 서로 평행하게 배열되거나 또는 임의의 다른 적합한 각도로 배향될 수 있다.
도 8에 도시된 실시예를 포함하는 일부 실시예에서, 장치(600)는 선택적으로 및/또는 추가적으로 예를 들어 그루브 베어링과 같은 하나 이상의 안내 그루브 롤러(689)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치(600)는 안내 및 압축 롤러 시스템(670)을 포함하지 않고, 안내 그루브 롤러(689)만을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치(600)는 하나, 둘, 셋, 또는 임의의 수의 안내 그루브 롤러(689)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 실시예는 복수의 제1 및 제2 롤러 세트(672, 682)에 인접하게 위치된 한 쌍의 안내 그루브 롤러(689)를 포함한다. 안내 그루브 롤러(689)는 그루브 롤러(689)의 외부 표면(691)을 둘러싸는 리세스(690)를 포함한다. 리세스(690)는 외부 표면(691)에 위치되어 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(601)이 안내 및 압축 롤러 시스템(670)을 통과할 때 리세스(690)가 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(601)을 수용할 수 있다. 특히, 안내 그루브 롤러(689)의 리세스(690)가 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(601)을 더 압축 및/또는 강화하도록 구성된다. 또한, 안내 그루브 롤러(689)는 아래에서 더 자세히 논의되는 바와 같이 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(601)이 스트랩 형성 디바이스로 공급될 수 있을 때, 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(601)의 정렬을 또한 용이하게 한다.
도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 인발 스트랩 다이(810)를 도시한다. 인발 스트랩 다이(810)는 상부 부재(842) 및 하부 부재(844)를 포함한다. 상부 부재(842)는 하부 부재(844)에 결합되도록 구성된다. 상부 부재(842)는 체결구 등을 통해 하부 부재(844)에 결합될 수 있다. 체결구의 사용은 인발 스트랩 다이(810)의 개방을 허용하여 필요할 때마다 스트링의 배치를 가능하게 한다. 상부 부재(842)는 실질적으로 직사각형 형상이며 내측(845) 및 외측(846)을 포함한다. 내측 및 외측(845, 846)은 실질적으로 편평한 표면이며 서로 평행한 표면(848, 847)을 각각 포함한다. 하부 부재(844)는 내측(849) 및 외측(850)을 포함한다. 내측은 입구 개구(852)로부터 출구 개구(853)로 연장되는 리세스(851)를 포함한다. 리세스(851)는 테이퍼 단면 부분(855) 및 일정한 단면 부분(856)을 포함한다. 테이퍼 단면 부분(855)은 입구 개구(852)로부터 테이퍼되거나 아래로 내려져 일정한 단면 부분(856) 내로 매끄럽게 전환된다. 일정한 단면 부분(856)은 테이퍼 단면 부분(855)으로부터 출구 개구(853)로 종방향으로 연장된다. 특히 일정한 단면 부분(856) 내의 리세스(851)는 소정의 폭(W) 및 소정의 두께(T)를 갖는다. 일정한 단면 부분(856)의 폭(W)은 실질적으로 일정하게 유지되며 폭(W)을 갖는 종이 스트랩(860)을 형성하도록 선택된다. 일부 실시예에서, 일정한 단면 부분(856)의 두께(T)는 약 1 내지 1.2 mm의 범위를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 일정한 단면 부분(856)의 폭(W)은 종이 스트랩(860)이 임의의 원하는 폭(W)을 갖도록 선택될 수 있다. 일정한 단면 부분(856)의 두께(T)는 입구 개구(852)로 들어가는 꼬임 없는 스트링(801)의 직경과 적어도 동일하거나 직경보다 약 0.1 내지 0.2 mm 더 크도록 선택될 수 있다. 다시, 일정한 단면 부분(856)이 특정한 두께(T)를 갖도록 선택하는 것은 압축 및/또는 강화를 용이하게 하며, 따라서 종이 스트랩(860)의 강도 특성을 개선한다. 다른 실시예에서, 일정한 단면 부분(856)의 두께(T)는 종이 스트랩(860)이 임의의 원하는 두께(T)를 갖도록 선택될 수 있다.
도 10에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 본 명세서에 기술된 다양한 실시예에 따라 입구 개구(852)는 그를 통해서 다수의 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(801)을 수용하도록 구성된다(예를 들면, 1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701). 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(801)이 리세스(851)의 테이퍼 단면 부분(855)을 통해 지향되거나 및/또는 당겨짐에 따라, 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(801)이 측 방향으로 점진적으로 압축 및/또는 강화된다. 그 후 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(801)은 일정한 단면 부분(856)을 통과하고, 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(801)이 계속하여 측 방향으로 압축 및/또는 강화되어, 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(801)을 서로 결합하여 선택된 폭(W)을 갖는 종이 스트랩(860)을 형성한다. 또한, 이 방식으로 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(801)을 압축 및/또는 강화하는 것은 각 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(801) 사이의 갭을 감소시키는 것을 용이하게 한다. 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(801) 사이에 감소된 또는 좁은 갭을 갖는 종이 스트랩(860)의 형성은 종이 스트랩(860)의 극한 인장 강도 특성을 유리하게 개선한다.
일부 실시예에서, 인발 스트랩 다이(810)는 상온으로 유지될 수 있다. 인발 스트랩 다이(810)를 상온으로 유지하는 것은 꼬임 없는 스트링(801)에 코팅되거나 도포된 임의의 접착제가 액체 상태로 유지되는 것을 용이하게 할 수 있다. 상술한 바와 같이, 일부 실시예에서, 꼬임 없는 스트링(801)은 수용성 PVOH와 같은 수용성 접착제로 함침 및/또는 코팅될 수 있으며, 이는 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고, 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면: 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 한다. 이러한 예에서, 예를 들어, 스트랩 형성 디바이스(810)는 상온에서 유지될 수 있어 임의의 잔여 수용성 접착제가 액체 상태로 유지되는 것을 용이하게 한다. 일부 실시예에서, 인발 스트랩 다이(810)는 선택된 온도로 가열될 수 있다. 예를 들어, 인발 스트랩 다이(810)는 리세스를 통과함에 따라 꼬임 없는 스트링(801)을 가열하기 위한 코일 등과 같은 전기적 가열 시스템을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 인발 스트랩 다이(810)는 히터, 램프 등과 같은 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(801)을 가열하기 위한 다른 시스템 및 방법을 포함할 수 있다.
또한, 일부 실시예에서, 인발 스트랩 다이(810)는 약 50-90℃의 범위 내의 온도로 가열될 수 있다. 더 일반적으로, 인발 스트랩 다이(810)는 코팅된 또는 코팅되지 않은 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(801)이 인발 스트랩 다이(810)의 리세스(851)를 통과함에 따라, 인발 스트랩 다이(810) 내의 마찰력을 최소화할 수 있는 적합한 온도로 가열될 수 있다. 또한, 인발 스트랩 다이(810)의 가열은 또한 꼬임 없는 스트링(801)이 압축 및/또는 강화되어 종이 스트랩(860)을 형성할 때 유리하게 건조를 용이하게 할 수 있다.
도 11은 수용성 접착제, 예를 들면, 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면, 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 수용성 PVOH 접착제와 같은 접착제를 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(901)으로 주입하기 위한 장치(900)를 도시한다. 장치(900)는 인발 스트랩 다이(910) 및 주입 디바이스(915)를 포함한다. 주입 디바이스(915)는 용기(미도시) 또는 다른 수용성 접착제의 공급부와 유체 연통되는 하나 이상의 도관(917)을 포함할 수 있다. 주입 디바이스(915)는 하나 이상의 도관(917)과 결합되는 주입 헤드(918)를 포함할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 주입 헤드(918)는 인발 스트랩 다이(910)의 입구 개구(952) 근처에 위치된다. 특히, 주입 디바이스(915)는 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(901)이 인발 스트랩 다이(910)로 들어옴에 따라 수용성 접착제를 분사, 주입 또는 도포하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 장치(900)는 인발 스트랩 다이(910)에 인접하게 위치되는 함침 시스템(예를 들면, 560)을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 꼬인 또는 꼬임 없는 스트링(901)은 인발 스트랩 다이(910)로 들어오기 전에, 예를 들면, 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고, 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면: 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 수용성 PVOH 접착제로 함침될 수 있다.
도 12는 본 명세서에 기술된 장치, 방법 및 디바이스의 실시예에 따라 형성된 종이 스트랩(706)을 도시한다. 종이 스트랩(706)은 약 1.2 mm의 두께(T)(미도시) 및 약 17 mm의 폭(W)을 갖는 일정한 단면 부분(예를 들면, 일정한 단면 부분(856))과 리세스(예를 들면, 리세스(851))를 갖는 인발 스트랩 다이의 실시예(예를 들면, 인발 스트랩 다이(810, 910))를 통해 14개의 꼬임 없는 스트링(701)을 지향시킴에 의하여 형성되었다. 꼬임 없는 스트링(701)은 인발 스트랩 다이(예를 들면, 인발 스트랩 다이(810, 910))를 통해 인발되는 모든 동안 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있는 수용성 PVOH 접착제의 주입으로 코팅되었다. 최종 스트랩은 12% w/w PVOH 접착제 함량의 코팅을 가졌다. 이어진 인장 강도 시험은 꼬인 스트링으로부터 형성된 상업적으로 이용 가능한 종래의 종이 스트랩(예를 들면, 도 17 참조)과 비교하여 극한 인장 강도 특성에서 현저한 개선을 나타내었다.
도 13은 일 실시예에 따른 스트랩 인발 기계(1110)의 개략적인 블록도이다. 스트랩 인발 기계(1110)는 그 주위로 베이스 종이가 감기는 하나 이상의 회전 가능한 릴(미도시)을 포함할 수 있다. 감긴 베이스 종이는 롤(예를 들면, 단단히 감긴 롤)을 형성할 수 있으며 하나 이상의 회전 릴로부터 베이스 종이가 잡아당겨짐에 따라 풀릴 수 있다. 도 13에 도시된 실시예에서, 하나 이상의 회전 가능한 릴에 감긴 베이스 종이가 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면: 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 PVOH와 같은 수용성 접착제로 사전 코팅되어 복수의 사전 코팅된 종이 스트립(1002)을 제공한다. 스트랩 인발 기계(1110)는 핀치 롤러 세트에 작동 가능하게 결합된 모터를 포함하는 제1 드라이버 시스템(1012)을 포함한다. 제1 드라이버 시스템(1012)은 가습 시스템(1008) 및 예를 들어, 인발 스트링 다이(예를 들면, 퍼넬링 다이(5, 105, 205, 305, 405, 505) 및 노즐 다이(22, 122a, 122b, 122c) 등)과 같은 다이(1014)를 통해 종이 스트립(1002)을 당기도록 구성된다. 특히, 종이 스트립(1002)은, 예를 들어, 열 또는 액체 인가를 통해 접착제의 표면 점성을 활성화할 수 있는 가습 시스템(208)과 같은 가습 시스템(1008)을 통해 지향되거나 및/또는 당겨진다. 상술한 바와 같이, 가습 시스템(1008)은 수용성 접착제의 표면 점성을 활성화하기 위하여 종이 스트립(1002)에 물과 같은 액체를 도포하는 분무 노즐, 물안개 배스, 증기 챔버, 또는 다른 시스템을 포함할 수 있다.
가습 시스템(1008)을 통과한 후에, 종이 스트립(1002)은 제1 인발 스트링 다이 세트(1014)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨진다. 상술한 바와 같이, 일부 실시예에서, 다수의 종이 스트립(1002) 각각이 먼저 퍼넬링 다이(예를 들면, 퍼넬링 다이(5, 105, 205, 305 등))와 같은 대응하는 수의 인발 스트링 다이를 통해 먼저 당겨지거나 및/또는 지향되어 중간 스트링을 형성할 수 있다. 중간 스트링은 그 후에 서로 인접하게 위치된 노즐 다이(예를 들면, 노즐 다이(22, 122a, 122b, 122c 등))와 같은 다수의 인발 스트링 다이를 통해 당겨지거나 및/또는 지향될 수 있다. 다수의 노즐 다이(예를 들면, 노즐 다이(22, 122a, 122b, 122c 등))의 각각은 각 중간 스트링 및 꼬임 없는 스트링(1001)을 수용하고 압축하기 위하여 리셉터클(예를 들면, 리셉터클(9, 109 등))을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 종이 스트립(1002)은 퍼넬링 다이로부터, 중간 스트링으로 형성되어, 대응하는 수의 노즐 다이(예를 들면, 노즐 다이(22, 122a, 122b, 122c 등))로 지향될 수 있다. 중간 스트링은 제1 인발 스트링 다이 세트(1014)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨져 꼬임 없는 스트링(1001)을 형성한다.
도 13에 도시된 실시예를 포함하는 일부 실시예에서, 다수의 제1 인발 스트링 다이 세트(1014) 중 하나 이상이 코일 등과 같은 전기적 가열 시스템을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 다수의 제1 인발 스트링 다이 세트(1014) 중 하나 이상이 꼬임 없는 스트링(1001)을 가열하고 건조하기 위하여 히터, 램프 또는 다른 적합한 디바이스를 포함할 수 있다.
제1 인발 스트링 다이 세트(1014)를 통과한 후에, 제2 드라이버 시스템(1069)이 꼬임 없는 스트링(1001)을 제2 인발 스트링 다이 세트(1016)를 통해 지항하거나 및/또는 당길 수 있다. 다시, 상술한 바와 같이, 일부 실시예에서, 다수의 꼬임 없는 스트링(1001) 각각이 먼저 선택적으로 퍼넬링 다이(예를 들면, 퍼넬링 다이(5, 105, 305 등))와 같은 대응하는 수의 인발 스트링 다이를 통해 당겨지거나 및/또는 지향될 수 있다. 꼬임 없는 스트링(1001)은 그 후에 서로 인접하게 위치된 노즐 다이(예를 들면, 노즐 다이(22, 122a, 122b, 122c 등))와 같은 다수의 인발 스트링 다이를 통해 당겨지거나 및/또는 지향될 수 있다. 다수의 노즐 다이(예를 들면, 노즐 다이(22, 122a, 122b, 122c 등))의 각각은 각 꼬임 없는 스트링(1001)을 수용하고 압축하기 위하여 리셉터클(예를 들면, 리셉터클(9, 109 등))을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 꼬임 없는 스트링(1001)은 선택적인 퍼넬링 다이로부터 대응하는 수의 인발 스트링 다이(예를 들면, 노즐 다이(22, 122a, 122b, 122c 등))로 지향될 수 있다. 도 13에 도시된 스트랩 인발 기계(1110)의 실시예에서는 제2 인발 스트링 다이 세트(1016)가 꼬임 없는 스트링(1001)을 가열하는 수단을 포함하지 않지만, 다른 실시예에서, 다수의 제2 인발 스트링 다이 세트(1016) 중 하나가 꼬임 없는 스트링(1001)을 가열하는 수단을 포함할 수 있다.
스트랩 인발 기계(1110)는 예를 들어, 안내 및 압축 롤러 시스템(670)과 유사한 하나 이상의 안내 및 압축 롤러 시스템(1070), 및 예를 들어 안내 그루브 롤러(689)와 유사한 하나 이상의 안내 그루브 롤러(1089)를 포함한다. 일부 실시예에서, 각 꼬임 없는 스트링(1001)은 하나 이상의 안내 및 압축 롤러 시스템(1070) 및/또는 안내 그루브 롤러(1089) 중 동일한 하나로 지향될 수 있다. 다른 실시예에서, 각 꼬임 없는 스트링(1001)은 하나 이상의 안내 및 압축 롤러 시스템(1070) 및/또는 안내 그루브 롤러(1089) 중 대응하는 것으로 지향될 수 있다. 상술한 바와 같이, 안내 및 압축 롤러 시스템(1070) 및/또는 안내 그루브 롤러(1089)는 꼬임 없는 스트링(1001)의 추가적인 압축 및/또는 강화를 용이하게 하고 꼬임 없는 스트링(1001)을, 예를 들어, 함침 시스템(560)과 유사한 함침 시스템(1060)으로 안내할 수 있다.
함침 시스템(1060)은 용기(예를 들면, 용기(562)) 및 롤러(예를 들면, 롤러(564))를 포함할 수 있다. 용기(예를 들면, 용기(562))는 꼬임 없는 스트링(1001)을 코팅 및/또는 함침하기 위하여, 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면: 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 수용성 PVOH 접착제 또는 임의의 다른 적합한 수용성 접착제와 같은 액체를 포함할 수 있다. 롤러(예를 들면, 롤러(564))가 회전함에 따라, 꼬임 없는 스트링(1001)은 PVOH로 적셔진 롤러(예를 들면, 롤러(564))의 상부 표면에 대해 당겨져, 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고, 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면: 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 수용성 PVOH 접착제로 꼬임 없는 스트링(1001)을 함침하거나 코팅한다. 예를 들어, 코팅액을 위한 하나의 제조법은 탈이온수 내에 24% w/w PVOH 및 2% 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스로 이루어진다. 코팅액을 위한 제2 제조법은 19% w/w PVOH 및 19% w/w 폴리프로필렌 글리콜(분자량 = 2000)로 이루어진다.
스트랩 인발 기계(1110)는 또한, 예를 들어 인발 스트랩 다이(810, 900)와 같은 인발 스트랩 다이(1020)를 포함한다. 꼬임 없는 스트링(1001) 각각은 인발 스트랩 다이(1020)로 당겨지거나 및/또는 지향된다. 상술한 바와 같이, 인발 스트랩 다이(1020)는 꼬임 없는 스트링(1001)을 예를 들어 종이 스트랩(860)과 같은 종이 스트랩(1062)으로 압축하고 결합할 수 있다. 도 13에 도시된 실시예를 포함하는 일부 실시예에서, 인발 스트랩 다이(1020)는 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고, 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면: 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 수용성 PVOH 접착제인 PVOH, 및 꼬임 없는 스트링(1001)을, 예를 들어, 코일, 히터, 램프 등과 같은 전기적 가열 시스템을 통해 가열하는 수단을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 스트랩 인발 기계(1110)는 선택적으로 및/또는 추가적으로 예를 들어 주입 디바이스(915)와 유사한 주입 디바이스(1015)를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 주입 디바이스(1015)는 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고, 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면: 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 수용성 PVOH 접착제와 같은 수용성 접착제 또는 임의의 다른 적합한 수용성 접착제를 수용하는 용기와 유체 연통하는 하나 이상의 도관(예를 들면 도관(917))을 포함할 수 있다. 주입 디바이스(1015)는 꼬임 없는 스트링(1001)이 인발 스트랩 다이(1020)의 테이퍼 부분과 같이 인발 스트랩 다이(1020)로 들어옴에 따라 수용성 접착제를 분사, 주입 또는 도포하도록 구성되며, 하나 이상의 도관(예를 들면, 도관(917))과 연결되는 주입 헤드(예를 들면, 주입 헤드(918))를 포함할 수 있다. 또는, 스트랩 인발 기계(1110)는 인발 스트랩 다이(1020)에 인접하여 위치하는 함침 시스템(예를 들면, 함침 시스템(560))을 포함할 수 있다.
스트랩 인발 기계(1110)는 스트랩 건조기(1049)를 더 포함할 수 있다. 스트랩 건조기(1049)는 상온에서 공기 흐름을 제공하도록 구성되어 종이 스트랩(1062)의 건조를 용이하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 스트랩 건조기(1049)는 더 높은 온도에서 공기 흐름을 제공하도록 구성되어 높아진 온도에서 종이 스트랩(1062)의 건조를 가속화할 수 있다. 일부 실시예에서, 스트랩 인발 기계(1110)는 선택적으로, 추가적으로, 또는 대안적으로 가열된 롤, 램프 등과 같은 다른 건조 시스템을 포함할 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이 스트랩 인발 기계(1020)는 핀치 롤러에 구동 가능하게 결합된 모터를 갖는 추가의 복수의 드라이버 시스템(1069)을 포함한다. 드라이버 시스템(1069)은 스트랩 건조기(1049)에 인접하여 위치한다. 복수의 드라이버 시스템(1069)은 개별적으로 또는 제1 드라이버 시스템(1012)과 함께 종이 스트립(1002), 중간 스트링, 꼬임 없는 스트링(1001), 및/또는 종이 스트랩(1062)을 잡아당기거나, 구동하거나, 지향하거나, 및/또는 안내하도록 구성된다. 종이 스트랩(1062)이 스트랩 건조기(1049)를 통과한 후에, 종이 스트랩(1062)은 릴에 감겨 스트랩 코일(1077) 또는 롤을 형성한다.
도 14는 다른 실시예에 따른 스트랩 인발 기계(2110)의 개략적인 블록도이다. 스트랩 인발 기계(2110)는 그 주위로 베이스 종이가 감기는 하나 이상의 회전 가능한 릴(미도시)을 포함할 수 있다. 감긴 베이스 종이는 롤(예를 들면, 단단히 감긴 롤)을 형성할 수 있으며 하나 이상의 회전 릴로부터 베이스 종이가 잡아당겨짐에 따라 풀려 복수의 종이 스트립을 제공한다. 도 14에 도시된 실시예는 하나 이상의 회전 가능한 릴 주위로 감기는 베이스 종이가 접착제로 사전 코팅되지 않고, 코팅되지 않은 종이 스트립(2002)를 제공하도록 구성되는 변형을 제공한다.
스트랩 인발 기계(2110)는 핀치 롤러 세트에 작동 가능하게 결합된 모터를 포함하는 제1 드라이버 시스템(2012)를 포함한다. 제1 드라이버 시스템(2012)은 제1 인발 스트링 다이 세트(1014)를 통해 종이 스트립(2002)을 지향하거나 및/또는 당기도록 구성된다. 상술한 바와 같이, 다수의 종이 스트립(2002) 각각이 먼저 퍼넬링 다이(예를 들면, 퍼넬링 다이(5, 105, 305 등))와 같은 대응하는 수의 인발 스트링 다이를 통해 먼저 당겨지거나 및/또는 지향되어 중간 스트링을 형성할 수 있다. 중간 스트링은 그 후에 서로 인접하게 위치된 노즐 다이(예를 들면, 노즐 다이(22, 122a, 122b, 122c 등))와 같은 다수의 인발 스트링 다이를 통해 당겨지거나 및/또는 지향될 수 있다. 노즐 다이(예를 들면, 노즐 다이(22, 122a, 122b, 122c 등))와 같은 다수의 인발 스트링 다이의 각각은 각 중간 스트링 및 꼬임 없는 스트링(2001)을 수용하고 압축하기 위하여 리셉터클(예를 들면, 리셉터클(9, 109 등))을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 종이 스트립(2002)은 퍼넬링 다이로부터, 중간 스트링으로 형성되어, 대응하는 수의 노즐 다이(예를 들면, 노즐 다이(22, 122a, 122b, 122c 등))와 같은 인발 스트링 다이로 지향될 수 있다. 중간 스트링은 제1 인발 스트링 다이 세트(2014)를 통해 지향되거나 및/또는 당겨져 꼬임 없는 스트링(2001)을 형성한다.
스트랩 인발 기계(2110)는 제1 함침 시스템(2060)을 포함하며, 이는 용기(예를 들면, 용기(562)) 및 롤러(예를 들면, 롤러(564))를 포함할 수 있다. 용기(예를 들면, 용기(562))는 꼬임 없는 스트링(2001)을 코팅 및/또는 함침하기 위하여, 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면: 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 수용성 PVOH 접착제 또는 임의의 다른 적합한 수용성 접착제와 같은 액체를 포함할 수 있다. 롤러(예를 들면, 롤러(564))가 회전함에 따라, 꼬임 없는 스트링(2001)은 PVOH로 적셔진 롤러(예를 들면, 롤러(564))의 상부 표면에 대해 당겨져, 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고, 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면: 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 수용성 PVOH 접착제로 꼬임 없는 스트링(2001)을 함침하거나 코팅한다. 제1 함침 시스템(2060)을 통과한 후에, 꼬임 없는 스트링(2001)이 제2 인발 스트링 다이 세트(2016)를 통해 지항되거나 및/또는 당겨질 수 있다. 다시, 상술한 바와 같이, 일부 실시예에서, 다수의 꼬임 없는 스트링(2001) 각각이 먼저 선택적으로 퍼넬링 다이(예를 들면, 퍼넬링 다이(5, 105, 305 등))와 같은 대응하는 수의 인발 스트링 다이를 통해 당겨지거나 및/또는 지향될 수 있다. 꼬임 없는 스트링(2001)은 그 후에 서로 인접하게 위치된 노즐 다이(예를 들면, 노즐 다이(22, 122a, 122b, 122c 등))와 같은 다수의 인발 스트링 다이를 통해 당겨지거나 및/또는 지향될 수 있다. 노즐 다이(예를 들면, 노즐 다이(22, 122a, 122b, 122c 등))와 같은 다수의 인발 스트링 다이의 각각은 각 꼬임 없는 스트링(2001)을 수용하고 압축하기 위하여 리셉터클(예를 들면, 리셉터클(9, 109 등))을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 꼬임 없는 스트링(2001)은 선택적인 퍼넬링 다이로부터 노즐 다이(예를 들면, 노즐 다이(22, 122a, 122b, 122c 등))와 같은 대응하는 수의 인발 스트링 다이로 지향될 수 있다. 도 14에 도시된 실시예를 포함하는 일부 실시예에서, 다수의 제2 인발 스트링 다이 세트(2016) 중 하나 이상이, 꼬임 없는 스트링(2001)을 가열하는 수단, 예를 들어, 코일 등과 같은 전기적 가열 시스템을 을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 다수의 제2 인발 스트링 다이 세트(2016) 중 하나 이상이, 종이 꼬임 없는 스트링(2001)을 가열하기 위하여 히터, 램프 또는 다른 적합한 디바이스를 포함할 수 있다.
스트랩 인발 기계(2110)는 예를 들어, 안내 및 압축 롤러 시스템(670)과 유사한 하나 이상의 안내 및 압축 롤러 시스템(2070), 및 예를 들어 안내 그루브 롤러(689)와 유사한 하나 이상의 안내 그루브 롤러(2089)를 포함한다. 일부 실시예에서, 각 꼬임 없는 스트링(2001)은 하나 이상의 안내 및 압축 롤러 시스템(2070) 및/또는 안내 그루브 롤러(2089) 중 동일한 하나로 지향될 수 있다. 다른 실시예에서, 각 꼬임 없는 스트링(2001)은 하나 이상의 안내 및 압축 롤러 시스템(2070) 및/또는 안내 그루브 롤러(2089) 중 대응하는 것으로 지향될 수 있다. 상술한 바와 같이, 안내 및 압축 롤러 시스템(2070) 및/또는 안내 그루브 롤러(2089)는 꼬임 없는 스트링(2001)의 추가적인 압축 및/또는 강화를 용이하게 하고 꼬임 없는 스트링(2001)을, 예를 들어, 함침 시스템(560)과 유사한 제2 함침 시스템(2061)으로 안내할 수 있다.
제2 함침 시스템(2061)은 용기(예를 들면, 용기(562)) 및 롤러(예를 들면, 롤러(564))를 포함할 수 있다. 용기(예를 들면, 용기(562))는 꼬임 없는 스트링(2001)을 코팅 및/또는 함침하기 위하여, 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면: 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 수용성 PVOH 접착제 또는 임의의 다른 적합한 수용성 접착제와 같은 액체를 포함할 수 있다. 롤러(예를 들면, 롤러(564))가 회전함에 따라, 꼬임 없는 스트링(2001)은 PVOH로 적셔진 롤러(예를 들면, 564)의 상부 표면에 대해 당겨져, 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고, 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면: 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 수용성 PVOH 접착제로 꼬임 없는 스트링(2001)을 함침하거나 코팅할 수 있다.
스트랩 인발 기계(2110)는, 예를 들어, 인발 스트랩 다이(810, 910)와 유사한 인발 스트랩 다이(2020)를 또한 포함한다. 각 꼬임 없는 스트링(2001)이 인발 스트랩 다이(2020)로 당겨지거나 및/또는 지향된다. 상술한 바와 같이, 인발 스트랩 다이(2020)는 꼬임 없는 스트링(2001)을, 예를 들어, 종이 스트랩(860)과 같은 종이 스트랩(2062)으로 압축 및 결합할 수 있다. 도 14에 도시된 실시예를 포함하는 일부 실시예에서, 인발 스트랩 다이(2020)는, 예를 들어, 코일, 히터, 램프 등과 같은 전기적 가열 시스템을 통해 PVOH 및 꼬임 없는 스트링(2001)을 가열하는 수단을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 스트랩 인발 기계(2110)는 선택적으로 및/또는 추가적으로 예를 들어 주입 디바이스(915)와 유사한 주입 디바이스(2015)를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 주입 디바이스(2015)는 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고, 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면: 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 수용성 PVOH 접착제와 같은 수용성 접착제 또는 임의의 다른 적합한 수용성 접착제를 수용하는 용기와 유체 연통하는 하나 이상의 도관(예를 들면 도관(917))을 포함할 수 있다. 주입 디바이스(2015)는 꼬임 없는 스트링(2001)이 인발 스트랩 다이(2020)의 테이퍼 부분과 같이 인발 스트랩 다이(2020)로 들어옴에 따라 수용성 접착제를 분사, 주입 또는 도포하도록 구성되며, 하나 이상의 도관(예를 들면, 도관(917))과 연결되는 주입 헤드(예를 들면, 주입 헤드(918))를 포함할 수 있다. 또는, 스트랩 인발 기계(2110)는 인발 스트랩 다이(2020)에 인접하여 위치하는 함침 시스템(예를 들면, 함침 시스템(560))을 포함할 수 있다.
스트랩 인발 기계(2110)는 스트랩 건조기(2049)를 더 포함한다. 스트랩 건조기(2049)는 상온에서 공기 흐름을 제공하도록 구성되어 종이 스트랩(2062)의 건조를 용이하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 스트랩 건조기(2049)는 더 높은 온도에서 공기 흐름을 제공하도록 구성되어 높아진 온도에서 종이 스트랩(2062)의 건조를 가속화할 수 있다. 일부 실시예에서, 스트랩 인발 기계(2110)는 선택적으로, 추가적으로, 또는 대안적으로 가열된 롤, 램프 등과 같은 다른 건조 시스템을 포함할 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이 스트랩 인발 기계(2020)는 핀치 롤러에 구동 가능하게 결합된 모터를 갖는 추가의 복수의 드라이버 시스템(2069)을 포함한다. 드라이버 시스템(2069)은 스트랩 건조기(2049)에 인접하여 위치한다. 복수의 드라이버 시스템(2069)은 개별적으로 또는 제1 드라이버 시스템(2012)과 함께 종이 스트립(2002), 중간 스트링, 꼬임 없는 스트링(2001) 및/또는 종이 스트랩(2062)을 잡아당기거나, 구동하거나, 지향하거나, 및/또는 안내하도록 구성된다. 종이 스트랩(2062)이 스트랩 건조기(2049)를 통과한 후에, 종이 스트랩(2062)은 지향되고 릴에 감겨 스트랩 코일(2077)을 형성한다.
도 15는 다른 실시예에 따른 스트랩 인발 기계(3110)의 개략적인 블록도이다. 스트랩 인발 기계(3110)는 하나 이상의 회전 가능한 릴(미도시)을 통해 복수의 꼬인 스트링(3005), 예를 들면, 꼬인 종이 스트립이 제공될 수 있는 변형을 제공한다.
스트랩 인발 기계(3110)는 예를 들어, 안내 및 압축 롤러 시스템(670)과 유사한 하나 이상의 안내 및 압축 롤러 시스템(3070), 및 예를 들어 안내 그루브 롤러(689)와 유사한 하나 이상의 안내 그루브 롤러(3089)를 포함한다. 일부 실시예에서, 각 꼬인 스트링(3005)은 하나 이상의 안내 및 압축 롤러 시스템(3070) 및/또는 안내 그루브 롤러(3089) 중 동일한 하나로 지향될 수 있다. 다른 실시예에서, 각 꼬인 스트링(3005)은 하나 이상의 안내 및 압축 롤러 시스템(3070) 및/또는 안내 그루브 롤러(3089) 중 대응하는 것으로 지향될 수 있다. 상술한 바와 같이, 안내 및 압축 롤러 시스템(3070) 및/또는 안내 그루브 롤러(3089)는 꼬인 스트링(3005)의 추가적인 압축 및/또는 강화를 용이하게 하고, 예를 들어, 함침 시스템(560)과 마찬가지로 꼬인 스트링(3005)을 함침 시스템(3060)으로 안내할 수 있다.
함침 시스템(3060)은 용기(예를 들면, 용기(562)) 및 롤러(예를 들면, 롤러(564))를 포함할 수 있다. 용기(예를 들면, 용기(562))는 꼬인 스트링(3005)을 코팅 및/또는 함침하기 위하여, 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면: 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 수용성 PVOH 접착제 또는 임의의 다른 적합한 수용성 접착제와 같은 액체를 포함할 수 있다. 롤러(예를 들면, 롤러(564))가 회전함에 따라, 꼬인 스트링(3005)은 PVOH로 적셔진 롤러(예를 들면, 롤러(564))의 상부 표면에 대해 당겨져, 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고, 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면: 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 수용성 PVOH 접착제로 꼬인 스트링(3005)을 함침하거나 코팅한다.
스트랩 인발 기계(3110)는, 예를 들어, 인발 스트랩 다이(810, 910)와 같은 인발 스트랩 다이(3020)를 또한 포함한다. 각 꼬인 스트링(3005)이 인발 스트랩 다이(3020)로 당겨지거나 및/또는 지향된다. 상술한 바와 같이, 인발 스트랩 다이(3110)는 꼬인 스트링(2001)을 종이 스트랩(3062)으로 압축 및 결합할 수 있다. 도 15에 도시된 실시예를 포함하여, 일부 실시예에서, 인발 스트랩 다이(3010)는, 예를 들어, 코일, 리드, 히터, 램프 등과 같은 전기적 가열 시스템을 통해 PVOH 및 꼬인 스트링(3005)을 가열하는 수단을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 스트랩 인발 기계(3110)는 선택적으로 및/또는 추가적으로 예를 들어 주입 디바이스(915)와 유사한 주입 디바이스(3015)를 포함한다. 상술한 바와 같이, 주입 디바이스(3015)는 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 보수 보조제를 함유할 수 있고, 폴리프로필렌 글리콜(예를 들면: 분자량 = 2000)과 같은 수용성 연화제를 함유할 수 있거나 함유하여야 하는 수용성 PVOH 접착제와 같은 수용성 접착제 또는 임의의 다른 적합한 수용성 접착제를 수용하는 용기와 유체 연통하는 하나 이상의 도관(예를 들면 도관(917))을 포함할 수 있다. 주입 디바이스(3015)는 꼬인 스트링(3005)이 인발 스트랩 다이(3020)로 들어옴에 따라 수용성 접착제를 분사, 주입 또는 도포하도록 구성되며, 하나 이상의 도관(예를 들면, 도관(917))과 연결되는 주입 헤드(예를 들면, 주입 헤드(918))를 포함할 수 있다. 또는, 스트랩 인발 기계(3110)는 인발 스트랩 다이(3020)에 인접하여 위치하는 함침 시스템(예를 들면, 함침 시스템(560))을 포함할 수 있다.
스트랩 인발 기계(3110)는 스트랩 건조기(3049)를 더 포함할 수 있다. 스트랩 건조기(3049)는 상온에서 공기 흐름을 제공하도록 구성되어 종이 스트랩(3062)의 건조를 용이하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 스트랩 건조기(3049)는 더 높은 온도에서 공기 흐름을 제공하도록 구성되어 높아진 온도에서 종이 스트랩(3062)의 건조를 가속화할 수 있다. 일부 실시예에서, 스트랩 인발 기계(3110)는 선택적으로, 추가적으로, 또는 대안적으로 가열된 롤, 램프 등과 같은 다른 건조 시스템을 포함할 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이 스트랩 인발 기계(3110)는 핀치 롤러에 구동 가능하게 결합된 모터를 갖는 복수의 드라이버 시스템(3069)을 포함한다. 드라이버 시스템(3069)은 스트랩 건조기(3049)에 인접하여 위치한다. 복수의 드라이버 시스템(3069)은 개별적으로 또는 결합하여 꼬인 스트링(3005), 및/또는 종이 스트랩(3062)을 잡아당기거나, 구동하거나, 지향하거나, 및/또는 안내하도록 구성된다. 종이 스트랩(3062)이 스트랩 건조기(3049)를 통과한 후에, 종이 스트랩(3062)은 릴에 감겨 스트랩 코일(3077)을 형성한다.
위에서 더 자세히 논의된 바와 같이 종이 스트랩의 다양한 실시예(예를 들면, 종이 스트랩(502, 860, 1062, 2062, 3062))는 종이 스트립(예를 들면, 종이 스트립(1, 101, 201, 301, 401 등)) 사이에서 감소된 갭을 갖도록 유리하게 형성된다. 발명자들은 종이 스트랩의 극한 인장 강도와 종이 스트랩의 벌크 밀도 사이에 선형 관계가 성립될 수 있음을 다양한 실험적 절차를 통해 발견하였다. 벌크 밀도는 스트랩 내의 종이 스트립의 수 및 그 사이의 갭, 또는 더 구체적으로는 종이 스트랩의 단면에 대한 스트랩 선형 중량의 비와 상관될 수 있다. 도 16은 수직축이 종이 스트랩의 극한 인장 하중에 해당하고 수평축이 종이 스트랩의 벌크 밀도에 해당하는 그래프이다. 도 16에 나타난 바와 같이, 더 높은 벌크 밀도는 상업적으로 제조된 종이 스트랩의 극한 인장 강도의 개선을 가져온다.
도 17은 수평축이 종이 스트랩의 벌크 밀도에 해당하고 수직축이 극한 인장 하중에 해당하는 그래프이다. 특히, 도 17은 본 명세서에 기술된 다양한 실시예에 따른 꼬임 없는 스트링(NTS)으로 형성된 종이 스트랩과 꼬인 종이 스트링으로 형성된 종래의 종이 스트랩을 비교하는 실험적 테스트 결과를 도시한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 본 명세서에 기술된 다양한 실시예에 따라 형성된 종이 스트랩은 종이 스트랩의 극한 인장 강도를 현저히 향상시킨다.
도 18은 수평축이 스트랩 선형 피트 당 종이 중량에 해당하고 좌측 수직축이 극한 인장 하중에 해당하며 우측 수직축이 상대 극한 인장 하중에 해당하는 그래프이다. 특히, 도 18은 본 명세서에 기술된 다양한 실시예에 따른 인발된 꼬임 없는 스트링(NTS)으로 형성된 종이 스트랩과 꼬인 종이 스트링으로 형성된 종래의 종이 스트랩의 종이 스트랩 선형 피트 당 종이 중량 및 종이 스트랩의 극한 인장 강도를 비교하는 실험적 테스트 결과를 도시한다. 도 18에 도시된 바와 같이, 본 명세서에 기술된 다양한 실시예에 따른 종이 스트랩은, 예를 들어, 선형 피트 당 44.5kgf/g과 비교하여, 선형 피트 당 54.1kgf/g과 같은, 종래의 종이 스트립에 비해 실질적으로 경제적인 인장 강도 개선을 제공할 수 있다.
또한, 본 명세서에 기술된 다양한 방법, 디바이스 및 장치에 추가하여 또는 대신하여, 종이 스트랩의 극한 인장 강도는 또한 일부 실시예에서 종이 스트랩을 형성하는 베이스 종이의 보강에 의해 개선될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 베이스 종이는 기계적 정제(예를 들면, 비팅(beating)), 화학적 건조 및/또는 습윤 강도 첨가제 등과 같은 제지에 앞선 펄프 정제에 의해 보강될 수 있다.
도 19는 노던 블리치 침엽수 크래프트(NBSK)의 펄프 정제의 실험 결과를 도시한다. 수평축은 캐나다 표준 여수도(Canadian Standard Freeness, CSF) 수준에 해당하고 수직축은 인장 지수에 해당한다. TAPPI 표준 방법 T-205를 사용하여 상이한 CSF 수준으로 정제된 NBSK 펄프로부터 60 g/m2 핸드시트를 제조하였다. 도 19에 도시된 바와 같이, NBSK 펄프를 다양한 CSF 수준으로 정제함으로써, 약 617 CSF 수준을 갖는 비 정제 펄프에 대해 약 425 CSF 수준의 인장 지수에서 160%와 같은 인장 지수에 대한 현저한 개선이 달성될 수 있다.
일부 실시예에서, 종이 스트랩을 형성하는 베이스 종이는 강도 첨가제를 첨가함으로써 강화될 수 있다. 강도 첨가제는 양이온성 전분, 합성 중합체, 셀룰로오스 유도체 및/또는 셀룰로오스 필라멘트와 같이 습윤 및/또는 건조된 것일 수 있다. 본 명세서에 기술된 다양한 실시예에서, 예를 들면 꼬임 없는 스트링 및/또는 꼬인 스트링이 본 명세서에 기술된 다양한 방법, 시스템, 디바이스, 장치를 통해 인발 기계에서 종이 스트랩을 형성하는 경우, 셀룰로오스 필라멘트의 첨가는, 특히, 스트링이 예를 들어 젖은 경우 다른 강도 첨가제 및 셀룰로오스 유도체에 비해 이점을 줄 수 있다. 셀룰로오스 필라멘트는 이것이 통합된 종이의 습윤 강도를 향상시키는 데 도움을 줄 수 있다. 이렇게 추가된 습윤 강도는 다시 습식 제지 공정 중에 종이 또는 웹 파단에 대해 보다 우수한 내성을 제공할 수 있다. 또한, 예를 들어, 습윤 꼬임 없는 스트링은 인발 기계의 당김 작용으로부터의 장력에 더 잘 견디며, 따라서 인발 중에 스트링 파손을 방지하고 기계 가동성을 향상시킨다.
도 20은 강도 첨가제를 첨가함으로써 극한 인장 강도를 개선한 실험 결과를 도시한다. 수평축은 강도 첨가제의 w/w 백분율에 해당하고 수직축은 인장 지수에 해당한다. TAPPI 표준 방법 T-205가 NBSK 펄프로부터 425 CSF 수준으로 60g/m2 핸드시트를 제조하는데 사용되었다. 그 후, 양이온성 전분 및/또는 셀룰로오스 필라멘트를 NBSK 펄프에 첨가하였다. 도 19에 도시된 바와 같이, 0.75% w/w의 양이온성 전분을 NBSK 펄프에 첨가하면 핸드시트 인장 지수가 약 18%까지 증가되었다. 또한, 펄프에 대해 약 1.5% w/w의 양이온성 전분과 약 5% w/w의 셀룰로오스 필라멘트의 조합은 핸드시트 인장 지수를 약 32%까지 증가시켰다.
전술한 실시예가 펄프 정제 및/또는 강도 첨가제의 첨가를 통한 베이스 시트의 보강에 의해 극한 인장 강도를 향상시키지만, 다른 실시예에서는, 베이스 시트의 베이스 중량을 증가시키고, 제지 중에 섬유 배향을 최적화하는 등에 의해 베이스 시트가 또한 개선될 수 있다.
2015년 6월 3일자로 출원 된 미국 가출원 제62/170,443호의 개시는 그 전체로서 본 명세서에 통합된다.
또한, 전술한 다양한 실시예는 결합되어 다른 실시예를 제공할 수 있다. 전술한 상세한 설명에 비추어 본 실시예에 대한 이러한 및 다른 변경이 이루어질 수 있다. 일반적으로, 다음의 청구범위에서, 사용된 용어는 청구범위를 명세서 및 청구범위에 개시된 특정 실시예로 제한하는 것으로 해석되어서는 안되며, 가능한 모든 실시예 및 그러한 청구범위에 권리가 있는 균등물의 전체 범위를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 청구범위는 개시에 의해 제한되지 않는다.

Claims (49)

  1. 종이 스트랩을 형성하는 방법에 있어서,
    복수의 종이 스트립(strip)을 제공하고;
    중간 스트링(string)을 형성하기 위하여 각각의 퍼넬링 다이(funneling die)를 통해 상기 복수의 종이 스트립 각각을 지향하고;
    상기 각각의 퍼넬링 다이로부터 제1 인발 스트링 다이를 통해 상기 중간 스트링 각각을 지향하되, 상기 중간 스트링은 꼬임 없는(non-twisted) 상태에서 상기 제1 인발 스트링 다이를 출사(exiting)하여 꼬임 없는 스트링을 형성하고;
    상기 꼬임 없는 스트링을 수용성 PVOH 접착제로 함침하고(impregnate); 그리고
    인발 스트랩 다이(pultrusion strap die)를 통해 상기 꼬임 없는 스트링을 지향하되, 상기 꼬임 없는 스트링은 상기 종이 스트랩을 형성하는 것을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 퍼넬링 다이의 테이퍼 부분(tapered portion)과 일정한(constant) 단면 부분을 통해 상기 종이 스트립을 지향함으로써 상기 복수의 종이 스트립을 압축(compacting)하는 것을 더 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 꼬임 없는 스트링을 상기 수용성 PVOH 접착제로 함침하는 것은 상기 꼬임 없는 스트링을 상기 수용성 PVOH 접착제로 함침하기 위하여 PVOH로 적셔진 롤러의 상부 표면에 대해 상기 꼬임 없는 스트링을 당기는 것을 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 수용성 PVOH 접착제는 수용성 연화제(water soluble flexibilizer) 및 보수 보조제(water retention agent) 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 수용성 연화제는 폴리프로필렌 글리콜을 포함하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 보수 보조제는 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스를 포함하는 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 꼬임 없는 스트링이 상기 수용성 PVOH 접착제로 적셔진 후에 상기 꼬임 없는 스트링을 가열하는 것을 더 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 인발 스트링 다이로부터 복수의 인발 스트링 다이를 통해 상기 꼬임 없는 스트링을 지향하는 것을 더 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 꼬임 없는 스트링을 상기 수용성 PVOH 접착제로 함침하는 것은 상기 꼬임 없는 스트링을 상기 수용성 PVOH 접착제로 함침시키기 위하여 PVOH로 적셔진 롤러의 상부 표면에 대해 상기 꼬임 없는 스트링을 당기는 것을 포함하되, 상기 수용성 PVOH 접착제는 보수 보조제 및 수용성 연화제 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 꼬임 없는 스트링을 가열하는 것을 더 포함하되, 상기 가열은 상기 꼬임 없는 스트링이 상기 복수의 인발 스트링 다이 중 하나를 통해 지향될 때 일어나는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 꼬임 없는 스트링을 상기 인발 스트랩 다이의 일정한(constant) 단면 부분 및 테이퍼 부분을 통해 지향함으로써 상기 꼬임 없는 스트링을 압축하는 것을 더 포함하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    안내 및 압축 롤러 시스템을 통해 상기 꼬임 없는 스트링을 안내하는 것을 더 포함하되, 상기 안내 및 압축 롤러 시스템은 상기 꼬임 없는 스트링을 상기 인발 스트랩 다이를 통해 지향하기 전에 상기 꼬임 없는 스트링을 압축 및 강화(consolidating)하는 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    안내 그루브 롤러를 통해 상기 꼬임 없는 스트링을 안내하는 것을 더 포함하되, 상기 안내 그루브 롤러는 상기 꼬임 없는 스트링을 상기 인발 스트랩 다이를 통해 지향하기 전에 상기 꼬임 없는 스트링을 압축 및 강화하는 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 꼬임 없는 스트링을 상기 수용성 PVOH 접착제로 함침하는 것은 상기 꼬임 없는 스트링을 PVOH로 코팅하기 위하여 상기 수용성 PVOH 접착제를 주입하는 것을 포함하되, 상기 주입은 상기 꼬임 없는 스트링을 상기 인발 스트랩 다이 내로 지향한 이후에 일어나고, 상기 PVOH 접착제는 보수 보조제 및 수용성 연화제 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 꼬임 없는 스트링이 상기 인발 스트랩 다이의 테이퍼 부분으로 들어간 이후에 상기 꼬임 없는 스트링 가열을 더 포함하는 방법.
  16. 베이스 시트로부터 종이 스트립을 제공하고;
    중간 스트링을 형성하기 위하여 퍼넬링 다이를 통해 상기 종이 스트립을 지향하고;
    상기 퍼넬링 다이로부터 제1 인발 스트링 다이를 통해 상기 중간 스트링을 지향하는 것을 포함하되, 상기 중간 스트링은 꼬임 없는 상태로 상기 제1 인발 스트링 다이를 출사하여 꼬임 없는 스트링을 형성하고, 상기 꼬임 없는 스트링은 단단한(solid) 원통형 단면 형상을 갖는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 퍼넬링 다이의 테이퍼 부분과 일정한 단면 부분을 통해 상기 종이 스트립을 지향함으로써 상기 종이 스트립을 압축하는 것을 더 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    제1 인발 스트링 다이의 일정한 단면 부분 및 테이퍼 부분을 통해 상기 중간 스트링을 지향함으로써 상기 중간 스트링을 압축하는 것을 더 포함하는 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 종이 스트립을 제공하기 전에 상기 베이스 시트를 형성하기 위해 사용되는 펄프를 정제하는 것을 더 포함하며, 상기 정제는 상기 종이 스트립의 강도 성능을 높이는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 베이스 시트를 형성하기 전에 상기 펄프에 강도 첨가제를 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 강도 첨가제는 전분 및 셀룰로오스 필라멘트 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 꼬임 없는 스트링을 형성하기 전에 상기 종이 스트립을 복수의 종이 스트립 섹션으로 슬릿팅(slitting)하는 것을 더 포함하되, 상기 슬릿팅은 상기 꼬임 없는 스트링의 강도 성능을 높이는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 슬릿팅은 상기 종이 스트립의 슬라이싱(slicing) 및 천공(perforating) 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 꼬임 없는 스트링을 수용성 PVOH 접착제로 함침하기 위하여 PVOH로 적셔진 롤러의 상부 표면에 대해 상기 꼬임 없는 스트링을 당김으로써 상기 꼬임 없는 스트링을 함침하는 것을 더 포함하는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 수용성 PVOH 접착제는 수용성 연화제 및 보수 보조제 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 수용성 연화제는 폴리프로필렌 글리콜을 포함하는 방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 보수 보조제는 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오스를 포함하는 방법.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 꼬임 없는 스트링을 가열하는 것을 더 포함하되, 상기 가열은 상기 꼬임 없는 스트링의 압축과 상기 꼬임 없는 스트링 상에 코팅된 PVOH의 활성화를 용이하게 하는 방법.
  29. 제16항에 있어서,
    상기 제1 인발 스트링 다이로부터 복수의 인발 스트링 다이를 통해 상기 꼬임 없는 스트링을 지향하는 것을 더 포함하되, 상기 복수의 인발 스트링 다이 각각은 통로를 가지고, 상기 통로는 상기 복수의 인발 스트링 다이의 첫번째 것으로부터 각 후속 인발 스트링 다이로 갈수록 감소하는 용적(volume)을 갖는 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 꼬임 없는 스트링을 수용성 PVOH 접착제로 함침하기 위하여 PVOH로 적셔진 롤러의 상부 표면에 대해 상기 꼬임 없는 스트링을 당김으로써 상기 꼬임 없는 스트링을 함침하는 것을 더 포함하되, 상기 PVOH 접착제는 보수 보조제 및 수용성 연화제 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 꼬임 없는 스트링의 압축과 상기 꼬임 없는 스트링 상에 코팅된 PVOH의 활성화를 용이하게 하기 위하여 상기 꼬임 없는 스트링을 가열하는 것을 더 포함하되, 상기 가열은 상기 꼬임 없는 스트링이 상기 복수의 인발 스트링 다이의 마지막 것을 통해 지향될 때 일어나는 방법.
  32. 제16항에 있어서,
    상기 베이스 시트를 접착제로 코팅하는 것을 더 포함하되, 상기 접착제는 PVOH를 포함하는 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 복수의 인발 스트링 다이 중 첫번째 것을 통해 상기 종이 스트립을 지향하기 전에 가습 시스템을 통해 PVOH 계 접착제로 코팅된 상기 베이스 시트로부터 제공되는 상기 종이 스트립을 지향하는 것을 더 포함하되, 상기 가습 시스템은 상기 PVOH를 활성화하기 위하여 액체 용액을 제공하는 방법.
  34. 종이 스트랩을 형성하는 장치에 있어서,
    복수의 종이 스트립을 전달하도록 구성되는 종이 스트립 전달 시스템;
    퍼넬링 다이로서의 복수의 인발 스트링 다이의 제1 세트 - 상기 인발 스트링 다이의 제1 세트의 각각은 상기 복수의 종이 스트립을 수용하고 상기 종이 스트립을 중간 스트링으로 압축하도록 구성되는 제1 리셉터클을 가짐 -;
    복수의 제2 리셉터클을 갖는 제2 인발 스트링 다이로서, 상기 제2 리셉터클은 상기 중간 스트링을 수용하고 상기 중간 스트링을 꼬임 없는 스트링으로 압축하도록 구성되고, 상기 꼬임 없는 스트링 각각은 원통형 단면 형상을 갖는 상기 제2 인발 스트링 다이; 및
    제3 리셉터클을 갖는 인발 스트랩 다이로서, 상기 제3 리셉터클은 상기 꼬임 없는 스트링을 수용하고 상기 종이 스트랩으로 압축하도록 구성되는 상기 인발 스트랩 다이를 포함하는 장치.
  35. 제34항에 있어서, 상기 제2 리셉터클은:
    테이퍼 용적을 형성하는 테이퍼 벽 및 입구 개구를 갖는 입구 부분; 및
    출사 용적을 형성하는 일정한 벽 및 출구 개구를 갖는 출구 부분을 포함하며, 상기 중간 스트링은 상기 입구 개구로부터 상기 제2 리셉터클로 들어오고 상기 출구 개구로부터 상기 제2 리셉터클을 출사하는 장치.
  36. 제34항에 있어서, 상기 제3 리셉터클은:
    테이퍼 용적을 형성하는 테이퍼 벽 및 입구 개구를 갖는 입구 부분; 및
    출사 용적을 형성하는 일정한 벽 및 출구 개구를 갖는 출구 부분을 포함하며, 상기 꼬임 없는 스트링은 상기 입구 개구로부터 상기 제3 리셉터클로 들어오고 상기 출구 개구로부터 상기 제3 리셉터클을 출사하는 장치.
  37. 제34항에 있어서,
    서로 인접하게 배열된 복수의 제2 인발 스트링 다이를 더 포함하는 장치.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 복수의 제2 인발 스트링 다이 중 첫번째 것에 인접하여 배치되는 함침 용기를 더 포함하며, 상기 함침 용기는 상기 꼬임 없는 스트링을 PVOH로 코팅하도록 구성되는 장치.
  39. 제38항에 있어서, 상기 함침 용기는 롤러를 포함하며, 상기 롤러는 상기 꼬임 없는 스트링을 수용성 PVOH 접착제로 함침하도록 구성되고, 상기 PVOH 접착제는 보수 보조제 및 수용성 연화제 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
  40. 제39항에 있어서,
    가열 디바이스를 더 포함하되, 상기 가열 디바이스는 상기 복수의 제2 인발 스트링 다이 중 적어도 하나를 가열하도록 구성되고, 상기 가열은 상기 꼬임 없는 스트링 상에 코팅된 PVOH의 활성화 및 상기 꼬임 없는 스트링의 압축을 용이하게 하는 장치.
  41. 제34항에 있어서,
    인젝터를 더 포함하되, 상기 인젝터는 상기 꼬임 없는 스트링이 상기 인발 스트랩 다이 내에 수용될 때 수용성 PVOH 접착제를 주입하도록 구성되는 장치.
  42. 제34항에 있어서,
    상기 인발 스트랩 다이를 통해 상기 꼬임 없는 스트링을 지향하기 이전에 상기 꼬임 없는 스트링을 압축 및 강화하도록 구성되는 안내 및 압축 롤러 시스템을 더 포함하는 장치.
  43. 제34항에 있어서,
    안내 그루브 롤러를 더 포함하되, 상기 안내 그루브 롤러는 상기 인발 스트랩 다이를 통해 상기 꼬임 없는 스트링을 지향하기 이전에 상기 꼬임 없는 스트링을 압축 및 강화하도록 구성되는 장치.
  44. 제34항에 있어서,
    스트랩 건조 시스템을 더 포함하되, 상기 스트랩 건조 시스템은 상기 인발 스트랩 다이를 출사하는 상기 종이 스트랩을 가열하도록 구성되는 장치.
  45. 청구항 제34항에 따른 종이 스트랩을 형성하는 장치에서의 종이 스트링 전달 시스템; 및
    상기 종이 스트랩을 형성하는 장치에서의 인발 스트랩 다이를 포함하는 스트랩 형성 기계.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 인발 스트랩 다이를 통해 상기 종이 스트링을 지향하기 이전에 상기 종이 스트링을 압축 및 강화하도록 구성되는 안내 및 압축 롤러 시스템을 더 포함하는 스트랩 형성 기계.
  47. 제46항에 있어서,
    안내 그루브 롤러를 더 포함하되, 상기 안내 그루브 롤러는 상기 인발 스트랩 다이를 통해 상기 종이 스트링을 지향하기 이전에 상기 종이 스트링을 압축 및 강화하도록 구성되는 스트랩 형성 기계.
  48. 제45항에 있어서, 상기 종이 스트링은 꼬인 스트링 및 꼬임 없는 스트링 중 적어도 하나인 스트랩 형성 기계.
  49. 제45항에 있어서,
    상기 인발 스트랩 다이를 출사하는 상기 종이 스트랩을 가열하도록 구성되는 스트랩 건조 시스템; 및
    상기 종이 스트랩을 감아 스트랩 코일을 형성하도록 구성되는 릴(reel)을 더 포함하는 스트랩 형성 기계.
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