KR20010022426A - 제지기의 습윤 영역용 다층 스크린 및 이를 사용하여제조된 제품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제지기의 습윤 영역용 다층 스크린(10, 11) 및 이를 사용하여 생산된 티슈페이퍼에 관한 것이다. 본 발명의 스크린은 적어도 두 개의 층을 형성하는 실, 바람직하기로는 제직사로 구성된다. 이들 층은 층과 짜여진 추가의 실에 의하여 서로 결합된다. 층을 형성하는 실과 함께, 추가의 실(14)이 수축점(16)을 형성하며, 상기 수축점은 스크린의 길이 및 폭을 가로 질러 분포된다. 이들 수축점에 인접한 영역보다 이들 수축점을 훨씬 적은 양의 물이 통과할 수 있다. 특정한 순서로 배열함으로써, 추가의 실이 수축점의 스크린을 통한 배수에 영향을 미쳐 고 GSM 물질 및 저 GSM 물질이 교호하는 영역을 가진 티슈페이퍼를 생산하는 수단이 된다. 따라서, 본 발명은 가요성을 가진, 얇고 비균질의 네트형 구조를 가진 티슈페이퍼를 생산하는 간단한 수단을 제공한다.

Description

제지기의 습윤 영역용 다층 스크린 및 이를 사용하여 제조된 제품 {MULTI-LAYER SCREEN FOR THE WET AREA OF A PAPER MACHINE AND PRODUCT MANUFACTURED USING THE SAME}

이러한 다층 스크린은 미합중국 특허 제5,219,004호에 공지되어 있다.

종이, 특히 티슈페이퍼의 생산 시, 섬유가 상이하게 배치되기 때문에 스크린을 통하여 특정 영역에 걸쳐 체계적이고 선택적으로 배수함으로써 높은 기준 중량 및 낮은 기준 중량을 습윤 영역에 교호로 제공하는 것이 공지되어 있다. 이른 바 폐쇄 영역보다, 배수되는 물이 보다 잘 침투되는 스크린 위치, 즉 개방 영역에 보다 많은 섬유가 배치된다. 일반적으로 폐쇄 영역 및 개방 영역은 스크린을 형성하는 직물의 씨실(weft thread) 및/또는 날실(warp thread)을 서로 간격이 다르게 기계방향과 이와 직각인 횡방향 사이로 당겨서 배열하여 형성된다.

이것으로 인하여 종이, 예를 들면, 네트워크 구조를 가진 티슈페이퍼는, 시트를 제조하는 동안 육안으로 보이는 영역(macroscopic area)에 생긴 기준 중량의 차이 때문에, 일반적으로 외부힘에 잘 구부러지지 않는 건조한 티슈페이퍼의 일반적인 평면의 균질 구조(homogeneous structure)를 외부힘으로 인한 부하 상태에 위치될 때 반응하여 잘 구부러지는 평면의 네트워크형 비균질 구조(inhomogeneous structure)로 변환시킴으로써 생산될 수 있다. 종래의 티슈페이퍼와 같은 종이는 개별 섬유가 자신의 구조 내에 견고하게 고정된 평면 구조이다. 육안으로 보이는 기준 중량의 경우, 섬유를 구조 내에 결합시키면 가요성이 없는 단단한 구조로 된다, 크레핑되지 않은 상태(uncreped state)에서, 티슈페이퍼는 6% 이하 범위의 매우 낮은 팽창값을 가진다. 티슈페이퍼의 제조 시 일반적으로 실행되는 크레핑공정(creping process) 때문에 티슈페이퍼가 외부힘으로 인한 부하에 대하여 대부분 기계방향이지만 더욱 잘 구부러지게 된다. 균질 종이 구조의 경우에 크레핑으로 달성가능한 기계방향으로의 보다 높은 가요성은 작업 능력의 상승에 의하여 분명해지고, 따라서 기계방향으로 보다 신축성이 크게 된다.

종이의 가요성, 특히 티슈페이퍼의 가요성 또한 평면 균질 구조를 네트워크형 평면 비균질 구조로 변환시킴으로써 향상될 수 있으므로, 이 향상은 기계방향으로 한정되지 않고 횡방향으로도 달성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 네트워크형 구조는 기준 중량의 변화, 즉 육안으로 보이는 영역에 기준 중량이 높은 영역과 기준 중량이 낮은 영역을 교호시킴으로써 달성된다. 기준 중량의 변화는 스크린의 배수성(drainability)을 변화시킴으로써 달성된다. 전술한 바에 따라 섬유가 많이 배치되는 위치가 기준 중량이 높은 영역이며, 섬유가 적게 배치되는 위치가 기준 중량이 낮은 영역이다.

국부적으로 다른 스크린의 배수 능력 때문에, 스크린 표면과 평행으로 또한 부분적으로 흐를 수 있으므로 순정 워터마크(genuine water mark)를 생성하는 경우와 마찬가지로 섬유를 대체적으로 정렬시킨다.

배수 능력이 변하는 영역은, 스크린 내의 영역이 합성 접착제 또는 염료 등에 의하여 밀봉되는 스크린의 수축에 의하여 달성될 수 있는 것으로 공지되어 있다(예를 들어 WO 93/00474를 참조).

스크린의 개방은 상이한 제직 패턴을 결합시킴으로써 또한 변화될 수 있다. 구조를 형성하는 스크린의 바탕섬유(base fabric)는 한 가닥 또는 여러 가닥일 수 있지만 두 가닥이 바람직하다. 미합중국 특허 제5,219,004호와 관련하여 전술한 바와 같이, 상기 층(layer)은 추가의 실에 의하여 함께 결합되어야 하는 것으로 이미 공지되어 있다.

본 발명은 제지기의 습윤 영역(wet area), 구체적으로는 제직사(woven thread)가 바람직한 실로 제조된 적어도 두 개의 층―여기서 이들 층은 층과 짜여진 추가의 실에 의하여 서로 결합됨―을 가진 티슈(tissue) 제조용 다층 스크린(multi-layer screen)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 스크린을 사용하여 제조된 제품에 관한 것이다.

도 1a는 본 발명에 따른 다층 스크린의 평면도.

도 1b는 도 1a의 선 a-a를 따라 절취된 스크린의 단면도.

도 1c는 도 1a의 선 b-b를 따라 절취된 스크린의 단면도.

도 2a 내지 도 5는 도 1a와 유사한 다층 스크린을 사용하여 제조된 티슈페이퍼의 각종 구조 패턴의 평면도.

도 6 내지 도 12는 추가의 실을 연결사로서 층 배열한 여러 가지 디자인의 다른 다층 스크린의 개략도.

도 13a는 인장력(화살표)을 가하기 이전 및 이후의, 종래의 평면 균질 티슈페이퍼를 나타낸 도면.

도 13b는 인장력(화살표)을 가하기 이전 및 이후의, 본 발명에 따른 평면 비균질 네크워크형 티슈페이퍼를 나타낸 도면.

본 발명의 목적은 서두에 언급한 종류의 다층구조 스크린을 제공하는 것으로서, 이러한 스크린으로 전술한 변형 배수 성질을 용이하게 조정하여 개선된 제품을 제조할 수 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 층을 형성하는 실과 함께 추가의 실이 스크린의 폭 및 길이에 걸쳐 분산된 수축점(constricted point)을 형성함으로써 달성된다. 수축점에 인접한 영역보다는 이들 수축점을 통하여 훨씬 적은 양의 물이 배수될 수 있다.

본 발명은 스크린 층의 결합에 사용된 추가의 실이 폐쇄된 영역 또는 스크린 본래의 폐쇄된 영역을 형성하는데 사용되고, 본래의 개방된 영역은 추가의 실이 바탕섬유 내의 메시(mesh)를 밀봉하지 않는 스크린의 이들 폐쇄된 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 추가의 실은 두가지 기능을 달성하는데 사용된다. 이러한 스크린을 사용함으로써 훨씬 개선된 종이 제품, 특히 티슈페이퍼가 생산될 수 있다.

본 발명의 바람직한 예에 있어서, 추가의 실은 수축점을 형성함으로써, 예를 들면, 기계방향으로 연장될 수 있으며 스크린 또는 스크린에 위치된 층의 상측 소정의 지점에 나타날 수 있고, 이들 실은 스크린의 표면에 걸쳐 패턴으로 나타나는 수축 영역을 함께 그룹을 이루거나 또는 상이한 방향으로 나란히 배열된 수축점으로 형성한다. 이들 위치가 종이 또는 티슈페이퍼에 육안으로 보이는 기준 중량이 낮은 영역, 즉 인접 영역보다 섬유가 적게 배치된 구조를 형성함으로써, 종방향 및 횡방향 특히 횡방향의 팽창 성질에 바람직하게 영향을 미친다. 이것은 특정의 얼라인먼트에 있어서, 기준 중량이 낮은 표면영역 부분이 균질 구조와 비교하여 약화될 수 있어서 전술한 가요성이 균질 구조에 비하여 비균질 구조에서 증가될 수 있다는 사실 때문이다. 따라서, 섬유질 종이 네트워크, 특히 티슈페이퍼 내의 소정의 구조에 따라 배열가능한 기준 중량의 이러한 달성가능한 차이로 인하여 특히 티슈페이퍼용으로 바람직한 종방향 및 횡방향의 작업 흡수성(working absorbency)이 증가된다.

수축점이 예를 들어 나란히 배열되어 스크린의 기계방향과 비스듬히 길이 섹션을 형성하는 경우, 크레핑으로 인한 가요성을 더욱 개선시키는 보다 큰 가요성이 기계방향의 가요성을 보충함으로써 기계방향을 가로 질러 달성된다.

길이 섹션을 형성하기 위하여, 수축점은 또한 기계방향과 직각 및 기계방향으로 나란히 배열될 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 길이 섹션은 또한 반대방향으로 교호로 정렬될 수 있다. 또한, 길이 섹션은 동일하게 정렬된 얼라인먼트 내에 평행으로 그룹을 이루어 배치될 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 수축점이 나란히 배열되어 지그재그 또는 웨이브식 열(progression)을 형성할 수 있다.

수축점은 폐쇄되거나 또는 적어도 부분적으로 개방된 열 뿐만 아니라 연속 열을 형성하도록 배치될 수 있다. 수축점의 구성은 그들 자체 상에 불연속 열이나 또는 연속 열과 함께 형성될 수 있다.

이러한 스크린을 사용하여 제조된 종이 제품, 특히 티슈페이퍼는 성질, 특히 이른 바 촉감 및 부드러움이 훨씬 개선된다. 크레핑공정, 건조, 프레싱 및 배수에 확실하게 반응하는 것은 말할 필요도 없이, 건식강도 및 습식강도에 대하여 긍정적인 영향이 있다.

다음에, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 단지 예시적인 실시예를 들어 상세하게 설명한다.

이중 층 스크린(double-layer screen)은 표면섬유(face fabric)(10) 및 바탕섬유(base fabric)(11)를 가진 섬유로 디자인된다. 스크린의 기계방향은 화살표 A로 표시된다. 선택된 제직공정에 따라, 표면섬유(종이와 접촉하는 쪽)의 실(12a)은 날실이 바람직하지만 날실 또는 씨실로 디자인될 수 있다. 반대로, 상기 디자인은 표면섬유의 실(12b)에도 대응하게 적용된다. 동일한 방식으로, 상기 디자인은 바탕섬유의 실(13a, 13b)에도 대응하게 적용된다.

본 발명의 예시적인 실시예에 있어서, 연결사(14)로서의 추가의 실(14)은 도 1c에 예시된 바와 같이 실(12a)과 동일 방향 및 평행으로 연장되고, 추가의 실(14)은 바탕섬유(11)의 실(13b)과 실(13c) 사이에 연장되어 도 1a에 나타낸 바와 같이 이들 위치의 메시(15)를 표면섬유(10)의 상측에 나타내어 추가의 실(14)이 기계방향으로 수축점(16)을 형성하는 표면섬유의 실(12c) 위로 연장되도록 폐쇄한다. 기계방향 A와 비스듬하게 나란히 배열됨으로써, 이들 수축점(16)이 길이 섹션으로 형성된 수축영역(17)을 제공한다. 일방향으로 각각 연장되는 두 개의 평행 수축영역(17, 18)을 단지 예로서 제공한다. 이러한 수축영역이 예를 들면 스크린 표면을 가로 질러 서로 직각으로 연장되는 방향으로 교호로 제공되어 수축영역 패턴을 형성한다. 이들 수축영역이 상기 스크린 상에 제조된 티슈페이퍼에 전술한 기준 중량이 낮은 영역을 형성함으로써 이 종이를 바람직하고, 유연성이 높고, 부하를 받는 평면 비균질 네트워크형 구조를 제공한다. 이러한 각종 디자인의 구조는 도 2a 내지 도 5에 예시되어 있다. 도 2a는 도 1a에 따른 스크린 구조를 사용하여 제조된 제품을 나타낸다. 표면영역의 어둡게 표시된 부분이 전술한 네트워크형 구조를 형성한다. 이것이 연속적인 기준 중량이 높은 영역을 제공한다. 도 3a, 4 및 도 5에 따른 제품에도 동일하게 적용된다. 도 2a, 3a, 4 및 도 5에 따른 제품에 있어서, 기준 중량이 높은 표면영역의 어둡게 표시된 부분이 기준 중량이 낮은 영역으로 또한 될 수 있고, 또한 기준 중량이 낮은 표면영역의 밝게 표시된 부분이 기준 중량이 높은 영역으로 대응하게 될 수 있다(도 2b, 3b의 예 참조). 다음에, 표면영역의 밝게 표시된 부분이 전술한 네트워크형 구조를 형성한다.

스크린 구조의 다른 변형예를 도 6 내지 도 8에 개략적으로 예시한다. 도 7 또는 도 8에 따른 스크린 구조를 사용하여 제조된 제품에 있어서, 표면영역의 기준 중량이 낮은 부분이 전술한 네트워크형 구조를 형성한다.

도 13에 예시된 종래의 티슈페이퍼와 같이, 인장력의 적용 시 티슈페이퍼의 길이가 실질적으로 변화될 수 없는 반면, 도 13b에 따른 티슈페이퍼의 경우에는 이러한 변화가 생길 수 있다.

Claims (14)

1. 제지기(製紙機)의 습윤 영역용 다층 스크린에 있어서,

   상기 스크린은 실, 바람직하게는 적어도 두 개의 층(layer)(10, 11)을 상기 층(10, 11)과 짜여진 추가의 실(14)에 의하여 서로 결합시킨 제직사(woven fiber)로 제조되고,

   상기 층(10, 11)을 형성하는 실(12a, 12b, 12c; 13a, 13b, 13c)과 함께, 상기 추가의 실(14)이 상기 스크린의 길이 및 폭을 가로 질러 분포된 수축점(constricted point)(16)을 형성하고, 상기 수축점에 인접한 영역보다 상기 수축점을 통하여 물이 훨씬 적게 배수될 수 있는

   다층 스크린.
2. 제1항에 있어서, 상기 추가의 실(14)이 기계방향(A)으로 연장되어 수축점(16)을 형성하며 상기 스크린(10) 표면 상의 소정 위치 또는 여기에 위치된 층에 나타나고, 상기 실이 상기 스크린의 표면에 걸쳐 패턴으로 나타나는 수축영역(17, 18)을 함께 그룹을 이루거나 상이한 방향으로 나란히 배열된 수축점으로서 형성하는 다층 스크린.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수축점(16)이 나란히 배열되어 기계방향(A)과 비스듬하게 길이 섹션(17, 18)을 형성하는 다층 스크린.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수축점(16)이 나란히 배열되어 기계방향(A)과 부분적으로 직각으로 및 부분적으로 기계방향으로 길이 섹션(17, 18)을 형성하는 다층 스크린.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 길이 섹션(17, 18)이 반대방향으로 교호로 정렬되는 다층 스크린.
6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 길이 섹션(17, 18)이 동일하게 정렬된 얼라인먼트 내에 평행으로 그룹을 이루어 배치되는 다층 스크린.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수축점(16)이 나란히 배열되어 지그재그 또는 웨이브식 열(progression)로 배열되는 다층 스크린.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수축점(16)이 폐쇄된 열을 형성하도록 배치되는 다층 스크린.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수축점(16)이 부분적으로 개방된 열을 형성하도록 배치되는 다층 스크린.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수축점이 연속 열을 형성하도록 배치되는 다층 스크린.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수축점이 불연속 열을 형성하도록 배치되는 다층 스크린.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수축점이 연속 열 및 불연속 열을 형성하도록 배치되는 다층 스크린.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 다층 스크린을 사용하여 제지기 상에서 제조된 제품.
14. 제13항에 있어서, 상기 제품이 티슈인 제품.