KR20010024774A - 축소화 종이 웨브 제조 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축소된 종이 웨브를 제조하는 방법 및 장치를 개시한다. 유체 투과성 제지 직물(20)상에 개시된 습윤 웨브(60)는 두 개의 평행하고 상호 대향된 제 1 및 제 2 가아변(11, 12) 사이에서 가압되며, 상기 제 1 가압면(11)은 웨브(60)와 접촉하며, 상기 제 2 가압면(12)은 직물과 접촉한다. 연속 공정에 있어서, 가압면, 웨브 및 직물(20)은 기계가공 방향으로 이동한다. 압력을 받아, 웨브의 적어도 일부의 선택된 부분이 조밀화되고 권축 접착제(91)로 처리될 수 있는 제 1 가압면(11)에 접착된다. 제 1 표면(11)은 두 개의 표면 사이에 온도차를 형성하도록 가열된다. 온도차는 웨브(60)내에 함유된 물이 웨브로부터 직물(20)로 이동하여 웨브를 건조시키게 함다. 웨브가 압력을 받지 않게 된 후, 웨브는 권축함으로써 또는 웨브를 저속으로 이송 직물로 이송함으로써 축소된다. 웨브가 부착된 권축면과 나란한 권축 닥터 블레이드(73)에서 권축이 수행된다. 권축 접착제는 사전결정된 패턴에 따라 권축면상에 배치될 수도 있다. 선택적으로 웨브는 축소된 후 칼렌더처리될 수도 있다.

Description

축소된 종이 웨브 제조 장치 및 방법{PROCESS AND APPARATUS FOR MAKING FORESHORTENED CELLULOSIC STRUCTURE}

종이 제품이 다양한 목적으로 사용된다. 종이 타월, 고급 화장지, 두루마리 화장지 등은 현대 산업 사회에서 일반적으로 사용된다. 이러한 종이 제품에 대한 수요의 급증에 의해 다양한 제품의 개선 필요성이 창출되었다. 종이 타월, 고급 화장지, 두루마리 화장지 등과 같은 종이 제품은 그들 고유 목적을 수행할 수 있고 광범위하게 사용될 수 있어서 이들은 어떤 물리적 특성을 가져야 한다. 이들 특성중 더 중요한 것으로는 흡수성, 연성 및 강성이다.

흡수성은 종이가 액체 특히 물 및 수성 용액과 현탁액을 흡입하여 보유하도록 하는 종이의 특성이다. 소정의 종이가 보유할 수 있는 액체 절대보유량 뿐만 아니라 액체를 흡수하는 속도가 중요하다. 연성은 사용자가 종이를 그 사용 목적으로 사용했을 때 느껴지는 부드러운 촉감이다. 강성은 사용중 그 물리적 안정성을 보유하는 종이 웨브의 능력이다.

웨브의 강성과 밀도간에는 밀접한 관계가 있다. 따라서, 이것은 고밀도의 종이 웨브를 제조하는데 영향을 미친다. 이러한 방법중 하나는 모두 레티넨(Lehtinen)에게 1978년 9월 12일자로 특허된 미국 특허 제 4,112,586 호와, 1985년 3월 26일자로 특허된 미국 특허 제 4,506,456 호 및 미국 특허 제 4,506,457 호와, 1990년 2월 13일자로 특허된 미국 특허 제 4,899,461 호와, 1990년 6월 12일자로 특허된 미국 특허 제 4,932,139 호와, 1997년 1월 21일자로 특허된 미국 특허 제 5,594,997 호와, 로우타코피(Rautakorpi) 등에게 1990년 9월 25일자로 특허된 미국 특허 제 4,958,444 호에 개시되어 있다. 전술한 특허는 모두 핀란드 소재의 발메트 코포레이션(Valmet Corporation)에 양도되었고 본 명세서에 참고로 인용되었다.

기본적으로, 전술한 특허에 개시된 기술은 전형적으로, 밴드 사이에서 압축되고 이들 사이에 평행하게 부착되어 있는 웨브를 건조시키기 위해서 한쌍의 가동형 무한 밴드를 사용한다. 밴드들은 다른 온도를 가진다. 열 구배에 의해서 웨브와 접촉하는 비교적 고온의 밴드로부터 직물과 접촉된 비교적 저온의 밴드를 향해 물을 이동시켜 응축시킨다. 이것은 종이가 고밀도의 단단하고 강성이 되게 하지만, 이 방법은 강성이면서 동시에 고급 화장지, 종이 타월, 냅킨, 두루마리 화장지 등과 같은 일회용 제품에 적절한 연성 종이를 제조하기게 적합하지 못하다.

종이 밀도의 증가는 일반적으로 전술한 일회용 제품에 있어서 중요한 특성인 종이의 흡수성 및 연성을 감소시킨다고 알려져 있다. 종이의 축소화는 종이의 캘리퍼, 흡수성 및 연성의 증가를 가져올 수도 있다. 본 명세서에 있어서, 축소화는 건조 종이 웨브 길이의 감소로 인해서 웨브에 대한 에너지 공급의 감소를 칭한다. 일반적으로, 웨브를 축소형화하는 동안, 웨브내에서 섬유의 재배열이 일어나며, 적어도 부분적으로 섬유 대 섬유의 결합의 파괴가 수반된다. 축소화는 여러가지 방법중 하나로 달성될 수 있다. 가장 일반적인 방법은 권축 방법으로, 건조된 웨브가 평활면, 보통 양키 드라이어 드럼의 표면에 부착되며, 닥터 블레이드를 갖는 표면으로부터 분리된다. 이러한 권축 방법은 사우다이(Sawdai)에게 1992년 4월 24일자로 특허된 미국 특허 제 4,919,756 호에 개시되어 있으며, 이 특허의 개시내용은 본 명세서에 참고로 인용되어 있다. 변형된 축소화는 그 개시내용이 본 명세서에 참고로 인용되고, 웰스(Wells) 등에게 1984년 4월 3일자로 특허된 미국 특허 제 4,440,597 호에 개시된 바와 같이, 습윤 미소 수축을 거쳐 달성될 수도 있다.

모든 공정에 있어서 제 1 목적은 균일한 밀도의 강성 종이(예컨대, 종이 보드)를 형성하는 것이며, 축소화에 의해서 이것을 달성할 수 있다. 균일한 밀도의 종이를 제조하기 위한 방법과는 대조적으로, 본 출원인에 의해서 제조되는 셀룰로오스 구조체는 대부분 밀도가 다른 다수의 소영역을 가진다. 밀도가 다른 다수의 소영역을 갖는 셀룰로오스 구조체는 첫째, 제지 직물과 관련된 습윤 웨브에 진공압을 가함으로써 제지 섬유의 일부분을 편향시켜서 저밀도 소영역을 형성하고, 둘째, 비교적 짧은 시간 동안 반복해서 양키 드라이어 드럼의 표면과 같은 단단한 표면에 대해서 비편향 제지 섬유로 구성된 웨브 부분을 가압하여 고밀도의 소영역을 형성한다. 합성 셀룰로오스 구조체의 고밀도 소영역은 강성을 가지며 저밀도 소영역은 연성, 부피성 및 흡수성에 기여한다.

밀도가 다른 소영역을 갖는 셀룰로오스 구조체는 1985년 4월 30일에 존선(Johnson) 등에게 특허된 미국 특허 제 4,514,345 호와, 1985년 7월 9일자로 트록한(Trokhan)에게 특허된 미국 특허 제 4,528,239 호와, 1985년 7월 16일자로 트록한에게 특허된 미국 특허 제 4,529,480 호와, 1987년 1월 20일자로 트록한에게 특허된 미국 특허 제 4,637,859 호와, 1994년 8월 2일자로 트록한 등에게 특허된 미국 특허 제 5,334,289 호에 개시된, 보강 구조체 및 수지재 작업프레임을 갖는 관통 공기 건조 제지 벨트를 사용하여 제조될 수도 있다. 이들 특허는 본 명세서에 참고로 인용되어 있다.

연성이고 동시에 강성인 밀도가 다른 소영역을 갖는 종이 웨브가 첫째, 두개의 가압면간에 적어도 소정의 부분을 고밀화(가압과정중 웨브가 부착되는 가압면중 하나로부터 웨브를 권축함)함으로써 성공적으로 제조될 수도 있다. 트록한 등의 이름으로 1997년 6월 6일자로 출원된 발명의 명칭이 "밀도가 다른 여러 셀룰로오스 구조체 및 그 제조 방법"인 특허 출원서와, 트록한의 이름으로 1997년 8월 15일자로 출원된 발명의 명칭이 "섬유상 구조체 및 그 제조 방법"인 특허 출원서가 본 명세서에 참고로 인용되어 있다. 종이 웨브 축소화는 이들 방법에서 바람직하게 달성될 수도 있으며 권축면으로서의 양키 드라이어 드럼에 대한 필요성이 완전히 제거될 수 있다는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 양키 드라이어의 필요없이 축소화된 강성의 동시에 연성의 종이 웨브를 제조하는 개량된 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

발명의 요약

습윤 웨브가 웨브 측부(웨브에 접촉)와 이에 대향하는 배면을 갖는 유체 투과성 제지 직물상에 배치되어 있다. 웨브 및 직물은 두 개의 평행하고 상호 대향하는 제 1 및 제 2 가압면 사이에서 가압된다. 제 1 가압면은 웨브와 접촉하며, 상기 제 2 가압면은 제지 직물의 배면과 접촉한다. 가압면은 평면이거나 또는 곡면일 수도 있다. 경우에 따라서, 부가의 직물이 제지 직물과 제 2 가압면 사이에 제공될 수도 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 각각의 가압면은 바람직하게는 무한 밴드를 포함하며, 제지 직물은 무한 벨트를 구성한다. 웨브 및 벨트는 상기 제 1 및 제 2 밴드 사이에 개재되어 밴드에 의해서 형성된 가압 닙내에서 이에 의해 가압된다. 웨브가 눌리는 압력은 밴드와 나란하고 서로를 향해 밴드를 가압하는 장치(이에 제한되지 않음)를 포함할 수도 있는 가압 수단에 의해서 제어된다. 또한 압력은 밴드의 종방향 장력과, 그들 사이에 가압 닙을 구성하는 밴드의 부분 사이의 간극에 의해서 제어될 수도 있다.

웨브 및 직물은 기계가공 방향으로 이동된다. 제 1 가압면은 평활하거나 또는 패턴화될 수도 있다. 마찬가지로, 벨트의 웨브 측부는 패턴화될 수도 있다. 패턴화된 웨브 측부를 갖는 벨트에 있어서, 벨트는 보강 구조체에 결합된 수지상 작업프레임을 갖는 것이 바람직하다.

제 1 가압면은 가열되어 제 1 및 제 2 가압면 사이에 온도차를 형성한다. 제 2 가압면은 제 1 가압면의 온도에 비해 저온으로 가열될 수도 있다. 변형예로서, 제 2 가압면은 주변 온도로 유지될 수도 있으며 또한 냉각될 수도 있다. 온도차는 웨브내에 함유된 물이 비교적 고온 영역으로부터 비교적 저온 영역(적어도 부분적인 증발에 의한 응축으로 인함)으로 예컨대, 웨브로부터 직물로 이동하게 함으로써 웨브를 탈수화시킨다.

제 1 및 제 2 가압면에 의해서 야기되는 압력을 받아 제 1 가압면이 웨브를 벨트로 눌러찍으며, 웨브의 적어도 선택된 부분은 조밀화되고 권축 접착제로 처리될 수 있는 제 1 가압면에 부착된다. 권축 접착제는 제 1 가압면에 균일하게 또는 소정의 패턴에 따라 도포될 수도 있다. 접착제 도포기는 인쇄 롤, 분무 노즐, 사출성형 장치 및 당해 기술분야에 공지된 다른 장치를 포함할 수도 있다.

웨브가 압력으로부터 해제된 후, 웨브는 축소 수단에 의해서 축소된다. 축소는 권축에 의해서, 그리고 웨브를 제 1 가압면으로부터 이송 직물로 더 느리게 이송함으로써 또는 그들의 조합에 의해서 달성될 수 있다.

권축은 바람직하게는 웨브가 접착된 권축면과 나란한 권축 닥터 블레이드로 수행된다. 권축면은 제 1 가압면을 포함할 수도 있다. 변형예로서, 권축면은 제 1 가압면으로부터 독립적인 표면을 포함한다. 권축에 평활한 권축면과 패턴화된 권축면이 모두 사용될 수도 있으며, 바람직하게는 권축면은 기계가공 방향으로 평활하여 권축 블레이드에 대해 권축면의 운동이 기계방향으로 방해되지 않아야 한다.

제 1 가압면으로부터 저속으로 이동하는 이송 직물까지 이동시킴으로써 권축에 평활하거나 패턴화된 유형의 제 1 가압면이 사용될 수도 있다. 저속으로 이동하는 이송 직물은 제 1 가압면의 속도의 약 75% 내지 약 95% 범위의 속도가 바람직하다. 바람직한 이송 직물은 무한 벨트를 구성하며, 바람직하게는 이송 직물의 웨브 접촉면과, 그 위에서 이송되는 웨브 사이에 필요한 마찰을 제공하는 텍스처 가공된 웨브 접촉면을 가진다. 바람직하게, 웨브가 이송 직물에 대해 이송되기 바로 전에 적어도 약 30%의 존재비를 가진다. 선택적으로 웨브는 축소된 후 칼렌더 가공될 수도 있다.

본 발명에 따른 방법 및 장치가 밀도가 다른 영역을 갖는 웨브를 제조하는 것에 관해 주로 설명되었지만, 이들 방법 및 장치는 모두 거의 동일한 밀도 분포를 갖는 종이 웨브를 제조하는데 마찬가지로 적용가능하다.

본 발명은 질기고 연하며 흡수성인 셀룰로오스 웨브의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 축소형 종이 웨브의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 권축 닥터 블레이드로 권축함으로써 축소되는 웨브를 도시하는, 본 발명에 따른 연속 방법 및 장치의 일 실시예의 개략적인 측면도이며,

도 1a는 도 1에서 화살표 1A를 따라 취한 장치의 개략적인 단면도로서, 접착제를 권축면에 분무하는 복수개의 노즐을 갖는 접착제 도포기를 도시하며,

도 2는 제지 직물로부터 이송 직물까지 웨브를 이송시킴으로써 축소된 웨브를 도시하는, 본 발명에 따른 연속 방법 및 장치의 개략적인 측면도이며,

도 3은 제 1 가압면으로부터 제 2 가압면까지 웨브를 이송함으로써 축소된 웨브를 도시하는, 본 발명에 따른 연속 방법 및 장치의 다른 실시예의 개략적인 측면도이며,

도 4는 진공 픽업 슈를 사용하여, 제지 직물로부터 이송직물까지 웨브를 이송시킴으로써 축소된 웨브를 도시하는, 본 발명에 따른 연속 방법 및 장치의 개략적인 측면도이며,

도 5는 제 1 가압면으로부터 이송 직물까지 웨브를 이송하고 보조 가압면을 사용하여 웨브를 가압하여 웨브를 볼록 권축면으로부터 권축함으로써 축소된 웨브를 도시하는, 본 발명에 따른 연속 방법 및 장치의 개략적인 측면도이며,

도 6는 제 1 가압면으로부터 이송 직물까지 웨브를 이송하고 보조 가압면을 사용하여 웨브를 가압하여 웨브를 오목 권축면으로부터 권축함으로써 축소된 웨브를 도시하는, 본 발명에 따른 연속 방법 및 장치의 개략적인 측면도이며.

도 7은 제 1 가압면으로부터 이송 직물끼지 웨브를 이송하여 평탄 권축면으로부터 웨브를 권축하는 측면도이며,

도 7a는 권축면과 접촉하는 프린팅 롤을 포함하는 접착제 도포기를 도시하는, 도 7에서 화살표 7A를 따라 취한 장치의 개략적인 단면도이며,

도 8은 제지 벨트가 제 1 및 제 2 가압면 사이에서 가압되고 제 1 가압면이 3차원으로 연장된 패턴을 갖는, 웨브의 개략적인 단면도이며,

도 9는 도 8에서 9-9선을 따라 취한, 도 8에 도시된 제 1 가압면의 개략적인 평면도이며,

도 9a는 기계가공 방향으로 연장되는 종방향 스트립을 포함하는 제 1 가압면의 다른 실시예의 평면도이며,

도 10은 보강 구조체에 결합되고 이산형 편향 도관을 갖는 본질적으로 연속적인 작업프레임을 포함하는, 본 발명에 이용도리 수도 있는 제지 벨트(웨브와 연관되게 도시됨)의 일 실시예의 개략적인 단면도이며,

도 11은 도 10의 11-11선을 따라 취하고 도 10에 도시된 제지 벨트의 개략적인 평면도를 도시한다.

본 발명에 따른 공정은 후술하는 바와 같이 일반적으로 시간에 따른 시퀀스로 일어나는 많은 단계 또는 작동을 포함한다. 그러나, 후술하는 단계들은 본 발명의 공정을 이해시킬 의도일 뿐 단지 어떤 수의 단계 또는 어떤 배열의 단계에만 공정을 국한하려는 것은 아니다. 적어도 일부의 이하 단계를 조합하여 이들이 차례로 수행되게 하는 것이 가능하며 어떤 경우에는 바람직하기조차 한다. 마찬가지로, 본 발명의 범위를 벗어남없이 둘 또는 그 이상의 단계의 적어도 일부를 분리하는 것이 가능하다.

우선, 도 1 내지 도 7에는 도시된 바와 같이, 장치(10)가 제공된다. 본 발명에 따른 장치(10)는 제 1 가압면(11)과 이와 반대측에 있고 평행한 제 2 가압면을 포함한다. 제 1 및 제 2 가압면(11, 12)은 웨브(60)를 지지하는 제지 직물(20)과 관련하여 습윤 셀룰로오스 섬유의 웨브(60) 사이에 수용될 수 있다. 장치(10)는 또한 웨브(60)와 제지 직물(20)을 가압면(11, 12) 사이에서 가압함으로써 서로를 향해 가압면(11, 12)을 이동시켜 제 1 가압면(11)이 웨브(60)와 접촉하고 제 2 가압면(12)이 직물(20)과 접촉하도록 하는 가압 수단(30)을 더 포함한다.

제 1 가압면(11)과 제 2 가압면(12)간에 온도차를 형성하는 수단(40)이 제공된다. 온도차 형성 수단(40)이 제 1 가압면(11)을 가열하기 위한 가열 장치(41)로서, 그리고 제 2 가압면(12)을 냉각하기 위한 선택적인 냉각 장치(42)로서 몇개의 도면에 개략적으로 도시되어 있다. 온도차 형성 수단은 또한 제 1 가압면(11)의 증기 가열수단 및/또는 제 2 가압면(12)의 수냉각 수단을 포함할 수도 있다. 제 1 및 제 2 가압면(11, 12)간의 온도차를 형성하기 위한 다른 종래의 수단이 본 발명에 따른 장치(10)에 이용될 수도 있다. 물론, 제 2 가압면(12)은 적극적으로 냉각될 필요는 없다. 대기 온도를 갖도록 유지될 수도 있으며 또한 제 1 가압면(11)의 온도 이하의 온도로 가열되기 조차할 수도 있다. 중요한 요인은 제 1 가압면(11)으로부터 제 2 가압면(12)을 향하는 방향으로 웨브(60)내에 함유된 물을 구동시켜 적어도 부분적인 증발과 이에 따른 응축으로 인해서 충분한 온도차를 유지하는 것이다.

이송 수단(50)이 가압면(11, 12)과, 관련 웨브(60)를 갖는 직물(20)을 기계가공방향(MD)으로 이동시키기 위해서 제공된다. 당해 기술분야에 있어서 다양한 이송 수단이 본 발명에 따른 장치(10)에 사용될 수도 있다.

장치(10)는 또한 웨브(60)가 가압면(11, 12)간의 압력으로부터 해제된 후 웨브(60)를 축소화하기 위한 축소화 수단(70)을 더 포함한다.

본 명세서에 있어서, "제지 직물(papermaking fabric)"이란 고정 제지판 및 무한 제지 벨트를 갖는 일반적인 형태를 칭한다. 각각의 부분이 도 1 내지 도 7에 도시된 바람직한 연속 공정과 관련하여, 제지 직물(20)은 본 발명을 도시하는 몇개의 도면에서 화살표 방향으로 표시되는 기계가공 방향(MD)으로 이동하는 무한 벨트를 포함한다. 본 명세서에 있어서, "직물" 및 " 벨트"라는 용어는 동의어이며 상호변경가능하다.

다양한 제지 벨트가 본 발명의 직물(20)로서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 1985년 4월 30일자로 존선에게 특허된 미국 특허 제 4,514,345 호와, 1985년 7월 9일자로 트록한에게 특허된 미국 특허 제 4,528,239 호와, 1985년 7월 16일자로 트록한에게 특허된 미국 특허 제 4,529,480 호와, 1987년 1월 20일자로 트록한에게 특허된 미국 특허 제 4,637,859 호와, 1994년 8월 2일자로 트록한 등에게 특허된 미국 특허 제 5,334,289 호와, 1997년 5월 13일자로 에이어스(Ayers) 등에게 특허된 미국 특허 제 5,628,876 호에 개시되어 있으며, 이들 특허는 모두 본 출원인에게 양도되었고 본 명세서에 참고로 인용되었다.

또한, 본 출원인에게 양도되었고 본 명세서에 참고로 인용되고 트록한의 이름으로 1980년 12월16일자로 특허된 미국 특허 제 4,239,065 호는 본 발명에 이용될 수 있는 유형의 벨트(20)를 개시한다. 미국 특허 제 4,239,065 호에 개시된 벨트는 수지재 작업프레임을 갖지 않는다. 이 벨트의 웨브 측면은 벨트 전체에 소정의 패턴으로 분포된 섞어 짜인 필라멘트의 동평면 크로스오버에 의해서 규정된다.

본 발명의 공정에 있어서 벨트(20)로서 이용될 수 있는 또 다른 유형의 벨트는 1995년 4월 12일자로 출원된 유럽 출원 번호 제 0 677 612 A2 호에 개시되어 있다.

본 발명에 있어서, 보강 구조체(25)로 직조 요소를 가지며 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 벨트(20)가 바람직하다. 그러나, 벨트(20)는 트록한 등에게 1996년 9월 17일자로 특허된 미국 특허 제 5,556,509 호와, 트록한의 이름으로 출원되고 발명의 명칭이 "제지방법에 사용하는 기판에 경화성 수지를 도포하는 방법"인 1995년 2월 15일자 미국 특허 출원 제 08/391,372 호와, 트록한의 이름으로 출원되고 발명의 명칭이 "펠트충과 광감성 수지층을 포함하는 웨브 패턴화 장치"인 1995년 6월 5일자 미국 특허 출원 제 08/461,832 호에 개시된 바와 같이, 보강구조체로서 펠트를 이용하여 사용될 수 있다. 이들 특허 및 특허 출원은 본 출원인에게 양도되었으며 본 명세서에서 참고로 인용되어 있다.

도 1 내지 도 7에 개략적으로 도시된 바람직한 연속 공정에 있어서, 제 1 가압면(11)은 제 1 무한 밴드(31)의 표면이며, 제 2 가압면(12)은 제 2 무한 밴드(32)의 표면이다. 이송 수단(50)는 무한 밴드(31, 32)가 기계가공 방향(MD)으로 이동하는 회전 복귀 롤을 포함하는 것으로 개략적으로 도시되어 있다. 제 1 무한 밴드(31)는 복귀 롤(51, 52) 둘레를 이동하며, 제 2 무한 벨트(32)는 복귀 롤(55, 56) 둘레를 이동한다. 제 1 및 제 2 밴드(31, 32)는 모두 도 1 내지 도 7에 화살표 방향(V1)으로 개략적으로 도시하는 제 1 속도(V1)를 갖는다.

제 1 및 제 2 가압면(11, 12)의 다른 실시예가 본 발명의 장치에 사용될 수도 있다. 배경 기술 부분에 개시된 바와 같이, 이하의 미국 특허(본 명세서에 참고로 인용됨)는 가압면 또는 이와 등가 요소의 여러가지 배열체를 도시한다; 1978년 9월 12일자로 특허된 미국 특허 제 4,112,586 호와, 1985년 3월 26일자로 특허된 미국 특허 제 5,594,997 호와, 1986년 11월 18일자로 특허된 미국 특허 제 4,622,758 호와, 1990년 9월 25일자로 특허된 미국 특허 제 4,958,444 호. 예를 들어, 제 1 가압면(11)과 제 2 가압면(12)중 하나는 회전 실린더의 표면(도시안함)을 구성할 수도 있다.

도 1 내지 도 7에 있어서, 제 1 및 제 2 가압면(11, 12)은 X-Y 평면을 규정한다. 본 명세서에 있어서, X-Y 평면은 벨트(20)의 대부분의 평면에 평행한 기준 평면이다. X-Y 평면에 수직한 방향은 Z-방향이다. 벨트(20)의 두께와 웨브(60)의 캘리퍼는 Z-방향에서 측정된다. 웨브(60)와, 이와 관련된 벨트(20)는 Z-방향으로 밴드(31, 32)에 의해서 그리고 밴드 사이에서 가압된다. 당해 기술분야의 숙련자들은 가압면(11, 12)이 평면일 필요는 없으며 곡면(도시안함)을 이룰 수도 있다(여기서, Z-방향은 가압곡면의 임의의 점의 접선에 수직한 방향임)는 것을 알 수 있을 것이다.

제지방법에 있어서, 기계가공 방향(MD)은 제지 장치를 통한 웨브(60)의 유동 방향[따라서 벨트(20)의 유동 방향]과 같은 방향이며 이에 평행한 방향을 나타낸다. 횡단 기계가공방향(CD)은 기계가공방향(MD)에 수직하며 대부분의 웨브(60)와 벨트(20)의 평면에 평행하다. 당해 기술분야의 숙련자들은 가압면(11, 12)이 곡면이면, 기계가공 방향(MD)이 가압면(11, 12)의 곡면 형상을 따른다는 것을 알 수 있을 것이다.

제 1 및 제 2 가압면(11, 12)은 섬유상 웨브(60)를 그 상부에 갖는 벨트(20)를 수납하도록 설계된 가압 닙을 그들 사이에 형성한다. 본 명세서에 있어서, "섬유상 웨브"란 셀룰로오스 섬유, 합성 섬유 또는 그들의 조합물로 구성된 임의의 웨브를 들 수 있다. 섬유상 웨브(60)는 당해 기술분야에 공지된 임의의 제지 공정에 의해서 제조될 수도 있지만 종래의 방법 또는 관통 공기 건조 방법에 국한되지 않는다. 적절한 섬유는 초기 제지 섬유 뿐만 아니라 재생 또는 2차 제지 섬유를 포함할 수도 있다. 섬유는 하드우드 섬유, 소프트우드 섬유 및 부직포 섬유를 포함할 수도 있다. 본 발명에 따른 장치 및 공정을 사용하여 제조된 최종 종이 웨브는 3000 ft2당 약 6 내지 약 40 파운드의 기본 중량을 가지는 것이 바람직하다.

물론, 당해 기술분야의 숙련자들이 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 섬유상 웨브(60)의 제공 단계가 이러한 섬유상 웨브 형성 단계에 선행한다. 예컨대, 제지 섬유의 수성 현탁액을 준비하는 장치가 본 명세서에서 참고로 인용되고 1976년 11월 30일자로 모건(Morgan) 및 리치(Rich)에게 특허된 미국 특허 제 3,994,771 호에 개시되어 있다. 이러한 수성 현탁액의 특성 및 제지 섬유의 수성 현탁액의 준비 방법은 본 명세서에서 참고로 인용되고 1985년 7월 16일자로 트록한에게 특허된 미국 특허 제 4,529,480 호에 더 자세히 개시되어 있다.

섬유상 웨브(60)는 필수적일 필요는 없지만, 액체 잠복성 중합체를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직한 액체 잠복성 중합체는 리그닌, 반셀룰로오스, 추출물 및 그들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 또한 경우에 따라, 다른 종류의 액체 잠재성 중합체가 사용될 수도 있다. 유럽 특허 출원 번호 제 EP 0 616 074 호는 습윤 가압 공정 및 습윤 강도 수지를 제지 섬유에 부가함으로써 형성된 종이 시트를 개시한다.

변형예로서, 액재 잠복성 중합체는 제지 섬유와 개별적으로 공급될 수도 있고 웨브(60)가 형성되기 전에 웨브(60)(또는 섬유)에 첨가될 수도 있다. 웨브(60) 또는 섬유에 액체 잠복성 중합체를 독립적으로 배치하는 것은, 섬유가 다량의 액체 잠복성 중합체를 본질적으로 함유하지 않거나 또는 본질적으로 액체 잠복성 중합체를 전혀 함유하지 않는 경우(예컨대, 합성 섬유)에 요구될 수도 있다. 액체 잠재성 중합체는 거의 순수 화합물 형태로 웨브(60)(또는 섬유)내/상에 배치될 수도 있다. 또한, 액체-잠재성 중합체는 액체 잠재성 중합체를 함유한 셀룰로오스 섬유의 형태로 배치될 수도 있다. 액체 잠재성 중합체는 균일하게 또는 이산 스폿형태로 첨가될 수도 있다. 이러한 이산 스폿은 소정의 패턴을 포함할 수도 있으며 종이 웨브의 고밀도 소영역과 일치할 수도 그렇지 않을 수도 있다.

웨브(60)가 제 1 및 제 2 가압면(11, 12) 사이의 가압 닙으로 도입될 때, 웨브(60)는 약 5% 내지 약 60%의 섬유 존재비를 가지는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 가압면(11, 12)(도 2의 B 점에서 또는 그 근처에서) 웨브(60)의 섬유 존재비는 약 15% 내지 50%이다.

웨브(60)와 벨트(20)는 제 1 및 제 2 가압면(11, 12) 사이에 개재되어 제 가압면(11)이 웨브(60)와 접촉하고 제 2 가압면(12)이 벨트(20)의 배면과 접촉하도록 한다. 가압 수단(30)은 제 1 및 제 2 가압면(11, 12)을 서로를 향해 가압한다. 도 1 내지 도 3에 도시된 가압 수단(30)은 서로를 향해 밴드(31, 32)의 대응(Z-방향) 단면을 가압하는 부재를 포함하며, 이들 대응 단면은 그들 사이에 가압 닙을 형성한다. 본 명세서에 있어서, 그들 사이에 가압 닙을 형성하는 밴드의 대응 단면은 밴드(31, 32)의 "닙 형성 단면"으로서 규정된다. 도 1 내지 도 3에 개략적으로 도시된 가압 수단(30)은 롤(51, 52, 55, 56)로부터 독립적으로 작동될 수도 있다. 그러나, 웨브(60)의 소망 밀도에 따라, 소정 두께의 벨트(20)에 대해서 밴드(31, 32) 사이의 이들에 의한 웨브(60)와 벨트(20)의 가압이 밴드(31, 32) 사이에 정확히 선택된 간극 및 그들의 종방향(즉, 기계가공 방향) 장력에 의해서 달성될 수도 있다. 후자의 경우에, 가압 수단(30)은 밴드(31, 32) 사이의 간극과 밴드의 장력을 제어하는 장치를 포함한다.

도 1, 도 2 및 도 3은 가열 장치(41)와 냉각 장치(42)를 구성하도록 제 1 및 제 2 가압면(11, 12)간에 온도차를 형성하는 수단(40)을 개략적으로 도시한다. 가열 장치(41)는 웨브(60)와 접촉하기 전에 제 2 밴드(32)의 단면을 냉각한다. 따라서, 제 1 밴드(31)가 웨브(60)를 벨트(20)로 가압할 때, 제 1 밴드(31)는 또한 웨브(60)의 일측면을 가열하며, 동시에 제 2 밴드(32)는 웨브(60)의 타측면과 접촉하는 벨트(20)를 가열한다. 수증기의 적어도 부분적인 증발과 이에 따른 응축으로 인한 온도차에 의해서 비교적 고온측으로부터 저온측까지 웨브(20)내에 함유된 물이 이동한다. 가열 및 냉각 장치(41, 42)의 다른 실시예 뿐만 아니라 온도차를 형성하는 수단(40)의 다른 변형예가 당해 기술분야에 널리 알려져 있으며 또한 이용가능하다면 사용될 수도 있다. 예컨대, 제 1 밴드(31)의 닙 형성 단면은 웨브(60)와 접촉될 대 가열 될 수도 있으며(도 2b), 또한 웨브(60)와 접촉하기 전에 가열 될 수도 있다. 마찬가지로, 제 2 밴드(32)의 닙 형성 단면은 동시에 냉각될 수도 있다(도시안함).

상술한 바와 같이, 제 1 및 제 2 밴드(31, 32)간에 형성된 온도차는 웨브(60)내 함유된 물이 비교적 고온 영역으로부터 비교적 저온 영역으로 즉, 벨트(20)를 향해 이동하게 한다. 따라서, 벨트(20)는 웨브(60)로부터 벨트(20)로 구동된 물을 축적할 수 있는 충분한 크기의 용적을 가지는 것이 바람직하다. 경우에 따라서, 벨트(20)와 나란한 부가의 직물이 웨브(60)로부터 이동하는 물을 수납하는데 사용될 수도 있다.

도 8 및 도 9는 패턴화된 제 1 가압면(11)의 일 실시예가 도시되어 있다. 도 8 및 도 9에 있어서, 제 1 가압면(11)은 기본적으로 연속적으로 거시적으로 단일 평면인 망 패턴 영역(11a)과, 이 영역에 의해서 둘러싸여 있고 전체에 걸쳐 분산된 복수개의 개별적인 함몰부(11b)를 포함한다. 망 패턴 영역(11a)은 도 8에 가장 잘 도시된 바와 같이, 함몰부(11b)의 높이로부터 Z-방향으로 돌출된다. 연속적인 망 패턴 영역(11a)은 이하에서 충분히 상세히 설명하는 바와 같이 권축 블레이드에 의해서 권축될 수 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 웨브(60)의 선택부(61)는 제 1 가압면(11)의 망 패턴 영역(11a)에 일치하고(Z-방향으로), 웨브(60)의 부분(62)은 제 1 가압면(11)의 함몰부(11b)에 일치한다(Z-방향으로). 따라서, 제 1 가압면(11)이 웨브(60)를 벨트(20)를 향해 가압할 때, 제 1 가압면(11)의 망 패턴 영역(11a)은 선택부(61)에 주로 밀집화되어 있으며, 부분(62)을 비롯한 웨브(60)의 나머지 부분은 소밀화되어 있다(또는, 필요하다면 훨씬 덜 고밀한 정도로 고밀화됨). 제 1 가압면(11)은 망 패턴 영역(11a)을 특정 패턴으로 웨브(60)를 엠보싱처리한다. 최종 종이 제품에 있어서, 웨브(60)의 고밀부(61)는 평면도에서 제 1 가압면(11)의 패턴 망 영역(11a)과 거의 동일한 패턴을 갖는 연속 패턴 망 영역(61)을 형성한다. 연속된 고밀 패턴 망 영역(61)은 강성을 제공하며, 소밀부(62)가 연성 및 흡수성을 제공하는 체적을 제공한다.

요컨대, 웨브(60)의 부분(61, 62)은 다른 정도로 고밀화될 수도 있다. 부분(61)에 가압된 압력과 부분(62)에 가압된 압력의 차이는 패턴화된 제 1 가압면(11)의 함몰부(11b)에 의해서 규성된 표면과 연속 망(11a)의 표면 사이의 거리에 의해서 제어될 수도 있다.

또한 패턴화된 제 1 가압면(11)은 이산형 돌출부[함몰부(1b)에 비교됨]를 포함할 수도 있으며, 변형예로서 연속망(11a)에 부가될 수도 있다. 이들 실시예는 도시되어 있지는 않지만 당해 기술분야의 숙련자들에게 쉽게 가시화될 수도 있다. 도 8 및 도 9에 있어서, 예컨대 참조 번호(11a, 11b)를 교환함으로써 함몰부와, 연속망으로부터 Z-방향으로 연장되는 복수개의 이산형 돌출부를 갖는 연속망을 쉽게 가시화할 수 있다. 도 9a는 제 1 가압면(11)의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 9a에 있어서, 제 1 가압면(11)은 기본적으로 연속적인 기계방향 종방향 스트립(12a)을 포함하며, 이것은 기계가공방향에서 길이방향인 함몰부(12b)에 의해서 격리된다.

도 10 및 도 11은 기본적으로 패턴화되지 않은 제 1 및 제 2 가압면(11, 12)을 도시한다. 도 10 및 도 11에 있어서, 벨트(20)는 보강 구조체(25)에 결합된 작업프레임(21)을 포함한다. 작업프레임(21)은 웨브 측 표면(21a)와 배측 표면(21b)를 가진다. 작업프레임(21)의 배측 표면(21a)은 벨트(20)의 웨브측부(21a)를 규정하며, 배측 표면(21b)은 벨트(20)의 배측부(20b)를 규정한다. 복수개의 편향 도관(22)은 웨브측 표면(21a)과 작업프레임(21)의 배측 표면(21b) 사이에 연장된다. 보강 구조체(25)는 웨브측 표면(21a)과 작업프레임(21)의 배측 표면(21 b) 사이에 배치된다. 이벨트는 본 명세서에 참고로 인용된 상술한 미국 특허에 개시되어 있다. 요컨대, 벨트(20)의 배측(20b)은 트록한에게 1994년 1월 4일자로 특허된 미국 특허 제 5,275,700 호와, 트록한 등에게 1994년 8월 2일자로 특허된 미국 특허 제 5,334,289 호와, 스머코스키 등에게 1994년 11월 15일자로 특허된 미국 특허 제 5,364,504 호. 도 10 및 도 11에 있어서, 웨브(60)의 선택부(61)는 웨브측 표면(21a)에 대응하여(Z-방향으로), 제 1 가압면(11)을 향하여 가압됨으로써 고밀화되며, 편향 도관(22)에 Z-방향으로 대응하는 웨브(60)의 부분(62)이 고밀화되지 않는다(또는, 경우에 따라 충분히 덜 고밀화됨).

도 10 및 도 11에 있어서, 작업프레임(21)은 기본적으로 연속적인 패턴을 포함하며, 복수개의 편향 도관(22)은 웨브측면(21a)로부터 작업프레임(21)의 배면(21b)까지 연장되는 복수개의 이산형 오리피스, 구멍을 포함한다. 이산형 도관(22)은 작업프레임(21)에 사전결정된 패턴으로 배열되는 것이 바람직하며, 도관(22)의 배열 패턴은 예컨대 연속적인 직사각형 패턴과 같이 규칙적이고 반복적인 것이 더 바람직하다. 연속성 작업프레임(21)과 이산형 편향 도관(30)을 갖는 제지 벨트(20)는 트록한에게 1985년 7월 9일자로 특허된 미국 특허 제 4,528,239 호와, 트록한에게 1985년 7월 16일자로 특허된 미국 특허 제 4,529,480 호와, 트록한에게 1987년 1월 20일자로 특허된 미국 특허 제 4,637,859 호와, 트록한 등에게 1992년 3월 24일자로 특허된 미국 특허 제 5,098,522 호와, 트록한에게 1994년 1월 4일자로 특허된 미국 특허 제 5,275,700 호와, 트록한에게 1994년 8월 2일자로 특허된 미국 특허 제 5,334,289 호와, 스머코스키(Smurkoski) 등에게 1985년 11월 15일자로 특허된 미국 특허 제 5,364,504 호에 개시되어 있으며, 이들 특허는 모두 본 출원인에게 양도되었으며, 본 명세서에서 참고로 인용되었다.

또한 벨트(20)는 거의 연속적인 편향 도관으로 된 영역에 의해서 서로 격리되어 있고 보강 구조체(25)로부터 연장되는 복수개의 이산형 돌출부로 구성된 작업프레임(21)을 가질 수도 있다. 이 실시예는 도면에는 도시되어 있지 않지만 당해 기술분야의 숙련자들에 의해서 쉽게 가시화될 수 있다. 개별 돌출부는 웨브측 표면(21a)으로부터 작업프레임(21)의 배면(21a)까지 연장되고 그 내부에 배치된 이산형 편향 도관을 갖거나 그렇지 않을 수도 있다. 이산형 돌출부로 된 작업프레임(21)을 갖는 제지 벨트(20)는 트록한 등에게 1993년 9월 14일자로 특허된 미국 특허 제 4,245,025 호와, 트록한 등에게 1996년 6얼 18일자로 특허된 미국 특허 제 5,527,428 호에 개시되어 있으며, 이들 특허는 본 출원인에게 양도되었으며, 본 명세서에서 참고로 인용된다. 또한, 직물의 평면위로 돌출된 이산형 돌출부를 갖는 제지 벨트(20)는 웬트(Wendt) 등에게 1995년 4월 12일자로 출원된 유럽 특허 출원 번호 95105513.6 호, 공개 공보 번호 제 0 677 612 A2에 따라 제조될 수도 있다.

본 명세서에 있어서, "본질적으로 연속적인"이란 이들 가로막힘부가 벨트(20)의 성능에 악영향을 끼치지 않는 한 바람직하지는 않지만 기하학적인 완전 연속성에 가로막힘부가 허용될 수도 있다는 것을 나타낸다. 또한 실시예(도시안함)는 작업프레임(21)의 완전 연속성의 가로막힘이나 또는 연속성 도관의 완전 연속성의 가로막힘이 벨트(20)의 전체 디자인의 일부로서 의도되는 것이 실시예(도시안함)에서 가능하다는 것을 주목하여야 한다.

특정 실시예에 상관없이, 벨트(20)는 적어도 일 방향으로, 특히 웨브측 표면(20a)으로부터 배면측(20b)까지의 방향으로 액체 투과성이 바람직하다. 본 명세서에 있어서, "액체 투과성"이란 섬유상 슬러리의 액체 운반체, 또는 공기나 증기와 같은 기체가 큰 무리없이 벨트(20)를 통해 전달될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 웨브(60)와 이에 연관된 벨트(20)가 제 1 및 제 2 가압면(11, 12)간에서 가압되며, 웨브(60)는 축소화 수단(70)에 의해서 축소화된다. 도 1 내지 도 7은 본 발명에 따라 웨브(60)를 축소화하는 7개의 실시예를 도시하며, 실시예들은 제한적이거나 또는 배타적인 것을 의도하지는 않는다. 특정 실시예에 따르면, 웨브(60)는 축소화 단계의 초기와 거의 동시(도 2 및 도 4)에 또는 전(도 1, 도 3, 도 5, 도 6 및 도 7)에 벨트(20)로부터 격리된다.

도 1은 제 1 가압면(11)과 나란한 권축 닥터 블레이드(73)로 구성된 축소화 수단(70)을 갖는 장치(10)를 도시한다. 권축은 소우다이(Sawdai)에게 1992년 4월 24일자로 특허된 미국 특허 제 4,919,756 호에 따라 수행될 수도 있다. 그 개시내용은 본 명세서에 참고로 인용되었다. 종래의 권축 블레이드(73)는 블레이드와 권축면간에 충돌 각도를 형성하도록 권축면에 대해 위치설정되며, 충돌 각도는 약 70°내지 90°이다. 클린닝 블레이드(당해 기술분야에 공지되어 있으므로 도면에 도시되지 않음)는 권축면으로부터의 오염물질의 성장 및 여분의 피막을 제거하는데 사용될 수도 있다. 웨브(60)는 가압 단계중에 제 1 가압면(11)에 대해 고정되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 권축 접착제는 권축면에 직접 도포될 수도 있다. 당해 기술분야에 공지된 폴리비닐 알콜, 알루미늄계 프로테인 아교, 및 그들의 혼합물로 된 권축 접착제가 사용될 수도 있다. 본 명세서에 참고로 인용된 1975년 12월16일자로 베츠(Bates)에게 허여된 미국 특허 제 3,926,716 호에 폴리비닐 알콜 권축 접착제가 개시되어 있다. 1985년 2월 26일자로 소렌스(Soerens)에게 특허된 미국 특허 제 4,501,640 호와, 1993년 2월 16일자로 퍼맨 2세(Furman, Jr.)에게 허여된 미국 특허 제 5,187,219 호와, 1996년 2월 27일자로 에드워즈(Edwards) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,494,554 호는 다양한 유형의 권축 접착제를 개시한다. 선택적으로, 다양한 가소제가 권축 접착제와 관련하여 이용될 수도 있다. 예를들어, CREPETROLR 6390으로서 시장에서 판매되는 가소제는 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 헤르큘레스 인코포레이티드(Hercules Incorporated)로부터 이용가하다.

권축 접착제는 제 1 가압면(11)에 균일하게 도포될 수도 있다. 변형예로서, 권축 접착제가 이산형 스폿, 연속성 영역 또는 그들의 조합물에 배치될 수도 있다. 권축 접착제가 불균일하게 배치된 경우에, 패턴은 불규칙하게 될 수도 있지만 또한 균일하게 반복적일 수도 있다. 균일한 배턴이 바람직하다. 이산형 스폿 또는 영역은 사전선택된 패턴을 포함할 수도 있다. 사전선택된 패턴은 웨브(60)의 부분(61)과 짜맞춤될 수도 있으며, 부분(61)은 부분(62)을 비롯한 웨브(60)의 나머지에 대해 고밀화된다. 당해 기술분야에 공지된, 인쇄 롤(92)(도 1, 도 6, 도 7 및 도 7a)과 같은 장치, 분무 노즐(91)(도 1a 및 도 5) 및 사출성형 장치(도시안함)는 본 발명에 있어서 접착제 도포기(90)로서 이용될 수도 있다.

도 1a는 복수개의 분무 노즐(91)로 구성된 접착제 도포기(90)를 개략적으로 도시한다. 노즐(91)은 복수개의 독립된 거의 기계가공방향의 스트립(91a)의 형태로 권축 접착제가 연속적으로 배치되도록 횡단 기계가공 방향으로 배열될 수도 있다. 물론, 스트립(91a)은 도 1a에 도시된 직선일 필요는 없다. 당해 기술분야의 숙련자들은 복수개의 노즐의 왕복 횡단방향 운동이 스트립(91a)(도시안함)의 사인파형 패턴을 제공할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 사인파형 스트립은 동위상일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있으며 또한 서로 평행할 수도 그렇지 않을 수도 있다. 스트립이 상호 교차하는 패턴이 가능하다. 일부의 노즐이 횡단 기계가공방향으로 왕복적으로 이동하고 다른 노즐은 그렇게 운동하지 않는 배열체가 가능하다는 것을 알 수도 있다. 이러한 배열체는 거의 직선 스트립과 사인파형 스트립의 조합물을 제공할 것이다(도시안함). 마찬가지로, 스트립(91a)은 연속적일 필요는 없으며 접착제 스트립(91a)에서 가로막힘부가 있을 수 있으며 요구될 수도 있다.

도 7a는 접착제 도포기(90)의 다른 실시예를 도시한다. 도 7a에서, 인쇄 롤(92)은 권축면(75)과 접촉함으로써 접착제를 사전결정된 특정 패턴(92 a)에 따라 권축면(75)에 배치한다. 도 7a는 패턴화면을 갖는 인쇄 롤을 도시하지만, 평활면을 갖는 인쇄 롤은 에컨대 도 9 및 도 9a에 도시된 제 1 가압면(11)과 같은 제 1 가압면(11)에 도포하는데 이용될 수도 있다. 도 9 및 도 9a에 도시된 제 1 가압면(11)이 Z-방향으로 연장되는 요소를 포함하기 때문에, 평활면을 갖는 인쇄 롤은 이러한 연장 요소의 표면상(또는 주로 연장 요소의 표면)에 접착제를 배치할 것이다.

당해 기술분야에 공지된 접착제를 권축면에 도포하는 다른 방법이 또한 본 발명에 이용될 수도 있다. 예컨대, 스프라그 2세(Sprague, Jr.)에게 1975년 10월 7일자로 특허된 미국 특허 제 3,911,173 호와, 스프라그 2세에게 1977년 6월 28일자로 특허된 미국 특허 제 4,031,854 호와, 스프라그 2세에게 1978년 7월 4일자로 특허된 미국 특허 제 4,098,632 호는 나선형 접착제 배치 노즐을 개시한다. 이들 노즐은 원주방향으로 배열된 복수개의 공기 제트를 이용하여 공기 제트가 노즐로부터 방출되어 접착제로 결합된 적층면에 사출성형될 때 나선 패턴을 접착제 필라멘트에 도입한다.

하인델(Heindel) 등에게 1990년 8월 21일자로 특허된 미국 특허 제 4,949,668 호는 기재상에 고온 용융 접착제를 반 사이클로 패턴으로 배치하는 장치를 개시한다.

맥인트레(McIntyre)에게 1990년 1월 2일자로 특허된 미국 특허 제 4,891,249 호와 맥인트레에게 1991년 2월 26일자로 특허된 미국 특허 제 4,996,091 호는 액체 섬유 접착제 방울 및 섬유와 방울의 조합물을 형성하는 장치 및 방법이 개시되어 있다. 섬유, 방울 및 그들의 조합물이 접착성 필라멘트 둘레에 대칭적으로 압축 공기를 수집함으로써 형성된다. 이것은 적층면상에 불규칙하게 배치된 십자형 섬유 패턴이 형성되게 한다.

본 명세서에 참고로 인용된 기븐스(Givens)에게 1992년 9월 1일자로 특허된 미국 특허 제 5,143,776 호는 종방향으로 배향된 스트립으로 도포된 접착제를 개시한다. 스트라이프는 나선형 패턴이나 바람직하게는 멜트 블로운 패턴으로 배치된다.

권축면에 접착제를 패턴화 도포하는 것은 웨브(60)의 권축면에 대한 접착 정도를 제어할 수 있기 때문에 바람직할 수도 있다. 권축 블레이드로 권축하기 전에 권축면에 웨브가 접착되는 정도는 권축 후 종이의 연성, 부피성, 흡수성 및 신장성을 결정하는 중요한 요인중 하나라고 알려져 있다. 접착제를 권축면에 패턴화 도포하는 것은 권축면에 종이 웨브의 여러 가지 접착 조건을 형성하므로 다양한 영역을 갖는 종이 웨브를 형성한다.

본 발명에 따르면, 권축면은 다양한 형상 즉, 볼록 형상(도 1 및 도 6), 평면 형상(도 7) 및 오목 형상(도 5)을 가질 수도 있다. 도 5에 도시된 오복한 권축면(75)은 권축 블레이드(73)에 의해서 야기된 압력에 의해서 형성될 수도 있다. 변형예로서, 오목한 권축면은 권축 블레이드에 의해서 야기된 압력으로부터 독립적으로 형성될 수도 있다. 평면 권축면을 형성하기 위해서, 권축 블레이드가 권축면에 접촉하는 영역에서 권축면에 대한 지지부를 형성하는 것이 바람직할 것이다. 도 7a는 권축 블레이드(73)가 권축면(75)에 나란한 영역에서 롤(77)에 의해서 지지된 궈축면(75)을 도시한다.

권축 블레이드(73)는 톱니형 패턴을 구성할 수도 있다. 마리낵(Marinack) 등에게 1997년 8월 12일자로 특허된 미국 특허 제 5,656,134 호와, 마리낵 등에게 1997년 11월 17일자로 특허된 미국 특허 제 5,685,954 호와, 마리낵 등에게 1997년 11월 25일자로 특허된 미국 특허 제 5,690,788 호는 관통형 작은 톱니를 갖는 물결 모양의 돌출면의 권축 블레이드를 개시한다.

도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 장치 및 공정을 도시하는데, 축소화 단계는 제지 벨트(20) 및/또는 제 1 가압면(11)으로부터 이송 직물(111)까지 웨브(60)를 이송하는 단계를 포함한다. 이송 직물(111)은 웨브(60)가 제 1 및 제 2 가압면(11, 12) 사이의 가압 닙내에서 가압된 후의 웨브(10)를 수납한다. 도 2 내지 도 7은 제 2 속도(V2)에서 이동하는 이송 직물(111)로 구성된 축소화 수단의 몇가지 실시예를 개략적으로 도시한다.

본 출원인에게 양도되고 본 명세서에 참고로 인용된 미국 특허 제 4,440,597 호는 "습윤 미소 수축"에 관해 상세히 개시한다. 간단히, 습윤 미소 수축이란 제 1 부재(다공성 부재와 같음)로부터 이보다 저속으로 이동하는 제 2 부재(개방형 직조 직물의 루프와 같음)까지 섬유 존배비가 낮은 웨브를 이송시키는 단계와 관련있다. 미국 특허 제 4,440,597 호에 따르면, 이송 전에 웨브의 바람직한 존재비는 약 10 중량% 내지 약 30 중량%이며, 가장 바람직한 존재비는 10 중량% 내지 15 중량%이다.

이제, 전술한 특허에 개시된 습윤 미소 수축 방법에 사용된 웨브중 섬유 존재비보다 훨씬 큰 섬유 존재비를 갖는 웨브를 축소화하는데 속도차를 성공적으로 이용할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 웨브의 Z-방향 패턴이 웨브의 영역(62)내에서 그리고 영역 둘레에서 비교적 건조한 웨브조차 "미소 수축"시키는 조건을 형성하며, 이것은 영역(61)에 비해 축분히 작게 조밀화될 수도 그렇지 않을 수도 있다. 본 발명에 따르면, 웨브가 제 1 및 제 2 가압면(11, 12) 사이에서 가압된 후 이송 직물(111)로 이송되기 전의 웨브(60)의 바람직한 섬유 존재비는 적어도 30%이다. 바람직한 속도차(V2/V1)는 약 0.95 대 약 0.75이다(제 2 속도 V2가 제 1 속도 V1의 약 5% 내지 약 25%임을 의미함). 바람직한 이송 직물(111)은 텍스처 처리돈 웨브 수납면을 갖는 무한 벨트를 포함한다. 본 명세서에 참고로 인용된 몇 개의 특허에 따라 본 출원인에 의해서 제조된 이 제지 벨트는 이송 직물(111)로서 사용될 수도 있다.

도 2에 도시된 실시예에 있어서, 벨트(20)는 제 1 및 제 2 가압면(11, 12) 사이에 형성된 가압 닙으로부터 이송 직물(111)까지 웨브(60)를 이동시킨다. 연관 제 2 밴드(32)를 갖는 롤(55)과, 연관 이송 직물(111)을 갖는 롤(72)은 웨브(60)가 연속적으로 배향되는 이송 닙을 그들 사이에 형성한다. 보다 상세하게는, 이송 닙이 도 2의 영역(TN)의 제지 벨트(20)와 이송 직물(111) 사이에 형성된다. 이송 직물(111)은 웨브(60)를 이송 직물(111)에 용이하게 부착함으로써 웨브(60)를 벨트(20)로부터 격리하는 것을 보조하도록 접착제로 처리될 수도 있다.

도 3에 도시된 실시예에 있어서, 웨브(60)는 그 상부에 연관 제 1 밴드(31)을 갖는 롤(51)과, 그 상부에 연관 이송 직물(111)을 갖는 롤(72) 사이의 영역(TN)에 형성된 이송 닙으로 연속으로 배향된다. 보다 상세하게는 도 3에서, 이송 닙은 제 1 밴드(31)와 이송 직물(111) 사이에 형성되어 웨브(60)를 수납한다.

웨브(60)가 이송 직물(111)로 이송된 후, 부가의 압력이 웨브(60)를 이송 직물(111)에 용이하게 접착하는데 이용될 수도 있다. 예컨데, 도 3에서 부가의 압력이 롤(72)과 나란한 선택적으로 회전하는 압력 롤(78)에 의해서 야기되어 압력 롤(78)과 이송 직물(111) 사이에 개재된 웨브(60)를 결합시킨다.

도 4는 벨트(20)로부터 이송 직물(111)까지의 웨브(60)의 이송이 진공 장치 예컨대 진공 픽업 슈(77)와 같은 장치에 의해서 달성된다. 진공 픽업 슈(77) 뿐만 아니라, 당해 기술분야에 잘 알려진 예컨대 진공 박스(도시 안함)와 같은 다른 적절한 진공 장치가 웨브(60)를 벨트(20)로부터 이송 직물(111)까지 이송하는데 사용될 수도 있다. 진공 이송은 제지 기술분야에 널리 공지되어 있으므로 본 명세서에서는 자세히 설명하지 않는다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 5 및 도 6에 있어서, 제 1 및 제 2 가압면(11, 12)간의 압력으로부터 해제된 후, 웨브(60)는 이송 직물(111)로 이송된다[롤(71)과 롤(72) 둘레에 루프를 형성하도록 도시됨). 보조 가압면(112)은 이송 직물(111) 사이에 개재되어 이송 직물(111)과 보조 가압면(112) 사이에 제 2 가압 닙을 형성한다. 제 1 및 제 2 가압면(11, 12)과 관련하여 적용되는 것과 유사한 가압 수단이 이송 직물(111)과 보조 가압면(112)을 서로를 향해 가압하는데 사용될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 이송 직물(111)과 보조 가압면(112)의 속도(V2)는 제 1 및 제 2 가압면(11, 12)의 속도(V1)보다 작다. 도 5 및 도 6에서, 보조 가압면(112)은 권축면(75)을 포함하는 것을 알 수 있다.

본 발명에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 권축면(75)은 제 1 가압면(11)을 포함할 수도 있다. 또한, 권축면(75)은 이송 직물(111)(도 7)을 포함할 수도 있다. 도 5 내지 도 7에 도시된 실시예에 있어서, 웨브(60)는 제 1 가압면(11)과의 관련부로부터 권축면(75)까지 이송된다. 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 웨브(60)의 권축면(75)으로의 이송은 웨브(60)의 미소 수축에 의한 축소화를 야기할 수도 있으며, 제 1 가압면(11)과 이송 직물(111) 사이에 속도차가 나타난다.

제지 벨트(20)와 이송 직물(111)로부터 분리된 중간 벨트가 본 발명에 또한 사용될 수도 있다. 패링톤에게 1997년 3월 4일자로 특허되고 킴벌리 클락 코포레이션에 양도된 미국 특허 제 5,607,551 호가 본 명세서에 인용된다. 또한, 벨트(20)로부터 이송 직물(111)로의 웨브(60)의 이송이 벨트(20)와 직물(111) 사이의 이송 간극을 형성함으로써 달성될 수도 있다. 1996년 5월 9일자로 공개된 PCT 공개 공보 제 WO 96/13635 호에 이러한 이송 간극을 사용하는 방법이 도시되어 있다.

본 발명에 따른 장치 및 방법이 밀도가 다른 여러 가지 영역을 갖지 않는 종이를 제조하는데 이용될 수도 있다. 이 경우에, 제 1 가압면(11)과 벨트의 웨브 측부(20a)가 평활한 것이 바람직하며 이것을 당해 기술분야의 숙련자들은 쉽게 알 수 있을 것이다. 종이 웨브의 유형에 상관없이 제안된 장치 및 공정에 의해서 달성될 것이며, 웨브(60)는 축소화한 후 선택적으로 칼랜더 처리될 수도 있다.

Claims (10)

1. 무한 벨트를 이루는 제지 직물과 결합하여, 축소된 종이 웨브를 제조하는 장치에 있어서,

   제 1 가압면과, 이에 평행한 제 2 가압면으로서, 상기 제 1 및 제 2 가압면은 이들 사이에 개재된 상기 제지 직물과 연관하여 습윤 셀룰로오스 섬유 웨브를 수납하여 상기 제 1 가압면이 상기 웨브와 접촉하고 상기 제 2 가압면이 상기 제지 직물과 접촉하며, 바람직하게는 상기 제 1 및 제 2 가압면중 적어도 하나가 무한 밴드를 구성하도록 의도되는 제 1 및 제 2 가압면과,

   상기 웨브의 적어도 선택부를 조밀화하도록 서로를 향해 제 1 및 제 2 가압면을 가압하여, 선택적으로 상기 제 1 가압면이 패턴화되어 상기 웨브가 상기 제 1 및 제 2 가압면 사이에서 가압될 때 상기 웨브를 엠보싱처리하는, 가압 수단과,

   상기 제 1 가압면과 상기 제 2 가압면 사이에 온도차를 형성하여 물이 상기 웨브로부터 상기 제지 직물로 이동하게 하는 수단과,

   상기 웨브를 제 1 속도에서 기계가공방향으로 이동시키는 이송 수단과,

   상기 웨브가 상기 제 1 및 제 2 가압면 사이의 압력으로부터 해제된 후 상기 웨브를 축소화하는 축소화 수단을 포함하는 축소된 종기 웨브 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 축소화 수단은 구너축면에 나란한 건축 블레이드를 포함하며, 바람직하게는 상기 권축면은 제 1 가압면을 이루며, 더 바람직하게는 상기 장치가 상기 권축면에 권축 접착제를 배치하기 위한 접착제 도포기를 더 포함하는 축소된 종기 웨브 제조 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 축소화 수단은 상기 웨브가 상기 제 1 및 제 2 가압면 사이에서 가압된 후의 웨브를 수납하도록 의도된 이송 직물을 포함하며, 상기 이송 직물은 상기 제 1 속도보다 느린 제 2 속도로 상기 기계가공방향으로 이동하며, 바람직하게는 상기 이송 직물이 텍스처가공된 웨브 수납면을 갖는 무한 벨트를 포함하며, 선택적으로 상기 축소화 수단은 상기 웨브를 상기 제지 직물로부터 상기 이송 직물까지 이송하기 위한 진공 장치를 더 포함하는 축소된 종이 웨브 제조 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   축소화 수단은 상기 이송 직물과, 상기 제지 벨트나 상기 제 1 가압면중 하나 사이에 형성된 이송 닙을 더 포함하는 축소된 종이 웨브 제조 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제지 직물은 거시적으로 단일 평면이고 유체 투과성인 제지 벨트를 이루며, 이것은 웨브 측부와 이에 대향하는 배면을 가지며, 바람직하게는 상기 벨트가 웨브 측면을 갖는 작업프레임과, 상기 웨브 측면에 대향하는 배면 및 이들 사이에서 연장되는 복수개의 편향 도관을 더 포함하며, 상기 작업프레임의 웨브 측면은 상기 벨트의 웨브 측부를 규정하며, 더 바람직하게는 상기 벨트가 상기 웨브 측면과 상기 작업프레임의 배면 사이에 배치되고 작업프레임에 결합된 보강 구조체를 더 포함하는 축소된 종이 웨브 제조 장치.
6. 제지 직물과 결합하여, 밀도가 다른 다수의 소영역을 갖는 축소된 종이 웨브를 제조하는 장치에 있어서,

   제 1 가압면과, 이에 평행하며 이에 대향하는 제 2 가압면으로서, 상기 제 1 및 제 2 가압면은 이들 사이에 개재된 상기 제지 직물과 연관하여 습윤 셀룰로오스 섬유 웨브를 수납하여 상기 제 1 가압면이 상기 웨브와 접촉하고 상기 제 2 가압면이 상기 제지 직물과 접촉하며, 상기 제지 직물이 웨브 측면, 이에 대향하는 배면 및 이들 사이에서 연장되는 복수개의 편향 도관을 포함하도록 의도되는 제 1 및 제 2 가압면과,

   상기 제지 직물의 웨브 대면이 상기 웨브에 가압되도록 상기 제 1 및 제 2 가압면을 서로를 향해 가압함으로써 상기 웨브의 선택된 영역을 조밀화하는, 가압 수단과,

   상기 제 1 가압면과 상기 제 2 가압면 사이에 온도차를 형성하여 물이 상기 웨브로부터 상기 제지 직물로 이동하게 하는 수단과,

   상기 제 1 및 제 2 가압면과, 그 위에 웨브를 갖는 제지 직물을 기계가공방향으로 이동시키는 이송 수단과,

   상기 웨브가 상기 제 1 및 제 2 가압면 사이의 압력으로부터 해제된 후 상기 웨브를 축소화하는 축소화 수단을 포함하는 축소된 종기 웨브 제조 장치.
7. 축소된 종이 웨브 제조 방법에 있어서,

   (a) 상기 제 1 가압면과 이에 평행하게 대향하는 제 2 가압면을 제공하며, 바람직하게는 가압면들이 제 1 속도로 기계가공방향으로 이동하게 하는 단계와,

   (b) 웨브 측부와 이에 대향하는 배면을 갖는 유체 투과성 제지 직물을 제공하는 단계와,

   (c) 습윤 셀룰로오스 섬유의 웨브를 제공하는 단계와,

   (d) 상기 제지 직물의 웨브 측부상에 상기 웨브를 배치하는 단계와,

   (e) 상기 제 1 및 제 2 가압면 사이에 상기 웨브와 상기 제지 직물을 개재하는 단계와,

   (f) 상기 제지 직물을 상기 웨브에 가압하도록 서로를 향해 상기 제 1 및 제 2 가압면을 가압함으로써 상기 웨브의 적어도 선택된 부분을 조밀화하고, 바람직하게는 상기 제 1 가압면이 상기 웨브와 접촉하게 하고 상기 제 2 가압면이 상기 제 2 제지 직물과 접촉하도록 하는, 제 1 및 제 2 가압면의 가압 단계와,

   (g) 상기 1 및 제 2 가압면 사이에 온도차를 형성하여 물이 상기 웨브로부터 상기 제지 직물로 이동하게 하는, 온도차 형성 단계와,

   (h) 상기 제 1 및 제 2 가압면 사이의 압력으로부터 상기 웨브를 해제하는 단계와,

   (i) 상기 웨브를 축소시켜 상기 축소된 종이 웨브를 형성하는 단계를 포함하는 축소된 종이 웨브 제조 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 축소 단계는 상기 웨브를 닥터 블레이드로 권축면으로부터 권축시키는 단계를 포함하며, 바람직하게는 상기 웨브를 상기 제 1 가압면에 권축 접착제로 접착하는 단계를 더 포함하는 축소된 종이 웨브 제조 방법.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 축소 단계는 상기 웨브를 상기 제지 직물로부터 상기 제 1 속도보다 느린 제 2 속도로 이동하는 이송 직물까지 이송하는 단계를 포함하는 축소된 종이 웨브 제조 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 축소 단계는 바람직하게는 상기 이송 직물과, 상기 제지 벨트 또는 상기 제 1 가압면중 하나 사이에 형성된 이송 닙을 통해 상기 웨브를 연속적으로 배향하는 단계를 더 포함하는 축소된 종이 웨브 제조 장치.