KR20010075403A - High caliper paper and papermaking belt for producing the same - Google Patents

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KR20010075403A
KR20010075403A KR1020017003910A KR20017003910A KR20010075403A KR 20010075403 A KR20010075403 A KR 20010075403A KR 1020017003910 A KR1020017003910 A KR 1020017003910A KR 20017003910 A KR20017003910 A KR 20017003910A KR 20010075403 A KR20010075403 A KR 20010075403A
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픽케조나단앤드류
장얀핑
빈슨케네스더글라스
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데이비드 엠 모이어
더 프록터 앤드 갬블 캄파니
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/006Making patterned paper

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Belt Conveyors (AREA)

Abstract

A papermaking belt for producing a high caliper web of papermaking fibers and the paper web produced thereby. The papermaking belt comprises a reinforcing structure having a continuous network region and a plurality of discrete deflection conduits disposed thereon. The deflection conduits are sized, shaped, and arranged to maximize fiber deflection along the periphery of the conduits. The conduits are generally elliptical in shape having a mean width sized relative to mean fiber length. The conduits are arranged to maximize perimeter and corresponding fiber deflection per unit area.

Description

제지용 벨트{HIGH CALIPER PAPER AND PAPERMAKING BELT FOR PRODUCING THE SAME}[0001] DESCRIPTION [0002] HIGH CALIPER PAPER AND PAPERMAKING BELT FOR PRODUCING THE SAME [0003]

종이 등의 셀룰로오스 섬유질 웹은 기술 분야에 공지되어 있다. 그러한 섬유질 웹은 근래에 보통 종이 타월, 화장지, 안면 티슈, 냅킨 등에 사용된다. 그러한 종이 제품의 높은 수요로 인해 개량된 형태의 종이 및 그 제조 방법의 수요가 발생되어 왔다.Cellulosic fibrous webs, such as paper, are known in the art. Such fibrous webs have recently been used in ordinary paper towels, toilet paper, facial tissues, napkins, and the like. Due to the high demand of such paper products, there has been a demand for improved paper and its manufacturing method.

소비자의 요구를 충족시키기 위해서, 셀룰로오스 섬유질 웹은 여러가지 특징을 지녀야 한다. 셀룰로오스 섬유질 웹은 정상적인 사용중에 또는 비교적 적은 인장 강도가 가해질 때 구조체가 인열되거나 찢어지는 것을 방지하기에 충분한 강도를 지녀야한다. 또한, 셀룰로오스 섬유질 웹은 액체를 신속하게 흡수하고 섬유질구조체에 의해 충분히 보유할 수 있도록 흡수성이어야 한다.In order to meet the needs of consumers, cellulose fiber webs must have various characteristics. The cellulosic fibrous web should have sufficient strength to prevent the structure from tearing or tearing during normal use or when relatively low tensile strength is applied. In addition, the cellulosic fibrous web should be absorbent so that it can rapidly absorb the liquid and retain it sufficiently by the fibrous structure.

인장 강도는 사용중에 셀룰로오스 섬유질 웹이 물리적인 완전성을 유지할 수 이는 능력이다. 또, 인장 강도는 셀룰로오스 섬유질 웹의 기본 중량과 관련이 있다.Tensile strength is the ability of the cellulose fibrous web to maintain physical integrity during use. Tensile strength is also related to the basis weight of the cellulosic fibrous web.

흡수성은 셀룰로오스 섬유질 웹이 접촉한 유체를 흡수하고 보유하는 것을 가능하게 하는 특성이다. 흡수성은 셀룰로오스 섬유질 웹의 밀도의 영향을 받는다. 웹이 너무 밀집되어 있으면, 섬유들 사이의 틈새는 너무 좁아지고 흡수율은 의도하는 용도에 충분할 정도로 높지 않게 될 수도 있다. 틈새가 너무 넓으면, 접촉한 유체의 모세관 흡인이 최소화되어, 유체가 표면 장력의 한계로 인하여 셀룰로오스 섬유질 웹에 보유되지 않는다.Absorbency is a property that makes it possible to absorb and retain the fluid that the cellulosic fibrous web contacts. Absorbency is affected by the density of the cellulosic fibrous web. If the web is too dense, the crevices between the fibers become too narrow and the absorption rate may not be high enough for the intended use. If the clearance is too wide, the capillary suction of the contacting fluid is minimized and the fluid is not retained in the cellulosic fibrous web due to surface tension limitations.

또한, 웹은 부드러우며 사용하는 동안 촉감이 편하고 거칠지 않아야 한다. 보편적으로, 부드러움은 셀룰로오스 섬유질 웹이 그것의 평면에 수직인 방향으로의 변형에 견딜 수 있는 능력에 비례한다.In addition, the web should be soft and non-tacky during use. Generally, softness is proportional to the ability of a cellulosic fibrous web to withstand deformation in a direction perpendicular to its plane.

캘리퍼(calliper)는 어떤 기계적인 압축상태에서 측정된 셀룰로오스 섬유질 웹의 명확한 두께이고, 기본 중량 및 웹의 구조와 관련이 있다. 강도, 흡수성 및 부드러움은 셀룰로오스 섬유질 웹의 캘리퍼의 영향을 받는다.The caliper is a clear thickness of the cellulose fibrous web measured at some mechanical compression and is related to the basis weight and the structure of the web. The strength, absorbency and softness are influenced by the caliper of the cellulosic fibrous web.

종이 제품의 제조 공정은, 셀룰로오스 섬유의 수성 슬러리를 마련한 다음 슬러리로부터 물을 제거함과 동시에 섬유를 재배열하여 미형성 웹을 형성하는 것을 포함한다. 탈수 과정을 보조하기 위해 다양한 유형의 기계장치를 사용할 수 있다. 전형적인 제조 공정에서는 최초의 탈수 및 섬유의 재배열이 수행되는 이동 무한 벨트의 표면상에 종이 슬러를 공급하는 포드리니어 와이어 제지장치(Fourdrinier wire papermaking machine)가 이용된다.The process of making a paper product includes providing an aqueous slurry of cellulose fibers, then removing water from the slurry and rearranging the fibers to form an unformed web. Various types of machinery can be used to assist in the dehydration process. In a typical manufacturing process, a Fourdrinier wire papermaking machine is used which supplies a paper sliver on the surface of a moving endless belt where initial dewatering and fiber rearrangement is performed.

최초의 성형 후에, 종이 웹은 건조 과정을 거쳐 무한 벨트의 형태인 건조 섬유라 칭하는 다른 섬유상에 배치된다. 건조 과정은 종이 웹의 기계적 압축, 진공 탈수, 공기중 건조 및 다른 유형의 공정을 포함할 수 있다. 건조 과정중에, 미형성 웹은 셀룰로오스 섬유의 배치 및 편향에 의해 야기되는 특수한 패턴 또는 형상을 취한다.After the initial forming, the paper web is subjected to a drying process and is placed on another fibrous layer called dry fiber in the form of an endless belt. The drying process may include mechanical compression of paper webs, vacuum dewatering, air drying, and other types of processes. During the drying process, the non-formed web takes a special pattern or shape caused by the arrangement and deflection of the cellulose fibers.

1985년 7월 16일자 트로칸(Trokhan)에게 허여된 미국 특허 제 4,529,480 호는 경화된 감광성 수지 뼈대로 둘러싸인 다공성 부직 부재를 포함하는 제지 벨트를 제시하였다. 수지 뼈대에는 편향 도관(deflection conduits)으로 공지된 다수의 개별 분리 채널이 구비되었다. 유체 압력차를 가할 때 제지 섬유가 도관 안으로 편향되고 그 안에 재배치되었기 때문에, 공정에 사용되는 제지 벨트는 편향 부재라 칭하였다. 제지 공정에 벨트를 이용함으로써 소망의 강도, 흡수성 및 유연성의 특성을 갖는 종이를 제조할 수 있는 가능성이 제공되었다.U.S. Patent No. 4,529,480 issued to Trokhan on July 16, 1985, discloses a papermaking belt comprising a porous nonwoven member surrounded by a cured photosensitive resin skeleton. The resin framework is provided with a number of individual separation channels known as deflection conduits. Because the papermaking fibers were deflected into the conduit and repositioned therein when applying the fluid pressure differential, the papermaking belts used in the process were referred to as deflecting members. The use of belts in the papermaking process has provided the possibility to produce paper with the desired strength, absorbency and flexibility properties.

미국 특허 제 4,529,480 호에 개시된 공정을 이용하여 제조되는 종이는 본원에 참고로 인용되는 트로칸에게 발행된 및 제 4,637,859 호에 개시되어 있다. 그러한 종이는 물리적으로 별개인 2개의 영역이 그 표면을 따라 분포되어 있는 것을 특징으로 한다. 하나의 영역은 비교적 고밀도 및 높은 고유 강도를 갖는 연속 망상조직(network) 영역이다. 다른 영역은 망상조직 영역으로 완전히 포위된 다수의 돔(dome)으로 이루어진 영역이다. 후자의 영역의 돔은 망상조직 영역에 비해 상대적으로 저밀도와 상대적으로 낮은 고유 강도를 갖는다.The paper produced using the process disclosed in U.S. Patent No. 4,529,480 is disclosed in US Pat. No. 4,637,859 issued to Trokans, which is incorporated herein by reference. Such paper is characterized in that two physically distinct regions are distributed along its surface. One region is a contiguous network region with relatively high density and high intrinsic strength. The other area is an area made up of a number of dome completely surrounded by a network area. The dome of the latter region has a relatively low density and a relatively low intrinsic strength compared to the network region.

제지 과정중에 제지 벨트의 편향 도관에 섬유가 채워짐에 따라 돔이 형성된다. 편향 도관은, 종이 웹이 건조 과정중에 압축될 때 그 안에 배치된 섬유가 압축되는 것을 방지한다. 그 결과, 돔은 두꺼워지고, 웹의 압축된 영역에 비해서 밀도 및 고유 강도가 낮아진다. 따라서, 종이 웹의 캘리퍼는 돔의 고유 강도에 의해 제한된다.During the papermaking process, the dome is formed as the deflection conduit of the papermaking belt is filled with fibers. The deflection conduit prevents the fibers disposed therein from being compressed when the paper web is compressed during the drying process. As a result, the dome becomes thicker and has lower density and intrinsic strength as compared to the compressed area of the web. Thus, the caliper of the paper web is limited by the intrinsic strength of the dome.

일단 제지 과정의 건조 단계가 종료되면, 섬유의 배열 및 편향이 완성된다. 그러나, 완성된 제품의 유형에 따라, 종이는 캘린더링(clanedering), 유연화제 적용 및 개조 등의 추가의 공정을 거칠 수도 있다. 이들 공정은 종이의 돔 영역을 압축시키고 두께를 감소시킨다. 따라서, 물리적으로 별개인 2개의 영역을 갖는 완성된 종이 제품의 제조에 있어서, 기계적 압축에 견디는 셀룰로오스 섬유질 구조체를 돔에 형성하는 것이 필요하다.Once the drying phase of the papermaking process is complete, the arrangement and deflection of the fibers is completed. However, depending on the type of finished product, the paper may be subjected to further processing such as claning, application of flexibilizer, and modification. These processes compress the dome area of the paper and reduce the thickness. Thus, in the production of finished paper products having two physically distinct regions, it is necessary to form a cellulose fibrous structure resistant to mechanical compression on the dome.

셀룰로오스 섬유질 웹이 형성될 때, 섬유는 주로 웹의 X-Y 평면에 배향되므로 Z 방향의 구조적 강도는 무시해도 좋다. X-Y 평면에 배향된 섬유가 기계적 압력에 의해 압축되면, 섬유는 일제히 압축되어 종이 웹의 밀도가 증가하고 두께는 감소한다. 섬유를 웹의 Z 방향으로 배향하면, 웹의 Z 방향의 구조적 강도 및 그것에 대응하는 기계적 압력에 대한 저항이 향상된다.When the cellulosic fibrous web is formed, the fibers are oriented mainly in the X-Y plane of the web, so that the structural strength in the Z direction can be neglected. When the fibers oriented in the X-Y plane are compressed by mechanical pressure, the fibers are compressed in unison to increase the density of the paper web and decrease the thickness. When the fibers are oriented in the Z direction of the web, the structural strength in the Z direction of the web and the resistance to the corresponding mechanical pressure are improved.

편향 도관은 그것의 주위를 따라 섬유를 편향시키는 것을 가능하게 함으로써 Z방향의 섬유 배향을 제공하는 수단을 제공한다. 전체의 섬유 편향은 섬유의 길이에 대한 편향 도관의 크기 및 형상에 따른다.The deflection conduit provides a means for providing fiber orientation in the Z direction by enabling it to deflect the fiber along its circumference. The total fiber deflection depends on the size and shape of the deflection conduit with respect to the length of the fiber.

큰 도관은 작은 섬유가 도관의 바닥에 축적되는 것을 가능하게 하고 그에 따라 그 안에 배치되는 후속 섬유의 편향을 제한한다. 반대로, 작은 도관은 큰 섬유가 도관의 개구를 연결하는 것을 가능하게 하고 섬유의 편향이 적다.The large conduit enables small fibers to accumulate on the bottom of the conduit and thereby limits the deflection of subsequent fibers disposed therein. Conversely, small conduits enable large fibers to connect the openings of the conduits and less deflection of the fibers.

또한, 도관의 형상은 섬유의 편향에 영향을 미친다. 예를 들면, 예리한 모서리 또는 작은 반경을 형성하는 외주에 의해 규정되는 편향 도관은 섬유의 연결(bridging) 가능성을 증가시켜 섬유의 편향을 최소화 한다. 이에 대해서는, 섬유의 연결에 영향을 미칠 수 있는 각종 도관의 형상의 예가 제시된 1997년 10월 21일자 라쉬(Rasch) 등의 미국 특허 제 5,679,222 호를 참조하기 바란다.Also, the shape of the conduit affects the deflection of the fiber. For example, a deflection conduit defined by the outer periphery forming sharp edges or small radii increases the possibility of fiber bridging, thereby minimizing fiber deflection. See, for example, U.S. Patent No. 5,679,222, issued October 21, 1997 to Rasch et al., Which provides examples of various conduit configurations that may affect fiber connections.

따라서, 본 발명은 섬유의 편향 및 대응하는 Z 방향의 섬유 방위를 최적화하는 크기 및 형상을 갖는 연속 망상조직 영역 및 다수의 개별 편향 도관을 포함하는 제지 벨트를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a papermaking belt comprising a continuous network area and a plurality of individual deflection conduits having a size and shape that optimizes fiber deflection and corresponding Z orientation fiber orientation.

본 발명은 본질적으로 연속적이고 본질적으로 거시적인 단평면 망상조직 영역과 그를 통해 확산된 다수의 개별 돔을 포함하는 종이 웹을 더 제공한다. 돔의 크기 및 형상은 최적의 캘리퍼를 형성하도록 이루어진다.The present invention further provides a paper web comprising an essentially continuous, essentially macroscopic unidirectional network region and a plurality of individual domes diffused therethrough. The size and shape of the dome are made to form an optimal caliper.

발명의 요약SUMMARY OF THE INVENTION

본 발명은 저밀도/고 캘리퍼의 종이 웹을 제조하는 것이 가능한 소정 패턴의 뼈대를 구비한 제지 벨트 및 그것에 의해 제조되는 종이 웹에 관한 것이다. 제지 벨트는 소정 패턴의 뼈대가 상부에 배치된 보강 구조체를 포함한다. 소정 패턴의 뼈대는 연속 망상조직 뼈대 및 다수의 개별 편향 도관을 포함하며, 편향 도관은 연속 망상조직 영역에 의해 서로 분리되어 있다.The present invention relates to a papermaking belt with a skeleton of a predetermined pattern capable of producing a paper web of low density / high caliper, and a paper web produced thereby. The papermaking belt includes a reinforcing structure having a skeleton of a predetermined pattern disposed thereon. The skeleton of the predetermined pattern includes a continuous network skeleton and a plurality of individual deflection conduits, wherein the deflection conduits are separated from each other by a continuous network area.

편향 도관은 대체로 타원형이고, 평균 웹 섬유의 길이(L)에 비해 도관의 평균 폭(W)이L<W<3L가 되는 크기로 되어 있다.The deflection conduits are generally elliptical and have a size such that the average width (W) of the conduits is L < W < 3L as compared to the length (L) of the average web fibers.

편향 도관의 종횡비의 범위는 약 1.0 내지 약 2.0 이고, 평균 폭에 대한 최소의 곡률 반경의 비의 범위가 약 0.29 내지 약 0.50인 곡률 반경을 갖는다.The aspect ratio of the deflection conduit is in the range of about 1.0 to about 2.0 and the radius of curvature radius of the minimum curvature radius to the average width is in the range of about 0.29 to about 0.50.

단위 면적당 도관의 집중도를 최대화함과 동시에 연속 망상조직 영역의 면적을 최소화하기 위해, 편향 도관은 6각형의 패턴으로 배열될 수도 있다. 연속 망상조직의 패턴은 적어도 약 0.007 인치 내지 약 0.020 인치에 이르는 폭을 갖는 마디 영역(knuckle region)을 제공한다.In order to maximize the concentration of conduits per unit area while minimizing the area of the continuous network area, the deflection conduits may be arranged in a hexagonal pattern. The pattern of continuous network provides a knuckle region having a width ranging from at least about 0.007 inches to about 0.020 inches.

그러한 제지 벨트상에서 제조되는 종이는 본질적으로 거시적인 단평면 망상조직 영역과, 연속 망상조직 영역의 도처에 분산되고 그것에 의해 서로 분리된 다수의 개별 돔을 포함한다. 이러한 돔은 앞서 언급한 대체로 타원형의 편향 도관의 형상 및 배치를 취한다.The paper produced on such a papermaking belt comprises essentially macroscopic unidirectional network regions and a plurality of individual domes dispersed throughout and separated from each other by the continuous network region. This dome takes the shape and arrangement of the aforementioned generally elliptical deflection conduits.

본 발명의 이들 및 다른 특징과 측면 및 이점은 하기의 상세한 설명과 첨부된 특허청구 범위 및 도면과 관련하여 잘 이해될 것이다.These and other features, aspects and advantages of the present invention will become better understood with regard to the following detailed description, the appended claims and the accompanying drawings.

본 발명은 저밀도의 부드러운 종이 제품을 제조하는 제지 장치에 유용한 제지 벨트 및 그것에 의해 제조되는 종이 제품에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 소정 패턴의 뼈대(framework) 및 보강 구조체를 포함하는 제지용 벨트 및 그것에 의해 제조되는 고 캘리퍼/저 밀도의 종이 제품에 관한 것이다.The present invention relates to a papermaking belt useful in a papermaking machine for making low density soft paper products and a paper product produced thereby. More particularly, the present invention relates to a papermaking belt comprising a framework and a reinforcing structure of a predetermined pattern, and a high caliper / low density paper product produced thereby.

도 1은 본 발명의 제지 벨트를 사용하는 제지장치의 일실시예의 개략적 측면도,Figure 1 is a schematic side view of one embodiment of a papermaking machine using the papermaking belt of the present invention,

도 2는 본 발명의 제지 벨트의 일부분의 평면도로서, 보강 구조체에 접합되고 편향 도관의 타원형의 종이측 개구를 갖는 뼈대를 도시하는 도면,Fig. 2 is a plan view of a portion of a papermaking belt of the present invention, showing a skeleton that is joined to a stiffening structure and has an elliptical paper-

도 3은 도 2의 3-3 선을 따라 도시한 제지 벨트의 일부분의 수직 단면도,3 is a vertical cross-sectional view of a portion of a papermaking belt shown along line 3-3 of FIG. 2,

도 4는 도 3에 도시된 제지 벨트의 일부분의 수직 단면도로서, 섬유가 편향 도관을 연결하는 것을 도시함,Fig. 4 is a vertical cross-sectional view of a portion of the papermaking belt shown in Fig. 3 showing the fibers connecting deflection conduits,

도 5는 도 3에 도시된 제지 벨트의 일부분의 수직 단면도로서, 섬유가 편향 도관의 바닥에 수집된 것을 도시함,Figure 5 is a vertical cross-sectional view of a portion of the papermaking belt shown in Figure 3 showing that the fibers are collected on the bottom of the deflection conduit,

도 6은 도 3에 도시된 제지 벨트의 일부분의 수직 단면도로서, 섬유의 편향을 도시하기 위해 섬유가 편향 도관의 개구 위로 외팔보식으로 지지된 것을 도시함,Figure 6 is a vertical cross-sectional view of a portion of the papermaking belt shown in Figure 3 showing that the fibers are cantilevered above the openings of the deflection conduit to show deflection of the fibers,

도 7은 도 3에 도시된 제지 벨트의 일부분의 수직 단면도로서, 섬유의 편향을 도시하기 위해 섬유가 편향 도관의 개구를 연결한 것을 도시함,Fig. 7 is a vertical cross-sectional view of a portion of the papermaking belt shown in Fig. 3 showing the fibers connecting the openings of the deflection conduit to show deflection of the fibers,

도 8a 및 8b는 섬유의 연결을 쉽게 하는 촘촘한 반경 또는 예리한 모서리를 갖는 도관 형상의 평면도,Figures 8a and 8b are plan views of a tubular shape with a tight radius or sharp edges to facilitate fiber connection,

도 9는 직사각형의 외주를 갖는 타원형 도관의 개략도,9 is a schematic view of an elliptical conduit having a rectangular outer periphery,

도 10은 곡선형의 외주를 갖는 타원형 도관의 개략도,Figure 10 is a schematic view of an elliptical conduit having a curved outer periphery,

도 11은 주축이 벨트의 기계가공 방향에 평행하게 배향된 6각형의 패턴으로 배치열 편향 도관의 평면 개략도,Figure 11 is a plan view schematic of the batch thermal deflection conduit in a hexagonal pattern with the main axis oriented parallel to the machine direction of the belt,

도 12는 주축이 벨트의 기계가공 방향에 대각선 방향으로 배향된 6각형의 패턴으로 배열된 편향 도관의 평면 개략도,Figure 12 is a plan view schematic of a deflection conduit arranged in a hexagonal pattern in which the main axes are oriented diagonally in the machine direction of the belt,

도 13은 도 3에 도시된 제지 벨트의 일부분의 수직 단면도로서, 편향 도관 안으로 편향된 섬유를 도시하며, 또 도관의 폭, 도관의 Z 방향의 높이 및 웹의 스트레치 사이의 관계를 도시함,Figure 13 is a vertical cross-sectional view of a portion of the papermaking belt shown in Figure 3 showing fibers deflected into the deflection conduit and showing the relationship between the width of the conduit, the height of the conduit in the Z direction, and the stretch of the web,

도 14는 도 13에 도시된 제지 벨트의 일부분의 수직 단면도로서, 편향 도관 안으로 편향된 섬유를 도시하며, 또 웹의 굴곡 각도와 마디/도관 개구의 경계면을 형성하는 각도 사이의 관계를 도시함,Fig. 14 is a vertical cross-sectional view of a portion of the papermaking belt shown in Fig. 13 showing the fibers deflected into the deflection conduit and showing the relationship between the angle of bending of the web and the angle forming the interface of the nodal /

도 15는 6각형의 패턴으로 배열된 돔을 갖는 종이 웹의 평면 개략도,Figure 15 is a schematic plan view of a paper web with a dome arranged in a hexagonal pattern,

도 16은 도 15의 16-16 선을 따라 도시한 종이 웹의 일부분의 수직 단면도.16 is a vertical cross-sectional view of a portion of the paper web shown along line 16-16 of Fig.

용어 정의Term Definition

본 명세서에 사용하는 다음의 용어의 의미에 대해 설명한다.The meaning of the following terms used in this specification will be described.

가공방향(machine direction)(MD)은 제지 설비를 통한 종이 웹의 흐름에 평행한 방향이다.The machine direction (MD) is parallel to the flow of the paper web through the paper making plant.

횡가공 방향(cross machine direction)(CD)은 X-Y 평면에서 기계가공 방향에 수직인 방향을 의미한다.The cross machine direction (CD) means the direction perpendicular to the machining direction in the X-Y plane.

면적의 중심은, 편향 도관의 주위와 접하는 얇고 균일한 분포의 물체의 질량 중심과 일치하는 편향 도관내의 지점이다.The center of the area is the point in the deflection conduit that coincides with the center of mass of a thin, uniformly distributed object tangent to the periphery of the deflection conduit.

주축(major axis)은 도관의 면적 중심을 횡단하고 또 도관의 주위를 따르는 2개의 지점을 연결하는 가장 긴 축이다.The major axis is the longest axis that traverses the area center of the conduit and connects two points along the circumference of the conduit.

소축(minor axis)은 도관의 면적 중심을 횡단하고 또 도관의 주위를 따르는 2개의 지점을 연결하는 가장 짧은 축이다.The minor axis is the shortest axis that traverses the area center of the conduit and connects two points along the circumference of the conduit.

종횡비(aspect ratio)는 주축의 길이 대 소축의 길이의 비이다.The aspect ratio is the ratio of the length of the major axis to the length of the minor axis.

도관의 평균 폭은 도관의 면적 중심을 통해 인출하고 또 그의 주의의 2개의 점을 연결하는 직선의 평균 길이이다.The average width of the conduit is the average length of the straight line connecting the two points of his attention, drawn through the center of the area of the conduit.

곡률 반경은 곡선상의 한 점에서의 순간적 곡률 반경이다.The radius of curvature is the instantaneous radius of curvature at a point on the curve.

곡선은 굽은 선에 속한다.The curve belongs to a curved line.

직선은 곧은 선에 속한다.A straight line belongs to a straight line.

Z 방향의 높이는 보강 구조체의 종이를 향한 측면으로부터 연장된 수지 뼈대의 부분이다.The height in the Z direction is the portion of the resin skeleton extending from the side of the reinforcing structure facing the paper.

평균 섬유 길이는 길이가 늘어난 평균 섬유의 길이이다.The average fiber length is the length of the average fiber length.

이하의 상세한 설명에는, (1) 본 발명의 제지 벨트와, (2) 본 발명의 완성된 종이 제품의 상세한 설명이 포함되어 있다.The following detailed description includes (1) the papermaking belt of the present invention, and (2) the detailed description of the completed paper product of the present invention.

(1)제지 벨트 (1) Paper belt

도 1에 개략적으로 도시된 대표적인 제지장치에서, 본 발명의 제지 벨트는 무한 제지 벨트(10)의 형태를 취한다. 제지 벨트(10)는 종이 접촉 측면(11) 및 그 반대쪽의 이면(12)을 갖는다. 제지 벨트(10)는 여러 형성 단계[미형성 웹(27) 및 중간 웹(29)]에서 종이 웹(또는 "섬유 웹")을 운반한다. 미형성 웹의 형성 과정은 본원에 참고로 인용되는 1974년 1월 31일자 샌포드와 시슨에게게 허여된 미국 특허 제 3,301,746 호와, 1976년 11월 30일자 모건과 리치에게 허여된 제 3,994,771 호 등의 여러 참고 문헌에 개시되어 있다. 제지 벨트(10)는 귀환 롤(19a, 19b), 인쇄 닙 롤(20), 귀환 롤(19a, 19d, 19e, 19f) 및 유제 분배용 롤(21)의 둘레에서 화살표(B)로 표시된 방향으로 이동한다. 제지 벨트(10)가 이동하는 루프(loop)에는 진공 픽업 슈(PCU)(24a) 및 멀티슬롯 진공 박스(24) 등의 미형성 웹에 유체 압력차를 가하는 수단이 구비되어 있다. 도 1에서, 제지 벨트(10)는 송풍 건조기(26) 등의 예비 건조기의 둘레에서 이동하고 인쇄 닙 롤(20)과 양키 건조 드럼(28)에 의해 형성되는 닙(nip)의 사이를 통과한다.In the exemplary papermaking apparatus shown schematically in Figure 1, the papermaking belt of the present invention takes the form of an infinite papermaking belt 10. The paper belt 10 has a paper contacting side 11 and a back side 12 opposite thereto. The papermaking belt 10 carries a paper web (or " fibrous web ") from various forming steps (unformed web 27 and intermediate web 29). The formation process of the unformed web is described in U.S. Patent No. 3,301,746 issued to Sanford and Sisen on Jan. 31, 1974, and U.S. Patent No. 3,994,771 issued to Morgan and Ritchie on Nov. 30, Are disclosed in various references. The paper belt 10 is conveyed in the direction indicated by the arrow B around the return rolls 19a and 19b, the printing nip roll 20, the return rolls 19a, 19d, 19e and 19f and the oil distributing roll 21 . The loop through which the papermaking belt 10 travels is provided with means for applying a fluid pressure differential to the unformed webs, such as vacuum pick-up shoe (PCU) 24a and multi-slot vacuum box 24 and the like. 1, the papermaking belt 10 moves around a pre-dryer such as the blow dryer 26 and passes between a nip formed by the printing nip roll 20 and the Yankee dryer drum 28 .

본 발명의 제지 벨트의 바람직한 실시예는 무한 벨트(10)의 형태이지만, 예컨대 핸드시트(handsheet)의 제조에 사용되는 고정판 또는 다른 유형의 연속 공정에 사용하기 위한 회전 드럼을 구비하는 다수의 다른 형태로 통합될 수 있다. 제지 벨트(10)가 본 발명의 실행이라고 생각되는 물리적인 형태에 관계 없이, 그것은 대체로 후술하는 어떤 물리적 특성을 갖는다. 본 발명의 제지 벨트(10)는 트로칸의 명의로 발행된 미국 특허 제 5,332,889 호(본원에 참고로 인용됨)에 따라 제조될 수도 있다.Although the preferred embodiment of the papermaking belt of the present invention is in the form of an endless belt 10, it can be used in a number of different forms, such as, for example, a fixed plate used in the manufacture of a handsheet or a rotary drum for use in other types of continuous processes Lt; / RTI &gt; Regardless of the physical form in which the papermaking belt 10 is believed to be the practice of the present invention, it generally has any of the physical properties described below. The papermaking belt 10 of the present invention may be manufactured according to U.S. Patent No. 5,332,889 issued to Trokhan (herein incorporated by reference).

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 벨트(10)는 2개의 주요 구성요소, 즉 뼈대(30) 및 보강 구조체(32)를 포함한다. 뼈대(30)는 경화된 중합체 감광성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 뼈대(30) 및 벨트(10)는 벨트(10)의 종이 접촉 측면(11)을 규정하는 제 1 표면(11)과, 벨트(10)가 사용되는 제지 장치를 향하는 대향된 제 2 표면(12)을 갖는다.2, the belt 10 according to the present invention comprises two main components: a skeleton 30 and a stiffening structure 32. As shown in Fig. The skeleton 30 preferably comprises a cured polymeric photosensitive resin. The skeleton 30 and the belt 10 comprise a first surface 11 defining a paper contacting side 11 of the belt 10 and an opposing second surface 12 facing the papermaking apparatus in which the belt 10 is used ).

본 명세서에 사용하는 X, Y, Z 방향은 데카르트 좌표계(Cartesian coordinate system)에서 본 발명의 제지 벨트[또는 벨트에 배치된 종이 웹(27)]에 관련된 방위이다. 본 발명에 따른 제지 벨트(10)는 거시적으로 단평면이다. 제지벨트(10)의 평면은 X-Y 방향을 규정한다. Z 방향은 X-Y 방향 및 제지 벨트(10)의 평면에 수직이다. 마찬가지로, 본 발명에 따른 웹(27)은 거시적으로는 단평면이고 X-Y 평면에 놓인 것으로 생각할 수 있다.The X, Y, and Z directions used herein are orientations relative to the papermaking belt (or paper web 27 disposed on the belt) of the present invention in a Cartesian coordinate system. The papermaking belt 10 according to the present invention is macroscopically flat. The plane of the paper belt 10 defines the X-Y direction. The Z direction is perpendicular to the X-Y direction and the plane of the paper belt 10. Likewise, the web 27 according to the invention can be considered to be macroscopically flat and lying in the X-Y plane.

바람직하게는, 뼈대(30)는 예정된 패턴을 규정하고 본 발명의 웹(27)상에 유사한 패턴을 인쇄하는 마디 영역(36)을 제공한다. 뼈대(30)의 특히 바람직한 패턴은 본질적으로는 연속적인 망상조직이다. 본질적으로 뼈대(30)에 연속적인 망상조직의 패턴을 선택하면, 개별 편향 도관(34)은 벨트(10)의 제 1 표면(11)과 제 2 표면(12)의 사이에서 연장될 것이다. 본질적으로 연속적인 망상조직은 편향 도관(34)을 포위하고 그것을 규정한다.Preferably, the skeleton 30 provides a node region 36 that defines a predetermined pattern and prints a similar pattern on the web 27 of the present invention. A particularly preferred pattern of framework 30 is essentially a continuous network. The individual deflection conduits 34 will extend between the first surface 11 and the second surface 12 of the belt 10 when essentially selecting a pattern of continuous meshwork on the skeleton 30. [ In essence, the continuous meshwork surrounds the deflection conduit 34 and defines it.

뼈대(30)는 예정된 패턴을 규정하고, 또 그것에 대응하는 패턴을 그 위에 지지되는 웹(27)상에 인쇄하는 마디 영역(36)을 제공한다. 벨트(10) 및 웹(27)이 인쇄하기에 충분한 틈새를 갖는 2개의 강체 표면의 사이를 통과할 때는 항상 인쇄가 실행된다. 인쇄는 대체로 2개의 롤 사이의 닙에서 실행되고, 또 벨트(10)가 종이를 양키 건조 드럼(28)에 운반할 때 가장 일반적으로 실행된다. 압력 롤(20)에서 종이(27)에 대해 뼈대(30)를 압축하는 것에 의해 인쇄가 실행된다.The skeleton 30 provides a node region 36 that defines a predetermined pattern and prints a pattern corresponding thereto on a web 27 supported thereon. Printing is always performed when the belt 10 and the web 27 pass between two rigid surfaces having a clearance sufficient for printing. Printing is generally performed in the nip between the two rolls and is most commonly performed when the belt 10 carries the paper to the Yankee dryer drum 28. Printing is performed by compressing the skeleton 30 against the paper 27 in the pressure roll 20.

벨트(10)의 제 1 표면(11)은 그 위에 지지되는 웹(27)에 접촉한다. 제지하는 동안, 벨트(10)의 제 1 표면은 뼈대(30)의 패턴에 대응하는 패턴을 웹(27)상에 인쇄할 수도 있다.The first surface 11 of the belt 10 contacts the web 27 supported thereon. During the papermaking, the first surface of the belt 10 may print a pattern corresponding to the pattern of the skeleton 30 on the web 27.

벨트(10)의 제 2 표면(12)은 기계장치에 접촉하는 표면이다. 제 2 표면은 편향 도관(34)과는 다른 통로를 갖는 후면 망상조직을 갖도록 제조될 수 있다. 이통로는 벨트(10)의 제 2 표면의 후면의 조직에 불규칙성을 제공한다. 통로는 벨트(10)의 X-Y 평면에서 공기의 누출을 가능하게 하고, 이러한 누출은 벨트(10)의 편향 도관(34)을 통해 반드시 방향으로 흐르지는 않는다. 그러한 후면 조직을 갖는 벨트(10)는, 1992년 3월 24일자로 스머코스키(Smurkoski) 등에게 발행된 미국 특허 제 5,098,522 호와, 1994년 11월 15일자로 스머코스키 등에게 발행된 제 5,364,504 호와, 1993년 11얼 9일자로 스머코스키 등에게 발행된 제 5,260,171 호 중 어느 것에 따라 제조될 수도 있고, 상기 특허의 개시 내용은 본원에 참고로 인용된다.The second surface 12 of the belt 10 is the surface in contact with the machine. The second surface may be fabricated to have a backside network with a passageway different from the deflection conduit 34. The conduit provides irregularities in the texture of the back surface of the second surface of the belt 10. The passage allows leakage of air in the X-Y plane of the belt 10, and such leakage does not necessarily flow in the direction through the deflection conduit 34 of the belt 10. The belt 10 having such a backing structure is described in U.S. Patent No. 5,098,522, issued March 24, 1992 to Smurkoski et al., And U.S. Patent No. 5,364,504, issued November 15, 1994 to Smurker Koski et al. And 5,260,171, issued November 11, 1993 to Schumerkoski et al., The disclosures of which are incorporated herein by reference.

본 발명에 따른 벨트(10)의 제 2 주요 구성요소는 보강 구조체(32)이다. 보강 구조체(32)는, 뼈대(30)와 같이 제 1 또는 종이에 면한 표면(13)과, 그것에 대향된 제 2 또는 제지 장치를 향한 표면을 구비한다. 보강 구조체(32)는 주로 벨트(10)의 대향 표면의 사이에 배치되고, 또 벨트(10)의 후면과 일치하는 표면을 가질 수도 있다. 보강 구조체(32)는 뼈대(30)를 지지한다. 보강 구조체는 기술 분야에 공지된 바와 같이 직조되는 것이 통상적이다. 편향 도관(34)과 정합하는 보강 구조체(32)의 일부분은 제지에 사용되는 섬유가 편향 도관(34)을 완전히 통과하는 것을 방지하고 그에 따라 핀홀(pinhole)의 발생을 감소시킨다. 보강 구조체(32)에 직조 섬유를 사용하기를 원치 않으면, 다수의 구멍을 구비한 부직 요소, 스크린, 그물 또는 판이 본 발명의 뼈대(30)에 적절한 강도 및 지지를 제공할 수도 있다.The second major component of the belt 10 in accordance with the present invention is the reinforcing structure 32. The reinforcing structure 32 has a first or paper-facing surface 13, such as a skeleton 30, and a surface facing the second or papermaking device. The reinforcing structure 32 is disposed primarily between the opposing surfaces of the belt 10 and may have a surface that coincides with the back surface of the belt 10. [ The reinforcing structure 32 supports the frame 30. The reinforcing structure is typically woven as is known in the art. A portion of the stiffening structure 32 that mates with the deflection conduit 34 prevents fibers used for papermaking from fully passing through the deflection conduit 34 and thereby reducing the occurrence of pinholes. A nonwoven element, screen, net or plate with a plurality of holes may provide adequate strength and support to the framework 30 of the present invention, if it is not desired to use woven fibers in the reinforcement structure 32.

도 3에 도시된 바와 같이, 뼈대(30)는 보강 구조체(32)에 접합된다.뼈대(30)는 보강 구조체(32)의 종이에 면한 측면(13)으로부터 외측으로 연장한다. 보강 구조체(32)는 수지 뼈대(30)를 강화하고, 또 제지 공정에 사용되는 진공 탈수 장치류가 미형성 웹(27)으로부터 물을 제거하며 또 미형성 웹(27)으로부터 제거된 물을 제지 벨트(10)에 통과시키도록 하기에 적당한 돌출된 개구 영역을 갖는다.3, the skeleton 30 is joined to the stiffening structure 32. The skeleton 30 extends outward from the side 13 facing the paper of the stiffening structure 32. As shown in Fig. The reinforcing structure 32 reinforces the resin skeleton 30 and the vacuum dewatering device used in the papermaking process removes water from the unformed web 27 and also removes water removed from the unformed web 27. [ And has a protruding opening area suitable for being passed through the belt 10.

본 발명에 따른 벨트(10)는 1985년 4월 30일자 존슨 등에게 발행된 미국 특허 제 4,514,345 호, 1985년 7월 9일자 트로칸에게 발행된 제 4,528,239 호, 1992년 3월 24일자 발행된 제 5,098,522 호, 1993년 11월 9일자 스머코스키에게 발행된 제 5,260,171 호, 1994년 1월 4일자 트로칸에게 발행된 5,275,700 호, 1994년 7월 12일자 라쉬 등에게 발행된 제 5,328,565 호, 1994년 8월 2일자 트로칸 등에게 발행된 제 5,334,289 호, 1995년 7월 11일자 라쉬 등에게 발행된 제 5,431,786 호, 1996년 3월 5일자 스텔제스 쥬니어 등에게 발행된 제 5,496,624 호, 1996년 3월 19일자 트로칸 등에게 발행된 제 5,500,277 호, 1996년 5월 7일자 트로칸 등에게 발행된 제 5,514,523 호, 1996년 9월 10일자 트로칸 등에게 발행된 제 5,554,467 호, 1996년 10월 22일자 트로칸 등에게 발행된 제 5,566,724 호, 1997년 4월 29일자 트로칸 등에게 발행된 제 5,624,790 호, 1997년 5월 13일자 에이어스 등에게 발행된 5,628,876 호, 1997년 10월 21일자 라쉬 등에게 허여된 제 5,679,22 호, 1998년 2월 3일자 에이어스 등에게 발행된 제 5,714,041 호 중 어느 것에 따라서도 제조될 수 있다. 상기 특허의 전체의 개시 내용은 본원에 참고로 인용된다.The belt 10 in accordance with the present invention is described in U.S. Patent No. 4,514,345 issued to Johnson et al. On Apr. 30, 1985, U.S. Patent 4,528,239 issued Jul. 9, 1985 to Trokhan, 5,298,722, issued November 9, 1993, 5,260,171 issued November 9, 1993, 5,275,700 issued January 4, 1994 to Trokhan, 5,328,565 issued to Lash et al, July 12, 1994, U.S. 5,334,289 issued to Trocane et al. On Mar. 2, U.S. 5,431,786 issued to Lash et al. On Jul. 11, 1995, U.S. 5,496,624 issued March 5, 1996 to Steljes Jr., et al., March 19, 1996 5,500,277 issued to IJA Trocane et al., 5,514,523 issued to Trocane et al. On May 7, 1996, 5,554,467 issued to Trocane et al on Sep. 10, 1996, No. 5,566,724 issued to Khan et al., Issued on April 29, 1997 to Trokhan et al. 5,628,876 issued May 13,1997 to Aries et al., 5,679,22 issued to Lash et al. On October 21,1997, 5,714,041 issued to Aries et al. On Feb. 3, 1998 , &Lt; / RTI &gt; The entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

특정 두께를 갖는 종이를 제조하는 능력은 웹의 캘리퍼와 관련이 있다. 캘리퍼는 어떤 기계적 압력하에서 측정한 셀룰로오스 섬유질 웹의 두께이다. 캘리퍼는 웹의 기본 중량 및 웹의 구성과 관련이 있다. 기본 중량은 3,000 ft2의 종이의 파운드 단위 중량이다. 웹의 구성은 웹(27)을 구성하는 섬유의 배향 및 밀도와 관련이 있다.The ability to produce paper with a certain thickness is related to the caliper of the web. The caliper is the thickness of the cellulosic fibrous web measured at any mechanical pressure. The caliper is related to the web's basic weight and web configuration. The basis weight is a pound unit weight of 3,000 ft 2 of paper. The composition of the web is related to the orientation and density of the fibers making up the web 27.

웹(27)을 구성하는 섬유는 통상적으로 X-Y 평면에 배향되고, Z 방향에서 최소의 구조적 지지를 제공한다. 따라서, 웹(27)이 소정 패턴의 뼈대(30)에 의해 압축됨에 따라, 웹(27)은 밀집되어 두께가 감소된 소정 패턴의 고밀도 영역을 형성한다. 반대로, 편향 도관(34)을 덮고 있는 웹(27)의 일부분은 압축되지 않으므로 두꺼운 저밀도의 영역을 형성한다.The fibers that make up the web 27 are typically oriented in the X-Y plane and provide minimal structural support in the Z direction. Accordingly, as the web 27 is compressed by the skeleton 30 of a predetermined pattern, the web 27 is densified to form a high-density region of a predetermined pattern of reduced thickness. Conversely, a portion of the web 27 covering the deflection conduit 34 is not compressed and thus forms a thick, low density region.

돔(dome)이라 칭하는 저밀도 영역은 웹(27)에게 병확한 두께를 부여한다. 전형적인 돔을 구성하는 섬유는 주로 웹(27)의 X-Y 평면에 배향되므로, 섬유의 Z 방향의 지지는 무시할만 하다. 반대로, 돔이 후속의 제지 작업 도중에 변형되고 두께가 감소되기 쉽다. 따라서, 웹(27)의 캘리퍼는 대체로 돔이 기계적 압력에 견딜 수 있는 능력에 의해 제한된다.The low density region, called the dome, gives the web 27 an accurate thickness. Since the fibers constituting the typical dome are oriented mainly in the X-Y plane of the web 27, the support of the fibers in the Z direction is negligible. Conversely, the dome is deformed during subsequent papermaking operations and tends to decrease in thickness. Thus, the caliper of the web 27 is generally limited by the ability of the dome to withstand mechanical pressure.

그러나, 편향 도관(34)은 섬유를 주변부(38)를 따라 Z 방향으로 굽히는 수단을 제공한다. 섬유의 편향에 의해, Z 방향의 성분을 포함하는 섬유 배향이 생긴다. 그러한 섬유의 배향은 명확한 웹 두께를 형성할 뿐만아니라 Z 방향에서 소정량의 구조적 강도를 제공하여, 제지 공정을 통해 웹(27)이 그것의 두께를 유지하는 것을 돕는다. 따라서, 본 발명에 있어서, 편향 도관(34)의 크기 및 형상은 주변부(38)를 따른 섬유의 편향을 최대화 하도록 설정된다.However, the deflection conduit 34 provides a means for bending the fibers along the periphery 38 in the Z direction. By the deflection of the fibers, a fiber orientation including the component in the Z direction is generated. The orientation of such fibers not only forms a clear web thickness but also provides a certain amount of structural strength in the Z direction, which helps the web 27 maintain its thickness through the papermaking process. Thus, in the present invention, the size and shape of the deflection conduit 34 is set to maximize the deflection of the fiber along the periphery 38.

섬유(50)가 편향 도관(34) 안으로 편향됨에 따라 미형성 웹(27)으로부터의 물의 제거(탈수)가 개시된다. 탈수에 의해 섬유의 이동성이 감소되어, 편향되고 재배열된 후에 섬유를 적소에 고정시키기가 쉽다. 상이한 유체 압력을 미형성 웹(27)에 가하는 것에 의해, 편향 도관(34) 안으로의 섬유의 편향을 감소시킬 수 있다. 상이한 압력을 가하는 하나의 바람직한 방법은 미형성 웹(27)을 편향 도관(31)을 통해 진공에 노출시키는 것이다. 도 1에서, 바람직한 방법은 픽업 슈(pick-up shoe)(24)를 사용하는 것으로 도시 되어 있다.As the fibers 50 are deflected into the deflection conduit 34, removal (dehydration) of water from the unformed web 27 is initiated. Dehydration reduces the mobility of the fibers, which makes it easier to fix the fibers in place after being deflected and rearranged. By applying different fluid pressures to the unformed web 27, deflection of the fibers into the deflection conduit 34 can be reduced. One preferred method of applying different pressures is to expose the unformed web 27 to a vacuum through the deflection conduit 31. In Figure 1, a preferred method is shown using a pick-up shoe 24.

이론에 의해 한정되지 않고, 편향 도관(34)에 대한 미형성 웹(27)의 섬유의 배열은, 섬유의 길이를 포함하는 다수의 용인에 따라 2가지 모델중 하나를 취하는 것이 일반적이다. 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 긴 섬유(50)의 말단은 마디(36)의 상부에 억제되어 섬유(50)의 중앙 부분을 완전히 굽히지 않고 도관(34) 안으로 굽히는 것을 가능하게 한다. 따라서, 편향 도관(34)의 "연결"이 달성된다. 변형예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 섬유(50)(주로, 짧은 섬유)는 약간의 편향이 섬유(50)의 더미(pile)를 형성하고 또 도관(34) 내부와 그 둘레에 배치되는 다음 섬유의 편향을 최소화한 상태로 도관(34) 내부에 충분히 배치될 수 있다.Without being limited by theory, it is common to arrange the fibers of the unformed web 27 with respect to the deflection conduit 34 to take one of two models depending on the number of tolerances, including the length of the fibers. As shown schematically in Figure 4, the distal end of the elongate fibers 50 is constrained on the upper portion of the knob 36 to enable bending into the conduit 34 without bending the central portion of the fiber 50 completely. Thus, the " connection " of the deflection conduit 34 is achieved. 5, the fibers 50 (primarily short fibers) are arranged such that a slight deflection forms a pile of fibers 50 and is disposed within and around the conduits 34 Can be sufficiently disposed within the conduit 34 with minimized deflection of the next fiber to be treated.

섬유의 편향은 웹의 내 굽힘성과 관련이 있다. 웹의 굽힘 경도가 높을수록 내 굽힘성이 증가한다. 웹의 굽힘 경도는 (1) 개별 섬유의 굽힘 경도와, (2) 섬유간 접합 강도의 두가지 요인이 주를 이룬다. 그러나, 픽업 슈(24)에서 웹은 습윤되고 섬유간 접합은 웹에 다량의 물이 존재함으로 인해 섬유간 접합이 양호하게 달성되지 않는다. 따라서, 주 요인은 개별 섬유의 경도이다. 섬유가 단단할수록 편향이 적다.The deflection of the fiber is related to the bending resistance of the web. The higher the bending hardness of the web, the greater the bending resistance. The bending hardness of the web is dominated by two factors: (1) the bending hardness of the individual fibers, and (2) the bond strength between the fibers. However, in the pick-up shoe 24, the web is wetted and the inter-fiber joint is not well attained due to the presence of a large amount of water in the web. Therefore, the main factor is the hardness of the individual fibers. The harder the fiber, the less deflection.

섬유의 편향이 섬유(50)의 고유 경도에 의존하기는 하지만, 편향의 크기는 섬유(50)가 도관(34)의 폭에 미칠 정도로 길이가 충분히 긴지의 여부에 의해 주로 결정된다. 도 6 및 도 7은 섬유의 편향의 2가지 가능한 개요를 도시한 것이다. 도 6에서, 섬유(50)는 지점(A)에서 고정되고 도관(34)의 개구 위에 외팔보형으로 지지된다. 이 섬유(50)에 진공 등의 균일한 하중이 가해지면, A 지점에서 높은 굽힘 모멘트가 발생되고, B 지점에서의 편향은 하기의 수학식 1에 의해 규정된다.Although the deflection of the fibers is dependent on the intrinsic hardness of the fibers 50, the magnitude of the deflection is largely determined by whether the fibers 50 are sufficiently long in length to be as wide as the conduits 34. Figures 6 and 7 show two possible outlines of fiber deflection. In Fig. 6, the fibers 50 are fixed at point A and are cantilevered above the openings of the conduit 34. In Fig. When a uniform load such as vacuum is applied to the fiber 50, a high bending moment is generated at the point A, and the deflection at the point B is defined by the following equation (1).

여기서, fB는 B 지점에서의 편향, F는 섬유의 길이에 걸쳐 균일하게 분포되는 힘, L은 지지 지점(들)으로부터의 섬유의 길이, E는 탄성 계수, I는 관성 모멘트 이다.Here, f B is biased at point B, F are uniformly distributed over the length of the fiber strength, L is the fiber from the supporting point (s) in length, E is Young's modulus, I is moment of inertia.

도 7에서, 섬유(50)는 도관의 폭 보다 길므로, 2 지점(A, B)에서 고정된다. 섬유(50)에 동일한 진공이 가해지면, A, B 지점에서의 지지력은 굽힘 모멘트를 편향시켜 C 지점에서 섬유를 편향(수학식 2)시키는 결과를 초래한다.In Fig. 7, the fibers 50 are longer than the width of the conduit, so they are fixed at two points (A, B). If the same vacuum is applied to the fibers 50, the bearing forces at points A and B will result in deflecting the bending moment and deflecting the fibers at point C (equation 2).

여기서, fC는 C 지점에서의 섬유 편향이다.Where f C is the fiber deflection at point C.

도 6 및 7에 도시된 섬유에 대해 변수(F, L, E)가 동일하고 가정하면, 섬유의 편향(fB)은 섬유의 편향(fC)보다 48 배 더 크다.Assuming that the variables (F, L, E) are the same for the fibers shown in Figures 6 and 7, the deflection (f B ) of the fiber is 48 times greater than the deflection (f C ) of the fiber.

따라서, 연결의 발생을 최소화하도록 편향 도관(34)의 크기를 설정하는 것에 의해 섬유의 편향이 향상될 수 있다. 그러나, 도관의 크기는 도관(34)에 축적될 수 있고 그에 따라 큰 섬유가 그 안에서 편향되는 것을 억제하는 공급물의 작은 섬유의 수에 의해서 제한된다.Thus, the deflection of the fiber can be improved by setting the size of the deflection conduit 34 to minimize the occurrence of the connection. However, the size of the conduit is limited by the number of small fibers in the feed that can accumulate in the conduit 34 and thereby inhibit large fibers from deflecting therein.

공급물은 보통 활엽수 및 침엽수의 양자를 포함한다. 활엽수의 일예는 유칼립투스(EUC)이며, 침엽수의 일예는 북부 침엽수 크라프트(NSK) 이다. 공급물의 일예는 30 중량%의 침엽수와 70 중량%의 활엽수이다. 침엽수의 평균 섬유 길이는 활엽수의 평균 섬유 길이의 약 3 배이고, 편향 도관의 크기를 평균 침엽수 길이에 대비하여 설정하는 것에 의해 도관은 짧은 활엽수 섬유를 축적하기가 쉽게 되고, 그에 따라 긴 섬유의 편향을 제한한다. 따라서, 도관의 폭(W)을 공급물(L)의 평균 섬유 길이에 대비한 크기로 설정하는 것이 바람직하다.The feed usually includes both hardwoods and softwoods. An example of a broad-leaved tree is eucalyptus (EUC), and an example of a conifer is northern softwood kraft (NSK). An example of a feedstock is 30 wt.% Conifer and 70 wt.% Hardwood. By setting the average fiber length of softwoods to about three times the average fiber length of hardwoods and by setting the size of the deflection conduits to the average softwood length, the conduits are easy to accumulate short hardwood fibers, Limit. Therefore, it is desirable to set the width W of the conduit to be equal to the average fiber length of the feed L.

본 발명에서, 평균 섬유 길이는 하기의 수학식 5에 의해 구한 길이가 가중된 평균 섬유 길이이다.In the present invention, the average fiber length is a weighted average fiber length obtained by the following equation (5).

여기서,L i i종의 섬유의 평균 길이이고,n i i종에서 측정한 섬유의 수이다.Where L i is the average length of fibers of species i and n i is the number of fibers measured in species i .

본 발명에서 길이가 가중된 평균 섬유 길이는 약 0.043 인치이다.The length-weighted average fiber length in the present invention is about 0.043 inches.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 도관(34)은 가변 폭 또는 일정한 폭을 갖는 다양한 상이한 형상을 취할 수도 있다. 가변 폭을 갖는 도관의 형상은 주축(40), 소축(42) 및 평균 폭(46)에 의해 규정된다. 규정한 바와 같이, 주축(40)은 도관의 면적 중심을 횡단하는 가장 긴 축 또는 폭이고, 소축(42)은 도관의 면적 중심을 횡단하는 가장 짧은 폭이며, 평균 푹(46)은 도관의 면적 중심을 횡단하는 평균 폭이다.As shown in Figs. 9 and 10, conduit 34 may take a variety of different shapes with variable widths or constant widths. The shape of the conduit with variable width is defined by the main axis 40, the minor axis 42 and the average width 46. The major axis 40 is the longest axis or width traversing the area center of the conduit and the minor axis 42 is the shortest width traversing the area center of the conduit and the average valley 46 is the area of the conduit It is the average width across the center.

평균 폭(46)은 도관의 주변부상의 두 지점을 연결하는 CD의 면적 중심을 통해 인출한 선의 길이를 일차 측정하는 것에 의해 구한다. CD에 대해 Δθ[예컨대, 0°가 CD를 나타내는 경우, 0 내지 165의 범위에서 15]의 각도 증가로 배향된 유사한 선의 길이를 측정하고 평균하여 평균 폭을 구한다.The average width 46 is determined by first measuring the length of the line drawn through the area center of the CD connecting the two points on the periphery of the conduit. The average width is determined by measuring and averaging the lengths of similar lines oriented at an angle increase of .DELTA..theta. For CD (for example, when 0 represents CD, in the range of 0 to 165).

섬유의 연결은 소축(42)을 따라 가장 발생하기 쉬우므로, 평균 섬유 길이(L)에 대한 도관(34)의 최소 폭의 크기를 다음 수학식 6과 같이 설정하는 것이 바람직하다.It is preferable to set the minimum width of the conduit 34 with respect to the average fiber length L as shown in Equation (6), since the fiber connection is most likely to occur along the minor axis 42.

따라서, 본 발명에서 바람직한 최소 도관 폭은 적어도 약 0.043 인치이다.Thus, a preferred minimum conduit width in the present invention is at least about 0.043 inches.

작은 섬유의 축적은 도관의 주축(40) 및 소축(42)의 양자를 따라 발생할 수 있으므로, 양측 축(40, 42)에 대해 상한을 규정하기가 어렵고, 결과적으로 최소의 섬유 축적과 최대의 섬유 편향이 발생한다. 그러나, 본 발명에서, 평균 폭(46)이 평균 길이(L)로부터 평균 섬유 길이의 3배(3L)에 이르는 범위가 되도록 도관(34)의 크기를 설정함으로써 최대의 캘리퍼가 형성된다는 것을 발견하였다.The accumulation of small fibers can occur along both the main axis 40 and the minor axis 42 of the conduit so that it is difficult to define the upper limit with respect to the two side shafts 40 and 42. As a result, Deflection occurs. However, in the present invention, it has been found that the maximum caliper is formed by setting the size of the conduit 34 such that the average width 46 is in the range from the average length L to three times the average fiber length (3L) .

L ≤W ≤3LL? W? 3L

따라서, 본 발명에서 평균 도관 폭의 범위가 약 0.043 인치 내지 약 0.129 인치가 되도록 도관의 크기를 설정하는 것이 바람직하다.Therefore, it is desirable to set the size of the conduit so that the range of average conduit width in the present invention is about 0.043 inches to about 0.129 inches.

웹(27)은 대략 2차원의 섬유 망상조직이다. 이상적인 섬유 망상조직은 섬유의 배향이 특정 방향을 선호하지 않는 섬유의 임의적 분포를 포함한다. 그러한 이상적 망상조직에 대해, 평균 섬유 길이(L)는 모든 방향에서 동일하다.The web 27 is an approximately two-dimensional fiber network. The ideal fiber network comprises an arbitrary distribution of fibers in which the orientation of the fibers does not favor a particular orientation. For such an ideal network, the average fiber length L is the same in all directions.

그러나, 섬유의 망상조직은 특정 방향에서 편향된 섬유의 방위를 갖는 웹에 배열되는 것이 통상적이다. 그러한 편향된 망상조직에 대해, 평균 섬유 길이는 웹(27)의 X-Y 평면에서 경사진 방위에 대해 변화될 것이다. 이론적으로, 그러한 평균 섬유 길이는L Θ 로 표시된다.However, it is common that the network of fibers is arranged in a web having the orientation of fibers deflected in a particular direction. For such a deflected network, the average fiber length will vary with respect to the oblique orientation in the XY plane of the web 27. Theoretically, such average fiber length is denoted by L ?.

Θ는 CD에 대한 X-Y 평면의 각 배향이고,L Θi 는 X-Y 평면의 각 방향에서의 섬유의 성분 길이이며,L Θ 는 X-Y 평면의 각 방향의 평균 섬유 길이이고, n은 X-Y 평면에서 각 방향(Θ)에서 측정한 섬유의 수이다. ΘIs the respective orientation of the X-Y plane with respect to the CD,L Θi Is the component length of the fiber in each direction of the X-Y plane,L Θ Is the average fiber length in each direction in the X-Y plane, and n is the average fiber length in the X-Y plane in each directionΘ) &Lt; / RTI &gt;

본 발명에서, 2차원의 섬유 망상조직을 구성하는 섬유(50)는 주로 기계가공 방향(MD)으로 배향된다. 따라서, 기계가공 방향에서의 평균 섬유 길이는 횡가공방향(CD)에서의 평균 섬유 길이보다 길다.In the present invention, the fibers 50 constituting the two-dimensional fiber network are oriented mainly in the machining direction MD. Therefore, the average fiber length in the machining direction is longer than the average fiber length in the transverse working direction (CD).

수학식 4로부터 다음을 구한다.From Equation (4):

따라서, 도 11에 도시된 바와 같이, 주축(40)이 벨트의 가공방향에 평행하도록 도관(34)을 배향하는 것이 바람직하다. 그러나, 섬유의 방향은 가공방향(MD)을 선호하는 것이 통상적이므로, 당업자는 주축이 대각선 방향으로 배향되고, 도 12에 도시된 바와 같이 이 대각선은 가공방향에 대해 22.5°±22.5°로 배향된 각도(54)로서 규정된다는 것을 이해할 것이다.Therefore, as shown in Fig. 11, it is preferable to orient the conduit 34 so that the main shaft 40 is parallel to the working direction of the belt. However, since it is usual for the direction of the fibers to prefer the working direction MD, those skilled in the art will appreciate that the main axes are oriented diagonally and this diagonal line is oriented at 22.5 DEG +/- 22.5 DEG with respect to the working direction Angle &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 54. &lt; / RTI &gt;

도관의 형상은 주축(40) 대 소축(42)의 비로서 규정되는 종횡비(R A )에 의해 규정된다. 섬유의 최대 편향에 대해, 그것은 종횡비(R A )가 다음과 같이 규정되는 수학식 8 및 9를 따른다.The shape of the conduit is defined by the aspect ratio R A defined as the ratio of the major axis 40 to the minor axis 42. For the maximum deflection of the fiber, it follows equations (8) and (9) in which the aspect ratio ( R A ) is defined as:

그러나, 섬유가 편향 도관(34) 안으로 편향되기 직전의 웹 상태에서 X-Y 평면내의 웹의 특정 방향에서의 평균 섬유 길이를 측정하는 것은 비 실용적이다. 따라서, 섬유의 길이와 관련이 있는 웹의 고유한 물리적 특성을 고려하여 최대의 섬유 편향을 제공하는 도관의 형상에 바람직한 종횡비(R A )를 구할 필요가 있다.However, it is impractical to measure the average fiber length in a specific direction of the web in the XY plane in the web state immediately before the fiber is deflected into the deflection conduit 34. [ It is therefore necessary to determine the preferred aspect ratio ( R A ) for the shape of the conduit providing maximum fiber deflection, taking into account the inherent physical properties of the web that are related to the length of the fiber.

종이 웹(27)의 물리적 특성은 웹(27)의 X-Y 평면내의 섬유의 방향에 의해 주로 영향을 받는다. 예컨대, 기계가공 방향(MD)을 선호하는 섬유 방향을 갖는 웹(27)은 인장 강도는 MD가 CD 보다 높고, 연신은 CD가 MD 보다 높으며, 굽힘 경도는 MD가 CD보다 높다.The physical properties of the paper web 27 are primarily influenced by the orientation of the fibers in the X-Y plane of the web 27. For example, the web 27 having a fiber direction favoring the machining direction MD has a tensile strength higher than that of CD, a stretched CD is higher than MD, and a bending hardness of MD is higher than that of CD.

섬유의 배향 이외에, 웹의 인장 강도는 X-Y 평면의 특정 방향으로 배향된 섬유의 대응 길이에 비례한다. 따라서, MD 및 CD에서 웹의 인장 강도는 MD 및 CD에서 평균 섬유 길이에 비례한다.In addition to the orientation of the fibers, the tensile strength of the web is proportional to the corresponding length of the fibers oriented in a particular direction of the X-Y plane. Thus, the tensile strength of the web in MD and CD is proportional to the average fiber length in MD and CD.

따라서, 수학식 8은 다음과 같이 된다.Therefore, Equation (8) becomes as follows.

또한, 수학식 10의L MD /L CD T MD /T CD 로 대체하는 것에 의해, 도관의 형상을 규정하는 종횡비(R A )는 다음과 같이 표현된다.Further, by replacing L MD / L CD in Equation (10) with T MD / T CD , the aspect ratio R A defining the shape of the conduit can be expressed as follows.

MD 및 CD에서의 웹(27)의 인장 강도는 미국 펜실바니아주 필라델피아 소재의 Thwing-Albert Instrument Co.에 의해 제조되는 Intelect Ⅱ Standard Tensile Tester를 사용하여 측정하였다. 실험 결과, 최적의 섬유 편향 및 대응하는 캘리퍼 형성을 제공하는 바람직한 도관의 형상은 1 내지 2의 종횡비를 갖는다. 바람직한 형상은 약 1.3 내지 1.7의 종횡비를 갖는다. 가장 바람직한 형상은 1.4 내지 1.6의 종횡비를 갖는다.The tensile strength of web 27 on MD and CD was measured using an Intelect II Standard Tensile Tester manufactured by Thwing-Albert Instrument Co. of Philadelphia, PA. As a result of the experiment, the shape of the preferred conduit providing optimal fiber deflection and corresponding caliper formation has an aspect ratio of 1 to 2. The preferred shape has an aspect ratio of about 1.3 to 1.7. The most preferred shape has an aspect ratio of 1.4 to 1.6.

도관의 폭을 가로지르는 섬유의 연결을 최소화할 뿐만아니라 도관 벽의 주변부(38)를 따른 섬유의 연결을 최소화하기 위해 편향 도관(34)의 형상이 중요하다. 촘촘한 반경이나 예리한 모서리를 형성하는 도관 벽은 섬유의 연결을 위한 추가의 장소를 제공한다. 이러한 목적에 바람직하지 않은 도관의 형상이 도 8a 및 8b에 도시되어 있다.The shape of the deflection conduit 34 is important to minimize the connection of the fibers across the width of the conduit as well as to minimize the connection of the fibers along the perimeter 38 of the conduit wall. The duct wall, which forms tight radii or sharp edges, provides an additional place for fiber connections. The shape of the conduit which is undesirable for this purpose is shown in Figures 8a and 8b.

도 9 및 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 바람직한 도관의 형상은 원형,계란형 및 6개 이상의 변의 다각형을 포함하지만 그것에 한정되지는 않는 대체로 타원형이다. 도 9는 개별 벽 부분(44)을 포함하는 직사각형 외주를 갖는 타원형 도관을 도시한 것이다. 그러한 도관의 형상에 대해, 적어도 120°인 인접한 벽 부분 사이에 협각(39)을 제공하는 것에 의해 외주를 따른 섬유의 연결이 최소화된다.As shown in Figures 9 and 10, the shape of the conduit preferred for the present invention is generally oval, including, but not limited to, circular, oval, and polygons of six or more sides. 9 illustrates an elliptical conduit having a rectangular outer periphery including an individual wall portion 44. Fig. With respect to the shape of such a conduit, the connection of fibers along the periphery is minimized by providing a narrowed angle 39 between adjacent wall portions of at least 120 [deg.].

도 10은 도관의 중심을 향해 곡선의 오목한 외주를 갖는 타원형 도관을 도시한 것이다. 곡선형 외주는 최소의 곡률 반경(48)을 포함한다. 마찬가지로, 외주를 따른 섬유의 연결은 최소의 곡률 반경(48) 대 평균 도관 폭의 비가 적어도 0.29 이고 단지 0.50 이하가 되도록 형상을 제한하는 것에 의해 최소화된다.Figure 10 shows an elliptical conduit with a concave outer circumference of a curve toward the center of the conduit. The curved circumference includes a minimum radius of curvature 48. Likewise, the connection of the fibers along the circumference is minimized by limiting the shape so that the ratio of the minimum radius of curvature (48) to the average duct width is at least 0.29 and is only 0.50 or less.

도 13에 도시된 바와 같이, 이상적으로 마디(36)의 상부의 웹(27)은 제로(0)의 신장을 받는 한편, 도관(34)은 웹(27)에 평균 신장(ε)을 가하여 완전히 굽힌다.13, ideally the web 27 on top of the knob 36 is stretched to zero while the conduit 34 applies an average stretch? To the web 27, Bend.

ε는 평균 신장이고, OB는 Z 방향의 높이이며, W는 도관의 폭이다.? is the average elongation, OB is the height in the Z direction, and W is the width of the conduit.

웹(27)이 파괴될 때 임계 신장을 구한다. 신장이 웹(27)의 임계적 신장보다 크면, 망상조직이 파괴되어 웹에 핀홀(pinholr)이 발생된다. 웹(27)의 임계 신장은 섬유의 길이 및 섬유의 방위와 같은 망상조직의 특성에 좌우된다. 픽업 슈에서웹이 습윤되고 섬유간 접합이 양호하게 형성되지 않으므로, 섬유간 접합은 임계적 신장에 아무런 영향을 미치지 않는다.The critical elongation is obtained when the web 27 is broken. If the elongation is greater than the critical elongation of the web 27, the network is broken and a pinhole is generated in the web. The critical elongation of the web 27 depends on the nature of the network, such as the length of the fibers and the orientation of the fibers. Since the web is wetted in the pick-up shoe and the inter-fiber joint is not well formed, the inter-fiber joint has no effect on the critical elongation.

웹(27)이 도관(34) 안으로 굽는 총 거리는 Z 방향의 높이(60)에 따른다. 웹의 임계적 신장이 OB에 정비례하므로, OB는 웹(27)의 임계적 신장에 의해 한정된다. 따라서, 수학식 15로부터 OB(0)의 바람직한 범위는 다음과 같이 표현된다.The total distance the web 27 is bent into the conduit 34 follows the height 60 in the Z direction. Since the critical elongation of the web is directly proportional to OB, OB is defined by the critical elongation of the web 27. [ Therefore, the preferable range of OB (0) from Equation (15) is expressed as follows.

임계 신장(ε 임계 )은 섬유 길이, 섬유 방향 및 기본 중량과 복잡한 관계에 있다. 질적으로, 섬유 길이 및/또는 기본 중량이 증가할 때 임계적 신장은 증가한다. 본 발명에서, 최대의 웹 편향을 위해 바람직한 Z 방향의 높이의 범위는 적어도 약 0.005 인치 내지 약 0.039 인치이다.Renal threshold (threshold ε) is the fiber length, fiber orientation and basis weight and complex relationships. Qualitatively, the critical elongation increases as the fiber length and / or basis weight increases. In the present invention, the preferred range of height in the Z direction for maximum web deflection is at least about 0.005 inches to about 0.039 inches.

웹이 편향 도관에서 받을 전체의 편향도 소정 패턴의 뼈대의 마디/도관 경계면을 형성하는 각도에 의해 결정된다. 웹의 편향 각도(62)는 Z 방향에 대한 마디/도관의 경계면에서의 웹의 각도로서 규정된다. 웹의 편향은 도 14에 도시되어 있다. 마디/도관의 경계면에 축적된 섬유(50)는 외부 압축력에 견딜 수 있는 지지 구조체를 제공하는 것을 가능하게 하는 Z방향 성분에 의해 배향된다. 마디/도관의 경계면에서 Z 방향에 평행하게 배향된 섬유는 최대의 지지를 제공한다. 그러나, 웹(27)은 무한히 가요성인 것은 아니므로, 도관(34)의 윤곽을 완전히 따른 것은 가능하지 않다. 또한, 제조상의 한계로 인해, 편향 도관의 벽은 경사져서 마디/도관의 경계면에서 수지 각도(64)를 형성한다. 편향 각도(62)가 수지 각도(64) 보다 작을리가 없으므로, 수지 각도(64)는 웹의 편향을 더욱 제한한다. 본 발명에서, 수지 각도는 5°내지 10°사이에서 경사지는 것이 바람직하다. 웹의 편향 각도 범위는 통상적으로 약 20°내지 약 50°이다.The overall deflection the web will undergo in the deflection conduit is also determined by the angle that forms the node / conduit interface of the skeleton of a given pattern. The deflection angle 62 of the web is defined as the angle of the web at the interface of the node / conduit with respect to the Z direction. The deflection of the web is shown in Fig. The fibers 50 deposited at the interface of the nodule / conduit are oriented by a component in the Z direction that makes it possible to provide a support structure that is able to withstand external compressive forces. The fibers oriented parallel to the Z direction at the interface of the nodule / conduit provide maximum support. However, since the web 27 is not infinitely flexible, it is not possible to follow the contour of the conduit 34 completely. Also, due to manufacturing limitations, the walls of the deflection conduit are inclined to form a resin angle 64 at the interface of the nodes / conduits. Since the deflection angle 62 is not less than the resin angle 64, the resin angle 64 further restricts the deflection of the web. In the present invention, it is preferable that the resin angle is inclined between 5 and 10 degrees. The deflection angle range of the web is typically from about 20 [deg.] To about 50 [deg.].

각종 공정 도중에 종이에 가해지는 외력은 마디/포켓의 경계면에서 섬유로부터의 지지력에 의해 반작용하기 때문에, 이 영역에서 섬유의 수가 많을수록 지지력 및 대응하는 캘리퍼가 높아진다. 변형 경계면의 섬유(50)의 수는 경계면의 총 주변부(38)를 최대화 하는 것에 의해 최적으로 될 수 있다. 이것은 단위 면적당 편향 도관(34)의 수를 최대화하거나 또는 마디 영역(36)의 비율을 최소화 하는 것과 동일하다. 이론적으로, 도관(34)은 극단 상태까지 압축될 수 있다. 그러나, 도 11 및 12에 도시된 바와 같이, 수지를 보강 구조체(32)에 확고히 부착하는 것을 가능하게 하도록 최소의 폭(52)을 갖기 위해 도관(34)을 분리하는 마디(36)가 필요하다. 본 발명에서, 바람직한 최소의 마디 폭(52)은 적어도 약 0.007 인치 내지 약 0.020 인치이다.The external force applied to the paper during the various processes reacts by the support force from the fibers at the interface of the nodule / pocket, so the greater the number of fibers in this area, the higher the bearing capacity and corresponding caliper. The number of fibers 50 at the deformation interface can be optimized by maximizing the total periphery 38 of the interface. This is the same as maximizing the number of deflection conduits 34 per unit area or minimizing the proportion of the node region 36. Theoretically, the conduit 34 can be compressed to an extreme state. However, as shown in Figures 11 and 12, there is a need for a knob 36 to separate the conduit 34 to have a minimum width 52 to enable firm attachment of the resin to the stiffening structure 32 . In the present invention, the preferred minimum node width 52 is at least about 0.007 inches to about 0.020 inches.

또한, 도관(34)을 보다 효율적인 배치로 압축하여 단위 면적당 도관의 수를 최대화할 수 있다. 도관(34)의 바람직한 배치는 도 11 및 12에 도시된 바와 같은 6각형 패턴을 형성하는 것이다.In addition, the conduit 34 can be compressed in a more efficient arrangement to maximize the number of conduits per unit area. A preferred arrangement of the conduits 34 is to form a hexagonal pattern as shown in Figs.

(2)종이 (2) Paper

본 발명의 종이(80)는 2개의 주요 영역을 갖는다. 제 1 영역은 벨트(10)의 뼈대(30)에 대해 인쇄되는 인쇄 영역(82)을 포함한다. 이 인쇄 영역(82)은 본질적으로 연속 망상조직을 포함하는 것이 바람직하다. 종이(80)의 제 1 영역의 연속 망상조직(82)은 벨트(10)의 본질적인 연속 망상조직(30)상에 형성되고, 그것의 기하학적 형상에 대체로 일치하며, 제지 도중에 정 위치에서 그것에 매우 가깝에 배치될 것이다.The paper 80 of the present invention has two main areas. The first region includes a printing area 82 that is printed against the skeleton 30 of the belt 10. It is preferred that the print region 82 essentially comprises a continuous network. The continuous network 82 of the first region of the paper 80 is formed on the intrinsic continuous network 30 of the belt 10 and generally conforms to its geometric shape and is very close to it As shown in FIG.

종이(80)의 제 2 영역은 인쇄된 망상조직 영역(82)의 도처에 분포된 다수의 돔(84)을 포함한다. 돔(84)은 벨트의 편향 도관(34)과 기하학적 형상이 대체로 일치하고 또 제지 도중에는 그것의 위치에 대체로 일치한다. 제지 도중에 편향 도관(34)에 일치시키는 것에 의해, 돔(84) 안의 섬유는 뼈대(30)의 종이에 면한 표면과 보강 구조체(32)의 종이에 면한 표면 사이이에서 Z 방향으로 편향된다. 그 결과, 돔(84)은 종이(80)의 본질적인 연속 망상조직 영역(82)으로부터 외측으로 돌출한다. 돔(84)은 연속 망상조직 영역(82)에 의해 서로 분리되어 분리되어 있는 것이 바람직하다. 이론에 의해 제한되지 않고, 종이(80)의 돔(84) 및 본질적인 연속 망상조직 영역(82)은 대체로 동일한 기본 중량을 가질 수도 있다. 돔(84)을 편향 도관(34) 안으로 편향시키는 것에 의해, 돔(84)의 밀도는 본질적인 연속 망상조직 영역(82)에 비해 감소된다. 또한, 본질적인 연속 망상조직 영역(82)(또는 선택할 수 있는 다른 패턴)은 후에 예컨대 양키 건조 드럼에 대해 눌려질 수도 있다. 그러한 누름에 의해, 돔(84)의 밀도에 비해 본질적인 연속 망상조직 영역(82)의 밀도가 증가된다. 결과적인 종이(80)는 기술 분야에 공지된 바와 같이 나중에 엠보싱 가공될 수도 있다.The second area of paper 80 includes a plurality of domes 84 distributed throughout the printed network area 82. The dome 84 is generally coincident with the geometry of the deflection conduit 34 of the belt and substantially coincides with its position during retraction. By matching the deflection conduit 34 during the papermaking, the fibers in the dome 84 are deflected in the Z direction between the surface facing the paper of the skeleton 30 and the surface facing the paper of the stiffening structure 32. As a result, the dome 84 protrudes outward from the intrinsic continuous network region 82 of the paper 80. Preferably, the dome 84 is separated and separated from each other by a continuous network region 82. Without being limited by theory, the dome 84 of paper 80 and the intrinsic continuous network region 82 may have substantially the same basis weight. By deflecting the dome 84 into the deflection conduit 34, the density of the dome 84 is reduced relative to the intrinsic continuous networked tissue region 82. In addition, the intrinsic continuous network region 82 (or other pattern that may be selected) may be subsequently pressed against the Yankee dryer drum, for example. By such pressing, the density of the intrinsic continuous network region 82 is increased relative to the density of the dome 84. The resulting paper 80 may be embossed later, as is known in the art.

본 발명에 따른 종이(80)는 1985년 7월 16일자 트로칸의 미국 특허 제4,529,480 호, 1987년 1월 20일자 트로칸의 제 4,637,859 호, 1994년 11월 15일자 스머코스키 등의 제 5,364,504 호, 1996년 6월 25일자 트로칸 등의 제 5,529,664 호, 1997년 10월 21일자 라쉬 등의 제 5,679,222 호에 따라 제조할 수도 있으며, 상기 특허의 전체 개시 내용은 본원에 참고로 인용된다.The paper 80 in accordance with the present invention is described in U.S. Patent 4,529,480, Trokhan, July 16, 1985, U.S. Patent 4,637,859, January 20, 1987, Trokhan, U.S. 5,364,504, November 15, 1994, 5,529,664 issued June 25,1996 to Trokhan et al, and 5,679,222 issued to Lash et al. On October 21, 1997, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

X-Y 평면에서의 돔(84)의 형상은 한정적인 것은 아니지만, 원형, 계란형 및 6새 이상의 변의 다각형을 포함한다. 바람직하게는, 돔(84)은 곡선 또는 직선 외주(86)를 포함하는 대체로 타원 형상이다. 곡선 외주(86)는 최소 곡률 반경 대 돔의 평균 폭의 비의 점위가 적어도 약 0.29 내지 약 0.50이 되도록 하는 최소 곡률 반경을 포함한다. 직선 외주(86)는 인접한 벽 부분 사이의 협각이 적어도 약 120°인 다수의 벽 부분을 포함할 수도 있다.The shape of the dome 84 in the X-Y plane includes, but is not limited to, circular, oval, and polygons of six or more sides. Preferably, the dome 84 is generally elliptical in shape, including a curved or straight perimeter 86. Curved perimeter 86 includes a minimum radius of curvature such that the ratio of the ratio of the minimum curvature radius to the average width of the dome is at least about 0.29 to about 0.50. The straight peripheries 86 may include a plurality of wall portions with a narrowed angle between adjacent wall portions of at least about 120 [deg.].

높은 캘리퍼를 갖는 종이(80)를 제공하려면 웹의 단위 면적당 Z 방향의 섬유의 수를 최대화하는 것이 필요하다. Z 방향 섬유의 대다수는 섬유의 편향이 발생하는 돔(84)의 외주(86)를 따라 배향된다. 따라서, Z 방향의 섬유의 배향 및 종이 웹의 대응 캘리퍼는 주로 단위 면적당 돔의 수에 따른다.To provide paper 80 with a high caliper it is necessary to maximize the number of fibers in the Z direction per unit area of web. The majority of the Z-direction fibers are oriented along the outer circumference 86 of the dome 84 where fiber deflection occurs. Therefore, the orientation of the fibers in the Z direction and the corresponding caliper of the paper web will depend primarily on the number of dome per unit area.

도 15에 도시된 바와 같이, 단위 면적당 돔(84)의 수는 돔을 유효 패턴으로 배열하는 것에 의해 달성되는 인접 돔들 사이의 거리의 최소화에 의해 최대화 된다. 본 발명에서, 돔(84)들 사이의 바람직한 최소 거리(88)는 적어도 0.007 인치이고 단지 0.020 인치이다. 돔(84)의 바람직한 배치는 6각형의 패턴을 형성하는 것이다.As shown in FIG. 15, the number of dome 84 per unit area is maximized by minimizing the distance between adjacent dams achieved by arranging the dome in an effective pattern. In the present invention, the preferred minimum distance 88 between the dome 84 is at least 0.007 inches and only 0.020 inches. A preferred arrangement of the dome 84 is to form a hexagonal pattern.

종이(80)의 단위 면적당 돔(84)의 수는 앞서 설명한 편향 도관의 크기 및 형상에 주로 의존한다. 본 발명에서, 돔(84)의 바람직한 평균 폭은 적어도 약 0.043 인치이고, 약 0.129 인치 이하이다. 돔에 바람직한 대체로 타원 형상은 약 1 내지 2의 종횡비를 갖는 것이다. 보다 바람직한 대체로 타원 형상의 종횡비는 약 1.3 내지 약 1.7 이고, 가장 바람직한 대체로 타원 형상의 종횡비는 약 1.4 내지 1.6 이다.The number of dome 84 per unit area of the paper 80 depends mainly on the size and shape of the deflection conduit described above. In the present invention, the preferred average width of the dome 84 is at least about 0.043 inches, and not more than about 0.129 inches. A preferred generally elliptical shape for the dome is an aspect ratio of about 1 to 2. [ More preferably, the generally elliptical shape aspect ratio is about 1.3 to about 1.7, and the most preferred generally elliptical shape aspect ratio is about 1.4 to 1.6.

종이 웹의 캘리퍼는 3초의 정지 시간 후에 2인치의 직경을 갖는 원형 프레서 풋(foot)을 사용하여 1평방인치 당 95 그램의 압력 상태에서 측정하는 것이 통상적이다. 캘리퍼는 미국 펜실바니아주 필라델피아 소재의 Thwing-Albert Instrument Company에 의해 제조되는 Thwing-Albert Thickness Tester 모델명 89-100을 사용하여 측정할 수 있다. 캘리퍼는 TAPPI 온도 및 습도 조건하에서 측정한다.The caliper of the paper web is typically measured at a pressure of 95 grams per square inch using a circular press foot with a diameter of 2 inches after a 3 second pause. The caliper can be measured using a Thwing-Albert Thickness Tester model 89-100 manufactured by Thwing-Albert Instrument Company of Philadelphia, Pa. Calipers are measured under TAPPI temperature and humidity conditions.

본 발명에서, 캘리퍼는 2개의 더미를 포함하는 종이 웹상에서 측정하였다. 2겹의 종이 웹의 캘리퍼는 20 mil 내지 40 mil인 것이 바람직하다. 2겹의 종이 웹의 캘리퍼는 보다 바람직하게는 38 mil 내지 46 mil 이고, 가장 바람직하게는 25 mil 내지 30 mil 이다.In the present invention, the caliper was measured on a paper web containing two piles. Preferably the caliper of the double ply paper web is 20 to 40 mils. The caliper of the double ply paper web is more preferably 38 to 46 mils, and most preferably 25 to 30 mils.

본 발명의 특정 실시예들을 도시하고 설명하였지만, 당업자는 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고서 다양한 다른 변화 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위 내에 속하는 그러한 모든 변화 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 포함된다.While particular embodiments of the present invention have been shown and described, it will be understood by those skilled in the art that various other changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. All such variations and modifications falling within the scope of the invention are included in the scope of the appended claims.

Claims (10)

평균 섬유 길이(L)를 갖는 제지 섬유의 웹을 지지하는 종이 웹 접촉 표면과, 상기 종이 웹 접촉 표면에 대향된 제지 장치 접촉 표면을 갖는 제지용 벨트에 있어서,A papermaking belt having a paper web contacting surface for supporting a web of papermaking fibers having an average fiber length (L) and a papermaking device contacting surface opposite the paper web contacting surface, 상부에 소정 패턴의 뼈대가 배치되는 보강 구조체로서, 상기 소정 패턴의 뼈대는 연속 망상조직 영역 및 다수의 분리된 편향 도관을 포함하고 있고, 상기 편향 도관은 상기 연속 망상조직 영역에 의해 서로 분리되어 있으며, 상기 편향 도관은L<W<3L인 평균 폭(W)과, 적어도 약 1.0 내지 약 2.0의 범위의 종횡비와, 최소 곡률 반경 대 평균 폭의 비의 범위가 적어도 약 0.29 내지 약 0.50인 최소 곡률 반경을 갖는 대체로 타원 형상의 곡선형 외주를 구비한, 보강 구조체를 포함하는Wherein the skeleton of the predetermined pattern comprises a continuous network region and a plurality of discrete deflection conduits, wherein the deflection conduits are separated from one another by the continuous network region , Said deflection conduits having an average width (W) of L < W < 3L , an aspect ratio in the range of at least about 1.0 to about 2.0, and a minimum curvature radius range of at least about 0.29 to about 0.50 Comprising a reinforcing structure having a generally elliptical curved perimeter having a radius 제지용 벨트.Paper belt. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 소정 패턴의 뼈대는 상기 보강 구조체로부터 적어도 약 0.005 인치 내지 약 0.039 인치의 범위의 거리로 외측으로 연장되는The skeleton of the predetermined pattern extends outwardly from the reinforcement structure at a distance ranging from at least about 0.005 inches to about 0.039 inches 제지용 벨트.Paper belt. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 편향 도관은 약 5°내지 약 10°로 경사져 있는The deflection conduit is inclined at about 5 [deg.] To about 10 [deg.] 제지용 벨트.Paper belt. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 편향 도관은 6각형의 패턴으로 배열되는The deflection conduits are arranged in a hexagonal pattern 제지용 벨트.Paper belt. 제 4 항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 연속 망상조직 영역은 적어도 약 0.007 인치 내지 약 0.020 인치 범위의 최소 폭을 갖는 마디 영역을 제공하는Wherein the continuous network region provides a node region having a minimum width in the range of at least about 0.007 inch to about 0.020 inch 제지용 벨트.Paper belt. 제 5 항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 마디 영역은 상기 벨트의 웹 접촉 표면의 약 25% 내지 약 50%인Wherein the nodal region is between about 25% and about 50% of the web contacting surface of the belt 제지용 벨트.Paper belt. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 편향 도관은 주축을 구비하고, 상기 벨트는 X-Y 평면내의 가공 방향을 구비하며, 상기 주축은 상기 가공 방향에 평행하게 배향되는Said deflection conduit having a main axis, said belt having a machining direction in the X-Y plane, said main axis being oriented parallel to said machining direction 제지용 벨트.Paper belt. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 편향 도관은 주축을 구비하고 상기 벨트는 X-Y 평면내의 가공 방향을 구비하며, 상기 주축은 상기 가공 방향에 대각선 방향으로 배향되는Wherein the deflection conduit has a major axis and the belt has a machining direction in the X-Y plane, the major axis being oriented diagonally to the machining direction 제지용 벨트.Paper belt. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 편향 도관의 종횡비는 약 1.3 내지 약 1.7인Wherein the aspect ratio of the deflection conduit is from about 1.3 to about 1.7 제지용 벨트.Paper belt. 평균 섬유 길이(L)를 갖는 제지 섬유의 웹을 지지하는 종이 웹 접촉 표면과, 상기 종이 웹 접촉 표면에 대향된 제지 장치 접촉 표면을 구비한 제지용 벨트에 있어서,A papermaking belt having a paper web contacting surface for supporting a web of papermaking fibers having an average fiber length (L) and a papermaking device contacting surface opposite the paper web contacting surface, 소정 패턴의 뼈대가 상부에 배치된 보강 구조체로서, 상기 소정 패턴의 뼈대는 연속 망상조직 영역 및 다수의 분리된 편향 도관을 포함하며, 상기 편향 도관은 상기 연속 망상조직 영역에 의해 서로 분리되어 있고, 상기 편향 도관은 대체로 타원 형상을 형성하는 벽 부분을 포함하는 직사각형 외주를 구비하며, 상기 직사각형 외주는L<W<3L인 평균 폭(W)과, 적어도 약 1.0 내지 약 2.0의 범위의 종횡비와, 적어도 약 120°의 인접 벽 부분 사이의 협각을 갖는, 보강 구조체를 포함하는Wherein the skeleton of the predetermined pattern comprises a continuous network region and a plurality of discrete deflection conduits, the deflection conduits being separated from each other by the continuous network region, The deflection conduit having a rectangular outer periphery including a wall portion forming a generally elliptical shape, the rectangular outer periphery having an average width (W) of L < W < 3L , an aspect ratio of at least about 1.0 to about 2.0, Having a narrowed angle between adjacent wall portions of at least about 120 [deg.], 제지용 벨트.Paper belt.
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