KR20010080705A - 통기 건조 포가 없이 통기 건조된 티슈 생성물을 제조하는방법 및 장치 - Google Patents

통기 건조 포가 없이 통기 건조된 티슈 생성물을 제조하는방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

통기 건조 티슈 생성물의 제조 방법은 통기 건조 포 없이 기능하는 통기 건조기를 포함한다. 티슈 웹은 일반적인 방식으로 형성되고 통기 건조기의 표면으로 이송되기 전에 높은 컨시스턴시로 탈수된다. 통기 건조기의 내부는 뜨거운 공기 후드가 뜨거운 공기를 웹을 통해 건조기 내로 송풍하는 역할을 하면서 진공으로 작동된다. 일 실시양태에서, 통기 건조 드럼의 표면에는 원주 두렁이 제공되어 생성되는 티슈에 벌크 및 기계 교차 방향 신장을 부여한다. 통기 건조기 표면 상에 원주 두렁과 서로 맞물려 있는 두렁이 있는 닥터 블레이드가 사용되어 건조기 표면으로부터 건조된 시트를 걷어낼 수 있다.

Description

통기 건조 포가 없이 통기 건조된 티슈 생성물을 제조하는 방법 및 장치{Method and Apparatus for Making a Throughdried Tissue Product Without a Throughdrying Fabric}
미용 티슈, 화장실용 티슈, 종이 타월 등과 같은 티슈 생성물의 제조시, 통기 건조 방법을 사용하는 것이 널리 공지되어 있다. 일반적으로, 통기 건조 방법은 웹이 통기 건조 포에 의해 지지되는 동안 탈수된 티슈 웹에 뜨거운 공기를 통과시키는 것을 포함한다. 보다 구체적으로는, 포로 지지된 웹은 웹이 뜨거운 건조 공기가 공급되는 회전 통기 건조 드럼과 접촉하여 유지되는 동안 건조된다. 특정 방법에 따라, 건조된 웹은 후속적으로 크레이핑되거나 또는 크레이핑되지 않을 수 있다.
그러나, 현재 통기 건조 방법은 생성되는 티슈 생성물에 목적하는 텍스쳐 및 구조를 제공하는데 통기 건조 포에 의존한다. 이러한 포의 디자인은 제직 방법의 고유 특성 및 포를 제직하는 데 사용되는 필라멘트의 특성으로 인해 제한된다. 많은 필라멘트 물질과 관련된 일 특정 문제점은 이들은 고온을 견딜 수 없다는 것이다. 물론, 통기 건조 티슈 제조기의 생산성을 증가시키려는 계속된 노력으로서, 건조기 온도 및 건조 에너지 효율을 증가시키고 건조 시간을 단축시킬 수 있게 하려는 열의가 있다. 그러나, 통기 건조 포는 온도 분해, 건조기의 각 회전에서의잠열 손실 등과 같은 여러 이유로 인해 제한 인자이다.
따라서, 통기 건조 티슈 기계의 건조 효율을 향상시키는 방법이 필요하다.
<발명의 요약>
통기 건조기를 적절하게 디자인함으로써 티슈 기계로부터 통기 건조 포를 제거할 수 있다는 것을 드디어 발견하였다. 이는 통기 건조 포를 구입하는 비용 및 포 교환과 관련된 작업 중단 비용을 제거할 뿐만 아니라, 건조 단계의 열 효율을 또한 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일면은 (a) 티슈 웹을 형성하고, (b) 티슈 웹을 탈수하고, (c) 지지 포로부터 웹을 건조하기 위해 뜨거운 공기가 통과하는 다수의 구멍이 있는 통기 건조 드럼의 표면으로 탈수된 웹을 이송하고, (d) 통기 건조 드럼의 표면 상에 있는 동안 웹을 건조하고, (e) 통기 건조 드럼의 표면으로부터 건조된 웹을 제거하는 것을 포함함을 특징으로 하는 통기 건조된 티슈 시트의 제조 방법에 관한 것이다. 통기 건조 드럼의 표면 상으로의 웹의 이송은 지지포를 통해 통기 건조 드럼의 표면을 향하게 압축 공기를 송풍하는 송풍 박스에 의해 조력될 수 있다. 또한, 이송은 이송 지점에서 통기 건조 드럼 내부에 진공 박스가 존재함으로써 추가로 조력될 수 있다. 통기 건조 드럼의 표면으로부터 건조된 웹의 제거는 제거 지점에서 건조된 웹을 향해 바깥쪽으로 공기를 송풍하는 통기 건조 드럼 내부에 송풍 박스가 존재함으로써 조력될 수 있다. 대안으로 또는 부가적으로, 닥터 블레이드를 사용하여 통기 건조 드럼의 표면으로부터 건조된 웹을 걷어낼 수 있다. 일부 경우에서, 웹의 강도가 적절한 경우, 건조된 웹은 간단하게 박리될 수 있다.
본 발명의 또다른 면은 (a) 티슈 웹을 형성하고, (b) 티슈 웹을 탈수하고, (c) 다수의 원주 두렁(ridge)이 있는 통기 건조 드럼의 표면으로 탈수된 웹을 통기 건조 포의 지지 없이 이송하고, (d) 통기 건조 드럼의 표면 상에 있는 동안 웹을 건조하고, (e) 통기 건조 드럼의 표면으로부터 건조된 웹을 제거하는 것을 포함함을 특징으로 하는 통기 건조 티슈 시트의 제조 방법에 관한 것이다. 이 실시양태에서, 원주 두렁의 존재는 생성되는 건조된 웹에 상당한 벌크, 기계 교차 방향 신장 및 가요성을 부여한다.
본 발명의 또다른 면은 다수의 원주 두렁이 있는 천공된 통기 건조 드럼, 통기 건조 드럼의 표면으로 뜨거운 공기를 공급하기 위한 뜨거운 공기 후드, 웹을 건조하기 위해 뜨거운 공기 후드로부터 통기 건조 드럼의 표면을 통해 안쪽으로 뜨거운 공기를 빨아들이기 위한 통기 건조 드럼 내부에 있는 진공 대역, 및 통기 건조 드럼의 표면으로부터 건조된 웹을 제거하기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 웹 건조용 통기 건조 장치에 관한 것이다. 통기 건조 드럼의 표면으로부터 건조된 웹을 제거하기 위한 수단은 통기 건조 드럼의 표면에 대향하여 위치하고 통기 건조 드럼 표면으로부터 웹을 걷어내는 이랑이 있는 닥터 블레이드(ribbed doctor blade) 및(또는) 통기 건조 드럼의 표면으로부터 웹을 송풍하여 제거하기 위해 압축 공기를 사용하는 통기 건조 드럼 내부에 있는 송풍 박스를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 건조된 "티슈" 웹은 필기 용지와 같이 보다 밀집된 등급의 종이와 구별되는 미용 티슈, 화장실용 티슈 또는 종이 타월로서 사용하기 적합한 제지 섬유의 저밀도 시트이다.
도 1은 포 부재(不在) 통기 건조 드럼의 작업을 예시한 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 2는 통기 건조기의 표면 상의 원주 두렁 및 맞물리는 이랑이 있는 닥터 블레이드를 예시한 본 발명에 따른 통기 건조 드럼의 표면의 대표 부분의 투시도이다.
도 3은 진공 구멍 및 원주 두렁의 배열을 예시한 통기 건조기 표면의 대표 부분의 평면도이다.
도 4는 원주 두렁 및 구멍의 공간 관계를 좀더 예시한 통기 건조기 드럼의 표면의 단면도이다.
<도면의 상세한 설명>
도 1을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다. 포들이 형성 롤 (13)의 표면에 의해 정의되는 아치형 통로를 가로지를 때 내부 형성 포 (11)와 외부 형성 포 (12) 사이에 제지 섬유의 수현탁액을 집어넣는 제지 헤드박스 (10)가 나타나있다. 새로이 형성된 웹 (14)은 내부 형성 포에 의해 보유되어 웹으로부터 자유수(free water)를 비압축적으로 제거하기 위하여 임의의 모세관 탈수 롤에 통과된다. 적합한 모세관 탈수 롤은 본원에 참고 문헌으로 인용되는 1997년 12월 30일자로 추앙(Chuang) 등에게 허여된 미국 특허 제5,701,682호(명칭: "Capillary Dewatering Method and Apparatus")에 기술되어 있다. 이후, 웹은 내부 진공 박스 (17)와 함께 선택적 송풍 박스 (16)의 도움으로 통기 건조 드럼 (15)의 표면으로이송된다. 선택적 가압 롤 (18 및 19)은 생성되는 티슈의 강도를 전체적인 높은 벌크 및 낮은 밀도와 분리하기 위하여 웹의 일부를 선택적으로 밀집화하고 강화시킨다. 통기 건조 드럼의 내부는 뜨거운 공기 후드 (12)로부터 웹을 통하여 통기 건조 드럼의 내부로 뜨거운 공기를 빨아들이기 위한 진공 대역 (20)을 함유한다. 건조된 웹이 그의 원호의 말단에 도달하였을 때, 웹은 건조 드럼의 표면으로부터, 바람직하게는 이랑이 있는 닥터 블레이드 (22)를 사용하여 표면으로부터 웹을 걷어내고(거나) 임의의 송풍 박스 (23)를 사용하여 표면으로부터 웹을 송풍 제거한 후, 통상의 방식으로 추가의 공정 (미용 티슈, 화장실용 티슈, 종이 타월 등으로의 전환)을 위해 패런트 롤(parent roll) (25)에 권취된다. 통기 건조 드럼이 회전하여 닥터 블레이드를 지난 후, 통기 건조 드럼의 표면 상에 잔존하는 임의의 잔류 섬유가 어느 정도 있게 되고, 이들 섬유는 화염이 표면을 향하는 적절한 연소기를 사용하여 통기 건조 드럼의 표면으로부터 연소될 수 있다. 연소기를 사용하는 경우, 통기 건조 드럼은 직화(direct fire)로 인한 고온을 견딜 수 있는 금속으로 제조될 필요가 있다. 통기 건조기 업계의 숙련자들은 이러한 임무를 위해 적절한 금속 조성물을 선택할 수 있을 것이다. 유리하게는, 연소기로부터 생성되는 통기 건조 드럼의 표면 상의 잔존 열은 낭비되지 않고 습윤 종이의 후속 전도 건조에 이용될 수 있다.
당업계의 숙련자들은 많은 변형이 본 발명의 범위를 벗어남없이 상기 방법에 적용될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 초승달형 형성기(crescent former), 장막식 형성기(Fourdrinier formers), 흡기 브레스트 롤 형성기(suction breastroll former) 등을 포함한 다른 형성 구성물이 예시된 트윈 와이어 형성기를 대체할 수 있다. 또한, 새로이 형성된 웹은 통기 건조기로의 이송 전에, 러쉬 이송(rush transfer)과 함께 또는 없이 중간 이송 포로 이송될 수 있다. 그러나, 웹이 형성 포로부터 이송 포로 러쉬 이송되는 것이 특히 유리할 수 있으며, 이때 이송 포는 형성 포보다 약 5% 내지 약 75% 느린 속도로 이동한다. 이러한 러쉬 이송 단계의 예는 본원에 참고 문헌으로 인용되는 엥겔(Engel) 등에게 1997년 9월 16일자로 허여된 미국 특허 제5,667,636호(명칭: "Method for Making Smooth Uncreped Throughdried Sheets")에 기술되어 있다.
도 2는 통기 건조기의 표면으로부터 통기 건조된 웹을 걷어내도록 디자인된 임의의 짝을 이루는 이랑이 있는 닥터 블레이드가 상호작용하는 것을 나타낸 통기 건조 드럼의 표면의 대표 부분의 투시도이다. 보다 구체적으로는, 통기 건조 드럼 (15)의 표면에는 건조된 웹에 3차원 윤곽과 높은 벌크를 제공하는 일련의 원주 두렁 (31)이 제공되어 있다. 두렁은 원주 방향(기계 방향)으로 연속이거나 또는 불연속일 수 있다. 원주 두렁들 사이에는 뜨거운 건조기 기류가 웹을 건조하도록 통과하는 다수의 구멍 (32)이 있다. 이랑이 있는 닥터 블레이드 (22)는 또한 이랑이 있는 닥터 블레이드가 통기 건조기의 표면으로부터 웹을 긁어내거나 또는 걷어낼 수 있도록 통기 건조기 표면의 두렁과 맞물리는 그 자신의 일련의 두렁 (33)을 가진다. 닥터 블레이드의 전방 연부는 웹이 구부러지고 내부 섬유 결합이 실질적으로 감소하는 임의의 "크레이핑" 작용을 최소화하기에 충분하게 점점 좁아진다.
도 3은 두렁 (31) 사이에 다수의 구멍 (32)이 보다 선명하게 예시된 통기 건조기 표면의 대표 부분의 표면의 평면도이다. 구멍의 개방 영역은 특정 공정 조건에 따라 변할 수 있으나, 일반적으로 약 15% 내지 약 40%, 보다 구체적으로는 약 20% 내지 약 35%일 수 있다.
도 4는 도 3의 4-4 선을 따라 취해진 통기 건조기 드럼의 표면의 단면도로서, 보다 구체적으로는 구멍 및 원주 두렁의 상대적인 크기가 나타나있다. 원주 두렁의 높이는 "h"로 나타내져 있고, 약 0.7 내지 약 2 mm일 수 있다. 원주 두렁의 너비 또는 높이는 "t"로 나타내져 있고, 약 0.7 내지 약 1.5 mm일 수 있다. 원주 두렁의 기저 사이의 간격은 "d"로 나타내져 있고, 약 1.5 내지 약 3 mm일 수 있다. 통기 건조기의 표면 벽을 통한 구멍의 깊이는 "b"로 나타내져 있고, 약 2 내지 약 10 mm일 수 있다.
예시의 목적으로 제공된 도면의 상기 기술은 하기 특허청구범위 및 그의 모든 동등물에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 생각하지 말아야 한다는 것을 이해할 것이다.

Claims (9)

  1. (a) 티슈 웹을 형성하고,
    (b) 티슈 웹을 탈수하고,
    (c) 탈수된 웹을 다수의 원주 두렁이 있는 통기 건조 드럼의 표면으로 통기 건조 포의 지지없이 이송하고,
    (d) 통기 건조 드럼의 표면 상에 있는 동안 웹을 건조하고,
    (e) 통기 건조 드럼의 표면으로부터 건조된 웹을 제거하는 것을 포함함을 특징으로 하는 티슈 시트의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계 (b)의 탈수된 웹이 제1 포에 의해 지지되고 제1 포보다 약 5% 내지 약 75% 느린 속도로 이동하는 제2 포로 러쉬 이송(rush transfer)되는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 건조된 웹이 통기 건조기의 표면 상의 원주 두렁과 서로 맞물려 있는 다수의 두렁이 있는 닥터 블레이드에 의해 통기 건조 드럼의 표면으로부터 제거되는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 탈수된 웹이 통기 건조 드럼의 표면을 향해 웹을 몰아붙이는 송풍 박스의 도움으로 통기 건조 드럼의 표면으로 이송되는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 건조된 웹이 통기 건조 드럼 표면에서 구멍을 통해 밖으로 향하게 공기를 송풍하는 통기 건조기 내의 송풍 박스의 도움으로 통기 건조 드럼의 표면으로부터 제거되는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 탈수된 웹이 통기 건조 드럼의 표면으로 이송된 후, 웹이 통기 건조 드럼의 표면과 1개 이상의 가압 롤 사이에서 가압되는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 웹이 제거된 후 통기 건조 드럼의 표면에 부착된 임의의 섬유를 직화(direct fire)로 연소 제거하는 방법.
  8. (a) 티슈 웹을 형성하고, (b) 티슈 웹을 탈수하고, (c) 지지포로부터 웹을 건조하기 위해 뜨거운 공기가 통과하는 다수의 구멍이 있는 통기 건조 드럼의 표면으로 탈수된 웹을 이송하고, (d) 통기 건조 드럼의 표면 상에 있는 동안 웹을 건조하고, (e) 통기 건조 드럼의 표면으로부터 건조된 웹을 제거하는 것을 포함함을 특징으로 하는 통기 건조 티슈 시트의 제조 방법.
  9. 다수의 원주 두렁이 있는 천공된 통기 건조 드럼, 통기 건조 드럼의 표면으로 뜨거운 공기를 공급하기 위한 뜨거운 공기 후드, 웹을 건조하기 위해 뜨거운 공기를 뜨거운 공기 후드로부터 통기 건조 드럼의 표면을 통해 안쪽으로 빨아들이기위한 통기 건조 드럼 내의 진공 대역, 및 통기 건조 드럼의 표면으로부터 건조된 웹을 제거하기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 웹 건조용 통기 건조 장치.
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