KR20020071034A - 동반 방적사를 가진 제지기의 성형 직물 - Google Patents

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KR20020071034A
KR20020071034A KR1020027010241A KR20027010241A KR20020071034A KR 20020071034 A KR20020071034 A KR 20020071034A KR 1020027010241 A KR1020027010241 A KR 1020027010241A KR 20027010241 A KR20027010241 A KR 20027010241A KR 20020071034 A KR20020071034 A KR 20020071034A
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KR1020027010241A
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윌슨로버트쥐.
트로우톤브라이언에이치.피.
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웨벡스 코포레이션
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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Abstract

제지기의 직물은 제지용 표면을 형성하도록 서로 짜여진 기계 방향 방적사와 주요 횡단 기계 방향 방적사를 구비하는 베이스 직물 구조체를 구비하는데, 기계 방향 방적사와 주요 횡단 기계 방향 방적사들은 2 보다 큰 하니스 반복을 가진 패턴으로 서로 짜여진다. 또한 직물은 각각의 근접한 주요 횡단 기계 방향 방적사의 각 쌍 사이에 위치된 제 1 및, 제 2 동반 횡단 기계 방향 방적사를 구비한다. 각각의 제 1 동반 횡단 기계 방향 방적사는 근접한 주요 횡단 기계 방향 방적사의 제 1 의 상기 쌍에 일치하는 상기 기계 방향 방적사에 대하여 상호 짜여지는 패턴을 가지고, 각각의 제 2 의 동반 횡단 기계 방향 방적사는 근접한 주요 횡단 기계 방향 방적사의 제 2 의 쌍에 일치하는 상기 기계 방향 방적사에 대하여 상호 짜여지는 패턴을 가진다. 제 1 동반 횡단 기계 방향 방적사는 제 2 의 주요 및, 동반 횡단 기계 방향 방적사 사이에 위치된다. 주요 횡단 기계 방향 방적사는 제 1 의 직경을 가지고, 제 1 과 제 2 의 동반 방적사는 제 2 의 직경을 가지며, 제 1 과 제 2 직경 사이의 비율은 약 0.9 와 1.1 사이이다.

Description

동반 방적사를 가진 제지기의 성형 직물{Papermaker's forming fabric with companion yarns}
종래의 포드리니어(fourdrinier) 제지 공정에서는, (종이 "원료"로 알려진) 셀룰로우스성 섬유의 물 슬러리 또는 현탁물이 두개 또는 그 이상의 롤러들 사이를 이동하는 직조된 와이어 및/또는 합성 재료의 무한 벨트의 상부 주행부의 위로 공급된다. 종종 "성형 직물"로서 지칭되는 벨트는 그것의 상부 주행부의 상부 표면상에서 제지용 표면을 제공하는데, 상부 주행부는 종이 원료의 셀룰로오스성 섬유를 물의 매체로부터 분리하는 필터로서 작용하여, 습윤된 종이 웹을 형성한다. 물의 매체는 배수 구멍으로 알려진, 성형 직물의 메쉬 개구부를 통하여, 중력만으로, 또는 직물의 상부 주행부의 하부 표면(즉, 기계 측)상에 위치된 하나 또는 그 이상의 흡입 박스로부터의 보조에 의해 배수된다.
성형 부분을 떠난 이후에, 종이 웹은 제지 기계의 프레스 부분으로 전달되는데, 여기에서 종이 웹은 다른 직물로 덮여있는 압력 롤러의 하나 또는 그 이상의 쌍의 닙(nip)을 통해서 통과된다. 상기 다른 직물은 통상적으로 "프레스 펠트"로서지칭된다. 롤러로부터의 압력은 웹으로부터 부가적인 습기를 제거한다; 습기의 제거는 종종 프레스 펠트상의 "배트(batt)"층의 존재에 의해 향상된다. 이후에 종이는 건조 부분으로 이송되어서 습기를 더 제거하게 된다. 건조 후에, 종이는 제 2 의 처리 및, 포장을 수행할 준비가 된다.
통상적으로, 제지기의 직물은 두가지의 기본적인 직조 기술들중 하나에 의해서 무한 벨트로서 제조된다. 이러한 기술들중 제 1 의 것에 있어서, 직물들은 평탄 직조 공정(flat weaving process)에 의해서 평탄하게 직조되는데, 이것은 그들의 단부들이 공지된 다수의 접합 방법들중 하나에 의해서 무한 벨트를 형성하도록 접합되는 것이다. 상기 공지된 접합 방법은 단부들을 함께 해체하여 다시 직조하거나(보통 꼬아 잇기(splicing)로 알려짐), 또는 각 단부나 특별한 폴드백(foldback)상에 핀으로 시임(seam)될 수 있는 플랩(flap)을 꿰메어서, 이들을 핀으로 시임될 수 있는 루프로 다시 직조하는 것과 같은 것이다. 평탄한 직조 제지기의 직물에 있어서, 날실의 방적사는 기계 방향(machine direction)으로 연장되고 씨실의 방적사는 횡단 기계 방향(cross machine direction)으로 연장된다. 제 2 의 기술에서는 직물이 무한의 직조 공정으로써 연속적인 벨트의 형태로 직접적으로 직조된다. 무한의 직조 공정에 있어서, 날실의 방적사는 횡단 기계 방향으로 연장하고 씨실의 방적사는 기계의 방향으로 연장된다. 여기에서, "기계 방향"(MD) 및, "횡단 기계 방향"(CMD)은 각각 제지용 기계상에서 제지기의 직물의 이동 방향과 정렬된 방향과, 직물 표면에 평행하고 그리고 이동 방향을 가로지르는 방향을 지칭한다. 상기에 설명된 두가지 직조 방법들은 당해 기술 분야에서 공지된 것이며, 여기에 사용된 "무한 벨트"라는 용어는 그러한 방법들중 하나에 의해서 만들어진 벨트를 지칭한다.
티슈 종이가 형성될때, 상대적으로 미세한 메쉬를 가진 상부 표면을 가진 성형 직물이 채용되는 것이 전형적이다. 그러한 직물은 "핀 구멍"을 가지는 종이의 경향을 감소시킬 수 있다. 또한, 티슈 종이는 통상적으로 높은 투과성의 직물이 고속으로 (분당 _ 피트로) 주행하는 제지 기계상에서 형성되기 때문에, 직물을 형성하는 티슈는 전체적으로 대단히 얇다 (즉, 낮은 캘리퍼스(caliper) 이다.); 낮은 캘리퍼스의 직물들은 (적은 공동 체적에 기인하여) 매우 급속하게 배수되는 경향이 있으며 따라서 종종 두꺼운 직물보다 효과적이다. 더욱이, 기계를 형성하는 티슈의 높은 작동 비율은 직물을 형성하는 티슈의 "시이트 릴리스(sheet release)" 특성을 매우 중요한 것이 되게 할 수도 있다. 프린터용 종이와 같은 고급 종이를 위한 성형 직물과 비교하여, 제지용 표면의 "동일 평면성"은 티슈 성형 직물에 대해서는 일반적으로 덜 중요한데, 이는 적은 동일 평면의 표면을 가진 직물이 보다 부드러운 종이( 이것은 물론 티슈에서 중요한 품질이다.)를 생산할 수 있다. 더욱이, 전형적인 티슈 성형 직물은 그것의 상부 표면상에서 "CMD 가 우세한" 것이다; 즉, 상부 표면의 CMD 방적사들은 MD 방적사들이 그런 것보다 많은 상부 표면을 포함하며 종이 원료 섬유에 대하여 많은 섬유의 지지를 제공한다.
상기와 같은 점들은 티슈 종이를 위한 성형 직물이 신문 인쇄, 프린터 종이 및, 다른 양질의 종이 등급에 비해 현저하게 상이한 특성을 가질 수 있다는 점을 나타낸다. 그러므로, 윌슨에게 허여된 미국 특허 제 4,987,929 호; 제 5,518,042호; 및, 제 5,937,914 호에 설명된 바와 같은, 양질의 종이 등급에 적당한 성형 직물들은 티슈 종이의 형성에는 적절하지 않을 수 있다. 라이트에게 허여된 미국 특허 제 5,025,839 호 및, 바레토에게 허여된 미국 특허 제 5,857,498 호에 설명된 것과 같은, 티슈 종이 형성용으로 설계된 직물들은 특정의 환경하에서는 불충분한 투과성을 가질 수 있다. 라이트에게 허여된 미국 특허 제 5,421,374 호에 도시된 하나의 다른 제안된 티슈 성형 직물은 3 개의 상부 CMD 방적사마다 단지 하나의 저부 CMD 방적사를 구비함으로써 투과성의 문제를 해결하였지만, 이러한 직물은 상부의 CMD 방적사들이 함께 다발을 이룸으로써 상부의 CMD 방적사들 사이에서 균일한 간격이 존재하지 않는 문제점을 가질 수 있다.
본 발명은 전체적으로 직조된 직물에 관한 것이며, 보다 상세하게는 제지기용의 직조된 직물에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명의 직물을 형성하는 이중 층의 제지용 표면의 평면도.
도 2 는 도 1 의 직물을 형성하는 이중 층의 저부 층에 대한 평면도.
도 3a 및, 도 3b 는 도 1 의 선 3a-3a 및, 3b-3b 를 따라서 각각 취한 단면도이며, 두개의 전형적인 MD 방적사, 주요 CMD 방적사, 동반 CMD 방적사 및, 기계 방향 측의 CMD 방적사들 사이의 상호 관계를 도시한다.
도 4 는 도 1 의 직물에 대한 확대된 부분 사시도이며, 동반 CMD 방적사의 서로에 대한 상호 관계 및, 그들의 근접한 주요 CMD 방적사에 대한 상호 관계를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 다른 이중층 형성 직물 구현예에 대한 제지용 표면의 평면도이다.
도 6 은 도 5 의 이중층 형성 직물의 저부층에 대한 평면도이다.
도 7a 및, 도 7b 는 도 5 의 선 7a-7a 와 7b-7b 를 따라서 각각 취한 단면도로서 전형적인 MD 방적사, 주요 CMD 방적사, 동반 CMD 방적사 및, 기계 측 CMD 방적사들 사이의 상호 관계를 도시한다.
도 8 은 도 5 의 직물에 대한 확대된 부분 사시도이며, 동반하는 CMD 의 서로에 대한, 그리고 그들의 근접한 주요 CMD 방적사에 대한 상호 관계를 도시한다.
상기의 점에 비추어, 본 발명의 목적은 티슈 종이에 적절한 제지기의 직물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기에 설명된 투과성과 상부 CMD 간격의 균일성 문제가 해결되는 티슈 형성 직물을 제공하는 것이다.
상기 목적 및, 다른 목적들은 본 발명에 의해서 충족되는데, 이것은 티슈 형성에 대한 적절한 투과성, 표면 구조 및, 상부 CMD 방적사의 간격을 제공할 수 있느 제지기의 직물을 구비한다. 제지기의 직물은: 제지용 표면을 형성하도록 서로 엇갈려 짜여진 기계 방향의 방적사 및, 주요(primary) 횡단 기계 방향 방적사를 구비하는 베이스 직물 구조를 구비하는데, 여기에서 기계 방향 방적사와 주요 횡단 기계 방향 방적사는 두개 이상의 하니스(harness) 반복을 가진 패턴으로 서로 엇갈려 짜여진다. 각각의 제 1 의 동반(companion) 횡단 기계 방향 방적사는 근접한 주요 횡단 기계 방향 방적사의 쌍들중 제 1 의 것과 일치하는 기계 방향의 방적사에 대하여 서로 엇갈려서 짜여진 패턴을 가지며, 각 제 2 의 동반하는 횡단 기계 방향 방적사는 근접한 주요 횡단 기계 방향 방적사의 쌍들중 제 2 의 것에 일치하는 기계 방향의 방적사에 대하여 서로 엇갈려 짜여진 패턴을 가진다. 제 1 의 동반하는 횡단 기계 방향 방적사는 제 2 의 제 1 방적사와 동반하는 횡단 기계 방향 방적사 사이에 위치된다. 주요 횡단 기계 방향 방적사들은 제 1 의 직경을 가지며, 제 1 및, 제 2 의 동반하는 방적사들은 제 2 직경을 가지고, 여기에서 제 1 과 제 2 직경 사이의 비는 약 0.9 와 1.1 사이이다. 이러한 구성에 있어서, 동반하는 종이 측의 횡단 기계 방향 방적사는 서로에 대하여 분리된 상태로 유지되는 경향이 있어서, 적절하게 티슈 종이를 생산할 수 있는 표면 구조 및, 투과성을 제공한다.
다른 구현예에 있어서, 본 발명의 제지기의 직물은, 상부의 횡단 기계 방향 방적사의 제 1 및, 제 2 세트와 횡단 기계 방향 방적사의 저부 세트들이 반복되는 단위체로서 서로 직조된 기계 방향의 방적사들을 구비한다. 상부의 횡단 기계 방향 방적사의 제 1 및, 제 2 세트들은, 횡단 기계 방향 방정사의 제 1 세트들중 하나가 상부의 횡단 기계 방향 방적사의 제 2 세트들중 두개 사이에 존재하도록, 그리고 상부의 횡단 기계 방향 방적사의 제 2 세트들중 하나가 상부의 횡단 기계 방향 방적사의 제 1 세트들중 두개 사이에 존재하도록, 교번하는 방식으로 배치된다. 반복하는 유니트의 각각의 기계 방향 방적사는 저부의 기계 방향 방적사의 적어도 하나의 아래를 통과하며, 그리고 각각의 기계 방향 방적사는 (a) 제 1 세트의 두개의근접한 상부의 횡단 기계 방향 방적사의 위와 그 사이에 위치된 제 2 세트의 상부의 횡단 기계 방향 방적사들중 하나의 아래, 또는 (b) 제 2 세트의 두개의 근접한 상부의 횡단 기계 방향 방적사의 위와 그 사이에 위치된 제 1 세트의 상부의 횡단 기계 방향 방적사들중 하나의 아래를 통과한다. 이러한 구성은 또한 티슈 종이를 형성하는 적절한 표면 구조 및, 투과성을 제공할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 제 1 세트를 구비하는 종이 측 횡단 기계 방향 방적사는, 종이측 횡단 기계 방향 방적사가 형성되는 재료와는 상이한 탄성 계수를 가지는 (즉, 유연성이 상이한) 재료로 형성되는 것이 바람직스럽다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이며, 첨부된 도면에는 본 발명의 구현예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 발명은 많은 상이한 형태로 구현되며, 여기에 설명된 구현예들에 제한되지 않는다. 오히려, 이러한 구현예들은 개시된 바가 본 발명의 범위를 당업자들에게 완전하게 전달하도록 제공된다. 동일한 번호들은 전체를 통해서 동일한 구성부를 표시한다. 일부 구성부 및, 층들에 대한 치수 및, 두께들은 명확성을 위해서 과장될 수 있다.
본 발명은 제지기의 직조된 직물에 관한 것이다. 본 발명의 개념을 용이하게 이해하도록, 여기에 설명된 제 1 의 직물은 베이스 직물 층이 처음에 직조되고 그리고 다음에 부가적인 방적사가 부가된 것처럼 설명될 것이다. 가상의 베이스 직물층은 MD 방적사 및, "주요(primary)" CMD 방적사로서 지칭된 CMD 방적사를 구비한다. 부가적인 방적사들은 "동반(companion)" CMD 방적사로서 지칭된다. 물론, 이러한 직물 구현예는, 주요 CMD 방적사와 동반하는 CMD 방적사들이 차례로 직조되는 것으로써, 하나의 단계인 직조 공정에서 직조될 것이다.
도면들을 참조하면, 대체로 50 으로 표시된 이중층 직물이 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다. 반복하는 유니트를 둘러싸는 도 1 에 있어서, 직물(50)은 MD 방적사(52, 54, 56, 58, 60, 62, 64 및, 66)를 구비한다. 8 개의 주요 CMD 방적사(70,72,74,76,78,80,82 및, 84)들은 MD 방적사와 능직 패턴(twill pattern)으로 상호 짜여짐으로써, 각 CMD 방적사는 7 개의 MD 방적사의 위를 통과하고, MD 방적사 아래를 통과하며, 다음에 이러한 패턴을 반복한다. 즉, 주요 CMD 방적사(70 내지 84)의 "부유부(floats)"(다중의 인접한 MD 방적사의 위로 연장하는 주요 CMD 방적사의 부분들)는 MD 방적사에 대하여 대략 45°의 각도로 직물(50)을 가로질러 연장하는 "능직" 패턴을 형성한다. 8 개의 하니스(harness) 직물(50)은, 인접한 MD 방적사의 MD 관절(knuckle) ( MD 방적사가 단일의 주요 CMD 방적사의 위로 통과하는 지점)이 3 개의 주요 CMD 방적사에 의해 횡단 기계 방향에서 오프셋(offset) 되도록 구성된다. 예를 들면, MD 방적사(52)는 주요 CMD 방적사(70)의 위로 통과하고, MD 방적사(54)는 주요 CMD 방적사(76)의 위로 통과하는 것이다.
도 2 는 직물(50)의 기계 측 층(machine side layer)을 도시한다. 각 기계 측의 CMD 방적사(90, 92, 94, 96, 98, 100, 102 및, 104)는, 각각의 종이 측의 주요 CMD 방적사의 아래에 실질적으로 직접적으로 위치된 상태에서, 위에서 설명된 주요 CMD 방적사(70 내지 84)의 아래에 위치된다. 도 3a 및, 도 3b 에 있어서, 전형적인 MD 방적사(52,54)는 기계 측의 CMD 방적사와 상호 짜여지도록 직물(50)의 종이 측으로부터 통과되는 것으로 도시되었다. 특히, 이러한 예에서, MD 방적사(52)는 기계 측 CMD 방적사(90,92 및, 94)의 위로, 기계 측 CMD 방적사(96)의 아래로, 기계 측 CMD 방적사(100)의 아래로, 그리고 기계 측 CMD 방적사(102및, 104)의 위로 통과한다 (도 3a). 인접한 MD 방적사(54)는 기계 측 CMD 방적사(90)의 아래로, 기계 측 CMD 방적사(92-100)의 위로, 기계 측 CMD 방적사(102)의 아래로, 그리고 기계 측 CMD 방적사(104)의 위로 통과한다 (도 3b).
도 1 및, 도 2 를 참조하면, 한쌍의 동반 CMD 방적사들은 주요 CMD 방적사의 각 쌍들 사이에 위치된다. 각 동반하는 CMD 방적사는 단지 하나의 다른 동반 CMD 방적사에 의해서 그로부터 분리된 주요 CMD 방적사에 일치하는 직조 패턴을 가진다. 명확성을 위해서, 각각의 동반 CMD 방적사의 숫자 표시는 주요 CMD 방적사의 숫자 표시를 그것의 동일한 직조 패턴과 일치키며, "a" 또는 "b" 의 표시는 동반 CMD 방적사를 표시하도록 부가된다. 따라서, 동반 CMD 방적사(70b)는 주요 CMD 방적사(70)와 일치하는 직조 패턴을 가지고, 동반 CMD 방적사(72a,72b)는 주요 CMD 방적사(72)의 동일한 직조 패턴을 가지며, 동반 CMD 방적사(74a,74b)는 주요 CMD 방적사(74)와 일치하는 직조 패턴을 가진다. 이것은 동반 CMD 방적사(76a,76b,78a,78b,80a,80b,82a,82b,84a 및, 84b)에 대해서도 마찬가지이며, 이들 각각은 해당하는 표시 번호를 가진 주요 CMD 방적사와 같이 동일한 직조 패턴을 가진다 (동반 CMD 방적사(84a)는 이러한 반복 유니트에서 주요 CMD 방적사(70)에 근접하여 위치된다). 각 예에서, 동반 CMD 방적사는 하나의 다른 동반 CMD 방적사에 의해서 그것의 대응하는 주요 CMD 방적사로부터 분리되며, 물론 그것은 제 1 의 동반 CMD 방적사에 의해서 그것의 대응하는 주요 CMD 방적사로부터 분리된다.
이러한 구성에 있어서, MD 방적사들은, 그들이 두개의 동반 CMD 방적사, 주요 CMD 방적사 및, 두개의 다른 동반 CMD 방적사와 서로 짜여질때 "위의 1/아래의1/ 위의 1/아래의 1/ 위의 1 " 순서를 따른다. 예를 들면, MD 방적사(58)는 동반 방적사(72a)의 위, 동반 방적사(70b)의 아래, 주요 CMD 방적사(72)의 위, 동반 방적사(74a)의 아래, 그리고 동반 방적사(72b)의 위를 통과한다. 이러한 순서는 제 1 및, 그리고 동반 CMD 방적사가 서로로부터 상대적으로 균일하게 분리되어 유지되는 것을 고무하며, 특히 이후에 보다 상세하게 설명되는 바로서 동반 CMD 방적사들이 주요 CMD 방적사와 유사한 직경으로 되거나 그리고/또는 주요 CMD 방적사보다 경직된 재료로 형성될때 그러하다.
바람직스럽게는, 동반 CMD 방적사들은 직물(50)내의 주요 CMD 방적사와 유사하거나, 또는 심지어는 필수적으로 동일한 직경이다. 동반, 주요, 그리고 기계 측 CMD 방적사와 MD 방적사의 선택 사이즈는 통상적으로 직물의 성능 요건에 의해서 지배된다. 일반적으로, 동반 CMD 방적사와 주요 CMD 방적사의 직경의 비율은 0.9 와 1.1 사이여야만 하며, 약 0.95 와 1.05 사이의 비율이 바람직스럽고, 약 1.0 의 비율이 보다 바람직스럽다. 주요, 동반 및, 기계 측 CMD 방적사에 대한 적절한 방적사의 직경들은 다음의 표에 도시되어 있다.
주요 CMD 방적사 동반 CMD 방적사 기계 측 CMD 방적사 MD방적사 제지 적용
갯수/inch 직경(mm) 직경(mm) 직경(mm) 직경(mm)
27 .15 .15 .30 .17 파인(fine)/신문지
27 .20 .20 .36 .22 갈색지
30 .11 .11 .25 .12 티슈
30 .13 .13 .25 .12 파인/티슈
30 .13 .13 .28 .15 파인/티슈
33 .11 .11 .22 .12 티슈
33 .11 .11 .25 .15 티슈
본 발명의 직물에서 사용된 방적사의 형태는 최종 제지기의 직물의 소기 특성에 따라서 변화할 수 있다. 예를 들면, 방적사는 다중필라멘트 방적사, 모노필라멘트 방적사, 트위스트된 다중필라멘트 또는 모노필라멘트 방적사, 스펀 방적사, 또는 그들의 그 어떤 조합일 수 있다. 또한, 본 발명의 직물에 채용된 방적사를 구비하는 재료들은 제지기의 직물에서 통상적으로 사용된 것들 일 수 있다. 예를 들면, 방적사들은 면, 울, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 아라미드, 나일론 또는 그와 유사한 것으로 형성될 수 있다. 당업자들은 최종적인 직물의 특정한 적용에 따라서 방적사 재료를 선택하여야 한다. 특히, 폴리에스터 또는 나일론으로 형성된 라운드 모노필라멘트 방적사들이 바람직스럽다.
주요 CMD 방적사들은 동반 CMD 방적사들과 같은 재료로 형성될 수 있거나 또는 동반 CMD 방적사와 상이한 재료 (그리고 바람직스럽게는 보다 유연성이 있는 재료)로 형성될 수 있다. 예를 들면, 주요 CMD 방적사들은 데니어(denier)당 3g 에서 10 내지 20 퍼센트의 상대적인 신장을 가진 중간 계수(medium modulus)의 폴리에스터로 형성될 수 있으며, 동반 CMD 방적사들은 데니어당 3g 에서 10 내지 20 퍼센트의 상대적인 신장을 가진 중간 내지 높은 계수(high modulus)의 폴리에스터로 형성될 수 있다. 이러한 구성에 있어서, MD 방적사들은 그들이 동반 CMD 방적사들을 가로지를때 더욱 "크림핑(crimping)되는" 것 같다 (도 4). MD 방적사들이 (상부 표면상에서 MD 방적사의 "위의 1/아래의 1/위의 1/아래의 1/위의 1" 구성에 의해 장려되는) 단일의 부유부 관절(float knuckle)을 형성할때 MD 방적사에서의 이러한 크림핑은 (근접한 동반 방적사의 쌍들이 크림핑되지 않은 MD 방적사에 의해서 서로를 향하여 강제되기 보다는-이러한 효과의 설명을 위해서는 윌슨에게 허여된 미국 특허 제 5,937,914 호 참조) 제지 표면내에서 그들 최초의 "짜여진 것으로서의" 위치에 동반 CMD 방적사를 유지하는 경향이 있다. 그들 최초의 (그리고 유지된) 위치에 있어서, 동반 CMD 방적사들은 서로로부터 상대적으로 균일하게 분리되어, 이것이 티슈 종이를 형성하는 요구되는 제지용 표면을 제공한다.
MD 방적사의 크림핑은 MD 방적사를 통상적인 것보다 낮은 장력으로 직조함으로써 더욱 장려될 수 있다. 예를 들면, 0.15 mm 의 직경을 가진 MD 방적사의 직조 장력은 방적사당 약 60 과 120 g 사이의 레벨로 낮추어질 수 있다.
이러한 구성에 있어서, 직물(50)은 기계 측 CMD 방적사마다 3 개의 종이 측 CMD 방적사들을 가진다. 결과적으로, 직물은 기계 측 CMD 방적사에 대한 종이측 CMD 방적사의 낮은 비율을 가진 직물과 비교하여 양호한 투과성을 가져야만 한다. 그러나, 직물(50)은 이러한 3:1 의 비율을 가진 다른 직물에서 종종 발견되는 종이 측 CMD 방적사의 균일성의 부재(absence)를 해결할 수 있다. 직물(50)은 각각의 주요 및, 동반 CMD 방적사의 모든 부유부(float)가 능직 라인에 도움이 되도록 구성되기도 한다는 점이 주목되어야 한다. 이러한 능직 밀도는 직물로 제조되는 종이상에 표시되는 직물의 시각적 효과를 감소시킬 수 있다. 이러한 개념은, 7 개의 하니스 이중층 직물(harness double layer fabric)을 포함하는, 실질적으로 그 어떤 이중층 베이스 직물에까지 연장될 수 있으며, 그것들의 구조는 당업자에게 공지된 것으로서 여기에서 더 이상 상세하게 설명될 필요는 없다.
당업자들은 동반 방적사의 이러한 개념들이 평이한 직조, 능직, 새틴(satins)등을 포함하는 실질적으로 그 어떤 직물에 적용될 수 있음을 이해할것이다. 이것은, (직물(50)과 같은) 통상적인 MD 방적사와 서로 짜여지거나, 또는 젤르에게 허여된 미국 특허 제 5,277,967 호에 설명된 것과 같은, 라미네이트된 직물의 분리된 직물 층으로서 형성되거나 간에, 종이 측의 단일, 이중 및, 삼중층의 직물로서 채용될 수 있다. 본 발명의 직물들은 2 보다 큰 (즉, 1x 1 의 평이한 직조 직물이 아닌 직물에 대한) 하니스의 반복을 가지는 것이 바람직스럽다.
MD 방적사의 크림핑에서 "위의 1/아래의 1/위의 1" 구성의 실재적인 충격 및, 결과적으로 종이 측 CMD 방적사의 분리의 유지는, 도 1 내지 도 8 에서 전체적으로 200 으로 표시된, 다른 직물 구현예에서 볼 수도 있다. 직물(200)은 16 개의 종이측 CMD 방적사(220, 222, 224, 226, 228, 230, 232, 234, 236, 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250) 및, 8 개의 기계 측 CMD 방적사( 260, 262, 264, 266, 268, 270, 272, 274)와 상호 자여진 8 개의 MD 방적사(202, 204, 206, 208, 210, 212, 214)를 구비한다. 종이측 CMD 방적사들은 2 개 세트의 다른 방적사들로 서브 분할될 수 있다: 1 개 세트는 종이측 CMD 방적사 (220, 224, 228, 232, 236, 240, 244 및, 248)이고 종이측 CMD 방적사의 제 2 세트는 222, 226, 230, 234, 238, 242, 246 및, 250 이다.
도 5 에서 볼 수 있는 바와 같이, 각 MD 방적사는 하나의 종이측 CMD 방적사의 위, 바로 근접한 종이측 CMD 의 아래, 다음의 근접한 종이측 CMD 방적사의 위, 그리고 나머지의 CMD 종이 측 방적사의 아래로 통과한다. 예를 들면, MD 방적사(202)는 종이 측 CMD 방적사(220)의 위로, 종이측 CMD 방적사(222)의 아래로, 종이측 CMD 방적사(224)의 위로, 그리고 나머지의 종이측 CMD 방적사의 아래로통과한다. 나머지의 MD 방적사들은 또한 종이측 CMD 방적사들과 함께 "위의 1/아래의 1/위의 1" 패턴을 가지기도 한다.
명백하게, 각 MD 방적사는 종이측 CMD 방적사들의 제 1 세트 안의 양측, 또는 제 2 세트 안의 양측인 2 개의 종이 측 방적사의 위로 통과하며, 그리고 각 MD 방적사들은 MD 방적사들이 위로 통과하는 종이 측 방적사의 세트가 아닌 종이 측 CMD 방적사의 아래로 통과한다. 일 예로서 다시 MD 방적사(202)를 사용하여, 그것이 종이측 CMD 방적사(220,224)의 위를 통과하고, 그리고 종이측 CMD 방적사(222)의 아래를 통과하는데, 상기 각 종이측 CMD 방적사(220,224)는 위에서 정의된 바와 같은 종이측 CMD 방적사의 제 1 세트내에 있고, 상기 종이측 CMD 방적사(222)는 종이측 CMD 방적사의 제 2 세트내에 있다.
근접한 MD 방적사들은 5 개 또는 7 개의 종이측 CMD 방적사들에 의해서 기계 방향으로 서로로부터 오프셋(offset)된다. 예를 들면, MD 방적사(202)는 처음에 종이측 CMD 방적사(220)의 위로 통과하는 반면에, 근접한 MD 방적사(204)는 처음에 종이측 방적사(230)의 위로 통과하게 되는데, 이것은 기계 방향에서 종이측 CMD 방적사(220)로부터 이탈된 5 개의 방적사들이다. MD 방적사(206)는 처음에 종이측 CMD 방적사(244)의 위로 통과되는데, 이것은 근접한 MD 방적사(204)에 의해서 그 위로 처음 통과된 종이측 CMD 방적사(230)로부터 이탈된 7 개의 종이측 CMD 방적사들이다.
이러한 직조 패턴의 결과로서, 위에 설명된 직물(50)의 "동반" 방적사 개념은 직물(200)에도 연장된다. 각 종이측(paper side) CMD 방적사는 하나의 종이측CMD 방적사에 의해서 그로부터 분리된 다른 종이측 CMD 방적사에 동일한 직조 패턴을 가진다. 예를 들면, 종이측 CMD 방적사(220,224)는 모두 MD 방적사(202,208)의 아래와 다른 MD 방적사의 위로 통과한다. 이러한 패턴은 MD 방적사에서 소망하는 크림핑을 장려할 수 있는 위에 설명된 "위의 1/아래의 1/위의 1" 패턴을 형성한다.
도 6 을 참조하면, 직물의 기계 측(machine side)은 MD 와 기계 측 CMD 방적사의 상호 직조에 의해서 형성된다. 하나의 기계 측 CMD 방적사는 각각의 종이 측 CMD 방적사의 전체적으로 아래에 위치된다. 각 MD 방적사는 하나의 기계 측 CMD 방적사에 의해서 분리된 두개의 기계측 방적사의 아래를 통과한다. 예를 들면, MD 방적사(202)는 (기계 측 방적사(268,272)의 사이에 위치된 기계 측 CMD 방적사(268)의 위로 통과하는 기계 측 CMD 방적사(266,270)의 아래로 통과한다. 유사하게, MD 방적사(204)는 기계 측 CMD 방적사(272,260)의 아래와 기계 측 CMD 방적사(272)의 위로 통과한다 (방적사(260)는 반복되는 유니트에서 다음의 기계 측 CMD 방적사가 된다). 명백하게, (도 7a 에서 MD 방적사에 의해서 예시된) 절반의 MD 방적사들은, 종이 측 CMD 방적사의 위로 통과한 이후에, 기계 측 CMD 방적사의 아래로 통과하기 전에 하나의 기계 측 CMD 방적사의 위로 통과하는 반면에, (도 7b 에서 MD 방적사(204)에 의해서 예시된) 다른 절반의 MD 방적사들은, 종이 측 CMD 방적사의 위로 통과한 이후에 기계 측 CMD 방적사의 아래로 통과하기 전에, 두개의 기계 측 CMD 방적사의 위로 통과한다.
직물(200)에 대한 방적사들의 크기, 재료 및, 구성들은 직물(50)에 대하여 상기에서 설명된 형태를 취할 수 있다. 예시적인 직물은 0.15 mm 인 직경을 가지는MD 방적사, 직경이 0.11 mm 인 종이 측 CMD 방적사 및, 0.25 mm 의 직경을 가진 기계측 CMD 방적사를 가진 MD 방적사로 형성된다. 위에서 설명된 직물(50)과 같이 , MD 방적사들에 대한 통상적인 직조 장력을 감소시키는 것이 소망스러울 수 있다. 또한 직물(50)로써, 보다 유연한 재료의 종이 측 CMD 방적사들의 일부를 형성하는 것이 소망스러울 수 있다.
이러한 구성에 있어서, 직물(20)은 티슈 형성용 직물에 대한 투과성과 섬유 지지의 소망스런 조합을 제공할 수 있다. 직물(200)의 상부 표면은 MD 방적사의 크림핑과, 결과적으로 종이 측 CMD 방적사의 균일한 분리를 고무할 수 있는 "위의 1/아래의 1/위의 1" MD 방적사 직조 패턴을 구비할 수 있다. 따라서, 직물은 티슈 종이를 형성하는데 적절한 표면을 제공할 수 있다.
비록 티슈를 형성하는 직물이 여기에서 설명되었을지라도, 이러한 개념은 다른 유형의 종이를 형성하는 직물로 확장될 수 있다. 예를 들면, 유사한 직조 패턴들이 방적사의 크기를 증가시킴으로써 갈색 종이를 형성하는데 사용될 수 있는데, 이는 도 1 내지 도 4 에 도시된 직조 패턴에 따른 일 구현예를 포함하며, 여기에서는 직경 0.23 mm 를 가진 종이측 CMD 방적사, 직경 0.40 mm 를 가진 기계 측 CMD 방적사 및, 직경 0.27 mm 를 가진 기계 방향 방적사가 채용된다. 당해 기술 분야의 당업자들은 이러한 개념의 다른 연장이 다른 유형의 종이에 적용될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
위의 구현예들은 본 발명을 예시하는 것이며 그것의 제한으로서 해석되어서는 아니된다. 본 발명은 다음의 청구 범위들에 의해서, 그 안에 포함되는 청구 범위의 등가물과 함께 한정된다.
본 발명은 제지기의 직물에 적용될 수 있다.

Claims (23)

  1. 제지용 표면을 형성하도록 상호 짜여진 기계 방향 방적사와 주요 횡단 기계 방향 방적사를 구비하는 베이스 직물 구조체로서, 상기 기계 방향 방적사와 주요 의 횡단 기계 방향 방적사는 2 보다 큰 하니스 반복(harness repeat)을 가진 패턴으로 상호 짜여지는 베이스 직물 구조체;
    근접한 주요 횡단 기계 방향 방적사의 각 쌍 사이에 위치된 제 1 및, 제 2 의 동반 횡단 기계 방향 방적사;를 구비하고,
    각각의 제 1 동반 횡단 기계 방향 방적사는 근접한 주요 횡단 기계 방향 방적사의 제 1 의 상기 쌍에 일치하는 상기 기계 방향 방적사에 대하여 상호 짜여지는 패턴을 가지고, 각각의 제 2 의 동반 횡단 기계 방향 방적사는 근접한 주요 횡단 기계 방향 방적사의 제 2 의 상기 쌍에 일치하는 상기 기계 방향 방적사에 대하여 상호 짜여지는 패턴을 가지며, 그리고 상기 제 1 의 동반 횡단 기계 방향 방적사는 상기 제 2 의 주요 및, 동반 횡단 기계 방향 방적사 사이에 위치하며;
    상기 주요 횡단 기계 방향 방적사들은 제 1 의 직경을 가지고, 상기 제 1 및, 제 2 의 동반 방적사는 제 2 의 직경을 가지며, 상기 제 1 직경과 제 2 직경 사이의 비율은 약 0.9 와 1.1 사이인 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 의 동반 횡단 기계 방향 방적사는 상기 제 1 의 주요 및, 동반 횡단 기계 방향 방적사 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반복 하니스 패턴(repeat harness pattern)은 능직 패턴(twill pattern)인 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 능직 패턴은 2 x 1 능직 패턴인 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 과 제 2 의 직경 사이의 상기 비율은 0.95 와 1.05 사이인 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 과 제 2 직경 사이의 상기 비율은 약 1.0 인 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 주요 횡단 기계 방향 방적사는 제 1 의 재료로 형성되고, 그리고 상기 동반 횡단 기계 방향 방적사는 상기 제 1 재료와 상이한 제 2 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 의 재료는 상기 제 1 의 재료보다 높은 경직성(stiffness)을 가지는 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    기계 측 표면을 형성하도록 상기 기계 방향 방적사와 서로 짜여진 부가적인 횡단 기계 방향 방적사를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  10. 제지용 표면을 형성하도록 상호 짜여진 기계 방향 방적사와 주요 횡단 기계 방향 방적사를 구비하는 베이스 직물 구조체로서, 상기 기계 방향 방적사와 주요 횡단 기계 방향 방적사는 2 보다 큰 하니스 반복(harness repeat)을 가진 패턴으로 상호 짜여지고, 상기 베이스 직물 구조체는 상기 직물의 기계 측 표면을 형성하도록 상기 기계 방향 방적사와 상호 짜여진 제 1 세트의 횡단 기계 방향 방적사를 더 구비하는 베이스 직물 구조체;
    근접한 주요 횡단 기계 방향 방적사의 각 쌍 사이에 위치된 제 1 및, 제 2 의 동반 횡단 기계 방향 방적사;를 구비하고,
    각각의 제 1 동반 횡단 기계 방향 방적사는 근접한 주요 횡단 기계 방향 방적사의 제 1 의 상기 쌍에 일치하는 상기 기계 방향 방적사에 대하여 상호 짜여지는 패턴을 가지고, 각각의 제 2 의 동반 횡단 기계 방향 방적사는 근접한 주요 횡단 기계 방향 방적사의 제 2 의 상기 쌍에 일치하는 상기 기계 방향 방적사에 대하여 상호 짜여지는 패턴을 가지며, 그리고 상기 제 1 의 동반 횡단 기계 방향 방적사는 상기 제 2 의 주요 및, 동반 횡단 기계 방향 방적사 사이에 위치하며;
    상기 주요 횡단 기계 방향 방적사들은 제 1 의 직경을 가지고, 상기 제 1 및, 제 2 의 동반 방적사는 제 2 의 직경을 가지며, 상기 제 1 직경과 제 2 직경 사이의 비율은 약 0.9 와 1.1 사이인 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 의 동반 횡단 기계 방향 방적사는 상기 제 1 의 주요 및, 동반 횡단 기계 방향 방적사 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 반복하는 하니스 패턴은 능직 패턴인 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 능직 패턴은 2 x 1 능직인 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 과 제 2 직경 사이의 상기 비율은 0.95 와 1.05 사이인 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 과 제 2 직경 사이의 비율은 약 1.0 인 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 주요 기계 방향 방적사는 제 1 재료로 형성되고, 상기 동반 횡단 기계 방향 방적사는 상기 제 1 재료와 상이한 제 2 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 의 재료는 상기 제 1 의 재료보다 높은 경직성을 가지는 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  18. 상부의 횡단 기계 방향 방적사의 제 1 및, 제 2 세트와, 횡단 기계 방향 방적사의 저부 세트에 반복 패턴으로 상호 짜여진 기계 방향 방적사를 구비하고, 상기 제 1 세트의 횡단 기계 방향 방적사들중 하나가 상부의 횡단 기계 방향 방적사의 상기 제 2 세트의 두개 사이에 존재하도록, 그리고 상부의 횡단 기계 방향 방적사의 상기 제 2 세트의 하나가 상부의 횡단 기계 방향 방적사의 상기 제 1 세트의 두개 사이에 존재하도록 상부의 횡단 기계 방향 방적사의 상기 제 1 및, 제 2 세트들은 교번하는 방식으로 배치되고, 상기 반복 유니트의 각각의 상기 기계 방향 방적사들은 상기 저부 기계 방향 방적사들중 적어도 하나의 아래로 통과하고, 그리고 각각의 상기 기계 방향 방적사들은 (a) 상기 제 1 세트의 두개의 근접한 상부의 횡단 기계 방향 방적사들의 상부와 그사이에 위치된 상기 제 2 세트의 상기 상부의 횡단 기계 방향 방적사들중 하나의 아래, 또는 (b) 상기 제 2 세트의 두개의 근접한 상부의 횡단 기계 방향 방적사의 상부와 그 사이에 위치된 상기 제 1 세트의 상기 상부의 횡단 기계 방향 방적사들중 하나의 아래를 통과하는 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 과 제 2 세트의 상부의 횡단 기계 방향 방적사들은, 각각 제 1 과 제 2 직경을 가지고, 상기 제 1 과 제 2 직경 사이의 비율은 0.9 와 1.1 사이인 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 과 제 2 직경 사이의 상기 비율은 약 1.0 인 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 세트의 상부의 횡단 기계 방향 방적사는 제 1 재료로 형성되고, 상기 제 1 세트의 횡단 기계 방향 방적사는 상기 제 1 재료와 상이한 제 2 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 2 의 재료는 상기 제 1 의 재료보다 높은 경직성을 가지는 것을 특징으로 하는 제지기의 직물.
  23. 제지기의 직물을 제공하는 단계로서, 상기 제지기의 직물은,
    제지용 표면을 형성하도록 상호 짜여진 기계 방향 방적사와 주요 횡단 기계 방향 방적사를 구비하는 베이스 직물 구조체로서, 상기 기계 방향 방적사와 주요 횡단 기계 방향 방적사는 2 보다 큰 하니스 반복(harness repeat)을 가진 패턴으로 상호 짜여지는 베이스 직물 구조체;
    근접한 주요 횡단 기계 방향 방적사의 각 쌍 사이에 위치된 두개의 동반 횡단 기계 방향 방적사;를 구비하고,
    각각의 제 1 동반 횡단 기계 방향 방적사는 근접한 주요 횡단 기계 방향 방적사의 제 1 의 상기 쌍에 일치하는 상기 기계 방향 방적사에 대하여 상호 짜여지는 패턴을 가지고, 각각의 제 2 의 동반 횡단 기계 방향 방적사는 근접한 주요 횡단 기계 방향 방적사의 제 2 의 상기 쌍에 일치하는 상기 기계 방향 방적사에 대하여 상호 짜여지는 패턴을 가지며, 그리고 상기 제 1 의 동반 횡단 기계 방향 방적사는 상기 제 2 의 주요 및, 동반 횡단 기계 방향 방적사 사이에 위치하며;
    상기 주요 횡단 기계 방향 방적사는 제 1 의 직경을 가지고, 상기 제 1 및, 제 2 의 동반 방적사는 제 2 의 직경을 가지며, 그리고 상기 제 1 직경과 제 2 직경 사이의 비율은 약 0.9 와 1.1 사이가 되는, 제지기의 직물을 제공하는 단계;
    상기 제지기의 직물에 종이 원료를 적용하는 단계; 및,
    상기 제지 원료로부터 습기를 제거하는 단계;를 구비하는 제지 방법.
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