KR20050004697A

KR20050004697A - 초지용 펠트

Info

Publication number: KR20050004697A
Application number: KR1020040035065A
Authority: KR
Inventors: 이토우요시아키
Original assignee: 이치가와 게오리 가부시키가이샤
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2005-01-12
Also published as: EP1493865A1; CA2465022A1; TW200510176A; JP2005023450A; CN1576455A; JP4355524B2; US20040266298A1; US7192895B2

Abstract

생산 공정수(生産工數)를 들이지 않고, 기체(基體) 부분의 비율을 높여 편평화(扁平化)를 방지하고, 착수성(搾水性), 습지(濕紙) 평활성, 습지 반송성의 기능을 사용기간의 말기까지 유지할 수 있는, 초지(抄紙)용 펠트(felt)를 제공한다.

본 발명에 의한 초지용 펠트는, 기체와 배트(batt) 섬유층에 의해 구성된 초지용 펠트에 있어서, 1장 또는 2장 이상의 무단상(無端狀) 기체를 펠트 이면측에 배치하고, 펠트 표면측에 유단상(有端狀) 기체를 환상(環狀)으로 1바퀴 이상 권회적층(卷回積層)하는 것을 특징으로 한다.

Description

초지용 펠트{Papermaking Felt}

본 발명은 초지기(抄紙機)의 프레스 파트(press part)에 사용되는 펠트(felt)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초지기의 프레스부에서 가압되어 습지(濕紙) 시트(sheet)로부터 수분을 짜내는 기능을 수행하는 초지용 펠트에 관한 것이다.

종이의 원료로부터 수분을 제거하는 초지기에 있어서, 크게 나누어 성형(forming), 프레스 및 건조의 3개 파트에 의해 수분이 연속적으로 탈수된다. 그리고, 각각의 파트에서 탈수 기능에 대응한 초지용 기구가 사용되고 있다.

종래에, 프레스 파트에는 초지용 펠트가 사용되며, 프레스 파트 내에 설치된 프레스 가압부 속으로 펠트와 습지를 통과시켜 습지 속의 수분을 초지용 펠트로 이송시킴으로써, 습지로부터 수분을 탈수하고 있다. 또한, 프레스 가압부는 1쌍의 프레스 롤러에 의해 구성되는 것과, 프레스 롤러와 프레스 롤러의 주면(周面; peripheral surface)에 대응한 형상을 갖는 슈우(shoe)에 의해 구성되는 것이 일반적이다.

이 초지용 펠트의 구성을 도 1에 의거하여 설명한다. 초지용 펠트(10)는 기체(20)에 배트(batt) 섬유층(30)을 적층하고, 니들 펀칭(needle punching) 등에 의해 식모(植毛)하여 구성되어 있다. 또한, 기체(20)는 경사(21)와 위사(22)를 제직(製織)하여 구성되는 직포(織布)가 통상 사용되고 있다.

초지용 펠트의 기본적인 기능은 습지로부터 물을 짜내는 역할(착수성; 搾水性), 습지의 평활성을 높이는 역할(평활성), 습지를 반송하는 역할(습지 반송성)을 포함하고 있다. 특히, 초지용 펠트의 기능 가운데 습지로부터 물을 짜내는 기능이 중요시되고 있다. 초지용 펠트의 기능 가운데 습지로부터 물을 짜내는 기능으로서는 1쌍의 프레스 롤러 사이를 통과할 때, 가압에 의해 습지로부터 물을 펠트로 이송하고, 펠트 속의 물은 가압에 의해 펠트 이면측으로부터 배출하거나, 초지기의 석션 박스 (suction box)로 흡인하여 펠트계 밖으로 배출한다. 이 때문에 펠트의 수투과성(水透過性)과, 가압하에서 압축되고, 압력을 제할 때에 회복하는 기능의 지속성이 중요시되고 있다.

최근의 초지 기술 동향으로서, 생산성 향상을 위해 초지기의 고속화와, 프레스 파트에 있어서 롤러 또는 슈우 프레스(shoe press) 등에 의한 고가압화가 진행되고 있는데, 고가압하에 있어서, 초지용 펠트가 편평화(扁平化)하여 수투과성과 압축회복성이 저하되고, 착수성이 현저히 저하되는 등의 문제가 있었다.

이와 같은 초지용 펠트의 편평화를 해결하는 방법으로서, 기체부분의 비율을 높여 펠트의 편평화를 방지하는 방법이 제안되고 있다.

기체부분의 비율을 높이는 방법으로서는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 대직(袋織(hollow weave); 자루모양으로 속이 비게 짠 것) 등에 의한 무단상 기포(基布) 또는 유단상 기체의 양단을 봉합시켜 무단상으로 만든 기포를 여러 필(反) 중첩하고 배트 섬유를 적층한 후 니들링에 의해 결합 일체화하여 제조하는 방법이 있다(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조).

이 경우, 여러 필의 무단상 기체를 니들링에 의해 결합 일체화하기 위해서는각각 무단상 기체의 치수를 맞출 필요가 있다.

그렇지만, 기체의 조합(組合)으로서는, 습지로의 프레스 마크(press mark) 대책으로서, 습지에 접촉하는 측의 기체(23)에 가는 사(絲)를 사용하고, 타측에는 굵은 사(絲)를 사용한 기체(24)를 사용하는 등, 사(絲)의 종류나 직조직(織組織)이 상이한 것을 사용하는 경우가 많고, 제직후부터의 치수 변화가 상이하여 기체의 장수(枚數)가 많아질수록 니들링으로 중첩시킬 때에 치수가 맞지않거나, 니들 때의 치수 변화가 상이하여 기체에 주름이 생길 수가 있다.

치수가 맞지않는 경우, 니들링 때에 스트레치(stretch)하여 치수를 맞추는 등의 방법이 있지만, 니들링 때에 주름이 생기는 등의 품질상의 문제가 발생하거나 스트레칭하여도 치수가 맞지않는 경우, 기체를 떼어내어서 기체를 열 셋(heat set)에 의해 치수를 조정하는 등의 문제가 있었다.

한편, 도 4와 같이, 간단한 조직(組織)으로 제직된 유단상 기체(26)를 연속하여 환상으로 권회적층하고, 상기 기포 구조체의 양면 또는 편면에 배트 섬유를 적층한 후 니들링에 의해 결합 일체화하여 초지용 펠트를 제조하는 방법이 있다.(예를 들면, 특허문헌 3 참조)

이 경우, 도 5와 같이, 기체의 단부, 즉 시단(始端) 및 종단(終端)을 폭 방향의 동일선상을 넘어서 중첩시키고, 다만 그 접합부분(25)의 중첩부분의 위사(22)를 제거(拔絲)함으로써, 접합부분(25)에서의 단차(段差)를 제거하여 평탄화하고 있지만, 초지용 펠트의 사용에 따라 펠트의 이면측 배트 섬유층(32)의 배트 섬유가 마모 등에 의해 마멸되어 기체 단부가 드러나게 된 경우, 기체 단부가 걷어올려지는 등의 문제가 있고, 또는 펠트 사용중의 장력이 강한 경우, 접합부분이 벌어지고 단차가 발생하여 종이에 마크를 발생시키는 등의 문제가 있다.

그러므로, 이면(裏面) 마모의 대책으로서, 이면측 배트 섬유층(32)의 양을 증가시키는 등의 대책이 있지만, 이면측 배트 섬유층(32)의 양을 증가시킨 경우, 수투과성이 저하되어 착수성을 저해하는 등의 문제가 있었다.

또한, 1겹 직(織)의 무단상 기체를 형성하고, 그 내측을 따라 유단(有端) 장척(長尺) 기체를 권회적층하여 기체 구조체를 제조하고, 그 양면에 섬유 웨브(web)를 니들링한 경우도, 이면측 접합부분이 드러나게 된 경우, 이면 마모 대책으로서는 불충분하였다.

특허문헌1 : 특개소 57-128290호 공보

특허문헌2 : 특개소 57-176295호 공보

특허문헌3: 특허제 3045895호 공보

따라서, 본 발명의 과제는 상기 문제를 해결하고, 생산 공정수를 들이지 않고, 기체부분의 비율을 높여 편평화를 방지하고, 착수성, 습지 평활성, 습지 반송성의 기능을 사용기간의 말기까지 유지할 수 있는, 초지용 펠트를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 초지(抄紙)용 펠트(felt)의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2는 2장 이상의 무단상(無端狀) 기체(基體)를 중첩시킨 종래의 초지용 펠트를 나타낸 도면이다.

도 3은 도 2의 점선부분을 CMD 방향을 따라 절단한 도면이다.

도 4는 유단상(有端狀) 기체를 연속하여 권회적층(卷回積層)한 종래의 초지용 펠트를 나타낸 도면이다.

도 5는 도 4의 점선부분을 MD 방향을 따라 절단한 도면이다.

도 6은 본 발명의 초지용 펠트의 사시도이다.

도 7은 도 6의 점선부분을 MD 방향을 따라 절단한 도면이다.

도 8은 단부의 위사(緯絲; 씨실)(22)를 제거하고서 중첩시킨 초지용 펠트틀 나타낸 도면이다.

도 9는 위사(22)에 수용성 섬유를 사용하여, 사용 때의 기체 표면이 경사(經絲; 날실)만으로 이루어지는 구조를 나타낸 도면이다.

도 10은 2종류 이상의 상이한 유단상 기체를 조합시킨 본 발명의 초지용 펠트를 나타낸 도면이다.

도 11은 유단상 기체(26)의 위사(緯絲)와 기체(27)의 경사(經絲)에 수용성 섬유를 사용하여 기체의 평활성을 향상시킨 도면이다.

도 12는 프레스 롤러(P)를 이용하여 펠트(10)를 프레스하는 장치이다.

****** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ******

10: 초지 펠트

20: 기체

21: 경사

22: 위사

23: 무단상 기체(펠트 표면측)

24: 무단상 기체(펠트 이면측)

25: 기체 접합부분

26: 유단상 기체(펠트 표면측)

27: 유단상 기체(펠트 이면측)

30: 배트(batt) 섬유층

31: 표면측 배트 섬유층

32: 이면측 배트 섬유층

P: 프레스 가압부

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 연구를 거듭한 결과, 무단상 기체를 펠트 이면측에 배치하고, 펠트 표면측에 유단상 기체를 환상으로 1바퀴 이상 권회적층함으로써, 기체부분의 비율을 높여서 펠트의 편평화를 방지하고, 착수성, 습지 평활성, 습지 반송성의 기능을 펠트의 사용기간 말기까지 유지시킬 수 있는, 초지용 펠트를 얻을 수 있음을 알게되었다.

즉, 본 발명은 동종(同種) 또는 이종(異種)인 2장 이상의 기체와 그 편면 또는 양면에 적층된 배트 섬유층에 의해 구성된 초지용 펠트에 있어서, 1장 또는 2장 이상의 무단상 기체를 펠트 이면측에 포함하고, 또한 그 외측에 1장 또는 2장 이상의 유단상 기체를 환상으로 1바퀴 이상 권회적층하는 것을 특징으로 하는 초지용 펠트에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 서로 이종인 2장 이상의 유단상 기체를 환상으로 1바퀴 이상 권회적층하는 것을 특징으로 하는 초지용 펠트에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 펠트 이면측의 기체에 비하여 펠트 표면측 기체의 평활성이 높은 것을 특징으로 하는 초지용 펠트에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 펠트 표면측의 기체의 경사가 펠트 이면측 기체의 경사에 비하여 선경(線徑)이 가는 것을 특징으로 하는 초지용 펠트에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 유단상 기체의 접합부분의 위사를 제거(拔絲)하는 것을 특징으로 하는 초지용 펠트에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 펠트 표면측의 유단상 기체의 위사에 수용성 섬유를 사용하여, 사용 때에는 경사만으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초지용 펠트에 관한것이다.

본 발명의 초지용 펠트는, 1장 또는 2장 이상의 무단상 기체를 펠트 이면측에 배치하고, 펠트 표면측에 유단상 기체를 환상으로 1바퀴 이상 권회적층함으로써, 기체부분의 비율을 높여 펠트의 편평화를 방지하고, 다만 이면측에 유단상 기체의 접합부가 없기 때문에, 이면 마모 등에 의한 유단상 기체의 단부가 걷어올려지거나, 벌어짐이 발생하는 등의 문제가 일어나지 않고, 펠트의 사용기간 말기까지 착수성, 습지 평활성, 습지 반송성의 기능을 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 기체를 조합시킬 때의 치수 조정이 용이하며, 니들링 때의 주름 생김 등의 문제가 없는 초지용 펠트를 제조할 수 있다.

이하, 본 발명의 초지용 펠트의 실시 형태를 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

도 6은 본 발명의 초지용 펠트의 일 태양의 사시도, 도 7은 점선부분을 MD방향을 따라 절단한 단면도이다. 초지용 펠트(10)는 무단상 기체(24)를 펠트 이면측에 배치하고, 펠트 표면측에 유단상 기체(26)를 연속하여 환상으로 권회적층한 구조를 가지며, 표면측 배트 섬유층(31)과 이면측 배트 섬유층(32)을 적층하여 결합 일체화한 초지용 니들 펠트이다.

무단상 기체(24)는 경사(21)와 위사(22)를 직기(織機) 등에 의해 제직한 직물을 통상 사용하고, 경사(21)와 위사(22)는 나일론(nylon), 폴리에스테르(polyester), 올레핀(olefin) 등의 모노필라멘트(monofilament) 및 멀티필라멘트(multifilament)를 사용한다.

무단상 기체(24)는 경사(21)와 위사(22)를 직기 등에 의해 제직한 직물을 통상 사용하고, 1겹직 또는 2겹직, 3겹직 등의 다겹직 구조를 가져도 좋지만, 바람직하게는 기체부분의 비율을 높이기 위해, 다겹직 구조의 기체를 사용한다. 또한, 직물 이외에 경사와 위사를 넣어짜지 않고 접착제 등에 의해 접착 형성한 것과, 부직포, 필름(film)과 수지 성형체 등을 사용하여도 좋다.

본 발명에 있어서, 무단상 기체는 대직(袋織) 등에 의해 미리 무단상으로 제직된 기체 그 자체뿐만 아니라 유단상 기체를 니들링 전에 미리 봉합시켜 무단상으로 만든 것도 의미한다.

유단상 기체(26)는 경사(21)와 위사(22)를 직기 등에 의해 제직한 직물을 통상 사용하고, 경사(21)와 위사(22)는 나일론, 폴리에스테르, 올레핀 등의 모노필라멘트 및 멀티필라멘트를 사용하지만, 길이 방향의 강도에 대해서는 무단상 기포로 커버(cover)할 수 있기 때문에 압축회복성을 향상하기 위해 스판사(spun yarn)나 우레탄(urethane) 섬유 등을 사용하거나, 경사(21)에 펠트 이면측의 무단상 기체(24)와의 치수 변화 차이를 줄이기 위해 무단상 기체의 경사에 비하여 연성(延性)이 높은 사(絲)를 사용하여도 좋다.

유단상 기체(26)는 경사(21)와 위사(22)를 직기 등에 의해 제직한 직물을 통상 사용하고, 말려 들어가기 용이하다는 관점에서 1겹직 구조가 바람직하다.

무단상 기체(24)에 유단상 기체(26)를 연속하여 환상으로 권회적층하는 경우, 유단상 기포(基布)는 1바퀴 이상이 좋고, 유단상 기체(26)의 접합부분(25)은벌어짐이 없도록, 시단과 종단을 폭 방향의 동일 선상에 일치하도록 맞대어도 좋고, 폭 방향의 동일 선상을 넘어서 중첩시켜도 좋다. 중첩의 경우는 습지로의 마크(mark) 전사(轉寫)를 고려하여, 도 8과 같이, 단부의 위사(22)를 제거하고, 중첩시키는 것이 바람직하다.

초지용 펠트의 평활성을 향상시키는 방법으로서는, 펠트 표면측에 선경(線徑)이 가는 섬유를 이용하고, 혹은 경사(21) 또는 위사(22)의 사밀도(絲密度)를 높이고, 사(絲)의 종류나 직조직을 바꾸는 방법이 있다. 더욱이, 도 9와 같이, 위사에 수용성 섬유나 용매에 의해 용해되는 섬유 등을 사용하고, 마무리 가공 때에 용해시켜 경사만 남겨 평활성을 향상시키는 방법이 있다.

또한, 도 10과 같이, 2종 이상의 상이한 유단상 기체(26),(27)를 조합시켜도 좋고, 펠트 표면측에 선경이 가는 섬유로 구성된 평활성이 좋은 것을 사용하고, 이면측에는 내편평화를 고려하여 굵은 섬유로 구성된 기체를 사용하는 등의 구조이어도 좋다.

이 경우, 각각의 접합부분이 중첩된 경우, 마크(mark)성 등에 악영향을 미치기 때문에, 각각의 접합부분을 겹치지 않도록 비켜 놓는(displace) 것이 바람직하다.

또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 2종류 이상의 상이한 유단상 기체(26),(27)를 조합시킨 것에 있어서, 펠트 표면측의 유단상 기체(26)의 위사와 기체(27)의 경사에 각각 수용성 섬유를 사용하고, 마무리 가공 때에 용해시켜 경사와 위사가 교차하지 않는 구조로 함으로써, 기체의 평활성을 향상시켜도 좋다.

무단상 기체(24)에 유단상 기체(26)를 연속하여 환상으로 권회적층하는 방법으로서는, 니들머신상에서 배트 섬유층(30)을 적층하기 전에 미리 말려들게 하는 방법과 니들머신상에서 배트 섬유층(30)을 적층하면서 유단상 기체(26)를 연속하여 환상으로 권회적층하는 방법 중 어느 것이어도 좋다.

배트 섬유층(30)은 나일론 섬유 등의 합성섬유나 양모 등의 천연섬유의 단섬유를 웨브(web) 형상으로 형성하고 적층한 것이다.

또한, 배트 섬유층(30)은 습지측에 위치하는 표면측 배트 섬유층(31)과 초지기의 프레스 롤러 또는 슈우(shoe) 측에 위치하는 이면측 배트 섬유층(32)으로 이루어지지만, 경우에 따라서는 표면측 배트 섬유층(31)만으로 구성되는 경우도 있다.

이어, 비교예와 함께 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 본 실시예에 한정되는 것이 아니다.

<실시예1>

무단상 기체(24)는 경사와 위사에 직경 0.4mm의 나일론 모노필라멘트를 사용한 2겹직 구조의 직포를 사용하고, 유단상 기체(26)에는 경사 0.33mm의 나일론 모노필라멘트, 위사에는 0.2mm의 나일론 모노필라멘트를 사용한 1겹직 구조의 직포를 사용하였다.

니들머신에 있어서 무단상 기체(24)의 외면(펠트 표면측)에 유단상 기체(26)를 환상으로 2바퀴 말려들게 한 후, 배트 섬유층(30)을 양면에 적층하고, 니들링에 의해 결합 일체화하였다.

<비교예1>

유단상 기체(26)에는 경사 0.33mm의 나일론 모노필라멘트, 위사에는 0.2mm의 나일론 모노필라멘트를 사용한 1겹직 구조의 직포를 사용하였다.

니들머신에 있어서, 유단상 기체(26)를 환상으로 3바퀴 말려들게 한 후, 배트 섬유층(30)을 양면에 적층하고 니들링에 의해 결합 일체화하였다.

상기 초지용 펠트를 준비한 후, 도 12에 도시된 장치에 의해 실험을 하였다. 도 12의 실험장치는 1쌍의 프레스 롤러(P)를 사용하여 펠트(10)에 일정 장력을 가하고 펠트(10)를 회전시켜 반복 프레스하는 장치이다.

이 장치를 사용하여 펠트의 내구성 시험을 실시하였다.

실험장치의 구동조건은 프레스 압력이 100Kg/cm², 펠트 구동속도가 1000m/분, 펠트 장력은 1cm당 3.5Kg/cm로 하여, 1000시간 동안 계속하여 실시하였다.

또한, 평가는 실험전과 실험도중, 실험종료후의 접합부분의 마크성을 평가하였다.

상기 항목의 시험결과를 표 1에 나타내었다.

마크성

	실험전	500시간후	1000시간후
실시예1	Ｏ	Ｏ	Ｏ
비교예1	Ｏ	△	X

또한, 실험중 접합부분의 외관을 확인한 바, 실시예에서는 벌어짐과 말려올라감 등의 이상이 나타나지 않았으나, 비교예에서는 500시간후에 벌어짐이 발생하고, 1000시간후에서는 이면 마모에 의해 이면측 배트 섬유층이 마멸되고, 접합부분이 노출되고, 유단상 기체의 단부가 걷어올려지는 것이 관측되었다.

본 발명 초지용 펠트는, 펠트 사용중에 있어서, 펠트 이면의 마모에 의한 유단상 기체의 접합부분의 벌어짐과 단부의 말려올려짐이 없기 때문에, 습지로의 마크 전사 등의 문제가 없다.

더욱이, 이면 마모 대책으로서, 이면 배트층(32)의 배트량을 증가시킬 필요가 없어 모든 펠트의 설계에도 대응하는 것이 가능하게 되었다.

또한, 펠트의 사용 장력이 높아 종래 제품에서는 벌어짐 등의 문제에 대응할 수 없었던 경우에도 대응하는 것이 가능하게 되었다.

또한, 생산성에 대해서도, 니들 때의 길이 맞춤이나 니들링 때의 주름 생김 등의 여러 문제도 없고, 사용하는 기체의 조합에 대해서도 종래 이상으로 자유도가 높아졌다.

Claims

동종 또는 이종(異種)인 2장 이상의 기체(基體)와 그 편면 또는 양면에 적층된 배트(batt) 섬유층에 의해 구성된 초지(抄紙)용 펠트(felt)에 있어서,

1장 또는 2장 이상의 무단상(無端狀) 기체를 펠트 이면측에 포함하며, 또한 그 외측에 1장 또는 2장 이상의 유단상(有端狀) 기체를 환상(環狀)으로 1바퀴 이상 권회적층(卷回積層)하는 것을 특징으로 하는 초지용 펠트.
제 1 항에 있어서, 서로 이종(異種)인 2장 이상의 유단상 기체를 환상으로 1바퀴 이상 권회적층하는 것을 특징으로 하는 초지용 펠트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 펠트 이면측의 기체에 비하여 펠트 표면측의 기체의 평활성이 높은 것을 특징으로 하는 초지용 펠트.
제 1 항에 있어서, 펠트 표면측의 기체의 경사(線徑)가 펠트 이면측의 기체의 경사(經絲)에 비하여 선경(線徑)이 가는 것을 특징으로 하는 초지용 펠트.
제 1 항에 있어서, 유단상 기체의 접합부분의 위사(緯絲)를 제거(拔絲)하는 것을 특징으로 하는 초지용 펠트.
제 1 항에 있어서, 펠트 표면측의 유단상 기체의 위사에 수용성 섬유를 사용하여, 사용 때에는 경사만으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초지용 펠트.