KR20060026435A

KR20060026435A - 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물

Info

Publication number: KR20060026435A
Application number: KR1020057024522A
Authority: KR
Inventors: 비욘 리딘
Original assignee: 알바니 인터내셔널 코포레이션
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2006-03-23
Also published as: CN1809666A; JP2007521411A; KR101126554B1; US20040261884A1; RU2005139638A; CA2530468A1; TW200506140A; BRPI0411793B1; US7032625B2; CN1809666B; AU2004255727A1; NO20060356L; WO2005005722A1; RU2344217C2; MXPA05014224A; ZA200509852B; NZ543971A; CA2530468C; BRPI0411793A; EP1649104A1

Abstract

본 발명에서 날실의 단부가 CD 얀들과 정상적으로 직조되지 않은 이음 루프 위 단일층 또는 이중층 조직을 가지는 기계상에서 이음 가능한 다층 압착용 직물이 개시된다. 상기 이음 루프 위 층(들)에 직조된 상기 CD 얀들은 이음영역에서 직물의 나머지 부분과 실질적으로 동일한 캘리퍼와 물 침투성을 포함하는 특성들을 상기 직물에 제공한다. 그러므로 상기 압착용 직물은 종종 시트 마킹을 초래하는 이음영역에서의 불균일성 문제를 해결할 수 있는 방안을 제공하게 된다.

제지, 기계, 이음 가능, 직물, 얀, 이음 루프, 다층 직물 베이스

Description

기계상에서 이음 가능한 제지용 직물{ON-MACHINE-SEAMABLE PAPERMAKING FABRIC}

본 발명은 제지 기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 제지기의 압착부(press section)를 위한 기계상에서 이음 가능한 직물(on-machine-seamable fabrics)에 관한 것이다.

제지 공정에 있어서, 섬유 슬러리(slurry), 즉 셀룰로오스 섬유의 수용분산액(aqueous dispersion)을 제지기의 성형부(forming section)에서 이동성형용 직물 위에 침전시켜 셀룰로오스 섬유 웹(cellulosic fibrous web)이 성형된다. 또한 다량의 물이 슬러리로부터 성형용 직물(forming fabric)을 통과하여 배출되고, 성형용 직물의 표면상에는 셀룰로오스 섬유 웹(web)이 남게 된다.

새로이 성형된 셀룰로오스 섬유 웹은 상기 성형부로부터 일련의 프레스 닙(press nips)을 포함하고 있는 압착부(press section)로 진행된다. 상기 셀룰로오스 섬유 웹은 압착용 직물(press fabric)에 의하여, 또는 통상적인 경우와 마찬가지로, 2개의 상기한 압착용 직물 사이에 지지되어 있는 상기 프레스 닙을 통과하게 된다. 상기 프레스 닙에서, 상기 셀룰로오스 섬유 웹은 압축력을 받아 물을 배출하게 되고 웹 내의 셀룰로오스 섬유가 서로 부착되어서 결국 셀룰로오스 섬유 웹이 종이 시트(paper sheet)로 변환된다. 여기서 배출된 물은 압착용 직물에 흡수되어서 이상적으로는 다시 종이 시트로 흡수되지 않는다.

최종적으로 상기 종이 시트는 건조부(dryer section)로 이송되며, 상기 건조부는 증기에 의해 내부적으로 가열되는 적어도 1개 이상의 회전식 건조 드럼 열(列) 또는 실린더 열을 포함한다. 그리고 새로이 성형된 종이 시트는 건조용 직물(dryer fabric)에 의해 드럼 열 내 각 드럼 주위의 꾸불꾸불한 경로를 따라 순차적으로 안내되며, 이때 종이 시트는 상기 각 드럼의 표면에 밀착된 상태를 유지하게 된다. 상기 가열 드럼들은 증발을 통하여 종이 시트의 수분함량을 원하는 수준으로 줄여주게 된다.

한편, 상기 성형용, 압착용 및 건조용 직물은 모두 제지기상에서 무한 루프의 형태를 취하고 있으며 또한 컨베이어와 같은 기능을 수행하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 종이 제조는 상당한 속도로 진행되는 연속적인 공정들인 것으로 이해되어야 한다. 즉, 섬유 슬러리가 성형부에서 성형용 직물상에 연속적으로 침전되고, 한편에서는 새로이 제조된 종이 시트가 건조부로부터 나온 뒤 롤 위에 연속적으로 권취된다.

본 발명은 우선적으로는 일반적으로 공정용 직물으로 널리 알려진 압착부에서 이용되는 직물에 관한 것이지만, 성형부 및 건조부에서 이용되는 직물뿐만 아니라, 폴리머가 코팅된 종이산업 공정 벨트용으로 기본적으로 이용되는 것들, 예를 들면 롱 닙 프레스 벨트(long nip press belts)와 같은 것들에서도 응용 가능성을 찾을 수 있다.

압착용 직물은 제지 공정에서 매우 중요한 역할을 한다. 그들 기능 중에서의 하나는 앞서 간단히 언급한 바와 같이 프레스를 통과하여 제조되는 종이 제품을 지지하고 또한 이송하는 것이다.

또한 상기 압착용 직물은 종이 시트의 표면 마무리에 관여한다. 즉, 상기 압착용 직물은 부드러운 표면 및 균일하게 탄력적인 구조를 가지도록 설계되어서 프레스 닙을 통과하는 과정에서 종이에 부드럽고 마킹(marking)이 없는 표면을 제공하게 된다.

가장 중요하게는, 상기 압착용 직물이 프레스 닙에서 젖은 종이로부터 배출되는 상당량의 물을 흡수하는 것이다. 이러한 기능을 만족시키기 위하여, 압착용 직물에는 물이 들어가는 공간, 즉 통상적으로 공극 부피(void volume)라 불리는 공간이 사실상 존재해야 하며, 상기 직물은 전 사용 수명 동안 물에 대한 적절한 침투성을 가져야 한다. 결론적으로, 상기 압착용 직물은 젖은 종이로부터 흡수된 물이 다시 종이로 침투하여 프레스 닙으로부터 나오는 종이가 다시 젖게 되는 것을 막을 수 있어야 한다.

이와 동시에 상기 압착용 직물은 제조되는 종이 등급에 맞게 설치된 제지기의 요구조건을 만족시키도록 설계된 다양한 형태로 이용되고 있다. 일반적으로 상기 압착용 직물은 미세한 부직 섬유 물질의 배팅(batting)을 니들링(needling)한 직조된 베이스 직물(base fabric)을 포함한다. 상기 베이스 직물은 모노필라멘트 (monofilament), 플라이드 모노필라멘트(plied monofilament), 멀티필라멘트(multifilament), 또는 플라이드 멀티필라멘트(plied multifilament) 얀(yarn)으로부터 제직될 수 있고, 단층 또는 다층이 적층된 형태가 될 수 있다. 상기 얀은 일반적으로 제지기 직물의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 상기의 목적으로 이용되고 있는 폴리아미드 및 폴리에스테르 수지와 같은 여러 합성 중합체 수지(synthetic polymeric resins) 중 하나로부터 압출 성형되어진다.

직조된 직물(woven fabric)은 많은 상이한 형태들을 가진다. 예를 들면, 직조된 무한 형태가 될 수 있고, 또는 평평하게 직조된 후 이음부(seam)를 가지는 무한 형태가 될 수도 있다. 또는 이들은 변형무한직조(modified endless weaving)로 널리 알려진 공정에 의해 생산될 수 있으며, 여기서 베이스 직물의 폭방향 에지(widthwise edges)는 기계방향 얀(machine-direction yarns)(MD 얀)을 이용한 이음 루프(seaming loop)를 구비한다. 이러한 공정에서, MD 얀은 직물의 폭방향 에지 사이를 전후로 연속적으로 직조하고 각 에지에서 방향을 바꾸면서 이음 루프를 형성한다. 이러한 형태로 생산되는 베이스 직물은 제지기상에 장착되는 동안 무한 형태(순환 형태)로 배치되는데, 이러한 이유로 인해 기계상에서 이음 가능한 직물(on-machine-seamable fabric)이라 불리우고 있다. 이러한 직물을 무한 형태로 배치하기 위해서는 두 폭방향 에지들이 함께 이음 처리되어야 한다(seamed). 또한 이음 처리(seaming)를 용이하게 하기 위해서 직물은 직물 양단부의 횡방향 에지에 이음 루프를 가진다. 상기 이음 루프 자체는 보통 직물의 기계방향(MD) 얀들에 의해 형성된다. 상기 이음부는 일반적으로 직물의 두 단부를 가져와서 함께 압축하고 직물 의 두 단부에서 이음 루프를 서로 맞물리게 한 뒤 그 맞물린 이음 루프에 의해 형성된 통로를 따라 핀 또는 핀틀(pintle)을 삽입하여 직물의 두 단부가 함께 짜 맞추어지도록 한다.

또한, 직조된 베이스 직물은 무한 루프 형태로 하나의 베이스 직물 상부에 하나 또는 그 이상의 베이스 직물을 배치하고 스테이플 섬유 배팅(staple fiber batting)을 베이스 직물을 따라 니들링(needling)하여 결국 양측을 서로 결합함으로써 적층될 수 있다. 하나 또는 2개의 직조된 베이스 직물 모두를 기계상에서 이음 가능한(on-machine-seamale,OMS) 타입으로 할 수도 있다.

어떤 경우이든지 직조 베이스 직물은 무한 루프 타입이거나 이음을 통해 무한 타입이 되는 것으로서, 길이방향 및 횡방향으로 일정한 치수를 갖는다. 제지기의 구조가 매우 다양하므로 제지기 직물 제조자들은 압착용 직물 및 기타 제지기 직물을 소비자의 제지기 내 특정 위치에 맞는 치수대로 생산하도록 요구받는다. 말할 필요 없이 이러한 요구는 각 압착용 직물이 주문에 맞추어 만들어져야 하므로 제조 공정의 흐름을 어렵게 한다.

현재의 제지기에서 직물은 5에서 33피트의 폭, 40에서 400피트의 길이, 및 대략 100에서 3000파운드의 무게를 가질 수 있다. 이러한 직물은 마모되면 교체가 필요하다. 또한 직물의 교체는 보통 제지기를 정지시키고, 마모된 직물을 제거하는 과정, 설치를 위해 직물을 맞추는 과정, 새로운 직물을 설치하는 과정들을 수반한다. 많은 수의 직물들이 무한 형태를 가지는 반면, 현재 제지기의 압착부에서 이용되는 직물들의 대략 절반 가량이 OMS 타입이다. 직물의 설치는 기계상에서 직물 바 디(fabric body)를 당겨주고 직물의 단부를 결합하여 무한 벨트를 형성하는 과정을 포함한다.

균일한 종이 질, 적은 마킹(marking), 그리고 직물의 우수한 구동성능은 두께, 구조, 강도, 침투성 등의 특성 측면에서 나머지 직물 부분과 가능한 한 유사한 이음부를 요구하기 때문에, 일반적으로 이음 처리된 직물에서 이음(seam)은 중요한 부분이 된다. 임의의 작업 가능한 직물에서 이음영역이 하중(load) 하에서 동작하고 물과 공기에 대해 직물의 나머지 부분과 같은 침투성을 가지도록 하는 것이 중요하며, 그렇게 함으로써 이음영역에 의해 제조된 종이 제품의 주기적인 마킹(marking)을 방지할 수 있다. 상기한 이음 요건들에 의해 도출되는 상당한 기술적인 장애에도 불구하고 이음 가능한 직물을 개발하는 것은 그들이 설치시에 비교적 용이하고 안전하게 설치될 수 있기 때문에 상당히 바람직한 것이다.

예를 들면, 제지기의 압착부에서 이음이 불가능한 압착 직물을 교환하는 것은 일반적으로 기계의 측면을 따르는 위치로 직물을 슬라이드 시키기 위해서 캔틸레버 기계 설계(cantilevered machine design) 및 이동 가능한 롤(rolls)을 요구하며, 이에 반하여 기계상에서 이음 가능한 직물은 기계의 끝단을 통해 공급될 수 있다. 따라서, 이음 가능한 압착용 직물을 이용하는 한 가지 장점은 직물의 교환 절차가 간단하여 기계의 정지시간을 보다 단축할 수 있고 결국 기계의 생산성을 높일 수 있다는 점이다. 최근 생산되고 있는 제지기에서 압착부의 구성은 단순화될 수 있고, 이는 새로운 압착부를 설치할 때 비용을 더욱 절감할 수 있음을 의미한다. 또한 압착부가 더욱 컴팩트하게 구성될 수 있고 압착부 주변에 요구되는 공간이 상 당히 감소될 수 있다.

일반적으로 기계상에서 이음 가능한 압착용 직물의 제조는 스테이플 섬유 배트(staple fiber batt)(즉, 펠트(felt))를 직조된 베이스의 일면 또는 양면에 부착시키는 것을 포함한다. 상기 직조된 베이스는 바람직하게는 교직된(interwoven) 기계방향(MD) 얀과 기계횡방향(cross-machine direction)(CD) 얀의 적어도 둘 이상의 층을 포함하여 구성된다. 상기 배팅(batting)의 부착은 직물이 무한 루프 형태로 이음되는 동안 니들링(needling)(섬유 록킹(fiber locking))으로 불리는 공정에 의해 영향을 받을 수 있다. 일단 원하는 양의 스테이플 섬유 배트가 부착되고 나면, 루프 형성용 핀(pin) 또는 핀틀(pintle)이 직물을 제지기상의 적재 및 최종 설치를 위한 플랫 폼(flat form) 안으로 넣어주기 위해 이음부로부터 제거된다. 이때 스테이플 섬유 배트는 압착용 직물의 두 단부를 서로 완전히 분리시키기 위하여 이음부의 부근에서 절단되어야 한다. 종종 스테이플 섬유 배트는 압착용 직물이 무한 형태로 재결합될 때 이음 루프 위로 플랩(flap)을 형성할 수 있도록 하는 방법으로 절단된다. 이러한 방법으로 이음영역은 압착용 직물의 나머지 종이 지지측 부분과 시각적으로 유사해진다. 이러한 형태의 압착용 직물은 Lilja 등에 의해 출원되고 이에 의해 여기서 참조로서 병합되는 미국특허 4,601,785에 개시되어 있다.

도 7은 미국특허 4,601,785에 개시된 것으로서 전형적인 다층 압착용 직물(1)의 확대 단면도이며, 이음영역 위 배팅 재료(batting material)의 플랩(flap)을 보여주고 있다. 상기 압착용 직물(1)은 일반적으로 직조된 직물 베이스(7)를 가지고 있다. 상기 직물은 그 단부에 당업자에게 잘 알려진 방법으로 서로 맞물리는 관 계가 되도록 배치되고 루프(8,9)를 통해 삽입되는 핀틀 와이어 또는 커넥터(10)에 의해 정위치에서 록(lock) 되는 루프(8,9)를 제공함에 의해서 무한 형태로 주어질 수 있다. 그리고 상기 베이스(7)의 상부에서 상부 배트 층(11)과 하부 배트 층(12)이 니들링(needling) 작업에 의해 부착된다. 이음 루프(8,9)의 뒤에서, 기계 내 직물의 소정 이동방향에서 보여지는 바와 같이, 이음부와 이음부의 어느 정도 뒤를 가로질러서, 상부 배트(11)는 도면에 지시된 방법으로 절단되어 그 일측 부분(11a)이 영역에서 풀어지게 된다. 그리고 상기 직물들이 하부 배트 층(12)을 또한 가지며, 상응하는 커팅 동작이 하부 배트에서도 수행됨은 물론이다. 상기 핀틀 와이어(10)가 제거되고 나면 상기 직물은 플랫 폼에 배치되게 된다.

이러한 방법으로 준비된 압착용 직물은 건조부의 건조용 직물과 같은 형태로 압착부의 롤 주변을 따라 이송될 수 있으며, 결국 더 이상 제지기의 측면을 통해 직물이 설치될 필요는 없어지게 된다. 상기 압착용 직물이 압착부 내 이동경로를 따라 이송되었을 때 상기 루프들은 핀틀 와이어 또는 커넥터의 도움으로 함께 재결합된다. 이러한 방법의 압착용 직물의 설치는 보다 빠른 설치가 가능하고, 작업 중단시간을 상대적으로 단축시킬 수 있으며, 수반되는 작업이 훨씬 용이하다는 장점을 가진다.

그러나, 이러한 타입의 압착용 직물이 가지는 한가지 문제점은 이후 핀틀의 통과를 용이하게 하기 위해서 약간의 스테이플 섬유 배팅이 이음 루프로부터 제거되어야 한다는 것이다. 상기 배팅 재료의 제거는 압착용 직물의 나머지 부분과 비교할 때 이음영역에서의 공기와 물의 침투성을 변화시키는 요인이 된다. 물의 침투 성 또는 유동 저항성에서의 이러한 차이는 종이 시트의 마킹 발생을 초래하기에 충분하다. 더욱이 이음영역에서 섬유가 배트와 함께 베이스에 정착되는 것이 약해지게 된다.

몇 가지 해결방법들이 상기한 문제점을 해결하기 위해 제시된 바 있다. 예를 들면, Elkins에 의해 출원된 미국특허 6,194,331에서는 다층 베이스 직물이 이용되고, 여기서 상기 압착용 직물의 내부 베이스 층과 외부 베이스 층이 추가적인 유동 저항성의 물질을 함유하고 있는 각각의 분리된 옵셋 이음(offset seam)을 가진다. 물론, 이러한 해결방법들은 이음 처리되어야 하는 분리된 두 개 세트의 이음 루프의 이용을 요구한다.

또 다른 해결방법은 다층 압착용 직물을 가지는 것이며, 여기서 하부층(bottom layer)은 이음 처리되고 상부층(top layer)에서 MD 얀들이 이음부를 연결하고 본질적으로 이음부 플랩의 일부가 된다. 그러나, CD 얀들은 상기 상부층의 이음영역에서 직조될 수 없다. 이는 직물 바디와 같은 특성의 이음영역을 가지는 직물을 생산하는 것을 어렵게 한다.

따라서, 상기한 노력에도 불구하고, 생산되는 종이 제품에서 시트 마킹(sheet marking)을 방지하기 위해 직물의 나머지 부분과 균일한 이음영역을 가지는 기계상에서 이음 가능한(OMS) 압착 직물의 필요가 여전히 절실한 실정이다. 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 또 다른 접근방법을 이용한다.

본 발명은 날실(warp) 단부가 정상적으로 직조되지 않은 이음 루프(seam loops) 위에 단층 또는 이중층의 조직(weave)을 가지는 기계상에서 이음 가능한(on-machine-seamable,OMS) 다층 압착용 직물에 관한 것이다. 본 발명은 이음영역에서 종종 시트 마킹 발생을 초래하는 압착용 직물의 불균일성 문제점을 해결하기 위한 방법을 제공한다.

따라서, 본 발명은 기계상에서 이음 가능한 압착용 직물의 상기한 문제점을 극복하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 제지기의 압착부에서 이용될 수 있는 기계상에서 이음 가능한 직물에 관한 것이다. 상기 직물은 다층 직물 베이스(multi-layer fabric base)를 가지며, 여기서 각 층은 교직된(interwoven) 기계방향(MD) 얀(yarns)들과 기계횡방향(CD) 얀들로 구성된다. 상기 다층 직물 베이스는 전체에 걸쳐서 MD 얀과 CD 얀을 모두 가지는 적어도 하나 이상의 상부층(top layer)과, 상기 상부층 아래에서 제지기상의 직물을 이음 처리(봉합)하기 위한 이음 루프(seaming loops)를 가지는 적어도 하나 이상의 이음층(seam layer)을 포함한다. 상기 이음 루프는 직물이 기계상에서 이음 가능하도록 해준다. 그리고 스테이플 섬유 배트(staple fiber batt)가 상기 다층 직물 베이스에서 적어도 하나 이상의 상부층에 부착된다. 상기 스테이플 섬유 배트 및 상부층은 이음 처리된 상태에서 상기 직물에 직물의 나머지 부분과 실질적으로 동일한 이음 루프 위 이음영역에서의 특성들을 제공하게 된다. 상기한 바의 실질적으로 동일한 특성들은 직물의 캘리퍼(caliper)와 물 침투성을 포함하며, 이들 특성을 동일하게 함으로써 이음영역에서의 시트 마킹(sheet marking)을 감소시킬 수 있게 된다.

본 발명의 다른 실시예는 상기 직물이 바람직하게는 단일 상부층 조직(single top layer weave)을 가지는 삼중층 직물(triple layer fabric) 또는 이중 상부층 조직(double top layer weaver)을 가지는 사중층 직물(four layer fabric)인 것을 포함한다. 또는 상기 직물이 삼중층 조직(three layer weave)일 수 있으며, 여기서 MD 얀들로 이루어진 상부 두개 층이 이음 루프를 형성한다. 상기 이음 루프는 적어도 하나 이상의 이음층(seam layer)을 구성하는 MD 얀들로부터 형성될 수 있다. 상기 이음 루프는 플랩 컷(flap cut)을 통해 스테이플 섬유 배트(staple fiber batt) 및 상부층까지 접근 가능하다. 상기 직물은 상기 이음 루프를 단단히 얽어주어 서로 맞물리게 하고(interdigitating) 핀틀(pintle)을 그 안으로 삽입함에 의하여 무한 루프(endless loop)로 이음 처리된다. 상기 상부층의 이음영역 위 CD 얀들은 직물의 이음영역에 원하는 소정 특성들을 부여하기 위해서 선택된 텍스처드 얀(textured yarns)이거나 때때로 서컴플렉스 얀(Circumflex yarns)(이음영역에서 루프와 교직되는 얀, 미국특허 5,476,123 및 5,531,251 참조)이라 불리는 것일 수 있다. 상기 스테이플 섬유 배트는 니들링(needling)에 의해 상기 상부층에 부착될 수 있다. 그리고 제2스테이플 섬유 배트가 상기 직물 베이스의 이음층에 부착될 수 있다. 그리고 적어도 일부 이상의 얀들은 폴리아미드(polyamide), 폴리에스터(polyester), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate,PBT), 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate,PEN) 얀들 중에 선택된 하나 일 수 있다. 상기 얀들은 원형(circular) 단면형상, 사각(rectangular) 단면형상 또는 라운드 부분이 없는(non-round) 단면형상을 가질 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 이음영역에서 일반적인 다층 압착용 직물의 단면도;

도 2는 본 발명에 따른 압착용 직물의 다층 직물 베이스의 평면도;

도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 압착용 직물의 다층 직물 베이스의 단면도로서, 도 3a는 이음영역 위 단일층 조직(weave)을, 도 3b는 이음영역 위 이중층 조직(weave)을 나타낸 단면도;

도 4는 본 발명에 따른 일 예의 다층 직물을 도시한 단면도;

도 5는 도 4에 도시된 직물의 평면도;

도 6은 도 4에 도시된 직물의 저면도;

도 7은 이음영역으로 진입을 위한 배팅(batting)의 플랩(flap)을 보여주는 일반적인 다층 압착용 직물의 단면도.

도 1은 일반적인 다층 압착용 직물에서 이음영역(100)의 단면도이다. 이에 도시한 바와 같이, 두 하부층의 MD 단부는 함께 만나서 직물을 무한 루프 형태로 만들기 위한 이음부(110)를 형성하는 이음 루프를 가진다. 여기서 적어도 하나 이상의 MD 얀(120)들과 CD 얀(130)들로 구성되는 상부층에 이음부(110) 위 이음영역 (100)에서는 교직되는 어떠한 CD 얀도 갖지 않음을 주목해야 한다. 부분적으로 이는 상기 영역에서 CD 얀들을 직조하는데 있어서의 어려움에 기인한다. 또한 삼중층 및 사중층으로 이음 처리된 압착용 직물은 종종 상대적으로 많은 수의 기계방향(MD) 얀들이 존재하면서 상대적으로 밀도가 높은 상부 MD 층(들)을 가진다. 이것은 직물 바디와 같은 물성의 이음영역을 가지는 직물을 생산하는 것을 어렵게 만든다. 상기와 같은 CD 얀의 부재는 일반적으로 직물이 프레스 닙에서 가압된 상태일 때 상기 이음영역에서 캘리퍼의 감소를 초래하게 된다. 또한 상기 영역은 직물의 나머지 부분에 비해 플랩 영역이 보다 빨리 마모되는 것과 시임 마킹을 발생시키는 것을 초래하는 낮은 배트 정착성을 제공하게 된다.

다시 말하면, 상부층(들)의 플랩/이음(flap/seam) 영역에서 MD 얀들과 엮여지는 어떠한 CD 얀들도 존재하지 않기 때문에, 상기 직물은 치밀화로 인해서 약간 상이한 캘리퍼를 가지게 될 것이며, 또한 상이한 공기와 물의 침투성을 가지게 될 것이다. 이러한 특성의 차이는 종종 생산되고 있는 종이 시트상에 마킹이 발생하는 것을 초래하게 된다.

본 발명은 보통 날실(warp)의 단부가 짜여지지 않은 이음영역 위 단일층 또는 이중층 조직(weave)을 가지는 다층 압착용 직물(바람직하게는 3층 또는 4층)에 관한 것이다. 상기 압착용 직물은 꿰매어진(needled) 배트(batt)를 일측 또는 양측상에 가지는 직조된(woven) 직물 베이스로 구성된다. 상기 직조된 베이스는 바람직하게는 적어도 둘 이상의 기계방향(MD) 얀 층과, 상기 MD 얀들과 상호 결합되는 기계횡방향(CD) 얀들로 이루어진 시스템으로 구성된다. 상기 직조된 베이스의 기계방 향 단부는 당해 기술분야에 알려진 종류의 이음부에 의해 함께 결합되고, 꿰매어진 배트상의 플랩(a flap of the needled-on batt(s))이 직조된 베이스의 단부가 서로 결합된 후 이음영역을 덮을 수 있게 배치된다.

본 발명은 정상의 날실 얀들이 직조될 수 없는 이음부의 플랩 영역에서 CD 얀들을 직조하는 것을 포함한다. 본 발명의 고유한 장점 중에 하나는 이음부 위의 완전한 층 때문에 상기 이음부가 이음영역 횡방향의 직물에 대하여 상대적으로 더욱 균일한 특성들을 부여한다는 점이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 압착용 직물을 위한 다층 직물 베이스의 평면도이다. 도시한 바와 같이 상부층은 평직(plain weave) 패턴으로 되어 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상대적으로 밝게 명암 처리된 CD 얀(200)들이 베이스의 하부층을 구성하는 이음 루프의 직상방에 위치되고 있다. 여기서 일반적인 직물의 제직 과정에서는 삭제되는 상기 CD 얀(200)들이 이음영역에서 상부층 패턴을 형성함을 주목해야 한다.

또한 상기 직물 베이스가 바람직하게는 CD 얀들이 날실 얀들이 되고 MD 얀들이 씨실 얀들이 되도록 직조됨을 주목해야 한다. 그러므로 CD 얀(200)들은 MD 얀들과 함께 이음영역 위 단일층 조직을 엮는 여분의 날실 얀들을 나타내며, 여기서 정상적인 날실의 단부들은 직조되지 않는다.

도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 다층 직물(도 2에 도시한 것과 동일한 것일 수 있음)의 단면도로서, 도 3a는 이음영역 위의 단일층 조직(single layer weave)을, 도 3b는 이중층 조직(double layer weave)을 도시한 것이다. 본 발명의 내용에서 설명된 바와 같이, 상기 이음영역은 이음부(300)의 적어도 하나 이상의 각 측으로 측방 연장된다. 도 3a에서 정상적인 CD 날실 얀들이 이음부 위를 제외하고는 3개 층 모두에서 직조되는 반면, 상기 밝게 음영 처리된 CD 얀(200)들은 단일 상부층하고만 직조됨을 주목해야 한다. 도시된 바와 같이, 도 3b는 이음 루프의 상측으로 이중층 조직(weave)을 가지는 4중층 직물의 예를 나타내고 있다. 이와 같은 실시예의 변형으로는 이음 루프의 상측으로 두 개의 단일층 조직(weave)을 가지는 것을 들 수 있다. 그리고 또 다른 실시예는 단일층 조직 위에 이중층 조직을 가지는 것이며, 여기서 MD 얀(씨실 얀)들로 구성된 상부 2개 층이 이음 루프를 형성하게 된다.

도 4 ~ 도 6은 스테이플 섬유 배트가 부착되지 않은 상태에서 본 발명에 따른 압착용 직물을 위해 제직된 다층 직물 베이스의 예를 나타낸 도면이다. 도시한 예에서 상기 상부층은 이음 루프 위에 삽입된 두 개의 엮인 CD 얀들과 짜여지고 있다. 상기 CD 얀들은 보다 균일한 조직(weave)을 꿰매어진 배팅(needled batting)에 제공하여 얽혀지고 상부층을 따라 커팅되면서 플랩을 형성하게 된다. 또한 상기 CD 얀들은 이음영역 위에서 보다 양호한 압력분포가 나타나도록 한다. 도 4는 이음부의 영역에서 다층 직물 베이스의 예를 도시한 단면도이다. 삽입된 핀틀(pintle) 없이 도시되어 있으며, 단단히 얽혀 서로 맞물린 이음 루프가 하부 두 개층의 MD 단부와 함께 결합됨을 주목해야 한다. 도 5는 도 4에 도시된 직물의 평면도이고 도 6 은 저면도이다. 이러한 예의 직물은 스테이플 섬유 배팅이 부착될 수 있는 위치에서 서로 맞물린 이음 루프 안으로 핀틀이 삽입될 준비를 하게 된다.

필요한 경우 추가적인 CD 얀들이 원하는 직물 물성 및 요구되는 캘리퍼를 만들어 내기 위해서 이음영역 안으로 삽입될 수가 있다. 예를 들면, 이음부 마모(seam wear), 마킹(marking) 및 소음을 더욱 줄이기 위하여 전술한 서컴플렉스 얀(Circumflex yarn)과 같은 또 다른 얀이 삽입되는 것이 바람직할 수 있다. 상기 서컴플렉스 얀은 선택적인 것이지만, 이음 처리된 제품을 보다 개선하기 위해서 같은 방법으로 삽입되거나 직조될 수 있을 것이다. 추가적인 CD 얀들을 삽입한 조직(weave) 패턴은 미국특허 6,378,566에서 개시하고 있는 것들과 같은 조직들을 포함하는 것으로 채용될 수 있다. 상기 특허에서, 예를 들면, 변형된 무한직조(modified endless weaving)에 의해 생산될 수 있는, 기계상에서 이음 가능한 제지기의 직물은 MD 얀과 CD 얀을 포함한다. 상기와 같이 생산될 때, 직물의 두 폭방향 에지 중 하나에서 하나의 이음 루프를 형성할 때마다, 상기 MD 얀들은 직물의 두 폭방향 에지(edge) 사이를 전후로 연속적으로 직조하게 된다. 적어도 둘 이상의 추가적인 CD 얀들이 적어도 하나 또는 양측의 폭방향 에지에서 상기 이음 루프의 양측, 즉 상부와 하부 중 적어도 하나와 교직된다. 상기 추가적인 CD 얀들은 리노우 직물(leno weave)에서 이음 루프의 상부 및/또는 하부와 교직되는데, 공통 위치에서 이음 루프를 제지기 직물의 평면(plane)에 대해 수직으로 유지시키고, 또한 이음 루프를 제지기 직물의 평면과 수직인 평면들과 소정 위치 및 방향으로 록(lock)시킨다.

또한 상부 직물의 이음영역에서 조직 패턴(weave pattern)은 그것이 단일층이든 이중층이든 추가적인 CD 얀에서 직조(weaving)의 원하는 효과를 달성하기 위해 상부측 직물 조직의 메인 바디(main body)의 것과는 달라질 수 있음을 생각할 수 있다. 이점에 대해서는 미국특허 6,508,278을 참고할 수 있다. 상기 특허에서, 예를 들면, 기계상에서 이음 가능한 제지기의 직물은 MD 얀과 제1CD 얀(first CD yarns)을 포함하면서 변형무한직조(modified endless-weaving)에 의해 생산된다. 직물의 두 폭방향 에지 중 하나에서 하나의 이음 루프를 형성할 때마다, 상기 MD 얀들은 직물의 두 폭방향 에지(edge) 사이를 전후로 연속적으로 직조하게 된다. 상기 MD 얀과 제1CD 얀은 제1조직 패턴(first weave pattern)에서 교직된다. 또한 상기 직물은 제2CD 얀과 제3CD 얀으로 이루어진 시스템을 포함한다. 상기 제2CD 얀들은 상기 제1조직 패턴과 다를 수 있는 제2조직 패턴에서 상기 제1CD 얀들로 이루어진 시스템과 상기 이음 루프 사이에서 상기 직물의 두 폭방향 에지 중 어느 하나를 따라 MD 얀들과 교직된다.

같은 방식으로, 상기 제3CD 얀들은 상기 제1조직 패턴과 다를 수 있는 제3조직 패턴에서 상기 제1CD 얀들로 이루어진 시스템과 상기 이음 루프 사이에서 상기 직물의 두 폭방향 에지 중 나머지 하나를 따라 MD 얀들과 교직된다. 상기 제2 및 제3조직 패턴은 서로 같거나 다를 수 있다. 또한 상기 제2 및 제3CD 얀들은 이음영역에서의 압축성과 침투성이 특성들을 직물의 나머지 부분과 같게 만들어줄 수 있고, 혹은 상기 직물의 두 단부에서 이음 루프의 안정성, 균일성 및 방향을 개선시킬 수 있다.

본 발명에 따른 직물 베이스는 모노필라멘트(monofilament), 플라이드 모노필라멘트(plied monofilament), 또는 멀티필라멘트(multifilament) 얀들으로부터 제직될 수 있고, 여기서 얀들은 바람직하게는 폴리에스터(polyester), 폴리아미드(polyamide), 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate,PBT)나 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate,PEN)들과 같은 기타 중합체(polymer)로 만들어질 수 있다. 또한 이음 루프를 형성하는 얀들은 바람직하게는 단일 형태 또는 꼬아진(ply/twisted) 형태일 수 있다. 멀티필라멘트사(multifilament threads) 및 방적사(spun yarns)는 그 자체로 이용될 수도 있지만 화학적 처리를 통해 보강된 것이 이용될 수 있다. 임의의 얀을 위한 특정 폴리머 결합은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 쉽게 이용될 수 있다. 또한 CD와 MD 얀들은 하나 또는 그 이상의 상이한 직경을 가지는 원형의 단면형상을 가질 수 있다. 또한 원형의 단면형상에 더하여, 하나 또는 그 이상의 얀들이 직사각형의 단면형상 또는 라운드 부분이 없는(non-round) 단면형상과 같이 다른 형태의 단면형상을 가질 수 있다.

본 발명에 대한 수정은 그 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 명확하게 파악될 수 있으나, 본 발명은 청구항의 특징을 벗어나 수정되는 발명일 수는 없다.

Claims

제지기 압착부에서의 이용을 위한 기계상에서 이음 가능한 직물에 있어서,

각 층이 교직된(interwoven) 기계방향(MD) 얀들과 기계횡방향(CD) 얀들을 포함하되, 전체에 걸쳐 MD 얀들과 CD 얀들을 모두 가지는 적어도 하나 이상의 상부층과, 상기 상부층 아래에서 제지기상의 직물을 이음 처리하기 위한 이음 루프(seming loops)를 가짐으로써 직물을 기계상에서 이음 가능하도록 만들어주는 적어도 하나 이상의 이음층을 포함하는 다층 직물 베이스(multi-layer fabric base)와;

상기 다층 직물 베이스의 상부층에 부착되는 스테이플 섬유 배트(staple fiber batt);

를 포함하고, 상기 스테이플 섬유 배트와 상기 상부층이 이음 처리되었을 때 상기 이음 루프 위 이음영역에서 직물의 나머지 부분과 실질적으로 동일한 특성들을 상기 직물에 제공하는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 1에 있어서,

상기 특성들은 직물의 캘리퍼(caliper)와 물 침투성을 포함하고, 이들 특성을 동일하게 함으로써 상기 이음영역으로부터 시트 마킹(sheet marking)을 감소시키는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 1에 있어서,

상기 다층 직물 베이스가 단일 상부층 조직(single top layer weave)을 가지는 삼중층 직물인 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 1에 있어서,

상기 다층 직물 베이스가 이중 상부층 조직(double top layer weave)을 가지는 사중층 직물인 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 1에 있어서,

상기 이음 루프는 적어도 하나 이상의 이음층 MD 얀들로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 1에 있어서,

상기 직물은 상기 이음 루프를 단단히 얽어주어 서로 맞물리게 한 후(interdigitating) 그 안으로 핀틀(pintle)을 삽입함으로써 무한 루프로 이음 처리 되는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 1에 있어서,

상기 이음 루프는 플랩 컷(flap cut)을 통해 상기 스테이플 섬유 배트와 상부층까지 접근 가능한 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 1에 있어서,

상기 이음영역 위 상부층의 CD 얀들은 직물의 이음영역에 소정 특성들을 부여하기 위해서 선택되는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 1에 있어서,

상기 스테이플 섬유 배트는 니들링(needling)에 의해 상기 상부층에 부착되는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 1에 있어서,

상기 직물 베이스의 이음층에 부착되는 제2스테이플 섬유 배트를 더 포함하 는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 1에 있어서,

상기 얀들 중 적어도 일부 이상은 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 얀인 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 1에 있어서,

상기 얀들이 원형 단면형상, 사각 단면형상, 또는 라운드 부분이 없는(non-round) 단면형상을 가지는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 1에 있어서,

상기 직물의 하부층에 부착된 스테이플 섬유 배트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
제지기 압착부에서의 이용을 위한 기계상에서 이음 가능한 직물에 있어서,

각 층이 교직된(interwoven) 기계방향(MD) 얀들과 기계횡방향(CD) 얀들을 포함하는 다층 직물 베이스를 포함하되, 상기 다층 직물 베이스는,

전체에 걸쳐 직조된 MD 얀들과 CD 얀들을 모두 가지는 적어도 하나 이상의 상부층과, 상기 상부층 아래에서 제지기상의 직물을 이음 처리하기 위한 이음 루프(seming loops)를 가짐으로써 직물을 기계상에서 이음 가능하도록 만들어주는 적어도 하나 이상의 이음층을 포함하고, 상기 상부층에서 적어도 하나 이상 여분의 CD 얀이 상기 이음 루프 위로 직조되는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 14에 있어서,

상기 다층 직물 베이스의 상부층에 부착된 스테이플 섬유 배트(staple fiber batt)를 더 포함하고, 상기 스테이플 섬유 배트와 상기 상부층이 이음 처리되었을 때 상기 이음 루프 위 이음영역에서 직물의 나머지 부분과 실질적으로 동일한 특성들을 상기 직물에 제공하는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 14에 있어서,

상기 특성들은 직물의 캘리퍼(caliper)와 물 침투성을 포함하고, 이들 특성을 동일하게 함으로써 상기 이음영역으로부터 시트 마킹(sheet marking)을 감소시키는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 14에 있어서,

상기 다층 직물 베이스가 단일 상부층 조직(single top layer weave)을 가지는 삼중층 직물이고, 상기 여분의 CD 얀이 상기 단일 상부층 조직에서만 직조되는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 14에 있어서,

상기 다층 직물 베이스가 이중 상부층 조직 또는 두 개의 단일층 조직을 가지는 사중층 직물이고, 상기 여분의 CD 얀이 상기 이중 상부층 조직 또는 상기 두 개의 단일층 조직에서만 직조되는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 14에 있어서,

상기 이음 루프가 적어도 하나 이상의 이음층 MD 얀들로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 14에 있어서,

상기 직물은 상기 이음 루프를 단단히 얽어주어 서로 맞물리게 한 후(interdigitating) 그 안으로 핀틀(pintle)을 삽입함으로써 무한 루프로 이음 처리되는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 14에 있어서,

상기 이음 루프는 플랩 컷(flap cut)을 통해 상기 스테이플 섬유 배트와 상부층까지 접근 가능한 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 14에 있어서,

상기 적어도 하나 이상 여분의 CD 얀들이 상기 직물의 이음영역에 소정 특성들을 부여하기 위해서 선택된 얀들과 짜여지는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 14에 있어서,

상기 스테이플 섬유 배트는 니들링(needling)에 의해 상기 상부층에 부착되는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 14에 있어서,

상기 직물 베이스의 이음층에 부착되는 제2스테이플 섬유 배트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 14에 있어서,

상기 얀들 중 적어도 일부 이상은 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 얀인 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 14에 있어서,

상기 얀들이 원형 단면형상, 사각 단면형상, 또는 라운드 부분이 없는(non-round) 단면형상을 가지는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.
청구항 14에 있어서,

상기 직물의 하부층에 부착된 스테이플 섬유 배트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계상에서 이음 가능한 제지용 직물.